(57)【要約】【課題】組立後に仕切板の有無を確認することができ、しかも仕切板の位置ずれを防止しうる熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器のヘッダタンク２を、両端開口中空部９を有するタンク本体７と管接続用プレート８とにより構成する。タンク本体７を第１および第２プレート7A,7Bにより形成する。タンク本体７に中空部９を塞ぐ仕切板11を配置する。仕切板11の前後両側縁部に突出片32を設け、タンク本体７に仕切板挿入穴27を両プレート7A,7Bに跨るように形成する。タンク本体７の仕切板挿入穴27の前後両側面の両プレート7A,7B間の部分に、仕切板11の突出片32が嵌る有底状嵌入穴31を形成する。仕切板11を、その外側縁部がタンク本体７の外方に露出するように仕切板挿入穴27に挿入し、突出片32を、タンク本体７の嵌入穴31内に嵌め入れた状態で、両プレート7A,7Bにより挟着する。【選択図】図４
2009008371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に並列状に配置されかつ両端部がそれぞれ両ヘッダタンクに接続された複数の熱交換管とを備えており、各ヘッダタンクが、タンク本体と、タンク本体における熱交換管側を向いた面を覆うとともにタンク本体に接合された管接続用プレートとにより構成され、各ヘッダタンクに、内部が冷媒流通部となった少なくとも１つのヘッダ部が設けられ、タンク本体が、ヘッダタンクの長さ方向にのびかつ両端が開口した中空部を有しており、タンク本体の少なくとも両端部に中空部を塞ぐ仕切板が配置されることによって、各ヘッダタンクに少なくとも１つのヘッダ部が形成され、管接続用プレートにおけるヘッダ部と対応する部分に、複数の管挿入穴が管接続用プレートの長さ方向に間隔をおいて貫通状に形成されるとともに、熱交換管の端部が管挿入穴に挿入されて管接続用プレートにろう付され、タンク本体に管接続用プレートの管挿入穴をタンク本体の中空部内に通じさせる連通穴が形成された熱交換器において、
タンク本体が、第１プレートと、第１プレートと管接続用プレートとの間に介在させられるとともに両プレートにろう付された第２プレートとよりなり、タンク本体の第２プレートに、管接続用プレートの管挿入穴をタンク本体の中空部内に通じさせる連通穴が貫通状に形成され、タンク本体に、仕切板を挿入する仕切板挿入穴が第１プレートおよび第２プレートに跨るように形成され、仕切板の前後両側縁部に、前後方向外方に突出しかつタンク本体の第１プレートと第２プレートとにより挟着される突出片が設けられ、仕切板が、その外側縁部がタンク本体の外方に露出するように仕切板挿入穴に挿入されるとともに、突出片がタンク本体の第１プレートと第２プレートとにより挟着された状態でヘッダタンクに接合されている熱交換器。
【請求項２】
タンク本体の仕切板挿入穴の前後両側面における第１プレートと第２プレートとの間の部分に、仕切板の突出片が嵌る有底状嵌入穴が形成されている請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
第１プレートの前後方向の中央部に長さ方向にのびかつ両端が開口した外方膨出部が形成され、当該外方膨出部内がタンク本体の中空部となっている請求項１または２記載の熱交換器。
【請求項４】
タンク本体に仕切板挿入穴が貫通状に形成され、仕切板挿入穴の前後両側面が平坦面であるとともに、管接続用プレートのタンク本体側を向いた面が平坦面であり、仕切板の前後両側縁部および内側縁部が直線状であり、仕切板の前後両側縁部がタンク本体の仕切板挿入穴の前後両側面に接合され、仕切板の内側縁部が管接続用プレートのタンク本体側を向いた面に接合されるとともに、仕切板挿入穴の内端開口が管接続用プレートにより閉鎖され、仕切板におけるヘッダタンクの長さ方向の両面が、タンク本体における仕切板挿入穴のヘッダタンクの長さ方向両面に接合されている請求項１〜３のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【請求項５】
タンク本体の前後両側縁部の外面が平坦面であり、仕切板の前後両端部の外面と、タンク本体の前後両側縁部の外面とが面一となっており、仕切板の外面における前後両端部を除いた部分と、第１プレートの外方膨出部の外面とが面一となっている請求項１〜４のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【請求項６】
少なくともいずれか一方のヘッダタンクが、複数のヘッダ部を有しており、仕切板が、当該ヘッダタンクの両端部、および隣り合うヘッダ部どうしの間に配置されている請求項１〜５のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱交換器に関し、さらに詳しくは、たとえばＣＯ２などの超臨界冷媒が用いられる超臨界冷凍サイクルのガスクーラとして好適に使用される熱交換器に関する。
【０００２】
この明細書および特許請求の範囲において、通風方向下流側（図１に矢印Ｘで示す方向）を前、これと反対側を後というものとする。
【０００３】
さらに、この明細書において、「超臨界冷凍サイクル」とは、高圧側において、冷媒が臨界圧力を超えた超臨界状態となる冷凍サイクルを意味するものとし、「超臨界冷媒」とは、超臨界冷凍サイクルに用いられる冷媒を意味するものとする。
