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JP4774238B2 - 冷凍サイクルの冷媒流通部接続構造 - Google Patents

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JP4774238B2 JP2005136887A JP2005136887A JP4774238B2 JP 4774238 B2 JP4774238 B2 JP 4774238B2 JP 2005136887 A JP2005136887 A JP 2005136887A JP 2005136887 A JP2005136887 A JP 2005136887A JP 4774238 B2 JP4774238 B2 JP 4774238B2
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Description

この発明は、冷凍サイクルの冷媒流通部接続構造に関し、さらに詳しくは、たとえばＣＯ２（二酸化炭素）などの超臨界冷媒が用いられる超臨界冷凍サイクルにおいて、配管を構成するパイプどうしや、冷媒流通部どうしや、配管を構成するパイプと冷媒流通部とを接続する接続構造に関する。
この明細書および特許請求の範囲において、「冷媒流通部」という語には、熱交換器のヘッダ等のように、冷凍サイクルを構成する機器においてその内部を冷媒が流通するものの他に、冷凍サイクルの配管用のパイプを含むものとする。
超臨界冷凍サイクルに用いられるガスクーラとして、互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に間隔をおいて並列状に配置されかつ両端部が両ヘッダタンクに接続された熱交換管と、隣接する熱交換管間の通風間隙に配置されかつ熱交換管にろう付されたフィンとよりなり、一方のヘッダタンクに圧縮機から伸びる配管用パイプが接続される接続ブロックが取り付けられるとともに、他方のヘッダタンクに膨張弁から伸びる配管用パイプが接続される接続ブロックが取り付けられたものが知られている（特許文献１、図１参照）。
特許文献１記載のガスクーラにおいては、各接続ブロックの一端部に、パイプを介してヘッダタンク内に通じる流路が形成されるとともに、他端部にめねじ穴が形成されている。そして、特許文献１には記載されていないが、次のようなパイプ接続構造によって、ガスクーラ側接続ブロックに配管用パイプが接続されるようになっている。すなわち、ガスクーラ側接続ブロックと同形同大で、一端部に流路が形成されるとともに、他端部にボルト挿通穴が形成されたパイプ側接続ブロックを用意する。パイプ側接続ブロックにおける流路の一端開口の周囲には、ガスクーラ側接続ブロックの流路の端部内に挿入される雄パイプ部を形成しておく。また、パイプ側接続ブロックの流路における雄パイプ部が形成された側とは反対側の端部内に配管用パイプの端部を挿入して溶接により固定しておく。そして、両流路が合致するとともにパイプ側接続ブロックの雄パイプ部をガスクーラ側接続ブロックの流路内に挿入した状態で、ボルト挿通穴に通されたボルトをガスクーラ側接続ブロックのめねじ穴にねじ嵌めることにより、両接続ブロックが固定され、配管用パイプが接続されている。
しかしながら、特許文献１記載のガスクーラにおけるパイプ接続構造においては、次のような問題がある。
すなわち、超臨界冷凍サイクルにおいては、作動圧力がフロン系冷媒を使用した冷凍サイクルに比べて約１０倍程度と非常に高くなるが、特許文献１記載のガスクーラにおけるパイプ接続構造によれば、両接続ブロックの一端部に流路が形成されるとともに、他端部においてボルトにより固定されているので、固定強度が不足して耐圧性が不足する。その結果、両接続ブロックにおける一端部側が離隔し、パイプ側接続ブロックの雄パイプ部がガスクーラ側接続ブロックの流路内から若干抜けて冷媒が洩れるおそれがある。
このような問題を解決するには、両接続ブロックの長さを長くし、流路を長さ方向の中央部に形成し、両端部においてボルトにより固定すればよいが、この場合、部品点数が多くなるとともに、接続の際の作業性が低下する。
特開平１１−３５１７８３号公報
この発明の目的は、上記問題を解決し、耐圧性の向上した冷凍サイクルの冷媒流通部接続構造を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。
1)一端開口を介して冷媒流通部に通じる冷媒流路を有する流路部材と、流路部材の冷媒流路の他端開口内に先端部が嵌め入れられた状態で流路部材に接続される冷媒流通部としてのパイプと、パイプを流路部材に固定する固定部材と、流路部材と固定部材とを固定する締結手段とを備えており、流路部材および固定部材のうちいずれか一方に、同他方の一部分に係合して流路部材と固定部材との離隔を防止する係合部が設けられ、パイプの先端寄りの部分に環状凸条が全周にわたって形成され、パイプにおける環状凸条よりも先端側の部分が流路部材の冷媒流路の上記他端開口内に嵌め入れられ、固定部材に、その一側縁部に開口し、かつパイプにおける環状凸条を挟んで冷媒流路内への嵌入部とは反対側の部分が嵌る切り欠きが形成され、先端部が流路部材の冷媒流路の上記他端開口内に嵌め入れられたパイプが、側方から固定部材の切り欠き内に嵌め入れられることにより、流路部材および固定部材のうちいずれか一方に設けられた係合部が同他方の一部分に係合するようになされている冷凍サイクルの冷媒流通部接続構造。
2)流路部材における冷媒流路が形成された側の端部に固定部材側に突出しかつ固定部材の端面に沿う突出部が設けられ、突出部における固定部材の端面側を向いた面に、固定部材の切り欠きの深さ方向に伸びる凹溝が形成され、固定部材の端面に、凹溝内に嵌る外方に突出した凸部が設けられ、凹溝における突出部先端側の側壁が、凸部に係合する係合部となっている上記1)記載の冷凍サイクルの冷媒流通部接続構造。
3)流路部材の冷媒流路の上記一端開口内に冷媒流通部である流路部材側パイプの先端部が嵌め入れられ、流路部材側パイプが流路部材に接合されている上記1)または2)記載の冷凍サイクルの冷媒流通部接続構造。
4)一端部に冷媒流通部に通じる冷媒流路が形成されるとともに他端部にめねじ穴が形成された第１流路部材と、一端部に冷媒流通部に通じる冷媒流路が形成されるとともに他端部にボルト挿通穴が形成された第２流路部材と、第２流路部材のボルト挿通穴に通されるとともに第１流路部材のめねじ穴にねじ嵌められるボルトとを用意すること、
第１流路部材における冷媒流路が形成された側の端部に第２流路部材側に突出しかつ第２流路部材の端面に沿う突出部を設けるとともに、突出部における第２流路部材の端面側を向いた面に、両流路部材の幅方向に伸びる凹溝を形成し、さらに第２流路部材の端面に、凹溝内に嵌る外方に突出した凸部を設けること、
第１流路部材の冷媒流路における第２流路部材側の端部に、内周面が円筒面状となされた挿入部を形成するとともに、第２流路部材の第１流路部材側を向いた面における冷媒流路の開口の周縁部に、外周面が円筒面状となされかつ第１流路部材の冷媒流路の挿入部内に挿入される雄パイプ部を設けること、
第１流路部材のめねじ穴と第２流路部材のボルト挿通穴がずれるように、第２流路部材の雄パイプ部を第１流路部材の冷媒流路の挿入部内に挿入すること、
第２流路部材を第１流路部材に対して雄パイプ部の中心線の周りに回転させることにより、めねじ穴とボルト挿通穴とを合致させるとともに、凸部を凹溝内に嵌めて凹溝の突出部先端側の側壁を凸部に係合させること、
ならびに第２流路部材のボルト挿通穴にボルトを通して第１流路部材のめねじ穴にねじ嵌めることを含む冷凍サイクルの冷媒流通部接続方法。
