(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に流体が流れる複数積層されたチューブ（１）と、
前記チューブ（１）の長手方向端部に配置されるとともに、前記チューブ（１）の積層方向に延びて複数の前記チューブ（１）に連通するヘッダタンク（４）とを備え、
前記ヘッダタンク（４）の内部には、当該ヘッダタンク（４）のタンク内空間を、前記チューブ（１）の積層方向に第１空間（４１）と第２空間（４２）とに仕切る仕切部材（６）が設けられており、
前記ヘッダタンク（４）または前記仕切部材（６）の表面温度が氷点以下になる可能性のある熱交換器であって、
前記ヘッダタンク（４）の内部には、前記仕切部材（６）と前記ヘッダタンク（４）とにより区画されるとともに、前記第１空間（４１）と前記第２空間（４２）との間に配置される第３空間（４３）が設けられており、
前記ヘッダタンク（４）には、前記第３空間（４３）と前記ヘッダタンク（４）の外部とを連通させ、前記第３空間（４３）に水を進入させうる開口部（４０１、４０２）が形成されており、
前記開口部（４０１、４０２）を正面から見たときの前記開口部（４０１、４０２）の最小隙間幅をＬ１、前記第３空間（４３）における前記チューブ（１）の積層方向の長さをＬ２としたとき、
Ｌ２は、前記第３空間（４３）における前記ヘッダタンク（４）の内周に沿う長さであり、
前記仕切部材（６）および前記開口部（４０１、４０２）は、Ｌ１≧Ｌ２の関係を満たすように構成され、
前記仕切部材（６）は、２枚の板状部材（７、８）の少なくとも一部を互いに離間させて設けることにより構成されており、
前記第３空間（４３）は、前記２枚の板状部材（７、８）の間に配置され、
前記仕切部材（６）は、２枚の板状部材（７、８）の一部を互いに接合した接合部（９）を有しており、
前記開口部（４０１、４０２）を正面から見たときの、前記開口部（４０１、４０２）における前記チューブ（１）の積層方向に直交する方向の長さは、Ｌ１より長く、
前記仕切部材（６）は、前記開口部（４０１）内に突出する２つの突出部（７１、８１）を有しており、
前記開口部（４０１）は、前記正面から見て矩形状に形成されており、
前記開口部（４０１）の内周縁部における前記チューブ（１）の積層方向と直交する２つの辺（４０１ａ、４０１ｂ）は、それぞれ、前記突出部（７１、８１）により構成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記２枚の板状部材（７、８）は、前記接合部（９）において互いに嵌合していることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記仕切部材（６）および前記開口部（４０１、４０２）は、Ｌ１≧１．５×Ｌ２の関係を満たすように構成されている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】
前記第３空間（４３）は、前記接合部（９）の周りに環状に配置されており、
前記第３空間（４３）における前記環状の周方向に直交する断面の面積を、空間断面積としたとき、
前記第３空間（４３）のうち、前記開口部（４０１、４０２）からの距離が最大となる部位（４０３）の前記空間断面積が、前記開口部（４０１、４０２）からの距離が最小となる部位（４０４）の前記空間断面積よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項５】
前記第３空間（４３）において、隣り合う前記２枚の板状部材（７、８）の間の距離を板状部材間距離としたとき、
前記第３空間（４３）のうち、前記接合部（９）からの距離が最小となる部位（４０５）の前記板状部材間距離が、前記接合部（９）からの距離が最大となる部位（４０６）の前記板状部材間距離よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項６】
前記開口部（４０１）の前記正面の外側には、部品が配置されていないことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項７】
