(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に配列された複数のチューブをリブでつなげて一体化した形状の多穴チューブの管群を成形し、ヘッダに挿入される軸方向両端部を残し前記リブを切断除去して、前記チューブの外側を流れる熱交換流体が流れる間隙を形成するように個々の隣接するチューブ間を分離させる熱交換チューブとし、
前記チューブが、左右一対の前記ヘッダに連結されており、隣接する前記チューブは、前記軸方向両端部を除いて上下方向へ交互に移動させた千鳥配置とされていることを特徴とする熱交換チューブ。
【請求項２】
前記チューブの断面を円形または楕円形にしたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換チューブ。
【請求項３】
前記チューブは、前記円形または前記楕円形の半分に相当する分だけ移動させる前記チューブと、反対に前記円形または前記楕円形の半分に相当する分だけ下に移動させる前記チューブとを交互に配置させた千鳥配置とされていることを特徴とする請求項２に記載の熱交換チューブ。
【請求項４】
前記多穴チューブが熱伝導性金属の押し出し成形品であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の熱交換チューブ。
【請求項５】
前記多穴チューブの成形が、押し出し成形工程と、前記リブの切断除去工程と、該切断除去工程後のプレス成形工程とを具備してなされることを特徴とする請求項４に記載の熱交換チューブ。
【請求項６】
前記チューブの断面形状を楕円形とし、内部に複数の円形断面流路を設けたことを特徴とする請求項２に記載の熱交換チューブ。
【請求項７】
前記多穴チューブが、半円形または楕円形の凹部と平面部とを交互に複数列設けた一対の熱伝導性金属よりなる板状部材を合わせて一体化したものであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の熱交換チューブ。
【請求項８】
前記熱伝導性金属がアルミニウムまたはアルミニウム合金製であることを特徴とする請求項４から７のいずれかに記載の熱交換チューブ。
【請求項９】
前記リブの切断除去を断続的に実施し、前記両端部以外に前記チューブ間の連結リブを設けたことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の熱交換チューブ。
【請求項１０】
前記チューブの外側を通過して流れる熱交換流体流れ方向の後流側に連なる水平部を残して前記リブの切断除去を実施したことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の熱交換チューブ。
【請求項１１】
前記チューブの内周面に微細溝を設けたことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の熱交換チューブ。
【請求項１２】
複数のチューブをリブでつなげた形状の多穴チューブを成形し、ヘッダに挿入される両端部を残し前記リブを切断除去して個々のチューブ間を分離させ、前記リブを前記チューブの軸方向に断続的に切断し、該切断部分を屈曲してスペーサとして活用することを特徴とする熱交換チューブ。
【請求項１３】
左右一対のヘッダを有し、請求項１から１２のいずれかに記載の熱交換チューブが、前記ヘッダに連結されて構成されることを特徴とするフィンレス熱交換器。
【請求項１４】
熱交換流体流路となる間隙を設けて配列した多数の熱交換媒体流路の細管によりヘッダ間を連結して構成され、前記多数の細管が、請求項１から１２のいずれかに記載の熱交換チューブを組み合わせてなり、前記ヘッダに挿入穴を設け、前記熱交換チューブの両端に前記挿入穴に合わせたアダブタを取り付けたことを特徴とするフィンレス熱交換器。
【請求項１５】
前記アダプタを２分割構造としたことを特徴とする請求項１４に記載のフィンレス熱交換器。
【請求項１６】
前記挿入穴は矩形断面を有し、該矩形断面に合わせたアダブタを取り付けたことを特徴とする請求項１４または１５に記載のフィンレス熱交換器。
【請求項１７】
前記ヘッダに矩形断面の挿入穴を設け、前記熱交換チューブの両端に前記挿入穴の矩形断面に合わせるプレス加工を施したことを特徴とする請求項１３に記載のフィンレス熱交換器。
【請求項１８】
