(57)【要約】【課題】一対のヘッダーパイプ２，３間に接続された伝熱チューブ４，４，・・・内を流れる熱媒体が顕熱変化する熱交換器において、該熱媒体が高温側と低温側とで熱交換するのを防止する。【解決手段】ヘッダーパイプ２内を区画する仕切部材１０を、中間に空気層Ｓを含む二層の構造として、高温側の熱媒体と低温側の熱媒体との熱交換を阻止する。【選択図】  図１
2004218983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のヘッダーパイプと、両ヘッダーパイプ間に熱媒体流路を構成するように該両パイプに接続された複数の伝熱チューブとを備え、
少なくとも一方のヘッダーパイプに管内を長さ方向に分割する仕切部材が設けられるとともに、該仕切部材により伝熱チューブ群が熱媒体流路の複数のパスに区分けされ、
熱交換時に顕熱変化をする熱媒体が流れる熱交換器であって、
上記仕切部材が、中間部に空気層を含んでいることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１記載の熱交換器において、
仕切部材が、空気層で隔てられた第１仕切板と第２仕切板とから構成され、
ヘッダーパイプには、第１仕切板と第２仕切板との間に開口が形成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項１または２記載の熱交換器において、
各パスを構成する伝熱チューブ群には伝熱チューブ間に伝熱フィンが装着され、
隣り合うパスの伝熱チューブ間には断熱部材が装着されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
請求項３記載の熱交換器において、
断熱部材が装着された伝熱チューブ同士のチューブ間距離は、伝熱フィンが装着された伝熱チューブ同士のチューブ間距離よりも小さいことを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
請求項１または２記載の熱交換器において、
各パスを構成する伝熱チューブ群には伝熱チューブ間に伝熱フィンが装着され、
隣り合うパスの伝熱チューブ間には、一方の伝熱チューブに伝熱フィンが、他方の伝熱チューブに断熱部材が接合されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項６】
請求項１または２記載の熱交換器において、
各パスを構成する伝熱チューブ群には伝熱チューブ間に伝熱フィンが装着され、
隣り合うパスの伝熱チューブ間には、高温側の伝熱チューブに伝熱フィンが、低温側の伝熱チューブに断熱部材が接合されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項７】
一対のヘッダーパイプと、両ヘッダーパイプ間に熱媒体流路を構成するように該両パイプに接続された複数の伝熱チューブとを備え、
少なくとも一方のヘッダーパイプに管内を長さ方向に分割する仕切部材が設けられるとともに、該仕切部材により伝熱チューブ群が熱媒体流路の複数のパスに区分けされ、
熱交換時に顕熱変化をする熱媒体が流れる熱交換器であって、
各パスを構成する伝熱チューブ群には伝熱チューブ間に伝熱フィンが装着され、
隣り合うパスの伝熱チューブ間には断熱部材が装着されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項８】
請求項７記載の熱交換器において、
断熱部材が装着された伝熱チューブ同士のチューブ間距離は、伝熱フィンが装着された伝熱チューブ同士のチューブ間距離よりも小さいことを特徴とする熱交換器。
【請求項９】
一対のヘッダーパイプと、両ヘッダーパイプ間に熱媒体流路を構成するように該両パイプに接続された複数の伝熱チューブとを備え、
少なくとも一方のヘッダーパイプに管内を長さ方向に分割する仕切部材が設けられるとともに、該仕切部材により伝熱チューブ群が熱媒体流路の複数のパスに区分けされ、
熱交換時に顕熱変化をする熱媒体が流れる熱交換器であって、
各パスを構成する伝熱チューブ群には伝熱チューブ間に伝熱フィンが装着され、
