JP2016133259A - 熱交換器およびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】電気的腐食を抑制しつつ複数の部品を強固に固定することが可能な熱交換器およびその製造方法を提供する。
【解決手段】アルミニウム製の複数の連絡配管２５ａ〜２５ｊが、係止孔４２を有する本体部４１とバンド部４３を含んだバンド部材４０および挟持具５０を有するアルミニウム製の結束部９によって結束された状態で、結束部９とロウ付け固定されている。
【選択図】図１１

Description

本発明は、熱交換器およびその製造方法に関する。
従来から、ヘッダや扁平管やフィンがアルミニウムまたはアルミニウム合金によって構成されている熱交換器がある。
例えば、特許文献１（特開２０１４−１３７１５５号公報）に記載の熱交換器では、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって構成されたヘッダと扁平管とフィンとをロウ付けあるいは溶接によって互いに固定させることが示されている。
これに対して、例えば、作業するためのスペースが小さい場合には、スポット溶接を行うことが困難になることがある。また、ロウ材を配置しにくい場所では、ロウ付けが困難になることがある。また、仮に、これらの処理によって固定ができたとしても、その固定強度を十分に高めて信頼性を確保することが困難になることがある。
ここで、固定を行う際に更なる部品を用いる場合には、固定対象物と当該部品との間で電気的腐食が生じてしまうおそれがある。
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、電気的腐食を抑制しつつ複数の部品を強固に固定することが可能な熱交換器およびその製造方法を提供することにある。
第１観点に係る熱交換器は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である複数の部材と、結束部と、を備えている。結束部は、本体部とバンド部を有しており、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である。本体部は、係止部を含んでいる。バンド部は、本体部から伸びており本体部側とは反対側の部分が係止部において係止される。結束部は、複数の部材を結束した状態で複数の部材とロウ付け固定されている。
ここで、「熱交換器」とは、特に限定されず、伝熱管やフィンを備えたものであってもよく、伝熱管やフィン以外の他の部材や配管である分流器やヘッダを有している場合には、熱交換器にはこれらが含まれるものとする。
この熱交換器では、複数の部材と結束部がいずれもアルミニウムまたはアルミニウム合金製であるため、腐食の発生を抑制することが可能になる。また、複数の部材が結束部によって束ねられた状態で炉に入れられることで、複数の部材を炉に入れる操作を容易にすることが可能になる。しかも、結束部が樹脂製等ではなくてアルミニウムまたはアルミニウム合金製であるために、炉内温度に耐えることができる。さらに、複数の部材を結束するために用いた結束部は、複数の部材に対してロウ付け固定されるため、複数の部材を強固に固定することが可能になる。
第２観点に係る熱交換器は、第１観点に係る熱交換器であって、複数の部材が結束部によって束ねられた状態を維持して炉中でロウ付けすることで、結束部が複数の部材とロウ付け固定されている。
この熱交換器では、複数の部材を炉に入れる際に、複数の部材の脱落を抑制し、ロウ付け不良を抑制することが可能になる。
第３観点に係る熱交換器は、第１観点または第２観点に係る熱交換器であって、複数の部材は、ヘッダと、複数の連絡配管と、を含んでいる。ヘッダは、内部が複数の空間に仕切られている。各連絡配管は、ヘッダの内部の複数の空間同士を接続する。結束部は、複数の連絡配管を結束した状態で、複数の連絡配管にロウ付け固定されている。
この熱交換器では、複数の連絡配管を強固に固定することが可能になる。
第４観点に係る熱交換器は、第１観点または第２観点に係る熱交換器であって、複数の部材は、分流器とヘッダとを含んでいる。結束部は、分流器とヘッダとを結束した状態で、分流器およびヘッダの両方にロウ付け固定されている。
この熱交換器では、分流器とヘッダを強固に固定することが可能になる。
第５観点に係る熱交換器は、第１観点から第４観点のいずれかに係る熱交換器であって、複数の部材は、結束部によって結束される部分が同じ方向に向けて伸びている。結束部は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である挟持具をさらに有している。挟持具は、結束部によって結束される部分が共通して伸びている方向における幅がバンド部よりも大きい部分を有しており、複数の部材を挟むことが可能である。複数の部材は、複数の部材を挟んでいる挟持具と本体部とバンド部によって結束された状態で結束部とロウ付け固定されている。
この熱交換器では、結束部によって結束される部分が伸びる方向の幅がバンド部よりも大きい部分を有している挟持具を用いるため、より安定的に固定することが可能になる。
第６観点に係る熱交換器の製造方法は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である複数の部材を有する熱交換器の製造方法であって、第１工程および第２工程を備える。第１工程では、複数の部材を、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である結束部によって束ねる。第２工程では、複数の部材が結束部によって束ねられている状態を維持したまま、複数の部材および結束部を炉に入れて、複数の部材と結束部とをロウ付けする。
この熱交換器の製造方法で得られる熱交換器は、複数の部材と結束部がいずれもアルミニウムまたはアルミニウム合金製であるため、腐食の発生を抑制することが可能になる。また、複数の部材が結束部によって束ねられた状態で炉に入れられることで、複数の部材を炉に入れる操作を容易にすることが可能になる。しかも、結束部が樹脂製等ではなくてアルミニウムまたはアルミニウム合金製であるために、炉内温度に耐えることができる。さらに、複数の部材を結束するために用いた結束部は、複数の部材に対してロウ付け固定されるため、複数の部材を強固に固定することが可能になる。
第１観点に係る熱交換器および第６観点の熱交換器の製造方法で得られる熱交換器は、電気的腐食を抑制しつつ複数の部品を強固に固定することが可能である。
第２観点に係る熱交換器では、複数の部材を炉に入れる際に、複数の部材の脱落を抑制し、ロウ付け不良を抑制することが可能になる。
第３観点に係る熱交換器では、複数の連絡配管を強固に固定することが可能になる。
第４観点に係る熱交換器では、分流器とヘッダを強固に固定することが可能になる。
第５観点に係る熱交換器では、複数の部材のより安定的な固定が可能になる。
一実施形態に係る空気調和装置の構成の概要を説明するための回路図。 空調室外機の外観を示す斜視図。 空調室外機の各機器の配置を説明する概略上面断面図。 室外熱交換器の示す概略外観斜視図。 室外熱交換器における伝熱フィンの扁平多穴管に対する取付状態を示す概略斜視図。 折返しヘッダおよび連絡部の分解概略斜視図。 結束部によって結束されている様子の一例を示す正面図である。 結束部によって結束されている様子の一例を示す外観斜視図（折返しヘッダ側から見た図）である。 結束部によって結束されている様子の一例を示す外観斜視図（正面下方から見た図）である。 結束部によって結束されている様子の一例を示す外観斜視図（背面下方から見た図）である。 バンド部材の平面図である。 挟持具の側面図である。 複数の連絡配管と結束部９とのロウ付け固定のフローチャートである。 挟持具と複数の連絡配管とのロウ付け固定状態を示す図７のＸ−Ｘ面の断面図である。 変形例に係るバンド部材が分流器と出入口ヘッダとを固定している例の上面視配置構成図である。
本発明の一実施形態に係る熱交換器を備えた空気調和装置１について、以下、図面を参照しながら説明する。
（１）空気調和装置１の全体構成
図１は、本発明の一実施形態に係る空気調和装置１の構成の概要を示す回路図である。
空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって空調室内機３が設置されている建物内の冷暖房に使用される装置であり、熱源側ユニットとしての空調室外機２と、利用側ユニットとしての空調室内機３とが冷媒連絡配管６，７で接続されて構成されている。
空調室外機２と空調室内機３と冷媒連絡配管６，７とが接続されて構成される冷媒回路は、圧縮機９１、四路切換弁９２、室外熱交換器２０（熱交換器）、膨張弁３３、室内熱交換器４およびアキュムレータ９３などが冷媒配管で接続されることで構成されている。この冷媒回路内には冷媒が封入されており、冷媒が圧縮され、冷却され、減圧され、加熱・蒸発された後に、再び圧縮されるという冷凍サイクル運転が行われるようになっている。冷媒としては、例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ２２、Ｒ１３４ａ、二酸化炭素、などから選択されたものが用いられる。
（２）空気調和装置１の詳細構成
（２−１）空調室内機３
空調室内機３は、室内の壁面に壁掛け等により、又は、ビル等の室内の天井に埋め込みや吊り下げ等により設置される。空調室内機３は、室内熱交換器４と、室内ファン５とを有している。室内熱交換器４は、例えば伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の凝縮器として機能して室内空気を加熱する熱交換器である。
（２−２）空調室外機２
空調室外機２は、ビル等の室外に設置されており、冷媒連絡配管６，７を介して空調室内機３に接続される。空調室外機２は、図２および図３に示されているように、略直方体状のユニットケーシング１０を有している。
図３に示されているように、空調室外機２は、ユニットケーシング１０の内部空間を鉛直方向に延びる仕切板１８で二つに分割することによって送風機室Ｓ１と機械室Ｓ２とを形成した構造（いわゆる、トランク型構造）を有するものである。空調室外機２は、ユニットケーシング１０の送風機室Ｓ１内に配置された室外熱交換器２０および室外ファン９５を有しており、ユニットケーシング１０の機械室Ｓ２内に配置された圧縮機９１、四路切換弁９２、アキュムレータ９３、膨張弁３３、ガス冷媒配管３１、および、液冷媒配管３２を有している。
ユニットケーシング１０は、底板１２と、天板１１と、送風機室側の側板１３と、機械室側の側板１４と、送風機室側前板１５と、機械室側前板１６とを備えて、筐体を構成している。
