JP2020094758A - Header, heat transfer pipe, and heat exchanger - Google Patents
Header, heat transfer pipe, and heat exchanger Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020094758A JP2020094758A JP2018233753A JP2018233753A JP2020094758A JP 2020094758 A JP2020094758 A JP 2020094758A JP 2018233753 A JP2018233753 A JP 2018233753A JP 2018233753 A JP2018233753 A JP 2018233753A JP 2020094758 A JP2020094758 A JP 2020094758A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat transfer
- insertion hole
- transfer tube
- header
- brazing material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明はヘッダ、伝熱管及び熱交換器に関する。 The present invention relates to a header, a heat transfer tube and a heat exchanger.
熱交換器には、熱交換対象の流体が流される伝熱管と、その伝熱管に流体を分配するヘッダと、を備え、それら伝熱管とヘッダがロウ材によって接合されたものがある。 Some heat exchangers include a heat transfer tube through which a fluid to be heat-exchanged flows, and a header that distributes the fluid to the heat transfer tube, and the heat transfer tube and the header are joined by a brazing material.
例えば、特許文献1には、外郭部に形成された挿入孔を有するヘッダと、その挿入孔に端部が挿入された伝熱管と、を備え、ロウ材によって伝熱管がヘッダに接合された熱交換器が開示されている。
For example,
特許文献1に記載の熱交換器では、ヘッダに、挿入孔の開口を囲む筒が形成されている。筒の内径は、挿入孔の内径よりも大きく、挿入孔の内径は、伝熱管の外径と同じである。特許文献1に記載の熱交換器では、伝熱管が挿入孔に挿入されている。そして、伝熱管と筒の隙間に、ロウ材が充填されている。これにより、伝熱管とヘッダが接合されている。
In the heat exchanger described in
特許文献1に記載の熱交換器では、ヘッダの筒の内径が挿入孔の内径よりも大きく、挿入孔の内径が伝熱管の外径と同じであるため、ロウ材が挿入孔と伝熱管との間にほとんど充填されない。その結果、伝熱管が筒だけで接合されることになり、伝熱管とヘッダが十分な強度で接合されないことがある。
In the heat exchanger described in
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、十分な強度でロウ付けすることができるヘッダ、伝熱管及び熱交換器を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a header, a heat transfer tube, and a heat exchanger that can be brazed with sufficient strength.
上記の目的を達成するため、本発明に係るヘッダは、外郭部と、外郭部の内部に形成され、流体が流される流路と、外郭部から流路へ貫通し、伝熱管が挿入されることにより伝熱管と流路との間に流体を流通させる挿入孔と、挿入孔の内壁に形成された凹凸部と、を備える。凹凸部は、挿入孔の貫通方向に延在する。 In order to achieve the above-mentioned object, a header according to the present invention is formed with an outer shell portion, a flow path through which a fluid flows, and a heat transfer tube inserted from the outer shell portion to the flow path. Accordingly, the insertion hole that allows the fluid to flow between the heat transfer tube and the flow path, and the uneven portion formed on the inner wall of the insertion hole are provided. The uneven portion extends in the penetrating direction of the insertion hole.
本発明の構成によれば、凹凸部が挿入孔の内壁に形成されると共に、挿入孔の貫通方向に延在する。このため、伝熱管が挿入孔に挿入されたときに、伝熱管と挿入孔内壁に十分な隙間が形成されない場合でも、伝熱管と挿入孔との間に挿入孔の貫通方向に延在する空間を確保することができる。その結果、ロウ材がヘッダ内部まで十分浸透して、ヘッダと伝熱管を十分な強度でロウ付けすることができる。 According to the configuration of the present invention, the uneven portion is formed on the inner wall of the insertion hole and extends in the penetrating direction of the insertion hole. Therefore, even when a sufficient gap is not formed between the heat transfer tube and the inner wall of the insertion hole when the heat transfer tube is inserted into the insertion hole, a space extending in the penetration direction of the insertion hole between the heat transfer tube and the insertion hole. Can be secured. As a result, the brazing material sufficiently penetrates into the header, and the header and the heat transfer tube can be brazed with sufficient strength.
以下、本発明の実施の形態に係るヘッダ、伝熱管及び熱交換器について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中、同一又は同等の部分には同一の符号を付す。図に示す直交座標系XYZにおいて、熱交換器が備える伝熱管の管軸を左右方向に向けたときの、その管軸の方向がX軸、上下方向がZ軸、X軸とZ軸とに直交する方向がY軸である。以下、適宜、この座標系を引用して説明する。 Hereinafter, a header, a heat transfer tube, and a heat exchanger according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent parts are designated by the same reference numerals. In the Cartesian coordinate system XYZ shown in the figure, when the tube axis of the heat transfer tube provided in the heat exchanger is oriented in the left-right direction, the tube axis direction is the X-axis, the vertical direction is the Z-axis, and the X-axis and the Z-axis are the same. The direction orthogonal to each other is the Y axis. Hereinafter, this coordinate system will be appropriately referred to for description.
