JP4915285B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換器に関するものであり、例えば、冷凍サイクル装置に用いられる蒸発器などに適用して好適である。

従来、この種の熱交換器として、例えば、特許文献１に示されるものが知られている。すなわち、複数積層されるチューブと、内部に流体が流通する流通部を形成して、チューブの積層方向に延びる一対のタンクとを有し、チューブの長手方向の端部をタンクに接合させて、流通部とチューブの内部とを連通させている。

複数積層されたチューブは、複数の行きチューブ群と、その複数の行きチューブ群に対して、逆方向に流体が流れる複数の戻りチューブ群とが、空気流れ方向に２列配列されている。

また、一対のタンクは、流通部を複数の行きチューブ群の内部と複数の戻りチューブ群の内部とを区画、または連通可能に形成されており、一方のタンクに流入された流体の流れが、空気流れ方向に対して、前後Ｕターン式に流通するように構成されている。

例えば、特許文献１の図１に示される構成の熱交換器は、２パスタイプの前後Ｕターン式の熱交換器であり、また、特許文献１の図１１に示される構成の熱交換器は、１パスタイプの前後Ｕターン式の熱交換器である。
特開２００６−２５０４１２号公報

しかしながら、上記前後Ｕターン式の熱交換器によれば、特許文献１の図２に示されるように、タンク内の流通部が、空気流れ方向に対して、風上側と風下側とに分割可能なように形成されている。つまり、一対のタンクは、複数のチューブ孔が形成されたコアプレートと、空気流れ方向に対して、２列の円弧状の膨らみが形成されたタンクプレートとを対向させて組立てることにより、流体が流通する流通部を形成している。

そして、風上側と風下側との中央部位には、連通口が形成されており、複数の行きチューブ群の内部と複数の戻りチューブ群の内部とを連通することができる。この連通口により、風上側と風下側との流通部において、空気流れに対して前後間の流体の移動が可能である。

また、車両に搭載される熱交換器では、軽量化のためにタンクの板厚の薄肉化が要求されている。例えば、薄肉の金属板材を用いてタンクを形成すると、タンクプレートの外郭の剛性が低下する。特に、風上側と風下側との中央部位に連通口が形成されるタンク側では、タンクの長手方向において、タンクプレートの剛性が低下する部位がある。

さらに、流通部には、流体として冷媒が流れることにより、タンクプレートの面共振によって、冷媒通過による騒音が上昇する問題がある。

そこで、本発明の目的は、タンクの薄肉化が図れるとともに、騒音の低減が図れる熱交換器を提供することにある。

上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、複数積層されるチューブ（１１０）と、内部に流体が流通する流通部（１５１）を形成して、チューブ（１１０）の積層方向に延びる一対のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）とを有し、この一対のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）にチューブ（１１０）の長手方向のそれぞれの端部を接合して、流通部（１５１）とチューブ（１１０）の内部とを互いに連通する熱交換器において、
複数積層されたチューブ（１１０）は、複数の行きチューブ群と、その複数の行きチューブ群に対して、逆方向に流体が流れる複数の戻りチューブ群とが、空気流れ方向に２列配列されており、一対のヘッダタンク（１４０ａ、１４０ｂ）には、流通部（１５１）が複数の行きチューブ群の内部と複数の戻りチューブ群の内部とを区画、または連通可能に構成されており、更に、複数の行きチューブ群及び複数の戻りチューブ群の内部が連通されたタンク（１４０ａ、１４０ｂ）のうち、空気流れ方向の前後に位置し互いに連通しているタンク（１４０ａ、１４０ｂ）には、剛性低下部位の流通部（１５１）近傍に、タンク（１４０ａ、１４０ｂ）の外郭を補強する補強部材（１９０）が配設されていることを特徴としている。

この発明によれば、剛性低下部位に補強部材（１９０）が配設されることにより、タンク（１４０ａ、１４０ｂ）の剛性を高めることができる。これにより、タンク（１４０ａ、１４０ｂ）の薄肉化が図れるとともに、騒音の低減が図れる。

請求項２に記載の発明では、タンク（１４０ａ、１４０ｂ）は、空気流れ方向に前後して、二つの略円弧状の外郭を繋ぐように形成されたタンクプレート（１５０）と、短辺方向が略コ字状に形成されたコアプレート（１６０）とを対向させて長手方向に接合した構成を有しており、タンクプレート（１５０）は、一方の略円弧状の外郭が、複数の行きチューブ群の端部と対向する側に形成され、もう一方の略円弧状の外郭が、複数の戻りチューブ群の端部と対向する側に形成されており、
補強部材（１８０）は、一方、及び／又はもう一方の略円弧状の外郭の内側に配設されていることを特徴としている。

この発明によれば、略円弧状の流通部（１５１）の内側を補強部材（１８０）により補強することにより、タンク（１４０ａ、１４０ｂ）の剛性を高めることができる。これにより、薄肉化が図れるとともに、騒音の低減が図れる。