空調室外機２は、ユニットケーシング１０の背面および側面の一部からユニットケーシング１０内の送風機室Ｓ１に室外空気を吸い込んで、吸い込んだ室外空気をユニットケーシング１０の前面から吹き出すように構成されている。具体的には、ユニットケーシング１０内の送風機室Ｓ１に対して、吸込口１０ａと吸込口１０ｂと吹出口１０ｃとが形成されている。吸込口１０ａおよび吸込口１０ｂの全体は、送風機室側の側板１３の背面側の端部から機械室側の側板１４の送風機室Ｓ１側の端部にわたって広がっている。また、吹出口１０ｃは、送風機室側前板１５に設けられており、その前側がファングリル１５ａによって覆われている。
四路切換弁９２は、冷媒の流れの方向を切り換えるための機構である。冷房運転時には、四路切換弁９２は、圧縮機９１の吐出側の冷媒配管と室外熱交換器２０の一端（ガス側端部）から延びるガス冷媒配管３１とを接続するとともに、アキュムレータ９３を介してガス冷媒の冷媒連絡配管７と圧縮機９１の吸入側の冷媒配管とを接続する（図１の四路切換弁９２の実線を参照）。また、暖房運転時には、四路切換弁９２は、圧縮機９１の吐出側の冷媒配管とガス冷媒の冷媒連絡配管７とを接続するとともに、アキュムレータ９３を介して圧縮機９１の吸入側と室外熱交換器２０の一端（ガス側端部）から延びるガス冷媒配管３１とを接続する（図１の四路切換弁９２の破線を参照）。
室外熱交換器２０は、送風機室Ｓ１において吸込口１０ａ，１０ｂに対向するようにして、上下方向（鉛直方向）に立てて配置されている。室外熱交換器２０は、アルミニウム製の熱交換器であり、本実施形態では設計圧力が３ＭＰａ〜４ＭＰａ程度のものを用いている。室外熱交換器２０は、一端（ガス側端部）から、四路切換弁９２と接続されるように、ガス冷媒配管３１が延びている。また、室外熱交換器２０の他端（液側端部）から、膨張弁３３に接続されるように、液冷媒配管３２が延びている。
アキュムレータ９３は、四路切換弁９２と圧縮機９１との間に接続されている。アキュムレータ９３は、冷媒を気相と液相とに分ける気液分離機能を具備している。アキュムレータ９３に流入する冷媒は、液相と気相とに分かれ、上部空間に集まる気相の冷媒が圧縮機９１へと供給される。
膨張弁３３は、冷媒回路において冷媒を減圧するための機構であり、開度調整が可能な電動弁である。膨張弁３３は、冷媒圧力や冷媒流量の調節を行うために、室外熱交換器２０と液冷媒の冷媒連絡配管６の間に設けられ、冷房運転時および暖房運転時のいずれにおいても、冷媒を膨張させる機能を有している。
室外ファン９５は、室外熱交換器２０を流れる冷媒との間で熱交換をさせるための室外空気を、室外熱交換器２０に対して供給する。室外ファン９５は、室外熱交換器２０に対向するようにして、送風機室Ｓ１に配置されている。室外ファン９５は、背面側からユニット内に室外空気を吸入して、室外熱交換器２０において冷媒と室外空気との間で熱交換を行わせた後に、熱交換後の空気を前面側からユニット外に排出する。
（３）空気調和装置１の動作
（３−１）冷房運転
冷房運転時は、四路切換弁９２が図１の実線で示される状態、すなわち、圧縮機９１の吐出側がガス冷媒配管３１を介して室外熱交換器２０のガス側に接続され、かつ、圧縮機９１の吸入側がアキュムレータ９３、冷媒連絡配管７を介して室内熱交換器４のガス側に対して接続された状態となっている。膨張弁３３は、室内熱交換器４の出口（すなわち、室内熱交換器４のガス側）における冷媒の過熱度が一定になるように開度調節されるようになっている（過熱度制御）。この冷媒回路の状態で、圧縮機９１、室外ファン９５および室内ファン５を運転すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機９１で圧縮されることで高圧のガス冷媒となる。この高圧のガス冷媒は、四路切換弁９２を経由して室外熱交換器２０に送られる。その後、高圧のガス冷媒は、室外熱交換器２０において、室外ファン９５によって供給される室外空気と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となる。そして、過冷却状態になった高圧の液冷媒は、室外熱交換器２０から膨張弁３３に送られる。膨張弁３３によって圧縮機９１の吸入圧力近くまで減圧されて低圧の気液二相状態となった冷媒は、室内熱交換器４に送られ、室内熱交換器４において室内空気と熱交換を行って蒸発して低圧のガス冷媒となる。
この低圧のガス冷媒は、冷媒連絡配管７を経由して空調室外機２に送られ、再び、圧縮機９１に吸入される。このように冷房運転では、空気調和装置１は、室外熱交換器２０を圧縮機９１において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室内熱交換器４を室外熱交換器２０において凝縮された冷媒の蒸発器として機能させる。
（３−２）暖房運転
暖房運転時は、四路切換弁９２が図１の破線で示される状態、すなわち、圧縮機９１の吐出側が冷媒連絡配管７を介して室内熱交換器４のガス側に接続され、かつ、圧縮機９１の吸入側がガス冷媒配管３１を介して室外熱交換器２０のガス側に接続された状態となっている。膨張弁３３は、室内熱交換器４の出口における冷媒の過冷却度が過冷却度目標値で一定になるように開度調節されるようになっている（過冷却度制御）。この冷媒回路の状態で、圧縮機９１、室外ファン９５および室内ファン５を運転すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機９１に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となり、四路切換弁９２、および、冷媒連絡配管７を経由して、空調室内機３に送られる。
そして、空調室内機３に送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器４において、室内空気と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となった後、膨張弁３３を通過する際に、膨張弁３３の弁開度に応じて減圧される。この膨張弁３３を通過した冷媒は、室外熱交換器２０に流入する。そして、室外熱交換器２０に流入した低圧の気液二相状態の冷媒は、室外ファン９５によって供給される室外空気と熱交換を行って蒸発して低圧のガス冷媒となり、四路切換弁９２を経由して、再び、圧縮機９１に吸入される。このように暖房運転では、空気調和装置１は、室内熱交換器４を圧縮機９１において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室外熱交換器２０を室内熱交換器４において凝縮された冷媒の蒸発器として機能させる。
（４）室外熱交換器２０の詳細構成
（４−１）室外熱交換器２０の全体構成
図４に、室外熱交換器２０の概略外観斜視図を示す。また、図５に、伝熱フィン２１ａの扁平多穴管２１ｂに対する取付状態を示す。
室外熱交換器２０は、室外空気と冷媒との熱交換を行わせる熱交換部２１と、この熱交換部２１の一端側に設けられた出入口ヘッダ管２６および折返しヘッダ２４と、この熱交換部２１の他端側に設けられた連結ヘッダ２３と、折返しヘッダ２４の下部と折返しヘッダ２４の上部を連結させる連絡部２５と、出入口ヘッダ管２６の下方に分流された冷媒を導く分流器２２と、を備えている。
（４−２）熱交換部２１
熱交換部２１は、多数の伝熱フィン２１ａと多数の扁平多穴管２１ｂとで構成されている。伝熱フィン２１ａおよび扁平多穴管２１ｂは、いずれもアルミニウム製もしくはアルミニウム合金製である。
伝熱フィン２１ａは、図５に示すように、平板部材であり、各伝熱フィン２１ａには水平方向に延びる扁平管挿入用の切り欠き２１ａａが形成されている。この伝熱フィン２１ａには、この切り欠き２１ａａが上下方向に複数並ぶようにして設けられている。なお、伝熱フィン２１ａは、空気流れの上流側に向けて突出した部分を無数に有するように取り付けられている。
扁平多穴管２１ｂは、伝熱管として機能し、伝熱フィン２１ａと室外空気との間を移動する熱を、内部を流れる冷媒に伝達する。この扁平多穴管２１ｂは、伝熱面となる上下の平面部と、冷媒が流れる複数の流入口２１ｂａを有している。扁平多穴管２１ｂの複数の流入口２１ｂａは、室外熱交換器２０を通過する空気流れ方向に並んでいる。このような形状を有する扁平多穴管２１ｂは、複数設けられており、これら複数が鉛直方向に所定の間隔をあけて配置されている。
なお、この熱交換部２１は、室外ファン９５によって生じる空気流れ方向（筐体の背面および左側面側から筐体の正面のファングリル１５ａに向かう流れ）において、風上の部分を縁取るように設けられた風上側熱交換部２０ａと、風下側を縁取るように設けられた風下側熱交換部２０ｂと、を有している。これらの風上側熱交換部２０ａと風下側熱交換部２０ｂとは、空気流れ方向において２列並ぶように配置されている。
風上側熱交換部２０ａは、風上側を縁取るように延びており上下方向に複数本並んだ扁平多穴管２１ｂと、この扁平多穴管２１ｂに固定された伝熱フィン２１ａとを有している。また、風下側熱交換部２０ｂも、同様に、風下側を縁取るように延びており上下方向に複数本並んだ扁平多穴管２１ｂと、この扁平多穴管２１ｂに固定された伝熱フィン２１ａとを有している。
（４−３）分流器２２
分流器２２は、液冷媒配管３２と出入口ヘッダ管２６の下方部分とを連結させるように接続されている。この分流器２２は、例えば、室外熱交換器２０が冷媒の蒸発器として機能する際には、液冷媒配管３２から流れてきた冷媒を高さ方向に分流させ、分流器２２で分流された各冷媒流れは、出入口ヘッダ管２６の下方部分の各高さ位置を介して、風上側熱交換部２０ａの下方部分に導かれる（図４の点線参照）。
（４−４）出入口ヘッダ管２６
出入口ヘッダ管２６は、鉛直方向に延びるアルミニウム製もしくはアルミニウム合金製の筒状部材であり、内部が上方部分と下方部分とに分割されている。具体的には、出入口ヘッダ管２６の内部は、水平方向に広がったバッフルによって上下に仕切られている。
この出入口ヘッダ管２６の下方部分は、室外熱交換器２０が冷媒の蒸発器として機能する際には、冷媒の入口として機能し、室外熱交換器２０が冷媒の放熱器として機能する際には、冷媒の出口として機能する。また、出入口ヘッダ管２６の上方部分は、室外熱交換器２０が冷媒の蒸発器として機能する際には、冷媒の出口として機能し、室外熱交換器２０が冷媒の放熱器として機能する際には、冷媒の入口として機能する。
出入口ヘッダ管２６の下方部分は、分流器２２を介して、液冷媒配管３２に接続されている。出入口ヘッダ管２６の上方部分は、ガス冷媒配管３１に対して接続されている。
また、出入口ヘッダ管２６の下方部分は、室外熱交換器２０が蒸発器として機能する際に分流器２２によって分流された冷媒の高さ方向における分布が維持されるように、上下に並んだ複数の空間を有している。これらの空間は、出入口ヘッダ管２６の下方部分の内部空間が複数のバッフルによって上下に仕切られることで区画されている。これにより、分流器２２によって高さ方向に分けられた各冷媒流れそれぞれを、分けられた分流状態を維持させたままで出入口ヘッダ管２６の下方部分を介して熱交換部２１に送ることができるように構成されている。
