(57)【要約】【課題】水冷媒熱交換器における水による金属材の腐食を防止する。【解決手段】水冷媒熱交換器は、柱状の金属材により構成され、柱状の金属材の長手方向に延びる水通路２０及び冷媒通路３０を有する熱交換用本体部材１０、水通路２０に接続され、水を入出させる水回路ヘッダー、及び冷媒通路２０に接続され、冷媒を入出させる冷媒回路ヘッダーと、を備える。水通路２０は複数の水通路穴１１により構成され、冷媒通路２０は複数の冷媒通路穴１２により構成され、複数の水通路穴１１により露出される金属材の表面に耐食皮膜１３が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状の金属材により構成され、前記柱状の金属材の長手方向に延びる水通路及び冷媒通路を有する熱交換用本体部材と、
前記水通路に接続され、水を入出させる水回路ヘッダーと、
前記冷媒通路に接続され、冷媒を入出させる冷媒回路ヘッダーと、を備え、
前記水通路は複数の水通路穴により構成され、前記冷媒通路は複数の冷媒通路穴により構成され、前記複数の水通路穴により露出される金属材の表面に耐食皮膜が形成されたことを特徴とする水冷媒熱交換器。
【請求項２】
前記金属材はアルミニウム又はアルミニウム合金からなり、前記耐食皮膜は錫メッキ皮膜であることを特徴とする請求項１に記載の水冷媒熱交換器。
【請求項３】
前記複数の水通路穴は一直線上に並列配置され、
前記複数の冷媒通路穴は、前記複数の水通路穴に沿って一直線上に並列配置され、
前記水通路穴と前記冷媒通路穴との間の最短距離は、前記水通路穴と前記熱交換用本体部材の外面との間の最短距離より大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の水冷媒熱交換器。
【請求項４】
前記複数の水通路穴は一直線上に並列配置され、
前記複数の冷媒通路穴は、前記複数の水通路穴に沿って一直線上に並列配置され、
前記複数の水通路穴と前記複数の冷媒通路穴の間に、前記柱状の金属材の長手方向に延びる穴から構成された水漏れ緩衝領域が形成されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の水冷媒熱交換器。
【請求項５】
前記熱交換用本体部材は螺旋状に巻回されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の水冷媒熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水と冷媒とを熱交換する水冷媒熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、熱交換性能の確保と熱交換器長手方向寸法の短縮とを両立することを目的として、円柱状の単一素材により熱交換用本体部材を構成し、円柱状の長手方向に延びる第１流体通路を複数の通路穴により構成するとともに、第２流体通路を複数の通路穴により構成し、第２流体通路に流体を入出させるコネクタ部を熱交換用本体部材の円柱状の側面部に配置した熱交換器が記載されている。
【０００３】
特許文献２には、安価かつ安全でコンパクトな水冷媒熱交換器を提供することを目的として、螺旋状に巻回した内側冷媒管と、該内側冷媒管の外周に密着して螺旋状に設けられた水流路と、該水流路の外周に密着して螺旋状に設けられた外側冷媒管とを備え、前記水流路と前記内側冷媒管と前記外側冷媒管は同一方向に巻回されていると共に、前記内側冷媒管と前記外側冷媒管は同一方向かつ前記水流路の水の流れ方向とは反対方向に冷媒を流すようにした水冷媒熱交換器が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−４９０４９号公報
【特許文献２】特開２００７−２４００９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の熱交換器の流体通路に水を流すと、熱交換用本体部材を構成する素材が腐食して穴があき熱交換器としての機能が失われるという問題があった。また、特許文献２に記載の水冷媒熱交換器においては、水流路と内側冷媒管と外側冷媒管とは、相互にろう付けされるが、ろう付けの工数がかかりコストが高いという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題に鑑み、本発明の水冷媒熱交換器は、柱状の金属材により構成され、前記柱状の金属材の長手方向に延びる水通路及び冷媒通路を有する熱交換用本体部材と、  前記水通路に接続され、水を入出させる水回路ヘッダーと、前記冷媒通路に接続され、冷媒を入出させる冷媒回路ヘッダーと、を備え、前記水通路は複数の水通路穴により構成され、前記冷媒通路は複数の冷媒通路穴により構成され、前記複数の水通路穴により露出される金属材の表面に耐食皮膜が形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、熱交換用本体部材の水通路を構成する複数の水通路穴により露出された金属材の表面に耐食皮膜が形成されているので、水による金属材の腐食を防止することができる。また、水通路及び冷媒通路は、柱状の熱交換用本体部材の長手方向に延びる通路穴により構成されることから、熱交換用本体部材を螺旋状に巻回させてコンパクトに構成した場合でも、両通路を互いにろう付けする必要がないので、その分工数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態における熱交換用本体部材を示す部分斜視図である。
【図２】本発明の実施形態における熱交換用本体部材の他の形態を示す部分斜視図である。
【図３】本発明の実施形態における水冷媒熱交換器を示す正面図である。
