JP5124817B2 - 熱交換器およびその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は熱交換器およびその製造方法に関する。

この明細書および特許請求の範囲において、隣接する熱交換管どうしの間の通風間隙を流れる空気の下流側（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。

近年、小型軽量化および高性能化を図りうるカーエアコン用エバポレータに用いられる熱交換器として、本出願人は、先に、互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に設けられた熱交換コアとを備えており、熱交換コアが、幅方向を前後方向に向けるとともにヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置され、かつ両端が両ヘッダタンクに接続された複数の扁平状熱交換管と、隣り合う熱交換管どうしの間に配置されたアウターフィンとを有している熱交換器を提案した（特許文献１参照）。

特許文献１記載の熱交換器は、熱交換管およびアウターフィンを別々に形成した後、熱交換管とアウターフィンとを交互に積層状に配置し、他の部品の一括ろう付時に熱交換管とアウターフィンとをろう付して熱交換コアをつくることにより製造されている。近年では、生産技術力の向上により、特許文献１記載の熱交換器を製造する際の熱交換管とアウターフィンとを交互に積層状に配置する作業の自動化が図られて生産効率が上げられているものの、生産効率の向上も限界に近づきつつある。
特開２００８−２００９８号公報

この発明の目的は、上記問題を解決し、特許文献１記載の熱交換器に比べて生産効率を向上しうる熱交換器およびその製造方法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)互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に設けられた熱交換コアとを備えており、熱交換コアが、幅方向を前後方向に向けるとともにヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置され、かつ両端が両ヘッダタンクに接続された複数の扁平状熱交換管と、隣り合う熱交換管どうしの間に配置されたアウターフィンとを有する熱交換器であって、
熱交換管が、前側縁部または後側縁部において第１連結部により互いに連結された２枚の管形成用金属板どうしを積層状に接合することにより形成され、熱交換管を形成する両管形成用金属板のうちの少なくともいずれか一方が外方に膨出させられることによって、熱交換管に、上下方向にのびるとともに上下両端が開口した少なくとも１つの流体流通部が設けられ、隣り合う熱交換管の近接した管形成用金属板における第１連結部により連結された側縁部とは反対側の側縁部どうしが第２連結部により連結され、
アウターフィンが、第３連結部により前側縁部または後側縁部において連結された２つのフィン構成部材どうしを積層状に接合することにより形成され、隣り合うアウターフィンの近接したフィン構成部材における第３連結部により連結された側縁部とは反対側の側縁部どうしが第４連結部により連結されている熱交換器。

2)互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に設けられた熱交換コアとを備えており、熱交換コアが、幅方向を前後方向に向けるとともにヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置され、かつ両端が両ヘッダタンクに接続された複数の扁平状熱交換管と、隣り合う熱交換管どうしの間に配置されたアウターフィンとを有する熱交換器であって、
熱交換管が、前側縁部または後側縁部において第１連結部により互いに連結された２枚の管形成用金属板どうしを積層状に接合することにより形成され、熱交換管を形成する両管形成用金属板のうちの少なくともいずれか一方が外方に膨出させられることによって、熱交換管に、上下方向にのびるとともに上下両端が開口した少なくとも１つの流体流通部が設けられ、隣り合う熱交換管の近接した管形成用金属板における第１連結部により連結された側縁部とは反対側の側縁部どうしが第２連結部により連結され、
アウターフィンが、第３連結部により前側縁部および／または後側縁部において連結された４以上の偶数のフィン構成部材どうしを積層状に接合することにより形成され、隣り合うアウターフィンの近接したフィン構成部材における両端の第３連結部により連結された側縁部とは反対側の側縁部どうしが第４連結部により連結され、他のすべての第３連結部が前側および後側に交互に位置している熱交換器。

3)管形成用金属板の厚みが０．２ｍｍ以下である上記1)または2)記載の熱交換器。

4)フィン構成部材の厚みが０．２ｍｍ以下である上記1)〜3)のうちのいずれかに記載の熱交換器。

5)各ヘッダタンクに、ヘッダタンクの長さ方向にのびる少なくとも１つのヘッダ部が設けられるとともに、当該ヘッダ部に管挿通穴が形成され、熱交換管の両端部における流体流通部と対応する部分に、管挿通穴を通してヘッダタンクのヘッダ部内に挿入される挿入部が設けられている上記1)〜4)のうちのいずれかに記載の熱交換器。

