JP2001296088A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JP2001296088A
JP2001296088A JP2000109705A JP2000109705A JP2001296088A JP 2001296088 A JP2001296088 A JP 2001296088A JP 2000109705 A JP2000109705 A JP 2000109705A JP 2000109705 A JP2000109705 A JP 2000109705A JP 2001296088 A JP2001296088 A JP 2001296088A
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Japan
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heat exchange
heat exchanger
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JP2000109705A
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Kei Yoshitomi
圭 吉富
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/04Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • F28F9/16Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
    • F28F9/18Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2225/00Reinforcing means
    • F28F2225/04Reinforcing means for conduits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱交換器の熱交換チューブの補強部材のろう
付け欠陥を除去し、以って熱交換器の信頼性を向上する
こと。 【解決手段】 対設されたヘッダ12と、ヘッダ12の
間に横断方向に延設された複数の扁平熱交換チューブ1
4とを具備し、扁平熱交換チューブ14は、両側面から
管内に突き出して互いに当接しろう付けにより接合され
る補強部14cを有し、その両端においてヘッダ12に
形成された対応のヘッダ穴12a内に嵌入され、かつ、
ろう付けによりヘッダ12に連結されて成る熱交換器1
0において、ヘッダ穴12が扁平熱交換チューブ14の
断面形状の輪郭線から内側に膨出する形状を有してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】[発明の属する技術分野]本発明は熱交換
器に関し、特に、扁平な断面形状を有する複数の扁平熱
交換チューブを具備する熱交換器に関する。
【0002】[従来の技術]従来から自動車のラジエタ
ーやエアコンの室外機等に用いる比較的小型で低温の熱
交換器は、ヘッダに横断方向に設けられた扁平な熱交換
チューブを具備しており、熱交換チューブとヘッダとは
ろう付けにより接合されている。より詳細には、図7に
示すように、従来からヘッダ30にはヘッダ穴32が形
成されており、熱交換チューブはその両端においてヘッ
ダ穴32内に嵌入され、ろう付けによりヘッダ30に接
合される。従来技術では、ヘッダ穴32は図7に示すよ
うに熱交換チューブの断面形状と概ね同一形状を有して
いる。
【0003】近時、熱交換チューブとして、アルミニウ
ム合金や銅合金製の帯板の長手方向の両縁部を互いに突
合せろう付けにより接合した所謂溶接管が用いられるよ
うになっている。溶接管は継目無管に比較して耐圧性能
が低いために、両側面から管内に突出する補強部が設け
られており、該補強部を互いにろう付けにより接合する
ことによりその耐圧性能を高めている。
【0004】[発明が解決しようとする課題]この種の
熱交換器は、熱交換器を構成する部材の表面に予めろう
材が適用されており、仮組みした後に加熱炉により加熱
し、ろう付けにより熱交換器として一体化することによ
り製造されている。熱交換器の仮組みの際にはクランプ
工具により各部材を互いに押圧して、ろう付けの完全性
を担保するようにしているが、ヘッダに挿入した熱交換
チューブの端部近傍領域では、クランプ力が十分に伝達
されないために補強部が互いに接合されず、熱交換チュ
