(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】2024-07-16
(45)【発行日】2024-07-24
(54)【発明の名称】熱交換用扁平管
(51)【国際特許分類】
F28F 1/02 20060101AFI20240717BHJP
F28F 1/40 20060101ALI20240717BHJP
F25B 39/00 20060101ALI20240717BHJP
【ＦＩ】
F28F1/02 B
F28F1/40 B
F25B39/00 C
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2021025457
(22)【出願日】2021-02-19
(65)【公開番号】P2022127358
(43)【公開日】2022-08-31
【審査請求日】2023-08-16
(73)【特許権者】
【識別番号】000004743
【氏名又は名称】日本軽金属株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100096644
【弁理士】
【氏名又は名称】中本 菊彦
(74)【代理人】
【識別番号】100083998
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邉 丈夫
(72)【発明者】
【氏名】久保田 悦郎
(72)【発明者】
【氏名】石動 薫
(72)【発明者】
【氏名】望月 光朗
【審査官】礒部 賢
(56)【参考文献】
【文献】特開２００１－２２１５８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２６１５１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００６／０２８８６０２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開平１０－１１３７３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－１４２７５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－２３０６８６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２８Ｆ １／００ － ９９／００
Ｆ２８Ｄ １／００ － １３／００
Ｆ２５Ｂ ３９／００ － ３９／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
扁平状の板部材に、前記板部材の長手方向に貫通した冷媒流路が、前記板部材の幅方向に並んで複数形成されたアルミニウム製の熱交換用扁平管であって、前記冷媒流路は、前記板部材の幅方向の両端部が断面長円状に形成され、前記両端部以外が断面略円形に形成され、
前記冷媒流路は、前記板部材の上面側の内面を有する第１補強部と、前記板部材の下面側の内面を有する第２補強部と、前記板部材の幅方向における一方側の内面を有する第３補強部と、前記板部材の幅方向における他方側の内面を有する第４補強部と、前記第１補強部、前記第２補強部、前記第３補強部、および前記第４補強部の各補強部に連なりかつ冷媒流路の中心軸線を中心として円弧状に形成された曲面を有する曲面部と、前記曲面部と前記補強部との境界部分に形成された平面部と、により形成され、
前記冷媒流路の中心軸線から前記各補強部までの距離が、前記冷媒流路の中心軸線から前記曲面部までの距離よりも短く形成されるとともに、前記板部材の幅方向の両端部の前記冷媒流路を除く前記冷媒流路の前記曲面部と前記平面部との総周長比が、８５％～８２．５％対１５％～１７．５％であり、前記板部材の幅方向の両端部の前記冷媒流路の前記曲面部と前記平面部との総周長比が、８０％～７８．５％対２０％～２１．５％である、
ことを特徴とする熱交換用扁平管。
【請求項2】
請求項１に記載の熱交換用扁平管において、前記第１補強部と前記第２補強部とは、前記冷媒流路の中心軸線側に突出したリブを含む
ことを特徴とする熱交換用扁平管。
