WO2018074342A1 - 熱交換器およびそれを用いた冷凍システム - Google Patents

熱交換器およびそれを用いた冷凍システム Download PDF

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WO2018074342A1
WO2018074342A1 PCT/JP2017/037129 JP2017037129W WO2018074342A1 WO 2018074342 A1 WO2018074342 A1 WO 2018074342A1 JP 2017037129 W JP2017037129 W JP 2017037129W WO 2018074342 A1 WO2018074342 A1 WO 2018074342A1
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plate
heat exchanger
flow path
header
refrigerant
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PCT/JP2017/037129
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拓也 奥村
憲昭 山本
健二 名越
崇裕 大城
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • 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
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    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/03—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • 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
    • 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
    • F28F9/26—Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger and a refrigeration system using the same.
  • the present invention particularly relates to a plate fin stacked heat exchanger configured by stacking plate-shaped plate fins through which a refrigerant flows and a refrigeration system using the plate fin stacked heat exchanger.
  • a refrigeration system such as an air conditioner or a refrigerator
  • cooling or heating is performed by circulating a refrigerant compressed by a compressor to a heat exchanger such as a condenser or an evaporator and exchanging heat with a second fluid such as air.
  • a heat exchanger such as a condenser or an evaporator
  • the performance and energy saving performance of the system are greatly influenced by the heat exchange efficiency of the heat exchanger. Therefore, high efficiency is strongly demanded for the heat exchanger.
  • a fin tube type heat exchanger configured by passing a heat transfer tube through a fin group is generally used as the heat exchanger of the refrigeration system. And the improvement and miniaturization of the heat exchange efficiency by the diameter reduction of a heat exchanger tube are advanced.
  • This plate fin laminated heat exchanger performs heat exchange between a fluid flowing through a flow path formed in the plate fin and a second fluid flowing between the laminated plate fins. And it is widely used in the air conditioner etc. for vehicles (refer patent document 1).
  • FIG. 36 and 37 show the plate fin laminated heat exchanger described in Patent Document 1.
  • plate fins 103 having a flow path 101 through which a refrigerant flows are laminated to form a plate fin laminate 103.
  • End plates 104 are laminated on both sides of the plate fin laminate 103.
  • the portion of the end plate 102 having the header flow path 105 may expand and deform outward.
  • the expansion deformation in the header flow path 105 is suppressed by the rigidity of the end plate 104 because the refrigerant amount is small and the refrigerant pressure is not so high in the case of a heat exchanger of an automotive air conditioner. Therefore, it is not recognized as a problem.
  • the expansion deformation in the header channel 105 portion is The pressure is considerably larger than that of an air conditioner for automobiles, and it is difficult to suppress expansion deformation at the header flow path 105 portion. Further, it has been found that in some cases, the end plate may expand and deform outward.
  • the present invention has been made in view of such knowledge and problems that occur at the time of environmental measures, and can suppress expansion and deformation in the header flow path portion even in heat exchangers used for home and commercial air conditioners and the like. . Thereby, a heat exchanger with high heat exchange efficiency and a high-performance refrigeration system using the heat exchanger can be provided.
  • a heat exchanger includes a plate fin laminate in which a plurality of plate fins each having a flow path through which a first fluid flows is laminated at both ends in the lamination direction of the plate fin laminate.
  • a second fluid flows between the plate fin stacks of the plate fin stack, and heat exchange is performed between the first fluid and the second fluid.
  • Each of the plurality of plate fins includes a flow path region having a plurality of first fluid flow paths through which the first fluid flows, and a header flow path that connects each of the plurality of first fluid flow paths and the inflow / outflow pipes. Having a header area.
  • the first fluid flow path is constituted by a concave groove provided in each of the plurality of plate fins.
  • the first header region corresponding portion of the first end plate and the second header region corresponding portion of the second end plate are prevented from expanding and deforming the first header region corresponding portion and the second header region corresponding portion.
  • An expansion deformation suppressing portion is provided.
  • the diameter of the first fluid flow path is reduced, and improvement of heat exchange efficiency and downsizing can be promoted. Furthermore, even if the heat exchanger has a high flow rate of the refrigerant that is the first fluid and a high pressure, outward expansion deformation in the header region corresponding portion can be suppressed. By using such a heat exchanger, it is possible to provide a high-performance refrigeration system that is compact and has high energy savings.
  • the present invention suppresses the expansion and deformation in the header region portion even in a heat exchanger used for home and commercial air conditioners by the above-described configuration. Thereby, a small and highly efficient heat exchanger and a refrigeration system using the same can be provided.
  • the perspective view which shows the external appearance of the plate fin lamination type heat exchanger in Embodiment 1 of this invention The exploded perspective view which shows the state which separated the plate fin lamination type heat exchanger up and down Exploded perspective view of the plate fin laminated heat exchanger
  • stacking state of the plate fin laminated body in the plate fin lamination type heat exchanger Schematic showing the AA cross section of FIG. Schematic showing the BB cross section of FIG. Schematic showing the CC cross section of FIG.
  • coolant flow path group part of the plate fin laminated body in the plate fin laminated heat exchanger The perspective view which cut
  • Plan view of plate fins constituting plate fin laminate of same plate fin laminate type heat exchanger An enlarged plan view showing the header area of the plate fin Exploded view showing part of the configuration of the plate fin Top view of first plate fin Plan view of second plate fin The top view for demonstrating the state when the 1st and 2nd fin plate is piled up The figure for demonstrating the refrigerant
  • a heat exchanger is a plate fin laminate in which a plurality of plate fins each having a flow path through which a first fluid flows is laminated, and first plates disposed at both ends in the laminating direction of the plate fin laminate.
  • tube through which the said 1st fluid which flows through the said flow path passes are provided.
  • a second fluid flows between the plate fin stacks of the plate fin stack, and heat exchange is performed between the first fluid and the second fluid.
  • Each of the plurality of plate fins includes a flow path region having a plurality of first fluid flow paths through which the first fluid flows, and a header flow path that connects each of the plurality of first fluid flow paths and the inflow / outflow pipes. Having a header area.
  • the first fluid flow path is constituted by a concave groove provided in each of the plurality of plate fins.
  • the first header region corresponding portion of the first end plate and the second header region corresponding portion of the second end plate are prevented from expanding and deforming the first header region corresponding portion and the second header region corresponding portion.
  • An expansion deformation suppressing portion is provided.
  • the diameter of the first fluid flow path is reduced, and improvement of heat exchange efficiency and downsizing can be promoted. Furthermore, even if the heat exchanger has a high flow rate and a high flow rate of the refrigerant serving as the first fluid, outward expansion deformation in the header region corresponding portion can be suppressed. By using such a heat exchanger, it is possible to provide a high-performance refrigeration system that is compact and has high energy savings.
  • the expansion deformation suppressing portion includes a connecting portion that connects the first header region corresponding portion and the second header region corresponding portion.
  • a first reinforcing plate is disposed on an outer surface of the portion corresponding to the first header region, and a second reinforcing plate is disposed on an outer surface of the portion corresponding to the second header region.
  • a plate and the second reinforcing plate are connected by the connecting portion, and the plate fin laminate is formed of the first end plate and the second end plate, and the first reinforcing plate and the second reinforcing plate. It is pinched.
  • the deformation of the end region corresponding to the header region corresponding to the header region corresponding portion is prevented from expanding outwardly due to the outward expansion deformation force.
  • this deformation suppression is reinforced by the rigidity of the reinforcing plate itself.
  • expansion deformation is reliably suppressed. That is, improvement in heat exchange efficiency and miniaturization can be promoted by reducing the diameter of the first fluid flow path while preventing expansion deformation at the header region corresponding portion.
  • the reinforcing plate is provided in the header region corresponding portion, the volume that is increased by providing the reinforcing plate is the volume that is increased in the header region corresponding portions on both sides of the plate fin laminate. Thereby, an increase in volume can be minimized, and an improvement in heat exchange efficiency can be realized without impairing downsizing of the heat exchanger.
  • each of the plurality of first fluid flow paths is configured in a U-shape, and a header flow path on the fluid inlet side communicating with the inflow pipe and a header flow path on the refrigerant outlet side communicating with the outflow pipe Is disposed on one end side of each of the plurality of plate fins.
  • the first fluid flow path is lengthened to increase the heat exchange amount of the refrigerant, and the heat exchange efficiency is further increased.
  • downsizing of the heat exchanger can be promoted.
  • the header flow path portion that is most likely to be stressed is biased toward the one end side.
  • a problem with the withstand voltage occurs in the header area corresponding portion.
  • the expansion deformation of the header region corresponding portion can be reliably prevented.
  • a shunt control pipe extending toward the second end plate is connected to the first surface of the first reinforcing plate, and the inflow / outlet pipe is connected to the second surface of the first reinforcing plate. Is connected.
  • the heat exchange efficiency can be further improved by the diversion effect by the diversion control pipe.
  • the shunt control pipe can be protruded into the header flow path simply by mounting the reinforcing plate. Accordingly, it is possible to prevent a defective quality such as a plate fin joint failure due to melting of the plate fin brazed portion and a refrigerant leakage accompanying it, which is a concern when the shunt control pipe is retrofitted by welding or the like. As a result, a high quality and high efficiency heat exchanger can be realized.
  • the potential difference between the shunt control pipe and the inflow / outflow pipe is a potential difference between the two when the shunt control pipe and the inflow / outflow pipe are directly connected. It is made of a material that becomes smaller.
  • the plurality of plate fins, the first end plate and the second end plate, and the first reinforcing plate and the second reinforcing plate are provided with through holes.
  • a fastening portion is passed through to connect the first reinforcing plate and the second reinforcing plate.
  • the expansion deformation suppressing portion is formed of a hollow frame, and outer surfaces of the first header region corresponding portion and the second header region corresponding portion are fitted into the hollow frame.
  • the first reinforcing plate is provided with a piping hole into which the inflow / outflow pipe is inserted.
  • the piping hole is tapered.
  • the second reinforcing plate is provided with a communication hole in which a thread groove is screwed, and a screw portion is provided at an end of the connecting portion.
  • the second end plate is provided with a through hole in which a thread groove is screwed.
  • a dew receiving portion is disposed on the peripheral portion of the first reinforcing plate and the peripheral portion of the second reinforcing plate.
  • the fourteenth invention is a refrigeration system comprising the above heat exchanger.
  • this refrigeration system includes a heat exchanger that is small and highly efficient, in which expansion deformation in the header region portion is suppressed. Therefore, a high-performance refrigeration system with high energy saving can be realized.
  • the heat exchanger of the present invention is not limited to the configuration of the plate fin laminated heat exchanger described in the following embodiments, but is a heat exchanger equivalent to the technical idea described in the following embodiments.
  • the configuration is included.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a plate fin laminated heat exchanger (hereinafter simply referred to as a heat exchanger) 1 of the present embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing the plate fin laminated heat exchanger separated in the vertical direction.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the plate fin laminated heat exchanger.
  • FIG. 4 is a side view showing a plate fin laminated state of the plate fin laminated body.
  • 5 to 7 are schematic views showing cross sections of the plate fin laminated heat exchanger.
  • the heat exchanger 1 of the present embodiment includes an inflow pipe (inlet header) 4 into which a refrigerant as a first fluid flows, and a plurality of plate fins 2a having a rectangular plate shape. It has the plate fin laminated body 2 comprised by laminating
  • end plates 3a and 3b having substantially the same shape in plan view as the plate fin 2a are provided on both sides (upper and lower sides in FIG. 1) of the plate fin laminate 2 in the stacking direction.
  • the end plates 3a and 3b are formed of a rigid plate material, and are formed by metal processing such as aluminum, aluminum alloy, and stainless steel by grinding.
  • end plates 3a and 3b and the plurality of plate fins 2a are integrally joined by brazing in a stacked state. These may be joined using another heat-resistant fixing method, for example, a chemical joining member.
  • the end plates 3a and 3b arranged on both sides of the plate fin laminate 2 are connected and fixed at both ends in the longitudinal direction by connecting portions 9 such as bolts / nuts or caulking pin shafts. Yes. That is, the end plates 3a and 3b on both sides of the plate fin laminate are mechanically coupled and fixed to the plate fin laminate 2 with the plate fin laminate 2 interposed therebetween.
  • the reinforcing plates 16a and 16b are further arranged at the header region corresponding portion of one end portion in the longitudinal direction of the end plates 3a and 3b (left end portion in FIG. 1).
  • the “header region corresponding portion” means a portion of the end plate (end plate) that overlaps the header region H (see FIG. 13) of the plate fin 2a when the end plate 3a, 3b and the plate fin 2a are overlapped. A predetermined area).
  • the reinforcing plates 16a and 16b are formed of a rigid plate material, for example, a metal material such as stainless steel or aluminum alloy, similarly to the end plates 3a and 3b.
  • the reinforcing plates 16a and 16b are preferably made of a material having higher rigidity than the end plates 3a and 3b, or have a thick plate thickness.
  • the plate fin 2a has a plurality of parallel refrigerant flow path groups (the refrigerant flow path configuration of the plate fins 2a including the refrigerant flow path group will be described in detail later) in which the refrigerant that is the first fluid flows. ing.
  • the refrigerant flow path group is formed in a U shape (including a substantially U shape).
  • the inflow pipe 4 and the outflow pipe 5 (hereinafter, the inflow pipe 4 and the outflow pipe 5 are collectively referred to as the inflow / outflow pipe) connected to the refrigerant flow path group are on one side (upper side in FIG. 1) of the plate fin laminate 2. Are arranged together on one end side of the end plate 3a.
  • the refrigerant flows in parallel in the longitudinal direction through the plurality of flow path groups inside each plate fin 2a of the plate fin laminate 2, and makes a U-turn. It turns back and is discharged from the outflow pipe 5.
  • the air that is the second fluid passes through the gap formed between the stacks of the plate fins 2 a constituting the plate fin stack 2. Thereby, heat exchange between the refrigerant as the first fluid and the air as the second fluid is performed.
  • 9 to 12 are perspective views showing a part of the plate fin laminate cut away.
  • 13 to 19 are diagrams showing the configuration of the plate fins.
  • the plate fin laminate 2 is configured by laminating plate fins 2a (first plate fins 6 and second plate fins 7) having two kinds of flow path configurations as shown in FIG.
  • each of the first plate fin 6 and the second plate fin 7 of the plate fin 2 a includes a first plate-like member 6 a in which a refrigerant flow path configuration that will be described in detail later is press-molded, and a first plate
  • the second plate-like member 6b having the same configuration as the shape-like member 6a faces and is joined by brazing.
  • the first plate-like member 6a and the second plate-like member 6b are each provided with a concave groove, and the first plate-like member 6a and the second plate-like member 6b are fixed to face each other, so that the refrigerant flow A road is constructed.
  • the 1st plate-shaped member 6a and the 2nd plate-shaped member 6b consist of metal thin plates, such as aluminum, an aluminum alloy, and stainless steel.
  • first plate fin 6 and the second plate fin 7 of the plate fin 2a have the same configuration except that the position of the refrigerant flow path 11 described later is shifted, the first plate fin 6 of FIG. 13 to FIG. A case number will be given and described.
  • the plate fin 2 a (6, 7) has a header region H formed at one end in the longitudinal direction (left side in FIG. 13), and the other region is a flow channel region P. ing.
  • the header region H an inflow header opening 8a and an exit header opening 8b are formed, and the inflow pipe 4 and the outflow pipe 5 are connected to each other.
  • refrigerant flow paths 11 through which the refrigerant that is the first fluid from the header opening 8a flows are formed in the flow path area P in parallel.
  • the refrigerant flow path 11 group is folded back at the other end (near the right end in FIG. 13) of the plate fins 2a (6, 7) and connected to the header opening 8b on the outlet side. More specifically, the refrigerant flow path 11 group is composed of a forward flow path section 11a connected to the inlet header opening 8a and a return flow path section 11b connected to the outlet header opening 8b, and is substantially U-shaped. The shape is folded back.
  • the refrigerant flowing in from the inflow side header opening 8a makes a U-turn from the forward path side flow path portion 11a to the return path side flow path portion 11b and flows to the outlet side header opening 8b.
  • a header channel 10 through which the refrigerant from the header opening 8a flows to the refrigerant channel 11 group is formed.
  • the header flow path 10 includes an outer peripheral flow path 10a formed so as to bulge from the outer periphery of the header opening 8a, a single communication flow path 10b extending to the refrigerant flow path 11 group side of the outer peripheral flow path 10a, and a communication flow path. And a multi-branch channel 10c that connects 10b to each channel of the refrigerant channel 11 group.
