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【発明の名称】 熱交換器
【発明者】 【氏名】野口 和恵

【氏名】下谷 昌宏

【氏名】伊藤 彰

【氏名】現田 啓之

【要約】 【課題】内部流体が外部流体通路部を介して外部空間に洩れることを防止する。

【構成】複数本のチューブ11と、チューブ11に接合されるタンク14、15とを備え、チューブ11の外面には、基板部20からチューブ11の外方に突き出すとともに外部流体の流れ方向に延びる打ち出し部21がチューブ11の長手方向に多数個形成されており、隣接する打ち出し部21同士の間にそれぞれ形成され、外部流体の流れ方向に延びる空間は、外部流体が流れる多数個の外部流体通路部24を構成しており、タンク14、15には、チューブ11の両端部11a、11bが挿入されるチューブ挿入穴14d、15dが形成され、チューブ挿入穴14d、15dの縁部がチューブ11の両端部11a、11b側の少なくとも1つの外部流体通路部24の全域にわたって重合するように、チューブ挿入穴14d、15dが形成されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部流体と外部流体とを熱交換させる複数本のチューブ(11)と、
前記チューブ(11)に接合され、前記チューブ(11)に対する前記内部流体の分配と集合とを行うタンク(14、15)とを備え、
前記チューブ(11)の外面には、基板部(20)から前記チューブ(11)の外方に突き出すとともに前記外部流体の流れ方向に延びる打ち出し部(21)が前記チューブ(11)の長手方向に多数個形成されており、
隣接する前記打ち出し部(21)同士の間にそれぞれ形成され、前記外部流体の流れ方向に延びる空間は、前記外部流体が流れる多数個の外部流体通路部(24)を構成しており、
前記タンク(14、15)には、前記チューブ(11)の両端部(11a、11b)が挿入されるチューブ挿入穴(14d、15d)が形成され、
前記チューブ挿入穴(14d、15d)の縁部が、前記チューブ(11)の両端部(11a、11b)側の少なくとも1つの前記外部流体通路部(24)の全域にわたって重合するように、前記チューブ挿入穴(14d、15d)が形成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項2】
前記多数個の打ち出し部(21)が前記チューブ(11)の長手方向に一定のピッチ(P)で形成されており、
前記チューブ(11)の長手方向における前記チューブ挿入穴(14d、15d)の縁部の長さ(L)が前記ピッチ(P)以上の寸法に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
【請求項3】
前記チューブ挿入穴(14d、15d)の縁部には、前記チューブ(11)の長手方向と平行に突出する筒状部(29a、30a、31a、32a、37a、38a)が形成されており、
前記筒状部(29a、30a、31a、32a、37a、38a)が、前記チューブ(11)の両端部(11a、11b)側の少なくとも1つの前記外部流体通路部(24)の一部と重合していることを特徴とする請求項1または2に熱交換器。
【請求項4】
前記筒状部(31a、32a)の突出方向が前記タンク(14、15)の外方側を向いていることを特徴とする請求項3に記載の熱交換器。
【請求項5】
前記筒状部(29a、30a、37a、38a)の突出方向が前記タンク(14、15)の内方側を向いていることを特徴とする請求項3に記載の熱交換器。
【請求項6】
前記筒状部(29a、30a、31a、32a)がバーリング加工にて形成されていることを特徴とする請求項3ないし5のいずれか1つに記載の熱交換器。
【請求項7】
前記チューブ挿入穴(14d、15d)が、複数個の部材(25、26、27、28、33、34、37、38)にそれぞれ形成された穴部(29、30、31、32、35、36、39、40)同士を互いに重ね合わせることによって構成されており、
前記穴部(29、30、31、32、35、36、39、40)の縁部が前記チューブ挿入穴(14d、15d)の縁部を構成しており、
前記筒状部(29a、30a、31a、32a、37a、38a)が、前記複数個の部材(25、26、27、28、33、34、37、38)うち少なくともに1つの部材に形成された前記穴部(29、30、31、32、35、36、39、40)の縁部に形成されていることを特徴とする請求項3ないし6のいずれか1つに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、外面に外部流体が流れる外部流体通路部を有するチューブと、チューブに対する内部流体の分配と集合とを行うタンクとで構成される熱交換器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の熱交換器として特許文献1の冷媒凝縮器が提案されている。この従来技術では、チューブを基板部と基板部から突き出す多数個の打ち出し部とを有する2つの板状部材で構成し、2つの板状部材を打ち出し部が互いに外側を向くように向かい合わせ、打ち出し部相互の間に重合部分を設定して、2つの板状部材の間に冷媒(内部流体)が流れる冷媒通路(内部流体通路)を構成している。
