JP2009275956A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッダタンクのろう付け部における耐圧強度を向上させることができる熱交換器を提供する。
【解決手段】ヘッダタンク（２０）は、チューブ（１１）が接続されるプレート部材（５０）とタンク部材（３０）と中間層材（４０）とが一体にろう付けされて構成され、タンク部材（３０）には、内部が流体の流通路（３５）として構成されてろう付け平面（３２，４２）から中間層材（４０）とは反対側に膨らんだ膨出部（３１）と、膨出部（３１）の根元部位にあって湾曲形状をなす第１湾曲部（３３）とが形成された熱交換器において、中間層材（４０）には、膨出部（３１）に対応する位置に形成されてろう付け平面（３２，４２）からタンク部材（３０）側に突出した突出部（４１）と、突出部（４１）の根元部位にあって湾曲形状をなす第２湾曲部（４３）とが形成され、第２湾曲部（４３）は第１湾曲部（３３）の湾曲形状に略沿うように形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、熱交換器に関するものであり、例えば、ＣＯ_２給湯器の蒸発器に適用して好適である。

従来、特許文献１に記載されるように、熱交換器において冷媒の集合および分配を行うヘッダタンクは、内部が冷媒の流通路として機能する膨出部がプレス成形されるタンク部材と、複数のチューブが接続されるプレート部材と、タンク部材とプレート部材との間に介在される中間層材とを有して構成されているものが知られている。これらの３部材は、積層した状態でろう付けにより一体に接合される。
特開２００３−３１４９８７号公報（図１２）

ところで、こうしたヘッダタンクでは、例えばＣＯ_２冷媒等で流通路（膨出部）内が高圧力となると、タンク部材と中間層材とのろう付け面において、特に膨出部の根元部位に両部材を引き剥がす方向へ応力が作用してしまい、ろう付け部が破損しやすいという問題が生じていた。

上記問題に鑑み、本発明は、ヘッダタンクのろう付け部における耐圧強度を向上させることができる熱交換器を提供することを目的とする。

本発明は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。

請求項１に記載の発明では、流体が通過する複数のチューブ（１１）と、複数のチューブ（１１）の端部（１１１）に配置されるヘッダタンク（２０）とを備え、ヘッダタンク（２０）は、チューブ（１１）が接続されるプレート部材（５０）と、プレート部材（５０）に組み合わされるタンク部材（３０）と、タンク部材（３０）とプレート部材（５０）との間に介在される中間層材（４０）とを有し、これらの各部材（３０，４０，５０）が一体にろう付けされて構成され、タンク部材（３０）には、内部が流体の流通路（３５）として構成されるとともにタンク部材（３０）と中間層材（４０）とのろう付け平面（３２，４２）から中間層材（４０）とは反対側に膨らんだ膨出部（３１）と、膨出部（３１）の根元部位にあって湾曲形状をなす第１湾曲部（３３）とが形成された熱交換器において、中間層材（４０）には、膨出部（３１）に対応する位置に形成されてろう付け平面（３２，４２）からタンク部材（３０）側に突出した突出部（４１）と、突出部（４１）の根元部位にあって湾曲形状をなす第２湾曲部（４３）とが形成され、第２湾曲部（４３）は第１湾曲部（３３）の湾曲形状に略沿うように形成されていることを特徴とする。

タンク部材（３０）（膨出部（３１））は、一般的に、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属をプレス成形（曲げ加工）することによって形成されており、膨出部（３１）の根元部位には、金属が膨り出し方向に引っ張られるように湾曲した第１湾曲部（Ｒ部（３３））が形成される。本構成によれば、タンク部材（３０）の膨出部（３１）の第１湾曲部（Ｒ部３３）に対して、中間層材（４０）の突出部（４１）の第２湾曲部（Ｒ部４３）が沿うため、中間層材（４０）が平坦な場合と比較して、湾曲部（Ｒ部３３，３４）におけるタンク部材（３０）と中間層材（４０）とのクリアランスを狭めることができる。

そして、ろう付け時には、第２湾曲部（Ｒ部４３）が第１湾曲部（Ｒ部３３）に沿う部分にろう材が回り、膨出部（３１）の根元部位においても各湾曲部（Ｒ部３３，４３）に沿ってろう付けされるため、中間層材（４０）が平坦な場合と比較して、ろう付け領域を拡大することができる。

