(57)【要約】【課題】製造コストを安価にしうる熱交換器を提供する。【解決手段】この発明を適用したガスクーラは、１対のヘッダタンク２と、両ヘッダタンク２間に配置された熱交換管４と、ヘッダタンク２に接合された入口部材７および出口部材８とを備えている。ヘッダタンク２を、タンク本体11と、タンク本体11の熱交換管４側を向いた面を覆うとともにタンク本体11に接合された管接続用プレート12とにより構成する。管接続用プレート12の通風方向の両側縁部に、タンク本体11側に突出し、タンク本体11の通風方向の両側面に沿う突出壁22を形成する。管接続用プレート12の両突出壁22に、先端部がタンク本体22よりも外側まで突出した挟着壁24を設ける。入口部材７および出口部材８を、両突出壁22の挟着壁24によって挟着した状態でヘッダタンク２に接合する。【選択図】図３
2010019436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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並列状に配置されかつ両端部がそれぞれ両ヘッダタンクに接続された複数の熱交換管と、ヘッダタンクに接合された付属部品とを備えており、各ヘッダタンクが、タンク本体と、タンク本体における熱交換管側を向いた面を覆うとともにタンク本体に接合された管接続用プレートとにより構成され、管接続用プレートの通風方向の両側縁部に、タンク本体側に突出し、タンク本体の通風方向の両側面に沿う突出壁が形成されている熱交換器において、
管接続用プレートの両突出壁に、先端部がタンク本体よりも外側まで突出した挟着部が設けられ、付属部品が、両突出壁の挟着部によって挟着された状態でヘッダタンクに接合されている熱交換器。
【請求項２】
管接続用プレートの両突出壁の挟着部におけるヘッダタンクの長さ方向の長さが、付属部品の同方向の長さよりも長くなっており、両挟着部の長さ方向の一部分によって付属部品が挟着されている請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
付属部品の通風方向の両側面に、熱交換管の長さ方向に向かって通風方向内方に傾斜した傾斜面が設けられており、管接続用プレートの両突出壁の挟着部に、付属部品の傾斜面に密着する傾斜部が設けられている請求項１または２記載の熱交換器。
【請求項４】
タンク本体が、外側に位置する第１プレートと、第１プレートと管接続用プレートとの間に介在させられるとともに両プレートにろう付された第２プレートとよりなる請求項１〜３のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱交換器に関し、さらに詳しくは、たとえばＣＯ２などの超臨界冷媒が用いられる超臨界冷凍サイクルに使用される熱交換器に関する。
【０００２】
この明細書において、「超臨界冷凍サイクル」とは、高圧側において、冷媒が臨界圧力を超えた超臨界状態となる冷凍サイクルを意味するものとし、「超臨界冷媒」とは、超臨界冷凍サイクルに用いられる冷媒を意味するものとする。
【背景技術】
【０００３】
圧縮機、ガスクーラ、エバポレータ、減圧器、およびガスクーラから出てきた冷媒とエバポレータから出てきた冷媒とを熱交換させる中間熱交換器を備えた超臨界冷凍サイクルのガスクーラ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間隔をおいて並列状に配置されかつ両端部が両ヘッダタンクに接続された扁平状熱交換管と、隣接する熱交換管間の通風間隙に配置されかつ熱交換管にろう付されたフィンとを備えており、各ヘッダタンクが、タンク本体と、タンク本体における熱交換管側を向いた面を覆う管接続用プレートとにより構成され、第１ヘッダタンクに入口ヘッダ部および出口ヘッダ部が設けられるとともに、第２ヘッダタンクに、第１ヘッダタンクの２つのヘッダ部に跨るように１つの中間ヘッダ部が設けられ、第１ヘッダタンクのタンク本体における熱交換管とは反対側を向いた面に、入口ヘッダ部内に冷媒を流入させる入口部材（付属部品）と、出口ヘッダ部内から冷媒を流出させる出口部材（付属部品）がそれぞれろう付されている熱交換器を提案した（特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１記載の熱交換器は、入口部材および出口部材を含めた全部品を組み立てて仮止めし、この状態で全部品を一括してろう付することにより製造されるようになっている。