WO2016136782A1 - 熱交換器 - Google Patents

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WO2016136782A1
WO2016136782A1 PCT/JP2016/055358 JP2016055358W WO2016136782A1 WO 2016136782 A1 WO2016136782 A1 WO 2016136782A1 JP 2016055358 W JP2016055358 W JP 2016055358W WO 2016136782 A1 WO2016136782 A1 WO 2016136782A1
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WO
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flow path
heat exchanger
tank
intermediate chamber
heat exchange
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PCT/JP2016/055358
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English (en)
French (fr)
Inventor
哲 佐久間
裕之 大野
Original Assignee
カルソニックカンセイ株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • 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
    • 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
    • F28F9/04—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • F28F9/16—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
    • F28F9/18—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger in which heat is exchanged between two fluids.
  • JP2013-224758A discloses a water-cooled heat exchanger in which heat is exchanged between a high-temperature refrigerant and water.
  • the heat exchanger includes a plurality of tubes that form water chambers through which water flows, a cylindrical shell that forms a refrigerant chamber through which refrigerant flows, and a plate-like tube plate that closes the opening of the shell; Is provided.
  • the tube sheet has a plurality of openings into which end portions of the respective tubes are inserted.
  • the opening of the tube sheet and the tube are sealed by a joint that joins the two.
  • the tube sheet is provided as a partition member that partitions the refrigerant chamber and the water chamber.
  • An object of the present invention is to maintain the sealing function between the first fluid and the second fluid even when an external force is applied.
  • the heat exchanger that performs heat exchange between the first fluid that flows through the first flow path and the second fluid that flows through the second flow path includes the first flow path and the first flow path.
  • a heat exchange flow path member that partitions two flow paths, a tank that is connected to an open end of the heat exchange flow path member and forms a part of the first flow path therein, and the heat exchange flow path member An intermediate chamber sealed with respect to the first flow path and the second flow path of the tank around the heat exchange flow path member. Formed.
  • the sealing function of one of the first flow path and the second flow path is impaired, and even if the first fluid or the second fluid flows into the intermediate chamber, the other is sealed. If it is done, the first fluid and the second fluid will not be mixed. Therefore, the sealing function between the first fluid and the second fluid can be maintained.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the heat exchanger is disassembled.
  • FIG. 3 is a front view showing the heat exchanger. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a part of FIG.
  • the heat exchanger 10 shown in FIGS. 1 to 6 is a condenser provided in a vehicle air conditioner (not shown).
  • Heat exchange is performed between the coolant (second fluid) to be sent.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant sent from the compressor is condensed and liquefied by being cooled by the heat exchanger 10.
  • the heat exchanger 10 includes a box-shaped case 18, a plurality of tubes 20 stacked and accommodated inside the case 18, and both open end portions 20 ⁇ / b> A of each tube 20. And a pair of tanks 19 connected to 20B.
  • each tube 20 and the pair of tanks 19 are flow path members that form a first flow path 11 through which a refrigerant flows.
  • the case 18 is a flow path member that forms the second flow path 12 through which the coolant flows.
  • the tubular tube 20 constitutes a heat exchange flow path member that partitions the first flow path 11 and the second flow path 12.
  • the tube 20 exchanges heat between the refrigerant flowing inside and the coolant flowing outside.
  • the tube 20 is formed by integrally forming a cylindrical portion 21 formed in a flat cylindrical shape having a substantially square cross-sectional shape and a plurality of ribs 22 extending in a beam shape inside the cylindrical portion 21.
  • the tube 20 is formed by extruding a metal material such as an aluminum material.
  • the tube 20 is not limited to this, and may be formed by laminating a plurality of pressed plate materials and joining the plate materials in a tubular shape.
  • the heat exchanger 10 may be configured such that, for example, corrugated fin materials are interposed between adjacent plate materials.
  • a tank plate 40 and an end plate 30 are provided side by side at both ends of each tube 20.
  • Each tube 20 is supported by the case 18 via the tank plate 40 and the end plate 30.
  • the upstream opening end 20 ⁇ / b> A faces the flow dividing portion 11 ⁇ / b> A in one tank 19
  • the downstream opening end 20 ⁇ / b> B faces the joining portion 11 ⁇ / b> B in the other tank 19.
  • O is the center line of the case 18.
  • Each tube 20 is laminated with a gap in a direction orthogonal to the center line O, and is disposed so as to extend in a direction parallel to the center line O of the case 18.
