(57)【要約】【課題】水用扁平管を構成するプレートを成形する板材の捨て材を減らすことができるプレート式水熱交換器の提供。【解決手段】熱交換器１０は、積層型のプレート式水熱交換器であって、扁平管２０と、扁平多穴管４０と、出入口分配管５０と、を備えている。扁平管２０は、左側膨出部と、右側膨出部と、繋ぎ部と、を有する金属プレートから構成されている。左側膨出部には、左側出入口部３２を形成するための左側開口が設けられている。右側膨出部は、右側出入口部３１を形成するための右側開口が設けられている。繋ぎ部は、直線状に延びており、左側膨出部と右側膨出部とを繋いでいる。また、繋ぎ部は、流路部２３を形成するためのものである。左側膨出部及び右側膨出部は、繋ぎ部の仮想延長部から外れた位置に配置されている。左側膨出部及び右側膨出部に形成されている左側開口及び右側開口の形状は、流路部２３の延びる第１方向に長い長穴形状である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層型のプレート式水熱交換器において、
水の流入部（３２）と、第１方向に沿って延びており前記流入部から流入した水が流れる流路部（２３）と、前記流路部を流れてきた水が流出する流出部（３１）と、を有する水用扁平管（２０）と、
前記水用扁平管に隣接して配置され、前記第１方向に沿って直線状に延びる冷媒用扁平管（４０）と、
前記冷媒用扁平管の延びる方向の両端部に配置されており、前記冷媒用扁平管に冷媒を流通させるためのヘッダ部（５０）と、
を備え、
前記水用扁平管は、
前記流入部を形成するための開口（８２ａ）が設けられている第１開口部（８２）と、
前記流出部を形成するための開口（８１ａ）が設けられている第２開口部（８１）と、
前記第１開口部と前記第２開口部とを繋いでおり、直線状に延びる、前記流路部を形成するための繋ぎ部（８９）と、
を有するプレート（８０）から構成されており、
前記第１開口部及び前記第２開口部は、前記繋ぎ部の仮想延長部から外れた位置に配置されており、
前記第１開口部及び前記第２開口部に形成されている前記開口の形状は、前記第１方向に長い長穴形状である、
プレート式水熱交換器（１０）。
【請求項２】
前記繋ぎ部は、前記第１開口部との接続部分の反対側の部分、及び、前記第２開口部との接続部分の反対側の部分が、それぞれ切り欠かれている、
請求項１に記載のプレート式水熱交換器。
【請求項３】
積層型のプレート式水熱交換器において、
両端部に水の出入口部（２３０）を有し、第１方向に沿って直線状に延びる水用扁平管（２２０）と、
前記水用扁平管に隣接して配置されており、内部に冷媒が流れる冷媒用扁平管（２４０）と、
前記冷媒用扁平管の両端部に位置しており、前記冷媒用扁平管に冷媒を流通させるためのヘッダ部（２５０）と、
を備え、
前記水用扁平管は、前記出入口部を形成するための開口（２８１ａ，２８２ａ）が設けられており、直線状に延びるプレート（２８０）によって構成されており、
前記冷媒用扁平管の両端部は、前記第１方向に沿って直線状に延びる中央部から湾曲しており、
前記ヘッダ部は、前記出入口部に対して前記第１方向と交差する方向にずれて配置されている、
プレート式熱交換器（２１０）。
【請求項４】
１本の前記水用扁平管と１本の前記水用扁平管との間には、２本の前記冷媒用扁平管が挟まれており、
１本の前記水用扁平管と１本の前記水用扁平管との間に挟まれる２本の前記冷媒用扁平管は、積層方向から視て、前記第１方向に沿った前記水用扁平管の中心線を基準として互いに対称となるように配置されている、
請求項３に記載のプレート式水熱交換器。
【請求項５】
複数の扁平管（３２０）で構成される積層型のプレート式水熱交換器において、
前記扁平管は、
水の流入部（３３２）を形成するための開口（３８２ａ）が形成されている第１開口部（３８２）と、
水の流出部（３３１）を形成するための開口（３８１ａ）が形成されている第２開口部（３８１）と、
前記第１開口部と前記第２開口部とを繋いでおり、前記流入部から流入した水が前記流出部へと流れる流路部（３２３）を形成するための繋ぎ部（３８９）と、
を有するプレート（３８０）から構成されており、
前記繋ぎ部は、第１方向に沿って直線状に延びており、
前記第１開口部及び前記第２開口部は、前記扁平管の両端部近傍において、前記第１方向に沿った前記繋ぎ部の中心線を基準として互いに反対側に配置されている、
プレート式水熱交換器（３１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型のプレート式水熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プレートが積層されて構成されるプレート式水熱交換器がある。例えば、特許文献１（特開２００７−３２２０５１号公報）に開示されているプレート式水熱交換器は、並列する複数の水流路を設けた水側伝熱板と、並列する複数の冷媒流路を設けた冷媒側伝熱板とが積層されて構成されている。