WO2024024393A1

WO2024024393A1 - 熱交換器

Info

Publication number: WO2024024393A1
Application number: PCT/JP2023/024411
Authority: WO
Inventors: 慎章伊藤; 良城丹野; 和生中所
Original assignee: ハイリマレリジャパン株式会社
Priority date: 2022-07-26
Filing date: 2023-06-30
Publication date: 2024-02-01
Also published as: JP2024016643A

Abstract

熱交換器（１０）は、冷媒が供給される上部ヘッダタンク（２０Ａ，２０Ｂ）と、上部ヘッダタンク（２０Ａ，２０Ｂ）よりも下方に配置される下部ヘッダタンク（２２Ａ，２２Ｂ）と、上部ヘッダタンク（２０Ａ，２０Ｂ）と下部ヘッダタンク（２２Ａ，２２Ｂ）とを接続し内部を流通する冷媒と周囲を流れる空気との間で熱交換を行う複数のチューブ（２４）と、を各々有し、空気の流れ方向に複数重ねて設けられて連続して冷媒が流れる複数のコア部（１６，１４）と、一方のコア部（１６）の下部ヘッダタンク（２２Ｂ）と、空気の流れ方向に重ねて配置される他方のコア部（１４）の上部ヘッダタンク（２０Ａ）と、を連通させて下部ヘッダタンク（２２Ｂ）から上部ヘッダタンク（２０Ａ）に冷媒を流通させる連通路と、を備える。

Description

熱交換器

　本発明は、熱交換器に関する。

　ＪＰ２０１６－１１８３３５Ａには、コア部が重ねて設けられた熱交換器が開示されている。コア部は、上下のヘッダタンクと、上下のヘッダタンク間で冷媒を通流する熱交換管とを有する。

　ヘッダタンク内には、仕切部が設けられており、コア部には、上のヘッダタンクから下のヘッダタンクへ向けて冷媒を流す下方パスと、下のヘッダタンクから上のヘッダタンクへ向けて冷媒を流す上方パスとが熱交換管によって形成されている。

　しかしながら、この熱交換器にあっては、冷媒を下方へ流す下方パスと上方へ流す上方パスとが交互に存在する。このため、コア部の熱交換管で冷媒を凝縮して熱交換を行う場合、密度が高められた冷媒を熱交換管内において何度も押し上げる必要があり、冷媒の流れが悪化する。

　本発明は、冷媒を流れ易くすることが可能な熱交換器を提供することを目的とする。

　本発明のある態様によれば、液相と気相との相変化を生じる冷媒を凝縮して空気を加熱する熱交換器は、冷媒が供給される上部ヘッダタンクと、前記上部ヘッダタンクよりも下方に配置される下部ヘッダタンクと、前記上部ヘッダタンクと前記下部ヘッダタンクとを接続し内部を流通する冷媒と周囲を流れる空気との間で熱交換を行う複数のチューブと、を各々有し、空気の流れ方向に複数重ねて設けられて連続して冷媒が流れる複数のコア部と、一方の前記コア部の前記下部ヘッダタンクと、空気の流れ方向に重ねて配置される他方の前記コア部の前記上部ヘッダタンクと、を連通させて前記下部ヘッダタンクから前記上部ヘッダタンクに冷媒を流通させる連通路と、を備える。

　上記態様の熱交換器では、一方のコア部に供給された冷媒は、当該コア部の上部ヘッダタンクからチューブを介して下部ヘッダタンク側へ流れる。一方のコア部の下部ヘッダタンクの冷媒は、連通路を介して他方のコア部に供給される。他方のコア部に供給された冷媒は、当該コア部の上部ヘッダタンクからチューブを介して下部ヘッダタンクへ流れる。

　そのため、下流側へ流れるに従って凝縮して密度が高まる冷媒を、連通路で連通された両コア部のチューブにおいて上から下へ流すことができる。これにより、凝縮して密度が高められた冷媒を、コア部のチューブにおいて下から上に押し上げる必要がなくなる。したがって、冷媒を流れ易くすることが可能な熱交換器を提供することを目的とする。

図１は、本発明の実施形態に係る熱交換器の斜視図である。図２は、連通路の構造を示す分解斜視図である。図３は、図２のIII－III線に沿う断面図である。図４は、第一ブロックを示す正面図である。図５は、第二ブロックを示す正面図である。図６は、第三ブロックを示す正面図である。図７は、第四ブロックを示す正面図である。図８は、第五ブロックを示す正面図である。図９は、第六ブロックを示す正面図である。図１０は、各ブロックを用いて構成された連通路の通路抵抗を示すグラフである。図１１は、第一変形例を示す要部の斜視図である。図１２は、第二変形例を示す要部の斜視図である。図１３は、第三変形例の斜視図である。図１４は、第三変形例のアダプタの拡大図である。

　以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る熱交換器１０について説明する。

　まず、図１を参照して、熱交換器１０の全体構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る熱交換器１０の斜視図である。

　熱交換器１０は、車両（図示省略）に搭載される。熱交換器１０は、空調装置（図示省略）で循環され液相と気相との相変化を生じる冷媒と、空調に用いられる空気との間で熱交換を行う。

　具体的には、熱交換器１０は、空調に用いられる空気が通過するＨＶＡＣ（Ｈｅａｔｉｎｇ　Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ａｉｒ　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）ユニット（図示省略）内に設けられる。熱交換器１０は、空調装置が暖房運転を行う際に、空調に用いられる空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮させて空気を加熱する凝縮器である。

