(57)【要約】【課題】高圧となる冷媒を使用する熱交換器において、該熱交換器に用いられる主配管が前記冷媒の圧力により亀裂等を生じ、破損してしまうのを効果的に防止することができる熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器（ガスクーラ２４）は、直管部分を有する主配管３２と、この主配管３２の端部３３を相互に連結する湾曲したベンド配管３６とから蛇行状の冷媒配管３を構成する。ベンド配管３６の端部３７は、主配管３２の端部３３内に挿入されて溶接される。ベンド配管３６端部３７の外径は、主配管３２端部３３の外径よりも小さくする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直管部分を有する主配管と、該主配管の端部を相互に連結する湾曲したベンド配管とから蛇行状の冷媒配管が構成されて成る熱交換器において、
前記ベンド配管の端部は、前記主配管の端部内に挿入されて溶接されると共に、前記ベンド配管端部の外径は、前記主配管端部の外径よりも小さいことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記ベンド配管の外径は、全体に渡って前記主配管端部の外径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記ベンド配管端部の外径は、前記主配管端部の内径よりも小さいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記ベンド配管の外径は、全体に渡って前記主配管端部の内径よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記ベンド配管には、前記主配管内に挿入されたときに当該主配管端部に当接する突部が形成されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記主配管の端部を保持する管板を備え、前記ベンド配管は、前記主配管と前記管板との当接位置まで挿入されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の熱交換器。
【請求項７】
直管部分を有する主配管と、該主配管の端部を相互に連結する湾曲したベンド配管とから蛇行状の冷媒配管を構成して成る熱交換器において、
前記ベンド配管の端部は内向きに絞られ、前記主配管の端部はフレア加工されていると共に、前記ベンド配管の端部は前記主配管の端部に当接された状態で溶接されていることを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直管部分を有する主配管と、この主配管の端部を相互に連結する湾曲したベンド配管とから蛇行状の冷媒配管が構成されて成る熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりこの種熱交換器は、所定間隔で複数枚配設された熱交換フィンと、これら熱交換フィンを貫通する蛇行状の冷媒配管とから構成されている。そして、熱交換器を組み立てる際、先ず、直管状の複数の主配管に、予め孔を穿設した熱交換フィンを所定間隔で複数枚挿入して行き、その後主配管内に拡管治具が挿入されて内側から押し広げられる。これにより、主配管が膨張して径が太くなり熱交換フィン及び管板に穿設した孔の内側に当接し、熱交換フィン及び管板に主配管が固定されていた。尚、複数枚の熱交換フィンの両端には、熱交換フィンより板厚が厚くて強度を有する管板が挿入されている。
【０００３】
次に、Ｕ字状に湾曲されたベンド配管の端部を主配管の端部に挿入し、ロー材（溶接材）にて両者を溶接固定することによって蛇行状の冷媒配管を構成するものであった。係る主配管とベンド配管は、通常、外径が同一のパイプが使用されている。そして、ベンド配管を主配管の端部に挿入する際は、主配管が熱交換フィン及び管板の孔に挿入された後、主配管内に拡管治具が挿入されて内側から押し広げられる拡管（１次拡管）が行われた後、ベンド配管が挿入されていた（特許文献１参照）。
【０００４】
即ち、従来の熱交換器１２４は、図１３に示す如く、予め図示しない孔を穿設した管板１２７、複数の熱交換フィン１２６、管板（図示せず）に複数の主配管１３２（図１３では主配管１３２を１本のみ図示）に所定間隔で挿入する。そして、その後主配管１３２内に図示しない拡管治具が挿入され、内側から押し広げられて１次拡管が行われる。これにより、主配管１３２が熱交換フィン１２６及び管板１２７に固定される。
【０００５】
次に、主配管１３２の端部１３３（管板１２７を境にして熱交換フィン１２６の離間側）から、図示しない拡管治具が挿入され、内側から押し広げられて２次拡管が行われる。この２次拡管は、管板２７から所定寸法離間した位置から端部１３３の先端部まで形成され、１次拡管部と２次拡管部との境には段差部１３４が形成される。その後、主配管１３２の端部１３３（先端部）がフレア加工される。そして、主配管１３２がフレア加工されたフレア部１３２Ｂからベンド配管１３６の端部１３７が挿入されると共に、ベンド配管３６の端部１３７の先端が段差部１３４に当接するまで挿入される。次に、主配管１３２のフレア部１３２Ｂに図示しないロー材（溶接材）が充填され、バーナー等の溶接機でロー材が融解され、主配管１３２の端部１３３とベンド配管１３６とが溶接されていた。
