JP4810203B2 - 熱交換器 - Google Patents

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Description

この発明は熱交換器に関し、さらに詳しくは、たとえば自動車に搭載される冷凍サイクルであるカーエアコンのエバポレータとして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、「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。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。
従来、カーエアコン用エバポレータとして、１対の皿状プレートを対向させて周縁部どうしをろう付してなる複数の偏平中空体が並列状に配置され、隣接する偏平中空体間にルーバ付きコルゲートフィンが配置されて偏平中空体にろう付された、所謂積層型エバポレータが広く用いられていた。ところが、近年、エバポレータのさらなる小型軽量化および高性能化が要求されるようになってきた。
そして、このような要求を満たすエバポレータとして、本出願人は、先に、間隔をおいて配置された複数の熱交換管からなる熱交換管群が前後方向に並んで２列配置されることにより構成された熱交換コア部と、熱交換コア部の上端側に配置された冷媒入出用ヘッダタンクと、熱交換コア部の下端側に配置された冷媒ターン用ヘッダタンクとを備えており、冷媒入出用ヘッダタンク内が仕切壁により前側に位置する冷媒入口ヘッダ部と後側に位置する冷媒出口ヘッダ部とに区画され、冷媒入口ヘッダ部の一端部に冷媒入口が形成されるとともに、冷媒出口ヘッダ部における冷媒入口と同一端部に冷媒出口が形成され、冷媒ターン用ヘッダタンク内が仕切壁により前側に位置する冷媒流入ヘッダ部と後側に位置する冷媒流出ヘッダ部とに仕切られ、冷媒ターン用ヘッダタンクの仕切壁に長さ方向に間隔をおいて複数の冷媒通過穴が形成され、前側熱交換管群の熱交換管の上端部が冷媒入口ヘッダ部に、後側熱交換管群の熱交換管の上端部が冷媒出口ヘッダ部にそれぞれ接続され、前側熱交換管群の熱交換管の下端部が冷媒流入ヘッダ部に、後側熱交換管群の熱交換管の下端部が冷媒流出ヘッダ部にそれぞれ接続され、冷媒入出用ヘッダタンクの冷媒入口ヘッダ部に流入した冷媒が、前側の熱交換管群の熱交換管を通って冷媒ターン用ヘッダタンクの冷媒流入ヘッダ部内に流入し、ついで仕切壁の冷媒通過穴を通って冷媒流出ヘッダ部内に流入し、さらに後側の熱交換管群の熱交換管を通って冷媒入出用ヘッダタンクの冷媒出口ヘッダ部に流入するようになされているエバポレータを提案した（特許文献１参照）。
しかしながら、本発明者が種々検討した結果、特許文献１記載のエバポレータにおいては、熱交換性能のさらなる高性能化を図ることは、以下に述べる理由により困難であることが判明した。
特許文献１記載のエバポレータにおいては、積層型エバポレータに比較して冷媒入口ヘッダ部内の通路断面積を大きくとりやすく、通路抵抗を低減しやすい。しかしながら、その反面、冷媒入口ヘッダ部の熱交換管が臨んでいる全体の内容積が大きくなるため、特に圧縮機のオン、オフ制御時の応答性が遅くなる傾向がある。すなわち、冷媒入口ヘッダ部全体の内容積が大きく、冷媒の流速が遅いこと、および熱交換管が臨んでいる冷媒入口ヘッダ部全体の内容積が大きく、冷媒入口ヘッダ部全体内にある程度の冷媒が溜まった状態にならないと熱交換管内に流入しないことに起因して、圧縮機がオンになった場合にも、エバポレータが冷え始めるまでに時間がかかることがある。これとは逆に、冷媒入口ヘッダ部全体の内容積が大きく、冷媒入口ヘッダ部内に残る冷媒量が熱交換管の並び方向においてばらつくことに起因して、圧縮機がオフになった場合にも、エバポレータの温度上昇が不均一になって、熱交換コア部を通過して来た空気の温度である吐気温が不均一になることがある。さらに、冷媒入口ヘッダ部の内容積が大きくなるため、冷媒流量が少ない場合に、冷媒入口ヘッダ部内に流入した冷媒は、冷媒入口から遠い位置までは流れにくくなり、前側熱交換管群における冷媒入口に近い位置にある熱交換管内に多量の冷媒が流入して冷媒流量が多くなるとともに、冷媒入口から遠い位置にある熱交換管内には少量の冷媒が流入することになって冷媒流量が少なくなり、後側熱交換管群においても冷媒入口に近い位置にある熱交換管内内の冷媒流量が多くなるとともに、冷媒入口から遠い位置にある熱交換管内の冷媒流量が少なくなる。その結果、熱交換に寄与する冷媒量が熱交換コア部における冷媒入出タンクの長さ方向に関して不均一になり、上記吐気温も場所によって不均一になって、エバポレータの熱交換性能の向上効果が十分得られないことがある。
特開２００３−７５０２４号公報
この発明の目的は、上記問題を解決し、特にエバポレータとして使用した際の熱交換性能の優れた熱交換器を提供することにある。
本発明は、上記課題を解決するために以下の態様からなる。
1)一端部に冷媒入口を有する冷媒入口ヘッダ部と、冷媒入口ヘッダ部の長さ方向に間隔をおいて配置されかつ一端部が冷媒入口ヘッダ部に接続された複数の熱交換管とを備えている熱交換器であって、
冷媒入口ヘッダ部内が、冷媒入口を通して冷媒が流入する第１の空間と、熱交換管が通じる第２の空間とに区画され、第２の空間内に、第１の空間内での冷媒の流れ方向とは逆向きの冷媒の流れが生じるように、両空間が連通部を介して相互に連通させられ、冷媒入口ヘッダ部における冷媒入口が形成された側の端部に、第２の空間内に通じる分流調整用冷媒流入口が形成されており、冷媒の一部が、分流調整用冷媒流入口から第１の空間を通らず第２の空間内に流入するようになされている熱交換器。
2)冷媒が、連通部を通って流れ方向を変えるようにＵターンして第１の空間から第２の空間に流入するようになされている上記1)記載の熱交換器。
3)冷媒入口ヘッダ部の両空間が、冷媒入口が形成された側とは反対側の端部において連通部を介して相互に連通させられている上記1)または2)記載の熱交換器。
4)冷媒入口ヘッダ部内が、分流制御壁によって第１の空間と第２の空間とに区画されており、連通部が、分流制御壁に形成された連通穴からなる上記1)〜3)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
5)冷媒入口ヘッダ部の一端が閉鎖されており、閉鎖部に、第１の空間に通じる冷媒入口と、第２の空間に通じる穴状の分流調整用冷媒流入口とが形成されている上記4)記載の熱交換器。
6)連通穴の開口面積が分流調整用冷媒流入口の開口面積よりも大きくなっている上記5)記載の熱交換器。
7)連通穴の開口面積をA1ｍｍ２、分流調整用冷媒流入口の開口面積をA2ｍｍ２とした場合、０．０５≦A2／A1≦０．４８の関係を満たす上記6)記載の熱交換器。
8)冷媒入口を有する冷媒入口ヘッダ部と、冷媒入口ヘッダ部の後側に位置しかつ冷媒出口を有する冷媒出口ヘッダ部と、冷媒入口ヘッダ部および冷媒出口ヘッダ部を通じさせる冷媒循環経路とを備えており、冷媒循環経路が、少なくとも２つの中間ヘッダ部と、冷媒入口ヘッダ部、冷媒出口ヘッダ部およびすべての中間ヘッダ部を通じさせる複数の熱交換管とよりなる上記1)〜7)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
9)間隔をおいて配置された複数の熱交換管からなる熱交換管群が前後方向に並んで複数列配置されるとともに隣り合う熱交換管間にフィンが配置されることにより構成された熱交換コア部と、熱交換管の一端側に配置され、かつ少なくとも１列の熱交換管群の熱交換管が接続された冷媒入口ヘッダ部と、熱交換管の一端側において冷媒入口ヘッダ部の後側に配置され、かつ残りの熱交換管群の熱交換管が接続された冷媒出口ヘッダ部と、熱交換管の他端側に配置され、かつ冷媒入口ヘッダ部に接続されている熱交換管が接続された冷媒流入側中間ヘッダ部と、熱交換管の他端側において冷媒流入側中間ヘッダ部の後側に配置され、かつ冷媒出口ヘッダ部に接続されている熱交換管群の熱交換管が接続された冷媒流出側中間ヘッダ部とを備えている上記1)〜8)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
10)熱交換管が偏平状であって、その幅方向を前後方向に向けて配置されており、熱交換管の管高さが０．７５〜１．５ｍｍである上記9)記載の熱交換器。