また、平坦な中間層材（４０）とタンク部材（３０）とのろう付けにおいては、一般に、流通路（３５）内の圧力により、ろう付け平面（３２，４２）には、タンク部材（３０）と中間層材（４０）とを引き剥がす方向（ろう付け平面（接合面）と垂直な方向）の力が作用する。このため、流通路（３５）内の圧力が高くなる場合には特にろう付け部が破損しやすかった。しかし、本構成によれば、ろう付けされた各湾曲部（Ｒ部３３，４３）には、流通路（３５）内の圧力によって、接合面と垂直な方向ではなく各湾曲部（Ｒ部３３，４３）の面方向（せん断方向）への力として作用するため、タンク部材（３０）と中間層材（４０）とが引き剥がされにくい構造とすることができる。

すなわち、本構成によれば、ろう付け領域を拡大するとともに、その拡大されたろう付け領域である各湾曲部（Ｒ部３３，４３）に作用する力を、引き剥がし方向ではなく接合面のせん断方向とすることで、ヘッダタンク（２０）のろう付け部における耐圧強度を向上させることができる。

請求項２に記載の発明では、第２湾曲部（４３）のタンク部材（３０）と対向する側の面における曲率半径である第２曲率半径（Ｒａ）は、第１湾曲部（３３）の中間層材（４０）と対向する側の面における曲率半径である第１曲率半径（Ｒｔ）の１倍以上かつ１．５倍以下であることを特徴とする。

本構成によれば、第２湾曲部（４３）の曲率半径である第２曲率半径（Ｒａ）を第１湾曲部（３３）の曲率半径である第１曲率半径（Ｒｔ）以上とすることで、第１湾曲部（３３）と第２湾曲部（４３）とがぶつかり合う（接触する）ことなく、突出部（４１）が膨出部（３１）内に収容されて組み付け性を向上させることができる。また、第１湾曲部（３３）の第１曲率半径（Ｒｔ）の１．５倍以下とすることで、第２湾曲部（４３）をなるべく第１湾曲部（３３）の湾曲形状に沿わす形状とすることができる。これにより、タンク部材（３０）と中間層材（４０）との隙間を狭めて、ろう付け平面（３２，４２）から湾曲部（３３，４３）へ向けて効率的にろう材が回るようにすることができる。結果的に、ろう付け領域が拡大されて、ろう付け部における耐圧強度を向上させて破損を抑制することができる。

請求項３に記載の発明では、第２曲率半径（Ｒａ）は、第１曲率半径（Ｒｔ）と同じ大きさであることを特徴とする。

本構成によれば、中間層材（４０）の第２湾曲部（４３）がタンク部材（３０）の第１湾曲部（３３）の湾曲形状に滑らかに沿うため、さらに、ろう付け平面（３２，４２）から湾曲部（３３，４３）へ向けて効率的にろう材が回るように構成することができる。

請求項４に記載の発明では、突出部（４１）のろう付け平面（３２，４２）からの突出量（ｈ１）は、第１湾曲部（３３）の中間層材（４０）と対向する側の面における曲率半径である第１曲率半径（Ｒｔ）の０．１倍以上かつ１．０倍以下の範囲であることを特徴とする。

突出部（４１）の突出量（ｈ１）が大きいと、加工も難しく膨出部（３１）への嵌り込み量も大きくなり流体の流通路（３５）を狭めることとなる。また、あまりに突出量（ｈ１）が小さいと十分なろう付け領域の拡大を図ることができない。本構成によれば、突出量（ｈ１）を上記範囲内に設定することによって、流体の流通路（３５）を狭めることなく適度にろう付け領域を拡大し、また、加工が容易なことから成形性の面においても好適な実施態様とすることができる。

請求項５に記載の発明では、中間層材（４０）において流通路（３５）を流体が流通する方向である長手方向の端部は、突出部（４１）が形成されない平面部（４７）として形成されており、平面部（４７）には、流通路（３５）の長手方向端部の開口を閉塞する仕切板（６０ａ）が設けられていることを特徴とする。

