JP2005061807A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器形状の自由度を高め、コンパクト化を図る。
【解決手段】冷媒の流入側ヘッダ（20）および流出側ヘッダ（21）と、該流入側ヘッダ（20）と流出側ヘッダ（21）との間に設けられて冷媒を流入側ヘッダ（20）から流出側ヘッダ（21）に導く複数の流通部材（30）とを備えている。流通部材（30）は、樹脂系材料で板状に形成されて複数の流通部材（30）が所定間隔を存して並行に配列されている。また、流通部材（30）には、外面に樹脂系材料より成る伝熱フィン（32）が一体成型されている。さらに、流通部材（30）は、冷媒が流れるマイクロチャネル（31）が形成されて冷媒と外側を流れる空気とが熱交換するように構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、熱交換器に関し、特に、熱交換器の小型化対策に係るものである。

従来より、空気調和装置などには、熱交換器が設けられている。この熱交換器は、冷媒回路の冷媒と室内空気または室外空気とを熱交換させている。そして、上記熱交換器は、例えば、温風または冷風の調和空気を生成する（例えば、特許文献１参照）。

上記熱交換器は、室内機に収納され、いわゆるクロスフィン型の熱交換器により構成されている。具体的に、この熱交換器は、プレート状の多数の伝熱フィンと、チューブ状の伝熱管とを備えている。この多数の伝熱フィンは、相互に平行に積層され、該伝熱フィンを伝熱管が貫通している。

上記熱交換器では、伝熱管を流れる冷媒と伝熱フィン同士の間隙を流通する空気とが熱交換を行う。例えば、空気調和装置が冷房運転の場合、熱交換器で冷媒が蒸発して冷却された空気が室内に供給される。一方、暖房運転の場合、熱交換器で冷媒が凝縮して加熱された空気が室内に供給される。

ところで、空気調和装置などにおいては、高水準の空調性能を維持しつつ、装置のコンパクト化を要求される。これに対し、従来では、専らファンや熱交換器の小型化によって対処している。
特開平１１−１４８７０８号公報

しかしながら、上述した従来の熱交換器においては、伝熱フィンが例えばアルミニウムで形成され、伝熱管が例えば銅で形成されている。つまり、上記熱交換器は、主に金属の成型や接合によって構成されている。したがって、加工性が悪く形状設計の自由度が少ないため、熱交換器のコンパクト化には自ずと限界が生じてしまうという問題があった。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、熱交換の性能を維持しながらも、一部または全体を樹脂製とし、安価で且つ容易な加工性を実現することによって熱交換器形状の自由度を高め、熱交換器全体のコンパクト化を図ることである。

具体的に、第１の発明は、冷媒の流入側ヘッダ（20）および流出側ヘッダ（21）と、該流入側ヘッダ（20）と流出側ヘッダ（21）との間に設けられ、冷媒を上記流入側ヘッダ（20）から流出側ヘッダ（21）に導く複数の流通部材（30）とを備えている。そして、上記流通部材（30）は、樹脂系材料で形成されると共に、板状に形成され、上記複数の流通部材（30）が所定間隔を存して配列されている。一方、上記流通部材（30）は、冷媒が流れる細径流路（31）が形成され、外側を流れる空気と冷媒とが熱交換するように構成されている。

上記の発明では、冷媒が流入側ヘッダ（20）から流通部材（30）の細径流路（31）を流れて流出側ヘッダ（21）に流入する。その際、上記細径流路（31）を流れる冷媒は、流通部材（30）の外側を流れる空気と熱交換して凝縮または蒸発し、空気が加熱または冷却されて温風または冷風になる。

ここで、上記流通部材（30）は、樹脂系材料、つまり金属材料に比べて形状加工の自由度が豊富な材料で形成されている。したがって、例えば射出成型により、細径流路（31）の孔径が極めて小さく形成され、流通部材（30）自体の形状も極めて薄板状に形成される。この結果、熱交換器の小型化および軽量化が図られると共に、耐食性が向上する。

また、上記冷媒と空気との熱交換では、熱が流通部材（30）を伝導する。ところが、上記流通部材（30）は、薄板状に形成されるので、熱の伝導距離が小さくなる。これにより、冷媒と空気との熱交換における熱伝導性が向上する。したがって、熱交換器の性能を低下させることなく、上述した効果を得られる。

また、第２の発明は、第１の発明において、上記流入側ヘッダ（20）と流出側ヘッダ（21）と複数の流通部材（30）とが１つの熱交換ユニット（10a）に構成されている。この熱交換ユニット（10a）は、複数配列されている。一方、上記複数の熱交換ユニット（10a）の流入側ヘッダ（20）が分流管（40）に接続され、上記複数の熱交換ユニット（10a）の流出側ヘッダ（21）が集合管（42）に接続されている。

上記の発明では、分流管（40）の冷媒が複数の熱交換ユニット（10a）に分流する。そして、上記各熱交換ユニット（10a）で空気と熱交換した冷媒は、集合管（42）で合流する。

ここで、上記各熱交換ユニット（10a）における必要な熱交換量は、少なくてすむため、細径流路（31）の長さが短く形成される。これにより、上記細径流路（31）における冷媒の流動抵抗が低減され、熱交換器の圧力損失が低減される。

