JPH10213389A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JPH10213389A
JPH10213389A JP9016962A JP1696297A JPH10213389A JP H10213389 A JPH10213389 A JP H10213389A JP 9016962 A JP9016962 A JP 9016962A JP 1696297 A JP1696297 A JP 1696297A JP H10213389 A JPH10213389 A JP H10213389A
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JP
Japan
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tube
flat
heat exchanger
flat plate
flat tube
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JP9016962A
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English (en)
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Masahiro Shitaya
昌宏 下谷
Ken Yamamoto
山本  憲
Yoshitaka Kuroda
吉孝 黒田
Kazuhiro Mitsukawa
一浩 光川
Kame Kobayashi
亀 小林
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インナーフィンを有する熱交換器において、
偏平チューブの耐圧強度を向上させる。 【解決手段】 インナーフィン7は、片面側のみに第
1、2突起部73、74が形成された薄板7aを折り曲
げて形成される。これにより、インナーフィン7の第
1、2平板部71、72を確実に接触させることができ
るので、両者を確実にろう付け接合することができる。
したがって、インナーフィン7を介して互いに対向する
チューブ2の内壁を接合することができるので、偏平チ
ューブ2の耐圧強度を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器に関する
もので、チューブ内にインナーフィン等の流体(冷媒)
との接触面積を増大させる部材を有する熱交換器に適用
して有効である。
【0002】
【従来の技術】例えば、特開平4−240395号公報
では、偏平状のチューブの内壁のうち、互いに対抗する
一対の各平坦部に、他方側に向けて突出する突起部をチ
ューブとともに一体成形し、その突起部の先端を互いに
ろう付けした熱交換器が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
記載の熱交換器は、チューブを構成する板材にローラ成
形機により、チューブの内壁に対応する部位に突起部を
形成し、その後、各平坦部を連結する円弧状部に対応す
る部位を中心に、この板材を折り曲げてチューブを形成
している。
【0004】このため、板材を折り曲げる折曲中心の位
置によっては、各平坦部に形成された突起部の先端のう
ち、互いに接触する部位と接触しない部位とが発生する
可能性が高く、互いにろう付けされる突起部とろう付け
されない突起部とが発生する可能性が高い(接合バラツ
キが大きい)。したがって、熱交換器(チューブ)とし
ての耐圧強度のバラツキが大きくなってしまい、このバ
ラツキを考慮すると、完成品として保証し得る耐圧強度
の低下を招いてしまう。
【0005】本発明は、上記点に鑑み、チューブ内に流
体との接触面積を増大させる部位を有し、かつ、チュー
ブの耐圧強度を向上させることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項1〜
3に記載の発明では、短径方向に重なる第1、2平板部
(71、72)が偏平チューブ(2)内に設けられてお
り、第1、2平板部(71、72)には、各第1、2平
板部(71、72)から突出して偏平チューブ(2)の
内壁に接触する第1、2突起部(73、74)が形成さ
れている。そして、第1、2平板部(71、72)は、
長径方向一端側に対応する部位で薄板(7a)を折り曲
げることにより形成されていることを特徴とする。
【0007】これにより、第1、2平板部(71、7
2)を確実に接触させることができるため、第1、2平
板部(71、72)を確実にろう付け等の接合手段によ
り接合することができる。したがって、第1、2平板部
(71、72)および第1、2突起部(73、74)を
