(57)【要約】【課題】簡単に伝熱管をヘッダに取り付けられるようにして製造工程を簡素化できるようにした熱交換器およびその製造方法を提供する。【解決手段】ヘッダ２に取り付けられた伝熱管４に流体を通して熱交換させる熱交換器１を製造する場合、ヘッダ２を、複数のヘッダユニット２１とヘッダカバー３とで構成する。このヘッダユニット２１は、上下一対のユニット分離体２２を対向させるように構成されており、また、そのユニット分離体２２は、伝熱管４を半割した凹部２８を形成して、この凹部２８に伝熱管４を挟み込ませるようにする。そして、その接合部分をロウ材５でロウ付けした後、積層されたヘッダユニット２１の開口する開口部２７にヘッダカバー３を取り付けるようにする。【選択図】図２
2010150878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のヘッダ間に取り付けられた伝熱管に流体を通して熱交換させる熱交換器において、
当該ヘッダを、
前記伝熱管の軸面と平行な面で分割された分割面を有する複数の第一壁面と、
当該第一壁面の分割面に設けられ、前記伝熱管の外周部に接するように形成された凹部と、
当該凹部に挟み込まれた伝熱管との隙間および前記複数の第一壁面の分割面を封止する封止材と、
を有するように構成したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
一対のヘッダ間に取り付けられた伝熱管に流体を通して熱交換させる熱交換器において、
当該ヘッダを、
前記伝熱管の軸面と平行な面で分割された分割面を有する複数の第一壁面と、
当該第一壁面の分割面に沿って一列に設けられ、前記伝熱管の外周部に接するように形成された複数の凹部と、
当該凹部に挟み込まれた伝熱管との隙間および前記複数の第一壁面の分割面を封止する封止材と、
を有するように構成したことを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
一対のヘッダ間に取り付けられた伝熱管に流体を通して熱交換させる熱交換器において、
当該ヘッダを、
前記伝熱管の軸面と平行な面で分割された分割面を有する複数の第一壁面と、
当該第一壁面における両分割面に設けられ、前記伝熱管の外周部に接するように形成された複数の凹部と、
当該凹部に挟み込まれた伝熱管との隙間および前記複数の第一壁面の分割面を封止する封止材と、
を有するように構成したことを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
二対のヘッダと、内管と外管とからなる伝熱管とからなり、当該内管と外管にそれぞれ流体を通して熱交換させる熱交換器において、
前記二対のヘッダを、
外管と内管の間に流体を通す一対の第一ヘッダと、内管に流体を通す一対の第二ヘッダとで構成し、
前記第一ヘッダを、
前記伝熱管の軸面と平行な面で分割された分割面を有する第一壁面と、当該第一壁面に対向する第二壁面で構成されるとともに、当該第一壁面の分割面に設けられ、外管の外周部に接するように形成された第一凹部と、当該第二壁面の分割面に設けられ、内管の外周部に接するように形成された第二凹部とを有するように構成するとともに、
当該第一凹部と外管との隙間、第二凹部と内管との隙間および分割面を封止する封止材を有するように構成したことを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
前記第二ヘッダは、前記内管の軸面と平行な面で分割された分割面を有する第三壁面と、当該第三壁面の分割面に設けられ、内管の外周部に接するように形成された第三凹部とを有するように構成するとともに、
第三凹部と内管との隙間および分割面を封止する封止材を有するように構成したことを特徴とする請求項４に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記伝熱管を、外管に内接する二本の内管を有するように構成し、外管の軸面、内管の軸面、前記第一壁面の分割面および前記第二壁面の分割面とを同一面としたことを特徴とする請求項４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、左右のヘッダと、そのヘッダの間に設けられた伝熱管とを有する熱交換器に関し、より詳しくは、ヘッダに伝熱管を簡単に接続できるようにした熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な多管式熱交換器（特許文献１など）の構造を図１４に示す。