JP2017020748A - Heat exchanger and manufacturing method for same - Google Patents

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拓也 奥村
Takuya Okumura
拓也 奥村
長生 木戸
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長生 木戸
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat exchanger capable of inhibiting the detachment of heat transfer tubes from a header and the occurrence of clogging in the heat transfer tubes.SOLUTION: A heat exchanger (100) comprises: a plurality of heat transfer tubes (10); and a header (11). End portions of the plurality of heat transfer tubes (10) are fixed to the header (11). The header (11) includes a main body part (15); and a plurality of cylindrical upright wall parts (16). The heat transfer tubes (10) are joined to the plurality of upright wall parts (16), respectively. The heat exchanger (100) further comprises a joint reinforcement member (19) that is provided between the adjacent upright wall parts (16), and that is closely attached to both a specific surface (15p) of the main body part (15) and outer circumferential surfaces of the plurality of heat transfer tubes (10) to reinforce joint of the plurality of heat transfer tubes (10) to the header (11).SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、熱交換器及びその製造方法に関する。   The present disclosure relates to a heat exchanger and a method for manufacturing the same.

空気調和装置には、従来から、フィンアンドチューブ熱交換器が使用されている。フィンアンドチューブ熱交換器は、複数の伝熱管と、複数の伝熱管に一体化された複数のフィンとを有する。フィンは、空気側の熱伝達を促進する。しかし、伝熱管が比較的太いため、フィンアンドチューブ熱交換器には、空気側の圧力損失が大きいという課題がある。   Conventionally, fin-and-tube heat exchangers have been used in air conditioners. The fin-and-tube heat exchanger has a plurality of heat transfer tubes and a plurality of fins integrated with the plurality of heat transfer tubes. The fins promote heat transfer on the air side. However, since the heat transfer tube is relatively thick, the fin-and-tube heat exchanger has a problem that the pressure loss on the air side is large.

一方、図7に示すように、空気側の圧力損失を低減することが可能な熱交換器として、フィンレス熱交換器も提案されている(特許文献1)。しかし、フィンレス熱交換器にも課題がある。すなわち、フィンレス熱交換器の製造においては、多数の伝熱管をヘッダに接合する必要がある。伝熱管をヘッダに接合するための工程において、伝熱管の位置決めが困難であったり、伝熱管の端部に目詰まりが生じたりする。また、量産性を考慮した場合、全ての伝熱管をヘッダに同時に接合することが望まれるため、上記の接合工程はますます困難なものとなる。   On the other hand, as shown in FIG. 7, a finless heat exchanger has also been proposed as a heat exchanger capable of reducing pressure loss on the air side (Patent Document 1). However, finless heat exchangers also have problems. That is, in manufacturing a finless heat exchanger, it is necessary to join a large number of heat transfer tubes to a header. In the process for joining the heat transfer tube to the header, it is difficult to position the heat transfer tube or the end of the heat transfer tube is clogged. In addition, considering mass productivity, it is desired to join all the heat transfer tubes to the header at the same time, so the above-described joining process becomes increasingly difficult.

図8に示すように、予め成形されたフィン−管群118と管群ヘッダ120を金型にインサートし、樹脂を射出して両者を接合する方法も提案されている(特許文献2)。この方法を使用すれば、複数のフィン−管群118を管群ヘッダ120に同時に一体化させることができる。   As shown in FIG. 8, a method has been proposed in which a pre-molded fin-tube group 118 and a tube group header 120 are inserted into a mold, and a resin is injected to join them together (Patent Document 2). Using this method, a plurality of fin-tube groups 118 can be simultaneously integrated with the tube group header 120.

特開2004−218969号公報JP 2004-218969 A 特開2002−225138号公報JP 2002-225138 A

特許文献2に記載の方法は、伝熱管が十分に太い場合には効果を発揮する。しかし、熱交換効率を向上させるために非常に細い伝熱管を使用した場合、特許文献2に記載の方法の有効性にも疑問が残る。非常に細い伝熱管を使用した場合、伝熱管の目詰まりなどの不具合を生じさせることなく多数の伝熱管をヘッダに確実に接合することは非常に難しい。   The method described in Patent Document 2 is effective when the heat transfer tube is sufficiently thick. However, when a very thin heat transfer tube is used to improve the heat exchange efficiency, there is still a question about the effectiveness of the method described in Patent Document 2. When a very thin heat transfer tube is used, it is very difficult to reliably join a number of heat transfer tubes to the header without causing problems such as clogging of the heat transfer tubes.

本開示の目的は、多数の伝熱管とヘッダとが確実に接合されているとともに、伝熱管がヘッダから外れたり、伝熱管が目詰まりを起こしたりしにくい熱交換器を提供することにある。本開示の目的は、また、多数の伝熱管をヘッダに同時かつ確実に接合することを可能にする技術を提供することにある。   An object of the present disclosure is to provide a heat exchanger in which a large number of heat transfer tubes and headers are securely joined, and the heat transfer tubes are unlikely to come off the header or the heat transfer tubes are clogged. Another object of the present disclosure is to provide a technique that enables a large number of heat transfer tubes to be simultaneously and reliably joined to a header.

すなわち、本開示は、
それぞれが流体の流路を形成している複数の伝熱管と、
前記複数の伝熱管の端部が固定され、前記複数の伝熱管に前記流体を分配する機能と前記複数の伝熱管から前記流体を集める機能との少なくとも一方を有するヘッダと、
を備えた熱交換器であって、
前記ヘッダは、前記流体の流路としての内部空間を有する本体部と、前記本体部の特定面から突出して設けられ、それぞれ前記内部空間に連通している複数の筒状の立壁部とを有し、前記伝熱管の内周面に前記立壁部の外周面が接する位置関係にて、前記複数の立壁部のそれぞれに前記伝熱管が接続されており、
前記熱交換器は、隣り合う前記立壁部の間に設けられ、前記本体部の前記特定面と前記複数の伝熱管の外周面との両方に密着して前記複数の伝熱管と前記ヘッダとの接合を強化している接合強化部材をさらに備えている、熱交換器を提供する。
That is, this disclosure
A plurality of heat transfer tubes each forming a fluid flow path;
End portions of the plurality of heat transfer tubes are fixed, a header having at least one of a function of distributing the fluid to the plurality of heat transfer tubes and a function of collecting the fluid from the plurality of heat transfer tubes;
A heat exchanger comprising:
The header has a main body portion having an internal space as a flow path for the fluid, and a plurality of cylindrical standing wall portions that protrude from a specific surface of the main body portion and communicate with the internal space. The heat transfer tube is connected to each of the plurality of standing wall portions in a positional relationship in which the outer circumferential surface of the standing wall portion is in contact with the inner circumferential surface of the heat transfer tube,
The heat exchanger is provided between the adjacent standing wall portions, and is in close contact with both the specific surface of the main body portion and an outer peripheral surface of the plurality of heat transfer tubes, and the heat transfer tubes and the header. Provided is a heat exchanger further comprising a joint strengthening member for strengthening the joint.

本開示の熱交換器によれば、多数の伝熱管とヘッダとが確実に接合されているので、伝熱管がヘッダから外れにくい。また、伝熱管の目詰まりも起こりにくい。   According to the heat exchanger of this indication, since many heat exchanger tubes and a header are joined reliably, a heat exchanger tube does not come off easily from a header. In addition, the heat transfer tube is not easily clogged.

図1は、本開示の一実施形態に係る熱交換器の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a heat exchanger according to an embodiment of the present disclosure. 図2は、図1に示す熱交換器の部分拡大断面図である。FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of the heat exchanger shown in FIG. 図3は、図1及び図2に示す熱交換器の製造方法を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a method for manufacturing the heat exchanger shown in FIGS. 1 and 2. 図4は、変形例に係る熱交換器の部分拡大断面図である。FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of a heat exchanger according to a modification. 図5は、他の変形例に係る熱交換器の部分拡大断面図である。FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view of a heat exchanger according to another modification. 図6は、図4に示す熱交換器の製造方法を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a method for manufacturing the heat exchanger shown in FIG. 図7は、特許文献1に記載された熱交換器の斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of the heat exchanger described in Patent Document 1. FIG. 図8は、特許文献2に記載された熱交換器の製造方法を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a method for manufacturing a heat exchanger described in Patent Document 2.