【請求項3】
請求項１または２に記載の熱交換用扁平管において、前記第３補強部と前記第４補強部とは、前記冷媒流路の中心軸線側に突出しかつ前記板部材の長手方向に沿った凸条部を含む
ことを特徴とする熱交換用扁平管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、複数の貫通孔が並んで形成された熱交換用扁平管に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、一対のヘッダーパイプと、これらのヘッダーパイプ間に互いに平行に架設された扁平形状の熱交換チューブ（熱交換用扁平管）と、隣接する熱交換チューブ間に介在されるコルゲートフィンとにより構成されたアルミニウム製の熱交換器が知られている。この種の熱交換器は、一方のヘッダーパイプに流入した冷媒が熱交換チューブ内を流動する過程で、その冷媒の熱が熱交換チューブやコルゲートフィンを介して外気に放熱され、あるいは、熱交換チューブやコルゲートフィンを介して外気から吸熱する。そのため、冷媒と熱交換チューブとの間の熱伝達の効率を向上させるために、熱交換チューブには、その長さ方向に形成された貫通孔（冷媒流路）を、熱交換チューブの幅方向に並んで複数形成されている。
【0003】
一方、熱交換チューブ内を高圧な冷媒が流動するので、その冷媒圧に耐え得るように、耐圧強度を向上させた熱交換チューブが特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された熱交換チューブは、冷媒が流動する貫通孔の断面形状を円形に形成し、さらに、隣接する貫通孔を隔てる隔壁部の板厚ｔ１を貫通孔の半径Ｒで除算して無次元化した値ｔ１／Ｒと、熱交換チューブの外周と貫通孔との間の外壁部の板厚ｔ２を貫通孔の半径Ｒで除算して無次元化した値ｔ２／Ｒとが所定比の範囲となるように構成されている。
【0004】
また、特許文献２には、断面形状が矩形状に形成された複数の貫通孔を備えた熱交換チューブが記載されている。この特許文献２に記載された熱交換チューブには、熱交換チューブの壁部における貫通孔側に臨む部分の内面に、貫通孔の長手方向に延びる凸条が形成され、このように凸条を形成することにより、冷媒と熱交換チューブとの接触面積を増加させて、冷媒と熱交換チューブとの熱交換効率を向上させるように構成されている。
【0005】
さらに、特許文献３に記載された熱交換チューブは、断面形状が矩形状に形成された貫通孔の壁部のうち、平坦に形成された部分の液膜が薄くなることによるドライアウトを抑制するために、その平坦な壁部に貫通孔側に突出した突起部を形成するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１１－１５３８１４号公報
【文献】特開２０１０－２５５８６４号公報
【文献】特開２０２０－１３９６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
熱交換チューブに形成された貫通孔を冷媒が流動する過程では、その冷媒圧に基づく押圧力が、貫通孔の壁面の法線方向に作用する。したがって、特許文献１に記載された熱交換チューブのように断面形状を円形状に形成することにより、壁面の各部分に作用する荷重が放射状に作用することになり、いずれかの箇所に荷重が集中して作用することを抑制できる。
【0008】
しかしながら、熱交換チューブの幅方向に並べて貫通孔を形成した場合には、貫通孔を隔てる隔壁部の両面から圧縮するように冷媒圧が作用する。したがって、断面形状が円形の貫通孔の場合には、熱交換チューブの厚み方向における中央部分では、隔壁部を押圧する方向の荷重が大きくなる。その反面、その部分の板厚が最も薄い。そのため、隔壁部における扁平管の厚み方向での中央部分の圧縮応力が大きくなり、耐久性が低下する可能性がある。
【0009】
同様に、各貫通孔における熱交換チューブの幅方向での中央部分では、熱交換チューブの上壁部の法線方向がその上壁部の厚み方向に一致し、熱交換チューブの下壁部の法線方向がその下壁部の厚み方向に一致することにより、上壁部や下壁部を押圧する方向の荷重が大きく、その部分の板厚が最も薄いため、各貫通孔における熱交換チューブの幅方向での中央部分の圧縮応力が大きくなり、耐久性が低下する可能性がある。
