JP2016080319A - 蓄熱機能付き熱交換器およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄熱材容器内からの蓄熱材の洩れを効果的に抑制しうる蓄熱機能付き熱交換器を提供する。
【解決手段】蓄冷機能付きエバポレータの蓄冷材容器15の両容器構成板25,26の周縁帯状部27,28間に円筒部32を形成する。円筒部32内に、内部が蓄熱材注入路となった円筒状蓄熱材注入部材31の一部を挿入して両容器構成板25,26にろう付する。蓄熱材注入部材31の円筒部32よりも外方に突出した部分に、径方向両外側から圧潰された圧潰部34を形成し、圧潰部34により蓄熱材注入路を封止する。蓄熱材注入部材31の圧潰部34を、蓄熱材注入部材31の長さ方向および圧潰方向と直角をなす圧潰部34の幅方向に沿って切断した横断面において、蓄熱材注入部材31の周壁の変形部31a,31bどうしの合わせ目に、互いに嵌り合った凸部37と凹部38とからなる凹凸嵌合部36を形成する。
【選択図】図６

Description

この発明は蓄熱機能付き熱交換器およびその製造方法に関する。

たとえば、環境保護や自動車の燃費向上などを目的として、信号待ちなどの停車時にエンジンを自動的に停止させる自動車が提案されている。

しかしながら、通常のカーエアコンにおいては、エンジンを停止させると、エンジンを駆動源とする圧縮機が停止するので、エバポレータに冷媒（冷熱を輸送する媒体）が供給されなくなり、冷房能力が急激に低下するという問題がある。

そこで、このような問題を解決するために、エバポレータに蓄冷機能を付与し、エンジンが停止して圧縮機が停止した際に、エバポレータに蓄えられた冷熱を放冷して車室内を冷却することが考えられている。

この種の蓄冷機能付きエバポレータとして、複数の扁平状冷媒流通管（熱交換管）が、互いに間隔をおいて並列状に配置されており、隣り合う冷媒流通管どうしの間に間隙が形成され、全間隙のうち一部の間隙に蓄冷材が封入された蓄冷材容器が配置されるとともに、残りの間隙にアウターフィンが配置され、蓄冷材容器が、２枚の金属板の周縁部どうしをろう付することにより形成されるとともに、２枚の金属板間に設けられた蓄冷材封入部内に蓄冷材が封入されている蓄冷機能付きエバポレータが提案されている（特許文献１参照）。

特許文献１記載には明示されていないが、蓄冷材容器内に蓄冷材を封入するには、蓄冷材容器に蓄冷材注入口を形成しておき、蓄冷材を蓄冷材注入口を通して蓄冷材封入部内に入れた後に蓄冷材注入口が閉じる必要がある。

ところで、特許文献１記載の蓄冷機能付きエバポレータにおいて、蓄冷材容器に蓄冷材注入口を簡単に形成するには、各金属板の周縁部にそれぞれ外方突出状半円筒部を設けるとともに、半円筒状部の両側縁部に外向きフランジを設けておき、外向きフランジどうしを接合して円筒状蓄冷材注入口を形成することが簡単であると考えられる。また、このような蓄冷材注入口は、蓄冷材の封入後にその内部に円柱状の栓を圧入することによって閉鎖するのが簡単であると考えられる。

通常、上述した蓄冷材容器を構成する２枚の金属板は、最終形状に対応する形状を有する２つの金型を用いて金属素板にプレス加工を施すことにより製造されるが、この場合、半円筒状部の内周面と、半円筒状部の両側縁に形成される外方突出部との連接部に丸みが生じることは避け得ない。したがって、両金属板を合わせた際に、両金属板の半円筒状部からなる円筒状蓄冷材注入口の内周面に凹みが発生し、その結果蓄冷材注入口内に円柱状の栓を圧入するだけでは、蓄冷材が洩れが発生するおそれがある。また、栓を用意する必要があるので、部品点数が多くなる。

そこで、特許文献１記載の蓄冷機能付きエバポレータの上述した問題点を解決し、部品点数を増加させることなく、蓄熱材容器内からの蓄熱材の洩れを効果的に抑制しうる蓄熱機能付き熱交換器として、本出願人は、先に、蓄熱材容器の周縁部に、蓄熱材容器内を外部に通じさせる円筒部が形成され、円筒部内に、内部が蓄熱材注入路となるとともに内周面が金属ベア材面となっている円筒状の金属製蓄熱材注入部材の長さ方向の一端寄りの部分が挿入されて円筒部にろう付されており、蓄熱材注入部材における円筒部よりも外方に突出した部分が径方向の両外側から圧潰されて蓄熱材注入部材の周壁が変形することにより、蓄熱材注入部材に被圧潰部が形成されて蓄熱材注入路が封止され、蓄熱材注入部材の被圧潰部が、第１圧潰部、および第１圧潰部に対して蓄熱材注入部の長さ方向に並んで形成されかつ第１圧潰部よりも圧潰度合の大きい第２圧潰部を有しており、蓄熱材注入部材における圧潰されていない部分の周壁の厚みをｔｍｍ、第１圧潰部の厚みをＴ１ｍｍ、第２圧潰部の厚みをＴ２ｍｍとした場合、Ｔ２＜Ｔ１≦２ｔという関係を満たしている蓄熱機能付き熱交換器を提案した(特許文献２参照)。

