JP2014035170A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒の洩れを防止しうる熱交換器を提供する。
【解決手段】コンデンサ１のヘッダタンク2,3は、筒状タンク本体７と、タンク本体７の両端開口を閉鎖する閉鎖部材とを有する。タンク本体７を、金属素板10を筒状に成形して両側縁部を部分的に重ね合わせるとともに、金属素板10の互いに重ね合わされた両側縁部どうしをろう付することにより形成する。ヘッダタンク２に配管部材13をろう付する。配管部材13に、ヘッダタンク２のタンク本体７の外周面のうちの一部が面接触する凹面状のろう付面15と、一端がろう付面15に開口するとともに、当該開口がヘッダタンク２内に通じる冷媒流路13aとを設ける。ヘッダタンク２のタンク本体７における金属素板10の互いに重ね合わされた両側縁部どうしのろう付部を、配管部材13のろう付面15における冷媒流路13aの開口からずれた部分に位置させる。
【選択図】図２

Description

この発明は、熱交換器に関する。

たとえば、カーエアコン用コンデンサに用いられる熱交換器として、本出願人は、先に、互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間にヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置されて両端部が両ヘッダタンクに接続された複数の熱交換管と、隣り合う熱交換管間に配置されたフィンと、一方のヘッダタンクにろう付された入口側配管部材と、当該一方のヘッダタンクまたは他方のヘッダタンクにろう付された出口側配管部材とを備えており、ヘッダタンクが、金属素板が筒状に成形されて両側縁部が部分的に重ね合わされるとともに、金属素板の互いに重ね合わされた両側縁部どうしがろう付されている両端が開口した筒状のタンク本体と、タンク本体の両端部に接合されてタンク本体の両端開口を閉鎖する閉鎖部材とを有し、入口側配管部材および出口側配管部材に、冷媒流路と、ヘッダタンクのタンク本体の外周面のうちの一部が面接触しかつ冷媒流路の一端が開口する凹面状のろう付面が設けられ、ヘッダタンクのタンク本体における金属素板の互いに重ね合わされた両側縁部どうしのろう付部が、入口側配管部材および出口側配管部材のろう付面における冷媒流路の開口と対応する部分に位置している熱交換器を提案した（特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１記載の熱交換器の場合、熱交換器を製造するにあたって、タンク本体を構成する金属素板の両側縁部の重ね合わせ部どうしの間にずれが発生した場合、入口側配管部材および出口側配管部材のろう付面と、タンク本体の外周面との間に隙間が生じ、その結果入口側配管部材および出口側配管部材の冷媒流路を流れる冷媒が、前記隙間を通って外部に洩れるおそれがある。

ＷＯ２００７／１１４３６６号パンフレット

この発明の目的は、上記問題を解決し、冷媒の洩れを防止しうる熱交換器を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。

1)互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間にヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置されて両端部が両ヘッダタンクに接続された複数の熱交換管と、隣り合う熱交換管間に配置されたフィンと、少なくともいずれか一方のヘッダタンクにろう付された配管部材とを備えており、ヘッダタンクが、金属素板が筒状に成形されて両側縁部が部分的に重ね合わされるとともに、金属素板の互いに重ね合わされた両側縁部どうしがろう付されている両端が開口した筒状のタンク本体と、タンク本体の両端部に接合されてタンク本体の両端開口を閉鎖する閉鎖部材とを有し、配管部材に、ヘッダタンクのタンク本体の外周面のうちの一部が面接触する凹面状のろう付面と、一端がろう付面に開口するとともに、当該開口がヘッダタンク内に通じる冷媒流路とが設けられている熱交換器において、
ヘッダタンクのタンク本体における金属素板の互いに重ね合わされた両側縁部どうしのろう付部が、配管部材のろう付面における冷媒流路の開口からずれた部分に位置している熱交換器。

2)ヘッダタンクのタンク本体を構成する金属素板の両側縁部に、それぞれタンク本体内方に突出した内方突出部が設けられており、両内方屈曲部どうしが重ね合わされてろう付されている上記1)記載の熱交換器。

3)ヘッダタンクのタンク本体を構成する金属素板の一方の側縁部に、内方に偏るように屈曲され、かつ金属素板の他方の側縁部の内面に重なる内方偏位部が設けられ、内方偏位部が金属素板の前記一方の側縁部内面にろう付されている上記1)記載の熱交換器。

