JP2002054889A - 熱交換器用チューブ - Google Patents

熱交換器用チューブ

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JP2002054889A
JP2002054889A JP2000242136A JP2000242136A JP2002054889A JP 2002054889 A JP2002054889 A JP 2002054889A JP 2000242136 A JP2000242136 A JP 2000242136A JP 2000242136 A JP2000242136 A JP 2000242136A JP 2002054889 A JP2002054889 A JP 2002054889A
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Japan
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flat tube
tube
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Takashi Yoshida
吉田  敬
Taisuke Ueno
泰典 植野
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Japan Climate Systems Corp
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Japan Climate Systems Corp
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04Elements 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-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
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28F9/16Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 扁平チューブに内方に向いた突起を設けた熱
交換器用チューブにおいては、熱交換器の製造時、この
突起がヘッダータンクの挿入穴に位置することにより、
この突起により形成された凹部とヘッダータンクの挿入
穴との間隙のろう付け不良が発生するという問題を解消
する。 【解決手段】 突起により形成された凹部の深さをある
値に規制することで、凹部とヘッダータンクの挿入穴と
の間隙を適切な値とし、扁平チューブとヘッダータンク
とのろう付け不良を無くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンデンサ、ラジ
エータ等の熱交換器に使用される熱交換器用チューブに
関する。
【0002】
【従来の技術】一般的に、コンデンサ等の熱交換器で
は、熱交換部に高圧の熱交換流体を循環させるための熱
交換器用チューブが配置されており、従来、このような
熱交換器用チューブとして、例えば、特開平06−15
9986号公報や特開平10−332294号公報等に
開示されたものが知られている。
【0003】一般に、この種の熱交換器用チューブを用
いた熱交換器は、対向配置されるヘッダータンクの間に
扁平チューブと放熱フィンとが積層配置され、扁平チュ
ーブの開口端部がヘッダータンクの挿入穴に挿入され、
ろう付けされている。
【0004】扁平チューブと放熱フィンとの積層方向の
両側には、サイドプレートが配置され、これら扁平チュ
ーブ、放熱フィン及びサイドプレートが相互にろう付け
されている。図9及び図10に示すように、扁平チュー
ブ1には、内側に向けて突出する突部2が複数対向配置
されている。
【0005】この種の熱交換器用チューブは、ろう材層
を有するアルミニウム等のクラッド材からなる長尺状の
板材を中央から折曲げ、突部2の先端2a及び縁部3を
相互に突き合わせることで形成される。これら突部2の
先端2aは相互に当接され、ろう付けされている。扁平
チューブ1の片側に形成された縁部3も相互に当接さ
れ、ろう付けされている。
【0006】そして、このように形成された熱交換器用
チューブを用いて、図11に示すように熱交換器が製造
される。まず扁平チューブ1と放熱フィン4が交互に積
層配置され、上下両端にサイドプレート5,6が配置さ
れる。次に、扁平チューブ1の開口端部1a及びサイド
プレート5,6の端部5a,6aが、ヘッダータンク7
の挿入穴7aに挿入される。
【0007】さらに、サイドプレート5,6の外側に焼
付けジグ8が配置され、扁平チューブ1及び放熱フィン
4を積層方向の両側から押圧した状態で、熱処理が行わ
