(57)【要約】【課題】単位体積当たりのチューブ存在率を高めて熱交換能力を向上できるとともに、小型化を実現した熱交換器および熱交換器の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】扁平状チューブ２と連通する冷媒流入側ヘッダタンク１３と、扁平状チューブ２と連通する冷媒流出側ヘッダタンク１４と、冷媒流入側ヘッダタンク１３と冷媒流出側ヘッダタンク１４との間に存在する扁平状チューブ２に形成された複数の折返し部３〜７、２０〜２３と、を備え、この複数の折返し部のうち、少なくとも一つの折返し部４において、この折返し部４に向かって冷媒が流入する上流側扁平状チューブ２４と、折返し部４から前記冷媒が流出する下流側扁平状チューブ２５との間隔は、折返し部４においてよりも折返し部４から中央寄りに離れた部位において小さい構成とした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を冷媒が流れる扁平状チューブ（２）と、
前記扁平状チューブ（２）の冷媒流入部（１８）に配される冷媒流入側ヘッダタンク（１３）と、
前記扁平状チューブ（２）の冷媒流出部（１９）に配される冷媒流出側ヘッダタンク（１４）と、
前記冷媒流入側ヘッダタンク（１３）と前記冷媒流出側ヘッダタンク（１４）との間の前記扁平状チューブ（２）に形成された複数の折返し部（３〜７、２０〜２３）と、を備え、
前記複数の折返し部（３〜７、２０〜２３）のうち、少なくとも一つの折返し部（４）において、前記折返し部（４）に向かって冷媒が流入する上流側扁平状チューブ（２４）と、前記折返し部（４）から前記冷媒が流出する下流側扁平状チューブ（２５）との間隔は、前記折返し部（４）においてよりも前記折返し部（４）から中央寄りに離れた部位において小さくしたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
内部を冷媒が流れる扁平状チューブ（２）と、
前記扁平状チューブ（２）の冷媒流入部（１８）に配される冷媒流入側ヘッダタンク（１３）と、
前記扁平状チューブ（２）の冷媒流出部（１９）に配される冷媒流出側ヘッダタンク（１４）と、
前記冷媒流入側ヘッダタンク（１３）と前記冷媒流出側ヘッダタンク（１４）との間の前記扁平状チューブ（２）に形成された複数の折返し部（３〜７、２０〜２３）と、を備え、
任意の折返し部に向かって前記冷媒が流入する上流側扁平状チューブ（２４）と、前記任意の折返し部から前記冷媒が流出する下流側扁平状チューブ（２５）との間隔は、前記任意の折返し部（４）においてよりも前記任意の折返し部（４）から中央寄りに離れた部位において小さくしたことを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
前記扁平状チューブ（２）は、前記折返し部（４）において略円形を形成するように折り返され、前記折返し部（４）から離れた部位における前記上流側扁平状チューブ（２４）と前記下流側扁平状チューブ（２５）とのピッチ寸法は、前記略円形の直径寸法よりも小さくしたことを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記上流側扁平状チューブ（２４）と、前記下流側扁平状チューブ（２５）との間隔は、前記折返し部（４）から離れるにしたがって小さくしたことを特徴とする請求項１、２、または３に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記扁平状チューブ（２Ａ）の内部に形成される流路は、冷媒流動方向に対して略垂直な長手方向に配列される複数の流路（５５、５６）から構成され、
前記複数の流路（５５、５６）は、隣り合う流路（５５、５６）の幅以上の所定間隔を設けて配設されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項６】
内部を冷媒が流れる扁平状チューブ（２）の冷媒流入部（１８）に配される冷媒流入側ヘッダタンク（１３）と、前記扁平状チューブ（２）の冷媒流出部（１９）に配される冷媒流出側ヘッダタンク（１４）とを備え、前記扁平状チューブ（２）が、前記冷媒流入側ヘッダタンク（１３）と前記冷媒流出側ヘッダタンク（１４）との間において複数回折り返されるように加工される熱交換器の製造方法であって、
前記扁平状チューブ（２）は、
少なくとも一つの折返し部（４）において、前記折返し部（４）に向かって冷媒が流入する上流側扁平状チューブ（２４）と、前記折返し部（４）から前記冷媒が流出する下流側扁平状チューブ（２５）との間隔が、
前記折返し部（４）においてよりも前記折返し部（４）から中央寄りに離れた部位において小さくなるように形成されることを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項７】
