JP2000105095A

JP2000105095A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2000105095A
Application number: JP10276087A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Yamauchi; 山内　　芳幸; Ken Yamamoto; 山本　　憲; Isao Azeyanagi; 功畔柳; Masamichi Makihara; 正径牧原; Michiyasu Yamamoto; 道泰山本
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-09-29
Filing date: 1998-09-29
Publication date: 2000-04-11
Anticipated expiration: 2018-09-29
Also published as: JP4081883B2

Abstract

(57)【要約】【課題】偏平状のチューブ２とフィン５を交互に多数
配置した形式の熱交換器において、空気流れ方向端部で
のチューブ２とフィン５間の熱伝達を良好にして、熱交
換性能の向上を図る。【解決手段】チューブ２に形成したフィン対向面５７
は、空気流れ方向Ｚと直交する方向Ｙで接合部５５と重
なり、かつフィン５と接触するようにしている。これに
よれば、チューブ２とフィン５との接触部長さが、フィ
ン対向面５７とフィン５との接触部長さＬ₁分だけ増加
し、チューブ２とフィン５間の熱伝達が良好に行われる
ようになって、熱交換性能が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内部に流体通路を
有するチューブと、空気との伝熱面積を増大させるフィ
ンとを、交互に多数配置した形式の熱交換器に関し、例
えば車両用空調装置の冷媒蒸発器や凝縮器として好適な
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱交換器は、図１１（図１に示す
冷媒蒸発器１のＡ−Ａ断面に相当）に示すように、一対
のコアプレート４を接合して偏平状のチューブ２が構成
され、チューブ２の内部の冷媒通路２ａは、コアプレー
ト４の空気流れ方向Ｚ端部に設けた接合部４ｂにより気
密にされている。そして、チューブ２とフィン５が交互
に積層され、空気が矢印Ｚ方向に流れるようになってい
る。

【０００３】また、他の従来例として、特開平８−２９
１９９２号公報に示されたものがあり、図１２（図１に
示す冷媒蒸発器１のＡ−Ａ断面に相当）に示すように、
一対のコアプレート４を接合部４ｂで接合してチューブ
２を構成し、接合部４ｂよりも空気流れ（矢印Ｚ方向）
の上流側に位置する平面部４ａをフィン５に接触させて
いる。これは、チューブ２において冷媒通路２ａを形成
する部分が腐食して穿孔すると直ちに冷媒洩れにつなが
るため、平面部４ａとフィン５との接触により、チュー
ブ２における冷媒通路２ａの空気流れ上流側壁面４ｅへ
の空気の流れを遮断し、それにより、空気中に含まれる
銅粉等の腐食促進成分による壁面４ｅの腐食を防止する
ものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前者の従来
熱交換器は、接合部４ｂが両側のフィン５の中間部（チ
ューブ２の中心）にあって、接合部４ｂの両側の面４ｃ
とフィン５とが接触していないため、フィン５の空気流
れ上流側端部（非接触部）は、チューブ２との間の熱伝
逹が良好に行われず、熱交換性能がその分だけ低下する
という問題がある。

【０００５】一方、後者の従来熱交換器においても、平
面部４ａはフィン５と接触しているものの、接合部４ｂ
の両側の面４ｃ、および平面部４ａよりも空気流れ上流
側の面４ｄは、フィン５と接触していない。従って、こ
の場合も前者の従来熱交換器と同様に、チューブ２とフ
ィン５が接触していない部分での熱伝逹が良好に行われ
ないという問題が発生する。

【０００６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、チューブとフィンとを交互に多数配置した形式の熱
交換器において、空気流れ方向端部でのチューブとフィ
ン間の熱伝逹を良好にして、熱交換性能の向上を図るこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１ないし６の発明では、プレート（４）を空
気流れ方向（Ｚ）端部の接合部（５４、５５）で接合し
て内部に流体通路（５１，５２）を形成したチューブ
（２）と、空気との伝熱面積を増大させるフィン（５）
とを、空気流れ方向（Ｚ）と直交する方向（Ｙ）に交互
に多数配置した熱交換器において、空気流れ方向（Ｚ）
と直交する方向（Ｙ）で接合部（５５）と重なり、かつ
フィン（５）と接触するフィン対向面（５７）を、チュ
ーブ（２）に形成している。

【０００８】これによれば、従来チューブ（２）とフィ
ン（５）が非接触であった部位、すなわち空気流れ方向
（Ｚ）と直交する方向（Ｙ）で接合部（５５）と重なる
部位でも、上記のフィン対向面（５７）によってチュー
ブ（２）とフィン（５）を接触させることができる。従
って、この新たに接触させた部位でのチューブ（２）と
フィン（５）間の熱伝導が良好に行われるようになり、
その結果熱交換性能が向上する。