  • Each tank 19 includes a tank plate 40 and a tank wall member 14.
  • Each tank wall member 14 is connected to a pipe (not shown) constituting a refrigerant passage.
  • the case 18 includes a cylindrical shell 50 and a pair of end plates 30 that respectively close the open ends 50B and 50A of the shell 50.
  • the shell 50 is formed into a cylindrical shape having a substantially square cross section by assembling the semi-cylindrical case upper 51 and the case lower 52.
  • the shell 50 is disposed so as to cover each tube 20.
  • the shell 50 is formed with an inlet 12A and an outlet 12B of the second flow path 12, respectively.
  • Pipes (not shown) constituting the coolant passage of the engine are connected to the inlet 12A and the outlet 12B of the shell 50, respectively.
  • the coolant sent from the engine pump via a radiator flows into the second flow path 12 from the inlet 12A through the coolant passage as shown by an arrow C.
  • the coolant flows around each tube 20 in the second flow path 12 and then flows out from the outlet 12B as indicated by an arrow D.
  • the refrigerant sent from the compressor of the air conditioner is diverted into each tube 20 from the diverter 11A as indicated by an arrow A.
  • the refrigerant flows through each tube 20, as shown by an arrow B, the refrigerant merges at the junction 11 ⁇ / b> B and is guided to the piping.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant is cooled by releasing heat to the coolant flowing outside the tubes 20 in the course of flowing inside the tubes 20.
  • the end plate 30 is joined to the tank plate 40 and each tube 20 and functions as a partition that partitions the intermediate chamber 13 from the first flow path 11 and the outside.
  • the lid-like end plate 30 includes a partition portion 32 that partitions the second flow path 12 and the intermediate chamber 13 inside the shell 50, and a cylindrical spigot portion that is joined to the inner wall of the shell 50. 33, a cylindrical stepped portion 34 protruding from the open end 50B of the shell 50, and a cylindrical flange portion 35 extending from the stepped portion 34 in the extending direction of the shell 50.
  • the partition portion 32 is formed in a plate shape extending in a direction orthogonal to the center line O of the shell 50.
  • the partition 32 has a plurality of openings 31 through which each tube 20 passes. Between the opening part 31 of the end plate 30 and each tube 20, the junction part 36 which joins both by brazing is formed.
  • the inlay part 33 is formed in a cylindrical shape whose cross section is bent from the partition part 32 and is fitted to the inner wall of the shell 50. Between the inlay part 33 and the inner wall of the shell 50, the junction part 37 which joins both by brazing is formed.
  • the stepped portion 34 is formed in a cylindrical shape whose section is bent and expanded.
  • the end plate 30 is positioned with respect to the shell 50 by the stepped portion 34 being brought into contact with the open end 50B of the shell 50 and assembled.
  • the flange portion 35 has the same cross-sectional shape as the shell 50 and is formed in a cylindrical shape extending in the extending direction of the shell 50.
  • the lid-shaped tank plate 40 includes a partition portion 42 that partitions the second flow path 12 and the intermediate chamber 13 inside the end plate 30, a cylindrical inlay portion 43 that is joined to the inner wall of the end plate 30, and the end plate A cylindrical stepped portion 44 protruding from 30, and a cylindrical flange portion 45 extending from the stepped portion 44 in the extending direction of the shell 50.
  • the partition 42 is formed in a plate shape extending in a direction orthogonal to the center line O of the shell 50.
  • the partition 42 has a plurality of openings 41 through which each tube 20 passes. Between the opening part 41 of the tank plate 40 and each tube 20, the junction part 46 which joins both by brazing is formed.
  • the inlay part 43 is formed in a cylindrical shape whose cross section is bent from the partition part 42.
  • the inlay portion 43 is fitted to the flange portion 35 of the end plate 30.
  • a joint portion 47 is formed between the inlay portion 43 and the inner wall of the end plate 30 to join the two by brazing.
  • the stepped portion 44 is formed in a cylindrical shape whose section is bent and expanded.
  • the tank plate 40 is positioned with respect to the end plate 30 when the stepped portion 44 is assembled in contact with the opening end of the flange portion 35 of the end plate 30.
  • the flange portion 45 has the same cross-sectional shape as the shell 50 and is formed in a cylindrical shape extending in the extending direction of the shell 50.
  • the tank wall member 14 is joined to the flange portion 45.