【0003】
この多数個の打ち出し部は空気(外部流体)の流れ方向に延びる蛇行形状を有しており、隣接する打ち出し部同士の間には、空気流れ方向に延びる蛇行溝状の空気通路部(外部流体通路部)が構成されている。
【0004】
このため、チューブの外面近傍を流れる空気が空気通路部に沿って蛇行して流れるので、空気の流れが撹乱される。これにより、チューブの外面近傍における温度境界層の発達を抑制して、チューブの外面側の熱伝達率を向上させている。
【0005】
さらに、この従来技術では、2つの板状部材が空気通路部の底部で互いに当接して接合されているので、空気通路部がチューブの耐圧強度を高める内柱としての役割も果たしている。
【0006】
なお、この従来技術では、タンクに形成されたチューブ挿入穴にチューブ両端部が挿入されており、チューブ挿入穴の縁部とチューブの外面とが接合(ろう付け)されるようになっている。
【0007】
なお、この従来技術では、チューブの両端部がタンクに形成されたチューブ挿入穴に挿入され、チューブの外面とチューブ挿入穴の縁部とがろう付けされることによってチューブとタンクとが接合されている。
【特許文献1】特開2004−3787号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ところで、上記特許文献1には、チューブ挿入穴の縁部とチューブの外面とを具体的にどのようにして接合(ろう付け)するかについては何ら記載されていない。そこで、本発明者は、チューブ挿入穴の縁部とチューブの外面との具体的な接合構造について詳細に検討した。
【0009】
この本発明者の詳細な検討によると、従来技術では、溝状の空気通路部がチューブ挿入穴の縁部を跨いでしまう場合があり、このような場合には、空気通路部を介して冷媒凝縮器の内部空間と外部空間とが連通してしまい、冷媒凝縮器内部の冷媒が空気通路部を介して外部空間に洩れてしまうという問題があることがわかった。
【0010】
そこで、本発明者は、チューブの両端部近傍を打ち出し部で構成し、チューブの両端部近傍に空気通路部が形成されないようにして、チューブの外面とチューブ挿入穴の縁部との間に大きな隙間が生じることを回避する対策を検討した。しかし、上述のように、空気通路部はチューブの耐圧強度を高める内柱としての役割も果たしているので、この対策ではチューブの両端部近傍で耐圧強度が低下してしまうという問題がある。
【0011】
本発明は、上記点に鑑み、内部流体が外部流体通路部を介して外部空間に洩れることを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記目的を達成するため、本発明は、内部流体と外部流体とを熱交換させる複数本のチューブ(11)と、
チューブ(11)に接合され、チューブ(11)に対する内部流体の分配と集合とを行うタンク(14、15)とを備え、
チューブ(11)の外面には、基板部(20)からチューブ(11)の外方に突き出すとともに外部流体の流れ方向に延びる打ち出し部(21)がチューブ(11)の長手方向に多数個形成されており、
隣接する打ち出し部(21)同士の間にそれぞれ形成され、外部流体の流れ方向に延びる空間は、外部流体が流れる多数個の外部流体通路部(24)を構成しており、
タンク(14、15)には、チューブ(11)の両端部(11a、11b)が挿入されるチューブ挿入穴(14d、15d)が形成され、
チューブ挿入穴(14d、15d)の縁部が、チューブ(11)の両端部(11a、11b)側の少なくとも1つの外部流体通路部(24)の全域にわたって重合するように、チューブ挿入穴(14d、15d)が形成されていることを特徴とする。
【0013】
これによると、チューブ挿入穴(14d、15d)の縁部がチューブ(11)の両端部(11a、11b)側の少なくとも1つの外部流体通路部(24)の全域にわたって重合するので、外部流体通路部(24)がチューブ挿入穴(14d、15d)の縁部を跨ぐことを回避できる。
【0014】
このため、外部流体通路部(24)を介して熱交換器の内部空間と外部空間とが連通することを回避できるので、内部流体が外部流体通路部(24)を介して外部空間に洩れることを回避できる。
【0015】
本発明は、具体的には、多数個の打ち出し部(21)がチューブ(11)の長手方向に一定のピッチ(P)で形成されており、
チューブ(11)の長手方向におけるチューブ挿入穴(14d、15d)の縁部の長さ(L)がピッチ(P)以上の寸法に設定されている。
【0016】
これによると、チューブ(11)の長手方向におけるタンク(14、15)とチューブ(11)との相対位置関係に関わらず、チューブ挿入穴(14d、15d)の縁部を常に少なくとも1つの外部流体通路部(24)の全域にわたって重合させることができる。