【０００９】また、請求項２の発明では、接合部（５
５）よりも先端側をフィン（５）に対向して接触するよ
うに折り曲げてフィン対向面（５７）を形成している。
これによれば、接合部（５５）よりも先端側を折り曲げ
て形成したフィン対向面（５７）とフィン（５）との接
触により、腐食による穿孔が直ちに流体洩れにつながる
部分、すなわちチューブ（２）における流体通路（５
２）の空気流れ上流側壁面（４２）への空気の流れを遮
断して、空気中に含まれる銅粉等の腐食促進成分による
壁面（４２）の腐食を防止することができる。

【００１０】さらに、請求項３の発明のように、フィン
対向面（５７）を、チューブ（２）の空気流れ上流側お
よび空気流れ下流側の両方に形成することにより、空気
流れ上流側および空気流れ下流側の両方で、チューブ
（２）とフィン（５）の接触部位を増加させることがで
き、さらに熱交換性能が向上する。請求項４の発明は、
冷却用の熱交換器に適するもので、フィン対向面（５
７）をチューブ（２）の空気流れ上流側のみに形成し、
空気流れ下流側においてはチューブ（２）とフィン
（５）との間に隙間（５４ｂ）を形成することにより、
空気の冷却によって発生した凝縮水を、空気流れ下流側
に形成したチューブ（２）とフィン（５）との間の隙間
（５４ｂ）からスムーズに排出することができる。

【００１１】さらに、請求項７の発明では、プレート
（４）を接合して内部に流体通路（５１，５２）を形成
したチューブ（２）と、空気との伝熱面積を増大させる
フィン（５）とを、空気流れ方向（Ｚ）と直交する方向
（Ｙ）に交互に多数配置した熱交換器において、空気流
れ方向（Ｚ）端部でプレート（４）を接合し、このプレ
ート（４）の接合部（８１、８７）が空気流れ方向
（Ｚ）端部でフィン（５）に直接接触するようにして、
チューブ（２）とフィン（５）とを接合している。

【００１２】これによれば、空気流れ方向（Ｚ）端部ま
でチューブ（２）とフィン（５）とを接触させることが
できるため、チューブ（２）とフィン（５）との接触部
が増加して、チューブ（２）とフィン（５）間の熱伝導
が良好に行われるようになり、その結果熱交換性能が向
上する。しかも、空気流れ方向（Ｚ）端部まで流体通路
（５１）を形成することができるため、流体通路（５
１）の通路断面積を増加させて、流体通路（５１）内の
圧力損失を低減することができる。

【００１３】なお、請求項８の発明のように、チューブ
（２）の接合部（８１、８７）を含む端部の断面形状を
円弧状にしてもよい。請求項９の発明のように、チュー
ブ（２）の接合部（８１、８７）を含む端部の断面形状
を略コの状にすることにより、チューブ（２）とフィン
（５）との接触部がさらに増加して熱交換性能が一層向
上する。また、流体通路（５１）の通路断面積もさらに
増加して、圧力損失を一層低減することができる。

【００１４】なお、上記各手段に付した括弧内の符号
は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を
示すものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。（第１実施形態）図１〜図４は本発明を車両用空調装置
の冷凍サイクルにおける冷媒蒸発器１（積層型熱交換
器）に適用した第１実施形態を示しており、この蒸発器
１には、図示しない温度作動式膨張弁で減圧され膨張し
た低温低圧の気液二相冷媒が流入するようになってい
る。

【００１６】図１はこの蒸発器１の全体構成を示してお
り、蒸発器１は、図１に示す上下方向を上下にして、車
両用空調装置の空調ユニットケース（図示せず）内に設
置され、空調送風機の送風空気が図１の紙面垂直方向
（図２、４の矢印Ｚ方向）に流れるようになっている。
この蒸発器１は、多数の偏平状のチューブ２が並列に配
置され、隣接するチューブ２間に形成された空気通路３
にコルゲートフィン５が配置され、このチューブ２内を
流れる冷媒とチューブ２の外部を流れる空調用送風空気
とを熱交換させるようになっている。

【００１７】このチューブ２は、図１、２に示すように
２枚（一対）のコアプレート４を対向させた状態で接合
することにより形成される。コアプレート４は、上下方
向に長い略長方形の板材（板厚は０．４ｍｍ〜０．６ｍ
ｍ）であり、具体的材質としては、例えばアルミニュウ
ム心材（Ａ３０００番系の材料）の両面にろう材（Ａ４
０００番系の材料）をクラッドした両面クラッド材を用
いる。

