JP2007248004A - Connector for heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、熱交換器のヘッダタンクと、CO2ガスなどの高温高圧の冷媒を供給する冷媒供給配管とを接続する熱交換器用コネクタに関する。 The present invention relates to a heat exchanger connector that connects a header tank of a heat exchanger and a refrigerant supply pipe that supplies a high-temperature and high-pressure refrigerant such as CO 2 gas.
一般に、車両用空調装置などに用いられる熱交換器は、複数本のチューブとフィンとを交互に積層した熱交換器コアの両端部に、冷媒通路が形成されたヘッダタンクを接続した構造となっている。このような熱交換器を、CO2などの高温高圧となる冷媒を使用する冷凍サイクルに適用するには、ヘッダタンクの耐圧強度を高める必要がある。このため、例えば特開平11−226685号公報に提案された熱交換器のように、2つのタンク部分の断面形状を略円形上の多穴構造とし、内圧を受ける内部流路の断面積を小さくすることで高耐圧を得るようにしている。 Generally, a heat exchanger used in a vehicle air conditioner or the like has a structure in which a header tank having a refrigerant passage is connected to both ends of a heat exchanger core in which a plurality of tubes and fins are alternately stacked. ing. In order to apply such a heat exchanger to a refrigeration cycle using a high-temperature and high-pressure refrigerant such as CO2, it is necessary to increase the pressure resistance of the header tank. For this reason, for example, as in the heat exchanger proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-226865, the cross-sectional shape of the two tank portions is a substantially circular multi-hole structure, and the cross-sectional area of the internal flow path receiving the internal pressure is reduced. By doing so, high breakdown voltage is obtained.
また、熱交換器と冷媒を供給する冷媒供給配管(以下、配管)との接続構造としては、予めヘッダタンクにコネクタを接続しておき、このコネクタ接続口に配管を接続する方式が用いられている。 In addition, as a connection structure between the heat exchanger and a refrigerant supply pipe (hereinafter referred to as a pipe) for supplying a refrigerant, a system in which a connector is connected to the header tank in advance and the pipe is connected to the connector connection port is used. Yes.
このうち、多穴構造のヘッダタンクと配管との接続に関する従来技術としては、例えば、配管と対向するヘッダ仕切部の一部を切り欠いて、内部にある2つの冷媒通路を連通させるとともに、この切り欠き部分に配管を接続するようにしたものが開示されている(特許文献1参照)。また、内部に流路を形成したブロックに配管と接続するフランジを組み合わせたものが開示されている(特許文献2参照)。さらに、ヘッダタンクの延長部に、内部にL字形の流路が形成されたコネクタを接続するようにしたものが開示されている(特許文献3参照)。
近年では量産化に対応するため、複数の部材を組み合わせた分割構造のヘッダタンクが提案されている。その場合、高耐圧、軽量化、プレス加工を可能とするため、従来よりも板厚の薄い材料用い、またタンク部となる冷媒通路の径を小さくする必要がある。しかしながら、このような形状のタンクでは、併設された冷媒流路間の距離が離れてしまうため、特開2004−293873号公報に示された構造を適用することは難しく、量産化は困難であった。 In recent years, in order to cope with mass production, a header tank having a divided structure in which a plurality of members are combined has been proposed. In that case, in order to enable high pressure resistance, light weight, and press working, it is necessary to use a material having a thinner plate thickness than in the past and to reduce the diameter of the refrigerant passage serving as the tank portion. However, in the tank having such a shape, the distance between the refrigerant flow paths provided is separated, so that it is difficult to apply the structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-293873, and mass production is difficult. It was.
また、特開平11−325784号公報に示された接続構造では、動圧の違いにより冷媒が手前側の通路よりも奥側の通路に多く流入してしまうため、冷媒流量の調整が難しいという問題点があった。 In addition, in the connection structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-325784, the refrigerant flows more into the rear passage than the front passage due to a difference in dynamic pressure, so that it is difficult to adjust the refrigerant flow rate. There was a point.
