JPH10197190A - 熱交換器のヘッダパイプ - Google Patents

熱交換器のヘッダパイプ

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JPH10197190A
JPH10197190A JP9004577A JP457797A JPH10197190A JP H10197190 A JPH10197190 A JP H10197190A JP 9004577 A JP9004577 A JP 9004577A JP 457797 A JP457797 A JP 457797A JP H10197190 A JPH10197190 A JP H10197190A
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tube insertion
insertion hole
extension
heat exchanger
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Soichi Kato
宗一 加藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 延長部のあるヘッダパイプにおいて、当該延
長部の強度が確保されたヘッダパイプを提供すること。 【構成】 複数のチューブ挿入孔９，９が長手方向に亘
って形成されるとともに、チューブ２，２の端部が該チ
ューブ挿入孔に挿入される熱交換器１のヘッダパイプ
３，４において、チューブ挿入孔９，９が形成された部
位より長手方向に延出した延長部３ａ，４ａを備え、更
に、この延長部に補強用のビード１３，１３を形成した
構成の熱交換器のヘッダパイプである。ビード１３，１
３は、チューブ挿入孔９，９の開口幅と略同一の幅並び
にチューブ挿入孔の間隔と略同一の間隔を有している。
また、ヘッダパイプ３，４は、平板形状のヘッダパイプ
素材Ｈを所定径に丸めてパイプ状に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、媒体の熱交換を行
うチューブが接続され、前記媒体を分配及び集合する熱
交換器のヘッダパイプに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、複数のチューブが間にフィンを
介装して積層されるとともに、各チューブが両脇に配設
されたヘッダパイプのチューブ挿入孔にその端部をそれ
ぞれ挿入して接続され、熱交換用の媒体が、ヘッダパイ
プに設けられた入口継手及び出口継手の継手間で、チュ
ーブを通過する際に熱交換をしながら複数回蛇行して通
流される熱交換器が知られている。
【０００３】この種の熱交換器に用いられるヘッダパイ
プは、複数のチューブ挿入孔が長手方向に亘って互いに
所定の間隔を置いて形成され、更に、その内部を所定の
位置に設けられた仕切板等によって区画され、熱交換媒
体をチューブ群単位で通流するように分配及び集合する
ものである。
【０００４】このようなヘッダパイプには、熱交換器の
配管や設置等の仕様により、チューブ挿入孔が形成され
た部位より長手方向に延出した延長部が備えられる。す
なわち、この延長部は、入口継手や出口継手を設けた
り、熱交換器設置用のブラケットに支持したりする部分
である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、例えば、図
７に示すように、従来の熱交換器２０において、金型の
共通化等の観点より左右のヘッダパイプ２１（一方のヘ
ッダパイプは図示を省略した。）に同じものを用いた結
果、出入口継手の取付けられていない方のヘッダパイプ
には、サイドプレート８の外側に出入口継手が設けられ
ていない延長部２１ａが存在している。
【０００６】このヘッダパイプ２１の延長部２１ａは、
チューブ挿入孔９，９を形成した部位と比較して著しく
強度が劣るものであり、とりわけ、平板形状のヘッダパ
イプ素材を所定径に丸めてパイプ状に形成したものが変
形や破裂を起こし易いという問題があった。
【０００７】これは、（１）チューブ挿入孔を形成した
