JP6623339B2

JP6623339B2 - 熱交換器

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Publication number: JP6623339B2
Application number: JP2017029987A
Authority: JP
Inventors: 庸人和氣; 大西　人司; 人司大西; 二郎中嶋
Original assignee: Waki Factory Inc
Current assignee: Waki Factory Inc
Priority date: 2017-02-21
Filing date: 2017-02-21
Publication date: 2019-12-25
Anticipated expiration: 2037-02-21
Also published as: JP2018136060A

Description

本発明は、熱交換器に関し、詳しくは、扁平に形成された熱交換用チューブを複数積層することにより構成される熱交換器に関する。

従来、この種の熱交換器としては、ステンレスやアルミニウムの薄板に折り曲げ加工や孔開け加工などを施して形成したチューブ部材を向かい合うように配置した熱交換用チューブを複数積層したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この熱交換器の熱交換用チューブは、外形が扁平な長方形状で、その長手方向の両端部に熱交換媒体の流出入口としての２つの貫通孔が形成されている。そして、複数の熱交換用チューブを積層して構成された熱交換器に対して熱交換用チューブの２つの流出入口の一方から熱交換媒体を供給し、他方から熱交換媒体を排出している。この熱交換器では、空気を熱交換用チューブの長手方向とは垂直となる方向に供給し、供給された空気が隣接する熱交換用チューブの間の隙間を通る際に熱交換媒体と熱交換されて加温または冷却される。

特開２０１４−０２０６７２号公報

こうした扁平な熱交換用チューブを積層して構成される熱交換器では、熱交換用チューブを積層する際に僅かなズレなどにより積層体に撓みが生じる場合がある。この積層体の撓みは、ロウ付けするために積層体を積層方向に加圧したときに大きくなったり、輸送中の振動や衝撃などにより大きくなる。積層体の撓みを抑止するために、積層体の側面に取り付けるサイドプレートの断面が「コ」字状となるように両側部を折り曲げて一対の保持部を形成し、積層体の熱交換用チューブの端部を一対の保持部で保持するようにサイドプレートを取り付けることも考えられるが、熱交換器における通風面積はサイドプレートの保持部の分だけ小さくなってしまう。

本発明の熱交換器では、熱交換用チューブの積層体の撓みを抑止すると共に通風面積の低下を抑制することを主目的とする。

本発明の熱交換器は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の熱交換器は、
扁平な熱交換用チューブを複数積層したチューブ積層体と、前記チューブ積層体の両側面に配置される一対の側部材と、前記チューブ積層体の両積層端に配置される一対のエンド部材と、を備える熱交換器であって、
前記熱交換用チューブは、前記チューブ積層体の両側面を形成する両側端部に第１係合部が形成されており、
前記一対の側部材は、前記チューブ積層体を構成する各熱交換用チューブの前記第１係合部に係合する第２係合部が形成されている、
ことを特徴とする。

この本発明の熱交換器では、扁平な熱交換用チューブのチューブ積層体の両側面を形成する両側端部には第１係合部が形成されており、チューブ積層体の両側面に配置される一対の側部材には、チューブ積層体を構成する各熱交換用チューブの第１係合部に係合する第２係合部が形成されている。熱交換用チューブの両速端部の第１係合部が一対の側部材の第２係合部に係合するから、チューブ積層体がその積層方向とは直交する方向に撓むのを抑止することができる。熱交換用チューブの両速端部の第１係合部および一対の側部材の第２係合部は、チューブ積層体の撓みを抑止する程度であればよいから、小さい段差により形成することができる。この結果、熱交換器の通風面積の低下を抑制することができ、熱交換効率のよい熱交換器とすることができる。

こうした本発明の熱交換器において、前記第１係合部は凸形状に形成されており、前記第２係合部は内側に凹の溝形状に形成されているものとしてもよいし、前記第１係合部は凹形状に形成されており、前記第２係合部は内側に凸のリブ形状に形成されているものとしてもよい。即ち、第１係合部を凸形状に形成したときには、この凸形状と嵌合可能とするために、第２係合部は内側に凹の溝形状に形成し、第１係合部を凹係合に形成したときには、この凹形状と嵌合可能とするために、第２係合部は内側に凸のリブ形状に形成するのである。これにより、チューブ積層体がその積層方向とは直交する２方向のいずれかに撓むのをより確実に抑止することができる。また、第１係合部および第２係合部の部分で通風面積が小さくなるものの、それ以外の部分では側部材の板厚だけしか通風面積は小さくならないので、熱交換器の通風面積の低下を抑制することができ、熱交換効率のよい熱交換器とすることができる。