特許文献２記載の蓄熱機能付き熱交換器においては、蓄熱材注入部材の密封性を向上させて、蓄熱材容器内からの蓄熱材の洩れを効果的に抑制するためには、第１圧潰部および第２圧潰部における変形した周壁の肉厚を一定以上に確保する必要がある。前記第１圧潰部および第２圧潰部における変形した周壁の肉厚を一定以上に確保するには、圧潰前の蓄熱材注入部材の周壁の肉厚を比較的厚めに設定しなければならず、圧潰前の蓄熱材注入部材の外径が大きくなるという問題がある。しかも、圧潰前の蓄熱材注入部材の外径を大きくすると、圧潰後の第１圧潰部および第２圧潰部における蓄熱材注入部材の長さ方向および圧潰方向と直角をなす幅方向の寸法が大きくなって、蓄熱材容器の小型化に支障を来すおそれがある。

特開２０１１−１２９４７号公報 特開２０１３−２３１５３２号公報

この発明の目的は、上記問題を解決し、蓄熱材容器内からの蓄熱材の洩れを効果的に抑制することができ、しかも蓄熱材容器の小型化を図りうる蓄熱機能付き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)複数の熱交換管と、内部に蓄熱材が封入された複数の金属製蓄熱材容器とを備えているとともに、蓄熱材容器内の蓄熱材に、熱交換管内を流れかつ熱を輸送する媒体の有する熱が伝わるようになされており、蓄熱材容器の周縁部に、蓄熱材容器内を外部に通じさせる円筒部が形成され、円筒部内に、内部が蓄熱材注入路となっている円筒状の金属製蓄熱材注入部材の長さ方向の一端寄りの部分が挿入されて円筒部にろう付され、蓄熱材注入部材における円筒部よりも外方に突出した部分が径方向の両外側から圧潰されて蓄熱材注入部材の周壁が変形するとともに、蓄熱材注入部材の変形した周壁の一部分からなる変形部どうしが密着することにより、蓄熱材注入部材に圧潰部が形成されて蓄熱材注入路が封止されている蓄熱機能付き熱交換器であって、
蓄熱材注入部材の圧潰部を、蓄熱材注入部材の長さ方向および圧潰方向と直角をなす圧潰部の幅方向に沿って切断した横断面において、蓄熱材注入部材の周壁の変形部どうしの合わせ目に、互いに嵌り合った凸部と凹部とからなる凹凸嵌合部が形成されている蓄熱機能付き熱交換器。

2)前記合わせ目において、互いに密着した周壁の両変形部のうち一方の変形部に凸部と凹部とが圧潰部の前記幅方向に間隔をおいて形成され、同他方の変形部に凸部と凹部とが圧潰部の前記幅方向に間隔をおいて形成され、一方の変形部の凸部と他方の変形部の凹部、および一方の変形部の凹部と他方の変形部の凸部とが互いに嵌り合っている上記1)記載の蓄熱機能付き熱交換器。

3)前記凹凸嵌合部の凸部と凹部が、蓄熱材注入部材の圧潰部における蓄熱材注入部材の長さ方向の全長にわたって形成されている上記1)または2)記載の蓄熱機能付き熱交換器。

4)蓄熱材容器が、周縁帯状部どうしが互いに接合された２枚の金属製容器構成板からなり、両容器構成板のうち少なくともいずれか一方の容器構成板における互いに接合された周縁帯状部を除いた部分が外方に膨出させられることにより蓄熱材容器に蓄熱材封入部が設けられ、蓄熱材容器の両容器構成板の周縁帯状部が外方に変形させられることにより、蓄熱材封入部を外部に通じさせる円筒部が設けられている上記1)〜3)のうちのいずれかに記載の蓄熱機能付き熱交換器。