(実施の形態1)
実施の形態1に係る熱交換器は、伝熱管の端部がヘッダにロウ付けされた熱交換器である。この熱交換器では、伝熱管の端部がヘッダの挿入孔に挿入され、その挿入孔で、伝熱管とヘッダがロウ付けされている。そして、挿入孔には、ロウ付け強度を高めるため、ロウ材を浸透させる溝が形成されている。まず、図1−図3を参照して、熱交換器の構成について説明する。次に、図4及び図5を参照して、ヘッダの挿入孔に形成された溝について説明する。続いて、図6及び図7を参照して、その溝を用いたロウ付けの方法について説明する。
(Embodiment 1)
The heat exchanger according to the first embodiment is a heat exchanger in which the ends of the heat transfer tubes are brazed to the header. In this heat exchanger, the end portion of the heat transfer tube is inserted into the insertion hole of the header, and the heat transfer tube and the header are brazed in the insertion hole. Further, in the insertion hole, a groove for penetrating the brazing material is formed in order to enhance brazing strength. First, the configuration of the heat exchanger will be described with reference to FIGS. 1 to 3. Next, the groove formed in the insertion hole of the header will be described with reference to FIGS. 4 and 5. Subsequently, a brazing method using the groove will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
図1は、本発明の実施の形態1に係る熱交換器1Aの斜視図である。図2は、熱交換器1Aが備えるヘッダ10R、10Lの斜視図である。図3は、熱交換器1Aが備える伝熱管20の斜視図である。なお、図1では、理解を容易するため、熱交換器1Aが備える複数のフィン30のうち、その一部のフィン30だけを図示している。また、伝熱管20とヘッダ10R、10Lを接合するロウ材を省略している。図2では、ヘッダ10R、10L内の流路の形状を直方体状に簡略化している。さらに、挿入孔11の溝を省略している。
FIG. 1 is a perspective view of a
図1に示すように、熱交換器1Aは、左右に離れて配置されたヘッダ10R、10Lと、左右方向に延在してヘッダ10Rと10Lとを接続する複数の伝熱管20と、複数の伝熱管20に取り付けられた複数のフィン30と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
ヘッダ10R、10Lは、外部機器から熱交換対象の流体である冷媒の供給を受ける部材又はその冷媒の排出をする部材である。ヘッダ10R、10Lは、図2に示すように、直方体状に形成され、内部が中空に形成されている。ヘッダ10R、10Lは、長手方向を奥行き方向に向け、互いに平行に配置されている。そして、ヘッダ10Lの左側面部には、外部機器からの冷媒の供給又は外部機器へ冷媒の排出を行うため、その左側面部を貫通する冷媒流出入口100が設けられている。
The
一方、ヘッダ10Rの左側面部とヘッダ10Lの右側面部、すなわち、ヘッダ10Rと10Lの対向する側面部には、複数の伝熱管20を接続するため、複数の挿入孔11が形成されている。なお、挿入孔11が形成された側面部は、ヘッダ10R、10Lの外形を画定して内部の空間を囲む部分であることから、本明細書では、外郭部ともいう。
On the other hand, a plurality of
挿入孔11それぞれは、伝熱管20それぞれが後述するように管断面扁平状であることから、扁平状に形成されている。ここで、扁平状とは、ひらたい形状のことであり、本明細書では、長手方向の両端が半円状に丸められた細長い矩形の形状のことである。そして、挿入孔11それぞれは、長手方向を上下方向に向けている。また、ヘッダ10R、10Lの側面部を貫通して、ヘッダ10R、10Lの内部空間まで延在している。
Each of the
挿入孔11それぞれには、伝熱管20の端部が挿入されている。詳細には、ヘッダ10Rの挿入孔11には、伝熱管20の右端部が挿入され、ヘッダ10Lの挿入孔11には、伝熱管20の左端部が挿入されている。これにより、ヘッダ10Rと10Lが複数の伝熱管20によって接続されている。ヘッダ10Rと10Lの間には、冷媒が外部機器から供給された場合、その冷媒が流通する。
An end of the
伝熱管20は、図3に示すように、管断面視で上述した扁平状に形成されている。これは、伝熱管20内を流通する冷媒から熱が伝導しやすくするためである。そして、伝熱管20は、その直線管断面形状のまま、左右方向に直線的に延在している。
As shown in FIG. 3, the
伝熱管20の内部は、さらに冷媒からの熱が伝導しやすくするため、複数の隔壁21で仕切られている。隔壁21それぞれは、水平な板で形成され、複数の隔壁21は、一定の間隔で、上下に並べられている。これにより、伝熱管20では、冷媒の熱が隔壁21それぞれに伝熱する。その結果、伝熱管20では、伝熱経路が増加して冷媒の熱が伝熱しやすい。
The inside of the
図1に戻って、伝熱管20には、冷媒から伝導した熱を空気と熱交換するため、複数のフィン30が取り付けられている。
Returning to FIG. 1, the
