(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流体が流れる流路をそれぞれ有する複数のプレートフィンが積層されたプレートフィン積層体と、前記プレートフィン積層体における積層方向両端にそれぞれ配置された第１エンドプレートおよび第２エンドプレートと、前記流路を流れる前記第１流体が通過する流入管および流出管から構成される流入出管と、を備え、前記プレートフィン積層体のプレートフィン積層間に第２流体が流れて、前記第１流体と前記第２流体との間で熱交換が行われる熱交換器であって、前記複数のプレートフィンそれぞれは、前記第１流体が流れる複数の第１流体流路を有する流路領域と、前記複数の第１流体流路それぞれと前記流入出管とを連通させるヘッダ流路を有するヘッダ領域と、を備え、前記第１流体流路は、前記複数のプレートフィンそれぞれに設けられた凹状溝から構成され、前記第１エンドプレートの第１ヘッダ領域対応部分および前記第２エンドプレートの第２ヘッダ領域対応部分には、前記第１ヘッダ領域対応部分および前記第２ヘッダ領域対応部分が膨張変形するのを抑制する膨張変形抑制部が設けられ、該膨張変形抑制部は、前記第１ヘッダ領域対応部分および前記第２ヘッダ領域対応部分を連結する連結部を備え、前記第１ヘッダ領域対応部分の外面には第１補強プレートが配設され、前記第２ヘッダ領域対応部分の外面には第２補強プレートが配設され、前記第１補強プレートおよび前記第２補強プレートが前記連結部で連結されて、前記第１エンドプレートおよび前記第２エンドプレート、ならびに、前記第１補強プレートおよび前記第２補強プレートにて、前記プレートフィン積層体が挟持され、前記第２補強プレートには、ねじ溝が螺設された連通孔が配設され、前記連結部の端部にネジ部が配設され、前記第２エンドプレートには、ねじ溝が螺設された連通孔が配設されている、熱交換器。
【請求項２】
第１流体が流れる流路をそれぞれ有する複数のプレートフィンが積層されたプレートフィン積層体と、前記プレートフィン積層体における積層方向両端にそれぞれ配置された第１エンドプレートおよび第２エンドプレートと、前記流路を流れる前記第１流体が通過する流入管および流出管から構成される流入出管と、を備え、前記プレートフィン積層体のプレートフィン積層間に第２流体が流れて、前記第１流体と前記第２流体との間で熱交換が行われる熱交換器であって、前記複数のプレートフィンそれぞれは、前記第１流体が流れる複数の第１流体流路を有する流路領域と、前記複数の第１流体流路それぞれと前記流入出管とを連通させるヘッダ流路を有するヘッダ領域と、を備え、前記第１流体流路は、前記複数のプレートフィンそれぞれに設けられた凹状溝から構成され、前記第１エンドプレートの第１ヘッダ領域対応部分および前記第２エンドプレートの第２ヘッダ領域対応部分には、前記第１ヘッダ領域対応部分および前記第２ヘッダ領域対応部分が膨張変形するのを抑制する膨張変形抑制部が設けられ、該膨張変形抑制部は、前記第１ヘッダ領域対応部分および前記第２ヘッダ領域対応部分を連結する連結部を備え、前記第１ヘッダ領域対応部分の外面には第１補強プレートが配設され、前記第２ヘッダ領域対応部分の外面には第２補強プレートが配設され、前記第１補強プレートおよび前記第２補強プレートが前記連結部で連結されて、前記第１エンドプレートおよび前記第２エンドプレート、ならびに、前記第１補強プレートおよび前記第２補強プレートにて、前記プレートフィン積層体が挟持され、前記第１補強プレートの第１面には、前記第２エンドプレートに向かって延びる分流制御管が接続され、前記第１面に対向する前記第１補強プレートの第２面には、前記流入出管が接続され、前記第１補強プレートは、前記分流制御管及び前記流入出管との間の電位差が前記分流制御管と前記流入出管とを直付け接続した場合の電位差よりも小さくなる材料で形成されている、熱交換器。
【請求項３】
前記複数の第１流体流路それぞれはＵ字状に構成され、前記流入管と連通する流体入口側のヘッダ流路及び前記流出管と連通する流体出口側のヘッダ流路が前記複数のプレートフィンそれぞれの一端部側に配設されている、請求項１から２のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記第１補強プレートの第１面には、前記第２エンドプレートに向かって延びる分流制御管が接続され、前記第１面に対向する前記第１補強プレートの第２面には、前記流入出管が接続されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記複数のプレートフィン、前記第１エンドプレートおよび前記第２エンドプレート、ならびに、前記第１補強プレートおよび前記第２補強プレートには、貫通孔が設けられ、前記貫通孔に前記締結部が通されて前記第１補強プレートおよび前記第２補強プレートが連結されている、請求項２に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記膨張変形抑制部は中空枠体で構成され、前記中空枠体内に前記第１ヘッダ領域対応部分および前記第２ヘッダ領域対応部分の外面が嵌め込まれている、請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記第１補強プレートには、前記流入出管が挿入される配管穴が配設されている、請求項３から６のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記配管穴は、テーパ状である、請求項７に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記第１補強プレートの周縁部および前記第２補強プレートの周縁部には、露受け部が配設されている、請求項７に記載の熱交換器。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の熱交換器を備えている、冷凍システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱交換器およびそれを用いた冷凍システムに関する。本発明は、特に、冷媒が流れる板状のプレートフィンを積層して構成されたプレートフィン積層型の熱交換器とそれを用いた冷凍システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に空気調和機や冷凍機等の冷凍システムは、圧縮機によって圧縮した冷媒を凝縮器や蒸発器等の熱交換器に循環させ、空気等の第２流体と熱交換させて冷房もしくは暖房を行う。この冷凍システムにおいては、熱交換器の熱交換効率によってシステムとしての性能や省エネ性が大きく左右される。従って、熱交換器は高効率化が強く求められている。【０００３】
このような中にあって、冷凍システムの熱交換器は、一般的には、フィン群に伝熱管を貫通させて構成したフィンチューブ型熱交換器が用いられている。そして、伝熱管の細径化による熱交換効率の向上及び小型化が進められている。【０００４】
しかしながら、上記伝熱管の細径化には限度があるため、熱交換効率の向上及び小型化は限界に近づきつつある。【０００５】
一方、熱エネルギーを交換するために使用される熱交換器の中には、流体流路を有するプレートフィンを積層して構成したプレートフィン積層型熱交換器が知られている。【０００６】
このプレートフィン積層型熱交換器は、プレートフィンの中に形成された流路を流れる流体と、積層されたプレートフィンの間を流れる第２流体との間で熱交換を行う。そして、車両用の空気調和機などにおいて広く用いられている（特許文献１参照）。【０００７】
図３６、図３７は上記特許文献１記載のプレートフィン積層型熱交換器を示している。この熱交換器１００においては、冷媒が流れる流路１０１を有するプレートフィン１０２が積層されて、プレートフィン積層体１０３が構成されている。プレートフィン積層体１０３の両側部にエンドプレート１０４が積層されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】日本国実用新案登録第３１９２７１９号公報
【発明の概要】
【０００９】
上記特許文献１記載のプレートフィン積層型熱交換器は、プレートフィン１０２に凹状溝がプレス成形されて流路１０１が形成されているので、流路１０１の断面積をフィンチューブ型の伝熱管に比べさらに小さくできる利点がある。
【００１０】
しかしながら、各流路１０１へと冷媒を流すヘッダ流路１０５の面積は各流路１０１の面積に比べ極端に大きいため、ヘッダ流路１０５部分での冷媒の圧力が大きくなる。これにより、エンドプレート１０２のヘッダ流路１０５を有する部分（図３６ではＸで示すプレートフィン積層型熱交換器の上下部分）が外方に膨張変形するおそれがある。
【００１１】
このヘッダ流路１０５部分での膨張変形は、自動車用空調機の熱交換器の場合には冷媒量が少なくて冷媒圧力がそれほど高くないので、エンドプレート１０４の剛性によって抑制される。したがって、課題として認識されていない。
【００１２】
しかしながら、発明者らの実験によると、家庭用エアコンや業務用エアコン等のように自動車用空調機に比べ使用される冷媒量が多い熱交換器の場合、ヘッダ流路１０５部分での膨張変形の圧力は自動車用空調機に比べかなり大きく、ヘッダ流路１０５部分での膨張変形を抑制しづらい。さらに、場合によっては、エンドプレートが外方に膨張変形してしまうおそれがあることが判明した。
【００１３】
また、最近の空気調和機は地球温暖化防止の観点から地球温暖化係数（ＧＷＰ）の小さなＲ１１２３（１，１，２−トリフルオロエチレン）や、Ｒ１１３２（１，２−ジフルオロエチレン）冷媒の実用化が検討されている。これらの冷媒はその圧力が従来のＲ４１０Ａ冷媒に比べ高くなることから、このような冷媒を用いると、ヘッダ流路１０５部分での膨張変形が顕著になることが想定される。したがって、何らかの対策が必要となる。
【００１４】
