JP2001304788A - Heat exchanger having excellent brazing property - Google Patents

Heat exchanger having excellent brazing property

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JP2001304788A
JP2001304788A JP2000113136A JP2000113136A JP2001304788A JP 2001304788 A JP2001304788 A JP 2001304788A JP 2000113136 A JP2000113136 A JP 2000113136A JP 2000113136 A JP2000113136 A JP 2000113136A JP 2001304788 A JP2001304788 A JP 2001304788A
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tube
header pipe
brazing
heat exchanger
groove
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Yasunori Hiyougo
靖憲 兵庫
Ken Toma
建 当摩
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/04Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • F28F9/16Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
    • F28F9/18Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To raise heat exchanging performance by ensuring brazing between a header pipe and a tube and preventing leakage of heating medium, in a heat exchanger consisting mainly of the heater pipe, the tube and a fin. SOLUTION: The header pipe and the tube are joined with a wax material by providing outwardly opening cone-shaped grooves to both the outside and the inside of a slit of the header pipe, into which the tube is to be inserted. An appropriate groove angle made by the groove surface of the header pipe and the surface of the tube is from 15 to 45 degrees. Preferably, an outer groove angle θ1 at the outside of the header pipe is rendered larger than an inner groove angle θ2 at the inside, and the tube surface should be provided with a wax material layer to attain a good brazing condition.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、一対のヘッダー
パイプとこれらのヘッダーパイプ間に架設された複数の
チューブを有する熱交換器に関するものであって、さら
に詳しくは、ヘッダーパイプとチューブのろう付け性の
改善技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat exchanger having a pair of header pipes and a plurality of tubes installed between the header pipes, and more particularly, to brazing of header pipes and tubes. It is related to technology for improving sex.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、空調機や自動車用に使用されてい
る熱交換器においては、ヘッダーパイプと称される左右
一対の管体の間に、ヘッダーパイプと直角に互いに平行
に間隔を保って多数のチューブを架設し、各チューブの
端部をヘッダーパイプの側面に接続して、各チューブの
内部空間とヘッダーパイプの内部空間とを連通させ、複
数のチューブの間にフィン部材を配置して、熱交換性を
高めた構造の熱交換器が知られている。この形式の熱交
換器においては、ヘッダーパイプの内部と各チューブの
内部を熱媒体が循環し、各チューブ間に配置されたフィ
ンを介して熱媒体が熱交換できるようになっている。通
常この形式の熱交換器は、熱伝導率の良いアルミニウム
あるいはアルミニウム合金で構成され、ヘッダーパイプ
とチューブあるいはチューブとフィンは、ろう材により
接合されている。従って、ろう付け性を考慮して、アル
ミ−シリコン合金等のろう材層をあらかじめアルミニウ
ム合金プレートにクラッド圧着したブレージングシート
からなるヘッダーパイプが用いられている。そしてこの
ヘッダーパイプにチューブ挿入用のスリットを形成して
おき、このスリットにチューブを差し込み、ろう材層を
加熱溶融させて流動化し、差し込み部分の周囲をろう材
で覆った後冷却して、ヘッダーパイプにチューブをろう
付けしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a heat exchanger used for an air conditioner or an automobile, a space between a pair of right and left pipes called a header pipe is maintained at right angles to the header pipe and parallel to each other. A large number of tubes are erected, the ends of each tube are connected to the side of the header pipe, the internal space of each tube communicates with the internal space of the header pipe, and a fin member is arranged between the multiple tubes. A heat exchanger having a structure with improved heat exchange properties is known. In this type of heat exchanger, the heat medium circulates through the inside of the header pipe and the inside of each tube, and the heat medium can exchange heat via fins arranged between the tubes. Usually, this type of heat exchanger is made of aluminum or aluminum alloy having good heat conductivity, and the header pipe and the tube or the tube and the fin are joined by brazing material. Therefore, a header pipe made of a brazing sheet in which a brazing material layer of an aluminum-silicon alloy or the like is clad and pressure-bonded to an aluminum alloy plate in advance is used in consideration of brazing properties. And a slit for tube insertion is formed in this header pipe, the tube is inserted into this slit, the brazing material layer is heated and melted and fluidized, the surroundings of the insertion part are covered with brazing material, and then cooled, Brazing the tube to the pipe.

