JP3912265B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器の熱交換部が渦巻き状に形成された熱交換器に関するもので、家庭用熱交換器、業務用熱交換器、車両用熱交換器に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の熱交換器は、冷凍サイクル内の低圧媒体と高圧媒体の間で熱交換する内部熱交換器として適応されたものが提案されている。この熱交換器は、図１０、１１に示すように、高圧媒体が流通する穴部４６ａおよびこの穴部４６ａと平行な突起部（突条）４６ｂを有するように押出し成形された扁平チューブ４６を、渦巻き状に曲げてタンク１９内に配置している。そして高圧媒体を扁平チューブ４６の穴部４６ａの渦巻き中心側から外方側に向けて流通させ、低圧媒体を扁平チューブ４６側面の突起部４６ｂで構成された低圧媒体通路の外方側から中心側に向けて流通させて熱交換を行わせている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１１３１５２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１記載のものでは、突起部４６ｂを備えた扁平チューブ４６は押し出し成形されたものであるので、扁平チューブ４６の側面にろう材をクラッドすることができない。この扁平チューブ４６を渦巻き状に巻回する場合に、扁平チューブ４６の外周面にろう材を塗布する必要があるが、ろう材が均一に塗布されにくく、突起部（突条）４６ｂと扁平チューブ４６の側面の間にろう材が十分に行き渡らなくなり、ろう付け部の強度が低くなることがある。
【０００５】
また、突起部４６ｂが扁平チューブ４６に一体に成形された構造では、扁平チューブ４６の剛性が高く、渦巻き状に巻回した場合に扁平チューブ４６の側面と突起部４６ｂの間に隙間ができるのでろう付け部の強度が低くなる。
【０００６】
そこで、本発明は上記点に鑑み、渦巻き状の扁平チューブを確実にろう付けすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、両端が閉塞された円筒状のタンク（１９）と、
円筒状のタンク（１９）の内部空間を軸方向の第１、第２空間（３６、３７）に仕切る仕切り板（３３、３４）と、
第１空間（３６）内に収納され、渦巻きの中心線がタンク（１９）の軸方向と平行となり、かつ、渦巻き部相互間に隙間（４３ａ）が存在するように渦巻き状に形成された第１の扁平チューブ（３８）と、
第１の扁平チューブ（３８）の隙間（４３ａ）に配置され、両面にろう材をクラッドした第１のフィン（２９）と、
第２空間（３７）内に収納され、渦巻きの中心線がタンク（１９）の軸方向と平行となり、かつ、渦巻き部相互間に隙間（４４ａ）が存在するように渦巻き状に形成された第２の扁平チューブ（３９）と、
第２の扁平チューブ（３９）の隙間（４４ａ）に配置され、両面にろう材をクラッドした第２のフィン（２９）と、
仕切り板（３３、３４）を貫通して第１空間（３６）と第２空間（３７）とを連通する第１の連通手段（３３ｅ、３４ｅ）と、
仕切り板（３３、３４）を貫通して第１の扁平チューブ（３８）と第２の扁平チューブ（３９）とを連通する第２の連通手段（３５、４０、４１）とを具備し、
第１の扁平チューブ（３８）に第１のフィン（２９）がろう付けされ、第２の扁平チューブ（３９）に第２のフィン（２９）がろう付けされていることを特徴する。
【０００８】
これにより、両面にろう材がクラッドされた第１、第２のフィン（２９）がそれぞれ第１、第２の扁平チューブ（３８、３９）の隙間（４３ａ、４４ａ）に配置された状態でろう付けされているので、第１、第２の扁平チューブ（３８、３９）と第１、第２のフィン（２９）相互にろう材が均一に行き渡り、第１、第２の扁平チューブ（３８、３９）と第１、第２のフィン（２９）が確実にろう付けされる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、両端が閉塞された円筒状のタンク（１９）と、
タンク（１９）に収納され、渦巻きの中心線がタンク（１９）の軸方向と平行となり、
かつ、渦巻き部相互間に隙間（２８ａ）が存在するように渦巻き状に形成された扁平チューブ（２７）と、
隙間（２８ａ）に配置され、両面にろう材がクラッドされたフィン（２９）とを具備し、
タンク（１９）の軸方向一端側に、円環状の第１円環部（２１ａ）と、第１円環部（２１ａ）を閉塞する円形状の第１蓋部（２３）を設け、
タンク（１９）の軸方向他端側に、円環状の第２円環部（２２ａ）と、第２円環部（２２ａ）を閉塞する円形状の第２蓋部（２４）を設け、
第１円環部（２１ａ）および第２円環部（２２ａ）に扁平チューブ（２７）の渦巻き外方側端部（２７ａ）を固定し、
第１蓋部（２３）および第２蓋部（２４）に扁平チューブ（２７）の渦巻き中心側端部（２７ｂ）を固定し、
第１蓋部（２３）および第２蓋部（２４）を回転させることにより、隙間（２８ａ）を狭めるようにしてフィン（２９）を扁平チューブ（２７）に密着させた状態でろう付けをすることを特徴とする。
【００１０】
