JP2006207952A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッダタンクの小型化およびその構造の簡素化が図れ、組み立て工数の低減を実現した熱交換器を提供する。
【解決手段】内部を冷媒が流れる複数のチューブ２と、複数のチューブ２への冷媒流入口５に配される冷媒流入側ヘッダタンク３と、複数のチューブ２からの冷媒流出口１８に配される冷媒流出側ヘッダタンク４とを備え、複数のチューブ２の束は、冷媒流入側ヘッダタンク３から冷媒流出側ヘッダタンク４に至る間に３個の折返し部６、７、８を有して、冷媒流入側ヘッダタンク３と冷媒流出側ヘッダタンク４の両方を同一側に配置させた構成とすることにより、ヘッダタンクの小型化およびその構造の簡素化が図れ、組み立て工数の低減を実現することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用空気調和装置に使用される熱交換器、または冷凍車などの庫内温度を低温に維持するために低温環境下で使用される熱交換器に関するものである。

この種の従来技術としては、断面が扁平形状で内部を冷媒が流れる多数のチューブが配列された熱交換器において、これらのチューブの長手方向両端には冷媒入口側タンクと、冷媒出口側タンクが配されているものがよく知られている（例えば、特許文献１参照）。

この多数のチューブが配列された熱交換器は、複数本のチューブが一群のグループを構成し、一群のチューブがヘッダタンク間を往復するように冷媒入口側タンクおよび冷媒出口側タンクに接続され、一群のチューブがヘッダタンク間を折り返す毎に、冷媒が連通する仕切られた流路が各ヘッダタンク内部に形成されるものである。

つまり、特許文献１による熱交換器では、一群のチューブがヘッダタンク間を折り返す毎に各ヘッダタンク内部には仕切られた流路を構成する必要がある。また、熱交換器を流れる空気流の向き、つまり扁平状のチューブの断面の長径方向に一群のチューブが複数段配列されており、この一群のチューブが複数段配列された熱交換器全体として一対の冷媒入口側タンクおよび冷媒出口側タンクを備えているものである。

次に、特許文献１と同様に、一群のチューブがヘッダタンク間を折り返す毎に各ヘッダタンクの内部に仕切られた流路を要する熱交換器の従来例として、その先行技術文献の存在は知らないが、図７、図８（ａ）、および図８（ｂ）に示すものが知られている。以下にその構成を説明する。

図７に示すように、熱交換器を構成する熱交換器コア１００は、一群のチューブ１０１と、ディストリビュータ（図示せず）により分配された冷媒を取り入れる冷媒入口側ヘッダタンク取入口１０３ａと、冷媒入口側ヘッダタンク取入口１０３ａを有し一群のチューブ１０１に冷媒を送り込む冷媒入口側ヘッダタンク１０３と、冷媒入口側ヘッダタンク１０３の反対側に設けられ、チューブ１０１内から送り込まれる冷媒の流動方向を折り返すように変更するパイプ１０５を有した冷媒出口側ヘッダタンク１０４と、冷媒が一群のチューブ１０１内を通り再び冷媒入口側ヘッダタンク１０３に流出し、その流動方向を冷媒出口側ヘッダタンク１０４方向に折り返すように変更するパイプ１０６と、さらに冷媒がチューブ１０１を通り折り返して前記冷媒を冷媒入口側ヘッダタンク１０３に送り込むためのパイプ１０５Ａと、アキュムレータ（図示せず）に連通する冷媒入口側ヘッダタンク１０３内の最下流部に設けられる冷媒入口側ヘッダタンク流出口１０３ｂと、から構成されている。

図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、冷媒入口側ヘッダタンク１０３の内部には、一群の複数のチューブ１０１を流れる冷媒が冷媒入口側ヘッダタンク１０３内で流れ方向を折り返すための複数の仕切り板１０７、１０８、１０９が設けられている。

なお、図７、図８（ａ）、および図８（ｂ）に示すチューブの上に描かれた矢印は冷媒の流れる方向を模式的に示したものである。
特開２００２‐１１５９３４号公報（第７図）

しかし、上記従来のいずれの熱交換器においても、各ヘッダタンク内には冷媒が折り返して流通するための流路が必要なため、ヘッダタンク内に流路を仕切る仕切り板が必要となりヘッダタンク内の構造が複雑化し、ヘッダタンクが大型化するという問題があった。また、冷媒がヘッダタンク間を折り返す数だけ一群の複数のチューブの冷媒流入部および冷媒流出部をヘッダタンクに収める必要があり、多大な組み立て作業を要するという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ヘッダタンクの小型化およびその構造の簡素化が図れ、組み立て工数の低減を実現した熱交換器を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の熱交換器の発明は、内部を冷媒が流れ、断面の長径方向両端部に形成された曲面と、前記長径方向両端部をつなぐ側壁面とを有する複数の扁平状のチューブ（２）と、
前記複数の扁平状のチューブ（２）への冷媒流入部に配される冷媒流入側ヘッダタンク（３）と、
前記複数の扁平状のチューブ（２）からの冷媒流出部に配される冷媒流出側ヘッダタンク（４）と、を備え、
前記複数の扁平状のチューブ（２）の束は、前記冷媒流入側ヘッダタンク（３）から前記冷媒流出側ヘッダタンク（４）に至る間に奇数個の折返し部（６、７、８）を有して、
前記冷媒流入側ヘッダタンク（３）と前記冷媒流出側ヘッダタンク（４）の両方を同一側に配置させたことを特徴とする。