れる。この熱処理により扁平チューブ1の突部2の先端
2a及び縁部3が相互に押圧された状態でろう付けされ
る。同時に、開口端部1a及び挿入穴7a、扁平チュー
ブ1自体、放熱フィン4及びサイドプレート5,6がろ
う付けされ、熱交換器が製造される。
【0008】この熱交換器では、相互にろう付けされた
突部2により、扁平チューブ1の耐圧強度が向上し、扁
平チューブ1内に高圧の熱交換流体が通流される。ま
た、これら突部2により、熱交換流体が攪拌されながら
通流するため、熱交換効率が向上する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
熱交換器用チューブでは、扁平チューブ1の開口端部1
a及びサイドプレート5,6の端部5a,6aをヘッダ
ータンク7の挿入穴7aに挿入して、ろう付けする場合
に、図8に見られるように、扁平チューブ1の突部2の
形成により凹んだ凹部9と挿入穴7a内面との間隔が空
きすぎ、この部分のろう切れが生じてしまい、ろう付け
不良を起こす不具合が有る。
【0010】そのために、特開平06−159986号
公報では、扁平チューブの開口端部付近には突部を設け
ないフラットな形状に形成して、扁平チューブの開口端
部をヘッダータンクの挿入穴に挿入するようにすること
を開示している。この場合には、ろう切れの問題は解消
されるが、特別に、扁平チューブにフラットな部分を形
成する必要があり、製作作業及び製造管理が複雑になる
と共に開口端部付近の熱交換流体の流れに乱流が無く熱
交換効率が劣る。
【0011】また、特開平10−332294号公報に
見られるように、扁平チューブの端部にろう付け用の別
の突出部を形成したものも知られている。この場合に
は、通常の凹部とは別にわざわざ扁平チューブの端部に
ヘッダータンクと当接する突出部を加工形成する必要が
あり、製造工程が増加するため生産性が低下し、製造コ
ストがアップする問題を有している。
【0012】本発明はこのような問題を解決するため
に、扁平チューブの開口端部に中央部分と異なる特別な
形状を形成することなく、扁平チューブとヘッダータン
クとのろう付け不良を無くする熱交換用チューブの構造
を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、扁平
チューブの内面に、内側に向けて突出するビード部を複
数対向形成すると共に、これらビード部の先端を相互に
当接してなる熱交換器用チューブにおいて、該ビード部
によって形成された反対側の凹部の深さを0.1〜0.
35mmとしたものである。従って、扁平チューブとヘ
ッダータンクの挿入穴の開口面との間隙を特定範囲に規
制することにより、この部分にビード部とは別の細工を
しなくても、ろう付け不良を低減することができるとと
もに熱交換流体の熱交換効率も確保できる。
【0014】請求項2の発明は、請求項1記載の熱交換
器用チューブにおいて、上記ビード部の高さを0.1〜
0.35mmとしたものであり、熱交換流体の熱交換効
率を向上させるとともに扁平チューブの強度を改善で
き、かつろう付け不良を低減することができる。
【0015】請求項3の発明は、請求項1または請求項
2記載の熱交換器用チューブにおいて、上記ビード部間
の扁平チューブの内面に、小突起を複数形成したもので
あって、この小突起を設けることにより、内部を通流す
る熱交換流体の熱交換効率が向上する。
【0016】請求項4の発明は、請求項3記載の熱交換
器用チューブにおいて、上記小突起の高さが上記ビード
部の高さより0.1mm以上低くなっている構成であ
り、扁平チューブ内の熱交換流体の通流を阻害すること
なく、且つ熱交換効率を向上させることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施例を図面
に基づいて説明する。この実施例の積層型熱交換器10
は、図1に示すように、複数の扁平チューブ11が放熱
用の波状フィン12を介して積層されている。積層され
た扁平チューブ11及び波状フィン12の上下にサイド
プレート13,14が設けられている。これらの複数の
扁平チューブ11の各開口端部11aが両側のヘッダー
タンク15,16に形成された挿入穴17に挿入されて
いる。また、図示してないが、各ヘッダータンク15,
16の上下の開口部は蓋部材により閉塞され、各ヘッダ
ータンク15,16の所定箇所には仕切板が設けられて
いる。
【0018】更に、一方のヘッダータンク15に入口接
続部18、他方のヘッダータンク16に出口接続部19
が設けられている。この入口接続部18から流入する熱
交換流体はヘッダータンク15,16、扁平チューブ1
1の間で複数回蛇行して通流され、出口接続部19から
流出する。尚、この実施例では、入口接続部18、出口
接続部19は別々のヘッダータンク15,16に設けら
れているが、同じヘッダータンクに設けるように流路を
形成しても良い。