熱交換流体流路となる間隙を設けて配列した多数の熱交換媒体流路の細管によりヘッダ間を連結して構成され、前記多数の細管が、請求項１から１２のいずれかに記載の熱交換チューブを組み合わせてなり、前記ヘッダに挿入穴を設け、前記熱交換チューブの両端を前記挿入穴に合わせて先細に変形させるプレス加工を施したことを特徴とするフィンレス熱交換器。
【請求項１９】
前記細管が外周長に基づく相当直径で３ｍｍ以下の楕円管であることを特徴とする請求項１４、１５、１６、及び１８のいずれかに記載のフィンレス熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和装置等に用いられる熱交換器用の熱交換チューブ及びこの熱交換チューブを用いたフィンレス熱交換器に係り、特に、熱交換器の小型化及び軽量化に用いて好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両用等の空気調和装置においては、凝縮器、蒸発器及びヒータコアのような熱交換器が冷凍サイクル中に用いられている。
ここで、従来の熱交換器の構成例を図面に基づいて簡単に説明する。図１７は車両用空気調和装置に用いられる熱交換器の一例としてヒータコアを示したものであり、図中の符号１はエンジン冷却水を導入して空気（熱交換流体）を加熱するヒータコア、２は左右一対のヘッダ、３は熱交換媒体としての温水を流す扁平チューブ、４は空気側の伝熱面積を増大させるコルゲートフィンである。
【０００３】
上述した従来構成のヒータコア１では、ヘッダ２，２間を上下方向に間隙を設けて多段に並べた扁平チューブ３で連結し、隣接する扁平チューブ３，３間にはコルゲートフィン４を設置してある。ヘッダ２及び扁平チューブ３を流れる温水は、扁平チューブ３，３間を通過する空気を加熱するが、この時、コルゲートフィン４が空気への伝熱面積を増すことで熱交換効率の向上を図っている。
なお、従来の熱交換器では、上述した扁平チューブ３とコルゲートフィン４との組合せの他にも、プレートフィンと丸管とを組合せたものもあり、いずれの場合も冷媒や温水などの熱交換媒体と熱交換して冷却または加熱される空気側の伝熱面積を増すため、フィンを付加した構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年の空気調和装置においては、空気調和装置自体の小型化、軽量化及び高効率化が望まれており、従って、冷凍サイクル中に設置される熱交換器についても、その効率を向上させることにより、小型化及び軽量化を達成することが求められている。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、小型化及び軽量化したフィンレス熱交換器の提供、そして、このフィンレス熱交換器に好適な熱交換チューブの提供を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
請求項１に記載の熱交換チューブは、平行に配列された複数のチューブをリブでつなげて一体化した形状の多穴チューブの管群を成形し、ヘッダに挿入される軸方向両端部を残し前記リブを切断除去して、前記チューブの外側を流れる熱交換流体が流れる間隙を形成するように個々の隣接するチューブ間を分離させる熱交換チューブとし、前記チューブが、左右一対の前記ヘッダに連結されており、隣接する前記チューブは、前記軸方向両端部を除いて上下方向へ交互に移動させた千鳥配置とされていることを特徴とするものである。
【０００７】
このような熱交換チューブによれば、多数のチューブをヘッダに組み付ける際において、複数のチューブの両端をリブでつなげた多穴チューブ（管群）として取り扱うことが可能になるので、保持や組み付け作業が容易になる。
また、両端部を除いてリブを切断除去したので、チューブの外側を流れて熱交換する空気等の熱交換流体を流す間隙が隣接するチューブ間を分離して形成され、この間隙を通過する熱交換流体の流れを各チューブの前面に当てて、チューブ内を流れる熱交換媒体と効率よく熱交換させることができる。
また、上述した熱交換チューブは、平行に配列された複数のチューブ（管群）が左右一対のヘッダに連結され、隣接するチューブは、平行に配列された軸方向両端部を除いて上下方向へ交互に移動させた千鳥配置にしたので、空気側の熱伝達率を向上させると共に、配列ピッチの自由度を増すことができる。
【０００８】
このような熱交換チューブは、前記チューブの断面を円形または楕円形にするのが好ましく、円形の断面とすれば耐圧強度の面で有利になる。また、前記チューブを楕円形の断面とすれば、円形断面と比較して管外熱伝達率を向上させ、かつ、チューブ外を流れる空気流の圧損を低減させることができる。なお、より好ましくは、外周長に基づく相当直径で３ｍｍ以下の楕円管にするとよい。