【0010】
言い換えると、貫通孔を円形に形成した場合には、熱交換チューブの幅方向および厚み方向での中央部分の強度が、他の部分の強度よりも小さくなる。そのため、複数の貫通孔を並べて形成する場合には、その中央部分の強度を確保するように隣り合う貫通孔との間隔を設定する必要があり、熱交換チューブに形成できる貫通孔の数が制限される。つまり、熱交換チューブと冷媒との伝熱面積が制限される。したがって、熱交換チューブに多くの貫通孔を形成して熱交換性能を向上させるために改善の余地がある。
【0011】
また、熱交換チューブの幅方向の寸法および熱交換チューブの厚み方向の寸法を同一とした場合に、貫通孔を矩形状とした場合と比較して、冷媒と貫通孔の内面との接触面積（伝熱面積）が小さく、熱交換の性能を向上させるために改善の余地がある。
【0012】
一方、特許文献２や特許文献３に記載された熱交換チューブのように貫通孔を矩形状に形成すると、上述したように貫通孔を円形に形成した場合よりも耐圧強度が低下する。また、貫通孔を矩形状に形成すると、その内面における平坦面を形成する面積が曲面を形成する面積よりも大きくなり、その結果、特許文献３に記載されたようにドライアウトが生じることを抑制するための突起部を貫通孔の内側に形成する場合には、突起部の幅を広くあるいは突起部の高さを高く形成し、あるいは複数の突起部を形成する必要がある。そのため、貫通孔を流動する冷媒の流動抵抗が大きくなる可能性がある。また、上記のように突起部の幅を広くし、あるいは突起部の高さを高く形成し、もしくは複数の突起部を形成するとしても、熱交換チューブは、通常、押出成形によって製造されるため、製造上の制限があり、それらの形状を成形することができず、もしくは製造設備の大幅な設計変更などが強いられる可能性がある。
【0013】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、冷媒圧が作用することによる耐久性の低下を抑制するとともに、冷媒との間の熱交換の性能を向上させることができる熱交換用扁平管を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上記課題を達成するために、この発明は、扁平状の板部材に、前記板部材の長手方向に貫通した冷媒流路が、前記板部材の幅方向に並んで複数形成されたアルミニウム製の熱交換用扁平管であって、前記冷媒流路は、前記板部材の幅方向の両端部が断面長円状に形成され、前記両端部以外が断面略円形に形成され、前記冷媒流路は、前記板部材の上面側の内面を有する第１補強部と、前記板部材の下面側の内面を有する第２補強部と、前記板部材の幅方向における一方側の内面を有する第３補強部と、前記板部材の幅方向における他方側の内面を有する第４補強部と、前記第１補強部、前記第２補強部、前記第３補強部、および前記第４補強部の各補強部に連なりかつ冷媒流路の中心軸線を中心として円弧状に形成された曲面を有する曲面部と、前記曲面部と前記補強部との境界部分に形成された平面部と、により形成され、前記冷媒流路の中心軸線から前記各補強部までの距離が、前記冷媒流路の中心軸線から前記曲面部までの距離よりも短く形成されるとともに、前記板部材の幅方向の両端部の前記冷媒流路を除く前記冷媒流路の前記曲面部と前記平面部との総周長比が、８５％～８２．５％対１５％～１７．５％であり、前記板部材の幅方向の両端部の前記冷媒流路の前記曲面部と前記平面部との総周長比が、８０％～７８．５％対２０％～２１．５％である、ことを特徴とするものである（請求項１）。
【0015】
このように構成することにより、冷媒流路の内面のうち曲面部が形成される領域が大きいことにより、冷媒流路を冷媒が流動する過程で冷媒流路の内面に作用する押圧力が分散される。
【0016】
この発明において、前記第１補強部と前記第２補強部とは、前記冷媒流路の中心軸線側に突出したリブを含むことが好ましい（請求項２）。
【0017】
