JP2705831B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、自動車や家庭用エアコンの凝縮機等に用
いられる熱交換器、特にいわゆるヘッダータイプの熱交
換器に関する。

従来の技術 従来、この種の熱交換器として、例えば特開昭63−34
466号公報に示されるように、偏平チューブとコルゲー
トフィンとが交互配置に積層されると共に、チューブの
両端に中空ヘッダーが連通接続されるものが既知であ
る。かかる熱交換器におけるヘッダーパイプとしては、
量産性を向上させる目的で、片面又は両面ブレージング
シートを用い、これをその両側縁どおしが衝き合わせ状
となるように筒状に成形し、その衝き合わせ部を接合し
た中空成形パイプが使用されている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、この種の中空成形パイプからなるヘッ
ダーを備えた熱交換器にあっては、たとえヘッダーの肉
厚を増大させてもその衝き合わせ接合部分が強度的な弱
点となるため、所定以上の高い内部圧力が作用するとそ
の接合部より破壊されるおそれを有し、例えば150kg/cm
²程度以上の高耐圧性が要求されるような凝縮器として
は採用することができないという難があった。

この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、
ヘッダーとしてブレージングシートをその両側縁が衝き
合わせ状となるように筒状に成形した中空成形パイプを
用いたものでありながら、耐圧性能に優れた熱交換器を
提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 而して、この発明は、ヘッダーに周方向の切込み部を
形成する一方、中央部に熱交換媒体流通孔を有するヘッ
ダー補強用リング部材を上記切込み部から嵌入配置し、
かつ接合一体化することによりヘッダーを補強するよう
にしたものである。

即ち、この発明は、所定長の偏平チューブとフィンと
が交互配置に積層されると共に、前記チューブの両端
に、一対の中空ヘッダーが連通接続された熱交換器であ
って、該ヘッダーとして、片面又は両面ブレージングシ
ートがその両側縁部どおしを衝き合わせた筒状に成形さ
れ、かつ上記側縁部どおしが接合された中空成形パイプ
が用いられると共に、該ヘッダーの適宜位置に周方向の
切込み部が形成される一方、ヘッダー内周面に適合し得
る外周形状の径小部と前記切込み部に介在し得る径大部
とを有し、かつ中央部に熱交換媒体流通孔が穿設された
ヘッダー補強用リング部材が、その径小部外周面をヘッ
ダー内周面に当接させると共に、径大部を前記切込み部
に介在させた状態に前記切込み部から前記ヘッダー内に
嵌入配置され、かつろう付一体化されてなることを特徴
とする熱交換器を要旨とするものである。

作 用 ヘッダー補強用リング部材は、その中央部に熱交換媒
体流通用孔が形成されているから、熱交換媒体は上記流
通用孔を通じてヘッダー内を流通する。

また、上記リング部材は、ヘッダー内に嵌入配置さ
れ、かつ接合一体化されているから、ヘッダーの拡がり
を阻止するように作用する。従って、ヘッダーが衝き合
わせ部より破壊されるのを防止し、耐圧力の向上に寄与
する。

実施例 以下、この発明を、カーエアコン用のアルミニウムな
いしその合金製凝縮器に適用した実施例に基いて説明す
る。

第１図ないし第６図において、（１）は水平状態で上
下方向に配置された複数のアルミニウム製チューブ、
（２）はその隣接するチューブ（１）（１）間に介在さ
れたアルミニウム製のコルゲートフィンである。

前記チューブ（１）は偏平状のアルミニウム押出型材
をもって構成されたものである。上記チューブ（１）と
しては、いわゆるハーモニカチューブと称されるような
多孔型のものを用いても良い。

前記コルゲートフィン（２）は芯材の片面または両面
にろう材層が被覆形成されたアルミニウムブレージング
シートからなるもので、チューブ（１）と略同じ幅を有
し、ろう付によりチューブに接合されている。コルゲー
トフィン（２）は、望ましくはルーバーを切り起こした
ものを用いるのが良い。

（３）（４）は左右のヘッダーである。各ヘッダーに
は長さ方向に沿って所定間隔的にチューブ装入孔（５）
が穿設されると共に、該孔（５）に各チューブ（１）の
端部が装入され、かつろう付により強固に連通接続され
ている。更に、左ヘッダー（３）の上端部および下端部
には入口管（６）および出口管（７）がそれぞれ連結さ
れている。また右ヘッダー（３）の上下両端には蓋片
（８）（８）が取付けられている。なお、第２図に示す
（９）（９）は最外側のコルゲートフィン（２）の外側
に配置されたサイドプレートである。

