熱交換器用チューブ及び熱交換器
【課題】 軽量化を図りつつ、十分な耐圧性を備え、通路抵抗が小さく、熱交換性能にも優れた熱交換器用チューブを提供する。
【解決手段】 本発明は、ヘッダータイプの熱交換器に適用される熱交換器用チューブを対称とする。チューブ本体６１の幅を「Ｗ」、冷媒通路６５の総断面積を「Ａｃ」、チューブ本体６１の総断面積（冷媒通路部分を含む）を「Ａｔ」、チューブ本体６１の外周囲長を「Ｌ」及び冷媒通路６５の総内周囲長を「Ｐ」としたとき、Ｗ＝６〜１８ｍｍ、Ａｃ／Ａｔ×１００＝５０〜７０％、Ｐ／Ｌ×１００＝３５０〜４５０％の関係が成立するよう構成される。
【解決手段】 本発明は、ヘッダータイプの熱交換器に適用される熱交換器用チューブを対称とする。チューブ本体６１の幅を「Ｗ」、冷媒通路６５の総断面積を「Ａｃ」、チューブ本体６１の総断面積（冷媒通路部分を含む）を「Ａｔ」、チューブ本体６１の外周囲長を「Ｌ」及び冷媒通路６５の総内周囲長を「Ｐ」としたとき、Ｗ＝６〜１８ｍｍ、Ａｃ／Ａｔ×１００＝５０〜７０％、Ｐ／Ｌ×１００＝３５０〜４５０％の関係が成立するよう構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車用エアコン、家庭用エアコン、冷蔵庫、電子機器冷却器等の冷凍サイクルにおけるコンデンサやエバポレータ等の熱交換器、及びその熱交換器用のチューブに関する。
【背景技術】
【０００２】
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、下記特許文献１に示すように、マルチフロータイプと称される熱交換器が多く採用されている。
【０００３】
この熱交換器は、一対の垂直方向に沿うヘッダー間に、両端を両ヘッダーに連通接続する複数本の熱交換器用チューブが上下に並列状に配置されるとともに、ヘッダー内に設けられた仕切部材によって、複数の熱交換器用チューブが区分けされて、複数のパスが形成される。そしてヘッダーの冷媒入口から流入されたガス冷媒が、各パスを順に流通して凝縮液化されて、ヘッダーの冷媒出口から流出されるものである。
【０００４】
このような熱交換器のサイズは、要求される放熱性能や設置スペースの大きさ等によって決定されるものであり、例えばその熱交換器用チューブとしては、幅が２０ｍｍ程度の扁平形状のものが一般に使用されている。
【特許文献１】国際公開第ＷＯ０２／４２７０６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記熱交換器は、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、このような車両においては、近年、燃費の向上や有害な排出ガス（ＣＯ２、ＮＯＸ）の削減を目的として、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軽量化が求められ、上記熱交換器も例外ではない。
【０００６】
このような状況下にあって、熱交換器の軽量化を図るには、チューブ高さを低く設定したり、チューブの外周壁の肉厚を薄く設定したり、チューブ間のフィンを薄く設定する方法等が考えられる。
【０００７】
しかしながら、これらの軽量化方法は、限界に近づいており、これらの方法に基づいて軽量化を進めようとすると、熱交換器本来の性能を低下させることになる。例えばチューブ高さを低く設定すると、チューブ内の冷媒通路の通路断面積が小さくなり、通路抵抗が増大するとともに、冷媒通路の内周長が短くなり放熱性能が低下することになる。またチューブ外周壁の肉厚を薄く設定すると、耐圧性が低下することになる。更にフィンを薄く設定すると、フィンにおけるチューブと接触している部分と、フィン中央部の温度差が大きくなり、放熱性能が低下することになる。
【０００８】
この発明は、上記従来技術の問題を解消し、軽量化を図りつつ、十分な耐圧性を得ることができる上更に、通路抵抗を小さくできて、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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、鋭意努力して、コンデンサ等の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、熱交換器用チューブ及び熱交換器として、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。
【００１０】
すなわち、本第１発明は、以下の構成を要旨とする。
【００１１】
（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幅を「Ｗ」、前記冷媒通路の総断面積を「Ａｃ」、前記チューブ本体の総断面積（冷媒通路部分を含む）を「Ａｔ」、前記チューブ本体の外周囲長を「Ｌ」及び前記冷媒通路の総内周囲長を「Ｐ」としたとき、下記の関係式（イ）〜（ハ）：
Ｗ＝６〜１８ｍｍ …（イ）
Ａｃ／Ａｔ×１００＝５０〜７０（％）…（ロ）
Ｐ／Ｌ×１００＝３５０〜４５０（％）…（ハ）
が成立するよう構成されてなることを特徴とする熱交換器用チューブ。
【００１２】
以下、同項１記載の発明（第１発明）の熱交換器用チューブは、図１及び図２に示すように、自動車用エアコンの冷凍サイクルにおけるコンデンサ等として用いられるマルチフロータイプの熱交換器に適用されるものである。
【００１３】
この熱交換器は、一対の垂直方向に沿うヘッダー（５０）（５０）間に、それぞれ両端を両ヘッダー（５０）（５０）に連通接続する複数本の熱交換器用チューブ（６０）が並列状に配置されるとともに、チューブ（６０）の各間及び最外側のチューブ（６０）の外側にフィン（５１）がそれぞれ配置され、更に最外側のフィン（５１）の外側にサイドプレート（５２）が配置される。また、ヘッダー（５０）（５０）に設けられた仕切部材（５３）によって、熱交換チューブ（６０）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（５０ａ）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（５０ｂ）から流出されるものである。
【００１４】
この熱交換器におけるチューブ（６０）は、アルミニウム（又はその合金）の押出成形品からなる押出チューブにより構成されている。
【００１５】
図３及び図４に示すように、この熱交換器用チューブ（６０）は、高さ（Ｈ）が幅（Ｗ）よりも小さい扁平なチューブ本体（６１）を有している。
【００１６】
チューブ本体（６１）は、外周壁（６３）と、その外周壁（６３）の内部に一体に形成され仕切壁（６４）とを具備している。仕切壁（６４）は、外周壁（６３）の上壁及び下壁間に架け渡されるようにして、チューブ長さ方向に連続して形成されている。そして、チューブ本体（６１）における外周壁（６３）の内部に、各仕切壁（６４）に仕切られることにより、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（６５）がチューブ幅方向に並列状に形成されている。
【００１７】
ここで、本発明の熱交換器用チューブ（６０）においては、上記の関係式（イ）〜（ハ）を成立させる必要がある。
【００１８】
関係式（イ）は、チューブ幅（Ｗ）を特定するものであり、このチューブ幅（Ｗ）を６〜１８ｍｍに設定する必要がある。すなわち、チューブ幅（Ｗ）が広過ぎる場合（１８ｍｍ超の場合）には、高重量化を来し、初期の目的を達成するのが困難になる恐れがある。逆に幅（Ｗ）が狭過ぎる場合（６ｍｍ未満の場合）には、冷媒通路（６５）を十分な大きさに確保できなくなり、冷媒通路抵抗が増加するとともに、冷媒通路（６５）の内周囲長が小さくなって放熱性能が低下し、十分な熱交換性能を得ることが困難になる恐れがある。なおチューブ幅（Ｗ）は、６〜１４ｍｍに設定するのが良く、より好ましくは、７〜１２ｍｍに設定するのが良い。
