JP2012220052A - 熱交換器用扁平チューブ - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器の長さの変更自由度を向上させることを目的とする。
【解決手段】扁平チューブ１は、一方の端部側にタンク部３３を有するとともにタンク部３３から他方の端部まで延びる二本の媒体通路１１の一部をなす凹溝２４を表面に有する一対のチューブシート１３を凹溝２４側が向かい合わせになるように重ね合わせて構成され、内部に二本の媒体通路１１を有するチューブ本体２１と、二本の媒体通路１１を接続する折り返し通路１２を内部に有し、チューブ本体２１の開放側端部に装着されるキャップ部材２２と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、熱交換器、特に片タンク積層型の熱交換器に用いられる扁平チューブに関する。

特許文献１に開示される積層型の熱交換器は、内部に媒体通路を有する扁平チューブと、コルゲートフィンとを交互に積層し、これらをロウ付けによって一体化することで形成される。

特開平９−１４５２８９号公報

熱交換器に要求される熱交換能力は熱交換器の用途によって相違し、要求される熱交換能力に応じて熱交換器の寸法が決定される。

しかしながら、熱交換器の寸法は、積層方向に関しては扁平チューブ及びコルゲートフィンの積層数を変更することで自由に変更することができるのに対し、外気流入方向の寸法（奥行き）、及び、積層方向及び外気流入方向に直角な方向の寸法（長さ）については、扁平チューブの形状を変更する必要、すなわち、扁平チューブを構成するチューブシートを成形するための金型を変更する必要があり、容易に変更することができなかった。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、熱交換器の長さの変更自由度を向上させることを目的とする。

本発明のある態様によれば、片タンク積層型熱交換器に用いられる扁平チューブであって、一方の端部側にタンク部を有するとともに前記タンク部から他方の端部まで延びる二本の媒体通路の一部をなす凹溝を表面に有する一対のチューブシートを前記凹溝側が向かい合わせになるように重ね合わせて構成され、内部に前記二本の媒体通路を有するチューブ本体と、前記二本の媒体通路を接続する折り返し通路を内部に有し、前記チューブ本体の前記開放側端部に装着されて接合されるキャップ部材と、を備えたことを特徴とする扁平チューブが提供される。

本発明の別の態様によれば、片タンク積層型熱交換器に用いられる扁平チューブの製造方法であって、一方の端部側にタンク部を有するとともに前記タンク部から他方の端部まで延びる二本の媒体通路の一部をなす凹溝を表面に有する一対のチューブシートを加工する工程と、前記一対のチューブシートの前記タンク部からみて反対側の端部をそれぞれカットする工程と、カットした前記一対の前記チューブシートを前記凹溝側が向かい合わせになるように重ね合わせ、内部に前記二本の媒体通路を有するチューブ本体とする工程と、前記チューブ本体の前記カットした側の端部に、前記二本の媒体通路を接続する折り返し通路を内部に有するキャップ部材を装着し、前記チューブ本体と前記キャップ部材とを接合する工程と、を含むことを特徴とする扁平チューブの製造方法が提供される。

これらの態様によれば、チューブシートの端部をカットするだけで扁平チューブの長さを変更することができ、熱交換器の長さの変更自由度が向上する。

本発明の実施形態に係る熱交換器の斜視図である。 扁平チューブ単体の斜視図である。 扁平チューブの製造工程を説明するための図である。 扁平チューブの製造工程を説明するための図である。 扁平チューブの製造工程を説明するための図である。 扁平チューブの製造工程を説明するための図である。 扁平チューブの製造工程を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に用いられるキャップアレイの斜視図である。 キャップアレイの断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る扁平チューブ１を備えた片タンク積層型熱交換器１０の斜視図である。なお、以下の説明において、積層方向（図中ｚ方向）及び外気流入方向（図中ｘ方向）に対して垂直な方向（図中ｙ方向）の寸法を「長さ」と表現する。

