JP2000161896A - 熱交換器及びその製造方法 - Google Patents
熱交換器及びその製造方法Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
- F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
- F28F3/042—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element
- F28F3/044—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element the deformations being pontual, e.g. dimples
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- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
- F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
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- F28F9/02—Header boxes; End plates
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- F28F9/16—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
- F28F9/18—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding
- F28F9/182—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding the heat-exchange conduits having ends with a particular shape, e.g. deformed; the heat-exchange conduits or end plates having supplementary joining means, e.g. abutments
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱交換器の熱伝達率を向上させ、重量を低減
させて製造コストを下げ、製造工程の容易化を図る。 【解決手段】 本発明の熱交換器10は、平板24から形成
された偏平な形状の複数のチューブ12と、これらのチュ
ーブの少なくとも後縁部36に形成されたスプリッタプレ
ート部40と、これらのチューブの各端部のスプリッタプ
レート部に形成された切欠き部44と、チューブの各端部
を挿入可能なようにチューブの形状に一致するように形
成された複数のチューブ挿入穴46を備えたヘッダパイプ
14,15 とを有し、これらのチューブ挿入穴がチューブの
切欠き部を挿入可能に受け入れる共に上記チューブのス
プリッタプレート部の挿入を阻止するようになってい
る。また、チューブは、第１面26と第２面28を有し、こ
れらの少なくとも何れか一方の面に冷媒の流れ方向を長
手方向とする複数のディンプル32が形成されている。さ
らに、チューブの内側面に冷媒の流れ方向と同一方向に
沿って延びるように複数の冷却溝72が形成されている。
させて製造コストを下げ、製造工程の容易化を図る。 【解決手段】 本発明の熱交換器10は、平板24から形成
された偏平な形状の複数のチューブ12と、これらのチュ
ーブの少なくとも後縁部36に形成されたスプリッタプレ
ート部40と、これらのチューブの各端部のスプリッタプ
レート部に形成された切欠き部44と、チューブの各端部
を挿入可能なようにチューブの形状に一致するように形
成された複数のチューブ挿入穴46を備えたヘッダパイプ
14,15 とを有し、これらのチューブ挿入穴がチューブの
切欠き部を挿入可能に受け入れる共に上記チューブのス
プリッタプレート部の挿入を阻止するようになってい
る。また、チューブは、第１面26と第２面28を有し、こ
れらの少なくとも何れか一方の面に冷媒の流れ方向を長
手方向とする複数のディンプル32が形成されている。さ
らに、チューブの内側面に冷媒の流れ方向と同一方向に
沿って延びるように複数の冷却溝72が形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器及びその
製造方法に係り、特に、車両用空調装置等に適用可能な
熱交換器及びその製造方法に関する。
製造方法に係り、特に、車両用空調装置等に適用可能な
熱交換器及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から車両用空調装置に使用される熱
交換器においては、熱交換器用チューブが使用されてい
るが、これらは、図12及び図13に示すようなタイプに大
別される。図12に示すものは、いわゆる電縫管１であ
り、この電縫管１は、偏平な形状のチューブ２と、この
チューブ２の開口部３の内部に挿入される波形形状のイ
ンナーフィン４とから構成され、インナーフィン４の各
頂部４ａがチューブ２の内側面に溶接等で固定されてい
る。また、図13に示すものは、押出し成形管５であり、
この押出し成形管５は、チューブ部６と壁面７とが一体
的に押出し形成されたものである。
交換器においては、熱交換器用チューブが使用されてい
るが、これらは、図12及び図13に示すようなタイプに大
別される。図12に示すものは、いわゆる電縫管１であ
り、この電縫管１は、偏平な形状のチューブ２と、この
チューブ２の開口部３の内部に挿入される波形形状のイ
ンナーフィン４とから構成され、インナーフィン４の各
頂部４ａがチューブ２の内側面に溶接等で固定されてい
る。また、図13に示すものは、押出し成形管５であり、
この押出し成形管５は、チューブ部６と壁面７とが一体
