JPH0336497A - 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、熱交換器に関する。

［従来の技術］ 従来の熱交換器として、特開昭６３−１６１３９４号公
報に示される技術が知られている。この技術には、筒状
のヘッダに形成された挿入穴に、表面にろう材をクラッ
ドしたチューブを挿入し、この挿入した状態でチューブ
とヘッダとをろう付けし、チューブとヘッダとを接合固
定したものである。

この技術に示されるように、ヘッダは、一般に耐圧強度
の面から円筒状を呈している。そして、チューブの挿入
穴は、パイプにプレス加：［などによって直接穴を開け
て形成していた。

［発明が解決しようとする′ａｊｌｌｌｌパイプに挿入
穴を形成するプレス加工は、パイプ内にメス型を挿入し
、続いてプレス加工〔により挿入穴の開設を行い、さら
にメス型をパイプより抜き出す作業よりなる。特にメス
型をパイプより抜き出す作業は、挿入穴の形成時に発生
したパリが、メス型に引っ掛かり、メス型がパイプより
抜き出しにくい、つまり、従来のヘッダは、パイプに挿
入穴を形成していたため、挿入穴を備えたヘッダを形成
するのが困難であった。

そこで、第５１！ｌに示すように、挿入穴１０１を備え
断面略ＵまたはＣ字形状に形成された・一方の平板材１
０２と、断面略ＵまたはＣ字形状に形成された他の平板
材１０３とを接合してヘッダ１００を形成する技術を考
え出した。この技術は、ヘッダ１００を形成する以前の
・一方の平板材１０２に、チューブ１０４の挿入穴１０
１を容易に形成することができるため、ヘッダ１００の
生産性を向上させることができる。

しかるに、この技術のヘッダ１００は、一方の平板材１
０２と他方の平板材１０３との接合箇所や、接合箇所近
傍の曲折部分（第５図のでは矢印Ａの箇所）に、応力が
集中してかかり易い、このため、ヘッダ１０Ｇ内に大き
な圧力が加わる熱交換器に、この技術を使用する場合は
、ヘッダ１００が破損に至る可能性があった。

本発明の目的は、生産性が高く、かつ耐圧強度に優れた
ヘッダを備えた熱交換器の提供にある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を遺戒するために、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、複数のデユープと、この複数のチューブの
端部に接続されるヘッダとからなる。

そして、このヘッダは、一方の平板材と他方の平板材と
を接合して形成される。さらにヘッダは、前記一方の平
板材と前記他方の平板材との接合箇所の内側に平面部を
備え、この平面部は前記チューブの側面と接合される。

［作用］ 一方の平板材と前記他方の平板材との接合箇所の内側に
形成された平面部が、チューブの側面と接合されたこと
により、ヘッダの接合箇所が膨らむのをチューブが阻止
するゆ ［発明の効果］ ヘッダが接合箇所が膨らむのをチューブが阻止するため
、ヘッダ内に大きな圧力が加わっても、接合箇所の破損
によりヘッダが破損するのが防がれる。

つまり、ヘッダは、生産性に優れるとともに、耐圧強度
に優れる効果を奏する。

［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
媒凝縮器に適用した一実施例に基づき、図面を用いて説
明する。

（実施例の構成〉 第１図および第２図は本発明の第１実施例を示すもので
、第２５！ｌは冷媒１ｉｉｓ器の正面図を示す。

冷媒凝縮器１は、黄銅、アルミニウムなど耐腐食性に優
れた金属材料によって形成されたもので、大別して複数
のチューブ２、コルゲートフィン３、ヘッダ４から構成
される。

初めにチューブ２の説明を行う。チューブ２は、内部を
流れる冷媒と、チューブ２の間を通過する空気との熱交
換を行う偏平な管で、内部に複数の浄媒道路が形成され
ている。

次に、コルゲートフィン３の説明を行う、コルゲートフ
ィン３は、各チューブ２の間に挟まれた状態でチューブ
２に接合され、チューブ２内を流れる冷媒と、チューブ
２の間を通過する空気との熱交換効率を向上させるもの
である。このコルゲートフィン３は、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３には、通常、熱交換効率の向上を計るために
、多数のルーバが形成されている。

次に、ヘッダ４の説明を行う。

ヘッダ４は、複数のチューブ２の両端に接続されたタン
クである。

ヘッダ４は、第１図に示すように、断面略Ｕ字形状に曲
折された一方の平板材５と、断面略Ｕ字形状に曲折され
た他方の平板材６とを接合してなる。詳しくは、一方の
平板材５の両側に形成された平板部７の内側に、他方の
平板材６の両端に形成された平板部８を重ね合わせ、こ
の重ね合わされた部分をろう付けによ−り接合したもの
である。

