(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１枚の金属板を折り曲げ形成する事により一体に造っており、扁平管状の外壁部と、この外壁部の内側に存在する波板状のインナーフィン部とから成る熱交換器用扁平伝熱管に於いて、上記外壁部を、上記金属板の表面同士を互いに重ね合わせ、上記インナーフィン部とは別に、少なくともこの金属板２枚分の板厚とすると共に、このインナーフィン部をこの金属板１枚分の板厚とした事を特徴とする熱交換器用扁平伝熱管。
【請求項２】
インナーフィン部は、１枚の金属板の幅方向両端縁部に波板状に形成され、複数の仕切り部を有する１対の波板部と、それぞれの一端縁をこれら各波板部の一端縁に連続させ、これら各波板部の幅方向に対してほぼ直角な方向にこれら各波板部の片面側から他面側に向けて延出する状態で折り曲げられた１対の平板部と、これら各平板部の側面のうちの上記各波板部の反対側に位置する側面同士を互いに重ね合わせてろう付け接合する事により形成した隔壁部とを備え、外壁部は、それぞれの一端縁を上記各平板部の他端縁に連続させ、上記各波板部を包む様に上記金属板の幅方向中間部を断面Ｕ字形に折り曲げて形成され、片側方に開口した開口部同士を互いに対向させて配置した１対の内側外壁部と、それぞれの一端縁をこれら各内側外壁部の他端縁に連続させ、上記金属板の幅方向中間部を上記各内側外壁部の外周面側に向けて断面Ｕ字形に折り曲げて重ね合わせた１対の折り曲げ部と、これら各折り曲げ部の折り返し部の外周縁同士を突き合わせて互いにろう付け接合する事により形成した繋ぎ部と、その両端縁を上記各折り曲げ部の他端縁にそれぞれ連続させ、上記各内側外壁部を包む状態でこれら各内側外壁部の外周面に重ね合せてろう付け接合した扁平管状の外側外壁部とから成る、請求項１に記載した熱交換器用扁平伝熱管。
【請求項３】
インナーフィン部は、１枚の金属板の幅方向一端縁部に波板状に形成され、複数の仕切り部を有する波板部から成り、外壁部は、その一端縁を上記波板部の一端縁に連続させ、この波板部を包む様に上記金属板の幅方向中間部を断面Ｕ字形に折り曲げて形成され、片側方に開口した開口部を有する内側外壁部と、その一端縁をこの内側外壁部の他端縁に連続させ、上記開口部を塞ぐと共に上記内側外壁部の外周面を包む状態でこの内側外壁部の外周面に重ね合せてろう付け接合した扁平管状の外側外壁部とから成る、請求項１に記載した熱交換器用扁平伝熱管。
【請求項４】
１枚の金属板の幅方向一端縁部に波板状に形成され、複数の仕切り部を有する第一波板部と、その一端縁をこの第一波板部の一端縁に連続させ、この第一波板部の幅方向に対してほぼ直角な方向にこの第一波板部の片面側から他面側に向けて延出する状態で折り曲げられた第一平板部と、その一端縁をこの第一平板部の他端縁に連続させ、上記第一波板部を包む様に上記金属板の幅方向中間部を断面Ｕ字形に折り曲げて形成され、片側方に開口した開口部を有する内側外壁部と、その一端縁をこの内側外壁部の他端縁に連続させ、この他端縁から真直ぐに延出する状態で設けられた平坦部と、その一端縁をこの平坦部の他端縁に連続させると共に上記第一波板部とそれぞれの幅方向に亙り直列に配置され、複数の仕切り部を有する第二波板部と、その一端縁をこの第二波板部の他端縁に連続させ、この第二波板部の幅方向に対してほぼ直角な方向にこの第二波板部の片面側から他面側に向けて延出する状態で折り曲げられた第二平板部と、その一端縁をこの第二平板部の他端縁に連続させ、上記内側外壁部と上記平坦部と上記第二波板部とを包む状態でこれら内側外壁部の外周面と平坦部の片面と第二波板部の他面とに重ね合せてろう付け接合した扁平管状の第一外側外壁部と、その一端縁をこの第一外側外壁部の他端縁に連続させ、上記金属板の幅方向中間部をこの第一外側外壁部の外周面側に向けて断面Ｕ字形に折り曲げて重ね合わせた折り曲げ部と、その一端縁をこの折り曲げ部の他端縁に連続させ、上記第一外側外壁部の一部を包む状態でこの第一外側外壁部の外周面に重ね合せてろう付け接合した第二外側外壁部とを備え、インナーフィン部は、上記第一、第二両波板部と、上記第一、第二両平板部の側面のうちの上記各第一、第二波板部の反対側に位置する側面同士を互いに重ね合わせてろう付け接合する事により形成した隔壁部とを直列に配置して成り、外壁部は、上記内側外壁部と、上記平坦部と、上記第一、第二両外側外壁部と、上記折り曲げ部と、この折り曲げ部の折り返し部の外周縁と上記第二平板部の側面のうちの上記第二波板部側に位置する側面の他端縁側表面とを突き合わせて互いにろう付け接合する事により形成した繋ぎ部とから成る、請求項１に記載した熱交換器用扁平伝熱管。
【請求項５】
熱交換器への組み込み時に繋ぎ部を下側に位置させる、請求項２又は請求項４に記載した熱交換器用扁平伝熱管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る熱交換器用扁平伝熱管は、例えば、自動車用空気調和装置に組み込まれるコンデンサとして使用する熱交換器を構成する扁平伝熱管の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用空気調和装置を構成するコンデンサとして、多数のフィンと伝熱管とによりコア部を構成した熱交換器が知られている。この熱交換器は、図５に示す様に、それぞれを水平方向に、且つ、上下方向に亙り交互に配置した扁平伝熱管１、１とコルゲートフィン２、２とから成るコア部３の左右両端部に、入口管５を有する入口側ヘッダ６と出口管７を有する出口側ヘッダ８とを設けて成る。又、上記コア部３の上下両端部には、このコア部３の補強を図ると共に、熱交換器を車体に取り付けるのに利用する為のサイドサポート４、４を設けている。
【０００３】
この様な熱交換器の使用時、入口管５から入口側ヘッダ６に送り込まれて扁平伝熱管１、１内を流れる、冷媒等の流体は、コア部３を構成する扁平伝熱管１、１及びコルゲートフィン２、２の間を図５の表裏方向に流通する空気との間で熱交換して冷却された後、出口側ヘッダ８を介して出口管７から送り出される。
【０００４】
又、この様な熱交換器の性能を向上させる為には、上記扁平伝熱管１、１内を流れる冷媒等の流体の流れを乱すと共に、この流体と扁平伝熱管１、１との接触面積を増大させる事が効果的である。又、各扁平伝熱管１、１の耐圧強度を確保する為には、各扁平伝熱管１、１を構成する互いに平行な１対の平板部同士を複数個所で互いに結合する必要がある。この為、上記熱交換器を構成する扁平伝熱管１、１の内側にインナーフィンを挿入し、このインナーフィンを上記１対の平板部の内面にろう付け結合する構造が、従来から用いられている。
【０００５】
ところが、別々に造られたインナーフィンと扁平伝熱管とを後から組み合わせる事は面倒で、熱交換器のコストを高くする原因となる。この様な事情に鑑みて特表平８−５０２８１１号公報には、図６〜９に示す様にインナーフィンと扁平伝熱管とを一体に形成する構造が記載されている。この従来構造の扁平伝熱管１ａ（図９）は、１枚のアルミニウム合金製の板材９（少なくとも片面にろう材を積層したクラッド材）をロール成形により折り曲げ形成して成る。この様な扁平伝熱管１ａを造る場合には、先ず、帯状の板材９を長さ方向（図６の矢印ａ方向）に送りつつ、この板材９の幅方向（図６の矢印ｂ方向）両端部に、ロール成形により、図６に示す様な波板部１３を形成する。この波板部１３を形成したならば、次いで、図７〜８に示す様に、上記板材９を、上記波板部１３を内側に包む様に折り曲げていく。そして、図９の状態で上記板材９を加熱する事により、当接している各部分をろう付け接合して、同図に示す様な、外壁部１１とインナーフィン部１０から成る扁平伝熱管１ａとする。