伝熱管を用いた熱交換器においては、伝熱管を細くすることによって熱交換効率の向上を図ることができる。しかし、伝熱管を細くすればするほど多数の伝熱管が必要となり、多数の伝熱管とヘッダとの接合部分の数も増加する。また、伝熱管を細くすればするほど、伝熱管自身の強度も低下する。このような場合、特許文献2に記載の技術を採用したとしても、伝熱管の目詰まりなどの不具合を生じさせることなく多数の伝熱管をヘッダに確実に接合することは困難である。伝熱管が潰れたり、伝熱管に目詰まりが生じたりすると、その部分には流体が流れず、熱交換も起こらない。その結果、熱交換器の効率が下がる。また、一箇所でも接合部分に漏れが生じると、気密性が失われ、流体が熱交換器の外部に流出する。したがって、多数の細い伝熱管をヘッダに同時かつ確実に接合することを可能にする技術が望まれている。また、多数の伝熱管とヘッダとが確実に接合されているとともに、伝熱管がヘッダから外れたり、伝熱管が目詰まりを起こしたりしにくい熱交換器が望まれている。   In a heat exchanger using a heat transfer tube, the heat exchange efficiency can be improved by making the heat transfer tube thinner. However, the thinner the heat transfer tubes, the more heat transfer tubes are required, and the number of joints between the many heat transfer tubes and the headers increases. In addition, the thinner the heat transfer tube, the lower the strength of the heat transfer tube itself. In such a case, even if the technique described in Patent Document 2 is adopted, it is difficult to reliably join a number of heat transfer tubes to the header without causing problems such as clogging of the heat transfer tubes. If the heat transfer tube is crushed or the heat transfer tube is clogged, fluid does not flow through that portion and heat exchange does not occur. As a result, the efficiency of the heat exchanger is reduced. In addition, if leakage occurs even at one place, the airtightness is lost and the fluid flows out of the heat exchanger. Therefore, a technique that enables a large number of thin heat transfer tubes to be simultaneously and reliably joined to the header is desired. In addition, there is a demand for a heat exchanger in which a large number of heat transfer tubes and headers are securely joined, and the heat transfer tubes are unlikely to come off the header or the heat transfer tubes are clogged.

本開示の第1態様にかかる熱交換器は、
それぞれが流体の流路を形成している複数の伝熱管と、
前記複数の伝熱管の端部が固定され、前記複数の伝熱管に前記流体を分配する機能と前記複数の伝熱管から前記流体を集める機能との少なくとも一方を有するヘッダと、
を備えた熱交換器であって、
前記ヘッダは、前記流体の流路としての内部空間を有する本体部と、前記本体部の特定面から突出して設けられ、それぞれ前記内部空間に連通している複数の筒状の立壁部とを有し、前記伝熱管の内周面に前記立壁部の外周面が接する位置関係にて、前記複数の立壁部のそれぞれに前記伝熱管が接合されており、
前記熱交換器は、隣り合う前記立壁部の間に設けられ、前記本体部の前記特定面と前記複数の伝熱管の外周面との両方に密着して前記複数の伝熱管と前記ヘッダとの接合を強化している接合強化部材をさらに備えているものである。
The heat exchanger according to the first aspect of the present disclosure is:
A plurality of heat transfer tubes each forming a fluid flow path;
End portions of the plurality of heat transfer tubes are fixed, a header having at least one of a function of distributing the fluid to the plurality of heat transfer tubes and a function of collecting the fluid from the plurality of heat transfer tubes;
A heat exchanger comprising:
The header has a main body portion having an internal space as a flow path for the fluid, and a plurality of cylindrical standing wall portions that protrude from a specific surface of the main body portion and communicate with the internal space. The heat transfer tube is joined to each of the plurality of standing wall portions in a positional relationship where the outer circumferential surface of the standing wall portion is in contact with the inner circumferential surface of the heat transfer tube,
The heat exchanger is provided between the adjacent standing wall portions, and is in close contact with both the specific surface of the main body portion and an outer peripheral surface of the plurality of heat transfer tubes, and the heat transfer tubes and the header. The apparatus further includes a joining reinforcing member that strengthens joining.

第1態様の熱交換器によれば、多数の伝熱管とヘッダとが確実に接合されているので、伝熱管がヘッダから外れにくい。また、伝熱管の目詰まりも起こりにくい。   According to the heat exchanger of the 1st mode, since many heat exchanger tubes and a header are joined certainly, a heat exchanger tube does not come off easily from a header. In addition, the heat transfer tube is not easily clogged.

本開示の第2態様において、例えば、第1態様にかかる熱交換器の前記伝熱管は、前記立壁部に固定された前記端部としての拡管部を有する。第2態様によれば、熱交換器の内部を流れる流体の圧力損失を低減することができる。また、伝熱管をヘッダにより接合しやすい。   In the second aspect of the present disclosure, for example, the heat transfer tube of the heat exchanger according to the first aspect includes a tube expansion portion as the end portion fixed to the standing wall portion. According to the 2nd aspect, the pressure loss of the fluid which flows through the inside of a heat exchanger can be reduced. Moreover, it is easy to join the heat transfer tube with a header.

本開示の第3態様において、例えば、第1態様にかかる熱交換器の前記特定面からの前記立壁部の突出方向に関する寸法によって前記接合強化部材の厚さが規定されるとき、前記拡管部とそれ以外の部分との境界に形成された段差から前記拡管部の開口端面までの前記伝熱管の長さが前記接合強化部材の厚さ未満である。第3態様によれば、接合強化部材によって伝熱管とヘッダとの接合を確実に強化することができる。   In the third aspect of the present disclosure, for example, when the thickness of the joint reinforcing member is defined by the dimension related to the protruding direction of the standing wall part from the specific surface of the heat exchanger according to the first aspect, The length of the heat transfer tube from the step formed at the boundary with the other portion to the opening end surface of the tube expansion portion is less than the thickness of the joint strengthening member. According to the 3rd aspect, joining with a heat exchanger tube and a header can be strengthened reliably by a joining reinforcement member.

本開示の第4態様において、例えば、第2又は第3態様にかかる熱交換器の前記特定面からの前記立壁部の突出高さが前記拡管部とそれ以外の部分との境界に形成された段差から前記拡管部の開口端面までの前記伝熱管の長さを上回っており、前記立壁部の開口端面が前記段差に接し、前記拡管部の開口端面が前記ヘッダの前記特定面から離間している。第4態様によれば、接合強化部材によって伝熱管とヘッダとの接合をさらに強化することができる。   In the fourth aspect of the present disclosure, for example, the protruding height of the standing wall part from the specific surface of the heat exchanger according to the second or third aspect is formed at the boundary between the expanded pipe part and the other part. It exceeds the length of the heat transfer tube from the step to the opening end surface of the expansion portion, the opening end surface of the standing wall portion is in contact with the step, and the opening end surface of the expansion portion is separated from the specific surface of the header Yes. According to the 4th aspect, joining with a heat exchanger tube and a header can further be strengthened with a joining reinforcement member.

本開示の第5態様において、例えば、第1〜第4態様のいずれか1つにかかる熱交換器の前記ヘッダが前記複数の伝熱管の両側に設けられている。第5態様によれば、熱交換器の部品点数を減らすことができる。   In the fifth aspect of the present disclosure, for example, the header of the heat exchanger according to any one of the first to fourth aspects is provided on both sides of the plurality of heat transfer tubes. According to the 5th aspect, the number of parts of a heat exchanger can be reduced.

本開示の第6態様において、例えば、第1〜第5態様のいずれか1つにかかる熱交換器の前記伝熱管が樹脂で形成されている。伝熱管が樹脂で形成されている場合、熱交換器の重量を減らすことができる。また、樹脂を使用すれば、細い伝熱管を安価に製造することができる。   In the sixth aspect of the present disclosure, for example, the heat transfer tube of the heat exchanger according to any one of the first to fifth aspects is formed of a resin. When the heat transfer tube is made of resin, the weight of the heat exchanger can be reduced. If a resin is used, a thin heat transfer tube can be manufactured at low cost.