【００１８】コアプレート４の上下両端部には、図２に
示すように、コアプレート４の外方側へ突出する楕円筒
状のタンク部４４〜４７が２個づつ（合計４個）形成さ
れている。このタンク部４４〜４７には、隣接するタン
ク部４４〜４７相互間をそれぞれ連通させる連通穴４４
ａ〜４７ａが形成されている。また、コアプレート４
は、その幅方向（空気流れ方向Ｚ）の中央部に、長手方
向（図２の上下方向）に延びるリブ形状の中央仕切り部
４８が形成され、コアプレート４の外縁部の全周にわた
ってリブ形状の外周縁部４９が形成されている。そし
て、中央仕切り部４８と外周縁部４９との間には、この
両部分４８、４９の面より所定寸法だけ外方へ凹んだ凹
状部５０が形成されている。

【００１９】コアプレート４の外周縁部４９における空
気流れ下流側端部には、ろう付け接合される接合部５４
と、この接合部５４よりもさらに先端側で外方に向けて
曲げられた折曲部５４ａが形成されている（図４参
照）。そして、２枚のコアプレート４を接合することに
より、中央仕切り部４８の両側に２つの冷媒通路５１、
５２が並列に形成される。

【００２０】なお、コアプレート４は、次に説明するプ
レス工程にて加工される部分を除き、予め図２に示す形
状にプレス成形されている。図３にそのプレス工程を示
し、ここではコアプレート４の外周縁部４９における空
気流れ上流側端部が加工される。予め図２に示すように
プレス成形されたコアプレート４は、図３（ａ）のよう
に、後のろう付け工程で接合される接合部５５よりもさ
らに先端側が、コアプレート４外方に向けて約９０°折
り曲げられて、折曲片５６が形成される。次に、図３
（ｂ）のように折曲片５６がさらに４５°程度折り曲げ
られ、最後に図３（ｃ）に示すように、折曲片５６が接
合部５５と対向するように、かつ折曲片５６が接合部５
５と平行になるように、折曲片５６がさらに折り曲げら
れる。

【００２１】このプレス工程では、接合部５５の接合面
５９から折曲片５６のフィン対向面５７までの厚さＴ₁
が、コアプレート４の厚さＴ₂と等しくなるように、言
い換えればフィン対向面５７が冷媒通路５１、５２部の
外表面５８と同一平面になるように、折曲片５６の加工
時のスプリングバックの影響を考慮して加工条件の設定
がなされる。

【００２２】上記のような、一枚の折曲片５６のみが接
合部５５と図３（ｃ）の上下方向（空気流れ方向と直交
する方向）で重なる構成は、コアプレート４の厚さＴ₂
が小さい場合に有利であり、コアプレート４の厚さＴ₂
がコアプレート４の板厚の最低２倍あればよい。そし
て、以上のようにしてコアプレート４を所定形状に成形
し、これを２枚１組として多数組積層した上で、ろう付
けにて接合することにより多数のチューブ２を並列に形
成する。その際、図４に示すように、空気流れ方向Ｚの
両端部にある接合部５４、５５が接合されて、冷媒通路
５１、５２が気密にされる。また、空気流れ上流側で
は、折曲片５６のフィン対向面５７をコルゲートフィン
５と対向して配置して、コルゲートフィン５と接合（接
触）させる。空気流れ下流側には、接合部５４および折
曲部５４ａと、コルゲートフィン５とを非接触にして、
それらの間に凝縮水の排出通路として利用する隙間５４
ｂを設ける。

【００２３】図２、４に示すように、２つの冷媒通路５
１、５２の内部には、冷媒側の伝熱面積を増大させるた
めのインナーフィン５３がそれぞれ配置され、このイン
ナーフィン５３はコアプレート４に接合して固定されて
いる。また、このインナーフィン５３は冷媒流れ方向
（図２の上下方向）と直交する方向に蛇行状に曲げ成形
されている。

【００２４】さらに、隣接するチューブ２の外面側相互
の間隙に、空気側の伝熱面積を増大させるためのコルゲ
ートフィン５がそれぞれ配置され、このコルゲートフィ
ン５はチューブ２に接合して固定されている。また、コ
ルゲートフィン５は、熱交換を促進するためのルーバ５
ａ（図４参照）が形成され、冷媒流れ方向に蛇行状に曲
げ成形されている。そして、インナーフィン５３および
コルゲートフィン５は、ろう材をクラッドしてないアル
ミニュウムベア材（例えばＡ３００３）よりなり、板厚
は０．１ｍｍ程度である。