本発明はこのような知見並びに環境対策時に発生する課題を見据えてなされたもので、家庭用及び業務用エアコン等に用いる熱交換器であっても、ヘッダ流路部分での膨張変形を抑制できる。これにより、熱交換効率の高い熱交換器及びそれを用いた高性能な冷凍システムを提供することができる。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明に係る熱交換器は、第１流体が流れる流路をそれぞれ有する複数のプレートフィンが積層されたプレートフィン積層体と、前記プレートフィン積層体における積層方向両端にそれぞれ配置された第１エンドプレートおよび第２エンドプレートと、前記流路を流れる前記第１流体が通過する流入管および流出管から構成される流入出管と、を備えている。前記プレートフィン積層体のプレートフィン積層間に第２流体が流れて、前記第１流体と前記第２流体との間で熱交換する。前記複数のプレートフィンそれぞれは、前記第１流体が流れる複数の第１流体流路を有する流路領域と、前記複数の第１流体流路それぞれと前記流入出管とを連通させるヘッダ流路を有するヘッダ領域と、を備えている。前記第１流体流路は、前記複数のプレートフィンそれぞれに設けられた凹状溝から構成されている。前記第１エンドプレートの第１ヘッダ領域対応部分および前記第２エンドプレートの第２ヘッダ領域対応部分には、前記第１ヘッダ領域対応部分および前記第２ヘッダ領域対応部分が膨張変形するのを抑制する膨張変形抑制部が設けられている。
【００１６】
これにより、第１流体流路が細径化され、熱交換効率の向上と小型化を促進することができる。さらに、第１流体である冷媒の流量が多く圧力の高い熱交換器であっても、ヘッダ領域対応部分における外方への膨張変形を抑制することができる。そして、このような熱交換器を用いることによって、コンパクトかつ省エネ性の高い高性能な冷凍システムを提供することができる。
【００１７】
本発明は、上記構成により、家庭用及び業務用エアコン等に用いる熱交換器であっても、ヘッダ領域部分における膨張変形が抑制される。これにより、小型、かつ、高効率の熱交換器及びそれを用いた冷凍システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１におけるプレートフィン積層型熱交換器の外観を示す斜視図
【図２】同プレートフィン積層型熱交換器を上下に分離した状態で示す分解斜視図
【図３】同プレートフィン積層型熱交換器の分解斜視図
【図４】同プレートフィン積層型熱交換器におけるプレートフィン積層体のプレートフィン積層状態を示す側面図
【図５】図１のＡ−Ａ断面を示す概略図
【図６】図１のＢ−Ｂ断面を示す概略図
【図７】図２のＣ−Ｃ断面を示す概略図
【図８】本発明の実施の形態１におけるプレートフィン積層型熱交換器における流入出管の接続部分とヘッダ開口部分を切断して示す斜視図
【図９】同プレートフィン積層型熱交換器におけるプレートフィン積層体の冷媒流路群部分を切断して示す斜視図
【図１０】同プレートフィン積層型熱交換器における冷媒流路群部分を切断して示す斜視図
【図１１】同プレートフィン積層型熱交換器におけるプレートフィン積層体の位置決め用ボス孔部分を切断して示す斜視図
【図１２】同プレートフィン積層型熱交換器におけるプレートフィン積層体のヘッダ開口部分を切断して示す斜視図
【図１３】同プレートフィン積層型熱交換器のプレートフィン積層体を構成するプレートフィンの平面図
【図１４】同プレートフィンのヘッダ領域を示す拡大平面図
【図１５】同プレートフィンの構成を一部を拡大して示す分解図
【図１６Ａ】第１プレートフィンの平面図
【図１６Ｂ】第２プレートフィンの平面図
【図１６Ｃ】第１、および、第２フィンプレートを重ねたときの状態を説明するための平面図
【図１７】同プレートフィンの冷媒流れ動作を説明するための図
【図１８】同プレートフィンの流路領域に設けた突起を示す拡大斜視図
【図１９】同プレートフィンの冷媒流路のＵターン側端部に設けた突起を示す拡大斜視図
【図２０】本発明の実施の形態２におけるプレートフィン積層型熱交換器の外観を示す斜視図
【図２１】同プレートフィン積層型熱交換器のプレートフィン積層体を構成するプレートフィンの平面図
【図２２】同プレートフィン積層型熱交換器におけるプレートフィンの構成を一部を拡大して示す分解図
【図２３】同プレートフィン積層型熱交換器におけるプレートフィン積層体の冷媒流路群部分を切断して示す斜視図
【図２４】本発明の実施の形態３におけるプレートフィン積層型熱交換器の外観を示す斜視図
【図２５】同プレートフィン積層型熱交換器から分流制御管を抜き出した状態を示す斜視図
【図２６】同プレートフィン積層型熱交換器のプレートフィン積層体における分流制御管挿入部分を示す斜視図
【図２７】同プレートフィン積層型熱交換器における分流制御管の斜視図
【図２８】同プレートフィン積層型熱交換器の分流制御管部分の断面を示す概略図
【図２９】本発明の実施の形態４におけるプレートフィン積層型熱交換器の外観を示す斜視図
【図３０】本発明のプレート積層型熱交換器を用いた空気調和機の冷凍サイクル図
【図３１】同空気調和機の断面を示す概略図
【図３２】本発明の変形例に係るプレートフィン積層型熱交換器の斜視図
【図３３】同変形例に係るプレートフィン積層型熱交換器の分解斜視図
【図３４】同変形例に係るプレートフィン積層型熱交換器における補強プレートを示す斜視図
【図３５】同変形例に係るプレートフィン積層型熱交換器におけるエンドプレートを示す斜視図
【図３６】従来のプレートフィン積層型熱交換器の断面を示す概略図
【図３７】同従来のプレートフィン積層型熱交換器におけるプレートフィンの平面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
第１の発明に係る熱交換器は、第１流体が流れる流路をそれぞれ有する複数のプレートフィンが積層されたプレートフィン積層体と、前記プレートフィン積層体における積層方向両端にそれぞれ配置された第１エンドプレートおよび第２エンドプレートと、前記流路を流れる前記第１流体が通過する流入管および流出管から構成される流入出管と、を備えている。前記プレートフィン積層体のプレートフィン積層間に第２流体が流れて、前記第１流体と前記第２流体との間で熱交換する。前記複数のプレートフィンそれぞれは、前記第１流体が流れる複数の第１流体流路を有する流路領域と、前記複数の第１流体流路それぞれと前記流入出管とを連通させるヘッダ流路を有するヘッダ領域と、を備えている。前記第１流体流路は、前記複数のプレートフィンそれぞれに設けられた凹状溝から構成されている。前記第１エンドプレートの第１ヘッダ領域対応部分および前記第２エンドプレートの第２ヘッダ領域対応部分には、前記第１ヘッダ領域対応部分および前記第２ヘッダ領域対応部分が膨張変形するのを抑制する膨張変形抑制部が設けられている。
【００２０】
これにより、第１流体流路が細径化され、熱交換効率の向上と小型化を促進することができる。さらに、第１流体となる冷媒の流量が多く圧力の高い熱交換器であっても、ヘッダ領域対応部分における外方への膨張変形を抑制することができる。そして、このような熱交換器を用いることによって、コンパクトかつ省エネ性の高い高性能な冷凍システムを提供することができる。
【００２１】
第２の発明は、前記膨張変形抑制部は、前記第１ヘッダ領域対応部分および前記第２ヘッダ領域対応部分を連結する連結部を備えている。
【００２２】
これにより、エンドプレートのヘッダ領域対応部分に外方への膨張変形力が加わることに基づく、ヘッダ領域対応部分の外方へ膨張しようとする変形を確実に抑制できる。従って、ヘッダ領域対応部分の変形を防止しつつ第１流体流路が細径化され、熱交換効率の向上と小型化を促進することができる。
【００２３】
第３の発明は、前記第１ヘッダ領域対応部分の外面には第１補強プレートが配設され、前記第２ヘッダ領域対応部分の外面には第２補強プレートが配設され、前記第１補強プレートおよび前記第２補強プレートが前記連結部で連結されて、前記第１エンドプレートおよび前記第２エンドプレート、ならびに、前記第１補強プレートおよび前記第２補強プレートにて、前記プレートフィン積層体が挟持されている。
【００２４】
これにより、エンドプレートのヘッダ領域対応部分に外方への膨張変形力が加わることに基づく、ヘッダ領域対応部分の外方へ膨張しようする変形が確実に抑制される。しかも、この変形抑制は、補強プレート自体の剛性によって強化される。これにより、圧力が高くなる環境対応型冷媒を使用した場合でも、確実に膨張変形が抑制される。すなわち、ヘッダ領域対応部分での膨張変形を防止しつつ第１流体流路の細径化により、熱交換効率の向上と小型化を促進することができる。また、補強プレートはヘッダ領域対応部分に設けるので、補強プレートを設けたことによって増加する体積は、プレートフィン積層体両側のヘッダ領域対応部分において増加する体積となる。これにより、体積増加を最小限に抑えて、熱交換器の小型化を損なうことなく、熱交換効率の向上を実現することができる。
【００２５】
第４の発明は、前記複数の第１流体流路それぞれはＵ字状に構成され、前記流入管と連通する流体入口側のヘッダ流路及び前記流出管と連通する冷媒出口側のヘッダ流路が前記複数のプレートフィンそれぞれの一端部側に配設されている。
【００２６】
これにより、プレートフィンを大きく（長さ寸法を長く）することなく、第１流体流路を長くして冷媒の熱交換量を増大させ、熱交換効率が更に高まる。また、熱交換器の小型化を推進することができる。ここで、入口側のヘッダ流路及び出口側のヘッダ流路をプレートフィンそれぞれの一端部側に纏めたことによって、最も応力のかかり易いヘッダ流路部分が一端部側に偏る。これにより、ヘッダ領域対応部分に耐圧上の問題が生じる。これに対し、上記構成により、ヘッダ領域対応部分の膨張変形を確実に防止することができる。
【００２７】
第５の発明は、前記第１補強プレートの第１面には、前記第２エンドプレートに向かって延びる分流制御管が接続され、前記第１補強プレートの第２面には、前記流入出管が接続されている。
【００２８】
