JP2005300082A

JP2005300082A - 熱交換器用偏平チューブおよび熱交換器の製造方法

Info

Publication number: JP2005300082A
Application number: JP2004119593A
Authority: JP
Inventors: Takashi Igami; 多加司伊神
Original assignee: T Rad Co Ltd
Current assignee: T Rad Co Ltd
Priority date: 2004-04-14
Filing date: 2004-04-14
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】ブレージングシートを用いた偏平チューブとコルゲートフィンとからなる熱交換器において、チューブの継目に確実にろう材が保持される信頼性の高いものの提供。
【解決手段】偏平チューブ４の幅方向の一方側に形成される弧状湾曲部３に帯状金属板の両縁部を重ね合わせ、その重ね合わせ部が第１湾曲部３ａと第２湾曲部３ｂを構成し、第２湾曲部３ｂの縁10が偏平チューブ４の厚み方向に帯状金属板の２倍以上平板部２から離間させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主としてアルミニウム製のブレージングシートを用いた熱交換器用偏平チューブおよびその熱交換器の製造方法に関する。

少なくとも一方の表面にろう材が被覆された、帯状金属板をロールホーミングにより、そのろう材が外面側に位置するように幅方向に曲折して偏平な筒状に形成した熱交換器用偏平チューブが知られている。図３はその偏平チューブを用いた熱交換器の略図であり、図４はそのコアの横断面拡大図である。図３の熱交換器は、多数の偏平チューブ４とコルゲートフィン５とを交互に並列させてコアを構成し、そのコアの両端に一対のヘッダ６を配置したものである。ヘッダ６のコア側には、それぞれチューブプレートが設けられ、そのチューブプレートに穿設された多数のチューブ挿通孔に偏平チューブ４の両端が挿通される。

図３の如く組立てられた熱交換器の各部品は、互いに接触する少なくとも一方側の表面にろう材が被覆されてなる。そして高温の炉内にその組立体が挿入され、炉内で一体的にろう付け固定されるものである。このような偏平チューブ４の形状は、下記文献に各種提案されている。何れも一方の表面にろう材が被覆された帯状金属板を、そのろう材が外面側に位置するようにして幅方向に曲折して、偏平な筒状に形成されてなり、その厚み方向に対向する一対の平行な平板部２とその幅方向の両側に凸に曲折形成された一対の弧状湾曲部３（図５）とを有し、平板部２にコルゲートフィン５がろう付け固定されるものである。そして、一方側の弧状湾曲部３に帯状金属板の両縁部が重ね合わされている。

特開２００２−２６７３８０号公報特開２００１−１３７９８９号公報

上記従来型の偏平チューブ４は図５に示す如く、弧状湾曲部３の重ね合わせ部の縁10が平板部２に近接して配置されている。そのため本発明者の実験によれば、ろう付け時に重ね合わせ部のろう材１がコルゲートフィン５と平板部２との間に引き寄せられ、弧状湾曲部３の重ね合わせ部の一部にろう材が行き渡らないことがあった。そのため、偏平チューブ４に漏れが生じる場合がある。

即ち、図５の如く、偏平チューブ４とコルゲートフィン５とを交互に並列させ、互いに接触させた状態で高温の炉内に挿入して一体にろう付けすると、図６の如く、弧状湾曲部３の第１湾曲部３ａと第２湾曲部３ｂとの間のろう材が偏平チューブ４の平板部２とコルゲートフィン５との接触部に引き込まれ、弧状湾曲部３の重ね合わせ部にろう無し部８が形成される場合が存在した。
そこで本発明は、このようなろう無し部８が生じない条件を実験的に見い出し、その実験に基づいて本発明を完成したものである。