的に押出し形成されたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図12に
示す電縫管１を使用した熱交換器の場合、波形形状のイ
ンナーフィン４がチューブ２の開口部３の内部に挿入さ
れているため、熱伝達率が向上するが、挿入や溶接等の
作業時間が多く必要となり、製造コストが増大する。ま
た、図13に示す押出し成形管５を使用した熱交換器の場
合、チューブ部６内に壁面７を設けて多孔管とすること
により熱伝達率を向上させることができるが、押出し成
形により製作するため、チューブ部６及び壁面７の肉厚
を薄くすることが困難であり、肉厚が厚い分だけ熱交換
性能を向上させることが出来きず、さらに、押出し成形
により製造コストが増大する。
示す電縫管１を使用した熱交換器の場合、波形形状のイ
ンナーフィン４がチューブ２の開口部３の内部に挿入さ
れているため、熱伝達率が向上するが、挿入や溶接等の
作業時間が多く必要となり、製造コストが増大する。ま
た、図13に示す押出し成形管５を使用した熱交換器の場
合、チューブ部６内に壁面７を設けて多孔管とすること
により熱伝達率を向上させることができるが、押出し成
形により製作するため、チューブ部６及び壁面７の肉厚
を薄くすることが困難であり、肉厚が厚い分だけ熱交換
性能を向上させることが出来きず、さらに、押出し成形
により製造コストが増大する。
【０００４】そこで、本発明は、従来の技術の問題を解
決するためになされたものであり、チューブの肉厚を薄
くして熱伝達率を向上させた熱交換器及びその製造方法
を提供することを目的としている。本発明は、重量を低
減させて製造コストを低減させることが出来る熱交換器
及びその製造方法を提供することを目的としている。本
発明は、空気がスムーズに流れ熱交換性能が向上すると
共に空気流れに伴う騒音レベルを低下させることができ
る熱交換器及びその製造方法を提供することを目的とし
ている。本発明は、製造工程の容易化を図った熱交換器
及びその製造方法を提供することを目的としている。
決するためになされたものであり、チューブの肉厚を薄
くして熱伝達率を向上させた熱交換器及びその製造方法
を提供することを目的としている。本発明は、重量を低
減させて製造コストを低減させることが出来る熱交換器
及びその製造方法を提供することを目的としている。本
発明は、空気がスムーズに流れ熱交換性能が向上すると
共に空気流れに伴う騒音レベルを低下させることができ
る熱交換器及びその製造方法を提供することを目的とし
ている。本発明は、製造工程の容易化を図った熱交換器
及びその製造方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の熱交換器は、平板から形成された偏平な
形状の複数のチューブと、これらのチューブの少なくと
も後縁部に形成されたスプリッタプレート部と、これら
のチューブの各端部のスプリッタプレート部に形成され
た切欠き部と、チューブの各端部を挿入可能なようにチ
ューブの形状に一致するように形成された複数のチュー
ブ挿入穴を備えたヘッダパイプとを有し、これらのチュ
ーブ挿入穴が上記チューブの切欠き部を挿入可能に受け
入れる共に上記チューブのスプリッタプレート部の挿入
を阻止するようになっていることを特徴としている。こ
のように構成された本発明においては、熱交換器に使用
されるチューブが平板から形成さるため、チューブの肉
厚を従来の押出し成形管等に比較して薄くすることがで
きる。また、チューブの少なくとも後縁部にスプリッタ
プレート部を形成するようにしているため、チューブの
後流領域での渦形成がさまたげられ、その結果、チュー
ブ前後の圧力差が小さくなり空気側圧力損失が低減され
る。また、スプリッタプレート部によりチューブの周り
の流れも整流されるため、空気流れに伴う騒音レベルも
低減される。さらに、ヘッダパイプのチューブ挿入穴が
チューブの切欠き部を挿入可能に受け入れる共にチュー
ブのスプリッタプレート部の挿入を阻止するようになっ
ているため、組立て作業がより簡易となる。
めに、本発明の熱交換器は、平板から形成された偏平な
形状の複数のチューブと、これらのチューブの少なくと
も後縁部に形成されたスプリッタプレート部と、これら
のチューブの各端部のスプリッタプレート部に形成され
た切欠き部と、チューブの各端部を挿入可能なようにチ
ューブの形状に一致するように形成された複数のチュー
ブ挿入穴を備えたヘッダパイプとを有し、これらのチュ
ーブ挿入穴が上記チューブの切欠き部を挿入可能に受け
入れる共に上記チューブのスプリッタプレート部の挿入
を阻止するようになっていることを特徴としている。こ
のように構成された本発明においては、熱交換器に使用
されるチューブが平板から形成さるため、チューブの肉
厚を従来の押出し成形管等に比較して薄くすることがで
きる。また、チューブの少なくとも後縁部にスプリッタ
プレート部を形成するようにしているため、チューブの
後流領域での渦形成がさまたげられ、その結果、チュー
ブ前後の圧力差が小さくなり空気側圧力損失が低減され
る。また、スプリッタプレート部によりチューブの周り
の流れも整流されるため、空気流れに伴う騒音レベルも
低減される。さらに、ヘッダパイプのチューブ挿入穴が
チューブの切欠き部を挿入可能に受け入れる共にチュー
ブのスプリッタプレート部の挿入を阻止するようになっ
ているため、組立て作業がより簡易となる。
【０００６】本発明においては、チューブは、第１面と
第２面を有し、これらの少なくとも何れか一方の面に冷
媒の流れ方向を長手方向とする複数の窪み部が形成され
ていることが好ましい。このように、冷媒の流れ方向を
長手方向とする複数の窪み部を形成することより、冷媒
の流れが窪み部の前面側と衝突して乱れが増大し、それ
により熱伝達率が大きくなる。また、この窪み部の形成
により、チューブの強度が増大し、これにより、チュー
ブの肉厚をより薄くすることができる。本発明において
は、チューブの内側面に冷媒の流れ方向と同一方向に沿
って延びるように複数の冷却溝が形成されていることが
