JPH08200977A - 熱交換器用偏平チューブ及びその製造方法 - Google Patents

熱交換器用偏平チューブ及びその製造方法

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JPH08200977A
JPH08200977A JP7011189A JP1118995A JPH08200977A JP H08200977 A JPH08200977 A JP H08200977A JP 7011189 A JP7011189 A JP 7011189A JP 1118995 A JP1118995 A JP 1118995A JP H08200977 A JPH08200977 A JP H08200977A
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plate
long
flat tube
beads
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Soichi Kato
宗一 加藤
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Zexel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 プレート同士をその全面に亘って確実に係合
させ、その状態で熱交換効率のよくなる熱交換器用偏平
チューブとその製造方法を提供すること。 【構成】 本願第１の発明は、１枚のプレートを折り曲
げて、或いは、２枚のプレートを重ね合わせてなる熱交
換器用偏平チューブにおいて、前記プレートに複数列の
長ビード（１６）を該プレートの長手方向に亘って形成
するとともに、前記各長ビードが対向するプレートの当
該対向部位を平面に形成し、且つ前記各長ビードの頂部
と前記平面部（１５）とが接合して、前記長ビードと前
記平面部とで複数の流路（１７）を形成し、更に、前記
プレートの長手方向に亘って形成された長ビードの適位
箇所に、隣りの流路に連通する通路部（１８）を複数箇
所形成した熱交換器用偏平チューブとその製造方法であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、１枚のプレートを折り
曲げて、或いは、２枚のプレートを重ね合わせてなる熱
交換器用偏平チューブとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、複数の偏平チューブが積層され
て、各々の偏平チューブの両端部がヘッダタンクに接続
され、ヘッダタンクに設けられた出入口継手間で熱交換
媒体が複数回蛇行して通流される積層型熱交換器が知ら
れている。
【０００３】この種の積層型熱交換器の偏平チューブと
しては、例えば、図７に示すように、所定の大きさのブ
レージングシートからなる２枚のプレート２１，２１
に、先端面が互いに当接する多数の長ビード２２，２２
が形成され、両縁の接合部２３，２３がろう付けにより
接合されて偏平チューブ２０が形成されるものが知られ
ている。更に、ビードを個々独立させた所謂丸ビードの
ものも多用されている。また、１枚のプレートを折り曲
げて形成するものも知られている。
【０００４】このような偏平チューブを用いた積層型熱
交換器をろう付けする際には、複数の偏平チューブの間
にフィンを介装して、偏平チューブの両端部をヘッダタ
ンクのチューブ挿入孔内に挿入して組み付けて治具によ
り組立てた後、炉内で一体ろう付けが行われ、偏平チュ
ーブのチューブ挿入孔と偏平チューブや、偏平チューブ
のビードの先端面同士が接合されて製造される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の熱交換
器用の偏平チューブにおいて、図７に示すような長ビー
ドのものは、これらの長ビードによって囲まれる部位が
独立した流路を構成することとなる。そして、各流路は
他から独立しているので、チューブ幅方向における熱媒
体の交換がなく、熱効率に片寄りを生じる不都合があっ