フィン30それぞれは、表面積を大きくして、空気との熱交換を促進するため、帯状に形成されている。また、板状に形成されている。それらの厚みは、0.09〜2.0mmである。また、フィン30それぞれは、伝熱管20から熱の伝導を受けるため、上端側に切り欠き31が形成され、その切り欠き31に伝熱管20が嵌め込まれている。そして、フィン30とフィン30は、その間に空気を流すため、1.0〜2.0mmの間隔で左右方向に重ね合わされている。
Each of the
なお、フィン30と伝熱管20は、熱伝導性を高めるため、熱伝導率の高いアルミニウム又はアルミニウム合金で形成されている。フィン30の表面には、防食、防汚、疎水又は親水をするため、表面処理が施されている。また、伝熱管20の表面には、防食のため、亜鉛で形成された犠牲陽極層が設けられている。ヘッダ10R、10Lも、フィン30と伝熱管20と同様の材料で形成されている。これにより、組み立てられたときのひずみを小さくしている。
The
上述したように、伝熱管20は、ヘッダ10R、10Lの挿入孔11に挿入されることにより、ヘッダ10R、10Lに接続されている。伝熱管20とヘッダ10R、10Lを強固に固定して気密性、水密性を高めるため、熱交換器1Aの組立では、挿入孔11に伝熱管20を挿入した後、挿入孔11と伝熱管20との間の隙間に溶解したロウ材を浸透させている。これにより、挿入孔11と伝熱管20との間の隙間をロウ材で充填して接合強度を高めている。
As described above, the
しかし、挿入孔11内で、伝熱管20が偏って配置されると、挿入孔11内で隙間が大きい箇所と隙間が小さい箇所が発生してしまうことがある。その場合、ロウ材が一部の箇所で充填されず、いわゆるロウ切れを起こしてしまう。
However, if the
また、熱交換器1Aの組立では、溶解したロウ材を、ヘッダ10R、10Lの外側に開口した、挿入孔11の開口から供給することがある。この場合、上述した隙間に小さい箇所がある場合、溶解したロウ材が十分に浸透せず、ヘッダ10R、10Lの内側に十分な量のロウ材が供給されないことがある。その場合、ヘッダ10R、10Lの内側にロウフィレットが形成されないことがある。
Further, in the assembly of the
そこで、ロウ切れを防止又はロウフィレットの形成を確実にして、接合強度を高めるため、挿入孔11の内壁には、挿入孔11の貫通方向と同方向に延びる溝が形成されている。次に、図4及び図5を参照して、挿入孔11とその溝の構成について説明する。
Therefore, in order to prevent wax breakage or ensure formation of a row fillet and increase the bonding strength, a groove extending in the same direction as the penetrating direction of the
図4は、図1に示すIV領域の拡大平面図である。図5は、図4に示すV−V断面線の断面図である。なお、図4及び図5では、理解を容易にするため、伝熱管20の内部の空間と隔壁21が省略されている。また、挿入孔11と伝熱管20の間の隙間、溝12の大きさ及び、ロウ材40の大きさが強調されている。これらのことは、後述する図6−図13についても同様である。
FIG. 4 is an enlarged plan view of the IV area shown in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV shown in FIG. 4 and 5, the space inside the
挿入孔11は、上述したように、長手方向を上下方向に向けた扁平の形状に形成されている。これにより、挿入孔11は、図4に示すように、短手方向に対向し、XZ平面に平行な平面状の内壁111、112と、長手方向に対向し、半円筒状の内壁113、114を有する。これらの内壁111−114のうち、内壁111、112には、複数の溝12がそれぞれ形成されている。
As described above, the
溝12それぞれは、内壁111、112から、挿入孔11の外側へ半円筒状に凹んでいる。その溝12の深さは、ロウ材40を溶解させて溝12の端部に供給した場合に、その溶解したロウ材40が浸透する程度の大きさである。一般に、ロウ材40の浸透は、ロウ付けするヘッダ10R及び伝熱管20の表面エネルギー、溶解したロウ材40の表面エネルギー、ヘッダ10R及び伝熱管20と溶解したロウ材40との間の界面エネルギーの釣り合いで決まるぬれ性に左右される。このため、ヘッダ10R及び伝熱管20の表面処理にもよるが、例えば、ロウ材40がアルミニウムにシリコンが添加されたアルミニウムロウであり、ヘッダ10Rの厚みが6mm以上で、ヘッダ10Rと伝熱管20の重ね代が6mm以上の場合、溝12の深さは、0.20−0.25mmに形成される。
Each of the
また、溝12それぞれは、図5に示すように、挿入孔11の貫通方向であるX方向に直線的に延在している。これにより、溝12それぞれは、伝熱管20と内壁111、112との間に、ヘッダ10Rの外側と内側とをつなぐ空間を形成している。
Further, as shown in FIG. 5, each
一方、溝12の内部には、ロウ材40が充填されている。ロウ材40は、溝12の内部のほか、伝熱管20と内壁111−114との間の隙間にも充填されている。ロウ材40は、さらに挿入孔11の−X側開口、+X側開口からそれら開口の周縁にはみ出して、ロウフィレットを形成している。これにより、ロウ材40が伝熱管20とヘッダ10Rを接合している。
On the other hand, the
図示しないが、ヘッダ10Rの他の挿入孔11にも、同様の構成の溝12が形成されている。また、ヘッダ10Lに形成された挿入孔11にも同様の構成の溝12が形成されている。そして、これらの溝12に、ロウ材40が充填されることにより、伝熱管20とヘッダ10R、10Lが強固に接合されている。その結果、熱交換器1Aの気密性、水密性が高められている。次に、図6及び図7を参照して、溝12を用いたロウ付けの方法について説明する。