【００２５】チューブ２の積層方向の一端部（図１の右
端部）に位置するサイドプレート６０、および、これに
接合されるエンドプレート６１、さらに上記積層方向の
他端部（図１の左端部）に位置するサイドプレート６
２、および、これに接合されるエンドプレート６３も、
コアプレート４と同様に両面クラッド材から成形されて
いる。但し、これらのプレート６０、６１、６２、６３
は強度確保のため、コアプレート４より厚肉（例えば１
ｍｍ程度）にしてある。

【００２６】そして、サイドプレート６０、６２にも、
コアプレート４のタンク部４４〜４７と同様のタンク部
６４〜６７が形成され、さらに、右側のエンドプレート
６１には、サイド冷媒通路を構成する張出部６８が形成
され、左側のエンドプレート６３には、サイド冷媒通路
を構成する張出部６９が形成されている。右側のエンド
プレート６１には配管ジョイント８が配置され、接合さ
れている。この配管ジョイント８は、アルミニュウムベ
ア材にて略長円形のブロック体に成形されており、外部
冷媒回路との接続用の冷媒出口通路穴８ａと冷媒入口通
路穴８ｂが２つ並んで設けられている。

【００２７】冷媒出口通路穴８ａは上部のタンク部のう
ち、空気流れ上流側に位置するタンク部４４に連通し
て、蒸発を終えたガス冷媒を蒸発器１の外部へ流出させ
るもので、図示しない圧縮機の吸入配管に連結される。
また、冷媒入口通路穴８ｂは図示しない膨張弁の出口側
冷媒配管に連結され、膨張弁からの気液２相冷媒を受入
れ、この冷媒を張出部６８内のサイド冷媒通路を介して
下部のタンク部のうち、空気流れ下流側に位置するタン
ク部４７に流入させる。さらに、上部のタンク部のうち
空気流れ下流側に位置するタンク部４５と、下部のタン
ク部のうち空気流れ上流側に位置するタンク部４６と
は、張出部６９内のサイド冷媒通路によって連通されて
いる。

【００２８】次に、蒸発器１の製造方法を簡単に説明す
ると、最初に、コアプレート４、インナーフィン５３、
コルゲートフィン５、サイドプレート６０、６２、およ
びエンドプレート６１、６３を積層し、さらに配管ジョ
イント８をエンドプレート６１に組付けて、図１に示す
所定の熱交換器構造に仮組付けする。そして、積層方向
両側から適宜の治具にて締めつけ力を加えて、熱交換器
構造の仮組付け状態を保持する。

【００２９】次に、この仮組付け状態を保持したまま、
ろう付け炉内に仮組付け体を搬入し、このろう付け炉内
にて仮組付け体をアルミニュウムクラッド材のろう材の
融点まで加熱して、仮組付け体各部の接合箇所を一体ろ
う付けする。これにより、蒸発器１全体の組付けを完了
する。なお、チューブ２およびコルゲートフィン５の空
気流れ方向Ｚの寸法は等しくなっており、チューブ２と
コルゲートフィン５の空気流れ上流側端部の位置が揃う
ように配慮して、蒸発器１の組付けが行われる。。

【００３０】ところで、本実施形態では上記した蒸発器
１の熱交換性能を向上させるために、次のような工夫を
している。すなわち、図４（組付け完了後の状態）に示
すように、チューブ２における空気流れ上流側端部は、
折曲片５６のフィン対向面５７が、冷媒通路５１、５２
部の外表面５８と同一平面になるように折り曲げられ、
これによりチューブ２のフィン対向面５７および外表面
５８が、コルゲートフィン５に接合されるようにしてい
る。

【００３１】また、接合部５５と対向するように折曲片
５６を折り曲げて、フィン対向面５７が空気流れ方向Ｚ
と直交する方向Ｙ（チューブ２およびフィン５の積層方
向）で接合部５５と重なるようにし、これによりチュー
ブ２とコルゲートフィン５が、空気流れ下流側端部を除
き、空気流れ方向Ｚのほぼ全域で接触するようにしてい
る。

【００３２】従って、コルゲートフィン５からチューブ
２への熱伝導は、コルゲートフィン５と冷媒通路５１、
５２部の外表面５８との接触部を介して行われると共
に、コルゲートフィン５とフィン対向面５７との接触部
を介しても行われる。このように、コルゲートフィン５
の空気流れ上流側端部もフィン対向面５７と接触してい
るから、この部位でのコルゲートフィン５からチューブ
２への熱伝導が良好に行われるようになり、その結果熱
交換性能が向上する。