前記扁平状チューブ（２）は、前記折返し部（４）において略円形を形成するように折り返され、前記折返し部（４）から離れた部位における前記上流側扁平状チューブ（２４）と前記下流側扁平状チューブ（２５）とのピッチ寸法が、前記略円形の直径寸法よりも小さくなるように形成することを特徴とする請求項６に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項８】
前記扁平状チューブ（２）は、前記上流側扁平状チューブ（２４）と、前記下流側扁平状チューブ（２５）との間隔が前記折返し部（４）から離れるにしたがって小さくなるように形成したことを特徴とする請求項６または７に記載の熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍機または冷凍車などの庫内温度を低温に維持するために低温環境下で使用される熱交換器および熱交換器の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の熱交換器は、冷媒が内部に流れる扁平状チューブを略１８０度の角度を形成するように奇数回折り曲げ、前記扁平状チューブの端部が同一方向に配置されてヘッダタンクに集約されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４‐３８１０号公報（第１０図および第１２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来の熱交換器においては、略１８０度の角度を形成するように折り曲げられた扁平状チューブは、折り曲げられた部分に向かう上流側チューブと、折り曲げられた部分から離れる下流側チューブとが、Ｕ字状、すなわち、折り曲げ部分と同様の間隔を保ったまま、略平行となるように配設されているので、熱交換器を構成するために予め決められたスペース内を占めるチューブの体積が大きくなく、熱交換能力向上、小型化の面で課題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、単位体積当たりのチューブ存在率を高めることによって熱交換能力を向上できるとともに、小型化を実現した熱交換器および熱交換器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】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。
【０００６】
請求項１に記載の熱交換器の発明は、内部を冷媒が流れる扁平状チューブ（２）と、前記扁平状チューブ（２）の冷媒流入部（１８）に配される冷媒流入側ヘッダタンク（１３）と、前記扁平状チューブ（２）の冷媒流出部（１９）に配される冷媒流出側ヘッダタンク（１４）と、前記冷媒流入側ヘッダタンク（１３）と前記冷媒流出側ヘッダタンク（１４）との間の前記扁平状チューブ（２）に形成された複数の折返し部（３〜７、２０〜２３）と、を備え、前記複数の折返し部（３〜７、２０〜２３）のうち、少なくとも一つの折返し部（４）において、前記折返し部（４）に向かって冷媒が流入する上流側扁平状チューブ（２４）と、前記折返し部（４）から前記冷媒が流出する下流側扁平状チューブ（２５）との間隔は、前記折返し部（４）においてよりも前記折返し部（４）から中央寄りに離れた部位において小さくしたことを特徴とする。
【０００７】
この請求項１に記載の発明によれば、上流側扁平状チューブと、下流側扁平状チューブとの間隔は、前記折返し部においてよりも前記折返し部から中央寄りに離れた部位において小さくしたことにより、前記上流側扁平状チューブおよび前記下流側扁平状チューブが並ぶ方向について隣り合うチューブの間隔を小さくすることができるので、単位体積当たりのチューブ存在率が高くなって熱交換器の熱交換能力を向上できるとともに、熱交換器を小型化することもできる。
【０００８】
請求項２に記載の熱交換器の発明は、内部を冷媒が流れる扁平状チューブ（２）と、前記扁平状チューブ（２）の冷媒流入部（１８）に配される冷媒流入側ヘッダタンク（１３）と、前記扁平状チューブ（２）の冷媒流出部（１９）に配される冷媒流出側ヘッダタンク（１４）と、前記冷媒流入側ヘッダタンク（１３）と前記冷媒流出側ヘッダタンク（１４）との間の前記扁平状チューブ（２）に形成された複数の折返し部（３〜７、２０〜２３）と、を備え、任意の折返し部に向かって前記冷媒が流入する上流側扁平状チューブ（２４）と、前記任意の折返し部から前記冷媒が流出する下流側扁平状チューブ（２５）との間隔は、前記任意の折返し部（４）においてよりも前記任意の折返し部（４）から中央寄りに離れた部位において小さくしたことを特徴とする。
【０００９】