尚、このろう付けは、この扁平伝熱管１ａと、熱交換器の他の構成部材とをろう付けするのと同時に行なう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した図９に示す様な従来構造の扁平伝熱管１ａの場合、この扁平伝熱管１ａの性能を向上させる為には、インナーフィン部１０の仕切り部１４、１４の数を多くして、このインナーフィン部１０の伝熱面積を増加させる事が考えられる。ところが、上記インナーフィン部１０を構成するアルミニウム板９の板厚を薄くする事により、このインナーフィン部１０の板厚を薄くして上記各仕切り部１４、１４の数を多くした場合には、このインナーフィン部１０の伝熱面積を増加させる事はできるが、上記扁平伝熱管１ａを構成する外壁部１１の板厚も薄くなる。この場合、上記外壁部１１の板厚が薄くなる分、この外壁部１１の耐食性が低下する。従って、上記扁平伝熱管１ａに於いては、上記外壁部１１の板厚を確保する必要上、上記板材９の板厚を薄くする事はできない。
本発明の熱交換器用扁平伝熱管は、以上の様な事情に鑑みて発明したものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱交換器用扁平伝熱管は、従来から知られている熱交換器用扁平伝熱管と同様に、１枚の金属板を折り曲げ形成する事により一体に造っており、扁平管状の外壁部と、この外壁部の内側に存在する波板状のインナーフィン部とから成る。
特に、本発明の熱交換器用扁平伝熱管に於いては、上記外壁部を、上記金属板の表面同士を互いに重ね合わせ、上記インナーフィン部とは別に、少なくともこの金属板２枚分の板厚とすると共に、このインナーフィン部をこの金属板１枚分の板厚としている。
【０００８】
【作用】
上述の様に構成する本発明の熱交換器用扁平伝熱管の場合には、上記外壁部の板厚を確保しつつ、インナーフィン部の板厚のみを薄くする事により、このインナーフィン部を構成する仕切り部の数を増やす事ができる。この結果、このインナーフィン部の伝熱面積が増加し、本発明の熱交換器用扁平伝熱管の耐久性を確保しつつ伝熱性能を向上させる事ができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、請求項１〜２に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の扁平伝熱管１２の基本構造は、前述した従来構造と同様である。特に、本例の扁平伝熱管１２の場合には、外壁部１１ａの板厚を、この外壁部１１ａを構成する金属板２枚分としている点が、従来構造と異なる。そこで、前述した従来構造と同等の部分に就いては、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００１０】
本例の扁平伝熱管１２は、アルミニウム合金製で、芯材の両面にろう材を積層して成る両面クラッド材である、１枚の板材（金属板）を折り曲げ形成する事により一体に造っており、扁平管状の外壁部１１ａと、この外壁部１１ａの内側に存在する波板状のインナーフィン部１０ａとから成る。
【００１１】
上記インナーフィン部１０ａは、１対の波板部１３、１３と、１対の平板部１５、１５と、隔壁部１６とを備える。上記各波板部１３、１３は、１枚の金属板の幅方向（図４の左右方向）両端縁部に波板状に形成され、複数の仕切り部１４、１４を有する。これら各仕切り部１４、１４は、上記外壁部１１ａの内側に存在する空間を上記扁平伝熱管１２の軸方向（図１の表裏方向）に長い複数の室に仕切っている。又、これら各仕切り部１４、１４同士を連続させる部分は、それぞれ上記外壁部１１ａの内周面に突き当ててろう付け接合している。