Although not shown, the
図6は、本発明の実施の形態1に係る熱交換器1Aの製造で、伝熱管20が挿入孔11に挿入され、ロウ材40が配置されたときのヘッダ10Rの断面図である。図7は、ロウ材40が挿入孔11と溝12に浸透したときのヘッダ10Rの断面図である。なお、図6及び図7では、理解を容易にするため、ヘッダ10R内の流路の形状がXZ断面視で矩形状に簡略化されている。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the
まず、プレス加工することにより、フィン30を上述した形状に形成する。また、押し出し成形、引き抜き成形、折り曲げ等の加工方法により、伝熱管20を、上述した形状に形成する。同様に、ヘッダ10R、10Lを、上述した形状に形成する。
First, the
次に、形成されたフィン30を上述した配置で伝熱管20に取り付ける。続いて、フィン30と伝熱管20をロウ付けする。このロウ付けは、予め伝熱管20にペースト状のロウ材40を塗布し、フィン30を取り付けた後、加熱することにより行う。これにより、フィン30と伝熱管20で構成される熱交換器コアが作製される。
Next, the formed
次に、作製されたヘッダ10R、10Lに、上記の熱交換器コアを取り付ける。詳細には、図6に示すように、上述した向きに配置したヘッダ10Rの挿入孔11に、熱交換器コアの伝熱管20の+X端部を挿入する。また、図示しないが、ヘッダ10Lの挿入孔11には、伝熱管20の−X端部を挿入する。これにより、図1の形状に熱交換器1Aを組み立てる。
Next, the above heat exchanger core is attached to the produced
次に、図6に示すように、ヘッダ10Rに形成された挿入孔11開口の周縁部に、その開口を囲む形状にペースト状又はワイヤー状のロウ材40を配置する。図示しないが、ヘッダ10Lにも、同様にロウ材40を配置する。続いて、ロウ材40が配置されたヘッダ10R、10L及び熱交換器コアを加熱する。これにより、ロウ材40が溶解して、挿入孔11内に浸透する。
Next, as shown in FIG. 6, a paste-like or wire-
このとき、ロウ材40は、伝熱管20と挿入孔11の内壁111−114との隙間に浸透する。また、ロウ材40は、溝12にも浸透する。その結果、ロウ材40は、ヘッダ10R、10Lの内側まで達する。これにより、ロウ材40は、伝熱管20と内壁111−114との隙間、溝12内部を満たす。その結果、これら隙間と溝12が塞がれる。
At this time, the
なお、伝熱管20の管軸が挿入孔11の中心軸に配置されないで、伝熱管20がY方向に偏って配置されている場合、挿入孔11の内壁111−114のいずれかとの間の隙間が小さくなるが、挿入孔11の内壁111、112には、溝12が形成されているため、ロウ材40は、少なくとも溝12を通って、ヘッダ10R、10Lの内側まで達する。その結果、この場合でも、伝熱管20と内壁111−114との隙間及び、溝12が塞がれる。
In addition, when the tube axis of the
ヘッダ10R、10Lの内側までロウ材40が達するため、ヘッダ10R、10Lの内側では、ロウ材40がヘッダ10R、10Lの内壁面と伝熱管20との間でロウフィレットを形成する。一方、ヘッダ10R、10Lの外側では、ロウ材40がヘッダ10R、10Lの外壁面と伝熱管20との間でロウフィレットを形成する。これにより、挿入孔11と伝熱管20の間との間の隙間が密閉される。
Since the
続いて、ヘッダ10R、10L及び熱交換器コアの加熱を終了させる。その後、ヘッダ10R、10L及び熱交換器コアは冷却される。これにより、ヘッダ10R、10L及び熱交換器コアのロウ付けが完了する。以上の工程により、熱交換器1Aが完成する。
Then, the heating of the
完成した熱交換器1Aでは、ロウフィレットにより挿入孔11と伝熱管20の間の隙間が密閉されている。このため、水の進入と隙間腐食が生じにくく、耐圧性が高い熱交換器1Aを得ることができる。
In the completed
なお、上記のロウ付けでは、ペースト状又はワイヤー状のロウ材40を伝熱管20、挿入孔11の開口の周縁部に配置している。しかし、フィン30及びヘッダ10R、10Lをアルミニウム又はアルミニウム合金の母材がロウ材層で覆われたクラッド材料で形成することにより、上述したペースト状又はワイヤー状のロウ材40の配置を省略してもよい。
In the above brazing, a paste-shaped or wire-shaped
以上のように、本発明の実施の形態1に係る熱交換器1Aでは、ヘッダ10R、10Lが、挿入孔11の内壁111、112に形成され、かつ挿入孔11の貫通方向に延在する溝12を備えている。このため、伝熱管20が挿入孔11に挿入されたときに、伝熱管20と挿入孔11内壁との間に十分な隙間が形成されない場合でも、ロウ材40が挿入孔11内に浸透させる空間を確保することができる。その結果、熱交換器1Aでは、ロウ材40をヘッダ10R、10Lの内部まで十分浸透させて、ヘッダ10R、10Lと伝熱管20を十分な強度でロウ付けすることができる。
As described above, in the
伝熱管20の管軸が、挿入孔11の孔中心軸からずれて配置された場合でも、溝12がロウ材40の供給経路となる。このため、ロウ材40がヘッダ10R、10Lの内部に十分浸透することができる。その結果、伝熱管20を高い精度で挿入孔11に配置する必要がなく、ロウ付けが容易である。また、より確実に、挿入孔11を密閉することができる。
Even if the tube axis of the
(実施の形態2)
