(57)【要約】【課題】内部を通過するガスを整流しながら効率よく熱交換をする機能を向上させつつ、かつ、機械的に低コストで容易に製作を可能として、低コスト・高品質を実現するような、蓄冷式冷凍機の熱交換器を提供する。【解決手段】蓄冷式冷凍機の熱交換器１０において、カバー用金属管体１１と、カバー用金属管体１１の管内に配置される複数の流路用金属管体１２と、複数の流路用金属管体１２をその外周部にて接続し、また、カバー用金属管体１１の内周部と複数の流路用金属管体１２の外周部とを接続する接続部１３と、を備える蓄冷式冷凍機の熱交換器とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄冷式冷凍機の熱交換器において、
カバー用金属管体と、
前記カバー用金属管体の管内に配置される複数の流路用金属管体と、
複数の流路用金属管体をその外周部にて接続し、また、カバー用金属管体の内周部と複数の流路用金属管体の外周部とを接続する接続部と、
を備えることを特徴とする蓄冷式冷凍機の熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄冷式冷凍機の熱交換器において、
前記接続部は溶融させた硬ロウを複数の流路用金属管体の間、および、カバー用金属管体の内周部と複数の流路用金属管体の外周部との間に充填した後に固化させて形成したものであることを特徴とする蓄冷式冷凍機の熱交換器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の蓄冷式冷凍機の熱交換器において、
前記カバー用金属管体および前記流路用金属管体はともに円管体であることを特徴とする蓄冷式冷凍機の熱交換器。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の蓄冷式冷凍機の熱交換器において、
前記カバー用金属管体は円管体であり、
前記流路用金属管体は多角形管体であることを特徴とする蓄冷式冷凍機の熱交換器。
【請求項５】
請求項４に記載の蓄冷式冷凍機の熱交換器において、
前記流路用金属管体は正三角形管体、正方形管体または正六角形管体の何れかであることを特徴とする蓄冷式冷凍機の熱交換器。
【請求項６】
請求項５に記載の蓄冷式冷凍機の熱交換器において、
前記流路用金属管体は正平面充填により配列されることを特徴とする蓄冷式冷凍機の熱交換器。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載の蓄冷式冷凍機の熱交換器において、
前記複数の流路用金属管体は、
前記カバー用金属管体の管内に配置される複数の第１流路用金属管体と、
前記カバー用金属管体の管内に配置され、前記第１流路用金属管体よりも細い複数の第２流路用金属管体と、
からなることを特徴とする蓄冷式冷凍機の熱交換器。
【請求項８】
請求項７に記載の蓄冷式冷凍機の熱交換器において、
前記カバー用金属管体は大径の円管体であり、
前記第１流路用金属管体は中径の円管体であり、
前記第２流路用金属管体は小径の円管体であることを特徴とする蓄冷式冷凍機の熱交換器。
【請求項９】
請求項７に記載の蓄冷式冷凍機の熱交換器において、
前記カバー用金属管体は円管体であり、
前記第１流路用金属管体は正六角形管体であり、
前記第２流路用金属管体は前記第１流路用金属管体よりも細い正三角形管体であり、
複数の第１流路用金属管体の隙間に第２流路用金属管体が敷き詰められて平面充填されることを特徴とする蓄冷式冷凍機の熱交換器。
【請求項１０】
請求項７に記載の蓄冷式冷凍機の熱交換器において、
前記カバー用金属管体は円管体であり、
前記第１流路用金属管体は正三角形管体であり、
前記第２流路用金属管体は前記第１流路用金属管体よりも細い正三角管体であり、
複数の第１流路用金属管体の隙間に第２流路用金属管体が敷き詰められて平面充填されることを特徴とする蓄冷式冷凍機の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄冷式冷凍機の膨張機内に配置される熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
まず、従来技術の蓄冷式冷凍機の一種であるパルス管冷凍機について図を参照しつつ説明する。図１０は従来技術のパルス管冷凍機の説明図である。