【０００９】
また、前記チューブは、前記円形または前記楕円形の半分に相当する分だけ移動させる前記チューブと、反対に前記円形または前記楕円形の半分に相当する分だけ下に移動させる前記チューブとを交互に配置させた千鳥配置とされていることが好ましい。
そして、前記多穴チューブを熱伝導性金属の押し出し成形品とすれば、熱交換チューブを容易に製造することができる。この場合、前記多穴チューブの成形が、押し出し成形工程と、前記リブの切断除去工程と、該切断除去工程後のプレス成形工程とを具備してなされることで、押し出し成形ができない形状のものであっても、プレス加工を加えることで成形可能となる。
また、前記チューブの断面形状を楕円形とし、内部に複数の円形断面流路を設けることで、楕円形の外形形状により管外熱伝達率及び空気流の圧損面で有利になり、かつ、内部には耐圧強度に優れている円形断面流路を複数設けることが可能になる。
【００１０】
あるいは、前記多穴チューブが、半円形または楕円形の凹部と平面部とを交互に複数列設けた一対の熱伝導性金属よりなる板状部材を合わせて一体化したものでもよく、このような熱交換チューブは、チューブ肉厚を薄くできるなど押し出し成形に比べて設計の自由度が高くなる。
【００１１】
上述した熱交換チューブは、前記熱伝導性金属がアルミニウムまたはアルミニウム合金製であることが好ましい。
また、上述した熱交換チューブにおいては、前記リブの切断除去を断続的に実施し、前記両端部以外に前記チューブ間の連結リブを設けて補強板として機能させてもよい。
また、上述した熱交換チューブにおいては、前記チューブを千鳥配置にすることで、空気側の熱伝達率を向上させる共に、配列ピッチの自由度を増すことができる。
【００１２】
また、上述した熱交換チューブにおいては、前記チューブの外側を通過して流れる熱交換流体流れ方向の後流側に連なる水平部を残して前記リブの切断除去を実施すれば、チューブ後流側における空気流の剥離や渦の発生を低コストで抑制することができる。
また、上述した熱交換チューブにおいては、前記チューブの内周面に微細溝を設けることが好ましく、これにより、内周の表面積を増加させて管内側の伝熱性能を向上させることができる。
【００１３】
請求項１２に記載の熱交換チューブは、複数のチューブをリブでつなげた形状の多穴チューブを成形し、ヘッダに挿入される両端部を残し前記リブを切断除去して個々のチューブ間を分離させ、前記リブを前記チューブの軸方向に断続的に切断し、該切断部分を屈曲してスペーサとして活用することを特徴とするものである。
このような熱交換チューブによれば、多数のチューブをヘッダに組み付けする際、複数のチューブの両端をリブでつなげた多穴チューブ（管群）として取り扱うことが可能になるので、保持や組み付け作業が容易になる。また、両端部を除いてリブを切断除去したので、熱交換する空気等の熱交換流体の流れを各チューブの前面に当てて、チューブ内を流れる熱交換媒体と効率よく熱交換させることができる。さらに、リブをチューブの軸方向に断続的に切断し、該切断部分を折曲してスペーサとして活用するので、隣接するチューブとの間のピッチを定めるスペーサを一体的に設けることができる。
【００１４】
請求項１３に記載のフィンレス熱交換器は、左右一対のヘッダを有し、請求項１から１２のいずれかに記載の熱交換チューブが、前記ヘッダに連結されて構成されることを特徴とするものである。
このようなフィンレス熱交換器によれば、熱交換チューブのチューブ間に形成された間隙を通過する熱交換流体の流れを各チューブの前面に当て、チューブ内を流れる熱交換媒体と効率よく熱交換させることができ、しかも、隣接するチューブを上下方向へ交互に移動させた千鳥配置により、空気側の熱伝達率を向上させることができる。さらに、フィンをなくしたことで金属間の熱抵抗がなくなるので、熱交換器の熱交換能力を向上させて小型化及び軽量化を可能にする。また、多数のチューブをヘッダに組み付ける際において、複数のチューブの両端をリブでつなげた多穴チューブ（管群）として取り扱うことが可能になるので、保持や組み付け作業が容易になる。
上述したフィンレス熱交換器においては、前記ヘッダに矩形断面の挿入穴を設け、前記熱交換チューブの両端に前記挿入穴の矩形断面に合わせるプレス加工を施すことが好ましく、これにより、ヘッダの挿入穴加工が容易になり、ヘッダの加工コストを低減できる。
【００１５】