また、第３の発明は、第１の発明において、複数の流入側ヘッダ（20）と流出側ヘッダ（21）とが交互に配置されている。一方、上記複数の流通部材（30）は、互いに対向する流入側ヘッダ（20）と流出側ヘッダ（21）との間に設けられている。上記複数の流入側ヘッダ（20）は、該複数の流入側ヘッダ（20）に連通する分流チャンバ（25）と一体成型され、上記複数の流出側ヘッダ（21）は、該流出側ヘッダ（21）に連通する集合チャンバ（26）と一体成型されている。

上記の発明では、分流チャンバ（25）の冷媒が複数の流入側ヘッダ（20）に分流し、複数の流通部材（30）を流れた後、複数の流出側ヘッダ（21）に流入する。この複数の流出側ヘッダ（21）の冷媒は、集合チャンバ（26）で合流する。つまり、冷媒を複数の流入側ヘッダ（20）に分流させる、または複数の流出側ヘッダ（21）から冷媒を集合させる配管などを必要としないため、熱交換器の製作コストが低減される。

また、第４の発明は、第１の発明において、２つの流入側ヘッダ（20）と１つの流出側ヘッダ（21）とが交互に配置されている。一方、上記複数の流通部材（30）は、互いに対向する流入側ヘッダ（20）と流出側ヘッダ（21）との間に設けられている。上記２つの流入側ヘッダ（20）は、該流入側ヘッダ（20）に連通する分流チャンバ（25）と一体成型されている。

上記の発明では、分流チャンバ（25）の冷媒が２つの流入側ヘッダ（20）に分流し、複数の流通部材（30）を流れた後、１つの流出側ヘッダ（21）で合流する。つまり、冷媒を複数の流入側ヘッダ（20）に分流させる配管などを必要としないため、熱交換器の製作コストが低減される。

また、第５の発明は、第１の発明において、１つの流入側ヘッダ（20）と２つの流出側ヘッダ（21）とが交互に配置されている。一方、上記複数の流通部材（30）は、互いに対向する流入側ヘッダ（20）と流出側ヘッダ（21）との間に設けられている。上記２つの流出側ヘッダ（21）は、該流出側ヘッダ（21）に連通する集合チャンバ（26）と一体成型されている。

上記の発明では、１つの流入側ヘッダ（20）の冷媒が複数の流通部材（30）を流れた後、２つの流出側ヘッダ（21）に流入する。この２つの流出側ヘッダ（21）の冷媒は、集合チャンバ（26）で合流する。つまり、２つの流出側ヘッダ（21）から冷媒を集合させる配管などを必要としないため、熱交換器の製作コストが低減される。

また、第６の発明は、第１〜５の何れか１の発明において、１つの流通部材（30）と、該流通部材（30）の両端に形成され、流入側ヘッダ（20）および流出側ヘッダ（21）の一部を構成するためのヘッダ用部材（54，54）とによって分割ユニット（52）が構成されている。

上記の発明では、複数の分割ユニット（52）の組み合わせ等によって１つの熱交換器が構成される。したがって、上記熱交換器における製造金型が簡素化される。また、上記分割ユニット（52）の数量によって熱交換器のサイズが変化するので、熱交換器サイズの設計自由度が高まる。

また、第７の発明は、第１〜６の何れか１の発明において、上記流通部材（30）には、樹脂系材料より成る伝熱フィン（32）が外面に一体成型されている。

上記の発明では、伝熱フィン（32）によって空気との接触面積が増大するので、冷媒と空気との熱交換効率が向上する。

また、第８の発明は、第１〜７の何れか１の発明において、上記流入側ヘッダ（20）および流出側ヘッダ（21）は、樹脂系材料で形成されている。

上記の発明では、より一層熱交換器の小型化および軽量化が図られる。

また、第９の発明は、第１〜８の何れか１の発明において、上記流通部材（30）の外面および細径流路（31）の内面のうち少なくとも一方には、細径流路（31）から流通部材（30）の外側への冷媒の浸透を阻止する表面処理が施されている。

上記の発明では、細径流路（31）を流れる冷媒が細径流路（31）の内面から流通部材（30）の内部に浸透した場合でも、流通部材（30）の外面から外側には漏洩しない。したがって、安全な熱交換器が構築される。

したがって、第１の発明によれば、流通部材（30）を樹脂系材料で形成するようにしたので、金属材料に比べ、射出成型などによって細径流路（31）の孔径を極めて小さく形成することができ、流通部材（30）自体の形状も極めて薄い板状に形成することができる。したがって、熱交換器の小型化および軽量化を図ることができる。さらに、熱交換器（10）の耐食性も向上させることができる。

また、上述したように、流通部材（30）を薄板状に形成できるので、冷媒と空気との熱交換における熱伝導性を向上させることができる。したがって、熱交換性能を低下させることなく、上述した効果を得ることができる。

また、第２の発明によれば、冷媒を複数の熱交換ユニット（10a）に分流させて空気と熱交換させるようにしたので、各熱交換ユニット（10a）の細径流路（31）の長さを短くすることができる。これにより、細径流路（31）における冷媒の流動抵抗を低減することができる。この結果、流通部材（30）における圧力損失を低減でき、熱交換効率を向上させることができる。