た。
【０００６】この点、ビードを個々独立させた丸ビード
のものの場合は、チューブ幅方向における熱媒体の交換
がなされて、熱効率に片寄りを生じる不都合は回避され
るが、それぞれのビードが独立して多数存在するので、
これらビードの高さ寸法を一様に管理することは甚だ困
難である。
【０００７】因に、チューブ長さ６００ｍｍに４列のビ
ードが３ｍｍのピッチで形成されている通常タイプの偏
平チューブの場合、ビードは８００個／１本であり、３
０段のチューブを有する熱交換器ではビード数が全部で
２４，０００個存在する。これら２４，０００個のビー
ドは、２枚のプレートが接合して一組のものが形成され
るので、ビードそれ自体に着目してみると個々のもので
は４８，０００個のビードが存在している。これら全て
のビードがろう付けされないと耐圧性を満足しないの
で、特にビードの高さ管理が必要とされるが、一つの熱
交換器で４８，０００個のビードの高さ管理を行うこと
は、量産性を考えると極めて困難である。
【０００８】そこで本発明は、偏平チューブを改良し
て、熱交換効率を向上することができ、しかもプレート
同士をその全面に亘って確実に係合した状態にもたらす
ことができ、その結果、ろう付け性が向上して耐圧性も
向上する熱交換器用偏平チューブ及びその製造方法を提
供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願第１の発明は、１枚
のプレートを折り曲げて、或いは、２枚のプレートを重
ね合わせてなる熱交換器用偏平チューブにおいて、前記
プレートに複数列の長ビードを該プレートの長手方向に
亘って形成するとともに、前記各長ビードが対向するプ
レートの当該対向部位を平面に形成し、且つ前記各長ビ
ードの頂部と前記平面部とが接合して、前記長ビードと
前記平面部とで複数の流路を形成し、更に、前記プレー
トの長手方向に亘って形成された長ビードの適位箇所
に、隣りの流路に連通する通路部を複数箇所形成した熱
交換器用偏平チューブである。
【００１０】本願第２の発明は、１枚のプレートを折り
曲げて、或いは、２枚のプレートを重ね合わせてなる熱
交換器用偏平チューブにおいて、複数列の長ビードをロ
ール成形により前記プレートの長手方向に沿う中心線に
対し非対称に形成し、前記プレートの長手方向に亘って
形成された長ビードの適位箇所を、プレスにより当該ビ
ードを元に戻す方向に塑性変形し、しかる後、前記長ビ
ードが形成された同一形状のプレートを２枚重ね合わせ
て偏平チューブ本体を形成する熱交換器用偏平チューブ
の製造方法である。
【００１１】本願第３の発明は、１枚のプレートを折り
曲げて、或いは、２枚のプレートを重ね合わせてなる熱
交換器用偏平チューブにおいて、複数列の長ビードであ
って前記プレートの長手方向に沿う中心線に対し非対称
のものと、前記プレートの長手方向に亘る前記長ビード
の適位箇所に設けられる平面部とを、プレスにより形成
し、しかる後、前記長ビードが形成された同一形状のプ
レートを２枚重ね合わせて偏平チューブ本体を形成する
熱交換器用偏平チューブの製造方法である。
【００１２】
【作用】このような偏平チューブは、１枚のプレートを
折り曲げにより、或いは、同プレートを２枚重ね合わせ
て、ろう付けして形成される。この場合、長ビードは、
プレートの折り曲げや重ね合わせの前に、或いは同時
に、ロール加工、プレス加工又は金型加工等により形成
される。
【００１３】更に、本願第１の発明の場合は、前記ビー
ドが対向するプレートの当該対向部位を平面に形成する
ものであるため、ビードはプレートの平面部と対向す
る。
【００１４】そして、前記ビードは長ビードであるた
め、プレート平面部とのろう付けが良好になされ、前述
したような丸ビードの場合の不都合は生じない。加え
て、これら長ビードと前記平面部とで複数の流路が形成
されて、その限りでは各流路は他から独立しているの
で、一方で、熱媒体は比較的スムーズに流路内を流れ、
他方で、チューブ幅方向における熱媒体の交換はない。
ところが、前記プレートの長手方向に亘って形成された
