(57)【要約】【課題】ヘッダタンク全体の幅を狭くすることができる熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器を適用したガスクーラ１のヘッダタンク2,3を、タンク本体７と、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の前後両側面に、その全厚にわたる係合片嵌入用切り欠き33を形成する。管接続用プレート８の幅をタンク本体７の幅と等しくする。管接続用プレート８の前後両側縁部に、熱交換管４の長さ方向外方に突出しかつタンク本体７の係合片嵌入用切り欠き33内に嵌め入れられる外方突出部21a、および外方突出部21aの先端部を前後方向内側に屈曲させることにより形成されかつタンク本体７の外面に係合させられた屈曲部21bからなる係合片21を設ける。係合片21をタンク本体７にろう付する。【選択図】図１
2009138985.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、管接続用プレートにおけるヘッダ部と対応する部分に、ヘッダ部の冷媒流通部に通じる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ている熱交換器において、
タンク本体の前後両側面に係合片嵌入用切り欠きが形成され、管接続用プレートの幅がタンク本体の幅以下となされ、管接続用プレートの前後両側縁部に、熱交換管の長さ方向外方に突出しかつタンク本体の係合片嵌入用切り欠き内に嵌め入れられる外方突出部、および外方突出部の先端部を前後方向内側に屈曲させることにより形成されかつタンク本体の外面に係合させられた屈曲部からなる係合片が設けられ、係合片がタンク本体にろう付されている熱交換器。
【請求項２】
管接続用プレートの幅がタンク本体の幅と同幅となされている請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
タンク本体の係合片嵌入用切り欠きの深さと、係合片の厚みとが等しくなっている請求項１または２記載の熱交換器。
【請求項４】
係合片の厚みが管接続用プレートの厚みと等しく、管接続用プレートの前後両側縁部における係合片の両側部分に、係合片の厚みと等しい長さを有するスリットが入れられている請求項１〜３のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【請求項５】
タンク本体の係合片嵌入用切り欠きおよび管接続用プレートの係合片が、熱交換管からずれた位置に形成されている請求項１〜４のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【請求項６】
タンク本体が、長さ方向にのびる外方膨出部が形成された第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第１プレートの外方膨出部内に通じさせる連通穴が貫通状に形成され、第１プレートおよび第２プレートに跨るように係合片嵌入用切り欠きが形成されている請求項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】
また、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、管接続用プレートにおけるヘッダ部と対応する部分に、ヘッダ部の冷媒流通部に通じる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１プレートの幅方向の中央部に、長さ方向にのびかつ第２プレートにより開口が閉鎖された外方膨出部が形成され、同じく第２プレートに、管接続用プレートの管挿入穴を第１プレートの外方膨出部内に通じさせる連通穴が貫通状に形成され、管接続用プレートの前後両側縁部に、タンク本体の前後両側面全体を覆う被覆壁が一体に設けられ、被覆壁の先端部に、タンク本体の第１プレートの外面に係合する複数の係合片が、被覆壁の長さ方向に間隔をおいて一体に設けられ、係合片が第１プレートにろう付されている熱交換器が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の熱交換器においては、管接続用プレートの前後両側縁部に、タンク本体の前後両側面全体を覆う被覆壁が一体に設けられているので、タンク本体の幅を一定にした場合、両被覆壁の厚みの分だけヘッダタンクの幅が大きくなるという問題がある。
【特許文献１】特開２００５−３００１３５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、タンク本体の幅を特許文献１の熱交換器と同幅とした場合であってもヘッダタンク全体の幅を狭くす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)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、管接続用プレートにおけるヘッダ部と対応する部分に、ヘッダ部の冷媒流通部に通じる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ている熱交換器において、
タンク本体の前後両側面に係合片嵌入用切り欠きが形成され、管接続用プレートの幅がタンク本体の幅以下となされ、管接続用プレートの前後両側縁部に、熱交換管の長さ方向外方に突出しかつタンク本体の係合片嵌入用切り欠き内に嵌め入れられる外方突出部、および外方突出部の先端部を前後方向内側に屈曲させることにより形成されかつタンク本体の外面に係合させられた屈曲部からなる係合片が設けられ、係合片がタンク本体にろう付されている熱交換器。
【０００９】
2)管接続用プレートの幅がタンク本体の幅と同幅となされている上記1)記載の熱交換器。
【００１０】
3)タンク本体の係合片嵌入用切り欠きの深さと、係合片の厚みとが等しくなっている上記1)または2)記載の熱交換器。
【００１１】
4)係合片の厚みが管接続用プレートの厚みと等しく、管接続用プレートの前後両側縁部における係合片の両側部分に、係合片の厚みと等しい長さを有するスリットが入れられている上記1)〜3)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【００１２】
