JP2001082890A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JP2001082890A JP2001082890A JP25783299A JP25783299A JP2001082890A JP 2001082890 A JP2001082890 A JP 2001082890A JP 25783299 A JP25783299 A JP 25783299A JP 25783299 A JP25783299 A JP 25783299A JP 2001082890 A JP2001082890 A JP 2001082890A
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/04—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/0243—Header boxes having a circular cross-section
Abstract
(57)【要約】
【課題】 成形性を確保しつつ、耐圧強度を向上したヘ
ッダパイプを備えた熱交換器を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 複数のチューブ及びフィンを交互に積層
し、各チューブの端部をヘッダパイプに挿入して、接続
した熱交換器において、前記ヘッダパイプ４は、一枚の
ヘッダパイプ素材１１を巻いて、少なくとも二重以上の
巻回構造となるように形成し、ヘッダパイプ素材１１に
形成されたチューブ挿入孔６は、少なくとも二重以上の
巻回構造の内外のチューブ挿入孔６の位置が合致するよ
うに形成され、内側を構成するヘッダパイプ素材に形成
するチューブ挿入孔６ａのみ，内側にむけてバーリング
６ｃを形成し、外側に構成するヘッダパイプ素材に形成
するチューブ挿入孔６ｂのみヘッダパイプの内側に傾斜
するテーパ６ｄを形成している。
ッダパイプを備えた熱交換器を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 複数のチューブ及びフィンを交互に積層
し、各チューブの端部をヘッダパイプに挿入して、接続
した熱交換器において、前記ヘッダパイプ４は、一枚の
ヘッダパイプ素材１１を巻いて、少なくとも二重以上の
巻回構造となるように形成し、ヘッダパイプ素材１１に
形成されたチューブ挿入孔６は、少なくとも二重以上の
巻回構造の内外のチューブ挿入孔６の位置が合致するよ
うに形成され、内側を構成するヘッダパイプ素材に形成
するチューブ挿入孔６ａのみ，内側にむけてバーリング
６ｃを形成し、外側に構成するヘッダパイプ素材に形成
するチューブ挿入孔６ｂのみヘッダパイプの内側に傾斜
するテーパ６ｄを形成している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両等に備えられ
た冷凍サイクルに用いられる熱交換器に関する。
た冷凍サイクルに用いられる熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来において、車両等の冷凍サイクルに
用いられる熱交換器は、一対のヘッダパイプと、前記ヘ
ッダパイプに設けた複数のチューブ挿入孔に端部を挿入
して接続した複数の偏平状のチューブと、前記チューブ
間に装着したフィンとを備えた熱交換器が用いられてい
る。
用いられる熱交換器は、一対のヘッダパイプと、前記ヘ
ッダパイプに設けた複数のチューブ挿入孔に端部を挿入
して接続した複数の偏平状のチューブと、前記チューブ
間に装着したフィンとを備えた熱交換器が用いられてい
る。
【０００３】冷凍サイクル間を通流する媒体は、一方の
ヘッダパイプから熱交換器内に流入し、ヘッダパイプを
通じて各チューブに分配され、チューブ表面及びフィン
に媒体の熱を伝達し、外気との熱交換を行って、他方の
ヘッダパイプから流通し、冷凍サイクルを循環してい
る。
ヘッダパイプから熱交換器内に流入し、ヘッダパイプを
通じて各チューブに分配され、チューブ表面及びフィン
に媒体の熱を伝達し、外気との熱交換を行って、他方の
ヘッダパイプから流通し、冷凍サイクルを循環してい
る。
【０００４】この種の熱交換器に用いられるヘッダパイ
プは、アルミ合金素材等からなる板状のヘッダパイプ素
材を丸めて端部を当接し、内部を中空とした断面円形状
に形成されている。
プは、アルミ合金素材等からなる板状のヘッダパイプ素
材を丸めて端部を当接し、内部を中空とした断面円形状
に形成されている。
【０００５】図６に示すように、ヘッダパイプ素材は、
チューブ２の端部をヘッダパイプ７０の内部中空部に挿
入する複数のチューブ挿入孔７１を備え、ヘッダパイプ
素材の両端面を突き当て、ヘッダパイプ素材に被服され
たろう材等によって固着してヘッダパイプ７０を形成し
ている。
チューブ２の端部をヘッダパイプ７０の内部中空部に挿
入する複数のチューブ挿入孔７１を備え、ヘッダパイプ
素材の両端面を突き当て、ヘッダパイプ素材に被服され
たろう材等によって固着してヘッダパイプ７０を形成し
ている。
【０００６】前記チューブ挿入孔７１は、チューブ２と
のろう付け面積を拡大するため、ヘッダパイプ７０内側
に突出するバーリング７１ｃを備えている。
のろう付け面積を拡大するため、ヘッダパイプ７０内側
に突出するバーリング７１ｃを備えている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】近年において、地球温
暖化等の問題に鑑み、フロン使用の廃止が求められてい
