JP7564047B2 - 熱交換器及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、熱交換器及び冷凍サイクル装置に関する。

従来、冷凍サイクル装置では、熱交換器が用いられる。この種の熱交換器では、中間板材と、中間板材を挟んで両端側に位置する端部板材と、を貼り合わせることで、冷媒が流れる冷媒流路を構成する場合がある。貫通孔を開けた中間板材と端部板材とを貼り合わせて、冷媒流路内の空間である冷媒空間流路を形成している。
冷媒空間流路の体積は、貫通孔の面積と、中間板材の厚みとで決まる。そのため、ある程度の厚みを持った中間板材で冷媒空間流路を形成しなければならなく、材料管理や材料コストの面でも手間がかかっている。

また、熱交換器の冷媒空間流路内で、高温領域と低温領域のサーキット（冷媒流路）が隣り合う位置にある場合、サーキット間にスリット加工を施している。これにより、サーキット間の熱干渉を抑制している。熱干渉が生じると、冷媒流路内で冷媒の状態が変化し、熱交換器の効率が下がる。このため、熱干渉を避けることが望まれる。中間板材のサーキット間にスリットを施すには、スリットを加工するための作業領域が狭く、加工難易度が高い問題がある。
また、中間板材を２つの端部板材で挟み込んで接合するため、中間板材内で接合性が悪い場合に、冷媒の漏れを確認することが困難である。

国際公開第２０１５／０６３８７５号

本発明が解決しようとする課題は、製造コストを低減させ、内部に充填される冷媒の熱干渉を抑制しつつ、冷媒の漏れを容易に確認できる熱交換器及び冷凍サイクル装置を提供することである。

実施形態の熱交換器は、熱交換チューブと、ヘッダと、を持つ。熱交換チューブは、第１方向に延び、冷媒が流通する。前記ヘッダは、前記熱交換チューブの前記第１方向の端部に接続される。前記ヘッダは、中間板材と、２つの端部板材とを持つ。２つの端部板材は、前記中間板材を前記中間板材の厚さ方向に挟む。前記ヘッダは、前記中間板材にて冷媒空間流路を形成する。前記中間板材は、板材本体と、筒部とを持つ。板材本体は、第１貫通孔部が形成される。筒部は、前記板材本体における前記第１貫通孔部の周縁部から前記厚さ方向に立ち上がり、前記２つの端部板材のうちの一方、又は他の前記中間板材の前記板材本体に接触する。

第１の実施形態の冷凍サイクル装置の概略構成図。 第１の実施形態における熱交換器の斜視図。 第１の実施形態における第１ヘッダを分解した斜視図。 第１の実施形態における第１ヘッダの断面図。 図４中のＡ１部拡大図である。 第２の実施形態における熱交換器を分解した斜視図。 第２の実施形態における熱交換器の断面図。 第３の実施形態における熱交換器を分解した斜視図。 第３の実施形態における第１，２中間板材及び仕切り板材の斜視図。 変形例の熱交換器における第１，２中間板材の斜視図。 第４の実施形態における熱交換器を分解した斜視図。 第４の実施形態における第２中間板材、仕切り板材、第１中間板材、及び第３中間板材の断面図である。

以下、実施形態の熱交換器及び冷凍サイクル装置を、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１に示されるように、冷凍サイクル装置１は、圧縮機２と、四方弁３と、室外熱交換器（熱交換器）４と、膨張装置５と、室内熱交換器（熱交換器）６と、を有する。冷凍サイクル装置１における圧縮機２等の構成要素は、配管７によって順次接続されている。図１では、冷房運転時の冷媒（熱媒体）の流通方向が実線矢印で示され、暖房運転時の冷媒の流通方向が破線矢印で示される。

圧縮機２は、圧縮機本体２Ａと、アキュムレータ２Ｂと、を有する。圧縮機本体２Ａは、内部に取り込まれる低圧の気体冷媒を圧縮して高温・高圧の気体冷媒にする。アキュムレータ２Ｂは、気液二相冷媒を分離して、気体冷媒を圧縮機本体２Ａに供給する。

四方弁３は、冷媒の流通方向を逆転させ、冷房運転と暖房運転とを切り替える。
冷房運転時に冷媒は、圧縮機２、四方弁３、室外熱交換器４、膨張装置５、及び室内熱交換器６の順に流れる。このとき冷凍サイクル装置１は、室外熱交換器４を凝縮器として機能させ、室内熱交換器６を蒸発器として機能させ、室内を冷房する。
暖房運転時に冷媒は、圧縮機２、四方弁３、室内熱交換器６、膨張装置５、室外熱交換器４の順に流れる。このとき冷凍サイクル装置１は、室内熱交換器６を凝縮器として機能させ、室外熱交換器４を蒸発器として機能させ、室内を暖房する。