このように構成することにより、板部材の上側の壁部および下側の壁部の剛性が向上する。また、冷媒流路を流動する冷媒は、各補強部の内面および曲面部の内面に接触しながら流動するため、断面形状が円形の冷媒流路を採用した場合と比較して、冷媒と板部材との接触面積が大きくなる。
【0018】
この発明において、前記第３補強部と前記第４補強部とは、前記冷媒流路の中心軸線側に突出しかつ前記板部材の長手方向に沿った凸条部を含むことが好ましい（請求項３）。
【0019】
このように構成することにより、各隔壁部の剛性が向上する。また、冷媒流路を流動する冷媒は、各補強部の内面および曲面部の内面に接触しながら流動するため、断面形状が円形の冷媒流路を採用した場合と比較して、冷媒と板部材との接触面積が大きくなる。
【発明の効果】
【0020】
（１）請求項１に記載の発明によれば、冷媒流路の中心軸線から各補強部までの距離が、冷媒流路の中心軸線から曲面部までの距離よりも短く形成され、その結果、板部材の上側の壁部および下側の壁部ならびに各隔壁部の中央部分の板厚が厚く形成される。そのため、その中央部分に大きな圧縮応力や押圧力が作用することによる耐久性の低下を抑制できる。また、冷媒流路を冷媒が流動する過程で冷媒流路の内面に作用する押圧力が分散されるため、断面形状が矩形状の冷媒流路を採用した場合と比較して冷媒流路の耐圧強度を向上させることができる。
【0021】
（２）請求項２に記載の発明によれば、（１）に加えて、さらに、板部材の上側の壁部と下側の壁部との剛性を向上させることができる。また、リブを形成することによって、冷媒との接触面積を増加させることができ、熱交換の性能を向上させることができる。
【0022】
（３）請求項３に記載の発明によれば、（１），（２）に加えて、さらに、各隔壁部の剛性を向上させることができる。また、凸条部を形成することによって、冷媒との接触面積を増加させることができ、熱交換の性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】この発明における熱交換用扁平管を用いた熱交換器を示す正面図である。
【図2】この発明における冷媒流路の形状を説明するための断面図である。
【図3】（ａ）は、冷媒流路の形状を説明するための拡大断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ部の拡大図である。
【図4】冷媒流路の形状に応じて熱交換チューブに生じる応力の違いを確認したシミュレーションデータを示すグラフである。
【図5】シミュレーションに用いた熱交換チューブの形状を示す断面図であり、（ａ）は、この発明における熱交換チューブであり、（ｂ）は、断面形状が円形の冷媒流路が形成された熱交換チューブであり、（ｃ）は、断面形状が矩形状の冷媒流路が形成された熱交換チューブである。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下に、この発明を実施するための形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。
【0025】
この発明の実施形態における熱交換用扁平管を備えた熱交換器を図１に示してある。図１に示す熱交換器１は、それぞれアルミニウム製の一対の略円筒状のヘッダーパイプ２ａ，２ｂと、これらのヘッダーパイプ２ａ，２ｂに架設される互いに平行な複数の熱交換用扁平管３（以下、熱交換チューブ３と記す）と、隣接する熱交換チューブ３間に介在されるコルゲートフィン４とにより構成されている。なお、上下端のコルゲートフィン４の上部外方側および下部外方側には、それぞれアルミニウム製のサイドプレート５がろう付けされている。また、ヘッダーパイプ２ａ，２ｂの上下開口端には、アルミニウム製のエンドキャップ６がろう付けされている。
【0026】
熱交換チューブ３の構成の一例を説明するための断面図を図２に示し、その拡大断面図を図３（ａ）に示してある。図２に示すように熱交換チューブ３は、アルミニウム製の扁平状に形成された押出形材であって、熱交換チューブ３の上面を形成する平坦な上壁部７と、下面を形成する平坦な下壁部８と、それら上壁部７と下壁部８との幅方向の両端を連結する円弧状の側壁部９とを有する板部材である。なお、図２に示す熱交換チューブ３は、熱交換チューブ３の幅方向における側壁部９の外面に、熱交換チューブ３の外周面に付着した凝縮水を排出するための鍔部１０が形成されている。
