JP2013257109A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】凝縮水の排水を効果的に行いつつ大型化を防ぐ熱交換器を提供する。
【解決手段】扁平伝熱管４とサイドプレート６とは側端部から見て波形に屈曲されており、基底部４ｃと谷折部４ｂと山折部４ｄとが形成されている。谷折部に対応する扁平伝熱管４およびサイドプレート６の側端部には、各々切欠部６０および凹部４ａが設けられており、切欠部６０および凹部４ａに導水部材７が装着される。熱交換器１が蒸発器として機能するときは、発生した凝縮水が扁平伝熱管４の傾斜した平面部を流れて谷折部に対応する箇所に滞留し、導水部材７を伝って下方へ排水される。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱交換器に関わり、より詳細には、小型化かつ凝縮水の効率的な排水を実現できる熱交換器に関する。

空気調和機や冷凍装置等に備えられる熱交換器は、銅やアルミニウム、アルミニウム合金等で形成されて内部に冷媒が流れる伝熱管と、アルミニウムやアルミニウム合金等で板状に形成されて伝熱管の長手方向に沿って所定の間隔で配置される複数のフィンとを備えて構成されるものがある。そして、このような熱交換器の形状の一例として、内部に複数の冷媒流路を有する扁平伝熱管を上下方向に多段に配置し、扁平伝熱管の扁平面に両端が接続されて扁平伝熱管の長手方向に略直交するように配置される複数のフィンとを備えて構成されるＰＦＣ（パラレルフロー型熱交換器）が知られている。

具体的には、ＰＦＣは、一対のヘッダーパイプと、両端が各ヘッダーパイプに接続されて上下方向に互いに平行となるよう配置された複数の扁平伝熱管と、扁平伝熱管の間に介在して扁平伝熱管の長手方向に略直交するように配置されるとともに最上段の扁平伝熱管の上面側および最下段の扁平伝熱管の下面側に一端が接続されて扁平伝熱管の長手方向に略直交するように配置される複数のコルゲート形状のフィンと、最上段のフィン上面および最下段のフィン下面とそれぞれ接続するとともに両端が各ヘッダーパイプに接続されて配置される一対のサイドプレートとを備えている。これらヘッダーパイプ、扁平伝熱管、フィンおよびサイドプレートは、全てアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成され、相互にろう付けされて接続固定されている。

上記ＰＦＣは、空気調和機や冷凍装置に備えられたファンの回転によって、空気調和機や冷凍装置の筺体内部に取り込まれた空気の流れに対して扁平伝熱管が略直交するよう、つまり、扁平伝熱管の扁平面（平面部）が空気の流れに対して略平行となるように、空気調和機や冷凍装置の筺体内部に配置される。従って、扁平伝熱管の長手方向に略直交するように配置されているフィンも、筺体内部の空気の流れに対して略平行となる。

以上説明したＰＦＣを蒸発器として機能させるときは、空気中の水蒸気がフィンの表面で凝縮して凝縮水が発生し、外気温度や湿度によってはその発生量が多量となる。この凝縮水が扁平伝熱管の平面部に多量に滞留すれば、滞留した凝縮水が通風抵抗となったり、空気と冷媒との熱交換の妨げとなって、熱交換効率が低下する虞がある。従って、発生した凝縮水はできる限り速やかにＰＦＣから排水されることが望ましい。

そこで、特許文献１では、扁平伝熱管の中間部を折り曲げて逆Ｖ字形状とすることで、扁平伝熱管の平面部を水平方向に対して傾斜させるとともに、扁平伝熱管におけるヘッダーパイプとの接続部付近、つまり、中間部より高さが低くなっている扁平伝熱管の両端部に導水板が設けられているＰＦＣが提案されている。このＰＦＣが蒸発器として機能しているときに発生した凝縮水は、扁平伝熱管に設けられた傾斜によって平面部に滞留することなく扁平伝熱管の両端部に向かって流れ、扁平伝熱管の両端部に到達した凝縮水は、導水板を伝ってＰＦＣの下方に重力により落下する。以上により、ＰＦＣで発生した凝縮水は速やかにＰＦＣから排水されるので、凝縮水の滞留による熱交換効率の低下を低減することができる。

特開平８−３３４２７７号公報（第３、４頁、第１図）

上述したように、扁平伝熱管を折り曲げて平面部に傾斜を設けることで凝縮水を流すためには、ある程度の角度で折り曲げて傾斜角度を大きくする必要がある。特許文献１で提案されているＰＦＣでは、扁平伝熱管を中間部で１回だけ折り曲げて平面部の傾斜を形成しているので、発生した凝縮水を扁平伝熱管の両端部に流すために折り曲げ角度を大きくすれば、扁平伝熱管の高さ寸法が増大、ひいては、ＰＦＣの高さ寸法が増大しＰＦＣが大型化するという問題があった。

