JPH10220983A - 積層型熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンドプレート内の冷媒通路に渦が発生する
ことを抑制して、冷媒通過音の発生を抑制する。 【解決手段】 サイドプレート９とエンドプレート１０
との間の入口側連通部１５、出口側連通部１４に対応し
た、エンドプレート１０の連通孔１００ｄ、１００ｃの
縁部からエンドプレート１０の外方へ筒状に突出する突
出部１０１ｄ、１０１ｃを形成し、この突出部１０１
ｄ、１０１ｃの外周に、流体入口パイプ８ａおよび流体
出口パイプ８ｂの一端側を嵌合した状態で接合した。こ
の結果、パイプ８ａ、８ｂの一端側がエンドプレート１
０内部、つまり、連通部１５、１４内へ突出することが
なくなるため、この連通部１５、１４を流れる冷媒に渦
が発生することを抑制でき、流体通過音の発生を抑制で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はチューブを金属薄板
の積層構造により形成する積層型熱交換器に関するもの
で、冷凍サイクルの冷媒を蒸発させる蒸発器として好適
なものである。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、先に、特願平８−２５３３
１８号の特許出願において、図１に示すような、積層型
熱交換器１を提案している。この熱交換器１は、内部流
体（冷媒）と外部流体（空気）とを熱交換させる熱交換
部３のチューブ２を、複数の金属薄板４の積層構造によ
り形成し、これら金属薄板４相互間を接合（ろう付け）
してある。

【０００３】そして、この積層方向の一端部および他端
部に位置するサイドプレート９、１１には、エンドプレ
ート１０、１２が接合されている。そして、サイドプレ
ート９とエンドプレート１０との間には、チューブ２の
入口部（図１中下端部）に連通する入口側連通部１５、
および、チューブ２の出口部（図１中上端部）に連通す
る出口側連通部１４が形成されている。そして、エンド
プレート１０には、冷媒入口パイプ（流体パイプ）８ａ
および冷媒出口パイプ（流体パイプ）８ｂを有する配管
ジョイント８が設けてある。この冷媒入口パイプ８ａお
よび冷媒出口パイプ８ｂの通路端部を、エンドプレート
１０に設けた孔部（図示せず）内に嵌入してろう付けし
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そして、本発明者ら
は、上記先願の発明に基づいて、図１５（ａ）に示すよ
うに、パイプ８ａ、８ｂの通路端部をエンドプレート１
０の孔部１００ｄ、１００ｃに嵌入してろう付けした積
層型熱交換器を試作してみた。なお、パイプ８ａ、８ｂ
を確実に孔部１００ｄ、１００ｃに位置決めするため
に、パイプ８ａ、８ｂの通路端部が、図１５（ｂ）に示
すように所定長さＬ（例えば０．５ミリ）だけエンドプ
レート１０内に突出するように構成されている。

【０００５】ところで、上記試作した熱交換器について
本発明者らが実験、検討したところ、比較的大きな冷媒
通過音が発生することが確認され、さらに検討したとこ
ろ、パイプ８ａ、８ｂの通路端部のうちエンドプレート
１０内に突出する部位をかすめるように（図１５（ｂ）
中矢印で示すように）冷媒が流れることにより発生する
渦が音源となって、上記冷媒通過音が発生することが確
認された。

【０００６】本発明は上記点に鑑みてなされたもので、
エンドプレート内の冷媒通路に渦が発生することを抑制
して、冷媒通過音の発生を抑制することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１および２に記載の発明では、サイドプレー
ト（９、１１）とエンドプレート（１０、１２）との間
の入口側連通部（１５）、出口側連通部（１４）に対応
してエンドプレート（１０、１２）に形成した入口側連
通孔（１００ｄ）、出口側連通孔（１００ｃ）の少なく
とも一方に、その縁部からエンドプレート（１０、１
２）の外方へ筒状に突出する突出部（１０１ｄ）、（１
０１ｃ）を形成し、この突出部（１０１ｄ）、（１０１
ｃ）の外周に、流体入口パイプ（８ａ）および流体出口
パイプ（８ｂ）の少なくとも一方の一端側を嵌合した状
態で接合したことを特徴としている。

【０００８】このような構成によれば、少なくとも一方
のパイプ（８ａ、８ｂ）の一端側がエンドプレート（１
０、１２）内部、つまり、入口側連通部（１５）、出口
側連通部（１４）内へ突出することがなくなるため、こ
の入口側連通部（１５）、出口側連通部（１４）を流れ
る流体に渦が発生することを抑制でき、流体通過音の発
生を抑制できる。

【０００９】また、上記渦の発生の抑制により、この接
合部位における圧力損失を低減できる、といった効果も
同時に得られるので、流体流れをスムースにでき、熱交
換性能を良好に維持できる。また、請求項２に記載の発
明では、サイドプレート（９、１１）の連通孔（９ｄ、
９ｃ）と、エンドプレート（１０、１２）の連通孔（１
００ｄ、１００ｃ）とが、直線的に連通するように、略
対向して配置されているので、上記連通孔（９ｄ、９
ｃ）、（１００ｄ、１００ｃ）が屈曲的に連通するよう
に配置される場合に比べて、入口、出口側連通部（１
５）、（１４）を流れる流体に渦が発生することを抑制
でき、流体通過音の発生を抑制できる。

