JP2010121794A

JP2010121794A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2010121794A
Application number: JP2008293408A
Authority: JP
Inventors: Seiji Matsushima; 誠二松島
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 2008-11-17
Filing date: 2008-11-17
Publication date: 2010-06-03

Abstract

【課題】ヘッダタンクの十分な耐圧性を確保した上で軽量化を図りうる熱交換器を提供する。
【解決手段】ガスクーラに使用される熱交換器は、１対のヘッダタンク２と、両ヘッダタンク２間に配置された熱交換管４とを備えている。ヘッダタンク２は、熱交換管４を接続する管接続用プレート７と、管接続用プレート７の外面に接合されかつ内部が冷媒流路10aとなった円筒状のタンク本体８と、タンク本体８を覆う補強カバー９とよりなる。補強カバー９は、タンク本体８を外側から覆うとともにタンク本体８に接合された被覆部18と、被覆部18の前後両側に形成され、かつ管接続用プレート７の外面におけるタンク本体８の前後両側部分に接合された固定部19とよりなる。
【選択図】図３

Description

この発明は、熱交換器に関し、さらに詳しくは、たとえばＣＯ_２（二酸化炭素）などの超臨界冷媒が用いられる超臨界冷凍サイクルのガスクーラやエバポレータに好適に使用される熱交換器に関する。

この明細書および特許請求の範囲において、「超臨界冷凍サイクル」とは、高圧側において、冷媒が臨界圧力を超えた超臨界状態となる冷凍サイクルを意味するものとし、「超臨界冷媒」とは、超臨界冷凍サイクルに用いられる冷媒を意味するものとする。また、この明細書および特許請求の範囲において、隣接する熱交換管どうしの間の通風間隙を流れる空気の下流側（図１に矢印Ｘで示す方向）を前、これと反対側を後というものとする。

超臨界冷凍サイクルに用いられる熱交換器として、互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に、幅方向を前後方向に向けるとともにヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部がそれぞれ両ヘッダタンクに接続された複数の扁平状熱交換管と、隣接する熱交換管間の通風間隙に配置されかつ熱交換管にろう付されたフィンとを備えており、各ヘッダタンクが、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシート製管接続用プレートと、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシート製外側プレートと、これら両プレート間に介在させられたアルミニウムベア材製中間プレートとが互いに積層されてろう付されることにより構成され、ヘッダタンクに、冷媒の流れる中空状の冷媒流路を有する少なくとも１つのヘッダ部が形成され、ヘッダタンクの外側プレートの前後方向の中央部に、中間プレート側に開口する横断面略Ｕ字状の外方屈曲部が形成されているとともに、外方屈曲部の前後両側部分にそれぞれ同一平面内に位置する平坦部が形成され、管接続用プレートにおけるヘッダ部の冷媒流路と対応する部分に、前後方向に長い複数の管挿入穴が管接続用プレートの長さ方向に間隔をおいて貫通状に形成され、中間プレートに、前後方向に長くかつ管接続用プレートの各管挿入穴をヘッダ部の冷媒流路内に通じさせる連通穴が貫通状に形成され、中間プレートにおける同一のヘッダ部内の冷媒流路に通じる全連通穴が、中間プレートのおける隣り合う連通穴の長さ方向の中間部を切除することにより形成された連通部を介して通じさせられ、ヘッダタンクのヘッダ部の冷媒流路が、外側プレートの外方屈曲部内の内部空間からなる第１流路形成部と、当該ヘッダ部に通じる複数の連通穴およびこれらの連通穴を通じさせる連通部よりなる第２流路形成部とからなり、熱交換管の端部がヘッダタンクの管接続用プレートの管挿入穴内に挿入されて管接続用プレートにろう付されるとともに、熱交換管の端部がヘッダタンクのヘッダ部の冷媒流路内に臨んでいる熱交換器が知られている（特許文献１参照）。