本発明の熱交換器において、前記一対のエンド部材は、両端部に第３係合部が形成されており、前記一対の側部材は、両端部に前記第３係合部と係合する第４係合部が形成されているものとしてもよい。こうすれば、一対のエンドプレート部材の第３係合部と一対の側部材の第４係合部が係合することにより、一対のエンドプレートにより一対の側部材を保持することができる。この場合、前記第４係合部は端部が幅広となるように両側面が湾曲して形成された延出部であり、前記第３係合部は前記延出部の両側から延出して接触した状態で屈曲する一対の爪部であるものとしてもよいし、前記第３係合部は端部が幅広となるように両側面が湾曲して形成された延出部であり、前記第４係合部は前記延出部の両側から延出して接触した状態で屈曲する一対の爪部であるものとしてもよい。即ち、第３係合部を爪部として形成したときには第４係合部を延出部とし、第３係合部を延出部としたときには第４係合部を爪部として形成するのである。こうすれば、爪部をカシメるだけで一対のエンドプレートにより一対の側部材を強固に保持することができる。

実施例の熱交換器２０の構成の概略を正面から模式的に示す構成図である。実施例の熱交換器２０の構成の概略を側面から模式的に示す構成図である。図１におけるＡ−Ａ面を模式的に示す断面図である。熱交換用チューブ３０Ａの構成の概略を示す構成図である。熱交換用チューブ３０Ｂの構成の概略を示す構成図である。図１におけるＢ−Ｂ面の断面図である。図１におけるＣ−Ｃ面の断面図である。熱交換器２０を組み付ける前のエンドプレート５０の構成の概略を示す構成図である。サイドプレート６０の構成の概略を示す構成図である。図９におけるＤ−Ｄ面の断面図である。変形例の熱交換用チューブ１３０Ａ，１３０Ｂとサイドプレート１６０の構成を説明する説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例の熱交換器２０の構成の概略を正面から模式的に示す構成図であり、図２は、実施例の熱交換器２０の構成の概略を側面から模式的に示す構成図である。また、図３は、図１におけるＡ−Ａ面を模式的に示す断面図である。実施例の熱交換器２０は、空調装置や冷凍装置などの冷凍サイクルや発熱を伴って作動する機器の冷却装置などに用いられ、図１に示すように、２つのチューブ部材４０により構成される熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂを交互に複数積層して構成される積層体２２と、積層体２２の配列方向（図中上下方向）の両側に配置されるエンドプレート５０と、各熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂの長手方向（図中左右方向）の両側に配置されるサイドプレート６０と、積層体２２およびエンドプレート５０に形成される熱交換媒体の流入用流路２５および流出用流路２６に取り付けられる供給管２７および排出管２８と、を備える。この熱交換器２０は、流入用流路２５から各熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂに形成された後述する連通流路４６，４７に供給されるハイドロフルオロカーボンや水などの熱交換媒体と隣接する熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂの間の隙間に流れる空気などの被熱交換媒体との熱交換により、熱交換媒体を加熱または冷却する又は被熱交換媒体を冷却または加熱する。図３中、供給管２７および排出管２８の上に記載された白抜き矢印は、熱交換媒体の供給や排出の方向を示しており、熱交換器２０の左右に記載された白抜き矢印は、被熱交換媒体の流れる方向を示している。

図４は、熱交換用チューブ３０Ａの構成の概略を示す構成図である。図５は、熱交換用チューブ３０Ｂの構成の概略を示す構成図である。図６は、図１におけるＢ−Ｂ面の断面図であり、図７は、図１におけるＣ−Ｃ面の断面図である。

熱交換用チューブ３０Ｂは、図３および図４に示すように、熱交換用チューブ３０Ａの扁平面を水平にしたときに熱交換用チューブ３０Ａを鉛直軸回りに１８０度回転させたものと同一である。即ち、熱交換用チューブ３０Ｂは、熱交換用チューブ３０Ａを１８０度回転させただけで、熱交換用チューブ３０Ａと同一となる。

熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂは、アルミニウムの板材の両面にアルミシリコン合金などのロウ材を配置して一体に圧延することによって板材とロウ材とを接合した厚さが０．２ｍｍのいわゆるクラッド板材に対して、プレス加工や穴開け加工などを施したチューブ部材４０を向かい合わせに接合することによって構成されている。チューブ部材４０には、図４および図５に示すように、長手方向（図中左右方向）の中央に短手方向に直列に並ぶように２つの流出入口用貫通孔４２ａ，４２ｂが形成されており、この２つの流出入口用貫通孔４２ａ，４２ｂを連通するようにＵ字形状の２つの連通流路４６，４７が形成されている。また、２つの流出入口用貫通孔４２ａ，４２ｂの周囲のフランジ部４４ａ，４４ｂが形成されている。

フランジ部４４ａ，４４ｂは、熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂを積層したときに隣接するフランジ部４４ａ，４４ｂと接合するように形成されている。これにより、図７に示すように、隣接する熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂの間隔を所定間隔に保持すると共に、熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂの両端部近傍の流出入口用貫通孔４２ａ，４２ｂが積層方向に接続されて熱交換媒体の流入用流路２５および流出用流路２６を形成する。

連通流路４６，４７は、２つの流出入口用貫通孔４２ａ，４２ｂの中央を通る直線（図４，図５における上下方向の線）で鏡像対称となる一定幅の流路として形成されており、チューブ部材４０の長手方向に沿った中央ラインを考えたときに、中央ラインで２つに区分けされるチューブ部材の図３における上側（図５における下側）で中央ラインから離れてチューブ部材４０の縁近傍に縁に沿って流出入口用貫通孔４２ａからチューブ部材４０の端部に至るように形成された第１流路部４６ａ，４７ａと、中央ラインで２つに区分けされるチューブ部材の図４における下側（図５における上側）でチューブ部材の縁から離れて中央ライン近傍に中央ラインに沿って端部から流出入口用貫通孔４２ｂに至るように形成された第２流路部４６ｂ，４７ｂと、端部で第１流路部４６ａ，４７ａと第２流路部４６ｂ，４７ｂとを接続するように折り返す折り返し流路部４６ｃ，４７ｃとにより構成されている。そして、第２流路４６ｂ，４７ｂとチューブ部材４０の縁（図４における下端、図５における上端）との間の流路が形成されていない端部ヒレ部４８ａの幅は、第１流路部４６ａ，４７ａの幅（実施例では単に流路の幅）より広くなるように形成されており、第１流路部４６ａ，４７ａと第２流路部４６ｂ，４７ｂの間の流路が形成されていない中央ヒレ部４８ｂの幅は、第２流路部４６ｂ，４７ｂの幅（実施例では単に流路の幅）より広くなるように形成されている。このように連通流路４６，４７を形成することにより、熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂを交互に積層したときに、図６に示すように、熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂの間の隙間を、幅が略一定となるように且つ蛇行するように形成することができる。

また、熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂには、図４および図５における左右端の両側端部に、両側部４９ａによって外側に凸の矩形形状の第１係合部４９が形成されている。

図８は、熱交換器２０を組み付ける前のエンドプレート５０の構成の概略を示す構成図である。エンドプレート５０もクラッド板材により形成されており、その中央には供給管２７または排出管２８を取り付けるための貫通孔５２が形成されている。エンドプレート５０の図中左右端の両側端部には、延出するように４個の爪部５４が形成されている。この４個の爪部５４は、図１および図２に示すように、サイドプレート６０より延出するから、図１および図２の上端のエンドプレート５０では下側に、下端のエンドプレート５０では上側に、折れ曲がるようにカシメることにより、サイドプレート６０を強固に保持する。

図９は、サイドプレート６０の構成の概略を示す構成図であり、図１０は、図９におけるＤ−Ｄ面の断面図である。サイドプレート６０は、図１０に示すように、積層体２２側から見て中央に、断面が「コ」形状となるように凹の溝形状の第２係合部６２が形成されている。この第２係合部６２は、その両側部６２ａの間隔が熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂの第１係合部４９の両側部４９ａの間隔に対して若干のクリアランスをもって一致するように，且つ、その両側端部６２の長さ（溝の深さ）が熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂの第１係合部４９の両側部４９ａの長さに一致するように形成されている。このため、サイドプレート６０の第２係合部６２に熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂの第１係合部４９はぴったりと嵌まり込む。このため、熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂは、サイドプレート６０の第２係合部６２によって位置決めが行なわれるから、積層体２２の積層方向に対して直交する方向にズレることがない。