介して互いに対向する偏平チューブ(2)の内壁を接合
することができるので、第1、2平板部(71、72)
および第1、2突起部(73、74)を強度部材として
有効に活用することができる。延いては、偏平チューブ
(2)の耐圧強度を向上させることができる。
【0008】また、流体は、各突起部(73、74)に
加えて、第1、2平板部(71、72)にも接触するの
で、流体と接触する部位の表面積を増大させることがで
きる。したがって、熱交換器の熱交換能力を向上させる
ことができる。請求項2に記載の発明では、第1突起部
(73)の表面積の総和は、第2突起部(74)の表面
積の総和に比べて大きいことを特徴とする。
【0009】ところで、冷媒を凝縮させる凝縮器では、
後述のごとく、冷媒の熱交換が進むと、偏平チューブ
(2)内の液相(凝縮した)冷媒が、偏平チューブ
(2)の内壁のうち下方側に集合してくるので、熱伝達
量(熱交換能力)が低下してしまう。これに対して、本
発明では、各突起部(73、74)の表面積の総和が異
なるので、液相冷媒が集合する下方側に第1突起部73
を配設し、上方側に第2突起部74を配設すれば、下方
側の熱伝達量の低下を防止することができる。したがっ
て、熱交換能力の向上を図りつつ、耐圧強度を向上させ
ることができる。
【0010】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。
【0011】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)本実施形態は、本発明に係る熱交換器
を冷凍サイクルの凝縮器(コンデンサ)に適用してもの
で、図1は凝縮器1の斜視図である。図1中、2は冷媒
が流通する複数本の偏平チューブ(以下、チューブと略
す。)であり、3はチューブ2間にろう付けされたコル
ゲート状(波状)のフィン(アウターフィン)である。
また、4は各チューブ2に冷媒を分配する第1タンク部
であり、5は各チューブ2で熱交換を終えた(凝縮し
た)冷媒を集合させる第2タンク部である。なお、両タ
ンク部4、5は、コア部(チューブ2およびフィン3と
の総称)の補強部材をなすサイドプレート6とともにチ
ューブ2にろう付けされている。
【0012】そして、チューブ2は、図2(コア部を空
気の流通方向で切断した断面図)に示すように、その断
面形状が偏平状に形成されるともに、長径方向が空気の
流通方向と一致するよう配設されている。また、チュー
ブ2内には、冷媒との接触面積を増大させて熱交換能力
を向上させるインナーフィン7が配設されており、この
インナーフィン7は、チューブ2の長径方向および長手
方向に広がるとともに、チューブ2の短径方向に重なる
第1平板部71および第2平板部72と、各第1、2平
板部71、72から突出してチューブ2の内壁に接触す
る多数本のピン状(円筒状)の第1突起部73および第
2突起部74とから構成されている。なお、8はフィン
3から鎧窓状に切り起こされた周知のルーバである。
【0013】次に、チューブ2(インナーフィン7を含
む)の製造方法について、図3を用いて説明する。先
ず、チューブ2を構成するアルミニウム製の板材2a
(本実施形態では、厚み0.4mm)を、図3の(a)
に示すように、所定形状(チューブ2の長径方向一端側
を中心に展開した形状)にプレス成形する。一方、イン
ナーフィン7を構成する両面にろう材が被覆されたアル
ミニウム製の薄板7a(本実施形態では、厚み0.1m
m)の片面側のみが突出するようにして第1、2突起部
73、74をプレス成形する。
【0014】次に、チューブ2の長径方向一端側に対応
する部位を中心に、板材2aおよび薄板7aを図3の
(a)に示すように折り曲げるとともに、治具等で仮固
定して炉内で加熱し、第1、2平板部71、72を互い
にろう付けするとともに、突起部73、74の先端をチ
ューブ2の内壁にろう付けする。そして、ろう付け完了
後、板材2aの合わせ面2bを溶接により接合する。
【0015】次に、本実施形態の特徴を述べる。本実施
形態では、インナーフィン7は、片面側のみに第1、2
突起部73、74が形成された薄板7aを折り曲げて形
成されているので、第1、2平板部71、72を確実に
接触させることができる。このため、第1、2平板部7
1、72を確実にろう付け接合することができるので、
インナーフィン7を介して互いに対向するチューブ2の
内壁を接合することができる。したがって、インナーフ
ィン7を強度部材として有効に活用することができるの
で、チューブ2の耐圧強度を向上させることができる。
【0016】また、冷媒は、各突起部73、74に加え
て、第1、2平板部71、72にも接触するので、冷媒
と接触するインナーフィン7の表面積を増大させること
ができる。したがって、凝縮器1の熱交換能力を向上さ