【0003】上記の構造の熱交換器を組み立てる際に
は、チューブをヘッダーパイプのスリットに差し込み易
くするために、スリットの内径はチューブ外径よりも大
きく形成するのが通例である。このようにするとヘッダ
ーパイプのスリットとチューブの間には大きな間隙が形
成されるので、ろう材の所要量も多くなり、しかも接合
部にはろう材が集まりやすい形状となっていないので、
ろう付け不良を起こしやすく、熱交換器の機密性の点に
難点があった。この問題を解決するため、本発明の出願
人は先に図6に示すように、ヘッダーパイプ1,2のチ
ューブ挿入用スリット6の外側開口部を、外広がり状の
すり鉢状をした開先に形成し、ヘッダーパイプ1,2の
チューブ挿入部分の断面において、ヘッダーパイプ1,
2のチューブの開先面とチューブ3の表面とがなす角度
が10〜80度とすることを提案した(特開平9−26
9200公報参照)。この方法によれば、開先部の微小
間隙に働く毛管力によりろう材を接合部に流動させ、少
ないろう材で確実に接合することが期待できる。
[0003] When assembling the heat exchanger having the above-described structure, the inner diameter of the slit is generally formed larger than the outer diameter of the tube in order to easily insert the tube into the slit of the header pipe. In this case, a large gap is formed between the slit of the header pipe and the tube, so that the required amount of brazing material also increases, and since the brazing material is not easily gathered at the joint,
Brazing failure was apt to occur, and there was a problem in the confidentiality of the heat exchanger. In order to solve this problem, as shown in FIG. 6, the applicant of the present invention made the outer openings of the tube insertion slits 6 of the header pipes 1 and 2 into an outwardly extending mortar-shaped groove. Formed, in the cross section of the tube insertion portion of the header pipes 1, 2, the header pipe 1,
The angle between the groove surface of the tube 2 and the surface of the tube 3 is proposed to be 10 to 80 degrees (Japanese Patent Laid-Open No. 9-26).
9200). According to this method, it is expected that the brazing material is caused to flow to the joining portion by the capillary force acting on the minute gap at the groove portion, and the joining is reliably performed with a small amount of brazing material.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ヘッダ
ーパイプはチューブやフィンに比べて肉厚が厚いので、
ヘッダーパイプの外側に比べてヘッダーパイプの内側は
温度が上がりにくく、そのためヘッダーパイプ内側では
溶けたろう材の流動性が低下する。そのためろう材は温
度の高いヘッダーパイプ外側でしか流動しなくなる。従
って、ヘッダーパイプの外側にすり鉢状の開先を設けた
場合においても、ヘッダーパイプ外側の接合部ではろう
材は流動しやすくなり、好ましいフィレットを形成する
が、ヘッダーパイプ内側では流動は悪化してしまうた
め、十分なフィレットが形成されず、依然としてろう材
の充填不良の原因を解消するには至っていない。
However, since the header pipe is thicker than the tube or the fin,
As compared to the outside of the header pipe, the temperature inside the header pipe is less likely to rise, so that the flowability of the melted brazing material is reduced inside the header pipe. Therefore, the brazing material flows only outside the high-temperature header pipe. Therefore, even when a mortar-shaped groove is provided on the outside of the header pipe, the brazing material easily flows at the joint on the outside of the header pipe and forms a preferable fillet, but the flow deteriorates inside the header pipe. Therefore, a sufficient fillet is not formed, and the cause of the insufficient filling of the brazing filler metal has not yet been solved.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、前記
課題を解決するために一対のヘッダーパイプと、これら
ヘッダーパイプ間に架設された複数のチューブと、チュ
ーブに付設されたフィンを具備してなる熱交換器におい
て、ヘッダーパイプのチューブ挿入用のスリットの外側
開口部及び内側開口部の双方に、外広がりのすり鉢状に
形成された開先を設けたヘッダーとした。ヘッダーパイ
プのチューブ挿入用のスリットの外側開口部及び内側開
口部の双方に、すり鉢状の開先を設けることにより、開
先部分で毛管力が働きやすくなり、温度が低くなりやす
いヘッダーパイプの内側でもろう材が流れ易くなり、ろ
う材の充填不良の原因を解消することができる。また、
本発明においてはすり鉢状に形成された開先角度は15
〜45度とするのが適当である。開先角度が小さすぎる
と溶けたろう材が開先部に毛管力で入りにくくなり、あ
まり大きすぎると接合に必要なろう材の量が増加するか
らである。好ましくは開先角度は25〜35度とするの
が適当である。また、本発明においては前記外側開口部
の開先角度が、内側開口部の開先角度と等しいかもしく
は大きくするのが好ましい。外側開口部は温度が高くな
り易く、ろう材の流動性も良いからである。これに対し
て内側開口部は温度が低くなり易く、ろう材の流動性が
悪いので、開先角度を小さくしてろう材に毛管力が働き
易くするためである。本発明においてはチューブの断面
形状は円形であっても良いし、断面形状がほぼ矩形の多
穴扁平管であっても良い。また、ヘッダーパイプとチュ
ーブの材質は、熱交換性の観点からも加工性の観点から
も、アルミニウム合金からなるものが好ましい。さら
に、本発明においてはヘッダーパイプとの接合部分が設
けられるチューブ面に、あらかじめろう材層を形成した
ものとするのが良い。本発明の熱交換器は、ヘッダー部
分に上述のろう付け性に優れたヘッダーを使用したもの
である。本発明の熱交換器は製造工程での接合不良によ
る不良率の発生が少なくて製造し易く、熱交換率にも優
れた熱交換器である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a pair of header pipes, a plurality of tubes provided between the header pipes, and fins attached to the tubes. In the heat exchanger formed as described above, a header in which a groove formed in a mortar shape that spreads outward was provided at both the outer opening and the inner opening of the slit for inserting the tube of the header pipe. By providing a mortar-shaped groove on both the outer opening and the inner opening of the slit for inserting the tube of the header pipe, the capillary force easily works at the groove, and the inside of the header pipe where the temperature tends to be low However, the brazing material can easily flow, and the cause of the insufficient filling of the brazing material can be eliminated. Also,
In the present invention, the groove angle formed in a mortar shape is 15
It is appropriate to set it to 45 degrees. If the groove angle is too small, it becomes difficult for the melted brazing material to enter the groove by capillary force, and if it is too large, the amount of brazing material required for joining increases. Preferably, the groove angle is 25 to 35 degrees. In the present invention, the groove angle of the outer opening is preferably equal to or larger than the groove angle of the inner opening. This is because the temperature of the outer opening is likely to be high, and the fluidity of the brazing filler metal is good. On the other hand, the temperature of the inner opening tends to be low and the fluidity of the brazing material is poor, so that the groove angle is reduced so that the capillary force easily acts on the brazing material. In the present invention, the cross-sectional shape of the tube may be circular or a multi-hole flat tube having a substantially rectangular cross-sectional shape. The material of the header pipe and the tube is preferably made of an aluminum alloy from the viewpoint of heat exchange and workability. Further, in the present invention, it is preferable that a brazing material layer is formed in advance on the tube surface where the joint portion with the header pipe is provided. The heat exchanger of the present invention uses the above-described header having excellent brazing properties for the header portion. The heat exchanger of the present invention is a heat exchanger which is easy to manufacture with a low occurrence of a defective rate due to defective bonding in a manufacturing process and has an excellent heat exchange rate.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】図1は、本発明に係わる熱交換器
の一例を示すもので、この熱交換器100は左右に配置
されたヘッダーパイプ1,2と、これらのヘッダーパイ
プ1,2の間に相互に間隔を保って平行に、かつヘッダ
ーパイプ1,2に対して直角に接合された複数のチュー
ブ3と、チューブ3に配置された波形のフィン4を主体
として構成されている。前記ヘッダーパイプ1,2とチ
ューブ3及びフィン4は、それぞれ熱伝導性の良いアル
ミニウム合金などから構成されている。
FIG. 1 shows an example of a heat exchanger according to the present invention. This heat exchanger 100 includes header pipes 1 and 2 arranged on the left and right, and header pipes 1 and 2 on the left and right. A plurality of tubes 3 joined in parallel at a distance from each other and perpendicular to the header pipes 1 and 2, and corrugated fins 4 arranged in the tubes 3 are mainly constituted. The header pipes 1 and 2, the tube 3 and the fins 4 are each made of an aluminum alloy having good heat conductivity.

