(57)【要約】【課題】閉鎖部材とタンク本体とのろう付部にろう付不良が存在していたとしても、取付用エンド部材の外れを防止しう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の各ヘッダタンク2,3を、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に、タンク本体７の中空部９の両端部を塞ぐ閉鎖部材11をろう付する。各ヘッダタンク2,3の端部に取付用エンド部材31をろう付する。各ヘッダタンク2,3の端部に、ヘッダタンク2,3の長さ方向外側に突出した固定用突出部32,33および位置決め用突出部34を設ける。取付用エンド部材31に、ヘッダタンクの固定用突出部32,33を嵌め入れる嵌入穴39と、位置決め用突出部34の突出長さよりも深く、かつヘッダタンク2,3の位置決め用突出部34を嵌め入れるとともに閉鎖部材11と取付用エンド部材31との間の空間を外部に通じさせる連通溝40とを形成する。【選択図】図２
2009121720.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ろう付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するとともに冷媒流通部の一部を構成する中空部を有しており、タンク本体に、中空部の両端部を塞ぐ閉鎖部材がろう付され、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、
各ヘッダタンクの端部に取付用エンド部材が接合され、各ヘッダタンクの端部に、ヘッダタンクの長さ方向外側に突出した固定用突出部および位置決め用突出部が設けられ、取付用エンド部材に、ヘッダタンクの固定用突出部を嵌め入れる嵌入穴と、位置決め用突出部の突出長さよりも深く、かつヘッダタンクの位置決め用突出部を嵌め入れるとともに閉鎖部材と取付用エンド部材との間の空間を外部に通じさせる連通溝とが形成されている熱交換器。
【請求項２】
タンク本体が、ヘッダタンクの長さ方向にのび、かつ両端が開口するとともにヘッダ部の冷媒流通部の一部を構成する中空部を有する第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プレートの中空部内に通じさせる連通穴が貫通状に形成され、管接続用プレートおよびタンク本体の第２プレートに固定用突出部が設けられ、タンク本体の第１プレートに位置決め用突出部が設けられている請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
タンク本体の第１プレートが、ヘッダタンクの長さ方向にのびる外方膨出部を有するとともに、当該外方膨出部の内部が、両端が開口した中空部となっている請求項２記載の熱交換器。
【請求項４】
取付用エンド部材の嵌入穴が、長方形状であるとともに、取付用エンド部材における熱交換管の長さ方向の中央部から熱交換管の長さ方向内側に偏った位置に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】
連通溝が、取付用エンド部材における嵌入穴よりも熱交換管の長さ方向外側の位置に、嵌入穴と直角をなすように形成されている請求項４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やエバポレータ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】
【０００３】
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、タンク本体に、中空部の両端部を塞ぐ閉鎖部材がろう付され、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ているものが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、超臨界冷凍サイクルがカーエアコンとして用いられる際には、特許文献１記載の熱交換器を自動車に装着するために、各ヘッダタンクの両端部に取付用エンド部材をろう付することが必要な場合がある。この場合、取付用エンド部材と閉鎖部材との間に空間が存在することになるが、閉鎖部材とタンク本体とのろう付部にろう付不良が存在していると、超臨界冷媒の圧力により取付用エンド部材が勢いよく外れるおそれがある。
【特許文献１】特表２００２−５４３３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明の目的は、上記問題を解決し、閉鎖部材とタンク本体とのろう付部にろう付不良が存在していたとしても、取付用エンド部材の外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】
【０００６】
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。
【０００７】
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ろう付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するとともに冷媒流通部の一部を構成する中空部を有しており、タンク本体に、中空部の両端部を塞ぐ閉鎖部材がろう付され、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、
各ヘッダタンクの端部に取付用エンド部材が接合され、各ヘッダタンクの端部に、ヘッダタンクの長さ方向外側に突出した固定用突出部および位置決め用突出部が設けられ、取付用エンド部材に、ヘッダタンクの固定用突出部を嵌め入れる嵌入穴と、位置決め用突出部の突出長さよりも深く、かつヘッダタンクの位置決め用突出部を嵌め入れるとともに閉鎖部材と取付用エンド部材との間の空間を外部に通じさせる連通溝とが形成されている熱交換器。
【０００８】
2)タンク本体が、ヘッダタンクの長さ方向にのび、かつ両端が開口するとともにヘッダ部の冷媒流通部の一部を構成する中空部を有する第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プレートの中空部内に通じさせる連通穴が貫通状に形成され、管接続用プレートおよびタンク本体の第２プレートに固定用突出部が設けられ、タンク本体の第１プレートに位置決め用突出部が設けられている上記1)記載の熱交換器。
【０００９】
3)タンク本体の第１プレートが、ヘッダタンクの長さ方向にのびる外方膨出部を有するとともに、当該外方膨出部の内部が、両端が開口した中空部となっている上記2)記載の熱交換器。
【００１０】
4)取付用エンド部材の嵌入穴が、長方形状であるとともに、取付用エンド部材における熱交換管の長さ方向の中央部から熱交換管の長さ方向内側に偏った位置に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。
【００１１】
5)連通溝が、取付用エンド部材における嵌入穴よりも熱交換管の長さ方向外側の位置に、嵌入穴と直角をなすように形成されている上記4)記載の熱交換器。
【発明の効果】
【００１２】
