特許 7483288 マイクロ熱交換器およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-07

(45)【発行日】2024-05-15

(54)【発明の名称】マイクロ熱交換器およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   F28F 3/08 20060101AFI20240508BHJP

   F28F 13/08 20060101ALI20240508BHJP

   F28D 1/03 20060101ALI20240508BHJP

【ＦＩ】

F28F3/08 311

F28F13/08

F28D1/03

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023132212

(22)【出願日】2023-08-15

(62)【分割の表示】P 2019096194の分割

【原出願日】2019-05-22

(65)【公開番号】P2023154050

(43)【公開日】2023-10-18

【審査請求日】2023-08-15

(73)【特許権者】

【識別番号】502112854

【氏名又は名称】有限会社和氣製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】和氣 庸人

(72)【発明者】

【氏名】大西 人司

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 二郎

【審査官】礒部 賢

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０７２３３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２０５７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０４５０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１７３５３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１４－５２１９１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１９０７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２２２２８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２８Ｆ １／００ － ９９／００

Ｆ２８Ｄ １／００ － １３／００

Ｂ２３Ｋ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１金属による中心材に前記第１金属より融点の低い第２金属が両面または一方の面に接合され厚みが０．３ｍｍ以下としたクラッド板材を用いて形成されたチューブ部材であって、前記第２金属が接合された面を向かい合わせに接合することにより熱交換媒体の２つの流出入口と該２つの流出入口を連通する厚みが０．８ｍｍ以下の連通流路とを有する全体として扁平で略長方形状の熱交換用チューブを構成するよう形成されたチューブ部材を、隣接する熱交換用チューブの前記２つの流出入口が整合するように複数積層して構成され、前記熱交換用チューブ内に流れる前記熱交換媒体と隣接する熱交換用チューブの間に流れる被熱交換媒体とで熱交換するマイクロ熱交換器であって、
前記連通流路は、長手方向の端部で折り返すと共に偏流を調整する絞りが形成された折り返し部を有し、
前記連通流路の折り返し部近傍には、溶融した前記第２金属の前記折り返し部への流れを阻害する阻害部が形成されており、
前記阻害部は、ロウ付けの際に前記連通流路内において前記第２金属の前記折り返し部への流れを阻害するように前記連通流路の折り返し部の近傍で前記連通流路の側壁から前記連通流路側に凸となるように半円状に形成された凸部である、
ことを特徴とするマイクロ熱交換器。

【請求項2】

請求項１記載のマイクロ熱交換器であって、
前記阻害部は、前記連通流路の折り返し部の中央の隔壁の先端で拡幅した拡幅部である、 マイクロ熱交換器。

【請求項3】

請求項１または２記載のマイクロ熱交換器であって、
前記連通流路の折り返し部の絞り近傍でロウ材を溜めるロウ溜部を有する、
マイクロ熱交換器。

【請求項4】

請求項１ないし３のうちのいずれか１つの請求項に記載のマイクロ熱交換器であって、
前記連通流路の前記折り返し部における絞りの幅は２ｍｍ以下である、
マイクロ熱交換器。

【請求項5】

マイクロ熱交換器の製造方法であって、
第１金属による中心材に前記第１金属より融点の低い第２金属が両面または一方の面に接合され厚みが０．３ｍｍ以下としたクラッド板材を用いて、前記第２金属が接合された面を向かい合わせに接合することにより熱交換媒体の２つの流出入口と該２つの流出入口を連通する厚みが０．８ｍｍ以下の連通流路とを有する全体として扁平で略長方形状の熱交換用チューブを構成し、更に、前記連通流路を長手方向の端部で折り返すと共に偏流を調整する絞りが形成された折り返し部を有するように、且つ、ロウ付けの際に前記連通流路内において前記第２金属の前記折り返し部への流れを阻害するように前記連通流路の折り返し部の近傍で前記連通流路の側壁から前記連通流路側に凸となるように半円状に形成された阻害部を有するように、チューブ部材を形成するチューブ部材形成工程と、
前記連通流路が形成されると共に前記流出入口が整合するように２つのチューブ部材を向かい合わせて構成される扁平な熱交換用チューブが複数積層された状態となるように前記チューブ部材を複数積層して積層体を組み付ける組み付け工程と、
前記第１金属の融点より低く前記第２金属の融点より高い温度に調整された炉に前記積層体を前記熱交換用チューブの扁平面が垂直となるように且つ前記熱交換用チューブの長手方向が水平となるように配置して前記積層体をロウ付けするロウ付け工程と、
を有するマイクロ熱交換器の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マイクロ熱交換器およびその製造方法に関し、詳しくは、クラッド板材を用いて扁平に形成された熱交換用チューブを複数積層することにより構成されるマイクロ熱交換器およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種のマイクロ熱交換器としては、０．２ｍｍの厚みのアルミニウムのクラッド材を用いて、長手方向の中央に短手方向に直列に並ぶように２つの流出入口用貫通孔を有するように、且つ、この２つの流出入口用貫通孔を連通するＵ字形状で鏡像対称の２つの連通流路を有するようにチューブ部材を形成し、これを向かい合わせて構成される熱交換用チューブが複数積層するように積層し、これを炉に入れてロウ付けすることにより熱交換器を製造するが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－０７２３３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