【００１０】また、上記渦の発生の抑制により、流体入
口、出口通路（１５）、（１４）における圧力損失をさ
らに低減できる、といった効果も同時に得られる。ま
た、請求項３に記載の発明では、サイドプレート（９、
１１）の連通孔（９ｄ）、（９ｃ）と、エンドプレート
（１０、１２）の連通孔（１００ｄ）、（１００ｃ）と
が、略対向して配置され、入口、出口側連通部（１
５）、（１４）の少なくとも一方においては、パイプ
（８ａ）の一端側と、サイドプレート（９、１１）の連
通孔（９ｄ）、（９ｃ）との間を直接流体が流れること
を特徴としている。

【００１１】このような構成によれば、例えば、出口側
においては、サイドプレート（９、１１）の連通孔（９
ｃ）からの冷媒が、直接、出口側流体パイプ（８ｂ）の
一端側端部へ流れ込むため、この出口側連通部（１５）
における冷媒の流れがスムースとなり、渦の発生を抑制
でき、冷媒通過音を低減できる。また、上記渦の発生の
抑制により、流体入口、出口通路（１５）、（１４）に
おける圧力損失を低減できる、といった効果も同時に得
られる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図１〜図６は本発明積層型熱交換器
を自動車用空調装置の冷凍サイクルにおける冷媒蒸発器
に適用した場合を示している。図１は蒸発器１の全体構
成を示しており、蒸発器１は図１の上下方向を上下にし
て、図示しない自動車用空調装置のクーリングユニット
ケース内に設置される。蒸発器１の左右方向の一端側
（左端側）には配管ジョイント８が配設され、この配管
ジョイント８の入口パイプ８ａには、図示しない温度作
動式膨張弁（減圧手段）の出口側配管が連結され、この
膨張弁で減圧され膨張した低温低圧の気液２相冷媒が流
入するようになっている。

【００１３】この蒸発器１は、多数のチューブ２を並列
配置し、このチューブ２内の冷媒通路２ａ、２ｂ（図２
参照）を流れる冷媒（流体）とチューブ２の外部を流れ
る空調用送風空気とを熱交換させる熱交換部３を備えて
いる。なお、図１において、紙面手前側から紙面奥側へ
送風空気が流れるようになっており、図２ないし４、に
おいては、矢印Ａにて送風空気の流れ方向を示してあ
る。

【００１４】上記チューブ２は、図２に示す金属薄板４
の積層構造により形成されており、以下この積層構造の
概略を説明すると、熱交換部３では、金属薄板４とし
て、例えば、アルミニュウム心材（Ａ３０００番系の材
料）の両面にろう材（Ａ４０００番系の材料）をクラッ
ドした両面クラッド材（板厚：０．４〜０．６ｍｍ程
度）を用い、この両面クラッド材を図２に示す所定形状
に成形して、これを２枚１組として多数組積層した上
で、ろう付けにより接合することにより多数のチューブ
２を並列に形成する。

【００１５】従って、各チューブ２は、金属薄板４を２
枚１組として最中合わせの状態に接合することにより形
成されており、各チューブ２の内部には風上側の冷媒通
路２ａと風下側の冷媒通路２ｂが、金属薄板長手方向に
沿って平行に形成される。図２に示す金属薄板４は、チ
ューブ２の大部分を構成する基本の薄板であり、その上
下両端部には、上記冷媒通路２ａ相互の間、冷媒通路２
ｂ相互の間をそれぞれ連通させる連通穴４５、４１を持
った上側タンク部４７、４３、および連通穴４６、４２
を持った下側タンク部４８、４４が２個づつ並んで形成
されている。これらのタンク部４３、４４、４７、４８
はそれぞれ、連通穴４１、４２、４５、４６の縁部から
金属薄板４の外方側へ突出する楕円筒状の突出部にて形
成されている。

【００１６】そして、４９は風上側の冷媒通路２ａと風
下側の冷媒通路２ｂとを仕切るセンターリブであり、本
例では冷媒通路２ａと冷媒通路２ｂとを同一幅寸法とな
るように仕切っている。また、図１に示すように、熱交
換部３において、隣接するチューブ２の外面側相互の間
隙にコルゲートフィン（フィン手段）７を接合して空気
側の伝熱面積の増大を図っている。このコルゲートフィ
ン７はＡ３００３のような、ろう材をクラッドしてない
アルミニュウムベア材にて波形状に成形されている。

【００１７】熱交換部３の金属薄板積層方向の一端部
（図１の左端部、図２では右端部）に位置する金属薄板
からなるサイドプレート９およびこれに接合されるエン
ドプレート１０、さらに金属薄板積層方向の他端部（図
１の右端部、図２では左端部）に位置する金属薄板から
なるサイドプレート１１およびこれに接合されるエンド
プレート１２も、本例では、上記金属薄板４と同様に両
面クラッド材から成形されている。但し、これらの板材
９、１０、１１、１２は強度確保のため、上記金属薄板
４より厚肉、例えば１．０〜１．６ｍｍ程度の板厚にし
てある。