好ましい。冷却溝を設けたことにより、熱伝達面が増大
し、熱伝達率が向上する。本発明の熱交換器の製造方法
は、平板をプレス成形又はロール成形することにより平
板の所定の部分に複数の窪み部を形成する工程と、平板
を折り曲げることにより、偏平な形状の複数のチューブ
を形成すると共にこれらのチューブの少なくとも後縁部
にスプリッタプレート部を形成する工程と、チューブの
各端部の上記スプリッタプレート部に切欠き部を形成す
る工程と、チューブの各端部を挿入可能なようにチュー
ブの形状に一致するような複数のチューブ挿入穴を備え
ると共にこれらのチューブ挿入穴が上記チューブの切欠
き部を挿入可能に受け入れる共にチューブのスプリッタ
プレート部の挿入を阻止するようになっているヘッダパ
イプを形成する工程と、チューブの各端部をヘッダパイ
プのチューブ挿入穴に挿入すると共に各チューブの間に
チューブと接触するようにフィン手段を配置する工程
と、を有することを特徴としている。
第２面を有し、これらの少なくとも何れか一方の面に冷
媒の流れ方向を長手方向とする複数の窪み部が形成され
ていることが好ましい。このように、冷媒の流れ方向を
長手方向とする複数の窪み部を形成することより、冷媒
の流れが窪み部の前面側と衝突して乱れが増大し、それ
により熱伝達率が大きくなる。また、この窪み部の形成
により、チューブの強度が増大し、これにより、チュー
ブの肉厚をより薄くすることができる。本発明において
は、チューブの内側面に冷媒の流れ方向と同一方向に沿
って延びるように複数の冷却溝が形成されていることが
好ましい。冷却溝を設けたことにより、熱伝達面が増大
し、熱伝達率が向上する。本発明の熱交換器の製造方法
は、平板をプレス成形又はロール成形することにより平
板の所定の部分に複数の窪み部を形成する工程と、平板
を折り曲げることにより、偏平な形状の複数のチューブ
を形成すると共にこれらのチューブの少なくとも後縁部
にスプリッタプレート部を形成する工程と、チューブの
各端部の上記スプリッタプレート部に切欠き部を形成す
る工程と、チューブの各端部を挿入可能なようにチュー
ブの形状に一致するような複数のチューブ挿入穴を備え
ると共にこれらのチューブ挿入穴が上記チューブの切欠
き部を挿入可能に受け入れる共にチューブのスプリッタ
プレート部の挿入を阻止するようになっているヘッダパ
イプを形成する工程と、チューブの各端部をヘッダパイ
プのチューブ挿入穴に挿入すると共に各チューブの間に
チューブと接触するようにフィン手段を配置する工程
と、を有することを特徴としている。
【０００７】さらに、本発明の熱交換器の製造方法は、
平板の両側面にロウ付用のロウ材をクラッドしてクラッ
ド平板とする工程と、このクラッド平板をプレス成形又
はロール成形することにより所定の部分に複数の窪み部
及びロウ付部を形成する工程と、平板を折り曲げること
により、偏平な形状の複数のチューブを形成すると共に
及びロウ付部を後縁部とし少なくともこの後縁部にスプ
リッタプレート部を形成する工程と、チューブの各端部
のスプリッタプレート部に切欠き部を形成する工程と、
チューブの各端部を挿入可能なようにチューブの形状に
一致するような複数のチューブ挿入穴を備えると共にこ
れらのチューブ挿入穴がチューブの切欠き部を挿入可能
に受け入れる共にチューブのスプリッタプレート部の挿
入を阻止するようになっているヘッダパイプを形成する
工程と、チューブの各端部をシリンダヘッドのチューブ
挿入穴に挿入すると共に各チューブの間にチューブと接
触するようにフィン手段を配置する工程と、チューブ、
シリンダヘッド及びフィン手段を加熱して、窪み部、ロ
ウ付部、チューブとヘッダパイプのチューブ挿入穴、及
びチューブとフィン手段との接触部分をそれぞれロウ付
けする工程と、を有することを特徴としている。
平板の両側面にロウ付用のロウ材をクラッドしてクラッ
ド平板とする工程と、このクラッド平板をプレス成形又
はロール成形することにより所定の部分に複数の窪み部
及びロウ付部を形成する工程と、平板を折り曲げること
により、偏平な形状の複数のチューブを形成すると共に
及びロウ付部を後縁部とし少なくともこの後縁部にスプ
リッタプレート部を形成する工程と、チューブの各端部
のスプリッタプレート部に切欠き部を形成する工程と、
チューブの各端部を挿入可能なようにチューブの形状に
一致するような複数のチューブ挿入穴を備えると共にこ
れらのチューブ挿入穴がチューブの切欠き部を挿入可能
に受け入れる共にチューブのスプリッタプレート部の挿
入を阻止するようになっているヘッダパイプを形成する
工程と、チューブの各端部をシリンダヘッドのチューブ
挿入穴に挿入すると共に各チューブの間にチューブと接
触するようにフィン手段を配置する工程と、チューブ、
シリンダヘッド及びフィン手段を加熱して、窪み部、ロ
ウ付部、チューブとヘッダパイプのチューブ挿入穴、及
びチューブとフィン手段との接触部分をそれぞれロウ付
けする工程と、を有することを特徴としている。
【０００８】本発明の熱交換器の製造方法においては、
ロウ付け工程は、チューブ、シリンダヘッド及びフィン
手段の全体を加熱することが好ましい。全体を加熱する
ことにより、ロウ付け作業をより簡易とすることができ
る。
ロウ付け工程は、チューブ、シリンダヘッド及びフィン
手段の全体を加熱することが好ましい。全体を加熱する
ことにより、ロウ付け作業をより簡易とすることができ
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態について添
付図面を参照して説明する。先ず、図１乃至図６によ
り、本発明の一実施形態を説明する。図１は本発明の熱
交換器の一実施形態を示す正面図であり、図２は図１の
熱交換器に使用されるチューブの斜視図であり、図３は
図２のIII −III 線に沿う断面図であり、図４は図２の
チューブの部分平面図であり、図５はチューブのヘッダ
パイプへの差込部を示す平面部分断面図であり、図６は
図１の熱交換器の製造方法を示す工程図である。図１に
示すように、本実施形態の熱交換器10は、偏平な形状の
