JP2008008574A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】内部流体が外部流体通路部を介して外部空間に洩れることを防止する。
【解決手段】複数本のチューブ１１と、チューブ１１に接合されるタンク１４、１５とを備え、チューブ１１の外面には、基板部２０からチューブ１１の外方に突き出すとともに外部流体の流れ方向に延びる打ち出し部２１がチューブ１１の長手方向に多数個形成されており、隣接する打ち出し部２１同士の間にそれぞれ形成され、外部流体の流れ方向に延びる空間は、外部流体が流れる多数個の外部流体通路部２４を構成しており、タンク１４、１５には、チューブ１１の両端部１１ａ、１１ｂが挿入されるチューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄが形成され、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部がチューブ１１の両端部１１ａ、１１ｂ側の少なくとも１つの外部流体通路部２４の全域にわたって重合するように、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄが形成されている。
【選択図】図７

Description

本発明は、外面に外部流体が流れる外部流体通路部を有するチューブと、チューブに対する内部流体の分配と集合とを行うタンクとで構成される熱交換器に関する。

従来、この種の熱交換器として特許文献１の冷媒凝縮器が提案されている。この従来技術では、チューブを基板部と基板部から突き出す多数個の打ち出し部とを有する２つの板状部材で構成し、２つの板状部材を打ち出し部が互いに外側を向くように向かい合わせ、打ち出し部相互の間に重合部分を設定して、２つの板状部材の間に冷媒（内部流体）が流れる冷媒通路（内部流体通路）を構成している。

この多数個の打ち出し部は空気（外部流体）の流れ方向に延びる蛇行形状を有しており、隣接する打ち出し部同士の間には、空気流れ方向に延びる蛇行溝状の空気通路部（外部流体通路部）が構成されている。

このため、チューブの外面近傍を流れる空気が空気通路部に沿って蛇行して流れるので、空気の流れが撹乱される。これにより、チューブの外面近傍における温度境界層の発達を抑制して、チューブの外面側の熱伝達率を向上させている。

さらに、この従来技術では、２つの板状部材が空気通路部の底部で互いに当接して接合されているので、空気通路部がチューブの耐圧強度を高める内柱としての役割も果たしている。

なお、この従来技術では、タンクに形成されたチューブ挿入穴にチューブ両端部が挿入されており、チューブ挿入穴の縁部とチューブの外面とが接合（ろう付け）されるようになっている。

なお、この従来技術では、チューブの両端部がタンクに形成されたチューブ挿入穴に挿入され、チューブの外面とチューブ挿入穴の縁部とがろう付けされることによってチューブとタンクとが接合されている。
特開２００４−３７８７号公報

ところで、上記特許文献１には、チューブ挿入穴の縁部とチューブの外面とを具体的にどのようにして接合（ろう付け）するかについては何ら記載されていない。そこで、本発明者は、チューブ挿入穴の縁部とチューブの外面との具体的な接合構造について詳細に検討した。

この本発明者の詳細な検討によると、従来技術では、溝状の空気通路部がチューブ挿入穴の縁部を跨いでしまう場合があり、このような場合には、空気通路部を介して冷媒凝縮器の内部空間と外部空間とが連通してしまい、冷媒凝縮器内部の冷媒が空気通路部を介して外部空間に洩れてしまうという問題があることがわかった。

そこで、本発明者は、チューブの両端部近傍を打ち出し部で構成し、チューブの両端部近傍に空気通路部が形成されないようにして、チューブの外面とチューブ挿入穴の縁部との間に大きな隙間が生じることを回避する対策を検討した。しかし、上述のように、空気通路部はチューブの耐圧強度を高める内柱としての役割も果たしているので、この対策ではチューブの両端部近傍で耐圧強度が低下してしまうという問題がある。

本発明は、上記点に鑑み、内部流体が外部流体通路部を介して外部空間に洩れることを防止することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、内部流体と外部流体とを熱交換させる複数本のチューブ（１１）と、
チューブ（１１）に接合され、チューブ（１１）に対する内部流体の分配と集合とを行うタンク（１４、１５）とを備え、
チューブ（１１）の外面には、基板部（２０）からチューブ（１１）の外方に突き出すとともに外部流体の流れ方向に延びる打ち出し部（２１）がチューブ（１１）の長手方向に多数個形成されており、
隣接する打ち出し部（２１）同士の間にそれぞれ形成され、外部流体の流れ方向に延びる空間は、外部流体が流れる多数個の外部流体通路部（２４）を構成しており、
タンク（１４、１５）には、チューブ（１１）の両端部（１１ａ、１１ｂ）が挿入されるチューブ挿入穴（１４ｄ、１５ｄ）が形成され、
チューブ挿入穴（１４ｄ、１５ｄ）の縁部が、チューブ（１１）の両端部（１１ａ、１１ｂ）側の少なくとも１つの外部流体通路部（２４）の全域にわたって重合するように、チューブ挿入穴（１４ｄ、１５ｄ）が形成されていることを特徴とする。

