(57)【要約】【課題】重量の増加を抑えつつ、耐圧性を向上させるとともにヘッダタンクと熱交換管との接合強度を増大させることができる熱交換器を提供する。【解決手段】この発明の熱交換器を適用したガスクーラのヘッダタンク２は、幅方向に並んだ複数の流体通路９を有するアルミニウム押出形材製タンク本体７と、タンク本体７の内側を向いた面を覆うとともにタンク本体７に接合されたアルミニウムブレージングシート製管接続用プレート８とよりなる。タンク本体７に、熱交換管４の端部を挿入する複数の管挿入穴11と、管挿入穴11の外側に連なるとともに隣り合う流体通路９どうしを通じさせる複数の連通穴12とを形成する。タンク本体７における流体通路９よりも内側部分の肉厚が、幅方向の中央部で最も厚く、かつ両側縁部に向かって徐々に薄くなっている。【選択図】図３
2009008347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅方向を通風方向に向けかつ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ヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部がそれぞれヘッダタンクに接合された複数の熱交換管とを備えており、少なくともいずれか一方のヘッダタンクが、複数の流体通路を有するタンク本体と、タンク本体の内側を向いた面を覆うとともにタンク本体に接合されたアルミニウムブレージングシート製管接続用プレートとにより構成され、タンク本体に、タンク本体の内面からその内外方向の中間部に至りかつ熱交換管の端部が挿入される複数の管挿入穴と、管挿入穴の外側に連なるとともに隣り合う流体通路どうしを通じさせる複数の連通穴とがヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて形成され、管挿入穴および連通穴が形成された部分において隣り合う流体通路間の仕切壁が切除され、管接続用プレートに、タンク本体の管挿入穴に通じる複数の管挿通用貫通穴が、ヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて形成され、熱交換管が管接続用プレートの管挿通用貫通穴に通されるとともにタンク本体の管挿入穴に挿入された状態で管接続用プレートおよびタンク本体に接合されている熱交換器において、
タンク本体が、複数の流体通路が幅方向に並んで形成されたアルミニウム押出形材からなり、タンク本体における流体通路よりも内側部分の肉厚が、幅方向の中央部で最も厚く、かつ両側縁部に向かって薄くなっている熱交換器。
【請求項２】
タンク本体の内側を向いた面の横断面形状が、幅方向の中央部が最も内側に突出した弓形であり、全流体通路の内側端部が同一平面内に位置している請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
タンク本体の管挿入穴および連通穴がヘッダタンクの幅方向に長くなっているとともに、連通穴の長さが管挿入穴の長さよりも短くなっており、管挿入穴の両端部と連通穴の両端部との間に、それぞれ段部が形成されている請求項１または２記載の熱交換器。
【請求項４】
タンク本体の管挿入穴および連通穴、ならびに管接続用プレートの管挿通用貫通穴がヘッダタンクの幅方向に長くなっており、タンク本体の内面における管挿入穴の穴長さ方向にのびる両側部分に凹部が形成され、管接続用プレートのタンク本体側を向いた面における管挿通用貫通穴の穴長さ方向にのびる両側縁部に、タンク本体側に突出しかつタンク本体の凹部内に入り込んだ屈曲部が形成されている請求項１〜３のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【請求項５】
管接続用プレートが、タンク本体の両側面を覆う側面被覆部と、側面被覆部の先端に設けられ、かつタンク本体における熱交換管側とは反対側の面の側縁部に係合する係合部を有する請求項１〜４のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【請求項６】
タンク本体の外面が、少なくとも外面側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プレートによって覆われており、当該プレートがタンク本体に接合されている請求項１〜４のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【請求項７】
連通穴の外端がタンク本体の外面に開口しており、管挿入穴およびこれに連なった連通穴が貫通状となっている請求項６記載の熱交換器。
【請求項８】
プレートの外面に、プレートのろう材層を利用して他部品がろう付されている請求項６または７記載の熱交換器。
【請求項９】
管接続用プレートが、タンク本体の両側面を覆う側面被覆部と、側面被覆部の先端に設けられ、かつプレートの外面の両側縁部に係合する係合部を有する請求項６〜８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に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、前後方向内側、前後方向外側、上下方向内側、上下方向外側、穴内、通路内などとは異なり、単に「内」、「外」という場合は、熱交換管の長さ方向を基準とするものとする。たとえば、図３〜図６の左側を「内」といい、同じく右側を「外」というものとする。また、この明細書および特許請求の範囲において、「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。
