JPH0593592A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 出口用継手部材（７）の嵌合孔部（13）が、
圧入孔部（13b ）とそれより径大なろう材溜まり形成孔
部（13a ）とからなり、出口管（５）の先端部が圧入孔
部（13b ）内に圧入され、両者間に形成されるろう材溜
まり（17）のろう材（18）にて両者が接合一体化されて
いる。 【効果】 継手部材（７）の組付けを治具を用いずに行
うことができる。しかも、ろう付け面積が拡大されて洩
れ等のない品質良好なろう付け部が形成される。

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、例えば第５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管（４）
及び同出口管（５）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】この熱交換器の製造は、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（５）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行われる。

【０００４】ところで、冷媒入口管（４）及び同出口管
（５）には、その先端部に、冷媒循環回路形成用の配管
を接続するための継手部材（６）（７）が接合されてい
る。そして、これらの継手部材（６）（７）の接合方法
として、継手部材（６）（７）を入口管（４）及び出口
管（５）の先端部に仮組状態に組付け、熱交換器組立体
の一括ろう付けの際に併せてろう付けする方法がとられ
ることがある。

【０００５】従来、この方法では、第６図（イ）に示さ
れるように、継手部材（51）の嵌合孔（52）内に入口管
（53）の先端部を圧入又は拡管してクリアランスなくセ
ルフ治具態様にて組付け、その状態で他の熱交換器構成
部材と共に一括ろう付けを行って接合一体化する方式、
あるいは、第６図（ロ）に示されるように、継手部材
（54）の嵌合孔（55）内に入口管（56）の先端部をクリ
アランスを有する状態に挿入し、治具にて位置決めし、
その状態で他の熱交換器構成部材と共に一括ろう付けを
行って接合一体化する方式等が採用されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
圧入法ないしは拡管法では、継手部材（51）の嵌合孔
（52）と入口管（53）の先端部外周面との間にクリアラ
ンスが存在しないために、ろう付け面積が十分に確保さ
れにくく、洩れを生じる危険性があるなど品質面での不
安があった。

【０００７】また、後者の治具法では、治具の構造が複
雑なものとなりやすく、また、継手部材（54）ごとにそ
のような治具を使用しなければならず、更に治具を用い
た仮組作業では作業上の手間が多くなるなどの理由によ
り、熱交換器の製造コストの上昇等を招くものであっ
た。

【０００８】この発明は、上記のような従来の欠点に鑑
み、継手部材と、熱交換媒体入口用及び／又は同出口用
の接続管とのろう付け面積を広く確保できて両者を品質
良好にろう付けすることができ、しかも、コスト的に有
利に製造することができる熱交換器を提供することを目
的とする。

【０００９】

【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、熱交換媒体入口用及び／又は同出口用の接続管
の先端部が継手部材の嵌合孔部内に強制嵌合状態に配置
されると共に、該嵌合孔部内の周壁と接続管の先端部外
周面との間にろう材溜まりが形成され、かつ該ろう材溜
まり内のろう材にて継手部材が接続管に接合一体化され
てなることを特徴とする熱交換器を要旨とする。

【００１０】

【作用】上記構成では、継手部材は、その嵌合孔部内に
熱交換媒体入口用及び／又は同出口用の接続管の先端部
が強制嵌合状態に配置されているものであるから、セル
フ治具による組付け状態が実現され、治具の使用を要さ
ない。しかも、該嵌合孔部内の周壁と接続管の先端部外
周面との間にろう材溜まりが形成され、このろう材溜ま
り内のろう材にて継手部材が接続管に接合一体化された
ものであるから、ろう付け面積が広く確保され、洩れ等
のない品質良好なろう付け部が形成される。

【００１１】

【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、本発明方法は、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
や、チューブを蛇行状に曲成して熱交換器コアを構成し
たいわゆるサーペンタインタイプの熱交換器等の各種タ
イプ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。

【００１２】第５図に示される熱交換器において、
（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）は入口管、（５）は出口管で、ヘッダー（３）に
連通状態に接続されている。（６）は、入口管（４）の
先端部に接合されたフレア式の継手部材、（７）は、出
口管（５）の先端部に接合されたブロック状の継手部材
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。（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。

【００１３】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、第２図に示されるように、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、電縫管が使用されることもある。

【００１４】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
てろう材層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。