実施の形態1に係る熱交換器1Aでは、挿入孔11の内壁111、112に、溝12が形成されている。しかし、本発明は、これに限定されない。本発明では、ロウ材40の浸透経路を確保するため、挿入孔11の内壁111−114に、挿入孔11の貫通方向に延在する凹凸部が形成されているとよい。実施の形態2に係る熱交換器1Bでは、この凹凸部として、挿入孔11に突起が設けられている。以下、図8及び図9を参照して、実施の形態2に係る熱交換器1Bを説明する。実施の形態2では、実施の形態1と異なる構成について説明する。
(Embodiment 2)
In the
図8は、本発明の実施の形態2に係る熱交換器1Bが備えるヘッダ10Rの挿入孔11の拡大平面図である。図9は、図8に示すIX−IX断面線の断面図である。
FIG. 8 is an enlarged plan view of the
図8に示すように、熱交換器1Bでは、ヘッダ10Rが、挿入孔11の内壁111、112に形成された突起13を複数個、備えている。
As shown in FIG. 8, in the
突起13それぞれは、内壁111、112から、挿入孔11の孔内側へ突出している。詳細には、内壁111にある突起13は、−Y方向へ突出している。また、内壁112にある突起13は、+Y方向へ突出している。それらの突出量は、実施の形態1で説明した溝12の深さと同じである。すなわち、ロウ材40を溶解させて挿入孔11に供給した場合に、突起13の先端と内壁111、112との間の空間にロウ材40が浸透する程度の大きさである。
Each of the
また、突起13それぞれは、図9に示すように、挿入孔11の貫通方向であるX方向に直線的に延在している。これにより、挿入孔11に伝熱管20が挿入されたとき、伝熱管20と挿入孔11の内壁111、112との間に、ヘッダ10R内側まで貫通する隙間を設けて、ロウ材40の浸透経路を確保している。
Further, each of the
突起13によって形成された、伝熱管20と挿入孔11の内壁111、112との間の隙間には、図8に示すように、ロウ材40が充填されている。また、ロウ材40は、図9に示すように、実施の形態1と同じく、挿入孔11の−X側開口、+X側開口からそれら開口の周縁にロウフィレットを形成している。これにより、ロウ材40は、伝熱管20とヘッダ10Rを接合している。
The gap between the
また、図示しないが、突起13は、ヘッダ10Rのすべての挿入孔11に形成されている。また、ヘッダ10Lのすべての挿入孔11にも、同様の構成の突起13が形成されている。これらの突起13も、伝熱管20と挿入孔11の内壁111、112との間に隙間を形成している。それらの隙間にもロウ材40が充填され、ロウフィレットが形成されている。そして、ロウ材40は、伝熱管20をヘッダ10R、10Lに接合している。
Although not shown, the
実施の形態2においても、ロウ材40は、ロウフィレットを形成することにより、伝熱管20と挿入孔11との間の隙間を密閉して、水の進入と隙間腐食を防止している。また、熱交換器1Bの耐圧性を高めている。
Also in the second embodiment, the
なお、実施の形態2に係る熱交換器1Bのロウ付け方法は、ロウ材40が、突起13によって形成された、伝熱管20と挿入孔11との間の隙間に浸透することを除いて、実施の形態1と同様である。このため、実施の形態2に係る熱交換器1Bのロウ付け方法の説明を省略する。
The brazing method of the
以上のように、本発明の実施の形態2に係る熱交換器1Bでは、ヘッダ10R、10Lが、挿入孔11の内壁111、112に形成され、かつ挿入孔11の貫通方向に延在する突起13を備えている。このため、実施の形態1と同様に、挿入孔11に挿入された伝熱管20と、挿入孔11の内壁111、112との間に、ロウ材40が挿入孔11内に浸透する空間を確保することができる。その結果、熱交換器1Bでは、ロウ材40をヘッダ10R、10Lの内部まで十分浸透させて、ヘッダ10R、10Lと伝熱管20を十分な強度でロウ付けすることができる。
As described above, in the
(実施の形態3)
実施の形態1及び2に係る熱交換器1A、1Bでは、挿入孔11に、溝12又は突起13が形成されている。しかし、本発明は、これに限定されない。本発明では、挿入孔11側ではなく、伝熱管20側に上述した凹凸部として、溝12又は突起13が形成されてもよい。実施の形態3に係る熱交換器1Cでは、伝熱管20の端部に、突起が形成されている。以下、図10及び図11を参照して、実施の形態3に係る熱交換器1Cを説明する。実施の形態3では、実施の形態1及び2と異なる構成について説明する。
(Embodiment 3)
In the
図10は、本発明の実施の形態3に係る熱交換器1Cが備えるヘッダ10Rの挿入孔11の拡大平面図である。図11は、図10に示すXI−XI断面線の断面図である。
FIG. 10 is an enlarged plan view of the
図10に示すように、熱交換器1Cには、伝熱管50の外周からその外側に突出する突起53が、複数個設けられている。
As shown in FIG. 10, the
詳細には、伝熱管50は、実施の形態1と同様に、管軸をX方向に向けている。そして、伝熱管50は、YZ平面に平行な断面で扁平の形状を有する。伝熱管50は、+Y、−Y側に配置され、XZ平面に平行な2つの平面外壁と、+Z、−Z側に配置され、その平面外壁と連続する2つの半円筒部外壁と、を有する。突起53それぞれは、それら平面外壁に設けられ、それら平面外壁からさらに外側に突出している。また、突起53それぞれは、Z方向に隔てられて並んでいる。
Specifically, the
突起53は、YZ断面で半円状に形成されている。その半径、換言すると、突起53の突出量は、実施の形態2で説明した突起13の突出量と同じである。突起53は、図11に示すように、そのYZ断面形状のまま、伝熱管50の端部から距離Lだけ離れた位置から、伝熱管50の端部へ延在している。その距離Lは、ヘッダ10Rの外郭部の厚みTよりも大きい。これにより、突起53は、伝熱管50の端部側がヘッダ10Rの挿入孔11に挿入された状態で、挿入孔11の−X側開口を通って+X側開口よりもさらに+X側まで延在している。