この手段により、ヘッダタンクの材料費削減、ヘッダタンク内の冷媒流路形成のための仕切り板の削減、およびヘッダタンクへのチューブ差込箇所数の削減を図ることができるので、ヘッダタンクの構造を簡素化とともに、組み立て工数の低減を実現した熱交換器が得られる。

請求項２に記載の熱交換器の発明は、前記両ヘッダタンク（３、４）が存在する前記同一側に形成した前記折返し部（７）において隣接する扁平状のチューブ（２）同士の間隔は、他方側に形成した他の折返し部において隣接する扁平状のチューブ（２）同士の間隔よりも大きくしたことを特徴とする。

この手段により、比較的長い複数の扁平状のチューブを曲げ加工し、すべての扁平状のチューブの両端をヘッダタンク内に配置させる組立を行う場合に、すべての扁平状のチューブの両端の位置をヘッダタンク内にそろえる作業における微調整が行いやすくなり組立工数を低減できるという効果がある。

請求項３に記載の熱交換器の発明は、前記両ヘッダタンク（３、４）が存在する前記同一側に存在する側に形成した折返し部（７）の端面と、前記扁平状のチューブ（２）の冷媒流入部および冷媒流出部の端面とを前記扁平状のチューブ（２）の長手方向について、ほぼ一致させて配置したことを特徴とする。

この手段により、冷媒流入側ヘッダタンクと冷媒流出側ヘッダタンクをそれぞれディストリビュータとアキュムレータに接続固定する場合に、比較的小さなヘッダタンクのみを保持すればよいので、サイドプレートの形状の簡単化や組立作業の向上を図ることができる。

請求項４に記載の熱交換器の発明は、前記両ヘッダタンク（３、４）が存在する前記同一側に形成した前記折返し部（７）の先端部を、前記両ヘッダタンク（３、４）の端面よりも外方に突出させて配置したことを特徴とする。

この手段により、扁平状のチューブの周囲を流れる空気流と熱交換する表面積が増加するので、より熱交換性能を向上させることができる。

以下、本発明の熱交換器の実施の形態を説明する。

（実施の形態１）
本発明の熱交換器は、車両用空気調和装置に用いられるものであり、庫内温度を低温に維持するために低温環境下で使用の冷凍車などに用いられる、例えば、蒸発器であり、冷凍サイクル装置において重要な役割をなす構成部品である。この熱交換器は、内部を冷媒が流れる複数のチューブを支持するサイドプレートなどを介して車両側の部品に、車両の振動による影響を受けにくいように強固に固定されるものである。以下に、本発明に係る熱交換器について説明する。

図１は、本発明の熱交換器に係る熱交換器コアの構成を示す平面図である。図２（ａ）は、熱交換器の冷媒流入側ヘッダタンク部分を示す部分拡大斜視図である。図２（ｂ）は、熱交換器の冷媒流入側ヘッダタンクの内部を示す部分拡大図である。図３は、複数段に配列された熱交換器コアから構成される熱交換器の全体構成を示す斜視図である。

図１および図２（ａ）に示すように、熱交換器コア１は、内部を冷媒が流れる複数のチューブ２と、これらのチューブ２の長手方向の一方端の冷媒流入側に配置された冷媒流入側ヘッダタンク３と、複数のチューブ２の長手方向の他方端の冷媒流出側に配置された冷媒流出側ヘッダタンク４とを備えている。

チューブ２は、１０本程度束になった形で、一端部の冷媒流入口５を冷媒流入側ヘッダタンク３内に配置し、他端部の冷媒流出口１８を冷媒流出側ヘッダタンク４内に配置し、冷媒流入側ヘッダタンク３と冷媒流出側ヘッダタンク４との間において３箇所の折返し部６、７、および８を形成し、冷媒流入側ヘッダタンク３と冷媒流出側ヘッダタンク４とが同じ側に配設するようにして熱交換器コア１を構成している。チューブ１本１本について折返し部６、７、および８を形成し、これらを１０本程度の束になった状態にしたチューブ２の一群は、冷媒流入側ヘッダタンク３および冷媒流出側ヘッダタンク４から離れた側で、折返し部６および８の近傍で保持部材９により一体的に保持されている。

