JPH05180592A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ヘッダー（３）の接続孔（3e）に台座部材
（５）の挿入筒部（5a）が挿入されると共に、該台座部
材（５）のつば部（5b）の内面がヘッダー（３）の外周
面に接続孔（3e）の周囲全周にわたって沿わされた状態
に配置されている。そして、この台座部材（５）の挿入
筒部（5a）内に入口管（４）の基端部が挿入されてい
る。そして、全体がろう付けにより接合一体化されてい
る。 【効果】 入口管（４）をろう付け品質良く安定してヘ
ッダー（３）に接合することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カークーラー用凝縮
器、ルームエアコン用熱交換器等に用いられる、アルミ
ニウム等の金属製熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばカークーラー用凝縮器等として、
近時、第３図に示されるように、複数本のチューブ
（１）…の両端が一対の中空ヘッダー（３）（３）に連
通状態に接続されると共に、チューブ（１）…間の間隙
にフィン（２）…が配置された基本構成を有して、ヘッ
ダー（３）（３）に連通接続された冷媒入口用及び同出
口用の接続管（４）（10）を通じて冷媒の内部流通がな
される、いわゆるマルチフロータイプと称される熱交換
器が、高熱交換効率、低圧力損失及び超コンパクト化を
実現しうるものとして好んで使用される傾向にある。

【０００３】そして、この熱交換器は、一般に、上記の
ようなチューブ（１）、ヘッダー（３）、フィン
（２）、入口管（４）、出口管（10）等の各熱交換器構
成部材を相互仮組状態に組み合わせて熱交換器組立体を
製作し、炉中にてこれら熱交換器構成部材同士を一括ろ
う付けにより接合一体化することにより製造されるもの
となされている。

【０００４】ところで、第７図に示されるように、従
来、ヘッダー（53）への入口管（54）の接続構造とし
て、ヘッダー（53）として、アルミニウムブレージング
シートをパイプ状に丸めてその側縁部同士を突き合わせ
状態となしたヘッダーパイプ（53a ）を用い、該突き合
わせ部（53d ）を横断する態様において形成した接続孔
（53e ）に入口管（54）の基端部を挿入配置し、その配
置状態において入口管（54）とヘッダー（53）とを、ヘ
ッダー（53）の突き合わせ部（53d ）をも含めて、ろう
付けにより接合一体化する構造が採用されることがあ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような接続構造では、一般的に言ってヘッダー（53）に
形成される接続孔（53e ）の精度確保が難しく、そのた
め、接合部が品質良く安定してろう付けされにくいとい
う問題があった。

【０００６】特に、上記のように、ヘッダー（53）とし
て、金属シート材をパイプ状に丸めてその側縁部同士を
突き合わせたものが採用され、その突き合わせ部（53d
）を横断する態様において接続孔（53e ）が形成され
たものである場合には、接続孔（53e ）の精度も一層劣
るものとなりやすく、入口管（54）とヘッダー（53）と
のろう付けにより品質的な問題を生じる危険性が相対的
に高くなる可能性があった。

【０００７】この発明は、上記のような従来の問題点に
鑑み、熱交換媒体入口用及び／又は同出口用の接続管
を、ヘッダーに形成した接続孔の精度の如何に係わりな
く、品質良く安定してヘッダーにろう付けすることがで
きる構造の熱交換器を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的において、この
発明は、複数本のチューブの端部が連通状態に接続され
た中空ヘッダーを有し、該ヘッダーに熱交換媒体入口用
及び／又は出口用の接続孔が設けられた熱交換器におい
て、前記接続孔に挿入される挿入筒部と、該挿入筒部に
一体に設けられて径方向外方に突出されると共に、内面
がヘッダーの外周面に沿う形状に成形されたつば部とを
有する台座部材が、その挿入筒部をヘッダーの前記接続
孔内に挿入すると共に、つば部をヘッダーの外周面に接
続孔の周囲全周にわたって沿わせた状態にヘッダーに配
置され、かつ該台座部材の挿入筒部に熱交換媒体入口用
又は出口用の接続管の基端部が適合状態に挿入配置さ
れ、その状態で、前記ヘッダーと台座部材、及び台座部
材と接続管とがそれぞれろう付けにより接合一体化され
てなることを特徴とする熱交換器を要旨とする。

【０００９】

【作用】上記構造の熱交換器では、ヘッダーと接続管と
の接合に、特定構造の台座部材を使用したものとなされ
ていることにより、ヘッダーと台座部材、及び台座部材
と接続管とが安定して品質良くろう付けされる。