【００１８】図１左端部のサイドプレート９の上下の端
部には、それぞれタンク部９ａ、タンク部９ｂが１つず
つ形成されており、この両タンク部９ａ、９ｂはサイド
プレート９の幅方向に沿って延びる細長の１つの椀状部
から形成されている。つまり、タンク部９ａ、９ｂの幅
は、サイドプレート９の幅と同程度に形成されている。
このタンク部９ａには連通穴９ｃ（図３参照）が、ま
た、タンク部９ｂには連通穴９ｄ（図３参照）がそれぞ
れ、図３に示す位置に開口形成されている。

【００１９】図１右端部のサイドプレート１１の上下の
端部には、それぞれタンク部１１ａ、タンク部１１ｂが
形成されており、この両タンク部１１ａ、１１ｂはサイ
ドプレート１１の幅方向に沿って延びる細長の１つの椀
状部から形成されており、かつ、タンク部１１ａには連
通穴１１ｃ（図４参照）が、また、タンク部１１ｂには
連通穴１１ｄ（図４参照）がそれぞれ、図４に示す位置
に開口形成されている。

【００２０】エンドプレート１０は、図１、３に示すよ
うに、外方側へ突出する、１つの椀状部から形成される
張出部１０ｃを上方側に有し、この張出部１０ｃの下方
側に、外方側へ突出する複数の張出部１０ａ、および、
この複数の張出部１０ａの上端部に連通する張出部１０
ｄを有している。下方側の張出部１０ａは、断面矩形状
に成形されており、エンドプレート１０の長手方向に沿
って並列に成形されている。

【００２１】張出部１０ｃと張出部１０ｄとの間は、冷
媒通路的には分断されており、張出部１０ｃとサイドプ
レート９のタンク部９ａとの間に形成される空間によ
り、出口側連通部１４（図１、５参照）が形成され、張
出部１０ａ、１０ｄとサイドプレート９の平坦面および
タンク部９ｂとの間に形成される空間により、入口側連
通部１５（図１、５参照）が形成される。

【００２２】図３および５に示すように、張出部１０ｃ
には、タンク部９ａの連通孔９ｃに略対向するように、
円形状の連通孔１００ｃが形成されている。また、張出
部１０ｄにも、連通孔１００ｃと同じ円形状の連通孔１
００ｄが形成されている。出口側連通部１４は、サイド
プレート９のタンク部９ａの連通穴９ｃを介して金属薄
板４の上側タンク４７の連通穴４５（ひいては、チュー
ブ２の出口側）と連通し、かつ、張出部１０ｃの連通孔
１００ｃを介して配管ジョイント８の冷媒出口パイプ８
ｂの一端に連通する。この結果、出口側連通部１４にお
いて、チューブ２の出口側と、冷媒出口パイプ８ｂの一
端側とが連通される。

【００２３】また、入口側連通部１５は、上端部におい
て、張出部１０ｄの連通孔１００ｄを介して配管ジョイ
ント８の冷媒入口パイプ８ａの一端に連通し、かつ、下
端部において、サイドプレート９のタンク部９ｂの連通
穴９ｄを介して金属薄板４の下側タンク４４の連通穴４
２（ひいては、チューブ２の入口側）に連通する。この
結果、入口側連通部１５において、チューブ２の入口側
と、冷媒入口パイプ８ａの一端側とが連通される。

【００２４】なお、上方側の張出部１０ｃの長さ（図３
中上下方向の寸法）は、下方側の張出部１０ａ、１０ｄ
の長さよりも非常に小さく構成されており、この結果、
配管ジョイント８は、冷媒蒸発器１の上端部に配置され
る。図５に示すように、張出部１０ｃ、１０ｄには、上
記連通孔１００ｃ、１００ｄの縁部から金属薄板積層方
向の外方側（図５中左側、エンドプレート１０の外方）
へ円筒状に突出する突出部１０１ｃ、１０１ｄが一体に
成形されている。この突出部１０１ｃ、１０１ｄの内径
Ｄ１、Ｄ２は、配管ジョイント８の冷媒入口パイプ８ａ
および冷媒出口パイプ８ｂの一端部の内径Ｄ３、Ｄ４と
同程度（例えば１１．５ｍｍ）である。なお、張出部１
０ｃ、１０ｄから突出部１０１ｃ、１０１ｄにかけての
曲がり部１０２ｃ、１０２ｄは、なめらかに曲がる形状
であり、この曲がり部１０２ｃ、１０２ｄは、直径が例
えば２ｍｍの円弧形状に沿った形状に構成されている。

