(57)【要約】      （修正有）【課題】熱交換器の製造において、組み立てを簡単に行なえるようにし、もって製造コストを抑制する。【解決手段】凹面部９５を有する一対の第１プレート８０１と第２プレート８０２とが重ね合わされる。重ね合わせた周縁部８４を巻締めによって接合することにより、扁平管２０が形成される。低圧流体が流れる扁平管２０と高圧流体が流れる扁平多穴管４０とが交互に積層されて接合される。【選択図】図８
2012200760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方に凹面部（９５，９６，９７）を有する一対の平板（８０１，８０２，８０１Ｄ，８０２Ｄ）を重ね合わせて重ね合わせ部分を巻き締めによって接合し、第１流体が流れる扁平管（２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）を形成する扁平管形成工程と、
前記扁平管と前記第１流体よりも高圧の第２流体が流れる管部材（４０）とを交互に積層する積層工程と、
を備える、熱交換器の製造方法。
【請求項２】
前記扁平管形成工程は、一対の前記平板のそれぞれの前記凹面部に対応する位置に開けられている第１開口部（９１，９２）及び第２開口部（９３，９４）を形成する開口部形成工程と、
互いに隣接する一方の前記扁平管の前記第１開口部と他方の前記扁平管の前記第２開口部とを巻き締めによって接合して前記第１流体の出入口部（３１，３１Ａ，３２，３２Ａ）を形成する出入口部形成工程とを含む、
請求項１に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項３】
前記出入口部形成工程は、前記扁平管を順に積み上げながら、互いに隣接する一方の前記扁平管の前記第１開口部と他方の前記扁平管の前記第２開口部とを巻き締めによって接合して出入口部を形成する、
請求項２に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項４】
前記扁平管形成工程は、プレス加工によって、一対の前記平板の少なくとも一方に前記凹面部を形成すると同時に前記凹面部の一部を打ち抜いて前記第１開口部及び前記第２開口部のうちの少なくとも一方を形成するプレス加工工程を含む、
請求項２又は請求項３に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項５】
前記プレス加工工程は、プレス加工によって、１枚の金属板に前記凹面部を形成すると同時に前記凹面部の一部を打ち抜いて前記第１開口部及び前記第２開口部を形成し、
前記扁平管形成工程は、前記金属板を折り曲げて一対の前記平板が重ね合わせられた状態をつくる折り曲げ工程をさらに含む、
請求項４に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項６】
前記積層工程は、交互に積層される前記扁平管と前記管部材とをハンダ付によって接合するハンダ付工程を含む、
請求項１から５のいずれか一項に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項７】
前記積層工程は、前記管部材として前記第２流体が流れる複数の流路穴（４１）を有する扁平多穴管（４０）を用いて、前記扁平管と前記扁平多穴管とを交互に積層する、
請求項１から６のいずれか一項に記載の熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧の冷媒と低圧の冷媒との間で熱交換を行わせるための熱交換器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のヒートポンプ式給湯装置の冷媒回路においては、例えば、ＣＯ２と水との間で熱交換を行わせる水熱交換器が利用されている。このような水熱交換器は、冷媒が流れる冷媒管と水が流れる水管とを有しており、例えば、互いに接する冷媒管と水管との管壁を挟んで互いに対向する向きに流れるＣＯ２と水との熱交換を行う。このような構造のもと、超臨界域にある高温高圧のＣＯ２と低温低圧の水との間で熱交換が行われることになる。例えば、特許文献１（特開２０１０−１９０５６４号公報）に、ＣＯ２が流れる扁平多穴管と水が流れる扁平管とからなる水熱交換器が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、このような構造の水熱交換器を作るためには、扁平管と扁平多穴管とを一体化させてロウ付けするための炉が必要となり、初期に大きな設備投資費用が必要となる。もともとロウ付けはロウ材を熱で溶かしたり、ロウ材を冷やして固めたりする必要があるため組立に時間が掛かる。
【０００４】
本発明の課題は、熱交換器の製造において、組み立てを簡単に行なえるようにし、もって製造コストを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１観点に係る熱交換器は、少なくとも一方に凹面部を有する一対の平板を重ね合わせて重ね合わせ部分を巻締めによって接合し、第１流体が流れる扁平管を形成する扁平管形成工程と、扁平管と第１流体よりも高圧の第２流体が流れる管部材とを交互に積層する積層工程と、を備える。
【０００６】