複数のチューブ２は、その扁平形状の主面を、空気の通過する方向とほぼ平行に配置されている。複数のチューブ２は、排水性に配慮して、その扁平形状の主面を重力方向の上下方向にほぼ一致させて配置される。熱交換器コア１は、全体として扁平な直方体形状を呈する。複数のチューブ２は、熱交換器コア１の長手方向に沿って主として延びており、熱交換器コア１の長手方向の端部において短手方向へ曲げられ、１８０度その延在方向を転換して配置される。複数のチューブ２のそれぞれは、３箇所において１８０度その延在方向を転回しており、全体としてほぼＷ字状あるいは３字状と呼びうる形状を呈する。

熱交換媒体としての冷媒が流れる複数のチューブ２の間には、それらのほぼ全長に渡って隙間が形成されている。チューブ２の間の隙間は、チューブ２のうち、熱交換器コア１の長手方向に沿って延びる延在部において少なくとも確保される。すなわち、熱交換器コア１としての短手方向に関して、複数のチューブ２の間に隙間が確保される。これらの隙間は、被熱交換媒体としての空気が通過するためのものである。着霜を低減するために隙間にフィンを装着しない構成をとることができる。隙間にフィンが配置されてもよい。

複数のチューブ２のそれぞれは、各折返し部６、７、８の最も内側に位置する部位では過剰な急角度での曲げを防止するために、所定の半径をもった１８０度以上の円弧状の曲げ部を形成している。一方、最も内側以外に位置する部位、すなわち、最内周よりも外側に位置する複数のチューブ２においては、２つの９０度程度の円弧状曲げ部とそれらの間をつなぐ直線部とを形成して、折返し部を形成する。２つの折返し部６、８においては、複数のチューブ２の間の間隔、すなわち、熱交換器コア１としての長手方向に関するチューブ２間の間隔は、チューブ２の延在部における隙間と同等か、それより小さく形成される。２つの折返し部６、８においてチューブ２の間隔を小さくすることがチューブ２の長さを上記のように調節する上で有利である。２つの折返し部６、８においては、複数のチューブ２の間の間隔を、チューブ２の延在部における隙間より大きく形成してもよい。

冷媒流入側ヘッダタンク３と冷媒流出側ヘッダタンク４の両方が存在する側に形成された折返し部７においては、折返し部７を構成する隣接されたチューブ２同士の間隔は、他方側の折返し部６および８を構成する隣接されたチューブ２同士の間隔よりも大きく形成されている。すなわち、熱交換器コア１としての長手方向に関するチューブ２間の間隔は、折返し部７において、チューブ２の延在部における隙間より大きく、しかも反対側に位置する折返し部６、８よりも大きく形成される。これら折返し部６、７、８におけるチューブ２間の間隔の差は、すべてのチューブ２の長さを所定範囲内に統一するか、あるいはほぼ等しくするために設定される。すなわち、一方のヘッダタンクから数えて奇数個目の折返し部６、８において最外周側に位置するチューブ２は、一方のヘッダタンクから数えて偶数個目の折返し部７において最内周側に位置する。逆に、一方のヘッダタンクから数えて奇数個目の折返し部６、８において最内周側に位置するチューブ２は、一方のヘッダタンクから数えて偶数個目の折返し部７において最外周側に位置する。このため、これらのチューブ２の長さを調節するために、折返し部６、７、８におけるチューブ２間の間隔を設定している。この実施の形態では、折返し部７において、折返し部６、８と比べて顕著に大きな間隔が設定されている。本実施の形態のチューブ２同士の延在部および折返し部における間隔は、着霜による目詰まりを考慮して、そのピッチが約６ｍｍ以上であることが望ましい。

図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、ディストリビュータ１１により分配された冷媒が流入する冷媒流入側ヘッダタンク流入口３ａは、チューブ２内に連通するように冷媒流入側ヘッダタンク３に設けられ、アキュムレータ１２に連通する冷媒流出側ヘッダタンク流出口４ａは、チューブ２内に連通するように冷媒流出側ヘッダタンク４に設けられている。冷媒流入側ヘッダタンク流入口３ａと冷媒流出側ヘッダタンク流出口４ａとは、それぞれのヘッダタンク３、４の内部のほぼ中央部において開口するように接続されている。折返し部７は、冷媒流入側ヘッダタンク３と冷媒流出側ヘッダタンク４との間に配設され、折返し部７の端面、すなわち折返し部７において最も外側に位置するチューブ２の外側面、さらに言い換えると折返し部７の最外周部は、チューブ２の冷媒流入口５および冷媒流出口１８の端面とチューブ２の長手方向に対してほぼ一致させて配置されている。折返し部７において最も外側に位置するチューブ２が、冷媒流入口５および冷媒流出口１８の端面とほぼ一致するように配置されている。つまり、折返し部７の端面は、冷媒流入側ヘッダタンク３および冷媒流出側ヘッダタンク４よりも外方に突出していないということを意図している。

