JP2004333028A

JP2004333028A - Heat exchanger

Info

Publication number: JP2004333028A
Application number: JP2003130288A
Authority: JP
Inventors: Norimasa Baba; 則昌馬場; Takahide Maezawa; 隆英前澤; Masanori Tsuji; 匡陛辻; Satoshi Matsuba; 諭松葉
Original assignee: Denso Corp; Denso Aircool Corp
Current assignee: Denso Corp; Denso Aircool Corp
Priority date: 2003-05-08
Filing date: 2003-05-08
Publication date: 2004-11-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the melting of a fin in brazing a tube and a header tank. <P>SOLUTION: The tube 2 and a core plate 4a are brazed by heating from a side corresponding to the inside of the header tank 4 by the torch and the like. Whereby the fin 3 can be prevented from being directly exposed to the flame of the torch 10. Accordingly the fin 3 near a brazing part, can be prevented from being melted by the flame of the torch 10, and the impairing of the capacity of a heat exchanger (evaporator) caused by the melting of the fin 3 can be prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱交換器及びその製造方法に関するもので、空調装置用の蒸発器、及びヒートポンプを利用した給湯器や暖房装置の吸熱用室外熱交換器に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
車両用空調装置の凝縮器等では、フィン、チューブ及びヘッダタンクをろう付けにて一体接合しているが、この製造方法では熱交換器全体を加熱することができる加熱炉等の大きな設備を必要とするので、大きな設備投資額を必要とする。
【０００３】
これに対して、チューブを拡管してフィンとチューブとを機械的に接合すれば、ろう付け用の大きな設備を必要としない（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２６３４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、フィンとチューブとは拡管にて機械的に接合することは可能であるものの、チューブとヘッダタンクとは、互いの内部が連通した状態で接合する必要があるため、チューブとヘッダタンクとは、ろう付け等のろう接にて液密に接合せざるを得ない。
【０００６】
因みに、「ろう接」とは、例えば「接続・接合技術」（東京電機大学出版局）に記載されているように、ろう材やはんだを用いて母材を溶融させないように接合する技術を言う。因みに、融点が４５０℃以上の溶加材を用いて接合するときをろう付けと言い、その際の溶加材をろう材と呼び、融点が４５０℃以下の溶加材を用いて接合するときをはんだ付けと言い、その際の溶加材をはんだと呼ぶ。
【０００７】
このとき、フィンの厚みは、チューブやヘッダタンクと比べると非常に薄いので、トーチ等にてろう接箇所を加熱すると、トーチの火炎によりろう接箇所近傍のフィンが溶けてしまう可能性が高い。そして、フィンが溶けてしまうと、熱交換面積が縮小してしまうため、熱交換器の能力が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な熱交換器製造方法を提供し、第２には、チューブとヘッダタンクとをろう接する際に、フィンが溶けてしまうことを防止することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、流体が流れる複数本のチューブ（２）と、チューブ（２）の外表面に接合されて熱交換を促進する薄板状のフィン（３）と、チューブ（２）の長手方向端部にろう接されたコアプレート（４ａ）、及びこのコアプレート（４ａ）にろう接されて複数本のチューブ（２）が連通する空間を構成するタンク本体（４ｂ）を有するヘッダ（４）とを備える熱交換器の製造方法であって、ヘッダ（４）の内側から加熱することによりチューブ（２）とコアプレート（４ａ）とをろう接することを特徴とする。
【００１０】
これにより、フィン（３）が直接、火炎に晒されてしまうことを未然に防止できる。したがって、火炎によりろう接箇所近傍のフィン（３）が溶けてしまうことを未然に防止できるので、熱交換器の能力が低下してしまうことを未然防止できる。
【００１１】
ところで、チューブ（２）とコアプレート（４ａ）をろう付けする際に、外からコアプレート（４ａ）を加熱し過ぎると、溶加材は勿論のこと、チューブ（２）まで溶けてしまうおそれがある。このとき、従来は、ヘッダ（４）の外側から加熱していたため、仮にチューブ（２）が溶けて穴が開くと、従来方法では、気密性（液密性）を保持することができなくなってしまう。
【００１２】
これに対して、本発明では、ヘッダ（４）の内側から加熱するので、仮に、加熱し過ぎてチューブ（２）が溶けて穴が開いても、この穴はヘッダ（４）の中に位置することとなるので、気密を保持することが可能であり、ろう接による製品不良の発生を低く抑えることが可能である。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、ヘッダ（４）の外側から加熱することによりコアプレート（４ａ）とタンク本体（４ｂ）とをろう付けすることを特徴とするものである。