隣り合うパスの伝熱チューブ間には、一方の伝熱チューブに伝熱フィンが、他方の伝熱チューブに断熱部材が接合されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項１０】
一対のヘッダーパイプと、両ヘッダーパイプ間に熱媒体流路を構成するように該両パイプに接続された複数の伝熱チューブとを備え、
少なくとも一方のヘッダーパイプに管内を長さ方向に分割する仕切部材が設けられるとともに、該仕切部材により伝熱チューブ群が熱媒体流路の複数のパスに区分けされ、
熱交換時に顕熱変化をする熱媒体が流れる熱交換器であって、
各パスを構成する伝熱チューブ群には伝熱チューブ間に伝熱フィンが装着され、
隣り合うパスの伝熱チューブ間には、高温側の伝熱チューブに伝熱フィンが、低温側の伝熱チューブに断熱部材が接合されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１記載の熱交換器において、顕熱変化をする熱媒体が超臨界状態の二酸化炭素であることを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対のヘッダーパイプ間に複数の伝熱チューブが接続された熱交換器に関し、特に、内部を流れる熱媒体が熱交換時に顕熱変化をする熱交換器に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、熱媒体が顕熱変化をする熱交換器として、例えば、二酸化炭素を冷媒とし、該冷媒を超臨界圧に圧縮して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路の放熱器（例えば特許文献１参照）が知られている。また、この種の熱交換器としては、他にも、自動車でエンジンのラジエーター水（温水）を流すことにより空気を加熱する室内暖房用の熱交換器などが知られている。
【０００３】
図５は、上記熱交換器５０の外観形状を概念的に表す斜視図である。この熱交換器５０は、一対のヘッダーパイプ（第１ヘッダーパイプ５１及び第２ヘッダーパイプ５２）と、両ヘッダーパイプ５１，５２間に接続された複数の伝熱チューブ５３，５３，・・・とを備えている。各伝熱チューブ５３，５３，・・・には一般に扁平チューブが用いられ、隣接する伝熱チューブ５３，５３，・・・間にはコルゲートフィン（伝熱フィン）５４，５４，・・・が装着されている。図ではコルゲートフィン５４，５４，・・・の一部のみを示している。また、第１ヘッダーパイプ５１には入口ポート５５が設けられ、第２ヘッダーパイプ５２には出口ポート５６が設けられている。
【０００４】
上記熱交換器５０は、両ヘッダーパイプ５１，５２間の冷媒流路が３つのパスＰ１，Ｐ２，Ｐ３に構成されている。具体的には、第１ヘッダーパイプ５１と第２ヘッダーパイプ５２の管内がそれぞれ仕切板５７，５８によって分割されるとともに、第１ヘッダーパイプ５１の仕切板５７と第２ヘッダーパイプ５２の仕切板５８が非対向の位置に配設され、伝熱チューブ５３，５３，・・・が上記仕切板５７，５８を境にして３つのパスＰ１，Ｐ２，Ｐ３に区分けされている。そして、両ヘッダーパイプ５１，５２間には、第１パスＰ１、第２ヘッダーパイプ５２、第２パスＰ２、第１ヘッダーパイプ５１、及び第３パスＰ３から、Ｓ字状の冷媒流路が形成されている。
【０００５】
この熱交換器５０において、冷媒は、入口ポート５５から第１ヘッダーパイプ５１に導入されると、上記の冷媒流路をＳ字状に流れる際に空気と熱交換して該空気を加熱する。冷媒は、その後、第２ヘッダーパイプ５２の出口ポート５６を通って熱交換器５０から流出する。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２２１５８０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、超臨界状態の冷媒を用いた冷凍サイクル（以下、超臨界サイクルという）では、従来の一般的な冷媒（Ｒ１３４ａなど）を用いた冷凍サイクルの凝縮行程に相当する行程は、冷媒が凝縮をせずに放熱する行程になる。このとき、冷媒は相変化せずに顕熱変化を行い、放熱によって温度が低下する。したがって、冷媒は熱交換器５０の入口側が高温側になり、それよりも出口側は低温側になる。