【背景技術】
【０００４】
たとえば、圧縮機、ガスクーラ、エバポレータ、減圧器、およびガスクーラから出てきた冷媒とエバポレータから出てきた冷媒とを熱交換させる中間熱交換器を備えた超臨界冷凍サイクルのガスクーラに用いられる熱交換器として、互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に並列状に配置されかつ両端部がそれぞれ両ヘッダタンクに接続された複数の熱交換管とを備えており、各ヘッダタンクが、タンク本体と、タンク本体における熱交換管側を向いた面を覆うとともにタンク本体に接合された管接続用プレートとにより構成され、各ヘッダタンクに、内部が冷媒流通部となった少なくとも１つのヘッダ部が設けられ、タンク本体が、両端が開口した１つの円筒状体からなるとともに、両端が開口した中空部を有しており、中空部の少なくとも両端部に中空部を塞ぐ仕切板が配置されることによって、各ヘッダタンクに少なくとも１つのヘッダ部が形成され、管接続用プレートにおけるヘッダ部と対応する部分に、複数の管挿入穴が管接続用プレートの長さ方向に間隔をおいて貫通状に形成されるとともに、熱交換管の端部が管挿入穴に挿入されて管接続用プレートにろう付され、タンク本体に管接続用プレートの管挿入穴をタンク本体の中空部内に通じさせる連通穴が形成され、タンク本体に、内側（熱交換管側）から仕切板を挿入する仕切板挿入穴が形成され、仕切板が、その内側縁部がタンク本体の内方に露出するように仕切板挿入穴に内側から挿入されるとともに、外側縁部がタンク本体の内周面に当接した状態で、タンク本体および管接続用プレートにろう付されているものが知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
ところで、特許文献１記載の熱交換器の製造は、各部品を組み立てて仮止めした後、各部品を一括してろう付することにより行われるが、各部品を組み立てて仮止めした後はタンク本体内の仕切板の有無を確認することができないので、各部品の組立の際に仕切板を配置することを忘れた場合、熱交換器として不良品が発生するという問題がある。また、ろう付の際に、仕切板におけるタンク本体の中空部内周面に接触する部分が、ヘッダタンクの長さ方向に位置ずれを起こしてろう付不良が発生し、冷媒の洩れが発生するおそれがある。
【特許文献１】特表２００２−５４３３６８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明の目的は、上記問題を解決し、製造時に各部品を組み立てて仮止めした際に仕切板の有無を確認することができるとともに、仕切板のヘッダタンクの長さ方向への位置ずれを防止しうる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】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。
【０００８】
1)互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に並列状に配置されかつ両端部がそれぞれ両ヘッダタンクに接続された複数の熱交換管とを備えており、各ヘッダタンクが、タンク本体と、タンク本体における熱交換管側を向いた面を覆うとともにタンク本体に接合された管接続用プレートとにより構成され、各ヘッダタンクに、内部が冷媒流通部となった少なくとも１つのヘッダ部が設けられ、タンク本体が、ヘッダタンクの長さ方向にのびかつ両端が開口した中空部を有しており、タンク本体の少なくとも両端部に中空部を塞ぐ仕切板が配置されることによって、各ヘッダタンクに少なくとも１つのヘッダ部が形成され、管接続用プレートにおけるヘッダ部と対応する部分に、複数の管挿入穴が管接続用プレートの長さ方向に間隔をおいて貫通状に形成されるとともに、熱交換管の端部が管挿入穴に挿入されて管接続用プレートにろう付され、タンク本体に管接続用プレートの管挿入穴をタンク本体の中空部内に通じさせる連通穴が形成された熱交換器において、
タンク本体が、第１プレートと、第１プレートと管接続用プレートとの間に介在させられるとともに両プレートにろう付された第２プレートとよりなり、タンク本体の第２プレートに、管接続用プレートの管挿入穴をタンク本体の中空部内に通じさせる連通穴が貫通状に形成され、タンク本体に、仕切板を挿入する仕切板挿入穴が第１プレートおよび第２プレートに跨るように形成され、仕切板の前後両側縁部に、前後方向外方に突出しかつタンク本体の第１プレートと第２プレートとにより挟着される突出片が設けられ、仕切板が、その外側縁部がタンク本体の外方に露出するように仕切板挿入穴に挿入されるとともに、突出片がタンク本体の第１プレートと第２プレートとにより挟着された状態でヘッダタンクに接合されている熱交換器。
【０００９】
2)タンク本体の仕切板挿入穴の前後両側面における第１プレートと第２プレートとの間の部分に、仕切板の突出片が嵌る有底状嵌入穴が形成されている上記1)記載の熱交換器。
【００１０】
3)第１プレートの前後方向の中央部に長さ方向にのびかつ両端が開口した外方膨出部が形成され、当該外方膨出部内がタンク本体の中空部となっている上記1)または2)記載の熱交換器。
