(57)【要約】【課題】熱交換チューブによって構成された熱交換器の性能を向上させるための技術を提供する。【解決手段】熱交換器（１）は、複数の扁平な熱交換チューブ（２）を有する。熱交換チューブ（２）は、第１流体が流れる内部流路（３）を有する。複数の熱交換チューブ（２）は、隣り合う熱交換チューブ（２）の間に第１流体と熱交換するべき第２流体が流れる外部流路（８）が形成されるように並べられている。複数の熱交換チューブ（２）は、内部流路（３）の入口（３ａ）及び出口（３ｂ）において互いに接合されている。隣り合う１組の熱交換チューブ（２）の一方が他方に対して、複数の熱交換チューブ（２）の並び方向に垂直な方向にオフセットしている。【選択図】図２Ｃ
2015232435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流体が流れる内部流路をそれぞれ有する複数の扁平な熱交換チューブと、
隣り合う前記熱交換チューブの間に位置し、前記第１流体と熱交換する第２流体が流れる複数の外部流路と、
を備え、
前記複数の熱交換チューブは、前記内部流路の入口及び出口において互いに接合されており、
隣り合う１組の前記熱交換チューブの一方が他方に対して、前記複数の熱交換チューブの並び方向に対して垂直な方向にオフセットしており、
前記熱交換チューブは、互いに貼り合わされた第１板材及び第２板材を含み、
前記第１板材の外部表面を第１主面、前記第２板材の外部表面を第２主面と定義したとき、
前記第１板材は、隣り合う前記熱交換チューブを互いに接合するための部分として、前記第１主面に位置する第１入口接合部と、前記第１主面に位置する第１出口接合部とを有し、
前記第２板材は、隣り合う前記熱交換チューブを互いに接合するための部分として、前記第２主面に位置する第２入口接合部と、前記第２主面に位置する第２出口接合部とを有し、
前記第１入口接合部及び前記第１出口接合部は、前記熱交換チューブの縁に相対的に近い位置にあり、前記第２入口接合部及び前記第２出口接合部は、前記熱交換チューブの前記縁から相対的に遠い位置にある、熱交換器。
【請求項２】
前記複数の熱交換チューブは、複数の第１熱交換チューブ及び複数の第２熱交換チューブを含み、
前記第１熱交換チューブの構造が前記第２熱交換チューブの構造と異なり、
前記第１熱交換チューブと前記第２熱交換チューブとが前記並び方向において隣り合っている、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記第１熱交換チューブは、互いに貼り合わされた第１板材及び第２板材を含み、
前記第１板材の外部表面を第１主面、前記第２板材の外部表面を第２主面と定義したとき、
前記第１板材は、隣り合う前記熱交換チューブを互いに接合するための部分として、前記第１主面に位置する第１入口接合部と、前記第１主面に位置する第１出口接合部とを有し、
前記第２板材は、隣り合う前記熱交換チューブを互いに接合するための部分として、前記第２主面に位置する第２入口接合部と、前記第２主面に位置する第２出口接合部とを有し、
前記第１入口接合部及び前記第１出口接合部は、前記第１熱交換チューブの縁に相対的に近い位置にあり、前記第２入口接合部及び前記第２出口接合部は、前記第１熱交換チューブの前記縁から相対的に遠い位置にあり、
前記第２熱交換チューブは、互いに貼り合わされた第３板材及び第４板材を含み、
前記第３板材の外部表面を第３主面、前記第４板材の外部表面を第４主面と定義したとき、
前記第３板材は、隣り合う前記熱交換チューブを互いに接合するための部分として、前記第３主面に位置する第３入口接合部と、前記第３主面に位置する第３出口接合部とを有し、
前記第４板材は、隣り合う前記熱交換チューブを互いに接合するための部分として、前記第４主面に位置する第４入口接合部と、前記第４主面に位置する第４出口接合部とを有し、
前記複数の熱交換チューブの前記並び方向に対して垂直な面内において、前記第３入口接合部の位置及び前記第３出口接合部の位置は、それぞれ、前記第４入口接合部の位置及び前記第４出口接合部の位置に一致している、請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記第３板材は、前記第４板材と同一の形状を持った部材である、請求項３に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記第３板材及び前記第４板材から選ばれる少なくとも１つは、前記第１板材又は前記第２板材と同一の形状を持った部材である、請求項３又は４に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記内部流路は、前記熱交換チューブの特定の列方向に延びている複数のセグメントを有し、
前記熱交換チューブは、（i）前記熱交換チューブの厚さ方向の両側に突出し、前記内部流路の前記セグメントをそれぞれ規定している複数の流路部と、（ii）前記列方向に対して垂直な幅方向において隣り合う前記流路部と前記流路部との間に位置し、前記列方向に沿って前記内部流路の前記セグメントと前記セグメントとを互いに隔てている薄肉部と、をさらに有し、
前記列方向に対して垂直な断面において、隣り合う１組の前記熱交換チューブから選ばれる一方の前記熱交換チューブの前記流路部が前記外部流路を介して他方の前記熱交換チューブの前記薄肉部に向かい合い、かつ他方の前記熱交換チューブの前記流路部が前記外部流路を介して一方の前記熱交換チューブの前記薄肉部に向かい合っており、
一方の前記熱交換チューブの前記複数の流路部と他方の前記熱交換チューブの前記複数の流路部とが前記幅方向において千鳥状に配列している、請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項７】
回転軸と、前記回転軸に固定された翼車とを備え、前記翼車の回転により前記回転軸の円周方向に向けて前記第２流体を送り出す送風機と、
前記回転軸に対して垂直な面内において、前記送風機の周囲に配置された請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱交換器と、を備え、
前記複数の外部流路のそれぞれは、前記回転軸から見たときに、前記外部流路の下流側が前記外部流路の上流側よりも前記回転軸の回転方向における前方に位置する、熱交換ユニット。
【請求項８】
第１流体が流れる内部流路をそれぞれ有する複数の扁平な熱交換チューブと、
隣り合う前記熱交換チューブの間に位置し、前記第１流体と熱交換する第２流体が流れる複数の外部流路と、
を備え、
前記複数の熱交換チューブは、前記内部流路の入口及び出口において互いに接合されており、
隣り合う１組の前記熱交換チューブの一方が他方に対して、前記複数の熱交換チューブの並び方向に対して垂直な方向にオフセットしており、
前記熱交換チューブは、互いに貼り合わされた第１板材及び第２板材を含み、
前記第１板材の外部表面を第１主面、前記第２板材の外部表面を第２主面と定義したとき、
前記第１板材は、隣り合う前記熱交換チューブを互いに接合するための部分として、前記第１主面に設けられた第１接合部を有し、
前記第２板材は、隣り合う前記熱交換チューブを互いに接合するための部分として、前記第２主面に設けられた第２接合部を有し、
前記第１接合部及び前記第２接合部が接合する接合面は、前記複数の熱交換チューブの前記並び方向に対して垂直な方向に対して傾斜しており、
前記第１接合部の軸及び前記第２接合部の軸は、前記複数の熱交換チューブの前記並び方向に対して傾斜している、熱交換器。
【請求項９】
前記内部流路は、前記熱交換チューブの特定の列方向に延びている複数のセグメントを有し、
前記熱交換チューブは、（i）前記熱交換チューブの厚さ方向の両側に突出し、前記内部流路の前記セグメントをそれぞれ規定している複数の流路部と、（ii）前記列方向に対して垂直な幅方向において隣り合う前記流路部と前記流路部との間に位置し、前記列方向に沿って前記内部流路の前記セグメントと前記セグメントとを互いに隔てている薄肉部と、をさらに有し、
前記列方向に対して垂直な断面において、隣り合う１組の前記熱交換チューブから選ばれる一方の前記熱交換チューブの前記流路部が前記外部流路を介して他方の前記熱交換チューブの前記薄肉部に向かい合い、かつ他方の前記熱交換チューブの前記流路部が前記外部流路を介して一方の前記熱交換チューブの前記薄肉部に向かい合っており、
一方の前記熱交換チューブの前記複数の流路部と他方の前記熱交換チューブの前記複数の流路部とが前記幅方向において千鳥状に配列している、請求項８に記載の熱交換器。
【請求項１０】
回転軸と、前記回転軸に固定された翼車とを備え、前記翼車の回転により前記回転軸の円周方向に向けて前記第２流体を送り出す送風機と、
前記回転軸に対して垂直な面内において、前記送風機の周囲に配置された請求項８又は９に記載の熱交換器と、を備え、
前記複数の外部流路のそれぞれは、前記回転軸から見たときに、前記外部流路の下流側が前記外部流路の上流側よりも前記回転軸の回転方向における前方に位置する、熱交換ユニット。
【請求項１１】
第１流体が流れる内部流路をそれぞれ有する複数の扁平な熱交換チューブと、
隣り合う前記熱交換チューブの間に位置し、前記第１流体と熱交換する第２流体が流れる複数の外部流路と、
を備え、
前記複数の熱交換チューブは、前記内部流路の入口及び出口において互いに接合されており、
隣り合う１組の前記熱交換チューブの一方が他方に対して、前記複数の熱交換チューブの並び方向に対して垂直な方向にオフセットしており、
前記複数の熱交換チューブは、扇状に並べられており、
前記複数の外部流路が放射状に延びている、熱交換器。
【請求項１２】
前記熱交換チューブは、互いに貼り合わされた１組の板材を含み、
前記板材の主面には、前記内部流路の入口及び出口が開口しており、
前記熱交換器は、隣り合う前記熱交換チューブを前記内部流路の前記入口又は前記出口において接合するために、隣り合う前記熱交換チューブの前記内部流路の前記入口の間又は前記出口の間に配置された連結部材をさらに備え、
前記連結部材は、扁平な環状の部材であり、
前記外部流路の上流側から下流側に向かって、前記連結部材の厚さが連続的に増加している、請求項１１に記載の熱交換器。
【請求項１３】
前記連結部材は、くさび形の断面を有する部材である、請求項１２に記載の熱交換器。
【請求項１４】
隣り合う１組の前記熱交換チューブの一方と前記連結部材との間の連結面を第１連結面、隣り合う１組の前記熱交換チューブの他方と前記連結部材との間の連結面を第２連結面と定義したとき、
