JP2007278568A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の伝熱板を積層するだけで伝熱板間に冷媒流路と通風路とを交互に形成できるため組み立てが容易で生産性に優れると共に、間隔保持用突起部により通風路を所定幅に保持し且つ伝熱板の変形を防止でき、コルゲートフィンが不要で放熱性能を低下させることなく小型化でき省スペース性に優れた熱交換器の提供を目的とする。
【解決手段】本発明の熱交換器１は、複数の伝熱板を積層して各々の伝熱板間に冷媒流路と通風路とを交互に形成したコア部３と、コア部３の両端部に配設され各々の冷媒流路に連通した流入側タンク部４及び流出側タンク部５と、を備えた熱交換器１であって、各々の伝熱板が、通風路側に突設され隣接する他の伝熱板に当接する１乃至複数の突起部を備えた構成を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の伝熱板や扁平チューブを積層して冷媒流路と通風路を交互に形成したコア部を有し、冷媒と通風路を通過する気体との間で熱交換を行うラジエータ等の熱交換器に関するものである。

近年、パーソナルコンピュータやＯＡ機器等の電子機器は処理速度の高速化が図られ、この高速化は極めて急速に進行している。特に、中央処理装置（以下、ＣＰＵという）のクロック周波数は従来と比較して格段に大きくなっている。この結果、ＣＰＵの発熱量が増し、安定した作動を維持できない場合がある。安定した作動のためには、ＣＰＵが過度に高温になるのを防止するために高い冷却能力を有する冷却装置が必要である。また、プロジェクタの光源部等を冷却装置を用いて冷却することも検討されている。このような冷却装置としては、近年、冷媒を循環させて冷却する方式の冷却装置が冷却効率及び静音化の点から注目されている。冷媒循環方式の冷却装置としては、受熱体とラジエータの間に液体冷媒を循環させる液冷システムがある。液冷システムは、ブロック状や板状の金属体等からなる受熱体をＣＰＵ等の発熱部に接触又は近接させ、ＣＰＵの熱を受熱すると共に冷媒に伝達させ、該冷媒をラジエータに循環させて放熱することで冷却を行うものである。

ラジエータとしては、冷媒流路と通風路を有し冷媒流路を通過する冷媒の熱を通風路を通過する空気に伝達して放熱する熱交換器が用いられる。ここで、熱交換器は通常、コア部が大きいほど、冷媒流路の表面積を大きくできると共に冷媒及び空気の流量を大きくできるため、放熱性能を高めることができる。しかしながら、パーソナルコンピュータ等の電子機器の筐体内部は多数の電子部品や電子装置等が搭載されているため、広い通風スペースと大型の熱交換器を設けるのは困難である。このため、できるだけ小型で且つ高い放熱性能を有する熱交換器の開発が望まれている。

従来の熱交換器としては、（特許文献１）及び（特許文献２）に開示されたものがある。

（特許文献１）には、複数の打ち出し部を有する２枚の伝熱プレートを打ち出し部が互いに外側に向くように向かい合わせて接合すると共に、各々の打ち出し部の内部空間を交差部で連通させて内部流体通路を構成し、接合した２枚の伝熱プレートの複数組をさらに接合してコア部が構成され、コア部の一側部のエンドプレートから突出して冷媒入口パイプ及び冷媒出口パイプが配設された熱交換器が開示されている。

（特許文献２）には、Ｕ字状の流路を有する偏平チューブの一端側に冷媒の入側タンク部及び出側タンク部を形成すると共に、複数の偏平チューブをコルゲートフィンを介して積層し、入側タンク部、出側タンク部をそれぞれ連通接続して形成された熱交換器本体を備えた車両用熱交換器において、通流空気の方向に対して出側タンク部を入側タンク部よりも上流側にして設置し、熱交換器本体の通流空気に対面する正面の左右の略中央部に冷媒の入口パイプおよび出口パイプを配設し、入口パイプを連通した入側タンク部の略中央部に配設し、出口パイプを連通した出側タンク部の略中央部に配設した車両用熱交換器が開示されている。
特開平１１−２８７５８０号公報 実開昭６４−４６６６９号公報

しかしながら上記従来の技術では、以下のような課題を有していた。

（特許文献１）の熱交換器では、冷媒入口パイプ及び冷媒出口パイプがコア部の側部から通風方向に直交して突出して設けられているので、冷媒入口パイプ、冷媒出口パイプ或いはこれらに接続される配管等を設けるために、熱交換器が配設される通風スペースを余分に大きく形成しなければならず、デッドスペースが形成され省スペース性に欠けるという課題を有していた。

また、打ち出し部の内部空間を交差部で連通させて内部流体通路を構成しているので、コア部の大きさのわりには内部流体の流量が少なく放熱性能に欠けるという課題を有していた。

（特許文献２）の車両用熱交換器では、複数の偏平チューブの間にコルゲートフィンが設けられているため、製造時の加工工数及びコストが増加し生産性に欠けると共に小型化が困難であるという課題を有していた。

また、熱交換器本体の通流空気に対面する面に入口パイプ及び出口パイプを通風方向と同方向に配設するためには、変形チューブと偏平チューブの間隔を入口パイプや出口パイプの外径以上に大きく取らなければならず、熱交換機本体の中央部での積層間隔が大きくなり稠密化ひいてはコンパクト化が困難であるという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、複数の伝熱板を積層するだけで伝熱板間に冷媒流路と通風路とを交互に形成できるため組み立てが容易で生産性に優れると共に、突起部により通風路を所定幅に保持し且つ伝熱板の変形を防止でき、コルゲートフィンが不要で放熱性能を低下させることなく小型化でき省スペース性に優れた熱交換器の提供を目的とする。