部位がチューブと接続することによって補強されるのに
対して、延長部にはチューブがなくて補強されないため
である。すなわち、チューブ挿入孔に挿入したチューブ
の端部は、変形や内圧に対抗する補強材として作用する
ので、チューブ挿入孔を形成した部位は、チューブ挿入
孔を形成した間隔単位で補強される。その一方、延長部
は、チューブとの接続による補強がなされないので、相
対的に強度が劣性となる。
【０００８】また、（２）チューブ挿入孔の縁部には、
チューブの端部とのろう付け面積を拡張するための突縁
部（以下、バーリングと称する。）が形成されている。
チューブ挿入孔が形成された部位は、このバーリング
や、バーリングに溜まるろう材によっても補強されるの
で、ヘッダパイプ素材としては、チューブ挿入孔を形成
した部位がある程度補強されるにもかかわらず、延長部
の強度を確保するために、必要以上に厚いものを用いて
いるのが現状である。
【０００９】更に、（３）チューブ挿入孔及びバーリン
グを形成したヘッダパイプ素材を所定径に丸めてヘッダ
パイプを形成する場合、ヘッダパイプ素材の弾性復帰力
（以下、スプリングバックと称する。）は、バーリング
によってある程度抑制される。その結果、チューブ挿入
孔を形成した部位と延長部とのスプリングバックに格差
が生じ、チューブ挿入孔を形成した部位の合せ目が揃え
られる一方で、延長部の合せ目が隔離して、これを接合
できなくなったり、更には、キャップが嵌合できなくな
ったりする不都合もあった。
【００１０】このような不都合を回避するため、延長部
の強度を充足する厚さのヘッダパイプ素材を用いること
になるが、チューブ挿入孔を形成してあるヘッダパイプ
部分はそのような厚さにしなくても問題ないので、必要
以上に剛性のあるヘッダパイプとなる不都合もあった。
【００１１】本発明は、前記事情に鑑みてなされたもの
で、必要以上に肉厚を厚くしなくても延長部の変形や破
裂を防止することの可能な、すなわち延長部の強度が確
保されたヘッダパイプを提供することを目的としてい
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数のチュー
ブ挿入孔が長手方向に亘って形成されるとともに、チュ
ーブの端部が該チューブ挿入孔に挿入される熱交換器の
ヘッダパイプにおいて、前記チューブ挿入孔が形成され
た部位より長手方向に延出した延長部を備え、更に、こ
の延長部に補強用のビードを形成した構成の熱交換器の
ヘッダパイプである。
【００１３】このように構成すると、延長部がビードに
よって補強されて、延長部の変形や破裂を防止すること
ができる。延いては、ヘッダパイプを形成するヘッダパ
イプ素材の厚さを必要以上に厚くすることを回避するこ
とができる。
【００１４】また、好ましくは、前記ビードは、前記チ
ューブ挿入孔の開口幅と略同一の幅並びにチューブ挿入
孔の間隔と略同一の間隔を有しているとよい。
【００１５】このように構成すると、延長部に設けた各
ビードが、チューブ挿入孔を形成した部位と同等の補強
作用するので、バランスよく延長部の変形や破裂を防止
することができる。
【００１６】特に平板形状のヘッダパイプ素材を所定径
に丸めてパイプ状に形成したヘッダパイプに用いるとよ
い。すなわち、この種のヘッダパイプは、ヘッダパイプ
素材を所定径に丸めた際に、延長部の合せ目がスプリン
グバックによって隔離する虞を生じるが、このような不
都合を防止することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を図示の具体例に
基いて詳細に説明する。
【００１８】図１において、本例の熱交換器１は、一対
のヘッダパイプ３，４の間に、長さの等しい複数の偏平
チューブ２，２を、波状フィン５，５を介して互いに平
行に積層し、これら偏平チューブ２，２の端部を、各ヘ
ッダパイプ３，４に形成されたチューブ挿入孔９，９に
挿入して接続したものである。一方のヘッダパイプ４に
は、外部から熱交換用の媒体を取り入れる入口継手１１
と、取り入れた媒体を外部に排出する出口継手１２が設
けられている。そして、各ヘッダパイプ３，４は、上下
端の開口をキャップ６で閉鎖され、その内部を所定の位