以上の構成により、室外熱交換器２０が冷媒の蒸発器として機能する場合には、液冷媒配管３２と分流器２２と出入口ヘッダ管２６の下方部分を介して熱交換部２１に流入した冷媒は、以下の各部材を通過しながら蒸発し、出入口ヘッダ管２６の上方部分に到達する。そして、蒸発した冷媒は、出入口ヘッダ管２６の上方部分とガス冷媒配管３１を介して室外熱交換器２０の外部に流出していくことになる。なお、室外熱交換器２０が冷媒の放熱器として機能している場合には、上記とは逆の流れになる。
（４−５）連結ヘッダ２３
連結ヘッダ２３は、室外熱交換器２０のうち、熱交換部２１の出入口ヘッダ管２６や折返しヘッダ２４が設けられている側（図３でいう機械室側）の端部とは反対側（図３でいう送風機室側）に設けられている。
連結ヘッダ２３は、風上側熱交換部２０ａの扁平多穴管２１ｂを流れた冷媒を同じ高さ位置の風下側熱交換部２０ｂの扁平多穴管２１ｂに導くか、風下側熱交換部２０ｂの扁平多穴管２１ｂを流れた冷媒を同じ高さ位置の風上側熱交換部２０ａの扁平多穴管２１ｂに導くように構成されている。ここで、連結ヘッダ２３のうちの出入口ヘッダ管２６の下方部分に対応した高さ位置の部分を流れる冷媒流れの向きと、連結ヘッダ２３のうちの出入口ヘッダ管２６上方部分に対応した高さ位置の部分を流れる冷媒流れの向きとは、互いに反対方向となっている。具体的には、室外熱交換器２０が冷媒の蒸発器として機能する場合には、連結ヘッダ２３の下方部分は風上側熱交換部２０ａを流れた冷媒を風下側熱交換部２０ｂに導き、連結ヘッダ２３の上方部分は風下側熱交換部２０ｂを流れた冷媒を風上側熱交換部２０ａに導く（図４の点線参照）。室外熱交換器２０が冷媒の放熱器として伊能する場合には、上述とは反対の冷媒流れとなる。
この連結ヘッダ２３では、冷媒の上下方向の移動は生じず、室外熱交換器２０内における冷媒の流路を同じ高さ位置で単に繋ぐ役割を果たしている。
（４−６）折返しヘッダ２４および連絡部２５
折返しヘッダ２４は、熱交換部２１の連結ヘッダ２３が設けられている側の端部とは反対側の端部であって、出入口ヘッダ管２６よりも風下側において上下方向に延びるように設けられている。この折返しヘッダ２４は、熱交換部２１のうちの風下側熱交換部２０ｂの連結ヘッダ２３側とは反対側の端部に接続されている。折返しヘッダ２４もアルミニウム製もしくはアルミニウム合金製の部材である。
連絡部２５は、折返しヘッダ２４に対して接続されるアルミニウム製もしくはアルミニウム合金製の配管である複数の連絡配管２５ａ〜２５ｊを有している。複数の連絡配管２５ａ〜２５ｊのそれぞれは、折返しヘッダ２４の内部において複数に仕切られている空間のうち下方の空間と上方の空間とを一対一に接続する。本実施形態において、各連絡配管２５ａ〜２５ｊは、円筒形状である。
折返しヘッダ２４は、図６の折返しヘッダ２４および連絡部２５の分解概略斜視図に示すように、複数の扁平多穴管２１ｂの一端が接続されている多穴側部材６１と、扁平多穴管２１ｂが接続されている側とは反対側を構成する配管側部材６２と、多穴側部材６１と配管側部材６２との間に位置する仕切部材７０と、折返しヘッダ２４内部の空間を上下に仕切っている複数のバッフル８０と、を有している。
折返しヘッダ２４は、これらの複数の部材を組合せることで構成される鉛直方向に長い構造物である。折返しヘッダ２４では、仕切部材７０以外の各部材が、主として１つの部品である仕切部材７０に対して固定されて構成されているため、互いの位置決めを行いやすく、強度を確保しやすく、鉛直方向に長い構造であっても製造を容易にすることができている。
多穴側部材６１は、熱交換部２１側の折返しヘッダ２４の壁面を構成しており、上面視において略半円弧形状に形成されている。この多穴側部材６１は、この半円弧形状が上下方向に延びた形状を有しており、扁平多穴管２１ｂを挿入するための板厚方向に貫通した開口が高さ位置毎に複数設けられている。
配管側部材６２は、折返しヘッダ２４の壁面のうち熱交換部２１側とは反対側の壁面を構成しており、上面視において略半円弧形状に形成されている。この配管側部材６２は、この半円弧形状が上下方向に延びた形状を有している。配管側部材６２は、連絡部２５の連絡配管２５ａ〜２５ｊを挿入するための板厚方向に貫通した開口が高さ位置毎に複数設けられている。また、この配管側部材６２には、バッフル８０の一端側を固定するための開口が高さ位置毎にそれぞれ設けられている。
仕切部材７０は、折返しヘッダ２４の内部の空間を、多穴側部材６１側の空間と配管側部材６２側の空間とに仕切るように前後および上下に延びている。仕切部材７０には、バッフル８０を挿入固定するための開口が高さ位置毎に設けられている。
折返しヘッダ２４は、図６に示すように、内部空間が、ノズルが設けられた上昇流れ形成部材８１によって、下方の下方折返し部分３４と、上方の上方折返し部分３７とに上下に分割されている。
下方折返し部分３４の内部空間は、バッフル８０によって、下方の第１下方折返し部分３５と、上方の第２下方折返し部分３６とに上下にさらに分割されている。なお、この第１下方折返し部分３５の内部は、複数のバッフル８０によって、上下方向にさらに複数の空間に仕切られている。
上方折返し部分３７の内部空間も、バッフル８０によって、下方の第１上方折返し部分３８と上方の第２上方折返し部分３９とに上下方向にさらに分割されている。なお、この第２上方折返し部分３９の内部は、複数のバッフル８０によって、上下方向にさらに複数の空間に仕切られている。第２上方折返し部分３９の内部において仕切られている各空間には、それぞれ複数の扁平多穴管２１ｂが接続されている。この第２上方折返し部分３９の内部において仕切られている各空間には、それぞれ上昇流れを形成するためのノズルが設けられた上昇流れ形成部材８１が設けられている。このため、第２上方折返し部分３９の内部において仕切られている各空間に対して異なる高さ位置で接続されている複数の扁平多穴管２１ｂそれぞれに対して冷媒を送り込むことが可能になっている。
なお、第２下方折返し部分３６と第１上方折返し部分３８には、連絡配管２５ａ〜２５ｊのいずれも接続されておらず、第２下方折返し部分３６内に流入した冷媒は、ノズルが設けられた上昇流れ形成部材８１を介して折返しヘッダ２４内を上昇し、第１上方折返し部分３８から流出するか、第１上方折返し部分３８内に流入した冷媒は、ノズルが設けられた上昇流れ形成部材８１を介して折返しヘッダ２４内を下降し、第２下方折返し部分３６から流出するように流れる。
連絡部２５の連絡配管２５ａ〜２５ｊは、それぞれ、第１下方折返し部分３５の内部において複数のバッフル８０によって上下方向に仕切られている複数の空間の１つと、第２上方折返し部分３９の内部において複数のバッフル８０によって上下方向に仕切られている複数の空間の１つと、を一対一に上下に接続する。なお、本実施形態では、連絡部２５の連絡配管２５ａは、折返しヘッダ２４の内部空間のうち、第２上方折返し部分３９の最も上方の空間と、第１下方折返し部分３５の最も下方の空間と、を接続している。また、連絡部２５の連絡配管２５ｂは、折返しヘッダ２４の内部空間のうち、第２上方折返し部分３９の上から２番目の空間と、第１下方折返し部分３５の下から２番目の空間と、を接続している。このようにして、連絡部２５の連絡配管２５ａ〜２５ｊは、連絡距離が遠い順に接続している。
以上の接続状態において、室外熱交換器２０が冷媒の蒸発器として機能する場合には、熱交換部２１の風下側熱交換部２０ｂの下方部分を介して第１下方折返し部分３５に流入した冷媒は連絡部２５の連絡配管２５ａ〜２５ｊを介して第２上方折返し部分３９に送られる。また、熱交換部２１から第２下方折返し部分３６に流入した冷媒は連絡部２５を介することなく折返しヘッダ２４内の空間を介して第１上方折返し部分３８に送られる。ここで、第２上方折返し部分３９や第１上方折返し部分３８に送られた冷媒は、熱交換部２１の風下側熱交換部２０ｂの上方部分に送られる。
ここで、第１下方折返し部分３５に接続された扁平多穴管２１ｂの本数よりも、第２上方折返し部分３９に接続された扁平多穴管２１ｂの本数の方が多くなるように構成されている。また、第２下方折返し部分３６に接続された扁平多穴管２１ｂの本数よりも、第１上方折返し部分３８に接続された扁平多穴管２１ｂの本数の方が多くなるように構成されている。
なお、熱交換部２１の風下側熱交換部２０ｂの下方部分を介して第１下方折返し部分３５に流入する冷媒は、第１下方折返し部分３５の内部においてバッフル８０によって上下に仕切られている各空間を分流状態（風下側熱交換部２０ｂの下方部分で上下に並んだ複数の扁平多穴管２１ｂに分けられている分流状態）を維持したまま流れる。このようにして第１下方折返し部分３５の内部の各空間を流れる冷媒は、分流状態を維持したままで連絡部２５の連絡配管２５ａ〜２５ｊをそれぞれ流れて、第２上方折返し部分３９の内部においてバッフル８０によって上下に仕切られている各空間を分流状態（連絡部２５の連絡配管２５ａ〜２５ｊに分けられている分流状態）を維持したままで流れる。
（５）連絡部２５の連絡配管２５ａ〜２５ｊの結束部９による結束
図６に点線で概略配置を示すように、連絡部２５の連絡配管２５ａ〜２５ｊは、複数の結束部９によって結束された状態でロウ付け固定されている。
図７〜図１０において、結束部９によって結束されている箇所の一例の外観斜視図を示す。ここで、図７は正面図であり、図８は折返しヘッダ２４側から見た外観斜視図であり、図９は正面下方から見た外観斜視図であり、図１０は背面下方から見た外観斜視図である。
結束部９は、バンド部材４０と、挟持具５０によって構成されている。
バンド部材４０は、平面図である図１１に示すように、本体部４１と、バンド部４３と、を有する、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の部材である。本体部４１は、内側において板厚方向に貫通した係止孔４２を有している。バンド部４３は、本体部４１の一部から伸び出しており、係止孔４２に挿入可能なように係止孔４２の幅よりも細く形成されている。このバンド部４３は、人間の手で折り曲げ可能であって、一度な係止孔４２に挿入されて折り曲げられた場合には緩みにくい程度の剛性を有している。また、バンド部４３は、一重巻きするだけで十分に結束固定できるように、剛性が調節されている。