こうしたマイクロ熱交換器では、熱交換用チューブにおける熱交換媒体に流路となる連通流路は、幅は１ｍｍ～１５ｍｍ程度で厚みは板厚の１倍～３倍程度の０．１ｍｍ～０．８ｍｍ程度となる。上述の背景技術におけるマイクロ熱交換器では、０．２ｍｍのクラッド材を用いてるから、連通流路の厚みは０．５ｍｍ程度となる。このように連通流路の厚みが薄いマイクロ熱交換器では、ロウ付けの際にクラッド材の表面のロウ材が流れ、ロウ付けの際に下部となる連通流路の部位にロウ材が溜まり、連通流路の幅を狭くしたり、場合によっては連通流路を閉塞させてしまう。特に、積層された複数の熱交換用チューブへの偏流を抑制するために連通流路に絞り部を有するマイクロ熱交換器では、ロウ付けの際に流れるロウ材による絞り部の閉塞が容易に生じる。連通流路の閉塞は、熱交換用チューブの機能を阻害し、マイクロ熱交換器の熱交換効率を低下させてしまう。

【0005】

本発明のマイクロ熱交換器は、ロウ付けの際に流れるロウ材により連通流路が閉塞するのを抑制し、熱交換効率のよいマイクロ熱交換器を提供するを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のマイクロ熱交換器およびその製造方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

【0007】

本発明のマイクロ熱交換器は、
第１金属による中心材に前記第１金属より融点の低い第２金属が両面または一方の面に接合され厚みが０．３ｍｍ以下としたクラッド板材を用いて形成されたチューブ部材であって、前記第２金属が接合された面を向かい合わせに接合することにより熱交換媒体の２つの流出入口と該２つの流出入口を連通する厚みが０．８ｍｍ以下の連通流路とを有する全体として扁平で略長方形状の熱交換用チューブを構成するよう形成されたチューブ部材を、隣接する熱交換用チューブの前記２つの流出入口が整合するように複数積層して構成され、前記熱交換用チューブ内に流れる前記熱交換媒体と隣接する熱交換用チューブの間に流れる被熱交換媒体とで熱交換するマイクロマイクロ熱交換器であって、
前記連通流路は、長手方向の端部で折り返すと共に偏流を調整する絞りが形成された折り返し部を有し、
前記連通流路の折り返し部近傍には、溶融した前記第２金属の前記折り返し部への流れを阻害する阻害部が形成されている、
ことを特徴とする。

【0008】

本発明のマイクロ熱交換器では、第１金属による中心材に第１金属より融点の低い第２金属が両面またはいっぽうの面に接合され厚みが０．３ｍｍ以下としたクラッド板材を用いて形成されたチューブ部材により構成されている。チューブ部材は、前記第２金属が接合された面を向かい合わせに接合することにより熱交換媒体の２つの流出入口と２つの流出入口を連通する連通流路とを有する熱交換用チューブを構成する。熱交換用チューブは扁平で略長方形状をしており、連通流路はその厚みが０．８ｍｍ以下である。マイクロ熱交換器は、チューブ部材を、隣接する熱交換用チューブの２つの流出入口が整合するように複数積層して構成されており、熱交換用チューブ内に流れる熱交換媒体と隣接する熱交換用チューブの間に流れる被熱交換媒体とで熱交換する。そして、連通流路は、長手方向の端部で折り返すと共に偏流を調整する絞りが形成された折り返し部を有し、連通流路の折り返し部近傍には、溶融した第２金属の折り返し部への流れを阻害する阻害部が形成されている。こうした阻害部は、チューブ部材を複数積層してロウ付けのために炉に入れた際に、溶融したロウ材（第２金属）が折り返し部に流れるのを阻害する。この結果、ロウ付けの際に流れるロウ材により連通流路が閉塞するのを抑制することができ、熱交換効率のよいマイクロ熱交換器とすることができる。なお、連通流路の折り返し部における絞りの幅は２ｍｍ以下であるものとしてもよい。

