JP2008064362A

JP2008064362A - 積層型熱交換器

Info

Publication number: JP2008064362A
Application number: JP2006241158A
Authority: JP
Inventors: Mikio Watanabe; 幹生渡邉; Hiroshi Matsubayashi; 博松林
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 2006-09-06
Filing date: 2006-09-06
Publication date: 2008-03-21

Abstract

【課題】カーエアコンのエバポレータとして用いた際にも起動時の異音の発生を抑制しうる積層型熱交換器を提供する。
【解決手段】積層型熱交換器は、２枚の縦長金属プレート12A,12Bからなる扁平中空体2A,2Bが左右方向に積層状に配置され、隣接する扁平中空体2A,2Bのタンク形成部16,17どうしが接合されたものである。一端に配置された扁平中空体2Bのタンク形成部17の外側壁に冷媒出口６を形成する。当該扁平中空体2Bのタンク形成部17の外側壁外面に、前後方向にのびるとともに両端が開口した筒状本体37および本体37の一端開口を閉鎖する閉鎖部38よりなる出口ヘッダ10を固定する。出口パイプ11の端部を、出口ヘッダ10の本体37の開口端部内に挿入して本体37に固定する。出口パイプ11における出口ヘッダ10の本体37へ挿入された側の端面と、内周面との間に面取り部48を形成する。
【選択図】図５

Description

この発明は積層型熱交換器に関し、さらに詳しくは、たとえば自動車に搭載される冷凍サイクルであるカーエアコンのエバポレータとして使用される積層型熱交換器に関する。

この明細書および特許請求の範囲において、図１の上下、左右を上下、左右といい、通風間隙を流れる空気の下流側（図１および図２に矢印Ｘで示す方向）を前、これと反対側を後というものとする。

積層型熱交換器として、周縁部どうしが互いに接合された２枚の縦長金属プレートからなり、かつ両金属プレート間にヘアピン状の膨出状冷媒流通管部および冷媒流通管部の両端に連なった膨出状タンク形成部が設けられている複数の扁平中空体が、積層状に配置されて隣接する扁平中空体のタンク形成部どうしが接合され、隣接する扁平中空体の冷媒流通管部間が通風間隙となり、いずれか一端に配置された扁平中空体のタンク形成部の外側壁に冷媒出口が形成され、当該扁平中空体のタンク形成部の外側壁外面に、前後方向にのびるとともに両端が開口した筒状本体および本体の一端開口を閉鎖する閉鎖部よりなる出口ヘッダが固定され、出口ヘッダの本体の側壁に冷媒出口に通じる冷媒通過口が形成され、出口ヘッダの本体の開口端部に横断面円形の出口パイプが接続されており、出口ヘッダの本体における開口側端部の内部と出口パイプの内部とに跨ってスリーブが配置されるとともにスリーブが第２部分および出口パイプに接合されることにより、出口ヘッダに出口パイプが接続されている積層型熱交換器が知られている（特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１記載の積層型熱交換器の場合、スリーブを必要とするので、部品点数が多くなるとともに、スリーブを出口ヘッダの本体の第２部分および出口パイプに跨って配置する作業が面倒であるという問題がある。

そこで、このような問題を解決した積層型熱交換器として、出口パイプの端部が、出口ヘッダの本体の第２部分内に挿入されて固定されているものが考えられている。しかしながら、出口パイプにおける出口ヘッダの本体の第２部分内への挿入側端面は平坦面であるから、特許文献１記載の積層型熱交換器の有する問題点を解決した上記積層型熱交換器がエバポレータに用いられているカーエアコンにおいては、エバポレータから流出する際の冷媒の流路が出口パイプの部分で急激に縮小されることになる。したがって、冷媒の流れに乱れが生じ、カーエアコンの起動時に異音が発生するおそれがある。この異音は、５０００〜６０００Hzの周波数の音であることが分かっている。
実公平８−１０７６４号公報

この発明の目的は、上記問題を解決し、カーエアコンのエバポレータとして用いた際にも起動時の異音の発生を抑制しうる積層型熱交換器を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。