請求項１に記載の本発明は、一方の表面にろう材(1) が被覆された帯状金属板を、そのろう材(1) が外面側に位置するようにして、幅方向に曲折し偏平管状に形成してなり、その厚み方向に対向する一対の平行な平板部(2) と、その幅方向の両側に凸に曲折形成された一対の弧状湾曲部(3) とを有し、その平板部(2) にコルゲートフィン(5) がろう付け固定される熱交換器用偏平チューブにおいて、
一方の前記湾曲部(3) は、前記帯状金属板の幅方向の一方側の縁部が湾曲され且つ、その一部がその内面側にその板厚分だけ凹陥した段付弧状に形成された第１湾曲部(3a)を構成し、前記帯状金属板の幅方向の他方の縁部が湾曲されて、その内面を前記第１湾曲部(3a)の段付弧状の凹陥した外面に整合して重ね合わせて第２湾曲部(3b)が構成されてなり、その第２湾曲部(3b)の縁(10)が、偏平チューブ(4) の厚み方向に、前記帯状金属板の板厚の２倍以上前記平板部(2) から離間していることを特徴とする熱交換器用偏平チューブである。

請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記第２湾曲部(3b)の端が、前記弧状湾曲部(3) の頂部から外れた位置に存在し且つ、その第２湾曲部(3b)と第１湾曲部(3a)の重複部の長さが前記湾曲部の1/4 円以上である熱交換器用偏平チューブである。
請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２に記載の偏平チューブを用いた熱交換器の製造方法において、多数の前記偏平チューブ(4) とコルゲートフィン(5) とを交互に並列して熱交換器を組立て、その組立体を炉内で一体的にろう付け固定してなる熱交換器の製造方法。
である。

本発明の熱交換器用偏平チューブは、外面側にろう材１が被覆された帯状金属板を幅方向に曲折形成してなり、その弧状湾曲部３における第２湾曲部３ｂの縁10が、偏平チューブ５の厚み方向にその板厚の２倍以上平板部２から離間しているから、ろう付け時に第１湾曲部３ａと第２湾曲部３ｂの間のろう材１がコルゲートフィン５側に引き込まれることがなく、偏平チューブ４自体の継目部のろう付けの信頼性を向上できる。即ち、コルゲートフィン５と偏平チューブ４とを交互に並列し、熱交換器を組立て、それを炉内でろう付けする際に、第１湾曲部３ａの外面のろう材１がコルゲートフィン５側に引き込まれることを防止できる。これは、第２湾曲部３ｂの縁10とコルゲートフィン５が接触する平板部２との距離Ｓ（図１（Ｂ）参照）が偏平チューブ４の板厚の２倍以上離れているからである。

上記構成において、第２湾曲部３ｂの端を第１湾曲部３ａの頂部から外れた位置に存在させ、第２湾曲部３ｂと第１湾曲部３ａの重複部の長さが湾曲部の1/4 以上存在させることが望ましい。この場合には、第１湾曲部３ａと第２湾曲部３ｂとのろう付け面を弧状湾曲部３の1/4 以上確保し、ろう付けの信頼性を向上できる。
上記偏平チューブを用いた熱交換器の製造方法は、そのろう付けの信頼性が高いものとなる。

次に、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の偏平チューブ４とコルゲートフィン５との組立て状態を示す要部横断面図およびそのＢ部拡大図である。また図２はそのろう付け状態を示す要部拡大図である。この偏平チューブ４およびコルゲートフィン５はアルミニウム製であり、偏平チューブ４はブレージングシートの帯状アルミニウム板を幅方向に曲折して偏平管状に形成したものである。そして、厚み方向に対向する一対の平板部２とその幅方向の両側に凸に湾曲された一対の弧状湾曲部３とを有し、平板部２にコルゲートフィン５がろう付け固定されるものである。

その偏平チューブ４の一方側の弧状湾曲部３は、帯状アルミニウム板の両縁が重ね合わされてなる。即ち、一方側の縁部が湾曲され、且つその一部が内面側にその板厚分だけ凹陥した段付弧状に曲折された第１湾曲部３ａを有し、その第１湾曲部３ａの外面側に他方の縁部が湾曲されて、その内面を第１湾曲部３ａの段付弧状の凹陥部の外面に整合して重ね合わせて第２湾曲部３ｂを形成する。そして、第２湾曲部３ｂの縁10および第１湾曲部３ａの段付きの根元部が図１（Ｂ）の如く、偏平チューブ４を構成するアルミニウム板の板厚の２倍以上平板部２から離れている。

