JP7197900B2 - 熱交換器およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換器およびその製造方法に関し、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およびその製造方法に関する。

従来、この種の熱交換器としては、チューブ部材を、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を有するように、且つ、この２つの流出入口用貫通孔を連通するＵ字形状で鏡像対称の２つの連通流路を有するように形成して熱交換用チューブを構成するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この熱交換器では、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る。

特開２０１７－０７２３３１号公報

従来からこの種の技術分野では、熱交換効率の向上を図ることが課題として考えられている。このため、熱交換媒体や被熱交換媒体の流れに乱れを生じさせる機構を設けることも行なわれているが、熱交換媒体や被熱交換媒体の流れにおける乱れは圧損失を招き、熱交換効率を低下させてしまう場合がある。

本発明の熱交換器は、熱交換効率をより向上させることを主目的とする。また、本発明の熱交換器の製造方法は、熱交換効率のよい熱交換器を比較的簡易に精度良く製造する方法を提案することを主目的とする。

本発明の熱交換器およびその製造方法は、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、
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有する扁平な熱交換用チューブを構成するよう形成されたチューブ部材を隣接する熱交換用チューブの前記２つの流出入口が整合するように複数積層して構成され、前記熱交換用チューブ内に流れる前記熱交換媒体と隣接する熱交換用チューブの間に流れる被熱交換媒体とで熱交換する熱交換器であって、
前記チューブ部材は、接合部に複数の切り起こしが形成されている、
ことを特徴とする。

この本発明の熱交換器では、チューブ部材の接合部に複数の切り起こしが形成されている。切り起こしは被熱交換媒体の流れに乱れを生じさせることにより、伝熱を促進する。この結果、熱交換器の熱交換効率をより向上させることができる。なお、複数の切り起こしは、Ｖ字形状、Ｕ字形状、コ字形状のいずれかが好ましい。

こうした本発明の熱交換器において、前記複数の切り起こしは、前記被熱交換媒体の流れ方向の一方向側に且つ前記熱交換用チューブの外側方向に開口するように形成された第１切り起こしと、前記被熱交換媒体の流れ方向の他方向側に且つ前記熱交換用チューブの外側方向に開口するように前記第１切り起こしと同一形状に形成された第２切り起こしと、を含むものとしてもよい。この場合、前記複数の切り起こしは、前記熱交換用チューブを形成したときに、該熱交換用チューブを構成する２つのチューブ部材のうちの一方のチューブ部材に形成された第１切り起こしと他方のチューブ部材に形成された第２切り起こしとが整合するように形成されているものとしてもよい。こうすれば、熱交換用チューブを構成したときに、第１切り起こしと第２切り起こしとにより、熱交換用チューブの一方側と他方側とを連通する連通孔を形成し、被熱交換媒体の隣接する流路への通流を行なうことができる。これにより、被熱交換媒体の流れを複雑にし、伝熱を促進することができる。この結果、熱交換器の熱交換効率を向上させることができる。

また、本発明の熱交換器において、前記複数の切り起こしは、前記被熱交換媒体の流れ方向の一方側に前記熱交換用チューブの外側方向に開口するように形成された第１切り起こしと、前記被熱交換媒体の流れ方向の他方向側に且つ前記熱交換用チューブの外側方向に開口するように前記第１切り起こしと同一形状に形成された第２切り起こしと、前記被熱交換媒体の流れ方向の一方側に前記熱交換用チューブの内側方向に開口するように前記第１切り起こしと同一形状に形成された第３切り起こしと、前記被熱交換媒体の流れ方向の他方向側に且つ前記熱交換用チューブの内側方向に開口するように前記第２切り起こしと同一形状に形成された第４切り起こしと、を含み、前記複数の切り起こしは、前記熱交換用チューブを形成したときに、該熱交換用チューブを構成する２つのチューブ部材のうちの一方のチューブ部材に形成された第１切り起こしと他方のチューブ部材に形成された第３切り起こしとが整合し、且つ、前記一方のチューブ部材に形成された第２切り起こしと前記他方のチューブ部材に形成された第４切り起こしとが整合するように形成されている、ものとしてもよい。こうすれば、熱交換用チューブを構成したときに、第１切り起こしと第３切り起こし、および 第２切り起こしと第４切り起こしとにより、熱交換用チューブの一方側と他方側とを連通する連通孔を形成し、被熱交換媒体の隣接する流路への通流を行なうことができる。これにより、被熱交換媒体の流れを複雑にし、伝熱を促進することができる。この結果、熱交換器の熱交換効率を向上させることができる。また、熱交換用チューブを構成すると第１切り起こしと第３切り起こしとが整合すると共に第２切り起こしと第４切り起こしとが整合するから、チューブ部材を積層する際の位置決めを容易に行なうことができる。