さらに、特開2004−162993号公報に示されたコネクタ構造では、ヘッダタンクの端部下方にコネクタを接続しているため、その部分にはチューブを接続することができず、スペースの無駄を生じるという問題点があった。 Further, in the connector structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-162993, since the connector is connected to the lower portion of the end of the header tank, a tube cannot be connected to that portion, resulting in wasted space. There was a problem.
この発明の目的は、量産化に適し、冷媒流量の調整が簡単で、且つスペースの無駄を生じることのない熱交換器用コネクタを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a connector for a heat exchanger that is suitable for mass production, can easily adjust the flow rate of refrigerant, and does not waste space.
上記目的を達成するため、本発明に係わる熱交換器用コネクタは、少なくとも2つの冷媒流路を備えた熱交換器のヘッダタンクと、このヘッダタンク内の前記各冷媒流路に冷媒を供給する冷媒供給配管とを接続する熱交換器用コネクタであって、前記冷媒供給配管と接続する円柱形状の入口連通孔と、前記ヘッダタンク側と接続する円柱形状の第1、第2出口連通孔とを備え、前記入口連通孔と前記第1、第2出口連通孔の一部とが平面視で重複し、且つ前記入口連通孔と前記第1、第2出口連通孔とがそれぞれコネクタ本体内で連通していることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a heat exchanger connector according to the present invention includes a header tank of a heat exchanger having at least two refrigerant channels, and a refrigerant that supplies refrigerant to each refrigerant channel in the header tank. A heat exchanger connector for connecting a supply pipe, comprising: a cylindrical inlet communication hole connected to the refrigerant supply pipe; and cylindrical first and second outlet communication holes connected to the header tank side. The inlet communication hole and a part of the first and second outlet communication holes overlap in plan view, and the inlet communication hole and the first and second outlet communication holes communicate with each other in the connector body. It is characterized by.
本発明によれば、入口連通孔から流入した冷媒が第1出口連通孔、第2出口連通孔にそれぞれ流入する際、入口連通孔の内部では動圧が均等になるため、冷媒を第1出口連通孔、第2出口連通孔に均等に分配することができる。 According to the present invention, when the refrigerant flowing from the inlet communication hole flows into the first outlet communication hole and the second outlet communication hole, the dynamic pressure is equalized inside the inlet communication hole. It can distribute equally to a communicating hole and a 2nd exit communicating hole.
また、第1出口連通孔又は第2出口連通孔のいずれかにおいて、入口連通孔と連通する部分の長さを変えることにより、冷媒流量を調整することができる。 Further, the flow rate of the refrigerant can be adjusted by changing the length of the portion communicating with the inlet communication hole in either the first outlet communication hole or the second outlet communication hole.
さらに、ヘッダタンクと接続した場合に熱交換器コアのチューブ、フィンと干渉することがないので、コネクタを接続することにより熱交換器コアに無駄なスペースが発生するのを防ぐことができる。 Furthermore, since it does not interfere with the tubes and fins of the heat exchanger core when connected to the header tank, it is possible to prevent unnecessary space from being generated in the heat exchanger core by connecting the connector.
以下、本発明に係わる熱交換器用コネクタの実施形態を図面を参照しながら説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a heat exchanger connector according to the present invention will be described with reference to the drawings.