図１４において、符号２０１はフィンであり、複数の伝熱管２０２の軸方向と垂直な方向に設けられるものである。このフィン２０１は、一般に、一定間隔おきに複数枚設けられるが、図１４においては、両端部分のみを図示している。符号２０２は、伝熱管であり、その内部に冷却対象となる流体が通される。また、符号２０３は、その伝熱管２０２の両端に設けられるヘッダであって、複数の伝熱管に流体を流入させるようにしたものである。このヘッダ２０３の内部には、複数の仕切板２０４が設けられており、この仕切板２０４によって流体の流れる方向を規制し、一方の伝熱管２０２から流れてきた流体を他方の伝熱管２０２に流すようにしたものである。【０００３】
このような多管式熱交換器を用いて流体を冷却する場合、まず、図１４における最左上側のヘッダ２０３から流体を流入させる。すると、その流体は、最上部（一段目）の伝熱管２０２を通り、右側のヘッダ２０３の仕切空間２０５まで流れ、そこから、仕切空間２０５内で二段目の伝熱管２０２へと流れる。そして、その流体は、左側のヘッダ２０３の二目の仕切空間２０５まで流れ、以下、同様に、右側のヘッダ２０３と左側のヘッダ２０３を蛇行しながら流れていく。一方、これらの伝熱管２０２と垂直な方向に設けられたフィン２０１に沿って空気を流通させると、その空気とフィン２０１や伝熱管２０２の表面との間で熱交換が行われ、伝熱管２０２内を流れる流体を冷却させることができるようになる。【０００４】
ところで、このような熱交換器を製造する場合は、一般的には、左右一対のヘッダと複数本の伝熱管やフィンなどを用意し、その伝熱管の左右両端をヘッダに取り付けていく。このヘッダに伝熱管を取り付ける場合は、ヘッダの向かい合った側面に伝熱管を通すための挿入穴を形成し、その挿入穴に伝熱管の端部を軸方向に挿入していく。また、反対側の端部についても同様に、ヘッダの挿入穴に伝熱管を挿入していき、両方の端部を挿入穴に取り付けた後、その伝熱管と挿入穴との隙間をロウ付けして穴埋めする（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１０８６０１号公報
【特許文献２】特開２００６−３０８１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このようにヘッダの挿入穴に伝熱管を挿入する方法では、次のような問題を生じる。【０００７】
すなわち、従来のように、ヘッダに挿入穴を形成して伝熱管を挿入していく方法では、その挿入穴に伝熱管を挿入する必要があるため、伝熱管が多くなると、その分だけ挿入作業に時間がかかってしまう。特に、一方側のヘッダに伝熱管を取り付けた後、反対側のヘッダに伝熱管を取り付ける場合は、一方のヘッダで伝熱管の端部が拘束されているため、すべての伝熱管の端部を反対側の挿入穴の位置に合わせた後でなければ、まとめて伝熱管を挿入することができない。【０００８】
そこで、本発明は上記課題に着目してなされたもので、簡単に伝熱管をヘッダに取り付けられるようにして製造工程を簡素化できるようにした熱交換器およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明は上記課題を解決するために、一対のヘッダ間に取り付けられた伝熱管に流体を通して熱交換させる熱交換器において、当該ヘッダを、前記伝熱管の軸面と平行な面で分割された分割面を有する複数の第一壁面と、当該第一壁面の分割面に設けられ、前記伝熱管の外周部に接するように形成された凹部と、当該凹部に挟み込まれた伝熱管との隙間および前記複数の第一壁面の分割面を封止する封止材とを有するように構成したものである。【００１０】
このように構成すれば、凹部の上から伝熱管を取り付けて挟み込ませることができるため、挿入穴に軸方向から伝熱管を挿入する場合と比べて格段に作業効率を向上させることができる。なお、ここで伝熱管としては、断面円形状のものであってもよく、あるいは、断面矩形状や扁平状のものであってもよい。また、これに対応して、凹部の形状としては、半円形状や矩形形状であってもよい。【００１１】
また、このような発明において、伝熱管を第一壁面の凹部に取り付ける場合、複数の伝熱管を用意し、これを分割面に沿って一列に並べるようにする。【００１２】
