JP2007139376A

JP2007139376A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2007139376A
Application number: JP2005337163A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yoshida; 健司吉田; Etsuro Kubota; 悦郎久保田; Yasuhiko Tanaka; 庸彦田中
Original assignee: Nikkei Heat Exchanger Co Ltd
Current assignee: Nikkei Heat Exchanger Co Ltd
Priority date: 2005-11-22
Filing date: 2005-11-22
Publication date: 2007-06-07

Abstract

【課題】両端部におけるコルゲートフィンが座屈することなく、熱交換管とのろう付けを確実にして脱落を防止でき、かつ製品品質の向上を図れるようにした熱交換器を提供すること。
【解決手段】一対のヘッダーパイプ１ａ，１ｂと、これらヘッダーパイプ間に連結される互いに平行な複数の断面略偏平状の熱交換管２と、これら熱交換管に介在されると共に、熱交換管にろう付けされる複数のコルゲートフィン３と、両端における上記コルゲートフィンの外部にろう付けされるサイドシート４を具備する熱交換器において、両端に位置するコルゲートフィン３Ａを、他のコルゲートフィンの高さＨに対して０．４〜０．６に形成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、熱交換器に関するもので、更に詳細には、例えば家屋や自動車等の空調等に利用され、熱交換管間に熱交換用コルゲートフィンを介設してなる熱交換器に関するものである。

一般に、家屋や自動車の空調機器に使用される熱交換器の一種として、パラレルフロー型のものが知られている。この種のパラレルフロー型の熱交換器は、図６に示すように、一対のアルミニウム合金製のヘッダーパイプ１ａ，１ｂと、これらヘッダーパイプ１ａ，１ｂ間に連結される互いに平行な複数の断面略偏平状のアルミニウム合金製の熱交換管２と、これら熱交換管２に介在されると共に、熱交換管２にろう付けされる複数のアルミニウム合金製のコルゲートフィン３と、両端における上記コルゲートフィン３の外部にろう付けされる、コルゲートフィン３の保護部材としてのアルミニウム合金製のサイドシート４を具備している（例えば、特許文献１参照）。

上記のように構成される熱交換器を組み立てるには、上記熱交換管２及びサイドシート４間にコルゲートフィン３を介在させて圧縮機で圧縮した状態で側方からヘッダーパイプ１ａ，１ｂを押し付けて、ヘッダーパイプ１ａ，１ｂに穿設されたスリット（図示せず）に熱交換管２を挿入固定して組み付ける。そして、焼成治具を使って組み付け状態を拘束維持して炉の中に載置し、約６００℃程度で加熱することによりろう付けする。
特開平１１−８３３７７号公報（段落番号０００３，００２１，００２２、図１，図３，図９）

しかしながら、この種の熱交換器におけるコルゲートフィン３の厚さは、できる限り薄くして軽量にする必要があることから、例えば０．０６〜０．１２ｍｍ程度である。したがって、ろう付けする際の焼成治具の拘束力が強すぎるとコルゲートフィン３が座屈してしまい、製品品質が損なわれると共に、熱交換率が低下するという問題がある。また、焼成治具の拘束力を弱めると、図７に示すように、両端部の熱交換管２が外側に凸状に変形し、コルゲートフィン３の両側部と熱交換管２とのろう付けが不十分となり、コルゲートフィン３の両側端部が熱交換管２から浮き上がり脱落する虞があった。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、両端部におけるコルゲートフィンが座屈することなく、熱交換管とのろう付けを確実にして脱落を防止でき、かつ製品品質の向上を図れるようにした熱交換器を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、一対のヘッダーパイプと、これらヘッダーパイプ間に連結される互いに平行な複数の断面略偏平状の熱交換管と、これら熱交換管に介在されると共に、熱交換管にろう付けされる複数のコルゲートフィンと、両端における上記コルゲートフィンの外部にろう付けされるサイドシートを具備する熱交換器において、両端に位置する上記コルゲートフィンは、該コルゲートフィンの高さが、他のコルゲートフィンに対して０．４〜０．６に形成される、ことを特徴とする。両端に位置するコルゲートフィンの高さが他のコルゲートフィンに対して０．４より低いと、空気側放熱面積が減少し、熱交換能力が低下するからであり、また、０．６より高いと、ろう付け時に端部に変形が生じろう付け不良となり、また、熱交換管から離れたフィン効率の低いフィン部を有することにより、熱交換能力に対してコア寸法が大きくなるからである。