ところで、特許文献１記載の熱交換器においては、特に、中間プレートの管接続用プレートを向いた面における連通部に臨む部分と、管接続用プレートの中間プレートを向いた面とのろう付部に応力が集中しやすいので、管接続用プレートに大きな力が作用することになる。その結果、特許文献１記載の熱交換器において、ヘッダタンクの耐圧性を向上させるためには、管接続用プレートの肉厚を比較的大きくする必要がある。しかしながら、この場合、ヘッダタンクの重量、すなわち熱交換器全体の重量が大きくなるという問題がある。
特開２００５−３５１５２０号公報

この発明の目的は、上記問題を解決し、ヘッダタンクの十分な耐圧性を確保した上で軽量化を図りうる熱交換器を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。

1)互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に、幅方向を前後方向に向けるとともにヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部がそれぞれ両ヘッダタンクに接続された複数の扁平状熱交換管とを備えた熱交換器であって、
ヘッダタンクが、熱交換管を接続する管接続用プレートと、管接続用プレートの外面に接合されかつ内部が冷媒流路となった筒状のタンク本体と、タンク本体を覆う補強カバーとよりなり、管接続用プレートに、複数の管挿入穴がヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて貫通状に形成されるとともに、熱交換管の両端部が管挿入穴に挿入されて管接続用プレートの接合され、タンク本体に、管接続用プレートの管挿入穴をタンク本体内の中空部に通じさせる連通穴が形成され、補強カバーが、タンク本体を外側から覆うとともにタンク本体に接合された被覆部と、被覆部の前後両側に形成され、かつ管接続用プレートの外面におけるタンク本体の前後両側部分に接合された固定部とよりなる熱交換器。

2)タンク本体が、横断面円形である上記1)記載の熱交換器。

3)管接続用プレートの前後両側縁部に、補強カバーの固定部に係合する係合部が設けられている上記1)または2)記載の熱交換器。

4)補強カバーの固定部における前後方向外側縁部に、管接続用プレートに係合しかつ先端部が熱交換管に接合された係合部が、補強カバーの全長にわたって設けられている上記1)または2)記載の熱交換器。

5)タンク本体の少なくとも両端部に、タンク本体内の中空部を塞ぐ仕切板が配置されることによって、各ヘッダタンクに、内部が冷媒流路となった少なくとも１つのヘッダ部が形成され、管接続用プレートにおけるヘッダ部の冷媒流路と対応する部分に、複数の管挿入穴がヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて貫通状に形成されている上記1)〜4)のうちのいずれかに記載の熱交換器。

上記1)の熱交換器によれば、内部が冷媒流路となることにより大きな力が作用するタンク本体が、耐圧性に優れた筒状であり、しかもタンク本体が補強カバーにより覆われているので、ヘッダタンクの耐圧性が向上する。したがって、管接続用プレートの肉厚を特許文献１記載の熱交換器の場合よりも薄くすることが可能になるとともに、タンク本体の周壁の肉厚および補強カバーの肉厚も、特許文献１記載の熱交換器の外側プレートや中間プレートよりも薄くすることが可能になり、ヘッダタンクの軽量化、ひいてはこれを用いた熱交換器全体の軽量化を図ることができる。

上記2)の熱交換器によれば、タンク本体の耐圧性が一層向上する。

上記3)および4)の熱交換器によれば、補強カバーによるタンク本体の強度向上効果が向上する。

上記4)の熱交換器によれば、熱交換管のヘッダタンクへの接合長さが長くなり、熱交換管の接合強度が向上する。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。この実施形態は、この発明による熱交換器を、超臨界冷凍サイクルのガスクーラに適用したものである。

