(57)【要約】【課題】  軽量で簡便な構造の熱交換器の提供。【解決手段】  熱交換媒体が流通し、少なくとも１ターン以上隣り合う往路のチューブ８と復路のチューブ８の間が離間した熱交換器Ａ１であって、別体の放熱プレート３１が複数のチューブ８の少なくとも一面側に亘って接触していることとした。【選択図】      図１
2009272137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換媒体が流通し、少なくとも１ターン以上隣り合う往路のチューブと復路のチューブの間が離間した熱交換器であって、
別体の放熱プレートが前記複数のチューブの少なくとも一面側に亘って接触していることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１記載の熱交換器において、
前記チューブの一端側にチューブ内部と連通するようにヘッダタンクが設けられ、
前記隣り合うチューブはそれぞれ独立したヘッダタンクの開口部と連通し、
前記放熱プレートが複数のチューブとヘッダタンクに亘って接触していることを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項２記載の熱交換器において、
前記チューブの両端にヘッダタンクが設けられ、
前記チューブの両面側にチューブとヘッダタンクに亘って放熱プレートが接触し、
隣り合うチューブの間の離間部と、放熱プレート外側とが連通する連通部を有することを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
請求項２または３記載の熱交換器において、
前記チューブ、ヘッダタンク、放熱プレートの接合面に設けられたろう材により炉内でこれら三者が一体的にろう付け接合されたことを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
請求項３または４記載の熱交換器において、
前記連通部は放熱プレートにおける複数のチューブに亘って設けられた凸状部としたことを特徴とする熱交換器。
【請求項６】
請求項３または４記載の熱交換器において、
前記連通部は放熱プレートに設けられた穴としたことを特徴とする熱交換器。
【請求項７】
請求項５記載の熱交換器において、
前記放熱プレートは発熱体が接触され、凸状部により発熱体の移動規制を行うことを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のプレートを積層して熱交換媒体の通路を形成した熱交換器の技術が公知となっている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−８９４７６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、従来の発明にあっては、複数のプレートを積層して通路を形成しているため、通路の気密性の確保が困難であると共に、重量が大幅に増大するという問題点があった。
【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、軽量で簡便な構造の熱交換器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明では、熱交換媒体が流通し、少なくとも１ターン以上隣り合う往路のチューブと復路のチューブの間が離間した熱交換器であって、別体の放熱プレートが上記複数のチューブの少なくとも一面側に亘って接触していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明では、放熱プレートが複数のチューブの少なくとも一面側に亘って接触しているため、軽量で簡便な構造の熱交換器を提供できる。
【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。
図１は実施例１の熱交換器を示す正面図、図２は同平面図、図３は実施例１の熱交換器の発熱体を除いた斜視図、図４は同分解図である。
図５は実施例１の熱交換器本体の正面図、図６は実施例１のヘッダタンクの内部を説明する断面図、図７は図６のＳ７−Ｓ７線における断面図、図８は図６のＳ８−Ｓ８線における断面図である。
【０００９】
先ず、全体構成を説明する。
図１〜４に示すように、実施例１の熱交換器Ａ１では、熱交換器本体１と、この熱交換器本体１の両面に設けられた放熱プレート2,3と、放熱プレート2,3にそれぞれ設けられた複数（実施例では合計８つ）の発熱体4,5等が備えられている。