11)フィンが、波頂部、波底部および波頂部と波底部とを連結する平坦な連結部よりなるコルゲート状であり、フィン高さが７．０ｍｍ〜１０．０ｍｍ、同じくフィンピッチが１．３〜１．７ｍｍである上記9)または10)記載の熱交換器。
12)コルゲートフィンの波頂部および波底部が、平坦部分と、平坦部分の両側に設けられかつ連結部に連なったアール状部分とよりなり、アール状部分の曲率半径が０．７ｍｍ以下である上記9)〜11)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
13)冷媒入口ヘッダ部と冷媒出口ヘッダ部とが、１つのヘッダタンクに設けられている上記8)〜12)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
14)ヘッダタンクが、熱交換管が接続された第１部材と、第１部材における熱交換管とは反対側の部分にろう付された第２部材と、第１および第２部材の両端にろう付された閉鎖部材とよりなる上記13)記載の熱交換器。
15)いずれか一方の閉鎖部材に、冷媒入口ヘッダ部の第１の空間に通じる冷媒入口、冷媒入口ヘッダ部の第２の空間に通じる分流調整用冷媒流入口および冷媒出口ヘッダ部内に通じる冷媒出口が形成されている上記14)記載の熱交換器。
16)第１部材が少なくとも片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よりなる上記14)または15)記載の熱交換器。
17)第２部材がアルミニウム押出形材よりなる上記14)〜16)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
18)圧縮機、コンデンサおよびエバポレータを備えており、エバポレータが、上記1)〜17)のうちのいずれかに記載の熱交換器からなる冷凍サイクル。
19)上記18)記載の冷凍サイクルが、カーエアコンとして搭載されている車両。
上記1)〜3)の熱交換器によれば、冷媒入口ヘッダ部内が、冷媒入口を通して冷媒が流入する第１の空間と、熱交換管が通じる第２の空間とに区画され、第２の空間内に、第１の空間内での冷媒の流れ方向とは逆向きの冷媒の流れが生じるように、両空間が連通部を介して相互に連通させられ、冷媒入口ヘッダ部における冷媒入口が形成された側の端部に、第２の空間内に通じる分流調整用冷媒流入口が形成されており、冷媒の一部が、分流調整用冷媒流入口から第１の空間を通らず第２の空間内に流入するようになされているので、特許文献１記載のエバポレータに比較して、冷媒入口ヘッダ部の両空間内での冷媒の流速が速くなるとともに、熱交換管が通じている空間の内容積が小さくなり、冷媒が分流調整用冷媒流入口から第１の空間を通らず第２の空間内に流入することと相俟って、エバポレータとして使用した場合、圧縮機がオンになったときに、第２の空間内に速やかに所定量の冷媒が溜まって熱交換管内に流入することになり、エバポレータが冷え始めるまでの時間が短縮される。これとは逆に、圧縮機がオフになったときに、第２の空間内に残る冷媒量の熱交換管の並び方向のばらつきが抑制され、エバポレータの温度上昇が均一化されて吐気温が均一化される。したがって、圧縮機のオン、オフ制御時の応答性が早くなる。さらに、両空間内での冷媒の流速が速くなるので、冷媒流量が少ない場合であっても、冷媒入口ヘッダ部内に流入した冷媒は、第２の空間の全体に流れやすくなり、冷媒入口ヘッダ部に接続されているすべての熱交換管内の冷媒流量が均一化される。その結果、熱交換に寄与する冷媒量が熱交換コア部における冷媒入口ヘッダ部の長さ方向に関して均一化され、熱交換コア部を通過して来た空気の温度も全体的に均一化されて熱交換器の熱交換性能が著しく向上する。特に、冷媒の流量が少ない場合にも、熱交換性能の低下が防止される。しかも、冷媒の流量が変化した場合や、冷媒入口ヘッダ部の長さ方向において風速のばらつきが発生した場合などにも、冷媒入口ヘッダ部に接続された熱交換管への冷媒の分流を最適化することができる。また、冷媒の流量が少ない場合に、第２の空間における冷媒入口から最も離れた部分に多くの冷媒を流すことができ、熱交換性能が向上する。
上記4)の熱交換器によれば、比較的簡単に冷媒入口ヘッダ内を２つの空間に区画するとともに、連通部を形成することができる。
上記5)の熱交換器によれば、分流調整用冷媒流入口により、比較的簡単な構成で、第２の空間内に第１の空間を通らずに冷媒を流入させることができる。
上記6)の熱交換器によれば、連通穴を通って第１の空間から第２の空間に流入する冷媒の量と、分流調整用冷媒流入口から第２の空間内に流入する冷媒の量とを、圧縮機のオン、オフ制御時の応答性および熱交換性能を向上させる上で、好適なものにすることができ、上記7)の熱交換器によれば、最適なものにすることができる。
上記10)の熱交換器によれば、通気抵抗の増大を抑制しつつ熱交換性能を向上させ、両者のバランスを良好にすることができる。
上記11)の熱交換器によれば、通気抵抗の増大を抑制しつつ熱交換性能を向上させ、両者のバランスを良好にすることができる。
上記13)および14)の熱交換器によれば、熱交換器全体の部品点数を少なくすることができる。
上記15)の熱交換器によれば、冷媒入口、分流調整用冷媒流入口および冷媒出口を、比較的簡単な構成で形成することができる。
上記16)の熱交換器によれば、第１部材の少なくとも片面のろう材層を利用し、第１部材と第２部材とをろう付するのと同時に、第１部材と熱交換管とをろう付して冷媒入口ヘッダ部に熱交換管を接続することができるので、製造作業が簡単になる。
上記17)の熱交換器によれば、ヘッダタンクの第２部材を比較的簡単に製造することができる。
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、この発明の熱交換器を、フロン系冷媒を使用したカーエアコンのエバポレータ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。
図１〜図３はエバポレータの全体構成を示し、図４〜図１２は要部の構成を示し、図１３はエバポレータにおける冷媒の流れ方を示す。
図１において、エバポレータ(1)は、上下方向に間隔をおいて配置されたアルミニウム製冷媒入出用ヘッダタンク(2)およびアルミニウム製冷媒ターン用ヘッダタンク(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。
冷媒入出用ヘッダタンク(2)は、前側（通風方向下流側）に位置する冷媒入口ヘッダ部(5)と後側（通風方向上流側）に位置する冷媒出口ヘッダ部(6)とを備えている。冷媒入出用ヘッダタンク(2)の冷媒入口ヘッダ部(5)にアルミニウム製冷媒入口管(7)が接続され、同じく冷媒出口ヘッダ部(6)にアルミニウム製冷媒出口管(8)が接続されている。冷媒ターン用ヘッダタンク(3)は、前側に位置する冷媒流入ヘッダ部(9)（冷媒流入側中間ヘッダ部）と後側に位置する冷媒流出ヘッダ部(11)（冷媒流出側中間ヘッダ部）とを備えている。
熱交換コア部(4)は、左右方向に間隔をおいて並列状に配置された複数のアルミニウム製熱交換管(12)からなる熱交換管群(13)が、前後方向に並んで複数列、ここでは２列配置されることにより構成されている。各熱交換管群(13)の隣接する熱交換管(12)どうしの間の通風間隙、および各熱交換管群(13)の左右両端の熱交換管(12)の外側にはそれぞれアルミニウム製コルゲートフィン(14)が配置されて熱交換管(12)にろう付されている。左右両端のコルゲートフィン(14)の外側にはそれぞれアルミニウム製サイドプレート(15)が配置されてコルゲートフィン(14)にろう付されている。そして、前側熱交換管群(13)の熱交換管(12)の上下両端は冷媒入口ヘッダ部(5)および冷媒流入ヘッダ部(9)に接続され、後側熱交換管群(13)の熱交換管(12)の上下両端部は冷媒出口ヘッダ部(6)および冷媒流出ヘッダ部(11)に接続されている。
図２〜図６に示すように、冷媒入出用ヘッダタンク(2)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から形成されかつ熱交換管(12)が接続されたプレート状の第１部材(16)と、アルミニウム押出形材から形成されたベア材よりなりかつ第１部材(16)の上側を覆う第２部材(17)と、左右両端開口を閉鎖するアルミニウム製キャップ(18)(19)（閉鎖部材）とよりなり、右側キャップ(19)の外面に、冷媒入口ヘッダ部(5)および冷媒出口ヘッダ部(6)に跨るように、前後方向に長いアルミニウムベア材製のジョイントプレート(21)がろう付され、ジョイントプレート(21)に冷媒入口管(7)および冷媒出口管(8)が接合されている。