これによると、チューブ挿入穴（１４ｄ、１５ｄ）の縁部がチューブ（１１）の両端部（１１ａ、１１ｂ）側の少なくとも１つの外部流体通路部（２４）の全域にわたって重合するので、外部流体通路部（２４）がチューブ挿入穴（１４ｄ、１５ｄ）の縁部を跨ぐことを回避できる。

このため、外部流体通路部（２４）を介して熱交換器の内部空間と外部空間とが連通することを回避できるので、内部流体が外部流体通路部（２４）を介して外部空間に洩れることを回避できる。

本発明は、具体的には、多数個の打ち出し部（２１）がチューブ（１１）の長手方向に一定のピッチ（Ｐ）で形成されており、
チューブ（１１）の長手方向におけるチューブ挿入穴（１４ｄ、１５ｄ）の縁部の長さ（Ｌ）がピッチ（Ｐ）以上の寸法に設定されている。

これによると、チューブ（１１）の長手方向におけるタンク（１４、１５）とチューブ（１１）との相対位置関係に関わらず、チューブ挿入穴（１４ｄ、１５ｄ）の縁部を常に少なくとも１つの外部流体通路部（２４）の全域にわたって重合させることができる。

このため、チューブ（１１）の長手方向におけるタンク（１４、１５）とチューブ（１１）との相対位置関係の影響、換言すれば、チューブ（１１）の長手方向におけるタンク（１４、１５）とチューブ（１１）との組付精度の影響を受けることなく、外部流体通路部（２４）によって熱交換器の内部空間と外部空間とが連通することを確実に回避でき、外部流体通路部（２４）を介して内部流体が洩れることを確実に回避できる。

また、本発明は、具体的には、チューブ挿入穴（１４ｄ、１５ｄ）の縁部には、チューブ（１１）の長手方向と平行に突出する筒状部（２９ａ、３０ａ、３１ａ、３２ａ、３７ａ、３８ａ）が形成されており、
筒状部（２９ａ、３０ａ、３１ａ、３２ａ、３７ａ、３８ａ）が、チューブ（１１）の両端部（１１ａ、１１ｂ）側の少なくとも１つの外部流体通路部（２４）の一部と重合するようにすればよい。

本発明は、より具体的には、筒状部（３１ａ、３２ａ）の突出方向がタンク（１４、１５）の外方側を向いているようにすればよい。

また、本発明は、より具体的には、筒状部（２９ａ、３０ａ、３７ａ、３８ａ）の突出方向がタンク（１４、１５）の内方側を向いているようにしてもよい。

また、本発明は、より具体的には、筒状部（２９ａ、３０ａ、３１ａ、３２ａ）をバーリング加工にて形成すればよい。

ところで、特開２００１−１３３１８９号公報（特許文献２）では、複数個の部材にそれぞれ形成された穴部同士を重ね合わせることによってチューブ挿入穴を構成した熱交換器が提案されている。この特許文献２による従来技術では、チューブ挿入穴を複数個の薄肉部材にそれぞれ形成された穴部同士を重ね合わせて構成しているので、チューブ挿入穴を１つの厚肉部材に形成された穴部で構成する場合と比較して、チューブ挿入穴を容易に形成できる。

しかし、この従来技術は、チューブの外面に外部流体通路部を有しない熱交換器においてチューブ挿入穴の形成の容易化を図ったものであり、チューブ（１１）の外面に外部流体通路部（２４）を有する熱交換器において、外部流体通路部（２４）を介して内部流体が洩れることを回避できるチューブ挿入穴（１４ｄ、１５ｄ）をいかにして容易に形成をするかついては、特許文献２には何ら記載されていない。

この点に鑑みて、本発明は、具体的には、チューブ挿入穴（１４ｄ、１５ｄ）が、複数個の部材（２５、２６、２７、２８、３３、３４、３７、３８）にそれぞれ形成された穴部（２９、３０、３１、３２、３５、３６、３９、４０）同士を互いに重ね合わせることによって構成されており、
穴部（２９、３０、３１、３２、３５、３６、３９、４０）の縁部がチューブ挿入穴（１４ｄ、１５ｄ）の縁部を構成しており、
筒状部（２９ａ、３０ａ、３１ａ、３２ａ、３７ａ、３８ａ）が、複数個の部材（２５、２６、２７、２８、３３、３４、３７、３８）うち少なくともに１つの部材に形成された穴部（２９、３０、３１、３２、３５、３６、３９、４０）の縁部に形成されている。

