JP2002340490A

JP2002340490A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2002340490A
Application number: JP2001149708A
Authority: JP
Inventors: Hisao Nagashima; 久夫永島; Hirokazu Hashimoto; 浩和橋本; Yoshihiko Sumiya; 賀彦角谷; Tsutomu Ishimoto; 勉石元; Katsuya Ishii; 勝也石井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-05-18
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2002-11-27

Abstract

(57)【要約】【課題】チューブを拡管してチューブとプレートフィ
ンと機械的に接合した熱交換器において、熱交換能力を
向上させる。【解決手段】チューブ１１１の長径方向Ｗ両端部にお
ける内壁側曲率半径Ｒが、長径方向Ｗ略中央部（ストレ
ート部１１１ｂ）における内壁側短径方向Ｔの寸法Ｂの
１／２以上となるような円筒部１１１ａを設ける。これ
により、拡管時には、ストレート部１１１ｂと円筒部１
１１ａとを繋ぐ繋ぎ部１１１ｃ及び円筒部１１１ａの曲
率半径Ｒ１、Ｒが拡大するようにチューブ１１１の外周
全体が略均一に延びる。したがって、拡管時においてチ
ューブ１１１に亀裂（クラック）や破れが発生すること
を抑制しつつ、拡管時にの残留応力が局所的に集中する
ことを防止できるので、チューブ１１１の耐久性（信頼
性）を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チューブの断面積
を拡大させるようにチューブを塑性変形させて（以下、
この行為を拡管と呼ぶ。）、チューブとプレートフィン
と機械的に接合した熱交換器に関するもので、ラジエー
タや吸着式冷凍機用の吸着コアに適用して有効である。

【０００２】

【従来の技術】チューブを拡管してチューブとプレート
フィンと機械的に接合した熱交換器では、チューブの拡
管作業を容易に行うために、例えは特開昭５５−１０７
８９６号公報に記載のごとく、チューブの断面形状を楕
円形又は円形として、曲率半径を比較的大きくしてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、チューブの断
面形状を楕円形又は円形とすると、水力直径が大きいの
で、熱交換能力が低下してしまう。なお、水力直径と
は、通路断面積をぬれふち長さで除した値であり、熱伝
達率は水力直径が小さくなるほど、大きくなる。

【０００４】さらに、熱交換器の全体のうちチューブが
占める体積の割合が増大してしまうので、ラジエータ等
の流体間で熱交換を行う熱交換器にあっては、熱交換器
を通過する空気等の流体の流通抵抗が増大して熱交換能
力が低下し、吸着コアにあっては、吸着コア（熱交換
器）に充填し得る吸着剤の量（吸着剤の充填量）が低下
してしまい、熱交換能力が低下する。

【０００５】なお、上記の問題に対しては、チューブと
コルゲートフィンとをろう付けにて接合した熱交換器の
チューブのごとく、チューブの断面形状を図１０に示す
ような扁平状とすればよいが、図１０に示すような断面
形状では、長径方向端部に形成された円弧部の曲率半径
Ｒが楕円形又は円形に比べて小さくなるとともに、拡管
作業時に円弧部に応力が集中し易い（円弧部分が大きく
塑性流動する）ので、拡管作業時に円弧部に亀裂（クラ
ック）や破れが発生し易い。

【０００６】因みに、チューブの断面形状を楕円形又は
円形とすると、チューブ外周全体が略均一に延びるの
で、亀裂（クラック）や破れが発生し難い。

【０００７】本発明は、上記点に鑑み、チューブを拡管
してチューブとプレートフィンと機械的に接合した熱交
換器において、熱交換能力を向上させることを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項１に記載の発明では、流体が流通
するとともに、略扁平断面形状を有するチューブ（２１
１）と、チューブ（２１１）の長手方向と交差する方向
に拡がり、チューブ（２１１）が貫通挿入された貫通穴
（１１２ａ）を有するとともに、チューブ（２１１）内
を流通する流体の熱交換を促進するプレートフィン（１
１２、２１２）とを備え、チューブ（２１１）の断面形
状は、その長径方向（Ｗ）端部における内壁側曲率半径
（Ｒ）が、長径方向（Ｗ）略中央部における内壁側短径
方向（Ｔ）の寸法（Ｂ）の１／２以上となるように構成
されていることを特徴とする。