１０本程度の一群のチューブ２は、その両端を冷媒流入側ヘッダタンク３、冷媒流出側ヘッダタンク４のそれぞれに差し込む形態で固定されている。冷媒流入側ヘッダタンク３は１０本程度束になったチューブ２の内部に連通可能な程度の幅寸法を有し、同様に、冷媒流出側ヘッダタンク４は１０本程度束になったチューブ２の内部に連通可能な程度の幅寸法を有している。

図３に示すように、このようにして構成された熱交換器コア１と同様な構成の熱交換器コア１Ａおよび１Ｂを熱交換器コア１とともに、空気流の流れ方向に３段に配列してそれらを結合部材１０により一体的に固定して熱交換器ユニットを構成する。

熱交換器ユニットは、中間プレート１４に設けたゴム製部材１７と、サイドプレート１５に設けたゴム製部材１６により、熱交換器コア１、１Ａ、および１Ｂの長手方向に適切な間隔を設けて、その上下を挟み込むようにして保持されている。

ゴム製部材１６および１７の材質は合成ゴムであり、例えば、ＥＰＤＭ（エチレン‐プロピレンゴム）を用いた場合は、その特性として耐オゾン性、耐熱老化性、耐候性、耐寒性、溶剤性に優れているため、車両用熱交換器の構成要素として使用される場合の振動、熱的に厳しい条件下において有効である。

熱交換器ユニットとディストリビュータ１１との接続は、熱交換器コア１における冷媒流入側ヘッダタンク流入口３ａと、ディストリビュータ１１から分配された配管の１本とを接続し、サイドプレート１３を介して保持してろう付け溶接し、同様に他の熱交換器コア１Ａおよび１Ｂにおける冷媒流入側ヘッダタンク流入口を残る２本の配管にそれぞれ接続してろう付け溶接する構成である。アキュムレータ１２についても同様に、冷媒流出側ヘッダタンク流入口４ａとアキュムレータの配管を接続し、サイドプレート１３を介して保持してろう付け溶接する構成である。

チューブ２は、内部を冷媒が流通する形状であれば、その断面形状は特に限定するものではないが、本発明の一実施形態として、特に断面形状が扁平形状であるものについて説明する。チューブ２は、その断面の長径方向両端部に曲線形状を形成した曲面部と、断面の長径方向両端部を結ぶ互いに平行な線分を形成した側壁面とを備えた扁平形状であり、ファン（図示せず）などにより強制的に送られる空気が前記側壁面に沿うように通風することで、空気とチューブ２との間で熱交換が行われる。

また、チューブ２は、それぞれが扁平形状の短径方向寸法が約２ｍｍ、長径方向寸法が約２４ｍｍの非常に細長い断面形状であり、一群のチューブ２は扁平形状の短径方向にピッチ約６ｍｍの寸法で１０本程度並べられ、隣り合うチューブとの間に空気通風路が形成されている。そして、図３に示すように、このように１０本程度並列した一群のチューブ２で構成される熱交換器コア１と同様の熱交換器コア１Ａ、１Ｂを空気通風方向に間隔約７ｍｍ設けて３段積層するとともに、空気通風方向に隣り合う熱交換器コア同士は空気流通方向に対してずらした位置に配列されている。また、熱交換器コア１Ｂにおけるチューブ２の空気通風方向の中心線が、空気通風方向に隣り合う熱交換器コア１の各チューブ間のピッチの中間線の延長上に一致するように隣り合う熱交換器コアを配列するのが望ましい。

次に、図４（ａ）および図４（ｂ）を用いて、熱交換器ユニットとディストリビュータとの接続固定、および熱交換器ユニットとアキュムレータとの接続固定についての他の構成を説明する。

熱交換器ユニットとディストリビュータの接続固定にかかる構成は、空気通風方向に複数段に配置した熱交換器コア１、１Ａ、１Ｂのすべての冷媒流入側ヘッダタンク流入口３ａと連通するように、複数の流路を有した第１の連結部材１９を熱交換器ユニットに接続固定する構成である。この第１の連結部材１９は、サイドプレート１３に固定されてさらにねじ等で締め付け固定される。

第１の連結部材１９は、接続固定する熱交換器コアの数と同等、またはそれ以上の数の分配された流路を内部に有し、その入口側においてジョイント２０を介してディストリビュータ１１に接続される。ジョイント２０は第１の連結部材１９の内部に形成されたそれぞれの流路に連通する流路を有する。