【００１４】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、本発明に係る熱交換器の製造方法を車両用空気装置の蒸発器の製造方法に適用したものであり、図１（ａ）は本実施形態に係る蒸発器１の正面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の上面図である。
【００１６】
なお、蒸発器とは、蒸気圧縮式冷凍機の低圧側に配置されて冷媒を蒸発させることにより雰囲気から吸熱する低圧側熱交換器である。
【００１７】
蒸発器１は、冷媒が流れる複数本のチューブ２、チューブ２の外表面接合されて空気との伝熱面積を増大させる多数枚の薄帯板状のフィン３、及びチューブ２の長手方向と直交する方向に延びてチューブ２の長手方向端部にて複数本のチューブ２と連通するヘッダタンク４等から構成されている。
【００１８】
また、チューブ２は、アルミニウム合金等の金属に押し出し加工又は引き抜き加工を施すことにより製造された扁平断面を有する管であり、アルミニウム合金等の金属製のフィン３とチューブ２とは、チューブ２を拡管することにより機械的に接合されている。
【００１９】
また、ヘッダタンク４は、チューブ２の長手方向端部にろう付けされたコアプレート４ａ、このコアプレート４ａにろう付けされて複数本のチューブ２が連通する空間を構成するタンク本体４ｂ、並びにコアプレート４ａ及びタンク本体４ｂをろう付けすることにより形成されるた略円筒状のタンクの長手方向両端側を閉塞するキャップ等から構成されたものである。
【００２０】
そして、コアプレート４ａ、タンク本体４ｂ及びキャップは、ヘッダタンク４の内壁に相当する面に溶加材、つまりろう材が被覆されたアルミニウム合金等の金属板材にプレス加工を施すことにより形成されたもので、これら４ａ、４ｂは、チューブ２とコアプレート４ａとがろう付けされた後、ろう付けされる。
【００２１】
次に、蒸発器１の製造方法について述べる。
【００２２】
先ず、フィン３に設けられたチューブ２用の挿入穴にチューブ２を挿入した状態で、チューブ２を拡管してチューブ２とフィン３とを密着させて両者２、３を接合する（拡管工程）。
【００２３】
次に、コアプレート４ａに設けられたチューブ２用の挿入穴にチューブ２を挿入した状態で、図２に示すように、ヘッダタンク４の内側に相当する側からトーチ１０等にて加熱してチューブ２とコアプレート４ａとをろう付けする（第１ろう付け工程）。
【００２４】
そして、図３に示すように、タンク本体４ｂをコアプレート４ａに組み付けて、コアプレート４ａ及びタンク本体４ｂのうち少なくとも一方をカシメる等して両者４ａ、４ｂを仮固定した状態で、ヘッダタンク４の外側からトーチ１０等にて加熱してコアプレート４ａとタンク本体４ｂとをろう付けする（第２ろう付け工程）。
【００２５】
その後、コアプレート４ａ及びタンク本体４ｂをろう付けすることにより形成されるた略円筒状のタンクの長手方向両端側をキャップで閉塞し、ヘッダタンク４の外側からトーチ１０等にて加熱してキャップをろう付けする。
【００２６】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００２７】
ヘッダタンク４の内側に相当する側からトーチ１０等にて加熱してチューブ２とコアプレート４ａとをろう付けするので、フィン３が直接トーチ１０の火炎に晒されてしまうことを未然に防止できる。
【００２８】
したがって、トーチ１０の火炎によりろう付け箇所近傍のフィン３が溶けてしまうことを未然に防止できるので、フィン３が溶けてしまうことを防止でき、熱交換器（蒸発器）の能力が低下してしまうことを未然防止できる。
【００２９】
ところで、チューブ２とコアプレート４ａをろう付けする際に、加熱し過ぎると、ろう材は勿論のこと、チューブ２まで溶けてしまうおそれがある。このとき、従来は、ヘッダタンク４の外側から加熱していたため、仮にチューブ２が溶けて穴が開くと、従来方法では、気密性（液密性）を保持することができなくなってしまう。
【００３０】
これに対して、本実施形態では、ヘッダタンク４の内側から加熱するので、仮に、加熱し過ぎてチューブ２が溶けて穴が開いても、この穴はヘッダタンク４の中に位置することとなるので、気密を保持することが可能であり、ろう付けによる製品不良の発生を低く抑えることが可能である。
【００３１】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、空調装置の蒸発器の製造方法に本発明に係る熱交換器の製造方法を適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の熱交換器にも適用することができる。
【００３２】
また、上述の実施形態では、ろう材が被覆されたクラッド材を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ろう付けが必要な箇所にろう材を事前に配置する、又は溶射する等してもよい。
【００３３】
上述の実施形態では、チューブ２とコアプレート４ａとをろう接した後、チューブ２を拡管することによりフィン３とチューブ２とを機械的に接合したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばチューブ２を拡管することによりフィン３とチューブ２とを機械的に接合した後、チューブ２とコアプレート４ａとをろう接してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係る蒸発器の正面図であり、（ｂ）は（ａ）の上面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る蒸発器の製造方法を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る蒸発器の製造方法を示す図である。
【符号の説明】
２…チューブ、３…フィン、４…ヘッダタンク、４ａ…コアプレート、
４ｂ…タンク本体、１０…加熱用トーチ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat exchanger and a method of manufacturing the same, and is effective when applied to an evaporator for an air conditioner, and a heat absorbing outdoor heat exchanger of a water heater or a heating device using a heat pump.
