JP2013249993A - Refrigerant heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷媒熱交換器、特に、複数の流路穴が形成された多穴管の長手方向の端部をヘッダにロウ付け接合することによって構成される冷媒熱交換器に関する。 The present invention relates to a refrigerant heat exchanger, and more particularly, to a refrigerant heat exchanger configured by brazing and joining a longitudinal end portion of a multi-hole tube in which a plurality of flow passage holes are formed to a header.
従来より、特許文献1(特開2006−284133号公報)に示すような、複数の流路穴が形成された多穴管の長手方向の端部をヘッダに接合することによって構成される冷媒熱交換器がある。 Conventionally, as shown in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-284133), the refrigerant heat formed by joining the end portions in the longitudinal direction of a multi-hole tube in which a plurality of channel holes are formed to a header. There is an exchanger.
上記従来の冷媒熱交換器において、多穴管の長手方向の端部は、ヘッダにロウ付け接合される。具体的には、多穴管の長手方向の端部をヘッダの所定位置に組み付けた熱交集合体がロウ付け炉内で加熱されると、ロウ材が溶融し、溶融したロウ材によって、多穴管の長手方向の端部がヘッダの所定位置に接合される。 In the conventional refrigerant heat exchanger, the end of the multi-hole tube in the longitudinal direction is brazed to the header. Specifically, when the heat exchanger assembly in which the longitudinal ends of the multi-hole tube are assembled at predetermined positions of the header is heated in the brazing furnace, the brazing material is melted, and the molten brazing material The longitudinal end of the tube is joined to a predetermined position on the header.
しかし、このようなロウ付け接合においては、溶融したロウ材の流れを制御することができないため、ロウ材が多穴管の流路穴に流入してしまい、流路穴の詰まりが発生するおそれがある。 However, in such a brazing joint, since the flow of the molten brazing material cannot be controlled, the brazing material may flow into the channel hole of the multi-hole tube, and the channel hole may be clogged. There is.
本発明の課題は、複数の流路穴が形成された多穴管の長手方向の端部をヘッダにロウ付け接合することによって構成される冷媒熱交換器において、流路穴へのロウ材の流入を抑えることにある。 An object of the present invention is to provide a refrigerant heat exchanger configured by brazing and joining a longitudinal end portion of a multi-hole pipe in which a plurality of flow path holes are formed to a header. It is to suppress inflow.
第1の観点にかかる冷媒熱交換器は、複数の流路穴が形成された多穴管の長手方向の端部をヘッダにロウ付け接合することによって構成されている。そして、多穴管には、多穴管の長手方向の端部を多穴管の長手方向に沿って見た際に、複数の流路穴よりも外周側の部分に、流路穴の開口断面積よりも小さい開口断面積を有するロウ溜まり穴が形成されている。 The refrigerant heat exchanger according to the first aspect is configured by brazing and joining a longitudinal end portion of a multi-hole tube having a plurality of flow path holes to a header. And when the multi-hole pipe is viewed along the longitudinal direction of the multi-hole pipe along the longitudinal direction of the multi-hole pipe, the opening of the flow-path hole is formed on the outer peripheral side of the plurality of flow-path holes. A brazing hole having an opening cross-sectional area smaller than the cross-sectional area is formed.
複数の流路穴が形成された多穴管の長手方向の端部をヘッダにロウ付け接合することによって構成される冷媒熱交換器において、ロウ付け接合時にロウ材が多穴管の流路穴に流入する原因としては、流路穴の毛管力が挙げられる。すなわち、ロウ付け接合時に溶融したロウ材が、流路穴の毛管力によって、多穴管の流路穴よりも外周側の部分から流路穴に引き込まれるということである。このような毛管力によるロウ材の流路穴への引き込みを抑えるためには、流路穴の毛管力よりも大きな力によってロウ材を引き込むことができる構造を設けることが好ましい。 In a refrigerant heat exchanger configured by brazing and joining a longitudinal end portion of a multi-hole pipe in which a plurality of flow path holes are formed to a header, the brazing material is a flow path hole of the multi-hole pipe at the time of brazing and joining. As a cause of inflow, the capillary force of the channel hole can be mentioned. That is, the brazing material melted at the time of brazing and joining is drawn into the channel hole from the outer peripheral portion of the multi-hole tube by the capillary force of the channel hole. In order to suppress the pulling-in of the brazing material into the channel hole due to such capillary force, it is preferable to provide a structure capable of pulling in the brazing material with a force larger than the capillary force of the channel hole.
そこで、ここでは、多穴管に、多穴管の長手方向の端部を多穴管の長手方向に沿って見た際に、複数の流路穴よりも外周側の部分に、流路穴の開口断面積よりも小さい開口断面積を有するロウ溜まり穴を形成するようにしている。このため、ロウ付け接合時に溶融したロウ材は、多穴管の流路穴よりも外周側の部分において、流路穴の毛管力よりも大きな毛管力を有するロウ溜まり穴に優先的に引き込まれるようになる。 Therefore, here, in the multi-hole tube, when the longitudinal end portion of the multi-hole tube is viewed along the longitudinal direction of the multi-hole tube, the channel hole A brazing hole having an opening cross-sectional area smaller than the opening cross-sectional area is formed. For this reason, the brazing material melted at the time of brazing is preferentially drawn into the brazing hole having a capillary force larger than the capillary force of the flow path hole in the outer peripheral portion of the multi-hole pipe. It becomes like this.