また、本発明は上記従来の課題を解決するもので、複数の扁平チューブを積層するだけで冷媒流路と通風路とを交互に形成できるため組み立てが容易で生産性に優れると共に、突起部により通風路を所定幅に保持し且つ扁平チューブの変形を防止でき、コルゲートフィンが不要で放熱性能を低下させることなく小型化でき省スペース性に優れた熱交換器の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の熱交換器は、複数の伝熱板を積層して各々の伝熱板間に冷媒流路と通風路とを交互に形成したコア部と、コア部の両端部に配設され各々の冷媒流路に連通した流入側タンク部及び流出側タンク部と、を備えた熱交換器であって、各々の伝熱板が、通風路側に突設され隣接する他の伝熱板に当接する１乃至複数の突起部を備えた構成を有している。

これにより、複数の伝熱板を積層するだけで伝熱板間に冷媒流路と通風路とを交互に形成できるため組み立てが容易で生産性に優れると共に、突起部により通風路を所定幅に保持し且つ伝熱板の変形を防止でき、コルゲートフィンが不要で放熱性能を低下させることなく小型化でき省スペース性に優れた熱交換器を提供することができる。

また、上記課題を解決するために、本発明の熱交換器は、内部に冷媒流路を有する複数の扁平チューブを積層して各々の扁平チューブ間に通風路を形成したコア部と、コア部の両端部に配設され各々の冷媒流路に連通した流入側タンク部及び流出側タンク部と、を備えた熱交換器であって、各々の扁平チューブが、その外表面に突設され隣接する他の扁平チューブに当接する１乃至複数の突起部を備えた構成を有している。

これにより、複数の扁平チューブを積層するだけで冷媒流路と通風路とを交互に形成できるため組み立てが容易で生産性に優れると共に、突起部により通風路を所定幅に保持し且つ扁平チューブの変形を防止でき、コルゲートフィンが不要で放熱性能を低下させることなく小型化でき省スペース性に優れた熱交換器を提供することができる。

以上説明したように本発明の熱交換器によれば、以下のような有利な効果が得られる。

複数の伝熱板や扁平チューブを積層するだけで冷媒流路と通風路とを交互に形成してコア部を構成でき、組み立てが容易で生産性に優れる。また、突起部により通風路を所定幅に保持し且つ伝熱板や扁平チューブの変形を防止でき、コルゲートフィンが不要で放熱性能を低下させることなく小型化でき省スペース性に優れる。

本発明は、複数の伝熱板を積層するだけで伝熱板間に冷媒流路と通風路とを交互に形成できるため組み立てが容易で生産性に優れると共に、突起部により通風路を所定幅に保持し且つ伝熱板の変形を防止でき、コルゲートフィンが不要で放熱性能を低下させることなく小型化でき省スペース性に優れた熱交換器を提供するという目的を、各々の伝熱板が、通風路側に突設され隣接する他の伝熱板に当接する１乃至複数の突起部を備えることにより実現した。

また、本発明は、複数の扁平チューブを積層するだけで冷媒流路と通風路とを交互に形成できるため組み立てが容易で生産性に優れると共に、突起部により通風路を所定幅に保持し且つ扁平チューブの変形を防止でき、コルゲートフィンが不要で放熱性能を低下させることなく小型化でき省スペース性に優れた熱交換器を提供するという目的を、各々の扁平チューブが、その外表面に突設され隣接する他の扁平チューブに当接する１乃至複数の突起部を備えることにより実現した。

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、複数の伝熱板を積層して各々の伝熱板間に冷媒流路と通風路とを交互に形成したコア部と、コア部の両端部に配設され各々の冷媒流路に連通した流入側タンク部及び流出側タンク部と、を備えた熱交換器であって、各々の伝熱板が、通風路側に突設され隣接する他の伝熱板に当接する１乃至複数の突起部を備えた構成を有している。

この構成により、以下の作用を有する。

各々の伝熱板が通風路側の所定部に突起部を備えているので、複数の伝熱板を積層するだけで複数の冷媒流路と共に冷媒流路間に所定幅の通風路を形成できコア部の組み立てが容易で生産性に優れる。

通風路側で隣接する伝熱板同士が突起部を介して互いに支持されているので、伝熱板同士をろう付け等で接合する時の押圧力による伝熱板の変形及び冷媒流路や通風路の閉塞、接合不良を防止でき、品質の高い熱交換器を製造できる。

複数の伝熱板を突起部を介して積層して接合することでコア部を形成しているので、コルゲートフィンを用いた場合に比べコアエレメント間の間隔を小さくでき熱交換器の小型化が可能で省スペース性に優れる。

伝熱板の平面形状を変えたり積層数を変えたりするだけで種々の大きさ及び形状の熱交換器を形成することができ、設計の自由度に優れる。

ここで、コア部は複数のコアエレメントで構成され、コアエレメントは２枚の伝熱板で構成されている。すなわち、各々の伝熱板は一方の面に冷媒流路形成用凹部を有すると共に他方の面の所定部に突起部を有する。そして、コアエレメントは２枚の伝熱板を、冷媒流路形成用凹部を内側にして対向させ外周部の所定部を互いに接合して形成されている。そして、コア部は複数のコアエレメントを、突起部を介して積層して形成されている。