複数のチューブ12と、これらのチューブ12の両端部に設
けられチューブ12の内側部（流路）と連通するようにな
っている一対のヘッドパイプ14,15 と、複数のチューブ
12の間に配置されその一部が各チューブ12と接触する波
形フィン16と、を備えている。さらに、図中左側のヘッ
ドパイプ14の上方側には、冷媒入口管18が取り付けら
れ、図中右側のヘッドパイプ15の下方側には、冷媒出口
管20が取り付けられている。ここで、図中左側のヘッド
パイプ14の中間よりやや下方側に仕切板22が設けられ、
ガス冷媒と液体冷媒とが混合されないようになってい
る。この熱交換器10においては、冷媒は矢印Ａで示すよ
うに、上方側のａ領域では左側から右側に流れ、下方側
のｂ領域では右側から左側に流れるようになっており、
所謂対向型の熱交換器である。なお、本発明は、この対
向型の熱交換器に限らず、一方向型の熱交換器や他のタ
イプの熱交換器にも適用可能である。
付図面を参照して説明する。先ず、図１乃至図６によ
り、本発明の一実施形態を説明する。図１は本発明の熱
交換器の一実施形態を示す正面図であり、図２は図１の
熱交換器に使用されるチューブの斜視図であり、図３は
図２のIII −III 線に沿う断面図であり、図４は図２の
チューブの部分平面図であり、図５はチューブのヘッダ
パイプへの差込部を示す平面部分断面図であり、図６は
図１の熱交換器の製造方法を示す工程図である。図１に
示すように、本実施形態の熱交換器10は、偏平な形状の
複数のチューブ12と、これらのチューブ12の両端部に設
けられチューブ12の内側部（流路）と連通するようにな
っている一対のヘッドパイプ14,15 と、複数のチューブ
12の間に配置されその一部が各チューブ12と接触する波
形フィン16と、を備えている。さらに、図中左側のヘッ
ドパイプ14の上方側には、冷媒入口管18が取り付けら
れ、図中右側のヘッドパイプ15の下方側には、冷媒出口
管20が取り付けられている。ここで、図中左側のヘッド
パイプ14の中間よりやや下方側に仕切板22が設けられ、
ガス冷媒と液体冷媒とが混合されないようになってい
る。この熱交換器10においては、冷媒は矢印Ａで示すよ
うに、上方側のａ領域では左側から右側に流れ、下方側
のｂ領域では右側から左側に流れるようになっており、
所謂対向型の熱交換器である。なお、本発明は、この対
向型の熱交換器に限らず、一方向型の熱交換器や他のタ
イプの熱交換器にも適用可能である。
【００１０】図２乃至図４に示すように、本実施形態の
熱交換器10に使用されるチューブ12は、後述するよう
に、平板24を折り曲げ加工することにより形成された第
１面26と第２面28を有し、これらの第１面26と第２面28
とに囲まれた部分に冷媒の流路30を形成している。これ
らの第１面26及び第２面28の両面には、それぞれ窪み部
であるディンプル32が複数個形成されている。これらの
ディンプル32は、図４に示すように、チューブ12内を流
れる冷媒の流れ方向Ａを長手方向とする長円又は楕円形
として形成されている。こららのディンプル32は、所定
の間隔を介して冷媒の流れ方向Ａに沿って千鳥状に配置
形成されている。このように、冷媒の流れ方向を長手方
向とする窪み部であるディンプル32を複数個形成するよ
うにしているため、冷媒の流れがディンプル32の前面側
と衝突して乱れが増大し、それにより熱伝達率が大きく
なる。
熱交換器10に使用されるチューブ12は、後述するよう
に、平板24を折り曲げ加工することにより形成された第
１面26と第２面28を有し、これらの第１面26と第２面28
とに囲まれた部分に冷媒の流路30を形成している。これ
らの第１面26及び第２面28の両面には、それぞれ窪み部
であるディンプル32が複数個形成されている。これらの
ディンプル32は、図４に示すように、チューブ12内を流
れる冷媒の流れ方向Ａを長手方向とする長円又は楕円形
として形成されている。こららのディンプル32は、所定
の間隔を介して冷媒の流れ方向Ａに沿って千鳥状に配置
形成されている。このように、冷媒の流れ方向を長手方
向とする窪み部であるディンプル32を複数個形成するよ
うにしているため、冷媒の流れがディンプル32の前面側
と衝突して乱れが増大し、それにより熱伝達率が大きく
なる。
【００１１】また、チューブ12は、熱交換を行う空気の
流入方向Ｂに対する前縁部34及び後縁部36を有し、これ
らの前縁部34及び後縁部36には、厚みが所定の値に薄く
形成され、流入空気のチューブ12周りの流れを整流する
機能を有するスプリッタプレート部38,40 がそれぞれ形
成されている。なお、本実施形態においては、前縁部34
にはスプリッタプレート部を設けることなく、後縁部36
のみにスプリッタプレート部40を設けるようにしてもよ
い。図２及び図５に示すように、チューブ12の両端部
は、ヘッドパイプ14,15 に挿入されるが、このチューブ
12の両端部には、スプリッタプレート部38,40 を切り欠
くようにそれぞれ切欠き部42,44 が形成されている。一
方、ヘッドパイプ14,15 には、チューブ12を挿入可能な
ようにチューブ12の形状に一致するように形成された複
数のチューブ挿入穴46が設けられている。これらのチュ
ーブ挿入穴46の両端部には、切欠き部42,44 を挿入可能
なように溝部48が形成されている。ここで、ヘッドパイ
プ14,15 のチューブ挿入穴46の幅ｗ1は、チューブ12の
切欠き部42,44 の部分の幅ｗ2 とほぼ同じでありチュー
ブ12の切欠き部42,44 を挿入可能に受け入れるようにな
っている。さらに、チューブ12のスプリッタプレート部
38,40 の部分の幅ｗ3 は、チューブ挿入穴46の幅ｗ1 よ
り所定の値だけ大きく設定されており、これにより、チ
ューブ12の両端部をヘッドパイプ14,15 のチューブ挿入
穴46に挿入する際、スプリッタプレート部38,40の挿入
が阻止されるようになっている。
流入方向Ｂに対する前縁部34及び後縁部36を有し、これ
らの前縁部34及び後縁部36には、厚みが所定の値に薄く
