JP2004100982A

JP2004100982A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2004100982A
Application number: JP2002259835A
Authority: JP
Inventors: Etsuo Hasegawa; 長谷川　恵津夫; Masaaki Kawakubo; 川久保　昌章; Takeshi Muto; 武藤　健
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-09-05
Filing date: 2002-09-05
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】ジョイントのろう付け不良を低減する。
【解決手段】上側タンク１１及び熱交換コア部４の二面にてジョイント１２を蒸発器１にろう付けする。これにより、ろう付け時等にジョイント１２にモーメントが作用したときに、接合面１２ａ及び接合面１２ｂのいずれか一方には、接触面圧が増大するような力が作用する。したがって、仮に、ジョイント１２の自重によるモーメント又はジョイント１２を保持する際の保持治具の位置ずれ等によるモーメントがジョイント１２に作用しても、ジョイント１２のがろう付け部に亀裂が発生する等のろう付け不良が発生することを未然に防止できる。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱交換器に関するもので、二酸化炭素や可燃性冷媒を冷媒とする蒸気圧縮式冷凍機の熱交換器に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
二酸化炭素を冷媒とする蒸気圧縮式冷凍機の熱交換器として、例えば特開２０００−３０４４７２号公報に記載の発明では、複数のチューブに連通する集合管を設け、複数のチューブから流出する冷媒を１本の集合管に集約して外部に流出させる構造としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に記載の発明では、配管や集合管をろう付けする際に、配管や集合管の接合部に自重によるモーメント、又は配管や集合管を保持する際の保持治具の位置ずれ等によるモーメントが作用する可能性が高いので、ろう付け部に亀裂が発生する等のろう付け不良が発生し易い。
【０００４】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な熱交換器を提供し、第２には、ジョイントのろう付け不良を低減することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、流体が流れる複数本のチューブ（２）を有して構成された熱交換コア部（４）と、チューブ（２）の長手方向端部側に配置され、複数本のチューブ（２）と連通するヘッダタンク（１１）と、外部配管をヘッダタンク（１１）に接続するためのジョイント（１２）とを備え、ジョイント（１２）は、少なくともヘッダタンク（１１）及び熱交換コア部（４）にろう接されており、さらに、ジョイント（１２）とヘッダタンク（１１）との接合面（１２ａ）と平行な面は、ジョイント（１２）と熱交換コア部（４）との接合面（１２ｂ）と平行な面に対して交差していることを特徴とする。
【０００６】
これにより、ろう接時等にジョイント（１２）にモーメントが作用したときに、接合面（１２ａ）及び接合面（１２ｂ）のいずれか一方には、接触面圧が増大するような力が作用する。
【０００７】
したがって、仮に、ジョイント（１２）の自重によるモーメント又はジョイント（１２）を保持する際の保持治具の位置ずれ等によるモーメントがジョイント（１２）に作用しても、ジョイント（１２）のがろう付け部に亀裂が発生する等のろう付け不良が発生することを未然に防止できるとともに、従来と異なる新規な熱交換器を得ることができる。
【０００８】
なお、「ろう接」とは、例えば「接続・接合技術」（東京電機大学出版局）に記載されているように、ろう材やはんだを用いて母材を溶融させないように接合する技術を言う。因みに、融点が４５０℃以上の溶加材を用いて接合するときをろう付けと言い、その際の溶加材をろう材と呼び、融点が４５０℃以下の溶加材を用いて接合するときをはんだ付けと言い、その際の溶加材をはんだと呼ぶ。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、ヘッダタンク（１１）の長手方向寸法（Ｌ）は、熱交換コア部（４）のうちヘッダタンク（１１）の長手方向と平行な部位の寸法（Ｗ）より大きく、さらに、ジョイント（１２）は、ヘッダタンク（１１）のうち熱交換コア部（４）の端部から突出した部位と熱交換コア部（４）の端部とにろう接されていることを特徴とする。