これにより、第１蓋部（２３）および第２蓋部（２４）を回転させると、扁平チューブ（２７）が渦巻き状の隙間（２８ａ）を狭めるように挙動する。この際、フィン（２９）を密着させた状態でろう付けをすることが可能となる。したがって、従来技術のように、押出し成形された扁平チューブにろう材を塗布し、渦巻き状に折り曲げてろう付けを行った場合に比べて、扁平チューブ（２７）とフィン（２９）の間にろう材が十分に行き渡り、扁平チューブ（２７）とフィン（２９）が確実にろう付けされる。
【００１１】
また、第１蓋部（２３）および第２蓋部（２４）が、扁平チューブ（２７）をフィン（２９）に密着させる治具として利用できるので、熱交換器をろう付けする際の固定治具を簡略化できる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２において、フィン（２９）が、フィン（２９）を通過する第１媒体の方向に開口部（２９ｂ）を有しており、
開口部（２９ｂ）が第１媒体の流れ方向に対し直角方向に、かつ、千鳥状に設けられたことを特徴とする。
【００１３】
これにより、開口部（２９ｂ）が第１媒体の流れ方向に対し直角方向に、かつ、千鳥状に設けられているので、放熱性能を拡大することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つにおいて、扁平チューブ（２７、３８、３９）内に第２媒体が流通するとともに、隙間（２８ａ、４３ａ、４４ａ）に第１媒体が流通することを特徴とする。
【００１５】
これにより、扁平チューブ（２７、３８、３９）に第２媒体を流通させ、隙間（２８ａ、４３ａ、４４ａ）に第１媒体を流通させ、両者で熱交換を行わせることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、請求項４において、水冷式エンジンに搭載される熱交換器であって、
第１媒体がエンジン冷却水であることを特徴とする。
【００１７】
これにより、エンジン起動直後にエンジン冷却水が十分に暖まっていない真冬などでも、第２媒体の熱をエンジン冷却水に伝達することができるので、エンジンの暖気速度を向上させることが可能となり、冬季の燃費向上及び暖房性能向上に貢献することができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つにおいて、扁平チューブ（２７、３８、３９）を流れる第２媒体と、隙間（２８ａ、４３ａ、４４ａ）を流れる第１媒体が対向流となることを特徴とする。
【００１９】
これにより、扁平チューブ（２７、３８、３９）を流れる第２媒体と、隙間（２８ａ、４３ａ、４４ａ）を流れる第１媒体が対向しているので、熱交換器の熱交換効率の向上を図ることができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明のように、請求項１ないし６のいずれか１つにおいて、扁平チューブ（２７、３８、３９）を流れる第２媒体が二酸化炭素（ＣＯ２）であってもよい。
【００２１】
なお、上記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。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は本発明の熱交換器を構成する水加熱ヒータ１０を用いた場合のクーラサイクルの媒体回路１１と温水回路１２を示した模式図である。
【００２３】
媒体回路１１を説明すると、圧縮機１３で圧縮された高温のガス媒体は水加熱ヒータ１０にて温水回路１２を流通するエンジン冷却水に放熱して冷却される。
【００２４】
そして、媒体回路１１を構成するガスクーラ１４、内部熱交換器１５にて更に冷却される。内部熱交換器１５はガスクーラ１４で冷却された媒体とエバポレータ１７で熱交換を終えた低温の媒体との間で熱交換をし、エバポレータ１７の入口側と出口側でのエンタルピ差を大きくして冷却能力の向上を図るものである。なお、エバポレータ１７は媒体回路１１の蒸発器を構成するものである。
【００２５】
内部熱交換器１５を流出した媒体は減圧器１６で減圧された後、エバポレータ１７に流入し、空気と熱交換を行い、液媒体が蒸発して低温のガス媒体となる。エバポレータ１７から流出した低温のガス媒体は内部熱交換器１５にてガスクーラ１４から流出された高温の媒体から受熱し、一旦、アキュムレータ９に流入し、気液分離した後、ガス冷媒のみが圧縮機１３に送られる。
【００２６】
次に、温水回路１２を説明する。温水回路１２にはエンジンの発熱により温められたエンジン冷却水と車室内の空気とを熱交換し、本発明の暖房用熱交換器を構成するヒータコア１８が設けられており、ヒータコア１８の手前には水加熱ヒータ１０が接続されている。水加熱ヒータ１０はエンジン側から供給されたエンジン冷却水と、圧縮機１３で圧縮された高温のガス媒体との間で熱交換するものである。そして、エンジン冷却水が水加熱ヒータ１０にて熱交換した後、ヒータコア１８を通り、エンジン側に戻るように構成されている。
【００２７】
次に、後述する組立手順に基づいて組立をした場合の水加熱ヒータ１０の構成について説明する。図２は第１実施形態による水加熱ヒータ１０の正面図を、図３は図２のＡ−Ａ断面図を、図４は図２のＢ矢視図（平面図）を示している。図２に示すように、水加熱ヒータ１０のタンク１９は、いずれもアルミニウム製の円筒部材２０および第１閉塞部２１、第２閉塞部２２から構成される。