【0007】図2は、ヘッダーパイプとチューブとの溶
融接合前の断面構造を示すものである。円形断面のヘッ
ダーパイプ1,(2)にあっては、ヘッダーパイプ1,
(2)の表面にろう付け合金からなるろう材層5が設置
されている。ヘッダーパイプ1,(2)の互いに対向す
る内側の面に設けられたスリット6にチューブ3を挿入
し、前記ろう材層5を溶融させると、ヘッダーパイプと
チューブとの間隙に溶融ろう材が流入し、そこで凝固さ
せてチューブ3のヘッダーパイプ接続部を充填すること
で、チューブ3とヘッダーパイプ1,(2)が接合され
ている。また、各チューブとフィンの接触部分もろう材
により接合されている。
FIG. 2 shows a sectional structure of a header pipe and a tube before fusion bonding. For the header pipes 1 and (2) with a circular cross section,
A brazing material layer 5 made of a brazing alloy is provided on the surface of (2). When the tube 3 is inserted into the slits 6 provided on the inner surfaces of the header pipes 1 and 2 facing each other and the brazing material layer 5 is melted, the molten brazing material flows into the gap between the header pipe and the tube. Then, the tube 3 and the header pipes 1 and (2) are joined by solidifying and filling the header pipe connection portion of the tube 3. The contact portions between the tubes and the fins are also joined by the brazing material.