請求項３に記載の発明では、補強部材（１８０）は、タンクプレート（１５０）とコアプレート（１６０）とを対向させて長手方向に接合して形成された流通部（１５１）の断面形状に対応する嵌合形状か、または空気流れ方向に対して、２分割された流通部（１５１）の断面形状に対応する嵌合形状のいずれか一方の形状に形成されていることを特徴としている。

この発明によれば、流通部（１５１）の断面形状に対応する嵌合形状は、簡素な形状で、かつ軽量化が図れる補強部材（１８０）を形成することができる。更に、例えば、冷媒の流れを妨げることなく補強部材（１８０）を設けることができる。

請求項４に記載の発明では、補強部材（１９０）には、嵌合形状の内側に流体を通す通し孔（１９０ａ）が形成されていることを特徴としている。この発明によれば、流通部（１５１）の長手方向側に流体を通すことができるため、例えば、冷凍サイクル装置の起動時の冷媒挙動を安定させることができる。また、冷凍サイクル装置の停止時における熱交換器（１００）の均圧時間の短縮が図れるとともに、均圧まで、冷媒が移動する間に発生する騒音を抑制することができる。

請求項５に記載の発明では、流体が流通する複数の第１のチューブ（１１０）と、この第１のチューブ（１１０）の長手方向の両端部に配設され、第１のチューブ（１１０）の内部と連通する一対の第１のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）と、冷却空気の流れ方向において、第１のチューブ（１１０）の上流側及び下流側のいずれか一方の側に配列され、かつ流体が流通する複数の第２のチューブ（１１０）と、この第２のチューブ（１１０）の長手方向の両端部に配設され、第２のチューブ（１１０）の内部と連通する一対の第２のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）とを有するとともに、第１のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）の長手方向に積層された第１のチューブ（１１０）は、第１のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）の一方に形成された流通部（１５１）から他方のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）に形成された流通部（１５１）に流体が流れる行きチューブ群を有し、第２のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）の長手方向に積層された第２のチューブ（１１０）は、第２のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）の一方に形成された流通部（１５１）から他方のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）に形成された流通部（１５１）に流体が流れ、かつその流れ方向が行きチューブ群における流れ方向とは逆方向となる戻りチューブ群と有する熱交換器において、
第１及び第２のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）は、薄肉の金属板材から構成されており、行きチューブ群の流体下流側になるタンク（１４０ａ、１４０ｂ）に形成された第１の流通部（１５１）と戻りチューブ群の流体上流側になるタンク（１４０ａ、１４０ｂ）に形成された第２の流通部（１５１）とは、冷却空気の流れ方向において相互に連通するように構成されており、第１及び第２の流通部（１５１）の少なくともいずれか一方に、薄肉の金属板材から構成されている第１及び第２のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）の外郭を補強する補強部材（１９０）が設けられていることを特徴とする熱交換器。

この発明によれば、補強部材（１９０）が設けられることにより、タンク（１４０ａ、１４０ｂ）の剛性を高めることができる。これにより、タンク（１４０ａ、１４０ｂ）の薄肉化が図れるとともに、騒音の低減が図れる。

請求項６に記載の発明では、第１及び第２のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）のそれぞれは、複数の第１または第２のチューブ（１１０）に接合されるコアプレート（１６０）と、このコアプレート（１６０）に接合されて流通部（１５１）を形成するタンクプレート（１５０）とから構成されており、
第１及び第２のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）の長手方向と直交する面におけるタンクプレート（１５０）の断面形状は、略半円形に形成されており、
補強部材（１９０）は、その補強部材（１９０）が設けられるタンク（１４０ａ、１４０ｂ）の内部に設けられるとともに、補強部材（１９０）の外側形状は、その補強部材（１９０）が設けられるタンク（１４０ａ、１４０ｂ）の内側形状に一致するように形成されていることを特徴としている。

この発明によれば、タンク（１４０ａ、１４０ｂ）の内部を補強部材（１８０）により補強することにより、タンク（１４０ａ、１４０ｂ）の剛性を高めることができる。これにより、薄肉化が図れるとともに、騒音の低減が図れる。また、タンク（１４０ａ、１４０ｂ）の内側形状に一致するように形成されることにより、簡素な形状で、かつ軽量化が図れる補強部材（１８０）を形成することができる。更に、例えば、冷媒の流れを妨げることなく補強部材（１８０）を設けることができる。

請求項７に記載の発明では、補強部材（１９０）が設けられるタンク（１４０ａ、１４０ｂ）に形成される第１及び／または第２の流通部（１５１）は、タンク（１４０ａ、１４０ｂ）の長手方向において、補強部材（１９０）により複数の流通部（１５１）に分離されることを特徴としている。この発明によれば、タンク（１４０ａ、１４０ｂ）の長手方向を補強部材（１９０）により補強することができる。