【００２８】
円筒部材２０は軸方向に開口部を持つように、板を丸めて円筒状に形成され、外側はろう材がクラッドされている。なお、円筒部材２０の軸方向両端面のうち、冷却水入口パイプ３０側を第１端部２０ｃ、冷却水出口パイプ３１側を第２端部２０ｄと称する。
【００２９】
第１閉塞部２１は円筒部材２０の両側端面のうち、第１端部２０ｃ側の端面を閉塞するものであって、円筒部材２０の外径と同等の内径を有し、円環状に形成された第１円環部２１ａと、第１円環部２１ａの外周端から軸方向内方に円筒状の縁を形成する第１円筒部２１ｂとが一体に成形されている。第１閉塞部２１の両面もしくは内面にはろう材がクラッドされている。
【００３０】
第１円環部２１ａの外周付近には、円筒状の媒体入口パイプ２５を挿入する第１穴部２１ｃが設けられている。第１穴部２１ｃは円形状で軸方向外方に深さを有し、端部が閉塞するように形成されている。
【００３１】
また、第１円環部２１ａの中央部には、第１円環部２１ａの外径の半分程度の内径を有する円形状の第１開口部２１ｄが形成されている。この第１開口部２１ｄには第１開口部２１ｄに対して隙間嵌めとなる円板状の第１蓋部２３が嵌合されている。したがって、第１蓋部２３は第１開口部２１ｄの内径部に沿って回転することができる。
【００３２】
第２閉塞部２２は、円筒部材２０の両側端面のうち、第２端部２０ｄ側の端面を閉塞するものであって、第１閉塞部２１と同様に円筒部材２０の外径と同等の内径を有し、円環状に形成された第２円環部２２ａと、第２円環部２２ａの外周端から軸方向内方に円筒状の縁を形成する第２円筒部２２ｂとが一体に成形されている。第２閉塞部２２の両面もしくは内面にはろう材がクラッドされている。
【００３３】
第２円環部２２ａのうち、第１円環部２１ａの第１穴部２１ｃに対向する部位には、媒体入口パイプ２５を挿入する第２穴部２２ｃが設けられている。第２穴部２２ｃは円形状の貫通穴が形成されている。
【００３４】
また、第２円環部２２ａのうち、第１円環部２１ａの第１開口部２１ｄに対向する部位には、第２円環部２２ａの外径の半分程度の内径を有する円形状の第２開口部２２ｄが形成されている。この第２開口部２２ｄには第２開口部２２ｄに対して隙間嵌めとなる円板状の第２蓋部２４が嵌合されている。したがって、第２蓋部２４は第２開口部２２ｄの内径部に沿って回転することができる。
【００３５】
第１蓋部２３には、円筒状の媒体出口パイプ２６を挿入する第３穴部２３ａおよびエンジン冷却水が流入する冷却水入口パイプ３０を挿入する第５穴部２３ｂが形成されている。第３穴部２３ａは円形状で軸方向外方に深さを有し端部が閉塞するように形成されている。また、第５穴部２３ｂは軸方向断面が長円形状で貫通している。
【００３６】
また、第２蓋部２４には、第１蓋部２３の第３穴部２３ａに対向する部位に媒体出口パイプ２６を挿入する第４穴部２４ａが形成されており、第５穴部２３ｂに対向する部位に冷却水出口パイプ３１を挿入する第６穴部２４ｂが形成されている。第４穴部２４ａは円形状で貫通している。また、第６穴部２４ｂは軸方向断面が長円形状で貫通している。
【００３７】
なお、円筒状の媒体入口パイプ２５は扁平チューブ２７に媒体を供給するものであり、媒体出口パイプ２６は扁平チューブ２７から媒体を排出するものである。
【００３８】
ところで、タンク１９の内部には、図３ないし図４に示すように、圧縮機１３から流出した高温媒体が流れるアルミニウム製の扁平チューブ２７が配置されている。この扁平チューブ２７は、渦巻き状に形成されており、図５に示すように、渦巻き外方側端部２７ａから渦巻き中心側端部２７ｂまで貫通する複数の穴部２７ｃが並列に形成されている。
【００３９】
この扁平チューブ２７の渦巻き外方側端部２７ａには媒体入口パイプ２５が、渦巻き中心側端部２７ｂには媒体出口パイプ２６がろう付けされ、扁平チューブ２７の複数の穴部２７ｃと連通している。具体的には、媒体入口パイプ２５の外径部側面には、扁平チューブ２７の断面外形と同じ形状の長穴２５ａが、媒体出口パイプ２６の外径部側面には、扁平チューブ２７の断面外形と同じ形状の長穴２６ａが、それぞれ設けられている。
【００４０】
そして、渦巻き中心側端部２７ｂを媒体入口パイプ２５の長穴２５ａに、扁平チューブ２７の渦巻き外方側端部２７ａを媒体出口パイプ２６の長穴２６ａに挿入した状態で、ろう付けされている。
【００４１】
また、タンク１９の内部空間のうち、扁平チューブ２７、媒体入口パイプ２５、媒体出口パイプ２６を除く部位には図３に示すように、エンジン冷却水通路２８が形成されており、エンジン冷却水が流入する冷却水入口パイプ３０およびエンジン冷却水が流出する冷却水出口パイプ３１と連通するよう構成されている。なお、以下の説明において、渦巻き状の扁平チューブ２７相互間の隙間を隙間２８ａと称するものとする。
【００４２】
この隙間２８ａにはアルミニウム製のフィン２９が設けられている。フィン２９の形状を具体的に述べると、図６に示すように、フィン２９は板状のセグメント２９ａにより構成されており、フィン２９を通過するエンジン冷却水の方向に開口部２９ｂを有している。この開口部２９ｂはエンジン冷却水の流れ方向に対し直角方向に、かつ、千鳥状に設けられている。フィン２９の両面にはろう材がクラッドされている。
【００４３】