前記開口部（４０１）は、前記ヘッダタンク（４）における前記チューブ（１）長手方向の外側の面に配置されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項８】
前記仕切部材（６）と当該仕切部材（６）に隣り合う前記チューブ（１）との間の前記チューブ（１）の積層方向の長さをＬ３としたとき、
前記仕切部材（６）は、Ｌ２＞Ｌ３の関係を満たすように構成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載される熱交換器は、流体が流通する複数のチューブを有するコア部と、複数のチューブの両端部に接続されるヘッダタンクとを備えている。この種の熱交換器において、ヘッダタンクの内部にタンク内空間を分割する仕切部材を設け、コア部を流れる流体の流れをＵターンさせるものが知られている。
【０００３】
ここで、例えば特許文献１には、仕切部材として、２枚のプレートの約中央部を除く部位を互いに離間するように設けるとともに、２枚のプレートをヘッダタンク内面にろう付けにより接合したものが開示されている。この特許文献１に記載の熱交換器では、ヘッダタンク内に、２枚のプレートの離間している部位とヘッダタンクとにより形成される空間（以下、検査用空間という）を形成するとともに、検査用空間と連通する連通孔をヘッダタンクに設けている。
【０００４】
これによれば、２枚のプレートとヘッダタンクとのろう付けが不完全な場合でも、検査用空間から気密検査により連通孔を通じてヘッダタンク外に試験ガスが流出するため、ヘッダタンクの内部漏れを容易に目視もしくはガス検知装置（例えばヘリウムリーク検査装置）により検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実公平７−１７９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、ヒートポンプサイクルにおける低圧冷媒を外気と熱交換させて蒸発させる蒸発器として機能する室外熱交換器のように、表面温度が氷点を下回るような環境下で熱交換器を使用するニーズが高まっている。
【０００７】
この場合、上記特許文献１に記載の熱交換器では、検査用空間に凝縮水や雨水等が溜まり、その水の凍結に伴う体積膨張により周囲の部品（ヘッダタンクおよびプレート）が破壊される凍結割れが発生する可能性がある。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、ヘッダタンクの内部漏れを確実かつ容易に目視もしくはガス検知装置により検出可能としつつ、凍結割れの発生を抑制できる熱交換器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】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、内部に流体が流れる複数積層されたチューブ（１）と、チューブ（１）の長手方向端部に配置されるとともに、チューブ（１）の積層方向に延びて複数のチューブ（１）に連通するヘッダタンク（４）とを備え、ヘッダタンク（４）の内部には、ヘッダタンク（４）のタンク内空間を、チューブ（１）の積層方向に第１空間（４１）と第２空間（４２）とに仕切る仕切部材（６）が設けられており、ヘッダタンク（４）または仕切部材（６）の表面温度が氷点以下になる可能性のある熱交換器であって、ヘッダタンク（４）の内部には、仕切部材（６）とヘッダタンク（４）とにより区画されるとともに、第１空間（４１）と第２空間（４２）との間に配置される第３空間（４３）が設けられており、ヘッダタンク（４）には、第３空間（４３）とヘッダタンク（４）の外部とを連通させ、第３空間（４３）に水を進入させうる開口部（４０１、４０２）が形成されており、開口部（４０１、４０２）を正面から見たときの開口部（４０１、４０２）の最小隙間幅をＬ１、第３空間（４３）におけるチューブ（１）の積層方向の長さをＬ２としたとき、Ｌ２は、第３空間（４３）におけるヘッダタンク（４）の内周に沿う長さであり、仕切部材（６）および開口部（４０１、４０２）は、Ｌ１≧Ｌ２の関係を満たすように構成され、仕切部材（６）は、２枚の板状部材（７、８）の少なくとも一部を互いに離間させて設けることにより構成されており、第３空間（４３）は、２枚の板状部材（７、８）の間に配置され、仕切部材（６）は、２枚の板状部材（７、８）の一部を互いに接合した接合部（９）を有しており、開口部（４０１、４０２）を正面から見たときの、開口部（４０１、４０２）におけるチューブ（１）の積層方向に直交する方向の長さは、Ｌ１より長く、仕切部材（６）は、開口部（４０１）内に突出する２つの突出部（７１、８１）を有しており、開口部（４０１）は、正面から見て矩形状に形成されており、開口部（４０１）の内周縁部におけるチューブ（１）の積層方向と直交する２つの辺（４０１ａ、４０１ｂ）は、それぞれ、突出部（７１、８１）により構成されていることを特徴とする。