【００１０】
図５に示すように、熱交換器本体１は、左右に所定間隔を置いて配置された一対のヘッダタンク6,7と、両ヘッダタンク6,7に挿通し固定された複数（実施例１では３つ）のチューブ８とから構成されている。
【００１１】
両ヘッダタンク6,7は、円筒状に形成される他、その上下端部が略円盤状のキャップ９で閉塞されている。
また、ヘッダタンク６はディバイドプレートＤ１で２つの室R1,R3に区分けされる一方、ヘッダタンク７はディバイドプレートＤ２で２つの室R2,R4に区分けされている。
さらに、ヘッダタンク６には室Ｒ１に連通したポート１０ａを有する入力コネクタ１０が設けられる一方、ヘッダタンク７には室Ｒ４に連通したポート１１ａを有する出力コネクタ１１が設けられている。
なお、ヘッダタンク6,7の構成については適宜設定でき、例えば、２つの半円筒状の分割体を最中状に重ね合わせて構成しても良い。
【００１２】
実施例１のチューブ８は、３つのチューブ８ａ〜８ｃで構成される他、図６、７に示すように、それぞれ平板状の母材を押し出し成形して形成された複数（実施例では５つ）の通路１２が長手方向に亘って貫通形成されており、その両端部がヘッダタンク6,7に形成された挿入穴１３に挿通し固定されている。
また、各チューブ８同士間には所定の隙間１４（請求項の離間部に相当）が形成されている（図１参照）。
なお、通路１２を含むチューブ８の形状、設置数等については適宜設定できる。
図８に示すように、ディバイドプレートＤ１（Ｄ２）はヘッダタンク６（７）の外周部の外方側半周部分に形成されたスリット１５に嵌合した状態で設けられている。
なお、ディバイドプレートD1,D2とヘッダタンク6,7との固定構造は適宜設定できる。
【００１３】
両放熱プレート2,3はチューブ８の全体外形と等しい面積を有する平板状に形成される他、放熱プレート２の長手方向一方側にはヘッダタンク７の一部外周形状に沿った円弧断面の爪部２ａが形成される一方、放熱プレート３の長手方向他方側にはヘッダタンク６の一部外周形状に沿った円弧断面の爪部３ａが形成されている。
また、放熱プレート2,3には、チューブ８の長手方向と直交する方向に長い矩形状に貫通形成された穴で構成される連通部１６が複数（実施例では３つ）設けられている。
そして、放熱プレート2,3はチューブ８のそれぞれ対応する一面に密着した状態で接合されると共に、爪部2a,3aがそれぞれ対応するヘッダタンク6,7の一部外周に密着した状態で接合されている。
これにより、放熱プレート2,3の連通部１６がチューブ８同士の隙間１４に連通されている。
【００１４】
また、前述した熱交換器本体１と両放熱プレート2,3の各構成部材は全てアルミ製で、これらの接合部の接合面にはろう材（クラッド層）が設けられており、これらは予め仮組みされた後、炉内で熱処理されることによりろう付け接合されている。
【００１５】
発熱体4,5は、例えばバッテリが採用される。
バッテリは車両の電動機（主に走行用モータ）に電気を供給するためのものであって、公知のように、繰り返し充放電が可能なニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、またはリチウムイオン電池等の二次電池が採用されている。
また、発熱体4,5は、それぞれ複数（実施例１では８つ）のモジュールで構成されており、これらは電気的に直列または並列に接続されている。
また、各発熱体4,5の底部はそれぞれ対応する放熱プレート2,3に密着した状態で、螺子等の図示を省略する締結部材で固定されている。
なお、発熱体の種類、形状、設置数、配置等は適宜設定できる。
【００１６】
次に、作用を説明する。
<熱交換器の軽量化とコンパクト化について>
実施例１の熱交換器は、放熱プレート2,3が複数のチューブ８の両面に亘って接触した状態で設けられているため、従来の発明に比べて、熱交換器Ａ１の軽量化とコンパクト化を図ることができる。
【００１７】
<熱交換器の作動について>
このように構成された熱交換器Ａ１は、入力コネクタ１０と出力コネクタ１１に図示しない車両の冷凍サイクルの接続管が接続された状態で介装される。
例えば、熱交換器Ａ１はエンジン冷却用の冷凍サイクルにおけるラジエータの下流側（熱交換媒体温度８０℃前後）に介装される。
あるいは、車室内空調用冷凍サイクルのコンデンサの下流側（熱交換媒体温度６０℃前後）に介装される。
あるいは、専用の熱交換媒体を用いた専用の冷凍サイクルに介装される。
【００１８】