長ビードの適位箇所に、隣りの流路に連通する通路部が
複数箇所形成されているので、当該箇所において、チュ
ーブ幅方向における熱媒体の交換が適宜なされることと
なり、従来の長ビードの場合に生じ得る熱効率の片寄り
を回避することが可能となる。
【００１５】本願第２の発明の場合は、前記偏平チュー
ブを形成するにあたり、複数列の長ビードをロール成形
により前記プレートの長手方向に沿う中心線に対し非対
称に形成して、長ビードを前記プレートの長手方向に亘
って一様に形成し、そして、形成された長ビードの適位
箇所を、プレスにより当該ビードを元に戻す方向に塑性
変形し、しかる後、前記長ビードが形成された同一形状
のプレートを２枚重ね合わせて偏平チューブ本体を形成
する熱交換器用偏平チューブの製造方法であり、従って
長ビードはロール成形により画一的に且つ迅速に形成さ
れ、その工程後に前記通路部が形成されるので、ロール
成形とプレスとが効率的に行われる。
【００１６】また、本願第３の発明の場合は、前記偏平
チューブを形成するにあたり、複数列の長ビードと、前
記プレートの長手方向に亘る前記長ビードの適位箇所に
設けられる平面部とを、プレスにより形成するので、勿
論複数のプレスで複数工程とすることもできるが、これ
らを一つプレスで従って一つの工程で形成でき、迅速に
製造することが可能となる。尚、基本的には一つのプレ
スで行うことが好ましいので、比較的小型のチューブに
適している。
【００１７】
【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面に基いて説
明する。
【００１８】図１において、本実施例の偏平チューブ２
を用いた積層型熱交換器１は、複数の偏平チューブ２が
波状フィン３を介して積層されている。
【００１９】前記複数の偏平チューブ２の各端部は、図
２に示すように、プレートの平面部１５にビードを接合
させた状態で、ヘッダタンク４に設けられた挿入孔７に
挿入される。
【００２０】また、各ヘッダタンク４の上下の開口部は
盲キャップ８により閉塞され、各ヘッダタンク４の所定
箇所には仕切板９が設けられている。
【００２１】更に、ヘッダタンク４には入口継手１０と
出口継手１１が設けられており、これらの出入口継手１
０，１１の間で熱交換媒体が複数回蛇行して通流され
る。
【００２２】尚、図１中、１２は積層された偏平チュー
ブ２の上下に配設されたサイドプレートを示す。
【００２３】前記各偏平チューブ２は、図３に示すよう
に、例えば、ろう材を被覆したアルミ製ブレージングシ
ートを連続供給するとともに、ロール成形、プレス成形
等により所定の大きさ及び形状に形成された２枚のプレ
ート１３Ａ，１３Ｂを、重ね合わせて形成されている。
【００２４】これらのプレート１３Ａ，１３Ｂは、周縁
部に接合部１４，１４を有し、それぞれの平面部１５，
１５が外方へ膨出するように形成される。各平面部１５
には内方へ向けて突出する長ビード１６，１６が多数設
けられている。尚、この平面部１５は、素材の平坦面を
そのまま利用し、ロールやプレス等により接合部１４並
びに長ビード１６が形成される。
【００２５】前記長ビード１６は、偏平チューブ２の幅
方向に複数列設けられており、各長ビードが対向するプ
レートの当該対向部位は平面に形成し、且つ前記各長ビ
ードの頂部と前記平面部１５とが接合して、前記長ビー
ドと前記平面部とで複数の流路１７，１７が形成され
る。
【００２６】更に、前記プレートの長手方向に亘って形
成された長ビード１６，１６の適位箇所に、隣りの流路
に連通する通路部１８を複数箇所形成している。
【００２７】これら長ビード１６，１６と平面部１５
（端縁側では更に接合部１４）とで複数の流路１７，１
７が形成され、各流路１７，１７は他から独立している
ので、熱媒体は比較的スムーズに流路内を流れる一方、
チューブ幅方向における熱媒体の交換はない。ところ
が、前述したように、前記プレートの長手方向に亘って
形成された長ビードの適位箇所に、隣りの流路に連通す
る通路部１８が複数箇所形成されているので、当該箇所
において、チューブ幅方向における熱媒体の交換が適宜