なお、媒体入口パイプ２５および媒体出口パイプ２６がろう付けされた渦巻き状の扁平チューブ２７とフィン２９を合わせて熱交換コア３２と称するものとする。
【００４４】
上記のように構成される水加熱ヒータ１０の媒体の流れ方向とエンジン冷却水通路２８のエンジン冷却水の流れ方向は対向流となるように接続されており、記載内容と逆の流し方にしても同様の効果は得られる。
【００４５】
次に、第１実施形態における熱交換器の組立手順について説明する。
【００４６】
（１）長尺状に形成された扁平チューブ２７のうち、媒体入口パイプ２５の長穴２５ａおよび媒体出口パイプ２６の長穴２６ａに挿入する部分にろう材を塗布する。
【００４７】
（２）媒体入口パイプ２５の長穴２５ａに扁平チューブ２７の一端側を挿入し、媒体出口パイプ２６の長穴２６ａに扁平チューブ２７の他端側を挿入した状態でろう付けする。
【００４８】
（３）扁平チューブ２７とフィン２９を重ねた状態で、媒体入口パイプ２５が渦巻き外方側端部２７ａに、媒体出口パイプ２６が渦巻き中心側端部２７ｂになるように扁平チューブ２７を渦巻き状に巻回する。これにより、熱交換コア３２が形成される。
【００４９】
（４）円筒部材２０の中に熱交換コア３２を挿入する。
【００５０】
（５）円筒部材２０の軸方向両端面の一端側において、円筒部材２０の外径部と、第１閉塞部２１の第１円筒部２１ｂの内径部とを嵌合し、円筒部材２０の第１端部２０ｃと、第１閉塞部２１の軸方向内側の端面とを突き合わせる。
【００５１】
同様に、円筒部材２０の軸方向両端面の他端側において、円筒部材２０の外径部と、第２閉塞部２２の第２円筒部２２ｂの内径部とを嵌合し、円筒部材２０の第２端部２０ｄと、第２閉塞部２２の軸方向内側の端面とを突き合わせる。この際、媒体入口パイプ２５の一端を第１閉塞部２１の第１穴部２１ｃに、他端を第２閉塞部２２の第２穴部２２ｃに挿入する。
【００５２】
（６）第１閉塞部２１の第１開口部２１ｄ、第２閉塞部２２の第２開口部２２ｄにそれぞれ第１蓋部２３、第２蓋部２４を挿入する。この際、媒体出口パイプ２６の一端を第１蓋部２３の第３穴部２３ａに、他端を第２蓋部２４の第４穴部２４ａに挿入する。
【００５３】
（７）第１蓋部２３の第５穴部２３ｂに冷却水入口パイプ３０を、第２蓋部２４の第６穴部２４ｂに冷却水出口パイプ３１を軸方向外方から挿入する。
【００５４】
（８）第１蓋部２３および第２蓋部２４を、渦巻き中心側端部２７ｂから渦巻き外方側端部２７ａへの渦巻き方向に回転させることにより、扁平チューブ２７の最外周部の一部がタンク１９の内側に付き当てられ、更に両蓋部２３、２４を回転させることにより扁平チューブ２７の渦巻き状の隙間２８ａを狭めるようにしてフィン２９を密着させる。
【００５５】
（９）上記各構成要素の位置関係が保たれるように、位置決め用の治具等を用いて固定し、ろう付けを行う。
【００５６】
なお、（７）の行程は、全体をろう付け後、後付けにて取り付けることも可能である。
【００５７】
次に第１実施形態の作用、効果について説明する。
【００５８】
第１実施形態によれば、両面にろう材がクラッドされたフィン２９が扁平チューブ２７の隙間２８ａに配置された状態でろう付けされているので、扁平チューブ２７とフィン２９相互にろう材が均一に行き渡り、扁平チューブ２７とフィン２９が確実にろう付けされる。
【００５９】
しかも、第１蓋部２３および第２蓋部２４を回転させると、扁平チューブ２７が渦巻き状の隙間２８ａを狭めるように挙動する。この際、フィン２９を密着させた状態でろう付けをすることが可能となる。したがって、従来技術のように、押出し成形された扁平チューブにろう材を塗布し、渦巻き状に折り曲げてろう付けを行った場合に比べて、扁平チューブ２７とフィン２９の間にろう材が十分に行き渡り、扁平チューブ２７とフィン２９が確実にろう付けされる。
【００６０】
また、従来技術のように、扁平チューブ２７の側面に突起が設けられないので扁平チューブ２７の渦巻き部を小さな半径で曲げ加工でき、その結果、製品全体を小さく構成できる。
【００６１】
更に、従来技術のように、突起部４６ｂが設けられないので、扁平チューブ４６を強制的に曲げて突起部４６ｂが折れ曲がる、あるいは突起部４６ｂが扁平チューブ４６にめり込むなどの不具合が発生しない。
【００６２】
また、フィン２９の開口部２９ｂがエンジン冷却水の流れ方向に対し直角方向に、かつ、千鳥状に設けられているので、放熱性能を拡大することができる
また、扁平チューブ２７に圧縮機１３で圧縮された媒体を流通させ、エンジン冷却水通路２８にエンジン冷却水を流通させ、両者で熱交換を行わせることができる。したがって、エンジン起動直後の水温が十分に暖まっていない真冬などでも、上記ガス媒体の熱をエンジン冷却水に伝達することができるので、エンジンの暖気速度を向上させることが可能となり、しかも、冬季の暖房性能向上に貢献することができる。
【００６３】
更に、扁平チューブ２７を流れる媒体とエンジン冷却水通路２８の間を流れるエンジン冷却水が対向しているので、熱交換器の熱交換効率の向上を図ることができる。
【００６４】
なお、上記説明したエンジン冷却水は本発明の第１媒体を、媒体は本発明の第２媒体を構成する。第２媒体は具体的にはＣＯ２を用いている。
【００６５】
（第２実施形態）
