(57)【要約】本発明の熱交換器用チューブ１は、所定の長さを有する扁平なチューブ本体（２）に、チューブ長さ方向に延びる複数の冷媒通路（５）が、チューブ幅方向に並列配置に形成される。チューブ本体（２）の総断面積を「Ａｔ」、冷媒通路（５）の総断面積を「Ａｃ」、チューブ本体（２）の外周囲長を「Ｌ」、冷媒通路（５）の総内周囲長を「Ｐ」としたとき、Ａｃ／Ａｔ×１００＝３０〜５５、Ｐ／Ｌ×１００＝１５０〜３２５の関係が成立するよう設定される。これにより、熱交換性能の向上を図ることができる。
2002042706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の長さを有する扁平なチューブ本体に、チューブ長さ方向に延びる複数の冷媒通路が、チューブ幅方向に並列配置に形成される熱交換器用チューブにおいて、
前記チューブ本体の総断面積（冷媒通路部分を含む）を「Ａｔ」、前記冷媒通路の総断面積を「Ａｃ」、前記チューブ本体の外周囲長を「Ｌ」、前記冷媒通路の総内周囲長を「Ｐ」としたとき、
Ａｃ／Ａｔ×１００＝３０〜５５、Ｐ／Ｌ×１００＝１５０〜３２５の関係が成立するよう設定されてなることを特徴とする熱交換器用チューブ。
【請求項２】
Ａｃ／Ａｔ×１００が４５以下に設定され、Ｐ／Ｌ×１００が２００以上に設定されてなる請求の範囲第１項記載の熱交換器用チューブ。
【請求項３】
Ａｃ／Ａｔ×１００が３５以上、４０以下に設定され、Ｐ／Ｌ×１００が２５０以上に設定されてなる請求の範囲第１項記載の熱交換器用。
【請求項４】
前記チューブ本体の高さを「Ｈ」として、Ｈ＝０．５〜１．５ｍｍの関係が成立するよう設定されてなる請求の範囲第１項記載の熱交換器用チューブ。
【請求項５】
前記チューブ本体の幅を「Ｗ」として、Ｗ＝１０〜２０ｍｍの関係が成立するよう設定されてなる請求の範囲第１項記載の熱交換器用チューブ。
【請求項６】
前記冷媒通路の本数を「Ｎ」、前記チューブの幅を「Ｗ」として、５／８＜Ｎ／Ｗの関係が成立するよう設定されてなる請求の範囲第１項記載の熱交換器用チューブ。
【請求項７】
前記冷媒通路の断面におけるコーナー部の曲率半径を「Ｒ」、前記チューブ本体の高さを「Ｈ」、前記チューブ本体における外周壁の厚みを「Ｔｂ」として、Ｒ＜（Ｈ−２Ｔｂ）×１／３の関係が成立するよう設定されてなる請求の範囲第１項記載の熱交換器用チューブ。
【請求項８】
前記チューブ本体における隣り合う冷媒通路間の仕切壁の厚みを「Ｔａ」、前記チューブ本体における外周壁の厚みを「Ｔｂ」として、Ｔｂ×１／８＜Ｔａ＜Ｔｂ×２／３の関係が成立するよう設定されてなる請求の範囲第１項記載の熱交換器用チューブ。
【請求項９】
前記冷媒通路を流れる冷媒の質量速度が５０〜８００ｋｇ／ｍ２ｓｅｃに設定されてなる請求の範囲第１項記載の熱交換器用チューブ。
【請求項１０】
互いに平行に配置される一対のヘッダー間に、両端を両ヘッダーに連通接続する複数本の扁平チューブが並列状に配置され、前記ヘッダーの冷媒入口から流入された冷媒が、前記扁平チューブを通って熱交換されて、前記ヘッダーの冷媒出口から流出されるよう構成された熱交換器において、
前記扁平チューブが、所定の長さを有する扁平なチューブ本体に、チューブ長さ方向に延びる複数の冷媒通路が、チューブ幅方向に並列配置に形成されてなり、
前記チューブ本体の総断面積（冷媒通路部分を含む）を「Ａｔ」、前記冷媒通路の総断面積を「Ａｃ」、前記チューブ本体の外周囲長を「Ｌ」、前記冷媒通路の総内周囲長を「Ｐ」としたとき、
Ａｃ／Ａｔ×１００＝３０〜５５、Ｐ／Ｌ×１００＝１５０〜３２５の関係が成立するよう設定されてなることを特徴とする熱交換器。
【請求項１１】
前記冷媒通路を流れる冷媒の質量速度が５０〜８００ｋｇ／ｍ２ｓｅｃに設定されてなる請求の範囲第１０項記載の熱交換器。
【請求項１２】
所定の長さを有する扁平なチューブ本体に、チューブ長さ方向に延びる断面矩形状の複数の冷媒通路が、チューブ幅方向に並列配置に形成される熱交換器用チューブにおいて、
前記チューブ本体の高さを「Ｈ」、前記チューブ本体の幅を「Ｗ」、前記冷媒通路の本数を「Ｎ」、前記冷媒通路の断面におけるコーナー部の曲率半径を「Ｒ」、前記チューブ本体における外周壁の厚みを「Ｔｂ」及び前記チューブ本体における隣り合う冷媒通路間の仕切壁の厚みを「Ｔａ」としたとき、下記の関係式（ｆ１）〜（ｆ４）：
０．５ｍｍ＜Ｈ＜１．５ｍｍ　　　　…（ｆ１）
５／８＜Ｎ／Ｗ　　　　　　　　　　…（ｆ２）
Ｒ＜（Ｈ−２Ｔｂ）×１／３　　　　…（ｆ３）