【0019】上記各扁平チューブ11は、図2及び図3
に示すように、例えば、ろう材層を有するアルミニウム
等のクラッド材からなる長尺状のプレート材20を中央
から折曲げ、重ね合わせて形成されている。この上下の
プレート部材21,22の縁部21a,22aは当接さ
れている。上下のプレート部材21,22には、それぞ
れ内側に向けて突出し互いに先端部が当接するビード部
23が多数対向形成されている。尚、この実施例では、
1枚のプレート材20から上下のプレート部材21,2
2を形成しているが、上下のプレート部材21,22を
別々に成形し、その両縁部を接合するようにしても良
い。
【0020】また、上記ビード部23はヘッダータンク
15,16に挿入される扁平チューブ11の開口端部1
1aまで形成されている。そして、これらのビード部2
3により、扁平チューブ11内部に通流される熱交換流
体に乱流を起こさせて熱交換能力を高めるとともに、上
下のプレート部材21,22の強度を高め耐圧性を向上
させる構造となっている。
【0021】次に、熱交換器の製造方法を説明する。ま
ず、扁平チューブ11と波状フィン12が交互に積層配
置され、上下両端にサイドプレート13,14が配置さ
れる。それから、扁平チューブ11の開口端部11a
が、ヘッダータンク15,16の挿入穴17に挿入され
る。
【0022】この状態で熱処理が行われる。この熱処理
により扁平チューブ11のビード部23の先端部23a
が相互に押圧された状態でろう付けされる。同時に、開
口端部11a及び挿入穴17、扁平チューブ11、波状
フィン12及びサイドプレート13,14がろう付けさ
れ、熱交換器10が製造される。
【0023】この実施例では、扁平チューブ11のビー
ド部23によって形成された反対側の凹部24の深さh
を0.1〜0.35mmにしている。深さhを0.35
mm以下とする理由は、ヘッダータンク15,16の挿
入穴17に扁平チューブ11を挿入した時に、図4に示
すように、ヘッダータンク15,16の挿入穴17の内
面に該凹部24が位置するようになった場合でも、該挿
入穴17の内面と該凹部24との間隔がろう切れを生じ
ない距離としている。このことにより、挿入穴17の内
面と扁平チューブ11の開口端部11aとのろう付けは
良好に行われ、ろう付け不良を無くすことができる。ま
た、深さhを0.1mm以上とする理由は、この値より
も少ないと、上下のプレート部材21,22の間隔が
0.2mmより狭くなり、熱交換通路としての空間を確
保できないからである。
【0024】これらの数値の根拠を、図5及び図6で説
明する。図5は縦軸をろう付け性、横軸を凹部の深さと
した時の特性を示す。凹部の深さが0.35mmを超え
ると急激にろう付け性が悪化する。これは、この値以上
になると凹部と挿入穴との間隙にろう材が留まることが
できなくなり、扁平チューブとヘッダータンクのろう付
けが急激に悪くなることを示している。また、図6は縦
軸をろう詰まり性、横軸をビード部高さとした時の特性
を示す。ビード部の高さが0.1mmより小さくなる
と、扁平チューブの内壁間間隔が0.2mmより狭くな
り、この空間にろう材が詰まる結果となり、熱交換流体
の流通が悪くなる。従って、本発明では、ビード部の高
さを0.1mm以上、即ち凹部の深さを0.1mm以上
としている。
【0025】また、図7は図3と同様な熱交換用チュー
ブの断面形状を示すものであって、この実施例では、熱
交換流体が流れる扁平チューブ31の内周面に小突起3
2を形成し、熱交換能力を向上させたものである。小突
起32は扁平チューブ31にビード部33を形成する時
に、ビード部33を形成しない部分に小突起用のギザギ
ザの面を有するローラー面を押し当てることでビード部
33の形成と同時に形成することができる。製作工程を
増加しなくて製造できる。
【0026】また、この実施例では、小突起32をプレ
ート部材34,35の両側の内周面に形成したが、一方
の内周面にのみ形成しても良い。また、ビード部の側面
部分にも小突起を形成しても良い。また、この実施例で
は小突起32の形状は山形状であるが、形状はこのもの
に限られない。できるだけ、多く形成され、熱交換効率
を高めることが好ましい。
【0027】
【発明の効果】本発明では、扁平チューブの内側に向け
て突出するビード部によって形成された反対側の凹部の
深さを0.1〜0.35mmとしたので、扁平チューブ
の凹部とヘッダータンクの挿入穴との間隔にろう材が留
まることとなり、両者のろう付けを良好に行なうことが
できる。また、ビード部の高さを0.1〜0.35mm
とした熱交換器用チューブでは、上記と同様にろう付け
を良好に行なうことができるとともに扁平チューブ内の
熱交換流体の流路を確実に確保できる。また、ビード部
間の扁平チューブの内面に小突起を複数形成した熱交換
器用チューブでは、乱流が生じやすく、熱交換効率が向
上する。更に、小突起の高さをビード部の高さより0.