流通路（３５）は、気密性確保のため長手方向（流体の流通方向）端部（開口）を仕切板（６０ａ）によって閉塞される。本構成によれば、突出部（４１）を中間層材（４０）の長手方向の全域に亘って形成するのではなくその一部に形成するため、中間層材（４０）の長手方向端部を平坦に形成することができる。そして、平坦に形成された中間層材（４０）の長手方向端部に仕切板（６０ａ）を設けることで、仕切板（６０ａ）と中間層材（４０）との接合面を平面同士にできるため、気密性を向上させることができる。仕切板（６０ａ）は、その外周縁が隣接する部材、例えば中間層材（４０）とタンク部材（３０）とにろう付けにより接合され、これら隣接する部材に気密を維持して固定される。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について、図１〜図４を参照しつつ説明する。本実施形態は、熱交換器として、ＣＯ_２給湯器に用いられる蒸発器に適用したものとしており、まず図１を用いてその全体構成について説明する。

図１は、第１実施形態における蒸発器１を示す全体斜視図である。以下、図１において矢印で示す上下左右方向を、便宜上基準として説明するものとする。本実施形態の蒸発器１（空気熱交換器）は、外気ファン（図示略）による送風を受けて、膨張弁（図示略）で減圧された冷媒を外気との熱交換によって蒸発させる吸熱用熱交換器である。図１に示すように、蒸発器１は、２列のコア部１０と、各コア部１０の上下に位置するヘッダタンク２０とから構成され、これらを構成する各部材（以下説明）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み付けられ、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。

コア部１０は、内部を冷媒が流通する複数のチューブ１１および波形に形成された複数のフィン１２が交互に積層され、左右の最外方フィン１２の更に外方には、チューブ１１と平行に延びてコア部１０を補強するサイドプレート１３が配置されたものであり、これらが一体でろう付けされている。そして、本実施形態では、このコア部１０がヘッダタンク２０の長手方向（左右方向）に並列に２列積層されている。以下、ヘッダタンク２０の長手方向（左右方向、チューブ１１の積層方向）と垂直な奥行き方向を幅方向（チューブ１１の並列方向）と言う。

なお、それぞれのチューブ１１は、扁平な断面を有する多穴の管になっており、複数のチューブ１１はそれらの扁平面が平行となるように、互いに所定間隔を設けて平行に配列されている。また、冷媒と熱交換する外気（空気）は、図１に矢印Ａで示すようにチューブ１１の並列方向（幅方向）に流れるようになっている。

コア部１０の図１における上下部、即ち、複数のチューブ１１の長手方向におけるチューブ端部１１１（図２参照）には、チューブ１１の積層方向に延びる一対のヘッダタンク２０が設けられている。

次に、図２〜図４を用いて本発明の要部であるヘッダタンク２０の構成について詳述する。図２は、ヘッダタンク２０およびチューブ１１を示す分解斜視図である。図３は、タンク部材３０と中間層材４０との接合部を示す断面図であり、図４は、図３に破線で囲んだ部位を示す拡大図である。

まず、ヘッダタンク２０の構成から説明する。ヘッダタンク２０は、図２に示すように、タンク部材３０、中間層材４０、プレート部材５０を有し、各部材３０，４０，５０がこの順序で上下方向に積層されて成る３層構造に形成されている。

まず、タンク部材３０は、ろう材がクラッドされた細長板状のアルミニウム合金をプレス加工したもので、断面略Ｕ字形状に変形させて構成した２列の膨出部３１と、中間層材４０と対向する平面として形成される平面部３２とを有している。平面部３２は膨出部３１の幅方向両脇に形成され、全体として対称の形状となっている。膨出部３１は、中間層材４０とは反対側に膨らんでおり、その内側空間においてヘッダタンク２０の長手方向に冷媒を流通させるものである。

なお、図３、図４に示すように、膨出部３１と平面部３２との境界部（Ｕ字形状の膨出部３１の根元）には、プレス加工による曲げＲ部３３（以下、単に「Ｒ部３３」と言う。）が形成されている。このＲ部３３の中間層材４０と対向する側の面における曲率半径である第１曲率半径Ｒｔは、約１ｍｍ〜２ｍｍ程度である。また、Ｒ部３３は「第１湾曲部」の一実施形態に相当する。

次に、中間層材４０は、タンク部材３０に沿うように細長板状のベア材をプレス加工したもので、断面略等脚台形形状に変形させて構成した２列の突出部４１と、タンク部材３０と対向する平面部４２とを有している。各突出部４１は、タンク部材３０の膨出部３１に対応した位置にタンク部材３０側に段状に突出形成されており、長手（左右）方向の全体に亘って形成されている。そして、平面部４２は、突出部４１の幅方向両脇に形成され、中間層材４０は全体として幅方向の中心を軸に対称の形状となっている。