これにより、ここでは、流路穴へのロウ材の流入を抑えることができるようになり、流路穴の詰まりの発生を抑えることができる。 Thereby, inflow of the brazing material into the channel hole can be suppressed here, and the occurrence of clogging of the channel hole can be suppressed.
第2の観点にかかる冷媒熱交換器は、第1の観点にかかる冷媒熱交換器において、多穴管が、扁平した断面形状を有する扁平多穴管であり、複数の流路穴が、多穴管の長手方向の端部を多穴管の長手方向に沿って見た際に、扁平した断面形状の長辺方向に並んで配置されている。そして、ロウ溜まり穴は、多穴管の長手方向の端部を多穴管の長手方向に沿って見た際に、扁平した断面形状の長辺方向の端部に形成されている。 A refrigerant heat exchanger according to a second aspect is the refrigerant heat exchanger according to the first aspect, wherein the multi-hole tube is a flat multi-hole tube having a flat cross-sectional shape, and a plurality of flow path holes are provided with a plurality of flow path holes. When the end portion in the longitudinal direction of the hole tube is viewed along the longitudinal direction of the multi-hole tube, they are arranged side by side in the long side direction of the flat cross-sectional shape. And the solder pool hole is formed in the edge part of the long side direction of the flat cross-sectional shape, when the edge part of the longitudinal direction of a multi-hole pipe is seen along the longitudinal direction of a multi-hole pipe.
ロウ付け接合時にロウ材が多穴管の流路穴に流入する原因としては、多穴管が扁平多穴管からなる場合には、流路穴の毛管力だけでなく、ロウ付け接合時における多穴管の姿勢の影響も挙げられる。すなわち、ロウ付け接合時において、扁平多穴管からなる多穴管は、扁平した断面形状の長辺が上下方向を向く姿勢で炉内に配置されるが、この場合、ロウ付け接合時に溶融したロウ材は、多穴管の長辺方向の下端に溜まりやすくなる。そして、多穴管の長辺方向の下端に溜まったロウ材は、多穴管の長辺方向の下端部寄りに配置される流路穴に流入しやすい。 The cause of the brazing material flowing into the flow hole of the multi-hole pipe during brazing is that when the multi-hole pipe is a flat multi-hole pipe, not only the capillary force of the flow hole but also the brazing joint The influence of the posture of the multi-hole tube is also mentioned. That is, at the time of brazing joining, the multi-hole tube composed of a flat multi-hole tube is placed in the furnace with the long side of the flat cross-sectional shape facing the vertical direction, but in this case, it melted at the time of brazing joining The brazing material tends to accumulate at the lower end in the long side direction of the multi-hole tube. And the brazing | wax material collected at the lower end of the long side direction of a multi-hole pipe | tube tends to flow into the flow-path hole arrange | positioned near the lower end part of the long side direction of a multi-hole pipe | tube.
そこで、ここでは、ロウ溜まり穴を、多穴管の長手方向の端部を多穴管の長手方向に沿って見た際に、扁平多穴管からなる多穴管の扁平した断面形状の長辺方向の端部に形成するようにしている。このため、ロウ溜まり穴は、ロウ付け接合時に、多穴管の長辺方向の端部寄りに配置されることになり、多穴管の長辺方向の下端に溜まったロウ材は、流路穴ではなく、ロウ溜まり穴に優先的に流入するようになる。 Therefore, here, the length of the flat cross-sectional shape of the multi-hole tube made of a flat multi-hole tube when the longitudinal end of the multi-hole tube is viewed along the longitudinal direction of the multi-hole tube. It is formed at the end in the side direction. For this reason, the brazing hole is disposed near the end in the long side direction of the multi-hole tube at the time of brazing joining, and the brazing material accumulated at the lower end in the long side direction of the multi-hole tube It preferentially flows into the wax reservoir hole instead of the hole.
これにより、ここでは、ロウ付け接合時における多穴管の姿勢の影響も考慮して、流路穴へのロウ材の流入を抑えることができる。 Thereby, the influence of the attitude | position of the multi-hole pipe at the time of brazing joining is also considered here, and the inflow of the brazing material to a flow-path hole can be suppressed.
第3の観点にかかる冷媒熱交換器は、第1又は第2の観点にかかる冷媒熱交換器において、ロウ溜まり穴の内面には、多穴管の長手方向に沿って延びる案内溝が形成されている。 The refrigerant heat exchanger according to the third aspect is the refrigerant heat exchanger according to the first or second aspect, wherein a guide groove extending along the longitudinal direction of the multi-hole tube is formed on the inner surface of the wax reservoir hole. ing.
ロウ溜まり穴へのロウ材の引き込み作用を高めるためには、ロウ溜まり穴の毛管力を十分に大きくすることが好ましい。 In order to enhance the pulling action of the brazing material into the brazing hole, it is preferable to sufficiently increase the capillary force of the brazing hole.
そこで、ここでは、ロウ溜まり穴の内面に、多穴管の長手方向に沿って延びる案内溝を形成するようにしている。 Therefore, here, a guide groove extending along the longitudinal direction of the multi-hole tube is formed on the inner surface of the brazing hole.
これにより、ここでは、ロウ溜まり穴の毛管力をさらに高めることができ、ロウ付け接合時に溶融したロウ材を、ロウ溜まり穴にさらに優先的に引き込むことができる。 Thereby, here, the capillary force of the brazing hole can be further increased, and the brazing material melted at the time of brazing can be more preferentially drawn into the brazing hole.