これにより、分流制御管による分流効果で熱交換効率を更に向上させることができる。また、分流制御管は補強プレートを装着するだけでヘッダ流路内に突設することができる。したがって、分流制御管を溶接等によって後付けする場合等に懸念される、プレートフィンロウ付け部分のロウの溶解によるプレートフィン接合不良やそれに伴う冷媒漏れ等の品質不良を防止できる。その結果、高品質且つ高効率の熱交換器を実現できる。
【００２９】
第６の発明は、前記第１補強プレートは、前記分流制御管及び前記流入出管との間の電位差が前記分流制御管と前記流入出管とを直付け接続した場合の両者の間の電位差よりも小さくなる材料で形成されている。
【００３０】
これにより、分流制御管と流入出管とを直付け接続した場合に生じる異種金属接触腐食の発生を防止することができ、長期使用における信頼性を大きく向上させることができる。特に流入出管を銅管で構成し、分流制御管をステンレス等で構成することが多い空気調和機用熱交換器においては、顕著な効果が期待できる。
【００３１】
第７の発明は、前記複数のプレートフィン、前記第１エンドプレートおよび前記第２エンドプレート、ならびに、前記第１補強プレートおよび前記第２補強プレートには、貫通孔が設けられ、前記貫通孔に締結部が通されて前記第１補強プレートおよび前記第２補強プレートが連結されている。
【００３２】
これにより、エンドプレートのヘッダ領域対応部分の膨張変形が防止される。また、補強プレートを連結する締結部用の貫通孔にピン（治具）を嵌め込んでプレートフィン、エンドプレートを積層するときに、貫通孔を位置決め部として利用することもできる。これにより、ヘッダ領域部分の膨張変形防止とともに生産性を向上させることができる。
【００３３】
第８の発明は、前記膨張変形抑制部は中空枠体で構成され、前記中空枠体内に前記第１ヘッダ領域対応部分および前記第２ヘッダ領域対応部分の外面が嵌め込まれている。
【００３４】
これにより、膨張変形抑制部のプレートフィン積層体への装着が機械的結合部を用いる場合に比べ容易化かつ短時間化でき、生産性を向上させることができる。
【００３５】
第９の発明は、前記第１補強プレートには、前記流入出管が挿入される配管穴が配設されている。
【００３６】
これにより、熱交換器側面の流入出管近傍も補強プレートで固定することができるため、ヘッダ領域対応部分での膨張変形を防止する効果を高めることができる。
【００３７】
第１０の発明は、前記配管穴は、テーパ状である。
【００３８】
これにより、熱交換器に流入出管をロウ付けする際、熱交換器にトーチの火を効率よく当てることができる。したがって、ロウ付け時間を短縮できる。また、熱交換器を蒸発器として使用した場合、熱交換器で発生した露が配管穴に保持されることなく、排出することができる。これにより、熱交換器の耐腐食性が向上する。
【００３９】
第１１の発明は、前記第２補強プレートには、ねじ溝が螺設された連通孔が配設され、前記連結部の端部にネジ部が配設されている。
【００４０】
これにより、補強プレートと連結部を直接固定することができ、ねじ溝を設けていない場合と比較して部品点数を削減でき、かつ、固定時の作業性が向上する。また、熱交換器の積層方向に熱交換器が圧縮される力がかかった場合にも、外力を緩和することができる。
【００４１】
第１２の発明は、前記第２エンドプレートには、ねじ溝が螺設されている貫通孔が配設されている。
【００４２】
これにより、エンドプレートと連結部を直接固定することができ、熱交換器の積層方向に熱交換器が圧縮される力がかかった場合にも、より強固に外力を緩和することができる。
【００４３】
第１３の発明は、前記第１補強プレートの周縁部および前記第２補強プレートの周縁部には、露受け部が配設されている。
【００４４】
これにより、補強プレート表面に生じた露を所定の場所に流すことができる。
【００４５】
第１４の発明は冷凍システムであり、上記熱交換器を備えている。
【００４６】
これにより、この冷凍システムは、ヘッダ領域部分での膨張変形が抑制され、小型且つ高効率である熱交換器を備えている。したがって、省エネ性の高い高性能な冷凍システムを実現できる。
【００４７】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
【００４８】
なお、本発明の熱交換器は、以下の実施形態に記載したプレートフィン積層型熱交換器の構成に限定されるものではなく、以下の実施形態において説明する技術的思想と同等の熱交換器の構成を含むものである。
【００４９】
また、以下で説明する実施形態は、本発明の一例を示すものであって、実施形態において示される構成、機能、動作などは、例示であり、本発明を限定するものではない。
【００５０】
（実施の形態１）
図１は本実施形態のプレートフィン積層型熱交換器（以下、単に熱交換器と称する）１の外観を示す斜視図である。図２はプレートフィン積層型熱交換器を上下に分離した状態で示す分解斜視図である。図３はプレートフィン積層型熱交換器の分解斜視図である。図４はプレートフィン積層体のプレートフィン積層状態を示す側面図である。図５〜図７はプレートフィン積層型熱交換器の断面を示す概略図である。
【００５１】
図１〜図８に示すように、本実施形態の熱交換器１は、第１流体である冷媒が流入する流入管（入口ヘッダ）４と、長方形の板状である複数のプレートフィン２ａを積層して構成されたプレートフィン積層体２と、プレートフィン２ａの中の流路を流れた冷媒を排出する流出管（出口ヘッダ）５とを有している。
【００５２】
また、プレートフィン積層体２の積層方向の両側（図１では上側及び下側）には、プレートフィン２ａと平面視が略同一形状のエンドプレート３ａ、３ｂが設けられている。エンドプレート３ａ、３ｂは、剛性を有する板材で形成されており、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレスなどの金属材を研削により金属加工して形成されている。
【００５３】
なお、エンドプレート３ａ、３ｂ、および、複数のプレートフィン２ａは積層された状態でロウ付け接合されて一体化されている。これらは、他の耐熱性のある固定方法、例えば化学的な接合部材を用いて接合されていてもよい。
【００５４】
また、本実施形態では、上記プレートフィン積層体２の両側に配設されているエンドプレート３ａ、３ｂは、ボルト・ナット若しくはカシメピン軸等の連結部９によってその長手方向両端部が連結固定されている。すなわち、プレートフィン積層体両側のエンドプレート３ａ、３ｂは、プレートフィン積層体２を挟持してプレートフィン積層体２を機械的に連結固定している。
【００５５】
また、本実施形態では、更にエンドプレート３ａ、３ｂの長手方向一端部（図１では左側端部）のヘッダ領域対応部分に補強プレート１６ａ、１６ｂが配置されている。ここで、「ヘッダ領域対応部分」とは、エンドプレート３ａ、３ｂと、プレートフィン２ａと重ね合わせたときに、プレートフィン２ａのヘッダ領域Ｈ（図１３参照）と重なり合うエンドプレートの一部分（エンドプレートの所定領域）をいう。補強プレート１６ａ、１６ｂを連結部９の締結によって連結固定することにより、補強プレート１６ａ、１６ｂは、エンドプレート３ａ、３ｂを含めてプレートフィン積層体２を機械的に挟持している。
【００５６】
なお、補強プレート１６ａ、１６ｂは、エンドプレート３ａ、３ｂと同様に、剛性を有する板材、例えばステンレス、アルミニウム合金などの金属材料によって形成されている。なお、補強プレート１６ａ、１６ｂは、エンドプレート３ａ、３ｂよりも剛性の高い材料で形成される、若しくは、厚い板厚を有するのが好ましい。
【００５７】
また、プレートフィン２ａは内部に第１流体である冷媒が流れる複数の並行な冷媒流路群（この冷媒流路群を含むプレートフィン２ａの冷媒流路構成については後に詳述する）を有している。冷媒流路群はＵ字状（略Ｕ字状を含む）に形成されている。冷媒流路群と繋がる流入管４、および、流出管５（以下、流入管４および流出管５を合わせて流入出管と称する）は、プレートフィン積層体２の一方側（図１では上側）のエンドプレート３ａの一端部側に纏めて配置されている。
【００５８】
上記のように構成された本実施形態の熱交換器１においては、冷媒がプレートフィン積層体２の各プレートフィン２ａの内部の複数の流路群を長手方向に並行に流れ、Ｕターンして折り返し、流出管５から排出される。一方、第２流体である空気は、プレートフィン積層体２を構成するプレートフィン２ａの積層間に形成された隙間を通り抜ける。これにより第１流体である冷媒と第２流体である空気との熱交換が行われる。
【００５９】
次に、図９〜図１９を用いて熱交換器１の主体を構成するプレートフィン積層体２を構成するプレートフィン２ａについて説明する。
【００６０】
図９〜図１２はプレートフィン積層体の一部を切断して示す斜視図である。図１３〜図１９はプレートフィンの構成を示す図である。
【００６１】
プレートフィン積層体２は、図９に示すように、二種類の流路構成を有するプレートフィン２ａ（第１プレートフィン６、第２プレートフィン７）が積層されて構成されている。
【００６２】
プレートフィン２ａの第１プレートフィン６と第２プレートフィン７のそれぞれは、図１５に示すように、後に詳述する冷媒流路構成がプレス成形された第１板状部材６ａと、第１板状部材６ａと同じ構成の第２板状部材６ｂとが向い合わされてロウ付け接合されることにより構成されている。第１板状部材６ａ、および、第２板状部材６ｂはそれぞれ凹状溝を備えており、第１板状部材６ａ、および、第２板状部材６ｂを対向して固着させることにより、冷媒流路が構成される。第１板状部材６ａ、および、第２板状部材６ｂ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薄板からなる。
【００６３】
以下、プレートフィン２ａに形成されている流路構成について説明する。
【００６４】
なお、プレートフィン２ａの第１プレートフィン６と第２プレートフィン７は後述する冷媒流路１１の位置がずれている以外は同じ構成なので、図１３〜図１５等においては第１プレートフィン６の場合の図番を付与して説明する。