Ｔｂ×１／８＜Ｔａ＜Ｔｂ×２／３　…（ｆ４）
が成立するよう設定されてなることを特徴とする熱交換器用チューブ。
【請求項１３】
互いに平行に配置される一対のヘッダー間に、両端を両ヘッダーに連通接続する複数本の扁平チューブが並列状に配置され、前記ヘッダーの冷媒入口から流入された冷媒が、前記扁平チューブを通って熱交換されて、前記ヘッダーの冷媒出口から流出されるよう構成された熱交換器において、
前記扁平チューブが、所定の長さを有する扁平なチューブ本体に、チューブ長さ方向に延びる複数の冷媒通路が、チューブ幅方向に並列配置に形成されてなり、
前記チューブ本体の高さを「Ｈ」、前記チューブ本体の幅を「Ｗ」、前記冷媒通路の本数を「Ｎ」、前記冷媒通路の断面におけるコーナー部の曲率半径を「Ｒ」、前記チューブ本体における外周壁の厚みを「Ｔｂ」及び前記チューブ本体における隣り合う冷媒通路間の仕切壁の厚みを「Ｔａ」としたとき、下記の関係式（ｆ１）〜（ｆ４）：
０．５ｍｍ＜Ｈ＜１．５ｍｍ　　　　…（ｆ１）
５／８＜Ｎ／Ｗ　　　　　　　　　　…（ｆ２）
Ｒ＜（Ｈ−２Ｔｂ）×１／３　　　　…（ｆ３）
Ｔｂ×１／８＜Ｔａ＜Ｔｂ×２／３　…（ｆ４）
が成立するよう設定されてなることを特徴とする熱交換器。
【請求項１４】
前記冷媒通路を流れる冷媒の質量速度が５０〜８００ｋｇ／ｍ２ｓｅｃに設定されてなる請求の範囲第１３項記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、自動車用エアコン、家庭用エアコン、冷蔵庫、電子機器用冷却器等の冷凍サイクルにおけるコンデンサ等の熱交換器及びその熱交換器に適用される熱交換器用チューブに関する。
背景技術
従来、自動車用エアコンの冷凍サイクルにおけるコンデンサとして、第１６図及び第１７図に示すように、マルチフロータイプと称される熱交換器（５０）が多く採用されている。
この熱交換器（５０）は、一対の垂直方向に沿うヘッダー（５２）（５２）間に、それぞれ両端を両ヘッダー（５２）（５２）に連通接続する複数本の熱交換器用チューブ（５３）が並列状に配置されるとともに、チューブ（５３）の各間及び最外側のチューブ（５３）の外側にフィン（５４）がそれぞれ配置され、更に最外側のフィン（５４）の外側にサイドプレート（５５）が配置される。また、ヘッダー（５２）（５２）に設けられた仕切部材（５６）によって、熱交換チューブ（５３）が区分けされて、複数のパス（Ｃ１）〜（Ｃ３）が形成される。そしてヘッダー上部の冷媒入口（５７）から流入されたガス冷媒が、各パス（Ｃ１）〜（Ｃ３）を順に流通し、その流通時に外気との熱交換により凝縮液化されて、ヘッダー下部の冷媒出口（５８）から流出されるものである。
このような熱交換器（５０）のチューブ（５３）としては、厚み寸法が幅寸法に比べて小さい扁平な形状を有し、チューブ長さ方向に延びる断面矩形状の複数の冷媒通路（５３ａ）が、チューブ幅方向に並列配置に形成されたアルミニウム押出チューブからなるものが多く使用されている。
ところで、上記の熱交換器（５０）は、主として自動車やトラック等の車両に搭載されるものであるが、近年、このような車両においては、燃費の向上や有害な排出ガス（ＣＯ２、ＮＯｘ）の削減や、冷媒使用量の削減を目的として、小型軽量化が強く求められている。このため、あらゆる自動車部品の小型軽量化と同時に高性能化が求められ、上記熱交換器（５０）も例外ではない。
熱交換器用チューブ（５３）の軽量化を図るには、例えばチューブ高さを低くしたり、チューブ（５３）の外周壁の肉厚を薄くしたりする方法等が考えられる。
しかしながら、チューブ高さを低くすると、冷媒通路（５３ａ）の通路断面が小さくなるので、通路抵抗及び圧力損失が大きくなって、コンデンサの性能が低下する場合がある。
またチューブ（５３）の外周壁を単に薄く形成すると、耐圧性の低下を来すとともに、犠牲耐食層を十分に確保できず、耐食性の低下を来すという問題が発生する。
この発明は、上記従来技術の問題を解消し、小型軽量化を図りつつ、熱交換性能を向上させることができる熱交換器用チューブ及び熱交換器を提供することを目的とする。
この発明の他の目的は、以下の説明により明らかにされるであろう。
発明の開示
本発明者は、鋭意努力して、コンデンサ等の熱交換器、特にそのような熱交換器に採用される熱交換器用チューブの構成をあらゆる角度から詳細に分析し、更にその分析結果を基に、綿密な実験研究を繰り返し行ったところ、熱交換器及びそのチューブとして、上記目的を達成可能な最適条件を見出し、本発明を成すに至った。