【０００８】
そのため、上記熱交換器５０で超臨界サイクルの放熱行程を行うようにすると、各ヘッダーパイプ５１，５２内の冷媒の温度が仕切板５７，５８を隔てた両側で相違することになる。その結果、高温側の冷媒と低温側の冷媒とが該仕切板５７，５８を介して熱交換を行ってしまい、低温側の冷媒の温度が上昇してしまう。つまり、一旦は空気で冷却された冷媒が高温冷媒により再度加熱されることになり、そうすると冷凍サイクルの運転動作が定められたモリエル線図上で行われなくなって、運転の効率が低下してしまう。
【０００９】
このような高温側と低温側の熱交換は、二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクルの放熱器に限らず、顕熱変化を行う熱媒体が流れる熱交換器において全般に問題となる。例えば、エンジンのラジエータ水（温水）が流れる熱交換器においても上記熱交換によって温水の温度が変化することが考えられ、その結果、空気の加熱温度が不安定になるおそれがある。
【００１０】
本発明は、このような問題点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、一対のヘッダーパイプ間に接続された伝熱チューブ内を流れる熱媒体が顕熱変化をする熱交換器において、該熱媒体が高温側と低温側とで熱交換するのを防止することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ヘッダーパイプ内を区画する仕切部材を、中間部に空気層を含む構造として、高温側の熱媒体と低温側の熱媒体との熱交換を阻止するようにしたものである。
【００１２】
まず、請求項１に記載の発明は、一対のヘッダーパイプと、両ヘッダーパイプ間に熱媒体流路を構成するように該両パイプに接続された複数の伝熱チューブとを備え、少なくとも一方のヘッダーパイプに管内を長さ方向に分割する仕切部材が設けられるとともに、該仕切部材により伝熱チューブ群が熱媒体流路の複数のパスに区分けされた熱交換器であって、熱交換時に顕熱変化をする熱媒体が流れる熱交換器を前提としている。そして、この熱交換器は、上記仕切部材が、中間部に空気層を含んでいることを特徴としている。
【００１３】
この請求項１の発明では、超臨界状態の冷媒や温水のような熱媒体は、複数のパスになった熱媒体流路を通って入口側から出口側へ流れる際に、空気などの流体との熱交換によって顕熱変化をする。このため、ヘッダーパイプ内では、仕切部材を挟んだ両側で、熱媒体の温度が相違する。
【００１４】
一方、この発明では、ヘッダーパイプの管内を分割している仕切部材の中間部に空気層が設けられている。したがって、仕切部材で隔てられた熱媒体同士が該仕切部材を介して熱交換をすることが防止される。このため、熱媒体の温度が高温側と低温側の熱媒体同士の熱交換により変化してしまうのを防止できる。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の熱交換器において、仕切部材が、空気層で隔てられた第１仕切板と第２仕切板とから構成され、ヘッダーパイプには、仕切部材の第１仕切板と第２仕切板との間に開口が形成されていることを特徴としている。
【００１６】
この請求項２の発明では、ヘッダーパイプに開口を形成したことによって、仕切部材の両側の熱媒体間に存在する伝熱面積が小さくなる。このため、該仕切部材の両側の熱媒体同士でさらに熱交換が起こりにくくなり、熱交換による熱媒体の温度変化も生じにくくなる。
【００１７】
次に、請求項３から請求項６に記載の発明は、ヘッダーパイプ内での熱媒体同士の熱交換を阻止するのに加えて、隣り合うパスの伝熱チューブ間でも熱媒体同士が熱交換しないようにしたものである。
【００１８】
具体的に、請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の熱交換器において、各パスを構成する伝熱チューブ群には伝熱チューブ間に伝熱フィンが装着され、隣り合うパスの伝熱チューブ間には断熱部材が装着されていることを特徴としている。