パルス管冷凍機１は、膨張機１００、圧縮機２００、イナータンスチューブ３００、バッファタンク４００を備える。さらに、膨張機１００は、放熱本体１０１、熱交換器１０２、フランジ１０３、蓄冷器１０４、低温端１０５、パルス管１０６などから構成される。パルス管冷凍機１の内部には高圧のヘリウムガスが封入され、圧縮機２００がヘリウムガスに適切な圧力振動を与えることによりパルス管冷凍サイクルが生じ、低温端１０５が冷却される。
【０００３】
これらの構成の中で、熱交換器１０２は、放熱本体１０１内に埋め込まれて配置されており、通流するヘリウムガスの圧縮熱を放熱本体１０１へ放熱する機能を有する。さらに放熱本体１０１は圧縮熱を外気中へ放熱する。このような熱交換器１０２は、一般的に、その熱交換面積を増やすように工夫がなされ、各種の形状が採用されている。これら熱交換器の一例が、特許文献１においても開示されている。
【０００４】
続いて従来技術の熱交換器について図を参照しつつ説明する。図１１は従来技術の一例の熱交換器の説明図であり、図１１（ａ）は側面図、図１１（ｂ）は平面図である。図１２は従来技術の熱交換器の放熱本体への取り付けの説明図であり、図１２（ａ）は側面図、図１２（ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。図１１（ａ），（ｂ）に示される熱交換器１０２は、熱伝導率の高い銅等の円柱ブロック本体１０２ａの外周壁に、流路かつ熱交換面となるスリット１０２ｂを外周面から切り込んで放射状に形成したものである。そして、図１２（ａ），（ｂ）に示されるように、この熱交換器１０２の円柱側面を放熱本体１０１の本体内面に嵌め込み、固定目的および接触熱抵抗の低減目的でロウ付けにより取り付け固定する。
【０００５】
さらに、他の熱交換器について図を参照しつつ説明する。図１３〜図１８は従来技術の一例の熱交換器の説明図である。
図１３に示される熱交換器１０２は、熱伝導率の高い銅等の円柱ブロック材１０２ｃの中心部に設けた貫通孔１０２ｄから外周壁に向かって放射状に複数のスリット１０２ｅを空けたものである。
図１４に示される熱交換器１０２は、熱伝導率の高い銅等の円柱ブロック材１０２ｆに円型の貫通孔１０２ｇを多数空けたものである。
図１５に示される熱交換器１０２は、熱伝導率の高い銅等の円柱ブロック材１０２ｈに角型の貫通孔１０２ｉを多数空けたものである。
【０００６】
図１６に示される熱交換器１０２は、熱伝導率の高い銅等の円柱ブロック材１０２ｊに、同心円状のスリット１０２ｋを空けたものである。
図１７に示される熱交換器１０２は、熱伝導率の高い銅等の円柱ブロック材１０２ｌに、軸線方向に多数のスリット１０２ｍを空けたものである。
図１８に示される熱交換器１０２は、熱伝導率の高い銅等の円柱ブロック材１０２ｎに、外周壁から中心方向に放射状に、かつ、螺旋状に捻転したスリット１０２ｏを空けたものである。
これら図１３〜図１８に示される熱交換器１０２は、すなわち、何れも熱伝導率の高い円柱材料に種々の形状の溝を加工し、表面積の増大による熱交換効率の向上を図るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２５７４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
熱交換器には以下のような機能が要求される。
１．効率よく熱交換をするために、熱伝導率の高い材質であること。
２．効率よく熱交換をするために、熱交換面積が大きいこと。
３．効率よく熱交換をするために、放熱本体との接触熱抵抗が小さいこと。
４．熱交換器を通過する際に整流されること。
５．流体抵抗に偏りが少ないこと。
６．低コストで製作できること。
【０００９】
しかしながら、前述の従来技術では、何れも問題があった。
図１１に示す熱交換器１０２を図１２に示すように放熱本体２０１に設置し、外周部をロウ付けした場合、外周壁から内周側に放射状に切り込まれたスリット１０２ｂ内に溶融したロウ材が浸入してスリット１０２ｂ内で固化することとなって流路を遮断し、冷凍機としての機能を果たさなくなることが容易に想像される。また、ロウ付けしない場合には接触熱抵抗が大きくなる。
【００１０】
また、図１３に示される熱交換器１０２におけるスリット１０２ｅの加工にはワイヤーカットが想定されるが、ワイヤーカットは加工に時間を要するものであった。熱交換面積を大きくするべくスリット１０２ｅの数を増やすに従って加工時間が増大しコストが増加するという問題があった。また、スリット１０２ｅの数を増やすためには中心部の貫通孔１０２ｄの径を大きくする必要があるが、その場合、貫通孔１０２ｄの流体抵抗がスリット１０２ｅの流体抵抗に比べ大幅に小さくなることが予想される。よって、スリット１０２ｅにおける流量が低下し、結果的に熱交換量が減少するという問題もあった。さらに、貫通孔１０２ｄとスリット１０２ｅで流れるヘリウムガスの流量に差があれば整流されないという問題もあった。