通常、入口部材および出口部材の仮止めは、外側プレートの外面に部分的に溶接することにより行われる。しかしながら、入口部材および出口部材を部分的な溶接により外側プレートに仮止めする場合、工数が増えるとともに、専用の治具を必要とするので、製造コストが高くなるという問題がある。
【特許文献１】特開２００５−３００１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明の目的は、上記問題を解決し、製造コストを安価にしうる熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
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並列状に配置されかつ両端部がそれぞれ両ヘッダタンクに接続された複数の熱交換管と、ヘッダタンクに接合された付属部品とを備えており、各ヘッダタンクが、タンク本体と、タンク本体における熱交換管側を向いた面を覆うとともにタンク本体に接合された管接続用プレートとにより構成され、管接続用プレートの通風方向の両側縁部に、タンク本体側に突出し、タンク本体の通風方向の両側面に沿う突出壁が形成されている熱交換器において、
管接続用プレートの両突出壁に、先端部がタンク本体よりも外側まで突出した挟着部が設けられ、付属部品が、両突出壁の挟着部によって挟着された状態でヘッダタンクに接合されている熱交換器。
【０００８】
2)管接続用プレートの両突出壁の挟着部におけるヘッダタンクの長さ方向の長さが、付属部品の同方向の長さよりも長くなっており、両挟着部の長さ方向の一部分によって付属部品が挟着されている上記1)記載の熱交換器。
【０００９】
3)付属部品の通風方向の両側面に、熱交換管の長さ方向に向かって通風方向内方に傾斜した傾斜面が設けられており、管接続用プレートの両突出壁の挟着部に、付属部品の傾斜面に密着する傾斜部が設けられている上記1)または2)記載の熱交換器。
【００１０】
4)タンク本体が、外側に位置する第１プレートと、第１プレートと管接続用プレートとの間に介在させられるとともに両プレートにろう付された第２プレートとよりなる上記1)〜3)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【発明の効果】
【００１１】
上記1)の熱交換器によれば、管接続用プレートの両突出壁に、先端部がタンク本体よりも外側まで突出した挟着部が設けられ、付属部品が、両突出壁の挟着部によって挟着された状態でヘッダタンクに接合されているので、製造の際に、管接続用プレートの両突出壁に、両突出壁に連なった挟着部形成用突片を形成しておき、付属部品をタンク本体の外面に配置した後、両挟着部形成用突片を付属部品側に押圧して挟着部を形成するとともに、両挟着部により付属部品を挟着することによって、付属部品をタンク本体に仮止めすることができる。したがって、特許文献１記載の熱交換器の場合のように、付属部品を部分的な溶接により仮止めする必要がなくなり、工数が削減されるとともに専用治具が不要となって、製造コストが安くなる。
【００１２】
上記2)の熱交換器によれば、管接続用プレートの両突出壁の挟着部におけるヘッダタンクの長さ方向の長さが、付属部品の同方向の長さよりも長くなっており、両挟着部の長さ方向の一部分によって付属部品が挟着されているので、付属部品を挟着部におけるヘッダタンクの長さ方向の範囲内の任意位置において仮止めすることができる。
【００１３】