請求項８に記載の発明では、補強部材（１９０）には、複数に分離された流通部（１５１）を相互に連通するための通し孔（１９０ａ）が形成されていることを特徴としている。この発明によれば、通し孔（１９０ａ）により流通部（１５１）の長手方向側に流体を通すことができるため、例えば、冷凍サイクル装置の起動時の冷媒挙動を安定させることができる。また、冷凍サイクル装置の停止時における熱交換器（１００）の均圧時間の短縮が図れるとともに、均圧まで、冷媒が移動する間に発生する騒音を抑制することができる。

請求項９に記載の発明では、補強部材（１９０）は、第１及び第２の流通部（１５１）のそれぞれに設けられていることを特徴としている。この発明によれば、タンク（１４０ａ、１４０ｂ）の長手方向において、剛性低下部位に補強部材（１９０）を設けることができる。

請求項１０に記載の発明では、第１及び第２の流通部（１５１）のそれぞれに設けられている補強部材（１９０）は、冷却空気の流れ方向において、一直線上に配置されていることを特徴としている。この発明によれば、簡素な形状で、かつ軽量化が図れる補強部材（１８０）を形成することができる。更に、補強部材（１９０）を一体的に形成することができる。

請求項１１に記載の発明では、補強部材（１９０）設けられる第１及び第２の流通部（１５１）は、タンク（１４０ａ、１４０ｂ）の長手方向において、補強部材（１９０）により複数の流通部（１５１）に分離されるとともに、補強部材（１９０）には、複数に分離された流通部（１５１）を相互に連通するための通し孔（１９０ａ）が形成されていることを特徴としている。

この発明によれば、通し孔（１９０ａ）により流通部（１５１）の長手方向側に流体を通すことができるため、例えば、冷凍サイクル装置の起動時の冷媒挙動を安定させることができる。また、冷凍サイクル装置の停止時における熱交換器（１００）の均圧時間の２パスタイプのＵターン方式の蒸発器１００に適用させたものであり、図１中に示すＷがコア厚さ、２Ｌがコア長さであって、１パスあたりの最大コア幅Ｌに基づいて２Ｌ長さに形成されている。

蒸発器１００は、図１及び図２に示すように、コア部１０１及び上下のヘッダタンク１４０ａ、１４０ｂから構成されている。これらを構成する各部材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、嵌合、かしめ、治具固定などにより組み付けられ、予め各部材表面に設けられたろう材により、各部材が一体的に接合されている。

コア部１０１は、内部を冷媒が流通する複数のチューブ１１０、及び波形に形成された複数のフィン１２０が交互に横方向に積層され、左右の最外方フィン１２０の更に外方に、断面コの字状に開口する補強部材としてのサイドプレート１３０が配設されている。チューブ１１０及びフィン１２０は、蒸発器１００の厚さ方向Ｗに複数列（例えば、空気流れの前後方向に２列）設けられている。

ここで、空気流れの前後方向の一方短縮が図れるとともに、均圧まで、冷媒が移動する間に発生する騒音を抑制することができる。

請求項１２に記載の発明では、第１及び第２の流通部（１５１）のそれぞれに設けられている補強部材（１９０）は、冷却空気の流れ方向において、オフセットされて配置されていることを特徴としている。この発明によれば、通し孔（１９０ａ）を形成する必要がないため、簡素な形状で補強部材（１８０）を形成することができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態における熱交換器を図１乃至図５に基づいて説明する。ここでは、本発明の熱交換器を、車両用冷凍サイクル装置内の冷媒を蒸発する蒸発器１００に適用したものである。図１は、蒸発器の全体構成を示す斜視図である。図２（ａ）は、図１に示すＡ−Ａ縦断面図、図２（ｂ）は、図１に示すＢ−Ｂ縦断面図である。図３は、補強部材の配設位置を示す説明図である。図４は、補強部材の形状を示す正面図である。

本実施形態の蒸発器１００は、上流側に設けられた膨張弁（図示せず）で減圧された冷媒が、図１に示すように、流体入口部２１０に流入され、図１中に示す矢印の方向に蒸発器１００内を流れ、空気と熱交換することで冷媒が蒸発したガスとなって下流側に流出する。

本実施形態では、冷媒流れが冷却空気の流れ方向に前後する（上流側または下流側）に配設される複数のチューブ１１０が行きチューブ群であり、他方に配設される複数のチューブ１１０が戻りチューブ群である。行きチューブ群と戻りチューブ群とでは、その内部で流通する冷媒の流れ方向が逆方向になる。

因みに、本実施形態では、空気流れの風上側（上流側）に配設される複数のチューブ１１０では、コア部１０１の左半分が戻りチューブ群、コア部１０１の右半分が行きチューブ群となっている。そして、空気流れの風下側（下流側）に配設される複数のチューブ１１０では、コア部１０１の左半分が行きチューブ群、コア部１０１の右半分が戻りチューブ群となっている。