【００３３】その効果を確認するために本発明者らが行
った実験の結果について説明する。まず、実験に供した
本発明になる熱交換器１の要部の寸法は、チューブ２の
板厚は０．４ｍｍ、チューブ２の空気流れ方向Ｚの長さ
は５８ｍｍ、空気流れ下流側端部におけるチューブ２と
コルゲートフィン５との非接触部の長さは３．５ｍｍで
ある。また、コアプレート４の厚さＴ₂は１．３ｍｍ、
コルゲートフィン５とフィン対向面５７との接触部長さ
Ｌ₁は２．０ｍｍ，従来は非接触であった部分の長さＬ
₂は３．５ｍｍである。

【００３４】一方、比較のために実験に供した従来の熱
交換器は、フィン対向面５７を備えていない点のみが、
本発明の熱交換器１と異なる。そして、実験の結果、本
発明になる熱交換器１は、従来の熱交換器を基準とし
て、空気からコルゲートフィン５を介してチューブ２に
至る空気側平均熱伝達率は６％向上し、熱交換器１全体
としての熱交換性能は２％向上した。

【００３５】次に、上記構成において蒸発器１の作用を
説明する。図示しない膨張弁で減圧された低温低圧の気
液２相冷媒は、冷媒入口通路穴８ｂ、張出部６８内のサ
イド冷媒通路およびタンク部４７を介して、空気流れ下
流側の冷媒通路５１を図１の下方から上方へと流れ、さ
らにタンク部４５、張出部６９内のサイド冷媒通路およ
びタンク部４６を介して、空気流れ上流側の冷媒通路５
２を図１の下方から上方へと流れる。

【００３６】このとき、冷媒はインナーフィン５３、チ
ューブ２、およびコルゲートフィン５を介して、空気通
路３を通過する送風空気と熱交換（送風空気から吸熱）
して蒸発する。そして、蒸発を終えたガス冷媒は冷媒出
口通路穴８ａから図示しない圧縮機に送られる。この冷
媒と送風空気の熱交換の際、前述のようにコルゲートフ
ィン５からチューブ２への熱伝導は、コルゲートフィン
５と冷媒通路５１、５２部の外表面５８との接触部を介
して行われると共に、コルゲートフィン５とフィン対向
面５７との接触部を介しても行われる。

【００３７】また、コルゲートフィン５とフィン対向面
５７との接触により、チューブ２における冷媒通路５２
の空気流れ上流側壁面４２への送風空気の流れが遮断さ
れ、それにより、空気中に含まれる銅粉等の腐食促進成
分による壁面４２の腐食が防止される。さらに、冷媒と
送風空気の熱交換によって発生した凝縮水は、チューブ
２の外表面５８等を伝って空気流れ下流側に流れて行
き、空気流れ下流側の隙間５４ｂから流れ落ちて排出さ
れる。

【００３８】なお、冷媒（または冷水）にて送風空気を
冷却する冷却用熱交換器では、凝縮水の排出のために空
気流れ下流側に隙間５４ｂを設けることが望ましいが、
他の用途（例えば、車両用空調装置の凝縮器、ヒータコ
ア）で凝縮水が発生しない場合は、チューブ２の空気流
れ下流側も空気流れ上流側と同じように、フィン対向面
５７を設けてコルゲートフィン５に接触させる構成にし
て、熱交換性能をさらに向上させることが望ましい。（第２実施形態）次に、図５に示す第２実施形態につい
て説明する。上記実施形態では、接合面５９からフィン
対向面５７までの厚さＴ₁の加工寸法精度を出すため
に、折曲片５６の加工時のスプリングバックの影響を十
分考慮した加工条件の設定が必要である。これに対し、
本実施形態は、スプリングバックの影響を殆ど考慮する
必要がなく、接合面５９からフィン対向面５７までの厚
さＴ₁の加工寸法精度を出しやすくしたものである。

【００３９】本実施形態は、コアプレート４の厚さＴ₂
がコアプレート４の板厚の３倍である場合の例を示すも
ので、接合部５５よりもさらに先端側が折り曲げられ
て、第１折曲片５６ａと第２折曲片５６ｂが形成され
る。そして、接合部５５および両折曲片５６ａ、５６ｂ
は千鳥状になっていて、最先端側の第１折曲片５６ａの
フィン対向面５７がコルゲートフィン５と対向して接合
され、第２折曲片５６ｂは接合部５５と第１折曲片５６
ａに挟まれている。

