(57)【要約】【課題】扁平チューブの根付部に対し埃付着の防止ができる熱交換器を実現する。【解決手段】複数の扁平チューブ１２と、上下方向に配置され、複数の偏平チューブ１２の端部が接合される複数のチューブ孔１５２ａを有し、偏平チューブ１２の内部と連通する一対のヘッダタンク１５、１６とを備える熱交換器において、下方のヘッダタンク１６は、複数のチューブ孔１５２ａが形成された平板状のコアプレート１５２と、断面略Ｕ字形に形成された中央部１５３ａおよび断面略Ｌ字形に形成された両側部１５３ｂを有するタンクプレート１５３とを備え、このタンクプレート１５３の両側部１５３ｂがコアプレート１５２の両側を巻き込むようにカシメ加工してカシメ固定されており、防風壁１５３ｃは、風上側のカシメ固定された部分の延長上に形成されている。これにより、埃付着の防止ができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気流れ方向と直交しかつ水平方向に積層され、流体が流通する複数の扁平チューブ（１２）と、
上下方向に配置され、前記複数の偏平チューブ（１２）の端部が接合される複数のチューブ孔（１５２ａ）を有し、前記偏平チューブ（１２）の内部と連通する一対のタンク（１５、１６）とを備える熱交換器において、
下方に配置されるタンク（１６）には、前記偏平チューブ（１２）の端部と前記チューブ孔（１５２ａ）との接合部の空気流れの風上側に、防風壁（１５３ｃ）が前記タンク（１６）に一体的に形成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記下方に配置されるタンク（１６）は、前記複数のチューブ孔（１５２ａ）が形成された平板状のコアプレート（１５２）と、断面略Ｕ字形に形成された中央部（１５３ａ）および断面略Ｌ字形に形成された両側部（１５３ｂ）を有するタンクプレート（１５３）とを備え、前記タンクプレート（１５３）の両側部（１５３ｂ）が前記コアプレート（１５２）の両側を巻き込むようにカシメ加工してカシメ固定されており、
前記防風壁（１５３ｃ）は、カシメ固定された部分の延長上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
隣り合う前記扁平チューブ（１２）の間には、フィン（１３）が配設されており、
前記防風壁（１５３ｃ）は、その上端が前記フィン（１３）の下方端を塞ぐように形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記フィン（１３）は、前記扁平チューブ（１２）の端部よりも風上側に突き出して配設されていることを特徴とする請求項３に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に流れる流体と空気とを熱交換する熱交換器に関するものであり、空気通路側の空気流れに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱交換器として、例えば、特許文献１に示すものが知られている。すなわち、左右方向に積層された複数の扁平チューブと、隣り合う偏平チューブの間に配設されたフィンと、上下方向に配置された一対のヘッダタンクとから構成されている。
【０００３】
ヘッダタンクには、複数の扁平チューブの端部を挿嵌するチューブ孔が設けられており、扁平チューブの両端がチューブ孔にろう付け接合により固定されている。これにより、扁平チューブの内部とヘッダタンク内とが連通するようになっている。
【特許文献１】特開２００５−２２１１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１のような構成の下方のヘッダタンクは、扁平チューブの端部とチューブ孔との接合部、即ち扁平チューブの根付部が、埃などを貯め易い向きとなる位置に配置されている。つまり、扁平チューブの根付部には、フィンが配設されていないため、送風空気に含まれた埃が、扁平チューブの根付部に当たって堆積することがある。
【０００５】
また、熱交換器を構成する各部材がアルミニウムもしくはアルミニウム合金により形成されていると、埃の堆積による影響により、扁平チューブの端部とチューブ孔との接合部の腐食速度が速くなる。つまり、扁平チューブの根付部が最も腐食され易いため、冷媒漏れなどの問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、扁平チューブの根付部に対し埃付着の防止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】