なお、請求項では、チューブ１１０において、行きまたは戻りチューブ群を形成するために、複数のチューブ１１０は、第１のチューブ１１０と第２のチューブとに分けて称している。また、ヘッダタンク１４０ａ、１４０ｂは、行きまたは戻りチューブ群の両端部に配設するために、第１のタンク１４０ａ、１４０ｂと第２のタンク１４０ａ、１４０ｂとに分けて称している。

更に、流通部１５１において、行きチューブ群の流体下流側に配設されるタンク１４０ａ、１４０ｂに形成された流通部１５１を第１の流通部１５１と称している。また、戻りチューブ群の流体上流側に配設されるタンク１４０ａ、１４０ｂに形成された流通部１５１を第２の流通部１５１と称している。

そして、複数のチューブ１１０の長手方向の両端部には、チューブ１１０の積層方向２Ｌに延びるタンクであるヘッダタンク１４０ａ、１４０ｂがそれぞれ設けられている。ヘッダタンク１４０ａ、１４０ｂは、図２（ａ）、図２（ｂ）及び図３に示すように、タンクプレート１５０、コアプレート１６０、仕切り板１７０ａ、１７０ｂ、エンドプレート１８０、及び補強部材１９０を備えている。

タンクプレート１５０は、板状部材をプレス加工して成形したものであり、流通部１５１の断面形状を、略円弧状として、空気流れ方向において複数個（本例では、２列）形成している。なお、流通部１５１の断面形状は、略Ｕ字状もしくは半円形の断面形状であっても良い。このように、タンクプレート１５０は、空気流れの前後方向に、二つの略円弧状の外郭を繋ぐように形成されている。一方の略円弧状の外郭は、複数の行きチューブ群の端部と対向する側に形成され、もう一方の略円弧状の外郭は、複数の戻りチューブ群の端部と対向する側に形成されている。

そして、コアプレート１６０は、板状部材をプレス加工して、短辺方向（空気流れ方向）が略コの字状に形成されている。チューブ１１０の端部に対応する位置に、チューブ挿入孔１６０ａが積層方向に複数個設けられている。タンクプレート１５０及びコアプレート１６０は、薄肉化された板材、例えば、１ｍｍ程度の板厚の板材から形成されている。

タンクプレート１５０とコアプレート１６０とを対向させて、長手方向に接合させることにより、流通部１５１が形成される。そして、複数のチューブ１１０の端部が、チューブ挿入孔１６０ａに接合されることにより、流通部１５１と複数のチューブ１１０の内部とが互いに連通される。

仕切り板１７０ａ、１７０ｂは、タンクプレート１５０とコアプレート１６０とにより形成される流通部１５１を入口側通路１５１ａ、出口側通路１５１ｂ、及びその他の中間通路１５１ｃに区画するための仕切り部材である。

一方の仕切り板１７０ａは、空気流れの前後方向に形成される流通部１５１を、風上側と風下側とに区画するための部材である。もう一方の仕切り板１７０ｂは、上方のヘッダタンク１４０ａの長手方向に形成される流通部１５１を、左右に２分割に区画するための仕切り部材である。

この仕切り板１７０ｂは、上方のヘッダタンク１４０ａの長手方向の略中央部の内側に配設されている（図３参照）。これにより、上方のヘッダタンク１４０ａの長手方向の流通部１５１が左右に２分割に区画される。

仕切り板１７０ａは、二つの略円弧状の外郭のほぼ中央部の内側に配設されている。仕切り板１７０ａは、上方のヘッダタンク１４０ａの左半分の内側と、下方のヘッダタンク１４０ｂの長手方向全長の内側とに配設されている。これにより、上方のヘッダタンク１４０ａの流通部１５１は、左半分が仕切り板１７０ａにより、風下側に入口側通路１５１ａと、風上側に出口側通路１５１ｂとに区画されている。

また、上方のヘッダタンク１４０ａ内の右半分は、仕切り板１７０ｂにより、中間通路１５１ｃとして区画されている。更に、上方のヘッダタンク１４０ａの右半分において、タンクプレート１５０とコアプレート１６０との間に、連通口１５２が形成されている（図２（ｂ）参照）。

言い換えると、上方のヘッダタンク１４０ａは、左半分が仕切り板１７０ａにより、風下側と風上側とが区画され、右半分が連通口１５２により、風下側と風上側とが連通されている。従って、更に換言するならば、上方のヘッダタンク１４０ａの左半分において、連通口１５２に相当する開口面積が仕切り板１７０ａによって塞がれていることになる。

下方のヘッダタンク１４０ｂの流通部１５１は、仕切り板１７０ａにより、風下側の中間通路１５１ｃと、風上側の中間通路１５１ｃとに区画されている。エンドプレート１８０は、タンクプレート１５０とコアプレート１６０とにより形成される流通部１５１の両端部を閉塞するための部材である。上方のヘッダタンク１４０ａの右側端部、並びに下方のヘッダタンク１４０ｂの両端部に配設されている。