5)一端部に冷媒流通部に通じる冷媒流路が形成されるとともに他端部にボルト挿通穴が形成された第１流路部材と、一端部に冷媒流通部に通じる冷媒流路が形成されるとともに他端部にめねじ穴が形成された第２流路部材と、第１流路部材のボルト挿通穴に通されるとともに第２流路部材のめねじ穴にねじ嵌められるボルトとを用意すること、
第１流路部材における冷媒流路が形成された側の端部に第２流路部材側に突出しかつ第２流路部材の端面に沿う突出部を設けるとともに、突出部における第２流路部材の端面側を向いた面に、両流路部材の幅方向に伸びる凹溝を形成し、さらに第２流路部材の端面に、凹溝内に嵌る外方に突出した凸部を設けること、
第２流路部材の冷媒流路における第１流路部材側の端部に、内周面が円筒面状となされた挿入部を形成するとともに、第１流路部材の第２流路部材側を向いた面における冷媒流路の開口の周縁部に、外周面が円筒面状となされかつ第２流路部材の冷媒流路の挿入部内に挿入される雄パイプ部を設けること、
第２流路部材のめねじ穴と第１流路部材のボルト挿通穴がずれるように、第１流路部材の雄パイプ部を第２流路部材の冷媒流路の挿入部内に挿入すること、
第１流路部材を第２流路部材に対して雄パイプ部の中心線の周りに回転させることにより、めねじ穴とボルト挿通穴とを合致させるとともに、凸部を凹溝内に嵌めて凹溝の突出部先端側の側壁を凸部に係合させること、
ならびに第１流路部材のボルト挿通穴にボルトを通して第２流路部材のめねじ穴にねじ嵌めることを含む冷凍サイクルの冷媒流通部接続方法。
上記1)の冷媒流通部接続構造によれば、流路部材および固定部材のうちいずれか一方に、同他方の一部分に係合して流路部材と固定部材との離隔を防止する係合部が設けられているので、流路部材と固定部材との固定強度が増大して耐圧性が向上する。したがって、冷凍サイクルの作動圧力が高くなった場合にも、流路部材と固定部材とが離隔することはなく、その結果パイプの抜けおよびパイプの抜けに起因する冷媒の洩れが防止される。しかも、流路部材と固定部材との固定強度が増大するので、振動耐久性等も向上する。
また、上記1)の冷媒流通部接続構造によれば、流路部材および固定部材のうちいずれか一方に設けられた係合部を同他方の一部分に係合させる際の作業性が向上する。
上記2)の冷媒流通部接続構造によれば、流路部材および固定部材のうちいずれか一方に設けられた係合部を同他方の一部分に係合させる際の作業性が向上する。
上記4)および5)の冷媒流通部接続方法によれば、比較的簡単に冷媒流通部どうしを接続することができるとともに、得られた冷媒流通部接続構造においては、両流路部材どうしの固定強度が増大して耐圧性が向上する。したがって、冷凍サイクルの作動圧力が高くなった場合にも、両流路部材どうしが離隔することはなく、その結果両流路部材間からの冷媒の洩れが防止される。しかも、両流路部材どうしの固定強度が増大するので、振動耐久性等も向上する。
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
なお、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。
また、実施形態１〜３の説明において、図１、図２、図１２および図１３の上下、左右をそれぞれ上下、左右という。また、隣接する熱交換管どうしの間の通風間隙を流れる空気の下流側（図１および図１２に矢印Ｘで示す方向）を前、これと反対側を後というものとする。
実施形態１
この実施形態は図１〜図９に示すものであり、この発明を超臨界冷凍サイクルのガスクーラに適用したものである。
図１および図２において、超臨界冷媒、たとえばＣＯ２を使用する超臨界冷凍サイクルのガスクーラ(1)は、左右方向に間隔をおいて配置されかつ上下方向にのびる２つのヘッダタンク(2)(3)と、両ヘッダタンク(2)(3)間に、上下方向に間隔をおいて並列状に配置された複数の偏平状熱交換管(4)と、隣接する熱交換管(4)どうしの間の通風間隙、および上下両端の熱交換管(4)の外側に配置されて熱交換管(4)にろう付されたコルゲートフィン(5)と、上下両端のコルゲートフィン(5)の外側にそれぞれ配置されてコルゲートフィン(5)にろう付されたアルミニウムベア材からなるサイドプレート(6)とを備えている。なお、この実施形態において、右側のヘッダタンク(2)を第１ヘッダタンク、左側のヘッダタンク(3)を第２ヘッダタンクというものとする。
図３および図４に示すように、第１ヘッダタンク(2)は、両面にろう材層を有するブレージングシート、ここではアルミニウムブレージングシートから形成されたヘッダ形成用プレート(7)と、両面にろう材層を有するブレージングシート、ここではアルミニウムブレージングシートから形成された管接続用プレート(8)と、金属ベア材、ここではアルミニウムベア材からなりかつヘッダ形成用プレート(7)と管接続用プレート(8)との間に介在させられた中間プレート(9)とが、積層されて互いにろう付されることにより構成されている。
ヘッダ形成用プレート(7)に、上下方向にのび、かつ膨出高さ、長さおよび幅の等しい複数、ここでは２つの外方膨出部(11A)(11B)が上下方向に間隔をおいて形成されている。各外方膨出部(11A)(11B)の左側を向いた開口は中間プレート(9)により塞がれている。ヘッダ形成用プレート(7)は、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートにプレス加工を施することにより形成されている。ヘッダ形成用プレート(7)の上側外方膨出部(11A)の頂部に冷媒入口(12)が形成され、下側外方膨出部(11B)の頂部に冷媒出口(13)が形成されている。
管接続用プレート(8)に、前後方向に長い複数の貫通状管挿入穴(14)が、上下方向に間隔をおいて形成されている。上半部の複数の管挿入穴(14)は、ヘッダ形成用プレート(7)の上側外方膨出部(11A)の上下方向の範囲内に形成され、同じく下半部の複数の管挿入穴(14)は、下側外方膨出部(11B)の上下方向の範囲内に形成されている。また、管挿入穴(14)の前後方向の長さは、各外方膨出部(11A)(11B)の前後方向の幅よりも若干長く、管挿入穴(14)の前後両端部は外方膨出部(11A)(11B)の前後両側縁よりも外方に突出している（図５参照）。管接続用プレート(8)の前後両側縁部に、それぞれ右方に突出して先端がヘッダ形成用プレート(7)の外面まで至り、かつヘッダ形成用プレート(7)と中間プレート(9)との境界部分を全長にわたって覆う被覆壁(15)が一体に形成され、ヘッダ形成用プレート(7)および中間プレート(9)の前後両側面にろう付されている。各被覆壁(15)の突出端に、ヘッダ形成用プレート(7)の外面に係合する複数の係合部(16)が、上下方向に間隔をおいて一体に形成され、ヘッダ形成用プレート(7)にろう付されている。管接続用プレート(8)は、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートにプレス加工を施すことにより形成されている。
中間プレート(9)に、管接続用プレート(8)の管挿入穴(14)をヘッダ形成用プレート(7)の外方膨出部(11A)(11B)内に通じさせる貫通状連通穴(17)が、管挿入穴(14)と同じ数だけ形成されている。連通穴(17)は管挿入穴(14)よりも一回り大きくなっている（図５参照）。各連通穴(17)は、管接続用プレート(8)の各管挿入穴(14)と対応する位置に形成されている。そして、管接続用プレート(8)の上半部の複数の管挿入穴(14)は、中間プレート(9)の上半部の複数の連通穴(17)を介して上側外方膨出部(11A)内に通じさせられ、同じく下半部の複数の管挿入穴(14)は、中間プレート(9)の下半部の複数の連通穴(17)を介して下側外方膨出部(11B)内に通じさせられている。上側外方膨出部(11A)内に通じるすべての連通穴(17)、および下側外方膨出部(11B)内に通じるすべての連通穴(17)は、それぞれ中間プレート(9)における隣り合う連通穴(17)間の部分を切除することにより形成された連通部(18)により連通させられている。中間プレート(9)は、アルミニウムベア材にプレス加工を施すことにより形成されている。