【００６５】
プレートフィン２ａ（６、７）は、図１３に示すように、長手方向の一方端部（図１３においては左側）にヘッダ領域Ｈが形成されており、その他の領域が流路領域Ｐとなっている。そして、ヘッダ領域Ｈに流入側のヘッダ開口８ａ、および、出口側のヘッダ開口８ｂが形成され、流入管４と流出管５がそれぞれ接続されている。
【００６６】
また、流路領域Ｐにはヘッダ開口８ａからの第１流体である冷媒が流れる第１流体流路（以下、冷媒流路と称す）１１が複数並行形成されている。冷媒流路１１群はプレートフィン２ａ（６、７）の他端部（図１３における右側端部近傍）において折り返され、出口側のヘッダ開口８ｂへと繋がっている。詳述すると、冷媒流路１１群は、流入側のヘッダ開口８ａに繋がる往路側流路部１１ａと出口側のヘッダ開口８ｂへと繋がる復路側流路部１１ｂとから構成され、略Ｕ字状に折り返す形状である。流入側のヘッダ開口８ａから流入する冷媒は、往路側流路部１１ａから復路側流路部１１ｂへとＵターンして出口側のヘッダ開口８ｂへと流れる。
【００６７】
また、流入側のヘッダ開口８ａの周りには、図１４に拡大して示すように、ヘッダ開口８ａからの冷媒が冷媒流路１１群へと流れるヘッダ流路１０が形成されている。ヘッダ流路１０は、ヘッダ開口８ａの外周から膨出するよう形成された外周流路１０ａと、外周流路１０ａの冷媒流路１１群側に延びる一本の連絡流路１０ｂと、連絡流路１０ｂを冷媒流路１１群の各流路に繋ぐ多分岐流路１０ｃとから構成される。
【００６８】
なお、ヘッダ流路１０における外周流路１０ａ、連絡流路１０ｂおよび多分岐流路１０ｃは、流路領域Ｐに並設された各冷媒流路１１に比して幅広に形成されている。ヘッダ流路１０においては、流れ方向に直交する縦断面形状が矩形形状である。
【００６９】
また、流入側のヘッダ開口８ａの開口形状は、出口側のヘッダ開口８ｂの開口形状より大きな直径となっている。これは、熱交換器が凝縮器として使用される場合に、熱交換された後の冷媒の体積は、熱交換される前の冷媒の体積と比較して小さくなるためである。
【００７０】
また、出口側のヘッダ開口８ｂへつながる復路側流路部１１ｂの本数は、流入側のヘッダ開口８ａからの冷媒が流れ込む往路側流路部１１ａの本数より少ない。これは、ヘッダ開口８ａ、８ｂの直径が異なることと同じ理由であり、熱交換された後の冷媒の体積は、熱交換される前の冷媒の体積と比較して小さくなるためである。
【００７１】
本実施形態では往路側流路部１１ａの本数は７本、復路側流路部１１ｂの本数は２本を例示しているが、これに限られるものではない。
【００７２】
なお、熱交換器が蒸発器として使用される場合は、冷媒の出入り口は上記の構成の逆となる。
【００７３】
また、プレートフィン２ａ（６、７）においては、流入側のヘッダ開口８ａからの冷媒が流れ込む往路側流路部１１ａが形成された領域と、出口側のヘッダ開口８ｂへと流れる復路側流路部１１ｂが形成された領域との間には、プレートフィン２ａ（６、７）内における冷媒同士の熱伝導を低減（断熱）する目的でスリット１５が配設されている。
【００７４】
そして、入口側のヘッダ流路１０の連絡流路１０ｂは、往路側流路部１１ａの、復路側流路部１１ｂとは反対側寄り部分に偏らせて設けられている。つまり、図１７に示すように、連絡流路１０ｂの中心線Ｏから復路側流路部１１ｂ側の端の流路１１ａ−１までの幅Ｖは、復路側流路部１１ｂとは反対側の端の流路１１ａ−２までの幅Ｗよりも大きく構成されている。そして、連絡流路１０ｂの終端、すなわち、往路側流路部１１ａと繋がる開口部分には分流衝突壁１７が形成されている。連絡流路１０ｂの延長線上となる往路側流路部分は、非流路部１８となっている。したがって、連絡流路１０ｂから流れてくる冷媒は、分流衝突壁１７に衝突して分流（図１７では上下に分流）され、連絡流路１０ｂ下流側の多分岐流路１０ｃを介して非流路部１８で区分けされた往路側流路部１１ａの上下の各流路群へと流れる。
【００７５】
なお、出口側のヘッダ開口８ｂにもヘッダ流路１４が形成されている。ヘッダ流路１４は分流衝突壁１７が無いだけで、入口側のヘッダ開口８ａに設けられているヘッダ流路１０と基本的に略同じ形状に形成されている。そして、本実施形態では、冷媒流路１１群の復路側流路部１１ｂの本数が二本と少ないので、連絡流路１０ｂは復路側流路部１１ｂ群の略中心線上に設けられている。
【００７６】
以上のようにして構成されているプレートフィン２ａ（６、７）においては、第１プレートフィン６には、図１６Ａに示すように、流路領域Ｐに、複数の突起１２（第１突起：１２ａ、１２ａａ、第２突起：１２ｂ）が長手方向に所定間隔おいて形成されている。
【００７７】
図１６Ａは第１プレートフィン６を示す。図１６Ｂは第２プレートフィン７を示す。図１６Ｃは両フィンプレート２ａ（６、７）を重ねた状態を示している（冷媒流路１１群の位置ずれを示すための図）。
【００７８】
図１６Ａ〜図１６Ｃに示すように、第１突起１２ａは、プレートフィン長辺縁部（図１６Ａでは左右両側の長辺縁部）の平面端部１９ａに形成されている。第１突起１２ａａは、スリット１５の両側縁部の平面端部１９ｂに形成されている。図１０に示すように、第１突起１２ａは積層方向に隣接対向する第２プレートフィン７の長辺縁部の平面端部１９ａと当接する。第１突起１２ａａは、積層方向に隣接対向する第２プレートフィン７のスリット１５の両側縁部に位置する平面端部１９ｂに当接する。これにより、第１プレートフィン６と隣接する第２プレートフィン７との間の積層間距離が所定の長さに規定されている。そして、第１突起１２ａは、各長辺縁部の端縁より内側、例えば端縁から１ｍｍ以上内側（冷媒流路１１寄り側）に離れて位置するように形成されている。
【００７９】
第２突起１２ｂは、図１６Ａから明らかなように、冷媒流路１１群の流路間、本実施の形態では非流路部１８となる窪み平面部２０に所定間隔をおいて形成されている。この第２突起１２ｂは、図１６Ｂに示す積層方向に隣接する第２プレートフィン７の窪み平面部２０に当接する。これにより、第２突起１２ｂは、第１突起１２ａと同様に、第１プレートフィン６と第２プレートフィン７との間の積層間距離を所定の長さに規定している。
【００８０】
また、各突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）は、図１８に示すように、第１プレートフィン６の平面端部１９ａ、１９ｂおよび窪み平面部２０の一部をそれぞれ切り起こすことによって形成されている。以下、突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）を切り起こし突起と称する場合もある。切り起こし突起の切り起こし端縁Ｙ（図１８参照）が、プレートフィン２ａの積層間を流れる第２流体の矢印で示す流れ方向と対向し、切り起こし立ち上り片Ｚ（図１８参照）が第２流体の流れに沿うようになっている。本実施形態では、切り起こし突起は、第２流体の流れ方向に向かって開口するような断面略コ字状（略Ｕ字状）に切り起こし形成されている。
【００８１】
そして、各プレートフィン２ａ（６、７）、エンドプレート３（３ａ、３ｂ）のロウ付け接合時に、各切り起こし突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）の各頂面は、隣接するプレートフィン２ａ（６、７）に固着されている。これにより、各プレートフィン２ａ（６、７）が一体に連結されている。
【００８２】
なお、本実施形態においては、第１切り起し突起１２ａ、１２ａａ、および、第２切り起し突起１２ｂは、第２流体（空気）の流れ方向に沿って直線状になるように配設されているが、千鳥配列に配設してもよい。
【００８３】
また、プレートフィン２ａ（６）は、図１９に示すように、冷媒流路１１群がＵターンする流路領域Ｐの折返し側の端部のフィン平面部２１にも複数の突起２２（２２ａ、２２ｂ）を備えている。突起２２（２２ａ、２２ｂ）もフィン平面部２１を切り起して形成されており（以下、突起２２（２２ａ、２２ｂ）も切り起こし突起と称する場合がある）、切り起し突起２２（２２ａ、２２ｂ）の切り起こし端縁Ｙが第２流体の流れに対向している（図１９参照）。また、切り起こし突起２２（２２ａ、２２ｂ）は位置決め用ボス孔１３の下流側に設けられている。位置決め用ボス孔１３の下流側直近の切り起こし突起２２ａは、位置決め用ボス孔１３の下流側の流れを縮流する形状、例えば第２流体の流れに向って断面形状がハの字状（逆Ｖ字形状）に開口する形に切り起こし形成されている。そして、突起２２ａよりも更に下流側の各突起２２ｂはそれぞれその中心線が一つ下流側の突起２２ｂの中心線とずれるように千鳥配置されている。
【００８４】
なお、各切り起こし突起２２（２２ａ、２２ｂ）も切り起こし突起１２（第１切り起こし突起：１２ａ、１２ａａ、第２切り起こし突起：１２ｂ）と同様、切り起こし突起２２（２２ａ、２２ｂ）の各頂面が隣接するプレートフィン２ａ（７）に当接し固着されている。これにより、隣接するプレートフィン２ａの間の隙間が所定の長さに規定され、各プレートフィン２ａ同士が連結される。
【００８５】
また、プレートフィン２ａ（６、７）には、図１１に示すように、ヘッダ領域Ｈの端部に、位置決め用の貫通孔（以下、位置決め用ボス孔と称す）１３が形成されている。位置決め用ボス孔１３は、プレートフィン２ａ（６、７）の両側に積層されるエンドプレート３ａ、３ｂ、および、補強プレート１６ａ、１６ｂにも形成されている。そして、位置決め用ボス孔１３には、複数のプレートフィン２ａ（６、７）を積層するときの位置決めピン治具が装着される。これにより、複数のプレートフィン２ａの高精度な積層が可能となる。本実施形態においては、プレートフィン積層体２の補強プレート１６ａ、１６ｂ、および、エンドプレート３ａ、３ｂを連結するボルト等の連結部９（図３参照）が、位置決めピン治具として兼用されている。
【００８６】
