JP2001108391A - 複式熱交換器 - Google Patents
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Abstract
てラジエータヘッダタンクからコンデンサヘッダタンク
へ移動する伝熱による、コンデンサコアの放熱能力低下
を防止する。 【解決手段】 ノコロックろう付け法にてろう付け接合
した場合には、突起部141が設けられている部位にお
ける、両ヘッダタンク113、114、123、124
間の隙間δが1mm以上とするとともに、突起部141
にろう材の酸化皮膜が破壊されることを防止するマグネ
シウムを添加する。これにより、ろう付け完了後におい
て、毛細管現象により集合したろう材によって、ラジエ
ータヘッダタンク123、124からコンデンサヘッダ
タンク112、114への実質的な伝熱路面積が拡大す
ることを防止できるので、コンデンサコア110の放熱
能力が低下してしまうことを防止できる。
Description
アを有する複式熱交換器に関するもので、車両用冷凍サ
イクルのコンデンサコアと車両用ラジエータとが一体と
なった複式熱交換器に適用して有効である。
−103893号公報に記載の発明では、ろう付け時
に、ラジエータヘッダタンクが自重によりコンデンサヘ
ッダタンク側に傾いて、両タンクが接触して(ろう付け
されて)しまうことを防止すべく、ラジエータヘッダタ
ンクにコンデンサヘッダタンクと部分的に接触する突起
部を形成している。
載の発明では、突起部によりラジエータヘッダタンクが
自重によりコンデンサヘッダタンク側に傾くことを防止
できるものの、ろう付け時に、溶融したろう材が毛細管
現象より突起部を起点として突起部とコンデンサタンク
との接触部に集合するように流れるため、ろう付け完了
後においては、毛細管現象により集合したろう材によ
り、見かけ上の突起部の大きさが増大する。
ンデンサヘッダタンクへの実質的な伝熱路面積が拡大す
ることとなるので、コンデンサコア(冷媒)にラジエー
タコア(冷却水)の熱が伝熱し、コンデンサコアの放熱
能力が低下してしまう。
コアを有する複式熱交換器において、熱交換コア間の伝
熱による放熱能力の低下を防止すること目的とする。
成するために、請求項1に記載の発明では、両ヘッダタ
ンク(113、114、123、124)のうち少なく
とも一方側には、他方側のヘッダタンクに向けて突出し
てその先端が他方側のヘッダタンクに部分的に接触した
状態でノコロックろう付けされた突起部(141、14
1a)が設けられており、さらに、突起部(141、1
41a)が設けられている部位における、両ヘッダタン
ク(113、114、123、124)間の隙間(δ)
は1mm以上であることを特徴とする。
より突起部(141、141a)を起点として突起部
(141、141a)と他方側のヘッダタンクとの接触
部に集合するように流れることを抑制できる。
において、毛細管現象により集合したろう材によって、
両ヘッダタンク(113、114、123、124)間
の実質的な伝熱路面積が拡大することを防止できるの
で、両コア(110、120)間の伝熱による放熱能力
の低下を防止できる。
1、141a)のうち他方側のヘッダタンクと接触する
部位、及び他方側のヘッダタンクのち突起部(141、
141a)が接触する部位の少なくとも一方には、ろう
材の表面に形成された酸化皮膜の破壊を抑制する皮膜破
壊抑制物質が添加されていることを特徴とする。
を起点としてろう材が流れることをより確実にを防止で
きるので、両コア(110、120)間の伝熱による放
熱能力の低下をより一層防止できる。
通する複数本の第1チューブ(111)を有し、第1流
体と空気との間で熱交換を行う第1コア(110a)
と、第2流体が流通する複数本の第2チューブ(12
1)を有するとともに、第1コア(110a)に対して
空気の流通方向に直列に配設されて、第2流体と空気と
の間で熱交換を行う第2コア(120a)と、複数本の
第1チューブ(111)の両端にろう付け接合され、複
数本の第1チューブ(111)と連通する第1ヘッダタ
ンク(113、114)と、複数本の第2チューブ(1
21)の両端にろう付け接合され、複数本の第2チュー
ブ(121)と連通する第2ヘッダタンク(123、1