そして、上側のヘッダタンク１４０ａの左側端部、即ち、入口側通路１５１ａ及び出口側通路１５１ｂの端部には、流体入口部２１０及び流体出口部２２０が形成された接続部材２００が設けられている。この接続部材２００により、流体入口部２１０が入口側通路１５１ａに連通し、流体出口部２２０が出口側通路１５１ｂに連通されている。

次に、上方のヘッダタンク１４０ａの右半分に配設される補強部材１９０は、タンクプレート１５０の外郭を補強するための部材である。補強部材１９０は、連通口１５２が形成される上方のヘッダタンク１４０ａ内の流通部１５１、即ち中間通路１５１ｃに配設されている。特に、タンクプレート１５０の板厚を薄肉にすると、連通口１５２が形成される上方のヘッダタンク１４０ａの外郭の剛性が低下する。

例えば、タンクプレート１５０の板厚が１ｍｍ程度の場合、タンクプレート１５０の長手方向の長さが約７０ｍｍを超えると外郭の剛性が低下してしまう。そこで、本実施形態では、上方のヘッダタンク１４０ａ内の中間通路１５１ｃに、図３及び図４に示すような補強部材１９０を配設している。つまり、上方のヘッダタンク１４０ａの長手方向に対して、補強部材１９０が略直角方向に交差するように配設されている。

従って、上方のヘッダタンク１４０ａの中間通路１５１ｃでは、連通口１５２により、風下側の中間通路１５１ｃから風上側の中間通路１５１ｃに向けて冷媒が流れるため、冷媒流路を妨げずに、補強部材１９０を配設することができる。

そして、上方のヘッダタンク１４０ａの右半分の長手方向の長さが、例えば、１５０ｍｍ程度の場合には、一つの補強部材１９０をその長手方向の中央部に配設し、例えば、２００ｍｍ程度であれば、二つ〜三つの補強部材１９０を配設することが望ましい。より好ましくは、上方のヘッダタンク１４０ａの長手方向の長さに対して、補強部材１９０を約７０ｍｍ間隔で複数個配設することが望ましい。換言すると、タンクプレート１５０の剛性低下部位に、補強部材１９０を配設することが望ましい。

そして、補強部材１９０は、流通部１５１、即ち、中間通路１５１ｃの断面形状に対応する嵌合形状に形成されている。つまり、補強部材１９０は、タンクプレート１５０とコアプレート１６０とを対向させて、長手方向に接合させることにより、形成される流通部１５１の断面形状に対応する嵌合形状に形成されている。

このように、補強部材１９０は、その補強部材１９０が設けられるヘッダタンク１４０ａの内部に設けられるとともに、補強部材１９０の外側形状は、その補強部材１９０が設けられるタンクプレート１５０とコアプレート１６０との内側形状に一致するように形成されている。

従って、補強部材１９０は、上記仕切り板１７０ｂと同一の形状で形成されている。これにより、このような形状の補強部材１９０を、タンクプレート１５０とコアプレート１６０との間に配設することにより、タンクプレート１５０の外郭が補強される。

ところで、本実施形態の補強部材１９０には、通し孔１９０ａが形成されている。この通し孔１９０ａは、流体（冷媒）を通すための貫通孔であって、冷凍サイクル装置の停止時における均圧促進と、起動時における冷媒の挙動を安定化させるものである。換言すると、通し孔１９０ａがない場合には、上述したように、中間通路１５１ｃに空気流れ方向に直線上に補強部材１９０を配置することにより、隣接する中間通路１５１ｃ間が分離区画されてしまう。

これを防止するために通し孔１９０ａを形成している。これにより、冷凍サイクル装置の起動時及び／または停止時における冷媒の挙動が不安定のときに、隣接する中間通路１５１ｃの相互間が連通できる。従って、停止時における均圧促進、及び／または起動時における冷媒の挙動の安定化を促進できる。

次に、以上の構成による蒸発器１００の作用について説明する。本実施形態の蒸発器１００では、その流体出口部２２０が図示しない圧縮機の吸入側に接続され、流体入口部２１０が図示しない膨張弁に接続されるものである。

従って、冷凍サイクル装置の作動により、図示しない膨張弁で減圧された冷媒は、流体入口部２１０に流入し、図１に示す矢印のように、図示しない流入部を介して風下側の入口側通路１５１ａに流入し、風下側左半分の複数のチューブ１１０を介して下方向に流れ、下方のヘッダタンク１４０ｂの風下側左半分の中間通路１５１ｃに流入する。

そして、風下側左半分の中間通路１５１ｃに流入された冷媒は、下方のヘッダタンク１４０ｂ内で、風下側右半分の中間通路１５１ｃに移動する。そして、風下側右半分の複数のチューブ１１０を介して上方向に流れ、上方のヘッダタンク１４０ａの風下側右半分の中間通路１５１ｃに流入する。