凝縮器は、圧縮機２から吐出される高温・高圧の気体冷媒を、外気へ放熱させて凝縮させることにより、高圧の液体冷媒にする。
膨張装置５は、凝縮器から送り込まれる高圧の液体冷媒の圧力を下げ、低温・低圧の気液二相冷媒にする。
蒸発器は、膨張装置５から送り込まれる低温・低圧の気液二相冷媒を、外気から吸熱させて気化させることにより、低圧の気体冷媒にする。

このように、冷凍サイクル装置１では、作動流体である冷媒が気体冷媒と液体冷媒との間で相変化しながら循環する。冷媒は、気体冷媒から液体冷媒に相変化する過程で放熱し、液体冷媒から気体冷媒に相変化する過程で吸熱する。冷凍サイクル装置１は、冷媒の放熱又は吸熱を利用して、暖房や冷房、除霜等を行う。

図２は、第１の実施形態の熱交換器４の斜視図である。図２に示すように、第１の実施形態の熱交換器４は、冷凍サイクル装置１の室外熱交換器４及び室内熱交換器６のうち一方又は両方に使用される。以下、熱交換器４が冷凍サイクル装置１の室外熱交換器４として使用される場合を例にして説明する。

熱交換器４は、第１ヘッダ（ヘッダ）１０と、第２ヘッダ（ヘッダ）３０と、熱交換チューブ４０Ａ～４０Ｈと、フィン４５と、を有する。なお、図２では、熱交換器４が有する複数のフィン４５の１つを二点鎖線で示す。
本明細書において、以下のようにＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向を規定する。Ｚ方向は、第１ヘッダ１０及び第２ヘッダ３０が延在する一方向である。例えば、Ｚ方向は鉛直方向であり、＋Ｚ側は上側である。Ｘ方向は、熱交換チューブ４０Ａ～４０Ｈが延びる方向（第１方向。後述する中間板材１１の厚さ方向）である。例えば、Ｘ方向は水平方向であり、＋Ｘ側は第１ヘッダ１０から第２ヘッダ３０に向かう側である。Ｙ方向は、Ｘ方向及びＺ方向に垂直な方向である。

図３及び図４に示すように、第１ヘッダ１０は、中間板材１１と、２つの端部板材１２，１３と、を持つ。中間板材１１は、板材本体１６と、複数の筒部１７Ａ～１７Ｅと、鍔部１８Ａ～１８Ｅと、を持つ。なお、筒部１７Ａ～１７Ｅは、筒部１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅを意味する。鍔部１８Ａ～１８Ｅ等についても同様である。
板材本体１６は、Ｘ方向に見たときに矩形状を呈する板状である。板材本体１６は、Ｘ方向に見たとき、２つの第１辺部１６ａと、２つの第２辺部１６ｂと、を有する。２つの第１辺部１６ａは、板材本体１６におけるＺ方向に沿う外縁である。２つの第２辺部１６ｂは、板材本体１６におけるＹ方向に沿う外縁である。２つの第２辺部１６ｂは、２つの第１辺部１６ａに隣り合う。
板材本体１６には、複数の第１貫通孔部２１Ａ～２１Ｅが形成される。

第１貫通孔部２１Ａは、Ｘ方向に見たときに、Ｙ方向に延びる長円形状である。ここで言う長円形状とは、互いに平行かつ向かい合う２つの直線と、これら２つの直線の端部同士をそれぞれ結ぶ湾曲凸状（例えば半円弧状、楕円弧状等）の曲線と、で構成される形状を意味する。第１貫通孔部２１Ａは、第１貫通孔部２１Ａ～２１Ｅの中で、最も＋Ｚ側の位置にある。第１貫通孔部２１Ａは、２つの第１辺部１６ａのうち、一方の近傍から他方の近傍まで延びる。
第１貫通孔部２１Ｂ，２１Ｃは、Ｘ方向に見たときに、丸みを帯びた角部を有する矩形状である。第１貫通孔部２１Ｂ，２１Ｃは、第１貫通孔部２１Ａよりも－Ｚ側の位置にある。第１貫通孔部２１Ｂ，２１Ｃは、Ｙ方向に並べるとともに、Ｙ方向に互いに間隔を空けて配置される。第１貫通孔部２１Ｃは、第１貫通孔部２１Ｂよりも＋Ｙ側に配置される。第１貫通孔部２１Ｂ，２１Ｃ全体としてのＹ方向の長さ、及び第１貫通孔部２１ＡのＹ方向の長さは、互いに同等である。

第１貫通孔部２１Ｄ，２１Ｅは、Ｘ方向に見たときに、Ｙ方向に延びる長円形状である。第１貫通孔部２１Ｄ，２１Ｅは、第１貫通孔部２１Ｂ，２１Ｃよりも－Ｚ側の位置にある。第１貫通孔部２１Ｄ，２１Ｅは、Ｙ方向に並べるとともに、Ｙ方向に互いに間隔を空けて配置される。第１貫通孔部２１Ｅは、第１貫通孔部２１Ｄよりも＋Ｙ側に配置される。
第１貫通孔部２１ＤのＹ方向の長さ、及び第１貫通孔部２１ＢのＹ方向の長さは、互いに同等である。第１貫通孔部２１ＥのＹ方向の長さ、及び第１貫通孔部２１ＣのＹ方向の長さは、互いに同等である。