熱交換器１０は、エアコン用のエバポレータであり、熱交換部２０と、タンク３０と、入口パイプ４０と、出口パイプ５０とを有する。

熱交換部２０及びタンク３０は、図２に示す扁平チューブ１と、コルゲートフィン２とを交互に積層し、両側をエンドプレート３で挟持し、これらをロウ付けによって一体化することによって構成される。タンク３０の内部は入口タンク３１と出口タンク３２とに区画されており、入口タンク３１には入口パイプ４０、出口タンク３２には出口パイプ５０がそれぞれ接続される。

入口パイプ４０から導入された熱交換用の媒体は、入口タンク３１に流入し、そこから各扁平チューブ１へと分配される。扁平チューブ１は、図２に示すように、内部に長さ方向に延びる二本の媒体通路１１と、タンク３０からみて反対側の端部において二本の媒体通路１１を接続する折り返し通路１２を有する。扁平チューブ１に流入した媒体は、入口タンク３１に接続する媒体通路１１、折り帰り通路１２、出口タンク３２に接続する媒体通路１１の順に流れ、出口タンク３２へと排出される。各扁平チューブ１から排出された媒体は出口タンク３２内で集合され、出口パイプ５０から排出される。図中矢印は媒体の流れを示している。

扁平チューブ１は、二枚のチューブシート１３（図５）を重ね合わせてチューブ本体２１とし、このチューブ本体２１の開放側端部に、これと同一形状の開口を有するキャップ部材２２を装着し、ロウ付けによってチューブ本体２１とキャップ部材２２とを接合することよって製造される。

扁平チューブ１は以下の工程を経て製造される。

まず、図３に示される、一方の端部に入口タンク３１及び出口タンク３２の一部をなすタンク部３３を有し、媒体通路１１の一部をなす凹溝２４を表面に二本平行に有するチューブシート１３を、プレス成形によって加工する。

次に、図４に示すように、チューブシート１３のタンク部３３からみて反対側の端部１３ｅをカットする。扁平チューブ１（熱交換器１０）の長さが長くなるほど、カット後のチューブシート１３の長さが長くなるように、チューブシート１３の端部１３ｅをより短くカットする。また、カットは、カットされた側の端部両側に段部１３ｓ（切欠き）が形成されるように行われる。

次に、図５に示すように、上記カット後のチューブシート１３二枚を凹溝２４側が向い合せになるように重ね合わせる。これにより、一方の端部にタンク部３３を有し、内部にタンク部３３に接続する平行な二本の媒体通路１１を有し、他方の端部が開放端であるチューブ本体２１が得られる。

キャップ部材２２は、図６に示すように、折り返し通路１２の一部をなすＵ字形の凹溝２５を有する端部プレート２６をプレス成形によって加工し、二枚の端部プレート２６を凹溝２５側が向い合せになるように重ね合わせることによって得られる。

次に、図７に示すように、チューブ本体２１の開放側端部にキャップ部材２２の開放側端部を外嵌し装着する。キャップ部材２２の外嵌量（被着部分長さ）は、キャップ部材２２の開放側端部が段部１３ｓに接触することで規制される。これにより、チューブ本体２１の開放側端部の開口をキャップ部材２２によって閉じるとともに、チューブ本体２１内の二本の媒体通路１１をキャップ部材２２内の折り返し通路１２によって接続する。そして、チューブ本体２１及びキャップ部材２２の全体（チューブシート１３同士、端部プレート２６同士、及び、キャップ部材２２の被着部分）をロウ付けによって接合し、扁平チューブ１を得る。

続いて、上記構成の扁平チューブ１、及び、上記製造方法を採用することによる作用効果について説明する。

上記構成及び製造方法によれば、チューブシート１３をカットする位置を変更するだけで、様々な長さの扁平チューブ１を製造することができ、要求される熱交換能力によって熱交換器１０の長さを自由かつ容易に変更することができる。チューブシート１３を成形するための金型の変更は不要であり、低コストで様々な長さ（熱交換能力）の熱交換器１０を製造することができる。

