(57)【要約】【課題】扁平チューブの端部を変形させることなくヘッダに対して扁平チューブの挿入方向の位置決めを行うことのできる熱交換器を提供する。【解決手段】各熱交換チューブ１２の捻り部１２ｂの外側に各ヘッダ１１に設けられた挿入孔１１ａに挿入可能な所定長さＬ１の直管部１２ｃを設けたので、各熱交換チューブ１２の両端部を変形させて接続部を形成する必要はなく、直管部１２ｃを挿入孔１１ａに挿入することにより各ヘッダ１１に対して各熱交換チューブ１２の挿入方向の位置決めをすることができ、冷媒流通路１２ａが潰れて冷媒が流れ難くなることによる熱交換効率の低下を防止することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに間隔をおいて設けられ、それぞれ所定の方向に延びるように形成された一対のヘッダと、両端側を除く部分の断面長手方向がヘッダの延びる方向と直交するように各ヘッダ間に設けられた複数の扁平チューブとを備え、扁平チューブの両端側に冷媒流通方向に対して捻るように形成された捻り部を形成し、扁平チューブの両端を各ヘッダに接続するようにした熱交換器において、
前記扁平チューブの両端に位置する各捻り部の端部に、各ヘッダに設けられた挿入孔に挿入可能な所定長さの直管部を設けた
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記各扁平チューブの直管部を挿通可能な挿通孔を有し、ロウ材が被覆された材料からなるロウ付け用部材を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
前記挿通孔を、複数の直管部が挿通される１つの長孔によって形成した
ことを特徴とする請求項２記載の熱交換器。
【請求項４】
前記ロウ付け用部材のヘッダ側の面を、ヘッダの外面に沿う形状に形成した
ことを特徴とする請求項２または３記載の熱交換器。
【請求項５】
前記各ヘッダを円筒状に形成し、
ロウ付け用部材のヘッダ側の面を、ヘッダの外周面に沿う形状に形成した
ことを特徴とする請求項４記載の熱交換器。
【請求項６】
前記各ヘッダを円筒状に形成し、
各ヘッダのロウ付け用部材側の外周面を、ヘッダを形成する部材の板厚が小さくなるとともに、平板状のロウ付け用部材のヘッダ側の全面が接触する平面状に形成した
ことを特徴とする請求項４記載の熱交換器。
【請求項７】
前記直管部を、その端部がヘッダの内面から突出する長さに形成した
ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の熱交換器。
【請求項８】
前記扁平チューブの冷媒流通路を断面円形状に形成した
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７記載の熱交換器。
【請求項９】
前記捻り部を、扁平チューブの両端側を９０°捻ることにより形成した
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記各ヘッダ及び各扁平チューブを流通する冷媒として、二酸化炭素を用いた
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍機器及び空気調和設備等の蒸気圧縮サイクルに用いられる熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱交換器としては、互いに間隔をおいて設けられ、それぞれ中空円筒状に形成された一対のヘッダと、断面長手方向がヘッダの軸方向と直交するように各ヘッダ間に設けられ、空気と熱交換する冷媒を流通させる複数の扁平チューブとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、各扁平チューブはヘッダの軸方向と直交するようにして各ヘッダに接続されるため、扁平チューブの断面長手方向の寸法以上の内径を有するヘッダが必要となり、装置全体の小型化を図ることができない。このため、扁平チューブの両端側に冷媒流通方向に対して捻るように形成された捻り部を形成し、扁平チューブの両端を各ヘッダに接続するようにしたものが知られている。
【特許文献１】特開平９−２７３８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の熱交換器では、扁平チューブの両端の長手方向を圧縮する方向に変形させることにより基端側に段差を有する接続部を形成し、接続部を各ヘッダに設けられた挿入孔に挿入して接続部の基端側の段差を各ヘッダの外側に当接させることにより扁平チューブの挿入方向の位置決めを行っているため、接続部の形成時に扁平チューブの長手方向に複数設けられた冷媒流通路が潰れて冷媒が流れにくくなり、熱交換能力が低下するという問題点があった。
【０００５】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、扁平チューブの端部を変形させることなくヘッダに対して扁平チューブの挿入方向の位置決めを行うことのできる熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は前記目的を達成するために、互いに間隔をおいて設けられ、それぞれ所定の方向に延びるように形成された一対のヘッダと、両端側を除く部分の断面長手方向がヘッダの延びる方向と直交するように各ヘッダ間に設けられた複数の扁平チューブとを備え、扁平チューブの両端側に冷媒流通方向に対して捻るように形成された捻り部を形成し、扁平チューブの両端を各ヘッダに接続するようにした熱交換器において、前記各扁平チューブの両端に位置する各捻り部の端部に、各ヘッダに設けられた挿入孔に挿入可能な所定長さの直管部を設けている。