第１部材(16)は、その前後両側部分に、それぞれ中央部が下方に突出した曲率の小さい横断面円弧状の湾曲部(22)を有している。各湾曲部(22)に、前後方向に長い複数の管挿通穴(23)が、左右方向に間隔をおいて形成されている。前後両湾曲部(22)の管挿通穴(23)は、それぞれ左右方向に関して同一位置にある。前側湾曲部(22)の前縁および後側湾曲部(22)の後縁に、それぞれ立ち上がり壁(22a)が全長にわたって一体に形成されている。また、第１部材(16)の両湾曲部(22)間の平坦部(24)に、複数の貫通穴(25)が左右方向に間隔をおいて形成されている。
第１部材(16)は、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、湾曲部(22)、立ち上がり壁(22a)、管挿通穴(23)、平坦部(24)および貫通穴(25)を形成することにより製造される。
第２部材(17)は下方に開口した横断面略ｍ字状であり、左右方向に伸びる前後両壁(26)と、前後両壁(26)間の中央部に設けられかつ左右方向に伸びるとともに冷媒入出用ヘッダタンク(2)内を前後２つの空間に仕切る仕切手段としての仕切壁(27)と、前後両壁(26)および仕切壁(27)の上端どうしをそれぞれ一体に連結する上方に突出した２つの横断面略円弧状連結壁(28)とを備えている。
第２部材(17)の前壁(26)および仕切壁(27)の下端部どうしは、分流制御手段としての入口ヘッダ部内分流制御壁(10)により全長にわたって一体に連結されている。また、入口ヘッダ部内分流制御壁(10)と同一高さ位置において、第２部材(17)の後壁(26)および仕切壁(27)の下端部どうしは、分流制御手段としての出口ヘッダ部内分流制御壁(29)により全長にわたって一体に連結されている。入口ヘッダ部内分流制御壁(10)にはその左端から切り欠き(10a)が形成されている。出口ヘッダ部内分流制御壁(29)の後側部分における左右両端部を除いた部分には、左右方向に長い複数の長円形冷媒通過穴(31A)(31B)が左右方向に間隔をおいて貫通状に形成されている。中央部の長円形冷媒貫通穴(31A)の長さは他の長円形冷媒貫通穴(31B)の長さよりも短く、隣り合う熱交換管(12)間に位置している。
仕切壁(27)の下端は前後両壁(26)の下端よりも下方に突出しており、その下縁に、下方に突出しかつ第１部材(16)の貫通穴(25)に嵌め入れられる複数の突起(27a)が左右方向に間隔をおいて一体に形成されている。突起(27a)は、仕切壁(27)の所定部分を切除することにより形成されている。
なお、ここでは、入口ヘッダ部内分流制御壁(10)は前壁(26)および仕切壁(27)と、出口ヘッダ部内分流制御壁(29)は後壁(26)および仕切壁(27)とそれぞれ一体に形成されているが、前壁(26)および仕切壁(27)と別体のもの、および後壁(26)および仕切壁(27)と別体のものが固着されることにより、入口ヘッダ部内分流制御壁(10)および出口ヘッダ部内分流制御壁(29)が形成されていてもよい。
第２部材(17)は、前後両壁(26)、仕切壁(27)、連結壁(28)および両分流制御壁(10)(29)を一体に押出成形した後、プレス加工を施すことにより、入口ヘッダ部内分流制御壁(10)に切り欠き(10a)を形成するとともに、出口ヘッダ部内分流制御壁(29)に冷媒通過穴(31A)(31B)を形成し、さらに仕切壁(27)を切除して突起(27a)を形成することにより製造される。
各キャップ(18)(19)は第１および第２部材(16)(17)を合わせたものの外形の横断面形状にほぼ合致した形状のプレート状であり、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たものである。右側キャップ(19)の前側には、冷媒入口ヘッダ部(5)の分流制御壁(10)よりも上側の空間(5a)内に嵌め入れられる上側左方突出部(30)と、分流制御壁(10)よりも下側の空間(5b)内に嵌め入れられる下側左方突出部(32)とが上下に間隔をおいて一体に形成され、同じく後側には、冷媒出口ヘッダ部(6)の分流制御壁(29)よりも上側の空間(6a)内に嵌め入れられる上側左方突出部(33)と、分流制御壁(29)よりも下側の空間(6b)内に嵌め入れられる下側左方突出部(34)とが上下に間隔をおいて一体に形成されている。また、右側キャップ(19)の前後両側縁と上縁との間の円弧状部、ならびに下縁の前側部分および後側部分に、それぞれ左方に突出した係合爪(36)が一体に形成されている。右側キャップ(19)の前側の上側左方突出部(30)の底壁に冷媒入口(37)が形成され、同じく前側の下側左方突出部(32)の底壁に分流調整穴(20)（分流調整用冷媒流入口）が形成され、同じく後側の上側左方突出部(33)の底壁に冷媒出口(38)が形成されている。
左側キャップ(18)の前側には、冷媒入口ヘッダ部(5)内に嵌め入れられる右方突出部(39)が一体に形成され、同じく後側には、冷媒出口ヘッダ部(6)の分流制御壁(29)よりも上側の空間(6a)内に嵌め入れられる上側右方突出部(41)と、分流制御壁(29)よりも下側の空間(6b)内に嵌め入れられる下側右方突出部(42)とが上下に間隔をおいて一体に形成されている。また、左側キャップ(18)の前後両側縁と上縁との間の円弧状部、ならびに下縁の前側部分および後側部分に、それぞれ右方に突出した係合爪(43)が一体に形成されている。右方突出部(39)(41)(42)の底壁には開口は形成されていない。
ジョイントプレート(21)はアルミニウムベア材にプレス加工を施すことにより形成されたものであり、右側キャップ(19)の冷媒入口(37)および分流調整穴(20)に通じる短円筒状冷媒流入口(45)と、同じく冷媒出口(38)に通じる短円筒状冷媒流出口(46)とを備えている。ジョイントプレート(21)の上下両縁部における冷媒流入口(45)と冷媒流出口(46)との間の部分には、それぞれ左方に突出した屈曲部(47)が形成されている。上下の屈曲部(47)は、それぞれ冷媒入口ヘッダ部(5)と冷媒出口ヘッダ部(6)との間の部分に係合している。また、ジョイントプレート(21)の下縁の前後両端部には、それぞれ左方に突出した係合爪(48)が一体に形成されている。係合爪(48)は、右側キャップ(19)の下縁部に係合している。
冷媒入出用ヘッダタンク(2)の第１および第２部材(16)(17)と、両キャップ(18)(19)と、ジョイントプレート(21)とは次のようにしてろう付されている。すなわち、第１および第２部材(16)(17)は、第２部材(17)の突起(27a)が第１部材(16)の貫通穴(25)に挿通されてかしめられることにより、第１部材(16)の前後の立ち上がり壁(22a)の上端部と第２部材(17)の前後両壁(26)の下端部とが係合した状態で、第１部材(16)のろう材層を利用して相互にろう付されている。右側キャップ(19)は、前側の上突出部(30)が両部材(16)(17)における仕切壁(27)よりも前側でかつ入口ヘッダ部内分流制御壁(10)よりも上側の空間内に、前側の下突出部(32)が両部材(16)(17)における仕切壁(27)よりも前側でかつ入口ヘッダ部内分流制御壁(10)よりも下側の空間内に、後側の上突出部(33)が両部材(16)(17)における仕切壁(27)よりも後側でかつ出口ヘッダ部内分流制御壁(29)よりも上側の空間内に、後側の下突出部(34)が仕切壁(17)よりも後側でかつ分流制御壁(29)よりも下側の空間内に、それぞれ嵌め入れられ、上側の係合爪(36)が第２部材(17)の連結壁(28)に係合させられ、下側の係合爪(36)が第１部材(16)の湾曲部(22)に係合させられた状態で、キャップ(19)のろう材層を利用して第１および第２部材(16)(17)にろう付されている。左側キャップ(18)は、前側の突出部(39)が両部材(16)(17)における仕切壁(27)よりも前側の空間内に、後側の上突出部(41)が両部材(16)(17)における仕切壁(27)よりも後側でかつ出口ヘッダ部内分流制御壁(29)よりも上側の空間内に、後側の下突出部(42)が仕切壁(17)よりも後側でかつ分流制御壁(29)よりも下側の空間内に、それぞれ嵌め入れられ、上側の係合爪(43)が第２部材(17)の連結壁(28)に係合させられ、下側の係合爪(43)が第１部材(16)の湾曲部(22)に係合させられた状態で、キャップ(18)のろう材層を利用して第１および第２部材(16)(17)にろう付されている。ジョイントプレート(21)は、上側屈曲部(47)が右側キャップ(19)の前後方向の中央部および第２部材(17)の両