伝熱板に形成される突起部の個数や位置は、特に限定されるものではないが、伝熱板の外周部の接合部に沿ってその近傍に複数形成するのが好ましい。伝熱板同士の接合時の押圧力を接合部に円滑に伝えることができ伝熱板の変形等を確実に防止するためである。また、押圧力が各々の突起部に均等にかかるように、突起部間を略等間隔にしたり伝熱板の中心に対して対称位置に形成することで、押圧力を均等に分散させ変形等をさらに確実に防止できる。

上記課題を解決するためになされた第２の発明は、内部に冷媒流路を有する複数の扁平チューブを積層して各々の扁平チューブ間に通風路を形成したコア部と、コア部の両端部に配設され各々の冷媒流路に連通した流入側タンク部及び流出側タンク部と、を備えた熱交換器であって、各々の扁平チューブが、その外表面に突設され隣接する他の扁平チューブに当接する１乃至複数の突起部を備えた構成を有している。

この構成により、以下の作用を有する。

各々の扁平チューブが外表面の所定部に突起部を備えているので、複数の扁平チューブを積層するだけで複数の冷媒流路間に所定幅の通風路を形成できコア部の組み立てが容易で生産性に優れる。

隣接する扁平チューブ同士が突起部を介して互いに支持されているので、扁平チューブ同士をろう付け等で接合する時の押圧力による扁平チューブの変形及び冷媒流路や通風路の閉塞、接合不良を防止でき、品質の高い熱交換器を製造できる。

複数の扁平チューブを突起部を介して積層して接合することでコア部を形成しているので、コルゲートフィンを用いた場合に比べ扁平チューブ間の間隔を小さくでき熱交換器の小型化が可能で省スペース性に優れる。

扁平チューブの所定部を平面方向に屈曲させたり積層数を変えたりするだけで種々の大きさ及び形状の熱交換器を形成することができ、設計の自由度に優れる。

ここで、扁平チューブとしては管状部材をロール機等を用いて扁平状に加工したもの等が用いられる。

上記課題を解決するためになされた第３の発明は、第１の発明に記載の熱交換器であって、突起部が、伝熱板の所定部を打ち出して形成された構成を有している。

この構成により、第１の発明の作用に加え、以下の作用を有する。

伝熱板の所定部にプレス機等で突起を打ち出すだけで突起部を形成でき、冷媒形成用凹部等と併せて一度に形成でき、加工が容易で生産性に優れる。

突起部の冷媒流路側が凹状に形成されるので、通過する冷媒に乱流が生じ易く熱交換効率を高めることができる。

上記課題を解決するためになされた第４の発明は、第１乃至第３の発明の内いずれか１に記載の熱交換器であって、流入側タンク部及び流出側タンク部は、内部にタンク用空間部を有し対向面にタンク用開口部を有するタンク形成部を各々のタンク用開口部が連通するように積層して形成された構成を有している。

この構成により、第１乃至第３の発明の内いずれか１の作用に加え、以下の作用を有する。

複数のタンク形成部を積層して接合するだけで流入側タンク部及び流出側タンク部を形成できるので、各タンク部の組み立てが容易で生産性に優れる。

タンク形成部の積層数を変えるだけでタンク部の容量を自由に設定でき、伝熱板や扁平チューブの積層数に合わせることも容易で、設計の自由度に優れる。

上記課題を解決するためになされた第５の発明は、第１乃至第４の発明の内いずれか１に記載の熱交換器であって、タンク形成部が、対応する伝熱板又は扁平チューブの両端部に一体に形成された構成を有している。

この構成により、第１乃至第４の発明の内いずれか１の作用に加え、以下の作用を有する。

両端部にタンク形成部を有する複数の伝熱板又は扁平チューブを積層して接合するだけでコア部と流入側タンク部及び流出側タンク部を同時に形成でき、ろう付け等で接合する場合の押圧方向が積層方向の一方向のみなので、製造が容易で生産性に優れる。

コア部と各タンク部が一体に形成されるので、熱交換器をコンパクトに形成でき省スペース性に優れる。

上記課題を解決するためになされた第６の発明は、第５の発明に記載の熱交換器であって、流入側タンク部及び流出側タンク部が、コア部の通風方向に平行する方向に突出したタンク突出部を備え、タンク突出部が、その端面に形成された流入孔又は流出孔を備えた構成を有している。

この構成により、第５の発明の作用に加え、以下の作用を有する。

流入管及び流出管がコア部の通風方向に直交する面の投影面内に配設されるので、熱交換器を設置する電子機器の筐体内部等に通風方向と直交する方向のデッドスペースが形成されず省スペース性に優れる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、各図に基づいて説明する。

図１（ａ）は本発明の実施の形態１における熱交換器を示す斜視図であり、図１（ｂ）は熱交換器エレメントの斜視図であり、図２（ａ）は上段側の熱交換器エレメントを分解した状態を示す分解斜視図であり、図２（ｂ）は下段側の熱交換器エレメントを分解した状態を示す分解斜視図であり、図３は熱交換器の要部断面図であり、図４は扁平チューブの斜視図である。