【０００９】本発明では、チューブ（１１１、２１１）
の断面形状を扁平状としているので、チューブ（１１
１、２１１）内の水力直径が大きくなり、流体とチュー
ブ（１１１、２１１）との熱伝達率を大きくすることが
できるとともに、熱交換器の全体のうちチューブ（１１
１、２１１）が占める体積の割合を小さくすることがで
きる。

【００１０】また、長径方向（Ｗ）端部における内壁側
曲率半径（Ｒ）が、長径方向（Ｗ）略中央部における内
壁側短径方向Ｔの寸法（Ｂ）の１／２以上となるように
構成されているので、拡管時には、長径方向（Ｗ）略中
央部と長径方向（Ｗ）端部とを繋ぐ部位及び長径方向
（Ｗ）端部の曲率半径が拡大するようにチューブ（１１
１、２１１）の外周全体が略均一に延びる。

【００１１】したがって、拡管時においてチューブ（１
１１、２１１）に亀裂（クラック）や破れが発生するこ
とを抑制しつつ、拡管時にの残留応力が局所的に集中す
ることを防止できるので、チューブ（１１１、２１１）
の耐久性（信頼性）を向上させることができる。

【００１２】以上に述べたように、本発明では、チュー
ブ（１１１、２１１）を拡管してチューブ（１１１、２
１１）とプレートフィン（１１２、２１２）と機械的に
接合することにより、ろう付けにてチューブ（１１１、
２１１）とプレートフィン（１１２、２１２）とを接合
する場合に比べて、熱交換器の製造原価低減を図りつ
つ、熱交換器の熱交換能力を向上させ、かつ、チューブ
（１１１、２１１）（熱交換器）の耐久性（信頼性）を
向上させることができる。

【００１３】なお、内壁側曲率半径（Ｒ）は、請求項２
に記載の発明のごとく、内壁側短径方向（Ｔ）の寸法
（Ｂ）の１／２の１．５倍以上、２倍以下とすることが
望ましい。

【００１４】また、内壁側短径方向（Ｔ）の寸法（Ｂ）
は、請求項３に記載の発明のごとく、０．４ｍｍ以上、
１．５ｍｍ以下とすることが望ましい請求項４に記載の
発明では、チューブ（２１１）の長径方向（Ｗ）がチュ
ーブ（２１１）外を流通する流体の流通方向に対して略
平行となるようにチューブ（２１１）が配置されている
ことを特徴とする。

【００１５】これにより、チューブ（２１１）の長径方
向（Ｗ）がチューブ（２１１）外を流通する流体の流通
抵抗が増大することを抑制できる。

【００１６】請求項５に記載の発明では、蒸気冷媒を吸
着するとともに、加熱されることにより吸着した冷媒を
脱離する吸着剤（Ｓｉ）、及び液冷媒が封入された吸着
器（３００）を有し、被冷却体を冷却する吸着式冷凍機
に適用され、吸着剤（Ｓｉ）を加熱又は冷却するととも
に、少なくとも請求項１ないし３のいずれか１つに記載
の熱交換器の構造を有する吸着式冷凍機用の吸着コアで
あって、プレートフィン（２１２）は、チューブ（２１
１）の長径方向（Ｗ）に帯状に延びるとともに、チュー
ブ（２１１）の長手方向に複数本並んで配設され、チュ
ーブ（２１１）は、長径方向（Ｗ）がプレートフィン
（２１２）の長手方向に対して略平行となるように配置
された状態で、プレートフィン（２１２）の長手方向に
複数本並んで配設されており、さらに、吸着剤（Ｓｉ）
がプレートフィン（２１２）間に充填されていることを
特徴とする。

【００１７】これにより、プレートフィン（２１２）の
長手方向一端部側から長手方向他端部にかけて、隣り合
うプレートフィン（２１２）間の隙間が連続した空間
（隙間）となる。したがって、プレートフィン（２１
２）の長手方向一端部側から吸着剤（Ｓｉ）を容易に充
填することができる。