すなわち、本第１発明は、所定の長さを有する扁平なチューブ本体に、チューブ長さ方向に延びる複数の冷媒通路が、チューブ幅方向に並列配置に形成される熱交換器用チューブにおいて、前記チューブ本体の総断面積（冷媒通路部分を含む）を「Ａｔ」、前記冷媒通路の総断面積を「Ａｃ」、前記チューブ本体の外周囲長を「Ｌ」、前記冷媒通路の総内周囲長を「Ｐ」としたとき、Ａｃ／Ａｔ×１００＝３０〜５５、Ｐ／Ｌ×１００＝１５０〜３２５の関係が成立するよう設定されてなるものを要旨としている。
本発明の熱交換器用チューブにおける構成の一例を、図面を用いて詳細に説明すると、第１図及び第２図に示すように、本発明における熱交換器用チューブ（１）は、例えば上記従来の第１６図及び第１７図に示すマルチフロータイプの熱交換器と同様な熱交換器の熱交換用チューブとして使用されるものであり、長尺なアルミニウム押出成形品等により構成されている。
この熱交換器用チューブ（１）は、高さ（Ｈ）が幅（Ｗ）よりも小さい扁平なチューブ本体（２）を有している。
チューブ本体（２）には、チューブ長さ方向に沿って延びる断面矩形状の複数の冷媒通路（５）がチューブ幅方向に並列状に形成されている。
ここで、上記したように、本発明の熱交換器用チューブ（１）においては、第５図に示すように、チューブ本体（２）の総断面積（冷媒通路部分を含む）を「Ａｔ」、冷媒通路の総断面積を「Ａｃ」、チューブ本体（２）の外周囲長を「Ｌ」、冷媒通路（５）の総内周囲長を「Ｐ」としたとき、Ａｃ／Ａｔ×１００を３０〜５５、Ｐ／Ｌ×１００を１５０〜３２５に設定する必要がある。
すなわち、Ａｃ／Ａｔが３０％未満の場合、冷媒の通路抵抗が大きくなり、圧力損失が大きくなるとともに、チューブ重量の高重量化を来す恐れがある。逆にＡｃ／Ａｔが５５％を超える場合、流路断面積が増大し、チューブ内における冷媒の流速が低下し、熱伝達率が減少する。なお、Ａｃ／Ａｔが５５％以下の場合には、チューブ内の流速が低下していても、チューブ内周囲長「Ｐ」を十分確保することにより、優れた熱性能を得ることができる。
またＰ／Ｌが１５０％未満の場合、伝熱性が低下し、熱交換器として十分な熱性能が得られない。つまり、Ｐ／Ｌが１５０％以上のとき、Ａｃ／Ａｔが３０％未満であれば冷媒圧損が著しく上昇するものの、Ａｃ／Ａｔを３０％以上に設定することにより、この冷媒圧損の上昇を抑制することができる。
またＰ／Ｌが３２５％よりも大きくなると、アルミニウム押出チューブの場合、押出金型が緻密な形状となりチューブ製造が困難になる恐れがある。更に３次元形状加工方法や連通孔（冷媒通路）をロールフォーミング等で形成する方法であっても、金型が緻密な形状となりチューブ製造が困難になる恐れがある。
更に本第１発明においては、上記の特性をより確実に得るため、以下の構成を採用するのが好ましい。
すなわち本第１発明においては、Ａｃ／Ａｔが４５％以下に設定され、Ｐ／Ｌが２００％以上に設定されてなる構成を採用するのが好ましく、更にＡｃ／Ａｔが３５％以上、４０以下に設定され、Ｐ／Ｌが２５０％以上に設定されてなる構成を採用するのがより一層好ましい。
上記数値の特定範囲は、第６図及び第７図のグラフから導かれる。すなわち、第６図のグラフは、マルチフロータイプのコンデンサにおいて、特定の「Ｐ／Ｌ」を有するチューブ（１）において、「Ａｃ／Ａｔ」と伝熱量（Ｑ）との関係を示すものであり、第７図は第６図のグラフを基に、十分な伝熱量（Ｑ）が得られる範囲を斜線で示したグラフである。
これらのグラフから明らかなように、Ａｃ／Ａｔ及びＰ／Ｌが上記の必須範囲ないしは好適範囲内のものは、伝熱量（Ｑ）が大きく、第５図に示す範囲のものが優れた熱交換性能を有しいるのが判る。
一方、本第１発明においては、チューブ本体（２）の高さを「Ｈ」として、Ｈ＝０．５〜１．５ｍｍの関係が成立するよう設定されてなる構成を採用するのが良い。
すなわち第２図及び第３図に示すように、チューブ高さ（Ｈ）を、１．５ｍｍ超に設定しようとすると、サイズの増大により、重量が増大して軽量化を図ることが困難になってしまう。逆にチューブ高さ（Ｈ）を０．５ｍｍ未満に設定しようとすると、冷媒通路（５）の高さを十分に確保できなくなり、通路の総周囲長（Ｐ）が短くなってしまう。なお、チューブ高さ（Ｈ）を０．５ｍｍ未満に設定する際に、チューブ本体（２）の外周壁の厚さを薄くして、冷媒通路（５）の大きさを確保しようとすると、外周壁の耐圧性が低下したり、外周壁に犠牲腐食層を確保できずに耐食性が低下する恐れがある。