このように構成することにより、両端に位置するコルゲートフィンの高さが、他のコルゲートフィンに対して０．４〜０．６に形成されるので、コルゲートフィンの重量を軽減することができると共に、外方への変形量を少なくすることができる。

また、請求項２記載の発明は、一対のヘッダーパイプと、これらヘッダーパイプ間に連結される互いに平行な複数の断面略偏平状の熱交換管と、これら熱交換管に介在されると共に、熱交換管にろう付けされる複数のコルゲートフィンと、両端における上記コルゲートフィンの外部にろう付けされるサイドシートを具備する熱交換器において、両端に位置する上記コルゲートフィンは、少なくともコルゲートフィンの両側端部のピッチが、他のコルゲートフィンに対して小さく形成される、ことを特徴とする。

このように構成することにより、両端に位置するコルゲートフィンの少なくともコルゲートフィンの両側端部のピッチが、他のコルゲートフィンに対して小さく形成されるので、コルゲートフィンの両側端部のろう付け面積を増大することができる。

また、請求項３記載の発明は、一対のヘッダーパイプと、これらヘッダーパイプ間に連結される互いに平行な複数の断面略偏平状の熱交換管と、これら熱交換管に介在されると共に、熱交換管にろう付けされる複数のコルゲートフィンと、両端における上記コルゲートフィンの外部にろう付けされるサイドシートを具備する熱交換器において、両端に位置する上記コルゲートフィンは、該コルゲートフィンの高さが、他のコルゲートフィンに対して０．４〜０．６に形成されると共に、少なくともコルゲートフィンの両側端部のピッチが、他のコルゲートフィンに対して小さく形成される、ことを特徴とする。

このように構成することにより、両端に位置するコルゲートフィンの高さが、他のコルゲートフィンに対して約半分に形成されるので、コルゲートフィンの重量を軽減することができると共に、外方への変形量を少なくすることができる。更に、少なくともコルゲートフィンの両側端部のピッチが、他のコルゲートフィンに対して小さく形成されるので、コルゲートフィンの両側端部のろう付け面積を増大することができ、かつ、コルゲートフィンの両側端部のろう付け面積を増大することができる。

（１）請求項１記載の発明によれば、両端に位置するコルゲートフィンの重量を軽減することができると共に、外方への変形量を少なくすることができるので、ろう付け時のコルゲートフィンのろう付けを確実にして脱落を防止することができると共に、製品品質の向上を図ることができ、かつ、熱交換効率を損なうことなく熱交換器の面積（容積）を小さくすることができる。

（２）請求項２記載の発明によれば、コルゲートフィンの両側端部のろう付け面積を増大することができるので、ろう付け時のコルゲートフィンのろう付けを確実にして脱落を防止することができると共に、製品品質の向上を図ることができる。

（３）請求項３記載の発明によれば、コルゲートフィンの重量を軽減することができると共に、外方への変形量を少なくすることができ、更に、コルゲートフィンの両側端部のろう付け面積を増大することができ、かつ、コルゲートフィンの両側端部のろう付け面積を増大することができる。

以下に、この発明に係る熱交換器の最良の実施形態例について詳細に説明する。ここでは、従来の熱交換器と同じ部分には、同一符号を付して説明する。

◎第1実施形態
図１は、この発明に係る熱交換器の第1実施形態を示す概略側面図、図２は、第1実施形態の熱交換器の要部を示す断面斜視図である。

上記熱交換器は、一対のヘッダーパイプ１ａ，１ｂと、これらヘッダーパイプ１ａ，１ｂ間に連結される互いに平行な複数の熱交換管２と、これら熱交換管２に介在されると共に、熱交換管２にろう付けされる複数のコルゲートフィン３と、両端におけるコルゲートフィン３Ａの外部にろう付けされる、コルゲートフィン３Ａの保護部材としてのサイドシート４とを具備している。

上記ヘッダーパイプ１ａ，１ｂは、例えばアルミニウム合金製の押出形材にて略円筒状に形成されており、その上下端部にはキャップ部材５が被着固定されている。また、一方のヘッダーパイプ１ａ（図１では左側）の例えば外方側上端付近には、熱媒体の流入口６が設けられており、他方のヘッダーパイプ１ｂ（図1では右側）の外方側下端付近には、熱媒体の流出口７が設けられている。更に両ヘッダーパイプ１ａ，１ｂにおける側面の対向する側には、適当な間隔をおいて平行かつ多段状に配列される複数のスリット（図示せず）が穿設されている。