左ヘッダー（３）には、該ヘッダー内を上下３室に分
割する態様で２枚の仕切板（10）（10）が所定間隔毎に
設けられている。また、右ヘッダー（４）にも該ヘッダ
ーを上下２室に分割する態様で１枚の仕切板（10）が設
けられている。もって熱交換媒体入口管（６）から左ヘ
ッダー（３）に流入した熱交換媒体は、チューブ群によ
って構成される全熱交換媒体通路をめぐって蛇行状に流
通して熱交換媒体出口管（７）から流出するようになさ
れている。上述のように熱交換媒体が流通する間に、チ
ューブ（１）（１）間に形成されたコルゲートフィン
（２）を含む空気流通間隙を流通する空気と熱交換を行
い、凝縮するものとなされている。前記ヘッダーパイプ
（３）（４）は、第６図に示すように、芯材（3a）の両
面にろう材層（3b）が被覆された両面ブレージングシー
トをその両側縁部（3c）（3c）が衝き合わせ状となるよ
うに筒状に成形すると共に、該側縁部（3c）（3c）どお
しがろう付されたものである。なお、この側縁部（3c）
（3c）どおしの接合は、ろう付に代えて電縫溶接によっ
て行っても良い。

また、上記左ヘッダー（３）には、前記上下仕切板
（10）（10）の間にヘッダー補強用リング部材（11）が
設けられると共に、右ヘッダー（４）には、上部蓋片
（８）と仕切板（10）との間および仕切板（10）と下部
蓋片（８）との間にそれぞれヘッダー補強用リング部材
（11）（11）が設けられている。

これらヘッダー補強用リング部材（11）は、ヘッダー
（３）（４）内に嵌入配置され、かつろう付一体化され
ることにより、ヘッダー（３）（４）の耐圧力を向上せ
しめる目的で用いられるものであり、中央部に熱交換媒
体流通孔（11c）を有する点以外は仕切板（10）と同様
の構造を有するものである。

即ち、上記リング部材（11）は、第１図に示すよう
に、そのほぼ半周がヘッダー（３）の内径に等しい外径
となされた径小部（11a）に形成され、残りの半周がヘ
ッダー（３）の外径に等しい外径となされた周端膨出状
の径大部（11b）に形成されると共に、中央部に熱交換
媒体流通孔（11c）が穿設されたものである。このリン
グ部材（11）としては、芯材の両面にろう材層が被覆形
成された両面ブレージングシートからなるものを用いる
ことが望ましい。

このリング部材（11）のヘッダー（３）（４）への取
付けは次のようにして行われている。即ち、第１図に示
すように、ヘッダー（３）のリング部材取着予定位置
に、周方向にそのほぼ半周にわたって延びた、リング部
材（11）の厚さとほぼ等しい間隙の切込み部（12）を形
成する。そして、第４図に示すように、リング部材（1
1）の径小部（11a）の外周面をヘッダー（３）の内周面
に当接させると共に、径大部（11b）の周端部（11c）を
切込み部（12）に適合させた状態となるように、リング
部材（11）を切込み部（12）からヘッダー（３）内に嵌
入配置する。そして、この状態で、仮組された他の構成
部材と共に一括ろう付することにより、ヘッダー（３）
に接合一体化する。

仕切板（12）は、熱交換媒体流通孔がない点以外は上
記ヘッダー補強用リング部材（11）と同様であり、第５
図に示すように、径小部（10a）の外周面がヘッダー
（３）の内周面に当接され、かつ径大部（10b）の周端
部が、ヘッダー（３）に形成された仕切板用切込み部か
らヘッダー（３）内に嵌入配置され、かつろう付されて
いる。

なお、このような仕切板（10）を有するヘッダーにあ
っては、その仕切板（10）が前記リング部材（11）と同
様の補強作用を奏するので、リング部材（11）を仕切板
（10）にあまり接近させて取付ける必要はない。

第７図および第８図は、ヘッダー補強用リング部材
（21）の変形例を示すものである。

この補強リング部材（21）は、ヘッダー（３）の内径
に等しい外径となされた径小部（21a）と、ヘッダー
（３）の外径に略等しい外径を有する周端膨出状の径大
部（21b）とを有し、かつ中央部に熱交換媒体流通孔（2
1c）が穿設されたリング状板材（23）と、ヘッダー
（３）の切込み部を外方から覆い得る弧状帯板材（24）
とよりなり、該帯板材（24）の外周面に突設された一対
の突条（24a）（24a）に上記リング状板材（23）の径大
部（21b）が嵌入固定されてなるものである。