る。現状の社会情勢を考慮すると、地球温暖化につなが
る冷媒の使用を停止し、それに代わるより良い冷媒を冷
凍サイクルに用いる必要がある。 例えば、熱交換媒体
として、超臨界冷媒であるＣＯ２等の気体媒体を用いる
ことが考えられる。超臨界冷媒は、熱交換過程にともな
って体積（密度）変化を生じる気液混合状態の媒体と比
較して、三倍以上の耐圧性が要求される。
暖化等の問題に鑑み、フロン使用の廃止が求められてい
る。現状の社会情勢を考慮すると、地球温暖化につなが
る冷媒の使用を停止し、それに代わるより良い冷媒を冷
凍サイクルに用いる必要がある。 例えば、熱交換媒体
として、超臨界冷媒であるＣＯ２等の気体媒体を用いる
ことが考えられる。超臨界冷媒は、熱交換過程にともな
って体積（密度）変化を生じる気液混合状態の媒体と比
較して、三倍以上の耐圧性が要求される。
【０００８】従って、ＣＯ２等の超臨界冷媒を用いる場
合は、要求される耐圧性を確保するために、ヘッダパイ
プやチューブを構成する素材の肉厚を厚くすることが考
えられる。
合は、要求される耐圧性を確保するために、ヘッダパイ
プやチューブを構成する素材の肉厚を厚くすることが考
えられる。
【０００９】例えば、図６に示すように、従来のヘッダ
パイプ７０は、板状のヘッダパイプ素材を丸めて端部を
当接し、内部を中空として断面円形状に形成している。
従来のヘッダパイプ７０は、超臨界冷媒を冷凍サイクル
の媒体として用いた場合に、耐圧要求性が高いため、ろ
う材によって接合された端部分が弱くなり、媒体の圧力
負荷によって破裂するおそれがある。
パイプ７０は、板状のヘッダパイプ素材を丸めて端部を
当接し、内部を中空として断面円形状に形成している。
従来のヘッダパイプ７０は、超臨界冷媒を冷凍サイクル
の媒体として用いた場合に、耐圧要求性が高いため、ろ
う材によって接合された端部分が弱くなり、媒体の圧力
負荷によって破裂するおそれがある。
【００１０】ヘッダパイプの耐圧強度を向上するため、
ヘッダパイプを構成するヘッダパイプ素材を肉厚にする
と、プレス成形によって形成するチューブ挿入孔の形成
が困難となり、また、成形精度が低下し、組み付け性や
ろう付け性が悪化するおそれがある。
ヘッダパイプを構成するヘッダパイプ素材を肉厚にする
と、プレス成形によって形成するチューブ挿入孔の形成
が困難となり、また、成形精度が低下し、組み付け性や
ろう付け性が悪化するおそれがある。
【００１１】そこで、本発明は、成形性を確保しつつ、
耐圧強度を向上したヘッダパイプを備えた熱交換器を提
供することを目的とする。
耐圧強度を向上したヘッダパイプを備えた熱交換器を提
供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本願第１請求項に記載し
た発明は、複数のチューブ及びフィンを交互に積層し、
各チューブの端部をヘッダパイプに挿入して、接続した
熱交換器において、前記ヘッダパイプは、一枚のヘッダ
パイプ素材を巻いて、少なくとも二重以上の巻回構造と
なるように形成した熱交換器である。
た発明は、複数のチューブ及びフィンを交互に積層し、
各チューブの端部をヘッダパイプに挿入して、接続した
熱交換器において、前記ヘッダパイプは、一枚のヘッダ
パイプ素材を巻いて、少なくとも二重以上の巻回構造と
なるように形成した熱交換器である。
【００１３】このように、一枚のヘッダパイプ素材を巻
いて、少なくとも二重以上の巻回構造とすると、成形の
容易な比較的薄い厚さのヘッダパイプ素材を用いて、壁
厚の厚いヘッダパイプを形成することが可能となり、要
求される耐圧性を確保するべく、ヘッダパイプの耐圧強
度の向上が可能となる。
いて、少なくとも二重以上の巻回構造とすると、成形の
容易な比較的薄い厚さのヘッダパイプ素材を用いて、壁
厚の厚いヘッダパイプを形成することが可能となり、要
求される耐圧性を確保するべく、ヘッダパイプの耐圧強
度の向上が可能となる。
【００１４】なお、チューブ挿入孔と対向する位置に巻
いたチューブ素材の端部を当接し、媒体が噴出するチュ
ーブ挿入孔と対向する位置を三重の巻回構造とすると、
噴出した媒体が当たるため、耐圧要求性の高い位置の耐
圧強度を向上することができ、破壊等のおそれを生じる
ことなく熱交換器の安全性が確保される。
いたチューブ素材の端部を当接し、媒体が噴出するチュ
ーブ挿入孔と対向する位置を三重の巻回構造とすると、
噴出した媒体が当たるため、耐圧要求性の高い位置の耐
圧強度を向上することができ、破壊等のおそれを生じる
ことなく熱交換器の安全性が確保される。
【００１５】本願第２請求項に記載した発明は、前記請
求項１記載の発明において、前記ヘッダパイプ素材に
は、チューブ挿入孔が形成されており、これらのチュー
ブ挿入孔は、少なくとも二重以上の巻回構造の内外で互
いに合致している。
求項１記載の発明において、前記ヘッダパイプ素材に
は、チューブ挿入孔が形成されており、これらのチュー
ブ挿入孔は、少なくとも二重以上の巻回構造の内外で互
いに合致している。
【００１６】このように、あらかじめ、比較的厚さの薄
いヘッダパイプ素材にプレス成形等によってチューブ挿
入孔を形成するため、容易にチューブ挿入孔を形成で
き、耐圧性を確保したヘッダパイプの製造が可能とな
る。本願第３請求項に記載した発明は、前記請求項２記
載の発明において、前記ヘッダパイプの内側を構成する
ヘッダパイプ素材に形成されたチューブ挿入孔にのみ、
内側に向けて突出するバーリングを形成した熱交換器で
ある。このように、ヘッダパイプの内側を構成するヘッ