【００１９】
関係式（ロ）は、冷媒通路（６５）の総断面積（Ａｃ）とチューブ本体（６１）の冷媒通路部分を含む総断面積（Ａｔ）との関係を特定するものであり、この「Ａｃ／Ａｔ」×１００を５０〜７０（％）に設定する必要があり、好ましくは５５〜６５（％）に設定するのが良い。すなわち、「Ａｃ／Ａｔ」が小さ過ぎる場合（５０％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」が大き過ぎる場合（７０％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恐れがある。
【００２０】
また関係式（ハ）は、チューブ本体（６１）の外周囲長（Ｌ）と冷媒通路（６５）の総内周囲長（Ｐ）との関係を特定するものであり、「Ｐ／Ｌ」×１００を３５０〜４５０（％）に設定する必要があり、より好ましくは３６０〜４２０（％）に設定するのが良い。すなわち「Ｐ／Ｌ」が小さ過ぎる場合（３５０％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。逆に「Ｐ／Ｌ」が大き過ぎると（４５０％を超えると）、例えばチューブをアルミニウム押出成形品により構成する場合等において、押出金型に緻密な形状が必要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。
【００２１】
本第１発明の熱交換器用チューブを有する熱交換器においては、同項（１）記載の構成を有するものであるため、軽量化を図りつつ、十分な耐圧性を得ることができる上更に、通路抵抗を小さくできて、熱交換性能を向上させることができる。
【００２２】
一方、本第１発明においては、以下の（２）〜（７）項に記載の構成を採用するのが好ましい。
【００２３】
（２） 下記の関係式（ニ）：
Ｐ／Ｗ×１００＝７５０〜８５０（％） …（ニ）
が成立するよう構成されてなる前項（１）記載の熱交換器用チューブ。
【００２４】
同項（２）は、チューブ本体（６１）の総内周囲長（Ｐ）とチューブ幅（Ｗ）との関係を特定するものであり、「Ｐ／Ｗ×１００」を７５０〜８５０（％）に設定するのが好ましい。すなわちこの「Ｐ／Ｗ」が上記の規定値を逸脱する場合には、良好な通路形状を得ることができず、通路抵抗の増大や伝熱性の低下により、熱交換性能を低下させる恐れがある。
【００２５】
（３） 前記冷媒通路の本数を「Ｎ」としたとき、下記の関係式（ホ）：
Ｎ／Ｗ＝３〜４（個／ｍｍ）…（ホ）
が成立するよう構成されてなる前項１又は２記載の熱交換器用チューブ。
【００２６】
同項（３）は、冷媒通路（６５）の本数（Ｎ）とチューブ幅（Ｗ）との関係を特定するものであり、「Ｎ／Ｗ」を３〜４（個／ｍｍ）に設定するのが良い。すなわちこの「Ｎ／Ｗ」が小さ過ぎる場合（３個／ｍｍ未満の場合）には、仕切壁（６４）の幅の数が減少して耐圧性が低下する恐れがある。逆に「Ｎ／Ｗ」が大き過ぎる場合（４個／ｍｍ超の場合）には、通路（６５）の幅が小さくなって、通路抵抗の増大により、熱交換性能を低下させる恐れがある。
【００２７】
（４） 前記チューブ本体の高さを「Ｈ」としたとき、下記の関係式（ヘ）：
Ｈ＝０．５〜１．５ｍｍ …（ヘ）
が成立するよう構成されてなる前項１ないし３のいずれかに記載の熱交換器用チューブ。
【００２８】
同項（４）は、チューブ高さ（Ｈ）を特定するものであり、このチューブ高さ（Ｈ）を０．５〜１．５ｍｍに設定するのが望ましい。すなわちチューブ高さ（Ｈ）が高過ぎる場合（１．５ｍｍ超の場合）には、チューブサイズの増大により高重量化を来たし、初期の目的を達成するのが困難になる恐れがある。逆にチューブ高さ（Ｈ）が低過ぎる場合（０．５ｍｍ未満の場合）には、冷媒通路（６５）を十分な大きさに確保できなくなり、冷媒通路抵抗が増加するとともに、冷媒通路（６５）の内周囲長が小さくなって放熱性能が低下し、十分な熱交換性能を得ることが困難になる恐れがある。
【００２９】
なおチューブ高さ（Ｈ）を、０．５ｍｍ未満に設定するために、チューブ本体（６１）の外周壁（６３）の厚さを薄くして、冷媒通路（６５）の大きさを確保しようとすると、外周壁（６３）の耐圧性、ひいてはチューブ全体の耐圧性が低下する恐れがある。
【００３０】
（５） 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（ト）：
Ｔａ＝５０〜８０μｍ …（ト）
が成立するよう構成されてなる前項１ないし４のいずれかに記載の熱交換器用チューブ。
【００３１】
同項（５）は、チューブ本体（６１）における隣合う冷媒通路間の仕切壁（６４）の厚み（Ｔａ）を特定するものであり、この仕切壁厚み（Ｔａ）を５０〜８０μｍに設定するのが、より好ましい。すなわちこの厚み（Ｔａ）が薄過ぎる場合（５０μｍ未満の場合）には、仕切壁（６４）の強度が低下し、十分な耐圧性を得ることが困難になる恐れがある。逆に仕切壁厚み（Ｔａ）が厚過ぎる場合（８０μｍ超の場合）には、冷媒通路（６５）を十分な大きさに確保できなくなり、冷媒通路抵抗が増加して熱交換性能が低下する恐れがある。
【００３２】
（６） 前記チューブ本体における外周壁の厚みを「Ｔｂ」としたとき、下記の関係式（チ）：
Ｔｂ＝８０〜２５０μｍ …（チ）
が成立するよう構成されてなる前項１ないし５のいずれかに記載の熱交換器用チューブ。
【００３３】
同項（６）は、チューブ本体（６１）の外周壁（６３）の厚み（Ｔｂ）を特定するものであり、この外周壁厚み（Ｔｂ）を８０〜２５０μｍに設定するのが、より一層好ましい。すなわちこの厚み（Ｔｂ）が薄過ぎる場合（８０μｍ未満の場合）には、外周壁（６３）の強度が低下し、十分な耐圧性を得ることが困難になる恐れがある。逆に外周壁厚み（Ｔｂ）が厚過ぎる場合（２５０μｍ超の場合）には、冷媒通路（６５）を十分な大きさに確保できなくなり、冷媒通路低下が増加して熱交換性能が低下する恐れがある。
【００３４】
（７） 前記冷媒通路が略矩形状の断面を有する前項１ないし６のいずれかに記載の熱交換器用チューブ。
【００３５】
同項（７）においては、冷媒通路（６５）を略矩形（四角形）断面に形成するものであるため、例えば円形断面等のものと比較して、冷媒通路（６５）の内周囲長及び冷媒通路断面積を大きく確保することができる。このため、同項（７）記載の構成においては、放熱抵抗を増大させることができるとともに、通路抵抗を減少させることができ、熱交換性能を一段と向上させることができる。
【００３６】
なお、前項（２）〜（７）の好適構成は、後述の第２ないし第４発明にもぞれぞれ適用可能であり、上記と同様の作用効果を奏するものである。
【００３７】
上記目的を達成するため、本第２発明は、以下の構成を要旨とする。
【００３８】
（８） 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幅を「Ｗ」、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隣り合う冷媒通路間の仕切壁の厚みを「Ｔａ」及び前記チューブ本体における外周壁の厚みを「Ｔｂ」としたとき、下記の関係式（イ）（ヘ）（ト）（チ）：
Ｗ＝６〜１８ｍｍ …（イ）
Ｈ＝０．５〜１．５ｍｍ …（ヘ）
Ｔａ＝５０〜８０μｍ …（ト）
Ｔｂ＝８０〜２５０μｍ …（チ）
が成立するよう構成されてなることを特徴とする熱交換器用チューブ。
【００３９】
同項（８）記載の発明（第２発明）の熱交換器用チューブは、熱交換器に適用した際に、上記第１発明と同様に、軽量化を図りつつ、十分な耐圧性を得ることができる上更に、通路抵抗を小さくできて、熱交換性能を向上させることができる。