【０００６】
ここで、従来一般的にはフロン系冷媒、例えば、クロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）、ハイドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）、ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）等が用いられていた。このような冷媒を使用する熱交換器１２４では、主配管１３２の外径は７．９４ｍｍ、肉厚は０．３１ｍｍ、内径は７．３２ｍｍに構成され、１次拡管後の内径は７．７２ｍｍ、２次拡管後の内径は８．１０ｍｍに構成されている。また、ベンド配管１３６の外径は７．９４ｍｍ、肉厚は０．４１ｍｍに構成されていた。また、二酸化炭素を使用した熱交換器（図中ＣＯ2機器）では、高圧となるために主配管１３２の外径は７．９４ｍｍ、肉厚は１．００ｍｍ、内径は５．９４ｍｍに構成されている。そして、主配管１３２の１次拡管後の内は６．３４ｍｍ、２次拡管後の内径は８．１０ｍｍに構成されると共に、ベンド配管１３６の外径は７．９４ｍｍ、肉厚は１．４０ｍｍに構成されていた。
【０００７】
このような寸法のベンド配管１３６が主配管１３２に接続固定されて蛇行状の冷媒配管１３０が形成されていた。そして溶接機でロー材が融解され、主配管１３２の端部１３３とベンド配管１３６とが溶接される際、主配管１３２が熱の影響を受け強度が劣化してしまう（図１３大括弧部Ｂ）。そこで、主配管やベンド配管の肉厚を厚くするという考え方もあるが、肉厚を厚くするとコストアップになってしまう。
【特許文献１】特開平１０−２２０９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、従来の熱交換器では、主配管とベンド配管との肉厚を厚くするのが困難なため、１次拡管と２次拡管との２回の拡管が行われる主配管は、ベンド配管との溶接時の熱でも溶接部近傍の強度が低下してしまう。このため、冷媒として熱交換器内が高圧となる二酸化炭素などを使うと、主配管に亀裂が入り破損してしまうと言う問題があった。
【０００９】
また、主配管の端部にベンド配管の端部を挿入する際、主配管端部の拡管に要する加工作業も煩雑となり、生産コストが高騰してしまうという問題もあった。
【００１０】
本発明は、係る従来技術の課題を解決するために成されたものであり、二酸化炭素などの高圧となる冷媒を熱交換器に使用した場合でも、主配管が亀裂などで破損してしまうのを効果的に防止することが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】
【００１１】
即ち、本発明の熱交換器は、直管部分を有する主配管と、該主配管の端部を相互に連結する湾曲したベンド配管とから蛇行状の冷媒配管が構成されて成るものであって、ベンド配管の端部は、主配管の端部内に挿入されて溶接されると共に、ベンド配管端部の外径は、主配管端部の外径よりも小さいことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２の発明の熱交換器は、上記において、ベンド配管の外径は、全体に渡って主配管端部の外径よりも小さいことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３の発明の熱交換器は、請求項１又は請求項２において、ベンド配管端部の外径は、主配管端部の内径よりも小さいことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項４の発明の熱交換器は、請求項３において、ベンド配管の外径は、全体に渡って主配管端部の内径よりも小さいことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５の発明の熱交換器は、請求項３又は請求項４に加えて、ベンド配管には、主配管内に挿入されたときに当該主配管端部に当接する突部が形成されていることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項６の発明の熱交換器は、請求項１乃至請求項５の何れかに加えて、主配管の端部を保持する管板を備え、ベンド配管は、主配管と管板との当接位置まで挿入されていることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項７の発明の熱交換器は、直管部分を有する主配管と、該主配管の端部を相互に連結する湾曲したベンド配管とから蛇行状の冷媒配管を構成して成るものであって、ベンド配管の端部は内向きに絞られ、主配管の端部はフレア加工されていると共に、ベンド配管の端部は主配管の端部に当接された状態で溶接されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明では、直管部分を有する主配管と、この主配管の端部を相互に連結する湾曲したベンド配管とから蛇行状の冷媒配管が構成されて成る熱交換器において、ベンド配管の端部は、主配管の端部内に挿入されて溶接されると共に、ベンド配管端部の外径は、主配管端部の外径よりも小さくされているので、ベンド配管の接合のために主配管端部を拡管する率を縮小、若しくは、零とすることができるようになる。
【００１９】