第２ヘッダタンク(3)は、第１ヘッダタンク(2)とほぼ同様な構成であり、同一物および同一部分に同一符号を付す（図６参照）。両ヘッダタンク(2)(3)は、管接続用プレート(8)どうしが対向するように配置されている。第２ヘッダタンク(3)における第１ヘッダタンク(2)との相違点は、ヘッダ形成用プレート(7)に、第１ヘッダタンク(2)の外方膨出部(11A)(11B)の数よりも１つ少ない数、ここでは１つの外方膨出部(19)が、第１ヘッダタンク(2)の両外方膨出部(11A)(11B)にまたがるようにヘッダ形成用プレート(7)の上端部から下端部にかけて形成されている点、外方膨出部(19)に冷媒入口および冷媒出口が形成されていない点、管接続用プレート(8)のすべての管挿入穴(14)が中間プレート(9)のすべての連通穴(17)を介して外方膨出部(19)内に通じている点、ならびに中間プレート(9)のすべての連通穴(17)が、隣り合う連通穴(17)間の部分を切除することにより形成された連通部(18)により連通させられている点である。
両ヘッダタンク(2)(3)は、外方膨出部(11A)(11B)(19)を有するヘッダ形成用プレート(7)と、管挿入穴(14)、被覆壁(15)および被覆壁(15)に真っ直ぐに連なった係合部形成用突片(16A)（図４および図６実線参照）を有する管接続用プレート(8)と、連通穴(17)および連通部(18)を有する中間プレート(9)とを形成した後、３つのプレート(7)(8)(9)を積層状に組み合わせた後、突片(16A)を曲げてヘッダ形成用プレート(7)に係合させて係合部(16)を形成し、ついでヘッダ形成用プレート(7)のろう材層および管接続用プレート(8)のろう材層を利用して３つのプレート(7)(8)(9)を相互にろう付するとともに、被覆壁(15)を中間プレート(9)およびヘッダ形成用プレート(7)の前後両側面にろう付し、さらに係合部(16)をヘッダ形成用プレート(7)にろう付することにより製造される。
熱交換管(4)は、金属、ここではアルミニウム製押出形材からなり、前後方向に幅広の偏平状で、その内部に長さ方向にのびる複数の冷媒通路(4a)が並列状に形成されている。熱交換管(4)の両端部は、それぞれ両ヘッダタンク(2)(3)の管挿入穴(14)に挿入された状態で、管接続用プレート(8)のろう材層を利用して管接続用プレート(8)にろう付されている。なお、熱交換管(4)の両端は中間プレート(9)の厚さ方向の中間部まで連通穴(17)内に入り込んでいる（図２参照）。上半分の複数の熱交換管(4)の右端部は上側外方膨出部(11A)内に通じるように第１ヘッダタンク(2)に接続され、左端部は外方膨出部(19)内に通じるように第２ヘッダタンク(3)に接続されている。また、下半分の複数の熱交換管(4)の右端部は下側外方膨出部(11B)内に通じるように第１ヘッダタンク(2)に接続され、左端部は外方膨出部(19)内に通じるように第２ヘッダタンク(3)に接続されている。
コルゲートフィン(5)は両面にろう材層を有するブレージングシート、ここではアルミニウムブレージングシートを用いて波状に形成されたものである。
上述したガスクーラ(1)において、第１ヘッダタンク(2)の上側外方膨出部(11A)を含む上半部が冷媒流通部である冷媒入口ヘッダ(21)となり、同じく下側外方膨出部(11B)を含む下半部が冷媒流通部である冷媒出口ヘッダ(22)となる。また、すべての熱交換管(4)と第２ヘッダタンク(3)とにより、冷媒入口ヘッダ(21)と冷媒出口ヘッダ(22)とを通じさせる冷媒循環経路が形成されている。
そして、冷媒入口ヘッダ(21)および冷媒出口ヘッダ(22)に、それぞれ入口側および出口側の配管用パイプ(25)が、冷媒流通部接続構造(23)によって接続されている。両冷媒流通部接続構造(23)は同一の構成であり、出口側配管用パイプ(25)を接続する冷媒流通部接続構造(23)についてのみ詳細に図示する。
図７〜図９に示すように、冷媒流通部接続構造(23)は、第１ヘッダタンク(2)の下側外方膨出部(11B)外面、すなわち冷媒出口ヘッダ(22)に接合された流路部材(26)と、配管用パイプ(25)と、配管用パイプ(25)を流路部材(26)に固定する固定部材(27)と、流路部材(26)と固定部材(27)とを固定する締結手段とよりなる。
流路部材(26)は金属、ここではアルミニウムベア材により後方から見て縦長方形のブロック状に形成されたものであり、一端開口が冷媒入口(12)および冷媒出口(13)を介して冷媒入口ヘッダ(21)および冷媒出口ヘッダ(22)内に通じるとともに、他端が流路部材(26)後面の上端部に開口した冷媒流路(28)を有している。冷媒流路(28)の後端部に、内周面が円筒面状となされた挿入部(28a)が形成されている。流路部材(26)の上端面に、流路部材(26)後面よりも後方に突出しかつ固定部材(27)の上端面に沿う突出部(29)が一体に形成され、突出部(29)の下面に左右方向に伸びる凹溝(31)が形成されている。凹溝(31)の左右両端は突出部(29)の左右両側面に開口している。凹溝(31)における突出部(29)先端側の側壁が、後述する固定部材(27)の凸部(35)に係合する係合部(32)となっている。流路部材(26)は、ヘッダ形成用プレート(7)の外面のろう材を利用して冷媒入口ヘッダ(21)および冷媒出口ヘッダ(22)にろう付されている。
配管用パイプ(25)の先端寄りの部分に、環状ビード(25a)（環状凸条）が全周にわたって形成されている。配管用パイプ(25)の環状ビード(25a)よりも先端側の部分の外周面にＯリング(33)が装着されている。
固定部材(27)は金属、ここではアルミニウムベア材により後方から見て縦長円形のブロック状に形成されたものである。固定部材(27)の上端部には、その左側縁部（左側面）に開口しかつ配管用パイプ(25)における環状ビード(25a)よりも後側の部分（長さ方向内側部分）が嵌る切り欠き(34)が形成されている。固定部材(27)の前面における切り欠き(34)の前端開口の周縁部には、配管用パイプ(25)の環状ビード(25a)が嵌る凹所(27a)が形成されている。固定部材(27)の上端面に、上方に突出しかつ流路部材(26)の凹溝(31)内に嵌る凸部(35)が一体に形成されている。凸部(35)の突出高さは凹溝(31)の深さと等しく、凸部(35)の前後方向の長さは凹溝(31)の前後方向の幅と等しくなっている。また、凸部(35)の上面は、後方から見て上方に突出した円弧状となっている。
締結手段は、流路部材(26)の後面下端部から前方に伸びるように形成されためねじ穴(36)と、固定部材(27)の下端部に前後方向に貫通状に形成されたボルト挿通穴(37)に前方から通され、かつ流路部材(26)のめねじ穴(36)にねじ嵌められるボルト(38)とよりなる。
配管用パイプ(25)の冷媒入口ヘッダ(21)および冷媒出口ヘッダ(22)への接続は次のようにして行われる。