筒部１７Ａは、筒状であり、第１貫通孔部２１Ａと同軸に配置される。筒部１７Ａは、板材本体１６における第１貫通孔部２１Ａの周縁部からＸ方向の＋Ｘ側に立ち上がる。筒部１７Ｂ～１７Ｅは、筒部１７Ａと同様に構成される。筒部１７Ｂ～１７Ｅは、板材本体１６における第１貫通孔部２１Ｂ～２１Ｅの周縁部から＋Ｘ側にそれぞれ立ち上がる。
鍔部１８Ａは、筒部１７Ａが立ち上がる先端部から、筒部１７Ａの径方向外側に、筒部１７Ａの全周にわたって突出する。鍔部１８Ｂ～１８Ｅは、鍔部１８Ａと同様に構成される。鍔部１８Ｂ～１８Ｅは、筒部１７Ｂ～１７Ｅが立ち上がる先端部から、筒部１７Ｂ～１７Ｅの径方向外側に、筒部１７Ｂ～１７Ｅの全周にわたってそれぞれ突出する。
板材本体１６から筒部１７Ａ及び鍔部１８Ａが全体として＋Ｘ側に立ち上がる長さ、及び板材本体１６から筒部１７Ｂ及び鍔部１８Ｂが全体として＋Ｘ側に立ち上がる長さは、互いに同等である。板材本体１６から筒部１７Ｃ～１７Ｅ及び鍔部１８Ｃ～１８Ｅが全体として＋Ｘ側に立ち上がる長さについても、同様である。

例えば、第１貫通孔部２１Ａ～２１Ｅ、筒部１７Ａ～１７Ｅ、及び鍔部１８Ａ～１８Ｅは、板状の部材をリフレア加工することで形成される。板状の部材の母材は、アルミニウム、アルミニウム合金等の、熱伝導率が高く比重が小さい材料で形成される。
母材の第１主面には、ロウ材を含む層が形成されることが好ましい。母材における、第１主面とは反対の第２主面には、耐食処理層が形成される（耐食処理が施されている）ことが好ましい。例えば、耐食処理層には、ＪＩＳ規格により規定されるAl-Zn-Mg系の熱処理型のアルミニウム合金である、Ａ７０７２に形成された耐食被膜が用いられる。
板状の部材の第１主面が－Ｘ側を向くように配置した状態で、板状の部材にリフレア加工すること等により、第１貫通孔部２１Ａ～２１Ｅ、筒部１７Ａ～１７Ｅ、及び鍔部１８Ａ～１８Ｅが形成される。
図４に示すように、中間板材１１において、板状の部材の第１主面に対応する面を、符号１１ｃで示す。中間板材１１において、板状の部材の第２主面に対応する面を、符号１１ｄで示す。

図３及び図４に示すように、端部板材１２，１３は、Ｘ方向に見たときにそれぞれ矩形状を呈する板状である。Ｘ方向に見たときに、端部板材１２，１３、及び中間板材１１の板材本体１６は、互いにほぼ重なる。
端部板材１２は、Ｘ方向に見たとき、２つの第１辺部１２ａと、２つの第２辺部１２ｂと、を有する。２つの第１辺部１２ａは、端部板材１２におけるＺ方向に沿う外縁である。２つの第２辺部１２ｂは、端部板材１２におけるＹ方向に沿う外縁である。２つの第２辺部１２ｂは、２つの第１辺部１２ａに隣り合う。
図３に示すように、端部板材１２における－Ｚ側の端部には、２つの差込み孔部２４Ａ，２４Ｂが形成される。差込み孔部２４Ａ，２４Ｂは、Ｘ方向に見たときに円形状である。差込み孔部２４Ａ，２４Ｂは、端部板材１２をＸ方向に貫通する。
差込み孔部２４Ａ，２４Ｂは、Ｙ方向に並べるとともに、Ｙ方向に互いに間隔を空けて配置される。差込み孔部２４Ｂは、差込み孔部２４Ａよりも＋Ｙ側に配置される。
Ｘ方向に見たときに、差込み孔部２４Ａは中間板材１１の第１貫通孔部２１Ｄ内に配置される。同様に、Ｘ方向に見たときに、差込み孔部２４Ｂは中間板材１１の第１貫通孔部２１Ｅ内に配置される。