そして、このリング部材（21）は、第８図に示すよう
に、ヘッダー（３）に形成された切込み部（22）に、径
小部（21a）の外周面がヘッダー（３）内周面に当接さ
れ、かつ前記突条（24a）（24a）が切込み部（22）に適
合された状態にヘッダー（３）内に嵌入配置され、かつ
ろう付固定されている。

第９図および第10図は、補強用リング状部材（31）の
更に他の変形例を示すもので、径小部（31a）および径
大部（31d）の外周面にそれぞれ弧状に曲成された帯板
部材（31d）（31e）が一体的に設けら、かつ中央部に熱
交換媒体流通用孔（31c）が穿設されている。

そして、このリング部材（31）は、第10図に示すよう
に、ヘッダー（３）に形成された、径小部（31a）の帯
板部材（31d）を嵌入し得る間隔を有する切込み部（3
2）を通じて、径小部（31a）の帯板部材（31d）外周面
がヘッダー（３）内周面に当接され、かつ径大部（31
b）の帯板部材（31e）が切込み部（32）外周面を覆う状
態でヘッダー（３）内に嵌入配置され、かつろう付固定
されている。

発明の効果 この発明に係る熱交換器は、ヘッダーとして、片面又
は両面ブレージングシートがその両側縁部どおしを衝き
合わせた筒状に成形され、かつ上記側縁部どおしが接合
された中空成形パイプを用いたものでありながら、その
ヘッダーに周方向の切込み部が形成される一方、ヘッダ
ー内周面に適合し得る外周形状の径小部と前記切込み部
に介在し得る径大部とを有し、かつ中央部に熱交換媒体
流通孔が突設されたヘッダー補強用リング部材が、その
径小部外周面をヘッダー内周面に当接させ、かつ径大部
を前記切込み部に介在させた状態に前記切込み部から前
記ヘッダー乃に嵌入配置され、かつろう付一体化されて
なるものであるから、その補強用リング部材により、ヘ
ッダー内部の圧力の増大に伴うヘッダーの膨出が阻止さ
れ、もってヘッダーが継ぎ目部分から破壊されるおそれ
のない高耐圧性に優れた熱交換器を提供することができ
る。

しかも、上記補強用リング部材は、ヘッダーに形成さ
れた切込み部から該ヘッダー内に嵌入配置されるもので
あり、しかも径小部をヘッダー内面に当接させることに
よりその位置決めを容易に行うことができるので、組立
接合作業が極めて容易であり、生産性の向上を図ること
ができ、ひいては製造コストの低減化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例としての凝縮器用熱交換器を
示すものであり、第１図はヘッダー、チューブ、フィン
およびヘッダー補強用リング部材を分離状態で示す斜視
図、第２図は全体正面図、第３図は同じく左側面図、第
４図は第２図IV−IV線の拡大断面図、第５図は第２図Ｖ
−Ｖ線の拡大断面図、第６図は第２図VI−VI線の拡大断
面図、第７図および第８図はヘッダー補強用リング部材
の変形例を示すもので、第７図は全体斜視図、第８図は
取付け状態を示す断面図、第９図および第10図はヘッダ
ー補強用リング部材の更に他の変形例を示すもので、第
９図は全体斜視図、第10図は取付け状態を示す断面図で
ある。 （１）……チューブ、（２）……フィン、（３）（４）
……ヘッダー、（3c）……側縁部、（11）（21）（31）
……ヘッダー補強用リング部材、（11a）（21a）（31
a）……径小部、（11b）（21b）（31b）……径大部、
（11c）（21c）（31c）……熱交換媒体流通孔、（12）
（22）（32）……切込み部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−55661（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−34466（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−48270（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−31067（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−48268（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−48269（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−16258（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定長の偏平チューブとフィンとが交互配
   置に積層されると共に、前記チューブの両端に、一対の
   中空ヘッダーが連通接続された熱交換器であって、該ヘ
   ッダーとして、片面又は両面ブレージングシートがその
   両側縁部どおしを衝き合わせた筒状に成形され、かつ上
   記側縁部どおしが接合された中空成形パイプが用いられ
   ると共に、該ヘッダーの適宜位置に周方向の切込み部が
   形成される一方、ヘッダー内周面に適合し得る外周形状
   の径小部と前記切込み部に介在し得る径大部とを有し、
   かつ中央部に熱交換媒体流通孔が穿設されたヘッダー補
   強用リング部材が、その径小部外周面をヘッダー内周面
   に当接させると共に、径大部を前記切込み部に介在させ
   た状態に前記切込み部から前記ヘッダー内に嵌入配置さ
   れ、かつろう付一体化されてなることを特徴とする熱交
   換器。