なお、図３、図４に示すように、突出部４１の根元であって、等脚台形形状の側辺部には、プレス加工による曲げＲ部４３（以下、単に「Ｒ部４３」と言う。）が形成されている。このＲ部４３のタンク部材３０と対向する側の面における曲率半径である第２曲率半径Ｒａ（図４参照）は、約１ｍｍ〜２ｍｍ程度であって、タンク部材３０のＲ部３３の第１曲率半径Ｒｔと略同じ大きさに形成されている。また、突出部４１の突出量ｈ１（図４参照）は、第１曲率半径Ｒｔの約半分程度（ｈ１＝Ｒｔ×０．５）に設定されている。Ｒ部４３は、「第２湾曲部」の一実施形態に相当する。そして、組み付け時には、タンク部材３０の平面部３２と中間層材４０の平面部４２とが当接して、膨出部３１内に突出部４１が突出量ｈ１分だけ嵌り込むようになっている。なお、両平面部３２，４２が「ろう付け平面」に相当する。

第１曲率半径Ｒｔに対する突出量ｈ１を規定する係数Ｋ（ｈ１＝Ｒｔ×Ｋ）は、０．１以上かつ１．０以下に設定することができる。ひとつの望ましい態様では、係数Ｋは、０．１以上かつ０．５以下の範囲に設定される。さらに、係数Ｋは、各部材の加工度を抑えることに配慮して、比較的小さい値を選択することができ、例えば、０．１以上かつ０．３以下の範囲を選択できる。一方で、タンク部材３０と中間層材４０との間、並びに中間層材４０とプレート部材５０との間に、内部圧力に対する強度に配慮したろう付けを形成することに配慮して、比較的大きい値を選択することができ、例えば、０．５以上かつ１．０以下の範囲を選択できる。

さらに、中間層材４０には、図２に示すように、チューブ端部１１１に対応する位置にプレート孔４４が設けられている。そして、プレート孔４４の幅方向端部には板厚の途中でチューブ端部１１１の挿入位置を規制する段部４５が設けられている。さらに、プレート孔４４は、チューブ端部１１１の断面形状よりも大きくなるようにしている。

次に、プレート部材５０は、ろう材がクラッドされた細長板状のアルミニウム合金をプレス加工したもので、断面略等脚台形形状に変形させて構成した２列の凸部５１と、中間層材４０と対向する平面部５２とを有している。各凸部５１は、中間層材４０側に突出しており、組み付け時に中間層材４０の突出部４１に沿うように位置および形状が対応するように形成されている。そして、平面部５２は突出部４１の幅方向両脇に形成されている。さらに、幅方向の両端部には、プレス加工により中間層材側に延びる爪部５３が形成されている。さらに、チューブ端部１１１に対応する位置にはチューブ挿入孔５４が貫通形成されている。このチューブ挿入孔５４は、チューブ端部１１１より僅かに大きくなるように形成されている。

なお、上記タンク部材３０、中間層材４０、プレート部５０の長手（左右）方向の全体長さおよび幅方向の全体長さは略同等である。

以上詳述した各部材の組み付けについて説明する。まず、タンク部材３０に中間層材４０を介在させてプレート部材５０を当接させる。このとき、タンク部材３０の平面部３２、中間層材４０の平面部４２、プレート部材５０の平面部５２とが組み付け方向に重なり、プレート部材５０の凸部５１が中間層材４０の突出部４１に沿うように重なる。また、中間層材４０のプレート孔４４とプレート部材５０のチューブ挿入孔５４とが同軸上に配置される。そして、これらの３部材（タンク部材３０、中間層材４０、プレート部材５０）が積層された状態でプレート部材５０の爪部５３でタンク部材３０をかしめてヘッダタンク２０を形成する。その後、チューブ端部１１１をチューブ挿入孔５４およびプレート孔４４に挿入して、タンク部材３０、中間層材４０、プレート部材５０、チューブ１１が一体にろう付けされる。そして、タンク部材３０の膨出部３１と中間層材４０の突出部４１との間には、ヘッダタンク２０内を長手（左右）方向に冷媒が流通する流通路３５（図３参照）が形成される。この流通路３５は、チューブ１１の内部と互いに連通している。

さらに、流通路３５の長手（左右）方向両端部には、気密性確保のため略半円形状のサイド仕切板６０ａがろう付けされ、膨出部３１によって形成される開口部（図示略）を閉塞するようにしている。さらに、流通路３５の内部であって長手方向の略中間位置には同様の形状の中央仕切板６０ｂが配設されており、流通路３５は長手方向に２分割されている。