6)ヘッダタンクに、前後方向に並んだ複数のヘッダ部が設けられるとともに、熱交換管に、前後方向に間隔をおいて並んだヘッダ部と同数の流体流通部が設けられている上記5)記載のエバポレータ。

7)互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に設けられた熱交換コアとを備えており、熱交換コアが、幅方向を前後方向に向けるとともにヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置され、かつ両端が両ヘッダタンクに接続された複数の扁平状熱交換管と、隣り合う熱交換管どうしの間に配置されたアウターフィンとを有する熱交換器を製造する方法であって、
少なくともいずれか一方が外方に膨出させられた２枚の管形成用金属板からなり、かつ両管形成用金属板の側縁部どうしが第１連結部により互いに連結された複数の板状管素材が間隔をおいて並べられるとともに、隣り合う管素材の近接した管形成用金属板における第１連結部により連結された側縁部とは反対側の側縁部どうしが第２連結部により連結されている熱交換管形成部材を用意すること、
偶数のフィン構成部材からなり、かつ隣り合うフィン構成部材の近接した側縁部どうしが第３連結部により連結された複数の板状フィン素材が間隔をおいて並べられるとともに、隣り合うフィン素材の近接したフィン構成部材における第３連結部により連結された側縁部とは反対側の側縁部どうしが第４連結部により連結されているアウターフィン形成部材を用意すること、
熱交換管形成部材を、第１および第２連結部において、両連結部での折り曲げ方向が互いに逆向きとなるように折り曲げ、これにより２枚の管形成用金属板が相互に積層されてなり、かつ互いに間隔をおいて配置されるとともに第２連結部により連結された複数の管用組み合わせ体からなる管モジュール形成体をつくること、
アウターフィン形成部材を、第３および第４連結部において、両連結部での折り曲げ方向が互いに逆向きとなるように折り曲げ、これにより偶数のフィン構成部材が相互に積層されてなり、かつ互いに間隔をおいて配置されるとともに第４連結部により連結された複数のフィン用組み合わせ体からなるフィンモジュール形成体をつくること、
管モジュール形成体とフィンモジュール形成体とを、管モジュール形成体の各管用組み合わせ体がフィンモジュール形成体における隣り合うフィン用組み合わせ体間に来るように、管モジュール形成体の第２連結部およびフィンモジュール形成体の第４連結部が反対側に位置するように組み合わせること、
ならびに各管用組み合わせ体の管形成用金属板どうしをろう付して熱交換管をつくるとともに、フィン用組み合わせ体の隣り合うフィン構成部材どうしをろう付してアウターフィンをつくり、さらにアウターフィンの端部のフィン構成部材を熱交換管の管形成用金属板にろう付して熱交換コアをつくることを含む熱交換器の製造方法。

8)フィン素材を構成するフィン構成部材の数を２つにする上記7)記載の熱交換器の製造方法。

9)熱交換管形成部材およびアウターフィン形成部材を、それぞれ金属板にプレス加工を施すことにより形成する上記7)または8)記載の熱交換器の製造方法。

10)熱交換管形成部材およびアウターフィン形成部材をつくる金属板の厚みを０．２ｍｍ以下とする上記9)記載の熱交換器の製造方法。

上記1)および2)の熱交換器によれば、上記7)の方法によって熱交換器を製造する際に、複数の管用組み合わせ体からなる管モジュール形成体と、複数のフィン用組み合わせ体からなるフィンモジュール形成体とを組み合わせた後に、各管用組み合わせ体の管形成用金属板どうしをろう付して熱交換管をつくるとともに、フィン用組み合わせ体の隣り合うフィン構成部材どうしをろう付してアウターフィンをつくり、さらにアウターフィンの端部のフィン構成部材を熱交換管の管形成用金属板にろう付して熱交換コアをつくるので、特許文献１記載の熱交換器のように、複数の熱交換管と複数のアウターフィンとを別々につくる作業、および別々につくられた熱交換管とアウターフィンとを交互に配置する作業が不要になり、生産効率が向上する。

上記3)の熱交換器によれば熱交換管の軽量化、ひいては熱交換器全体の軽量化を図ることができる。

上記4)の熱交換器によれば、アウターフィンの軽量化、ひいては熱交換器全体の軽量化を図ることができる。

上記7)の熱交換器の製造方法によれば、複数の管用組み合わせ体からなる管モジュール形成体と、複数のフィン用組み合わせ体からなるフィンモジュール形成体とを組み合わせた後に、各管用組み合わせ体の管形成用金属板どうしをろう付して熱交換管をつくるとともに、フィン用組み合わせ体の隣り合うフィン構成部材どうしをろう付してアウターフィンをつくり、さらにアウターフィンの端部のフィン構成部材を熱交換管の管形成用金属板にろう付して熱交換コアをつくるので、特許文献１記載の熱交換器のように、熱交換管とフィンとを別々につくる作業、および別々につくられた熱交換管とフィンとを交互に配置する作業が不要になり、生産効率が向上する。