ダパイプ素材に形成したチューブ挿入孔のみバーリング
を形成すると、チューブ素材を巻く際に、バーリングが
邪魔になることなく、ヘッダパイプを形成でき、更に、
前記バーリングによってろう付け面積を拡大し、チュー
ブとヘッダパイプのろう付け性を向上できる。本願第４
請求項に記載した発明は、前記請求項２又は３いずれか
記載の熱交換器において、前記ヘッダパイプの外側を構
成するヘッダパイプ素材に形成されたチューブ挿入孔
は、チューブ挿入孔の端部にヘッダパイプ内側に向けて
傾斜するテーパを設けている。チューブ挿入孔の左右両
端部にヘッダパイプの内側に向けて傾斜するテーパを設
けると、チューブをチューブ挿入孔に挿入する際のガイ
ドとなり、容易にチューブをヘッダパイプに挿入でき
る。また、ろう付け時に溶融したろう材がテーパ部分に
溜まりフィレットを形成するため、ろう付け性が向上す
る。
いヘッダパイプ素材にプレス成形等によってチューブ挿
入孔を形成するため、容易にチューブ挿入孔を形成で
き、耐圧性を確保したヘッダパイプの製造が可能とな
る。本願第３請求項に記載した発明は、前記請求項２記
載の発明において、前記ヘッダパイプの内側を構成する
ヘッダパイプ素材に形成されたチューブ挿入孔にのみ、
内側に向けて突出するバーリングを形成した熱交換器で
ある。このように、ヘッダパイプの内側を構成するヘッ
ダパイプ素材に形成したチューブ挿入孔のみバーリング
を形成すると、チューブ素材を巻く際に、バーリングが
邪魔になることなく、ヘッダパイプを形成でき、更に、
前記バーリングによってろう付け面積を拡大し、チュー
ブとヘッダパイプのろう付け性を向上できる。本願第４
請求項に記載した発明は、前記請求項２又は３いずれか
記載の熱交換器において、前記ヘッダパイプの外側を構
成するヘッダパイプ素材に形成されたチューブ挿入孔
は、チューブ挿入孔の端部にヘッダパイプ内側に向けて
傾斜するテーパを設けている。チューブ挿入孔の左右両
端部にヘッダパイプの内側に向けて傾斜するテーパを設
けると、チューブをチューブ挿入孔に挿入する際のガイ
ドとなり、容易にチューブをヘッダパイプに挿入でき
る。また、ろう付け時に溶融したろう材がテーパ部分に
溜まりフィレットを形成するため、ろう付け性が向上す
る。
【００１７】本願第５請求項に記載した発明は、複数の
チューブ及びフィンを交互に積層し、各チューブの端部
をヘッダパイプに挿入して、接続した熱交換器におい
て、前記ヘッダパイプは、一枚のヘッダパイプ素材を丸
めて端部を接合して円管を形成し、内径の異なる複数の
円管を互いに組み合わせて接合し、多層構造とした熱交
換器である。このように、成形の容易な比較的薄い厚さ
のヘッダパイプ素材を丸めて内径の異なる複数の円管を
形成し、この円管を内外に重ねあわせ、内外の管から構
成される多層構造とすると、要求される耐圧性を確保し
たヘッダパイプを用いた熱交換器を形成できる。
チューブ及びフィンを交互に積層し、各チューブの端部
をヘッダパイプに挿入して、接続した熱交換器におい
て、前記ヘッダパイプは、一枚のヘッダパイプ素材を丸
めて端部を接合して円管を形成し、内径の異なる複数の
円管を互いに組み合わせて接合し、多層構造とした熱交
換器である。このように、成形の容易な比較的薄い厚さ
のヘッダパイプ素材を丸めて内径の異なる複数の円管を
形成し、この円管を内外に重ねあわせ、内外の管から構
成される多層構造とすると、要求される耐圧性を確保し
たヘッダパイプを用いた熱交換器を形成できる。
【００１８】前記請求項６記載の発明において、前記請
求項５記載の発明は、前記ヘッダパイプを構成する円管
は、多層構造を構成する内管と外管とでは、ヘッダパイ
プ素材の端部接合部を異なる位置に設置している。この
ように、一枚のヘッダパイプ素材からヘッダパイプを形
成した場合、端部接合部は他の部位に比べて耐圧強度が
弱いため、ヘッダパイプを構成する内外の管で端部接合
部を異なる位置に設置して、ヘッダパイプを形成する
と、内管の耐圧強度を外管で高め、外管にかかる圧力負
荷を内管で弱めて、互いに耐圧強度を補強して、ヘッダ
パイプの耐圧性が向上する。
求項５記載の発明は、前記ヘッダパイプを構成する円管
は、多層構造を構成する内管と外管とでは、ヘッダパイ
プ素材の端部接合部を異なる位置に設置している。この
ように、一枚のヘッダパイプ素材からヘッダパイプを形
成した場合、端部接合部は他の部位に比べて耐圧強度が
弱いため、ヘッダパイプを構成する内外の管で端部接合
部を異なる位置に設置して、ヘッダパイプを形成する
と、内管の耐圧強度を外管で高め、外管にかかる圧力負
荷を内管で弱めて、互いに耐圧強度を補強して、ヘッダ
パイプの耐圧性が向上する。
【００１９】前記請求項７記載の発明において、前記請
求項５又は６いずれか記載の発明において、前記ヘッダ
パイプを構成する複数の円管を成形するヘッダパイプ素
材は、複数のチューブ挿入孔が形成され、ヘッダパイプ
の内外を構成する円管のチューブ挿入孔の位置が互いに
合致している。
求項５又は６いずれか記載の発明において、前記ヘッダ
パイプを構成する複数の円管を成形するヘッダパイプ素
材は、複数のチューブ挿入孔が形成され、ヘッダパイプ
の内外を構成する円管のチューブ挿入孔の位置が互いに
合致している。
【００２０】複数の円管を用いて内外の多層構造とした
ヘッダパイプを形成した場合、外管及び内管を構成する
ヘッダパイプ素材に、あらかじめ、内管及び外管で互い
に合致するチューブ挿入孔を形成すると、比較的に薄い
ヘッダパイプ素材に容易にチューブ挿入孔を形成でき
る。
ヘッダパイプを形成した場合、外管及び内管を構成する