【００２５】配管ジョイント８は、例えばＡ６０００番
系のアルミニュウムベア材からなり、上述した冷媒入口
パイプ８ａと冷媒出口パイプ８ｂを一体成形してなる。
冷媒入口パイプ８ａおよび冷媒出口パイプ８ｂの一端側
端部には、薄肉円筒状に突出する突出部８０ａ、８０ｂ
が一体に設けられている。この突出部８０ａ、８０ｂの
内径Ｄ５、Ｄ６は、上記突出部１０１ｃ、１０１ｄの外
径と同程度（例えば１３．１ｍｍ程度）である。

【００２６】この突出部１０１ｃ、１０１ｄは、後述す
るろう付け性を良好に保つために、突出高さＨを例えば
１．５ｍｍ、肉厚を例えば２．０ｍｍとしてある。な
お、突出高さＨはこれに限定されないが、１．５ｍｍ以
上とすることが望ましい。そして、冷媒入口パイプ８
ａ、および、冷媒出口パイプ８ｂの突出部８０ａ、８０
ｂを、突出部１０１ｃ、１０１ｄの外周に嵌合した状態
で、接合（ろう付け）してある。このような嵌合組付構
造であるため、後述するろう付けの際の位置決めが良好
になされる。

【００２７】配管ジョイント８の冷媒入口パイプ８ａの
他端には、図示しない上記膨張弁の出口側冷媒配管が連
結され、冷媒出口パイプ８ｂの他端には、蒸発器１で蒸
発したガス冷媒を圧縮機（図示せず）へ吸入させる圧縮
機吸入配管が連結される。図１および図４に示すよう
に、エンドプレート１２は、外方側へ突出する複数の張
出部１２ａを有している。この張出部１２ａは、断面矩
形状に成形されており、エンドプレート１２の長手方向
に沿って並列に成形されている。そして、この張出部１
２ａとサイドプレート１１の平坦面との間に形成される
空間により、冷媒通路１３（図１参照）が形成される。

【００２８】なお、複数の張出部１０ａ、１２ａの間に
は帯状に延びる接合部１０ｂ（図３参照）、接合部１２
ｂ（図４参照）が形成され、この接合部１０ｂ、１２ｂ
は、サイドプレート９、１１の平坦面に当接し、サイド
プレート９、１１に接合される。これにより、上記入口
側連通部１５および冷媒通路１３は複数本に分流されて
いる。

【００２９】図６は蒸発器１内における冷媒通路の構成
を示す概要図である。この図６に示すように、金属薄板
４の下側タンク４４の途中および上側タンク４７の途中
に、それぞれ仕切り部５１、５２を設けている。一方の
仕切り部５１は、金属薄板として、図２に示す下側タン
ク４４の連通穴４２を閉塞したものを用いることにより
形成できる。また、他方の仕切り部５２は、金属薄板と
して、図２に示す上側タンク４７の連通穴４５を閉塞し
たものを用いることにより形成できる。

【００３０】この仕切り部５１、５２の配置により、金
属薄板４の下側タンク４４を第１下側タンク部ａと第２
下側タンク部ｂとに仕切るとともに、金属薄板４の上側
タンク４７を第１上側タンク部ｃと第２上側タンク部ｄ
とに仕切ることができる。以上により、蒸発器１内を冷
媒が次の経路により流れる。すなわち、冷媒は、冷媒入
口パイプ８ａ→入口側連通部１５→下側タンク４４の第
１下側タンク部ａ→チューブ２の冷媒通路２ｂ→上側タ
ンク４３→チューブ２の冷媒通路２ｂ→下側タンク４４
の第２下側タンク部ｂ→冷媒通路１３→上側タンク４７
の第１上側タンク部ｃ→チューブ２の冷媒通路２ａ→下
側タンク４８→チューブ２の冷媒通路２ａ→上側タンク
４７の第２上側タンク部ｄ→出口側連通部１４→冷媒出
口パイプ８ｂの経路で流れる。

【００３１】このように、冷媒経路を構成することによ
り、矢印Ａ方向に流れる空気の蒸発器吹出空気温度を熱
交換部３の全域にわって均一化できる。以下に、本実施
形態の冷媒蒸発器の製造方法を簡単に説明すると、最初
に、金属薄板４、コルゲートフィン７、サイドプレート
９、１１、およびエンドプレート１０、１２を積層し、
さらに、配管ジョイント８をエンドプレート１０に組付
けて、図１、２に示す所定の熱交換器構造に組付ける。
次に、図示しないワイヤーにより、上記熱交換器構造の
組付体を締めつけて、この組付体の組付姿勢を保持す
る。

【００３２】次に、この組付姿勢を保持した状態で、ろ
う付け炉内に組付体を搬入し、このろう付け炉内にて、
組付体をアルミニュウム両面クラッド材のろう材の融点
まで加熱して、組付体各部の接合箇所を一体ろう付けす
る。これにより、蒸発器１全体の組付を完了する。以下
に、上記構成における本実施形態の奏する効果を述べ
る。

【００３３】まず、パイプ８ａ、８ｂの一端側がエンド
プレート１０内部、つまり、入口側連通部１５、出口側
連通部１４内へ突出することがなくなるため、この入口
側連通部１５、出口側連通部１４を流れる流体に渦が発
生することを抑制でき、流体通過音の発生を抑制でき
る。また、上記渦の発生の抑制により、この接合部位に
おける圧力損失を低減できる、といった効果も同時に得
られるので、流体流れをスムースにでき、熱交換性能を
良好に維持できる。