【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。さらに、
【背景技術】
【０００４】
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に用いられる熱交換器として、本出願人は、先に、幅方向を通風方向に向けかつ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ヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部がそれぞれヘッダタンクに接合された複数の熱交換管とを備えており、少なくともいずれか一方のヘッダタンクが、複数の流体通路を有するタンク本体と、タンク本体の内側を向いた面を覆うとともにタンク本体に接合されたアルミニウムブレージングシート製管接続用プレートとにより構成され、タンク本体に、タンク本体の内面からその内外方向の中間部に至りかつ熱交換管の端部が挿入される複数の管挿入穴と、管挿入穴の外側に連なるとともに隣り合う流体通路どうしを通じさせる複数の連通穴とがヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて形成され、管挿入穴および連通穴が形成された部分において隣り合う流体通路間の仕切壁が切除され、管接続用プレートに、タンク本体の管挿入穴に通じる複数の管挿通用貫通穴が、ヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて形成され、熱交換管が管接続用プレートの管挿通用貫通穴に通されるとともにタンク本体の管挿入穴に挿入された状態で管接続用プレートおよびタンク本体に接合され、タンク本体における流体通路の内側部分の肉厚が全体に等しくなっている熱交換器を提案した（特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、たとえばＣＯ２などの超臨界冷媒を用いた超臨界冷凍サイクルにおいては、フロン系冷媒を用いた冷凍サイクルに比べて熱交換器の耐圧性を向上させるとともに、ヘッダタンクと熱交換管とのろう付面積を大きくして両者の接合強度を増大させる必要がある。したがって、特許文献１記載の熱交換器においては、タンク本体における流体通路の内側部分の肉厚を大きくする必要があるが、タンク本体における流体通路の内側部分の肉厚が全体に等しいので、ヘッダタンクの重量、ひいては熱交換器全体の重量が大きくなるという問題がある。
【特許文献１】特開２００３−２１４７９３号公報
【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、重量の増加を抑えつつ、耐圧性を向上させるとともにヘッダタンクと熱交換管との接合強度を増大させることができ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)幅方向を通風方向に向けかつ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ヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部がそれぞれヘッダタンクに接合された複数の熱交換管とを備えており、少なくともいずれか一方のヘッダタンクが、複数の流体通路を有するタンク本体と、タンク本体の内側を向いた面を覆うとともにタンク本体に接合されたアルミニウムブレージングシート製管接続用プレートとにより構成され、タンク本体に、タンク本体の内面からその内外方向の中間部に至りかつ熱交換管の端部が挿入される複数の管挿入穴と、管挿入穴の外側に連なるとともに隣り合う流体通路どうしを通じさせる複数の連通穴とがヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて形成され、管挿入穴および連通穴が形成された部分において隣り合う流体通路間の仕切壁が切除され、管接続用プレートに、タンク本体の管挿入穴に通じる複数の管挿通用貫通穴が、ヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて形成され、熱交換管が管接続用プレートの管挿通用貫通穴に通されるとともにタンク本体の管挿入穴に挿入された状態で管接続用プレートおよびタンク本体に接合されている熱交換器において、
タンク本体が、複数の流体通路が幅方向に並んで形成されたアルミニウム押出形材からなり、タンク本体における流体通路よりも内側部分の肉厚が、幅方向の中央部で最も厚く、かつ両側縁部に向かって薄くなっている熱交換器。
【０００９】
2)タンク本体の内側を向いた面の横断面形状が、幅方向の中央部が最も内側に突出した弓形であり、全流体通路の内側端部が同一平面内に位置している上記1)記載の熱交換器。
【００１０】
3)タンク本体の管挿入穴および連通穴がヘッダタンクの幅方向に長くなっているとともに、連通穴の長さが管挿入穴の長さよりも短くなっており、管挿入穴の両端部と連通穴の両端部との間に、それぞれ段部が形成されている上記1)または2)記載の熱交換器。
【００１１】
4)タンク本体の管挿入穴および連通穴、ならびに管接続用プレートの管挿通用貫通穴がヘッダタンクの幅方向に長くなっており、タンク本体の内面における管挿入穴の穴長さ方向にのびる両側部分に凹部が形成され、管接続用プレートのタンク本体側を向いた面における管挿通用貫通穴の穴長さ方向にのびる両側縁部に、タンク本体側に突出しかつタンク本体の凹部内に入り込んだ屈曲部が形成されている上記1)〜3)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【００１２】
