WO2015098696A1 - 熱交換器 - Google Patents

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WO2015098696A1
WO2015098696A1 PCT/JP2014/083561 JP2014083561W WO2015098696A1 WO 2015098696 A1 WO2015098696 A1 WO 2015098696A1 JP 2014083561 W JP2014083561 W JP 2014083561W WO 2015098696 A1 WO2015098696 A1 WO 2015098696A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat exchanger
header tanks
air
refrigerant
connection member
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/083561
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雄一 松元
Original Assignee
サンデンホールディングス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/028—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by using inserts for modifying the pattern of flow inside the header box, e.g. by using flow restrictors or permeable bodies or blocks with channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0202—Header boxes having their inner space divided by partitions
    • F28F9/0204—Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions
    • F28F9/0214—Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions having only longitudinal partitions
    • F28F9/0217—Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions having only longitudinal partitions the partitions being separate elements attached to header boxes

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger in which a plurality of heat exchange units are arranged in the air flow direction, and more particularly to a connection structure between the heat exchange units.
  • Patent Document 1 As a heat exchanger, as shown in Patent Document 1, there is one in which a plurality of heat exchange units are arranged side by side in the air flow direction, and each heat exchange unit is a pair of cylindrical shapes arranged in parallel to each other.
  • the header tank and a plurality of tubes communicating the pair of header tanks in parallel are configured to exchange heat between the refrigerant flowing in the tubes and the air flowing through the gaps between the tubes.
  • the heat exchange unit on the rear side (downstream side) in the air flow direction is meandered in two passes (first pass and second pass) and then flowed forward (upstream).
  • Side) heat-exchange unit meandering in two passes (third pass and fourth pass).
  • a connecting member (joint member) is used in which a pipe member is inserted into a communicating hole of an aluminum extrusion mold member and both ends of the pipe member are protruded.
  • this heat exchanger is placed in the air flow path of a heat pump type automotive air conditioner, and is used as a condenser that heats the air by condensing refrigerant from the compressor during heating operation, and the air flow is shut off during cooling operation
  • the refrigerant from the compressor is passed in a gas state and supplied to the condenser outside the passenger compartment, it is required to reduce the flow resistance of the heat exchanger.
  • an object of the present invention is to provide a connection structure between heat exchange units that can reduce the flow resistance without increasing the number of parts and the number of assembly steps.
  • a heat exchanger includes a pair of cylindrical header tanks arranged in parallel to each other and a plurality of tubes communicating the pair of header tanks in parallel, and flows through the tubes. At least two heat exchange units that exchange heat between the refrigerant and the air flowing through the gap between the tubes are provided, and these heat exchange units are arranged side by side before and after the air flow direction, One header tank communicates with each other via a connecting member.
  • connection member includes a rectangular plate, and the plate includes a plurality of communication holes with bosses protruding in a cylindrical shape on one surface, and a plurality of communication holes are arranged in the longitudinal direction. Bending portions set in the longitudinal direction at the center are formed in two rows with the axis of symmetry, and the plate material is bent at the bending portions so that the boss portions are on both outer sides and joined together. And the said connection member is arrange
  • the connecting member can be configured by relatively simple processing from a single plate material, and communication with a plurality of communication holes can be achieved. Therefore, the effect that the flow resistance can be reduced without increasing the number of parts and the number of assembly steps can be obtained.
  • FIG. 1 Schematic at the time of heating operation of the refrigerant circuit of the air conditioner for automobiles shown as one embodiment of the present invention Schematic diagram during cooling operation of refrigerant circuit of automotive air conditioner
  • FIG. 1 Schematic perspective view showing the path configuration of the heat exchanger same as above Perspective view of connecting member Plan view of connecting member before bending Cross-sectional view of the connection member before bending Cross-sectional view of the connecting member after bending Assembly process diagram of connecting part including connecting member as seen in cross section Assembly process diagram of the connection part including the connection member seen in the longitudinal section Enlarged view of the main part of FIG.
  • FIG. 1 and 2 are schematic views of a refrigerant circuit of an automotive air conditioner shown as an embodiment of the present invention, and the heat exchanger according to the present invention is provided as a second vehicle interior heat exchanger 17.
  • FIG. 1 shows a state during heating operation
  • FIG. 2 shows a state during cooling operation.
  • Air conditioners for automobiles are installed in the interiors of automobiles (including engine-driven automobiles, electric cars, and hybrid cars), and take air in the vehicle interior (inside air) or outside air (outside air) to regulate the temperature.
  • HVAC Heating Ventilation and Air Conditioning
  • HVAC unit 1 that blows air into the passenger compartment
  • a heat pump cycle 2 that is disposed outside the passenger compartment and exchanges heat with the HVAC unit 1 via a chlorofluorocarbon refrigerant.
  • the HVAC unit 1 includes an air passage 11 formed by a housing 10, an inside air intake port 12 and an outside air intake port 13 formed as inlets of the air passage 11, and inside and outside air that selectively switches between these intake ports 12 and 13.
  • a switching damper 14 a blower 15 that takes air (inside air or outside air) from these intake ports 12 and 13 and blows it to the air passage 11, and a first vehicle for cooling that is provided on the relatively upstream side of the air passage 11.
  • the air mix damper 19 controls the flow of air to the second vehicle interior heat exchanger 17 and the bypass passage 18, and the air flow to the second vehicle interior heat exchanger 17 is shown in FIG. Has the function of blocking the flow.
  • a differential outlet, a face outlet, and a foot outlet are provided to blow out the temperature-controlled air in an appropriate direction, and these are opened and closed by respective dampers.
  • the heat pump cycle 2 circulates the chlorofluorocarbon refrigerant and includes the first vehicle interior heat exchanger 16 and the second vehicle interior heat exchanger 17.
  • the first vehicle interior heat exchanger 16 the compressor (compressor) 20 to which the outlet side piping of the first vehicle interior heat exchanger 16 is connected, and the outlet side piping of the compressor 20 are connected.
  • Second vehicle interior heat exchanger 17, decompression means 21 such as an expansion valve to which the outlet side piping of the second vehicle interior heat exchanger 17 is connected, and vehicle exterior heat to which the outlet side piping of the decompression means 21 is connected.
  • a pressure reducing means 23 such as an expansion valve to which an outlet side pipe of the vehicle exterior heat exchanger 22 is connected.
  • the outlet side pipe of the pressure reducing means 23 is the first vehicle interior heat exchanger 16. It is connected to the.
  • the vehicle exterior heat exchanger 22 is disposed outside the vehicle interior, specifically, in front of the vehicle, and receives heat from the fan 28 or vehicle travel wind to exchange heat with the outside air.
  • a bypass pipe 24 is provided for the decompression means 21.
  • the refrigerant flows through the bypass pipe 24 during the cooling operation, and the refrigerant flows through the decompression means 21 during the heating operation.
  • a bypass pipe 26 that bypasses the pressure reducing means 23 and the first vehicle interior heat exchanger 16 is provided.
  • the on-off valve 27 provided in the bypass pipe 26
  • the refrigerant flows to the decompression means 23 and the first vehicle interior heat exchanger 16 during the cooling operation, and the refrigerant flows through the bypass pipe 26 during the heating operation. It is configured.
  • a one-way valve or the like is appropriately provided for the above flow control, but it is omitted here.
  • the refrigerant does not flow through the first vehicle interior heat exchanger 16 because the first vehicle interior heat exchanger 16 is bypassed. Therefore, the air only passes through the first vehicle interior heat exchanger 16, and heat exchange with the refrigerant in the first vehicle interior heat exchanger 16 is not performed.
  • the air mix damper 19 opens the second vehicle interior heat exchanger 17. For this reason, air flows into the second vehicle interior heat exchanger 17, and heat exchange with the refrigerant is performed in the second vehicle interior heat exchanger 17.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 20 flows into the second vehicle interior heat exchanger 17 that functions as a condenser (condenser) during heating operation, and is cooled by heat exchange with air. Is condensed and liquefied. At this time, the air is heated by the second vehicle interior heat exchanger 17, blown out from the outlet on the downstream side of the air passage 11, and used for heating the vehicle interior.
