JP2004218954A

JP2004218954A - 熱交換器およびその製造方法

Info

Publication number: JP2004218954A
Application number: JP2003007610A
Authority: JP
Inventors: Joji Sato; 穣治佐藤
Original assignee: Toyo Radiator Co Ltd
Current assignee: Toyo Radiator Co Ltd
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2004-08-05

Abstract

【課題】部品点数が少なくチューブ内に大きな圧力が加わってもスプリングバックが生じ難い、耐久性の高い熱交換器およびその製造方法の提供。
【解決手段】偏平チューブ１をその断面の長軸方向に曲折して螺旋状に形成し、対向する偏平チューブ１の平面間に隙間を開けてそこにフィン２を介装固定する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調用熱交換器やエンジン冷却用熱交換器，蓄熱型熱交換器等の各種の熱交換器に利用することができる曲げコア型のものに関し、特にろう付け部を少なくして、高圧力のＣＯ_２冷媒や可燃性冷媒（ＨＣ）をチューブ内に流通できる信頼性の高い熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
省スペースの曲げコア型熱交換器が知られている。これは多数の偏平チューブを並列すると共に各偏平チューブ間に、多数のコルゲートフィンを配置し、夫々の偏平チューブの両端をヘッダに連通し、全体を炉内でろう付けした後に、コア全体をコ字状等に曲げたものである。
また、多数の偏平チューブを平面Ｃ字状に折り曲げ、夫々のチューブの両端を一対の偏平チューブに液密に連通したもの知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−３３９５８６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一対のヘッダパイプ間に多数のチューブおよびフィンを設けた熱交換器は、曲げ加工に伴う内部歪みが残存し、チューブに内圧が加わると直線状に戻る方向にスプリングバックする。それを防止するためには、各ヘッダパイプ間を連結する連結金具を必要とする。
また、従来の曲げコアタイプの熱交換器は多数の所定長さチューブおよびコルゲートフィンを必要とすると共に、その折り曲げ工程が面倒である欠点があった。
そこで本発明は、製造容易で部品点数の少ない曲げコアタイプの熱交換器およびその製造方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は偏平チューブ（１）が、その断面の長軸方向に曲折され、その対向平面間に隙間を開けて螺旋状に形成され、その隙間にフィン（２）が介装固定されてなる熱交換器である。
【０００６】
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
偏平チューブ（１）が、中心側とその外側との二列又はそれ以上の列数に並列配置された熱交換器である。
請求項３に記載の本発明は、請求項１において、
偏平チューブ（１），（１ａ）が、厚み方向に二列又はそれ以上の列数に配置された熱交換器である。
請求項４に記載の本発明は、請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、
前記偏平チューブ（１）が、多穴押出管からなる熱交換器である。
【０００７】
請求項５に記載の本発明は、偏平チューブ（１）と、波形に曲折されたフィン（２）とを重ね合わせ、その重ね合わせ状態で、偏平チューブ（１）とフィン（２）とを、その偏平チューブ（１）の断面の長軸方向に曲折して螺旋状に形成する工程と、
その偏平チューブ（１）とフィン（２）との接触部を互いにろう付けする工程とを有する熱交換器の製造方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づいて本発明の各実施の形態につき説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態を示す斜視略図であり、図２はその使用状態の一例を示す平面略図である。また、図３は同熱交換器の製造方法の一例を示す説明図である。
この熱交換器は、図３に示す如くコイル状に巻かれたチューブコイル３から偏平チューブ１を繰り出すと共に、フィン成形機４から繰り出されるコルゲート型のフィン２を重ね合わせて、図示しないチューブ成形機によって偏平チューブ１の断面の長軸方向に曲折して螺旋状に形成し、適当な長さに偏平チューブおよびフィンを切断し、コアを組み立てる。
【０００９】
なお、偏平チューブ１の外表面またはフィン２の外表面にろう材が被覆されたものを用いる。コルゲート型のフィンの代わりに、マルチエントリー型のオフセットフィンを使用することもできる。このフィンは波の稜線が蛇行すると共に、その立ち上げ面に多数の切り起こした開口が形成されたものである。また、波の形状は、矩形波であっても、サインカーブ状であってもよい。偏平チューブは、内部に多数の仕切を有する多穴型のものであっても、その仕切のない通常の偏平チューブであってもよい。