【００１９】
この請求項３の発明では、各パスを構成する伝熱チューブ群の中を流れる熱媒体は、伝熱チューブ自体と伝熱フィンとを介して空気などの流体と熱交換を行う。一方、隣り合うパスの伝熱チューブ間に断熱部材が介在しているため、隣り合うパス間での熱媒体同士の熱交換は生じない。したがって、この発明では、熱媒体同士の熱交換により該熱媒体の温度が変化してしまうことが確実に防止される。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３記載の熱交換器において、断熱部材が装着された伝熱チューブ同士のチューブ間距離が、伝熱フィンが装着された伝熱チューブ同士のチューブ間距離よりも小さいことを特徴としている。
【００２１】
この請求項４の発明では、隣り合うパスの伝熱チューブ間には、断熱部材のみを設け、空気との熱交換面積をかせぐための伝熱フィンを不要にしていることから、この部分のチューブ間距離を、伝熱フィンが装着された伝熱チューブ同士のチューブ間距離よりも小さくしている。こうすることにより、熱交換器を小型化できる。
【００２２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１または２記載の熱交換器において、各パスを構成する伝熱チューブ群には伝熱チューブ間に伝熱フィンが装着され、隣り合うパスの伝熱チューブ間には、一方の伝熱チューブに伝熱フィンが、他方の伝熱チューブに断熱部材が接合されていることを特徴としている。
【００２３】
この請求項５の発明では、隣り合うパスの伝熱チューブ間において、断熱部材によって、熱媒体同士の熱交換が阻止される一方、伝熱フィンによって、一方の伝熱チューブを流れる熱媒体と空気との熱交換が行われる。
【００２４】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１または２記載の熱交換器において、各パスを構成する伝熱チューブ群には伝熱チューブ間に伝熱フィンが装着され、隣り合うパスの伝熱チューブ間には、高温側の伝熱チューブに伝熱フィンが、低温側の伝熱チューブに断熱部材が接合されていることを特徴としている。
【００２５】
この請求項６の発明では、隣り合うパスの伝熱チューブ間において、断熱部材によって、熱媒体同士の熱交換が阻止される一方、伝熱フィンによって、高温側の伝熱チューブを流れる熱媒体と空気との熱交換が行われる。
【００２６】
次に、請求項７から請求項１０に記載の発明は、隣り合うパスの伝熱チューブ間での熱媒体同士の熱交換を阻止する構成のみを特定したものである。
【００２７】
これら請求項７から請求項１０の発明は、請求項１から請求項６の発明と同様に、一対のヘッダーパイプと、両ヘッダーパイプ間に熱媒体流路を構成するように該両パイプに接続された複数の伝熱チューブとを備え、少なくとも一方のヘッダーパイプに管内を長さ方向に分割する仕切部材が設けられるとともに、該仕切部材により伝熱チューブ群が熱媒体流路の複数のパスに区分けされ、さらに、熱交換時に顕熱変化をする熱媒体が流れる熱交換器を前提としている。
【００２８】
そして、請求項７の発明は、各パスを構成する伝熱チューブ群には伝熱チューブ間に伝熱フィンが装着され、隣り合うパスの伝熱チューブ間には断熱部材が装着されていることを特徴としている。
【００２９】
また、請求項８の発明は、請求項７記載の熱交換器において、断熱部材が装着された伝熱チューブ同士のチューブ間距離は、伝熱フィンが装着された伝熱チューブ同士のチューブ間距離よりも小さいことを特徴としている。
【００３０】
また、請求項９の発明は、各パスを構成する伝熱チューブ群には伝熱チューブ間に伝熱フィンが装着され、隣り合うパスの伝熱チューブ間には、一方の伝熱チューブに伝熱フィンが、他方の伝熱チューブに断熱部材が接合されていることを特徴としている。
【００３１】
また、請求項１０の発明は、各パスを構成する伝熱チューブ群には伝熱チューブ間に伝熱フィンが装着され、隣り合うパスの伝熱チューブ間には、高温側の伝熱チューブに伝熱フィンが、低温側の伝熱チューブに断熱部材が接合されていることを特徴としている。