  • each tube 20, the end plate 30, the tank plate 40, the shell 50, and the tank wall member 14 are assembled.
  • the assembly thus assembled is conveyed to a furnace (not shown) and subjected to heat treatment, and the members are joined by brazing.
  • the heat exchanger 10 thus manufactured is mounted on a vehicle as a condenser of an air conditioner.
  • the heat exchanger 10 is connected to the tube 20 (heat exchange flow path member) that forms the first flow path 11 through which the refrigerant (first fluid) flows, and the open ends 20A and 20B of the tube 20.
  • a tank 19 that forms part of the first flow path 11 inside, and a case 18 that houses the tube 20 and forms the second flow path 12 through which the cooling liquid (second fluid) flows.
  • An intermediate chamber 13 that is sealed with respect to the first flow path 11 and the second flow path 12 in the tank 19 is formed around the tube 20.
  • the refrigerant flowing through the first flow path 11 may flow into the intermediate chamber 13 as indicated by an arrow E in FIG.
  • the intermediate chamber 13 prevents the refrigerant from flowing out and the second flow path 12. It is prevented from flowing into.
  • the coolant flowing through the second flow path 12 may flow into the intermediate chamber 13 as indicated by an arrow F in FIG.
  • the intermediate chamber 13 prevents the coolant from flowing out and the first flow path. 11 is prevented.
  • the case 18 includes a cylindrical shell 50 that covers the tube 20 and an end plate 30 that is joined to the tube 20 and the shell 50 to form the second flow path 12.
  • the end plate 30 has a function of supporting the tube 20 on the shell 50 and a function of partitioning the intermediate chamber 13 from the second flow path 12. As a result, the structure of the case 18 can be simplified.
  • the end plate 30 is also joined to the tank 19 to further have a function of partitioning the intermediate chamber 13 from the outside. Thereby, it is not necessary to provide a partition member for partitioning the intermediate chamber 13 from the outside as a member different from the case 18, and the structure can be simplified.
  • the end plate 30 has an inlay portion 33 that fits into the shell 50 and a flange portion 35 to which the tank 19 is coupled. Therefore, when the heat exchanger 10 is assembled, the spigot portion 33 of the end plate 30 is fitted to the shell 50, and the tank plate 40 is fitted to the flange portion 35 of the end plate 30. Thereby, the assembly precision of case 18 and tank 19 can be raised.
  • the tank 19 includes a tank plate 40 that is joined to the tube 20 and the end plate 30 to form the first flow path 11, and a joining portion 36 of the end plate 30 to the tube 20 and a joining portion 46 of the tank plate 40 are provided. Are separated from each other.
  • the tank plate 40 that configures the tank 19 is deformed, so that the stress generated in the joint portion 36 of the end plate 30 is increased. Can be kept small.
  • the sealing function of the end plate 30 is maintained. Therefore, the engine coolant can be prevented from flowing to the outside, and the engine operation can be continued.
  • the end plate 30 and the tank plate 40 have the same shape and the same parts are used.
  • the tank plate 40 may be configured to have a plate thickness smaller than that of the end plate 30 and to have low rigidity. In such a configuration, when an accident or the like occurs and an external force acts on the heat exchanger 10, the joint 46 of the tank plate 40 having low rigidity is deformed first, so that the joint of the end plate 30 is deformed. The deformation of 36 is suppressed.
  • the heat exchanger 10 is provided with a fluid detector 15 that detects the presence of the refrigerant in each intermediate chamber 13.
  • the fluid detector 15 is attached to the end plate 30 of each intermediate chamber 13.
  • the fluid detector 15 has a detection unit that detects the concentration of the refrigerant in the intermediate chamber 13, and outputs a signal corresponding to the presence or absence of the refrigerant in the intermediate chamber 13.
  • a signal detected by the fluid detector 15 is sent to a controller (not shown) provided in the vehicle through wiring (not shown).
  • the controller determines that the refrigerant has flowed into the intermediate chamber 13 according to the signal from the fluid detector 15, and displays the determination result on a display device (not shown) provided in the vehicle.
  • the display device informs the driver of the presence or absence of the refrigerant in the intermediate chamber 13. Therefore, when the tank plate 40 is damaged and the refrigerant flows into the intermediate chamber 13, the driver can stop the operation of the air conditioner corresponding to the display content. Therefore, repair or replacement of the heat exchanger 10 can be performed at an early stage.