また、第３の発明によれば、複数の流入側ヘッダ（20）を互いが連通可能に一体成型するようにし、また複数の流出側ヘッダ（21）を互いが連通可能に一体成型するようにしたので、別途に配管などの連通手段を設ける必要が無いため、製作コストを低減することができる。

また、第４または第５の発明によれば、２つの流入側ヘッダ（20）を互いが連通可能に一体成型するようにし、または２つの流出側ヘッダ（21）を互いが連通可能に一体成型するようにしたので、別途に配管などの連通手段を設ける必要が無いため、製作コストを低減することができる。

また、第６の発明によれば、複数の分割ユニット（52）を組み合わせて１つの熱交換器（10）を構成するようにしたので、製造金型の簡素化を図ることができる。

また、上記分割ユニット（52）の数量によって熱交換器サイズを変えることができるので、熱交換器サイズの設計自由度を高めることができる。

また、第７の発明によれば、空気との接触面積を増大させることができるので、冷媒と空気との熱交換効率を向上させることができる。

また、第８の発明によれば、より一層の熱交換器（10）の小型化および軽量化を図ることができる。

また、第９の発明によれば、細径流路（31）を流れる冷媒の流通部材（30）の外側への漏洩を防止することができる。したがって、安全な熱交換器（10）を構築することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

〈発明の実施形態１〉
図１に示すように、本実施形態１の熱交換器（10）は、例えば、空気調和装置の冷媒回路に設けられている。この熱交換器（10）は、冷媒回路内を循環する冷媒を凝縮または蒸発せしめて温風または冷風を生成するもので、いわゆる室内熱交換器や室外熱交換器として機能するものである。

上記熱交換器（10）は、１つの流入側ヘッダ（20）および１つの流出側ヘッダ（21）と、複数の流通部材（30）とを備えている。この複数の流通部材（30）は、流入側ヘッダ（20）と流出側ヘッダ（21）との間に設けられている。上記流入側ヘッダ（20）および流出側ヘッダ（21）は、扁平な矩形状の箱形に形成されている。この流入側ヘッダ（20）と流出側ヘッダ（21）とは、流通部材（30）を挟んで該流通部材（30）の上側と下側とにそれぞれ位置すると共に、互いに対向して並行に配置されている。

上記流入側ヘッダ（20）の一側面には、流入管（22）が接続される一方、上記流出側ヘッダ（21）の一側面には、流出管（23）が接続されている。上記流入管（22）および流出管（23）は、冷媒回路の配管に接続されている。この流入管（22）は、冷媒回路の冷媒を流入側ヘッダ（20）に導入するように構成され、流出管（23）は、流出側ヘッダ（21）の冷媒を冷媒回路に戻すように構成されている。

図２に示すように、上記複数の流通部材（30）は、長方形の薄板状に形成されている。この流通部材（30）の板厚は、例えば０．４ｍｍ（４００μｍ）程度である。この流通部材（30）の内部には、冷媒が流れる細径流路である、いわゆるマイクロチャネル（31）が形成されている。このマイクロチャネル（31）は、断面が円形に形成され、例えば直径が１００〜２００μｍ程度である。

上記マイクロチャネル（31）は、流通部材（30）の厚さ方向における中間に位置し、流通部材（30）を長手方向に直線的に延びて流通部材（30）を貫通している。つまり、上記マイクロチャネル（31）は、流通部材（30）の長手方向における両端面に開口している。そして、上記マイクロチャネル（31）は、流通部材（30）の幅方向に一列に複数並んで形成されている。このマイクロチャネル（31）同士は、所定間隔を存して並んでいる。

上記流通部材（30）には、複数の伝熱フィン（32）が一体成型されている。この複数の伝熱フィン（32）は、流通部材（30）の両扁平面に配置されている。上記伝熱フィン（32）は、長方形の薄板状に形成され、長辺の長さが流通部材（30）の幅長さと同じに形成されている。この伝熱フィン（32）は、長辺側が流通部材（30）の扁平面に沿って配置されると共に、長辺が流通部材（30）の幅方向と平行になるように配置されている。そして、上記伝熱フィン（32）は、流通部材（30）の長手方向に所定間隔を存して並行に複数配列されている。なお、上記伝熱フィン（32）には、板厚が流通部材（30）側とは反対側の長辺に向かって先細となる両テーパが形成されている。この両テーパは、鋳型の抜き勾配に構成されている。

上記流通部材（30）は、長手方向が流入側ヘッダ（20）および流出側ヘッダ（21）に対して垂直となる状態で対向する流入側ヘッダ（20）の下面と流出側ヘッダ（21）の上面とに接合されている。つまり、上記流通部材（30）は、マイクロチャネル（31）が流入側ヘッダ（20）の下面および流出側ヘッダ（21）の上面に向かって開口するように配置されている。そして、上記流通部材（30）は、所定間隔を存して複数並行に配列され、隣り合う流通部材（30）の伝熱フィン（32）同士は、所定の微小隙間を置いて離隔している。なお、上記流入側ヘッダ（20）の下面および流出側ヘッダ（21）の上面には、各流通部材（30）の複数のマイクロチャネル（31）にそれぞれ連通する連通穴（図示しない）が設けられている。