挟持具５０は、側面図である図１２に示すように、と、を有する、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の部材である。第１壁面部５１と、第２壁面部５２と、第１湾曲部５３と、第２湾曲部５４を有している。本実施形態では挟持具５０として、連絡配管２５ａ〜２５ｊを第１壁面部５１側と第２壁面部５２側とに２列に収容できるものを例示している。第１壁面部５１と第２壁面部５２とは、互いに対面するように広がる面状部分であり、内部に収容される連絡配管２５ａ〜２５ｊを径方向外側から板厚方向に挟持することができる。また、第１湾曲部５３は、その内面が、第１壁面部５１の一端側に収容される連絡配管２５ａ〜２５ｊの周面に沿いやすいように湾曲して構成されている。第２湾曲部５４も同様に、その内面が、第２壁面部５２の一端側に収容される連絡配管２５ａ〜２５ｊの周面に沿いやすいように湾曲して構成されている。第１湾曲部５３と第２湾曲部５４とはなだらかな曲面を介して連続している。第１壁面部５１の第１曲面部５３側とは反対側の端部中央付近には、バンド部材４０のバンド部４３を通過させるための第１切り込み５１ａが形成されている。この第１切り込み５１ａの幅は、バンド部材４０のバンド部４３の幅よりも大きく、バンド部材４０の本体部４１の幅よりも小さく構成されている。第２壁面部５２の第２曲面部５４側とは反対側の端部中央付近においても、同様に、バンド部材４０のバンド部４３を通過させるための第２切り込み５２ａが形成されている。この第２切り込み５２ａの幅についても、バンド部材４０のバンド部４３の幅よりも大きく、バンド部材４０の本体部４１の幅よりも小さく構成されている。第１切り込み５１ａと第２切り込み５２ａの切り込み深さは、連絡配管２５ａ〜２５ｊの外径よりも短い。
（６）ロウ付け
連絡部２５の各連絡配管２５ａ〜２５ｊの外側表面には、クラッド材が被覆された皮膜が形成されている。当該クラッド材は、連絡配管２５ａ〜２５ｊの外表面を孔食から保護することが保護することが可能な犠牲材であり、特に限定されないが、例えば、亜鉛を僅かに（例えば１％以下）含むアルミニウム７０７２等の合金を用いることができる。また、このクラッド材の融点は、連絡部２５の各連絡配管２５ａ〜２５ｊのクラッド材以外の部分の融点よりも低く、ロウ材としても機能することができる。
また、結束部９の挟持具５０の表面においても、各連絡配管２５ａ〜２５ｊの外側表面と同様のクラッド材が被覆された皮膜が形成されている。なお、結束部９のバンド部材４０にはこのようなクラッド材による被覆はなされていない。
このように、外側表面がクラッド材で被覆された連絡配管２５ａ〜２５ｊは、互いが密着するように結束部９によって結束された状態で、炉中ロウ付けされる。
具体的には、図１３に記載のフローチャートに従った手順で、連絡配管２５ａ〜２５ｊと結束部９とは一体化固定される。
ステップＳ１０では、クラッド材で被覆された連絡配管２５ａ〜２５ｊを、径方向外側から覆うようにして、結束部９の挟持具５０によって挟持させる。
ステップＳ２０では、連絡配管２５ａ〜２５ｊを挟持している挟持具５０をさらに径方向外側からバンド部材４０によって結束する。ここで、バンド部材４０は、本体部４１を第２壁面部５２の外側に位置させつつ、バンド部４３を挟持具５０の第１切り込み５１ａおよび第２切り込み５２ａを通過させながら周回させる。バンド部４３の本体部４１側とは反対側端部は、係止孔４２に通過させた後、折り返すことにより、連絡配管２５ａ〜２５ｊおよび挟持具５０を締め付けて位置決めさせる。
なお、ここで、挟持具５０のうち第１曲面部５３や第２曲面部５４とは反対側の部分は開放されている。そして、挟持具５０には、第１切り込み５１ａおよび第２切り込み５２ａが設けられていることで、バンド部４３が挟持具５０の開放部分に位置している連絡配管２５ａ〜２５ｊの外周面に接して沿うことが可能になっている。
ステップＳ３０では、複数の連絡配管２５ａ〜２５ｊと、挟持具５０と、バンド部材４０とが一体となった状態で炉に入れられる。
ステップＳ４０では、炉の温度が連絡配管２５ａ〜２５ｊや挟持具５０のクラッド材の融点よりも高い温度であってクラッド材以外の部分の融点以下の温度まで高められることで、クラッド材を融解させてロウ材として機能させる。これにより、連絡配管２５ａ〜２５ｊの表面に位置していたクラッド材の一部は、図１４の断面図（図７のＸ−Ｘ断面の図）に示すように、連絡配管２５ａ〜２５ｊの接触部分に移動してフィレット９９を形成し、連絡配管２５ａ〜２５ｊ同士をロウ付け固定させる。また、連絡配管２５ａ〜２５ｊの表面に位置していたクラッド材の一部は、挟持具５０の内側面と複数の連絡配管２５ａ〜２５ｊとの接触部分にも移動してフィレット９９を形成し、挟持具５０と連絡配管２５ａ〜２５ｊとをロウ付け固定させる。また、バンド部材４０のバンド部４３は、複数の連絡配管２５ａ〜２５ｊの外表面と接触している部分において、互いにロウ付け固定される。
以上のようにして、複数の連絡配管２５ａ〜２５ｊと結束部９とは互いにロウ付け固定される。
（７）特徴
結束部９を構成するバンド部材４０と挟持具５０は、結束させる対象である連絡配管２５ａ〜２５ｊと同じ素材であるアルミニウムまたはアルミニウム合金製である。このため、結束固定された状態で結束部９と連絡部２５との間で電気的腐食が生じにくい。
また、連絡配管２５ａ〜２５ｊが結束部９によって束ねられた状態で炉に入れられるため、脱落が生じにくく、炉に入れる作業を容易に行うことができる。また、連絡配管２５ａ〜２５ｊが結束部９によって束ねられることで、連絡配管２５ａ〜２５ｊと結束部９とが互いが密着した状態を維持したままで炉に入れることができるため、当該密着部分に対してロウ材として機能するクラッド材を導きやすくなり、固定の信頼性を高めることができる。
ここで、結束部９は、樹脂等とは異なり、ロウ材として機能するクラッド材の融点よりも融点が高いアルミニウムまたはアルミニウム合金製であるため、炉内の温度に融解することなく耐えることができる。
そして、連絡配管２５ａ〜２５ｊを結束するために用いた結束部９は、最終的に連絡配管２５ａ〜２５ｊに対してロウ付け固定される。このため、連絡配管２５ａ〜２５ｊ同士のロウ付け固定だけでなく、連絡配管２５ａ〜２５ｊと結束部９とのロウ付け固定を行うことで、固定構造をより強固にすることが可能になる。
なお、本実施形態では、バンド部材４０のバンド部４３よりも幅広である第１側壁部５１および第２側壁部５２を備えた挟持具５０を用いている。このため、複数の連絡配管２５ａ〜２５ｊが挟持具５０により挟持される部分の長さ（複数の連絡配管２５ａ〜２５ｊの長手方向における長さ）を十分に長く確保することが可能になっている。このため、結束および固定をより安定的にすることが可能になる。
（８）変形例
（８−１）変形例Ａ
上記実施形態では、バンド部材４０と挟持具５０とを備えた結束部９が複数の連絡配管２５ａ〜２５ｊを結束させつつロウ付け固定する場合を例に挙げて説明した。
しかし、結束させつつロウ付け固定する対象としては、特に限定されるものではなく、上記実施形態の室外熱交換器２０が有する任意の複数の部材を互い結束させつつロウ付けするようにしてもよい。例えば、図１５に示すバンド部材４０ように、分流器２２と出入口ヘッダ２６とを径方向外側から結束させつつロウ付け固定してもよい。
ここで、分流器２２と出入口ヘッダ２６とは、室外熱交換器２０が冷媒の蒸発器として機能する場合に、分流器２２内部において上下方向に複数に分流された冷媒流れが、上下方向の各位置に対応するように複数設けられた通路２２ａを介して、出入口ヘッダ２６の下方部分に流入するように構成されている。ここで、出入口ヘッダ２６の下方部分においても、分流器２２の内部と対応するように上下方向に仕切られた複数の空間が存在している。出入口ヘッダ２６の下方部分において上下方向に並んだ複数の空間にはそれぞれ、風上側熱交換部２０ａの扁平多穴管２１ｂが接続されている。これにより、分流器２２において上下方向に分流された各冷媒流れは、その分流状態を維持したままで出入口ヘッダ２６の下方部分における各空間を介して、風上側熱交換部２０ａの各扁平多穴管２１ｂに流れていくことになる。
ここで、分流器２２の径方向外側表面および出入口ヘッダ２６の外側表面は、上記実施形態の連絡配管２５ａ〜２５ｊと同様のクラッド材が被覆されている。
そして、通路２２ａを介して連結された分流器２２および出入口ヘッダ２６が、バンド部材４０のバンド部４３によって径方向外側から覆われ、バンド部４３の端部が本体部４１の係止孔４２において係止されることで締め付けられた状態で炉に入れられることで、分流器２２、出入口ヘッダ２６、バンド部材４０をロウ付け固定することが可能になる。ここで、分流器２２と出入口ヘッダ２６と通路２２ａとが互いにロウ付け固定されるだけでなく、分流器２２と出入口ヘッダ２６はさらにバンド部材４０ともロウ付け固定される。
（８−２）変形例Ｂ
上記実施形態では、結束部９がバンド部材４０および挟持具５０に別れて構成されている場合を例に挙げて説明した。
しかし、挟持具５０の一部に係止孔を設けて、挟持具の一部からバンド部を伸び出させる等のようにして、両部材を一体的に構成させてもよい。
（８−３）変形例Ｃ
上記実施形態では、複数の連絡配管２５ａ〜２５ｊの表面や挟持具５０の表面には、ロウ材として機能するクラッド材が設けられている場合を例に挙げて説明した。
しかし、ロウ付け対象となる複数の部材としては、このようにロウ材が表面に設けられているものに限られず、ロウ付け対象となる複数の部材以外の任意の対象からロウ材を得るようにしてもよい。
１ 空気調和装置
９ 結束部
２０ 室外熱交換器（熱交換器）
２２ 分流器（複数の部材）
２４ 折返しヘッダ（複数の部材、ヘッダ）
２５ 連絡部
２５ａ〜２５ｊ 連絡配管（複数の部材）
２６ 出入口ヘッダ（複数の部材、ヘッダ）
４０ バンド部材
４１ 本体部
４２ 係止孔（係止部）
４３ バンド部
５０ 挟持具
特開２０１４−１３７１５５号公報
本発明は、熱交換器およびその製造方法に関する。
従来から、ヘッダや扁平管やフィンがアルミニウムまたはアルミニウム合金によって構成されている熱交換器がある。
例えば、特許文献１（特開２０１４−１３７１５５号公報）に記載の熱交換器では、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって構成されたヘッダと扁平管とフィンとをロウ付けあるいは溶接によって互いに固定させることが示されている。
これに対して、例えば、作業するためのスペースが小さい場合には、スポット溶接を行うことが困難になることがある。また、ロウ材を配置しにくい場所では、ロウ付けが困難になることがある。また、仮に、これらの処理によって固定ができたとしても、その固定強度を十分に高めて信頼性を確保することが困難になることがある。
ここで、固定を行う際に更なる部品を用いる場合には、固定対象物と当該部品との間で電気的腐食が生じてしまうおそれがある。
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、電気的腐食を抑制しつつ複数の部品を強固に固定することが可能な熱交換器およびその製造方法を提供することにある。