上記8)の熱交換器の製造方法によれば、製造される熱交換器のアウターフィンのフィン高さを低くすることができるので、フィン効果が向上し、アウターフィン自体の性能が優れたものになる。

上記9)の熱交換器の製造方法によれば、熱交換管形成部材およびアウターフィン形成部材を比較的簡単につくることができる。

上記10)の熱交換器の製造方法によれば、製造される熱交換器における熱交換管およびアウターフィンの軽量化、ひいては熱交換器全体の軽量化を図ることができる。

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、この発明による熱交換器を、カーエアコンの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。また、以下の説明において、図１、の上下、左右を上下、左右というものとする。

図１はエバポレータの全体構成を示し、図２〜図３はエバポレータの要部の構成を示す。また、図４〜図１１はエバポレータの製造方法を示す。

図１および図２に示すように、エバポレータ(1)（熱交換器）は、上下方向に間隔をおいて配置されかつ左右方向にのびるアルミニウム製第１ヘッダタンク(2)およびアルミニウム製第２ヘッダタンク(3)と、両ヘッダタンク(2)(3)間に設けられた熱交換コア(4)とを備えている。熱交換コア(4)は、幅方向を前後方向に向けるとともに左右方向（ヘッダタンク(2)(3)の長さ方向）に間隔をおいて配置され、かつ上下両端部が両ヘッダタンク(2)(3)に接続された複数のアルミニウム製扁平状熱交換管(5)と、隣接する熱交換管(5)どうしの間の通風間隙、および左右両端の熱交換管(5)の外側にそれぞれ配置されて熱交換管(5)にろう付されたアルミニウム製コルゲート状アウターフィン(6)とを有している。熱交換コア(4)の左右両端のアウターフィン(6)の外側には、それぞれアルミニウム製サイドプレート(7)が配置されてアウターフィン(6)にろう付されている。

第１ヘッダタンク(2)は、前側（通風方向下流側）に位置しかつ左右方向にのびる冷媒入口ヘッダ部(8)と、後側（通風方向上流側）に位置するとともに左右方向にのび、かつ冷媒入口ヘッダ部(8)に連結一体化された冷媒出口ヘッダ部(9)とを備えている。第１ヘッダタンク(2)の冷媒入口ヘッダ部(8)内と冷媒出口ヘッダ部(9)内とは仕切部材(11)により仕切られている。また、第１ヘッダタンク(2)の両ヘッダ部(8)(9)の左右両端は閉鎖されている。第１ヘッダタンク(2)の冷媒入口ヘッダ部(8)の左右いずれか一端部にアルミニウム製冷媒入口管（図示略）が接続され、同じく冷媒出口ヘッダ部(9)における冷媒入口ヘッダ部(8)の入口管が接続された側と同一端部にアルミニウム製冷媒出口管（図示略）が接続されている。第２ヘッダタンク(3)は、前側に位置しかつ左右方向にのびる第１中間ヘッダ部(12)と、後側に位置するとともに左右方向にのび、かつ第１中間ヘッダ部(12)と連結一体化された第２中間ヘッダ部(13)とを備えている。第２ヘッダタンク(3)の第１中間ヘッダ部(12)内と第２中間ヘッダ部(13)内とは連通穴(14)を介して相互に通じさせられている。また、第２ヘッダタンク(3)の両ヘッダ部(12)(13)の左右両端は閉鎖されている。第１ヘッダタンク(2)および第２ヘッダタンク(3)の周壁の外形の横断面形状は同一であり、互いに上下逆向きに配置されている。

第１ヘッダタンク(2)の冷媒入口ヘッダ部(8)および冷媒出口ヘッダ部(9)の下側部分に、それぞれ熱交換管(5)の上端部を挿入する前後方向に長い複数の管挿通穴(15)が形成されている。冷媒入口ヘッダ部(8)の管挿通穴(15)と冷媒出口ヘッダ部(9)の管挿通穴(15)とは左右方向に関して同一位置にある。第２ヘッダタンク(3)の第１中間ヘッダ部(8)および第２中間ヘッダ部(9)の上側部分に、それぞれ熱交換管(5)の下端部を挿入する前後方向に長い複数の管挿通穴(16)が形成されている。第１中間ヘッダ部(12)の管挿通穴(16)と第２中間ヘッダ部(13)の管挿通穴(16)とは左右方向に関して同一位置にある。