これによると、チューブ挿入穴（１４ｄ、１５ｄ）を複数個の部材（２５、２６、２７、２８、３３、３４、３７、３８）にそれぞれ形成された穴部（２９、３０、３１、３２、３５、３６、３９、４０）同士を互いに重ね合わせることによって構成し、穴部（２９、３０、３１、３２、３５、３６、３９、４０）の縁部がチューブ挿入穴（１４ｄ、１５ｄ）の縁部を構成しているので、チューブ挿入穴（１４ｄ、１５ｄ）の縁部を１つの部材に形成された穴部の縁部で構成する場合と比較して、複数個の部材（２５、２６、２７、２８、３３、３４、３７、３８）を薄肉化できる。

そして、筒状部（２９ａ、３０ａ、３１ａ、３２ａ、３７ａ、３８ａ）を、薄肉の複数個の部材（２５、２６、２７、２８、３３、３４、３７、３８）うち少なくともに１つの部材に形成された穴部（２９、３０、３１、３２、３５、３６、３９、４０）の縁部に形成しているので、筒状部を厚肉の部材に形成する場合と比較して、筒状部の成形性が良好である。

この結果、チューブ（１１）の外面に外部流体通路部（２４）を有する熱交換器において、外部流体通路部（２４）を介して内部流体が洩れることを回避できるチューブ挿入穴（１４ｄ、１５ｄ）の成形を容易化できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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ものである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図７に基づいて説明する。図１は本発明による熱交換器１０の全体構造を示す斜視図である。

本実施形態の熱交換器１０は、車両用空調装置の冷凍サイクルの冷媒凝縮器（コンデンサ）として使用されるものであり、車両のエンジンルーム内の車両の走行風を受ける場所に配置されている。

図１に示すように、この熱交換器１０は、冷凍サイクルの圧縮機（図示せず）から吐出された高温高圧の冷媒（内部流体）と空気（外部流体）とを熱交換させて冷媒を凝縮させるものである。具体的には、冷媒が流れる冷媒通路（内部流体通路）を構成する複数本の扁平状チューブ１１と、複数のコルゲートフィン（以下フィンと略す）１２との組み合わせからなる熱交換部１３を有し、この熱交換部１３のチューブ長手方向両端部にタンク部１４、１５を配置する構成になっている。

タンク部１４、１５は、チューブ１１に対する冷媒の分配と集合とを行う筒状の部材であり、半筒状の第１タンク部材１４ａ、１５ａと半筒状の第２タンク部材１４ｂ、１５ｂとで形成された筒形状の長手方向両端側をキャップ１４ｃ、１５ｃに閉塞する構成になっている。なお、第１タンク部材１４ａ、１５ａと、後述するプレート２７、２８は、本発明における複数個の部材に該当するものである。

第１タンク部材１４ａ、１５ａ、第２タンク部材１４ｂ、１５ｂ及びキャップ１４ｃ、１５ｃは、両タンク部１４、１５の内壁に相当する面にろう材（溶加材）がクラッド（被覆）されたアルミニウム系材料からなる板材にプレス加工を施すことにより形成されている。

一方のタンク部１４のうち長手方向一端側（図１の下端側）部位には、冷凍サイクルの圧縮機（図示せず）から吐出された高温高圧の冷媒をタンク内部に導入するための入口配管（図示せず）が接続される冷媒入口部１４ｄが配置されている。

他方のタンク部１５のうち長手方向一端側（図１の上端側）部位には、タンク内部から冷凍サイクルの膨張弁（図示せず）側へ液相冷媒を流出させるための出口配管（図示せず）が接続される冷媒出口部１５ｄが配置されている。

両タンク部１４、１５の長手方向両端部には、両タンク部１４、１５を結合して熱交換器１０の矩形状の外形を保持するサイドプレート１６、１７がチューブ１１と平行にそれぞれ配置される。

これらの複数本のチューブ１１、複数のフィン１２および両タンク部１４、１５は一体ろう付けにより接合されている。

図２は熱交換部１３の要部斜視図であり、図３はチューブ１１の要部斜視図である。チューブ１１は２つの板材１８、１９で構成されている。本実施形態では、２つの板材１８、１９は、アルミニウム系材料からなる薄板材の両面にろう材がクラッドされたクラッド材である。

より具体的には、２つの板材１８、１９は、平坦な基板部２０と、基板部２０から突出する多数個の打ち出し部２１とを有しており、この２つの板材１８、１９を打ち出し部２１が互いに外側を向くように向かい合わせ、基板部２０同士で面接触するように接合させている。そして、打ち出し部２１相互の間に重合部分を設定して、２つの板材１８、１９の間に冷媒が流れる冷媒通路２２を構成している。

多数個の打ち出し部２１は、いずれも２つの板材１８、１９のチューブ幅方向中央部にて基板部２０から突出し、その突出頂部は平坦面を形成している。この打ち出し部２１は、チューブ１１の長手方向に一定のピッチＰで配置されている。