これにより、主配管端部並びにベンド配管との溶接部の強度を従来よりも向上させることができるようになり、例えば二酸化炭素のような高圧側が極めて高い圧力となる冷媒サイクルに用いられた場合にも、亀裂などの破損が生じる不都合を未然に回避することができるようになる。また、主配管端部の拡管に要する加工作業も簡素化することが可能となるので、生産コストの低減も図ることができるようになる。
【００２０】
請求項２の発明では、上記ベンド配管の外径を、全体に渡って主配管端部の外径よりも小さくしたので、ベンド配管の端部を縮径加工する必要が無くなると共に、耐圧強度の向上により、ベンド配管自体の肉厚を薄くすることができるようになるので、ベンド配管の熱容量が減少し、溶接性が向上する。また、薄肉化に伴いベンド配管自体の生産性も向上し、材料コストも低減させることが可能となる。
【００２１】
請求項３の発明では、上記各発明に加えてベンド配管端部の外径を、主配管端部の内径よりも小さくしたので、主配管の端部を拡管すること無くベンド配管を挿入し、溶接することができるようになり、更なる強度の向上と溶接性の改善を図ることができるようになる。
【００２２】
請求項４の発明では、上記においてベンド配管の外径を、全体に渡って主配管端部の内径よりも小さくしたので、更なる生産性の向上とコストの削減を図ることができるようになるものである。
【００２３】
請求項５の発明では、請求項３又は請求項４の発明に加えてベンド配管には、主配管内に挿入されたときに当該主配管端部に当接する突部を形成したので、特に主配管全体の内径よりもベンド配管の外径が全体に渡って小さいときに、ベンド配管の挿入寸法を突部にて確定することができるようになり、生産性の更なる改善を図ることができるようになる。
【００２４】
請求項６の発明では、上記各発明に加えて主配管の端部を保持する管板を備え、ベンド配管は、主配管と管板との当接位置まで挿入されるようにしたので、管板によって主配管とベンド配管との溶接部を補強することができるようになり、更なる強度の向上を図ることが可能となる。
【００２５】
請求項７の発明では、直管部分を有する主配管と、この主配管の端部を相互に連結する湾曲したベンド配管とから蛇行状の冷媒配管を構成して成る熱交換器において、ベンド配管の端部を内向きに絞り、主配管の端部をフレア加工し、ベンド配管の端部を主配管の端部に当接した状態で溶接するようにしたので、ベンド配管を挿入するための主配管端部の拡管作業を行う必要が無くなる。
【００２６】
これにより、主配管端部並びにベンド配管との溶接部の強度を従来よりも向上させることができるようになり、例えば二酸化炭素のような高圧側が極めて高い圧力となる冷媒サイクルに用いられた場合にも、亀裂などの破損が生じる不都合を未然に回避することができるようになる。また、主配管端部の加工作業もフレア加工のみで済むので、生産コストの低減も図ることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明は、主配管とベンド配管との接合部の強度を大幅に向上させ、熱交換器に二酸化炭素などの高圧となる冷媒を使用した場合でも、主配管が亀裂などで破損してしまうのを防止することを特徴とする。主配管が亀裂などで破損してしまうのを防止するという目的を、ベンド配管端部の外径を主配管端部の外径よりも小さくするだけの簡単な構造で実現した。
【実施例１】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の熱交換器を備えた実施例の冷媒回路図、図２は本発明の熱交換器を一側から見た斜視図、図３は同図２の熱交換器を他側から見た斜視図をそれぞれ示している。
【００２９】
図中、１は二酸化炭素を冷媒として使用する内部中間圧型多段（二段）圧縮式のロータリコンプレッサで、このロータリコンプレッサ１は、鋼板からなる円筒状の密閉容器２と、この密閉容器２の内部空間の上側に配置収納された電動要素４、及び、この電動要素４の下側に配置され、電動要素４の回転軸６により駆動される第１の回転圧縮要素１０（１段目）、及び、第２の回転圧縮要素１２（２段目）からなる回転圧縮機構部１４にて構成されている。
【００３０】
密閉容器２は、電動要素４と回転圧縮機構部１４を収納する容器本体２Ａと、この容器本体２Ａの端部開口（上部開口）を閉塞する略椀状のエンドキャップ（蓋体）２Ｂとで構成されている。このエンドキャップ２Ｂの上面中心には電動要素４に電力を供給するためのターミナル（配線を省略）１６が取り付けられている。
【００３１】
そして、第２の回転圧縮要素１２には冷媒ガスを導入するための冷媒導入管１８の一端が挿入接続され、この冷媒導入管１８の一端は第２の回転圧縮要素１２の吸込通路（図示せず）に連通されている。この冷媒導入管１８の他端は、密閉容器２の外側を通過して、密閉容器２内に連通している。また、第１の回転圧縮要素１０には冷媒ガスを導入するための冷媒導入管２０の一端が挿入接続され、この冷媒導入管２０の一端は第１の回転圧縮要素１０の吸込通路（図示せず）に連通されている。第２の回転圧縮要素１２には冷媒吐出管２２が挿入接続され、この冷媒吐出管２２の一端は吐出消音室（図示せず）に連通されている。
【００３２】
そして、このように構成されたロータリコンプレッサ１は、例えば冷蔵庫やルームエアコン、カーエアコン或いはパッケージエアコンなどの熱交換器を備えた冷媒回路に使用される。即ち、ロータリコンプレッサ１の冷媒吐出管２２はガスクーラ２４の入口に接続され、ガスクーラ２４を出た配管は減圧装置としての膨張弁２５を経て蒸発器２８の入口に至り、蒸発器２８の出口は冷媒導入管２０に接続されている。尚、ガスクーラ２４及び蒸発器２８は本発明の熱交換器に相当する。以降、熱交換器をガスクーラ２４にて説明する。