本開示の第7態様において、例えば、第1〜第6態様のいずれか1つにかかる熱交換器の前記ヘッダが金属で形成されている。第7態様によれば、熱交換器の剛性及び強度を確保しやすい。   In the seventh aspect of the present disclosure, for example, the header of the heat exchanger according to any one of the first to sixth aspects is made of metal. According to the seventh aspect, it is easy to ensure the rigidity and strength of the heat exchanger.

本開示の第8態様において、例えば、第1〜第7態様のいずれか1つにかかる熱交換器の前記伝熱管の外径が0.1〜1.0mmの範囲にある。伝熱管がこのような範囲の寸法(外径)を有している場合、伝熱管の数を増やし、熱交換器の単位体積あたりの伝熱面積を大幅に増加させることができる。   In the eighth aspect of the present disclosure, for example, the outer diameter of the heat transfer tube of the heat exchanger according to any one of the first to seventh aspects is in a range of 0.1 to 1.0 mm. When the heat transfer tube has such a size (outer diameter), the number of heat transfer tubes can be increased, and the heat transfer area per unit volume of the heat exchanger can be greatly increased.

本開示の第9態様にかかる熱交換器の製造方法は、
それぞれが流体の流路を形成している複数の伝熱管と、
前記複数の伝熱管の端部が固定され、前記複数の伝熱管に前記流体を分配する機能と前記複数の伝熱管から前記流体を集める機能との少なくとも一方を有するヘッダと、
を備えた熱交換器の製造方法であって、
前記ヘッダは、前記流体の流路としての内部空間を有する本体部と、前記本体部の特定面から突出して設けられ、それぞれ前記内部空間に連通している複数の筒状の立壁部とを有し、
前記製造方法は、
前記伝熱管の内周面に前記立壁部の外周面が接する位置関係にて、前記複数の立壁部のそれぞれに前記伝熱管を嵌め合わせることと、
隣り合う前記立壁部の間の空間に材料を配置し、前記本体部の前記特定面と前記複数の伝熱管の外周面との両方に接する部分を形成することと、
を含むものである。
The manufacturing method of the heat exchanger according to the ninth aspect of the present disclosure is as follows.
A plurality of heat transfer tubes each forming a fluid flow path;
End portions of the plurality of heat transfer tubes are fixed, a header having at least one of a function of distributing the fluid to the plurality of heat transfer tubes and a function of collecting the fluid from the plurality of heat transfer tubes;
A method of manufacturing a heat exchanger comprising:
The header has a main body portion having an internal space as a flow path for the fluid, and a plurality of cylindrical standing wall portions that protrude from a specific surface of the main body portion and communicate with the internal space. And
The manufacturing method includes:
Fitting the heat transfer tube to each of the plurality of standing wall portions in a positional relationship where the outer circumferential surface of the standing wall portion is in contact with the inner circumferential surface of the heat transfer tube;
Arranging a material in a space between the adjacent standing wall portions, forming a portion in contact with both the specific surface of the main body portion and the outer peripheral surfaces of the plurality of heat transfer tubes;
Is included.

第9態様によれば、多数の伝熱管をヘッダに確実に接合することができるので、伝熱管がヘッダから外れることを防止できる。また、伝熱管が目詰まりを起こすことも防止できる。   According to the 9th aspect, since many heat exchanger tubes can be joined to a header reliably, it can prevent that a heat exchanger tube remove | deviates from a header. Further, the heat transfer tube can be prevented from being clogged.

本開示の第10態様において、例えば、第9態様にかかる熱交換器の製造方法において、前記本体部の前記特定面と前記複数の伝熱管の外周面との両方に接する前記部分を形成するとき、流動性を有する前記材料を隣り合う前記立壁部の間の空間に供給し、固化させる。第10態様によれば、多数の立壁部の間の空間に材料を隙間なく充填することができる。そのため、全ての伝熱管をヘッダに確実に接合することができる。   In the tenth aspect of the present disclosure, for example, in the method for manufacturing a heat exchanger according to the ninth aspect, when forming the portion in contact with both the specific surface of the main body and the outer peripheral surfaces of the plurality of heat transfer tubes The material having fluidity is supplied to the space between the adjacent standing wall portions and solidified. According to the tenth aspect, it is possible to fill the space between the many standing wall portions with no material. Therefore, all the heat transfer tubes can be reliably joined to the header.

本開示の第11態様において、例えば、第9又は第10態様にかかる熱交換器の製造方法は、前記ヘッダの前記特定面に向かい合う位置に障壁を配置して、前記障壁と前記ヘッダとの間にキャビティを形成することをさらに含み、前記キャビティに前記材料を充填し、固化させることによって、前記本体部の前記特定面と前記複数の伝熱管の外周面との両方に接する前記部分を形成する。第11態様によれば、接合強化部材を容易に形成することができる。   In an eleventh aspect of the present disclosure, for example, in the method for manufacturing a heat exchanger according to the ninth or tenth aspect, a barrier is disposed at a position facing the specific surface of the header, and the barrier is disposed between the barrier and the header. Forming the cavity, and filling and solidifying the cavity with the material to form the portion that contacts both the specific surface of the main body and the outer peripheral surfaces of the plurality of heat transfer tubes. . According to the eleventh aspect, the joining reinforcing member can be easily formed.

以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。本開示は、以下の実施形態に限定されない。   Hereinafter, an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The present disclosure is not limited to the following embodiments.

図1に示すように、熱交換器100は、複数の伝熱管10、第1ヘッダ11及び第2ヘッダ12を備えている。熱交換器100は、伝熱フィンを有していない、いわゆるフィンレス熱交換器である。伝熱管10の一端部が第1ヘッダ11に固定され、伝熱管10の他端部が第2ヘッダ11に固定されている。複数の伝熱管10は、互いに平行に配列されている。隣り合う伝熱管10の間に空気などの気体の流路が形成されている。複数の伝熱管10は、それぞれ、空気などの気体と熱交換するべき流体(水、冷媒など)の流路を有する。第1ヘッダ11及び第2ヘッダ12のそれぞれも流体の流路としての内部空間を有する。全ての伝熱管10が第1ヘッダ11及び第2ヘッダ12のそれぞれに連通している。熱交換器100によれば、伝熱管10の群の大きい表面積を利用して、伝熱管10の外を流れる流体と伝熱管10の中を流れる流体とを効率的に熱交換させることができる。   As shown in FIG. 1, the heat exchanger 100 includes a plurality of heat transfer tubes 10, a first header 11, and a second header 12. The heat exchanger 100 is a so-called finless heat exchanger that does not have heat transfer fins. One end of the heat transfer tube 10 is fixed to the first header 11, and the other end of the heat transfer tube 10 is fixed to the second header 11. The plurality of heat transfer tubes 10 are arranged in parallel to each other. A gas flow path such as air is formed between adjacent heat transfer tubes 10. Each of the plurality of heat transfer tubes 10 has a flow path of fluid (water, refrigerant, etc.) that should exchange heat with a gas such as air. Each of the first header 11 and the second header 12 also has an internal space as a fluid flow path. All the heat transfer tubes 10 communicate with each of the first header 11 and the second header 12. According to the heat exchanger 100, it is possible to efficiently exchange heat between the fluid flowing outside the heat transfer tube 10 and the fluid flowing inside the heat transfer tube 10 by using the large surface area of the group of the heat transfer tubes 10.

第1ヘッダ11には、熱交換器100の外部から第1ヘッダ11の内部空間に流体を導くための流体導入口13が設けられている。第1ヘッダ11は、複数の伝熱管10に流体を分配する役割を担う。第2ヘッダ12には、第2ヘッダ12の内部空間から熱交換器100の外部に流体を排出させるための流体排出口14が設けられている。第2ヘッダ12は、複数の伝熱管10から流体を集める役割を担う。流体は、流体導入口13から第1ヘッダ11に導入され、複数の伝熱管10のそれぞれに分配される。流体は、第2ヘッダ112において合流し、流体排出口14から熱交換器100の外部に排出される。   The first header 11 is provided with a fluid inlet 13 for guiding fluid from the outside of the heat exchanger 100 to the internal space of the first header 11. The first header 11 serves to distribute the fluid to the plurality of heat transfer tubes 10. The second header 12 is provided with a fluid discharge port 14 for discharging fluid from the internal space of the second header 12 to the outside of the heat exchanger 100. The second header 12 serves to collect fluid from the plurality of heat transfer tubes 10. The fluid is introduced into the first header 11 from the fluid inlet 13 and distributed to each of the plurality of heat transfer tubes 10. The fluids merge at the second header 112 and are discharged from the fluid discharge port 14 to the outside of the heat exchanger 100.