【００４０】そして、本実施形態では、コアプレート４
の厚さＴ₂がコアプレート４の板厚の３倍であるため、
接合部５５と第２折曲片５６ｂ間、および両折曲片５６
ａ、５６ｂ間が、完全に密着するまでプレス加工するの
みで、接合面５９からフィン対向面５７までの厚さＴ₁
を、コアプレート４の厚さＴ₂と等しくすることができ
る。（第３実施形態）図６に示す第３実施形態は、上記の第
２実施形態と同様に、接合面５９からフィン対向面５７
までの厚さＴ₁の加工寸法精度を出しやすくしたもので
ある。

【００４１】本実施形態も、コアプレート４の厚さＴ₂
がコアプレート４の板厚の３倍である場合の例を示すも
ので、接合部５５よりもさらに先端側が折り曲げられ
て、第１折曲片５６ａと第２折曲片５６ｂが形成され
る。そして、接合部５５および両折曲片５６ａ、５６ｂ
は渦状になっていて、最先端側の第１折曲片５６ａは接
合部５５と第２折曲片５６ｂに挟まれ、第２折曲片５６
ｂのフィン対向面５７がコルゲートフィン５と対向して
接合される。

【００４２】そして、本実施形態では、コアプレート４
の厚さＴ₂がコアプレート４の板厚の３倍であるため、
接合部５５と第１折曲片５６ａ間、および両折曲片５６
ａ、５６ｂ間が、完全に密着するまでプレス加工するの
みで、接合面５９からフィン対向面５７までの厚さＴ₁
を、コアプレート４の厚さＴ₂と等しくすることができ
る。（第４実施形態）次に、図７に示す第４実施形態につい
て説明する。上記の第２、第３実施形態は、コアプレー
ト４の厚さＴ₂がコアプレート４の板厚の整数倍である
場合に適用可能であるが、本実施形態は、コアプレート
４の厚さＴ₂がコアプレート４の板厚の整数倍でない場
合にも適用可能で、しかも接合面５９からフィン対向面
５７までの厚さＴ₁の加工寸法精度を出しやすいもので
ある。

【００４３】本実施形態は、コアプレート４の厚さＴ₂
が、コアプレート４の板厚の３倍を超え４倍より小さい
場合の例を示すもので、接合部５５よりもさらに先端側
が折り曲げられて、第１折曲片５６ａと第２折曲片５６
ｂが形成される。そして、接合部５５および両折曲片５
６ａ、５６ｂは千鳥状になっていて、最先端側の第１折
曲片５６ａのフィン対向面５７がコルゲートフィン５と
対向して接合され、第２折曲片５６ｂは接合部５５と第
１折曲片５６ａに挟まれている。

【００４４】そして、本実施形態では、コアプレート４
の厚さＴ₂が、コアプレート４の板厚の３倍を超え４倍
より小さいため、接合面５９からフィン対向面５７まで
の厚さＴ₁を、コアプレート４の厚さＴ₂と等しくなる
ようにプレス加工すると、図示のように、接合部５５と
第２折曲片５６ｂ間、および両折曲片５６ａ、５６ｂ間
は、一部が密着し一部に小さな隙間ができる。この場合
でも、接合部５５と第２折曲片５６ｂ間、および両折曲
片５６ａ、５６ｂ間が、一部で密着状態になるため、接
合面５９からフィン対向面５７までの厚さＴ₁の寸法精
度を出しやすい。

【００４５】なお、以上の実施形態においては、チュー
ブ２（コアプレート４）の長手方向の両端部にタンク部
４４〜４７を配置しているが、例えば、図２においてチ
ューブ２の上端部のみにタンク部を配置し、チューブ２
の下端部で冷媒流れをＵターンさせるタイプにも本発明
は適用できる。この場合は、中央仕切り部４８の下端部
を凹状部５０と同じ深さにして、２つの冷媒通路５１、
５２を連通させればよい。

【００４６】また、以上の実施形態においては、２枚の
コアプレート４を接合してチューブ２を形成したが、１
枚のコアプレートを中央部で折り曲げてチューブ２を形
成するものにおいても本発明は適用できる。さらに、蒸
発器１全体としての冷媒通路構成等は種々変更してもよ
いことは勿論である。例えば、中央仕切り部４８をなく
してチューブ２内に１つの冷媒通路のみを形成するタイ
プの蒸発器にも本発明は適用できる。

【００４７】さらにまた、図８に示すような、チューブ
２と別体のタンク７０、７１を備える形式の蒸発器１に
も本発明は適用できる。この場合、チューブ２はタンク
部４４〜４７を備えていないものが使用される。図８に
示す蒸発器１は、下側タンク７０は、プレート７２とタ
ンク本体部７３とを接合して形成され、プレート７２に
はチューブ２が挿入される多数の挿入穴７４が設けられ
ている。タンク本体部７３内には冷媒通路が形成され、
その冷媒通路は空気流れ方向Ｚに２分割されている。一
方、上側タンク７１もプレート７５とタンク本体部７６
とから構成され、下側タンク７０と同様に、チューブ２
が挿入される挿入穴が設けられると共に、空気流れ方向
Ｚに２分割された冷媒通路を有する。

