(57)【要約】【課題】  チューブに対する孔の位置を最適化できる熱交換器のタンク構造の提供。【解決手段】  所定の間隔を置いて配置される一対のタンク1,2と、一対のタンク1,2に挿通された状態で固定される複数のチューブ４と、隣接するチューブ４同士の間に配置されるフィン５とから構成されるコア部３を備え、両タンク1,2の内部を、複数の孔９ａを有する仕切り板９で区画した熱交換器のタンク構造において、チューブの端部４ａと孔９ａを対向配置した。【選択図】      図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔を置いて配置される一対のタンクと、
前記一対のタンクに挿通された状態で固定される複数のチューブと、前記隣接するチューブ同士の間に配置されるフィンとから構成されるコア部を備え、
前記両タンクのうち、少なくとも一方側のタンクの内部を、複数の孔を有する仕切り板で区画した熱交換器のタンク構造において、
前記チューブの端部と前記孔を対向配置したことを特徴とする熱交換器のタンク構造。
【請求項２】
請求項１記載の熱交換器のタンク構造において、
前記一対のタンクをコア部の左右に配置し、
前記孔の開口断面積をチューブの開口断面積の１．５倍としたことを特徴とする熱交換器のタンク構造。
【請求項３】
請求項１記載の熱交換器のタンク構造において、
前記一対のタンクをコア部の上下に配置し、
前記孔の開口断面積とチューブの開口断面積を等しくしたことを特徴とする熱交換器のタンク構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器のタンク構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所定の間隔を置いて配置される一対のタンクと、前記一対のタンクに挿通された状態で固定される複数のチューブと、前記隣接するチューブ同士の間に配置されるフィンとから構成されるコア部を備え、前記両タンクのうち、少なくとも一方側のタンクの内部を、複数の孔を有する仕切り板で区画した熱交換器のタンク構造の技術が公知になっている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３３７３９４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の熱交換器のタンク構造では、チューブに対する孔の形成位置や形成数によっては熱交換器の性能低下を招いたり、製造時の手間が増えてコストアップに繋がるという虞があった。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、チューブに対する孔の位置を最適化できる熱交換器のタンク構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１記載の発明では、所定の間隔を置いて配置される一対のタンクと、前記一対のタンクに挿通された状態で固定される複数のチューブと、前記隣接するチューブ同士の間に配置されるフィンとから構成されるコア部を備え、前記両タンクのうち、少なくとも一方側のタンクの内部を、複数の孔を有する仕切り板で区画した熱交換器のタンク構造において、前記チューブの端部と前記各孔を対向配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の請求項１記載の発明にあっては、所定の間隔を置いて配置される一対のタンクと、前記一対のタンクに挿通された状態で固定される複数のチューブと、前記隣接するチューブ同士の間に配置されるフィンとから構成されるコア部を備え、前記両タンクのうち、少なくとも一方側のタンクの内部を、複数の孔を有する仕切り板で区画した熱交換器のタンク構造において、前記チューブの端部と前記孔を対向配置したため、チューブに対する孔の位置を最適化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
以下、実施例１を説明する。
なお、本実施例１では熱交換器をコンデンサに適用した場合について説明する。