【００３４】実際に、本実施形態の冷媒蒸発器（本発明
品）、および、本発明者が試作した冷媒蒸発器（比較
品）について、周波数と音圧レベルとの分析を行なった
結果、図７（ａ）、（ｂ）に示すデータがそれぞれ得ら
れた。なお、比較品としては、図１５（ａ）に示すよう
な、配管ジョイント８とエンドプレート１０との組付構
造を有する冷媒蒸発器を用いた。また、冷媒蒸発器を、
周知の冷凍サイクル（圧縮機、凝縮器、受液器、膨張
弁、蒸発器からなる）に組み込み、冷媒としてＨＦＣ１
３４ａを使用し、圧縮機の回転数を１０００ｒｐｍと
し、冷媒蒸発器に、温度が４０℃、相対湿度が５０％の
空気を３００ｍ³ ／ｈで流したときの、冷媒蒸発器近傍
の音圧レベル（騒音）を測定した。

【００３５】すると、比較品では、図７（ｂ）に示すよ
うに、周波数が６ｋＨｚにおいて、他の周波数に対して
ピークを有することが確認され、さらに発明者らの検討
により、この６ｋＨｚにおけるピークが冷媒通過音であ
ることが確認された。これに対して、本発明品では、図
７（ａ）に示すように、６ｋＨｚにおけるピークが無く
なっていることが確認された。よって、この分析結果か
らも、本発明によれば、冷媒蒸発器の冷媒通過音を低減
できることが確認された。

【００３６】ここで、図１５（ａ）に示す比較品では、
配管ジョイント８と、エンドプレート１０の平面部との
間の隙間Ｃが非常に微小（例えば、０．６ｍｍ程度）で
ある。よって、この比較品をろう付けにて接合すると
き、上記ろう付け炉内のヒータからの輻射熱が、配管ジ
ョイント８のパイプ８ａ、８ｂとエンドプレート１０の
貫通孔１００ｄ、１００ｃとの嵌合部位に伝わりにく
い。このため、この嵌合部位においてのろう付けが良好
に行なわれない、といった恐れがあった。

【００３７】これに対して、本実施形態では、図５に示
すように、突出部８０ａ、８０ｂの高さＨを所定寸法
（例えば１．５ｍｍ程度）に設定することにより、隙間
Ｃを拡大しているので、上記輻射熱が、パイプ８ａ、８
ｂとエンドプレート１０の貫通孔１００ｄ、１００ｃと
の嵌合部位に伝わりやすくなり、この嵌合部位における
ろう付けが良好に行なわれる。

【００３８】また、曲がり部１０２ｃ、１０２ｄは、な
めらかに曲がる形状であるため、この部位近傍において
渦が発生することは抑制される。また、上記した蒸発器
構成によれば、金属薄板４の積層方向の両端部に位置す
るコルゲートフィン７の更に外側にも、サイドプレート
９、１１とエンドプレート１０、１２から構成される冷
媒通路１３、および、連通部１４、１５を構成している
から、この積層方向両端部のコルゲートフィン７の熱
は、チューブ２の冷媒通路２ａ、２ｂ内の冷媒、およ
び、冷媒通路１３、および、連通部１４、１５内の冷媒
の両方に吸熱されため、両端部のコルゲートフィン７に
おける伝熱性能を向上できる。

【００３９】また、上記冷媒通路１３および連通部１５
を構成するために、最外側のコルゲートフィン７の更に
外側にサイドプレート９、１１とエンドプレート１０、
１２との張り合わせ構造を配置しているから、この両プ
レートの張り合わせ構造により蒸発器組付構造の剛性を
増大できる。さらに、エンドプレート１０、１２に、多
数の矩形状断面の張出部１０ａ、１２ａを一体成形して
いるから、単純な平板形状に比して、エンドプレート１
０、１２の断面係数（断面２次モーメント）が大幅に増
大する。さらに、サイドプレート９、１１とエンドプレ
ート１０、１２を、チューブ２構成用の金属薄板４より
も厚肉にして、断面係数（断面２次モーメント）をより
一層、増加させている。

【００４０】この結果、金属薄板４の積層方向の両端部
に位置する、サイドプレート９、１１とエンドプレート
１０、１２の張り合わせ構造（冷媒通路１３、および、
連通部１４、１５部分）によって、蒸発器組付構造の剛
性を大幅に向上できる。 （第２の実施形態）本実施形態は、図１５（ａ）に示す
比較品において、冷媒出口パイプ８ｂの一端側を長く構
成することにより、図８（ａ）に示すように、冷媒出口
パイプ８ｂの一端側端部を、サイドプレート９のタンク
部９ａの連通孔９ｃに近接するようにしたものである。
この結果、出口側連通部１４において、パイプ８ｂの一
端側と、連通孔９ｃとの間を直接冷媒が流れる。なお、
本実施形態は、サイドプレート９の連通孔９ｃと、エン
ドプレート１０の連通孔１００ｃ（換言すれば、冷媒出
口パイプ８ｂの位置）とが略対向して配置される場合
に、適用可能である。