連結壁(28)間の部分に係合させられ、下側屈曲部(47)が右側キャップ(19)の前後方向の中央部および第１部材(16)の平坦部(24)に係合させられ、さらに係合爪(48)が右側キャップ(19)の下縁部に係合した状態で、右側キャップ(19)のろう材層を利用して右側キャップ(19)にろう付されている。
こうして、冷媒入出用ヘッダタンク(2)が形成されており、第２部材(17)の仕切壁(27)よりも前側が冷媒入口ヘッダ部(5)、同じく仕切壁(27)よりも後側が冷媒出口ヘッダ部(6)となっている。冷媒入口ヘッダ部(5)は分流制御壁(10)により上下２つの空間(5a)(5b)に区画されている。また、冷媒出口ヘッダ部(6)は分流制御壁(29)により上下２つの空間(6a)(6b)に区画されており、これらの空間(6a)(6b)は長円形冷媒通過穴(31A)(31B)により連通させられている。右側キャップ(19)の冷媒入口(37)は冷媒入口ヘッダ部(5)の上部空間(5a)内に通じ、分流調整穴(20)は下部空間(5b)内に通じ、冷媒出口(38)は冷媒出口ヘッダ部(6)の上部空間(6a)内に通じている。さらに、ジョイントプレート(21)の冷媒流入口(45)が冷媒入口(37)および分流調整穴(20)に、冷媒流出口(46)が冷媒出口(38)にそれぞれ連通させられている。ここで、冷媒入口ヘッダ部(5)の上部空間(5a)が冷媒入口(37)に通じる第１の空間であり、下部空間(5b)が前側熱交換管群(13)の熱交換管(12)に通じる第２の空間である。そして、入口ヘッダ部内分流制御壁(10)の切り欠き(10a)の左端開口が左側キャップ(18)により閉じられ、これにより両空間(5a)(5b)を左端部において相互に連通させる連通穴(40)が形成されている。また、冷媒出口ヘッダ部(6)の上部空間(6a)が冷媒出口(38)に通じる第１の空間であり、下部空間(6b)が後側熱交換管群(13)の熱交換管(12)が通じる第２の空間である。なお、ここでは連通穴(40)は、切り欠き(10a)の左端開口を左側キャップ(18)により閉じることによって形成されているが、これに代えて、切り欠きを形成せず、入口ヘッダ部内分流制御壁(10)の左端部に貫通穴を形成することにより連通穴が設けられていてもよい。この場合、左側キャップ(18)の前側には、冷媒入口ヘッダ部(5)の上部空間(5a)内に嵌め入れられる上側右方突出部と、同じく下部空間(5b)内に嵌め入れられる下側右方突出部とを上下に間隔をおいて形成しておく。
図２、図３、図７〜図１１に示すように、冷媒ターン用ヘッダタンク(3)の冷媒流入ヘッダ部(9)と冷媒流出ヘッダ部(11)とは連結部(60)により相互に連結され、両ヘッダ部(9)(11)と連結部(60)とにより排水樋(70)が形成されている。
冷媒ターン用タンク(3)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から形成されかつ熱交換管(12)が接続されたプレート状の第１部材(50)と、アルミニウム押出形材から形成されたベア材よりなりかつ第１部材(50)の下側を覆う第２部材(51)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から形成されかつ左右両端開口を閉鎖するアルミニウム製キャップ(52)(53)と、連結部(60)に接合された左右方向に長いアルミニウムベア材製排水補助プレート(54)と、左側キャップ(52)の外面に、冷媒流入ヘッダ部(9)および冷媒流出ヘッダ部(11)に跨るようにろう付された前後方向に長いアルミニウムベア材製の連通部材(55)とよりなり、連通部材(55)を介して冷媒流入ヘッダ部(9)と冷媒流出ヘッダ部(11)とが左端部で連通させられている。
冷媒流入ヘッダ部(9)および冷媒流出ヘッダ部(11)はそれぞれ頂面、前後両側面および底面を有している。両ヘッダ部(9)(11)の頂面は前後方向内側部分および外側部分を除いて水平な平坦面(9a)(11a)となっており、頂面の前後方向内側部分には前後方向内側に向かって下方に直線状に傾斜した傾斜面からなる第１の低位部(9b)(11b)が形成されている。そして、第１の低位部(9b)(11b)が排水樋(70)の前後両側面となっており、排水樋(70)の前後両側面が上方に向かって前後方向外側に広がっている。第１の低位部(9b)(11b)の水平面に対する下向き傾斜角度は４５度以上であることが好ましい。なお、排水樋(70)の前後両側面、すなわち両ヘッダ部(9)(11)の第１の低位部(9b)(11b)は、上方に向かって前後方向外側に広がっておれば、直線状に傾斜したものに限らず、湾曲していてもよい。また、両ヘッダ部(9)(11)の頂面の前後方向外側部分には、水平面に対し、前後方向外側に向かって下方に直線状に傾斜した傾斜面からなる第２の低位部(9c)(11c)が形成されている。第２の低位部(9c)(11c)の水平面に対する下向き傾斜角度は４５度以上であることが好ましい。両ヘッダ部(9)(11)の前後方向外側面は頂面の第２の低位部(9c)(11c)に連なっている。
第１部材(50)は、冷媒流入ヘッダ部(9)の上部を形成する第１ヘッダ形成部(56)と、冷媒流出ヘッダ部(11)の上部を形成する第２ヘッダ形成部(57)と、両ヘッダ形成部(56)(57)を連結しかつ連結部(60)を形成する連結壁(58)とよりなる。第１ヘッダ形成部(56)は、水平平坦状頂壁(56a)と、頂壁(56a)の後縁に全長にわたって一体に形成されかつ後方に向かって下方に傾斜した第１の傾斜壁(56b)と、頂壁(56a)の前縁に全長にわたって一体に形成されかつ前方に向かって下方に傾斜した第２の傾斜壁(56c)と、第２の傾斜壁(56c)の前縁に全長にわたって一体に形成された垂下壁(56d)とよりなる。第２ヘッダ形成部(57)は、水平平坦状頂壁(57a)と、頂壁(57a)の前縁に全長にわたって一体に形成されかつ前方に向かって下方に傾斜した第１の傾斜壁(57b)と、頂壁(57a)の後縁に全長にわたって一体に形成されかつ後方に向かって下方に傾斜した第２の傾斜壁(57c)と、第２の傾斜壁(57c)の後縁に全長にわたって一体に形成された垂下壁(57d)とよりなる。第１ヘッダ形成部(56)の第１の傾斜壁(56b)の下縁と第２ヘッダ形成部(57)の第１の傾斜壁(57b)の下縁とが連結壁(58)により一体に連結されている。両ヘッダ形成部(56)(57)の垂下壁(56d)(57d)の下端面は前後方向内方に向かって下方に傾斜しており、この下端面の外側部分により後述する段差部(69)が形成されるようになっている。そして、第１ヘッダ形成部(56)の頂壁(56a)上面が冷媒流入ヘッダ部(9)の頂面の水平平坦面(9a)を形成し、両傾斜壁(56b)(56c)上面が両低位部(9b)(9c)を形成し、垂下壁(56c)外面が前側面の上側部分を形成している。また、第２ヘッダ形成部(57)の頂壁(57a)上面が冷媒流出ヘッダ部(11)の頂面の水平平坦面(11a)を形成し、両傾斜壁(57b)(57c)上面が両低位部(11b)(11c)を形成し、垂下壁(57d)外面が後側面の上側部分を形成している。
第１部材(50)の両ヘッダ形成部(56)(57)に、それぞれ前後方向に長い複数の管挿通穴(59)が左右方向に間隔をおいて形成されている。両ヘッダ形成部(56)(57)の管挿通穴(59)は左右方向に関して同一位置にある。管挿通穴(59)の連結部(60)側端部、すなわち第１ヘッダ形成部(56)の管挿通穴(59)の後端部および第２ヘッダ形成部(57)の管挿通穴(59)の前端部はそれぞれ第１の傾斜壁(56b)(57b)に位置しており、これにより管挿通穴(59)の連結部(60)側端部が排水樋(70)の側面に位置している。また、管挿通穴(59)の前後方向外端部、すなわち第１ヘッダ形成部(56)の管挿通穴(59)の前端部および第２ヘッダ形成部(57)の管挿通穴(59)の後端部はそれぞれ第２の傾斜壁(56c)(57c)に位置しており、これにより管挿通穴(59)の前後方向外端部は両ヘッダ部(9)(11)の頂面の第２の低位部(9c)(11c)に位置している。