【００１０】
これにより、熱交換器の大型化を招くことなく、ジョイント（１２）にろう付け不良が発生することを未然に防止できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、ジョイント（１２）とヘッダタンク（１１）との接合面（１２ａ）側、及びジョイント（１２）と熱交換コア部（４）との接合面（１２ｂ）側のうち少なくとも一方には、ジョイント（１２）と係合する係合部（１３ａ）が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
これにより、ジョイント（１２）を確実に接合できる。
【００１３】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後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。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る熱交換器を二酸化炭素を冷媒とする車両用空調装置用の蒸発器に適用したものであり、図１は本実施形態に係る熱交換器（蒸発器）１の斜視図であり、図２は図１のＡ部拡大図である。
【００１５】
なお、蒸発器とは、周知のごとく、冷媒を蒸発させることにより冷凍能力（吸熱作用）を発揮する蒸気圧縮式冷凍機の低圧側熱交換器であり、車両用空調装置では、室内側に配置して室内に吹き出す空気を冷却する。
【００１６】
図１中、チューブ２は冷媒が流通する扁平状の管であり、フィン３はチューブ２の外表面に接合されて空気との伝熱面積を増大させるものであり、この複数本のチューブ２及びフィン３から空気と冷媒とを熱交換させる熱交換コア部４が構成されている。
【００１７】
なお、本実施形態では、熱交換コア部４は、空気流れに対して直列に複数列（この例では、２列）設けられており、冷媒は空気流れ下流側の熱交換コア部４から蒸発器１に流入し、空気流れ上流側の熱交換コア部４から蒸発器１外に流出する。
【００１８】
また、ヘッダタンク５〜８は、チューブ２の長手方向端部側に配置されて各チューブ２と連通するもので、これらのヘッダタンク５〜８は複数個の熱交換コア部４それぞれに設けられている。
【００１９】
なお、ヘッダタンク５〜８は、チューブ２が接合されたコアプレート９とこのコアプレート９と共にタンク内空間を構成するタンクプレート１０とを接合して構成されたもので、本実施形態では、ヘッダタンク５、６用のコアプレート９、ヘッダタンク５、６用のタンクプレート１０、ヘッダタンク７、８用のコアプレート９、及びヘッダタンク７、８用のタンクプレート１０それぞれをプレス成形にて一体形成している。そこで、以下、紙面上方側のヘッダタンク５、６を総称して上側タンク１１の表記する。
【００２０】
また、ジョイント１２は、外部配管（図示せず。）とタンク４とを接続するための接続部材である。そして、このジョイント１２は、図２に示すように、上側タンク１１及び熱交換コア部４にろう付けされており、ジョイント１２と上側タンク１１との接合面１２ａと平行な面は、ジョイント１２と熱交換コア部４との接合面１２ｂと平行な面に対して直交するように交差している。
【００２１】
具体的には、上側タンク１１の長手方向寸法Ｌを熱交換コア部４のうち上側タンク１１の長手方向と平行な部位の寸法Ｗより大きくするとともに、上側タンク１１のうち熱交換コア部４の端部から突出した部位と、熱交換コア部４の端部に設けられたサイドプレート４ａとにジョイント１２をろう付けしたものである。
【００２２】
なお、サイドプレート４ａとは、熱交換コア部４の端部に設けられて熱交換コア部４を補強する補強用部材である。
【００２３】
また、本実施形態では、ジョイント１２をサイドプレート４ａ、つまり熱交換コア部４の端部にろう付けするに当たっては、表裏両面にろう材が被覆された保持プレート１３を介してジョイント１２とサイドプレート４ａとをろう付けしている。なお、係止フック１４ｂは、保持プレート１３を仮固定するためのものである。
【００２４】
そして、保持プレート１３には、ジョイント１２に形成された凹部１２ｃに嵌合してジョイント１２と係合する突起部１３ａが設けられており、ジョイント１２は、突起部１３ａにて機械的に組み付けられた状態でサイドプレート４ａにろう付けされている。
【００２５】
因みに、本実施形態では、チューブ２、フィン３、上側タンク１１（下方側のヘッダタンク７、８も含む。）及びジョイント１２等の蒸発器１を構成する部品は全てアルミニウム製であり、これらは全てろう付けにて一体接合されている。
【００２６】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００２７】