更に、プレートフィン２ａ（６、７）の両端部に設けられた位置決め用ボス孔１３の外周部分には、上下に膨出した孔外周部（以下、位置決め用ボス孔外周部と称す）１３ａが形成されている。位置決め用ボス孔外周部１３ａは冷媒が流れる流路とは異なる空間を形成している。図１１に示すように、位置決め用ボス孔外周部１３ａは、積層方向に隣接するプレートフィン２ａ（６、７）に当接して、プレートフィン２ａの積層間隙を保持するヘッダ領域支持部を構成する。
【００８７】
そして、位置決め用ボス孔１３の周りに形成される位置決め用ボス孔外周部１３ａは、図１２に示すヘッダ領域Ｈに形成されている入口、出口両方のヘッダ流路１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）とともに、積層方向に対向するプレートフィン２ａ（６、７）のヘッダ流路１０及び位置決め用ボス孔外周部１３ａにロウ付け固定されている。これにより、プレートフィン２ａ（６、７）のヘッダ領域部分が一体に連結されている。
【００８８】
なお、本発明における冷媒流路１１においては、例えば、冷媒が流れる方向に直交する断面形状が、円形形状として説明しているが、これに限られない。冷媒流路１１の断面形状は、円形形状の他に、矩形形状などであってもよい。
【００８９】
また、本実施形態においては、冷媒流路１１は、積層方向の両方側に突出した形状を有するものとして説明しているが、積層方向の片側のみに突出している形状であってもよい。なお、本発明において、円形形状とは、円形、楕円、および閉鎖曲線で形成された複合曲線形状も含む。
【００９０】
以上のように本実施形態の熱交換器は構成されており、以下その作用効果について説明する。
【００９１】
まず、冷媒の流れと熱交換作用について説明する。冷媒は、プレートフィン積層体２の一端部側に接続されている流入管４から流入側のヘッダ開口８ａを介して各プレートフィン２ａのヘッダ流路１０へ流れる。そして、冷媒は、ヘッダ開口８ａ周りの外周流路１０ａ、連絡流路１０ｂ、多分岐流路１０ｃを介して冷媒流路１１群へ流れる。各プレートフィン２ａの冷媒流路１１群に流れた冷媒は、往路側流路部１１ａから復路側流路部１１ｂへと折り返す。そして、冷媒は、出口側のヘッダ流路１４、出口側のヘッダ開口８ｂを介して流出管５より冷凍システムの冷媒回路へと流れる。
【００９２】
そして、冷媒は、冷媒流路１１を流れる際に、プレートフィン積層体２のプレートフィン２ａ積層間を通り抜ける空気と熱交換する。
【００９３】
この時、プレートフィン積層体２のヘッダ領域Ｈには冷媒の強い圧力が加わり、ヘッダ流路１０のあるヘッダ領域Ｈ部分等が膨張変形しようとする。
【００９４】
すなわち、ヘッダ流路１０に加わる冷媒の強い圧力は、プレートフィン積層体２の両側部を覆うエンドプレート３ａ、３ｂのヘッダ領域対応部分に強く作用して、エンドプレート３ａ、３ｂのヘッダ領域対応部分を外方に向けて膨張変形させようとする。
【００９５】
しかしながら、本実施形態の熱交換器では、プレートフィン積層体２の両側部を覆うエンドプレート３ａ、３ｂのヘッダ領域対応部分は、連結部９によって連結されている。これにより、エンドプレート３ａ、３ｂのヘッダ領域対応部分が外方へ膨張変形するのを防止できる。
【００９６】
すなわち、図７の矢印で示されるように、ヘッダ領域部分に加わる冷媒の高い圧力は、上方のエンドプレート３ａには上向きに、そして、下方のエンドプレート３ｂには下向きにそれぞれ変形させようとする。上方のエンドプレート３ａに加わる上向きの膨張変形力は、上方のエンドプレート３ａに接続された流入管４に存在する冷媒からの下向きの圧力を受ける。すなわち、流入管４に存在する冷媒からの下向きの圧力で上向きの膨張変形力が相殺される。したがって、上側のエンドプレート３ａのヘッダ領域対応部分の外方への膨張変形が防止される。そして、下方のエンドプレート３ｂに加わる下向きの膨張変形力は、既述したようにエンドプレート３ｂが上方のエンドプレート３ａに連結されていることによって緩和される。これにより、エンドプレート３ａの膨張変形が抑制される。その結果、全体として、エンドプレート３ａ、３ｂの膨張変形を緩和することができる。
【００９７】
特に本実施形態では、エンドプレート３ａ、３ｂのヘッダ領域対応部分の外面に補強プレート１６ａ、１６ｂが設けられている。そして、補強プレート１６ａ、１６ｂ同士が連結部９で連結されて、エンドプレート３ａ、３ｂを外方からプレートフィン積層体２に押し付けている。これにより、エンドプレート３ａ、３ｂのヘッダ領域対応部分の強度が補強プレート１６ａ、１６ｂ自体の剛性によって強化され、ヘッダ領域対応部分の膨張変形が強力に抑制される。
【００９８】
また、補強プレート１６ａ、１６ｂを設けたことにより、冷媒流路がＵ字状であっても、ヘッダ領域対応部分の膨張変形を確実に抑制することができる。すなわち、本実施形態のプレートフィン積層体２においては、プレートフィン２ａに設けられた冷媒流路１１が略Ｕ字状にＵターンされており、入口側のヘッダ流路１０及び出口側のヘッダ流路１４がプレートフィンの一端部側に纏められている。このため、プレートフィンの一端部側には、入口側及び出口側の両方の圧力がかかることになる。しかしながら、本実施形態の構成であれば、入口側及び出口側の冷媒圧力が両方加わっても、これに抗して膨張変形を確実に防止できる。
【００９９】
したがって、既述したように冷媒量が多い熱交換器であったり、圧縮比率が高い環境対応型の冷媒を用いた場合でも、プレートフィン積層体２のヘッダ領域部分の膨張変形を防止できる。その結果、冷媒の圧力がより高い状態で使用することが可能となり、効率の高い熱交換器とすることができる。
【０１００】
しかも、この熱交換器では、プレートフィン２ａに形成された冷媒流路用の凹状溝の断面積を小さくすることによって、冷媒流路１１群の細径化が実現される。これにより、熱交換効率を向上させるとともに小型化も実現される。
【０１０１】
つまり、プレートフィン積層体２のヘッダ領域対応部分での膨張変形を防止しつつ冷媒流路１１の流路断面積の細径化を実現して、熱交換効率を向上し、かつ、小型化が促進される。
【０１０２】
なお、補強プレート１６ａ、１６ｂは、少なくともヘッダ領域対応部分に設ければよいので、当該補強プレート１６ａ、１６ｂを設けたことによって増加する体積増加は最小限に抑えることができる。これにより、熱交換器の小型化を損なうことなく膨張変形防止と熱交換効率の向上を実現することができる。
【０１０３】
また、プレートフィン積層体２のヘッダ領域Ｈにおいては、ヘッダ流路１０の流路面積が一番大きい。したがって、ヘッダ流路１０部分の冷媒圧力が最も高くなる。しかしながら、ヘッダ流路１０は隣接するヘッダ流路１０と接してロウ付けされているから、膨張変形を効果的に防止することができる。その結果、ヘッダ領域対応部分の膨張変形をより確実に防止することができる。
【０１０４】
また、ボルト等の連結部９は、プレートフィン２ａ、エンドプレート３ａ、３ｂ、および、補強プレート１６ａ、１６ｂを積層するときのガイドピン（治具）として利用することができる。これにより、積層精度を高めるとともに、生産性も向上させることができる。
【０１０５】
なお、プレートフィン積層体２のヘッダ領域Ｈに加わる冷媒の強い圧力は、ヘッダ領域Ｈにおけるヘッダ流路１０の断面積を変形させる恐れもある。ヘッダ流路１０の外壁（平坦面）は、積層方向で隣接する他方のヘッダ流路１０に積層方向で当接しロウ付け状態となっている。このため、各ヘッダ流路内の冷媒に基づく圧力が相殺される。したがって、ヘッダ領域Ｈにおけるヘッダ流路１０は変形するようなことがなく、信頼性が高い熱交換器を実現することができる。
【０１０６】
また、本実施形態の熱交換器においては、プレートフィン２ａに設ける冷媒流路１１群は、略Ｕ字状に形成して折り返されるように構成されている。したがって、プレートフィン２ａを大きく（長さ寸法を長く）することなく冷媒流路長を長くすることができる。
【０１０７】
これにより、冷媒と空気の熱交換効率を高め、冷媒を確実に過冷却状態にして冷凍システムの効率を向上させることができる。さらに、熱交換器の小型化を実現できる。
【０１０８】
また、既述した通りヘッダ流路対応部分は、エンドプレート３ａ、３ｂ同士が連結され、かつ、補強プレート１６ａ、１６ｂが設けられることで、変形が防止されている。したがって、冷媒流路１１群を略Ｕ字状にして入口側のヘッダ流路１０及び出口側のヘッダ流路１４を一端部側に纏めたことにより、ヘッダ領域部分に入口側および出口側の両方の冷媒圧力が加わっても、ヘッダ領域対応部分の膨張変形を確実に防止することができる。
【０１０９】
また、本実施の形態においては、プレートフィン積層体２のプレートフィン積層間を流れる空気と熱交換する冷媒は、入口側のヘッダ流路１０から連絡流路１０ｂ、多分岐流路１０ｃ、冷媒流路１１群へと流れる。ここで、連絡流路１０ｂの下流側に分流衝突壁１７が設けられており、冷媒は分流衝突壁１７に衝突して上下に分流される。そして、上下に分流された冷媒は、多分岐流路１０ｃから各冷媒流路１１へとさらに分流していく。したがって、連絡流路１０ｂの延長線上部分の流路に冷媒が極端に偏るのを防止できる。
【０１１０】
また、本実施形態では、冷媒流路１１群がＵ字状に形成され、冷媒流路は折り返し部を有するように構成されている。このため、図１７から明らかなように、冷媒流路１１群の各流路長さは、Ｕ字状の外周、換言するとスリット１５から離れる流路側１１ａ−２ほど長くなる。そして、この流路長の違いによって、偏流が生じる。
【０１１１】
しかしながら、本実施形態では、ヘッダ流路１０からの連絡流路１０ｂが冷媒流路１１群の往路側流路部１１ａの中心線Ｏより反復路流路部側に偏らせて設けられている。したがって、偏流が抑制されて、各流路に略均一に冷媒を流すことができる。
【０１１２】
すなわち、本実施形態では、冷媒流路１１群がＵ字状に構成されることにより、冷媒流路１１群の各流路の入口側のヘッダ流路１０から出口側のヘッダ流路１４までの流路長が異なって流路抵抗が変わってしまっても、冷媒を冷媒流路１１群の各流路へ均一に分流することができる。これは、入口側のヘッダ流路１０からの連絡流路１０ｂが往路側流路部１１ａの反復路側流路部側に偏って位置しているので、連絡流路１０ｂから各往路側流路部１１ａまでの分流路の長さが復路側流路部１１ｂ近くになるほど長くなり、流路長の違いを相殺するからである。