第１部材(50)の両ヘッダ形成部(56)(57)の頂壁(56a)(57a)および両傾斜壁(56b)(56c)(57b)(57c)における管挿通穴(59)の左右両側部分は、管挿通穴(59)に向かって下方に傾斜した傾斜部(61)となっており、各管挿通穴(59)の左右両側の傾斜部(61)により凹所(62)が形成されている。第１部材(50)の両ヘッダ形成部(56)(57)の第２の傾斜壁(56c)(57c)の上面および垂下壁(56d)(57d)の外面に、凝縮水を冷媒ターン用タンク(3)下方に排水する排水溝(63)が、管挿通穴(59)の前後方向外端部に連なって形成されている。排水溝(63)の溝底は、管挿通穴(59)から遠ざかるにつれて徐々に下方に向かっている。排水溝(63)における第２の傾斜壁(56c)(57c)、すなわち第２の低位部(9c)(11c)に存在する部分の溝底は、水平面に対し、前後方向外側に向かって下方に直線状に傾斜している。排水溝(63)における第２の低位部(9c)(11c)に存在する部分の溝底の水平面に対する下向き傾斜角度は４５度以上であることが好ましい。排水溝(63)における垂下壁(56d)(57d)に存在する部分の下端は、垂下壁(56d)(57d)の下端面に開口している（図８参照）。
第１部材(50)の連結壁(58)に、左右方向に長い複数の排水用貫通穴(64)が左右方向に間隔をおいて形成されている。また、第１部材(50)の連結壁(58)に、複数の固定用貫通穴(65)が、排水用貫通穴(64)からずれた位置に来るように左右方向に間隔をおいて形成されている。
第１部材(50)は、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って、両ヘッダ形成部(56)(57)の頂壁(56a)(57a)、両傾斜壁(56b)(56c)(57b)(57c)、垂下壁(56d)(57d)、連結壁(58)、管挿通穴(59)、傾斜部(61)および排水溝(63)を形成するとともに、連結壁(58)に排水用貫通穴(64)および固定用貫通穴(65)を形成することによりつくられている。
第２部材(51)は、冷媒流入ヘッダ部(9)の下部を形成する第１ヘッダ形成部(66)と、冷媒流出ヘッダ部(11)の下部を形成する第２ヘッダ形成部(67)と、両ヘッダ形成部(66)(67)を連結しかつ第１部材(50)の連結壁(58)にろう付されて連結部(60)を形成する連結壁(68)とよりなる。第１ヘッダ形成部(66)は、前後両壁(66a)と、前後両壁(66a)の下端どうしを一体に連結する下方に突出した横断面略円弧状底壁(66b)とよりなる。第２ヘッダ形成部(67)は、前後両壁(67a)と、前後両壁(67a)の下端どうしを一体に連結する下方に突出した横断面略円弧状底壁(67b)と、前後両壁(67a)の上端部どうしを一体に連結する水平な分流制御壁(67c)とよりなる。第１ヘッダ形成部(66)の後壁(66a)の上端部と第２ヘッダ形成部(67)の前壁(67a)の上端部とが連結壁(68)により一体に連結されている。第１ヘッダ形成部(66)の前壁(66a)外面および第２ヘッダ形成部(67)の後壁(67a)外面は、それぞれ第１部材(50)の第１ヘッダ形成部(56)の垂下壁(56d)外面および第２ヘッダ形成部(57)の垂下壁(57d)外面よりも前後方向内側に位置しており、これにより第１部材(50)の垂下壁(56d)(57d)と第２部材(51)の前後壁(66a)(67a)との接合部に段差部(69)が設けられるとともに、垂下壁(56d)(57d)外面が段差部(69)を介して前壁(66a)および後壁(67a)の外面に対して前後方向外側に位置し、排水溝(63)の下端全体が段差部(69)に開口している（図８および図９参照）。また、第１ヘッダ形成部(66)の前壁(66a)の上縁部外面および第２ヘッダ形成部(67)の後壁(67a)の上縁部外面は、排水溝(63)における垂下壁(56d)(57d)に存在する部分の底面と面一となっている。そして、第１ヘッダ形成部(66)の前壁(66a)外面が冷媒流入ヘッダ部(9)の前側面の下側部分を形成し、第２ヘッダ形成部(67)の後壁(67a)外面が冷媒流出ヘッダ部(11)の後側面の下側部分を形成している。
第２部材(51)の第２ヘッダ形成部(67)の分流制御壁(67c)における前後方向の中心部よりも後側の部分には、複数の円形冷媒通過穴(71)が左右方向に間隔をおいて貫通状に形成されている。隣り合う円形冷媒通過穴(71)間の間隔は、左端部から遠ざかるにつれて徐々に大きくなっている。なお、隣り合う円形冷媒通過穴(71)間の間隔は、すべて等しくなっていてもよい。第２部材(51)の連結壁(68)における第１部材(50)の排水用貫通穴(64)と合致した位置にそれぞれ左右方向に長い排水用貫通穴(72)が形成され、同じく第１部材(50)の固定用貫通穴(65)と合致した位置にそれぞれ固定用貫通穴(73)が形成されている。
第２部材(51)は、両ヘッダ形成部(66)(67)の前後両壁(66a)(67a)および底壁(66b)(67b)と、第２ヘッダ形成部(67)の分流制御壁(67c)と、連結壁(68)とを一体に押出成形した後、プレス加工を施して分流制御壁(67c)に冷媒通過穴(71)を形成するとともに、連結壁(68)に排水用貫通穴(72)および固定用貫通穴(73)を形成することによりつくられている。
排水補助プレート(54)における第１および第２部材(50)(51)の排水用貫通穴(64)(72)と対応する部分に、その上縁から切り欠き(74)が形成されている。切り欠き(74)の開放部の左右方向の幅は排水用貫通穴(64)(72)の左右方向の長さと等しくなっている。排水補助プレート(54)の前後両面に、それぞれ切り欠き(74)の下端部に連なるように上下方向に伸びかつ下端部が排水補助プレート(54)の下端面に開口した排水補助溝(75)が形成されている。また、排水補助プレート(54)の上縁における第１および第２部材(50)(51)の固定用貫通穴(65)(73)と合致した位置に、上方に突出しかつ両固定用貫通穴(65)(73)に挿通される突起(76)が形成されている。排水補助プレート(54)は、アルミニウムベア材からなる板にプレス加工を施して切り欠き(74)、排水補助溝(75)および突起(76)を形成することによりつくられている。
各キャップ(52)(53)はプレート状であり、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たものである。左側キャップ(52)の前側には、冷媒流入ヘッダ部(9)内に嵌め入れられる右方突出部(77)が一体に形成され、同じく後側には、冷媒流出ヘッダ部(11)の分流制御壁(67c)よりも上側の空間(11A)内に嵌め入れられる上側右方突出部(78)と、分流制御壁(67c)よりも下側の空間(11B)内に嵌め入れられる下側右方突出部(79)とが上下に間隔をおいて一体に形成されている。また、左側キャップ(52)の前後両側縁と下縁との間の円弧状部および上縁の前後両端寄りの部分に、それぞれ右方に突出した係合爪(81)が形成され、さらに上下両縁の前後方向中央部に、それぞれ左方に突出した係合爪(82)が形成されている。左側キャップ(52)の前側の右方突出部(77)の底壁および後側の下側右方突出部(79)の底壁に、それぞれ貫通穴(83)(84)が形成されている。前側の貫通穴(83)が冷媒流入ヘッダ部(9)内を外部に通じさせ、後側の貫通穴(84)が冷媒流出ヘッダ部(11)の分流制御壁(67c)よりも下側の空間(11B)内を外部に通じさせる。
右側キャップ(53)の前側には、冷媒流入ヘッダ部(9)内に嵌め入れられる左方突出部(85)が一体に形成され、同じく後側には、冷媒流出ヘッダ部(11)の分流制御壁(67c)よりも上側の空間(11A)内に嵌め入れられる上側左方突出部(86)と、分流制御壁(67c)よりも下側の空間(11B)内に嵌め入れられる下側左方突出部(87)とが上下に間隔をおいて一体に形成されている。また、右側キャップ(53)の前後両側縁と下縁との間の円弧状部および上縁の前後両端寄りの部分に、それぞれ左方に突出した係合爪(88)が一体に形成されている。左方突出部(85)(86)(87)の底壁には貫通穴は形成されていない。
