JP2008116116A - Tube for heat exchanger and heat exchanger with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体間の熱交換を行う熱交換器用のチューブ及びそれを備えた熱交換器に関するものである。 The present invention relates to a tube for a heat exchanger that performs heat exchange between fluids and a heat exchanger including the tube.
特許文献1には、外樋体と内樋体とを対向して嵌合した構造を有するチューブが開示されている。外樋体及び内樋体は、帯状金属板をプレス加工して形成され、それぞれ略凵字形の断面を備える。外樋体は、側壁部と、その両側を折り曲げることにより形成された2つの外縁とを有している。外縁の内面は、ろう材が積層されたろう材面になっている。内樋体は、側壁部と、外樋体の両外縁の内側にそれぞれ嵌まり込む2つの内縁とを有している。内縁の外面は、ろう材が積層されたろう材面になっている。外樋体と内樋体とを嵌合させて作製したチューブは、上側タンク及び下側タンクにそれぞれ設けられた差込み穴にその両端部が差し込まれる。その後、外樋体及び内樋体の嵌合面や、チューブとタンクとが接続される根付け部がろう付けにより形成される。
特許文献1に開示されたチューブにおいては、外縁と内縁とが重なるチューブ側面部は金属板2枚分の板厚を有することになり、他の部位よりも厚くなる。このため、チューブ側面部ではヒートマス(熱容量)が増加するため、加熱しても温度が上昇し難くなる。その結果、ろう材の流動性が悪化し、チューブとタンクとが接続される根付け部でのろう付け性が低下する。したがって、このようなチューブを用いた熱交換器は、根付け部において流体の漏れが生じてしまうおそれがあるという問題を有している。 In the tube disclosed in Patent Document 1, the side surface portion of the tube where the outer edge and the inner edge overlap has a thickness equivalent to two metal plates, and is thicker than other portions. For this reason, since the heat mass (heat capacity) increases at the side surface of the tube, the temperature hardly rises even when heated. As a result, the fluidity of the brazing material is deteriorated, and the brazing property at the root portion where the tube and the tank are connected is lowered. Therefore, the heat exchanger using such a tube has a problem that fluid leakage may occur at the root portion.
本発明の目的は、流体の漏れを防止できる熱交換器用チューブ及びそれを備えた熱交換器を提供することにある。 The objective of this invention is providing the tube for heat exchangers which can prevent the leakage of a fluid, and a heat exchanger provided with the same.
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.
請求項1に記載の発明は、第1の部材(31)と第2の部材(32)とが筒状に組み合わされ、ろう接により互いに接合された熱交換器用チューブであって、第1の部材(31)と第2の部材(32)とが互いに重ね合わされた重ね合せ領域(35、36)を有し、第1の部材(31)の重ね合せ領域(35、36)での第1の肉厚(t1)は第1の部材(31)の他の領域での第2の肉厚(t2)より薄く、第2の部材(32)の重ね合せ領域(35、36)での第3の肉厚(t3)は第2の部材(32)の他の領域での第4の肉厚(t4)より薄いことを特徴としている。
The invention according to claim 1 is a heat exchanger tube in which the first member (31) and the second member (32) are combined in a cylindrical shape and joined to each other by brazing. The member (31) and the second member (32) have overlapping regions (35, 36) in which the members (31) and the second member (32) overlap each other, and the
これにより、重ね合せ領域(35、36)での熱交換器用チューブの肉厚を比較的薄くすることができるため、重ね合せ領域(35、36)での熱容量を減少させることができる。このため、ろう付け工程において重ね合せ領域(35、36)での温度が上昇し易くなるので、ろう材の流動性が高まる。したがって、チューブをタンクに接続する際における根付け部でのろう付け性が向上し、流体の漏れを防止できる。 Thereby, since the thickness of the tube for heat exchangers in the overlapping region (35, 36) can be relatively reduced, the heat capacity in the overlapping region (35, 36) can be reduced. For this reason, since the temperature in the overlapping region (35, 36) is likely to rise in the brazing step, the fluidity of the brazing material is increased. Accordingly, brazing at the root portion when connecting the tube to the tank is improved, and fluid leakage can be prevented.
請求項2に記載の発明のように、第1の肉厚(t1)が第2の肉厚(t2)のほぼ半分であり、第3の肉厚(t3)が第4の肉厚(t4)のほぼ半分であるようにすることができる。また請求項3に記載の発明のように、第1の肉厚(t1)と第3の肉厚(t3)とをほぼ同一にすることができる。さらに請求項4に記載の発明のように、第2の肉厚(t2)と第4の肉厚(t4)とをほぼ同一にすることができる。 As in the second aspect of the invention, the first thickness (t1) is substantially half of the second thickness (t2), and the third thickness (t3) is the fourth thickness (t4). ). Further, as in the invention described in claim 3, the first thickness (t1) and the third thickness (t3) can be made substantially the same. Further, as in the invention described in claim 4, the second thickness (t2) and the fourth thickness (t4) can be made substantially the same.