第1ヘッダ11及び第2ヘッダ12は、典型的には、互いに同じ構造を有している。つまり、本実施形態では、複数の伝熱管10の両側に同じ構造のヘッダが設けられている。この場合、熱交換器100の部品点数を減らすことができる。ただし、必要な機能を有する限り、第1ヘッダ11の構造が第2ヘッダ12の構造と異なっていてもよい。   The first header 11 and the second header 12 typically have the same structure. That is, in this embodiment, headers having the same structure are provided on both sides of the plurality of heat transfer tubes 10. In this case, the number of parts of the heat exchanger 100 can be reduced. However, as long as it has a necessary function, the structure of the first header 11 may be different from the structure of the second header 12.

また、第1ヘッダ11の内部空間が2つの部分(複数の部分)に仕切られているとき、それら2つの部分の1つに連通する流体導入口13と2つの部分の他の1つに連通する流体排出口14とが第1ヘッダ11に設けられていてもよい。この場合、第2ヘッダ12から流体導入口13及び流体排出口14を省略することができる。複数の伝熱管10において、第1ヘッダ11から第2ヘッダ12に向かう流れと、第2ヘッダ12から第1ヘッダ11に向かう流れとが形成されうる。このように、第1ヘッダ11及び第2ヘッダ12は、複数の伝熱管10に流体を分配する機能と複数の伝熱管10から流体を集める機能との両方を有していてもよい。伝熱管10に流体を適切に流すことができる限りにおいて、第1ヘッダ11の構造及び第2ヘッダ12の構造は限定されない。もちろん、第2ヘッダ12の内部空間が2つの部分(複数の部分)に仕切られていてもよい。第1ヘッダ11及び第2ヘッダ12のそれぞれに流体導入口13及び流体排出口14が設けられていてもよい。   Further, when the internal space of the first header 11 is partitioned into two parts (a plurality of parts), the fluid introduction port 13 communicating with one of the two parts and the other one of the two parts communicate with each other. The first header 11 may be provided with a fluid discharge port 14 to be operated. In this case, the fluid inlet 13 and the fluid outlet 14 can be omitted from the second header 12. In the plurality of heat transfer tubes 10, a flow from the first header 11 to the second header 12 and a flow from the second header 12 to the first header 11 can be formed. Thus, the first header 11 and the second header 12 may have both a function of distributing fluid to the plurality of heat transfer tubes 10 and a function of collecting fluid from the plurality of heat transfer tubes 10. The structure of the first header 11 and the structure of the second header 12 are not limited as long as the fluid can flow appropriately through the heat transfer tube 10. Of course, the internal space of the second header 12 may be partitioned into two parts (a plurality of parts). The fluid inlet 13 and the fluid outlet 14 may be provided in each of the first header 11 and the second header 12.

図2に示すように、ヘッダ11(及び/又はヘッダ12)は、本体部15及び複数の立壁部16を有する。本体部15は、流体の流路としての内部空間17を有する中空の構造体である。本実施形態では、本体部15が直方体の形状を有している。立壁部16は、本体部15の特定面15pから突出して設けられた筒状(詳細には、円筒状)の部分である。立壁部16は、本体部15の内部空間17に連通している。ヘッダ11の特定面15pは、ヘッダ12に向かい合う面である。伝熱管10の内周面に立壁部16の外周面が接する位置関係にて、複数の立壁部16のそれぞれに伝熱管10が接続されている。伝熱管10の長手方向に関して、複数の立壁部16の開口端面の位置は互いに一致している。ヘッダ11を平面視したとき、複数の立壁部16は、千鳥配列、格子配列などの規則的な配列にてヘッダ11に設けられている。立壁部16によって伝熱管10の位置を正確に定めることができる。   As shown in FIG. 2, the header 11 (and / or the header 12) includes a main body portion 15 and a plurality of standing wall portions 16. The main body 15 is a hollow structure having an internal space 17 as a fluid flow path. In the present embodiment, the main body portion 15 has a rectangular parallelepiped shape. The standing wall portion 16 is a cylindrical portion (in detail, a cylindrical shape) provided so as to protrude from the specific surface 15 p of the main body portion 15. The standing wall portion 16 communicates with the internal space 17 of the main body portion 15. The specific surface 15 p of the header 11 is a surface facing the header 12. The heat transfer tube 10 is connected to each of the plurality of standing wall portions 16 in a positional relationship in which the outer peripheral surface of the standing wall portion 16 is in contact with the inner circumferential surface of the heat transfer tube 10. With respect to the longitudinal direction of the heat transfer tube 10, the positions of the open end faces of the plurality of standing wall portions 16 coincide with each other. When the header 11 is viewed in plan, the plurality of standing wall portions 16 are provided on the header 11 in a regular arrangement such as a staggered arrangement or a lattice arrangement. The position of the heat transfer tube 10 can be accurately determined by the standing wall portion 16.

伝熱管10の外径は、例えば、0.1〜1.0mmの範囲にある。伝熱管10がこのような範囲の寸法(外径)を有している場合、伝熱管10の数を増やし、熱交換器100の単位体積あたりの伝熱面積を大幅に増加させることができる。このことは、高効率の熱交換器100を提供するのに有利である。また、伝熱管10がこのような範囲の寸法を有している場合、伝熱管10が樹脂で作られていたとしても、伝熱管10が金属で作られている場合と同等の熱交換効率を達成できる。つまり、伝熱管10の材料が限定されない。例えば、熱交換器100の耐久性及び強度を重視する場合には、金属製の伝熱管10が使用され、熱交換器100の軽量化を重視する場合には、樹脂製の伝熱管10が使用される。   The outer diameter of the heat transfer tube 10 is, for example, in the range of 0.1 to 1.0 mm. When the heat transfer tube 10 has a dimension (outer diameter) in such a range, the number of the heat transfer tubes 10 can be increased, and the heat transfer area per unit volume of the heat exchanger 100 can be greatly increased. This is advantageous for providing a highly efficient heat exchanger 100. In addition, when the heat transfer tube 10 has dimensions in such a range, even if the heat transfer tube 10 is made of resin, the heat exchange efficiency is the same as when the heat transfer tube 10 is made of metal. Can be achieved. That is, the material of the heat transfer tube 10 is not limited. For example, when importance is attached to the durability and strength of the heat exchanger 100, the metal heat transfer tube 10 is used, and when weight reduction of the heat exchanger 100 is important, the resin heat transfer tube 10 is used. Is done.

一方、伝熱管10が非常に細い場合、伝熱管10とヘッダ11との接合部分の信頼性(強度)が問題になりやすい。図2に示す構造は、伝熱管10とヘッダ11との接合部分の信頼性を高めるのに有利である。また、後述する製造方法は、細い伝熱管10を用いた熱交換器100の製造に有利である。   On the other hand, when the heat transfer tube 10 is very thin, the reliability (strength) of the joint portion between the heat transfer tube 10 and the header 11 tends to be a problem. The structure shown in FIG. 2 is advantageous in increasing the reliability of the joint portion between the heat transfer tube 10 and the header 11. Further, the manufacturing method described later is advantageous for manufacturing the heat exchanger 100 using the thin heat transfer tube 10.

熱交換器100は、さらに、接合強化部材19を備えている。接合強化部材19は、隣り合う立壁部16の間に設けられており、本体部15の特定面15pと複数の伝熱管10の外周面との両方に密着して複数の伝熱管10とヘッダ11との接合を強化している部材である。接合強化部材19によって、伝熱管10がヘッダ11から外れることを防止できる。   The heat exchanger 100 further includes a bonding reinforcing member 19. The joint reinforcing member 19 is provided between the adjacent standing wall portions 16, and is in close contact with both the specific surface 15 p of the main body portion 15 and the outer peripheral surfaces of the plurality of heat transfer tubes 10, and the plurality of heat transfer tubes 10 and the header 11. It is the member which strengthens joining with. The joining reinforcement member 19 can prevent the heat transfer tube 10 from being detached from the header 11.