【００１１】
また、図１４に示される熱交換器１０２において熱交換面積を増やすためには貫通孔１０２ｇの孔径を小さくし、孔数を増やすことが必要である。しかしながら、貫通孔１０２ｇの加工にはドリルの使用が想定されるが、銅のようなやわらかい材料である円柱ブロック材１０２ｆに径が小さく深さの深い孔を空けるのは困難であり、卓越した技術者であっても孔径の１０倍程度の深さを空けるのが限界とされている。また、ドリルが折れた場合には不良品となるおそれもある。要求される熱交換量が小さい場合には、孔数を少なく、径を大きくできるため、実現できるが、熱交換量を大きくする必要がある場合には不向きである。
【００１２】
また、図１５に示される熱交換器１０２において熱交換面積を増やすためには貫通孔１０２ｈの孔径を小さくし、孔数を増やすことが必要である。しかしながら、角穴の貫通孔１０２ｈの加工には、図１４の円型の貫通孔１０２ｇと比べて加工が大幅に困難となり、さらに熱交換について特別のメリットがない。
【００１３】
また、図１６に示される熱交換器１０２においてスリット１０２ｋの加工にはワイヤーカットが想定されるが、熱交換面積を大きくするためにスリット１０２ｋの数を増やすに従って、加工に時間を要するワイヤーカットではコストが大きくなる。
【００１４】
また、図１７に示される熱交換器１０２において図１２（ａ）のように放熱本体に設置し、外周部をロウ付けした場合、スリット１０２ｍ内に浸入するロウ材がスリット１０２ｍ内で固化して流路を遮断し、冷凍機としての機能を果たさなくなることが容易に想像される。また、ロウ付けしない場合には熱抵抗が大きくなる。
【００１５】
また、図１８に示される熱交換器１０２において、図１２（ａ）に示すように放熱本体に設置し、外周部をロウ付けした場合、スリット１０２ｏ内に浸入するロウ材が流路を遮断し、冷凍機としての機能を果たさなくなることが容易に想像される。また、ロウ付けしない場合には熱抵抗が大きくなる。さらにまた、螺旋状のスリット１０２ｏを加工することは非常に困難である。
このように従来技術の熱交換器には問題があった。
【００１６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、内部を通過するガスを整流しながら効率よく熱交換をする機能を向上させつつ、かつ、機械的に低コストで容易に製作を可能として、低コスト・高品質を実現するような、蓄冷式冷凍機の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】
【００１７】
上記した課題を解決するため、請求項１に記載の発明によれば、
蓄冷式冷凍機の熱交換器において、
カバー用金属管体と、
前記カバー用金属管体の管内に配置される複数の流路用金属管体と、
複数の流路用金属管体をその外周部にて接続し、また、カバー用金属管体の内周部と複数の流路用金属管体の外周部とを接続する接続部と、
を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明によれば、
請求項１に記載の蓄冷式冷凍機の熱交換器において、
前記接続部は溶融させた硬ロウを複数の流路用金属管体の間、および、カバー用金属管体の内周部と複数の流路用金属管体の外周部との間に充填した後に固化させて形成したものであることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明によれば、
請求項１または請求項２に記載の蓄冷式冷凍機の熱交換器において、
前記カバー用金属管体および前記流路用金属管体はともに円管体であることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明によれば、
請求項１または請求項２に記載の蓄冷式冷凍機の熱交換器において、
前記カバー用金属管体は円管体であり、
前記流路用金属管体は多角形管体であることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明によれば、
請求項４に記載の蓄冷式冷凍機の熱交換器において、
前記流路用金属管体は正三角形管体、正方形管体または正六角形管体の何れかであることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明によれば、
請求項５に記載の蓄冷式冷凍機の熱交換器において、