【００１０】
これによれば、ヘッダタンク（４）に、仕切部材（６）およびヘッダタンク（４）により区画される第３空間（４３）とヘッダタンク（４）の外部とを連通させる開口部（４０１、４０２）を形成することで、ヘッダタンク（４）の内部漏れが発生している場合には、気密検査時に、第３空間（４３）から開口部（４０１、４０２）を通じてヘッダタンク（４）外に試験ガスが流出する。このため、ヘッダタンク（４）の内部漏れを確実かつ容易に目視もしくはガス検知装置により検出することができる。
【００１１】
ところで、ヘッダタンク（４）または仕切部材（６）の表面温度が氷点以下になる可能性のある熱交換器においては、第３空間（４３）の内部に液体（水または水含有物）が滞留し、その液体が凍結する場合、液体の周縁部から凍結が進行して中央部が最終的に凍結する。このため、最終的に凍結が完了する部位（以下、最終凍結部という）が既に凍結が完了している凍結部内に内包されてしまい、凍結による体積膨張に伴い周辺のヘッダタンク（４）や仕切部材（６）等に負荷がかかる。これにより、ヘッダタンク（４）や仕切部材（６）等に凍結割れが発生するおそれがある。
【００１２】
これに対し、仕切部材（６）および開口部（４０１、４０２）をＬ１≧Ｌ２の関係を満たすように構成することで、当該開口部（４０１、４０２）において、最終凍結部の凍結による体積膨張に伴う負荷（以下、凍結負荷という）を逃がすことができる。これにより、ヘッダタンク（４）や仕切部材（６）等に凍結割れが発生することを抑制できる。
【００１３】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係る室外熱交換器を示す正面図である。
【図２】図１のＩＩ部拡大図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】図４のＶ矢視図である。
【図６】比較例に係る室外熱交換器における凍結順序の解析結果を示す説明図である。
【図７】第１実施形態に係る室外熱交換器における凍結順序の解析結果を示す説明図である。
【図８】第２実施形態におけるヘッダタンクの仕切部材近傍のチューブ積層方向直交断面を示す断面図である。
【図９】第２実施形態に係る室外熱交換器における凍結順序の解析結果を示す説明図である。
【図１０】第３実施形態におけるヘッダタンクの仕切部材近傍の空気流れ方向直交断面を示す断面図である
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１６】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１〜図７に基づいて説明する。本実施形態は、本発明に係る熱交換器を、ヒートポンプサイクルにおける低圧冷媒を外気と熱交換させて蒸発させる蒸発器として機能する室外熱交換器に適用したものである。
【００１７】
図１および図２に示すように、室外熱交換器は、内部流体としての冷媒が鉛直方向に流れるダウンフロー型の熱交換器である。室外熱交換器は、冷媒が流れる管であるチューブ１を備えている。
【００１８】
チューブ１は、外部流体としての空気の流れ方向（以下、空気流れ方向という）が長径方向と一致するように、長手方向垂直断面の形状が扁平な長円形状、すなわち扁平形状に形成されている。チューブ１は、その長手方向が鉛直方向に一致するように水平方向に複数本平行に積層配置されている。なお、本実施形態では、チューブ１として、押出加工による微細多穴チューブを採用している。
【００１９】