【０１１３】
したがって、冷媒流路１１群のＵターン化と分流衝突壁１７による分流均一化による相乗効果によって、熱交換器の小型化を推進しつつ熱交換効率のより高い熱交換器を実現できる。
【０１１４】
しかも、冷媒流路１１群の往路側流路部１１ａと復路側流路部１１ｂとの間にはスリット１５が形成されていて、熱的に分断されている。これにより冷媒流路１１群の往路側流路部１１ａから復路側流路部１１ｂへの熱移動が阻止されて、冷媒を効率よく過冷却することができる。その結果、熱交換効がさらに向上する。
【０１１５】
また、本実施形態の熱交換器においては、プレートフィン積層体２の流路領域Ｐには複数の切り起こし突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）が設けてられており、流路領域Ｐにおける熱交換効率が向上する。
【０１１６】
詳述すると、切り起こし突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）の切り起こし端縁Ｙが、プレートフィン２ａの積層間を流れる第２流体の流れ方向と対向する。これにより、プレートフィン積層間の間隔が一定化される。さらに、切り起こし突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）の下流側に生じがちな死水域が極小化され、かつ、切り起こし端縁Ｙ部分で前縁効果が生じる。しかも、切り起こし突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）は、第２流体の流れ方向と対向するように切り起し形成されているので、第２流体に対する流れ抵抗が小さくなる。したがって、プレートフィン積層体２の流路領域Ｐにおける流路抵抗増大が抑制されるとともに、熱交換器の熱交換効率が大きく向上する。
【０１１７】
なお、プレートフィン２ａに設ける切り起こし突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）の配置構成は、第２流体に対し千鳥配列したり、風上側より風下側を多く形成したりするなど、各種の構成が考えられる。熱交換器の仕様、構成、および使用者の要望に応じて、熱伝達率を向上させる最適な構成が選択されればよい。
【０１１８】
また、各切り起こし突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）は、プレートフィン積層体２の間隙を流れる空気の流れ方向に開口するように切り起こされている。したがって、空気が流れる方向、すなわち冷媒流路と交差する方向の冷媒流路間の窪み平面２０から肉盗みする必要がなくなる。したがって、切り起こし突起１２ｂを円柱状突起等のように隆起させて形成するものに比べ、冷媒流路同士の間に位置する窪み平面２０は肉盗み寸法不要な分だけ狭くできる。窪み平面２０を狭くできる分だけ、プレートフィン２ａの幅、換言すると熱交換器を小型化することができる。
【０１１９】
加えて、プレートフィン２ａの長辺部分の端縁には、冷媒流路１１が交互に位置ずれして配置（図６参照）されていることにより、幅狭平面２０ａと幅広平面２０ｂが配設されている。幅広平面２０ｂ側に切り起こし突起１２ｂが形成されて、切り起こし突起１２ｂの頂面が隣接するプレートフィン２ａの幅狭平面２０ａに固着している。したがって、幅狭平面２０ａ側の幅を突起形成のために広くしなくてもよい。すなわち、幅広平面２０ｂの幅広平面側に切り起し突起を設けて、当該突起が隣接するプレートフィン２ａの幅狭平面２０ａに当接固着するように構成されている。したがって、プレートフィン長辺部分の幅狭平面側の幅を広くすることなく幅狭平面のままとすることができ、熱交換器の小型化が促進される。
【０１２０】
また、各プレートフィン２ａ、エンドプレート３ａ、３ｂのロウ付け接合時に、切り起こし突起１２の各頂面が、隣接するプレートフィン２ａに固着されている。これにより、各プレートフィン２ａは一体に連結されている。その結果、プレートフィン積層体２の剛性を向上させることができる。
【０１２１】
特に本実施形態では、冷媒流路１１群の連絡流路１０ｂの延長線上部分は非流路部１８を構成し、非流路部１８を利用して突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）の一部、すなわち第２切り起こし突起１２ｂが設けられている。これにより、冷媒流路１１群部分におけるフィンプレート積層間隔を一定に確実に維持することができる。これによって、冷媒流路１１群部分での空気の流れがバラツキのない安定したものとなり、熱交換効率を向上させることができる。
【０１２２】
また、プレートフィン積層体２の長辺部分に設けた第１切り起こし突起１２ａは、強度的に弱くなりがちなプレートフィン積層体２の長辺縁部の強度を向上させる。特に、プレートフィン積層体２のスリット１５の両側縁部分に設けた第１切り起こし突起１２ａａは、スリット１５を設けたことによって分断され強度が低下するスリット縁部分の強度を向上させる。したがって、熱交換効率の向上を図りつつスリット近傍の変形を防止できる。
【０１２３】
なお、上記スリット１５の両側縁部分に設けた第１切り起こし突起１２ａａは、スリット１５を跨る形として一つにしてもよい。この場合、冷媒流路１１群の往路側流路部１１ａと復路側流路部１１ｂとの間で熱伝導が起きてスリット１５による断熱効果の低下が懸念される。しかしながら、本実施形態では、スリット１５の両側縁部分にそれぞれ分けて突起１２ａａを設けているので、このような熱伝導が発生する懸念がなくなる。
【０１２４】
また、プレートフィン積層体２の長辺部分及びスリット１５の両側部分に設けた第１切り起こし突起１２ａ、１２ａａは、プレートフィン積層体２のプレートフィン長辺の端縁から離れた位置に設けられている。したがって、プレートフィン積層体２のプレートフィン２ａに結露水が生じ、この結露水がプレートフィン２ａの端縁に沿って流れ排出される場合においては、第１切り起こし突起１２ａ、１２ａａによって結露水の流れが遮られて、切り押し突起１２ａ、１２ａａ部分に結露水が溜まって各種の障害が発生するのを未然に防止することができる。したがって、信頼性の高い熱交換器を実現できる。
【０１２５】
また、本実施形態にかかる熱交換器においては、プレートフィン２ａの冷媒流路Ｕターン側端部には、更に切り起こし突起２２（２２ａ、２２ｂ）が設けられている。したがって、冷媒流路１１がないプレートフィン２ａのＵターン側端部の熱交換寄与度を上げることができる。したがって、プレートフィン２ａの流路領域全長に渡って熱交換効率を高めることができ、熱交換器の熱効率を向上させることができる。
【０１２６】
特にプレートフィン２ａのＵターン側端部には、位置決め用ボス孔１３があり、その下流側が死水域となるため熱交換寄与度が極端に低い。本実施の形態では、位置決め用ボス孔１３の下流側に複数の切り起こし突起２２（２２ａ、２２ｂ）が設けられているので、位置決め用ボス孔１３下流側全域の熱交換寄与度を向上させることができる。
【０１２７】
また、位置決め用ボス孔１３の下流側直近に設けられている切り起こし突起２２ａは、位置決め用ボス孔１３の下流側の流れを縮流する。したがって、位置決め用ビス孔下流側に生じる熱交換寄与度の低い死水領域を極小化することができる。その結果、更に熱交換効率を向上させることができる。
【０１２８】
加えて、各切り起こし突起２２（２２ａ、２２ｂ）は、流路領域Ｐに設けられた切り起し突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）と同様に切り起し形成され、切り起こし端縁Ｙが第２流体の流れに対向するように構成されている。これにより、切り起こし端縁部分で前縁効果を生じさせることができ、その分熱交換効率を更に向上させることができる。
【０１２９】
そして、位置決め用ボス孔１３の下流側に設けられた複数の切り越し突起２２（２２ａ、２２ｂ）は、第２流体の流れに対し蛇行する千鳥配列となっている。これにより、熱交換機能が有効に発揮され、熱交換寄与度が高くなる。
【０１３０】
そしてさらに、各切り起こし突起２２（２２ａ、２２ｂ）の頂部は、隣接するプレートフィン２ａに固着されている。この構造により、プレートフィン２ａの短辺部分が積層状態に連結固定されるから、プレートフィン積層体２の剛性が高まる。
【０１３１】
なお、位置決め用ボス孔１３の下流側直近に設けられた切り起こし突起２２は、本実施形態では第２流体の流れ方向に向かってハの字状（逆Ｖ字状）に開口するような断面形状に切り起こし形成されている。これに限られず、切り起こし突起２２は略Ｌ字状に切り起し形成されて、これを一対向かい合う形で設けられたものであってもよい。すなわち、位置決め用ボス孔１３の下流側の流れを縮流する形状であれば、どのような形態であってもよい。
【０１３２】
なお、本実施の形態においては、上述したように、連結部９、および、補強プレート１６ａ、１６ｂが膨張変形抑制部に該当する。
【０１３３】
（実施の形態２）
本実施形態の熱交換器は、図２０〜図２３に示すように、冷媒流路群の形状とヘッダ開口の設置位置が実施の形態１の熱交換器と異なる。実施の形態１の熱交換器と同じ機能を有する部分には同一番号を使用し、異なる部分を中心に以下説明する。
【０１３４】
図２０は実施の形態２における熱交換器の外観を示す斜視図である。図２１は同プレートフィン積層型熱交換器のプレートフィン積層体を構成するプレートフィンの平面図である。図２２は同熱交換器におけるプレートフィンの構成を一部を拡大して示す分解図である。図２３は同熱交換器におけるプレートフィン積層体の冷媒流路群部分を切断して示す斜視図である。
【０１３５】