【００１１】
4)タンク本体に仕切板挿入穴が貫通状に形成され、仕切板挿入穴の前後両側面が平坦面であるとともに、管接続用プレートのタンク本体側を向いた面が平坦面であり、仕切板の前後両側縁部および内側縁部が直線状であり、仕切板の前後両側縁部がタンク本体の仕切板挿入穴の前後両側面に接合され、仕切板の内側縁部が管接続用プレートのタンク本体側を向いた面に接合されるとともに、仕切板挿入穴の内端開口が管接続用プレートにより閉鎖され、仕切板におけるヘッダタンクの長さ方向の両面が、タンク本体における仕切板挿入穴のヘッダタンクの長さ方向両面に接合されている上記1)〜3)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【００１２】
5)タンク本体の前後両側縁部の外面が平坦面であり、仕切板の前後両端部の外面と、タンク本体の前後両側縁部の外面とが面一となっており、仕切板の外面における前後両端部を除いた部分と、第１プレートの外方膨出部の外面とが面一となっている上記1)〜4)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【００１３】
6)少なくともいずれか一方のヘッダタンクが、複数のヘッダ部を有しており、仕切板が、当該ヘッダタンクの両端部、および隣り合うヘッダ部どうしの間に配置されている上記1)〜5)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【発明の効果】
【００１４】
上記1)の熱交換器によれば、タンク本体が、第１プレートと、第１プレートと管接続用プレートとの間に介在させられるとともに両プレートにろう付された第２プレートとよりなり、タンク本体に、仕切板を挿入する仕切板挿入穴が第１プレートおよび第２プレートに跨るように形成され、仕切板が、その外側縁部がタンク本体の外方に露出するように仕切板挿入穴に挿入されているので、熱交換器の製造時に各部品を組み立てて仮止めした後にも、タンク本体内の仕切板の有無を確認することができ、その結果熱交換器として不良品が発生することを防止することができる。また、仕切板の前後両側縁部に、前後方向外方に突出しかつタンク本体の第１プレートと第２プレートとにより挟着される突出片が設けられ、突出片がタンク本体の第１プレートと第２プレートとにより挟着されているので、熱交換器の製造時に各部品を組み立てて仮止めした際の仕切板のヘッダタンクの長さ方向への位置ずれを防止することができ、その結果全部品の一括ろう付時に、タンク本体と仕切板との間のろう付不良の発生が防止される。
【００１５】
上記2)の熱交換器によれば、熱交換器の製造時に各部品を組み立てて仮止めした際の仕切板のヘッダタンクの長さ方向への位置ずれを、一層確実に防止することができる。
【００１６】
上記3)の熱交換器によれば、中空部を比較的簡単に形成することができる。
【００１７】
上記4)の熱交換器によれば、仕切板とタンク本体の接合部がすべて直線状となるので、接合不良を起こすことなく、確実に接合される。
【００１８】
上記5)の熱交換器によれば、仕切板の外側縁部がタンク本体から突出することが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。この実施形態は、この発明による熱交換器を超臨界冷凍サイクルのガスクーラに適用したものである。
【００２０】
なお、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。また、以下の説明において、図１および図２の上下、左右を上下、左右というものとする。
【００２１】
図１および図２はこの発明による熱交換器を適用したガスクーラの全体構成を示し、図３〜図７はその要部の構成を示し、図８〜図１０はガスクーラの製造方法の一部の工程を示す。
【００２２】
図１および図２において、超臨界冷媒、たとえばＣＯ２を使用する超臨界冷凍サイクルのガスクーラ(1)は、左右方向に間隔をおいて配置されかつ上下方向にのびる２つのヘッダタンク(2)(3)と、両ヘッダタンク(2)(3)間に、上下方向に間隔をおいて並列状に配置された複数の扁平状熱交換管(4)と、隣接する熱交換管(4)どうしの間の通風間隙、および上下両端の熱交換管(4)の上下方向外側に配置されて熱交換管(4)にろう付されたコルゲートフィン(5)と、上下両端のコルゲートフィン(5)の上下方向外側にそれぞれ配置されてコルゲートフィン(5)にろう付されたアルミニウム製サイドプレート(6)とを備えている。なお、この実施形態において、右側のヘッダタンク(2)を第１ヘッダタンク、左側のヘッダタンク(3)を第２ヘッダタンクというものとする。
【００２３】
第１ヘッダタンク(2)は、アルミニウム製タンク本体(7)と、両面にろう材層を有するブレージングシート、ここではアルミニウムブレージングシートから形成され、かつタンク本体(7)の左側面を覆うようにタンク本体(7)にろう付された管接続用プレート(8)とを備えている。
【００２４】