また、水側伝熱板及び冷媒側伝熱板は、いずれも略長方形状を呈しており、水流路に水を流すための水の出入口部と、冷媒流路に冷媒を流すための冷媒の出入口部とは、積層方向から視て、水側伝熱板及び冷媒側伝熱板の長手方向に沿った中心線を基準として対称な位置に配置されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、積層型のプレート式水熱交換器において、水の流れる扁平管に水を流通させるための水の出入口部と、冷媒の流れる扁平管に冷媒を流通させるための冷媒の出入口部とが干渉しないように、図１５に示すように、冷媒の出入口部５５１，５５２を冷媒用の扁平管５４０の延びる方向の両端部に配置し、水の出入口部５３１，５３２を、水用の扁平管５２０及び冷媒用の扁平管５４０の延びる方向から外れて配置することが考えられる。ところが、このような形状の水用の扁平管５２０を構成するプレートを、板材から成形しようとすると、板材において、水の出入口部５３１，５３２を形成するための２つの開口部に挟まれた部分が捨て材となる。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、水用扁平管を構成するプレートを成形する板材の捨て材を減らすことができるプレート式水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】
【０００５】
本発明の第１観点に係るプレート式水熱交換器は、積層型のプレート式水熱交換器において、水用扁平管と、冷媒用扁平管と、ヘッダ部と、を備えている。水用扁平管は、流入部と、流路部と、流出部と、を有する。流入部は、水が流入する部分である。流路部は、第１方向に沿って延びている。また、流路部は、流入部から流入した水が流れる部分である。流出部は、流路部を流れてきた水が流出する部分である。冷媒用扁平管は、水用扁平管に隣接して配置される。また、冷媒用扁平管は、第１方向に沿って直線状に延びている。ヘッダ部は、冷媒用扁平管の延びる方向の両端に配置されている。また、ヘッダ部は、冷媒用扁平管に冷媒を流通させるためのものである。さらに、水用扁平管は、第１開口部と、第２開口部と、繋ぎ部と、を有するプレートから構成されている。第１開口部には、流入部を形成するための開口が設けられている。第２開口部は、流出部を形成するための開口が設けられている。繋ぎ部は、第１開口部と第２開口部とを繋いでいる。また、繋ぎ部は、直線状に延びている。さらに、繋ぎ部は、流路部を形成するためのものである。第１開口部及び第２開口部は、繋ぎ部の仮想延長部から外れた位置に配置されている。さらに、第１開口部及び第２開口部に形成されている開口の形状は、第１方向に長い長穴形状である。
【０００６】
本発明の第１観点に係るプレート式水熱交換器では、第１開口部及び第２開口部に設けられている開口の形状が、第１方向に長い長穴形状である。このため、同じ開口面積を有する正円形状の開口を、第１開口部及び第２開口部に設ける場合と比較して、第１開口部及び第２開口部の第１方向に直交する方向の寸法を小さくすることができるとともに、第１開口部及び第２開口部に挟まれる部分を小さくすることができる。
【０００７】
これによって、水用扁平管を構成するプレートを成形する板材の捨て材を減らすことができる。
【０００８】
本発明の第２観点に係るプレート式水熱交換器は、第１観点のプレート式水熱交換器において、繋ぎ部は、第１開口部との接続部分の反対側の部分、及び、第２開口部との接続部分の反対側の部分が、それぞれ切り欠かれている。このため、繋ぎ部において、第１開口部との接続部分の反対側の部分、及び、第２開口部との接続部分の反対側の部分を、それぞれ、第１開口部及び第２開口部と略同一の形状に切り欠くことで、板材から複数のプレートを成形するときに、隣接するプレートの一方のプレートの各切り欠き部分を、他方のプレートの第１開口部及び第２開口部として利用することができる。この結果、第１開口部及び第２開口部に挟まれる部分のうち、隣接するプレートの繋ぎ部にならない部分が捨て材となる。これにより、捨て材を更に減らすことができる。
【０００９】
本発明の第３観点に係るプレート式水熱交換器は、積層型のプレート式水熱交換器において、水用扁平管と、冷媒用扁平管と、ヘッダ部と、を備えている。水用扁平管は、その両端部に、水の出入口を有している。また、水用扁平管は、第１方向に沿って直線状に延びている。冷媒用扁平管は、水用扁平管に隣接して配置されている。また、冷媒用扁平管は、内部に冷媒が流れる。ヘッダ部は、冷媒用扁平管の両端部に位置している。また、ヘッダ部は、冷媒用扁平管に冷媒を流通させるためのものである。水用扁平管は、プレートによって構成されている。プレートには、出入口部を形成するための開口が設けられている。また、プレートは、直線状に延びている。冷媒用扁平管の両端部は、中央部から湾曲している。中央部は、第１方向に沿って直線状に延びている。ヘッダ部は、出入口部に対して第１方向と交差する方向にずれて配置されている。
【００１０】
第３観点に係るプレート式水熱交換器では、ヘッダ部が出入口部に対して第１方向と交差する方向にずれて配置されている。このため、水用扁平管を直線状に延びる構成にすることができ、この結果、水用扁平管を構成するプレートにおいて、水用扁平管の出入口部を形成するための開口が設けられる開口部を、第１方向から外れるように配置する必要がないため、板材からプレートを成形する際に、２つの開口部に挟まれる部分が捨て材となることがない。