【００３２】
これら請求項７から請求項１０の発明では、請求項３から請求項６の発明と同様に、隣り合うパスの伝熱チューブ間で熱媒体同士が熱交換をするのを防止できる。したがって、低温側の熱媒体の温度上昇を防止できる。
【００３３】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項１から１０のいずれか１記載の熱交換器において、顕熱変化をする熱媒体が超臨界状態の二酸化炭素であることを特徴としている。
【００３４】
この請求項１１の発明では、超臨界状態の二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクルで該冷媒の放熱行程を行う熱交換器において、高温側の二酸化炭素と低温側の二酸化炭素が熱交換して温度が変化してしまうのを防止できる。したがって、この熱交換器を用いると、冷凍サイクルの運転動作を安定させることが可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態１】
以下、本発明の実施形態１を図面に基づいて詳細に説明する。この実施形態１は、二酸化炭素を冷媒とし、該冷媒を超臨界圧に圧縮して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路の放熱器に用いられる熱交換器に関する。この熱交換器では、冷媒は空気との熱交換により顕熱変化を行う。より具体的には、冷媒は熱交換時に相変化をせず、その温度が変化（低下）する。
【００３６】
図１は、この熱交換器１の外観形状を概念的に示す斜視図である。この熱交換器１は、図示するように、一対のヘッダーパイプ２，３（第１ヘッダーパイプ２及び第２ヘッダーパイプ３）と、両ヘッダーパイプ２，３間に接続された複数の伝熱チューブ４，４，・・・とを備えている。各伝熱チューブ４，４，・・・はいわゆる扁平チューブであり、隣り合う伝熱チューブ４，４間にはコルゲートフィン（伝熱フィン）５，５，・・・が設けられている。コルゲートフィン５，５，・・・は、図では一部のみに示しているが、実際には各伝熱チューブ４，４，・・・間に設けられている。
【００３７】
第１ヘッダーパイプ２には、入口ポート６と出口ポート７とが設けられている。また、この第１ヘッダーパイプ２には、該第１ヘッダーパイプ２の内部を入口ポート６と出口ポート７の間でその長さ方向に分割する仕切部材１０が設けられている。上記伝熱チューブ４，４，・・・は、上記仕切部材１０を境として、隣り合う２つのパス（第１パスＰ１及び第２パスＰ２）に区分けされている。以上により、熱交換器１には「Ｕ」字状ないし「コ」字状の冷媒流路が形成されている。
【００３８】
図２は熱交換器１の部分拡大図であり、第１ヘッダーパイプ２に仕切部材１０が装着されている部分の詳細構造を示している。仕切部材１０は、２層に分離された構造に構成され、中間部に空気層Ｓが介在している。具体的には、仕切部材１０は、空気層Ｓで隔てられた第１仕切板１１と第２仕切板１２とから構成されている。
【００３９】
第１ヘッダーパイプ２には、第１仕切板１１が挿入される第１スリット１３ａと、第２仕切板１２が挿入される第２スリット１３ｂとが形成されている。各仕切板１１，１２及び第１ヘッダーパイプ２には、接触面にロウ材の層が形成されており、各スリット１３ａ，１３ｂに仕切板１１，１２を挿入した状態で加熱することにより、第１ヘッダーパイプ２と各仕切板１１，１２とがロウ付けされる。
【００４０】
第１ヘッダーパイプ２には、上記第１仕切板１１と第２仕切板１２との間に開口１４が形成されている。このことにより、第１ヘッダーパイプ２は、両仕切板１１，１２の間の断面積が減少しており、仕切部材１０で隔てられた冷媒間の伝熱面積が小さくなっている。
【００４１】
この実施形態１において、超臨界状態の冷媒は、入口ポート６から第１ヘッダーパイプ２に流入し、該第１ヘッダーパイプ２から第１パスＰ１の伝熱チューブ４，４，・・・に分流して第２ヘッダーパイプ３に流入する。第２ヘッダーパイプ３で合流した冷媒は第２パスＰ２側へ向かって流れ、該第２パスＰ２の伝熱チューブ４，４，・・・に分流して第２ヘッダーパイプ３に流入する。そして、第２ヘッダーパイプ３で合流した冷媒は、出口ポート７から流出する。冷媒は、この熱交換器１内を入口ポート６側から出口ポート７側へ流れる際に、空気との熱交換によって顕熱変化をする。このため、冷媒は、入口側よりも出口側において温度が低くなる。
