JP2005030700A - Tube fixing part structure of heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器のヘッダータンクに差し込んでロー付けするようになったチューブの取付部構造に関する。 The present invention relates to a tube mounting portion structure that is inserted into a header tank of a heat exchanger and brazed.
熱交換器は対向した1対のヘッダータンク間に、平行配置する複数のチューブを連通して熱交換流体を流通し、各チューブ間に放熱用のフィンを介在した構成となっている。 The heat exchanger has a configuration in which a plurality of tubes arranged in parallel communicate with each other between a pair of opposed header tanks to circulate a heat exchange fluid, and fins for heat dissipation are interposed between the tubes.
冷凍サイクルやヒートポンプサイクルの熱交換流体として超臨界流体である炭酸ガスを用いた場合、内部圧力が高圧化されるためヘッダータンクの耐圧強度を確保する必要があり、ヘッダータンク内を断面形状が略円形状となる筒状部分を複数並設した多列穴構造として、高圧による応力集中を避けるようになっており、その構成部品として押出し材やプレス加工品を用いるようになっている(例えば、特許文献1参照。)。 When carbon dioxide, which is a supercritical fluid, is used as the heat exchange fluid in the refrigeration cycle and heat pump cycle, the internal pressure is increased, so the pressure strength of the header tank must be ensured. As a multi-row hole structure in which a plurality of circular cylindrical portions are arranged side by side, stress concentration due to high pressure is avoided, and an extruded material or a pressed product is used as a component (for example, (See Patent Document 1).
この場合、前記ヘッダータンクは、外側部材と内側部材とを加締めにより接合して多列穴構造の中空状に形成し、チューブの端部を外側部材に形成した挿入穴から差し込んでロー付けするようになっている。
ところで、このような従来のチューブ取付部構造にあって、ヘッダータンクの内側部材の内部に前記外側部材の挿入穴に対応した位置に挿入溝を形成し、外側部材の挿入穴に差し込んだチューブの端部を内側部材の挿入溝に嵌合することにより、チューブの位置決めするとともに安定的に固定することができる。 By the way, in such a conventional tube mounting structure, an insertion groove is formed in the inner member of the header tank at a position corresponding to the insertion hole of the outer member, and the tube inserted into the insertion hole of the outer member is inserted. By fitting the end portion into the insertion groove of the inner member, the tube can be positioned and stably fixed.
この場合、挿入穴と挿入溝の内側幅を等しく形成すると、チューブをロー付けする際に溶融したロー材が挿入穴とチューブとの間の隙間から挿入溝とチューブとの隙間に入り込み、この隙間の毛細管現象により溶融したロー材は更に挿入溝の奥に入り込んでチューブの先端面に達し、ひいては、このチューブの先端開口部を詰まらせてしまう。 In this case, if the inner widths of the insertion hole and the insertion groove are formed to be equal, the brazing material melted when brazing the tube enters the gap between the insertion groove and the tube from the gap between the insertion hole and the tube. The brazing material melted by the capillary phenomenon further penetrates into the insertion groove and reaches the distal end surface of the tube, and eventually clogs the distal end opening of the tube.
そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて、チューブのロー付け強度を確保しつつ、内側部材の挿入溝に嵌合したチューブの先端面に、溶融したロー材が回り込むのを防止できる熱交換器のチューブ取付部構造を提供することを目的とする。 Therefore, in view of such conventional problems, the present invention provides heat exchange that can prevent the molten brazing material from flowing around the distal end surface of the tube fitted in the insertion groove of the inner member while ensuring the brazing strength of the tube. It aims at providing the tube attachment part structure of a vessel.