第１観点に係る熱交換器は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である複数の部材と、結束部と、を備えている。結束部は、本体部とバンド部を有しており、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である。本体部は、係止部を含んでいる。バンド部は、本体部から伸びており本体部側とは反対側の部分が係止部において係止される。結束部は、複数の部材を結束している。結束部と複数の部材とは、ロウ材が介在した状態で固定されている。
ここで、「熱交換器」とは、特に限定されず、伝熱管やフィンを備えたものであってもよく、伝熱管やフィン以外の他の部材や配管である分流器やヘッダを有している場合には、熱交換器にはこれらが含まれるものとする。
この熱交換器では、複数の部材と結束部がいずれもアルミニウムまたはアルミニウム合金製であるため、腐食の発生を抑制することが可能になる。また、複数の部材が結束部によって束ねられた状態で炉に入れられることで、複数の部材を炉に入れる操作を容易にすることが可能になる。しかも、結束部が樹脂製等ではなくてアルミニウムまたはアルミニウム合金製であるために、炉内温度に耐えることができる。さらに、複数の部材を結束するために用いた結束部は、複数の部材に対してロウ材を介在させることで固定されるため、複数の部材を強固に固定することが可能になる。
第２観点に係る熱交換器は、第１観点に係る熱交換器であって、複数の部材と結束部とが少なくとも一部で接触している。
この熱交換器では、複数の部材を炉に入れる際に、複数の部材の脱落を抑制し、ロウ付け不良を抑制することが可能になる。
第３観点に係る熱交換器は、第１観点または第２観点に係る熱交換器であって、複数の部材は、ヘッダと、複数の連絡配管と、を含んでいる。ヘッダは、内部が複数の空間に仕切られている。各連絡配管は、ヘッダの内部の複数の空間同士を接続する。結束部は、複数の連絡配管を結束している。結束部と複数の連絡配管とは、ロウ材が介在した状態で固定されている。
この熱交換器では、複数の連絡配管を強固に固定することが可能になる。
第４観点に係る熱交換器は、第１観点または第２観点に係る熱交換器であって、複数の部材は、分流器とヘッダとを含んでいる。結束部は、分流器およびヘッダを結束している。結束部と、分流器およびヘッダと、は、ロウ材が介在した状態で固定されている。
この熱交換器では、分流器とヘッダを強固に固定することが可能になる。
第５観点に係る熱交換器は、第１観点から第４観点のいずれかに係る熱交換器であって、複数の部材は、結束部によって結束される部分が同じ方向に向けて伸びている。結束部は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である挟持具をさらに有している。挟持具は、結束部によって結束される部分が共通して伸びている方向における幅がバンド部よりも大きい部分を有しており、複数の部材を挟むことが可能である。挟持具と本体部とバンド部は、複数の部材を結束している。挟持具と本体部とバンド部と、複数の部材と、は、ロウ材が介在した状態で固定されている。
この熱交換器では、結束部によって結束される部分が伸びる方向の幅がバンド部よりも大きい部分を有している挟持具を用いるため、より安定的に固定することが可能になる。
第６観点に係る熱交換器の製造方法は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である複数の部材を有する熱交換器の製造方法であって、第１工程および第２工程を備える。第１工程では、複数の部材を、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である結束部によって束ねる。第２工程では、複数の部材が結束部によって束ねられている状態を維持したまま、複数の部材および結束部を炉に入れて、複数の部材と結束部とをロウ材を介在させることで固定する。
この熱交換器の製造方法で得られる熱交換器は、複数の部材と結束部がいずれもアルミニウムまたはアルミニウム合金製であるため、腐食の発生を抑制することが可能になる。また、複数の部材が結束部によって束ねられた状態で炉に入れられることで、複数の部材を炉に入れる操作を容易にすることが可能になる。しかも、結束部が樹脂製等ではなくてアルミニウムまたはアルミニウム合金製であるために、炉内温度に耐えることができる。さらに、複数の部材を結束するために用いた結束部は、複数の部材に対してロウ材を介在させることで固定されるため、複数の部材を強固に固定することが可能になる。
第１観点に係る熱交換器および第６観点の熱交換器の製造方法で得られる熱交換器は、電気的腐食を抑制しつつ複数の部品を強固に固定することが可能である。
第２観点に係る熱交換器では、複数の部材を炉に入れる際に、複数の部材の脱落を抑制し、ロウ付け不良を抑制することが可能になる。
第３観点に係る熱交換器では、複数の連絡配管を強固に固定することが可能になる。
第４観点に係る熱交換器では、分流器とヘッダを強固に固定することが可能になる。
第５観点に係る熱交換器では、複数の部材のより安定的な固定が可能になる。
一実施形態に係る空気調和装置の構成の概要を説明するための回路図。 空調室外機の外観を示す斜視図。 空調室外機の各機器の配置を説明する概略上面断面図。 室外熱交換器の示す概略外観斜視図。 室外熱交換器における伝熱フィンの扁平多穴管に対する取付状態を示す概略斜視図。 折返しヘッダおよび連絡部の分解概略斜視図。 結束部によって結束されている様子の一例を示す正面図である。 結束部によって結束されている様子の一例を示す外観斜視図（折返しヘッダ側から見た図）である。 結束部によって結束されている様子の一例を示す外観斜視図（正面下方から見た図）である。 結束部によって結束されている様子の一例を示す外観斜視図（背面下方から見た図）である。 バンド部材の平面図である。 挟持具の側面図である。 複数の連絡配管と結束部９とのロウ付け固定のフローチャートである。 挟持具と複数の連絡配管とのロウ付け固定状態を示す図７のＸ−Ｘ面の断面図である。 変形例に係るバンド部材が分流器と出入口ヘッダとを固定している例の上面視配置構成図である。
本発明の一実施形態に係る熱交換器を備えた空気調和装置１について、以下、図面を参照しながら説明する。
（１）空気調和装置１の全体構成
図１は、本発明の一実施形態に係る空気調和装置１の構成の概要を示す回路図である。
空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって空調室内機３が設置されている建物内の冷暖房に使用される装置であり、熱源側ユニットとしての空調室外機２と、利用側ユニットとしての空調室内機３とが冷媒連絡配管６，７で接続されて構成されている。
空調室外機２と空調室内機３と冷媒連絡配管６，７とが接続されて構成される冷媒回路は、圧縮機９１、四路切換弁９２、室外熱交換器２０（熱交換器）、膨張弁３３、室内熱交換器４およびアキュムレータ９３などが冷媒配管で接続されることで構成されている。この冷媒回路内には冷媒が封入されており、冷媒が圧縮され、冷却され、減圧され、加熱・蒸発された後に、再び圧縮されるという冷凍サイクル運転が行われるようになっている。冷媒としては、例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ２２、Ｒ１３４ａ、二酸化炭素、などから選択されたものが用いられる。
（２）空気調和装置１の詳細構成
（２−１）空調室内機３
空調室内機３は、室内の壁面に壁掛け等により、又は、ビル等の室内の天井に埋め込みや吊り下げ等により設置される。空調室内機３は、室内熱交換器４と、室内ファン５とを有している。室内熱交換器４は、例えば伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の凝縮器として機能して室内空気を加熱する熱交換器である。
（２−２）空調室外機２
空調室外機２は、ビル等の室外に設置されており、冷媒連絡配管６，７を介して空調室内機３に接続される。空調室外機２は、図２および図３に示されているように、略直方体状のユニットケーシング１０を有している。
図３に示されているように、空調室外機２は、ユニットケーシング１０の内部空間を鉛直方向に延びる仕切板１８で二つに分割することによって送風機室Ｓ１と機械室Ｓ２とを形成した構造（いわゆる、トランク型構造）を有するものである。空調室外機２は、ユニットケーシング１０の送風機室Ｓ１内に配置された室外熱交換器２０および室外ファン９５を有しており、ユニットケーシング１０の機械室Ｓ２内に配置された圧縮機９１、四路切換弁９２、アキュムレータ９３、膨張弁３３、ガス冷媒配管３１、および、液冷媒配管３２を有している。
ユニットケーシング１０は、底板１２と、天板１１と、送風機室側の側板１３と、機械室側の側板１４と、送風機室側前板１５と、機械室側前板１６とを備えて、筐体を構成している。
空調室外機２は、ユニットケーシング１０の背面および側面の一部からユニットケーシング１０内の送風機室Ｓ１に室外空気を吸い込んで、吸い込んだ室外空気をユニットケーシング１０の前面から吹き出すように構成されている。具体的には、ユニットケーシング１０内の送風機室Ｓ１に対して、吸込口１０ａと吸込口１０ｂと吹出口１０ｃとが形成されている。吸込口１０ａおよび吸込口１０ｂの全体は、送風機室側の側板１３の背面側の端部から機械室側の側板１４の送風機室Ｓ１側の端部にわたって広がっている。また、吹出口１０ｃは、送風機室側前板１５に設けられており、その前側がファングリル１５ａによって覆われている。
四路切換弁９２は、冷媒の流れの方向を切り換えるための機構である。冷房運転時には、四路切換弁９２は、圧縮機９１の吐出側の冷媒配管と室外熱交換器２０の一端（ガス側端部）から延びるガス冷媒配管３１とを接続するとともに、アキュムレータ９３を介してガス冷媒の冷媒連絡配管７と圧縮機９１の吸入側の冷媒配管とを接続する（図１の四路切換弁９２の実線を参照）。また、暖房運転時には、四路切換弁９２は、圧縮機９１の吐出側の冷媒配管とガス冷媒の冷媒連絡配管７とを接続するとともに、アキュムレータ９３を介して圧縮機９１の吸入側と室外熱交換器２０の一端（ガス側端部）から延びるガス冷媒配管３１とを接続する（図１の四路切換弁９２の破線を参照）。
室外熱交換器２０は、送風機室Ｓ１において吸込口１０ａ，１０ｂに対向するようにして、上下方向（鉛直方向）に立てて配置されている。室外熱交換器２０は、アルミニウム製の熱交換器であり、本実施形態では設計圧力が３ＭＰａ〜４ＭＰａ程度のものを用いている。室外熱交換器２０は、一端（ガス側端部）から、四路切換弁９２と接続されるように、ガス冷媒配管３１が延びている。また、室外熱交換器２０の他端（液側端部）から、膨張弁３３に接続されるように、液冷媒配管３２が延びている。