図２０〜図２３において、本実施形態の熱交換器は、プレートフィン２ａに設けられている冷媒流路１１群が直線状である。冷媒流路１１群の一端部側に入口側のヘッダ開口８ａが設けられ、他端部側に出口側のヘッダ開口８ｂが設けられている。そして、入口側のヘッダ開口８ａに流入管４、出口側のヘッダ開口８ｂに流出管５がそれぞれ接続されており、冷媒はプレートフィン２ａの一端部側から他端部側に直線状に流れて流出するように構成されている。
【０１３６】
また入口側のヘッダ開口８ａ周りに形成されているヘッダ流路１０は、ヘッダ開口周りの外周流路１０ａ、連絡流路１０ｂ、および、多分岐流路１０ｃから構成される。連絡流路１０ｂは、外周流路１０ａからプレートフィン２ａの短辺方向に延びるように形成された後、多分岐流路１０ｃに繋がっている。出口側のヘッダ流路１４も入口側のヘッダ流路１０と同じように構成されていて、両者は対称的な形状をなしている。
【０１３７】
また、プレートフィン積層体２両側のエンドプレート３ａ、３ｂは、補強プレート１６ａ、１６ｂを用いることなく連結部９によって連結されている。これにより、エンドプレート３ａ、３ｂ両端のヘッダ領域対応部分での膨張変形が防止される。
【０１３８】
以上のように構成される熱交換器は、冷媒流路１１群をＵ字状にしたことを除き、細部の構成、効果を含め、実施の形態１で説明した熱交換器と同様であり、説明は省略する。
【０１３９】
なお、実施の形態１においてはプレートフィン２ａのＵターン側端部に設けられた切り起し突起２２は、本実施の形態では、入口及び出口両側のヘッダ領域に適宜設ければよい。例えば死水域となるヘッダ流路１０の下流側に、切り起し突起２２を形成すればよい。
【０１４０】
なお、本実施の形態においては、上述したように、連結部９が膨張変形抑制部に該当する。なお、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に補強プレートを備えていてもよい。この場合、連結部９および補強プレートが、膨張変形抑制部に該当する。
【０１４１】
（実施の形態３）
本実施形態の熱交換器は、熱交換器の冷媒の入口及び出口が実施の形態１と逆になる蒸発器として用いる場合に好適なものである。本実施の形態においては、図２４〜図２８に示すように、出口側となるヘッダ流路１４に冷媒の分流制御管２４が設けられている。
【０１４２】
なお、本実施形態では実施の形態１の構成の熱交換器を蒸発器として用いた場合を例にして説明する。
【０１４３】
図２４は実施の形態３における熱交換器の外観を示す斜視図である。図２５は同熱交換器において分流制御管を抜き出した状態を示す斜視図である。図２６は同熱交換器のプレートフィン積層体における分流制御管挿入部分を示す斜視図である。図２７は同熱交換器における分流制御管の斜視図である。図２８は同熱交換器の分流制御管部分の断面を示す概略図である。
【０１４４】
図２４〜図２８において、分流制御管２４は、冷媒の蒸発出口となる出口側のヘッダ開口８ｂ、すなわち出口側のヘッダ流路１４内に挿設されている。分流制御管２４の先端部は、図２８に示すように、ヘッダ開口が設けられていない側のエンドプレート３ｂまで延びている。分流制御管２４の先端部は、当該エンドプレート３ｂによって閉塞されている。そして、分流制御管２４はヘッダ開口８ｂの内径より小径の管で構成されている。分流制御管２４とヘッダ開口内面との間に冷媒流通用間隙２５が形成されている。分流制御管２４の長手方向、すなわちプレートフィン２ａの積層方向に複数の分流口２６が略等間隔に備えられている。
【０１４５】
複数の分流口２６は冷媒が流れる方向、すなわち出口側のヘッダ開口８ｂに近づくにしたがってその孔径が小さくなるように形成されている。
【０１４６】
また、分流制御管２４は図２５、図２７に示すように補強プレート１６ａに取付けられている。補強プレート１６ａをプレートフィン積層体２両側のエンドプレート３ａへ締結することによって、分流制御管２４はヘッダ開口８ｂ内に挿設される。
【０１４７】
分流制御管２４が取り付けられている補強プレート１６ａには、分流制御管２４と対向する面に流入管４が接続固定されている。
【０１４８】
なお、補強プレート１６ａには流出管５が接続固定されている。なお、分流制御管２４はその先端部が閉塞されるように、エンドプレート３ｂに当接されていてもよい。
【０１４９】
以上のように構成された熱交換器においては、入口側となるヘッダ開口８ａから冷媒流路１１群を介して出口側となるヘッダ流路１４に流れてきた冷媒ガスは、図２８の矢印に示すように、冷媒流通用間隙２５から分流制御管２４の管壁に形成された複数の分流口２６（２６ａ、２６ｂ）を経て、分流制御管２４内へと流れる。そして、冷媒は、出口側のヘッダ開口８ｂから流出管５へと流出する。
【０１５０】
ここで、分流制御管２４に設けられた分流口２６は、出口側のヘッダ開口８ｂに近づくにしたがってその孔径が小さくなるように形成されている。したがって、冷媒流路１１群の各流路を流れる冷媒量を均等化することができる。
【０１５１】
すなわち、本実施の形態にかかる熱交換器においては、冷媒流路１１を細径化したことによって、冷媒の圧損が入口側のヘッダ流路１０より出口側のヘッダ流路１４の方が数倍も大きくなっている。一方、冷媒の分流は圧損の分布状況によって大きく影響される。よって、分流制御管２４を、従来からの常識である入口側のヘッダ流路１０に設けても、出口側のヘッダ流路１４の圧損が入口側と比べて数倍も高いため、冷媒流路１１を流れる冷媒は出口側のヘッダ流路１４の圧損に依拠することになる。したがって、設計通りに分流できない。
【０１５２】
しかしながら、本実施形態の熱交換器においては、分流制御管２４は圧損が高い出口側のヘッダ流路１４に設けられている。これにより、分流に大きな影響を与える出口側のヘッダ流路１４内の軸線方向の圧損分布が均一になる。よって、冷媒流路１１群の各流路を流れる冷媒分流量は均一化できる。
【０１５３】
また、本実施の形態にかかる熱交換器は、流入管４から流入した冷媒が、入口側のヘッダ開口８ａを通過し、各プレートフィンの内部の冷媒流路１１に導入され、出口側のヘッダ開口８ｂに流入する。そして、冷媒は流出管５から流出する。
【０１５４】
この際、各流路に発生する圧損のために、流入管４から遠い方のプレートフィンの冷媒流路１１（図２８で、より右に近いプレートフィンの冷媒流路）と比較して、流入管４に近い方のプレートフィンの冷媒流路１１（図２８で、より左に近いプレートフィンの冷媒流路）の方が、冷媒は流れやすい。換言すれば、冷媒の流量に偏りが生じる可能性がある。
【０１５５】
ところが、本実施の形態では、出口側のヘッダ開口８ｂ内部に分流制御管２４を挿入し、最も出口側の分流口２６ａ（図２８で、より左側に近い部分）を、分流制御管２４の反出口側（図２８で、より右側に近い部分）の分流口より小径にしている。これにより、出口側の分流口を通る冷媒の圧損を増加させている。その結果、冷媒流量の偏流が防止され、各プレートフィンの内部の第１流体流路１１の冷媒量が均等化し、熱交換効率を向上させることができる。
【０１５６】
その結果、本実施の形態にかかる熱交換器は、冷媒流路１１群部分での熱交換効率が向上し、更に熱効率の高い熱交換器とすることができる。
【０１５７】
更に、分流制御管２４による冷媒分流の均一化構成は、分流制御管２４に分流口２６を穿孔するだけの簡単な構成であるから、安価に熱交換器を提供することができる。
【０１５８】
そして、分流制御管２４は補強プレート１６ａに一体化して設けられている。したがって、補強プレート１６ａを装着するだけで分流制御管２４をヘッダ流路１４内に挿設することができる。その結果、分流制御管２４を溶接等によって後付けする場合等に懸念される、プレートフィンロウ付け部分のロウ溶解によるプレートフィン接合不良やそれに伴う冷媒漏れ等の品質不良を防止でき、高品質且つ高効率の熱交換器を実現できる。
【０１５９】
また、補強プレート１６ａは分流制御管２４及び流出管５との間の電位差が、分流制御管２４と流出管５とを直付け接続した場合の両者の間の電位差よりも小さくなる材料（補強プレート１６ａはステンレス、分流制御管２４はアルミニウム、流出管５は銅）で形成されている。これにより、分流制御管２４と流出管５とを直付け接続した場合に生じる異種金属接触腐食の発生を防止することができる。その結果、長期使用に耐えうる信頼性を大きく向上させることができる。特に流入出管を銅管で構成し、分流制御管２４をアルミニウム等で構成することが多い空気調和機用熱交換器にあっては、顕著な効果が期待できる。
【０１６０】
なお、分流制御管２４は、本実施形態では補強プレート１６ａに設けられているが、これに限られない。分流制御管２４は、エンドプレート３ａ側に設けてもよく、また、補強プレート１６ａを用いていないタイプの場合は、エンドプレート３ａと対向する面に分流制御管２４と流出管５を設けてもよい。
【０１６１】
また、本実施形態では、冷媒流路１１群がＵ字形状を有するがこれに限られない。実施の形態２で説明した直線状の冷媒流路１１群を用いてもよい。
【０１６２】
なお、本実施の形態においては、上述したように、補強プレート１６ａ、１６ｂが膨張変形抑制部に該当する。
【０１６３】
（実施の形態４）
実施の形態４における熱交換器は、プレートフィン積層体２のヘッダ領域での膨張変形を防止する他の構成例を示すものである。
【０１６４】
図２９は実施の形態４における熱交換器の外観を示す斜視図である。
【０１６５】
図２９に示すように、この熱交換器においては、プレートフィン積層体２のヘッダ領域Ｈでの膨張変形を防止する膨張変形抑制部として中空枠体２７が用いられている。すなわち、この中空枠体２７は図２９に示すように構成されている。中空枠体２７は、プレートフィン積層体２両側のエンドプレート３ａ、３ｂの少なくともヘッダ領域対応部分の外面に嵌め込まれてエンドプレート３ａ、３ｂの膨張変形を防止する。
【０１６６】
本構成によれば、中空枠体２７を少なくともヘッダ領域対応部分の外面に嵌め込むだけであるから、ボルト連結等の機械的結合部に比べ容易かつ短時間で装着でき、生産性を向上させることができる。
【０１６７】