  • the second vehicle interior heat exchanger 17 that functions as a condenser (condenser) during heating operation, and is cooled by heat exchange with air. Is condensed and liquefied.
  • the air is heated by the second vehicle interior heat exchanger 17, blown out from the outlet on the downstream side of the air passage 11, and used for heating the vehicle interior.
  • the refrigerant condensed in the second vehicle interior heat exchanger 17 is adiabatically expanded by the decompression means 21 such as an expansion valve, and after being decompressed, becomes a gas-liquid two-phase refrigerant, and is an evaporator (evaporator) during heating operation. It flows into the vehicle exterior heat exchanger 22 that functions as:
  • the gas-liquid two-phase refrigerant absorbs heat from the outside air by the air blown by the fan 28 or the traveling wind of the vehicle in the passenger compartment heat exchanger 22 and evaporates and then sucks it into the compressor 20 through the bypass pipe 26. And compressed again.
  • the on-off valve 25 of the bypass pipe 24 is opened, the on-off valve 27 of the bypass pipe 26 is closed, and the refrigerant circulates as shown by an arrow in FIG.
  • the air exchanges heat with the refrigerant in the first vehicle interior heat exchanger 16.
  • the air mix door 19 closes the second vehicle interior heat exchanger 17. For this reason, air does not flow into the second vehicle interior heat exchanger 17 and heat exchange with the refrigerant in the second vehicle interior heat exchanger 17 is not performed.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 20 first flows into the second vehicle interior heat exchanger 17, but heat exchange with the air is not performed by closing the air mix damper 19. It passes through the two-vehicle interior heat exchanger 17 as it is. Therefore, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 20 passes through the bypass pipe 24 as it is and flows into the outdoor heat exchanger 22 that functions as a condenser during the cooling operation. Therefore, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant radiates heat to the outside air in the vehicle exterior heat exchanger 22 and is condensed and liquefied.
  • the refrigerant condensed in the exterior heat exchanger 22 is adiabatically expanded by a decompression means 23 such as an expansion valve, and after being decompressed, becomes a gas-liquid two-phase refrigerant, and functions as an evaporator during cooling operation. It flows into the indoor heat exchanger 16.
  • the refrigerant that has flowed into the first vehicle interior heat exchanger 16 is heated and vaporized by heat exchange with the air taken into the blower passage 11 from each intake port. At this time, the air cooled in the first vehicle interior heat exchanger 16 is blown out from the outlet on the downstream side of the air passage 11 and is used for cooling the vehicle interior.
  • coolant which passed the 1st vehicle interior heat exchanger 16 is suck
  • the second vehicle interior heat exchanger 17 is disposed in the air duct 11 of the HVAC unit 1 and is a condenser that heats the air by condensing the refrigerant from the compressor 20 during heating operation.
  • the air mix damper 19 cuts off the air flow, and the refrigerant from the compressor 20 is passed in a gas state and supplied to the condenser outside the vehicle compartment (heat exchanger 22 outside the vehicle compartment).
  • the bypass piping and valves can be omitted, and the cost can be reduced.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of a heat exchanger shown as an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a front view
  • FIG. 5 is a side view (viewed along arrow AA in FIG. 4)
  • FIG. 7 is a plan view (a view taken along the line CC in FIG. 4)
  • FIG. 8 is a sectional view taken along the line DD in FIG. 4
  • FIG. 9 is a sectional view taken along the line EE in FIG.
  • the heat exchanger 17 is disposed in the air passage of the automobile air conditioner, and heats the air as a condenser during the winter heating, and interrupts the flow of the air during the summer cooling to allow the refrigerant to pass therethrough.
  • the heat exchanger 17 of the present embodiment includes two heat exchange units 100 and 200 arranged side by side in the front and rear direction in the direction of flow of conditioned air (the arrow direction of AIR in FIG. 1).
  • the heat exchange unit 100 located on the upstream side in the flow direction is a heat exchange unit on the refrigerant outlet side having the refrigerant outlet pipe 110, and is downstream in the flow direction.
  • the heat exchange unit 200 located on the side is a refrigerant inlet side heat exchange unit having a refrigerant inlet pipe 210.
  • the heat exchange unit 100 is arranged between a pair of upper and lower cylindrical header tanks 101 and 102 arranged in parallel to each other, a plurality of tubes 103 communicating these header tanks 101 and 102 in parallel, and the tubes 103. It consists of corrugated fins 104, which are joined by brazing.
  • the tube 103 is formed in a flat cross-sectional shape from aluminum or an aluminum alloy, and has a coolant channel inside.
  • the corrugated fin 104 is inserted and arranged between the flat surfaces of the adjacent tubes 103, 103, and forms an air passage in the air flow direction.
  • the upper header tank 101 has upper ends of a plurality of tubes 103 communicating with the lower cylindrical surface. Note that a slit is formed in the header tank 101 in order to fit the tube 103 therein. The left and right ends of the upper header tank 101 are closed.
  • the lower header tank 102 has lower end portions of a plurality of tubes 103 communicating with the upper cylindrical surface.
  • a slit is also formed in the header tank 102 in order to fit the tube 103 therein.
  • one (right side in the figure) is closed, but the other (left side in the figure) is connected to the refrigerant outlet pipe 110.
  • a partition wall 105 that partitions the tank inner space into first and second tank inner spaces 102a and 102b is provided in the middle portion of the lower header tank 102 in the longitudinal direction.
  • the partition wall 105 is formed in a disc shape, and is inserted into the header tank 102 through a previously formed slit and joined.
  • one end side tank space (first tank space) 102a partitioned by the partition wall 105 is a refrigerant outflow side tank space
  • the other end side tank space (second tank space). ) 102b is a tank space that communicates with another heat exchange unit 200 via a connecting member 300 described later.
  • the heat exchange unit 200 includes a pair of upper and lower cylindrical header tanks 201 and 202 arranged in parallel to each other, and a plurality of tubes 203 that communicate these header tanks 201 and 202 in parallel. It consists of corrugated fins 204 arranged between the tubes 203, and these are joined by brazing.
  • the tube 203 is formed of aluminum or an aluminum alloy so as to have a flat cross-sectional shape, and has a coolant channel therein. Similar to the corrugated fin 104, the corrugated fin 204 is inserted between the flat surfaces of the adjacent tubes 203, 203, and forms an air passage in the air flow direction.
  • the upper header tank 201 communicates with the lower cylindrical surface thereof at the upper ends of a plurality of tubes 203. Note that a slit is formed in the header tank 201 in advance for fitting the tube 203 therein. The left and right ends of the upper header tank 201 are closed.
  • the lower header tank 202 has lower ends of a plurality of tubes 203 communicating with the upper cylindrical surface.
  • the header tank 202 is also formed with a slit in order to fit the tube 203 therein.
  • a partition wall 205 for partitioning the tank inner space into first and second tank inner spaces 202a and 202b is provided at the longitudinal intermediate portion of the lower header tank 202.
  • the partition wall 205 is formed in a disc shape, and is inserted and joined to the header tank through a slit formed in advance.
  • one end side tank space (first tank space) 202a partitioned by the partition wall 205 is a refrigerant inflow side tank space, and the other end side tank space (second tank space).
  • 202b is a tank space that communicates with another heat exchange unit 100 via a connecting member 300 described later.
  • the fins 104 of the heat exchange unit 100 and the fins 204 of the heat exchange unit 200 have an integrated structure so as to connect the heat exchange units 100 and 200.
  • both end portions of the header tanks 101 and 201 on the upper side of the heat exchange units 100 and 200 are closed by caps 106 and 107 integrated with the front and rear.
  • One (right side) end of the header tanks 102, 202 on the lower side of the heat exchange units 100, 200 is closed by a cap 108 integrated with the front and rear.