サイドプレート６０の両端部には、図９に示すように、湾曲部６４により両端部６５ａが中央より拡幅して両側に延出する延出部６５が形成されている。この延出部６５の湾曲部６４の幅は、エンドプレート５０の端部の２個の爪部５４の外側の幅より若干長くなるように形成されている。これにより、図１および図２に示すように、エンドプレート５０の両端部の４個の爪部５４が湾曲部６４から外側に延出させて２つのエンドプレート５０と２つのサイドプレート６０との位置決めを行ない、爪部５４をカシメることにより、サイドプレート６０を強固に保持する。

実施例では、チューブ部材４０を図４の熱交換用チューブ３０Ａと図５の熱交換用チューブ３０Ｂとが交互に積層されるように積層配置して積層体２２とし、その両積層端に一対のエンドプレート５０を配置し、熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂの両端の第１係合部４９が第２係合部６２に嵌まり込むように、且つ、エンドプレート５０の爪部５４が湾曲部６４から延出するように一対のサイドプレート６０を取り付け、合計８個の爪部５４をサイドプレート６０側にカシメて、一対のエンドプレート５０の貫通孔５２に供給管２７と排出管２８とを取り付けて熱交換器２０を組み付ける。そして、これをロウ材の融点より高く板材の融点より低い温度（例えば６１０℃や６２０℃など）で加熱することによって当接部を接合（ロウ付け）して熱交換器２０を完成する。即ち、熱交換用チューブ３０Ａ、３０Ｂを構成するチューブ部材４０の向かい合わせの接触部や、隣接する熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂのフランジ部４４ａ，４４ｂの接触部、熱交換用チューブ３０Ａ、３０Ｂとエンドプレート５０やサイドプレート６０との接触部、エンドプレート５０とサイドプレート６０との接触部、エンドプレート５０と供給管２７や排出管２８との接触部を接合するのである。

こうして構成された熱交換器２０では、ハイドロフルオロカーボンや水などの熱交換媒体は、供給管２７から２つの流出入口用貫通孔４２ａ，４２ｂにより形成される流入用流路２５に供給され、各熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂの連通流路４６，４７を流れて２つの流出入口用貫通孔４２ａ，４２ｂにより形成される流出用流路２６に流出し、排出管２８から排出される。一方、空気などの被熱交換媒体は、流出用流路２６側から各熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂに供給され、各熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂの間の隙間を蛇行して流れて熱交換媒体と熱交換を行ない、流入用流路２５側から排出される。このように、熱交換媒体と被熱交換媒体とを給排することにより、熱交換媒体の全体としての流れと被熱交換媒体の流れとを対向流とすることができる。

以上説明した実施例の熱交換器２０では、熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂの両端部に第１係合部４９を形成すると共に一対のサイドプレート６０に第１係合部４９が丁度嵌まるように溝状の第２係合部６２を形成し、熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂの両端の第１係合部４９が第２係合部６２に嵌まり込むように一対のサイドプレート６０を取り付ける。これにより、熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂが積層体２２の積層方向に対して直交する方向にズレるのを抑止することができ、積層体２２が撓むのを抑止することができる。第１係合部４９の側部４９ａや第２係合部６２の側部６２ａは、熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂが積層体２２の積層方向に対して直交する方向にズレるのを抑止する最小限の長さにすることができるから、熱交換器２０の通風面積の低下を抑制することができる。また、第１係合部４９と第２係合部６２の第２係合部分では通風面積が小さくなるものの、それ以外の部分ではサイドプレート６０の板厚だけしか通風面積は小さくならないから、熱交換器２０の通風面積の低下を抑制することができ、熱交換効率のよい熱交換器２０とすることができる。