【0008】ここで、前記ヘッダーパイプ1,(2)と
チューブ3とを接合するろう材及びチューブ3とフィン
4とを接合するろう材には、Al−Si系ろう材が主と
して使用される。Al−Si系ろう材としては、例えば
Si:6.8〜8.2wt%を含む4343合金や、S
i:9.0〜11.0wt%を含む4045合金が使用
される。この他にもAl−Si−Zn系ろう材やAl−
Si−Cu系のろう材であっても良い。
Here, an Al-Si brazing material is mainly used as a brazing material for joining the header pipes 1, (2) and the tube 3 and a brazing material for joining the tube 3 and the fins 4. Examples of the Al-Si brazing material include a 4343 alloy containing 6.8 to 8.2 wt% of Si,
i: 4045 alloy containing 9.0-11.0 wt% is used. In addition, Al-Si-Zn-based brazing materials and Al-
It may be a Si-Cu-based brazing material.

【0009】通常は、ヘッダーパイプ材やフィン材とし
て、上記のようなろう材を熱伝導率の良いアルミニウム
合金とクラッド圧延したブレージング材が使用される。
また、上記のようなろう材を粉末にして、フラックスや
バインダーと混合してヘッダーパイプ材やチューブ材の
表面に塗布し、ろう材層を設置したものであっても良
い。
Normally, a brazing material obtained by clad rolling the above brazing material with an aluminum alloy having a high thermal conductivity is used as a header pipe material or a fin material.
Further, the above brazing material may be powdered, mixed with a flux or a binder, applied to the surface of a header pipe material or a tube material, and provided with a brazing material layer.

【0010】本発明においては、ろう材層をヘッダーパ
イプとチューブ表面に設置したものを使用するのがより
好ましい。この場合、フィンは熱伝導率の高い3003
合金を使用する。ろう材層をチューブの表面にあらかじ
め設置しておくことにより、溶融したろう材が後述する
ヘッダーパイプのスリットの外側開口部及び内側開口部
の双方に設けた開先に向かって流動し易くなり、接合部
により確実にフィレットを形成するようになり、接合不
良を防止することが可能となる。
In the present invention, it is more preferable to use a brazing material layer provided on the surface of the header pipe and the tube. In this case, the fin has a high thermal conductivity of 3003.
Use alloy. By installing the brazing material layer on the surface of the tube in advance, the molten brazing material easily flows toward the groove provided in both the outer opening and the inner opening of the slit of the header pipe described below, A fillet is formed more reliably by the joint, and it is possible to prevent a joint failure.

【0011】本発明では、ヘッダーパイプのチューブ挿
入用のスリットの外側開口部及び内側開口部の双方に、
外広がりのすり鉢状に形成された外側開先と内側開先と
を設けた。一例を図3に示す。図3はヘッダーパイプと
チューブとの接合状態を説明する、図2の線X−X’に
沿った縦断面図である。図3では縦に伸びるヘッダーパ
イプ1,(2)のチューブ挿入用のスリット6に対し
て、横方向からチューブ3がはめ込まれている。ヘッダ
ーパイプ1,(2)のスリット6には、パイプの肉厚方
向に対する両側に外広がりのすり鉢状に形成された外側
開先11と内側開先12が形成されている。ヘッダーパ
イプ1,(2)の外側開先11、内側開先12とチュー
ブ3とがなす開先角度θ1及びθ2は、いずれも15〜
45度とするのが適当である。開先角度が15度未満で
はヘッダーパイプ1,(2)とチューブ3との間隔が狭
くなり、しかもヘッダーパイプ1,(2)とチューブ3
との近接点までの距離が大きくなしすぎて、毛管力によ
り溶融したろう材が十分浸透できず、接合不良の原因と
なり易い。開先角度が45度以上となると毛管力が働か
なくなり、溶融ろう材が凝固してできるフィレット7は
小さく、ヘッダーパイプ1,(2)とチューブ3とを確
実に接合するには、多量のろう材が必要となるからであ
る。より好ましくは、開先角度は25〜35度とするの
が適当である。
In the present invention, both the outer opening and the inner opening of the slit for inserting the tube of the header pipe are provided.
An outer groove and an inner groove formed in a mortar shape spreading outside are provided. An example is shown in FIG. FIG. 3 is a vertical cross-sectional view taken along line XX ′ of FIG. 2 for explaining a joint state between the header pipe and the tube. In FIG. 3, the tube 3 is inserted from the lateral direction into the slit 6 for inserting the tube of the header pipes 1 and (2) extending vertically. The slits 6 of the header pipes 1 and (2) are formed with an outer groove 11 and an inner groove 12 which are formed in a mortar shape which spreads outward on both sides in the thickness direction of the pipe. The groove angles θ1 and θ2 formed by the outer groove 11 and the inner groove 12 of the header pipes 1 and (2) and the tube 3 are all 15 to
An angle of 45 degrees is appropriate. If the included angle is less than 15 degrees, the interval between the header pipes 1, (2) and the tube 3 becomes narrow, and moreover, the header pipes 1, (2) and the tube 3
The distance to the adjacent point is too large, so that the brazing material melted by the capillary force cannot sufficiently penetrate, and this is likely to cause bonding failure. When the included angle is 45 degrees or more, the capillary force stops working, the fillet 7 formed by solidification of the molten brazing material is small, and a large amount of brazing is required to securely join the header pipes 1, (2) and the tube 3. This is because wood is required. More preferably, the groove angle is suitably 25 to 35 degrees.

