JP2002174496A - Heat exchanger and its manufacturing method - Google Patents
Heat exchanger and its manufacturing methodInfo
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- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、CO2冷媒を利用
する空気調和装置等に用いられる熱交換器およびその製
造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat exchanger used for an air conditioner or the like utilizing a CO 2 refrigerant and a method for producing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の偏平管式熱交換器を図4乃至図6
に示した。図において、符号1は内部に冷媒が流動する
ヘッダである。このヘッダ1には偏平チューブ2が接続
される複数のチューブ挿入孔3が設けられている。偏平
チューブ2がチューブ挿入孔3にロウ付けされた状態
で、各偏平チューブ2間に挟まれて波形に形成されたフ
ィン4が設けられている。これら偏平チューブ2および
フィン4によりコア5が形成されている。偏平チューブ
2をチューブ挿入孔3にロウ付けするには、まず、ヘッ
ダ1の外面にロウ材6を供給し、チューブ挿入孔3に偏
平チューブ2を挿入した後、ロウ材6を溶融させてロウ
付けを行う。2. Description of the Related Art A conventional flat tube heat exchanger is shown in FIGS.
It was shown to. In the figure, reference numeral 1 denotes a header in which a refrigerant flows. The header 1 is provided with a plurality of tube insertion holes 3 to which the flat tubes 2 are connected. In a state where the flat tube 2 is brazed to the tube insertion hole 3, fins 4 which are sandwiched between the flat tubes 2 and formed in a waveform are provided. A core 5 is formed by the flat tubes 2 and the fins 4. In order to braze the flat tube 2 into the tube insertion hole 3, first, the brazing material 6 is supplied to the outer surface of the header 1, the flat tube 2 is inserted into the tube insertion hole 3, and then the brazing material 6 is melted. Make the attachment.
【0003】ところで、近年、地球環境の保全に対する
関心が高まっているが、車両用空調装置の冷媒として従
来用いられているR134aといった代替フロンは、地
球温暖化に対して影響を与えることが懸念されている。
このため、このような代替フロン冷媒等に代わる物質と
して、元来自然界に存在する物質、いわゆる自然冷媒を
用いた車両用空調装置の研究が行われている。このよう
な自然冷媒の候補として、二酸化炭素(CO2)が注目
されている。このCO2は、地球温暖化に対する寄与が
代替フロンよりもはるかに小さいだけでなく、可燃性が
ないうえ、基本的には人体に無害である。このような背
景から、二酸化炭素を使用した蒸気圧縮式冷凍サイクル
(以下、CO2冷凍サイクルと略す)が提案されてい
る。In recent years, there has been an increasing interest in preserving the global environment. However, there is a concern that an alternative chlorofluorocarbon, such as R134a, which has been conventionally used as a refrigerant for air conditioners for vehicles, will have an effect on global warming. ing.
For this reason, research has been conducted on a vehicle air conditioner using a substance originally existing in the natural world, that is, a so-called natural refrigerant, as a substance replacing the alternative Freon refrigerant or the like. As a candidate for such a natural refrigerant, carbon dioxide (CO 2 ) has attracted attention. This CO 2 not only contributes significantly less to global warming than CFC alternatives, is not flammable, and is basically harmless to the human body. From such a background, a vapor compression refrigeration cycle using carbon dioxide (hereinafter abbreviated as a CO 2 refrigeration cycle) has been proposed.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】このようなCO2冷凍
サイクルにおいては冷媒圧力が通常のフロンよりも高
く、熱交換器においてもその圧力に耐え得るよう、通常
のフロンを用いた熱交換器と比べて、ヘッダ1の肉厚が
厚く構成されている。このため、チューブ挿入孔3を機
械加工によって穿設している。しかし、機械加工により
ストレート形状のチューブ挿入孔3を穿設すると、偏平
チューブ2と挿入孔3とを正確に一直線上に対向配置し
なければ偏平チューブ2を挿入孔3に挿入することがで
きず、偏平チューブ2が挿入され難いという問題があ
る。また、ヘッダ1が肉厚であるため、ロウ付け時に溶
融ロウ材6がヘッダ1の内側にまで流動しにくく、ロウ
付け不良が発生し安いという問題がある。さらに、ロウ
付け加熱時には熱交換器内に構成部材の熱容量差に起因
した温度差が発生し、コア中央部が高温になる傾向があ
る。このため、溶融したロウ材6が高温側のコア中央部
に流動しやすく、溶融ロウ材6のヘッダ内側への流動性
がさらに悪化してヘッダ・チューブのロウ付け性を低下
させると共に、コア中央チューブのロウ材6による侵食
が発生し、品質の低下を招くという問題があった。In such a CO 2 refrigeration cycle, the refrigerant pressure is higher than that of ordinary Freon. In comparison, the header 1 is configured to be thicker. For this reason, the tube insertion hole 3 is formed by machining. However, if the straight tube insertion hole 3 is formed by machining, the flat tube 2 and the insertion hole 3 cannot be inserted into the insertion hole 3 unless the flat tube 2 and the insertion hole 3 are accurately arranged to face each other in a straight line. However, there is a problem that the flat tube 2 is difficult to be inserted. Further, since the header 1 is thick, the molten brazing material 6 hardly flows to the inside of the header 1 at the time of brazing, and there is a problem that brazing failure occurs and the price is low. Furthermore, at the time of brazing heating, a temperature difference occurs in the heat exchanger due to a difference in heat capacity of the constituent members, and the central portion of the core tends to become high in temperature. For this reason, the molten brazing material 6 easily flows to the central portion of the core on the high-temperature side, and the fluidity of the molten brazing material 6 to the inside of the header is further deteriorated, so that the brazing property of the header tube is reduced, and There has been a problem that erosion by the brazing material 6 of the tube occurs, resulting in deterioration of quality.