図２および図３に示すように、熱交換管(5)は、プレス加工が施されたアルミニウムブレージングシート製の２枚の長方形状管形成用金属板(17)が積層されるとともに前側縁部において第１連結部(18)により全長にわたって一体に連結され、さらに両管形成用金属板(17)の前側縁部の帯状部(17a)どうし、後側縁部の帯状部(17b)どうしおよび前後方向中央部の帯状部(17c)どうしが全長にわたってろう付されることにより形成されたものである。すなわち、熱交換管(5)は、第１連結部(18)により一体に連結された２枚の管形成用金属板(17)からなる素板を第１連結部(18)において折り曲げ、帯状部(17a)(17b)(17c)どうしをろう付することにより形成されている。熱交換管(5)を形成する両管形成用金属板(17)の板厚は０．２ｍｍ以下であることが好ましい。熱交換管(5)には、上下方向にのびるとともに上下両端が開口した流体流通部(19)が、前後方向に間隔をおいて２つ、すなわち第１ヘッダタンク(2)および第２ヘッダタンク(3)のヘッダ部(8)(9)(12)(13)の数と同数だけ設けられている。また、隣り合う熱交換管(5)の近接した管形成用金属板(17)の後側縁部の上下両端部どうしが第２連結部(21)により連結されており、これによりエバポレータ(1)は第２連結部(21)により連結された複数の熱交換管(5)からなる熱交換モジュール(22)を備えていることになる。

熱交換管(5)の流体流通部(19)は、両管形成用金属板(17)の前側縁部の帯状部(17a)と前後方向中央部の帯状部(17c)との間の部分、および両管形成用金属板(17)の後側縁部の帯状部(17b)と前後方向中央部の帯状部(17c)との間の部分において、それぞれ両管形成用金属板(17)に全長にわたる外方膨出部(23)が形成されることにより設けられている。熱交換管(5)の流体流通部(19)の左右方向の高さ、すなわち熱交換管(5)の管高さは、１．５ｍｍ以下であることが好ましい。この場合、空気の通過面積を大きくすることができるので、通気抵抗の上昇を抑制することができる。また、熱交換管(5)の両流体流通部(19)内に跨るように、アルミニウム製コルゲート状インナーフィン(24)が配置されており、両管形成用金属板(17)にろう付されている。インナーフィン(24)の肉厚は０．１ｍｍ以下であることが好ましい。

熱交換管(5)における両管形成用金属板(17)の前後両側縁部の帯状部(17a)(17b)の上下両端部は、前後方向外側縁から上下両端面にかけて切除されている。当該切除部を(25)で示す。また、熱交換管(5)における両管形成用金属板(17)の前後方向中央部の帯状部(17c)の上下両端部は、他の部分よりも前後方向の幅が広くなっており、当該幅広部に上下方向外端部から切り欠き(26)が形成されている。なお、熱交換管(5)における前後方向中央部の帯状部(17c)に幅広部が設けられることにより、流体流通部(19)の上下両端部は、他の部分よりも前後方向の幅が狭くなっている。そして、熱交換管(5)の両管形成用金属板(17)における前後両側縁部の帯状部(17a)(17b)の切除部(23)と、前後方向中央部の帯状部(17c)の切り欠き(26)との間の部分は、流体流通部(19)と対応しているとともに、他の部分よりも上下方向外方に突出しており、この部分に、第１ヘッダタンク(2)および第２ヘッダタンク(3)の管挿通穴(15)(16)内に挿入される挿入部(27)が設けられている。熱交換管(5)の挿入部(27)が第１ヘッダタンク(2)および第２ヘッダタンク(3)の管挿通穴(15)(16)内に挿入された際に、熱交換管(5)の前後方向中央部の帯状部(17c)における切り欠き(26)の底辺部分が第１ヘッダタンク(2)および第２ヘッダタンク(3)の外面に当接しており、当該底辺部分が熱交換管(5)の端部の位置決めを行う位置決め部(28)となっている。なお、熱交換管(5)の挿入部(27)が第１ヘッダタンク(2)および第２ヘッダタンク(3)の管挿通穴(15)(16)内に挿入された際に、熱交換管(5)の前後両側縁部の帯状部(17a)(17b)における切除部(25)に臨むとともに上下方向外方を向いた辺部は、第１ヘッダタンク(2)および第２ヘッダタンク(3)の外面に当接していてもよいし、あるいは当接していなくてもよい。