最初に、本実施形態における熱交換器の全体構成を図9とともに説明する。図9に示すように、本実施形態に係わる熱交換器10は、熱交換器コア11と、その両端に配置されたヘッダタンク20、30とから構成されている。
Initially, the whole structure of the heat exchanger in this embodiment is demonstrated with FIG. As shown in FIG. 9, the heat exchanger 10 according to this embodiment includes a
熱交換器コア11は、内部に複数の冷媒流路が形成されたチューブ12と、波形に形成された冷却用のフィン13とを交互に積層したもので、一体にロウ付け接合されている。また、最外側となるチューブ12の更に外側には、補強部材として図示しないサイドプレートなどが設けられ、熱交換器コア11と一体にロウ付けされている。この熱交換器コア11の内部を冷媒が流通したときに、図示しない冷却風との間で熱交換が行われる。
The
ヘッダタンク20、30は熱交換器コア11の両端、すなわち複数のチューブ12の長手方向の両端部に配設され、内部にはチューブ12の積層方向に沿って2つの冷媒流路21、22(ヘッダタンク20側)、同31、32(ヘッダタンク30側)が形成されている。ヘッダタンク20、30には、各チューブ12の端部がロウ付け接合されており、内部に形成された各冷媒流路と各チューブ12の冷媒流路とが連通している。なお、ヘッダタンク20、30の端部にはタンク部の両端を塞ぐためのエンドキャップ15がロウ付け接合されている。また、ヘッダタンク20、30には、熱交換器コア11を流れてきた冷媒をターンさせる回数に応じて必要数の図示しないデバイド(プレート)が装着されている。
The
さらに、ヘッダタンク20の側面には、冷媒をヘッダタンク内に供給する入口側のコネクタ100、及び熱交換器コア11で熱交換した冷媒をヘッダタンクから排出する出口側のコネクタ200がそれぞれロウ付けにより接合されている。
Further, an inlet-
次に、ヘッダタンク20、30の構成について説明する。ここでは、ヘッダタンク20を例として説明するが、ヘッダタンク30についてもコネクタが接合されないことを除いて、ほぼ同一構成となっている。
Next, the configuration of the
図10は、図9のA−A線断面図であり、チューブ12が挿入されていない箇所の断面図を示している。図10に示すように、ヘッダタンク20は、内部に2つの冷媒流路21、22が形成されたタンク部23と、チューブ12を挿入するための図示しないチューブ挿入孔が形成されたプレート部24とから構成され、これら2つの部品を組み合わせた分割構造となっている。
FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 9 and shows a cross-sectional view of a portion where the
本実施形態のヘッダタンク20では、プレート部24の端部がタンク部23の両側縁を包み込むように折り曲げられてカシメ固定されている。そして、この状態で炉中ロウ付けすることにより、タンク部23とプレート部24とを一体化している。
続いて、本実施形態におけるコネクタ100の構造について説明する。ここでは本発明を入口側のコネクタ100に適用した例について説明する。ただし、出口側のコネクタ200は入口側のコネクタ100と同一構成であってもよいし、既存の構成であってもよい。
In the
Then, the structure of the
[実施形態1]
図1は、図9のB−B断面図であり、実施形態1に係わるコネクタ100とヘッダタンク20との接合部分を示す断面図である。他の同一形状の図はすべて図9のB−B断面に相当する。そして、これらの図ではチューブ12の図示を省略する。また、図2はコネクタ100とヘッダタンク20との平面的な配置を示す図、図3は冷媒流量を調整する場合の構成を示す断面図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG. 9, and is a cross-sectional view illustrating a joint portion between the
本実施形態のコネクタ100は、冷媒の配管104と接続する円柱形状の入口連通孔101と、ヘッダタンク20の内部に形成された冷媒流路21、22と接続する円柱形状の第1出口連通孔102、第2出口連通孔103とを備えている。これらの連通孔は、図2に示すように、入口連通孔101の内周と第1、第2出口連通孔102、103の内周の一部とが平面視で重複し、且つ、図1に示すように、入口連通孔101と第1、第2出口連通孔102、103はそれぞれコネクタ本体内で互いに連通するように構成されている。この入口連通孔101、及び第1、第2出口連通孔102、103は、円柱形状のコネクタ本体の上下方向から穴あけ加工を施すことにより成形することができる。
The
また、ヘッダタンク20のコネクタ100が接合される部分、すなわちタンク部23の山型部分には冷媒が流通する連通孔25、26が形成されている。これにより、ヘッダタンク20とコネクタ100とを接合したときに、ヘッダタンク20側の連通孔25、26と、コネクタ100側の第1出口連通孔102、第2出口連通孔103とがそれぞれ平面的に一致して、冷媒の流通が可能となる。一方、コネクタ100のヘッダタンク20と接合する部分は、タンク部23の凸形部分と嵌合するように逆凹形に切削加工されている。
In addition,
上記のように構成されたコネクタ100によれば、配管104を通じて供給された冷媒(図中太矢印)は、入口連通孔101の内部で2方向に分岐して、第1出口連通孔102、第2出口連通孔103に流入する。このとき、入口連通孔101の内部では動圧が均等になるため、冷媒を第1出口連通孔102、第2出口連通孔103に均等に分配することができる。