なお、本明細書では、伝熱管50の端部から距離Lまでの部分を、伝熱管50の挿入部ともいう。
The
In addition, in this specification, a portion from the end of the
図10に戻って、ヘッダ10Rでは、実施の形態1及び2と異なり、挿入孔11に溝12又は突起13が形成されておらず、内壁111、112は平面状である。突起53の先端は、これら内壁111、112に当接している。そして、突起53と突起53の間の、内壁111、112と伝熱管50の間には、ロウ材40が充填されている。そして、ロウ材40は、図11に示すように、挿入孔11の−X側開口、+X側開口からそれら開口の周縁にはみ出して、ロウフィレットを形成している。
Returning to FIG. 10, in the
図示しないが、ヘッダ10Rの他の挿入孔11に挿入された伝熱管50にも、同様の構成の突起53が形成されている。また、ヘッダ10Lの挿入孔11に挿入された伝熱管50にも、同様の構成の突起53が形成されている。そして、それらの挿入孔11と伝熱管50の間にもロウ材40が充填されている。そして、ロウ材40は、挿入孔11の周縁にはみ出して、ロウフィレットを形成している。
Although not shown, the
実施の形態3でも、実施の形態1及び2と同様に、ロウ材40がロウフィレットを形成することにより、伝熱管50と挿入孔11の隙間を密閉して、水の進入と隙間腐植を防止している。また、熱交換器1Cの耐圧性を高めている。
Also in the third embodiment, as in the first and second embodiments, the
なお、実施の形態3に係る熱交換器1Cのロウ付け方法は、ロウ材40が、突起53によって形成された、伝熱管50と挿入孔11との間の隙間に浸透することを除いて、実施の形態1と同様である。このため、実施の形態3に係る熱交換器1Cのロウ付け方法の説明を省略する。
The brazing method of the
以上のように、本発明の実施の形態3に係る熱交換器1Cでは、伝熱管50が管軸方向に延在する突起53を備えている。これにより、実施の形態1及び2と同様に、伝熱管50と挿入孔11との間に、ロウ材40が挿入孔11内に浸透する空間を確保することができる。その結果、熱交換器1Cでは、ロウ材40をヘッダ10R、10Lの内部まで十分浸透させて、ヘッダ10R、10Lと伝熱管50を十分な強度でロウ付けすることができる。
As described above, in the
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、実施の形態1−3では、溝12、突起13、53は、YZ平面断面で半円状であるが、本発明は、これに限定されない。本発明では、挿入孔11の内壁又は伝熱管20、50の外壁に凹凸部が形成され、それらの凹凸部が伝熱管20、50の管軸方向に延在している限りにおいて、その断面形状は任意である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in Embodiment 1-3,
図12は、本発明の実施の形態1に係る熱交換器が備えるヘッダ10Rが有する挿入孔11の変形例の拡大平面図である。なお、図12では、図1に示すIV領域と同じ領域を拡大している。
FIG. 12 is an enlarged plan view of a modified example of the
図12に示すように、溝62は、YZ平面断面で、円弧状に形成されている。その円弧は、挿入孔61の内壁611、612から+Y側又は−Y側に、すなわち孔外側に突出している。溝62の内部には、ロウ材40が充填されている。
As shown in FIG. 12, the
このように、溝12、62は、YZ平面断面視で、すなわち、横断面視で、全部又は部分的に円弧の形状であってもよく、突起13、53も同様に、全部又は部分的に円弧の形状であってもよい。さらに、溝12、62、突起13、53は、横断面視で、半楕円、矩形状であってもよい。
Thus, the
また、図12に示すように、溝12、62、突起13、53の数も任意であり、溝12、62、突起13、53は、1つだけであってもよく、複数であってもよい。
Further, as shown in FIG. 12, the number of the
また、実施の形態3では、伝熱管50が突起53を有している。しかし、本発明は、これに限定されない。上述したように、本発明では、挿入孔11、61の内壁又は伝熱管20、50の外壁に凹凸部が形成され、或いは挿入孔11の内壁と伝熱管20、50の外壁の両方に凹凸部が形成され、さらに、それらの凹凸部が伝熱管20、50の管軸方向に延在しているとよい。このため、伝熱管50が溝52を有してもよい。
Further, in the third embodiment, the
図13は、本発明の実施の形態3に係る熱交換器の伝熱管50の変形例が挿入されたヘッダ10Rの挿入孔11の拡大平面図である。
FIG. 13 is an enlarged plan view of the
図13に示すように、伝熱管50が溝断面で半円状の溝52を有してもよい。この場合、溝52は、伝熱管50が管断面扁平状であるとき、すなわち、管断面が、長手方向の両端を半円状に丸めた細長い矩形の形状であるとき、溝52は、その矩形の長手方向の辺に形成されるとよい。そして、溝52は、管外周から管内周に凹むとよい。また、図示しないが、溝52は、実施の形態3の突起53と同じ領域、すなわち、伝熱管50の端面から距離Lまでの領域に形成されてもよい。このような形態でも、ロウ材40が挿入孔11内に浸透して、開口の周縁にはみ出したロウフィレットを形成することができる。
As shown in FIG. 13, the
なお、溝52は、伝熱管50の管軸方向全体にわたって形成されてもよい。これは、実施の形態3の突起53も同様である。この形態でも、ロウ材40を挿入孔11内に浸透させることができる。
The
