(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を熱交換媒体が流れる偏平なチューブ本体（２）と、該チューブ本体（２）内の互いに対向する両偏平面（３，４）を連結しチューブ本体（２）内で熱交換媒体の乱流を生成する多数のビード（５）とを備えた熱交換器用の偏平チューブにおいて、
ビード（５）間に、前記両偏平面（３，４）の少なくとも一方からチューブ本体（２）内へ突出するランド部（６）と、熱交換媒体が該ランド部（６）を乗り越えて流れる流通空隙（７）とを形成し、
チューブ本体（２）内に、チューブ本体（２）の長手方向（Ｘ）へ沿ってビード（５）を間欠的に等間隔に配置したビード配列が複数列形成され、互いに隣接する両ビード配列では、一方のビード配列のビード（５）が他方のビード配列のビード（５）間の中間に位置し、
ランド部（６）は、一ビード配列中の一ビード（５）と、その一ビード配列の両側に隣接する両ビード配列中の、前記一ビード（５）に対して熱交換媒体の流通上流側及び流通下流側にそれぞれ隣接するビード（５）とを架橋することにより、前記ビードおよび前記ランドに囲まれる領域が前記チューブ本体の長手方向に対して斜行する４辺を有する略菱形形状に形成されていることを特徴とする熱交換器用の偏平チューブ。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器用の偏平チューブであって、
前記チューブ本体（２）は、前記ビードおよび前記ランドがディンプル加工された長方形状のプレート（Ｐ）が折り曲げられて形成されることを特徴とする熱交換器用の偏平チューブ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の熱交換器用の偏平チューブであって、
前記チューブ本体（２）は、長方形状のプレート（Ｐ）が幅方向両端側から折り曲げられて当該幅方向両端部が互いに前記プレート（Ｐ）の幅方向中央部で互いにロウ付けされてなることを特徴とする熱交換器用の偏平チューブ。
【請求項４】
請求項２または３に記載の熱交換器用の偏平チューブであって、
前記チューブ本体（２）は、前記両偏平面（３、４）の一方のみに前記ビードおよび前記ランドが設けられていることを特徴とする熱交換器用の偏平チューブ。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の熱交換器用の偏平チューブであって、
ランド部（６）は、その表面の断面形状が円弧状であることを特徴とする熱交換器用の偏平チューブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置等の冷凍サイクルに用いられるコンデンサ，エバポレータ，ヒータコア、あるいは車両用のラジエータ等の熱交換器に使用される熱交換器用の偏平チューブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来品の一例を示している。この熱交換器用の偏平チューブＡは、特開平７−１９７７４号公報に記載されているものであって、内部を熱交換媒体が流れる偏平なチューブ本体Ｂと、このチューブ本体Ｂ内の互いに対向する両偏平面Ｃ，Ｃを連結しチューブ本体Ｂ内で熱交換媒体の乱流を生成する多数の円柱状のビードＤとを備えている。チューブ本体ＢのＵ字状の屈曲部Ｂ１寄りの部位には、この屈曲部Ｂ１寄りの両偏平面Ｃ，Ｃをチューブ本体Ｂの長手方向Ｘへ沿って連結し屈曲部Ｂ１を補強する補強用突部Ｅが形成されている。
【０００３】
この偏平チューブＡでは、チューブ本体Ｂ内を流れる熱交換媒体が多数のビードＤで層流状態を乱され乱流を生じながら流通するので、熱交換効率を向上させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この偏平チューブＡでは、多数のビードＤによって生成される熱交換媒体の乱流は、ほぼ平面的に熱交換媒体の層流状態を乱すだけであるから、両偏平面Ｃ，Ｃの近傍に形成される熱交換媒体の温度境界層をこの乱流によって乱す効果は小さい。従って、熱交換効率の向上には限界がある。
【０００５】