上記3)の熱交換器によれば、付属部品の通風方向の両側面に、熱交換管の長さ方向に向かって通風方向内方に傾斜した傾斜面が設けられており、管接続用プレートの両突出壁の挟着部に、付属部品の傾斜面に密着する傾斜部が設けられているので、製造の際の付属部品の仮止めを強固に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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、超臨界冷凍サイクルのガスクーラに適用したものであり、冷媒の入口部材および出口部材と、ガスクーラを車両に取り付けるのに用いられるブラケットとが、ヘッダタンクに接合された付属部品である。
【００１５】
なお、以下の説明において、通風方向下流側（図１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し、図１および図２の上下、左右をそれぞれ上下、左右というものとする。
【００１６】
さらに、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。
【００１７】
図１および図２はこの発明による熱交換器を適用したガスクーラの全体構成を示し、図３および図４はその要部の構成を示す。また、図５および図６はガスクーラを製造する方法の一部の工程を示す。
【００１８】
図１〜図４において、超臨界冷媒、たとえばＣＯ２を使用する超臨界冷凍サイクルのガスクーラ(1)は、左右方向に間隔をおいて配置されかつ上下方向にのびる２つのヘッダタンク(2)(3)と、両ヘッダタンク(2)(3)間に、上下方向に間隔をおくとともに幅方向を前後方向に向けて配置された複数の扁平状熱交換管(4)と、隣接する熱交換管(4)どうしの間の通風間隙、および上下両端の熱交換管(4)の外側に配置されて熱交換管(4)にろう付されたコルゲートフィン(5)と、上下両端のコルゲートフィン(5)の外側にそれぞれ配置されてコルゲートフィン(5)にろう付されたアルミニウム製サイドプレート(6)と、右側のヘッダタンク(2)にろう付された冷媒の入口部材(7)および同出口部材(8)と、各ヘッダタンク(2)(3)にろう付されかつガスクーラ(1)を車両に取り付けるのに用いられるブラケット(9)とを備えている。なお、この実施形態において、右側のヘッダタンク(2)を第１ヘッダタンク、左側のヘッダタンク(3)を第２ヘッダタンクというものとする。
【００１９】
第１ヘッダタンク(2)は、アルミニウム製タンク本体(11)と、両面にろう材層を有するブレージングシート、ここではアルミニウムブレージングシートから形成され、かつタンク本体(11)の左側面を覆うようにタンク本体(11)にろう付された管接続用プレート(12)とを備えており、内部が冷媒流路(13a)となった入口ヘッダ部(13A)および内部が冷媒流路(13b)となった出口ヘッダ部(13B)が上下に並んで設けられている。
【００２０】
タンク本体(11)は、両面にろう材層を有するブレージングシート、ここではアルミニウムブレージングシートから形成され、かつ右側（外側）に配置された第１プレート(11A)と、金属ベア材、ここではアルミニウムベア材からなり、かつ第１プレート(11A)と管接続用プレート(12)との間に介在させられて両プレート(11A)(12)にろう付された第２プレート(11B)とにより構成されている。第１プレート(11A)の前後方向の中央部に、左側（第２プレート(11B)側）に開口した横断面略Ｕ字状の外方屈曲部(11a)が全長にわたって形成されており、外方屈曲部(11a)の左側を向いた開口は第２プレート(11B)により塞がれている。また、第１プレート(11A)の外方屈曲部(11a)の前後両側部分はそれぞれ同一平面内に位置する平坦部(11b)となっている。タンク本体(11)の上下両端部および上下方向の中央部に、第１プレート(11A)の外方屈曲部(11a)内の上下方向にのびかつ上下両端が開口した内部空間(14)を塞ぐ仕切板(15)が、両プレート(11A)(11B)に跨って配置されている。そして、内部空間(14)の上下両端開口が仕切板(15)により閉鎖されるとともに、内部空間(14)が上下方向の中央部において仕切板(15)により上下両側部分(14A)(14B)に区画されている。
【００２１】