【0027】
この熱交換チューブ３には、冷媒が流動するための冷媒流路１１が、熱交換チューブ３の長手方向に沿い、かつ熱交換チューブ３の幅方向に並んで複数形成されている。以下の説明では、隣り合う冷媒流路１１を隔てる壁部を、隔壁部１２と記す。
【0028】
それらの隔壁部１２、および上壁部７、ならびに下壁部８は、冷媒流路１１を流動する冷媒の圧力に基づいた形状に形成されている。具体的には、断面形状が略円形の冷媒流路１１を基準に、比較的大きな圧縮応力あるいは押圧力が作用する部分を補強するように構成されている。
【0029】
図２および図３（ａ）に示すように上壁部７および下壁部８において、熱交換チューブ３の幅方向における冷媒流路１１の中心位置に対応した部分の内面に、熱交換チューブ３の長手方向に沿ったリブ１３ａ，１３ｂが、冷媒流路１１の内側に突出して形成されている。言い換えると、熱交換チューブ３の幅方向における冷媒流路１１の中心位置に対応した上壁部７の板厚ｔ１が、冷媒流路１１を略真円に形成した場合の板厚ｔ２よりも厚くなり、かつ熱交換チューブ３の幅方向における冷媒流路１１の中心位置に対応した下壁部８の板厚ｔ３が、冷媒流路１１を真円に形成した場合の板厚ｔ４よりも厚くなるように構成されている。
【0030】
同様に、隔壁部１２の中央部分には、熱交換チューブ３の長手方向に沿った凸条部１４a，１４ｂが、冷媒流路１１の内側に突出して形成されている。言い換えると、熱交換チューブ３の厚み方向における中央部分の隔壁部１２の肉厚ｔ５が、冷媒流路１１を真円に形成した場合の肉厚ｔ６よりも厚くなるように構成されている。
【0031】
すなわち、図２および図３（ａ）に示す熱交換チューブ３に形成された冷媒流路１１は、各リブ１３ａ，１３ｂと各凸条部１４ａ，１４ｂと、それらのリブ１３ａ，１３ｂと凸条部１４ａ，１４ｂとに連なり、かつ冷媒流路１１の中心軸線を中心とした円弧状に形成された曲面部１５とにより形成されている。言い換えると、冷媒流路１１の中心軸線からリブ１３ａやリブ１３ｂまでの距離Ｌ１が、冷媒流路１１の中心軸線から曲面部１５までの距離Ｌ２よりも短く形成され、かつ冷媒流路１１の中心軸線から凸条部１４ａや凸条部１４ｂまでの距離Ｌ３が、冷媒流路１１の中心軸線から曲面部１５までの距離Ｌ２よりも短く形成されている。
【0032】
また、この熱交換チューブ３は、上述したように押出形材である。そのため、製造上の制約などにより、図３（ｂ）に示すように曲面部１５と各リブ１３ａ，１３ｂおよび各凸条部１４ａ，１４ｂとの境界部分には、平面部ＨおよびＲ部Ｒが不可避的に形成される。
【0033】
なお、上記のリブ１３ａが、この発明における「第１補強部」に相当し、リブ１３ｂが、この発明における「第２補強部」に相当し、凸条部１４ａが、この発明における「第３補強部」に相当し、凸条部１４ｂが、この発明における「第４補強部」に相当し、平面部Ｈが、この発明の「平面部」に相当する。
【0034】
また、図２に示すように熱交換チューブ３の幅方向における両端側の冷媒流路１１ａは、長円状に形成されている。これらの長円状の冷媒流路１１ａの曲面部１５は、上述した熱交換チューブ３の幅方向における中央側の冷媒流路１１の曲面部１５と同様の曲率に形成されている。すなわち、熱交換チューブ３の厚み方向における中央部分を中心とし、かつ長円状の冷媒流路１１ａの幅の寸法と同一の直径寸法となる円弧面に形成されている。また、長円状の冷媒流路１１ａと隣り合う冷媒流路１１とを隔てる隔壁部１２にも、上記凸条部１４ａ，１４ｂと同様の凸条部１４ｃが形成されている。さらに、側壁部９のうち冷媒流路１１ａ側の側面には、上記凸条部１４ａ，１４ｂと同様の凸条部１４ｄが形成されている。
【0035】
また、上壁部７のうち冷媒流路１１ａ側の面には、その冷媒流路１１ａの幅方向における中央部分よりも熱交換チューブ３の中央側の部分にリブ１３ｃが形成され、同様に、下壁部８のうち冷媒流路１１ａ側の面には、その冷媒流路１１ａの幅方向における中央部分よりも熱交換チューブ３の中央側の部分にリブ１３ｄが形成されている。これは、熱交換チューブ３の中央側の部分は、隣り合う冷媒流路１１の内面に作用する内圧の影響によって、冷媒流路１１ａのうち熱交換チューブ３の中央側の部分の上壁部７や下壁部８に作用する応力が大きくなるためである。さらに、曲面部１５と各リブ１３ｃ，１３ｄおよび各凸条部１４ｃ，１４ｄとの境界部分には、平面部ＨおよびＲ部Ｒが形成されている。