第１観点の熱交換器によれば、一対の平板の重ね合わせ部分の巻締めによって扁平管が形成でき、機械的な加工によって扁平管が形成できるので、扁平管形成工程においてロウ付の工程をなくしてロウを溶かしたり固めたりする作業を省くことができる。
【０００７】
本発明の第２観点に係る熱交換器は、第１観点に係る熱交換器において、扁平管形成工程は、一対の平板のそれぞれの凹面部に対応する位置に開けられている第１開口部及び第２開口部を形成する開口部形成工程と、互いに隣接する一方の扁平管の第１開口部と他方の扁平管の第２開口部とを巻締めによって接合して第１流体の出入口部を形成する出入口部形成工程とを含む。
【０００８】
第２観点の熱交換器によれば、出入口部も巻締めによって形成でき、簡単な巻締め加工による扁平管の形成方法を用いながら、巻締めを行なう第１開口部と第２開口部の組の数を変えることで扁平管の積層段数の変更も容易になる。また、出入口部を形成するための別部材の在庫が不要になり、工程管理が容易になる。
【０００９】
本発明の第３観点に係る熱交換器は、第２観点の熱交換器において、出入口部形成工程は、扁平管を順に積み上げながら、互いに隣接する一方の扁平管の第１開口部と他方の扁平管の第２開口部とを巻締めによって接合して出入口部を形成する。
【００１０】
第３観点の熱交換器によれば、扁平管を順に積み上げて、積み上げるときに、未だ巻締めが行なわれていない互いに隣接する一方の扁平管の第１開口部と他方の扁平管の第２開口部との巻締めが行なわれる。そのため、巻締め対象の一方の扁平管の第１開口部と他方の扁平管の第２開口部とが重なっている箇所までの距離が短く一定になるので巻締めが行ない易くなる。
【００１１】
本発明の第４観点に係る熱交換器は、第２観点又は第３観点の熱交換器において、扁平管形成工程は、プレス加工によって、一対の平板の少なくとも一方に凹面部を形成すると同時に凹面部の一部を打ち抜いて第１開口部及び第２開口部のうちの少なくとも一方を形成するプレス加工工程を含む。
【００１２】
第４観点の熱交換器によれば、プレス加工工程によって、凹面部と第１開口部や第２開口部とが同時に形成できるため、これらを別々に作る場合に比べて加工工程を短縮することができる。
【００１３】
本発明の第５観点に係る熱交換器は、第４観点の熱交換器において、プレス加工工程は、プレス加工によって、１枚の金属板に凹面部を形成すると同時に凹面部の一部を打ち抜いて第１開口部及び第２開口部を形成し、扁平管形成工程は、金属板を折り曲げて一対の平板が重ね合わせられた状態をつくる折り曲げ工程をさらに含む。
【００１４】
第５観点の熱交換器によれば、折り曲げ部分は巻締めが必要ないので、巻締めが必要な部分を短くすることができる。また、折り曲げ部分は繋がっているため流体が漏れる穴が形成され難く、液漏れの発生を減少させることができる。
【００１５】
本発明の第６観点に係る熱交換器は、第１観点から第５観点のいずれかの熱交換器において、積層工程は、交互に積層される扁平管と管部材とをハンダ付によって接合するハンダ付工程を含む。
【００１６】
第６観点の熱交換器によれば、交互に積層される扁平管と管部材との接合に融点の低いハンダを用いることで、扁平管と管部材との接合が容易になる。
【００１７】
本発明の第７観点に係る熱交換器は、第１観点から第６観点のいずれかの熱交換器において、積層工程は、管部材として第２流体が流れる複数の流路穴を有する扁平多穴管を用いて、扁平管と扁平多穴管とを交互に積層する。
【００１８】
第７観点の熱交換器によれば、各段の第２流体の流路を複数にする場合に管部材として一つの管に一つの流路が形成されているものを並べたときにできる隙間をなくすことができ、コンパクト化し易くなる。また、管部材を並べる手間を省くことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１観点に係る熱交換器では、巻締めを用いてロウ付を省くことによって扁平管の組み立てが簡単になり、製造コストを下げることができる。
【００２０】
本発明の第２観点に係る熱交換器では、扁平管の積層に関して段数の変更や工程管理が容易になり、製造コストの削減を図ることができる。
【００２１】
本発明の第３観点に係る熱交換器では、出入口部を形成するための巻締め作業が容易になるので、製品の歩留まりの向上や巻締め作業に掛かるコストの削減が図れる。
【００２２】
本発明の第４観点に係る熱交換器では、加工工程が短縮できるので加工工程に掛かるコストを削減することができる。
【００２３】
本発明の第５観点に係る熱交換器では、巻締め作業の短縮が図れ、加工コストの削減が図れる。また、液漏れの発生を抑制することができる。
【００２４】
本発明の第６観点に係る熱交換器では、ハンダ付工程によって扁平管と管部材との接合が容易に行え、製造設備や製造コストの削減が図れる。
【００２５】
本発明の第７観点に係る熱交換器では、小型化された熱交換器を安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態に係る熱交換器の構成の概要を示す概念図。
【図２】図１に示されている熱交換器の外観を示す部分斜視図。
【図３】図２のＩ−Ｉ線断面図。
【図４】熱交換器の一構成部材の金属プレートを示す平面図。
【図５】図４のＩＩ−ＩＩ線断面図。
【図６】図５の金属プレートを折り返した状態を示す断面図。