本発明の熱交換器の製造方法は、
第１金属による中心材に前記第１金属より融点の低い第２金属が両面に接合され厚みが０．３ｍｍ以下としたクラッド板材を用いて、２つの流出入口の一方から２つの流出入口の他方に至る連通流路形成部と前記連通流路形成部を構成しない部分に複数の切り起こしとを有するチューブ部材を形成するチューブ部材形成工程と、
前記連通流路形成部および前記流出入口が整合するように２つのチューブ部材を向かい合わせて構成される扁平な熱交換用チューブが複数積層された状態となるように前記チューブ部材を複数積層して積層体を組み付ける組み付け工程と、
前記第１金属の融点より低く前記第２金属の融点より高い温度に調整された炉を用いて前記積層体をロウ付けするロウ付け工程と、
を有することを特徴とする。

この本発明の熱交換器の製造方法では、向かい合わせて接合することによって熱交換用チューブを形成するチューブ部材であって、２つの流出入口の一方から２つの流出入口の他方に至る連通流路形成部と連通流路形成部を構成しない部分に複数の切り起こしとを有するチューブ部材をクラッド板材を用いて形成する。続いて、連通流路形成部および流出入口が整合するように、２つのチューブ部材を向かい合わせて構成される扁平な熱交換用チューブが複数積層された状態となるようにチューブ部材を複数積層して積層体を組み付ける。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の炉に入れて当接部を接合（ロウ付け）して本発明の熱交換器を完成する。このため、熱交換効率のより高い熱交換器をより簡易に製造することができる。なお、複数の切り起こしは、Ｖ字形状、Ｕ字形状、コ字形状のいずれかが好ましい。

こうした本発明の熱交換器の製造方法において、前記チューブ部材形成工程は、前記複数の切り起こしとして、前記被熱交換媒体の流れ方向の一方向側に且つ前記熱交換用チューブの外側方向に開口するように形成された第１切り起こしと、前記被熱交換媒体の流れ方向の他方向側に且つ前記熱交換用チューブの外側方向に開口するように前記第１切り起こしと同一形状に形成された第２切り起こしとを有し、前記熱交換用チューブを形成したときに、該熱交換用チューブを構成する２つのチューブ部材のうちの一方のチューブ部材に形成された第１切り起こしと他方のチューブ部材に形成された第２切り起こしとが整合するように形成する工程であり、前記組み付け工程は、前記熱交換用チューブを構成する２つのチューブ部材のうちの一方のチューブ部材に形成された第１切り起こしと他方のチューブ部材に形成された第２切り起こしとが整合するように組み付ける工程である、ものとしてもよい。こうすれば、熱交換用チューブを構成したときに、第１切り起こしと第２切り起こしとにより、熱交換用チューブの一方側と他方側とを連通する連通孔を形成し、被熱交換媒体の隣接する流路への通流を行なうことができる熱交換器を簡易に製造することができる。