  • the outer peripheral flow path 10a, the communication flow path 10b, and the multi-branch flow path 10c in the header flow path 10 are formed wider than the refrigerant flow paths 11 arranged in parallel in the flow path region P.
  • the longitudinal cross-sectional shape orthogonal to a flow direction is a rectangular shape.
  • the opening shape of the header opening 8a on the inflow side has a larger diameter than the opening shape of the header opening 8b on the outlet side. This is because when the heat exchanger is used as a condenser, the volume of the refrigerant after the heat exchange is smaller than the volume of the refrigerant before the heat exchange.
  • the number of the return-side flow passage portions 11b connected to the outlet-side header opening 8b is smaller than the number of the forward-passage flow passage portions 11a into which the refrigerant from the inflow-side header opening 8a flows. This is the same reason that the diameters of the header openings 8a and 8b are different. This is because the volume of the refrigerant after the heat exchange is smaller than the volume of the refrigerant before the heat exchange.
  • the number of the forward path side flow path portions 11a is seven and the number of the return path side flow path portions 11b is two, but it is not limited thereto.
  • the refrigerant inlet / outlet is the reverse of the above configuration.
  • a region in which the forward flow path portion 11a into which the refrigerant flows from the inlet header opening 8a is formed, and a return flow path that flows to the outlet header opening 8b.
  • a slit 15 is disposed between the region where the portion 11b is formed for the purpose of reducing (thermal insulation) heat conduction between the refrigerants in the plate fins 2a (6, 7).
  • the communication flow path 10b of the header flow path 10 on the inlet side is provided so as to be biased toward a portion closer to the opposite side of the return path side flow path section 11b. That is, as shown in FIG. 17, the width V from the center line O of the connecting flow path 10b to the flow path 11a-1 at the end on the return path side flow path section 11b side is opposite to the return path flow path section 11b. It is configured to be larger than the width W to the end flow path 11a-2.
  • the shunt collision wall 17 is formed in the terminal part of the connection flow path 10b, ie, the opening part connected with the outward path side flow path part 11a.
  • a forward flow path portion on the extension line of the communication flow path 10 b is a non-flow path portion 18.
  • the refrigerant flowing from the communication flow path 10b collides with the flow dividing collision wall 17 and is divided (up and down in FIG. 17), and is not flowed through the multi-branch flow path 10c on the downstream side of the communication flow path 10b.
  • the flow passes to the upper and lower flow path groups of the forward flow path section 11a divided by the section 18.
  • a header channel 14 is also formed in the header opening 8b on the outlet side.
  • the header flow path 14 is basically formed in substantially the same shape as the header flow path 10 provided in the header opening 8a on the inlet side, without the shunt collision wall 17.
  • the communication flow path 10b is provided on a substantially center line of the return-path side flow path portion 11b group.
  • the first plate fin 6 has a plurality of projections 12 (first projections: in the flow path region P as shown in FIG. 16A). 12a, 12aa, second protrusion: 12b) are formed at predetermined intervals in the longitudinal direction.
  • FIG. 16A shows the first plate fin 6.
  • FIG. 16B shows the second plate fin 7.
  • FIG. 16C shows a state in which the two fin plates 2a (6, 7) are overlapped (a diagram for showing a positional deviation of the refrigerant flow path 11 group).
  • the first protrusion 12a is formed on the planar end 19a of the plate fin long side edge (the long side edge on both the left and right sides in FIG. 16A).
  • the first protrusions 12aa are formed on the planar end portions 19b of the side edges of the slit 15.
  • the first protrusion 12 a comes into contact with the planar end 19 a of the long side edge of the second plate fin 7 that is adjacently opposed in the stacking direction.
  • the first protrusions 12aa abut on the planar end portions 19b located at both side edges of the slits 15 of the second plate fins 7 that are adjacently opposed in the stacking direction.
  • stacking between the 1st plate fin 6 and the 2nd plate fin 7 adjacent is prescribed
  • the 1st protrusion 12a is formed so that it may be located inward from the edge of each long side edge part, for example, 1 mm or more inside (edge near the refrigerant flow path 11) away from the edge.
  • the second protrusions 12b are formed at predetermined intervals between the flow paths of the group of refrigerant flow paths 11 and in the recessed flat surface portion 20 that is the non-flow path portion 18 in the present embodiment. .
  • the second protrusions 12b abut against the recessed flat surface portions 20 of the second plate fins 7 adjacent in the stacking direction shown in FIG. 16B.
  • the 2nd protrusion 12b has prescribed
  • each protrusion 12 (12a, 12aa, 12b) is formed by cutting up part of the planar end portions 19a, 19b and the recessed planar portion 20 of the first plate fin 6, respectively. Yes.
  • the protrusion 12 (12a, 12aa, 12b) may be cut and raised and referred to as a protrusion.
  • the cut-and-raised edge Y (see FIG. 18) of the cut-and-raised protrusion faces the flow direction indicated by the arrow of the second fluid flowing between the stacked plate fins 2a, and the cut-and-raised piece Z (see FIG. 18) is the second. It follows the flow of fluid.
  • the cut-and-raised protrusion is cut and raised in a substantially U-shaped cross section (substantially U-shaped) that opens in the flow direction of the second fluid.
  • each plate fin 2a (6, 7) is connected integrally.
  • first cut-and-raised protrusions 12a and 12aa and the second cut-and-raised protrusion 12b are arranged in a straight line along the flow direction of the second fluid (air). However, they may be arranged in a staggered arrangement.
  • the plate fin 2a (6) includes a plurality of protrusions 22 (22a, 22a, 22) on the fin plane portion 21 at the end of the flow path region P where the refrigerant flow path 11 group makes a U-turn. 22b).
  • the protrusions 22 (22a, 22b) are also formed by cutting and raising the fin plane portion 21 (hereinafter, the protrusions 22 (22a, 22b) may also be referred to as cutting protrusions), and the protrusions 22 (22a, 22b) The cut and raised edge Y of 22b) is opposed to the flow of the second fluid (see FIG. 19).
  • the cut-and-raised protrusion 22 (22a, 22b) is provided on the downstream side of the positioning boss hole 13.
  • the cut-and-raised projection 22a closest to the downstream side of the positioning boss hole 13 has a shape that contracts the flow on the downstream side of the positioning boss hole 13, for example, a cross-sectional shape toward the second fluid flow (reverse shape) V-shaped) is formed by cutting and raising.
  • the protrusions 22b further downstream from the protrusion 22a are staggered so that the center line thereof is shifted from the center line of the protrusion 22b on the downstream side.
  • the cut and raised protrusions 22 are also cut and raised similarly to the cut and raised protrusions 12 (first cut and raised protrusions: 12a and 12aa, second cut and raised protrusions: 12b).
  • the top surface is in contact with and fixed to the adjacent plate fin 2a (7). Thereby, the clearance gap between the adjacent plate fins 2a is prescribed
  • a positioning through-hole (hereinafter referred to as positioning boss hole) 13 is formed in the plate fin 2a (6, 7) at the end of the header region H.
  • the positioning boss holes 13 are also formed in the end plates 3a, 3b and the reinforcing plates 16a, 16b stacked on both sides of the plate fins 2a (6, 7).
  • the positioning boss hole 13 is fitted with a positioning pin jig for laminating the plurality of plate fins 2a (6, 7).
  • the connecting portions 9 such as bolts for connecting the reinforcing plates 16a and 16b and the end plates 3a and 3b of the plate fin laminate 2 are also used as positioning pin jigs. .
  • a hole outer peripheral portion (hereinafter referred to as a positioning boss hole outer peripheral portion) 13a bulging up and down is provided on the outer peripheral portion of the positioning boss hole 13 provided at both ends of the plate fins 2a (6, 7).
  • a positioning boss hole outer peripheral portion 13a bulging up and down is provided on the outer peripheral portion of the positioning boss hole 13 provided at both ends of the plate fins 2a (6, 7).
  • the positioning boss hole outer peripheral portion 13a forms a space different from the flow path through which the refrigerant flows.
  • the positioning boss hole outer peripheral portion 13a abuts on the plate fins 2a (6, 7) adjacent to each other in the stacking direction, and constitutes a header region support portion that holds the stacking gap of the plate fins 2a. .
  • the positioning boss hole outer peripheral part 13a formed around the positioning boss hole 13 is the header channel 10 (10a, 10b, 10c) of both the inlet and the outlet formed in the header region H shown in FIG. At the same time, it is brazed and fixed to the header flow path 10 and the positioning boss hole outer peripheral portion 13a of the plate fins 2a (6, 7) facing in the stacking direction. Thereby, the header area
  • the cross-sectional shape orthogonal to the direction in which the refrigerant flows is described as a circular shape, but the present invention is not limited to this.
  • the cross-sectional shape of the coolant channel 11 may be a rectangular shape in addition to a circular shape.
  • the refrigerant flow path 11 is described as having a shape protruding on both sides in the stacking direction, but may be a shape protruding only on one side in the stacking direction.
  • the circular shape includes a complex curve shape formed by a circle, an ellipse, and a closed curve.
  • the heat exchanger of the present embodiment is configured, and the operation and effect will be described below.
  • the refrigerant flows from the inflow pipe 4 connected to one end of the plate fin laminate 2 to the header flow path 10 of each plate fin 2a through the inflow side header opening 8a.
  • coolant flows into the refrigerant
  • the refrigerant that has flowed into the refrigerant flow path 11 group of each plate fin 2a is turned back from the forward path side flow path part 11a to the return path side flow path part 11b. Then, the refrigerant flows from the outlet pipe 5 to the refrigerant circuit of the refrigeration system via the outlet-side header flow path 14 and the outlet-side header opening 8b.
  • the refrigerant flows through the refrigerant flow path 11
  • the refrigerant exchanges heat with the air passing between the plate fins 2 a of the plate fin laminate 2.
  • the strong pressure of the refrigerant applied to the header flow path 10 acts strongly on the header region corresponding portions of the end plates 3a and 3b covering both sides of the plate fin laminate 2, and the header plate corresponding to the header regions of the end plates 3a and 3b. Tries to expand and deform toward the outside.
  • the header region corresponding portions of the end plates 3 a and 3 b that cover both side portions of the plate fin laminate 2 are connected by the connecting portion 9. Thereby, it can prevent that the part corresponding to the header area
  • the high pressure of the refrigerant applied to the header region portion tends to deform upward in the upper end plate 3a and downward in the lower end plate 3b.
  • the upward expansion deformation force applied to the upper end plate 3a receives downward pressure from the refrigerant existing in the inflow pipe 4 connected to the upper end plate 3a. That is, the upward expansion deformation force is offset by the downward pressure from the refrigerant present in the inflow pipe 4. Therefore, outward expansion deformation of the portion corresponding to the header region of the upper end plate 3a is prevented.
  • the downward expansion and deformation force applied to the lower end plate 3b is alleviated by connecting the end plate 3b to the upper end plate 3a as described above. Thereby, the expansion deformation of the end plate 3a is suppressed. As a result, the expansion deformation of the end plates 3a and 3b can be alleviated as a whole.
  • the reinforcing plates 16a and 16b are provided on the outer surfaces of the portions corresponding to the header regions of the end plates 3a and 3b.
  • the reinforcing plates 16a and 16b are connected to each other by the connecting portion 9, and the end plates 3a and 3b are pressed against the plate fin laminate 2 from the outside.
  • the strength of the header region corresponding portions of the end plates 3a and 3b is strengthened by the rigidity of the reinforcing plates 16a and 16b itself, and the expansion deformation of the header region corresponding portions is strongly suppressed.
  • the refrigerant flow path 11 provided in the plate fin 2a is U-turned in a substantially U shape, and the header flow path 10 on the inlet side and the header flow on the outlet side
  • the path 14 is collected on one end side of the plate fin. For this reason, both the inlet side pressure and the outlet side pressure are applied to the one end portion side of the plate fin.
  • both inlet side pressure and the outlet side pressure are applied to the one end portion side of the plate fin.
  • the heat exchanger has a large amount of refrigerant or an environment-friendly refrigerant having a high compression ratio, expansion deformation of the header region portion of the plate fin laminate 2 can be prevented. As a result, the refrigerant can be used in a higher pressure state, and a highly efficient heat exchanger can be obtained.
  • the diameter of the refrigerant channel 11 group can be reduced by reducing the cross-sectional area of the concave groove for the refrigerant channel formed in the plate fin 2a. As a result, the heat exchange efficiency can be improved and the size can be reduced.
  • the flow passage cross-sectional area of the refrigerant flow passage 11 is reduced while preventing expansion deformation at the portion corresponding to the header region of the plate fin laminate 2, thereby improving the heat exchange efficiency and reducing the size. Promoted.
  • the reinforcement plates 16a and 16b may be provided at least in the header region corresponding part, an increase in volume that is increased by providing the reinforcement plates 16a and 16b can be minimized. Thereby, expansion deformation prevention and improvement in heat exchange efficiency can be realized without impairing downsizing of the heat exchanger.
  • the header channel 10 has the largest channel area. Therefore, the refrigerant pressure in the header flow path 10 is highest. However, since the header channel 10 is brazed in contact with the adjacent header channel 10, expansion deformation can be effectively prevented. As a result, expansion deformation of the header area corresponding portion can be prevented more reliably.
  • the connecting portion 9 such as a bolt can be used as a guide pin (jig) when the plate fin 2a, the end plates 3a and 3b, and the reinforcing plates 16a and 16b are stacked. Thereby, the stacking accuracy can be increased and the productivity can be improved.
  • the strong pressure of the refrigerant applied to the header region H of the plate fin laminate 2 may deform the cross-sectional area of the header channel 10 in the header region H.
  • the outer wall (flat surface) of the header channel 10 is in a brazed state in contact with the other header channel 10 adjacent in the stacking direction in the stacking direction. For this reason, the pressure based on the refrigerant in each header channel is canceled. Therefore, the header channel 10 in the header region H is not deformed, and a highly reliable heat exchanger can be realized.
  • the refrigerant flow path 11 group provided in the plate fin 2a is formed to be substantially U-shaped and folded. Therefore, the refrigerant flow path length can be increased without increasing the plate fin 2a (the length dimension is increased).
  • the heat exchanger can be downsized.
  • the header flow path corresponding portion is connected to the end plates 3a, 3b and provided with the reinforcing plates 16a, 16b, thereby preventing deformation. Therefore, the refrigerant flow path 11 group is substantially U-shaped, and the header flow path 10 on the inlet side and the header flow path 14 on the outlet side are combined on one end side, so that both the inlet side and the outlet side are included in the header region portion. Even if the refrigerant pressure is applied, expansion deformation of the header region corresponding portion can be reliably prevented.
  • the refrigerant that exchanges heat with the air flowing between the plate fin stacks of the plate fin stack 2 is connected from the header flow path 10 on the inlet side to the communication flow path 10b, the multi-branch flow path 10c, the refrigerant flow It flows to the road 11 group.
  • a flow dividing collision wall 17 is provided on the downstream side of the communication flow path 10b, and the refrigerant collides with the flow dividing collision wall 17 and is divided vertically.
  • coolant divided into the upper and lower sides is further divided into each refrigerant
  • the refrigerant flow path 11 group is formed in a U shape, and the refrigerant flow path is configured to have a folded portion. Therefore, as is apparent from FIG. 17, the length of each flow path of the refrigerant flow path 11 group becomes longer toward the U-shaped outer periphery, in other words, the flow path side 11a-2 away from the slit 15. And a drift arises by the difference in this flow path length.
  • the communication flow path 10b from the header flow path 10 is provided so as to be biased toward the repetitive path flow path side from the center line O of the forward flow path section 11a of the refrigerant flow path 11 group. Therefore, uneven flow is suppressed, and the refrigerant can flow substantially uniformly in each flow path.
  • the refrigerant flow path 11 group is configured in a U-shape, so that the header flow path 10 on the inlet side of each flow path of the refrigerant flow path 11 group to the header flow path 14 on the outlet side. Even if the channel length is different and the channel resistance is changed, the refrigerant can be evenly divided into the respective channels of the refrigerant channel 11 group. This is because the communication flow path 10b from the header flow path 10 on the inlet side is located biased toward the repetitive path side flow path section side of the forward flow path section 11a. This is because the length of the diversion channel up to 11a becomes longer as it becomes closer to the return-side channel portion 11b, and the difference in the channel length is offset.