【００３３】
次に動作を説明する。ロータリコンプレッサ１は、ターミナル１６及び図示されない配線を介して電動要素４に通電され、電動要素４が起動する。この電動要素４の起動により、冷媒導入管２０より第１の回転圧縮要素１０の低圧室側に吸入された低圧（３〜４ＭＰａＧ）の冷媒ガスは、そこで圧縮されて中間圧（８〜１０ＭＰａＧ）となる。第１の回転圧縮要素１０で圧縮された中間圧の冷媒ガスは、図示しない連通路、中間吐出管を経て密閉容器２内（第２の回転圧縮要素１２と電動要素４側との間）に吐出される。
【００３４】
そして、密閉容器２内に吐出された冷媒ガスは、冷媒導入管１８を経由して第２の回転圧縮要素１２の低圧室側に吸入される。第２の回転圧縮要素１２の低圧室側に吸入された冷媒ガスは、そこで圧縮されて高温高圧（１２〜１３ＭＰａＧ）の冷媒ガスとなり、高圧室側から冷媒吐出管２２を経由してガスクーラ２４内に流入する。
【００３５】
ガスクーラ２４内に流入した冷媒ガスは、そこで放熱し、膨張弁２５で減圧された後、蒸発器２８に流入する。蒸発器２８に流入した冷媒はそこで蒸発し、そのときに周囲から熱を吸収することにより冷蔵庫やルームエアコン、カーエアコン或いはパッケージエアコンなどで冷却作用を発揮する。そして、蒸発器２８を出た冷媒は冷媒導入管２０から第１の回転圧縮要素１０内に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【００３６】
ところで、二酸化炭素を冷媒として使用する内部中間圧型二段圧縮式のロータリコンプレッサ１から吐出され、ガスクーラ２４に流入する冷媒ガスの圧力は１２〜１３ＭＰａＧと高圧である。この高圧の冷媒ガスの圧力と、従来の二酸化炭素を使用しないロータリコンプレッサから吐出される冷媒ガスの圧力（５ＭＰａＧ）とを比較すると２倍以上の圧力差があり、ガスクーラ２４の配管に亀裂などの破損が生じる不都合があった。そこで、本発明では以下に説明するようにガスクーラ２４の強度アップを図っている。
【００３７】
即ち、ガスクーラ２４は、図２、図３に示す如きアルミニウム板にて構成され、所定の間隔に設けられた複数枚の熱交換フィン２６・・・・と、この熱交換フィン２６・・・の両端に配置された管板２７・・と、これら熱交換フィン２６・・・・及び管板２７・・を貫通する蛇行状の銅管製冷媒配管３０とから構成された所謂フィンチューブ型の熱交換器にて構成されている。
【００３８】
冷媒配管３０は、湾曲せずに直線状の直管部分からなる直管部３２Ａ（図４に図示）を有する複数本の主配管３２・・と、両側の前記管板２７の外側において各主配管３２の端部３３を相互に接続するベンド配管３６とから構成されている。尚、実施例では、管板２７より熱交換フィン２６の離間側に延在している主配管３２を、主配管３２の端部３３と称す。
【００３９】
主配管３２は、図４に示す如き、直線状に所定寸法延在するパイプの略中心部が湾曲してＵ字状に形成されている。該主配管３２の、両端部３３（先端部）には、それぞれ図示しないフレア加工治具にて、フレア加工が施され、外側に斜めに張り出したフレア部３２Ｂ（図４では一側のみフレア部３２Ｂを図示）が設けられており、このフレア部３２Ｂは、約１〜２ｍｍ斜めに張り出している。詳しくは、主配管３２は、外径７．９４ｍｍ、肉厚１．００ｍｍ、内径５．９４ｍｍ（図１２の本技術２の欄に図示）の円筒形に形成されると共に、一端から他端まで略同一肉厚の直線状に形成され、長手方向中心部分がＵ字状に湾曲形成されている。尚、主配管３２は、直線状に延在するパイプの中心部分をＵ字状に形成せず、直線状に延在するパイプの一側に予めＵ字状のベンド配管を接続したものを用いても差し支えない。
【００４０】
また、ベンド配管３６は、半円弧状に形成された湾曲部３６Ａと、この湾曲部３６Ａの両端に連続して所定寸法（ベンド配管３６の外径の０．５倍〜２倍程度）直線状に形成された端部３７（図５に図示）とからＵ字状に形成されている。ベンド配管３６は、外径６．２０ｍｍ、肉厚１．００ｍｍに構成されており、一端から他端まで略同一肉厚の湾曲した円筒形に形成されている。このベンド配管３６端部３７の所定の位置には、主配管３２内に挿入されたときに、主配管３２端部３３（先端部）に当接する突部３９が設けられている。
【００４１】
この突部３９は、ベンド配管３６の湾曲部３６Ａ両端に設けられた端部３７にそれぞれ形成されている。該突部３９は、端部３７の内側（中心側）から外側に所定寸法突出して設けられており、ベンド配管３６が主配管３２内に挿入されたとき、それ以上ベンド配管３６の端部３７が主配管３２の端部３３内に入らないように構成されている。該突部３９は、半球形状や、円柱形状に形成したものを設けても良く、また、端部３７周囲に複数箇所の突部３９を設けても差し支えない。更に、突部３９は、端部３７周囲を襞状に突出させたものであっても差し支えない。
【００４２】