【００４２】
したがって、第１ヘッダーパイプ２内では、仕切部材１０を挟んで第１パスＰ１側と第２パスＰ２側とで冷媒の温度が相違することになり、従来の熱交換器であれば、高温側の冷媒と低温側の冷媒が熱交換をすることになる。一方、この実施形態１では、第１ヘッダーパイプ２の内部を分割している仕切部材１０が２層構造であり、しかも中間部には空気層Ｓが設けられている。このため、仕切部材１０の両側の冷媒同士が該仕切部材１０を介して熱交換するのを防止でき、冷媒同士の熱交換による温度変化を防止できる。
【００４３】
また、この実施形態１では、第１ヘッダーパイプ２に、第１仕切板１１と第２仕切板１２との間に位置する開口１４を形成し、これにより該第１ヘッダーパイプ２における第１パスＰ１側と第２パスＰ２側の間での伝熱面積を小さくしている。したがって、仕切部材１０の両側の冷媒同士がさらに熱交換をしにくくなり、低温側の冷媒の温度も上昇しにくくなる。
【００４４】
以上のように、この実施形態１によれば、熱交換器１内で高温側の冷媒と低温側の冷媒との熱交換が生じにくくなり、低温側冷媒の温度上昇が抑えられる。このため、超臨界状態の冷媒による蒸気圧縮式冷凍サイクルの運転動作を予め定められたモリエル線図上で行わせることができるので、設計上の最適効率が得られる運転を実現することが可能となる。
【００４５】
−実施形態１の変形例−
上記各実施形態では、第１ヘッダーパイプ２のみに仕切部材１０を設け、冷媒流路を２パスにした構成例について説明したが、両方のヘッダーパイプ２，３に仕切部材１０を設けて冷媒流路を３パス以上に構成してもよい。この場合にも、各仕切部材１０を中間に空気層Ｓが介在する二層の構造にすることにより、高温側の冷媒と低温側の冷媒による熱交換を防止でき、運転効率の向上を図ることができる。
【００４６】
【発明の実施の形態２】
本発明の実施形態２は、隣り合うパスＰ１，Ｐ２の伝熱チューブ４，４間においても冷媒同士の熱交換が生じにくくなるようにした構成の例である。
【００４７】
図３に示すように、この実施形態２の熱交換器１は、実施形態１の熱交換器１に断熱部材１５を設けたものである。この実施形態２では、各パスＰ１，Ｐ２を構成する伝熱チューブ群については、各伝熱チューブ４，４間に伝熱フィン５（一部のみを図示）が装着されている。一方、隣り合うパスの伝熱チューブ４，４間には伝熱フィン５は設けられておらず、その代わりに断熱部材１５が装着されている。
【００４８】
上記伝熱チューブ４，４，・・・間の間隔は、各パスＰ１，Ｐ２を構成する伝熱チューブ４，４，・・・間の距離Ｌ１よりも、隣り合うパスＰ１，Ｐ２の伝熱チューブ４，４間の距離Ｌ２の方が狭くなっている。このため、伝熱フィン５の幅寸法と断熱部材１５の幅寸法とを比較すると、断熱部材１５の幅寸法の方が小さい寸法に定められている。
【００４９】
この熱交換器１は、第１ヘッダーパイプ２に設けられている仕切部材１０や開口１４を始め、その他の部分は実施形態１と同様に構成されている。
【００５０】
この実施形態２の熱交換器１では、各パスＰ１，Ｐ２を構成する伝熱チューブ群の中を流れる冷媒は、伝熱チューブ４，４，・・・自体と伝熱フィン５とを介して空気と熱交換を行う。一方、隣り合うパスＰ１，Ｐ２の伝熱チューブ４，４間には断熱部材１５が装着されているため、この部分での冷媒同士の熱交換は行われない。したがって、熱交換器１の入口ポート６側から出口ポート７側へ向かって冷媒が低温になる過程において、冷媒同士の熱交換により低温側の冷媒の温度が上昇してしまう問題をより確実に防止できる。このことにより、実施形態１の熱交換器１と比較しても冷媒の温度がさらに安定するので、運転効率の低下をより確実に防止することが可能となる。
【００５１】