アウターフィン(5)は、プレス加工が施されたアルミニウムブレージングシートからなる偶数、ここでは２つの長方形状フィン構成部材(29)が積層されて相互にろう付されることにより形成されたものであり、熱交換管(5)の前後両流体流通部(19)に共有されるとともに、その前後方向の幅は熱交換管(5)の幅とほぼ等しくなっている。各アウターフィン(6)の両フィン構成部材(27)は、それぞれ波頂部(29a)および波底部(29b)を有するとともに、波頂部(29a)どうしおよび波底部(29b)どうしが上下方向に位置ずれしているオフセットフィンからなる（図８参照）。両フィン構成部材(29)は熱交換管(5)の管形成用金属板(17)にろう付されるとともに、両フィン構成部材(29)の波頂部(29a)と波底部(29b)とが相互にろう付されている。アウターフィン(6)のフィン高さは１．６〜８ｍｍであることが好ましい。この場合、アウターフィン(6)の成形性を確保するとともに、性能を向上することができる。

各アウターフィン(5)の両フィン構成部材(29)の後側縁部の上下両端部どうしは、平坦な第３連結部(31)により互いに一体に連結されている。また、隣り合うアウターフィン(6)の近接したフィン構成部材(29)の前側縁部の上下両端部どうしが平坦な第４連結部(32)により一体に連結されており、これによりエバポレータ(1)は第４連結部(32)により連結された複数のアウターフィン(6)からなるアウターフィンモジュール(33)を備えていることになる。そして、上下の第３連結部(31)間および上下の第４連結部(32)間は、それぞれ通風部となっている。なお、左右両端に配置されたアウターフィン(6)の左右方向外側のフィン構成部材(29)は管形成用金属板(17)には連結されていない。

次に、エバポレータ(1)の製造方法について説明する。なお、エバポレータの製造方法に関する説明において、図４〜図７の上下、左右を上下、左右というものとする。

まず、図４および図５に示すように、３つの帯状部(17a)(17b)(17c)、２つの外方膨出部(23)、切除部(25)および切り欠き(26)を有する２枚の管形成用金属板(17)からなり、かつ両管形成用金属板(17)の側縁部どうしが第１連結部(18)により互いに連結された複数の板状管素材(36)が間隔をおいて並べられるとともに、隣り合う管素材(36)の近接した管形成用金属板(17)における第１連結部(18)により連結された側縁部とは反対側の側縁部どうしが第２連結部(21)により連結されている熱交換管形成部材(35)を用意する。熱交換管形成部材(35)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にプレス加工を施すことにより形成される。アルミニウムブレージングシートの厚みは０．２ｍｍ以下であることが好ましい。

また、図６〜図８に示すように、２つの長方形状フィン構成部材(29)からなり、かつ隣り合うフィン構成部材(29)の近接した側縁部どうしが第３連結部(31)により連結された複数の板状フィン素材(38)が間隔をおいて並べられるとともに、隣り合うフィン素材(38)の近接したフィン構成部材(29)における第３連結部(31)により連結された側縁部とは反対側の側縁部どうしが第４連結部(32)により連結されているアウターフィン形成部材(37)を用意する。アウターフィン形成部材(37)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にプレス加工を施すことにより形成される。アルミニウムブレージングシートの厚みは０．２ｍｍ以下であることが好ましい。

ついで、図９に示すように、各熱交換管形成部材(35)を、第１連結部(18)および第２連結部(21)の左右両側において、両連結部(18)(21)での折り曲げ方向が互いに逆向きとなるようにアコーディオンドア状に折り曲げて、各管素材(36)の両管形成用金属板(17)の帯状部(17a)(17b)(17c)どうしを合わせる。この折り曲げ時に、各管素材(36)の管形成用金属板(17)どうしの間にはインナーフィン(24)を配置する。これにより、２枚の管形成用金属板(17)が相互に積層されてなり、かつ互いに間隔をおいて配置されるとともに第２連結部(21)により連結された複数の管用組み合わせ体(41)からなる管モジュール形成体(40)をつくる（図１１参照）。

また、図１０に示すように、アウターフィン形成部材(37)を、第３連結部(31)および第４連結部(32)の左右両側において、両連結部(31)(32)での折り曲げ方向が互いに逆向きとなるように折り曲げ、これにより２つのフィン構成部材(29)が相互に積層されてなり、かつ互いに間隔をおいて配置されるとともに第４連結部(32)により連結された複数のフィン用組み合わせ体(43)からなるフィンモジュール形成体(42)をつくる（図１１参照）。