形成され、流入空気のチューブ12周りの流れを整流する
機能を有するスプリッタプレート部38,40 がそれぞれ形
成されている。なお、本実施形態においては、前縁部34
にはスプリッタプレート部を設けることなく、後縁部36
のみにスプリッタプレート部40を設けるようにしてもよ
い。図２及び図５に示すように、チューブ12の両端部
は、ヘッドパイプ14,15 に挿入されるが、このチューブ
12の両端部には、スプリッタプレート部38,40 を切り欠
くようにそれぞれ切欠き部42,44 が形成されている。一
方、ヘッドパイプ14,15 には、チューブ12を挿入可能な
ようにチューブ12の形状に一致するように形成された複
数のチューブ挿入穴46が設けられている。これらのチュ
ーブ挿入穴46の両端部には、切欠き部42,44 を挿入可能
なように溝部48が形成されている。ここで、ヘッドパイ
プ14,15 のチューブ挿入穴46の幅ｗ1は、チューブ12の
切欠き部42,44 の部分の幅ｗ2 とほぼ同じでありチュー
ブ12の切欠き部42,44 を挿入可能に受け入れるようにな
っている。さらに、チューブ12のスプリッタプレート部
38,40 の部分の幅ｗ3 は、チューブ挿入穴46の幅ｗ1 よ
り所定の値だけ大きく設定されており、これにより、チ
ューブ12の両端部をヘッドパイプ14,15 のチューブ挿入
穴46に挿入する際、スプリッタプレート部38,40の挿入
が阻止されるようになっている。
【００１２】次に、図６により上述の構造を有する本実
施形態の熱交換器の製造方法を説明する。先ず、図６
（ａ）に示す工程において、チューブ12を製作するため
の平板24を準備する。この平板24の両面（製作完了後の
チューブ12の内側面及び外側面となる面）はロウ付用の
ロウ材がクラッドされている。また、平板24の端部に
は、図示するように、チューブ12の切欠き部42,44 とな
る部分がこの工程において形成しておく。次に、図６
（ｂ）に示す工程において、この平板24をプレス成形又
はロール成形することにより、流路30の部分には上述の
ディンプル32を形成し、前縁部34に相当する部分には折
り曲げ代部50を形成し、後縁部36に相当する部分にはロ
ウ付部52を形成する。
施形態の熱交換器の製造方法を説明する。先ず、図６
（ａ）に示す工程において、チューブ12を製作するため
の平板24を準備する。この平板24の両面（製作完了後の
チューブ12の内側面及び外側面となる面）はロウ付用の
ロウ材がクラッドされている。また、平板24の端部に
は、図示するように、チューブ12の切欠き部42,44 とな
る部分がこの工程において形成しておく。次に、図６
（ｂ）に示す工程において、この平板24をプレス成形又
はロール成形することにより、流路30の部分には上述の
ディンプル32を形成し、前縁部34に相当する部分には折
り曲げ代部50を形成し、後縁部36に相当する部分にはロ
ウ付部52を形成する。
【００１３】次に、図６（ｃ）に示す工程において、図
６（ｂ）の工程に形成された平板24を折り曲げ加工し、
偏平な形状のチューブを形成する。次に、図６（ｄ）に
示す工程において、先ず、上述したような溝部48を有す
る複数のチューブ挿入穴46が形成されたヘッドパイプ1
4,15 を準備する。次に、上述した工程により製作され
たチューブ12の両端部即ち切欠き部42,44 をヘッドパイ
プ14,15 のチューブ挿入穴48に挿入すると共に、上下方
向に位置する各チューブ12の間には波形フィン16を配置
し、熱交換器10を組立てる。この工程においては、更
に、このようにして組立てられた熱交換器10全体を加熱
炉（図示せず）内に入れ、所定温度で加熱する。これに
より、平板24にクラッドされたロウ材が溶解し、熱交換
器10の各部、即ち、折り曲げ代部50、ロウ付部52、ディ
ンプル32の底部32ａ、チューブ12の両端部とチューブ挿
入穴46、チューブ12と波形フィン16の接触部分がそれぞ
れロウ付けされ、熱交換器10の製作を完了する。
６（ｂ）の工程に形成された平板24を折り曲げ加工し、
偏平な形状のチューブを形成する。次に、図６（ｄ）に
示す工程において、先ず、上述したような溝部48を有す
る複数のチューブ挿入穴46が形成されたヘッドパイプ1
4,15 を準備する。次に、上述した工程により製作され
たチューブ12の両端部即ち切欠き部42,44 をヘッドパイ
プ14,15 のチューブ挿入穴48に挿入すると共に、上下方
向に位置する各チューブ12の間には波形フィン16を配置
し、熱交換器10を組立てる。この工程においては、更
に、このようにして組立てられた熱交換器10全体を加熱
炉（図示せず）内に入れ、所定温度で加熱する。これに
より、平板24にクラッドされたロウ材が溶解し、熱交換
器10の各部、即ち、折り曲げ代部50、ロウ付部52、ディ
ンプル32の底部32ａ、チューブ12の両端部とチューブ挿
入穴46、チューブ12と波形フィン16の接触部分がそれぞ
れロウ付けされ、熱交換器10の製作を完了する。
【００１４】上述の熱交換器の製造方法は、本発明の一
実施形態であり、これに限定されることはない。例え
ば、チューブ12の切欠き部42,44 は、図６（ａ）に示す
工程において形成されるのが好ましいが、これ以外の工
程であってもよい。さらに、上述の実施形態では、各部
分のロウ付けを熱交換器10を組立てた後、熱交換器全体
を加熱することにより行っているが、それ以外に、熱交
換器の各要素又は各部分を個別にロウ付けするようにし
てもよい。さらに、ロウ付けに限らず、他の接合手段、
例えば、他の接着材、接着手段等を用いるようにしても
よい。次に、本実施形態による熱交換器の作用効果を説
明する。第１に、本実施形態によれば、板材である平板
24を折り曲げ加工等により製作するため、チューブ12の
肉厚を図13に示す従来の押出し成形管５よりも薄く形成
することができる。具体的には、従来の押出し成形管５
では、押出し成形により管（チューブ）を製作するた
め、製造上の限界から最小肉厚が０．２５ｍｍとなる。
一方、本実施形態によるチューブ12では、０．２５ｍｍ