また、実施例の熱交換器２０では、エンドプレート５０の両端部に４個の爪部５４を形成すると共にサイドプレート６０の両端部に湾曲部６４により両端部６５ａが拡幅する延出部６５を形成し、エンドプレート５０の４個の爪部５４がサイドプレート６０の湾曲部６４から延出してカシメる。これにより、２つのエンドプレート５０と２つのサイドプレート６０との位置決めを行なうことができ、２つのエンドプレート５０により２つのサイドプレート６０を強固に保持することができる。

実施例の熱交換器２０では、チューブ部材４０を、長手方向の中央に短手方向に直列に並ぶように２つの流出入口用貫通孔４２ａ，４２ｂを有するように、且つ、この２つの流出入口用貫通孔４２ａ，４２ｂを連通するＵ字形状の２つの連通流路４６，４７を有するように形成して熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂを構成する。これにより、長手方向に対して垂直方向に被熱交換媒体を給排したときに、矩形の熱交換用チューブの長手方向の両端部に２つの流出入口用貫通孔が形成されていると共にこの２つの流出入口用貫通孔を連通する連通流路が形成されているものに比して、流出入口用貫通孔の１つ分だけ被熱交換媒体の流路幅を広くすることができ、熱交換に有効な流路幅を広くすることができ、通風面積を大きくすることができる。この結果、熱交換効率を向上させることができる。また、２つの流出入口用貫通孔４２ａ，４２ｂは、被熱交換媒体の流れの方向に直列に並ぶように形成されているから、２つの流出入口用貫通孔４２ａ，４２ｂにより形成される２つの流路２２，２４のうち被熱交換媒体の流れの下流側を流入用流路２５として熱交換媒体を供給し、被熱交換媒体の流れの上流側を流出用流路２６として熱交換媒体を排出するようにすれば、熱交換媒体の全体としての流れと被熱交換媒体の流れとを対向流とすることができ、熱交換効率を更に向上させることができる。さらに、連通流路４６，４７を、２つの流出入口用貫通孔４２ａ，４２ｂの一方から他方にＵ字形状で鏡像対称な２つの流路として形成することにより、２つの流路４６，４７に略均等に熱交換媒体を供給することができ、２つの流路４６，４７で略均等に熱交換を行うことができる。これらの結果、熱交換効率を向上させることができる。このように鏡像対称としてチューブ部材４０を形成するから、熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂの一方側のチューブ部材と他方側のチューブ部材とを形成する必要がなく、単一形状のチューブ部材４０を形成すればよいことになる。これにより、部品点数を少なくすることができ、組み付け性を向上させることができる。

実施例の熱交換器２０では、連通流路４６，４７の第１流路部４６ａ，４７ａを、チューブ部材４０の長手方向に沿った中央ラインを考えたときに、中央ラインで２つに区分けされるチューブ部材４０の一方側で中央ラインから離れてチューブ部材４０の縁近傍に縁に沿って流出入口用貫通孔４２ａからチューブ部材４０の端部に至るように形成し、第２流路部４６ｂ，４７ｂを中央ラインで２つに区分けされるチューブ部材４０の他方側でチューブ部材４０の縁から離れて中央ライン近傍に中央ラインに沿って端部から流出入口用貫通孔４２ｂに至るように形成し、折り返し流路部４６ｃ，４７ｃを第１流路部４６ａ，４７ａと第２流路部４６ｂ，４７ｂとを接続するように形成する。また、チューブ部材４０の端部ヒレ部４８ａの幅を第１流路部４６ａ，４７ａの幅より広くなるように形成すると共に中央ヒレ部４８ｂの幅を第２流路部４６ｂ，４７ｂの幅より広くなるように形成する。そして、熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂを交互に積層して熱交換器２０を構成する。このため、熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂの間の隙間を、幅が略一定となるように且つ蛇行するように形成することができる。この結果、被熱交換媒体の圧損を抑制すると共に被熱交換媒体の流れに若干の乱れを生じさせ、熱交換効率を向上させることができる。

実施例の熱交換器２０の製造方法では、向かい合わせることにより扁平な熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂを構成するチューブ部材４０やエンドプレート５０，サイドプレート６０をクラッド板材を用いて形成し、熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂを交互に複数積層した状態となるようにチューブ部材４０を複数積層して積層体２２とし、この積層体２２に一対のエンドプレート５０と一対のサイドプレート６０取り付けて組み付け、これをロウ材の融点より高く板材の融点より低い温度での炉に入れて当接部を接合（ロウ付け）して実施例の熱交換器２０を完成する。このため、熱交換効率の高い実施例の熱交換器２０をより簡易に製造することができる。