本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、凝縮水の排水を効果的に行いつつ大型化を防ぐ熱交換器を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の熱交換器は、一対のヘッダーと、ヘッダーに両端が接続されて互いに上下方向に平行に配置され、一端から他端に向かって波形に折り曲げられることによって複数の山折部および谷折部を設けた複数の扁平伝熱管と、扁平伝熱管の間と、最上段および最下段の扁平伝熱管の外側面とに配置される複数のフィンと、最上段に配置されたフィンの上部および最下段に配置されたフィンの下部にそれぞれ接するように配置され、一端から他端に向かって波形に折り曲げられることによって複数の山折部および谷折部を設けることで扁平伝熱管の形状に対応する形状とされた一対のサイドプレートと、上下に配置されたサイドプレートを連結する長さとされた導水部材とを備えている。そして、扁平伝熱管の谷折部、あるいは、サイドプレートの谷折部、のうち少なくともいずれか一方の側端部には、導水部材を装着する保持部を備え、導水部材を保持部に装着したときに、導水部材が扁平伝熱管の側端部に接触するものである。

また、上述した導水部材に代えて、上下に配置されたサイドプレートを連結する長さとされた本体部とこの本体部の両端部を折り曲げて形成された押さえ部とを有し発生した凝縮水を排水する複数の固定部材を備え、扁平伝熱管の側端部が固定部材の本体部に接触するように、固定部材が上下のサイドプレートに掛け渡されるように装着されて保持部に押さえ部が嵌合するものである。

上記のように構成した本発明の熱交換器によれば、扁平伝熱管およびサイドプレートを波形に形成するので、熱交換器で発生する凝縮水を排水するために平面部に傾斜を設けても熱交換器の高さ寸法を低くすることができる。また、波形に形成することによって設けられる谷折部に導水部材もしくは固定部材を装着しこれらが扁平伝熱管の側端部に接触するので、扁平伝熱管の平面部を流れて谷折部に集まった凝縮水を導水部材もしくは固定部材を伝わらせて熱交換器の下方に流すことができるので、速やかに凝縮水の排水が行える。

本発明の実施例であるＰＦＣの説明図であり、（Ａ）は外観斜視図、（Ｂ）は正面図である。 図１（Ａ）におけるＰ部拡大図であり、本発明の実施例における導水部材の装着状態の説明図である。 図１（Ｂ）におけるＱ部拡大斜視図であり、凝縮水排水の説明図である。 本発明の他の実施例であるＰＦＣの説明図であり、（Ａ）は外観斜視図、（Ｂ）は正面図である。 本発明の他の実施例における、サイドプレートの形状説明図である。 本発明の他の実施例における、固定部材の形状説明図である。 本発明の他の実施例における、サイドプレートと固定部材の結合説明図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施例としては、空気調和機の室外機に備えられるＰＦＣを例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

図１に示すように、本実施例における熱交換器１は、一対のヘッダーであるヘッダーパイプ２、３と、複数（本実施例では１０本）の扁平伝熱管４と、複数（本実施例では１１個）のフィン５と、一対のサイドプレート６と、複数（本実施例では８本）の導水部材７とから構成されている。

ヘッダーパイプ２、３は、アルミニウムまたはアルミニウム合金（以下、これらを総称してアルミニウム材と記載する）の押出成型等によって略円筒形状に形成されており、その上下端はキャップ部材にて塞がれている。また、一方のヘッダーパイプ２（図１（Ｂ）において左側）の外方側上端部付近には、図示しない圧縮機から吐出された高圧のガス冷媒の流入口である冷媒流入口２ａが設けられており、他方のヘッダーパイプ３（図１（Ｂ）において右側）の外方側下端部付近には、熱交換器１で空気と熱交換を行って高圧の液冷媒となった冷媒を流出させる冷媒流出口３ａが設けられている。

扁平伝熱管４は、アルミニウム材を押出加工や引抜加工等によって断面扁平状に形成した後、ベンダー等を用いて波形になるように所定の角度で折り曲げ加工されて形成される。本実施例では、ヘッダーパイプ２、３への接続部を基底部４ｃとして中央部に向かって順に山折部４ｄ、谷折部４ｂが繰り返されるように扁平伝熱管４が折り曲げられる。これにより、基底部４ｃあるいは谷折部４ｂと山折部４ｄとの間は所定の角度に傾斜した傾斜面４ｅとなる。ここで山折部４ｄは、基底部４ｃどうしを結んだ直線より上方で扁平伝熱管４が折れ曲がっている部分を指し、谷折部４ｂは、基底部４ｃどうしを結んだ直線と略同じ高さで扁平伝熱管４が折れ曲がっている部分を指すものとする。

また、後述する扁平伝熱管４表面の前縁あるいは後縁となる側端部４ｆにおける、各基底部４ｃおよび各谷折部４ｂに対応する箇所には、後述する導水部材７を装着するための凹部４ａが設けられている。尚、上述した空気の流れは、熱交換器１の近傍に配置される図示しない室外ファンの回転によって生ずる。

扁平伝熱管４は、上下に互いに平行となるように複数段配列されている。これにより、図１（Ｂ）に示すように、上述した凹部４ａが上下方向に一直線上に並ぶ。また、扁平伝熱管４の内部には、図示しない冷媒流路が扁平伝熱管の長手方向（図１（Ｂ）において左右方向）に沿って複数本形成されており、扁平伝熱管４の両端がヘッダーパイプ２、３に接続されてヘッダーパイプ２、３間が連通するようになっている。