なお、以下の説明において、図１および図２の上下、左右をそれぞれ上下、左右というものとする。

また、以下の説明において、全図面を通じて同一部分および同一物には同一符号を付して重複する説明を省略する。

さらに、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。

図１および図２はこの発明による熱交換器を適用したガスクーラの全体構成を示し、図３〜図７はその要部の構成を示す。

図１および図２において、超臨界冷媒、たとえばＣＯ_２を使用する超臨界冷凍サイクルのガスクーラ(1)は、左右方向に間隔をおいて配置されかつ上下方向にのびる２つのヘッダタンク(2)(3)と、両ヘッダタンク(2)(3)間に、上下方向に間隔をおくとともに幅方向を前後方向に向けて配置された複数の扁平状熱交換管(4)と、隣接する熱交換管(4)どうしの間の通風間隙、および上下両端の熱交換管(4)の外側に配置されて熱交換管(4)にろう付されたコルゲートフィン(5)と、上下両端のコルゲートフィン(5)の外側にそれぞれ配置されてコルゲートフィン(5)にろう付されたアルミニウム製サイドプレート(6)とを備えている。なお、この実施形態において、右側のヘッダタンク(2)を第１ヘッダタンク、左側のヘッダタンク(3)を第２ヘッダタンクというものとする。

第１ヘッダタンク(2)は、両面にろう材層を有するブレージングシート、ここではアルミニウムブレージングシートから形成された管接続用プレート(7)と、管接続用プレート(7)の外面にろう付された横断面円形の筒状タンク本体(8)と、両面にろう材層を有するブレージングシート、ここではアルミニウムブレージングシートから形成され、かつタンク本体(8)を覆う補強カバー(9)とを備えており、内部が冷媒流路(10a)となった入口ヘッダ部(10A)および内部が冷媒流路(10b)となった出口ヘッダ部(10B)が上下に並んで設けられている。入口ヘッダ部(10A)の冷媒流路(10a)および出口ヘッダ部(10B)の冷媒流路(10b)は、タンク本体(8)の内部に形成されている。

図２〜図６に示すように、第１ヘッダタンク(2)の管接続用プレート(7)の前後方向（幅方向）の中央部に、右側（外方）に開口した横断面略半円形の内方屈曲部(7a)が全長にわたって形成されている。管接続用プレート(7)の内方屈曲部(7a)の前後両側部分はそれぞれ同一平面内に位置する平坦部(7b)となっている。また、管接続用プレート(7)には、前後方向に長くかつ一方の平坦部(7b)から他方の平坦部(7b)に至る複数の貫通状管挿入穴(11)が、上下方向に間隔をおいて形成されている。上半部の複数の管挿入穴(11)は、入口ヘッダ部(10A)の冷媒流路(10a)の上下方向の範囲内に形成され、同じく下半部の複数の管挿入穴(11)は、出口ヘッダ部(10B)の冷媒流路(10b)の上下方向の範囲内に形成されている。また、管接続用プレート(7)の前後両側縁部に、それぞれ右方に突出して先端が補強カバー(9)の外面まで至り、かつ補強カバー(9)の前後両側面を覆う側面被覆壁(12)が一体に形成され、補強カバー(9)の前後両側面にろう付されている。各側面被覆壁(12)の突出端の上下両端部および上下方向中央部に、それぞれ前後方向内方に突出しかつ補強カバー(9)の外面に係合する係合爪(13)（係合部）が一体に形成され、補強カバー(9)にろう付されている。なお、図６に実線で示すように、係合爪(13)は、管接続用プレート(7)、タンク本体(8)および補強カバー(9)を組み合わせる前の状態では、側面被覆壁(12)に真っ直ぐに連なって左右方向外方にのびている。真っ直ぐな係合爪を(13A)で示す。そして、管接続用プレート(7)、タンク本体(8)および補強カバー(9)を組み合わせた後に係合爪(13A)を前後方向内方に曲げることによって管接続用プレート(7)、タンク本体(8)および補強カバー(9)が仮止めされる。管接続用プレート(7)は、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートにプレス加工を施すことにより形成されている。