実施の形態1−3では、伝熱管20、50が管断面扁平状であるが、その管断面全体の形状、すなわち、溝52、突起53が形成される場合、それら溝52、突起53を除いた全体形状は、挿入孔11、61に挿入可能である限りにおいて任意である。例えば、伝熱管20、50は、管断面円形であってもよい。換言すると、伝熱管20、50は、円管であってもよい。
In the first to third embodiments, the
また、実施の形態1−3では、伝熱管20、50の内部が複数の隔壁21で仕切られているが、伝熱管20、50の内部構造は任意である。例えば、伝熱管20は、内部が隔壁21で仕切られず、1つの内部空間を有してもよい。
Further, in Embodiments 1-3, the inside of the
実施の形態1−3では、ヘッダ10R、10Lが中空の直方体状に形成されている。しかし、本発明では、ヘッダ10R、10Lは、内部に流体が流される流路を有する外郭部を備える限りにおいて、その外形は任意である。また、流路の形状も、ヘッダ10R、10Lが、外郭部から前記流路へ貫通する挿入孔と、挿入孔の内壁に形成され、挿入孔の貫通方向に延在する凹凸部と、を備える限りにおいて、任意である。例えば、ヘッダ10R、10Lは、中空の円筒状に形成されていてもよい。また、ヘッダ10R、10Lの内部の流路は、隔壁で仕切られていれもよいし、別の部材が組み込まれることにより、複数の流路を有してもよい。
In Embodiment 1-3, the
1A−1C 熱交換器、10R,10L ヘッダ、11 挿入孔、12 溝、13 突起、20 伝熱管、21 隔壁、30 フィン、31 切り欠き、40 ロウ材、50 伝熱管、52 溝、53 突起、61 挿入孔、62 溝、100 冷媒流出入口、111−114,611,612 内壁、L 距離、T 厚み。 1A-1C heat exchanger, 10R, 10L header, 11 insertion hole, 12 groove, 13 protrusion, 20 heat transfer tube, 21 partition wall, 30 fin, 31 notch, 40 brazing material, 50 heat transfer tube, 52 groove, 53 protrusion, 61 insertion hole, 62 groove, 100 refrigerant inflow/outlet port, 111-114, 611, 612 inner wall, L distance, T thickness.
Claims (10)
該外郭部の内部に形成され、流体が流される流路と、
前記外郭部から前記流路へ貫通し、伝熱管が挿入されることにより前記伝熱管と前記流路との間に前記流体を流通させる挿入孔と、
前記挿入孔の内壁に形成され、前記挿入孔の貫通方向に延在する凹凸部と、
を備えるヘッダ。 The outer shell,
A flow path formed inside the outer shell, through which a fluid flows,
An insertion hole that penetrates from the outer shell portion to the flow path and causes the fluid to flow between the heat transfer tube and the flow path by inserting a heat transfer tube,
An uneven portion formed on the inner wall of the insertion hole and extending in the penetrating direction of the insertion hole,
Header with.
請求項1に記載のヘッダ。 The concavo-convex portion has an arc shape in a hole cross-sectional view that crosses the insertion hole,
The header according to claim 1.
請求項1又は2に記載のヘッダ。 The uneven portion is recessed from the inner wall of the insertion hole to the outside of the insertion hole, and has a groove shape linearly extending in the penetrating direction.
The header according to claim 1 or 2.
請求項1又は2に記載のヘッダ。 The concavo-convex portion projects from the inner wall of the insertion hole to the inside of the insertion hole, and has a shape of a protrusion that linearly extends in the penetrating direction.
The header according to claim 1 or 2.
前記挿入孔に挿入された前記伝熱管と、
前記凹凸部と前記伝熱管との間に形成された隙間に充填され、前記ヘッダと前記伝熱管を接合するロウ材と、
を備える熱交換器。 A header according to any one of claims 1 to 4,
The heat transfer tube inserted into the insertion hole,
A brazing material filled in a gap formed between the uneven portion and the heat transfer tube, and joining the header and the heat transfer tube,
With a heat exchanger.