【図７】熱交換器の平面構成を模式的に示す平面図。
【図８】（ａ）プレス加工工程を経た金属プレートを示す部分平面図、（ｂ）折り曲げ工程を経た金属プレートを示す部分平面図、（ｃ）巻締め工程を経た扁平管を示す断面図、（ｄ）巻締め工程を経て扁平管同士が接合された状態を示す断面図、（ｅ）接合体の組立工程を示す部分斜視図、（ｆ）接合工程を経た熱交換器を示す部分斜視図。
【図９】右側出入口部の周辺の構造を示す断面図。
【図１０】第１実施形態の熱交換器の平面構成の他の例を模式的に示す平面図。
【図１１】（ａ）プレス加工工程を経た金属プレートを示す部分平面図、（ｂ）折り曲げ工程を経た金属プレートを示す部分平面図、（ｃ）巻締め工程を経た扁平管を示す断面図、（ｄ）巻締め工程を経て扁平管同士が接合された状態を示す断面図、（ｅ）接合体の組立工程を示す部分斜視図、（ｆ）接合工程を経た熱交換器を示す部分斜視図。
【図１２】第１実施形態の熱交換器の積層の他の態様を示す模式的な断面図。
【図１３】第１実施形態の熱交換器の積層の他の態様を示す模式的な断面図。
【図１４】（ａ）図１３の積層構造に用いられる金属プレートの平面図、（ｂ）図１３の積層構造に用いられる金属プレートの平面図。
【図１５】図１４（ａ）の金属プレートの配置を示す平面図、（ｂ）扁平管の配置を示す平面図。
【図１６】（ａ）プレス加工工程を経た金属プレートを示す部分平面図、（ｂ）折り曲げ工程を経た金属プレートを示す部分平面図、（ｃ）巻締め工程を経た扁平管を示す断面図、（ｄ）接合体の組立工程を説明するための部分斜視図、（ｅ）接合工程を経た熱交換器を示す部分斜視図。
【図１７】（ａ）プレス加工工程を経た金属プレートを示す部分平面図、（ｂ）巻締め工程を経た扁平管を示す平面図、（ｃ）図１７（ｂ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明に係る熱交換器の製造方法の実施形態は、以下に説明する実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。本発明に係る熱交換器は、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃなどのフロン系冷媒から二酸化炭素（ＣＯ２）冷媒を含む自然冷媒を対象としているが、以下においては、ＣＯ２冷媒を対象とする熱交換器を例に挙げて説明する。
【００２８】
＜第１実施形態＞
（１）熱交換器の構成の概要
本発明の第１実施形態に係る熱交換器１０は、図１乃至図３に示されているように、多数の扁平管２０と多数の扁平多穴管４０と出入口部３０と出入口分配管５０とを含んで構成される。図１乃至図３には、５つの扁平管２０と４つの扁平多穴管４０とが交互に積層されている例が示されている。ただし、これら積層される扁平管２０や扁平多穴管４０の数は、要求される性能などに応じて適宜選定されるものである。また、この例では、最下段と最上段に扁平管２０が配置されているが、扁平多穴管４０を最下段や最上段に配置することもできる。なお、図２では、扁平管２０の外面の凹凸の記載が省かれている。
【００２９】
熱交換器１０は、水熱交換器であって、冷媒に水と二酸化炭素（ＣＯ２）が使用されている。熱交換器１０は、例えばヒートポンプ式給湯装置などに用いられ、冷媒回路と水循環回路とにそれぞれ循環する冷媒と水との間の熱交換を行う。扁平管２０には低圧の水が流れ、扁平多穴管４０には高圧によって超臨界状態になっているＣＯ２が流れる。そのため、扁平管２０の耐圧は低くてもよいが扁平多穴管４０には高い耐圧が要求される。一方、水が流れる扁平管２０は高い耐食性が要求される。そのため、低圧力の水が流れる扁平管２０に設けられる流路２１は一つであるが、高い耐圧が要求される扁平多穴管４０には、多数の細い流路４１が設けられている。扁平多穴管４０は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅合金、又はステンレスなどで形成される。このような細い多数の流路４１を有する扁平多穴管４０の形成には、アルミニウム及びアルミニウム合金の引き抜き加工や押し出し加工が好適に用いられ、このような加工を用いると安価に扁平多穴管４０を製造することができる。
【００３０】
扁平管２０の母材には、水の腐食性を考慮して、ステンレスや銅合金を用いることが好ましい。ステンレスの種類としては、例えば、ＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６などが用いられる。扁平管２０をアルミニウムやアルミニウム合金からつくることもできるが、その場合には、内面に、アルマイト加工や樹脂コーティングなどの防食処理を施すことが好ましい。
【００３１】
熱交換器１０は、図１に示されているように扁平管２０及び扁平多穴管４０が水平に配置された状態において、出入口部３０として、扁平管２０の右端部に配置される右側出入口部３１と、左端部に配置される左側出入口部３２とを含んでいる。図１に示されている右側出入口部３１の端部の出入口ポート３４は、配管などと接続される。なお、ここでは、説明を分かり易くするために図２の状態に熱交換器１０を置いた場合について説明しているが、この熱交換器１０は、必ずしも図１の状態で使用されなければならないものではない。例えば、右側出入口部３１を上に配置すると共に左側出入口部３２を下に配置して熱交換器１０を使用することもできる。