【0009】

こうした本発明のマイクロ熱交換器において、前記阻害部は、前記連通流路の折り返し部の中央の隔壁の先端で拡幅した拡幅部であるものとしてもよい。拡幅部は、溶融したロウ材が折り返し部に流れ込むのを阻害するダムの役割を果たす。拡幅部の形状は、円形状、楕円形状、矩形形状、三角形状のいずれでも構わない。

【0010】

また、本発明のマイクロ熱交換器において、前記阻害部は、前記連通流路の折り返し部近傍で前記連通流路の側壁から前記連通流路側に凸となる凸部であるものとしてもよい。凸部は、溶融したロウ材が折り返し部に流れ込むのを阻害するダムの役割を果たす。凸部の形状は、半円形状、半楕円形状、矩形形状、三角形状のいずれでも構わない。

【0011】

本発明のマイクロ熱交換器において、前記連通流路の折り返し部の絞り近傍でロウ材を溜めるロウ溜部を有するものとしてもよい。ロウ溜部は、溶融したロウ材を溜めて折り返し部に流れ込むのを阻害する役割を果たす。ロウ溜部の形状は如何なる形状であっても構わない。

【0012】

本発明のマイクロ熱交換器の製造方法であって、
第１金属による中心材に前記第１金属より融点の低い第２金属が両面または一方の面に接合され厚みが０．３ｍｍ以下としたクラッド板材を用いて、前記第２金属が接合された面を向かい合わせに接合することにより熱交換媒体の２つの流出入口と該２つの流出入口を連通する厚みが０．８ｍｍ以下の連通流路とを有する全体として扁平で略長方形状の熱交換用チューブを構成し、更に、前記連通流路を長手方向の端部で折り返すと共に偏流を調整する絞りが形成された折り返し部を有するように、且つ、前記連通流路の折り返し部近傍に溶融した前記第２金属の前記折り返し部への流れを阻害する阻害部を有するように、チューブ部材を形成するチューブ部材形成工程と、
前記連通流路が形成されると共に前記流出入口が整合するように２つのチューブ部材を向かい合わせて構成される扁平な熱交換用チューブが複数積層された状態となるように前記チューブ部材を複数積層して積層体を組み付ける組み付け工程と、
前記第１金属の融点より低く前記第２金属の融点より高い温度に調整された炉に前記積層体を前記熱交換用チューブの扁平面が垂直となるように且つ前記熱交換用チューブの長手方向が水平となるように配置して前記積層体をロウ付けするロウ付け工程と、
を有することを特徴とする。

【0013】

本発明のマイクロ熱交換器の製造方法では、第１金属による中心材に前記第１金属より融点の低い第２金属が両面または一方の面に接合され厚みが０．３ｍｍ以下としたクラッド板材を用いてチューブ部材を形成するチューブ部材形成工程を有する。この工程で形成するチューブ部材は、第２金属が接合された面を向かい合わせに接合することにより熱交換媒体の２つの流出入口とこの２つの流出入口を連通する厚みが０．８ｍｍ以下の連通流路とを有する扁平で略長方形状の熱交換用チューブを構成する。また、チューブ部材は、連通流路を長手方向の端部で折り返すと共に偏流を調整する絞りが形成された折り返し部を有し、且つ、連通流路の折り返し部近傍に溶融した第２金属の折り返し部への流れを阻害する阻害部を有するように形成される。また、本発明のマイクロ熱交換器の製造方法では、連通流路が形成されると共に流出入口が整合するように２つのチューブ部材を向かい合わせて構成される扁平な熱交換用チューブが複数積層された状態となるようにチューブ部材を複数積層して積層体を組み付ける組み付け工程を有し、更に、第１金属の融点より低く第２金属の融点より高い温度に調整された炉に積層体を、熱交換用チューブの扁平面が垂直となるように且つ熱交換用チューブの長手方向が水平となるように配置して、積層体をロウ付けするロウ付け工程を有する。このロウ付け工程の際に、阻害部は溶融した第２金属（ロウ材）が折り返し部に流れるのを阻害する。この結果、ロウ付けの際に流れるロウ材により連通流路が閉塞するのを抑制することができ、熱交換効率のよいマイクロ熱交換器を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施例のマイクロ熱交換器２０の構成の概略を示す構成図である。