ヘッダパイプ素材に、あらかじめ、内管及び外管で互い
に合致するチューブ挿入孔を形成すると、比較的に薄い
ヘッダパイプ素材に容易にチューブ挿入孔を形成でき
る。
【００２１】本願第８請求項に記載した発明は、前記請
求項７記載の発明において、前記ヘッダパイプの内側を
構成する管のチューブ挿入孔にのみ、内側に突出するバ
ーリングを形成した熱交換器である。
求項７記載の発明において、前記ヘッダパイプの内側を
構成する管のチューブ挿入孔にのみ、内側に突出するバ
ーリングを形成した熱交換器である。
【００２２】前記ヘッダパイプの内管を構成する管のチ
ューブ挿入孔にのみ、管内側に突出するバーリングを形
成している。
ューブ挿入孔にのみ、管内側に突出するバーリングを形
成している。
【００２３】このように、ヘッダパイプの内管を構成す
る管のチューブ挿入孔にのみ、管内側に突出するバーリ
ングを形成し、チューブとヘッダパイプのろう付け性を
向上する。ヘッダパイプの内管を構成する管のチューブ
挿入孔にのみ、管内側に突出するバーリングを形成する
のは、内外の多層構造を形成する複数の管を組み付ける
際にバーリングが邪魔とならないようにするためであ
る。
る管のチューブ挿入孔にのみ、管内側に突出するバーリ
ングを形成し、チューブとヘッダパイプのろう付け性を
向上する。ヘッダパイプの内管を構成する管のチューブ
挿入孔にのみ、管内側に突出するバーリングを形成する
のは、内外の多層構造を形成する複数の管を組み付ける
際にバーリングが邪魔とならないようにするためであ
る。
【００２４】本願第９請求項に記載した発明は、前記請
求項７又は８いずれか記載の発明において、前記ヘッダ
パイプの外側を構成する円管のチューブ挿入孔は、前記
チューブ挿入孔の端部にヘッダパイプ内側に向けて傾斜
するテーパーを設けている。
求項７又は８いずれか記載の発明において、前記ヘッダ
パイプの外側を構成する円管のチューブ挿入孔は、前記
チューブ挿入孔の端部にヘッダパイプ内側に向けて傾斜
するテーパーを設けている。
【００２５】このように，ヘッダパイプの外管を構成す
る円管のチューブ挿入孔は、ヘッダパイプの内管側に向
けて傾斜するテーパを設けたことにより、チューブ挿入
孔に容易にチューブを挿入することができ、また、溶融
したろう材がテーパの部分に溜まり、フィレットを形成
するため、ろう付け性が向上する。
る円管のチューブ挿入孔は、ヘッダパイプの内管側に向
けて傾斜するテーパを設けたことにより、チューブ挿入
孔に容易にチューブを挿入することができ、また、溶融
したろう材がテーパの部分に溜まり、フィレットを形成
するため、ろう付け性が向上する。
【００２６】
【発明の実施の形態】図１は、熱交換器１の概略構成を
示す斜視図である。 図１に示すように、本例の熱交換
器１は、チューブ２とフィン３を交互に積層し、これら
の積層したチューブ２の各両端をそれぞれ一対のヘッダ
パイプ４，５のチューブ挿入孔６に挿入し、熱交換器１
を形成している。ヘッダパイプの上下開口は、キャップ
７によって閉塞され、積層されたチューブ２の上下に
は、サイドプレート８を設けている。また、ヘッダパイ
プ５の内部には，仕切り板１２を設け、一方のヘッダパ
イプ５には、冷凍サイクルを循環する媒体を熱交換器１
に流出入する媒体流出入路９，１０を設けている。
示す斜視図である。 図１に示すように、本例の熱交換
器１は、チューブ２とフィン３を交互に積層し、これら
の積層したチューブ２の各両端をそれぞれ一対のヘッダ
パイプ４，５のチューブ挿入孔６に挿入し、熱交換器１
を形成している。ヘッダパイプの上下開口は、キャップ
７によって閉塞され、積層されたチューブ２の上下に
は、サイドプレート８を設けている。また、ヘッダパイ
プ５の内部には，仕切り板１２を設け、一方のヘッダパ
イプ５には、冷凍サイクルを循環する媒体を熱交換器１
に流出入する媒体流出入路９，１０を設けている。
【００２７】冷凍サイクルを循環する媒体は、ヘッダパ
イプ５に設けられた媒体流入路９からヘッダパイプ５の
上部内に流入し、仕切り板１２によって区画された熱交
換器１の上部の媒体流路である各チューブ２に分流し、
各チューブ２を通流した後、ヘッダパイプ４内で通流方
向を変えて、熱交換器１の下部の媒体流路である各チュ
ーブ２に分流して、再び、ヘッダパイプ５の下部の媒体
流出路１０から流出する。本例の熱交換器１において
は、チューブ２及びヘッダパイプ４，５によって構成す
る媒体流路は、仕切り板１２によって区画されている
が、仕切り板を設けずに、例えば、本例のように一対の
ヘッダパイプ間に複数のチューブを連通可能に積層した
熱交換器の場合は、一方のヘッダパイプから流入した媒
体を各チューブに分流して、他方のヘッダパイプから流
出する構成とすることも可能である。
イプ５に設けられた媒体流入路９からヘッダパイプ５の
上部内に流入し、仕切り板１２によって区画された熱交
換器１の上部の媒体流路である各チューブ２に分流し、
各チューブ２を通流した後、ヘッダパイプ４内で通流方
向を変えて、熱交換器１の下部の媒体流路である各チュ
ーブ２に分流して、再び、ヘッダパイプ５の下部の媒体
流出路１０から流出する。本例の熱交換器１において
は、チューブ２及びヘッダパイプ４，５によって構成す
る媒体流路は、仕切り板１２によって区画されている
が、仕切り板を設けずに、例えば、本例のように一対の
ヘッダパイプ間に複数のチューブを連通可能に積層した
熱交換器の場合は、一方のヘッダパイプから流入した媒
体を各チューブに分流して、他方のヘッダパイプから流
出する構成とすることも可能である。