【００１８】なお、プレートフィン（２１２）間のフィ
ンピッチ寸法（Ｆｐ）は、請求項６に記載の発明では、
１ｍｍ以下とすることが望ましい。

【００１９】また、プレートフィン（２１２）の幅寸法
（Ｄ）は、請求項７に記載の発明のごとく、５ｍｍ以
上、１０ｍｍ以下とすることが望ましい。

【００２０】また、隣り合うコア部（２１０）間の隙間
寸法（δ）は、請求項８に記載の発明のごとく、１ｍｍ
以上、３ｍｍ以下とすることが望ましい。

【００２１】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。

【００２２】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本実施形態は、
本発明に係る熱交換器を、内燃機関（エンジン）の冷却
水と空気とを熱交換して冷却水を冷却するラジエータに
適用したものであって、図１は本実施形態に係るラジエ
ータ１００の正面図である。

【００２３】図１中、１１１は冷却水が流通する金属
（本実施形態では、アルミニウム）製のチューブであ
る、そして、このチューブ１１１の断面形状は、図２に
示すように、互いに直交する方向Ｗ、Ｔにおける寸法が
大きく（例えば、寸法Ａ／寸法Ｂが５倍以上）相違する
（薄型）扁平形状であり、その長径方向Ｗ両端部におけ
る内壁側曲率半径Ｒが、長径方向Ｗ略中央部における内
壁側短径方向Ｔの寸法Ｂの１／２以上となるような円筒
部１１１ａが設けられている。なお、以下、両円筒部１
１１ａ間の矩形部分をストレート部１１１ｂと呼ぶ。

【００２４】因みに、チューブ１１１は、押し出し若し
くは引き抜き加工にて円筒部１１１ａ及びストレート部
１１１ｂを一体形成する、又は円筒状のチューブをロー
ラ等の押圧手段により押圧する等にして形成される。

【００２５】また、図１中、１１２はチューブ１１１の
長手方向（図１では、上下方向）と直交する方向に拡が
り、チューブ１１１の短径方向Ｔに帯状に延びて冷却水
の熱交換を促進する金属（本実施形態では、アルミニウ
ム）製のプレートフィン（以下、フィンと略す。）であ
り、このフィン１１２には、図３に示すように、チュー
ブ１１１が貫通挿入された貫通穴１１２ａ、及びフィン
１１２の一部を鎧窓状に切り起こしてフィン１１２周り
を流通する空気を転向させて温度境界層の成長を抑制を
有するルーバ１１２ｂがプレス加工やローラ加工により
設けられている。

【００２６】そして、拡管用治具（図示せず。）を用い
てチューブ１１１を拡管してフィン１１２とチューブ１
１１とを機械的に接合し、冷却水と冷却空気と熱交換す
るコア部１１０が構成される。このとき、チューブ１１
１は、その長径方向Ｗがチューブ１１１外を流通する冷
却空気の流通方向に対して略平行となるように配置され
た状態で、フィン１１２の長手方向に複数本並んで配設
されている。

【００２７】ところで、チューブ１１１の長手方向両端
部には、図１に示すように、チューブ１１１の長手方向
と直交する方向に延びて複数本のチューブ１１１に連通
するヘッダタンク１２０が接合されており、このヘッダ
タンク１２０は、図４、５に示すように、拡管により複
数本のチューブ１１１が接合された金属（本実施形態で
は、アルミニウム）製のコアプレート１２１、及びコア
プレート１２１と共ににタンク内空間を構成する樹脂
（本実施形態では、ガラス繊維含有のナイロン）製のタ
ンク本体１２２から構成されている。

【００２８】なお、紙面上方側のヘッダタンク１２０は
各チューブ１１１に冷却水を分配供給するものであり、
紙面下方側のヘッダタンク１２０は各チューブ１１１か
ら流出する冷却水を集合回収するもである。