請求項１４に記載のフィンレス熱交換器は、熱交換流体流路となる間隙を設けて配列した多数の熱交換媒体流路の細管によりヘッダ間を連結して構成され、前記多数の細管が、請求項１から１２のいずれかに記載の熱交換チューブを組み合わせてなり、前記ヘッダに挿入穴を設け、前記熱交換チューブの両端に前記挿入穴に合わせたアダブタを取り付けたことを特徴とするものである。
このようなフィンレス熱交換器によれば、多数の細管を用いたことで管内側及び熱交換流体（空気等）側の熱伝達率が向上し、さらに、フィンをなくしたことで金属間の熱抵抗がなくなるので、熱交換器の熱交換能力を向上させて小型化及び軽量化を可能にする。この場合、前記多数の細管は、請求項１から１２のいずれかに記載の熱交換チューブを組み合わせることが好ましい。
そして、上記のフィンレス熱交換器においては、ヘッダに挿入穴を設け、熱交換チューブの両端に挿入穴に合わせたアダプタを取り付けたので、ヘッダにおけるチューブの挿入穴加工が容易になり、製造コストの低減に貢献する。この場合、前記アダプタを２分割構造とするのが好ましく、これにより、熱交換チューブの端部を挟み込むようにしてアダプタを容易に取り付けることができる。また、前記挿入穴は矩形断面を有し、該矩形断面に合わせたアダブタを取り付けることが好ましい。
請求項１８に記載のフィンレス熱交換器は、熱交換流体流路となる間隙を設けて配列した多数の熱交換媒体流路の細管によりヘッダ間を連結して構成され、前記多数の細管が、請求項１から１２のいずれかに記載の熱交換チューブを組み合わせてなり、前記ヘッダに挿入穴を設け、前記熱交換チューブの両端を前記挿入穴に合わせて先細に変形させるプレス加工を施したことを特徴とするものである。
また、本発明のフィンレス熱交換器において、上述した細管は、外周長に基づく相当直径で３ｍｍ以下の楕円管であることが望ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る熱交換チューブ及びフィンレス熱交換器の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１２は本発明によるフィンレス熱交換器の構成を示す斜視図であり、図中の符号１００はフィンレス熱交換器、１０１は熱交換媒体流路となる細管（チューブ）、１０２はヘッダを示している。このフィンレス熱交換器１００は、左右一対のヘッダ１０２，１０２間を多数の細管１０１で連結した構成となっており、各細管１０１の間には空気（熱交換流体）流路となる間隙が設けられている。
【００１７】
細管１０１には、図１３に示すように、たとえば長径Ｌが２ｍｍ程度でかつ短径Ｓが１．２ｍｍ程度と細い楕円断面形状のものを採用し、長径Ｌと空気流れ方向とが平行となるように配置して使用する。そして、多数の細管１０１は、たとえば空気流れ方向にピッチＰ（たとえば２．４ｍｍ程度）で配置すると共に、上下方向に間隙Ｈ（たとえば１．９ｍｍ程度）を設けて千鳥状に配列されており、この結果、各細管１０１間には空気流路となる間隙が形成されている。
また、このようにして形成した各細管１０１間の隙間は、従来の熱交換器と異なり、コルゲートフィンなどのフィンを設けることなく空間部をそのまま空気流路として活用している。
【００１８】
このような構成のフィンレス熱交換器１００とすれば、冷媒等熱交換媒体の流路として楕円断面形状の細管１０１を多数配列したので、円形断面の細管と比較して、空気側の熱伝達率が向上する。そして、楕円形状細管は、円形細管と比較して空気流の剥離点が後方に移動するため、形状抵抗の大幅な低下により熱交換器を通過する空気流の圧力損失が低減され、結果として、細管１０１の稠密配置が可能となって高い熱交換能力を得ることができる。
また、径の小さい細管１０１を採用（細径化）したことで、管内側熱伝達率及び空気側熱伝達率が共に向上し、かつ細管１０１の外周面積及び内周面積の合計値が増加する。
さらに、細管１０１間にフィンを設けない構成としたので、金属抵抗（すなわちフィンと細管１０１との間の熱抵抗）がゼロとなり、これによる熱の損失をなくすことができる。
【００１９】
従って、上述した空気側熱伝達率向上、管内側熱伝達率向上、空気圧損の低減及び金属抵抗の解消との相乗効果により、フィンレス熱交換器１００の熱交換能力が向上する。このため、必要な熱交換能力を小型化及び軽量化した熱交換器で得ることが可能となり、熱交換器を設置するスペースの確保が容易になったり、熱交換器を備えた装置自体を小型化することもできる。
あるいは、フィンレス熱交換器１００を従来と同様の大きさにすることで、熱交換能力の高い熱交換器として使用することも可能である。