  • the heat exchanger with higher heat exchange efficiency can be realized while promoting the downsizing of the heat exchanger by the synergistic effect of the U-turn of the refrigerant flow path 11 group and the uniform flow distribution by the flow dividing collision wall 17.
  • a slit 15 is formed between the forward path side flow path portion 11a and the return path side flow path portion 11b of the refrigerant flow path 11 group, and is thermally divided.
  • a plurality of cut-and-raised protrusions 12 (12a, 12aa, 12b) are provided in the flow path region P of the plate fin laminate 2, and the heat in the flow path region P is provided. Exchange efficiency is improved.
  • the cut-and-raised edge Y of the cut-and-raised protrusion 12 (12a, 12aa, 12b) faces the flow direction of the second fluid flowing between the stacked plate fins 2a.
  • interval between plate fin lamination is fixed.
  • the dead water area that tends to occur on the downstream side of the cut-and-raised protrusion 12 (12a, 12aa, 12b) is minimized, and a leading edge effect is produced at the cut-and-raised edge Y portion.
  • the cut and raised protrusions 12 (12a, 12aa, and 12b) are formed to be cut and raised so as to face the flow direction of the second fluid, the flow resistance to the second fluid is reduced. Therefore, an increase in flow resistance in the flow path region P of the plate fin laminate 2 is suppressed, and the heat exchange efficiency of the heat exchanger is greatly improved.
  • the arrangement structure of the cut and raised protrusions 12 (12a, 12aa, 12b) provided on the plate fin 2a has various configurations such as staggered arrangement with respect to the second fluid, or more leeward sides than the leeward side. Conceivable. An optimum configuration for improving the heat transfer coefficient may be selected according to the specifications and configuration of the heat exchanger and the user's request.
  • each cut-and-raised protrusion 12 (12a, 12aa, 12b) is cut and raised so as to open in the flow direction of the air flowing through the gap between the plate fin laminates 2. Therefore, it is not necessary to steal the meat from the hollow plane 20 between the refrigerant flow paths in the direction in which the air flows, that is, the direction intersecting the refrigerant flow paths. Therefore, compared to the case in which the cut-and-raised protrusion 12b is raised like a cylindrical protrusion or the like, the hollow plane 20 positioned between the refrigerant flow paths can be narrowed by an amount that does not require the meat stealing dimension. The width of the plate fin 2a, in other words, the heat exchanger can be reduced in size by the amount that can make the hollow plane 20 narrower.
  • the refrigerant flow paths 11 are alternately displaced (see FIG. 6), thereby providing a narrow plane 20a and a wide plane 20b.
  • a cut and raised protrusion 12b is formed on the wide flat surface 20b side, and the top surface of the cut and raised protrusion 12b is fixed to the narrow flat surface 20a of the adjacent plate fin 2a. Therefore, the width on the narrow plane 20a side does not have to be increased for forming the protrusions. That is, the projection is cut and raised on the wide plane side of the wide plane 20b, and the projection is configured to abut and adhere to the narrow plane 20a of the adjacent plate fin 2a. Therefore, it is possible to keep the narrow plane without increasing the width of the plate fin long side portion on the narrow plane side, and the downsizing of the heat exchanger is promoted.
  • each plate fin 2a is connected integrally. As a result, the rigidity of the plate fin laminate 2 can be improved.
  • the portion on the extension line of the communication flow path 10b of the refrigerant flow path 11 group constitutes the non-flow path portion 18, and one of the protrusions 12 (12a, 12aa, 12b) is utilized using the non-flow path portion 18.
  • a second cut-and-raised projection 12b is provided.
  • first cut and raised protrusions 12a provided on the long side portion of the plate fin laminate 2 improve the strength of the long side edge portion of the plate fin laminate 2 that tends to be weak in strength.
  • first cut-and-raised protrusions 12aa provided on both side edge portions of the slit 15 of the plate fin laminate 2 improve the strength of the slit edge portion that is divided by the slit 15 and decreases in strength. Therefore, deformation near the slit can be prevented while improving the heat exchange efficiency.
  • first cut and raised protrusions 12aa provided on both side edge portions of the slit 15 may be formed as one shape straddling the slit 15. In this case, heat conduction occurs between the forward flow path portion 11a and the return flow path portion 11b of the refrigerant flow channel 11 group, and there is a concern that the heat insulation effect by the slit 15 may be reduced. However, in this embodiment, since the projections 12aa are provided separately on both side edge portions of the slit 15, there is no concern that such heat conduction occurs.
  • the first cut-and-raised protrusions 12 a and 12 aa provided on the long side portion of the plate fin laminate 2 and both side portions of the slit 15 are provided at positions away from the edges of the plate fin long side of the plate fin laminate 2. ing. Therefore, when dew condensation water is generated in the plate fins 2a of the plate fin laminate 2, and this dew condensation water flows along the edge of the plate fins 2a and is discharged, the dew condensation water is formed by the first cut and raised protrusions 12a and 12aa. It is possible to prevent the occurrence of various troubles due to the flow being blocked and the condensed water being accumulated in the cut projections 12a and 12aa. Therefore, a highly reliable heat exchanger can be realized.
  • the cut-and-raised protrusion 22 (22a, 22b) is further provided at the end of the plate fin 2a on the refrigerant flow path U-turn side. Therefore, it is possible to increase the contribution of heat exchange at the end of the U-turn side of the plate fin 2a that does not have the refrigerant flow path 11. Therefore, the heat exchange efficiency can be increased over the entire flow path region of the plate fin 2a, and the heat efficiency of the heat exchanger can be improved.
  • the downstream side is a dead water area, so the heat exchange contribution is extremely low.
  • the plurality of cut and raised protrusions 22 (22a, 22b) are provided on the downstream side of the positioning boss hole 13, the contribution of heat exchange in the entire downstream side of the positioning boss hole 13 is improved. Can do.
  • the cut-and-raised protrusion 22 a provided in the immediate vicinity of the downstream side of the positioning boss hole 13 contracts the flow on the downstream side of the positioning boss hole 13. Therefore, it is possible to minimize the dead water region having a low degree of contribution to heat exchange that occurs on the downstream side of the positioning screw hole. As a result, the heat exchange efficiency can be further improved.
  • each cut-and-raised protrusion 22 (22a, 22b) is cut and raised in the same manner as the cut-and-raised protrusion 12 (12a, 12aa, 12b) provided in the flow path region P, and the cut-and-raised edge Y is formed. It is comprised so that the flow of the 2nd fluid may be opposed. Thereby, the leading edge effect can be produced at the cut and raised edge portion, and the heat exchange efficiency can be further improved accordingly.
  • the plurality of cut-out protrusions 22 (22a, 22b) provided on the downstream side of the positioning boss hole 13 have a staggered arrangement that meanders with respect to the flow of the second fluid. Thereby, a heat exchange function is exhibited effectively and a heat exchange contribution degree becomes high.
  • tops of the cut and raised protrusions 22 are fixed to the adjacent plate fins 2a. With this structure, since the short side portion of the plate fin 2a is connected and fixed in the laminated state, the rigidity of the plate fin laminated body 2 is increased.
  • the cut-and-raised protrusion 22 provided in the immediate vicinity of the positioning boss hole 13 in the present embodiment has a cross-section that opens in a C-shape (reverse V-shape) toward the flow direction of the second fluid in this embodiment. It is cut and raised into a shape.
  • the present invention is not limited to this, and the cut-and-raised protrusion 22 may be formed by cutting and raising substantially in an L-shape and providing the cut-and-raised protrusion 22 as a pair facing each other. In other words, any shape may be used as long as the flow downstream of the positioning boss hole 13 is contracted.
  • the connecting portion 9 and the reinforcing plates 16a and 16b correspond to the expansion deformation suppressing portion.
  • the heat exchanger of the present embodiment is different from the heat exchanger of the first embodiment in the shape of the refrigerant flow path group and the installation position of the header opening.
  • the same number is used for the part which has the same function as the heat exchanger of Embodiment 1, and it demonstrates below centering on a different part.
  • FIG. 20 is a perspective view showing the appearance of the heat exchanger in the second embodiment.
  • FIG. 21 is a plan view of plate fins constituting the plate fin laminate of the plate fin laminate heat exchanger.
  • FIG. 22 is an exploded view showing a part of the configuration of the plate fin in the heat exchanger.
  • FIG. 23 is a perspective view showing the refrigerant flow path group portion of the plate fin laminate in the same heat exchanger.
  • the refrigerant flow path 11 group provided in the plate fin 2a is linear.
  • An inlet-side header opening 8a is provided on one end side of the refrigerant flow path 11 group, and an outlet-side header opening 8b is provided on the other end side.
  • the inlet pipe 4 is connected to the header opening 8a on the inlet side
  • the outlet pipe 5 is connected to the header opening 8b on the outlet side, and the refrigerant flows linearly from one end side to the other end side of the plate fin 2a. It is configured to flow out.
  • the header flow path 10 formed around the header opening 8a on the inlet side includes an outer peripheral flow path 10a, a communication flow path 10b, and a multi-branch flow path 10c around the header opening.
  • the communication channel 10b is formed so as to extend from the outer peripheral channel 10a in the short side direction of the plate fin 2a, and then connected to the multi-branch channel 10c.
  • the outlet-side header flow path 14 is also configured in the same manner as the inlet-side header flow path 10, and both are symmetrical.
  • end plates 3a and 3b on both sides of the plate fin laminate 2 are connected by the connecting portion 9 without using the reinforcing plates 16a and 16b. Thereby, the expansion deformation
  • the heat exchanger configured as described above is the same as the heat exchanger described in the first embodiment, including the detailed configuration and effects, except that the refrigerant flow path 11 group is U-shaped. Description is omitted.
  • the cut and raised protrusions 22 provided at the U-turn side end of the plate fin 2a may be appropriately provided in the header regions on both the inlet and outlet sides in the present embodiment.
  • the cut-and-raised protrusion 22 may be formed on the downstream side of the header flow path 10 serving as a dead water area.
  • the connecting portion 9 corresponds to the expansion deformation suppressing portion.
  • a reinforcing plate may be provided as in the first embodiment.
  • the connecting portion 9 and the reinforcing plate correspond to the expansion deformation suppressing portion.
  • the heat exchanger of this embodiment is suitable for use as an evaporator in which the refrigerant inlet and outlet of the heat exchanger are opposite to those of the first embodiment.
  • a refrigerant flow control pipe 24 is provided in the header flow path 14 on the outlet side.
  • FIG. 24 is a perspective view showing the appearance of the heat exchanger in the third embodiment.
  • FIG. 25 is a perspective view showing a state in which the flow dividing control pipe is extracted from the heat exchanger.
  • FIG. 26 is a perspective view showing a branch flow control tube insertion portion in the plate fin laminate of the heat exchanger.
  • FIG. 27 is a perspective view of a flow dividing control pipe in the heat exchanger.
  • FIG. 28 is a schematic view showing a cross section of the flow dividing control pipe portion of the heat exchanger.
  • the diversion control pipe 24 is inserted into the outlet opening 8b serving as the refrigerant evaporating outlet, that is, in the header flow path 14 on the outlet side.
  • the distal end portion of the flow dividing control pipe 24 extends to the end plate 3b on the side where the header opening is not provided.
  • the tip of the flow dividing control tube 24 is closed by the end plate 3b.
  • the diversion control pipe 24 is constituted by a pipe having a smaller diameter than the inner diameter of the header opening 8b.
  • a refrigerant flow gap 25 is formed between the flow dividing control pipe 24 and the header opening inner surface.
  • a plurality of flow outlets 26 are provided at substantially equal intervals in the longitudinal direction of the flow dividing control pipe 24, that is, in the stacking direction of the plate fins 2a.
  • the plurality of diversion ports 26 are formed so that the hole diameter thereof becomes smaller as the refrigerant flows in the direction in which the refrigerant flows, that is, as it approaches the outlet opening 8b.
  • the flow dividing control pipe 24 is attached to the reinforcing plate 16a as shown in FIGS. By fastening the reinforcing plate 16a to the end plates 3a on both sides of the plate fin laminate 2, the flow dividing control pipe 24 is inserted into the header opening 8b.
  • the inflow pipe 4 is connected and fixed to the reinforcing plate 16 a to which the diversion control pipe 24 is attached, on the surface facing the diversion control pipe 24.
  • the outflow pipe 5 is connected and fixed to the reinforcing plate 16a.
  • the flow dividing control pipe 24 may be in contact with the end plate 3b so that the tip portion thereof is closed.
  • the refrigerant gas flowing from the header opening 8a on the inlet side to the header flow path 14 on the outlet side through the refrigerant flow path 11 group is indicated by the arrow in FIG.
  • the refrigerant flows into the flow dividing control pipe 24 through a plurality of flow dividing openings 26 (26 a, 26 b) formed in the pipe wall of the flow dividing control pipe 24 from the refrigerant flow gap 25. Then, the refrigerant flows out from the outlet-side header opening 8b to the outflow pipe 5.
  • the diversion port 26 provided in the diversion control pipe 24 is formed so that its hole diameter becomes smaller as it approaches the header opening 8b on the outlet side. Therefore, it is possible to equalize the amount of refrigerant flowing through each flow path of the refrigerant flow path 11 group.
  • the refrigerant flow path 11 is reduced in diameter, so that the refrigerant pressure loss is several times larger in the header flow path 14 on the outlet side than in the header flow path 10 on the inlet side. Is also getting bigger.
  • the flow of refrigerant is greatly affected by the distribution of pressure loss. Therefore, even if the branch flow control pipe 24 is provided in the header-side header flow path 10 which is a conventional common sense, the pressure loss of the header-side flow path 14 on the outlet side is several times higher than that on the inlet side.
  • the refrigerant flowing through the refrigerant 11 depends on the pressure loss of the header flow path 14 on the outlet side. Therefore, it cannot be shunted as designed.
  • the flow dividing control pipe 24 is provided in the header flow path 14 on the outlet side where the pressure loss is high.
  • the pressure loss distribution in the axial direction in the header flow path 14 on the outlet side which has a great influence on the diversion, becomes uniform. Therefore, the refrigerant
  • the refrigerant that has flowed in from the inflow pipe 4 passes through the header opening 8a on the inlet side, is introduced into the refrigerant flow path 11 inside each plate fin, and the header on the outlet side. It flows into the opening 8b. Then, the refrigerant flows out from the outflow pipe 5.
  • the inflow compared to the plate fin refrigerant flow path 11 farther from the inflow pipe 4 (the plate fin refrigerant flow path closer to the right in FIG. 28).
  • the refrigerant flows more easily in the refrigerant flow path 11 of the plate fin closer to the tube 4 (the refrigerant flow path of the plate fin closer to the left in FIG. 28).
  • the flow rate of the refrigerant may be uneven.
  • the flow dividing control pipe 24 is inserted into the outlet opening 8b on the outlet side, and the flow outlet 26a on the outlet side (the portion closer to the left side in FIG. The diameter is smaller than the diversion port on the outlet side (portion closer to the right side in FIG. 28).
  • the pressure loss of the refrigerant passing through the outlet on the outlet side is increased.
  • the refrigerant flow is prevented from drifting, the amount of refrigerant in the first fluid flow path 11 inside each plate fin is equalized, and the heat exchange efficiency can be improved.
  • the heat exchanger according to the present embodiment improves the heat exchange efficiency in the refrigerant flow path 11 group portion, and can be a heat exchanger with higher heat efficiency.
  • the uniform configuration of refrigerant distribution by the diversion control pipe 24 is a simple arrangement in which the diversion port 26 is simply perforated in the diversion control pipe 24, so that a heat exchanger can be provided at low cost.
  • the shunt control pipe 24 is provided integrally with the reinforcing plate 16a. Therefore, the shunt control pipe 24 can be inserted into the header flow path 14 simply by mounting the reinforcing plate 16a. As a result, it is possible to prevent plate fin joint failure due to soldering of the plate fin brazing portion and the accompanying quality failure such as refrigerant leakage, which is a concern when attaching the shunt control pipe 24 by welding or the like. An efficient heat exchanger can be realized.
  • the reinforcing plate 16a is made of a material (reinforcing plate) in which the potential difference between the shunt control pipe 24 and the outflow pipe 5 is smaller than the potential difference between the shunt control pipe 24 and the outflow pipe 5 when directly connected.
  • 16a is made of stainless steel
  • the flow control pipe 24 is made of aluminum
  • the outflow pipe 5 is made of copper.
  • the shunt control pipe 24 is provided in the reinforcement plate 16a in this embodiment, it is not restricted to this.