【００４８】そして、チューブ２の両端をタンク７０、
７１の挿入穴７４に挿入し、チューブ２間にコルゲート
フィン５を配置して、各接合箇所が接合（ろう付け）さ
れる。図示しない膨張弁で減圧された低温低圧の気液２
相冷媒は、冷媒入口管７７から流入して、蒸発器１内を
蛇行状に流れる。この時、冷媒はチューブ２やコルゲー
トフィン５を介して送風空気と熱交換（送風空気から吸
熱）して蒸発する。そして、蒸発を終えたガス冷媒は冷
媒出口管７８から図示しない圧縮機に送られる。（第５実施形態）次に、図９に示す第５実施形態につい
て説明する。これは、一枚の平板状のプレート４を折り
曲げて１つのチューブ２を構成するものである。また、
このチューブ２はタンク部４４〜４７を一体成形してお
らず、従って、図８に示すような、別体のタンク７０、
７１を備える熱交換器に用いられる。

【００４９】チューブ２は、プレート４の空気流れ上流
端に半円（円弧）状に折り曲げられた第１折曲部８０が
形成され、この折曲部８０よりも先端側に、空気流れ下
流側に向かって延びる平らな接合部８１が形成される。
さらに、プレート４の空気流れ下流端に半円（円弧）状
に折り曲げられた第２折曲部８２が形成され、両折曲部
８０、８１間に平板状の平板部８３が形成され、この平
板部８３の外表面８４がコルゲートフィン５に接合され
る。

【００５０】また、第２折曲部８２の先にも空気流れ上
流側に向かって延びる平板状の平板部８５が形成され、
この平板部８５の外表面８６がコルゲートフィン５に接
合される。平板部８５の先端部の接合部８７（図８の下
端）は第１折曲部８０にかかる直前の位置まで延びてい
て、この接合部８７と第１折曲部８０側の接合部８１と
が接合されて、内部に冷媒通路５１が１つだけ形成され
る。冷媒はこの冷媒通路５１内を紙面垂直方向に流れ
る。

【００５１】そして、プレート４の接合部８１、８７
が、互いに逆方向から延びてきて重ねられ、接合される
構成であるため、プレート４の接合部８１、８７の一方
が冷媒通路５１に面し、プレート４の接合部８１、８７
の他方がコルゲートフィン５に直接接触する。なお、チ
ューブ２とコルゲートフィン５の空気流れ方向Ｚの長さ
は等しく、チューブ２とコルゲートフィン５は、それら
の空気流れ上流側端部の位置および空気流れ下流側端部
の位置が揃うようにして接合される。

【００５２】本実施形態の熱交換器を、車両用空調装置
の凝縮器として用いる場合の主要寸法の一例を示すと、
プレート４の板厚は０．３ｍｍ、チューブ２の厚さＴ₃
は１．７ｍｍ、チューブ２とコルゲートフィン５の空気
流れ方向Ｚの長さは１６ｍｍであり、この場合、空気流
れ上流側端部におけるチューブ２とコルゲートフィン５
の非接触部長さＬ₃は０．７ｍｍ程度である。

【００５３】プレート４の接合部８１、８７が空気流れ
方向Ｚの中央付近にあると、接合部８１、８７側の非接
触部長さＬ₃が長くなってしまうのに対し、本実施形態
においては、空気流れ方向Ｚ端部でプレート４を接合し
ているため、接合部８１、８７側の非接触部長さＬ₃が
短くなる。従って、チューブ２とコルゲートフィン５の
接触部が増加し、コルゲートフィン５からチューブ２へ
の熱伝導が良好に行われて熱交換性能が向上する。

【００５４】また、空気流れ方向端部まで冷媒通路５１
を形成することができ、これにより冷媒通路５１の通路
断面積を増加させて、圧力損失を低減することができ
る。（第６実施形態）図１０に示す第６実施形態は、第５実
施形態のものとはチューブ２端部の断面形状が異なり、
他は同一である。この実施形態では、接合部８１、８７
を含むチューブ２端部の断面形状が略コの字状になるよ
うに、第１折曲部８０を平板状とし、第１折曲部８０と
平板部８３間の曲げＲをなるべく小さくしている。