なされることとなり、従来の長ビードの場合に生じ得る
熱効率の片寄りを回避することが可能となる。
【００２８】尚、流路１７，１７が形成されて、熱媒体
がスムーズに流路内を流れる点と、通路部１８が形成さ
れて、チューブ幅方向における熱媒体の交換が適宜なさ
れる点との調和から、通路部１８の長手方向の寸法は、
１０ｍｍ以下が好ましい。
【００２９】更に、実施例では、プレート１３Ａ，１３
Ｂの端部であって該プレートがヘッダタンクに対しろう
付けされる箇所（図３に二点鎖線で示している。）の外
面が平面に形成されている。この例では、当該平面は、
後述する長ビードの塑性変形により平面に再生された部
位である。従って、偏平チューブにビードが多数設けら
れていても、ヘッダタンクと偏平チューブとのろう付け
が、偏平チューブの平面部においてなされるので、当該
ろう付けは良好になされる。
【００３０】尚、前記ろう付け箇所の平面部は、同時に
通路部１８を構成することとなり、この場合の通路部１
８の長手方向の寸法は、ヘッダタンクの挿入孔７にバー
リングが存在するので、これとの関係で５ｍｍ程度が好
ましい。
【００３１】次に、前記構造の偏平チューブを形成する
点を説明する。
【００３２】前記偏平チューブ２を形成するには、ロー
ルに巻取られた所定幅のブレージングシートからなるプ
レート１３（１３Ａ，１３Ｂ）をロールから順次繰出
し、ロール成形により、チューブ幅方向に複数列の長ビ
ード１６，１６を、前記プレートの長手方向に沿う中心
線に対し非対称に形成して、長ビードを前記プレートの
長手方向に亘って一様に形成する。従って、この時点で
は、長ビード１６，１６はプレート１３の長手方向に亘
って連続して形成され、前記通路部１８は存在していな
い。
【００３３】そして、形成された長ビードの適位箇所
を、図４に示すように、プレス型１９Ａ，１９Ｂにより
当該ビードを元に戻す方向に塑性変形する。この例で
は、長ビードの塑性変形により再び平面に形成される。
【００３４】尚、上側のプレス型１９Ａは、底面の型形
状を、ヘッダタンク４の挿入孔７の湾曲形状に適合する
ものとしている。また、偏平チューブ２は左右端部が左
右のヘッダタンク４に挿入されるので、上側のプレス型
１９Ａには前記湾曲形状の対称的なものを別途用意して
いる。
【００３５】しかる後、前記長ビードが形成された同一
形状のプレートを２枚重ね合わせて偏平チューブ本体を
形成する。図５に示すように、プレート１３Ａとプレー
ト１３Ｂは同一形状であって、一方が他方に対しチュー
ブ長手方向において１８０度引っ繰り返しているに過ぎ
ないものである。
【００３６】また、実施例では、チューブ幅方向に複数
列の長ビード１６，１６を、ロール成形により、プレー
トの長手方向に沿う中心線（図示を省略）に対し非対称
に形成している。従って、同一形状のプレート１３のう
ち一方を１８０度引っ繰り返すと、長ビード１６は平面
部１５と当接する形態を実施することができる。つま
り、異形状のプレートを２種類用いることなく、１種類
のプレートで偏平チューブを形成することができる。
【００３７】このようにして形成された偏平チューブ２
は、図６に示すように、長ビード１６，１６と平面部１
５（前述したように端縁側では更に接合部１４）とで複
数の流路１７，１７が形成され、各流路１７，１７は他
から独立しているので、熱媒体は比較的スムーズに流路
内を流れる。そして、前記プレートの長手方向に亘って
形成された長ビードの適位箇所に、隣りの流路に連通す
る通路部１８が複数箇所形成されているので、当該箇所
において、チューブ幅方向における熱媒体の交換が適宜
なされることとなり、従来の長ビードの場合に生じ得る
熱効率の片寄りを回避することが可能となるものであ
る。
【００３８】前記実施例は、ロール成形で長ビード１６
を形成し、通路部１８はプレス成形で形成したが、偏平
チューブを形成するにあたり、複数列の長ビードと、前
記プレートの長手方向に亘る前記長ビードの適位箇所に
設けられる平面部（通路部１８を含む。）とを、プレス
により形成することもできる。この場合、複数のプレス
で複数工程とすることもできるが、これらを一つプレス