1mm以上低くすることによって、扁平チューブ内がろ
う材で塞がれることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した熱交換器を示す概略図であ
る。
【図2】本発明を適用した扁平チューブの平面図であ
る。
【図3】本発明を適用した扁平チューブの断面図であ
る。
【図4】本発明を適用した扁平チューブとヘッダータン
クとの接続構造を示す拡大断面図である。
【図5】本発明の扁平チューブのろう付け性の特性を示
すグラフである。
【図6】本発明の扁平チューブのろう詰まり性の特性を
示すグラフである。
【図7】本発明を適用した別の実施例であって、図3と
同様な図である。
【図8】従来の扁平チューブとヘッダータンクとの接続
構造を示す図4相当図である。
【図9】従来の扁平チューブの平面図である。
【図10】従来の扁平チューブの断面図である。
【図11】従来の熱交換器を示す概略図である。
【符号の説明】
1 扁平チューブ 1a 開口端部 2 突部 2a 先端 3 縁部 4 放熱フィン 5 サイドプレート 5a 端部 6 サイドプレート 6a 端部 7 ヘッダータンク 7a 挿入穴 8 焼き付けジグ 10 熱交換器 11 扁平チューブ 11a 開口端部 12 波状フィン 13 サイドプレート 14 サイドプレート 15 ヘッダータンク 16 ヘッダータンク 17 挿入穴 18 入口接続部 19 出口接続部 20 プレート材 21 上プレート材 21a 縁部 22 下プレート材 22a 縁部 23 ビード部 23a 先端部 24 凹部 31 扁平チューブ 32 小突起 33 ビード部 34 上プレート部材 35 下プレート部材

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 扁平チューブの内面に、内側に向けて突
    出するビード部を複数対向形成すると共に、これらビー
    ド部の先端を相互に当接してなる熱交換器用チューブに
    おいて、該ビード部によって形成された反対側の凹部の
    深さを0.1〜0.35mmとしたことを特徴とする熱
    交換器用チューブ。
  2. 【請求項2】 上記ビード部の高さを0.1〜0.35
    mmとしたことを特徴とする請求項1記載の熱交換器用
    チューブ。
  3. 【請求項3】 上記ビード部間の扁平チューブの内面
    に、小突起が複数形成されたことを特徴とする請求項1
    または請求項2記載の熱交換器用チューブ。
  4. 【請求項4】 上記小突起の高さが上記ビード部の高さ
    より0.1mm以上低くなっていることを特徴とする請
    求項3記載の熱交換器用チューブ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013105490A1 (ja) * 2012-01-12 2013-07-18 株式会社デンソー 熱交換器
WO2020125205A1 (zh) * 2018-12-21 2020-06-25 浙江盾安人工环境股份有限公司 换热器扁管及具有其的换热器

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