【００２９】ここで、コアプレート１２１及びタンク本
体１２２は、タンク本体１２２の先端部１２２ａをコア
プレート１２１の溝部１２１ａに挿入した状態で、コア
プレート１２１に設けられたカシメ用突起部（ツメ部）
１２１ｂの先端側をタンク本体１２２側に折り曲げるよ
うに塑性変形させることによりカシメ固定されている。

【００３０】なお、溝部１２１ａの底部には、スカート
部１２２ａと接触してタンク本体１２２とコアプレート
１２１との隙間を密閉するゴム等の弾性部材からなるパ
ッキン１２２ｂが配設されている。

【００３１】また、チューブ１１１とコアプレート１２
１との隙間から冷却水が漏れ出ることを防止するため
に、本実施形態では、熱硬化性樹脂材からなる接着剤、
又は半田により固着して確実にシールしている。なお、
本実施形態では、コアプレート１２１とタンク本体１２
０とはパッキンを介在してカシメ固定しているが、隙間
から冷却水が漏れ出ることを防止するために、カシメ固
定した後、レーザ溶接等の溶接手段により接合してい
る。

【００３２】次に、本実施形態の特徴（作用効果）を述
べる。

【００３３】本実施形態では、チューブ１１１の断面形
状を扁平状としているので、チューブ１１１と冷却水と
の熱伝達率が大きくなるとともに、ラジエータ１００の
全体のうちチューブ１１１が占める体積の割合を小さく
することができ、冷却空気の流通抵抗（通風抵抗）を小
さくすることができる。

【００３４】また、長径方向Ｗ両端部における内壁側曲
率半径Ｒが、長径方向Ｗ略中央部（ストレート部１１１
ｂ）における内壁側短径方向Ｔの寸法Ｂの１／２以上と
なるような円筒部１１１ａが設けられているので、拡管
時には、ストレート部１１１ｂと円筒部１１１ａとを繋
ぐ繋ぎ部１１１ｃ（図２参照）及び円筒部１１１ａの曲
率半径Ｒ１、Ｒが拡大するようにチューブ１１１の外周
全体が略均一に延びる。

【００３５】したがって、拡管時においてチューブ１１
１に亀裂（クラック）や破れが発生することを抑制しつ
つ、拡管時にの残留応力が局所的に集中することを防止
できるので、チューブ１１１の耐久性（信頼性）を向上
させることができる。

【００３６】以上に述べたように、本実施形態では、チ
ューブ１１１を拡管してチューブ１１１とプレートフィ
ン１１２と機械的に接合することにより、ろう付けにて
チューブ１１１とプレートフィン１１２とを接合する場
合に比べて、ラジエータ１００の製造原価低減を図りつ
つ、ラジエータ１００の熱交換能力（冷却能力）を向上
させ、かつ、チューブ１１１（ラジエータ１００）の耐
久性（信頼性）を向上させることができる。

【００３７】また、チューブ１１１は、その長径方向Ｗ
がチューブ１１１外を流通する冷却空気の流通方向に対
して略平行となるように配置されているので、冷却空気
の通風抵抗が増大することを抑制できる。

【００３８】なお、内壁側曲率半径Ｒは、内壁側短径方
向Ｔの寸法Ｂの１／２の１．５倍以上、２倍以下とする
ことが望ましく、さらに、内壁側短径方向Ｔの寸法Ｂ
は、０．４ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下とすることが望ま
しい。

【００３９】（第２実施形態）本実施形態は、本発明に
係る熱交換器を吸着式冷凍機（吸着式空調装置）の吸着
コアに適用したものであって、図６は吸着コア２００の
斜視図である。

【００４０】なお、吸着式冷凍機は、吸着剤が気相冷媒
を吸着する作用を利用して、冷媒を蒸発させてその蒸発
潜熱により冷凍能力を発揮するものであり、具体的には
図７に示すようになものである。

【００４１】そして、図７中、３００は吸着コア２００
等が収納された吸着器であり、本実施形態では、この吸
着器３００は少なくとも２個設けられており、以下、紙
面上側の吸着器３００を第１吸着器３００と表記し、紙
面下側の吸着器３００を第２吸着器３００と表記し、第
１、２吸着器を総称するときは、単に吸着器３００と表
記する。なお、吸着器３００の詳細は、後述する。