【0017】
このため、チューブ(11)の長手方向におけるタンク(14、15)とチューブ(11)との相対位置関係の影響、換言すれば、チューブ(11)の長手方向におけるタンク(14、15)とチューブ(11)との組付精度の影響を受けることなく、外部流体通路部(24)によって熱交換器の内部空間と外部空間とが連通することを確実に回避でき、外部流体通路部(24)を介して内部流体が洩れることを確実に回避できる。
【0018】
また、本発明は、具体的には、チューブ挿入穴(14d、15d)の縁部には、チューブ(11)の長手方向と平行に突出する筒状部(29a、30a、31a、32a、37a、38a)が形成されており、
筒状部(29a、30a、31a、32a、37a、38a)が、チューブ(11)の両端部(11a、11b)側の少なくとも1つの外部流体通路部(24)の一部と重合するようにすればよい。
【0019】
本発明は、より具体的には、筒状部(31a、32a)の突出方向がタンク(14、15)の外方側を向いているようにすればよい。
【0020】
また、本発明は、より具体的には、筒状部(29a、30a、37a、38a)の突出方向がタンク(14、15)の内方側を向いているようにしてもよい。
【0021】
また、本発明は、より具体的には、筒状部(29a、30a、31a、32a)をバーリング加工にて形成すればよい。
【0022】
ところで、特開2001−133189号公報(特許文献2)では、複数個の部材にそれぞれ形成された穴部同士を重ね合わせることによってチューブ挿入穴を構成した熱交換器が提案されている。この特許文献2による従来技術では、チューブ挿入穴を複数個の薄肉部材にそれぞれ形成された穴部同士を重ね合わせて構成しているので、チューブ挿入穴を1つの厚肉部材に形成された穴部で構成する場合と比較して、チューブ挿入穴を容易に形成できる。
【0023】
しかし、この従来技術は、チューブの外面に外部流体通路部を有しない熱交換器においてチューブ挿入穴の形成の容易化を図ったものであり、チューブ(11)の外面に外部流体通路部(24)を有する熱交換器において、外部流体通路部(24)を介して内部流体が洩れることを回避できるチューブ挿入穴(14d、15d)をいかにして容易に形成をするかついては、特許文献2には何ら記載されていない。
【0024】
この点に鑑みて、本発明は、具体的には、チューブ挿入穴(14d、15d)が、複数個の部材(25、26、27、28、33、34、37、38)にそれぞれ形成された穴部(29、30、31、32、35、36、39、40)同士を互いに重ね合わせることによって構成されており、
穴部(29、30、31、32、35、36、39、40)の縁部がチューブ挿入穴(14d、15d)の縁部を構成しており、
筒状部(29a、30a、31a、32a、37a、38a)が、複数個の部材(25、26、27、28、33、34、37、38)うち少なくともに1つの部材に形成された穴部(29、30、31、32、35、36、39、40)の縁部に形成されている。
【0025】
これによると、チューブ挿入穴(14d、15d)を複数個の部材(25、26、27、28、33、34、37、38)にそれぞれ形成された穴部(29、30、31、32、35、36、39、40)同士を互いに重ね合わせることによって構成し、穴部(29、30、31、32、35、36、39、40)の縁部がチューブ挿入穴(14d、15d)の縁部を構成しているので、チューブ挿入穴(14d、15d)の縁部を1つの部材に形成された穴部の縁部で構成する場合と比較して、複数個の部材(25、26、27、28、33、34、37、38)を薄肉化できる。
【0026】
そして、筒状部(29a、30a、31a、32a、37a、38a)を、薄肉の複数個の部材(25、26、27、28、33、34、37、38)うち少なくともに1つの部材に形成された穴部(29、30、31、32、35、36、39、40)の縁部に形成しているので、筒状部を厚肉の部材に形成する場合と比較して、筒状部の成形性が良好である。
【0027】
この結果、チューブ(11)の外面に外部流体通路部(24)を有する熱交換器において、外部流体通路部(24)を介して内部流体が洩れることを回避できるチューブ挿入穴(14d、15d)の成形を容易化できる。
【0028】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0029】
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図1〜図7に基づいて説明する。図1は本発明による熱交換器10の全体構造を示す斜視図である。
【0030】
本実施形態の熱交換器10は、車両用空調装置の冷凍サイクルの冷媒凝縮器(コンデンサ)として使用されるものであり、車両のエンジンルーム内の車両の走行風を受ける場所に配置されている。
【0031】