まず、流路部材(26)の冷媒流路(28)の挿入部(28a)内に、配管用パイプ(25)における環状ビード(25a)よりも先端側の部分を挿入する。ついで、固定部材(27)を、流路部材(26)の右方から左方に移動させるように配置することにより、凸部(35)を流路部材(26)の凹溝(31)内に嵌め入れるとともに、切り欠き(34)内に配管用パイプ(25)における環状ビード(25a)よりも後側部分を嵌め入れ、さらにボルト挿通穴(37)とめねじ穴(36)とを合致させる。このとき、配管用パイプ(25)の環状ビード(25a)を固定部材(27)の凹所(27a)内に嵌め入れる。ついで、ボルト(38)を前方から固定部材(27)のボルト挿通穴(37)に通すとともに、流路部材(26)のめねじ穴(36)にねじ嵌める。こうして、配管用パイプ(25)が冷媒出口ヘッダ(22)に接続される。
ガスクーラ(1)は、圧縮機、エバポレータ、減圧器としての膨張弁、気液分離器としてのアキュムレータおよびガスクーラから出てきた冷媒とエバポレータから出て気液分離器を通過してきた冷媒とを熱交換させる中間熱交換器とともに超臨界冷凍サイクルを構成し、カーエアコンとして車両、たとえば自動車に搭載される。
上述したガスクーラ(1)において、圧縮機を通過したＣＯ２が、入口側配管用パイプ(25)から流路部材(26)の冷媒流路(28)を通って冷媒入口(12)から冷媒入口ヘッダ(21)内に入り、分流して上側外方膨出部(11A)内に通じているすべての熱交換管(4)の冷媒通路(4a)内に流入する。冷媒通路(4a)内に流入したＣＯ２は、冷媒通路(4a)内を左方に流れて第２ヘッダタンク(3)の外方膨出部(19)内に流入する。外方膨出部(19)内に流入したＣＯ２はその内部と連通穴(17)および連通部(18)を通って下方に流れ、分流して下側外方膨出部(11B)に通じているすべての熱交換管(4)の冷媒通路(4a)内に流入し、流れ方向を変えて冷媒通路(4a)内を右方に流れて冷媒出口ヘッダ(22)内に入る。その後、ＣＯ２は冷媒出口(13)および流路部材(26)の冷媒流路(28)を通り、出口側配管用パイプ(25)から排出される。そして、ＣＯ２が熱交換管(4)の冷媒通路(4a)内を流れる間に、通風間隙を図１に矢印Ｘで示す方向に流れる空気と熱交換し、冷却される。
実施形態１においては、流路部材(26)に係合部(32)が設けられ、固定部材(27)に係合部(32)が係合する凸部(35)が設けられているが、これとは逆に、流路部材(26)に凸部(35)が設けられ、固定部材(27)に凸部(35)に係合する係合部(32)が設けられていてもよい。
実施形態２
この実施形態は図１０および図１１に示すものであり、この発明を超臨界冷凍サイクルのガスクーラに適用したものである。
実施形態２のガスクーラにおいては、冷媒入口ヘッダ(21)に入口側配管用パイプを接続する冷媒流通部接続構造、および冷媒出口ヘッダ(22)に出口側配管用パイプを接続する冷媒流通部接続構造が、実施形態１のガスクーラと異なっており、その他の構成は実施形態１のガスクーラと同じである。
実施形態２における両冷媒流通部接続構造(40)は同一の構成であり、出口側配管用パイプを接続する冷媒流通部接続構造(40)のみを図示する。
冷媒流通部接続構造(40)は、第１ヘッダタンク(2)の両外方膨出部(11A)(11B)外面、すなわち冷媒入口ヘッダ(21)および冷媒出口ヘッダ(22)に接合された第１流路部材(41)と、第１流路部材(41)に固定される第２流路部材(42)と、両流路部材(41)(42)を固定する締結手段とよりなる。
第１流路部材(41)は、実施形態１のガスクーラの流路部材(26)と同じ構成であり、同一部分には同一符号を付す。
第２流路部材(42)は金属、ここではアルミニウムベア材により後方から見て縦長円形のブロック状に形成されたものである。第２流路部材(42)には、前後方向に貫通した冷媒流路(43)が形成されている。冷媒流路(43)の後端部には大径部(43a)が形成されており、この大径部(43a)内に冷媒流通部である配管用パイプ(44)の先端部が挿入されて第２流路部材(42)に溶接やろう付により接合されている。第２流路部材(42)の前面における冷媒流路(43)の前端開口の周縁部には、外周面が円筒面状となされた雄パイプ部(42a)が前方突出状に一体に形成されている。雄パイプ部(42a)の外周面にＯリング(45)が装着されている。第２流路部材(42)の上端面に、上方に突出しかつ第１流路部材(41)の凹溝(31)内に嵌る凸部(46)が一体に形成されている。凸部(46)の突出高さは凹溝(31)の深さと等しく、凸部(46)の前後方向の長さは凹溝(31)の前後方向の幅と等しくなっている。また、凸部(46)の上面は、後方から見て上方に突出した円弧状となっている。ここで、雄パイプ部(42a)の外周面の中心線と凸部(46)の上端との距離は、第１流路部材(41)の冷媒流路(28)における挿入部(28a)の中心線と凹溝(31)の底面との距離と等しくなっている。
締結手段は、実施形態１のガスクーラの締結手段と同じ構成であり、同一物には同一符号を付す。
配管用パイプ(44)の冷媒入口ヘッダ(21)および冷媒出口ヘッダ(22)への接続は次のようにして行われる。
まず、第１流路部材(41)の冷媒流路(28)の挿入部(28a)内に、第２流路部材(42)の雄パイプ部(42a)を挿入する。このとき、第２流路部材(42)のボルト挿通穴(37)が第１流路部材(41)のめねじ穴(36)からずれるように、ここでは後方から見て反時計方向にずれるようにしておく。ついで、第２流路部材(42)を雄パイプ部(42a)の外周面における中心線の周りに回転させることにより、第２流路部材(42)の凸部(46)を第１流路部材(41)の凹溝(31)内に嵌め入れるとともに、ボルト挿通穴(37)とめねじ穴(36)とを合致させる。ついで、ボルト(38)を前方から固定部材(27)のボルト挿通穴(37)に通すとともに、第１流路部材(41)のめねじ穴(36)にねじ嵌める。こうして、出口側配管用パイプ(44)が冷媒出口ヘッダ(22)に接続される。
実施形態２においては、第１流路部材(41)に係合部(32)が設けられ、第２流路部材(42)に係合部(32)が係合する凸部(46)が設けられているが、これとは逆に、第１流路部材(41)に凸部が設けられ、第２流路部材(42)に凸部(46)に係合する係合部が設けられていてもよい。
実施形態３
この実施形態は図１２〜図２０に示すものであり、この発明を超臨界冷凍サイクルのエバポレータに適用したものである。
図１２〜図１４において、超臨界冷媒、たとえばＣＯ２を使用する超臨界冷凍サイクルのエバポレータ(50)は、上下方向に間隔をおいて配置されかつ左右方向にのびる２つのヘッダタンク(51)(52)と、両ヘッダタンク(51)(52)間に、左右方向に間隔をおいて並列状に配置された複数の偏平状熱交換管(53)と、隣接する熱交換管(53)どうしの間の通風間隙、および左右両端の熱交換管(53)の外側に配置されて熱交換管(53)にろう付されたコルゲートフィン(54)と、左右両端のコルゲートフィン(54)の外側にそれぞれ配置されてコルゲートフィン(54)にろう付されたアルミニウムベア製サイドプレート(55)とを備えている。なお、この実施形態において、上側のヘッダタンク(51)を第１ヘッダタンク、下側のヘッダタンク(52)を第２ヘッダタンクというものとする。
第１ヘッダタンク(51)は、両面にろう材層を有するブレージングシート、ここではアルミニウムブレージングシートから形成されたヘッダ形成用プレート(56)と、両面にろう材層を有するブレージングシート、ここではアルミニウムブレージングシートから形成された管接続用プレート(57)と、金属ベア材、ここではアルミニウムベア材からなりかつヘッダ形成用プレート(56)と管接続用プレート(57)との間に介在させられた中間プレート(58)とが、積層されて互いにろう付されることにより構成されている。