  • Pipes 110 and 210 are connected to the other (left side) ends of the lower header tanks 102 and 202 of the heat exchange units 100 and 200 via a cap 109 integrated with the front and rear.
  • end plates 111 and 112 are disposed on both sides of the heat exchange units 100 and 200, thereby holding the fins 104 (see FIG. 4).
  • connection member 300 the second tank inner space 102 b of the header tank 102 below the heat exchange unit 100 and the second tank inner space 202 b of the header tank 202 below the heat exchange unit 200 are connected by the connecting member 300. Connected. The detailed structure of the connection member 300 in this embodiment will be described later.
  • the flow of the refrigerant in the heat exchanger 17 configured as described above is as shown by the arrows in FIG.
  • the refrigerant flows from the refrigerant inlet pipe 210 of the rear heat exchange unit 200 into the first tank inner space 202a partitioned by the partition plate 205 in the lower header tank 202, and enters the first tank inner space 202a. It flows upward through a group (first path P1) of the tubes 203 in communication and flows into the upper header tank 201.
  • the refrigerant that has flowed into the upper header tank 201 flows downward through the other group (second path P2) of the tube 203 and is partitioned by the partition plate 205 in the lower header tank 202, so that the second tank inner space 202b. Flow into.
  • the refrigerant then partitions the header tank 102 below the front heat exchange unit 100 from the second tank space 202b of the lower header tank 202 below the rear heat exchange unit 200 via the connecting member 300. It flows into the second tank internal space 102b partitioned by the wall 105.
  • the refrigerant that has flowed into the second tank inner space 102b of the lower header tank 102 of the front heat exchange unit 100 passes through a group of tubes 103 (third path P3) communicating with the second tank inner space 102b. It flows upward and flows into the upper header tank 101.
  • the refrigerant that has flowed into the upper header tank 101 flows downward through the other group (fourth path P4) of the tube 103 and is partitioned by the partition plate 105 in the lower header tank 102. And flows out from the refrigerant outlet pipe 110.
  • the rear heat exchange unit 200 is upstream in the refrigerant flow direction, and the front heat exchange unit 100 is downstream in the refrigerant flow direction.
  • This is a so-called counter flow in which the air flow direction is opposite.
  • connection member 300 in this embodiment is a perspective view of the connecting member
  • FIG. 12 is a plan view of the connecting member before bending
  • FIG. 13 is a sectional view of the connecting member before bending
  • FIG. 14 is a sectional view of the connecting member after bending
  • FIG. FIG. 16 is an assembly process diagram of a connection part including a connection member viewed in a transverse section
  • FIG. 16 is an assembly process diagram of a connection part including a connection member viewed in a longitudinal section
  • FIG. 17 is an enlarged view of a main part of FIG.
  • the connecting member 300 is obtained by joining two rectangular plates 400 (see FIG. 12) in a folding manner in which a rectangular plate 400 (see FIG. 12) is bent at 180 degrees along a bent portion 350 set in the longitudinal direction at the center of the plate. (See FIG. 11).
  • a plurality of rows of communication holes 301a are arranged so as to be symmetric with respect to the bending portion 350 set in the longitudinal direction at the center of the plate member 400 as a symmetric axis.
  • 302a is formed.
  • These communication holes 301 a and 302 a are formed by burring, and have boss portions 301 b and 302 b that protrude in a cylindrical shape on one surface of the plate member 400.
  • the one surface from which the boss portions 301b and 302b of the plate member 400 protrude is formed into a cylinder having the same curvature as the cylindrical surface of the header tanks 102 and 202 by step pressing along the row of the boss portions 301b and 302b.
  • Surfaces 301c and 302c are formed.
  • the plate member 400 has an opening for flux penetration (one side defined by the central bent portion 350, more specifically, between the central bent portion 350 and the row of communication holes 302b (or 302a).
  • a plurality of holes (notches or notches) 303 are formed.
  • the flux penetration opening 303 is formed in one of the pair of bent pieces constituting the connection member 300.
  • the plate member 400 is a clad material in which a brazing material is provided on the inner surface when it is bent, and a burring process, a step pressing process, or the like is performed on the clad material. Then, the plate member 400 is folded along the bent portion 350 so that the boss portions 301b and 302b are on both outer sides, and the two members are joined together to form the connecting member 300 (see FIGS. 11 and 14). The joining surfaces are joined to each other by subsequent brazing.
  • the boss portions 301b are arranged at predetermined intervals in the longitudinal direction. , 302b are inserted into the holes 102c and 202c.
  • the header tanks 102 and 202 are coated with a brazing material on the outer peripheral surfaces (the same applies to 101 and 201).
  • connection member 300 After the bending process is disposed between the two header tanks 102 and 202.
  • the joint end 360 side opposite to the bending portion 350 side of the connection member 300 is It arrange
  • the boss portion 301 b on one surface of the connection member 300 is inserted into the hole 102 c of the header tank 102, and the cylindrical surface 301 c of the connection member 300 is joined to the cylindrical surface of the header tank 102.
  • connection member 300 is inserted into the hole 202c of the header tank 202, and the cylindrical surface 302c of the connection member 300 is joined along the cylindrical surface of the header tank 202 (FIGS. 15 and 16). reference).
  • the connecting member 300 protrudes from the outer periphery of the header tanks 102 and 202 toward the bent portion 350 side, and has a certain length that is in contact with the end portions of the corrugated fins 104 and 204 to restrict the position. Therefore, at the time of assembly, the connecting member 300 is arranged with its bent portion 350 in contact with the corrugated fins 104 and 204 (see FIG. 17).
  • All members including the header tanks 101, 102, 201, 202, the tubes 103, 203, and the corrugated fins 104, 204 are joined by brazing in the heating furnace.
  • the connecting member 300 and the header tanks 102 and 202 are joined by the brazing material on the outer peripheral surface of the header tank, and the joining surfaces are joined by the brazing material on the joining surface of the connecting member 300.
  • brazing in order to improve the brazing performance by dissolving the oxide film on the aluminum surface, dissolve the powdered flux in an organic solvent and spray it, evaporate the organic solvent in the drying process, then braze Do.
  • the connection member 300 is provided with the flux penetration opening 303 in one bent piece, the flux can penetrate between the joint surfaces through this opening, and the brazing performance is improved. be able to.
  • the minimum clearance between the header tanks 102 and 202 facing each other through the connection member 300 is 1 mm or more by adjusting the thickness of the connection member 300. This is because if the minimum clearance is less than 1 mm, the header tanks 102 and 202 facing each other due to the brazing flow at the time of brazing and joining are thermally connected by the brazing material, and the effect of the counterflow or the like is weakened. In fact, the present inventors experimented with a minimum clearance of 0 mm, 0.5 mm, and 1.0 mm. However, at 0 mm, heat transfer between tanks was caused by wax flow, and at 0.5 mm, part of the gap between tanks was caused by wax flow. Heat conduction was generated, and heat conduction between tanks due to wax flow could be prevented at 1.0 mm. However, since the heat exchanger increases in size as it exceeds 1 mm, it is desirable that the heat exchanger be around 1 mm.
  • connection member 300 is formed by processing one plate member 400, and can achieve communication through the plurality of communication holes 301a and 302a. Therefore, the flow resistance can be reduced without increasing the number of parts and the number of assembly steps. Moreover, the process to the board
  • connection member 300 is bent with the bent portion 350 set in the longitudinal direction at the center of the rectangular plate member 400 as the axis of symmetry.
  • the bent portion 350 can be positioned between the header tanks 102 and 202.
  • the bent portion is positioned between the header tanks 102 and 202.
  • the thickness of the bent portion 350 is thicker than other portions, the thickness makes it difficult for the connection member 300 and the header tanks 102 and 202 to adhere to each other. Accordingly, by setting the bent portion 350 in the longitudinal direction, suitable joining is possible.
  • the communication holes 301a and 302a of the connection member 300 have a plurality of tubes communicating with the header tanks 102 and 202 in the longitudinal direction of the header tanks 102 and 202 to which the connection member 300 is joined.