未満の肉厚とすることが可能となる。
実施形態であり、これに限定されることはない。例え
ば、チューブ12の切欠き部42,44 は、図６（ａ）に示す
工程において形成されるのが好ましいが、これ以外の工
程であってもよい。さらに、上述の実施形態では、各部
分のロウ付けを熱交換器10を組立てた後、熱交換器全体
を加熱することにより行っているが、それ以外に、熱交
換器の各要素又は各部分を個別にロウ付けするようにし
てもよい。さらに、ロウ付けに限らず、他の接合手段、
例えば、他の接着材、接着手段等を用いるようにしても
よい。次に、本実施形態による熱交換器の作用効果を説
明する。第１に、本実施形態によれば、板材である平板
24を折り曲げ加工等により製作するため、チューブ12の
肉厚を図13に示す従来の押出し成形管５よりも薄く形成
することができる。具体的には、従来の押出し成形管５
では、押出し成形により管（チューブ）を製作するた
め、製造上の限界から最小肉厚が０．２５ｍｍとなる。
一方、本実施形態によるチューブ12では、０．２５ｍｍ
未満の肉厚とすることが可能となる。
【００１５】第２に、図７及び図８に示すように、本実
施形態の熱交換器10のチューブ12には、その前縁部34及
び後縁部36にスプリッタプレート部38,40 が形成されて
いるため、チューブ12の後流領域で渦形成が妨げられ
る。即ち、図７は従来の熱交換器におけるチューブ（押
出し成形管５）の後流領域の渦列を示す説明図であり、
図８は本発明の熱交換器10におけるチューブ12の後流領
域の渦列を示す説明図である。図７に示すように、従来
のチューブ５では、その後縁付近で流れが剥離し、比較
的大規模な渦列が発生する。この渦列の発生に伴ってチ
ューブ５の前後に圧力差（ｐ1 −ｐ2 ）が生じ、空気側
圧力損失が生じる。一方、図８に示すように、本実施形
態の熱交換器10のチューブ12では、その後縁付近で流れ
が剥離するが、スプリッタプレート部38,40 により、渦
列の形成が妨げられ、従来のものより小規模な渦列の発
生にとどまる。このため、本実施形態の熱交換器10のチ
ューブ12の前後の圧力差は従来のチューブ５に比較して
小さくなり、これに伴って空気側圧力損失も従来よりも
小さくなる。さらに、スプリッタプレート部24,26 によ
りチューブ12の周りの流れが整流されるため、空気の流
れに伴う騒音レベルも低減できる。
施形態の熱交換器10のチューブ12には、その前縁部34及
び後縁部36にスプリッタプレート部38,40 が形成されて
いるため、チューブ12の後流領域で渦形成が妨げられ
る。即ち、図７は従来の熱交換器におけるチューブ（押
出し成形管５）の後流領域の渦列を示す説明図であり、
図８は本発明の熱交換器10におけるチューブ12の後流領
域の渦列を示す説明図である。図７に示すように、従来
のチューブ５では、その後縁付近で流れが剥離し、比較
的大規模な渦列が発生する。この渦列の発生に伴ってチ
ューブ５の前後に圧力差（ｐ1 −ｐ2 ）が生じ、空気側
圧力損失が生じる。一方、図８に示すように、本実施形
態の熱交換器10のチューブ12では、その後縁付近で流れ
が剥離するが、スプリッタプレート部38,40 により、渦
列の形成が妨げられ、従来のものより小規模な渦列の発
生にとどまる。このため、本実施形態の熱交換器10のチ
ューブ12の前後の圧力差は従来のチューブ５に比較して
小さくなり、これに伴って空気側圧力損失も従来よりも
小さくなる。さらに、スプリッタプレート部24,26 によ
りチューブ12の周りの流れが整流されるため、空気の流
れに伴う騒音レベルも低減できる。
【００１６】なお、本実施形態においては、上述したよ
うに、前縁部34にはスプリッタプレート部を設けること
なく、後縁部36のみにスプリッタプレート部40を設ける
ようにしてもよい。チューブ12の後流領域の渦形成は後
縁部36の形状に大きく影響を受けるため、後縁部36のみ
にスプリッタプレート部40を設けた場合でも、実質的に
従来のものより小規模な渦列の発生にどとまる。第３
に、チューブ12のスプリッタプレート部38,40 の部分の
幅ｗ3 が、チューブ挿入穴46の幅ｗ1 より所定の値だけ
大きく設定されているため、この差の部分がチューブ12
をヘッドパイプ14,15 に挿入する際のストッパとして機
能し、組立てを容易に行うことができる。第４に、本実
施形態においては、複数のディンプル32を形成し、これ
らのディンプル32の対向する底部32ａをロウ付けして接
合するようにしているため、強度が向上する。この結
果、従来の押出し成形管５と同じ強度であれば、本実施
形態の方がチューブ12の肉圧を薄くすることができる。
うに、前縁部34にはスプリッタプレート部を設けること
なく、後縁部36のみにスプリッタプレート部40を設ける
ようにしてもよい。チューブ12の後流領域の渦形成は後
縁部36の形状に大きく影響を受けるため、後縁部36のみ
にスプリッタプレート部40を設けた場合でも、実質的に
従来のものより小規模な渦列の発生にどとまる。第３
に、チューブ12のスプリッタプレート部38,40 の部分の
幅ｗ3 が、チューブ挿入穴46の幅ｗ1 より所定の値だけ
大きく設定されているため、この差の部分がチューブ12
をヘッドパイプ14,15 に挿入する際のストッパとして機
能し、組立てを容易に行うことができる。第４に、本実
施形態においては、複数のディンプル32を形成し、これ
らのディンプル32の対向する底部32ａをロウ付けして接
合するようにしているため、強度が向上する。この結
果、従来の押出し成形管５と同じ強度であれば、本実施
形態の方がチューブ12の肉圧を薄くすることができる。
【００１７】次に、図９及び図10により本発明の他の実
施形態を説明する。図９は本発明の熱交換器に使用され
る他の実施形態によるチューブを示す部分平面図であ
り、図10は図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。この実
施形態において、熱交換器に使用されるチューブ60は、