第１プレート(11A)の上下両端部および上下方向の中央部に、それぞれ前後方向に長くかつ一方の平坦部(11b)から他方の平坦部(11b)に至る貫通穴(16)が形成されている。また、第１プレート(11A)の外方屈曲部(11a)の頂部における上端部の貫通穴(16)よりも若干下方の位置に冷媒入口(17)が形成されており、第１プレート(11A)の外面に、冷媒入口(17)に通じる冷媒流入路(18)を有する入口部材(7)が、第１プレート(11A)外面のろう材を利用してろう付されている。また、外方屈曲部(11a)の頂部における下端部の貫通穴(16)よりも若干上方の位置に冷媒出口(19)が形成されており、第１プレート(11A)の外面に、冷媒出口(19)に通じる冷媒流出路(21)を有する出口部材(8)が、第１プレート(11A)外面のろう材を利用してろう付されている。第１プレート(11A)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ることにより形成されている。
【００２２】
第１ヘッダタンク(2)の管接続用プレート(12)の前後両側縁部に、それぞれ右方に突出して先端が第１プレート(11A)の外面まで至り、かつタンク本体(11)、すなわち第１プレート(11A)および第２プレート(11B)の前後両側面の全体を覆う突出壁(22)が一体に形成され、第１プレート(11A)および第２プレート(11B)の前後両側面にろう付されている。各突出壁(22)の突出端縁の上下両端部および上下方向中央部、すなわち各貫通穴(16)と対応する位置に、それぞれ前後方向内方に突出しかつ第１プレート(11A)の外面に係合する係合爪(23)が一体に形成され、係合爪(23)が第１プレート(11A)にろう付されている。係合爪(23)は、第１プレート(11A)の貫通穴(16)の前後両端部を覆っている。なお、図５および図６に実線で示すように、係合爪(23)は、３つのプレート(11A)(11B)(12)を組み合わせる前の状態では、突出壁(22)に真っ直ぐに連なって左右方向外方にのびている。真っ直ぐな係合爪形成用突片を(23A)で示す。また、上下両端部の係合爪(23)と上下方向中央部の係合爪(23)との間において、各突出壁(22)の突出端縁に、それぞれ入口部材(7)および出口部材(8)の上下方向（ヘッダタンク(2)の長さ方向）の長さよりも長く、かつ入口部材(7)および出口部材(8)を前後方向から挟着する挟着壁(24)（挟着部）が一体に形成されている。
【００２３】
第１ヘッダタンク(2)の管接続用プレート(12)には、前後方向に長い複数の貫通状管挿入穴(25)が、上下方向に間隔をおいて形成されている。上半部の複数の管挿入穴(25)は、タンク本体(11)の第１プレート(11A)の内部空間(14)における上側部分(14A)の上下方向の範囲内に形成され、同じく下半部の複数の管挿入穴(25)は、タンク本体(11)の第１プレート(11A)の内部空間(14)における下側部分(14B)の上下方向の範囲内に形成されている。管挿入穴(25)の前後方向の長さは、外方屈曲部(11a)の前後方向の幅よりも若干長く、管挿入穴(25)の前後両端部は外方屈曲部(11a)の前後両側縁よりも外方に突出している。管接続用プレート(12)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ている。
【００２４】
第１ヘッダタンク(2)のタンク本体(11)の第２プレート(11B)には、前後方向に長くかつ管接続用プレート(12)の管挿入穴(25)をタンク本体(11)の第１プレート(11A)の内部空間(14)の上下両側部分(14A)(14B)内に通じさせる複数の連通穴(26)が貫通状に形成されている。各連通穴(26)は管挿入穴(25)よりも一回り大きくなっている。また、内部空間(14)の上側部分(14A)内に通じるすべての連通穴(26)は、それぞれ第２プレート(11B)における隣り合う連通穴(26)間の部分の前後方向中央部を切除することにより形成された連通部(27)により連通させられており、上側部分(14A)内に通じるすべての連通穴(26)の前後方向中央部、およびこれらの連通穴(26)を連通させる連通部(27)によって、第２プレート(11B)に、冷媒が上下方向に流れる冷媒流通部(28)が形成されている。また、内部空間(14)の下側部分(14B)内に通じるすべての連通穴(26)は、それぞれ第２プレート(11B)における隣り合う連通穴(26)間の部分の前後方向中央部を切除することにより形成された連通部(27)により連通させられており、下側部分(14B)内に通じるすべての連通穴(26)の前後方向中央部、およびこれらの連通穴(26)を連通させる連通部(27)によって、第２プレート(11B)に、冷媒が上下方向に流れる冷媒流通部(29)が形成されている。