第１の連結部材１９は、冷媒流入側ヘッダタンク流入口３ａとの炉中ろう付けによりろう付け部２３が形成されて固定されるため、冷媒流入側ヘッダタンク流入口３ａと同一の材質で構成するのが望ましい。例えば、チューブ２、冷媒流入側ヘッダタンク３、および冷媒流入側ヘッダタンク流入口３ａ、の材質がアルミニウムで形成されている場合には、第１の連結部材１９はアルミニウムで形成し、型を使った鋳造成形（ダイキャスティング）で形成するとよい。なお、ろう付け部２３を構成するろう材は、第１の連結部材１９、および冷媒流入側ヘッダタンク流入口３ａに設けられるパイプの材質を考慮して当該材質よりも低い融点を有する適切な金属材料を用いる。

次に、熱交換器ユニットとアキュムレータの接続固定にかかる構成は、空気通風方向に複数段に配置した熱交換器コア１、１Ａ、１Ｂのすべての冷媒流出側ヘッダタンク流出口４ａと連通するように、複数の流路を有した第２の連結部材２１を熱交換器ユニットに接続固定する構成である。この第２の連結部材２１は、サイドプレート１３に固定されてさらにねじ等で締め付け固定される。

第２の連結部材２１は、熱交換器コア側では、接続固定する熱交換器コアの数と同等の数に分配された流路を内部に有し、アキュムレータ１２側の出口では、これらの流路がまとまった１本の流路を形成している。第２の連結部材２１は、第２の連結部材２１の出口側においてジョイント２２を介してアキュムレータ１２に接続されている。ジョイント２２は第２の連結部材２１の内部に形成された１本の流路に連通する流路を有している。第２の連結部材２１は、冷媒流出側ヘッダタンク４の出口に設けられるパイプとの炉中ろう付けによりろう付け部２４が形成されて固定されるため、第２の連結部材２１と同様に、前記パイプと同一の材質で構成するのが望ましい。例えば、チューブ２、冷媒流出側ヘッダタンク４、および冷媒流出側ヘッダタンク流出口４ａ、の材質がアルミニウムで形成されている場合には、第２の連結部材２１はアルミニウムで形成し、型を使った鋳造成形（ダイキャスティング）で形成するとよい。なお、ろう付け部２４を構成するろう材は、第２の連結部材２１、および冷媒流出側ヘッダタンク流出口４ａの材質を考慮して当該材質よりも低い融点を有する適切な金属材料を用いる。

このように、複数のチューブ２の束は、冷媒流入側ヘッダタンク３から冷媒流出側ヘッダタンク４に至る間に奇数個の折返し部６、７、および８を有して、冷媒流入側ヘッダタンク３と冷媒流出側ヘッダタンク４の両方を同一側に配置させた構成としたことにより、冷媒流入側ヘッダタンク３および冷媒流出側ヘッダタンク４の幅寸法は、１０本程度束になったチューブ２の幅寸法と同等以上の大きさにすることが可能になるので、ヘッダタンクの幅寸法を小さくして小型化することができる。

また、冷媒流入側ヘッダタンク３から冷媒流出側ヘッダタンク４が存在する同一側に形成した折返し部７を構成する隣接されたチューブ２同士の間隔を、他方側の折返し部６および８を構成する隣接されたチューブ２同士の間隔よりも大きく形成した場合には、一群のチューブ２の両端を冷媒流入側ヘッダタンク３、冷媒流出側ヘッダタンク４のそれぞれに差し込むときの位置合わせが行いやすく、等しい長さのチューブを使用して熱交換器コアを構成することが可能となる。また、本発明の熱交換器は車両用空気調和装置や冷凍車などに用いられるものであり、例えば、全長２６００ｍｍ程度のチューブを奇数個の折返し部を形成するように曲げ加工を行うため、所望の製品サイズを確保するための加工が重要で、特に複数のチューブ２の冷媒流入口５および冷媒流出口１８の位置を合わせる作業は困難であり、この点からも当該構成は有効である。また、チューブ２は冷熱による収縮が起こりやすいため、この繰り返しによる経年変化に対しても有効である。

また、冷媒流入側ヘッダタンク３から冷媒流出側ヘッダタンク４が存在する同一側に形成した折返し部７の端面、すなわち折返し部７の最外周部と、扁平状のチューブ２の冷媒流入部および冷媒流出部の端面とを扁平状のチューブ２の長手方向について、ほぼ一致させて配置した構成により、冷媒流入側ヘッダタンク流入口３ａと冷媒流出側ヘッダタンク流出口４ａとの間に扁平状のチューブ２が存在しないため、冷媒流入側ヘッダタンク３と冷媒流出側ヘッダタンク４をそれぞれディストリビュータとアキュムレータに接続固定する場合に、比較的小さなヘッダタンクのみを保持すればよいので、サイドプレートの形状の簡単化や組立作業の向上を図ることができる。