  • the heat exchanger 10 may have a configuration in which a fluid detector (not shown) that detects the presence of the coolant in each intermediate chamber 13 is provided.
  • the heat exchanger 10 is provided with an open valve 16 (relief valve) for releasing the fluid in each intermediate chamber 13 to the outside.
  • the release valve 16 is attached to the end plate 30 of each intermediate chamber 13.
  • the release valve 16 when the tank plate 40 is deformed and the refrigerant flows into the intermediate chamber 13, the release valve 16 is opened as the pressure in the intermediate chamber 13 increases beyond a predetermined value.
  • the release valve 16 When the release valve 16 is opened, the refrigerant is discharged from the release valve 16 to the outside of the heat exchanger 10. Thereby, since the pressure rise of the intermediate chamber 13 is suppressed, it is prevented that the junction part 36 of the end plate 30 is damaged. Therefore, it is possible to prevent the refrigerant of the air conditioner from being mixed with the engine coolant.
  • the heat exchanger 10 may be configured to include an opening that always communicates each intermediate chamber 13 to the outside without including the release valve 16.
  • the heat exchanger 10 may be configured to include an opening that always communicates each intermediate chamber 13 to the outside without including the release valve 16.
  • the first fluid flowing through the first flow path 11 is a refrigerant
  • the second fluid flowing through the second flow path 12 is a coolant
  • the first fluid flowing through the first flow path 11 may be a coolant
  • the second fluid flowing through the second flow path 12 may be a refrigerant
  • the end plate 30 may be formed to have a lower rigidity than the tank plate 40. In this case, even if an accident or the like occurs and an external force is applied to the heat exchanger 10, the end plate 30 having low rigidity is deformed, so that the joint 46 of the tank plate 40 is prevented from being deformed.
  • the tank plate 40 is provided away from the shell 50.
  • the configuration is not limited to this, and the tank plate may be arranged between the shell (case) and the heat exchange flow path member along with the end plate.