【００４１】ここで、ろう付け前において、パイプ８ｂ
の一端側端部がタンク部９ａの連通孔９ｃの外周部に当
接するように、パイプ８ｂが構成されており、この当接
状態でろう付けを行なうことにより、パイプ８ｂの一端
側端部と、連通孔９ｃとの間に微小な隙間（例えば０．
５ｍｍ程度）が形成された状態で、組付けられる。これ
によれば、タンク部９ａの連通孔９ｃからの冷媒は主
に、直接パイプ８ｂの一端側端部へ流れ込むので、この
出口側連通部１４における冷媒の流れがスムースとな
り、渦の発生を抑制でき、冷媒通過音を低減できる。ま
た、連通部１４にパイプ８ｂの一端側を配置させること
により、冷媒通過音を増幅させる共鳴箱としてはたらく
空間（サイドプレート９と、エンドプレート１０の張出
部１０ａとの間の空間＝連通部１４のうち、パイプ８ｂ
以外の部位）の容積を小さくでき、冷媒通過音を低減で
きる。

【００４２】また、パイプ８ｂの一端側端部が、図１５
（ａ）に示す比較品のように配置される場合は、タンク
部９ａの連通孔９ｃ→連通部１４→パイプ８ｂにかけて
の冷媒通路の断面積が拡大、縮小するため、この拡大、
縮小に伴って渦が発生するが、本実施形態によれば、連
通孔９ｃからパイプ８ｂにかけての冷媒通路の断面積
が、上記比較品に比べてさほど大きく変化しないので、
この部位における渦の発生を抑制でき、冷媒通過音の低
減、および、圧力損失の低減を図ることができる。

【００４３】実際に、本実施形態の冷媒蒸発器（本発明
品）について、周波数と音圧レベルとの分析を行なった
結果、図８（ｂ）に示すデータが得られ、この結果、冷
媒通過音に起因する、６ｋＨｚにおけるピークが無くな
っていることが確認された。よって、この分析結果から
も、本発明によれば、冷媒蒸発器の冷媒通過音を低減で
きることが確認された。

【００４４】また、本実施形態では、パイプ８ｂの一端
側端部を、直径が例えば０．６ｍｍの円弧形状に沿った
形状に丸みをもって構成されている。この結果、タンク
部９ａの連通孔９ｃからの冷媒が、パイプ８ｂの一端側
端部において渦を発生することを抑制できる。 （第３の実施形態）図９に示す本実施形態は、上記第１
の実施形態において、エンドプレート１０の張出部１０
ｃ（図５参照）を廃止したものである。これによれば、
上記共鳴箱としてはたらく空間の容積を小さくできるの
で、上記第１の実施形態よりも一層、冷媒通過音を低減
できる。

【００４５】（第４の実施形態）本実施形態は、上記第
１の実施形態におけるエンドプレート１０の張出部１０
ｃ（図３参照）を、図１０（ａ）に示すように、上側タ
ンク部４７に対向する第１張出部１１０ｃと、上側タン
ク部４３に対向する第２張出部１２０ｃとに分断し、か
つ、上記第１の実施形態におけるサイドプレート９のタ
ンク部９ａを、図１０（ｂ）に示すように、上側タンク
部４７に対向する第１タンク部９１ａと、上側タンク部
４３に対向する第２タンク部９２ａとに分断したもので
ある。

【００４６】これによれば、サイドプレート９のタンク
部９ａの連通孔９ｃと、エンドプレート１０の張出部１
０ｃの連通孔１００ｃとが、直線的に連通するように、
略対向して配置されるので、これら連通孔９ｃ、１００
ｃが屈曲的に連通するように配置される場合に比べて、
出口側連通部１４を流れる流体に渦が発生することを抑
制でき、流体通過音の発生を抑制できる。

【００４７】また、上記共鳴箱としてはたらく空間の容
積を小さくできるので、より一層、冷媒通過音を低減で
きる。なお、第２タンク部９２ａと第２張出部１２０ｃ
との間に冷媒は流れないが、この第２タンク部９２ａお
よび第２張出部１２０ｃを残しておくことにより、上記
第１の実施形態に対して、この部位の剛性を維持できる
とともに、ろう付け時における治具形状の変更を招くこ
とがない。

【００４８】（第５の実施形態）図１１〜図１３は、上
記第１の実施形態において、エンドプレート１０の構造
を変形したものである。エンドプレート１０は、図１
２、１３に示すように、上方側に、外方へ突出する複数
の張出部１０ｅ、および、この張出部１０ｅの下端部に
連通する張出部１０ｆを有し、この張出部１０ｆの下方
側に、張出部１０ｄおよび複数の張出部１０ａを有して
いる。