前記第１連結面は、前記第２連結面に対して傾斜している、請求項１２又は１３に記載の熱交換器。
【請求項１５】
前記連結部材は、前記外部流路の下流側に向かって突出する板状の突出部を有する、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１６】
隣り合う前記熱交換チューブの間には、複数の前記連結部材の積層体が配置されている、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１７】
前記連結部材を第１連結部材と定義したとき、
前記熱交換器は、前記第１連結部材の形状とは異なる形状を有する第２連結部材をさらに備えた、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１８】
前記内部流路は、前記熱交換チューブの特定の列方向に延びている複数のセグメントを有し、かつ、前記入口から前記出口への途中で前記第１流体の流れ方向が反転している蛇行流路である、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項１９】
前記熱交換チューブは、隣り合う前記セグメントの間に設けられ、隣り合う前記セグメントの間の熱移動を阻害する阻害構造をさらに有する、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項２０】
回転軸と、前記回転軸に固定された翼車とを備え、前記翼車の回転により前記回転軸の円周方向に向けて前記第２流体を送り出す送風機と、
前記回転軸と垂直な面内において、前記送風機の周囲に配置された請求項１１〜１９のいずれか１項に記載の熱交換器と、を備え、
前記複数の外部流路のそれぞれは、前記回転軸から見たときに、前記外部流路の下流側が前記外部流路の上流側よりも前記回転軸の回転方向における前方に位置する、熱交換ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、熱交換器及び熱交換ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１３に示すように、特許文献１には、複数の熱交換チューブ１０２を有する熱交換器１０１が開示されている。熱交換チューブ１０２は、１枚の板材を曲げ加工することによって形成されており、中央部１０２Ａ、拡幅部１０２Ｂ及び拡幅部１０２Ｃを有する。中央部１０２Ａは、扁平かつ管状である。拡幅部１０２Ｂ及び拡幅部１０２Ｃは、熱交換チューブ１０２の両端において、中央部１０２Ａの２〜４倍程度の厚さで開口している。隣り合う熱交換チューブ１０２の間に外部流路が形成されている。特許文献１には、熱交換チューブ１０２が蛇行した冷媒流路を有していてもよいこと、蛇行した冷媒流路が空間で隔てられていてもよいことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３９３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、熱交換チューブによって構成された熱交換器の性能を向上させるための技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、本開示は、
第１流体が流れる内部流路をそれぞれ有する複数の扁平な熱交換チューブと、
隣り合う前記熱交換チューブの間に位置し、前記第１流体と熱交換する第２流体が流れる複数の外部流路と、
を備え、
前記複数の熱交換チューブは、前記内部流路の入口及び出口において互いに接合されており、
隣り合う１組の前記熱交換チューブの一方が他方に対して、前記複数の熱交換チューブの並び方向に対して垂直な方向にオフセットしており、
前記熱交換チューブは、互いに貼り合わされた第１板材及び第２板材を含み、
前記第１板材の外部表面を第１主面、前記第２板材の外部表面を第２主面と定義したとき、
前記第１板材は、隣り合う前記熱交換チューブを互いに接合するための部分として、前記第１主面に位置する第１入口接合部と、前記第１主面に位置する第１出口接合部とを有し、
前記第２板材は、隣り合う前記熱交換チューブを互いに接合するための部分として、前記第２主面に位置する第２入口接合部と、前記第２主面に位置する第２出口接合部とを有し、
前記第１入口接合部及び前記第１出口接合部は、前記熱交換チューブの縁に相対的に近い位置にあり、前記第２入口接合部及び前記第２出口接合部は、前記熱交換チューブの前記縁から相対的に遠い位置にある、ものである。
【発明の効果】
【０００６】
上記の技術によれば、熱交換チューブによって構成された熱交換器の性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示の第１実施形態に係る熱交換器の斜視図
【図２Ａ】第１実施形態の熱交換器に使用された熱交換チューブの分解斜視図
【図２Ｂ】図２Ａに示す熱交換チューブの平面図
【図２Ｃ】第１実施形態の熱交換器の断面図
【図３Ａ】従来の熱交換器を用いた熱交換ユニットの構成図
【図３Ｂ】第１実施形態の熱交換器を用いた熱交換ユニットの構成図
【図４Ａ】変形例１に係る熱交換器の断面図
【図４Ｂ】第２熱交換チューブの分解斜視図
【図４Ｃ】第２熱交換チューブの断面図
【図５Ａ】変形例２に係る熱交換器の断面図
【図５Ｂ】変形例２の熱交換器に使用された熱交換チューブの分解斜視図
【図６Ａ】変形例３に係る熱交換器の断面図
【図６Ｂ】変形例３の熱交換器に使用された熱交換チューブの平面図
【図７Ａ】変形例４に係る熱交換器の断面図
【図７Ｂ】変形例５に係る熱交換器の断面図
【図８】本開示の第２実施形態に係る熱交換器の断面図
【図９】本開示の第３実施形態に係る熱交換器の斜視図
【図１０Ａ】第３実施形態の熱交換器に使用された熱交換チューブの斜視図
【図１０Ｂ】第３実施形態の熱交換器の断面図
【図１０Ｃ】第３実施形態の熱交換器に使用された連結部材の断面図
【図１０Ｄ】連結部材の積層体を用いた熱交換器の部分断面図
【図１０Ｅ】互いに異なる形状を有する複数の連結部材を用いた熱交換器の部分断面図
【図１１Ａ】変形例６の熱交換器に使用された熱交換チューブの斜視図
【図１１Ｂ】変形例６の熱交換器の断面図
【図１１Ｃ】変形例６の熱交換器に使用された連結部材の断面図
【図１２】第３実施形態の熱交換器を用いた熱交換ユニットの構成図
【図１３】従来の熱交換器の斜視図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
特許文献１では、熱交換器１０１に空気が斜め方向から供給された場合、外部流路の入口部分で空気の流れの剥離が起こり、熱交換に寄与しない伝熱面が発生する。また、動圧損失の増大によって外部流路における空気の流量が減少する。その結果、熱交換器１０１の能力の低下及び送風機の要求動力の増大を招く。さらに、扁平な中央部１０２Ａに平行な方向に対して空気の流入方向のなす角度が約４０度を超えると、空気の流れの剥離による風切り音が発生する。空気調和装置などの用途においては、熱交換器の性能を犠牲にしつつ空気の流速を落として運転することを強いられる場合もある。このような課題は、天井カセット型室内機のように、送風機と熱交換器との位置関係が厳しく制限される場合に生じやすい。上記知見に基づき、本発明者は、以下に説明する各態様の発明を想到するに至った。
【０００９】
本開示の第１態様にかかる熱交換器は、
第１流体が流れる内部流路をそれぞれ有する複数の扁平な熱交換チューブと、
隣り合う前記熱交換チューブの間に位置し、前記第１流体と熱交換する第２流体が流れる複数の外部流路と、
を備え、
前記複数の熱交換チューブは、前記内部流路の入口及び出口において互いに接合されており、
隣り合う１組の前記熱交換チューブの一方が他方に対して、前記複数の熱交換チューブの並び方向に対して垂直な方向にオフセットしており、
前記熱交換チューブは、互いに貼り合わされた第１板材及び第２板材を含み、
前記第１板材の外部表面を第１主面、前記第２板材の外部表面を第２主面と定義したとき、
前記第１板材は、隣り合う前記熱交換チューブを互いに接合するための部分として、前記第１主面に位置する第１入口接合部と、前記第１主面に位置する第１出口接合部とを有し、
前記第２板材は、隣り合う前記熱交換チューブを互いに接合するための部分として、前記第２主面に位置する第２入口接合部と、前記第２主面に位置する第２出口接合部とを有し、
前記第１入口接合部及び前記第１出口接合部は、前記熱交換チューブの縁に相対的に近い位置にあり、前記第２入口接合部及び前記第２出口接合部は、前記熱交換チューブの前記縁から相対的に遠い位置にある、ものである。
【００１０】
第１態様によれば、第２流体の流入方向と外部流路における第２流体の流れ方向とを揃えること、又は、両者のなす角度を小さくすることが可能である。熱交換器の入口面の前後で、第２流体の流れ方向はあまり変化しない。この場合、第２流体の流れの剥離が抑制され、大きい圧力損失も生じにくい。従って、熱交換器の性能が十分に発揮されうる。
【００１１】
また、第１態様によれば、前記熱交換チューブは、互いに貼り合わされた第１板材及び第２板材を含んでいる。そのため、熱交換チューブの薄肉化が可能であり、熱交換器の小型化に有利である。
【００１２】
さらに、第１態様によれば、前記第１板材は、隣り合う前記熱交換チューブを互いに接合するための部分として、前記第１主面に位置する第１入口接合部と、前記第１主面に位置する第１出口接合部とを有し、  前記第２板材は、隣り合う前記熱交換チューブを互いに接合するための部分として、前記第２主面に位置する第２入口接合部と、前記第２主面に位置する第２出口接合部とを有し、前記第１入口接合部及び前記第１出口接合部は、前記熱交換チューブの縁に相対的に近い位置にあり、前記第２入口接合部及び前記第２出口接合部は、前記熱交換チューブの前記縁から相対的に遠い位置にある。このような構成によれば、複数の熱交換チューブのオフセット構造を形成できるだけでなく、外部流路の広さを規定することができる。
【００１３】
第２態様において、例えば、第１態様にかかる熱交換器の前記複数の熱交換チューブは、複数の第１熱交換チューブ及び複数の第２熱交換チューブを含み、前記第１熱交換チューブの構造が前記第２熱交換チューブの構造と異なり、前記第１熱交換チューブと前記第２熱交換チューブとが前記並び方向において隣り合っていてもよい。第１熱交換チューブと第２熱交換チューブとを組み合わせて使用すれば、オフセット量、外部流路の広さなどの寸法の制約が厳しい場合においても、熱交換器の入口面の傾斜角度を最適な角度に調整しやすい。つまり、第２態様によれば、熱交換器の設計の自由度が高まる。