24)とを備え、両ヘッダタンク(113、114、1
23、124)のうち少なくとも一方側には、他方側の
ヘッダタンクに向けて突出してその先端が他方側のヘッ
ダタンクに部分的に接触した状態でノコロックろう付け
された突起部(141、141a)が設けられており、
さらに、突起部(141、141a)のうち他方側のヘ
ッダタンクと接触する部位、及び他方側のヘッダタンク
のち突起部(141、141a)が接触する部位の少な
くとも一方には、マグネシウムが添加されていることを
特徴とする。
を起点としてろう材が流れることをより確実にを防止で
きるので、ろう付け完了後において、毛細管現象により
集合したろう材によって、両ヘッダタンク(113、1
14、123、124)間の実質的な伝熱路面積が拡大
することを防止でき、両コア(110、120)間の伝
熱による放熱能力の低下を防止できる。
載の発明のごとく、両ヘッダタンク(113、114、
123、124)のうちいずれか一方に装着された、両
ヘッダタンク(113、114、123、124)と異
なる別部品にて構成してもよい。
載の発明のごとく、突起部(141、141a)を両ヘ
ッダタンク(113、114、123、124)のうち
いずれか一方に装着するための係合手段(142)を設
けてもよい。
通する複数本の第1チューブ(111)を有し、第1流
体と空気との間で熱交換を行う第1コア(110a)
と、第2流体が流通する複数本の第2チューブ(12
1)を有するとともに、第1コア(110a)に対して
空気の流通方向に直列に配設されて、第2流体と空気と
の間で熱交換を行う第2コア(120a)と、複数本の
第1チューブ(111)の両端にろう付け接合され、複
数本の第1チューブ(111)と連通する第1ヘッダタ
ンク(113、114)と、複数本の第2チューブ(1
21)の両端にろう付け接合され、複数本の第2チュー
ブ(121)と連通する第2ヘッダタンク(123、1
24)とを備え、両ヘッダタンク(113、114、1
23、124)のうち少なくとも一方側には、他方側の
ヘッダタンクに向けて突出する突起部(141、141
a)が設けられており、さらに、突起部(141、14
1a)が設けられている部位における、両ヘッダタンク
(113、114、123、124)間の隙間(δ)は
1mm以上であることを特徴とする。
に両ヘッダタンク(113、114、123、124)
のうち少なくとも一方が他方側に傾いて、突起部(14
1、141a)が他方側のヘッダタンクに接触しても、
請求項1に記載の発明と同様に、溶融したろう材が毛細
管現象より突起部(141、141a)を起点として突
起部(141、141a)と他方側のヘッダタンクとの
接触部に集合するように流れることを抑制できる。
において、毛細管現象により集合したろう材によって、
両ヘッダタンク(113、114、123、124)間
の実質的な伝熱路面積が拡大することを防止できるの
で、両コア(110、120)間の伝熱による放熱能力
の低下を防止できる。
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。
本発明に係る複式熱交換器を車両用冷凍サイクル(空調
装置)のコンデンサ(放熱器、凝縮器)と水冷エンジン
(液冷式内燃機関)の冷却水(冷却液)を冷却するラジ
エータとが一体となったものに適用したものである。
換器100を空気流れ上流側から見た斜視図であり、図
3は、水冷エンジン側(空気流れ下流側)から見た斜視
図である。
る冷媒と空気とを熱交換させて冷媒を冷却するコンデン
サであり、このコンデンサ110は、冷媒(第1流体)
が流通する複数本のアルミニウム(本実施形態では、A
3003)製のコンデンサチューブ(第1チューブ)1
11と各コンデンサチューブ111間に配設されて冷媒
と空気との熱交換を促進するアルミニウム(本実施形態
では、A3003)製のコンデンサフィン(第1フィ
ン)112とからなるコンデンサコア(第1コア)11
0a、及びコンデンサチューブ111の長手方向両端側
に配設されて各コンデンサチューブ111と連通するア
ルミニウム(本実施形態では、A3003)製のヘッダ
タンク(第1ヘッダタンク)113、114等から構成
されている。
は、各コンデンサチューブ111に冷媒を分配供給する