  • a large number of communication holes 301a and 302a can be effectively arranged while avoiding interference with the tubes 103 and 203, and the flow resistance can be efficiently reduced.
  • the connecting member 300 has the cylindrical surfaces 301c and 302c having the same curvature as the cylindrical surfaces of the header tanks 102 and 202 by step pressing on the surface from which the bosses 301b and 302b protrude, It is possible to realize a good joint that is less likely to leak.
  • the joint between the joint surfaces of the connection member 300 is facilitated.
  • a brazing material is provided on the outer surface of the connecting member 300, that is, the surface on the header tanks 102, 202 side
  • the brazing material is coated on the outer peripheral side of the header tanks 102, 202 in advance. Excessive amount, which tends to cause problems such as burnout. Therefore, it is effective to use only the bonding surface.
  • connection member 300 is arranged such that the joint end 360 side opposite to the bent portion 350 side is directed to the outside of the heat exchanger. Thereby, it becomes easy to observe the state of the joint surface of the connection member 300 from the outside through the joint end portion 360, and the appearance of the joint state of the joint surface of the connection member 300 after brazing can be inspected. . If an abnormality is found in the joint through the appearance inspection, the subsequent airtight inspection and the like can be omitted, and the inspection man-hour can be reduced.
  • the bent portion 350 of the connection member 300 is disposed in contact with the corrugated fins 104 and 204. For this reason, at the time of assembly, the corrugated fins 104 and 204 are abutted against the connecting member 300, so that the corrugated fins 104 and 204 can be easily positioned and productivity is improved. Further, by restricting the position of the corrugated fins 104 and 204 by the connecting member 300, a certain clearance can be secured between the header tanks 102 and 202 and the corrugated fins 104 and 204. As a result, interference between the brazing materials can be prevented.
  • the abutting portions to the corrugated fins 104 and 204 are on the bent portion 350 side, and interference of the brazing material can be prevented. This is because the brazing material interferes when the joining end 360 side is abutted.
  • one of the pair of bent pieces constituting the connection member 300 is provided with a plurality of openings (holes or notches) 303, so that the connection surface of the connection member after the bending process is provided. In the meantime, it becomes easy to permeate the flux that destroys the oxide film.
  • one header tank 102, 202 of each heat exchange unit 100, 200 has the partition walls 105, 205 that partition the tank space in the middle part in the longitudinal direction, and the partition walls 105, 205 Of the two tank spaces partitioned by the tank space, the tank spaces 102a and 202a on one end side are tank spaces on the refrigerant inflow side or the outflow side, and the tank spaces 102b and 202b on the other end side are connected to other heat via the connecting member 300.
  • the heat exchange efficiency can be improved by a four-pass method.
  • the communication holes 301a and 302a of the connection member 300 are connected to the tank space on the other end side in the longitudinal direction of the header tanks 102 and 202 to which the connection member 300 is joined.
  • the present invention is not limited to the 4-pass scheme, and may be a 2-pass scheme that is the simplest scheme.
  • the present invention is arrange
  • the present invention can be applied to other applications.

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Abstract