そして、図６に示すように、入力コネクタ１０のポート１０ａを介してヘッダタンク６の室Ｒ１に流入した低温な熱交換媒体は、先ず、チューブ８ａの通路１２を流通してヘッダタンク７の室Ｒ２に流入する。
次に、タンク７の室Ｒ２の熱交換媒体はターンしてチューブ８ｂの通路１２を流通してタンク６の室Ｒ３に流入する。
次に、タンク６の室Ｒ３の熱交換媒体はターンしてチューブ８ｃの通路１２を流通してタンク７の室Ｒ４に流入した後、出力コネクタ１１のポート１１ｂを介して排出される。
【００１９】
一方、発熱体4,5は発熱して高温化し、この際、放熱プレート2,3を介してチューブ８を流通する低温な熱交換媒体と熱交換して熱を奪われ、これによって発熱体4,5を冷却できる。
【００２０】
<放熱プレートについて>
実施例１では、チューブ８の両面に亘って放熱プレート2,3を密着した状態で設けている。さらに、発熱体4,5を放熱プレート2,3に密着した状態で設けている。
これにより、簡便な構成でもって発熱体4,5の熱を放熱プレート2,3からチューブ８に効率良く伝達でき、冷却性能を向上できる。
【００２１】
また、放熱プレート2,3の爪部2a,3aはヘッダタンク6,7の一部外周に密着した状態で設けられている。
これにより、放熱プレート2,3の熱をヘッダタンク6,7に伝達させて冷却性能を向上できると共に、放熱プレート2,3の熱を均等化できる。
【００２２】
また、爪部2a,3aとヘッダタンク6,7のろう付け接合により、放熱プレート2,3とヘッダタンク6,7との強度向上を図ることができる。
【００２３】
<チューブ同士の隙間について>
実施例１では、放熱プレート2,3の各連通部１６が隣接するチューブ８同士の隙間１４に連通されている。
これによって、隙間１４に熱気が滞留するのを防止でき、冷却性能を向上できる。
また、チューブ８同士の隙間１４に異物が侵入した場合でも排出性が良い。
さらに、熱交換器本体１と放熱チューブ８とをろう付け接合する際に隙間１４が密閉されず、ろう付け不良を防止できる。
【００２４】
次に、効果を説明する。
以上、説明したように、実施例１の発明では、熱交換媒体が流通し、少なくとも１ターン以上隣り合う往路のチューブ８と復路のチューブ８の間が離間した熱交換器Ａ１であって、別体の放熱プレート2,3が複数のチューブ８の少なくとも一面側に亘って接触しているため、軽量で簡便な構造の熱交換器Ａ１を実現できる。
【００２５】
また、チューブ８の一端側にチューブ８内部と連通するようにヘッダタンク6,7が設けられ、隣り合うチューブ８はそれぞれ独立したヘッダタンク6,7の開口部（室Ｒ１〜Ｒ４）と連通し、放熱プレート2,3が複数のチューブ８とヘッダタンク6,7に亘って接触しているため、チューブ８と放熱プレート2,3との熱交換効率を向上できる。
【００２６】
また、チューブ８の両端にヘッダタンク6,7が設けられ、チューブ８の両面側にチューブ８とヘッダタンク6,7に亘って放熱プレート2,3が接触し、隣り合うチューブ８の間の離間部（隙間１４）と、放熱プレート2,3外側とが連通する連通部１６を有するため、離間部の熱気防止、異物の排出、良好なろう付け性を実現できる。
【００２７】
また、チューブ８、ヘッダタンク6,7、放熱プレート2,3の接合面に設けられたろう材により炉内でこれら三者が一体的にろう付け接合されるため、これらを一体的に形成でき、製造コストを低減できる。
【実施例２】
【００２８】
以下、実施例２を説明する。
実施例２において、実施例１と同様の構成部材については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。
【００２９】
図９は実施例２の熱交換器を示す正面図、図１０は同平面図である。
【００３０】
図９、１０に示すように、実施例２の熱交換器Ａ２では、実施例１で説明した放熱プレート2,3の連通部１６の代わりに凸状部２０を設けた例である。
具体的には、実施例２の凸状部２０は放熱プレート2,3の一部をコ字状断面にプレス加工して形成される他、チューブ８との間に形成される連通部２１は上下方向に貫通している。
これにより、連通部２１はチューブ８同士の隙間１４と連通されている。
さらに、凸状部２０は隣接するそれぞれ対応する発熱体4,5の側部に当接している。
【００３１】
従って、実施例２では、実施例１と作用・効果に加えて、凸状部２０に形成された連通部２１でもってチューブ８同士の隙間１４の熱気防止、異物の排出性の向上、ろう付け不良の防止を図ることができる。
【００３２】
加えて、凸状部２０が発熱体4,5の側部に当接することで発熱体4,5との接触面積を増やすことができ、冷却性能を向上できる。