【００４０】
上記目的を達成するための、本第３発明は、以下の構成を要旨とする。
【００４１】
（９） 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熱交換器用チューブがヘッダー長さ方向に並列に配置されるようにした熱交換器において、
前記熱交換器用チューブは、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てなり、
前記チューブ本体の幅を「Ｗ」、前記冷媒通路の総断面積を「Ａｃ」、前記チューブ本体の総断面積（冷媒通路部分を含む）を「Ａｔ」、前記チューブ本体の外周囲長を「Ｌ」及び前記冷媒通路の総内周囲長を「Ｐ」としたとき、
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（イ）〜（ハ）：
Ｗ＝６〜１８ｍｍ …（イ）
Ａｃ／Ａｔ×１００＝５０〜７０（％）…（ロ）
Ｐ／Ｌ×１００＝３５０〜４５０（％）…（ハ）
が成立するよう構成されてなることを特徴とする熱交換器。
【００４２】
同項（９）記載の発明（第３発明）は、上記第１発明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、上記と同様に、軽量化を図りつつ、十分な耐圧性を得ることができる上更に、通路抵抗を小さくできて、熱交換性能を向上させることができる。
【００４３】
上記目的を達成するため、本第４発明は、以下の構成を要旨とする。
【００４４】
（１０） 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熱交換器用チューブがヘッダー長さ方向に並列に配置されるようにした熱交換器において、
前記熱交換器用チューブは、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てなり、
前記チューブ本体の幅を「Ｗ」、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隣り合う冷媒通路間の仕切壁の厚みを「Ｔａ」及び前記チューブ本体における外周壁の厚みを「Ｔｂ」としたとき、下記の関係式（イ）（ヘ）（ト）（チ）：
Ｗ＝６〜１８ｍｍ …（イ）
Ｈ＝０．５〜１．５ｍｍ …（ヘ）
Ｔａ＝５０〜８０μｍ …（ト）
Ｔｂ＝８０〜２５０μｍ …（チ）
が成立するよう構成されてなることを特徴とする熱交換器。
【００４５】
同項（１０）記載の発明（第４発明）は、上記第２発明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、上記と同様に、軽量化を図りつつ、十分な耐圧性を得ることができる上更に、通路抵抗を小さくできて、熱交換性能を向上させることができる。
【００４６】
なお、上記第２ないし第４発明において、チューブ幅（Ｗ）の好適範囲は、上記第１発明と同様、６〜１４ｍｍである。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、軽量化を図りつつ、十分な耐圧性を得ることができる上更に、通路抵抗を小さくできて、熱交換性能を向上させることができるという効果がある。
【実施例】
【００４８】
以下、発明の実施例について説明する。
【００４９】
【００５０】
＜実施例１＞
上記実施形態（図３及び図４）に準じて熱交換器用チューブを作製した。このとき上表１に示すように、冷媒通路の総断面積（Ａｃ）を５．２９ｍｍ2 、チューブ本体の総断面積（Ａｔ）を８．９２ｍｍ2 、冷媒通路の総内周囲長（Ｐ）を６４．１ｍｍ、チューブ本体の外周囲長（Ｌ）を１７．３ｍｍ、チューブ本体の総断面積に対する冷媒通路の総断面積（Ａｃ／Ａｔ）を５９％、チューブ本体の外周囲長に対する冷媒通路の総内周囲長（Ｐ／Ｌ）を３７１％、冷媒通路の本数（Ｎ）を２８本、チューブ高さ（Ｈ）を１．１５ｍｍ、チューブ幅（Ｗ）を８ｍｍ、チューブ幅に対する冷媒通路の総内周囲長（Ｐ／Ｗ）を８０１％、チューブ幅に対する通路数（Ｎ／Ｗ）を３．５０個／ｍｍ、チューブ本体の仕切壁厚み（Ｔａ）を０．０６ｍｍ、外周壁厚み（Ｔｂ）を０．１ｍｍに調整した。
【００５１】
更にこの熱交換器用チューブを用いて、図１に示すような熱交換器を作製した。
【００５２】
＜実施例２＞
上表１に示すように、「Ａｃ」を８．３６ｍｍ2 、「Ａｔ」を１３．５ｍｍ2 、「Ｐ」を１０１．２ｍｍ、「Ｌ」を２５．３ｍｍ、「Ａｃ／Ａｔ」を６２％、「Ｐ／Ｌ」を４００％、「Ｎ」を４４本、「Ｈ」を１．１５ｍｍ、「Ｗ」を１２ｍｍ、「Ｐ／Ｗ」を８４３％、「Ｎ／Ｗ」を３．６７個／ｍｍ、「Ｔａ」を０．０６ｍｍ、「Ｔｂ」を０．１ｍｍに調整するようにして、上記と同様に熱交換器用チューブを作製し、同様に熱交換器を作製した。
【００５３】
＜実施例３＞
上表１に示すように、「Ａｃ」を１１．３ｍｍ2 、「Ａｔ」を１８．１ｍｍ2 、「Ｐ」を１３１．８ｍｍ、「Ｌ」を３３．３ｍｍ、「Ａｃ／Ａｔ」を６３％、「Ｐ／Ｌ」を３９６％、「Ｎ」を５７本、「Ｈ」を１．１５ｍｍ、「Ｗ」を１６ｍｍ、「Ｐ／Ｗ」を８２４％、「Ｎ／Ｗ」を３．５６個／ｍｍ、「Ｔａ」を０．０６ｍｍ、「Ｔｂ」を０．１ｍｍに調整するようにして、上記と同様に熱交換器用チューブを作製し、同様に熱交換器を作製した。
【００５４】
＜比較例１＞
上表１に示すように、「Ａｃ」を２２ｍｍ2 、「Ａｔ」を４６．１ｍｍ2 、「Ｐ」を５５ｍｍ、「Ｌ」を３５．４ｍｍ、「Ａｃ／Ａｔ」を４８％、「Ｐ／Ｌ」を１５５％、「Ｎ」を４本、「Ｈ」を３ｍｍ、「Ｗ」を１６ｍｍ、「Ｐ／Ｗ」を３４４％、「Ｎ／Ｗ」を０．２５個／ｍｍ、「Ｔａ」を０．５ｍｍ、「Ｔｂ」を０．５ｍｍに調整するようにして、上記と同様に熱交換器用チューブを作製した。
【００５５】
＜比較例２＞
上表１に示すように、「Ａｃ」を７．１５ｍｍ2 、「Ａｔ」を１８．１ｍｍ2 、「Ｐ」を７４．７ｍｍ、「Ｌ」を３２．１ｍｍ、「Ａｃ／Ａｔ」を４０％、「Ｐ／Ｌ」を２３３％、「Ｎ」を２８本、「Ｈ」を１．１５ｍｍ、「Ｗ」を１６ｍｍ、「Ｐ／Ｗ」を４６７％、「Ｎ／Ｗ」を１．７５個／ｍｍ、「Ｔａ」を０．１４ｍｍ、「Ｔｂ」を０．２ｍｍに調整するようにして、上記と同様に熱交換器用チューブを作製し、同様に熱交換器を作製した。
【００５６】
＜比較例３＞
上表１に示すように、「Ａｃ」を４．１６ｍｍ2 、「Ａｔ」を１８．１ｍｍ2 、「Ｐ」を５９．８ｍｍ、「Ｌ」を３２．１ｍｍ、「Ａｃ／Ａｔ」を２３％、「Ｐ／Ｌ」を１８６％、「Ｎ」を２６本、「Ｈ」を１．１５ｍｍ、「Ｗ」を８ｍｍ、「Ｐ／Ｗ」を７４８％、「Ｎ／Ｗ」を３．２５個／ｍｍ、「Ｔａ」を０．１ｍｍ、「Ｔｂ」を０．１ｍｍに調整するようにして、上記と同様に熱交換器用チューブを作製し、同様に熱交換器を作製した。
【００５７】
＜比較例４＞
上表１に示すように、「Ａｃ」を６．０５ｍｍ2 、「Ａｔ」を１８．１ｍｍ2 、「Ｐ」を７３．３ｍｍ、「Ｌ」を３２．１ｍｍ、「Ａｃ／Ａｔ」を３３％、「Ｐ／Ｌ」を２２８％、「Ｎ」を３２本、「Ｈ」を１．１５ｍｍ、「Ｗ」を８ｍｍ、「Ｐ／Ｗ」を９１６％、「Ｎ／Ｗ」を４．００個／ｍｍ、「Ｔａ」を０．０３ｍｍ、「Ｔｂ」を０．１ｍｍに調整するようにして、上記と同様に熱交換器用チューブを作製し、同様に熱交換器を作製した。
【００５８】
＜重量に関する評価試験＞
上記実施例及び比較例の各熱交換器の重量（ｋｇ）をそれぞれ測定した、そして図５のグラフに示すように、各重量と、目標とする理想の熱交換器の重量（同グラフの太線に示す値）とをそれぞれ比較した。
【００５９】
同グラフから明らかなように、実施例及び比較例３、４の熱交換器は、目標重量以内に抑えることができ、軽量であることが判る。これに対し、チューブ幅の大きい比較例１、２の熱交換器は、目標重量を超えるものであった。
【００６０】
＜耐圧性に関する評価試験＞