【図４】本発明の実施形態における水冷媒熱交換器を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態における水冷媒熱交換器を図面に基づいて説明する。図１は、水冷媒熱交換器を構成する熱交換用本体部材１０の長手方向の一端側の部分を示す斜視図である。
【００１０】
熱交換用本体部材１０は、押し出し成形により形成された柱状の金属材により構成され、柱状の金属材の長手方向に延びる水通路２０及び冷媒通路３０を有する。水通路２０は熱交換用本体部材１０を長手方向に貫通する複数の水通路穴１１により構成され、冷媒通路３０は熱交換用本体部材１０を長手方向に貫通する複数の冷媒通路穴１２により構成される。そして、複数の水通路穴１１により露出された金属材の表面、すなわち複数の水通路穴１１の内面には耐食皮膜１３が形成されている。
【００１１】
金属材は熱伝導率に優れたアルミニウム又はアルミニウム合金からなることが好ましい。耐食皮膜１３は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属材の表面にメッキ処理を施して形成したメッキ皮膜、特に耐食性に優れた錫メッキ皮膜であることが好ましい。
【００１２】
金属材を構成するアルミニウム又はアルミニウム合金の表面には、自然酸化により酸化アルミニウム皮膜が形成されるので、メッキ処理を施すにあたり、前処理としてフラックス又はエッチングにより酸化アルミニウム皮膜を除去することが必要である。
【００１３】
水通路穴１１には水が流通し、冷媒通路穴１２には冷媒、例えば二酸化炭素が流通する。水通路穴１１を流れる水の内圧は低く、水を流通させるためのポンプ能力も限られていることから流路断面積を比較的大きくする必要がある。そこで、水通路穴１１の断面形状は断面積を大きく取れる長方形であることが好ましい。
【００１４】
一方、冷媒通路穴１２を流れる冷媒の内圧は高いため、構造的な強度を必要とする。そのため、冷媒通路穴１２の断面形状は強度が最も優れる円形であることが好ましい。なお、熱交換用本体部材１０は、全体として柱状であるが、その断面形状は長方形でも円形でも作用効果は同じである。
【００１５】
このように本実施形態によれば、熱交換用本体部材１０の水通路を構成する複数の水通路穴１１により露出された金属材の表面に耐食皮膜１３が形成されているので、水による金属材の腐食を防止することができる。
【００１６】
また、図示のように、複数の水通路穴１１は一直線上に並列配置され、複数の冷媒通路穴１２は、複数の冷媒通路穴１１に沿って一直線上に並列配置され、水通路穴１１と冷媒通路穴１２との間の最短距離Ａを、水通路穴１１と熱交換用本体部材１０の外面との間の最短距離Ｂより大きくすることで、万が一水通路穴１１の内面の金属材が腐食しても、水は冷媒通路穴１２には流れ込まず、熱交換用本体部材１０の外面から外気に漏れることになり、水と冷媒が混ざり合うことを防止することができる。
【００１７】
図２は、熱交換用本体部材１０の他の形態を示す部分斜視図である。図示のように、複数の水通路穴１１は一直線上に並列配置され、複数の冷媒通路穴１２は、複数の冷媒通路穴１１に沿って一直線上に並列配置されており、複数の水通路穴１１と複数の冷媒通路穴１２の間に、熱交換用本体部材１０の長手方向に延びる穴から構成された水漏れ緩衝領域１４が形成されている。これにより、万が一水通路穴１１の内面の金属材が腐食して、水通路穴１１から水が漏れ出たとしても、漏れ出た水は水漏れ緩衝領域１４の中に留まり、冷媒通路穴１２に流れ込むことはない。
【００１８】
図３は本発明の実施形態における水冷媒熱交換器１００の正面図、図４は水冷媒熱交換器１００の平面図である。水冷媒熱交換器１００は、上記構成の熱交換用本体部材１０と、水通路２０に接続され、水を入出させる水回路ヘッダーと、冷媒通路３０に接続され、冷媒を入出させる冷媒回路ヘッダーと、を備えて構成される。
【００１９】
水回路ヘッダーは、水通路２０の一端に接続され、水通路２０を構成する複数の水通路穴１１に水を流入させるための水流入用ヘッダー４０Ａと、水通路２０の他端に接続され、複数の水通路穴１１から水を流出させるための水流出用ヘッダー４０Ｂとから構成される。水流入用ヘッダー４０Ａには水流入用管体４１Ａが接合され、水流出用ヘッダー４０Ｂには水流出用管体４１Ｂが接合される。
【００２０】
一方、冷媒回路ヘッダーは、冷媒通路３０の一端に接続され、冷媒通路３０を構成する複数の冷媒通路穴１２に水を流入させるための冷媒流入用ヘッダー５０Ａと、冷媒通路３０の他端に接続され、複数の冷媒通路穴１２から水を流出させるための冷媒流出用ヘッダー５０Ｂとから構成される。冷媒流入用ヘッダー５０Ａには冷媒流入用管体５１Ａが接合され、冷媒流出用ヘッダー５０Ｂには冷媒流出用管体５１Ｂが接合される。
【００２１】
そして、熱交換用本体部材１０は螺旋状に巻回されている。これにより、水冷媒熱交換器１００をコンパクトに構成することができることに加え、水通路２０及び冷媒通路３０は、熱交換用本体部材１０の長手方向に延びる水通路穴１１及び冷媒通路穴１２により構成されることから、熱交換用本体部材１０を螺旋状に巻回させた場合でも、両通路を互いにろう付けする必要がないので、その分工数を削減することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１０  熱交換用本体部材
１１  水通路穴
１２  冷媒通路穴
１３  耐食皮膜
１４  水漏れ緩衝領域
２０  水通路
３０  冷媒通路
４０Ａ  水流入用ヘッダー
４０Ｂ  水流出用ヘッダー
４１Ａ  水流入用管体
４１Ｂ  水流出用管体
５０Ａ  冷媒流入用ヘッダー
５０Ｂ  冷媒流出用ヘッダー
５１Ａ  冷媒流入用管体
５１Ｂ  冷媒流出用管体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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