ものであり、紙面左側のヘッダタンク114は、各コン
デンサチューブ111にて熱交換を終えた冷媒を集合回
収するものである。
に示すように、内部に多数本の冷媒通路111aが形成
された多穴構造であり、押し出し加工又は引き抜き加工
にて扁平状に形成されている。また、コンデンサフィン
112は、後述するラジエータフィン122と一体化さ
れており、その詳細は後述する。
冷却水と空気とを熱交換して冷却水を冷却するラジエー
タであり、このラジエータ120は、冷却水(第2流
体)が流通する複数本のアルミニウム(本実施形態で
は、A3003)製のラジエータチューブ(第2チュー
ブ)121と各ラジエータチューブ121間に配設され
て冷媒と空気との熱交換を促進するアルミニウム(本実
施形態では、A3003)製のラジエータフィン(第2
フィン)122とからなるラジエータコア(第2コア)
120a、及びラジエータチューブ121の長手方向両
端側に配設されて各ラジエータチューブ121と連通す
るアルミニウム(本実施形態では、A3003)製のヘ
ッダタンク(第2ヘッダタンク)123、124等から
構成されている。
各ラジエータチューブ121に冷却水を分配供給するも
のであり、紙面右側のヘッダタンク124は、各ラジエ
ータチューブ121にて熱交換を終えた冷却水を集合回
収するものである。
に示すように、単純な扁平形状であり、その短径寸法
(厚み寸法)h2は、コンデンサチューブ111の短径
寸法(厚み寸法)h1より大きくなっている。そして、
本実施形態では、両チューブ111、121の長径寸法
(幅寸法)W1、W2は略等しく、かつ、その長径方向
は、空気流れに沿った方向である。
媒が気相冷媒から液相冷媒に相変化しながら流通するの
に対して、ラジエータチューブ121では冷却水が相変
化せずに流通するので、一般的にラジエータチューブ1
21の通路断面積をコンデンサチューブ111の通路断
面積より大きくすることが望ましい。
びラジエータコア120aの端部にて両フィン112、
122と接触した状態で配設されているとともに、両者
110a、120aの補強部材をなすサイドプレートで
あり、両チューブ111、121、両フィン112、1
22、両ヘッダタンク113、114、123、124
及びサイドプレート130は、ノコロックろう付け法に
て表面に被覆されたろう材(本実施形態では、A404
5)により一体接合されている。
のごとく、ろう材が被覆(クラッド)されたアルミニウ
ム材に酸化皮膜を除去するフラックスを塗布した後、窒
素等の不活性ガスの雰囲気中で加熱ろう付けする方法を
言うものである。
3、114は、図4、5に示すように、コンデンサチュ
ーブ111(コンデンサコア110a)側のコアプレー
ト113aと、このコアプレート113aとともに冷媒
が流通する空間を形成するタンク本体113bとから構
成されている。
本体113bには、タンク本体113bとコアプレート
113aとを仮固定するための突起部113cが形成さ
れており、この突起部113cのうちタンク本体113
bの突起部113cを塑性変化させることにより両者1
13a、113bがカシメ仮固定される。
14のうち、両ヘッダタンク113、114、123、
124間の隙間δが最小となる部位(本実施形態では、
カシメ用の突起部113cが設けられている部位)から
ずれた部位には、両ヘッダタンク113、114、12
3、124を部分的に結合して、両ヘッダタンク11
3、114、123、124間の隙間δを所定寸法に保
持する半円状の突起部141が形成された円弧状のブラ
ケット140が装着されている。
位における、両ヘッダタンク113、114、123、
124間の隙間δが1mm以上となるように、ブラケッ
ト140及び突起部141の寸法が設定されている。因
みに、ブラケット140は、アルミニウムを芯材として
表面にろう材が被覆されたクラッド材でる。
4、123、124は、ノコロックろう付けにてろう付
けされているが、本実施形態では、突起部141のうち
ラジエータヘッダタンク123、124と接触する部位
(突起部141の先端側)には、ろう材の表面に形成さ
れた酸化皮膜の破壊を抑制する皮膜破壊抑制物質として
マグネシウムが添加されており、これにより、突起部1
41の先端側とラジエータヘッダタンク123、124