アキュムレータ９３は、四路切換弁９２と圧縮機９１との間に接続されている。アキュムレータ９３は、冷媒を気相と液相とに分ける気液分離機能を具備している。アキュムレータ９３に流入する冷媒は、液相と気相とに分かれ、上部空間に集まる気相の冷媒が圧縮機９１へと供給される。
膨張弁３３は、冷媒回路において冷媒を減圧するための機構であり、開度調整が可能な電動弁である。膨張弁３３は、冷媒圧力や冷媒流量の調節を行うために、室外熱交換器２０と液冷媒の冷媒連絡配管６の間に設けられ、冷房運転時および暖房運転時のいずれにおいても、冷媒を膨張させる機能を有している。
室外ファン９５は、室外熱交換器２０を流れる冷媒との間で熱交換をさせるための室外空気を、室外熱交換器２０に対して供給する。室外ファン９５は、室外熱交換器２０に対向するようにして、送風機室Ｓ１に配置されている。室外ファン９５は、背面側からユニット内に室外空気を吸入して、室外熱交換器２０において冷媒と室外空気との間で熱交換を行わせた後に、熱交換後の空気を前面側からユニット外に排出する。
（３）空気調和装置１の動作
（３−１）冷房運転
冷房運転時は、四路切換弁９２が図１の実線で示される状態、すなわち、圧縮機９１の吐出側がガス冷媒配管３１を介して室外熱交換器２０のガス側に接続され、かつ、圧縮機９１の吸入側がアキュムレータ９３、冷媒連絡配管７を介して室内熱交換器４のガス側に対して接続された状態となっている。膨張弁３３は、室内熱交換器４の出口（すなわち、室内熱交換器４のガス側）における冷媒の過熱度が一定になるように開度調節されるようになっている（過熱度制御）。この冷媒回路の状態で、圧縮機９１、室外ファン９５および室内ファン５を運転すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機９１で圧縮されることで高圧のガス冷媒となる。この高圧のガス冷媒は、四路切換弁９２を経由して室外熱交換器２０に送られる。その後、高圧のガス冷媒は、室外熱交換器２０において、室外ファン９５によって供給される室外空気と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となる。そして、過冷却状態になった高圧の液冷媒は、室外熱交換器２０から膨張弁３３に送られる。膨張弁３３によって圧縮機９１の吸入圧力近くまで減圧されて低圧の気液二相状態となった冷媒は、室内熱交換器４に送られ、室内熱交換器４において室内空気と熱交換を行って蒸発して低圧のガス冷媒となる。
この低圧のガス冷媒は、冷媒連絡配管７を経由して空調室外機２に送られ、再び、圧縮機９１に吸入される。このように冷房運転では、空気調和装置１は、室外熱交換器２０を圧縮機９１において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室内熱交換器４を室外熱交換器２０において凝縮された冷媒の蒸発器として機能させる。
（３−２）暖房運転
暖房運転時は、四路切換弁９２が図１の破線で示される状態、すなわち、圧縮機９１の吐出側が冷媒連絡配管７を介して室内熱交換器４のガス側に接続され、かつ、圧縮機９１の吸入側がガス冷媒配管３１を介して室外熱交換器２０のガス側に接続された状態となっている。膨張弁３３は、室内熱交換器４の出口における冷媒の過冷却度が過冷却度目標値で一定になるように開度調節されるようになっている（過冷却度制御）。この冷媒回路の状態で、圧縮機９１、室外ファン９５および室内ファン５を運転すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機９１に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となり、四路切換弁９２、および、冷媒連絡配管７を経由して、空調室内機３に送られる。
そして、空調室内機３に送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器４において、室内空気と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となった後、膨張弁３３を通過する際に、膨張弁３３の弁開度に応じて減圧される。この膨張弁３３を通過した冷媒は、室外熱交換器２０に流入する。そして、室外熱交換器２０に流入した低圧の気液二相状態の冷媒は、室外ファン９５によって供給される室外空気と熱交換を行って蒸発して低圧のガス冷媒となり、四路切換弁９２を経由して、再び、圧縮機９１に吸入される。このように暖房運転では、空気調和装置１は、室内熱交換器４を圧縮機９１において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室外熱交換器２０を室内熱交換器４において凝縮された冷媒の蒸発器として機能させる。
（４）室外熱交換器２０の詳細構成
（４−１）室外熱交換器２０の全体構成
図４に、室外熱交換器２０の概略外観斜視図を示す。また、図５に、伝熱フィン２１ａの扁平多穴管２１ｂに対する取付状態を示す。
室外熱交換器２０は、室外空気と冷媒との熱交換を行わせる熱交換部２１と、この熱交換部２１の一端側に設けられた出入口ヘッダ管２６および折返しヘッダ２４と、この熱交換部２１の他端側に設けられた連結ヘッダ２３と、折返しヘッダ２４の下部と折返しヘッダ２４の上部を連結させる連絡部２５と、出入口ヘッダ管２６の下方に分流された冷媒を導く分流器２２と、を備えている。
（４−２）熱交換部２１
熱交換部２１は、多数の伝熱フィン２１ａと多数の扁平多穴管２１ｂとで構成されている。伝熱フィン２１ａおよび扁平多穴管２１ｂは、いずれもアルミニウム製もしくはアルミニウム合金製である。
伝熱フィン２１ａは、図５に示すように、平板部材であり、各伝熱フィン２１ａには水平方向に延びる扁平管挿入用の切り欠き２１ａａが形成されている。この伝熱フィン２１ａには、この切り欠き２１ａａが上下方向に複数並ぶようにして設けられている。なお、伝熱フィン２１ａは、空気流れの上流側に向けて突出した部分を無数に有するように取り付けられている。
扁平多穴管２１ｂは、伝熱管として機能し、伝熱フィン２１ａと室外空気との間を移動する熱を、内部を流れる冷媒に伝達する。この扁平多穴管２１ｂは、伝熱面となる上下の平面部と、冷媒が流れる複数の流入口２１ｂａを有している。扁平多穴管２１ｂの複数の流入口２１ｂａは、室外熱交換器２０を通過する空気流れ方向に並んでいる。このような形状を有する扁平多穴管２１ｂは、複数設けられており、これら複数が鉛直方向に所定の間隔をあけて配置されている。
なお、この熱交換部２１は、室外ファン９５によって生じる空気流れ方向（筐体の背面および左側面側から筐体の正面のファングリル１５ａに向かう流れ）において、風上の部分を縁取るように設けられた風上側熱交換部２０ａと、風下側を縁取るように設けられた風下側熱交換部２０ｂと、を有している。これらの風上側熱交換部２０ａと風下側熱交換部２０ｂとは、空気流れ方向において２列並ぶように配置されている。
風上側熱交換部２０ａは、風上側を縁取るように延びており上下方向に複数本並んだ扁平多穴管２１ｂと、この扁平多穴管２１ｂに固定された伝熱フィン２１ａとを有している。また、風下側熱交換部２０ｂも、同様に、風下側を縁取るように延びており上下方向に複数本並んだ扁平多穴管２１ｂと、この扁平多穴管２１ｂに固定された伝熱フィン２１ａとを有している。
（４−３）分流器２２
分流器２２は、液冷媒配管３２と出入口ヘッダ管２６の下方部分とを連結させるように接続されている。この分流器２２は、例えば、室外熱交換器２０が冷媒の蒸発器として機能する際には、液冷媒配管３２から流れてきた冷媒を高さ方向に分流させ、分流器２２で分流された各冷媒流れは、出入口ヘッダ管２６の下方部分の各高さ位置を介して、風上側熱交換部２０ａの下方部分に導かれる（図４の点線参照）。
（４−４）出入口ヘッダ管２６
出入口ヘッダ管２６は、鉛直方向に延びるアルミニウム製もしくはアルミニウム合金製の筒状部材であり、内部が上方部分と下方部分とに分割されている。具体的には、出入口ヘッダ管２６の内部は、水平方向に広がったバッフルによって上下に仕切られている。
この出入口ヘッダ管２６の下方部分は、室外熱交換器２０が冷媒の蒸発器として機能する際には、冷媒の入口として機能し、室外熱交換器２０が冷媒の放熱器として機能する際には、冷媒の出口として機能する。また、出入口ヘッダ管２６の上方部分は、室外熱交換器２０が冷媒の蒸発器として機能する際には、冷媒の出口として機能し、室外熱交換器２０が冷媒の放熱器として機能する際には、冷媒の入口として機能する。
出入口ヘッダ管２６の下方部分は、分流器２２を介して、液冷媒配管３２に接続されている。出入口ヘッダ管２６の上方部分は、ガス冷媒配管３１に対して接続されている。
また、出入口ヘッダ管２６の下方部分は、室外熱交換器２０が蒸発器として機能する際に分流器２２によって分流された冷媒の高さ方向における分布が維持されるように、上下に並んだ複数の空間を有している。これらの空間は、出入口ヘッダ管２６の下方部分の内部空間が複数のバッフルによって上下に仕切られることで区画されている。これにより、分流器２２によって高さ方向に分けられた各冷媒流れそれぞれを、分けられた分流状態を維持させたままで出入口ヘッダ管２６の下方部分を介して熱交換部２１に送ることができるように構成されている。
以上の構成により、室外熱交換器２０が冷媒の蒸発器として機能する場合には、液冷媒配管３２と分流器２２と出入口ヘッダ管２６の下方部分を介して熱交換部２１に流入した冷媒は、以下の各部材を通過しながら蒸発し、出入口ヘッダ管２６の上方部分に到達する。そして、蒸発した冷媒は、出入口ヘッダ管２６の上方部分とガス冷媒配管３１を介して室外熱交換器２０の外部に流出していくことになる。なお、室外熱交換器２０が冷媒の放熱器として機能している場合には、上記とは逆の流れになる。
（４−５）連結ヘッダ２３
連結ヘッダ２３は、室外熱交換器２０のうち、熱交換部２１の出入口ヘッダ管２６や折返しヘッダ２４が設けられている側（図３でいう機械室側）の端部とは反対側（図３でいう送風機室側）に設けられている。
連結ヘッダ２３は、風上側熱交換部２０ａの扁平多穴管２１ｂを流れた冷媒を同じ高さ位置の風下側熱交換部２０ｂの扁平多穴管２１ｂに導くか、風下側熱交換部２０ｂの扁平多穴管２１ｂを流れた冷媒を同じ高さ位置の風上側熱交換部２０ａの扁平多穴管２１ｂに導くように構成されている。ここで、連結ヘッダ２３のうちの出入口ヘッダ管２６の下方部分に対応した高さ位置の部分を流れる冷媒流れの向きと、連結ヘッダ２３のうちの出入口ヘッダ管２６上方部分に対応した高さ位置の部分を流れる冷媒流れの向きとは、互いに反対方向となっている。具体的には、室外熱交換器２０が冷媒の蒸発器として機能する場合には、連結ヘッダ２３の下方部分は風上側熱交換部２０ａを流れた冷媒を風下側熱交換部２０ｂに導き、連結ヘッダ２３の上方部分は風下側熱交換部２０ｂを流れた冷媒を風上側熱交換部２０ａに導く（図４の点線参照）。室外熱交換器２０が冷媒の放熱器として伊能する場合には、上述とは反対の冷媒流れとなる。