【００２８】冷凍サイクルを循環する媒体として、例え
ば、ＣＯ２等の耐圧性要求の高い媒体を用いると、熱交
換器１を構成する各部材には、通常の三倍以上の耐圧性
が要求される。
ば、ＣＯ２等の耐圧性要求の高い媒体を用いると、熱交
換器１を構成する各部材には、通常の三倍以上の耐圧性
が要求される。
【００２９】従って、内部に媒体を通流する熱交換器１
のヘッダパイプ４，５及びチューブ２は、要求される耐
圧性を確保し得るように形成しなければならない。
のヘッダパイプ４，５及びチューブ２は、要求される耐
圧性を確保し得るように形成しなければならない。
【００３０】すなわち、図２に示すように、本例のヘッ
ダパイプ４は、一枚のヘッダパイプ素材１１を巻回し、
断面が多層構造となるように形成する。
ダパイプ４は、一枚のヘッダパイプ素材１１を巻回し、
断面が多層構造となるように形成する。
【００３１】図３は、図２に示すヘッダパイプ４を構成
する一枚のヘッダパイプ素材１１に、チューブ挿入孔６
を形成した状態を示す平面図である。
する一枚のヘッダパイプ素材１１に、チューブ挿入孔６
を形成した状態を示す平面図である。
【００３２】図３に示すように、本例のヘッダパイプ４
は、平板状のヘッダパイプ素材１１にヘッダパイプ素材
１１を巻回する数と合致する数のチューブ挿入孔６ａ，
６ｂを並列に形成し、このヘッダパイプ素材１１を巻回
し、並列に配置されたチューブ挿入孔６ａ，６ｂを互い
に合致させてヘッダパイプを成形した際に一つのチュー
ブ挿入孔６を構成するように形成する。本例において
は、ヘッダパイプ素材１１は、チューブ挿入孔６の形成
位置において二重に巻回するため、２列の複数のチュー
ブ挿入孔６ａ，６ｂを形成している。
は、平板状のヘッダパイプ素材１１にヘッダパイプ素材
１１を巻回する数と合致する数のチューブ挿入孔６ａ，
６ｂを並列に形成し、このヘッダパイプ素材１１を巻回
し、並列に配置されたチューブ挿入孔６ａ，６ｂを互い
に合致させてヘッダパイプを成形した際に一つのチュー
ブ挿入孔６を構成するように形成する。本例において
は、ヘッダパイプ素材１１は、チューブ挿入孔６の形成
位置において二重に巻回するため、２列の複数のチュー
ブ挿入孔６ａ，６ｂを形成している。
【００３３】ヘッダパイプ素材１１に形成するチューブ
挿入孔６ａ，６ｂは、ヘッダパイプ４を形成した際に巻
回構造の内側層となる部位に形成するチューブ挿入孔６
ａにのみ、ヘッダパイプ内側に突出するバーリング６ｃ
を形成しておく。
挿入孔６ａ，６ｂは、ヘッダパイプ４を形成した際に巻
回構造の内側層となる部位に形成するチューブ挿入孔６
ａにのみ、ヘッダパイプ内側に突出するバーリング６ｃ
を形成しておく。
【００３４】ヘッダパイプ４の内側層を構成するヘッダ
パイプ素材１１に形成するチューブ挿入孔６ａにのみバ
ーリング６ｃが形成されていると、ヘッダパイプ４を形
成した後、チューブ挿入孔６に挿入されたチューブ２と
ヘッダパイプ４のろう付け面積が拡大されてチューブ２
とのろう付け性を向上するため、熱交換器１の成形性が
良くなる。
パイプ素材１１に形成するチューブ挿入孔６ａにのみバ
ーリング６ｃが形成されていると、ヘッダパイプ４を形
成した後、チューブ挿入孔６に挿入されたチューブ２と
ヘッダパイプ４のろう付け面積が拡大されてチューブ２
とのろう付け性を向上するため、熱交換器１の成形性が
良くなる。
【００３５】一方、ヘッダパイプ４を形成した際に巻回
構造の外側層となる部位に形成するチューブ挿入孔６ｂ
は、チューブ挿入孔６ｂの端部にヘッダパイプ４に形成
した際に内側方向となる方向に向けて傾斜するテーパ６
ｄを形成する。
構造の外側層となる部位に形成するチューブ挿入孔６ｂ
は、チューブ挿入孔６ｂの端部にヘッダパイプ４に形成
した際に内側方向となる方向に向けて傾斜するテーパ６
ｄを形成する。
【００３６】このように、チューブ挿入孔６ｂの端部に
テーパ６ｄを形成すると、ヘッダパイプ４に形成した際
にヘッダパイプ４とチューブ２の組み付け性が向上し、
また、前記テーパ６ｄの部分に溶融したろう材が溜まり
フィレットを形成するため、ろう付け性が向上する。
テーパ６ｄを形成すると、ヘッダパイプ４に形成した際
にヘッダパイプ４とチューブ２の組み付け性が向上し、
また、前記テーパ６ｄの部分に溶融したろう材が溜まり
フィレットを形成するため、ろう付け性が向上する。
【００３７】本例においては、片面にろう材がクラッド
されたヘッダパイプ素材１１を用いて、ヘッダパイプ４
を形成している。ろう材がクラッドされた面がヘッダパ
イプの外側を構成するようにヘッダパイプ素材１１を巻
回し、ろう材によって、巻回したヘッダパイプ素材１１
の接合する面をろう付けするとともに、ヘッダパイプに
組み付けられたチューブ２を接合し、熱交換器１が形成
される。
されたヘッダパイプ素材１１を用いて、ヘッダパイプ４
を形成している。ろう材がクラッドされた面がヘッダパ
イプの外側を構成するようにヘッダパイプ素材１１を巻
回し、ろう材によって、巻回したヘッダパイプ素材１１
の接合する面をろう付けするとともに、ヘッダパイプに
組み付けられたチューブ２を接合し、熱交換器１が形成
される。
【００３８】このように、一枚のヘッダパイプ素材１１
の所定位置に前記形状の複数のチューブ挿入孔６ａ，６
ｂを形成し、前記一枚のヘッダパイプ素材１１を巻回し
て、多層構造となるヘッダパイプ４を形成すると、成形
性の容易な厚さの薄いヘッダパイプ素材１１を用いて要
求される耐圧性を有するヘッダパイプ４，５を形成し、
耐圧強度の高い熱交換器１を提供できる。
の所定位置に前記形状の複数のチューブ挿入孔６ａ，６