第4の観点にかかる冷媒熱交換器は、第1〜第3の観点のいずれかにかかる冷媒熱交換器において、多穴管には、ロウ溜まり穴が開口した部分に近い面に、ロウ溜まり穴が開口した部分に遠い面よりも表面粗さが大きい案内面が形成されている。 A refrigerant heat exchanger according to a fourth aspect is the refrigerant heat exchanger according to any one of the first to third aspects, wherein the multi-hole pipe has a low-temperature reservoir on a surface close to a portion where the low-temperature reservoir hole is opened. A guide surface having a larger surface roughness than a surface far from the portion where the hole is opened is formed.
ロウ溜まり穴へのロウ材の引き込み作用を高めるためには、ロウ付け接合時に溶融したロウ材を、ロウ溜まり穴が開口した部分に近い面に保持されやすくすることが好ましい。 In order to enhance the pulling action of the brazing material into the brazing hole, it is preferable that the brazing material melted at the time of brazing is easily held on the surface close to the portion where the brazing hole is opened.
そこで、ここでは、ロウ溜まり穴が開口した部分に近い面に、ロウ溜まり穴が開口した部分に遠い面よりも表面粗さが大きい案内面を形成するようにしている。このため、ロウ付け接合時に溶融したロウ材は、ロウ溜まり穴が開口した部分に近い面に濡れやすくなり、ロウ溜まり穴が開口した部分に遠い面に濡れにくくなる。 Therefore, here, a guide surface having a larger surface roughness than a surface far from the portion where the solder reservoir hole is opened is formed on the surface near the portion where the solder reservoir hole is opened. For this reason, the brazing material melted at the time of brazing joining becomes easy to get wet on the surface near the portion where the brazing hole is opened, and hardly gets wet on the surface far from the portion where the brazing hole is opened.
これにより、ここでは、ロウ付け接合時に溶融したロウ材をロウ溜まり穴が開口した部分に近い面に保持しやすくすることができ、ロウ付け接合時に溶融したロウ材を、ロウ溜まり穴にさらに優先的に引き込むことができる。 As a result, the brazing material melted at the time of brazing can be easily held on the surface near the portion where the brazing hole is opened, and the brazing material melted at the time of brazing is prioritized over the brazing hole. Can be pulled in.
第5の観点にかかる冷媒熱交換器は、第1〜第4の観点のいずれかにかかる冷媒熱交換器において、多穴管が、金属材料の押し出し成形によって形成されている。そして、ロウ溜まり穴は、多穴管の押し出し成形時に、複数の流路穴とともに形成されている。 The refrigerant heat exchanger according to the fifth aspect is the refrigerant heat exchanger according to any one of the first to fourth aspects, wherein the multi-hole tube is formed by extrusion molding of a metal material. And the solder pool hole is formed with the several flow-path hole at the time of extrusion molding of a multi-hole pipe | tube.
これにより、ここでは、ロウ溜まり穴を多穴管に容易に形成することができる。 Thereby, here, the brazing hole can be easily formed in the multi-hole tube.
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。 As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
第1の観点にかかる冷媒熱交換器では、流路穴へのロウ材の流入を抑えることができるようになり、流路穴の詰まりの発生を抑えることができる。 In the refrigerant heat exchanger according to the first aspect, the inflow of the brazing material into the flow path hole can be suppressed, and the occurrence of clogging of the flow path hole can be suppressed.
第2の観点にかかる冷媒熱交換器では、ロウ付け接合時における多穴管の姿勢の影響も考慮して、流路穴へのロウ材の流入を抑えることができる。 In the refrigerant heat exchanger according to the second aspect, it is possible to suppress the inflow of the brazing material into the flow path hole in consideration of the influence of the attitude of the multi-hole tube at the time of brazing joining.
第3の観点にかかる冷媒熱交換器では、ロウ溜まり穴の毛管力をさらに高めることができ、ロウ付け接合時に溶融したロウ材を、ロウ溜まり穴にさらに優先的に引き込むことができる。 In the refrigerant heat exchanger according to the third aspect, the capillary force of the brazing hole can be further increased, and the brazing material melted at the time of brazing can be more preferentially drawn into the brazing hole.
第4の観点にかかる冷媒熱交換器では、ロウ付け接合時に溶融したロウ材をロウ溜まり穴が開口した部分に近い面に保持しやすくすることができ、ロウ付け接合時に溶融したロウ材を、ロウ溜まり穴にさらに優先的に引き込むことができる。 In the refrigerant heat exchanger according to the fourth aspect, the brazing material melted at the time of brazing joining can be easily held on the surface close to the portion where the brazing hole is opened. It is possible to draw more preferentially into the wax pool hole.
第5の観点にかかる冷媒熱交換器では、ロウ溜まり穴を多穴管に容易に形成することができる。 In the refrigerant heat exchanger according to the fifth aspect, the wax reservoir hole can be easily formed in the multi-hole tube.
以下、本発明にかかる冷媒熱交換器の実施形態及びその変形例について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる冷媒熱交換器の具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a refrigerant heat exchanger according to the present invention and modifications thereof will be described with reference to the drawings. In addition, the specific structure of the refrigerant | coolant heat exchanger concerning this invention is not restricted to the following embodiment and its modification, It can change in the range which does not deviate from the summary of invention.