図１（ａ）に示すように、本実施の形態１における熱交換器１は、内部に扁平状の冷媒流路が形成された複数の熱交換器エレメント２を積層して、コア部３とその両側部に流入側タンク部４と流出側タンク部５とが一体に形成されている。なお、図１（ｂ）に示すように熱交換エレメント２はコア部３を構成するコアエレメント３′の両端部に各タンク部４，５を構成するタンク形成部４′，５′が一体に形成されたものである。

積層された複数の熱交換器エレメント２の内、最上部の熱交換器エレメント２ａの上面には熱交換器エレメント２ａと略同形状のタンク上面覆設部６ａが覆設され、最下部の熱交換器エレメント２ｂの下面には熱交換器エレメント２ｂと略同形状のタンク下面覆設部６ｂが覆設されている。また、流入側タンク部４の上段前面側にはコア部３の前面より突出したタンク突出部４ａが形成され、流出側タンク部５の下段前面側にはコア部３の前面より突出したタンク突出部５ａが形成されている。なお、タンク突出部４ａの下面部に対応する上段側の複数の熱交換器エレメント２の最下部の熱交換器エレメント２ｃには流入側タンク部４に連通して流入口７ａを有する流入管７が固設され、タンク突出部５ａの上面部に対応する下段側の複数の熱交換器エレメント２の最上部の熱交換器エレメント２ｄには流出側タンク部５に連通して流出口８ａを有する流出管８が固設されている。また、流出管８には分岐して冷媒供給口９が形成されている。

各々の熱交換器エレメント２，２ａ〜２ｄは、後述する突起部により所定の間隔を有して積層され、隣接する熱交換器エレメント２，２ａ〜２ｄ間には後述する通風路が形成されている。該通風路には通風方向Ａに空気等の気体が通風される。

下段側の熱交換器エレメント２は上段側の熱交換器エレメント２を裏返した状態で積層したものであり同一形状のものが用いられる。熱交換器エレメント２ｃ，２ｄには流入管７、流出管８が接続される後述の流入孔が形成されており、熱交換器エレメント２ｄは熱交換器エレメント２ｃを裏返した状態のものであり同一形状のものが用いられる。また、タンク下面覆設部６ｂはタンク上面覆設部６ａを裏返した状態のものであり同一形状のものが用いられる。

図２（ａ）に示すように、熱交換器エレメント２は２枚の伝熱板（上側伝熱板１１と下側伝熱板１２）を外周部でろう付けや接着剤により接合して形成されている。上側伝熱板１１及び下側伝熱板１２は厚みが０．１〜０．５ｍｍ程度の薄板状の金属板或いは合成樹脂板が用いられる。金属板の材質としてはアルミニウムや銅等の熱伝導性の高い材質の他、ステンレス鋼等の比較的熱伝導性の低い材質も適宜用いることができる。これは、伝熱板１１，１２の厚みが薄いため、材質に基づく熱伝導性の影響を受け難く、放熱性能が低下し難いためである。金属板の場合はろう付けにより接合され、ろうとしては母材の材質に応じてＡｌ−Ｓｉを主成分とするアルミニウムろうやりん銅ろう、ニッケルろう等が用いられる。なお、本実施の形態１においては、伝熱板１１，１２としてアルミニウムを母材としアルミニウムろうが両面に被覆（クラッド）されたブレージングシートを用いた。

上側伝熱板１１及び下側伝熱板１２の外周部には伝熱板１１，１２同士を上記ろう付け等で接合するための伝熱板接合部１３が全周に渡って形成されている。伝熱板接合部１３の内側には段部１４を介して冷媒流路形成用凹部１５がプレス加工等により形成され、伝熱板１１，１２を互いに接合した時、冷媒流路形成用凹部１５により形成される内部空間が後述の冷媒流路となる。

なお、冷媒流路形成用凹部１５の内部には冷媒流路側に突出して伝熱板１１，１２の長手方向に沿って直線状に形成された補強部１５ａが形成され、その頂部は伝熱板１１と１２を接合したときに互い当接し接合するように形成されている。これにより、冷媒流路の間隔を保持し所定の流量を維持できると共にコア部の強度を高めることができる。なお、補強部１５ａに替えて或いは併せて、伝熱板１１，１２の所定部にエンボス加工を施したり１乃至複数の凹部又は凸部を形成したりすることもでき、同様に強度を高めることができる。

伝熱板１１，１２の冷媒流路形成用凹部１５の両側部には冷媒流路形成用凹部１５よりさらに深く形成されたタンク形成用凹部１６が連設され、タンク形成用凹部１６の内部にはタンク用開口部１７が穿設されている。伝熱板１１，１２を互いに接合した時、タンク形成用凹部１６により形成される内部空間がタンク用空間部２３（図３参照）となる。また、タンク形成用凹部１６の外面のタンク用開口部１７の外周部には、熱交換器エレメント２同士を積層した状態で接合するためのエレメント接合部１８が形成されている。さらに、冷媒流路形成用凹部１５の外面の伝熱板接合部１３の近傍には通風路の間隔を保持する複数の突起部１９がプレス加工等により形成されている。

図２（ｂ）に示すように、熱交換器エレメント２ｃは上側伝熱板１１と下側伝熱板１２ａを外周部で接合して形成されており、上側伝熱板１１は図２（ａ）で説明したものと同様のものであるが、下側伝熱板１２ａは上記下側伝熱板１２と異なり、右側のタンク形成用凹部１６のタンク用開口部１７ａが上記タンク用開口部１７より小さく形成され、タンク用開口部１７ａの側部に流入孔２０が穿設されている。