[0002]
[Prior art]
Fins, tubes, and header tanks are integrally joined by brazing in condensers for vehicle air conditioners, but this manufacturing method requires large equipment such as a heating furnace that can heat the entire heat exchanger. Therefore, a large capital investment is required.
[0003]
On the other hand, if the tube is expanded and the fin and the tube are mechanically joined to each other, large equipment for brazing is not required (for example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 10-2634 A
[Problems to be solved by the invention]
By the way, although it is possible to mechanically join the fin and the tube by expanding the tube, since the tube and the header tank need to be joined in a state where the insides thereof communicate with each other, the tube and the header tank are Liquid-tight joints such as brazing.
[0006]
Incidentally, the term “brazing” refers to a technique for joining a base material using a brazing material or solder so as not to be melted, as described in, for example, “Connection and Joining Technology” (Tokyo Denki University Press). . By the way, when joining using a filler material with a melting point of 450 ° C or more, it is called brazing, and the filler material at that time is called a brazing material, and when joining using a filler material with a melting point of 450 ° C or less. Is called soldering, and the filler material at that time is called solder.
[0007]
At this time, since the thickness of the fin is extremely thin as compared with the tube or the header tank, when the brazing point is heated with a torch or the like, there is a high possibility that the fin near the brazing point is melted by the flame of the torch. Then, if the fins melt, the heat exchange area is reduced, and the performance of the heat exchanger is reduced.
[0008]
In view of the above, the present invention firstly provides a new heat exchanger manufacturing method different from the conventional one, and secondly, the fins melt when the tube and the header tank are soldered. The purpose is to prevent.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a plurality of tubes (2) through which a fluid flows and a thin plate joined to the outer surface of the tubes (2) to promote heat exchange Fin (3), a core plate (4a) brazed to the longitudinal end of the tube (2), and a plurality of tubes (2) communicating with the core plate (4a). A method for manufacturing a heat exchanger comprising a header (4) having a tank body (4b) constituting a space, wherein the tube (2) and the core plate (4a) are heated by heating from the inside of the header (4). Is characterized by brazing.