【００１１】
これによって、水用扁平管を構成するプレートを成形する板材の捨て材を減らすことができる。
【００１２】
本発明の第４観点に係るプレート式水熱交換器は、第３観点のプレート式水熱交換器において、１本の水用扁平管と１本の水用扁平管との間には、２本の冷媒用扁平管が挟まれている。また、１本の水用扁平管と１本の水用扁平管との間に挟まれる２本の冷媒用扁平管は、積層方向から視て、第１方向に沿った水用扁平管の中心線を基準として、互いに対称となるように配置されている。冷媒用扁平管の中央部が互いに接触するように２本の冷媒用扁平管を配置することで、１本の水用扁平管と１本の水用扁平管との間に１本の冷媒用扁平管が挟まれる場合と比較して、冷媒用扁平管と水用扁平管との接触面積を大きくすることができる。この結果、熱交換効率を向上させることができる。
【００１３】
本発明の第５観点に係るプレート式水熱交換器は、複数の扁平管で構成される積層型のプレート式水熱交換器において、扁平管は、第１開口部と、第２開口部と、繋ぎ部と、を有するプレートから構成されている。第１開口部には、水の流入部を形成するための開口が形成されている。第２開口部には、水の流出部を形成するための開口が形成されている。繋ぎ部は、第１開口部と第２開口部とを繋いでいる。また、繋ぎ部は、流入部から流入した水が流出部へと流れる流路部を形成するためのものである。さらに、繋ぎ部は、第１方向に沿って、直線状に延びている。また、第１開口部及び第２開口部は、扁平管の両端部近傍において、第１方向に沿った繋ぎ部の中心線を基準として互いに反対側に配置されている。
【００１４】
本発明の第５観点に係るプレート式水熱交換器では、第１開口部及び第２開口部が、扁平管の両端部近傍において、繋ぎ部の中心線を基準として互いに反対側に配置されている。このプレートの構成では、第１開口部と第２開口部とに挟まれる部分がないため、板材からプレートを成形する際に、２つの開口部に挟まれる部分が捨て材となることがない。また、第１開口部及び第２開口部を、扁平管の両端部近傍において、繋ぎ部の中心線を基準として互いに反対側に配置することで、プレートの繋ぎ部の長辺と、他のプレートの繋ぎ部の前記長辺とは反対側の長辺とが重なるように、２枚のプレートを隣接して配置することができる。したがって、板材から複数のプレートを成形するときに、隣接するプレートにおいて、一方のプレートの繋ぎ部の一方の長辺と他方のプレートの繋ぎ部の長辺とが重なるように配置することで、捨て材を減らすことができる。
【００１５】
これによって、水用扁平管を構成するプレートを成形する板材の捨て材を減らすことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の第１観点に係るプレート式水熱交換器では、第１開口部及び第２開口部に設けられている開口の形状が第１方向に長い長穴形状であるため、水用扁平管を構成するプレートを成形する板材の捨て材を減らすことができる。
【００１７】
本発明の第２観点に係るプレート式水熱交換器では、繋ぎ部において、第１開口部との接続部分の反対側の部分、及び、第２開口部との接続部分の反対側の部分を、それぞれ、第１開口部及び第２開口部と略同一の形状に切り欠くことで、捨て材を更に減らすことができる。
【００１８】
本発明の第３観点に係るプレート式水熱交換器では、ヘッダ部が出入口部に対して第１方向と交差する方向にずれて配置されているため、水用扁平管を構成するプレートを成形する板材の捨て材を減らすことができる。
【００１９】
本発明の第４観点に係るプレート式水熱交換器では、１本の水用扁平管と１本の水用扁平管との間に挟まれる２本の冷媒用扁平管が、積層方向から視て、第１方向に沿った水用扁平管の中心線を基準として互いに対称となるように配置されているため、冷媒用扁平管の中央部が互いに接触するように２本の冷媒用扁平管を配置することで、熱交換効率を向上させることができる。
【００２０】
本発明の第５観点に係るプレート式水熱交換器では、第１開口部及び第２開口部が、扁平管の両端部近傍において、繋ぎ部の中心線を基準として互いに反対側に配置されているため、水用扁平管を構成するプレートを成形する板材の捨て材を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る熱交換器の構成の概要を示す概念図。
【図２】本発明に係る熱交換器の外観の一部を示す図。
【図３】本発明に係る熱交換器の断面図。
【図４】第１実施形態に係る熱交換器の平面構成を模式的に示す図。
【図５】金属プレートを説明するための図。
【図６】扁平管の断面図。
【図７】熱交換器の製造工程を説明するための図。
【図８】金属プレートを説明するための図。
【図９】変形例１Ａに係る金属プレートを説明するための図。
【図１０】第２実施形態に係る熱交換器の平面構成を模式的に示す図。
【図１１】変形例２Ａに係る熱交換器の平面構成を模式的に示す図。
【図１２】第３実施形態に係る熱交換器の平面構成を模式的に示す図。
【図１３】金属プレートの平面図。
【図１４】金属プレートの製造過程を説明するための図。