図1に示すように、この熱交換器10は、冷凍サイクルの圧縮機(図示せず)から吐出された高温高圧の冷媒(内部流体)と空気(外部流体)とを熱交換させて冷媒を凝縮させるものである。具体的には、冷媒が流れる冷媒通路(内部流体通路)を構成する複数本の扁平状チューブ11と、複数のコルゲートフィン(以下フィンと略す)12との組み合わせからなる熱交換部13を有し、この熱交換部13のチューブ長手方向両端部にタンク部14、15を配置する構成になっている。
【0032】
タンク部14、15は、チューブ11に対する冷媒の分配と集合とを行う筒状の部材であり、半筒状の第1タンク部材14a、15aと半筒状の第2タンク部材14b、15bとで形成された筒形状の長手方向両端側をキャップ14c、15cに閉塞する構成になっている。なお、第1タンク部材14a、15aと、後述するプレート27、28は、本発明における複数個の部材に該当するものである。
【0033】
第1タンク部材14a、15a、第2タンク部材14b、15b及びキャップ14c、15cは、両タンク部14、15の内壁に相当する面にろう材(溶加材)がクラッド(被覆)されたアルミニウム系材料からなる板材にプレス加工を施すことにより形成されている。
【0034】
一方のタンク部14のうち長手方向一端側(図1の下端側)部位には、冷凍サイクルの圧縮機(図示せず)から吐出された高温高圧の冷媒をタンク内部に導入するための入口配管(図示せず)が接続される冷媒入口部14dが配置されている。
【0035】
他方のタンク部15のうち長手方向一端側(図1の上端側)部位には、タンク内部から冷凍サイクルの膨張弁(図示せず)側へ液相冷媒を流出させるための出口配管(図示せず)が接続される冷媒出口部15dが配置されている。
【0036】
両タンク部14、15の長手方向両端部には、両タンク部14、15を結合して熱交換器10の矩形状の外形を保持するサイドプレート16、17がチューブ11と平行にそれぞれ配置される。
【0037】
これらの複数本のチューブ11、複数のフィン12および両タンク部14、15は一体ろう付けにより接合されている。
【0038】
図2は熱交換部13の要部斜視図であり、図3はチューブ11の要部斜視図である。チューブ11は2つの板材18、19で構成されている。本実施形態では、2つの板材18、19は、アルミニウム系材料からなる薄板材の両面にろう材がクラッドされたクラッド材である。
【0039】
より具体的には、2つの板材18、19は、平坦な基板部20と、基板部20から突出する多数個の打ち出し部21とを有しており、この2つの板材18、19を打ち出し部21が互いに外側を向くように向かい合わせ、基板部20同士で面接触するように接合させている。そして、打ち出し部21相互の間に重合部分を設定して、2つの板材18、19の間に冷媒が流れる冷媒通路22を構成している。
【0040】
多数個の打ち出し部21は、いずれも2つの板材18、19のチューブ幅方向中央部にて基板部20から突出し、その突出頂部は平坦面を形成している。この打ち出し部21は、チューブ11の長手方向に一定のピッチPで配置されている。
【0041】
打ち出し部21のチューブ長手方向両端部には、それぞれ、蛇行しながら空気流れ方向に延びる曲面23が形成されている。
【0042】
隣接する打ち出し部21同士の間、より具体的には、蛇行した曲面23同士の間にそれぞれ形成される多数個の空間は、空気流れ方向(チューブ幅方向)に延びる蛇行溝形状を有しており、この蛇行溝状の空間は空気が流れる空気通路部24を構成している。なお、空気通路部24は本発明における外部流体通路部に該当するものである。
【0043】
空気通路部24のうち蛇行形状の頂点部24aと両端部24bは基板部20によって構成されており、蛇行形状の頂点部24aと両端部24b以外の残余の部位はチューブ11の外方側に向かってわずかに打ち出された平坦面24cによって構成されている。
【0044】
また、一方の板材18側の空気通路部24と他方の板材19側の空気通路部24とがチューブ長手方向にずれて配置されており、一方の板材18側の空気通路部24と他方の板材19側の空気通路部24は蛇行形状の頂点部24aおよび両端部24bで互いに重合している。
【0045】
このため、2つの板材18、19は、空気通路部24の蛇行形状の頂点部24aと両端部24bで互いに当接して接合されている。
【0046】
空気通路部24の蛇行形状の頂点部24aおよび両端部24bと平坦面24cとの間には段差部24d、24eが形成されている。本例では、段差部24d、24eの高さ寸法をそれぞれ0.65mmに設定している。
【0047】
チューブ11内部の冷媒通路22は図2の矢印Bに示すように複雑に蛇行している。より具体的には、一方の板材18側の空気通路部24と他方の板材19側の空気通路部24とをチューブ長手方向にずらして配置しているので、冷媒通路22がチューブ11の高さ方向(図2の上下方向)に蛇行しながらチューブ長手方向に延びている。
【0048】