実施例の熱交換器２０では、熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂの両端部に凸形状の第１係合部４９を形成すると共に一対のサイドプレート６０に凹の溝形状の第２係合部６２を形成するものとしたが、一対のサイドプレートに第１係合部４９の幅で積層体２２の長さの矩形形状の貫通孔として第２係合部を形成し、第２係合部の貫通孔に積層体２２の一側面の全ての第１係合部４９を嵌め込むように一対のサイドプレートを取り付けるものとしてもよい。この場合、サイドプレートの剛性を確保するために、サイドプレートを剛性の高い材料（例えば、ステンレスやジュラルミンなど）により形成するのも好適である。

実施例の熱交換器２０では、熱交換用チューブ３０Ａ，３０Ｂの両端部に凸形状の第１係合部４９を形成すると共に一対のサイドプレート６０に凹の溝形状の第２係合部６２を形成するものとしたが、図１１に例示するように、熱交換用チューブ１３０Ａ，１３０Ｂの両端部に凹形状の第１係合部１４９を形成すると共に一対のサイドプレート１６０に内側に凸のリブ形状の第２係合部１６２を形成するものとしてもよい。また、第１係合部と第２係合部は、係合して熱交換用チューブのズレを抑止することができればよいから、凹形状や凸形状に限定されるものではなく、如何なる形状としても構わない。

実施例の熱交換器２０では、エンドプレート５０の両端部に４個の爪部５４を形成するものとしたが、爪部５４は４個に限定されるものではなく、３個以下または５個以上形成するものとしてもよし、爪部５４を形成しないものとしても構わない。また、サイドプレート６０の両端部に湾曲部６４により両端部６５ａが拡幅する延出部６５を形成するものとしたが、サイドプレート６０の延出部６５には湾曲部６４を形成しないものとしてもよいし、サイドプレート６０に延出部６５を形成しないものとしてもよい。

実施例の熱交換器２０では、エンドプレート５０の両端部に４個の爪部５４を形成すると共にサイドプレート６０の両端部に湾曲部６４により両端部６５ａが拡幅する延出部６５を形成するものとしたが、逆に、サイドプレート６０の両端部に４個の爪部を形成すると共にエンドプレート５０の両端部に延出部を形成するものとしてもよい。この場合も、爪部の数はいくつでもよい。

実施例の熱交換器２０では、アルミニウムの板材の両面にアルミシリコン合金などのロウ材を接合した厚さが０．２ｍｍのクラッド板材を用いてチューブ部材４０を形成するものとしたが、０．２ｍｍより薄いアルミニウムとアルミニウム合金によるクラッド板材や０．２ｍｍより厚いアルミニウムとアルミニウム合金によるクラッド板材を用いてチューブ部材４０を形成するものとしてもよい。また、ステンレスの板材の両面に銅やニッケルなどのロウ材を接合したクラッド板材やステンレスに板材の両面にメッキを施した板材を用いてチューブ部材を形成するものとしてもよい。さらに、銅の板材の両面にロウ材を接合したりメッキした板材を用いてチューブ部材を形成するものとしてもよい。あるいは、通常のアルミニウム板やステンレス板によりチューブ部材を形成するものとしても構わない。

本発明の熱交換器において、前記熱交換用チューブは、金属材料を用いて向かい合わせに接合することにより熱交換媒体の２つの流出入口と該２つの流出入口を連通する連通流路とを形成する一対のチューブ部材であって、前記２つの流出入口が前記被熱交換媒体の流れの方向に直列に並ぶように形成されており、且つ、前記連通流路が前記２つの流出入口の一方から他方にＵ字形状で鏡像対称な２つの流路として形成されている一対のチューブ部材により構成されているものとしてもよい。こうすれば、２つの流出入口を被熱交換媒体の流れの方向に対して垂直な方向に直列に並ぶように形成するものに比して、流出入口の１つ分だけ被熱交換媒体の流路幅を広くすることができ、熱交換に有効な流路幅を広くすることができ、通風面積を大きくすることができる。この結果、熱交換効率を向上させることができる。また、２つの流出入口は被熱交換媒体の流れの方向に直列に並ぶように形成されているから、２つの流出入口のうち被熱交換媒体の流れの下流側の一方に熱交換媒体を供給し、被熱交換媒体の流れの上流側の他方から熱交換媒体を排出するようにすれば、熱交換媒体の全体としての流れと被熱交換媒体の流れとを対向流とすることができ、熱交換効率を更に向上させることができる。さらに、２つの流出入口を連通する連通流路を、２つの流出入口の一方から他方にＵ字形状で鏡像対称な２つの流路として形成することにより、２つの流路に略均等に熱交換媒体を供給することができ、２つの流路で略均等に熱交換を行うことができる。これらの結果、熱交換効率を向上させることができる。