端部板材１２と同様に、端部板材１３は、Ｘ方向に見たとき、２つの第１辺部１３ａと、２つの第２辺部１３ｂと、を有する。
端部板材１３には、複数の差込み孔部２６Ａ～２６Ｈが形成される。差込み孔部２６Ａ～２６Ｈは、Ｘ方向に見たときに、Ｙ方向に延びる長円形状である。
差込み孔部２６Ａ，２６Ｂは、差込み孔部２６Ａ～２６Ｅの中で、最も＋Ｚ側の位置にある。差込み孔部２６Ａ，２６Ｂは、Ｙ方向に並べるとともに、Ｙ方向に互いに間隔を空けて配置される。差込み孔部２６Ｂは、差込み孔部２６Ａよりも＋Ｙ側に配置される。
差込み孔部２６Ａ，２６Ｃ，２６Ｅ，２６Ｇは、Ｚ方向に並べるとともに、Ｚ方向にこの順で互いに間隔を空けて配置される。差込み孔部２６Ｂ，２６Ｄ，２６Ｆ，２６Ｈは、Ｚ方向に並べるとともに、Ｚ方向にこの順で互いに間隔を空けて配置される。

Ｘ方向に見たときに、差込み孔部２６Ａ，２６Ｂは中間板材１１の第１貫通孔部２１Ａ内に配置される。同様に、Ｘ方向に見たときに、差込み孔部２６Ｃ，２６Ｅは中間板材１１の第１貫通孔部２１Ｂ内に配置される。Ｘ方向に見たときに、差込み孔部２６Ｄ，２６Ｆは中間板材１１の第１貫通孔部２１Ｃ内に配置される。Ｘ方向に見たときに、差込み孔部２６Ｇは中間板材１１の第１貫通孔部２１Ｄ内に配置される。Ｘ方向に見たときに、差込み孔部２６Ｈは中間板材１１の第１貫通孔部２１Ｅ内に配置される。

端部板材１２，１３は、前記板状の部材により形成される。このとき、端部板材１２において第１主面が＋Ｘ側を向き、端部板材１３において第１主面が－Ｘ側を向くように配置される。
図４に示すように、端部板材１２，１３において、板状の部材の第１主面に対応する面を、符号１２ｃ，１３ｃで示す。端部板材１２，１３において、板状の部材の第２主面に対応する面を、符号１２ｄ，１３ｄで示す。
２つの端部板材１２，１３における第１ヘッダ１０の外側の面には、耐食処理が施されている。

図４及び図５に示すように、端部板材１２，１３は、中間板材１１をＸ方向に挟む。
端部板材１２は、中間板材１１の板材本体１６に、板材本体１６の－Ｘ側から接触する。なお、本明細書において、接触するとは、直接的に接触することを意味するだけでなく、他の部材を介して間接的に接触することも意味する。
端部板材１２と板材本体１６とは、ロウ付けにより固定される。このロウ付けには、中間板材１１の第１主面１１ｃ、及び端部板材１２の第１主面１２ｃに設けられたロウ材を含む層が用いられる。
中間板材１１の鍔部１８Ａ～１８Ｅは、端部板材１３に、端部板材１３の－Ｘ側からそれぞれ接触する。中間板材１１の筒部１７Ａ～１７Ｅは、端部板材１３に、端部板材１３の－Ｘ側から鍔部１８Ａ～１８Ｅを介してそれぞれ接触する。
端部板材１３と鍔部１８Ａ～１８Ｅとは、ロウ付けにより固定される。このロウ付けには、中間板材１１の第１主面１１ｃ、及び端部板材１３の第１主面１３ｃに設けられたロウ材を含む層が用いられる。

図２に示すように、第２ヘッダ３０は、第１ヘッダ１０と同様に構成される。第２ヘッダ３０は、中間板材１１、端部板材１２，１３と同様に構成された中間板材（不図示）、端部板材３２，３３を有する。
端部板材３３には、図示しない差込み孔が形成される。

熱交換チューブ４０Ａ～４０Ｈは、偏平管状に形成されて、Ｘ方向に延びる。すなわち、熱交換チューブ４０Ａ～４０ＨのＺ方向の長さよりも、熱交換チューブ４０Ａ～４０ＨのＹ方向の長さが長い。熱交換チューブ４０Ａ～４０Ｈは、アルミニウム、アルミニウム合金等の、熱伝導率が高く比重が小さい材料で形成される。
熱交換チューブ４０Ａ～４０Ｈの－Ｘ側の端部は、端部板材１３の差込み孔部２６Ａ～２６Ｈ内にそれぞれ配置される。熱交換チューブ４０Ａ～４０Ｈの－Ｘ側の端部は、中間板材１１の複数の筒部１７Ａ～１７Ｅに差し込まれる。
熱交換チューブ４０Ａ～４０Ｈの＋Ｘ側の端部は、第２ヘッダ３０の端部板材３３の差込み孔内にそれぞれ配置される。
熱交換チューブ４０Ａ～４０Ｈ内には、冷媒がそれぞれ流通する。