請求項5に記載の発明は、第1の肉厚(t1)と第3の肉厚(t3)との和と、第2の肉厚(t2)及び第4の肉厚(t4)とはほぼ同一であることを特徴としている。これにより、熱交換器用チューブの重ね合せ領域(35、36)での肉厚が他の領域での肉厚に等しくなるため、ろう付け工程において重ね合せ領域(35、36)での温度が他の領域での温度と同程度に上昇し易くなる。 In the invention according to claim 5, the sum of the first thickness (t1) and the third thickness (t3), and the second thickness (t2) and the fourth thickness (t4) It is characterized by being almost identical. As a result, the wall thickness in the overlap region (35, 36) of the heat exchanger tube becomes equal to the wall thickness in the other region, so that the temperature in the overlap region (35, 36) in the brazing process is different. It becomes easy to rise to the same extent as the temperature in the region.
請求項6に記載の発明のように、第1の部材(31)で構成された第1の底面部(30a)と、第2の部材(32)で構成され、第1の底面部(30a)に対向して配置された第2の底面部(30b)と、重ね合せ領域(35、36)をそれぞれ少なくとも一部に備え、互いに対向して配置された2つの側面部(30c、30d)とを有するようにすることができる。また請求項7に記載の発明のように、重ね合せ領域(35、36)を2つの側面部(30c、30d)のそれぞれほぼ全域とすることができる。さらに請求項8に記載の発明のように、重ね合せ領域(65、66)を2つの側面部(60c、60d)のそれぞれ一部とすることもできる。 As in the sixth aspect of the present invention, the first bottom surface portion (30a) composed of the first member (31) and the second bottom surface portion (30a) are composed of the first bottom surface portion (30a). ) And the two bottom surface portions (30c, 30d) each provided with at least part of the second bottom surface portion (30b) and the overlapping region (35, 36) disposed opposite to each other. Can be included. Further, as in the invention described in claim 7, the overlapping region (35, 36) can be substantially the entire area of each of the two side surface portions (30c, 30d). Further, as in the invention described in claim 8, the overlapping region (65, 66) can be a part of each of the two side surfaces (60c, 60d).
請求項9に記載の発明は、2つの重ね合せ領域(35、36)の双方では、第1の部材(31)と第2の部材(32)とが内側からこの順に重ね合わされていることを特徴としている。これにより、第1の部材(31)を第2の部材(32)に嵌め込むことができるため、第1及び第2の部材(31、32)を仮固定するのが容易になる。 In the invention according to claim 9, the first member (31) and the second member (32) are overlapped in this order from the inside in both of the two overlapping regions (35, 36). It is a feature. Thereby, since the 1st member (31) can be inserted in the 2nd member (32), it becomes easy to temporarily fix the 1st and 2nd members (31, 32).
請求項10に記載の発明は、2つの重ね合せ領域(55、56)の一方では、第1の部材(51)と第2の部材(52)とが内側からこの順に重ね合わされ、重ね合せ領域(55、56)の他方では、第2の部材(52)と第1の部材(51)とが内側からこの順に重ね合わされていることを特徴としている。また請求項11に記載の発明は、第1及び第2の部材(51、52)は、ほぼ同一の形状を有していることを特徴としている。
According to the tenth aspect of the present invention, in one of the two overlapping regions (55, 56), the first member (51) and the second member (52) are overlapped in this order from the inside. The other of (55, 56) is characterized in that the second member (52) and the first member (51) are superposed in this order from the inside. The invention according to
これにより、同一形状の第1及び第2の部材(51、52)が組み合わされて熱交換器用チューブが作製されるため、第1及び第2の部材(51、52)を共通の部品とすることができ、熱交換器用チューブの製造コストの削減が可能になる。 As a result, the first and second members (51, 52) having the same shape are combined to produce the heat exchanger tube. Therefore, the first and second members (51, 52) are used as common parts. This can reduce the manufacturing cost of the heat exchanger tube.