【図2】図１におけるＡ－Ａ断面を模式的に示す断面図である。

【図3】熱交換用チューブ３０を構成するチューブ部材４０の構成の概略を示す構成図である。

【図4】図１および図３におけるＢ－Ｂ断面を示す断面図である。

【図5】図１および図３におけるＣ－Ｃ断面を示す断面図である。

【図6】図１および図３におけるＤ－Ｄ断面を示す断面図である。

【図7】実施例のチューブ部材４０を積層して積層体２２としてロウ付けする際の様子を説明する説明図である。

【図8】比較例のチューブ部材を積層して積層してロウ付けする際の様子を説明する説明図である。

【図9】変形例のチューブ部材１４０の構成の概略を示す構成図である。

【図10】変形例のチューブ部材２４０の構成の概略を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

【実施例】

【0016】

図１は、本発明の実施例のマイクロ熱交換器２０の構成の概略を示す構成図である。図２は、図１におけるＡ－Ａ断面を模式的に示す断面図である。実施例のマイクロ熱交換器２０は、空調装置や冷凍装置などの冷凍サイクルや発熱を伴って作動する機器の冷却装置などに用いられ、図１に示すように、２つのチューブ部材４０により構成される熱交換用チューブ３０を複数積層して構成される積層体２２と、積層体２２の配列方向（図中上下方向）の両側に配置されるプレート２３と、熱交換用チューブの長手方向（図中左右方向）の両側に配置されるプレート２４と、積層体２２およびプレート２３に形成される熱交換媒体の流入用流路２５および流出用流路２６に取り付けられる供給管２７および排出管２８と、を備える。このマイクロ熱交換器２０は、流入用流路２５から熱交換用チューブ３０に形成された後述する２つの連通流路３４，３５に供給されるハイドロフルオロカーボンや水などの熱交換媒体と隣接する熱交換用チューブ３０の間の隙間に流れる空気などの被熱交換媒体との熱交換により、熱交換媒体を加熱または冷却する又は被熱交換媒体を冷却または加熱する。図２中、供給管２７および排出管２８の上に記載された白抜き矢印は、熱交換媒体の供給や排出の方向を示しており、マイクロ熱交換器２０の左右に記載された白抜き矢印は、被熱交換媒体の流れる方向を示している。

【0017】

図３は、熱交換用チューブ３０を構成するチューブ部材４０の構成の概略を示す構成図である。図４は、図１および図３におけるＢ－Ｂ断面を示す断面図である。図５は、図１および図３におけるＣ－Ｃ断面を示す断面図である。図６は、図１および図３におけるＤ－Ｄ断面を示す断面図である。

【0018】

熱交換用チューブ３０は、２つのチューブ部材４０を向かい合わせて接合することにより構成されている。チューブ部材４０は、図３に示すように、アルミニウムの板材の両面にアルミシリコン合金などのロウ材を配置して一体に圧延することによって板材とロウ材とを接合した厚さが０．２ｍｍのいわゆるクラッド板材に対して、プレス加工や穴開け加工などを施して形成されている。

【0019】

チューブ部材４０には、図３に示すように、長手方向（図中左右方向）の中央に短手方向に直列に並ぶように２つの流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂが形成されており、この２つの流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂを連通するように幅が１０ｍｍで厚みが０．２５ｍｍのＵ字形状の２つの連通流路形成部４４ａ，４４ｂが紙面表面側に凸となるように形成されており、このＵ字形状の２つの連通流路形成部４４ａ，４４ｂにより、その中央に隔壁４５ａ，４５ｂが形成されている。これにより、熱交換用チューブ３０を構成したときには、連通流路３４，３５の厚みは０．４５ｍｍとなる。また、２つの流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂの周囲にはフランジ部４２ａ，４２ｂが紙面表側に凸となるように形成されている。２つの流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂとフランジ部４２ａ，４２ｂは、２つの流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂの中間点を通る直線（図３における水平方向の線）で鏡像対称となるように形成されており、連通流路形成部４４ａ，４４ｂは、２つの流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂの中央を通る直線（図３における上下方向の線）で鏡像対称となるように形成されている。