タンク本体(8)は、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートを円筒状に成形するとともに、両側縁部を相互にろう付することにより形成されたものである。タンク本体(8)の外径は、管接続用プレート(7)の内方屈曲部(7a)の内径と等しくなっており、タンク本体(8)の左半部が管接続用プレート(7)の内方屈曲部(7a)内に嵌った状態で管接続用プレート(7)にろう付されている。タンク本体(8)の左側部分（内側部分）には、前後方向に長くかつ管接続用プレート(7)(7)の管挿入穴(11)をタンク本体(8)内の中空部(8a)に通じさせるとともに、熱交換管(4)の端部を挿入する複数の連通穴(14)が貫通状に形成されている。各連通穴(14)はタンク本体(8)の長さ方向外側から見て半円形であり、その両端は管接続用プレート(7)の平坦部(7b)の外面とほぼ同一の位置にある。また、タンク本体(8)の右側部分における上下両端部および上下方向の中央部には、タンク本体(8)の長さ方向外側から見て半円形の貫通穴(15)が形成されている。上下両端部の貫通穴(15)は、上下両端の連通穴(14)よりもタンク本体(8)の長さ方向外側に形成され、上下方向中央部の貫通穴(15)は、入口ヘッダ部(10A)と出口ヘッダ部(10B)との間の部分でかつ連通穴(14)とずれた位置に形成されている。タンク本体(8)の右側部分における上端の貫通穴(15)よりも若干下方の高さ位置に冷媒入口(16)が形成され、同じく下端の貫通穴(15)よりも若干上方の高さ位置に冷媒出口(17)が形成されている。

第１ヘッダタンク(2)の補強カバー(9)は、前後方向（幅方向）の中央部に形成され、かつタンク本体(8)を右側（外側）から覆うとともにタンク本体(8)にろう付された横断面半円形の被覆部(18)と、被覆部(18)の前後両側に一体に形成され、かつ管接続用プレート(7)の平坦部(7b)の外面にろう付された平坦な固定部(19)とよりなる。被覆部(18)の内径はタンク本体(8)の外径と等しくなっており、被覆部(18)がタンク本体(8)の右側半部に被せられてタンク本体(8)にろう付されている。そして、管接続用プレート(7)の側面被覆壁(12)は両平坦部(7b)の前後方向外側面を覆って両平坦部(7b)にろう付されているとともに、係合爪(13)は平坦部(7b)の外面に係合して平坦部(7b)にろう付されている。

第１ヘッダタンク(2)の補強カバー(9)の上下両端部および上下方向の中央部におけるタンク本体(8)の貫通穴(15)と合致した位置に、それぞれ前後方向に長くかつ一方の固定部(19)から他方の固定部(19)に至る貫通穴(21)が形成されている。補強カバー(9)の貫通穴(21)とタンク本体(8)の貫通穴(15)とによって、貫通状の仕切板挿入穴(22)が、両者(7)(9)に跨るように形成されている。各仕切板挿入穴(22)内に仕切板(23)が挿入されることによって、タンク本体(8)および補強カバー(9)の上下両端部および上下方向の中央部に仕切板(23)が配置されている。仕切板(23)は、タンク本体(8)内の中空部(8a)と、補強カバー(9)の被覆部(18)の内部空間(18a)を塞ぐ。

仕切板(23)は両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートにより形成されたものであり、各仕切板挿入穴(22)内に外側から挿入されてタンク本体(8)および補強カバー(9)にろう付されている。また、管接続用プレート(7)の係合爪(13)が、仕切板(23)の前後両端部の外面にも係合し、仕切板(23)にろう付されている。そして、各仕切板挿入穴(22)内に仕切板(23)が挿入されることによって、タンク本体(8)および補強カバー(9)の上下両端部および上下方向の中央部に仕切板(23)が配置され、これによりタンク本体(8)内の中空部(8a)および補強カバー(9)の被覆部(18)の内部空間(18a)の上下両端開口が仕切板(23)により閉鎖されるとともに、タンク本体(8)内の中空部(8a)および補強カバー(9)の被覆部(18)の内部空間(18a)が長さ方向の中央部において仕切板(23)により上下に区画されている。上下両端の仕切板(23)と中央部の仕切板(23)との間の部分において、管接続用プレート(7)の複数の管挿入穴(11)および補強タンク(8)の複数の連通穴(14)が形成されている。