【００４９】上方側の張出部１０ｅ、１０ｆの長さ（図
１２中上下方向の寸法）を、上記第１の実施形態におけ
る張出部１０ｃの長さ（図３中上下方向の寸法）よりも
長めに構成してあり、この結果、配管ジョイント８は、
冷媒蒸発器１の上端部よりもやや下方よりに配置され
る。そして、張出部１０ｄ、１０ｆには、この張出部１
０ｄ、１０ｆの張出面よりも上記積層方向の外方（図１
２中左側）へ突出する副張出部１１０ｄ、１１０ｆが一
体成形されている。この副張出部１１０ｄ、１１０ｆ
に、連通孔１００ｄ、１００ｃの縁部から突出する突出
部１０１ｄ、１０１ｃが形成されている。

【００５０】本実施形態によれば、張出部１０ｄ、１０
ｆに副張出部１１０ｄ、１１０ｆを形成した分だけ、冷
媒出口パイプ８ａの一端部近傍および冷媒入口パイプ８
ｂの一端部近傍、つまり、冷媒の流れ方向が略垂直的に
変わる部位における冷媒通路を拡大できる。よって、上
記両パイプ８ａ、８ｂの一端部近傍における圧力損失を
低減でき、熱交換部３に係わる冷媒の流出や流入がスム
ースに行なわれるため、熱交換性能を向上できる。

【００５１】また、本実施形態によれば、出口側連通部
１４において冷媒が屈曲的に流れるが、図１３（ｂ）に
示すように、突出部１０１ｄの曲がり部１０２ｃに沿っ
て冷媒がスムースに流れるため、冷媒通過音および圧力
損失を低減できる。 （第６の実施形態）本実施形態では、図１４に示すよう
に、出口側に関してのみ本発明を適用し、入口側は従来
と同様の構造としている。すなわち、上記第１の実施形
態（図５参照）において、入口側の連通孔１００ｄの内
側に、冷媒入口パイプ８ａの一端が嵌合したものであ
る。ここで、冷媒蒸発器１において、出口側を流れる気
液二相冷媒は、入口側を流れる気液二相冷媒よりも乾き
度が大きいため、出口側の方が冷媒の流速が速く（例え
ば２倍程度速く）、冷媒通過音も大きくなる。これに対
して、本実施形態によれば、冷媒の出口側における冷媒
通過音を効果的に低減できる。

【００５２】（他の実施形態）まず、上記第３、第４、
第５の実施形態においても、上記第６の実施形態のよう
に、出口側に関してのみ本発明を適用してもよい。ま
た、上記第２の実施形態において、パイプ８ｂの一端側
端部が、タンク部９ａの連通孔９ｃの外周部に当接した
状態で接合されるようにしてもよい。これによれば、タ
ンク部９ａの連通孔９ｃからの冷媒が全て、直接パイプ
８ｂの一端側端部へ流れ込むので、この出口側連通部１
４における冷媒の流れがよりスムースとなり、渦の発生
を抑制できる。よって、冷媒通過音および圧力損失をよ
り低減できる。

【００５３】また、本発明は上記した冷媒蒸発器１に限
定されることはなく、冷媒を凝縮する凝縮器に本発明を
適用してもよい。これにより、凝縮器における冷媒の入
口側や出口側の圧力損失を低減でき、凝縮器による凝縮
能力を向上できる。この場合、凝縮器の入口側に乾き度
の大きい気液二相冷媒が流れ、出口側に乾き度の小さい
気液二相冷媒が流れるため、入口側のみに本発明を適用
してもよい。

【００５４】さらに、本発明は、冷媒蒸発器１や凝縮器
に限定されることなく、他の種々の流体の熱交換を行う
熱交換器一般に広く適用できる。また、本発明の要部は
エンドプレート４２の張出部４２ａ、４２ｂ近傍の構成
にあるから、熱交換部３におけるチューブ構成等は種々
変更してもよいことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態および従来技術に係わ
る蒸発器の正面図である。

【図２】図１の蒸発器に用いられるチューブ用の金属薄
板の正面図である。

【図３】図１の蒸発器の左側面図である。

【図４】図１の蒸発器の右側面図である。

【図５】図３のＢ−Ｂ断面図である。

【図６】第１の実施形態に係わる蒸発器の冷媒通路構成
を示す概略斜視図である。

【図７】（ａ）は、第１の実施形態の蒸発器に係わる周
波数と音圧レベルとの関係を示すグラフ、（ｂ）は、比
較品に係わる周波数と音圧レベルとの関係を示すグラフ
である。

【図８】（ａ）は本発明の第２の実施形態に係わる蒸発
器の要部断面図、（ｂ）は第２の実施形態の蒸発器に係
わる周波数と音圧レベルとの関係を示すグラフである。

【図９】本発明の第３の実施形態に係わる蒸発器の要部
断面図である。

【図１０】（ａ）は本発明の第４の実施形態に係わる蒸
発器の要部左側面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図で
ある。

【図１１】本発明の第５の実施形態に係わる蒸発器の正
面図である。

【図１２】図１１の蒸発器に用いられるエンドプレート
の正面図である。

【図１３】（ａ）は第５の実施形態における蒸発器の要
部断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。