フィン４５は、アルミニウム、アルミニウム合金等により、薄板状に形成される。フィン４５には、Ｙ方向に延びるスリット４６が複数形成される。各スリット４６は、－Ｙ側に開口する。各スリット４６は、熱交換チューブ４０Ａ～４０Ｈに嵌め合う。

図３に示すように、第１ヘッダ１０の端部板材１２の差込み孔部２４Ａには、管状の第１冷媒ポート５０Ａの端部が配置される。第１ヘッダ１０の端部板材１２の差込み孔部２４Ｂには、管状の第２冷媒ポート５０Ｂの端部が配置される。

以上のように構成された熱交換器４では、例えば第１冷媒ポート５０Ａから流れ込んだ冷媒は、以下のように流れる。
すなわち、冷媒は、筒部１７Ｄを通して、熱交換チューブ４０Ｇ、熱交換チューブ４０Ｅ、筒部１７Ｂ、熱交換チューブ４０Ｃ、熱交換チューブ４０Ａ、筒部１７Ａ内にこの順に流れ込む。さらにこの冷媒は、熱交換チューブ４０Ｂ、熱交換チューブ４０Ｄ、筒部１７Ｃ、熱交換チューブ４０Ｆ、熱交換チューブ４０Ｈ、筒部１７Ｅを通して、第２冷媒ポート５０Ｂから流れ出る。

図４に示すように、室外熱交換器４では、第１ヘッダ１０の中間板材１１及び端部板材１２，１３、第２ヘッダ３０の中間板材及び端部板材３２，３３により、内部に冷媒を流すための冷媒流路５５が形成される。
冷媒流路５５内において、冷媒が実際に流れる空間が、冷媒空間流路５５ａである。すなわち、冷媒空間流路５５ａは、第１ヘッダ１０の中間板材１１及び端部板材１２，１３、第２ヘッダ３０の中間板材及び端部板材３２，３３により形成される。

以上説明したように、本実施形態の熱交換器４では、図５に示すように、筒部１７Ａの径方向外側に、筒部１７Ａを覆う空間層Ｓ１が形成される。一般的に、この空間層にある空気の熱伝導率は、中間板材及び端部板材が形成される材料の熱伝導率よりも小さい。このため、例えば中間板材１１に複数の筒部１７Ａ，１７Ｂが形成され、熱交換器４内に冷媒が充填された場合に、筒部１７Ａ，１７Ｂのうち、筒部１７Ａ内の冷媒と、筒部１７Ｂ内の冷媒との熱干渉を、抑制することができる。
筒部１７Ａの径方向外側に空間層Ｓ１が形成されるため、筒部が、その径方向外側まで延びる場合に比べて、中間板材１１の製造に要する材料コストを低減させることができる。
筒部１７Ａの径方向外側に空間層Ｓ１が形成されるため、例えば熱交換器４内に冷媒が充填されたときに、鍔部１８Ａを介して筒部１７Ａと端部板材１３とが接触する部分であって充填された冷媒近傍の部分Ｐ１を、熱交換器４の外側から目視により確認しやすくなる。部分Ｐ１の径方向外側に冷媒の漏れ確認用の石鹸水等を塗布して、その石鹸水の泡立ちを目視により確認する。このように、冷媒の漏れを容易に確認することができる。
以上のように、熱交換器４の製造コストを低減させ、内部に充填される冷媒の熱干渉を抑制しつつ、冷媒の漏れを容易に確認することができる。

中間板材１１に筒部１７Ａが形成されるため、中間板材をＸ方向に厚くする必要が無い。中間板材１１の製造に用いる板状の部材の厚さ、及び端部板材１２，１３の製造に用いる板状の部材の厚さを、互いに等しくすることができ、製造に用いる材料の管理が容易になる。

熱交換器４は、鍔部１８Ａを持つ。筒部１７Ａと端部板材１３との接触面積に比べて、鍔部１８Ａと端部板材１３との接触面積が広くなる。このため、接触面積が広く確保されて、中間板材１１と端部板材１３との接合を確実に行うことができる。接合における信頼性を向上させることができる。
また、本実施形態の冷凍サイクル装置１では、製造コストを低減させ、内部に充填される冷媒の熱干渉を抑制しつつ、冷媒の漏れを容易に確認することができる熱交換器４を用いて、冷凍サイクル装置１を構成することができる。

なお、第１ヘッダ１０は、２つの端部板材１２，１３によりＸ方向に挟まれる中間板材１１を複数持ってもよい。これら複数の中間板材１１は、互いに同一形状である。複数の中間板材１１における筒部１７Ａは、Ｘ方向に並べて配置される。この場合、複数の中間板材１１における最も＋Ｘ側の中間板材１１以外の中間板材１１に設けられた鍔部１８Ａは、この中間板材１１に対して＋Ｘ側に隣り合う他の中間板材１１の板材本体１６に、この板材本体１６の－Ｘ側から接触する。
また、複数の中間板材１１における最も＋Ｘ側の中間板材１１以外の筒部１７Ａは、この中間板材１１に対して＋Ｘ側に隣り合う他の中間板材１１の板材本体１６に、この板材本体１６の－Ｘ側から鍔部１８Ａを介して接触する。
筒部１７Ｂ～１７Ｅについても、筒部１７Ａと同様である。