そして、上方のヘッダタンク１４０ａ内の連通口１５２を介して、風上側右半分の中間通路１５１ｃに流入する。このように、冷媒は、風下側の中間通路１５１ｃから連通口１５２を介して風上側の中間通路１５１ｃに移動する。そして、風上側右半分の中間通路１５１ｃから、風上側右半分の複数のチューブ１１０を介して下方向に流れ、下方のヘッダタンク１４０ｂの風上側右半分の中間通路１５１ｃに流入する。

そして、風上側右半分の中間通路１５１ｃに流入した冷媒は、下方のヘッダタンク１４０ｂ内で、風上側左半分の中間通路１５１ｃに移動する。そして、風上側左半分の複数のチューブ１１０を介して上方向に流れ、上方のヘッダタンク１４０ａの風上側左半分の出口側通路１５１ｂに流入し、流体出口部２２０から外部に流出する。この間に減圧された冷媒は、コア部１０１において、外部空気と熱交換して蒸発されて、圧縮機の吸入側に流出される。

ところで、上方のヘッダタンク１４０ａ内の右半分においては、連通口１５２が形成されているため、タンクプレート１５０の板厚を薄肉化すると、タンクプレート１５０の剛性が低下する。この種の車両用蒸発器１００では、冷媒が風下側から連通口１５２を介して風上側に移動するときに、タンクプレート１５０の面振動による騒音が上昇する場合がある。

そこで、本実施形態では、上述したように、中間通路１５１ｃの剛性が低下する部位に、補強部材１９０を配設している。これにより、タンクプレート１５０の外郭が補強される。ここで、冷凍サイクル装置の作動時の騒音を、補強部材１９０の有無により比較検討したので、その結果を図５に基づいて説明する。

図５は、補強部材１９０の有無による冷凍サイクル装置の作動時の騒音結果を示す特性図である。図５に示すように、横軸は周波数（Ｈ_Ｚ）を示し、縦軸は音圧（ｄｂ）レベルを示している。図５中に実線で示す特性が、上方のヘッダタンク１４０ａ内に補強部材１９０を設けなかったときの騒音特性であり、破線で示す特性が、上方のヘッダタンク１４０ａ内に補強部材１９０を設けたときの騒音特性である。

これによれば、ある周波数において、補強部材１９０を設けた方が、補強部材１９０を設けなかったときよりも、数ｄｂの音圧レベルの低減が見られる。これにより、冷凍サイクル装置の作動時の騒音の低減が図れる。

剛性低下部位に補強部材１９０が配設されることにより、タンクプレート１５０の外郭の剛性を高めることができる。これにより、タンクプレート１５０の薄肉化が図れる。更に、補強部材１９０の配置位置により振動の節が形成できるため、タンクプレート１５０の外郭の面振動を低減することができる。従って、騒音の低減が図れる。

また、補強部材１９０に通し孔１９０ａを形成することにより、上方のヘッダタンク１４０ａ内の右半分において、中間通路１５１ｃの長手方向においても流体を通すことができる。従って、例えば、冷凍サイクル装置の起動時の冷媒挙動を安定させることができる。更に、冷凍サイクル装置の停止時における蒸発器１００の均圧時間の短縮が図れるとともに、均圧まで、冷媒が移動する間に発生する騒音を抑制することができる。

（第２実施形態）
以上の第１実施形態では、補強部材１９０を流通部１５１の断面形状に対応する嵌合形状に一体的に形成したが、風下側と風上側の二つに分けて形成しても良い。図６は、第２実施形態における補強部材の形状を示す正面図である。

補強部材１９０は、図６に示すように、風上側と風下側の二つに分けて形成されている。それぞれの補強部材１９０は、風下側及び風上側の流通部１５１の断面形状に対応する嵌合形状に形成されている。そして、それぞれの補強部材１９０は、上方のヘッダタンク１４０ａの長手方向に対して、略直角方向に交差するように配設されている。つまり、補強部材１９０が、空気流れ方向と平行に、かつ直線上に配置されている。

以上のような構成によれば、剛性低下部位に補強部材１９０が配設されることにより、タンクプレート１５０の外郭の剛性を高めることができる。

（第３実施形態）
以上の第２実施形態では、補強部材１９０を空気流れ方向と平行でかつ直線上に配設したが、補強部材１９０を風上側と風下側とをオフセットさせて配設させても良い。図７は、第３実施形態における補強部材の配設位置を示す説明図である。

この補強部材１９０は、風上側と風下側の二つに分けて形成されている。そして、それぞれの補強部材１９０は、図７に示すように、上方のヘッダタンク１４０ａの右半分の内側で、風上側と風下側とをオフセット（図中に示すＬ１）させて配設されている。

ここで、風上側と風下側の補強部材１９０がオフセットされて配設されることにより、補強部材１９０に隣接する中間通路１５１ｃが、通し孔１９０ａに相当する開口部となる連通口１５２を介して、相互に連通できる。これにより、補強部材１９０に通し孔１９０ａを形成しなくても良い。

