JP2020076532A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、熱交換器に関するものである。 The present disclosure relates to heat exchangers.
従来より、フィンの貫通孔にU字状パイプを挿入して、当該U字状パイプを拡張する拡管によりフィンとU字状パイプとを固定する熱交換器の製造方法が知られている(例えば、特許文献1)。また、同文献の段落0018には、U字状パイプを銅製とすることが記載されている。 BACKGROUND ART Conventionally, there is known a method of manufacturing a heat exchanger in which a U-shaped pipe is inserted into a through hole of a fin and the fin and the U-shaped pipe are fixed by expanding the U-shaped pipe (for example, by expanding the U-shaped pipe). , Patent Document 1). In addition, paragraph 0018 of the document describes that the U-shaped pipe is made of copper.
ところで、上記U字状パイプに相当する部材、すなわち冷媒が流通する管体を銅製ではなくアルミニウムまたはアルミニウム合金製とすることが考えられる。しかしながら、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の管体は、銅製の管体よりも肉厚を分厚くする必要があり、それにより冷媒と外部流体との間の伝熱面積が減少したり、冷媒が流通する際の圧力損失が増大したりして、熱交換器の熱交換能力を高くすることが難しい。 By the way, it is conceivable that the member corresponding to the U-shaped pipe, that is, the tubular body through which the refrigerant flows is made of aluminum or aluminum alloy instead of copper. However, the aluminum or aluminum alloy tube body needs to be thicker than the copper tube body, whereby the heat transfer area between the refrigerant and the external fluid is reduced, or when the refrigerant flows. It is difficult to increase the heat exchange capacity of the heat exchanger due to an increase in pressure loss of the heat exchanger.
本開示の目的は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の円管を備えた熱交換器の熱交換能力を高めることにある。 An object of the present disclosure is to enhance the heat exchange capacity of a heat exchanger including a circular tube made of aluminum or aluminum alloy.
本開示の第1の態様は、熱交換器(10)を対象とする。この熱交換器(10)は、円形の貫通孔(21)が形成されたフィン(20)と、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成された円管(30)であって、上記フィン(20)の上記貫通孔(21)に挿通され、上記円管(30)を拡張させる拡管と接合材を用いた接合とによって上記フィン(20)に固定された円管(30)とを備え、上記円管(30)の外径をDとし、上記円管(30)の最小肉厚をtとして、3mm≦D≦5mmおよび0.06≦t/D≦0.25が成り立っている。 A first aspect of the present disclosure is directed to a heat exchanger (10). The heat exchanger (10) includes a fin (20) having a circular through hole (21) formed therein and a circular pipe (30) made of aluminum or an aluminum alloy. The circular pipe (30) is inserted into the through hole (21) and expanded to expand the circular pipe (30) and fixed to the fin (20) by joining using a joining material. The outer diameter of 30) is D, and the minimum wall thickness of the circular pipe (30) is t, and 3 mm ≦ D ≦ 5 mm and 0.06 ≦ t / D ≦ 0.25 are established.
第1の態様では、円管(30)において、3mm≦D≦5mmおよび0.06≦t/D≦0.25が成り立っている。すなわち、Dが比較的小さいために、熱交換器(10)を通過する空気の圧力損失(すなわち、熱交換器(10)の通風抵抗)を小さくできる。また、t/Dが0.06以上であるために、円管(30)をある程度まで分厚く構成して、当該円管(30)の耐圧性を確保できる。さらに、t/Dが0.25以下であるために、円管(30)を過度に分厚くすることなく、当該円管(30)内を流れる冷媒の圧力損失を抑えることができる。また、拡管と接合材を用いた接合とによって円管(30)がフィン(20)に固定されているために、円管(30)とフィン(20)との間の伝熱抵抗を小さくすることができる。以上により、第1の態様によると、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の円管(30)を備えた熱交換器(10)の熱交換能力を高めることができる。 In the first aspect, 3 mm ≦ D ≦ 5 mm and 0.06 ≦ t / D ≦ 0.25 are established in the circular tube (30). That is, since D is relatively small, the pressure loss of air passing through the heat exchanger (10) (that is, the ventilation resistance of the heat exchanger (10)) can be reduced. Further, since t / D is 0.06 or more, the circular pipe (30) can be thickened to a certain extent to ensure the pressure resistance of the circular pipe (30). Further, since t / D is 0.25 or less, the pressure loss of the refrigerant flowing in the circular pipe (30) can be suppressed without excessively thickening the circular pipe (30). Further, since the circular pipe (30) is fixed to the fin (20) by the pipe expansion and the joining using the joining material, the heat transfer resistance between the circular pipe (30) and the fin (20) is reduced. be able to. As described above, according to the first aspect, the heat exchange capacity of the heat exchanger (10) including the circular pipe (30) made of aluminum or aluminum alloy can be enhanced.