【００３２】
扁平管２０の側においては、水は、まず、左側出入口部３２に入り、５つの扁平管２０に分かれてその中を左から右に向かって流れ、右側出入口部３１から出る。そして、水は、扁平管２０の中を流れる間に扁平多穴管４０のＣＯ２から与えられる熱で加熱される。
【００３３】
また、熱交換器１０は、図１に示されているように、出入口分配管５０として、扁平多穴管４０の右端部に配置される右側出入口分配管５１と、左端部に配置される左側出入口分配管５２とを含んでいる。ＣＯ２は、左側出入口分配管５２に入り、４つの扁平多穴管４０に分かれてその中を左から右に向かって流れ、右側出入口分配管５１から出る。そして、ＣＯ２は、扁平多穴管４０の中を流れる間に扁平管２０の水に熱を奪われて冷却される。
【００３４】
（２）金属プレートの構造
図４は、扁平管と出入口部を形成するための金属プレートの平面図である。金属プレート８０の平面形状は、左右に長い略長方形であって、第１長辺８１と第２長辺８２の左右の両端部に４つの膨出部が形成されている。金属プレート８０は、上側の第１プレート８０１と下側の第２プレート８０２が一体に接続されてなる。４つの膨出部は、右側第１膨出部８６、左側第１膨出部８７、右側第２膨出部８８及び左側第２膨出部８９である。右側第１膨出部８６には右側第１開口部９１が形成され、左側第１膨出部８７には左側第１開口部９２が形成され、右側第２膨出部８８には右側第２開口部９３が形成され、左側第２膨出部８９には左側第２開口部９４が形成されている。
【００３５】
これら右側第１開口部９１、左側第１開口部９２、右側第２開口部９３及び左側第２開口部９４は、円形であって、全て同じ大きさである。また、右側第１開口部９１及び左側第１開口部９２は、第１長辺８１の延長線よりも外側にはみ出して配置され、右側第２開口部９３及び左側第２開口部９４は、第２長辺８２の延長線よりも外側にはみ出して配置されている。ただし、これらの形状は、水漏れし難くするために同じ形状であればよく、円形には限られない。また、配置される位置や大きさは流量や流路に合わせて設定される。
【００３６】
図５は図４のＩ−Ｉ線断面図である。図４に示されているように、金属プレート８０には、凹面部９５がプレス加工によって形成されている。凹面部９５は、金属プレート８０の外周８３に沿って形成されている所定幅以上の周縁部８４の内側の領域を占める。ただし、第１長辺８１と第２長辺８２との中間に在ってこれらに平行に形成されている中央部８５は、凹面ではなく、周縁部８４と同じ高さに形成されている。つまり、凹面部９５は、中央部８５を境に、第１プレート８０１に形成されている第１凹面部９６と第２プレート８０２に形成されている第２凹面部９７とに分かれる。そして、右側第１開口部９１及び左側第１開口部９２は第１凹面部９６に形成され、右側第２開口部９３及び左側第２開口部９４は第２凹面部９７に形成されている。これら右側第１開口部９１、左側第１開口部９２、右側第２開口部９３及び左側第２開口部９４は、第１凹面部９６及び第２凹面部９７の中でもさらに一段深くなった凹部９８に配置されている。
【００３７】
図６には、図４及び図５に示されている金属プレート８０が折り曲げられた後の状態が示されている。図６に示されているように、金属プレート８０は、中央部８５の中心を通って左右に伸びる直線１００で折り曲げられる。第１長辺８１と第２長辺８２が一致するよう折り曲げられると、周縁部８４が重なり、第１プレート８０１と第２プレート８０２が合わさる。第１プレート８０１と第２プレート８０２が合わさったときの第１凹面部９６と第２凹面部９７とによって流路２１が形成される。そして、この流路２１は、右側第１開口部９１、左側第１開口部９２、右側第２開口部９３及び左側第２開口部９４まで続いている。金属プレート８０が折り曲げられることにより、右側第１開口部９１と右側第２開口部９３及び左側第１開口部９２と左側第２開口部９４がそれぞれ対向して配置される。折り曲げられた金属プレート８０において重なっている周縁部８４が二重巻締めによってシールされて１本の扁平管２０が形成される。
【００３８】
また、凹面部９５が形成されるプレス加工の際に、第１凹面部９６には、第１凹面部９６の底面側から周縁部８４の側に向かって突出している凸条２２が形成される。同様に、プレス加工時に、第２凹面部９７の底面側から周縁部８４の側に向かって突出している凸条２３が形成される。凸条２２と凸条２３は、図４においては、第１長辺８１や第２長辺８２に対して同じ角度で傾斜している。そのため、金属プレート８０が折り曲げられたときには、図６に示されている方向から見て、凸条２２と凸条２３とが交わるように配置される。これら凸条２２，２３によって流路２１を水が流れるときに乱流が発生することにより、水と金属プレート８０との間の熱伝達の効率が良くなる。
【００３９】
凸条２２，２３が凹面部９５の底面に形成されるため、凹面部９５の反対すなわち扁平管２０の外面２９がへこんで凹条２４，２５が現れる。これら凹条２４，２５の機能については後述する。
【００４０】
（３）扁平管と扁平多穴管の積層構造
（３−１）熱交換器の平面構造