なお、一方の平板材５は、チューブ２を挿入する複数の
チューブ挿入穴９が形成された平らな板材を、プレス加
工等によって断面略Ｕ字形状に曲折して形成したもので
ある。また他方の平板材６も、平らな板材を断面略Ｕ字
形状に曲折して形成したものである。

他方の平板材６の両端の平板部８のｒＭ隔は、チューブ
２の幅と同寸法（実態例の許容誤差は」：０゜３ｍｍ）
に形成されている。このため、組付時に、チューブ２を
ヘッダ４のチューブ挿入穴９内に差し込んだ状態で、チ
ューブ２の両側面が、他方の平板材６の両端の平板部８
の内側に接触、あるいは接触寸前に位置する。この結果
、第１図のように、ろう付けを行ったことにより、他方
の平板材６の両端の平板部８の内側と、チューブ２の両
側面とが、ろう付けによって接合される。

一方、他方の平板材６の両端の平板部８の間隔が、デユ
ープ２の幅と同寸法に形成されることにより、一方の平
板材５の両端の平板ｆｆ１７の間隔も狭くなり、結果と
してヘッダ４は小径に設けられる。つまり、他方の平板
材６の弧を描く部分の曲折率が大きくなる。この結果、
第１図に示すように、チューブ２の端部を、他方の平板
材６の弧を描く部分に当接させても、チューブ２の端部
と他方の平板材６との間に、比較的大きな面積がとれる
。この面積は、冷媒を不都合なく流すに十分な面積であ
るため、組付時に、チューブ２を他方の平板材６の弧を
描く部分に当接させることによって、チューブ２とヘッ
ダ４との位置決めを行うことができる。言い換えると、
組付時に、チューブ２の端部を無造作にチューブ挿入穴
９へ差し込んでも、チューブ２の端部がヘッダ４の内壁
に当たり、チューブ２とヘッダ４との位置関係が容易に
決まる。

なお、一方のヘッダ４（第２図の右側のヘッダ４）は、
内部がセパレータ１０によって流入室と流出室とに区画
されている。そして、流入室側のへラグ４には、流入管
１１が接続されている。この流入管１１は、冷媒圧縮機
（図示しない〉の冷媒吐出口に接続された冷媒配管（図
示しない〉に接続されるもので、冷媒圧縮機の吐出した
高温、高圧のガス冷媒を流入室内に導くものである。ま
た、流出室側のヘッダ４には、流出管１２が接続されて
いる。この流出管１２は、冷媒配管を介してレシーバ（
図示しない〉に接続されるもので、各チューブ２を通過
した冷媒は、流出管１２より流出し、レシーバ、減圧装
置（図示しない〉、冷媒蒸発器（図示しない〉に導かれ
る。

また、他方のヘッダ４（第２図の左側のヘッダ４）の内
部は、全てのチューブ２に連通する。

（製造工程〉 次に、ヘッダ４の製造二［程を含む冷媒凝縮器１の製造
工程を簡単に説明する。

（１）平らな一方の平板材５に、プレス加：［によって
、複数のチューブ挿入穴９を形成する。なお、チューブ
挿入穴９の内寸は、チューブ２の外形と同じか、あるい
は僅かに大きめに形成されている。

（２）チューブ挿入穴９の形成された平らな一方の平板
材５を、プレス加工によって、断面Ｕ字形に曲折する。

（３）、上記（１）（２）の工程とは別に、平らな他方
の平板材６を、プレス加工によって、断面Ｕ￥形に曲折
する。

（４）、上記（２）によって形成された一方の平板材５
と、上記（３）によって形ｔｊ、された他方の平板材６
とを組み合わせる。

（５）コルゲートフィン３とともに積層されたチューブ
２の端部をチューブ挿入穴９へ差し込み、セパレータ１
０、流入管１１、流出管１２を組み付ける。

以上によって冷媒凝縮ａｌの組み付は作業が完了する。

なお、チューブ２は、チューブ挿入穴９へ無遺作に差し
込んでも、上述のようにチューブ２の端部がヘッダ４の
内壁に当たり、デユープ２とヘッダ４との位置関係が容
易に決まる。

（６）その後、治具によって保持された冷媒凝縮器１の
構成部品を炉内に挿入し、冷媒１１縮器１の権威部品の
ろう付けを行う。

上述のように、チューブ挿入穴９は、一方の平板材５が
平らな板材の時に形成するため、従来に比較して容易に
チューブ挿入穴９を形成することができる。この結果、
ヘッダ４の形成が従来に比較して容易となり、ヘッダ４
の生産性、ひいては冷媒凝縮器１の生産性が向上する。