【図１５】熱交換器の平面構成を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態の積層型のプレート式水熱交換器について説明する。なお、本発明に係る熱交換器の実施形態は、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。
【００２３】
＜第１実施形態＞
（１）熱交換器の構成
図１は、熱交換器１０の構成の概要を示す概念図である。図２は、熱交換器１０の外観を示す部分斜視図である。図３は、図２のIII-IIIで切断した熱交換器１０の断面図である。図４は、熱交換器１０の平面構成を模式的に示す図である。
【００２４】
熱交換器１０は、冷媒と水とを熱交換させる積層型のプレート式水熱交換器であって、図１、図２及び図３に示すように、複数の扁平管２０と、複数の扁平多穴管４０と、複数の扁平多穴管４０に冷媒を流すための出入口分配管５０と、を含んで構成される。また、複数の扁平管２０は、各扁平管２０同士が、出入口部３０で連通している。なお、本実施形態の熱交換器１０は、５本の扁平管２０と４本の扁平多穴管４０とが交互に積層されている。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択されるものであり、扁平管２０や扁平多穴管４０の数が、本実施形態より多くてもよく（例えば、扁平管２０の数が２０本など）、或いは、少なくてもよい。また、本実施形態では、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。
【００２５】
この熱交換器１０には、水と二酸化炭素冷媒（ＣＯ２冷媒）とが使用されている。より詳しくは、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、冷媒回路を循環するＣＯ２冷媒と、水循環回路を循環する水と、の間の熱交換を行う。そして、扁平管２０には低圧の水が流れ、扁平多穴管４０には超臨界状態になっている高圧のＣＯ２冷媒が流れる。このため、扁平多穴管４０は、扁平管２０よりも高い耐圧が要求される。したがって、高い耐圧が要求される扁平多穴管４０には、多数の細かい流路４１が設けられている。なお、熱交換器１０に採用される冷媒は、ＣＯ２冷媒に限られず、フロン系冷媒等を含む自然冷媒であることが好ましい。そして、扁平多穴管４０は、押し出し加工によって製造されるため、加工性に優れたアルミニウム又はアルミニウム合金によって形成される。
【００２６】
一方で、水が流れる扁平管２０には、高い耐食性が要求される。このため、扁平管２０は、ステンレス鋼や銅合金で形成されていることが好ましい。また、扁平管２０をアルミニウムやアルミニウム合金から作ることもできるが、この場合には、水の流路２１となる内面にアルマイト加工や樹脂加工コーティングなどの防食処理を施すことが好ましい。
【００２７】
また、扁平管２０は、図４に示すように、出入口部３０として、右側出入口部３１と、右側出入口部３１よりも左側に配置される左側出入口部３２とを含む。さらに、扁平管２０は、右側出入口部３１と左側出入口部３２とを繋いでおり、直線状に延びる流路部２３を含む。そして、右側出入口部３１、流路部２３及び左側出入口部３２の内部が、扁平管２０の流路２１になっている。
【００２８】
一方で、扁平多穴管４０は直線状に延びており、出入口分配管５０は、扁平多穴管４０の延びる方向の両端部に配置されている。
【００２９】
そして、熱交換器１０は、図１や図４に示すように、扁平管２０の流路部２３と扁平多穴管４０とが所定方向（ここでは、左右方向）に沿って延びるように配置されており、扁平管２０と扁平多穴管４０とが上下方向に隣接するように積層されている。また、熱交換器１０は、図１に示す状態において、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。さらに、右側出入口部３１の端部に位置する出入口ポート３４は、配管（図示せず）などと接続されている。なお、ここでは、説明を解りやすくするために図１に示す状態に熱交換器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に示す状態で使用されなければならないものではない。例えば、扁平管２０と扁平多穴管４０とが左右方向（水平方向）に積層された状態で熱交換器１０を使用することもできる。
【００３０】
扁平管２０の側では、水は、まず、左側出入口部３２に入り、５本の扁平管２０に分かれて、扁平管２０内の流路部２３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の流路２１のうち、主に流路部２３を流れる間に、扁平多穴管４０の流路４１を流れるＣＯ２冷媒から与えられる熱で加熱される。
【００３１】
また、扁平多穴管４０の側では、ＣＯ２冷媒が、右側出入口分配管５１に入り、４本の扁平多穴管４０に分かれてその中を右から左に向かって流れ、左側出入口分配管５２から出る。そして、ＣＯ２冷媒は、扁平多穴管４０の流路４１を流れる間に、扁平管２０の流路２１のうち主に流路部２３を流れる水に熱を奪われて冷却される。
【００３２】
（２）金属プレートの構造