本実施形態では、上側タンク１１及び熱交換コア部４の二面にてジョイント１２を蒸発器１にろう付けするとともに、ジョイント１２と上側タンク１１との接合面１２ａと平行な面と、ジョイント１２と熱交換コア部４との接合面１２ｂと平行な面とが交差しているので、ろう付け時等にジョイント１２にモーメントが作用したときに、接合面１２ａ及び接合面１２ｂのいずれか一方には、接触面圧が増大するような力が作用する。
【００２８】
したがって、仮に、ジョイント１２の自重によるモーメント又はジョイント１２を保持する際の保持治具の位置ずれ等によるモーメントがジョイント１２に作用しても、ジョイント１２のがろう付け部に亀裂が発生する等のろう付け不良が発生することを未然に防止できる。
【００２９】
ところで、ジョイント１２は、熱交換コア部４の端部に組み付けられるので、蒸発器１のうち上側タンク１１の長手方向と平行な部位の最大寸法は、仮に、上側タンク１１の長手方向寸法Ｌを熱交換コア部４のうち上側タンク１１の長手方向と平行な部位の寸法Ｗより大きくしなくても、上側タンク１１の長手方向寸法Ｌと略同等となる。
【００３０】
したがって、本実施形態のごとく、上側タンク１１の長手方向寸法Ｌを熱交換コア部４のうち上側タンク１１の長手方向と平行な部位の寸法Ｗより大きくして、上側タンク１１のうち熱交換コア部４の端部から突出した部位と、熱交換コア部４の端部に設けられたサイドプレート４ａとにジョイント１２をろう付けすれば、蒸発器１の大型化を招くことなく、ジョイント１２にろう付け不良が発生することを未然に防止できる。
【００３１】
（第２実施形態）
第１実施形態では、保持プレート１３をジョイント１２とサイドプレート４ａとの間に介在させたが、本実施形態は、図３に示すように、保持プレート１３を廃止してジョイント１２とサイドプレート４ａとを直接にろう付けしたものである。
【００３２】
これにより、蒸発器１の部品点数を低減しながら、ジョイント１のがろう付け部にろう付け不良が発生することを未然に防止できる。
【００３３】
（その他の実施形態）
上述の実施形態に係るジョイント１２は、６面体状のブロックであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、パイプをＬ字状に曲げたものにてジョイント１２を構成してもよい。
【００３４】
また、上述の実施形態では、車両用空調装置用の蒸発器に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３５】
また、上述の実施形態では、突起部１３ａを熱交換コア部４側に設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばジョイント１２又は上側タンク１１に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る蒸発器の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る蒸発器における図１のＡ部拡大図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る蒸発器における図１のＡ部拡大図である。
【符号の説明】
２…チューブ、３…フィン、４…熱交換コア部、４ａ…サイドプレート、
１１…上側タンク、１２…ジョイント、１３…保持プレート

Claims

流体が流れる複数本のチューブ（２）を有して構成された熱交換コア部（４）と、
前記チューブ（２）の長手方向端部側に配置され、前記複数本のチューブ（２）と連通するヘッダタンク（１１）と、
外部配管を前記ヘッダタンク（１１）に接続するためのジョイント（１２）とを備え、
前記ジョイント（１２）は、少なくとも前記ヘッダタンク（１１）及び前記熱交換コア部（４）にろう接されており、
さらに、前記ジョイント（１２）と前記ヘッダタンク（１１）との接合面（１２ａ）と平行な面は、前記ジョイント（１２）と前記熱交換コア部（４）との接合面（１２ｂ）と平行な面に対して交差していることを特徴とする熱交換器。
前記ヘッダタンク（１１）の長手方向寸法（Ｌ）は、前記熱交換コア部（４）のうち前記ヘッダタンク（１１）の長手方向と平行な部位の寸法（Ｗ）より大きく、
さらに、前記ジョイント（１２）は、前記ヘッダタンク（１１）のうち前記熱交換コア部（４）の端部から突出した部位と前記熱交換コア部（４）の端部とにろう接されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
前記ジョイント（１２）と前記ヘッダタンク（１１）との接合面（１２ａ）側、及び前記ジョイント（１２）と前記熱交換コア部（４）との接合面（１２ｂ）側のうち少なくとも一方には、前記ジョイント（１２）と係合する係合部（１３ａ）が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器。