尚、図示の例では、上記各仕切り部１４、１４同士を連続させる部分を平板状に構成しているが、この部分を、これら各仕切り部１４、１４同士を滑らかに連続させる、断面円弧状とする事もできる。又、上記各平板部１５、１５は、それぞれの一端縁（図１の下端縁）を上記各波板部１３、１３の一端縁（図１の左側の波板部１３の場合には、右端縁。右側の波板部１３の場合には、左端縁。）に連続させ、これら各波板部１３、１３の幅方向（図１の左右方向）に対してほぼ直角な方向（図１の上方向）に、これら各波板部１３、１３の片面側（図１の下面側）から他面側（図１の上面側）に向けて延出する状態で折り曲げられている。又、上記隔壁部１６は、上記各平板部１５、１５の側面のうちの上記各波板部１３、１３の反対側に位置する側面同士を互いに重ね合わせてろう付け接合する事により形成している。
【００１２】
一方、上記外壁部１１ａは、１対の内側外壁部１８、１８と、１対の折り曲げ部１９、１９と、繋ぎ部２０と、扁平管状の外側外壁部２２とから構成している。上記各内側外壁部１８、１８は、それぞれの一端縁（図１で、上側に位置する端縁）を上記各平板部１５、１５の他端縁（図１の上端縁）に連続させ、上記各波板部１３、１３を包む様に上記金属板の幅方向中間部を断面Ｕ字形に折り曲げて形成され、片側方（図１の左側の内側外壁部１８の場合には、右側方。右側の内側外壁部１８の場合には、左側方。）に開口した開口部１７、１７同士を互いに対向させて配置している。又、上記各折り曲げ部１９、１９は、それぞれの一端縁（図１で、上側に位置する端縁）をこれら各内側外壁部１８、１８の他端縁（図１で、下側に位置する端縁）に連続させ、上記金属板の幅方向中間部を上記各内側外壁部１８、１８の外周面側に向けて断面Ｕ字形に折り曲げると共に、互いに密に重ね合わせている。又、上記繋ぎ部２０は、上記各折り曲げ部１９、１９の折り返し部の外周縁同士を突き合わせて互いにろう付け接合する事により形成している。又、上記外側外壁部２２は、その両端縁を上記各折り曲げ部１９、１９の他端縁（図１で、下側に位置する端縁）にそれぞれ連続させ、上記各内側外壁部１８、１８を包む状態でこれら各内側外壁部１８、１８の外周面に重ね合せてろう付け接合している。従って、上記外壁部１１ａは、上記金属板２枚分の板厚を有する。尚、本例の扁平伝熱管１２は、上記金属板の板厚ｔを、従来構造の扁平伝熱管１ａに使用する金属板の板厚の約半分にしている。又、扁平伝熱管１２を熱交換器に組み込んで使用する際には、上記繋ぎ部２０を下側に位置させる。この理由は、他の部分に比べて耐食性が劣る繋ぎ部２０に汚れ等が付着して、この汚れ等が湿ったままの状態になりにくくする為である。
【００１３】
上述の様に構成する本発明の扁平伝熱管１２を製造する場合には、一枚の金属板の幅方向両端縁部に上記１対の波板部１３をロール成形により形成する。この様にして形成された、図４に示す様な中間素材２９を、図４の（ａ）〜（ｅ）に示す様に折り曲げていく事により、図１に示す様な扁平伝熱管１２を製造する。上記図４に示す工程は、上記各波板部１３を形成するのと同様にロール成形により行なう。尚、図４（ｅ）に示す様に折り曲げられた状態で加熱ろう付けした場合、前記各内側外壁部１８、１８と外側外壁部２２との間は密にろう付けされる。従って、これら内側外壁部１８、１８と外側外壁部２２との間には、熱伝導率の小さい空気等の気体が侵入しない。
【００１４】
上述の様に構成する本例の扁平伝熱管１２の場合には、インナーフィン部１０ａが、上記金属板１枚分の板厚しか持たない為、上記各仕切り部１４、１４の板厚は従来構造の約半分になる。この結果、上記各仕切り部１４、１４の数を単純に２倍に増やした場合でも、上記外壁部１１ａの内側の容積は従来と変わらない。従って、上記外壁部１１ａの内側を流れる流体の通路を従来通り維持しつつ、この扁平伝熱管１２の伝熱面積を増加させる事ができる。