また、熱交換器コアを構成する一群のチューブ２は、冷媒流入側ヘッダタンク３および冷媒流出側ヘッダタンク４から離れた側で折返し部６および８の近傍で保持部材９により一体的に保持されているので、製造工程における移動や作業中に、薄肉で変形しやすいチューブ２の破損、および、車両用空調装置に用いられる比較的長大な熱交換器に係る熱交換器コアの破損を低減することができる。

また、熱交換器ユニットは、中間プレート１４に設けたゴム製部材１７と、サイドプレート１５に設けたゴム製部材１６により、熱交換器コア１、１Ａ、および１Ｂの長手方向に適切な間隔を設けてその上下を挟み込むようにして保持される構成を採用した場合には、製造工程において、移動の際の安定性や運搬性が向上することとなり、薄肉で変形しやすいチューブ２の破損、および、車両用空調装置に用いられる比較的長大な熱交換器の破損を低減することができる。

また、熱交換器ユニットに、複数段に配置した熱交換器コア１、１Ａ、１Ｂのすべての冷媒流入側ヘッダタンク流入口３ａと連通する複数の流路を有した第１の連結部材１９を接続固定する構成、または、熱交換器ユニットに、複数段に配置した熱交換器コア１、１Ａ、１Ｂのすべての冷媒流出側ヘッダタンク流出口４ａと連通する複数の流路を有した第２の連結部材２１を熱交換器ユニットに接続固定する構成、を採用した場合には、サイドプレート１３を第１の連結部材１９または第２の連結部材２１に固定することにより、従来のトーチろう付け工程に必要であった固定ブラケットを不要にすることができる。

また、第１の連結部材１９および第２の連結部材２１を冷媒流入側ヘッダタンク流入口３ａおよび冷媒流出側ヘッダタンク流出口４ａに炉中ろう付けする前処理の仮固定として、冷媒流入側ヘッダタンク流入口３ａおよび冷媒流出側ヘッダタンク流出口４ａを第１の連結部材１９および第２の連結部材２１に形成した内部の流路内に納めて互いにはめ合わせる構成を採用した場合には、第１の連結部材１９および第２の連結部材２１に対する熱交換器ユニットの位置決めを精度高く行うことができる。

また、第１の連結部材１９および第２の連結部材２１をそれぞれ冷媒流入側ヘッダタンク流入口３ａ、冷媒流出側ヘッダタンク流出口４ａと同一の材質で形成した場合には、溶接品質の確保と、異種金属の接合による腐食の防止を図ることができる。

特にその材質をアルミニウムとすることにより、溶接品質の確保と、異種金属の接合による腐食の防止という効果に加えて、連結部材をアルミダイキャスティングで形成できるため、流路を形成する上で優れた寸法精度が得られるので、ディストリビュータ１１から分配される冷媒の流量を所望の数値に設定することができることとなり、高い性能の熱交換器が得られる。

また、第１の連結部材１９および第２の連結部材２１を冷媒流入側ヘッダタンク流入口３ａおよび冷媒流出側ヘッダタンク流出口４ａに炉中ろう付けする前処理として、冷媒流入側ヘッダタンク流入口３ａおよび冷媒流出側ヘッダタンク流出口４ａを第１の連結部材１９および第２の連結部材２１に形成した流路内に納めて互いにはめ合わせる仮固定を行う場合には、前記流路の内径寸法と冷媒流入側ヘッダタンク流入口３ａおよび冷媒流出側ヘッダタンク流出口４ａ外径寸法を適切に製造することが必要である。この点においても、各部材の材質を同一の材質であるアルミニウムとすることは、流路を形成する上で優れた寸法精度が得られるため、各部材の位置決めが確実に行うことができるという効果がある。

次に、複数段に配置した熱交換器コア１、１Ａ、１Ｂを一体化して固定する結合部材１０の構成について説明する。本発明における結合部材１０は、管状のチューブを保持することにより複数段に配置された熱交換器コアを一体的に固定するものであり、本実施の形態においては、図５を用いて、結合部材の一例としてくし状プレート１０ａについて説明する。くし状プレート１０ａは、くし形状のスリットを多数有し、チューブ２の断面長径方向の側壁面を両側から挟むように保持固定するスリット状の切り欠き部が、保持するチューブ２の本数と同数分、またはそれ以上の個数分、同一の熱交換器コアにおける複数のチューブ２の配列方向に隣接して形成され、また、熱交換器コアの配列方向の両側に形成された構成である。また、図３に示すように、熱交換器コアを空気通風方向に３段配列する場合には、くし状プレート１０ａを熱交換器コアの配列方向に２個連結し、真ん中に位置する熱交換器コア１Ａを上下から両方のくし状プレート１０ａで保持する構成とする。

このように、結合部材１０の一例であるくし状プレート１０ａにより複数の熱交換器コアを保持固定して、複数の熱交換器コアを一体化する構成を採用した場合には、細長い断面形状の扁平状チューブを変形しやすい断面短径方向において確実に保持できるので、組み立て作業工程においてチューブが変形するのを防止することができる。