以上の構成でガスクーラ２４を組み立てる際には、先ず、所定の間隔で設けられた複数枚の熱交換フィン２６・・・、及び、熱交換フィン２６・・・の両端に設けた管板２７、２７に、予め所定の孔（図示せず）が複数穿設される。そして、この孔に、主配管３２の端部３３から両直管部３２Ａが挿入された後、端部３３から主配管３２内に図示しない拡管治具が挿入されて、内側から押し広げられる。これにより、膨張して径が太くなった主配管３２は、熱交換フィン２６・・・及び管板２７・・に穿設した孔の内側に当接し、熱交換フィン２６・・・及び管板２７・・に固定される。以降、熱交換フィン２６・・・及び管板２７・・に穿設した孔の内側に、主配管３２が内側から押し広げられて、膨張し当接される状態を１次拡管と称す。
【００４３】
このとき、内径が５．９４ｍｍの主配管３２は、１次拡管された後に内径が約６．３４ｍｍになり、ベンド配管３６の外径は６．２０ｍｍで、全体に渡って主配管３２端部３３の外径よりも小さく構成されている。即ち、ガスクーラ２４（熱交換器）を構成するベンド配管３６全体の外径は、１次拡管された主配管３２端部３３の外径よりも小さく形成されると共に、ベンド配管３６は拡管せずに、直線状の直管をＵ字状に湾曲させただけで使用している。尚、１次拡管させた主配管３２の内径と、ベンド配管３６の外径周囲の隙間は、約０．０７ｍｍとなり、主配管３２とベンド配管３６とのロー材（溶接材）の溶接に好適な隙間に構成される。
【００４４】
次に、フレア部３２Ｂ側から主配管３２の端部３３内に、ベンド配管３６の端部３７が挿入される。このベンド配管３６端部３７の挿入は、端部３７に設けた突部３９が主配管３２端部３３の先端に当接するまで、主配管３２の端部３３内に挿入される（図５）。この場合、ベンド配管３６端部３７の長さは、先端を管板２７、或いは、管板２７に近接する１〜３枚目の熱交換フィン近傍まで延在している。
【００４５】
即ち、ベンド配管３６端部３７の突部３９を、主配管３２端部３３の先端に当接させるだけで、ベンド配管３６端部３７の先端が、主配管３２端部３３内を管板２７、或いは、管板２７に近接する１〜３枚目の熱交換フィン近傍に位置させ、その位置に確定することができる。次に、主配管３２のフレア部３２Ｂに図示しないロー材（溶接材）が充填され、バーナー等の溶接機でロー材が融解され、主配管３２の端部３３とベンド配管３６とが溶接固定される。以降、バーナー等の溶接機でロー材が融解され、主配管３２とベンド配管３６が溶接固定されるのは、単に主配管３２とベンド配管３６の溶接、若しくは、接合と称す。
【００４６】
これにより、ベンド配管３６が主配管３２に接続固定されて蛇行状の冷媒配管３０が形成される。このとき、主配管３２の端部３３は溶接で加熱されるため、該溶接部付近の材料強度は劣化するが、ベンド配管３６端部３７の先端が管板２７まで挿入されているので、主配管３２の端部３３（図５大括弧部Ａ）が溶接にて加熱された場合でも、二重構造となっているため、主配管３２の強度を保持することができる。
【００４７】
このように、ベンド配管３６端部３７の外径を、主配管３２端部３３の外径よりも小さく形成しているので、主配管３２とベンド配管３６との接合のため、１次拡管の後にベンド配管３６端部３７が挿入される主配管３２端部３３を拡管する率を零とすることができる。即ち、主配管３２端部３３を１次拡管した状態のままで、ベンド配管３６の端部３７を挿入し接合することができる。
【００４８】
また、主配管３２は１次拡管後、従来のように２次拡管を行って更に肉厚を薄くしていないので、端部３３、及び、ベンド配管３６との溶接部及び溶接部近傍の強度を従来よりも大幅に向上させることができる。これにより、例えばガスクーラ２４を、二酸化炭素のような高圧側が極めて高い圧力となる冷媒サイクルに用いた場合にも、主配管３２に亀裂などの破損が生じる不都合を未然に回避することができる。また、主配管３２端部３３の拡管に要する加工作業も簡素化することが可能となるので、ガスクーラ２４（熱交換器）の生産コストの低減も図ることができるようになる。
【００４９】
また、ベンド配管３６の外径は、１次拡管させる以前の、主配管３２端部３３の外径よりも小さく形成すると共に、１次拡管後の主配管３２端部３３の外径を、ベンド配管３６の端部３７が挿入されたときに溶接可能な外径に構成している。また、配管の耐圧強度に対する板厚は、管外径を小さくすることで同じ耐圧力に対して肉薄化できるため、この肉薄化に伴いベンド配管３６自体の生産性も向上し、材料コストも低減させることが可能となる。
【００５０】
また、ベンド配管３６端部の外径を、１次拡管後の主配管３２端部３３の内径よりも小さくしている。これにより、主配管３２の端部３３を拡管すること無くベンド配管３６の端部３７を挿入し、溶接することができるので、更なる強度の向上と溶接性の改善を図ることができるようになる。
【００５１】
更に、ベンド配管３６の端部３７には、主配管３２内に挿入されたときに当該主配管３２端部３３に当接する突部３９を形成しているので、ベンド配管３６端部３７の挿入寸法を突部３９にて確定することができる。特に、主配管３２全体の内径よりもベンド配管３６の外径が全体に渡って小さいときに、ベンド配管３６端部３７の挿入寸法を突部３９にて確定することができるようになるので、生産性の更なる改善を図ることができるようになる。
【実施例２】
【００５２】
次に、図６には本発明の他の実施例の熱交換器としてのガスクーラ２４の要部拡大図を示している。該ガスクーラ２４は、前述の実施例と略同じ構成を有している。以下、異なる部分について説明する。尚、前述の実施例と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。即ち、ベンド配管３６は、図６に示すように、端部３７の先端が管板２７まで延在させず、管板２７から所定距離離間した位置までの短い長さに形成されている。