上記熱交換管２は、アルミニウム合金製の押出形材にて例えば断面略偏平状に形成されており、その内部には長手方向に向かって貫通する複数に区画された熱媒体の流路２ａ（図２参照）が形成されている。このように形成される熱交換管２の両端部は、両ヘッダーパイプ１ａ，１ｂに設けられた上記スリットに挿入固着されている。

上記コルゲートフィン３は、アルミニウム合金製の板材を屈曲することにより、山部と谷部を有する連続波形状に形成されており、各熱交換管２の間に介設されてろう付されている。この場合、連続波形の山部は上側に隣接する熱交換管２に接触し、また、谷部は下側に隣接する熱交換管２に接触して、ろう付されている。また、端部に位置するコルゲートフィン３Ａは、コルゲートフィン３と同様に、アルミニウム合金製の板材を屈曲することにより、山部と谷部を有する連続波形状に形成されており、コルゲートフィン３の高さＨ例えば８ｍｍの０．４〜０．６例えば３．２〜４．８ｍｍに形成されている（図１参照）。この場合、上端に位置するコルゲートフィン３Ａの連続波形の山部と谷部は最上端に位置するサイドシート４とその下方に位置する熱交換管２に接触してろう付され、下端に位置するコルゲートフィン３Ａの連続波形の山部と谷部は最下端に位置するサイドシート４とその上方に位置する熱交換管２に接触してろう付されている。なお、サイドシート４は、アルミニウム合金製の押出形材によって形成されている。また、コルゲートフィン３，３Ａは同じ材質であり、例えばフィンピッチは１．４ｍｍ，フィン幅は１６ｍｍ，フィン板厚は０．１ｍｍである。

上記のように構成される熱交換器によれば、両端に位置するコルゲートフィン３Ａの高さが、他のコルゲートフィン３に対して約半分に形成されるので、コルゲートフィン３Ａの重量を軽減することができると共に、外方への変形量を少なくすることができる。したがって、ろう付け時のコルゲートフィン３Ａと熱交換管２及びサイドシート４のろう付けを確実にして脱落を防止することができる。しかも、コルゲートフィン３Ａは座屈することがないので、製品品質の向上を図ることができると共に、熱交換効率を損なうことなく熱交換器の面積（容積）を小さくすることができる。

◎第２実施形態
図３は、この発明に係る熱交換器の第２実施形態を示す概略側面図である。

第２実施形態の熱交換器は、両端に位置するコルゲートフィン３Ｂを、その他のコルゲートフィン３に対して同じ高さＨに形成すると共に、コルゲートフィン３のピッチＰに対して小さいピッチｐに形成した場合である。

なお、第２実施形態において、その他の部分は第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

上記のように、両端に位置するコルゲートフィン３Ｂを、その他のコルゲートフィン３のピッチＰ例えば１．８ｍｍに対して小さいピッチｐ例えば１．４ｍｍに形成することにより、コルゲートフィン３Ｂ全体における熱交換管２及びサイドシート４とのろう付け面積を増大することができるので、ろう付け時のコルゲートフィン３Ｂのろう付けを確実にして脱落を防止することができると共に、製品品質の向上を図ることができる。

◎第３実施形態
図４は、この発明に係る熱交換器の第３実施形態を示す概略側面図である。

第３実施形態は、第１実施形態と同様に、両端に位置するコルゲートフィン３Ｃを、その他のコルゲートフィン３の高さＨに対して０．４〜０．６に形成し、更に、コルゲートフィン３Ｃにおける両側端部の領域８例えばコルゲートフィン３Ｃの長さに対して１／３〜１／１０の範囲をコルゲートフィン３のピッチＰ例えば１．６ｍｍに対して小さいピッチｐ例え１．２ｍｍに形成した場合である。

なお、第３実施形態において、その他の部分は第１及び第２実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

上記のように構成することにより、第１実施形態及び第２実施形態と同じ効果が得られる。すなわち、両端に位置するコルゲートフィン３Ｃの高さが、他のコルゲートフィン３に対して約半分に形成されるので、コルゲートフィン３Ｃの重量を軽減することができると共に、外方への変形量を少なくすることができる。また、コルゲートフィン３Ｃの両側端部における熱交換管２及びサイドシート４とのろう付け面積を増大することができるので、ろう付け時のコルゲートフィン３Ｂのろう付けを確実にして脱落を防止することができる。