第１ヘッダタンク(2)の補強カバー(9)の被覆部(18)におけるタンク本体(8)の冷媒入口(16)と合致した位置に冷媒入口(24)が形成されており、被覆部(18)の外面に、冷媒入口(24)に通じる冷媒流入路(26)を有する金属製、ここではアルミニウムベア材製の直方体状入口部材(25)が、補強カバー(9)外面のろう材を利用してろう付されている。また、被覆部(18)におけるタンク本体(8)の冷媒出口(17)と合致した位置に冷媒出口(27)が形成されており、被覆部(18)の外面に、冷媒出口(27)に通じる冷媒流出路(29)を有する金属製、ここではアルミニウムベア材製の直方体状出口部材(28)が、補強カバー(9)外面のろう材を利用してろう付されている。補強カバー(9)は、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートにプレス加工を施することにより形成されている。

第１ヘッダタンク(2)の入口ヘッダ部(10A)は、管接続用プレート(7)、タンク本体(8)および補強カバー(9)における上下方向中央部の仕切板(23)よりも上側の部分により形成され、同じく出口ヘッダ部(10B)は、管接続用プレート(7)、タンク本体(8)および補強カバー(9)における上下方向中央部の仕切板(23)よりも下側の部分により形成されている。第１ヘッダタンク(2)の入口ヘッダ部(10A)および出口ヘッダ部(10B)の冷媒流路(10a)(10b)は、タンク本体(8)の中空部(8a)における上下両端の仕切板(23)と上下方向中央部中央部の仕切板(23)との間に存在する部分からなる。

図２および図７に示すように、第２ヘッダタンク(3)は、第１ヘッダタンク(2)とほぼ同様な構成であり、同一物および同一部分に同一符号を付す。両ヘッダタンク(2)(3)は、管接続用プレート(7)どうしが対向するように配置されている。

第２ヘッダタンク(3)のタンク本体(8)および補強カバー(9)には上下両端部のみに仕切板(23)が配置されており、タンク本体(8)内の中空部(8a)および補強カバー(9)の被覆部(18)の内部空間(18a)は、上下両端開口のみが仕切板(23)により閉鎖されている。その結果、第２ヘッダタンク(3)には、第１ヘッダタンク(2)の入口ヘッダ部(10A)および出口ヘッダ部(10B)に跨るように、内部が冷媒流路(30a)となった１つの中間ヘッダ部(30)が形成されている。なお、補強カバー(9)の被覆部(18)には冷媒入口および冷媒出口が形成されていない。

第２ヘッダタンク(3)の管接続用プレート(7)のすべての管挿入穴(11)は、中間ヘッダ部(30)の冷媒流路(30a)の上下方向の範囲、すなわち上下両端の仕切板(23)間に形成されている。

第２ヘッダタンク(3)の中間ヘッダ部(30)は、管接続用プレート(7)、タンク本体(8)および補強カバー(9)における上下の仕切板(23)間の部分により形成されている。第２ヘッダタンク(3)の中間ヘッダ部(30)の冷媒流路(30a)は、タンク本体(8)の中空部(8a)における上下両端の仕切板(23)間に存在する部分からなる。

熱交換管(4)は、金属、ここではアルミニウム製押出形材からなり、前後方向に幅広の扁平状で、その内部に長さ方向にのびる複数の冷媒通路(4a)が並列状に形成されている。熱交換管(4)の両端部は、それぞれ両ヘッダタンク(2)(3)の管挿入穴(11)および連通穴(14)に挿入された状態で、管接続用プレート(7)のろう材層を利用して管接続用プレート(7)にろう付されるとともに、補強タンク(8)のろう材層を利用して補強タンク(8)にろう付されている。なお、熱交換管(4)の両端は管接続用プレート(7)の厚さ方向の中間部まで管挿入穴(11)における平坦部(7b)に存在する部分の内部に入り込んでいるとともに、タンク本体(8)の径方向の中間部まで中空部(8a)内に入り込んでおり、入口ヘッダ部(10A)、出口ヘッダ部(10B)および中間ヘッダ部(30)の冷媒流路(10a)(10b)(30a)内に突出している。すべての熱交換管(4)は、右端部が第１ヘッダタンク(2)の入口ヘッダ部(10A)の冷媒流路(10a)に通じるとともに左端部が第２ヘッダタンク(3)の中間ヘッダ部(30)の冷媒流路(30a)の上半部に通じる複数の熱交換管(4)からなる熱交換管群と、右端部が第１ヘッダタンク(2)の出口ヘッダ部(10B)の冷媒流路(10b)に通じるとともに左端部が第２ヘッダタンク(3)の中間ヘッダ部(30)の冷媒流路(30a)の下半部に通じる複数の熱交換管(4)からなる熱交換管群とに分けられることにより、第１および第２の２つのパス(P1)(P2)に区分されており、各パス(P1)(P2)を構成する全ての熱交換管(4)における冷媒の流れ方向が同一となっているとともに、２つのパス(P1)(P2)の熱交換管(4)における冷媒の流れ方向が異なっている。