請求項12に記載の発明のように、これらの熱交換器用チューブは熱交換器に用いることができる。
As in the invention described in
ここで、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 Here, the reference numerals in parentheses of the above means indicate the correspondence with specific means described in the embodiments described later.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図1乃至図8を用いて説明する。図1は、本実施形態における熱交換器としてヒータコアの構成を示す正面図である。図2は、図1のII−II線で切断した熱交換器の根付け部近傍の構成を示す断面図である。図1中の白抜きの太矢印は、流体(例えばエンジン冷却水)の流れる方向を表している。図1及び図2に示すように、熱交換器1は、一対のヘッダタンク10、11と、両ヘッダタンク10、11の中央部間を連通するバイパスチューブ(熱交換器用チューブ)30と、バイパスチューブ30を挟んで両側に並列し、ヘッダタンク10、11間を連通する複数本の扁平チューブ16とを有している。隣り合う2本の扁平チューブ16の間には、帯状の金属板を波状に成形したフィン37(図1では熱交換器1の四隅にのみ示している)が配置されている。熱交換器1の要部はバイパスチューブ30に対してほぼ左右対称の構造を有し、エンジン冷却水と他の流体(例えば空気)との熱交換が左右独立して可能になっている。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8. FIG. 1 is a front view showing a configuration of a heater core as a heat exchanger in the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration in the vicinity of the root portion of the heat exchanger taken along line II-II in FIG. A white thick arrow in FIG. 1 represents a direction in which a fluid (for example, engine coolant) flows. As shown in FIGS. 1 and 2, the heat exchanger 1 includes a pair of
下側のヘッダタンク11は、断面コの字状のキャプセル14と、キャプセル14の開口部を覆うシートメタル15とを有している。キャプセル14は、ろう材、芯材及び犠牲材の3層構造を有するクラッド材を用いて作製されている。シートメタル15には、バイパスチューブ30及び複数本の扁平チューブ16の一端部がそれぞれ差し込まれる複数の差込み穴が設けられている。ヘッダタンク11の一端部(図1中の右側端部)には流体が流入する流入口17が設けられ、他端部(図1中の左側端部)には別の流入口18が設けられている。ヘッダタンク11の内部空間は、流入口17寄りに設けられた仕切り板19と、流入口18寄りに設けられた仕切り板20とにより分割されている。
The
上側のヘッダタンク10は、断面コの字状のキャプセル12と、キャプセル12の開口部を覆うシートメタル13とを有している。キャプセル12は、キャプセル14と同様の3層構造を有するクラッド材を用いて作製されている。シートメタル13には、バイパスチューブ30及び複数の扁平チューブ16の他端部がそれぞれ差し込まれる複数の差込み穴が設けられている。またキャプセル12の中央部には、流体が流出する流出口(図示せず)が開口されており、当該流出口には流出配管21が接続されている。ヘッダタンク10の内部空間は、バイパスチューブ30及び流出配管21を挟んで両側に近接して設けられた仕切り板22、23により分割されている。
The
ここで、扁平チューブ16は、ヘッダタンク11のうち流入口17と仕切り板19との間に接続された複数本の扁平チューブ16aと、ヘッダタンク11のうち仕切り板19とバイパスチューブ30との間に接続された複数本の扁平チューブ16bと、ヘッダタンク11のうちバイパスチューブ30と仕切り板20との間に接続された複数本の扁平チューブ16cと、ヘッダタンク11のうち仕切り板20と流入口18との間に接続された複数本の扁平チューブ16dとにより構成されている。
Here, the
流入口17からヘッダタンク11内に所定の流量で流入したエンジン冷却水は、扁平チューブ16aを通ってヘッダタンク10側に流れる。ヘッダタンク10に流入したエンジン冷却水は、扁平チューブ16bを通ってヘッダタンク11に戻る。扁平チューブ16a、16bを流れるエンジン冷却水は、空気通路(図示せず)を流通する空気と熱交換する。これにより当該空気は、エンジン冷却水の流量に応じて所定の温度に加熱され、例えば運転席側の吹出し口から車室内に吹き出される。ヘッダタンク11に戻ったエンジン冷却水は、バイパスチューブ30を通って再度ヘッダタンク10側に流れ、流出配管21を介してエンジン側に流出する。
The engine coolant that has flowed into the
一方、上記のエンジン冷却水の流量とは独立して調整された所定の流量で流入口18からヘッダタンク11内に流入したエンジン冷却水は、扁平チューブ16dを通ってヘッダタンク10側に流れる。ヘッダタンク10に流入したエンジン冷却水は、扁平チューブ16cを通ってヘッダタンク11に戻る。扁平チューブ16c、16dを流れるエンジン冷却水は、上記の空気通路とは別の空気通路を流通する空気と熱交換する。これにより当該空気は、エンジン冷却水の流量に応じて所定の温度に加熱され、例えば助手席側の吹出し口から車室内に吹き出される。ヘッダタンク11に戻ったエンジン冷却水は、バイパスチューブ30を通って再度ヘッダタンク10側に流れ、流出配管21を介してエンジン側に流出する。
On the other hand, the engine coolant that has flowed into the