上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、空気流れ方向と直交しかつ水平方向に積層され、流体が流通する複数の扁平チューブ（１２）と、上下方向に配置され、複数の偏平チューブ（１２）の端部が接合される複数のチューブ孔（１５２ａ）を有し、偏平チューブ（１２）の内部と連通する一対のタンク（１５、１６）とを備える熱交換器において、
下方に配置されるタンク（１６）には、偏平チューブ（１２）の端部とチューブ孔（１５２ａ）との接合部の空気流れの風上側に、防風壁（１５３ｃ）がタンク（１６）に一体的に形成されていることを特徴としている。
【０００８】
この発明によれば、風上側の防風壁（１５３ｃ）により、偏平チューブ（１２）の端部とチューブ孔（１５２ａ）との接合部、即ち偏平チューブ（１２）の根付部に向けて、送風空気が直接当たらないため、扁平チューブ（１２）の根付部に対し埃付着の防止ができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、下方に配置されるタンク（１６）は、複数のチューブ孔（１５２ａ）が形成された平板状のコアプレート（１５２）と、断面略Ｕ字形に形成された中央部（１５３ａ）および断面略Ｌ字形に形成された両側部（１５３ｂ）を有するタンクプレート（１５３）とを備え、このタンクプレート（１５３）の両側部（１５３ｂ）がコアプレート（１５２）の両側を巻き込むようにカシメ加工してカシメ固定されており、防風壁（１５３ｃ）は、カシメ固定された部分の延長上に形成されていることを特徴としている。この発明によれば、防風壁（１５３ｃ）がタンクプレート（１５３）に一体的に形成できる。これにより、製造コストを抑えることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、隣り合う扁平チューブ（１２）の間には、フィン（１３）が配設されており、防風壁（１５３ｃ）は、その上端がフィン（１３）の下方端を塞ぐように形成されていることを特徴としている。この発明によれば、扁平チューブ（１２）の根付部に向けて埃が送風されることがない。従って、扁平チューブ（１２）の根付部に対し埃付着の防止ができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、フィン（１３）は、扁平チューブ（１２）の端部よりも風上側に突き出して配設されていることを特徴としている。この発明によれば、フィン（１３）の下方端を隙間なく防風壁（１５３ｃ）で塞ぐことができる。
【００１２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態における熱交換器を、図１乃至図４に基づいて説明する。本実施形態では、熱交換器として、冷凍サイクル装置内の冷媒を凝縮液化する凝縮器に本発明を適用したものである。なお、凝縮器の他に蒸発器に適用しても良い。
【００１４】
図１は、本実施形態における凝縮器１０の概略構成を示す斜視図である。図２は、本実施形態における下方のヘッダタンク１６の構成を示す断面図である。図３は、本実施形態における上方のヘッダタンク１５の構成を示す断面図である。図４（ａ）乃至（ｄ）は、本実施形態におけるタンクプレート１５３の加工手順を示す説明図である。
【００１５】
本実施形態の凝縮器１０は、図１に示すように、コア部１１および一対のヘッダタンク１５、１６から構成されている。これらを構成する各部材は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金から成り、嵌合、かしめ、治具固定等により組付けられ、各部材表面の必要部位に予め設けられたろう材により一体でろう付けされている。
【００１６】
コア部１１は、複数の扁平チューブ１２と複数のフィン１３とから構成されている。扁平チューブ１２は、左右方向（水平方向）に積層されている。つまり、空気流れ方向と直交しかつ水平方向に積層されている。扁平チューブ１２は、断面が偏平状に形成されている。扁平チューブ１２の長手方向には、複数の流通路（図示せず）が設けられており、例えば、押し出し加工により形成されている。なお、流通路には、冷媒が流通される。