1)周縁部どうしが互いに接合された２枚の縦長金属プレートからなり、かつ両金属プレート間に膨出状冷媒流通管部および冷媒流通管部の両端に連なった膨出状タンク形成部が設けられている複数の扁平中空体が、左右方向に積層状に配置されて隣接する扁平中空体のタンク形成部どうしが接合され、隣接する扁平中空体の冷媒流通管部間が通風間隙となり、いずれか一端に配置された扁平中空体のタンク形成部の外側壁に冷媒出口が形成され、当該扁平中空体のタンク形成部の外側壁外面に、前後方向にのびるとともに両端が開口した筒状本体および本体の一端開口を閉鎖する閉鎖部よりなる出口ヘッダが固定され、出口ヘッダの本体の側壁に冷媒出口に通じる冷媒通過口が形成され、出口ヘッダの本体の開口端部に出口パイプが接続されている積層型熱交換器において、
出口パイプの端部が、出口ヘッダ本体の開口端部内に挿入されて出口ヘッダ本体に固定されており、出口パイプにおける出口ヘッダ本体へ挿入された側の端面と、内周面との間に面取り部が形成されている積層型熱交換器。

2)面取り部の面取り角が１００度以下である上記1)記載の積層型熱交換器。

3)面取り部の面取り角が５０〜７０度である上記1)記載の積層型熱交換器。

4)出口パイプの端部が縮径されずに出口ヘッダ本体内に挿入されている上記1)〜3)のうちのいずれかに記載の積層型熱交換器。

5)出口パイプの端部が縮径されており、当該縮径部が出口ヘッダ本体内に挿入されている上記1)〜3)のうちのいずれかに記載の積層型熱交換器。

6)圧縮機、コンデンサおよびエバポレータを備えており、エバポレータが上記1)〜5)のうちのいずれかに記載の積層型熱交換器からなる冷凍サイクル。

7)上記6)記載の冷凍サイクルが、カーエアコンとして搭載されている車両。

上記1)〜5)の積層型熱交換器によれば、出口パイプにおける出口ヘッダ本体へ挿入された側の端面と、内周面との間に面取り部が形成されているから、上記1)〜5)の積層型熱交換器をたとえばカーエアコンのエバポレータに用いた場合、エバポレータから流出する際の冷媒の流路が出口パイプの部分で急激に縮小されることがなく、冷媒の流れに乱れが生じることが防止される。したがって、カーエアコンの起動時の異音の発生を抑制することができる。

上記2)および3)の積層型熱交換器によれば、カーエアコンの起動時の異音の発生を、一層効果的に抑制することができる。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。この実施形態は、この発明による積層型熱交換器をカーエアコン用エバポレータに適用したものである。

なお、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。

図１および図２はこの発明の実施形態のエバポレータの全体構成を示し、図３〜図６はその要部の構成を示す。

図１および図２において、エバポレータ(1)は、縦長方形の複数の扁平中空体(2A)(2B)(2C)が、幅方向を前後方向（通風方向）に向けて左右方向に積層状に並べられるとともに、相互に接合されることにより形成されたものであり、左右方向に伸びる前タンク(3)と、前タンク(3)の後側に設けられた左右方向に伸びる後タンク(4)とを備えている。前タンク(3)の右端に、前後方向に長い長円形の冷媒入口(5)が形成され、後タンク(4)の左端に円形の冷媒出口(6)が形成されている。そして、前後両タンク(3)(4)の右端に跨り、かつ冷媒入口(5)と通じるように入口ヘッダ(7)が接合され、入口ヘッダ(7)の後端部に、エバポレータ(1)内に冷媒を供給するアルミニウム製入口パイプ(8)が接続されている。また、後タンク(4)の左端に、冷媒出口(6)と通じるように出口ヘッダ(10)が接合され、出口ヘッダ(10)の後端部に、エバポレータ(1)内から冷媒を排出するアルミニウム製出口パイプ(11)が接続されている。入口パイプ(8)および出口パイプ(11)の入口ヘッダ(7)および出口ヘッダ(10)への接続端部はそれぞれ横断面円形である。