図１は本発明の実施例１の熱交換器のタンク構造が採用された熱交換器の正面図、図２は同分解図、図３は図１の矢視Ａ付近におけるタンク１の分解斜視図、図４は仕切り板の正面図、図５は同右側面図、図６は同平面図、図７〜９はタンクの組み付けを説明する図である。
図１０はタンク１内の流通媒体の流れを説明する図であり、作用を説明する図、図１１はタンク２内の流通媒体の流れを説明する図であり、作用を説明する図、図１２は放熱性能試験結果を示す図、図１３はダウンフロー型の熱交換器を示す正面図である。
【０００９】
先ず、全体構成を説明する。
図１、２に示すように、本実施例１の熱交換器のタンク構造が採用された熱交換器は、所定の間隔を置いて左右に配置された一対のタンク1,2と、両タンク1,2の間に配置されたコア部３が備えられている。
【００１０】
両タンク1,2は、それぞれの内部が後述する仕切り板９で仕切られることによって第１タンク室R1,R3と第２タンク室R2,R4が形成されている。
また、タンク１には、第１タンク室Ｒ１に連通してコネクタＰ１が設けられ、一方、タンク２には、第２タンク室Ｒ４に連通してコネクタＰ２が設けられている。
さらに、両タンク1,2の長手方向両端部にはパッチT1,T2が装着されている。
【００１１】
コア部３は、タンク1,2の構成部材でもあるチューブプレート８に両端部が挿通し固定された複数の偏平管状のチューブ４と、隣接するチューブ４同士の間に配置される複数の波状のフィン５で構成され、その上下端部はタンク1,2の各チューブプレート８に挿通し固定された一対のレインフォース6,7によって連結補強されている。
【００１２】
タンク1,2は、コネクタP1,P2の取り付け位置が異なること以外は左右対称形状であるため、以下ではタンク１についてのみ詳述する。
図２、３に示すように、タンク１は、チューブプレート８と、仕切り板９と、タンクプレート１０と、パッチT1,T2と、コネクタＰ１で構成されている。
【００１３】
チューブプレート８は、略コ字状断面の板状に形成される他、コア部３の各チューブの端部４ａが挿通し固定されたチューブ孔８ａが形成されている。また、最外端のチューブ孔８ａに近接してそれぞれ対応するレインフォース6,7が挿通し固定されたレインフォース孔６ａが形成されている。
【００１４】
図３〜６に示すように、仕切り板９は、略碗状断面の板状に形成される他、各チューブの端部４ａにそれぞれ対応して孔９ａが対向配置されている（図１０参照）。
また、本実施例１の孔９ａは直径６ｍｍの円形状に形成され、その開口断面積はチューブの端部４ａの開口断面積の１．５倍の大きさとなっている。なお、孔９ａは円形状に限らず、長孔形状等に形成しても良い。
【００１５】
タンクプレート１０は、略コ字状断面の板状に形成される他、コネクタＰ１が固定される部位には連通孔１０ａが形成されている。
また、チューブプレート８とタンクプレート１０の内側には、仕切り板９ａのタンク１に対する位置ずれを防止するための突起部１１が複数設けられている。なお、突起部１１の形状、形成数、形成位置については適宜設定できる。
【００１６】
コネクタＰ１は、略直方体形状に形成される他、上記連通孔１０ａと連通される接続孔１３ａと、図外の車体側接続管を固定するための螺子孔１３ｂが形成されている。
【００１７】
パッチT1,T2は、略正方形の板状に形成される他、タンク１に装着される面には上下方向に突出した挿入部１２が形成されている。
【００１８】
その他、本実施例１の熱交換器の構成部材は全てアルミ製であり、各構成部材の接合部のうちの少なくとも一方側にはろう材から成るクラッド層（ブレージングシート）が設けられている。
【００１９】
次に、作用を説明する。
このように構成された熱交換器を製造するには、先ず、チューブ４、フィン５、レインフォース6,7を積層した後、これらの長手方向両端部にチューブプレート８を組み付けてコア部３を仮組みする。
次に、図３、７に示すように、コア部３の左右両側において、チューブプレート８とタンクプレート１０を仕切り板９を介在させた状態で最中状に重ね合わせる。