上記実施例及び比較例の各熱交換器に対し、破壊試験を行って破壊圧力（ＭＰａ）をそれぞれ測定した。そして図６のグラフに示すように、各破壊圧力と、要求される理想の熱交換器の破壊圧力（同グラフの太線に示す値）とをそれぞれ比較した。
【００６１】
同グラフから明らかなように、仕切壁厚み（Ｔａ）が厚い実施例及び比較例１〜３の熱交換器は、要求される破壊圧力よりも高く、十分な耐圧性を有していた。これに対し、仕切壁厚み（Ｔａ）が薄い比較例４の熱交換器は、要求される破壊圧力に達するものではなかった。
【００６２】
＜放熱性に関する評価試験＞
上記実施例及び比較例の各熱交換器における放熱量（ｋＷ）をそれぞれ測定した。そして図７のグラフに示すように、各放熱量と、目標とする理想の熱交換器の放熱量（同グラフの太線に示す値）とをそれぞれ比較した。
【００６３】
同グラフから明らかなように、実施例及び比較例２の熱交換器は、目標とする放熱量よりも多く、十分な放熱性能を有していた。更に比較例３、４の熱交換器は、目標とする放熱量に少し満たない程度であった。これに対し、チューブ高さ（Ｈ）が過度に高い比較例１の熱交換器は、目標とする放熱量よりもかなり少なかった。
【００６４】
＜冷媒通路抵抗に関する評価試験＞
上記実施例及び比較例の各熱交換器における冷媒通路抵抗をそれぞれ測定した。そして図８のグラフに示すように、各通路抵抗と、目標とする理想の熱交換器の通路抵抗（同グラフの太線に示す値）とをそれぞれ比較した。
【００６５】
同グラフから明らかなように、実施例及び比較例１、２、４の熱交換器は、目標とする通路抵抗以内に抑えることができ、通路抵抗が低いものであった。これに対し、比較例３の熱交換器は、目標とする通路抵抗を超えるものであった。
【００６６】
＜総合評価＞
【００６７】
【表２】
【００６８】
上記実施例及び比較例の各熱交換器において、上記重量、耐圧性、放熱性及び通路抵抗の各評価試験の結果を、上表２にまとめて示す。同表において、各評価試験の目標を達成した熱交換器には「○」印、目標にはわずかに達しなかったものの実用化可能レベルの熱交換器には「△」印、目標を達成せず実用化困難な熱交換器には「×」印を付与している。
【００６９】
上表２から明らかなように、本発明の要旨を満足する実施例１〜３の熱交換器は、全ての評価において良好な結果が得られた。これに対し、本発明の要旨を逸脱する比較例１〜４の熱交換器は、いずれかの評価において満足できない結果であった。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】この発明に関連した熱交換器を示す正面図である。
【図２】この発明に関連した熱交換器におけるヘッダーのチューブ接続部周辺を分解して示す斜視図である。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】実施例及び比較例の熱交換器における目標重量との関係を示すグラフである。
【図６】実施例及び比較例の熱交換器における要求耐圧との関係を示すグラフである。
【図７】実施例及び比較例の熱交換器における目標放熱性能との関係を示すグラフである。
【図８】実施例及び比較例の熱交換器における目標通路抵抗との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７１】
６０…熱交換器用チューブ
６１…チューブ本体
６３…外周壁
６４…仕切壁
６５…冷媒通路
Ｈ…チューブ高さ
Ｔａ…仕切壁厚み
Ｔｂ…外周壁厚み
Ｗ…チューブ幅
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車用エアコン、家庭用エアコン、冷蔵庫、電子機器冷却器等の冷凍サイクルにおけるコンデンサやエバポレータ等の熱交換器、及びその熱交換器用のチューブに関する。
【背景技術】
【０００２】
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、下記特許文献１に示すように、マルチフロータイプと称される熱交換器が多く採用されている。
【０００３】
この熱交換器は、一対の垂直方向に沿うヘッダー間に、両端を両ヘッダーに連通接続する複数本の熱交換器用チューブが上下に並列状に配置されるとともに、ヘッダー内に設けられた仕切部材によって、複数の熱交換器用チューブが区分けされて、複数のパスが形成される。そしてヘッダーの冷媒入口から流入されたガス冷媒が、各パスを順に流通して凝縮液化されて、ヘッダーの冷媒出口から流出されるものである。
【０００４】
このような熱交換器のサイズは、要求される放熱性能や設置スペースの大きさ等によって決定されるものであり、例えばその熱交換器用チューブとしては、幅が２０ｍｍ程度の扁平形状のものが一般に使用されている。
【特許文献１】国際公開第ＷＯ０２／４２７０６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記熱交換器は、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、このような車両においては、近年、燃費の向上や有害な排出ガス（ＣＯ２、ＮＯＸ）の削減を目的として、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軽量化が求められ、上記熱交換器も例外ではない。
【０００６】
このような状況下にあって、熱交換器の軽量化を図るには、チューブ高さを低く設定したり、チューブの外周壁の肉厚を薄く設定したり、チューブ間のフィンを薄く設定する方法等が考えられる。
【０００７】
しかしながら、これらの軽量化方法は、限界に近づいており、これらの方法に基づいて軽量化を進めようとすると、熱交換器本来の性能を低下させることになる。例えばチューブ高さを低く設定すると、チューブ内の冷媒通路の通路断面積が小さくなり、通路抵抗が増大するとともに、冷媒通路の内周長が短くなり放熱性能が低下することになる。またチューブ外周壁の肉厚を薄く設定すると、耐圧性が低下することになる。更にフィンを薄く設定すると、フィンにおけるチューブと接触している部分と、フィン中央部の温度差が大きくなり、放熱性能が低下することになる。
【０００８】
この発明は、上記従来技術の問題を解消し、軽量化を図りつつ、十分な耐圧性を得ることができる上更に、通路抵抗を小さくできて、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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、鋭意努力して、コンデンサ等の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、熱交換器用チューブ及び熱交換器として、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。
【００１０】
すなわち、本第１発明は、以下の構成を要旨とする。
【００１１】
（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幅を「Ｗ」、前記冷媒通路の総断面積を「Ａｃ」、前記チューブ本体の総断面積（冷媒通路部分を含む）を「Ａｔ」、前記チューブ本体の外周囲長を「Ｌ」及び前記冷媒通路の総内周囲長を「Ｐ」としたとき、下記の関係式（イ）〜（ハ）：
Ｗ＝６〜１８ｍｍ …（イ）
Ａｃ／Ａｔ×１００＝５０〜７０（％）…（ロ）
Ｐ／Ｌ×１００＝３５０〜４５０（％）…（ハ）
が成立するよう構成されてなることを特徴とする熱交換器用チューブ。
【００１２】
以下、同項１記載の発明（第１発明）の熱交換器用チューブは、図１及び図２に示すように、自動車用エアコンの冷凍サイクルにおけるコンデンサ等として用いられるマルチフロータイプの熱交換器に適用されるものである。