本開示の第2の態様は、上記第1の態様において、上記接合材は、ロウ材または接着剤であることを特徴とする。 A second aspect of the present disclosure is characterized in that, in the first aspect, the bonding material is a brazing material or an adhesive.
第2の態様では、ロウ材または接着剤を使用することで、円管(30)とフィン(20)との間の伝熱抵抗を確実に小さくすることができる。 In the second aspect, by using the brazing material or the adhesive, the heat transfer resistance between the circular pipe (30) and the fin (20) can be surely reduced.
本開示の第3の態様は、上記第1または第2の態様において、上記円管(30)は、全体が直線状に延びていることを特徴とする。 A third aspect of the present disclosure is characterized in that, in the first or second aspect, the circular tube (30) extends linearly as a whole.
第3の態様では、円管(30)を、流体圧による拡管に適したものとすることができる。すなわち、円管(30)の全体が直線状に延びているため、流体圧で拡管する際に他部分に比べて脆弱になる部分(典型的には、湾曲した部分)がなく、円管(30)の破損を回避しつつ当該円管(30)を十分に拡張することができる。 In the third aspect, the circular pipe (30) can be made suitable for expansion by fluid pressure. That is, since the entire circular pipe (30) extends linearly, there is no portion (typically a curved portion) that becomes weaker than other portions when expanded by fluid pressure, and the circular pipe (30 The circular pipe (30) can be expanded sufficiently while avoiding damage to the pipe (30).
本開示の第4の態様は、上記第1〜第3の態様のいずれか1つにおいて、上記円管(30)は、複数設けられており、2つ以上の上記円管(30)の内部空間に連通する連通空間(41,51,61)が内部に形成されたヘッダ(40,50,60)を備えることを特徴とする。 A fourth aspect of the present disclosure is the method according to any one of the first to third aspects, wherein the plurality of circular pipes (30) are provided and the inside of two or more circular pipes (30) is provided. A communication space (41, 51, 61) communicating with the space is provided with a header (40, 50, 60) formed therein.
第4の態様では、ヘッダ(40,50,60)により、2つ以上の円管(30)に対して冷媒を分流または合流させること、それに代えてまたは加えて、熱交換器(10)を空気流れ方向に対して複数列に構成する場合に、ある列を構成する円管(30)とその隣の列を構成する円管(30)との間の接続部を構成することができる。 In the fourth aspect, the header (40, 50, 60) splits or merges the refrigerant with respect to the two or more circular pipes (30), and instead or in addition to the heat exchanger (10). When the pipes (30) are arranged in a plurality of rows in the air flow direction, a connecting portion between the circular pipes (30) forming a certain row and the circular pipes (30) forming an adjacent row can be formed.
本開示の第5の態様は、上記第1〜第4の態様のいずれか1つにおいて、上記円管(30)は、該円管(30)の延びる方向に沿って延びる溝(32)が内面(31)に形成されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present disclosure, in any one of the first to fourth aspects, the circular pipe (30) has a groove (32) extending along a direction in which the circular pipe (30) extends. It is characterized in that it is formed on the inner surface (31).
第5の態様では、アルミニウムまたはアルミニウム合金製で内面(31)に溝(32)がある円管(30)を例えば押出成形によって容易に製造することが可能となる。なお、円管(30)の内面(31)に溝(32)がある場合、本明細書において「円管(30)の最小肉厚」とは、溝(32)の底面と円管(30)の外面との間の距離のことを言う。 In the fifth aspect, the circular tube (30) made of aluminum or aluminum alloy and having the groove (32) on the inner surface (31) can be easily manufactured by, for example, extrusion molding. When the inner surface (31) of the circular pipe (30) has a groove (32), the "minimum wall thickness of the circular pipe (30)" in the present specification means the bottom face of the groove (32) and the circular pipe (30). ) Refers to the distance between the outside surface.
本開示の第6の態様は、上記第1〜第4の態様のいずれか1つにおいて、上記円管(30)は、内面(31)が平滑面に構成されていることを特徴とする。 A sixth aspect of the present disclosure is characterized in that, in any one of the first to fourth aspects, the inner surface (31) of the circular pipe (30) is configured to be a smooth surface.
第6の態様では、円管(30)内を流れる冷媒の圧力損失をより小さくすることができる。なお、円管(30)の内面(31)が平滑面に構成されている場合、本明細書において「円管(30)の最小肉厚」とは、円管(30)の内面(31)と外面との間の距離のことを言う。 In the sixth aspect, the pressure loss of the refrigerant flowing through the circular pipe (30) can be further reduced. In addition, when the inner surface (31) of the circular tube (30) is configured as a smooth surface, the "minimum wall thickness of the circular tube (30)" in the present specification means the inner surface (31) of the circular tube (30). The distance between the outer surface and the outer surface.