したがって、ろう付け時のコルゲートフィン３Ｃと熱交換管２及びサイドシート４のろう付けを確実にして脱落を防止することができる。しかも、コルゲートフィン３Ｃは座屈することがないので、製品品質の向上を図ることができると共に、熱交換効率を損なうことなく熱交換器の面積（容積）を小さくすることができる。

なお、コルゲートフィン３Ｃにおける両側端部の領域８をコルゲートフィン３のピッチＰに対して小さいピッチｐに形成し、コルゲートフィン３Ｃの両側以外の部分をその他のコルゲートフィン３と同じピッチＰにすることにより、コルゲートフィン３Ｃ全体を小ピッチｐにする場合に比べて熱交換される流体の流れ抵抗を低減することができるので、熱交換効率の向上を図ることができる。

◎第４実施形態
図５は、この発明に係る熱交換器の第４実施形態を示す概略側面図である。

第４実施形態は、両端に位置するコルゲートフィン３Ｄを、第２実施形態と同様に、その他のコルゲートフィン３の高さＨ例えば８ｍｍと同じに形成すると共に、コルゲートフィン３Ｄにおける両側端部の領域８Ａ例えばコルゲートフィン３Ｄの長さに対して１／３〜１／１０の範囲をコルゲートフィン３のピッチＰ例えば１．４ｍｍに対して小さいピッチｐ例えば１．０ｍｍに形成した場合である。

なお、第４実施形態において、その他の部分は第１ないし第３実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

上記のように、両端に位置するコルゲートフィン３Ｄにおける両側端部の領域８を、その他のコルゲートフィン３のピッチＰに対して小さいピッチｐに形成することにより、コルゲートフィン３の両側端部における熱交換管２及びサイドシート４とのろう付け面積を増大することができるので、ろう付け時のコルゲートフィン３Ｄのろう付けを確実にして脱落を防止することができると共に、製品品質の向上を図ることができる。また、第２実施形態のようにコルゲートフィン３Ｂ全体を小ピッチｐにする場合に比べて熱交換される流体の流れ抵抗を低減することができるので、熱交換効率の向上を図ることができる。

この発明に係る熱交換器の第1実施形態を示す概略側面図である。第1実施形態の熱交換器の要部を示す断面斜視図である。この発明に係る熱交換器の第２実施形態を示す概略側面図である。この発明に係る熱交換器の第３実施形態を示す概略側面図である。この発明に係る熱交換器の第４実施形態を示す概略側面図である。従来の熱交換器を示す概略側面図である。従来の熱交換器におけるろう付け時の状態を示す概略側面図である。

符号の説明

１ａ，１ｂヘッダーパイプ
２熱交換管
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄコルゲートフィン
４サイドシート
Ｈコルゲートフィンの高さ
Ｐ，ｐコルゲートフィンのピッチ

Claims

一対のヘッダーパイプと、これらヘッダーパイプ間に連結される互いに平行な複数の断面略偏平状の熱交換管と、これら熱交換管に介在されると共に、熱交換管にろう付けされる複数のコルゲートフィンと、両端における上記コルゲートフィンの外部にろう付けされるサイドシートを具備する熱交換器において、
両端に位置する上記コルゲートフィンは、該コルゲートフィンの高さが、他のコルゲートフィンに対して０．４〜０．６に形成される、ことを特徴とする熱交換器。
一対のヘッダーパイプと、これらヘッダーパイプ間に連結される互いに平行な複数の断面略偏平状の熱交換管と、これら熱交換管に介在されると共に、熱交換管にろう付けされる複数のコルゲートフィンと、両端における上記コルゲートフィンの外部にろう付けされるサイドシートを具備する熱交換器において、
両端に位置する上記コルゲートフィンは、少なくともコルゲートフィンの両側端部のピッチが、他のコルゲートフィンに対して小さく形成される、ことを特徴とする熱交換器。
一対のヘッダーパイプと、これらヘッダーパイプ間に連結される互いに平行な複数の断面略偏平状の熱交換管と、これら熱交換管に介在されると共に、熱交換管にろう付けされる複数のコルゲートフィンと、両端における上記コルゲートフィンの外部にろう付けされるサイドシートを具備する熱交換器において、
両端に位置する上記コルゲートフィンは、該コルゲートフィンの高さが、他のコルゲートフィンに対して０．４〜０．６に形成されると共に、少なくともコルゲートフィンの両側端部のピッチが、他のコルゲートフィンに対して小さく形成される、ことを特徴とする熱交換器。