上記1)の熱交換器によれば、各ヘッダタンクの端部に取付用エンド部材が接合され、各ヘッダタンクの端部に、ヘッダタンクの長さ方向外側に突出した固定用突出部および位置決め用突出部が設けられ、取付用エンド部材に、ヘッダタンクの固定用突出部を嵌め入れる嵌入穴と、位置決め用突出部の突出長さよりも深く、かつヘッダタンクの位置決め用突出部を嵌め入れるとともに閉鎖部材と取付用エンド部材との間の空間を外部に通じさせる連通溝とが形成されているので、タンク本体と閉鎖部材とのろう付部にろう付不良が発生していたとしても、熱交換器内部の冷媒は連通溝を通って外部に逃げることになる。したがって、冷媒の圧力によって取付用エンド部材が勢いよく外れることが防止される。また、ヘッダタンクの固定用突出部が取付用エンド部材の嵌入穴内に嵌め入れられるとともに、位置決め用突出部が連通溝内に嵌め入れられるので、熱交換器の製造時における取付用エンド部材の誤組を防止することができる。
【００１３】
上記4)および5)の熱交換器によれば、製造時における取付用エンド部材の誤組を効果的に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】
【００１４】
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。
【００１５】
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、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。さらに、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。
【００１６】
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９はその要部の構成を示す。
【００１７】
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)の上下両端部に接合された取付用エンド部材(31)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。
【００１８】
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。
【００１９】
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（熱交換管(4)の長さ方向外側）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。管接続用プレート(8)およびタンク本体(7)の第２プレート(7B)の上下両端部に、右ヘッダタンク(2)の長さ方向外側に突出した固定用突出部(32)(33)が設けられている。
【００２０】
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、それぞれ中空部(9)を塞ぐ閉鎖部材(11)が配置されている。上下両端の閉鎖部材(11)は、右ヘッダタンク(2)の上下両端よりも若干右ヘッダタンク(2)の長さ方向内側に配置されている。そして、中空部(9)の上下両端開口が上下両端の閉鎖部材(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。
【００２１】
図２〜図８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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、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。
【００２５】
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。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。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)の閉鎖部材挿入穴(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、閉鎖部材挿入穴(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。
【００２６】
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、各閉鎖部材挿入穴(27)内に嵌め入れられる横長方形状の第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。なお、前後両側縁部と内側縁部との間の角部は、閉鎖部材挿入穴(27)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。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)の係合爪(21)が閉鎖部材挿入穴(27)と対応する位置に、閉鎖部材挿入穴(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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
管接続用プレート(8)およびタンク本体(7)の第２プレート(7B)の上下両端部に、右ヘッダタンク(2)の長さ方向外側に突出した固定用突出部(32)(33)が設けられている。また、タンク本体(7)の第１プレート(7A)の外方膨出部(7a)の上下両端部における前後方向の中央部に、右ヘッダタンク(2)の長さ方向外側に突出した位置決め用突出部(34)が設けられている。固定用突出部(32)(33)の突出長さは、位置決め用突出部(34)の突出長さよりも長くなっている。
【００３０】
取付用エンド部材(31)は、円板状のベース部(37)と、ベース部(37)の上下方向外面の中心部に一体に形成された円柱状の緩衝材取付部(38)とよりなる。ベース部(37)の上下方向内面における左右方向の中心よりも左右方向内方に偏った部分に、前後方向に長い長方形状でありかつ管接続用プレート(8)およびタンク本体(7)の第２プレート(7B)の固定用突出部(32)(33)を嵌め入れる有底状嵌入穴(39)が形成されている。また、ベース部(37)の上下方向内面における嵌入穴(39)よりも左右方向外側部分に、左右方向にのびて一端部が中空部(9)に臨むとともに他端部がタンク本体(7)の第１プレート(7A)の外方膨出部(7a)よりも左右方向外方に至り、かつタンク本体(7)の第１プレート(7A)の位置決め用突出部(34)を嵌め入れる連通溝(40)が形成されている。連通溝(40)の深さは、タンク本体(7)の第１プレート(7A)における位置決め用突出部(34)の突出長さよりも深くなっている。そして、取付用エンド部材(31)は、管接続用プレート(8)およびタンク本体(7)の第２プレート(7B)の固定用突出部(32)(33)が嵌入穴(30)内に嵌め入れられるとともに、タンク本体(7)の第１プレート(7A)の位置決め用突出部(34)が連通溝(40)内に嵌め入れられた状態で、右ヘッダタンク(2)のタンク本体(7)の両プレート(7A)(7B)および管接続用プレート(8)にろう付されている。図示は省略したが、固定用突出部(32)(33)と取付用エンド部材(31)とのろう付は、管接続用プレート(8)のろう材層を利用するとともに、固定用突出部(32)(33)に嵌め被せられた額縁状のブレージングシートを用いて行われている。ここで、連通溝(40)の深さが、タンク本体(7)の第１プレート(7A)における位置決め用突出部(34)の突出長さよりも深くなっているので、連通溝(40)は、取付用エンド部材(31)と上下両端の閉鎖部材(11)との間の空間を、ガスクーラ(1)の外部に通じさせることになる。
【００３１】
図２および図９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。