図１〜図４に示すように、扁平中空体(2A)(2B)(2C)は、周縁部どうしが互いにろう付された２枚の縦長方形状アルミニウム製プレート(12A)(12B)(12C)（金属プレート）よりなる。すべてのプレート(12A)(12B)(12C)は両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなる。扁平中空体(2A)(2B)(2C)を構成する２枚のプレート(12A)(12B)(12C)間には、上下方向に伸びる２つの膨出状直線部(14)および両膨出状直線部(14)を下端部で通じさせる膨出状連通部(15)よりなるヘアピン状冷媒流通管部(13)と、冷媒流通管部(13)の両膨出状直線部(14)の上端部にそれぞれ連なる２つの膨出状タンク形成部(16)(17)とが設けられている。すべての扁平中空体(2A)(2B)(2C)の冷媒流通管部(13)における両膨出状直線部(14)に跨るように、アルミニウム製コルゲート状インナーフィン(18)が配置されており、両プレート(12A)(12B)(12C)にろう付されている。なお、冷媒流通管部(13)の各膨出状直線部(14)内に別々にアルミニウム製コルゲート状インナーフィンが配置されていてもよい。

扁平中空体(2A)(2B)(2C)におけるタンク形成部(16)(17)の左右方向の高さは、冷媒流通管部(13)の左右方向の高さよりも大きくなっており、隣接する扁平中空体(2A)(2B)(2C)のタンク形成部(16)(17)どうしが相互にろう付されている。そして、扁平中空体(2A)(2B)(2C)の前側タンク形成部(16)によって前タンク(3)が形成され、同じく後側タンク形成部(17)によって後タンク(4)が形成されている。また、隣接する扁平中空体(2A)(2B)(2C)の冷媒流通管部(13)どうしの間が通風間隙となり、通風間隙にアルミニウム製コルゲート状アウターフィン(19)が配置されて扁平中空体(2A)(2B)(2C)にろう付されている。また、左右両端の扁平中空体(2B)の冷媒流通管部(13)の外側にもアウターフィン(19)が配置されて扁平中空体(2B)にろう付され、さらに両端のアウターフィン(19)の外側にアルミニウム製サイドプレート(21)が配置されてアウターフィン(19)にろう付されている。なお、サイドプレート(21)の上下両端部は左右方向内方に屈曲されており、その先端部は両端の扁平中空体(2B)にろう付されている。そして、冷媒流通管部(13)とアウターフィン(19)とにより熱交換コア部が形成されている。

左右両端に配置された第２扁平中空体(2B)、右端から所定距離離れた位置に配置された第３扁平中空体(2C)および左右方向中央部よりも若干左側寄りに配置された第４扁平中空体(2C)を除いた第１扁平中空体(2A)の構成を図３に示す。図３に示すように、第１扁平中空体(2A)を構成する左側のプレート(12A)は、上下方向に伸びかつ左方に膨出した前後２つの直線部形成用膨出部(22)および直線部形成用膨出部(22)の下端部どうしを通じさせ、かつ左方に膨出するとともに直線部形成用膨出部(22)と膨出高さの等しい連通部形成用膨出部(23)と、各直線部形成用膨出部(22)の上端に連なり、かつ左方に膨出するとともに両膨出部(22)(23)よりも膨出高さの高い２つのタンク形成用膨出部(24)とを備えている。連通部形成用膨出部(23)の頂壁には、頂壁を内側に凹ませることにより内方に突出した複数の補強リブ(25)が間隔をおいて形成されている。各タンク形成用膨出部(24)の頂壁は打ち抜かれて貫通穴(26)が形成されている。前側のタンク形成用膨出部(24)の頂壁における貫通穴(26)の周囲の部分には左方に突出したフランジ(27)が一体に形成されている。第１扁平中空体(2A)を構成する右側のプレート(12A)は、左側のプレート(12A)を左右逆向きにしたものであって、同一部分には同一符号を付す。なお、右側プレート(12A)においては、後側のタンク形成用膨出部(24)の頂壁における貫通穴(26)の周囲の部分に右方に突出したフランジ(27)が一体に形成されている。そして、２枚のプレート(12A)を、インナーフィン(18)を介して膨出部(22)(23)(24)の開口どうしが対向するように組み合わせてろう付することにより、第１扁平中空体(2A)が形成されている。なお、第１扁平中空体(2A)を構成する各プレート(12A)の補強リブ(25)は、他のプレート(12A)の補強リブ(25)とずれており、他のプレート(12A)の連通部形成用膨出部(23)の頂壁内面にろう付されている。また、隣接する２つの第１扁平中空体(2A)のタンク形成部(16)(17)どうしは、左側の第１扁平中空体(2A)における後側のタンク形成用膨出部(24)のフランジ(27)が、右側の第１扁平中空体(2A)における後側のタンク形成用膨出部(24)の貫通穴(26)内に圧入されるとともに、右側の第１扁平中空体(2A)における前側のタンク形成用膨出部(24)のフランジ(27)が、左側の第１扁平中空体(2A)における前側のタンク形成用膨出部(24)の貫通穴(26)内に圧入された状態で相互にろう付されており、これにより隣り合う第１扁平中空体(2A)のタンク形成部(16)(17)どうしが連通状に接合されている。