　【課題】　熱交換器における前後のヘッダタンク１０２、２０２の接続構造を提供する。　【解決手段】　接続部材３００は、長方形状の板材４００を含み、この板材４００には、一方の面に筒状に突出するボス部３０１ｂ、３０２ｂ付きの多数の連通孔３０１ａ、３０２ａが、長手方向に複数個並び、かつ、板材の中央に長手方向に設定される折り曲げ部３５０を対称軸として２列に形成され、この板材を前記折り曲げ部３５０で前記ボス部３０１ｂ、３０２ｂが両外側となるように折り曲げて２枚合わせに接合してなる。そして、前記接続部材３００は、連通させる２つのヘッダタンク１０２、２０２の間に配置され、前記ボス部３０１ｂ、３０２ｂがこれらのヘッダタンク１０２、２０２に形成した孔１０２ｃ、２０２ｃに挿入されて、これらのヘッダタンク１０１、１０２と接合される。

Description

熱交換器
　本発明は、複数個の熱交換ユニットを空気の通流方向に並べて配置した熱交換器に関し、特に熱交換ユニット間の接続構造に関する。
　熱交換器として、特許文献１に示されるように、複数個の熱交換ユニットを空気の通流方向に並べて配置したものがあり、各熱交換ユニットは、互いに平行に配置される一対の円筒状のヘッダタンクと、これら一対のヘッダタンクを並列に連通する複数のチューブとを含んで構成され、チューブ内を流れる冷媒とチューブ間の空隙を通流する空気との間で熱交換を行う。
　ここで、４パスのカウンターフロー方式では、空気の通流方向の後側（下流側）の熱交換ユニットに２パス（第１パスと第２パス）で蛇行させて流した後、前側（上流側）の熱交換ユニットに２パス（第３パスと第４パス）で蛇行させて流す。
　このとき、後側の熱交換ユニットの第２パスから、前側の熱交換ユニットの第３パスへの接続は、互いに一方のヘッダタンク同士が接続部材を介して連通する構成により、達成される。
　特許文献１では、接続部材（ジョイント部材）として、アルミニウム押出型材の連通孔にパイプ部材を挿入して、パイプ部材の両端部を突出させたものを用いている。
特開平１１－１４２０８７号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の技術では、２つのヘッダタンクを１箇所で連通させることを前提に、アルミニウム押出型材の連通孔にパイプ部材を挿入して、パイプ部材の両端部を突出させた接続部材を用いている。
　従って、流通抵抗の低減のため、連通箇所を増やそうとすると、その分、パイプ部材が必要となるなど、部品点数が増加し、組立工数が増大する。
　特に本熱交換器が、ヒートポンプ方式の自動車用空調装置における送風路に配置され、暖房運転時には、コンプレッサからの冷媒を凝縮することで空気を加熱するコンデンサとして用いられ、冷房運転時には、送風が遮断され、コンプレッサからの冷媒をガス状態で通過させて車室外のコンデンサに供給するように構成される場合、本熱交換器の通流抵抗を低減することが求められる。かかる場合、ヘッダタンク間の連通箇所を増やして、通流抵抗を低減することが重要な課題であり、かかる課題を部品点数や組み立て工数の増加なく達成することは極めて重要である。
　本発明は、このような実状に鑑み、部品点数や組み立て工数の増加を招くことなく、通流抵抗を低減できる、熱交換ユニット間の接続構造を提供することを課題とする。
　本発明に係る熱交換器は、互いに平行に配置される一対の円筒状のヘッダタンクと、これら一対のヘッダタンクを並列に連通する複数のチューブと、を含んで構成され、前記チューブ内を流れる冷媒と前記チューブ間の空隙を通流する空気との間で熱交換を行う熱交換ユニットを、少なくとも２個備え、これらの熱交換ユニットが、前記空気の通流方向の前後に並べて配置され、互いに一方のヘッダタンク同士が接続部材を介して連通する構成である。
　ここにおいて、前記接続部材は、長方形状の板材を含み、この板材には、一方の面に筒状に突出するボス部付きの多数の連通孔が、長手方向に複数個並び、かつ、板材の中央に長手方向に設定される折り曲げ部を対称軸として２列に形成され、この板材を前記折り曲げ部で前記ボス部が両外側となるように折り曲げて２枚合わせに接合してなる。そして、前記接続部材は、連通させる２つのヘッダタンクの間に配置され、前記ボス部がこれらのヘッダタンクに形成した孔に挿入されて、これらのヘッダタンクと接合される。
　本発明によれば、接続部材は、１枚の板材より比較的簡単な加工で構成でき、しかも複数の連通孔での連通を達成できる。従って、部品点数や組み立て工数の増加を招くことなく、通流抵抗を低減できるという効果が得られる。
本発明の一実施形態として示す自動車用空調装置の冷媒回路の暖房運転時の概略図 同上の自動車用空調装置の冷媒回路の冷房運転時の概略図 本発明の一実施形態として示す熱交換器の概略斜視図 同上の熱交換器の正面図 同上の熱交換器の側面図（図４のＡ－Ａ矢視図） 図４のＢ－Ｂ断面図 同上の熱交換器の平面図（図４のＣ－Ｃ矢視図） 図４のＤ－Ｄ断面図 図４のＥ－Ｅ断面図 同上の熱交換器のパス構成を示す概略斜視図 接続部材の斜視図 折り曲げ加工前の接続部材の平面図 折り曲げ加工前の接続部材の断面図 折り曲げ加工後の接続部材の断面図 横断面で見た接続部材を含む接続部の組み立て工程図 縦断面で見た接続部材を含む接続部の組み立て工程図 図６の要部拡大図
　以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
　図１及び図２は本発明の一実施形態として示す自動車用空調装置の冷媒回路の概略図であり、本発明に係る熱交換器を第２車室内熱交換器１７として備えている。また、図１は暖房運転時の状態を示しており、図２は冷房運転時の状態を示している。
　自動車用空調装置は、自動車（エンジン駆動の自動車、電気自動車、ハイブリッド車を含む）の車室内に配設され、車室内空気（内気）又は車外空気（外気）を取込んで温調し、それを車室内に吹き出すＨＶＡＣ（Heating Ventilation and Air Conditioning）ユニット１と、車室外に配設され、フロン系冷媒を介してＨＶＡＣユニット１との熱交換を行うヒートポンプサイクル２と、から構成される。
　ＨＶＡＣユニット１は、ハウジング１０により形成される送風路１１と、送風路１１の入口として形成される内気取込み口１２及び外気取込み口１３と、これらの取込み口１２、１３を選択的に切換える内外気切換ダンパ１４と、これらの取込み口１２、１３から空気（内気又は外気）を取込んで送風路１１へ送風するブロア１５と、送風路１１の比較的上流側に設けられる冷房用の第１車室内熱交換器１６と、送風路１１の比較的下流側に設けられた暖房用の第２車室内熱交換器１７と、第２車室内熱交換器１７をバイパスするバイパス通路１８と、エアミックスダンパ１９とを含んで構成される。
　エアミックスダンパ１９は、第２車室内熱交換器１７及びバイパス通路１８への空気の流れを制御するもので、冷房運転時には図２に示すように第２車室内熱交換器１７への空気の通流を遮断する機能を有している。
　送風路１１の出口側については図示を省略したが、温調された空気を適宜の方向に吹き出すべく、デフ吹出し口、フェース吹出し口、フット吹出し口が設けられ、これらはそれぞれのダンパにより開閉される。
　ヒートポンプサイクル２は、フロン系冷媒を循環させるもので、上記の第１車室内熱交換器１６及び第２車室内熱交換器１７を含んで構成される。
　ヒートポンプサイクル２は、上記の第１車室内熱交換器１６と、第１車室内熱交換器１６の出口側配管が接続されるコンプレッサ（圧縮機）２０と、コンプレッサ２０の出口側配管が接続される第２車室内熱交換器１７と、第２車室内熱交換器１７の出口側配管が接続される膨張弁等の減圧手段２１と、減圧手段２１の出口側配管が接続される車室外熱交換器２２と、車室外熱交換器２２の出口側配管が接続される膨張弁等の減圧手段２３と、を含んで構成され、減圧手段２３の出口側配管は第１車室内熱交換器１６に接続されている。
　車室外熱交換器２２は、車室外、具体的には車両前面に配置され、ファン２８による送風又は車両の走行風を受けて外気と熱交換する。
　減圧手段２１に対しては、バイパス配管２４が設けられる。ここにおいて、バイパス配管２４に設けた開閉弁２５などの制御の下、冷房運転時には冷媒がバイパス配管２４を流れ、暖房運転時には冷媒が減圧手段２１を流れるように構成されている。
　また、減圧手段２３及び第１車室内熱交換器１６に対し、これらをバイパスするバイパス配管２６が設けられる。ここにおいて、バイパス配管２６に設けた開閉弁２７などの制御の下、冷房運転時には冷媒が減圧手段２３及び第１車室内熱交換器１６へ流れ、暖房運転時には冷媒がバイパス配管２６を流れるように構成されている。
　尚、上記流れの制御のため、開閉弁２５、２７の他、一方向弁等が適宜設けられるが、ここでは省略した。