図５（ａ）は、扁平管２０を形成するための金属プレート８０の平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のｂ-ｂで切断した金属プレート８０を示す図である。図５（ｃ）は、図５（ａ）のｃ-ｃで切断した金属プレート８０を示す図である。図６は、一対の金属プレート８０が重ね合わされた状態を示す図である。
【００３３】
扁平管２０を構成する金属プレート８０の平面形状は、左右に長い略長方形状であって、一方の長辺８０ａの左右の両端部には、長辺８０ａの仮想延長線よりも外側にはみ出した膨出部８１，８２が形成されている。以下より、図５（ａ）に示す状態において、金属プレート８０の右側端部に形成された膨出部を右側膨出部８１といい、左側端部に形成された膨出部を左側膨出部８２といい、右側膨出部８１と左側膨出部８２とを繋いでおり直線状に延びている部分を繋ぎ部８９という。なお、長辺８０ａは繋ぎ部８９を規定する辺の一部であるため、右側膨出部８１及び左側膨出部８２は、繋ぎ部８９の仮想延長部から外れた位置に配置されていることになる。
【００３４】
繋ぎ部８９は、扁平管２０において、流路部２３を構成する部分である。右側膨出部８１及び左側膨出部８２は、扁平管２０において、左側出入口部３２及び右側出入口部３１を構成する部分である。また、右側膨出部８１には、右側開口８１ａが形成されており、左側膨出部８２には、右側開口８１ａと同じ大きさの左側開口８２ａが形成されている。右側開口８１ａ及び左側開口８２ａは、右側出入口部３１及び左側出入口部３２を形成するための開口である。また、図５（ａ）に示すように、右側開口８１ａ及び左側開口８２ａに形成されている開口形状は、繋ぎ部８９の延びる方向、すなわち、流路部２３の延びる所定方向に長い長穴形状である。なお、右側膨出部８１及び左側膨出部８２は、右側開口８１ａ及び左側開口８２ａの開口周縁部８６，８６に沿った略長方形状を呈している。
【００３５】
さらに、金属プレート８０には、凹面部８３がプレス加工によって形成されている。凹面部８３は、金属プレート８０の外周縁部８５に沿って形成された、外周縁部８５よりも内側の領域である。そして、右側開口８１ａ及び左側開口８２ａは、凹面部８３の中でもさらに一段深くなった凹部８４に形成されている。また、ここでは採用していないが、プレス加工によって凹面部８３を形成する際に、伝熱促進のためのディンプルやシェブロンを凹面部８３に形成してもよい。
【００３６】
２枚の金属プレート８０が、図６に示すように、凹面部８３が互いに対向し、かつ、外周縁部８５が重なるように重ね合わされる。これにより、凹面部８３及び凹部８４によって、右側開口８１ａ及び左側開口８２ａまで続く流路２１が形成される。また、このとき、一方の金属プレート８０の右側開口８１ａと他方の金属プレート８０の左側開口８２ａとが対向して配置され、一方の金属プレート８０の左側開口８２ａと他方の金属プレート８０の右側開口８１ａとが対向して配置される。これにより、左側出入口部３２及び右側出入口部３１が真直ぐに形成される。そして、金属プレート８０において重なっている外周縁部８５がロウ付け又は溶接によって接合されて、扁平管２０が形成される。
【００３７】
（３）扁平管と扁平多穴管との積層構造
（３−１）熱交換器の平面構造
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が真直ぐに並んだ構成を有している。そして、図４に示すように、右側出入口部３１及び左側出入口部３２が扁平多穴管４０の脇に配置されている。
【００３８】
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の両端部に配置されている。このため、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にくく、製造が容易である。
【００３９】
（３−２）熱交換器の製造工程
まず、金属板（例えば、ステンレス鋼板）のプレス加工を行うことによって、図５に示す金属プレート８０を成形する。すなわち、プレス加工によって、金属板が外周縁部８５に沿って打ち抜かれ、金属プレート８０の長手方向に沿って長い楕円形状の右側膨出部８１及び左側膨出部８２が形成されるとともに、金属プレート８０の長手方向に沿って長い長穴形状の右側開口８１ａ及び左側開口８２ａが形成される。
【００４０】
次に、図６及び図７（ａ）に示すように、凹面部８３が互いに対向するように金属プレート８０を重ね合わせて、金属プレート８０の外周縁部８５を、ロウ付け、又は、溶接によって接合する。これにより、対となる金属プレート８０の周囲が固定されると同時にシールされ、１本の扁平管２０が形成される。
【００４１】
次に、図７（ｂ）に示すように、扁平管２０が積み重ねられながら、右側開口８１ａ及び左側開口８２ａの開口周縁部８６，８６を、ロウ付け、又は、溶接によって接合することで、出入口部３０の形成が行われる。これにより、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。また、この接合により、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、扁平管２０の組立体が形成される。
【００４２】