また本第１発明においては、前記チューブ本体の幅を「Ｗ」として、Ｗ＝１０〜２０ｍｍの関係が成立するよう設定されてなる構成を採用するのが望ましい。
すなわちチューブ本体（２）の幅（Ｗ）が大き過ぎるものでは、装置の大型化を来し、また幅（Ｗ）が小さ過ぎるものでは、十分な伝熱性を確保するのが困難になる恐れがある。
また本発明において、チューブ内に形成される冷媒通路（５）は、内周囲長（Ｐ）が大きいほど伝熱性を増大させることができ、更に断面積が大きいほど通路抵抗を低下させることができる。従って、冷媒通路（５）の断面形状は、内周囲長（Ｐ）及び断面積を大きくするために、円形等とは異なり、矩形状（四角形状）に形成するのことが好ましい。
ここで本発明においては、上記したように、チューブ総周囲長に対する冷媒通路内周囲長（Ｐ／Ｌ）を、上記しように、特定の値よりも大きく設定する必要がある。
この「Ｐ／Ｌ」を大きくするには、つまりＰ／Ｌを１５０％以上に設定するには、単位チューブ幅に対する冷媒通路（５）の本数「Ｎ／Ｗ」を増加させる方法と、また通路数を増加させなくとも、第８Ａ図ないし第８Ｃ図に示すように、冷媒通路（５）の内周面に突条のマイクロフィン（５ａ）を形成する方法とが考えられる。
ここで第８Ａ図は、各冷媒通路（５）にその上下壁面に１本ずつ、計２本ずつのマクロフィン（５ａ）が通路長さ方向に沿って一体に形成されるものを示し、第８Ｂ図は、各冷媒通路（５）にその上下壁面に２本ずつ、計４本ずつ形成されるものを示し、第８Ｃ図は、各冷媒通路（５）にその上下壁面に３本ずつ、計６本ずつ形成されるものを示している。
また本第１発明においては、チューブ幅に対する冷媒通路（５）の本数（Ｎ／Ｗ）を過度に小さく設定しようとすると、仕切壁（４）の数が減少して耐圧性が低下する恐れがあるため、「Ｎ／Ｗ」は５／８よりも大きく設定する必要がある。
すなわち本第１発明においては、前記冷媒通路の本数を「Ｎ」、前記チューブの幅を「Ｗ」として、５／８＜Ｎ／Ｗの関係が成立するよう設定されてなる構成を採用するのが好ましい。
また、本第１発明において、冷媒通路（５）が矩形状であることは既述した通りであるが、通路高さ（Ｈ−２Ｔｂ）が非常に小さい場合には、チューブ成形用の押出金型における冷媒通路（５）のコーナー部に対応する部分の曲率半径を「０（ゼロ）」に設定したとしても、押出時のメタルフローの影響により、冷媒通路（５）のコーナー部が緩やかな円弧状に形成されて、通路（５）の大きさに対し過大なアール（Ｒ）が付いてしまうことがある。具体的には第４図に示すように、通路高さ（Ｈ−２Ｔｂ）が小さい場合、通路高さを３等分した領域（Ｔ１）〜（Ｔ３）のうち、上下の領域（Ｔ１）（Ｔ３）のコーナー部が緩やかな円弧状に形成されて、内周囲長（Ｐ）や通路断面積を十分に確保できない場合がある。従って、本発明においては、冷媒通路（５）のコーナー部における曲率半径（Ｒ）を通路高さ（Ｈ−２Ｔｂ）の３分の１よりも大きく形成するのが好ましい。
すなわち本第１発明においては、前記冷媒通路の断面におけるコーナー部の曲率半径を「Ｒ」、前記チューブ本体の高さを「Ｈ」、前記チューブ本体における外周壁の厚みを「Ｔｂ」として、Ｒ＜（Ｈ−２Ｔｂ）×１／３の関係が成立するよう設定されてなる構成を採用するのが、より好ましい。
更に第１発明においては、前記チューブ本体における隣り合う冷媒通路間の仕切壁の厚みを「Ｔａ」、前記チューブ本体における外周壁の厚みを「Ｔｂ」として、Ｔｂ×１／８＜Ｔａ＜Ｔｂ×２／３の関係が成立するよう設定されてなる構成を採用するのが、より一層好ましい。
すなわち第３図に示すように、仕切壁厚み（Ｔａ）は、耐圧性を考慮して、ある値以上に確保する必要があるが、仕切壁厚み（Ｔａ）を外周壁厚み（Ｔｂ）よりも必要以上に厚くしたところで、耐圧性が向上することはない。つまり、冷媒通路（５）に内圧を負荷した場合、仕切壁厚み（Ｔａ）が外周壁厚み（Ｔｂ）よりも実質的に薄い場合には、仕切壁（４）が破壊し、逆に仕切壁厚み（Ｔｂ）が外周壁厚み（Ｔｂ）よりも実質的に厚い場合には、外周壁（３）が破壊するからである。これらの情報を踏まえた上で、外周壁（３）の亜鉛拡散による犠牲腐食層が、最大で外周壁厚み（Ｔｂ）の３３．３％（２／３）程度であることを考慮すると、「Ｔａ≧Ｔｂ×２／３」としても耐圧性は向上しないことになる。従って、仕切壁厚み（Ｔａ）の上限を、「Ｔｂ×２／３」よりも小さく設定するのが良い。
また、仕切壁厚み（Ｔａ）が薄過ぎる場合には、仕切壁（４）の強度、ひいては耐圧性の低下を来す恐れがあるため、仕切壁厚み（Ｔａ）は、外周壁厚み（Ｔｂ）の８分の１よりも大きい厚みに設定するのが良い。