タンク本体(7)は、両面にろう材層を有するブレージングシート、ここではアルミニウムブレージングシートから形成され、かつ右側（外側）に配置された第１プレート(7A)と、金属ベア材、ここではアルミニウムベア材からなり、かつ第１プレート(7A)と管接続用プレート(8)との間に介在させられて両プレート(7A)(8)にろう付された第２プレート(7B)とにより構成されている。タンク本体(7)は、上下方向にのびかつ両端が開口した中空部(9)を有しており、タンク本体(7)の上下両端部および上下方向の中央部に、中空部(9)を塞ぐ仕切板(11)が配置されている。そして、中空部(9)の上下両端開口が仕切板(11)により閉鎖されるとともに、中空部(9)が長さ方向の中央部において仕切板(11)により上下両部分(9A)(9B)に区画されることによって、入口ヘッダ部(10A)および出口ヘッダ部(10B)が上下に並んで設けられている。タンク本体(7)の中空部(9)の上下両部分(9A)(9B)内には冷媒が長さ方向に流れるようになっている。
【００２５】
図２〜図７に示すように、第１ヘッダタンク(2)のタンク本体(7)の第１プレート(7A)の前後方向の中央部に、その全長にわたりかつ上下両端が開口した外方膨出部(7a)が形成されているとともに、第１プレート(7A)における外方膨出部(7a)の前後両側部分が同一平面内に位置する平坦部(7b)となっている。そして、外方膨出部(7a)の内部にタンク本体(7)の中空部(9)が形成されている。第１プレート(7A)の外方膨出部(7a)の左側を向いた開口は第２プレート(7B)により塞がれている。第１プレート(7A)の上下両端部および上下方向の中央部に、それぞれ前後方向に長くかつ一方の平坦部(7b)から他方の平坦部(7b)に至る貫通穴(25)が形成されている。
【００２６】
第１プレート(7A)の外方膨出部(7a)の頂部における上端部の貫通穴(25)よりも若干下方の位置に冷媒入口(12)が形成されており、外方膨出部(7a)外面に、冷媒入口(12)に通じる冷媒流入路(14)を有する金属製、ここではアルミニウムベア材製の直方体状入口部材(13)が、第１プレート(7A)外面のろう材を利用してろう付されている。また、外方膨出部(7a)の頂部における下端部の貫通穴(25)よりも若干上方の位置に冷媒出口(15)が形成されており、外方膨出部(7a)外面に、冷媒出口(15)に通じる冷媒流出路(17)を有する金属製、ここではアルミニウムベア材製の直方体状出口部材(16)が、第１プレート(7A)外面のろう材を利用してろう付されている。第１プレート(7A)は、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートにプレス加工を施すことにより形成されている。
【００２７】
入口部材(13)および出口部材(16)には、その後面から前方にのびるねじ穴(35)(36)がそれぞれ形成されている。入口部材(13)のねじ穴(35)は、超臨界冷凍サイクルにおいて、圧縮機からのびる配管の先端部に取り付けられたジョイント部材をねじ止めするのに用いられ、出口部材(16)のねじ穴(36)は、中間熱交換器からのびる配管の先端部に取り付けられたジョイント部材をねじ止めするのに用いられる。
【００２８】
第１ヘッダタンク(2)のタンク本体(7)の第２プレート(7B)は全体が平坦状であり、上下両端部および上下方向の中央部に、第１プレート(7A)の貫通穴(25)と対応するように、それぞれ前後方向に長くかつ貫通穴(25)と同一の幅および長さを有する貫通穴(26)が形成されている。そして、第１プレート(7A)の貫通穴(25)と第２プレート(7B)の貫通穴(26)とによって、タンク本体(7)に、貫通状の仕切板挿入穴(27)が、両プレート(7A)(7B)に跨るように形成されている。仕切板挿入穴(27)の前後両側縁部は、タンク本体(7)の前後両側縁部よりも前後方向内側に位置しており、タンク本体(7)の仕切板挿入穴(27)の前後両側面は左右方向にのびる真っ直ぐな平坦面となっている。タンク本体(7)の仕切板挿入穴(27)の前後両側面における第１プレート(7A)と第２プレート(7B)との間の部分に、仕切板(11)の後述する突出片(32)が嵌る有底状嵌入穴(31)が形成されている。嵌入穴(31)は、第１プレート(7A)の内面（左面）において貫通穴(25)の前後両端部に連なって設けられた嵌入穴形成用凹所(25a)と、第２プレート(7B)の外面（右面）において貫通穴(26)の前後両端部に連なって設けられた嵌入穴形成用凹所(26a)とよりなる。なお、嵌入穴(31)は、第１プレート(7A)と第２プレート(7B)との間の部分に形成されているのであれば、いずれか一方のプレート(7A)または(7B)のみに貫通穴(25)または(26)の前後両端部に連なって設けられた嵌入穴形成用凹所からなるものであってもよい。
【００２９】