【００５３】
このように、ベンド配管３６端部３７を実施例１よりも短く構成しているので、主配管３２端部３３に、ベンド配管３６端部３７を挿入するための作業性を向上させることができる。また、ベンド配管３６端部３７の加工作業も簡素化することが可能となるので、ガスクーラ２４（熱交換器）の生産コストの低減も図ることができるようになる。
【実施例３】
【００５４】
次に、図７には本発明の他の実施例の熱交換器としてのガスクーラ２４の要部拡大図を示している。該ガスクーラ２４は、前述の実施例と略同じ構成を有している。以下、異なる部分について説明する。尚、前述の実施例と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。即ち、主配管３２は、外径７．９４ｍｍ、肉厚１．００ｍｍ、内径５．９４ｍｍ（図１２の本技術１の欄に図示）に構成された円筒形に形成されると共に、一端から他端まで略同一肉厚の直線状に形成され、略中央部分がＵ字状に湾曲形成されている。
【００５５】
また、ベンド配管３６は、外径６．３５ｍｍ、肉厚１．００ｍｍに構成されると共に、一端から他端まで略同一肉厚の円筒形に形成されている。このベンド配管３６の外径は、主配管３２の外径より小さく、内径より大きく形成されている。このベンド配管３６には、当該ベンド配管３６の端部３７が、前述した主配管３２内に挿入されたとき、主配管３２端部３３（先端部）に当接する突部３９は形成していない。
【００５６】
そして、熱交換フィン２６・・・及び管板２７・・に１次拡管されて主配管３２が固定され、更に、主配管３２の端部３３内に図示しない拡管治具が挿入され内側から押し広げられて、１次拡管同様に２次拡管が行われ、端部に大径部３５が形成される。このように、１次拡管されて内径が６．３４ｍｍの主配管３２を、２次拡管させて内径を約６．５０ｍｍの大径部３５を設けている。そして、１次拡管した箇所と２次拡管した箇所との境には段差部３４が形成される。そして、ベンド配管３６端部の外径は、主配管３２端部３３の内径よりも小さく構成している。詳しくは、主配管３２の大径部３５の内径と、ベンド配管３６の外径周囲との隙間は、約０．０７５ｍｍとなり、主配管３２とベンド配管３６とのロー材（溶接材）溶接に好適な隙間に構成される。
【００５７】
そして、２次拡管した主配管３２端部３３から大径部３５内にベンド配管３６の端部３７が挿入されると、主配管３２端部３３の２次拡管部と１次拡管部との間に形成された段差部３４により、それ以上ベンド配管３６の端部３７が直管部３２Ａ方向に挿入されるのを阻止する。この状態で、前述同様主配管３２のフレア部３２Ｂとベンド配管３６の溶接が行われる。このように、従来の主配管端部の拡管する率より、主配管３２端部３３を拡管（２次拡管）する率を小さくすると共に、ベンド配管３６端部の外径を、２次拡管した後の主配管３２端部３３の外径よりも小さく形成しているので、主配管３２の肉厚が従来より薄くなることがない。
【００５８】
これにより、主配管３２端部３３、及び、ベンド配管３６との溶接部及び溶接部近傍の強度を従来よりも向上させることができる。これにより、例えばガスクーラ２４を、二酸化炭素のような高圧側が極めて高い圧力となる冷媒サイクルに用いた場合にも、主配管３２に亀裂などの破損が生じる不都合を未然に回避することができる。また、主配管３２端部３３の拡管に要する加工作業も簡素化することが可能となるので、ガスクーラ２４の生産コストの低減も図ることができるようになる。
【００５９】
また、ベンド配管３６の端部を縮径加工する必要が無くなると共に、ベンド配管３６自体の管径を小さくすることで、該ベンド配管３６自体の肉厚を薄くすることができる。また、肉薄化に伴いベンド配管３６自体の生産性も向上し、材料コストも低減させることが可能となる。
【実施例４】
【００６０】
次に、図８には本発明の他の実施例の熱交換器としてのガスクーラ２４の要部拡大図を示している。該ガスクーラ２４は、前述の実施例１と略同じ構成を有している。以下、異なる部分について説明する。尚、前述の実施例１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。即ち、ベンド配管３６は、外径６．００ｍｍ、肉厚１．００ｍｍに構成され、一端から他端まで略同一肉厚の円筒形に形成されている。
【００６１】
そして、ベンド配管３６の端部内に、図示しない拡管治具が挿入され内側から押し広げられることにより膨張し、１次拡管が行われ大径部４０が形成される。該ベンド配管３６端部に設けた大径部４０の外径は６．２０ｍｍに構成されている。詳しくは、主配管３２端部３３の内径と、ベンド配管３６の外径周囲との隙間は、約０．０７ｍｍとなり、主配管３２とベンド配管３６とのロー材（溶接材）溶接に好適な隙間に構成される。即ち、ベンド配管３６端部３７の１次拡管した大径部４０の外径は、主配管３２が１次拡管された後の内径より小さい径に形成されている。尚、実施例４では、ベンド配管３６の端部３７に、当該端部３７が主配管３２の端部３３内に挿入されたとき、主配管３２の端部３３（先端部）に当接する突部３９を設けていないが、ベンド配管３６に設けた大径部４０の所定位置に前述の如き突部３９を設けても差し支えない。
【００６２】