【００２０】
ところで、上述した楕円形状断面の細管１０１には、その外周長に基づく相当直径Ｄ0 に関して、細径化の最適値があることを見出しており、以下これについて説明する。
図１６は、外周長に基づく相当直径Ｄ0 を１ｍｍ，２ｍｍ，３ｍｍとした３種類の細管１０１についてその短径／長径比を変え、フィンレス熱交換器（ここではヒータコア）に用いた場合の実験結果を示したものであり、楕円の短径／長径比を横軸に、熱交換能力ＫＡ0 （Ｗ／Ｋ）を縦軸にとってある。ここで、熱交換能力ＫＡ0 において、Ｋは熱通過率、Ａ0 は外表面積である。
なお、ここで使用しているヒータコアの熱交外寸は、Ｗ（横幅）１６０ｍｍ、Ｈ（高さ）１４５ｍｍ、Ｄ（奥行）２５ｍｍであり、正面風速３ｍ／ｓ、空気圧損１４０Ｐａ、水量３６０ｌ／ｈとして実験し、一方、比較用の従来品については、コルゲートフィンと扁平チューブとを組み合わせたものを使用している。
【００２１】
この実験結果から、楕円形状断面の細管１０１としては、外周長に基づく相当直径Ｄ0 が３ｍｍ以下とするのが好ましい。これは、破線で示す従来品の熱交換能力を基準とした場合、従来品より熱交換能力が高い破線より上の領域は、楕円管として妥当な短径／長径比（０．５程度）より大きいものではＤ0 ＝３ｍｍが限界となるためである。すなわち、Ｄ0 が３ｍｍより大きくなると、短径／長径比を０．５より小さくしなければならず、従って、かなり扁平の楕円形状としなければ従来品の熱交換能力を上回ることができず好ましくない。なお、楕円の短径／長径比を１にすれば円となる。
【００２２】
上述したフィンレス熱交換器１００では、細管１０１内を熱交換媒体が流れるので、熱交換媒体がヘッダ１０２に設けた仕切部材の作用により左右に往復して流れるいわゆるマルチフロータイプとするよりは、一方のヘッダ１０２から他方のヘッダ１０２へ全量が一方向へ流れる１パス方式を採用し、圧損の低減を図ることが望ましい。
【００２３】
なお、細管１０１の断面形状は、上述した楕円形状に限定されることはなく、たとえば円形断面や多角形断面のものを採用してもよいし、また、細管１０１の配置については必ずしも千鳥状とする必要はない。
【００２４】
さて、上述したフィンレス熱交換器１００では、多数の細管１０１をヘッダ１０２に挿入するものであるが、多数の細管１０１をヘッダ１０２に挿入する作業は、作業性や製造コストなどの面で難がある。そこで、上述したフィンレス熱交換器１００に用いて好適な熱交換チューブ、すなわち複数のチューブを一体にまとめた多穴チューブの構成を以下に説明する。
図１は、熱交換チューブに係る第１の実施形態を示しており、図中の符号１０は熱交換チューブ、１１はチューブ、１２はリブ、１３はリブ除去部である。
【００２５】
熱交換チューブ１０は、複数のチューブ１１をリブ１２でつなげた形状の多穴チューブであり、上述したヘッダ１０２に挿入される両端部を残して中央部のリブ１２を切断除去し、隣接するチューブ１１間を分離状態にしたリブ除去部１３を形成してある。
このように構成された熱交換チューブ１０の製造は、たとえばアルミニウムまたはアルミニウム合金のような熱伝導性金属を押し出し成形することで、図２に示すように、平行に配列された複数（図示の例では６本）のチューブ１１間をリブ１２により連結して一体化した形状の熱交換チューブ基本体（多穴チューブ）１０′とする。この後、チューブ１１における軸方向両端部を残して中央部分のリブ１２を切断除去すれば、６本のチューブ１１が両端部でリブ１２により一体化された管群の熱交換チューブ１０となる。なお、リブ１２を切断除去することにより生じた空間部分がリブ除去部１３である。
【００２６】
上述した熱交換チューブ１０では、各チューブ１１の断面形状として管外熱伝達率の向上や空気圧損の低減などに有利な楕円形を採用しているが、耐圧面で有利になる円形断面としてもよい。なお、チューブ１１の断面形状については、楕円形や円形に限定されることはなく、たとえば多角形断面としてもよい。
【００２７】
このような熱交換チューブ１０をフィンレス熱交換器１００に採用すれば、多数のチューブ１０１をヘッダ１０２に組み付けする作業に代えて、複数のチューブ１１を一体化した多穴チューブの管群として取り扱うことができるので、組み付け作業時における保持や作業が容易になる。
また、両端部を除いてリブ１２を切断除去したので、熱交換する空気の流れはリブ除去部１３を通って各チューブ１１の前面に当たり、チューブ１１内を流れる熱交換媒体と効率よく熱交換させることができる。
