JPH02242095A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、チューブ内を流れる流体と、チューブの各間
を流れる流体との熱交換を行う熱交換器に関する。

［従来の技術］ 従来の熱交換器の一例を第８図に示す、この熱交換器１
０１は、複数の偏平なチューブ１０２と、この複数のチ
ューブ１０２の両端にそれぞれ接合されるヘッダ１０３
（入口タンク、出口タンク）とからなる。

両ヘッダ１０３は、それぞれ複数のチューブ１０２の端
を挿入可能な複数の挿入穴１０４を備える。そして、製
造時に各チューブ１０２の端部をヘッダ１０３の各挿入
穴１０４に挿入し、ろう付等の接合法を施している。こ
れにより、複数のチューブ１０２とヘッダ１０３とが接
合されている。

［発明が解決しようとする課題］ ヘッダ１０３に形成される挿入穴１０４は、チューブ１
０２を挿入する必要性から、チューブ１０２の外形より
も大きく形成される。

このため、従来の熱交換器１０１は、チューブ１０２と
ヘッダ１０３とを組み付ける際、チューブ１０２が挿入
穴１０４内で移動しやすく、チューブ１０２とヘッダ１
０３との位置決めは困難であった。また、同様の理由で
、チューブ１０２とヘッダ１０３との接合時に、チュー
ブ１０２とヘッダ１０３との位置がずれやすく接合不良
（例えばろう付不良）が発生しやすい問題点を備えてい
た。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、チューブとヘッダとの位置決めが容易で、かつ接合
不良を抑えることのできる熱交換器の提供にある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明の熱交換器は、次
の技術的手段を採用する。

熱交換器は、内部に流体が流れる複数のチューブと、こ
の複数のチューブの端部に接合され、前記チューブ内へ
供給される、あるいは前記チューブを通過した流体の道
路となるヘッダとを備える。

この熱交換器は、前記ヘッダに形成された穴内に前記複
数のチューブの端部を挿入、接合してなる。

そして、チューブの端部には、前記ヘッダの穴の通過を
阻止する突出部が外方向に突出して設けられている。

［作用］ 上記のように構成された熱交換器のチューブの端部には
、突出部が設けられている。この突出部は、チューブの
外方向へ突出したもので、ヘッダの穴の通過を阻止する
ものである。このため、チューブとヘッダとを組み付け
る際、ヘッダの穴内にチューブを挿入すると、ヘッダの
穴の周囲に突出部が当たる、つまり、ヘッダの穴内にチ
ューブが一定以上侵入するのが防がれる。この結果、チ
ューブとヘッダとの位置関係が容易に決まる。

また、接合時は、ヘッダをチューブ方向へ向けて付勢力
を加える。チューブは、突出部によってヘッダの穴内に
チューブが一定以上侵入するのが防がれる。このため、
接合中にチューブとヘッダとの位置がずれるのが防がれ
る。

［発明の効果］ 本発明は、以上の作用で説明したように、チューブとヘ
ッダとの位Ｗ、関係が容易に決まるため、組み付は時に
おけるチューブとヘッダとの位置決めが、従来と比較し
て容易となる。

また、接合中にチューブとヘッダとの位置がずれるのが
防がれるため、チューブとヘッダとの接合不良が防がれ
る。

［実施例］ 次に、本発明の熱交換器を自動車用冷凍サイクルの冷媒
凝縮器に用いた実施例に基づき説明する。

第１図は冷媒凝縮器の斜視図を示す。本実施例の冷媒凝
縮器１は、軽量、小型で、かつ高耐圧なもので、大別し
てチューブ２、ヘッダ３、コルゲートフィン４とからな
る。

本実施例のチューブ２は、第２図ないし第４図に示すよ
うに、インナーフィン５を２枚の板材６で挟み、この２
枚の板材６を接合してなる。

インナーフィン５は、チューブ２内で複数の冷媒通路を
形成するものである。このインナーフィン５は、黄銅、
アルミニウムなど耐腐食性に優れた金属材料よりなる極
薄の板材で、プレス加工によりチューブ２の長手方向へ
のびる波形が形成されている。そして、インナーフィン
５の波の各頂部５ａは、チューブ２の内壁にろう付によ
って接合されている。

チューブ２を形成する前の板材６は、インナーフィン５
と同一の金属材料よりなり、両面にはろう材がクラッド
されている。そして、板材６の肉厚は、０．５ａｍ以下
とされ、冷媒凝縮器１の軽量化、および熱交換効率の向
上化が計られている。板材６は、プレス加工により打ち
抜き、打ち出しによって形成されている。１枚の板材６
は、断面コ字形を呈するもので、幅の広い底部７と、こ
の底部７と垂直な両側の接合部８とからなる。なお、接
合部８の高さは、冷媒凝縮器１の小型化のため、２鋤−
程に設けられている。

この板材６の長手方向の両端の底部７には、突出部９が
プレス加：［による打ち出しによって形成されている。

この突出部９は、板材６を２枚組み合わせてチューブ２
を構成した際に、チューブ２の外方向へ突出するもので
、チューブ２の長手方向に対し直角方向へ延びて設けら
れている。そして、突出部９と板材６の４１部との長さ
は、ヘッダ３内に挿入される長さとされる。