このように、主配管３２は、従来のように、２次拡管を行っていないので、１次拡管後の肉厚よりも薄くなることがない。これにより、主配管３２端部３３、及び、ベンド配管３６との溶接部、或いは、溶接部近傍の強度を従来よりも大幅に向上させることができる。従って、例えばガスクーラ２４を、二酸化炭素のような高圧側が極めて高い圧力となる冷媒サイクルに用いた場合にも、主配管３２に亀裂などの破損が生じる不都合を未然に回避することができる。また、２次拡管を行っていないので、主配管３２端部３３の拡管に要する加工作業も簡素化することが可能となり、ガスクーラ２４（熱交換器）の生産コストの低減も図ることができるようになる。
【実施例５】
【００６３】
次に、図９には本発明の他の実施例の熱交換器としてのガスクーラ２４の要部拡大図を示している。該ガスクーラ２４は、前述の実施例１と略同じ構成を有している。以下、異なる部分について説明する。尚、前述の実施例１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。即ち、ベンド配管３６は、外径６．００ｍｍ、肉厚１．００ｍｍに構成されており、一端から他端まで略同一肉厚の円筒形に形成されている。このベンド配管３６の外径は、主配管３２が１次拡管された後の内径より小さい径に形成されている。
【００６４】
また、ベンド配管３６の端部３７には、図示しないフレア加工治具にてフレア加工されて、前述同様のフレア部３２Ｂ同様のフレア部３６Ｂが設けられている。そして、予め環状のロー材（図示せず）を取り付けたベンド配管３６の端部３７が、主配管３２端部３３から所定寸法挿入され、主配管３２の端部３３内とベンド配管３６周囲の間に、ロー材が設けられる。これにより、ベンド配管３６周囲と、主配管３２端部３３間に一定の隙間が形成される。
【００６５】
そして、ベンド配管３６と主配管３２が溶接されることにより、ベンド配管３６と主配管３２が接続固定された蛇行状の冷媒配管４が形成される。この場合、主配管３２端部３３とベンド配管３６の端部周囲の間を、ロー材で埋めて一定の隙間を形成することができるので、ベンド配管３６の周囲を完全にシールすることが可能となる。これにより、主配管３２とベンド配管３６との接合シール性を確実にすることができ、冷媒ガスのリーク発生を未然に回避することが可能となる。
【実施例６】
【００６６】
次に、図１０には本発明の他の実施例の熱交換器としてのガスクーラ２４の要部拡大図を示している。該ガスクーラ２４は、前述の実施例１と略同じ構成を有している。以下、異なる部分について説明する。尚、前述の実施例１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。即ち、ベンド配管３６の端部３７の外径は、主配管３２端部３３の内径より小さく形成されている。詳しくは、ベンド配管３６の外径と主配管３２の外径との大小に関わらず、ベンド配管３６端部３７の外径は、主配管３２端部３３の内径より小さく形成されている。
【００６７】
そして、ベンド配管３６端部３７の所定範囲が、縮径治具（図示せず）により縮められて１次縮径が行われる。これにより、ベンド配管３６端部３７の外径は６．２０ｍｍに縮径された小径部４２が設けられる。この小径部４２の外径と、主配管３２端部３３の内径との隙間は、溶接に好適な隙間（約０．０７ｍｍ）に構成される。尚、ベンド配管３６は、一次縮径した小径部４２と、１次縮径していない箇所との境に段差部３６Ｃが設けられる。
【００６８】
そして、主配管３２の端部３３からベンド配管３６の１次縮径した端部３７が挿入されると、ベンド配管３６の段差部３６Ｃは主配管３２の端部３３（先端部）に当接し、ベンド配管３６はそれ以上の挿入が阻止される。その状態で前述同様主配管３２のフレア部３２Ｂとベンド配管３６の溶接が行われる。このように、主配管３２端部３３を２次拡管していないので、従来のように主配管３２の肉厚が薄くなることがない。これにより、主配管３２端部３３、及び、ベンド配管３６との溶接部の強度を従来よりも大幅に向上させることができる。
【００６９】
また、例えばガスクーラ２４を、二酸化炭素のような高圧側が極めて高い圧力となる冷媒サイクルに用いた場合にも、主配管３２に亀裂などの破損が生じる不都合を未然に回避することができる。また、主配管３２端部３３の拡管に要する加工作業も簡素化することが可能となるので、ガスクーラ２４（熱交換器）の生産コストの低減も図ることができるようになる。
【実施例７】
【００７０】
次に、図１１には本発明の他の実施例の熱交換器としてのガスクーラ２４の要部拡大図を示している。該ガスクーラ２４は、前述の実施例１と略同じ構成を有している。以下、異なる部分について説明する。尚、前述の実施例１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。即ち、ベンド配管３６の外径、肉厚及び内径は、主配管３２同様に構成されている。
【００７１】
該ベンド配管３６の端部３７には、図示しない絞り治具により、内向き（中心方向）に絞られた絞り部３８が設けられている。そして、内向きに絞られたベンド配管３６の絞り部３８は、ベンド配管３６の端部３７と主配管３２の直管部３２Ａとが延長線上に位置させた状態で、主配管３２のフレア部３２Ｂに当接され、接合される。尚、ベンド配管３６端部３３の端面を主配管３２のフレア部３２Ｂに当接させた際、絞り部３８は、主配管３２のフレア部３２Ｂに面接触する角度に形成されている。
【００７２】