5)タンク本体の係合片嵌入用切り欠きおよび管接続用プレートの係合片が、熱交換管からずれた位置に形成されている上記1)〜4)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【００１３】
6)タンク本体が、長さ方向にのびる外方膨出部が形成された第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第１プレートの外方膨出部内に通じさせる連通穴が貫通状に形成され、第１プレートおよび第２プレートに跨るように係合片嵌入用切り欠きが形成されている上記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、タンク本体の前後両側面に係合片嵌入用切り欠きが形成され、管接続用プレートの幅がタンク本体の幅以下となされ、管接続用プレートの前後両側縁部に、熱交換管の長さ方向外方に突出しかつタンク本体の係合片嵌入用切り欠き内に嵌め入れられる外方突出部、および外方突出部の先端部を前後方向内側に屈曲させることにより形成されかつタンク本体の外面に係合させられた屈曲部からなる係合片が設けられ、係合片がタンク本体にろう付されているので、タンク本体の幅を特許文献１の熱交換器と同幅とした場合であってもヘッダタンク全体の幅を狭くすることができる。
【００１５】
上記2)および3)の熱交換器によれば、ヘッダタンクの幅を全長にわたって等しくすることができる。
【００１６】
上記4)の熱交換器によれば、係合片を比較的簡単に形成することができる。
【００１７】
上記5)の熱交換器によれば、係合片におけるタンク本体の第１プレートへの接合長さを比較的長くすることができるので、ヘッダタンク全体の強度低下を防止することができる。また、タンク本体の第１および第２プレートと、管接続用プレートとをろう付する前の段階における係合片による３つのプレートの仮止め強度の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
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。また、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。
【００２０】
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１１はガスクーラの製造方法の一部の工程を示す。
【００２１】
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。
【００２２】
右ヘッダタンク(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。
【００２３】
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。タンク本体の(7)の両プレート(7A)(7B)の長さおよび幅は等しくなっている。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)を塞ぐ閉鎖部材(11)が配置されている。そして、中空部(9)の上下両端開口が閉鎖部材(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閉鎖部材(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。
【００２４】
図２〜図７に示すように、右ヘッダタンク(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、外方膨出部(7a)の前後両側縁部に連なって平坦部(7b)が設けられている。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)の前後両側面には、第１プレート(7A)の全厚にわたる複数の切り欠き(31)が上下方向に間隔をおいて形成されている。前後の切り欠き(31)は同一高さ位置にある。上下両端の切り欠き(31)の上下方向外側部分は外方に開口している。また、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。
【００２５】
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、第１プレート(7A)の外面に、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、第１プレート(7A)の外面に、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ることにより形成されている。
【００２６】
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。
【００２７】
右ヘッダタンク(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、その前後両側面には、第２プレート(7B)の全厚にわたる複数の切り欠き(32)が、第１プレート(7A)の切り欠き(31)と対応するように、上下方向に間隔をおいて形成されている。そして、第１プレート(7A)の切り欠き(31)と第２プレート(7B)の切り欠き(32)とによって、タンク本体(7)の前後両側面に、その全厚にわたりかつ後述する係合片(21)を嵌め入れる係合片嵌入用切り欠き(33)が形成されている。
【００２８】
右ヘッダタンク(2)のタンク本体(7)の第２プレート(7B)の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、貫通状の閉鎖部材挿入穴(27)が、両プレート(7A)(7B)に跨るように形成されている。閉鎖部材挿入穴(27)の前後両端部は、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、閉鎖部材挿入穴(27)の前後両側縁部は左右方向にのびる直線状となっている。
【００２９】