本開示の第7の態様は、上記第1〜第6の態様のいずれか1つの熱交換器(10)の製造方法に関する。この熱交換器(10)の製造方法は、上記フィン(20)の上記貫通孔(21)に上記円管(30)を挿通する挿通工程と、上記円管(30)を流体圧によって拡張させて上記フィン(20)に接触させる拡管工程と、上記フィン(20)と上記円管(30)とを互いに接合する接合工程とを含む。 A seventh aspect of the present disclosure relates to a method for manufacturing the heat exchanger (10) according to any one of the first to sixth aspects. This heat exchanger (10) is manufactured by a step of inserting the circular tube (30) into the through hole (21) of the fin (20) and expanding the circular tube (30) by fluid pressure. And a step of bringing the fin (20) into contact with the fin (20) and a step of joining the fin (20) and the circular tube (30) to each other.
第7の態様では、上記第1〜第6の態様と同様の作用効果を奏する熱交換器(10)を得ることができる。また、比較的小径の円管(30)を、流体圧(すなわち、空気圧または液圧)によって不要な変形を伴うことなく拡張することができる。 In the seventh aspect, it is possible to obtain the heat exchanger (10) having the same effects as those of the first to sixth aspects. Further, the circular pipe (30) having a relatively small diameter can be expanded by fluid pressure (that is, air pressure or hydraulic pressure) without causing unnecessary deformation.
実施形態について説明する。本実施形態の熱交換器(10)は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路(図示せず)に設けられて内部を流れる冷媒と空気とを熱交換させるものである。以下では、まず熱交換器(10)の構成について説明し、その後、当該熱交換器(10)の製造方法について説明する。 An embodiment will be described. The heat exchanger (10) of the present embodiment is provided in a refrigerant circuit (not shown) that performs a vapor compression refrigeration cycle and exchanges heat between the refrigerant flowing inside and the air. Below, the structure of a heat exchanger (10) is demonstrated first, and the manufacturing method of the said heat exchanger (10) is demonstrated after that.
−熱交換器の構成−
図1は、熱交換器(10)の構成を概略的に示す斜視図である。図2は、図1のII−II線における断面図である。図3は、円管(30)を拡大して示す横断面図である。図4は、円管(30)と液ヘッダ(40)との接続部を拡大して示す断面図である。図5は、円管(30)とガスヘッダ(50)との接続部を拡大して示す断面図である。そして、図6は、円管(30)と接続ヘッダ(60)との接続部を拡大して平面視で示す断面図である。
-Structure of heat exchanger-
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of the heat exchanger (10). FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the circular tube (30) in an enlarged manner. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a connecting portion between the circular pipe (30) and the liquid header (40). FIG. 5 is an enlarged sectional view showing a connecting portion between the circular pipe (30) and the gas header (50). FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the connecting portion between the circular pipe (30) and the connection header (60) in plan view.
これらの図に示すように、熱交換器(10)は、二列熱交換器に構成されていて、複数のフィン(20)と、複数の円管(30)と、液ヘッダ(40)と、ガスヘッダ(50)と、接続ヘッダ(60)と、分流器(70)とを備える。 As shown in these figures, the heat exchanger (10) is configured as a double row heat exchanger, and includes a plurality of fins (20), a plurality of circular tubes (30), a liquid header (40), A gas header (50), a connection header (60), and a flow diverter (70).
フィン(20)は、図1および図2に示すように、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成された上下に細長い矩形板状の部材であって、図1における左右方向において互いに平行に複数並んでいる。フィン(20)には、円形の貫通孔(21)が複数形成されている。ここで、図1における手前側の列を構成するフィン(20)の貫通孔(21)と、図1における奥側の列を構成するフィン(20)の貫通孔(21)とは、その高さ位置が互いに異なる(図2も参照)。 As shown in FIGS. 1 and 2, the fins (20) are vertically elongated rectangular plate-shaped members made of aluminum or aluminum alloy, and are arranged in parallel in the left-right direction in FIG. A plurality of circular through holes (21) are formed in the fin (20). Here, the through hole (21) of the fin (20) forming the front row in FIG. 1 and the through hole (21) of the fin (20) forming the back row in FIG. The positions are different from each other (see also FIG. 2).
円管(30)は、図1〜図3に示すように、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成された細長い円筒状の部材である。円管(30)は、全体が直線状に延びている。すなわち、円管(30)は、その長手方向(図1における左右方向)における一端から他端にわたって直線状に延びている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the circular tube (30) is an elongated cylindrical member made of aluminum or aluminum alloy. The entire circular tube (30) extends linearly. That is, the circular pipe (30) extends linearly from one end to the other end in the longitudinal direction (the left-right direction in FIG. 1).