また、突出部９より内側の底部７の両端には、内出部１
０がプレス加工の打ち出しによって設けられている。こ
の内出部１０は、チューブ２の内側へ突出するもので、
チューブ２の長手方向に対し直角方向へ延びて設けられ
ている。そして、内出部１０の間の底部７の長さは、イ
ンナーフィン５の長さとされる。つまり、内出部１０は
、インナーフィン５の位置決め用の突起で、冷媒凝縮器
１の組み付は時に内出部１０の内側とインナーフィン５
の端とが当たり、インナーフィン５の位置決めを容易に
行わせるものである。

そして、２枚の板材６は、内部にインナーフィン５を配
した後、一方の板材６の接合部８が他方の板材６の接合
部８と当接するように組み付けられ、ろう付によって接
合されている。

次に、ヘッダ３について説明する０本実施例のへラダ３
は、各チューブ２の両端に接続され、ヘッダ３内に供給
された冷媒を各チューブ２へ分配して導く、あるいは各
チューブ２を通過した冷媒を収集するタンクである。

本実施例のヘッダ３は、第１図に示すように、筒状体１
１と、ガイド１２とを組み合わせ°ζなる。筒状体１１
は、円筒形状を呈し、各一端に蓋体１１ａが接合されて
いる。また、一方のへラダ３の他端には、冷媒圧縮機（
図示しない）の吐出口と連通ずる冷媒配管を接続するた
めのユニオン１３がろう付により取り付けられている。

また、他方の筒状体１１の他端にも、各チューブ２を通
過した熱交換後の冷媒をレシーバ（図示しない）へ導く
冷媒配管を接続するためのユニオン１３がろう付により
取り付けられている。筒状体１１の一方の側面には、第
５図に示すように、ガイド１２を介して各チューブ２の
端部を内部へ挿通さぜるガイド挿入穴１４が多数長手方
向に沿って列設されている。

また、筒状体１１は、インナーフィン５および板材６と
同一の金属材料よりなり、表面の周囲にはろう材がクラ
ッドされている。筒状体１１の板厚も薄く設けられ、冷
媒凝縮器１の軽量化が計られている。

ガイド１２は、筒状体１１の表面に沿い、断面が円弧を
描くもので、筒状体１１と同一の金属材料よりなる。そ
して、ガイド１２は、チューブ２と筒状体１１との間に
配設され、チューブ２をヘッダ３への挿入を容易とし、
かつ筒状体１１との接合を確実に行わしめるものである
。

ガイド１２には、筒状体１１に形成されたガイド挿入穴
１４内に挿入される筒状のフランジ１５が多数列設して
設けられている。フランジ１５の内側は、内部にチュー
ブ２の端部が挿入されるように、チューブ２の外形（突
出部９より端側）より僅かに大きめなチューブ挿入穴１
６（本発明のヘッダ３に形成された穴）とされる、そし
て、ガイド１２は、チューブ２とろう付により接合され
るとともに、筒状体１１ともろう付により接合される。

次に、コルゲートフィン４の説明を行う、コルゲートフ
ィン４は、チューブ２、ヘッダ３と同一の金属材料より
なる帯状で極薄の板材を、波状に曲折して設けたもので
ある。なお、コルゲートフィン４には、通常、熱交換効
率の自重、を計るため、多数のルーバが形成されている
。

次に、上記冷媒凝縮器１の製造について説明する。

初めに、チューブ２の組み立てを行う。まず、一方の板
材６の内部にインナーフィン５を配し、インナーフィン
５の両端を内出部１０内に配置する。

そして、他方の板材６を一方の板材に被せ、一方の板材
６の接合部８と、他方の板材６の接合部８と当接させる
。すると、インナーフィン５は、両端が内出部１０によ
って位置が規制され、ろう付前におけるチューブ２内の
移動が阻止される。

次いで、チューブ２とガイド１２との組み付けを行う、
上記のごとく組み付けられた複数のチューブ２の間にコ
ルゲートフィン４を配置し、チューブ２の両端を、ガイ
ド１２のチューブ挿入穴１６内に挿入する。このとき、
チューブ２の端部を無造作にチューブ挿入穴１６内へ挿
入しても、チューブ２に設けられた突出部９がチューブ
挿入穴１６の周囲のガイド１２に当たる、このため、チ
ューブ２の端部がチューブ挿入穴１６内に必要以上侵入
するのが防がれる。この結果、チューブ２とガイド１２
（ヘッダ３の構成部品）との位１ｔｒＩＩ係が容易に決
まる。

続いて、チューブ２の組み付けられたガイド１２を筒状
体１１と組み付ける。この組み付は作業は、筒状体１１
のガイド挿入穴１４内に、ガイド１２の各フランジ１５
を挿入することによって完了する。