5)管接続用プレートが、タンク本体の両側面を覆う側面被覆部と、側面被覆部の先端に設けられ、かつタンク本体における熱交換管側とは反対側の面の側縁部に係合する係合部を有する上記1)〜4)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【００１３】
6)タンク本体の外面が、少なくとも外面側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プレートによって覆われており、当該プレートがタンク本体に接合されている上記1)〜4)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【００１４】
7)連通穴の外端がタンク本体の外面に開口しており、管挿入穴およびこれに連なった連通穴が貫通状となっている上記6)記載の熱交換器。
【００１５】
8)プレートの外面に、プレートのろう材層を利用して他部品がろう付されている上記6)または7)記載の熱交換器。
【００１６】
9)管接続用プレートが、タンク本体の両側面を覆う側面被覆部と、側面被覆部の先端に設けられ、かつプレートの外面の両側縁部に係合する係合部を有する上記6)〜8)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【発明の効果】
【００１７】
上記1)および2)の熱交換器によれば、タンク本体が、複数の流体通路が幅方向に並んで形成されたアルミニウム押出形材からなり、タンク本体における流体通路よりも内側部分の肉厚が、幅方向の中央部で最も厚く、かつ両側縁部に向かって薄くなっているので、特許文献１記載の熱交換器に比較して、重量の増加を抑えつつ、耐圧性を向上させるとともにヘッダタンクと熱交換管との接合強度を増大させることができる。
【００１８】
上記3)の熱交換器によれば、製造の際に、熱交換管の端部を段部に当接させることにより、熱交換管の位置決めを簡単に行うことができる。
【００１９】
上記4)の熱交換器によれば、管接続用プレートの屈曲部が、熱交換管を管接続用プレートの管挿通用貫通穴に通す際のガイドになるので、その作業性が向上する。しかも、タンク本体における流体通路よりも内側部分の肉厚が、幅方向の中央部で最も厚く、かつ両側縁部に向かって徐々に薄くなっていると、タンク本体の熱交換管側を向いた面に、管接続用プレートの屈曲部が入り込む凹部を形成したとしても、ヘッダタンクの耐圧性の低下を抑制することができる。
【００２０】
上記5)の熱交換器によれば、タンク本体と管接続用プレートとの接合強度が、特許文献１記載の熱交換器のタンク本体と管接続用プレートとの接合強度よりも増大し、ヘッダタンクの耐圧性が向上する。
【００２１】
上記6)の熱交換器によれば、アルミニウムブレージングシートからなるプレートの外面側のろう材を利用して、入口部材、出口部材、ブラケットなどの他部品をろう付することが可能になる。
【００２２】
上記7)の熱交換器によれば、タンク本体に、管挿入穴および連通穴を、比較的簡単に形成することができる。
【００２３】
上記9)の熱交換器によれば、タンク本体と管接続用プレートとプレートとの接合強度が、特許文献１記載の熱交換器のタンク本体と管接続用プレートとの接合強度よりも増大し、ヘッダタンクの耐圧性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
【００２５】
なお、以下の説明において、隣接する熱交換管どうしの間の通風間隙を流れる空気の下流側（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し、図１および図２の上下、左右をそれぞれ上下、左右というものとする。
【００２６】
図１および図２は超臨界冷凍サイクルの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および図９はヘッダタンクの製造方法を示す。
【００２７】
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くとともに幅方向を前後方向に向けて配置され、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。
【００２８】
第１ヘッダタンク(2)は、幅方向を前後方向に向けたアルミニウム押出形材製タンク本体(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（内側を向いた面）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。
【００２９】
図２〜図７に示すように、タンク本体(7)には、複数の流体通路(9)が幅方向（前後方向）に並んで形成されている。流体通路(9)の横断面形状は左右方向に長い方形状であり、その左右両端面（内外両端面）は同一垂直面内に位置している。また、タンク本体(7)の左面（内側を向いた面）の横断面形状は、幅方向の中央部が最も左側（内側）に突出した弓形であり、タンク本体(7)における流体通路(9)よりも内側部分(7a)の肉厚が、幅方向の中央部で最も厚く、かつ前後両側縁部に向かって徐々に薄くなっている。
【００３０】