これにより、主配管３２端部３３並びにベンド配管３６との溶接部の強度を従来よりも向上させることができるようになる。従って、例えばガスクーラ２４を、二酸化炭素のような高圧側が極めて高い圧力となる冷媒サイクルに用いた場合にも、主配管３２に亀裂などの破損が生じる不都合を未然に回避することができるようになる。また、主配管３２端部３３の加工作業もフレア加工のみで済むので、生産コストの低減も図ることが可能となる。
【００７３】
一方、前述の実施例では、図１２の本技術２に示すように、外径を７．９４ｍｍ、肉厚を１．００ｍｍ、内径を５．９４ｍｍに構成した主配管３２に設けた１次拡管後の内径を６．３４ｍｍ、２次拡管後の内径を６．３４ｍｍに構成した場合に、ベンド配管３６の外径を６．２０ｍｍ、肉厚を１．００ｍｍに構成している。また、本技術１に示すように外径を７．９４ｍｍ、肉厚を１．００ｍｍ、内径を５．９４ｍｍに構成した主配管３２に設けた１次拡管後の内径を６．３４ｍｍ、２次拡管後の内径を６．５０ｍｍに構成した場合に、ベンド配管３６の外径を６．３５ｍｍ、肉厚を１．００ｍｍに構成している。このように、構成することにより、ガスクーラ２４を、二酸化炭素のような高圧側が極めて高い圧力となる冷媒サイクルに用いた場合に、主配管３２に亀裂などの破損が生じる不都合を未然に回避することができるようになる。
【００７４】
また、本発明のガスクーラ２４は、主配管３２端部３３並びにベンド配管３６との溶接部の強度を従来よりも向上させているので、例えば、図１２の本技術３に示すように、ベンド配管３６の外径を６．３５ｍｍ、肉厚を１．００ｍｍに構成し、主配管３２の外径を７．９４ｍｍ、肉厚を０．９２ｍｍ、内径を６．１０ｍｍに構成し、当該主配管３２の１次拡管後の内径を６．５０ｍｍ、２次拡管後の内径を６．５０ｍｍに構成した場合にも、二酸化炭素のような高圧側が極めて高い圧力となる冷媒サイクルに用いることができるようになる。
【００７５】
これにより、１次拡管と２次拡管による主配管３２の拡管率を更に小さくすることができ、また、主配管３２端部３３並びにベンド配管３６との溶接部の強度を従来よりも更に向上させることができるようになる。従って、ガスクーラ２４を二酸化炭素のような高圧側が極めて高い圧力となる冷媒サイクルに用いた場合にも、主配管３２に亀裂などの破損が生じる不都合を未然に回避することができるようになる。また、主配管３２の肉厚を薄くすることができるので、主配管３２端部３３の拡管に要する加工作業も簡素化することが可能となり、生産コストの低減も図ることができるようになる。
【００７６】
尚、実施例では熱交換器（ガスクーラ２４）の形状や寸法などを記載したが、熱交換器は要旨を逸脱しない範囲内で形状や寸法を変更しても良いのは言うまでもない。勿論本発明は、上記各実施例のみに限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で他の様々な変更を行っても有効である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の熱交換器を備えた実施例の冷媒回路図である（実施例１）。
【図２】本発明の熱交換器を一側から見た場合の斜視図である。
【図３】同図２の熱交換器を他側から見た場合の斜視図である。
【図４】本発明の実施例の熱交換器としてのガスクーラの要部を示す図である。
【図５】本発明の実施例の熱交換器としてのガスクーラの要部拡大図である。
【図６】本発明の実施例の熱交換器としてのガスクーラの要部拡大図である（実施例２）。
【図７】本発明の実施例の熱交換器としてのガスクーラの要部拡大図である（実施例３）。
【図８】本発明の実施例の熱交換器としてのガスクーラの要部拡大図である（実施例４）。
【図９】本発明の実施例の熱交換器としてのガスクーラの要部拡大図である（実施例５）。
【図１０】本発明の実施例の熱交換器としてのガスクーラの要部拡大図である（実施例６）。
【図１１】本発明の実施例の熱交換器としてのガスクーラの要部拡大図である（実施例７）。
【図１２】本発明の実施例の熱交換器としてのガスクーラの主配管とベンド配管と、従来例の主配管とベンド配管との比較寸法を示す図である。
【図１３】従来の熱交換器（ガスクーラ）の要部拡大図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  ロータリコンプレッサ
４  電動要素
１４  回転圧縮機構部
１８  冷媒導入管
２０  冷媒導入管
２２  冷媒吐出管
２４  ガスクーラ
２６  熱交換フィン
２７  管板
３０  冷媒配管
３２  主配管
３３  端部
３６  ベンド配管
【図１】
2007187413.tif 000003
【図２】
2007187413.tif 000004
【図３】
2007187413.tif 000005
【図４】
2007187413.tif 000006
【図５】
2007187413.tif 000007
【図６】
2007187413.tif 000008
【図７】
2007187413.tif 000009
【図８】
2007187413.tif 000010
【図９】
2007187413.tif 000011
【図１０】
2007187413.tif 000012
【図１１】
2007187413.tif 000013
【図１２】
2007187413.tif 000014
【図１３】
2007187413.tif 000015