第１実施形態では、媒体が流れる扁平チューブ２７が１つのみで構成されていたが、第２実施形態では、タンク１９の内部を２つに仕切る仕切り板３３、３４を設け、２つに仕切られた第１空間３６、第２空間３７にそれぞれ第１扁平チューブ３８、第２扁平チューブ３９を配置している点が異なる。
【００６６】
媒体回路１１、温水回路１２は同様の構成であるので、主に第２実施形態特有の構成について説明する。図７は第２実施形態による水加熱ヒータ１０の軸方向一部断面図を、図８は図７のＤ−Ｄ断面図を、図９は図７のＥ−Ｅ断面図を示している。
【００６７】
図７に示すように、円筒部材２０は軸方向に開口部を持つように板を丸めて略円筒状に形成されている。
【００６８】
この円筒部材２０の内径部にはろう材がクラッドされており、第１閉塞部２１、第２閉塞部２２の各円筒部２１ｂ、２２ｂの外径部が挿入されてろう付けされている。なお、第２実施形態では、円筒部材２０のうち、冷却水入口パイプ３０側を第１端部２０ｃ、冷却水出口パイプ３１側を第２端部２０ｄと称するものとする。
【００６９】
また、図７に示すように、タンク１９の軸方向両端面の略中間点には、内部を径方向に仕切るアルミニウム製の第１仕切り板３３、第２仕切り板３４が重なるようにしてろう付けされている。
【００７０】
第１仕切り板３３は、第１閉塞部２１側に位置し、円筒部材２０の内径と同等の外径を有する第１円板部３３ａと、第１円板部３３ａの外周端から軸方向外方に円筒状の縁を形成する第１円筒部３３ｂとが一体に成形されいる。
【００７１】
また、第２仕切り板３４は、第２閉塞部２２側に位置し、円筒部材２０の内径と同等の外径を有する第２円板部３４ａと、第２円板部３４ａの外周端から軸方向外方に円筒状の縁を形成する第２円筒部３４ｂとが一体に成形されている。
【００７２】
第１仕切り板３３および第２仕切り板３４はそれぞれ両面にろう材がクラッドされている。
【００７３】
上記構成によれば、タンク１９のうち、第１閉塞部２１側に第１空間３６が形成され、第２閉塞部２２側に第２空間３７が形成される。この第１空間３６には第１扁平チューブ３８が、第２空間３７には第２扁平チューブ３９がそれぞれ配置されている。
【００７４】
第１仕切り板３３と第２仕切り板３４の間には、第１連結パイプ４０および第２連結パイプ４１を連結する連結部材３５が配置されている。連結部材３５は円筒状に形成されており、内径部の軸方向中央部に、貫通穴３５ａを有する円板状の閉塞部３５ｂを備えている。なお、上記構成により、連結部材３５の両軸端に所定の深さを有する穴部が形成される。この両穴部のうち、第１閉塞部２１側に位置する穴部を第１穴部３５ｃ、第２閉塞部２２側に位置する穴部を第２穴部３５ｄと称するものとする。
【００７５】
ここで、第１閉塞部２１および第２閉塞部２２、各仕切り板３３、３４に形成され、媒体入口パイプ２５および媒体出口パイプ２６、第１連結パイプ４０、第２連結パイプ４１を挿入する各穴部について説明する。
【００７６】
第１閉塞部２１の第１円環部２１ａの外周付近には、円筒状の媒体出口パイプ２６を挿入する第１穴部２１ｅおよび冷却水入口パイプ３０を挿入する第７穴部２１ｆが設けられている。第１穴部２１ｅは円形状の貫通穴が、第７穴部２１ｆは長円状の貫通穴が形成されている。
【００７７】
また、第１仕切り板３３のうち、第１閉塞部２１の第１穴部２１ｅに対向する部位には媒体出口パイプ２６を挿入する第２穴部３３ｃが設けられている。第２穴部３３ｃは円形状で軸方向外方に深さを有し、端部が閉塞するように形成されている。したがって、媒体出口パイプ２６は第１閉塞部２１の第１穴部２１ｅと第１仕切り板３３の第２穴部３３ｃに挿入される。冷却水入口パイプ３０は軸方向外方より第７穴部２１ｆに挿入される。
【００７８】
第２閉塞部２２の第２円環部２２ａの外周付近には、円筒状の媒体入口パイプ２５を挿入する第３穴部２２ｅおよび冷却水出口パイプ３１を挿入する第８穴部２２ｆが設けられている。第３穴部２２ｅは円形状の貫通穴が、第８穴部２２ｆは長円状の貫通穴が形成されている。
【００７９】
また、第２仕切り板３４のうち、第２閉塞部２２の第３穴部２２ｅに対向する部位には媒体入口パイプ２５を挿入する第４穴部３４ｃが設けられている。第４穴部３４ｃは円形状で軸方向外方に深さを有し、端部が閉塞するように形成されている。したがって、媒体入口パイプ２５は第２閉塞部２２の第３穴部２２ｅと第２仕切り板３４の第４穴部３４ｃに挿入される。
【００８０】
第１蓋部２３には、円筒状の第１連結パイプ４０を挿入する第５穴部２３ｃが形成されている。第５穴部２３ｃは円形状で軸方向外方に深さを有し端部が閉塞するように形成されている。また、第１仕切り板３３のうち、第１蓋部２３の第５穴部２３ｃに対向する部位には冷却水が流通する第１連通穴３３ｅが設けられている。そして、第１連結パイプ４０の軸方向端面のうち、第１閉塞部２１側の端面が第５穴部２３ｃに、第２閉塞部２２側の端面が第１連通穴３３ｅに挿入されている。
【００８１】
第２蓋部２４には、円筒状の第２連結パイプ４１を挿入する第６穴部２４ｃが形成されている。第６穴部２４ｃは円形状で軸方向外方に深さを有し端部が閉塞するように形成されている。また、第２仕切り板３４のうち、第２蓋部２４の第６穴部２４ｃに対向する部位には冷却水が流通する第２連通穴３４ｅが設けられている。そして、第２連結パイプ４１の軸方向端面のうち、第２閉塞部２２側の端面が第６穴部２４ｃに、第１閉塞部２１側の端面が第２連通穴３４ｅに挿入されている。