タンク本体(7)には、熱交換管(4)の右端部が挿入される前後方向に長い複数の管挿入穴(11)と、管挿入穴(11)の右側（外側）に連なるとともに隣り合う流体通路(9)どうしを通じさせる複数の連通穴(12)とが上下方向（第１ヘッダタンク(2)の長さ方向）に間隔をおいて形成されている。管挿入穴(11)は、タンク本体(7)の左面から左右方向の中間部に至るように形成され、連通穴(12)は、管挿入穴(11)の右端に連なってタンク本体(7)における流体通路(9)よりも外側部分(7b)の肉厚の中間部に至るように形成されている。管挿入穴(11)および連通穴(12)が形成された部分においては、隣り合う流体通路(9)間の仕切壁(13)が全高にわたって切除されており、連通穴(12)によって全流体通路(9)が相互に通じさせられている。連通穴(12)の前後方向の長さは管挿入穴(11)の前後方向の長さよりも若干短くなっており、連通穴(12)の前後両端面と管挿入穴(11)の前後両端面との間には、それぞれ熱交換管(4)の端部が当接する位置決め用段部(14)が形成されている。なお、連通穴(12)の上下方向の幅は、管挿入穴(11)の上下方向の幅と等しくなっている。また、タンク本体(7)の左側を向いた面における管挿入穴(11)の穴長さ方向にのびる上下両側部分に、それぞれ凹部(15)が形成されている。凹部(15)の底面は、右側に向かって上下方向内側に傾斜している。
【００３１】
タンク本体(7)の上下両端の管挿入穴(11)および連通穴(12)と、上下方向の中央部の管挿入穴(11)および連通穴(12)には、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からなる仕切板(16)が左側から挿入されてタンク本体(7)にろう付されており、これによりタンク本体(7)の流体通路(9)の上下両端開口が閉鎖されるとともに、流体通路(9)が上下両部分(9A)(9B)に区画されている。仕切板(16)は、上下方向外側から見て、各連通穴(12)内に位置する第１部分(16a)と、第１部分(16a)の左側縁部に一体に形成され、かつ左方に突出して管挿入穴(11)内に位置する第２部分(16b)とよりなる（図６参照）。仕切板(16)の第２部分(16b)の左面（内側を向いた面）は、タンク本体(7)の左面と同様に横断面弓形であり、タンク本体(7)の左面と面一となっている。また、仕切板(16)の第２部分(16b)の前後両端部は、第１部分(16a)の前後両端部よりも前後方向に突出しており、この突出部の右端が段部(14)に当接している。そして、タンク本体(7)における上下方向中央部の仕切板(16)よりも上側部分が入口ヘッダ部(17)、同下側部分が出口ヘッダ部(18)となり、その結果流体通路(9)の上側部分(9A)が入口ヘッダ部(17)の冷媒流通部(17A)、同下側部分(9B)が出口ヘッダ部(18)の冷媒流通部(18A)となっている。
【００３２】
管接続用プレート(8)におけるタンク本体(7)の各管挿入穴(11)と対応する位置には、前後方向に長い管挿通用貫通穴(19)が形成されている。上半部の複数の管挿通用貫通穴(19)は、タンク本体(7)の流体通路(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通用貫通穴(19)は、タンク本体(7)の流体通路(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、管接続用プレート(8)のタンク本体(7)側を向いた面（右面）における管挿通用貫通穴(19)の穴長さ方向にのびる両側縁部に、タンク本体(7)側に突出しかつタンク本体(7)の凹部(15)内に入り込んだ屈曲部(21)が形成されている。屈曲部(21)は、外側に向かって上下方向内側に傾斜している。
【００３３】
タンク本体(7)の外側部分(7b)における上端の熱交換管(4)よりも若干下方の高さ位置に、流体通路(9)に通じるように冷媒入口(22)が形成されており、タンク本体(7)の外側部分(7b)の右面に、冷媒入口(22)に通じる冷媒流入路(24)を有するアルミニウム製の直方体状入口部材(23)がろう付されている。また、タンク本体(7)における下端の熱交換管(4)よりも若干上方の高さ位置に、流体通路(9)に通じるように冷媒出口(25)が形成されており、タンク本体(7)の外面に、冷媒出口(25)に通じる冷媒流出路(27)を有するアルミニウム製の直方体状出口部材(26)がろう付されている。入口部材(23)および出口部材(26)には、その後面から前方にのびるねじ穴(28)(29)がそれぞれ形成されている。入口部材(23)のねじ穴(28)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(26)のねじ穴(29)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。
【００３４】
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タンク本体(7)の右面（外面）まで至り、かつタンク本体(7)の前後両側面を覆う側面被覆壁(31)が一体に形成され、タンク本体(7)の前後両側面にろう付されている。各側面被覆壁(31)の右側縁に、前後方向内方に突出しかつタンク本体(7)の右面に係合する複数の係合爪(32)が上下方向に間隔をおいて一体に形成され、タンク本体(7)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。
【００３５】
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。
【００３６】
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(16)が配置されており、タンク本体(7)の流体通路(9)は、上下両端開口のみが仕切板(16)により閉鎖されている。これにより、タンク本体(7)の流体通路(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)のタンク本体(7)には、第１ヘッダタンク(2)のタンク本体(7)の入口ヘッダ部(17)および出口ヘッダ部(18)に跨るように１つの中間ヘッダ部(33)が形成されている。そして、流体通路(9)が中間ヘッダ部(33)の冷媒流通部(33A)となっている。なお、タンク本体(7)に冷媒入口および冷媒出口が形成されていない。