【0036】
なお、この発明における各補強部は、上述したように冷媒流路１１の内側に突出したリブ１３ａ，１３ｂや凸条部１４ａ，１４ｂを形成したものに限らず、上壁部７、下壁部８、および各隔壁部１２における熱交換チューブ３の厚み方向および幅方向での中央部分の板厚（肉厚）が、冷媒流路１１を真円に形成した場合よりも厚くなるように形成されていればよい。言い換えると、冷媒流路１１の中心軸線から補強部までの距離Ｌ１，Ｌ３が、冷媒流路１１の中心軸線から曲面部Ｌ２までの距離よりも短く形成されていればよい。
【0037】
なお、平面部ＨやＲ部Ｒは、冷媒流路１１を真円に形成した場合よりも上壁部７、下壁部８、および各隔壁部１２の当該部分の板厚や肉厚を厚くなるように形成された部分であるため、各リブ１３ａ，１３ｂや各凸条部１４ａ，１４ｂとともに補強部として機能する。
【0038】
また、本発明者等の実験により、曲面部１５と、その曲面部１５間に連なる部分（上記ではリブ１３ａ，１３ｂおよび凸条部１４ａ，１４ｂ）とにより形成された冷媒流路１１は、曲面部１５の総周長を曲面部１５間に連なる部分の平面部Ｈの総周長よりも長く形成するほど、熱交換チューブ３の耐圧強度を向上させることができることが確認されている。言い換えると、冷媒流路１１の周方向において平面部Ｈの長さを短くする程、熱交換チューブ３の耐圧強度を向上させることができる。そのため、この発明における熱交換チューブ３の冷媒流路１１は、曲面部１５の総周長を曲面部１５間に連なる部分（上記ではリブ１３ａ，１３ｂおよび凸条部１４ａ，１４ｂ）の平面部Ｈの総周長よりも長く形成するように構成されている。
【0039】
図４は、冷媒流路１１の形状に応じて熱交換チューブ３に生じる応力（相当応力）の違いを確認したシミュレーションデータ（グラフ）を示してある。ここに示すシミュレーションでは、図５（ａ）に示すようにこの発明における冷媒流路１１が形成された熱交換チューブ３ａと、図５（ｂ）に示すように断面形状が円形の冷媒流路１１ｂが形成された熱交換チューブ３ｂ（比較例１）と、図５（ｃ）に示すように断面形状が矩形状の冷媒流路１１ｃが形成された熱交換チューブ３ｃ（比較例２）とを用いた。また、それらの熱交換チューブ３ａ，３ｂ，３ｃおよび冷媒流路１１，１１ｂ，１１ｃの寸法は図５に示す通りである。さらに、各熱交換チューブ３ａ，３ｂ，３ｃは、純アルミニウム（Ａ１０５０－Ｏ）によって成形した。この純アルミニウム（Ａ１０５０－Ｏ）の引張強度は約６０ＭＰａであり、０．２％耐力は約２０ＭＰａである。そして、熱交換チューブ３に流動させる冷媒圧を変化させることにより、熱交換チューブ３に生じる最大応力を冷媒圧（内圧）毎に求めた。
【0040】
また、この発明における熱交換チューブ３ａは、実施例１および実施例２の二つのデータを求めた。具体的には、曲面部１５と平面部Ｈとの総周長比が８５％対１５％となる最適形状のもの（実施例１）と、実際の製造性を考慮した、曲面部１５と平面部Ｈとの総周長比が、８２．５％対１７．５％となるもの（実施例２）の二つの熱交換チューブ３ａを用意してデータを求めた。これらの熱交換チューブ３ａの両端に形成された冷媒流路１１ａについては、曲面部１５と平面部Ｈとの総周長比が、実施例１では、８０％対２０％であり、実施例２では、７８．５％対２１．５％である。なお、このように実施例１の方が実施例２よりも曲面部１５の比率が大きいため、図４に示すように実施例１の強度が、実施例２の強度よりも向上している。
【0041】