かかる目的を達成するために本発明の熱交換器のチューブ取付部構造にあっては、内部を中空状に形成したヘッダータンクと、ヘッダータンクの外側部材に形成した挿入穴から差し込んだ端部を、内側部材の内側に形成した挿入溝に嵌合し、前記挿入穴との間でロー付けするチューブと、を備え、前記挿入溝を、この挿入溝に嵌合したチューブとの間の隙間で溶融状態のロー材が毛細管現象を発揮しないように、前記挿入穴の内側幅よりも大きくなる内側幅を備えた増幅部分を形成したことを特徴としている。 In order to achieve such an object, in the tube mounting portion structure of the heat exchanger of the present invention, a header tank having a hollow interior and an end portion inserted through an insertion hole formed in an outer member of the header tank are provided. A tube that fits into an insertion groove formed on the inner side of the inner member and brazes between the insertion hole and the insertion groove at a gap between the tube fitted into the insertion groove. An amplification portion having an inner width larger than the inner width of the insertion hole is formed so that the molten brazing material does not exhibit a capillary phenomenon.
かかる構成になる本発明によれば、チューブの端部を嵌合する挿入溝に増幅部分を形成して、挿入溝に嵌合したチューブとの間の隙間に、溶融状態のロー材が毛細管現象を発揮しないようにしたので、外側部材の挿入穴とこれに差し込んだチューブとの間をロー付けする際に、溶融したロー材は挿入溝の内側幅を大きくした増幅部分で止まってチューブの先端面に回り込むのを防止し、ひいては、チューブの先端開口部がロー材で詰まるのを防止することができる。 According to the present invention having such a configuration, the amplifying portion is formed in the insertion groove for fitting the end portion of the tube, and the molten brazing material is capillary action in the gap between the tube and the tube fitted in the insertion groove. Therefore, when brazing between the insertion hole of the outer member and the tube inserted into this, the molten brazing material stops at the amplification part where the inner width of the insertion groove is increased, and the tip of the tube Therefore, it is possible to prevent the tube from opening around the surface, and consequently, clogging the tip opening of the tube with the brazing material.
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1〜図3は本発明にかかる熱交換器のチューブ取付部構造の第1実施形態を示し、図1は熱交換器の全体斜視図、図2は図1中A−A線に沿ったヘッダータンクの拡大横断面図、図3は図2中B−B線に沿ったヘッダータンクの拡大縦断面図である。
(First embodiment)
1 to 3 show a first embodiment of a tube mounting portion structure of a heat exchanger according to the present invention, FIG. 1 is an overall perspective view of the heat exchanger, and FIG. 2 is taken along line AA in FIG. FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view of the header tank taken along line BB in FIG.
本発明のチューブ取付部構造を適用する熱交換器1は、図1に示すように、内部を中空状に形成した1対のヘッダータンク2,2と、これらヘッダータンク2,2に跨って連通する平行配置した複数の扁平なチューブ3と、これら複数のチューブ3間に取り付けたフィン4と、を備えて概ね構成し、一方のヘッダータンク2からチューブ3を介して他方のヘッダータンク2に冷却水などの熱交換流体を流し、この熱交換流体がチューブ3を流れる間に、フィン4を通過する空気流などの他の熱交換流体と熱交換するようになっている。
As shown in FIG. 1, a heat exchanger 1 to which the tube mounting portion structure of the present invention is applied communicates with a pair of
前記ヘッダータンク2は、図2に示すように、アルミクラッド材をプレス加工によりU字状に折曲形成した外側部材としてのプレート10と、アルミ材を押出し成形した内側部材としてのブロック11と、を備え、U字状のプレート10の内側にブロック11を嵌め込んで、プレート10の両側部に櫛歯状に突出した加締め部分10aをブロック11の外側両側部に加締めて一体化してある。