　熱交換器１０は、冷媒が供給される一方のコア部としての上流側コア部１６と、上流側コア部１６からの冷媒が供給される他方のコア部としての下流側コア部１４と、当該熱交換器１０の両側部に設けられた補強部材１８と、を有する。

　下流側コア部１４と上流側コア部１６とは、空気の流れ方向１２に重ねて配置される。下流側コア部１４は、風上に配置される。上流側コア部１６は風下に配置される。

　なお、本実施形態では、熱交換器１０を下流側コア部１４と上流側コア部１６との二つのコア部で構成する場合について説明するが、本実施形態は、これに限定されるものではない。熱交換器１０を、三以上のコア部で構成してもよい。また、上流側コア部１６及び下流側コア部１４は、連続して冷媒の流れ方向に配置された一組のコア部のうちの一方のコア部及び他方のコア部を示す。

　下流側コア部１４及び上流側コア部１６は、冷媒が供給される上部ヘッダタンク２０Ａ，２０Ｂと、上部ヘッダタンク２０Ａ，２０Ｂよりも下方に配置される下部ヘッダタンク２２Ａ，２２Ｂと、を各々有する。下流側コア部１４は、上部ヘッダタンク２０Ａと下部ヘッダタンク２２Ａとを接続し内部を流通する冷媒と周囲を流れる空気との間で熱交換を行う複数のチューブ２４と、複数のフィン（図示省略）と、を各々有する。また、上流側コア部１６は、上部ヘッダタンク２０Ｂと下部ヘッダタンク２２Ｂとを接続し内部を流通する冷媒と周囲を流れる空気との間で熱交換を行う複数のチューブ２４と、複数のフィン（図示省略）と、を各々有する。

　各ヘッダタンク２０Ａ，２０Ｂ，２２Ａ，２２Ｂ，チューブ２４，及びフィンは、アルミニウムなどの金属によって形成され、ろう付け等によって互いに接合されて一体になる。

　また、熱交換器１０は、上流側コア部１６の下部ヘッダタンク２２Ｂと下流側コア部１４の上部ヘッダタンク２０Ａとを連通する連通路２６を有する。

　（チューブ）
　各コア部１４，１６に設けられた各チューブ２４は、各コア部１４，１６の各ヘッダタンク２０Ａ，２０Ｂ，２２Ａ，２２Ｂどうしを接続し、内部を流通する冷媒と周囲を流れる空気との間で熱交換を行う。

　各コア部１４，１６は、各々のチューブ２４の間を空気が通過するように、空気の流れ方向１２に対して交差するように設けられる。各コア部１４，１６は、連続して空気が通過するように、空気の流れ方向１２に重ねて設けられる。

　複数のチューブ２４は、平行に並べて設けられ、間隔を空けて積層される。チューブ２４は、扁平な形状に形成され、厚さ方向に積層される。隣り合うチューブ２４どうしの間には、フィンが設けられる。チューブ２４は、空気の流れ方向１２に対して交差する方向に積層される。チューブ２４内には、冷媒が流通する流路が形成される。

　（フィン）
　フィンは、隣り合うチューブ２４の間に設けられ、チューブ２４と交互に積層される。フィンは、チューブ２４の長手方向に沿って波状に形成され、隣接する二つのチューブ２４と接合される。複数のチューブ２４とフィンの周囲には、空調装置のブロワ（図示省略）によって供給される空気が通過する。そのため、チューブ２４の内部を流通する冷媒は、チューブ２４の表面とフィンとを介して、空気との間で熱交換を行うことができる。このように、フィンは、冷媒と空気との間の熱交換を促進させる。

　（補強部材）
　補強部材１８は、下流側コア部１４及び上流側コア部１６の両側部に各々設けられる。補強部材１８は、下流側コア部１４及び上流側コア部１６の両側部に設けられるフィンに当接する。補強部材１８は、長手方向の端部が各ヘッダタンク２０Ａ，２０Ｂ，２２Ａ，２２Ｂにそれぞれ係止され、一対のヘッダタンク２０Ａ，２０Ｂ，２２Ａ，２２Ｂの間を連結して補強する。補強部材１８は、チューブ２４とフィンとをろう付けして下流側コア部１４及び上流側コア部１６を形成する際に、フィンにろう付けされて下流側コア部１４及び上流側コア部１６と一体になる。

　（ヘッダタンク）
　各ヘッダタンク２０Ａ，２０Ｂ，２２Ａ，２２Ｂは、チューブ２４の並び方向に長い筒状である。各ヘッダタンク２０Ａ，２０Ｂ，２２Ａ，２２Ｂの断面は、閉断面形状である。各上部ヘッダタンク２０Ａ，２０Ｂの上面は、当該熱交換器１０を取り付けた状態において、幅方向の中央部が上方へ向けて突出した曲面状に形成されている。各ヘッダタンク２０Ａ，２０Ｂ，２２Ａ，２２Ｂの各端部は、略同形状である。

