JP2004316937A - 熱交換器の製造方法および熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のコアを有するモジュールコア型の熱交換器において、その組立ておよび製造の容易なものの提供。
【解決手段】多数のチューブ１およびフィン２を並列して、その集合体を形成し、溝状に曲折された細長いヘッダープレート３のチューブ挿通孔３ａに夫々のチューブ１の端部を挿通してコア４を組み立てる。次いで、複数のコア４を幅方向に重ね合わせ、夫々のヘッダープレート３の端縁どうしを接触させる。そしてヘッダ本体５の開口を、重ね合わされた複数のヘッダープレート３の周縁に嵌着し、熱交換器を組立て、その組立体を炉内で一体にろう付け固定する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のコアを並列し、それらを共通のタンクに取付けた、いわゆるモジールコア型の熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のモジュールコアを並列させて大型の熱交換器を構成するものは、そのヘッダーに複数の開口を独立して形成し、夫々モジュールコアのヘッダープレートの周縁をその開口に整合する環状溝に形成し、その環状溝をシールパッキンを介して開口に嵌着し、環状溝の周縁をかしめたものであった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２６０３９５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のモジュール型熱交換器は、そのタンクが複雑であると共に、コアとタンクの開口との接続が極めて面倒なものであった。
そこで本発明は、複数のコアを有する熱交換器であって、構造が簡単で製造の容易な熱交換器の製造方法およびその熱交換器を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、多数のチューブ（１） およびフィン（２） を並列して、その集合体を形成すると共に、溝状に曲折された細長いヘッダープレート（３） のチューブ挿通孔（３ａ）に夫々のチューブ（１） の端部を挿通して、コア（４） を組み立てる工程と、
夫々のヘッダープレート（３） の長手方向に平行な縁どうしが接するように、複数のコア（４） を幅方向に重ね合わせ、重ね合わされた複数のヘッダープレート（３） の周縁に、それに整合するヘッダ本体（５） の開口を嵌着して熱交換器を組み立てる工程と、
組み立てられた熱交換器を炉内で一体にろう付けする工程と、を具備する熱交換器の製造方法である。
【０００６】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の製造方法により製造された熱交換器において、
前記ヘッダ本体（５） が、溝状に曲折形成された溝型ヘッダ部材（５ａ）と、その溝型ヘッダ部材（５ａ）の長手方向の両端を閉塞する一対の側蓋（５ｂ）とからなり、
溝型ヘッダ部材（５ａ）は、その長手方向の両側部に、溝底および側壁の一部に達する底部スリット（６） が形成され、
前記側蓋（５ｂ）は、隣接する一対のヘッダープレート（３） の重ね合わせ部に整合する中間スリット（７） がその一端縁の中間部に形成されると共に、その周縁が前記底部スリット（６） および溝型ヘッダ部材（５ａ）内周に整合し、
前記側蓋（５ｂ）が前記底部スリット（６） に嵌着して、その中間スリット（７） が一対の前記ヘッダープレート（３） の重ね合わせ部に嵌着された熱交換器である。
【０００７】
請求項３に記載の本発明は、請求項２において、
前記側蓋（５ｂ）の前記一端縁で、前記中間スリット（７） の両側に係止凸部（８） が形成され、その係止凸部（８） が、夫々のヘッダープレート（３） の係止孔（９） に嵌着されるように構成された熱交換器である。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の製造方法により製造された熱交換器において、
前記ヘッダ本体（５） が、溝状に曲折形成された溝型ヘッダ部材（５ａ）と、その溝型ヘッダ部材（５ａ）の長手方向の両端を閉塞する一対の側蓋（５ｂ）とからなり、
溝型ヘッダ部材（５ａ）は、その長手方向の両端縁に、周方向に互いに離間して複数のカシメ用爪部（５ｃ）が突設され、前記側蓋（５ｂ）にはそれに整合する欠切部（１３）が設けられ、側蓋（５ｂ）をヘッダ本体（５） に被嵌した後に、前記カシメ用爪部（５ｃ）を締結してなる熱交換器である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図１は本発明の熱交換器の分解斜視図であり、図２はその熱交換器の組立て状態を示す側面略図である。
この熱交換器は、コア４が多数の偏平なチューブ１とコルゲート型のフィン２とを交互に並列して集合体を形成し、夫々のチューブ１の端部をヘッダープレート３のチューブ挿通孔３ａに挿通したものである。