置に配設された仕切板７，７で区画されている。また、
図中、８は、積層した偏平チューブ２の上下に配設され
たサイドプレートを示す。サイドプレート８の各端部
は、各ヘッダパイプ３，４に形成されたサイドプレート
挿入孔１０に挿入されている。このサイドプレート８
は、外側端に位置する波状フィン５を保持するととも
に、偏平チューブ２の積層間隔及び各ヘッダパイプ３，
４の間隔を維持して、熱交換器１の構造的な強度を確保
するものである。
【００１９】入口継手１１から取り入れられた媒体は、
各ヘッダパイプ３，４によって分配及び集合され、偏平
チューブ２を所定の群単位で通過し、各ヘッダパイプ
３，４を往復するように複数回蛇行して通流され、出口
継手１２から排出される。この際、媒体は、熱交換しな
がら偏平チューブ２を通過する。
【００２０】更に、各ヘッダパイプ３，４には、それぞ
れ、チューブ挿入孔９が形成された部位より長手方向に
延出した延長部３ａ，４ａが備えられている。本例で
は、配管の仕様により、前記入口継手１１は、一方のヘ
ッダパイプ４の延長部４ａに設けられ、また、前記出口
継手１２は、一方のヘッダパイプ４の下端近傍のチュー
ブ挿入孔９が形成された背部に設けられている。
【００２１】また、他方のヘッダパイプ３は、入口継手
１１が設けられたヘッダパイプ４と共通の部材を用いた
ものであって、ヘッダパイプ４の延長部４ａと同様の延
長部３ａが備えられている。すなわち、本例では、各ヘ
ッダパイプ３，４の部材を共通化することによって、熱
交換器１を構成するのに必要な部材の加工及びその加工
設備の軽減がなされている。
【００２２】更に、各延長部３ａ，４ａには、それぞ
れ、ビード１３，１３が複数形成されている。これらの
ビード１３，１３は、ヘッダパイプ素材を屈曲して形成
したヘッダパイプ３，４の延長部３ａ，４ａの変形を防
止するとともに、延長部３ａ，４ａの耐圧性を向上する
ものである。
【００２３】図２は、ヘッダパイプ３の延長部３ａを示
す斜視図である。同図が示すように、ヘッダパイプ３
は、チューブ挿入孔９が形成された部位より長手方向に
延出されており、サイドプレート挿入孔１０からキャッ
プ６が嵌合された上端までの延長部３ａには、複数のビ
ード１３，１３が形成されている。
【００２４】このビード１３は、更に図３に示すよう
に、ヘッダパイプ３の内部に突出した外形状が凹状のも
ので、偏平チューブ２を挿入したチューブ挿入孔９と直
線上に並ぶ状態で、且つ、チューブ挿入孔９が形成され
たピッチと等しいピッチで形成されている。すなわち、
ビード１３，１３は、チューブ挿入孔９，９の間隔と等
しい間隔に形成されている。尚、チューブ挿入孔９群と
ビード群１３との間には、サイドプレート挿入孔１０が
位置している。
【００２５】また、本例の場合、ビード１３は、チュー
ブ挿入孔９の開口幅と略同一に形成されている。尚、図
中、１４は、チューブ挿入孔９と偏平チューブ２の端部
とのろう付け面を拡張するためのバーリングである。
このバーリング１４は、チューブ挿入孔９の縁部から内
側に突出した状態に形成されたものである。本例の場
合、ビード１３の内部突出寸法は、このバーリング１４
の突出寸法と等しくされている。
【００２６】チューブ挿入孔９を形成した部位は、チュ
ーブ挿入孔９に挿入したチューブ２の端部とバーリング
１４とで補強されている。また、延長部３ａは、ビード
１３によって補強されている。すなわち、延長部３ａ
は、ビードによって強度が確保され、変形や破裂を防止
されている。
【００２７】また、ヘッダパイプ３は、チューブ挿入孔
９が形成された部位から延長部３ａまでの全長に亘って
補強されるので、従来のものより比較的薄いヘッダパイ
プ素材で形成することができる。
【００２８】更に、ビード１３をチューブ挿入孔９，９
の間隔と等しく形成したことによって、延長部３ａは、
チューブ挿入孔９を形成した部位と同等の間隔で補強さ
れている。また、本例のビード１３は、その形状をチュ
ーブ挿入孔９に似せるとともに、その内部突出寸法をバ
ーリングの突出寸法と略等しくしたことによって、チュ
ーブ挿入孔９と補強の度合いが等しくされたものであ