【００１３】
この熱交換器は、一対の垂直方向に沿うヘッダー（５０）（５０）間に、それぞれ両端を両ヘッダー（５０）（５０）に連通接続する複数本の熱交換器用チューブ（６０）が並列状に配置されるとともに、チューブ（６０）の各間及び最外側のチューブ（６０）の外側にフィン（５１）がそれぞれ配置され、更に最外側のフィン（５１）の外側にサイドプレート（５２）が配置される。また、ヘッダー（５０）（５０）に設けられた仕切部材（５３）によって、熱交換チューブ（６０）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（５０ａ）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（５０ｂ）から流出されるものである。
【００１４】
この熱交換器におけるチューブ（６０）は、アルミニウム（又はその合金）の押出成形品からなる押出チューブにより構成されている。
【００１５】
図３及び図４に示すように、この熱交換器用チューブ（６０）は、高さ（Ｈ）が幅（Ｗ）よりも小さい扁平なチューブ本体（６１）を有している。
【００１６】
チューブ本体（６１）は、外周壁（６３）と、その外周壁（６３）の内部に一体に形成され仕切壁（６４）とを具備している。仕切壁（６４）は、外周壁（６３）の上壁及び下壁間に架け渡されるようにして、チューブ長さ方向に連続して形成されている。そして、チューブ本体（６１）における外周壁（６３）の内部に、各仕切壁（６４）に仕切られることにより、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（６５）がチューブ幅方向に並列状に形成されている。
【００１７】
ここで、本発明の熱交換器用チューブ（６０）においては、上記の関係式（イ）〜（ハ）を成立させる必要がある。
【００１８】
関係式（イ）は、チューブ幅（Ｗ）を特定するものであり、このチューブ幅（Ｗ）を６〜１８ｍｍに設定する必要がある。すなわち、チューブ幅（Ｗ）が広過ぎる場合（１８ｍｍ超の場合）には、高重量化を来し、初期の目的を達成するのが困難になる恐れがある。逆に幅（Ｗ）が狭過ぎる場合（６ｍｍ未満の場合）には、冷媒通路（６５）を十分な大きさに確保できなくなり、冷媒通路抵抗が増加するとともに、冷媒通路（６５）の内周囲長が小さくなって放熱性能が低下し、十分な熱交換性能を得ることが困難になる恐れがある。なおチューブ幅（Ｗ）は、６〜１４ｍｍに設定するのが良く、より好ましくは、７〜１２ｍｍに設定するのが良い。
【００１９】
関係式（ロ）は、冷媒通路（６５）の総断面積（Ａｃ）とチューブ本体（６１）の冷媒通路部分を含む総断面積（Ａｔ）との関係を特定するものであり、この「Ａｃ／Ａｔ」×１００を５０〜７０（％）に設定する必要があり、好ましくは５５〜６５（％）に設定するのが良い。すなわち、「Ａｃ／Ａｔ」が小さ過ぎる場合（５０％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」が大き過ぎる場合（７０％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恐れがある。
【００２０】
また関係式（ハ）は、チューブ本体（６１）の外周囲長（Ｌ）と冷媒通路（６５）の総内周囲長（Ｐ）との関係を特定するものであり、「Ｐ／Ｌ」×１００を３５０〜４５０（％）に設定する必要があり、より好ましくは３６０〜４２０（％）に設定するのが良い。すなわち「Ｐ／Ｌ」が小さ過ぎる場合（３５０％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。逆に「Ｐ／Ｌ」が大き過ぎると（４５０％を超えると）、例えばチューブをアルミニウム押出成形品により構成する場合等において、押出金型に緻密な形状が必要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。
【００２１】
本第１発明の熱交換器用チューブを有する熱交換器においては、同項（１）記載の構成を有するものであるため、軽量化を図りつつ、十分な耐圧性を得ることができる上更に、通路抵抗を小さくできて、熱交換性能を向上させることができる。
【００２２】
一方、本第１発明においては、以下の（２）〜（７）項に記載の構成を採用するのが好ましい。
【００２３】
（２） 下記の関係式（ニ）：
Ｐ／Ｗ×１００＝７５０〜８５０（％） …（ニ）
が成立するよう構成されてなる前項（１）記載の熱交換器用チューブ。
【００２４】
同項（２）は、チューブ本体（６１）の総内周囲長（Ｐ）とチューブ幅（Ｗ）との関係を特定するものであり、「Ｐ／Ｗ×１００」を７５０〜８５０（％）に設定するのが好ましい。すなわちこの「Ｐ／Ｗ」が上記の規定値を逸脱する場合には、良好な通路形状を得ることができず、通路抵抗の増大や伝熱性の低下により、熱交換性能を低下させる恐れがある。
【００２５】
（３） 前記冷媒通路の本数を「Ｎ」としたとき、下記の関係式（ホ）：
Ｎ／Ｗ＝３〜４（個／ｍｍ）…（ホ）
が成立するよう構成されてなる前項１又は２記載の熱交換器用チューブ。
【００２６】
同項（３）は、冷媒通路（６５）の本数（Ｎ）とチューブ幅（Ｗ）との関係を特定するものであり、「Ｎ／Ｗ」を３〜４（個／ｍｍ）に設定するのが良い。すなわちこの「Ｎ／Ｗ」が小さ過ぎる場合（３個／ｍｍ未満の場合）には、仕切壁（６４）の幅の数が減少して耐圧性が低下する恐れがある。逆に「Ｎ／Ｗ」が大き過ぎる場合（４個／ｍｍ超の場合）には、通路（６５）の幅が小さくなって、通路抵抗の増大により、熱交換性能を低下させる恐れがある。
【００２７】
（４） 前記チューブ本体の高さを「Ｈ」としたとき、下記の関係式（ヘ）：
Ｈ＝０．５〜１．５ｍｍ …（ヘ）
が成立するよう構成されてなる前項１ないし３のいずれかに記載の熱交換器用チューブ。
【００２８】
同項（４）は、チューブ高さ（Ｈ）を特定するものであり、このチューブ高さ（Ｈ）を０．５〜１．５ｍｍに設定するのが望ましい。すなわちチューブ高さ（Ｈ）が高過ぎる場合（１．５ｍｍ超の場合）には、チューブサイズの増大により高重量化を来たし、初期の目的を達成するのが困難になる恐れがある。逆にチューブ高さ（Ｈ）が低過ぎる場合（０．５ｍｍ未満の場合）には、冷媒通路（６５）を十分な大きさに確保できなくなり、冷媒通路抵抗が増加するとともに、冷媒通路（６５）の内周囲長が小さくなって放熱性能が低下し、十分な熱交換性能を得ることが困難になる恐れがある。
【００２９】
なおチューブ高さ（Ｈ）を、０．５ｍｍ未満に設定するために、チューブ本体（６１）の外周壁（６３）の厚さを薄くして、冷媒通路（６５）の大きさを確保しようとすると、外周壁（６３）の耐圧性、ひいてはチューブ全体の耐圧性が低下する恐れがある。
【００３０】
（５） 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（ト）：
Ｔａ＝５０〜８０μｍ …（ト）
が成立するよう構成されてなる前項１ないし４のいずれかに記載の熱交換器用チューブ。
【００３１】
同項（５）は、チューブ本体（６１）における隣合う冷媒通路間の仕切壁（６４）の厚み（Ｔａ）を特定するものであり、この仕切壁厚み（Ｔａ）を５０〜８０μｍに設定するのが、より好ましい。すなわちこの厚み（Ｔａ）が薄過ぎる場合（５０μｍ未満の場合）には、仕切壁（６４）の強度が低下し、十分な耐圧性を得ることが困難になる恐れがある。逆に仕切壁厚み（Ｔａ）が厚過ぎる場合（８０μｍ超の場合）には、冷媒通路（６５）を十分な大きさに確保できなくなり、冷媒通路抵抗が増加して熱交換性能が低下する恐れがある。
【００３２】
（６） 前記チューブ本体における外周壁の厚みを「Ｔｂ」としたとき、下記の関係式（チ）：
Ｔｂ＝８０〜２５０μｍ …（チ）