第１ヘッダタンク(2)の管接続用プレート(8)のタンク本体(7)側を向いた面は平坦面である。管接続用プレート(8)には、前後方向に長い複数の貫通状管挿入穴(18)が、上下方向に間隔をおいて形成されている。上半部の複数の管挿入穴(18)は、タンク本体(7)の中空部(9)の上側部分(9A)の上下方向の範囲内に形成され、同じく下半部の複数の管挿入穴(18)は、タンク本体(7)の中空部(9)の下側部分(9B)の上下方向の範囲内に形成されている。また、管挿入穴(18)の前後方向の長さは、外方膨出部(7a)の前後方向の幅よりも若干長く、管挿入穴(18)の前後両端部は外方膨出部(7a)の前後方向外側まで突出している。また、管接続用プレート(8)の前後両側縁部に、それぞれ右方に突出して先端が第１プレート(7A)の外面まで至り、かつタンク本体(7)の第１プレート(7A)および第２プレート(7B)の前後両側面を覆う側面被覆壁(19)が一体に形成され、第１プレート(7A)および第２プレート(7B)の前後両側面にろう付されている。各側面被覆壁(19)の突出端の上下両端部および上下方向中央部に、それぞれタンク本体(7)の仕切板挿入穴(27)と対応するように、前後方向内方に突出しかつ第１プレート(7A)の外面に係合するとともに、仕切板挿入穴(27)の前後両端部を覆う係合爪(21)が一体に形成され、第１プレート(7A)にろう付されている。管接続用プレート(8)は、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートにプレス加工を施すことにより形成されている。
【００３０】
仕切板(11)は両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートにより形成されたものであり、各仕切板挿入穴(27)内に挿入されている。仕切板(11)は、上下方向外側から見て、各仕切板挿入穴(27)内に嵌め入れられる長方形状の第１部分(11a)と、第１部分(11a)の外側縁部における前後両端部を除いた部分に一体に形成され、かつ外方に突出した弓形状の第２部分(11b)とよりなる（図４参照）。仕切板(11)の第１部分(11a)の前後両側縁部および内側縁部は直線状である。なお、仕切板(11)の第１部分(11a)における前後両側縁部と内側縁部との間の角部は、貫通穴(26)内への挿入の際の作業性向上のために斜めに切除されている。仕切板(11)の前後両側縁部における左右方向（内外方向）の中央部に、タンク本体(7)の嵌入穴(31)内に嵌る突出片(32)が形成されている。第１部分(11a)における第２部分(11b)の前後両側部分の外面は、タンク本体(7)の第１プレート(7A)の平坦部(7b)の外面と面一となっている。第２部分(11b)の外面は第１プレート(7A)の外方膨出部(7a)の外面と面一となっている。そして、仕切板(11)の第１部分(11a)の前後両側縁部がタンク本体(7)における仕切板挿入穴(27)の前後両側面にろう付され、同じく内側縁部が管接続用プレート(8)の左右方向外側面にろう付され、突出片(32)が両プレート(7A)(7B)により挟着された状態で、嵌入穴(31)の内面にろう付されている。また、仕切板(11)の上下両面（ヘッダタンクの長さ方向の両面）が、タンク本体(7)における仕切板挿入穴(27)の上下両面（ヘッダタンクの長さ方向両面）にろう付されている。さらに、管接続用プレート(8)の係合爪(21)が、仕切板挿入穴(27)と対応する位置に仕切板挿入穴(27)の前後両端部を覆うように形成されていることにより、係合爪(21)は仕切板(11)の第１部分(11a)の前後両端部の外面にも係合し、仕切板(11)にろう付されている。
【００３１】
タンク本体(7)の第２プレート(7B)における上下の貫通穴(26)と中央部の貫通穴(26)との間の部分には、それぞれ管接続用プレート(8)の管挿入穴(18)をタンク本体(7)の中空部(9)の上下両側部分(9A)(9B)に通じさせる貫通状連通穴(22)が形成されている。各連通穴(22)は、管接続用プレート(8)の各管挿入穴(18)と対応する位置に形成されており、連通穴(22)は管挿入穴(18)よりも一回り大きくなっている。そして、第２プレート(7B)におけるタンク本体(7)の中空部(9)の上側部分(9A)に通じるすべての連通穴(22)は、それぞれ第２プレート(7B)における隣り合う連通穴(22)間の部分の前後方向中央部を切除することにより形成された連通部(23)により連通させられており、上側部分(9A)に通じるすべての連通穴(22)を連通させる連通部(23)、および連通穴(22)の前後方向中央部（連通穴(22)における連通部(23)に対応する部分）によって、第２プレート(7B)に、冷媒が上下方向に流れる冷媒流通部(28)が形成されている。また、第２プレート(7B)におけるタンク本体(7)の中空部(9)の下側部分(9B)に通じるすべての連通穴(22)は、それぞれ第２プレート(7B)における隣り合う連通穴(22)間の部分の前後方向中央部を切除することにより形成された連通部(23)により連通させられており、下側部分(9B)に通じるすべての連通穴(22)を連通させる連通部(23)、および連通穴(22)の前後方向中央部（連通穴(22)における連通部(23)に対応する部分）によって、第２プレート(7B)に、冷媒が上下方向に流れる冷媒流通部(29)が形成されている。
【００３２】
そして、第１ヘッダタンク(2)のタンク本体(7)を構成する２つのプレート(7A)(7B)および管接続用プレート(8)における上側部分(9A)および下側部分(9B)と対応する部分により、入口ヘッダ部(10A)および出口ヘッダ部(10B)が形成されており、タンク本体(7)の中空部(9)の上下両側部分(9A)(9B)と、第２プレート(7B)の両冷媒流通部(28)(29)とによって、入口ヘッダ部(10A)および出口ヘッダ部(10B)の冷媒流通部が形成されている。
【００３３】