本実施形態において、接合強化部材19は、ヘッダ11の本体部15の表面(特定面15p)に沿って設けられ、本体部15を被覆している。つまり、接合強化部材19は、シート状の構造を有している。また、接合強化部材19には、立壁部16に対応する位置のそれぞれに貫通孔が形成されている。伝熱管10の端部及び立壁部16が接合強化部材19の貫通孔の内側に位置している。   In the present embodiment, the bonding reinforcing member 19 is provided along the surface (specific surface 15 p) of the main body 15 of the header 11 and covers the main body 15. That is, the joining reinforcing member 19 has a sheet-like structure. In addition, through holes are formed in the joint reinforcing member 19 at positions corresponding to the standing wall portion 16. The end portion of the heat transfer tube 10 and the standing wall portion 16 are located inside the through hole of the joint reinforcing member 19.

接合強化部材19の厚さTは、ヘッダ11の特定面15pからの立壁部16の突出方向に関する寸法によって規定されうる。本実施形態では、接合強化部材19の厚さTが立壁部16の突出高さHを上回っている。あるいは、接合強化部材19の厚さTが立壁部16の突出高さHに一致していてもよい。このような構成によれば、接合強化部材19によって伝熱管10とヘッダ11との接合を確実に強化することができる。ただし、接合強化部材19の厚さTが立壁部16の突出高さHを下回っている場合もありうる。   The thickness T of the bonding reinforcing member 19 can be defined by a dimension related to the protruding direction of the standing wall portion 16 from the specific surface 15p of the header 11. In the present embodiment, the thickness T of the bonding reinforcing member 19 exceeds the protruding height H of the standing wall portion 16. Alternatively, the thickness T of the bonding reinforcing member 19 may coincide with the protruding height H of the standing wall portion 16. According to such a configuration, the bonding between the heat transfer tube 10 and the header 11 can be reliably reinforced by the bonding reinforcing member 19. However, the thickness T of the bonding reinforcing member 19 may be less than the protruding height H of the standing wall portion 16.

次に、図3を参照しつつ、図1及び図2に示す熱交換器100の製造方法を説明する。   Next, a method for manufacturing the heat exchanger 100 shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIG.

まず、伝熱管10及びヘッダ11を準備する。   First, the heat transfer tube 10 and the header 11 are prepared.

伝熱管10は、例えば、樹脂で形成されている。伝熱管10が樹脂で形成されている場合、熱交換器100の重量を減らすことができる。また、樹脂を使用すれば、細い伝熱管10を安価に製造することができる。伝熱管10の樹脂として、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂などを使用できる。ただし、伝熱管10の材料は特に限定されない。伝熱管10が金属などの他の材料で形成されていてもよい。伝熱管10の金属として、銅、鉄、アルミニウム、チタン、ステンレスなどを使用できる。   The heat transfer tube 10 is made of, for example, resin. When the heat transfer tube 10 is formed of resin, the weight of the heat exchanger 100 can be reduced. Moreover, if resin is used, the thin heat exchanger tube 10 can be manufactured at low cost. As the resin for the heat transfer tube 10, polypropylene, polyethylene, polyetheretherketone, fluororesin, or the like can be used. However, the material of the heat transfer tube 10 is not particularly limited. The heat transfer tube 10 may be formed of other materials such as metal. As the metal of the heat transfer tube 10, copper, iron, aluminum, titanium, stainless steel, or the like can be used.

ヘッダ11の構造は先に説明した通りである。ヘッダ11(及び12)は、典型的には、ステンレス、アルミニウムなどの金属で形成されている。ヘッダ11が金属で形成されている場合、熱交換器100の剛性及び強度を確保しやすい。ヘッダ11の金属として、銅、鉄、アルミニウム、チタン、ステンレスなどを使用できる。ただし、ヘッダ11の材料は特に限定されない。ヘッダ11が樹脂などの他の材料で形成されていてもよい。樹脂を使用すれば、射出成形法などの樹脂成形方法によってヘッダ11を容易かつ安価に製造できる。ヘッダ11の樹脂として、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂などを使用できる。   The structure of the header 11 is as described above. The header 11 (and 12) is typically formed of a metal such as stainless steel or aluminum. When the header 11 is made of metal, it is easy to ensure the rigidity and strength of the heat exchanger 100. As the metal of the header 11, copper, iron, aluminum, titanium, stainless steel, or the like can be used. However, the material of the header 11 is not particularly limited. The header 11 may be formed of other materials such as resin. If a resin is used, the header 11 can be easily and inexpensively manufactured by a resin molding method such as an injection molding method. As the resin for the header 11, polypropylene, polyethylene, polyetheretherketone, fluororesin, or the like can be used.

次に、図3に示すように、伝熱管10の内周面に立壁部16の外周面が接する位置関係にて、複数の立壁部16のそれぞれに伝熱管10を嵌め合わせる。本実施形態では、伝熱管10の開口端面は、ヘッダ11(詳細には、特定面15p)に接している。ただし、伝熱管10の開口端面とヘッダ11との間に隙間が形成されていてもよい。立壁部16が位置決めピンの役割を果たすので、伝熱管10をヘッダ11に対して容易かつ正確に取り付けることができる。伝熱管10が樹脂で形成されている場合、伝熱管10を加熱及び膨張させて立壁部16に挿入することができる。伝熱管10及びヘッダ11が金属で形成されている場合、焼き嵌め、冷やし嵌めなどの接合技術を採用してもよい。   Next, as shown in FIG. 3, the heat transfer tube 10 is fitted to each of the plurality of standing wall portions 16 in a positional relationship where the outer circumferential surface of the standing wall portion 16 is in contact with the inner circumferential surface of the heat transfer tube 10. In the present embodiment, the open end surface of the heat transfer tube 10 is in contact with the header 11 (specifically, the specific surface 15p). However, a gap may be formed between the opening end surface of the heat transfer tube 10 and the header 11. Since the standing wall portion 16 serves as a positioning pin, the heat transfer tube 10 can be easily and accurately attached to the header 11. When the heat transfer tube 10 is made of resin, the heat transfer tube 10 can be heated and expanded and inserted into the standing wall portion 16. When the heat transfer tube 10 and the header 11 are made of metal, a joining technique such as shrink fitting or cold fitting may be employed.

次に、隣り合う立壁部16の間の空間に材料を配置する。これにより、ヘッダ11の特定面15pと複数の伝熱管10の外周面との両方に接する部分(本実施形態では接合強化部材19)を形成する。例えば、樹脂射出成形法によって特定面15pの上に溶融樹脂を供給し、接合強化部材19を形成することができる。具体的には、ヘッダ11の特定面15pに向かい合う位置に障壁21を配置する。これにより、障壁21とヘッダ11との間にキャビティ23が形成される。障壁21は、射出成形を実施するために使用される金型(上部金型)でありうる。障壁21とヘッダ11との間隔に応じて、接合強化部材19の厚さTを所望の厚さに調節することができる。立壁部16が形成されている側とは反対側に他の金型(下部金型)を配置し、他の金型にヘッダ11を固定してもよい。   Next, a material is disposed in the space between the adjacent standing wall portions 16. Thereby, the part (this embodiment reinforcement | strengthening reinforcement member 19) which contact | connects both the specific surface 15p of the header 11 and the outer peripheral surface of the some heat exchanger tube 10 is formed. For example, the molten resin can be supplied onto the specific surface 15p by a resin injection molding method to form the bonding reinforcing member 19. Specifically, the barrier 21 is disposed at a position facing the specific surface 15 p of the header 11. Thereby, a cavity 23 is formed between the barrier 21 and the header 11. The barrier 21 may be a mold (upper mold) used for performing injection molding. Depending on the distance between the barrier 21 and the header 11, the thickness T of the bonding reinforcing member 19 can be adjusted to a desired thickness. Another mold (lower mold) may be disposed on the side opposite to the side on which the standing wall portion 16 is formed, and the header 11 may be fixed to the other mold.