【００２５】
タンク本体(11)の第２プレート(11B)の上下両端部および上下方向の中央部に、第１プレート(11A)の貫通穴(16)と対応するように、それぞれ前後方向に長くかつ貫通穴(16)と同一の幅および長さを有する貫通穴(31)が形成されている。第１プレート(11A)の貫通穴(16)と第２プレート(11B)の貫通穴(31)とによって、タンク本体(11)に、貫通状の仕切板挿入穴(32)が両プレート(11A)(11B)に跨るように形成されている。各仕切板挿入穴(32)内に仕切板(15)が挿入されることによって、タンク本体(11)の第１プレート(11A)および第２プレート(11B)の上下両端部および上下方向の中央部に仕切板(15)が配置されている。
【００２６】
仕切板(15)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より形成されたものであって、仕切板挿入穴(32)内に、外側縁部が第１プレート(11A)の外面と面一となるように挿入されるとともに、その前後両端部が係合爪(23)により左右方向外側から押さえられ、この状態で、仕切板(15)の前後両側縁部が第１プレート(11A)および第２プレート(11B)にろう付され、同じく左右方向内側縁部が管接続用プレート(12)にろう付され、仕切板(15)の上下両面が第１プレート(11A)および第２プレート(11B)にろう付され、係合爪(23)の先端部が仕切板(15)の外側縁部の前後両端部にろう付されている。
【００２７】
第１ヘッダタンク(2)の入口ヘッダ部(13A)は、タンク本体(11)および管接続用プレート(12)、すなわち第１プレート(11A)、第２プレート(11B)および管接続用プレート(12)における上下方向中央部の仕切板(15)よりも上側の部分により形成され、同じく出口ヘッダ部(13B)は、タンク本体(11)および管接続用プレート(12)、すなわち第１プレート(11A)、第２プレート(11B)および管接続用プレート(12)における上下方向中央部の仕切板(15)よりも下側の部分により形成されている。第１ヘッダタンク(2)の入口ヘッダ部(13A)および出口ヘッダ部(13B)の冷媒流路(13a)(13b)は、第１プレート(11A)の内部空間(14)の上下両側部分(14A)(14B)と、第２プレート(11B)の上下の冷媒流通部(28)(29)とからなる。
【００２８】
入口部材(7)および出口部材(8)は、金属製、ここではアルミニウムベア材製のブロック状である。入口部材(7)および出口部材(8)の左側部分(7a)(8a)の前後方向の幅は、それぞれ右側部分(7b)(8b)の前後方向の幅よりも狭くなっており、右側部分(7b)(8b)の前後両端部は左側部分(7a)(8a)よりも前後方向外方に突出している。入口部材(7)および出口部材(8)の左側部分(7a)(8a)のタンク本体(11)側を向いた左側面はタンク本体(11)の第１プレート(11A)の前後方向の幅と同一の幅を有しており、第１プレート(11A)の外面に密着している。入口部材(7)および出口部材(8)の左側部分(7a)(8a)の前後両側面における左側部分(7a)(8a)寄りの部分を除いた大部分には、右方に向かって前後方向内方に傾斜した傾斜面(33)(34)が形成されている。入口部材(7)および出口部材(8)の傾斜面(33)(34)は、左右方向に関しては同一位置にある。入口部材(7)の冷媒流入路(18)の一端は左側部分(7a)の左側面に開口し、同他端は右側部分(7b)の後側面に開口している。出口部材(8)の冷媒流出路(21)の一端は左側部分(8a)の左側面に開口し、同他端は右側部分(8b)の後側面に開口している。