  • the diversion control pipe 24 may be provided on the end plate 3a side. In the case of a type that does not use the reinforcing plate 16a, the diversion control pipe 24 and the outflow pipe 5 may be provided on the surface facing the end plate 3a. Good.
  • the refrigerant flow path 11 group has a U shape, but is not limited thereto.
  • the linear refrigerant flow path 11 group described in the second embodiment may be used.
  • the reinforcing plates 16a and 16b correspond to the expansion deformation suppressing portion.
  • Embodiment 4 shows another configuration example for preventing expansion deformation in the header region of the plate fin laminate 2.
  • FIG. 29 is a perspective view showing the appearance of the heat exchanger in the fourth embodiment.
  • a hollow frame 27 is used as an expansion / deformation suppressing portion for preventing expansion / deformation in the header region H of the plate fin laminate 2. That is, the hollow frame 27 is configured as shown in FIG. The hollow frame 27 is fitted into the outer surface of at least the header region corresponding portion of the end plates 3a and 3b on both sides of the plate fin laminate 2 to prevent the end plates 3a and 3b from being expanded and deformed.
  • the hollow frame 27 is only fitted at least on the outer surface of the header region corresponding portion, it can be easily and quickly attached compared to a mechanical coupling portion such as a bolt connection, and productivity can be improved. Can do.
  • the hollow frame body 27 corresponds to the expansion deformation suppressing portion.
  • Embodiment 5 is a refrigeration system configured using the heat exchangers of the embodiments described above.
  • FIG. 30 is a refrigeration cycle diagram of the air conditioner.
  • FIG. 31 is a schematic view showing a cross section of the indoor unit of the air conditioner.
  • the air conditioner includes an outdoor unit 51 and an indoor unit 52 connected to the outdoor unit 51.
  • the outdoor unit 51 includes a compressor 53 that compresses the refrigerant, a four-way valve 54 that switches a refrigerant circuit during cooling and heating operation, an outdoor heat exchanger 55 that exchanges heat between the refrigerant and the outside air, and a decompressor 56 that decompresses the refrigerant. Is arranged.
  • the indoor unit 52 is provided with an indoor heat exchanger 57 that exchanges heat between the refrigerant and the indoor air, and an indoor blower 58.
  • the compressor 53, the four-way valve 54, the indoor heat exchanger 57, the decompressor 56, and the outdoor heat exchanger 55 are connected by a refrigerant circuit to form a heat pump refrigeration cycle.
  • tetrafluoropropene or trifluoropropene is used as a base component, and difluoromethane, pentafluoroethane, or tetrafluoroethane is preferably used so that the global warming potential is 5 or more and 750 or less.
  • the four-way valve 54 is switched so that the discharge side of the compressor 53 and the outdoor heat exchanger 55 communicate with each other.
  • the refrigerant compressed by the compressor 53 becomes a high-temperature and high-pressure refrigerant and is sent to the outdoor heat exchanger 55 through the four-way valve 54.
  • the refrigerant exchanges heat with the outside air to dissipate heat, becomes a high-pressure liquid refrigerant, and is sent to the decompressor 56.
  • the decompressor 56 the refrigerant is decompressed to become a low-temperature and low-pressure two-phase refrigerant and sent to the indoor unit 52.
  • the refrigerant enters the indoor heat exchanger 57, exchanges heat with the indoor air, absorbs heat, evaporates, and becomes a low-temperature gas refrigerant. At this time, the room air is cooled to cool the room. Further, the refrigerant returns to the outdoor unit 51 and is returned to the compressor 53 via the four-way valve 54.
  • the four-way valve 54 is switched so that the discharge side of the compressor 53 and the indoor unit 52 communicate with each other.
  • the refrigerant compressed by the compressor 53 is sent to the indoor unit 52 through the four-way valve 54 as a high-temperature and high-pressure refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant enters the indoor heat exchanger 57, exchanges heat with room air, dissipates heat, and is cooled to become high-pressure liquid refrigerant.
  • the room air is heated to heat the room.
  • the refrigerant is sent to the decompressor 56, where it is decompressed to become a low-temperature and low-pressure two-phase refrigerant.
  • the refrigerant is sent to the outdoor heat exchanger 55 and exchanges heat with the outside air to evaporate. Further, the refrigerant is returned to the compressor 53 via the four-way valve 54.
  • the heat exchanger shown in each of the above embodiments is used for the outdoor heat exchanger 55 or the indoor heat exchanger 57. Thereby, a high-performance refrigeration system with high energy saving can be realized.
  • tapered pipe holes 65a and 66a into which the inflow and outflow pipes are inserted are arranged.
  • operativity of the attachment process of the connection piping to the heat exchanger 1 improves significantly. That is, when the reinforcing plate 59a is set on the side surface of the heat exchanger 1 and the connection pipe is joined to the heat exchanger 1 by means of brazing or the like, the torch is opened from the opening of the pipe holes 65a and 66a that are tapered. Can be lit. Thereby, heat can be efficiently transferred to the heat exchanger 1, and the brazing time can be greatly shortened.
  • the reinforcing plate 59a shown in FIGS. 32 to 34 is disposed so as to cover the entire end plate 60a, but the reinforcing plate 59a is disposed at least in a portion corresponding to the header region of the end plate 60a. That's fine.
  • screw holes are provided in the communication holes 62 and 63 of the reinforcing plate 59b and the end plate 60b, and a screw part is provided at the end of the fastening means 61.
  • the reinforcing plate 59b and the fastening means 61 are fixed.
  • operativity at the time of the assembly of the heat exchanger 1 improves.
  • the screw can be suppressed in order to suppress the expansion of the heat exchanger 1 in the longitudinal direction. It is necessary to tighten a fixing part such as a nut at the end.
  • the communication holes provided in the reinforcement plates 59a and 59b on both sides and the end plates 60a and 60b on both sides are screw holes
  • the communication holes provided in the reinforcement plate 59b and the end plate 60b on one side are screw holes.
  • the fixing with the fastening member is preferable from the viewpoint of workability.
  • a dew receiving part 64a and a dew receiving part 64b are provided on the peripheral part of the reinforcing plate 59a and the peripheral part of the reinforcing plate 59b of the present modification, respectively.
  • the mist adhering to the end portion of the fastening means 61 protruding from the reinforcing plate 59a and the dew generated on the surfaces of the reinforcing plates 59a and 59b can flow to a predetermined place.
  • the volume of the dish which receives dew in the lower part of the heat exchanger 1 can be made compact.
  • the present invention provides a small and high-efficiency heat exchanger and a refrigeration system using the same by providing an expansion / deformation suppressing portion in the header region corresponding portion of the plate fin laminate to suppress expansion / deformation in the header region portion.

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Abstract

本発明に係る熱交器は、第１流体が流れる流路をそれぞれ有する複数のプレートフィンを積層したプレートフィン積層体と、プレートフィン積層体における積層方向両端にそれぞれ配置された第１エンドプレートおよび第２のエンドプレートとを備えている。複数のプレートフィンそれぞれは、流路領域とヘッダ領域とを備えている。第１流体流路は、複数のプレートフィンそれぞれに設けられた凹状溝から構成されている。第１エンドプレートの第１ヘッダ領域対応部分および第２エンドプレートの第２ヘッダ領域対応部分には、第１ヘッダ領域対応部分および第２ヘッダ領域対応部分が膨張変形するのを抑制する膨張変形抑制部が設けられている。

Description

熱交換器およびそれを用いた冷凍システム