【００１０】
このヘッダープレート３は金属板を溝型に曲折し、その長手方向両端に係止孔９が形成されると共に、定間隔にヘッダープレート３の長手方向にチューブ挿通孔３ａが穿設されたものである。
このようにしてなる複数のコア４を、夫々の長手方向に平行な縁どうしが接するようにその幅方向に重ね合わせ、その重ね合わせ状態でその外周に箱状に形成されたヘッダ本体５の開口が嵌着されるのもである。
【００１１】
このヘッダ本体５は溝状に金属板を曲折した溝型ヘッダ部材５ａと、その溝型ヘッダ部材５ａの長手方向両端を閉塞する一対の側蓋５ｂとからなる。
溝型ヘッダ部材５ａは、その両端部に底部スリット６が形成されている。この底部スリット６は溝底の全長を横断すると共に、それが両側壁の溝底側の一部に達する。即ち、底部スリット６は溝型ヘッダ部材５ａの端部に脚部の短い門型に形成されている。そしてその底部スリット６の幅は、側蓋５ｂの幅に整合する。
【００１２】
次に、側蓋５ｂはその両側が溝型ヘッダ部材５ａの両側壁内面間に整合し且つ、図において上部の両側に袖部１０が突設され、その袖部１０に袖部スリット１１が両側に平行に形成されている。この袖部スリット１１は、底部スリット６のスリット端６ａに嵌着する。そのため袖部スリット１１の幅は、溝型ヘッダ部材５ａの板厚に整合する。
【００１３】
また、側蓋５ｂの図において下端中央には中間スリット７が設けられている。この中間スリット７は一対のヘッダープレート３の図において上面側に突設された重ね合わせ部外周に整合する。さらに中間スリット７の左右には、一対の係止凸部８が突設されている。この係止凸部８は、ヘッダープレート３の係止孔９に整合する。
上記の各部品は一例としてアルミニューム材からなり、互いに接触する一方の部品表面には予めろう材が被覆されたものが用いられる。
【００１４】
【組み立て順序】
次に、各コア４および熱交換器の組み立て順序につき述べる。
チューブ１とフィン２とを交互に配置して、それらの集合体を形成し、その集合体を並列方向に圧着した状態でその上下両端にヘッダープレート３を配置し、そのチューブ挿通孔３ａに夫々のチューブ１の両端部を挿通する。そしてそのチューブ１の両端部を拡開し、チューブ１をヘッダープレート３に固定しコア４を形成する。
【００１５】
このようなコア４を複数幅方向に重ね合わせ、次いで溝型ヘッダ部材５ａを一対のヘッダープレート３の外周縁に嵌着する。それと共に、側蓋５ｂを溝型ヘッダ部材５ａの底部スリット６に嵌着し、中間スリット７を一対のヘッダープレート３の重ね合わせ部に嵌着すると共に、一対の係止凸部８を各ヘッダープレート３の係止孔９に嵌着し、熱交換器を図２の如く組み立てる。
なお、上下の溝型ヘッダ部材５ａには夫々出入り口パイプ１２が予め取付けられる。
【００１６】
このように組立てられた熱交換器は高温の炉内に挿入され、各部品表面のろう材を溶融し、次いでそれを冷却固化することにより、各部品の接触部間を一体に且つ液密にろう付け固定し熱交換器を完成する。
上記の例では、一対のコア４のチューブ１のピッチ間隔が同一であっが、それを図３の如く前側のコア４と後側のコア４とで異ならせることができる。その場合、夫々のフィン２の波の振幅は各チューブ１の対向面間に一致するようになる。
【００１７】
次に、図４に示す如く前側のコア４の厚さと後側のそれとを異ならせることができる。この例では、前側のコア４は二列のチューブ１が配置され、後側のそれは一列のチューブ１が配置されている。
また、各コア４のフィン２のフィンピッチ或いはフィン形状その他を、前側のコア４と後側のコア４とで異ならせることもできる。或いはコルゲートフィンの代わりにプレートを用いることもできる。
さらには、偏平なチューブ１の代わりに断面円形のチューブを用いることもできる。
【００１８】
次に、図５は本発明の熱交換器の製造方法の他の実施の形態示す説明図であり、図６はその組立て状態を示す要部斜視図である。この例は、前記ヘッダ本体５が、溝状に曲折形成された溝型ヘッダ部材５ａと、その溝型ヘッダ部材５ａの長手方向の両端外周に整合した側蓋５ｂとからなる。そして、その溝型ヘッダ部材５ａは、その長手方向の両端縁に、周方向に互いに離間して複数のカシメ用爪部５ｃ（この例では４つの爪部）が突設される。また夫々のヘッダープレート３の長手方向両端にも同様のカシメ用爪部５ｃが突設されている。そして、側蓋５ｂにはそれらの爪部５ｃに整合する欠切部１３が設けられ、側蓋５ｂをヘッダ本体５に被嵌した後に、前記カシメ用爪部５ｃを締結固定し、熱交換器を組み立てたものである。
【００１９】
【発明の作用・効果】
本発明の熱交換器の製造方法は、夫々多数のチューブ１およびフィン２の集合体と、その端部に設けられたヘッダープレート３によってコア４を組み立てる工程と、組立てられた複数のコア４を幅方向に重ね合わせ、その外周にそれに整合するヘッダ本体５の開口を嵌着して熱交換器を組み立てる工程と、組立てられた熱交換器を炉内で一体にろう付け固定する工程とを具備するものである。