(1)冷媒熱交換器の全体構成
図1は、本発明の一実施形態にかかる冷媒熱交換器1の概略構成図である。図2は、図1の冷媒熱交換器1のA部を拡大した斜視図である。
(1) Whole structure of refrigerant | coolant heat exchanger FIG. 1: is a schematic block diagram of the refrigerant |
冷媒熱交換器1は、例えば、スプリットタイプの空気調和装置の室外ユニットに設けられる。この場合において、冷媒熱交換器1は、室外ユニットに設けられた室外ファンによって供給される空気と冷媒との間で熱交換を行う室外熱交換器として機能する。尚、冷媒熱交換器1の用途は、室外熱交換器に限定されるものではなく、他の用途にも使用可能である。
The
冷媒熱交換器1は、複数の流路穴11a〜11iが形成された多穴管10の長手方向の端部12、13をヘッダ20、30にロウ付け接合することによって構成される熱交換器である。
The
具体的には、冷媒熱交換器1は、主として、複数の多穴管10と複数の伝熱フィン40とによって構成された積層型熱交換器である。多穴管10は、図1及び図2における上下方向(すなわち、ヘッダ20、30の長手方向に沿う方向)に間隔を空けて複数段配列されており、多穴管10の長手方向の端部12、13がヘッダ20、30にロウ付け接合されている。伝熱フィン40は、図1及び図2において、上下に隣接する多穴管10に挟まれた通風空間に配置されている。ヘッダ20、30は、図1において、上下方向に延びる筒状部材であり、多穴管10を支持する機能と、冷媒を多穴管10の流路穴11a〜11iに導く機能と、流路穴11a〜11iから出てきた冷媒を集合させる機能とを有している。
Specifically, the
(2)多穴管
多穴管10は、ここでは、図2に示すように、扁平した断面形状を有する扁平多穴管であり、複数(ここでは、9個)の流路穴11a〜11iが、多穴管10の長手方向の端部12、13を多穴管10の長手方向に沿って見た際に、扁平した断面形状の長辺方向(すなわち、図1及び図2における紙面前後方向)に並んで配置されている。
(2) Multi-hole tube The
流路穴11a〜11iは、内径が0.5mm〜2mm程度の円形又はこれに同等の断面積を有する多角形の穴形状を有しており、多穴管10の長手方向の端部12、13間を貫通している。多穴管10は、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属材料を押し出し成形することによって形成されている。尚、流路穴11a〜1iの数は、9個に限定されるものではなく、9個より多くても少なくてもよい。また、多穴管10には、流路穴11a〜11iへのロウ材の流入を抑えるための構造が形成されているが、この構造については後述するものとする。
The flow path holes 11a to 11i have a circular hole shape having an inner diameter of about 0.5 mm to 2 mm or a polygonal hole shape having an equivalent cross-sectional area. 13 is penetrated. The
(3)伝熱フィン
伝熱フィン40は、ここでは、図1及び図2に示すように、アルミニウム又はアルミニウム合金等の薄板状の金属材料が長手方向に波形に折り曲げられることによって形成される波形フィンである。伝熱フィン40は、谷部41と山部42と伝熱面43とを有している。谷部41及び山部42は、多穴管10の扁平面に接触して、ロウ付け接合されている。伝熱面43には、ここでは、熱交換効率を向上させるためのルーバー状の切り起こし部44が形成されている。すなわち、ここでは、冷媒熱交換器1として、波形フィンタイプの積層型熱交換器が採用されている。
(3) Heat Transfer Fin Here, the
(4)ヘッダ
<ヘッダの全体構成>
ヘッダ20は、ここでは、図1に示すように、仕切板21によって、内部空間が2つに仕切られている。そして、冷媒熱交換器1を冷媒の放熱器として機能させる場合には、冷媒がヘッダ20の上部空間に流入する。ヘッダ20の上部空間に流入した冷媒は、上方に配置されている多穴管10の流路穴11a〜11bを通じてヘッダ30に流入する。ヘッダ30に流入した冷媒は、折り返されて、下方に設置されている多穴管10の流路穴11a〜11bを通じてヘッダ20の下部空間に流入し、その後、冷媒熱交換器1を出る。このとき、冷媒は、多穴管10の流路穴11a〜11iを通過する際に、冷却源としての空気との熱交換によって冷却される。また、冷媒熱交換器1を冷媒の蒸発器として機能させる場合には、冷媒がヘッダ20の下部空間に流入する。ヘッダ20の下部空間に流入した冷媒は、下方に配置されている多穴管10の流路穴11a〜11bを通じてヘッダ30に流入する。ヘッダ30に流入した冷媒は、折り返されて、上方に配置されている多穴管10の流路穴11a〜11bを通じてヘッダ20の上部空間に流入し、その後、冷媒熱交換器1を多穴管10の長手方向の端部12、13間を貫通している。出る。このとき、冷媒は、多穴管10の流路穴11a〜11iを通過する際に、加熱源としての空気との熱交換によって蒸発する。尚、仕切板の数や配置等を含めた冷媒熱交換器1のパス取りは、図1に示すものに限定されるものではない。
(4) Header <Overall configuration of header>
Here, as shown in FIG. 1, the
ヘッダ20、30は、ここでは、図1及び図3に示すように、主として、ヘッダ本体22、32と、連結部25、35とを有している。そして、多穴管10は、連結部22、32を介して、ヘッダ20、30にロウ付け接合されている。ここで、図3は、図1の冷媒熱交換器1をB方向から見た矢視図である。尚、ヘッダ20の構成は、基本的にヘッダ30の構成と同じである。このため、以下の説明では、ヘッダ30の構成だけについて説明し、ヘッダ20の構成については、ヘッダ30の30番台の符号を20番台の符号に読み換えるものとする。
Here, as shown in FIGS. 1 and 3, the
<ヘッダ本体>
ヘッダ本体32は、ここでは、図3及び図4に示すように、アルミニウム又はアルミニウム合金等の金属材料からなり、主として、円筒部33と、連通孔形成部34とを有している。ここで、図4は、ヘッダ本体32の斜視図である。
<Header body>
Here, as shown in FIGS. 3 and 4, the header