円管(30)は、図1および図2に示すように、フィン(20)の貫通孔(21)に挿通および固定されている。ここで、円管(30)は、下でも述べるように、当該円管(30)を拡張させる拡管と、不図示の接合材(例えば、ロウ材)を用いた接合とによってフィン(20)に固定されている。なお、接合材としては、接着剤が用いられてもよいし、他の任意の種類のものが用いられてもよい。 The circular tube (30) is inserted and fixed in the through hole (21) of the fin (20) as shown in FIGS. 1 and 2. Here, as described below, the circular pipe (30) is expanded into the fin (20) by expanding the circular pipe (30) and joining with a joining material (for example, a brazing material) not shown. It is fixed. An adhesive may be used as the bonding material, or any other type of bonding material may be used.
円管(30)は、図3に示すように、当該円管(30)の延びる方向に沿って延びる複数の溝(32)が内面(31)に形成されている。これらの溝(32)は、円管(30)の長手方向の一端から他端にわたって直線状に延びている。複数の溝(32)は、円管(30)の周方向において等間隔に配置されている。 As shown in FIG. 3, the circular pipe (30) has a plurality of grooves (32) extending along the extending direction of the circular pipe (30) on the inner surface (31). These grooves (32) linearly extend from one end to the other end of the circular pipe (30) in the longitudinal direction. The plurality of grooves (32) are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the circular pipe (30).
ここで、図3に示すように、円管(30)の外径をDとし、また円管(30)の最小肉厚、すなわち溝(32)の底面と円管(30)の外面との間の距離をtとする。この場合において、3mm≦D≦5mmおよび0.06≦t/D≦0.25が成り立っている。つまり、本実施形態の円管(30)は、比較的小径であり、ある程度まで分厚く構成される一方で過度に分厚くは構成されていない。 Here, as shown in FIG. 3, the outer diameter of the circular pipe (30) is D, and the minimum wall thickness of the circular pipe (30), that is, the bottom surface of the groove (32) and the outer surface of the circular pipe (30). The distance between them is t. In this case, 3 mm ≦ D ≦ 5 mm and 0.06 ≦ t / D ≦ 0.25 are established. That is, the circular pipe (30) of the present embodiment has a relatively small diameter and is configured to be thick to some extent, but is not configured to be excessively thick.
液ヘッダ(40)は、図1および図4に示すように、手前側の列を構成する円管(30)に対応して設けられた上下に延びる円筒状の部材であって、その上端および下端は閉塞されている。液ヘッダ(40)の内部には、少なくとも1つの、この例では2つの液用連通空間(41)が形成されている。上側の液用連通空間(41)は、2つ以上の、この例では5つの円管(30)の内部空間に連通している。下側の液用連通空間(41)は、2つ以上の、この例では4つの円管(30)の内部空間に連通している。液ヘッダ(40)は、ヘッダを構成しており、液用連通空間(41)は、連通空間を構成している。 As shown in FIGS. 1 and 4, the liquid header (40) is a vertically extending cylindrical member provided corresponding to the circular tubes (30) forming the front row, and its upper end and The lower end is closed. Inside the liquid header (40), at least one, in this example, two liquid communication spaces (41) are formed. The upper liquid communication space (41) communicates with the internal space of two or more, in this example, five circular pipes (30). The lower liquid communication space (41) communicates with the internal space of two or more, in this example, four circular pipes (30). The liquid header (40) constitutes a header, and the liquid communication space (41) constitutes a communication space.
ガスヘッダ(50)は、図1および図5に示すように、奥側の列を構成する円管(30)に対応して設けられた上下に延びる円筒状の部材であって、その上端および下端は閉塞されている。ガスヘッダ(50)の内部には、少なくとも1つの、この例では1つのガス用連通空間(51)が形成されている。このガス用連通空間(51)は、2つ以上の、この例では9つの円管(30)の内部空間に連通している。ガスヘッダ(50)には、ガス用連通空間(51)に連通するガス管(82)が接続されている。ガスヘッダ(50)は、ヘッダを構成しており、ガス用連通空間(51)は、連通空間を構成している。 As shown in FIGS. 1 and 5, the gas header (50) is a vertically extending cylindrical member that is provided corresponding to the circular tubes (30) that form the row on the far side, and its upper and lower ends. Is blocked. At least one gas communication space (51) in this example is formed inside the gas header (50). The gas communication space (51) communicates with the internal space of two or more, in this example, nine circular tubes (30). A gas pipe (82) communicating with the gas communication space (51) is connected to the gas header (50). The gas header (50) constitutes a header, and the gas communication space (51) constitutes a communication space.