【００１５】
次に、図２は、請求項１、３に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の扁平伝熱管１２ａの場合、インナーフィン部１０ｂは、１枚の金属板の幅方向一端縁部に波板状に形成され、複数の仕切り部１４、１４を有する波板部１３ａから成る。又、外壁部１１ｂは、内側外壁部１８ａと、扁平管状の外側外壁部２２ａとから成る。上記内側外壁部１８ａは、その一端縁（図２で、上側に位置する端縁）を上記波板部１３ａの一端縁（図２の右端縁）に連続させ、この波板部１３ａを包む様に上記金属板の幅方向中間部を断面Ｕ字形に折り曲げて形成され、片側方（本例の場合には、図２の右側方）に開口した開口部１７を有する。上記外側外壁部２２ａは、その一端縁をこの内側外壁部１８ａの他端縁（図２で、下側に位置する端縁）に連続させ、上記開口部１７を塞ぐと共に上記内側外壁部１８ａの外周面を包む状態でこの内側外壁部１８ａの外周面に重ね合せてろう付け接合している。その他の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様であるから、重複する説明を省略する。尚、本例の扁平伝熱管１２ａを造る場合も、上述した第１例と同様に、一枚の金属板に上記波板部１３ａをロール成形により形成する。この様にして形成された、図示しない中間素材をロール成形により折り曲げていく事により、図２に示す様な扁平伝熱管１２ａを製造する。
【００１６】
次に、図３は、請求項１、４に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の扁平伝熱管１２ｂの場合には、図３の左半部を上述した第１例の扁平伝熱管１２とほぼ同様に構成すると共に、右半部を異ならせている。
【００１７】
本例の扁平伝熱管１２ｂは、金属板の幅方向に亙り互いに直列に配置された、第一波板部２３と、第一平板部２５と、内側外壁部１８ｂと、平坦部３０と、第二波板部２４と、第二平板部２６と、扁平管状の第一外側外壁部２７と、折り曲げ部１９と、第二外側外壁部２８とを備える。上記第一波板部２３は、上記金属板の幅方向一端縁部に波板状に形成され、複数の仕切り部１４、１４を有する。上記第一平板部２５は、その一端縁（図３の上端縁）を上記第一波板部２３の一端縁（図３の右端縁）に連続させ、この第一波板部２３の幅方向（図３の左右方向）に対してほぼ直角な方向（図３の下方向）にこの第一波板部２３の片面側（図３の上面側）から他面側（図３の下面側）に向けて延出する状態で折り曲げられている。上記内側外壁部１８ｂは、その一端縁（図３で、下側に位置する端縁）を上記第一平板部２５の他端縁（図３の下端縁）に連続させ、上記第一波板部２３を包む様に上記金属板の幅方向中間部を断面Ｕ字形に折り曲げて成り、片側方（図３の右側方）に開口した開口部１７を有する。上記平坦部３０は、その一端縁（図３の左端縁）を上記内側外壁部１８ｂの他端縁（図３で、上側に位置する端縁）に連続させ、この他端縁から真直ぐに延出する状態で設けている。上記第二波板部２４は、その一端縁（図３の右端縁）を上記平坦部３０の他端縁（図３の右端縁）に連続させると共に上記第一波板部２３とそれぞれの幅方向に亙り直列に配置され、複数の仕切り部１４、１４を有する。上記第二平板部２６は、その一端縁（図３の上端縁）を上記第二波板部２４の他端縁（図３の左端縁）に連続させ、この第二波板部２４の幅方向に対してほぼ直角な方向にこの第二波板部２４の片面側（図３の上面側）から他面側（図３の下面側）に向けて延出する状態で折り曲げている。上記第一外側外壁部２７は、その一端縁（図３の中央部左側に位置する端縁）を上記第二平板部２６の他端縁（図３の下端縁）に連続させ、上記内側外壁部１８ｂと上記平坦部３０と上記第二波板部２４とを包む状態でこれら内側外壁部１８ｂの外周面と平坦部３０の片面（図３の上面）と第二波板部２４の他面（図３の下面）とに重ね合せてろう付け接合している。