[0010]
This can prevent the fins (3) from being directly exposed to the flame. Therefore, it is possible to prevent the fin (3) in the vicinity of the brazing point from being melted by the flame, and to prevent the performance of the heat exchanger from being reduced.
[0011]
By the way, when brazing the tube (2) and the core plate (4a), if the core plate (4a) is excessively heated from the outside, not only the filler material but also the tube (2) may be melted. is there. At this time, conventionally, since heating was performed from the outside of the header (4), if the tube (2) was melted and a hole was opened, the conventional method could not maintain airtightness (liquid tightness). I will.
[0012]
On the other hand, in the present invention, since the heating is performed from the inside of the header (4), even if the tube (2) is melted due to excessive heating and a hole is opened, the hole is located in the header (4). Therefore, airtightness can be maintained, and occurrence of product defects due to brazing can be suppressed to a low level.
[0013]
The invention according to claim 2 is characterized in that the core plate (4a) and the tank body (4b) are brazed by heating from outside the header (4).
[0014]
Incidentally, reference numerals in parentheses of the above-mentioned units are examples showing the correspondence with specific units described in the embodiments described later.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the present embodiment, the method of manufacturing a heat exchanger according to the present invention is applied to a method of manufacturing an evaporator of a vehicle air system. FIG. 1A is a front view of an evaporator 1 according to the present embodiment. 1 (b) is a top view of FIG. 1 (a).
[0016]
The evaporator is a low-pressure heat exchanger that is disposed on the low-pressure side of the vapor compression refrigerator and absorbs heat from the atmosphere by evaporating the refrigerant.
[0017]
The evaporator 1 includes a plurality of tubes 2 through which a refrigerant flows, a plurality of thin plate-shaped fins 3 joined to the outer surface of the tubes 2 to increase a heat transfer area with air, and a direction perpendicular to the longitudinal direction of the tubes 2. And a header tank 4 that communicates with the plurality of tubes 2 at the longitudinal ends of the tubes 2.
[0018]
The tube 2 is a tube having a flat cross section manufactured by extruding or drawing a metal such as an aluminum alloy. The fin 3 made of a metal such as an aluminum alloy and the tube 2 are different from each other. It is mechanically joined by expanding the tube.
[0019]
The header tank 4 includes a core plate 4a brazed to the longitudinal end of the tube 2, a tank body 4b brazed to the core plate 4a to form a space through which the plurality of tubes 2 communicate, and a core tank 4b. It is composed of a cap or the like that closes both longitudinal ends of a substantially cylindrical tank formed by brazing the plate 4a and the tank body 4b.
[0020]
The core plate 4a, the tank body 4b, and the cap are formed by pressing a metal plate material such as an aluminum alloy coated with a filler material, that is, a brazing material, on a surface corresponding to the inner wall of the header tank 4. The tubes 4 and 4b are brazed after the tube 2 and the core plate 4a are brazed.
[0021]
Next, a method for manufacturing the evaporator 1 will be described.
[0022]
First, in a state where the tube 2 is inserted into the insertion hole for the tube 2 provided in the fin 3, the tube 2 is expanded and the tube 2 and the fin 3 are brought into close contact with each other to join the two 2 and 3 (expansion step). .
[0023]
Next, with the tube 2 inserted into the insertion hole for the tube 2 provided in the core plate 4a, as shown in FIG. 2, the tube 2 is heated from the side corresponding to the inside of the header tank 4 with a torch 10 or the like. The tube 2 and the core plate 4a are brazed (first brazing step).