図3は、バイパスチューブ30を図1中の右側から見た構成を示す外観図である。図4は、図3のIV−IV線で切断したバイパスチューブ30の構成を示す断面図である。図3及び図4に示すように、バイパスチューブ30は、例えば共にコの字状の断面形状を備える第1の部材31と第2の部材32とを四角筒状に組み合わせた構造を有している。第1及び第2の部材31、32は、いずれもキャプセル12、14と同一の3層構造を有するクラッド材を用いて作製されている。第1の部材31と第2の部材32とは、2つの重ね合せ領域35、36で互いに重ね合わされ、ろう付け(ろう接)により互いに接合されている。バイパスチューブ30の幅w1は例えば27mmであり、高さh1は例えば8mmである。またバイパスチューブ30は、第1及び第2の部材31、32により画定された断面長方形状の流体通路33を有している。
3 is an external view showing a configuration of the
断面コの字状の第1の部材31は、底面31aと、底面31aにほぼ垂直な2つの側面31b、31cとを有している。底面31aと側面31bとの境界には角部31dが形成され、底面31aと側面31cとの境界には角部31eが形成されている。底面31aのほぼ全域での肉厚t2は、キャプセル12、14の肉厚とほぼ同一であり、例えば0.8mmである。側面31bの肉厚t1は、底面31aの肉厚t2より薄く(t2>t1)、例えば肉厚t2のほぼ半分(0.4mm)である。側面31cの肉厚は、側面31bの肉厚t1とほぼ同一である。両角部31d、31e近傍での底面31aの肉厚は、側面31b、31cの肉厚t1とほぼ同一である。
The first U-shaped
断面コの字状の第2の部材32は、底面32aと、底面32aにほぼ垂直な2つの側面32b、32cとを有している。底面32aと側面32bとの境界には角部32dが形成され、底面32aと側面32cとの境界には角部32eが形成されている。底面32aのほぼ全域での肉厚t4は、底面31aの肉厚t2及びキャプセル12、14の肉厚とほぼ同一であり、例えば0.8mmである。側面32bの肉厚t3は、底面32aの肉厚t4より薄く(t4>t3)、例えば肉厚t4のほぼ半分(0.4mm)である。側面32cの肉厚は、側面32bの肉厚t3とほぼ同一である。両角部32d、32e近傍での底面32aの肉厚は、側面32b、32cの肉厚t3とほぼ同一である。
The
第2の部材32の底面32bの幅は、バイパスチューブ30の幅w1に等しい。一方、第1の部材31の底面31aの幅は、第2の部材32の側面32b、32cの肉厚の和(2×t3)の分だけ第2の部材32の底面32aの幅より狭くなっている。これにより第1の部材31は、側面31b、31cの外側と側面32b、32cの内側とがそれぞれ接するように第2の部材32に嵌め込まれるようになっている。
The width of the
第1及び第2の部材31、32が組み合わされたバイパスチューブ30は、全体として長方形状の断面形状を備えており、第1の部材31の底面31aで構成された平面状の底面部30aと、底面部30aに対向して配置され、第2の部材32の底面32aで構成された平面状の底面部30bとを有している。底面部30aの肉厚はt2であり、底面部30bの肉厚はt4(=t2)である。またバイパスチューブ30は、底面部30a、30bのそれぞれ一側端部(図4中の右側の側端部)に接続された平面状の側面部30cと、側面部30cに対向して配置され、底面部30a、30bのそれぞれ他側端部(図4中の左側の側端部)に接続された平面状の側面部30dとを有している。側面部30cは重ね合せ領域35をほぼ全域に備え、側面部30dは重ね合せ領域36をほぼ全域に備えている。
The
重ね合せ領域35では、第1の部材31の側面31bと第2の部材32の側面32bとが流体通路33側(内側)からこの順に重ね合わされている。重ね合せ領域36では、第1の部材31の側面31cと第2の部材32の側面32cとが流体通路33側からこの順に重ね合わされている。第1の部材31の側面31b、31cの肉厚t1が底面31aの肉厚t2の半分であり、第2の部材32の側面32b、32cの肉厚t3が底面32aの肉厚t4(=t2)の半分であるとすると、バイパスチューブ30の側面部30c、30dの肉厚t5(=t1+t3)は、底面部30aの肉厚t2及び底面部30bの肉厚t4とほぼ同一になる(t5=t2=t4)。
In the overlapping
次に、本実施形態における熱交換器用チューブ及び熱交換器の製造方法について説明する。図5は、バイパスチューブ30を構成する第1の部材31の製造工程の一部を示す工程断面図である。まず、図5(a)に示すように、紙面に垂直な方向に延びる帯状の金属板40を形成する。金属板40は、キャプセル12、14の形成材料と同一の材料である3層構造のクラッド材により形成される。
Next, the manufacturing method of the heat exchanger tube and the heat exchanger in the present embodiment will be described. FIG. 5 is a process cross-sectional view illustrating a part of the manufacturing process of the
図6は、金属板40の積層構造を示す模式的な断面図である。図6の上方はバイパスチューブ30が作製された後に内面側となるチューブ内面側(エンジン冷却水側)であり、下方は外面側となるチューブ外面側(空気側)である。図6に示すように、金属板40は、芯材層40aと、芯材層40aのチューブ外面側に積層されたろう付け用のろう材層40bと、芯材層40aのチューブ内面側に積層された腐食防止用の犠牲材層40cとを有している。芯材層40a、ろう材層40b及び犠牲材層40cは、例えばいずれもアルミニウム系合金により形成されている。金属板40の板厚t0は、例えば0.8mm程度である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a laminated structure of the
次に、図5(b)に示すように、金属板40の両側の側端部を圧延加工し、肉厚の薄い薄肉部40d、40eを形成する。薄肉部40d、40eの肉厚t6は、例えば板厚t0の半分(0.4mm)程度である。また、薄肉部40d、40eの幅w3は例えばそれぞれ10mm程度であり、薄肉部40d、40eが形成された金属板40全体の幅w2は例えば43mm程度である。ここで、金属板40の芯材層40a、ろう材層40b及び犠牲材層40cは圧延加工によってほぼ均一に延びる。このため、薄肉部40d、40eにおける芯材層40a、ろう材層40b及び犠牲材層40cの3層構造は維持され、薄肉部40d、40eでの各層のクラッド率は金属板40の他の部位での各層のクラッド率にほぼ等しい。