次に、キャビティ23に接合強化部材19の材料を充填し、固化させる。これにより、ヘッダ11の本体部15の特定面15pと複数の伝熱管10の外周面との両方に接する部分として、接合強化部材19が形成される。接合強化部材19を形成したのち、障壁21を除去する。固化した樹脂によって、伝熱管10がヘッダ11につなぎ止められる。このようにすれば、接合強化部材19を容易に形成することができる。伝熱管10は、ヘッダ11に確実に固定されうる。接合強化部材19の樹脂として、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂などを使用できる。   Next, the cavity 23 is filled with the material of the bonding reinforcing member 19 and solidified. Thereby, the joint reinforcement member 19 is formed as a part which touches both the specific surface 15p of the main-body part 15 of the header 11, and the outer peripheral surface of the some heat exchanger tube 10. FIG. After forming the bonding reinforcement member 19, the barrier 21 is removed. The heat transfer tube 10 is fixed to the header 11 by the solidified resin. If it does in this way, the joint reinforcement member 19 can be formed easily. The heat transfer tube 10 can be securely fixed to the header 11. Polypropylene, polyethylene, polyetheretherketone, fluororesin, or the like can be used as the resin for the bonding reinforcing member 19.

ヘッダ11と接合強化部材19とが同じ樹脂で形成されている場合、伝熱管10と接合強化部材19とが同じ樹脂で形成されている場合、又は、伝熱管10とヘッダ11と接合強化部材19とが同じ樹脂で形成されている場合、伝熱管10とヘッダ11との接合を強化する効果をより十分に得ることができる。   When the header 11 and the joint reinforcing member 19 are formed of the same resin, when the heat transfer tube 10 and the joint reinforcing member 19 are formed of the same resin, or when the heat transfer tube 10 and the header 11 and the joint reinforcing member 19 are formed. Are formed of the same resin, the effect of strengthening the bonding between the heat transfer tube 10 and the header 11 can be obtained more sufficiently.

また、障壁21を最終的に除去することは必須ではない。障壁21は、熱交換器100の一部(例えば、接合強化部材19の一部)をなす部材であってもよい。つまり、キャビティ23に充填された樹脂と障壁21とを一体化させてもよい。この場合、障壁21を除去する手間が省ける。この方法は、障壁21がキャビティ23に充填された樹脂と同じ種類の樹脂で形成されている場合に特に有利である。   Moreover, it is not essential to finally remove the barrier 21. The barrier 21 may be a member that forms a part of the heat exchanger 100 (for example, a part of the bonding reinforcing member 19). That is, the resin filled in the cavity 23 and the barrier 21 may be integrated. In this case, the trouble of removing the barrier 21 can be saved. This method is particularly advantageous when the barrier 21 is formed of the same type of resin as that filled in the cavity 23.

また、接合強化部材19を形成する方法は射出成形法に限定されない。ヘッダ11の本体部15の特定面15pと複数の伝熱管10の外周面との両方に接する部分(接合強化部材19)を形成するとき、流動性を有する材料を隣り合う立壁部16の間の空間に供給し、固化させる。このようにすれば、多数の立壁部16の間の空間に材料を隙間なく充填することができる。そのため、全ての伝熱管10をヘッダ11に確実に接合することができる。流動性を有する材料は、樹脂であってもよいし、金属であってもよい。   Further, the method for forming the joint reinforcing member 19 is not limited to the injection molding method. When forming the part (joining reinforcement member 19) which contact | connects both the specific surface 15p of the main-body part 15 of the header 11 and the outer peripheral surface of the some heat exchanger tube 10, the material which has fluidity between the adjacent standing wall parts 16 is used. Supply to space and solidify. In this way, it is possible to fill the space between the many standing wall portions 16 with no material. Therefore, all the heat transfer tubes 10 can be reliably joined to the header 11. The material having fluidity may be a resin or a metal.

例えば、伝熱管10及びヘッダ11の両方が金属で形成されている場合、溶融金属(例えば、半田)を隣り合う立壁部16の間の空間に供給し、固化させる。これにより、金属製の接合強化部材19を形成することができる。また、伝熱管10及びヘッダ11で構成されたワークを溶融金属の浴に浸漬して金属製の接合強化部材19を形成することもできる。さらに、シート状の予備成形体をヘッダ11の特定面15pの上に配置したのち、予備成形体を溶融及び固化させることによって、接合強化部材19を形成することができる。予備成形体の材料は、樹脂であってもよいし、比較的低い温度で溶融する半田などの金属であってもよい。   For example, when both the heat transfer tube 10 and the header 11 are made of metal, molten metal (for example, solder) is supplied to the space between the adjacent standing wall portions 16 and solidified. Thereby, the metal joining reinforcement member 19 can be formed. Alternatively, the work composed of the heat transfer tube 10 and the header 11 can be immersed in a molten metal bath to form the metal bonding strengthening member 19. Furthermore, after arrange | positioning a sheet-like preforming body on the specific surface 15p of the header 11, the joining reinforcement member 19 can be formed by melting and solidifying a preforming body. The material of the preform may be a resin or a metal such as solder that melts at a relatively low temperature.

以上に説明した方法と同じ方法で伝熱管10を第2ヘッダ12に接合すれば、本実施形態の熱交換器100が得られる。   If the heat transfer tube 10 is joined to the second header 12 by the same method as described above, the heat exchanger 100 of the present embodiment is obtained.

フィンレス熱交換器のように多数の伝熱管が使用されている場合、伝熱管とヘッダとの接合が大きな課題となる。伝熱管の端部が潰れないように伝熱管を数本ずつヘッダに接合すると、数百〜数千本の伝熱管をヘッダに接合するのに膨大な作業工数が必要となる。   When many heat transfer tubes are used like a finless heat exchanger, joining a heat transfer tube and a header becomes a big subject. If several heat transfer tubes are joined to the header so that the ends of the heat transfer tubes are not crushed, a huge number of work steps are required to join several hundred to several thousand heat transfer tubes to the header.

これに対し、本実施形態の方法によれば、多数の伝熱管10をヘッダ11に同時に一体化させることができる。また、接合強化部材19のような第三の部材で伝熱管10の端部の周りを固めつつ伝熱管10をヘッダ11に接合することにより、耐圧性能が問題となりやすい伝熱管10とヘッダ11との接合部分を補強することができる。その結果、熱交換器100の耐圧性能を向上させることができる。   On the other hand, according to the method of the present embodiment, a large number of heat transfer tubes 10 can be integrated with the header 11 at the same time. Further, by joining the heat transfer tube 10 to the header 11 while hardening the periphery of the end portion of the heat transfer tube 10 with a third member such as the joint strengthening member 19, the heat transfer tube 10 and the header 11 are likely to have a problem of pressure resistance. Can be reinforced. As a result, the pressure resistance performance of the heat exchanger 100 can be improved.

特許文献2に記載されているように、ヘッダに形成された孔に伝熱管を挿入し、樹脂を射出して両者を接合する方法においては、射出した樹脂の圧力で伝熱管の端部が潰れたり、伝熱管が目詰まりしたりする可能性が高い。伝熱管の端部が潰れたり、伝熱管の目詰まりが生じたりすると、熱交換能力のばらつきが生じたり、熱交換器が局所的に破損して内部の流体が漏れたりするなどの不具合が起こる。   As described in Patent Document 2, in a method in which a heat transfer tube is inserted into a hole formed in a header and resin is injected to join the two, the end of the heat transfer tube is crushed by the pressure of the injected resin. Or the heat transfer tubes are likely to be clogged. If the end of the heat transfer tube is crushed or the heat transfer tube is clogged, the heat exchange capacity may vary, or the heat exchanger may be locally damaged and the fluid inside may leak. .