　各コア部１４，１６の上部ヘッダタンク２０Ａ，２０Ｂと下部ヘッダタンク２２Ａ，２２Ｂとは、対向して配置される。対向して配置された上部ヘッダタンク２０Ａ，２０Ｂ及び下部ヘッダタンク２２Ａ，２２Ｂには、複数のチューブ２４の長手方向の各端部が各々挿入された状態で接合される。各ヘッダタンク２０Ａ，２０Ｂ，２２Ａ，２２Ｂは、冷媒を一時的に貯蔵する。

　上流側コア部１６の上部ヘッダタンク２０Ｂの一端は、冷媒が流入する冷媒流入口３０を構成する。この冷媒流入口３０には、冷媒を供給する供給配管３１が接続される。つまり、上流側コア部１６は、冷媒が流入する冷媒流入口３０を一側部側３２の一方側端部に有する。

　上流側コア部１６の上部ヘッダタンク２０Ｂの他端は閉塞される。上流側コア部１６の上部ヘッダタンク２０Ｂに流入した冷媒は、各チューブ２４を介して下部ヘッダタンク２２Ｂに流れる。冷媒は、チューブ２４を流通する際に空気との間で熱交換を行う。

　上流側コア部１６の下部ヘッダタンク２２Ｂの一端は閉塞される。上流側コア部１６の下部ヘッダタンク２２Ｂの他端は、冷媒が流出する冷媒流出口３４を構成する。冷媒流出口３４には、前述した連通路２６が接続される。

　下流側コア部１４の上部ヘッダタンク２０Ａの他端は、冷媒を流入する冷媒流入口２８を構成する。この冷媒流入口２８には、前述した連通路２６が接続される。

　これにより、連通路２６は、上流側コア部１６の他側部側３６の他方側端部において、上流側コア部１６と下流側コア部１４とを連通する。具体的には、連通路２６は、上流側コア部１６の下部ヘッダタンク２２Ｂの他端部から流出する冷媒を、下流側コア部１４の上部ヘッダタンク２０Ａの他端部へ流入する。

　下流側コア部１４の上部ヘッダタンク２０Ａの一端は、閉塞される。下流側コア部１４の上部ヘッダタンク２０Ａに流入した冷媒は、各チューブ２４を介して下部ヘッダタンク２２Ａに流れる。冷媒は、チューブ２４を流通する際に空気との間で熱交換を行う。

　下流側コア部１４の下部ヘッダタンク２２Ａの他端は閉塞される。下流側コア部１４の下部ヘッダタンク２２Ａの一端は、冷媒を流出する冷媒流出口４０を構成する。冷媒流出口４０には、冷媒を回収する回収配管４２が接続される。

　（連通路）
　図２は、連通路２６の構造を示す分解斜視図である。

　図１及び図２に示すように、連通路２６は、下部コネクタ５０と、上部コネクタ５２と、下部コネクタ５０及び上部コネクタ５２を連通する管部材５４と、で構成される。管部材５４の内側の断面積は、チューブ２４の内側の断面積より十分に大きい。

　下部コネクタ５０は、上流側コア部１６の下部ヘッダタンク２２Ｂと連通可能に接続される。上部コネクタ５２は、下流側コア部１４の上部ヘッダタンク２０Ａと連通可能に接続される。

　管部材５４は、下部コネクタ５０が有する接続穴５６に一端が接続されるとともに上部コネクタ５２が有する接続穴（図示省略）に他端が接続される。管部材５４は、下部コネクタ５０及び上部コネクタ５２を連通する。

　下部コネクタ５０を対応する下部ヘッダタンク２２Ｂに接続し上部コネクタ５２を対応する上部ヘッダタンク２０Ａに接続した状態で、管部材５４が接続される下部コネクタ５０の接続穴５６及び上部コネクタ５２の接続穴（図示省略）は、互いに対向する。また、下部コネクタ５０の接続穴５６及び上部コネクタ５２の接続穴（図示省略）は、上下に延在するチューブ２４（図１参照）の延在方向と同方向に開口する。

　（ブロック）
　図３は、図２のIII－III線に沿う断面図である。

　図２及び図３に示すように、下部コネクタ５０及び上部コネクタ５２は、同じ部材としてのブロック６０によって構成される。

　下部コネクタ５０及び上部コネクタ５２を構成するブロック６０は、各コア部１４，１６に向けて配置される平坦な一面６２を有する。また、ブロック６０は、一面６２と反対側に突出する山形の突出部６４を有する。これにより、ブロック６０は、三角柱状に形成されている。

　ブロック６０の一面６２には、重ねて配置される上部ヘッダタンク２０Ａ，２０Ｂの各端部又は重ねて配置される下部ヘッダタンク２２Ａ．２２Ｂの各端部を挿入可能な第一挿入穴６６及び第二挿入穴６８を有する。第一挿入穴６６及び第二挿入穴６８は、各ヘッダタンク２０Ａ，２０Ｂ，２２Ａ，２２Ｂの各端部と略同形状である。また、第一挿入穴６６と第二挿入穴６８とは、重ねて配置された各ヘッダタンク２０Ａ，２０Ｂ，２２Ａ，２２Ｂの配置間隔と同じ間隔で配置されている。

　第二挿入穴６８の奥部は、閉塞面７０で閉塞されている。これにより、第二挿入穴６８は、挿入されるヘッダタンクの端部を閉塞する閉塞部７２を構成する。

　ブロック６０は、一面６２の延在方向と直交する方向に延在する交差面としての端面７４（図２参照）に第一挿入穴６６と連通する前述した接続穴５６を有する。第一挿入穴６６は、奥側に一面６２と平行な奥面７６を有する。奥面７６には、接続穴５６と連通する内部通路７８が開口している。