Next, as shown in FIG.5 (b), the side edge part of the both sides of the
金属板40を両薄肉部40d、40eのそれぞれ一部分(角部31d、31eとなる部分)で図中の上方にほぼ垂直に折り曲げることにより、断面コの字状の第1の部材31が作製される。
A
一方、第2の部材32は、キャプセル12、14及び金属板40の形成材料と同一の材料である3層構造のクラッド材を用い、第1の部材31と同様の工程を経て作製される。ただし、その金属板の両側の側端部に形成される薄肉部の幅は、図5(b)に示す薄肉部40d、40eの幅w3よりも肉厚t6の約2倍分だけ広く形成される。これにより第2の部材32は、第1の部材31を内側に嵌め込めるようになる。
On the other hand, the
作製された第1及び第2の部材31、32を組み合わせ、図3及び図4に示したようなバイパスチューブ(組立て体)30を作製する。その後、バイパスチューブ30や別の工程を経て作製された扁平チューブ16をヘッダタンク10、11に設けられた差込み穴に差し込み、また熱交換器1のその他の各構成部品を組み付けて、加熱によりろう材層を溶融させて構成部品同士をろう付けする。以上の工程を経て、図1に示した熱交換器1が作製される。
The produced first and
図7は、作製された熱交換器1の根付け部の要部を示す拡大図である。図7では、図2の領域Aを拡大して示している。図7に示すように、シートメタル15の差込み穴にバイパスチューブ30が差し込まれた状態の根付け部では、シートメタル15の差込み穴端辺15aと、第1の部材31の角部31d外側の曲面と、第2の部材32の端部32f表面とに囲まれた領域に間隙部34が形成される。しかしながら本実施形態では、バイパスチューブ30の側面部30cの肉厚t5が比較的薄く、例えば底面部30aの肉厚t2に等しいため、側面部30cでの熱容量の増加が抑えられる。これにより、ろう付け工程において側面部30cの温度は底面部30aと同程度に上昇し易くなり、ろう材が十分に溶融するので、側面部30c近傍でのろう材の流動性が高まる。このため間隙部34は、他の部分から良好に流動するろう材によってより確実に塞がれる。また本実施形態では、第1の部材31のうち肉厚の薄い領域に角部31dが形成されているので、角部31d外側の曲面の曲率半径を小さくできる。このため、間隙部34の面積が比較的小さくなるため、間隙部34は少量のろう材によって塞がれる。したがって本実施形態によれば、根付け部でのろう付け性が向上するため、流体の漏れを防止できる熱交換器用チューブ及びそれを備えた熱交換器を実現できる。
FIG. 7 is an enlarged view showing a main part of the root portion of the manufactured heat exchanger 1. In FIG. 7, the area A of FIG. 2 is shown enlarged. As shown in FIG. 7, in the root portion where the
また、第1の部材31の両側面31b、31cが第2の部材32の両側面32b、32cの内側に嵌め込まれているので、第1の部材31又は第2の部材32自身の弾性によって第1の部材31と第2の部材32とが互いに仮固定され得る。このため、第1の部材31と第2の部材32とを組み付ける際に、第1及び第2の部材31、32を仮固定するための工程が簡略化する。したがって、熱交換器用チューブ及び熱交換器をより少ない工数で作製できる。
In addition, since both side surfaces 31b and 31c of the
図8は、本実施形態におけるバイパスチューブの構成の変形例を示す断面図である。図8に示すように、本変形例のバイパスチューブ50は、図3及び図4に示したバイパスチューブ30と比較すると、第1の部材51と第2の部材52とが同一形状(同一寸法)を有し、互い違いに組み合わされている点に特徴を有している。第1及び第2の部材51、52は、いずれもキャプセル12、14と同一の3層構造を有するクラッド材を用いて作製されている。第1の部材51と第2の部材52とは、2つの重ね合せ領域55、56で互いに重ね合わされ、ろう付けにより互いに接合されている。バイパスチューブ30は、第1及び第2の部材51、52により画定された断面長方形状の流体通路53を有している。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a modification of the configuration of the bypass tube in the present embodiment. As shown in FIG. 8, in the
断面コの字状の第1の部材51は、底面51aと、底面51aにほぼ垂直な2つの側面51b、51cとを有している。底面51aのほぼ全域での肉厚は、キャプセル12、14の肉厚と同一であり、例えば0.8mmである。側面51b、51cの肉厚は、例えば底面51aの肉厚の半分(0.4mm)である。
The
断面コの字状の第2の部材52は、底面52aと、底面52aにほぼ垂直な2つの側面52b、52cとを有している。底面52aのほぼ全域での肉厚は、底面51aの肉厚及びキャプセル12、14の肉厚と同一であり、例えば0.8mmである。側面52b、52cの肉厚は、例えば底面52aの肉厚の半分(0.4mm)である。第2の部材52は、第1の部材51とほぼ同一の形状を有し、例えば第1の部材51と共通の部品である。
The
第1及び第2の部材51、52が組み合わされたバイパスチューブ50は、第1の部材51の底面51aで構成された底面部50aと、底面部50aに対向して配置され、第2の部材52の底面52aで構成された底面部50bとを有している。底面部50aの肉厚と底面部50bの肉厚は同一である。またバイパスチューブ50は、重ね合せ領域55をほぼ全域に備える側面部50cと、側面部50cに対向して配置され、重ね合せ領域56をほぼ全域に備える側面部50dとを有している。重ね合せ領域55では、第1の部材51の側面51bと第2の部材52の側面52bとが流体通路53側からこの順に重ね合わされている。一方、重ね合せ領域56では、第2の部材52の側面52cと第1の部材51の側面51cとが流体通路53側からこの順に重ね合わされている。バイパスチューブ50の側面部50c、50dの肉厚は、底面部50aの肉厚及び底面部50bの肉厚とほぼ同一である。
The
本変形例によれば、図3及び図4に示したバイパスチューブと同様に根付け部でのろう付け性が向上するため、流体の漏れを防止できる効果が得られる。さらに本変形例では、第1の部材51と第2の部材52とが同一形状であるため、部品の共通化によりバイパスチューブの製造コストをさらに削減できる。