を用いて一つの工程で行うことができるので、偏平チュ
ーブを迅速に製造することが可能となる。
【００３９】次に、上述したようにして形成された２枚
のプレート１３Ａ，１３Ｂを重ね合わせ、長ビード１６
の先端部を平面部１５に当接して偏平チューブ２を組立
てる。
【００４０】その後、複数の偏平チューブ２の間にフィ
ン３を介装して偏平チューブ２の両端部をヘッダタンク
４のチューブ挿入孔７内に挿入する。そして、治具によ
り組立てた後、炉内で一体ろう付けが行われ、チューブ
挿入孔７と偏平チューブ２、偏平チューブ２の接合部１
４，１４及び、長ビード１６と平面部１５が接合され
る。
【００４１】従って、２枚のプレートを重合わせて構成
される偏平チューブであっても、互いに当接するプレー
ト１３Ａ，１３Ｂに、互いに当接する長ビード１６と平
面部１５が形成されているので、偏平チューブ２を組み
付けた際にも、偏平チューブ接合間に隙間が生ずること
を防止でき、これらのろう付けを確実に行うことが可能
となる。
【００４２】尚、プレート１３Ａ，１３Ｂは、同一のも
のを対称にして用いたが、本実施例はこれに限られず
に、別形状のものを用いてもよい。
【００４３】また、前記実施例では、偏平チューブ２と
しては、２枚のプレートを重合わせて形成されるものに
ついて説明したが、これに限らず、従来より使われてい
る１枚のプレートを折り曲げて重ね合わせることに形成
されるものにも同様に適用することができる。
【００４４】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、１枚の
プレートを折り曲げて、或いは、２枚のプレートを重ね
合わせてなる熱交換器用偏平チューブにおいて、前記プ
レートに複数列の長ビードを該プレートの長手方向に亘
って形成するとともに、前記各長ビードが対向するプレ
ートの当該対向部位を平面に形成し、且つ前記各長ビー
ドの頂部と前記平面部とが接合して、前記長ビードと前
記平面部とで複数の流路を形成し、更に、前記プレート
の長手方向に亘って形成された長ビードの適位箇所に、
隣りの流路に連通する通路部を複数箇所形成した熱交換
器用偏平チューブであり、前記ビードが対向するプレー
トの当該対向部位を平面に形成するものであるため、ビ
ードはプレートの平面部と対向し、そして、前記ビード
は長ビードであるため、プレート平面部とのろう付けが
良好になされ、従来の丸ビードのような不都合は生じな
い。加えて、これら長ビードと前記平面部とで複数の流
路が形成されて、その限りでは各流路は他から独立して
いるので、一方で、熱媒体は比較的スムーズに流路内を
流れることができる。他方で、前記プレートの長手方向
に亘って形成された長ビードの適位箇所に、隣りの流路
に連通する通路部が複数箇所形成されているので、当該
箇所において、チューブ幅方向における熱媒体の交換が
適宜なされることとなり、従来の長ビードの場合に生じ
得る熱効率の片寄りを回避することが可能となる。
【００４５】本願第２の発明の場合は、前記偏平チュー
ブを形成するにあたり、複数列の長ビードをロール成形
により前記プレートの長手方向に沿う中心線に対し非対
称に形成して、長ビードを前記プレートの長手方向に亘
って一様に形成し、そして、形成された長ビードの適位
箇所を、プレスにより当該ビードを元に戻す方向に塑性
変形し、しかる後、前記長ビードが形成された同一形状
のプレートを２枚重ね合わせて偏平チューブ本体を形成
する熱交換器用偏平チューブの製造方法であり、従って
長ビードはロール成形により画一的に且つ迅速に形成さ
れ、その工程後に前記通路部が形成されるので、ロール
成形とプレスとが効率的に行われる。
【００４６】また、本願第３の発明の場合は、前記偏平
チューブを形成するにあたり、複数列の長ビードと、前
記プレートの長手方向に亘る前記長ビードの適位箇所に
設けられる平面部とを、プレスにより形成するので、勿
論複数のプレスで複数工程とすることもできるが、これ
らを一つプレスで従って一つの工程で形成でき、迅速に
製造することが可能となる。
【００４７】このように、本発明によれば、プレート同