フィン５は、アルミニウム材からなる板材を波形に複数回折り曲げて形成したコルゲートフィンである。図１（Ｂ）に示すように、フィン５の長さ寸法は扁平伝熱管４の長手方向の寸法と略同一とされており、フィン５の幅寸法は扁平伝熱管４の幅寸法と同じあるいはやや小さい寸法とされている。図１に示すように、フィン５は複数の扁平伝熱管４それぞれの表面（谷折部４ｂ、山折部４ｄ、および、傾斜面４ｅを形成する面）に、扁平伝熱管４の形状に沿って配置され、扁平伝熱管４の谷折部４ｂ、山折部４ｄおよび傾斜面４ｅとフィン５の波形形状の頂部（フィン５の上部および下部）とが後述するろう付けによって接合されている。

サイドプレート６は、アルミニウム材からなる板材を打ち抜き等によって、扁平伝熱管４と同一の幅寸法とされるとともに、扁平伝熱管４の形状に対応した波形形状に折り曲げられて形成されている。具体的には、図５（Ａ）に示すように、ヘッダーパイプ２、３への接続部を基底部６２として中央部に向かって順に山折部６３、谷折部６１が繰り返されるようにサイドプレート６が折り曲げられる。これにより、基底部６２あるいは谷折部６１と山折部６３との間は所定の角度に傾斜した傾斜面６４となる。ここで山折部６３は、基底部６２どうしを結んだ直線より上方でサイドプレート６が折れ曲がっている部分を指し、谷折部６１は、基底部６２どうしを結んだ直線と略同じ高さでサイドプレート６が折れ曲がっている部分を指すものとする。

サイドプレート６は、基底部６２の先端部がヘッダーパイプ２、３の円筒形状に対応した円弧形状とされており、この先端部がヘッダーパイプ２、３に接合されるとともに、サイドプレート６それぞれの表面（谷折部６１、山折部６３、および、傾斜面６４を形成する面）が最上段および最下段のフィン５における上方および下方に臨む波形形状の頂部（フィン５の上部および下部）に接合するように配置される。また、サイドプレート６表面の前縁あるいは後縁となる側端部６５における、各基底部６２および各谷折部６１に対応する箇所には、後述する導水部材７を装着するための保持部である切欠部６０が設けられている。尚、この切欠部６０は、図１（Ｂ）に示すように、サイドプレート６がヘッダーパイプ２、３に接合された際に、扁平伝熱管４に設けられた凹部４ａと左右方向に同位置となるように設けられる。

導水部材７は、アルミニウム材からなり断面が扁平伝熱管４の凹部４ａおよびサイドプレート６の切欠部６０の大きさに対応した略円形状とされるとともに、その長さは上下のサイドプレート６間の寸法より少し長く形成されている。図２（Ａ）に示すように、導水部材７は、扁平伝熱管４の凹部４ａおよび上下のサイドプレート６の切欠部６０に、上部のサイドプレート６の上面から導水部材７の一端が突き出すとともに下部のサイドプレート６の下面から導水部材７の他端が突き出すように装着される。

尚、ヘッダーパイプ２、３やフィン５、導水部材７の各表面には、これら本体を形成するアルミニウム材よりも融点が低いアルミニウム材からなるろう材層が設けられている。具体的には、アルミニウム材（例えば、Ａ３０００系やＡ１０００系（ＪＩＳ）等）の表面にこれより融点の低いろう材（例えば、Ａｌ−Ｓｉ系）をクラッドしたブレージング材を用いて、ヘッダーパイプ２、３やフィン５、固定部材７を形成する。このとき、ろう材層を設けない扁平伝熱管４やサイドプレート６もＡ３０００系やＡ１０００系（ＪＩＳ）等のアルミニウム材で形成する。

次に、図１（Ｂ）を用いて、ヘッダーパイプ２、３と扁平伝熱管４との接続状態、および、熱交換器１での冷媒の流れについて説明する。まず、ヘッダーパイプ２、３と扁平伝熱管４との接続状態を説明する。図１（Ｂ）に示すように、ヘッダーパイプ２内部は仕切板２ｂによって上室２ｃ、下室２ｄの２室に分割されており、上室２ｃに冷媒流入口２ａが設けられている。また、ヘッダーパイプ３内部も仕切板３ｂによって上室３ｃ、下室３ｄの２室に分割されており、下室３ｄに冷媒流出口３ａが設けられている。

ヘッダーパイプ２、３に備えられた仕切板２ｂ、３ｂにより、１０本の扁平伝熱管４が以下のように分けられている。まず、最上段の扁平伝熱管４を含みこれより下方に配置された５本の扁平伝熱管４を管路群Ｘとしている。管路群Ｘを構成する扁平伝熱管４は、一端がヘッダーパイプ２の上室２ｃに接続され、他端がヘッダーパイプ３の上室３ｃに接続されている。