この請求項２に記載の発明によれば、任意の折返し部についての上流側扁平状チューブと下流側扁平状チューブとの間隔は、前記任意の折返し部においてよりも前記任意の折返し部から中央寄りに離れた部位において小さくしたことにより、扁平状チューブが並ぶ方向について隣り合うチューブの間隔をすべて小さくすることができるので、さらに単位体積当たりのチューブ存在率が高くなって熱交換器の熱交換能力が向上するとともに、さらに熱交換器の小型化を向上させることができる。
【００１０】
請求項３に記載の熱交換器の発明は、前記扁平状チューブ（２）は、前記折返し部（４）において略円形を形成するように折り返され、前記折返し部（４）から離れた部位における前記上流側扁平状チューブ（２４）と前記下流側扁平状チューブ（２５）とのピッチ寸法は、前記略円形の直径寸法よりも小さくしたことを特徴とする。
【００１１】
この請求項３に記載の発明によれば、折返し部における扁平状チューブの曲げ形状が略円形とすることにより、前記折返し部における冷媒の流動をスムーズにすることができる。また、前記略円形の直径寸法を扁平状チューブのチューブ素材を考慮した最小直径とした場合には、前記上流側扁平状チューブと前記下流側扁平状チューブとのピッチ寸法をさらに小さくできるので、熱交換能力の向上と、小型化の向上が図れる。
【００１２】
請求項４に記載の熱交換器の発明は、前記上流側扁平状チューブ（２４）と、前記下流側扁平状チューブ（２５）との間隔は、前記折返し部（４）から離れるにしたがって小さくしたことを特徴とする。
【００１３】
この請求項４に記載の発明によれば、前記上流側扁平状チューブと前記下流側扁平状チューブとの間隔をさらに小さくできるので、熱交換能力の向上と、小型化の向上が図れる。
【００１４】
請求項５に記載の熱交換器の発明は、前記扁平状チューブ（２Ａ）の内部に形成される流路は、冷媒流動方向に対して略垂直な長手方向に配列される複数の流路（５５、５６）から構成され、前記複数の流路（５５、５６）は、隣り合う流路（５５、５６）の幅以上の所定間隔を設けて配設されることを特徴とする。
【００１５】
この請求項５に記載の発明によれば、扁平状チューブ内の流路体積を小さくしたことにより、冷媒の流速が遅くなり、流量が少なくなるので、熱伝達率の向上による性能向上につながり、熱交換器を構成する扁平状チューブの段数が低減でき、また、家庭用冷凍機に有用な熱交換器が得られる。
【００１６】
請求項６に記載の熱交換器の製造方法に係る発明は、内部を冷媒が流れる扁平状チューブ（２）の冷媒流入部（１８）に配される冷媒流入側ヘッダタンク（１３）と、前記扁平状チューブ（２）の冷媒流出部（１９）に配される冷媒流出側ヘッダタンク（１４）とを備え、前記扁平状チューブ（２）が、前記冷媒流入側ヘッダタンク（１３）と前記冷媒流出側ヘッダタンク（１４）との間において複数回折り返されるように加工される熱交換器の製造方法であって、前記扁平状チューブ（２）は、少なくとも一つの折返し部（４）において、前記折返し部（４）に向かって冷媒が流入する上流側扁平状チューブ（２４）と、前記折返し部（４）から前記冷媒が流出する下流側扁平状チューブ（２５）との間隔が、前記折返し部（４）においてよりも前記折返し部（４）から中央寄りに離れた部位において小さくなるように形成されることを特徴とする。
【００１７】
この請求項６に記載の発明によれば、チューブをヘッダタンクに組み付ける工数を低減するとともに熱交換器も小型化することにより、製造コストを抑えた熱交換器の製造方法が得られる。
【００１８】
請求項７に記載の熱交換器の製造方法に係る発明は、前記扁平状チューブ（２）は、前記折返し部（４）において略円形を形成するように折り返され、前記折返し部（４）から離れた部位における前記上流側扁平状チューブ（２４）と前記下流側扁平状チューブ（２５）とのピッチ寸法が前記略円形の直径寸法よりも小さくなるように形成することを特徴とする。
【００１９】
この請求項７に記載の発明によれば、円柱形治具などを用いて扁平状チューブの曲げ加工を行うことにより、曲げ加工の品質が向上するとともに、製造工数も低減することができる。
【００２０】
請求項８に記載の熱交換器の製造方法に係る発明は、前記扁平状チューブ（２）は、前記上流側扁平状チューブ（２４）と、前記下流側扁平状チューブ（２５）との間隔が前記折返し部（４）から離れるにしたがって小さくなるように形成したことを特徴とする。
【００２１】
この請求項８に記載の発明によれば、扁平状チューブの曲げ加工は前記折り返し部において施すだけよいので、曲げ加工の工数が低減でき、製造コストを小さくすることができる。
【００２２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態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】
【００２３】
（第１実施形態）