そして、入口部材(7)および出口部材(8)は、管接続用プレート(12)の挟着壁(24)の上下方向（長さ方向）の一部分により前後から挟着された状態で、第１ヘッダタンク(2)の第１プレート(11A)のろう材層を利用して第１プレート(11A)の外面にろう付されている。挟着壁(24)の右側の大部分は、入口部材(7)および出口部材(8)の前後の傾斜面(33)(34)に密着するように、右方に向かって前後方向内方に傾斜している。当該傾斜部(35)は、挟着壁(24)の全長にわたって形成されている。なお、図５および図６に実線で示すように、挟着壁(24)の全体は、３つのプレート(11A)(11B)(12)を組み合わせる前の状態では、突出壁(22)に真っ直ぐに連なって左右方向外方にのびている。真っ直ぐな挟着壁形成用突片を(24A)で示す。
【００２９】
図３は入口部材(7)での断面図であるが、出口部材(8)の各部分(8a)(8b)(34)の形状は入口部材(7)と同様であるから、図３に出口部材(8)の各部分(8a)(8b)(34)の符号を括弧内に入れて付してある。
【００３０】
ブラケット(9)は、ブロック状のベース部(36)と、ベース部(36)の後側面の右端縁に前方突出状に一体に形成され、かつガスクーラ(1)を車体に取り付けるためのボルト、ねじなどの締結具を通す貫通穴(38)があけられた取付部(37)とよりなる。ベース部(36)の前後両側面における左右方向の中間部には、右方に向かって前後方向内方に傾斜した傾斜面(39)が形成されている。ブラケット(9)の傾斜面(39)は、左右方向に関して入口部材(7)および出口部材(8)の傾斜面(34)(35)と同一位置にあり、下側の挟着壁(24)の傾斜部(35)が密着するようになっている。そして、ブラケット(9)は、管接続用プレート(12)の挟着壁(24)により前後から挟着されるとともに、傾斜部(35)が傾斜面(39)に密着した状態で、第１ヘッダタンク(2)の第１プレート(11A)の外面に第１プレート(11A)のろう材層を利用してろう付されている。
【００３１】
図２に示すように、第２ヘッダタンク(3)は、第１ヘッダタンク(2)とほぼ同様な構成であり、同一物および同一部分に同一符号を付す。両ヘッダタンク(2)(3)は、管接続用プレート(12)どうしが対向するように配置されている。
【００３２】
第２ヘッダタンク(3)の第１プレート(11A)および第２プレート(11B)には上下両端部のみに仕切板(15)が配置されており、タンク本体(11)の第１プレート(11A)の内部空間(14)は、上下両端開口のみが仕切板(15)により閉鎖され、上下には区画されていない。また、第２ヘッダタンク(3)の管接続用プレート(12)のすべての管挿入穴(25)は、第１プレート(11A)の内部空間(14)の上下の範囲内に形成されており、管接続用プレート(12)のすべての管挿入穴(25)は、第２プレート(11B)のすべての連通穴(26)を介して、タンク本体(11)の第１プレート(11A)の内部空間(14)内に通じさせられている。第２プレート(11B)のすべての連通穴(26)は、第２プレート(11B)における隣り合う連通穴(26)間の部分の前後方向中央部を切除することにより形成された連通部(27)により連通させられている。その結果、連通部(27)、および連通穴(26)の前後方向中央部によって、第２プレート(11B)に冷媒が上下方向に流れる冷媒流通部(41)が形成されている。したがって、第２ヘッダタンク(3)には、第１ヘッダタンク(2)の入口ヘッダ部(13A)および出口ヘッダ部(13B)に跨るように、内部が冷媒流路(42a)となった１つの中間ヘッダ部(42)が形成されている。第２ヘッダタンク(3)の中間ヘッダ部(42)は、第１プレート(11A)、管接続用プレート(12)および第２プレート(11B)の全体により形成されている。中間ヘッダ部(42)の冷媒流路(42a)は、タンク本体(11)の第１プレート(11A)の内部空間(14)における上下両端の仕切板(15)間の部分と、第２プレート(11B)の冷媒流通部(41)とからなる。
【００３３】
なお、第２ヘッダタンク(3)の第１プレート(11A)の外方屈曲部(11a)には冷媒入口および冷媒出口が形成されていない。