また、本発明の熱交換器の製造方法において、前記チューブ部材形成工程は、前記複数の切り起こしとして、前記被熱交換媒体の流れ方向の一方側に前記熱交換用チューブの外側方向に開口するように形成された第１切り起こしと、前記被熱交換媒体の流れ方向の他方向側に且つ前記熱交換用チューブの外側方向に開口するように前記第１切り起こしと同一形状に形成された第２切り起こしと、前記被熱交換媒体の流れ方向の一方側に前記熱交換用チューブの内側方向に開口するように前記第１切り起こしと同一形状に形成された第３切り起こしと、前記被熱交換媒体の流れ方向の他方向側に且つ前記熱交換用チューブの内側方向に開口するように前記第２切り起こしと同一形状に形成された第４切り起こしとを有し、前記熱交換用チューブを形成したときに、該熱交換用チューブを構成する２つのチューブ部材のうちの一方のチューブ部材に形成された第１切り起こしと他方のチューブ部材に形成された第３切り起こしとが整合し、且つ、前記一方のチューブ部材に形成された第２切り起こしと前記他方のチューブ部材に形成された第４切り起こしとが整合するように形成する工程であり、前記組み付け工程は、前記熱交換用チューブを構成する２つのチューブ部材のうちの一方のチューブ部材に形成された第１切り起こしと他方のチューブ部材に形成された第３切り起こしとが整合し、且つ、前記一方のチューブ部材に形成された第２切り起こしと前記他方のチューブ部材に形成された第４切り起こしとが整合するように組み付ける工程である、ものとしてもよい。こうすれば、熱交換用チューブを構成したときに、第１切り起こしと第２切り起こしとにより、熱交換用チューブの一方側と他方側とを連通する連通孔を形成し、被熱交換媒体の隣接する流路への通流を行なうことができる熱交換器を簡易に製造することができる。また、熱交換用チューブを構成すると第１切り起こしと第３切り起こしとが整合すると共に第２切り起こしと第４切り起こしとが整合するから、チューブ部材を積層する際の位置決めを容易なものとすることができる。

実施例の熱交換器２０の構成の概略を示す構成図である。 図１におけるＡ－Ａ断面を模式的に示す断面図である。 熱交換用チューブ３０を構成するチューブ部材４０の構成の概略を示す構成図である。 図１および図３におけるＢ－Ｂ断面を示す断面図である。 図１および図３におけるＣ－Ｃ断面を示す断面図である。 変形例のチューブ部材１４０の構成の概略を示す構成図である。 図６におけるＤ－Ｄ断面を示す断面図である。 変形例のチューブ部材２４０の構成の概略を示す構成図である。 図８におけるＥ－Ｅ断面を示す断面図である。 変形例のチューブ部材３４０の構成の概略を示す構成図である。

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の構成の概略を示す構成図である。図２は、図１におけるＡ－Ａ断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３０を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プレート２３と、熱交換用チューブの長手方向（図中左右方向）の両側に配置されるプレート２４と、積層体２２およびプレート２３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から熱交換用チューブ３０に形成された後述する２つの連通流路３４，３５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３０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２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３は、熱交換用チューブ３０を構成するチューブ部材４０の構成の概略を示す構成図である。図４は、図１および図３におけるＢ－Ｂ断面を示す断面図である。図５は、図１および図３におけるＣ－Ｃ断面を示す断面図である。図４中白抜き矢印は被熱交換媒体の流れる方向を示している。

熱交換用チューブ３０は、２つのチューブ部材４０を向かい合わせて接合することにより構成されている。チューブ部材４０は、図３に示すように、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て形成されている。

チューブ部材４０には、図３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４１ａ，４１ｂが形成されており、この２つの流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂを連通するようにＷ字状の２つの連通流路形成部４４，４５が紙面表側に凸となるように形成されている。また、２つの流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂの周囲にはフランジ部４２ａ，４２ｂが紙面表側に凸となるように形成されている。２つの流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂとフランジ部４２ａ，４２ｂは、２つの流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂの中間点を通る直線（図３における水平方向の線）で鏡像対称となるように形成されており、連通流路形成部４４，４５は、２つの流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂの中央を通る直線（図３における上下方向の線）で鏡像対称となるように形成されている。

また、チューブ部材４０の連通流路形成部４４，４５の間の接合部には、第１切り起こし４６ａ，４６ｃ，４６ｅ，４７ｂ，４８ｄ，４７ｆ，４８ａ，４８ｃ，４８ｅと、第２切り起こし４６ｂ，４６ｄ，４６ｆ，４７ａ，４８ｃ，４７ｅ，４８ｂ，４８ｄ，４８ｆとが交互に配置されるように形成されている。第１切り起こし４６ａ，４６ｃ，４６ｅ，４７ｂ，４８ｄ，４７ｆ，４８ａ，４８ｃ，４８ｅは、図中下側が紙面の表面方向に同一形状のコ字形状となるように切り起こされている。第２切り起こし４６ｂ，４６ｄ，４６ｆ，４７ａ，４８ｃ，４７ｅ，４８ｂ，４８ｄ，４８ｆは、第１切り起こし４６ａと形状は同じだが、図中上側が紙面の表面方向にコ字形状となるように切り起こされている。