なお、ここでのチューブ１１の形状、寸法及び配列等については、上述した単独の細管１０１に関して説明したものを適用すればよい。
【００２８】
そして、上述した熱交換チューブ１０は、アルミニウム等の熱伝導性金属を押し出し成形することで容易に製造することができるため、組み付け作業性の向上と共に製造コストの低減に有効となる。
また、熱交換チューブ基本体１０′の成形が押し出し成形工程のみでは困難な形状の場合には、図３に示すように、押し出し成形工程（ａ）及びリブ１２の切断除去工程（ｂ）に加えて、（ｃ）に示すプレス成形工程を実施すればよい。このプレス成形工程は、最終的に望む外形形状とした成形型１４ａ，１４ｂによるプレス加工を熱交換チューブ基本体１０′に施すものであり、たとえば円形断面のチューブ１１を押し出し成形した後、プレス成形により楕円形断面とすることが可能である。
なお、図中の符号１５は、リブ１２を切断除去するカッタを示している。
【００２９】
続いて、上述した熱交換チューブに関する第２の実施形態を図４に示して説明する。
この熱交換チューブ２０は、チューブ２１全体の断面形状を楕円形として複数をリブ２２でつなぎ、各チューブ２１の内部に複数（図示の例では二つ）の円形断面流路２３を設けてある。このような構成の熱交換チューブ２０とすれば、楕円形としたチューブ２１の外形形状により管外熱伝達率及び空気流の圧損面で有利になり、かつ、内部には耐圧強度に優れている円形断面流路２３を複数設けることが可能になる。
なお、図示の熱交換チューブ２０は、リブ２２を切断除去する前の断面形状を示しており、上述した第１の実施形態と同様の処理が施される。
【００３０】
続いて、上述した熱交換チューブに関する第３の実施形態を図５に示して説明する。
この熱交換チューブ３０は、半円形または楕円形の凹部３１と平面部３２とを交互に複数列設けた上下一対の板状部材３３Ａ，３３Ｂを合わせて一体化したものであり、上下の凹部により形成される熱交換媒体の流路部（チューブに相当）３４と平らなリブ相当部３５とが交互に複数列形成される。この場合、重ね合わせる上下一対の平面部３２間をろう付けするなどして一体化した後、同平面部３２については一体化に必要な部分及び両端部を残して切断除去し、リブ除去部３６を形成する。なお、板状部材３３Ａ，３３Ｂについては、プレス成形により容易に成形することができる。
このような構成の熱交換チューブ３０とすることにより、チューブに相当する流路部３４の肉厚を薄くできるなど、押し出し成形に比べて設計の自由度が高くなるという利点がある。
【００３１】
さて、上述した各実施形態の熱交換チューブ１０，２０，３０は、熱伝導性金属としてアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いたものが好ましく、押し出し加工等の成形性に優れ、良好な熱交換能力を得ることができる。しかし、上述した本発明はこれに限定されるものではなく、他の熱伝導性金属を採用可能なことはもちろんである。
【００３２】
また、上述した各実施形態の熱交換チューブ１０，２０，３０においては、リブ１２，２２及びリブ相当部３５の切断除去については、図６に示す第１変形例のように、切断除去を断続的に実施してもよい。すなわち、両端部以外にもチューブ間を連結するための連結リブ１６を適当なピッチで残し、熱交換チューブの撓みや変形を防止又は抑制する補強板として機能させてもよい。
なお、図６に示す変形例では、中央部の１箇所にのみ連結リブ１６を設けてあるが、熱交換チューブの長さに応じて連結リブ１６の数を増し、２箇所以上設けるようにしてもよい。
【００３３】
また、上述した各実施形態の熱交換チューブ１０，２０，３０においては、図７に示す第２変形例のように、隣接するチューブ１１を上下方向へ交互に移動させ、千鳥配置にするとよい。すなわち、図７（ａ）に想像線で示す成形当初のチューブ位置から、ほぼ短径の半分に相当する分だけ上に変形移動させるチューブ１１ａと、反対にほぼ短径の半分に相当する分だけ下に変形移動させるチューブ１１ｂとを交互に配置する。
このようにチューブ１１を千鳥配置とすれば、各チューブ１１ａ，１１ｂの先端に空気流が当たりやすくなるので、空気側の熱伝達率をより一層向上させることができると共に、チューブの配列ピッチに関する設計上の自由度を増すことができる。
【００３４】