この変形例の熱交換器では、複数の中間板材１１により、筒部１７Ａ内の空間層をＸ方向に長く連ねることができる。
例えば、前記板状の部材における加工上の制約により、筒部１７ＡにおけるＸ方向の長さが短くなる場合であっても、複数の中間板材１１を用いることにより、冷媒空間流路５５ａの体積を増やすことができる。

なお、中間板材１１に形成される第１貫通孔部の数に制限は無く、１つでもよい。筒部１７Ａ～１７Ｅに鍔部１８Ａ～１８Ｅが設けられなくてもよい。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図６及び図７を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図６及び図７に示すように、本実施形態の熱交換器６１の第１ヘッダ１０Ａは、第１の実施形態の熱交換器４の第１ヘッダ１０の各構成に加えて、立ち上がり壁６２を持つ。立ち上がり壁６２は、端部板材１２の外周縁と端部板材１３の外周縁とを、端部板材１２，１３の全周にわたって連結する。
より詳しく説明すると、立ち上がり壁６２は、２つの第１壁片６３と、２つの第２壁片６４と、を持つ。

２つの第１壁片６３は、端部板材１３における２つの第１辺部１３ａに設けられる。２つの第１壁片６３は、Ｘ方向の－Ｘ側に延びて、端部板材１２の外周縁に達する。
２つの第２壁片６４は、端部板材１２における２つの第２辺部１２ｂに設けられる。２つの第２壁片６４は、Ｘ方向の＋Ｘ側に延びて、端部板材１３の外周縁に達する。
端部板材１３及び２つの第１壁片６３は、前記板状の部材を折り曲げて形成される。端部板材１３及び２つの第１壁片６３は、全体としてＵ字状に折れ曲がった形状である。端部板材１２及び２つの第２壁片６４は、前記板状の部材を折り曲げて形成される。端部板材１２及び２つの第２壁片６４は、全体としてＵ字状に折れ曲がった形状である。
端部板材１２，１３及び立ち上がり壁６２における第１ヘッダ１０Ａの外側の面には、耐食処理が施されている。

以上説明したように、本実施形態の熱交換器６１では、熱交換器６１の製造コストを低減させ、内部に充填される冷媒の熱干渉を抑制しつつ、冷媒の漏れを容易に確認することができる。
さらに、熱交換器６１が立ち上がり壁６２を持つ。従って、端部板材１２，１３の間の筒部１７Ａに、凝縮水、雨水、ゴミ等が付着し、付着した部分が腐食するのを抑制することができる。このため、熱交換器６１内に冷媒が充填された場合には、腐食が冷媒のリークにつながるのを抑制することができる。

立ち上がり壁６２は、２つの第１壁片６３と、２つの第２壁片６４と、を持つ。端部板材１３及び２つの第１壁片６３、端部板材１２及び２つの第２壁片６４が、それぞれ全体としてＵ字状に折れ曲がった形状である。従って、互いに同様の構成の端部板材１３及び２つの第１壁片６３、端部板材１２及び２つの第２壁片６４を用いて、立ち上がり壁６２を構成することができる。
端部板材１２，１３及び立ち上がり壁６２における第１ヘッダ１０Ａ（熱交換器６１）の外側の面には、耐食処理が施されている。このため、第１ヘッダ１０Ａの外側から端部板材１２，１３及び立ち上がり壁６２に雨水等が付着したときに、この雨水等により端部板材１２，１３及び立ち上がり壁６２が腐食するのを抑制することができる。

なお、端部板材１２，１３において、２つの第１壁片６３及び２つの第２壁片６４が設けられる位置は限定されない。例えば、２つの第１壁片６３及び２つの第２壁片６４が端部板材１２に設けられてもよい。
前記板状の部材において、第２主面に耐食処理層が形成されなくてもよい。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図８から図１０を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。なお、後述する図の一部では、前記実施形態から形状を変更した部分のみに符号を付している。
図８に示すように、本実施形態の熱交換器７１の第１ヘッダ１０Ｂは、第２の実施形態の熱交換器６１の第１ヘッダ１０Ａにおける中間板材１１に代えて、第１中間板材（中間板材）７２、第２中間板材（中間板材）１１Ａ、及び仕切り板材７３を持つ。
第１中間板材７２、仕切り板材７３、及び第２中間板材１１Ａは、端部板材１２と端部板材１３との間に－Ｘ側から＋Ｘ側に向かってこの順で配置される。すなわち、仕切り板材７３は、第１中間板材７２と第２中間板材１１Ａとの間に挟まれる。
例えば、第２中間板材１１Ａは、中間板材１１と同一の構成である。