　次に上記の自動車用空調装置の動作について、暖房運転時と冷房運転時とに分けて説明する。
　暖房運転時には、図１に示すように、バイパス配管２４の開閉弁２５が閉じ、バイパス配管２６の開閉弁２７が開いて、冷媒は図１の矢印に示すように循環する。
　ＨＶＡＣユニット１では、第１車室内熱交換器１６がバイパスされていることにより、第１車室内熱交換器１６には冷媒が流れない。従って、空気は第１車室内熱交換器１６を通過するだけで、第１車室内熱交換器１６での冷媒との熱交換は行われない。エアミックスダンパ１９は第２車室内熱交換器１７を開放する。このため、空気は第２車室内熱交換器１７に流入し、第２車室内熱交換器１７にて冷媒との熱交換が行われる。
　ヒートポンプサイクル２では、先ずコンプレッサ２０にて圧縮された高温高圧のガス冷媒が暖房運転時にコンデンサ（凝縮器）として機能する第２車室内熱交換器１７に流入し、空気との熱交換により冷却されて凝縮液化される。このとき、空気は第２車室内熱交換器１７にて加熱され、送風路１１下流側の吹出し口から吹き出されて、車室内の暖房に供される。
　第２車室内熱交換器１７にて凝縮された冷媒は、膨張弁等の減圧手段２１で断熱膨張し、減圧された後、気液二相冷媒となって、暖房運転時にエバポレータ（蒸発器）として機能する車室外熱交換器２２に流入する。この気液二相冷媒は、車室外熱交換器２２にて、ファン２８による送風又は車両の走行風により外気から吸熱して、蒸発ガス化した後、バイパス配管２６を通って、コンプレッサ２０に吸入され、再び圧縮される。
　冷房運転時には、図２に示すように、バイパス配管２４の開閉弁２５が開き、バイパス配管２６の開閉弁２７が閉じ、冷媒は図２の矢印に示すように循環する。
　ＨＶＡＣユニット１では、第１車室内熱交換器１６に冷媒が流れることから、空気は第１車室内熱交換器１６にて冷媒と熱交換される。エアミックスドア１９は第２車室内熱交換器１７を閉鎖する。このため、空気は第２車室内熱交換器１７に流入せず、第２車室内熱交換器１７での冷媒との熱交換は行われない。
　ヒートポンプサイクル２では、先ずコンプレッサ２０にて圧縮された高温高圧のガス冷媒が第２車室内熱交換器１７に流入するが、エアミックスダンパ１９の閉鎖により、空気との熱交換は行われず、第２車室内熱交換器１７をそのまま通過する。従って、コンプレッサ２０にて圧縮された高温高圧のガス冷媒は、そのまま、バイパス配管２４を通り、冷房運転時にコンデンサとして機能する車室外熱交換器２２に流入する。従って、高温高圧のガス冷媒は、車室外熱交換器２２にて外気に放熱し、凝縮液化される。
　車室外熱交換器２２にて凝縮された冷媒は、膨張弁等の減圧手段２３で断熱膨張し、減圧された後、気液二相冷媒となって、冷房運転時にエバポレータとして機能する第１車室内熱交換器１６に流入する。第１車室内熱交換器１６に流入した冷媒は、各取込み口から送風路１１に取込まれた空気との熱交換により加熱されて蒸発ガス化される。このとき、第１車室内熱交換器１６にて冷却された空気は、送風路１１下流側の吹出し口から吹き出されて、車室内の冷房に供される。
　そして、第１車室内熱交換器１６を経た冷媒はコンプレッサ２０に吸入され、再び圧縮される。
　従って、上記の自動車用空調装置において、第２車室内熱交換器１７は、ＨＶＡＣユニット１の送風路１１に配置され、暖房運転時には、コンプレッサ２０からの冷媒を凝縮することで空気を加熱するコンデンサとして用いられ、冷房運転時には、エアミックスダンパ１９により送風が遮断され、コンプレッサ２０からの冷媒をガス状態で通過させて車室外のコンデンサ（車室外熱交換器２２）に供給するように構成される。尚、冷房運転時に冷媒を第２車室内熱交換器１７をバイパスさせる方式と比較すると、バイパスのための配管及び弁を省略でき、コスト低減を図ることができる。
　次に上記の自動車用空調装置における第２車室内熱交換器１７を構成する熱交換器の具体的構成について説明する。
　図３は本発明の一実施形態として示す熱交換器の概略斜視図、図４は正面図、図５は側面図（図４のＡ－Ａ矢視図）、図６は図４のＢ－Ｂ断面図、図７は平面図（図４のＣ－Ｃ矢視図）、図８は図４のＤ－Ｄ断面図、図９は図４のＥ－Ｅ断面図である。
　この熱交換器１７は、自動車用空調装置の送風路に配置され、冬期暖房時にはコンデンサとして送風空気を加熱し、夏季冷房時には送風空気の流通が遮断されて冷媒を通過させるものとなる。
　本実施形態の熱交換器１７は、空調空気の通流方向（図１中ＡＩＲの矢印方向）において、前後に並べて配置された２つの熱交換ユニット１００、２００を有している。ここで、２つの熱交換ユニット１００、２００のうち、通流方向の上流側に位置する熱交換ユニット１００は、冷媒出口パイプ１１０を有する冷媒出口側の熱交換ユニットであり、通流方向の下流側に位置する熱交換ユニット２００は、冷媒入口パイプ２１０を有する冷媒入口側の熱交換ユニットである。
　熱交換ユニット１００は、互いに平行に配置される上下一対の円筒状のヘッダタンク１０１、１０２と、これらのヘッダタンク１０１、１０２を並列に連通する複数のチューブ１０３と、チューブ１０３間に配置されるコルゲートフィン１０４とから構成され、これらはろう付けにより接合されている。
　チューブ１０３は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金により断面形状が扁平な形状に形成され、内部に冷媒流路を有している。
　コルゲートフィン１０４は、隣合うチューブ１０３、１０３の扁平面間に挿入配置され、空気の通流方向に空気通路を形成している。
　上側のヘッダタンク１０１は、その下側の円筒面に、複数のチューブ１０３の上端部が連通している。尚、ヘッダタンク１０１には、前記チューブ１０３を嵌合するため、スリットが予め形成されている。そして、上側のヘッダタンク１０１の左右の両端部は閉塞されている。
　下側のヘッダタンク１０２は、その上側の円筒面に、複数のチューブ１０３の下端部が連通している。尚、ヘッダタンク１０２にも、前記チューブ１０３を嵌合するため、スリットが予め形成されている。そして、下側のヘッダタンク１０２の左右の両端部のうち、一方（図で右方）は閉塞されるが、他方（図で左方）には冷媒出口パイプ１１０が接続されている。そして、下側のヘッダタンク１０２の長手方向中間部には、タンク内空間を第１及び第２のタンク内空間１０２ａ、１０２ｂに仕切る仕切壁１０５が設けられる。尚、仕切壁１０５は、円板状に形成され、ヘッダタンク１０２に予め形成したスリットを介して挿入し、接合する。
　下側のヘッダタンク１０２において、仕切壁１０５により仕切られる一端側のタンク空間（第１のタンク空間）１０２ａは、冷媒の流出側のタンク空間となり、他端側のタンク空間（第２のタンク空間）１０２ｂは、後述の接続部材３００を介して他の熱交換ユニット２００と連通するタンク空間となる。
　熱交換ユニット２００は、熱交換ユニット１００と同様、互いに平行に配置される上下一対の円筒状のヘッダタンク２０１、２０２と、これらのヘッダタンク２０１、２０２を並列に連通する複数のチューブ２０３と、チューブ２０３間に配置されるコルゲートフィン２０４とから構成され、これらはろう付けにより接合されている。
　チューブ２０３は、チューブ１０３と同様、アルミニウムあるいはアルミニウム合金により断面形状が扁平な形状に形成され、内部に冷媒流路を有している。
　コルゲートフィン２０４は、コルゲートフィン１０４と同様、隣合うチューブ２０３、２０３の扁平面間に挿入配置され、空気の通流方向に空気通路を形成している。
　上側のヘッダタンク２０１は、その下側の円筒面に、複数のチューブ２０３の上端部が連通している。尚、ヘッダタンク２０１には、前記チューブ２０３を嵌合するため、スリットが予め形成されている。そして、上側のヘッダタンク２０１の左右の両端部は閉塞されている。
　下側のヘッダタンク２０２は、その上側の円筒面に、複数のチューブ２０３の下端部が連通している。尚、ヘッダタンク２０２にも、前記チューブ２０３を嵌合するため、スリットが予め形成されている。そして、下側のヘッダタンク２０２の左右の両端部のうち、一方（図で右方）は閉塞されるが、他方（図で左方）には冷媒入口パイプ２１０が接続されている。そして、下側のヘッダタンク２０２の長手方向中間部には、タンク内空間を第１及び第２のタンク内空間２０２ａ、２０２ｂに仕切る仕切壁２０５が設けられる。尚、仕切り壁２０５は、円板状に形成され、ヘッダタンクに予め形成したスリットを介して挿入し、接合する。
　下側のヘッダタンク２０２において、仕切壁２０５により仕切られる一端側のタンク空間（第１のタンク空間）２０２ａは、冷媒の流入側のタンク空間となり、他端側のタンク空間（第２のタンク空間）２０２ｂは、後述の接続部材３００を介して他の熱交換ユニット１００と連通するタンク空間となる。