一方で、扁平管２０の組立体の形成と並行して、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の組み立てが行われる。扁平多穴管４０の外径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、ロウ付け、又は、溶接によって、接合される。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、出入口部３０が形成された扁平管２０の組立体が嵌め込まれる（図７（ｃ）参照）。
【００４３】
最後に、扁平管２０と扁平多穴管４０とが交互に積層された状態で、扁平管２０と扁平多穴管４０との接合部分が、ロウ付け、又は、溶接によって接合される。これにより、図７（ｄ）に示すような熱交換器１０が完成する。
【００４４】
（４）特徴
（４−１）
図８（ａ）は、図１５に示す熱交換器５１０が備える扁平管５２０を構成する金属プレート５８０の平面図である。図８（ｂ）は、本実施形態の金属プレート８０の平面図である。
【００４５】
ここで、扁平管に水を流通させるための出入口部と、扁平多穴管に冷媒を流通させるための出入口分配管とが干渉しないように、出入口分配管を、扁平多穴管の延びる方向の両端部に配置し、出入口部を扁平管及び扁平多穴管の延びる方向から外れて配置して、積層型のプレート式水熱交換器を構成した場合、扁平管を構成する金属プレートは、略長方形状ではなく、出入口部を形成するための部分が膨出した形状になる。
【００４６】
このような金属プレートとして、例えば、図８（ａ）に示すような金属プレート５８０が考えられる。この金属プレート５８０は、その平面形状が、左右に長い略長方形状であって、一方の長辺５８０ａの左右の両端部には、長辺５８０ａの仮想延長線よりも外側にはみ出した右側膨出部５８１及び左側膨出部５８２が形成されている。また、右側膨出部５８１及び左側膨出部５８２には、図８（ａ）に示すように、右側開口５８１ａ及び左側開口５８２ａが正円形状に形成されている。
【００４７】
ところで、２つの膨出部の突出方向が同一方向である金属プレートを、金属板からプレス加工によって成形しようとした場合、２つの膨出部によって挟まれた部分が捨て材となる。例えば、図８（ａ）に示す金属プレート５８０を、金属板からプレス加工によって成形すると、右側膨出部５８１及び左側膨出部５８２によって挟まれた部分（図８（ａ）において斜線で示す領域）が、捨て材となる。
【００４８】
一方で、扁平管において所定の流量を確保するためには、その流量に応じて、出入口部を形成するための開口の大きさを設計する必要がある。ところが、図８（ａ）に示す金属プレート５８０のように、右側膨出部５８１及び左側膨出部５８２に形成される右側開口５８１ａ及び左側開口５８２ａを正円形状にしようとすると、右側開口５８１ａ及び左側開口５８２ａの直径に比例して、長辺５８０ａから右側膨出部５８１及び左側膨出部５８２の先端部までの寸法Ｌ５が長くなる。
【００４９】
そこで、本実施形態では、左側膨出部８２に設けられている左側開口８２ａ及び右側膨出部８１に設けられている右側開口８１ａを、流路部２３の延びる所定方向に長い長穴形状にしている。この場合、金属プレート８０を金属板からプレス加工によって成形すると、左側膨出部８２及び右側膨出部８１によって挟まれた部分（図８（ｂ）において斜線で示す領域）が、捨て材となるが、左側開口８２ａ及び右側開口８１ａを、本実施形態の左側開口８２ａ及び右側開口８１ａと略同一の開口面積を有する正円形状に形成する場合と比較して、長辺８０ａから左側膨出部８２及び右側膨出部８１の先端までの寸法Ｌ１を短くすることができるとともに、左側膨出部８２から右側膨出部８１までの寸法を小さくすることができる。
【００５０】
これによって、扁平管２０において所定の流量を確保できるとともに、左側膨出部８２から右側膨出部８１に挟まれる部分を小さくすることができるため、扁平管２０を構成する金属プレート８０を成形する板材の捨て材を減らすことができている。
【００５１】
（５）変形例
（５−１）変形例１Ａ
上記実施形態では、金属プレート８０において、繋ぎ部８９が長方形状を呈しているが、扁平多穴管との接触面積を所定量確保できるのであれば、繋ぎ部の形状は、これに限定されない。
【００５２】
例えば、図９（ａ）に示すように、繋ぎ部１８９において、右側膨出部１８１との接続部分Ｃ１の反対側の部分１８９ａ、及び、左側膨出部１８２との接続部分Ｃ２の反対側の部分１８９ｂが、それぞれ、左側膨出部１８２及び右側膨出部１８１と略同一形状に切り欠かれていてもよい。金属プレート１８０を、図９（ａ）に示すような構成にすることで、金属板（例えば、ステンレス鋼板）から複数の金属プレート１８０を成形する際に、隣接する金属プレート１８０において、一方の金属プレート１８０に形成される２つの切り欠き部分１８９ａ，１８９ｂを、他方の金属プレート１８０の右側膨出部１８１及び左側膨出部１８２に利用することができる。この結果、左側膨出部１８２及び右側膨出部１８１によって挟まれた部分のうち、隣接して成形される金属プレート１８０の繋ぎ部１８９にならない部分（図９（ａ）において斜線で示す領域）が、捨て材となる。したがって、図９（ｂ）に示す本実施形態の金属プレート８０よりも、捨て材を更に減らすことができる。