さらに、2つの板材18、19は、空気通路部24の蛇行形状の頂点部24aで互いに接合されているので、冷媒通路が頂点部24aで分岐する。そして、分岐した冷媒通路は頂点部24aよりも下流側で再び合流する。この分岐と合流との繰り返しによって冷媒通路がチューブ幅方向に蛇行しながらチューブ長手方向に延びている。
【0049】
なお、図2に示すように、複数のフィン12は、ろう材にクラッドされていない裸のアルミニウム系材料(ベア材)からなる薄板材を矩形波状に曲げ成形したコルゲートフィンで構成されている。したがって、フィン12のうち、チューブ11の打ち出し部21の突出頂部(平坦面)と接合する接合部12a、12bは平坦形状を有している。
【0050】
フィン12のうちチューブ11の積層方向(図2の上下方向)に延びる平坦面12c、12dには、空気流れと対向するように切り起こされたルーバ(図示せず)が多数個形成されている。
【0051】
熱交換器10の熱交換部13における冷媒と空気との間の熱交換作用を説明すると、図2の矢印Bに示すように、チューブ11内部を流れる冷媒は複雑に蛇行しながら流れるので冷媒流れが撹乱される。このため、冷媒側の熱伝達率が向上するので、伝熱性能を向上できる。
【0052】
一方、チューブ11外部を流れる空気のうちチューブ11から離れた領域を流れる空気は矢印Cのようにフィン12に沿って流れ、フィン12の熱を奪ってフィン12を冷却した後にフィン12の空気流れ下流側へ流出する。
【0053】
チューブ11外部を流れる空気のうちチューブ11近傍を流れる空気はチューブ11の熱を奪ってチューブ11を冷却した後にチューブ11の空気流れ下流側へ流出する。
【0054】
このとき、矢印Dのように空気が空気通路部24を蛇行して流れることにより空気流れが撹乱されるので、空気側の熱伝達率を向上することができ、伝熱性能を向上できる。
【0055】
また、空気が空気通路部24に流入する際に生じる縮流によって空気側の熱伝達率を向上することができる。さらに、空気通路部24によってチューブ11の伝熱面積を拡大できるので、チューブ11から空気への放熱量を増加させることができる。
【0056】
また、本実施形態では、空気通路部24に形成された段差部24d、24eによって空気通路部24を流れる空気の流れをさらに撹乱することができる。このため、空気側の熱伝達率をさらに向上することができる。
【0057】
次に、両タンク部14、15とチューブ11との接続構造について説明する。図4は一方のタンク部14の要部斜視図であり、図5は一方のタンク部14の分解斜視図であり、図6は一方のタンク部14の要部断面図である。なお、他方のタンク部15については、一方のタンク部14と同様の構成であるので図示を省略し、図4〜図6の括弧内に他方のタンク部15に対応する符号を付している。また、後述する図7〜図11、図13についても同様に、一方のタンク部14の要部を示しており、括弧内に他方のタンク部15に対応する符号を付している。
【0058】
第1タンク部材14a、15aはチューブ11と接合される部材である。第1タンク部材14a、15aには、それぞれ、チューブ長手方向と直交する平板面25、26が形成されており、この平板面25、26には、それぞれ、矩形平板状のプレート27、28がろう付けされて貼り合わされている。
【0059】
プレート27、28は、第1タンク部材14a、15a側の面にろう材(溶加材)がクラッド(被覆)されたアルミニウム系材料からなる板材により形成されている。
【0060】
チューブ11の両端部11a、11bを両タンク部14、15内に挿入するためのチューブ挿入穴14d、15dは長円状に形成されており、第1タンク部材14a、15aに長円状に形成された多数個の第1穴部29、30およびプレート27、28に形成された多数個の第2穴部31、32を重ね合わせることにより構成されている。
【0061】
より具体的には、チューブ挿入穴14d、15dの縁部は、第1穴部29、30の縁部および第2穴部31、32の縁部によって構成されている。なお、第1、第2穴部29、30、31、32は本発明における穴部に該当するものである。
【0062】
プレート27、28の第2穴部31、32の縁部には、両タンク部14、15の外方側に向かって、チューブ11の長手方向と平行に突出する筒状部31a、32aが形成されている。本例では、第2穴部31、32の縁部をバーリング加工することによって断面長円状の筒状部31a、32aを形成している。
【0063】
したがって、チューブ長手方向におけるチューブ挿入穴14d、15dの縁部の長さLは、第1タンク部材14a、15aの板厚t1とプレート27、28の第2穴部31、32の縁部の筒状部の長さL2との合計寸法になる(L=t1+L2)。
【0064】
本例では、チューブ挿入穴14d、15dの縁部の長さLが、打ち出し部21のピッチP以上の寸法に設定されている。
【0065】
図7はチューブ11の両端部11a、11bが両タンク部14、15内に挿入された状態を模式的に示す断面図である。チューブ11の両端部11a、11bが両タンク部14、15内に挿入された状態にて、チューブ11の外面とチューブ挿入穴14d、15dの縁部とをろう付けによって接合している。