前記挿入孔に挿入される挿入部と、
前記挿入部に設けられ、管軸方向に延在する凹凸部と、
を備える伝熱管。 An outer shell part, a heat transfer tube formed inside the outer shell part, which is connected to a header provided with a flow path through which a fluid flows and an insertion hole penetrating from the outer shell part to the flow path,
An insertion portion inserted into the insertion hole,
An uneven portion provided in the insertion portion and extending in the tube axis direction,
Heat transfer tube.
請求項6に記載の伝熱管。 The concavo-convex portion has an arc shape in a tube sectional view,
The heat transfer tube according to claim 6.
請求項6又は7に記載の伝熱管。 The concavo-convex portion is recessed from the outer circumference of the tube to the inner circumference of the tube, and has a groove shape linearly extending in the tube axial direction.
The heat transfer tube according to claim 6.
請求項6又は7に記載の伝熱管。 The concavo-convex portion further protrudes from the outer circumference of the pipe to the outside of the pipe, and has a shape of a protrusion that linearly extends in the pipe axial direction,
The heat transfer tube according to claim 6.
前記挿入孔に前記挿入部が挿入された前記ヘッダと、
前記凹凸部と前記伝熱管との間に形成された隙間に充填され、前記ヘッダと前記伝熱管を接合するロウ材と、
を備える熱交換器。 A heat transfer tube according to any one of claims 6 to 9,
The header in which the insertion portion is inserted into the insertion hole,
A brazing material filled in a gap formed between the uneven portion and the heat transfer tube, and joining the header and the heat transfer tube,
With a heat exchanger.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018233753A JP2020094758A (en) | 2018-12-13 | 2018-12-13 | Header, heat transfer pipe, and heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018233753A JP2020094758A (en) | 2018-12-13 | 2018-12-13 | Header, heat transfer pipe, and heat exchanger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020094758A true JP2020094758A (en) | 2020-06-18 |
Family
ID=71084810
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018233753A Pending JP2020094758A (en) | 2018-12-13 | 2018-12-13 | Header, heat transfer pipe, and heat exchanger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020094758A (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6234964A (en) * | 1985-08-08 | 1987-02-14 | Mitsubishi Yuka Fine Chem Co Ltd | Coating agent composition for imparting water absorbing property |
JPH0741282U (en) * | 1993-12-22 | 1995-07-21 | 株式会社日本クライメイトシステムズ | Heat exchanger |
JP2009168350A (en) * | 2008-01-17 | 2009-07-30 | Mitsubishi Alum Co Ltd | Joint structure of tube and header pipe in heat exchanger made of aluminum |
-
2018
- 2018-12-13 JP JP2018233753A patent/JP2020094758A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6234964A (en) * | 1985-08-08 | 1987-02-14 | Mitsubishi Yuka Fine Chem Co Ltd | Coating agent composition for imparting water absorbing property |
JPH0741282U (en) * | 1993-12-22 | 1995-07-21 | 株式会社日本クライメイトシステムズ | Heat exchanger |
JP2009168350A (en) * | 2008-01-17 | 2009-07-30 | Mitsubishi Alum Co Ltd | Joint structure of tube and header pipe in heat exchanger made of aluminum |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6547576B2 (en) | Heat exchanger | |
KR101298703B1 (en) | Method for joining the tube and the tube sheet in shell | |
JP5557157B2 (en) | Multi-row heat exchanger | |
JP4880094B2 (en) | Heat exchanger | |
JP4297177B2 (en) | Tube for heat exchanger | |
KR20130081440A (en) | Method for joining the tube and the tube sheet in shell and tube exchanger | |
BR102018006714A2 (en) | COLLECTOR, HEAT EXCHANGER, AND METHOD FOR MOUNTING A HEAT EXCHANGER | |
JP2020094758A (en) | Header, heat transfer pipe, and heat exchanger | |
JP2016176686A (en) | Tank and heat exchanger | |
WO2020095797A1 (en) | Heat exchanger and method for manufacturing heat exchanger | |
JP5884484B2 (en) | Heat exchanger | |
KR20130023450A (en) | A heat exchager | |
JP6674262B2 (en) | Heat exchanger and method of manufacturing the same | |
TWI470181B (en) | Heat exchanger | |
JP6326753B2 (en) | Heat exchanger | |
JP4606230B2 (en) | Heat exchanger | |
CN210602337U (en) | Heat exchanger and heat pump water heater system with same | |
JP2010096369A (en) | Heat exchanger | |
JP2019086196A (en) | Heat exchanger header and heat exchanger | |
JP2019143816A (en) | Brazing member and heat exchanger | |
JP6632868B2 (en) | Aluminum heat exchanger | |
JP6083272B2 (en) | Heat exchanger | |
JP2021116994A (en) | Heat exchanger, manufacturing method of the same, pipe joint, and pipe connection method | |
JPH11142078A (en) | Aluminum heat exchanger and its manufacture | |
JP2022135034A (en) | Pipe material and heat exchanger |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210826 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220711 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220719 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20230124 |