　接続穴５６は、端面７４（図２参照）に対して垂直に開口するとともに一面６２と平行に延在する。接続穴５６は、第一挿入穴６６の中心を通る中心線Ｃ１と第二挿入穴６８の中心を通る中心線Ｃ２との中間位置に配置される（図３参照）。つまり、第一挿入穴６６及び第二挿入穴６８は、接続穴５６に対して対称となる位置に配置される。

　これにより、接続穴５６が開口した端面７４を上方へ向けて配置することで、ブロック６０を下部コネクタ５０として利用することができる。また、接続穴５６が開口した端面７４を下方へ向けて配置することで、ブロック６０を上部コネクタ５２として利用することができる。

　図１に示すように、下部コネクタ５０を構成するブロック６０は、上流側コア部１６の下部ヘッダタンク２２Ｂの端部が第一挿入穴６６に挿入され、下部ヘッダタンク２２Ｂを接続穴５６に連通する。また、下流側コア部１４の下部ヘッダタンク２２Ａの端部が第二挿入穴６８に挿入され、下部ヘッダタンク２２Ａの端部を閉塞する。

　そして、上部コネクタ５２を構成するブロック６０は、上流側コア部１６の上部ヘッダタンク２０Ｂの端部が第二挿入穴６８に挿入され、上部ヘッダタンク２０Ｂの端部を閉塞する。また、下流側コア部１４の上部ヘッダタンク２０Ａの端部が第一挿入穴６６に挿入され、上部ヘッダタンク２０Ａを接続穴５６に連通する。

　この接続穴５６は、第一挿入穴６６の中心を通る中心線Ｃ１と第二挿入穴６８の中心を通る中心線Ｃ２との中間位置に配置されている（図３参照）。このため、端面７４を上方へ向けて配置したブロック６０からなる下部コネクタ５０の接続穴５６と、端面７４を下方へ向けて配置したブロック６０が構成する上部コネクタ５２の接続穴５６とは、互いに対向する。

　また、接続穴５６は、端面７４に対して垂直に開口するとともに一面６２と平行に延在する。このため、下部コネクタ５０の接続穴５６の開口方向及び上部コネクタ５２の接続穴５６の開口方向は、上下に延在するチューブ２４の延在方向と一致する。

　（内部通路）
　図３に示すように、第一挿入穴６６と接続穴５６とを連通する内部通路７８は、第一挿入穴６６の奥面７６に対して斜め４０度方向へ直線状に延在する。この内部通路７８は、例えばドリルを用いた切削加工によって形成される。

　本実施形態では、異なる形状の内部通路７８を有するブロック６０を複数用意した（ブロック６０－１，６０－２，６０－３，６０－４，６０－５，６０－６）。そして、各ブロック６０を用いた連通路２６において通路抵抗を測定した。

　（第一ブロック）
　図４は、第一ブロック６０－１を示す正面図である。

　図４に示すように、第一ブロック６０－１の内部通路７８は、第一挿入穴６６の奥面７６から接続穴５６へ向けて斜め方向へ直線状に形成された切削穴８０で構成される。この切削穴８０は、第一ブロック６０－１の端面７４と平行に形成されている。

　（第二ブロック）
　図５は、第二ブロック６０－２を示す正面図である。

　図５に示すように、第二ブロック６０－２の内部通路７８は、第一挿入穴６６の奥面７６から接続穴５６へ向けて斜め方向へ直線状に形成された切削穴８２で構成される。この切削穴８２は、奥面７６から接続穴５６へ向かうに従って当該第二ブロック６０－２の端面７４に近づく方向へ傾斜する。端面７４と平行な平行線８４と切削穴８２の中心線Ｃ３とが成す角度α１は、２５．４度である。

　これにより、接続穴５６と切削穴８２とが直交する場合と比較して、冷媒を流れスムーズにする。

　（第三ブロック）
　図６は、第三ブロック６０－３を示す正面図である。

　図６に示すように、第三ブロック６０－３の内部通路７８は、第一挿入穴６６の奥面７６から接続穴５６へ向けて斜め方向へ直線状に形成された第一切削穴８６及び第二切削穴８８で構成される。

　第一切削穴８６及び第二切削穴８８は一部が重なるように形成され、一つの内部通路７８を構成する。第三ブロック６０－３の内部通路７８が奥面７６に開口する開口面積は、第一ブロック６０－１の内部通路７８の開口面積よりも大きい。

　第一切削穴８６及び第二切削穴８８は、当該第三ブロック６０－３の端面７４と平行に形成されている。

　（第四ブロック）
　図７は、第四ブロック６０－４を示す正面図である。

　図７示すように、第四ブロック６０－４の内部通路７８は、第一挿入穴６６の奥面７６から接続穴５６へ向けて斜め方向へ直線状に形成された第一切削穴９０と第二切削穴９２と第三切削穴９４とで構成される。

　第一切削穴９０と第二切削穴９２と第三切削穴９４とは一部が重なるように形成され、一つの内部通路７８を構成する。第四ブロック６０－４の内部通路７８が奥面７６に開口する開口面積は、第三ブロック６０－３の内部通路７８の開口面積よりも大きい。