【００１７】
隣り合う扁平チューブ１２との間には、フィン１３が配置されている。つまり、扁平チューブ１２とフィン１３とが、交互に積層されている。フィン１３は、波形状に形成されたコルゲートフィンであり、山の頂部と谷の底部とが、隣り合うそれぞれの扁平チューブ１２にろう付け接合されている。本実施形態のフィン１３は、空気側の放熱面積を増やすために、扁平チューブ１２の端部よりも空気流れの風上側に突き出して配設されている。
【００１８】
また、左右の最外方フィン１３のさらに外方に、断面コの字状に開口する強度部材としてのサイドプレート１４が配設されている。サイドプレート１４の両端は、一対のヘッダタンク１５、１６に固定されている。
【００１９】
複数の扁平チューブ１２の長手方向における両端には、扁平チューブ１２の積層方向に延びる一対のヘッダタンク１５、１６が設けられている。一対のヘッダタンク１５、１６は、上下に平行に配置されている。上下のヘッダタンク１５、１６には、各扁平チューブ１２の端部が接合され、ヘッダタンク１５、１６の内部に形成される流通部（図示せず）と、扁平チューブ１２内の流通路とが互いに連通するようにろう付けされている。
【００２０】
上下のヘッダタンク１５、１６は、図１乃至図３に示すように、タンクプレート１５１、１５３、コアプレート１５２、エンドプレート１５４及び仕切り板１５５から構成されている。本実施形態の上下のヘッダタンク１５、１６は、タンクプレート１５１、１５３の形状が一部異なるように形成されている。より具体的には、下方に配置されるヘッダタンク１６には、図２に示すように、空気流れの風上側に防風壁１５３ｃが形成されている。
【００２１】
下方に配置されるヘッダタンク１６に用いられるタンクプレート１５３は、板状部材をプレス加工、折り曲げ加工及びカシメ加工して成形したものである。カシメ加工後のタンクプレート１５３は、断面略Ｕ字形に形成された中央部１５３ａと、断面略コの字形に形成された両側部１５３ｂとから形成されている。更に、風上側の側部には、防風壁１５３ｃがタンクプレート１５３に一体的に形成されている。
【００２２】
コアプレート１５２は、板状部材をプレス加工して成形したものであり、平板状に形成されている。コアプレート１５２には、偏平チューブ１２の端部に対応する位置に、チューブ挿入孔１５２ａが積層方向に複数個設けられている。このチューブ挿入孔１５２ａに偏平チューブ１２の端部が挿嵌されてろう付けにより接合される。その結果、偏平チューブ１２の端部とチューブ挿入孔１５２ａとの接合部が形成される。なお、左右の最外方のチューブ挿入孔１５２ａには、サイドプレート１４の端部が挿嵌されてろう付けにより接合される。
【００２３】
また、断面略Ｕ字形に形成された中央部１５３ａの内側がヘッダタンク１６内の流通部として形成されている。この流通部を略Ｕ字形にすることにより、流通部の耐圧強度を高くすることができる。断面略コの字形に形成された両側部１５３ｂには、コアプレート１５２の両側が挟まれてカシメ固定されている（詳しくは後述する）。
【００２４】
防風壁１５３ｃは、フィン１３の下方端と、コアプレート１５２の空気通路側との隙間をシールするための壁である。防風壁１５３ｃは、カシメ固定された一方の両側部１５３ｂの延長上に形成されている。防風壁１５３ｃの上端は、フィン１３の下方端を塞ぐように形成されている。
【００２５】
偏平チューブ１２の端部とチューブ挿入孔１５２ａとの接合部の風上側に、防風壁１５３ｃが配置されることにより、接合部、即ち偏平チューブ１２の根付部に送風空気が直接当たらないようになっている。これにより、扁平チューブ１２の根付部に対し埃付着の防止ができる。
【００２６】
上方に配置されるヘッダタンク１５に用いられるタンクプレート１５１は、図３に示すように、上記タンクプレート１５３と同じように、板状部材をプレス加工及びカシメ加工して成形したものである。カシメ加工後のタンクプレート１５１は、断面略Ｕ字形に形成された中央部１５１ａと、断面略コの字形に形成された両側部１５１ｂとから形成されている。
【００２７】
つまり、上方に配置されるタンクプレート１５１は、風上側の防風壁１５３ｃを設けない構造にしたものである。これにより、偏平チューブ１２の端部とチューブ挿入孔１５２ａとの接合部、即ち偏平チューブ１２の根付部に送風空気が直接当たることになる。しかし、この場合の偏平チューブ１２の根付部は、下向きに配置されているため埃が根付部に貯まることがない。