このようにすれば、それぞれの伝熱管を断面円形状にした場合は、高圧に耐えさせることができるようになるとともに、一列に並べられた伝熱管と外気との表面積も大きくすることができるため、より熱交換の効率を向上させることができるようになる。【００１３】
さらには、第一壁面における対向する両分割面に凹部を形成し、この第一壁面の凹部によって伝熱管を挟み込ませるようにすることもできる。【００１４】
このようにすれば、例えば、第一壁面の上部と下部の分割面にそれぞれ凹部を形成すれば、上下の伝熱管の隙間を小さくして、多くの伝熱管を取り付けることができるようになる。【００１５】
加えて、内管と外管とからなる多重管を用いて熱交換する場合にも、同様の構成を用いることができる。すなわち、二対のヘッダと、内管と外管とからなる伝熱管とからなり、当該内管と外管にそれぞれ流体を通して熱交換させる熱交換器において、前記二対のヘッダを、外管と内管の間に流体を通す一対の第一ヘッダと、内管に流体を通す一対の第二ヘッダとから構成する。そして、前記第一ヘッダを、前記伝熱管の軸面と平行な面で分割された分割面を有する第一壁面と、当該第一壁面に対向する第二壁面で構成されるとともに、当該第一壁面の分割面に設けられ、外管の外周部に接するように形成された第一凹部と、当該第二壁面の分割面に設けられ、内管の外周部に接するように形成された第二凹部とを有するように構成する。そして、当該第一凹部と外管との隙間、第二凹部と内管との隙間および分割面を封止材で封止する。【００１６】
このようにすれば、多重管を用いた場合に、外管だけでなく内管についても同様に凹部で挟み込ませることができるため、外管や内管を軸方向から挿入穴に挿入する場合に比べて、格段に取り付けの作業効率を向上させることができるようになる。【００１７】
また、このような発明において、第二ヘッダを、前記内管の軸面と平行な面で分割された分割面を有する内側の第三壁面と、内管の外周部に接するように形成された第三凹部とを有するように構成する。【００１８】
このように構成すれば、第二ヘッダについても、同様に、上下の第三凹部で内管を挟み込むことができ、その取り付け作業を簡単に行わせることができるようになる。【００１９】
また、このような伝熱管を用いる場合、その伝熱管を、外管に内接する二本の内管を有するように構成し、これに対応して、第一壁面の分割面と前記第二壁面の分割面とを同一面に設定する。【００２０】
このようにすれば、同軸管の外管と内管の軸面を一致させることで、第一凹部と第二凹部のそれぞれの分割面を一致させることができ、複数の内管を同時に挟み込ませることができるようになる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、一対のヘッダ間に取り付けられた伝熱管に流体を通して熱交換させる熱交換器において、当該ヘッダを、前記伝熱管の軸面と平行な面で分割された分割面を有する複数の第一壁面と、当該第一壁面の分割面に設けられ、前記伝熱管の外周部に接するように形成された凹部と、当該凹部に挟み込まれた伝熱管との隙間および前記複数の第一壁面の分割面を封止する封止材とを有するように構成したので、凹部の上から伝熱管を取り付けて挟み込ませることができ、挿入穴に軸方向から伝熱管を挿入する場合と比べて格段に作業効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態を示す熱交換器の概略図
【図２】同形態におけるヘッダユニットと伝熱管の分解斜視図
【図３】同形態におけるヘッダユニットを組み立てた状態を示す図
【図４】同形態における他の伝熱管とヘッダユニットの分解斜視図
【図５】同形態におけるヘッダユニットにヘッダカバーを取り付けた状態図
【図６】同形態におけるヘッダユニットをオーバーラップさせた図
【図７】第二の実施の形態におけるヘッダユニットを示す図
【図８】図７のヘッダユニットにヘッダカバーを取り付けた状態図
【図９】第三の実施の形態におけるユニット分離体を示す図
【図１０】第四の実施の形態における同軸管を用いた熱交換器を示す概略図
【図１１】第四の実施の形態におけるヘッダユニットを示す分解斜視図
【図１２】他の実施の形態における凹部を覆う状態を示す図
【図１３】他の実施の形態における同軸管を示す図
【図１４】従来例における一般的な熱交換器の概略図