5)上記4)記載の蓄熱機能付き熱交換器を製造する方法であって、
複数の扁平状熱交換管を用意すること、
芯材層および芯材層の両面を覆うろう材層を有するブレージングシートからなる２枚の金属板にプレス加工を施すことによって、少なくともいずれか一方の金属板における周縁帯状部を除いた部分に、蓄熱材封入部となる外方膨出部を形成するとともに、両金属板の周縁帯状部に、蓄熱材容器の蓄熱材封入部内を外部に通じさせる円筒部を形成する半円筒部を設けること、
２枚の金属板を、少なくともいずれか一方の金属板の外方膨出部の開口が他方の金属板側を向くように組み合わせるとともに、両金属板の半円筒部により円筒部を形成して複数の容器形成用組み合わせ体を用意すること、
内部が蓄熱材注入路となるとともに、蓄熱材注入路の内周面に、長手方向にのびる複数の凸部が周方向に間隔をおいて形成された円筒状の金属製蓄熱材注入部材を用意すること、
各容器形成用組み合わせ体の円筒部内に蓄熱材注入部材の長さ方向の一端寄りの部分を挿入すること、
金属板の周縁帯状部どうしをろう付して円筒部を有する蓄熱材容器をつくるとともに、蓄熱材注入部材を蓄熱材容器の円筒部にろう付し、さらに熱交換管と蓄熱材容器とをろう付すること、
蓄熱材注入部材の蓄熱材注入路を通して蓄熱材容器内に蓄熱材を入れること、
蓄熱材注入部材における円筒部よりも外方に突出した部分を、蓄熱材注入路の内周面の凸部が他の凸部とずれるように、径方向の両外側から圧潰して蓄熱材注入部材の周壁を変形させるとともに、蓄熱材注入部材の変形した周壁の一部分からなる変形部どうしを密着させることにより、蓄熱材注入部材に圧潰部を形成し、蓄熱材注入部材の圧潰部を、蓄熱材注入部材の長さ方向および圧潰方向と直角をなす圧潰部の幅方向に沿って切断した横断面において、蓄熱材注入部材の周壁の変形部どうしの合わせ目に、互いに嵌り合った凸部と凹部とからなる凹凸嵌合部が形成することを含む蓄熱機能付き熱交換器の製造方法。

上記1)〜4)の蓄熱機能付き熱交換器によれば、蓄熱材注入部材の圧潰部を、蓄熱材注入部材の長さ方向および圧潰方向と直角をなす圧潰部の幅方向に沿って切断した横断面において、蓄熱材注入部材の周壁の変形部どうしの合わせ目に、互いに嵌り合った凸部と凹部とからなる凹凸嵌合部が形成されているので、円筒部内に円柱状の栓を圧入するだけの場合に比べて、蓄熱材容器内に封入された蓄熱材の洩れを効果的に抑制することができるとともに、別部材としての栓が不要になる。しかも、蓄熱材注入部材の先端部を溶接、接着などにより密封しなくても、蓄熱材容器内からの蓄熱材の洩れを効果的に抑制することができる。また、蓄熱材注入部材の圧潰部を、蓄熱材注入部材の長さ方向および圧潰方向と直角をなす圧潰部の幅方向に沿って切断した横断面における密着長さが比較的長くなるので、当該密着長さを特許文献２記載の蓄熱機能付き熱交換器と同等にしたとしても、蓄熱材注入部材における円筒部よりも外方に突出した部分の長さを短くすることが可能になる。

また、上記1)〜4)の蓄熱機能付き熱交換器は、上記5)の方法で製造されるが、製造工程において、蓄熱材注入部材における円筒部よりも外方に突出した部分を、蓄熱材注入路の内周面の凸部が他の凸部とずれるように、径方向の両外側から圧潰して蓄熱材注入部材の周壁を変形させるとともに、蓄熱材注入部材の変形した周壁の一部分からなる変形部どうしを密着させているので、圧潰時に凸部が、蓄熱材注入路の内周面における凸部が形成されていない部分に食い込むことになる。したがって、蓄熱材注入路の内周面に凸部が形成されていない場合と同じ圧潰荷重をかけた際に、蓄熱材注入部材の周壁が延びにくくなり、変形した周壁の薄肉化を抑制することができる。その結果、圧潰前の蓄熱材注入部材の外径を、前記凸部が形成されていない場合に比べて小さくすることができるとともに、圧潰後の圧潰部における蓄熱材注入部材の長さ方向および圧潰方向と直角をなす幅方向の寸法を小さくすることが可能になって、蓄熱材容器の小型化を図ることができる。

上記5)の製造方法によれば、製造工程において、蓄熱材注入部材における円筒部よりも外方に突出した部分を、蓄熱材注入路の内周面の凸部が他の凸部とずれるように、径方向の両外側から圧潰して蓄熱材注入部材の周壁を変形させるとともに、蓄熱材注入部材の変形した周壁の一部分からなる変形部どうしを密着させているので、圧潰時に凸部が、蓄熱材注入路の内周面における凸部が形成されていない部分に食い込むことになる。したがって、蓄熱材注入路の内周面に凸部が形成されていない場合と同じ圧潰荷重をかけた際に、蓄熱材注入部材の周壁が延びにくくなり、変形した周壁の薄肉化を抑制することができる。その結果、圧潰前の蓄熱材注入部材の外径を、前記凸部が形成されていない場合に比べて小さくすることができるとともに、圧潰後の圧潰部における蓄熱材注入部材の長さ方向および圧潰方向と直角をなす幅方向の寸法を小さくすることが可能になって、蓄熱材容器の小型化を図ることができる。