（実施例の作用〉 上記冷媒凝縮器１の作用を簡単に説明する。

流入管１．１に導かれたガス冷媒は、一方のヘッダ４内
の流入室、流入室に連通ずるチューブ２、他方のヘッダ
４、流出室に連通ずるチューブ２、流出室を介して流出
管１２より流出する。冷媒は、流入室から他方のヘッダ
４へ導かれるチューブ２を流れる際、および他方のヘッ
ダ４から流出室へ導かれるチューブ２を流れる際に、コ
ルゲートフィン３の間を通過する空気と熱交換され、液
化、凝縮する。このため、流入管１１に導かれたガス冷
媒は、液冷媒として流出管１２より流出する。

一方、冷媒凝縮器１は、減圧装置の上流に配設されるた
め、ヘッダ４の内部には、高い圧力が加わる。このため
、ヘッダ４は、外周に膨らむ太きな力が全周に亘って加
わる。しかるに、ヘッダ４を槽底する他方の平板材６の
Ｖ＃端に形成された平板部８が、チューブ２の両開面に
、ろう付けによって接合されたことにより、デユープ２
が他方の平板材６の両端部分が広がるのを阻止する。他
方の平板材６の両端の平板部８は、一方の平板材５の両
端の平板部７との接合箇所である。このため、ヘッダ４
内に高圧がかかっても、一方の平板材５と他方の平板材
６との接合箇所が広がるのが阻止される。

この結果、一方の平板材５と他方の平板材６との接合箇
所が、ヘッダ４内に加わった高い「力によって破損する
ことが防がれる。なお、接続箇所以外の部分は、はぼ一
定の曲率の弧を描くため、高い圧力が加わっても、破損
することがない。

また、上述のように、他方の平板材６の平板部８の間隔
が、チューブ２の幅と同寸法に形成されることにより、
一方の平板材５および他方の平板材６の曲率が大きくな
り、ヘッダ４が小径に設けられる。これにより、ヘッダ
４の奥行き方向（チューブ２の幅方向〉の最大寸法を小
さくすることができ、この結果、冷媒凝縮器１を薄く形
成することができる。

第３図に第２実施例を示す。

本実施例は、一方の平板材５を、断面コ字形に曲折した
もので、前記実施例同様、チューブ２の端部が他方の平
板材６の弧を描く内壁に当接して、位置決めが行われる
。

第４図に第３実施例を示す。

本実施例は、他方の平板材６の向かい合う壁に、内側へ
突出する突出部１３を設けたものである。この突出部１
３を設けることにより、チューブ２を組み付ける際、チ
ューブ２が突出部１３に当接する。

つまり、本実施例では、突出部１３によって位置決めが
行われている。この結果、チューブ２の端部と他方の平
板材６との間の面積が大きくなり、ヘッダ４内に大きな
流Ｉを流すときに、特に有効である。

（変形例） 一方の平板材５と他方の平板材６との接合手段としては
上述のろう付は以外に、（イ）接合部分に他の板材を被
着し、合わせ部分の隙間を塞ぐ手段、（ロ）端部を重ね
合わせて、溶接や接着、カシメなどによって接合する手
段、（ハ）端部を付は合わせて、付は合わせろう付けや
、溶接などによって塞ぐ手段などがある。

本実施例に示すコルゲートフィン３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４は円筒状を呈する必要は無く、他の形状として
も良い。

本発明を自動車用冷凍サイクルの冷媒凝縮器１に用いた
例を示したが、冷媒蒸発器はもちろん、家庭用、商業用
等の冷凍サイクルの冷媒凝縮器、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。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示すもので
、第１図はヘッダの断面図、第２図は冷媒凝縮器の正面
図である。 第３図は本発明の第２実施例を示すヘッダの断面図であ
る。 第４図は本発明の第３実施例を示すヘッダの断面図であ
る。 第５図は本発明が適用されていないヘッダの断面図であ
る。 図中　２・・・チューブ　　　４・・・ヘッダ５・・・
一方の平板材　６・・・他方の平板材８・・・平板部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）複数のチューブと、この複数のチューブの端部に接
   続されるヘッダとからなる熱交換器において、 前記ヘッダは、 一方の平板材と他方の平板材とを接合して形成されると
   ともに、 前記一方の平板材と前記他方の平板材との接合箇所の内
   側に平面部を備え、この平面部と前記チューブの側面と
   が接合された ことを特徴とする熱交換器。