【0012】外側開先11と内側開先12の開先角度θ
1及びθ2は、上記15〜45度の範囲で等しくしても
良いが、内側開先角度θ2を外側開先角度θ1よりも小
さくしておくのが好ましい。この開先の例を図4に示
す。図4では内側開先12のなす内側開先角度θ2は、
外側開先11のなす外側開先角度θ1よりも小さくして
ある。ヘッダーパイプは比較的肉厚が厚いので、ろう付
け加工の際にヘッダーパイプの外側(表面部分)は内側
(中側部分)よりも温度が上がりやすく、ろう材の流動
性は良い。一方、ヘッダーパイプの内側(中側部分)は
温度が上がりにくいのでろう材の流動性は良くない。従
って、内側開先12の開先角度θ2を小さくして、毛管
力が起こり易くしてろう材の流動を促すのが有効とな
る。
The groove angle θ between the outer groove 11 and the inner groove 12
1 and θ2 may be equal in the range of 15 to 45 degrees, but it is preferable that the inner groove angle θ2 be smaller than the outer groove angle θ1. FIG. 4 shows an example of this groove. In FIG. 4, the inner groove angle θ2 formed by the inner groove 12 is:
It is smaller than the outer groove angle θ1 formed by the outer groove 11. Since the header pipe has a relatively large thickness, the temperature of the outside (surface portion) of the header pipe is higher than that of the inside (middle portion) of the header pipe during brazing, and the flowability of the brazing material is good. On the other hand, since the temperature inside the header pipe (the middle part) hardly rises, the fluidity of the brazing filler metal is not good. Therefore, it is effective to make the groove angle θ2 of the inner groove 12 small to easily generate capillary force and to promote the flow of the brazing material.

【0013】以上のようにヘッダーパイプの肉厚の両側
に、外側開先と内側開先の双方を設けることにより、開
先部に働く毛管力を利用して接合部分近傍の溶融ろう材
をヘッダーパイプの外側及び内側の接合部まで確実に流
動させることができ、ヘッダーパイプとチューブとの間
隙を完全に充填することができる。その結果、ろう付け
不良による冷媒の漏れは解消し、熱交換性にも優れた熱
交換器が得られる。
As described above, by providing both the outer groove and the inner groove on both sides of the thickness of the header pipe, the molten brazing material in the vicinity of the joining portion is removed by utilizing the capillary force acting on the groove. The fluid can be reliably flowed to the outer and inner joints of the pipe, and the gap between the header pipe and the tube can be completely filled. As a result, leakage of the refrigerant due to poor brazing is eliminated, and a heat exchanger excellent in heat exchange property is obtained.

【0014】本発明においてはヘッダーパイプの断面形
状は図2に示したような円形断面のパイプに限らず、断
面形状が方形の角形パイプであっても良い。また、チュ
ーブの断面形状も円形断面のパイプに限らず、図5に示
すような断面形状がほぼ矩形の多穴の扁平管を使用する
こともできる。
In the present invention, the cross-sectional shape of the header pipe is not limited to a pipe having a circular cross section as shown in FIG. 2, but may be a square pipe having a rectangular cross section. Further, the cross-sectional shape of the tube is not limited to a pipe having a circular cross-section, and a flat tube with a multi-hole having a substantially rectangular cross-section as shown in FIG.

【0015】[0015]

【作用】本発明は、一対のヘッダーパイプと、これらヘ
ッダーパイプ間に架設された複数のチューブと、チュー
ブに付設されたフィンを具備してなる熱交換器におい
て、ヘッダーパイプのチューブ挿入用のスリットの外側
開口部及び内側開口部の双方に、外広がりのすり鉢状に
形成された開先を設けた用ヘッダーを使用した熱交換器
としたものである。ヘッダーパイプのチューブ挿入用の
スリットの外側開口部及び内側開口部の双方に、すり鉢
状の開先を設けることにより、温度が低くなりやすいヘ
ッダーパイプの内側でも、毛管力を利用してろう材が充
填され易くして、ろう材の充填不良の原因を解消するよ
うにしたものである。
According to the present invention, there is provided a heat exchanger comprising a pair of header pipes, a plurality of tubes provided between the header pipes, and fins attached to the tubes. Is a heat exchanger using a header provided with a groove formed in a mortar shape that spreads outward on both the outer opening and the inner opening. By providing a mortar-shaped groove on both the outer opening and the inner opening of the slit for inserting the tube of the header pipe, even inside the header pipe where the temperature tends to be low, the brazing material can be utilized by using the capillary force. The filler is easily filled, and the cause of the poor filling of the brazing filler metal is eliminated.