従って、本発明においては、上記したように「Ｔｂ×１／８＜Ｔａ＜Ｔｂ×２／３」という関係を満足させるのが望ましい。
また本発明においては、前記冷媒通路を流れる冷媒の質量速度が５０〜８００ｋｇ／ｍ２ｓｅｃに設定されてなる構成を採用するのが、なお一層好ましい。
すなわちこの構成を採用する場合、熱伝導率を向上できて、より優れた熱交換性能を得ることができる。
なお、本発明においては、チューブ本体が、その外周壁を構成するチューブ外周壁構成体と、その外周壁構成体の内部に挿入されて、冷媒通路を形成するインナープレートとを有する構成を採用することも可能である。
例えば、第９図及び第１０図に示すように熱交換器用チューブ（１１）として、内部に、複数の冷媒通路（１５）が併設されるとともに、隣合う冷媒通路間の仕切壁（１４）に、隣合う冷媒通路同士を連通する複数の連通孔（１４ｃ）が形成される通路間連通型のものを好適に使用することができる。このチューブ（１１）においては、冷媒が通路間を自在に行き来することによりチューブ幅方向全域においてバランス良く熱交換されるため、一層、熱交換性能を向上させることができる。
また第１１図に示すように、熱交換器用チューブ（２１）として、そのチューブ本体（２２）が、外周壁を構成するチューブ外周壁構成体（２２ａ）と、その外周壁構成体（２２ａ）の内部に挿入される波板形状のインナープレート（２２ｂ）とを有し、インナープレート（２２ｂ）により、仕切壁及びインナーフィンが構成されて、チューブ内に冷媒通路（２５）が形成されるものである。
また、本発明においては、チューブ本体が、その上側を構成するチューブ上側構成体と、下側を構成するチューブ下側構成体とを有するとともに、両構成体間に上下仕切プレートが介在されることにより、各冷媒通路が、上下に仕切られて多層構造に形成されてなる構成も採用することができる。
例えば第１２図に示すように、熱交換器用チューブ（３１）が、その上側を構成するチューブ上側構成体（３２ａ）と、下側を構成するチューブ下側構成体（３２ｂ）とを有し、両構成体（３２ａ）（３２ｂ）間に上下仕切プレート（３２ｃ）が介在される。こうして、上下に仕切られた多層構造（２段）の冷媒通路（３５）がチューブ幅方向に並列状に形成されるものである。なお、上下仕切プレート（３２ｃ）を２枚以上介在させることにより、冷媒通路（３５）を３層以上の多層構造に形成することも可能である。
また、本発明においては、チューブ本体が、プレス成形品をもって構成されてなるものも採用することができる。
すなわち、第１３図に示すように、金属板をプレス成形により折曲加工して、扁平管状に形成するとともに、管内に冷媒通路（４５）を形成するための仕切壁（４４）を形成することにより、プレス成形品からなる熱交換器用チューブ（４１）を得るものである。
なお、第９図ないし第１３図に示す変形例の熱交換器用チューブにおいては、第１図ないし第３図に示すチューブに対し同一又は相当する部分に、同一又は相当符号を付している。
一方、本第２発明は、上記第１発明の熱交換器用チューブを用いた凝縮器等の熱交換器を特定するものである。
すなわち本第２発明は、互いに平行に配置される一対のヘッダー間に、両端を両ヘッダーに連通接続する複数本の扁平チューブが並列状に配置され、前記ヘッダーの冷媒入口から流入された冷媒が、前記扁平チューブを通って熱交換されて、前記ヘッダーの冷媒出口から流出されるよう構成された熱交換器において、前記扁平チューブが、所定の長さを有する扁平なチューブ本体に、チューブ長さ方向に延びる複数の冷媒通路が、チューブ幅方向に並列配置に形成されてなり、前記チューブ本体の総断面積（冷媒通路部分を含む）を「Ａｔ」、前記冷媒通路の総断面積を「Ａｃ」、前記チューブ本体の外周囲長を「Ｌ」、前記冷媒通路の総内周囲長を「Ｐ」としたとき、Ａｃ／Ａｔ×１００＝３０〜５５、Ｐ／Ｌ×１００＝１５０〜３２５の関係が成立するよう設定されてなるものを要旨としている。
この第２発明の熱交換器は、上記第１発明のの熱交換器用チューブを用いた熱交換器を特定するものであるため、上記と同様の作用効果を奏するものである。
一方、本発明者は、上記発明を基に鋭意努力して、綿密な実験研究を行い、好適な構成要素を更に見出した。