そこで、本発明では、従来品と比べて熱交換効率を更に向上させることができる熱交換器用の偏平チューブを提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、内部を熱交換媒体が流れる偏平なチューブ本体と、該チューブ本体内の互いに対向する両偏平面を連結しチューブ本体内で熱交換媒体の乱流を生成する多数のビードとを備えた熱交換器用の偏平チューブにおいて、ビード間に、前記両偏平面の少なくとも一方からチューブ本体内へ突出するランド部と、熱交換媒体が該ランド部を乗り越えて流れる流通空隙とを形成し、チューブ本体内に、チューブ本体の長手方向へ沿ってビードを間欠的に等間隔に配置したビード配列が複数列形成され、互いに隣接する両ビード配列では、一方のビード配列のビードが他方のビード配列のビード間の中間に位置し、ランド部は、一ビード配列中の一ビードと、その一ビード配列の両側に隣接する両ビード配列中の、前記一ビードに対して熱交換媒体の流通上流側及び流通下流側にそれぞれ隣接するビードと、を橋架することにより、前記ビードおよび前記ランドに囲まれる領域が前記チューブ本体の長手方向に対して斜行する４辺を有する略菱形形状に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１記載の熱交換器用の偏平チューブであって、前記チューブ本体は、前記ランドおよび前記ランドがディンプル加工された長方形状のプレートが折り曲げられて形成されることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の熱交換器用の偏平チューブであって、前記チューブ本体は、長方形状のプレートが幅方向両端側から折り曲げられて当該幅方向両端部が互いに前記プレートの幅方向中央部で互いにロウ付けされてなることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項２または３に記載の熱交換器用の偏平チューブであって、前記チューブ本体は、前記両偏平面の一方のみに前記ビードおよび前記ランドが設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の熱交換器用の偏平チューブであって、ランド部は、その表面の断面形状が円弧状であることを特徴としている。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１の発明では、熱交換媒体は、多数のビードで層流状態を乱されながら流れると共に、両偏平面の少なくとも一方からチューブ本体内へ突出するランド部を乗り越えて流れる。そして、このランド部を乗り越えて流れる熱交換媒体は、ランド部の頂上から偏平面へ向かって流れ落ち、偏平面の近傍に形成される熱交換媒体の温度境界層を乱すことができる。従って、多数のビードのみを備えた従来品と比べて、熱交換を行うチューブ本体の偏平面の温度境界層を薄くでき、熱交換効率を更に向上させることができる。
【００１３】
また、請求項１の発明では、ランド部はビード間を架橋しているので、ランド部が架橋しているビード間を流れる熱交換媒体は、ランド部の頂上から偏平面へ向かって確実に流れ落ち、従って、偏平面の近傍に形成される熱交換媒体の温度境界層を確実に乱すことができ、熱交換効率を確実に向上させることができる。
【００１４】
また、請求項１の発明では、チューブ本体の長手方向に対してビード部及びランド部が斜めに交差するように配置され、この配置が全ビードに対して行われるので、両偏平面の少なくとも一方に、チューブ本体の長手方向に対して斜行する４辺を有する略四角形形状の領域を多数形成することができ、この各領域毎に熱交換媒体の温度境界層を乱すことができる。従って、熱交換効率の更なる向上を図ることができる。
【００１７】
また、請求項１の発明では、チューブ本体の長手方向へ沿ってビードが等間隔に配置され、互いに隣接する両ビード配列では、一方のビード配列のビードが他方のビード配列のビード間の中間に位置しているので、ビードの分布密度を高めることができ、熱交換効率の更なる向上とチューブ本体の耐圧強度の向上とを図ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は、請求項１，２，３，５，６記載の各発明を併せて実施した第１実施形態の一例を示す平面図である。図２は、図１に示すもののＶ−Ｖ線断面図である。図１，図２に示すように、この熱交換器用の偏平チューブ１は、内部を熱交換媒体が流れる偏平なチューブ本体２と、このチューブ本体２内の互いに対向する両偏平面３，４を連結しチューブ本体２内で熱交換媒体の乱流を生成する多数のビード５とを備えている。
【００２０】
ビード５は、チューブ本体２の長手方向Ｘへ沿った長軸を有する楕円形の円柱形状を有し、両偏平面３，４の一方の偏平面３からチューブ本体２内へ突出して他方の偏平面４に接合されている。互いに隣接するビード５間には、偏平面３からビード５と共にチューブ本体２内へ突出しビード５間を架橋するランド部６と、熱交換媒体がランド部６を乗り越えて流れる流通空隙７とが形成されている。
【００２１】
チューブ本体２の長手方向Ｘの一端には、熱交換媒体がチューブ本体２内へ流入する図外の流入口が形成され、チューブ本体２の長手方向Ｘの他端には、熱交換媒体がチューブ本体２外へ流出する図外の流出口が形成されている。
【００２２】
この偏平チューブ１は、長方形状の一枚のプレートＰが幅方向両側から折り曲げられ、プレートＰの幅方向両端部がプレートＰ中央部でろう付けされて形成されている。
【００２３】