【００３４】
また、第２ヘッダタンク(3)の上端部に、ブラケット(9)が、上側の挟着壁(24)および傾斜部(35)を利用して、第１ヘッダタンク(2)のブラケット(9)と同様にしてろう付されている。
【００３５】
なお、第２ヘッダタンク(3)の下側には付属部品は接合されていないので、管接続用プレート(12)には、突出壁(22)に真っ直ぐに連なった挟着壁形成用突片(24A)がそのままで残っている。
【００３６】
熱交換管(4)は、金属、ここではアルミニウム製押出形材からなり、前後方向に幅広の扁平状で、その内部に長さ方向にのびる複数の冷媒通路(4a)が並列状に形成されている。熱交換管(4)の両端部は、それぞれ両ヘッダタンク(2)(3)の管挿入穴(25)に挿入された状態で、管接続用プレート(12)のろう材層を利用して管接続用プレート(12)にろう付されている。なお、熱交換管(4)の両端は第２プレート(11B)の厚さ方向の中間部まで連通穴(26)内に入り込んでおり、入口ヘッダ部(13A)、出口ヘッダ部(13B)および中間ヘッダ部(42)の冷媒流路(13a)(13b)(42a)内に位置している。すべての熱交換管(4)は、右端部が第１ヘッダタンク(2)の入口ヘッダ部(13A)の冷媒流路(13a)に通じるとともに左端部が第２ヘッダタンク(3)の中間ヘッダ部(42)の冷媒流路(42a)の上半部に通じる複数の熱交換管(4)からなる上側熱交換管群と、右端部が第１ヘッダタンク(2)の出口ヘッダ部(13B)の冷媒流路(13b)に通じるとともに左端部が第２ヘッダタンク(3)の中間ヘッダ部(42)の冷媒流路(42a)の下半部に通じる複数の熱交換管(4)からなる下側熱交換管群とに分けられている。
【００３７】
ガスクーラ(1)はすべての部品を組み合わせて適当な手段で仮止めし、一括ろう付することにより製造される。
【００３８】
以下、ガスクーラ(1)の製造時における３つのプレート(11A)(11B)(12)の仮止め、仕切板(15)の仮止め、入口部材(7)の仮止め、出口部材(8)の仮止めおよびブラケット(9)の仮止めについて、図５および図６を参照して述べる。なお、仮止め前の管接続用プレート(12)には、曲がった係合爪(23)および傾斜部(35)は形成されておらず、突出壁(22)に真っ直ぐに連なった係合爪形成用突片(23A)および挟着壁形成用突片(24A)が形成されている。
【００３９】
第１ヘッダタンク(2)の場合、まず３つのプレート(11A)(11B)(12)を積層状に組み合わせる。ついで、第１および第２プレート(11A)(11B)の貫通穴(16)(31)からなる仕切板挿入穴(32)内に仕切板(15)を外側から挿入する。また、入口部材(7)、出口部材(8)およびブラケット(9)を所定の位置に配置する。ついで、管接続用プレート(12)の両挟着壁形成用突片(24A)を前後方向内側に押圧して傾斜部(35)を有する上下２つの挟着壁(24)を形成し、上側挟着壁(24)により入口部材(7)の左側部分(7a)を前後両側から挟着して傾斜部(35)を傾斜面(34)に密着させることによって入口部材(7)を仮止めするとともに、下側挟着壁(24)により出口部材(8)の左側部分(8a)およびブラケット(9)のベース部(36)を前後両側から挟着して傾斜部(35)を傾斜面(34)(39)に密着させることによって出口部材(8)およびブラケット(9)を仮止めする。また、真っ直ぐな係合爪形成用突片(23A)を前後方向内方に曲げて係合爪(23)を形成することによって３つのプレート(11A)(11B)(12)を仮止めするとともに、仕切板(15)を仮止めする。こうして、３つのプレート(11A)(11B)(9)の仮止め、仕切板(15)の仮止めおよびブラケット(9)の仮止めが行われる。また、第２ヘッダタンク(3)の場合は、ブラケット(9)のみを、上側挟着壁(24)を利用して、第１ヘッダタンク(2)の場合と同様にして仮止めする。
【００４０】
その後は、適当な方法により熱交換管(4)と、コルゲートフィン(5)と、サイドプレート(6)とを組み合わせて適当な手段で仮止めし、これらを一括ろう付することによりガスクーラ(1)が製造される。
【００４１】