打ち出し部２１のチューブ長手方向両端部には、それぞれ、蛇行しながら空気流れ方向に延びる曲面２３が形成されている。

隣接する打ち出し部２１同士の間、より具体的には、蛇行した曲面２３同士の間にそれぞれ形成される多数個の空間は、空気流れ方向（チューブ幅方向）に延びる蛇行溝形状を有しており、この蛇行溝状の空間は空気が流れる空気通路部２４を構成している。なお、空気通路部２４は本発明における外部流体通路部に該当するものである。

空気通路部２４のうち蛇行形状の頂点部２４ａと両端部２４ｂは基板部２０によって構成されており、蛇行形状の頂点部２４ａと両端部２４ｂ以外の残余の部位はチューブ１１の外方側に向かってわずかに打ち出された平坦面２４ｃによって構成されている。

また、一方の板材１８側の空気通路部２４と他方の板材１９側の空気通路部２４とがチューブ長手方向にずれて配置されており、一方の板材１８側の空気通路部２４と他方の板材１９側の空気通路部２４は蛇行形状の頂点部２４ａおよび両端部２４ｂで互いに重合している。

このため、２つの板材１８、１９は、空気通路部２４の蛇行形状の頂点部２４ａと両端部２４ｂで互いに当接して接合されている。

空気通路部２４の蛇行形状の頂点部２４ａおよび両端部２４ｂと平坦面２４ｃとの間には段差部２４ｄ、２４ｅが形成されている。本例では、段差部２４ｄ、２４ｅの高さ寸法をそれぞれ０．６５ｍｍに設定している。

チューブ１１内部の冷媒通路２２は図２の矢印Ｂに示すように複雑に蛇行している。より具体的には、一方の板材１８側の空気通路部２４と他方の板材１９側の空気通路部２４とをチューブ長手方向にずらして配置しているので、冷媒通路２２がチューブ１１の高さ方向（図２の上下方向）に蛇行しながらチューブ長手方向に延びている。

さらに、２つの板材１８、１９は、空気通路部２４の蛇行形状の頂点部２４ａで互いに接合されているので、冷媒通路が頂点部２４ａで分岐する。そして、分岐した冷媒通路は頂点部２４ａよりも下流側で再び合流する。この分岐と合流との繰り返しによって冷媒通路がチューブ幅方向に蛇行しながらチューブ長手方向に延びている。

なお、図２に示すように、複数のフィン１２は、ろう材にクラッドされていない裸のアルミニウム系材料（ベア材）からなる薄板材を矩形波状に曲げ成形したコルゲートフィンで構成されている。したがって、フィン１２のうち、チューブ１１の打ち出し部２１の突出頂部（平坦面）と接合する接合部１２ａ、１２ｂは平坦形状を有している。

フィン１２のうちチューブ１１の積層方向（図２の上下方向）に延びる平坦面１２ｃ、１２ｄには、空気流れと対向するように切り起こされたルーバ（図示せず）が多数個形成されている。

熱交換器１０の熱交換部１３における冷媒と空気との間の熱交換作用を説明すると、図２の矢印Ｂに示すように、チューブ１１内部を流れる冷媒は複雑に蛇行しながら流れるので冷媒流れが撹乱される。このため、冷媒側の熱伝達率が向上するので、伝熱性能を向上できる。

一方、チューブ１１外部を流れる空気のうちチューブ１１から離れた領域を流れる空気は矢印Ｃのようにフィン１２に沿って流れ、フィン１２の熱を奪ってフィン１２を冷却した後にフィン１２の空気流れ下流側へ流出する。

チューブ１１外部を流れる空気のうちチューブ１１近傍を流れる空気はチューブ１１の熱を奪ってチューブ１１を冷却した後にチューブ１１の空気流れ下流側へ流出する。

このとき、矢印Ｄのように空気が空気通路部２４を蛇行して流れることにより空気流れが撹乱されるので、空気側の熱伝達率を向上することができ、伝熱性能を向上できる。

また、空気が空気通路部２４に流入する際に生じる縮流によって空気側の熱伝達率を向上することができる。さらに、空気通路部２４によってチューブ１１の伝熱面積を拡大できるので、チューブ１１から空気への放熱量を増加させることができる。

また、本実施形態では、空気通路部２４に形成された段差部２４ｄ、２４ｅによって空気通路部２４を流れる空気の流れをさらに撹乱することができる。このため、空気側の熱伝達率をさらに向上することができる。

次に、両タンク部１４、１５とチューブ１１との接続構造について説明する。図４は一方のタンク部１４の要部斜視図であり、図５は一方のタンク部１４の分解斜視図であり、図６は一方のタンク部１４の要部断面図である。なお、他方のタンク部１５については、一方のタンク部１４と同様の構成であるので図示を省略し、図４〜図６の括弧内に他方のタンク部１５に対応する符号を付している。また、後述する図７〜図１１、図１３についても同様に、一方のタンク部１４の要部を示しており、括弧内に他方のタンク部１５に対応する符号を付している。