According to the
また、冷媒流量を調整する場合には、入口連通孔101と連通する部分の長さを短くすることで対応することができる。例えば、第1出口連通孔102よりも第2出口連通孔103に流入する冷媒の流量を少なくするには、図3に示すように、第1出口連通孔102が入口連通孔101と連通する部分の長さL1に対して、第2出口連通孔103が入口連通孔101と連通する部分の長さL2を短くする。このようにすることで、第2出口連通孔103に流入する冷媒の流量を第1出口連通孔102に比べて少なくすることができる。そして、このような流量の調整は、第1出口連通孔102又は第2出口連通孔103の孔深さを変えることで容易に設定することができる。
Moreover, when adjusting a refrigerant | coolant flow rate, it can respond by shortening the length of the part connected with the
本実施形態に係わるコネクタ100では、冷媒流路の離れている分割構造のヘッダタンクにも適用できるため、量産化に適している。しかも、部品点数が少なく、加工が簡単であるため安価に製造することができる。また、第1出口連通孔102又は第2出口連通孔103の孔深さを変えることにより冷媒流量の調整を簡単に行うことができる。さらには、コネクタ100をヘッダタンク20と接続したときに、熱交換器コア11のチューブ12、フィン13と干渉することがないので、コネクタ100を接続することにより熱交換器コア11に無駄なスペースが発生するのを防ぐことができる。
The
[実施形態2]
図4は、実施形態2に係わるコネクタ100Aとヘッダタンク20との接合部分を示す断面図であり、実施形態1と同等部分を同一符号で示している。以下、実施形態1と異なる構成、作用効果について説明し、共通する構成、作用効果については説明を省略する。
[Embodiment 2]
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a joint portion between the
本実施形態のコネクタ100Aでは、コネクタ側の第1出口連通孔102、第2出口連通孔103の位置と、ヘッダタンク側の連通孔25、26の位置を、冷媒流路21、22の中心位置から内側にオフセットさせている。
In the
したがって、本実施形態に係わるコネクタ100Aでは、冷媒流路21、22間が離れていても、第1出口連通孔102、第2出口連通孔103の位置を内側に寄せることができるため、コネクタ本体の径を小さくして小型化することができる。
Therefore, in the
[実施形態3]
図5は実施形態3に係わるコネクタ100Bとヘッダタンク20との接合部分を示す断面図、図6はコネクタ100Bとヘッダタンク20との平面的な配置を示す図である。各図においては、実施形態1と同等部分を同一符号で示している。以下、実施形態1と異なる構成、作用効果について説明し、共通する構成、作用効果については説明を省略する。
[Embodiment 3]
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a joint portion between the
本実施形態のコネクタ100Bでは、円柱形状の入口連通孔201を、第1出口連通孔102、第2出口連通孔103の冷媒流れ方向と直交する方向に形成し、冷媒がコネクタ100Bの横方向(図9に示す全体図では鉛直方向)から流入するように構成されている。
In the
本実施形態に係わるコネクタ100Bでは、冷媒の流入方向を鉛直方向の任意の位置に設定することができるため、配管レイアウトに自由度を持たせることができる。
In the
[実施形態4]
図7は実施形態4に係わるコネクタ100Cとヘッダタンク20との接合部分を示す断面図である。各図においては、実施形態1と同等部分を同一符号で示している。以下、実施形態1と異なる構成、作用効果について説明し、共通する構成、作用効果については説明を省略する。
[Embodiment 4]
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a joint portion between the connector 100C and the
本実施形態のコネクタ100Cでは、配管302の端部302aが入口連通孔301の底部301a近傍まで挿入されている。この配管302には、入口連通孔301との嵌合面に環状溝303が形成され、この環状溝303にOリング304が装着されている。また、配管302にはフランジ305がロウ付け接合され、ボルト306によりコネクタ100Cに締結されている。このようなOリング304を備えた配管302をコネクタ100Cの入口連通孔301に挿入すると、Oリング304は入口連通孔301の壁面により配管302の中心方向に押圧されて変形する。これにより、配管302と入口連通孔301との嵌合面に密着して、嵌合隙間がシールされる。
In the
本実施形態に係わるコネクタ100Cでは、上記実施形態に比べて、配管302を入口連通孔301の奥まで挿入することができるため、配管302のガタつきを防止することができる。
In the
また、配管302の端部302aが入口連通孔301の底部301aと当接する位置まで挿入するようにしてもよい。その場合の配管302の端部構造を図8に示す。図8は配管302の端部構造を示す図であり、(a)は側面図、(b)は(a)のC−C断面図である。
Further, the
図8に示すように、配管302の端部302aに切り欠き部306を設け、この切り欠き部307を第1出口連通孔102、第2出口連通孔103の方向に向けて配置することにより、配管302から流入した冷媒を均等に第1出口連通孔102、第2出口連通孔103に分配することができる。
As shown in FIG. 8, by providing a