また、管路群Ｘの下方に配置されている３本の扁平伝熱管４を管路群Ｙとしている。管路群Ｙを構成する扁平伝熱管４は、一端がヘッダーパイプ３の上室３ｃに接続され、他端がヘッダーパイプ２の下室２ｄに接続されている。さらには、管路群Ｙの下方に配置されている２本の扁平伝熱管４を管路群Ｚとしている。管路群Ｚを構成する扁平伝熱管４は、一端がヘッダーパイプ２の下室２ｄに接続され、他端がヘッダーパイプ３の下室３ｄに接続されている。

次に、熱交換器１での冷媒の流れについて説明する。尚、ここでは熱交換器１が凝縮器として機能する場合を例に挙げて説明する。圧縮機から吐出された高圧のガス冷媒は、冷媒回路を流れて冷媒流入口２ａからヘッダーパイプ２の上室２ｃに流入する。ヘッダーパイプ２の上室２ｃに流入した冷媒は、管路群Ｘを流れてヘッダーパイプ３の上室３ｃに流入する。ヘッダーパイプ３の上室３ｃに流入した冷媒は、管路群Ｙを流れてヘッダーパイプ２の下室２ｄに流入する。ヘッダーパイプ２の下室２ｄに流入した冷媒は、管路群Ｚを流れてヘッダーパイプ３の下室３ｄに流入する。そして、ヘッダーパイプ３の下室３ｄに流入した冷媒は、冷媒流出口３ａから冷媒回路へ流出する。

以上説明したように熱交換器１を冷媒が流れることによって冷媒と空気との熱交換が行われ、高圧のガス状態で熱交換器１に流入した冷媒は高圧の液冷媒となって熱交換器１から流出する。尚、図１（Ｂ）において、上述した冷媒の流れを矢印で示している。また、熱交換器１が蒸発器として機能する場合の冷媒の流れは、凝縮器として機能する場合と逆となり、冷媒流出口３ａから流入した冷媒が、順に下室３ｄ→管路群Ｚ→下室２ｄ→管路群Ｙ→上室３ｃ→管路群Ｘ→上室２ｃ、と流れて冷媒流入口２ａから冷媒回路へ流出する。

次に、熱交換器１の組立工程および凝縮水の排水について、図１乃至図３を用いて説明する。熱交換器１の組み立てでは、まずヘッダーパイプ２、３を平行に対峙させ、これらヘッダーパイプ２、３間に扁平伝熱管４およびサイドプレート６を配置してヘッダーパイプ２、３に連結する。具体的には、図１に示すように、最上部および最下部にサイドプレート６が配置され、その間に１０本の扁平伝熱管４が互いに平行に配置される。このように扁平伝熱管４とサイドプレート６とが配置されることで、図１に示すように、扁平伝熱管４の基底部４ｃとサイドプレート６の基底部６２、扁平伝熱管４の谷折部４ｂとサイドプレート６の谷折部６１、および、扁平伝熱管４の山折部４ｄとサイドプレート６の山折部６３、が各々上下方向に並んで配置される。

尚、図示は省略するが、ヘッダーパイプ２、３には、扁平伝熱管４およびサイドプレート６の断面形状に対応した孔を形成した連結部が設けられており、前述したように、扁平伝熱管４の両端部をヘッダーパイプ２、３の連結部に連結することによって、ヘッダーパイプ２とヘッダーパイプ３とが扁平伝熱管４内部の冷媒流路によって連通するようになる。

次に、複数の扁平伝熱管４それぞれの間、上部のサイドプレート６とその下方に配置された扁平伝熱管４との間、および、下部のサイドプレート６とその上方に配置された扁平伝熱管４との間に、それぞれフィン５を挿入する。次に、図２（Ａ）に示すように、扁平伝熱管４の凹部４ａおよび上下のサイドプレート６の切欠部６０に導水部材７を挿入する。

そして、上記のように相互に組み合わされた熱交換器１の各構成部材の仮組み状態を、冶具等を用いて保持する。これにより、熱交換器１の仮組みが完了し、仮組みした熱交換器１を溶接炉内に収容する。溶接炉内に熱交換器１をベルトコンベア等で搬送するときは、振動等によりヘッダーパイプ２、３と扁平伝熱管４およびサイドプレート６との接続部が離脱したり、扁平伝熱管４およびサイドプレート６とフィン５との接合部がズレたりする虞があるが、冶具等によって仮組み状態が保持されているので、上記のような不具合が発生することなく熱交換器１を溶接炉内に収容できる。

溶接炉内に熱交換器１を収容した後、溶接炉を所定温度（ろう材が溶ける温度）として熱交換器１のろう付けを開始する。具体的には、ヘッダーパイプ２、３やフィン５、導水部材７に設けられているろう材が溶けて、ヘッダーパイプ２、３と扁平伝熱管４およびサイドプレート６との接続部や、扁平伝熱管４およびサイドプレート６とフィン５との接合部、導水部材７と扁平伝熱管４の凹部４ａおよびサイドプレート６の切欠部６０との接触部にろう材が流れる。そして、熱交換器１を溶接炉から取り出せば、温度低下に伴ってろう材が再び固まり、熱交換器１の各接続部、接触部、および接合部が固着されて、熱交換器１が完成する。