上記流通部材（30）は、流入側ヘッダ（20）の冷媒を流通部材（30）のマイクロチャネル（31）を通じて流出側ヘッダ（21）に導くように構成されている。また、上記流通部材（30）および伝熱フィン（32）は、空気が各流通部材（30）および各伝熱フィン（32）の周囲を流通部材（30）の幅方向に向かって流通するように構成されている。そして、上記流通部材（30）および伝熱フィン（32）は、周囲を流通する空気と該流通部材（30）を流れる冷媒とが熱交換するように構成されている。

上記流通部材（30）と伝熱フィン（32）とは、樹脂系材料で一体に成型されている。この樹脂系材料としては、いわゆる高熱伝導樹脂が用いられている。この高熱伝導樹脂は、例えば金属、無機物、カーボンまたはカーボンナノチューブなどを樹脂材料に充填したものであり、熱伝導性に優れている。上記成型方法としては、高精度微細成型方法の１つである、例えば射出成型を用いている。この高熱伝導樹脂の射出成型を用いることにより、上述したように、マイクロチャネル（31）を細径に形成することができ、流通部材（30）および伝熱フィン（32）を極めて薄い板状に形成することができる。また、上記流入側ヘッダ（20）および流出側ヘッダ（21）も同様に、高熱伝導樹脂の射出成型により製作される。

また、上記流通部材（30）および伝熱フィン（32）の外面には、ガスバリア性や疎水性を付加するコーティング処理が施されている。つまり、冷媒のマイクロチャネル（31）から流通部材（30）の外側への浸透を阻止するための表面処理が施されている。この表面処理としては、金属蒸着、シリカ（二酸化ケイ素）コーティング、ＤＬＣ（ダイアモンド ライク カーボン）コーティングなどが挙げられる。

−製造方法−
次に、上記熱交換器（10）を製造する製造方法の具体例について説明する。

（製造方法１）
先ず、第１の製造方法は、図３〜図７に示すように、上記熱交換器（10）を複数の分割ユニット（50）で構成している。そして、この分割ユニット（50）のヘッダ部（51）を上下に分割し、１つのユニット本体（52）と２つの蓋体（53）とに３分割して射出成型するようにしたものである。

具体的に、上記分割ユニット（50）は、伝熱フィン（32）を有する１つの流通部材（30）ごとに１つのユニットに構成されている。そして、上記分割ユニット（50）は、１つのユニット本体（52）と２つの蓋体（53，53）とによって構成されている。

そこで、先ず、上記ユニット本体（52）は、図３及び図４に示すように、伝熱フィン（32）を有する１つの流通部材（30）と、該流通部材（30）の両端部に位置するコ字型の蓋受部（54）と、該蓋受部（54）の内側に位置する複数の板状のリブ（55）とを備えている。そして、このユニット本体（52）が、射出成型によって一体成形される。なお、上記リブ（55）は、ヘッダ部（51）の歪みを防止するための補強部材を構成している。また、上記蓋受部（54）は、流入側ヘッダ（20）および流出側ヘッダ（21）の一部を構成するためのヘッダ用部材となっている。

一方、上記蓋体（53）は、図５に示すように、ユニット本体（52）の蓋受部（54）の上部に、該蓋受部（54）の上部を塞ぐように取り付けられるものである。そして、この蓋体（53）が、射出成型によって一体成形される。

上記ユニット本体（52）と蓋体（53）とをそれぞれ別個に成形した後、図６及び図７に示すように、ユニット本体（52）の各蓋受部（54，54）に蓋体（53，53）を取り付ける。例えば、超音波接合によってユニット本体（52）の各蓋受部（54，54）に蓋体（53，53）を溶着し、分割ユニット（50）を形成する。

続いて、この分割ユニット（50）の複数個を順に配列し、例えば、並行に配列する。そして、相隣る分割ユニット（50）のヘッダ部（51）を互いに接続し、流入側ヘッダ（20）及び流出側ヘッダ（21）を形成する。例えば、ヘッダ部（51）の開口部を互いに超音波接合によって溶着する。

最後に、両側部に位置する分割ユニット（50）のヘッダ部（51）の両側部を閉鎖すると共に、流入管（22）及び流出管（23）を接続して熱交換器（10）の作成が完了する。

なお、上記製造における接合は、超音波接合に限られるものではない。また、上記流通部材（30）は、伝熱フィン（32）を省略したものであってもよい。また、上記リブ（55）は、省略したものであってもよい。

また、変形例として次のように構成してもよい。つまり、上記分割ユニット（50）は、１つのユニット本体（52）と２つの蓋体（53，53）とによって構成したが、例えば、図４に示す上記ユニット本体（52）を１つの分割ユニット（52）としてもよい。そして、図５に示す蓋体（53）は、複数個を１つの部材で形成し、流入側ヘッダ（20）及び流出側ヘッダ（21）の半体を形成する１つの蓋体（53）に複数の分割ユニット（52）を超音波接合等で接続するようにしてもよい。

（製造方法２）
次に、第２の製造方法は、図８〜図１１に示すように、上記熱交換器（10）を複数の分割ユニット（50）で構成し、この分割ユニット（50）を左右に縦分割し、２つのユニット半体（56）に２分割して射出成型するようにしたものである。