図７は、熱交換器の構成を模式的に示す平面図である。図７においては、凹条２４の構成を説明するため、図２の最上段の扁平管２０の記載が省かれている。熱交換器１０は、上面視において、扁平管２０及び扁平多穴管４０が真直ぐに形成されている構成を有している。右側出入口部３１及び左側出入口部３２が扁平多穴管４０の脇に形成されている。一方、右側出入口分配管５１及び左側出入口分配管５２は、扁平多穴管４０の両端部に設けられている。そのため、製造時に、扁平多穴管４０を曲げる必要がなく真直ぐに成形できるため、扁平多穴管４０に曲げ応力が作用して扁平多穴管４０が破損するなどの不具合が生じ難く、製造が容易である。
【００４１】
扁平管２０と扁平多穴管４０との接合領域、すなわち図７においては扁平多穴管４０の投影部分から凹条２４がはみ出している。また、図７には示されていないが、底面側から見ると、凹条２５が扁平管２０と扁平多穴管４０との接合領域からはみ出す。これら凹条２４，２５により、腐食などが原因で、扁平管２０に亀裂が生じて水漏れが生じたときに凹条２４，２５を伝って水が外に染み出すため、亀裂などによる水漏れを発見できるようになる。それにより、水漏れが内部で進行して、扁平多穴管４０に腐食を生じるなどの不具合の発生を防止し易くなる。
【００４２】
（３−２）熱交換器の製造工程
図８は、熱交換器の一製造方法を説明するための工程図である。図８（ａ）は、プレス加工工程によって形成された金属プレートを示す部分平面図である。既に説明したように、金属製平板のプレス加工を行なうことによって、図８（ａ）に示されている形状の金属プレート８０が成形される。すなわち、一度のプレス加工によって、平面状の金属製平板が外周８３に沿って打ち抜かれ、右側第１開口部９１、左側第１開口部９２、右側第２開口部９３及び左側第２開口部９４が形成される。このとき同時に、凹面部９５と凸条２２，２３及び凹条２４，２５と凹部９８（図５参照）が形成される。
【００４３】
図８（ｂ）は、金属プレートの折り曲げ工程を示す部分平面図である。図８（ｂ）には、金属プレート８０が折り曲げられて第１プレート８０１と第２プレート８０２が重ね併せられた状態が示されている。図８（ｂ）に示されている状態では、金属プレート８０の周縁部８４は未だシールされていない。このように、シールされていない折り曲げられた金属プレート８０が多数形成される。
【００４４】
そして、第１プレート８０１と第２プレート８０２の重ね合わされた周縁部８４が二重巻締められることによって、図８（ｃ）に示されている扁平管２０が形成される。このとき、この巻締められた箇所が第１接合部１０１であり、この第１接合部１０１で周縁部８４が接合され、第１プレート８０１と第２プレート８０２の周囲が固定されると同時にシールされる。
【００４５】
次に、図８（ｄ）に示されているように、図８（ｃ）に示した工程で形成された扁平管２０が積み重ねられながら出入口部３０の形成が行なわれる。図８では、右側第１開口部９１と右側第２開口部９３の巻締めが行なわれ、また左側第１開口部９２と左側第２開口部９４との巻締めが行なわれる。それにより、出入口部３０（右側出入口部３１及び左側出入口部３２）が形成される。この巻締められた箇所が第２接合部１０２であり、この第２接合部１０２で第１開口部（右側第１開口部９１，左側第１開口部９２）と第２開口部（右側第２開口部９３，左側第２開口部９４）が接合され、互いに隣接する扁平管２０同士が固定されると同時に出入口部３０の内壁と外壁との間がシールされる。
【００４６】
図８（ｄ）に示された扁平管２０の積層及び出入口部３０の形成と並行して、扁平多穴管４０と右側出入口分配管５１及び左側出入口分配管５２の組み立てが行なわれる。扁平多穴管４０の外形に合わせて形成された右側出入口分配管５１及び左側出入口分配管５２の複数の開口部（図示省略）に扁平多穴管４０が嵌め込まれる。そして、右側出入口分配管５１及び左側出入口分配管５２に複数の扁平多穴管４０がハンダ付やロウ付などで固定される。出入口分配管５０（右側出入口分配管５１及び左側出入口分配管５２）に複数の扁平多穴管４０が手ロウ付や高周波ロウ付等のロウ付や溶接などで接合された箇所が第３接合部１０３である。このようにして形成された扁平多穴管４０と右側出入口分配管５１と左側出入口分配管５２とからなる組立体に、図８（ｄ）の工程を経て出入口部３０が形成された扁平管２０の積層体が嵌め込まれる（図８（ｅ）参照）。
【００４７】
最後に、扁平管２０と扁平多穴管４０が交互に積層された状態で、扁平管２０と扁平多穴管４０の接触部分がハンダ付や高温伝導接着剤で接合される（図８（ｆ）参照）。扁平管２０と扁平多穴管４０とのハンダ付箇所が第４接合部１０４である。
【００４８】
（３−３）扁平管の各接合部
ここで、図８に示され多工程を経て形成された熱交換器について、扁平管の各接合部を図９に示す。第１接合部１０１の接合工程では、折り曲げられている中央部８５の一方の端から始まって周縁部８４の重ね合わせられている部分に沿って中央部８５の他方の端までの部分で巻き締めが行われる。そのため、巻締めが行なわれる部分は、直線と曲率半径の大きな曲線とによって滑らかな外周になっていることが好ましい。
【００４９】