　第一切削穴９０と第二切削穴９２と第三切削穴９４とは、当該第四ブロック６０－４の端面７４と平行に形成されている。

　（第五ブロック）
　図８は、第五ブロック６０－５を示す正面図である。

　図８示すように、第五ブロック６０－５の内部通路７８は、第一挿入穴６６の奥面７６から接続穴５６へ向けて斜め方向へ直線状に形成された第一切削穴９６及び第二切削穴９８で構成される。

　第一切削穴９６は、端面７４と平行に形成されている。第二切削穴９８は、奥面７６から接続穴５６へ向かうに従って当該第五ブロック６０－５の端面７４に近づく方向へ傾斜する。端面７４と平行な平行線８４と第二切削穴９８の中心線Ｃ４とが成す角度α２は２５．４度である。

　第一切削穴９６及び第二切削穴９８は一部が重なるように形成され、一つの内部通路７８を構成する。第五ブロック６０－５の内部通路７８が奥面７６に開口する開口面積は、第一ブロック６０－１の内部通路７８の開口面積及び第二ブロック６０－２の内部通路７８の開口面積より大きい。

　（第六ブロック）
　図９は、第六ブロック６０－６を示す正面図である。

　図９示すように、第六ブロック６０－６の内部通路７８は、第一挿入穴６６の奥面７６から接続穴５６へ向けて斜め方向へ直線状に形成された第一切削穴１００及び第二切削穴１０２で構成される。

　第一切削穴１００は、端面７４と平行に形成されている。第二切削穴１０２は、奥面７６から接続穴５６へ向かうに従って当該第六ブロック６０－６の端面７４に近づく方向へ傾斜する。端面７４と平行な平行線８４と第二切削穴１０２の中心線Ｃ５とが成す角度α３は、３７度である。

　第一切削穴１００及び第二切削穴１０２は一部が重なるように形成され、一つの内部通路７８を構成する。第六ブロック６０－６の内部通路７８が奥面７６に開口する開口面積は、第一ブロック６０－１の内部通路７８の開口面積及び第二ブロック６０－２の内部通路７８の開口面積より大きい。

　なお、各ブロック６０－１，６０－２，６０－３，６０－４，６０－５，６０－６の内部通路７８を形成する各切削穴８０、８２，８６，８８，９０，９２，９４，９６，９８，１００，１０２は、同一径のドリルによって形成される。また、各ブロック６０－１，６０－２，６０－３，６０－４，６０－５，６０－６の内部通路７８を除く他の構成部分は、同じとする。

　次に、通路抵抗について説明する。

　図１０は、各ブロック６０－１，６０－２，６０－３，６０－４，６０－５，６０－６を用いて構成された連通路２６の通路抵抗を示すグラフである。各連通路２６の通路抵抗を示す棒形状には、使用した各ブロックの符号が付されている。

　このグラフには、数値化した通路抵抗が棒形状の長さで示されている。このグラフにおいて、縦軸は、通路抵抗を示し、通路抵抗が小さいほど優れている。

　このグラフから第六ブロック６０－６で構成された連通路２６の通路抵抗が最も低く、第六ブロック６０－６を用いた構成が、他のブロック６０－１，６０－２，６０－３，６０－４，６０－５を用いた構成よりも優れていることが分かる。このため、本実施形態の各コネクタ５０，５２には、第六ブロック６０－６を採用する。

　なお、本実施形態では、第六ブロック６０－６で各コネクタ５０，５２を構成する場合について説明するが、本実施形態は、これに限定されるものではない。前述した各ブロック６０－１，６０－２，６０－３，６０－４，６０－５，６０－６のいずれかを用いて各コネクタ５０，５２を構成してもよい。

　（管部材）
　図２に示すように、管部材５４は、直線状に延びる円筒部材で構成される。管部材５４の一端部及び他端部には、周方向に延在する突条１１０が形成されている。

　管部材５４の外周部には、ろう材がリング状に形成されたリングろう１１２が装着される。このリングろう１１２は、加熱時に溶融し、管部材５４を各コネクタ５０，５２にろう付けする。

　（作用及び効果）
　以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

　熱交換器１０は、液相と気相との相変化を生じる冷媒を凝縮して空気を加熱する熱交換器１０である。熱交換器１０は、冷媒が供給される上部ヘッダタンク２０Ａ，２０Ｂと、上部ヘッダタンク２０Ａ，２０Ｂよりも下方に配置される下部ヘッダタンク２２Ａ，２２Ｂと、上部ヘッダタンク２０Ａ，２０Ｂと下部ヘッダタンク２２Ａ，２２Ｂとを接続し内部を流通する冷媒と周囲を流れる空気との間で熱交換を行う複数のチューブ２４と、を各々有し、空気の流れ方向１２に複数重ねて設けられて連続して冷媒が流れる複数のコア部としての上流側コア部１６及び下流側コア部１４を備える。熱交換器１０は、一方のコア部としての上流側コア部１６の下部ヘッダタンク２２Ｂと、空気の流れ方向１２に重ねて配置される他方のコア部としての下流側コア部１４の上部ヘッダタンク２０Ａと、を連通させて下部ヘッダタンク２２Ｂから上部ヘッダタンク２０Ａに冷媒を流通させる連通路２６を備える。