図２に示すように、第２ヘッダタンク(3)は、第１ヘッダタンク(2)とほぼ同様な構成であり、同一物および同一部分に同一符号を付す。両ヘッダタンク(2)(3)は、管接続用プレート(8)どうしが対向するように配置されている。
【００３４】
第２ヘッダタンク(3)のタンク本体(7)には上下両端部のみに仕切板(11)が配置されており、タンク本体(7)の中空部(9)は、上下両端開口のみが仕切板(11)により閉鎖されている。これにより、タンク本体(7)の中空部(9)は上下に区画されていない。その結果、第２ヘッダタンク(3)には、第１ヘッダタンク(2)の入口ヘッダ部(10A)および出口ヘッダ部(10B)に跨るように１つの中間ヘッダ部(20)が形成されている。なお、第１プレート(7A)の外方膨出部(7a)に冷媒入口および冷媒出口が形成されていない。
【００３５】
第２ヘッダタンク(3)の管接続用プレート(8)のすべての管挿入穴(18)は、タンク本体(7)の中空部(9)の上下方向の範囲内に形成されており、管接続用プレート(8)のすべての管挿入穴(18)は、第２プレート(7B)のすべての連通穴(22)を介して、タンク本体(7)の中空部(9)内に通じさせられている。第２プレート(7B)のすべての連通穴(22)は、第２プレート(7B)における隣り合う連通穴(22)間の部分の前後方向中央部を切除することにより形成された連通部(23)により連通させられている。その結果、連通部(23)、および連通穴(22)の前後方向中央部（連通穴(22)における連通部(23)に対応する部分）によって、第２プレート(7B)に、冷媒が上下方向に流れる冷媒流通部(30)（第２プレートの第２冷媒流通部）が形成されている。
【００３６】
そして、第２ヘッダタンク(3)のタンク本体(7)を構成する２つのプレート(7A)(7B)および管接続用プレート(8)における中空部(9)と対応する部分により、第１ヘッダタンク(2)の２つのヘッダ部(10A)(10B)よりも１つ少ない数、ここでは１つの中間ヘッダ部(20)が、第１ヘッダタンク(2)の両ヘッダ部(10A)(10B)に跨るように形成されており、タンク本体(7)の中空部(9)と、第２プレート(7B)の冷媒流通部(30)とによって、中間ヘッダ部(20)の冷媒流通部が形成されている。
【００３７】
熱交換管(4)は、金属、ここではアルミニウム製押出形材からなり、前後方向に幅広の扁平状で、その内部に長さ方向にのびる複数の冷媒通路(4a)が並列状に形成されている。熱交換管(4)の両端部は、それぞれ両ヘッダタンク(2)(3)の管挿入穴(18)に挿入された状態で、管接続用プレート(8)のろう材層を利用して管接続用プレート(8)にろう付されている。なお、熱交換管(4)の両端は第２プレート(7B)の厚さ方向の中間部まで連通穴(22)内に入り込んでおり、第２プレート(7B)の冷媒流通部(28)(29)(30)内に臨んでいる。すべての熱交換管(4)は、右端部が第１ヘッダタンク(2)の入口ヘッダ部(10A)の冷媒流通部に通じるとともに左端部が第２ヘッダタンク(3)の中間ヘッダ部(20)の冷媒流通部の上半部に通じる複数の熱交換管(4)からなる熱交換管群と、右端部が第１ヘッダタンク(2)の出口ヘッダ部(10B)の冷媒流通部に通じるとともに左端部が第２ヘッダタンク(3)の中間ヘッダ部(20)の冷媒流通部の下半部に通じる複数の熱交換管(4)からなる熱交換管群とに分けられることにより、第１および第２の２つのパス(P1)(P2)に区分されており、各パス(P1)(P2)を構成する全ての熱交換管(4)における冷媒の流れ方向が同一となっているとともに、２つのパス(P1)(P2)の熱交換管(4)における冷媒の流れ方向が異なっている。
【００３８】
コルゲートフィン(5)は両面にろう材層を有するブレージングシート、ここではアルミニウムブレージングシートを用いて波状に形成されたものである。
【００３９】
以下、ガスクーラ(1)の製造方法について、図８〜図１０を参照して説明する。
【００４０】
まず、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートにプレス加工を施すことにより、外方膨出部(7a)および平坦部(7b)を有するとともに、貫通穴(25)および嵌入穴形成用凹所(25a)を有するタンク本体(7)の第１プレート(7A)を形成する。第１ヘッダタンク(2)の第１プレート(7A)には冷媒入口(12)および冷媒出口(15)を形成しておく。また、アルミニウムベア材にプレス加工を施すことにより、連通穴(22)、連通部(23)、貫通穴(26)および嵌入穴形成用凹所(26a)を有するタンク本体(7)の第２プレート(7B)を形成する。また、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートにプレス加工を施すことにより、管挿入穴(18)、側面被覆壁(19)、ならびに側面被覆壁(19)に真っ直ぐに連なったプレート係合爪形成用突片(21A)を有する管接続用プレート(8)を形成する。さらに、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートにプレス加工を施すことにより、第１部分(11a)および第２部分(11b)からなるとともに、突出片(32)を有する仕切板(11)を形成する。