図４に示すように、左端に配置された第２扁平中空体(2B)を構成する左側のプレート(12B)は、両タンク形成用膨出部(24A)の膨出高さが直線部形成用膨出部(22)の膨出高さと等しくなっている。また、左側プレート(12B)における上の２つのタンク形成用膨出部(24A)の頂壁には貫通穴は形成されておらず、後側のタンク形成用膨出部(24A)の頂壁に、円形の冷媒出口(6)が形成されている。後側のタンク形成用膨出部(24A)の頂壁における冷媒出口(6)の周縁部に左方に突出したフランジ(28)が一体に形成されている。第２扁平中空体(2B)のその他の構成は、図３に示す第１扁平中空体(2A)と同じであり、第２扁平中空体(2B)のタンク形成部(16)(17)と右方に隣接する第１扁平中空体(2A)のタンク形成部(16)(17)とは、隣接する第１扁平中空体(2A)の場合と同様にして連通状に接合されている。

詳細な図示は省略したが、右端に配置された扁平中空体(2B)は、左端の第２扁平中空体(2B)を左右逆向きに配置されたものであり、冷媒出口(6)が形成されていない点、プレート(12B)の前側のタンク形成用膨出部(24A)に冷媒入口(5)が形成されている点、前側のタンク形成用膨出部(24A)の頂壁における冷媒入口(5)の周縁部に右方に突出したフランジ(29)が一体に形成されているを除いては、左端の第２扁平中空体(2B)と同じ構成である。

詳細な図示は省略したが、右端から所定距離離れた位置に配置された第３扁平中空体(2C)は、左側プレート(12C)における前側のタンク形成用膨出部(24)の頂壁に貫通穴が形成されていない点を除いては、第１扁平中空体(2A)と同じ構成である。また、左右方向中央部よりも若干左方に配置された第４扁平中空体(2C)は第３扁平中空体(2C)を左右逆向きにしたものであり、右側プレート(12C)における後側のタンク形成用膨出部(24)の頂壁に貫通穴が形成されていない点を除いては、第１扁平中空体(2A)と同じ構成である。