また、結合部材１０について、くし状プレート１０ａのように熱交換器コアの配列方向の両側に切り欠き部を設けた構成とした場合には、空気通風方向に隣り合う熱交換器コアを一つのくし状プレートで一体化して保持することができ、部品点数の削減を図ることができるとともに、組み立て工程において扱いやすいという効果を有する。

以下に、第１の連結部材１９または第２の連結部材２１を用いて熱交換器ユニットをディストリビュータ１１またはアキュムレータ１２に接続固定する場合に、熱交換器を製造する工程について説明する。

まず、前工程として、ほぼ同じ長さの複数のチューブ２をそれぞれ折返し部分が所定の奇数個数（本実施の形態では３個）となるように所定の本数分（本実施の形態においては１０本程度）折り曲げ、すべてのチューブ２の入口端部と出口端部がほぼ一致するように束ねるとともに各チューブ２の折り曲げ具合を調節する。さらに、各チューブ２の折り曲げにおいては、所定の本数分（本実施の形態においては１０本程度）を束ねたときに、冷媒流入側ヘッダタンク３と冷媒流出側ヘッダタンク４の両方が存在する側に形成した折返し部７において隣接するチューブ２同士の間隔が、他方側に形成した他の折返し部６および８において隣接するチューブ２同士の間隔よりも大きくなるように行う（以上、チューブ折り曲げ工程）。この前工程を、空気通風方向に配置する所定の熱交換器コアの個数（本実施の形態では３個）と同じ個数分実施する。

次に、前記チューブ折り曲げ工程で作成し束にした複数のチューブ２の冷媒流入口５と冷媒流入側ヘッダタンク流入口３ａを連通させるように複数のチューブ２と冷媒流入側ヘッダタンク３を接続するとともに、束にした複数のチューブ２の冷媒流出口１８と冷媒流出側ヘッダタンク流出口４ａを連通させるように複数のチューブ２と冷媒流出側ヘッダタンク４を接続した後、これを炉の中に入れてろう付けすることにより、束にした複数のチューブ２の冷媒流入口５と冷媒流入側ヘッダタンク３の結合、および束にした複数のチューブ２の冷媒流出口１８と冷媒流出側ヘッダタンク４の結合を行い、熱交換器コアを製造する（熱交換器コア組立工程）。またこの工程を、熱交換器を構成する所定の熱交換器コアの個数（本実施の形態では３個）と同じ個数分実施する。

次に、熱交換器コア組立工程において作成した熱交換器コア１、１Ａ、１Ｂの複数のチューブ２をくし状プレートによってチューブ２の側壁面を両側から挟むように支持固定することにより、熱交換器コア１、１Ａ、１Ｂのそれぞれチューブを動かないように固定し、チューブが固定された各熱交換器コアを複数段（本実施の形態においては３段）重ねて熱交換器ユニットを組み立てる（熱交換器ユニット組立工程）。

なお、チューブ２の断面形状が扁平形状である場合は、くし状プレートのくしの部分でチューブ２の断面長径方向の側壁面を両側から挟んで支持固定することになる。

次に、前記熱交換器ユニットにおけるすべての冷媒流入側ヘッダタンク流入口３ａに連通する複数の流路を有しディストリビュータ１１と接続される第１の連結部材１９を熱交換器ユニットに仮固定する工程、または、前記熱交換器ユニットにおけるすべての冷媒流出側ヘッダタンク流出口４ａに連通する複数の流路を有しアキュムレータ１２と接続される第２の連結部材２１を熱交換器ユニットに対して仮固定する工程、のいずれかを実施する。

この仮固定の方法は、冷媒流入側ヘッダタンク流入口３ａを第１の連結部材１９に形成された流路の熱交換器コア側に内挿してはめ込むことで、第１の連結部材１９と冷媒流入側ヘッダタンク３とを仮固定するものである。また同様に、冷媒流出側ヘッダタンク流出口４ａを第２の連結部材２１に形成された流路の熱交換器コア側に内挿してはめ込むことにより、第２の連結部材２１と冷媒流出側ヘッダタンク４とが仮固定される。さらに、このようにして仮固定された連結部材と熱交換器ユニットとを炉中でろう付けする工程を実施することにより、連結部材とすべての熱交換器コアが同時に結合されることになる。さらにこの際、サイドプレートなどに連結部材をねじ止め固定するとともに、熱交換ユニットをゴム製部材１６および１７で挟持し、ゴム製部材１６および１７をサイドプレート１５および中間プレート１４で支持する。

このような熱交換器の製造方法を実施することにより、ろう付けに要する工数の削減や作業性の向上を実現することができるとともに、さらなる組立作業性の向上と製品品質の向上を実現することができる熱交換器が得られる。