円筒部33は、主流路33aが形成された細長い略円柱形状の部分である。主流路33aは、ヘッダ本体32の内部に形成された冷媒流路である。主流路33aは、円筒部33の長手方向に沿う方向から見た断面形状が円形の孔である。主流路33aは、ヘッダ30の長手方向に沿って延びている。主流路33aは、後述の複数の連通孔34aに連通している。
The
連通孔形成部34は、円筒部33の側壁と一体的に繋がる略矩形形状の部分である。また、連通孔形成部34は、ヘッダ30の長手方向に沿って延びている。連通孔形成部34には、複数の連通孔34aが形成されている。連通孔34aは、連通孔形成部34の長手方向に並んで形成されている。連通孔34aは、多穴管10と同じ配列間隔を空けて配置されている。ヘッダ30と多穴管10とが接合される際には、連通孔形成部34に連結部35が接合される。
The communication
<連結部>
連結部35は、ここでは、図3、図5及び図6に示すように、ヘッダ本体30と多穴管10とを連結する部材の集合体である。ここで、図5は、図1の冷媒熱交換器1のI−I断面図(左側の端部付近のみ)である。図6は、図2の冷媒熱交換器1のII−II断面図(左側の端部付近のみ)である。
<Connecting part>
Here, as shown in FIGS. 3, 5, and 6, the connecting
連結部35は、主として、スペーサ36と、管固定プレート37と、接合部材38とを有している。スペーサ36は、連通孔形成部34の多穴管10の端部13側の面(すなわち、円筒部33から遠い側の面)に接触するように配置されている。管固定プレート37は、スペーサ36の多穴管10の端部13側の面(すなわち、円筒部33から遠い側の面)に接触するように配置されている。接合部材38は、連通孔形成部34、スペーサ36及び管固定プレート37を円筒部33から遠い側から取り囲むように配置されている。すなわち、連結部35を構成するスペーサ36、管固定プレート37及び接合部材38は、ヘッダ本体32側から順に配置されている。
The connecting
スペーサ36は、図3、図5〜図8に示すように、ヘッダ30の長手方向に延びる細長い略矩形形状の部材である。ここで、図7は、図5の冷媒熱交換器1のIII−III断面図である。図8は、図5の冷媒熱交換器1のIV−IV断面図である。スペーサ36には、複数の集合孔36aが形成されている。集合孔36aは、スペーサ36の長手方向に並んで形成されている。集合孔36aは、連通孔34a及び多穴管10と同じ配列間隔を空けて配置されている。そして、集合孔36aは、多穴管10の長手方向に沿う方向から見た断面形状が連通孔34a及び流路穴11a〜11iの全てに連通する略矩形形状の孔である。すなわち、スペーサ36の集合孔36aは、ヘッダ本体32と多穴管10との間に、ヘッダ本体32からの冷媒を多穴管10の流路穴11a〜11iに分配するための流路、又は、多穴管10の流路穴11a〜11iからの冷媒を合流させるための流路をなしている。また、集合孔36aの長辺方向の孔寸法は、多穴管10の扁平した断面形状の長辺方向の長さ寸法よりも小さくなっている。このため、スペーサ36は、集合孔36aの長辺方向の外周側の両端部36bが、多穴管10の長手方向の端部13を多穴管10の長手方向に沿って見た際に、扁平した断面形状の長辺方向の端部13bに接触するように配置されている。尚、ここでは、集合孔36aの短辺方向の孔寸法は、多穴管10の扁平した断面形状の短辺方向の長さ寸法よりも大きくなっているが、多穴管10の扁平した断面形状の短辺方向の長さ寸法よりも小さくなっていてもよい。また、スペーサ36は、クラッド材である。具体的には、スペーサ36は、ヘッダ本体31及び多穴管10と同じアルミニウム又はアルミニウム合金等の金属材料を心材としており、この心材の表面にロウ材が張り合わされた部材である。そして、スペーサ36は、ヘッダ本体32の連通孔形成部34及び多穴管10の長手方向の端部13にロウ付け接合されている。
As shown in FIGS. 3 and 5 to 8, the
管固定プレート37は、図3、図5、図6及び図9に示すように、ヘッダ30の長手方向に延びる細長い略矩形形状の部材である。ここで、図9は、図5の冷媒熱交換器1のV−V断面図である。管固定プレート37には、複数の挿入孔37aが形成されている。挿入孔37aは、管固定プレート37の長手方向に並んで形成されている。挿入孔37aは、連通孔34a、集合孔36a及び多穴管10と同じ配列間隔を空けて配置されている。そして、挿入孔37aは、多穴管10の長手方向に沿う方向から見た断面形状が多穴管10の長手方向の端部13が挿入可能な形状の孔である。このため、管固定プレート37は、多穴管10の長手方向の端部13を挿入孔37aに挿入した状態で支持している。また、管固定プレート37は、ヘッダ本体31及び多穴管10と同じアルミニウム又はアルミニウム合金等の金属材料からなる。そして、管固定プレート37は、多穴管10の長手方向の端部13を支持した状態で、スペーサ36及び多穴管10の長手方向の端部13にロウ付け接合されている。
As shown in FIGS. 3, 5, 6, and 9, the
接合部材38は、図3、図5〜図10に示すように、ヘッダ30の長手方向に延びる細長い略矩形形状の部材である。ここで、図10は、図5の冷媒熱交換器1のVI−VI断面図である。接合部材38は、ヘッダ30の長手方向に沿って見た際に、略U字形状を有している。接合部材38には、複数の挿入孔38aが形成されている。挿入孔38aは、接合部材38の長手方向に並んで形成されている。挿入孔38aは、連通孔34a、集合孔36a、挿入孔37a及び多穴管10と同じ配列間隔を空けて配置されている。そして、挿入孔38aは、多穴管10の長手方向に沿う方向から見た断面形状が多穴管10の長手方向の端部13が挿入可能な形状の孔である。このため、接合部材38は、管固定プレート37と同様に、多穴管10の長手方向の端部13を挿入孔38aに挿入した状態で支持している。そして、接合部材38は、スペーサ36、管固定プレート37及び多穴管10を保持し、この保持状態のままで、接合部材38のヘッダ本体32側の先端部38bがヘッダ本体31の連通孔形成部34にカシメ固定されている。また、接合部材38も、スペーサ36と同様のクラッド材である。そして、接合部材38は、管固定プレート37及び多穴管10の長手方向の端部13にロウ付け接合されている。
As shown in FIGS. 3 and 5 to 10, the joining
(5)ロウ付け接合時のロウ材の流れ
このような冷媒熱交換器1の基本構成(すなわち、後述の多穴管10に流路穴11a〜11iへのロウ材の流入を抑えるための構造が形成されていない構成)においては、以下のような手順でロウ付け接合が行われる。
