JPH0639251Y2 - 積層型熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は積層型熱交換器に関するものである。

［従来の技術］ 自動車用空気調和装置のエバポレータなどに用いられる
積層型熱交換器はよく知られている（例えば、実公昭59
−22442号公報参照）。

例えば、第３図に示すように、自動車用空気調和装置の
エバポレータとして用いられる従来の積層型熱交換器HE
は、コンプレッサ，凝縮器，膨張弁（図示せず）を経由
し減圧された冷媒を、冷媒流入口１を介して多数の冷媒
流通ユニット２で構成される冷媒流通部Ｗに導入し、こ
の低温の冷媒と外気との間で熱交換を行わせて外気を冷
却する一方、気化した冷媒を冷媒流出口３を介してコン
プレッサ（図示せず）に戻すような基本構成となってい
る。

上記積層型熱交換器HEは、タンク部４と冷媒通路５とが
形成された冷媒流通ユニット２と、外気側の境膜伝熱係
数を高めるためのフィン部材６とが交互に多数積層され
た積層構造をなし、その積層方向の両端部にはエンドプ
レート７が配置されている。各冷媒流通ユニット２は、
基本的には２つの偏平な箱型の冷媒プレート８を開口部
が互いに対向するような方向に接合して形成されてい
る。この冷媒プレート８は、第５図に示すように、開口
部側から見て略長方形となる、偏平な箱型に形成され、
その長手方向の両端部近傍には、底面が深さ方向に膨出
する膨出部９が形成され、この膨出部９には底面を厚み
方向に貫通するタンク連通穴11が形成されている。な
お、エンドプレート７と隣接する冷媒プレート（以下、
このような冷媒プレートをとくに末端冷媒プレート8aと
いう）には、第４図に示すように、膨出部９の底面にタ
ンク連通穴11が形成されていない。

そして、一般に積層型熱交換器HEのエンドプレート７、
冷媒プレート８、末端冷媒プレート8a、フィン部材６等
の各部材は、ろう材がクラッドされたアルミ材で形成さ
れており、これらの各部材を所定の形状に積み重ねた
後、真空中で加熱してろう材を熔融（ろう付け）させる
ことにより各部材が接合され、積層型熱交換器HEが製作
される。

［考案が解決しようとする課題］ ところで、第６図に示すように、上端側エンドプレート
７に隣接して配置される末端冷媒プレート8aの膨出部９
の周囲には、その剛性を高めるために、エンドプレート
７側に突出するビード部12が設けられている。このた
め、エンドプレート７と末端冷媒プレート8aとを所定の
組み立て位置に配置したときには、両プレート7,8a間に
ビード部12に囲まれた閉空間部13（以下、ビード内空間
部13という）が形成される。

そして、上記従来の積層型熱交換器HEでは、真空下での
加熱ろう付け時に、ビード内空間部13内が周囲の圧力よ
り高真空となり、ビード部12とエンドプレート７との接
合部のろう材がビード内空間部13内に吸引されてエンド
プレート７と末端冷媒プレート8aとの接合が不完全とな
ったり、あるいはビード部12のＢで示す部分のろう材が
ビード内空間部13内に吸引され、Ｂの部分の肉厚が薄く
なり、積層型熱交換器HEの耐久性・耐圧性が低下すると
いった問題があった。

本考案は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、加熱ろう付け時における、ビード部まわりの熔融し
たろう材のビード内空間部内への吸引を有効に防止し
て、冷媒プレートとエンドプレートとの接合性を高める
とともに、ビード部まわりの冷媒プレートの肉厚の減少
を防止して、耐久性ないし耐圧性の優れた積層型熱交換
器を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本願考案者らは、ろう材がクラッドされたアルミ材で各
部材が形成された積層型熱交換器の加熱ろう付け時にお
いて、ビード内空間部が周囲より高真空になる原因は、
ろう材に含まれているマグネシウムが加熱されてビード
内空間部に蒸発し、この蒸発したマグネシウムがビード
内空間部内に若干存在する酸素と化合して酸化マグネシ
ウムとなり、このとき消費される酸素の分圧分だけビー
ド内空間部の圧力が低下して高真空が発生するという事
実を発見した。

このような事実に着目して、本願請求項１の考案は、２
つの偏平な箱型の冷媒プレートを開口部が互いに対向す
る向きに接合して形成され、両端部に夫々タンク部を備
えるとともに該両タンク部を連通する冷媒通路を備えた
冷媒流通ユニットと、フィン部材とが交互に複数個積み
重ねられた積層体と、該積層体の積層方向両端部に配置
されるエンドプレートとが設けられた積層型熱交換器に
おいて、エンドプレートと隣接する位置に配置される冷
媒プレートのタンク部を画成する部分にビード部を設け
るとともに、前記ビード部で形成された空間部に連通穴
を形成したことを特徴とする積層型熱交換器を提供す
る。

また本願請求項２の考案は、２つの偏平な箱型の冷媒プ
レートを開口部が互いに対向する向きに接合して形成さ
れ、両端部に夫々タンク部を備えるとともに該両タンク
部を連通する冷媒通路を備えた冷媒流通ユニットと、フ
ィン部材とが交互に複数個積み重ねられた積層体と、該
積層体の積層方向両端部に配置されるエンドプレートと
が設けられた積層型熱交換器において、エンドプレート
と隣接する位置に配置される冷媒プレートのタンク部を
画成する部分にビード部を設けるとともに、上記冷媒プ
レートのビード部で囲まれた部分の前記冷媒プレートに
連通穴を形成したことを特徴とする積層型熱交換器を提
供する。