具体的に、上記分割ユニット（50）は、伝熱フィン（32）を有する１つの流通部材（30）ごとに１つのユニットに構成されている。そして、上記分割ユニット（50）は、２つのユニット半体（56，56）によって構成されている。

そこで、先ず、上記ユニット半体（56）は、図８及び図９に示すように、伝熱フィン（32）を有する流通部半体（57）と、該流通部半体（57）の両端部に位置する扁平な角筒状のヘッダ半体（58）と、該ヘッダ半体（58）の内側に位置する複数の板状のリブ（55）とを備えている。そして、このユニット半体（56）が、射出成型によって一体成形される。

なお、上記流通部半体（57）は、流通部材（30）の半分を構成するものであり、片面に伝熱フィン（32）が形成される一方、他の片面にマイクロチャネル（31）の半円溝が形成される。また、上記ヘッダ半体（58）は、分割ユニット（50）のヘッダ部（51）の半分を構成するものである。また、上記リブ（55）は、ヘッダ半体（58）の歪みを防止するための補強部材を構成している。

上記２つのユニット半体（56）をそれぞれ別個に成形した後、図１０及び図１１に示すように、上記２つのユニット半体（56）を互いに取り付ける。例えば、超音波接合によって２つの流通部半体（57）及びヘッダ半体（58）を溶着し、分割ユニット（50）を形成する。

続いて、この分割ユニット（50）の複数個を順に配列し、例えば、並行に配列する。そして、相隣る分割ユニット（50）のヘッダ部（51）を互いに接続し、流入側ヘッダ（20）及び流出側ヘッダ（21）を形成する。例えば、ヘッダ部（51）の開口部を互いに超音波接合によって溶着する。

最後に、両側部に位置する分割ユニット（50）のヘッダ部（51）の両側部を閉鎖すると共に、流入管（22）及び流出管（23）を接続して熱交換器（10）の作成が完了する。

なお、上記製造における接合は、超音波接合に限られるものではない。また、上記流通部材（30）は、伝熱フィン（32）を省略したものであってもよい。また、上記リブ（55）は、省略したものであってもよい。

−運転動作−
次に、上述した熱交換器（10）の動作について説明する。

上記空気調和装置の冷媒回路では、圧縮機を駆動すると、冷媒回路を冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われる。この冷凍サイクルにより、本実施形態１の熱交換器（10）である室外熱交換器および室内熱交換器では、冷媒が凝縮または蒸発して温風または冷風が生成される。

まず、冷媒回路の冷媒は、流入管（22）を通って流入側ヘッダ（20）に流入する。この流入側ヘッダ（20）の冷媒は、該流入側ヘッダ（20）の連通穴（図示しない）から各流通部材（30）の複数のマイクロチャネル（31）を通って流出側ヘッダ（21）に流れる。その際、上記マイクロチャネル（31）を流れる冷媒は、流通部材（30）および伝熱フィン（32）の外側を流通する空気と熱交換して凝縮または蒸発し、空気が加熱または冷却されて温風または冷風になる。上記流出側ヘッダ（21）に流入した冷媒は、流出管（23）を通って冷媒回路に戻る。

ところで、上記マイクロチャネル（31）を流れる冷媒と空気との熱交換は、伝熱フィン（32）および流通部材（30）を介して行われる。つまり、上記冷媒と空気との熱交換は、熱が伝熱フィン（32）および流通部材（30）を伝導して行われる。ところが、上記流通部材（30）および伝熱フィン（32）は、高熱伝導樹脂の射出成型によって薄い板状に形成されているので、熱伝導性に優れ、且つ熱の伝導距離が少ない。したがって、上記マイクロチャネル（31）の冷媒と空気とを効率よく熱交換させることができる。

上記流通部材（30）の外面には、コーティング処理が施されているので、マイクロチャネル（31）を流れる冷媒が該マイクロチャネル（31）の内面から流通部材（30）の内部に浸透したとしても、流通部材（30）の外面から外側には漏洩しない。

−実施形態の効果−
以上説明したように、本実施形態１によれば、流通部材（30）および伝熱フィン（32）を高熱伝導樹脂の射出成型により作製するようにしたので、マイクロチャネル（31）の孔径を微小に形成することができると共に、流通部材（30）および伝熱フィン（32）自体を薄板状に形成することができる。これにより、上記熱交換器（10）の小型化を図ることができる。また、上記熱交換器（10）の製作コストを低減することができる。

また、上記流通部材（30）および伝熱フィン（32）を薄板状に形成することにより、該流通部材（30）および伝熱フィン（32）において、従来の熱交換器と比べても遜色無く高い熱伝導効率を維持することができる。

また、上記各ヘッダ（20，21）や流通部材（30）を樹脂系材料で形成するようにしたので、熱交換器（10）の軽量化を図ることができると共に、耐食性を向上させることができる。

さらに、上記流通部材（30）の外面にコーティング処理を施すようにしたので、マイクロチャネル（31）の冷媒が流通部材（30）の外側に漏れるのを防止することができる。これにより、安全な熱交換器（10）を提供することができる。