本実施形態の熱交換器は、庫内温度を低温に維持するために低温環境下で使用される冷凍車や冷凍機などに用いられる、例えば、蒸発器であり、冷凍サイクル装置において重要な役割をなす構成部品に用いられる。以下に、本実施形態に係る熱交換器について説明する。図１は、本実施形態における熱交換器の構成を示す斜視図である。図２は、本実施形態の熱交換器の最上段に存在する扁平状チューブの構成を示す平面図である。図３は、本実施形態における熱交換器の構成を示す側面図である。
【００２４】
本実施形態の熱交換器３０は、内部を冷媒が流れる一群の扁平状チューブ１、８、９、１０、１１、１２と、この一群の扁平状チューブ１、８〜１２のそれぞれの一端部に設けられる冷媒流入部１８と連通して配置された冷媒流入側ヘッダタンク１３と、一群の扁平状チューブ１、８〜１２のそれぞれの他端部に設けられる冷媒流出部１９と連通して配置された冷媒流出側ヘッダタンク１４とから構成され、冷媒流入側ヘッダタンク１３と冷媒流出側ヘッダタンク１４との間を連結する扁平状チューブ２を折り返すことにより形成された複数の折返し部３〜７、２０〜２３とを備えている。そして、熱交換器３０は、この複数の折返し部３〜７、２０〜２３のうち、少なくとも一つの折返し部４において、折返し部４に向かって冷媒が流入する上流側扁平状チューブ２４と、折返し部４から前記冷媒が流出する下流側扁平状チューブ２５との間隔は、折返し部４においてよりも折返し部４から中央寄りに離れた部位において小さいことを特徴としている。つまり、折返し部４における間隔寸法Ｄ１よりも折返し部４から中央寄りに離れた部位における間隔寸法Ａ１の方が小さいということである。
【００２５】
一群の扁平状チューブ１は、扁平状チューブ２の一端側の冷媒流入部１８から他端側の冷媒流出部１９に至るまでの間に、９個の折返し部を形成するように、折返し部７、２３、６、２２、５、２１、４、２０、３が順に形成されている。
【００２６】
すべての折返し部を代表して折返し部４について説明すると、折返し部４に向かって冷媒が流入する上流側扁平状チューブ２４と、折返し部４から前記冷媒が流出する下流側扁平状チューブ２５との間隔は、折返し部４においてはＤ１であり、この折返し部４から熱交換器の横幅方向に中央部よりに離れた部位においては、その間隔寸法はＡ１に小さくなるように構成する（Ｄ１＞Ａ１）。そして、折返し部４よりも下流側に形成される折返し部３と、折返し部４の上流側に形成される折返し部５は、その外面をできるだけ近接するように配置する。その他の折返し部についても、折返し部４と同様に上流側扁平状チューブと下流側扁平状チューブの間隔を構成し、隣り合う折返し部同士はできるだけ近接するように配置する構成とする。なお、隣り合う折返し部の外面を接触させる構成を採用した場合でも、チューブ同士の接触面積が非常に小さいため着霜の問題は小さいと考えられ、一方で、熱交換器の冷媒流動方向と略垂直な方向の長さ寸法を最小に抑えることができるという効果を奏することになる。
【００２７】
この熱交換器３０が家庭用冷凍機などの小型冷凍機の蒸発器として使用されるものである場合には、熱交換器３０のチューブ部分の横幅寸法は２１０〜２４０ｍｍ程度、チューブ部分の高さ寸法は１５０ｍｍ程度、チューブ部分の奥行き寸法は７０ｍｍ程度の大きさである。
【００２８】
熱交換器内へ冷媒が流入する冷媒流入部１８と冷媒が流出する冷媒流出部１９は、それぞれの冷媒流入側ヘッダタンク１３と冷媒流出側ヘッダタンク１４の内部において、開口するように設けられている。そして、冷媒流入部１８には、冷凍サイクル内の減圧装置で減圧された低圧の気液二相冷媒が流入し、この冷媒は、一群の扁平状チューブ１内で蒸発し空気を冷却するととともに、冷媒流出部１９から冷媒流出側ヘッダタンク１４を介してアキュムレータ１７へ向けて流出される。
【００２９】
冷媒流入側ヘッダタンク１３には、冷凍サイクル装置内を流れる冷媒がディストリビュータ１５、１６を介して流入することになる複数の流入配管が接続され、これらの流入配管は一群の扁平状チューブ１、８〜１２のそれぞれに対して前記冷媒がほぼ均等に流入するように冷媒流入側ヘッダタンク１３に６本接続されている。また、冷媒流入側ヘッダタンク１３は、所定段数（本実施形態においては６段）積層されたすべて一群の扁平状チューブ１、８、９、１０、１１、および１２の内部に連通可能な程度の高さ寸法を有し、同様に、冷媒流出側ヘッダタンク１４は、所定段数（本実施形態においては６段）積層されたすべて一群の扁平状チューブ１、８、９、１０、１１、および１２のすべての内部に連通可能な程度の高さ寸法を有している。
【００３０】
一方、冷媒流出側ヘッダタンク１４には、一群の扁平状チューブ１、８〜１２の各冷媒流出部が内部に位置するように一群の扁平状チューブすべてが接続される開口が設けられ、この開口に挿入されたすべての扁平状チューブは、冷媒流出側ヘッダタンク１４にろう付けされることで固定される。また、冷媒流出側ヘッダタンク１４の下部には、扁平状チューブ２内から流出した冷媒をアキュムレータ１７へ送る流出配管が接続され、この流出配管より上部には、他の配管が接続され、両配管は冷凍サイクル装置の圧縮機吸入部と連通している。