この連結ヘッダ２３では、冷媒の上下方向の移動は生じず、室外熱交換器２０内における冷媒の流路を同じ高さ位置で単に繋ぐ役割を果たしている。
（４−６）折返しヘッダ２４および連絡部２５
折返しヘッダ２４は、熱交換部２１の連結ヘッダ２３が設けられている側の端部とは反対側の端部であって、出入口ヘッダ管２６よりも風下側において上下方向に延びるように設けられている。この折返しヘッダ２４は、熱交換部２１のうちの風下側熱交換部２０ｂの連結ヘッダ２３側とは反対側の端部に接続されている。折返しヘッダ２４もアルミニウム製もしくはアルミニウム合金製の部材である。
連絡部２５は、折返しヘッダ２４に対して接続されるアルミニウム製もしくはアルミニウム合金製の配管である複数の連絡配管２５ａ〜２５ｊを有している。複数の連絡配管２５ａ〜２５ｊのそれぞれは、折返しヘッダ２４の内部において複数に仕切られている空間のうち下方の空間と上方の空間とを一対一に接続する。本実施形態において、各連絡配管２５ａ〜２５ｊは、円筒形状である。
折返しヘッダ２４は、図６の折返しヘッダ２４および連絡部２５の分解概略斜視図に示すように、複数の扁平多穴管２１ｂの一端が接続されている多穴側部材６１と、扁平多穴管２１ｂが接続されている側とは反対側を構成する配管側部材６２と、多穴側部材６１と配管側部材６２との間に位置する仕切部材７０と、折返しヘッダ２４内部の空間を上下に仕切っている複数のバッフル８０と、を有している。
折返しヘッダ２４は、これらの複数の部材を組合せることで構成される鉛直方向に長い構造物である。折返しヘッダ２４では、仕切部材７０以外の各部材が、主として１つの部品である仕切部材７０に対して固定されて構成されているため、互いの位置決めを行いやすく、強度を確保しやすく、鉛直方向に長い構造であっても製造を容易にすることができている。
多穴側部材６１は、熱交換部２１側の折返しヘッダ２４の壁面を構成しており、上面視において略半円弧形状に形成されている。この多穴側部材６１は、この半円弧形状が上下方向に延びた形状を有しており、扁平多穴管２１ｂを挿入するための板厚方向に貫通した開口が高さ位置毎に複数設けられている。
配管側部材６２は、折返しヘッダ２４の壁面のうち熱交換部２１側とは反対側の壁面を構成しており、上面視において略半円弧形状に形成されている。この配管側部材６２は、この半円弧形状が上下方向に延びた形状を有している。配管側部材６２は、連絡部２５の連絡配管２５ａ〜２５ｊを挿入するための板厚方向に貫通した開口が高さ位置毎に複数設けられている。また、この配管側部材６２には、バッフル８０の一端側を固定するための開口が高さ位置毎にそれぞれ設けられている。
仕切部材７０は、折返しヘッダ２４の内部の空間を、多穴側部材６１側の空間と配管側部材６２側の空間とに仕切るように前後および上下に延びている。仕切部材７０には、バッフル８０を挿入固定するための開口が高さ位置毎に設けられている。
折返しヘッダ２４は、図６に示すように、内部空間が、ノズルが設けられた上昇流れ形成部材８１によって、下方の下方折返し部分３４と、上方の上方折返し部分３７とに上下に分割されている。
下方折返し部分３４の内部空間は、バッフル８０によって、下方の第１下方折返し部分３５と、上方の第２下方折返し部分３６とに上下にさらに分割されている。なお、この第１下方折返し部分３５の内部は、複数のバッフル８０によって、上下方向にさらに複数の空間に仕切られている。
上方折返し部分３７の内部空間も、バッフル８０によって、下方の第１上方折返し部分３８と上方の第２上方折返し部分３９とに上下方向にさらに分割されている。なお、この第２上方折返し部分３９の内部は、複数のバッフル８０によって、上下方向にさらに複数の空間に仕切られている。第２上方折返し部分３９の内部において仕切られている各空間には、それぞれ複数の扁平多穴管２１ｂが接続されている。この第２上方折返し部分３９の内部において仕切られている各空間には、それぞれ上昇流れを形成するためのノズルが設けられた上昇流れ形成部材８１が設けられている。このため、第２上方折返し部分３９の内部において仕切られている各空間に対して異なる高さ位置で接続されている複数の扁平多穴管２１ｂそれぞれに対して冷媒を送り込むことが可能になっている。
なお、第２下方折返し部分３６と第１上方折返し部分３８には、連絡配管２５ａ〜２５ｊのいずれも接続されておらず、第２下方折返し部分３６内に流入した冷媒は、ノズルが設けられた上昇流れ形成部材８１を介して折返しヘッダ２４内を上昇し、第１上方折返し部分３８から流出するか、第１上方折返し部分３８内に流入した冷媒は、ノズルが設けられた上昇流れ形成部材８１を介して折返しヘッダ２４内を下降し、第２下方折返し部分３６から流出するように流れる。
連絡部２５の連絡配管２５ａ〜２５ｊは、それぞれ、第１下方折返し部分３５の内部において複数のバッフル８０によって上下方向に仕切られている複数の空間の１つと、第２上方折返し部分３９の内部において複数のバッフル８０によって上下方向に仕切られている複数の空間の１つと、を一対一に上下に接続する。なお、本実施形態では、連絡部２５の連絡配管２５ａは、折返しヘッダ２４の内部空間のうち、第２上方折返し部分３９の最も上方の空間と、第１下方折返し部分３５の最も下方の空間と、を接続している。また、連絡部２５の連絡配管２５ｂは、折返しヘッダ２４の内部空間のうち、第２上方折返し部分３９の上から２番目の空間と、第１下方折返し部分３５の下から２番目の空間と、を接続している。このようにして、連絡部２５の連絡配管２５ａ〜２５ｊは、連絡距離が遠い順に接続している。
以上の接続状態において、室外熱交換器２０が冷媒の蒸発器として機能する場合には、熱交換部２１の風下側熱交換部２０ｂの下方部分を介して第１下方折返し部分３５に流入した冷媒は連絡部２５の連絡配管２５ａ〜２５ｊを介して第２上方折返し部分３９に送られる。また、熱交換部２１から第２下方折返し部分３６に流入した冷媒は連絡部２５を介することなく折返しヘッダ２４内の空間を介して第１上方折返し部分３８に送られる。ここで、第２上方折返し部分３９や第１上方折返し部分３８に送られた冷媒は、熱交換部２１の風下側熱交換部２０ｂの上方部分に送られる。
ここで、第１下方折返し部分３５に接続された扁平多穴管２１ｂの本数よりも、第２上方折返し部分３９に接続された扁平多穴管２１ｂの本数の方が多くなるように構成されている。また、第２下方折返し部分３６に接続された扁平多穴管２１ｂの本数よりも、第１上方折返し部分３８に接続された扁平多穴管２１ｂの本数の方が多くなるように構成されている。
なお、熱交換部２１の風下側熱交換部２０ｂの下方部分を介して第１下方折返し部分３５に流入する冷媒は、第１下方折返し部分３５の内部においてバッフル８０によって上下に仕切られている各空間を分流状態（風下側熱交換部２０ｂの下方部分で上下に並んだ複数の扁平多穴管２１ｂに分けられている分流状態）を維持したまま流れる。このようにして第１下方折返し部分３５の内部の各空間を流れる冷媒は、分流状態を維持したままで連絡部２５の連絡配管２５ａ〜２５ｊをそれぞれ流れて、第２上方折返し部分３９の内部においてバッフル８０によって上下に仕切られている各空間を分流状態（連絡部２５の連絡配管２５ａ〜２５ｊに分けられている分流状態）を維持したままで流れる。
（５）連絡部２５の連絡配管２５ａ〜２５ｊの結束部９による結束
図６に点線で概略配置を示すように、連絡部２５の連絡配管２５ａ〜２５ｊは、複数の結束部９によって結束された状態でロウ付け固定されている。
図７〜図１０において、結束部９によって結束されている箇所の一例の外観斜視図を示す。ここで、図７は正面図であり、図８は折返しヘッダ２４側から見た外観斜視図であり、図９は正面下方から見た外観斜視図であり、図１０は背面下方から見た外観斜視図である。
結束部９は、バンド部材４０と、挟持具５０によって構成されている。
バンド部材４０は、平面図である図１１に示すように、本体部４１と、バンド部４３と、を有する、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の部材である。本体部４１は、内側において板厚方向に貫通した係止孔４２を有している。バンド部４３は、本体部４１の一部から伸び出しており、係止孔４２に挿入可能なように係止孔４２の幅よりも細く形成されている。このバンド部４３は、人間の手で折り曲げ可能であって、一度な係止孔４２に挿入されて折り曲げられた場合には緩みにくい程度の剛性を有している。また、バンド部４３は、一重巻きするだけで十分に結束固定できるように、剛性が調節されている。
挟持具５０は、側面図である図１２に示すように、と、を有する、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の部材である。第１壁面部５１と、第２壁面部５２と、第１湾曲部５３と、第２湾曲部５４を有している。本実施形態では挟持具５０として、連絡配管２５ａ〜２５ｊを第１壁面部５１側と第２壁面部５２側とに２列に収容できるものを例示している。第１壁面部５１と第２壁面部５２とは、互いに対面するように広がる面状部分であり、内部に収容される連絡配管２５ａ〜２５ｊを径方向外側から板厚方向に挟持することができる。また、第１湾曲部５３は、その内面が、第１壁面部５１の一端側に収容される連絡配管２５ａ〜２５ｊの周面に沿いやすいように湾曲して構成されている。第２湾曲部５４も同様に、その内面が、第２壁面部５２の一端側に収容される連絡配管２５ａ〜２５ｊの周面に沿いやすいように湾曲して構成されている。第１湾曲部５３と第２湾曲部５４とはなだらかな曲面を介して連続している。第１壁面部５１の第１曲面部５３側とは反対側の端部中央付近には、バンド部材４０のバンド部４３を通過させるための第１切り込み５１ａが形成されている。この第１切り込み５１ａの幅は、バンド部材４０のバンド部４３の幅よりも大きく、バンド部材４０の本体部４１の幅よりも小さく構成されている。第２壁面部５２の第２曲面部５４側とは反対側の端部中央付近においても、同様に、バンド部材４０のバンド部４３を通過させるための第２切り込み５２ａが形成されている。この第２切り込み５２ａの幅についても、バンド部材４０のバンド部４３の幅よりも大きく、バンド部材４０の本体部４１の幅よりも小さく構成されている。第１切り込み５１ａと第２切り込み５２ａの切り込み深さは、連絡配管２５ａ〜２５ｊの外径よりも短い。
（６）ロウ付け