【００４２】４１０は吸着器３００内を循環した熱媒体
（本実施形態では、水にエチレングリコール系の不凍液
をした流体でエンジン冷却水と同一な流体又は水）と室
外空気とを熱交換する室外熱交換器（以下、室外器と略
す。）であり、４２０は吸着器３００にて発生した冷凍
能力により冷却された熱媒体と室内に吹き出す空気（以
下、この空気を空調風と呼ぶ。）とを熱交換し、空調風
を冷却する室内熱交換器（以下、室内器と略す。）であ
る。

【００４３】因みに、本実施形態では、水冷式エンジン
（水冷式内燃機関）の冷却水（熱媒体と同じ流体）を吸
着器３００（後述する第２熱交換器１３０）内に循環さ
せることにより吸着剤の再生を行っており、４３１〜４
３４は熱媒体の循環経路を切り換える切換弁（四方弁）
である。

【００４４】次に、吸着器３００について述べる。

【００４５】吸着器３００は、図８に示すように、内部
が略真空に保たれた状態で冷媒（本実施形態では、水）
が封入されたステンレス（本実施形態では、ＳＵＳ３０
４）製のケーシング３１０、熱交換媒体とケーシング３
１０内の冷媒（本実施形態では、水）との間で熱交換を
行う第１熱交換器（蒸発／凝縮コア）３２０、及び吸着
剤（本実施形態ではシリカゲル）Ｓｉを冷却又は加熱す
る第２熱交換器（吸着コア）２００から等から構成され
ている。

【００４６】ここで、第２熱交換器（吸着コア）２００
は、ケーシング３１０内に収納されているとともに、図
６に示すように、第１実施形態と同様な断面形状を有す
るとともに、熱媒体が流通する複数本のチューブ２１１
と、チューブ（２１１）の長手方向と交差する方向に拡
がり、チューブ２１１内を流通する熱媒体の熱交換を促
進するプレートフィン２１２（以下、フィン２１２と略
す。）と、チューブ２１１の長手方向両端側に配設され
て各チューブ２１１と連通するヘッダタンク２２０とを
有して構成されている。因みに、本実施形態では、チュ
ーブ２１１とヘッダタンク２２０とは熱硬化性の接着剤
又は半田にて接合されている。

【００４７】なお、第２熱交換器（吸着コア）２００と
ラジエータ１００とは、基本構成は同じであるので、ラ
ジエータ１００のチューブ１１１に対して第２熱交換器
（吸着コア）２００のチューブ２１１と表記するがごと
く、吸着コア２００のうちラジエータ１００に対応する
部分の符号の３桁目を２として表記する。

【００４８】次に、ラジエータ１００と第２熱交換器
（吸着コア）２００との相違点を述べる。

【００４９】フィン２１２は、図９に示すように、チュ
ーブ２１１の長径方向Ｗに帯状に延びるとともに、チュ
ーブ２１１の長手方向に複数本並んで配設され、一方、
チューブ２１１は、長径方向Ｗがフィン２１２の長手方
向に対して略平行となるように配置された状態で、フィ
ン２１２の長手方向に複数本並んで配設されている。そ
して、吸着剤Ｓｉが接着剤（本実施形態では、エポキシ
樹脂）によって接着固定された状態でフィン２１２間に
充填されている。

【００５０】また、コア部２１０（チューブ２１１とフ
ィン２１２とからなる吸着剤Ｓｉと熱媒体とを熱交換す
る部位）は、図６に示すように、フィン２１２の長手方
向が上下（鉛直）方向と一致し、チューブ２１２の長手
方向が水平方向と一致し、さらに、チューブ２１２の長
径方向Ｗが上下（鉛直）方向と一致するように、複数枚
配設されている。そして、隣り合うコア部２１０間の隙
間２３０が蒸気冷媒が流通する蒸気通路となっており、
その寸法δは、１ｍｍ以上、３ｍｍ以下に設定されてい
る。