図３に示すように、熱交換器１は内部に冷媒流路２１を有する複数の熱交換器エレメント２を積層して接合して形成されている。熱交換器エレメント２同士の接合はエレメント接合部１８及び突起部１９の頂部において上記ろう付け等を用いて行われる。最上部の熱交換器エレメント２ａの上面にはタンク上面覆設部６ａが同様にエレメント接合部１８及びその他の当接面においてろう付け等により接合される。なお、最下部の熱交換器エレメント２ｂ（図１参照）の下面にも同様にしてタンク下面覆設部６ｂ（図１参照）が接合される。

複数の熱交換器エレメント２を互いに接合することにより、コア部３における熱交換器エレメント２間に熱交換器１の前面側から後面側に連通した通風路２２が形成される。通風路２２の高さ方向の間隔は突起部１９により確保される。すなわち、上側伝熱板１１の上面や下側伝熱板１２の下面に突起部１９を有しているので、熱交換器エレメント２同士の間隔を保持することができ、上側伝熱板１１や下側伝熱板１２が熱交換器エレメント２同士の接合時等にかかる押圧力で変形して通風路２２が狭くなるのを防止でき、所定の通風量を確保できる。

また、複数の熱交換器エレメント２を互いに接合し最上部及び最下部にタンク上面覆設部６ａ及びタンク下面覆設部６ｂを接合することにより、流入側タンク部４の内部にタンク用開口部１７を介して各々のタンク用空間部２３が連通した連通空間部２４が形成される。連通空間部２４は各々の熱交換器エレメント２の上側伝熱板１１と下側伝熱板１２の間に形成された冷媒流路２１に連通し、各冷媒流路２１に冷媒を供給するヘッダとして機能すると共に、リザーバタンクとしても機能する。なお、流出側タンク部５（図１参照）の内部にも同様にして連通空間部２４が形成され、各冷媒流路２１から冷媒を集めて流出管８へ送り出すことができる。

なお、最上部又は最下部の熱交換器エレメント２ａ，２ｂにタンク上面覆設部６ａ及びタンク下面覆設部６ｂを接合する時は、タンク上面覆設部６ａ及びタンク下面覆設部６ｂに穿設された突起部挿入孔２５に所定の突起部１９が挿入される。

以上のように構成された熱交換器１の動作について、放熱動作を例として説明する。

熱交換器１は、例えばパーソナルコンピュータやサーバ装置、コピー機等のＯＡ機器等の電子機器の筐体内に設けられ、基板に実装されたＣＰＵ等の電子部品の発熱を放熱するために用いられる。すなわち、熱交換器１は、電子部品に接触して設けられた受熱体（図示せず）と冷媒配管を介して接続される。そして、熱交換器１と受熱体との間で循環する冷媒は、受熱体から熱を受けて加熱され、加熱された冷媒は熱交換器１に導入されて冷却（放熱）され、受熱体に戻る。熱交換器１においては、加熱された冷媒が流入管７から流入側タンク部４の内部の連通空間部２４に流入し、連通空間部２４から各熱交換器エレメント２の冷媒流路２１に流入する。冷媒流路２１を通過する冷媒の熱は伝熱板１１，１２に伝達され通風路２２を通過する空気に放熱され、冷媒は冷却される。この場合、熱交換器１に適宜ファン等を添設して通風路２２に強制的に空気を通過させてもよい。冷却された冷媒は流出側タンク部５の内部の流出側の連通空間部に集められ、流出管８から流出する。なお、熱交換器１を使用する前に内部の冷媒流路２１や流入側及び流出側タンク部４，５のタンク用空間部２３を冷媒で満たしておく必要があるが、この冷媒の供給は冷媒供給口９から行うことができる。

以上のように実施の形態１における熱交換器１によれば、以下の作用を有する。

上側伝熱板１１及び下側伝熱板１２を接合して熱交換器エレメント２を形成し、複数の熱交換器エレメント２を積層して複数の冷媒流路２１間に通風路２２を有するコア部３を形成できると共に、タンク用空間部２３を上面及び下面のタンク用開口部１７で各々連通して流入側タンク部４及び流出側タンク部５を形成できるので、熱交換器１の組み立てが容易で生産性に優れる。

熱交換器エレメント２が通風路２２側の所定部に突起部１９を備えているので、複数の熱交換器エレメント２を積層するだけで冷媒流路２１間に所定幅の通風路２２を形成でき、コルゲートフィンを用いた場合に比べコアエレメント３′間の間隔を小さくでき熱交換器１の小型化が可能で省スペース性に優れる。

通風路２２側で隣接する伝熱板１１，１２同士が突起部１９を介して互いに支持されているので、伝熱板１１，１２同士をろう付け等で接合する時の押圧力による伝熱板１１，１２の変形及び冷媒流路２１や通風路２２の閉塞、接合不良を防止でき、品質の高い熱交換器１を製造できる。

伝熱板１１，１２の所定部にプレス機等で突起を打ち出すだけで突起部１９を形成でき、また、突起部１９を冷媒流路形成用凹部１５やタンク形成用凹部１６等と併せて一度に形成でき、加工が容易で生産性に優れる。