第１ヘッダタンク(51)のヘッダ形成用プレート(56)の右側部分および左側部分に、それぞれ左右方向にのびる２つの外方膨出部(59A)(59B)(59C)(59D)が前後方向に間隔をおいて形成されている。以下、この実施形態において、右側前部分の外方膨出部(59A)を第１外方膨出部、右側後部分の外方膨出部(59B)を第２外方膨出部、左側前部分の外方膨出部(59C)を第３外方膨出部、左側後部分の外方膨出部(59D)を第４外方膨出部というものとする。各外方膨出部(59A)〜(59D)の下側を向いた開口は中間プレート(58)により塞がれている。各外方膨出部(59A)〜(59D)の膨出高さ、長さおよび幅は等しくなっている。ヘッダ形成用プレート(56)は、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートにプレス加工を施することにより形成されている。
図１５に示すように、管接続用プレート(57)の前後両側部分に、それぞれ前後方向に長い複数の貫通状管挿入穴(61)が、左右方向に間隔をおいて形成されている。前側の右半部における複数の管挿入穴(61)は、ヘッダ形成用プレート(56)の第１外方膨出部(59A)の左右方向の範囲内に形成され、後側の右半部における複数の管挿入穴(61)は、第２外方膨出部(59B)の左右方向の範囲内に形成され、前側の左半部における複数の管挿入穴(61)は、第３外方膨出部(59C)の左右方向の範囲内に形成され、後側の左半部における複数の管挿入穴(61)は、第４外方膨出部(59D)の左右方向の範囲内に形成されている。また、各管挿入穴(61)の長さは、各外方膨出部(59A)〜(59D)の前後方向の幅よりも若干長く、管挿入穴(61)の前後両端部は各外方膨出部(59A)〜(59D)の前後両側縁よりも外方に突出している。管接続用プレート(57)の前後両側縁部に、それぞれ上方に突出して先端がヘッダ形成用プレート(56)の外面まで至り、かつヘッダ形成用プレート(56)と中間プレート(58)との境界部分を全長にわたって覆う被覆壁(62)が一体に形成され、ヘッダ形成用プレート(56)および中間プレート(58)の前後両側面にろう付されている。各被覆壁(62)の突出端に、ヘッダ形成用プレート(56)の外面に係合する複数の係合部(63)が、左右方向に間隔をおいて一体に形成され、ヘッダ形成用プレート(56)にろう付されている。管接続用プレート(57)は、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートにプレス加工を施すことにより形成されている。
中間プレート(58)に、管接続用プレート(57)の管挿入穴(61)をヘッダ形成用プレート(56)の外方膨出部(59A)〜(59D)内に通じさせる貫通状連通穴(64)が、管挿入穴(61)と同じ数だけ形成されている。連通穴(64)は管挿入穴(61)よりも一回り大きくなっている（図１７参照）。各連通穴(64)は、管接続用プレート(57)の各管挿入穴(61)と対応する位置に形成されている。そして、管接続用プレート(57)の前側の右半部における複数の管挿入穴(61)は、中間プレート(58)の前側の右半部における複数の連通穴(64)を介して第１外方膨出部(59A)内に通じさせられ、同じく後側の右半部における複数の管挿入穴(61)は、中間プレート(58)の後側の右半部における複数の連通穴(64)を介して第２外方膨出部(59B)内に通じさせられ、同じく前側の左半部における複数の管挿入穴(61)は、中間プレート(58)の前側の左半部における複数の連通穴(64)を介して第３外方膨出部(59C)内に通じさせられ、同じく後側の左半部における複数の管挿入穴(61)は、中間プレート(58)の後側の左半部における複数の連通穴(64)を介して第４外方膨出部(59D)内に通じさせられている。第１外方膨出部(59A)内に通じるすべての連通穴(64)および第２外方膨出部(59B)内に通じるすべての連通穴(64)は、それぞれ中間プレート(58)における左右方向に隣り合う連通穴(64)間の部分を切除することにより形成された第１の連通部(66)により連通させられている。第３外方膨出部(59C)に通じる各連通穴(64)と第４外方膨出部(59D)に通じる各連通穴(64)とは、中間プレート(58)における前後方向に隣り合う連通穴(64)間の部分を切除することにより形成された第２の連通部(65)により連通させられ、これにより第２外方膨出部(59C)内と第４外方膨出部(59D)内とは相互に通じ合っている。中間プレート(58)は、アルミニウムベア材にプレス加工を施すことにより形成されている。
３つのプレート(56)(57)(58)の右端部には、それぞれ前後方向に間隔をおいて２つの右方突出部(56a)(57a)(58a)が形成されている。中間プレート(58)には、２つの外方突出部(58a)の先端から右端部の連通穴(64)に通じる切り欠き(67)が形成されており、これにより第１ヘッダタンク(51)に、第１外方膨出部(59A)内に通じる冷媒入口(68)と、第２外方膨出部(59B)内に通じる冷媒出口(69)とが形成されている（図１７参照）。
第２ヘッダタンク(52)は、第１ヘッダタンク(51)とほぼ同様な構成であり、同一物および同一部分に同一符号を付す（図１６参照）。両ヘッダタンク(51)(52)は、管接続用プレート(57)どうしが対向するように配置されている。第２ヘッダタンク(52)における第１ヘッダタンク(51)との相違点は、ヘッダ形成用プレート(56)に、前後方向に間隔をおいて２つの外方膨出部(71A)(71B)が、第１外方膨出部(59A)と第３外方膨出部(59C)、および第２外方膨出部(59B)と第４外方膨出部(59D)とにそれぞれまたがるようにヘッダ形成用プレート(56)の右端部から左端部にかけて形成されている点、各外方膨出部(71A)(71B)内に通じるすべての連通穴(64)が、中間プレート(58)における左右方向に隣り合う連通穴(64)間の部分を切除することによって形成された連通部(72)により連通させられている点、両外方膨出部(71A)(71B)が連通させられていない点、ならびに３つのプレート(56)(57)(58)の右端部に右方突出部が形成されていない点である。外方膨出部(71A)(71B)の膨出高さおよび幅は、第１ヘッダタンク(51)の外方膨出部(59A)〜(59D)の膨出高さおよび幅と等しくなっている。
両ヘッダタンク(51)(52)は、外方膨出部(59A)(59B)(59C)(59D)(71A)(71B)を有するヘッダ形成用プレート(56)と、管挿入穴(61)、被覆壁(62)および被覆壁(62)に真っ直ぐに連なった係合部形成用突片(63A)（図１５および図１６実線参照）を有する管接続用プレート(57)と、連通穴(64)および連通部(65)(66)(72)を有する中間プレート(58)とを形成した後、３つのプレート(56)(57)(58)を積層状に組み合わせた後、突片(63A)を曲げて係合部(63)を形成し、ついでヘッダ形成用プレート(56)のろう材層および管接続用プレート(57)のろう材層を利用して３つのプレート(56)(57)(58)を相互にろう付するとともに、被覆壁(62)を中間プレート(58)およびヘッダ形成用プレート(56)の前後両側面にろう付し、さらに係合部(63)をヘッダ形成用プレート(56)にろう付することにより製造される。