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
＜第一の実施の形態＞【００２４】
以下、本発明の第一の実施の形態について図面を参照して説明する。この実施の形態における熱交換器１は、図１に示すように、左右のヘッダ２の間に複数の伝熱管４を有してなるものであって、特徴的には、そのヘッダ２を、複数のヘッダユニット２１とヘッダカバー３とで構成し、さらに、それぞれのヘッダユニット２１を、伝熱管４を上下から挟み込むための凹部２８を有する一対のユニット分離体２２で構成するようにしたものである。以下、本実施の形態について詳細に説明する。なお、説明の関係上、図２に示すように、伝熱管４が取り付けられる側を前面（第一壁面２３）とし、伝熱管４の延長方向上を後面、その左右両側を側面、上側および下側をそれぞれ上面、底面として説明する。【００２５】
このヘッダ２は、熱交換の対象となる流体をそれぞれの伝熱管４へ流入／排出させるようにしたものであって、同一平面状をなすように一列に並べられた伝熱管４を保持するヘッダユニット２１と、このヘッダユニット２１を積層させた状態で後面側から取り付けられるヘッダカバー３とを備えて構成される。このヘッダ２を介して流体を流入させる場合は、そのヘッダカバー３の流入口３１から流体を流入させ、ヘッダユニット２１の後面側に設けられた開口部２７を介して伝熱管４に導くようにする。一方、その流体を排出させる場合は、伝熱管４で熱交換しえた流体をヘッダユニット２１の後端側へと導き、ヘッダカバー３との隙間空間Ｓを介して排出口３２から排出させるようにする。【００２６】
このようなヘッダ２を構成するヘッダユニット２１は、図２や図３に示すように、一対のユニット分離体２２を上下に対向させて構成される。このユニット分離体２２は、伝熱管４が取り付けられる側である第一壁面２３に複数の凹部２８を設けるとともに、そこから連続するように左右両側面２４および底面２５を設け、後面側を開放させた開口部２７を形成するようにしている。この第一壁面２３は、伝熱管４の軸面と平行な分割面２０で分割されており、その分割面２０に複数の凹部２８を形成している。この分割面２０は、伝熱管４の軸面と平行な面によって分割されており、また、凹部２８については、伝熱管４の外形を半割りした形状を有するような形状となっている。なお、図２や図３では、伝熱管４が円形であるため、凹部２８の形状についても半円状としているが、図４に示すような扁平状の伝熱管４を使用する場合は、その伝熱管４の下半分を半割りした半扁平形状とすることもできる。このような形状に形成された凹部２８は、第一壁面２３に左右対称となるような位置に設けられており、これによって、ユニット分離体２２を上下逆向きにしてそれぞれの凹部２８の開放部２９を対向させた場合であっても、それぞれの開放部２９を位置合わせし、これによって伝熱管４を挟み込ませることができるようにしている。【００２７】
一方、ヘッダユニット２１の後面側から取り付けられるヘッダカバー３は、図１に示すように、流体を流入させる流入口３１や、その流体を排出させる排出口３２を設けて構成されており、その流体を各ヘッダユニット２１に分岐させて流入（あるいは排出）させて伝熱管４へと導くようにしている。このヘッダカバー３は、図５に示すように、積層された状態のヘッダユニット２１を覆うように取り付けられ、ヘッダユニット２１の後面側の開口部２７に隙間空間Ｓを形成した状態で、そこから流体をヘッダユニット２１内に流入させるようにしている。【００２８】
このように構成されたヘッダ２には熱伝導性の高い伝熱管４が取り付けられる。この伝熱管４は、金属などによって構成されるものであって、外径寸法が０．８ｍｍ〜２．０ｍｍ、好ましくは、０．９ｍｍ〜１．５ｍｍ、内径寸法が０．７ｍｍ〜１．９ｍｍ、好ましくは、０．８ｍｍ〜１．４ｍｍ程度の断面円形状に構成される。この伝熱管４をヘッダ２に取り付ける場合は、接合媒体としてロウ材５などを用い、これを溶解させてヘッダ２の凹部２８との隙間を穴埋めする。【００２９】
次に、このように構成された熱交換器１を製造する場合について説明する。この熱交換器１を製造する場合は、まず、ユニット分離体２２の凹部２８が上向きとなるように配置し、その状態で、その凹部２８の開放部２９から伝熱管４を取り付ける。この凹部２８に伝熱管４を取り付ける場合は、複数本の伝熱管４をユニット分離体２２の上を転がすように落とし込み、凹部２８に落とし込んだ伝熱管４以外の伝熱管４を取り除いて取り付ける。そして、このように伝熱管４を取り付けた後、その伝熱管４の端部の位置を整えた後、上下逆にしたユニット分離体２２を上から被せ、上下のユニット分離体２２の凹部２８で伝熱管４を挟み込ませる。そして、上下のユニット分離体２２の分割面２０や伝熱管４と凹部２８との隙間をロウ材５でロウ付けする。【００３０】