第１タンク部材１４ａ、１５ａはチューブ１１と接合される部材である。第１タンク部材１４ａ、１５ａには、それぞれ、チューブ長手方向と直交する平板面２５、２６が形成されており、この平板面２５、２６には、それぞれ、矩形平板状のプレート２７、２８がろう付けされて貼り合わされている。

プレート２７、２８は、第１タンク部材１４ａ、１５ａ側の面にろう材（溶加材）がクラッド（被覆）されたアルミニウム系材料からなる板材により形成されている。

チューブ１１の両端部１１ａ、１１ｂを両タンク部１４、１５内に挿入するためのチューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄは長円状に形成されており、第１タンク部材１４ａ、１５ａに長円状に形成された多数個の第１穴部２９、３０およびプレート２７、２８に形成された多数個の第２穴部３１、３２を重ね合わせることにより構成されている。

より具体的には、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部は、第１穴部２９、３０の縁部および第２穴部３１、３２の縁部によって構成されている。なお、第１、第２穴部２９、３０、３１、３２は本発明における穴部に該当するものである。

プレート２７、２８の第２穴部３１、３２の縁部には、両タンク部１４、１５の外方側に向かって、チューブ１１の長手方向と平行に突出する筒状部３１ａ、３２ａが形成されている。本例では、第２穴部３１、３２の縁部をバーリング加工することによって断面長円状の筒状部３１ａ、３２ａを形成している。

したがって、チューブ長手方向におけるチューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部の長さＬは、第１タンク部材１４ａ、１５ａの板厚ｔ１とプレート２７、２８の第２穴部３１、３２の縁部の筒状部の長さＬ２との合計寸法になる（Ｌ＝ｔ１＋Ｌ２）。

本例では、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部の長さＬが、打ち出し部２１のピッチＰ以上の寸法に設定されている。

図７はチューブ１１の両端部１１ａ、１１ｂが両タンク部１４、１５内に挿入された状態を模式的に示す断面図である。チューブ１１の両端部１１ａ、１１ｂが両タンク部１４、１５内に挿入された状態にて、チューブ１１の外面とチューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部とをろう付けによって接合している。

図３における二点鎖線は、チューブ１１の空気通路部２４に対するチューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部の位置関係を示している。図３および図７からわかるように、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部は、チューブ１１の両端部１１ａ、１１ｂ側の１つの空気通路部２４の全域にわたって重合している。

これにより、溝状の空気通路部２４がチューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部を跨ぐことを回避できるので、熱交換部１３の内部空間と外部空間とが空気通路部２４を介して連通することを回避できる。この結果、空気通路部２４を介して冷媒が洩れることを回避できる。

ここで、プレート２７、２８の第２穴部３１、３２の縁部に筒状部３１ａ、３２ａをバーリング加工にて形成しているので、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部の長さＬを長くでき、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部をチューブ１１の両端部１１ａ、１１ｂ側の空気通路部２４の全域にわたって重合させることができる。

また、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄを、第１タンク部材１４ａ、１５ａの第１穴部２９、３０とプレート２７、２８の第２穴部３１、３２とを重ね合わせることにより構成しているので、プレート２７、２８として薄肉部材を用いることができる。

このため、筒状部３１ａ、３２ａを厚肉部材に形成する場合と比較して、筒状部３１ａ、３２ａの成形性が良好であるので、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄを容易に成形することができる。本実施形態では、筒状部３１ａ、３２ａをバーリング加工によって形成しているので、プレート２７、２８として薄肉部材を用いることによって筒状部３１ａ、３２ａの成形性がより良好になる。

さらに、本実施形態では、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部の長さＬが、打ち出し部２１のピッチＰ以上の寸法に設定されているので、チューブ長手方向におけるタンク１４、１５とチューブ１１との相対位置関係に関わらず、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部を常に少なくとも１つの空気通路部２４の全域にわたって重合させることができる。

この結果、チューブ長手方向におけるタンク１４、１５とチューブ１１との相対位置関係の影響、換言すれば、チューブ長手方向（チューブ挿入方向）におけるタンク１４、１５とチューブ１１との組付精度の影響を受けることなく、空気通路部２４を介して内部流体が洩れることを回避できる。

なお、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部の長さＬが長いほど、空気通路部２４を介して内部流体が洩れることを確実に防止できるのであるが、図７の二点鎖線に示すように、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部の長さＬが長くなりすぎると、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部が複数個の空気通路部２４を塞いでしまうので、空気通路部２４による空気側の熱伝達率向上効果が減少してしまう点に留意する必要がある。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、プレート２７、２８の第２穴部３１、３２の縁部に筒状部３１ａ、３２ａを形成しているが、本第２実施形態では、図８に示すように、筒状部３１ａ、３２ａに加えて、第１タンク部材１４ａ、１５ａの第１穴部２９、３０の縁部にタンク１４、１５の内方側に向かって突出する筒状部２９ａ、３０ａをバーリング加工にて形成している。