According to this modified example, the brazing performance at the root portion is improved similarly to the bypass tube shown in FIGS. 3 and 4, so that the effect of preventing fluid leakage can be obtained. Furthermore, in this modification, since the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図9乃至図11を用いて説明する。図9は、本実施形態におけるバイパスチューブの構成を示す断面図である。図9に示すように、バイパスチューブ60は、例えば共にコの字状の断面形状を備える第1の部材61と第2の部材62とを四角筒状に組み合わせた構造を有している。第1及び第2の部材61、62は、いずれもキャプセル12、14と同一の3層構造を有するクラッド材を用いて作製されている。第1の部材61と第2の部材62とは、2つの重ね合せ領域65、66で互いに重ね合わされ、ろう付けにより互いに接合されている。バイパスチューブ60の図中左右方向の幅は例えば27mmであり、図中上下方向の高さは例えば8mmである。バイパスチューブ60は、第1及び第2の部材61、62により画定された断面長方形状の流体通路63を有している。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of the bypass tube in the present embodiment. As shown in FIG. 9, the
断面コの字状の第1の部材61は、底面61aと、底面61aにほぼ垂直な2つの側面61b、61cとを有している。底面61aの肉厚t8は、キャプセル12、14の肉厚とほぼ同一であり、例えば0.8mmである。側面61bは、先端近傍の外側表面が切り欠かれた形状の先端部61dを有している。側面61bのうち先端部61dでの肉厚t7は、底面61aの肉厚t8のほぼ半分(0.4mm)である。側面61bのうち先端部61dを除く部分の肉厚は、底面61aの肉厚t8とほぼ同一である。また側面61cは、先端近傍の内側表面が切り欠かれた形状の先端部61eを有している。側面61cのうち先端部61eでの肉厚は、側面61bの先端部61dでの肉厚t7とほぼ同一である。側面61cのうち先端部61eを除く部分の肉厚は、底面61aの肉厚t8とほぼ同一である。先端部61d、61eは、それぞれ2〜3mm程度の長さを有し、例えばコイニング加工により形成される。
The
断面コの字状の第2の部材62は、底面62aと、底面62aにほぼ垂直な2つの側面62b、62cとを有している。底面62aの肉厚t10は、底面61aの肉厚t8及びキャプセル12、14の肉厚とほぼ同一であり、例えば0.8mmである。側面62bは、先端近傍の内側表面が切り欠かれた形状の先端部62dを有している。先端部62dは、対向配置される第1の部材61の先端部61dに対して相補的に成形されている。側面62bのうち先端部62dでの肉厚t9は、底面62aの肉厚t10のほぼ半分(0.4mm)である。側面62bのうち先端部62dを除く部分の肉厚は、底面62aの肉厚t10とほぼ同一である。また側面62cは、先端近傍の外側表面が切り欠かれた形状の先端部62eを有している。先端部62eは、対向配置される第1の部材61の先端部61eに対して相補的に成形されている。側面62cのうち先端部62eでの肉厚は、側面62bの先端部62dの肉厚t9とほぼ同一である。側面62cのうち先端部62eを除く部分の肉厚は、底面62aの肉厚t10とほぼ同一である。先端部62d、62eは、例えばコイニング加工により形成される。第2の部材62は、第1の部材61とほぼ同一形状(同一寸法)を有し、例えば第1の部材61と共通の部品である。
The
第1及び第2の部材61、62が組み合わされたバイパスチューブ60は、全体として長方形状の断面形状を備えており、第1の部材61の底面61aで構成された底面部60aと、底面部60aに対向して配置され、第2の部材62の底面62aで構成された底面部60bとを有している。底面部60aの肉厚はt8であり、底面部60bの肉厚はt10(=t8)である。またバイパスチューブ60は、重ね合せ領域65を一部に備える側面部60cと、側面部60cに対向して配置され、重ね合せ領域66を一部に備える側面部60dとを有している。重ね合せ領域65では、第1の部材61の先端部61dと第2の部材62の先端部62dとが流体通路63側からこの順に重ね合わされている。重ね合せ領域66では、第2の部材62の先端部62eと第1の部材61の先端部61eとが流体通路63側からこの順に重ね合わされている。重ね合せ領域66、67でのバイパスチューブ60の肉厚t11(=t7+t9)は、底面部60aの肉厚t8及び底面部60bの肉厚t10にほぼ等しい。すなわちバイパスチューブ60の肉厚は、全周においてほぼ同一になっている。
The
次に、本実施形態における熱交換器用チューブの製造方法について説明する。図10は、バイパスチューブ60を構成する第1の部材61の製造工程の一部を示す工程断面図である。まず、図10(a)に示すように、紙面に垂直な方向に延びる帯状の金属板40を形成する。金属板40は、キャプセル12、14の形成材料と同一の材料であり、図6に示したような3層構造のクラッド材により形成される。金属板40の板厚t0は、例えば0.8mm程度である。
Next, the manufacturing method of the tube for heat exchangers in this embodiment is demonstrated. FIG. 10 is a process cross-sectional view illustrating a part of the manufacturing process of the
次に、図10(b)に示すように、金属板40の両側の側端部をコイニング加工し、図中の下側表面が切り欠かれた形状の先端部40fと、図中の上側表面が切り欠かれた形状の先端部40gとを形成する。先端部40fの肉厚t12及び先端部40gの肉厚t13は、例えば板厚t0の半分(0.4mm)程度である。また、先端部40f、40gの幅w4は例えばそれぞれ2〜3mm程度である。ここで、コイニング加工が行われても、先端部40f、40gにおける芯材層40a、ろう材層40b及び犠牲材層40cの3層構造は維持され、先端部40f、40g近傍での各層のクラッド率は金属板40の他の部位での各層のクラッド率にほぼ等しい。