【００５３】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る熱交換器２１０の詳細構造について説明する。図１０は、第２実施形態に係る熱交換器２１０の平面構成を模式的に示す図である。
【００５４】
本実施形態の熱交換器２１０は、積層型のプレート式水熱交換器であって、第１実施形態の熱交換器１０の扁平管２０及び扁平多穴管４０の構成が異なっている。具体的には、第１実施形態の熱交換器１０では、出入口分配管５０が扁平多穴管４０の両端部に配置されており、扁平管２０の出入口部３０が扁平多穴管４０の脇に配置されているが、本実施形態の熱交換器２１０では、出入口部２３０が、扁平管２２０の両端部に配置されるとともに、出入口分配管２５０が扁平管２２０の脇に配置された構成になっている。
【００５５】
より具体的には、図１０に示すように、扁平管２２０は、所定方向（本実施形態では、左右方向）に沿って直線状に延びており、その両端部に左側出入口部２３２及び右側出入口部２３１が配置されている。また、扁平管２２０は、金属プレート２８０によって構成されている。扁平管２２０を構成する金属プレート２８０は、直線状に延びる略長方形状の板であり、金属プレート２８０の長手方向の両端部には、左側出入口部２３２及び右側出入口部２３１を形成するための開口２８１ａ，２８１ｂが設けられている。
【００５６】
また、扁平多穴管２４０は、その両端部２４３，２４４が、直線状に延びる中央部２４２に対して同じ方向に湾曲している。このため、扁平多穴管２４０は、略Ｕ字状を呈している。また、扁平多穴管２４０に冷媒を流通させるための右側出入口分配管２５１及び左側出入口分配管２５２は、扁平多穴管２４０の両端部２４３，２４４に位置している。
【００５７】
そして、この熱交換器２１０では、図１０に示すように、扁平管２２０と、扁平多穴管２４０の中央部２４２とが所定方向（ここでは、左右方向）に沿って延びるように配置されており、扁平管２２０と扁平多穴管２４０とが上下方向に隣接するように積層されている。このため、熱交換器２１０において、右側出入口分配管２５１及び左側出入口分配管２５２は、左側出入口部２３２及び右側出入口部２３１に対して所定方向と交差する方向にずれて配置された構成になる。
【００５８】
このような構成によって、この熱交換器２１０では、扁平管２２０を直線状に延びる構成にしても、扁平管２２０に水を流通させるための出入口部２３０と、扁平多穴管２４０に冷媒を流通させるための出入口分配管２５０とが干渉しないようにすることができる。このため、扁平管２２０を形成するための金属プレート２８０において、左側出入口部２３２及び右側出入口部２３１を形成するための開口を設ける部分を、扁平管２２０の延びる方向から外れるように配置した構成にする必要がない。したがって、金属板（例えば、ステンレス鋼板）から複数の金属プレート２８０を成形する際に、図１５に示す扁平管５２０を構成する金属プレートのように、２つの膨出部によって挟まれた部分が捨て材にならないため、図１５に示す扁平管５２０を構成する金属プレートと比較して、扁平管２２０を構成する金属プレート２８０を成形する金属板の捨て材を減らすことができる。
【００５９】
なお、本実施形態の熱交換器２１０の製造工程としては、扁平多穴管２４０の両端部２４３，２４４が曲げられた後に、扁平管２２０の組立体が形成されること以外は、第１実施形態と同様である。
【００６０】
（５）変形例
（５−１）変形例２Ａ
図１１は、変形例２Ａに係る熱交換器の平面構成を模式的に示す図である。
【００６１】
上記実施形態では、１本の扁平管２２０と１本の扁平管２２０との間に挟まれる扁平多穴管２４０は、１本であるが、１本の扁平管と１本の扁平管との間に挟まれる扁平多穴管が複数であってもよい。
【００６２】
例えば、図１１に示すように、１本の扁平管２２０と１本の扁平管２２０との間に、上記実施形態と同様の構成の扁平多穴管２４０ａ，２４０ｂが、２本挟まれるように熱交換器が構成されていてもよい。また、各扁平多穴管２４０ａ，２４０ｂに冷媒を流通させるための各出入口分配管２５０ａ，２５０ｂは、扁平管２２０の脇に配置されている。具体的には、２本の扁平多穴管のうちの一方を第１扁平多穴管２４０ａとし、他方を第２扁平多穴管２４０ｂとすると、第１扁平多穴管２４０ａ及び第２扁平多穴管２４０ｂは、積層方向から視て、すなわち、熱交換器の平面視において、所定方向（図１１では、左右方向）に沿った扁平管２２０の中心線Ｌ２を基準として、互いに対称となるように配置されている。第１扁平多穴管２４０ａ及び第２扁平多穴管２４０ｂがこのように配置されることで、上記実施形態よりも扁平管２２０と扁平多穴管２４０ａ，２４０ｂとの接触面積を増やすことができるため、熱交換効率を向上させることができる。
【００６３】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る熱交換器３１０の詳細構造について説明する。図１２は、第３実施形態に係る熱交換器３１０の平面構成を模式的に示す図である。図１３は、第３実施形態に係る熱交換器３１０が備える扁平管３２０を構成する金属プレート３８０の平面図である。図１４は、扁平管３２０を構成する金属プレート３８０をプレス送り方向に並べた状態を示した図である。