したがって、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部の長さＬは、第１タンク部材１４ａ、１５ａの筒状部２９ａ、３０ａの長さＬ１とプレート２７、２８の第２穴部３１、３２の縁部の筒状部の長さＬ２との合計寸法になる（Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２）。

これにより、上記第１実施形態と比較してチューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部の長さＬを上記第１実施形態と比較して長くできるので、空気通路部２４によって熱交換器１３の内部空間と外部空間とが連通することをより確実に回避でき、空気通路部２４を介して冷媒が洩れることをより確実に回避できる。

ここで、第１タンク部材１４ａ、１５ａの第１穴部２９、３０の筒状部２９ａ、３０ａがタンク１４、１５の内方側に向かって突出しているので、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部が複数の空気通路部２４を塞いで空気側の熱伝達率向上効果を減少させてしまうことなく、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部の長さＬをより長くすることができる。
なお、図８の二点鎖線に示すように、第１タンク部材１４ａ、１５ａの第１穴部２９、３０の筒状部２９ａ、３０ａが長すぎると、タンク１４からチューブ１１へと分配される冷媒の流れ、または、チューブ１１からタンク１５へと集合する冷媒の流れが筒状部２９ａ、３０ａによって妨げられてしまい、熱交換器１０の熱交換作用が損なわれてしまう点に留意する必要がある。

（第３実施形態）
上記第１実施形態では、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄを第１タンク部材１４ａ、１５ａの第１穴部２９、３０とプレート２７、２８の第２穴部３１、３２とを重ね合わせることにより構成しているが、本第３実施形態では、図９に示すように、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄを第１タンク部材１４ａ、１５ａの第１穴部２９、３０とプレート２７、２８の第２穴部３１、３２と、さらに、第２プレート３３、３４に形成された第３穴部３５、３６とを重ね合わせることにより構成している。

本例では、第２プレート３３、３４はタンク長手方向に延びる矩形平板に長円状の第３穴部３５、３６を多数個形成して構成されている。そして、第２プレート３３、３４は、第１タンク部材１４ａ、１５ａのうちタンク１４、１５の内方側の面（プレート２７、２８と反対側の面）にろう付けされて貼り合わされている。

第２プレート３３、３４は、第１タンク部材１４ａ、１５ａ側の面にろう材（溶加材）がクラッド（被覆）されたアルミニウム系材料からなる板材により形成されている。

なお、本例では第２プレート３３、３４を矩形平板で構成しているが、第１タンク部材１４ａ、１５ａの全体に沿う半筒状の板で構成してもよい。

本実施形態では、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部の長さＬは、第１タンク部材１４ａ、１５ａの板厚ｔ１と、プレート２７、２８の第２穴部３１、３２の縁部の筒状部の長さＬ２と、第２プレート３３、３４の第３穴部３５、３６の板厚ｔ３との合計寸法になる（Ｌ＝ｔ１＋Ｌ２＋ｔ３）。

このため、上記第１実施形態と比較してチューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部の長さＬをより大きくできるので、空気通路部２４によって熱交換器の内部空間と外部空間とが連通することをより確実に回避でき、空気通路部２４を介して冷媒が洩れることをより確実に回避できる。

（第４実施形態）
上記第３実施形態では、第２プレート３３、３４に第３穴部３５、３６を形成しているが、本第４実施形態では、図１０に示すように、第２プレート３３、３４の第３穴部３５、３６の縁部にタンク１４、１５の内方側に向かって突出する筒状部３５ａ、３６ａをバーリング加工にて形成している。

本実施形態では、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部の長さＬは、第１タンク部材１４ａ、１５ａの板厚ｔ１と、プレート２７、２８の第２穴部３１、３２の縁部の筒状部の長さＬ２と、第２プレート３３、３４の第３穴部３５、３６の縁部の筒状部の長さＬ３との合計寸法になる（Ｌ＝ｔ１＋Ｌ２＋Ｌ３）。

このため、上記第３実施形態と比較してチューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部の長さＬをより大きくできるので、空気通路部２４を介して冷媒が洩れることをより確実に回避できる。

（第５実施形態）
上記第１実施形態では、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄを第１タンク部材１４ａ、１５ａの第１穴部２９、３０とプレート２７、２８の第２穴部３１、３２とを重ね合わせることにより構成しているが、本第５実施形態では、図１１に示すように、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄを、筒状部材３７、３８の筒状壁部３７ａ、３８ａで構成している。