この発明の蓄熱機能付き熱交換器を適用した蓄冷機能付きエバポレータの全体構成を示す一部切り欠き斜視図である。 図１の蓄冷機能付きエバポレータに用いられる蓄冷材容器を示す左側面図である。 図２のＡ−Ａ線拡大断面図である。 図１の蓄冷機能付きエバポレータに用いられる蓄冷材容器の上部を示し、左側の容器構成板を切除して示す図３の一部分に相当する図である。 図１の蓄冷機能付きエバポレータに用いられる蓄冷材容器を示す分解斜視図である。 図１の蓄冷機能付きエバポレータに用いられる蓄冷材容器の要部を示す拡大斜視図である。 図６のＢ−Ｂ線拡大断面図である。 図７のＣ−Ｃ線断面図である。 図１の蓄冷機能付きエバポレータの蓄冷材容器に用いられている蓄熱材注入部材の圧潰前の状態を示す斜視図である。 図９に示す蓄冷材注入部材の横断面図である。 図９および図１０に示す蓄冷材注入部材を圧潰する方法を示す垂直断面図である。

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、この発明の蓄熱機能付き熱交換器を、冷熱を蓄える機能を有する蓄冷機能付きエバポレータに適用したものである。

以下の説明において、通風方向下流側（図１および図２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し、図１の左右を左右というものとする。

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はこの発明の蓄熱機能付き熱交換器を適用した蓄冷機能付きエバポレータの全体構成を示し、図２〜図８はその要部の構成を示す。また、図９および図１０は圧潰前の蓄冷材注入部材の全体構成を示し、図１１は図９および図１０に示す蓄冷材注入部材を圧潰する方法を示す。

図１において、蓄冷機能付きエバポレータ(1)は、長手方向を左右方向に向けた状態で上下方向に間隔をおいて配置されたアルミニウム製第１ヘッダタンク(2)およびアルミニウム製第２ヘッダタンク(3)と、両ヘッダタンク(2)(3)間に設けられた熱交換コア部(4)とを備えている。

第１ヘッダタンク(2)は、前側（通風方向下流側）に位置する風下側上ヘッダ部(5)と、後側（通風方向上流側）に位置しかつ風下側上ヘッダ部(5)に一体化された風上側上ヘッダ部(6)とを備えている。風下側上ヘッダ部(5)の左端部に冷媒入口(7)が設けられ、風上側上ヘッダ部(6)の左端部に冷媒出口(8)が設けられている。第２ヘッダタンク(3)は、前側に位置する風下側下ヘッダ部(9)と、後側に位置しかつ風下側下ヘッダ部(9)に一体化された風上側下ヘッダ部(11)とを備えている。

熱交換コア部(4)には、長手方向が上下方向を向くとともに幅方向が通風方向（前後方向）を向いた複数のアルミニウム製扁平状熱交換管(12)が、左右方向（熱交換管(12)の厚み方向）に間隔をおいて並列状に配置されている。ここでは、前後方向に間隔をおいて配置された２つの熱交換管(12)からなる複数の組(13)が左右方向に間隔をおいて配置されており、前後の熱交換管(12)よりなる組(13)の隣り合うものどうしの間に間隙(14A)(14B)が形成されている。前側の熱交換管(12)の上端部は風下側上ヘッダ部(5)に接続されるとともに、同下端部は風下側下ヘッダ部(9)に接続されている。また、後側の熱交換管(12)の上端部は風上側上ヘッダ部(6)に接続されるとともに、同下端部は風上側下ヘッダ部(11)に接続されている。

熱交換コア部(4)における全間隙(14A)(14B)のうち一部の複数の間隙(14A)でかつ隣接していない間隙(14A)に、蓄冷材（蓄熱材）（図示略）が封入されたアルミニウム製蓄冷材容器(15)（蓄熱材容器）が、前後両熱交換管(12)に跨るように配置されて前後両熱交換管(12)にろう付されている。

熱交換コア部(4)における全間隙(14A)(14B)のうち残りの間隙(14B)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り、かつ前後方向にのびる波頂部、前後方向にのびる波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部よりなるコルゲート状のアウターフィン(16)が、前後両熱交換管(12)に跨るように配置されて前後両熱交換管(12)にろう付されている。アウターフィン(16)の連結部には、左右方向にのびる複数のルーバ（図示略）が前後方向に並んで設けられている。ここでは、蓄冷材容器(15)が配置された間隙(14A)の左右両側に隣り合う間隙(14B)にはそれぞれアウターフィン(16)が配置されており、左右方向に隣り合う蓄冷材容器(15)間には複数、ここでは２つのアウターフィン(16)が位置している。左右方向に隣り合う蓄冷材容器(15)間に位置するアウターフィン(16)の数は２つに限定されるものではなく、３つ以上でもよい。また、左右両端の熱交換管(12)の組(13)の外側にも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アウターフィン(16)が配置されて前後両熱交換管(12)にろう付され、さらに左右両端のアウターフィン(16)の外側にアルミニウム製サイドプレート(17)が配置されてアウターフィン(16)にろう付されている。

この実施形態のエバポレータ(1)の場合、冷媒は、冷媒入口(7)を通ってエバポレータ(1)の風下側上ヘッダ部(5)内に入り、全熱交換管(12)を通って風上側上ヘッダ部(6)の冷媒出口(8)から流出する。