また、上述した各実施形態の熱交換チューブ１０，２０，３０においては、図８（ｂ）に示す第３変形例のように、チューブ１１の後流側に水平部となる部分リブ１２ａを部分的に残してもよい。この部分リブ１２ａは、チューブ１１の外側を図中に矢印で示すように通過して流れる空気（熱交換流体）流れ方向において、その後流側に連なるリブ１２の一部をチューブ１１につなげた状態で残し、他を切断除去することで形成したものである。すなわち、上述したリブ１２の切断除去範囲を狭めるだけであり、実質的な工数の増加はなく低コストで容易に実施できる。
このような図８（ｂ）の構成とすれば、図８（ａ）に示すように部分リブ１２ａがない場合と比較して、チューブ後流側における空気流の剥離や渦の発生が抑制されるので、空気流の圧力損失を低コストで低減することができる。
【００３５】
なお、図８（ｂ）に示した第３変形例のように空気流の圧力損失を低減させるためには、たとえば図９に示す他の実施例のように、リブ１２の切断除去工程をなくし、全面的にリブ１２を残すようにしてもよい。この場合、リブ１２が全面的に存在しているため熱伝達率の面では不利になる反面、リブ１２がチューブ後流側における空気流の剥離や渦の発生を抑制し、しかも、製造工程が減ることから、より低コストで圧力損失を低減できるという利点がある。すなわち、この場合の熱交換チューブ１０は、図２に示した熱交換チューブ基本体１０′と実質的に同じものとなる。
【００３６】
また、上述した各実施形態の熱交換チューブ１０，２０，３０においては、たとえば図１０に示す第４変形例のように、チューブ１１の内周面に微細溝１７を設けることが好ましい。この微細溝１７は、第１及び第２の実施形態では押し出し成形と同時に軸方向（押し出し方向）へ設けることが可能であり、第３の実施形態では、板状部材３３Ａ，３３Ｂのプレス整形と同時に所望の方向に形成することが可能である。
このような微細溝１７を設けたチューブとすることにより、内周の表面積が増加する分管内側の伝熱性能を向上させることができる。
【００３７】
また、上述した各実施形態の熱交換チューブ１０，２０，３０においては、たとえば図１１に示す第５変形例のように、リブ１２を隣接するチューブ１１に沿って軸方向へ断続的に切断しておき、この切断部分を下向きに折曲してスペーサ１８として活用する。これにより、上下方向に隣接するチューブ１１間のピッチ（図１３における間隙Ｈ）を容易に規定できるようにしたスペーサ１８を、熱交換チューブと一体的に設けることができる。
【００３８】
さて、上述した各実施形態の熱交換チューブ１０，２０，３０をフィンレス熱交換器１００のヘッダ１０２に挿入する部分の構成例に関し、その好適な実施形態を図１４及び図１５に示して説明する。
図１４に示す第１の実施形態では、ヘッダ１０２に矩形断面の挿入穴１０３を多段に設けておき、一方、熱交換チューブ１０側では、両端を挿入穴１０３の矩形断面に合わせるためにプレス加工を施す。すなわち、図１４（ｂ）に示すように、熱交換チューブ１０を先端側の正面から見た形状が挿入穴１０３と一致する矩形となるように変形させた熱交換チューブ１０Ａとする。
このようにプレス加工を施した熱交換チューブ１０Ａとすることにより、ヘッダ１０２側に設ける挿入穴１０３の形状を単純な矩形形状とすることができ、従って、挿入穴１０３の加工が容易になり、ヘッダ１０２の加工コストを低減できる。なお、上下に隣接する挿入穴１０３については、チューブ１１の配置が千鳥状となるよう左右に交互にずらして設けておくとよい。
【００３９】
図１５に示す第２の実施形態では、ヘッダ１０２に矩形断面の挿入穴１０３を同様に設け、熱交換チューブ１０の両端にそれぞれ挿入穴１０３の矩形断面に合わせたアダプタ１０４を取り付けておく。
このような構成としても、ヘッダ１０２におけるチューブ１０の挿入穴加工が容易になり、製造コストの低減に貢献することができる。なお、この場合においては、アダプタ１０４をチューブ１１の配列方向と平行に２分割した構造とするのが好ましく、これにより、熱交換チューブ１０の端部を上下から挟み込むようにしてアダプタ１０４を容易に取り付けることができる。
【００４０】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能であることは言うまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
上述した本発明の熱交換チューブ及びフィンレス熱交換器によれば、以下の効果を奏する。
（１） 多数の細管を用いてヘッダ間を連結すると共に、フィンを全く用いない構成のフィンレス熱交換器としたので、管内側熱伝達率及び空気側熱伝達率が共に向上し、かつ、金属抵抗がゼロとなる。このため、熱交換器の熱交換能力が向上し、熱交換器を小型化及び軽量化することが可能となる。