【００１０】即ち、ヘッダーと台座部材とは、台座部材
がつば部を有して、該つば部がヘッダー外周面の接続孔
周囲全周にわたって沿わされた状態に配置されて、ろう
付けされていることにより、品質良く安定してろう付け
される。

【００１１】また、台座部材と接続管とは、台座部材が
挿入筒部を有して、この挿入筒部がヘッダーの接続孔に
挿入され、この挿入筒部の孔が接続管接続用の孔に実質
的にとってかわるから、接続管挿入用の孔の精度が高め
られ、接続管はこの台座部材に品質良く安定してろう付
けされる。

【００１２】従って、ヘッダーと接続管との接合部の品
質が非常に高いものになる。

【００１３】

【実施例】次に、この発明を、マルチフロータイプのカ
ークーラー用アルミニウム製凝縮器に適用した実施例に
ついて説明する。なお、本発明は、ルームエアコン用熱
交換器、オイルクーラー等の各種用途の熱交換器に広く
適用されうるものであることはいうまでもない。

【００１４】第３図に示される凝縮器において、（１）
は偏平チューブ、（２）はコルゲートフィンで、これら
は並列状態に上下方向に交互に配置されている。（３）
（３）は左右１対のヘッダーで、偏平チューブ（１）の
両端に連通状態に接続されている。そして、（４）は冷
媒入口用接続管（以下、入口管という）、（５）は台座
部材である。なお、（８）は仕切部材で、冷媒がチュー
ブ（１）群を蛇行状に流通するようにヘッダー（３）
（３）内を所定高さ位置において仕切っているものであ
る。（９）（９）はサイドプレートで、上下最外側のコ
ルゲートフィン（２）（２）を保護するためにその外側
に配置されたものである。（10）は冷媒出口用接続管
（以下、出口管という）である。

【００１５】上記各熱交換器構成部材において、偏平チ
ューブ（１）は、アルミニウム製の押出型材によるもの
で、内部が仕切り壁により複数個の室に区画されて伝熱
性能、耐圧性能が高められた、いわゆるハモニカチュー
ブである。なお、押出型材によらず、電縫管等が使用さ
れてもよい。

【００１６】コルゲートフィン（２）は、チューブ
（１）の幅と略同じ幅のシート材をコルゲート状に成形
してルーバーを切り起こしたもので、このシート材とし
てろう材がクラッドされたアルミニウムブレージングシ
ートが使用されている。

【００１７】ヘッダー（３）（３）は、外面又は両面に
ろう材層がクラッドされた１枚のアルミニウムブレージ
ングシートを、第２図に示されるように、両側縁部突き
合わせ状態に曲成することによりパイプ状となした円筒
状のヘッダーパイプ（3a）の上下端部開口をアルミニウ
ム製ヘッダーキャップ（3b）にて外嵌め状態に塞いだも
のである。なお、ヘッダーパイプ（3a）としては、電縫
管、押出管等が使用されてもよい。

【００１８】このヘッダー（３）には、チューブ（１）
の端部を挿入するチューブ挿入孔（3c）…が側縁突き合
わせ部（3d）と反対の側に列設されると共に、所定高さ
位置であって側縁突き合わせ部（3d）を横断する態様に
おいて、冷媒をヘッダー（３）内に流入する円形の冷媒
流入用の接続孔（3e）が設けられている。

【００１９】この接続孔（3e）は、ヘッダーパイプ（3
a）の製作上の都合等により、パイプ状に成形してしま
う前にシートの両側縁部のそれぞれに半円状の切欠きを
形成しておき、シートをパイプ状に成形した際の両切欠
きの組み合わせにより円形孔となされたものである。従
って、特にかかるタイプのヘッダー（３）における接続
孔（3e）には精度上の狂い、例えば接続孔（3e）が若干
楕円状を呈したり等の不都合を生じる危険性がある。

【００２０】そして、入口管（４）は、アルミニウム製
の押出材によるもので、その基端部には、ビーディング
加工によるつば部（4a）が径方向外方に突出される態様
において形成されている。なお、入口管（４）として
は、外面にろう材層がクラッドされたアルミニウム製の
ろう材クラッドパイプ、例えばアルミニウムブレージン
グシートによる電縫管が使用されてもよい。

【００２１】また、台座部材（５）は、両面にろう材層
がクラットされたアルミニウムブレージングシートのプ
レス成形品によるもので、第１図ないし第３図に示され
るように、ヘッダー（３）の接続孔（3e）に挿入される
挿入筒部（5a）と、該挿入筒部（5a）の基端部に径方向
外方に突出されたつば部（5b）とを一体に有するものと
なされている。