　本発明は熱交換器およびそれを用いた冷凍システムに関する。本発明は、特に、冷媒が流れる板状のプレートフィンを積層して構成されたプレートフィン積層型の熱交換器とそれを用いた冷凍システムに関する。
　一般に空気調和機や冷凍機等の冷凍システムは、圧縮機によって圧縮した冷媒を凝縮器や蒸発器等の熱交換器に循環させ、空気等の第２流体と熱交換させて冷房もしくは暖房を行う。この冷凍システムにおいては、熱交換器の熱交換効率によってシステムとしての性能や省エネ性が大きく左右される。従って、熱交換器は高効率化が強く求められている。
　このような中にあって、冷凍システムの熱交換器は、一般的には、フィン群に伝熱管を貫通させて構成したフィンチューブ型熱交換器が用いられている。そして、伝熱管の細径化による熱交換効率の向上及び小型化が進められている。
　しかしながら、上記伝熱管の細径化には限度があるため、熱交換効率の向上及び小型化は限界に近づきつつある。
　一方、熱エネルギーを交換するために使用される熱交換器の中には、流体流路を有するプレートフィンを積層して構成したプレートフィン積層型熱交換器が知られている。
　このプレートフィン積層型熱交換器は、プレートフィンの中に形成された流路を流れる流体と、積層されたプレートフィンの間を流れる第２流体との間で熱交換を行う。そして、車両用の空気調和機などにおいて広く用いられている（特許文献１参照）。
　図３６、図３７は上記特許文献１記載のプレートフィン積層型熱交換器を示している。この熱交換器１００においては、冷媒が流れる流路１０１を有するプレートフィン１０２が積層されて、プレートフィン積層体１０３が構成されている。プレートフィン積層体１０３の両側部にエンドプレート１０４が積層されている。
日本国実用新案登録第３１９２７１９号公報
　上記特許文献１記載のプレートフィン積層型熱交換器は、プレートフィン１０２に凹状溝がプレス成形されて流路１０１が形成されているので、流路１０１の断面積をフィンチューブ型の伝熱管に比べさらに小さくできる利点がある。
　しかしながら、各流路１０１へと冷媒を流すヘッダ流路１０５の面積は各流路１０１の面積に比べ極端に大きいため、ヘッダ流路１０５部分での冷媒の圧力が大きくなる。これにより、エンドプレート１０２のヘッダ流路１０５を有する部分（図３６ではＸで示すプレートフィン積層型熱交換器の上下部分）が外方に膨張変形するおそれがある。
　このヘッダ流路１０５部分での膨張変形は、自動車用空調機の熱交換器の場合には冷媒量が少なくて冷媒圧力がそれほど高くないので、エンドプレート１０４の剛性によって抑制される。したがって、課題として認識されていない。
　しかしながら、発明者らの実験によると、家庭用エアコンや業務用エアコン等のように自動車用空調機に比べ使用される冷媒量が多い熱交換器の場合、ヘッダ流路１０５部分での膨張変形の圧力は自動車用空調機に比べかなり大きく、ヘッダ流路１０５部分での膨張変形を抑制しづらい。さらに、場合によっては、エンドプレートが外方に膨張変形してしまうおそれがあることが判明した。
　また、最近の空気調和機は地球温暖化防止の観点から地球温暖化係数（ＧＷＰ）の小さなＲ１１２３（１，１，２－トリフルオロエチレン）や、Ｒ１１３２（１，２－ジフルオロエチレン）冷媒の実用化が検討されている。これらの冷媒はその圧力が従来のＲ４１０Ａ冷媒に比べ高くなることから、このような冷媒を用いると、ヘッダ流路１０５部分での膨張変形が顕著になることが想定される。したがって、何らかの対策が必要となる。
　本発明はこのような知見並びに環境対策時に発生する課題を見据えてなされたもので、家庭用及び業務用エアコン等に用いる熱交換器であっても、ヘッダ流路部分での膨張変形を抑制できる。これにより、熱交換効率の高い熱交換器及びそれを用いた高性能な冷凍システムを提供することができる。
　上記目的を達成するため、本発明に係る熱交換器は、第１流体が流れる流路をそれぞれ有する複数のプレートフィンが積層されたプレートフィン積層体と、前記プレートフィン積層体における積層方向両端にそれぞれ配置された第１エンドプレートおよび第２エンドプレートと、前記流路を流れる前記第１流体が通過する流入管および流出管から構成される流入出管と、を備えている。前記プレートフィン積層体のプレートフィン積層間に第２流体が流れて、前記第１流体と前記第２流体との間で熱交換する。前記複数のプレートフィンそれぞれは、前記第１流体が流れる複数の第１流体流路を有する流路領域と、前記複数の第１流体流路それぞれと前記流入出管とを連通させるヘッダ流路を有するヘッダ領域と、を備えている。前記第１流体流路は、前記複数のプレートフィンそれぞれに設けられた凹状溝から構成されている。前記第１エンドプレートの第１ヘッダ領域対応部分および前記第２エンドプレートの第２ヘッダ領域対応部分には、前記第１ヘッダ領域対応部分および前記第２ヘッダ領域対応部分が膨張変形するのを抑制する膨張変形抑制部が設けられている。
　これにより、第１流体流路が細径化され、熱交換効率の向上と小型化を促進することができる。さらに、第１流体である冷媒の流量が多く圧力の高い熱交換器であっても、ヘッダ領域対応部分における外方への膨張変形を抑制することができる。そして、このような熱交換器を用いることによって、コンパクトかつ省エネ性の高い高性能な冷凍システムを提供することができる。
　本発明は、上記構成により、家庭用及び業務用エアコン等に用いる熱交換器であっても、ヘッダ領域部分における膨張変形が抑制される。これにより、小型、かつ、高効率の熱交換器及びそれを用いた冷凍システムを提供することができる。
本発明の実施の形態１におけるプレートフィン積層型熱交換器の外観を示す斜視図 同プレートフィン積層型熱交換器を上下に分離した状態で示す分解斜視図 同プレートフィン積層型熱交換器の分解斜視図 同プレートフィン積層型熱交換器におけるプレートフィン積層体のプレートフィン積層状態を示す側面図 図１のＡ－Ａ断面を示す概略図 図１のＢ－Ｂ断面を示す概略図 図２のＣ－Ｃ断面を示す概略図 本発明の実施の形態１におけるプレートフィン積層型熱交換器における流入出管の接続部分とヘッダ開口部分を切断して示す斜視図 同プレートフィン積層型熱交換器におけるプレートフィン積層体の冷媒流路群部分を切断して示す斜視図 同プレートフィン積層型熱交換器における冷媒流路群部分を切断して示す斜視図 同プレートフィン積層型熱交換器におけるプレートフィン積層体の位置決め用ボス孔部分を切断して示す斜視図 同プレートフィン積層型熱交換器におけるプレートフィン積層体のヘッダ開口部分を切断して示す斜視図 同プレートフィン積層型熱交換器のプレートフィン積層体を構成するプレートフィンの平面図 同プレートフィンのヘッダ領域を示す拡大平面図 同プレートフィンの構成を一部を拡大して示す分解図 第１プレートフィンの平面図 第２プレートフィンの平面図 第１、および、第２フィンプレートを重ねたときの状態を説明するための平面図 同プレートフィンの冷媒流れ動作を説明するための図 同プレートフィンの流路領域に設けた突起を示す拡大斜視図 同プレートフィンの冷媒流路のＵターン側端部に設けた突起を示す拡大斜視図 本発明の実施の形態２におけるプレートフィン積層型熱交換器の外観を示す斜視図 同プレートフィン積層型熱交換器のプレートフィン積層体を構成するプレートフィンの平面図 同プレートフィン積層型熱交換器におけるプレートフィンの構成を一部を拡大して示す分解図 同プレートフィン積層型熱交換器におけるプレートフィン積層体の冷媒流路群部分を切断して示す斜視図 本発明の実施の形態３におけるプレートフィン積層型熱交換器の外観を示す斜視図 同プレートフィン積層型熱交換器から分流制御管を抜き出した状態を示す斜視図 同プレートフィン積層型熱交換器のプレートフィン積層体における分流制御管挿入部分を示す斜視図 同プレートフィン積層型熱交換器における分流制御管の斜視図 同プレートフィン積層型熱交換器の分流制御管部分の断面を示す概略図 本発明の実施の形態４におけるプレートフィン積層型熱交換器の外観を示す斜視図 本発明のプレート積層型熱交換器を用いた空気調和機の冷凍サイクル図 同空気調和機の断面を示す概略図 本発明の変形例に係るプレートフィン積層型熱交換器の斜視図 同変形例に係るプレートフィン積層型熱交換器の分解斜視図 同変形例に係るプレートフィン積層型熱交換器における補強プレートを示す斜視図 同変形例に係るプレートフィン積層型熱交換器におけるエンドプレートを示す斜視図 従来のプレートフィン積層型熱交換器の断面を示す概略図 同従来のプレートフィン積層型熱交換器におけるプレートフィンの平面図
　第１の発明に係る熱交換器は、第１流体が流れる流路をそれぞれ有する複数のプレートフィンが積層されたプレートフィン積層体と、前記プレートフィン積層体における積層方向両端にそれぞれ配置された第１エンドプレートおよび第２エンドプレートと、前記流路を流れる前記第１流体が通過する流入管および流出管から構成される流入出管と、を備えている。前記プレートフィン積層体のプレートフィン積層間に第２流体が流れて、前記第１流体と前記第２流体との間で熱交換する。前記複数のプレートフィンそれぞれは、前記第１流体が流れる複数の第１流体流路を有する流路領域と、前記複数の第１流体流路それぞれと前記流入出管とを連通させるヘッダ流路を有するヘッダ領域と、を備えている。前記第１流体流路は、前記複数のプレートフィンそれぞれに設けられた凹状溝から構成されている。前記第１エンドプレートの第１ヘッダ領域対応部分および前記第２エンドプレートの第２ヘッダ領域対応部分には、前記第１ヘッダ領域対応部分および前記第２ヘッダ領域対応部分が膨張変形するのを抑制する膨張変形抑制部が設けられている。
　これにより、第１流体流路が細径化され、熱交換効率の向上と小型化を促進することができる。さらに、第１流体となる冷媒の流量が多く圧力の高い熱交換器であっても、ヘッダ領域対応部分における外方への膨張変形を抑制することができる。そして、このような熱交換器を用いることによって、コンパクトかつ省エネ性の高い高性能な冷凍システムを提供することができる。
　第２の発明は、前記膨張変形抑制部は、前記第１ヘッダ領域対応部分および前記第２ヘッダ領域対応部分を連結する連結部を備えている。
　これにより、エンドプレートのヘッダ領域対応部分に外方への膨張変形力が加わることに基づく、ヘッダ領域対応部分の外方へ膨張しようとする変形を確実に抑制できる。従って、ヘッダ領域対応部分の変形を防止しつつ第１流体流路が細径化され、熱交換効率の向上と小型化を促進することができる。
　第３の発明は、前記第１ヘッダ領域対応部分の外面には第１補強プレートが配設され、前記第２ヘッダ領域対応部分の外面には第２補強プレートが配設され、前記第１補強プレートおよび前記第２補強プレートが前記連結部で連結されて、前記第１エンドプレートおよび前記第２エンドプレート、ならびに、前記第１補強プレートおよび前記第２補強プレートにて、前記プレートフィン積層体が挟持されている。
　これにより、エンドプレートのヘッダ領域対応部分に外方への膨張変形力が加わることに基づく、ヘッダ領域対応部分の外方へ膨張しようする変形が確実に抑制される。しかも、この変形抑制は、補強プレート自体の剛性によって強化される。これにより、圧力が高くなる環境対応型冷媒を使用した場合でも、確実に膨張変形が抑制される。すなわち、ヘッダ領域対応部分での膨張変形を防止しつつ第１流体流路の細径化により、熱交換効率の向上と小型化を促進することができる。また、補強プレートはヘッダ領域対応部分に設けるので、補強プレートを設けたことによって増加する体積は、プレートフィン積層体両側のヘッダ領域対応部分において増加する体積となる。これにより、体積増加を最小限に抑えて、熱交換器の小型化を損なうことなく、熱交換効率の向上を実現することができる。
　第４の発明は、前記複数の第１流体流路それぞれはＵ字状に構成され、前記流入管と連通する流体入口側のヘッダ流路及び前記流出管と連通する冷媒出口側のヘッダ流路が前記複数のプレートフィンそれぞれの一端部側に配設されている。
　これにより、プレートフィンを大きく（長さ寸法を長く）することなく、第１流体流路を長くして冷媒の熱交換量を増大させ、熱交換効率が更に高まる。また、熱交換器の小型化を推進することができる。ここで、入口側のヘッダ流路及び出口側のヘッダ流路をプレートフィンそれぞれの一端部側に纏めたことによって、最も応力のかかり易いヘッダ流路部分が一端部側に偏る。これにより、ヘッダ領域対応部分に耐圧上の問題が生じる。これに対し、上記構成により、ヘッダ領域対応部分の膨張変形を確実に防止することができる。
　第５の発明は、前記第１補強プレートの第１面には、前記第２エンドプレートに向かって延びる分流制御管が接続され、前記第１補強プレートの第２面には、前記流入出管が接続されている。
　これにより、分流制御管による分流効果で熱交換効率を更に向上させることができる。また、分流制御管は補強プレートを装着するだけでヘッダ流路内に突設することができる。したがって、分流制御管を溶接等によって後付けする場合等に懸念される、プレートフィンロウ付け部分のロウの溶解によるプレートフィン接合不良やそれに伴う冷媒漏れ等の品質不良を防止できる。その結果、高品質且つ高効率の熱交換器を実現できる。
　第６の発明は、前記第１補強プレートは、前記分流制御管及び前記流入出管との間の電位差が前記分流制御管と前記流入出管とを直付け接続した場合の両者の間の電位差よりも小さくなる材料で形成されている。
　これにより、分流制御管と流入出管とを直付け接続した場合に生じる異種金属接触腐食の発生を防止することができ、長期使用における信頼性を大きく向上させることができる。特に流入出管を銅管で構成し、分流制御管をステンレス等で構成することが多い空気調和機用熱交換器においては、顕著な効果が期待できる。
　第７の発明は、前記複数のプレートフィン、前記第１エンドプレートおよび前記第２エンドプレート、ならびに、前記第１補強プレートおよび前記第２補強プレートには、貫通孔が設けられ、前記貫通孔に締結部が通されて前記第１補強プレートおよび前記第２補強プレートが連結されている。
　これにより、エンドプレートのヘッダ領域対応部分の膨張変形が防止される。また、補強プレートを連結する締結部用の貫通孔にピン（治具）を嵌め込んでプレートフィン、エンドプレートを積層するときに、貫通孔を位置決め部として利用することもできる。これにより、ヘッダ領域部分の膨張変形防止とともに生産性を向上させることができる。
　第８の発明は、前記膨張変形抑制部は中空枠体で構成され、前記中空枠体内に前記第１ヘッダ領域対応部分および前記第２ヘッダ領域対応部分の外面が嵌め込まれている。
　これにより、膨張変形抑制部のプレートフィン積層体への装着が機械的結合部を用いる場合に比べ容易化かつ短時間化でき、生産性を向上させることができる。
　第９の発明は、前記第１補強プレートには、前記流入出管が挿入される配管穴が配設されている。
　これにより、熱交換器側面の流入出管近傍も補強プレートで固定することができるため、ヘッダ領域対応部分での膨張変形を防止する効果を高めることができる。
　第１０の発明は、前記配管穴は、テーパ状である。
　これにより、熱交換器に流入出管をロウ付けする際、熱交換器にトーチの火を効率よく当てることができる。したがって、ロウ付け時間を短縮できる。また、熱交換器を蒸発器として使用した場合、熱交換器で発生した露が配管穴に保持されることなく、排出することができる。これにより、熱交換器の耐腐食性が向上する。
　第１１の発明は、前記第２補強プレートには、ねじ溝が螺設された連通孔が配設され、前記連結部の端部にネジ部が配設されている。
　これにより、補強プレートと連結部を直接固定することができ、ねじ溝を設けていない場合と比較して部品点数を削減でき、かつ、固定時の作業性が向上する。また、熱交換器の積層方向に熱交換器が圧縮される力がかかった場合にも、外力を緩和することができる。
　第１２の発明は、前記第２エンドプレートには、ねじ溝が螺設されている貫通孔が配設されている。
　これにより、エンドプレートと連結部を直接固定することができ、熱交換器の積層方向に熱交換器が圧縮される力がかかった場合にも、より強固に外力を緩和することができる。
　第１３の発明は、前記第１補強プレートの周縁部および前記第２補強プレートの周縁部には、露受け部が配設されている。
　これにより、補強プレート表面に生じた露を所定の場所に流すことができる。
　第１４の発明は冷凍システムであり、上記熱交換器を備えている。
　これにより、この冷凍システムは、ヘッダ領域部分での膨張変形が抑制され、小型且つ高効率である熱交換器を備えている。したがって、省エネ性の高い高性能な冷凍システムを実現できる。
　以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
　なお、本発明の熱交換器は、以下の実施形態に記載したプレートフィン積層型熱交換器の構成に限定されるものではなく、以下の実施形態において説明する技術的思想と同等の熱交換器の構成を含むものである。
　また、以下で説明する実施形態は、本発明の一例を示すものであって、実施形態において示される構成、機能、動作などは、例示であり、本発明を限定するものではない。
　（実施の形態１）
　図１は本実施形態のプレートフィン積層型熱交換器（以下、単に熱交換器と称する）１の外観を示す斜視図である。図２はプレートフィン積層型熱交換器を上下に分離した状態で示す分解斜視図である。図３はプレートフィン積層型熱交換器の分解斜視図である。図４はプレートフィン積層体のプレートフィン積層状態を示す側面図である。図５～図７はプレートフィン積層型熱交換器の断面を示す概略図である。
　図１～図８に示すように、本実施形態の熱交換器１は、第１流体である冷媒が流入する流入管（入口ヘッダ）４と、長方形の板状である複数のプレートフィン２ａを積層して構成されたプレートフィン積層体２と、プレートフィン２ａの中の流路を流れた冷媒を排出する流出管（出口ヘッダ）５とを有している。
　また、プレートフィン積層体２の積層方向の両側（図１では上側及び下側）には、プレートフィン２ａと平面視が略同一形状のエンドプレート３ａ、３ｂが設けられている。エンドプレート３ａ、３ｂは、剛性を有する板材で形成されており、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレスなどの金属材を研削により金属加工して形成されている。