また、チューブ１は、チューブ１における冷媒が流通する流体通路を挟んで対向する二つの扁平面を有している。チューブ１の両側の扁平面には、波状に成形された伝熱部材としてのフィン２が接合されている。このフィン２により空気との伝熱面積を増大させて冷媒と空気との熱交換を促進している。本実施形態では、フィン２として、伝熱性に優れる金属の薄板を波状に曲げ成形したコルゲートフィンを採用している。
【００２０】
なお、以下、チューブ１およびフィン２からなる略矩形状の熱交換部をコア部３と呼ぶ。
【００２１】
ヘッダタンク４は、チューブ１の長手方向（以下、チューブ長手方向という）の端部にて、チューブ長手方向と直交する方向に延びて複数のチューブ１と連通するものである。本実施形態では、ヘッダタンク４は、チューブ１の上下端にて、水平方向に延びて複数のチューブ１と連通している。また、本実施形態の室外熱交換器は、室外に配置される熱交換器であるため、ヘッダタンク４または仕切部材６の表面温度が氷点以下になる可能性がある。
【００２２】
図３に示すように、ヘッダタンク４は、チューブ１が挿入接合されたコアプレート４ａと、コアプレート４ａとともにタンク内空間を構成するタンク本体部４ｂとを有して構成されている。本実施形態では、コアプレート４ａおよびタンク本体部４ｂは、金属（例えば、アルミニウム合金）製である。
【００２３】
図１に戻り、二つのヘッダタンク４のうち、下方側に配置されるヘッダタンク４には、冷媒をタンク本体部４ｂ内に流入させる入口パイプ４ｃと、空気との熱交換により冷却された冷媒を流出させる出口パイプ４ｄとが設けられている。また、コア部３におけるチューブ１の積層方向（以下、チューブ積層方向という）の両端部には、チューブ長手方向と略平行に延びてコア部３を補強するインサート５が設けられている。
【００２４】
図４に示すように、二つのヘッダタンク４のうち、下方側に配置されるヘッダタンク４には、タンク内空間をチューブ長手方向に仕切る仕切部材６が設けられている。タンク内空間は、仕切部材６により、チューブ長手方向に第１空間４１と第２空間４２とに仕切られている。
【００２５】
仕切部材６は、二枚の板状部材であるプレート７、８を接合して構成されている。具体的には、二枚のプレート７、８は、それぞれ、チューブ積層方向から見た平面形状が、ヘッダタンク４内の横断面形状になるように形成されている。
【００２６】
二枚のプレート７、８それぞれの周縁部には、ヘッダタンク４の径方向外側に突出する突出部７１、８１が設けられている。突出部７１、８１は、プレート７、８におけるコア部３と反対側の端面に配置されている。
【００２７】
以下、二枚のプレート７、８のうち、第１空間４１側に配置されるプレートを第１プレート７といい、第２空間４２側に配置されるプレートを第２プレート８という。
【００２８】
第１プレート７は、その中央部が第１空間４１側に円錐台状に膨出するように、プレス成形により形成されている。第２プレート８は、その中央部が第１空間４１側に向かって逆円錐台状に陥没するように、プレス成形により形成されている。
【００２９】
このような二枚のプレート７、８双方の中央部の背部を重ね合せた状態で、プレス成形により中央部分に嵌合凹部（ダボ穴）９を形成することで、二枚のプレート７、８が一体的に結合され、そして、ろう付けにより接合されている。この結果、二枚のプレート７、８の周縁部分が互いに離間して接合されている。
【００３０】
本実施形態では、２枚のプレート７、８の一部が、嵌合凹部９において互いに接合されている。このため、本実施形態の嵌合凹部９が、本発明の接合部に相当している。
【００３１】
上述のように仕切部材６を形成することで、仕切部材６のプレート７、８と、ヘッダタンク４とにより、環状の第３空間４３が形成されている。すなわち、ヘッダタンク４の内部に、仕切部材６のプレート７、８とヘッダタンク４とにより区画される第３空間４３が設けられている。より詳細には、第３空間４３は、嵌合凹部９の周りに、チューブ積層方向から見た断面が環状となるように配置されている。
【００３２】
第３空間４３は、第１空間４１と第２空間４２との間に配置されている。第３空間４３は、２枚のプレート７、８の間に配置されている。第３空間４３は、ヘッダタンク４と２枚のプレート７、８の離間している部位とにより区画されている。
【００３３】