【００２８】
エンドプレート１５４は、タンクプレート１５１、１５３とコアプレート１５２とにより形成される流通部の端部を蓋する蓋部材である。上下のヘッダタンク１５、１６の端部に設けられている（図１参照）。仕切り板１５５は、タンクプレート１５１とコアプレート１５２とにより形成される流通部を左右に仕切るための区画板である。本実施形態の仕切り板１５５は、上方のヘッダタンク１５内に配設されている（図１参照）。これにより、上のヘッダタンク１５内は、流通部が２ヶ所に区画されている。
【００２９】
なお、図１中に示す符号１８及び１９は、冷媒の出入口部であって、上方のヘッダタンク１５の端部側に設けられている。符号１８は入口部であり、符号１９は出口部である。冷媒は入口部１８に流入され、出口部１８から流出される。
【００３０】
タンクプレート１５１、１５３とコアプレート１５２に、エンドプレート１５４、仕切り板１５５、入口部１８および出口部１９を配置することにより、冷媒通路が形成される。即ち入口部１８から流入した冷媒は、上方のヘッダタンク１５内の左側の流通部に流入して、偏平チューブ１２を下方に向けて流れ、下方のヘッダタンク１６内の流通部に流入する。
【００３１】
下方のヘッダタンク１６内の流通部に流入した冷媒は、仕切り板１５５がないため、右方向に向けて流れる。そして、右方向に流入した冷媒は、偏平チューブ１２を上方に向けて流れ、上方のヘッダタンク１５内の右側の流通部に流入する。右側の流通部に流入した冷媒は、出口部１９から外部に流出される。
【００３２】
次に、下方に配置されるタンクプレート１５３の加工手順を、図４に基づいて説明する。図４（ａ）は、プレス加工後のタンクプレート１５３の形状を示す側面図である。図４（ｂ）は、折り曲げ加工後の防風壁１５３ｃの形状を示す側面図である。図４（ｃ）は、タンクプレート１５３にコアプレート１５２及びコア部（偏平チューブ１２及びフィン１３）１１を配置した後の形状を示す側面図である。図４（ｄ）は、コアプレート１５２にタンクプレート１５３をカシメ加工した後の形状を示す側面図である。
【００３３】
まず、タンクプレート１５３は、板状部材をプレス加工により所定の形状に成形する。具体的に、タンクプレート１５３は、図４（ａ）に示すように、プレス加工により、断面略Ｕ字形に形成された中央部１５３ａと、断面略Ｌ字形に形成された両側部１５３ｂとを有している。このとき、両側部１５３ｂの一方（風上側に配置される）は、防風壁１５３ｃに必要な長さ分だけ、他方よりも予め長く形成されている。
【００３４】
そして、図４（ｂ）に示すように、長い方の両側部１５３ｂを断面略Ｌ字形に折り曲げ加工して、防風壁１５３ｃを形成する。そして、図４（ｃ）に示すように、複数のチューブ挿入孔１５２ａに複数の偏平チューブ１２の端部が挿嵌されたコアプレート１５２をタンクプレート１５３に配置する。なお、このときには、隣り合う偏平チューブとの間には、フィン１３が配置されている。
【００３５】
そして、図４（ｄ）に示すように、タンクプレート１５３の両側部１５３ｂを、コアプレート１５２の両側を巻き込むようにカシメ加工を行う。つまり、コアプレート１５２の両側を両側部１５３ｂで挟むようにカシメ加工を行う。このようなカシメ加工により、タンクプレート１５３の両側部１５３ｂが断面略コの字形に形成される。このとき、防風壁１５３ｃの上端がフィン１３の下方端を塞ぐようにシール壁が形成される。
【００３６】
以上のようなタンクプレート１５３の加工手順により、下方のヘッダタンク１６が組み立てられる。なお、上方のヘッダタンク１５は、図４（ａ）、図４（ｃ）および図４（ｄ）の加工手順により、組み立てることができる。言い換えれば、図４（ｂ）に示す加工が省略されることになる。また、このときに、他の各部材を配置して組み立てることにより、凝縮器１０が組み立てられる。
【００３７】
そして、組み立てられた凝縮器１０を加熱炉内に入れてろう付け接合を行う。これにより、一対のヘッダタンク１５、１６内の流通部と扁平チューブ１２の内部とが互いに連通される。
【００３８】