とのろう付け性をあえて低下させている。
(係合手段)142が形成されており、この切欠き部1
42をコンデンサヘッダタンク113、114の突起部
113cに係合させることにより、ブラケット140を
コンデンサタンク113、114に装着(仮固定)す
る。
ろ、ノコロックろう付け法にてろう付け接合した場合に
は、突起部141が設けられている部位における、両ヘ
ッダタンク113、114、123、124間の隙間δ
を1mm以上とすれば、溶融したろう材が毛細管現象よ
り突起部141を起点として突起部141とラジエータ
ヘッダタンク123、124との接触部に集合するよう
に流れることを抑制できる確認した。
了後において、毛細管現象により集合したろう材によっ
て、ラジエータヘッダタンク123、124からコンデ
ンサヘッダタンク112、114への実質的な伝熱路面
積が拡大することを防止できるので、コンデンサコア1
10の放熱能力が低下してしまうことを防止できる。
う材の酸化皮膜が破壊されることを防止するマグネシウ
ムが添加されているので、突起部141を起点としてろ
う材が流れることをより確実にを防止できる。延いて
は、コンデンサコア110の放熱能力が低下してしまう
ことを確実に防止できる。
両ヘッダタンク113、114、123、124間のう
ちカシメ固定用の突起部113cに対応する部位が、隙
間δが最小となる部位であるが、この部位においては、
突起部113cが既にけられているため、新たに両ヘッ
ダタンク113、114、123、124間の隙間δを
所定寸法に保持するための突起部141を両ヘッダタン
ク113、114、123、124のうちいずれか一方
に一体形成することが難しい。
成されていない部位においては、隙間δが比較的大き
く、突起部141の突出寸法が材料の加工限界(塑性加
工限界)を上回る可能性があるので、カシメ固定用の突
起部113cが形成されていない部位に突出部141を
一体形成することが困難である。
41は、両ヘッダタンク113、114、123、12
4とは別部品であるブラケット140に形成されている
ので、材料の加工限界(塑性加工限界)を考慮すること
なく、任意の位置に突起部141を設けることができ
る。つまり、本実施形態では、図6に示すように、カシ
メ固定用の突起部113cに対応する部位に突起部14
1を設けることもできる。
部141は、コンデンサヘッダタンク113、114と
異なる別部品であるブラケット140に形成されていた
が、本実施形態は、図7に示すように、両ヘッダタンク
113、114、123、124の少なくとも一方側
に、両ヘッダタンク113、114、123、124を
部分的に結合(接触)して両ヘッダタンク113、11
4、123、124間の隙間δを所定寸法に保持する突
起部141aを一体形成したものである。
る隙間δは、1mm以上とした状態で、突起部141に
マグネシウムを添加している。
は、突起部141、141aにマグネシウムを添加した
が、両ヘッダタンク113、114、123、124の
うち突起部141、141aが接触する部位にマグネシ
ウムを添加してもよい。
気流れ上流側から見た斜視図である。
気流れ下流側から見た斜視図である。
面図である。
ヘッダタンクにおけるの断面図である。
ヘッダタンクにおけるブラケットを外した状態を示す断
面図である。
形例を示す両ヘッダタンクにおけるの断面図である。
ヘッダタンクにおけるの模式図である。
タンク)、 120…ラジエータコア(第2コア)、 121…ラジエータチューブ(第1チューブ) 122…ラジエータフィン(第2フィン)、 123、124…ラジエータヘッダタンク(第2ヘッダ
タンク)。
Claims (6)
- 【請求項1】 第1流体が流通する複数本の第1チュー
ブ(111)を有し、前記第1流体と空気との間で熱交
換を行う第1コア(110a)と、 第2流体が流通する複数本の第2チューブ(121)を
有するとともに、前記第1コア(110a)に対して空
気の流通方向に直列に配設されて、前記第2流体と空気
との間で熱交換を行う第2コア(120a)と、 前記複数本の第1チューブ(111)の両端にろう付け
接合され、前記複数本の第1チューブ(111)と連通
する第1ヘッダタンク(113、114)と、 前記複数本の第2チューブ(121)の両端にろう付け