完成した熱交換器１では、扁平伝熱管４の凹部４ａおよびサイドプレート６の切欠部６０に導水部材７がろう材により接合されているが、これには次のような効果がある。熱交換器１を蒸発器として機能させているときは、フィン５の表面で凝縮水が発生し、外気温度や湿度によってはその発生量が多量となる。この凝縮水が扁平伝熱管４の平面部に多量に滞留すれば、滞留した凝縮水が通風抵抗となったり、空気と冷媒との熱交換の妨げとなって、熱交換効率が低下する虞がある。従って、発生した凝縮水はできる限り速やかに熱交換器１から排水されることが望ましい。

本実施例の熱交換器１では、図３に矢印で示すように、フィン５の表面で発生した凝縮水は谷折部４ｂに向かって傾斜している扁平伝熱管４の傾斜面４ｅを流れて谷折部４ｂに滞留する。扁平伝熱管４の谷折部４ｂには、凹部４ａを介して導水部材７が接続されているので、扁平伝熱管４の谷折部４ｂに滞留している凝縮水が導水部材７を伝って下方に流れて、凝縮水が速やかに熱交換器１から排水される。

以上説明したように、本実施例の熱交換器１は、扁平伝熱管４を複数回折り曲げて波形としているので、フィン５から扁平伝熱管４に流れた凝縮水を谷折部４ｂ流せるだけの角度とした傾斜面４ｅを形成する場合に、扁平伝熱管４を１回だけ折り曲げる場合と比べて熱交換器１の高さを低くすることができる。また、波形にすることによって形成される扁平伝熱管４の谷折部４ｂの側端部に導水部材７を装着しているので、扁平伝熱管４の谷折部４ｂに滞留する凝縮水を導水部材７を介して速やかに熱交換器１から排水できるので、凝縮水の滞留に起因する熱交換効率の低下を抑制することができる。

以上説明した実施例では、図２（Ａ）に示すように、扁平伝熱管４に凹部４ａを設けこの凹部４ａとサイドプレート６の切欠部６０とに導水部材７を装着する場合を説明したが、図２（Ｂ）に示すように、扁平伝熱管４には凹部４ａを設けずに、切欠部６０に導水部材７を装着した際に扁平伝熱管４の基底部４ｃおよび谷折部４ｂに対応する箇所の側端部４ｆに導水部材７が接触するようにしてもよい。

また、導水部材７は断面が略円形状である場合について説明したが、断面形状が楕円形状であってもよく、また、矩形状であってもよい。さらには、扁平伝熱管４およびサイドプレート６は、ヘッダーパイプ２、３への接続部近傍を基底部４ｃおよび基底部６２として中央部に向かって順に山折部４ｄおよび山折部６３、谷折部４ｂおよび谷折部６１が繰り返されるように折り曲げる場合について説明したが、ヘッダーパイプ２、３への接続部近傍を基底部６２として中央部に向かって順に谷折部４ｂおよび谷折部６１、山折部４ｄおよび山折部６３が繰り返されるように折り曲げてもよい。

また、本実施例では、熱交換器１の各接続部、接触部、接合部、および嵌合部をろう材により固着させる場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、ろう材に代えて熱硬化性の接着剤を用いて、熱交換器１の各接続部、接触部、接合部、および嵌合部を固着させてもよい。また、サイドプレート６はアルミニウム材からなる板材で形成されているが、扁平伝熱管４のようにアルミニウム材の押出加工や引抜加工により内部に冷媒流路を有する構造としてもよい。

次に、図４乃至図７を用いて、本発明による第２の実施例である熱交換器１０について説明する。図４に示すように、熱交換器１０は、一対のヘッダーパイプ２、３と、複数（本実施例では１０本）の扁平伝熱管４と、複数（本実施例では１１個）のフィン５と、一対のサイドプレート６と、複数（本実施例では８本）の固定部材７０ａとから構成されている。尚、固定部材７０ａ以外の熱交換器１０の構成部材については、第１の実施例における熱交換器１の構成部材と同一であるため、詳細な説明は省略する。

固定部材７０ａは、アルミニウム材からなり、図６（Ａ）に示すように、断面が扁平伝熱管４の凹部４ａおよび上下のサイドプレート６の切欠部６０の大きさに対応した略円形状とされるとともに直線状に形成され上下のサイドプレート６を連結する長さとされた本体部７１ａと、本体部７１ａの両端部を所定の寸法・角度で折り曲げて形成された押さえ部７２ａとを有している。押さえ部７２ａの曲げ寸法は、後述する固定部材７０ａをサイドプレート６に装着する作業を行う際に、押さえ部７２ａの先端部が切欠部６０を越えてサイドプレート６の幅方向の中央側に位置するような寸法とされている。また、押さえ部７２ａの曲げ角度は、９０°以上（例えば、１１０°）とされており、固定部材７０ａをサイドプレート６に装着した際に、押さえ部７２ａの先端部がサイドプレート６０の外面部を上下方向に押さえるようにされている。