図２〜図５に示すように、蓄冷材容器(15)は、長手方向を上下方向に向けるとともに幅方向を前後方向に向けた扁平中空状であり、前側熱交換管(12)の前側縁よりも後方に位置し、かつ各組(13)の前後２つの熱交換管(12)にろう付された容器本体部(18)と、容器本体部(18)の前側縁部（風下側縁部）の一部分、ここでは上部のみに連なるとともに前側熱交換管(12)の前側縁よりも前方（通風方向外側）に張り出すように設けられた外方張り出し部(19)とよりなる。蓄冷材容器(15)の内部には、その周縁部を除いて中空状の蓄冷材封入部(15a)(蓄熱材封入部)が、容器本体部(18)および外方張り出し部(19)に跨るように形成されている。外方張り出し部(19)は、容器本体部(18)の前側縁部の上端近傍から一定の長さにわたって設けられており、外方張り出し部(19)の上下方向の長さは容器本体部(18)の上下方向の長さよりも短くなっている。

蓄冷材容器(15)の容器本体部(18)の左右両側壁(18a)外面に、それぞれ上端から下端に向かって漸次低くなるとともに、上下両端が開口した複数の凝縮水排水路(21)が間隔をおいて形成されている。各凝縮水排水路(21)は、蓄冷材容器(15)の容器本体部(18)の左右両側壁(18a)に設けられて外方に膨出した２つの凸部(22)の間に形成されており、隣り合う２つの凝縮水排水路(21)は、両凝縮水排水路(21)間に位置する凸部(22)を共有している。すべての凸部(22)の膨出頂壁は平坦であるとともに同一平面上に位置しており、凸部(22)の平坦な膨出頂壁が熱交換管(12)に接触した状態でろう付されている。容器本体部(18)の左側壁(18a)の凝縮水排水路(21)および凸部(22)と、右側壁(18a)の凝縮水排水路(21)および凸部(22)とは、一部分が重複するが全体に重複しないように通風方向に若干ずれて設けられている。

蓄冷材容器(15)の容器本体部(18)内には、オフセット状のアルミニウム製インナーフィン(23)が、上下方向のほぼ全体にわたって配置されている。インナーフィン(23)は、上下方向にのびる波頂部(24a)、上下方向にのびる波底部(24b)、および波頂部(24a)と波底部(24b)とを連結する連結部(24c)からなる波状帯板(24)が、上下方向に複数並べられるとともに相互に一体に連結されることにより形成され、上下方向に隣り合う２つの波状帯板(24)の波頂部(24a)どうしおよび波底部(24b)どうしが前後方向に位置ずれしているものである。各波状帯板(24)における波頂部(24a)、波底部(24b)および連結部(24c)の上下方向の長さは等しくなっている。インナーフィン(23)は、蓄冷材容器(15)の容器本体部(18)の左右両側壁(18a)内面、すなわち容器本体部(18)の左右両側壁(18a)の凸部(22)が形成されていない部分にろう付されている。凸部(22)の膨出頂壁は、熱交換管(12)に接触するが、インナーフィン(23)には接触しないので、蓄冷材容器(15)の容器本体部(18)の各側壁(18a)に、インナーフィン(23)に接触する接触部分と、インナーフィン(23)に接触しない非接触部分とが設けられていることになる。

蓄冷材容器(15)の外方張り出し部(19)には、左右両方向に膨らみ、かつ左右方向の寸法が容器本体部(18)の左右方向の寸法よりも大きくなっている膨張部(19a)が設けられており、膨張部(19a)がアウターフィン(16)よりも通風方向外側（通風方向下流側）に位置している。

図５に詳細に示すように、蓄冷材容器(15)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が施されることにより形成され、かつ周縁帯状部(27)(28)どうしが互いにろう付された２枚の略縦長方形状のアルミニウム製容器構成板(25)(26)よりなる。各容器構成板(25)(26)には、周縁帯状部(27)(28)を除いた部分を外方に膨出させることによって、容器本体部(18)および外方張り出し部(19)を形成する全体に膨出高さの等しい第１膨出部(25a)(26a)と、第１膨出部(25a)(26a)における容器本体部(18)となる部分の膨出頂壁に形成されかつ凸部(22)となる第２膨出部(25b)(26b)と、第１膨出部(25a)(26a)における外方張り出し部(18)となる部分の膨出頂壁に形成されかつ膨張部(19a)となる第３膨出部(25c)(26c)とが設けられている。

蓄冷材容器(15)内へ充填される蓄冷材としては、凝固点が５〜１０℃程度に調整されたパラフィン系潜熱蓄冷材が用いられる。具体的には、ペンタデカン、テトラデカンなどが用いられる。蓄冷材容器(15)の蓄冷材封入部(15a)内の内容積に対する封入された蓄冷材の体積の比率である蓄冷材充填率が７０〜９０％であることが好ましい。ここで、インナーフィン(23)の上端は、蓄冷材容器(15)内に封入された蓄冷材の上端よりも上方に位置していることが好ましい。この場合、蓄冷材に冷熱が蓄えられる蓄冷時、および蓄冷材に蓄えられた冷熱を放出する放冷時のいずれにおいても、常に蓄冷材がインナーフィン(23)に接触する。