接続ヘッダ(60)は、図1および図6に示すように、手前側の列を構成する円管(30)と、奥側の列を構成する円管(30)とを互いに連通させるための部材である。接続ヘッダ(60)は、上下に延びる中空の直方体状に形成されている。接続ヘッダ(60)の内部には、少なくとも1つの、この例では1つの列間連通空間(61)が形成されている。この列間連通空間(61)は、2つ以上の、この例では全ての円管(30)の内部空間に連通している。接続ヘッダ(60)は、ヘッダを構成しており、列間連通空間(61)は、連通空間を構成している。なお、図6では、実際には高さ位置の異なる2つの円管(30)を同じ平面上に図示している。 As shown in FIGS. 1 and 6, the connection header (60) is for connecting the circular tubes (30) forming the front row and the circular tubes (30) forming the rear row to each other. It is a member. The connection header (60) is formed in a hollow rectangular parallelepiped shape extending vertically. At least one, in this example, one inter-column communication space (61) is formed inside the connection header (60). This inter-row communication space (61) communicates with the internal space of two or more, in this example, all circular pipes (30). The connection header (60) constitutes a header, and the inter-row communication space (61) constitutes a communication space. In addition, in FIG. 6, two circular tubes (30) having different height positions are actually shown on the same plane.
分流器(70)は、液管(81)から流れてきた液冷媒を分流させるための部品である。分流器(70)は、液ヘッダ(40)の上側の液用連通空間(41)に連通する第1分岐管(71)と、液ヘッダ(40)の下側の液用連通空間(41)に連通する第2分岐管(72)とを有する。第1分岐管(71)は、上側の液用連通空間(41)の下部に開口している。第2分岐管(72)は、下側の液用連通空間(41)の下部に開口している。 The flow divider (70) is a component for dividing the liquid refrigerant flowing from the liquid pipe (81). The flow distributor (70) includes a first branch pipe (71) communicating with the liquid communication space (41) above the liquid header (40) and a liquid communication space (41) below the liquid header (40). And a second branch pipe (72) communicating with. The first branch pipe (71) is open at the bottom of the upper liquid communication space (41). The second branch pipe (72) opens at the lower part of the lower liquid communication space (41).
−熱交換器の製造方法−
熱交換器(10)の製造方法について説明する。この製造方法は、挿通工程と、拡管工程と、接合工程と、ヘッダ固定工程とを含む。ここで、図7は、挿通工程、拡管工程および接合工程を示し、そして、図8は、ヘッダ固定工程を示している。
-Method of manufacturing heat exchanger-
A method for manufacturing the heat exchanger (10) will be described. This manufacturing method includes an inserting step, a tube expanding step, a joining step, and a header fixing step. Here, FIG. 7 shows the inserting step, the tube expanding step and the joining step, and FIG. 8 shows the header fixing step.
図7に示すように、挿通工程では、フィン(20)の貫通孔(21)に円管(30)が挿通される。ここで、フィン(20)の貫通孔(21)の内径は、円管(30)の外径Dよりもわずかに大きく、そのため比較的容易に円管(30)を挿通することができる。 As shown in FIG. 7, in the inserting step, the circular pipe (30) is inserted into the through hole (21) of the fin (20). Here, the inner diameter of the through hole (21) of the fin (20) is slightly larger than the outer diameter D of the circular tube (30), so that the circular tube (30) can be inserted relatively easily.
拡管工程では、円管(30)内に流体を送り込むことで当該円管(30)を流体圧(すなわち、空気圧または液圧)によって拡張させ、円管(30)の外面とフィン(20)の貫通孔(21)の内縁とを接触させる。 In the pipe expanding step, by feeding a fluid into the circular pipe (30), the circular pipe (30) is expanded by fluid pressure (that is, air pressure or hydraulic pressure), and the outer surface of the circular pipe (30) and the fins (20) are expanded. The inner edge of the through hole (21) is contacted.
接合工程では、フィン(20)と円管(30)とを、例えばロウ付けによって互いに接合する。ここまでの各工程により、熱交換器本体(11)が形成される。 In the joining step, the fin (20) and the circular pipe (30) are joined to each other by, for example, brazing. The heat exchanger main body (11) is formed by the above steps.
図8に示すように、ヘッダ固定工程では、手前側の列を構成する円管(30)の一端部(図8における右端部)に液ヘッダ(40)を取り付け、奥側の列を構成する円管(30)の一端部(図8における右端部)にガスヘッダ(50)を取り付け、かつ全ての円管(30)の他端部に接続ヘッダ(60)を取り付ける。そして、各円管(30)と液ヘッダ(40)、ガスヘッダ(50)、および接続ヘッダ(60)とを、例えばロウ付けによって互いに接合する。 As shown in FIG. 8, in the header fixing step, the liquid header (40) is attached to one end (the right end in FIG. 8) of the circular tubes (30) that form the front row to form the back row. The gas header (50) is attached to one end portion (the right end portion in FIG. 8) of the circular pipes (30), and the connection headers (60) are attached to the other end portions of all the circular pipes (30). Then, the circular pipes (30), the liquid header (40), the gas header (50), and the connection header (60) are joined to each other by, for example, brazing.