As shown in FIG. 2, the
ブロック11は、これの内側(この内側とはチューブ3が配置される側で図2中下方)の中央部に境界壁11aを設けて両側に断面略半円状の1対の溝部11b,11bを形成し、これら溝部11b,11bの内側が前記プレート10によって覆われることにより密閉した1対の筒状部分12,12を構成し、これら筒状部分12,12によって多列穴構造のヘッダータンク2が構成される。
The
勿論、ヘッダータンク2の両端部は、図1に示すように、キャップ13によって閉止してある。
Of course, both ends of the
前記プレート10には、図2に示すように、チューブ3を差し込む挿入穴14を形成してあり、前記ブロック11の内側に設けた前記境界壁11aには、チューブ3の端部3aを嵌合する挿入溝15を所定深さDをもって形成し、前記挿入穴14から差し込んだチューブ3の端部3aを前記挿入溝15に嵌合した状態で、チューブ3を挿入穴14の周縁にロー付けして結合するとともに、液密性を保つようになっている。
As shown in FIG. 2, the
このとき、チューブ3の先端面3bと挿入溝15の底面15aとの間には、両側の筒状部分12,12の連通性を確保するために適宜隙間δ1を設けてある。
At this time, a gap δ1 is appropriately provided between the
ここで、この第1実施形態では、図3に示すように、前記挿入溝15に、この挿入溝15に嵌合したチューブ3との間の隙間δ2で溶融したロー材Rが毛細管現象を発揮しないように、前記挿入穴14の内側幅W1よりも大きくなる内側幅W2を備えた増幅部分16を形成してある(請求項1)。
Here, in the first embodiment, as shown in FIG. 3, the brazing material R melted in the gap δ2 between the
また、この実施形態では前記増幅部分16を、挿入溝15の全体に亘って形成してある(請求項2)。
In this embodiment, the
以上の構成によりこの第1実施形態の熱交換器のチューブ取付部構造によれば、チューブ3の端部3aを嵌合する挿入溝15に、挿入穴14の内側幅W1よりも内側幅W2が大きくなる増幅部分16を形成して、挿入溝15に嵌合したチューブ3との間の隙間δ2に、溶融状態のロー材Rが毛細管現象を発揮しないようにしたことにより、プレート10の挿入穴14とこれに差し込んだチューブ3との間をロー付けする際に、溶融したロー材Rは内側幅W2が大きくなった挿入溝15の増幅部分で止まってフィレット17を形成し、ロー材Rがチューブ3の先端面に回り込むのを防止でき、ひいては、チューブ3の先端開口部がロー材Rで詰まるのを防止することができる。
With the above configuration, according to the tube mounting portion structure of the heat exchanger of the first embodiment, the insertion groove 15 into which the
また、この第1実施形態では前記増幅部分16を、挿入溝15の全体に亘って形成したので、挿入穴14から差し込んだチューブ3の端部3aを挿入溝15に嵌合する際に、これらチューブ3と挿入溝15との間に寸法的な余裕を持たせることができ、ひいては、プレート10とブロック11との組付け時に高い精度を必要としないため、生産性の向上やコストダウンを達成することができる。
In the first embodiment, since the
(第2実施形態)
図4,図5は本発明の第2実施形態を示し、前記第1実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図4はヘッダータンクの要部拡大横断面図、図5はヘッダータンクの要部拡大縦断面図である。
(Second Embodiment)
4 and 5 show a second embodiment of the present invention, in which the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted, and FIG. FIG. 5 is an enlarged vertical sectional view of a main part of the header tank.
この第2実施形態のチューブ取付部構造では、ブロック11の挿入溝15に形成した増幅部分16を、挿入溝15の底部15bに限定してある(請求項3)。
In the tube mounting portion structure of the second embodiment, the
そして、前記挿入溝15の入口部分15cの内側幅W3は、プレート10の挿入穴14の内側幅W1と略等しくなっている。
The
従って、この第2実施形態によれば、チューブ3の先端部3aが増幅部分16に位置して、前記第1実施形態と同様に、溶融したロー材Rがチューブ3の先端開口部に回り込むのを防止でき、特に、この第2実施形態では挿入溝15の入口部分15cの内側幅W3をプレート10の挿入穴14の内側幅W1と略等しくできるので、ロー付けする際に溶融したロー材Rが挿入溝15の入口部分15cに回るため、チューブ3の端部3aを挿入穴14と挿入溝15の入口部分15cとで固定できるため、チューブ3の結合強度を高めることができる。
Therefore, according to the second embodiment, the
(第2実施形態の第1変形例)
図6は第2実施形態の変形例を示し、前記第2実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図6はヘッダータンクの要部拡大縦断面図である。
(First Modification of Second Embodiment)
FIG. 6 shows a modification of the second embodiment, in which the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted, and FIG. 6 is an enlarged vertical section of the main part of the header tank. FIG.