図６〜図８に示すように、蓄冷材容器(15)の外方張り出し部(19)の上端部には蓄冷材注入部材(31)（蓄熱材注入部材）が固定されており、蓄冷材は、蓄冷材注入部材(31)を通して蓄冷材封入部(15a)内に注入され、蓄冷材注入部材(31)は、蓄冷材封入部(15a)内への蓄冷材の注入後に封止されている。すなわち、蓄冷材容器(15)の両容器構成板(25)(26)の周縁帯状部(27)(28)間に、周縁帯状部(27)(28)を半円筒状に変形させることによって、蓄冷材容器(15)の内外を通じさせる円筒部(32)が形成され、円筒部(32)内に、内部が蓄熱材注入路(33)(蓄冷材注入路)となっているアルミニウムベア材製蓄冷材注入部材(31)の長さ方向の一端寄りの部分が配置されて両容器構成板(25)(26)にろう付され、蓄冷材注入部材(31)の円筒部(32)よりも外方に突出した部分における外端側の部分が径方向の両外側から圧潰されて蓄冷材注入部材(31)の周壁が変形することにより、蓄冷材注入部材(31)に圧潰部(34)が形成されて蓄冷材注入路(33)が封止されている。蓄冷材注入部材(31)の圧潰部(34)において、蓄冷材注入部材(31)の変形した周壁の一部分からなる変形部(31a)(31b)どうしが密着している。両容器構成板(25)(26)の周縁帯状部(27)(28)における円筒部(32)を形成する半円筒部を(35)で示す。なお、図５には、圧潰部(34)を形成する前の蓄冷材注入部材(31)が示されている。

ここで、蓄冷材注入部材(31)の圧潰部(34)を、蓄冷材注入部材(31)の長さ方向および圧潰方向と直角をなす圧潰部(34)の幅方向に沿って切断した横断面において、蓄冷材注入部材(31)の周壁の変形部(31a)(31b)どうしの合わせ目に、互いに嵌り合った凸部(37)と凹部(38)とからなる凹凸嵌合部(36)が形成されている。すなわち、前記合わせ目において、互いに密着した周壁の両変形部(31a)(31b)に、それぞれ凸部(37)と凹部(38)とが圧潰部(34)の前記幅方向に間隔をおいて形成され、一方の変形部(31a)の凸部(37)と他方の変形部(31b)の凹部(38)、および一方の変形部(31a)の凹部(38)と他方の変形部(31b)の凸部(37)とが互いに嵌り合うことによって、凹凸嵌合部(36)が形成されている。両変形部(31a)(31b)の凸部(37)および凹部(38)は、蓄冷材注入部材(31)の全長、すなわち圧潰部(34)における蓄冷材注入部材(31)の長さ方向の全長にわたって形成されている。

上述した蓄冷機能付きエバポレータ(1)は、車両のエンジンを駆動源とする圧縮機、圧縮機から吐出された冷媒を冷却するコンデンサ（冷媒冷却器）、コンデンサを通過した冷媒を減圧する膨張弁（減圧器）とともに冷凍サイクルを構成し、カーエアコンとして、停車時に圧縮機の駆動源であるエンジンを一時的に停止させる車両、たとえば自動車に搭載される。圧縮機が作動している場合には、圧縮機で圧縮されてコンデンサおよび膨張弁を通過した低圧の気液混相の２相冷媒が、冷媒入口(7)を通って蓄冷機能付きエバポレータ(1)の風下側上ヘッダ部(5)内に入り、全熱交換管(12)を通って風上側上ヘッダ部(6)の冷媒出口(8)から流出する。そして、冷媒が熱交換管(12)内を流れる間に間隙(14B)を通過する空気と熱交換をし、冷媒は気相となって流出する。

圧縮機の作動時には、熱交換管(12)内を流れる冷媒の有する冷熱が、蓄冷材容器(15)の容器本体部(18)の左右両側壁(18a)における熱交換管(12)にろう付されている凸部(22)の膨出頂壁を経て直接蓄冷材容器(15)内の蓄冷材に伝わるとともに、凸部(22)の膨出頂壁から左右両側壁(18a)における熱交換管(12)にろう付されていない部分およびインナーフィン(23)を経て蓄冷材容器(15)内の蓄冷材の全体に伝わって蓄冷材に冷熱が蓄えられる。

また、圧縮機の作動時には、蓄冷材容器(15)表面に凝縮水が発生し、当該凝縮水は凝縮水排水路(21)内に入り、表面張力により凝縮水排水路(21)の両側の凸部(22)に沿うようにして凝縮水排水路(21)内に溜まる。溜まった凝縮水の量が多くなると、溜まった凝縮水に作用する重力が表面張力よりも大きくなって、凝縮水排水路(21)内を流下し、下方に排水される。