4)ヘッダタンクのタンク本体を構成する金属素板の一方の側縁部にタンク本体内方へ突出した内方突出部が設けられ、同じく他方の側縁部に内方突出部が嵌め入れられる嵌入溝が設けられ、嵌入溝が、タンク本体内方へ突出するとともに、タンク本体内周面からの突出長さが前記内方突出部のタンク本体内周面からの突出長さよりも長い第１側壁部、第１側壁部の突出端に形成され、かつ前記内方突出部側に前記内方突出部を越えて突出した底壁部、および底壁部の先端に形成され、かつタンク本体外方に突出した第２側壁部を有しており、前記内方突出部が、前記第１側壁部、前記底壁部および前記第２側壁部にろう付されている上記1)記載の熱交換器。

5)一方のヘッダタンクにろう付された入口側配管部材と、当該一方のヘッダタンクまたは他方のヘッダタンクにろう付された出口側配管部材とを備えている上記1)〜4)のうちのいずれかに記載の熱交換器。

6)ヘッダタンクのタンク本体における金属素板の互いに重ね合わされた両側縁部どうしのろう付部からずれた位置に管挿入穴が形成され、熱交換管の端部が管挿入穴に挿入された状態でヘッダタンクに接続されている上記1)〜5)のうちのいずれかに記載の熱交換器。

上記1)〜6)の熱交換器によれば、ヘッダタンクのタンク本体における金属素板の互いに重ね合わされた両側縁部どうしのろう付部が、配管部材のろう付面における冷媒流路の開口からずれた部分に位置しているので、熱交換器を製造するにあたって、タンク本体を構成する金属素板の両側縁部の重ね合わせ部どうしの間にずれが発生した場合であっても、配管部材のろう付面と、タンク本体の外周面との間に隙間が生じることが防止され、その結果配管部材冷媒流路を流れる冷媒が、前記隙間を通って外部に洩れるおそれことが防止される。

しかも、ヘッダタンクのタンク本体の横断面形状において、金属素板の互いに重ね合わされた両側縁部どうしのろう付部のろう付長さを比較的長くすることができるので、ろう付部の耐食性を向上させることができる。

上記6)の熱交換器によれば、熱交換管の端部を挿入する管挿入穴を、ヘッダタンクのタンク本体に簡単に形成することができる。

この発明の熱交換器の全体構成を示す正面図である。 図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。 図１の熱交換器のヘッダタンクに用いられているタンク本体の一部分を示す部分拡大横断面図である。 図１の熱交換器のヘッダタンクに用いられているタンク本体の第１の変形例を示す図３相当の図である。 図１の熱交換器のヘッダタンクに用いられているタンク本体の第２の変形例を示す図３相当の図である。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。この実施形態は、この発明による熱交換器を、カーエアコン用のコンデンサに適用したものである。

なお、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。また、以下の説明において、図１の上下、左右を上下、左右といい、図１に矢印Ｘで示す通風方向下流側を前、これと反対側を後というものとする。

図１において、コンデンサ(1)は、長手方向を上下方向に向けた状態で左右方向に間隔をおいて配置された１対のアルミニウム製ヘッダタンク(2)(3)と、両ヘッダタンク(2)(3)間において、幅方向を前後方向に向けるとともに長手方向を左右方向に向けた状態で上下方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部が両ヘッダタンク(2)(3)に接続された複数の扁平状アルミニウム製熱交換管(4)と、隣り合う熱交換管(4)どうしの間、ならびに上端の熱交換管(4)の上側および下端の熱交換管(4)の下側に配置されて熱交換管(4)にろう付されたアルミニウム製コルゲートフィン(5)と、上端のコルゲートフィン(5)の上側および下端のコルゲートフィン(5)の下側に配置されてコルゲートフィン(5)にろう付されたアルミニウム製サイドプレート(6)とよりなる。

コンデンサ(1)の各ヘッダタンク(2)(3)は、両端が開口した筒状のアルミニウム製タンク本体(7)と、タンク本体(7)の両端にろう付されてその両端開口を閉鎖するアルミニウム製閉鎖部材(8)とからなる。タンク本体(7)は、たとえば両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなる金属素板(10)が筒状に成形されるとともに、金属素板(10)の両側縁部が部分的に重ね合わされた状態でろう付されることにより形成されている。

左側ヘッダタンク(2)は、高さ方向の中央部よりも上方において仕切部材(9)により上下２つのヘッダ部(2a)(2b)に仕切られ、右側ヘッダタンク(3)は、高さ方向の中央部よりも下方において仕切部材(11)により上下２つのヘッダ部(3a)(3b)に仕切られている。左側ヘッダタンク(2)のタンク本体(7)における上ヘッダ部(2a)に位置する部分に流体入口(12)が形成され（図２参照）、流体入口(12)を介して上ヘッダ部(2a)内に通じる冷媒流路(13a)を有するアルミニウムベア材製入口側配管部材(13)が、左側ヘッダタンク(2)のタンク本体(7)にろう付されている。右側ヘッダタンク(3)のタンク本体(7)における下ヘッダ部(3a)に位置する部分に流体出口（図示略）が形成され、流体出口を介して下ヘッダ部(3a)内に通じる冷媒流路(14a)を有するアルミニウムベア材製出口側配管部材(14)が、右側ヘッダタンク(3)のタンク本体(7)にろう付されている。