熱交換管(53)は、金属、ここではアルミニウム製押出形材からなり、前後方向に幅広の偏平状で、その内部に長さ方向にのびる複数の冷媒通路(53a)が並列状に形成されている。熱交換管(53)の両端部は、それぞれ両ヘッダタンク(51)(52)の管挿入穴(61)に挿入された状態で、管接続用プレート(57)のろう材層を利用して管接続用プレート(57)にろう付されている。なお、熱交換管(53)の両端は中間プレート(58)の厚さ方向の中間部まで連通穴(64)内に入り込んでいる（図１３参照）。両ヘッダタンク(51)(52)間には、左右方向に間隔をおいて並列状に配置された複数の熱交換管(53)からなる熱交換管群(73)が、前後方向に並んで複数列、ここでは２列配置されている。前側熱交換管群(73)の右半部に位置する複数の熱交換管(53)の上下両端部は第１外方膨出部(59A)内および前側外方膨出部(71A)内に通じるように両ヘッダタンク(51)(52)に接続され、同じく左半部に位置する複数の熱交換管(53)の上下両端部は第３外方膨出部(59C)内および前側外方膨出部(71A)内に通じるように両ヘッダタンク(51)(52)に接続されている。また、後側熱交換管群(73)の右半部に位置する複数の熱交換管(53)の上下両端部は第２外方膨出部(59B)内および後側外方膨出部(71B)内に通じるように両ヘッダタンク(51)(52)に接続され、同じく左半部に位置する複数の熱交換管(53)の上下両端部は第４外方膨出部(59D)内および後側外方膨出部(71B)内に通じるように両ヘッダタンクに接続されている。
コルゲートフィン(54)は両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートを用いて波状に形成されたものであり、その波頭部と波底部を連結する連結部に、前後方向に並列状に複数のルーバが形成されている。コルゲートフィン(54)は前後両熱交換管群(73)に共有されており、その前後方向の幅は前側熱交換管群(73)の熱交換管(53)の前側縁と後側熱交換管群(73)の熱交換管(53)の後側縁との間隔をほぼ等しくなっている。なお、１つのコルゲートフィン(54)が前後両熱交換管群(73)に共有される代わりに、両熱交換管群(73)の隣り合う熱交換管(53)どうしの間にそれぞれコルゲートフィンが配置されていてもよい。
上述したエバポレータ(50)において、第１ヘッダタンク(51)における第１外方膨出部(59A)を含む右側前部分が冷媒流通部である冷媒入口ヘッダ(74)となり、同じく第２外方膨出部(59B)を含む右側後部分が冷媒流通部である冷媒出口ヘッダ(70)となる。また、すべての熱交換管(53)と、第１ヘッダタンク(51)の左側部分と、第２ヘッダタンク(52)とにより、冷媒入口ヘッダ(74)と冷媒出口ヘッダ(70)とを通じさせる冷媒循環経路が形成されている。
そして、冷媒入口ヘッダ(74)および冷媒出口ヘッダ(70)に、それぞれ入口側および出口側の配管用パイプ(75)が、冷媒流通部接続構造(76)によって接続されている。
図１７〜図２０に示すように、冷媒流通部接続構造(76)は、第１ヘッダタンクの３つのプレート(56)(57)(58)の２つの右方突出部(56a)(57a)(58a)にまたがるように、冷媒入口ヘッダ(74)および冷媒出口ヘッダ(70)に接合された流路部材(77)と、入口側および出口側配管用パイプ(75)と、両パイプ(75)を流路部材(77)に固定する固定部材(78)と、流路部材(77)と固定部材(78)とを固定する締結手段とよりなる。
流路部材(77)は金属、ここではアルミニウムベア材により右方から見て横長方形のブロック状に形成されたものであり、一端開口が冷媒入口(68)を介して冷媒入口ヘッダ(74)内に通じるとともに、他端が流路部材(77)右側面に開口した入口側冷媒流路(80)と、一端開口が冷媒出口(69)を介して冷媒出口ヘッダ(70)内に通じるとともに、他端が流路部材(77)右側面に開口した出口側冷媒流路(81)とを有している。各冷媒流路(80)(81)の右端部に、内周面が円筒面状となされた挿入部(80a)(81a)が形成されている。流路部材(77)の右側面の前後両端部に、右方に突出しかつ固定部材(78)の両端面に沿う突出部(82)がそれぞれ一体に形成され、両突出部(82)の前後方向内面にそれぞれ上下方向に伸びる凹溝(83)が形成されている。各凹溝(83)の上下両端は各突出部(82)の上下両面に開口している。各凹溝(83)における突出部(82)先端側の側壁が、後述する固定部材(78)の凸部(88)に係合する係合部(84)となっている。流路部材(77)は、両面にろう材層を有するブレージングシート、ここではアルミニウムブレージングシート(85)により第１ヘッダタンク(51)にろう付されている。
各配管用パイプ(75)の先端寄りの部分に、環状ビード(75a)（環状凸条）が全周にわたって形成されている。配管用パイプ(75)の環状ビード(75a)よりも先端側の部分の外周面にＯリング(86)が装着されている。
固定部材(78)は金属、ここではアルミニウムベア材により右方から見て横長円形のブロック状に形成されたものである。固定部材(78)の前後両端部には、それぞれ下側縁部（下側面）に開口しかつ配管用パイプ(75)における環状ビード(75a)よりも右側の部分（長さ方向内側部分）が嵌る切り欠き(87)が形成されている。固定部材(78)の左側面における両切り欠き(87)の左端開口の周縁部には、それぞれ配管用パイプ(75)の環状ビード(75a)が嵌る凹所(78a)が形成されている。固定部材(78)の前後両端面に、それぞれ前後方向外方に突出しかつ流路部材(77)の両突出部(82)の凹溝(83)内に嵌る凸部(88)が一体に形成されている。凸部(88)の突出高さは凹溝(83)の深さと等しく、凸部(88)の左右方向の長さは凹溝(83)の左右方向の幅と等しくなっている。また、凸部(88)の前後方向外面は、右方から見て前後方向外方に突出した円弧状となっている。
締結手段は、流路部材(77)の右側面における前後方向の中央部から左方に伸びるように形成された１つのめねじ穴(90)と、固定部材(78)の前後方向の中央部に左右方向に貫通状に形成されたボルト挿通穴(91)に右方から通され、かつ流路部材(77)のめねじ穴(90)にねじ嵌められる１つのボルト(92)とよりなる。
入口側および出口側配管用パイプ(75)の冷媒入口ヘッダ(74)および冷媒出口ヘッダ(70)への接続は次のようにして行われる。
まず、流路部材(77)の入口側冷媒流路(80)および出口側冷媒流路(81)の挿入部(80a)(81a)内に、それぞれ入口側および出口側配管用パイプ(75)における環状ビード(75a)よりも先端側の部分を挿入する。ついで、固定部材(78)を、流路部材(77)の上方から下方に移動させるように配置することにより、両凸部(88)をそれぞれ流路部材(77)の両突出部(82)の凹溝(83)内に嵌め入れるとともに、両切り欠き(87)内に入口側および出口側配管用パイプ(75)における環状ビード(75a)よりも右側部分をそれぞれ嵌め入れ、さらにボルト挿通穴(91)とめねじ穴(90)とを合致させる。このとき、両配管用パイプ(75)の環状ビード(75a)を固定部材(78)の凹所(78a)内に嵌め入れる。ついで、ボルト(92)を右方から固定部材(78)のボルト挿通穴(91)に通すとともに、流路部材(77)のめねじ穴(90)にねじ嵌める。こうして、入口側および出口側配管用パイプ(75)が冷媒入口ヘッダ(74)および冷媒出口ヘッダ(70)にそれぞれ接続される。
エバポレータ(50)は、圧縮機、ガスクーラ、減圧器としての膨張弁、気液分離器としてのアキュムレータおよびガスクーラから出てきた冷媒とエバポレータから出て気液分離器を通過してきた冷媒とを熱交換させる中間熱交換器とともに超臨界冷凍サイクルを構成し、カーエアコンとして車両、たとえば自動車に搭載される。