が成立するよう構成されてなる前項１ないし５のいずれかに記載の熱交換器用チューブ。
【００３３】
同項（６）は、チューブ本体（６１）の外周壁（６３）の厚み（Ｔｂ）を特定するものであり、この外周壁厚み（Ｔｂ）を８０〜２５０μｍに設定するのが、より一層好ましい。すなわちこの厚み（Ｔｂ）が薄過ぎる場合（８０μｍ未満の場合）には、外周壁（６３）の強度が低下し、十分な耐圧性を得ることが困難になる恐れがある。逆に外周壁厚み（Ｔｂ）が厚過ぎる場合（２５０μｍ超の場合）には、冷媒通路（６５）を十分な大きさに確保できなくなり、冷媒通路低下が増加して熱交換性能が低下する恐れがある。
【００３４】
（７） 前記冷媒通路が略矩形状の断面を有する前項１ないし６のいずれかに記載の熱交換器用チューブ。
【００３５】
同項（７）においては、冷媒通路（６５）を略矩形（四角形）断面に形成するものであるため、例えば円形断面等のものと比較して、冷媒通路（６５）の内周囲長及び冷媒通路断面積を大きく確保することができる。このため、同項（７）記載の構成においては、放熱抵抗を増大させることができるとともに、通路抵抗を減少させることができ、熱交換性能を一段と向上させることができる。
【００３６】
なお、前項（２）〜（７）の好適構成は、後述の第２ないし第４発明にもぞれぞれ適用可能であり、上記と同様の作用効果を奏するものである。
【００３７】
上記目的を達成するため、本第２発明は、以下の構成を要旨とする。
【００３８】
（８） 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幅を「Ｗ」、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隣り合う冷媒通路間の仕切壁の厚みを「Ｔａ」及び前記チューブ本体における外周壁の厚みを「Ｔｂ」としたとき、下記の関係式（イ）（ヘ）（ト）（チ）：
Ｗ＝６〜１８ｍｍ …（イ）
Ｈ＝０．５〜１．５ｍｍ …（ヘ）
Ｔａ＝５０〜８０μｍ …（ト）
Ｔｂ＝８０〜２５０μｍ …（チ）
が成立するよう構成されてなることを特徴とする熱交換器用チューブ。
【００３９】
同項（８）記載の発明（第２発明）の熱交換器用チューブは、熱交換器に適用した際に、上記第１発明と同様に、軽量化を図りつつ、十分な耐圧性を得ることができる上更に、通路抵抗を小さくできて、熱交換性能を向上させることができる。
【００４０】
上記目的を達成するための、本第３発明は、以下の構成を要旨とする。
【００４１】
（９） 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熱交換器用チューブがヘッダー長さ方向に並列に配置されるようにした熱交換器において、
前記熱交換器用チューブは、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てなり、
前記チューブ本体の幅を「Ｗ」、前記冷媒通路の総断面積を「Ａｃ」、前記チューブ本体の総断面積（冷媒通路部分を含む）を「Ａｔ」、前記チューブ本体の外周囲長を「Ｌ」及び前記冷媒通路の総内周囲長を「Ｐ」としたとき、
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（イ）〜（ハ）：
Ｗ＝６〜１８ｍｍ …（イ）
Ａｃ／Ａｔ×１００＝５０〜７０（％）…（ロ）
Ｐ／Ｌ×１００＝３５０〜４５０（％）…（ハ）
が成立するよう構成されてなることを特徴とする熱交換器。
【００４２】
同項（９）記載の発明（第３発明）は、上記第１発明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、上記と同様に、軽量化を図りつつ、十分な耐圧性を得ることができる上更に、通路抵抗を小さくできて、熱交換性能を向上させることができる。
【００４３】
上記目的を達成するため、本第４発明は、以下の構成を要旨とする。
【００４４】
（１０） 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熱交換器用チューブがヘッダー長さ方向に並列に配置されるようにした熱交換器において、
前記熱交換器用チューブは、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てなり、
前記チューブ本体の幅を「Ｗ」、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隣り合う冷媒通路間の仕切壁の厚みを「Ｔａ」及び前記チューブ本体における外周壁の厚みを「Ｔｂ」としたとき、下記の関係式（イ）（ヘ）（ト）（チ）：
Ｗ＝６〜１８ｍｍ …（イ）
Ｈ＝０．５〜１．５ｍｍ …（ヘ）
Ｔａ＝５０〜８０μｍ …（ト）
Ｔｂ＝８０〜２５０μｍ …（チ）
が成立するよう構成されてなることを特徴とする熱交換器。
【００４５】
同項（１０）記載の発明（第４発明）は、上記第２発明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、上記と同様に、軽量化を図りつつ、十分な耐圧性を得ることができる上更に、通路抵抗を小さくできて、熱交換性能を向上させることができる。
【００４６】
なお、上記第２ないし第４発明において、チューブ幅（Ｗ）の好適範囲は、上記第１発明と同様、６〜１４ｍｍである。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、軽量化を図りつつ、十分な耐圧性を得ることができる上更に、通路抵抗を小さくできて、熱交換性能を向上させることができるという効果がある。
【実施例】
【００４８】
以下、発明の実施例について説明する。
【００４９】
【００５０】
＜実施例１＞
上記実施形態（図３及び図４）に準じて熱交換器用チューブを作製した。このとき上表１に示すように、冷媒通路の総断面積（Ａｃ）を５．２９ｍｍ2 、チューブ本体の総断面積（Ａｔ）を８．９２ｍｍ2 、冷媒通路の総内周囲長（Ｐ）を６４．１ｍｍ、チューブ本体の外周囲長（Ｌ）を１７．３ｍｍ、チューブ本体の総断面積に対する冷媒通路の総断面積（Ａｃ／Ａｔ）を５９％、チューブ本体の外周囲長に対する冷媒通路の総内周囲長（Ｐ／Ｌ）を３７１％、冷媒通路の本数（Ｎ）を２８本、チューブ高さ（Ｈ）を１．１５ｍｍ、チューブ幅（Ｗ）を８ｍｍ、チューブ幅に対する冷媒通路の総内周囲長（Ｐ／Ｗ）を８０１％、チューブ幅に対する通路数（Ｎ／Ｗ）を３．５０個／ｍｍ、チューブ本体の仕切壁厚み（Ｔａ）を０．０６ｍｍ、外周壁厚み（Ｔｂ）を０．１ｍｍに調整した。
【００５１】
更にこの熱交換器用チューブを用いて、図１に示すような熱交換器を作製した。
【００５２】
＜実施例２＞
上表１に示すように、「Ａｃ」を８．３６ｍｍ2 、「Ａｔ」を１３．５ｍｍ2 、「Ｐ」を１０１．２ｍｍ、「Ｌ」を２５．３ｍｍ、「Ａｃ／Ａｔ」を６２％、「Ｐ／Ｌ」を４００％、「Ｎ」を４４本、「Ｈ」を１．１５ｍｍ、「Ｗ」を１２ｍｍ、「Ｐ／Ｗ」を８４３％、「Ｎ／Ｗ」を３．６７個／ｍｍ、「Ｔａ」を０．０６ｍｍ、「Ｔｂ」を０．１ｍｍに調整するようにして、上記と同様に熱交換器用チューブを作製し、同様に熱交換器を作製した。
【００５３】
＜実施例３＞
上表１に示すように、「Ａｃ」を１１．３ｍｍ2 、「Ａｔ」を１８．１ｍｍ2 、「Ｐ」を１３１．８ｍｍ、「Ｌ」を３３．３ｍｍ、「Ａｃ／Ａｔ」を６３％、「Ｐ／Ｌ」を３９６％、「Ｎ」を５７本、「Ｈ」を１．１５ｍｍ、「Ｗ」を１６ｍｍ、「Ｐ／Ｗ」を８２４％、「Ｎ／Ｗ」を３．５６個／ｍｍ、「Ｔａ」を０．０６ｍｍ、「Ｔｂ」を０．１ｍｍに調整するようにして、上記と同様に熱交換器用チューブを作製し、同様に熱交換器を作製した。
【００５４】
＜比較例１＞