【００５１】次に、空調装置の概略作動を述べる。

【００５２】先ず、切換弁４３１〜４３４を図１の実線
に示すように作動させて、第１第１吸着器３００の第１
熱交換器３２０と室内器４２０との間、第１第１吸着器
３００の第２熱交換器１（吸着コア）２００と室外器２
００との間、並びに第２第１吸着器３００の第１熱交換
器と室外器４１０との間、第２第１吸着器３００の第２
熱交換器１（吸着コア）２００とエンジンとの間に熱媒
体を循環させる。

【００５３】これにより、第１第１吸着器３００が吸着
工程となり、第２第１吸着器３００が脱離工程となるの
で、第１第１吸着器３００で発生した冷凍能力により空
調風が冷却され、第２第１吸着器３００にて吸着剤Ｓｉ
の再生が行われる。

【００５４】つまり、この状態（以下、第１状態と呼
ぶ。）では、第１第１吸着器３００の第１熱交換器３２
０は液相冷媒を蒸発させて冷凍能力を発生させる蒸発器
として機能し、第１第１吸着器３００の第２熱交換器１
（吸着コア）２００は吸着剤Ｓｉを冷却する冷却器とし
て機能し、第２第１吸着器３００の第１熱交換器３２０
は吸着剤Ｓｉから脱離した水蒸気を冷却する凝縮器とし
て機能し、第２第１吸着器３００の第２熱交換器１（吸
着コア）２００は吸着剤Ｓｉを加熱する加熱器として機
能する。

【００５５】そして、第１状態で所定時間（本実施形態
では、６０秒〜１００秒）が経過したときに、切換弁４
３１〜４３４を図１の破線に示すように作動させて、第
２第１吸着器３００の第１熱交換器３２０と室内器４２
０との間、第２第１吸着器３００の第２熱交換器１（吸
着コア）２００と室外器４１０との間、並びに第１第１
吸着器３００の第１熱交換器と室外器４１０との間、第
１第１吸着器３００の第２熱交換器１（吸着コア）２０
０とエンジンとの間に熱媒体を循環させる。

【００５６】これにより、第２第１吸着器３００が吸着
工程となり、第１第１吸着器３００が脱離工程となるの
で、第２第１吸着器３００で発生した冷凍能力により空
調風が冷却され、第１第１吸着器３００にて吸着剤Ｓｉ
の再生が行われる。

【００５７】つまり、この状態（以下、第２状態と呼
ぶ。）では、第２第１吸着器３００の第１熱交換器３２
０は液相冷媒を蒸発させて冷凍能力を発生させる蒸発器
として機能し、第２第１吸着器３００の第２熱交換器１
（吸着コア）２００は吸着剤Ｓｉを冷却する冷却器とし
て機能し、第１第１吸着器３００の第１熱交換器３２０
は吸着剤Ｓｉから脱離した水蒸気を冷却する凝縮器とし
て機能し、第１第１吸着器３００の第２熱交換器１（吸
着コア）２００は吸着剤Ｓｉを加熱する加熱器として機
能する。

【００５８】そして、第２状態で所定時間が経過したと
き、切換弁４３１〜４３４作動させて再び第１状態とす
る。このように、第１状態及び第２状態を所定時間毎に
交互に繰り返して、吸着式冷凍機（空調装置）を連続的
に稼働させる。

【００５９】なお、所定時間は、ケーシング３１０内に
存在する液相冷媒の残量や吸着剤Ｓｉの吸着能力等に基
づいて適宜選定されるものである。

【００６０】次に、本実施形態の特徴（作用効果）を述
べる。

【００６１】本実施形態では、チューブ２１１の断面形
状を扁平状としているので、チューブ２１１と熱媒体と
の熱伝達率を大きくすることができるとともに、第２熱
交換器（吸着コア）２００の全体のうちチューブ２１１
が占める体積の割合を小さくすることができ、吸着コア
に充填した吸着剤（例えば、シリカゲル）の充填量を多
くすることができる。