前記流路用金属管体は正平面充填により配列されることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項７に記載の発明によれば、
請求項１または請求項２に記載の蓄冷式冷凍機の熱交換器において、
前記複数の流路用金属管体は、
前記カバー用金属管体の管内に配置される複数の第１流路用金属管体と、
前記カバー用金属管体の管内に配置され、前記第１流路用金属管体よりも細い複数の第２流路用金属管体と、
からなることを特徴とする。
【００２４】
また、請求項８に記載の発明によれば、
請求項７に記載の蓄冷式冷凍機の熱交換器において、
前記カバー用金属管体は大径の円管体であり、
前記第１流路用金属管体は中径の円管体であり、
前記第２流路用金属管体は小径の円管体であることを特徴とする。
【００２５】
また、請求項９に記載の発明によれば、
請求項７に記載の蓄冷式冷凍機の熱交換器において、
前記カバー用金属管体は円管体であり、
前記第１流路用金属管体は正六角形管体であり、
前記第２流路用金属管体は前記第１流路用金属管体よりも細い正三角形管体であり、
複数の第１流路用金属管体の隙間に第２流路用金属管体が敷き詰められて平面充填されることを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１０に記載の発明によれば、
請求項７に記載の蓄冷式冷凍機の熱交換器において、
前記カバー用金属管体は円管体であり、
前記第１流路用金属管体は正三角形管体であり、
前記第２流路用金属管体は前記第１流路用金属管体よりも細い正三角管体であり、
複数の第１流路用金属管体の隙間に第２流路用金属管体が敷き詰められて平面充填されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、内部を通過するガスを整流しながら効率よく熱交換をする機能を向上させつつ、かつ、機械的に低コストで容易に製作を可能として、低コスト・高品質を実現するような、蓄冷式冷凍機の熱交換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を実施するための形態の熱交換器の構成図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図である。
【図２】本発明を実施するための形態の熱交換器の製造を説明する説明図である。
【図３】本発明を実施するための形態の熱交換器の製造を説明する説明図である。
【図４】本発明を実施するための他の形態の熱交換器の説明図である。
【図５】本発明を実施するための他の形態の熱交換器の説明図である。
【図６】本発明を実施するための他の形態の熱交換器の説明図である。
【図７】本発明を実施するための他の形態の熱交換器の説明図である。
【図８】本発明を実施するための他の形態の熱交換器の説明図である。
【図９】本発明を実施するための他の形態の熱交換器の説明図である。
【図１０】従来技術のパルス管冷凍機の説明図である。
【図１１】従来技術の一例の熱交換器の説明図であり、図１１（ａ）は側面図、図１１（ｂ）は平面図である。
【図１２】従来技術の熱交換器の放熱本体への取り付けの説明図であり、図１２（ａ）は側面図、図１２（ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。
【図１３】従来技術の一例の熱交換器の説明図である。
【図１４】従来技術の一例の熱交換器の説明図である。
【図１５】従来技術の一例の熱交換器の説明図である。
【図１６】従来技術の一例の熱交換器の説明図である。
【図１７】従来技術の一例の熱交換器の説明図である。
【図１８】従来技術の一例の熱交換器の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
続いて、本発明を実施するための形態の熱交換器について図を参照しつつ以下に説明する。図１は本形態の熱交換器の構成図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図である。
熱交換器１０は、詳しくは、カバー用金属管体１１、複数の流路用金属管体１２、接続部１３を備える。
【００３０】
カバー用金属管体１１は、金属製の太径の円管体であって孔の断面積が大きく、図１からも明らかなように、複数の流路用金属管体１２を管内に配置できるようにしている。このカバー用金属管体１１の材料は、熱伝導率の高い銅等の材料が好ましい。
【００３１】