【００１４】
第３態様において、例えば、第２態様にかかる熱交換器の前記第１熱交換チューブは、互いに貼り合わされた第１板材及び第２板材を含み、前記第１板材の外部表面を第１主面、前記第２板材の外部表面を第２主面と定義したとき、前記第１板材は、隣り合う前記熱交換チューブを互いに接合するための部分として、前記第１主面に位置する第１入口接合部と、前記第１主面に位置する第１出口接合部とを有し、前記第２板材は、隣り合う前記熱交換チューブを互いに接合するための部分として、前記第２主面に位置する第２入口接合部と、前記第２主面に位置する第２出口接合部とを有し、前記第１入口接合部及び前記第１出口接合部は、前記第１熱交換チューブの縁に相対的に近い位置にあり、前記第２入口接合部及び前記第２出口接合部は、前記第１熱交換チューブの前記縁から相対的に遠い位置にあり、前記第２熱交換チューブは、互いに貼り合わされた第３板材及び第４板材を含み、前記第３板材の外部表面を第３主面、前記第４板材の外部表面を第４主面と定義したとき、前記第３板材は、隣り合う前記熱交換チューブを互いに接合するための部分として、前記第３主面に位置する第３入口接合部と、前記第３主面に位置する第３出口接合部とを有し、前記第４板材は、隣り合う前記熱交換チューブを互いに接合するための部分として、前記第４主面に位置する第４入口接合部と、前記第４主面に位置する第４出口接合部とを有し、前記複数の熱交換チューブの前記並び方向に対して垂直な面内において、前記第３入口接合部の位置及び前記第３出口接合部の位置は、それぞれ、前記第４入口接合部の位置及び前記第４出口接合部の位置に一致していてもよい。このような構成によれば、複数の熱交換チューブのオフセット構造を形成できるだけでなく、外部流路の広さを規定することができる。
【００１５】
第４態様において、例えば、第１態様にかかる熱交換器の前記第３板材は、前記第４板材と同一の形状を持った部材であってもよい。第４態様によれば、部品点数の削減によるコストの削減を期待できる。
【００１６】
第５態様において、例えば、第３態様又は第４態様にかかる熱交換器の前記第３板材及び前記第４板材から選ばれる少なくとも１つは、前記第１板材又は前記第２板材と同一の形状を持った部材であってもよい。第５態様によれば、部品点数の削減によるコストの削減を期待できる。
【００１７】
第６態様において、例えば、第１態様〜第５態様のいずれかに１つかかる熱交換器の前記内部流路は、前記熱交換チューブの特定の列方向に延びている複数のセグメントを有し、前記熱交換チューブは、（i）前記熱交換チューブの厚さ方向の両側に突出し、前記内部流路の前記セグメントをそれぞれ規定している複数の流路部と、（ii）前記列方向に対して垂直な幅方向において隣り合う前記流路部と前記流路部との間に位置し、前記列方向に沿って前記内部流路の前記セグメントと前記セグメントとを互いに隔てている薄肉部と、をさらに有し、前記列方向に対して垂直な断面において、隣り合う１組の前記熱交換チューブから選ばれる一方の前記熱交換チューブの前記流路部が前記外部流路を介して他方の前記熱交換チューブの前記薄肉部に向かい合い、かつ他方の前記熱交換チューブの前記流路部が前記外部流路を介して一方の前記熱交換チューブの前記薄肉部に向かい合っており、一方の前記熱交換チューブの前記複数の流路部と他方の前記熱交換チューブの前記複数の流路部とが前記幅方向において千鳥状に配列していてもいよい。このような構成によれば、熱交換チューブの厚さ方向における外部流路の広さが熱交換チューブの幅方向（第２流体の流れ方向）において概ね一定に保たれる。その結果、外部流路における第２流体の圧力損失を低減できる。また、熱交換チューブの積層ピッチを狭くして単位容積あたりの伝熱面積を拡大することができる。さらに、熱交換チューブの表面における第２流体の流れの剥離が抑制されて有効伝熱面積が拡大する。
【００１８】
本開示の第７態様にかかる熱交換ユニットは、回転軸と、前記回転軸に固定された翼車とを備え、前記翼車の回転により前記回転軸の円周方向に向けて前記第２流体を送り出す送風機と、前記回転軸に対して垂直な面内において、前記送風機の周囲に配置された第１態様〜第６態様のいずれか１つに記載の熱交換器と、を備え、前記複数の外部流路のそれぞれは、前記回転軸から見たときに、前記外部流路の下流側が前記外部流路の上流側よりも前記回転軸の回転方向における前方に位置していてもよい。第７態様によれば、遠心送風機からの旋回流に対し、熱交換チューブの配置を最適化できる。これにより、圧力損失が低減されるとともに、熱交換効率が向上する。第７態様は、特に、天井カセット型室内機に適している。
【００１９】
本開示の第８態様にかかる熱交換器は、第１流体が流れる内部流路をそれぞれ有する複数の扁平な熱交換チューブと、隣り合う前記熱交換チューブの間に位置し、前記第１流体と熱交換する第２流体が流れる複数の外部流路と、を備え、前記複数の熱交換チューブは、前記内部流路の入口及び出口において互いに接合されており、隣り合う１組の前記熱交換チューブの一方が他方に対して、前記複数の熱交換チューブの並び方向に対して垂直な方向にオフセットしており、前記熱交換チューブは、互いに貼り合わされた第１板材及び第２板材を含み、前記第１板材の外部表面を第１主面、前記第２板材の外部表面を第２主面と定義したとき、前記第１板材は、隣り合う前記熱交換チューブを互いに接合するための部分として、前記第１主面に設けられた第１接合部を有し、前記第２板材は、隣り合う前記熱交換チューブを互いに接合するための部分として、前記第２主面に設けられた第２接合部を有し、前記第１接合部及び前記第２接合部が接合する接合面は、前記複数の熱交換チューブの前記並び方向に対して垂直な方向に対して傾斜しており、前記第１接合部の軸及び前記第２接合部の軸は、前記複数の熱交換チューブの前記並び方向に対して傾斜しているものである。
【００２０】
第８態様によれば、第２流体の流入方向と外部流路における第２流体の流れ方向とを揃えること、又は、両者のなす角度を小さくすることが可能である。熱交換器の入口面の前後で、第２流体の流れ方向はあまり変化しない。この場合、第２流体の流れの剥離が抑制され、大きい圧力損失も生じにくい。従って、熱交換器の性能が十分に発揮されうる。
【００２１】
また、第８態様によれば、前記熱交換チューブは、互いに貼り合わされた第１板材及び第２板材を含む。そのため、熱交換チューブの薄肉化が可能であり、熱交換器の小型化に有利である。
【００２２】
さらに、第８態様によれば、前記第１板材の外部表面を第１主面、前記第２板材の外部表面を第２主面と定義したとき、前記第１板材は、隣り合う前記熱交換チューブを互いに接合するための部分として、前記第１主面に設けられた第１接合部を有し、前記第２板材は、隣り合う前記熱交換チューブを互いに接合するための部分として、前記第２主面に設けられた第２接合部を有し、前記第１接合部及び前記第２接合部が接合する接合面は、前記複数の熱交換チューブの前記並び方向に対して垂直な方向に対して傾斜しており、前記第１接合部の軸及び前記第２接合部の軸は、前記複数の熱交換チューブの前記並び方向に対して傾斜している。そのため、複数の熱交換チューブを幅方向において互いにオフセットさせることができる。
【００２３】
第９態様において、例えば、第８態様にかかる熱交換器の前記内部流路は、前記熱交換チューブの特定の列方向に延びている複数のセグメントを有し、前記熱交換チューブは、（i）前記熱交換チューブの厚さ方向の両側に突出し、前記内部流路の前記セグメントをそれぞれ規定している複数の流路部と、（ii）前記列方向に対して垂直な幅方向において隣り合う前記流路部と前記流路部との間に位置し、前記列方向に沿って前記内部流路の前記セグメントと前記セグメントとを互いに隔てている薄肉部と、をさらに有し、前記列方向に対して垂直な断面において、隣り合う１組の前記熱交換チューブから選ばれる一方の前記熱交換チューブの前記流路部が前記外部流路を介して他方の前記熱交換チューブの前記薄肉部に向かい合い、かつ他方の前記熱交換チューブの前記流路部が前記外部流路を介して一方の前記熱交換チューブの前記薄肉部に向かい合っており、一方の前記熱交換チューブの前記複数の流路部と他方の前記熱交換チューブの前記複数の流路部とが前記幅方向において千鳥状に配列していてもよい。このような構成によれば、熱交換チューブの厚さ方向における外部流路の広さが熱交換チューブの幅方向（第２流体の流れ方向）において概ね一定に保たれる。その結果、外部流路における第２流体の圧力損失を低減できる。また、熱交換チューブの積層ピッチを狭くして単位容積あたりの伝熱面積を拡大することができる。さらに、熱交換チューブの表面における第２流体の流れの剥離が抑制されて有効伝熱面積が拡大する。
【００２４】
本開示の第１０態様にかかる熱交換ユニットは、回転軸と、前記回転軸に固定された翼車とを備え、前記翼車の回転により前記回転軸の円周方向に向けて前記第２流体を送り出す送風機と、前記回転軸に対して垂直な面内において、前記送風機の周囲に配置された第８態様又は第９態様に記載の熱交換器と、を備え、前記複数の外部流路のそれぞれは、前記回転軸から見たときに、前記外部流路の下流側が前記外部流路の上流側よりも前記回転軸の回転方向における前方に位置するものである。第１０様態によれば、遠心送風機からの旋回流に対し、熱交換チューブの配置を最適化できる。これにより、圧力損失が低減されるとともに、熱交換効率が向上する。第１０態様は、特に、天井カセット型室内機に適している。
【００２５】
本開示の第１１態様にかかる熱交換器は、第１流体が流れる内部流路をそれぞれ有する複数の扁平な熱交換チューブと、隣り合う前記熱交換チューブの間に位置し、前記第１流体と熱交換する第２流体が流れる複数の外部流路と、を備え、前記複数の熱交換チューブは、前記内部流路の入口及び出口において互いに接合されており、隣り合う１組の前記熱交換チューブの一方が他方に対して、前記複数の熱交換チューブの並び方向に対して垂直な方向にオフセットしており、前記複数の熱交換チューブは、扇状に並べられており、前記複数の外部流路が放射状に延びているものである。
【００２６】
第１１態様によれば、第２流体の流入方向と外部流路における第２流体の流れ方向とを揃えること、又は、両者のなす角度を小さくすることが可能である。熱交換器の入口面の前後で、第２流体の流れ方向はあまり変化しない。この場合、第２流体の流れの剥離が抑制され、大きい圧力損失も生じにくい。従って、熱交換器の性能が十分に発揮されうる。