［作用］ 本考案によれば、ビード内空間部は連通穴を通して冷媒
ユニットのタンク部と連通しており、かつタンク部は積
層型熱交換器への冷媒流入口あるいは冷媒流出口を介し
て、積層型熱交換器の周囲の空間部（以下、単に周囲と
いう）と連通している。したがって、加熱ろう付け時に
おいて、ビード内空間部の圧力が周囲の圧力とほぼ等し
くなるので、ビード部まわりのろう材が空間部内に吸引
されない。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を具体的に説明する。

しかしながら、本実施例で示す積層型熱交換器は、第３
図に示す従来の積層型熱交換器HEと基本的な構成部分で
は同一であるので、第３図に示す積層型熱交換器と同一
の構成と機能とを有する部材については同一番号を付
し、重複を避けるためその説明を省略する。

第１図と第２図とに示すように、本考案にかかる積層型
熱交換器HEでは、エンドプレート７と隣接する末端冷媒
プレート8aの膨出部９に形成されるビード部12で囲まれ
た部分には末端冷媒プレート8aを厚み方向に貫通する連
通穴14が形成されている。したがって、ビード内空間部
13は連通穴14を介してエンドプレート７に隣接する冷媒
流通ユニット２のタンク部４と連通しており、加熱ろう
付け時においては、ビード内空間部13はいくつかの冷媒
流通ユニット２を介して積層型熱交換器HEの周囲の空間
部（以下、単に周囲という）と連通する。このため、ろ
う材に含まれるマグネシウムがビード内空間部13内に蒸
発して酸素と化合しても、ビード内空間部13内の圧力が
周囲の圧力より低下せず、ビード部12まわりの熔融した
ろう材がビード内空間部13内に吸引されない。このた
め、ビード部12とエンドプレート７との接合部には適量
のろう材が保持され、エンドプレート７と末端冷媒プレ
ート8aとが強固に接合される。さらに、ビード部12まわ
りの肉厚が十分に確保される。

ところで、従来の積層型熱交換器（第３図参照）では、
ビード内空間部13内で酸素がマグネシウムによって消費
されるので、ビード内空間部13内は無酸素状態となり、
ビード内空間部13内において、エンドプレート７あるい
は末端冷媒プレート8aの表面には、ろう付け時のろうの
過度の流動を防止する酸化マグネシウムの被膜が形成さ
れない。このため、ろう材が必要以上に移動してエンド
プレート７あるいは末端冷媒プレート8aの肉厚が不均一
となるといった問題があった。しかし、本考案にかかる
積層型熱交換器HEでは、ビード内空間部13内には各冷媒
流通ユニット２を通して酸素が供給されるので、ビード
内空間部13内が無酸素状態になるのが防止される。した
がって、ビード内空間部13を画成する末端冷媒プレート
8aあるいはエンドプレート７の表面には酸化マグネシウ
ムの被膜が形成され、これらの肉厚を均一化することが
できる。

また、積層型熱交換器HEのろう付け完了後、通常冷媒流
通部Ｗ（第３図参照）の漏れ試験が行なわれるが、本考
案にかかる積層型熱交換器HEではビード内空間部13が冷
媒流通部Ｗ（タンク部４）と連通しているので、このよ
うな漏れ試験を行うことにより、ビード内空間部13の漏
れの有無も同時に検出される。したがって、ビード内空
間部13に漏れがある場合に生じる不具合、例えば漏れ部
分からビード内空間部13内に水分が侵入した後、かかる
水分が凍結・膨張して末端冷媒プレート8aとエンドプレ
ート７とを剥離させるなどといった不具合の発生を有効
に防止することができる。

［考案の効果］ 本考案によれば、ろう付け時においてビード内空間部が
周囲より高真空とならないので、エンドプレートと冷媒
プレートとの接合部に十分な量のろう材を保持すること
ができ、両プレートを完全に接合することができる。か
つ、ビード部まわりのろう材がビード内空間部に吸引さ
れないので、ビード部まわりの冷媒プレートの肉厚の減
少を防止することができる。このため、積層型熱交換器
の耐久性・耐圧性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかる積層型熱交換器に用いられる末
端冷媒プレートの平面図である。 第２図は、第１図に示す末端冷媒プレートを用いた積層
型熱交換器のエンドプレートに隣接するタンク部近傍の
縦断面説明図である。 第３図は、従来の積層型熱交換器の縦断面説明図であ
る。 第４図は、第３図に示す積層型熱交換器に用いられる末
端冷媒プレートの平面図である。 第５図は、第３図に示す積層型熱交換器に用いられる冷
媒プレートの平面図である。 第６図は、第３図に示す積層型熱交換器のエンドプレー
トに隣接するタンク部近傍の縦断面説明図である。 HE…積層型熱交換器、Ｗ…冷媒流通部、２…冷媒流通ユ
ニット、４…タンク部、５…冷媒通路、６…フィン部
材、７…エンドプレート、８…冷媒プレート、8a…末端
冷媒プレート、12…ビード部、13…ビード内空間部、14
…連通穴。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】２つの偏平な箱型の冷媒プレートを開口部
   が互いに対向する向きに接合して形成され、両端部に夫
   々タンク部を備えるとともに該両タンク部を連通する冷
   媒通路を備えた冷媒流通ユニットと、フィン部材とが交
   互に複数個積み重ねられた積層体と、該積層体の積層方
   向両端部に配置されるエンドプレートとが設けられた積
   層型熱交換器において、 エンドプレートと隣接する位置に配置される冷媒プレー
   トのタンク部を画成する部分にビード部を設けるととも
   に、前記ビード部で形成された空間部に連通穴を形成し
   たことを特徴とする積層型熱交換器。
2. 【請求項２】前記連通穴を、前記冷媒プレートのビード
   部で囲まれた部分に形成したことを特徴とする請求項１
   記載の積層型熱交換器。