第３扁平中空体(2C)を含んで第３扁平中空体(2C)よりも右側の扁平中空体(2A)(2B)(2C)においては、冷媒は、前側タンク形成部(16)から冷媒流通管部(13)を通って後側タンク形成部(17)に流れるようになっており、第４扁平中空体(2C)と第３扁平中空体(2C)の間の第１扁平中空体(2A)においては、冷媒は、後側タンク形成部(17)から冷媒流通管部(13)を通って前側タンク形成部(16)に流れるようになっており、さらに第４扁平中空体(2C)を含んで第４扁平中空体(2C)よりも左側の扁平中空体(2A)(2B)(2C)においては、冷媒は、前側タンク形成部(16)から冷媒流通管部(13)を通って後側タンク形成部(17)に流れるようになっている。ここで、前タンク(3)における第３扁平中空体(2C)の左側プレート(12C)のタンク形成用膨出部(24)の頂壁よりも右側部分を第１前タンク部(3a)、同じく第３扁平中空体(2C)の左側プレート(12C)のタンク形成用膨出部(24)の頂壁と第４扁平中空体(2C)の右側プレート(12C)のタンク形成用膨出部(24)の頂壁との間の部分を第２前タンク部(3b)、同じく第４扁平中空体(2C)の右側プレート(12C)のタンク形成用膨出部(24)の頂壁よりも左側の部分を第３前タンク部(3c)というものとする。また、後タンク(4)における第３扁平中空体(2C)の左側プレート(12C)のタンク形成用膨出部(24)の頂壁よりも右側部分を第１後タンク部(4a)、同じく第３扁平中空体(2C)の左側プレート(12C)のタンク形成用膨出部(24)の頂壁と第４扁平中空体(2C)の右側プレート(12C)のタンク形成用膨出部(24)の頂壁との間の部分を第２後タンク部(4b)、同じく第４扁平中空体(2C)の右側プレート(12C)のタンク形成用膨出部(24)の頂壁よりも左側の部分を第３後タンク部(4c)というものとする。

入口ヘッダ(7)は、前後方向にのびるとともに両端が開口したアルミニウム製筒状本体(31)と、本体(31)の前端部にろう付されて本体(31)の前端開口を閉鎖するアルミニウム製蓋(32)（閉鎖部）とよりなる。入口ヘッダ(7)の本体(31)は、開口した後側部分を除いた大部分を占める横断面縦長方形の第１部分(33)と、後端部に形成されかつ入口パイプ(8)の端部が挿入される短円筒状の第２部分(34)と、第１部分(33)と第２部分(34)とを一体に連結する第３部分(35)とよりなる。入口ヘッダ(7)の本体(31)は、第１部分(33)と同じ横断面形状を有する両端が開口した筒状体の一端部を変形させて第３部分(35)および第２部分(34)を形成することによりつくられている。入口ヘッダ(7)の前端部は右端の第２扁平中空体(2B)の前縁よりも若干後方に位置し、同後端部は第２扁平中空体(2B)の後縁よりも後方に突出している。入口ヘッダ(7)の本体(31)における第１部分(33)の左側壁の前端部には、右端の第２扁平中空体(2B)の冷媒入口(5)に通じる前後方向に長い長円形の冷媒通過穴(36)が形成されている。そして、右端の第２扁平中空体(2B)の右側プレート(12B)における前側タンク形成用膨出部(24A)の頂壁に形成されたフランジ(29)が冷媒通過穴(36)内に嵌め入れられた状態で、入口ヘッダ(7)の本体(31)における第１部分(33)の左側壁が、右側プレート(12B)のろう材層を利用して右側プレート(12B)に両タンク形成用膨出部(24A)の頂壁ろう付されている。

図２、図５および図６に示すように、出口ヘッダ(10)は、前後方向にのびるとともに両端が開口したアルミニウム製筒状本体(37)と、本体(37)の前端部にろう付されて本体(37)の前端開口を閉鎖するアルミニウム製蓋(38)（閉鎖部）とよりなる。出口ヘッダ(10)の本体(37)は、開口した後側部分を除いた大部分を占める第１部分(40)と、後端部に形成されかつ出口パイプ(11)の端部が挿入される短円筒状の第２部分(41)と、第１部分(40)と第２部分(41)とを一体に連結する第３部分(42)とよりなる。出口ヘッダ(10)の本体(37)の第１部分(40)は、左端の第２扁平中空体(2B)における左側プレート(12B)の後側タンク形成用膨出部(24A)の頂壁（タンク形成部(17)の外側壁）の外面に沿う垂直状の平坦壁部と、平坦壁部の上下両側縁を一体に連結する略部分円筒状壁部とよりなる。出口ヘッダ(10)の本体(37)は、第１部分(40)と同じ横断面形状を有する両端が開口した筒状体の一端部を変形させて第３部分(42)および第２部分(41)を形成することによりつくられている。出口ヘッダ(10)の前端部は左端の第２扁平中空体(2B)の後側のタンク形成部(17)の後縁とほぼ同一位置にあり、同後端部は第２扁平中空体(2B)の後縁よりも後方に突出しており、本体(37)における第１部分(40)の後端部、ならびに第３部分(42)および第２部分(41)が第２扁平中空体(2B)の後縁よりも後方に突出した位置にある。出口ヘッダ(10)の本体(37)における第１部分(40)の平坦壁部には、左端の第２扁平中空体(2B)の冷媒出口(6)に通じる円形の冷媒通過穴(47)が形成されている。そして、左端の第２扁平中空体(2B)の左側プレート(12B)におけるタンク形成用膨出部(24A)の頂壁に形成されたフランジ(28)が冷媒通過穴(47)内に嵌め入れられた状態で、出口ヘッダ(10)の本体(37)における第１部分(40)の平坦壁部が、左側プレート(12B)のろう材層を利用して左側プレート(12B)の後側タンク形成用膨出部(24A)の頂壁外面にろう付されている。