本実施形態では、立壁部16の外周面に伝熱管10の端部が固定されるので、材料の流入圧力で伝熱管10の端部が潰れることを防止できる。また、伝熱管10の端部の内側に立壁部16が位置しているので、伝熱管10の端部に材料が直接流入することを防止できる。つまり、伝熱管10の目詰まりを防止できる。その結果、熱交換器100の内部の流路が適正に確保され、熱交換量の低下を防ぐことができる。さらに、適度に高い圧力で材料を射出することができるので、伝熱管10の数が増えたとしても、特定面15pの面内の全体に材料を均一に供給することができる。これにより、伝熱管10とヘッダ11との接合強度を増加させることができる。   In this embodiment, since the edge part of the heat exchanger tube 10 is fixed to the outer peripheral surface of the standing wall part 16, it can prevent that the edge part of the heat exchanger tube 10 is crushed by the inflow pressure of material. Moreover, since the standing wall 16 is located inside the end of the heat transfer tube 10, it is possible to prevent the material from directly flowing into the end of the heat transfer tube 10. That is, clogging of the heat transfer tube 10 can be prevented. As a result, the flow path inside the heat exchanger 100 is appropriately ensured, and a decrease in the heat exchange amount can be prevented. Furthermore, since the material can be injected with a reasonably high pressure, even if the number of heat transfer tubes 10 is increased, the material can be uniformly supplied to the entire surface of the specific surface 15p. Thereby, the joining strength of the heat exchanger tube 10 and the header 11 can be increased.

(変形例)
図4に示すように、変形例にかかる熱交換器102において、伝熱管10は、立壁部16に固定された端部としての拡管部10kを有する。拡管部10kは、拡管部10k以外の部分の内径よりも大きい内径を有する。拡管部10kの内径に応じて、立壁部16の外径も拡大されている。このような構成によれば、熱交換器102の内部を流れる流体の圧力損失を低減することができる。また、伝熱管10をヘッダ11により接合しやすい。本変形例では、立壁部16の内径が伝熱管10の拡管部10k以外の部分の内径に一致している。言い換えれば、立壁部16の流路断面積が伝熱管10の拡管部10k以外の部分の流路断面積に等しい。立壁部16の開口端面に由来する段差が存在しないので、熱交換器102の内部を流れる流体の圧力損失をさらに低減することができる。なお、伝熱管10の拡管部10k以外の部分の内径は、立壁部16の内径と異なっていてもよい。
(Modification)
As shown in FIG. 4, in the heat exchanger 102 according to the modification, the heat transfer tube 10 has a tube expansion portion 10 k as an end portion fixed to the standing wall portion 16. The expanded tube portion 10k has an inner diameter that is larger than the inner diameter of the portion other than the expanded tube portion 10k. The outer diameter of the standing wall portion 16 is also enlarged according to the inner diameter of the expanded tube portion 10k. According to such a configuration, the pressure loss of the fluid flowing inside the heat exchanger 102 can be reduced. Further, the heat transfer tube 10 is easily joined by the header 11. In the present modification, the inner diameter of the standing wall portion 16 matches the inner diameter of the heat transfer tube 10 other than the expanded portion 10k. In other words, the flow passage cross-sectional area of the standing wall portion 16 is equal to the flow passage cross-sectional area of the heat transfer tube 10 other than the expanded pipe portion 10k. Since there is no step due to the opening end face of the standing wall portion 16, the pressure loss of the fluid flowing inside the heat exchanger 102 can be further reduced. The inner diameter of the heat transfer tube 10 other than the expanded portion 10k may be different from the inner diameter of the standing wall portion 16.

伝熱管10において、拡管部10kとそれ以外の部分との間には段差10tが形成されている。段差10tに立壁部16の開口端面が接している。本変形例において、段差10tから拡管部10kの開口端面までの伝熱管10の長さは、接合強化部材19の厚さT未満である。言い換えれば、接合強化部材19の厚さTが立壁部16の突出高さHを上回っている。あるいは、接合強化部材19の厚さTが立壁部16の突出高さHに一致していてもよい。このような構成によれば、接合強化部材19によって伝熱管10とヘッダ11との接合を確実に強化することができる。   In the heat transfer tube 10, a step 10t is formed between the expanded portion 10k and other portions. The opening end surface of the standing wall portion 16 is in contact with the step 10t. In the present modification, the length of the heat transfer tube 10 from the step 10 t to the opening end surface of the expanded tube portion 10 k is less than the thickness T of the bonding reinforcing member 19. In other words, the thickness T of the joint reinforcing member 19 exceeds the protruding height H of the standing wall portion 16. Alternatively, the thickness T of the bonding reinforcing member 19 may coincide with the protruding height H of the standing wall portion 16. According to such a configuration, the bonding between the heat transfer tube 10 and the header 11 can be reliably reinforced by the bonding reinforcing member 19.

図5に示す他の変形例において、ヘッダ11の特定面15pからの立壁部16の突出高さHは、拡管部10kの開口端面から段差10tまでの伝熱管10の長さ(つまり、の長さ)を上回っている。立壁部16の開口端面が段差10tに接し、拡管部10kの開口端面がヘッダ11の特定面15pから離間している。このような構成によれば、拡管部10kの開口端面とヘッダ11の特定面15pとの間に接合強化部材19の一部を食い込ませることができる。その結果、接合強化部材19によって伝熱管10とヘッダ11との接合をさらに強化することができる。   In the other modification shown in FIG. 5, the protruding height H of the standing wall portion 16 from the specific surface 15p of the header 11 is the length of the heat transfer tube 10 from the opening end surface of the expanded tube portion 10k to the step 10t (that is, the length of )). The opening end surface of the standing wall portion 16 is in contact with the step 10 t, and the opening end surface of the pipe expanding portion 10 k is separated from the specific surface 15 p of the header 11. According to such a configuration, a part of the joint strengthening member 19 can be bitten between the opening end face of the pipe expanding portion 10k and the specific face 15p of the header 11. As a result, the bonding between the heat transfer tube 10 and the header 11 can be further strengthened by the bonding reinforcing member 19.

図6を参照しつつ、図4に示す熱交換器102の製造方法を説明する。図4に示す熱交換器102の製造方法は、基本的には、図1及び図2に示す熱交換器100の製造方法と同じである。   The manufacturing method of the heat exchanger 102 shown in FIG. 4 will be described with reference to FIG. The manufacturing method of the heat exchanger 102 shown in FIG. 4 is basically the same as the manufacturing method of the heat exchanger 100 shown in FIGS.

図6に示すように、本変形例では、拡管部10kに由来する段差に障壁21が接し、これにより、ヘッダ11に対する障壁21の位置が決められている。拡管部10kに由来する段差を利用して、伝熱管10を障壁21でヘッダ11に向けて押し付けることにより、伝熱管10をヘッダ11に確実に固定することができる。したがって、伝熱管10とヘッダ11との接合部分の強度のばらつきを抑制し、必要な耐圧性能を確実に満たすことができる。   As shown in FIG. 6, in this modified example, the barrier 21 is in contact with the step originating from the tube expansion portion 10 k, and thereby the position of the barrier 21 with respect to the header 11 is determined. The heat transfer tube 10 can be reliably fixed to the header 11 by pressing the heat transfer tube 10 toward the header 11 with the barrier 21 by using the level difference derived from the expanded tube portion 10k. Therefore, it is possible to suppress variations in strength at the joint portion between the heat transfer tube 10 and the header 11 and reliably satisfy the required pressure resistance performance.

(その他)
伝熱管10とヘッダ11(及び/又はヘッダ12)とが同じ材料で形成されていてもよい。接合強化部材19が伝熱管10及びヘッダ11と同じ材料で形成されていることが望ましい。もちろん、接合強化部材19が伝熱管10及びヘッダ11と異なる材料で形成されていてもよい。
(Other)
The heat transfer tube 10 and the header 11 (and / or the header 12) may be formed of the same material. It is desirable that the joint reinforcing member 19 be formed of the same material as the heat transfer tube 10 and the header 11. Of course, the joining reinforcement member 19 may be formed of a material different from that of the heat transfer tube 10 and the header 11.

本明細書に開示された技術は、空気調和装置などに使用される熱交換器に有用である。また、本明細書に開示された技術は、フィンレス熱交換器だけでなく、フィンアンドチューブ熱交換器などの他のタイプの熱交換器にも適用されうる。   The technique disclosed in this specification is useful for a heat exchanger used in an air conditioner or the like. In addition, the technology disclosed in this specification can be applied not only to finless heat exchangers but also to other types of heat exchangers such as fin-and-tube heat exchangers.