ーブの所定の耐圧性能が得られないことがある。
【0005】本発明は、こうした従来技術の問題点を解
決することを技術課題としており、補強部材のろう付け
欠陥を除去し、以って熱交換器の信頼性を向上すること
を目的としている。
【0006】[課題を解決するための手段]請求項1に
記載の本発明は、対設されたヘッダと、該ヘッダの間に
おいて前記ヘッダに対して横断方向に延設された複数の
扁平熱交換チューブとを具備し、前記扁平熱交換チュー
ブは、軸線方向に延びる溶接線に沿ってつき合わせろう
付けした溶接管であって、両側面から管内に突き出して
互いに当接しろう付けにより接合される補強部を有して
おり、かつ、その両端において前記ヘッダに形成された
対応のヘッダ穴内に嵌入され、ろう付けにより前記ヘッ
ダに接合されて成る熱交換器において、前記ヘッダ穴が
前記扁平熱交換チューブの断面形状の輪郭線から内側に
膨出する形状を有していることを特徴とする熱交換器を
要旨とする。
【0007】前記扁平熱交換チューブの各間にコルゲー
トフィンを配設することができ、また、前記扁平熱交換
チューブは、好ましくは、アルミニウム合金から形成さ
れている。
【0008】[発明の実施の形態]以下、添付図面を参
照して本発明の好ましい実施形態を説明する。先ず、図
1、2を参照すると、熱交換器10は、対設された左右
一対のヘッダ12と、該ヘッダ12の間においてヘッダ
10の中心軸線の方向に対して横断方向に延設された複
数の扁平熱交換チューブ14とを具備している。扁平熱
交換チューブ14は縦方向に等間隔に配置されており、
各々の間にコルゲートフィン16が設けられている。ま
た、熱交換器10は、扁平熱交換チューブ12およびコ
ルゲートフィン14を縦方向に保持するために上下一対
の押さえ板18を有している。
【0009】扁平熱交換チューブ14は、図3、4に示
すように、アルミニウム合金、銅合金等の金属製帯板を
折り曲げて、その軸線方向に延びる溶接線14aに沿っ
てつき合わせろう付けした溶接管により形成されてい
る。扁平熱交換チューブ14は、矩形の両端に半円を組
み合わせた長円形の断面形状を有しており、その対面す
る両側面14bから管内に突き出して当接し、ろう付け
により互いに接合される補強部として複数の凹所14c
を有している。
【0010】ヘッダ12は扁平熱交換チューブ14を受
容するための複数のヘッダ穴12aを有しており、扁平
熱交換チューブ14は、その両端において対応のヘッダ
穴12a内に嵌入され、かつ、ろう付けによりヘッダ1
2に接合される。従来技術では、ヘッダ穴は、図7を参
照して既述したように、嵌入すべき扁平熱交換チューブ
の断面形状と概ね同一の形状を有しているが、本実施形
態においてヘッダ穴12aは、一点鎖線で示す扁平熱交
換チューブ12の断面形状の輪郭線から内側に膨出する
形状を有している。より詳細には、ヘッダ穴12aの形
状は、凹所14cの形成されている側面に対応する輪郭
線から内側に膨出する形状となっている。
【0011】以下、熱交換器10の組立工程に従って本
実施形態の作用を説明する。先ず、アルミニウム合金ま
たは銅合金等の金属製帯板の表面にクラッド法等の適当
な方法によりろう材が適用される。この帯板を図3、4
または図5に示すように折り曲げまたはプレス成型し扁
平管状成型品を準備する。これと同時に表面にろう材が
適用されたコルゲートフィンが準備される。
【0012】上述のようにして準備された複数の扁平管
状成型品の各々の端部をヘッダ12の対応するヘッダ穴
12a内に嵌入する。このとき、ヘッダ穴12aが、図
5において一点鎖線で示す扁平熱交換チューブ12の断
面形状の輪郭線から内側に膨出する形状を有しているた
めに、扁平管状成型品においてヘッダ穴12aに嵌入さ
れた端部近傍領域は、図1において矢印Aで示すよう
に、ヘッダ穴12aから押圧力を受け一点鎖線で示すよ
うに変形する。従って、扁平管状成型品の端部近傍領域
にある補強部としての凹所14cは、反対側の側面に形
成された対応の凹所14cに十分な押圧力を持って当接
する。
【0013】次いで、複数の扁平管状成型品の各間にコ
ルゲートフィンを配置し、最上段および最下段のコルゲ
ートフィンの外側に押さえ板18( 図1、2)を配置
し、押さえ板18の軸方向の概ね中心部において押さえ
板18の外側からクランプ工具( 図示せず) により、隣
接する扁平管状成型品とコルゲートフィンとを押圧し、
熱交換器10を仮組みする。押さえ板18の軸方向の概
ね中心部において押さえ板18の外側からクランプ工具
( 図示せず) により押圧力を与えることにより、中央部
付近にある補強部としての凹所14cもまた反対側の側