二つのヘッダタンク４のうち下方側に配置されるヘッダタンク４には、第３空間４３とヘッダタンク４の外部とを連通させる開口部４０１、４０２が形成されている。本実施形態では、開口部４０１、４０２は、当該ヘッダタンク４におけるコア部３側の端面およびコア部３と反対側の端面に、１つずつ設けられている。
【００３４】
換言すると、２つの開口部４０１、４０２のうち一方の開口部４０１は、当該ヘッダタンク４におけるチューブ長手方向の外側（コア部３と反対側）の面に配置されている。２つの開口部４０１、４０２のうち他方の開口部４０２は、当該ヘッダタンク４におけるチューブ長手方向の内側（コア部３側）の面に配置されている。
【００３５】
以下、２つの開口部４０１、４０２のうち、当該ヘッダタンク４におけるチューブ長手方向の外側の面に配置されている開口部を第１開口部４０１という。また、２つの開口部４０１、４０２のうち、当該ヘッダタンク４におけるチューブ長手方向の内側の面に配置されている開口部を、第２開口部４０２という。
【００３６】
第１開口部４０１は、当該ヘッダタンク４のタンク本体部４ｂに設けられている。第２開口部４０２は、当該ヘッダタンク４のコアプレート４ａに設けられている。
【００３７】
本実施形態では、タンク本体部４ｂにおける、二枚のプレート７、８の突出部７１、８１に対応する位置には、第１貫通孔４５が設けられている。二枚のプレート７、８の突出部７１、８１は、第１貫通孔４５内に配置されている。
【００３８】
具体的には、図５に示すように、第１貫通孔４５は、略矩形状に形成されている。第１貫通孔４５の内周縁部におけるチューブ積層方向と直交する２つの辺４５ａ、４５ｂは、それぞれ、二枚のプレート７、８の突出部７１、８１と接触している。
【００３９】
より詳細には、第１貫通孔４５の内周縁部におけるチューブ積層方向と直交する２つの辺４５ａ、４５ｂのうち、第１空間４１側の辺４５ａには、第１プレート７の突出部７１における第１空間４１側の面が接触している。第１貫通孔４５の内周縁部におけるチューブ積層方向と直交する２つの辺４５ａ、４５ｂのうち、第２空間４２側の辺４５ｂには、第２プレート８の突出部８１における第２空間４２側の面が接触している。
【００４０】
このように第１貫通孔４５を構成することで、第１貫通孔４５における二枚のプレート７、８の突出部７１、８１の間に、第１開口部４０１が形成されている。つまり、二枚のプレート７、８の突出部７１、８１は、第１開口部４０１内に突出している。このとき、第１開口部４０１は、正面から見て矩形状に形成されている。なお、ここでいう矩形状とは、厳密な矩形状のみを意味するものではなく、その四隅が弧状に面取りされた全体として矩形状のものも含む意味である。
【００４１】
第１開口部４０１の内周縁部におけるチューブ積層方向と直交する２つの辺４０１ａ、４０１ｂは、二枚のプレート７、８の突出部７１、８１により構成されている。なお、第１開口部４０１の内周縁部における空気流れ方向と直交する２つの辺４０１ｃ、４０１ｄは、二枚のプレート７、８の突出部７１、８１により構成されている。
【００４２】
図４に戻り、本実施形態では、コアプレート４ａにおける、二枚のプレート７、８に対応する位置には、第２貫通孔４６が設けられている。具体的には、第２貫通孔４６は、略矩形状に形成されている。
【００４３】
第２貫通孔４６の内周縁部におけるチューブ積層方向と直交する２つの辺４６ａ、４６ｂは、それぞれ、二枚のプレート７、８と面一とされている。この第２貫通孔４６により、第２開口部４０２が形成されている。
【００４４】
ここで、開口部４０１、４０２を正面から見たとき、すなわち開口部４０１、４０２の開口面積が最大となる方向から見たとき、当該開口部４０１、４０２の最小隙間幅をＬ１（図５参照）とする。また、第３空間４３におけるチューブ積層方向の長さをＬ２（図４参照）とする。また、仕切部材６と当該仕切部材６に隣り合うチューブ１との間のチューブ積層方向の長さをＬ３（図４参照）とする。
【００４５】
なお、本実施形態のように、第３空間４３におけるチューブ積層方向の長さが嵌合凹部９からの距離によって異なる場合は、当該チューブ積層方向の長さが最も長い部位のチューブ積層方向の長さをＬ２とする。
【００４６】