以下、同様にして、伝熱管４を取り付けたヘッダユニット２１を複数設け、これらを上下方向に積層していく。このときヘッダユニット２１の後面側は開口した状態となっており、その後面側からヘッダカバー３を取り付けて、ヘッダユニット２１の後面側に隙間空間Ｓを形成する。このようにヘッダカバー３を取り付けた後、そのヘッダカバー３とヘッダユニット２１の接合部分をロウ付けし、流体を外部に漏らさないようにする。【００３１】
このように構成された熱交換器１を使用する場合の作用について説明する。【００３２】
まず、一方のヘッダ２の流入口３１から流体を流入させると、その流体は、ヘッダカバー３とヘッダユニット２１の隙間空間Ｓに流れ込み、そこから各ヘッダユニット２１に分岐して、それぞれの伝熱管４に流れていく。このとき、その流体は、伝熱管４の外周部分を流れる他の流体との間で熱交換が行われ、熱交換が行われた状態で反対側のヘッダユニット２１から排出される。そして、そのヘッダユニット２１の後面側の隙間空間Ｓを介してヘッダカバー３の排出口３２から排出される。【００３３】
このように上記実施の形態によれば、凹部２８を有する複数のユニット分離体２２を上下に対向させて伝熱管４を挟み込むようにしたので、従来のように伝熱管４を軸方向に挿入させる場合に比べて格段にその取り付け作業を簡素化させることができるようになる。【００３４】
なお、上記第一の実施の形態は、同じ形状を有するユニット分離体２２を上下に対向させるようにしたが、ロウ付けする際の溶着代が少なくなる場合は、図６に示すように、片方のユニット分離体２２を若干小さく構成しておき、第一壁面２３や側面２４をオーバーラップさせてロウ付けするようにしてもよい。このとき、ヘッダユニット２１にヘッダカバー３を取り付けようとすると、小さく構成されたユニット分離体２２（図６においては上側のユニット分離体２２）とヘッダカバー３との間に隙間が生じてしまうが、この隙間については、ロウ材５や金属板などを用いて封止するようにしてもよい。【００３５】
＜第二の実施の形態＞【００３６】
次に、本発明の第二の実施の形態につい図７や図８を用いて説明する。上記第一の実施の形態では、ヘッダユニット２１の後面側を開口させて、そこに流体を通すようにしているが、第二の実施の形態では、ヘッダユニット２１の側面側を開口させて、そこに流体を通すようにしたものである。【００３７】
この実施の形態におけるヘッダユニット２１とヘッダカバー３の構成について図７や図８を用いて説明する。このヘッダユニット２１は、第一の実施の形態と同様に、一対のユニット分離体２２を対向させて構成されるものであって、それぞれのユニット分離体２２に、伝熱管４の形状に対応させた半割りの凹部２８と、その凹部２８を有する第一壁面２３と対向する後面２６と、底面２５とを設け、全体として上向きコの字形状をなすように構成されている。そして、その上面側と側面側を開口させ、ヘッダカバー３を取り付ける場合には、第一の実施の形態と同様に、一対のユニット分離体２２で伝熱管４を挟み込み、ロウ付けした状態で積層していく。次に、このように積層されたヘッダユニット２１の開口部２７を隙間空間Ｓを有するようにヘッダカバー３を取り付けてロウ付けする。【００３８】
このように構成した場合であっても、半割りされた一対のユニット分離体２２で伝熱管４を挟み込むようにしているため、従来のように伝熱管４を軸方向に挿入させる場合に比べて格段にその取り付け作業を簡素化することができるようになる。【００３９】
なお、本実施の形態において、第一の実施の形態と同じ符号を付したものは、第一の実施の形態と同じ構成を有するものとする。【００４０】
＜第三の実施の形態＞【００４１】
次に、本発明の第三の実施の形態について図９を用いて説明する。上記実施の形態では、ユニット分離体２２の第一壁面２３における上辺部分に凹部２８を設けるようにしたが、この実施の形態では、第一壁面２３の上辺部分および下辺部分に凹部２８を設けるようにしたものである。【００４２】