出口パイプ(11)は、その前端部が出口ヘッダ(10)の本体(37)の第２部分(41)内に嵌め入れられて出口ヘッダ(10)の本体(37)に接合されている。出口パイプ(11)における本体(37)の第２部分(41)内へ挿入された側の端面と、内周面との間に面取り部(48)が形成されている。面取り部(48)の面取り角(α)は１００度以下であることが好ましく、５０〜７０度であることが望ましい。なお、面取り部(48)の最適面取り角(α)は６０度である。

エバポレータ(1)は、入口パイプ(8)および出口パイプ(11)を除いた各構成部材を組み合わせて仮止めし、すべての構成部材を一括してろう付した後、入口パイプ(8)を入口ヘッダ(7)に、および出口パイプ(11)を出口ヘッダ(10)にそれぞれ接合することにより製造される。

エバポレータ(1)は、車両、たとえば自動車の車室内に配置されたケース内に収納され、圧縮機およびコンデンサとともに冷凍サイクルを構成し、カーエアコンとして用いられる。

上述したエバポレータ(1)において、圧縮機、凝縮器および膨張弁（減圧手段）を通過した気液混相の２相冷媒が、入口パイプ(8)から入口ヘッダ(7)内に流入し、冷媒通過口(36)および冷媒入口(5)を通って前タンク(3)の第１前タンク部(3a)内に入る。第１前タンク部(3a)に流入した冷媒は、第１前タンク部(3a)を左方に流れる間に分流して第１前タンク部(3a)に通じる冷媒流通管部(13)内に流入し、冷媒流通管部(13)内を流れて第１後タンク部(4a)内に入って合流し、第１後タンク部(4a)内を左方に流れて第２後タンク部(4b)内に入る。第２後タンク部(4b)内に流入した冷媒は、第２後タンク部(4b)内を左方に流れる間に分流して第２後タンク部(4b)に通じる冷媒流通管部(13)内に流入し、冷媒流通管部(13)内を流れて第２前タンク部(3b)内に入って合流し、第２前タンク部(3b)内を左方に流れて、第３前タンク部(3c)内に入る。第３前タンク部(3c)内に流入した冷媒は、第３前タンク部(3c)内を左方に流れる間に分流して第３前タンク部(3c)に通じる冷媒流通管部(13)内に流入し、冷媒流通管部(13)内を流れて第３後タンク部(4c)内に入る。第３後タンク部(4c)内に流入した冷媒は、第３後タンク部(4c)内を左方に流れ、冷媒出口(6)および冷媒通過口(47)を通って出口ヘッダ(10)内に流入し、出口ヘッダ(10)内を後方に流れて出口パイプ(11)に流出する。そして、扁平中空体(2A)(2B)(2C)の冷媒流通管部(13)を流れる間に、通風間隙を図１および図２に矢印Ｘで示す方向に流れる空気と熱交換をし、気相となって流出する。