圧縮機の停止時には、蓄冷材容器(15)内の蓄冷材に蓄えられた冷熱が、蓄冷材容器(15)の容器本体部(18)の左右両側壁(18a)における熱交換管(12)にろう付されている凸部(22)の膨出頂壁を経て直接熱交換管(12)に伝わるとともに、インナーフィン(23)から左右両側壁(18a)における熱交換管(12)にろう付されていない部分および凸部(22)の膨出頂壁を経て熱交換管(12)に伝わり、さらに熱交換管(12)を通過して当該熱交換管(12)における蓄冷材容器(15)とは反対側にろう付されているアウターフィン(16)に伝わる。アウターフィン(16)に伝わった冷熱は、蓄冷材容器(15)が配置されている間隙(14A)の両隣の間隙(14B)を通過する空気に伝えられる。アウターフィン(16)に伝わった冷熱は、蓄冷材容器(15)が配置されている間隙(14A)の両隣の間隙(14B)を通過する空気に伝えられる。したがって、エバポレータ(1)を通過した風の温度が上昇したとしても、当該風は冷却されるので、冷房能力の急激な低下が防止される。

次に、上述した蓄冷機能付きエバポレータ(1)の製造方法を、図９〜図１１を参照して説明する。

両ヘッダタンク(2)(3)を形成する部品、冷媒流通管(12)、アウターフィン(16)、サイドプレート(17)、およびインナーフィン(23)を用意する。また、芯材層および芯材層の両面を覆う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金属素板にプレス加工を施すことによって、第１〜第３膨出部(25a)(26a)(25b)(26b)(25c)(26c)と、周縁帯状部(27)(28)と、半円筒部(35)とを有する容器構成板(25)(26)を形成する。さらに、図９および図１０に示すように、全体が円筒状であるとともに、内部が円筒穴状の蓄冷材注入路(33)となったアルミニウムベア材製蓄冷材注入部材(31)を用意する。蓄冷材注入部材(31)の蓄冷材注入路(33)の内周面には、長手方向にのびる複数の凸部(39)を周方向に間隔をおいて形成しておく。

ついで、２枚の容器構成板(25)(26)を、インナーフィン(23)を間に挟んで各容器構成板(25)(26)の第１外方膨出部(25a)(26a)の開口が他方の容器構成板(26)(25)側を向き、かつ両容器構成板(25)(26)の半円筒部(35)間に蓄冷材注入部材(31)の一部が位置するように組み合わせて複数の容器形成用組み合わせ体をつくる（図１１および図５参照）。

ついで、容器形成用組み合わせ体と、両ヘッダタンク(2)(3)を形成する部品、熱交換管(12)、アウターフィン(16)、およびサイドプレート(17)を組み合わせて仮止めし、２枚の容器構成板(25)(26)の周縁帯状部(27)(28)どうし、両容器構成板(25)(26)の半円筒部(35)と蓄冷材注入部材(31)、および両容器構成板(25)(26)とインナーフィン(23)とをろう付することによって蓄冷材容器(15)をつくると同時に、両容器構成板(25)(26)と熱交換管(12)とをろう付し、さらに他の部品を一括してろう付する。

ついで、蓄冷材注入部材(31)の蓄冷材注入路(33)を通して蓄冷材容器(15)内に蓄冷材を注入する。その後、蓄冷材注入部材(31)における蓄冷材容器(15)の円筒部(32)よりも外方に突出した部分を、平坦な押圧面(40a)を有する２つの押圧型(40)を用いて、蓄冷材注入路(33)の内周面の凸部(39)が他の凸部(39)とずれるように、容器構成板(25)(26)の厚み方向の両側、すなわち径方向の両外側から押圧して圧潰することによって蓄冷材注入部材(31)の周壁を変形させる。そして、蓄冷材注入部材(31)の変形した周壁の一部分からなる変形部(31a)(31b)どうしが密着した圧潰部(34)を形成し、蓄冷材注入部材(31)の圧潰部(34)を、蓄冷材注入部材(31)の長さ方向および圧潰方向と直角をなす圧潰部(34)の幅方向に沿って切断した横断面において、蓄冷材注入部材(31)の周壁の両変形部(31a)(31b)どうしの合わせ目に、凸部(37)と凹部(38)とが互いに嵌り合った凹凸嵌合部(36)を形成することによって、蓄冷材注入路(33)を封止する。こうして、蓄冷機能付きエバポレータ(1)が製造される。

上述した実施形態においては、この発明による蓄熱機能付き熱交換器が、蓄冷機能付きエバポレータとして用いられているが、これに限定されるものではなく、温熱を輸送する媒体が流れる複数の熱交換管、および温熱を蓄える蓄熱材を封入する蓄熱材容器を備えた蓄熱機能付き熱交換器として用いられこともある。

この発明による蓄熱材容器は、停車時に圧縮機の駆動源であるエンジンを一時的に停止させる車両のカーエアコンを構成する冷凍サイクルの蓄冷機能付きエバポレータに好適に用いられる。

(1)：蓄冷機能付きエバポレータ（蓄熱機能付き熱交換器）
(12)：熱交換管
(14A)(14B)：間隙
(15)：蓄冷材容器（蓄熱材容器）
(15a)：蓄冷材封入部(蓄熱材封入部)
(25)(26)：容器構成板
(27)(28)：周縁帯状部
(31)：蓄冷材注入部材(蓄熱材注入部材)
(31a)(31b)：変形部
(32)：円筒部
(33)：蓄冷材注入路(蓄熱材注入路)
(34)：圧潰部
(35)：半円筒部
(36)：凹凸嵌合部
(37)：凸部
(38)：凹部