尚、固定部材７０ａの表面には、本体を形成するアルミニウム材よりも融点が低いアルミニウム材からなるろう材層が設けられている。具体的には、アルミニウム材（例えば、Ａ３０００系やＡ１０００系（ＪＩＳ）等）の表面にこれより融点の低いろう材（例えば、Ａｌ−Ｓｉ系）をクラッドしたブレージング材を用いて、固定部材７０ａを形成する。

次に、熱交換器１の組立工程について、図４乃至図７を用いて説明する。尚、ヘッダーパイプ２、３と扁平伝熱管４との接続状態、熱交換器１０での冷媒の流れ、および熱交換器１０での冷媒と空気との熱交換については、第１の実施例における熱交換器１と同様であるため、説明を省略する。

熱交換器１０の組み立てでは、まずヘッダーパイプ２、３を平行に対峙させ、これらヘッダーパイプ２、３間に扁平伝熱管４およびサイドプレート６を配置してヘッダーパイプ２、３に連結する。具体的には、図４に示すように、最上部および最下部にサイドプレート６が配置され、その間に１０本の扁平伝熱管４が互いに平行に配置される。このように扁平伝熱管４とサイドプレート６とが配置されることで、図４に示すように、扁平伝熱管４の基底部４ｃとサイドプレート６の基底部６２、扁平伝熱管４の谷折部４ｂとサイドプレート６の谷折部６１、および、扁平伝熱管４の山折部４ｄとサイドプレート６の山折部６３、が各々上下方向に並んで配置される。

尚、図示は省略するが、ヘッダーパイプ２、３には、扁平伝熱管４およびサイドプレート６の断面形状に対応した孔を形成した連結部が設けられており、前述したように、扁平伝熱管４の両端部をヘッダーパイプ２、３の連結部に連結することによって、ヘッダーパイプ２とヘッダーパイプ３とが扁平伝熱管４内部の冷媒流路によって連通するようになる。

次に、複数の扁平伝熱管４それぞれの間、上部のサイドプレート６とその下方に配置された扁平伝熱管４との間、および、下部のサイドプレート６とその上方に配置された扁平伝熱管４との間に、それぞれフィン５を挿入する。そして、ヘッダーパイプ２、３と扁平伝熱管４とサイドプレート６とフィン５とを仮組みしたものに固定部材７０ａを装着する。具体的には、図７に示すように、上下のサイドプレート６に備えられた切欠部６０に固定部材７０ａの押さえ部７２ａの先端部を嵌合させる。

前述したように、固定部材７０ａの押さえ部７２ａの曲げ角度は、９０°以上とされているので、上下のサイドプレート６に備えられた切欠部６０に固定部材７０ａの押さえ部７２ａを嵌合させる際は、押さえ部７２ａを外側（上下方向）に弾性変形させて嵌合させることとなる。そして、固定部材７０ａの装着が完了すれば、図４に示すように、固定部材７０ａの本体部７１ａが切欠部６０に嵌合するとともに、押さえ部７２が弾性復帰して押さえ部７２の先端部が上下のサイドプレート６の基底部６２および谷折部６１に接触した状態となる。

ここで、押さえ部７２ａの曲げ角度や寸法は、前述したように固定部材７０ａをサイドプレート６に装着する際に押さえ部７２ａの先端部がサイドプレート６の基底部６２および谷折部６１を押さえるような曲げ角度や寸法とされているとともに、図４に示すように、本体部７１ａが扁平伝熱管４の凹部４ａやサイドプレート６の切欠部６０に装着されるような寸法とされている。

従って、固定部材７０ａを嵌めこむことで、固定部材７０ａがヘッダーパイプ２、３に連結された扁平伝熱管４およびサイドプレート６を、上下方向および幅方向に動かないように保持することができる。
以上説明したように、ヘッダーパイプ２、３と扁平伝熱管４とサイドプレート６との仮組みしたものに固定部材７０ａを８本装着して、熱交換器１０の仮組みが完了する。

次に、仮組みした熱交換器１０を溶接炉内に収容する。溶接炉内に熱交換器１をベルトコンベア等で搬送するときは、振動等によりヘッダーパイプ２、３と扁平伝熱管４およびサイドプレート６との接続部が離脱したり、扁平伝熱管４およびサイドプレート６とフィン５との接合部がズレたりする虞があるが、固定部材７０ａによって仮組み状態が保持されているので、上記のような不具合が発生することなく熱交換器１０を溶接炉内に収容できる。

溶接炉内に熱交換器１０を収容した後、溶接炉を所定温度（ろう材が溶ける温度）として熱交換器１０のろう付けを開始する。具体的には、ヘッダーパイプ２、３やフィン５、固定部材７０ａに設けられているろう材が溶けて、ヘッダーパイプ２、３と扁平伝熱管４およびサイドプレート６との接続部や、扁平伝熱管４およびサイドプレート６とフィン５との接合部、固定部材７０ａの本体部７１ａと扁平伝熱管４の凹部４ａおよびサイドプレート６の切欠部６０、固定部材７の押さえ部７２とサイドプレート６の外面部との接触部にろう材が流れる。そして、熱交換器１０を溶接炉から取り出せば、温度低下に伴ってろう材が再び固まり、熱交換器１０の各接続部、接触部、および接合部が固着されて、熱交換器１０が完成する。