  • the intermediate chamber is formed between the tank plate, the end plate, the shell (case), and the heat exchange channel member. A part of the tank plate is provided inside the shell (case).
  • the present invention can be applied not only to a condenser but also to other heat exchangers such as an oil cooler and an intercooler mounted on a vehicle. Moreover, it is applicable also to the other heat exchanger used other than a vehicle.

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Abstract

　第１流路を流れる第１流体と第２流路を流れる第２流体との間で熱交換が行われる熱交換器は、前記第１流路と前記第２流路とを仕切る熱交換流路部材と、前記熱交換流路部材の開口端部に接続されて内部に前記第１流路の一部を形成するタンクと、前記熱交換流路部材を収容して内部に前記第２流路を形成するケースと、を備え、前記タンクの前記第１流路及び前記第２流路に対して密閉される中間室が前記熱交換流路部材のまわりに形成される。

Description

熱交換器
　本発明は、２つの流体の間で熱交換が行われる熱交換器に関する。
　ＪＰ２０１３－２２４７５８Ａには、高温の冷媒と水との間で熱交換が行われる水冷式熱交換器が開示されている。
　上記熱交換器は、水が流れる水室を形成する複数のチューブと、チューブのまわりに冷媒が流れる冷媒室を形成する筒状のシェルと、シェルの開口部を塞ぐ板状の管板と、を備える。
　管板は、各チューブの端部が挿入される複数の開口を有する。管板の開口とチューブとの間は、両者を接合する接合部によって密封される。管板は、冷媒室と水室とを仕切る仕切部材として設けられる。
　しかしながら、このような従来の熱交換器にあっては、事故などが発生して外力が加わると、チューブに対する管板の接合部などが変形して、冷媒と水との密封機能が損なわれるおそれがある。
　本発明は、外力が加わっても第１流体と第２流体との密封機能を維持することを目的とする。
　本発明のある態様によれば、第１流路を流れる第１流体と第２流路を流れる第２流体との間で熱交換が行われる熱交換器は、前記第１流路と前記第２流路とを仕切る熱交換流路部材と、前記熱交換流路部材の開口端部に接続されて内部に前記第１流路の一部を形成するタンクと、前記熱交換流路部材を収容して内部に前記第２流路を形成するケースと、を備え、前記タンクの前記第１流路及び前記第２流路に対して密閉される中間室が前記熱交換流路部材のまわりに形成される。
　この態様によれば、仮に外力が加わることで第１流路と第２流路との一方の密封機能が損なわれ、第１流体または第２流体が中間室に流入したとしても、他方が密封されていれば第１流体と第２流体とが混合することはない。したがって、第１流体と第２流体との密封機能を維持することができる。
図１は、本発明の実施形態に係る熱交換器を示す斜視図である。 図２は、熱交換器を分解した状態を示す斜視図である。 図３は、熱交換器を示す正面図である。 図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。 図５は、図３のＶ－Ｖ線に沿う断面図である。 図６は、図５の一部を拡大した断面図である。
　以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る熱交換器１０について説明する。
　図１から図６に示す熱交換器１０は、車両の空気調和装置（図示省略）に設けられるコンデンサである。熱交換器１０では、矢印Ａ，Ｂで示すように空気調和装置のコンプレッサ（図示省略）から送られる冷媒（第１流体）と、矢印Ｃ，Ｄで示すようにエンジンのポンプ（図示省略）から送られる冷却液（第２流体）と、の間で熱交換が行われる。コンプレッサから送られる高温高圧のガス冷媒は、熱交換器１０で冷却されることによって凝縮して液化する。
　図１及び図２に示すように、熱交換器１０は、箱状のケース１８と、ケース１８の内部に積層して収容される複数のチューブ２０と、各チューブ２０の両開口端部２０Ａ，２０Ｂに接続される一対のタンク１９と、を備える。
　図３及び図４に示すように、各チューブ２０及び一対のタンク１９は、冷媒が流れる第１流路１１を形成する流路部材である。ケース１８は、冷却液が流れる第２流路１２を形成する流路部材である。
　管状のチューブ２０は、第１流路１１と第２流路１２とを仕切る熱交換流路部材を構成する。チューブ２０は、その内側を流れる冷媒と、その外側を流れる冷却液と、の間で熱交換をさせる。
　チューブ２０は、断面形状が略四角形をした扁平な筒状に形成される筒部２１と、筒部２１の内側に梁状にわたされる複数のリブ２２と、が一体に形成されてなる。