る。その結果、ヘッダパイプは、チューブ挿入孔９を形
成した部位と、延長部３ａとの強度がほぼ同じ状態とさ
れている。
【００２９】図４は、ヘッダパイプ４の延長部４ａを示
す断面図である。尚、チューブ挿入孔９、サイドプレー
ト挿入孔１０、ビード１３の形状は、前記ヘッダパイプ
３側に形成したものと同様であるので、その説明は省略
する。
【００３０】入口継手１１は、延長部４ａに形成された
入口継手孔１６に接続されて設けられている。延長部４
ａは、入口継手１１と結合することによって補強されて
おり、ビード１３は、更にその長手方向に形成されてい
る。すなわち、個々のビード１３，１３は、長手方向に
チューブ挿入孔９，９の間隔と等しい間隔で形成されて
おり、その結果、入口継手１１とビード１３とによる延
長部４ａの補強は、チューブ挿入孔９を形成した部位と
等しくなされている。
【００３１】このように、他の部材と結合した延長部に
も、チューブ挿入孔９，９のピッチと等しいピッチでビ
ード１３，１３を形成することによって、チューブ挿入
孔９を形成した部位と同等に補強することができる。
【００３２】次に、ヘッダパイプ３の形成について説明
する。尚、もう一方のヘッダパイプ４の場合、入口継手
１１を接続する入口継手孔１６を形成する以外は他方の
ヘッダパイプ３と同様であり、従って、以下、他方のヘ
ッダパイプ３について述べる。
【００３３】図５は、ヘッダパイプ３を示す斜視図であ
る。ヘッダパイプ３は、平板形状のヘッダパイプ素材を
所定径に丸めて形成されている。図中、１５は、ヘッダ
パイプ素材の長手方向縁端を突き合せた合せ目である。
【００３４】ヘッダパイプ素材には、ろう材がクラッド
されたアルミブレージングシートが用いられており、合
せ目１５は、加熱処理によってろう付け接合される。
【００３５】また、この加熱処理では、合せ目１５をろ
う付けするほか、チューブ挿入孔９とチューブ挿入孔９
に挿入したチューブ２の端部とをろう付けする。また、
キャップ６及びサイドプレート８等も同時にろう付けさ
れる。
【００３６】図６（１）乃至図６（ｃ）は、ヘッダパイ
プ素材を所定径に丸める工程を示す斜視図である。
【００３７】まず、図６（１）に示すように、ヘッダパ
イプ素材Ｈに、予め、バーリング１４を形成したチュー
ブ挿入孔９と、サイドプレート挿入孔１０、及びビード
１３，１３を形成する。尚、ヘッダパイプ４の場合は、
入口継手１１と出口継手１２を接続する連結孔が形成さ
れる。
【００３８】次に、図６（２）に示すように、ヘッダパ
イプ素材Ｈを、長手方向の縁部同士を合せるように所定
径に丸めていく。
【００３９】そして、図６（３）に示すように、縁部同
士の合せ目１５を揃えて、筒状のヘッダパイプ３を形成
する。
【００４０】ヘッダパイプ素材Ｈを丸めた際のスプリン
グバックは、チューブ挿入孔９を形成した部位ではバー
リング１４によって抑制され、延長部３ａではビード１
３によって抑制される。
【００４１】すなわち、スプリングバックによって合せ
目１５が隔離するのを防止することができる。従来のよ
うに、延長部３ａの合せ目が隔離して、ろう付けできな
かったり、キャップが嵌合できなかったりすることはな
い。
【００４２】以上説明したように、本例の熱交換器のヘ
ッダパイプによれば、延長部にビードを形成したことに
よって、延長部がビードによって補強されて、延長部の
変形や破裂を防止することができる。延いては、ヘッダ
パイプを形成するヘッダパイプ素材の厚さを薄くするこ
とができる。
【００４３】更に、ビードをチューブ挿入孔の間隔と略
等しい間隔で形成したことによって、延長部を、チュー
ブ挿入孔を形成した部位と同等に補強することができ
る。
【００４４】また更に、平板形状のヘッダパイプ素材に
バーリングを形成したチューブ挿入孔と、ビードとを形
成し、このヘッダパイプ素材を所定径に丸めてパイプ状
に形成したことによって、ヘッダパイプ素材を所定径に
丸めた際に、スプリングバックによって延長部の合せ目
が隔離するのを防止することができる。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、複数の
チューブ挿入孔が長手方向に亘って形成されるととも