−実施形態の効果−
本実施形態の熱交換器(10)は、円形の貫通孔(21)が形成されたフィン(20)と、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成された円管(30)であって、上記フィン(20)の上記貫通孔(21)に挿通され、上記円管(30)を拡張させる拡管と接合材を用いた接合とによって上記フィン(20)に固定された円管(30)とを備え、上記円管(30)の外径をDとし、上記円管(30)の最小肉厚をtとして、3mm≦D≦5mmおよび0.06≦t/D≦0.25が成り立っている。このように、円管(30)において、3mm≦D≦5mmおよび0.06≦t/D≦0.25が成り立っている。すなわち、Dが比較的小さいために、熱交換器(10)を通過する空気の圧力損失(すなわち、熱交換器(10)の通風抵抗)を小さくできる。また、t/Dが0.06以上であるために、円管(30)をある程度まで分厚く構成して、当該円管(30)の耐圧性を確保できる。さらに、t/Dが0.25以下であるために、円管(30)を過度に分厚くすることなく、当該円管(30)内を流れる冷媒の圧力損失を抑えることができる。また、拡管と接合材を用いた接合とによって円管(30)がフィン(20)に固定されているために、円管(30)とフィン(20)との間の伝熱抵抗を小さくすることができる。以上により、第1の態様によると、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の円管(30)を備えた熱交換器(10)の熱交換能力を高めることができる。
-Effect of embodiment-
The heat exchanger (10) of the present embodiment includes a fin (20) having a circular through hole (21) formed therein and a circular pipe (30) made of aluminum or an aluminum alloy. ), The circular pipe (30) inserted into the through hole (21) and expanding the circular pipe (30) and fixed to the fin (20) by joining with a joining material, Letting the outer diameter of the circular pipe (30) be D and the minimum wall thickness of the circular pipe (30) be t, 3 mm ≦ D ≦ 5 mm and 0.06 ≦ t / D ≦ 0.25 are established. Thus, in the circular tube (30), 3 mm ≦ D ≦ 5 mm and 0.06 ≦ t / D ≦ 0.25 are established. That is, since D is relatively small, the pressure loss of air passing through the heat exchanger (10) (that is, the ventilation resistance of the heat exchanger (10)) can be reduced. Further, since t / D is 0.06 or more, the circular pipe (30) can be thickened to a certain extent to ensure the pressure resistance of the circular pipe (30). Further, since t / D is 0.25 or less, the pressure loss of the refrigerant flowing in the circular pipe (30) can be suppressed without excessively thickening the circular pipe (30). Further, since the circular pipe (30) is fixed to the fin (20) by the pipe expansion and the joining using the joining material, the heat transfer resistance between the circular pipe (30) and the fin (20) is reduced. be able to. As described above, according to the first aspect, the heat exchange capacity of the heat exchanger (10) including the circular pipe (30) made of aluminum or aluminum alloy can be enhanced.
また、本実施形態の熱交換器(10)は、上記接合材が、ロウ材または接着剤である。したがって、ロウ材または接着剤を使用することで、円管(30)とフィン(20)との間の伝熱抵抗を確実に小さくすることができる。 Further, in the heat exchanger (10) of the present embodiment, the joining material is a brazing material or an adhesive. Therefore, by using the brazing material or the adhesive, the heat transfer resistance between the circular pipe (30) and the fin (20) can be surely reduced.
また、本実施形態の熱交換器(10)は、上記円管(30)が、全体が直線状に延びている。したがって、円管(30)を、流体圧による拡管に適したものとすることができる。すなわち、円管(30)の全体が直線状に延びているため、流体圧で拡管する際に他部分に比べて脆弱になる部分(典型的には、湾曲した部分)がなく、円管(30)の破損を回避しつつ当該円管(30)を十分に拡張することができる。 Further, in the heat exchanger (10) of the present embodiment, the circular pipe (30) extends in a straight line as a whole. Therefore, the circular pipe (30) can be made suitable for pipe expansion by fluid pressure. That is, since the entire circular pipe (30) extends linearly, there is no portion (typically a curved portion) that becomes weaker than other portions when expanded by fluid pressure, and the circular pipe (30 The circular pipe (30) can be expanded sufficiently while avoiding damage to the pipe (30).
また、本実施形態の熱交換器(10)は、上記円管(30)が、複数設けられており、2つ以上の上記円管(30)の内部空間に連通する液用連通空間(41)が内部に形成された液ヘッダ(40)と、2つ以上の上記円管(30)の内部空間に連通するガス用連通空間(51)が内部に形成されたガスヘッダ(50)と、2つ以上の上記円管(30)の内部空間に連通する列間連通空間(61)が内部に形成された接続ヘッダ(60)とを備える。したがって、各ヘッダ(40,50,60)により、2つ以上の円管(30)に対して冷媒を分流または合流させること、それに代えてまたは加えて、熱交換器(10)を空気流れ方向に対して複数列に構成する場合に、ある列を構成する円管(30)とその隣の列を構成する円管(30)との間の接続部を構成することができる。 Further, the heat exchanger (10) of the present embodiment is provided with a plurality of the circular pipes (30), and the liquid communication space (41) communicating with the internal space of two or more circular pipes (30). ) Is formed inside, and a gas header (50) inside which is formed a gas communication space (51) that communicates with the internal space of the two or more circular pipes (30). A connection header (60) having an inter-row communication space (61) formed therein, which communicates with the internal space of one or more circular pipes (30). Therefore, each header (40, 50, 60) divides or merges the refrigerant with respect to two or more circular pipes (30), and instead of or in addition to it, the heat exchanger (10) is arranged in the air flow direction. On the other hand, in the case of forming a plurality of rows, it is possible to form a connecting portion between the circular tubes (30) forming a certain row and the circular tubes (30) forming an adjacent row.