ガスクーラ(1)はすべての部品を組み合わせて一括ろう付することにより製造される。

ガスクーラ(1)は、圧縮機、エバポレータ、減圧器およびガスクーラから出てきた冷媒とエバポレータから出てきた冷媒とを熱交換させる中間熱交換器とともに超臨界冷凍サイクルを構成し、カーエアコンとして車両、たとえば自動車に搭載される。

上述したガスクーラ(1)において、圧縮機を通過したＣＯ_２が、入口部材(25)の冷媒流入路(26)を通って冷媒入口(24)(16)から第１ヘッダタンク(2)の入口ヘッダ部(10A)内の冷媒流路(10a)に入り、冷媒流路(10a)内を下方に流れながら分流して第１パス(P1)のすべての熱交換管(4)の冷媒通路(4a)内に流入する。冷媒通路(4a)内に流入したＣＯ_２は、冷媒通路(4a)内を左方に流れて第２ヘッダタンク(3)の中間ヘッダ部(30)内の冷媒流路(30a)の上半部に流入する。中間ヘッダ部(30)内の冷媒流路(30a)の上半部に流入したＣＯ_２は、冷媒流路(30a)内を下方に流れ、分流して第２パス(P2)のすべての熱交換管(4)の冷媒通路(4a)内に流入し、流れ方向を変えて冷媒通路(4a)内を右方に流れて第１ヘッダタンク(2)の出口ヘッダ部(10B)内の冷媒流路(10b)に入る。その後、ＣＯ_２は、出口ヘッダ部(10B)の冷媒流路(10b)内を下方に流れ、冷媒出口(17)(27)および出口部材(28)の冷媒流出路(29)を通って流出する。そして、ＣＯ_２が熱交換管(4)の冷媒通路(4a)内を流れる間に、通風間隙を図１に矢印Ｘで示す方向に流れる空気と熱交換し、冷却される。

図８はこの発明を適用したガスクーラのヘッダタンクの変形例を示す。

図８に示すヘッダタンク(40)の場合、管接続用プレート(7)には側面被覆壁および係合爪は形成されておらず、補強カバー(9)の固定部(19)の前後方向外側縁部に、それぞれ左右方向内方に突出して先端が管接続用プレート(7)の内面まで至り、かつ管接続用プレート(7)の前後両側面を覆う側面被覆壁(41)が一体に形成され、管接続用プレート(7)の前後両側面にろう付されている。各側面被覆壁(41)の突出端に、それぞれ前後方向内方に突出するとともに管接続用プレート(7)の平坦部(7b)の内面に係合し、かつ平坦部(7b)にろう付された係合部(42)が、補強カバー(9)の全長にわたって設けられている。係合部(42)の先端部は熱交換管(4)の前後両端にろう付されている。なお、図８に鎖線で示すように、係合部(42)は、管接続用プレート(7)、タンク本体(8)および補強カバー(9)を組み合わせる前の状態では、側面被覆壁(41)に真っ直ぐに連なって左右方向内方にのびている。真っ直ぐな係合部を(42A)で示す。そして、管接続用プレート(7)、タンク本体(8)および補強カバー(9)を組み合わせた後に係合部(42A)を前後方向内方に曲げることによって管接続用プレート(7)、タンク本体(8)および補強カバー(9)が仮止めされる。