【００２２】挿入筒部（5a）の外径は、ヘッダー接続孔
（3e）の精度に比較的大きな狂いを生じた場合でも挿入
に支承を生じないような直径、例えばヘッダー接続孔
（3e）の口径と略同じか、それよりも若干程度小さいも
のに設定されるのが好ましい。また、同挿入筒部（5a）
の内径は、入口管（４）の基端部の外径に略適合するも
のに設定されている。該筒部（5a）は、台座部材（５）
がプレス成形により製作されたものであることにより特
に、その内径が設計どおりの精度の高いものに成形され
る。更に、挿入筒部（5a）の長さは、同筒部（5a）の先
端部が完全にヘッダー接続孔（3e）の内方に突出され、
かつ入口管（４）の基端部を筒部（5a）内に挿入した状
態で入口管（４）の先端が同筒部（5a）の先端開口から
突出する範囲において設定されている。

【００２３】つば部（5b）は、外周円形で、ヘッダー接
続孔（3e）よりも径大に形成されている。そして、該つ
ば部（5b）は、ヘッダー（３）の外周面に沿う形状に曲
面成形され、挿入筒部（5a）をヘッダー接続孔（3e）に
挿入した状態で、同つば部（5b）の内面が、ヘッダー
（３）の外周面に接続孔（3e）の周囲全周にわたって沿
わされた状態となるように形成されている。

【００２４】なお、本実施例では、出口管（10）の接続
にも同様の台座部材（５）が使用されている。

【００２５】熱交換器の製造においては、まず、各熱交
換器構成部材を相互に仮組状態に組み立てる。即ち、複
数本の偏平チューブ（１）を所定間隔おきに並列状態に
配置して、その両端にヘッダー（３）（３）を、チュー
ブ挿入孔（3c）にチューブ（１）の端部を挿入すること
により、嵌めると共に、コルゲートフィン（２）をチュ
ーブ（１）間に挿入配置する。その他、仕切部材
（８）、サイドプレート（９）（９）等を組み付ける。

【００２６】併せて、入口管（４）の組付けを行う。即
ち、第２図に示されるように、ヘッダー（３）の接続孔
（3e）に、台座部材（５）の挿入筒部（5a）を挿入し、
つば部（5b）の内面をヘッダー（３）の外周面に当接さ
せ沿わせた状態にする。これにより台座部材（３）は、
ヘッダー（３）の接続孔（3e）の精度と係わりなく、ろ
う付けに適した安定した適正状態にヘッダー（３）に組
み付けられる。そしてこれに相前後して、入口管（４）
の基端部を台座部材（５）の挿入筒部（5a）の孔（5c）
内に挿入し、入口管（４）のつば部（4a）を台座部材
（５）のつば部（5b）に当接せしめた状態にする。入口
管（４）の基端部は、挿入筒部（5a）の孔（5c）の精度
が非常に高いものであることにより、同筒部（5a）内に
フィットした適正状態において挿入配置される。この挿
入配置状態において、入口管（５）の基端部先端は台座
部材（５）の挿入用筒部（5a）から突出した状態とな
る。なお、出口管（10）についても同様である。以上に
より、熱交換器組立体に製作される。

【００２７】そして、この熱交換器組立体を炉中に入
れ、フラックスろう付け、ないしは真空ろう付け等を行
い、ヘッダー（３）の突き合わせ部（3d）も含め、全体
を接合一体化する。このろう付けによって、第１図に示
されるように、台座部材（５）のつば部（5a）が接続孔
（3d）の周縁面全周にわたって広いろう付け面積を確保
して品質良好に安定よく接合一体化される。また同時に
台座部材（５）の挿入筒部（5a）と入口管（４）の基端
部とが同様に品質良く安定してろう付け一体化される。
特に、入口管（４）の基端部先端は台座部材（５）の挿
入用筒部（5a）の先端よりも突出された状態に配置され
るものとなされていることにより、フィレット（13）を
生じたろう付け状態が実現され、より一層品質良く安定
したろう付け状態が実現される。なお、フィレットを生
じたろう付け状態の実現は、入口管（４）の基端部先端
が挿入筒部の内方に退入された構成となすことによって
行うものとしてもよい。以上により入口管（４）及び出
口管（10）がヘッダー（３）に品質良く安定してろう付
けされた熱交換器に製造される。