　チューブ２０は、アルミ材などの金属材を押し出し成形することによって形成される。チューブ２０は、これに限らず、プレス加工した複数の板材を積層し、板材どうしを管状に接合して形成されるものであってもよい。さらに、熱交換器１０は、隣り合う板材の間に、例えば波板状のフィン材が介装される構成であってもよい。
　各チューブ２０の両端部には、タンクプレート４０及びエンドプレート３０がそれぞれ並んで設けられる。各チューブ２０は、タンクプレート４０及びエンドプレート３０を介してケース１８に支持される。
　各チューブ２０は、上流側の開口端部２０Ａが一方のタンク１９内の分流部１１Ａに臨み、下流側の開口端部２０Ｂが他方のタンク１９内の合流部１１Ｂに臨む。
　図４及び図５において、Ｏはケース１８の中心線である。各チューブ２０は、中心線Ｏと直交する方向に間隔をもって積層され、かつケース１８の中心線Ｏと平行な方向に延びるように配置される。
　各タンク１９は、タンクプレート４０と、タンク壁部材１４と、を備える。各タンク壁部材１４には、冷媒通路を構成する配管（図示省略）がそれぞれ接続される。
　ケース１８は、筒状のシェル５０と、シェル５０の開口端５０Ｂ，５０Ａをそれぞれ塞ぐ一対のエンドプレート３０と、を備える。
　シェル５０は、半筒状のケースアッパ５１及びケースロア５２が組み付けられることによって、断面形状が略四角形の筒状に形成される。シェル５０は、各チューブ２０を覆うように配置される。
　シェル５０には、第２流路１２の入口１２Ａ及び出口１２Ｂがそれぞれ形成される。シェル５０の入口１２Ａ及び出口１２Ｂには、エンジンの冷却液通路を構成する配管（図示省略）がそれぞれ接続される。
　熱交換器１０の作動時には、エンジンのポンプからラジエータ（図示省略）を介して送られる冷却液は、矢印Ｃで示すように冷却液通路を通じて入口１２Ａから第２流路１２に流入する。冷却液は、第２流路１２にて各チューブ２０のまわりを流れた後に、矢印Ｄで示すように出口１２Ｂから流出する。
　一方、空気調和装置のコンプレッサから送られる冷媒は、矢印Ａで示すように分流部１１Ａから各チューブ２０内に分流する。冷媒は、各チューブ２０内を流れた後に、矢印Ｂで示すように合流部１１Ｂにて合流して配管へと導かれる。高温高圧のガス冷媒は、各チューブ２０の内部を流れる過程で各チューブ２０の外側を流れる冷却液に放熱して冷却される。
　ところで、車両に搭載される熱交換器１０においては、車両の事故などが発生して外力が加わった場合に、チューブ２０に対するタンク１９またはケース１８の接合部に外力が作用して、第１流路１１または第２流路１２を密封する機能が損なわれるおそれがある。
　これに対して、熱交換器１０では、第１流路１１及び第２流路１２に対して密封される中間室１３がチューブ２０のまわりに形成される。これにより、熱交換器１０は、仮にタンク１９とケース１８との一方の密封機能が損なわれたとしても、他方が密封されていれば冷媒と冷却液とが混合することはなく、冷媒と冷却液との密封機能を維持することができる。
　次に、中間室１３の構成について詳しく説明する。
　エンドプレート３０は、タンクプレート４０及び各チューブ２０に接合されて、中間室１３を第１流路１１及び外部に対して仕切る隔壁として機能する。
　図６に示すように、蓋状のエンドプレート３０は、シェル５０の内側で第２流路１２と中間室１３とを仕切る仕切部３２と、シェル５０の内壁に接合される筒状のインロー部３３と、シェル５０の開口端５０Ｂから突出する筒状の段付き部３４と、段付き部３４からシェル５０の延長方向に延びる筒状のフランジ部３５と、を有する。
　仕切部３２は、シェル５０の中心線Ｏと直交する方向に延びる板状に形成される。仕切部３２は、各チューブ２０が貫通する複数の開口部３１を有する。エンドプレート３０の開口部３１と各チューブ２０との間には、両者をロウ付けによって接合する接合部３６が形成される。
　インロー部３３は、その断面が仕切部３２から曲折して延びる筒状に形成され、シェル５０の内壁に嵌合する。インロー部３３とシェル５０の内壁との間には、両者をロウ付けによって接合する接合部３７が形成される。
　段付き部３４は、その断面が曲折して拡がる筒状に形成される。エンドプレート３０は、段付き部３４がシェル５０の開口端５０Ｂに当接して組み付けられることにより、シェル５０に対する位置決めが行われる。
　フランジ部３５は、シェル５０と同じ断面形状を有し、シェル５０の延長方向に延びる筒状に形成される。
　蓋状のタンクプレート４０は、エンドプレート３０に内側で第２流路１２と中間室１３とを仕切る仕切部４２と、エンドプレート３０に内壁に接合される筒状のインロー部４３と、エンドプレート３０から突出する筒状の段付き部４４と、段付き部４４からシェル５０の延長方向に延びる筒状のフランジ部４５と、を有する。
　仕切部４２は、シェル５０の中心線Ｏと直交する方向に延びる板状に形成される。仕切部４２は、各チューブ２０が貫通する複数の開口部４１を有する。タンクプレート４０の開口部４１と各チューブ２０との間には、両者をロウ付けによって接合する接合部４６が形成される。
　インロー部４３は、その断面が仕切部４２から曲折して延びる筒状に形成される。インロー部４３は、エンドプレート３０のフランジ部３５に嵌合する。インロー部４３とエンドプレート３０の内壁との間には、両者をロウ付けによって接合する接合部４７が形成される。