(5) Flow of brazing material at the time of brazing joining Basic structure of the refrigerant heat exchanger 1 (that is, a structure for suppressing the inflow of brazing material into the channel holes 11a to 11i in the
冷媒熱交換器1のロウ付けは、多穴管10の端部12、13をヘッダ20、30の所定位置に組み付けるとともに伝熱フィン40を多穴管10間に配置したロウ付け接合前の熱交集合体をロウ付け炉内に配置し、加熱することによって行われる。このとき、熱交集合体は、多穴管10の扁平した断面形状の長辺が上下方向を向く姿勢で炉内に配置される(図2参照)。
The brazing of the
すると、スペーサ36や接合部材38に張り合わされたロウ材が溶融し、溶融したロウ材によって、多穴管10の長手方向の端部12、13がヘッダ20、30の所定位置に接合される。ここでは、ヘッダ本体21の連通孔形成部24、スペーサ26、管固定プレート27及び接合部材28との間が互いにロウ付け接合されることによって、ヘッダ20を構成する。また、ヘッダ本体31の連通孔形成部34、スペーサ36、管固定プレート37及び接合部材38との間が互いにロウ付け接合されることによって、ヘッダ30を構成する。そして、ヘッダ20、30が構成されるとともに、多穴管10の長手方向の端部12、13がヘッダ20、30にロウ付け接合される。
Then, the brazing material bonded to the
しかし、このようなロウ付け接合においては、溶融したロウ材の流れを制御することができないため、ロウ材が多穴管10の流路穴11a〜11iに流入してしまい、流路穴11a〜11iの詰まりが発生するおそれがある。ここで、ロウ付け接合時にロウ材が多穴管10の流路穴11a〜11iに流入する原因としては、流路穴11a〜11iの毛管力が挙げられる。すなわち、ロウ付け接合時に溶融したロウ材が、流路穴11a〜11iの毛管力によって、多穴管10の流路穴11a〜11iよりも外周側の部分から流路穴11a〜11iに引き込まれるということである。例えば、扁平した断面形状の長辺方向の端部13bから流路穴11aや流路穴11iに引き込まれることが考えられる。また、ロウ付け接合時にロウ材が多穴管10の流路穴11a〜11iに流入する原因としては、扁平多穴管からなる多穴管10の場合には、流路穴11a〜11iの毛管力だけでなく、ロウ付け接合時における多穴管10の姿勢の影響も挙げられる。すなわち、ロウ付け接合時において、多穴管10が扁平した断面形状の長辺が上下方向を向く姿勢で炉内に配置されると、ロウ付け接合時に溶融したロウ材は、多穴管10の長辺方向の下端(例えば、扁平した断面形状の長辺方向の端部13b)に溜まりやすくなる。そして、多穴管10の長辺方向の下端に溜まったロウ材は、多穴管10の長辺方向の下端部寄りに配置される流路穴11a又は流路穴11iに流入しやすい。
However, in such brazing joining, since the flow of the molten brazing material cannot be controlled, the brazing material flows into the channel holes 11a to 11i of the
このように、冷媒熱交換器1では、流路穴11a〜11iへのロウ材の流入を抑えるという技術的な課題があり、これに対して、冷媒熱交換器1では、後述するように、流路穴11a〜11iへのロウ材の流入を抑えるための構造を設けるようにしている。
Thus, in the
(6)流路穴へのロウ材の流入を抑えるための構造
冷媒熱交換器1において、上述のような毛管力によるロウ材の流路穴11a〜11iへの引き込みを抑えるためには、流路穴11a〜11iの毛管力よりも大きな力によってロウ材を引き込むことができる構造を設けることが好ましい。
(6) Structure for suppressing inflow of brazing material into flow path hole In the
そこで、ここでは、図2、図5、図8〜図10に示すように、多穴管10にロウ溜まり穴14a、14bを形成するようにしている。ロウ溜まり穴14a、14bは、多穴管10の長手方向の端部12、13を多穴管10の長手方向に沿って見た際に、複数の流路穴11a〜11iよりも外周側の部分に形成されている。ここでは、多穴管10における複数の流路穴11a〜11iよりも外周側の部分のうち扁平した断面形状の長辺方向の両端部12b、13bに、ロウ溜まり穴14a、14bが形成されている。ロウ溜まり穴14a、14bは、流路穴11a〜11iの開口断面積よりも小さい開口断面積を有している。すなわち、ロウ溜まり穴14a、14b及び流路穴11a〜11iが円形の穴形状である場合には、ロウ溜まり穴14a、14bの内径は、流路穴11a〜11iの内径(0.5mm〜2mm程度)よりも小さい。例えば、ロウ溜まり穴14a、14bの内径は、流路穴11a〜11iの内径の0.2〜0.8倍程度(開口断面積では、0.05〜0.7倍程度)に設定される。また、ロウ溜まり穴14a、14bは、多角形の穴形状でもよく、この場合においても、流路穴11a〜11iの開口断面積よりも小さい開口断面積を有するように形成される。また、ここでは、ロウ溜まり穴14a、14bは、多穴管10の押し出し成形時に、複数の流路穴11a〜11iとともに形成されており、複数の流路穴11a〜11iと同様に、多穴管10の長手方向の端部12、13間を貫通している。このため、冷媒熱交換器1では、ロウ溜まり穴14a、14bを多穴管10に容易に形成することができる。尚、ロウ溜まり穴14a、14bは、多穴管10の押し出し成形時に、複数の流路穴11a〜11iとともに形成されるものに限定されるものではなく、例えば、ロウ溜まり穴14a、14bを容易に形成することはできなくなるものの、多穴管10に穴開け加工することによって形成してもよい。また、ここでは、ロウ溜まり穴14a、14bは、図5及び図8に示すように、多穴管10の長手方向の端部12、13を多穴管10の長手方向に沿って見た際に、スペーサ36の集合穴36aに連通するように配置されている。
Therefore, here, as shown in FIGS. 2, 5, and 8 to 10, solder reservoir holes 14 a and 14 b are formed in the