　この構成の熱交換器１０によれば、一方のコア部としての上流側コア部１６に供給された冷媒は、当該上流側コア部１６の上部ヘッダタンク２０Ｂからチューブ２４を介して下部ヘッダタンク２２Ｂへ流れる。上流側コア部１６の下部ヘッダタンク２２Ｂの冷媒は、連通路２６を介して、他方のコア部としての下流側コア部１４に供給される。

　下流側コア部１４に供給された冷媒は、当該下流側コア部の上部ヘッダタンク２０Ａからチューブ２４を介して下部ヘッダタンク２２Ａへ流れる。これにより、各コア部１４，１６を流れる冷媒は、各コア部１４，１６において、凝縮することで密度を高めながら上方から下方へ流れる。

　そのため、下流へ流れるに従って凝縮して密度が高まる冷媒を、連通路２６で連通された両コア部１４，１６のチューブ２４において上から下へ流すことができる。これにより、凝縮して密度が高められた冷媒を、各コア部１４，１６のチューブ２４において下から上に押し上げる必要がなくなる。したがって、冷媒を流れ易くすることが可能な熱交換器１０を提供することができる。

　また、一方のコア部としての上流側コア部１６の上部ヘッダタンク２０Ｂは、冷媒が流入する冷媒流入口３０を一端部に有し、他方のコア部としての下流側コア部１４の下部ヘッダタンク２２Ａは、冷媒が流出する冷媒流出口４０を一端部に有する。連通路２６は、一方のコア部としての上流側コア部１６の下部ヘッダタンク２２Ｂの他端部と他方のコア部としての下流側コア部１４の上部ヘッダタンク２０Ａの他端部とを連通する。

　この構成によれば、上流側コア部１６は、上部ヘッダタンク２０Ｂの一端部から冷媒が流入し、下部ヘッダタンク２２Ｂの他端部から連通路２６を介して冷媒が流出する。

　このため、上流側コア部１６は、冷媒が流入する一方側端部から冷媒が流出する他方側端部へ向かうに従って、流れる冷媒の温度が低下するので、上流側コア部１６は、一方側端部から他方側端部へ向かうに従って温度が低くなる。

　また、下流側コア部１４は、連通路２６を介して上部ヘッダタンク２０Ａの他端部から冷媒が流入し、下部ヘッダタンク２２Ａの他端部から冷媒が流出する。

　このため、下流側コア部１４は、冷媒が流入する他方側端部から冷媒が流出する一方側端部へ向かうに従って流れる冷媒の温度が低下するので、下流側コア部１４は、他方側端部から一方側端部へ向かうに従って温度が低くなる。

　そして、温度が高い上流側コア部１６の一方側端部は、温度が低い下流側コア部１４の一方側端部に重ねて配置される。また、温度が低い上流側コア部１６の他方側端部は、温度が高い下流側コア部１４の他方側端部に重ねて配置される。

　このため、上流側コア部１６と下流側コア部１４とが重ねて配置される熱交換器１０は、一方側端部と他方側端部との温度差が抑制され、熱交換器１０の温度分布の均一化が図られる。

　また、連通路２６は、一方のコア部としての上流側コア部１６の下部ヘッダタンク２２Ｂと連通可能に接続される下部コネクタ５０と、他方のコア部としての下流側コア部１４の上部ヘッダタンク２０Ａと連通可能に接続される上部コネクタ５２と、下部コネクタ５０及び上部コネクタ５２が有する接続穴５６に接続され下部コネクタ５０及び上部コネクタ５２を連通する管部材５４と、で構成される。

　この構成によれば、管部材５４の長さを変更することで、下部コネクタ５０と上部コネクタ５２との離間距離を変更することができる。

　このため、仕様変更に伴って各コア部１４，１６のチューブ２４の長さが変更された場合であっても、下部コネクタ５０と上部コネクタ５２とを接続する管部材５４の長さを変更するだけで、仕様変更に対応することが可能となる。

　下部コネクタ５０を対応する下部ヘッダタンク２２Ａ，２２Ｂに接続するとともに上部コネクタ５２を対応する上部ヘッダタンク２０Ａ，２０Ｂに接続した状態において、管部材５４が接続される下部コネクタ５０の接続穴５６及び上部コネクタ５２の接続穴５６は、互いに対向するとともにチューブ２４の延在方向と同方向に開口する。

　この構成によれば、両コネクタ５０，５２間に管部材５４を斜めに配管して下部コネクタ５０と上部コネクタ５２とを連通する場合と比較して、接続穴５６の角度を変更することなく、チューブ２４の長さ変更に対応することが可能となる。

　下部コネクタ５０と上部コネクタ５２とは、同じ部材によって構成される。

　この構成によれば、下部コネクタ５０と上部コネクタ５２とが別部材で構成される場合と比較して、製造コストの抑制が可能となる。

　下部コネクタ５０と上部コネクタ５２を構成する部材は、重ねて配置される上部ヘッダタンク２０Ａ，２０Ｂの各端部又は重ねて配置される下部ヘッダタンク２２Ａ，２２Ｂの各端部を挿入可能な第一挿入穴６６及び第二挿入穴６８を一面６２に有し、かつ第一挿入穴６６と連通する接続穴５６を一面６２の延在方向と交差する方向に延在する交差面としての端面７４に有するとともに当該接続穴５６が第一挿入穴６６の中心を通る中心線Ｃ１と第二挿入穴６８の中心を通る中心線Ｃ２との中間位置に配置されたブロック６０で構成される。