【００３１】
この扁平状チューブ２は、扁平形状であり、その扁平形状の主面は上下に配され、この主面は、扁平状チューブ２内を通る冷媒の蒸発潜熱により冷却される空気の通過する方向とほぼ平行に配置されている。言い換えれば、扁平状チューブ２は、その扁平形状の主面を、空気の通過する方向とほぼ平行に配置されている。扁平状チューブ２は、排水性に配慮して、その扁平形状の主面を重力方向の上下方向にほぼ一致させて配置されている。
【００３２】
折り返されて形成される隣り合う扁平状チューブ２の間には、それらのほぼ全長に渡って所定の隙間が設けられている。冷媒流動方向に略垂直な方向において隣り合う扁平状チューブ２の間の隙間は、熱交換器の長手方向に沿って延びる延在部において確保される。すなわち、熱交換器としての短手方向に関して、扁平状チューブ２の間には所定の隙間が確保されている。これらの隙間は、被熱交換媒体としての空気が通過するためのものである。また、これらの隙間には、チューブへの着霜を低減するためにフィンを装着しない構成しているが、この隙間にフィンが配置される構成としてもよい。
【００３３】
扁平状チューブ２は、その両端を冷媒流入側ヘッダタンク１３、冷媒流出側ヘッダタンク１４のそれぞれに差し込む形態であり、ろう付けなどにより固定されている。
【００３４】
扁平状チューブ２は、その断面の長径方向両端部に曲線形状を形成した曲面部と、断面の長径方向両端部を結ぶ互いに平行な線分を形成した側壁面とを備えた扁平形状であり、ファン（図示せず）などにより強制的に送られる空気が前記側壁面に沿うように通風することで、空気と扁平状チューブ２との間で熱交換が行われる。
【００３５】
そして、扁平状チューブ２の断面形状は、一例として、扁平形状の短径方向寸法が約２ｍｍ、長径方向寸法が約２４ｍｍの非常に細長い形状であり、一群の扁平状チューブ２、２Ａは着霜を防止するために扁平形状の短径方向にチューブピッチ約６ｍｍの寸法で並ぶように配設され、隣り合うチューブとの間に空気通風路が形成されている。
【００３６】
また、図３に示すように、一群の扁平状チューブ１、９、および１１における各扁平状チューブ２の空気通風方向の中心線が、空気通風方向に隣り合う一群の扁平状チューブ８、１０、および１２を構成する各チューブ間のピッチの中間線の延長上に略一致するように、空気通風方向に隣り合う一群の扁平状チューブを交互に奥行き方向にずらして配列することが望ましい。
【００３７】
所定段数（本実施形態においては６段）積層された一群の扁平状チューブは、空気通風方向に所定間隔設けて配列されるとともに、空気通風方向に隣り合う一群の扁平状チューブは空気流通方向に対して所定距離分ずらした位置に配列される。すなわち、一群の扁平状チューブ１、９、および１１は、その積層方向（空気通風方向）について同じ位置になるように配置され、一群の扁平状チューブ８、１０、および１２は、その積層方向（空気通風方向）について、一群の扁平状チューブ１、９、および１１よりも前記ずらした分だけ低い位置になるように配置される。
【００３８】
各折返し部では、過剰な急角度での曲げを防止するために、所定の半径をもった１８０度以上の円弧状の曲げ部を形成している。この折返し部を構成する円弧の直径は、チューブの材質、肉厚、外径寸法などを考慮した最小曲げ直径寸法とすることが望ましい。
【００３９】
熱交換器３０は、全体として扁平な直方体形状を呈する。扁平状チューブ２は、熱交換器３０の長手方向に沿って主として延びており、熱交換器３０の長手方向の端部において短手方向へ曲げられ、１８０度その延在方向を転換して配置される。扁平状チューブ２は、９箇所において１８０度その延在方向を転回しており、全体としてほぼＷ字状あるいは３字状と呼びうる形状を呈する。
【００４０】
以下に、本実施形態の熱交換器を製造する工程について説明する。図４は、本実施形態における扁平状チューブの折返し部を加工する作業を示す部分平面図である。
【００４１】
まず、一群の扁平状チューブ１を形成するために、１本の扁平状チューブ２を所定の折返し部の個数（本実施の形態では９個）、所定の横幅長さ（熱交換器の長手方向長さ）となるように折り曲げる工程を行う。一群の扁平状チューブ１のそれぞれの折返し部は、例えば、図４に示すように、所定位置に固定された第一治具４０、および第二治具４２、４４を用いて所定の形状に加工される。第一治具４０は、直径φＤ１の円筒であり、少なくとも扁平状チューブ２断面の長径方向長さ以上の高さを有している。また、第二治具４２と４４も少なくとも扁平状チューブ２断面の長径方向長さ以上の高さを有した円筒である。
【００４２】