【００４１】
ついで、第２プレート(7B)と管接続用プレート(8)とを積層した後、仕切板(11)の第１部分(11a)における内外方向の中央部から内側の部分を第２プレート(7B)の貫通穴(26)内に外側から挿入するとともに、突出片(32)の内側半部を嵌入穴形成用凹所(26a)内に嵌め入れる（図１０参照）。ついで、第１プレート(7A)を第２プレート(7B)の外側に積層し、仕切板(11)の第１部分(11a)における内外方向の中央部から外側の部分を第１プレート(7A)の貫通穴(25)内に内側から挿入するとともに、突出片(32)の外側半部を嵌入穴形成用凹所(25a)内に嵌め入れる。こうして、仕切板(11)の突出片(32)を両嵌入穴形成用凹所(25a)(26a)により形成される嵌入穴(31)内に入れた状態で、第１および第２プレート(7A)(7B)によって挟着する。ついで、管接続用プレート(8)の係合爪形成用突片(21A)を内方に曲げて係合爪(21)を形成するとともに係合爪(21)を第１プレート(7A)外面の前後両側縁部および仕切板(11)の第１部分(11a)の前後両端部の外側縁に係合させることにより、３つのプレート(7A)(7B)(8)を仮止めして第１および第２ヘッダタンク(2)(3)用の仮止め体をつくる。また、適当な手段により入口部材(13)および出口部材(16)を仮止め体に仮止めする。
【００４２】
ついで、２つの仮止め体を、管接続用プレート(8)どうしが対向するように間隔をおいて配置するとともに、複数の熱交換管(4)とコルゲートフィン(5)とを交互に配置し、熱交換管(4)の両端部をそれぞれ両仮止め体の管接続用プレート(8)の管挿入穴(18)および中間プレート(9)の連通穴(22)に挿入するとともに、両端のコルゲートフィン(5)の上下方向外側にサイドプレート(6)を配置して適当な治具で固定することにより、全部品の組立体を得る。。
【００４３】
その後、組立体を所定のろう付温度に加熱し、第１プレート(7A)のろう材層および管接続用プレート(8)のろう材層を利用して３つのプレート(7A)(7B)(8)を相互にろう付するとともに、仕切板(11)のろう材層、第１プレート(7A)のろう材層および管接続用プレート(8)のろう材層を利用して、仕切板(11)の前後両側縁部とタンク本体(7)の仕切板挿入穴(27)の前後両側面、仕切板(11)の内側縁部と管接続用プレート(8)のタンク本体(7)側を向いた面、仕切板(11)の突出片(32)とタンク本体(7)の嵌入穴(31)の内面、すなわち第１および第２プレート(7A)(7B)の嵌入穴形成用凹所(25a)(26a)の内面、仕切板(11)の上下両面とタンク本体(7)における仕切板挿入穴(27)の上下両面、側面被覆壁(19)と第１プレート(7A)および第２プレート(7B)の前後両側面、ならびに係合爪(21)と第１プレート(7A)および仕切板(11)とをそれぞれろう付し、さらに第１プレート(7A)のろう材層を利用して第１プレート(7A)と入口部材(13)および出口部材(16)とをろう付することにより第１ヘッダタンク(2)を形成する。これと同時に、第１プレート(7A)のろう材層および管接続用プレート(8)のろう材層を利用して３つのプレート(7A)(7B)(8)を相互にろう付するとともに、仕切板(11)のろう材層、第１プレート(7A)のろう材層および管接続用プレート(8)のろう材層を利用して、仕切板(11)の前後両側縁部とタンク本体(7)の仕切板挿入穴(27)の前後両側面、仕切板(11)の内側縁部と管接続用プレート(8)のタンク本体(7)側を向いた面、仕切板(11)の突出片(32)とタンク本体(7)の嵌入穴(31)の内面、すなわち第１および第２プレート(7A)(7B)の嵌入穴形成用凹所(25a)(26a)の内面、仕切板(11)の上下両面とタンク本体(7)における仕切板挿入穴(27)の上下両側面、側面被覆壁(19)と第１プレート(7A)および第２プレート(7B)の前後両側面、プレート係合爪(21)と第１プレート(7A)とをそれぞれろう付することにより第２ヘッダタンク(3)を形成する。さらに、これと同時に、管接続用プレート(8)と熱交換管(4)、熱交換管(4)とコルゲートフィン(5)、および
コルゲートフィン(5)とサイドプレート(6)とを同時にろう付する。こうして、ガスクーラ(1)が製造されている。
【００４４】
ガスクーラ(1)は、圧縮機、エバポレータ、減圧器およびガスクーラから出てきた冷媒とエバポレータから出てきた冷媒とを熱交換させる中間熱交換器とともに超臨界冷凍サイクルを構成し、カーエアコンとして車両、たとえば自動車に搭載される。
【００４５】