また、キャップ部材２２は、チューブ本体２１の開放側端部の外側にキャップ部材２２の開放側端部を外嵌してチューブ本体２１に装着するようにした。これにより、流路断面積がキャップ部材２２内で減少しないようにし、扁平チューブ１内の媒体の流れを良くすることができる。

続いて、本発明の第２実施形態について説明する。

第２実施形態では、熱交換器１０を構成する複数の扁平チューブ１に用いられる複数のキャップ部材２２を互いに連結し、一体のキャップアレイ６０とした点が第１実施形態と相違する。

図８は、第２実施形態に係るキャップアレイ６０を示している。図９は、図８に示すキャップアレイ６０を平面Ａで切断した場合の断面図である。

キャップアレイ６０は、板材６１から第１実施形態のキャップ部材２２と同じ開口形状を有する異形筒部６２を扁平チューブ１の積層方向に整列して複数成形し、板材６１の背面に封止プレート６３を貼り付けて各異形筒部６２の後端開口を封止することによって製造される。

かかる複数の異形筒部６２を有する板材６１は、板状素材に対してプレス加工を段階的に施すことによって成形される。

図１に示した熱交換器１０を製造するにあたり、複数のキャップ部材２２に代えてこのようなキャップアレイ６０を用いれば、キャップ部材２２を個別に製造する必要がなくなり、第１実施形態に比べて製造工程を簡略化することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的に限定する趣旨ではない。

上記実施形態は、熱交換器１０がエアコンのエバポレータであるとして説明したが、本発明は他の片タンク積層型熱交換器に対しても適用可能である。

１ 扁平チューブ
１０ 熱交換器
１１ 媒体通路
１２ 折り返し通路
１３ チューブシート
２１ チューブ本体
２２ キャップ部材
２４ 凹溝
３３ タンク部
６０ キャップアレイ

Claims (5)

1. 片タンク積層型熱交換器に用いられる扁平チューブであって、
   一方の端部側にタンク部を有するとともに前記タンク部から他方の端部まで延びる二本の媒体通路の一部をなす凹溝を表面に有する一対のチューブシートを前記凹溝側が向かい合わせになるように重ね合わせて構成され、内部に前記二本の媒体通路を有するチューブ本体と、
   前記二本の媒体通路を接続する折り返し通路を内部に有し、前記チューブ本体の前記開放側端部に装着されて接合されるキャップ部材と、
   を備えたことを特徴とする扁平チューブ。
2. 請求項１に記載の扁平チューブであって、
   前記キャップ部材は、前記チューブ本体の前記開放側端部に前記キャップ部材の開放側端部を外嵌して装着される、
   ことを特徴とする扁平チューブ。
3. 請求項１又は２に記載の扁平チューブであって、
   前記扁平チューブに装着される前記キャップ部材が、他の扁平チューブに装着されるキャップ部材と連結され一体化されている、
   ことを特徴とする扁平チューブ。
4. 片タンク積層型熱交換器に用いられる扁平チューブの製造方法であって、
   一方の端部側にタンク部を有するとともに前記タンク部から他方の端部まで延びる二本の媒体通路の一部をなす凹溝を表面に有する一対のチューブシートを加工する工程と、
   前記一対のチューブシートの前記タンク部からみて反対側の端部をそれぞれカットする工程と、
   カットした前記一対の前記チューブシートを前記凹溝側が向かい合わせになるように重ね合わせ、内部に前記二本の媒体通路を有するチューブ本体とする工程と、
   前記チューブ本体の前記カットした側の端部に、前記二本の媒体通路を接続する折り返し通路を内部に有するキャップ部材を装着し、前記チューブ本体と前記キャップ部材とを接合する工程と、
   を含むことを特徴とする扁平チューブの製造方法。
5. 請求項４に記載の扁平チューブの製造方法であって、
   前記チューブ本体と前記キャップ本体とを接合する工程では、前記チューブ本体の前記開放側端部に前記キャップ部材の開放側端部を外嵌して装着される、
   ことを特徴とする扁平チューブの製造方法。

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