具体的には、扁平状チューブ２に張力を加えて第一治具４０の外面に沿うような形状に折返し部４を形成し、第一治具４０の外周縁からその中心を離すように第二治具４２と第二治具４４を所定間隔離し、第二治具４４は上流側扁平状チューブ２４の外面に押し当て、第二治具４２は下流側扁平状チューブ２５の外面に押し当てる。このとき、第一治具４０の中心を通る線４１について対称となるように配置する第二治具４２と第二治具４４の位置は、第二治具４２と４４とによって内側に向かって押し狭められる上流側扁平状チューブ２４と下流側扁平状チューブ２５との間隔寸法Ａ１が、略円形の折返し部４の内径寸法φＤ１より小さくなるように設定するものとする。なお、他の折返し部３、５、６、７、２０〜２３についても、折返し部４と同様の折り曲げ加工を行う。このようにして、折返し部に向かって冷媒が流入する上流側扁平状チューブと、前記折返し部から冷媒が流出する下流側扁平状チューブとの間隔は、前記折返し部においてよりも前記折返し部から熱交換器３０の中央寄りに離れた部位において小さくなるような構成を有する一群の扁平状チューブ１が製造される（以上、チューブ折り曲げ工程）。
【００４３】
また、このチューブ折り曲げ工程は、空気通風方向に配置する所定段数の一群の扁平状チューブ（本実施の形態では６段）と同じ個数分実施する。第一治具４０および第二治具４２、４４は、チューブがアルミまたは銅でできていることを考慮して鉄、炭素鋼などのチューブの材質よりも硬い材料で作成する。また、チューブの折り曲げ作業は、プレス機械を用いるのが一般的であるが、人力で行うこともできる。第一治具４０および第二治具４２、４４を構成する円筒の高さが、一定以上であれば、一度に複数本のチューブを成形することができる。
【００４４】
次に、前記チューブ折り曲げ工程で作成した一群の扁平状チューブの冷媒流入部１８と冷媒流入側ヘッダタンク１３の内部とを連通させるように一群の扁平状チューブと冷媒流入側ヘッダタンク１３を接続するとともに、前記一群の扁平状チューブの冷媒流出部１９と冷媒流出側ヘッダタンク１４の内部とを連通させるように一群の扁平状チューブと冷媒流出側ヘッダタンク１４を接続する。この接続作業は、熱交換器３０を構成する一群の扁平状チューブのすべてについて実施する（以上、タンクおよびチューブの接続工程）。
【００４５】
なお、両ヘッダタンクに接続される一群の扁平状チューブのそれぞれの位置関係は、以下のようになる。それぞれの一群の扁平状チューブは、空気通風方向に所定間隔設けて配列するとともに、空気通風方向に隣り合う一群の扁平状チューブは空気流通方向に対して所定距離分ずらした位置に配列する。すなわち、一群の扁平状チューブ１、９、および１１は、その積層方向（空気通風方向）について同じ位置になるように配置し、一群の扁平状チューブ８、１０、および１２は、その積層方向（空気通風方向）について一群の扁平状チューブ１、９、および１１よりも前記ずらした分だけ低い位置になるように配置する。
【００４６】
次に、それぞれの一群の扁平状チューブの冷媒流入部に連通する複数の配管が接続されたディストリビュータ１５、１６と、冷媒流入側ヘッダタンク１３とを接続する工程、およびそれぞれの一群の扁平状チューブの冷媒流出部に連通する配管が接続されたアキュムレータ１７と、冷媒流出側ヘッダタンク１４とを接続する工程、を実施する（以上、配管接続工程）。
【００４７】
この後、各部品が相互に接続された熱交換器３０を炉の中に入れて全体をろう付けすることにより、各部品のろう付けによる固定が行われ、熱交換器３０がコアを製造する（以上、ろう付け工程）。なお、結合部に施されるろう材は、結合部材の材質を考慮して当該材質よりも低い融点を有する適切な金属材料を用いる。
【００４８】
以上のチューブ折り曲げ工程、タンクおよびチューブの接続工程、配管接続工程、ろう付け工程を実施することにより、本実施形態の熱交換器３０が製造されることとなる。
【００４９】
このように本実施形態の熱交換器によれば、扁平状チューブ２と、この扁平状チューブ２の冷媒流入部１８に配される冷媒流入側ヘッダタンク１３と、扁平状チューブ２の冷媒流出部１９に配される冷媒流出側ヘッダタンク１４と、冷媒流入側ヘッダタンク１３と冷媒流出側ヘッダタンク１４との間に存在する扁平状チューブ２に形成された複数の折返し部３〜７、２０〜２３とを備え、複数の折返し部３〜７、２０〜２３のうち、少なくとも一つの折返し部４において、折返し部４に向かって冷媒が流入する上流側扁平状チューブ２４と、折返し部４から前記冷媒が流出する下流側扁平状チューブ２５との間隔は、折返し部４においての間隔Ｄ１よりも折返し部４から中央寄りに離れた部位においての間隔Ａ１の方が小さくしたので、上流側扁平状チューブ２４および下流側扁平状チューブ２５が並ぶ方向について隣り合うチューブの間隔を小さくすることができるため、単位体積当たりのチューブ存在率が高くなって熱交換器の熱交換能力を向上できるとともに、熱交換器を小型化することもできる。また、このような形状に扁平状チューブを形成して配置することにより、熱交換器３０の奥行き方向長さＸを着霜の問題が起きない程度の最小長さに構成することができ、小型で熱交換能力の高い熱交換器を提供することができる。特に、家庭用の小型冷凍機に適用することときには有用である。