尚、上述したように、完成した熱交換器１では、固定部材７０ａの本体部７１ａが扁平伝熱管４の凹部４ａおよびサイドプレート６の切欠部６０とろう材により接合されてため、熱交換器１０を蒸発器として機能させているときにフィン５で発生する凝縮水は、扁平伝熱管４の傾斜面４ｅを流れて基底部４ｃや谷折部４ｂに滞留し固定部材７０ａの本体部７１ａを伝って下方に流れるので、凝縮水が速やかに熱交換器１０から排水される。

また、熱交換器１０を組み立てる際に、固定部材７０ａによりヘッダーパイプ２、３と扁平伝熱管４とサイドプレート６とが仮組みされた状態を保持してろう付け作業が行えるので、ろう付け前に各接続部が離脱したり、接触部や接合部がズレたりすることがなく、安定したろう付け作業が行える。また、上述したように、固定部材７０ａの装着は簡易に行え、かつ、固定部材７０ａのみでヘッダーパイプ２、３と扁平伝熱管４とサイドプレート６との仮組み状態を保持でき、しかも、ろう付け後に固定部材７０ａを取り外す工程が発生しないので、熱交換器の組立工数を削減できる。

以上説明した実施例では、サイドプレート６に設ける固定部材７０ａの保持部形状として、図５（Ａ）に示す切欠部６０を設けたものを説明したが、これに限るものではなく、例えば、図５（Ｂ）に示すように、切欠部６０の代わりに基底部６２ａおよび谷折部６１ａに保持用孔６０ａを設けたサイドプレート６ａでもよく、また、図５（Ｃ）に示すように、切欠部６０と保持用孔６０ａの両方を設けたサイドプレート６ｂでもよい。

また、固定部材７０ａは、図６（Ａ）に示すものを使用する場合について説明したが、図６（Ｂ）に示すように、固定部材７０ａの上部を連結部７３ｂで連結し２つの固定部材７０ａを１つとした固定部材７０ｂであってもよく、また、図６（Ｃ）に示すように、固定部材７０ａの上下端部の折り曲げ寸法を大きくしサイドプレート６の幅寸法と略同一寸法とした片持部７４ｃを設けその先端部に押さえ部７２ｃを設けた固定部材７０ｃであってもよい。

また、本実施例では、固定部材７０ａは断面略円形状の棒材を折り曲げて形成しているが、図６（Ｄ）に示すように、アルミニウム材からなる板材を用い、平面状の本体部７１ｄの両端部を折り曲げて押さえ部７２ｄを設けるとともに、本体部７１ｄの長さ方法に沿ってかつ内側に向かって凸状となった接触部７５ｄを設けた固定部材７０ｄであってもよく、また、図６（Ｅ）に示すように、固定部材７０ｄの上部を連結部７３ｅで連結し２つの固定部材７０ｄを１つとした固定部材７０ｅであってもよい。

これらサイドプレート６、６ａ、６ｂと、固定部材７０ａ〜７０ｅとを適宜組み合わせて熱交換器１０を形成する。例えば、サイドプレート６と固定部材７０ｂや７０ｅを組み合わせてもよい。また、サイドプレート６ａを用いる場合は固定部材７０ａや７０ｄを使用すればよく、サイドプレート６ｂを用いる場合は固定部材７０ａ、７０ｃ、７０ｄを使用すればよい。尚、固定部材７０ｄ、７０ｅを使用した場合は、本体部７１ｄ、７１ｅに設けた接触部７５ｄ、７５ｅが扁平伝熱管４やサイドプレート６により確実に接触するので、発生した凝縮水の排水をより効果的に行える。また、固定部材７０ａもしくは７０ｄを使用する場合はその使用数は８個となるが、固定部材７０ｂ、７０ｃもしくは７０ｅを使用する場合はその使用数は４個となり、連結部７３ｂ、７３ｅや片持部７４ｃで一方のサイドプレート６を押圧する。

また、本実施例では、扁平伝熱管４およびサイドプレート６は、ヘッダーパイプ２、３への接続部近傍を基底部４ｃおよび基底部６２として中央部に向かって順に山折部４ｄおよび山折部６３、谷折部４ｂおよび谷折部６１が繰り返されるように折り曲げる場合について説明したが、ヘッダーパイプ２、３への接続部近傍を基底部６２として中央部に向かって順に谷折部４ｂおよび谷折部６１、山折部４ｄおよび山折部６３が繰り返されるように折り曲げてもよい。

また、本実施例では、溶着工程として熱交換器１の各接続部、接触部、接合部、および嵌合部をろう材により固着させる場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、ろう材に代えて熱硬化性の接着剤を用いて、熱交換器１の各接続部、接触部、接合部、および嵌合部を固着させてもよい。また、サイドプレート６はアルミニウム材からなる板材で形成されているが、扁平伝熱管４のようにアルミニウム材の押出加工や引抜加工により内部に冷媒流路を有する構造としてもよい。