このため、ロウ付け接合時に溶融したロウ材は、図11に示すように、多穴管10の流路穴11a〜11iよりも外周側の部分(ここでは、多穴管10の長辺方向の両端部12b、13b)において、流路穴11a〜11i(ここでは、流路穴11aや流路穴11i)の毛管力よりも大きな毛管力を有するロウ溜まり穴14a、14bに優先的に引き込まれるようになる。また、ロウ溜まり穴14a、14bは、ロウ付け接合時に、多穴管10の長辺方向の端部12b、13b寄りに配置されているため、多穴管10の長辺方向の下端に溜まったロウ材は、図11に示すように、流路穴11iではなく、ロウ溜まり穴14bに優先的に流入するようになる。
For this reason, as shown in FIG. 11, the brazing material melted at the time of brazing joining is a portion on the outer peripheral side of the
尚、例えば、図12に示すように、ロウ溜まり穴14a、14bの開口断面積を流路穴11a〜11iの開口断面積以上にした場合を想定すると、ロウ溜まり穴14a、14bの毛管力が流路穴11a〜11iの毛管力以下になってしまう。このため、ロウ付け接合時に溶融したロウ材は、図12に示すように、ロウ溜まり穴14a、14bに優先的に引き込まれることはなく、流路穴11aや流路穴11iにも引き込まれるため、流路穴11a〜11iへのロウ材の流入を抑えることはできない。
For example, as shown in FIG. 12, assuming that the opening cross-sectional area of the
このように、冷媒熱交換器1では、流路穴11a〜11iへのロウ材の流入を抑えることができるようになり、流路穴11a〜11iの詰まりの発生を抑えることができる。また、冷媒熱交換器1では、ロウ付け接合時における多穴管10の姿勢の影響も考慮して、流路穴11a〜11iへのロウ材の流入を抑えることができる。また、冷媒ロウ溜まり穴を多穴管に容易に形成することができる。
Thus, in the
(7)変形例
<変形例1>
ロウ溜まり穴14a、14bへのロウ材の引き込み作用を高めるためには、ロウ溜まり穴14a、14bの毛管力を十分に大きくすることが好ましい。
(7) Modification <
In order to enhance the pulling action of the brazing material into the
そこで、ここでは、図13に示すように、ロウ溜まり穴14a、14bの内面に、多穴管10の長手方向に沿って延びる案内溝15a、15bを形成するようにしている。
Therefore, here, as shown in FIG. 13, guide
これにより、ここでは、ロウ溜まり穴14a、14bの毛管力をさらに高めることができ、ロウ付け接合時に溶融したロウ材を、ロウ溜まり穴14a、14bにさらに優先的に引き込むことができる。
Thereby, here, the capillary force of the
<変形例2>
ロウ溜まり穴14a、14bへのロウ材の引き込み作用を高めるためには、ロウ付け接合時に溶融したロウ材を、ロウ溜まり穴14a、14bが開口した部分に近い面に保持されやすくすることが好ましい。
<Modification 2>
In order to enhance the pulling action of the brazing material into the
そこで、ここでは、図14に示すように、ロウ溜まり穴14a、14bが開口した部分に近い面に、ロウ溜まり穴14a、14bが開口した部分に遠い面よりも表面粗さが大きい案内面16a、16bを形成するようにしている。ここでは、案内面16a、16bは、多穴管10の長辺方向の両端部12b、13bの長手方向側の端面、及び、両端部12b、13bの長手方向側の端面に繋がる多穴管10の外周面に形成されている。また、案内面16a、16bのうち多穴管10の外周面に形成される部分17a、17bは、接合部材38の多穴管10の長手方向中央側の面よりも長手方向の端部寄りの位置まで延びている。
Therefore, here, as shown in FIG. 14, a
このため、ロウ付け接合時に溶融したロウ材は、ロウ溜まり穴14a、14bが開口した部分に近い面に濡れやすくなり、ロウ溜まり穴14aが開口した部分に遠い面に濡れにくくなる。
For this reason, the brazing material melted at the time of brazing joining becomes easy to get wet on the surface close to the portion where the
これにより、ここでは、ロウ付け接合時に溶融したロウ材をロウ溜まり穴14a、14bが開口した部分に近い面に保持しやすくすることができ、ロウ付け接合時に溶融したロウ材を、ロウ溜まり穴14a、14bにさらに優先的に引き込むことができる。
As a result, the brazing material melted at the time of brazing can be easily held on the surface close to the portion where the
<変形例3>
伝熱フィン40は、図2に示す波形フィンに限定されるものではない。例えば、図15に示すように、多穴管10の扁平した断面形状の外形にほぼ一致する切り欠き45が形成された差込フィンを使用して、差込フィンタイプの積層型熱交換器を構成するようにしてもよい。この場合においても、ロウ溜まり穴14a、14bによって、流路穴11a〜11iへのロウ材の流入を抑えることができる。
<Modification 3>
The
<変形例4>
ヘッダ20、30は、図1及び図3〜図10に示すヘッダ本体22、32及び連結部25、35(スペーサ26、36、管固定プレート27、37及び接合部材38)からなるにヘッダ構造に限定されるものではない。例えば、ここでは図示しないが、連結部25、35からスペーサ26、36や管固定プレート27、37を省略したヘッダ構造や連結部25、36を有しないヘッダ構造であってもよい。この場合においても、ロウ溜まり穴14a、14bによって、流路穴11a〜11iへのロウ材の流入を抑えることができる。
<Modification 4>
The
本発明は、複数の流路穴が形成された多穴管の長手方向の端部をヘッダにロウ付け接合することによって構成される冷媒熱交換器に対して、広く適用可能である。 The present invention is widely applicable to a refrigerant heat exchanger configured by brazing and joining the end portions in the longitudinal direction of a multi-hole tube in which a plurality of flow path holes are formed to a header.