その結果、本第３発明は、所定の長さを有する扁平なチューブ本体に、チューブ長さ方向に延びる断面矩形状の複数の冷媒通路が、チューブ幅方向に並列配置に形成される熱交換器用チューブにおいて、前記チューブ本体の高さを「Ｈ」、前記チューブ本体の幅を「Ｗ」、前記冷媒通路の本数を「Ｎ」、前記冷媒通路の断面におけるコーナー部の曲率半径を「Ｒ」、前記チューブ本体における外周壁の厚みを「Ｔｂ」及び前記チューブ本体における隣り合う冷媒通路間の仕切壁の厚みを「Ｔａ」としたとき、下記の関係式（ｆ１）〜（ｆ４）が成立するよう設定されてなるものを要旨としている。
０．５ｍｍ＜Ｈ＜１．５ｍｍ　　　　…（ｆ１）
５／８＜Ｎ／Ｗ　　　　　　　　　　…（ｆ２）
Ｒ＜（Ｈ−２Ｔｂ）×１／３　　　　…（ｆ３）
Ｔｂ×１／８＜Ｔａ＜Ｔｂ×２／３　…（ｆ４）
これらの関係式（ｆ１）〜（ｆ４）については、上記第１発明の欄で説明した通りであり、これらの関係式（ｆ１）〜（ｆ４）を全て満足する第３発明の熱交換器用チューブは、上記した理由から、優れた熱交換性能を得ることができるものである。
更に本第３発明では、熱伝導率の向上を図るために、前記冷媒通路を流れる冷媒の質量速度が５０〜８００ｋｇ／ｍ２ｓｅｃに設定されてなる構成を採用するのが好ましい。
一方、本第４発明は、上記第３発明の熱交換器用チューブを用いた凝縮器等の熱交換器を特定するものである。
すなわち、本第４発明は、互いに平行に配置される一対のヘッダー間に、両端を両ヘッダーに連通接続する複数本の扁平チューブが並列状に配置され、前記ヘッダーの冷媒入口から流入された冷媒が、前記扁平チューブを通って熱交換されて、前記ヘッダーの冷媒出口から流出されるよう構成された熱交換器において、前記扁平チューブが、所定の長さを有する扁平なチューブ本体に、チューブ長さ方向に延びる複数の冷媒通路が、チューブ幅方向に並列配置に形成されてなり、前記チューブ本体の高さを「Ｈ」、前記チューブ本体の幅を「Ｗ」、前記冷媒通路の本数を「Ｎ」、前記冷媒通路の断面におけるコーナー部の曲率半径を「Ｒ」、前記チューブ本体における外周壁の厚みを「Ｔｂ」及び前記チューブ本体における隣り合う冷媒通路間の仕切壁の厚みを「Ｔａ」としたとき、下記の関、係式（ｆ１）〜（ｆ４）が成立するよう設定されてなるものを要旨としている。
０．５ｍｍ＜Ｈ＜１．５ｍｍ　　　　…（ｆ１）
５／８＜Ｎ／Ｗ　　　　　　　　　　…（ｆ２）
Ｒ＜（Ｈ−２Ｔｂ）×１／３　　　　…（ｆ３）
Ｔｂ×１／８＜Ｔａ＜Ｔｂ×２／３　…（ｆ４）
この本第４発明は、上記第３発明のの熱交換器用チューブを用いた熱交換器を特定するものであり、上記と同様の作用効果を奏するものである。
更にこの第４発明においては、熱伝導率の向上を図るために、前記冷媒通路を流れる冷媒の質量速度が５０〜８００ｋｇ／ｍ２ｓｅｃに設定されてなる構成を採用するのが良い。
発明を実施するための最良の形態
実施例
以下、この発明に関連した実施例及び比較例につき、詳細に説明する。
2002042706.tif 000003
＜実施例１＞
表１に示すように、冷媒通路の総断面積（Ａｃ）が６．５ｍｍ２、チューブ本体の総断面積（Ａｔ）が１８．１ｍｍ２、Ａｃ／Ａｔが３５．８％、Ｐ／Ｌが３２５％、冷媒通路の総内周囲長（Ｐ）が１０４ｍｍ、チューブ本体の外周囲長が３２．１ｍｍ、冷媒通路数が３５、チューブ本体高さ（Ｈ）が１．１５ｍｍ、チューブ本体幅（Ｗ）が１６ｍｍ、仕切壁厚み（Ｔａ）が０．０６ｍｍ、外周壁厚み（Ｔｂ）が０．２５ｍｍ、冷媒通路の曲率半径（Ｒ）が０．０５ｍｍの熱交換器用チューブを準備した。
この熱交換器用チューブを用いて、第１６図及び第１７図に示すマルチフロータイプのコンデンサを形成し、熱性能（Ｑ）及び伝熱性（ｈａ）を測定した。
2002042706.tif 000004
＜実施例２〜１１、比較例１〜７＞
表１及び表２に示す構成の熱交換器用チューブを用いて、上記と同様にコンデンサを形成し、上記と同様に測定した。
表１及び表２に示すように、本発明に関連した熱交換器においては、優れた伝熱性を有しており、優れた熱交換性能が得られるものである。
＜熱性能の評価＞
上記実施例１〜３及び比較例１、２の各コンデンサにおいて、Ｐ／Ｗと伝熱性（ｈａ）との関係を第１４図のグラフに示す。なお、第１４図のグラフにおいて、実施例１〜３をＡ１〜Ａ３で示し、比較例１、２をＢ１、Ｂ２で示す。
＜耐圧性の評価＞
上記実施例４〜６及び比較例３、４の各コンデンサに関し、内圧を加えていき、そのときの破壊圧力〔ＭＰａ〕を測定した。なお、各熱交換チューブにおいては、亜鉛拡散層（犠牲耐食層）を除去した状態で上記の測定を行った。
その測定結果を第１５図のグラフ及び下表３に示す。なお、第１５図のグラフにおいて、実施例４〜６をＡ４〜Ａ６で示し、比較例４、５をＢ４、Ｂ５で示す。
2002042706.tif 000005