ついで、図１１に示すように、管モジュール形成体(40)とフィンモジュール形成体(42)とを、管モジュール形成体(40)の各管用組み合わせ体(41)がフィンモジュール形成体(42)における隣り合うフィン用組み合わせ体(43)間に来るように、管モジュール形成体(40)の第２連結部(21)およびフィンモジュール形成体(42)の第４連結部(32)が反対側に位置するように組み合わせる。

ついで、第１および第２ヘッダタンクの管挿通穴(15)(16)内に、管モジュール形成体(40)における管形成用金属板(17)からなる管用組み合わせ体(41)の両端の挿入部(27)を挿入するとともに、両端のフィン構成部材(29)からなるフィン用組み合わせ体(43)の外側にサイドプレート(7)を配置する。

その後、各管用組み合わせ体(41)の管形成用金属板(17)どうしをろう付して熱交換管(5)をつくるとともに、複数の熱交換管(5)からなる熱交換管モジュール(22)をつくり、これと同時に、熱交換管(5)を第１および第２ヘッダタンク(2)(3)にろう付し、またフィン用組み合わせ体(43)の隣り合うフィン構成部材(29)どうしをろう付してアウターフィン(6)をつくるとともに、複数のアウターフィン(6)からなるアウターフィンモジュール(33)をつくり、さらに隣り合う熱交換管(5)どうしの間のアウターフィン(6)の両フィン構成部材(29)を熱交換管(5)の管形成用金属板(17)にろう付して熱交換コア(4)をつくる。また、両端のアウターフィン(6)の外側のフィン構成部材(29)にサイドプレート(7)をろう付する。こうして、エバポレータ(1)が製造される。

エバポレータ(1)は、コンプレッサおよび冷媒冷却器としてのコンデンサとともに、フロン系冷媒を使用する冷凍サイクルを構成し、カーエアコンとして車両、たとえば自動車に搭載される。

上述したエバポレータ(1)においては、コンプレッサのオン時には、コンプレッサ、コンデンサおよび膨張弁を通過した気液混相の２相冷媒が、冷媒入口管から第１ヘッダタンク(2)の冷媒入口ヘッダ部(8)内に入り、分流して熱交換管(5)の前側流体流通部(19)内に流入する。熱交換管(5)の前側流体流通部(19)内に流入した冷媒は、流体流通部(19)内を下方に流れて第２ヘッダタンク(3)の第１中間ヘッダ部(12)内に入る。第１中間ヘッダ部(12)内に入った冷媒は、連通穴(14)を通って第２中間ヘッダ部(13)内に入る。

第２中間ヘッダ部(13)内に入った冷媒は、分流して熱交換管(5)の後側流体流通部(19)内に流入し、上方に流れて冷媒出口ヘッダ部(9)内に入り、冷媒出口管を通って流出する。

そして、冷媒が熱交換管(5)の前後両流体流通部(19)内を流れる間に、隣り合う熱交換管(5)どうしの間の通風間隙を通過する空気と熱交換をし、冷媒は気相となって流出する。

図１２〜図１４はエバポレータ(1)のアウターフィン(6)に用いられるフィン構成部材の変形例を示す。

図１２〜図１４に示すように、フィン構成部材(50)は、基板(51)に、左右方向外側（図１３の紙面裏側）に突出した複数の突起(52)が千鳥配置状に形成されたものである。各アウターフィン(6)を構成する一方のフィン構成部材(50)の突起(52)と、他方のフィン構成部材(50)の突起(52)とはずれた位置にある。そして、管モジュール形成体(40)とフィンモジュール形成体(42)とを組み合わせた際に、各フィン構成部材(50)の突起(52)が管用組み合わせ体(41)の管形成用金属板(17)に当接するようになっている。なお、各アウターフィン(6)を構成する両フィン構成部材(50)の基板(51)の後側縁部どうしが第３連結部(31)により連結され、隣接するアウターフィン(6)の近接したフィン構成部材(50)の基板(51)の前側縁部どうしが第４連結部(32)により連結されている。