連通部材(55)はアルミニウムベア材にプレス加工を施すことにより形成されたものであり、左方から見て左側キャップ(52)と同形同大のプレート状であって、その周縁部が左側キャップ(52)の外面にろう付されている。連通部材(55)には、左側キャップ(52)の２つの貫通穴(83)(84)を通じさせるように外方膨出部(89)が形成されている。外方膨出部(89)の内部が、左側キャップ(52)の両貫通穴(83)(84)を通じさせる連通路(91)となっている。また、連通部材(55)の上下両縁における前後方向の中央部には、左側キャップ(52)の係合爪(82)が嵌る切り欠き(92)が形成されている。
冷媒ターン用タンク(3)の第１および第２部材(50)(51)と、両キャップ(52)(53)と、排水補助プレート(54)と、連通部材(55)とは次のようにしてろう付されている。すなわち、第１部材(50)と第２部材(51)とは、連結壁(58)(68)どうしが排水用貫通穴(64)(72)および固定用貫通穴(65)(73)が合致するように合わせられるとともに、両ヘッダ形成部(56)(57)の垂下壁(56d)(57d)下端と第１ヘッダ形成部(66)の前壁(66a)および第２ヘッダ形成部(67)の後壁(67a)上端とが係合させられ、排水補助プレート(54)の突起(76)が、下方から両部材(50)(51)の固定用貫通穴(73)(65)に挿通させられてかしめられることにより両部材(50)(51)が仮止めされた状態で、第１部材(50)のろう材層を利用して相互にろう付されている。排水補助プレート(54)は、第１部材(50)のろう材層を利用して両部材(50)(51)の連結壁(58)(68)にろう付されている。両キャップ(52)(53)は、前側の突出部(77)(85)が両部材(50)(51)の第１ヘッダ形成部(56)(66)により形成される空間内に、後側の上突出部(78)(86)が両部材(50)(51)の第２ヘッダ形成部(57)(67)により形成される空間における分流制御壁(67c)よりも上側の部分内に、後側の下突出部(79)(87)が両部材(50)(51)の第２ヘッダ形成部(57)(67)により形成される空間における分流制御壁(67c)よりも下側の部分内にそれぞれ嵌め入れられ、上側の係合爪(81)(88)が第１部材(50)に係合させられ、下側の係合爪(81)(88)が第２部材(51)に係合させられた状態で、各キャップ(52)(53)のろう材層を利用して第１および第２部材(50)(51)にろう付されている。連通部材(55)は、左側キャップ(52)の係合爪(82)が切り欠き(92)内に嵌るように連通部材(55)に係合させられた状態で、左側キャップ(52)のろう材層を利用して左側キャップ(52)にろう付されている。
こうして、冷媒ターン用タンク(3)が形成されており、両部材(50)(51)の第１ヘッダ形成部(56)(66)により冷媒流入ヘッダ部(9)が形成され、同じく第２ヘッダ形成部(57)(67)により冷媒流出ヘッダ部(11)が形成されている。冷媒流出ヘッダ部(11)は分流制御壁(67c)により上下２つの空間(11A)(11B)に区画されており、これらの空間(11A)(11B)は円形冷媒通過穴(71)により連通させられている。左側キャップ(52)の前側貫通穴(83)は冷媒流入ヘッダ部(9)に通じ、同じく後側貫通穴(84)は冷媒流出ヘッダ部(11)の下部空間(11B)に通じている。そして、冷媒流入ヘッダ部(9)内と冷媒流出ヘッダ部(11)の下部空間(11B)内とが、左側キャップ(52)の貫通穴(83)(84)および連通部材(55)の外方膨出部(89)内の連通路(91)を介して連通させられている。また、両部材(50)(51)の連結壁(58)(68)により連結部(60)が形成され、冷媒流入ヘッダ部(9)の第１の低位部(9b)と冷媒流出ヘッダ部(11)の第１の低位部(11b)と連結部(60)とにより排水樋(70)が形成され、両部材(50)(51)の連結壁(58)(68)の排水用貫通穴(64)(72)により連結部(60)に排水穴(93)が形成される。
前後の熱交換管群(13)を構成する熱交換管(12)はアルミニウム押出形材で形成されたベア材からなり、前後方向に幅広の偏平状で、その内部に長さ方向に伸びる複数の冷媒通路(12a)が並列状に形成されている。また、熱交換管(12)の前後両端壁は外方に突出した円弧状となっている。前側の熱交換管群(13)の熱交換管(12)と、後側の熱交換管群(13)の熱交換管(12)とは、左右方向の同一位置に来るように配置されており、熱交換管(12)の上端部は冷媒入出用ヘッダタンク(2)の第１部材(16)の管挿通穴(23)に挿通されて第１部材(16)のろう材層を利用して第１部材(16)にろう付され、同じく下端部は冷媒ターン用ヘッダタンク(3)の第１部材(50)の管挿通穴(59)に挿通されて第１部材(50)のろう材層を利用して第１部材(50)にろう付されている。そして、前側熱交換管群(13)の熱交換管(12)が冷媒入口ヘッダ部(5)および冷媒流入ヘッダ部(9)に連通し、後側熱交換管群(13)の熱交換管(12)が冷媒出口ヘッダ部(6)および冷媒流出ヘッダ部(11)に連通している。
ここで、熱交換管(12)の左右方向の厚みである管高さ(h)は０．７５〜１．５ｍｍ（図１２参照）、前後方向の幅である管幅は１２〜１８ｍｍ、周壁の肉厚は０．１７５〜０．２７５ｍｍ、冷媒通路(12a)どうしを仕切る仕切壁の厚さは０．１７５〜０．２７５ｍｍ、仕切壁のピッチは０．５〜３．０ｍｍ、前後両端壁の外面の曲率半径は０．３５〜０．７５ｍｍであることが好ましい。
なお、熱交換管(12)としては、アルミニウム押出形材製のものに代えて、アルミニウム製電縫管の内部にインナーフィンを挿入することにより複数の冷媒通路を形成したものを用いてもよい。また、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圧延加工を施すことにより形成され、かつ連結部を介して連なった２つの平坦壁形成部と、各平坦壁形成部における連結部とは反対側の側縁より隆起状に一体成形された側壁形成部と、平坦壁形成部の幅方向に所定間隔をおいて両平坦壁形成部よりそれぞれ隆起状に一体成形された複数の仕切壁形成部とを備えた板を、連結部においてヘアピン状に曲げて側壁形成部どうしを突き合わせて相互にろう付し、仕切壁形成部により仕切壁を形成したものを用いてもよい。この場合、コルゲートフィンはベア材からなるものを用いる。
図１２に示すように、コルゲートフィン(14)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用いて波状に形成されたものであり、波頂部(14a)、波底部(14b)および波頂部(14a)と波底部(14b)とを連結する平坦な水平状連結部(14c)よりなり、連結部(14c)に複数のルーバが前後方向に並んで形成されている。コルゲートフィン(14)は、冷媒流通体(13)を構成する前後両偏平管(12)に共有されており、その前後方向の幅は前側偏平管(12)の前側縁と後側偏平管(12)の後側縁との間隔をほぼ等しくなっている。そして、コルゲートフィン(14)の波頂部(14a)および波底部(14b)は、熱交換管(12)にろう付されている。なお、１つのコルゲートフィンが前後両熱交換管群(13)に共有される代わりに、両熱交換管群(13)の隣り合う熱交換管(12)どうしの間にそれぞれコルゲートフィンが配置されていてもよい。
ここで、コルゲートフィン(14)のフィン高さ(H)は波頂部(14a)と波底部(14b)との直線距離であり、フィン高さ(H)＝７．０ｍｍ〜１０．０ｍｍであることが好ましい。また、コルゲートフィン(14)のフィンピッチ(Pf)は隣り合う波頂部(14a)の上下方向の中央部間の間隔(P)の１／２、すなわち(Pf)＝P／２であり、フィンピッチ(Pf)＝１．３〜１．７ｍｍであることが好ましい。また、コルゲートフィン(14)の波頂部(14a)および波底部(14b)は、熱交換管(12)に密接状にろう付された平坦部分と、平坦部分の両側に設けられかつ連結部(14c)に連なったアール状部分とよりなるが、アール状部分の曲率半径(R)は０．７ｍｍ以下であることが好ましい。
エバポレータ(1)は、各構成部材を組み合わせて仮止めし、すべての構成部材を一括してろう付することにより製造される。
エバポレータ(1)は、圧縮機、コンデンサおよび膨張弁とともにフロン系冷媒を使用する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。