この場合、前記チューブ部材は外形が矩形形状に形成されており、前記２つの流出入口は、前記チューブ部材の長手方向の中央に短手方向に直列に並ぶように形成されており、前記連通流路は、前記２つの流出入口の一方から前記チューブ部材の長手方向の端部に至る第１流路部と前記端部から前記２つの流出入口の他方に至る第２流路部と前記端部で前記第１流路部と前記第２流路部とを接続するように折り返す折り返し流路部とからなる２つの流路として形成されているものとしてもよい。更にこの場合、前記第１流路部は前記チューブ部材の縁に沿って形成されており、前記第２流路部は前記チューブ部材の中央に沿って形成されており、前記第１流路部と前記第２流路部との間は前記第２流路部の幅より広くなるように形成されており、前記第２流路部と前記チューブ部材の縁までの間は前記第１流路部の幅より広くなるように形成されているものとしてもよい。この場合、前記チューブ部材を、隣接する熱交換用チューブの一方の前記第２流路部が他方の前記第１流路部と前記第２流路部との間の部位と向き合うように複数積層してなるものとしてもよい。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、熱交換器の製造産業などに利用可能である。

２０熱交換器、２２積層体、２５流入用流路、２６流出用流路、２７供給管、２８排出管、３０Ａ，３０Ｂ，１３０Ａ，１３０Ｂ熱交換用チューブ、４０チューブ部材、４２ａ，４２ｂ流出入口用貫通孔、４４ａ，４４ｂフランジ部、４６，４７連通流路、４６ａ，４７ａ第１流路部、４６ｂ，４７ｂ第２流路部、４６ｃ，４７ｃ折り返し流路部、４８ａ端部ヒレ部、４８ｂ中央ヒレ部、４９，１４９第１係合部、４９ａ側部、５０エンドプレート、５２貫通孔、５４爪部、６０，１６０サイドプレート、６２，１６２第２係合部、６２ａ側部、６４湾曲部、６５延出部、６５ａ端部。

Claims

扁平な熱交換用チューブを複数積層したチューブ積層体と、前記チューブ積層体の両側面に配置される一対の側部材と、前記チューブ積層体の両積層端に配置される一対のエンド部材と、を備える熱交換器であって、
前記熱交換用チューブは、前記チューブ積層体の両側面を形成する両側端部に第１係合部が形成されており、
前記一対の側部材は、同一形状の個別の部材として形成されていると共に、前記チューブ積層体を構成する各熱交換用チューブの前記第１係合部に係合する第２係合部が形成されており、
前記第１係合部が凸形状に形成されていると共に前記第２係合部が内側に凹の溝形状に形成されているか、或いは、前記第１係合部が凹形状に形成されていると共に前記第２係合部が内側に凸のリブ形状に形成されている、
熱交換器。
請求項１記載の熱交換器であって、
前記一対のエンド部材は、両端部に第３係合部が形成されており、
前記一対の側部材は、両端部に前記第３係合部と係合する第４係合部が形成されている、
熱交換器。
請求項２記載の熱交換器であって、
前記第４係合部は、端部が幅広となるように両側面が湾曲して形成された延出部であり、
前記第３係合部は、前記延出部の両側から延出して接触した状態で屈曲する一対の爪部である、
熱交換器。
請求項２記載の熱交換器であって、
前記第３係合部は、端部が幅広となるように両側面が湾曲して形成された延出部であり、
前記第４係合部は、前記延出部の両側から延出して接触した状態で屈曲する一対の爪部である、
熱交換器。