Next, as shown in FIG. 10 (b), the side end portions on both sides of the
金属板40を両側の2箇所で図中の上方にほぼ垂直に折り曲げることにより、断面コの字状の第1の部材61が作製される。
A
第2の部材62は、キャプセル12、14及び金属板40の形成材料と同一の材料である3層構造のクラッド材を用い、第1の部材61と同様の工程を経て作製される。
The
作製された第1の部材61と第2の部材62とを互いの先端部同士が隙間なく継合するように組み合わせてろう付けすることにより、図9に示したバイパスチューブ60が作製される。
The
本実施形態では、バイパスチューブ60の重ね合せ領域65、66での肉厚t11が、例えば底面部60aの肉厚t8及び底面部60bの肉厚t10にほぼ等しいため、重ね合せ領域65、66での熱容量の増加が抑えられる。これにより、ろう付け工程において側面部60c、60dでの温度が上昇し易くなりろう材が十分に溶融するので、ろう材の流動性が高まる。したがって、本実施形態によれば、根付け部でのろう付け性が向上するため、流体の漏れを防止できる熱交換器用チューブ及びそれを備えた熱交換器を実現できる。
In the present embodiment, the wall thickness t11 in the overlapping
また本実施形態では、互いに相補的に成形された第1の部材61の先端部61dと第2の部材62の先端部62dとが隙間なく継合するようになっている。このため、図7に示したような間隙部34が形成されないので、根付け部での流体の漏れをより確実に防止できる。
In the present embodiment, the
さらに本実施形態では、第1の部材61と第2の部材62とを共通部品にすることができるので、構成部品の種類が減少することにより熱交換器用チューブの製造コストを削減できる。
Furthermore, in this embodiment, since the
図11は、本実施形態におけるバイパスチューブの構成の変形例を示す断面図である。図11に示すように、本変形例のバイパスチューブ70は、図9に示したバイパスチューブと比較すると、第1の部材71の両先端部71d、71eが第2の部材72の両先端部72d、72eの内側に嵌め込まれている点に特徴を有している。第1及び第2の部材71、72は、いずれもキャプセル12、14と同一の3層構造を有するクラッド材を用いて作製されている。第1の部材71と第2の部材72とは、2つの重ね合せ領域75、76で互いに重ね合わされ、ろう付けにより互いに接合されている。バイパスチューブ70は、第1及び第2の部材71、72により画定された断面長方形状の流体通路73を有している。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a modification of the configuration of the bypass tube in the present embodiment. As shown in FIG. 11, the
断面コの字状の第1の部材71は、底面71aと、底面71aにほぼ垂直な2つの側面71b、71cとを有している。底面71aの肉厚は、キャプセル12、14の肉厚と同一であり、例えば0.8mmである。側面71bは、先端近傍の外側表面が切り欠かれた形状の先端部71dを有している。また側面71cは、先端近傍の外側表面が切り欠かれた形状の先端部71eを有している。側面71bのうち先端部71dでの肉厚、及び側面71cのうち先端部71eでの肉厚は、底面71aの肉厚のほぼ半分である。側面71bのうち先端部71dを除く部分の肉厚、及び側面71cのうち先端部71eを除く部分の肉厚は、底面71aの肉厚とほぼ同一である。先端部71d、71eは、例えばコイニング加工により形成される。
The
断面コの字状の第2の部材72は、底面72aと、底面72aにほぼ垂直な2つの側面72b、72cとを有している。底面72aのほぼ全域での肉厚は、底面71aの肉厚及びキャプセル12、14の肉厚と同一であり、例えば0.8mmである。側面72bは、先端近傍の内側表面が切り欠かれた形状の先端部72dを有している。先端部72dは、対向配置される第1の部材71の先端部71dに対して相補的に成形されている。また側面72cは、先端近傍の内側表面が切り欠かれた形状の先端部72eを有している。先端部72eは、対向配置される第1の部材71の先端部71eに対して相補的に成形されている。側面72bのうち先端部72dでの肉厚、及び側面72cのうち先端部72eでの肉厚は、底面72aの肉厚のほぼ半分である。側面72bのうち先端部72dを除く部分の肉厚、及び側面72cのうち先端部72eを除く部分の肉厚は、底面72aの肉厚とほぼ同一である。先端部72d、72eは、第1の部材71の先端部71d、71eとそれぞれ隙間なく継合されるようになっている。先端部72d、72eは、例えばコイニング加工により形成される。
The
第1及び第2の部材71、72が組み合わされたバイパスチューブ70は、第1の部材71の底面71aで構成された底面部70aと、底面部70aに対向して配置され、第2の部材72の底面72aで構成された底面部70bとを有している。底面部70aの肉厚と底面部70bの肉厚は同一である。またバイパスチューブ70は、重ね合せ領域75を一部に備える側面部70cと、側面部70cに対向して配置され、重ね合せ領域76を一部に備える側面部70dとを有している。重ね合せ領域75では、第1の部材71の先端部71dと第2の部材72の先端部72dとが流体通路73側からこの順に重ね合わされている。重ね合せ領域76では、第1の部材71の先端部71eと第2の部材72の先端部72eとが流体通路73側からこの順に重ね合わされている。重ね合せ領域76、77でのバイパスチューブ70の肉厚は、底面部70a、70bの肉厚にほぼ等しい。すなわちバイパスチューブ70の肉厚は、全周においてほぼ同一になっている。
The
本変形例によれば、図9に示したバイパスチューブと同様に、根付け部でのろう付け性が向上するため、流体の漏れを防止できる熱交換器用チューブ及びそれを備えた熱交換器を実現できる。 According to this modification, as with the bypass tube shown in FIG. 9, the brazing property at the root portion is improved, so that a heat exchanger tube capable of preventing fluid leakage and a heat exchanger including the same are realized. it can.