1 冷媒熱交換器
10 多穴管
11a〜11i 流路穴
12、13 長手方向の端部
12b、13b 長辺方向の端部
20、30 ヘッダ
14a、14b ロウ溜まり穴
15a、15b 案内溝
16a、16b 案内面
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記多穴管には、前記多穴管の長手方向の端部を前記多穴管の長手方向に沿って見た際に、前記複数の流路穴よりも外周側の部分に、前記流路穴の開口断面積よりも小さい開口断面積を有するロウ溜まり穴(14a、14b)が形成されている、
冷媒熱交換器(1)。 Refrigerant heat configured by brazing and joining longitudinal ends (12, 13) of the multi-hole pipe (10) in which a plurality of flow path holes (11a to 11i) are formed to the header (20, 30). In the exchanger
In the multi-hole tube, when the end portion in the longitudinal direction of the multi-hole tube is viewed along the longitudinal direction of the multi-hole tube, the flow path is formed on the outer peripheral side of the plurality of flow path holes. A wax reservoir hole (14a, 14b) having an opening cross-sectional area smaller than the opening cross-sectional area of the hole is formed,
Refrigerant heat exchanger (1).
前記複数の流路穴(11a〜11i)は、前記多穴管の長手方向の端部(12、13)を前記多穴管の長手方向に沿って見た際に、前記扁平した断面形状の長辺方向に並んで配置されており、
前記ロウ溜まり穴(14a、14b)は、前記多穴管の長手方向の端部を前記多穴管の長手方向に沿って見た際に、前記扁平した断面形状の長辺方向の端部(12b、13b)に形成されている、
請求項1に記載の冷媒熱交換器(1)。 The multi-hole tube (10) is a flat multi-hole tube having a flat cross-sectional shape,
The plurality of flow path holes (11a to 11i) have the flat cross-sectional shape when the longitudinal ends (12, 13) of the multi-hole tube are viewed along the longitudinal direction of the multi-hole tube. It is arranged side by side in the long side direction,
The brazing hole (14a, 14b) is a long side end of the flat cross-sectional shape when the longitudinal end of the multi-hole tube is viewed along the longitudinal direction of the multi-hole tube ( 12b, 13b),
The refrigerant heat exchanger (1) according to claim 1.
請求項1又は2に記載の冷媒熱交換器(1)。 Guide grooves (15a, 15b) extending along the longitudinal direction of the multi-hole tube (10) are formed on the inner surfaces of the wax reservoir holes (14a, 14b).
The refrigerant heat exchanger (1) according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷媒熱交換器(1)。 The multi-hole pipe (10) has a guide surface (16a) having a surface roughness larger than a surface near the portion where the solder reservoir holes (14a, 14b) are opened and a surface far from the portion where the solder reservoir holes are opened. 16b) is formed,
The refrigerant | coolant heat exchanger (1) of any one of Claims 1-3.
前記ロウ溜まり穴(14a、14b)は、前記多穴管の押し出し成形時に、複数の流路穴(11a〜11i)とともに形成されている、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の冷媒熱交換器(1)。 The multi-hole tube (10) is formed by extrusion molding of a metal material,
The wax reservoir holes (14a, 14b) are formed together with a plurality of flow path holes (11a to 11i) when the multi-hole tube is extruded.
The refrigerant | coolant heat exchanger (1) of any one of Claims 1-4.
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