流路用金属管体１２は、金属製の細径の円管体であって内径が小さく開口断面積も小さい。また、外径も小さいため断面積も小さい。このような流路用金属管体１２は、カバー用金属管体１１の管内に複数配置される。この流路用金属管体１２の材料は、熱伝導率の高い銅等の材料が好ましい。
【００３２】
接続部１３は、溶融させた硬ロウ（ロウ付に用いる合金）を複数の流路用金属管体１２の間、および、カバー用金属管体１１の内周部と複数の流路用金属管体１２の外周部との間に充填した後に固化させて形成したものであり、複数の流路用金属管体１２同士をその外周で機械的かつ熱的に接続し、また、複数の流路用金属管体１２の外周とカバー用金属管体１１の内周と機械的かつ熱的に接続する。
【００３３】
代表的な硬ロウとして、銀ロウ、銅ロウ・黄銅ロウ、りん銅ロウ、アルミロウ、金ロウ等があるが、一般的な銀ロウの採用が好ましい。ロウ付けでは接合するカバー用金属管体１１、複数の流路用金属管体１２よりも融点の低い合金（ロウ）を溶かして一種の接着剤として用いる事により、カバー用金属管体１１、複数の流路用金属管体１２自体を溶融させずに接合させるものである。このような接続部としたため、従来技術のように流路をワイヤーカットやドリルにより穿設するというものではなく、製造を容易にし、製造コストを大幅に低減している。
【００３４】
これら複数の流路用金属管体１２は、カバー用金属管体１１の中において、平行かつ千鳥状に敷き詰められており、無秩序に配置する場合と比較しても、カバー用金属管体１１内に配置される流路用金属管体１２の本数を多くし、さらに、流路用金属管体１２の間に形成される隙間を少なくするようにしている。
【００３５】
このような熱交換器１０では、複数の流路用円管体１２の孔による複数の流路１４が形成される。また、カバー用金属管体１１と複数の流路用金属管体１２との間の空間により隙間１５が形成される。これら流路１４および隙間１５内をヘリウムガスが通流して整流とともに熱交換がなされる。なお、流路用円管体１２の外径が小さくなれば流路１４の断面積はもちろん、隙間１５の断面積も小さくなり、流路１４および隙間１５内を通流するヘリウムガスの整流効果を高めることとなる。
【００３６】
続いてこのような熱交換器１０の製造方法について図を参照しつつ説明する。図２，図３は本形態の熱交換器の製造を説明する説明図である。
まず、カバー用金属管体１１や複数の流路用金属管体１２の接合面に油汚れや酸化があるとロウのなじみが悪くなるため接合面を洗浄する。そして、この接合面にフラックスを塗布する。このフラックスは、加熱による表面の酸化を防ぐとともにロウの流れを促進させる 。
【００３７】
続いて、図２に示すように、カバー用金属管体１１の中に、複数の流路用金属管体１２を平行かつ千鳥状に敷き詰めて配置し、つづいて複数の流路用金属管体１２の間や、カバー用金属管体１１と複数の流路用金属管体１２との間に、ワイヤー上の銀ロウ材１６を配置する。必要に応じてカバー用金属管体１１、複数の流路用金属管体１２、複数の銀ロウ材１６を接着剤で仮留めしても良い。このような状態で真空炉に配置し、加熱して銀ロウ材１６を溶融させる。すると、複数の流路用金属管体１２の間や、カバー用金属管体１１と複数の流路用金属管体１２との間に、溶融した銀ロウ材１６が充填される。その後に冷却することにより、ロウ付けが完了し、複数の流路用金属管体１２の間や、カバー用金属管体１１と複数の流路用金属管体１２との間に、接続部１３が形成される。
【００３８】
続いて、図３のように熱交換器母材２０から最適長さにて切断し、熱交換器１０を完成させる。すなわち、冷凍機に組み込む長さよりも大幅に長い熱交換器母材２０を一次加工として製作し、ロウ付け完了後、二次加工としてワイヤーカットなどで所望の長さに切断して熱交換器１０とする。この二次加工は一次加工と比較しても容易な加工であり、熱交換器１０を単体で形成していくよりは製造コストを大幅に低減する。この製造方法は、換言すれば、金太郎飴の製作方法と同様の方法といえるものである。熱交換器１０はこのようにして製造される。
【００３９】
このような本発明の熱交換器１０によれば以下のような利点を有する。
（１）熱伝導率の高い材質（銅）を採用して、効率よい熱交換が可能である。
（２）流路径に対し流路長を大きくすることが可能となり、設計の自由度が高まるとともに、熱交換面積を大きくして熱交換量を増加できる。
（３）流路径に対し流路長を大きくすることが可能となり、放熱本体との接触面積を増大させており、接触熱抵抗を小さくしている。