【００５０】
また、任意の折返し部に向かって冷媒が流入する上流側扁平状チューブと、前記任意の折返し部から前記冷媒が流出する下流側扁平状チューブとの間隔は、前記任意の折返し部においてよりも前記任意の折返し部から中央寄りに離れた部位において小さくした場合には、扁平状チューブが並ぶ方向について隣り合うチューブの間隔をすべて小さくすることができるので、さらに単位体積当たりのチューブ存在率が高くなって熱交換器の熱交換能力が向上するとともに、さらに熱交換器の小型化を向上させることができる。
【００５１】
また、扁平状チューブ２は、折返し部４において略円形を形成するように折り返され、折返し部４から離れた部位における上流側扁平状チューブ２４と下流側扁平状チューブ２５とのピッチ寸法は、前記略円形の直径寸法よりも小さくした場合には、折返し部における扁平状チューブの曲げ形状が略円形とすることにより、前記折返し部における冷媒の流動をスムーズにすることができる。また、前記略円形の直径寸法を扁平状チューブのチューブ素材を考慮した最小直径とした場合には、上流側扁平状チューブと下流側扁平状チューブとのピッチ寸法をさらに小さくできるので、熱交換能力の向上と、小型化の向上が図れる。
【００５２】
また、本実施形態の熱交換器の製造方法によれば、扁平状チューブ２は、少なくとも一つの折返し部４において、折返し部４に向かって冷媒が流入する上流側扁平状チューブ２４と、折返し部４から前記冷媒が流出する下流側扁平状チューブ２５との間隔が、前記折返し部４においてよりも前記折返し部４から中央寄りに離れた部位において小さくなるように形成されるチューブ折り曲げ工程を有するので、チューブをヘッダタンクに組み付ける工数を低減するとともに熱交換器も小型化することにより、製造コストを抑えた熱交換器の製造方法が得られる。
【００５３】
また、扁平状チューブ２は、折返し部４において略円形を形成するように折り返され、折返し部４から離れた部位における上流側扁平状チューブ２４と下流側扁平状チューブ２５とのピッチ寸法が前記略円形の直径寸法よりも小さくなるように形成するチューブ折り曲げ工程とした場合には、円柱形治具などを用いて扁平状チューブの曲げ加工を行うことにより、曲げ加工の品質が向上するとともに、製造工数も低減することができる。
【００５４】
このような熱交換器の製造方法を実施することにより、ろう付けに要する工数の削減や作業性の向上を実現することができるとともに、さらなる組立作業性の向上と製品品質の向上を実現することができる熱交換器が得られる。
【００５５】
（第２実施形態）
本実施形態の熱交換器は、熱交換器を構成する一群の扁平状チューブにおける扁平状チューブの形態が、第１実施形態の扁平状チューブの形態と異なっており、上流側扁平状チューブ２６と下流側扁平状チューブ２７との間の間隔が、両チューブの間に介在する折返し部３６から離れるにしたがって小さくなるように形成したことを特徴としている。
【００５６】
図５は、本実施形態における熱交換器の扁平状チューブの構成を示す平面図である。図５に示すように、一群の扁平状チューブは、扁平状チューブ２の一端側の冷媒流入部１８Ａから他端側の冷媒流出部１９Ａに至るまでの間に、７個の折返し部を形成するように、折返し部３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７が順に形成されている。各折返し部は、前述の図４に示す第一治具４０と同様の治具を用いて略円形に形成されるものとする。
【００５７】
折返し部３１〜３８を代表して折返し部３６について説明すると、折返し部３６に向かって冷媒が流入する上流側扁平状チューブ２６と、折返し部３６から前記冷媒が流出する下流側扁平状チューブ２７との間隔は、折返し部３６においてはＤ２であり、この折返し部３６から熱交換器の横幅方向に離れるにしたがって、その間隔寸法はＢ２、Ａ２と順に小さくなるように構成する（Ｄ２＞Ｂ２＞Ａ２）。そして、折返し部３６よりも下流側に形成される折返し部３７と、折返し部３６の上流側に形成される折返し部３７は、その外面をできるだけ近接するように配置する。その他の折返し部３１〜３５、３７、および３８についても、折返し部３６と同様に、上流側扁平状チューブと下流側扁平状チューブの間隔を構成し、隣り合う折返し部はできるだけ近接するように配置するものとする。なお、隣り合う折返し部の外面を接触させる構成とした場合には、チューブ同士の接触面積が非常に小さいため着霜の問題は小さいと考えられ、一方で、熱交換器の冷媒流動方向と略垂直な方向の長さ寸法を最小に抑えることができるという効果が大きい。