【００６２】また、長径方向Ｗ両端部における内壁側曲
率半径Ｒ（図２参照）が、第１実施形態と同様に、長径
方向Ｗ略中央部（ストレート部２１１ｂ（図２参照））
における内壁側短径方向Ｔの寸法Ｂ（図２参照）の１／
２以上となるような円筒部２１１ａ（図２参照）が設け
られているので、拡管時には、ストレート部２１１ｂ
（図２参照）と円筒部２１１ａとを繋ぐ繋ぎ部２１１ｃ
（図２参照）及び円筒部２１１ａの曲率半径Ｒ１、Ｒが
拡大するようにチューブ２１１の外周全体が略均一に延
びる。

【００６３】したがって、拡管時においてチューブ２１
１に亀裂（クラック）や破れが発生することを抑制しつ
つ、拡管時にの残留応力が局所的に集中することを防止
できるので、チューブ２１１の耐久性（信頼性）を向上
させることができる。

【００６４】以上に述べたように、本実施形態では、チ
ューブ２１１を拡管してチューブ２１１とプレートフィ
ン２１２と機械的に接合することにより、ろう付けにて
チューブ２１１とプレートフィン２１２とを接合する場
合に比べて、第２熱交換器（吸着コア）２００の製造原
価低減を図りつつ、第２熱交換器（吸着コア）２００の
熱交換能力（冷却能力）を向上させ、かつ、チューブ２
１１（第２熱交換器（吸着コア）２００）の耐久性（信
頼性）を向上させることができる。

【００６５】また、プレートフィンでは、フィンピッチ
を任意に調整、小さくすることができるので、フィン板
厚を薄くすれば、吸着剤の充填量を減らすことなく、伝
熱性能を向上させることができるので、吸着コアの更な
る性能向上及び小型化を図ることができる。

【００６６】ところで、吸着剤Ｓｉは、複数枚のコア部
２１０及びヘッダタンク２２０等を組み付けた後に、隙
間（蒸気通路）２３０とコア部２１０とを仕切るプレー
ト（図示せず。）を配置した状態で、フィン２１２の長
手方向（図６の上方側）からコア部２１０（フィン２１
２間）に充填するが、仮に、チューブ２１１が長径方向
Ｗがフィン２１２の長手方向に対して直交するように配
置されていたとすると、フィン２１２の長手方向一端部
側（図６の上端側）に存在するチューブ２１１により、
このチューブ２１１より長手方向他端部（図６の下端
側）に吸着剤Ｓｉを充填することができない。

【００６７】これに対して、本実施形態では、チューブ
２１１は、その長径方向Ｗがフィン２１２の長手方向に
対して略平行となるように配置された状態で、フィン２
１２の長手方向に複数本並んで配設されているので、フ
ィン２１２の長手方向一端部側（図６の上端側）から長
手方向他端部（図６の下端側）にかけて、隣り合うフィ
ン２１２間の隙間が連続した空間（隙間）となる。した
がって、フィン２１２の長手方向一端部側（図６の上端
側）から吸着剤Ｓｉを容易に充填することができる。

【００６８】なお、内壁側曲率半径Ｒは、第１実施形態
と同様に、内壁側短径方向Ｔの寸法Ｂの１／２の１．５
倍以上、２倍以下とすることが望ましく、さらに、内壁
側短径方向Ｔの寸法Ｂは、０．４ｍｍ以上、１．５ｍｍ
以下とすることが望ましい。

【００６９】また、フィン２１２間のフィンピッチ寸法
Ｆｐ（図９（ｂ）参照））は、１ｍｍ以下とすることが
望ましく、さらに、フィン２１２（コア部２１０）の幅
寸法Ｄ（図９（ａ）参照））は、５ｍｍ以上、１０ｍｍ
以下とすることが望ましい。

【００７０】（その他の実施形態）上述の実施形態で
は、ラジエータ又は吸着式冷凍機用の吸着コアに本発明
を適用したが、本発明はこれに限定されるものでなく、
その他の熱交換器にも適用することができる。

【００７１】また、上述の実施形態では、長径方向Ｗ両
端側に円筒部１１１ａ、２１１ａを設けたが、本発明は
これに限定されるものではなく、少なくとも長径方向Ｗ
一端側に円筒部１１１ａ、２１１ａを設ければよい。な
お、この場合、拡管作業は、円筒部１１１ａ、２１１ａ
が設けられた側のみ行うことが望ましい。