ガスクーラ(1)は、圧縮機、エバポレータ、減圧器およびガスクーラから出てきた冷媒とエバポレータから出てきた冷媒とを熱交換させる中間熱交換器とともに超臨界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。
【００４２】
上述したガスクーラ(1)において、圧縮機を通過したＣＯ２ が、入口部材(7)の冷媒流入路(18)を通って冷媒入口(17)から第１ヘッダタンク(2)の入口ヘッダ部(13A)内の冷媒流路(13a)に入り、冷媒流路(13a)内を下方に流れながら分流して上側熱交換管群の熱交換管(4)の冷媒通路(4a)内に流入する。冷媒通路(4a)内に流入したＣＯ２は、冷媒通路(4a)内を左方に流れて第２ヘッダタンク(3)の中間ヘッダ部(42)内の冷媒流路(42a)の上半部に流入する。中間ヘッダ部(42)内の冷媒流路(42a)の上半部に流入したＣＯ２は、冷媒流路(42a)内を下方に流れ、分流して下側熱交換管群の熱交換管(4)の冷媒通路(4a)内に流入し、冷媒通路(4a)内を右方に流れて第１ヘッダタンク(2)の出口ヘッダ部(13B)内の冷媒流路(13b)に入る。その後、ＣＯ２は、出口ヘッダ部(13B)の冷媒流路(13b)内を下方に流れ、冷媒出口(19)および出口部材(8)の冷媒流出路(21)を通って流出する。そして、ＣＯ２が熱交換管(4)の冷媒通路(4a)内を流れる間に、通風間隙を図１に矢印Ｘで示す方向に流れる空気と熱交換し、冷却される。
【００４３】
上記実施形態においては、ヘッダタンク(2)(3)は３枚のプレート(11A)(11B)(12)により形成されているが、管接続用プレート(12)と第２プレート(11B)との間に、さらに１枚以上のプレートが介在させられていてもよい。当該プレートは、第２プレート(11B)と同様な構成である。
【００４４】
また、上記の実施形態においては、超臨界冷凍サイクルの超臨界冷媒として、ＣＯ２が使用されているが、これに限定されるものではなく、エチレン、エタン、酸化窒素などが使用可能である。
【００４５】
また、上記の実施形態においては、熱交換管(4)は、アルミニウム押出形材からなるが、これに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管製造用金属板を曲げた折り曲げ体からなるものであってもよい。
【００４６】
さらに、上記の実施形態においては、この発明の熱交換器が超臨界冷凍サイクルのガスクーラに適用されているが、これに限定されるものではなく、他の熱交換器、たとえば超臨界冷凍サイクルのエバポレータに適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明の熱交換器を適用したガスクーラの全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１のガスクーラの後方から前方を見た一部省略垂直断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【図５】ガスクーラを製造する方法の一工程の概略を示し、第１ヘッダタンクの３枚のプレート、入口部材、出口部材およびブラケットを仮止めする工程を示す部分斜視図である。
【図６】ガスクーラを製造する方法の一工程の概略を示し、第２ヘッダタンクの３枚のプレート、入口部材、出口部材およびブラケットを仮止めする工程を示す部分斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
(1)：ガスクーラ（熱交換器）
(2)(3)：ヘッダタンク
(4)：熱交換管
(7)：入口部材（付属部品）
(8)：出口部材（付属部品）
(9)：ブラケット（付属部品）
(11)：タンク本体
(11A)：第１プレート
(11B)：第２プレート
(12)：管接続用プレート
(22)：突出壁
(24)：挟着壁（挟着部）
(33)(34)(39)：傾斜面
(35)：傾斜部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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