なお、本実施形態では、上側のヘッダタンク２０の風流れ方向に対して右端部には、２つの膨出部３１（流通路）に対応するそれぞれの冷媒入口（図示略）が形成されているとともに、左端部には、同じく２つの流通路３５に対応するそれぞれの冷媒出口（図示略）が形成されている。したがって、冷媒入口から流入した冷媒は中央仕切板６０ｂの右側の膨出部３１（流通路３５）に流入し、中央仕切板６０ｂの右側のチューブ１１群、下側のヘッダタンク２０の膨出部３１（流通路３５）に流入し、Ｕターンして、中央仕切板６０ｂの左側のチューブ１１群、中央仕切板６０ｂの左側の膨出部３１（流通路）を流れ、冷媒出口から流出する。この間に、冷媒は、コア部１０において外部空気と熱交換されて冷却される。

次に、本発明の特徴部における作用について図４を参照して説明する。タンク部材３０、中間層材４０、プレート部材５０、チューブ１１が一体にろう付けされると、タンク部材３０とプレート部材５０とにクラッドされたろう材によって、平面部３２と平面部４２および、Ｒ部３３とＲ部４３が接合される。そして、接合部の端部（Ｒ部３３とＲ部４３とによって形成される隅部）には、ろう材によってフィレット７０が形成される。

本実施形態では、プレス成形時に形成される膨出部３１のＲ部３３に対して、中間層材４０側の突出部４１のＲ部４３が沿うようにしているため、中間層材４０が平坦な場合と比較して、膨出部３１のＲ部３３におけるタンク部材３０と中間層材４０との隙間（クリアランス）を小さくすることができる。そして、ろう付け時には、中間層材４０のＲ部４３が膨出部３１のＲ部３３に沿う部分において、ろう材が回り、膨出部３１のＲ部３３においてもこのＲ部３３に沿ってろう付けされる。すなわち、本実施形態でのろう付け領域は、平面部３２，４２とＲ部３３．４３の領域であって、中間層材４０が平坦な場合（突出部４１を有さない場合）と比較して、ろう付け領域を拡大することができる。 また、平坦な中間層材４０とタンク部材３０とのろう付けにおいては、一般に、ろう付け平面（本実施形態では平面部３２，４２に相当する。）には、図４において黒矢印で示すように作用する流通路３５内の圧力によりタンク部材３０と中間層材４０とを引き剥がす方向（図４において白抜き矢印で示す、ろう付け平面（接合面）と垂直な方向）の力が作用する。このため、ろう付け部が破損しやすかった。しかし、本実施形態では、ろう付けされたＲ部３３，４３には、接合面と垂直な方向ではなくＲ部３３，４３の面方向（接線方向、せん断方向）への力として作用するため、タンク部材３０と中間層材４０とが引き剥がされにくい。

すなわち、本実施形態によれば、ろう付け領域を拡大できるとともに、その拡大されたろう付け領域であるＲ部３３，４３に作用する力が、引き剥がし方向ではなくせん断方向に作用することで、ヘッダタンク２０のろう付け部における耐圧強度を向上させることができる。

特に、本実施形態では、冷媒としてＣＯ_２を用いており、給湯器のヒートポンプユニットにおける冷媒圧力が高くなる。このように、内圧が高くなる場合には、特にろう付け部の破損がおこりやすく、本発明を適用することで効果を奏することができる。また、本実施形態では、中間層材４０の突出部４１は、プレス成形により容易に形成することができる。

さらに、突出部４１の突出量ｈ１は、Ｒ部３３の第１曲率半径Ｒｔの約半分程度（ｈ１＝Ｒｔ×０．５）に設定されているため、突出量が小さく成形しやすいというメリットがある。なお、成形性および隙間を小さくするという観点から、概ね、突出部４１の突出量ｈ１がＲ部３３の第１曲率半径Ｒｔの０．１倍以上０．５倍以下の範囲に設定されることが望ましい。また、この範囲に設定することで、冷媒の流通路（３５）を狭めることなく適度にろう付け領域を拡大することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図５を参照して説明する。図５は、第２実施形態におけるタンク部材と中間層材との接合部を示す拡大図である。