右ヘッダタンク(2)の管接続用プレート(8)は、タンク本体(7)、すなわち第１および第２プレート(7A)(7B)と同長および同幅であり、その前後両側縁部における各係合片嵌入用切り欠き(33)と対応する位置に複数の係合片(21)が形成されている。係合片(21)は、左右方向外側に突出し、かつ係合片嵌入用切り欠き(33)内に嵌め入れられてタンク本体(7)の両プレート(7A)(7B)にろう付された外方突出部(21a)と、外方突出部(21a)の先端部を前後方向内側に屈曲させることにより形成され、かつタンク本体(7)の第１プレート(7A)の平坦部(7b)外面に係合させられてろう付された屈曲部(21b)とよりなる。係合片(21)の肉厚は管接続用プレート(8)の肉厚および係合片嵌入用切り欠き(33)の深さと等しく、かつ係合片(21)の幅は係合片嵌入用切り欠き(33)の幅と等しくなっている。管接続用プレート(8)の前後両側縁部における上下両端の係合片(21)の上下方向内側部分および他の係合片(21)の上下両側部分に、係合片(21)の厚みと等しい長さを有するスリット(19)が入れられており、係合片(21)の基端部はスリット(19)の先端部側（前後方向内端部側）から曲げられている。また、上下両端部の係合片(21)および上下方向中央部の係合片(21)は、閉鎖部材挿入穴(27)と対応する位置に形成されており、その屈曲部(21b)は、閉鎖部材挿入穴(27)の前後両端部を覆っている。
【００３０】
右ヘッダタンク(2)の管接続用プレート(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。管挿入穴(18)は係合片嵌入用切り欠き(33)とは上下方向にずれるように形成されている。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)の前後両側縁よりも外方に突出している。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。
【００３１】
閉鎖部材(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、各閉鎖部材挿入穴(27)内に左右方向外側から挿入されている。閉鎖部材(11)は、上下方向外側から見て横長方形状の第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。閉鎖部材(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。第１部分(11a)における第２部分(11b)の前後両側の外側縁部は、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)の外側縁部は第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、閉鎖部材(11)の第１部分(11a)の前後両側縁部がタンク本体(7)における閉鎖部材挿入穴(27)の前後両側縁部にろう付され、同じく内側縁部が管接続用プレートの左右方向外側面にろう付されている。また、閉鎖部材(11)の上下両面が、タンク本体(7)における閉鎖部材挿入穴(27)の上下両側面にろう付されている。さらに、管接続用プレート(8)の上下両端の係合片(21)および上下方向中央部の係合片(21)が閉鎖部材挿入穴(27)と対応する位置に形成されるとともに、屈曲部(21b)が閉鎖部材挿入穴(27)の前後両端部を覆っていることにより、上下両端の係合片(21)は閉鎖部材(11)の第１部分(11a)の外側縁部にも係合し、閉鎖部材(11)にろう付されている。
【００３２】
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。
【００３３】
そして、右ヘッダタンク(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。
【００３４】
図２に示すように、左ヘッダタンク(3)は、右ヘッダタンク(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。
【００３５】
左ヘッダタンク(3)のタンク本体(7)には上下両端部のみに閉鎖部材(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閉鎖部材(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、左ヘッダタンク(3)には、右ヘッダタンク(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。
【００３６】
左ヘッダタンク(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)が形成されている。
【００３７】
そして、左ヘッダタンク(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、右ヘッダタンク(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、右ヘッダタンク(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。
【００３８】
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、右端部が右ヘッダタンク(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左ヘッダタンク(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、右端部が右ヘッダタンク(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左ヘッダタンク(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。
【００３９】
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。
【００４０】
以下、ガスクーラ(1)の製造方法について、図８〜図１１を参照して説明する。
【００４１】
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、切り欠き(31)および貫通穴(25)を有するタンク本体(7)の第１プレート(7A)を形成する。右ヘッダタンク(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、切り欠き(32)、連通穴(22)、連通部(23)および貫通穴(26)を有するタンク本体(7)の第２プレート(7B)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、管挿入穴(18)と、前後方向外方に真っ直ぐに連なった複数の係合片形成部(34)と、スリット(19)を有する管接続用プレート(8)を形成する。