この実施形態のチューブ取付部構造では、ブロック11に形成した挿入溝15の入口に面取り15dを形成してある。
In the tube mounting portion structure of this embodiment, a
従って、この実施形態によれば、挿入溝15の入口部分15cの内側幅W3を挿入穴14の内側幅W1と略等しくした場合にも、挿入溝15の入口に形成した面取り15dがガイド部分となってチューブ3の挿入性を向上することができる。
Therefore, according to this embodiment, even when the inner width W3 of the
尚、この実施形態では前記面取り15dに代えて円弧面を形成することもできる。
In this embodiment, a circular arc surface can be formed instead of the
(第3実施形態)
図7は本発明の第3実施形態を示し、上記各実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図7はヘッダータンクの要部拡大縦断面図である。
(Third embodiment)
FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention, in which the same components as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted. FIG. FIG.
この第2実施形態のチューブ取付部構造では、図7に示すように、挿入溝15の底面15aに、チューブ3の先端面3bとの間に隙間を確保する隙間形成手段18を形成してある(請求項4)。
In the tube mounting portion structure of the second embodiment, as shown in FIG. 7, a gap forming means 18 that secures a gap between the
この実施形態では、前記隙間形成手段18は、チューブ3の先端面3bに対して前記底面15aを傾斜させた傾斜面18aとしてある(請求項5)。
In this embodiment, the gap forming means 18 is an
この実施形態では上記傾斜面18aを、挿入溝15の底面15aを全体的に一方向に傾斜させて形成してある。
In this embodiment, the
従って、この第3実施形態によれば、チューブ3を組み付ける際に、このチューブ3をプレート10の挿入穴14から差し込んでブロック11の挿入溝15に嵌合した際に、チューブ3の先端面3bが挿入溝15の底面15a突き当たった場合にも、この底面15aに傾斜面18aを形成したので、チューブ3の先端開口部がその底面15によって閉塞されるのを防止することができる。
Therefore, according to the third embodiment, when the
このため、チューブ3の組付け時に、このチューブ3の先端面3bを挿入溝15の底面15に突き当てた状態でロー付けすることができるため、組付け作業性を向上することができる。
For this reason, when assembling the
(第3実施形態の第1変形例)
図8は第3実施形態の変形例を示し、前記第3実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図8はヘッダータンクの要部拡大縦断面図である。
(First Modification of Third Embodiment)
FIG. 8 shows a modification of the third embodiment, in which the same components as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted, and FIG. 8 is an enlarged vertical section of the main part of the header tank. FIG.
この実施形態のチューブ取付部構造では、図8に示すように、挿入溝15の底面15aに形成する傾斜面18aを、チューブ3の先端面3bに対応する位置を挟んでV字状に配置してある。
In the tube mounting portion structure of this embodiment, as shown in FIG. 8, the
従って、この実施形態によれば、V字状に配置した傾斜面18aにチューブ3の先端面3bを傾斜面18aに突き当てて、前記第3実施形態と同様の作用・効果を奏するのは勿論のこと、チューブ3の先端面3bの両側角部を傾斜面18aに突き当てることができるため、チューブ3を組み付ける際に安定させることができる。
Therefore, according to this embodiment, the
尚、この実施形態では傾斜面18aをV字状に配置した場合を示したが、そのV字状の谷部に相当する部分を平坦、若しくは弧状に形成した台形状とすることもできる。
In this embodiment, the
(第3実施形態の第2変形例)
図9は第3実施形態の変形例を示し、前記第3実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図9はヘッダータンクの要部拡大縦断面図である。
(Second Modification of Third Embodiment)
FIG. 9 shows a modification of the third embodiment. The same components as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted. FIG. 9 is an enlarged vertical section of the main part of the header tank. FIG.