上述したエバポレータ(50)において、減圧器を通過して減圧されたＣＯ２ が、入口側配管用パイプ(75)から流路部材(77)の入口側冷媒流路(80)および冷媒入口(68)を通って冷媒入口ヘッダ(74)内に入り、分流して第１外方膨出部(59A)内に通じているすべての熱交換管(53)の冷媒通路(53a)内に流入する。冷媒通路(53a)内に流入したＣＯ２は、冷媒通路(53a)内を下方に流れて第２ヘッダタンク(52)の前側外方膨出部(71A)内に流入する。前側外方膨出部(71A)内に流入したＣＯ２はその内部と連通穴(64)および連通部(72)を左方に流れ、分流して第３外方膨出部(59C)内に通じているすべての熱交換管(53)の冷媒通路(53a)内に流入し、流れ方向を変えて冷媒通路(53a)内を上方に流れて第１ヘッダタンク(51)の第３外方膨出部(59C)内に入る。第３外方膨出部(59C)内に流入したＣＯ２は、第１ヘッダタンク(51)の中間プレート(58)の第２連通部(65)を通って第４外方膨出部(59D)内に入り、分流して第４外方膨出部(59D)に接続されているすべての熱交換管(53)の冷媒通路(53a)内に流入し、流れ方向を変えて冷媒通路(53a)内を下方に流れて第２ヘッダタンク(52)の後側外方膨出部(71B)内に入る。後側外方膨出部(71B)内に流入したＣＯ２はその内部と連通穴(64)および連通部(72)を通って右方に流れ、分流して第２外方膨出部(59B)に接続されているすべての熱交換管(53)の冷媒通路(53a)内に流入し、流れ方向を変えて冷媒通路(53a)内を上方に流れて第１ヘッダタンク(51)の冷媒出口ヘッダ(70)内に入る。その後、ＣＯ２は冷媒出口(69)および流路部材(77)の出口側冷媒流路(81)を通り、出口側配管用パイプ(75)から排出される。そして、ＣＯ２が熱交換管(53)の冷媒通路(53a)内を流れる間に、通風間隙を図１２に矢印Ｘで示す方向に流れる空気と熱交換をし、気相となって流出する。
実施形態３においては、流路部材(77)に係合部(84)が設けられ、固定部材(78)に係合部(84)が係合する凸部(88)が設けられているが、これとは逆に、流路部材(77)に凸部(88)が設けられ、固定部材(78)に凸部(88)に係合する係合部(84)が設けられていてもよい。
上記実施形態１〜３においては、超臨界冷凍サイクルの超臨界冷媒として、ＣＯ２が使用されているが、これに限定されるものではなく、エチレン、エタン、酸化窒素などが使用される。
実施形態４
この実施形態は図２１に示すものであり、この発明を超臨界冷凍サイクルの冷媒流通部である配管用パイプどうしの接続に適用したものである。なお、この実施形態の説明において、図２１の上下、左右を上下、左右というものとする。
冷媒流通部接続構造(100)は、第１の配管用パイプ(101)の先端部に固定された第１流路部材(102)と、第２の配管用パイプ(103)の先端部に固定された第２流路部材(104)と、両流路部材(102)(104)を固定する締結手段とよりなる。
第１流路部材(102)は金属、ここではアルミニウムベア材によりブロック状に形成されたものであり、その上端部に左右方向に貫通した冷媒流路(105)が形成されている。冷媒流路(105)の左端部には大径部(105a)が形成されており、この大径部(105a)内に第１配管用パイプ(101)の先端部が挿入されて第１流路部材(102)に溶接やろう付により接合されている。第１流路部材(102)の右側面における冷媒流路(105)の右端開口の周縁部には、外周面が円筒面状となされた雄パイプ部(102a)が右方突出状に一体に形成されている。雄パイプ部(102a)の外周面にＯリング(106)が装着されている。第１流路部材(102)の上端部に、右方に突出しかつ第２流路部材(104)の上端面に沿う突出部(107)が一体に形成され、突出部(107)の下面に前後方向に伸びる凹溝(108)が形成されている。凹溝(108)の前後両端は突出部(107)の前後両側面に開口している。凹溝(108)における突出部(107)先端側の側壁が、後述する第２流路部材(104)の凸部(112)に係合する係合部(109)となっている。
第２流路部材(104)は金属、ここではアルミニウムベア材により後方から見て縦長方形のブロック状に形成されたものであり、その上端部に左右方向に貫通しかつ第１流路部材(102)の冷媒流路(105)に通じる冷媒流路(111)が形成されている。冷媒流路(111)の左端部には内周面が円筒面状となされ、かつ第１流路部材(102)の雄パイプ部(102a)が挿入される挿入部(111a)が形成されている。また、冷媒流路(111)の右端部には大径部(111b)が形成され、この大径部(111b)内に第２配管用パイプ(103)の先端部が挿入されて第２流路部材(104)に溶接やろう付により接合されている。第２流路部材(104)の上端面に、上方に突出しかつ第１流路部材(102)の凹溝(108)内に嵌る凸部(112)が一体に形成されている。凸部(112)の突出高さは凹溝(108)の深さと等しく、凸部(112)の左右方向の長さは凹溝(108)の左右方向の幅と等しくなっている。また、図示は省略したが、凸部(112)の上面は左方から見て上方に突出した円弧状となっている。ここで、冷媒流路(111)における挿入部(111a)の中心線と凸部(112)の上端との距離は、第１流路部材(102)における雄パイプ部(102a)の外周面の中心線と凹溝(108)の底面との距離と等しくなっている。
締結手段は、第２流路部材(104)の下端部に左右方向に貫通状に形成されためねじ穴(113)と、第１流路部材(102)の下端部に左右方向に貫通状に形成されたボルト挿通穴(114)に左方から通され、かつ第２流路部材(104)のめねじ穴(113)にねじ嵌められるボルト(115)とよりなる。
第１配管用パイプ(101)と第２配管用パイプ(103)との接続は次のようにして行われる。
まず、第２流路部材(104)の冷媒流路(111)の挿入部(111a)内に、第１流路部材(102)の雄パイプ部(102a)を挿入する。このとき、第１流路部材(102)のボルト挿通穴(114)が第２流路部材(104)のめねじ穴(113)からずれるように、ここでは図２１の紙面表側にずれるようにしておく。ついで、第１流路部材(102)を雄パイプ部(102a)の外周面における中心線の周りに回転させることにより、第２流路部材(104)の凸部(112)を第１流路部材(102)の凹溝(108)内に嵌め入れるとともに、ボルト挿通穴(114)とめねじ穴(113)とを合致させる。ついで、ボルト(115)を左方から第１流路部材(102)のボルト挿通穴(114)に通すとともに、第２流路部材(104)のめねじ穴(113)にねじ嵌める。こうして、両配管用パイプ(101)(103)が接続される。
実施形態４においては、第１流路部材(102)に係合部(109)が設けられ、第２流路部材(104)に係合部(109)が係合する凸部(112)が設けられているが、これとは逆に、第１流路部材(102)に凸部(112)が設けられ、第２流路部材(104)に凸部(112)に係合する係合部(109)が設けられていてもよい。
上記実施形態１〜３の接続構造は、実施形態４の場合と同様に、冷凍サイクルの配管用パイプどうしの接続にも適用可能である。この場合、流路部材(26)(77)の冷媒流路(28)(80)(81)における挿入部(28a)(80a)(81a)が形成された側の端部に一方の配管用パイプの端部が挿入されて流路部材(26)(77)に接合される。そして、他方の配管用パイプが固定部材(27)(78)により固定される。