[0024]
Then, as shown in FIG. 3, the tank body 4b is assembled to the core plate 4a, and at least one of the core plate 4a and the tank body 4b is caulked or the like, and the header tank 4a and 4b are temporarily fixed. The core plate 4a and the tank body 4b are brazed by heating from outside the torch 10 with the torch 10 or the like (second brazing step).
[0025]
Thereafter, both ends in the longitudinal direction of the substantially cylindrical tank formed by brazing the core plate 4a and the tank body 4b are closed with caps, and the tank is heated from outside the header tank 4 with a torch 10 or the like. Braze.
[0026]
Next, the operation and effect of the present embodiment will be described.
[0027]
Since the tube 2 and the core plate 4a are brazed by heating with the torch 10 or the like from the side corresponding to the inside of the header tank 4, it is possible to prevent the fins 3 from being directly exposed to the flame of the torch 10. .
[0028]
Therefore, it is possible to prevent the fins 3 near the brazing portion from being melted by the flame of the torch 10, so that the fins 3 can be prevented from being melted, and the performance of the heat exchanger (evaporator) is reduced. Can be prevented from occurring.
[0029]
By the way, when the tube 2 and the core plate 4a are brazed, if the tube 2 is heated too much, not only the brazing material but also the tube 2 may be melted. At this time, conventionally, since heating was performed from the outside of the header tank 4, if the tube 2 is melted and a hole is opened, airtightness (liquid tightness) cannot be maintained by the conventional method.
[0030]
On the other hand, in the present embodiment, since the heating is performed from the inside of the header tank 4, even if the tube 2 is melted due to excessive heating and a hole is opened, this hole is located in the header tank 4. Therefore, airtightness can be maintained, and occurrence of product defects due to brazing can be suppressed to a low level.
[0031]
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the method for manufacturing a heat exchanger according to the present invention is applied to the method for manufacturing an evaporator of an air conditioner. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to other heat exchangers. can do.
[0032]
Further, in the above-described embodiment, the clad material coated with the brazing material is used. You may do it.
[0033]
In the above-described embodiment, the fin 3 and the tube 2 are mechanically joined by brazing the tube 2 and the core plate 4a and then expanding the tube 2, but the present invention is not limited to this. Instead, for example, the fin 3 and the tube 2 may be mechanically joined by expanding the tube 2, and then the tube 2 and the core plate 4a may be brazed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a front view of an evaporator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a top view of FIG.
FIG. 2 is a diagram illustrating a method for manufacturing an evaporator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a method for manufacturing an evaporator according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
2 ... tube, 3 ... fin, 4 ... header tank, 4a ... core plate,
4b: tank body, 10: heating torch.

Claims

流体が流れる複数本のチューブ（２）と、
前記チューブ（２）の外表面に接合されて熱交換を促進する薄板状のフィン（３）と、
前記チューブ（２）の長手方向端部にろう接されたコアプレート（４ａ）、及びこのコアプレート（４ａ）にろう接されて前記複数本のチューブ（２）が連通する空間を構成するタンク本体（４ｂ）を有するヘッダ（４）とを備える熱交換器の製造方法であって、
前記ヘッダ（４）の内側から加熱することにより前記チューブ（２）と前記コアプレート（４ａ）とをろう接することを特徴とする熱交換器の製造方法。A plurality of tubes (2) through which a fluid flows;
A thin fin (3) joined to the outer surface of the tube (2) to promote heat exchange;
A core plate (4a) brazed to a longitudinal end of the tube (2), and a tank body brazed to the core plate (4a) to form a space where the plurality of tubes (2) communicate with each other. A method for manufacturing a heat exchanger comprising: a header (4) having (4b);
A method for manufacturing a heat exchanger, wherein the tube (2) and the core plate (4a) are soldered by heating from the inside of the header (4).

前記ヘッダ（４）の外側から加熱することにより前記コアプレート（４ａ）と前記タンク本体（４ｂ）とをろう付けすることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器の製造方法。The method for manufacturing a heat exchanger according to claim 1, wherein the core plate (4a) and the tank body (4b) are brazed by heating from outside the header (4).