【0016】[0016]

【実施例】以下実施例を用いて説明する。 (実施例1)アルミニウム合金製の断面円形のヘッダー
パイプとチューブとフィンを有し、概略構成がほぼ図1
に示すような熱交換器を製造した。ヘッダーパイプ材に
は、内側が3003合金で外側が4045合金のクラッ
ド材からなる電縫管を使用した。本実施例ではろう材を
あらかじめクラッドしてあるヘッダーパイプを使用し
た。接合に使用したろう材となる4045合金の組成
は、Al−10.0wt%Siである。チューブ材には
1050合金からなる押出扁平チューブを使用した。ま
た、フィン材には4045合金/3003合金/404
5合金の3層クラッド材を使用した。ヘッダーパイプの
側面にはチューブ挿入用のスリットを複数設けたものを
使用した。ヘッダーパイプのスリット部分の外側(表面
側)と内側(内面側)には、それぞれ外広がりのすり鉢
状の開先を設けた。開先部にはヘッダーパイプにチュー
ブを挿入した際に、ヘッダーパイプの開先面とチューブ
表面とのなす開先角度θ1とθ2が表1の値になるよう
にした。開先角度はスリット部分の外側(表面側)と内
側(内面側)で同じ角度となるようにした。ヘッダーパ
イプの表面と裏面の双方に開先を設けるには、あらかじ
めヘッダーパイプに加工するクラッド材の所定の位置
に、所定の角度でダイス加工を施した素材を使用して電
縫管を作成した。
Embodiments will be described below with reference to embodiments. (Example 1) An aluminum alloy has a circular section pipe, a tube, and a fin.
The heat exchanger as shown in was manufactured. As the header pipe material, an electric resistance welded tube made of a clad material of 3003 alloy on the inside and 4045 alloy on the outside was used. In this embodiment, a header pipe pre-clad with a brazing material was used. The composition of the 4045 alloy used as the brazing filler metal used for joining is Al-10.0 wt% Si. An extruded flat tube made of 1050 alloy was used as the tube material. The fin material includes 4045 alloy / 3003 alloy / 404
A three-layer clad material of five alloys was used. A side provided with a plurality of slits for inserting a tube was used on the side surface of the header pipe. On the outside (front side) and inside (inside side) of the slit portion of the header pipe, a mortar-shaped groove extending outward was provided. When the tube was inserted into the header pipe at the groove portion, the groove angles θ1 and θ2 formed between the groove surface of the header pipe and the tube surface were set to the values shown in Table 1. The included angle was the same outside (front side) and inside (inside side) of the slit portion. In order to provide a groove on both the front and back surfaces of the header pipe, an electric resistance welded tube was created using a material that had been diced at a predetermined angle at a predetermined position of the clad material to be processed into the header pipe in advance. .

【0017】ヘッダーパイプ、チューブ及びフィンを組
み立てた後、600℃×3分の条件でろう付けして熱交
換器を製造した。得られた熱交換器のヘッダーパイプと
チューブとの接合状態を観察した結果を表1に併記す
る。表1において溶融したろう材がフィレットを形成し
て、ヘッダーパイプのスリットとチューブとの間隙を完
全に充填している場合は○印、フィレットの形成が未完
成で、ヘッダーパイプのスリットとチューブとの間隙を
充填していない場合は×印を付した。
After assembling the header pipe, tube and fin, brazing was performed at 600 ° C. for 3 minutes to produce a heat exchanger. Table 1 also shows the result of observation of the joining state between the header pipe and the tube of the obtained heat exchanger. In Table 1, when the molten brazing material forms a fillet and completely fills the gap between the slit and the tube of the header pipe, the mark “印” indicates that the fillet has not been completely formed and the slit and the tube of the header pipe have not been completed. When the gap was not filled, the cross mark was given.

【0018】[0018]

【表1】 [Table 1]

【0019】表1の結果から、開先角度θ1,θ2が1
5°〜45°の場合には、フィレットの形成が良好でヘ
ッダーパイプのスリットとチューブとの間隙を完全に充
填されており、熱媒体の漏洩も起こらず熱交換性も良い
熱交換器が得られることが判る。開先角度θ1,θ2が
15°未満であったり45°を越える場合には、接合不
良となる。
From the results shown in Table 1, the groove angles θ1 and θ2 are 1
In the case of 5 ° to 45 °, a fillet is formed well, the gap between the slit of the header pipe and the tube is completely filled, and a heat exchanger having good heat exchange without heat medium leakage is obtained. It turns out that it is possible. If the groove angles θ1 and θ2 are less than 15 ° or more than 45 °, a bonding failure occurs.