【００７２】また、上述の実施形態では、長径方向Ｗ端
部側に設けられた円筒部１１１ａ、２１１ａは、曲率半
径Ｒが略一定の円形であったが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、曲率半径Ｒが変化するような形状
（例えば、楕円形）であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る熱交換器の正面図
である。

【図２】本発明の実施形態に係る熱交換器に適用される
チューブの断面図である。

【図３】本発明の第１実施形態に係るコア部の斜視図で
ある。

【図４】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。

【図６】本発明の第２実施形態に係る熱交換器の斜視図
である。

【図７】本発明の第２実施形態に係る吸着式冷凍機の模
式図である。

【図８】本発明の第２実施形態に係る吸着器の説明図で
ある。

【図９】（ａ）は本発明の第２実施形態に係る熱交換器
（コア部）をチューブの長手方向から見た模式図であ
り、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。

【図１０】本発明の課題を説明するためのチューブ断面
図である。

【符号の説明】

１１１、２１１…チューブ、１１１ａ、２１１ａ…円筒
部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者角谷賀彦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)発明者石元勉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)発明者石井勝也愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体が流通するとともに、略扁平断面形
状を有するチューブ（２１１）と、前記チューブ（２１１）の長手方向と交差する方向に拡
がり、前記チューブ（２１１）が貫通挿入された貫通穴
（１１２ａ）を有するとともに、前記チューブ（２１
１）内を流通する流体の熱交換を促進するプレートフィ
ン（１１２、２１２）とを備え、前記チューブ（２１１）の断面形状は、その長径方向
（Ｗ）端部における内壁側曲率半径（Ｒ）が、長径方向
（Ｗ）略中央部における内壁側短径方向（Ｔ）の寸法
（Ｂ）の少なくとも１／２以上となるように構成されて
いることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】前記内壁側曲率半径（Ｒ）は、前記内壁
側短径方向（Ｔ）の寸法（Ｂ）の１／２の１．５倍以
上、２倍以下であ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】前記内壁側短径方向（Ｔ）の寸法（Ｂ）
は、０．４ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であることを特徴
とする請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項４】前記チューブ（２１１）の長径方向
（Ｗ）が前記チューブ（２１１）外を流通する流体の流
通方向に対して略平行となるように前記チューブ（２１
１）が配置されていることを特徴とする請求項１ないし
３のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項５】蒸気冷媒を吸着するとともに、加熱され
ることにより吸着した冷媒を脱離する吸着剤（Ｓｉ）、
及び液冷媒が封入された吸着器（３００）を有し、被冷
却体を冷却する吸着式冷凍機に適用され、前記吸着剤（Ｓｉ）を加熱又は冷却するとともに、少な
くとも請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換
器の構造を有する吸着式冷凍機用の吸着コアであって、前記プレートフィン（２１２）は、前記チューブ（２１
１）の長径方向（Ｗ）に帯状に延びるとともに、前記チ
ューブ（２１１）の長手方向に複数本並んで配設され、前記チューブ（２１１）は、前記長径方向（Ｗ）が前記
プレートフィン（２１２）の長手方向に対して略平行と
なるように配置された状態で、前記プレートフィン（２
１２）の長手方向に複数本並んで配設されており、さらに、前記吸着剤（Ｓｉ）が前記プレートフィン（２
１２）間に充填されていることを特徴とする吸着コア。
【請求項６】前記プレートフィン（２１２）間のフィ
ンピッチ寸法（Ｆｐ）は、１ｍｍ以下であることを特徴
とする請求項５に記載の吸着コア。
【請求項７】前記プレートフィン（２１２）の幅寸法
（Ｄ）は、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下であることを特徴
とする請求項５又は６に記載の吸着コア。
【請求項８】前記プレートフィン（２１２）及び前記
チューブ（２１１）からなるコア部（２１０）が複数個
有しているとともに、隣り合う前記コア部（２１０）間
の隙間寸法（δ）は、１ｍｍ以上、３ｍｍ以下であるこ
とを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１つに記載
の吸着コア。