　段付き部４４は、その断面が曲折して拡がる筒状に形成される。タンクプレート４０は、段付き部４４がエンドプレート３０のフランジ部３５の開口端に当接して組み付けられることにより、エンドプレート３０に対する位置決めが行われる。
　フランジ部４５は、シェル５０と同じ断面形状を有し、シェル５０の延長方向に延びる筒状に形成される。フランジ部４５には、タンク壁部材１４が接合される。
　熱交換器１０の製造時には、各チューブ２０，エンドプレート３０，タンクプレート４０，シェル５０，及びタンク壁部材１４が組み立てられる。こうして組み立てられたものを炉（図示省略）に搬送して加熱処理を行い、各部材をロウ付けによって接合する。こうして製造された熱交換器１０は、空気調和装置のコンデンサとして車両に搭載される。
　以上のように、熱交換器１０は、冷媒（第１流体）が流れる第１流路１１を形成するチューブ２０（熱交換流路部材）と、チューブ２０の開口端部２０Ａ、２０Ｂに接続されて内部に第１流路１１の一部を形成するタンク１９と、チューブ２０を収容するとともに内部に冷却液（第２流体）が流れる第２流路１２を形成するケース１８と、を備え、タンク１９内の第１流路１１及び第２流路１２に対して密封される中間室１３がチューブ２０のまわりに形成される。
　車両の事故などが発生してタンク１９の接合部４６などに外力が作用すると、第１流路１１を流れる冷媒が図６に矢印Ｅで示すように中間室１３に流入するおそれがある。これに対して、上記の構成によれば、ケース１８に対する中間室１３の密封機能が維持されていれば、中間室１３によって冷媒が外部に流出することが防止されるとともに、第２流路１２に流入することが防止される。
　あるいは、ケース１８の接合部３６などに外力が作用すると、第２流路１２を流れる冷却液が図６に矢印Ｆで示すように中間室１３に流入するおそれがある。これに対して、上記の構成によれば、タンク１９に対する中間室１３の密封機能が維持されていれば、中間室１３によって冷却液が外部に流出することが防止されるとともに、第１流路１１に流入することが防止される。
　このように、熱交換器１０では、仮にチューブ２０まわりのタンク１９またはケース１８の密封機能が損なわれたとしても、空気調和装置の冷媒やエンジンの冷却液が外部に流出することが防止されるとともに、両者が混合することが防止される。これにより、エンジンの運転を続けられるとともに、空気調和装置の作動を続けることができる。
　また、ケース１８は、チューブ２０を覆う筒状のシェル５０と、チューブ２０及びシェル５０に接合されて第２流路１２を形成するエンドプレート３０と、を備える。
　上記の構成によれば、エンドプレート３０は、チューブ２０をシェル５０に支持する機能と、中間室１３を第２流路１２に対して仕切る機能と、を有する。これにより、ケース１８の構造の簡素化を図ることができる。
　また、エンドプレート３０は、タンク１９にも接合されることで、中間室１３と外部とを仕切る機能をさらに有する。これにより、中間室１３と外部とを仕切る仕切部材をケース１８とは別の部材で設ける必要がなく、構造の簡素化を図ることができる。
　また、エンドプレート３０は、シェル５０に嵌合するインロー部３３と、タンク１９が結合するフランジ部３５と、を有する。そのため、熱交換器１０の組み立て時には、シェル５０に対してエンドプレート３０のインロー部３３が嵌合し、エンドプレート３０のフランジ部３５に対してタンクプレート４０が嵌合する。これにより、ケース１８及びタンク１９の組み立て精度を高めることができる。
　また、タンク１９は、チューブ２０及びエンドプレート３０に接合されて第１流路１１を形成するタンクプレート４０を備え、チューブ２０に対するエンドプレート３０の接合部３６とタンクプレート４０の接合部４６とが互いに離れている。
　上記の構成によれば、車両の事故などが発生して外力がタンク１９に作用した場合に、タンク１９を構成するタンクプレート４０が変形することで、エンドプレート３０の接合部３６に生じる応力が小さく抑えられる。こうしてエンドプレート３０が保護されることにより、エンドプレート３０の密封機能が維持される。よって、エンジンの冷却液が外部に流出することが防止され、エンジンの運転を続けることができる。
　エンドプレート３０とタンクプレート４０とは、互いに同一形状をしており、同一の部品が用いられる。これに限らず、タンクプレート４０は、エンドプレート３０に比べて板厚を小さく形成して、剛性が低くなるように構成されてもよい。このように構成した場合には、事故などが起きて外力が熱交換器１０に作用した場合に、剛性の低いタンクプレート４０の接合部４６が先に変形することにより、エンドプレート３０の接合部３６が変形することが抑えられる。
　また、図４に示すように、熱交換器１０には、各中間室１３において冷媒の存在を検知する流体検知器１５が設けられる。流体検知器１５は、各中間室１３のエンドプレート３０にそれぞれ取り付けられる。流体検知器１５は、中間室１３における冷媒の濃度を検知する検知部を有し、中間室１３における冷媒の有無に応じた信号を出力する。流体検知器１５が冷媒を検知した信号は、配線（図示省略）を通じて車両に設けられるコントローラ（図示省略）に送られる。コントローラは、流体検知器１５の信号に応じて中間室１３に冷媒が流入したことを判定し、判定結果を車両に設けられる表示装置（図示省略）に表示する。