第２接合部１０２の接合工程では、図９においては、出入口部３０が右側出入口部３１であるときには、互いに隣接する一方の扁平管２０ｂの右側第１開口部９１と他方の扁平管２０ｃの右側第２開口部９３とが巻き締めによって接合され、続いて一方の扁平管２０ａの右側第１開口部９１と他方の扁平管２０ｂの右側第２開口部９３とが巻き締めによって接合される。このとき、例えば、最上部の扁平管、つまり扁平管２０ｂと扁平管２０ｃの接合であれば、扁平管２０ｂの右側第２開口部９３や左側第２開口部９４から冶具が差し込まれて円形に一周が動いて巻締めが行なわれる。
【００５０】
また、左側出入口部３２の形成においても同様に、互いに隣接する一方の扁平管２０ｂの左側第１開口部９２と他方の扁平管２０ｃの左側第２開口部９４とが巻き締めによって接合され、続いて一方の扁平管２０ａの左側第１開口部９２と他方の扁平管２０ｂの左側第２開口部９４とが巻き締めによって接合される。
【００５１】
（４）特徴
（４−１）
図８（ｃ）に示されているように、一対の第１プレート８０１と第２プレート８０２の重ね合わせ部分である周縁部８４が巻締めによって接合される（扁平管形成工程）。機械的な巻締加工によって扁平管２０が形成できるので、扁平管形成工程においてロウ付の工程をなくしてロウを溶かしたり固めたりする作業を省くことができ、扁平管の組み立てが簡単になり、製造コストを下げることができる。
【００５２】
なお、本発明において、「一対の平板」とは、第１プレート８０１と第２プレート８０２のように中央部８５で互いに繋がっているものだけでなく、中央部も切断されて第１プレートと第２プレートとが分離されているものも含む概念である。
【００５３】
（４−２）
図８（ｄ）に示されているように、出入口部３０も巻締めによって形成できる（出入口部形成工程）。このような簡単な巻締めによる扁平管の形成方法を用いながら、巻締めを行なう右側第１開口部９１及び左側第１開口部９３（第１開口部）と右側第２開口部９２及び左側第２開口部９４（第２開口部）の組の数を変えることで扁平管２０の積層段数の変更ができる。また、出入口部３０を形成するための別部材の在庫が不要になる。このように、扁平管２０の積層に関して段数の変更や工程管理が容易になり、製造コストの削減を図ることができる。
【００５４】
図８（ｄ）のように、扁平管２０を順に積み上げながら積み上げるときに未だ巻締めが行なわれていない互いに隣接する一方の扁平管２０の右側第１開口部９１（左側第１開口部９２）と他方の扁平管２０の右側第２開口部９３（左側第２開口部９４）との巻締めが行なわれる。図８（ｄ）では、下にある扁平管２０ほど先に積み上げられている。従って、最下段の扁平管２０の右側第２開口部９３と２段目の扁平管２０の右側第１開口部９１の巻締めが行なわれているときには、３段目の扁平管２０は未だ積層されていない。そのため、巻締めを行なうために冶具を差し込む距離は、２段目の扁平管２０の右側第２開口部９３から右側第１開口部９１の距離に等しい。２段目と３段目の扁平管２０において開口部の巻締めを行なうときは３段目の扁平管２０の右側第２開口部９３から右側第１開口部９１の距離に等しい。その結果、巻締め対象の一方の扁平管２０の第１開口部９１，９３と他方の扁平管２０の第２開口部９２，９４とが重なっている箇所までの距離が短く一定になるので巻締めが行ない易くなる。
【００５５】
（４−３）
図４について説明したように、プレス加工工程では、金属プレート８０の凹面部９５と第１開口部９１，９３と第２開口部９２，９４が同時に形成できる。そのため、これらを別々に作る場合に比べて加工工程を短縮することができ、加工工程に掛かるコストを削減することができる。
【００５６】
さらに、図４に示されているように、１枚の金属プレート８０に第１プレート８０１と第２プレート８０２を一体的に形成して、図８（ｂ）の折り曲げ工程によって２枚の第１プレート８０１と第２プレート８０２を合わせるようにすると、中央部８５（折り曲げ部分）は巻締めが必要ないので、巻締めが必要な部分を短くすることができる。また、中央部８５（折り曲げ部分）は繋がっているため流体が漏れる穴が形成され難く、液漏れの発生を減少させることができる。
【００５７】
（４−４）
図８（ｆ）に示されているように、扁平管２０と扁平多穴管４０（管部材）とを交互に積層すると、各段のＣＯ２（第２流体）の流路４１（流路穴）が複数であるにも拘らず、管部材として一つの管に一つの流路が形成されているものを並べたときにできる隙間をなくすことができる。そのため、管部材を並べる手間を省けるとともにコンパクト化し易くなり、小型の熱交換器を安価に提供することができる。
【００５８】
また、扁平管２０と扁平多穴管４０（管部材）とをハンダ付工程（図８（ｆ））によって接合するので、製造設備や製造コストを削減することができる。
【００５９】
（５）変形例
（５−１）
上記実施形態では、図７に示されているように、右側出入口部３１と左側出入口部３２（出入口部３０）が扁平多穴管４０の脇に配置される場合について説明した。しかし、出入口部３０が配置される位置は、扁平多穴管４０の脇には限られない。例えば、図１０に示されている熱交換器１０Ａように、右側出入口部３１Ａと左側出入口部３２Ａを扁平管２０Ａの両端部に配置するとともに出入口分配管５０Ａが扁平管２０Ａの脇に配置されるように構成されてもよい。
【００６０】
図１０に示されている態様では、扁平管２０Ａの外周が単純な形状（長方形の両端部に半円を継ぎ足した形）であるため、巻締めがし易くなる。
【００６１】
（５−２）