なお、本実施の形態においては、上述したように、中空枠体２７が、膨張変形抑制部に該当する。
【０１６８】
（実施の形態５）
実施の形態５は、先に示した各実施形態の熱交換器を用いて構成した冷凍システムである。
【０１６９】
本実施の形態では冷凍システムの一例として空気調和機を説明する。図３０は空気調和機の冷凍サイクル図である。図３１は同空気調和機の室内機の断面を示す概略図である。
【０１７０】
図３０、図３１において、空気調和装置は、室外機５１と、室外機５１に接続された室内機５２から構成されている。室外機５１には、冷媒を圧縮する圧縮機５３、冷房暖房運転時の冷媒回路を切り替える四方弁５４、冷媒と外気の熱を交換する室外熱交換器５５、および、冷媒を減圧する減圧器５６が配設されている。また、室内機５２には、冷媒と室内空気の熱を交換する室内熱交換器５７と、室内送風機５８とが配設されている。そして、圧縮機５３、四方弁５４、室内熱交換器５７、減圧器５６、および、室外熱交換器５５が冷媒回路で連結されて、ヒートポンプ式冷凍サイクルが形成されている。
【０１７１】
本実施形態による冷媒回路には、テトラフルオロプロペンまたはトリフルオロプロペンをベース成分とし、ジフルオロメタンまたはペンタフルオロエタンまたはテトラフルオロエタンを、地球温暖化係数が５以上、７５０以下となるように、望ましくは３５０以下、さらに望ましくは１５０以下となるように混合して、２成分混合もしくは３成分混合とした冷媒を使用している。
【０１７２】
空気調和機においては、冷房運転時には、四方弁５４は、圧縮機５３の吐出側と室外熱交換器５５とを連通するように切り換えられる。これにより、圧縮機５３によって圧縮された冷媒は高温高圧の冷媒となって四方弁５４を通って室外熱交換器５５に送られる。そして、冷媒は、外気と熱交換して放熱し、高圧の液冷媒となり、減圧器５６に送られる。減圧器５６では冷媒が減圧されて低温低圧の二相冷媒となり、室内機５２に送られる。室内機５２においては、冷媒は室内熱交換器５７に入り室内空気と熱交換して吸熱し、蒸発気化して低温のガス冷媒となる。この時、室内空気は冷却されて室内を冷房する。さらに冷媒は、室外機５１に戻り、四方弁５４を経由して圧縮機５３に戻される。
【０１７３】
暖房運転時には、四方弁５４が圧縮機５３の吐出側と室内機５２とが連通するように切り換えられる。これにより、圧縮機５３によって圧縮された冷媒は、高温高圧の冷媒となって四方弁５４を通り、室内機５２に送られる。高温高圧の冷媒は、室内熱交換器５７に入り、室内空気と熱交換して放熱し、冷却され高圧の液冷媒となる。この時、室内空気は加熱されて室内を暖房する。その後、冷媒は減圧器５６に送られ、減圧器５６において減圧されて低温低圧の二相冷媒となる。そして、冷媒は、室外熱交換器５５に送られて外気と熱交換して蒸発気化する。さらに、冷媒は、四方弁５４を経由して圧縮機５３へ戻される。
【０１７４】
上記のように構成された冷凍システムは、室外熱交換器５５或いは室内熱交換器５７に上記各実施の形態で示した熱交換器が使用される。これにより、省エネ性の高い高性能な冷凍システムを実現できる。
【０１７５】
（変形例）
上述した実施の形態は、本開示に関する熱交換器１が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本開示は、実施の形態以外に、図３２から図３５を用いて以下に説明される変形例を取り得る。
【０１７６】
本変形例に係る補強プレート５９ａには、流入出管が挿入されるテーパ状の配管穴６５ａ、６６ａが配設されている。これにより、熱交換器１への接続配管の取り付け工程の作業性が大幅に向上する。すなわち、熱交換器１側面に補強プレート５９ａをセットし、接続配管を熱交換器１にロウ付け等の手段を用いて接合するときに、テーパ状に広がった配管穴６５ａ、６６ａの開口からトーチの火を当てることができる。これにより、熱を効率よく熱交換器１へ伝えることができ、ロウ付け時間を大幅に短縮することができる。
【０１７７】
さらに、配管穴６５ａ、６６ａをテーパ状とすることにより、熱交換器１を蒸発器として使用する場合に発生する露が配管穴６５ａ、６６ａから排水されやすくなる。その結果、露が保持されることによるアルミ材の腐食を確実に防止できる。なお、図３２から図３４に示される補強プレート５９ａは、エンドプレート６０ａ全面を覆うように配設されているが、少なくともエンドプレート６０ａのヘッダ領域対応部分に、補強プレート５９ａが配設されていればよい。
【０１７８】
また、本変形例では、補強プレート５９ｂおよびエンドプレート６０ｂの連通孔６２、６３にねじ穴が螺設され、締結手段６１の端部にネジ部が設けられている。そして、補強プレート５９ｂと締結手段６１とが固定されている。これにより、熱交換器１の組み立て時の作業性が向上する。例えば、補強プレート５９ｂに貫通穴のみを開けねじ切り加工を施さない場合においては、締結手段６１に長尺のネジを用いた場合、熱交換器１の長手方向への膨張を抑制するにはネジの端部にナット等の固定部品を締め付ける必要がある。その結果、配管等が複雑に配置されている熱交換器１では、作業性が著しく低下する。補強プレート５９ｂに直接ねじ切り加工を施した場合にはナット等の固定部品で締め付ける必要がなくなり、作業性が大幅に向上する。また、本変形例では、補強プレート５９ｂと締結手段６１が直接固定されるため、熱交換器１の長手方向に圧縮されるような力がかかった場合にも、その力を緩和することができる。なお、両側の補強プレート５９ａ，５９ｂおよび両側のエンドプレート６０ａ，６０ｂに設けられる連通孔をねじ孔とする場合に比べて、片側の補強プレート５９ｂおよびエンドプレート６０ｂに設けられる連通孔をねじ穴として締結部材と固定する方が、作業性の観点から好ましい。
【０１７９】
また、本変形例の補強プレート５９ａの周縁部および補強プレート５９ｂの周縁部には、それぞれ露受け部６４ａ、露受け部６４ｂが設けられている。これにより、補強プレート５９ａからはみ出た締結手段６１の端部に付着した霧や、補強プレート５９ａ、５９ｂの表面に生じた露を所定の場所へ流すことができる。これにより、熱交換器１下部で露を受ける皿の容積をコンパクトにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１８０】
本発明は、プレートフィン積層体のヘッダ領域対応部分に膨張変形抑制部を設けることによって、ヘッダ領域部分での膨張変形を抑制し、小型且つ高効率の熱交換器及びそれを用いた冷凍システムを提供することができる。よって、家庭用及び業務用エアコン等に用いる熱交換器や各種冷凍機器等に幅広く利用でき、その産業的価値は大きい。
【符号の説明】
【０１８１】
１  熱交換器
２  プレートフィン積層体
２ａ  プレートフィン
３，３ａ，３ｂ  エンドプレート
４  流入管（入口ヘッダ）
５  流出管（出口ヘッダ）
６  第１プレートフィン
６ａ  第１板状部材
６ｂ  第２板状部材
７  第２プレートフィン
８，８ａ，８ｂ  ヘッダ開口
９  連結部（ボルト・ナット）
１０  ヘッダ流路
１０ａ  外周流路
１０ｂ  連絡流路
１０ｃ  多分岐流路
１１  冷媒流路（第１流体流路）
１１ａ  往路側流路部
１１ｂ  復路側流路部
１２  切り起こし突起
１２ａ，１２ａａ  突起（第１切り起こし突起）
１２ｂ  突起（第２切り起こし突起）
１３  貫通孔（位置決め用ボス孔）
１３ａ  孔外周部（位置決め用ボス孔外周部）
１４  ヘッダ流路
１５  スリット
１６ａ，１６ｂ  補強プレート
１７  分流衝突壁
１８  非流路部
１９ａ，１９ｂ  平面端部
２０  窪み平面部
２０ａ  幅狭平面
２０ｂ  幅広平面
２１  フィン平面部
２２（２２ａ，２２ｂ）  突起（切り起し突起）
２４  分流制御管
２５  冷媒流通用間隙
２６，２６ａ  分流口
２７  中空枠体
５１  室外機
５２  室内機
５３  圧縮機
５４  四方弁
５５  室外熱交換器
５６  減圧器
５７  室内熱交換器
５８  室内送風機
５９ａ  補強プレート
５９ｂ  補強プレート
６０ａ  エンドプレート
６０ｂ  エンドプレート
６１  連結手段
６２  補強プレートの連通孔
６３  エンドプレートの連通孔
６４ａ，６４ｂ  露受け部
６５ａ，６５ｂ  配管穴
６６ａ，６６ｂ  配管穴
【図１】
0006767637.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006767637.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006767637.tif 000006
【図６】
0006767637.tif 000007
【図７】
0006767637.tif 000008
【図８】
0006767637.tif 000009
【図９】
0006767637.tif 000010
【図１０】
0006767637.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0006767637.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
0006767637.tif 000015
【図１５】
0006767637.tif 000016
【図１６Ａ】
0006767637.tif 000017
【図１６Ｂ】
0006767637.tif 000018
【図１６Ｃ】
0006767637.tif 000019
【図１７】
0006767637.tif 000020
【図１８】
0006767637.tif 000021
【図１９】
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【図２０】
0006767637.tif 000023
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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