上述したエバポレータ(1)において、図１３に示すように、圧縮機、コンデンサおよび膨張弁を通過した気液混相の２相冷媒が、冷媒入口管(7)からジョイントプレート(21)の冷媒流入口(45)および右側キャップ(19)の冷媒入口(37)を通って冷媒入出用ヘッダタンク(2)の冷媒入口ヘッダ部(5)の上部空間(5a)内に入る。上部空間(5a)内に入った冷媒は、上部空間(5a)内を左方に流れ、ついで入口ヘッダ部内分流制御壁(10)の連通穴(40)を通って流れ方向を変えるようにＵターンして下部空間(5b)内に入り、下部空間(5b)内を上部空間(5a)内とは逆向きに右方に流れる。これと同時に、２相冷媒が、冷媒入口管(7)からジョイントプレート(21)の冷媒流入口(45)および右側キャップ(19)の分流調整穴(20)を通り、冷媒入口ヘッダ部(5)の上部空間(5a)を通過せずに、直接下部空間(5b)内に入り、下部空間(5b)内を左方に流れる。下部空間(5b)内に入った冷媒は、分流して前側熱交換管群(13)のすべての熱交換管(12)の冷媒通路(12a)内に流入する。
熱交換管(12)の冷媒通路(12a)内に流入した冷媒は、冷媒通路(12a)内を下方に流れて冷媒ターン用ヘッダタンク(3)の冷媒流入ヘッダ部(9)内に入る。冷媒流入ヘッダ部(9)内に入った冷媒は左方に流れ、左側キャップ(52)の前側貫通穴(83)、連通部材(55)の外方膨出部(89)内の連通路(91)および左側キャップ(52)の後側貫通穴(84)を通ることにより、流れ方向を変えるようにターンして冷媒流出ヘッダ部(11)の下部空間(11B)内に入る。
そして、冷媒入口ヘッダ部(5)から前側熱交換管群(13)のすべての熱交換管(12)への冷媒の分流が充分に均一化されていないことに起因して、前側熱交換管群(13)のすべての熱交換管(12)を流れる冷媒の温度（冷媒乾き度）の分布に偏りが生じていたとしても、冷媒流入ヘッダ部(9)から冷媒流出ヘッダ部(11)の下部空間(11B)内にターンして流入する際に、冷媒が混合されることになり、その温度は全体に均一になる。
冷媒流出ヘッダ部(11)の下部空間(11B)内に入った冷媒は右方に流れ、分流制御壁(67c)の円形冷媒通過穴(71)を通って上部空間(11A)内に入り、分流して後側熱交換管群(13)のすべての熱交換管(12)の冷媒通路(12a)内に流入する。
熱交換管(12)の冷媒通路(12a)内に流入した冷媒は、流れ方向を変えて冷媒通路(12a)内を上方に流れて冷媒出口ヘッダ部(6)の下部空間(6b)内に入り、出口ヘッダ部内分流制御壁(29)の長円形冷媒通過穴(31A)(31B)を通って上部空間(6a)内に入る。ここで、分流制御壁(29)によって冷媒の流れに抵抗が付与されるので、冷媒流出ヘッダ部(11)の上部空間(11A)から後側熱交換管群(13)の熱交換管(12)への分流が均一化されるとともに、冷媒入口ヘッダ部(5)の下部空間(5b)から前側熱交換管群(13)の熱交換管(12)への分流も一層均一化される。その結果、両熱交換管群(13)のすべての熱交換管(12)の冷媒流通量が均一化され、熱交換コア部(4)全体の温度分布も均一化される。
ついで、冷媒出口ヘッダ部(6)の上部空間(6a)内に入った冷媒は、右側キャップ(19)の冷媒出口(38)およびジョイントプレート(21)の冷媒流出口(46)を通り、冷媒出口管(8)に流出する。そして、冷媒が前側熱交換管群(13)の熱交換管(12)の冷媒通路(12a)、および後側熱交換管群(13)の熱交換管(12)の冷媒通路(12a)を流れる間に、通風間隙を図１および図１３に矢印Ｘで示す方向に流れる空気と熱交換をし、気相となって流出する。
このとき、コルゲートフィン(14)の表面に凝縮水が発生し、この凝縮水が冷媒ターン用タンク(3)の冷媒流入ヘッダ部(9)および冷媒流出ヘッダ部(11)上に流下する。前側熱交換管群(13)の熱交換管(12)の後端面および後側熱交換管群(13)の熱交換管(12)の前端面を伝って流下した凝縮水は、直接排水樋(70)内に入り、排水樋(70)の前後両側面を伝って排水樋(70)の底面である連結部(60)上に流下する。排水樋(70)内にある程度凝縮水が溜まると、排水穴(93)を通って連結部(60)の下方に流出し、排水補助プレート(54)の切り欠き(74)の周縁部に沿って流れて排水補助溝(75)内に入り、排水補助溝(75)内を下方に流れてその下端開口から冷媒ターン用タンク(3)の下方へ落下する。
一方、前側熱交換管群(13)の熱交換管(12)の前端面および後側熱交換管群(13)の熱交換管(12)の後端面を伝って流下した凝縮水は、直接排水溝(63)内に入り、排水溝(63)内を流れてその下端開口、すなわち段差部(69)への開口から冷媒ターン用タンク(3)の下方へ落下する。
また、冷媒ターン用タンク(3)の冷媒流入ヘッダ部(9)および冷媒流出ヘッダ部(11)の水平平坦面(9a)(11a)に流下した凝縮水は、キャピラリ効果により管挿通穴(59)の左右両側の傾斜部(61)により形成された凹所(62)内に入り、凹所(62)の前後方向内端部から直接排水樋(70)内に入り、排水樋(70)の前後両側面を伝って排水樋(70)の底面である連結部(60)上に流下し、その後は上記と同様にして冷媒ターン用タンク(3)の下方へ落下する。また、凹所(62)内に入った凝縮水は、凹所(62)の前後方向外端部から排水溝(63)内に流入し、排水溝(63)内を流れてその下端開口から冷媒ターン用タンク(3)の下方へ落下する。さらに、凹所(62)内に入らなかった凝縮水は、隣り合う熱交換管(12)どうしの間の通風間隙を流れる風により、水平平坦面(9a)(11a)上に滞留しようとする表面張力に打ち勝って通風方向下流側、ここでは前側に流れ、冷媒流入ヘッダ部(9)の水平平坦面(9a)上の凝縮水は第２の低位部(9c)に沿って流れて冷媒ターン用タンク(3)の下方へ落下する。このとき、第１部材(50)の垂下壁(56c)の外面が、第２部材(51)の前壁(66a)の外面よりも前後方向外側に位置しており、両者間に形成された段差部(69)が水切りの働きをするので、効果的に冷媒ターン用タンク(3)の下方へ落下する。一方、冷媒流出ヘッダ部(11)の水平平坦面(11a)上の凝縮水は第１の低位部(11b)に沿って流れて排水樋(70)内に入り、上記と同様にして冷媒ターン用タンク(3)の下方へ落下する。こうして、冷媒ターン用タンク(3)の両ヘッダ部(9)(11)の水平平坦面(9a)(11a)とコルゲートフィン(14)の下端との間に多くの凝縮水が滞留することに起因する凝縮水の氷結が防止され、その結果エバポレータ(1)の性能低下が防止される。
ここで、冷媒入口ヘッダ部(5)が入口ヘッダ部内分流制御壁(10)により上下両空間(5a)(5b)に区画されているので、両空間(5a)(5b)の内容積が比較的小さくなって両空間(5a)(5b)内での冷媒の流速が速くなるとともに、熱交換管(12)が通じている下部空間(5b)の内容積が小さくなり、冷媒が分流調整穴(20)から上部空間(5a)を通らず下部空間(5b)内に流入することと相俟って、圧縮機がオンになった場合、下部空間(5b)内に速やかに所定量の冷媒が溜まって熱交換管(12)内に流入することになり、エバポレータ(1)が冷え始めるまでの時間が短縮される。これとは逆に、圧縮機がオフになった場合、下部空間(5b)内に残る冷媒量の左右方向のばらつきが抑制され、エバポレータ(1)の温度上昇が均一化されて熱交換コア部(4)を通過する風の温度である吐気温が均一化される。したがって、圧縮機のオン、オフ制御時の応答性が早くなる。さらに、両空間(5a)(5b)内での冷媒の流速が速くなるとともに、冷媒が分流調整穴(20)から上部空間(5a)を通らず下部空間(5b)内に流入することと相俟って、冷媒流量が少ない場合であっても、冷媒入口ヘッダ部(5)内に流入した冷媒は下部空間(5b)の全体に流れやすくなり、前側熱交換管群(13)のすべての熱交換管(12)内の冷媒流量が均一化される。その結果、熱交換に寄与する冷媒量が熱交換コア部(4)の左右方向に関して均一化され、熱交換コア部(4)を通過して来た空気の温度も全体的に均一化されてエバポレータ(1)の熱交換性能が著しく向上する。
また、冷媒は、右側キャップ(19)の分流調整穴(20)を通って、直接下部空間(5b)の右端部、すなわち下部空間(5b)における冷媒入口(37)から最も離れた部分に直接流入するので、冷媒流量が少ない場合に冷媒が行き渡りにくい下部空間(5b)の右端部にも多くの冷媒を流すことができ、前側熱交換管群(13)の熱交換管(12)の冷媒流量が均一化され、エバポレータ(1)の熱交換性能が向上する。