この際、チューブプレート８の対向する側壁8b,8bの先端部とタンクプレート１０の対向する側壁10b,10bの先端部が当接した状態となる。
また、仕切り板９のコ字状断面の対向する側壁9b,9bは複数の突起部１１によって位置決めされた状態で側壁8b,8bと側壁10b,10bの内側に当接した状態となる。
【００２０】
次に、図８、９に示すように、コア部３の左右両側において、チューブプレート８とタンクプレート１０の長手方向両端部にそれぞれ対応するパッチT1,T2を装着することによりタンク1,2を形成する。
この際、タンク１においてパッチT1,T2の挿入部１２が仕切り板９に当接することにより、その内部が仕切り板９によって第１タンク室Ｒ１と第２タンク室Ｒ２に区画され、一方、タンク２もタンク１と同様にその内部が仕切り板９によって第１タンク室Ｒ３と第２タンク室Ｒ４に区画される。
【００２１】
次に、タンク１のタンクプレート１０の連通孔１０ａにコネクタＰ１の接続孔１３ａを連通させた状態として該コネクタＰ１を図外の治具で仮固定し、一方、タンク２のタンクプレート１０にもタンク１と同様にコネクタＰ２を図外の治具で仮固定する。
【００２２】
このように仮組みされた熱交換器は、図外の加熱炉に搬送されて熱処理されることにより、各構成部材の当接部がろう付け固定されて一体的に形成される。
【００２３】
そして、車両に搭載された熱交換器の両コネクタP1,P2はそれぞれ図示を省略する車両側接続管に接続される他、図外のコンプレッサ側からコネクタＰ１の接続孔１３ａ及びタンクプレート１０の連通孔１０ａを介してタンク１の第１タンク室Ｒ１に流入した約７０℃前後の流通媒体は、タンク１の仕切り板９の孔９ａを介して第２タンク室Ｒ２に流入する。
【００２４】
次に、第２タンク室Ｒ２の流通媒体は、各チューブ４を流通してタンク２の第１タンク室Ｒ３に流入する間にコア部３を通過する車両走行風またはファンによる強制風とフィン５を介して熱交換されることにより、約４５℃前後まで冷却された後、タンク２の第１タンク室Ｒ３に流入する。
【００２５】
次に、タンク２の第１タンク室Ｒ３内の流通媒体は、タンク２の仕切り板９の孔９ａを介して第２タンク室Ｒ４に流入した後、コネクタＰ２の接続孔１３ａから図外のエバポレータ側へ排出され、コンデンサとして機能する。
【００２６】
この際、図１０に示すように、タンク１の内部では、タンク１の仕切り板９の孔９ａとチューブ４を対向配置しているため、第１タンク室Ｒ１の流通媒体が仕切り板９の各孔９ａを介して第２タンク室Ｒ２へ均一に流入し、これによって、第２タンク室Ｒ２の流通媒体を各チューブの端部４ａへ均一に整流化させた状態で流通させることができ、熱交換器の冷却性能の向上を図ることができる。
【００２７】
一方、図１１に示すように、タンク２の内部では、第１タンク室Ｒ３の流通媒体が仕切り板９の各孔９ａを介して第２タンク室Ｒ４へ均一に流入するため、隣り合うチューブ４から排出される流通媒体の影響を受けることなく、第１タンク室Ｒ３の流通媒体を第２タンク室Ｒ４へ均一に整流化させて流入させることができる。
【００２８】
ここで、下記のように条件の異なる熱交換器を複数用意して放熱試験を行った結果を図１２に示す。
放熱試験に用いた熱交換器は、本実施例１のように一対のタンク1,2をコア部３の左右に配置した所謂クロスフロー型の熱交換器において、コア部３のコアサイズのアスペクト比（横／縦）を１．５にしたタイプＸと、図１３に示すように、一対のタンク1,2をコア部３の上下に配置した所謂ダウンフロー型の熱交換器において、コア部３のコアサイズのアスペクト比（横／縦）を０．７にしたタイプＹと、アスペクト比を２．１にしたタイプＺを用いた。
なお、チューブ４の開口断面積は約１３ｍｍ２であり直径４ｍｍの孔９ａの開口断面積と等しい。
【００２９】
図１２に示すように、本実施例１のようにクロスフロー型の熱交換器（タイプＸ）は、孔９ａの開口断面積をチューブ４の開口断面積の１．５倍にすることによって、チューブ４に対する孔９ａの位置と大きさを最適化でき、タンク1,2に仕切り板９を設けない場合に比べて最大で約５．５％の放熱性能を向上することができた。