このユニット分離体２２は、第一壁面２３と両側面２４を有するとともに、これらの壁面の上下中央位置に底面２５を設けるようにしたものであって、上面側および下面側、後面側を開口させるようにしたものである。そして、この第一壁面２３の分割面２０に伝熱管４を軸面と平行に半割りした凹部２８を形成するとともに、その下側の分割面２０にも同じ形状をなす凹部２８を設け、これによって同じユニット分離体２２を積層した場合に、それぞれの凹部２８で伝熱管４の外周部分を挟み込んで保持させるようにしたものである。【００４３】
このようにした場合であっても、半割りされた一対のユニット分離体２２の凹部２８で伝熱管４を挟み込むようにしているため、従来のように伝熱管４を軸方向に挿入させる場合に比べて格段にその取り付け作業を簡素化することができるようになる。【００４４】
しかも、この実施の形態では、ユニット分離体２２を積層していく際に、上下方向の底面２５の枚数が少なくなるため、上下方向の厚みを小さくすることができ、これに伴って、伝熱管の隙間も小さくすることができるようになる。【００４５】
＜第四の実施の形態＞【００４６】
次に、本発明の第四の実施の形態について図１０や図１１を用いて説明する。上記第一の実施の形態や第二の実施の形態では、単一管としての伝熱管４をユニット分離体２２の凹部に取り付けるようにしているが、この第四の実施の形態では、内管４１と外管４２を有する伝熱管４をヘッダ２の凹部２８に取り付けるようにしたものである。なお、この実施の形態では、図１１に示すように、二本の内管４１を外管４２に内接させ、これによって内管４１が高圧で膨らんだ場合であっても外管４２によって膨張を防止できるようにするとともに、それぞれの軸面を一致させるようにしている。【００４７】
まず、この内管４１と外管４２を有する伝熱管４を用いて熱交換させる場合の作用について、図１０を用いて説明すると、まず、この熱交換器１を使用する場合は、流入口３１ａから第一ヘッダ２ａを介して熱交換の対象となる第一流体を流入させる。また、これと同時に、第二ヘッダ２ｂの流入口３１ｂから第二流体を流入させる。すると、流入口３１ａから流入した第一流体は、外管４２と内管４１との隙間を通り、一方、流入口３１ｂから流入した第二流体は、内管４１内を通り、その途中で第一流体と熱交換する。なお、このような伝熱管４を用いて熱交換させる場合、これとは逆に、熱交換の対象となる流体を内管４１内に通して外管４２の間に通される他の流体とで熱交換させるようにしてもよく、あるいは、熱交換の対象となる流体を内管４１と外管４２とのリング状の隙間に通し、内管４１内を通る流体と外管４２の外側を通る流体とで熱交換させるようにしてもよい。【００４８】
このような伝熱管４を用いた熱交換器１のヘッダに伝熱管４を取り付ける場合、内管４１と外管４２との間に第一流体を流入させる第一ヘッダ２ａと、その内管４１の内側にのみ第二流体を流入させるための第二ヘッダ２ｂをそれぞれ設けるようにする。【００４９】
この熱交換器１の構成について詳述すると、この熱交換器１の第一ヘッダ２ａのユニット分離体２２は、図１１に示すように、外管４２の外形を半割りにした第一凹部２８ａを有する第一壁面２３と、内管４１の外形を半割りにした第二凹部２８ｂを有する第二壁面（後面２６）とを備え、一方側の側面を開口させるようにしている。このとき、第一凹部２８ａの分割面２０と第二凹部２８ｂの分割面２０については、すべての管の軸面が揃っているために同一平面状とすることができる。そして、上記実施の形態と同様に、一対のユニット分離体２２を上下逆向きに対向させ、第一凹部２８ａで外管４２の外周部を挟み込ませるとともに、第二凹部２８ｂで内管４１を挟み込ませる。これによって、第一ヘッダ２ａのヘッダユニット２１ａには、外管４２と内管４１との隙間に第一流体を通すことができる。【００５０】
このように構成されたヘッダユニット２１ａにはヘッダカバー３が取り付けられる。なお、この実施の形態では、ヘッダユニット２１ａの第一壁面２３と後面２６に外管４２や内管４１が突出しているため、後面側からヘッダカバー３を取り付けることができない。そこで、第一ヘッダ２ａのヘッダユニット２１ａについては、側面側に開口部２７を形成し、その開口部２７から所定の隙間空間Ｓを有するようにヘッダカバー３を取り付ける。このヘッダカバー３については、第二の実施の形態である図８に示すように、左右いずれか一方の側面にのみ取り付けるようにしてもよく、あるいは両方の側面に取り付けるようにしてもよい。【００５１】