第１面62と第２面64とにより偏平な形状となっている。
このチューブ60においては、第１面62の側にのみディン
プル66が複数個形成されている。このため、第１面62に
形成されたディンプル66の底部６６ａ第２面64の内側面
とがロウ等により接合される。他は、図１乃至図８に示
す実施形態と同様である。この実施形態においては、チ
ューブ50の一方の面のみにディンプル56を形成するた
め、上述した図６（ｂ）の工程において、平板のプレス
成形又はロール成形がより簡易となる。
施形態を説明する。図９は本発明の熱交換器に使用され
る他の実施形態によるチューブを示す部分平面図であ
り、図10は図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。この実
施形態において、熱交換器に使用されるチューブ60は、
第１面62と第２面64とにより偏平な形状となっている。
このチューブ60においては、第１面62の側にのみディン
プル66が複数個形成されている。このため、第１面62に
形成されたディンプル66の底部６６ａ第２面64の内側面
とがロウ等により接合される。他は、図１乃至図８に示
す実施形態と同様である。この実施形態においては、チ
ューブ50の一方の面のみにディンプル56を形成するた
め、上述した図６（ｂ）の工程において、平板のプレス
成形又はロール成形がより簡易となる。
【００１８】更に、図11により本発明の他の実施形態を
説明する。図11は本発明の熱交換器に使用される他の実
施形態によるチューブの一部を破断した部分斜視図であ
る。この実施形態において、熱交換器に使用されるチュ
ーブ70は、チューブ70の内側面に冷媒の流れ方向Ａと同
一方向に向って延びるように形成されたＶ字形状の複数
の冷却溝72を備えている。他は、図１乃至図８に示す実
施形態と同様である。この実施形態においては、チュー
ブ70の内側面に冷却溝72を形成するようにしたため、熱
伝達面が増大し、熱伝達率が向上して熱交換性能が更に
向上する。このため、同一熱交換量とすれば、熱交換器
を更に小型化することが可能となり、重量低減及びコス
トダウンを図ることができる。
説明する。図11は本発明の熱交換器に使用される他の実
施形態によるチューブの一部を破断した部分斜視図であ
る。この実施形態において、熱交換器に使用されるチュ
ーブ70は、チューブ70の内側面に冷媒の流れ方向Ａと同
一方向に向って延びるように形成されたＶ字形状の複数
の冷却溝72を備えている。他は、図１乃至図８に示す実
施形態と同様である。この実施形態においては、チュー
ブ70の内側面に冷却溝72を形成するようにしたため、熱
伝達面が増大し、熱伝達率が向上して熱交換性能が更に
向上する。このため、同一熱交換量とすれば、熱交換器
を更に小型化することが可能となり、重量低減及びコス
トダウンを図ることができる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱交換器
及び熱交換器の製造方法によれば、熱伝達率を向上さ
せ、重量を低減させて製造コストを下げ、空気流れに伴
う騒音レベルを低下させ、製造工程の容易化を図ること
ができる。
及び熱交換器の製造方法によれば、熱伝達率を向上さ
せ、重量を低減させて製造コストを下げ、空気流れに伴
う騒音レベルを低下させ、製造工程の容易化を図ること
ができる。
【図１】 本発明の熱交換器の一実施形態を示す正面図
【図２】 図１の熱交換器に使用されるチューブの斜視
図
図
【図３】 図２のIII −III 線に沿う断面図
【図４】 図２のチューブの部分平面図
【図５】 チューブのヘッダパイプへの差込部を示す平
面部分断面図
面部分断面図
【図６】 図１の熱交換器の製造方法を示す工程図
【図７】 従来の熱交換器におけるチューブ（押出し成
形管）の後流領域の渦列を示す説明図
形管）の後流領域の渦列を示す説明図
【図８】 本発明の熱交換器におけるチューブの後流領
域の渦列を示す説明図
域の渦列を示す説明図
【図９】 本発明の熱交換器に使用される他の実施形態
によるチューブを示す部分平面図
によるチューブを示す部分平面図
【図１０】 図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図
【図１１】 本発明の熱交換器に使用される他の実施形
態によるチューブの一部を破断した部分斜視図
態によるチューブの一部を破断した部分斜視図
【図１２】 従来の熱交換器に使用されている熱交換器
用チューブの一例を示す斜視図
用チューブの一例を示す斜視図
【図１３】 従来の熱交換器に使用されている熱交換器
用チューブの他の例を示す斜視図
用チューブの他の例を示す斜視図
10,60,70 熱交換器 12 チューブ 14,15 ヘッドパイプ 16 波形フィン 18 冷媒入口管 20 冷媒出口管 22 仕切板 24 平板 26,62 第１面 28,64 第２面 30 流路 32 ディンプル（窪み部） 34 前縁部 36 後縁部 38,40 スプリッタプレート部 42,44 切欠き部 46 チューブ挿入穴 48 溝部 50 折り曲げ代部50 52 ロウ付部 72 冷却溝 Ａ 冷媒の流れ方向 Ｂ 空気の流入方向
フロントページの続き (72)発明者 渡辺 吉典 名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱 重工業株式会社名古屋研究所内 (72)発明者 吉越 明 名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱 重工業株式会社名古屋研究所内 (72)発明者 五百川 博 愛知県西春日井郡西枇杷島町旭町３丁目１ 番地 三菱重工業株式会社エアコン製作所 内 Ｆターム(参考） 3L065 CA17
Claims (6)
- 【請求項１】 平板から形成された偏平な形状の複数の
チューブと、これらのチューブの少なくとも後縁部に形
成されたスプリッタプレート部と、これらのチューブの
各端部の上記スプリッタプレート部に形成された切欠き
部と、上記チューブの各端部を挿入可能なようにチュー