　なお、エンドプレート３ａ、３ｂ、および、複数のプレートフィン２ａは積層された状態でロウ付け接合されて一体化されている。これらは、他の耐熱性のある固定方法、例えば化学的な接合部材を用いて接合されていてもよい。
　また、本実施形態では、上記プレートフィン積層体２の両側に配設されているエンドプレート３ａ、３ｂは、ボルト・ナット若しくはカシメピン軸等の連結部９によってその長手方向両端部が連結固定されている。すなわち、プレートフィン積層体両側のエンドプレート３ａ、３ｂは、プレートフィン積層体２を挟持してプレートフィン積層体２を機械的に連結固定している。
　また、本実施形態では、更にエンドプレート３ａ、３ｂの長手方向一端部（図１では左側端部）のヘッダ領域対応部分に補強プレート１６ａ、１６ｂが配置されている。ここで、「ヘッダ領域対応部分」とは、エンドプレート３ａ、３ｂと、プレートフィン２ａと重ね合わせたときに、プレートフィン２ａのヘッダ領域Ｈ（図１３参照）と重なり合うエンドプレートの一部分（エンドプレートの所定領域）をいう。補強プレート１６ａ、１６ｂを連結部９の締結によって連結固定することにより、補強プレート１６ａ、１６ｂは、エンドプレート３ａ、３ｂを含めてプレートフィン積層体２を機械的に挟持している。
　なお、補強プレート１６ａ、１６ｂは、エンドプレート３ａ、３ｂと同様に、剛性を有する板材、例えばステンレス、アルミニウム合金などの金属材料によって形成されている。なお、補強プレート１６ａ、１６ｂは、エンドプレート３ａ、３ｂよりも剛性の高い材料で形成される、若しくは、厚い板厚を有するのが好ましい。
　また、プレートフィン２ａは内部に第１流体である冷媒が流れる複数の並行な冷媒流路群（この冷媒流路群を含むプレートフィン２ａの冷媒流路構成については後に詳述する）を有している。冷媒流路群はＵ字状（略Ｕ字状を含む）に形成されている。冷媒流路群と繋がる流入管４、および、流出管５（以下、流入管４および流出管５を合わせて流入出管と称する）は、プレートフィン積層体２の一方側（図１では上側）のエンドプレート３ａの一端部側に纏めて配置されている。
　上記のように構成された本実施形態の熱交換器１においては、冷媒がプレートフィン積層体２の各プレートフィン２ａの内部の複数の流路群を長手方向に並行に流れ、Ｕターンして折り返し、流出管５から排出される。一方、第２流体である空気は、プレートフィン積層体２を構成するプレートフィン２ａの積層間に形成された隙間を通り抜ける。これにより第１流体である冷媒と第２流体である空気との熱交換が行われる。
　次に、図９～図１９を用いて熱交換器１の主体を構成するプレートフィン積層体２を構成するプレートフィン２ａについて説明する。
　図９～図１２はプレートフィン積層体の一部を切断して示す斜視図である。図１３～図１９はプレートフィンの構成を示す図である。
　プレートフィン積層体２は、図９に示すように、二種類の流路構成を有するプレートフィン２ａ（第１プレートフィン６、第２プレートフィン７）が積層されて構成されている。
　プレートフィン２ａの第１プレートフィン６と第２プレートフィン７のそれぞれは、図１５に示すように、後に詳述する冷媒流路構成がプレス成形された第１板状部材６ａと、第１板状部材６ａと同じ構成の第２板状部材６ｂとが向い合わされてロウ付け接合されることにより構成されている。第１板状部材６ａ、および、第２板状部材６ｂはそれぞれ凹状溝を備えており、第１板状部材６ａ、および、第２板状部材６ｂを対向して固着させることにより、冷媒流路が構成される。第１板状部材６ａ、および、第２板状部材６ｂは、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレスなどの金属薄板からなる。
　以下、プレートフィン２ａに形成されている流路構成について説明する。
　なお、プレートフィン２ａの第１プレートフィン６と第２プレートフィン７は後述する冷媒流路１１の位置がずれている以外は同じ構成なので、図１３～図１５等においては第１プレートフィン６の場合の図番を付与して説明する。
　プレートフィン２ａ（６、７）は、図１３に示すように、長手方向の一方端部（図１３においては左側）にヘッダ領域Ｈが形成されており、その他の領域が流路領域Ｐとなっている。そして、ヘッダ領域Ｈに流入側のヘッダ開口８ａ、および、出口側のヘッダ開口８ｂが形成され、流入管４と流出管５がそれぞれ接続されている。
　また、流路領域Ｐにはヘッダ開口８ａからの第１流体である冷媒が流れる第１流体流路（以下、冷媒流路と称す）１１が複数並行形成されている。冷媒流路１１群はプレートフィン２ａ（６、７）の他端部（図１３における右側端部近傍）において折り返され、出口側のヘッダ開口８ｂへと繋がっている。詳述すると、冷媒流路１１群は、流入側のヘッダ開口８ａに繋がる往路側流路部１１ａと出口側のヘッダ開口８ｂへと繋がる復路側流路部１１ｂとから構成され、略Ｕ字状に折り返す形状である。流入側のヘッダ開口８ａから流入する冷媒は、往路側流路部１１ａから復路側流路部１１ｂへとＵターンして出口側のヘッダ開口８ｂへと流れる。
　また、流入側のヘッダ開口８ａの周りには、図１４に拡大して示すように、ヘッダ開口８ａからの冷媒が冷媒流路１１群へと流れるヘッダ流路１０が形成されている。ヘッダ流路１０は、ヘッダ開口８ａの外周から膨出するよう形成された外周流路１０ａと、外周流路１０ａの冷媒流路１１群側に延びる一本の連絡流路１０ｂと、連絡流路１０ｂを冷媒流路１１群の各流路に繋ぐ多分岐流路１０ｃとから構成される。
　なお、ヘッダ流路１０における外周流路１０ａ、連絡流路１０ｂおよび多分岐流路１０ｃは、流路領域Ｐに並設された各冷媒流路１１に比して幅広に形成されている。ヘッダ流路１０においては、流れ方向に直交する縦断面形状が矩形形状である。
　また、流入側のヘッダ開口８ａの開口形状は、出口側のヘッダ開口８ｂの開口形状より大きな直径となっている。これは、熱交換器が凝縮器として使用される場合に、熱交換された後の冷媒の体積は、熱交換される前の冷媒の体積と比較して小さくなるためである。
　また、出口側のヘッダ開口８ｂへつながる復路側流路部１１ｂの本数は、流入側のヘッダ開口８ａからの冷媒が流れ込む往路側流路部１１ａの本数より少ない。これは、ヘッダ開口８ａ、８ｂの直径が異なることと同じ理由であり、熱交換された後の冷媒の体積は、熱交換される前の冷媒の体積と比較して小さくなるためである。
　本実施形態では往路側流路部１１ａの本数は７本、復路側流路部１１ｂの本数は２本を例示しているが、これに限られるものではない。
　なお、熱交換器が蒸発器として使用される場合は、冷媒の出入り口は上記の構成の逆となる。
　また、プレートフィン２ａ（６、７）においては、流入側のヘッダ開口８ａからの冷媒が流れ込む往路側流路部１１ａが形成された領域と、出口側のヘッダ開口８ｂへと流れる復路側流路部１１ｂが形成された領域との間には、プレートフィン２ａ（６、７）内における冷媒同士の熱伝導を低減（断熱）する目的でスリット１５が配設されている。
　そして、入口側のヘッダ流路１０の連絡流路１０ｂは、往路側流路部１１ａの、復路側流路部１１ｂとは反対側寄り部分に偏らせて設けられている。つまり、図１７に示すように、連絡流路１０ｂの中心線Ｏから復路側流路部１１ｂ側の端の流路１１ａ－１までの幅Ｖは、復路側流路部１１ｂとは反対側の端の流路１１ａ－２までの幅Ｗよりも大きく構成されている。そして、連絡流路１０ｂの終端、すなわち、往路側流路部１１ａと繋がる開口部分には分流衝突壁１７が形成されている。連絡流路１０ｂの延長線上となる往路側流路部分は、非流路部１８となっている。したがって、連絡流路１０ｂから流れてくる冷媒は、分流衝突壁１７に衝突して分流（図１７では上下に分流）され、連絡流路１０ｂ下流側の多分岐流路１０ｃを介して非流路部１８で区分けされた往路側流路部１１ａの上下の各流路群へと流れる。
　なお、出口側のヘッダ開口８ｂにもヘッダ流路１４が形成されている。ヘッダ流路１４は分流衝突壁１７が無いだけで、入口側のヘッダ開口８ａに設けられているヘッダ流路１０と基本的に略同じ形状に形成されている。そして、本実施形態では、冷媒流路１１群の復路側流路部１１ｂの本数が二本と少ないので、連絡流路１０ｂは復路側流路部１１ｂ群の略中心線上に設けられている。
　以上のようにして構成されているプレートフィン２ａ（６、７）においては、第１プレートフィン６には、図１６Ａに示すように、流路領域Ｐに、複数の突起１２（第１突起：１２ａ、１２ａａ、第２突起：１２ｂ）が長手方向に所定間隔おいて形成されている。
　図１６Ａは第１プレートフィン６を示す。図１６Ｂは第２プレートフィン７を示す。図１６Ｃは両フィンプレート２ａ（６、７）を重ねた状態を示している（冷媒流路１１群の位置ずれを示すための図）。
　図１６Ａ～図１６Ｃに示すように、第１突起１２ａは、プレートフィン長辺縁部（図１６Ａでは左右両側の長辺縁部）の平面端部１９ａに形成されている。第１突起１２ａａは、スリット１５の両側縁部の平面端部１９ｂに形成されている。図１０に示すように、第１突起１２ａは積層方向に隣接対向する第２プレートフィン７の長辺縁部の平面端部１９ａと当接する。第１突起１２ａａは、積層方向に隣接対向する第２プレートフィン７のスリット１５の両側縁部に位置する平面端部１９ｂに当接する。これにより、第１プレートフィン６と隣接する第２プレートフィン７との間の積層間距離が所定の長さに規定されている。そして、第１突起１２ａは、各長辺縁部の端縁より内側、例えば端縁から１ｍｍ以上内側（冷媒流路１１寄り側）に離れて位置するように形成されている。
　第２突起１２ｂは、図１６Ａから明らかなように、冷媒流路１１群の流路間、本実施の形態では非流路部１８となる窪み平面部２０に所定間隔をおいて形成されている。この第２突起１２ｂは、図１６Ｂに示す積層方向に隣接する第２プレートフィン７の窪み平面部２０に当接する。これにより、第２突起１２ｂは、第１突起１２ａと同様に、第１プレートフィン６と第２プレートフィン７との間の積層間距離を所定の長さに規定している。
　また、各突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）は、図１８に示すように、第１プレートフィン６の平面端部１９ａ、１９ｂおよび窪み平面部２０の一部をそれぞれ切り起こすことによって形成されている。以下、突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）を切り起こし突起と称する場合もある。切り起こし突起の切り起こし端縁Ｙ（図１８参照）が、プレートフィン２ａの積層間を流れる第２流体の矢印で示す流れ方向と対向し、切り起こし立ち上り片Ｚ（図１８参照）が第２流体の流れに沿うようになっている。本実施形態では、切り起こし突起は、第２流体の流れ方向に向かって開口するような断面略コ字状（略Ｕ字状）に切り起こし形成されている。
　そして、各プレートフィン２ａ（６、７）、エンドプレート３（３ａ、３ｂ）のロウ付け接合時に、各切り起こし突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）の各頂面は、隣接するプレートフィン２ａ（６、７）に固着されている。これにより、各プレートフィン２ａ（６、７）が一体に連結されている。
　なお、本実施形態においては、第１切り起し突起１２ａ、１２ａａ、および、第２切り起し突起１２ｂは、第２流体（空気）の流れ方向に沿って直線状になるように配設されているが、千鳥配列に配設してもよい。
　また、プレートフィン２ａ（６）は、図１９に示すように、冷媒流路１１群がＵターンする流路領域Ｐの折返し側の端部のフィン平面部２１にも複数の突起２２（２２ａ、２２ｂ）を備えている。突起２２（２２ａ、２２ｂ）もフィン平面部２１を切り起して形成されており（以下、突起２２（２２ａ、２２ｂ）も切り起こし突起と称する場合がある）、切り起し突起２２（２２ａ、２２ｂ）の切り起こし端縁Ｙが第２流体の流れに対向している（図１９参照）。また、切り起こし突起２２（２２ａ、２２ｂ）は位置決め用ボス孔１３の下流側に設けられている。位置決め用ボス孔１３の下流側直近の切り起こし突起２２ａは、位置決め用ボス孔１３の下流側の流れを縮流する形状、例えば第２流体の流れに向って断面形状がハの字状（逆Ｖ字形状）に開口する形に切り起こし形成されている。そして、突起２２ａよりも更に下流側の各突起２２ｂはそれぞれその中心線が一つ下流側の突起２２ｂの中心線とずれるように千鳥配置されている。
　なお、各切り起こし突起２２（２２ａ、２２ｂ）も切り起こし突起１２（第１切り起こし突起：１２ａ、１２ａａ、第２切り起こし突起：１２ｂ）と同様、切り起こし突起２２（２２ａ、２２ｂ）の各頂面が隣接するプレートフィン２ａ（７）に当接し固着されている。これにより、隣接するプレートフィン２ａの間の隙間が所定の長さに規定され、各プレートフィン２ａ同士が連結される。
　また、プレートフィン２ａ（６、７）には、図１１に示すように、ヘッダ領域Ｈの端部に、位置決め用の貫通孔（以下、位置決め用ボス孔と称す）１３が形成されている。位置決め用ボス孔１３は、プレートフィン２ａ（６、７）の両側に積層されるエンドプレート３ａ、３ｂ、および、補強プレート１６ａ、１６ｂにも形成されている。そして、位置決め用ボス孔１３には、複数のプレートフィン２ａ（６、７）を積層するときの位置決めピン治具が装着される。これにより、複数のプレートフィン２ａの高精度な積層が可能となる。本実施形態においては、プレートフィン積層体２の補強プレート１６ａ、１６ｂ、および、エンドプレート３ａ、３ｂを連結するボルト等の連結部９（図３参照）が、位置決めピン治具として兼用されている。
　更に、プレートフィン２ａ（６、７）の両端部に設けられた位置決め用ボス孔１３の外周部分には、上下に膨出した孔外周部（以下、位置決め用ボス孔外周部と称す）１３ａが形成されている。位置決め用ボス孔外周部１３ａは冷媒が流れる流路とは異なる空間を形成している。図１１に示すように、位置決め用ボス孔外周部１３ａは、積層方向に隣接するプレートフィン２ａ（６、７）に当接して、プレートフィン２ａの積層間隙を保持するヘッダ領域支持部を構成する。
　そして、位置決め用ボス孔１３の周りに形成される位置決め用ボス孔外周部１３ａは、図１２に示すヘッダ領域Ｈに形成されている入口、出口両方のヘッダ流路１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）とともに、積層方向に対向するプレートフィン２ａ（６、７）のヘッダ流路１０及び位置決め用ボス孔外周部１３ａにロウ付け固定されている。これにより、プレートフィン２ａ（６、７）のヘッダ領域部分が一体に連結されている。
　なお、本発明における冷媒流路１１においては、例えば、冷媒が流れる方向に直交する断面形状が、円形形状として説明しているが、これに限られない。冷媒流路１１の断面形状は、円形形状の他に、矩形形状などであってもよい。
　また、本実施形態においては、冷媒流路１１は、積層方向の両方側に突出した形状を有するものとして説明しているが、積層方向の片側のみに突出している形状であってもよい。なお、本発明において、円形形状とは、円形、楕円、および閉鎖曲線で形成された複合曲線形状も含む。
　以上のように本実施形態の熱交換器は構成されており、以下その作用効果について説明する。
　まず、冷媒の流れと熱交換作用について説明する。冷媒は、プレートフィン積層体２の一端部側に接続されている流入管４から流入側のヘッダ開口８ａを介して各プレートフィン２ａのヘッダ流路１０へ流れる。そして、冷媒は、ヘッダ開口８ａ周りの外周流路１０ａ、連絡流路１０ｂ、多分岐流路１０ｃを介して冷媒流路１１群へ流れる。各プレートフィン２ａの冷媒流路１１群に流れた冷媒は、往路側流路部１１ａから復路側流路部１１ｂへと折り返す。そして、冷媒は、出口側のヘッダ流路１４、出口側のヘッダ開口８ｂを介して流出管５より冷凍システムの冷媒回路へと流れる。
　そして、冷媒は、冷媒流路１１を流れる際に、プレートフィン積層体２のプレートフィン２ａ積層間を通り抜ける空気と熱交換する。
　この時、プレートフィン積層体２のヘッダ領域Ｈには冷媒の強い圧力が加わり、ヘッダ流路１０のあるヘッダ領域Ｈ部分等が膨張変形しようとする。
　すなわち、ヘッダ流路１０に加わる冷媒の強い圧力は、プレートフィン積層体２の両側部を覆うエンドプレート３ａ、３ｂのヘッダ領域対応部分に強く作用して、エンドプレート３ａ、３ｂのヘッダ領域対応部分を外方に向けて膨張変形させようとする。
　しかしながら、本実施形態の熱交換器では、プレートフィン積層体２の両側部を覆うエンドプレート３ａ、３ｂのヘッダ領域対応部分は、連結部９によって連結されている。これにより、エンドプレート３ａ、３ｂのヘッダ領域対応部分が外方へ膨張変形するのを防止できる。
　すなわち、図７の矢印で示されるように、ヘッダ領域部分に加わる冷媒の高い圧力は、上方のエンドプレート３ａには上向きに、そして、下方のエンドプレート３ｂには下向きにそれぞれ変形させようとする。上方のエンドプレート３ａに加わる上向きの膨張変形力は、上方のエンドプレート３ａに接続された流入管４に存在する冷媒からの下向きの圧力を受ける。すなわち、流入管４に存在する冷媒からの下向きの圧力で上向きの膨張変形力が相殺される。したがって、上側のエンドプレート３ａのヘッダ領域対応部分の外方への膨張変形が防止される。そして、下方のエンドプレート３ｂに加わる下向きの膨張変形力は、既述したようにエンドプレート３ｂが上方のエンドプレート３ａに連結されていることによって緩和される。これにより、エンドプレート３ａの膨張変形が抑制される。その結果、全体として、エンドプレート３ａ、３ｂの膨張変形を緩和することができる。
　特に本実施形態では、エンドプレート３ａ、３ｂのヘッダ領域対応部分の外面に補強プレート１６ａ、１６ｂが設けられている。そして、補強プレート１６ａ、１６ｂ同士が連結部９で連結されて、エンドプレート３ａ、３ｂを外方からプレートフィン積層体２に押し付けている。これにより、エンドプレート３ａ、３ｂのヘッダ領域対応部分の強度が補強プレート１６ａ、１６ｂ自体の剛性によって強化され、ヘッダ領域対応部分の膨張変形が強力に抑制される。