　この構成によれば、接続穴５６が下方へ向けて開口するようにブロック６０を配置することで、当該ブロック６０を上部コネクタ５２として利用することができる。また、接続穴５６が上方へ向けて開口するようにブロック６０を配置することで、当該ブロック６０を下部コネクタ５０として利用することができる。

　したがって、ブロック６０の向きを変えるだけで、ブロック６０を上部コネクタ５２及び下部コネクタ５０として使用することができる。

　そして、ブロック６０の第二挿入穴６８は、接続穴５６に接続されておらず、閉塞面７０で閉塞された閉塞部７２を構成する。

　このため、ブロック６０の第二挿入穴６８に挿入されるヘッダタンクの端部を閉塞部７２で閉塞することができる。このため、各ヘッダタンク２０Ｂ，２２Ａの端部を閉塞する為の閉塞部材を別途用意しなければならない場合と比較して、コストの削減が可能であるとともに、閉塞部材を取り付ける為の手間が不要となる。

　（第一変形例）
　図１１は、第一変形例を示す要部の斜視図である。

　第一変形例に係る熱交換器２００は、上流側コア部１６の下部ヘッダタンク２２Ｂの端部と下流側コア部１４の下部ヘッダタンク（図示省略）の端部とに下部アダプタ２０２が接続されている。

　下部アダプタ２０２は、アルミニウムが直方体形状に形成されたブロック体で構成される。下部アダプタ２０２は、上流側コア部１６の下部ヘッダタンク２２Ｂの端部を閉塞する閉塞部（図示省略）を有する。

　下部アダプタ２０２は、下流側コア部１４の下部ヘッダタンク（図示省略）の端部に接続され、当該下部ヘッダタンク（図示省略）と連通する筒部２０４を有する。筒部２０４は、下流側コア部１４の下部ヘッダタンク（図示省略）から冷媒を排出する冷媒排出路２０６を構成する。筒部２０４には、冷媒を回収する回収配管（図示省略）が接続される。

　筒部２０４は、下流側コア部１４の下部ヘッダタンク（図示省略）の延在方向に対して直交する方向に延在する。これにより、当該筒部２０４に接続される回収配管（図示省略）を下部ヘッダタンク（図示省略）の延在方向に対して直交する方向に引き出すことができる。

　この変形例では、下流側コア部１４の下部ヘッダタンク（図示省略）に接続された回収配管を曲げて回収配管を下部ヘッダタンクの延在方向に対して直交する方向に引き回す場合と比較して、熱交換器２００の一側部側３２に要するスペースの削減が可能となる。

　（第二変形例）
　図１２は、第二変形例を示す要部の斜視図である。

　第二変形例に係る熱交換器３００は、上流側コア部１６の上部ヘッダタンク２０Ｂの端部と下流側コア部１４の上部ヘッダタンク２０Ａの端部とに上部アダプタ３０２がさらに接続されている。

　上部アダプタ３０２は、アルミニウムが直方体形状に形成されたブロック体で構成される。上部アダプタ３０２は、下流側コア部１４の上部ヘッダタンク２０Ａの端部を閉塞する閉塞部（図示省略）を有する。

　上部アダプタ３０２は、上流側コア部１６の上部ヘッダタンク２０Ｂの端部に接続され（図示省略）、当該上部ヘッダタンク２０Ｂと連通する筒部３０４を有する。筒部３０４は、上流側コア部１６の上部ヘッダタンク２０Ｂへ冷媒を供給する冷媒供給路３０６を構成する。筒部３０４には、冷媒を供給する供給配管（図示省略）が接続される。

　筒部３０４は、上流側コア部１６の上部ヘッダタンク２０Ｂの延在方向に対して直交する方向に延在する。これにより、当該筒部３０４に接続される供給配管を上部ヘッダタンク２０Ｂの延在方向に対して直交する方向に引き出すことができる。

　この変形例では、上流側コア部１６の上部ヘッダタンク２０Ｂに接続された供給配管を曲げて供給配管を上部ヘッダタンク２０Ｂの延在方向に対して直交する方向に引き回す場合と比較して、熱交換器３００の一側部側３２に要するスペースの削減が可能となる。

　（第三変形例）
　図１３は、第三変形例の斜視図である。図１４は、第三変形例のアダプタ４２１の拡大図である。

　図１３に示すように、第三変形例に係る熱交換器４００は、他方のコア部としての下流側コア部１４の一側部側３２には、下部ヘッダタンク２２Ａ（図示省略）に連通し、上部ヘッダタンク２０Ａ側へ向けて延在する冷媒排出路４０２を有する。

　（冷媒排出路）
　冷媒排出路４０２は、排出コネクタ４１０と、アダプタ４１２と、排出コネクタ４１０及びアダプタ４１２を連通する管部材４１４と、で構成される。

　（排出コネクタ）
　排出コネクタ４１０は、前述のブロック６０で構成され、ブロック６０の接続穴５６が開口した端面７４を上方へ向けて配置することで、当該ブロック６０を排出コネクタ４１０として利用する。

　排出コネクタ４１０の第二挿入穴６８には、上流側コア部１６の下部ヘッダタンク２２Ｂの端部が挿入され、当該下部ヘッダタンク２２Ｂの端部は、第二挿入穴６８の閉塞面７０で閉塞される。排出コネクタ４１０の第一挿入穴６６には、下流側コア部１４の下部ヘッダタンク（図示省略）の端部が挿入され、当該下部ヘッダタンク（図示省略）は、排出コネクタ４１０の接続穴５６に連通される。