さらに本変形例によれば、第1の部材71の両先端部71d、71eが第2の部材72の両先端部72d、72eの内側に嵌め込まれているので、第1の部材71又は第2の部材72自身の弾性によって第1の部材71と第2の部材72とが互いに仮固定され得る。したがって、第1及び第2の部材71、72を仮固定するための工程が簡略化するため、熱交換器用チューブ及び熱交換器をより少ない工数で作製できる。
Furthermore, according to this modification, since both the
(その他の実施形態)
上記実施形態では、長方形状の断面形状を有するバイパスチューブを例に挙げたが、例えば半長円状の2つの部材が組み合わされた断面長円状のバイパスチューブ等の種々の断面形状を有するバイパスチューブに適用できる。
(Other embodiments)
In the above embodiment, a bypass tube having a rectangular cross-sectional shape is taken as an example, but for example, bypasses having various cross-sectional shapes such as an oblong cross-sectional bypass tube in which two semi-oval members are combined. Applicable to tubes.
また上記実施形態では熱交換器用チューブとしてバイパスチューブを例に挙げたが、他のチューブにも適用できる。 Moreover, in the said embodiment, although the bypass tube was mentioned as an example as a tube for heat exchangers, it is applicable also to another tube.
30、50、60、70 バイパスチューブ
30a、50a、60a、70a 底面部(第1の底面部)
30b、50b、60b、70b 底面部(第2の底面部)
30c、30d、50c、50d、60c、60d、70c、70d 側面部
31、51、61、71 第1の部材
32、52、62、72 第2の部材
35、36、55、56、65、66、75、76 重ね合せ領域
30, 50, 60, 70
30b, 50b, 60b, 70b Bottom part (second bottom part)
30c, 30d, 50c, 50d, 60c, 60d, 70c, 70d
Claims (12)
前記第1の部材(31)と前記第2の部材(32)とが互いに重ね合わされた重ね合せ領域(35、36)を有し、
前記第1の部材(31)の前記重ね合せ領域(35、36)での第1の肉厚(t1)は前記第1の部材(31)の他の領域での第2の肉厚(t2)より薄く、前記第2の部材(32)の前記重ね合せ領域(35、36)での第3の肉厚(t3)は前記第2の部材(32)の他の領域での第4の肉厚(t4)より薄いことを特徴とする熱交換器用チューブ。 A heat exchanger tube in which a first member (31) and a second member (32) are combined in a cylindrical shape and joined together by brazing,
The first member (31) and the second member (32) have overlapping regions (35, 36) where they overlap each other;
The first thickness (t1) in the overlapping region (35, 36) of the first member (31) is the second thickness (t2) in the other region of the first member (31). The third thickness (t3) in the overlapping region (35, 36) of the second member (32) is smaller than the fourth thickness in the other region of the second member (32). A heat exchanger tube, characterized by being thinner than the wall thickness (t4).
前記第2の部材(32)で構成され、前記第1の底面部(30a)に対向して配置された第2の底面部(30b)と、
前記重ね合せ領域(35、36)をそれぞれ少なくとも一部に備え、互いに対向して配置された2つの側面部(30c、30d)とを有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の熱交換器用チューブ。 A first bottom surface portion (30a) composed of the first member (31);
A second bottom surface portion (30b) composed of the second member (32) and disposed opposite to the first bottom surface portion (30a);
The superposition region (35, 36) is provided at least in part, and has two side portions (30c, 30d) arranged to face each other. The heat exchanger tube as described in the paragraph.
前記重ね合せ領域(55、56)の他方では、前記第2の部材(52)と前記第1の部材(51)とが内側からこの順に重ね合わされていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の熱交換器用チューブ。 In one of the two overlapping regions (55, 56), the first member (51) and the second member (52) are overlapped in this order from the inside,
The second member (52) and the first member (51) are overlapped in this order from the inside in the other of the overlapping regions (55, 56). The tube for heat exchangers of any one of these.
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JP2010054067A (en) * | 2008-08-26 | 2010-03-11 | Showa Denko Kk | Heat exchanger |
-
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- 2006-11-03 JP JP2006299720A patent/JP2008116116A/en active Pending
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