【０００７】
これにより、扁平チューブの直管部がヘッダの挿入孔に挿入され、捻り部がヘッダの外部側に当接することから、各扁平チューブの両端部を変形させて接続部を形成する必要はなく、直管部が挿入孔に挿入されることによって各ヘッダに対して各扁平チューブの挿入方向の位置決めが可能となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、各扁平チューブの両端部を変形させて接続部を形成する必要はなく、直管部を挿入孔に挿入することにより各ヘッダに対して各扁平チューブの挿入方向の位置決めをすることができるので、冷媒流通路が潰れて冷媒が流れ難くなることによる熱交換効率の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１乃至図７は本発明の第１の実施形態を示すもので、図１は熱交換器の全体斜視図、図２は超臨界蒸気圧縮装置の冷媒回路図、図３は熱交換チューブの斜視図、図４は熱交換器の要部分解平面断面図、図５は熱交換器の要部分解正面断面図、図６は熱交換器の要部平面断面図、図７は熱交換器の要部正面断面図である。
【００１０】
図２は本発明の熱交換器を備えた超臨界蒸気圧縮装置の冷媒回路１を示すものであり、圧縮機２、熱交換器３（ガスクーラ）、膨張弁４、蒸発器５、内部熱交換器６が銅管またはステンレス等の冷媒流通用の配管によって接続されている。また、冷媒回路１には、冷媒として高温高圧側が超臨界状態となる二酸化炭素が充填されている。
【００１１】
この熱交換器３は、冷媒と熱交換する空気の流通方向に並べて設けられた一対の熱交換ユニット１０から構成され、風下側に位置する熱交換ユニット１０から風上側に位置する熱交換ユニット１０に向かって冷媒を流通させる対向流型熱交換器である。
【００１２】
各熱交換ユニット１０は、互いに幅方向に間隔をおいて設けられた一対のヘッダ１１と、両端側が各ヘッダ１１に接続された複数の熱交換チューブ１２と、各熱交換チューブ１２の間に設けられた放熱フィン１３とから構成されている。
【００１３】
各ヘッダ１１は、アルミニウム等からなる中空円筒状に形成された部材からなり、その外周面には各熱交換チューブ１２の端部が挿入される挿入孔１１ａが互いにヘッダ１１の軸方向に間隔をおいて設けられている。風下側に位置する熱交換ユニット１０の一方のヘッダ１１には、圧縮機２から吐出された冷媒を流入させるための冷媒流入口１１ｂが設けられている。また、風上側に位置する熱交換ユニット１０の一方のヘッダ１１には、各熱交換ユニット１０において放熱した冷媒を流出させるための冷媒流出口１１ｃが設けられている。更に、風下側に位置する熱交換ユニット１０の他方のヘッダ１１と風上側に位置する熱交換ユニット１０の他方のヘッダ１１は、連結管１１ｄによって連結され、風下側に位置する熱交換ユニット１０から風上側に位置する熱交換ユニット１０に冷媒を流通させるようになっている。
【００１４】
各熱交換チューブ１２は、アルミニウム等の金属の扁平チューブからなり、両端側を除く断面長手方向が各ヘッダ１１の中心軸と直交するように設けられている。また、各熱交換チューブ１２の内部には、断面円形状に形成された冷媒通路１２ａが互いに断面長手方向に複数設けられ、それぞれの冷媒通路１２ａを冷媒が流通するようになっている。更に、熱交換チューブ１２の両端側は、冷媒の流通方向に対して９０°捻るようにして捻り部１２ｂが形成され、捻り部１２ｂの端部が断面長手方向を各ヘッダ１１の中心軸方向を向くように設けられている。捻り部１２ｂの端部には、各ヘッダ１１に熱交換チューブ１２を接続するための所定長さＬ１の直管部１２ｃが設けられ、直管部１２ｃが各ヘッダ１１の挿入孔１１ａに挿入されるようになっている。このとき、各熱交換チューブ１２は、直管部１２ｃが各ヘッダ１１の挿入孔１１ａに挿入され、捻り部１２ｂがヘッダ１１の外周面に当接することにより、それぞれ挿入方向の位置決めがなされるようになっている。また、直管部１２ｃは、熱交換チューブ１２をヘッダ１１に接続したときに端部が所定長さＬ２だけヘッダ１１の内面から突出する長さに形成されている。
【００１５】
放熱フィン１３は、アルミニウム等の金属板を波形状に形成した部材からなり、各熱交換チューブ１２の間に設けられている。
【００１６】
本実施形態の熱交換器３によれば、各熱交換チューブ１２の捻り部１２ｂの外側に各ヘッダ１１に設けられた挿入孔１１ａに挿入可能な所定長さＬ１の直管部１２ｃを設けたので、各熱交換チューブ１２の両端部を変形させて接続部を形成する必要はなく、直管部１２ｃを挿入孔１１ａに挿入することにより各ヘッダ１１に対して各熱交換チューブ１２の挿入方向の位置決めをすることができ、冷媒流通路１２ａが潰れて冷媒が流れ難くなることによる熱交換効率の低下を防止することができる。
【００１７】