【００１０】
この例では、偏平チューブ１，フィン２はその平面外周が円形のドーナツ状に形成される。その偏平チューブ１の平面は、上下に互いに一定の隙間をあけて対向するように形成され、それらの隙間に連続したフィン２が螺旋状に配置される。そして、偏平チューブ１の平面間の隙間は、フィン２の振幅高さに整合する。
次いで、その組立て体を適宜な治具で軸方向に圧縮した状態で、高温の炉内に挿入して被覆されたろう材を溶融し、次いでそれを冷却固化することにより各部品間を一体にろう付け固定し、熱交換器を完成する。
【００１１】
このようにしてなる熱交換器は、一例として図２に示す如く、その内部にこの例ではシロッコ型のファン５が配置され、ファン５を駆動することによりその中心から半径方向外方に空気６を流通させる。また、偏平チューブ１の一端からは冷媒等の流体が導かれ、それが偏平チューブ１内を螺旋状に流通して他端から外部に導かれる。そしてその冷媒等と空気６との間に熱交換が行なわれる。
なお、偏平チューブ１の両端には図示しない適宜な取付けパイプが連結される。
【００１２】
次に、図４は本発明の第２の実施の形態を示す熱交換器であって、この例が図１のそれと異なる点は２列に偏平チューブ１が並列されていることである。
即ち、各列の偏平チューブ１は夫々螺旋状に形成され、その平面が整合するように配置される。そしてその状態で二列分のコルゲート型のフィン２が、隙間に連続的に配置される。
なお、フィンの幅を各偏平チューブの幅に等しくして、二つのコアを形成し、それを同軸に配置することもできる。
【００１３】
【変形例】
上記の例では、偏平チューブ１が螺旋で且つ円筒状に形成されたが、これに代えて全体を平面略方形の筒状に形成することもできる。図５はその説明図である。
また、その方形の代わりに平面長円形の螺旋で、筒状に形成してもよい。
さらに、図６の如く二つの偏平チューブ１，１ａを同一直径に二条の螺旋状に曲折形成することもできる。この場合には、夫々の偏平チューブ１，１ａに冷媒等の流体を並列供給することができる。それにより、冷媒の流通に伴う圧力損失を半分にすることができる。また、偏平チューブを３列以上を図６の如く螺旋状に曲折してさらに冷媒等の圧力損失を低下させることもできる。
【００１４】
【発明の作用・効果】
本発明の熱交換器は、偏平チューブ１をその長軸方向に曲折して螺旋状に形成すると共に、その対向平面間の隙間にフィン２が介装固定されたものであるから、部品点数が少なく製造し易いものとなる。
即ち、従来のような多数の偏平チューブと多数のフィンとを不要とし、連続する偏平チューブと連続するフィンとにより構成でき、ろう付け部が少なく漏れを起こし難い信頼性の高い熱交換器となり得る。特に、高圧力のＣＯ_２冷媒や可燃性冷媒（ＨＣ）を偏平チューブ内に安全に流通できる熱交換器の提供が可能となる。
【００１５】
偏平チューブ１を中心側と外側との二列又はそれ以上の列数に並列させることができる。この場合には、より容量の大きなコンパクトな熱交換器を提供できる。
複数の偏平チューブ１，１ａを、厚み方向に二列又はそれ以上の列数に配置することができる。この場合には、熱交換媒体を並列して各偏平チューブに供給することができ、その熱交換媒体の流通に伴う圧力損失を少なくできる。
偏平チューブ１を多穴押出管から形成することができる。この場合には、偏平チューブ１を、その断面の長軸方向に曲折しても断面が変形することを可及的に防止し、偏平チューブ１とフィン２との間隔を一定に保って、性能の良い熱交換器となり得る。
【００１６】
本発明の熱交換器の製造方法は、偏平チューブ１とフィン２とを重ね合わせ、その状態で螺旋状に曲折するものであるから、製造し易く量産性の高い熱交換器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱交換器の第１の実施の形態を示す斜視略図。
【図２】同熱交換器の使用状態を示す平面図。
【図３】同熱交換器の製造方法の一例を示す説明図。
【図４】本発明の熱交換器の第２の実施の形態を示す斜視略図。
【図５】本発明の熱交換器の第３の実施の形態を示す説明図。
【図６】本発明の熱交換器の第４の実施の形態を示す説明図。
【符号の説明】
１偏平チューブ
１ａ偏平チューブ
２フィン
２ａフィン
３チューブコイル
４フィン成形機
５ファン
６空気
７冷媒

Claims

偏平チューブ（１）が、その断面の長軸方向に曲折され、その対向平面間に隙間を開けて螺旋状に形成され、その隙間にフィン（２）が介装固定されてなる熱交換器。
請求項１において、
偏平チューブ（１）が、中心側とその外側との二列又はそれ以上の列数に並列配置された熱交換器。
請求項１において、
偏平チューブ（１），（１ａ）が、厚み方向に二列又はそれ以上の列数に配置された熱交換器。
請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、
前記偏平チューブ（１）が、多穴押出管からなる熱交換器。
偏平チューブ（１）と、波形に曲折されたフィン（２）とを重ね合わせ、その重ね合わせ状態で、偏平チューブ（１）とフィン（２）とを、その偏平チューブ（１）の断面の長軸方向に曲折して螺旋状に形成する工程と、
その偏平チューブ（１）とフィン（２）との接触部を互いにろう付けする工程とを有する熱交換器の製造方法。