（第４実施形態）
以上の第１及び第２実施形態では、補強部材１９０に形成される通し孔１９０ａを貫通孔で形成したが、補強部材１９０の一部を切り欠くように形成しても良い。図８は、第４実施形態における補強部材の形状を示す正面図である。

通し孔１９０ａは、図８に示すように、補強部材１９０の下方側を切り欠いて形成されている。

（第５実施形態）
以上の実施形態では、補強部材１９０を、冷媒の流れが空気流れ方向に前後する２パスタイプのＵターン方式の蒸発器１００に適用させたが、冷媒の流れが空気流れ方向に前後する１パスタイプのＵターン方式の蒸発器１００に適用させても良い。

ここで、「冷媒の流れが空気流れ方向に前後する」とは、冷媒が風上側のヘッダタンク１４０ａ、１４０ｂの流通部１５１から、風下側のヘッダタンク１４０ａ、１４０ｂの流通部１５１に流れる（または、その逆方向に流れる）ことを言う。

図９は、第５実施形態における蒸発器の全体構成を示す斜視図である。図１０は、図９に示すＣ−Ｃ縦断面図である。本実施形態の蒸発器１００は、上流側に設けられた膨張弁（図示せず）で減圧された冷媒が、図９に示すように、流体入口部２１０に流入され、図９中に示す矢印の方向に蒸発器１００内を流れ、空気と熱交換することで冷媒が蒸発したガスとなって下流側に流出する。

本実施形態では、冷媒流れが空気流れ方向に前後する１パスタイプのＵターン方式の蒸発器１００である。つまり、本実施形態の蒸発器１００では、連通口１５２が下方のヘッダタンク１４０ｂの内側に形成されている。従って、本実施形態の補強部材１９０は、図１０に示すように、下方のヘッダタンク１４０ｂの内側に配設されている。

そして、下方のヘッダタンク１４０ｂの長手方向の長さが、例えば、３００ｍｍ程度であれば、少なくとも三つの補強部材１９０を配設することが望ましい。

（他の実施形態）
以上の実施形態では、補強部材１９０を風上側と風下側との流通部１５１に配設したが、風上側か風下側かのいずれか一方の流通部１５１に、補強部材１９０を配設しても良い。

第１実施形態における蒸発器の全体構成を示す斜視図である。 （ａ）は、図１に示すＡ−Ａ縦断面図、（ｂ）は、図１に示すＢ−Ｂ縦断面図である。 第１実施形態における補強部材の配設位置を示す説明図である。 第１実施形態における補強部材の形状を示す正面図である。 第１実施形態における補強部材の有無による冷凍サイクル装置の作動時の騒音結果を示す特性図である。 第２実施形態における補強部材の形状を示す正面図である。 第３実施形態における補強部材の配設位置を示す説明図である。 第４実施形態における補強部材の形状を示す正面図である。 第５実施形態における蒸発器の全体構成を示す斜視図である。 図９に示すＣ−Ｃ縦断面図である。

符号の説明

１１０…チューブ（第１のチューブ、第２のチューブ）
１４０ａ…上方のヘッダタンク、ヘッダタンク（タンク、第１のタンク、第２のタンク）
１４０ｂ…下方のヘッダタンク、ヘッダタンク（タンク、第１のタンク、第２のタンク）
１５０…タンクプレート
１５１…流通部（第１の流通部、第２の流通部）
１６０…コアプレート
１９０…補強部材
１９０ａ…通し孔

Claims (12)