（４）細径の流路となるような流路用金属管体を採用すると整流効果を高くすることができる。また、このような流路用金属管体は外径も小さいため隙間も小さくなって、さらに整流効果を高くすることができる。
（５）基本的に流路は複数の流路用金属管体の孔によるため、流体抵抗の偏りを少なくすることができる。
（６）流路用金属管体を平行かつ千鳥状に配置することで、大きなカバー用金属管体の内部を小さな流路用金属管体で最も密に、最多数埋めることができる。それぞれの流路用金属管体はロウ付けにより機械的接合だけでなく熱的にも接合されており、効率のよい熱伝導が可能である。
【００４０】
また、製造の観点からすると以下のような効果がある。
（７）径が小さく、かつ深さの深い貫通孔を多数空けるという困難かつリスクの大きな工程を削除できる。
（８）金太郎飴の製作方法で得られる効果と同様の効果を得られる。すなわち、一次加工における管や銀ロウ材の設置が手間であるが、二次加工においては、適当な長さに切断するだけという簡単な加工で多数の熱交換器を製作可能であるため、結果的に低コストで多数製作でき、量産性を高めている。
（９）流路用金属管体は安価で市販品も多数あるため、このような部材を採用することで、製造コストを低減できる。銀ロウ付け・真空接合等も容易で製造コストが低く、全体的に簡単な製造方法にするとともに製造コストを低くすることができる。また、放熱本体へカバー用金属管体１１を銀ロウ接続する場合でも、複数の流路用金属管体の孔内へ溶融した銀ロウが侵入するという事態も発生しない。
【００４１】
続いて他の形態について図を参照しつつ説明する。図４，図５，図６は他の形態の熱交換器の説明図である。熱交換器３０，４０，５０は、何れも、複数の流路用金属管体の外周部を接続部により接続して流路を形成するというものであり、特にカバー用金属管体として円管体を、また、流路用金属管体として多角形管体を採用したというものである。さらに多角形管体として、断面が正三角形管体、正方形管体または正六角形管体の何れかを採用し、これらが正平面充填により配列されるようにしたものである。
【００４２】
熱交換器３０は、図４で示すように、円状のカバー用金属管体３１、断面が正三角の正三角形管体である流路用金属管体３２、接続部３３、流路３４、隙間３５を備える。
熱交換器４０は、図５で示すように、円状のカバー用金属管体４１、断面が正方形の正方形管体である流路用金属管体４２、接続部４３、流路４４、隙間４５を備える。
熱交換器５０は、図６で示すように、円状のカバー用金属管体５１、断面が正六角の正六角形管体である流路用金属管体５２、接続部５３、流路５４、隙間５５を備える。
【００４３】
なお、本形態では流路用金属管体として断面が多角形管体を採用した以外は先に図１〜図３を用いて説明した放熱器１０と構成・機能が同一であるため、名称が同じであるものは同じ構成であるものとして重複する説明を省略し、相違点のみ重点的に説明する。
【００４４】
さて正多角形のうち正三角形、正方形、正六角形は、一種類で平面を隙間なく敷き詰めて充填できることが数学的に明らかにされている。このような敷き詰めは、正平面充填と呼ばれる操作である。このような正平面充填により流路用金属管体３２，４２，５２を配置した場合、接続部３３，４３，５３の形成を最小限にしている。なお、図４，図５，図６中では接続部３３，４３，５３が明確ではないが、これは接続部３３，４３，５３が存在しない訳ではなく、接続部が十分に薄い膜状となっているためである。
【００４５】
製造方法としては流路用金属管体３２，４２，５２の外周面に薄い膜状の銀ロウを形成しておき、流路用金属管体３２，４２，５２を正平面充填により配列し、銀ロウを加熱により溶融させた後に冷却固定して流路用金属管体３２，４２，５２のみのブロックを形成し、その後にカバー用金属管体３１，４１，５１内にこのブロックを配置して加熱により銀ロウを溶融させた後に冷却固定して接続するようにしても良い。また、カバー用金属管体３１，４１，５１内に流路用金属管体３２，４２，５２を正平面充填により配列して銀ロウを加熱により溶融させた後に冷却固定して一度に形成しても良い。
【００４６】
このような本発明の熱交換器によれば上記した（１）〜（５），（７）〜（９）の利点に加え、さらに次のような利点を有する。
（１０）流路用金属管体を正平面充填で配置することで、大きなカバー用金属管体の内部を小さな流路用金属管体で最も密に、最多数埋めることができる。それぞれの流路用金属管体はロウ付けにより機械的接合だけでなく熱的にも接合されており、効率のよい熱伝導が可能である。
【００４７】