ｂを形成し、前記一枚のヘッダパイプ素材１１を巻回し
て、多層構造となるヘッダパイプ４を形成すると、成形
性の容易な厚さの薄いヘッダパイプ素材１１を用いて要
求される耐圧性を有するヘッダパイプ４，５を形成し、
耐圧強度の高い熱交換器１を提供できる。
【００３９】また、例えば、チューブ挿入孔６に対向す
る位置をヘッダパイプ素材の端部１１ａ，１１ｂを接合
した三重層の構造とし、他を二重層の構造とするように
ヘッダパイプ素材１１を巻回すると、チューブ２から噴
出する媒体によってもっとも耐圧要求性の高い部位を厚
く形成することができ、要求される耐圧性を確保し、安
全性の高い熱交換器１を形成できる。
る位置をヘッダパイプ素材の端部１１ａ，１１ｂを接合
した三重層の構造とし、他を二重層の構造とするように
ヘッダパイプ素材１１を巻回すると、チューブ２から噴
出する媒体によってもっとも耐圧要求性の高い部位を厚
く形成することができ、要求される耐圧性を確保し、安
全性の高い熱交換器１を形成できる。
【００４０】次に、多層構造を形成するヘッダパイプ４
０の他の具体例について説明する。図４は、本例の熱交
換器を構成するヘッダパイプ４０の他の具体例を示す断
面図である。
０の他の具体例について説明する。図４は、本例の熱交
換器を構成するヘッダパイプ４０の他の具体例を示す断
面図である。
【００４１】図４に示すように、本例のヘッダパイプ４
０は、二枚の平板状のヘッダパイプ素材を用いて、ヘッ
ダパイプ素材の端部同士を接合して、内径の異なる複数
の円管４１，４２を形成し、それらを内外の多層構造を
構成するように組み合わせて一つのヘッダパイプ４０を
形成している。
０は、二枚の平板状のヘッダパイプ素材を用いて、ヘッ
ダパイプ素材の端部同士を接合して、内径の異なる複数
の円管４１，４２を形成し、それらを内外の多層構造を
構成するように組み合わせて一つのヘッダパイプ４０を
形成している。
【００４２】すなわち、図５に示すように、外管４２の
内径を内管４１の外径に合致するように形成し、外管４
２に内管４１を挿入して、外管４２を内管方向にカシメ
て、内外の二重管を形成する。
内径を内管４１の外径に合致するように形成し、外管４
２に内管４１を挿入して、外管４２を内管方向にカシメ
て、内外の二重管を形成する。
【００４３】ヘッダパイプ４０の内外を構成する内管４
１及び外管４２は、外管４２を構成するヘッダパイプ素
材の端部接合部４２ａと内管４１を構成するヘッダパイ
プ素材の端部接合部４１ａが、互いに重なり合わないよ
うに、位置をずらして、内外の二重管を接合して、ヘッ
ダパイプ４０形成する。
１及び外管４２は、外管４２を構成するヘッダパイプ素
材の端部接合部４２ａと内管４１を構成するヘッダパイ
プ素材の端部接合部４１ａが、互いに重なり合わないよ
うに、位置をずらして、内外の二重管を接合して、ヘッ
ダパイプ４０形成する。
【００４４】円管に形成したヘッダパイプ素材の端部接
合部４１ａ，４２ａは、圧力負荷による破裂強度がもっ
とも弱いところであるため、ヘッダパイプ４０の内外の
二重管を構成する内管４１と外管４２の端部接合部４１
ａ及び４２ａの位置をずらしてヘッダパイプ４０を形成
することにより、耐圧性を確保して破裂強度の向上を図
ることができる。
合部４１ａ，４２ａは、圧力負荷による破裂強度がもっ
とも弱いところであるため、ヘッダパイプ４０の内外の
二重管を構成する内管４１と外管４２の端部接合部４１
ａ及び４２ａの位置をずらしてヘッダパイプ４０を形成
することにより、耐圧性を確保して破裂強度の向上を図
ることができる。
【００４５】また、ヘッダパイプ４０の内外の二重管を
構成する内管４１及び外管４２を構成するヘッダパイプ
素材は、外管４２に内管４１を組み合わせた際に、合致
するチューブ挿入孔６０ａ及び６０ｂをあらかじめ形成
し、その後、板状のヘッダパイプ素材をプレス成形等に
よって丸めて円管に形成している。
構成する内管４１及び外管４２を構成するヘッダパイプ
素材は、外管４２に内管４１を組み合わせた際に、合致
するチューブ挿入孔６０ａ及び６０ｂをあらかじめ形成
し、その後、板状のヘッダパイプ素材をプレス成形等に
よって丸めて円管に形成している。
【００４６】ヘッダパイプの内側層を構成する内管４１
に形成するチューブ挿入孔６０ａは、内側に向けて突出
するバーリング６０ｃを形成する。また、ヘッダパイプ
の外側層を構成する外管４２に形成するチューブ挿入孔
６０ｂは、内側に向かって傾斜するテーパ６０ｄをチュ
ーブ挿入孔６０ｂの端部に形成する。
に形成するチューブ挿入孔６０ａは、内側に向けて突出
するバーリング６０ｃを形成する。また、ヘッダパイプ
の外側層を構成する外管４２に形成するチューブ挿入孔
６０ｂは、内側に向かって傾斜するテーパ６０ｄをチュ
ーブ挿入孔６０ｂの端部に形成する。
【００４７】ヘッダパイプ４０の内側層を構成する内管
４１に形成したチューブ挿入孔６０ｂに、バーリング６
０ｃが形成されていると、バーリング６０ｃによってろ
う付け面積が拡大し、チューブ２とヘッダパイプ４０の
ろう付け性が向上する。一方、ヘッダパイプ４０の外管
４２にチューブ挿入孔６０にテーパ６０ｄが形成されて
いると、チューブ２の挿入性が良くなり、組み付け性が
向上する。従って、本例のように内管４１又は外管４２
を構成する円管を組み合わせてヘッダパイプ４０を形成
すると、比較的薄い厚さのヘッダパイプ素材を用いて、
要求される耐圧性を確保し得るヘッダパイプ４０を形成
することができ、安全性の高い熱交換器を提供できる。
４１に形成したチューブ挿入孔６０ｂに、バーリング６