【0066】
図3における二点鎖線は、チューブ11の空気通路部24に対するチューブ挿入穴14d、15dの縁部の位置関係を示している。図3および図7からわかるように、チューブ挿入穴14d、15dの縁部は、チューブ11の両端部11a、11b側の1つの空気通路部24の全域にわたって重合している。
【0067】
これにより、溝状の空気通路部24がチューブ挿入穴14d、15dの縁部を跨ぐことを回避できるので、熱交換部13の内部空間と外部空間とが空気通路部24を介して連通することを回避できる。この結果、空気通路部24を介して冷媒が洩れることを回避できる。
【0068】
ここで、プレート27、28の第2穴部31、32の縁部に筒状部31a、32aをバーリング加工にて形成しているので、チューブ挿入穴14d、15dの縁部の長さLを長くでき、チューブ挿入穴14d、15dの縁部をチューブ11の両端部11a、11b側の空気通路部24の全域にわたって重合させることができる。
【0069】
また、チューブ挿入穴14d、15dを、第1タンク部材14a、15aの第1穴部29、30とプレート27、28の第2穴部31、32とを重ね合わせることにより構成しているので、プレート27、28として薄肉部材を用いることができる。
【0070】
このため、筒状部31a、32aを厚肉部材に形成する場合と比較して、筒状部31a、32aの成形性が良好であるので、チューブ挿入穴14d、15dを容易に成形することができる。本実施形態では、筒状部31a、32aをバーリング加工によって形成しているので、プレート27、28として薄肉部材を用いることによって筒状部31a、32aの成形性がより良好になる。
【0071】
さらに、本実施形態では、チューブ挿入穴14d、15dの縁部の長さLが、打ち出し部21のピッチP以上の寸法に設定されているので、チューブ長手方向におけるタンク14、15とチューブ11との相対位置関係に関わらず、チューブ挿入穴14d、15dの縁部を常に少なくとも1つの空気通路部24の全域にわたって重合させることができる。
【0072】
この結果、チューブ長手方向におけるタンク14、15とチューブ11との相対位置関係の影響、換言すれば、チューブ長手方向(チューブ挿入方向)におけるタンク14、15とチューブ11との組付精度の影響を受けることなく、空気通路部24を介して内部流体が洩れることを回避できる。
【0073】
なお、チューブ挿入穴14d、15dの縁部の長さLが長いほど、空気通路部24を介して内部流体が洩れることを確実に防止できるのであるが、図7の二点鎖線に示すように、チューブ挿入穴14d、15dの縁部の長さLが長くなりすぎると、チューブ挿入穴14d、15dの縁部が複数個の空気通路部24を塞いでしまうので、空気通路部24による空気側の熱伝達率向上効果が減少してしまう点に留意する必要がある。
【0074】
(第2実施形態)
上記第1実施形態では、プレート27、28の第2穴部31、32の縁部に筒状部31a、32aを形成しているが、本第2実施形態では、図8に示すように、筒状部31a、32aに加えて、第1タンク部材14a、15aの第1穴部29、30の縁部にタンク14、15の内方側に向かって突出する筒状部29a、30aをバーリング加工にて形成している。
【0075】
したがって、チューブ挿入穴14d、15dの縁部の長さLは、第1タンク部材14a、15aの筒状部29a、30aの長さL1とプレート27、28の第2穴部31、32の縁部の筒状部の長さL2との合計寸法になる(L=L1+L2)。
【0076】
これにより、上記第1実施形態と比較してチューブ挿入穴14d、15dの縁部の長さLを上記第1実施形態と比較して長くできるので、空気通路部24によって熱交換器13の内部空間と外部空間とが連通することをより確実に回避でき、空気通路部24を介して冷媒が洩れることをより確実に回避できる。
【0077】
ここで、第1タンク部材14a、15aの第1穴部29、30の筒状部29a、30aがタンク14、15の内方側に向かって突出しているので、チューブ挿入穴14d、15dの縁部が複数の空気通路部24を塞いで空気側の熱伝達率向上効果を減少させてしまうことなく、チューブ挿入穴14d、15dの縁部の長さLをより長くすることができる。
なお、図8の二点鎖線に示すように、第1タンク部材14a、15aの第1穴部29、30の筒状部29a、30aが長すぎると、タンク14からチューブ11へと分配される冷媒の流れ、または、チューブ11からタンク15へと集合する冷媒の流れが筒状部29a、30aによって妨げられてしまい、熱交換器10の熱交換作用が損なわれてしまう点に留意する必要がある。
【0078】
(第3実施形態)
上記第1実施形態では、チューブ挿入穴14d、15dを第1タンク部材14a、15aの第1穴部29、30とプレート27、28の第2穴部31、32とを重ね合わせることにより構成しているが、本第3実施形態では、図9に示すように、チューブ挿入穴14d、15dを第1タンク部材14a、15aの第1穴部29、30とプレート27、28の第2穴部31、32と、さらに、第2プレート33、34に形成された第3穴部35、36とを重ね合わせることにより構成している。