図１２は筒状部材３７、３８の単体斜視図である。筒状部材３７、３８の筒状壁部３７ａ、３８ａは、本発明における筒状部に該当するものである。筒状部材３７、３８の一端部（図１１の下端部）にはその外周側に突出する環状のフランジ部３７ｂ、３８ｂが一体成形されている。本例では、筒状部材３７、３８は、ろう材（溶加材）がクラッド（被覆）されたアルミニウム系材料からなる。

そして、この筒状部材３７、３８の他端部（図１１の上端部）が第１タンク部材１４ａ、１５ａの第１穴部２９、３０にタンク１４、１５の外方側から内方側に向かって挿入され、フランジ部が第１タンク部材１４ａ、１５ａの第１穴部２９、３０の縁部に当接して接合されている。

本実施形態では、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部の長さＬは、筒状部材３７、３８の長さＬ４になる（Ｌ＝Ｌ４）。

このようにチューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄを形成しても、上記第１実施形態と同様に、空気通路部２４を介して冷媒が洩れることを確実に回避できる。

（第６実施形態）
上記第５実施形態では、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄを筒状部材３７、３８の筒状壁部３７ａ、３８ａで構成しているが、本第６実施形態では、図１３に示すように、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄを第１タンク部材１４ａ、１５ａの第１穴部２９、３０と筒状部材３７、３８の筒状壁部３７ａ、３８ａとを重ね合わせることにより構成している。

本実施形態では、筒状部材３７、３８を第１タンク部材１４ａ、１５ａの第１穴部２９、３０に挿入せず、筒状部材３７、３８の一端部（図１２の下端部）を第１タンク部材１４ａ、１５ａの第１穴部２９、３０の縁部に当接させて接合している。

したがって、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部の長さＬは、第１タンク部材１４ａ、１５ａの板厚ｔ１と、筒状部材３７、３８の長さＬ４との合計寸法になる（Ｌ＝ｔ１＋Ｌ４）。

このようにチューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄを形成しても、上記第５実施形態と同様に、空気通路部２４を介して冷媒が洩れることを確実に回避できる。

（他の実施形態）
なお、上記第１実施形態では、プレート２７、２８の第２穴部３１、３２の縁部に筒状部３１ａ、３２ａを形成することによりチューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部をチューブ１１の両端部１１ａ、１１ｂ側の１つの空気通路部２４の全域にわたって重合させているが、筒状部３１ａ、３２ａを形成することなく、第１タンク部材１４ａ、１５ａおよびプレート２７、２８の板厚を厚くすることによってチューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄの縁部をチューブ１１の両端部１１ａ、１１ｂ側の１つの空気通路部２４の全域にわたって重合させてもよい。

また、上記各実施形態では、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄを複数個の部材にそれぞれ形成された穴部同士を互いに重ね合わせることによって構成しているが、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄを１つの部材に形成された穴部で構成してもよい。

例えば、上記第１実施形態において、プレート２７、２８を廃止して、第１タンク部材１４ａ、１５ａの第１穴部２９、３０のみでチューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄを構成してもよい。この場合には、プレート２７、２８の筒状部３１ａ、３２ａの代わりに、第１タンク部材１４ａ、１５ａの第１穴部２９、３０の縁部にチューブ１１の長手方向と平行に突出する筒状部を形成してもよい。

また、上記各実施形態では、空気通路部２４が空気流れ方向（チューブ幅方向）に延びる蛇行溝形状を有しているが、蛇行溝形状に限定されるものではなく、例えば、空気流れ方向（チューブ幅方向）に対して斜めに延びる直線溝形状を有していてもよい。

また、上記各実施形態では、チューブ１１を２つの板材１８、１９で構成し、２つの板材１８、１９にそれぞれ打ち出し部２１を形成しているが、いずれか一方の板材のみに打ち出し部２１を形成してもよい。

また、上記各実施形態では、チューブ１１を２つの板材１８、１９で構成しているが、チューブ１１を押し出し成形された扁平チューブまたは円管状の丸チューブで構成してもよい。この場合には、押し出し成形されたチューブを外面側から内面側に向かって押圧してチューブの外面に溝部を形成すれば、この溝部によって空気通路部を構成できる。

また、上記各実施形態では、チューブ挿入穴１４ｄ、１５ｄを長円状に形成しているが、これに限定されるものではなく、チューブ１１の断面形状に対応した種々の形状に形成すればよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、プレート２７、２８を全体として矩形平板状に形成しているが、矩形平板形状に限定されるものではなく、第１タンク部材１４ａ、１５ａのほぼ全面に沿う半筒状に形成してもよい。

また、上記各実施形態では本発明による熱交換器を冷媒凝縮器に適用した例を示しているが、これに限定されることなく、本発明は種々な用途の流体間の熱交換を行う熱交換器一般に広く適用可能であることはもちろんである。