1. 複数積層されるチューブ（１１０）と、
   内部に流体が流通する流通部（１５１）を形成して、前記チューブ（１１０）の積層方向に延びる一対のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）とを有し、
   前記一対のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）に前記チューブ（１１０）の長手方向のそれぞれの端部を接合して、前記流通部（１５１）と前記チューブ（１１０）の内部とを互いに連通する熱交換器において、
   前記複数積層されたチューブ（１１０）は、複数の行きチューブ群と、その複数の行きチューブ群に対して、逆方向に流体が流れる複数の戻りチューブ群とが、空気流れ方向に２列配列されており、
   前記一対のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）には、前記流通部（１５１）が前記複数の行きチューブ群の内部と前記複数の戻りチューブ群の内部とを区画、または連通可能に構成されており、
   更に、前記複数の行きチューブ群及び前記複数の戻りチューブ群の内部が連通されたタンク（１４０ａ、１４０ｂ）のうち、前記空気流れ方向の前後に位置し互いに連通しているタンク（１４０ａ、１４０ｂ）には、剛性低下部位の前記流通部（１５１）近傍に、前記タンク（１４０ａ、１４０ｂ）の外郭を補強する補強部材（１９０）が配設されていることを特徴とする熱交換器。
2. 前記タンク（１４０ａ、１４０ｂ）は、空気流れ方向に前後して、二つの略円弧状の外郭を繋ぐように形成されたタンクプレート（１５０）と、短辺方向が略コ字状に形成されたコアプレート（１６０）とを対向させて長手方向に接合した構成を有しており、
   前記タンクプレート（１５０）は、一方の略円弧状の外郭が、前記複数の行きチューブ群の端部と対向する側に形成され、もう一方の略円弧状の外郭が、前記複数の戻りチューブ群の端部と対向する側に形成されており、
   前記補強部材（１９０）は、一方、及び／又はもう一方の略円弧状の外郭の内側に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記補強部材（１８０）は、前記タンクプレート（１５０）と前記コアプレート（１６０）とを対向させて長手方向に接合して形成された前記流通部（１５１）の断面形状に対応する嵌合形状か、または空気流れ方向に対して、２分割された前記流通部（１５１）の断面形状に対応する嵌合形状のいずれか一方の形状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
4. 前記補強部材（１９０）には、前記嵌合形状の内側に流体を通す通し孔（１９０ａ）が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の熱交換器。
5. 流体が流通する複数の第１のチューブ（１１０）と、
   前記第１のチューブ（１１０）の長手方向の両端部に配設され、前記第１のチューブ（１１０）の内部と連通する一対の第１のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）と、
   冷却空気の流れ方向において、前記第１のチューブ（１１０）の上流側及び下流側のいずれか一方の側に配列され、かつ流体が流通する複数の第２のチューブ（１１０）と、
   前記第２のチューブ（１１０）の長手方向の両端部に配設され、前記第２のチューブ（１１０）の内部と連通する一対の第２のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）とを有するとともに、
   前記第１のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）の長手方向に積層された前記第１のチューブ（１１０）は、前記第１のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）の一方に形成された流通部（１５１）から他方のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）に形成された流通部（１５１）に前記流体が流れる行きチューブ群を有し、
   前記第２のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）の長手方向に積層された前記第２のチューブ（１１０）は、前記第２のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）の一方に形成された流通部（１５１）から他方のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）に形成された流通部（１５１）に前記流体が流れ、かつその流れ方向が前記行きチューブ群における流れ方向とは逆方向となる戻りチューブ群と有する熱交換器において、
   前記第１及び第２のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）は、薄肉の金属板材から構成されており、
   前記行きチューブ群の流体下流側になるタンク（１４０ａ、１４０ｂ）に形成された第１の流通部（１５１）と前記戻りチューブ群の流体上流側になるタンク（１４０ａ、１４０ｂ）に形成された第２の流通部（１５１）とは、前記冷却空気の流れ方向において相互に連通するように構成されており、
   前記第１及び第２の流通部（１５１）の少なくともいずれか一方に、前記薄肉の金属板材から構成されている前記第１及び第２のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）の外郭を補強する補強部材（１９０）が設けられていることを特徴とする熱交換器。
6. 前記第１及び第２のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）のそれぞれは、前記複数の第１または第２のチューブ（１１０）に接合されるコアプレート（１６０）と、前記コアプレート（１６０）に接合されて前記流通部（１５１）を形成するタンクプレート（１５０）とから構成されており、
   前記第１及び第２のタンク（１４０ａ、１４０ｂ）の長手方向と直交する面における前記タンクプレート（１５０）の断面形状は、略半円形に形成されており、
   前記補強部材（１９０）は、その補強部材（１９０）が設けられる前記タンク（１４０ａ、１４０ｂ）の内部に設けられるとともに、前記補強部材（１９０）の外側形状は、その補強部材（１９０）が設けられる前記タンク（１４０ａ、１４０ｂ）の内側形状に一致するように形成されていることを特徴とする請求項５に記載の熱交換器。
7. 前記補強部材（１９０）が設けられる前記タンク（１４０ａ、１４０ｂ）に形成される前記第１及び／または第２の流通部（１５１）は、前記タンク（１４０ａ、１４０ｂ）の長手方向において、前記補強部材（１９０）により複数の流通部（１５１）に分離されることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の熱交換器。
8. 前記補強部材（１９０）には、前記複数に分離された流通部（１５１）を相互に連通するための通し孔（１９０ａ）が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の熱交換器。
9. 前記補強部材（１９０）は、前記第１及び第２の流通部（１５１）のそれぞれに設けられていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の熱交換器。
10. 前記第１及び第２の流通部（１５１）のそれぞれに設けられている前記補強部材（１９０）は、前記冷却空気の流れ方向において、一直線上に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の熱交換器。
11. 前記補強部材（１９０）設けられる前記第１及び第２の流通部（１５１）は、前記タンク（１４０ａ、１４０ｂ）の長手方向において、前記補強部材（１９０）により複数の流通部（１５１）に分離されるとともに、
    前記補強部材（１９０）には、前記複数に分離された流通部（１５１）を相互に連通するための通し孔（１９０ａ）が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の熱交換器。
12. 前記第１及び第２の流通部（１５１）のそれぞれに設けられている前記補強部材（１９０）は、前記冷却空気の流れ方向において、オフセットされて配置されていることを特徴とする請求項９に記載の熱交換器。

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