熱交換用チューブ３０は、図４および図５に示すように、２つのチューブ部材４０を紙面裏側が向かい合うように接合することにより構成されている。このため、一方のチューブ部材４０の流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂおよびフランジ部４２ａ，４２ｂは他方のチューブ部材４０の流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂおよびフランジ部４２ａ，４２ｂと整合する。また、一方のチューブ部材４０の第１切り起こし４６ａ，４６ｃ，４６ｅ，４７ｂ，４８ｄ，４７ｆ，４８ａ，４８ｃ，４８ｅは他方のチューブ部材４０の第２切り起こし４６ｆ，４６ｄ，４６ｂ，４７ｅ，４７ｃ，４７ａ，４８ｆ，４８ｄ，４８ｂと整合し、一方のチューブ部材４０の第２切り起こし４６ｂ，４６ｄ，４６ｆ，４７ａ，４８ｃ，４７ｅ，４８ｂ，４８ｄ，４８ｆは他方のチューブ部材４０の第１切り起こし４６ｅ，４６ｃ，４６ａ，４７ｆ，４７ｄ，４７ｂ，４８ｅ，４８ｃ，４８ａと整合する。

熱交換用チューブ３０は、図４に示すように、第１切り起こし４６ａと第２切り起こし４６ｆとにより、また、第１切り起こし４８ａと第２切り起こし４８ｆとにより、被熱交換媒体が図中下側から上側に連通する連通孔を形成する。一方、第２切り起こし４７ａと第２切り起こし４６ｆとにより、被熱交換媒体が図中上側から下側に連通する連通孔を形成する。このため、被熱交換媒体は、熱交換用チューブ３０に形成された連通孔により熱交換用チューブ３０によって区分けされた反対側の流路に流入したり、熱交換用チューブ３０によって区分けされた反対側の流路から流入したりする。これにより、熱交換用チューブ３０によって区分けされた流路を流れる被熱交換媒体は、その流れが乱される。この結果、熱交換器の熱交換効率を向上させることができる。

実施例では、２つのチューブ部材４０を、紙面裏側が向かい合わせとなるように、且つ、一方のチューブ部材４０の流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂおよびフランジ部４２ａ，４２ｂは他方のチューブ部材４０の流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂおよびフランジ部４２ａ，４２ｂと整合するように、複数積層することにより複数の熱交換用チューブ３０を積層してなる積層体２２とし、これにプレート２３，２４および供給管２７，排出管２８を組み付け、これをロウ材の融点より高く板材の融点より低い温度（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３０を構成するチューブ部材４０の向かい合わせの接触部を接合すると共に隣接する熱交換用チューブ３０のフランジ部４２ａ，４２ｂの接触部を接合し、同時にプレート２３，２４や供給管２７，排出管２８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４１ａ，４１ｂ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３０の連通流路４４，４５を流れて２つの流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂ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３０に供給され、各熱交換用チューブ３０の間の隙間を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。