例えば、第１中間板材７２は、中間板材１１の第１貫通孔部２１Ｃ、筒部１７Ｃ、及び鍔部１８Ｃに代えて、第１貫通孔部２１Ｆ、筒部１７Ｆ、及び鍔部１８Ｆを持つ。
第１貫通孔部２１Ｆは、中間板材１１の板材本体１６において第１貫通孔部２１Ｃが形成される位置に形成される。第１貫通孔部２１Ｆは、Ｘ方向に見たときにＴ字状である。第１中間板材７２の第１貫通孔部２１Ｆの形状、及び第２中間板材１１Ａの第１貫通孔部２１Ｃの形状は、互いに異なる。第１中間板材７２の第１貫通孔部２１Ｆの外形は、第２中間板材１１Ａの第１貫通孔部２１Ｃの外形よりも小さい。
筒部１７Ｆは、板材本体１６における第１貫通孔部２１Ｆの周縁部からＸ方向の＋Ｘ側に立ち上がる。鍔部１８Ｆは、筒部１７Ｆが立ち上がる先端部から、筒部１７Ｆの径方向外側に、筒部１７Ｆの全周にわたって突出する。
板材本体１６から筒部１７Ｆ及び鍔部１８Ｆが全体として＋Ｘ側に立ち上がる長さ、及び板材本体１６から筒部１７Ａ及び鍔部１８Ａが全体として＋Ｘ側に立ち上がる長さは、互いに同等である。

仕切り板材７３は、Ｘ方向に見たときに矩形状を呈する板状である。仕切り板材７３には、複数の第２貫通孔部７５Ａ～７５Ｅが形成される。
第２貫通孔部７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｄ，７５Ｅは、前記第１貫通孔部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｄ，２１Ｅと同様にそれぞれ形成される。
仕切り板材７３の第２貫通孔部７５Ｃは、第１中間板材７２の第１貫通孔部２１Ｆと同一形状である。Ｘ方向に見たときに、第２貫通孔部７５Ｃは、第１中間板材７２の第１貫通孔部２１Ｆに重なる。Ｘ方向に見たときに、第２貫通孔部７５Ｃ及び第１貫通孔部２１Ｆは、第２中間板材１１Ａの第１貫通孔部２１Ｃの内周縁内にそれぞれ配置される。ここで言う内周縁内とは、内周縁の内側だけでなく、内周縁上も含む意味である。
第１中間板材７２の筒部１７Ｆは、第２中間板材１１Ａの板材本体１６に向かって延びて、仕切り板材７３に鍔部１８Ｆを介して接触する。

以上のように構成された熱交換器７１では、図９に示すように、第１中間板材７２の鍔部１８Ｆと、仕切り板材７３における第２貫通孔部７５Ｃの周縁部との間から、冷媒が第１ヘッダ１０Ｂ（熱交換器７１）の外部に漏れ難い。仕切り板材７３における第２貫通孔部７５Ｃの周縁部と、第２中間板材１１Ａの板材本体１６における第１貫通孔部２１Ｃの周縁部との間から、冷媒が第１ヘッダ１０Ｂの外部に漏れ難い。

一方で、本実施形態の熱交換器７１に対して、仕切り板材７３を備えない変形例の熱交換器８１を、図１０を用いて説明する。
比較例の熱交換器８１では、第１中間板材７２の鍔部１８Ｆと、第２中間板材１１Ａの板材本体１６における第１貫通孔部２１Ｃの周縁部との間に隙間Ｓ３が形成される。この隙間Ｓ３を通して、冷媒が第１ヘッダの外部に漏れる。

以上説明したように、本実施形態の熱交換器７１では、熱交換器７１の製造コストを低減させ、内部に充填される冷媒の熱干渉を抑制しつつ、冷媒の漏れを容易に確認することができる。
さらに、第１，２中間板材７２，１１Ａの第１貫通孔部２１Ｆ，２１Ｃ同士が互いに異なる形状であっても、例えば、熱交換器７１内に充填された冷媒が、熱交換器７１の外部に漏れるのを抑制することができる。そして、第１貫通孔部２１Ｆ，２１Ｃの形状を調節することにより、熱交換器７１の圧力損失を調節することができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図１１及び図１２を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図１１及び図１２に示すように、本実施形態の熱交換器８１の第１ヘッダ１０Ｃは、第３の実施形態の熱交換器７１の第１ヘッダ１０Ｂの各構成に加えて、第３中間板材（中間板材）１１Ｂを持つ。なお、図１１では、説明の便宜のため、第１ヘッダ１０Ｃの各構成のうち＋Ｙ側の部分のみを示す。
第３中間板材１１Ｂは、第２中間板材１１Ａと同一の構成である。第３中間板材１１Ｂは、端部板材１２と第１中間板材７２との間に配置される。