【００６４】
本実施形態の熱交換器３１０は、積層型のプレート式水熱交換器であって、第１実施形態の熱交換器１０とは、扁平管２０の構成が異なっている。具体的には、第１実施形態に係る熱交換器１０の扁平管２０では、左側出入口部３２及び右側出入口部３１が、同一方向に膨出しているが、本実施形態に係る熱交換器３１０の扁平管３２０では、左側出入口部３３２及び右側出入口部３３１が、異なる方向に膨出している。
【００６５】
そして、扁平管３２０を構成する金属プレート３８０は、その平面形状が、図１３に示すように、左右に長い略長方形状であって、一方の長辺３８０ａの左端部に、長辺３８０ａの仮想延長線よりも外側にはみ出した左側膨出部３８２が形成されており、他方の長辺３８０ｂの右端部に、長辺３８０ｂの仮想延長線よりも外側にはみ出した右側膨出部３８１が形成されている。また、左側膨出部３８２には、左側出入口部３３２を形成するための左側開口３８２ａが形成されており、右側膨出部３８１には、右側出入口部３３１を形成するための右側開口３８１ａが形成されている。さらに、右側膨出部３８１及び左側膨出部３８２を繋いでおり直線状に延びている部分を繋ぎ部３８９とすると、左側膨出部３８２及び右側膨出部３８１は、扁平管３２０の両端部近傍において、繋ぎ部３８９の延びる所定方向（扁平管３２０の延びる方向）に沿った繋ぎ部３８９の中心線Ｌ３を基準として互いに反対側に配置されている。
【００６６】
なお、繋ぎ部３８９は、扁平管３２０において、流路部３２３を構成する部分である。また、右側膨出部３８１及び左側膨出部３８２は、扁平管３２０において、右側出入口部３３１及び左側出入口部３３２を構成する部分である。さらに、金属プレート３８０において、右側膨出部３８１及び左側膨出部３８２の大きさは略同一であり、右側開口３８１ａ及び左側開口３８２ａの開口面積も略同一である。
【００６７】
そして、金属板（例えば、ステンレス鋼板）のプレス加工を行うことによって、図１３に示す金属プレート３８０を成形する際に、図１４に示すように、金属板において、隣接する金属プレート３８０の繋ぎ部３８９をプレス送り方向Ｙに直交する方向に対して斜めに配置する。ここで、右側膨出部３８１及び左側膨出部３８２が、繋ぎ部３８９の中心線Ｌ３を基準として互いに反対側に配置されていることで、隣接して配置される金属プレート３８０のうちの一方の金属プレート３８０の一方の長辺３８０ａと他方の金属プレート３８０の他方の長辺３８０ｂとが重なるように並べることができる。このため、金属板において、プレス送り方向Ｙに平行な方向の一方の辺Ｐ１近傍に各右側膨出部３８１を配置し、他方の辺Ｐ２近傍に各左側膨出部３８２を配置し、かつ、隣接して配置される金属プレート３８０のうちの一方の金属プレート３８０の一方の長辺３８０ａと他方の金属プレート３８０の他方の長辺３８０ｂとが重なるように配置することで、図１５に示す扁平管５２０を構成する金属プレートのように、２つの膨出部によって挟まれた部分が捨て材となることがなく、この結果、扁平管３２０を構成する金属プレート３８０を成形する金属板の捨て材を減らすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明では、水用扁平管を構成するプレートを成形する板材の捨て材を減らすことができるため、プレート式水熱交換器への適用が有効である。
【符号の説明】
【００６９】
１０，２１０，３１０  熱交換器（プレート式水熱交換器）
２０，２２０，３２０  扁平管（水用扁平管）
２３，３２３  流路部
３１，３３１  右側出入口部（流出部）
３２，３３２  左側出入口部（流入部）
４０，２４０  扁平多穴管（冷媒用扁平管）
５０，２５０  出入口分配管（ヘッダ部）
８０，２８０，３８０  金属プレート（プレート）
８１，３８１  右側膨出部（第２開口部）
８１ａ，２８１ａ，３８１ａ  右側開口（開口）
８２，３８２  左側膨出部（第１開口部）
８２ａ，２８２ａ，３８２ａ  左側開口（開口）
８９，３８９  繋ぎ部
２３０      出入口部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７０】
【特許文献１】特開２００７−３２２０５１号公報
【図１】
2013185785.tif 000003
【図２】
2013185785.tif 000004
【図３】
2013185785.tif 000005
【図４】
2013185785.tif 000006
【図５】
2013185785.tif 000007
【図６】
2013185785.tif 000008
【図７】
2013185785.tif 000009
【図８】
2013185785.tif 000010
【図９】
2013185785.tif 000011
【図１０】
2013185785.tif 000012
【図１１】
2013185785.tif 000013
【図１２】
2013185785.tif 000014
【図１３】
2013185785.tif 000015
【図１４】
2013185785.tif 000016
【図１５】
2013185785.tif 000017