【0079】
本例では、第2プレート33、34はタンク長手方向に延びる矩形平板に長円状の第3穴部35、36を多数個形成して構成されている。そして、第2プレート33、34は、第1タンク部材14a、15aのうちタンク14、15の内方側の面(プレート27、28と反対側の面)にろう付けされて貼り合わされている。
【0080】
第2プレート33、34は、第1タンク部材14a、15a側の面にろう材(溶加材)がクラッド(被覆)されたアルミニウム系材料からなる板材により形成されている。
【0081】
なお、本例では第2プレート33、34を矩形平板で構成しているが、第1タンク部材14a、15aの全体に沿う半筒状の板で構成してもよい。
【0082】
本実施形態では、チューブ挿入穴14d、15dの縁部の長さLは、第1タンク部材14a、15aの板厚t1と、プレート27、28の第2穴部31、32の縁部の筒状部の長さL2と、第2プレート33、34の第3穴部35、36の板厚t3との合計寸法になる(L=t1+L2+t3)。
【0083】
このため、上記第1実施形態と比較してチューブ挿入穴14d、15dの縁部の長さLをより大きくできるので、空気通路部24によって熱交換器の内部空間と外部空間とが連通することをより確実に回避でき、空気通路部24を介して冷媒が洩れることをより確実に回避できる。
【0084】
(第4実施形態)
上記第3実施形態では、第2プレート33、34に第3穴部35、36を形成しているが、本第4実施形態では、図10に示すように、第2プレート33、34の第3穴部35、36の縁部にタンク14、15の内方側に向かって突出する筒状部35a、36aをバーリング加工にて形成している。
【0085】
本実施形態では、チューブ挿入穴14d、15dの縁部の長さLは、第1タンク部材14a、15aの板厚t1と、プレート27、28の第2穴部31、32の縁部の筒状部の長さL2と、第2プレート33、34の第3穴部35、36の縁部の筒状部の長さL3との合計寸法になる(L=t1+L2+L3)。
【0086】
このため、上記第3実施形態と比較してチューブ挿入穴14d、15dの縁部の長さLをより大きくできるので、空気通路部24を介して冷媒が洩れることをより確実に回避できる。
【0087】
(第5実施形態)
上記第1実施形態では、チューブ挿入穴14d、15dを第1タンク部材14a、15aの第1穴部29、30とプレート27、28の第2穴部31、32とを重ね合わせることにより構成しているが、本第5実施形態では、図11に示すように、チューブ挿入穴14d、15dを、筒状部材37、38の筒状壁部37a、38aで構成している。
【0088】
図12は筒状部材37、38の単体斜視図である。筒状部材37、38の筒状壁部37a、38aは、本発明における筒状部に該当するものである。筒状部材37、38の一端部(図11の下端部)にはその外周側に突出する環状のフランジ部37b、38bが一体成形されている。本例では、筒状部材37、38は、ろう材(溶加材)がクラッド(被覆)されたアルミニウム系材料からなる。
【0089】
そして、この筒状部材37、38の他端部(図11の上端部)が第1タンク部材14a、15aの第1穴部29、30にタンク14、15の外方側から内方側に向かって挿入され、フランジ部が第1タンク部材14a、15aの第1穴部29、30の縁部に当接して接合されている。
【0090】
本実施形態では、チューブ挿入穴14d、15dの縁部の長さLは、筒状部材37、38の長さL4になる(L=L4)。
【0091】
このようにチューブ挿入穴14d、15dを形成しても、上記第1実施形態と同様に、空気通路部24を介して冷媒が洩れることを確実に回避できる。
【0092】
(第6実施形態)
上記第5実施形態では、チューブ挿入穴14d、15dを筒状部材37、38の筒状壁部37a、38aで構成しているが、本第6実施形態では、図13に示すように、チューブ挿入穴14d、15dを第1タンク部材14a、15aの第1穴部29、30と筒状部材37、38の筒状壁部37a、38aとを重ね合わせることにより構成している。
【0093】
本実施形態では、筒状部材37、38を第1タンク部材14a、15aの第1穴部29、30に挿入せず、筒状部材37、38の一端部(図12の下端部)を第1タンク部材14a、15aの第1穴部29、30の縁部に当接させて接合している。
【0094】
したがって、チューブ挿入穴14d、15dの縁部の長さLは、第1タンク部材14a、15aの板厚t1と、筒状部材37、38の長さL4との合計寸法になる(L=t1+L4)。
【0095】
このようにチューブ挿入穴14d、15dを形成しても、上記第5実施形態と同様に、空気通路部24を介して冷媒が洩れることを確実に回避できる。
【0096】
(他の実施形態)