その他の構成は上記実施形態のエバポレータ(1)のフィン構成部材(29)と同様である。

上記実施形態において、エバポレータ(1)の熱交換コア(4)を形成する管モジュール形成体(40)およびフィンモジュール形成体(42)の数は適宜変更可能であり、１つの管モジュール形成体(40)と１つのフィンモジュール形成体(42)、１つの管モジュール形成体(40)と複数のフィンモジュール形成体(42)、複数の管モジュール形成体(40)と１つのフィンモジュール形成体(42)、および複数の管モジュール形成体(40)と複数のフィンモジュール形成体(42)により熱交換コア(4)が形成されていてもよい。

また、上記実施形態において、１つのアウターフィンは２つのフィン構成部材からなるが、これに限定されるものではなく、フィン構成部材の数は偶数であれば適宜変更可能である。フィン構成部材の数が４以上の場合、隣り合うアウターフィンの近接したフィン構成部材における両端の第３連結部により連結された側縁部とは反対側の側縁部どうしが第４連結部により連結され、他のすべての第３連結部が前側および後側に交互に位置することになる。

さらに、上記実施形態においては、この発明による熱交換器がエバポレータに適用されているが、これに限定されるものではなく、コンデンサ、ヒータコアなどの他の機能を有する熱交換器にも適用可能である。

この発明による熱交換器を適用したエバポレータの実施形態の全体構成を示す背面図である。 一部を省略した図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。 図２のＢ−Ｂ線拡大断面図である。 図１のエバポレータの熱交換管をつくる熱交換管形成部材を示す正面図である。 図４の部分拡大図である。 図１のエバポレータのアウターフィンをつくるアウターフィン形成部材を示す正面図である。 図６の部分拡大図である。 図７のＣ−Ｃ線拡大断面図である。 図１のエバポレータを製造するにあたって熱交換管形成部材を折り曲げる状態を示す平面図である。 図１のエバポレータを製造するにあたってアウターフィン形成部材を折り曲げる状態を示す平面図である。 図１のエバポレータを製造するにあたって管モジュール形成体とフィンモジュール形成体とを組み合わせる方法を示す平面図である。 図１のエバポレータのアウターフィンを形成するフィン構成部材の変形例を示す図３相当の図である。 図１のエバポレータのアウターフィンを形成するフィン構成部材の変形例を示す図５相当の図である。 図１３のＤ−Ｄ線拡大断面図である。

符号の説明

(1)：エバポレータ（熱交換器）
(2)(3)：ヘッダタンク
(4)：熱交換コア
(5)：熱交換管
(6)：アウターフィン
(8)：冷媒入口ヘッダ部
(9)：冷媒出口ヘッダ部
(12)(13)：中間ヘッダ部
(15)(16)：管挿通穴
(17)：管形成用金属板
(18)：第１連結部
(19)：流体流通部
(21)：第２連結部
(23)：外方膨出部
(27)：挿入部
(29)(50)：フィン構成部材
(31)：第３連結部
(32)：第４連結部

Claims (10)