本実施形態のように、配管302の端部302aに切り欠き部307を設けた場合は、配管302をコネクタ100Cの更に奥まで挿入することができるため、配管のガタつきをより確実に防止することができる。また、切り欠き部307により、配管端部からの冷媒の流れを妨げることがないため、通路抵抗の増大を防ぐことができる。さらに、配管302をコネクタ100Cの更に奥まで挿入することにより、コネクタ本体の長さを短くしても配管のガタつきを防止することができるため、コネクタを小型化することができる。
When the
したがって、本実施形態によれば、配管のガタつきを防止し、且つ通路抵抗を大きくすることなしにコネクタを小型化することができる。 Therefore, according to this embodiment, it is possible to reduce the size of the connector without preventing rattling of the piping and without increasing the passage resistance.
上記各実施形態に示すコネクタは、CO2などの高圧流体が流通する熱交換器に適しているが、本発明の対象とする高圧流体はこれに限定されるものではなく、他の高圧流体にも適用することができる。 The connector shown in each of the above embodiments is suitable for a heat exchanger through which a high-pressure fluid such as CO2 flows. However, the high-pressure fluid targeted by the present invention is not limited to this, and other high-pressure fluids can also be used. Can be applied.
10…熱交換器
11…熱交換器コア
12…チューブ
13…フィン
15…エンドキャップ
20、30…ヘッダタンク
21、22、31、32…冷媒流路
23…タンク部
24…プレート部
25、26…連通孔
100、100A〜100C…コネクタ
101、201、301…入口連通孔
102…第1出口連通孔
103…第2出口連通孔
104、302…配管
301a…底部(入口連通孔)
302a…端部(配管)
303…環状溝
304…Oリング
305…フランジ
306…ボルト
307…切り欠き部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ...
302a ... End (Piping)
303 ...
Claims (1)
前記冷媒供給配管(104)と接続する円柱形状の入口連通孔(101)と、前記ヘッダタンク側と接続する円柱形状の第1、第2出口連通孔(102、103)とを備え、前記入口連通孔(101)と前記第1、第2出口連通孔(102、103)の一部とが平面視で重複し、且つ前記入口連通孔(101)と前記第1、第2出口連通孔(102、103)とがそれぞれコネクタ本体内で連通していることを特徴とする熱交換器用コネクタ。
A header tank (20) of a heat exchanger having at least two refrigerant flow paths (21, 22) is connected to a refrigerant supply pipe (104) for supplying a refrigerant to each of the refrigerant flow paths in the header tank. A heat exchanger connector,
A cylindrical inlet communication hole (101) connected to the refrigerant supply pipe (104); and cylindrical first and second outlet communication holes (102, 103) connected to the header tank side; The communication hole (101) and a part of the first and second outlet communication holes (102, 103) overlap in plan view, and the inlet communication hole (101) and the first and second outlet communication holes ( 102, 103) communicate with each other in the connector body.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006074434A JP2007248004A (en) | 2006-03-17 | 2006-03-17 | Connector for heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006074434A JP2007248004A (en) | 2006-03-17 | 2006-03-17 | Connector for heat exchanger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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JP2006074434A Pending JP2007248004A (en) | 2006-03-17 | 2006-03-17 | Connector for heat exchanger |
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