【００１５】ヘッダー（３）（３）は、片面又は両面に
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、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（3
b）にて外嵌め状態に塞いだものである。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）…が列設され、また所定の位置に入口管
（４）、出口管（５）の基端部を挿入する入口管挿入
孔、及び出口管挿入孔（3e）等が形成されている。な
お、ヘッダーパイプ（3a）としては、電縫管、押出管等
が使用されることもある。

【００１６】出口管（５）は、少なくとも外面にろう材
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
イプによるもので、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好適に使用される。この出口管
（５）の先端部外周面には、外方突出状のフランジ（1
1）が、ビーデング加工により形成されている。また、
同基端部は、段（5a）を介して縮径され、更にその縮径
部（5b）の上下が金型プレス加工によりカッティングさ
れて、チューブ（１）（１）間の間隙内に適合状態に嵌
合されるものとなされている。

【００１７】出口用継手部材（７）は、下面に平面部
（12）を有する所定形状のアルミニウム製ブロック材に
よるもので、その下面には、前記出口管（５）の先端部
を挿入嵌合する嵌合孔部（13）が設けられている。この
嵌合孔部（13）は、開口側の径大なろう材溜まり形成孔
部（13a ）と、これよりも径小で前記出口管（５）の先
端部が圧入される反開口側の圧入孔部（13b ）とからな
り、これら２つの孔部（13a ）（13b ）が段を介して同
軸状に形成されたものとなされている。なお、この圧入
孔部（13b ）の先端部には、出口管（５）の先端を当接
せしめる段（ 15）を介して、相対的に径小な冷媒流通
用の孔部（14）が形成されている。この段（15）の位置
及び前記出口管（５）のフランジ（11）の形成位置は、
第３図に示されるように出口管（５）の先端部が嵌合孔
部（13）内に嵌合配置された状態で、出口管（５）の先
端部が段（15）に当接され、かつフランジ（11）が継手
部材（７）の下面平面部（12）に面接触状態に当接され
るものに設定されている。

【００１８】なお、入口管（４）及び入口用フレア式継
手部材（６）については、詳細に図示しないが、入口管
（４）が、外面にろう材層の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にて製作され、入口用継手
部材（６）において、上記と同様なろう材溜まり形成孔
部（13a ）と圧入孔部（13b）とからなる嵌合孔部（1
3）が設けられている点などは同様である。

【００１９】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、第
２図に示されるように、複数本の偏平チューブ（１）を
その厚さ方向に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（3
c）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）等を組付ける。また、出口管（５）
の基端部にろう材リング（10）を配置すると共に、同基
端縮径部（5b）をヘッダー（３）内に挿入孔（3e）を通
じて挿入し、チューブ（１）間の間隙内に差し込む。こ
の差込みによって、出口管（５）はヘッダー（３）に位
置決め状態に保持される。入口管（４）についても同様
である。

【００２０】併せて、入口管（４）、出口管（５）の各
先端部に継手部材（６）（７）を組付ける。即ち、出口
用継手部材（７）は、第３図に示されるように、その嵌
合孔部（13）内に出口管（５）の先端部を挿入し該嵌合
孔部（13）の圧入孔部（13b ）内に圧入して、出口管
（５）の先端部を段（15）に当接せしめると共にフラン
ジ（11）を継手部材（７）の下面平面部（12）に当接せ
しめた状態に、組付けられる。この組付け状態におい
て、ろう材溜まり形成孔部（13a ）内の周壁と出口管
（５）先端部外周面との間にろう材溜まり（17）が形成
される。なお、このろう材溜まり（17）の隙間は、ろう
付け時のろう材の毛細管作用を有効に生じせしめるた
め、０．３ｍｍ以下に設定されるのが好ましい。以上に
より、熱交換器組立体に製作される。なお、入口用継手
部材（６）についても同様である。

【００２１】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を行
い、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、出口用継手部材（７）と出口管
（５）との間のろう材溜まり（17）に毛細管現象により
ろう材（18）が引き込まれ、両者がろう付け面積を十分
に確保しつつこのろう材（18）により強固に接合一体化
される。なお、入口用継手部材（６）についても同様で
ある。また、フランジ（11）と継手部材（７）の平面部
（12）と間もろう付けされてさらに強固な接合状態がえ
られる。更にこのフランジ（11）等によりろう材溜まり
（17）に溜まったろう材（18）の不本意な流出も回避さ
れる。加えて、ろう材溜まり（17）の隙間空間の広さが
毛細管作用によるろう材の引き込みを行うものに設定さ
れているから、継手部材（７）をいずれの方向に向けた
状態でろう付けを行っても適正な品質状態にろう付けさ
れる。以上により熱交換器に製造される。