ブの形状に一致するように形成された複数のチューブ挿
入穴を備えたヘッダパイプとを有し、これらのチューブ
挿入穴が上記チューブの切欠き部を挿入可能に受け入れ
る共に上記チューブのスプリッタプレート部の挿入を阻
止するようになっていることを特徴とする特徴とする熱
交換器。 - 【請求項２】 上記チューブは、第１面と第２面を有
し、これらの少なくとも何れか一方の面に冷媒の流れ方
向を長手方向とする複数の窪み部が形成されていること
を特徴とする請求項１記載の熱交換器。 - 【請求項３】 上記チューブの内側面に冷媒の流れ方向
と同一方向に沿って延びるように複数の冷却溝が形成さ
れていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載
の熱交換器。 - 【請求項４】 平板をプレス成形又はロール成形するこ
とにより平板の所定の部分に複数の窪み部を形成する工
程と、 平板を折り曲げることにより、偏平な形状の複数のチュ
ーブを形成すると共にこれらのチューブの少なくとも後
縁部にスプリッタプレート部を形成する工程と、 上記チューブの各端部の上記スプリッタプレート部に切
欠き部を形成する工程と、 上記チューブの各端部を挿入可能なようにチューブの形
状に一致するような複数のチューブ挿入穴を備えると共
にこれらのチューブ挿入穴が上記チューブの切欠き部を
挿入可能に受け入れる共に上記チューブのスプリッタプ
レート部の挿入を阻止するようになっているヘッダパイ
プを形成する工程と、 上記チューブの各端部をヘッダパイプのチューブ挿入穴
に挿入すると共に各チューブの間にチューブと接触する
ようにフィン手段を配置する工程と、 を有することを特徴とする熱交換器の製造方法。 - 【請求項５】 平板の両側面にロウ付用のロウ材をクラ
ッドしてクラッド平板とする工程と、 このクラッド平板をプレス成形又はロール成形すること
により所定の部分に複数の窪み部及びロウ付部を形成す
る工程と、 平板を折り曲げることにより、偏平な形状の複数のチュ
ーブを形成すると共に及び上記ロウ付部を後縁部とし少
なくともこの後縁部にスプリッタプレート部を形成する
工程と、 上記チューブの各端部の上記スプリッタプレート部に切
欠き部を形成する工程と、 上記チューブの各端部を挿入可能なようにチューブの形
状に一致するような複数のチューブ挿入穴を備えると共
にこれらのチューブ挿入穴が上記チューブの切欠き部を
挿入可能に受け入れる共に上記チューブのスプリッタプ
レート部の挿入を阻止するようになっているヘッダパイ
プを形成する工程と、 上記チューブの各端部をシリンダヘッドのチューブ挿入
穴に挿入すると共に各チューブの間にチューブと接触す
るようにフィン手段を配置する工程と、 上記チューブ、シリンダヘッド及びフィン手段を加熱し
て、上記窪み部、上記ロウ付部、上記チューブとヘッダ
パイプのチューブ挿入穴、及び上記チューブとフィン手
段との接触部分をそれぞれロウ付けする工程と、 を有することを特徴とする熱交換器の製造方法。 - 【請求項６】 上記ロウ付け工程は、上記チューブ、シ
リンダヘッド及びフィン手段の全体を加熱することを特
徴とする請求項５記載の熱交換器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10337855A JP2000161896A (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | 熱交換器及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10337855A JP2000161896A (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | 熱交換器及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000161896A true JP2000161896A (ja) | 2000-06-16 |
Family
ID=18312625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10337855A Withdrawn JP2000161896A (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | 熱交換器及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000161896A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6595273B2 (en) | 2001-08-08 | 2003-07-22 | Denso Corporation | Heat exchanger |
| JP2022552079A (ja) * | 2019-10-21 | 2022-12-15 | 浙江盾安人工環境股▲ふん▼有限公司 | 扁平管、マイクロチャネル熱交換器及び空調 |
-
1998
- 1998-11-27 JP JP10337855A patent/JP2000161896A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6595273B2 (en) | 2001-08-08 | 2003-07-22 | Denso Corporation | Heat exchanger |
| JP2022552079A (ja) * | 2019-10-21 | 2022-12-15 | 浙江盾安人工環境股▲ふん▼有限公司 | 扁平管、マイクロチャネル熱交換器及び空調 |
| JP7357773B2 (ja) | 2019-10-21 | 2023-10-06 | 浙江盾安人工環境股▲ふん▼有限公司 | 扁平管、マイクロチャネル熱交換器及び空調 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060207 |