【００３２】
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、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
以下、ガスクーラ(1)の製造方法について説明する。
【００３８】
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)、平坦部(7b)および位置決め用突出部(34)を有するとともに、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、連通穴(22)、連通部(23)、貫通穴(26)および固定用突出部(33)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)、側面被覆壁(19)、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)（図８および図９参照）および固定用突出部(32)を有する管接続用プレート(8)を形成する。
【００３９】
ついで、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、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)内に外側から閉鎖部材(11)を挿入する。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、３つのプレート(7A)(7B)(8)を仮止めするとともに閉鎖部材(11)を仮止めしてして第１および左ヘッダタンク(2)(3)用の仮止め体をつくる。また、管接続用プレート(8)およびタンク本体(7)の第２プレート(7B)の固定用突出部(32)(33)に額縁状のブレージングシート（図示略）を嵌め被せて嵌入穴(30)内に嵌め入れるとともに、タンク本体(7)の第１プレート(7A)の位置決め用突出部(34)を連通溝(40)内に嵌め入れた状態で、取付用エンド部材(31)を適当な手段により仮止め体に仮止めするとともに、入口部材(13)および出口部材(16)を適当な手段により仮止め体に仮止めする。
【００４０】
ここで、取付用エンド部材(31)を左右逆向きになるように仮止め体に組み合わせようとすると、固定用突出部(32)(33)は嵌入穴(30)内に嵌め入れられるものの、位置決め用突出部(34)が取付用エンド部材(31)のベース部(37)の連通溝(40)が形成されていない面に当たることになるので、取付用エンド部材(31)の仮止め体への誤組が防止される。
【００４１】
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。。
【００４２】
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、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)の前後両側縁部とタンク本体(7)の閉鎖部材挿入穴(27)の前後両側縁部、閉鎖部材(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、閉鎖部材(11)における上下両面とタンク本体(7)における閉鎖部材挿入穴(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、ならびに係合爪(21)と第１プレート(7A)および閉鎖部材(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右ヘッダタンク(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、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)の前後両側縁部とタンク本体(7)の閉鎖部材挿入穴(27)の前後両側縁部、閉鎖部材(11)の内側縁部と管接続用プレートのタンク本体(7)側を向いた面、閉鎖部材(11)における上下両面とタンク本体(7)における閉鎖部材挿入穴(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左ヘッダタンク(3)を形成する。また、これと同時に、管接続用プレート(8)のろう材層およびブレージングシートのろう材層を利用して、取付用エンド部材(31)と両ヘッダタンク(2)(3)とをろう付するとともに、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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
ここで、仮に両ヘッダタンク(2)(3)の上下両端部の閉鎖部材(11)と、タンク本体(7)の閉鎖部材挿入穴(27)の前後両側縁部、管接続用プレート(8)のタンク本体(7)側を向いた面、およびタンク本体(7)における閉鎖部材挿入穴(27)の上下両側面との間にろう付不良が発生していたとしても、超臨界冷凍サイクルのガスクーラ(1)内に存在するＣＯ２は、連通溝(40)を通って外部に逃げるので、ＣＯ２の圧力によって取付用エンド部材(31)が勢いよく外れることが防止される。
【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)における右ヘッダタンク(2)のヘッダ部(10A)(10B)の数が２であり、左ヘッダタンク(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、右ヘッダタンク(2)のヘッダ部の数が３以上であり、左ヘッダタンク(3)のヘッダ部の数が右ヘッダタンク(2)のヘッダ部の数よりも１つ少なく、パスの数が右ヘッダタンク(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、右ヘッダタンクに、その長さ方向に並んだ複数のヘッダ部が設けられ、左ヘッダタンクに、右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、右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、左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。
【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のガスクーラの右ヘッダタンクを構成する３つのプレートと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のガスクーラの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。
【符号の説明】
【００５２】
(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)：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)：閉鎖部材
(18)：管挿入穴
(20)：中間ヘッダ部
(22)：連通穴
(31)：取付用エンド部材
(32)(33)：固定用突出部
(34)：位置決め用突出部
(39)：嵌入穴
(40)：連通溝
【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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