【００８２】
上記第１連結パイプ４０および第２連結パイプ４１、第５穴部２３ｃ、第６穴部２４ｃは同一軸線上に配置されており、第１連結パイプ４０と第２連結パイプ４１との接続は第１仕切り板３３と第２仕切り板３４の間に配置された連結部材３５によってなされている。
【００８３】
上記各連結パイプ４０、４１と連結部材３５との接続をより具体的に説明すると、第１連通穴３３ｅに挿入された第１連結パイプ４０の第２閉塞部２２側は、更に連結部材３５の第１穴部３５ｃに挿入されている。また、第２連通穴３４ｅに挿入された第２連結パイプ４１の第１閉塞部２１側は、更に連結部材３５の第２穴部３５ｄに挿入されている。したがって、第１連結パイプ４０および第２連結パイプ４１は閉塞部３５ｂに設けられた貫通穴３５ａを介して連通している。
【００８４】
なお、上記第１連通穴３３ｅ、第２連通穴３４ｅは、後述する組立手順（１３）を実施した際に第１連結パイプ４０、第２連結パイプ４１が干渉しないように円弧状に形成されている。
【００８５】
円筒状の媒体入口パイプ２５の外径部側面には長穴２５ａが、媒体出口パイプ２６の外径部側面には長穴２６ａがそれぞれ形成されている。同様に、第１連結パイプ４０の外径部側面には長穴４０ａが、第２連結パイプ４１の外径部側面には長穴４１ａが、それぞれ形成されている。
【００８６】
そして、第１扁平チューブ３８の渦巻き外方側端部３８ａが媒体出口パイプ２６の長穴２６ａに、渦巻き中心側端部３８ｂが第１連結パイプ４０の長穴４０ａに挿入されてろう付けされている。また、第２扁平チューブ３９の渦巻き外方側端部３９ａが媒体入口パイプ２５の長穴２５ａに、渦巻き中心側端部３９ｂが第２連結パイプ４１の長穴４１ａに挿入されてろう付けされている。
【００８７】
したがって、媒体入口パイプ２５から供給された媒体は第２扁平チューブ３９→第２連結パイプ４１→第１連結パイプ４０→第１扁平チューブ３８の順に通過し、媒体出口パイプ２６から排出される。
【００８８】
ところで、図８ないし図９に示すように、第１空間３６のうち、第１扁平チューブ３８および媒体出口パイプ２６、第１連結パイプ４０を除く部位には第１エンジン冷却水通路４３が、第２空間３７のうち、第２扁平チューブ３９および媒体入口パイプ２５、第２連結パイプ４１を除く部位には第２エンジン冷却水通路４４がそれぞれ設けられている。なお、以下の説明において、渦巻き状の第１扁平チューブ３８の隙間を隙間４３ａ、第２扁平チューブ３９の隙間を隙間４４ａと称するものとする。
【００８９】
第１閉塞部２１の第７穴部２１ｆにはエンジン冷却水を供給する冷却水入口パイプ３０が、第２閉塞部２２の第８穴部２２ｆにはエンジン冷却水を排出する冷却水出口パイプ３１が軸方向外方より挿入されている。また、第１仕切り板３３および第２仕切り板３４の中央部付近には、上記構成から明らかなように、相互に連通する第１連通穴３３ｅ、第２連通穴３４ｅが設けられている。
【００９０】
したがって、冷却水入口パイプ３０に流入したエンジン冷却水は第１エンジン冷却水通路４３→第１連通穴３３ｅ→第２連通穴３４ｅ→第２エンジン冷却水通路４４を順次通り、冷却水出口パイプ３１からタンク１９外に流出される。第１エンジン冷却水通路４３、第２エンジン冷却水通路４４には第１実施形態と同様のフィン２９が設けられている。なお、第１扁平チューブ３８、第２扁平チューブ３９、媒体入口パイプ２５、媒体出口パイプ２６、第１連結パイプ４０、第２連結パイプ４１、第１仕切り板３３、第２仕切り板３４、連結部材３５、フィン２９を合わせて熱交換コア４５と称するものとする。
【００９１】
次に、第２実施形態における熱交換器の組立手順について説明する。
【００９２】
（１）平板状に形成された第１扁平チューブ３８のうち、媒体出口パイプ２６の長穴２６ａおよび第１連結パイプ４０の長穴４０ａに挿入する部分にろう材を塗布する。同様に、平板状に形成された第２扁平チューブ３９のうち、媒体入口パイプ２５の長穴２５ａおよび第２連結パイプ４１の長穴４１ａに挿入する部分にろう材を塗布する。
【００９３】
（２）媒体出口パイプ２６の長穴２６ａに第１扁平チューブ３８の一端側を挿入し、第１連結パイプ４０の長穴４０ａに第１扁平チューブ３８の他端側を挿入した状態でろう付けする。
【００９４】
（３）媒体入口パイプ２５の長穴２５ａに第２扁平チューブ３９の一端側を挿入し、第２連結パイプ４１の長穴４１ａに第２扁平チューブ３９の他端側を挿入した状態でろう付けする。
【００９５】
（４）第１扁平チューブ３８とフィン２９を重ねた状態で、第１扁平チューブ３８の媒体出口パイプ２６側端部が渦巻き外方側端部３８ａとなり、第１扁平チューブ３８の第１連結パイプ４０側端部が渦巻き中心側端部３８ｂとなるように第１扁平チューブ３８を渦巻き状に形成する。
【００９６】
（５）第２扁平チューブ３９とフィン２９を重ねた状態で、第２扁平チューブ３９の媒体入口パイプ２５側端部が渦巻き外方側端部３９ａとなり、第２扁平チューブ３９の第２連結パイプ４１側端部が渦巻き中心側端部３９ｂとなるように第２扁平チューブ３９を渦巻き状に形成する。この際、第２扁平チューブ３９の巻き方向は、軸方向から見た渦巻き方向が、第１扁平チューブ３８と同じになるように形成される。
【００９７】