　また、補強プレート１６ａ、１６ｂを設けたことにより、冷媒流路がＵ字状であっても、ヘッダ領域対応部分の膨張変形を確実に抑制することができる。すなわち、本実施形態のプレートフィン積層体２においては、プレートフィン２ａに設けられた冷媒流路１１が略Ｕ字状にＵターンされており、入口側のヘッダ流路１０及び出口側のヘッダ流路１４がプレートフィンの一端部側に纏められている。このため、プレートフィンの一端部側には、入口側及び出口側の両方の圧力がかかることになる。しかしながら、本実施形態の構成であれば、入口側及び出口側の冷媒圧力が両方加わっても、これに抗して膨張変形を確実に防止できる。
　したがって、既述したように冷媒量が多い熱交換器であったり、圧縮比率が高い環境対応型の冷媒を用いた場合でも、プレートフィン積層体２のヘッダ領域部分の膨張変形を防止できる。その結果、冷媒の圧力がより高い状態で使用することが可能となり、効率の高い熱交換器とすることができる。
　しかも、この熱交換器では、プレートフィン２ａに形成された冷媒流路用の凹状溝の断面積を小さくすることによって、冷媒流路１１群の細径化が実現される。これにより、熱交換効率を向上させるとともに小型化も実現される。
　つまり、プレートフィン積層体２のヘッダ領域対応部分での膨張変形を防止しつつ冷媒流路１１の流路断面積の細径化を実現して、熱交換効率を向上し、かつ、小型化が促進される。
　なお、補強プレート１６ａ、１６ｂは、少なくともヘッダ領域対応部分に設ければよいので、当該補強プレート１６ａ、１６ｂを設けたことによって増加する体積増加は最小限に抑えることができる。これにより、熱交換器の小型化を損なうことなく膨張変形防止と熱交換効率の向上を実現することができる。
　また、プレートフィン積層体２のヘッダ領域Ｈにおいては、ヘッダ流路１０の流路面積が一番大きい。したがって、ヘッダ流路１０部分の冷媒圧力が最も高くなる。しかしながら、ヘッダ流路１０は隣接するヘッダ流路１０と接してロウ付けされているから、膨張変形を効果的に防止することができる。その結果、ヘッダ領域対応部分の膨張変形をより確実に防止することができる。
　また、ボルト等の連結部９は、プレートフィン２ａ、エンドプレート３ａ、３ｂ、および、補強プレート１６ａ、１６ｂを積層するときのガイドピン（治具）として利用することができる。これにより、積層精度を高めるとともに、生産性も向上させることができる。
　なお、プレートフィン積層体２のヘッダ領域Ｈに加わる冷媒の強い圧力は、ヘッダ領域Ｈにおけるヘッダ流路１０の断面積を変形させる恐れもある。ヘッダ流路１０の外壁（平坦面）は、積層方向で隣接する他方のヘッダ流路１０に積層方向で当接しロウ付け状態となっている。このため、各ヘッダ流路内の冷媒に基づく圧力が相殺される。したがって、ヘッダ領域Ｈにおけるヘッダ流路１０は変形するようなことがなく、信頼性が高い熱交換器を実現することができる。
　また、本実施形態の熱交換器においては、プレートフィン２ａに設ける冷媒流路１１群は、略Ｕ字状に形成して折り返されるように構成されている。したがって、プレートフィン２ａを大きく（長さ寸法を長く）することなく冷媒流路長を長くすることができる。
　これにより、冷媒と空気の熱交換効率を高め、冷媒を確実に過冷却状態にして冷凍システムの効率を向上させることができる。さらに、熱交換器の小型化を実現できる。
　また、既述した通りヘッダ流路対応部分は、エンドプレート３ａ、３ｂ同士が連結され、かつ、補強プレート１６ａ、１６ｂが設けられることで、変形が防止されている。したがって、冷媒流路１１群を略Ｕ字状にして入口側のヘッダ流路１０及び出口側のヘッダ流路１４を一端部側に纏めたことにより、ヘッダ領域部分に入口側および出口側の両方の冷媒圧力が加わっても、ヘッダ領域対応部分の膨張変形を確実に防止することができる。
　また、本実施の形態においては、プレートフィン積層体２のプレートフィン積層間を流れる空気と熱交換する冷媒は、入口側のヘッダ流路１０から連絡流路１０ｂ、多分岐流路１０ｃ、冷媒流路１１群へと流れる。ここで、連絡流路１０ｂの下流側に分流衝突壁１７が設けられており、冷媒は分流衝突壁１７に衝突して上下に分流される。そして、上下に分流された冷媒は、多分岐流路１０ｃから各冷媒流路１１へとさらに分流していく。したがって、連絡流路１０ｂの延長線上部分の流路に冷媒が極端に偏るのを防止できる。
　また、本実施形態では、冷媒流路１１群がＵ字状に形成され、冷媒流路は折り返し部を有するように構成されている。このため、図１７から明らかなように、冷媒流路１１群の各流路長さは、Ｕ字状の外周、換言するとスリット１５から離れる流路側１１ａ－２ほど長くなる。そして、この流路長の違いによって、偏流が生じる。
　しかしながら、本実施形態では、ヘッダ流路１０からの連絡流路１０ｂが冷媒流路１１群の往路側流路部１１ａの中心線Ｏより反復路流路部側に偏らせて設けられている。したがって、偏流が抑制されて、各流路に略均一に冷媒を流すことができる。
　すなわち、本実施形態では、冷媒流路１１群がＵ字状に構成されることにより、冷媒流路１１群の各流路の入口側のヘッダ流路１０から出口側のヘッダ流路１４までの流路長が異なって流路抵抗が変わってしまっても、冷媒を冷媒流路１１群の各流路へ均一に分流することができる。これは、入口側のヘッダ流路１０からの連絡流路１０ｂが往路側流路部１１ａの反復路側流路部側に偏って位置しているので、連絡流路１０ｂから各往路側流路部１１ａまでの分流路の長さが復路側流路部１１ｂ近くになるほど長くなり、流路長の違いを相殺するからである。
　したがって、冷媒流路１１群のＵターン化と分流衝突壁１７による分流均一化による相乗効果によって、熱交換器の小型化を推進しつつ熱交換効率のより高い熱交換器を実現できる。
　しかも、冷媒流路１１群の往路側流路部１１ａと復路側流路部１１ｂとの間にはスリット１５が形成されていて、熱的に分断されている。これにより冷媒流路１１群の往路側流路部１１ａから復路側流路部１１ｂへの熱移動が阻止されて、冷媒を効率よく過冷却することができる。その結果、熱交換効がさらに向上する。
　また、本実施形態の熱交換器においては、プレートフィン積層体２の流路領域Ｐには複数の切り起こし突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）が設けてられており、流路領域Ｐにおける熱交換効率が向上する。
　詳述すると、切り起こし突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）の切り起こし端縁Ｙが、プレートフィン２ａの積層間を流れる第２流体の流れ方向と対向する。これにより、プレートフィン積層間の間隔が一定化される。さらに、切り起こし突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）の下流側に生じがちな死水域が極小化され、かつ、切り起こし端縁Ｙ部分で前縁効果が生じる。しかも、切り起こし突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）は、第２流体の流れ方向と対向するように切り起し形成されているので、第２流体に対する流れ抵抗が小さくなる。したがって、プレートフィン積層体２の流路領域Ｐにおける流路抵抗増大が抑制されるとともに、熱交換器の熱交換効率が大きく向上する。
　なお、プレートフィン２ａに設ける切り起こし突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）の配置構成は、第２流体に対し千鳥配列したり、風上側より風下側を多く形成したりするなど、各種の構成が考えられる。熱交換器の仕様、構成、および使用者の要望に応じて、熱伝達率を向上させる最適な構成が選択されればよい。
　また、各切り起こし突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）は、プレートフィン積層体２の間隙を流れる空気の流れ方向に開口するように切り起こされている。したがって、空気が流れる方向、すなわち冷媒流路と交差する方向の冷媒流路間の窪み平面２０から肉盗みする必要がなくなる。したがって、切り起こし突起１２ｂを円柱状突起等のように隆起させて形成するものに比べ、冷媒流路同士の間に位置する窪み平面２０は肉盗み寸法不要な分だけ狭くできる。窪み平面２０を狭くできる分だけ、プレートフィン２ａの幅、換言すると熱交換器を小型化することができる。
　加えて、プレートフィン２ａの長辺部分の端縁には、冷媒流路１１が交互に位置ずれして配置（図６参照）されていることにより、幅狭平面２０ａと幅広平面２０ｂが配設されている。幅広平面２０ｂ側に切り起こし突起１２ｂが形成されて、切り起こし突起１２ｂの頂面が隣接するプレートフィン２ａの幅狭平面２０ａに固着している。したがって、幅狭平面２０ａ側の幅を突起形成のために広くしなくてもよい。すなわち、幅広平面２０ｂの幅広平面側に切り起し突起を設けて、当該突起が隣接するプレートフィン２ａの幅狭平面２０ａに当接固着するように構成されている。したがって、プレートフィン長辺部分の幅狭平面側の幅を広くすることなく幅狭平面のままとすることができ、熱交換器の小型化が促進される。
　また、各プレートフィン２ａ、エンドプレート３ａ、３ｂのロウ付け接合時に、切り起こし突起１２の各頂面が、隣接するプレートフィン２ａに固着されている。これにより、各プレートフィン２ａは一体に連結されている。その結果、プレートフィン積層体２の剛性を向上させることができる。
　特に本実施形態では、冷媒流路１１群の連絡流路１０ｂの延長線上部分は非流路部１８を構成し、非流路部１８を利用して突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）の一部、すなわち第２切り起こし突起１２ｂが設けられている。これにより、冷媒流路１１群部分におけるフィンプレート積層間隔を一定に確実に維持することができる。これによって、冷媒流路１１群部分での空気の流れがバラツキのない安定したものとなり、熱交換効率を向上させることができる。
　また、プレートフィン積層体２の長辺部分に設けた第１切り起こし突起１２ａは、強度的に弱くなりがちなプレートフィン積層体２の長辺縁部の強度を向上させる。特に、プレートフィン積層体２のスリット１５の両側縁部分に設けた第１切り起こし突起１２ａａは、スリット１５を設けたことによって分断され強度が低下するスリット縁部分の強度を向上させる。したがって、熱交換効率の向上を図りつつスリット近傍の変形を防止できる。
　なお、上記スリット１５の両側縁部分に設けた第１切り起こし突起１２ａａは、スリット１５を跨る形として一つにしてもよい。この場合、冷媒流路１１群の往路側流路部１１ａと復路側流路部１１ｂとの間で熱伝導が起きてスリット１５による断熱効果の低下が懸念される。しかしながら、本実施形態では、スリット１５の両側縁部分にそれぞれ分けて突起１２ａａを設けているので、このような熱伝導が発生する懸念がなくなる。
　また、プレートフィン積層体２の長辺部分及びスリット１５の両側部分に設けた第１切り起こし突起１２ａ、１２ａａは、プレートフィン積層体２のプレートフィン長辺の端縁から離れた位置に設けられている。したがって、プレートフィン積層体２のプレートフィン２ａに結露水が生じ、この結露水がプレートフィン２ａの端縁に沿って流れ排出される場合においては、第１切り起こし突起１２ａ、１２ａａによって結露水の流れが遮られて、切り押し突起１２ａ、１２ａａ部分に結露水が溜まって各種の障害が発生するのを未然に防止することができる。したがって、信頼性の高い熱交換器を実現できる。
　また、本実施形態にかかる熱交換器においては、プレートフィン２ａの冷媒流路Ｕターン側端部には、更に切り起こし突起２２（２２ａ、２２ｂ）が設けられている。したがって、冷媒流路１１がないプレートフィン２ａのＵターン側端部の熱交換寄与度を上げることができる。したがって、プレートフィン２ａの流路領域全長に渡って熱交換効率を高めることができ、熱交換器の熱効率を向上させることができる。
　特にプレートフィン２ａのＵターン側端部には、位置決め用ボス孔１３があり、その下流側が死水域となるため熱交換寄与度が極端に低い。本実施の形態では、位置決め用ボス孔１３の下流側に複数の切り起こし突起２２（２２ａ、２２ｂ）が設けられているので、位置決め用ボス孔１３下流側全域の熱交換寄与度を向上させることができる。
　また、位置決め用ボス孔１３の下流側直近に設けられている切り起こし突起２２ａは、位置決め用ボス孔１３の下流側の流れを縮流する。したがって、位置決め用ビス孔下流側に生じる熱交換寄与度の低い死水領域を極小化することができる。その結果、更に熱交換効率を向上させることができる。
　加えて、各切り起こし突起２２（２２ａ、２２ｂ）は、流路領域Ｐに設けられた切り起し突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）と同様に切り起し形成され、切り起こし端縁Ｙが第２流体の流れに対向するように構成されている。これにより、切り起こし端縁部分で前縁効果を生じさせることができ、その分熱交換効率を更に向上させることができる。
　そして、位置決め用ボス孔１３の下流側に設けられた複数の切り越し突起２２（２２ａ、２２ｂ）は、第２流体の流れに対し蛇行する千鳥配列となっている。これにより、熱交換機能が有効に発揮され、熱交換寄与度が高くなる。
　そしてさらに、各切り起こし突起２２（２２ａ、２２ｂ）の頂部は、隣接するプレートフィン２ａに固着されている。この構造により、プレートフィン２ａの短辺部分が積層状態に連結固定されるから、プレートフィン積層体２の剛性が高まる。
　なお、位置決め用ボス孔１３の下流側直近に設けられた切り起こし突起２２は、本実施形態では第２流体の流れ方向に向かってハの字状（逆Ｖ字状）に開口するような断面形状に切り起こし形成されている。これに限られず、切り起こし突起２２は略Ｌ字状に切り起し形成されて、これを一対向かい合う形で設けられたものであってもよい。すなわち、位置決め用ボス孔１３の下流側の流れを縮流する形状であれば、どのような形態であってもよい。
　なお、本実施の形態においては、上述したように、連結部９、および、補強プレート１６ａ、１６ｂが膨張変形抑制部に該当する。
　（実施の形態２）
　本実施形態の熱交換器は、図２０～図２３に示すように、冷媒流路群の形状とヘッダ開口の設置位置が実施の形態１の熱交換器と異なる。実施の形態１の熱交換器と同じ機能を有する部分には同一番号を使用し、異なる部分を中心に以下説明する。
　図２０は実施の形態２における熱交換器の外観を示す斜視図である。図２１は同プレートフィン積層型熱交換器のプレートフィン積層体を構成するプレートフィンの平面図である。図２２は同熱交換器におけるプレートフィンの構成を一部を拡大して示す分解図である。図２３は同熱交換器におけるプレートフィン積層体の冷媒流路群部分を切断して示す斜視図である。
　図２０～図２３において、本実施形態の熱交換器は、プレートフィン２ａに設けられている冷媒流路１１群が直線状である。冷媒流路１１群の一端部側に入口側のヘッダ開口８ａが設けられ、他端部側に出口側のヘッダ開口８ｂが設けられている。そして、入口側のヘッダ開口８ａに流入管４、出口側のヘッダ開口８ｂに流出管５がそれぞれ接続されており、冷媒はプレートフィン２ａの一端部側から他端部側に直線状に流れて流出するように構成されている。
　また入口側のヘッダ開口８ａ周りに形成されているヘッダ流路１０は、ヘッダ開口周りの外周流路１０ａ、連絡流路１０ｂ、および、多分岐流路１０ｃから構成される。連絡流路１０ｂは、外周流路１０ａからプレートフィン２ａの短辺方向に延びるように形成された後、多分岐流路１０ｃに繋がっている。出口側のヘッダ流路１４も入口側のヘッダ流路１０と同じように構成されていて、両者は対称的な形状をなしている。
　また、プレートフィン積層体２両側のエンドプレート３ａ、３ｂは、補強プレート１６ａ、１６ｂを用いることなく連結部９によって連結されている。これにより、エンドプレート３ａ、３ｂ両端のヘッダ領域対応部分での膨張変形が防止される。
　以上のように構成される熱交換器は、冷媒流路１１群をＵ字状にしたことを除き、細部の構成、効果を含め、実施の形態１で説明した熱交換器と同様であり、説明は省略する。
　なお、実施の形態１においてはプレートフィン２ａのＵターン側端部に設けられた切り起し突起２２は、本実施の形態では、入口及び出口両側のヘッダ領域に適宜設ければよい。例えば死水域となるヘッダ流路１０の下流側に、切り起し突起２２を形成すればよい。
　なお、本実施の形態においては、上述したように、連結部９が膨張変形抑制部に該当する。なお、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に補強プレートを備えていてもよい。この場合、連結部９および補強プレートが、膨張変形抑制部に該当する。
　（実施の形態３）
　本実施形態の熱交換器は、熱交換器の冷媒の入口及び出口が実施の形態１と逆になる蒸発器として用いる場合に好適なものである。本実施の形態においては、図２４～図２８に示すように、出口側となるヘッダ流路１４に冷媒の分流制御管２４が設けられている。
　なお、本実施形態では実施の形態１の構成の熱交換器を蒸発器として用いた場合を例にして説明する。
　図２４は実施の形態３における熱交換器の外観を示す斜視図である。図２５は同熱交換器において分流制御管を抜き出した状態を示す斜視図である。図２６は同熱交換器のプレートフィン積層体における分流制御管挿入部分を示す斜視図である。図２７は同熱交換器における分流制御管の斜視図である。図２８は同熱交換器の分流制御管部分の断面を示す概略図である。
　図２４～図２８において、分流制御管２４は、冷媒の蒸発出口となる出口側のヘッダ開口８ｂ、すなわち出口側のヘッダ流路１４内に挿設されている。分流制御管２４の先端部は、図２８に示すように、ヘッダ開口が設けられていない側のエンドプレート３ｂまで延びている。分流制御管２４の先端部は、当該エンドプレート３ｂによって閉塞されている。そして、分流制御管２４はヘッダ開口８ｂの内径より小径の管で構成されている。分流制御管２４とヘッダ開口内面との間に冷媒流通用間隙２５が形成されている。分流制御管２４の長手方向、すなわちプレートフィン２ａの積層方向に複数の分流口２６が略等間隔に備えられている。
　複数の分流口２６は冷媒が流れる方向、すなわち出口側のヘッダ開口８ｂに近づくにしたがってその孔径が小さくなるように形成されている。