【００５８】
このように構成した一群の扁平状チューブは、第１実施形態の熱交換器３０と同様に、空気流通方向に所定段分が積層されて、両ヘッダタンクを接続するとともに、製品全体を炉中ろう付けする工程を実施することにより、熱交換器が製造されることになる。
【００５９】
なお、折返し部の個数を奇数個となるように扁平状チューブを折り曲げた場合には、冷媒流入部１８Ａと冷媒流出部１９Ａは熱交換器の横幅方向の同一側に存在することになり、折返し部の個数を偶数個となるように扁平状チューブを折り曲げた場合には、冷媒流入部１８Ａと冷媒流出部１９Ａは、熱交換器の横幅方向の両側に、すなわち、互いに対角線上に対向するように存在することになる。
【００６０】
次に、本実施形態および第１実施形態における扁平状チューブの内部構成について説明する。図６は、第１および第２実施形態における扁平状チューブの内部構成を示す断面図である。図７は、小型熱交換器に使用した場合における本実施形態の扁平状チューブの内部構成を示す断面図である。
【００６１】
図６に示す扁平状チューブ２の内部構成は、その断面長径方向において、一方側から流路５０、仕切り部５１、流路５２、仕切り部５３、流路５４と順に配置するように、流路と仕切り部を交互に配置する構成とする。この流路と仕切り部を交互に配置する構成は、扁平状チューブ２断面の長径方向全体にわたって備えられている。
【００６２】
また、他の扁平状チューブ２Ａの内部構成は、図７に示すような構成である。この内部構成も、扁平状チューブ断面の長径方向において、一方側から流路５５、仕切り部５６、流路５７と順に配置するように、流路と仕切り部を交互に配置する構成としているが、この仕切り部５６の長径方向の幅は、長径方向について隣接する流路の幅以上であることを特徴としている。
【００６３】
このように本実施形態の熱交換器によれば、上流側扁平状チューブ２４と、下流側扁平状チューブ２５との間隔は、折返し部４から離れるにしたがって小さくしたので、上流側扁平状チューブと下流側扁平状チューブとの間隔をさらに小さくできることになり、熱交換能力の向上と、小型化の向上が図れる。
【００６４】
また、扁平状チューブ２Ａの内部に形成される流路は、冷媒流動方向に対して略垂直な長手方向に配列される複数の流路５５、５６から構成され、この複数の流路５５、５６は、隣り合う流路５５、５６の幅以上の所定間隔を設けて配設された場合には、扁平状チューブ内の流路体積を小さくしたことにより、冷媒の流速が遅くなり、流量が少なくなるので、熱伝達率の向上による性能向上につながり、熱交換器を構成する扁平状チューブの段数が低減でき、また、家庭用冷凍機に有用な熱交換器が得られる。
【００６５】
また、本実施形態の熱交換器の製造方法によれば、扁平状チューブ２は、上流側扁平状チューブ２４と、下流側扁平状チューブ２５との間隔が折返し部４から離れるにしたがって小さくなるように形成したチューブ折り曲げ工程とした場合には、扁平状チューブの曲げ加工は前記折り返し部において施すだけでよいので、曲げ加工の工数が低減でき、製造コストを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第１実施形態における熱交換器の構成を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態における熱交換器の最上段に存在する扁平状チューブの構成を示す平面図である。
【図３】第１実施形態における熱交換器の構成を示す側面図である。
【図４】第１実施形態における扁平状チューブの折返し部を加工する作業を示す部分平面図である。
【図５】第２実施形態における熱交換器の扁平状チューブの構成を示す平面図である。
【図６】第１および第２実施形態における扁平状チューブの内部構成を示す断面図である。
【図７】第１および第２実施形態の熱交換器を小型熱交換器に使用した場合における扁平状チューブの内部構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
２、２Ａ      扁平状チューブ
３〜７        折返し部
１３          冷媒流入側ヘッダタンク
１４          冷媒流出側ヘッダタンク
１８          冷媒流入部
１９          冷媒流出部
２０〜２３    折返し部
２４          上流側扁平状チューブ
２５          下流側扁平状チューブ
５５、５６    流路
【図１】
2006317080.tif 000003
【図２】
2006317080.tif 000004
【図３】
2006317080.tif 000005
【図４】
2006317080.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2006317080.tif 000009