最後に、ユニオン１３や蓋体１１ａなどを筒状体１１へ
組み付け、冷媒凝縮器１の組み付けが完了する。

上記のごとく組み付けられた冷媒凝縮器１は、炉中でろ
う付される。このろう付時、ヘッダ３は、チューブ２側
へ向けて軽く付勢される。このように、ヘッダ３をチュ
ーブ２側へ向けて付勢しても、チューブ２の突出部９が
チューブ挿入穴１６の周囲のガイド１２に当たり、チュ
ーブ２とヘッダ３との位置がずれるのが防がれる。つま
り、ろう付中にチューブ２とヘッダ３との位置がずれる
のが防がれる。

以上で説明したように、本実施例の冷媒’ａｍ器１は、
組み付は時にチューブ２とヘッダ３との位置関係が容易
に決まるため、組み付は時におけるチューブ２とへラダ
３との位置決めが従来と比較して容易となる。

また、ろう付中にチューブ２とヘッダ３との位置がずれ
るのが防がれるため、チューブ２とヘッダ３とのろう付
不良が防がれる。

さらに、本実施例では、断面が口字形に形成された板材
６の接合部８を重ね合わせて千コ、−ブ２を形成するた
め、ろう付面積が広いばかりでなく、チューブ２内に圧
力が加わった際、ろう付面が剥がれる方向ではなくて、
ずれる方向へ働く、この結果、接合部８のろう付強度が
強くなり、チューブ２内に大きな圧力のかかる冷媒凝縮
器１へ使用しても、接合部８より冷媒が漏れることが防
がれる。また、接合部８のろう付面積が広いため、変形
に対しても強い冷媒凝縮器１が提供できる。

そしてさらに、本実施例では、各板材６に打ち出しによ
って突出部９を形成するため、本実施例のように幅が２
ｕと狭い偏平なチューブ２でも容易に突出部９を形成す
ることができる。

第６図に第２実施例を示す。

本実施例は、板材６に設けられる突出部９を分割したも
のである。

第７図に第３実施例を示す。

本実施例のチューブ（第１実施例参照）は、断面り字形
の板材６を２枚対向させ、２枚の板材６の両端を接合し
、２枚の板材６の間に冷媒の通路を形成するものである
。この本実施例のチューブの両端は、段部１７を界えに
して窄まって形成されている。この窄まり部分を形成す
るために、板材６の長手方向の両端は、段部１７を介し
て幅が小さく設けられている。

なお、段部１７より端部側は、チューブ挿入穴（第１実
施例参照）内に挿入される部分とされる。

そして、段部１１が本発明の突出部の機能を果たす。

つまり、チューブをチューブ挿入穴内に挿入すると、段
部１１がチューブ挿入穴の周囲のガイド（第１実施例参
照）に当たり、チューブがガイド内に一定以上挿入され
るのが防がれる。

（変形例） 本実施例では、本発明を自動車用冷凍サイクルの冷媒凝
縮器に用いた例を示したが、家庭用、商業用等の冷凍サ
イクルの冷媒凝縮器はもちろん、冷媒蒸発器、ヒータコ
ア、ラジェータ、オイルクーラ、インターターラなど、
気体・−気体熱交換器、気体−液体熱交換器、液体−液
体熱交換器に適用可能なものである。

断面口字形、断面り字形の板材を２枚接合してチューブ
を形成したが、断面口字形と断面Ｉ字形との組み合わせ
や、断面Ｃ字形など他の断面形状の板材によってチュー
ブを形成しても良い、また、２枚の板材の両端を接合し
てチューブを形成した例を示したが、押し出しによって
形成したチューブに本発明を適用しても良い。

漏平なチューブの両面に突出部を設けたが、−方の面の
みや、全周に亘って設けても良い。

本実施例に示すインナーフィンや、コルゲートフィンは
、特に必要なものでなく、用途に応じて設けなくても良
い。

ヘッダを２つの部材（筒状体とガイド）から構成したが
、１つの部材によってヘッダを構成しても良い、また、
ヘッダは筒状を呈する必要は無く、他の形状としても良
い、さらに、ヘッダはチューブの両端に設ける必要は無
く、一端のみに設けても良い、そしてさらに、ヘッダは
タンクとしての機能を果たす必要は無く、チューブとチ
ューブとの接続を果たすものでも良い。

部を含むチューブの断面図、第５図はヘッダを含む熱交
換器の部分断面図である。

第６図は本発明の第２実施例を示す突出部を含むチュー
ブの断面図である。

第７図は本発明の第３実施例を示す板材の要部斜視図で
ある。

第８図は従来の熱交換器の一例を示す斜視図である。

図中　１・・・冷媒凝縮器（熱交換器）　２・・・チュ
ーブ　３・・・ヘッダ　９・・・突出部　１６・・・デ
ユープ挿入穴（穴）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　１）（ａ）内部に流体が流れる複数のチューブと、（
   ｂ）この複数のチューブの端部に接合され、前記チュー
   ブ内へ供給される、あるいは前記チューブを通過した流
   体の通路となるヘッダとを備え、 このヘッダに形成された穴内に前記複数のチューブの端
   部を挿入、接合してなる熱交換器において、 前記チューブの端部には、前記ヘッダの穴の通過を阻止
   する突出部が外方向に突出して設けられたことを特徴と
   する熱交換器。