また、複数の分割ユニット（50）を接続して１つの熱交換器（10）を構成するようにすると、組立工程の簡素化を図ることができる。

また、上記分割ユニット（50）の数量によって熱交換器サイズを変えることができるので、熱交換器サイズの設計自由度を高めることができる。

〈発明の実施形態２〉
本実施形態２の熱交換器（10）は、図１２に示すように、上記実施形態１において、流通部材（30）および伝熱フィン（32）の構成を変更した熱交換器を１つの熱交換ユニット（10a）に構成し、この熱交換ユニット（10a）を３つ組み合わせたものである。ただし、この熱交換ユニット（10a）の高さは、実施形態１の熱交換器（10）の高さよりも低く形成されている。つまり、上記各熱交換ユニット（10a）におけるマイクロチャネル（31）の長さが短く形成されている。なお、本実施形態２の熱交換器（10）は、各熱交換ユニット（10a）に流れる冷媒流量の総量が実施形態１の熱交換器に流れる冷媒流量と同量になるように構成されている。

具体的に、図１２に示すように、上記実施形態１では、１つの流通部材（30）とその両扁平面に設けた伝熱フィン（32）とを一体成型するようにしたが、本実施形態２では、各熱交換ユニット（10a）ごとに全ての流通部材（30）とそれらの間に設けた伝熱フィン（32）とを一体成型するようにした。つまり、上記実施形態１では、隣り合う伝熱フィン（32）との間に所定の微小隙間を設けるようにしたが、実施形態２では、複数の流通部材（30）が互いに伝熱フィン（32）によって連続形成されている。

上記３つの熱交換ユニット（10a）は、それぞれが上段、中段および下段を構成するように上下方向に積まれた状態で配列されている。詳述すると、上記３つの熱交換ユニット（10a）は、中段の熱交換ユニット（10a）の流入側ヘッダ（20）および流出側ヘッダ（21）が上段の熱交換ユニット（10a）の流出側ヘッダ（21）および下段の熱交換ユニット（10a）の流入側ヘッダ（20）にそれぞれ対面接触している。つまり、本実施形態２の熱交換器（10）は、流入側ヘッダ（20）と流出側ヘッダ（21）とが上下方向に交互に配列されている。

上記各熱交換ユニット（10a）の流入側ヘッダ（20）には、分流管（40）が設けられている。一方、上記各熱交換ユニット（10a）の流出側ヘッダ（21）には、集合管（42）が設けられている。

上記分流管（40）は、上下に延びる１つの分流本管（41a）と、該分流本管（41a）に設けられた３つの分流支管（41b）および１つの分流入口管（41c）とを備えている。上記３つの分流支管（41b）は、管径が分流本管（41a）の管径より小さく形成され、それぞれが分流本管（41a）の上端部、中間部および下端部に接続されている。一方、上記分流入口管（41c）は、管径が分流本管（41a）の管径とほぼ同径に形成され、分流支管（41b）とは別個に分流本管（41a）の中間部に接続されている。そして、上記３つの分流支管（41b）は、それぞれが各熱交換ユニット（10a）の流入側ヘッダ（20）に接続される一方、分流入口管（41c）は、冷媒回路の配管に接続されている。

上記集合管（42）は、上下に延びる１つの集合本管（43a）と、該集合本管（43a）に設けられた３つの集合支管（43b）および１つの集合出口管（43c）とを備えている。上記３つの集合支管（43b）は、管径が集合本管（43a）の管径より小さく形成され、それぞれが集合本管（43a）の上端部、中間部および下端部に接続されている。一方、上記集合出口管（43c）は、管径が集合本管（43a）の管径とほぼ同径に形成され、集合支管（43b）とは別個に集合本管（43a）の中間部に接続されている。そして、上記３つの集合支管（43b）は、それぞれが各熱交換ユニット（10a）の流出側ヘッダ（21）に接続される一方、集合出口管（43c）は、冷媒回路の配管に接続されている。

上記の場合、冷媒回路の冷媒が分流入口管（41c）を通って分流本管（41a）に流入した後、各分流支管（41b）に分流して各熱交換ユニット（10a）の流入側ヘッダ（20）に流れる。上記流入側ヘッダ（20）の冷媒は、流通部材（30）のマイクロチャネル（31）を通って流出側ヘッダ（21）に流れる。この各流出側ヘッダ（21）の冷媒は、各集合支管（43b）を通って集合本管（43a）で集合し、集合出口管（43c）から冷媒回路に戻る。

ところで、上記各熱交換ユニット（10a）のマイクロチャネル（31）の長さを短く形成したため、マイクロチャネル（31）における冷媒の流動抵抗を低減することができる。これにより、空気調和装置の運転効率を向上させることができる。その他の構造、作用および効果は、実施形態１と同様である。

〈発明の実施形態３〉
本実施形態３の熱交換器（10）は、図１３に示すように、２つの流入側ヘッダ（20）および２つの流出側ヘッダ（21）と、複数の流通部材（30）とを備えている。この複数の流通部材（30）は、流入側ヘッダ（20）と流出側ヘッダ（21）との間に設けられている。

上記各流入側ヘッダ（20）および流出側ヘッダ（21）は、扁平な矩形状の箱形に形成されている。第１の流入側ヘッダ（20a）および第１の流出側ヘッダ（21a）は、容積が第２の流入側ヘッダ（20b）および第２の流出側ヘッダ（21b）よりも大きく形成されている。この２つの流入側ヘッダ（20）と２つの流出側ヘッダ（21）とは、上下方向に交互に且つ並行に配列されている。具体的に、上から第２の流出側ヘッダ（21b）、第１の流入側ヘッダ（20a）、第１の流出側ヘッダ（21a）および第２の流入側ヘッダ（20b）の順に配置されている。