０ｃが形成されていると、バーリング６０ｃによってろ
う付け面積が拡大し、チューブ２とヘッダパイプ４０の
ろう付け性が向上する。一方、ヘッダパイプ４０の外管
４２にチューブ挿入孔６０にテーパ６０ｄが形成されて
いると、チューブ２の挿入性が良くなり、組み付け性が
向上する。従って、本例のように内管４１又は外管４２
を構成する円管を組み合わせてヘッダパイプ４０を形成
すると、比較的薄い厚さのヘッダパイプ素材を用いて、
要求される耐圧性を確保し得るヘッダパイプ４０を形成
することができ、安全性の高い熱交換器を提供できる。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本明は、複数のチ
ューブ及びフィンを交互に積層し、各チューブの端部を
ヘッダパイプに挿入して、接続した熱交換器において、
前記ヘッダパイプは、一枚のヘッダパイプ素材を巻い
て、少なくとも二重以上の巻回構造となるように形成し
た熱交換器である。
ューブ及びフィンを交互に積層し、各チューブの端部を
ヘッダパイプに挿入して、接続した熱交換器において、
前記ヘッダパイプは、一枚のヘッダパイプ素材を巻い
て、少なくとも二重以上の巻回構造となるように形成し
た熱交換器である。
【００４９】このように、一枚のヘッダパイプ素材を巻
いて、少なくとも二重以上の巻回構造とすると、成形の
容易な比較的薄い厚さのヘッダパイプ素材を用いて、壁
厚の厚いヘッダパイプを形成することが可能となり、要
求される耐圧性を確保するべく、ヘッダパイプの耐圧強
度の向上が可能となる。
いて、少なくとも二重以上の巻回構造とすると、成形の
容易な比較的薄い厚さのヘッダパイプ素材を用いて、壁
厚の厚いヘッダパイプを形成することが可能となり、要
求される耐圧性を確保するべく、ヘッダパイプの耐圧強
度の向上が可能となる。
【００５０】なお、チューブ挿入孔と対向する位置に巻
いたチューブ素材の端部を当接し、媒体が噴出するチュ
ーブ挿入孔と対向する位置を三重の巻回構造とすると、
噴出した媒体が当たるため、耐圧要求性の高い位置の耐
圧強度を向上することができ、破壊等のおそれを生じる
ことなく熱交換器の安全性が確保される。
いたチューブ素材の端部を当接し、媒体が噴出するチュ
ーブ挿入孔と対向する位置を三重の巻回構造とすると、
噴出した媒体が当たるため、耐圧要求性の高い位置の耐
圧強度を向上することができ、破壊等のおそれを生じる
ことなく熱交換器の安全性が確保される。
【００５１】また、熱交換器のヘッダパイプは、複数枚
のヘッダパイプ素材を丸めて内径の異なる円形状に形成
した円管を内外の多層構造として接合して形成すると、
成形の容易な比較的薄い厚さのヘッダパイプ素材を丸め
て内径の異なる複数の円管が形成され、この円管を内外
に重ねあわせ、内外の管から構成される多層構造とし
て、要求される耐圧性を確保したヘッダパイプの形成が
可能となる。また、前記巻回構造又は内外の多層構造を
備えたヘッダパイプにおいて、内層を構成するヘッダパ
イプ素材に形成するチューブ挿入孔に、内側に突出する
バーリングを形成すると、ろう付け面積が拡大し、ろう
付け性が向上する。また、ヘッダパイプの外層を構成す
るヘッダパイプ素材に形成するチューブ挿入孔に内側に
向けて傾斜するテーパを形成すると、このテーパの部位
にフィレットが形成され、ろう付け性が向上する。
のヘッダパイプ素材を丸めて内径の異なる円形状に形成
した円管を内外の多層構造として接合して形成すると、
成形の容易な比較的薄い厚さのヘッダパイプ素材を丸め
て内径の異なる複数の円管が形成され、この円管を内外
に重ねあわせ、内外の管から構成される多層構造とし
て、要求される耐圧性を確保したヘッダパイプの形成が
可能となる。また、前記巻回構造又は内外の多層構造を
備えたヘッダパイプにおいて、内層を構成するヘッダパ
イプ素材に形成するチューブ挿入孔に、内側に突出する
バーリングを形成すると、ろう付け面積が拡大し、ろう
付け性が向上する。また、ヘッダパイプの外層を構成す
るヘッダパイプ素材に形成するチューブ挿入孔に内側に
向けて傾斜するテーパを形成すると、このテーパの部位
にフィレットが形成され、ろう付け性が向上する。
【００５２】本発明によれば、要求する耐圧性の高い超
臨界冷媒を用いた場合であっても、要求される耐圧性を
確保しつつ、容易に製造でき、かつ、ろう付け性、組み
付け性を向上して、安全性の高い熱交換器を提供でき
る。
臨界冷媒を用いた場合であっても、要求される耐圧性を
確保しつつ、容易に製造でき、かつ、ろう付け性、組み
付け性を向上して、安全性の高い熱交換器を提供でき
る。
【図１】本発明の具体例に係り、熱交換器を示す斜視図
である。
である。
【図２】本発明の具体例に係り、巻回構造となるヘッダ
パイプの端面を示す図である。
パイプの端面を示す図である。
【図３】図２に示すヘッダパイプを構成する、チューブ
挿入孔を形成したヘッダパイプ素材を示す平面図であ
る。
挿入孔を形成したヘッダパイプ素材を示す平面図であ
る。
【図４】本発明の第二の具体例に係り、内外の二重管を
構成するヘッダパイプの端面を示す図である。
構成するヘッダパイプの端面を示す図である。
【図５】本発明の第二の具体例に係り、内外の二重管の
組み付け状態を示す説明図である。
組み付け状態を示す説明図である。
【図６】従来例に係り、ヘッダパイプにチューブを組み
付けた状態を示す図である。
付けた状態を示す図である。