この実施形態のチューブ取付部構造では、図9に示すように、挿入溝15の底面15aに形成する傾斜面18aを円弧面として形成してある。
In the tube mounting portion structure of this embodiment, as shown in FIG. 9, the
従って、この実施形態によれば、円弧面に形成した傾斜面18aにチューブ3の先端面3bを傾斜面18aに突き当てて、前記第3実施形態と同様の作用・効果を奏するのは勿論のこと、上記第1変形例と同様に、チューブ3の先端面3bの両側角部を傾斜面18aに突き当てることができるため、チューブ3を組み付ける際に安定させることができる。
Therefore, according to this embodiment, the
(第3実施形態の第3変形例)
図10は第3実施形態の変形例を示し、前記第3実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図10はヘッダータンクの要部拡大縦断面図である。
(Third Modification of Third Embodiment)
FIG. 10 shows a modification of the third embodiment, and the same components as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted. FIG. 10 is an enlarged vertical section of the main part of the header tank. FIG.
この実施形態のチューブ取付部構造では、図10に示すように、隙間形成手段18を、前記底面15aがチューブ3の先端面3bに対応する部位に形成した凹部18bとしてある(請求項6)。
In the tube mounting portion structure of this embodiment, as shown in FIG. 10, the gap forming means 18 is formed as a recess 18b formed in a portion where the
尚、前記凹部18bは、境界壁11aを貫通してヘッダータンク2の両側の筒状部分12,12を連通するとともに、その幅は扁平となったチューブ3の短軸方向の幅よりも小さくして、チューブ3が入り込まないようにしてある。
The recess 18b passes through the
従って、この実施形態によれば、上記実施形態の傾斜面18aと同様に、挿入溝15の底面15aにチューブ3の先端面3bを突き当てつつ、凹部18bによってチューブ3の先端面3bが前記底面15aによって閉塞するのを防止することができる。
Therefore, according to this embodiment, similarly to the
ところで、本発明の熱交換器のチューブ取付部構造は前記第1〜第3実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採ることができる。 By the way, although the tube attachment part structure of the heat exchanger of this invention was demonstrated taking the example in the said 1st-3rd embodiment, in the range which does not deviate from the summary of this invention, it is not restricted to these embodiments, other implementations. Various forms can be taken.
1 熱交換器
2 ヘッダータンク
3 チューブ
3a チューブの端部
3b チューブの先端面
10 プレート(外側部材)
11 ブロック(内側部材)
14 挿入穴
15 挿入溝
15a 底面
15b 底部
16 増幅部分
18 隙間形成手段
18a 傾斜面
18b 凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
11 blocks (inner member)
14
Claims (6)
ヘッダータンク(2)の外側部材(10)に形成した挿入穴(14)から差し込んだ端部(3a)を、内側部材(11)の内側に形成した挿入溝(15)に嵌合し、前記挿入穴(14)との間でロー付けするチューブ(3)と、を備え、
ヘッダータンク(2)内の熱交換流体をチューブ(3)に流し、このチューブ(3)を流れる間に他の熱交換流体と熱交換する熱交換器であって、
前記挿入溝(15)に、この挿入溝(15)に嵌合したチューブ(3)との間の隙間(δ2)で溶融したロー材が毛細管現象を発揮しないように、前記挿入穴(14)の内側幅(W1)よりも大きくなる内側幅(W2)を備えた増幅部分(16)を形成したことを特徴とする熱交換器のチューブ取付部構造。 A header tank (2) having a hollow interior;
The end (3a) inserted from the insertion hole (14) formed in the outer member (10) of the header tank (2) is fitted into the insertion groove (15) formed inside the inner member (11), A tube (3) brazed with the insertion hole (14),
A heat exchanger for flowing heat exchange fluid in the header tank (2) to the tube (3) and exchanging heat with other heat exchange fluid while flowing through the tube (3),
The insertion hole (14) is arranged so that the brazing material melted in the gap (δ2) between the insertion groove (15) and the tube (3) fitted in the insertion groove (15) does not exhibit capillary action. A tube mounting portion structure for a heat exchanger, wherein an amplification portion (16) having an inner width (W2) larger than the inner width (W1) of the heat exchanger is formed.
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