また、断熱部材１５が装着された伝熱チューブ４，４のチューブ間距離Ｌ２を、伝熱フィン５，５，・・・が装着された伝熱チューブ４，４，・・・のチューブ間距離Ｌ１よりも狭くしているので、熱交換器１の小型化が可能となる。つまり、隣り合うパスＰ１，Ｐ２の伝熱チューブ４，４間には伝熱フィン５を設けずに断熱部材１５のみを設けており、この部分では伝熱フィン５，５，・・・で伝熱面積をかせぐことが不要になるので、断熱部材１５の幅を伝熱フィン５よりも狭くすることで熱交換器１を小型化できる。
【００５２】
また、逆に熱交換器１のサイズを保つ設計にするのであれば、伝熱チューブ４，４，・・・の本数や伝熱フィン５，５，・・・の枚数を増やすことも可能であり、そうすることによって熱交換性能を高めることもできる。特に、冷媒流路を３パス以上にして断熱部材１５を複数箇所に設ける場合には、個々の断熱部材１５について幅寸法を狭くする効果が得られるため、その数の分だけ熱交換器１の小型化や高性能化の効果を高められる。
【００５３】
【発明の実施の形態３】
本発明の実施形態３は、隣り合うパスＰ１，Ｐ２の伝熱チューブ４，４間に断熱部材１５を設けるとともに、伝熱フィン５も設けるようにした例である。
【００５４】
具体的には、図４に示すように、この熱交換器１では、各パスＰ１，Ｐ２を構成する伝熱チューブ群について、各伝熱チューブ４，４，・・・の間には伝熱フィン５が装着されている。また、隣り合うパスＰ１，Ｐ２の伝熱チューブ４，４間には、一方の伝熱チューブ４側に伝熱フィン５が、他方の伝熱チューブ４側に断熱部材１５が装着されている。より具体的には、隣り合うパスＰ１，Ｐ２の伝熱チューブ４，４間では、高温側となる第１パスＰ１側の伝熱チューブ４に伝熱フィン５が、低温側となる第２パスＰ２側の伝熱チューブ４に断熱部材１５が装着されている。
【００５５】
その他の構成は、実施形態１，２と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５６】
この実施形態３の熱交換器１では、隣り合うパスＰ１，Ｐ２の伝熱チューブ４，４間において、断熱部材１５によって冷媒同士の熱交換が阻止される一方、伝熱フィン５によって、空気と冷媒との熱交換も行われる。具体的には、伝熱フィン５を介して、高温側の伝熱チューブ４を流れる冷媒と空気との熱交換が行われる。
【００５７】
したがって、この実施形態３によれば、各パスＰ１，Ｐ２間で冷媒同士が熱交換することによる冷媒の温度変化を防止しながら、冷媒と空気との熱交換性能を高められる。このため、熱交換器１の性能向上を図ることができる。特に、隣り合うパスＰ１，Ｐ２間の伝熱フィン５を高温側の伝熱チューブ４に装着したことにより、空気と温度差の大きい高温側冷媒が空気と熱交換するため、その性能をよりいっそう高められる。
【００５８】
【発明のその他の実施の形態】
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００５９】
例えば、上記実施形態１では、仕切部材１０として別体の２枚の仕切板１１，１２を用いた例を説明したが、仕切部材１０は、第１仕切板１１と第２仕切板１２が一部分で連結された一体部品であってもよい。このような一体型の仕切部材１０は、板材の折り曲げにより形成したり、機械加工により形成したりすることが可能である。その場合、ヘッダーパイプ２は、スリット１３ａ，１３ｂなどの形状を適宜変更し、仕切部材１０を第１ヘッダーパイプ２に装着可能な構造にすればよい。
【００６０】
さらに、実施形態２，３では、ヘッダーパイプ２，３に設ける仕切部材１０を、従来と同様に空気層を含まない１枚の板状部材にすることも可能であり、その場合でも、隣り合うパスＰ１，Ｐ２間の伝熱チューブ４，４間での熱伝導を断熱部材１５で抑えることにより、出口側の冷媒の温度上昇を抑制することができる。
【００６１】
また、上記各実施形態は、二酸化炭素を超臨界圧に圧縮して冷凍サイクルを行う冷媒回路の放熱器に本発明を適用した例であるが、本発明は、エンジンのラジエータ水（温水）が流れる熱交換器など、顕熱変化を行う熱媒体が流れる熱交換器１であれば適用可能である。こうすることにより、温水などの熱媒体の温度変化を抑え、空気の加熱温度を安定させることができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、ヘッダーパイプの内部を分割する仕切部材が空気層を含む構成にして、仕切部材の両側の熱媒体同士が熱交換しにくくなるようにしたことにより、低温側熱媒体の温度上昇を抑えることができる。したがって、超臨界状態の冷媒による蒸気圧縮式冷凍サイクルの運転動作を予め定められたモリエル線図上で行わせることも可能となり、設計上の最適な運転効率を実現することも可能となる。