突起部１９の冷媒流路２２側が凹状に形成されるので、通過する冷媒に乱流が生じ易く熱交換効率を高めることができる。

コア部３と流入側タンク部４及び流出側タンク部５が一体に形成されているので、熱交換器１をコンパクトに形成でき省スペース性に優れる。

複数の熱交換器エレメント２を積層して接合し、その上面及び下面の全面にタンク上面覆設部６ａ及びタンク下面覆設部６ｂを覆設して熱交換器１が形成されているので、数種類の部品で熱交換器１を作製できると共に、熱交換器エレメント２の平面形状を変えたり積層数を変えたりするだけで種々の大きさ及び形状の熱交換器１を形成することができ、また、熱交換器エレメント２の積層体を上面及び下面において覆設部６ａ，６ｂで保持することができ、強い外力がかかっても変形や破断等を防止することができる。

伝熱板接合部１３の外周部に沿ってその近傍に突起部１９が突設されているので、隣接する熱交換器エレメント２同士の間隔、すなわち通風路の高さ方向の間隔を保持して所定の通風量を確保できると共に、熱交換器エレメント２同士をろう付け等で接合する時の押圧力による熱交換エレメント２の変形等を確実に防止できる。

流入管７及び流出管８が通風方向Ａに直交する熱交換器１の前面や後面の投影面内に配設されるので、熱交換器１を設置する電子機器の筐体内部等に通風方向と直交する方向のデッドスペースが形成されず省スペース性に優れる。

熱交換器エレメント２の一端部又は両端部の熱交換器１の前面側や後面側に突出部分を形成し熱交換器エレメント２を略Ｌ字型や略コ字型に形成するだけでタンク突出部４ａ，５ａを形成することができるので、タンク突出部４ａ，５ａを形成しても組み立て性が悪化することがなく生産性に優れる。

熱交換器エレメント２が上側伝熱板１１と下側伝熱板１２とを外周部の伝熱板接合部１３で互いに接合して形成されているので、最小で３種類の伝熱板１１，１２とタンク上面覆設部６ａ、タンク下面覆設部６ｂを用いて熱交換器１を構成することができ、また、積層する熱交換器エレメント２の数を変えることで種々の大きさ及び放熱能力の異なる熱交換器１を製作でき、部品の種類を少なくでき生産性及び省コスト性に優れる。

上側伝熱板１１及び下側伝熱板１２としてブレージングシートを用いているので、複数の熱交換器エレメント２を所定数積層して加圧して加熱するだけでエレメント接合部１８や突起部１９をろう付けにより接合でき、製造工数を削減でき生産性に優れる。

なお、実施の形態１においては、熱交換器１を電子機器の電子部品の放熱のために用いたが、これに限られるものではなく、車両等に搭載される空気調和器等にも用いることができる。

また、本実施の形態１の熱交換器１において、熱交換器エレメント２に替えて図４に示す扁平チューブ１００を用いることができる。扁平チューブ１００は、肉厚の薄い金属製管状部材をロール機等を用いて扁平状に加工すると共に、両端部を押し潰してその縁部を溶接等で閉塞して形成されている。また、扁平チューブ１００はコアエレメント１０１とタンク形成部１０２，１０３からなり、コア部を構成するコアエレメント１０１の両端部に流入側タンク部及び流出側タンク部を構成するタンク形成部１０２，１０３が一体に形成されている。コアエレメント１０１の外表面（上面及び下面）の所定部には突起部１０４が形成されており、これは上述した熱交換器エレメント２の突起部１９と同様のものである。タンク形成部１０２，１０３の上面及び下面にはタンク用開口部１０５とその外周部に接合部１０６が形成されており、これらは上述したタンク用開口部１７、エレメント接合部１８と同様のものである。

このように、熱交換器エレメント２に替えて扁平チューブ１００を用いることにより、複数の扁平チューブ１００を積層し接合部１０６で接合するだけで、複数の冷媒流路間に所定幅の通風路を形成したコア部と、タンク用開口部１０５を連通して形成された流入側タンク部及び流出側タンク部とを構成でき、熱交換器の組み立てが容易で生産性に優れると共に積層した扁平チューブ１００間の間隔を小さくして稠密化が図れ、熱交換性能を低下させることなく小型化が可能であるという作用を有する。

なお、扁平チューブ１００の端部側を平面方向に屈曲させた略Ｌ字型や略コ字型等の扁平チューブ１００を積層することで、上述したタンク突出部を形成することもできる。

（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２における熱交換器を示す斜視図であり、図６（ａ）は上段側の熱交換器エレメントを分解した状態を示す分解斜視図であり、図６（ｂ）は下段側の最上部の熱交換器エレメントを分解した状態を示す分解斜視図であり、図６（ｃ）は下段側の熱交換器エレメントを分解した状態を示す分解斜視図である。

図５に示すように、本実施の形態２における熱交換器１ａは流入側タンク部４の下段前面側にコア部３の前面より突出してタンク突出部２６が形成され、流出側タンク部５の下段前面側にコア部３の前面より突出してタンク突出部２７が形成されている。また、タンク突出部２６，２７の上面には流入管７及び流出管８が固設され流入管７に分岐して冷媒供給口９が形成されている。なお、熱交換器１ａは３種類の熱交換器エレメント２８，２９，３０とタンク上面覆設部３１ａ及びタンク下面覆設部３１ｂにより構成され、熱交換器エレメント２８，２９，３０は後述する３種類の伝熱板の内２つを組み合わせて各々構成されている。