　（アダプタ）
　図１４に示すように、アダプタ４１２は、アルミニウムが直方体形状に形成されたブロック体で構成される。

　アダプタ４１２は、上流側コア部１６の上部ヘッダタンク２０Ｂの端部が接続され、当該上部ヘッダタンク２０Ｂと連通する第一筒部４２０を有する。アダプタ４１２は、第一筒部４２０の側部に設けられた第二筒部４２２を有する。

　アダプタ４１２は、下流側コア部１４の上部ヘッダタンク２０Ａの端部が接続され、当該上部ヘッダタンク２０Ａの端部を閉塞する閉塞穴（図示省略）を有する。

　アダプタ４１２は、排出コネクタ４１０側へ向けて開口した接続穴４２４を有し、当該接続穴４２４は、排出コネクタ４１０の接続穴５６と対向する。この接続穴４２４は、第二筒部４２２と連通する。

　（管部材）
　管部材４１４は、一端部が排出コネクタ４１０の接続穴５６と接続される。管部材４１４は、他端部がアダプタ４１２の接続穴４２４に接続される。

　アダプタ４１２の第一筒部４２０には、冷媒を供給する供給配管（図示省略）が接続される。アダプタ４１２の第二筒部４２２には、冷媒を回収する回収配管（図示省略）が接続される。

　これにより、供給配管から供給される冷媒は、アダプタ４１２を介して、上流側コア部１６の上部ヘッダタンク２０Ｂに供給される。また、下流側コア部１４の下部ヘッダタンク（図示省略）から排出される冷媒は、排出コネクタ４１０及び管部材４１４を介してアダプタ４１２の第一筒部４２０に接続された回収配管で回収される。

　この変形例に係る熱交換器４００は、他方のコア部としての上流側コア部１６の一側部側３２に、下部ヘッダタンク２２Ａに連通し、上部ヘッダタンク２０Ａ側へ向けて延在する冷媒排出路４０２を有する。

　この構成の熱交換器４００によれば、供給配管及び回収配管の引き出し位置を熱交換器４００の一方側端部における上部に集めることができる。このため、供給配管と回収配管とが異なる位置から引き出される場合と比較して、配管の取付作業が容易となる。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

　本願は２０２２年７月２６日に日本国特許庁に出願された特願２０２２－１１８９２０に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims

　液相と気相との相変化を生じる冷媒を凝縮して空気を加熱する熱交換器であって、
　冷媒が供給される上部ヘッダタンクと、前記上部ヘッダタンクよりも下方に配置される下部ヘッダタンクと、前記上部ヘッダタンクと前記下部ヘッダタンクとを接続し内部を流通する冷媒と周囲を流れる空気との間で熱交換を行う複数のチューブと、を各々有し、空気の流れ方向に複数重ねて設けられて連続して冷媒が流れる複数のコア部と、
　一方の前記コア部の前記下部ヘッダタンクと、空気の流れ方向に重ねて配置される他方の前記コア部の前記上部ヘッダタンクと、を連通させて前記下部ヘッダタンクから前記上部ヘッダタンクに冷媒を流通させる連通路と、
を備える、
熱交換器。
　請求項１に記載の熱交換器であって、
　一方の前記コア部の前記上部ヘッダタンクは、冷媒が流入する冷媒流入口を一端部に有し、他方の前記コア部の前記下部ヘッダタンクは、冷媒が流出する冷媒流出口を一端部に有し、
　前記連通路は、一方の前記コア部の前記下部ヘッダタンクの他端部と他方の前記コア部の前記上部ヘッダタンクの他端部とを連通する、
熱交換器。
　請求項１又は２に記載の熱交換器であって、
　前記連通路は、一方の前記コア部の前記下部ヘッダタンクと連通可能に接続される下部コネクタと、他方の前記コア部の前記上部ヘッダタンクと連通可能に接続される上部コネクタと、前記下部コネクタ及び前記上部コネクタが有する接続穴に接続され前記下部コネクタ及び前記上部コネクタを連通する管部材と、で構成される、
熱交換器。
　請求項３に記載の熱交換器であって、
　前記下部コネクタを対応する前記下部ヘッダタンクに接続するとともに前記上部コネクタを対応する前記上部ヘッダタンクに接続した状態において、前記管部材が接続される前記下部コネクタの前記接続穴及び前記上部コネクタの前記接続穴は、互いに対向するとともに前記チューブの延在方向と同方向に開口する、
熱交換器。
　請求項４に記載の熱交換器であって、
　前記下部コネクタと前記上部コネクタとは、同じ部材によって構成される、
熱交換器。
　請求項５に記載の熱交換器であって、
　前記部材は、重ねて配置される前記上部ヘッダタンクの各端部又は重ねて配置される前記下部ヘッダタンクの各端部を挿入可能な第一挿入穴及び第二挿入穴を一面に有し、かつ前記第一挿入穴と連通する前記接続穴を前記一面の延在方向と交差する方向に延在する交差面に有するとともに当該接続穴が前記第一挿入穴の中心を通る中心線と前記第二挿入穴の中心を通る中心線との中間位置に配置されたブロックで構成される、
熱交換器。