【００２８】第４図に示される実施例は、入口管（４）
の基端部を縮径することにより段部（4c）を形成し、こ
の段部（4c）を台座部材（５）のつば部（5b）に当接さ
せた状態にしたものである。

【００２９】また、第５図及び第６図に示される実施例
は、台座部材（５）のつば部（5b）の外周形状を作業性
等を考慮して種々異ならせたものである。

【００３０】なお、上記実施例では、入口管（４）と出
口管（10）の両方に本発明の接合構造を適用したものと
なされているが、入口管（４）のみ、又は出口管（10）
のみに本発明の接合構造が適用されたものとなされても
よい。

【００３１】また、上記実施例では、接続孔（3e）が、
ヘッダー（３）の突き合わせ部（3d）を横断する態様に
おいて設けられたものとなされているが、突き合わせ部
（3d）を横断しないような態様に設けられたものとなさ
れていてもよい。成形前にシートに穿孔してしかるのち
パイプ状に成形されるタイプのヘッダーによると、結果
的に接続孔（3e）が楕円状等を呈することがあり、その
場合に本発明構造はそれに有効的に対処しうる。また、
ヘッダーは上記のような突き合わせパイプタイプのもの
に限定されるものではなく、押出管等のように、接続孔
が筒状体に対して加工されるタイプのヘッダーであって
もよい。かかる接続孔も加工上の限界から精度向上に一
定の限界があり、本発明を適用することによって有効的
に対処しうる。

【００３２】

【発明の効果】上述の次第で、この発明の熱交換器は、
特定構造の台座部材を用い、そのつば部がヘッダー外周
面の接続孔の周囲全周にわたって沿わされた状態におい
て、台座部材とヘッダーとがろう付けにより接合一体化
されたものとなされているから、台座部材とヘッダーと
が互いに品質良く安定してろう付けされ、しかも、台座
部材の挿入筒部をヘッダーの接続孔に挿入して、該筒部
の孔をヘッダーの接続孔にとってかえ、該挿入筒部の孔
内に接続管の基端部を挿入して接続管と台座部材とがろ
う付けにより接合一体化されたものであるから、接続管
と台座部材とが互いに品質良く安定してろう付けされ
る。従って、ヘッダーの接続孔の精度の高低に係わりな
く、接続管とヘッダーとの接合部のろう付け品質を高く
安定したものにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図（イ）はヘッダーと冷媒入口管の接合部を示
す斜視図、図（ロ）は同接合部を示すヘッダーの縦断面
図、図（ハ）は同横断面図である。

【図２】ヘッダー、台座部材、入口管を分離状態に示す
斜視図である。

【図３】熱交換器の全体構成を示すもので、図（イ）は
正面図、図（ロ）は平面図である。

【図４】変形例を示すもので、図（イ）は入口管とヘッ
ダーとの接合部を示すヘッダーの縦断面図、図（ロ）は
同横断面図である。

【図５】他の変形例を示すもので、図（イ）は台座部材
を正面から見た状態の接合部の断面図、図（ロ）は図
（イ）のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】更に他の変形例を示すもので、図（イ）は台座
部材を正面から見た状態の接合部の断面図、図（ロ）は
図（イ）のＶＩ−ＶＩ線断面図である。

【図７】従来の接合構造を示すもので、図（イ）は入口
管とヘッダーとを分離状態に示す斜視図、図（ロ）は接
合部を示すヘッダー横断面図である。

【符号の説明】

１…チューブ ３…ヘッダー 3e…接続孔 ４…入口管（熱交換媒体入口用接続管） ５…台座部材 5a…挿入筒部 5b…つば部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本のチューブの端部が連通状態に接
   続された中空ヘッダーを有し、該ヘッダーに熱交換媒体
   入口用及び／又は出口用の接続孔が設けられた熱交換器
   において、 前記接続孔に挿入される挿入筒部と、該挿入筒部に一体
   に設けられて径方向外方に突出されると共に、内面がヘ
   ッダーの外周面に沿う形状に成形されたつば部とを有す
   る台座部材が、その挿入筒部をヘッダーの前記接続孔内
   に挿入すると共に、つば部をヘッダーの外周面に接続孔
   の周囲全周にわたって沿わせた状態にヘッダーに配置さ
   れ、かつ該台座部材の挿入筒部に熱交換媒体入口用又は
   出口用の接続管の基端部が適合状態に挿入配置され、 その状態で、前記ヘッダーと台座部材、及び台座部材と
   接続管とがそれぞれろう付けにより接合一体化されてな
   ることを特徴とする熱交換器。