上記実施形態では、図２に示されている扁平管２０と交互に積層する高圧流体（ＣＯ２）を流す管部材に扁平多穴管４０を用いる場合について説明した。しかし、管部材には、例えば、図１１に示されているように、パイプ４５を複数本並べてもよい。図１１に示されている各工程は、図８において扁平多穴管４０を複数のパイプ４５に置換えた点を除いて同じである。
【００６２】
（５−３）
上記実施形態においては、扁平管２０と扁平多穴管４０が交互に積層される態様として、図３に示されているように、一つの扁平管２０と一つの扁平多穴管４０が交互に積層される場合が説明されている。しかし、扁平管２０と扁平多穴管４０が交互に積層される態様はこれだけには限られず、例えば、図１２や図１３に示されている態様も含まれる。
【００６３】
図１２に示されている熱交換器１０Ｂは、一つの扁平管２０Ｂに対して積層された２つの扁平多穴管４０が交互に積層された構造を有している。ただし、最上段と最下段に配置される扁平多穴管４０は１層である。このように配置されることにより、一つの扁平管２０Ｂの中の水がそれを挟む二つの扁平多穴管４０に流れるＣＯ２によって加熱されるので、水を加熱することに関して熱交換器１０Ｂは熱交換器１０よりも高い能力を有している。なお、この扁平管２０Ｂは、互いに隣接する扁平管２０Ｂ同士の間に扁平多穴管４０の２個分に相当する間隔を形成するため、扁平管２０の右側第１開口部９１、左側第１開口部９２、右側第２開口部９３及び左側第２開口部９４が形成される凹部９８がさらに深くなっている。
【００６４】
また、図１３に示されているように、一つの扁平管２０Ｃを二つの扁平多穴管が挟むように積層されている積層体Ｐ１を一組として、この扁平管２０Ｃと扁平多穴管４０の積層体Ｐ１を多数組み並べてもよい。図１３には、３組しか示されていないが、２組であってもよく、また４組以上であってもよい。このように、横に並べるには、例えば、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示されている金属プレート８０ｄ，８０ｅを用いて構成することができる。図１４（ａ）の金属プレート８０ｄは、図６の第１プレート８０１に相当するものであるが、右側第１膨出部８６、左側第１膨出部８７、右側第２膨出部８８及び左側第２膨出部８９を備えている。そして、右側第１膨出部８６、左側第１膨出部８７、右側第２膨出部８８及び左側第２膨出部８９に、それぞれ右側第１開口部９１、左側第１開口部９２、右側第２開口部９３及び左側第２開口部９４が形成されている。このような金属プレート８０ｄは、図１５（ａ）に示されるように、凹面部９５が上下に交互に向くように並べられる。図１５（ａ）においては、左端と右端の金属プレート８０ｄの凹面部９５が上を向いており、中央の金属プレート８０ｄの凹面部９５が下を向いている。図１５（ａ）では、３枚の金属プレート８０ｄの右側第１開口部９１、左側第１開口部９２、右側第２開口部９３及び左側第２開口部９４を嵌め合わせる。そして、図１５（ｂ）に示されているように金属プレート８０ｅを被せてロウ付する。図１５（ｂ）のように平面的に並んだ扁平管２０の上下に、図１３に示されているように扁平多穴管４０が積層される。扁平多穴管４０と扁平管２０との接合も、金属プレート８０ｄ，８０ｅのロウ付と同時に行ってもよい。
【００６５】
（５−４）
上記実施形態では、図８（ｃ）に示されているように周縁部８４の巻締めを行なった後に、図８（ｄ）に示されているように右側第１開口部９１、左側第１開口部９２、右側第２開口部９３及び左側第２開口部９４の巻締めを行なっている。しかし、この順序を変えて、図８（ｄ）に示されている工程を先に行ない、図８（ｃ）に示されている工程を後に行なうようにしてもよい。
【００６６】
（５−５）
上記実施形態では、４つの右側第１膨出部８６、左側第１膨出部８７、右側第２膨出部８８及び左側第２膨出部８９を設けた一対の金属プレート８０を用いた熱交換器の製造方法について説明した。しかし、熱交換器を製造するための一対の金属プレートとして、上述の金属プレート８０に代えて、図１７（ａ）に示されている金属プレート８０Ｄを用いることもできる。金属プレート８０Ｄの外形は、４つの膨出部を持たず、角にアールの設けられた略長方形の形状になっている。
【００６７】
１対の金属プレート８０Ｄは、プレス加工で一度に形成された第１プレート８０１Ｄと第２プレート８０２Ｄからなる。これら第１プレート８０１Ｄと第２プレート８０２Ｄは分離した２枚のプレートである。なお、図１７（ａ）において、図４と同一の部分には同一の符号が付されている。第１プレート８０１Ｄと第２プレート８０２Ｄの周縁部８４Ｄは、第１プレート８０１と第２プレート８０２の周縁部８４と異なり、部分的に幅が広くなっている。これは、流路２１の幅を調整するためであり、部分的に幅が広がっている部分は適宜変更することができる。
【００６８】
図１７（ｂ）には、第１プレート８０１Ｄと第２プレート８０２Ｄが重ね合わされて、二重巻締めが行なわれた扁平管２０Ｄが示されている。図１７（ｃ）は、図１７（ｂ）におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図１７（ｂ）の金属プレート８０Ｄでは、重ね合わされた第１プレート８０１Ｄと第２プレート８０２Ｄの全外周が巻締められている。第１実施形態の熱交換器１０は、金属プレート８０Ｄで構成される熱交換器に比べて面積が小さいので軽量化と放熱抑制の点で優れている。一方、金属プレート８０Ｄで構成される熱交換器は、金属プレート８０に比べて第１プレート８０１Ｄと第２プレート８０２Ｄの周縁部８４Ｄの外形が単純であるため二重巻締めが容易になる。なお、図１７（ｂ）において、図６と同一の部分には同一の符号が付されている。