【００６３】
また、請求項２に記載の発明によれば、ヘッダーパイプに開口を形成し、この開口が仕切部材の第１仕切板と第２仕切板との間に位置するようにしているので、仕切部材の両側の熱媒体間で熱交換がさらに生じにくくなる。したがって、低温側の温度上昇をより確実に抑えることが可能となる。
【００６４】
また、請求項３に記載の発明によれば、各パスを構成する伝熱チューブ群には各伝熱チューブ間に伝熱フィンを装着する一方、隣り合うパスの伝熱チューブ間には断熱部材を装着しているので、隣り合うパスの伝熱チューブ間での熱媒体同士の熱交換を防止できる。したがって、熱媒体同士の熱交換によって該熱媒体の温度が変化するのを防止できる。
【００６５】
また、請求項４に記載の発明によれば、断熱部材が装着された伝熱チューブのチューブ間距離を、伝熱フィンが装着された伝熱チューブのチューブ間距離よりも小さくしているため、熱交換器を小型化できる。また、熱交換器のサイズを保ったまま伝熱フィン及び伝熱チューブの本数を増やすこともできる。
【００６６】
また、請求項５に記載の発明によれば、隣り合うパスの伝熱チューブ間で、一方の伝熱チューブ側に伝熱フィンを、他方の伝熱チューブ側に断熱部材を装着しているため、断熱部材によって熱媒体同士の熱交換を阻止しながら、伝熱フィンによって、空気と熱媒体との熱交換は行わせることができる。したがって、断熱部材を設ける場合でも熱交換効率が低下するのを防止できる。
【００６７】
また、請求項６に記載の発明によれば、隣り合うパスの伝熱チューブ間で、高温側の伝熱チューブに伝熱フィンを、低温側の伝熱チューブに断熱部材を装着しているため、断熱部材によって熱媒体同士の熱交換を阻止しながら、伝熱フィンによって、高温側の伝熱チューブを流れる熱媒体と空気との熱交換は行わせることができる。したがって、断熱部材を設ける場合でも熱交換効率が低下するのをより確実に防止できる。
【００６８】
また、請求項７から請求項１０に記載の発明においても、隣り合うパスの伝熱チューブ間で熱媒体同士が熱交換するのを阻止することができ、それぞれ請求項３から請求項６の発明と同様の効果を奏することができる。
【００６９】
また、請求項１１に記載の発明によれば、超臨界状態の二酸化炭素を冷媒とする冷媒回路の放熱器において、高温側の冷媒と低温側の冷媒の熱交換を防止でき、冷凍サイクルの安定した動作を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る熱交換器の外観形状を概念的に示す斜視図である。
【図２】図１の熱交換器の部分拡大図である。
【図３】実施形態２に係る熱交換器の外観形状を概念的に示す斜視図である。
【図４】実施形態３に係る熱交換器の外観形状を概念的に示す斜視図である。
【図５】従来の熱交換器の外観形状を概念的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１      熱交換器
２      第１ヘッダーパイプ
３      第２ヘッダーパイプ
４      伝熱チューブ
５      コルゲートフィン（伝熱フィン）
６      入口ポート
７      出口ポート
１０    仕切部材
１１    第１仕切板
１２    第２仕切板
１３ａ  第１スリット
１３ｂ  第２スリット
１４    開口
１５    断熱部材
Ｐ１    第１パス
Ｐ２    第２パス
Ｓ      空気層
【図１】
2004218983.tif 000003
【図２】
2004218983.tif 000004
【図３】
2004218983.tif 000005
【図４】
2004218983.tif 000006
【図５】
2004218983.tif 000007