このとき、仕切部材６および開口部４０１、４０２は、Ｌ１≧Ｌ２の関係を満たすように構成されている。本実施形態では、仕切部材６および開口部４０１、４０２は、Ｌ１＝Ｌ２の関係を満たすように構成されている。また、仕切部材６は、Ｌ２＞Ｌ３の関係を満たすように構成されている。
【００４７】
また、本実施形態では、第１開口部４０１の正面の外側には、部品が配置されていない。すなわち、第１開口部４０１の正面の外側には、室外熱交換器を構成する部品が配置されていない。換言すると、第１開口部４０１は、大気に露出している。
【００４８】
ここで、第３空間４３において、隣り合う２枚のプレート７、８の間の距離をプレート間距離とする。なお、本実施形態のプレート間距離は、本発明の板状部材間距離に相当している。このとき、仕切部材６は、第３空間４３のうち、嵌合凹部９からの距離が最小となる部位４０５のプレート間距離が、嵌合凹部９からの距離が最大となる部位４０６のプレート間距離よりも小さくなるように構成されている。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態では、ヘッダタンク４に、仕切部材６およびヘッダタンク４により区画される第３空間４３とヘッダタンク４の外部とを連通させる開口部４０１、４０２を形成している。これによれば、ヘッダタンク４の内部漏れが発生している場合、気密検査時に、第３空間４３から開口部４０１、４０２を通じてヘッダタンク４外に試験ガスが流出する。このため、ヘッダタンク４の内部漏れを確実かつ容易に目視もしくはガス検知装置により検出することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、仕切部材６および開口部４０１、４０２をＬ１≧Ｌ２の関係を満たすように構成している。これによれば、開口部４０１、４０２において、最終凍結部の凍結による凍結負荷を逃がすことができる。したがって、ヘッダタンク４や仕切部材６等に凍結割れが発生することを抑制できる。
【００５１】
このとき、開口部４０１、４０２をより大きくすることで、最終凍結部の凍結による凍結負荷をより確実に逃がすことができる。したがって、仕切部材６および開口部４０１、４０２をＬ１≧１．５×Ｌ２の関係を満たすように構成することで、ヘッダタンク４や仕切部材６等に凍結割れが発生することをより確実に抑制できる。
【００５２】
ここで、仕切部材６および第１開口部４０１がＬ１＜Ｌ２の関係を満たすように構成されている室外熱交換器を、比較例に係る室外熱交換器という。本発明者は、比較例に係る室外熱交換器および本実施形態に係る室外熱交換器（仕切部材６および第１開口部４０１がＬ１≧Ｌ２の関係を満たすように構成されている室外熱交換器）について、それぞれ、凍結順序の解析を行った。
【００５３】
具体的な解析条件としては、空気側（ヘッダタンク４の外側）の壁面境界の温度を１０℃、熱伝導率を５Ｗ／ｍ2Ｋとするとともに、冷媒側の壁面境界の温度を−２０℃、熱伝導率を∞Ｗ／ｍ2Ｋとした。
【００５４】
比較例に係る室外熱交換器の解析結果を図６に示し、本実施形態に係る室外熱交換器の解析結果を図６に示す。なお、図６および図７において、凍結部を網掛けハッチングで示し、未凍結部（未凍結の水が存在する領域）を点ハッチングで示している。
【００５５】
図６および図７に示すように、第３空間４３に凝縮水や雨水等が溜まった状態で室外熱交換器の表面温度が氷点以下まで低下すると、その水が凍結し始める。凍結は、ヘッダタンク４の内壁面に沿って地図でいう等高線の如く徐々に膨らむように進行していく。
【００５６】
比較例に係る室外熱交換器では、第１開口部４０１がＬ１＜Ｌ２の関係を満たすように構成されており、開口面積が小さいので、図６に示すように、第１開口部４０１が凍結して閉塞されてしまう。このとき、第３空間４３内には未凍結の水が残存しており、この未凍結の水が内部に存在したまま外側が凍結した状態となる。
【００５７】
以下、未凍結の水が内部に存在する状態でその周りが凍結することを閉塞という。凍結時に閉塞が発生すると、第３空間４３内部に残存している未凍結の水が凍結する際の体積膨張により、ヘッダタンク４および仕切部材６に負荷がかかる。その結果、ヘッダタンク４や仕切部材６を変形させて亀裂を生じさせ、ひいては冷媒漏れを引き起す可能性がある。
【００５８】