以上説明した熱交換器２０では、チューブ部材４０の連通流路形成部４４，４５の間の接合部に、第１切り起こし４６ａ，４６ｃ，４６ｅ，４７ｂ，４７ｄ，４７ｆ，４８ａ，４８ｃ，４８ｅと、第２切り起こし４６ｂ，４６ｄ，４６ｆ，４７ａ，４８ｃ，４７ｅ，４８ｂ，４８ｄ，４８ｆとを交互に配置されるように形成し、２つのチューブ部材４０が、紙面裏側が向かい合わせとなるように、且つ、一方のチューブ部材４０の流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂおよびフランジ部４２ａ，４２ｂは他方のチューブ部材４０の流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂおよびフランジ部４２ａ，４２ｂと整合するように組み付けて熱交換用チューブ３０を構成する。これにより、一方のチューブ部材４０の第１切り起こし４６ａ，４６ｃ，４６ｅ，４７ｂ，４８ｄ，４７ｆ，４８ａ，４８ｃ，４８ｅと他方のチューブ部材４０の第２切り起こし４６ｆ，４６ｄ，４６ｂ，４７ｅ，４７ｃ，４７ａ，４８ｆ，４８ｄ，４８ｂとにより連通孔を形成すると共に、一方のチューブ部材４０の第２切り起こし４６ｂ，４６ｄ，４６ｆ，４７ａ，４８ｃ，４７ｅ，４８ｂ，４８ｄ，４８ｆと他方のチューブ部材４０の第１切り起こし４６ｅ，４６ｃ，４６ａ，４７ｆ，４７ｄ，４７ｂ，４８ｅ，４８ｃ，４８ａとに連通孔を形成し、被熱交換媒体を、連通孔により熱交換用チューブ３０によって区分けされた反対側の流路に流出させたり、熱交換用チューブ３０によって区分けされた反対側の流路から流入させたりする。これにより、熱交換用チューブ３０によって区分けされた流路を流れる被熱交換媒体の流れが乱れを生じさせることができる。この結果、熱交換器の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３０を構成するチューブ部材４０をクラッド板材を用いて形成し、熱交換用チューブ３０を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を組み付け、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、熱交換効率のよ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、チューブ部材４０の連通流路形成部４４，４５の間の接合部に、コ字形状の第１切り起こし４６ａ，４６ｃ，４６ｅ，４７ｂ，４８ｄ，４７ｆ，４８ａ，４８ｃ，４８ｅと、第２切り起こし４６ｂ，４６ｄ，４６ｆ，４７ａ，４８ｃ，４７ｅ，４８ｂ，４８ｄ，４８ｆとを形成するものとした。しかし、第１切り起こしや第２切り起こしの形状は、コ字形状に限定されるものではなく、Ｖ字形状としたり、Ｕ字形状としたりしてもよい。

実施例の熱交換器２０では、第１切り起こし４６ａ，４６ｃ，４６ｅ，４７ｂ，４８ｄ，４７ｆ，４８ａ，４８ｃ，４８ｅと、第２切り起こし４６ｂ，４６ｄ，４６ｆ，４７ａ，４８ｃ，４７ｅ，４８ｂ，４８ｄ，４８ｆとを全て図３における紙面表側に凸となるように形成した。しかし、図６に例示する変形例のチューブ部材１４０に示すように、図６において紙面表側方向に切り起こすように第１切り起こし１４６ａ，１４６ｃ，１４７ｂ，１４８ａ，１４８ｃを形成し、紙面表側方向に切り起こすように第２切り起こし１４６ｂ，１４７ａ，１４７ｃ，１４８ｂを形成し、紙面裏側方向に切り起こすように第３切り起こし１４６ｄ，１４６ｆ，１４７ｅ，１４８ｄ，１４８ｆを形成し、紙面裏側方向に切り起こすように第４切り起こし１４６ｅ，１４７ｄ，１４７ｆ，１４８ｅを形成するものとしてもよい。図７は、図６におけるＤ－Ｄ断面を示す断面図である。図示するように、変形例の２つのチューブ部材１４０を紙面裏側が向かい合わせとなるように接合すると、第１切り起こし１４６ａ，１４８ａが第３切り起こし１４６ｆ，１４８ｆと整合して連通孔を形成し、第２切り起こし１４７ａが第４切り起こし１４７ｆと整合して連通孔を形成する。即ち、熱交換用チューブを構成する２つのチューブ部材１４０のうちの一方のチューブ部材１４０の第１切り起こし１４６ａ，１４６ｃ，１４７ｂ，１４８ａ，１４８ｃは、他方のチューブ部材１４０の第３切り起こし１４６ｆ，１４６ｄ，１４７ｅ，１４８ｆ，１４８ｄと整合して各連通孔を形成し、一方のチューブ部材１４０の第２切り起こし１４６ｂ，１４７ａ，１４７ｃ，１４８ｂは、他方のチューブ部材１４０の第４切り起こし１４６ｅ，１４７ｆ，１４７ｄ，１４８ｅと整合して各連通孔を形成する。被熱交換媒体は連通孔により熱交換用チューブ３０によって区分けされた反対側の流路に流出したり、熱交換用チューブ３０によって区分けされた反対側の流路から流入したりするから、これにより、熱交換用チューブ３０によって区分けされた流路を流れる被熱交換媒体の流れが乱れを生じさせることができる。この結果、熱交換器の熱交換効率を向上させることができる。また、変形例のチューブ部材１４０を複数積層して積層体を構成する際に、一方のチューブ部材１４０の第１切り起こし１４６ａ，１４６ｃ，１４７ｂ，１４８ａ，１４８ｃと他方のチューブ部材１４０の第３切り起こし１４６ｆ，１４６ｄ，１４７ｅ，１４８ｆ，１４８ｄとにより、一方のチューブ部材１４０の第２切り起こし１４６ｂ，１４７ａ，１４７ｃ，１４８ｂと他方のチューブ部材１４０の第４切り起こし１４６ｅ，１４７ｆ，１４７ｄ，１４８ｅとにより、位置決めされる。この結果、積層体の組付けを簡易なものとすることができる。