加えて、発熱体4,5の移動規制と取付時の位置決めを行うことができる。
【実施例３】
【００３３】
以下、実施例３を説明する。
【００３４】
図１１は実施例３の熱交換器を示す正面図、図１２は同平面図、図１３は図１１のＳ１３−Ｓ１３線における断面図である。
【００３５】
図１１、１２に示すように、実施例３の熱交換器Ａ３では、蛇行チューブ３０と、蛇行チューブ３０に密着した状態で設けられた平板状の放熱プレート３１と、放熱プレート３１に密着した状態で設けられた発熱体３２が備えられている。
蛇行チューブ３０は、放熱プレート３１の板厚方向に短軸を有する楕円形断面の偏平管を蛇行状に曲げ加工されて形成されている。
また、蛇行チューブ３０の一端は放熱プレート３１から突出した状態で円形断面の入力ポート３３が開口され、他端は入力ポート３３と隣接して出力ポート３４が開口されている。
また、蛇行チューブ３０及び放熱プレート３１はアルミ製であり、これらの接合部の接合面にはろう材（クラッド層）が設けられ、これらは予め仮組みされた後、炉内で熱処理されることによりろう付け接合されている。
【００３６】
発熱体３２は、実施例１と同様のバッテリであり、放熱プレート３１に密着した状態で図示しない螺子等の締結部材で締結されている。
なお、蛇行チューブ３０の断面形状は適宜設定でき、例えばレーストラック型断面でも良い。
【００３７】
このように構成された熱交換器Ａ１は、実施例１と同様に、入力ポート３３と出力ポート３４に図示しない車両の冷凍サイクルの接続管が接続された状態で介装される。
【００３８】
そして、入力ポート３３を介して蛇行チューブ３０に流入した熱交換媒体は該蛇行チューブ３０内を蛇行状に流通して出力ポート３４から排出される。
一方、発熱体３２は発熱して高温化し、この際、放熱プレート３１を介して蛇行チューブ３０を流通する低温な熱交換媒体と熱交換して熱を奪われ、これによって発熱体３２を冷却できる。
【００３９】
従って、実施例３では、コンパクトな構成でもって放熱プレート３１の熱交換効率を向上でき、冷却性能を向上できる。
また、蛇行チューブ３０を偏平管としたことで、放熱プレート３１の平面度に大きな影響を受けることなく、良好に密着した状態でろう付けできると同時に、接触面積を大きく確保でき、冷却性能の向上に繋がる。
【００４０】
以上、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、実施例１、２では、チューブ８の両面に放熱プレート2,3を設けたが一面にのみ設けても良い。
【００４１】
発熱体の位置移動規制及び取付時の位置決めは適宜の構造で行える。
例えば、図１４に示すように、実施例１で説明した放熱プレート２（３）の連通部の開口部周縁をバーリング加工したバーリング部１００を形成して、ここに発熱体４（５）を当接させる。
【００４２】
あるいは、図１５に示すように、実施例１で説明した放熱プレート２（３）の連通部を、該放熱プレート２（３）の一部を切り起こし加工した連通部１６で構成すると共に、この切り起こした壁部２００に発熱体４（５）を当接させる。
【００４３】
あるいは、図１６に示すように、放熱プレート２（３）の一部をプレス加工して凹凸状３００に形成する一方、発熱体４（５）を凹凸状に合わせた形状として、これら両者を嵌合させる。
なお、凹凸状３００の凸部３０１はチューブ８に図示しない凹部を形成して嵌合させるか、開口部として発熱体４（５）を直接チューブ８に接触させる。
【００４４】
また、図１７に示すように、実施例３において、放熱プレート３１の一部をチューブ３０の一部外周に沿ってプレス加工した収容部４００を形成して、チューブ３０とろう付け接合することにより、チューブ３０のろう付け代を確保したり、これら両者の接触面積を増やして熱交換を促進させても良い。
【００４５】
また、図１８に示すように、実施例１または２において、放熱プレート４（５）の長手方向両端部に爪部２ａ（３ａ）を設けて両ヘッダタンク6,7に接合しても良い。
【００４６】
加えて、図１９に示すように、爪部２ａ（３ａ）の一部に実施例２と同様に上下方向に貫通した連通部５００を設け、この連通部５００をチューブ８同士の隙間１４に連通させても良い。
この場合、連通部５００を両側に配置できるため、発熱体4,5を大型化でき、設置数を減らすことができる。
【００４７】
また、実施例３において、放熱プレート３１及びバッテリを蛇行チューブ３０の両面に配置しても良い。
加えて、図２０に示すように、チューブ８の折り返し部分同士を密着した状態でろう付け接合しても良い。