ここで、出口パイプ(11)における出口ヘッダ(10)の本体(37)の第２部分(41)へ挿入された側の端面と、内周面との間に面取り部(48)が形成されているので、エバポレータ(1)から流出する際の冷媒の流路が出口パイプ(11)の部分で急激に縮小されることがなく、その結果冷媒の流れに乱れが生じることが防止される。したがって、カーエアコンの起動時の異音の発生を抑制することができる。

次に、上述したエバポレータ(1)を用いて行った実験例を、比較実験例とともに示す。

実験例
上述した実施形態のエバポレータ(1)の出口パイプ(11)の内径(D)：１３．５mm、出口パイプ(11)の肉厚(T)：１．２mm、面取り部(48)の面取り角(α)を６０度とした。

そして、カーエアコンをエバポレータ(1)の周辺温度：３０℃、および周辺湿度：RH４０％、エバポレータ(1)の風量：２００ｍ^３／ｈ、コンプレッサ回転数：２５００rpmという条件で運転する際の起動時に発生する音の周波数と音圧レベルとの関係を求めた。その結果を図７に示す。

比較実験例
図８に示すように、出口パイプ(11)における出口ヘッダ(10)の本体(37)へ挿入された側の端面と、内周面との間に面取り部が形成されていないことを除いては、上述した実施形態のエバポレータ(1)と同一構成のエバポレータを使用した。

そして、カーエアコンを上記実験例と同様な条件で運転する際の起動時に発生する音の周波数と音圧レベルとの関係を求めた。その結果を図９に示す。

図７および図９に示す結果から明らかなように、比較実験例のエバポレータにおいては、最も耳障りに感じる５０００〜６０００Ｈｚの周波数の音の音圧レベルが最も高くなっているのに対し、実験例のエバポレータ(1)においては、最も耳障りに感じる５０００〜６０００Ｈｚの周波数の音の音圧レベルが著しく低減されていることが分かる。

図１０出口パイプの変形例を示す。

図１０に示す出口パイプ(50)の場合、出口ヘッダ(10)の本体(37)の第２部分(41)内への挿入側端面の外周部分には、平坦部(51)が残され、平坦部(51)の内周側に面取り部(48)が形成されている。平坦部(51)の径方向の幅は、肉厚の１／２以下、すなわち肉厚が１．２mmの場合０．６mm以下であることが好ましい。この場合、異音の発生を抑制する効果は、それほど低下しない。

図１１は出口ヘッダの変形例および出口パイプの他の変形例を示す。

図１１に示す出口ヘッダ(55)は、前後方向にのびるとともに両端が開口したアルミニウム製筒状本体(56)と、本体(56)の前端部にろう付されて本体(56)の前端開口を閉鎖するアルミニウム製蓋(57)（閉鎖部）とよりなる。出口ヘッダ(55)の本体(56)は、開口した後側部分を除いた大部分を占める横断面縦長方形の第１部分(58)と、後端部に形成されかつ出口パイプ(11)の端部が挿入される短円筒状の第２部分(59)と、第１部分(58)と第２部分(59)とを一体に連結する第３部分(60)とよりなる。出口ヘッダ(55)の本体(56)は、第１部分(58)と同じ横断面形状を有する両端が開口した筒状体の一端部を変形させて第３部分(60)および第２部分(59)を形成することによりつくられている。出口ヘッダ(55)の前端部は左端の第２扁平中空体(2B)の前縁よりも若干後方に位置し、同後端部は第２扁平中空体(2B)の後縁よりも後方に突出している。

左端の第２扁平中空体(2B)の左側プレート(12B)の後側のタンク形成用膨出部(24A)に前後方向に長い長円形の冷媒出口(61)が形成され、後側のタンク形成用膨出部(24A)の頂壁における冷媒出口(61)の周縁部に左方に突出したフランジ(62)が一体に形成されている。一方、出口ヘッダ(55)の本体(56)における第１部分(58)の右側壁の後端部には、左端の第２扁平中空体(2B)の冷媒出口(61)に通じる前後方向に長い長円形の冷媒通過穴(63)が形成されている。そして、左端の第２扁平中空体(2B)の左側プレート(12B)における前側タンク形成用膨出部(24A)の頂壁に形成されたフランジ(62)が冷媒通過穴(63)内に嵌め入れられた状態で、出口ヘッダ(55)の本体(56)における第１部分(58)の右側壁が、左側プレート(12B)のろう材層を利用して左側プレート(12B)に両タンク形成用膨出部(24A)の頂壁ろう付されている。