一方、第二ヘッダ２ｂのユニット分離体２２は、第一の実施の形態（図２）や第二の実施の形態（図７）と同様に構成される。この第二ヘッダ２ｂのユニット分離体２２は、後面２６側に伝熱管４が突出していないため、第一の実施の形態と同様に後面側からヘッダカバー３を取り付けることができる。あるいは、第一ヘッダ２ａに取り付けられるヘッダカバー３と同様に、側面側にヘッダカバー３を取り付けてもよい。図１０では、第二ヘッダ２ｂの側面２４にヘッダカバー３を取り付けた状態を示している。なお、本発明との関係において、第二ヘッダ２ｂのユニット分離体２２については、内管４１が取り付けられる側の壁面を第三壁面、また、これに軸方向に対向する壁面を第四壁面（後面）とする。【００５２】
このように構成された熱交換器１を製造する場合は、左右両側に第一ヘッダ２ａと第二ヘッダ２ｂのヘッダユニットを配置し、その状態で伝熱管４を凹部２８ａ、２８ｂに取り付けていく。このとき、外管４２については第一ヘッダ２ａの第一壁面２３の凹部２８ａに挿入し、その外管４２から突出する内管４１については、後面２６に設けられた凹部２８ｂおよび第二ヘッダ２ｂの凹部２８に挿入するとともに、第二ヘッダ２ｂの第三壁面に設けられた凹部にも挿入する。そして、このように同軸の伝熱管４を取り付けた状態で、他のユニット分離体２２を上面側から被せ、対向する凹部２８ａ、２８ｂで外管４２と内管４１を上下から挟み込む。そして、このように伝熱管４を挟み込んだ状態で接合部分をロウ付けして隙間を封止し、このようにロウ付けされたヘッダユニット２１を上下方向に複数積層して、第一ヘッダ２ａおよび第二ヘッダ２ｂの側面２４にヘッダカバー３を取り付けていく。【００５３】
このようにすれば、内管４１と外管４２とからなる伝熱管４をヘッダ２に取り付ける場合であっても、従来のように挿入穴に位置合わせして伝熱管４を挿入する必要がなくなり、極めて効率的に伝熱管４をヘッダ２に取り付けることができるようになる。【００５４】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。【００５５】
例えば、上記実施の形態では、一対のユニット分離体２２を上下に対向させて伝熱管４を挟み込ませるようにしたが、図１２に示すように、Ｕ字状の凹部２８を設けて伝熱管４を落とし込むとともに、その凹部２８の開放した部分については、長方形状をなす一枚の板材２１０を取り付けるようにしてもよい。【００５６】
また、上記実施の形態では、一対のユニット分離体２２で伝熱管４を上下から挟み込むようにしたが、これに限らず、伝熱管４を取り付けた後の隙間をロウ材５のみで穴埋めして伝熱管４を保持させようにしてもよい。【００５７】
さらに、上記実施の形態では、同軸の伝熱管４を用いる場合、外管４２として円形のものを用いるようにしたが、例えば、図１３に示すような断面矩形状のものも用いてもよい。特に、このように断面矩形状の外管４２を用いれば、二本の内管４１を内接させる場合に、その外管４２との壁面および隣接する内管４１とで三点支持させることができ、内管４１を安定させた状態で外管４２内に保持させることができるようになる。この断面矩形形状の外管４２の寸法は、外形の一辺の寸法が０．８ｍｍ〜２．０ｍｍ、厚みの寸法は、０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍ程度が好ましい。
【符号の説明】
【００５８】
１・・・熱交換器
２・・・ヘッダ
２ａ・・・第一ヘッダ
２ｂ・・・第二ヘッダ
２１・・・ヘッダユニット
２２・・・ユニット分離体
２３・・・第一壁面
２４・・・側面
２５・・・底面
２６・・・後面
２６ａ・・・第二壁面
２７・・・開口部
Ｓ・・・隙間空間
２８、２８ａ、２８ｂ・・・凹部
２９・・・開放部
３・・・ヘッダカバー
３１・・・流入口
３２・・・排出口
４・・・伝熱管
４１・・・内管
４２・・・外管
５・・・ロウ材
【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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【手続補正書】
【提出日】平成23年10月20日(2011.10.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二対のヘッダと、内管と外管とからなる伝熱管とからなり、当該内管と外管にそれぞれ流体を通して熱交換させる熱交換器において、