なお、上記第1実施形態では、プレート27、28の第2穴部31、32の縁部に筒状部31a、32aを形成することによりチューブ挿入穴14d、15dの縁部をチューブ11の両端部11a、11b側の1つの空気通路部24の全域にわたって重合させているが、筒状部31a、32aを形成することなく、第1タンク部材14a、15aおよびプレート27、28の板厚を厚くすることによってチューブ挿入穴14d、15dの縁部をチューブ11の両端部11a、11b側の1つの空気通路部24の全域にわたって重合させてもよい。
【0097】
また、上記各実施形態では、チューブ挿入穴14d、15dを複数個の部材にそれぞれ形成された穴部同士を互いに重ね合わせることによって構成しているが、チューブ挿入穴14d、15dを1つの部材に形成された穴部で構成してもよい。
【0098】
例えば、上記第1実施形態において、プレート27、28を廃止して、第1タンク部材14a、15aの第1穴部29、30のみでチューブ挿入穴14d、15dを構成してもよい。この場合には、プレート27、28の筒状部31a、32aの代わりに、第1タンク部材14a、15aの第1穴部29、30の縁部にチューブ11の長手方向と平行に突出する筒状部を形成してもよい。
【0099】
また、上記各実施形態では、空気通路部24が空気流れ方向(チューブ幅方向)に延びる蛇行溝形状を有しているが、蛇行溝形状に限定されるものではなく、例えば、空気流れ方向(チューブ幅方向)に対して斜めに延びる直線溝形状を有していてもよい。
【0100】
また、上記各実施形態では、チューブ11を2つの板材18、19で構成し、2つの板材18、19にそれぞれ打ち出し部21を形成しているが、いずれか一方の板材のみに打ち出し部21を形成してもよい。
【0101】
また、上記各実施形態では、チューブ11を2つの板材18、19で構成しているが、チューブ11を押し出し成形された扁平チューブまたは円管状の丸チューブで構成してもよい。この場合には、押し出し成形されたチューブを外面側から内面側に向かって押圧してチューブの外面に溝部を形成すれば、この溝部によって空気通路部を構成できる。
【0102】
また、上記各実施形態では、チューブ挿入穴14d、15dを長円状に形成しているが、これに限定されるものではなく、チューブ11の断面形状に対応した種々の形状に形成すればよい。
【0103】
また、上記第1〜第4実施形態では、プレート27、28を全体として矩形平板状に形成しているが、矩形平板形状に限定されるものではなく、第1タンク部材14a、15aのほぼ全面に沿う半筒状に形成してもよい。
【0104】
また、上記各実施形態では本発明による熱交換器を冷媒凝縮器に適用した例を示しているが、これに限定されることなく、本発明は種々な用途の流体間の熱交換を行う熱交換器一般に広く適用可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【0105】
【図1】本発明の第1実施形態による熱交換器の全体構造を示す斜視図である。
【図2】図1の熱交換器の熱交換部の要部斜視図である。
【図3】図1の熱交換器のチューブの要部斜視図である。
【図4】図1の熱交換器のタンク部の要部斜視図である。
【図5】図1の熱交換器のタンク部の分解斜視図である。
【図6】図1の熱交換器の要部断面図である。
【図7】本発明の第1実施形態において、チューブがタンク部内に挿入された状態を模式的に示す断面図である。
【図8】本発明の第2実施形態による熱交換器の要部断面図である。
【図9】本発明の第3実施形態による熱交換器の要部断面図である。
【図10】本発明の第4実施形態による熱交換器の要部断面図である。
【図11】本発明の第5実施形態による熱交換器の要部断面図である。
【図12】図11の熱交換器の筒状部材の斜視図である。
【図13】本発明の第6実施形態による熱交換器の要部断面図である。
【符号の説明】
【0106】
11…チューブ、11a、11b…両端部、14d、15d…チューブ挿入穴、
20…基板部、21…打ち出し部、24…空気通路部(外部流体通路部)、
25、26…第1タンク部材(複数個の部材)、
27、28…プレート(複数個の部材)、29、30…第1穴部(穴部)、
31、32…第2穴部(穴部)、31a、32a…筒状部。
【出願人】 【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
【出願日】 平成18年6月30日(2006.6.30)
【代理人】 【識別番号】100100022
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 洋二

【識別番号】100108198
【弁理士】
【氏名又は名称】三浦 高広

【識別番号】100111578
【弁理士】
【氏名又は名称】水野 史博


【公開番号】 特開2008−8574(P2008−8574A)
【公開日】 平成20年1月17日(2008.1.17)
【出願番号】 特願2006−181260(P2006−181260)