この出願は、２０００年１１月２４日付で出願された日本国特許出願特願２０００−３５６９６８号の優先権主張を伴うものであり、その開示内容は、そのまま本願の一部を構成するものである。
ここで用いられた用語および説明は、この発明に係る実施形態を説明するために用いられたものであって、この発明はこれに限定されるものではない。この発明は請求の範囲であれば、その精神を逸脱するものではない限り、いかなる設計的変更も許容するものである。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明の熱交換器用チューブ及びそれを用いた熱交換器によれば、軽量化を図りつつ、熱交換性能を向上させることができるものであるから、特にカーエアコン用冷凍サイクルとしての冷凍システムに好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明に関連した熱交換器用チューブを示す斜視図である。
第２図は、この発明に関連した熱交換器用チューブを示す断面図である。
第３図は、この発明に関連した熱交換器用チューブの冷媒通路周辺を拡大して示す断面図である。
第４図は、この発明の熱交換器用チューブにおける好適例の冷媒通路周辺を拡大して示す断面図である。
第５図は、マルチフローコンデンサの熱交換器用チューブにおいてＡｃ／ＡｔとＰ／Ｌとの関係示すグラフである。
第６図は、熱交換器用チューブにおいてＡｃ／Ａｔと伝熱量との関係を示すグラフである。
第７図は、この発明の熱交換器用チューブにおけるＡｃ／Ａｔ及びＰ／Ｌの適用範囲を示す示すグラフである。
第８Ａ図は、この発明の第１変形例である熱交換器用チューブの冷媒通路周辺を拡大して示す断面図である。
第８Ｂ図は、この発明の第２変形例である熱交換器用チューブの冷媒通路周辺を拡大して示す断面図である。
第８Ｃ図は、この発明の第３変形例である熱交換器用チューブの冷媒通路周辺を拡大して示す断面図である。
第９図は、この発明の第４変形例である熱交換器用チューブを分解して示す斜視図である。
第１０Ａ図は、上記第４変形例の熱交換器用チューブを示す側面断面図である。
第１０Ｂ図は、上記第４変形例の熱交換器用チューブを示す正面断面図である。
第１１図は、この発明の第５変形例である熱交換器用チューブを示す斜視図である。
第１２図は、この発明の第６変形例である熱交換器用チューブを分解して示す斜視図である。
第１３図は、この発明の第７変形例である熱交換器用チューブを示す斜視図である。
第１４図は、実施例及び比較例の熱交換器用チューブにおける伝熱性とＰ／Ｗとの関係を示すグラフである。
第１５図は、実施例及び比較例の熱交換器用チューブにおける破壊圧力と仕切壁厚さとの関係を示すグラフである。
第１６図は、カーエアコン用のコンデンサを示す正面図である。
第１７図は、上記カーエアコン用コンデンサの要部を分解して示す斜視図である。
【図１】
2002042706.tif 000006
【図２】
2002042706.tif 000007
【図３】
2002042706.tif 000008
【図４】
2002042706.tif 000009
【図５】
2002042706.tif 000010
【図６】
2002042706.tif 000011
【図７】
2002042706.tif 000012
【図８Ａ】
2002042706.tif 000013
【図８Ｂ】
2002042706.tif 000014
【図８Ｃ】
2002042706.tif 000015
【図９】
2002042706.tif 000016
【図１０Ａ】
2002042706.tif 000017
【図１０Ｂ】
2002042706.tif 000018
【図１１】
2002042706.tif 000019
【図１２】
2002042706.tif 000020
【図１３】
2002042706.tif 000021
【図１４】
2002042706.tif 000022
【図１５】
2002042706.tif 000023
【図１６】
2002042706.tif 000024
【図１７】
2002042706.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成14年12月2日(2002.12.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の長さを有する扁平なチューブ本体に、チューブ長さ方向に延びる複数の冷媒通路が、チューブ幅方向に並列配置に形成される熱交換器用チューブにおいて、