　また、分流制御管２４は図２５、図２７に示すように補強プレート１６ａに取付けられている。補強プレート１６ａをプレートフィン積層体２両側のエンドプレート３ａへ締結することによって、分流制御管２４はヘッダ開口８ｂ内に挿設される。
　分流制御管２４が取り付けられている補強プレート１６ａには、分流制御管２４と対向する面に流入管４が接続固定されている。
　なお、補強プレート１６ａには流出管５が接続固定されている。なお、分流制御管２４はその先端部が閉塞されるように、エンドプレート３ｂに当接されていてもよい。
　以上のように構成された熱交換器においては、入口側となるヘッダ開口８ａから冷媒流路１１群を介して出口側となるヘッダ流路１４に流れてきた冷媒ガスは、図２８の矢印に示すように、冷媒流通用間隙２５から分流制御管２４の管壁に形成された複数の分流口２６（２６ａ、２６ｂ）を経て、分流制御管２４内へと流れる。そして、冷媒は、出口側のヘッダ開口８ｂから流出管５へと流出する。
　ここで、分流制御管２４に設けられた分流口２６は、出口側のヘッダ開口８ｂに近づくにしたがってその孔径が小さくなるように形成されている。したがって、冷媒流路１１群の各流路を流れる冷媒量を均等化することができる。
　すなわち、本実施の形態にかかる熱交換器においては、冷媒流路１１を細径化したことによって、冷媒の圧損が入口側のヘッダ流路１０より出口側のヘッダ流路１４の方が数倍も大きくなっている。一方、冷媒の分流は圧損の分布状況によって大きく影響される。よって、分流制御管２４を、従来からの常識である入口側のヘッダ流路１０に設けても、出口側のヘッダ流路１４の圧損が入口側と比べて数倍も高いため、冷媒流路１１を流れる冷媒は出口側のヘッダ流路１４の圧損に依拠することになる。したがって、設計通りに分流できない。
　しかしながら、本実施形態の熱交換器においては、分流制御管２４は圧損が高い出口側のヘッダ流路１４に設けられている。これにより、分流に大きな影響を与える出口側のヘッダ流路１４内の軸線方向の圧損分布が均一になる。よって、冷媒流路１１群の各流路を流れる冷媒分流量は均一化できる。
　また、本実施の形態にかかる熱交換器は、流入管４から流入した冷媒が、入口側のヘッダ開口８ａを通過し、各プレートフィンの内部の冷媒流路１１に導入され、出口側のヘッダ開口８ｂに流入する。そして、冷媒は流出管５から流出する。
　この際、各流路に発生する圧損のために、流入管４から遠い方のプレートフィンの冷媒流路１１（図２８で、より右に近いプレートフィンの冷媒流路）と比較して、流入管４に近い方のプレートフィンの冷媒流路１１（図２８で、より左に近いプレートフィンの冷媒流路）の方が、冷媒は流れやすい。換言すれば、冷媒の流量に偏りが生じる可能性がある。
　ところが、本実施の形態では、出口側のヘッダ開口８ｂ内部に分流制御管２４を挿入し、最も出口側の分流口２６ａ（図２８で、より左側に近い部分）を、分流制御管２４の反出口側（図２８で、より右側に近い部分）の分流口より小径にしている。これにより、出口側の分流口を通る冷媒の圧損を増加させている。その結果、冷媒流量の偏流が防止され、各プレートフィンの内部の第１流体流路１１の冷媒量が均等化し、熱交換効率を向上させることができる。
　その結果、本実施の形態にかかる熱交換器は、冷媒流路１１群部分での熱交換効率が向上し、更に熱効率の高い熱交換器とすることができる。
　更に、分流制御管２４による冷媒分流の均一化構成は、分流制御管２４に分流口２６を穿孔するだけの簡単な構成であるから、安価に熱交換器を提供することができる。
　そして、分流制御管２４は補強プレート１６ａに一体化して設けられている。したがって、補強プレート１６ａを装着するだけで分流制御管２４をヘッダ流路１４内に挿設することができる。その結果、分流制御管２４を溶接等によって後付けする場合等に懸念される、プレートフィンロウ付け部分のロウ溶解によるプレートフィン接合不良やそれに伴う冷媒漏れ等の品質不良を防止でき、高品質且つ高効率の熱交換器を実現できる。
　また、補強プレート１６ａは分流制御管２４及び流出管５との間の電位差が、分流制御管２４と流出管５とを直付け接続した場合の両者の間の電位差よりも小さくなる材料（補強プレート１６ａはステンレス、分流制御管２４はアルミニウム、流出管５は銅）で形成されている。これにより、分流制御管２４と流出管５とを直付け接続した場合に生じる異種金属接触腐食の発生を防止することができる。その結果、長期使用に耐えうる信頼性を大きく向上させることができる。特に流入出管を銅管で構成し、分流制御管２４をアルミニウム等で構成することが多い空気調和機用熱交換器にあっては、顕著な効果が期待できる。
　なお、分流制御管２４は、本実施形態では補強プレート１６ａに設けられているが、これに限られない。分流制御管２４は、エンドプレート３ａ側に設けてもよく、また、補強プレート１６ａを用いていないタイプの場合は、エンドプレート３ａと対向する面に分流制御管２４と流出管５を設けてもよい。
　また、本実施形態では、冷媒流路１１群がＵ字形状を有するがこれに限られない。実施の形態２で説明した直線状の冷媒流路１１群を用いてもよい。
　なお、本実施の形態においては、上述したように、補強プレート１６ａ、１６ｂが膨張変形抑制部に該当する。
　（実施の形態４）
　実施の形態４における熱交換器は、プレートフィン積層体２のヘッダ領域での膨張変形を防止する他の構成例を示すものである。
　図２９は実施の形態４における熱交換器の外観を示す斜視図である。
　図２９に示すように、この熱交換器においては、プレートフィン積層体２のヘッダ領域Ｈでの膨張変形を防止する膨張変形抑制部として中空枠体２７が用いられている。すなわち、この中空枠体２７は図２９に示すように構成されている。中空枠体２７は、プレートフィン積層体２両側のエンドプレート３ａ、３ｂの少なくともヘッダ領域対応部分の外面に嵌め込まれてエンドプレート３ａ、３ｂの膨張変形を防止する。
　本構成によれば、中空枠体２７を少なくともヘッダ領域対応部分の外面に嵌め込むだけであるから、ボルト連結等の機械的結合部に比べ容易かつ短時間で装着でき、生産性を向上させることができる。
　なお、本実施の形態においては、上述したように、中空枠体２７が、膨張変形抑制部に該当する。
　（実施の形態５）
　実施の形態５は、先に示した各実施形態の熱交換器を用いて構成した冷凍システムである。
　本実施の形態では冷凍システムの一例として空気調和機を説明する。図３０は空気調和機の冷凍サイクル図である。図３１は同空気調和機の室内機の断面を示す概略図である。
　図３０、図３１において、空気調和装置は、室外機５１と、室外機５１に接続された室内機５２から構成されている。室外機５１には、冷媒を圧縮する圧縮機５３、冷房暖房運転時の冷媒回路を切り替える四方弁５４、冷媒と外気の熱を交換する室外熱交換器５５、および、冷媒を減圧する減圧器５６が配設されている。また、室内機５２には、冷媒と室内空気の熱を交換する室内熱交換器５７と、室内送風機５８とが配設されている。そして、圧縮機５３、四方弁５４、室内熱交換器５７、減圧器５６、および、室外熱交換器５５が冷媒回路で連結されて、ヒートポンプ式冷凍サイクルが形成されている。
　本実施形態による冷媒回路には、テトラフルオロプロペンまたはトリフルオロプロペンをベース成分とし、ジフルオロメタンまたはペンタフルオロエタンまたはテトラフルオロエタンを、地球温暖化係数が５以上、７５０以下となるように、望ましくは３５０以下、さらに望ましくは１５０以下となるように混合して、２成分混合もしくは３成分混合とした冷媒を使用している。
　空気調和機においては、冷房運転時には、四方弁５４は、圧縮機５３の吐出側と室外熱交換器５５とを連通するように切り換えられる。これにより、圧縮機５３によって圧縮された冷媒は高温高圧の冷媒となって四方弁５４を通って室外熱交換器５５に送られる。そして、冷媒は、外気と熱交換して放熱し、高圧の液冷媒となり、減圧器５６に送られる。減圧器５６では冷媒が減圧されて低温低圧の二相冷媒となり、室内機５２に送られる。室内機５２においては、冷媒は室内熱交換器５７に入り室内空気と熱交換して吸熱し、蒸発気化して低温のガス冷媒となる。この時、室内空気は冷却されて室内を冷房する。さらに冷媒は、室外機５１に戻り、四方弁５４を経由して圧縮機５３に戻される。
　暖房運転時には、四方弁５４が圧縮機５３の吐出側と室内機５２とが連通するように切り換えられる。これにより、圧縮機５３によって圧縮された冷媒は、高温高圧の冷媒となって四方弁５４を通り、室内機５２に送られる。高温高圧の冷媒は、室内熱交換器５７に入り、室内空気と熱交換して放熱し、冷却され高圧の液冷媒となる。この時、室内空気は加熱されて室内を暖房する。その後、冷媒は減圧器５６に送られ、減圧器５６において減圧されて低温低圧の二相冷媒となる。そして、冷媒は、室外熱交換器５５に送られて外気と熱交換して蒸発気化する。さらに、冷媒は、四方弁５４を経由して圧縮機５３へ戻される。
　上記のように構成された冷凍システムは、室外熱交換器５５或いは室内熱交換器５７に上記各実施の形態で示した熱交換器が使用される。これにより、省エネ性の高い高性能な冷凍システムを実現できる。
　（変形例）
　上述した実施の形態は、本開示に関する熱交換器１が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本開示は、実施の形態以外に、図３２から図３５を用いて以下に説明される変形例を取り得る。
　本変形例に係る補強プレート５９ａには、流入出管が挿入されるテーパ状の配管穴６５ａ、６６ａが配設されている。これにより、熱交換器１への接続配管の取り付け工程の作業性が大幅に向上する。すなわち、熱交換器１側面に補強プレート５９ａをセットし、接続配管を熱交換器１にロウ付け等の手段を用いて接合するときに、テーパ状に広がった配管穴６５ａ、６６ａの開口からトーチの火を当てることができる。これにより、熱を効率よく熱交換器１へ伝えることができ、ロウ付け時間を大幅に短縮することができる。
　さらに、配管穴６５ａ、６６ａをテーパ状とすることにより、熱交換器１を蒸発器として使用する場合に発生する露が配管穴６５ａ、６６ａから排水されやすくなる。その結果、露が保持されることによるアルミ材の腐食を確実に防止できる。なお、図３２から図３４に示される補強プレート５９ａは、エンドプレート６０ａ全面を覆うように配設されているが、少なくともエンドプレート６０ａのヘッダ領域対応部分に、補強プレート５９ａが配設されていればよい。
　また、本変形例では、補強プレート５９ｂおよびエンドプレート６０ｂの連通孔６２、６３にねじ穴が螺設され、締結手段６１の端部にネジ部が設けられている。そして、補強プレート５９ｂと締結手段６１とが固定されている。これにより、熱交換器１の組み立て時の作業性が向上する。例えば、補強プレート５９ｂに貫通穴のみを開けねじ切り加工を施さない場合においては、締結手段６１に長尺のネジを用いた場合、熱交換器１の長手方向への膨張を抑制するにはネジの端部にナット等の固定部品を締め付ける必要がある。その結果、配管等が複雑に配置されている熱交換器１では、作業性が著しく低下する。補強プレート５９ｂに直接ねじ切り加工を施した場合にはナット等の固定部品で締め付ける必要がなくなり、作業性が大幅に向上する。また、本変形例では、補強プレート５９ｂと締結手段６１が直接固定されるため、熱交換器１の長手方向に圧縮されるような力がかかった場合にも、その力を緩和することができる。なお、両側の補強プレート５９ａ，５９ｂおよび両側のエンドプレート６０ａ，６０ｂに設けられる連通孔をねじ孔とする場合に比べて、片側の補強プレート５９ｂおよびエンドプレート６０ｂに設けられる連通孔をねじ穴として締結部材と固定する方が、作業性の観点から好ましい。
　また、本変形例の補強プレート５９ａの周縁部および補強プレート５９ｂの周縁部には、それぞれ露受け部６４ａ、露受け部６４ｂが設けられている。これにより、補強プレート５９ａからはみ出た締結手段６１の端部に付着した霧や、補強プレート５９ａ、５９ｂの表面に生じた露を所定の場所へ流すことができる。これにより、熱交換器１下部で露を受ける皿の容積をコンパクトにすることができる。
　本発明は、プレートフィン積層体のヘッダ領域対応部分に膨張変形抑制部を設けることによって、ヘッダ領域部分での膨張変形を抑制し、小型且つ高効率の熱交換器及びそれを用いた冷凍システムを提供することができる。よって、家庭用及び業務用エアコン等に用いる熱交換器や各種冷凍機器等に幅広く利用でき、その産業的価値は大きい。
　１　熱交換器
　２　プレートフィン積層体
　２ａ　プレートフィン
　３，３ａ，３ｂ　エンドプレート
　４　流入管（入口ヘッダ）
　５　流出管（出口ヘッダ）
　６　第１プレートフィン
　６ａ　第１板状部材
　６ｂ　第２板状部材
　７　第２プレートフィン
　８，８ａ，８ｂ　ヘッダ開口
　９　連結部（ボルト・ナット）
　１０　ヘッダ流路
　１０ａ　外周流路
　１０ｂ　連絡流路
　１０ｃ　多分岐流路
　１１　冷媒流路（第１流体流路）
　１１ａ　往路側流路部
　１１ｂ　復路側流路部
　１２　切り起こし突起
　１２ａ，１２ａａ　突起（第１切り起こし突起）
　１２ｂ　突起（第２切り起こし突起）
　１３　貫通孔（位置決め用ボス孔）
　１３ａ　孔外周部（位置決め用ボス孔外周部）
　１４　ヘッダ流路
　１５　スリット
　１６ａ，１６ｂ　補強プレート
　１７　分流衝突壁
　１８　非流路部
　１９ａ，１９ｂ　平面端部
　２０　窪み平面部
　２０ａ　幅狭平面
　２０ｂ　幅広平面
　２１　フィン平面部
　２２（２２ａ，２２ｂ）　突起（切り起し突起）
　２４　分流制御管
　２５　冷媒流通用間隙
　２６，２６ａ　分流口
　２７　中空枠体
　５１　室外機
　５２　室内機
　５３　圧縮機
　５４　四方弁
　５５　室外熱交換器
　５６　減圧器
　５７　室内熱交換器
　５８　室内送風機
　５９ａ　補強プレート
　５９ｂ　補強プレート
　６０ａ　エンドプレート
　６０ｂ　エンドプレート
　６１　連結手段
　６２　補強プレートの連通孔
　６３　エンドプレートの連通孔
　６４ａ，６４ｂ　露受け部
　６５ａ，６５ｂ　配管穴
　６６ａ，６６ｂ　配管穴

Claims (14)

  1. 　第１流体が流れる流路をそれぞれ有する複数のプレートフィンが積層されたプレートフィン積層体と、前記プレートフィン積層体における積層方向両端にそれぞれ配置された第１エンドプレートおよび第２エンドプレートと、前記流路を流れる前記第１流体が通過する流入管および流出管から構成される流入出管と、を備え、前記プレートフィン積層体のプレートフィン積層間に第２流体が流れて、前記第１流体と前記第２流体との間で熱交換が行われる熱交換器であって、
    　前記複数のプレートフィンそれぞれは、前記第１流体が流れる複数の第１流体流路を有する流路領域と、前記複数の第１流体流路それぞれと前記流入出管とを連通させるヘッダ流路を有するヘッダ領域と、を備え、
    　前記第１流体流路は、前記複数のプレートフィンそれぞれに設けられた凹状溝から構成され、
    　前記第１エンドプレートの第１ヘッダ領域対応部分および前記第２エンドプレートの第２ヘッダ領域対応部分には、前記第１ヘッダ領域対応部分および前記第２ヘッダ領域対応部分が膨張変形するのを抑制する膨張変形抑制部が設けられている、熱交換器。
  2. 　前記膨張変形抑制部は、前記第１ヘッダ領域対応部分および前記第２ヘッダ領域対応部分を連結する連結部を備えている、請求項１に記載の熱交換器。
  3. 　前記第１ヘッダ領域対応部分の外面には第１補強プレートが配設され、
    　前記第２ヘッダ領域対応部分の外面には第２補強プレートが配設され、
    　前記第１補強プレートおよび前記第２補強プレートが前記連結部で連結されて、前記第１エンドプレートおよび前記第２エンドプレート、ならびに、前記第１補強プレートおよび前記第２補強プレートにて、前記プレートフィン積層体が挟持されている、請求項２に記載の熱交換器。
  4. 　前記複数の第１流体流路それぞれはＵ字状に構成され、
    　前記流入管と連通する流体入口側のヘッダ流路及び前記流出管と連通する流体出口側のヘッダ流路が前記複数のプレートフィンそれぞれの一端部側に配設されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の熱交換器。
  5. 　前記第１補強プレートの第１面には、前記第２エンドプレートに向かって延びる分流制御管が接続され、
    　前記第１面に対向する前記第１補強プレートの第２面には、前記流入出管が接続されている、請求項３または４に記載の熱交換器。
  6. 　前記第１補強プレートは、前記分流制御管及び前記流入出管との間の電位差が前記分流制御管と前記流入出管とを直付け接続した場合の電位差よりも小さくなる材料で形成されている、請求項５に記載の熱交換器。
  7. 　前記複数のプレートフィン、前記第１エンドプレートおよび前記第２エンドプレート、ならびに、前記第１補強プレートおよび前記第２補強プレートには、貫通孔が設けられ、
    　前記貫通孔に前記締結部が通されて前記第１補強プレートおよび前記第２補強プレートが連結されている、請求項５または６に記載の熱交換器。
  8. 　前記膨張変形抑制部は中空枠体で構成され、前記中空枠体内に前記第１ヘッダ領域対応部分および前記第２ヘッダ領域対応部分の外面が嵌め込まれている、請求項１に記載の熱交換器。
  9. 　前記第１補強プレートには、前記流入出管が挿入される配管穴が配設されている、請求項３から８のいずれか一項に記載の熱交換器。
  10. 　前記配管穴は、テーパ状である、請求項９に記載の熱交換器。
  11. 　前記第２補強プレートには、ねじ溝が螺設された連通孔が配設され、前記連結部の端部にネジ部が配設されている、請求項３から１０のいずれか一項に記載の熱交換器。
  12. 　前記第２エンドプレートには、ねじ溝が螺設された連通孔が配設されている、請求項１１に記載の熱交換器。
  13. 　前記第１補強プレートの周縁部および前記第２補強プレートの周縁部には、露受け部が配設されている、請求項９に記載の熱交換器。
  14. 　請求項１から１３のいずれか１項に記載の熱交換器を備えている、冷凍システム。
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