本発明の第１実施形態による熱交換器の全体構造を示す斜視図である。 図１の熱交換器の熱交換部の要部斜視図である。 図１の熱交換器のチューブの要部斜視図である。 図１の熱交換器のタンク部の要部斜視図である。 図１の熱交換器のタンク部の分解斜視図である。 図１の熱交換器の要部断面図である。 本発明の第１実施形態において、チューブがタンク部内に挿入された状態を模式的に示す断面図である。 本発明の第２実施形態による熱交換器の要部断面図である。 本発明の第３実施形態による熱交換器の要部断面図である。 本発明の第４実施形態による熱交換器の要部断面図である。 本発明の第５実施形態による熱交換器の要部断面図である。 図１１の熱交換器の筒状部材の斜視図である。 本発明の第６実施形態による熱交換器の要部断面図である。

符号の説明

１１…チューブ、１１ａ、１１ｂ…両端部、１４ｄ、１５ｄ…チューブ挿入穴、
２０…基板部、２１…打ち出し部、２４…空気通路部（外部流体通路部）、
２５、２６…第１タンク部材（複数個の部材）、
２７、２８…プレート（複数個の部材）、２９、３０…第１穴部（穴部）、
３１、３２…第２穴部（穴部）、３１ａ、３２ａ…筒状部。

Claims (7)

1. 内部流体と外部流体とを熱交換させる複数本のチューブ（１１）と、
   前記チューブ（１１）に接合され、前記チューブ（１１）に対する前記内部流体の分配と集合とを行うタンク（１４、１５）とを備え、
   前記チューブ（１１）の外面には、基板部（２０）から前記チューブ（１１）の外方に突き出すとともに前記外部流体の流れ方向に延びる打ち出し部（２１）が前記チューブ（１１）の長手方向に多数個形成されており、
   隣接する前記打ち出し部（２１）同士の間にそれぞれ形成され、前記外部流体の流れ方向に延びる空間は、前記外部流体が流れる多数個の外部流体通路部（２４）を構成しており、
   前記タンク（１４、１５）には、前記チューブ（１１）の両端部（１１ａ、１１ｂ）が挿入されるチューブ挿入穴（１４ｄ、１５ｄ）が形成され、
   前記チューブ挿入穴（１４ｄ、１５ｄ）の縁部が、前記チューブ（１１）の両端部（１１ａ、１１ｂ）側の少なくとも１つの前記外部流体通路部（２４）の全域にわたって重合するように、前記チューブ挿入穴（１４ｄ、１５ｄ）が形成されていることを特徴とする熱交換器。
2. 前記多数個の打ち出し部（２１）が前記チューブ（１１）の長手方向に一定のピッチ（Ｐ）で形成されており、
   前記チューブ（１１）の長手方向における前記チューブ挿入穴（１４ｄ、１５ｄ）の縁部の長さ（Ｌ）が前記ピッチ（Ｐ）以上の寸法に設定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。
3. 前記チューブ挿入穴（１４ｄ、１５ｄ）の縁部には、前記チューブ（１１）の長手方向と平行に突出する筒状部（２９ａ、３０ａ、３１ａ、３２ａ、３７ａ、３８ａ）が形成されており、
   前記筒状部（２９ａ、３０ａ、３１ａ、３２ａ、３７ａ、３８ａ）が、前記チューブ（１１）の両端部（１１ａ、１１ｂ）側の少なくとも１つの前記外部流体通路部（２４）の一部と重合していることを特徴とする請求項１または２に熱交換器。
4. 前記筒状部（３１ａ、３２ａ）の突出方向が前記タンク（１４、１５）の外方側を向いていることを特徴とする請求項３に記載の熱交換器。
5. 前記筒状部（２９ａ、３０ａ、３７ａ、３８ａ）の突出方向が前記タンク（１４、１５）の内方側を向いていることを特徴とする請求項３に記載の熱交換器。
6. 前記筒状部（２９ａ、３０ａ、３１ａ、３２ａ）がバーリング加工にて形成されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１つに記載の熱交換器。
7. 前記チューブ挿入穴（１４ｄ、１５ｄ）が、複数個の部材（２５、２６、２７、２８、３３、３４、３７、３８）にそれぞれ形成された穴部（２９、３０、３１、３２、３５、３６、３９、４０）同士を互いに重ね合わせることによって構成されており、
   前記穴部（２９、３０、３１、３２、３５、３６、３９、４０）の縁部が前記チューブ挿入穴（１４ｄ、１５ｄ）の縁部を構成しており、
   前記筒状部（２９ａ、３０ａ、３１ａ、３２ａ、３７ａ、３８ａ）が、前記複数個の部材（２５、２６、２７、２８、３３、３４、３７、３８）うち少なくともに１つの部材に形成された前記穴部（２９、３０、３１、３２、３５、３６、３９、４０）の縁部に形成されていることを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１つに記載の熱交換器。

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