１ 熱交換器 ２ チューブ ３ フィン ４ ヘッダパイプ ５ ヘッダパイプ ６ チューブ挿入孔 ６ａ チューブ挿入孔 ６ｂ チューブ挿入孔 ６ｃ バーリング ６ｄ テーパ ７ キャップ ８ サイドプレート ９ 媒体流入路 １０ 媒体流出路 １１ ヘッダパイプ素材 １１ａ 端部 １１ｂ 端部 １２ 仕切り板 ４０ ヘッダパイプ ４１ 内管 ４１ａ 端部接合部 ４２ 外管 ４２ａ 端部接合部 ６０ チューブ挿入孔 ６０ａ チューブ挿入孔 ６０ｂ チューブ挿入孔 ６０ｃ バーリング ６０ｄ テーパ ７０ ヘッダパイプ ７１ チューブ挿入孔 ７１ｃ バーリング
Claims (9)
- 【請求項１】 複数のチューブ及びフィンを交互に積層
し、各チューブの端部をヘッダパイプに挿入して、接続
した熱交換器において、 前記ヘッダパイプは、一枚のヘッダパイプ素材を巻い
て、少なくとも二重以上の巻回構造となるように形成し
たことを特徴とする熱交換器。 - 【請求項２】 前記ヘッダパイプ素材には、チューブ挿
入孔が形成されており、これらのチューブ挿入孔は、少
なくとも二重以上の巻回構造の内外で互いに合致させた
ことを特徴とする前記請求項１記載の熱交換器。 - 【請求項３】 前記ヘッダパイプの内側を構成するヘッ
ダパイプ素材に形成されたチューブ挿入孔にのみ、内側
に向けて突出するバーリングを形成したことを特徴とす
る前記請求項２記載の熱交換器。 - 【請求項４】 前記ヘッダパイプの外側を構成するヘッ
ダパイプ素材に形成されたチューブ挿入孔は、チューブ
挿入孔の端部にヘッダパイプ内側に向けて傾斜するテー
パーを設けたことを特徴とする前記請求項２又は３いず
れか記載の熱交換器。 - 【請求項５】 複数のチューブ及びフィンを交互に積層
し、各チューブの端部をヘッダパイプに挿入して、接続
した熱交換器において、 前記ヘッダパイプは、一枚のヘッダパイプ素材を丸めて
端部を接合して円管を形成し、内径の異なる複数の円管
を互いに組み合わせて接合し、多層構造としたことを特
徴とする熱交換器。 - 【請求項６】 前記ヘッダパイプを構成する円管は、多
層構造を構成する内管と外管とでは、ヘッダパイプ素材
の端部接合部を異なる位置に設置したことを特徴とする
前記請求項５記載の熱交換器。 - 【請求項７】 前記ヘッダパイプを構成する複数の円管
を成形するヘッダパイプ素材は、複数のチューブ挿入孔
が形成され、ヘッダパイプの内外を構成する円管のチュ
ーブ挿入孔の位置が互いに合致していることを特徴とす
る前記請求項５又は６記載の熱交換器。 - 【請求項８】 前記ヘッダパイプの内側を構成する管の
チューブ挿入孔にのみ、内側に突出するバーリングを形
成したことを特徴とする前記請求項７記載の熱交換器。 - 【請求項９】 前記ヘッダパイプの外側を構成する円管
のチューブ挿入孔は、チューブ挿入孔の端部にヘッダパ
イプ内側に向けて傾斜するテーパを設けたことを特徴と
する前記請求項７又は８いずれか記載の熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25783299A JP2001082890A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25783299A JP2001082890A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001082890A true JP2001082890A (ja) | 2001-03-30 |
Family
ID=17311764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25783299A Withdrawn JP2001082890A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001082890A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100666927B1 (ko) | 2006-01-20 | 2007-01-10 | 주식회사 두원공조 | 헤더형 열교환기 |
| KR101220975B1 (ko) * | 2006-03-23 | 2013-01-11 | 한라공조주식회사 | 고압용 열교환기의 헤더탱크 |
| WO2019207802A1 (ja) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 | 熱交換器及び空気調和機 |
-
1999
- 1999-09-10 JP JP25783299A patent/JP2001082890A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100666927B1 (ko) | 2006-01-20 | 2007-01-10 | 주식회사 두원공조 | 헤더형 열교환기 |
| KR101220975B1 (ko) * | 2006-03-23 | 2013-01-11 | 한라공조주식회사 | 고압용 열교환기의 헤더탱크 |
| WO2019207802A1 (ja) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 | 熱交換器及び空気調和機 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060804 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20060804 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20061120 |