前記二対のヘッダを、
外管と内管の間に流体を通す一対の第一ヘッダと、内管に流体を通す一対の第二ヘッダとで構成し、
前記第一ヘッダを、
前記伝熱管の軸面と平行な面で分割された分割面を有する第一壁面と、当該第一壁面に対向する第二壁面で構成されるとともに、当該第一壁面の分割面に設けられ、外管の外周部に接するように形成された第一凹部と、当該第二壁面の分割面に設けられ、内管の外周部に接するように形成された第二凹部とを有するように構成するとともに、
当該第一凹部と外管との隙間、第二凹部と内管との隙間および分割面を封止する封止材を有するように構成したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記第二ヘッダは、前記内管の軸面と平行な面で分割された分割面を有する第三壁面と、当該第三壁面の分割面に設けられ、内管の外周部に接するように形成された第三凹部とを有するように構成するとともに、
第三凹部と内管との隙間および分割面を封止する封止材を有するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記伝熱管を、外管に内接する二本の内管を有するように構成し、外管の軸面、内管の軸面、前記第一壁面の分割面および前記第二壁面の分割面とを同一面としたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
すなわち、本発明は上記課題を解決するために、二対のヘッダと、内管と外管とからなる伝熱管とからなり、当該内管と外管にそれぞれ流体を通して熱交換させる熱交換器において、前記二対のヘッダを、外管と内管の間に流体を通す一対の第一ヘッダと、内管に流体を通す一対の第二ヘッダとから構成する。そして、前記第一ヘッダを、前記伝熱管の軸面と平行な面で分割された分割面を有する第一壁面と、当該第一壁面に対向する第二壁面で構成されるとともに、当該第一壁面の分割面に設けられ、外管の外周部に接するように形成された第一凹部と、当該第二壁面の分割面に設けられ、内管の外周部に接するように形成された第二凹部とを有するように構成するとともに、当該第一凹部と外管との隙間、第二凹部と内管との隙間および分割面を封止材で封止するように構成したものである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
このように構成すれば、凹部の上から伝熱管を取り付けて挟み込ませることができるため、挿入穴に軸方向から伝熱管を挿入する場合と比べて格段に作業効率を向上させることができる。また、多重管を用いた場合に、外管だけでなく内管についても同様に凹部で挟み込ませることができるため、外管や内管を軸方向から挿入穴に挿入する場合に比べて、格段に取り付けの作業効率を向上させることができるようになる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明によれば、二対のヘッダと、内管と外管とからなる伝熱管とからなり、当該内管と外管にそれぞれ流体を通して熱交換させる熱交換器において、前記二対のヘッダを、外管と内管の間に流体を通す一対の第一ヘッダと、内管に流体を通す一対の第二ヘッダとから構成する。そして、前記第一ヘッダを、前記伝熱管の軸面と平行な面で分割された分割面を有する第一壁面と、当該第一壁面に対向する第二壁面で構成されるとともに、当該第一壁面の分割面に設けられ、外管の外周部に接するように形成された第一凹部と、当該第二壁面の分割面に設けられ、内管の外周部に接するように形成された第二凹部とを有するように構成する。そして、当該第一凹部と外管との隙間、第二凹部と内管との隙間および分割面を封止材で封止するように構成したので、凹部の上から伝熱管を取り付けて挟み込ませることができ、挿入穴に軸方向から伝熱管を挿入する場合と比べて格段に作業効率を向上させることができる。また、多重管を用いた場合に、外管だけでなく内管についても同様に凹部で挟み込ませることができるため、外管や内管を軸方向から挿入穴に挿入する場合に比べて、格段に取り付けの作業効率を向上させることができるようになる。
【国際調査報告】
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