【００５５】その曲げＲを例えば０．１ｍｍ、プレート
４の板厚を０．３ｍｍとすれば、空気流れ上流側端部に
おけるチューブ２とコルゲートフィン５の非接触部長さ
Ｌ₃を０．４ｍｍ程度まで小さくすることができる。従
って、空気流れ上流側でのチューブ２とコルゲートフィ
ン５との接触部をより増大させることができると共に、
冷媒通路５１の通路断面積も増加させることができる。
チューブ２の図示しない空気流れ下流側端部も同様に略
コの字状にしてもよい。

【００５６】なお、以上の実施形態に示したインナーフ
ィン５３は無くてもよく、その場合はプレート４に伝熱
面積増大のために多数のリブを形成した方が望ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による蒸発器の正面図で
ある。

【図２】図１の蒸発器の要部の分解斜視図である。

【図３】図２のプレート４の端部の加工方法の説明用断
面図である。

【図４】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図５】本発明の第２実施形態を示す要部断面図であ
る。

【図６】本発明の第３実施形態を示す要部断面図であ
る。

【図７】本発明の第４実施形態を示す要部断面図であ
る。

【図８】本発明を適用する蒸発器の他の例を示す斜視図
である。

【図９】本発明の第５実施形態を示す要部断面図であ
る。

【図１０】本発明の第６実施形態を示す要部断面図であ
る。

【図１１】従来例を示す要部断面図である。

【図１２】他の従来例を示す要部断面図である。

【符号の説明】

１…蒸発器（熱交換器）、２…チューブ、４…プレー
ト、５…フィン、５１、５２…冷媒（流体）通路、５
４、５５…接合部、５７…フィン対向面、８１、８７…
接合部、Ｙ…空気流れ方向と直交する方向，Ｚ…空気流
れ方向。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者畔柳功愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者牧原正径愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者山本道泰愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内Ｆターム(参考） 3L103 AA37 BB38 CC18 CC23 CC30 DD15 DD54 DD55 DD58 DD69

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プレート（４）を空気流れ方向（Ｚ）端
部の接合部（５４、５５）で接合して、内部に流体通路
（５１，５２）を形成したチューブ（２）と、このチューブ（２）に接合されて空気との伝熱面積を増
大させるフィン（５）とを備え、前記チューブ（２）と前記フィン（５）とを、前記空気
流れ方向（Ｚ）と直交する方向（Ｙ）に交互に多数配置
した熱交換器において、前記空気流れ方向（Ｚ）と直交する方向（Ｙ）で前記接
合部（５５）と重なり、かつ前記フィン（５）と接触す
るフィン対向面（５７）を、前記チューブ（２）に形成
したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】前記フィン対向面（５７）は、前記接合
部（５５）よりも先端側を、前記フィン（５）に対向し
て接触するように折り曲げて形成されていることを特徴
とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】前記フィン対向面（５７）は、前記チュ
ーブ（２）の空気流れ上流側および空気流れ下流側の両
方に形成されていることを特徴とする請求項１または２
に記載の熱交換器。
【請求項４】前記フィン対向面（５７）は前記チュー
ブ（２）の空気流れ上流側のみに形成され、空気流れ下
流側においては前記チューブ（２）と前記フィン（５）
との間に隙間（５４ｂ）が形成され、前記流体通路（５
１，５２）は前記空気を冷却するための流体が流れるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項５】前記チューブ（２）は、一対のプレート
（４）を対向させて、空気流れ上流側および空気流れ下
流側の両方で接合したものであることを特徴とする請求
項１ないし４のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項６】前記チューブ（２）は、一枚のプレート
（４）を折り曲げて接合したものであることを特徴とす
る請求項１ないし４のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項７】プレート（４）を接合して内部に流体通
路（５１）を形成したチューブ（２）と、このチューブ（２）に接合されて空気との伝熱面積を増
大させるフィン（５）とを備え、前記チューブ（２）と前記フィン（５）とを、空気流れ
方向（Ｚ）と直交する方向（Ｙ）に交互に多数配置した
熱交換器において、前記空気流れ方向（Ｚ）端部で前記プレート（４）を接
合し、このプレート（４）の接合部（８１、８７）が前
記空気流れ方向（Ｚ）端部で前記フィン（５）に直接接
触するようにして、前記チューブ（２）と前記フィン
（５）とを接合したことを特徴とする熱交換器。
【請求項８】前記チューブ（２）の前記接合部（８
１、８７）を含む端部の断面形状が円弧状であることを
特徴とする請求項７に記載の熱交換器。
【請求項９】前記チューブ（２）の前記接合部（８
１、８７）を含む端部の断面形状が略コの字状であるこ
とを特徴とする請求項７に記載の熱交換器。