以上の構成による凝縮器１０によれば、下方に配置されるヘッダタンク１６において、偏平チューブ１２の端部とチューブ挿入孔１５２ａとの接合部の空気流れの風上側に、防風壁１５３ｃがヘッダタンク１６に一体的に形成されていることにより、接合部、即ち偏平チューブ１２の根付部に向けて、送風空気が直接当たらないため、扁平チューブ１２の根付部に対し埃付着の防止ができる。
【００３９】
また、防風壁１５３ｃがタンクプレート１５３に一体的に形成できることにより、製造コストを低く抑えることができる。また、フィン１３は、扁平チューブ１２の端部よりも風上側に突き出して配設されていることにより、フィン１３の下方端を隙間なく防風壁１５３ｃで塞ぐことができる。
【００４０】
更に、防風壁１５３ｃは、その上端がフィン１３の下方端を塞ぐように形成されていることにより、扁平チューブ１２の根付部に向けて埃が送風されることがない。従って、扁平チューブ１２の根付部に対し埃付着の防止ができる。
【００４１】
（第２実施形態）
以上の第１実施形態では、フィン１３を扁平チューブ１２の端部よりも空気流れの風上側に突き出すように配設したが、フィン１３を扁平チューブ１２の端部と同一位置に配設しても良い。図５は、本実施形態における下方のヘッダタンク１６の構成を示す断面図である。本実施形態のフィン１３は、図５に示すように、隣り合う扁平チューブ１２との間に配設されている。そして、扁平チューブ１２の端部とフィン１３の端部とが同一位置になるように配設されている。
【００４２】
そして、フィン１３の下方端を塞ぐように、防風壁１５３ｃの上端が配置されている。接合部の空気流れの風上側に、防風壁１５３ｃがヘッダタンク１６に一体的に形成されていることにより、接合部、即ち偏平チューブ１２の根付部に向けて、送風空気が直接当たらないため、扁平チューブ１２の根付部に対し埃付着の防止ができる。
【００４３】
（他の実施形態）
以上の実施形態では、上方のヘッダタンク１５に入口部１８、出口部１９、及び仕切り板１５５を配置するように構成したが、入口部１８、出口部１９、及び仕切り板１５５を下方のヘッダタンク１６に配置するように構成しても良い。また、上方のヘッダタンク１５内の流通部を仕切り板１５５で２区画に分けたが、これに限ることはない。
【００４４】
また、以上の実施形態では、防風壁１５３ｃをタンクプレート１５３に一体的に形成したが、これに限らず、防風壁１５３ｃを別体で形成して、両側部１５３ｂの一方に接合するように構成しても良い。
【００４５】
また、以上の実施形態では、フィン１３を波形状のコルゲートフィンで形成したが、プレートフィンであっても良い。この場合は、図６に示すように、コア部１１は、複数の扁平チューブ１２と、その扁平チューブ１２に対して直交状に配設されたプレート状の複数のフィン１３とから構成されている。つまり、コア部１１がフィンアンドチューブ方式により形成されている。
【００４６】
この場合には、下方端に配設されるフィン１３と、下方のヘッダタンク１６の空気通路側との隙間を塞ぐように、風上側に防風壁１５３ｃを配置すると良い。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１実施形態における凝縮器の概略構成を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態における下方のヘッダタンクの構成を示す断面図である。
【図３】第１実施形態における上方のヘッダタンクの構成を示す断面図である。
【図４】（ａ）乃至（ｃ）は、第１実施形態におけるタンクプレートの加工手順を示す説明図である。
【図５】第２実施形態における下方のヘッダタンクの構成を示す断面図である。
【図６】他の実施形態における凝縮器の外観形状を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１２…偏平チューブ
１３…フィン
１５、１６…ヘッダタンク（タンク）
１５２…コアプレート
１５２ａ…チューブ挿入孔（チューブ孔）
１５３…タンクプレート
１５３ａ…中央部
１５３ｂ…両側部
１５３ｃ…防風壁
【図１】
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【図２】
2009115342.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2009115342.tif 000007
【図６】
2009115342.tif 000008