1. 互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に設けられた熱交換コアとを備えており、熱交換コアが、幅方向を前後方向に向けるとともにヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置され、かつ両端が両ヘッダタンクに接続された複数の扁平状熱交換管と、隣り合う熱交換管どうしの間に配置されたアウターフィンとを有する熱交換器であって、
   熱交換管が、前側縁部または後側縁部において第１連結部により互いに連結された２枚の管形成用金属板どうしを積層状に接合することにより形成され、熱交換管を形成する両管形成用金属板のうちの少なくともいずれか一方が外方に膨出させられることによって、熱交換管に、上下方向にのびるとともに上下両端が開口した少なくとも１つの流体流通部が設けられ、隣り合う熱交換管の近接した管形成用金属板における第１連結部により連結された側縁部とは反対側の側縁部どうしが第２連結部により連結され、
   アウターフィンが、第３連結部により前側縁部または後側縁部において連結された２つのフィン構成部材どうしを積層状に接合することにより形成され、隣り合うアウターフィンの近接したフィン構成部材における第３連結部により連結された側縁部とは反対側の側縁部どうしが第４連結部により連結されている熱交換器。
2. 互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に設けられた熱交換コアとを備えており、熱交換コアが、幅方向を前後方向に向けるとともにヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置され、かつ両端が両ヘッダタンクに接続された複数の扁平状熱交換管と、隣り合う熱交換管どうしの間に配置されたアウターフィンとを有する熱交換器であって、
   熱交換管が、前側縁部または後側縁部において第１連結部により互いに連結された２枚の管形成用金属板どうしを積層状に接合することにより形成され、熱交換管を形成する両管形成用金属板のうちの少なくともいずれか一方が外方に膨出させられることによって、熱交換管に、上下方向にのびるとともに上下両端が開口した少なくとも１つの流体流通部が設けられ、隣り合う熱交換管の近接した管形成用金属板における第１連結部により連結された側縁部とは反対側の側縁部どうしが第２連結部により連結され、
   アウターフィンが、第３連結部により前側縁部および／または後側縁部において連結された４以上の偶数のフィン構成部材どうしを積層状に接合することにより形成され、隣り合うアウターフィンの近接したフィン構成部材における両端の第３連結部により連結された側縁部とは反対側の側縁部どうしが第４連結部により連結され、他のすべての第３連結部が前側および後側に交互に位置している熱交換器。
3. 管形成用金属板の厚みが０．２ｍｍ以下である請求項１または２記載の熱交換器。
4. フィン構成部材の厚みが０．２ｍｍ以下である請求項１〜３のうちのいずれかに記載の熱交換器。
5. 各ヘッダタンクに、ヘッダタンクの長さ方向にのびる少なくとも１つのヘッダ部が設けられるとともに、当該ヘッダ部に管挿通穴が形成され、熱交換管の両端部における流体流通部と対応する部分に、管挿通穴を通してヘッダタンクのヘッダ部内に挿入される挿入部が設けられている請求項１〜４のうちのいずれかに記載の熱交換器。
6. ヘッダタンクに、前後方向に並んだ複数のヘッダ部が設けられるとともに、熱交換管に、前後方向に間隔をおいて並んだヘッダ部と同数の流体流通部が設けられている請求項５記載のエバポレータ。
7. 互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に設けられた熱交換コアとを備えており、熱交換コアが、幅方向を前後方向に向けるとともにヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置され、かつ両端が両ヘッダタンクに接続された複数の扁平状熱交換管と、隣り合う熱交換管どうしの間に配置されたアウターフィンとを有する熱交換器を製造する方法であって、
   少なくともいずれか一方が外方に膨出させられた２枚の管形成用金属板からなり、かつ両管形成用金属板の側縁部どうしが第１連結部により互いに連結された複数の板状管素材が間隔をおいて並べられるとともに、隣り合う管素材の近接した管形成用金属板における第１連結部により連結された側縁部とは反対側の側縁部どうしが第２連結部により連結されている熱交換管形成部材を用意すること、
   偶数のフィン構成部材からなり、かつ隣り合うフィン構成部材の近接した側縁部どうしが第３連結部により連結された複数の板状フィン素材が間隔をおいて並べられるとともに、隣り合うフィン素材の近接したフィン構成部材における第３連結部により連結された側縁部とは反対側の側縁部どうしが第４連結部により連結されているアウターフィン形成部材を用意すること、
   熱交換管形成部材を、第１および第２連結部において、両連結部での折り曲げ方向が互いに逆向きとなるように折り曲げ、これにより２枚の管形成用金属板が相互に積層されてなり、かつ互いに間隔をおいて配置されるとともに第２連結部により連結された複数の管用組み合わせ体からなる管モジュール形成体をつくること、
   アウターフィン形成部材を、第３および第４連結部において、両連結部での折り曲げ方向が互いに逆向きとなるように折り曲げ、これにより偶数のフィン構成部材が相互に積層されてなり、かつ互いに間隔をおいて配置されるとともに第４連結部により連結された複数のフィン用組み合わせ体からなるフィンモジュール形成体をつくること、
   管モジュール形成体とフィンモジュール形成体とを、管モジュール形成体の各管用組み合わせ体がフィンモジュール形成体における隣り合うフィン用組み合わせ体間に来るように、管モジュール形成体の第２連結部およびフィンモジュール形成体の第４連結部が反対側に位置するように組み合わせること、
   ならびに各管用組み合わせ体の管形成用金属板どうしをろう付して熱交換管をつくるとともに、フィン用組み合わせ体の隣り合うフィン構成部材どうしをろう付してアウターフィンをつくり、さらにアウターフィンの端部のフィン構成部材を熱交換管の管形成用金属板にろう付して熱交換コアをつくることを含む熱交換器の製造方法。
8. フィン素材を構成するフィン構成部材の数を２つにする請求項７記載の熱交換器の製造方法。
9. 熱交換管形成部材およびアウターフィン形成部材を、それぞれ金属板にプレス加工を施すことにより形成する請求項７または８記載の熱交換器の製造方法。
10. 熱交換管形成部材およびアウターフィン形成部材をつくる金属板の厚みを０．２ｍｍ以下とする請求項９記載の熱交換器の製造方法。

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