【0020】(実施例2)ヘッダーパイプの開先面とチ
ューブ表面とのなす開先角度θ1とθ2を、表2に示す
ようにスリット部分の外側(表面側)を大きくして内側
(内面側)を小さくした以外は、実施例1と同様にして
熱交換器を製造した。得られた熱交換器のヘッダーパイ
プとチューブとの接合状態を観察した結果を表2に併記
する。表2において溶融したろう材がフィレットを形成
して、ヘッダーパイプのスリットとチューブとの間隙を
完全に充填している場合は○印、フィレットの大きさが
実施例1よりも大きくなった場合は◎印を付した。
(Embodiment 2) The groove angles θ1 and θ2 between the groove surface of the header pipe and the tube surface are increased as shown in Table 2 by increasing the outside (front surface side) of the slit portion to the inside (inside surface side). A heat exchanger was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the size of the heat exchanger was reduced. Table 2 also shows the result of observation of the joining state between the header pipe and the tube of the obtained heat exchanger. In Table 2, when the melted brazing material forms a fillet and completely fills the gap between the slit of the header pipe and the tube, it is indicated by ○, and when the size of the fillet is larger than that of Example 1, ◎ is marked.

【0021】[0021]

【表2】 [Table 2]

【0022】表2の結果から、開先角度が15°〜35
°である全ての開先部分で良好なフィレットが形成され
ていることが分かる。また、表1と表2の結果からヘッ
ダーパイプ内側の開先角度θ2を外側の開先角度θ1よ
りも小さくした方が、ヘッダーパイプ内側でのフィレッ
トの形成が良好となることが判かる。
From the results shown in Table 2, the groove angle is 15 ° to 35 °.
It can be seen that good fillets are formed at all the groove portions where the angle is °. Also, from the results of Tables 1 and 2, it can be seen that when the groove angle θ2 inside the header pipe is smaller than the groove angle θ1 outside, the formation of the fillet inside the header pipe becomes better.

【0023】(実施例3)次に、ヘッダーパイプ材に
は、実施例1と同様な内側が3003合金で外側が40
45合金のクラッド材からなる電縫管を使用し、チュー
ブ材には1050合金からなる押出扁平チューブの表面
に4045合金からなるろう材層を設けたものを使用し
た。また、フィン材としては3003合金製のものをし
ようした。このような材料を使用して、実施例1と同様
にヘッダーパイプのチューブ挿入用のスリットに開先を
もうけて熱交換器を製造した。開先角度はθ1とθ2と
で同一とした。ろう付け条件も実施例1と同様に600
℃×3分である。得られた熱交換器のヘッダーパイプと
チューブとの接合状態を観察した結果を表3に記す。表
3において溶融したろう材がフィレットを形成して、ヘ
ッダーパイプのスリットとチューブとの間隙を完全に充
填してフィレットの大きさが実施例1よりも大きくなっ
た場合は◎印を付した。
(Embodiment 3) Next, as in the first embodiment, the inside of the header pipe was made of 3003 alloy and the outside was made of 40%.
An electric resistance welded tube made of a clad material of 45 alloy was used, and a tube material provided with a brazing material layer made of 4045 alloy on the surface of an extruded flat tube made of 1050 alloy was used. Also, a fin material made of 3003 alloy was used. Using such a material, a heat exchanger was manufactured in the same manner as in Example 1 by making a groove in the slit for inserting the tube of the header pipe. The groove angle was the same for θ1 and θ2. The brazing conditions were set to 600 in the same manner as in the first embodiment.
C. x 3 minutes. Table 3 shows the results of observation of the joining state between the header pipe and the tube of the obtained heat exchanger. In Table 3, when the molten brazing material formed a fillet and completely filled the gap between the slit of the header pipe and the tube and the fillet size became larger than in Example 1, a mark ◎ was given.

【0024】[0024]

【表3】 [Table 3]

【0025】表1と表3の結果を比較すると、チューブ
の表面にろう材層が形成されていない場合よりも形成さ
れている方が、フィレットの形成状態が良くなり、良好
な接合状態が達成されることが分かる。
Comparing the results in Tables 1 and 3, when the brazing filler metal layer is not formed on the surface of the tube, the fillet formation state is better and a good bonding state is achieved. It is understood that it is done.

【0026】[0026]

【発明の効果】ヘッダーパイプのチューブ挿入用のスリ
ットの外側開口部及び内側開口部の双方に、すり鉢状の
開先を設けることにより、温度が低くなりやすいヘッダ
ーパイプの内側でも、毛管現象が作用させてろう材を流
れ易くして、ろう材の充填不良の原因を解消することが
できる。その結果、ろう付け不良による冷媒の漏れは解
消し、熱交換性にも優れた熱交換器が得られる。
By providing a mortar-shaped groove in both the outer opening and the inner opening of the slit for inserting the tube of the header pipe, the capillary phenomenon acts even inside the header pipe where the temperature tends to be low. As a result, the brazing material can be made to flow easily, and the cause of defective filling of the brazing material can be eliminated. As a result, leakage of the refrigerant due to poor brazing is eliminated, and a heat exchanger excellent in heat exchange property is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 熱交換器の構造を説明する外観図である。FIG. 1 is an external view illustrating the structure of a heat exchanger.