Claims (5)

1. 複数の熱交換管と、内部に蓄熱材が封入された複数の金属製蓄熱材容器とを備えているとともに、蓄熱材容器内の蓄熱材に、熱交換管内を流れかつ熱を輸送する媒体の有する熱が伝わるようになされており、蓄熱材容器の周縁部に、蓄熱材容器内を外部に通じさせる円筒部が形成され、円筒部内に、内部が蓄熱材注入路となっている円筒状の金属製蓄熱材注入部材の長さ方向の一端寄りの部分が挿入されて円筒部にろう付され、蓄熱材注入部材における円筒部よりも外方に突出した部分が径方向の両外側から圧潰されて蓄熱材注入部材の周壁が変形するとともに、蓄熱材注入部材の変形した周壁の一部分からなる変形部どうしが密着することにより、蓄熱材注入部材に圧潰部が形成されて蓄熱材注入路が封止されている蓄熱機能付き熱交換器であって、
   蓄熱材注入部材の圧潰部を、蓄熱材注入部材の長さ方向および圧潰方向と直角をなす圧潰部の幅方向に沿って切断した横断面において、蓄熱材注入部材の周壁の変形部どうしの合わせ目に、互いに嵌り合った凸部と凹部とからなる凹凸嵌合部が形成されている蓄熱機能付き熱交換器。
2. 前記合わせ目において、互いに密着した周壁の両変形部のうち一方の変形部に凸部と凹部とが圧潰部の前記幅方向に間隔をおいて形成され、同他方の変形部に凸部と凹部とが圧潰部の前記幅方向に間隔をおいて形成され、一方の変形部の凸部と他方の変形部の凹部、および一方の変形部の凹部と他方の変形部の凸部とが互いに嵌り合っている請求項１記載の蓄熱機能付き熱交換器。
3. 前記凹凸嵌合部の凸部と凹部が、蓄熱材注入部材の圧潰部における蓄熱材注入部材の長さ方向の全長にわたって形成されている請求項１または２記載の蓄熱機能付き熱交換器。
4. 蓄熱材容器が、周縁帯状部どうしが互いに接合された２枚の金属製容器構成板からなり、両容器構成板のうち少なくともいずれか一方の容器構成板における互いに接合された周縁帯状部を除いた部分が外方に膨出させられることにより蓄熱材容器に蓄熱材封入部が設けられ、蓄熱材容器の両容器構成板の周縁帯状部が外方に変形させられることにより、蓄熱材封入部を外部に通じさせる円筒部が設けられている請求項１〜３のうちのいずれかに記載の蓄熱機能付き熱交換器。
5. 請求項４記載の蓄熱機能付き熱交換器を製造する方法であって、
   複数の扁平状熱交換管を用意すること、
   芯材層および芯材層の両面を覆うろう材層を有するブレージングシートからなる２枚の金属板にプレス加工を施すことによって、少なくともいずれか一方の金属板における周縁帯状部を除いた部分に、蓄熱材封入部となる外方膨出部を形成するとともに、両金属板の周縁帯状部に、蓄熱材容器の蓄熱材封入部内を外部に通じさせる円筒部を形成する半円筒部を設けること、
   ２枚の金属板を、少なくともいずれか一方の金属板の外方膨出部の開口が他方の金属板側を向くように組み合わせるとともに、両金属板の半円筒部により円筒部を形成して複数の容器形成用組み合わせ体を用意すること、
   内部が蓄熱材注入路となるとともに、蓄熱材注入路の内周面に、長手方向にのびる複数の凸部が周方向に間隔をおいて形成された円筒状の金属製蓄熱材注入部材を用意すること、
   各容器形成用組み合わせ体の円筒部内に蓄熱材注入部材の長さ方向の一端寄りの部分を挿入すること、
   金属板の周縁帯状部どうしをろう付して円筒部を有する蓄熱材容器をつくるとともに、蓄熱材注入部材を蓄熱材容器の円筒部にろう付し、さらに熱交換管と蓄熱材容器とをろう付すること、
   蓄熱材注入部材の蓄熱材注入路を通して蓄熱材容器内に蓄熱材を入れること、
   蓄熱材注入部材における円筒部よりも外方に突出した部分を、蓄熱材注入路の内周面の凸部が他の凸部とずれるように、径方向の両外側から圧潰して蓄熱材注入部材の周壁を変形させるとともに、蓄熱材注入部材の変形した周壁の一部分からなる変形部どうしを密着させることにより、蓄熱材注入部材に圧潰部を形成し、蓄熱材注入部材の圧潰部を、蓄熱材注入部材の長さ方向および圧潰方向と直角をなす圧潰部の幅方向に沿って切断した横断面において、蓄熱材注入部材の周壁の変形部どうしの合わせ目に、互いに嵌り合った凸部と凹部とからなる凹凸嵌合部が形成することを含む蓄熱機能付き熱交換器の製造方法。
   

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