【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)の冷媒通路(4a)は、タンク本体(7)の流体通路(9)に通じている。熱交換管(4)の両端部は、それぞれ両ヘッダタンク(2)(3)の管接続用プレート(8)の管挿通用貫通穴(19)に通されるとともに、タンク本体(7)の管挿入穴(11)に挿入され、さらに両端が段部(14)に当接した状態で、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)およびタンク本体(7)にろう付されている。すべての熱交換管(4)は、右端部が第１ヘッダタンク(2)におけるタンク本体(7)の流体通路(9)の上側部分(9A)、すなわち入口ヘッダ部(17)の冷媒流通部(17A)に通じるとともに左端部が第２ヘッダタンク(3)におけるタンク本体(7)の流体通路(9)、すなわち中間ヘッダ部(33)の冷媒流通部(32A)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)におけるタンク本体(7)の流体通路(9)の下側部分(9B)、すなわち出口ヘッダ部(18)の冷媒流通部(18A)に通じるとともに左端部が第２ヘッダタンク(3)におけるタンク本体(7)の流体通路(9)、すなわち中間ヘッダ部(33)の冷媒流通部(32A)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および図９を参照して説明する。
【００４０】
まず、管挿入穴(11)、連通穴(12)および凹部(15)を持たず、かつ複数の流体通路(9)のみを有するタンク本体形成用のアルミニウム押出形材をつくった後、当該押出形材に適当な加工法を施すことにより、管挿入穴(11)、連通穴(12)、段部(14)および凹部(15)を形成して、両ヘッダタンク(2)(3)のタンク本体(7)をつくる。第１ヘッダタンク(2)のタンク本体(7)には、冷媒入口(22)および冷媒出口(25)を形成しておく。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、管挿通用貫通穴(19)、屈曲部(21)、側面被覆壁(31)、ならびに側面被覆壁(31)に真っ直ぐに連なったプレート係合爪形成用突片(32A)を有する管接続用プレート(8)を形成する。
【００４１】
ついで、第１ヘッダタンク(2)のタンク本体(7)の上下両端の管挿入穴(11)および連通穴(12)内と、上下方向の中央部の管挿入穴(11)および連通穴(12)内に内側から仕切板(16)を挿入する。また、第２ヘッダタンク(3)のタンク本体(7)の上下両端の管挿入穴(11)および連通穴(12)内に内側から仕切板(16)を挿入する。ついで、管接続用プレート(8)を、側面被覆壁(31)がタンク本体(7)の前後両側面に沿うように、タンク本体(7)の内側面に重ね合わせる。ついで、管接続用プレート(8)の係合爪形成用突片(32A)を内方に曲げて係合爪(32)を形成するとともに係合爪(32)をタンク本体(7)の外面の前後両側縁部に係合させることにより、タンク本体(7)と管接続用プレート(8)とを仮止めするとともに、仕切板(16)を仮止めしてして第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、第１ヘッダタンク(2)のタンク本体(7)に、適当な手段により入口部材(23)および出口部材(26)を仮止めするとともに、入口部材(23)および出口部材(26)とタンク本体(7)との間に適当なろう材を配置する。
【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)の管挿通用貫通穴(19)に通してタンク本体(7)の管挿入穴(11)内に挿入するとともに、両端のコルゲートフィン(5)の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、管接続用プレート(8)のろう材層を利用してタンク本体(7)と管接続用プレート(8)とをろう付するとともに、仕切板(16)のろう材層を利用して、仕切板(16)をタンク本体(7)にろう付する。これと同時に、管接続用プレート(8)のろう材層を利用して、側面被覆壁(31)および係合爪(32)とタンク本体(7)とをそれぞれろう付し、さらに仮止め体に配置されたろう材を利用して入口部材(23)および出口部材(26)をタンク本体(7)に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、管接続用プレート(8)のろう材層を利用してタンク本体(7)と管接続用プレート(8)とをろう付するとともに、仕切板(16)のろう材層を利用して、仕切板(16)をタンク本体(7)にろう付する。これと同時に、管接続用プレート(8)のろう材層を利用して、側面被覆壁(31)および係合爪(32)とタンク本体(7)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)のろう材層を利用して管接続用プレート(8)およびタンク本体(7)と熱交換管(4)とをろう付するとともに、コルゲートフィン(5)のろう材層を利用して熱交換管(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)とをそれぞれろう付する。