このように夫々のコア４を組立てた後に、それらを重ね合わせてヘッダ本体５を嵌着する工程をとることにより、多種の熱交換器または多種の容量の熱交換器を容易に製造することができる。逆にいえば、従来の一体型コアの如く専用の組立て機械および治具並びにヘッダープレートを必要としない。
【００２０】
次に、請求項２に記載の熱交換器は、ヘッダ本体５が溝型ヘッダ部材５ａと側蓋５ｂとからなり、その側蓋５ｂが側蓋嵌着用の底部スリット６に嵌着されて、その一端縁の中間スリット７が隣接する一対のヘッダープレート３の重ね合わせ部に嵌着されるものであるから、ヘッダ本体５の組立てが容易で信頼性の高いものを提供できる。それと共に、コアの横幅を自由に設計変更できる。即ち、各種容量の熱交換器を同一金型で製造できる。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、上記構成においてさらに側蓋５ｂの係止凸部８がヘッダープレート３の係止孔９に嵌着されるものであるから、さらにヘッダ本体５とヘッダープレート３との組立てを容易にし、信頼性の高い熱交換器となり得る。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、溝型ヘッダ部材５ａの長手方向の両端縁に、周方向に互いに離間して複数のカシメ用爪部５ｃが突設される。そして、側蓋５ｂにはそれらカシメ用爪部５ｃに整合する欠切部１３が設けられ、側蓋５ｂをヘッダ本体５に被嵌した後に、前記カシメ用爪部５ｃを締結固定し、熱交換器を組み立てたものであるから、さらにヘッダ本体５の組立てを容易にし、信頼性の高い熱交換器となり得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱交換器の要部分解斜視図。
【図２】同熱交換器の組立て状態を示す側面略図。
【図３】本発明の他の実施の形態を示す熱交換器の説明図。
【図４】同さらに他の実施の形態を示す熱交換器の説明図。
【図５】本発明の熱交換器の製造方法の他の実施の形態示す説明図。
【図６】同熱交換器の組立て状態を示す要部斜視図。
【符号の説明】
１ チューブ
２ フィン
３ ヘッダープレート
３ａ チューブ挿通孔
４ コア
５ ヘッダ本体
５ａ 溝型ヘッダ部材
５ｂ 側蓋
５ｃ カシメ用爪部
６ 底部スリット
６ａ スリット端
７ 中間スリット
８ 係止凸部
９ 係止孔
１０ 袖部
１１ 袖部スリット
１２ 出入り口パイプ
１３ 欠切部

Claims (4)

1. 多数のチューブ（１） およびフィン（２） を並列して、その集合体を形成すると共に、溝状に曲折された細長いヘッダープレート（３） のチューブ挿通孔（３ａ）に夫々のチューブ（１） の端部を挿通して、コア（４） を組み立てる工程と、
   夫々のヘッダープレート（３） の長手方向に平行な縁どうしが接するように、複数のコア（４） を幅方向に重ね合わせ、重ね合わされた複数のヘッダープレート（３） の周縁に、それに整合するヘッダ本体（５） の開口を嵌着して熱交換器を組み立てる工程と、
   組み立てられた熱交換器を炉内で一体にろう付けする工程と、を具備する熱交換器の製造方法。
2. 請求項１に記載の製造方法により製造された熱交換器において、
   前記ヘッダ本体（５） が、溝状に曲折形成された溝型ヘッダ部材（５ａ）と、その溝型ヘッダ部材（５ａ）の長手方向の両端を閉塞する一対の側蓋（５ｂ）とからなり、
   溝型ヘッダ部材（５ａ）は、その長手方向の両側部に、溝底および側壁の一部に達する底部スリット（６） が形成され、
   前記側蓋（５ｂ）は、隣接する一対のヘッダープレート（３） の重ね合わせ部に整合する中間スリット（７） がその一端縁の中間部に形成されると共に、その周縁が前記底部スリット（６） および溝型ヘッダ部材（５ａ）内周に整合し、
   前記側蓋（５ｂ）が前記底部スリット（６） に嵌着して、その中間スリット（７） が一対の前記ヘッダープレート（３） の重ね合わせ部に嵌着された熱交換器。
3. 請求項２において、
   前記側蓋（５ｂ）の前記一端縁で、前記中間スリット（７） の両側に係止凸部（８） が形成され、その係止凸部（８） が、夫々のヘッダープレート（３） の係止孔（９） に嵌着されるように構成された熱交換器。
4. 請求項１に記載の製造方法により製造された熱交換器において、
   前記ヘッダ本体（５） が、溝状に曲折形成された溝型ヘッダ部材（５ａ）と、その溝型ヘッダ部材（５ａ）の長手方向の両端を閉塞する一対の側蓋（５ｂ）とからなり、
   溝型ヘッダ部材（５ａ）は、その長手方向の両端縁に、周方向に互いに離間して複数のカシメ用爪部（５ｃ）が突設され、前記側蓋（５ｂ）にはそれに整合する欠切部（１３）が設けられ、側蓋（５ｂ）をヘッダ本体（５） に被嵌した後に、前記カシメ用爪部（５ｃ）を締結してなる熱交換器。

Images