熱交換器１ａの上段側の熱交換器エレメント２８は、図６（ａ）に示すように、直線型の上側伝熱板３３ａと下側伝熱板３３ｂを外周部で接合して形成されている。下段側の最上部の熱交換器エレメント２９は、図６（ｂ）に示すように、タンク突出部２６，２７を形成するための熱交換器１ａの前面側の両側部に各々突状部分を有する略コ字型の上側伝熱板３４ａと下側伝熱板３４ｂを外周部で接合して形成されている。下段側の熱交換器エレメント３０は、図６（ｃ）に示すように、熱交換器エレメント２９と同様に略コ字型の上側伝熱板３５ａと下側伝熱板３５ｂを外周部で接合して形成されている。なお、上側伝熱板３３ａと下側伝熱板３３ｂは互いに同形状に形成され、下側伝熱板３４ｂと上側伝熱板伝熱板３５ａと下側伝熱板３５ｂは互いに同形状に形成されている。上側伝熱板３４ａは各々のタンク用開口部１７ａが小さく形成されその側部に流入孔２０及び流出孔２０′が形成されている。

また、タンク上面覆設部３１ａは熱交換器エレメント２８と平面形状が同形状に形成され、タンク下面覆設部３１ｂは熱交換器エレメント３０と平面形状が同形状に形成されている。

実施の形態２における熱交換器１ａが実施の形態１と異なる点は、流入側タンク部４の下段前面側及び流出側タンク部５の下段前面側にタンク突出部２６，２７が形成され、流入管７及び流出管８がタンク突出部２６，２７の上面に固設されている点、及び、それに伴い熱交換器エレメント２８，２９，３０の形状が異なる点である。このように、熱交換器エレメント２８，２９，３０の形状を異ならせるだけで、タンク突出部２６，２７を様々な位置に形成することができ、流入管７や流出管８を種々の位置や向きに設定することができ、省スペース性を向上できる。

（実施の形態３）
図７（ａ）は本発明の実施の形態３における熱交換器を示す正面図であり、図７（ｂ）は本発明の実施の形態３における熱交換器を示す背面図であり、図８（ａ）は上段側の熱交換器エレメントを分解した状態を示す分解斜視図であり、図８（ｂ）は上段側の最下部の熱交換器エレメントを分解した状態を示す分解斜視図であり、図８（ｃ）は下段側の最上部の熱交換器エレメントを分解した状態を示す分解斜視図である。

図７に示すように、本実施の形態３における熱交換器１ｂは流入側タンク部４の上段後面側にコア部３の後面より突出してタンク突出部３７が形成され、流出側タンク部５の下段前面側にコア部３の前面より突出してタンク突出部３６が形成されている。また、タンク突出部３６の下面及びタンク突出部３７の上面には流入管７及び流出管８が固設され流出管８に分岐して冷媒供給口９が形成されている。なお、熱交換器１ｂは上段側の複数の熱交換器エレメント３８と上段側の最下部の熱交換器エレメント３９と下段側の最上部の熱交換器エレメント４０と下段側の複数の熱交換器エレメント４１とを積層して形成され、この内、熱交換器エレメント３８と熱交換器エレメント４１は同形状に形成され、熱交換器エレメント３９と熱交換器エレメント４０は同形状に形成されている。したがって、熱交換器１ｂは２種類の熱交換器エレメント３８〜４１とタンク上面覆設部４２ａ及びタンク下面覆設部４２ｂにより構成され、熱交換器エレメント３８〜４１は後述する３種類の伝熱板の内２つを組み合わせて各々構成されている。

熱交換器１ｂの上段側の熱交換器エレメント３８は、図８（ａ）に示すように、タンク突出部３６を形成するための熱交換器１ｂの後面側の一側部に突状部分を有する略Ｌ字型の上側伝熱板４３ａと下側伝熱板４３ｂを外周部で接合して形成されている。上段側の最下部の熱交換器エレメント３９は、図８（ｂ）に示すように、熱交換器エレメント３８と同様に略Ｌ字型の上側伝熱板４４ａと下側伝熱板４４ｂを外周部で接合して形成されている。なお、下側伝熱板４４ｂはタンク用開口部１７ａが小さく形成されその側部に流入孔２０が形成されている。下段側の最上部の熱交換器エレメント４０は、図８（ｃ）に示すように、タンク突出部３７を形成するための熱交換器１ｂの前面側の一側部に突状部分を有する略Ｌ字型の上側伝熱板４５ａと下側伝熱板４５ｂを外周部で接合して形成されている。なお、上側伝熱板４５ａはタンク用開口部１７ａが小さく形成されその側部に流出孔２０′が形成されている。下段側の熱交換器エレメント４１は、熱交換器エレメント３８と同形状に形成されており、熱交換器エレメント３８を垂直軸回りに１８０°回転させたものである。

また、タンク上面覆設部４２ａは熱交換器エレメント３８と平面形状が同形状に形成され、タンク下面覆設部４２ｂは熱交換器エレメント４１と平面形状が同形状に形成されている。