図４に示すようにこの発明における冷媒流路１１が形成された熱交換チューブ３ａ（実線および破線で示す実施例１，２）は、矩形状の冷媒流路１１ｃが形成された熱交換チューブ３ｃ（一点鎖線で示す比較例２）よりも、内圧の増加に伴う相当応力の増加量を低下させることができ、その結果、熱交換チューブ３の耐圧強度を向上させることができる。それに対して、円形の冷媒流路１１ｂが形成された熱交換チューブ３ｂ（二点鎖線で示す比較例１）よりも、内圧の増加に伴う相当応力の増加量が大きくなる。しかしながら、圧縮応力が比較的大きく作用する熱交換チューブ３の幅方向および厚み方向の中央部分の板厚（肉厚）を厚く形成していることにより、上壁部７や下壁部８あるいは隔壁部１２が破断することを抑制できる。
【0042】
また、熱交換チューブ３を流動する冷媒として、例えばフロンＲ４１０Ａを使用した場合には、その冷媒圧が１７ＭＰａ（安全率を含む）まで保証する必要がある。一方、図４に示すようにこの発明における熱交換チューブ３で生じる相当応力は、冷媒圧が１７ＭＰａでは、４５～５０ＭＰａであって、引張強度（６０ＭＰａ）以下となる。そのため、上壁部７、下壁部８、および隔壁部１２が破損することを抑制できる。
【0043】
上述したように冷媒流路１１において熱交換チューブ３の幅方向および厚み方向での中央部分にリブ１３ａ，１３ｂや凸条部１４ａ，１４ｂなどの補強部を形成するとともに、それらのリブ１３ａ，１３ｂや凸条部１４ａ，１４ｂなどの補強部に連なる部分に冷媒流路１１の中心軸線を中心とした円弧状の曲面部１５を形成し、かつ曲面部１５の総周長を平面部Ｈの総周長よりも長く形成することにより、冷媒流路１１を冷媒が流動することにより冷媒流路１１の内面に作用する押圧力が分散され、冷媒流路１１を矩形状に形成した場合と比較して耐圧強度を向上させることができる。
【0044】
また、冷媒流路１１の中心軸線からリブ１３ａ，１３ｂや凸条部１４ａ，１４ｂまでの距離Ｌ１，Ｌ３が、冷媒流路１１の中心軸線から曲面部１５までの距離Ｌ２よりも短く形成されているため、上壁部７および下壁部８ならびに各隔壁部１２の中央部分の板厚（肉厚）を厚く形成することができる。そのため、それらの中央部分に大きな圧縮応力や押圧力が作用することによる耐久性の低下を抑制できる。したがって、冷媒流路１１を円形に形成した場合と比較して、冷媒流路１１の中心軸線間距離を接近させることができ、熱交換チューブ３内に多くの冷媒流路１１を形成することができる。その結果、熱交換チューブ３の熱交換の性能を向上させることができる。
【0045】
また、リブ１３ａ，１３ｂおよび凸条部１４ａ，１４ｂを形成することにより上壁部７、下壁部８、および各隔壁部１２の剛性を向上させることができる。さらに、リブ１３ａ，１３ｂおよび凸条部１４ａ，１４ｂを形成することにより、冷媒流路１１を流動する冷媒との接触面積を増加させることができ、熱交換チューブ３の熱交換の性能を向上させることができる。
【0046】
なお、この発明の実施形態における熱交換用扁平管は、蒸発器として使用する熱交換器に用いられるものであってもよく、凝縮器として使用する熱交換器に用いられるものであってもよい。
【符号の説明】
【0047】
１ 熱交換器
３，３ａ，３ｂ，３ｃ 熱交換チューブ（熱交換用扁平管）
７ 上壁部
８ 下壁部
９ 側壁部
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 貫通孔
１２ 隔壁部
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ リブ（第１補強部、第２補強部）
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 凸条部（第３補強部、第４補強部）
１５ 曲面部
Ｈ 平面部
Ｒ Ｒ部
３，３ａ，３ｂ，３ｃ 熱交換チューブ（熱交換用扁平管）
７ 上壁部
８ 下壁部
９ 側壁部
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 貫通孔
１２ 隔壁部
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ リブ（第１補強部、第２補強部）
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 凸条部（第３補強部、第４補強部）
１５ 曲面部
Ｈ 平面部
Ｒ Ｒ部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】