【００２７】
また、第１１態様によれば、前記複数の熱交換チューブは、扇状に並べられており、前記複数の外部流路が放射状に延びている。例えば、外部流路の向きが一定である熱交換器を送風機（遠心送風機）の周囲に配置したとき、隣り合う熱交換器の間に空間ができる。そのような空間に第１１態様に係る熱交換器を配置することができる。外部流路が放射状に延びているので、送風機から噴き出された第２流体が外部流路に流入しやすい。これにより、第２流体の圧力損失を低減できる。また、第２流体の流れの剥離を抑制できるので、有効伝熱面積が拡大する。
【００２８】
第１２態様において、例えば、第１１態様にかかる熱交換器の前記熱交換チューブは、互いに貼り合わされた１組の板材を含み、前記板材の主面には、前記内部流路の入口及び出口が開口しており、前記熱交換器は、隣り合う前記熱交換チューブを前記内部流路の前記入口又は前記出口において接合するために、隣り合う前記熱交換チューブの前記内部流路の前記入口の間又は前記出口の間に配置された連結部材をさらに備え、前記連結部材は、扁平な環状の部材であり、前記外部流路の上流側から下流側に向かって、前記連結部材の厚さが連続的に増加していてもよい。連結部材を使用すれば、第１１態様の熱交換器が容易に構築されうる。
【００２９】
第１３態様において、例えば、第１２態様にかかる熱交換器の前記連結部材は、くさび形の断面を有する部材であってもよい。このような形状の連結部材を使用すれば、第１１態様の熱交換器が容易に構築されうる。
【００３０】
第１４態様において例えば、第１２態様又は第１３態様にかかる熱交換器の隣り合う１組の前記熱交換チューブの一方と前記連結部材との間の連結面を第１連結面、隣り合う１組の前記熱交換チューブの他方と前記連結部材との間の連結面を第２連結面と定義したとき、前記第１連結面は、前記第２連結面に対して傾斜していてもよい。連結部材によって、第１連結面と第２連結面とのなす角度が規定されうる。つまり、連結部材によって、外部流路の広さを調整できる。
【００３１】
第１５態様において、第１２態様〜第１４態様のいずれか１つにかかる熱交換器の前記連結部材は、前記外部流路の下流側に向かって突出する板状の突出部を有していてもよい。このような連結部材によれば、突出部が外部流路を分断する仕切りとして機能する。第２流体の流れが熱交換チューブの表面に沿って流れるよう矯正されるので、有効伝熱面積が拡大する。また、突出部自体がフィンとして機能して伝熱面の拡大に寄与するので、熱交換性能がさらに向上する。
【００３２】
第１６態様において、例えば、第１２態様〜第１５態様にかかる熱交換器の隣り合う前記熱交換チューブの間には、複数の前記連結部材の積層体が配置されていてもよい。連結部材の数を増やすことによって、外部流路の広さを増やすことができる。つまり、熱交換器の設計の自由度が高まる。
【００３３】
第１７態様において、例えば、第１２態様〜第１５態様にかかる熱交換器の前記連結部材を第１連結部材と定義したとき、前記熱交換器は、前記第１連結部材の形状とは異なる形状を有する第２連結部材をさらに備えていてもよい。第１７態様によれば、外部流路の広さを自由に調整できる。
【００３４】
第１８態様において、例えば、第１態様〜第１７態様にかかる熱交換器の前記内部流路は、前記熱交換チューブの特定の列方向に延びている複数のセグメントを有し、かつ、前記入口から前記出口への途中で前記第１流体の流れ方向が反転している蛇行流路であってもよい。蛇行した内部流路によれば、外部流路の上流から下流にわたって、熱交換チューブの表面に温度勾配ができる。これにより、第１流体の流れと第２流体の流れとを疑似的に対向させることができるので、熱交換器の温度効率の向上及びそれに伴う熱交換効率の向上を期待できる。
【００３５】
第１９態様において、例えば、第１態様〜第１８態様にかかる熱交換器の前記熱交換チューブは、隣り合う前記セグメントの間に設けられ、隣り合う前記セグメントの間の熱移動を阻害する阻害構造をさらに有していてもよい。第１９態様によれば、第２流体の流れ方向において、熱交換チューブの表面の温度勾配が大きくなり、熱交換器の温度効率及び熱交換効率がさらに向上する。
【００３６】
本開示の第２０態様にかかる熱交換ユニットは、回転軸と、前記回転軸に固定された翼車とを備え、前記翼車の回転により前記回転軸の円周方向に向けて前記第２流体を送り出す送風機と、前記回転軸と垂直な面内において、前記送風機の周囲に配置された第１１態様〜第１９態様のいずれか１項に記載の熱交換器と、を備え、前記複数の外部流路のそれぞれは、前記回転軸から見たときに、前記外部流路の下流側が前記外部流路の上流側よりも前記回転軸の回転方向における前方に位置するものである。第２０様態によれば、遠心送風機からの旋回流に対し、熱交換チューブの配置を最適化できる。これにより、圧力損失が低減されるとともに、熱交換効率が向上する。第２０態様は、特に、天井カセット型室内機に適している。
【００３７】
本開示の第２１態様にかかる熱交換器は、回転軸と、前記回転軸に固定された翼車とを備え、前記翼車の回転により前記回転軸の円周方向に向けて前記第２流体を送り出す送風機と、前記回転軸に対して垂直な面内において、前記送風機の周囲に配置される熱交換器とを備える熱交換ユニット、に用いる熱交換器であって、
第１流体が流れる内部流路をそれぞれ有する複数の扁平な熱交換チューブと、
隣り合う前記熱交換チューブの間に位置し、前記第１流体と熱交換する前記第２流体が流れる複数の外部流路と、を備え、
前記熱交換チューブは、互いに貼り合わされた第１板材及び第２板材を含み、
前記第１板材の外部表面を第１主面、前記第２板材の外部表面を第２主面と定義したとき、
前記第１板材は、前記第１主面に位置し、前記内部流路の入口である第１入口接合部と、前記第１主面に位置し、前記内部流路の出口である第１出口接合部とを有し、
前記第２板材は、前記第２主面に位置し、前記内部流路の入口である第２入口接合部と、前記第２主面に位置し、前記内部流路の出口である第２出口接合部とを有し、
隣り合う１組の前記熱交換チューブは、一方の前記第１入口接合部と他方の前記第２入口接合部とが接合され、かつ一方の前記第１出口接合部と他方の前記第２出口接合部とが接合されることで、互いに接合され、
前記複数の外部流路のそれぞれは、前記回転軸から見たときに、前記外部流路の下流側が前記外部流路の上流側よりも前記回転軸の回転方向における前方に位置し、
前記第１入口接合部は、前記熱交換チューブの厚み方向から見た場合に前記第２入口接合部よりも前記外部流路の上流側に位置し、
前記第１出口接合部は、前記熱交換チューブの厚み方向から見た場合に前記第２出口接合部よりも前記外部流路の上流側に位置するものである。
【００３８】
本開示の第２２態様にかかる熱交換器は、
回転軸と、前記回転軸に固定された翼車とを備え、前記翼車の回転により前記回転軸の円周方向に向けて前記第２流体を送り出す送風機と、前記回転軸に対して垂直な面内において、前記送風機の周囲に配置される熱交換器とを備える熱交換ユニット、に用いる熱交換器であって、
第１流体が流れる内部流路をそれぞれ有する複数の扁平な熱交換チューブと、
隣り合う前記熱交換チューブの間に位置し、前記第１流体と熱交換する前記第２流体が流れる複数の外部流路と、を備え、
前記熱交換チューブは、互いに貼り合わされた第１板材及び第２板材を含み、
前記第１板材の外部表面を第１主面、前記第２板材の外部表面を第２主面と定義したとき、
前記第１板材は、前記第１主面に位置し、前記内部流路の入口である第１入口接合部と、前記第１主面に位置し、前記内部流路の出口である第１出口接合部とを有し、
前記第２板材は、前記第２主面に位置し、前記内部流路の入口である第２入口接合部と、前記第２主面に位置し、前記内部流路の出口である第２出口接合部とを有し、
隣り合う１組の前記熱交換チューブは、一方の前記第１入口接合部と他方の前記第２入口接合部とが接合され、かつ一方の前記第１出口接合部と他方の前記第２出口接合部とが接合されることで、互いに接合され、
前記複数の外部流路のそれぞれは、前記回転軸から見たときに、前記外部流路の下流側が前記外部流路の上流側よりも前記回転軸の回転方向における前方に位置し、
前記第１入口接合部及び前記第２入口接合部が接合する接合面は、前記熱交換チューブが存在す面に対して傾斜しており、
前記第１出口接合部及び前記第２出口接合部が接合する接合面は、前記熱交換チューブが存在する面に対して傾斜しており、
前記第１入口接合部の軸及び前記第２入口接合部の軸は、前記複数の熱交換チューブの厚み方向に対して傾斜しており、
前記第１出口接合部の軸及び前記第２出口接合部の軸は、前記複数の熱交換チューブの厚み方向に対して傾斜している、ものである。
【００３９】
本開示の第２３態様にかかる熱交換器は、
回転軸と、前記回転軸に固定された翼車とを備え、前記翼車の回転により前記回転軸の円周方向に向けて前記第２流体を送り出す送風機と、前記回転軸に対して垂直な面内において、前記送風機の周囲に配置される熱交換器とを備える熱交換ユニット、に用いる熱交換器であって、
第１流体が流れる内部流路をそれぞれ有する複数の扁平な熱交換チューブと、
隣り合う前記熱交換チューブの間に位置し、前記第１流体と熱交換する前記第２流体が流れる複数の外部流路と、を備え、
前記熱交換チューブは、互いに貼り合わされた第１板材及び第２板材を含み、
前記第１板材の外部表面を第１主面、前記第２板材の外部表面を第２主面と定義したとき、
前記第１板材は、前記第１主面に位置し、前記内部流路の入口である第１入口接合部と、前記第１主面に位置し、前記内部流路の出口である第１出口接合部とを有し、
前記第２板材は、前記第２主面に位置し、前記内部流路の入口である第２入口接合部と、前記第２主面に位置し、前記内部流路の出口である第２出口接合部とを有し、
隣り合う１組の前記熱交換チューブは、一方の前記第１入口接合部と他方の前記第２入口接合部とが接合され、かつ一方の前記第１出口接合部と他方の前記第２出口接合部とが接合されることで、互いに接合され、
前記複数の外部流路が放射状に延びているものである。
【００４０】
第２４態様において、第２３態様にかかる熱交換器ユニットの前記複数の外部流路のそれぞれは、前記回転軸から見たときに、前記外部流路の下流側が前記外部流路の上流側よりも前記回転軸の回転方向における前方に位置し、前記複数の熱交換チューブは、前記回転軸方向から見たときに扇状に並べられたものである。