上記実施形態においては、両ヘッダタンク(2)(3)の冷媒入口ヘッダ部(5)と冷媒流入ヘッダ部(9)との間、および冷媒出口ヘッダ部(6)と冷媒流出ヘッダ部(11)との間にそれぞれ１つの熱交換管群(13)が設けられているが、これに限るものではなく、両ヘッダタンク(2)(3)の冷媒入口ヘッダ部(5)と冷媒流入ヘッダ部(9)との間、および冷媒出口ヘッダ部(6)と冷媒流出ヘッダ部(11)との間にそれぞれ１または２以上の熱交換管群(13)が設けられていてもよい。また、上記実施形態においては、冷媒入出用ヘッダタンク(2)が上、冷媒ターン用ヘッダタンク(3)が下となっているが、これとは逆に、冷媒入出用ヘッダタンク(2)が下、冷媒ターン用ヘッダタンク(3)が上にくるように用いられる場合がある。
また、上記実施形態においては、この発明による熱交換器がエバポレータに適用されているが、これに限定されるものではない。
また、上記実施形態においては、冷媒ターン用タンク(3)の冷媒流入ヘッダ部(9)と冷媒流出ヘッダ部(11)の下部空間(11B)とは、冷媒入口ヘッダ部(5)の冷媒入口(37)とは反対側の端部において連通させられているが、これとは逆に、冷媒入口(37)と同一端部において連通させられていてもよい。
さらに、この発明による熱交換器は、圧縮機、ガスクーラ、中間熱交換器、減圧器およびエバポレータを有しかつＣＯ２冷媒等の超臨界冷媒を使用するカーエアコンを備えた車両、たとえば自動車において、カーエアコンのエバポレータとして用いられることがある。
この発明による熱交換器を適用した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。 同じく後方から見た中間部を省略した垂直断面図である。 一部を省略した図２のＡ−Ａ線拡大断面図である。 図１に示すエバポレータの冷媒入出用ヘッダタンクの部分の分解斜視図である。 図４の部分拡大図である。 図２のＢ−Ｂ線拡大断面図である。 図１に示すエバポレータの冷媒ターン用ヘッダタンクの部分の分解斜視図である。 図２のＣ−Ｃ線拡大断面図である。 図２のＤ−Ｄ線拡大断面図である。 図３のＥ−Ｅ線断面図である。 図２のＦ−Ｆ線断面図である。 図１０のＧ−Ｇ線拡大断面図である。 図１に示すエバポレータにおける冷媒の流れ方を示す図である。
符号の説明
(1)：エバポレータ
(2)：冷媒入出用ヘッダタンク
(4)：熱交換コア部
(5)：冷媒入口ヘッダ部
(5a)：上部空間（第１の空間）
(5b)：下部空間（第２の空間）
(6)：冷媒出口ヘッダ部
(9)：冷媒流入ヘッダ部（冷媒流入側中間ヘッダ部）
(10)：入口ヘッダ部内分流制御壁（分流制御手段）
(11)：冷媒流出ヘッダ部（冷媒流出側中間ヘッダ部）
(12)：熱交換管
(13)：熱交換管群
(14)：コルゲートフィン
(14a)：波頂部
(14b)：波底部
(14c)：連結部
(16)：第１部材
(17)：第２部材
(18)(19)：キャップ（閉鎖部材）
(20)：分流調整穴（分流調整用冷媒流入口）
(27)：仕切壁（仕切手段）
(37)：冷媒入口
(38)：冷媒出口
(40)：連通穴

Claims (19)

  1. 一端部に冷媒入口を有する冷媒入口ヘッダ部と、冷媒入口ヘッダ部の長さ方向に間隔をおいて配置されかつ一端部が冷媒入口ヘッダ部に接続された複数の熱交換管とを備えている熱交換器であって、
    冷媒入口ヘッダ部内が、冷媒入口を通して冷媒が流入する第１の空間と、熱交換管が通じる第２の空間とに区画され、第２の空間内に、第１の空間内での冷媒の流れ方向とは逆向きの冷媒の流れが生じるように、両空間が連通部を介して相互に連通させられ、冷媒入口ヘッダ部における冷媒入口が形成された側の端部に、第２の空間内に通じる分流調整用冷媒流入口が形成されており、冷媒の一部が、分流調整用冷媒流入口から第１の空間を通らず第２の空間内に流入するようになされている熱交換器。
  2. 冷媒が、連通部を通って流れ方向を変えるようにＵターンして第１の空間から第２の空間に流入するようになされている請求項１記載の熱交換器。
  3. 冷媒入口ヘッダ部の両空間が、冷媒入口が形成された側とは反対側の端部において連通部を介して相互に連通させられている請求項１または２記載の熱交換器。
  4. 冷媒入口ヘッダ部内が、分流制御壁によって第１の空間と第２の空間とに区画されており、連通部が、分流制御壁に形成された連通穴からなる請求項１〜３のうちのいずれかに記載の熱交換器。
  5. 冷媒入口ヘッダ部の一端が閉鎖されており、閉鎖部に、第１の空間に通じる冷媒入口と、第２の空間に通じる穴状の分流調整用冷媒流入口とが形成されている請求項４記載の熱交換器。
  6. 連通穴の開口面積が分流調整用冷媒流入口の開口面積よりも大きくなっている請求項５記載の熱交換器。
  7. 連通穴の開口面積をA1ｍｍ２、分流調整用冷媒流入口の開口面積をA2ｍｍ２とした場合、０．０５≦A2／A1≦０．４８の関係を満たす請求項６記載の熱交換器。
  8. 冷媒入口を有する冷媒入口ヘッダ部と、冷媒入口ヘッダ部の後側に位置しかつ冷媒出口を有する冷媒出口ヘッダ部と、冷媒入口ヘッダ部および冷媒出口ヘッダ部を通じさせる冷媒循環経路とを備えており、冷媒循環経路が、少なくとも２つの中間ヘッダ部と、冷媒入口ヘッダ部、冷媒出口ヘッダ部およびすべての中間ヘッダ部を通じさせる複数の熱交換管とよりなる請求項１〜７のうちのいずれかに記載の熱交換器。
  9. 間隔をおいて配置された複数の熱交換管からなる熱交換管群が前後方向に並んで複数列配置されるとともに隣り合う熱交換管間にフィンが配置されることにより構成された熱交換コア部と、熱交換管の一端側に配置され、かつ少なくとも１列の熱交換管群の熱交換管が接続された冷媒入口ヘッダ部と、熱交換管の一端側において冷媒入口ヘッダ部の後側に配置され、かつ残りの熱交換管群の熱交換管が接続された冷媒出口ヘッダ部と、熱交換管の他端側に配置され、かつ冷媒入口ヘッダ部に接続されている熱交換管が接続された冷媒流入側中間ヘッダ部と、熱交換管の他端側において冷媒流入側中間ヘッダ部の後側に配置され、かつ冷媒出口ヘッダ部に接続されている熱交換管群の熱交換管が接続された冷媒流出側中間ヘッダ部とを備えている請求項１〜８のうちのいずれかに記載の熱交換器。
  10. 熱交換管が偏平状であって、その幅方向を前後方向に向けて配置されており、熱交換管の管高さが０．７５〜１．５ｍｍである請求項９記載の熱交換器。
  11. フィンが、波頂部、波底部および波頂部と波底部とを連結する平坦な連結部よりなるコルゲート状であり、フィン高さが７．０ｍｍ〜１０．０ｍｍ、同じくフィンピッチが１．３〜１．７ｍｍである請求項９または１０記載の熱交換器。
  12. コルゲートフィンの波頂部および波底部が、平坦部分と、平坦部分の両側に設けられかつ連結部に連なったアール状部分とよりなり、アール状部分の曲率半径が０．７ｍｍ以下である請求項９〜１１のうちのいずれかに記載の熱交換器。
  13. 冷媒入口ヘッダ部と冷媒出口ヘッダ部とが、１つのヘッダタンクに設けられている請求項８〜１２のうちのいずれかに記載の熱交換器。
  14. ヘッダタンクが、熱交換管が接続された第１部材と、第１部材における熱交換管とは反対側の部分にろう付された第２部材と、第１および第２部材の両端にろう付された閉鎖部材とよりなる請求項１３記載の熱交換器。
  15. いずれか一方の閉鎖部材に、冷媒入口ヘッダ部の第１の空間に通じる冷媒入口、冷媒入口ヘッダ部の第２の空間に通じる分流調整用冷媒流入口および冷媒出口ヘッダ部内に通じる冷媒出口が形成されている請求項１４記載の熱交換器。
  16. 第１部材が少なくとも片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よりなる請求項１４または１５記載の熱交換器。
  17. 第２部材がアルミニウム押出形材よりなる請求項１４〜１６のうちのいずれかに記載の熱交換器。
  18. 圧縮機、コンデンサおよびエバポレータを備えており、エバポレータが、請求項１〜１７のうちのいずれかに記載の熱交換器からなる冷凍サイクル。
  19. 請求項１８記載の冷凍サイクルが、カーエアコンとして搭載されている車両。
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