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(23)の冷媒流入路(24)を通って冷媒入口(22)から第１ヘッダタンク(2)におけるタンク本体(7)の入口ヘッダ部(17)の冷媒流通部(17A)に入り、冷媒流通部(17A)、すなわち流体通路(9)の上側部分(9A)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)に流入する。冷媒通路(4a)に流入したＣＯ２は、冷媒通路(4a)を左方に流れて第２ヘッダタンク(3)におけるタンク本体(7)の中間ヘッダ部(33)の冷媒流通部(33A)、すなわち流体通路(9)の上半部に流入する。中間ヘッダ部(33)の冷媒流通部(33A)の上半部に流入したＣＯ２は、冷媒流通部(33A)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)に流入し、流れ方向を変えて冷媒通路(4a)を右方に流れて第１ヘッダタンク(2)におけるタンク本体(7)の出口ヘッダ部(18)の冷媒流通部(18A)に入る。その後、ＣＯ２は、タンク本体(7)の出口ヘッダ部(18)の冷媒流通部(18A)（流体通路(9)の下側部分(9B)）を下方に流れ、冷媒出口(25)および出口部材(26)の冷媒流出路(27)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(17)(18)の数が２であり、第２ヘッダタンク(3)のヘッダ部(33)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(4)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(4)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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
図１０および図１１はヘッダタンクの変形例を示す。
【００５１】
図１０および図１１において、ヘッダタンク(40)のタンク本体(41)の外側部分(41b)の肉厚は、上述した実施形態の図３および図４に示すタンク本体(7)の外側部分(7b)の肉厚よりも薄くなっている。なお、タンク本体(41)の内側部分(41a)の肉厚および左面の横断面形状は形状は上述した実施形態の図３および図４に示すタンク本体(7)の内側部分(7b)と同じである。そして、タンク本体(41)の右面（外面）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から形成され、かつタンク本体(7)にろう付されたプレート(42)によって覆われている。管接続用プレート(8)の各側面被覆壁(31)の係合爪(32)は、プレート(42)の右面に係合してプレート(42)にろう付されている。
【００５２】
タンク本体(42)の連通穴(12)の右端は、タンク本体(7)の右面に開口しており、管挿入穴(11)およびこれに連なった連通穴(12)を合わせた穴は貫通状となっている。連通穴(12)の右端開口はプレート(42)により塞がれている。
【００５３】
この変形例のヘッダタンク(40)の場合、補強プレートのろう材層を利用して、入口部材および出口部材などの他部品をろう付することが可能になる。
【００５４】
その他の構成は、上述した実施形態のヘッダタンク(2)(3)と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【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Ａ−Ａ線拡大断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【図５】図２の部分拡大図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】図５のＤ−Ｄ線断面図である。
【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タンク本体、管接続用プレート、入口部材および出口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タンク本体および管接続用プレートを示す分解斜視図である。
【図１０】ヘッダタンクの変形例を示す図３相当の図である。
【図１１】ヘッダタンクの変形例を示す図４相当の図である。
【符号の説明】
【００５６】
(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)：内側部分
(8)：管接続用プレート
(9)：流体通路
(11)：管挿入穴
(12)：連通穴
(15)：凹部
(19)：管挿通用貫通穴
(21)：屈曲部
(31)：側面被覆部
(32)：係合爪
(42)：プレート
【図１】
2009008347.tif 000003
【図２】
2009008347.tif 000004
【図３】
2009008347.tif 000005
【図４】
2009008347.tif 000006
【図５】
2009008347.tif 000007
【図６】
2009008347.tif 000008
【図７】
2009008347.tif 000009
【図８】
2009008347.tif 000010
【図９】
2009008347.tif 000011
【図１０】
2009008347.tif 000012
【図１１】
2009008347.tif 000013