【００４１】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本開示は、以下の実施形態に限定されない。
【００４２】
（第１実施形態）
図１に示すように、本開示の第１実施形態に係る熱交換器１は、複数の扁平な熱交換チューブ２、入口ヘッダ１０Ａ及び出口ヘッダ１０Ｂを備えている。複数の熱交換チューブ２は、それぞれ、平面視で矩形の形状を有する。複数の熱交換チューブ２の内部に第１流体（例えば、冷媒）が流れる。複数の熱交換チューブ２は、第１流体と熱交換する第２流体（例えば、空気）の流路が外部に形成されるように並べられている。詳細には、第２流体の流路は、隣り合う熱交換チューブ２の間に形成されている。入口ヘッダ１０Ａ及び出口ヘッダ１０Ｂは、熱交換チューブ２の並び方向における熱交換器１の端面を形成している熱交換チューブ２に装着されている。
【００４３】
図２Ａ〜図２Ｃに示すように、熱交換チューブ２は、第１流体が流れる内部流路３を有する。入口ヘッダ１０Ａは、内部流路３の入口３ａに第１流体を供給するための管である。出口ヘッダ１０Ｂは、内部流路３の出口３ｂから第１流体を排出するための管である。入口ヘッダ１０Ａ及び出口ヘッダ１０Ｂは、それぞれ、外部機器（図示せず）に接続されうる。
【００４４】
図１に矢印Ａで示すように、第１流体は、入口ヘッダ１０Ａから熱交換チューブ２の内部流路３に供給される。図１に矢印Ｂで示すように、内部流路３を通過することによって第２流体と熱交換した第１流体は、出口ヘッダ１０Ｂから外部機器へ排出される。図１に矢印Ｃで示すように、第２流体は、隣り合う熱交換チューブ２の間に形成された空間（複数の外部流路８）を熱交換チューブ２の幅方向に平行な方向に流れる。熱交換チューブ２の幅方向は、複数の熱交換チューブ２の並び方向及び熱交換チューブ２の長手方向の両方に垂直な方向である。
【００４５】
図１において、熱交換チューブ２の幅方向、複数の熱交換チューブ２の並び方向及び熱交換チューブ２の長手方向は、それぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に対応している。本明細書において、熱交換チューブ２の並び方向（積層方向）は、熱交換チューブ２の厚さ方向に平行である。第２流体は、基本的には、熱交換チューブ２の幅方向（Ｘ方向）に平行に流れる。
【００４６】
熱交換チューブ２は、互いに貼り合わされた１組の板材１１及び１２によって構成されている。１組の板材１１及び１２から選ばれる少なくとも１つは、内部流路３を形成する窪みを有する。具体的に、熱交換チューブ２は、第１板材１１及び第２板材１２によって構成されている。第１板材１１及び第２板材１２は、それぞれ、内部流路３を形成する窪みを有する。第１板材１１と第２板材１２とが貼り合わされることによって内部流路３が形成されている。このような構成によれば、熱交換チューブ２の薄肉化が可能であり、熱交換器１の小型化に有利である。また、第１板材１１及び第２板材１２の貼り合わせによって熱交換チューブ２が形成されているので、治具を使用したり、ロウ付けを行なったりすることが比較的容易である。
【００４７】
板材１１及び１２は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレスなどの金属で作られている。所望の形状が付与されるように金属板をプレス加工することによって板材１１及び１２が得られる。板材１１及び１２は、例えば、ロウ付けによって貼り合わされている。板材１１及び１２の原料として、芯材及び少なくとも１つのロウ材層を有するクラッド材を使用できる。
【００４８】
本実施形態の熱交換器１は、ヘッダ１０Ａ及び１０Ｂを除き、複数の熱交換チューブ２のみで構成されている。熱交換チューブ２は、１組の板材１１及び１２によって構成されたシンプルな部品である。板材１１及び１２を得るためのプレス加工も容易である。フィンチューブ熱交換器と比較すると、熱交換器１には、製造しやすい、表面に結露水が滞留しにくいなどの利点がある。
【００４９】
図２Ａ〜図２Ｃに示すように、複数の熱交換チューブ２は、内部流路３の入口３ａ及び出口３ｂにおいて互いに接合されている。隣り合う１組の熱交換チューブ２の一方が他方に対して、複数の熱交換チューブ２の並び方向に垂直な方向（Ｘ方向）にオフセットしている。詳細には、複数の熱交換チューブ２が幅方向に互いにオフセットしている。これにより、複数の熱交換チューブ２の並び方向（Ｙ方向）における一端側から他端側に向かって階段状の構造が形成されている。
【００５０】
図２Ｃに示すように、熱交換器１の入口面１４は、熱交換チューブ２の並び方向（Ｙ方向）に対して傾斜している。入口面１４は、複数の熱交換チューブ２の前縁２ｆを含む面である。熱交換チューブ２の長手方向に平行な方向（Ｚ方向）から熱交換器１を平面視したとき、熱交換器１の外形は平行四辺形である。このような構造を有する熱交換器１によれば、以下に説明する利益が得られる。熱交換チューブ２の前縁２ｆとは、熱交換チューブ２の縁であって、外部流路８における第２流体が流れる流れ方向の上流側に位置する縁を指す。
【００５１】
図３Ａに示すように、従来の熱交換ユニット１０４は、複数の熱交換器１０１（図１３参照）及び送風機１６を備えている。複数の熱交換器１０１は、送風機１６の周囲に配置されている。しかし、第２流体の大部分は、熱交換器１０１の入口面１０２に斜め方向から供給される。第２流体は、流れ方向を大きく変えながら熱交換器１０１の外部流路に流入する。この場合、第２流体の流れの剥離が起こりやすく、かつ大きい圧力損失が生じやすい。結果として、熱交換器１０１は、その性能を十分に発揮できない。熱交換ユニット１０４に与えられたスペース、熱交換ユニット１０４に要求される能力などを考慮すると、熱交換器１０１の位置、大きさ、姿勢などを変更することは容易ではない。
【００５２】
図３Ｂに示すように、本実施形態に係る熱交換ユニット２００は、複数の熱交換器１及び送風機１６を備えている。送風機１６は、例えば、遠心送風機である。送風機１６は、回転軸と、回転軸に固定された翼車とを備え、翼車の回転により回転軸の円周方向に向けて第２流体を送り出す。換言すると、翼車の回転を回転軸の軸方向から見たときに、送風機は、翼車の外縁に接する仮想円の円周方向に向けて、第２流体を送り出す。複数の熱交換器１は、送風機の回転軸と垂直な面内において、送風機１６の周囲に配置されている。熱交換器１の外部流路８（斜線で表されている）は、熱交換器１の入口面１４に対して傾斜した方向に延びている。複数の外部流路のそれぞれは、送風機の回転軸から見たときに、外部流路の下流側が外部流路の上流側よりも回転軸の回転方向における前方に位置している。熱交換器１の外部流路８における第２流体の流れ方向は、熱交換器１への第２流体の流入方向に平行又は概ね平行である。つまり、熱交換器１によれば、第２流体の流入方向と外部流路８における第２流体の流れ方向とを揃えること、又は、両者のなす角度を小さくすることが可能である。熱交換器１の入口面１４の前後で、第２流体の流れ方向はあまり変化しない。この場合、従来の熱交換器１０１を用いた熱交換ユニット１０４と比較して、第２流体の流れの剥離が抑制され、大きい圧力損失も生じにくい。従って、熱交換器１の性能が十分に発揮されうる。熱交換器１を固定するための筐体の大幅な設計変更も要求されない。
【００５３】
熱交換器１は、詳細には、以下に説明する構造を有する。
【００５４】
図２Ａ〜図２Ｃに示すように、第１板材１１の外部表面を第１主面１１ｐ、第２板材１２の外部表面を第２主面１２ｐと定義する。内部流路３の入口３ａ及び出口３ｂは、第１主面１１ｐ及び第２主面１２ｐの両方に開口している。入口３ａ及び出口３ｂは、それぞれ、熱交換チューブ２の長手方向における一端側と他端側に位置している。第１板材１１は、第１入口接合部４及び第１出口接合部５を有する。第１入口接合部４及び第１出口接合部５は、隣り合う熱交換チューブ２を内部流路３の入口３ａ及び出口３ｂにおいて互いに接合するための部分として、第１主面１１ｐに形成されている。第２板材１２は、第２入口接合部６及び第２出口接合部７を有する。第２入口接合部６及び第２出口接合部７は、隣り合う熱交換チューブ２を内部流路３の入口３ａ及び出口３ｂにおいて互いに接合するための部分として、第２主面１２ｐに形成されている。板材１１及び１２に形成された接合部４〜７によって熱交換チューブ２が互いに接合されているので、特別な接合部品が必要とされない。熱交換器１の製造に必要な部品は、板材１１及び１２のみである。従って、部品点数の削減によるコストの削減及び製造工程の簡略化を期待できる。
【００５５】
入口接合部４及び６は、内部流路３の入口３ａの周囲において、熱交換チューブ２の厚さ方向に僅かに突出した環状の突出部である。出口接合部５及び７は、内部流路３の出口３ｂの周囲において、熱交換チューブ２の厚さ方向に僅かに突出した環状の突出部である。第１入口接合部４及び第１出口接合部５は、熱交換チューブ２の前縁２ｆに相対的に近い位置にある。第２入口接合部６及び第２出口接合部７は、熱交換チューブ２の前縁２ｆから相対的に遠い位置にある。第１入口接合部４は、隣接する熱交換チューブ２の第２入口接合部６に接合されている。第１出口接合部５は、隣接する熱交換チューブ２の第２出口接合部７に接合されている。これにより、複数の熱交換チューブ２を幅方向において互いにオフセットさせることができる。接合部４〜７によれば、複数の熱交換チューブ２のオフセット構造を形成できるだけでなく、外部流路８の広さを規定することができる。
【００５６】
本実施形態では、第１入口接合部４が隣接する熱交換チューブ２の第２入口接合部６に直接接合され、第１出口接合部５が隣接する熱交換チューブ２の第２出口接合部７に直接接合されている。これにより、隣り合う熱交換チューブ２の内部流路３が連通している。ただし、後述する第３実施形態のように、接合部４と接合部６との間に連結部材が設けられ、両者が間接的に接合されていてもよい。そのような連結部材を使用する場合には、連結部材によって外部流路８の広さを規定することができるので、接合部４及び６を省略することができる。これらのことは、接合部５及び７にもあてはまる。
【００５７】