一方、本実施形態に係る室外熱交換器では、第１開口部４０１がＬ１≧Ｌ２の関係を満たすように構成されており、開口面積が大きいので、図７に示すように、凍結時に閉塞が起こらなくなる。この状態で未凍結の水が凍結して体積膨張したとしても、その凍結負荷を大気解放側（大気側の外部）に逃がすことができる。このため、ヘッダタンク４や仕切部材６の変形を抑制し、凍結割れの発生を抑制することができる。
【００５９】
なお、第３空間４３において、開口部４０１、４０２の最小隙間幅Ｌ１分だけ凍結が進行した際に、開口部４０１、４０２が閉塞する。このため、第３空間４３におけるチューブ積層方向の長さＬ２を上記ＬＩよりも小さくすることで、開口部４０１、４０２から凍結負荷を逃がすことができる。したがって、本実施形態では、開口部４０１、４０２をＬ１≧Ｌ２の関係を満たすように構成している。
【００６０】
ところで、本実施形態では、第１開口部４０１の内周縁部におけるチューブ積層方向と直交する２つの辺４０１ａ、４０１ｂを、二枚のプレート７、８の突出部７１、８１により構成している。これによれば、Ｌ１≧Ｌ２の関係を確実に満たすように、仕切部材６および開口部４０１、４０２を構成することができるので、凍結割れを抑制するためのロバスト性を向上させることができる。
【００６１】
ところで、第３空間４３内では、プレート間距離が小さい部位からプレート間距離が大きい部位に向かって、凍結が進行する。そして、本実施形態では、仕切部材６を、第３空間４３のうち、嵌合凹部９からの距離が最小となる部位４０５のプレート間距離が、嵌合凹部９からの距離が最大となる部位４０６のプレート間距離よりも小さくなるように構成している。
【００６２】
これによれば、第３空間４３内において、嵌合凹部９側（すなわち内側）から、嵌合凹部９から遠い側（すなわち外側）に向かって、凍結が進行する。そして、開口部４０１、４０２は、ヘッダタンク４の外側面に配置されている。このため、第１開口部４０１において、最終凍結部の凍結による凍結負荷をより確実に逃がすことができる。
【００６３】
また、本実施形態では、第１開口部４０１の正面の外側に、部品を配置していない。これにより、他の部品によって第１開口部４０１が閉塞されることにより凍結負荷を逃がすことができなくなることを抑制できる。
【００６４】
また、本実施形態では、第１開口部４０１をヘッダタンク４におけるチューブ長手方向の外側面に配置している。これによれば、チューブ１およびフィン２に付着した凝縮水が第１開口部４０１から第３空間４３内に侵入することを抑制できるので、耐食性を向上させることができる。
【００６５】
また、本実施形態では、仕切部材６をＬ２＞Ｌ３の関係を満たすように構成している。これによれば、チューブ１、ヘッダタンク４および仕切部材６等のろう付け時に、仕切部材６とチューブ１との間に溶融したろうが流入し易くなる。このため、ろう付け時に溶融したろうが第３空間４３内に流入して第３空間４３が詰まってしまうことを抑制できる。
【００６６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図８および図９に基づいて説明する。本第２実施形態では、上記第１実施形態に対して、第２開口部４０２を廃止するとともに、第３空間４３の形状、すなわち仕切部材６の形状を変更している。
【００６７】
第３空間４３における環状の周方向に直交する断面の面積を、空間断面積とする。このとき、図８に示すように、仕切部材６は、第３空間４３のうち、第１開口部４０１からの距離が最大となる部位である最遠部４０３の空間断面積が、第１開口部４０１からの距離が最小となる部位である最近部４０４の空間断面積よりも小さくなるように構成されている。本実施形態では、環状に形成された第３空間４３の径方向の長さを調整することにより、最遠部４０３の空間断面積を最近部４０４の空間断面積よりも小さくしている。
【００６８】
図９に示すように、第３空間４３内では、空間断面積が小さい部位から空間断面積が大きい部位に向かって、凍結が進行する。すなわち、第３空間４３内では、最遠部４０３から第１開口部４０１側に向かって、凍結が進行する。このため、第１開口部４０１において、最終凍結部の凍結による凍結負荷を逃がすことができる。したがって、本実施形態によれば、凍結割れを抑制するためのロバスト性を向上させることができる。