【0020】

チューブ部材４０の連通流路形成部４４ａ，４４ｂの中央に形成された隔壁４５ａ，４５ｂの両端には略円形状の拡幅部４６ａ，４６ｂが形成されている。連通流路形成部４４ａ，４４ｂの長手方向（図３中左右方向）の両端における折り返し部には、各熱交換用チューブ３０への偏流を抑制するために隔壁４５ａ，４５ｂの拡幅部４６ａ，４６ｂとにより連通流路３４，３５の幅が略１ｍｍとなる絞りが形成されている。また、連通流路形成部４４ａ，４４ｂの折り返し部近傍には、連通流路形成部４４ａ，４４ｂの内側に凸となる略半円形状の凸部４７ａが形成されている。連通流路形成部４４ａ，４４ｂの折り返し部の４隅（図３中左右端の上下の隅）には、連通流路形成部４４ａ，４４ｂの外側に凸となる４つのロウ溜部４８ａ，４８ｂが形成されている。

【0021】

チューブ部材４０の連通流路形成部４４ａ，４４ｂには、複数のエンボス４９ａ，４９ｂが形成されており、複数のエンボス４９ａ，４９ｂは、図６に示すように、 隣接する熱交換用チューブ３０の複数のエンボス４９ａ，４９ｂと当接して接合され、隣接する熱交換用チューブ３０との間隔を維持すると共に熱交換用チューブ３０の変形を抑制する。

【0022】

熱交換用チューブ３０は、図４ないし図６に示すように、２つのチューブ部材４０を紙面裏側が向かい合うように接合することにより構成されている。このため、一方のチューブ部材４０の流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂおよびフランジ部４２ａ，４２ｂは他方のチューブ部材４０の流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂおよびフランジ部４２ａ，４２ｂと整合する。

【0023】

実施例では、２つのチューブ部材４０を、紙面裏側が向かい合わせとなるように、且つ、一方のチューブ部材４０の流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂおよびフランジ部４２ａ，４２ｂは他方のチューブ部材４０の流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂおよびフランジ部４２ａ，４２ｂと整合するように組み付けることにより熱交換用チューブ３０を構成する。こうした熱交換用チューブ３０が複数積層されるようにチューブ部材４０を複数積層することにより積層体２２を組み付ける。そして、積層体２２にプレート２３，２４および供給管２７，排出管２８を組み付け、積層体２２を熱交換用チューブ３０の扁平面が垂直となるように且つ熱交換用チューブ３０の長手方向が水平となるように配置し、ロウ材の融点より高く板材の融点より低い温度（例えば６１０℃や６２０℃など）で加熱することによって当接部を接合（ロウ付け）してマイクロ熱交換器２０を完成する。即ち、熱交換用チューブ３０を構成するチューブ部材４０の向かい合わせの接触部を接合すると共に隣接する熱交換用チューブ３０のフランジ部４２ａ，４２ｂの接触部を接合し、同時にプレート２３，２４や供給管２７，排出管２８を接合するのである。