上記折り曲げ部１９は、その一端縁（図３で、上側に位置する端縁）を上記第一外側外壁部２７の他端縁（図３の中央部右側に位置する端縁）に連続させ、上記金属板の幅方向中間部をこの第一外側外壁部２７の外周面側に向けて断面Ｕ字形に折り曲げて重ね合わせている。上記第二外側外壁部２８は、その一端縁（図３の左端縁）をこの折り曲げ部１９の他端縁（図３で、下側に位置する端縁）に連続させ、上記第一外側外壁部２７の一部を包む状態でこの第一外側外壁部２７の外周面に重ね合せてろう付け接合している。
【００１８】
又、インナーフィン部１０ｃは、上記第一、第二両波板部２３、２４と、上記第一、第二両平板部２５、２６の側面のうちの上記各第一、第二波板部２３、２４の反対側に位置する側面同士を互いに重ね合わせてろう付け接合する事により形成した隔壁部１６ａとを直列に配置して成る。又、外壁部１１ｃを、上記内側外壁部１８ｂと、上記平坦部３０と、上記第一、第二両外側外壁部２７、２８と、上記折り曲げ部１９と、この折り曲げ部１９の折り返し部の外周縁と上記第二平板部２６の側面のうちの上記第二波板部２４側に位置する側面の他端縁側（図３の下側）表面とを突き合わせて互いにろう付け接合する事により形成した繋ぎ部２０ａとから構成している。その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であるから、重複する説明は省略する。尚、本例の扁平伝熱管１２ｂを製造する場合にも、前述した第１例と同様に、ロール成形により行なう。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の熱交換器用扁平伝熱管は、以上の様に構成され作用するので、外壁部の耐食性を維持しつつ、内部を流れる流体との間の伝熱性能の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す端面図。
【図２】同第２例を示す、図１と同様の図。
【図３】同第３例を示す、図１と同様の図。
【図４】本発明の実施の形態の第１例の扁平伝熱管を製造する工程を示す略断面図。
【図５】従来から知られた熱交換器の１例を示す斜視図。
【図６】従来の扁平伝熱管の製造工程の初期を示す部分斜視図。
【図７】同じく製造工程の中期を示す部分斜視図。
【図８】同じく製造工程の終期を示す部分斜視図。
【図９】従来の扁平伝熱管を示す部分斜視図。
【符号の説明】
１、１ａ  扁平伝熱管
２    コルゲートフィン
３    コア部
４    サイドサポート
５    入口管
６    入力側ヘッダ
７    出口管
８    出口側ヘッダ
９    板材
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  インナーフィン部
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ  外壁部
１２、１２ａ、１２ｂ  扁平伝熱管
１３、１３ａ  波板部
１４    仕切り部
１５    平板部
１６、１６ａ  隔壁部
１７    開口部
１８、１８ａ、１８ｂ  内側外壁部
１９    折り曲げ部
２０、２０ａ  繋ぎ部
２２、２２ａ  外側外壁部
２３    第一波板部
２４    第二波板部
２５    第一平板部
２６    第二平板部
２７    第一外側外壁部
２８    第二外側外壁部
２９    中間素材
３０    平坦部
【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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