この発明を適用したガスクーラの実施形態１の全体構成を示す斜視図である。 図１のガスクーラの後方から前方を見た一部省略垂直断面図である。 図１のガスクーラの第１ヘッダタンクを示す斜視図である。 図１のガスクーラの第１ヘッダタンクを示す分解斜視図である。 図２のＡ−Ａ線拡大断面図である。 図１のガスクーラの第２ヘッダタンクを示す分解斜視図である。 図２のＢ−Ｂ線拡大断面図である。 図２のＣ−Ｃ線拡大断面図である。 図１のガスクーラの冷媒出口に出口側配管用パイプを接続する接続構造を示す分解斜視図である。 この発明を適用したガスクーラの実施形態２を示す図８相当の断面図である。 図１０のガスクーラの図９相当の分解斜視図である。 この発明を適用した実施形態３のエバポレータの全体構成を示す斜視図である。 図１２のエバポレータの後方から前方を見た一部省略垂直断面図である。 図１３のＤ−Ｄ線拡大断面図である。 図１２のエバポレータの第１ヘッダタンクを示す分解斜視図である。 図１２のエバポレータの第２ヘッダタンクを示す分解斜視図である。 図１３のＥ−Ｅ線拡大断面図である。 図１３の一部を切り欠いたＦ−Ｆ線拡大断面図である。 図１２のエバポレータにおける第１ヘッダタンクの右端部を示す分解斜視図である。 図１２のエバポレータの冷媒入口および冷媒出口に入口側配管用パイプおよび出口側配管用パイプを接続する接続構造を示す分解斜視図である。 この発明を適用した実施形態４の配管用パイプどうしの接続構造を示す垂直断面図である。
(1)：ガスクーラ（熱交換器）
(12)：冷媒入口
(13)：冷媒出口
(21)：冷媒入口ヘッダ（冷媒流通部）
(22)：冷媒出口ヘッダ（冷媒流通部）
(23)(40)：冷媒流通部接続構造
(25)：配管用パイプ
(25a)：環状ビード（環状凸条）
(26)：流路部材
(27)：固定部材
(28)：冷媒流路
(29)：突出部
(31)：凹溝
(32)：係合部
(34)：切り欠き
(35)：凸部
(36)：めねじ穴
(37)：ボルト挿通穴
(38)：ボルト
(41)：第１流路部材
(42)：第２流路部材
(42a)：雄パイプ部
(43)：冷媒流路
(44)：配管用パイプ
(50)：エバポレータ（熱交換器）
(68)：冷媒入口
(69)：冷媒出口
(70)：冷媒出口ヘッダ（冷媒流通部）
(74)：冷媒入口ヘッダ（冷媒流通部）
(75)：配管用パイプ
(75a)：環状ビード（環状凸条）
(76)：冷媒流通部接続構造
(77)：流路部材
(78)：固定部材
(80)(81)：冷媒流路
(82)：突出部
(83)：凹溝
(84)：係合部
(87)：切り欠き
(88)：凸部
(90)：めねじ穴
(91)：ボルト挿通穴
(92)：ボルト
(100)：冷媒流通部接続構造
(101)(103)：配管用パイプ（冷媒流通部）
(102)：第１流路部材
(102a)：雄パイプ部
(104)：第２流路部材
(105)：冷媒流路
(107)：突出部
(108)：凹溝
(109)：係合部
(111)：冷媒流路
(111a)：挿入部
(112)：凸部
(113)：めねじ穴
(114)：ボルト挿通穴
(115)：ボルト

Claims (5)

  1. 一端開口を介して冷媒流通部に通じる冷媒流路を有する流路部材と、流路部材の冷媒流路の他端開口内に先端部が嵌め入れられた状態で流路部材に接続される冷媒流通部としてのパイプと、パイプを流路部材に固定する固定部材と、流路部材と固定部材とを固定する締結手段とを備えており、流路部材および固定部材のうちいずれか一方に、同他方の一部分に係合して流路部材と固定部材との離隔を防止する係合部が設けられ、パイプの先端寄りの部分に環状凸条が全周にわたって形成され、パイプにおける環状凸条よりも先端側の部分が流路部材の冷媒流路の上記他端開口内に嵌め入れられ、固定部材に、その一側縁部に開口し、かつパイプにおける環状凸条を挟んで冷媒流路内への嵌入部とは反対側の部分が嵌る切り欠きが形成され、先端部が流路部材の冷媒流路の上記他端開口内に嵌め入れられたパイプが、側方から固定部材の切り欠き内に嵌め入れられることにより、流路部材および固定部材のうちいずれか一方に設けられた係合部が同他方の一部分に係合するようになされている冷凍サイクルの冷媒流通部接続構造。
  2. 流路部材における冷媒流路が形成された側の端部に固定部材側に突出しかつ固定部材の端面に沿う突出部が設けられ、突出部における固定部材の端面側を向いた面に、固定部材の切り欠きの深さ方向に伸びる凹溝が形成され、固定部材の端面に、凹溝内に嵌る外方に突出した凸部が設けられ、凹溝における突出部先端側の側壁が、凸部に係合する係合部となっている請求項１記載の冷凍サイクルの冷媒流通部接続構造。
  3. 流路部材の冷媒流路の上記一端開口内に冷媒流通部である流路部材側パイプの先端部が嵌め入れられ、流路部材側パイプが流路部材に接合されている請求項１または２記載の冷凍サイクルの冷媒流通部接続構造。
  4. 一端部に冷媒流通部に通じる冷媒流路が形成されるとともに他端部にめねじ穴が形成された第１流路部材と、一端部に冷媒流通部に通じる冷媒流路が形成されるとともに他端部にボルト挿通穴が形成された第２流路部材と、第２流路部材のボルト挿通穴に通されるとともに第１流路部材のめねじ穴にねじ嵌められるボルトとを用意すること、
    第１流路部材における冷媒流路が形成された側の端部に第２流路部材側に突出しかつ第２流路部材の端面に沿う突出部を設けるとともに、突出部における第２流路部材の端面側を向いた面に、両流路部材の幅方向に伸びる凹溝を形成し、さらに第２流路部材の端面に、凹溝内に嵌る外方に突出した凸部を設けること、
    第１流路部材の冷媒流路における第２流路部材側の端部に、内周面が円筒面状となされた挿入部を形成するとともに、第２流路部材の第１流路部材側を向いた面における冷媒流路の開口の周縁部に、外周面が円筒面状となされかつ第１流路部材の冷媒流路の挿入部内に挿入される雄パイプ部を設けること、
    第１流路部材のめねじ穴と第２流路部材のボルト挿通穴がずれるように、第２流路部材の雄パイプ部を第１流路部材の冷媒流路の挿入部内に挿入すること、
    第２流路部材を第１流路部材に対して雄パイプ部の中心線の周りに回転させることにより、めねじ穴とボルト挿通穴とを合致させるとともに、凸部を凹溝内に嵌めて凹溝の突出部先端側の側壁を凸部に係合させること、
    ならびに第２流路部材のボルト挿通穴にボルトを通して第１流路部材のめねじ穴にねじ嵌めることを含む冷凍サイクルの冷媒流通部接続方法。
  5. 一端部に冷媒流通部に通じる冷媒流路が形成されるとともに他端部にボルト挿通穴が形成された第１流路部材と、一端部に冷媒流通部に通じる冷媒流路が形成されるとともに他端部にめねじ穴が形成された第２流路部材と、第１流路部材のボルト挿通穴に通されるとともに第２流路部材のめねじ穴にねじ嵌められるボルトとを用意すること、
    第１流路部材における冷媒流路が形成された側の端部に第２流路部材側に突出しかつ第２流路部材の端面に沿う突出部を設けるとともに、突出部における第２流路部材の端面側を向いた面に、両流路部材の幅方向に伸びる凹溝を形成し、さらに第２流路部材の端面に、凹溝内に嵌る外方に突出した凸部を設けること、
    第２流路部材の冷媒流路における第１流路部材側の端部に、内周面が円筒面状となされた挿入部を形成するとともに、第１流路部材の第２流路部材側を向いた面における冷媒流路の開口の周縁部に、外周面が円筒面状となされかつ第２流路部材の冷媒流路の挿入部内に挿入される雄パイプ部を設けること、
    第２流路部材のめねじ穴と第１流路部材のボルト挿通穴がずれるように、第１流路部材の雄パイプ部を第２流路部材の冷媒流路の挿入部内に挿入すること、
    第１流路部材を第２流路部材に対して雄パイプ部の中心線の周りに回転させることにより、めねじ穴とボルト挿通穴とを合致させるとともに、凸部を凹溝内に嵌めて凹溝の突出部先端側の側壁を凸部に係合させること、
    ならびに第１流路部材のボルト挿通穴にボルトを通して第２流路部材のめねじ穴にねじ嵌めることを含む冷凍サイクルの冷媒流通部接続方法。
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