なお、本実施形態では、第１実施形態と共通する構成部材には第１実施形態と同様の符号を付しており、以下、第１実施形態との相違部分に着目して説明することとする。本実施形態では、中間層材４０側のＲ部４３の第２曲率半径Ｒａが、タンク部材３０側のＲ部３３の第１曲率半径Ｒｔよりも大きく形成されているとともに（Ｒａ＞Ｒｔ）、突出部４１の突出量ｈ２がＲ部３３の第１曲率半径Ｒｔと略同じ（ｈ２≒Ｒｔ）に形成されている点が上記第１実施形態とは異なっている。

本実施形態の場合、中間層材４０側のＲ部４３が、タンク部材３０側のＲ部３３にぴったりとは沿わず、両Ｒ部３３，４３同士の間に若干の隙間が形成されているものの、ろう付け時には、この隙間にろう材が回り、フィレット７０が形成される。

Ｒ部４３の第２曲率半径ＲａがＲ部３３の第１曲率半径Ｒｔの１倍以上かつ１．５倍以下の寸法であれば、本実施形態のように両Ｒ部３３，４３間に若干の隙間が形成されつつも、概ね、Ｒ部４３をＲ部３３に沿うように組み付けすることができ、上記第１実施形態と同様にＲ部３３，４３においてもろう付けすることができる。したがって、中間層材４０に突出部４１が形成されない場合と比較して、耐圧強度を向上させることができる。

なお、Ｒ部４３の第２曲率半径Ｒａの設定においては、最も望ましいのは、第１実施形態で説明したように両Ｒ部３３，４３の曲率半径Ｒｔ、Ｒａが同一である場合である。しかし、成形性においては、本実施形態のように、寸法誤差および精度の観点から、Ｒ部４３の第２曲率半径Ｒａの基本設計における寸法をＲ部３３の第１曲率半径Ｒｔより僅かに大きい寸法に設定しておくのが良い。仮に、Ｒ部４３の第２曲率半径ＲａがＲ部３３の第１曲率半径Ｒｔより小さくなると、組み付け性が悪くなるためである。

（その他の実施形態）
上記第１実施形態において、突出部４１の突出量ｈ１はＲ部３３の第１曲率半径Ｒｔの約半分程度としたが、第２実施形態のようにＲ部３３の第１曲率半径Ｒｔと略同じに形成しても良い。このように、突出部４１の突出量ｈ１がＲ部３３の第１曲率半径Ｒｔと同じであって、かつＲ部４３の第２曲率半径ＲａがＲ部３３の第１曲率半径Ｒｔと同じであれば、中間層材４０のＲ部４３がタンク部材３０のＲ部３３に完全に沿うこととなり、ろう付け領域を拡大できるとともに両部材間の隙間を極力狭くでき理想の形態とすることができる。

また、突出部４１の突出量ｈ１は、成形性の観点からは、上記第１実施形態で説明したようにＲ部３３の第１曲率半径Ｒｔの０．１倍以上０．５倍以下に設定するのが好ましいが、それ以外の範囲に設定しても良い。

上記各実施形態では、突出部４１をプレス成形により形成することで、プレート部材５０側には凹部が形成される構成としたが、例えば、図６に示される中間層材４０Ｂのように、中間層材４０Ｂのプレート部材５０と対向する側の面が平坦（平面部４６）となるようにしても良い。この場合、突出部４１は、タンク部材３０と対向する側の面からの鍛造（塑性変形）により両脇に凹部を作ることで形成することができる。このように、プレート部材５０と対向する側の面を平坦（平面部４６）に形成することで、プレート部材５０には凸部５１を形成する必要がなく平坦なままで良いため、製造工程を簡略化することができる。

上記実施形態では、中間層材４０の長手（左右）方向全体に亘って、突出部４１が形成されるようにしたが、例えば、図７に記載される中間層材４０Ｃのように、長手（左右）方向端部に平面部４７（図７において網掛けで示す部分）を残すように突出部４１を形成しても良い。この構成によれば、平面部４７にサイド仕切板６０ａを取り付けることにより、サイド仕切板６０ａと中間層材４０Ｃとの接合面を平面同士にできるため、気密性を向上させることができる。

上記実施形態では、チューブ１１が２列形成されるタイプの蒸発器１として構成したが、チューブ１１の数は、１列でも３列以上の複数でも良い。

上記実施形態では、並列に並ぶ２つの流通路３５がそれぞれ独立した形状として構成したが、冷媒流れについては限定されるものではなく、各流通路３５を順に冷媒が流れるように構成しても良い。この場合、コア部１０を２列設けるタイプとすることで、風上側のコア部１０と風下側のコア部１０において効率よく蒸発させることができ蒸発器１全体の熱交換性能を向上させることができる。