【００６９】
図１７（ｂ）に示されている巻締め工程は、第１実施形態の図８（ｃ）の工程に対応する。従って、図１７（ｂ）の巻締め工程の後、図８（ｄ）以下の工程を行うことにより、第１実施形態と同様に熱交換器の製造を行なうことができる。
【００７０】
＜第２実施形態＞
（１）熱交換器の製造工程
上記第１実施形態では、図８（ｄ）に示されているように、出入口部３０が巻締めによって形成されている。しかし、この出入口部３０の形成は、ハンダ付によって行ってもよい。
【００７１】
図１６は、第２実施形態による熱交換器の製造方法の概略を説明するための工程図である。図１６において、図１６（ａ）は、金属プレートのプレス加工工程を示す部分平面図である。図１６（ｂ）は、金属プレートの折り曲げ工程を示す部分平面図である。図１６（ｃ）は、扁平管の巻締め工程を示す断面図である。図１６（ｄ）は、扁平多穴管及び出入口分配管の組み立て工程を示す斜視図である。図１６（ｅ）は、扁平管と扁平多穴管と出入口分配管のハンダ付工程を示す部分斜視図である。
【００７２】
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示されている工程は、図８（ａ）及び図８（ｂ）について説明した工程と同じであるので説明を省略する。
【００７３】
図１６（ｃ）では、扁平多穴管４０と右側出入口分配管５１及び左側出入口分配管５２の組み立てが行なわれる。扁平多穴管４０の外形に合わせて形成された右側出入口分配管５１及び左側出入口分配管５２の複数の開口部（図示省略）に扁平多穴管４０が嵌め込まれる。それにより、互いに固定されていない状態で、右側出入口分配管５１及び左側出入口分配管５２に複数の扁平多穴管４０が嵌め込まれた組立体が形成される。
【００７４】
次に、折り曲げられた複数の金属プレート８０（図１６（ｂ）参照）が、右側出入口分配管５１と左側出入口分配管５２と扁平多穴管４０とからなる組立体（図１６（ｃ）参照）に載置される。それにより、右側出入口分配管５１と左側出入口分配管５２と扁平多穴管４０と扁平管２０からなる最終組立体が形成される。この最終組立体は、図１６（ｄ）に示されているような外観を呈するが、組み立てられた各部材同士が結合されているものではない。この最終組立体の各部を炉中に入れて、例えば、６００℃のノコロックロウ付などの一体ロウ付により、熱交換器１０が形成される。
【００７５】
（２）特徴
第１実施形態と同様に、図８（ａ）の工程に対応する図１６（ａ）の工程、図８（ｂ）に対応する図１６（ｂ）の工程、及び図８（ｃ）に対応する図１６（ｃ）の工程を備えているので、既に説明した図８（ａ）の工程乃至図８（ｃ）の工程を備えることによる効果と同様の効果を奏する。
【００７６】
（３−１）
上記実施形態では、図２に示されている扁平管２０と交互に積層する高圧流体（ＣＯ２）を流す管部材に扁平多穴管４０を用いる場合について説明した。第２実施形態も、管部材として、例えば、扁平多穴管４０に代えてパイプ４５を複数本並べてもよい。
【００７７】
（３−２）
第２実施形態についても、金属プレート８０に代えて、図１７（ａ）に示されている金属プレート８０Ｄを用いることができる。この場合、図１７（ｂ）の巻締め工程の後は、図１６（ｄ）以下の工程を経て熱交換器を製造することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０  熱交換器
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ  扁平管
３０  出入口部
４０  扁平多穴管
５０，５０Ａ  出入口分配管
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７９】
【特許文献１】特開２０１０−１９０５６４号公報
【図１】
2012200760.tif 000003
【図２】
2012200760.tif 000004
【図３】
2012200760.tif 000005
【図４】
2012200760.tif 000006
【図５】
2012200760.tif 000007
【図６】
2012200760.tif 000008
【図７】
2012200760.tif 000009
【図８】
2012200760.tif 000010
【図９】
2012200760.tif 000011
【図１０】
2012200760.tif 000012
【図１１】
2012200760.tif 000013
【図１２】
2012200760.tif 000014
【図１３】
2012200760.tif 000015
【図１４】
2012200760.tif 000016
【図１５】
2012200760.tif 000017
【図１６】
2012200760.tif 000018
【図１７】
2012200760.tif 000019