実施の形態３における熱交換器１ｂが実施の形態１と異なる点は、流入側タンク部４の上段後面側及び流出側タンク部５の下段前面側にタンク突出部３６，３７が形成されている点、及び、それに伴い熱交換器エレメント３８〜４１の形状が異なる点である。このように、熱交換器エレメント３８〜４１の形状を異ならせるだけで、タンク突出部３６，３７を熱交換器１ｂの前面側と後面側に形成することができ、流入管７や流出管８を種々の位置や向きに設定することができ、冷媒配管の接続を容易にして省スペース性を向上できる。

本発明は、複数の伝熱板や扁平チューブを積層して冷媒流路と通風路を交互に形成したコア部を有し、冷媒と通風路を通過する気体との間で熱交換を行うラジエータ等の熱交換器に関し、本発明によれば、複数の伝熱板や扁平チューブを積層するだけで冷媒流路と通風路とを交互に形成してコア部を構成でき、組み立てが容易で生産性に優れ、また、突起部により通風路を所定幅に保持し且つ伝熱板や扁平チューブの変形を防止でき、コルゲートフィンが不要で放熱性能を低下させることなく小型化でき省スペース性に優れた熱交換器を提供できる。

（ａ）本発明の実施の形態１における熱交換器を示す斜視図、（ｂ）熱交換器エレメントの斜視図 （ａ）上段側の熱交換器エレメントを分解した状態を示す分解斜視図、（ｂ）下段側の熱交換器エレメントを分解した状態を示す分解斜視図 熱交換器の要部断面図 扁平チューブの斜視図 本発明の実施の形態２における熱交換器を示す斜視図 （ａ）上段側の熱交換器エレメントを分解した状態を示す分解斜視図、（ｂ）下段側の最上部の熱交換器エレメントを分解した状態を示す分解斜視図、（ｃ）下段側の熱交換器エレメントを分解した状態を示す分解斜視図 （ａ）本発明の実施の形態３における熱交換器を示す正面図、（ｂ）本発明の実施の形態３における熱交換器を示す背面図 （ａ）上段側の熱交換器エレメントを分解した状態を示す分解斜視図、（ｂ）上段側の最下部の熱交換器エレメントを分解した状態を示す分解斜視図、（ｃ）下段側の最上部の熱交換器エレメントを分解した状態を示す分解斜視図

符号の説明

１，１ａ，１ｂ 熱交換器
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 熱交換器エレメント
３ コア部
３′ コアエレメント
４ 流入側タンク部
４′，５′ タンク形成部
５ 流出側タンク部
６ａ タンク上面覆設部
６ｂ タンク下面覆設部
７ 流入管
８ 流出管
９ 冷媒供給口
１１ 上側伝熱板
１２，１２ａ 下側伝熱板
１３ 伝熱板接合部
１４ 段部
１５ 冷媒流路形成用凹部
１５ａ 補強部
１６ タンク形成用凹部
１７，１７ａ タンク用開口部
１８ エレメント接合部
１９ 突起部
２０ 流入孔
２０′ 流出孔
２１ 冷媒流路
２２ 通風路
２３ タンク用空間部
２４ 連通空間部
２５ 突起部挿入孔
２６，２７ タンク突出部
２８，２９，３０ 熱交換器エレメント
３１ａ タンク上面覆設部
３１ｂ タンク下面覆設部
３３ａ，３４ａ，３５ａ 上側伝熱板
３３ｂ，３４ｂ，３５ｂ 下側伝熱板
３６，３７ タンク突出部
３８〜４１ 熱交換器エレメント
４２ａ タンク上面覆設部
４２ｂ タンク下面覆設部
４３ａ，４４ａ，４５ａ 上側伝熱板
４３ｂ，４４ｂ，４５ｂ 下側伝熱板
１００ 扁平チューブ
１０１ コアエレメント
１０２，１０３ タンク形成部
１０４ 突起部
１０５ タンク用開口部
１０６ 接合部
Ａ 通風方向

Claims (6)

1. 複数の伝熱板を積層して各々の前記伝熱板間に冷媒流路と通風路とを交互に形成したコア部と、前記コア部の両端部に配設され各々の前記冷媒流路に連通した流入側タンク部及び流出側タンク部と、を備えた熱交換器であって、
   各々の前記伝熱板が、前記通風路側に突設され隣接する他の前記伝熱板に当接する１乃至複数の突起部を備えていることを特徴とする熱交換器。
2. 内部に冷媒流路を有する複数の扁平チューブを積層して各々の前記扁平チューブ間に通風路を形成したコア部と、前記コア部の両端部に配設され各々の前記冷媒流路に連通した流入側タンク部及び流出側タンク部と、を備えた熱交換器であって、
   各々の前記扁平チューブが、その外表面に突設され隣接する他の前記扁平チューブに当接する１乃至複数の突起部を備えていることを特徴とする熱交換器。
3. 前記突起部が、前記伝熱板の所定部を打ち出し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。
4. 前記流入側タンク部及び前記流出側タンク部は、内部にタンク用空間部を有し対向面にタンク用開口部を有するタンク形成部を各々の前記タンク用開口部が連通するように積層して形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の熱交換器。
5. 前記タンク形成部が、対応する前記伝熱板又は前記扁平チューブの両端部に一体に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の熱交換器。
6. 前記流入側タンク部及び前記流出側タンク部が、前記コア部の通風方向に平行する方向に突出したタンク突出部を備え、前記タンク突出部が、その端面に形成された流入孔又は流出孔を備えていることを特徴とする請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の熱交換器。

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