実施例の熱交換器２０では、第１切り起こし４６ａ，４６ｃ，４６ｅ，４７ｂ，４８ｄ，４７ｆ，４８ａ，４８ｃ，４８ｅと、第２切り起こし４６ｂ，４６ｄ，４６ｆ，４７ａ，４８ｃ，４７ｅ，４８ｂ，４８ｄ，４８ｆとにより各連通孔を形成するものとした。しかし、連通孔を形成しないものとしてもよい。図８は、変形例のチューブ部材２４０の構成の一例を示す構成図であり、図９は、図８におけるＥ－Ｅ断面の断面図である。変形例のチューブ部材２４０には、図８に示すように、紙面表側に切り起こした切り起こし２４６ａ，２４６ｃ，２４６ｅ，２４７ｂ，２４７ｄ，２４７ｆ，２４８ａ，２４８ｃ，２４８ｅが飛び飛びになるように形成されている。変形例の２つのチューブ部材２４０を紙面裏側が向かい合わせとなるように接合すると、図９に示すように、切り起こし２４６ａ，２４６ｃ，２４６ｅ，２４７ｂ，２４７ｄ，２４７ｆ，２４８ａ、２４８ｃ、２４８ｅは切り起こしが形成されていない部位に整合する。このため、実施例の熱交換用チューブ３０のように切り起こしによる連通孔は形成されない。この変形例のチューブ部材２４０を用いた熱交換器では、若干の被熱交換媒体の通流抵抗が大きくなるものの、切り起こし２４６ａ，２４６ｃ，２４６ｅ，２４７ｂ，２４７ｄ，２４７ｆ，２４８ａ、２４８ｃ、２４８ｅにより被熱交換媒体の流れが乱されることにより、熱交換器の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では、チューブ部材４０の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４１ａ，４１ｂおよび２つのフランジ部４２ａ，４２ｂを形成するものとしたが、図１０の変形例のチューブ部材３４０に示すように、その長手方向の両端部に２つの流出入口用貫通孔３４１ａ，３４１ｂおよび２つのフランジ部３４２ａ，３４２ｂを形成するものとしてもよい。この場合でも、連通流路形成部３４４，３４５の間の接合部に第１切り起こし３４６ａ，３４６ｃ，３４６ｅと第２切り起こし３４６ｂ，３４６ｄ，３４６ｆとを形成するものとすればよい。

実施例の熱交換器２０では、流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂの周囲にフランジ部４２ａ，４２ｂを形成するものとしたが、フランジ部４２ａ，４２ｂに代えてバーリング加工によりバーリング加工部を形成するものとしてもよい。この場合、チューブ部材の２つのバーリング加工部のうちの一方のバーリング加工部が他方のバーリング加工部に嵌合するよう一方のバーリング加工部の径を他方のバーリング加工部の径より若干小さく或いは若干大きく形成するのが好ましい。こうしたバーリング加工部を有するチューブ部材を、隣接する熱交換用チューブ３０とが交互に重なるように積層すれば、向かい合うチューブ部材のバーリング加工部が嵌まり合うようにすることができる。