上記第１および第２の流入側ヘッダ（20a，20b）には、共通の分流チャンバ（25）が一体成型によって設けられている。一方、上記第１および第２の流出側ヘッダ（21a，21b）には、共通の集合チャンバ（26）が一体成型によって設けられている。

上記分流チャンバ（25）および集合チャンバ（26）は、矩形状の箱形に形成されている。上記分流チャンバ（25）は、第１および第２の流入側ヘッダ（20a，20b）の一端側に位置する一方、上記集合チャンバ（26）は、第１および第２の流出側ヘッダ（21a，21b）における分流チャンバ（25）とは反対側の端部に位置している。上記分流チャンバ（25）と集合チャンバ（26）とは、流入側ヘッダ（20a，20b）および流出側ヘッダ（21a，21b）を挟むように互いに対向して配置されている。つまり、上記流入側ヘッダ（20a，20b）および流出側ヘッダ（21a，21b）は、分流チャンバ（25）および集合チャンバ（26）の互いに対向する面の所定部位から突出して延びるように形成されている。そして、上記分流チャンバ（25）は、第１および第２の流入側ヘッダ（20a，20b）に連通し、上記集合チャンバ（26）は、第１および第２の流出側ヘッダ（21a，21b）に連通している。

上記分流チャンバ（25）および集合チャンバ（26）には、流入管（22）および流出管（23）が接続されている。この流入管（22）および流出管（23）は、冷媒回路の配管に接続されている。

上記複数の流通部材（30）は、互いに対向する流入側ヘッダ（20）と流出側ヘッダ（21）との間に設けられている。この複数の流通部材（30）は、実施形態２と同様に、互いが伝熱フィン（32）によって連続して一体成型されている。

上記第１の流入側ヘッダ（20a）および第１の流出側ヘッダ（21a）は、それぞれの上下に設けられた流通部材（30）のマイクロチャネル（31）に連通するように構成されている。一方、上記第２の流入側ヘッダ（20b）は、上側に設けられた流通部材（30）のマイクロチャネル（31）に連通するように構成され、また、上記第２の流出側ヘッダ（21b）は、下側に設けられた流通部材（30）のマイクロチャネル（31）に連通するように構成されている。

上記の場合、冷媒回路の冷媒が流入管（22）を通って分流チャンバ（25）に流入した後、第１および第２の流入側ヘッダ（20a，20b）に分流する。上記第１の流入側ヘッダ（20a）の冷媒は、第１の流入側ヘッダ（20a）の上下に設けられた流通部材（30）のマイクロチャネル（31）に分流し、第１および第２の流出側ヘッダ（21a，21b）に流入する。一方、上記第２の流入側ヘッダ（20b）の冷媒は、第２の流入側ヘッダ（20b）の上側に設けられた流通部材（30）のマイクロチャネル（31）を通って第１の流出側ヘッダ（21a）に流入して第１の流入側ヘッダ（20a）の冷媒と合流する。

上記第１および第２の流出側ヘッダ（21a，21b）の冷媒は、集合チャンバ（26）で合流し、流出管（23）を通って冷媒回路に戻る。

本実施形態３では、２つの流入側ヘッダ（20a，20b）を互いが連通可能に一体成型で形成するようにし、また２つの流出側ヘッダ（21a，21b）を互いが連通可能に一体成型で形成するようにしたので、分流管（40）および集合管（42）が不要となり、製作コストを低減することができる。その他の構造、作用および効果は、実施形態２と同様である。

〈その他の実施形態〉
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

例えば、図１４または図１５に示すように、上記実施形態１または実施形態３において、流通部材（30）の伝熱フィン（32）を省略するようにしてもよい。その場合、上記複数の流通部材（30）は、互いが実施形態１または実施形態３の場合よりも小さい所定間隔で配置される。

また、上記実施形態２においても同様に、流通部材（30）の伝熱フィン（32）を省略するようにしてもよいことは勿論である。

また、上記実施形態３では、流入側ヘッダ（20）および流出側ヘッダ（21）を２つずつ設けるようにしたが、流入側ヘッダ（20）を２つと流出側ヘッダ（21）を１つ、または流入側ヘッダ（20）を１つと流出側ヘッダ（21）を２つ設けるようにしてもよい。その場合、集合チャンバ（26）または分流チャンバ（25）がそれぞれ省略される。

また、上記各実施形態では、各ヘッダ（20，21）を矩形状の箱形に形成するようにしたが、流線形状や扇状に形成するようにしてもよい。

また、上記各実施形態では、各ヘッダ（20，21）を互いが並行になるように配置したが、全体が湾曲して異なる間隔で配置してもよい。また、上記流入側ヘッダ（20）と流出側ヘッダ（21）は、同じ側に配置してもよい。

また、上記各実施形態では、流通部材（30）や伝熱フィン（32）などを高熱伝導樹脂で形成するようにしたが、これに限らず、熱伝導性および柔軟性に優れた樹脂系材料であればその他のものを用いてもよい。