【0024】

こうしたロウ付けの際に積層体２２に僅かな傾きが生じている場合について説明する。図７は、実施例のチューブ部材４０を積層して積層体２２としてロウ付けする際の様子を説明する説明図であり、図８は、比較例のチューブ部材９４０を積層して積層してロウ付けする際の様子を説明する説明図である。比較例のチューブ部材９４０は、図７と図８とを比較すると解るように、隔壁９４５ａの両端部９４６ａ，９４６ｂは拡幅しておらず、連通流路形成部９４４ａ，９４４ｂの折り返し部近傍には凸部が形成されておらず、更に、折り返し部の連通流路形成部９４４ａ，９４４ｂにはロウ溜部が形成されていない。図７および図８中の左右方向に描かれた一点鎖線は水平に描かれており、チューブ部材４０を積層した積層体２２やチューブ部材９４０を積層した積層体に僅かに傾きが生じていることを示している。比較例のチューブ部材９４０を用いた積層体では、連通流路形成部９４４ａ，９４４ｂの表面などで溶融したロウ材は、積層体の僅かな傾きにより隔壁９４５ａ，９４５ｂの図８中における上面や連通流路（連通流路形成部９４４ａ，９４４ｂにより形成された流路）の下面に沿って左方向に流れ、連通流路形成部９４４ａの左下隅に溜まる。連通流路の厚みは０．４５ｍｍと薄いから、ロウ材は表面張力により折り返し部に付着し、連通流路形成部９４４ａにより形成される連通流路の折り返し部を閉塞する。比較例のチューブ部材９４０では、連通流路形成部９４４ｂにより形成される連通流路は機能するが、連通流路形成部９４４ｂにより形成される連通流路はロウ材による折り返し部の閉塞により機能しない。一方、実施例のチューブ部材４０を用いた積層体２２でも、連通流路形成部４４ａ，４４ｂの表面などで溶融したロウ材は、比較例と同様に、積層体２２の僅かな傾きにより隔壁４５ａ，４５ｂの図７中における上面や連通流路３４，３５（連通流路形成部４４ａ，４４ｂにより形成された流路）の下面に沿って左方向に流れるが、隔壁４５ａ，４５ｂの上面を流れるロウ材は拡幅部４６ａにより堰き止められ、連通流路３４，３５（連通流路形成部４４ａ，４４ｂにより形成された流路）の下面を流れるロウ材は凸部４７ａによって堰き止められる。即ち、拡幅部４６ａや凸部４７ａは、溶融したロウ材が折り返し部に流れ込むのを阻害するダムの役割を果たすのである。また、ロウ材の一部が凸部４７ａを乗り越えたとしても、凸部４７ａを乗り越えたロウ材は連通流路形成部４４ａに形成されたロウ溜部４８ａに溜まる。このロウ溜部４８ａに溜まるロウ材の量は、比較例において連通流路形成部９４４ａの左下隅に溜まる量に比して少なくなるから、ロウ材が表面張力により折り返し部の絞りに向かって盛り上がっても、盛り上がる程度が低く、絞りが閉塞するのを抑制する。

【0025】

以上説明した実施例のマイクロ熱交換器２０では、チューブ部材４０の連通流路形成部４４ａ，４４ｂの中央の隔壁４５ａ，４５ｂの両端に形成された拡幅部４６ａ，４６ｂや、連通流路形成部４４ａ，４４ｂの折り返し部近傍に形成された凸部４７ａ，４７ｂを有することにより、ロウ付けの際に連通流路形成部４４ａ，４４ｂの表面などで溶融したロウ材の折り返し部に流れ込むのを堰き止めることができる。この結果、ロウ付けの際に流れるロウ材により連通流路３４，３５の折り返し部（絞り）を閉塞するのを抑制することができ、熱交換効率のよい熱交換器とすることができる。また、連通流路形成部４４ａ，４４ｂの折り返し部の４隅にロウ溜部４８ａ，４８ｂを形成したことにより、溶融したロウ材が拡幅部４６ａ，４６ｂや凸部４７ａを乗り越えて折り返し部に流れ込んでも、ロウ溜部４８ａ，４８ｂにロウ材を溜めるから、連通流路３４，３５の折り返し部（絞り）が閉塞するのを抑制することができ、熱交換効率のよい熱交換器とすることができる。

【0026】

実施例のマイクロ熱交換器２０の製造方法では、チューブ部材４０を、連通流路形成部４４ａ，４４ｂの中央の隔壁４５ａ，４５ｂの両端に拡幅部４６ａ，４６ｂを有すると共に連通流路形成部４４ａ，４４ｂの折り返し部近傍に凸部４７ａ，４７ｂを有するように、更に、連通流路形成部４４ａ，４４ｂの折り返し部の４隅にロウ溜部４８ａ，４８ｂを有するように形成し、２つのチューブ部材４０を向かい合わせることにより構成される熱交換用チューブ３０が複数積層されるようにチューブ部材４０を複数積層することにより積層体２２を組み付ける。そして、積層体２２を熱交換用チューブ３０の扁平面が垂直となるように且つ熱交換用チューブ３０の長手方向が水平となるように配置して、ロウ材の融点より高く板材の融点より低い温度の炉でロウ付けする。このとき、熱交換用チューブ３０の長手方向が水平から若干の傾きが生じていても、溶融したロウ材は拡幅部４６ａ，４６ｂや凸部４７ａ，４７ｂに堰き止められるから、ロウ材が連通流路３４，３５の折り返し部に流れ込むのを抑制することができる。また、溶融したロウ材が拡幅部４６ａ，４６ｂや凸部４７ａ，４７ｂを乗り越えたとしても、折り返し部の４隅のロウ溜部４８ａ，４８ｂに溜まるから、連通流路３４，３５の折り返し部（絞り）が閉塞するのを抑制することができる。この結果、熱交換効率のよい熱交換器を製造することができる。