隣り合う熱交換チューブ２の間のオフセット量は、第１入口接合部４と第２入口接合部６との間のオフセット量に等しい。オフセット量を調整することによって、熱交換チューブ２の幅方向に対する熱交換器１の入口面１４の傾斜角度を調整できる。また、本実施形態では、オフセット量は一定である。ただし、オフセット量が一定であることは必須ではない。例えば、１組の熱交換チューブ２の間のオフセット量が他の１組の熱交換チューブ２の間のオフセット量と相違していてもよい。また、本実施形態では、全ての熱交換チューブ２が同じ構造を持っている。そのため、全ての熱交換チューブ２が隣り合う熱交換チューブ２に対して幅方向にオフセットしている。ただし、後述する変形例５のように、オフセットしていない構造が部分的に含まれていてもよい。
【００５８】
第１板材１１は、第２板材１２と同一の形状を有する部材であってもよい。幅方向の中心からオフセットした位置に接合部４及び５が形成されているとき、２つの第１板材１１を貼り合わせることによって図２Ａ〜図２Ｃに示す熱交換チューブ２が作製されうる。その結果、部品点数の削減によるコストの削減を期待できる。
【００５９】
以下、熱交換器のいくつかの変形例を説明する。図２Ａ〜図２Ｃに示す熱交換器１と各変形例とで共通する要素には同じ参照符号を付し、それらの説明を省略することがある。すなわち、熱交換器１に関する説明は、技術的に矛盾しない限り、以下の変形例にも適用されうる。
【００６０】
（変形例１）
図４Ａに示すように、変形例１に係る熱交換器１Ａにおいて、複数の熱交換チューブは、複数の第１熱交換チューブ２Ａ及び複数の第２熱交換チューブ２Ｂを含む。第１熱交換チューブ２Ａの構造は、第２熱交換チューブ２Ｂの構造と異なる。第１熱交換チューブ２Ａと第２熱交換チューブ２Ｂとが並び方向において隣り合っている。詳細には、第１熱交換チューブ２Ａと第２熱交換チューブ２Ｂとが並び方向に交互に配置されている。第１熱交換チューブ２Ａと第２熱交換チューブ２Ｂとを組み合わせて使用すれば、オフセット量、外部流路８の広さなどの寸法の制約が厳しい場合においても、熱交換器１Ａの入口面１４の傾斜角度を最適な角度に調整しやすい。つまり、本変形例によれば、熱交換器１Ａの設計の自由度が高まる。
【００６１】
第１熱交換チューブ２Ａは、図２Ａ〜図２Ｃを参照して説明した熱交換チューブ２である。従って、第１熱交換チューブ２Ａの説明は省略する。
【００６２】
図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、第２熱交換チューブ２Ｂは、互いに貼り合わされた第３板材１７及び第４板材１８を含む。第３板材１７の外部表面を第３主面１７ｐ、第４板材１８の外部表面を第４主面１８ｐと定義する。内部流路３の入口３ａ及び出口３ｂは、第３主面１７ｐ及び第４主面１８ｐの両方に開口している。第３板材１７は、第３入口接合部２４及び第３出口接合部２５を有する。第３入口接合部２４及び第３出口接合部２５は、隣り合う熱交換チューブ２（第１熱交換チューブ２Ａと第２熱交換チューブ２Ｂ）を互いに接合するための部分として、第３主面１７ｐに形成されている。第４板材１８は、第４入口接合部２６及び第４出口接合部２７を有する。第４入口接合部２６及び第４出口接合部２７は、隣り合う熱交換チューブ２（第１熱交換チューブ２Ａと第２熱交換チューブ２Ｂ）を互いに接合するための部分として、第４主面１８ｐに形成されている。
【００６３】
入口接合部２４及び２６は、内部流路３の入口３ａの周囲において、熱交換チューブ２Ｂの厚さ方向に僅かに突出した環状の突出部である。出口接合部２５及び２７は、内部流路３の出口３ｂの周囲において、熱交換チューブ２Ｂの厚さ方向に僅かに突出した環状の突出部である。複数の熱交換チューブ２Ａ及び２Ｂの並び方向（Ｙ方向）に垂直な面内において、第３入口接合部２４の位置及び第３出口接合部２５の位置は、それぞれ、第４入口接合部２６の位置及び第４出口接合部２７の位置に一致している。言い換えれば、熱交換チューブ２Ｂの厚さ方向に垂直な平面に接合部２４〜２７を投影したとき、第３入口接合部２４の投影像及び第３出口接合部２５の投影像は、それぞれ、第４入口接合部２６の投影像及び第４出口接合部２７の投影像に一致する。接合部２４〜２７によれば、複数の熱交換チューブ２Ａ及び２Ｂのオフセット構造を形成できるだけでなく、外部流路８の広さを規定することができる。
【００６４】
本変形例において、第３板材１７は、第４板材１８と同一の形状を持った部材である。第３板材１７の表裏を反転させると、第３板材１７は、第４板材１８に完全に一致する。この場合、部品点数の削減によるコストの削減を期待できる。
【００６５】
また、第１板材１１と第２板材１２とが異なる形状を有する場合、第３板材１７及び第４板材１８から選ばれる少なくとも１つは、第１板材１１又は第２板材１２と同一の形状を持った部材であってもよい。この場合にも、部品点数の削減によるコストの削減を期待できる。
【００６６】
（変形例２）
図５Ａ及び図５Ｂに示すように、変形例２に係る熱交換器１Ｃは、複数の熱交換チューブ２Ｃで構成されている。熱交換チューブ２Ｃは、互いに貼り合わされた第１板材２１及び第２板材２２を含む。第１板材２１の外部表面を第１主面２１ｐ、第２板材２２の外部表面を第２主面２２ｐと定義する。第１板材２１は、第１入口接合部３４及び第１出口接合部３５を有する。第１入口接合部３４及び第１出口接合部３５は、隣り合う熱交換チューブ２Ｃを互いに接合するための部分として、第１主面２１ｐに形成されている。第２板材２２は、第２入口接合部３６及び第２出口接合部３７を有する。第２入口接合部３６及び第２出口接合部３７は、隣り合う熱交換チューブ２Ｃを互いに接合するための部分として、第２主面２２ｐに形成されている。
【００６７】
入口接合部３４及び３６は、内部流路３の入口３ａの周囲において、熱交換チューブ２Ｃの厚さ方向に僅かに突出した環状の突出部である。出口接合部３５及び３７は、内部流路３の出口３ｂの周囲において、熱交換チューブ２Ｃの厚さ方向に僅かに突出した環状の突出部である。ただし、接合部３４〜３７の突出高さは、熱交換チューブ２Ｃの幅方向において連続的に増加又は減少している。隣り合う熱交換チューブ２Ｃにおける第１入口接合部３４と第２入口接合部３６との間には接合面３８が形成されている。隣り合う熱交換チューブ２Ｃにおける第１出口接合部３５と第２出口接合部３７との間には接合面３９が形成されている。接合面３８及び３９は、複数の熱交換チューブ２Ｃの並び方向（Ｙ方向）に垂直な方向に対して傾斜している。詳細には、接合面３８及び３９は、平面視で環状であり、熱交換チューブ２Ｃの幅方向（Ｘ方向）に対して傾斜している。また、接合面３８及び３９は、熱交換チューブ２Ｃの並び方向（Ｙ方向）に対して傾斜している。接合面３８の傾斜角度は、接合面３９の傾斜角度に等しい。さらに、第１出口接合部３５の軸Ｃ１及び第２出口接合部３７の軸Ｃ２が接合面３９に対して垂直である。同様に、第１入口接合部３４の軸及び第２入口接合部３６の軸が接合面３８に対して垂直である。すなわち、各接合部の軸が複数の熱交換チューブ２Ｃの並び方向（Ｙ方向）に対して傾斜している。また、各接合部の軸は、熱交換チューブ２Ｃの幅方向（Ｘ方向）に対して傾斜している。「接合部の軸」は、円筒状の側面を有する各接合部の中心を通る軸である。接合部３４〜３７により、複数の熱交換チューブ２Ｃを幅方向において互いにオフセットさせることができる。接合部３４〜３７は、複数の熱交換チューブ２Ｃのオフセット構造を形成する役割と、外部流路８の広さを規定する役割とを担っている。接合部３４〜３７の突出高さを調整することによって、熱交換チューブ２Ｃの幅方向（Ｘ方向）に対する熱交換器１Ｃの入口面１４の傾斜角度を調整できる。また、本変形例によれば、熱交換チューブ２Ｃの積層ピッチ、オフセット量などの制約を受けることなく、入口面１４の傾斜角度を調整できる。
【００６８】
本変形例においても、第１板材２１が第２板材２２と同一の形状を持った部材でありうる。
【００６９】
（変形例３）
図６Ａ及び図６Ｂに示すように、変形例３に係る熱交換器１Ｄの熱交換チューブ２Ｄは、蛇行した内部流路３を有する。先に説明した熱交換チューブ２，２Ａ，２Ｂ及び２Ｃにおいても、内部流路３は蛇行していてもよい。
【００７０】
本変形例において、熱交換チューブ２Ｄは、内部流路３が形成されるように互いに貼り合わされた第１板材４１及び第２板材４２で構成されている。内部流路３は、入口３ａから出口３ｂへの途中で第１流体の流れ方向が反転している蛇行流路である。本変形例では、第１流体の流れ方向が複数回（２回）反転している。内部流路３は、熱交換チューブ２Ｄの長手方向に平行な列方向に延びている奇数個の部分を有する。本変形例において、内部流路３は、互いに平行な３つの部分を含む。このような構成によれば、入口ヘッダ１０Ａ及び出口ヘッダ１０Ｂの内径を大きくすることができるので、入口ヘッダ１０Ａ及び出口ヘッダ１０Ｂの内部での圧力損失を低減できる。さらに、熱交換チューブ２Ｄの幅方向の長さを短くできるので、熱交換器１Ｄを小型化できる。
【００７１】
図６Ａ及び図６Ｂに示すように、内部流路３は、熱交換チューブ２Ｄの特定の列方向に延びている複数のセグメントを有する。具体的に、内部流路３は、第１セグメント５１、第２セグメント５２、第３セグメント５３、第１曲がりセグメント５４、第２曲がりセグメント５５、最上流セグメント５６、及び最下流セグメント５７を有する。熱交換チューブ２Ｄは、熱交換チューブ２Ｄの厚さ方向の両側に突出し、内部流路３のセグメント５１，５２及び５３をそれぞれ形成している複数の流路形成部４６，４７及び４８を有する。複数の流路形成部４６，４７及び４８は、第１流路形成部４６、第２流路形成部４７及び第３流路形成部４８を含む。第１セグメント５１は、入口３ａから熱交換チューブ２Ｄの長手方向に沿って延びている。第２セグメント５２は、第１セグメント５１における第１流体の流れ方向と反対の方向に第１流体が流れるように延びている。第３セグメント５３は、第２セグメント５２における第１流体の流れ方向と反対の方向に第１流体が流れるように延びている。第１曲がりセグメント５４は、第１セグメント５１と第２セグメント５２とを連絡している。第２曲がりセグメント５５は、第２セグメント５２と第３セグメント５３とを連絡している。最上流セグメント５６は、第１セグメント５１よりも上流側かつ入口３ａの周囲に形成された部分である。最下流セグメント５７は、第３セグメント５３よりも下流側かつ出口３ｂの周囲に形成された部分である。第１流体は、入口３ａ、最上流セグメント５６、第１セグメント５１、第１曲がりセグメント５４、第２セグメント５２、第２曲がりセグメント５５、第３セグメント５３、最下流セグメント５７、及び出口３ｂの順に蛇行しながら流れる。
【００７２】