図２に示すように、入口側配管部材(13)には、左側ヘッダタンク(2)のタンク本体(7)の外周面のうちの一部が面接触する凹面状のろう付面(15)が設けられるとともに、配管接続用継手部材（図示略）を取り付ける取付面(16)が設けられている。冷媒流路(13a)は、一端が冷媒入口(12)を介して左側ヘッダタンク(2)の上ヘッダ部(2a)内に通じるように、入口側配管部材(13)のろう付面(15)に開口し、他端が入口側配管部材(13)の取付面(16)に開口している。詳細な図示は省略したが、出口側配管部材(14)には、右側ヘッダタンク(3)のタンク本体(7)の外周面のうちの一部が面接触する凹面状のろう付面(15)が設けられるとともに、配管接続用継手部材（図示略）を取り付ける取付面(16)が設けられている。冷媒流路(14a)は、一端が冷媒出口を介して右側ヘッダタンク(3)の下ヘッダ部(3b)内に通じるように、出口側配管部材(14)のろう付面(15)に開口し、他端が出口側配管部材(14)の取付面(16)に開口している。

図２および図３に示すように、左側ヘッダタンク(2)および右側ヘッダタンク(3)のタンク本体(7)を構成する金属素板(10)の両側縁部に、それぞれタンク本体(7)内方に突出した内方突出部(17)が設けられており、両内方突出部(17)どうしが重ね合わされてろう付されている。そして、タンク本体(7)における金属素板(10)の互いに重ね合わされてろう付された内方突出部(17)どうしのろう付部は、入口配管部材(13)および出口側配管部材(14)のろう付面(15)における冷媒流路(13a)(14a)の開口からずれた部分に位置している。また、左側ヘッダタンク(2)および右側ヘッダタンク(3)のタンク本体(7)における金属素板(10)の互いに重ね合わされてろう付された内方突出部(17)どうしのろう付部からずれた位置に管挿入穴(19)が形成され、熱交換管(4)の端部が管挿入穴(19)に挿入された状態でタンク本体(7)にろう付されている。

コンデンサ(1)は、すべての部品を組み立てて仮止めした後、必要箇所にフラックス懸濁液を塗布し、その後全部品を炉中において一括ろう付することにより製造される。

上述したコンデンサは、圧縮機、気液分離器、減圧器およびエバポレータなどとともに、フロン系冷媒を用いる冷凍サイクルを構成し、カーエアコンとして車両に搭載される。

入口側配管部材(13)には圧縮機からの配管が接続され、出口側配管部材(14)には気液分離器への配管に接続される。入口側配管部材(13)の冷媒流路(13a)を通って左側ヘッダタンク(2)の上ヘッダ部(2a)内に流入した冷媒は、熱交換管(4)内を右方に流れて右側ヘッダタンク(3)の上ヘッダ部(3a)内の上部に流入し、上ヘッダ部(3a)内を下方に流れて左側ヘッダタンク(2)の仕切部材(9)と右側ヘッダタンク(3)の仕切部材(11)との間の高さ位置にある熱交換管(4)内を左方に流れて左側ヘッダタンク(2)の下ヘッダ部(2b)内の上部に流入し、下ヘッダ部(2b)内を下方に流れて右側ヘッダタンク(3)の仕切部材(11)よりも下方に位置する熱交換管(4)内を右方に流れて右側ヘッダタンク(3)の下ヘッダ部(3b)内に流入し、出口側配管部材(14)の冷媒流路(14a)を通ってコンデンサ(1)の外部に流出する。

図４および図５はタンク本体の変形例を示す。

図４において、左側ヘッダタンク(2)および右側ヘッダタンク(3)のタンク本体(7)を構成する金属素板(10)の一方の側縁部にタンク本体(7)内方へ突出した内方突出部(20)が設けられ、同じく他方の側縁部に内方突出部(20)が嵌め入れられる嵌入溝(21)が設けられている。嵌入溝(21)は、タンク本体(7)内方へ突出するとともに、タンク本体(7)内周面からの突出長さが内方突出部(20)のタンク本体(7)内周面からの突出長さよりも長い第１側壁部(22)、第１側壁部(22)の突出端に形成され、かつ内方突出部(20)側に内方突出部(20)を越えて突出した底壁部(23)、および底壁部(23)の先端に形成され、かつタンク本体(7)外方に突出した第２側壁部(24)を有しており、内方突出部(20)が、嵌入溝(21)内に嵌め入れられて第１側壁部(22)、底壁部(23)および第２側壁部(24)にろう付されている。そして、タンク本体(7)における金属素板(10)の内方突出部(17)と、第１側壁部(22)、底壁部(23)および第２側壁部(24)とのろう付部は、入口配管部材(13)および出口側配管部材(14)のろう付面(15)における冷媒流路(13a)(14a)の開口からずれた部分に位置している。