【0005】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、容易に製造を行うことができる熱交換器を提供す
ることを目的とする。また、ヘッダとチューブのロウ付
け性を向上させることができる熱交換器の製造方法を提
供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a heat exchanger that can be easily manufactured. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a heat exchanger that can improve the brazing property between a header and a tube.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、冷媒が流通するヘッダと、該ヘッダに設けられたチ
ューブ挿入孔と、該チューブ挿入孔に挿入されるととも
に前記ヘッダに接合された偏平チューブとを備えた熱交
換器において、前記チューブ挿入孔は、内側から外側に
向かって断面積が大きく形成されていることを特徴とす
る。According to the first aspect of the present invention, there is provided a header through which a refrigerant flows, a tube insertion hole provided in the header, and a tube inserted into the tube insertion hole and joined to the header. And a flat tube, wherein the tube insertion hole is formed to have a larger cross-sectional area from the inside to the outside.
【0007】この熱交換器においては、チューブ挿入孔
の外側開口縁部が大きく形成されているため、偏平チュ
ーブを挿入する際、偏平チューブがこの開口縁部にガイ
ドされ、チューブ挿入孔に挿入しやすくなる。その形状
としては、例えば面取り、曲面、段差などを採用するこ
とができる。In this heat exchanger, since the outer opening edge of the tube insertion hole is formed large, when the flat tube is inserted, the flat tube is guided by the opening edge and inserted into the tube insertion hole. It will be easier. As the shape, for example, a chamfer, a curved surface, a step, or the like can be adopted.
【0008】請求項2に記載の発明は、冷媒が流通する
ヘッダと、該ヘッダに設けられたチューブ挿入孔と、該
チューブ挿入孔に挿入されるとともに前記ヘッダに接合
された偏平チューブとを備えた熱交換器の製造方法にお
いて、前記ヘッダの内壁面にロウ材を供給し、前記偏平
チューブを前記チューブ挿入孔に挿入した後、ロウ付け
を行うことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a header through which a refrigerant flows, a tube insertion hole provided in the header, and a flat tube inserted into the tube insertion hole and joined to the header. In the method for manufacturing a heat exchanger, a brazing material is supplied to an inner wall surface of the header, and the flat tube is inserted into the tube insertion hole, and then brazing is performed.
【0009】この熱交換器の製造方法においては、ヘッ
ダの内壁に供給されたロウ材は、温度勾配のためにコア
中央に流動しやすくなる。すなわち、溶融したロウ材は
ヘッダと偏平チューブとの間をヘッダ外側に流れるた
め、ヘッダと偏平チューブとのロウ付けが実現される。
さらに、ロウ材がヘッダ外側にまで流れているか否かを
ヘッダ外側から目視することにより、ヘッダと偏平チュ
ーブとがロウ付けされたことを確認することができる。In this method of manufacturing a heat exchanger, the brazing material supplied to the inner wall of the header easily flows to the center of the core due to the temperature gradient. That is, since the molten brazing material flows between the header and the flat tube to the outside of the header, brazing between the header and the flat tube is realized.
Further, by visually checking from the outside of the header whether or not the brazing material has flowed to the outside of the header, it can be confirmed that the header and the flat tube have been brazed.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る空気調和装置
の第1実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、従
来と同一の構成については同一の符号を用い、その説明
を省略する。図1(a)において、符号11は冷媒が流通
するヘッダである。該ヘッダ11には偏平チューブ2が
挿入されるチューブ挿入孔12が穿設されている。この
チューブ挿入孔12の外側開口縁部には、図のように面
取り部(C面)13が形成されていることにより、内側
から外側に向かってチューブ挿入孔12の断面積が大き
くなっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of an air conditioner according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same components as those in the related art are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In FIG. 1A, reference numeral 11 denotes a header through which a refrigerant flows. The header 11 has a tube insertion hole 12 into which the flat tube 2 is inserted. Since the chamfered portion (C surface) 13 is formed at the outer opening edge of the tube insertion hole 12 as shown in the figure, the cross-sectional area of the tube insertion hole 12 increases from the inside to the outside. .