士をその全面に亘って確実に係合させ、その状態で熱交
換効率のよくなる熱交換器用偏平チューブとその製造方
法を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係り、積層型熱交換器の正
面図である。
【図２】ヘッダタンクの挿入孔に挿入された偏平チュー
ブの端部を示す縦断面図である。
【図３】偏平チューブを示す斜視図である。
【図４】偏平チューブを構成するプレートを示す斜視図
である。
【図５】偏平チューブを組み立てる際の斜視図である。
【図６】偏平チューブの一部の平面図である。
【図７】従来例に係り、偏平チューブの縦断面図であ
る。
【符号の説明】
１ 積層型熱交換器 ２ 偏平チューブ ４ ヘッダタンク ７ 挿入孔 １３Ａ プレート １３Ｂ プレート １５ 平面部 １６ 長ビード １７ 流路 １８ 通路部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １枚のプレートを折り曲げて、或いは、
    ２枚のプレートを重ね合わせてなる熱交換器用偏平チュ
    ーブにおいて、 前記プレートに複数列の長ビードを該プレートの長手方
    向に亘って形成するとともに、前記各長ビードが対向す
    るプレートの当該対向部位を平面に形成し、且つ前記各
    長ビードの頂部と前記平面部とが接合して、前記長ビー
    ドと前記平面部とで複数の流路を形成し、 更に、前記プレートの長手方向に亘って形成された長ビ
    ードの適位箇所に、隣りの流路に連通する通路部を複数
    箇所形成したことを特徴とする熱交換器用偏平チュー
    ブ。
  2. 【請求項２】 前記複数列の長ビードは、前記プレート
    の長手方向に沿う中心線に対し非対称に形成され、前記
    長ビードが形成された同一形状のプレートを２枚重ね合
    わせて偏平チューブ本体が形成されることを特徴とする
    請求項１記載の熱交換器用偏平チューブ。
  3. 【請求項３】 前記通路部は、長ビードの存在しない平
    面部であることを特徴とする請求項１記載の熱交換器用
    偏平チューブ。
  4. 【請求項４】 前記プレートの端部であって該プレート
    がヘッダタンクとろう付けされる箇所の外面が平面であ
    ることを特徴とする請求項１記載の熱交換器用偏平チュ
    ーブ。
  5. 【請求項５】 １枚のプレートを折り曲げて、或いは、
    ２枚のプレートを重ね合わせてなる熱交換器用偏平チュ
    ーブにおいて、 複数列の長ビードをロール成形により前記プレートの長
    手方向に沿う中心線に対し非対称に形成し、 前記プレートの長手方向に亘って形成された長ビードの
    適位箇所を、プレスにより当該ビードを元に戻す方向に
    塑性変形し、 しかる後、前記長ビードが形成された同一形状のプレー
    トを２枚重ね合わせて偏平チューブ本体を形成すること
    を特徴とする熱交換器用偏平チューブの製造方法。
  6. 【請求項６】 前記長ビードの頂部と、該長ビードが対
    向するプレートの平面とが接合して、前記長ビードと前
    記平面とで複数の流路を形成し、 更に、前記塑性変形の箇所が、隣りの流路に連通する通
    路部を構成するものであることを特徴とする前記請求項
    ５記載の熱交換器用偏平チューブの製造方法。
  7. 【請求項７】 １枚のプレートを折り曲げて、或いは、
    ２枚のプレートを重ね合わせてなる熱交換器用偏平チュ
    ーブにおいて、 複数列の長ビードであって前記プレートの長手方向に沿
    う中心線に対し非対称のものと、前記プレートの長手方
    向に亘る前記長ビードの適位箇所に設けられる平面部と
    を、プレスにより形成し、 しかる後、前記長ビードが形成された同一形状のプレー
    トを２枚重ね合わせて偏平チューブ本体を形成すること
    を特徴とする熱交換器用偏平チューブの製造方法。
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