10 伝熱管
10k 拡管部
10t 段差
11 第1ヘッダ(上部ヘッダ)
12 第2ヘッダ(下部ヘッダ)
13 流体導入口
14 流体排出口
15 本体部
15p 特定面
16 立壁部
17 内部空間
19 接合強化部材
21 障壁
23 キャビティ
100,102 熱交換器
10 Heat Transfer Tube 10k Expanded Tube Part 10t Step 11 First Header (Upper Header)
12 Second header (lower header)
13 Fluid introduction port 14 Fluid discharge port 15 Body portion 15p Specific surface 16 Standing wall portion 17 Internal space 19 Bonding reinforcement member 21 Barrier 23 Cavity 100, 102 Heat exchanger

Claims (11)

それぞれが流体の流路を形成している複数の伝熱管と、
前記複数の伝熱管の端部が固定され、前記複数の伝熱管に前記流体を分配する機能と前記複数の伝熱管から前記流体を集める機能との少なくとも一方を有するヘッダと、
を備えた熱交換器であって、
前記ヘッダは、前記流体の流路としての内部空間を有する本体部と、前記本体部の特定面から突出して設けられ、それぞれ前記内部空間に連通している複数の筒状の立壁部とを有し、前記伝熱管の内周面に前記立壁部の外周面が接する位置関係にて、前記複数の立壁部のそれぞれに前記伝熱管が接合されており、
前記熱交換器は、隣り合う前記立壁部の間に設けられ、前記本体部の前記特定面と前記複数の伝熱管の外周面との両方に密着して前記複数の伝熱管と前記ヘッダとの接合を強化している接合強化部材をさらに備えている、熱交換器。
A plurality of heat transfer tubes each forming a fluid flow path;
End portions of the plurality of heat transfer tubes are fixed, a header having at least one of a function of distributing the fluid to the plurality of heat transfer tubes and a function of collecting the fluid from the plurality of heat transfer tubes;
A heat exchanger comprising:
The header has a main body portion having an internal space as a flow path for the fluid, and a plurality of cylindrical standing wall portions that protrude from a specific surface of the main body portion and communicate with the internal space. The heat transfer tube is joined to each of the plurality of standing wall portions in a positional relationship where the outer circumferential surface of the standing wall portion is in contact with the inner circumferential surface of the heat transfer tube,
The heat exchanger is provided between the adjacent standing wall portions, and is in close contact with both the specific surface of the main body portion and an outer peripheral surface of the plurality of heat transfer tubes, and the heat transfer tubes and the header. The heat exchanger further provided with the joining reinforcement | strengthening member which is strengthening joining.
前記伝熱管は、前記立壁部に固定された前記端部としての拡管部を有する、請求項1に記載の熱交換器。   The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat transfer tube has a tube expansion portion as the end portion fixed to the standing wall portion. 前記特定面からの前記立壁部の突出方向に関する寸法によって前記接合強化部材の厚さが規定されるとき、
前記拡管部とそれ以外の部分との境界に形成された段差から前記拡管部の開口端面までの前記伝熱管の長さが前記接合強化部材の厚さ未満である、請求項2に記載の熱交換器。
When the thickness of the joint reinforcing member is defined by the dimension related to the protruding direction of the standing wall portion from the specific surface,
3. The heat according to claim 2, wherein a length of the heat transfer tube from a step formed at a boundary between the tube expansion portion and the other portion to an opening end surface of the tube expansion portion is less than a thickness of the bonding reinforcement member. Exchanger.
前記特定面からの前記立壁部の突出高さが前記拡管部とそれ以外の部分との境界に形成された段差から前記拡管部の開口端面までの前記伝熱管の長さを上回っており、
前記立壁部の開口端面が前記段差に接し、前記拡管部の開口端面が前記ヘッダの前記特定面から離間している、請求項2又は3に記載の熱交換器。
The protruding height of the standing wall from the specific surface exceeds the length of the heat transfer tube from the step formed at the boundary between the expanded portion and the other portion to the open end surface of the expanded portion,
4. The heat exchanger according to claim 2, wherein an opening end surface of the standing wall portion is in contact with the step, and an opening end surface of the pipe expansion portion is separated from the specific surface of the header.
前記ヘッダが前記複数の伝熱管の両側に設けられている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱交換器。   The heat exchanger according to any one of claims 1 to 4, wherein the header is provided on both sides of the plurality of heat transfer tubes. 前記伝熱管が樹脂で形成されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱交換器。   The heat exchanger according to any one of claims 1 to 5, wherein the heat transfer tube is formed of a resin. 前記ヘッダが金属で形成されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の熱交換器。   The heat exchanger according to any one of claims 1 to 6, wherein the header is made of metal. 前記伝熱管の外径が0.1〜1.0mmの範囲にある、請求項1〜7のいずれか1項に記載の熱交換器。   The heat exchanger according to any one of claims 1 to 7, wherein an outer diameter of the heat transfer tube is in a range of 0.1 to 1.0 mm. それぞれが流体の流路を形成している複数の伝熱管と、
前記複数の伝熱管の端部が固定され、前記複数の伝熱管に前記流体を分配する機能と前記複数の伝熱管から前記流体を集める機能との少なくとも一方を有するヘッダと、
を備えた熱交換器の製造方法であって、
前記ヘッダは、前記流体の流路としての内部空間を有する本体部と、前記本体部の特定面から突出して設けられ、それぞれ前記内部空間に連通している複数の筒状の立壁部とを有し、
前記製造方法は、
前記伝熱管の内周面に前記立壁部の外周面が接する位置関係にて、前記複数の立壁部のそれぞれに前記伝熱管を嵌め合わせることと、
隣り合う前記立壁部の間の空間に材料を配置し、前記本体部の前記特定面と前記複数の伝熱管の外周面との両方に接する部分を形成することと、
を含む、熱交換器の製造方法。
A plurality of heat transfer tubes each forming a fluid flow path;
End portions of the plurality of heat transfer tubes are fixed, a header having at least one of a function of distributing the fluid to the plurality of heat transfer tubes and a function of collecting the fluid from the plurality of heat transfer tubes;
A method of manufacturing a heat exchanger comprising:
The header has a main body portion having an internal space as a flow path for the fluid, and a plurality of cylindrical standing wall portions that protrude from a specific surface of the main body portion and communicate with the internal space. And
The manufacturing method includes:
Fitting the heat transfer tube to each of the plurality of standing wall portions in a positional relationship where the outer circumferential surface of the standing wall portion is in contact with the inner circumferential surface of the heat transfer tube;
Arranging a material in a space between the adjacent standing wall portions, forming a portion in contact with both the specific surface of the main body portion and the outer peripheral surfaces of the plurality of heat transfer tubes;
A method for manufacturing a heat exchanger, comprising:
前記本体部の前記特定面と前記複数の伝熱管の外周面との両方に接する前記部分を形成するとき、流動性を有する前記材料を隣り合う前記立壁部の間の空間に供給し、固化させる、請求項9に記載の熱交換器の製造方法。   When forming the portion in contact with both the specific surface of the main body and the outer peripheral surfaces of the plurality of heat transfer tubes, the material having fluidity is supplied to the space between the adjacent standing wall portions and solidified. The manufacturing method of the heat exchanger of Claim 9. 前記製造方法は、前記ヘッダの前記特定面に向かい合う位置に障壁を配置して、前記障壁と前記ヘッダとの間にキャビティを形成することをさらに含み、
前記キャビティに前記材料を充填し、固化させることによって、前記本体部の前記特定面と前記複数の伝熱管の外周面との両方に接する前記部分を形成する、請求項9又は10に記載の熱交換器の製造方法。
The manufacturing method further includes disposing a barrier at a position facing the specific surface of the header to form a cavity between the barrier and the header,
The heat according to claim 9 or 10, wherein the portion is in contact with both the specific surface of the main body and the outer peripheral surfaces of the plurality of heat transfer tubes by filling the cavity with the material and solidifying the cavity. Exchanger manufacturing method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023199546A1 (en) * 2022-04-11 2023-10-19 横浜ゴム株式会社 Method for manufacturing plastic silencer, and plastic silencer

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