図５において、左側ヘッダタンク(2)および右側ヘッダタンク(3)のタンク本体(7)を構成する金属素板(10)の一方の側縁部が内方に偏るように屈曲されることによって、金属素板(10)の他方の側縁部の内面に重なる内方偏位部(25)が設けられ、内方偏位部(25)が金属素板(10)の他方の側縁部内面にろう付されている。そして、タンク本体(7)における金属素板(10)の一方の側縁部に設けられた内方偏位部(25)と金属素板(10)の他方の側縁部とのろう付部は、入口配管部材(13)および出口側配管部材(14)のろう付面(15)における冷媒流路(13a)(14a)の開口からずれた部分に位置している。

この発明による熱交換器は、カーエアコンを構成する冷凍サイクルのコンデンサとして好適に用いられる。

(1)：コンデンサ（熱交換器）
(2)(3)：ヘッダタンク
(4)：熱交換管
(5)：フィン
(7)：タンク本体
(8)：閉鎖部材
(10)：金属素板
(13)：入口側配管部材
(13a)：冷媒流路
(14)：出口側配管部材
(14a)：冷媒流路
(15)：ろう付面
(17)：内方突出部
(19)：管挿入穴
(20)：内方突出部
(21)：嵌入溝
(22)：第１側壁部
(23)：底壁部
(24)：第２側壁部
(25)：内方偏位部

Claims (6)

1. 互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間にヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置されて両端部が両ヘッダタンクに接続された複数の熱交換管と、隣り合う熱交換管間に配置されたフィンと、少なくともいずれか一方のヘッダタンクにろう付された配管部材とを備えており、ヘッダタンクが、金属素板が筒状に成形されて両側縁部が部分的に重ね合わされるとともに、金属素板の互いに重ね合わされた両側縁部どうしがろう付されている両端が開口した筒状のタンク本体と、タンク本体の両端部に接合されてタンク本体の両端開口を閉鎖する閉鎖部材とを有し、配管部材に、ヘッダタンクのタンク本体の外周面のうちの一部が面接触する凹面状のろう付面と、一端がろう付面に開口するとともに、当該開口がヘッダタンク内に通じる冷媒流路とが設けられている熱交換器において、
   ヘッダタンクのタンク本体における金属素板の互いに重ね合わされた両側縁部どうしのろう付部が、配管部材のろう付面における冷媒流路の開口からずれた部分に位置している熱交換器。
2. ヘッダタンクのタンク本体を構成する金属素板の両側縁部に、それぞれタンク本体内方に突出した内方突出部が設けられており、両内方屈曲部どうしが重ね合わされてろう付されている請求項１記載の熱交換器。
3. ヘッダタンクのタンク本体を構成する金属素板の一方の側縁部に、内方に偏るように屈曲され、かつ金属素板の他方の側縁部の内面に重なる内方偏位部が設けられ、内方偏位部が金属素板の前記一方の側縁部内面にろう付されている請求項１記載の熱交換器。
4. ヘッダタンクのタンク本体を構成する金属素板の一方の側縁部にタンク本体内方へ突出した内方突出部が設けられ、同じく他方の側縁部に内方突出部が嵌め入れられる嵌入溝が設けられ、嵌入溝が、タンク本体内方へ突出するとともに、タンク本体内周面からの突出長さが前記内方突出部のタンク本体内周面からの突出長さよりも長い第１側壁部、第１側壁部の突出端に形成され、かつ前記内方突出部側に前記内方突出部を越えて突出した底壁部、および底壁部の先端に形成され、かつタンク本体外方に突出した第２側壁部を有しており、前記内方突出部が、前記第１側壁部、前記底壁部および前記第２側壁部にろう付されている請求項１記載の熱交換器。
5. 一方のヘッダタンクにろう付された入口側配管部材と、当該一方のヘッダタンクまたは他方のヘッダタンクにろう付された出口側配管部材とを備えている請求項１〜４のうちのいずれかに記載の熱交換器。
6. ヘッダタンクのタンク本体における金属素板の互いに重ね合わされた両側縁部どうしのろう付部からずれた位置に管挿入穴が形成され、熱交換管の端部が管挿入穴に挿入された状態でヘッダタンクに接続されている請求項１〜５のうちのいずれかに記載の熱交換器。

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