このプレートＰには、加工後に両偏平面３，４となるプレート面の所定位置にビード５用の突部Ｔがディンプル加工によって予め多数形成されており、これらの突部Ｔは、プレートＰの折り曲げ加工の際に頂面が偏平面４にろう付けされてビード５を形成している。また、加工後に両偏平面３，４となるプレート面には、互いに隣接するビード５用の突部Ｔ間にランド部６もディンプル加工によって予め多数形成されている。
【００２４】
図１に示すように、偏平チューブ１では、チューブ本体２の長手方向Ｘへ沿ってビード５を等間隔に配置したビード配列が複数列形成されている。そして、互いに隣接する両ビード配列では、一方のビード配列のビード５が他方のビード配列のビード５間の中間に位置している。
【００２５】
ランド部６は、一ビード配列中の一ビード５と、この一ビード配列の両側に隣接する両ビード配列中の、前記一ビード５に対して熱交換媒体の流通上流側及び流通下流側にそれぞれ隣接するビード５との全区間に形成されることにより、互いに隣接する全ビード５間を架橋している。
【００２６】
従って、偏平チューブ１では、チューブ本体２の長手方向Ｘに対してランド部６及びビード５が斜めに交差するように配列されている。なお、図２において、符号Ｈは、両偏平面３，４間の距離を示し、符号ｈは、ランド部６の偏平面３からの突出高さを示している。
【００２７】
図３は、図１に示すもののチューブ内の要部を示す斜視図である。図３に示すように、偏平チューブ１では、熱交換媒体は、多数のビード５で層流状態を乱されながら流れると共に、ランド部６を乗り越えながら流れる。
【００２８】
そして、ランド部６を乗り越えて流れる熱交換媒体は、ランド部６の頂上から偏平面３へ向かって流れ落ちるので、偏平面３の近傍に形成される熱交換媒体の温度境界層を乱すことができる。従って、多数のビードＤのみを備えた図８図示の従来品と比べて、熱交換媒体の温度境界層を薄くすることができ、熱交換効率を更に向上させることができる。
【００２９】
しかも、偏平チューブ１では、ランド部６が全ビード５間を架橋しているので、ビード５間を流れる熱交換媒体は、ランド部６の頂上から偏平面３へ向かって確実に流れ落ちる。従って、偏平面３の近傍に形成される熱交換媒体の温度境界層を確実に乱すことができる。
【００３０】
加えて、偏平チューブ１では、チューブ本体２の長手方向Ｘに対してランド部６及びビード５が斜めに交差するように配列されているので、偏平面３に、チューブ本体２の長手方向Ｘに対して斜行する４辺を有する略菱形形状の領域Ｒが多数形成され、この各領域Ｒ毎に温度境界層を確実に乱すことができる。従って、図８図示の従来品と比べて、熱交換効率を確実に向上させることができる。
【００３１】
また、偏平チューブ１では、チューブ本体２の長手方向Ｘへ沿ってビード５が等間隔に配置され、互いに隣接する両ビード配列では、一方のビード配列のビード５が他方のビード配列のビード５間の中間に位置しているので、ビード５の分布密度を高めることができ、熱交換効率の向上とチューブ本体２の耐圧強度の向上とを図ることができる。
【００３２】
更に、偏平チューブ１では、図３に示すように、ランド部６は、その表面の断面形状が円弧状であるので、ランド部６を乗り越えて流れる熱交換媒体の流通抵抗を小さくすることができる。加えて、ビード５は、チューブ本体２の長手方向Ｘへ沿った長軸を有する楕円形の円柱形状を有しているので、ビード５の外周面に沿って流れる熱交換媒体の流通抵抗を小さくすることもできる。従って、流通抵抗の低減を図ることができる。
【００３３】
なお、図２に示すランド部６の高さｈは、両偏平面３，４間の距離Ｈの１０〜６０％であることが好ましい。なぜならば、ランド部６の高さｈが両偏平面３，４間の距離Ｈの１０％未満であると、ランド部６の頂上から偏平面３へ向かって流れ落ちる熱交換媒体による温度境界層の破壊効果が殆ど無くなり、ランド部６の高さｈが両偏平面３，４間の距離Ｈの６０％を超えると、流通抵抗が大きくなり過ぎるからである。
【００３４】
（第２実施形態）
図４は、請求項１，２，４〜６記載の各発明を併せて実施した第２実施形態の一例を示す平面図である。図５は、図４に示すもののチューブ内の要部を示す斜視図である。なお、以下に行う第２実施形態の説明では、第１実施形態と同一の構成部材には同一の符号を付し、第１実施形態の説明と重複する説明は省略する。
【００３５】
図４，図５に示すように、偏平チューブ１０では、ランド部６は、一ビード配列中の一ビード５と、この一ビード配列に対し熱伝達媒体の流通上流側から流通下流側に向かって右側に隣接するビード配列中の、前記一ビード５に対して熱交換媒体の流通上流側に隣接するビード５とを架橋している。
【００３６】