また、熱交換チューブ２Ｄは、第１薄肉部４４及び第２薄肉部４５を有する。第１薄肉部４４は、熱交換チューブ２Ｄの幅方向において隣り合う第１流路形成部４６と第２流路形成部４７との間に位置しており、列方向に沿って第１セグメント５１と第２セグメント５２とを互いに隔てている。第２薄肉部４５は、熱交換チューブ２Ｄの幅方向において隣り合う第２流路形成部４７と第３流路形成部４８との間に位置しており、列方向に沿って第２セグメント５２と第３セグメント５３とを互いに隔てている。第１薄肉部４４及び第２薄肉部４５は、それぞれ、第１板材４１と第２板材４２との間の接合部である。
【００７３】
図６Ａに示すように、熱交換チューブ２Ｄの長手方向（列方向）に垂直な断面において、隣り合う１組の熱交換チューブ２Ｄから選ばれる一方の熱交換チューブ２Ｄの流路形成部４６及び４７が外部流路８を介して他方の熱交換チューブ２Ｄの薄肉部４４及び４５に向かい合っている。また、隣り合う１組の熱交換チューブ２Ｄから選ばれる他方の熱交換チューブ２Ｄの流路形成部４７及び４８が外部流路８を介して一方の熱交換チューブ２Ｄの薄肉部４４及び４５に向かい合っている。つまり、一方の熱交換チューブ２Ｄの複数の流路形成部４６〜４８と他方の熱交換チューブ２Ｄの複数の流路形成部４６〜４８とが幅方向（Ｘ方向）において千鳥状に配列している。このような構成によれば、熱交換チューブ２Ｄの厚さ方向における外部流路８の広さが熱交換チューブ２Ｄの幅方向（第２流体の流れ方向）において概ね一定に保たれる。その結果、外部流路８における第２流体の圧力損失を低減できる。また、熱交換チューブ２Ｄの積層ピッチを狭くして単位容積あたりの伝熱面積を拡大することができる。さらに、熱交換チューブ２Ｄの表面における第２流体の流れの剥離が抑制されて有効伝熱面積が拡大する。
【００７４】
また、熱交換チューブ２Ｄは、隣り合うセグメントの間に設けられ、隣り合うセグメントの間の熱移動（詳細には、各セグメントを流れる第１流体の間の熱移動）を阻害する阻害構造をさらに有する。具体的に、第１薄肉部４４には、複数の第１貫通孔４４ｈが形成されている。第２薄肉部４５には、複数の第２貫通孔４５ｈが形成されている。第１貫通孔４４ｈは、第１セグメント５１と第２セグメント５２との間の熱移動を阻害する阻害構造として機能する。第２貫通孔４５ｈは、第２セグメント５２と第３セグメント５３との間の熱移動を阻害する阻害構造として機能する。
【００７５】
蛇行した内部流路３によれば、外部流路８の上流から下流にわたって、熱交換チューブ２Ｄの表面に温度勾配ができる。これにより、第１流体の流れと第２流体の流れとを疑似的に対向させることができるので、熱交換器１Ｄの温度効率の向上及びそれに伴う熱交換効率の向上を期待できる。さらに、上記の阻害構造によれば、熱交換チューブ２Ｄの幅方向（第２流体の流れ方向）において、熱交換チューブ２Ｄの表面の温度勾配が大きくなり、熱交換器１Ｄの温度効率及び熱交換効率がさらに向上する。阻害構造が貫通孔４４ｈ及び４５ｈであるとき、隣り合うセグメントが空間によって隔てられる。そのため、上記の熱移動が確実に阻害される。
【００７６】
本変形例において、第１貫通孔４４ｈは、第１板材４１及び第２板材４２の厚さ方向に第１薄肉部４４を貫通する貫通孔（詳細には、スリット）である。第１貫通孔４４ｈは、第１薄肉部４４の幅方向の中央部に形成されており、平面視で矩形の形状を有している。第２貫通孔４５ｈは、第１板材４１及び第２板材４２の厚さ方向に第２薄肉部４５を貫通している貫通孔（詳細には、スリット）である。第２貫通孔４５ｈは、第２薄肉部４５の幅方向の中央部に形成されており、平面視で矩形の形状を有している。複数の第１貫通孔４４ｈは、第１薄肉部４４の長手方向に沿って所定の間隔をあけて配置されている。複数の第２貫通孔４５ｈは、第２薄肉部４５の長手方向に沿って所定の間隔をあけて配置されている。
【００７７】
第１板材４１及び第２板材４２の厚さ方向に垂直な任意の断面において、第１貫通孔４４ｈの断面積（合計断面積）は、第１薄肉部４４の断面積の１／２よりも広い。第１貫通孔４４ｈの長手方向の長さＬ１は、隣り合う第１貫通孔４４ｈの間の間隔Ｌ２より長い。第１板材４１及び第２板材４２の厚さ方向に垂直な任意の断面において、第２貫通孔４５ｈの断面積は、第２薄肉部４５の断面積の１／２よりも広い。第２貫通孔４５ｈの長手方向の長さＬ３は、隣り合う第２貫通孔４５ｈの間の間隔Ｌ４より長い。第２貫通孔４５ｈの長手方向の長さＬ３は、第１貫通孔４４ｈの長手方向の長さＬ１に等しい。隣り合う第２貫通孔４５ｈの間の間隔Ｌ４は、隣り合う第１貫通孔４４ｈの間の間隔Ｌ２に等しい。このような構成によれば、第１セグメント５１を流れる第１流体と、第２セグメント５２を流れる第１流体との間の熱移動を効果的かつ確実に阻害できる。第２セグメント５２と第３セグメント５３との間の熱移動を効果的かつ確実に阻害できる。
【００７８】
貫通孔４４ｈ及び４５ｈの形状、配置、個数、断面積などは特に限定されない。例えば、第１貫通孔４４ｈの形状は、平面視で円形、多角形、楕円形などの他の形状であってもよい。第１薄肉部４４に第１貫通孔４４ｈが１つのみ形成されていてもよい。ただし、本変形例のように、複数の第１貫通孔４４ｈが所定の間隔で第１薄肉部４４に形成されていると、第１薄肉部４４の強度の低下を抑制しつつ、第１セグメント５１と第２セグメント５２との間の熱移動を効果的に阻害できる。これらは、第２貫通孔４５ｈにもあてはまる。
【００７９】
また、熱交換チューブ２Ｄは、第２曲がりセグメント５５と最上流セグメント５６とを仕切っている最上流薄肉部６３と、最上流薄肉部６３に形成された第３貫通孔６３ｈと、をさらに有している。最上流薄肉部６３は、第１板材４１及び第２板材４２を貼り合せたときに形成される薄肉部である。第３貫通孔６３ｈは、第２曲がりセグメント５５と最上流セグメント５６との間の熱移動を阻害する上流側阻害構造として機能する。第３貫通孔６３ｈは、最上流薄肉部６３における入口３ａに最も近い部分に形成されている。第３貫通孔６３ｈは、第１板材４１及び第２板材４２の厚さ方向に最上流薄肉部６３を貫通している貫通孔（詳細には、スリット）である。第３貫通孔６３ｈは、最上流薄肉部６３の中央部に形成されており、平面視で矩形の形状を有している。このような構成によれば、第２曲がりセグメント５５と最上流セグメント５６との間の熱移動を効果的かつ確実に阻害できる。
【００８０】
また、熱交換チューブ２Ｄは、第１曲がりセグメント５４と最下流セグメント５７とを仕切っている最下流薄肉部６５と、最下流薄肉部６５に形成された第４貫通孔６５ｈと、をさらに有している。最下流薄肉部６５は、第１板材４１及び第２板材４２を貼り合せたときに形成される薄肉部である。第４貫通孔６５ｈは、第１曲がりセグメント５４と最下流セグメント５７との間の熱移動を阻害する下流側阻害構造として機能する。第４貫通孔６５ｈは、最下流薄肉部６５における出口３ｂに最も近い部分に形成されている。第４貫通孔６５ｈは、第１板材４１及び第２板材４２の厚さ方向に最下流薄肉部６５を貫通している貫通孔（詳細には、スリット）である。第４貫通孔６５ｈは、最下流薄肉部６５の中央部に形成されており、平面視で矩形の形状を有している。このような構成によれば、第１曲がりセグメント５４と最下流セグメント５７との間の熱移動を効果的かつ確実に阻害できる。第１貫通孔４４ｈと同様に、第３貫通孔６３ｈ及び第４貫通孔６５ｈの形状、配置、個数、断面積などは特に限定されない。
【００８１】
熱移動を阻害する阻害構造は貫通孔に限定されない。熱移動を阻害する阻害構造として、薄肉部４４，４５，６３及び６５が相対的に低い熱伝導率を有する材料（例えば、樹脂）で作られ、薄肉部４４，４５，６３及び６５以外の部分が相対的に高い熱伝導率を有する材料（例えば、金属）で作られていてもよい。
【００８２】
図６Ａに示すように、列方向に垂直な断面において、流路形成部４６〜４８の表面の一部（又は全部）は、熱交換チューブ２Ｄの厚さ方向及び幅方向の両方向に対して傾斜した方向に向かって薄肉部４４及び４５から延びている。このような構成によれば、第２流体が外部流路８を流れるとき、流路形成部４６〜４８の表面における第２流体の剥離を抑制できる。従って、熱交換器１Ｄの熱交換効率がさらに向上する。
【００８３】
本変形例では、１種類の熱交換チューブ２Ｄのみが使用されている。これにより、コストの削減及び製造工程の簡略化を期待できる。ただし、互いに異なる構造を有する複数の種類の熱交換チューブが使用されていてもよい。
【００８４】
（変形例４）
内部流路３を構成するセグメントの数は３つに限定されない。図７Ａに示すように、変形例４に係る熱交換器１Ｅに使用された熱交換チューブ２Ｅは、内部流路３を構成する５つのセグメントを有する点で変形例３の熱交換器１Ｄに使用された熱交換チューブ２Ｄと異なる。
【００８５】
（変形例５）
全ての熱交換チューブが隣り合う熱交換チューブに対して幅方向にオフセットしていることは必須ではない。図７Ｂに示すように、変形例５に係る熱交換器１Ｆは、複数の熱交換チューブ群２０で構成されている。隣り合う熱交換チューブ群２０が幅方向（Ｘ方向）にオフセットしている。熱交換チューブ群２０は、複数の熱交換チューブ２Ｄ及び２Ｆで構成されている。具体的に、熱交換チューブ群２０は、熱交換チューブ２Ｄ及び熱交換チューブ２Ｆを含む。熱交換チューブ２Ｄは、変形例３の熱交換器１Ｄに使用された熱交換チューブである。熱交換チューブ２Ｆは、熱交換チューブ２Ｄの変形例である。熱交換チューブ２Ｆにおいて、第１板材に形成された入口接合部及び出口接合部は、それぞれ、第２板材に形成された入口接合部及び出口接合部に対してオフセットしていない。熱交換チューブ群２０において、熱交換チューブ２Ｄは、熱交換チューブ２Ｆに対してオフセットしていない。このように、幅方向にオフセットしている複数の接合部を有する熱交換チューブと幅方向にオフセットしていない複数の接合部を有する熱交換チューブとを組み合わせることによって、入口面１４の傾斜角度（熱交換器への第２流体の流入角度）を適切に調整できる。
【００８６】
（その他の構成）
内部流路３の断面は、流線形状、翼形状などの曲線形状であってもよい。また、内部流路３の断面に含まれた全ての角部又は一部の角部は、アール形状又は曲線形状を有していてもよい。このような構成によれば、第２流体の圧力損失を低減できるとともに、第２流体の流れの剥離を抑制できる。
【００８７】