図１１に示す出口パイプ(65)における出口ヘッダ(55)の本体(56)の第２部分(59)内への挿入端部に縮径部(66)が形成され、この縮径部(63A)の先端面と内周面との間に面取り部(48)が形成されている。そして、出口パイプ(65)の縮径部(66)が、出口ヘッダ(55)の本体(56)の第２部分(59)内に挿入されて出口ヘッダ(55)に接合されている。

なお、図１１に示す出口パイプ(65)においても、図１０に示す出口パイプ(50)と同様に、出口ヘッダ(55)の本体(56)の第２部分(59)内への挿入側端面の外周部分に平坦部が残され、平坦部の内周側に面取り部(48)が形成されていてもよい。

この発明の積層型熱交換器を適用したエバポレータの全体構成を示す斜視図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。図１のエバポレータに用いられる第１偏平中空体の分解斜視図である。図１のエバポレータに用いられる第２偏平中空体の分解斜視図である。図２の部分拡大図である。図５の部分拡大図である。実験例の結果を示すグラフである。比較実験例に用いられたエバポレータの一部分を示す図５相当の図である。比較実験例の結果を示すグラフである。出口パイプの変形例を示す図６相当の図である。出口ヘッダの変形例および出口パイプの他の変形例を示す図５相当の図である。

符号の説明

(1)：エバポレータ（積層型熱交換器）
(2A)(2B)(2C)：扁平中空体
(6)(61)：冷媒出口
(7)：入口ヘッダ
(8)：入口パイプ
(10)(55)：出口ヘッダ
(11)(50)(65)：出口パイプ
(12A)(12B)(12C)：プレート（金属プレート）
(13)：冷媒流通管部
(16)(17)：タンク形成部
(37)(56)：本体
(48)：面取り部
(66)：縮径部
(α)：面取り角

Claims

周縁部どうしが互いに接合された２枚の縦長金属プレートからなり、かつ両金属プレート間に膨出状冷媒流通管部および冷媒流通管部の両端に連なった膨出状タンク形成部が設けられている複数の扁平中空体が、左右方向に積層状に配置されて隣接する扁平中空体のタンク形成部どうしが接合され、隣接する扁平中空体の冷媒流通管部間が通風間隙となり、いずれか一端に配置された扁平中空体のタンク形成部の外側壁に冷媒出口が形成され、当該扁平中空体のタンク形成部の外側壁外面に、前後方向にのびるとともに両端が開口した筒状本体および本体の一端開口を閉鎖する閉鎖部よりなる出口ヘッダが固定され、出口ヘッダの本体の側壁に冷媒出口に通じる冷媒通過口が形成され、出口ヘッダの本体の開口端部に出口パイプが接続されている積層型熱交換器において、
出口パイプの端部が、出口ヘッダ本体の開口端部内に挿入されて出口ヘッダ本体に固定されており、出口パイプにおける出口ヘッダ本体へ挿入された側の端面と、内周面との間に面取り部が形成されている積層型熱交換器。
面取り部の面取り角が１００度以下である請求項１記載の積層型熱交換器。
面取り部の面取り角が５０〜７０度である請求項１記載の積層型熱交換器。
出口パイプの端部が縮径されずに出口ヘッダ本体内に挿入されている請求項１〜３のうちのいずれかに記載の積層型熱交換器。
出口パイプの端部が縮径されており、当該縮径部が出口ヘッダ本体内に挿入されている請求項１〜３のうちのいずれかに記載の積層型熱交換器。
圧縮機、コンデンサおよびエバポレータを備えており、エバポレータが請求項１〜５のうちのいずれかに記載の積層型熱交換器からなる冷凍サイクル。
請求項６記載の冷凍サイクルが、カーエアコンとして搭載されている車両。