また、本実施形態の熱交換器(10)は、上記円管(30)が、該円管(30)の延びる方向に沿って延びる溝(32)が内面(31)に形成されている。したがって、アルミニウムまたはアルミニウム合金製で内面(31)に溝(32)がある円管(30)を例えば押出成形によって容易に製造することが可能となる。 Further, in the heat exchanger (10) of the present embodiment, the circular pipe (30) has a groove (32) extending along the extending direction of the circular pipe (30) on the inner surface (31). Therefore, the circular tube (30) made of aluminum or aluminum alloy and having the groove (32) on the inner surface (31) can be easily manufactured by, for example, extrusion molding.
また、本実施形態の熱交換器(10)は、上記円管(30)が、内面(31)が平滑面に構成されている。したがって、円管(30)内を流れる冷媒の圧力損失をより小さくすることができる。 Further, in the heat exchanger (10) of the present embodiment, the inner surface (31) of the circular pipe (30) has a smooth surface. Therefore, the pressure loss of the refrigerant flowing in the circular pipe (30) can be further reduced.
さらに、本実施形態の熱交換器(10)の製造方法は、上記フィン(20)の上記貫通孔(21)に上記円管(30)を挿通する挿通工程と、全体が直線状に延びる上記円管(30)を流体圧によって拡張させて上記フィン(20)に接触させる拡管工程と、上記フィン(20)と上記円管(30)とを互いに接合する接合工程とを含む。したがって、脆弱な部分(典型的には、湾曲した部分)を有しない直線状の円管(30)を、流体圧(すなわち、空気圧または液圧)によって不要な変形を伴うことなく拡張することができる。 Furthermore, the method of manufacturing the heat exchanger (10) of the present embodiment includes an inserting step of inserting the circular tube (30) into the through hole (21) of the fin (20), and a whole extending linearly. It includes a tube expanding step of expanding the circular tube (30) by fluid pressure so as to contact the fin (20), and a joining step of joining the fin (20) and the circular tube (30) to each other. Therefore, a straight circular tube (30) having no weak portion (typically, a curved portion) can be expanded by fluid pressure (that is, pneumatic pressure or hydraulic pressure) without unnecessary deformation. it can.
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
<< Other Embodiments >>
The above embodiment may have the following configurations.
例えば、図9に示すように、円管(30)は、内面(31)が平滑面に構成されていてもよい。ここで、円管(30)の外径をDとし、また円管(30)の最小肉厚、すなわち円管(30)の内面(31)と外面との間の距離をtとする。この場合において、3mm≦D≦5mmおよび0.06≦t/D≦0.25が成り立っている。 For example, as shown in FIG. 9, the inner surface (31) of the circular tube (30) may be a smooth surface. Here, the outer diameter of the circular pipe (30) is D, and the minimum wall thickness of the circular pipe (30), that is, the distance between the inner surface (31) and the outer surface of the circular pipe (30) is t. In this case, 3 mm ≦ D ≦ 5 mm and 0.06 ≦ t / D ≦ 0.25 are established.
また、上記実施形態では、フィン(20)と円管(30)とを互いに接合する接合工程と、熱交換器本体(11)に各ヘッダ(40,50,60)を取り付けて接合するヘッダ固定工程とを個別に実行しているが、フィン(20)と円管(30)と各ヘッダ(40,50,60)との接合を同時に実行してもよい。 In the above embodiment, the fin (20) and the circular pipe (30) are joined to each other, and the header fixing (40, 50, 60) is performed by attaching the headers (40, 50, 60) to the heat exchanger body (11). Although the step and the step are performed separately, the fins (20), the circular tubes (30), and the headers (40, 50, 60) may be joined at the same time.