続いて他の形態について図を参照しつつ説明する。図７，図８，図９は他の形態の熱交換器の説明図である。熱交換器６０，７０，８０は、複数の金属管体の外周部を接続部により接続して流路を形成するというものであり、特にカバー用金属管体６１，７１，８１として円管体を、また、流路用金属管体として、カバー用金属管体６１，７１，８１内に収容される複数の第１流路用金属管体６２，７２，８２と、カバー用金属管体６１，７１，８１内に収容され、第１流路用金属管体６２，７２，８２よりも細い複数の第２流路用金属管体６３，７３，８３と、を採用したというものである。第１流路用金属管体や第２流路用金属管体の形状としては各種採用することができる。なお、第１流路用金属管体や第２流路用金属管体以外は上記した構成・機能は同一であるため、名称が同じであるものは同じ構成であるものとして重複する説明を省略し、相違点のみ充填的に説明する。
【００４８】
図７に示す熱交換器６０は、断面が円状で大径のカバー用金属管体６１、断面が円状で中径の第１流路用金属管体６２、断面が円状で小径の第２流路用金属管体６３、接続部６４、流路６５、隙間６６を備える。このように構成すると流体抵抗の低減と、整流機能の増大と、を調整することができる。
【００４９】
熱交換器７０は、断面が円状で大径のカバー用金属管体７１、断面が正六角形状の第１流路用金属管体６２、断面が正三角形状の第２流路用金属管体７３、接続部７４、流路７５、隙間７６を備える。図８に示す熱交換器では、複数の第１流路用金属管体７２の隙間に複数の第２流路用金属管体７３が充填されるようにした。このように構成することで、特にカバー用金属管体７１と第１流路用金属管体７２との隙間を減らし、かつ、第１流路用金属管体７２と第２流路用金属管体７３との間の隙間７６をなくしている。このように構成すると流体抵抗の低減と、整流機能の増大と、を調整することができる。
【００５０】
熱交換器８０は、断面が円状で大径のカバー用金属管体８１、断面が正三角形状の第１流路用金属管体８２、断面が正三角形状の第２流路用金属管体８３、接続部８４、流路８５、隙間８６を備える。図９に示す熱交換器では、複数の第１流路用金属管体８２の隙間に複数の第２流路用金属管体８３が充填されるようにした。このように構成することで、特にカバー用金属管体８１と第１流路用金属管体８２との隙間８６を減らし、第１流路用金属管体８２と第２流路用金属管体８３との間の隙間をなくしている。このように構成すると流体抵抗の低減と、整流機能の増大と、を調整することができる。
【００５１】
このような本発明の熱交換器によれば上記した（１）〜（５），（７）〜（９）の利点に加え、さらに次のような利点を有する。
（１１）流体抵抗の低減と、整流機能の増大と、を調整することができる。
【００５２】
以上、本発明の各形態について説明した。いずれも、製造を容易にしており、大幅なコスト低減を実現した。また、熱交換器としての機能も整流効果の向上や熱抵抗の低減などを可能とした。総じて、内部を通過するガスを整流しながら外気と効率よく熱交換をする機能を向上させつつ、かつ、機械的に低コストで容易に製作を可能として、低コスト・高品質を実現する熱交換器を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の熱交換器は特に蓄冷式冷凍機に適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１０：熱交換器
１１：カバー用金属管体
１２：流路用金属管体
１３：接続部
１４：流路
１５：隙間
１６：銀ロウ材
２０：熱交換器母材
３０：熱交換器
３１：カバー用金属管体
３２：流路用金属管体
３３：接続部
３４：流路
３５：隙間
４０：熱交換器
４１：カバー用金属管体
４２：流路用金属管体
４３：接続部
４４：流路
４５：隙間
５０：熱交換器
５１：カバー用金属管体
５２：流路用金属管体
５３：接続部
５４：流路
５５：隙間
６０：熱交換器
６１：カバー用金属管体
６２：第１流路用金属管体
６３：第２流路用金属管体
６４：接続部
６５：流路
６６：隙間
７０：熱交換器
７１：カバー用金属管体
７２：第１流路用金属管体
７３：第２流路用金属管体
７４：接続部
７５：流路
７６：隙間
８０：熱交換器
８１：カバー用金属管体
８２：第１流路用金属管体
８３：第２流路用金属管体
８４：接続部
８５：流路
８６：隙間
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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