その他の構成は、上述した実施形態のヘッダタンク(2)(3)と同様である。

上記実施形態においては、タンク本体(8)は、アルミニウムブレージングシートを円筒状に成形して、側縁部どうしを相互にろう付することにより形成されているが、これに限定されるものではなく、たとえばアルミニウム押出形材からなるものであってもよい。

また、上記の実施形態においては、超臨界冷凍サイクルの超臨界冷媒として、ＣＯ_２が使用されているが、これに限定されるものではなく、エチレン、エタン、酸化窒素などが使用可能である。

また、上記の実施形態においては、熱交換管(4)は、アルミニウム押出形材からなるが、これに両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなる管製造用金属板を曲げた折り曲げ体からなるものであってもよい。

さらに、上記の実施形態においては、この発明の方法により製造されたヘッダタンク用外側プレートが超臨界冷凍サイクルのガスクーラのヘッダタンクに用いられているが、これに限定されるものではなく、他の熱交換器に用いることも可能である。

この発明の熱交換器を適用したガスクーラの全体構成を示す斜視図である。図１のガスクーラの後方から前方を見た一部省略垂直断面図である。図２のＡ−Ａ線拡大断面図である。図２のＢ−Ｂ線拡大断面図である。図２のＣ−Ｃ線拡大断面図である。図１のガスクーラの第１ヘッダタンクの分解斜視図である。図１のガスクーラの第２ヘッダタンクの分解斜視図である。ヘッダタンクの変形例を示す図４相当の図である。

符号の説明

(1)：ガスクーラ（熱交換器）
(2)(3)：ヘッダタンク
(4)：熱交換管
(7)：管接続用プレート
(8)：補強タンク
(8a)：中空部
(9)：補強カバー
(10A)：入口ヘッダ部
(10a)：冷媒流路
(10B)：出口ヘッダ部
(10b)：冷媒流路
(11)：管挿入穴
(13)：係合爪（係合部）
(14)：連通穴
(18)：被覆部
(19)：固定部
(23)：仕切板
(30)：中間ヘッダ部
(30a)：冷媒流路
(42)：係合部

Claims

互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に、幅方向を前後方向に向けるとともにヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部がそれぞれ両ヘッダタンクに接続された複数の扁平状熱交換管とを備えた熱交換器であって、
ヘッダタンクが、熱交換管を接続する管接続用プレートと、管接続用プレートの外面に接合されかつ内部が冷媒流路となった筒状のタンク本体と、タンク本体を覆う補強カバーとよりなり、管接続用プレートに、複数の管挿入穴がヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて貫通状に形成されるとともに、熱交換管の両端部が管挿入穴に挿入されて管接続用プレートの接合され、タンク本体に、管接続用プレートの管挿入穴をタンク本体内の中空部に通じさせる連通穴が形成され、補強カバーが、タンク本体を外側から覆うとともにタンク本体に接合された被覆部と、被覆部の前後両側に形成され、かつ管接続用プレートの外面におけるタンク本体の前後両側部分に接合された固定部とよりなる熱交換器。
タンク本体が、横断面円形である請求項１記載の熱交換器。
管接続用プレートの前後両側縁部に、補強カバーの固定部に係合する係合部が設けられている請求項１または２記載の熱交換器。
補強カバーの固定部における前後方向外側縁部に、管接続用プレートに係合しかつ先端部が熱交換管に接合された係合部が、補強カバーの全長にわたって設けられている請求項１または２記載の熱交換器。
タンク本体の少なくとも両端部に、タンク本体内の中空部を塞ぐ仕切板が配置されることによって、各ヘッダタンクに、内部が冷媒流路となった少なくとも１つのヘッダ部が形成され、管接続用プレートにおけるヘッダ部の冷媒流路と対応する部分に、複数の管挿入穴がヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて貫通状に形成されている請求項１〜４のうちのいずれかに記載の熱交換器。