前記チューブ本体の総断面積（冷媒通路部分を含む）を「Ａｔ」、前記冷媒通路の総断面積を「Ａｃ」、前記チューブ本体の外周囲長を「Ｌ」、前記冷媒通路の総内周囲長を「Ｐ」としたとき、
Ａｃ／Ａｔ×１００＝３０〜４５、Ｐ／Ｌ×１００＝２００〜３２５の関係が成立するよう設定されてなることを特徴とする熱交換器用チューブ。
【請求項２】
削除
【請求項３】
Ａｃ／Ａｔ×１００が３５以上、４０以下に設定され、Ｐ／Ｌ×１００が２５０以上に設定されてなる請求の範囲第１項記載の熱交換器用チューブ。
【請求項４】
前記チューブ本体の高さを「Ｈ」として、Ｈ＝０．５〜１．５ｍｍの関係が成立するよう設定されてなる請求の範囲第１項記載の熱交換器用チューブ。
【請求項５】
前記チューブ本体の幅を「Ｗ」として、Ｗ＝１０〜２０ｍｍの関係が成立するよう設定されてなる請求の範囲第１項記載の熱交換器用チューブ。
【請求項６】
前記冷媒通路の本数を「Ｎ」、前記チューブの幅を「Ｗ」として、５／８＜Ｎ／Ｗの関係が成立するよう設定されてなる請求の範囲第１項記載の熱交換器用チューブ。
【請求項７】
削除
【請求項８】
前記チューブ本体における隣り合う冷媒通路間の仕切壁の厚みを「Ｔａ」、前記チューブ本体における外周壁の厚みを「Ｔｂ」として、Ｔｂ×１／８＜Ｔａ＜Ｔｂ×２／３の関係が成立するよう設定されてなる請求の範囲第１項記載の熱交換器用チューブ。
【請求項９】
削除
【請求項１０】
互いに平行に配置される一対のヘッダー間に、両端を両ヘッダーに連通接続する複数本の扁平チューブが並列状に配置され、前記ヘッダーの冷媒入口から流入された冷媒が、前記扁平チューブを通って熱交換されて、前記ヘッダーの冷媒出口から流出されるよう構成された熱交換器において、
前記扁平チューブが、所定の長さを有する扁平なチューブ本体に、チューブ長さ方向に延びる複数の冷媒通路が、チューブ幅方向に並列配置に形成されてなり、
前記チューブ本体の総断面積（冷媒通路部分を含む）を「Ａｔ」、前記冷媒通路の総断面積を「Ａｃ」、前記チューブ本体の外周囲長を「Ｌ」、前記冷媒通路の総内周囲長を「Ｐ」としたとき、
Ａｃ／Ａｔ×１００＝３０〜４５、Ｐ／Ｌ×１００＝２００〜３２５の関係が成立するよう設定されてなることを特徴とする熱交換器。
【請求項１１】
削除
【請求項１２】
所定の長さを有する扁平なチューブ本体に、チューブ長さ方向に延びる断面矩形状の複数の冷媒通路が、チューブ幅方向に並列配置に形成される熱交換器用チューブにおいて、
前記チューブ本体の高さを「Ｈ」、前記チューブ本体の幅を「Ｗ」、前記冷媒通路の本数を「Ｎ」、前記冷媒通路の断面におけるコーナー部の曲率半径を「Ｒ」、前記チューブ本体における外周壁の厚みを「Ｔｂ」及び前記チューブ本体における隣り合う冷媒通路間の仕切壁の厚みを「Ｔａ」としたとき、下記の関係式（ｆ１）〜（ｆ４）：
０．５ｍｍ＜Ｈ＜１．５ｍｍ　　　　…（ｆ１）
５／８＜Ｎ／Ｗ　　　　　　　　　　…（ｆ２）
Ｒ＜（Ｈ−２Ｔｂ）×１／３　　　　…（ｆ３）
Ｔｂ×１／８＜Ｔａ＜Ｔｂ×２／３　…（ｆ４）
が成立するよう設定されてなることを特徴とする熱交換器用チューブ。
【請求項１３】
互いに平行に配置される一対のヘッダー間に、両端を両ヘッダーに連通接続する複数本の扁平チューブが並列状に配置され、前記ヘッダーの冷媒入口から流入された冷媒が、前記扁平チューブを通って熱交換されて、前記ヘッダーの冷媒出口から流出されるよう構成された熱交換器において、
前記扁平チューブが、所定の長さを有する扁平なチューブ本体に、チューブ長さ方向に延びる複数の冷媒通路が、チューブ幅方向に並列配置に形成されてなり、
前記チューブ本体の高さを「Ｈ」、前記チューブ本体の幅を「Ｗ」、前記冷媒通路の本数を「Ｎ」、前記冷媒通路の断面におけるコーナー部の曲率半径を「Ｒ」、前記チューブ本体における外周壁の厚みを「Ｔｂ」及び前記チューブ本体における隣り合う冷媒通路間の仕切壁の厚みを「Ｔａ」としたとき、下記の関係式（ｆ１）〜（ｆ４）：
０．５ｍｍ＜Ｈ＜１．５ｍｍ　　　　…（ｆ１）
５／８＜Ｎ／Ｗ　　　　　　　　　　…（ｆ２）
Ｒ＜（Ｈ−２Ｔｂ）×１／３　　　　…（ｆ３）
Ｔｂ×１／８＜Ｔａ＜Ｔｂ×２／３　…（ｆ４）
が成立するよう設定されてなることを特徴とする熱交換器。
【国際調査報告】
2002042706.tif 000026
2002042706.tif 000027
2002042706.tif 000028
2002042706.tif 000029