【0027】

実施例のマイクロ熱交換器２０では、隔壁４５ａ，４５ｂの両端に略円形状の拡幅部４６ａ，４６ｂを形成するものとしたが、拡幅部４６ａ，４６ｂの形状は略円形状に限定されるものではなく、楕円形状や矩形形状、三角形状など、溶融したロウ材が折り返し部に流れ込むのを阻害する形状であれば如何なる形状としてもよい。また、実施例のマイクロ熱交換器２０では、連通流路形成部４４ａ，４４ｂの折り返し部近傍に連通流路形成部４４ａ，４４ｂの内側に凸となる略半円形状の凸部４７ａ，４７ｂを形成するこのとしたが、凸部４７ａ，４７ｂの形状は略半円形状に限定されるものではなく、半楕円形状や矩形形状、三角形状など、溶融したロウ材が折り返し部に流れ込むのを阻害する形状であれば如何なる形状としてもよい。

【0028】

実施例のマイクロ熱交換器２０では、連通流路形成部４４ａ，４４ｂの折り返し部の４隅に連通流路形成部４４ａ，４４ｂの外側に凸となるロウ溜部４８ａ，４８ｂを形成したが、図９に例示する変形例のチューブ部材１４０のように、連通流路形成部４４ａ，４４ｂの外側には凸とならないロウ溜部１４８ａ，１４８ｂを形成するものとしてもよい。この場合でも、図８に例示した比較例のチューブ部材９４０に比して溶融したロウ材を溜めることができる。なお、こうしたロウ溜部４８ａ，４８ｂ，１４８ａ，１４８ｂを形成しないものとしても構わない。

【0029】

実施例のマイクロ熱交換器２０では、チューブ部材４０の長手方向の中央に短手方向に直列に並ぶように２つの流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂおよび２つのフランジ部４２ａ，４２ｂを形成し、２つの流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂを連通するようにＵ字形状の２つの連通流路形成部４４ａ，４４ｂを形成するものとした。しかし、連通流路形成部がチューブ部材の長手方向の端部で折り返し部を有するものであれば、チューブ部材は如何
なる形状としてもよい。例えば、図１０の変形例のチューブ部材２４０に示すように、その長手方向の一方の端部の上方に流出入口用貫通孔２４１ａおよびフランジ部２４２ａを形成すると共に他方の端部の下方に流出入口用貫通孔２４１ｂおよびフランジ部２４２ｂを形成し、２つの流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂを連通するようにＳ字形状の連通流路形成部２４４ａ，２４４ｂ，２４４ｃを形成するものとしてもよい。この場合、連通流路形成部２４４ａ，２４４ｂの折り返し部の隔壁２４５ａの端部に略半円形状の拡幅部２４６ａを形成し、連通流路形成部２４４ｂ，２４４ｃの折り返し部の隔壁２４５ｂの端部に略半円形状の拡幅部２４６ｂを形成し、連通流路形成部２４４ａ，２４４ｂの折り返し部近傍に連通流路形成部２４４ａ，２４４ｂの内側に凸となる２つの凸部２４７ａを形成し、通流路形成部２４４ｂ，２４４ｃの折り返し部近傍に連通流路形成部２４４ｂ，２４４ｃの内側に凸となる２つの凸部２４７ｂを形成し、２つの折り返し部の各四隅に連通流路形成部２４４ａ，２４４ｂ，２４４ｃの外側に凸となる４つのロウ溜部２４８ａ，２４８ｂを形成すればよい。なお、図１０の変形例の変形例のチューブ部材２４０から４つのロウ溜部２４８ａ，２４８ｂを形成しないものとしてもよい。

【0030】

実施例のマイクロ熱交換器２０では、アルミニウムの板材の両面にアルミシリコン合金などのロウ材を接合した厚さが０．２ｍｍのクラッド板材を用いてチューブ部材４０を形成するものとしたが、０．２ｍｍより薄いアルミニウムとアルミニウム合金によるクラッド板材や０．２ｍｍより厚い０．３ｍｍのアルミニウムとアルミニウム合金によるクラッド板材を用いてチューブ部材４０を形成するものとしてもよい。また、ステンレスの板材の両面に銅やニッケルなどのロウ材を接合した厚みが０．３ｍｍ以下のクラッド板材やステンレスに板材の両面にメッキを施した厚みが０．３ｍｍ以下の板材を用いてチューブ部材を形成するものとしてもよい。さらに、銅の板材の両面にロウ材を接合したりメッキした厚みが０．３ｍｍ以下の板材を用いてチューブ部材を形成するものとしてもよい。