また、直管部１２ｃの端部をヘッダ１１の内面から突出するように形成したので、ヘッダ１１と熱交換チューブ１２とをロウ付けする際のロウ材の冷媒流通路１２ａへの侵入を防止することができ、熱交換能力の低下を防止することができる。
【００１８】
また、熱交換チューブ１２の冷媒流通路１２ａを断面円形状に形成したので、耐圧性を向上させることができ、熱交換チューブ１２を厚さの薄い材料によって形成することが可能となる。
【００１９】
図８乃至図１０は本発明の第２の実施形態を示すもので、図８は熱交換器の正面断面図、図９は熱交換器の平面断面図、図１０はロウ付け用部材の正面図である。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。
【００２０】
この熱交換器３は、各熱交換チューブ１２の直管部１２ｃを挿通可能な挿通孔１４ａを有し、ロウ材が被覆された材料からなるロウ付け用部材１４を備えている。
【００２１】
ロウ付け用部材１４は、ヘッダ１１の中心軸方向に延びる板状部材からなり、長手方向に亘って複数の各熱交換チューブ１２の直管部１２ｃを挿通可能な１つの挿通孔１４ａを有している。また、ロウ付け用部材１４としては、ヘッダと熱交換チューブ１２をロウ付けするためのロウ材が被覆されたクラッド材が用いられる。ロウ付け用部材１４は、挿通孔１４ａに複数の各熱交換チューブ１２の直管部１２ｃを圧入することにより、各熱交換チューブ１２を連結し、ヘッダ１１の挿入孔１１ａに各直管部１２ｃを嵌合させることによって熱交換チューブ１２がヘッダ１１に接続される。このとき、各熱交換チューブ１２は、直管部１２ｃが各ヘッダ１１の挿入孔１１ａに挿入され、捻り部１２ｂがロウ付け用部材１４に当接することにより、それぞれ挿入方向の位置決めがなされるようになっている。
【００２２】
本実施形態の熱交換器によれば、各熱交換チューブ１２の直管部１２ｃを挿通孔１４ａを有し、ロウ材が被覆された材料からなるロウ付け用部材１４を備えたので、ロウ材を被覆したクラッド材からヘッダ１１を形成することなく、ヘッダ１１及び熱交換チューブ１２をロウ付けすることができ、製造コストを低減することができる。
【００２３】
ロウ付け用部材１４の挿通孔１４ａを、複数の直管部１２ｃを挿通可能な１つの長孔によって形成したので、ロウ付け用部材１４を簡単な構成の部材から形成することができ、製造コストの増加を防止することができる。
【００２４】
図１１は本発明の第３の実施形態を示すもので、熱交換器の平面断面図である。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。
【００２５】
この熱交換器３は、第２の実施形態に示すロウ付け用部材１４のヘッダ１１側の面１４ｂがヘッダ１１の外周面に沿う曲面に形成されている。
【００２６】
本実施形態の熱交換器によれば、ロウ付け用部材１４のヘッダ１１側の接触面１４ｂをヘッダ１１の外周面に沿う曲面に形成したので、ヘッダ１１に熱交換チューブ１２を接続する際に、ロウ付け用部材１４を安定させて取付けることができ、熱交換チューブ１２を確実にヘッダ１１に接続することが可能となる。
【００２７】
図１２は本発明の第４の実施形態を示すもので、熱交換器の平面断面図である。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。
【００２８】
この熱交換器３は、第２の実施形態に示すヘッダ１１のロウ付け用部材１４側の外周面に、ヘッダ１１を形成する部材の板厚が小さくなるとともに、平板状のロウ付け用部材１４のヘッダ１１側の全面がヘッダ１１に接触する平面状の接触面１１ｂが形成されている。
【００２９】
本実施形態の熱交換器によれば、ヘッダ１１のロウ付け用部材１４側の外周面を、ヘッダ１１を形成する部材の厚さが小さくなるように形成するとともに、平面状に形成しているので、ヘッダ１１に熱交換チューブ１２を接続する際に、ロウ付け用部材１４を安定させて取付けることができ、熱交換チューブ１２を確実にヘッダ１１に接続することが可能となる。また、ヘッダ１１の熱交換チューブ１２を接続する側を、ヘッダ１１を形成する部材の板厚が小さくなるように形成したので、挿入孔１１ａの加工を容易に行うことができ、製造コストの低減を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す熱交換器の全体斜視図
【図２】超臨界蒸気圧縮装置の冷媒回路図
【図３】熱交換チューブの斜視図
【図４】熱交換器の要部分解平面断面図
【図５】熱交換器の要部分解正面断面図
【図６】熱交換器の要部平面断面図
【図７】熱交換器の要部正面断面図
【図８】本発明の第２の実施形態を示す熱交換器の正面断面図
【図９】熱交換器の平面断面図
【図１０】ロウ付け用部材の正面図
【図１１】本発明の第３の実施形態を示す熱交換器の平面断面図
【図１２】本発明の第４の実施形態を示す熱交換器の平面断面図
【符号の説明】
【００３１】
３…熱交換器、１０…熱交換ユニット、１１…ヘッダ、１１ａ…挿入孔、１１ｂ…接触面、１２熱交換チューブ、１２ａ…冷媒流通孔、１２ｂ…捻り部、１２ｃ…直管部、１４…ロウ付け用部材、１４ａ…挿通孔、１４ｂ…接触面。
【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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