上表１に示すように、「Ａｃ」を２２ｍｍ2 、「Ａｔ」を４６．１ｍｍ2 、「Ｐ」を５５ｍｍ、「Ｌ」を３５．４ｍｍ、「Ａｃ／Ａｔ」を４８％、「Ｐ／Ｌ」を１５５％、「Ｎ」を４本、「Ｈ」を３ｍｍ、「Ｗ」を１６ｍｍ、「Ｐ／Ｗ」を３４４％、「Ｎ／Ｗ」を０．２５個／ｍｍ、「Ｔａ」を０．５ｍｍ、「Ｔｂ」を０．５ｍｍに調整するようにして、上記と同様に熱交換器用チューブを作製した。
【００５５】
＜比較例２＞
上表１に示すように、「Ａｃ」を７．１５ｍｍ2 、「Ａｔ」を１８．１ｍｍ2 、「Ｐ」を７４．７ｍｍ、「Ｌ」を３２．１ｍｍ、「Ａｃ／Ａｔ」を４０％、「Ｐ／Ｌ」を２３３％、「Ｎ」を２８本、「Ｈ」を１．１５ｍｍ、「Ｗ」を１６ｍｍ、「Ｐ／Ｗ」を４６７％、「Ｎ／Ｗ」を１．７５個／ｍｍ、「Ｔａ」を０．１４ｍｍ、「Ｔｂ」を０．２ｍｍに調整するようにして、上記と同様に熱交換器用チューブを作製し、同様に熱交換器を作製した。
【００５６】
＜比較例３＞
上表１に示すように、「Ａｃ」を４．１６ｍｍ2 、「Ａｔ」を１８．１ｍｍ2 、「Ｐ」を５９．８ｍｍ、「Ｌ」を３２．１ｍｍ、「Ａｃ／Ａｔ」を２３％、「Ｐ／Ｌ」を１８６％、「Ｎ」を２６本、「Ｈ」を１．１５ｍｍ、「Ｗ」を８ｍｍ、「Ｐ／Ｗ」を７４８％、「Ｎ／Ｗ」を３．２５個／ｍｍ、「Ｔａ」を０．１ｍｍ、「Ｔｂ」を０．１ｍｍに調整するようにして、上記と同様に熱交換器用チューブを作製し、同様に熱交換器を作製した。
【００５７】
＜比較例４＞
上表１に示すように、「Ａｃ」を６．０５ｍｍ2 、「Ａｔ」を１８．１ｍｍ2 、「Ｐ」を７３．３ｍｍ、「Ｌ」を３２．１ｍｍ、「Ａｃ／Ａｔ」を３３％、「Ｐ／Ｌ」を２２８％、「Ｎ」を３２本、「Ｈ」を１．１５ｍｍ、「Ｗ」を８ｍｍ、「Ｐ／Ｗ」を９１６％、「Ｎ／Ｗ」を４．００個／ｍｍ、「Ｔａ」を０．０３ｍｍ、「Ｔｂ」を０．１ｍｍに調整するようにして、上記と同様に熱交換器用チューブを作製し、同様に熱交換器を作製した。
【００５８】
＜重量に関する評価試験＞
上記実施例及び比較例の各熱交換器の重量（ｋｇ）をそれぞれ測定した、そして図５のグラフに示すように、各重量と、目標とする理想の熱交換器の重量（同グラフの太線に示す値）とをそれぞれ比較した。
【００５９】
同グラフから明らかなように、実施例及び比較例３、４の熱交換器は、目標重量以内に抑えることができ、軽量であることが判る。これに対し、チューブ幅の大きい比較例１、２の熱交換器は、目標重量を超えるものであった。
【００６０】
＜耐圧性に関する評価試験＞
上記実施例及び比較例の各熱交換器に対し、破壊試験を行って破壊圧力（ＭＰａ）をそれぞれ測定した。そして図６のグラフに示すように、各破壊圧力と、要求される理想の熱交換器の破壊圧力（同グラフの太線に示す値）とをそれぞれ比較した。
【００６１】
同グラフから明らかなように、仕切壁厚み（Ｔａ）が厚い実施例及び比較例１〜３の熱交換器は、要求される破壊圧力よりも高く、十分な耐圧性を有していた。これに対し、仕切壁厚み（Ｔａ）が薄い比較例４の熱交換器は、要求される破壊圧力に達するものではなかった。
【００６２】
＜放熱性に関する評価試験＞
上記実施例及び比較例の各熱交換器における放熱量（ｋＷ）をそれぞれ測定した。そして図７のグラフに示すように、各放熱量と、目標とする理想の熱交換器の放熱量（同グラフの太線に示す値）とをそれぞれ比較した。
【００６３】
同グラフから明らかなように、実施例及び比較例２の熱交換器は、目標とする放熱量よりも多く、十分な放熱性能を有していた。更に比較例３、４の熱交換器は、目標とする放熱量に少し満たない程度であった。これに対し、チューブ高さ（Ｈ）が過度に高い比較例１の熱交換器は、目標とする放熱量よりもかなり少なかった。
【００６４】
＜冷媒通路抵抗に関する評価試験＞
上記実施例及び比較例の各熱交換器における冷媒通路抵抗をそれぞれ測定した。そして図８のグラフに示すように、各通路抵抗と、目標とする理想の熱交換器の通路抵抗（同グラフの太線に示す値）とをそれぞれ比較した。
【００６５】
同グラフから明らかなように、実施例及び比較例１、２、４の熱交換器は、目標とする通路抵抗以内に抑えることができ、通路抵抗が低いものであった。これに対し、比較例３の熱交換器は、目標とする通路抵抗を超えるものであった。
【００６６】
＜総合評価＞
【００６７】
【表２】
【００６８】
上記実施例及び比較例の各熱交換器において、上記重量、耐圧性、放熱性及び通路抵抗の各評価試験の結果を、上表２にまとめて示す。同表において、各評価試験の目標を達成した熱交換器には「○」印、目標にはわずかに達しなかったものの実用化可能レベルの熱交換器には「△」印、目標を達成せず実用化困難な熱交換器には「×」印を付与している。
【００６９】
上表２から明らかなように、本発明の要旨を満足する実施例１〜３の熱交換器は、全ての評価において良好な結果が得られた。これに対し、本発明の要旨を逸脱する比較例１〜４の熱交換器は、いずれかの評価において満足できない結果であった。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】この発明に関連した熱交換器を示す正面図である。
【図２】この発明に関連した熱交換器におけるヘッダーのチューブ接続部周辺を分解して示す斜視図である。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】実施例及び比較例の熱交換器における目標重量との関係を示すグラフである。
【図６】実施例及び比較例の熱交換器における要求耐圧との関係を示すグラフである。
【図７】実施例及び比較例の熱交換器における目標放熱性能との関係を示すグラフである。
【図８】実施例及び比較例の熱交換器における目標通路抵抗との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７１】
６０…熱交換器用チューブ
６１…チューブ本体
６３…外周壁
６４…仕切壁
６５…冷媒通路
Ｈ…チューブ高さ
Ｔａ…仕切壁厚み
Ｔｂ…外周壁厚み
Ｗ…チューブ幅
【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幅を「Ｗ」、前記冷媒通路の総断面積を「Ａｃ」、前記チューブ本体の総断面積（冷媒通路部分を含む）を「Ａｔ」、前記チューブ本体の外周囲長を「Ｌ」及び前記冷媒通路の総内周囲長を「Ｐ」としたとき、下記の関係式（イ）〜（ハ）：
Ｗ＝６〜１８ｍｍ …（イ）
Ａｃ／Ａｔ×１００＝５０〜７０（％）…（ロ）
Ｐ／Ｌ×１００＝３５０〜４５０（％）…（ハ）
が成立するよう構成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】
下記の関係式（ニ）：
Ｐ／Ｗ×１００＝７５０〜８５０（％）…（ニ）
が成立するよう構成されてなる請求項１記載の熱交換器用チューブ。
【請求項３】
前記冷媒通路の本数を「Ｎ」としたとき、下記の関係式（ホ）：
Ｎ／Ｗ＝３〜４ …（ホ）
が成立するよう構成されてなる請求項１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」としたとき、下記の関係式（ヘ）：
Ｈ＝０．５〜１．５ｍｍ …（ヘ）
が成立するよう構成されてなる請求項１記載の熱交換器用チューブ。
【請求項５】
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（ト）：
Ｔａ＝５０〜８０μｍ …（ト）
が成立するよう構成されてなる請求項１記載の熱交換器用チューブ。
【請求項６】
前記チューブ本体における外周壁の厚みを「Ｔｂ」としたとき、下記の関係式（チ）：
Ｔｂ＝８０〜２５０μｍ …（チ）
が成立するよう構成されてなる請求項１記載の熱交換器用チューブ。
【請求項７】
前記冷媒通路が略矩形状の断面を有する請求項１記載の熱交換器用チューブ。
【請求項８】