上記実施形態では、ＣＯ_２給湯器を構成する蒸発器１として構成したが、冷媒はＣＯ_２に限定されるものではない。また、給湯器ではなく、車両用空調装置の超臨界冷凍サイクル装置を構成する蒸発器や放熱器のヘッダタンクに本発明を適用しても良い。すなわち、タンク部材、中間層材、プレート部材とでヘッダタンクが構成されるものであれば本発明を適用することができる。

第１実施形態における蒸発器を示す全体斜視図である。 ヘッダタンクおよびチューブを示す分解斜視図である。 タンク部材と中間層材との接合部を示す断面図である。 図３において破線で囲んだ部位を示す拡大図である。 第２実施形態におけるタンク部材と中間層材との接合部を示す拡大図である。 別の実施形態における中間層材を示す側面図。 別の実施形態における中間層材を示す斜視図。

符号の説明

１ 蒸発器（熱交換器）
１０ コア部
１１ チューブ
２０ ヘッダタンク
３０ タンク部材
３１ 膨出部
３２ 平面部（ろう付け平面）
３３ 曲げＲ部（第１湾曲部）
３５ 流通路
４０ 中間層材
４１ 突出部
４２ 平面部（ろう付け平面）
４３ 曲げＲ部（第２湾曲部）
４７ 平面部（中間層材４０Ｃの長手方向の端部）
５０ プレート部材
６０ａ サイド仕切板（仕切板）
１１１ チューブ１１の端部
ｈ１，ｈ２ 突出部４１の突出量
Ｒｔ 第１曲率半径（曲げＲ部３３の中間層材と対向する側の面における曲率半径）
Ｒａ 第２曲率半径（曲げＲ部４３のタンク部材と対向する側の面における曲率半径）

Claims (5)

1. 流体が通過する複数のチューブ（１１）と、当該複数のチューブ（１１）の端部（１１１）に配置されるヘッダタンク（２０）とを備え、
   当該ヘッダタンク（２０）は、前記チューブ（１１）が接続されるプレート部材（５０）と、当該プレート部材（５０）に組み合わされるタンク部材（３０）と、当該タンク部材（３０）と前記プレート部材（５０）との間に介在される中間層材（４０）とを有し、これらの各部材（３０，４０，５０）が一体にろう付けされて構成され、前記タンク部材（３０）には、内部が前記流体の流通路（３５）として構成されるとともに前記タンク部材（３０）と前記中間層材（４０）とのろう付け平面（３２，４２）から前記中間層材（４０）とは反対側に膨らんだ膨出部（３１）と、当該膨出部（３１）の根元部位にあって湾曲形状をなす第１湾曲部（３３）とが形成された熱交換器において、
   前記中間層材（４０）には、前記膨出部（３１）に対応する位置に形成されて前記ろう付け平面（３２，４２）から前記タンク部材（３０）側に突出した突出部（４１）と、当該突出部（４１）の根元部位にあって湾曲形状をなす第２湾曲部（４３）とが形成され、当該第２湾曲部（４３）は前記第１湾曲部（３３）の湾曲形状に略沿うように形成されていることを特徴とする熱交換器。
2. 前記第２湾曲部（４３）の前記タンク部材（３０）と対向する側の面における曲率半径である第２曲率半径（Ｒａ）は、前記第１湾曲部（３３）の前記中間層材（４０）と対向する側の面における曲率半径である第１曲率半径（Ｒｔ）の１倍以上かつ１．５倍以下であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記第２曲率半径（Ｒａ）は、前記第１曲率半径（Ｒｔ）と同じ大きさであることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
4. 前記突出部（４１）の前記ろう付け平面（３２，４２）からの突出量（ｈ１）は、前記第１湾曲部（３３）の前記中間層材（４０）と対向する側の面における曲率半径である第１曲率半径（Ｒｔ）の０．１倍以上かつ１．０倍以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の熱交換器。
5. 前記中間層材（４０）において前記流通路（３５）を前記流体が流通する方向である長手方向の端部は、前記突出部（４１）が形成されない平面部（４７）として形成されており、当該平面部（４７）には、前記流通路（３５）の長手方向端部の開口を閉塞する仕切板（６０ａ）が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の熱交換器。

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