図１０に示すように、第１ヘッダ１０Ｃが仕切り板材７３を備えない場合には、第１中間板材７２の鍔部１８Ｆと、第２中間板材１１Ａの板材本体１６における第１貫通孔部２１Ｃの周縁部との間に前記隙間Ｓ３が形成される。このため、第１ヘッダ１０Ｃの外部に冷媒を漏らさないために、仕切り板材７３が必要である。
一方で、図１１及び図１２に示すように、Ｘ方向に見たときに、第１中間板材７２の第１貫通孔部２１Ｆは、第３中間板材１１Ｂの第１貫通孔部２１Ｃの内周縁内に配置される。このため、第３中間板材１１Ｂの鍔部１８Ｃは第１中間板材７２の板材本体１６に全周にわたって接触する。このため、第３中間板材１１Ｂと第１中間板材７２との間に、仕切り板材７３は不要である。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、筒部１７Ａ～１７Ｆを持つことにより、製造コストを低減させ、内部に充填される冷媒の熱干渉を抑制しつつ、冷媒の漏れを容易に確認することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

４，６１，７１，８１…室外熱交換器（熱交換器）、６…室内熱交換器（熱交換器）、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…第１ヘッダ（ヘッダ）、１１…中間板材、１１Ａ…第２中間板材（中間板材）、１１Ｂ…第３中間板材（中間板材）、１２，１３，３２，３３…端部板材、１２ａ，１３ａ…第１辺部、１２ｂ，１３ｂ…第２辺部、１６…板材本体、１７Ａ～１７Ｆ…筒部、１８Ａ～１８Ｆ…鍔部、２１Ａ～２１Ｆ…第１貫通孔部、３０…第２ヘッダ（ヘッダ）、６２…立ち上がり壁、６３…第１壁片、６４…第２壁片、７２…第１中間板材（中間板材）、７３…仕切り板材、７５Ａ～７５Ｅ…第２貫通孔部、Ｘ…方向（第１方向。中間板材の厚さ方向）

Claims (8)

1. 第１方向に延び、冷媒が流通する熱交換チューブと、
   前記熱交換チューブの前記第１方向の端部に接続され、中間板材と、前記中間板材を前記中間板材の厚さ方向に挟む２つの端部板材とを有し、前記中間板材にて冷媒空間流路を形成するヘッダと、
   を備える熱交換器において、
   前記中間板材は、
   第１貫通孔部が形成された板材本体と、
   前記板材本体における前記第１貫通孔部の周縁部から前記厚さ方向に立ち上がり、前記２つの端部板材のうちの一方、又は他の前記中間板材の前記板材本体に接触する筒部と、
   を有する、熱交換器。
2. 前記中間板材は、前記筒部が立ち上がる先端部から径方向外側に突出する鍔部を有し、
   前記鍔部は、前記２つの端部板材のうちの一方、又は他の前記中間板材の前記板材本体に接触する、請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記ヘッダは、前記２つの端部板材のうちの一方の外周縁と他方の外周縁とを、前記２つの端部板材の全周にわたって連結する立ち上がり壁を有する、請求項１又は２に記載の熱交換器。
4. 前記２つの端部板材は、前記厚さ方向に見たときにそれぞれ矩形状を呈し、
   前記立ち上がり壁は、
   前記２つの端部板材のうちの一方における前記厚さ方向に見たときの２つの第１辺部に設けられ、前記厚さ方向に延びて、前記２つの端部板材のうちの他方の外周縁に達する２つの第１壁片と、
   前記２つの端部板材のうちの前記他方における前記厚さ方向に見たときの、前記２つの第１辺部に隣り合う２つの第２辺部に設けられ、前記厚さ方向に延びて、前記２つの端部板材のうちの前記一方の外周縁に達する２つの第２壁片と、
   を有する、請求項３に記載の熱交換器。
5. 前記２つの端部板材及び前記立ち上がり壁における外側の面には、耐食処理が施されている、請求項３又は４に記載の熱交換器。
6. 前記ヘッダは、前記中間板材として、互いに同一形状の複数の前記中間板材を有し、
   前記複数の前記中間板材における前記筒部は、前記厚さ方向に並べて配置される、請求項１から５のいずれか一項に記載の熱交換器。
7. 前記ヘッダは、前記中間板材として、前記第１貫通孔部の形状が互いに異なる第１中間板材及び第２中間板材を有し、
   前記第１中間板材と前記第２中間板材との間に挟まれ、第２貫通孔部が形成された仕切り板材を備え、
   前記厚さ方向に見たときに、前記第１中間板材の前記第１貫通孔部は、前記第２中間板材の前記第１貫通孔部の内周縁内に配置され、
   前記第１中間板材の前記筒部は、前記第２中間板材の前記板材本体に向かって延びて、前記仕切り板材に接触し、
   前記第２貫通孔部は、前記第１中間板材の前記第１貫通孔部と同一形状である、請求項１から６のいずれか一項に記載の熱交換器。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の熱交換器を備える冷凍サイクル装置。

Images