また、ランド部６は、一ビード配列中の一ビード５と、この一ビード配列に対し熱伝達媒体の流通上流側から流通下流側に向かって左側に隣接するビード配列中の、前記一ビード５に対して熱交換媒体の流通下流側に隣接するビード５とを架橋してもいる。このようにして、ランド部６は、互いに隣接するビード５間を全て架橋している。
【００３７】
このため、偏平チューブ１０では、偏平面３に、ランド部６で架橋されたビード５がチューブ本体２の長手方向Ｘに対して斜めに配列されたランド領域Ｌと、このランド領域Ｌに沿って延びランド部６の無い流通領域Ｍとを交互に形成することができる。従って、熱交換媒体は、ランド領域Ｌのランド部６を乗り越えながらチューブ本体２内を流れると共に、ランド部６の無い流通領域Ｍも流れる。
【００３８】
そして、ランド部６を乗り越えて流れる熱交換媒体は、偏平面３の近傍に形成される熱交換媒体の温度境界層を乱すことができ、流通領域Ｍを流れる熱交換媒体は、ランド部６が無い分スムーズに流れる。よって、偏平チューブ１０では、熱交換効率の向上と流通抵抗の低減とを両立させることができる。
【００３９】
図６は、第２実施形態の他の一例を示す平面図である。図６に示すように、この偏平チューブ２０は、その幅方向両端部に、偏平面３から突出して偏平面４に固着されチューブ本体２の長手方向Ｘへ沿って延びる補強用突部２１が形成されている。
【００４０】
このため、偏平チューブ２０では、チューブ本体２の幅方向両端部に形成されたＵ字状の両屈曲部２２を補強用突部２１で補強することができる。なお、この補強用突部２１は、チューブ本体２の例えば中央部に配設しても良く、あるいは第１実施形態の偏平チューブ１に設けても良い。
【００４１】
ところで、以上説明した偏平チューブ１，１０，２０では、ビード５は、楕円形の円柱形状を有している。しかし、ビード５は、楕円形の円柱形状に限定されず、例えば、円形の円柱形状、角柱形状、途中に段差を有する２段形状あるいは多段形状、チューブ本体２の長手方向Ｘへ沿って細長い形状等であっても良い。また、いろんな形状のビード２を組み合わせていても良い。ただし、ビード５は、円柱形状である方が熱伝達媒体の流通抵抗が小さくなるので好ましい。
【００４２】
また、偏平チューブ１，１０，２０では、ランド部６は、その表面の断面形状が円弧状とされている。しかし、ランド部６は、その表面の断面形状が円弧状に限定されず、例えば、２面体状や多面体状等であっても良い。ただし、ランド部６は、その表面の断面形状が円弧状である方が、流通抵抗が小さくなるので好ましい。
【００４３】
また、偏平チューブ１，１０，２０では、ビード５とランド部６とは、偏平面３から突出形成されている。しかし、ビード５とランド部６とは、両偏平面３，４から突出形成されていても良く、偏平面４から突出形成されていても良い。あるいは、ビード５は、両偏平面３，４間に配置されて固定されていても良く、ランド部６は、両偏平面３，４の少なくとも一方に配置されて固定されていても良い。
【００４４】
更に、偏平チューブ１，１０，２０では、ランド部６は、互いに隣接するビード５間を架橋している。しかし、図７に示すように、ランド部６は、互いに隣接するビード５間を架橋せず、互いに隣接するビード５間に形成されていても良い。そして、ランド部６によって架橋される両ビード５、あるいは、ランド部６が間に形成される両ビード５は、隣接していても隣接していなくても良い。ただし、隣接している方が熱交換効率を効率よく向上させることができるので好ましい。
【００４５】
加えて、偏平チューブ１，１０，２０は、一枚のプレートＰを折り曲げて形成されているが、例えば、２枚のプレートを重ね合わせて形成しても良い。そして、偏平チューブ１，１０，２０を例えば、公知であるドロンカップタイプの熱交換器のチューブ部等に転用することができるのは勿論のことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一例を示す平面図である。
【図２】図１に示すもののＶ−Ｖ線断面図である。
【図３】図１に示すものの要部を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態の他の一例を示す平面図である。
【図５】図４に示すものの要部を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態の更に他の一例を示す平面図である。
【図７】本発明の実施形態の更に他の一例の要部を示す斜視図である。
【図８】従来品の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，１０，２０  偏平チューブ
２  チューブ本体
３，４  偏平面
５  ビード
６  ランド部
７  流通空隙
Ｘ  長手方向
【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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