これにより、実施例１と同様の作用・効果を得ることができることに加え、更なるコンパクト化を図ることができる。
なお、放熱プレート３１には実施例１と同様の連通部６００を設ける。
【００４８】
また、図２１に示すように、熱交換器Ａ１を箱状のケース７００内に収容しても良い。
この際、ケース７００内を発熱体４（５）が結露しない温度・湿度状況下に保つようにする。
また、ケースとの熱抵抗を小さくするために板バネや放熱シート等の介装部材７０１を設けることもできる。
また、放熱プレート３１に放熱フィン７０２を設けることもできる。
【００４９】
また、前述した実施例では、熱交換器で発熱体を冷却する例について説明したが、この限りではなく、放熱プレートに熱交換媒体よりも低温な被冷却体を設けて、被冷却体を暖めるヒータとして用いることも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施例１の熱交換器を示す正面図である。
【図２】実施例１の熱交換器を示す平面図である。
【図３】実施例１の熱交換器の発熱体を除いた斜視図である。
【図４】実施例１の熱交換器の発熱体を除いた分解図である。
【図５】実施例１の熱交換器本体の正面図である。
【図６】実施例１のヘッダタンクの内部を説明する断面図である。
【図７】図６のＳ７−Ｓ７線における断面図である。
【図８】図６のＳ８−Ｓ８線における断面図である。
【図９】実施例２の熱交換器を示す正面図である。
【図１０】実施例２の熱交換器を示す平面図である。
【図１１】実施例３の熱交換器を示す正面図である。
【図１２】実施例３の熱交換器を示す平面図である。
【図１３】図１１のＳ１３−Ｓ１３線における断面図である。
【図１４】その他の実施例の熱交換器を説明する図（一部のみ）である。
【図１５】その他の実施例の熱交換器を説明する図（一部のみ）である。
【図１６】その他の実施例の熱交換器を説明する図（一部のみ）である。
【図１７】その他の実施例の熱交換器を説明する図（一部のみ）である。
【図１８】その他の実施例の熱交換器を説明する図（一部のみ）である。
【図１９】その他の実施例の熱交換器を説明する図（一部のみ）である。
【図２０】その他の実施例の熱交換器を説明する図（一部のみ）である。
【図２１】その他の実施例の熱交換器を説明する図（一部のみ）である。
【符号の説明】
【００５１】
Ｄ１、Ｄ２  ディバイドプレート
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４  室
Ａ１、Ａ２、Ａ３  熱交換器
１  熱交換器本体
２、３  放熱プレート
２ａ、３ａ  爪部
４、５  発熱体
６、７  ヘッダタンク
８、８ａ、８ｂ、８ｃ  チューブ
９  キャップ
１０  入力コネクタ
１０ａ、１１ａ  ポート
１１  出力コネクタ
１２  通路
１３  挿入穴
１４  隙間
１５  スリット
１６  連通部
２０  凸状部
２１  連通部
３０  蛇行チューブ
３１  放熱プレート
３２  発熱体
３３  入力ポート
３４  出力ポート
１００  バーリング部
２００  壁部
３００  凹凸状
３０１  凸部
４００  収容部
５００  連通部
６００  連通部
７００  ケース
７０１  介装部材
７０２  放熱フィン
【図１】
2009272137.tif 000003
【図２】
2009272137.tif 000004
【図３】
2009272137.tif 000005
【図４】
2009272137.tif 000006
【図５】
2009272137.tif 000007
【図６】
2009272137.tif 000008
【図７】
2009272137.tif 000009
【図８】
2009272137.tif 000010
【図９】
2009272137.tif 000011
【図１０】
2009272137.tif 000012
【図１１】
2009272137.tif 000013
【図１２】
2009272137.tif 000014
【図１３】
2009272137.tif 000015
【図１４】
2009272137.tif 000016
【図１５】
2009272137.tif 000017
【図１６】
2009272137.tif 000018
【図１７】
2009272137.tif 000019
【図１８】
2009272137.tif 000020
【図１９】
2009272137.tif 000021
【図２０】
2009272137.tif 000022
【図２１】
2009272137.tif 000023