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。

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。

１ 熱交換器、２２ 積層体、２３，２４ プレート、２５ 流入用流路、２６ 流出用流路、２７ 供給管、２８ 排出管、３０ 熱交換用チューブ、３４，３５ 連通流路、４０，１４０，２４０，３４０ チューブ部材、４１ａ，４１ｂ，３４１ａ，３４１ｂ 流出入口用貫通孔、４２ａ，４２ｂ，３４２ａ，３４２ｂ フランジ部、４４，４５，３４４，３４５ 連通流路形成部、４６ａ，４６ｃ，４６ｅ，４７ｂ，４８ｄ，４７ｆ，４８ａ，４８ｃ，４８ｅ，１４６ａ，１４６ｃ，１４７ｂ，１４８ａ，１４８ｃ，３４６ａ，３４６ｃ，３４６ｅ 第１切り起こし、４６ｂ，４６ｄ，４６ｆ，４７ａ，４８ｃ，４７ｅ，４８ｂ，４８ｄ，４８ｆ，１４６ｂ，１４７ａ，１４７ｃ，１４８ｂ，３４６ｂ，３４６ｄ，３４６ｆ 第２切り起こし、１４６ｄ，１４６ｆ，１４７ｅ，１４８ｄ，１４８ｆ 第３切り起こし、１４６ｅ，１４７ｆ，１４７ｄ，１４８ｅ 第４切り起こし、２４６ａ，２４６ｃ，２４６ｅ，２４７ｂ，２４７ｄ，２４７ｆ，２４８ａ、２４８ｃ、２４８ｅ 切り起こし。

Claims (5)