連絡部２５の各連絡配管２５ａ〜２５ｊの外側表面には、クラッド材が被覆された皮膜が形成されている。当該クラッド材は、連絡配管２５ａ〜２５ｊの外表面を孔食から保護することが保護することが可能な犠牲材であり、特に限定されないが、例えば、亜鉛を僅かに（例えば１％以下）含むアルミニウム７０７２等の合金を用いることができる。また、このクラッド材の融点は、連絡部２５の各連絡配管２５ａ〜２５ｊのクラッド材以外の部分の融点よりも低く、ロウ材としても機能することができる。
また、結束部９の挟持具５０の表面においても、各連絡配管２５ａ〜２５ｊの外側表面と同様のクラッド材が被覆された皮膜が形成されている。なお、結束部９のバンド部材４０にはこのようなクラッド材による被覆はなされていない。
このように、外側表面がクラッド材で被覆された連絡配管２５ａ〜２５ｊは、互いが密着するように結束部９によって結束された状態で、炉中ロウ付けされる。
具体的には、図１３に記載のフローチャートに従った手順で、連絡配管２５ａ〜２５ｊと結束部９とは一体化固定される。
ステップＳ１０では、クラッド材で被覆された連絡配管２５ａ〜２５ｊを、径方向外側から覆うようにして、結束部９の挟持具５０によって挟持させる。
ステップＳ２０では、連絡配管２５ａ〜２５ｊを挟持している挟持具５０をさらに径方向外側からバンド部材４０によって結束する。ここで、バンド部材４０は、本体部４１を第２壁面部５２の外側に位置させつつ、バンド部４３を挟持具５０の第１切り込み５１ａおよび第２切り込み５２ａを通過させながら周回させる。バンド部４３の本体部４１側とは反対側端部は、係止孔４２に通過させた後、折り返すことにより、連絡配管２５ａ〜２５ｊおよび挟持具５０を締め付けて位置決めさせる。
なお、ここで、挟持具５０のうち第１曲面部５３や第２曲面部５４とは反対側の部分は開放されている。そして、挟持具５０には、第１切り込み５１ａおよび第２切り込み５２ａが設けられていることで、バンド部４３が挟持具５０の開放部分に位置している連絡配管２５ａ〜２５ｊの外周面に接して沿うことが可能になっている。
ステップＳ３０では、複数の連絡配管２５ａ〜２５ｊと、挟持具５０と、バンド部材４０とが一体となった状態で炉に入れられる。
ステップＳ４０では、炉の温度が連絡配管２５ａ〜２５ｊや挟持具５０のクラッド材の融点よりも高い温度であってクラッド材以外の部分の融点以下の温度まで高められることで、クラッド材を融解させてロウ材として機能させる。これにより、連絡配管２５ａ〜２５ｊの表面に位置していたクラッド材の一部は、図１４の断面図（図７のＸ−Ｘ断面の図）に示すように、連絡配管２５ａ〜２５ｊの接触部分に移動してフィレット９９を形成し、連絡配管２５ａ〜２５ｊ同士をロウ付け固定させる。また、連絡配管２５ａ〜２５ｊの表面に位置していたクラッド材の一部は、挟持具５０の内側面と複数の連絡配管２５ａ〜２５ｊとの接触部分にも移動してフィレット９９を形成し、挟持具５０と連絡配管２５ａ〜２５ｊとをロウ付け固定させる。また、バンド部材４０のバンド部４３は、複数の連絡配管２５ａ〜２５ｊの外表面と接触している部分において、互いにロウ付け固定される。
以上のようにして、複数の連絡配管２５ａ〜２５ｊと結束部９とは互いにロウ付け固定される。
（７）特徴
結束部９を構成するバンド部材４０と挟持具５０は、結束させる対象である連絡配管２５ａ〜２５ｊと同じ素材であるアルミニウムまたはアルミニウム合金製である。このため、結束固定された状態で結束部９と連絡部２５との間で電気的腐食が生じにくい。
また、連絡配管２５ａ〜２５ｊが結束部９によって束ねられた状態で炉に入れられるため、脱落が生じにくく、炉に入れる作業を容易に行うことができる。また、連絡配管２５ａ〜２５ｊが結束部９によって束ねられることで、連絡配管２５ａ〜２５ｊと結束部９とが互いが密着した状態を維持したままで炉に入れることができるため、当該密着部分に対してロウ材として機能するクラッド材を導きやすくなり、固定の信頼性を高めることができる。
ここで、結束部９は、樹脂等とは異なり、ロウ材として機能するクラッド材の融点よりも融点が高いアルミニウムまたはアルミニウム合金製であるため、炉内の温度に融解することなく耐えることができる。
そして、連絡配管２５ａ〜２５ｊを結束するために用いた結束部９は、最終的に連絡配管２５ａ〜２５ｊに対してロウ付け固定される。このため、連絡配管２５ａ〜２５ｊ同士のロウ付け固定だけでなく、連絡配管２５ａ〜２５ｊと結束部９とのロウ付け固定を行うことで、固定構造をより強固にすることが可能になる。
なお、本実施形態では、バンド部材４０のバンド部４３よりも幅広である第１側壁部５１および第２側壁部５２を備えた挟持具５０を用いている。このため、複数の連絡配管２５ａ〜２５ｊが挟持具５０により挟持される部分の長さ（複数の連絡配管２５ａ〜２５ｊの長手方向における長さ）を十分に長く確保することが可能になっている。このため、結束および固定をより安定的にすることが可能になる。
（８）変形例
（８−１）変形例Ａ
上記実施形態では、バンド部材４０と挟持具５０とを備えた結束部９が複数の連絡配管２５ａ〜２５ｊを結束させつつロウ付け固定する場合を例に挙げて説明した。
しかし、結束させつつロウ付け固定する対象としては、特に限定されるものではなく、上記実施形態の室外熱交換器２０が有する任意の複数の部材を互い結束させつつロウ付けするようにしてもよい。例えば、図１５に示すバンド部材４０ように、分流器２２と出入口ヘッダ２６とを径方向外側から結束させつつロウ付け固定してもよい。
ここで、分流器２２と出入口ヘッダ２６とは、室外熱交換器２０が冷媒の蒸発器として機能する場合に、分流器２２内部において上下方向に複数に分流された冷媒流れが、上下方向の各位置に対応するように複数設けられた通路２２ａを介して、出入口ヘッダ２６の下方部分に流入するように構成されている。ここで、出入口ヘッダ２６の下方部分においても、分流器２２の内部と対応するように上下方向に仕切られた複数の空間が存在している。出入口ヘッダ２６の下方部分において上下方向に並んだ複数の空間にはそれぞれ、風上側熱交換部２０ａの扁平多穴管２１ｂが接続されている。これにより、分流器２２において上下方向に分流された各冷媒流れは、その分流状態を維持したままで出入口ヘッダ２６の下方部分における各空間を介して、風上側熱交換部２０ａの各扁平多穴管２１ｂに流れていくことになる。
ここで、分流器２２の径方向外側表面および出入口ヘッダ２６の外側表面は、上記実施形態の連絡配管２５ａ〜２５ｊと同様のクラッド材が被覆されている。
そして、通路２２ａを介して連結された分流器２２および出入口ヘッダ２６が、バンド部材４０のバンド部４３によって径方向外側から覆われ、バンド部４３の端部が本体部４１の係止孔４２において係止されることで締め付けられた状態で炉に入れられることで、分流器２２、出入口ヘッダ２６、バンド部材４０をロウ付け固定することが可能になる。ここで、分流器２２と出入口ヘッダ２６と通路２２ａとが互いにロウ付け固定されるだけでなく、分流器２２と出入口ヘッダ２６はさらにバンド部材４０ともロウ付け固定される。
（８−２）変形例Ｂ
上記実施形態では、結束部９がバンド部材４０および挟持具５０に別れて構成されている場合を例に挙げて説明した。
しかし、挟持具５０の一部に係止孔を設けて、挟持具の一部からバンド部を伸び出させる等のようにして、両部材を一体的に構成させてもよい。
（８−３）変形例Ｃ
上記実施形態では、複数の連絡配管２５ａ〜２５ｊの表面や挟持具５０の表面には、ロウ材として機能するクラッド材が設けられている場合を例に挙げて説明した。
しかし、ロウ付け対象となる複数の部材としては、このようにロウ材が表面に設けられているものに限られず、ロウ付け対象となる複数の部材以外の任意の対象からロウ材を得るようにしてもよい。
１ 空気調和装置
９ 結束部
２０ 室外熱交換器（熱交換器）
２２ 分流器（複数の部材）
２４ 折返しヘッダ（複数の部材、ヘッダ）
２５ 連絡部
２５ａ〜２５ｊ 連絡配管（複数の部材）
２６ 出入口ヘッダ（複数の部材、ヘッダ）
４０ バンド部材
４１ 本体部
４２ 係止孔（係止部）
４３ バンド部
５０ 挟持具
特開２０１４−１３７１５５号公報

Claims (6)

  1. アルミニウムまたはアルミニウム合金製である複数の部材（２５ａ〜２５ｊ、２４、２２）と、
    係止部（４２）を含む本体部（４１）と、前記本体部から伸びており前記本体部側とは反対側の部分が前記係止部において係止されるバンド部（４３）と、を有しており、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である結束部（９）と、
    を備え、
    前記結束部は、前記複数の部材を結束した状態で前記複数の部材とロウ付け固定されている、
    熱交換器（２０）。
  2. 前記複数の部材が前記結束部によって束ねられた状態を維持して炉中でロウ付けすることで、前記結束部が前記複数の部材とロウ付け固定されている、
    請求項１に記載の熱交換器。
  3. 前記複数の部材は、内部が複数の空間に仕切られたヘッダ（２４）と、前記複数の空間同士を接続する連絡配管を複数（２５ａ〜２５ｊ）と、を含んでおり、
    前記結束部は、複数の前記連絡配管を結束した状態で、複数の前記連絡配管にロウ付け固定されている、
    請求項１または２に記載の熱交換器。
  4. 前記複数の部材は、分流器（２２）とヘッダ（２６）とを含んでおり、
    前記結束部は、前記分流器と前記ヘッダとを結束した状態で、前記分流器および前記ヘッダの両方にロウ付け固定されている、
    請求項１または２に記載の熱交換器。
  5. 前記複数の部材は、前記結束部によって結束される部分が同じ方向に向けて伸びており、
    前記結束部は、前記方向における幅が前記バンド部よりも大きい部分を有しており、前記複数の部材を挟むことが可能であり、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である挟持具（５０）をさらに有しており、
    前記複数の部材は、前記複数の部材を挟んでいる前記挟持具と前記本体部と前記バンド部によって結束された状態で前記結束部とロウ付け固定されている、
    請求項１から４のいずれか１項に記載の熱交換器。
  6. アルミニウムまたはアルミニウム合金製である複数の部材を有する熱交換器（２０）の製造方法であって、
    前記複数の部材（２５ａ〜２５ｊ、２４、２２）を、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である結束部（９）によって束ねる第１工程と、
    前記複数の部材が前記結束部によって束ねられている状態を維持したまま、前記複数の部材および前記結束部を炉に入れて、前記複数の部材と前記結束部とをロウ付けする第２工程と、
    を備える
    熱交換器の製造方法。
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