１ 熱交換器
２ ヘッダーパイプ
２ａ 冷媒流入口
２ｂ 仕切板
２ｃ 上室
２ｄ 下室
３ ヘッダーパイプ
３ａ 冷媒流出口
３ｂ 仕切板
３ｃ 上室
３ｄ 下室
４ 扁平伝熱管
４ａ 凹部
４ｂ 谷折部
４ｃ 基底部
４ｄ 山折部
４ｅ 傾斜面
４ｆ 側端面
５ フィン
６、６ａ、６ｂ サイドプレート
７ 導水部材
１０ 熱交換器
６０ 切欠部
６０ａ 保持用孔
６１、６１ａ、６１ｂ 谷折部
６２、６２ａ、６２ｂ 基底部
６３、６３ａ、６３ｂ 山折部
６４、６４ａ、６４ｂ 傾斜面
６５、６５ａ、６５ｂ 側端面
７１ａ〜７１ｅ 本体部
７２ａ〜７２ｅ 押さえ部
７３ｂ、７３ｅ 連結部
７４ｃ 片持部
７５ｄ、７５ｅ 接触部
Ｘ、Ｙ、Ｚ 管路群

Claims (4)

1. 一対のヘッダーと、
   前記ヘッダーに両端が接続されて互いに上下方向に平行に配置され、一端から他端に向かって波形に折り曲げられることによって複数の山折部および谷折部を設けた複数の扁平伝熱管と、
   前記扁平伝熱管のそれぞれの間と、最上段および最下段の同扁平伝熱管の外側面とに配置される複数のフィンと、
   最上段に配置された前記フィンの上部および最下段に配置された前記フィンの下部にそれぞれ接するように配置され、一端から他端に向かって波形に折り曲げられることによって複数の山折部および谷折部を設けることで前記扁平伝熱管の形状に対応する形状とされた一対のサイドプレートと、
   上下に配置された前記サイドプレートを連結する長さを有する導水部材と、
   を備えた熱交換器であって、
   前記扁平伝熱管の前記谷折部、あるいは、前記サイドプレートの前記谷折部、のうち少なくともいずれか一方の側端部には、前記導水部材を装着する保持部を備え、
   前記導水部材を前記保持部に装着したときに、前記導水部材が前記扁平伝熱管の側端部に接触することを特徴とする熱交換器。
2. 一対のヘッダーと、
   前記ヘッダーに両端が接続されて互いに上下方向に平行に配置され、一端から他端に向かって波形に折り曲げられることによって複数の山折部および谷折部を設けた複数の扁平伝熱管と、
   前記扁平伝熱管のそれぞれの間と、最上段および最下段の同扁平伝熱管の外側面とに配置される複数のフィンと、
   最上段に配置された前記フィンの上部および最下段に配置された前記フィンの下部にそれぞれ接するように配置され、一端から他端に向かって波形に折り曲げられることによって複数の山折部および谷折部を設けることで前記扁平伝熱管の形状に対応する形状とされた一対のサイドプレートと、
   上下に配置された前記サイドプレートを連結する長さを有する本体部と同本体部の両端部を折り曲げて形成された押さえ部とを有し前記フィンや前記扁平伝熱管に付着した水を排水する複数の固定部材と、
   を備えた熱交換器であって、
   前記扁平伝熱管の前記谷折部、あるいは、前記サイドプレートの前記谷折部、のうち少なくともいずれか一方の側端部には、前記固定部材を装着する保持部を備え、
   前記扁平伝熱管の側端部が前記固定部材の前記本体部に接触するように、前記固定部材が上下の前記サイドプレートに掛け渡されるように装着されて前記保持部に前記押さえ部が嵌合すること、
   を特徴とする熱交換器。
3. 前記固定部材の前記本体部には、前記扁平伝熱管の側端部に接触する接触部を備えていることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
4. 一対のヘッダーと、
   前記ヘッダーに両端が接続されて互いに上下方向に平行に配置され、一端から他端に向かって波形に折り曲げられることによって複数の山折部および谷折部を設けた複数の扁平伝熱管と、
   前記扁平伝熱管のそれぞれの間と、最上段および最下段の同扁平伝熱管の外側面とに配置される複数のフィンと、
   最上段に配置された前記フィンの上部および最下段に配置された前記フィンの下部にそれぞれ接するように配置され、一端から他端に向かって波形に折り曲げられることによって複数の山折部および谷折部を設けることで前記扁平伝熱管の形状に対応する形状とされた一対のサイドプレートと、
   上下に配置された前記サイドプレートを連結する長さを有する一対の本体部と同本体部の各々の一端を折り曲げて形成された押さえ部と前記本体部の各々の他端同士を連結してなる連結部とを有し前記フィンや前記扁平伝熱管に付着した水を排水する複数の固定部材と、
   を備えた熱交換器であって、
   前記扁平伝熱管の前記谷折部、あるいは、前記サイドプレートの前記谷折部、のうち少なくともいずれか一方の側端部には、前記固定部材を装着する保持部を備え、
   前記扁平伝熱管の側端部が前記固定部材の前記本体部に接触するように、前記固定部材が上下の前記サイドプレートに掛け渡されるように装着されて前記保持部に前記押さえ部が嵌合すること、
   を特徴とする熱交換器。

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