即ち、図１（Ｂ）に示す如く、距離Ｓがチューブ材の板厚の２倍以上である。なお、アルミニウムのブレージングシートの板厚は、一例として、0.2 〜0.5 mmであり、その表面に被覆されたろう材１の厚みはブレージングシートの 1/5〜1/10程度である。またこの例では、一例として横断面の長軸の長さは48.5mmであり、短軸の長さは4.3 mmである。このような構造において、アルミニウム製ブレージングシートで板厚が少なくとも0.2 〜0.5 mmにおいては、その距離Ｓの長さが板厚の２倍以上長い場合に、ろう付け時に第１湾曲部３ａと第２湾曲部３ｂとの間のろう材１がコルゲートフィン５側に引き込まれることがないことが実験的に確かめられた。

即ち、図２の如くろう付け後の平板部２およびコルゲートフィン５は、互いにろう付け固定され、偏平チューブ４自体は、その第１湾曲部３ａと第２湾曲部３ｂとの間に空隙（ろう無し部８）が生じることがなく、確実にろう材１が保持されていた。逆にこのＳを板厚程度に縮めると、図６の如く弧状湾曲部３の第１湾曲部３ａと第２湾曲部３ｂとの間にろう無し部８が形成される場合があることがわかった。

本発明の熱交換器用偏平チューブを用いた熱交換器の組立状態を示す要部横断面図およびその部分拡大図。同組立体のろう付け後の要部拡大横断面図。本発明の対象とする熱交換器の略図。

図３においてＩＶ−ＩＶ断面における従来型熱交換器の部分拡大図。図４のＶ部拡大図。従来型熱交換器のろう付け状態を示す要部拡大図。

符号の説明

１ろう材
２平板部
３弧状湾曲部
３ａ第１湾曲部
３ｂ第２湾曲部
４偏平チューブ
５コルゲートフィン
６ヘッダ
７出入口パイプ
８ろう無し部
９ルーバ
10 縁

Claims

一方の表面にろう材(1) が被覆された帯状金属板を、そのろう材(1) が外面側に位置するようにして、幅方向に曲折し偏平管状に形成してなり、その厚み方向に対向する一対の平行な平板部(2) と、その幅方向の両側に凸に曲折形成された一対の弧状湾曲部(3) とを有し、その平板部(2) にコルゲートフィン(5) がろう付け固定される熱交換器用偏平チューブにおいて、
一方の前記湾曲部(3) は、前記帯状金属板の幅方向の一方側の縁部が湾曲され且つ、その一部がその内面側にその板厚分だけ凹陥した段付弧状に形成された第１湾曲部(3a)を構成し、前記帯状金属板の幅方向の他方の縁部が湾曲されて、その内面を前記第１湾曲部(3a)の段付弧状の凹陥した外面に整合して重ね合わせて第２湾曲部(3b)が構成されてなり、その第２湾曲部(3b)の縁(10)が、偏平チューブ(4) の厚み方向に、前記帯状金属板の板厚の２倍以上前記平板部(2) から離間していることを特徴とする熱交換器用偏平チューブ。
請求項１において、
前記第２湾曲部(3b)の端が、前記弧状湾曲部(3) の頂部から外れた位置に存在し且つ、その第２湾曲部(3b)と第１湾曲部(3a)の重複部の長さが前記湾曲部の1/4 円以上である熱交換器用偏平チューブ。
請求項１または請求項２に記載の偏平チューブを用いた熱交換器の製造方法において、多数の前記偏平チューブ(4) とコルゲートフィン(5) とを交互に並列して熱交換器を組立て、その組立体を炉内で一体的にろう付け固定してなる熱交換器の製造方法。