また、円管(30)は、完成した熱交換器(10)において、全体が直線状に延びていなくてもよく、例えば上面視で略L字状に曲がっていてもよい。ここで、曲がった円管(30)を備える熱交換器(10)の製造方法において、当該円管(30)(より広くは、当該熱交換器(10))を曲げる工程は、ヘッダ固定工程が終了した後(すなわち、フィン(20)および各ヘッダ(40,50,60)がロウ付けによって円管(30)に固定された後)に行われる。当該製造方法における拡管工程では、曲げ加工が施される前の真っ直ぐな円管(30)を拡張させる作業が行われる。 Further, in the completed heat exchanger (10), the circular pipe (30) does not have to extend in a straight line as a whole, and may be bent into, for example, a substantially L shape in a top view. Here, in the manufacturing method of the heat exchanger (10) including the bent circular pipe (30), the step of bending the circular pipe (30) (more broadly, the heat exchanger (10)) is a header fixing step. Is finished (that is, after the fin (20) and each header (40, 50, 60) are fixed to the circular pipe (30) by brazing). In the pipe expanding step in the manufacturing method, a work of expanding the straight circular pipe (30) before bending is performed.
以上、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態および変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。 Although the embodiments and modifications have been described above, it will be understood that various changes in form and details can be made without departing from the spirit and scope of the claims. In addition, the above-described embodiments and modified examples may be appropriately combined or replaced as long as the functions of the object of the present disclosure are not impaired.
以上説明したように、本開示は、熱交換器について有用である。 As explained above, the present disclosure is useful for heat exchangers.
10 熱交換器
20 フィン
21 貫通孔
30 円管
31 内面
32 溝
40 液ヘッダ(ヘッダ)
41 液用連通空間(連通空間)
50 ガスヘッダ(ヘッダ)
51 ガス用連通空間(連通空間)
60 接続ヘッダ(ヘッダ)
61 列間連通空間(連通空間)
t 円管の最小肉厚
D 円管の外径
10 heat exchanger
20 fins
21 through holes
30 round tube
31 Inside
32 grooves
40 liquid header (header)
41 fluid communication space (communication space)
50 gas header (header)
51 Gas communication space (communication space)
60 Connection Header (Header)
61 communication space between rows (communication space)
t Minimum wall thickness of circular pipe
Outer diameter of D circular pipe
Claims (7)
アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成された円管(30)であって、上記フィン(20)の上記貫通孔(21)に挿通され、上記円管(30)を拡張させる拡管と接合材を用いた接合とによって上記フィン(20)に固定された円管(30)とを備え、
上記円管(30)の外径をDとし、上記円管(30)の最小肉厚をtとして、3mm≦D≦5mmおよび0.06≦t/D≦0.25が成り立っている
ことを特徴とする熱交換器。 A fin (20) having a circular through hole (21),
A circular pipe (30) made of aluminum or an aluminum alloy, which is inserted into the through hole (21) of the fin (20) and expands the circular pipe (30) by using a joining material. A circular pipe (30) fixed to the fin (20) by
Letting the outer diameter of the circular pipe (30) be D and the minimum wall thickness of the circular pipe (30) be t, 3 mm ≦ D ≦ 5 mm and 0.06 ≦ t / D ≦ 0.25 should be satisfied. Characteristic heat exchanger.
上記接合材は、ロウ材または接着剤である
ことを特徴とする熱交換器。 In claim 1,
The heat exchanger, wherein the joining material is a brazing material or an adhesive.
上記円管(30)は、全体が直線状に延びている
ことを特徴とする熱交換器。 In claim 1 or 2,
The heat exchanger characterized in that the circular tube (30) extends in a straight line as a whole.
上記円管(30)は、複数設けられており、
2つ以上の上記円管(30)の内部空間に連通する連通空間(41,51,61)が内部に形成されたヘッダ(40,50,60)を備える
ことを特徴とする熱交換器。 In any one of Claims 1-3,
A plurality of the circular tubes (30) are provided,
A heat exchanger comprising a header (40, 50, 60) in which a communication space (41, 51, 61) communicating with the internal space of two or more circular pipes (30) is formed.
上記円管(30)は、該円管(30)の延びる方向に沿って延びる溝(32)が内面(31)に形成されている
ことを特徴とする熱交換器。 In any one of Claims 1-4,
The heat exchanger characterized in that the circular pipe (30) has a groove (32) extending along the extending direction of the circular pipe (30) formed on the inner surface (31).
上記円管(30)は、内面(31)が平滑面に構成されている
ことを特徴とする熱交換器。 In any one of Claims 1-4,
The heat exchanger characterized in that the inner surface (31) of the circular pipe (30) is formed into a smooth surface.
上記フィン(20)の上記貫通孔(21)に上記円管(30)を挿通する挿通工程と、
上記円管(30)を流体圧によって拡張させて上記フィン(20)に接触させる拡管工程と、
上記フィン(20)と上記円管(30)とを互いに接合する接合工程とを含む
ことを特徴とする熱交換器の製造方法。 A method for manufacturing the heat exchanger (10) according to any one of claims 1 to 6, comprising:
An inserting step of inserting the circular tube (30) into the through hole (21) of the fin (20),
A pipe expanding step in which the circular pipe (30) is expanded by fluid pressure and brought into contact with the fins (20);
A method of manufacturing a heat exchanger, comprising a joining step of joining the fin (20) and the circular tube (30) to each other.
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