（６）第１仕切り板３３の第２穴部３３ｃに媒体出口パイプ２６を挿入し、第１連通穴３３ｅに第１連結パイプ４０を挿入する。
【００９８】
（７）第２仕切り板３４の第４穴部３４ｃに媒体入口パイプ２５を挿入し、第２連通穴３４ｅに第２連結パイプ４１を挿入する。
【００９９】
（８）第１仕切り板３３の第１連通穴３３ｅと第２仕切り板３４の第２連通穴３４ｅを対向させ、かつ、第１連結パイプ４０と第２連結パイプ４１が同一軸線上に配置されるようにして、第１仕切り板３３と第２仕切り板３４を重ね合わせる。この際、第１連結パイプ４０と第２連結パイプ４１が連結するように、第１仕切り板３３と第２仕切り板３４の間に連結部材３５を挟み込む。そして、第１連結パイプ４０の第２閉塞部２２側の軸端を連結部材３５の第１穴部３５ｃに、第２連結パイプ４１の第１閉塞部２１側の軸端を連結部材３５の第２穴部３５ｄに挿入する。
【０１００】
（９）上記組立手順で構成された熱交換コア４５を円筒部材２０に挿入する。
【０１０１】
（１０）第１閉塞部２１の第１円筒部２１ｂの外径部および第２閉塞部２２の第２円筒部２２ｂの外径部が、円筒部材２０の内径部に嵌合するようにして第１閉塞部２１と第２閉塞部２２を嵌め合わせる。この際、媒体出口パイプ２６を第１閉塞部２１の第１穴部２１ｅに、媒体入口パイプ２５を第２閉塞部２２の第３穴部２２ｅに挿入する。
【０１０２】
（１１）第１閉塞部２１の第１開口部２１ｄに第１蓋部２３を、第２閉塞部２２の第２開口部２２ｄに第２蓋部２４を挿入する。この際、第１連結パイプ４０を第１蓋部２３の第５穴部２３ｃに、第２連結パイプ４１を第２蓋部２４の第６穴部２４ｃに挿入する。
【０１０３】
（１２）冷却水入口パイプ３０を第１閉塞部２１の第７穴部２１ｆに、冷却水出口パイプ３１を第２閉塞部２２の第８穴部２２ｆに挿入する。
【０１０４】
（１３）第１蓋部２３および第２蓋部２４を第１扁平チューブ３８の渦巻き中心側端部３８ｂから渦巻き外方側端部３８ａへの渦巻き方向に回転させ、第１扁平チューブ３８、第２扁平チューブ３９の渦巻き状の隙間４３ａ、４４ａを狭めるようにしてフィン２９を密着させる。
【０１０５】
（１４）上記各構成要素の位置関係が保たれるように、位置決め用の治具等を用いて固定し、ろう付けを行う。
【０１０６】
次に第２実施形態の作用、効果について説明する。第２実施形態によれば、熱交換部（扁平チューブ）が複数設けられても、第１蓋部２３および第２蓋部２４を、第１扁平チューブ３８の渦巻き中心側端部２７ｂから渦巻き外方側端部２７ａへの渦巻き方向に回転させると、第１扁平チューブ３８および第２扁平チューブ３９が渦巻き状の隙間４３ａ、４４ａを狭めるように挙動する。この際、フィン２９と各扁平チューブ３８、３９の渦巻き部の隙間がなくなるので、フィン２９を密着させた状態でろう付けをすることが可能となる。したがって、第１実施形態と同様の効果が期待できる。
【０１０７】
さらに、従来技術に示された熱交換器を複数接続しようとすると、熱交換器（タンク）が複数必要であり、熱交換器を構成するタンク相互間に配管が必要となるばかりでなく、配管構成が複雑となり設置空間が大きくなる。これに対し第２実施形態では、タンク１９内に第１仕切り板３３、第２仕切り板３４を設け、１つのタンク１９内に２つの熱交換部を設け、第２扁平チューブ３９を通過した媒体を各連結パイプ４０、４１を用いて第１扁平チューブ３８に流入させているので、複数の熱交換器相互の配管が不要となり、しかも設置空間を小さくすることができる。
【０１０８】
（その他の実施形態）
第１および第２実施形態ではタンク１９を円筒状に形成したが、軸方向断面が楕円形、矩形となるような形状であってもよい。
【０１０９】
また、第１および第２実施形態では媒体入口パイプ２５に媒体を流入させ、媒体出口パイプ２６から媒体を流出させたが、媒体出口パイプ２６に媒体を流入させ、媒体入口パイプ２５から媒体を流出させてもよい。
【０１１０】
また、冷却水入口パイプ３０にエンジン冷却水を流入させ、冷却水出口パイプ３１からエンジン冷却水を流出させたが、冷却水出口パイプ３１にエンジン冷却水を流入させ、冷却水入口パイプ３０からエンジン冷却水を流出させてもよい。
【０１１１】
また、第１実施形態ではエンジン冷却水とクーラサイクルの高温側媒体とを熱交換するようにしたが、エンジン冷却水の替わりに、水にエチレングリコール系の不凍液を混合した流体、その他の流体を用いてもよい。したがって、水−媒体熱交換器以外の用途にも使用できる。
【０１１２】
更に、第１、第２実施形態では水加熱ヒータ１０の熱源に冷凍サイクルを用いたが、これに限らず、他の熱源流体を用いてもよい。
【０１１３】
また、第２実施形態ではタンク１９を仕切り板３３、３４により２つの空間３６、３７を設け、それぞれ扁平チューブ３８、３９を配置する構成としたが、タンク１９を３つ以上に仕切り、それぞれの空間に扁平チューブを配置するようにしてもよい。
【０１１４】
また、第１、第２実施形態における第１蓋部２３、第２蓋部２４は完全な円形でなくてもよく、各蓋部２３、２４が回転した場合に第１閉塞部２１の第１開口部２１ｄ、第２閉塞部２２の第２開口部２２ｄを閉塞してエンジン冷却水通路２８、４３、４４を確保できる形状であればよい。
【０１１５】