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幅を「Ｗ」、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隣り合う冷媒通路間の仕切壁の厚みを「Ｔａ」及び前記チューブ本体における外周壁の厚みを「Ｔｂ」としたとき、下記の関係式（イ）（ヘ）（ト）（チ）：
Ｗ＝６〜１８ｍｍ …（イ）
Ｈ＝０．５〜１．５ｍｍ …（ヘ）
Ｔａ＝５０〜８０μｍ …（ト）
Ｔｂ＝８０〜２５０μｍ …（チ）
が成立するよう構成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９】
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熱交換器用チューブがヘッダー長さ方向に並列に配置されるようにした熱交換器において、
前記熱交換器用チューブは、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てなり、
前記チューブ本体の幅を「Ｗ」、前記冷媒通路の総断面積を「Ａｃ」、前記チューブ本体の総断面積（冷媒通路部分を含む）を「Ａｔ」、前記チューブ本体の外周囲長を「Ｌ」及び前記冷媒通路の総内周囲長を「Ｐ」としたとき、
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（イ）〜（ハ）：
Ｗ＝６〜１８ｍｍ …（イ）
Ａｃ／Ａｔ×１００＝５０〜７０（％）…（ロ）
Ｐ／Ｌ×１００＝３５０〜４５０（％）…（ハ）
が成立するよう構成されてなることを特徴とする熱交換器。
【請求項１０】
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熱交換器用チューブがヘッダー長さ方向に並列に配置されるようにした熱交換器において、
前記熱交換器用チューブは、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てなり、
前記チューブ本体の幅を「Ｗ」、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隣り合う冷媒通路間の仕切壁の厚みを「Ｔａ」及び前記チューブ本体における外周壁の厚みを「Ｔｂ」としたとき、下記の関係式（イ）（ヘ）（ト）（チ）：
Ｗ＝６〜１８ｍｍ …（イ）
Ｈ＝０．５〜１．５ｍｍ …（ヘ）
Ｔａ＝５０〜８０μｍ …（ト）
Ｔｂ＝８０〜２５０μｍ …（チ）
が成立するよう構成されてなることを特徴とする熱交換器。
【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幅を「Ｗ」、前記冷媒通路の総断面積を「Ａｃ」、前記チューブ本体の総断面積（冷媒通路部分を含む）を「Ａｔ」、前記チューブ本体の外周囲長を「Ｌ」及び前記冷媒通路の総内周囲長を「Ｐ」としたとき、下記の関係式（イ）〜（ハ）：
Ｗ＝６〜１８ｍｍ …（イ）
Ａｃ／Ａｔ×１００＝５０〜７０（％）…（ロ）
Ｐ／Ｌ×１００＝３５０〜４５０（％）…（ハ）
が成立するよう構成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】
下記の関係式（ニ）：
Ｐ／Ｗ×１００＝７５０〜８５０（％）…（ニ）
が成立するよう構成されてなる請求項１記載の熱交換器用チューブ。
【請求項３】
前記冷媒通路の本数を「Ｎ」としたとき、下記の関係式（ホ）：
Ｎ／Ｗ＝３〜４ …（ホ）
が成立するよう構成されてなる請求項１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」としたとき、下記の関係式（ヘ）：
Ｈ＝０．５〜１．５ｍｍ …（ヘ）
が成立するよう構成されてなる請求項１記載の熱交換器用チューブ。
【請求項５】
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（ト）：
Ｔａ＝５０〜８０μｍ …（ト）
が成立するよう構成されてなる請求項１記載の熱交換器用チューブ。
【請求項６】
前記チューブ本体における外周壁の厚みを「Ｔｂ」としたとき、下記の関係式（チ）：
Ｔｂ＝８０〜２５０μｍ …（チ）
が成立するよう構成されてなる請求項１記載の熱交換器用チューブ。
【請求項７】
前記冷媒通路が略矩形状の断面を有する請求項１記載の熱交換器用チューブ。
【請求項８】
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幅を「Ｗ」、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隣り合う冷媒通路間の仕切壁の厚みを「Ｔａ」及び前記チューブ本体における外周壁の厚みを「Ｔｂ」としたとき、下記の関係式（イ）（ヘ）（ト）（チ）：
Ｗ＝６〜１８ｍｍ …（イ）
Ｈ＝０．５〜１．５ｍｍ …（ヘ）
Ｔａ＝５０〜８０μｍ …（ト）
Ｔｂ＝８０〜２５０μｍ …（チ）
が成立するよう構成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９】
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熱交換器用チューブがヘッダー長さ方向に並列に配置されるようにした熱交換器において、
前記熱交換器用チューブは、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てなり、
前記チューブ本体の幅を「Ｗ」、前記冷媒通路の総断面積を「Ａｃ」、前記チューブ本体の総断面積（冷媒通路部分を含む）を「Ａｔ」、前記チューブ本体の外周囲長を「Ｌ」及び前記冷媒通路の総内周囲長を「Ｐ」としたとき、
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（イ）〜（ハ）：
Ｗ＝６〜１８ｍｍ …（イ）
Ａｃ／Ａｔ×１００＝５０〜７０（％）…（ロ）
Ｐ／Ｌ×１００＝３５０〜４５０（％）…（ハ）
が成立するよう構成されてなることを特徴とする熱交換器。
【請求項１０】
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熱交換器用チューブがヘッダー長さ方向に並列に配置されるようにした熱交換器において、
前記熱交換器用チューブは、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てなり、
前記チューブ本体の幅を「Ｗ」、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隣り合う冷媒通路間の仕切壁の厚みを「Ｔａ」及び前記チューブ本体における外周壁の厚みを「Ｔｂ」としたとき、下記の関係式（イ）（ヘ）（ト）（チ）：
Ｗ＝６〜１８ｍｍ …（イ）
Ｈ＝０．５〜１．５ｍｍ …（ヘ）
Ｔａ＝５０〜８０μｍ …（ト）
Ｔｂ＝８０〜２５０μｍ …（チ）
が成立するよう構成されてなることを特徴とする熱交換器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−３３６８７３（Ｐ２００６−３３６８７３Ａ）
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００３−３２７１７９（Ｐ２００３−３２７１７９）
【出願日】平成１５年９月１９日（２００３．９．１９）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年９月１９日（２００３．９．１９）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
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