【図１４】第１の実施形態に係わる図５に対応する図で
ある。

【図１５】（ａ）は本発明者らが試作した蒸発器（比較
品）の要部断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図であ
る。

【符号の説明】

２…チューブ、３…熱交換部、４…金属薄板、９、１１
…サイドプレート、１０、１２…エンドプレート、８ａ
…流体入口パイプ、８ｂ…流体出口パイプ、１５…入口
側連通部、１４…出口側連通部、１００ｄ、１００ｃ…
連通孔、１０１ｄ、１０１ｃ…突出部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チューブ（２）を金属薄板（４）の積層
   構造により多数個並列配置してなり、前記チューブ
   （２）内を流れる内部流体と前記チューブ（２）外を流
   れる外部流体とを熱交換させる熱交換部（３）を有し、 前記金属薄板（４）の積層方向の端部に位置するサイド
   プレート（９、１１）に配置されるエンドプレート（１
   ０、１２）に、外部流体回路との接続用流体入口パイプ
   （８ａ）、流体出口パイプ（８ｂ）を設け、 前記サイドプレート（９、１１）と、前記エンドプレー
   ト（１０、１２）との間に、前記チューブ（２）の入口
   側、出口側と、前記流体入口パイプ（８ａ）、前記流体
   出口パイプ（８ｂ）とを連通させる入口側連通部（１
   ５）、出口側連通部（１４）を備え、 前記サイドプレート（９、１１）は、前記入口側連通部
   （１５）、前記出口側連通部（１４）に対応して、第１
   入口側連通孔（９ｄ）、第１出口側連通孔（９ｃ）を備
   え、 前記エンドプレート（１０、１２）は、前記入口側連通
   部（１５）、前記出口側連通部（１４）に対応して、第
   ２入口側連通孔（１００ｄ）、第２出口側連通孔（１０
   ０ｃ）を備え、 前記第２入口側連通孔（１００ｄ）、第２出口側連通孔
   （１００ｃ）の少なくとも一方に、その縁部から前記エ
   ンドプレート（１０、１２）の外方へ筒状に突出する突
   出部（１０１ｄ）、（１０１ｃ）を形成し、 この突出部（１０１ｄ）、（１０１ｃ）の外周に、前記
   流体入口パイプ（８ａ）および前記流体出口パイプ（８
   ｂ）の少なくとも一方の一端側を嵌合した状態で接合し
   たことを特徴とする積層型熱交換器。
2. 【請求項２】 前記第１入口側連通孔（９ｄ）、前記第
   １出口側連通孔（９ｃ）の少なくとも一方と、前記第２
   入口側連通孔（１００ｄ）、前記第２出口側連通孔（１
   ００ｃ）の少なくとも一方とが、直線的に連通するよう
   に、略対向して配置されることを特徴とする請求項１に
   記載の積層型熱交換器。
3. 【請求項３】 チューブ（２）を金属薄板（４）の積層
   構造により多数個並列配置してなり、前記チューブ
   （２）内を流れる内部流体と前記チューブ（２）外を流
   れる外部流体とを熱交換させる熱交換部（３）を有し、 前記金属薄板（４）の積層方向の端部に位置するサイド
   プレート（９、１１）に配置されるエンドプレート（１
   ０、１２）に、外部流体回路との接続用流体入口パイプ
   （８ａ）、流体出口パイプ（８ｂ）を設け、 前記サイドプレート（９、１１）と、前記エンドプレー
   ト（１０、１２）との間に、前記チューブ（２）の入口
   側、出口側と、前記流体入口パイプ（８ａ）、前記流体
   出口パイプ（８ｂ）とを連通させる入口側連通部（１
   ５）、出口側連通部（１４）を形成し、 前記サイドプレート（９、１１）は、前記入口側連通部
   （１５）、前記出口側連通部（１４）に対応して、第１
   入口側連通孔（９ｄ）、第１出口側連通孔（９ｃ）を備
   え、 前記エンドプレート（１０、１２）は、前記入口側連通
   部（１５）、前記出口側連通部（１４）に対応して、第
   ２入口側連通孔（１００ｄ）、第２出口側連通孔（１０
   ０ｃ）を備え、 前記第１入口側連通孔（９ｄ）、前記第１出口側連通孔
   （９ｃ）の少なくとも一方の第１連通孔（９ｄ）、（９
   ｃ）と、前記第２入口側連通孔（１００ｄ）、第２出口
   側連通孔（１００ｃ）の少なくとも一方の第２連通孔
   （１００ｄ）、（１００ｃ）とは、略対向して配置され
   ており、 前記第２連通孔（１００ｄ）、（１００ｃ）の内側に、
   前記流体入口パイプ（８ａ）、前記流体出口パイプ（８
   ｂ）の少なくとも一方のパイプ８（ｂ）が嵌合し、 前記入口側連通部（１５）、出口側連通部（１４）の少
   なくとも一方において、前記少なくとも一方のパイプ８
   （ｂ）の前記一端側と、前記第１連通孔（９ｄ）、（９
   ｃ）との間を直接流体が流れることを特徴とする積層型
   熱交換器。