【0031】

実施例のマイクロ熱交換器２０では、アルミニウムの板材の両面にアルミシリコン合金などのロウ材を接合した厚さが０．２ｍｍのクラッド板材を用いてチューブ部材４０を形成するものとしたが、アルミニウムの板材の一方の面にアルミシリコン合金などのロウ材を接合した厚さが０．２ｍｍのクラッド板材を用いてチューブ部材を形成するものとしてもよい。この場合、ロウ材が接合された面を向かい合わせに接合することにより熱交換用チューブが構成されるようにチューブ部材を形成すればよい。クラッド板材として、ステンレスや銅を用いた場合も同様である。

【0032】

実施例のマイクロ熱交換器２０では、連通流路３４，３５の幅が１０ｍｍで厚みが０．４５ｍｍとなるように、チューブ部材４０の２つの流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂを連通するように幅が１０ｍｍで厚みが０．２５ｍｍのＵ字形状の２つの連通流路形成部４４ａ，４４ｂを形成した。しかし、連通流路３４，３５の厚みは０．４５ｍｍに限定されるものではなくクラッド板材の厚みの３倍程度以下、約０．８ｍｍ以下であればよく、例えば、０．６ｍｍや０．７ｍｍとしたり、０．３ｍｍや０．２ｍｍとしたりしてもよい。また、連通流路３４，３５の幅も１０ｍｍに限定されるものではなく、５ｍｍや８ｍｍとしたり、１５ｍｍや２０ｍｍとしたりしてもよい。

【0033】

実施例のマイクロ熱交換器２０では、連通流路３４，３５の折り返し部の幅、即ち、偏流防止用の絞りの幅を略１ｍｍとしたが、偏流を防止することができればよく、２ｍｍ以下であればよく、１．５ｍｍとしたり、０．８ｍｍや０．６ｍｍとしてもよい。

【0034】

実施例のマイクロ熱交換器２０では、流出入口用貫通孔４１ａ，４１ｂの周囲にフランジ部４２ａ，４２ｂを形成するものとしたが、フランジ部４２ａ，４２ｂに代えてバーリング加工によりバーリング加工部を形成するものとしてもよい。この場合、チューブ部材の２つのバーリング加工部のうちの一方のバーリング加工部が他方のバーリング加工部に嵌合するよう一方のバーリング加工部の径を他方のバーリング加工部の径より若干小さく或いは若干大きく形成するのが好ましい。こうしたバーリング加工部を有するチューブ部材を、隣接する熱交換用チューブ３０とが交互に重なるように積層すれば、向かい合うチューブ部材のバーリング加工部が嵌まり合うようにすることができる。

【0035】

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

【産業上の利用可能性】

【0036】

本発明は、マイクロ熱交換器の製造産業などに利用可能である。

【符号の説明】

【0037】

２０ マイクロ熱交換器、２２ 積層体、２３，２４ プレート、２５ 流入用流路、２６ 流出用流路、２７ 供給管、２８ 排出管、３０ 熱交換用チューブ、３４，３５
連通流路、４０，１４０，２４０，９４０ チューブ部材、４１ａ，４１ｂ，２４１ａ，２４１ｂ 流出入口用貫通孔、４２ａ，４２ｂ，２４２ａ，２４２ｂ フランジ部、４４ａ，４４ｂ，２４４ａ，２４４ｂ，２４４ｃ，９４４ａ，９４４ｂ 連通流路形成部、４５ａ，４５ｂ，２４５ａ，２４５ｂ，９４５ａ，９４５ｂ 隔壁、４６ａ，４６ｂ，２４６ａ，２４６ｂ 拡幅部、４７ａ，４７ｂ，２４７ａ，２４７ｂ 凸部、４８ａ，４８ｂ，１４８ａ，１４８ｂ，２４８ａ，２４８ｂ ロウ溜部、４９ａ，４９ｂ エンボス、９４６ａ，９４６ｂ 端部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】