　尚、熱交換ユニット１００のフィン１０４と、熱交換ユニット２００のフィン２０４とは、熱交換ユニット１００、２００を連結するように一体構造となっている。
　また、熱交換ユニット１００、２００の上側のヘッダタンク１０１、２０１の両端部は、前後一体のキャップ１０６、１０７により閉止されている。熱交換ユニット１００、２００の下側のヘッダタンク１０２、２０２の一方（右側）の端部は、前後一体のキャップ１０８により閉止されている。熱交換ユニット１００、２００の下側のヘッダタンク１０２、２０２の他方（左側）の端部は、前後一体のキャップ１０９を介して、パイプ１１０、２１０が接続されている。
　また、熱交換ユニット１００、２００の両側部には端板１１１、１１２が配置され、これによりフィン１０４が保持されている（図４参照）。
　ここにおいて、熱交換ユニット１００の下側のヘッダタンク１０２の第２のタンク内空間１０２ｂと、熱交換ユニット２００の下側のヘッダタンク２０２の第２のタンク内空間２０２ｂとは、接続部材３００により接続される。本実施形態での接続部材３００の詳細構造については後述する。
　以上のように構成された熱交換器１７での冷媒の流れは図１０の矢印に示すようになる。
　冷媒は、後側の熱交換ユニット２００の冷媒入口パイプ２１０から下側のヘッダタンク２０２内の仕切板２０５により仕切られた第１のタンク内空間２０２ａに流入し、第１のタンク内空間２０２ａに連通しているチューブ２０３の一群（第１パスＰ１）を上向きに流れ、上側のヘッダタンク２０１内に流入する。
　上側のヘッダタンク２０１内に流入した冷媒は、チューブ２０３の他群（第２パスＰ２）を下向きに流れ、下側のヘッダタンク２０２内の仕切板２０５により仕切られた第２のタンク内空間２０２ｂに流入する。
　冷媒は、その後、後側の熱交換ユニット２００の下側のヘッダタンク２０２の第２のタンク空間２０２ｂから、接続部材３００を介して、前側の熱交換ユニット１００の下側のヘッダタンク１０２の仕切壁１０５により仕切られた第２のタンク内空間１０２ｂに流入する。
　前側の熱交換ユニット１００の下側のヘッダタンク１０２の第２のタンク内空間１０２ｂに流入した冷媒は、第２のタンク内空間１０２ｂに連通しているチューブ１０３の一群（第３パスＰ３）を上向きに流れ、上側のヘッダタンク１０１内に流入する。
　上側のヘッダタンク１０１内に流入した冷媒は、チューブ１０３の他群（第４パスＰ４）を下向きに流れ、下側のヘッダタンク１０２内の仕切板１０５により仕切られた第１のタンク内空間１０２ａに流入し、冷媒出口パイプ１１０より流出する。
　かかる流れ構造では、空気の通流方向に対し、後側の熱交換ユニット２００が冷媒の流れ方向で上流側、前側の熱交換ユニット１００が冷媒の流れ方向で下流側となり、冷媒の流れ方向と空気の通流方向とが対向する、いわゆるカウンターフローとなる。これにより、空気の通流方向での空気と冷媒との温度差を均一化でき、熱交換効率を向上させることができる。
　本実施形態での接続部材３００の詳細構造について図１１～図１７を参照して説明する。図１１は接続部材の斜視図、図１２は折り曲げ加工前の接続部材の平面図、図１３は折り曲げ加工前の接続部材の断面図、図１４は折り曲げ加工後の接続部材の断面図、図１５は横断面で見た接続部材を含む接続部の組み立て工程図、図１６は縦断面で見た接続部材を含む接続部の組み立て工程図、図１７は図６の要部拡大図である。
　接続部材３００は、長方形状の板材４００（図１２参照）を、板材の中央に長手方向に設定される折り曲げ部３５０に沿って１８０度に折り曲げる折り曲げ加工によって、２枚合わせに接合したものである（図１１参照）。
　次に、折り曲げ加工前の板材４００について、図１２、図１３を参照して詳細に説明する。
　板材４００には、その長手方向に所定の間隔で複数個並び、かつ、板材４００の中央に長手方向に設定される折り曲げ部３５０を対称軸として左右対称になるように２列の連通孔３０１ａ、３０２ａを形成する。これらの連通孔３０１ａ、３０２ａは、バーリング加工により形成され、板材４００の一方の面に円筒状に突出するボス部３０１ｂ、３０２ｂを有している。また、板材４００のボス部３０１ｂ、３０２ｂが突出する前記一方の面には、各ボス部３０１ｂ、３０２ｂの列に沿って、段押し加工により、ヘッダタンク１０２、２０２の円筒面と同じ曲率の円筒面３０１ｃ、３０２ｃを形成してある。
　さらに、板材４００には、中央の折り曲げ部３５０により区画される片側、より具体的には、中央の折り曲げ部３５０と連通孔３０２ｂ（又は３０２ａ）の列との間に、フラックス浸透用の開口（孔若しくは切り欠き）３０３を複数形成してある。
　言い換えれば、接続部材３００を構成する一対の折り曲げ片のうち、いずれか一方に、フラックス浸透用の開口３０３を形成してある。
　板材４００は、折り曲げた時に内側となる面にろう材を持たせたクラッド材であり、このクラッド材に対して、バーリング加工、段押し加工等がなされる。そして、板材４００は、ボス部３０１ｂ、３０２ｂが両外側になるように、折り曲げ部３５０に沿って折り曲げて２枚合わせになり、接続部材３００が形成される（図１１、図１４参照）。その後のろう付けによって、その接合面同士は接合される。
　一方、接続部材３００により連通させる２つのヘッダタンク１０２、２０２（特に第２のタンク内空間１０２ｂ、２０２ｂの部分）の対向する円筒面には、長手方向に所定の間隔で並べて、前記ボス部３０１ｂ、３０２ｂが挿入される孔１０２ｃ、２０２ｃが形成される。尚、ヘッダタンク１０２、２０２にはその外周面にろう材をコーティングしてある（１０１、２０１についても同様）。
　組み立てに際しては、折り曲げ加工後の接続部材３００を、２つのヘッダタンク１０２、２０２の間に配置するが、このとき、接続部材３００の折り曲げ部３５０側とは反対側の接合端部３６０側を、ヘッダタンク１０２、２０２の間から熱交換器の外側を指向するように配置する。そして、ヘッダタンク１０２の孔１０２ｃに接続部材３００の一方の面のボス部３０１ｂを挿入し、ヘッダタンク１０２の円筒面に接続部材３００の円筒面３０１ｃを沿わせて接合する。また、ヘッダタンク２０２の孔２０２ｃに接続部材３００の他方の面のボス部３０２ｂを挿入し、ヘッダタンク２０２の円筒面に接続部材３００の円筒面３０２ｃを沿わせて接合する（図１５、図１６参照）。
　また、接続部材３００は、折り曲げ部３５０側に、ヘッダタンク１０２、２０２の外周より突き出し、コルゲートフィン１０４、２０４の端部と当接して位置規制する程度の一定の長さを有する。従って、組み立てに際しては、接続部材３００は、その折り曲げ部３５０を、コルゲートフィン１０４、２０４に当接させて配置する（図１７参照）。
　尚、ヘッダタンク１０１、１０２、２０１、２０２、チューブ１０３、２０３及びコルゲートフィン１０４、２０４を含む全ての部材は、加熱炉内でろう付けにより接合する。このとき同時に、ヘッダタンクの外周面のろう材によって、接続部材３００とヘッダタンクの１０２、２０２とが接合し、接続部材３００の接合面のろう材によって、接合面同士が接合する。
　また、ろう付けに際しては、アルミ表面の酸化被膜を溶かしてろう付け性能を向上させるため、粉状のフラックスを有機溶剤に溶かして吹き付け、乾燥工程にて有機溶剤を蒸発させた後、ろう付けを行う。
　このときに、前記接続部材３００には、一方の折り曲げ片にフラックス浸透用の開口３０３を設けているので、この開口を通じて、接合面間にフラックスを浸透させることができ、ろう付け性能を向上させることができる。
　また、接続部材３００の厚さ調整により、接続部材３００を介して対向するヘッダタンク１０２、２０２間の最小クリアランスは１ｍｍ以上とするのが好ましい。最小クリアランスが１ｍｍ未満であると、ろう付け接合時にろう流れにより対向するヘッダタンク１０２と２０２とがろう材により熱的につながって、カウンターフローなどの効果を弱めることになるからである。実際に、本発明者らは、最小クリアランスを０ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍとして実験したが、０ｍｍではろう流れによるタンク間熱伝導を生じ、０．５ｍｍでは一部においてろう流れによるタンク間熱伝導を生じ、１．０ｍｍでろう流れによるタンク間熱伝導を阻止できた。但し、１ｍｍを超えるに従って熱交換器の大型化を招くので、１ｍｍ付近とすることが望ましい。
　本実施形態によれば、接続部材３００は、１枚の板材４００を加工して作成され、しかも複数の連通孔３０１ａ、３０２ａでの連通を達成できる。従って、部品点数や組み立て工数の増加を招くことなく、通流抵抗を低減できる。
　また、接続部材３００の製造時の板材４００への加工はプレス機械により１工程で可能であり、加工は容易である。また、バーリング加工について見ても、同一方向への加工であり、加工性に優れる。