【００４２】
ついで、管接続用プレート(8)の係合片形成部(34)をスリット(19)の先端部側（前後方向内端部側）から左右方向外方にほぼ９０度曲げた後、３つのプレート(7A)(7B)(8)を第２プレート(7B)が中間部に来るように積層し、係合片形成部(34)の基端側の部分を２つのプレート(7A)(7B)の切り欠き(31)(32)からなる係合片嵌入用切り欠き(33)内に嵌め入れる。ついで、閉鎖部材(11)を、第１および第２プレート(7A)(7B)の貫通穴(25)(26)により形成された閉鎖部材挿入穴(27)内に外側から挿入する。ついで、管接続用プレート(8)の係合片形成部(34)の先端側の部分を内方に曲げて外方突出部(21a)および屈曲部(21b)からなる係合片(21)を形成するとともに、屈曲部(21b)を第１プレート(7A)の平坦部(7b)外面の前後両側縁部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、さらに係合片(21)の屈曲部(21b)の先端部を閉鎖部材(11)の前後両端部の外側縁に係合させることにより、閉鎖部材(11)を仮止めしてして右ヘッダタンク(2)および左ヘッダタンク(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)を右ヘッダタンク(2)用の仮止め体に仮止めする。
【００４３】
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。。
【００４４】
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、係合片(21)の外方突出部(21a)を第１および第２プレート(7A)(7B)にろう付し、さらに屈曲部(21b)を第１プレート(7A)にろう付する。これと同時に、閉鎖部材(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、閉鎖部材(11)を第１および第２プレート(7A)(7B)と管接続用プレート(8)とにろう付するとともに、係合片(21)の屈曲部(21b)を閉鎖部材(11)にろう付し、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右ヘッダタンク(2)を形成する。
【００４５】
また、左ヘッダタンク(2)の形成と同時に、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、係合片(21)の外方突出部(21a)を第１および第２プレート(7A)(7B)にろう付し、さらに屈曲部(21b)を第１プレート(7A)にろう付する。これと同時に、閉鎖部材(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、閉鎖部材(11)を第１および第２プレート(7A)(7B)と管接続用プレート(8)とにろう付するとともに、係合片(21)の屈曲部(21b)を閉鎖部材(11)にろう付することにより左ヘッダタンク(3)を形成する。さらに、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。
【００４６】
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。
【００４７】
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)から右ヘッダタンク(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)内を左方に流れて左ヘッダタンク(3)の中間ヘッダ部(20)内の上半部（流入部）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)内を右方に流れて右ヘッダタンク(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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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】
【００５２】
【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、管接続用プレートをプレス加工した状態を示す斜視図である。
【図９】図１のガスクーラを製造するにあたり、右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１０】図１のガスクーラを製造するにあたり、左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１１】図１のガスクーラを製造するにあたり、右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の状態を示す部分拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００５３】
(1)：ガスクーラ（熱交換器）
(2)：右ヘッダタンク
(3)：左ヘッダタンク
(4)：熱交換管
(7)：タンク本体
(7A)：第１プレート
(7B)：第２プレート
(8)：管接続用プレート
(18)：管挿入穴
(19)：スリット
(20)：中間ヘッダ部
(21)：係合片
(22)：連通穴
(31)：切り欠き
(32)：切り欠き
(33)：係合片嵌入用切り欠き
【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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【図１０】
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【図１１】
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