1. 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有する扁平な熱交換用チューブを構成するよう形成されたチューブ部材を隣接する熱交換用チューブの前記２つの流出入口が整合するように複数積層して構成され、前記熱交換用チューブ内に流れる前記熱交換媒体と隣接する熱交換用チューブの間に流れる被熱交換媒体とで熱交換する熱交換器であって、
   前記チューブ部材は、接合部に複数の切り起こしが形成されており、
   前記複数の切り起こしは、前記被熱交換媒体の流れ方向の一方向側に且つ前記熱交換用チューブの外側方向に開口するように形成された第１切り起こしと、前記被熱交換媒体の流れ方向の他方向側に且つ前記熱交換用チューブの外側方向に開口するように前記第１切り起こしと同一形状に形成された第２切り起こしと、を含み、
   前記複数の切り起こしは、前記熱交換用チューブを形成したときに、該熱交換用チューブを構成する２つのチューブ部材のうちの一方のチューブ部材に形成された第１切り起こしと他方のチューブ部材に形成された第２切り起こしとが積層方向に整合するように形成されている、
   ことを特徴とする熱交換器。
2. 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有する扁平な熱交換用チューブを構成するよう形成されたチューブ部材を隣接する熱交換用チューブの前記２つの流出入口が整合するように複数積層して構成され、前記熱交換用チューブ内に流れる前記熱交換媒体と隣接する熱交換用チューブの間に流れる被熱交換媒体とで熱交換する熱交換器であって、
   前記チューブ部材は、接合部に複数の切り起こしが形成されており、
   前記複数の切り起こしは、前記被熱交換媒体の流れ方向の一方側に前記熱交換用チューブの外側方向に開口するように形成された第１切り起こしと、前記被熱交換媒体の流れ方向の他方向側に且つ前記熱交換用チューブの外側方向に開口するように前記第１切り起こしと同一形状に形成された第２切り起こしと、前記被熱交換媒体の流れ方向の一方側に前記熱交換用チューブの内側方向に開口するように前記第１切り起こしと同一形状に形成された第３切り起こしと、前記被熱交換媒体の流れ方向の他方向側に且つ前記熱交換用チューブの内側方向に開口するように前記第２切り起こしと同一形状に形成された第４切り起こしと、を含み、
   前記第１切り起こしと前記第２切り起こしは交互に配置されており、
   前記第３切り起こしと前記第４切り起こしは交互に配置されており、
   前記複数の切り起こしは、前記熱交換用チューブを形成したときに、該熱交換用チューブを構成する２つのチューブ部材のうちの一方のチューブ部材に形成された第１切り起こしと他方のチューブ部材に形成された第３切り起こしとが積層方向に整合し、且つ、前記一方のチューブ部材に形成された第２切り起こしと前記他方のチューブ部材に形成された第４切り起こしとが積層方向に整合するように形成されている、
   ことを特徴とする熱交換器。
3. 請求項１または２記載の熱交換器であって、
   前記複数の切り起こしは、Ｖ字形状、Ｕ字形状、コ字形状のいずれかである、
   熱交換器。
4. 熱交換器の製造方法であって、
   第１金属による中心材に前記第１金属より融点の低い第２金属が両面に接合され厚みが０．３ｍｍ以下としたクラッド板材を用いて、２つの流出入口の一方から２つの流出入口の他方に至る連通流路形成部と前記連通流路形成部を構成しない部分に複数の切り起こしとを有するチューブ部材を形成するチューブ部材形成工程と、
   前記連通流路形成部および前記流出入口が整合するように２つのチューブ部材を向かい
   合わせて構成される扁平な熱交換用チューブが複数積層された状態となるように前記チューブ部材を複数積層して積層体を組み付ける組み付け工程と、
   前記第１金属の融点より低く前記第２金属の融点より高い温度に調整された炉を用いて前記積層体をロウ付けするロウ付け工程と、
   を有し、
   前記チューブ部材形成工程は、前記複数の切り起こしとして、被熱交換媒体の流れ方向の一方向側に且つ前記熱交換用チューブの外側方向に開口するように形成された第１切り起こしと、前記被熱交換媒体の流れ方向の他方向側に且つ前記熱交換用チューブの外側方向に開口するように前記第１切り起こしと同一形状に形成された第２切り起こしとを有し、前記熱交換用チューブを形成したときに、該熱交換用チューブを構成する２つのチューブ部材のうちの一方のチューブ部材に形成された第１切り起こしと他方のチューブ部材に形成された第２切り起こしとが積層方向に整合するように形成する工程であり、
   前記組み付け工程は、前記熱交換用チューブを構成する２つのチューブ部材のうちの一方のチューブ部材に形成された第１切り起こしと他方のチューブ部材に形成された第２切り起こしとが整合するように組み付ける工程である、
   熱交換器の製造方法。
5. 熱交換器の製造方法であって、
   第１金属による中心材に前記第１金属より融点の低い第２金属が両面に接合され厚みが０．３ｍｍ以下としたクラッド板材を用いて、２つの流出入口の一方から２つの流出入口の他方に至る連通流路形成部と前記連通流路形成部を構成しない部分に複数の切り起こしとを有するチューブ部材を形成するチューブ部材形成工程と、
   前記連通流路形成部および前記流出入口が整合するように２つのチューブ部材を向かい
   合わせて構成される扁平な熱交換用チューブが複数積層された状態となるように前記チューブ部材を複数積層して積層体を組み付ける組み付け工程と、
   前記第１金属の融点より低く前記第２金属の融点より高い温度に調整された炉を用いて前記積層体をロウ付けするロウ付け工程と、
   を有し、
   前記チューブ部材形成工程は、前記複数の切り起こしとして、交互に配置される前記被熱交換媒体の流れ方向の一方側に前記熱交換用チューブの外側方向に開口するように形成された第１切り起こしと、前記被熱交換媒体の流れ方向の他方向側に且つ前記熱交換用チューブの外側方向に開口するように前記第１切り起こしと同一形状に形成された第２切り起こしとを有すると共に、交互に配置される前記被熱交換媒体の流れ方向の一方側に前記熱交換用チューブの内側方向に開口するように前記第１切り起こしと同一形状に形成された第３切り起こしと、前記被熱交換媒体の流れ方向の他方向側に且つ前記熱交換用チューブの内側方向に開口するように前記第２切り起こしと同一形状に形成された第４切り起こしとを有し、前記熱交換用チューブを形成したときに、該熱交換用チューブを構成する２つのチューブ部材のうちの一方のチューブ部材に形成された第１切り起こしと他方のチューブ部材に形成された第３切り起こしとが積層方向に整合し、且つ、前記一方のチューブ部材に形成された第２切り起こしと前記他方のチューブ部材に形成された第４切り起こしとが積層方向に整合するように形成する工程であり、
   前記組み付け工程は、前記熱交換用チューブを構成する２つのチューブ部材のうちの一方のチューブ部材に形成された第１切り起こしと他方のチューブ部材に形成された第３切り起こしとが整合し、且つ、前記一方のチューブ部材に形成された第２切り起こしと前記他方のチューブ部材に形成された第４切り起こしとが整合するように組み付ける工程である、
   熱交換器の製造方法。
   

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