このように、くし状プレート１０ａによってチューブ２の側壁面を両側から挟むように支持固定する方法を採用した場合には、複数のチューブ２が一体となって保持されるので、熱交換器コアを安定した形態で取り扱うことができるため、製造工程における作業性が向上する。

また、くし状プレート１０ａにより一体的に保持された熱交換器コアを複数段に重ねる場合には、くし状プレート１０ａを連結固定する構成を採用することにより、容易に熱交換器ユニットを組み立てることができ、作業性の向上が図れる。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２の熱交換器に係る熱交換器コアの構成を示す平面図である。実施の形態１に示す図１の熱交換器コアの構成と同一の構成要素については同一符号を付し、その説明は省略する。

図６に示すように、本実施の形態の熱交換器コアは、冷媒流入側ヘッダタンク３と冷媒流出側ヘッダタンク４の両方が存在する側に形成した折返し部７Ａの端部、すなわち最外周部を、冷媒流入側ヘッダタンク３および冷媒流出側ヘッダタンク４の位置よりも熱交換器コアの長手方向の外方に突出させて配置した構成である。この実施の形態では、折返し部７Ａの最外周に位置するチューブ２は、両ヘッダタンク３、４を越えてさらに外側にまで到達している。折返し部７Ａの最外周から２番目に位置するチューブ２も、両ヘッダタンク３、４を越えてさらに外側にまで到達している。そして、折返し部７Ａの最内周に位置するチューブ２は、両ヘッダタンク３、４にも達することなく、熱交換器コアの内側に位置している。そして、折返し部７Ａにおいては、複数のチューブ２の間には複数のチューブ２の長さを所定範囲内に、あるいはほぼ等しく調節するために、長手方向に比較的大きな隙間が設定されており、いくつかのチューブ２の折返し部はヘッダタンク３、４の間に位置している。

本発明の実施の形態１の熱交換器に係る熱交換器コアの構成を示す平面図である。 （ａ）は、実施の形態１における熱交換器コアの冷媒流入側ヘッダタンク部分を示す部分拡大斜視図である。（ｂ）は、実施の形態１における熱交換器コアの冷媒流入側ヘッダタンクの内部を示す部分拡大図である。 実施の形態１における熱交換器の全体構成を示す斜視図である。 （ａ）は、実施の形態１における熱交換器ユニットとディストリビュータ側の連結部材との接合部分を示す部分断面図である。（ｂ）は、熱交換器ユニットとアキュムレータ側の連結部材との接合部分を示す部分断面図である。 実施の形態１における結合部材とチューブの関係を表した模式図である。 本発明の実施の形態２の熱交換器に係る熱交換器コアの構成を示す平面図である。 従来の熱交換器を構成する熱交換器コアを示す平面図である。 （ａ）は従来の熱交換器の冷媒流入側ヘッダタンク部分を示す部分拡大斜視図である。（ｂ）は従来の熱交換器の冷媒流入側ヘッダタンクの内部に形成された仕切り板を示す部分拡大図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ 熱交換器コア
２ チューブ
３ 冷媒流入側ヘッダタンク
３ａ 冷媒流入側ヘッダタンク流入口
４ 冷媒流出側ヘッダタンク
４ａ 冷媒流出側ヘッダタンク流出口
５ 冷媒流入口
６、７、７Ａ、８ 折返し部
１８ 冷媒流出口

Claims (4)

1. 内部を冷媒が流れる複数の扁平状のチューブ（２）と、
   前記複数の扁平状のチューブ（２）への冷媒流入部に配される冷媒流入側ヘッダタンク（３）と、
   前記複数の扁平状のチューブ（２）からの冷媒流出部に配される冷媒流出側ヘッダタンク（４）と、を備え、
   前記複数の扁平状のチューブ（２）の束は、前記冷媒流入側ヘッダタンク（３）から前記冷媒流出側ヘッダタンク（４）に至る間に奇数個の折返し部（６、７、８）を有して、
   前記冷媒流入側ヘッダタンク（３）と前記冷媒流出側ヘッダタンク（４）の両方を同一側に配置させたことを特徴とする熱交換器。
2. 前記両ヘッダタンク（３、４）が存在する前記同一側に形成した前記折返し部（７）において隣接する扁平状のチューブ（２）同士の間隔は、他方側に形成した他の折返し部において隣接する扁平状のチューブ（２）同士の間隔よりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記両ヘッダタンク（３、４）が存在する前記同一側に形成した折返し部（７）の最外周部と、前記扁平状のチューブ（２）の冷媒流入部および冷媒流出部の端面とを前記扁平状のチューブ（２）の長手方向について、ほぼ一致させて配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
4. 前記両ヘッダタンク（３、４）が存在する前記同一側に形成した前記折返し部（７）の最外周部を、前記両ヘッダタンク（３、４）よりも外方に突出させて配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。

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