【0011】このように構成された熱交換器では、チュ
ーブ挿入孔12に偏平チューブ2を挿入する際、面取り
部13によって偏平チューブ2がガイドされるため、偏
平チューブ2を容易にチューブ挿入孔12に挿入するこ
とができる。In the heat exchanger configured as described above, when the flat tube 2 is inserted into the tube insertion hole 12, the flat tube 2 is guided by the chamfered portion 13, so that the flat tube 2 can be easily inserted into the tube insertion hole 12. Can be inserted.
【0012】ロウ付けは以下のようにして行われる。ヘ
ッダ11の内壁にロウ材15を供給しておき、チューブ
挿入孔12に偏平チューブ2を挿入する。そして、ロウ
材15を溶融させる。溶融したロウ材15は、温度勾配
のためにコア5中央に流動しやすくなる。すなわち、溶
融したロウ材15は、図1(b)に示すようにヘッダ11
と偏平チューブ2との間をヘッダ11の外側に流れるた
め、ヘッダ11と偏平チューブ2とのロウ付けが行われ
る。このように、ヘッダ11の外面ではなく内面にロウ
材15を供給することにより、ヘッダ11と偏平チュー
ブ2とのロウ付け性を向上させることができる。さら
に、ロウ材15がヘッダ外側にまで流れているか否かを
外側から目視することにより、ヘッダ15と偏平チュー
ブ2とがロウ付けされたことを確認することができる。The brazing is performed as follows. The brazing material 15 is supplied to the inner wall of the header 11, and the flat tube 2 is inserted into the tube insertion hole 12. Then, the brazing material 15 is melted. The molten brazing material 15 easily flows to the center of the core 5 due to the temperature gradient. That is, as shown in FIG.
Therefore, the header 11 and the flat tube 2 are brazed because they flow between the flat tube 2 and the outside of the header 11. Thus, by supplying the brazing material 15 to the inner surface of the header 11 instead of the outer surface, the brazing property between the header 11 and the flat tube 2 can be improved. Further, by visually observing whether or not the brazing material 15 flows to the outside of the header, it can be confirmed that the header 15 and the flat tube 2 are brazed.
【0013】なお、変形例として、図2(a)に示すよう
に、チューブ挿入孔2の外側開口縁部を曲面(R面)1
8としてもよい。また、図2(b)に示すように少なくと
も一つ以上の段差19を設け、内側から外側に向かって
チューブ挿入孔12の断面積が大きくなるように構成し
ても良い。これらの場合でも、上記と同様、偏平チュー
ブ2を容易にチューブ挿入孔12に挿入することができ
る。As a modification, as shown in FIG. 2 (a), the outer opening edge of the tube insertion hole 2 is formed into a curved surface (R surface) 1.
It may be eight. Further, as shown in FIG. 2B, at least one step 19 may be provided so that the cross-sectional area of the tube insertion hole 12 increases from the inside to the outside. Also in these cases, the flat tube 2 can be easily inserted into the tube insertion hole 12 similarly to the above.
【0014】さらに、図3に示すようにヘッダ21を外
側部材21aと内側部材21bとに分割する。図3(a)
に示すように、これら外側部材21aと内側部材21b
とでチューブ挿入孔12の開口面積を異ならせても良い
し、同図(b)のようにチューブ挿入孔12内壁に傾斜を
持たせ、内側から外側に向かってその開口断面積が大き
くなるようにしても良い。Further, as shown in FIG. 3, the header 21 is divided into an outer member 21a and an inner member 21b. Fig. 3 (a)
As shown in the figure, these outer member 21a and inner member 21b
The opening area of the tube insertion hole 12 may be made different from the above, or the inner wall of the tube insertion hole 12 may be inclined as shown in FIG. You may do it.
【0015】また、ヘッダに設けられた冷媒流路は断面
視円形に限らず、角部に丸みを持たせたR付四角形や、
八角形、正八角形などでもよい。The refrigerant flow path provided in the header is not limited to a circular shape in a sectional view, but may be a square with an R with a rounded corner,
It may be an octagon, a regular octagon, or the like.
【0016】[0016]
【発明の効果】上述した本発明によれば、以下の効果を
得ることができる。請求項1に記載の発明によれば、チ
ューブ挿入孔の外側開口縁部が大きく形成されているた
め、偏平チューブを挿入する際、偏平チューブがこの開
口縁部にガイドされ、チューブ挿入孔に挿入しやすくな
る。したがって製造が容易となる。According to the present invention described above, the following effects can be obtained. According to the first aspect of the present invention, since the outer opening edge of the tube insertion hole is formed large, when the flat tube is inserted, the flat tube is guided by the opening edge and inserted into the tube insertion hole. Easier to do. Therefore, manufacturing becomes easy.