　また、本実施形態によれば、接続部材３００は、その長方形状の板材４００の中央に長手方向に設定される折り曲げ部３５０を対称軸として折り曲げ加工される。これにより、折り曲げ部３５０はヘッダタンク１０２、２０２間外へ位置させることができる。逆に、１枚の長方形状の板材を、幅方向に延びる中心線を折り曲げ部として折り曲げ加工した場合、その折り曲げ部はヘッダタンク１０２、２０２間に位置することになる。一般的には、折り曲げ部３５０の厚みは、その他の部位より厚くなるため、この厚みによって、接続部材３００とヘッダタンク１０２、２０２との密着が困難となる。従って、折り曲げ部３５０を長手方向に設定することで、好適な接合が可能となる。
　また、本実施形態によれば、接続部材３００の各連通孔３０１ａ、３０２ａは、接続部材３００が接合されるヘッダタンク１０２、２０２の長手方向において、当該ヘッダタンク１０２、２０２に連通する複数のチューブ１０３、２０３の端部間に位置するように設けられることにより、チューブ１０３、２０３との干渉を避けつつ、多数の連通孔３０１ａ、３０２ａを効果的に配置でき、通流抵抗を効率良く低減できる。
　また、本実施形態によれば、接続部材３００は、ボス部３０１ｂ、３０２ｂが突出する面を段押し加工によりヘッダタンク１０２、２０２の円筒面と同じ曲率の円筒面３０１ｃ、３０２ｃとしたことにより、洩れ等を生じにくい良好な接合を実現できる。
　また、本実施形態によれば、接続部材３００の接合面にろう材を持たせたクラッド材を用いることにより、接続部材３００の接合面間の接合が容易となる。また、接続部材３００の外側面、すなわちヘッダタンク１０２、２０２側の面にろう材を持たせると、ヘッダタンク１０２、２０２にはその外周側に予めろう材をコーティングしてあるので、ろう材が過多となり、焼損などの不具合を生じやすい。よって、接合面にのみとすることが効果的である。
　また、本実施形態によれば、接続部材３００は、折り曲げ部３５０側とは反対側の接合端部３６０側が、熱交換器の外側を指向するように配置される。これにより、この接合端部３６０を介して、接続部材３００の接合面の状態を外部から観察することが容易となり、ろう付け後の接続部材３００の接合面の接合状態を外観検査することができる。外観検査によって接合部に異常が見つかれば、以降の気密検査等を省略できるため、検査工数を低減できる。
　また、本実施形態によれば、接続部材３００の折り曲げ部３５０は、コルゲートフィン１０４、２０４に当接させて配置される。このため、組み立ての際に、接続部材３００にコルゲートフィン１０４、２０４を突き当てることで、コルゲートフィン１０４、２０４の位置決めが容易となり、生産性が向上する。
　また、接続部材３００によりコルゲートフィン１０４、２０４を位置規制することで、ヘッダタンク１０２、２０２とコルゲートフィン１０４、２０４間に一定のクリアランスを確保できる。これにより互いのろう材の干渉を防止できる。
　その一方、前記クリアランスは、接続部材３００の延長部で塞がれるので、コルゲートフィン１０４、２０４とヘッダタンク１０２、２０２の間の風抜けを防止することなり、熱交換効率を向上させることができる。
　また、コルゲートフィン１０４、２０４への突き当て部は、折り曲げ部３５０側であり、ろう材の干渉を防止できる。接合端部３６０側を突き当てた場合は、ろう材が干渉するからである。
　また、本実施形態によれば、接続部材３００を構成する一対の折り曲げ片のうち、一方には、開口（孔若しくは切り欠き）３０３を複数設けたことにより、折り曲げ加工後の接続部材の接合面間に、酸化皮膜を破壊するフラックスを浸透させることが容易になる。
　また、本実施形態によれば、各熱交換ユニット１００、２００の一方のヘッダタンク１０２、２０２は、長手方向の中間部にタンク空間を仕切る仕切壁１０５、２０５を有し、仕切壁１０５、２０５により仕切られる２つのタンク空間のうち、一端側のタンク空間１０２ａ，２０２ａが冷媒の流入側又は流出側のタンク空間となり、他端側のタンク空間１０２ｂ、２０２ｂが接続部材３００を介して他の熱交換ユニットと連通するタンク空間となることにより、４パス方式で熱交換効率を向上させることができる。
　また、本実施形態によれば、４パス方式において、接続部材３００の前記連通孔３０１ａ，３０２ａは、接続部材３００が接合されるヘッダタンク１０２、２０２の長手方向において、前記他端側のタンク空間１０２ｂ、２０２ｂの全域に設けられることにより、冷媒の通流抵抗を効果的に低減できる。但し、本発明は４パス方式に限るものではなく、最も単純な方式である２パス方式としてもよい。
　また、本実施形態によれば、自動車用空調装置の送風路に配置され、暖房運転時には、コンプレッサ２０からの冷媒を凝縮することで空気を加熱するコンデンサとして用いられ、冷房運転時には、送風が遮断され、コンプレッサ２０からの冷媒をガス状態で通過させて車室外のコンデンサ２２に供給するように構成される車室内熱交換器１７に適用することにより、当該熱交換器１７での冷房運転時の通流抵抗を効果的に低減できる。但し、本発明はこれ以外への適用も可能であることは言うまでもない。
　尚、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
　１　ＨＶＡＣユニット
　２　ヒートポンプサイクル
１０　ハウジング
１１　送風路
１２　内気取込み口
１３　外気取込み口
１４　内外気切換ダンパ
１５　ブロワ
１６　第１車室内熱交換器（エバポレータ）
１７　第２車室内熱交換器（コンデンサ）
１８　バイパス通路
１９　エアミックスダンパ
２０　コンプレッサ
２１　膨張弁等の減圧手段
２２　車室外熱交換器（コンデンサ、エバポレータ）
２３　膨張弁等の減圧手段
２４　バイパス配管
２５　開閉弁（冷房運転時：開）
２６　バイパス配管
２７　開閉弁（暖房運転時：開）
２８　ファン
１００　熱交換ユニット
１０１　上側のヘッダタンク
１０２　下側のヘッダタンク
１０２ａ、１０２ｂ　第１及び第２タンク内空間
１０２ｃ　孔
１０３　チューブ
１０４　コルゲートフィン
１０５　仕切壁
１０６～１０９　キャップ
１１０　冷媒出口パイプ
１１１、１１２　端板
２００　熱交換ユニット
２０１　上側のヘッダタンク
２０２　下側のヘッダタンク
２０２ａ、２０２ｂ　第１及び第２タンク内空間
２０２ｃ　孔
２０３　チューブ
２０４　コルゲートフィン
２０５　仕切壁
２１０　冷媒入口パイプ
３００　接続部材
３０１ａ、３０２ａ　連通孔
３０１ｂ、３０２ｂ　ボス部
３０１ｃ、３０２ｃ　段押し加工による円筒面
３０３　開口
３５０　折り曲げ部
３６０　接合端部
４００　板材

Claims (4)

  1. 　互いに平行に配置される一対の円筒状のヘッダタンクと、これら一対のヘッダタンクを並列に連通する複数のチューブと、を含んで構成され、前記チューブ内を流れる冷媒と前記チューブ間の空隙を通流する空気との間で熱交換を行う熱交換ユニットを、少なくとも２個備え、
    　これらの熱交換ユニットが、前記空気の通流方向の前後に並べて配置され、互いに一方のヘッダタンク同士が接続部材を介して連通する構成である、熱交換器であって、
    　前記接続部材は、長方形状の板材を含み、この板材には、一方の面に筒状に突出するボス部付きの多数の連通孔が、長手方向に複数個並び、かつ、板材の中央に長手方向に設定される折り曲げ部を対称軸として２列に形成され、この板材を前記折り曲げ部で前記ボス部が両外側となるように折り曲げて２枚合わせに接合してなり、
    　前記接続部材は、連通させる２つのヘッダタンクの間に配置され、前記ボス部がこれらのヘッダタンクに形成した孔に挿入されて、これらのヘッダタンクと接合されることを特徴とする、熱交換器。
  2. 　前記接続部材は、前記折り曲げ部側とは反対側の接合端部側が、前記ヘッダタンクの間から、熱交換器の外側を指向するように配置されることを特徴とする、請求項１に記載の熱交換器。
  3. 　前記熱交換ユニットは、前記チューブ間の空隙に配置されるフィンを更に含んで構成され、
    　前記接続部材の折り曲げ部は、前記フィンに当接して位置規制することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の熱交換器。
  4. 　前記接続部材を構成する一対の折り曲げ片のうち、一方には、フラックス浸透用の開口が形成されることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１つに記載の熱交換器。
     
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