また、幅方向における熱交換チューブの少なくとも一端には、内部流路３を形成している流路形成部から幅方向に突出した板状部が設けられていてもよい。このような板状部は、第２流体の流れ方向を規制し、第２流体の流れの剥離を抑制する。これにより、熱交換チューブの有効伝熱面積が増加する。また、板状部自体がフィンの役割を担うので、板状部の表面が伝熱面として加算される。従って、熱交換チューブに板状部を設けることによって、熱交換器の小型化が可能となる。
【００８８】
以下、他の実施形態に係る熱交換器を説明する。第１実施形態で説明した熱交換器と他の実施形態の熱交換器とで共通する要素には同じ参照符号を付し、それらの説明を省略することがある。すなわち、第１実施形態の説明は、技術的に矛盾しない限り、以下の実施形態にも適用されうる。
【００８９】
（第２実施形態）
図８に示すように、本実施形態に係る熱交換器１Ｇは、内部流路３をそれぞれ有する複数の熱交換チューブ２Ｇで構成されている。複数の熱交換チューブ２Ｇは、隣り合う熱交換チューブ２Ｇの間に第２流体が流れる外部流路８が形成されるように並べられている。ただし、本実施形態では、複数の熱交換チューブ２Ｇは互いにオフセットしていない。複数の熱交換チューブ２Ｇの位置は、長手方向（Ｚ方向）及び幅方向（Ｘ方向）において互いに一致している。この点において、本実施形態は第１実施形態と相違する。その他の点は、本実施形態と第１実施形態とで共通である。
【００９０】
熱交換チューブ２Ｇは、板状の突出部２９を幅方向（第２流体の流れ方向）の両端に有する。突出部２９は、外部流路８の入口部分８ａ及び出口部分８ｂを形成している。突出部２９は、熱交換チューブ２Ｇの伝熱面積の拡大に寄与する。
【００９１】
外部流路８の入口部分８ａにおける第２流体の流れ方向が送風機（図３Ｂ参照）から熱交換器１Ｇへの第２流体の流入方向に平行な方向に近づくように、外部流路８の入口部分８ａが熱交換器１Ｇの入口面１４に対して傾斜した方向に延びている。本実施形態によれば、外部流路８の入口部分８ａへの第２流体の流入角度を考慮に入れて突出部２９の角度が調整されうる。これにより、第２流体の圧力損失を低減できるとともに、第２流体の流れの剥離を抑制できる。
【００９２】
本実施形態において、突出部２９は、熱交換チューブ２Ｇの前縁部（又は後縁部）であり、複数の熱交換チューブ２Ｇの並び方向（Ｙ方向）及び幅方向（Ｘ方向）に対して傾斜している。このような構成によれば、大幅な設計変更を行うことなく、外部流路８の入口部分８ａの方向と第２流体の流入方向とのなす角度を減らすことができる。その結果、コストを抑制しつつ、優れた性能を持った熱交換器１Ｇを提供できる。
【００９３】
突出部２９は、熱交換チューブ２Ｇを構成する板材の端部を曲げることによって形成できる。突出部２９の傾斜角度α（幅方向に対する傾斜角度）は、熱交換チューブ２Ｇの並び方向（Ｙ方向）において一定である。ただし、傾斜角度αが一定であることは必須ではない。例えば、熱交換器への第２流体の流入角度が熱交換チューブの並び方向において変化しているとき、第２流体の流入角度に合わせて傾斜角度αを変化させることができる。つまり、熱交換器１Ｇにおいて、様々な傾斜角度αを持った突出部２９が形成されていてもよい。
【００９４】
（第３実施形態）
図９に示すように、本実施形態に係る熱交換器１Ｈは、内部流路３をそれぞれ有する複数の熱交換チューブ２Ｈで構成されている。複数の熱交換チューブ２Ｈは、隣り合う熱交換チューブ２Ｈの間に外部流路８が形成されるように扇状に並べられている。熱交換チューブ２Ｈの幅方向が扇の半径方向に一致している。複数の外部流路８は、放射状に延びている。第２流体は、内周側から外周側に向かって流れる。
【００９５】
図１２に示すように、外部流路の向きが一定である熱交換器２０４を送風機１６（遠心送風機）の周囲に配置したとき、隣り合う熱交換器２０４の間に空間ができる。そのような空間に本実施形態の熱交換器１Ｈを配置することができる。外部流路８が放射状に延びているので、送風機１６から噴き出された第２流体が外部流路８に流入しやすい。これにより、第２流体の圧力損失を低減できる。また、第２流体の流れの剥離を抑制できるので、有効伝熱面積が拡大する。
【００９６】
外部流路の向きが一定である熱交換器２０４として、従来の熱交換器を使用してもよいし、第１実施形態又は第２実施形態で説明した熱交換器を使用してもよい。
【００９７】
図１０Ａ〜図１０Ｃに示すように、熱交換器１Ｈは、複数の連結部材７０をさらに備えている。本実施形態では、隣り合う熱交換チューブ２Ｈの間に２つの連結部材７０が配置されている。熱交換チューブ２Ｈは、互いに貼り合わされた１組の板材７１を含む。板材７１の主面には、内部流路３の入口３ａ及び出口３ｂが開口している。２つの連結部材７０の一方は、隣り合う熱交換チューブ２Ｈを内部流路３の入口３ａにおいて接合するために、隣り合う熱交換チューブ２Ｈの入口３ａの間に配置されている。２つの連結部材７０の他方は、隣り合う熱交換チューブ２Ｈを内部流路３の出口３ｂにおいて接合するために、隣り合う熱交換チューブ２Ｈの出口３ｂの間に配置されている。隣り合う熱交換チューブ２Ｈの内部流路３は、連結部材７０を介して連通している。連結部材７０は、扁平な環状の部材である。連結部材７０の内径は、内部流路３の入口３ａ及び出口３ｂの開口径に等しい。外部流路８の上流側から下流側に向かって、連結部材７０の厚さが連続的に増加している。連結部材７０を使用すれば、図９に示す構造の熱交換器１Ｈが容易に構築されうる。
【００９８】
図１０Ｂに示すように、隣り合う１組の熱交換チューブ２Ｈの一方と連結部材７０との間の連結面を第１連結面７１ｐ、隣り合う１組の熱交換チューブ２Ｈの他方と連結部材７０との間の連結面を第２連結面７１ｑと定義する。このとき、第１連結面７１ｐは、第２連結面７１ｑに対して傾斜している。連結部材７０によって、第１連結面７１ｐと第２連結面７１ｑとのなす角度が規定されうる。つまり、連結部材７０によって、外部流路８の広さを調整できる。
【００９９】
図１０Ｃに示すように、連結部材７０は、くさび形の断面を有する環状の部材である。このような形状の連結部材７０を使用すれば、図９に示す構造の熱交換器１Ｈが容易に構築されうる。また、連結部材７０によって外部流路８の広さを規定できるので、熱交換チューブ２Ｈから入口接合部及び出口接合部を省略することも可能である。もちろん、熱交換チューブ２Ｈは、第１実施形態及び第２実施形態で説明したような入口接合部及び出口接合部を有していてもよい。
【０１００】
図１０Ｄに示すように、隣り合う熱交換チューブ２Ｈの間には、複数の連結部材７０の積層体１７０が配置されていてもよい。例えば、２つの連結部材７０の積層体１７０を熱交換チューブ２Ｈの間に配置することができる。連結部材７０の数を増やすことによって、外部流路８の広さを増やすことができる。つまり、熱交換器１Ｈの設計の自由度が高まる。
【０１０１】
図１０Ｅに示すように、互いに異なる形状を有する複数の連結部材７０及び７２が熱交換器１Ｈに使用されていてもよい。図１０Ｃを参照して説明した連結部材７０を第１連結部材７０と定義したとき、熱交換器１Ｈは、第１連結部材７０の形状とは異なる形状を有する第２連結部材７２をさらに備えていてもよい。図１０Ｅの例において、第１連結部材７０と第２連結部材７２とは、周方向に沿って交互に配置されている。このような構成によれば、外部流路８の広さを自由に調整できる。なお、図１０Ｄを参照して説明したように、第１連結部材７０と第２連結部材７２との積層体が隣り合う熱交換チューブ２Ｈの間に配置されていてもよい。
【０１０２】
なお、第３実施形態の熱交換器は、隣り合う１組の熱交換チューブの一方が他方に対して、複数の熱交換チューブの並び方向に対して垂直な方向にオフセットしていてもよい。
【０１０３】
（変形例６）
図１１Ａ〜図１１Ｃに示すように、変形例６に係る熱交換器１Ｊは、板状の突出部７３ｔを有する連結部材７３を備えている。突出部７３ｔは、外部流路８の下流側に向かって突出している。言い換えれば、突出部７３ｔは、熱交換器１Ｊの半径方向の外側に向かって突出している。連結部材７３の形状が異なる点を除き、変形例６の熱交換器１Ｊは、第３実施形態の熱交換器１Ｈと同じ構造を有する。
【０１０４】
具体的に、連結部材７３は、環状の本体部７３ｓ及び板状の突出部７３ｔで構成されている。本体部７３ｓは、第３実施形態で説明した連結部材７０と同じ形状を有し、熱交換チューブ２Ｈの内部流路３の入口３ａ（又は出口３ｂ）の間に配置されている。突出部７３ｔは、本体部７３ｓの外周面に取り付けられており、平面視で矩形の形状を有する。詳細には、突出部７３ｔは、熱交換チューブ２Ｈの約１／４の大きさを有する板状の部分である。このような連結部材７３によれば、突出部７３ｔが外部流路８を分断する仕切りとして機能する。第２流体の流れが熱交換チューブ２Ｊの表面に沿って流れるよう矯正されるので、有効伝熱面積が拡大する。また、突出部７３ｔ自体がフィンとして機能して伝熱面の拡大に寄与するので、熱交換性能がさらに向上する。
【０１０５】
本変形例では、１種類の連結部材７３のみが使用されている。ただし、第３実施形態における連結部材７０と本変形例における連結部材７３とが周方向に沿って交互に配置されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本明細書に開示された技術は、空気調和装置、コンピュータの冷却装置、家電などに有用である。
【符号の説明】
【０１０７】
１，１Ａ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｊ  熱交換器
２，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈ  熱交換チューブ
２Ａ  第１熱交換チューブ
２Ｂ  第２熱交換チューブ
２ｆ  前縁
３  内部流路
３ａ  入口
３ｂ  出口
４〜７，２４〜２７  接合部
８  外部流路
８ａ  入口部分
８ｂ  出口部分
１１，４１  第１板材
１１ｐ  第１主面
１２，４２  第２板材
１２ｐ  第２主面
１４  入口面
１６  送風機
１７  第３板材
１７ｐ  第３主面
１８  第４板材
１８ｐ  第４主面
２９  突出部
４４，４５  薄肉部
４４ｈ，４５ｈ  貫通孔
４６〜４８  流路形成部
５１〜５７  セグメント
７１  板材
７１ｐ，７１ｑ  連結面
７０，７２，７３  連結部材
７３ｓ  本体部
７３ｔ  突出部
２００，２０２  熱交換ユニット
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３】
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