　上記の構成によれば、表示装置によって運転者に中間室１３における冷媒の有無が知らされる。そのため、タンクプレート４０が損傷して中間室１３に冷媒が流入した際に、運転者は、表示内容に対応して空気調和装置の作動を停止することができる。よって、熱交換器１０の修理または交換を早期に行うことができる。
　また、熱交換器１０は、各中間室１３において冷却液の存在を検知する流体検知器（図示省略）が設けられる構成であってもよい。
　また、図４に示すように、熱交換器１０には、各中間室１３の流体を外部に逃がす開放弁１６（リリーフバルブ）が設けられる。開放弁１６は、各中間室１３のエンドプレート３０にそれぞれ取り付けられる。
　上記の構成によれば、タンクプレート４０が変形して中間室１３に冷媒が流入した際には、中間室１３の圧力が所定値を超えて高まるのに伴って開放弁１６が開弁する。開放弁１６が開弁すると、冷媒が開放弁１６から熱交換器１０の外部に排出される。これにより、中間室１３の圧力上昇が抑えられるため、エンドプレート３０の接合部３６が損傷することが防止される。よって、エンジンの冷却液に空気調和装置の冷媒が混合することを防止することができる。
　なお、熱交換器１０は、開放弁１６を備えずに、各中間室１３を外部に常時連通する開口部を備える構成としてもよい。このように構成した場合には、タンクプレート４０が変形して中間室１３に冷媒が流入した際に、冷媒は、開口部を通って外部に排出される。これにより、中間室１３の圧力が大気圧に保たれるため、中間室１３の圧力上昇によってエンドプレート３０の接合部３６が変形することが回避される。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
　例えば、上記実施形態では、第１流路１１を流れる第１流体が冷媒であり、第２流路１２を流れる第２流体が冷却液である。これとは逆に、第１流路１１を流れる第１流体が冷却液であり、第２流路１２を流れる第２流体が冷媒であってもよい。さらに、エンドプレート３０は、タンクプレート４０に比べて剛性が低くなるように形成されてもよい。この場合、事故などが発生して熱交換器１０に外力が作用しても、剛性の低いエンドプレート３０が変形することで、タンクプレート４０の接合部４６が変形することが抑えられる。
　また、上記実施形態では、タンクプレート４０がシェル５０から離れて設けられる。これに限らず、タンクプレートがエンドプレートと並んでシェル（ケース）と熱交換流路部材の間に介在する構成であってもよい。この場合、中間室は、タンクプレート，エンドプレート，シェル（ケース），及び熱交換流路部材の間に形成される。タンクプレートの一部は、シェル（ケース）の内部に設けられる。
　本発明は、コンデンサに限らず、車両に搭載されるオイルクーラやインタクーラなどの他の熱交換器にも適用することができる。また、車両以外に使用される他の熱交換器にも適用することができる。
　本願は２０１５年２月２６日に日本国特許庁に出願された特願２０１５－０３６１１２に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (5)

  1. 　第１流路を流れる第１流体と第２流路を流れる第２流体との間で熱交換が行われる熱交換器であって、
    　前記第１流路と前記第２流路とを仕切る熱交換流路部材と、
    　前記熱交換流路部材の開口端部に接続されて内部に前記第１流路の一部を形成するタンクと、
    　前記熱交換流路部材を収容して内部に前記第２流路を形成するケースと、を備え、
    　前記タンクの前記第１流路及び前記第２流路に対して密閉される中間室が前記熱交換流路部材のまわりに形成される熱交換器。
  2. 　請求項１に記載の熱交換器であって、
    　前記ケースは、
    　前記熱交換流路部材を覆う筒状のシェルと、
    　前記熱交換流路部材及び前記シェルに接合されて前記第２流路を形成するエンドプレートと、を備える熱交換器。
  3. 　請求項２に記載の熱交換器であって、
    　前記タンクは、前記熱交換流路部材及び前記エンドプレートに接合されて前記第１流路を形成するタンクプレートを備え、
    　前記熱交換流路部材に対する前記エンドプレートの接合部と前記タンクプレートの接合部とが互いに離れている熱交換器。
  4. 　請求項１から３のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
    　前記中間室は外部に対して密封され、
    　前記中間室において第１流体と第２流体との少なくとも一方の存在を検知する流体検知器をさらに備える熱交換器。
  5. 　請求項１から４のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
    　前記中間室は外部に対して密封され、
    　前記中間室の圧力が高まるのに応じて開弁して前記中間室の流体を外部に逃がす開放弁をさらに備える熱交換器。
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