接合され、前記複数本の第2チューブ(121)と連通
する第2ヘッダタンク(123、124)とを備え、 前記両ヘッダタンク(113、114、123、12
4)のうち少なくとも一方側には、他方側のヘッダタン
クに向けて突出してその先端が前記他方側のヘッダタン
クに部分的に接触した状態でノコロックろう付けされた
突起部(141、141a)が設けられており、 さらに、前記突起部(141、141a)が設けられて
いる部位における、前記両ヘッダタンク(113、11
4、123、124)間の隙間(δ)は1mm以上であ
ることを特徴とする複式熱交換器。 - 【請求項2】 前記突起部(141、141a)のうち
前記他方側のヘッダタンクと接触する部位、及び前記他
方側のヘッダタンクのち前記突起部(141、141
a)が接触する部位の少なくとも一方には、ろう材の表
面に形成された酸化皮膜の破壊を抑制する皮膜破壊抑制
物質が添加されていることを特徴とする請求項1又は2
に記載の複式熱交換器。 - 【請求項3】 第1流体が流通する複数本の第1チュー
ブ(111)を有し、前記第1流体と空気との間で熱交
換を行う第1コア(110a)と、 第2流体が流通する複数本の第2チューブ(121)を
有するとともに、前記第1コア(110a)に対して空
気の流通方向に直列に配設されて、前記第2流体と空気
との間で熱交換を行う第2コア(120a)と、 前記複数本の第1チューブ(111)の両端にろう付け
接合され、前記複数本の第1チューブ(111)と連通
する第1ヘッダタンク(113、114)と、 前記複数本の第2チューブ(121)の両端にろう付け
接合され、前記複数本の第2チューブ(121)と連通
する第2ヘッダタンク(123、124)とを備え、 前記両ヘッダタンク(113、114、123、12
4)のうち少なくとも一方側には、他方側のヘッダタン
クに向けて突出してその先端が前記他方側のヘッダタン
クに部分的に接触した状態でノコロックろう付けされた
突起部(141、141a)が設けられており、 さらに、前記突起部(141、141a)のうち前記他
方側のヘッダタンクと接触する部位、及び前記他方側の
ヘッダタンクのち前記突起部(141、141a)が接
触する部位の少なくとも一方には、マグネシウムが添加
されていることを特徴とする複式熱交換器。 - 【請求項4】 前記突起部(140)は、前記両ヘッダ
タンク(113、114、123、124)のうちいず
れか一方に装着された、前記両ヘッダタンク(113、
114、123、124)と異なる別部品にて構成され
ていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1
つに記載の複式熱交換器。 - 【請求項5】 前記突起部(140)には、前記突起部
(141、141a)を前記両ヘッダタンク(113、
114、123、124)のうちいずれか一方に装着す
るための係合手段(142)が設けられていることを特
徴とする請求項4に記載の複式熱交換器。 - 【請求項6】 第1流体が流通する複数本の第1チュー
ブ(111)を有し、前記第1流体と空気との間で熱交
換を行う第1コア(110a)と、 第2流体が流通する複数本の第2チューブ(121)を
有するとともに、前記第1コア(110a)に対して空
気の流通方向に直列に配設されて、前記第2流体と空気
との間で熱交換を行う第2コア(120a)と、 前記複数本の第1チューブ(111)の両端にろう付け
接合され、前記複数本の第1チューブ(111)と連通
する第1ヘッダタンク(113、114)と、前記複数
本の第2チューブ(121)の両端にろう付け接合さ
れ、前記複数本の第2チューブ(121)と連通する第
2ヘッダタンク(123、124)とを備え、 前記両ヘッダタンク(113、114、123、12
4)のうち少なくとも一方側には、他方側のヘッダタン
クに向けて突出する突起部(141、141a)が設け
られており、 さらに、前記突起部(141、141a)が設けられて
いる部位における、前記両ヘッダタンク(113、11
4、123、124)間の隙間(δ)は1mm以上であ
ることを特徴とする複式熱交換器。
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