【００３０】
また、ダウンフロー型の熱交換器（タイプＹ、Ｚ）は、孔９ａの開口断面積とチューブ４の開口断面積を等しくすることによって、チューブ４に対する孔９ａの位置と大きさを最適化でき、タンク1,2に仕切り板９を設けない場合に比べて最大で約１．４％の放熱性能を向上することができた。
【００３１】
また、タイプＸ〜Ｚの熱交換器において、孔９ａの数をチューブ４の本数より増減した場合や、孔９ａとチューブの端部４ａを対向配置ではなくオフセット配置した場合には、いずれも放熱性能が低下してしまい、実際上の使用は困難であった。
【００３２】
次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例１の熱交換器のタンク構造にあっては、所定の間隔を置いて配置される一対のタンク1,2と、一対のタンク1,2に挿通された状態で固定される複数のチューブ４と、隣接するチューブ４同士の間に配置されるフィン５とから構成されるコア部３を備え、両タンク1,2の内部を、複数の孔９ａを有する仕切り板９で区画した熱交換器のタンク構造において、チューブの端部４ａと孔９ａを対向配置したため、熱交換器の性能低下を招いたり、製造時の手間を増やすことなく、チューブ４に対する孔９ａの位置を最適化できる。
【００３３】
また、一対のタンク1,2をコア部３の左右に配置し、孔９ａの開口断面積をチューブ４の開口断面積の約１．５倍としたため、一対のタンク1,2をコア部３の左右に配置した熱交換器のチューブ４に対する孔９ａの大きさを最適化できる。
【００３４】
また、一対のタンク1,2をコア部３の上下に配置し、孔９ａの開口断面積とチューブ４の開口断面積を略等しくしたため、一対のタンク1,2をコア部３の上下に配置した熱交換器のチューブ４に対する孔９ａの大きさを最適化できる。
【００３５】
以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、本実施例１ではタンク1,2の両方に仕切り板９を設けたが、一方側にのみ設ける場合も当然考えられる。
また、熱交換器はコンデンサに限らず、ラジエータ、オイルクーラ、インタークーラ等の一般的な熱交換器に適用しても良く、その際に行われる詳細な部位の形状変更及び材質変更等は本発明の範疇となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施例１の熱交換器のタンク構造が採用された熱交換器の正面図である。
【図２】本発明の実施例１の熱交換器のタンク構造が採用された熱交換器の正面分解図である。
【図３】図１の矢視Ａ付近におけるタンク１の分解斜視図である。
【図４】仕切り板の正面図である。
【図５】仕切り板の右側面図である。
【図６】仕切り板の平面図である。
【図７】タンク１の組み付けを説明する図である。
【図８】タンク１の組み付けを説明する図である。
【図９】タンク１の組み付けを説明する図である。
【図１０】タンク１内の流通媒体の流れを説明する図であり、作用を説明する図である。
【図１１】タンク２内の流通媒体の流れを説明する図であり、作用を説明する図である。
【図１２】放熱性能試験結果を示す図である。
【図１３】ダウンフロー型の熱交換器を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３７】
Ｐ１、Ｐ２  コネクタ
Ｒ１、Ｒ３  第１タンク室
Ｒ３、Ｒ４  第２タンク室
Ｔ１、Ｔ２  パッチ
１、２  タンク
３  コア部
４  チューブ
４ａ  （チューブの）端部
５  フィン
６、７  レインフォース
６ａ  レインフォース孔
８  チューブプレート
８ａ  チューブ孔
８ｂ  側壁
９  仕切り板
９ａ  孔
９ｂ  側壁
１０  タンクプレート
１０ａ  連通孔
１０ｂ  側壁
１１  突起部
１２  挿入部
１３ａ  接続孔
１３ｂ  螺子孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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