に、チューブの端部が該チューブ挿入孔に挿入される熱
交換器のヘッダパイプにおいて、前記チューブ挿入孔が
形成された部位より長手方向に延出した延長部を備え、
更に、この延長部に補強用のビードを形成した構成の熱
交換器のヘッダパイプであり、従って、延長部がビード
によって補強されて、延長部の変形や破裂を防止するこ
とができる。延いては、ヘッダパイプを形成するヘッダ
パイプ素材の厚さを必要以上に厚くすることを回避する
ことができる。
【００４６】また、前記ビードが、前記チューブ挿入孔
の開口幅と略同一の幅並びにチューブ挿入孔の間隔と略
同一の間隔を有している場合は、延長部に設けた各ビー
ドが、チューブ挿入孔を形成した部位と同等の補強作用
するので、バランスよく延長部の変形や破裂を防止する
ことができる。
【００４７】特に平板形状のヘッダパイプ素材を所定径
に丸めてパイプ状に形成したヘッダパイプに本発明を用
いた場合は、ヘッダパイプ素材を所定径に丸めた際に、
延長部の合せ目がスプリングバックによって隔離する不
都合を防止することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るヘッダパイプを用いた熱交換器の
正面図である。
【図２】本発明に係るヘッダパイプの延長部を示す斜視
図である。
【図３】本発明に係るヘッダパイプの延長部を示す断面
図である。
【図４】本発明に係るヘッダパイプの延長部を示す断面
図である。
【図５】本発明に係るヘッダパイプを示す斜視図であ
る。
【図６】本発明に係るヘッダパイプの丸め工程を示す斜
視図である。
【図７】従来のヘッダパイプの延長部を示す斜視図であ
る。
【符合の説明】
１ 熱交換器 ２ 偏平チューブ ３ ヘッダパイプ ３ａ 延長部 ４ ヘッダパイプ ４ａ 延長部 ５ フィン ６ キャップ ７ 仕切板 ８ サイドプレート ９ チューブ挿入孔 １０ サイドプレート挿入孔 １１ 入口継手 １２ 出口継手 １３ ビード １４ バーリング １５ 合せ目 １６ 入口継手孔

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のチューブ挿入孔が長手方向に亘っ
    て形成されるとともに、チューブの端部が該チューブ挿
    入孔に挿入される熱交換器のヘッダパイプにおいて、 前記チューブ挿入孔が形成された部位より長手方向に延
    出した延長部を備え、更に、この延長部に補強用のビー
    ドを形成したことを特徴とする熱交換器のヘッダパイ
    プ。
  2. 【請求項２】 前記ビードは、前記チューブ挿入孔の開
    口幅と略同一の幅並びにチューブ挿入孔の間隔と略同一
    の間隔を有していることを特徴とする請求項１記載の熱
    交換器のヘッダパイプ。
  3. 【請求項３】 平板形状のヘッダパイプ素材を所定径に
    丸めてパイプ状に形成したことを特徴とする請求項１記
    載の熱交換器のヘッダパイプ
JP9004577A 1997-01-14 1997-01-14 熱交換器のヘッダパイプ Pending JPH10197190A (ja)

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JP9004577A JPH10197190A (ja) 1997-01-14 1997-01-14 熱交換器のヘッダパイプ
US09/000,574 US5868198A (en) 1997-01-14 1997-12-30 Header pipes for heat exchanger
DE19800943A DE19800943A1 (de) 1997-01-14 1998-01-13 Wärmerohr für einen Wärmetauscher

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JP9004577A JPH10197190A (ja) 1997-01-14 1997-01-14 熱交換器のヘッダパイプ

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