また、第１、第２実施形態における円筒部材２０は１重の略円筒形状に形成されたが、２重もしくは多重に構成して冷却水側の耐圧強度を持たせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱交換器を用いた冷凍サイクルの模式図である。
【図２】第１実施形態による熱交換器の正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２のＢ方向矢視図である。
【図５】図３のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】フィンの形状を示した斜視図である。
【図７】第２実施形態における熱交換器の軸方向一部断面図である。
【図８】図７のＤ−Ｄ断面図である。
【図９】図７のＥ−Ｅ断面図である。
【図１０】従来技術の熱交換器を説明する正面図である。
【図１１】図１０の扁平チューブの断面図である。
【符号の説明】
１３…圧縮機、１９…タンク、２１ａ…第１円環部、２２ａ…第２円環部、
２３…第１蓋部、 ２４…第２蓋部、２７…扁平チューブ、
２７ａ…渦巻き外方側端部、 ２７ｂ…渦巻き中心側端部、２８ａ…隙間、
２９…フィン、２９ｂ…開口部。

Claims (7)

1. 両端が閉塞された円筒状のタンク（１９）と、
   前記円筒状のタンク（１９）の内部空間を軸方向の第１、第２空間（３６、３７）に仕切る仕切り板（３３、３４）と、
   前記第１空間（３６）内に収納され、渦巻きの中心線が前記タンク（１９）の軸方向と平行となり、かつ、渦巻き部相互間に隙間（４３ａ）が存在するように渦巻き状に形成された第１の扁平チューブ（３８）と、
   前記第１の扁平チューブ（３８）の前記隙間（４３ａ）に配置され、両面にろう材をクラッドした第１のフィン（２９）と、
   前記第２空間（３７）内に収納され、渦巻きの中心線が前記タンク（１９）の軸方向と平行となり、かつ、渦巻き部相互間に隙間（４４ａ）が存在するように渦巻き状に形成された第２の扁平チューブ（３９）と、
   前記第２の扁平チューブ（３９）の前記隙間（４４ａ）に配置され、両面にろう材をクラッドした第２のフィン（２９）と、
   前記仕切り板（３３、３４）を貫通して前記第１空間（３６）と前記第２空間（３７）とを連通する第１の連通手段（３３ｅ、３４ｅ）と、
   前記仕切り板（３３、３４）を貫通して前記第１の扁平チューブ（３８）と前記第２の扁平チューブ（３９）とを連通する第２の連通手段（３５、４０、４１）とを具備し、
   前記第１の扁平チューブ（３８）に前記第１のフィン（２９）がろう付けされ、前記第２の扁平チューブ（３９）に前記第２のフィン（２９）がろう付けされていることを特徴とする熱交換器。
2. 両端が閉塞された円筒状のタンク（１９）と、
   前記タンク（１９）に収納され、渦巻きの中心線が前記タンク（１９）の軸方向と平行となり、かつ、渦巻き部相互間に隙間（２８ａ）が存在するように渦巻き状に形成された扁平チューブ（２７）と、
   前記隙間（２８ａ）に配置され、両面にろう材がクラッドされたフィン（２９）とを具備し、
   前記タンク（１９）の軸方向一端側に、円環状の第１円環部（２１ａ）と、前記第１円環部（２１ａ）を閉塞する円形状の第１蓋部（２３）を設け、
   前記タンク（１９）の軸方向他端側に、円環状の第２円環部（２２ａ）と、前記第２円環部（２２ａ）を閉塞する円形状の第２蓋部（２４）を設け、
   前記第１円環部（２１ａ）および第２円環部（２２ａ）に前記扁平チューブ（２７）の渦巻き外方側端部（２７ａ）を固定し、
   前記第１蓋部（２３）および前記第２蓋部（２４）に前記扁平チューブ（２７）の渦巻き中心側端部（２７ｂ）を固定し、
   前記第１蓋部（２３）および前記第２蓋部（２４）を回転させることにより、前記隙間（２８ａ）を狭めるようにして前記フィン（２９）を前記扁平チューブ（２７）に密着させた状態でろう付けをすることを特徴とする熱交換器。
3. 前記フィン（２９）が、前記フィン（２９）を通過する第１媒体の方向に開口部（２９ｂ）を有しており、
   前記開口部（２９ｂ）が前記第１媒体の流れ方向に対し直角方向に、かつ、千鳥状に設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
4. 前記扁平チューブ（２７、３８、３９）内に第２媒体が流通するとともに、
   前記隙間（２８ａ、４３ａ、４４ａ）に第１媒体が流通することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換器。
5. 水冷式エンジンに搭載される熱交換器であって、
   前記第１媒体がエンジン冷却水であることを特徴とする請求項４に記載の熱交換器。
6. 前記扁平チューブ（２７、３８、３９）を流れる第２媒体と、前記隙間（２８ａ、４３ａ、４４ａ）を流れる第１媒体が対向流となることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の熱交換器。
7. 前記扁平チューブ（２７、３８、３９７）を流れる第２媒体が二酸化炭素（ＣＯ２）であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱交換器。

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