面の対応の凹所14cに十分な押圧力を持って当接する
こととなる。
【0014】次いで、仮組みされた熱交換器を加熱炉に
て所定温度、所定時間加熱することにより、扁平管状成
型品の内外面に適用されたろう材およびコルゲートフィ
ンに適用されたろう材が溶融する。その後、熱交換器を
冷却することにより溶融したろう材が固化し、扁平管状
成型品は、溶接線14aに沿ってろう付けされ、図3、
4に示すように扁平熱交換チューブ14となると共にヘ
ッダ12およびコルゲートフィンに強固にろう付けさ
れ、仮組みされた熱交換器全体がろう付けにより一体化
して熱交換器10が完成する。
【0015】本発明の好ましい実施形態を説明したが、
本発明はこの実施形態に限定されず、種種の変形、修正
が可能であることは当業者の当然とするところである。
例えば、扁平熱交換チューブの前記補強部は、図3、4
に示すように、扁平熱交換チューブ14の側面14bに
点在する凹所14cに限定されず、例えば図6に示すよ
うに、扁平熱交換チューブ14′の長手方向に延びるリ
ブ14c′によっても形成可能である。リブ14′は、
扁平熱交換チューブ14′の形成過程において、チュー
ブを形成する帯板それ自体を屈曲して形成でき、加熱炉
により加熱されることにより互いにろう付けされる。
【0016】また、既述した実施形態において、扁平熱
交換チューブは、矩形の対面する2辺に半円形を組み合
わせた長円形の断面形状を有している旨説明したが、本
発明において長円形は、厳密な意味で矩形と半円形とを
組み合わせた形状でなくともよく、図3において両側面
14bが外方に若干膨出した形状であってもよい。更
に、既述した実施形態において、溶接線は扁平熱交換チ
ューブの曲面部分に長手方向に形成されているように図
示されているが、対面する2つの側面の一方に溶接線が
形成されるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施形態による熱交換器の斜視図であ
る。
【図2】図1の熱交換器の部分拡大斜視図である。
【図3】扁平熱交換チューブの端部近傍領域の部分拡大
斜視図である。
【図4】図3の扁平熱交換チューブの断面図である。
【図5】本発明実施形態による熱交換器のヘッダの部分
拡大図であり、ヘッダ穴を示す図である。
【図6】他の実施形態による扁平熱交換チューブの端部
近傍領域の部分拡大斜視図である。
【図7】従来技術による熱交換器のヘッダの部分拡大図
である。
【符号の説明】
10…熱交換器 12…ヘッダ 12a…ヘッダ穴 14…扁平熱交換チューブ 14a…溶接線 14c…凹所(補強部) 14c′…リブ( 補強部) 16…コルゲートフィン 18…押さえ板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対設されたヘッダと、該ヘッダの間にお
    いて前記ヘッダに対して横断方向に延設された複数の扁
    平熱交換チューブとを具備し、 前記扁平熱交換チューブは、軸線方向に延びる溶接線に
    沿ってつき合わせろう付けした溶接管であって、両側面
    から管内に突き出して互いに当接しろう付けにより接合
    される補強部を有しており、かつ、その両端において前
    記ヘッダに形成された対応のヘッダ穴内に嵌入され、ろ
    う付けにより前記ヘッダに接合されて成る熱交換器にお
    いて、 前記ヘッダ穴が前記扁平熱交換チューブの断面形状の輪
    郭線から内側に膨出する形状を有していることを特徴と
    する熱交換器。
  2. 【請求項2】 前記熱交換器は、前記扁平熱交換チュー
    ブの各間に配設されたコルゲートフィンを具備している
    請求項1に記載の熱交換器。
  3. 【請求項3】 前記扁平熱交換チューブがアルミニウム
    合金から成る請求項1または2に記載の熱交換器。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011007486A (ja) * 2009-06-02 2011-01-13 Valeo Systemes Thermiques 熱交換ユニットと熱交換器及びその製造方法
WO2013105133A1 (ja) 2012-01-11 2013-07-18 三菱電機株式会社 プレートフィンチューブ式熱交換器及びそれを備えた冷凍空調システム
CN104180702A (zh) * 2013-05-21 2014-12-03 重庆长安汽车股份有限公司 消除汽车散热器热应力的边挡板及汽车散热器

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