以上説明したように、本発明に係る熱交換器は、各種流体間で熱交換させるものとして有用である。

実施形態１に係る熱交換器の概略斜視図である。 実施形態１に係る熱交換器の流通部材の構成を示し、(Ａ)、(Ｂ)および(Ｃ)は、それぞれ正面図、側面図および平面図を示すものである。 製造方法１における分割ユニットのユニット本体を示す正面図である。 製造方法１における分割ユニットのユニット本体を示し、(Ａ)および(Ｂ)は、それぞれ側面図および平面図を示すものである。 製造方法１の分割ユニットの蓋体を示し、(Ａ)および(Ｂ)は、それぞれ正面図および側面図を示すものである。 製造方法１における分割ユニットの正面図である。 製造方法１における分割ユニットの側面図である。 製造方法２における分割ユニットのユニット半体の正面図である。 製造方法２における分割ユニットのユニット半体を示し、(Ａ)および(Ｂ)は、それぞれ側面図および平面図である。 製造方法２の分割ユニットを示す側面図である。 図９のＳ−Ｓにおける断面図である。 実施形態２の熱交換器を示す概略斜視図である。 実施形態３の熱交換器を示す概略斜視図である。 その他の実施形態の熱交換器を示す概略斜視図である。 その他の実施形態の熱交換器を示す概略斜視図である。

符号の説明

10 熱交換器
10a 熱交換ユニット
20 流入側ヘッダ
21 流出側ヘッダ
25 分流チャンバ
26 集合チャンバ
30 流通部材
31 マイクロチャネル（細径流路）
32 伝熱フィン
40 分流管
42 集合管
52 分割ユニット
54 蓋受部（ヘッダ用部材）

Claims (9)

1. 冷媒の流入側ヘッダ（20）および流出側ヘッダ（21）と、
   該流入側ヘッダ（20）と流出側ヘッダ（21）との間に設けられ、冷媒を流入側ヘッダ（20）から流出側ヘッダ（21）に導く複数の流通部材（30）とを備え、
   上記流通部材（30）は、樹脂系材料で形成されると共に、板状に形成され、上記複数の流通部材（30）が所定間隔を存して配列される一方、
   上記流通部材（30）は、冷媒が流れる細径流路（31）が形成され、外側を流れる空気と冷媒とが熱交換するように構成されている
   ことを特徴とする熱交換器。
2. 請求項１において、
   上記流入側ヘッダ（20）と流出側ヘッダ（21）と複数の流通部材（30）とが１つの熱交換ユニット（10a）に構成され、
   複数の熱交換ユニット（10a）が配列される一方、
   上記複数の熱交換ユニット（10a）の流入側ヘッダ（20）が分流管（40）に接続され、上記複数の熱交換ユニット（10a）の流出側ヘッダ（21）が集合管（42）に接続されている
   ことを特徴とする熱交換器。
3. 請求項１において、
   複数の流入側ヘッダ（20）と流出側ヘッダ（21）とが交互に配置される一方、
   上記複数の流通部材（30）は、互いに対向する流入側ヘッダ（20）と流出側ヘッダ（21）との間に設けられ、
   上記複数の流入側ヘッダ（20）が該複数の流入側ヘッダ（20）に連通する分流チャンバ（25）と一体成型され、上記複数の流出側ヘッダ（21）が該流出側ヘッダ（21）に連通する集合チャンバ（26）と一体成型されている
   ことを特徴とする熱交換器。
4. 請求項１において、
   ２つの流入側ヘッダ（20）と１つの流出側ヘッダ（21）とが交互に配置される一方、
   上記複数の流通部材（30）は、互いに対向する流入側ヘッダ（20）と流出側ヘッダ（21）との間に設けられ、
   上記２つの流入側ヘッダ（20）が該流入側ヘッダ（20）に連通する分流チャンバ（25）と一体成型されている
   ことを特徴とする熱交換器。
5. 請求項１において、
   １つの流入側ヘッダ（20）と２つの流出側ヘッダ（21）とが交互に配置される一方、
   上記複数の流通部材（30）は、互いに対向する流入側ヘッダ（20）と流出側ヘッダ（21）との間に設けられ、
   上記２つの流出側ヘッダ（21）が該流出側ヘッダ（21）に連通する集合チャンバ（26）と一体成型されている
   ことを特徴とする熱交換器。
6. 請求項１〜５の何れか１項において、
   １つの流通部材（30）と、該流通部材（30）の両端に形成され、流入側ヘッダ（20）および流出側ヘッダ（21）の一部を構成するためのヘッダ用部材（54，54）とによって分割ユニット（52）が構成されている
   ことを特徴とする熱交換器。
7. 請求項１〜６の何れか１項において、
   上記流通部材（30）には、樹脂系材料より成る伝熱フィン（32）が外面に一体成型されている
   ことを特徴とする熱交換器。
8. 請求項１〜７の何れか１項において、
   上記流入側ヘッダ（20）および流出側ヘッダ（21）は、樹脂系材料で形成されている
   ことを特徴とする熱交換器。
9. 請求項１〜８の何れか１項において、
   上記流通部材（30）の外面および細径流路（31）の内面のうち少なくとも一方には、細径流路（31）から流通部材（30）の外側への冷媒の浸透を阻止する表面処理が施されている
   ことを特徴とする熱交換器。

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