（２） 特に、細管（チューブ）として外周長に基づく相当直径が３ｍｍ以下の楕円形断面（楕円チューブ）を採用すれば、円形断面と比較して空気側熱伝達率が向上し、かつ、空気流の圧力損失も低減するので、この点からも熱交換器の熱交換能力が向上し、小型化及び軽量化に貢献できる。
（３） 複数のチューブを一体化した熱交換チューブを採用すれば、フィンレス熱交換器のヘッダに細管を組み付けする際、多数のチューブの保持や組み付け作業が容易になる。このため、フィンレス熱交換器の製造コストを低下させ、安価に製造できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る熱交換チューブの第１の実施形態を示す図であり、（ａ）は全体構成を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】  図１の熱交換チューブが押し出し成形された状態にある熱交換チューブ基本体を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】  図１に示す熱交換チューブに係る製造工程の変形例を示す図で、（ａ）は押し出し成形工程、（ｂ）は切断除去工程、（ｃ）はプレス加工工程を示す説明図である。
【図４】  本発明に係る熱交換チューブの第２の実施形態を示す断面図である。
【図５】  本発明に係る熱交換チューブの第３の実施形態を示す図であり、（ａ）は部品段階の板状部材を示す斜視図、（ｂ）は板状部材を合わせて一体化した状態を示す断面図、（ｃ）は切断除去後の完成状態を示す断面図である。
【図６】  本発明による熱交換チューブの第１〜第３の実施形態に係る第１変形例を示す平面図である。
【図７】  本発明による熱交換チューブの第１〜第３の実施形態に係る第２変形例を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）の左側面図である。
【図８】  本発明による熱交換チューブの第１〜第３の実施形態に係る第３変形例に関する図であり、（ａ）は部分リブがない場合の断面図、（ｂ）は部分リブを設けた第３変形例を示す断面図である。
【図９】  図８（ｂ）に示した第３変形例に関する他の実施例を示す断面図である。
【図１０】  本発明による熱交換チューブの第１〜第３の実施形態に係る第４変形例を示すである。
【図１１】  本発明による熱交換チューブの第１〜第３の実施形態に係る第５変形例を示す図であり、（ａ）は要部斜視図、（ｂ）は先端側から見た要部正面図である。
【図１２】  本発明に係るフィンレス熱交換器の一実施形態を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図１３】  図１２のフィンレス熱交換器に用いられている細管を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は細管配列例を示す図である。
【図１４】  熱交換チューブをヘッダに挿入する部分の構成に関する第１の実施形態を示す図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は熱交換チューブ先端のプレス加工による変形を示す図である。
【図１５】  熱交換チューブをヘッダに挿入する部分の構成に関する第２の実施形態を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は分解斜視図である。
【図１６】  本発明におけるフィンレス熱交換器において、楕円の短径／長径比と熱交換能力（ＫＡ0 ）との関係を示す実験結果の図である。
【図１７】  従来の熱交換器の構成例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０    熱交換チューブ
１１，２１    チューブ
１２，２２    リブ
１２ａ    部分リブ
１６    連結リブ
１７    微細溝
１８    スペーサ
２３    円形断面流路
３１    凹部
３２    平面部
３３Ａ，３３Ｂ    板状部材
３４    流路部（チューブに相当）
３５    リブ相当部
１００    フィンレス熱交換器
１０１    細管（チューブ）
１０２    ヘッダ
１０３    挿入穴
１０４    アダプタ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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