【0017】請求項2に記載の発明によれば、溶融した
ロウ材はヘッダと偏平チューブとの間をヘッダ外側に流
れるため、ヘッダと偏平チューブとのロウ付け性を向上
させることができる。さらに、ロウ材がヘッダ外側にま
で流れているか否かを外側から目視することにより、ヘ
ッダと偏平チューブとがロウ付けされたことを確認する
ことができる。According to the second aspect of the present invention, since the molten brazing material flows between the header and the flat tube to the outside of the header, the brazing property between the header and the flat tube can be improved. Further, by visually observing whether or not the brazing material has flowed to the outside of the header, it can be confirmed that the header and the flat tube have been brazed.
【図1】 本発明の第1実施形態として示した熱交換器
の部分断面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a heat exchanger shown as a first embodiment of the present invention.
【図2】 本発明の変形例として示した熱交換器の部分
断面図である。FIG. 2 is a partial sectional view of a heat exchanger shown as a modification of the present invention.
【図3】 本発明の変形例として示した熱交換器の部分
断面図である。FIG. 3 is a partial sectional view of a heat exchanger shown as a modification of the present invention.
【図4】 偏平管式熱交換器の全体構成を示す斜視図で
ある。FIG. 4 is a perspective view showing the overall configuration of a flat tube heat exchanger.
【図5】 同熱交換器に用いられるヘッダの斜視図であ
る。FIG. 5 is a perspective view of a header used in the heat exchanger.
【図6】 同ヘッダと偏平チューブとの接合状態を示す
断面図であり、(a)は図5のA−Aにそった断面図、(b)
は(a)のB−B線に沿った断面図である。6A and 6B are cross-sectional views showing a joint state between the header and the flat tube, wherein FIG. 6A is a cross-sectional view along AA in FIG. 5, and FIG.
FIG. 3A is a cross-sectional view along the line BB in FIG.
2 偏平チューブ 11 ヘッダ 12 チューブ挿入孔 13 面取り部 15 ロウ材 18 曲面 19 段差 2 Flat tube 11 Header 12 Tube insertion hole 13 Chamfered part 15 Brazing material 18 Curved surface 19 Step
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 茂男 愛知県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 Fターム(参考) 3L065 BA11 CA17 3L103 AA01 AA05 BB42 CC30 DD08 DD32 DD34 DD42 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Shigeo Sakai 1F, Takamichi, Iwazuka-cho, Nakamura-ku, Nagoya-shi, Aichi F-term in Nagoya Research Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 3L065 BA11 CA17 3L103 AA01 AA05 BB42 CC30 DD08 DD32 DD34 DD42
Claims (2)
けられたチューブ挿入孔と、該チューブ挿入孔に挿入さ
れるとともに前記ヘッダに接合された偏平チューブとを
備えた熱交換器において、 前記チューブ挿入孔は、内側から外側に向かって断面積
が大きく形成されていることを特徴とする熱交換器。1. A heat exchanger comprising a header through which a refrigerant flows, a tube insertion hole provided in the header, and a flat tube inserted into the tube insertion hole and joined to the header. A heat exchanger characterized in that the tube insertion hole has a larger cross-sectional area from the inside to the outside.
けられたチューブ挿入孔と、該チューブ挿入孔に挿入さ
れるとともに前記ヘッダに接合された偏平チューブとを
備えた熱交換器の製造方法において、 前記ヘッダの内壁面にロウ材を供給し、前記偏平チュー
ブを前記チューブ挿入孔に挿入した後、ロウ付けを行う
ことを特徴とする熱交換器の製造方法。2. A method for manufacturing a heat exchanger comprising a header through which a refrigerant flows, a tube insertion hole provided in the header, and a flat tube inserted into the tube insertion hole and joined to the header. 5. The method for manufacturing a heat exchanger according to claim 1, wherein a brazing material is supplied to an inner wall surface of the header, and the flat tube is inserted into the tube insertion hole and then brazed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000374554A JP2002174496A (en) | 2000-12-08 | 2000-12-08 | Heat exchanger and its manufacturing method |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPWO2021199458A1 (en) * | 2020-03-31 | 2021-10-07 |
-
2000
- 2000-12-08 JP JP2000374554A patent/JP2002174496A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
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JPWO2021199458A1 (en) * | 2020-03-31 | 2021-10-07 | ||
JP7361887B2 (en) | 2020-03-31 | 2023-10-16 | 三菱電機株式会社 | Heat exchanger header, heat exchanger, method for manufacturing heat exchanger header, and method for manufacturing heat exchanger |
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