上述したガスクーラ(1)において、圧縮機を通過したＣＯ２ が、入口部材(13)の冷媒流入路(14)を通って冷媒入口(12)から第１ヘッダタンク(2)の入口ヘッダ部(10A)内に入り、タンク本体(7)の中空部(9)の上側部分(9A)、第２プレート(7B)の冷媒流通部(28)を下方に流れながら分流して第１パス(P1)のすべての熱交換管(4)の冷媒通路(4a)内に流入する。冷媒通路(4a)内に流入したＣＯ２は、冷媒通路(4a)内を左方に流れて第２ヘッダタンク(3)の中間ヘッダ部(20)内の上半部に流入する。中間ヘッダ部(20)内の上半部に流入したＣＯ２は、タンク本体(7)の中空部(9)および第２プレート(7B)の冷媒流通部(30)を通って下方に流れ、分流して第２パス(P2)のすべての熱交換管(4)の冷媒通路(4a)内に流入し、流れ方向を変えて冷媒通路(4a)内を右方に流れて第１ヘッダタンク(2)の出口ヘッダ部(10B)内に入る。その後、ＣＯ２は、タンク本体(7)の中空部(9)の下側部分(9B)および第２プレート(7B)の冷媒流通部(29)を下方に流れ、冷媒出口(15)および出口部材(16)の冷媒流出路(17)を通って流出する。そして、ＣＯ２が熱交換管(4)の冷媒通路(4a)内を流れる間に、通風間隙を図１に矢印Ｘで示す方向に流れる空気と熱交換し、冷却される。
【００４６】
上記実施形態においては、この発明による熱交換器が適用されたガスクーラ(1)における第１ヘッダタンク(2)のヘッダ部(10A)(10B)の数が２であり、第２ヘッダタンク(3)のヘッダ部(20)の数が１であり、パス(P1)(P2)の数が２であるが、これに限定されるものではなく、第１ヘッダタンク(2)のヘッダ部の数が３以上であり、第２ヘッダタンク(3)のヘッダ部の数が第１ヘッダタンク(2)のヘッダ部の数よりも１つ少なく、パスの数が第１ヘッダタンク(2)のヘッダ部の数と同一であってもよい。また、この発明による熱交換器は、第１ヘッダタンクに、その長さ方向に並んだ複数のヘッダ部が設けられ、第２ヘッダタンクに、第１ヘッダタンクのヘッダ部と同数のヘッダ部がその長さ方向に並んで設けられ、第１ヘッダタンクの長さ方向の一端部のヘッダ部に冷媒入口が設けられるとともに、第２ヘッダタンクにおける冷媒入口とは反対側の端部のヘッダ部に冷媒出口が設けられ、すべての熱交換管が、ヘッダタンクの長さ方向に連続して並んだ複数の熱交換管からなりかつ両ヘッダタンクのヘッダ数よりも１つ多い数のパスに区分されているガスクーラに適用される場合もある。
【００４７】
また、上記実施形態においては、タンク本体(7)が第１および第２の２枚のプレート(7A)(7B)により形成されているが、第２プレート(7B)は複数枚用いられてもよい。この場合、仕切板(11)の突出片(32)を嵌め入れる有底状嵌入穴(31)は、最も外側の第２プレート(7B)と第１プレート(7A)との間に形成される。
【００４８】
また、上記の実施形態においては、超臨界冷凍サイクルの超臨界冷媒として、ＣＯ２が使用されているが、これに限定されるものではなく、エチレン、エタン、酸化窒素などが使用可能である。
【００４９】
また、上記の実施形態においては、熱交換管(4)は、アルミニウム押出形材からなるが、これに両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなる管製造用金属板を曲げた折り曲げ体からなるものであってもよい。
【００５０】
さらに、上記実施形態においては、この発明による熱交換器が超臨界冷凍サイクルのガスクーラに適用されているが、この発明による熱交換器は超臨界冷凍サイクルのエバポレータに適用されることもある。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】この発明による熱交換器を適用したガスクーラの全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１のガスクーラの後方から前方を見た一部省略垂直断面図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【図６】図２のＣ−Ｃ線拡大断面図である。
【図７】図２のＤ−Ｄ線拡大断面図である。
【図８】図１のガスクーラを製造するにあたり、第１ヘッダタンクを構成する３つのプレートと入口側配管接続部材および出口側配管接続部材を示す分解斜視図である。
【図９】図１のガスクーラを製造するにあたり、第２ヘッダタンクを構成する３つのプレートを示す分解斜視図である。
【図１０】図１のガスクーラを製造するにあたり、両ヘッダタンクを構成する３つのプレートを組み合わせた後、仕切板を挿入する状態を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
(1)：ガスクーラ（熱交換器）
(2)：第１ヘッダタンク
(3)：第２ヘッダタンク
(4)：熱交換管
(7)：タンク本体
(7a)：外方膨出部
(7A)：第１プレート
(7B)：第２プレート
(8)：管接続用プレート
(9)：中空部
(10A)：入口ヘッダ部
(10B)：出口ヘッダ部
(11)：仕切板
(18)：管挿入穴
(19)：側面被覆壁
(20)：中間ヘッダ部
(21)：係合爪
(22)：連通穴
(27)：仕切板挿入穴
(31)：嵌入穴
(32)：突出片
【図１】
2009008371.tif 000003
【図２】
2009008371.tif 000004
【図３】
2009008371.tif 000005
【図４】
2009008371.tif 000006
【図５】
2009008371.tif 000007
【図６】
2009008371.tif 000008
【図７】
2009008371.tif 000009
【図８】
2009008371.tif 000010
【図９】
2009008371.tif 000011
【図１０】
2009008371.tif 000012