【００６９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図１０に基づいて説明する。本第３実施形態では、上記第１実施形態に対して、第２開口部４０２を廃止するとともに、仕切部材６の構成を変更している。
【００７０】
図１０に示すように、本実施形態の仕切部材６は、１枚の板状部材により構成されている。ヘッダタンク４の周方向に直交する断面が略Ｈ字状に形成されている。これにより、仕切部材６における略中央部の周囲に環状の第３空間４３が形成されている。
【００７１】
仕切部材６の周縁部には、ヘッダタンク４の径方向外側に突出する突出部６１、６２が設けられている。突出部６１、６２は、仕切部材６におけるコア部３と反対側の端面に配置されている。
【００７２】
仕切部材６の突出部６１、６２は、第１貫通孔４５内に配置されている。具体的には、第１貫通孔４５の内周縁部におけるチューブ積層方向と直交する２つの辺４０１ａ、４０１ｂは、それぞれ、仕切部材６の突出部６１、６２と接触している。そして、第１貫通孔４５における仕切部材６の突出部６１、６２の間に、第１開口部４０１が形成されている。なお、本実施形態では、第２開口部４０２が廃止されている。
【００７３】
その他の構成は、第１実施形態と同様である。したがって、本実施形態の室外熱交換器によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、仕切部材６を１枚の板状部材により構成することで、部品点数を削減することができる。
【００７４】
（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、例えば以下のように種々変形可能である。また、上記各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。
【００７５】
（１）上記第２実施形態では、仕切部材６を、第３空間４３において、最遠部４０３の空間断面積が最近部４０４の空間断面積よりも小さくなるように構成した例について説明したが、仕切部材６の形状はこれに限定されない。例えば、仕切部材６を、第３空間４３において、第１開口部４０１からの距離が大きくなる程、空間断面積が小さくなるように構成してもよい。
【００７６】
（２）上記第２実施形態では、環状に形成された第３空間４３の径方向の長さを調整することにより、最遠部４０３の空間断面積を最近部４０４の空間断面積よりも小さくした例について説明したが、これに限定されない。例えば、２枚のプレート７、８間の距離を調整することにより、最遠部４０３の空間断面積を最近部４０４の空間断面積よりも小さくしてもよい。
【００７７】
（３）上記実施形態では、本発明に係る熱交換器を、ヒートポンプサイクルにおける低圧冷媒を外気と熱交換させて蒸発させる蒸発器として機能する室外熱交換器に適用した例について説明したが、本発明に係る熱交換器の適用はこれに限定されない。例えば、不凍液（例えばＬＬＣ）の持つ熱を外気に放熱する放熱器や、低圧冷媒を外気と熱交換させて蒸発させる蒸発器として機能する室内熱交換器に、本発明に係る熱交換器を適用してもよい。
【００７８】
（４）上記実施形態では、本発明に係る熱交換器を、冷媒が鉛直方向に流れるダウンフロー型熱交換器に適用した例について説明したが、本発明に係る熱交換器の適用はこれに限定されない。例えば、冷媒が水平方向に流れるクロスフロー型の熱交換器に、本発明に係る熱交換器を適用してもよい。
【００７９】
（５）上記実施形態では、仕切部材６を１つ設けた例について説明したが、これに限らず、例えば仕切部材６を２つ以上設けてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１      チューブ
４      ヘッダタンク
６      仕切部材
４１    第１空間
４２    第２空間
４３    第３空間
４０１  第１開口部
４０２  第２開口部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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