せることができる。 (第2実施形態)本実施形態は、図4に示すように、第
1平板部71に形成され第1た突起部73の表面積の総
和を、第2平板部72に形成された第2突起部74の表
面積の総和に比べて大きくしたものである。
【0017】すなわち、凝縮器では、冷媒の熱交換が進
むと、チューブ2内の液相(凝縮した)冷媒は、チュー
ブ2の内壁のうち下方側に集合してくる(図5参照)。
そして、この液相冷媒が集合する部位の面積は、インナ
ーフィン7の表面積およびチューブ2の内壁面積の和の
約50%に達し、さらに、この部位においては、熱伝達
量がその他の部位の15%程度まで悪化(低下)するこ
とが発明者等の試験検討により確認されている。
【0018】そこで、本実施形態のごとく、液相冷媒が
集合する下方側である第1突起部73の表面積の総和を
第2突起部74の表面積の総和に比べて大きくすること
により、熱伝達量の低下を防止することができる。した
がって、凝縮器1の能力を向上させつつ、耐圧強度を向
上させることができる。因みに本実施形態では、突起部
73の表面積の総和は、突起部74の表面積の総和の約
1.5倍である。
【0019】ところで、上述の実施形態では、チューブ
2も板材2aを折り曲げることにより成形したが、押し
出し加工(引き抜き加工)管もしくは電縫管のごとく、
既に管状に成形されているチューブに、本発明のごとく
折り曲げて成形したインナーフィン7を挿入した後、イ
ンナーフィン7とチューブとをろう付けしてもよい。ま
た、上述の実施形態では、第1、2平板部71、72の
うちチューブ2の長径方向一端側に対応する部位には、
薄板7aを折り曲げた際に形成される折曲部7bを有し
ていたが(図2参照)、この折曲部7bは、製造時に必
然的に形成されるもので、チューブ2(凝縮器1)の完
成後においては、折曲部7bにて第1、2平板部71、
72が破断していてもよい。
【0020】また、第1、2突起部73、74の形状は
ピン状に限定されるものではなく、例えばチューブ2の
長手方向に延びる突条等のその他の突起形状であっても
よい。また、第1、2平板部71、72を板材2aの合
わせ面2bで挟み込んでもよい。なお、この場合は、薄
板7aにろう材が被覆されているので、インナーフィン
7のろう付けとともに、合わせ面2bをろう付けするこ
とができるため、ろう付け工程後の溶接工程を廃止する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】凝縮器の斜視図である。
【図2】コア部の断面図である。
【図3】チューブの製造方法を示す斜視図である。
【図4】第2実施形態に係る凝縮器のコア部の断面図で
ある。
【図5】チューブ内の冷媒の状態を示す模式図である。
【符号の説明】
2…偏平チューブ、3…フィン、4…第1タンク部、5
…第2タンク部、6…サイドプレート、7…インナーフ
ィン、71…第1平板部、72…第2平板部、73…第
1突起部、74…第2突起部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 光川 一浩 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 小林 亀 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流体が流通し、断面形状が偏平状に形成
    された偏平チューブ(2)と、 前記偏平チューブ(2)内に設けられ、前記偏平チュー
    ブ(2)の長径方向および長手方向に広がるとともに、
    前記偏平チューブ(2)の短径方向に重なる第1、2平
    板部(71、72)と、 前記各第1、2平板部(71、72)から突出して前記
    偏平チューブ(2)の内壁に接触する第1、2突起部
    (73、74)と、 前記第1、2平板部(71、72)は、前記偏平チュー
    ブ(2)の長径方向一端側に対応する部位で薄板(7
    a)を折り曲げることにより形成されていることを特徴
    とする熱交換器。
  2. 【請求項2】 前記第1平板部(71)に形成された前
    記第1突起部(73)の表面積の総和は、前記第2平板
    部(72)に形成された前記第2突起部(74)の表面
    積の総和に比べて大きいことを特徴とする請求項1に記
    載の熱交換器。
  3. 【請求項3】 前記第1、2平板部(71、72)のう
    ち前記偏平チューブ(2)の長径方向一端側に対応する
    部位には、前記薄板(7a)を折り曲げた折曲部(7
    b)が形成されていることを特徴とする請求項1または
    2に記載の熱交換器。
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