【００２２】第４図（イ）に示される他の実施例は、出
口管用継手部材（５）において、圧入孔部（13b ）と冷
媒流通孔（14）とが上記のような当接用段（15）なく連
通されたものである。出口管（５）の嵌合長さはフラン
ジ（11）によって規制できる。

【００２３】第４図（ロ）に示される実施例は、出口管
（５）において、フランジ（11）を省略したものであ
る。

【００２４】第４図（ハ）に示される実施例は、出口管
（５）の先端部を縮径して段（19）を形成し、この段
（19）を出口継手部材（７）の下面平面部（12）に当接
させることによりろう付け面積の拡大等を図ったもので
ある。

【００２５】第４図（ニ）に示される実施例は、出口用
継手部材（７）において、圧入孔部（13a ）と冷媒流通
孔（14）とが上記のような当接用段（19）なく連通さ
れ、かつ出口管（５）において、フランジ（11）を省略
したものである。基本的にはこのような構成であってよ
い。

【００２６】第４図（ホ−１）（ホ−２）に示される実
施例は、嵌合孔部（13）が長さ方向に一定径の孔に形成
され、かつ該孔部（13）内の周壁に長さ方向に延びる多
数本の凹凸条（20）が形成され、該孔部（13）内に出口
管（５）の先端部が強制嵌合されるものとなされてい
る。そして、この強制嵌合状態において、凹凸条（20）
により嵌合孔部（13）と出口管（５）の先端部外周部と
の間に長さ方向の延びるろう材溜まり（21）が多数本形
成され、そこにろう材（22）が流入配置されたものであ
る。

【００２７】なお、本発明は、入口管（４）と入口管用
継手部材（６）との接合構造としてのみ、あるいは、出
口管（５）と出口管用継手部材（７）との接合構造とし
てのみ、適用される場合もあることはいうまでもない。
また、継手部材の構成態様としては、上記実施例のよう
なブロック形状タイプ、フレア締結タイプの他、各種構
成態様の継手部材が採用されうるものである。また、継
手部材（６）（７）と接続管（４）（５）とのろう付け
は、上記のように、チューブ（１）、ヘッダー（３）等
の一括ろう付けの際に併せて行われたものでもよいし、
この一括ろう付けとは別に行われたものでもよい。

【００２８】

【発明の効果】上述の次第で、この発明の熱交換器は、
継手部材の嵌合孔部内に熱交換媒体入口用及び／又は同
出口用の接続管の先端部が強制嵌合状態に配置されてい
るものであるから、ろう付けに際して治具の使用を要さ
ず、従って、作業性よく、コスト的に有利に製造するこ
とができる。しかも、嵌合孔部内の周壁と接続管の先端
部外周面との間にろう材溜まりが形成され、このろう材
溜まり内のろう材にて継手部材が接続管に接合一体化さ
れたものであるから、ろう付け面積が広く確保され、両
者間に、洩れがなく、また強度的にも優れた品質良好な
ろう付け部を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図（イ）は出口管と継手部材との接合構造を示
す断面図、図（ロ）は図（イ）のＩ−Ｉ線断面図であ
る。

【図２】出口管と継手部材とを分離状態に示す斜視図で
ある。

【図３】出口管の先端部に継手部材が組付けられた状態
を示す断面図である。

【図４】図（イ）〜図（ホ−１）は出口管と継手部材と
の接合構造の変更例を示す断面図、図（ホ−２）は図
（ホ−１）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図５】図（イ）は熱交換器の全体正面図、図（ロ）は
同平面図である。

【図６】図（イ）（ロ）は出口管と継手部材との従来の
接合構造を示す断面図である。

【符号の説明】

５…出口管（接続管） ７…出口用継手部材 １３…嵌合孔部 １７…ろう材溜まり １８…ろう材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換媒体入口用及び／又は同出口用の
   接続管の先端部が継手部材の嵌合孔部内に強制嵌合状態
   に配置されると共に、該嵌合孔部内の周壁と接続管の先
   端部外周面との間にろう材溜まりが形成され、かつ該ろ
   う材溜まり内のろう材にて継手部材が接続管に接合一体
   化されてなることを特徴とする熱交換器。