【図2】 ヘッダーパイプとチューブとの接合状態を説
明する、図1の線X−X’に沿った断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line XX ′ of FIG. 1 for explaining a joint state between the header pipe and the tube.

【図3】 図2の線X−X’に沿った断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along the line X-X 'of FIG.

【図4】 図2の線X−X’に沿った他の例の断面図で
ある。
FIG. 4 is a sectional view of another example taken along line XX ′ of FIG. 2;

【図5】 チューブの一例を示す外観図である。FIG. 5 is an external view showing an example of a tube.

【図6】 従来のヘッダーパイプとチューブとの接合状
態を説明する図である。
FIG. 6 is a view for explaining a conventional joint state between a header pipe and a tube.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2・・・・・ヘッダーパイプ、3・・・・・チューブ、4・・・・
・フィン、5・・・・・ろう材層、6・・・・・スリット、7・・・・・
ろう材溶融層(フィレット)、11・・・・・外側開先、1
2・・・・・内側開先、31・・・・・穴、100・・・・・熱交換器
1, 2, ... header pipe, 3 ... tube, 4 ...
・ Fin, 5 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ brazing material layer, 6 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ slit, 7 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・
Brazing filler metal layer (fillet), 11 ... Outside groove, 1
2 ····· Inner groove, 31 ···· Hole, 100 ····· Heat exchanger

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対のヘッダーパイプと、これらヘッダ
ーパイプ間に架設された複数のチューブと、チューブに
付設されたフィンとを具備してなる熱交換器において、
ヘッダーパイプのチューブ挿入用のスリットの外側開口
部及び内側開口部の双方に、外広がりのすり鉢状に形成
された開先を有してなることを特徴とするろう付け性に
優れた熱交換器。
1. A heat exchanger comprising a pair of header pipes, a plurality of tubes provided between the header pipes, and fins attached to the tubes.
A heat exchanger excellent in brazing characteristics, characterized in that both the outer opening and the inner opening of the slit for inserting the tube of the header pipe have a groove formed in a mortar shape that spreads outward. .
【請求項2】 前記ヘッダーパイプに形成された外広が
りのすり鉢状の開先の開先角度が15〜45度であるこ
とを特徴とする請求項1に記載のろう付け性に優れた熱
交換器。
2. The heat exchange excellent in brazing properties according to claim 1, wherein the angle of the mortar-shaped groove formed on the header pipe is 15 to 45 degrees. vessel.
【請求項3】 前記外側開口部の開先角度が、内側開口
部の開先角度と等しいかもしくは大きいことを特徴とす
る請求項1または請求項2に記載のろう付け性に優れた
熱交換器。
3. The heat exchange excellent in brazing property according to claim 1, wherein a groove angle of the outer opening is equal to or larger than a groove angle of the inner opening. vessel.
【請求項4】 チューブの断面形状がほぼ矩形の多穴扁
平管であることを特徴とする請求項1から請求項3のい
ずれかに記載のろう付け性に優れた熱交換器。
4. The heat exchanger excellent in brazing properties according to claim 1, wherein the tube is a multi-hole flat tube having a substantially rectangular cross section.
【請求項5】 ヘッダーパイプとチューブがアルミニウ
ム合金からなることを特徴とする請求項1から請求項4
のいずれかに記載のろう付け性に優れた熱交換器。
5. The header pipe and the tube are made of an aluminum alloy.
A heat exchanger excellent in brazing properties according to any one of the above.
【請求項6】 ヘッダーパイプと接合部分が設けられる
チューブ面に、ろう材層が設置されてなることを特徴と
する請求項1から請求項5のいずれかに記載のろう付け
性に優れた熱交換器。
6. The heat-excelling brazing property according to claim 1, wherein a brazing material layer is provided on the tube surface on which the joint portion with the header pipe is provided. Exchanger.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2873801A1 (en) * 2004-07-28 2006-02-03 Valeo Thermique Moteur Sas Collecting box for heat exchanger, has tubular body closed at one of longitudinal ends by sealing part, and unit allowing penetration of solder and/or brazing flux in junction zone between sealing part and tubular body
CN109773419A (en) * 2018-12-19 2019-05-21 鲁西工业装备有限公司 A kind of welding method of 30mm or more slab container casing and flange

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FR2873801A1 (en) * 2004-07-28 2006-02-03 Valeo Thermique Moteur Sas Collecting box for heat exchanger, has tubular body closed at one of longitudinal ends by sealing part, and unit allowing penetration of solder and/or brazing flux in junction zone between sealing part and tubular body
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