JP2506076Y2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、例えばラジエータ、カークーラー用凝縮
器等に用いられる熱交換器に関する。

従来の技術 従来より、熱交換器の１つとして、複数本の偏平チュ
ーブをその厚さ方向に平行状に配置するとともに、各チ
ューブの両端をパイプ材からなる１対の中空ヘッダー、
あるいはヘッダープレートとタンクとの組合せによって
構成される１対の中空ヘッダーに挿入状態にして連通接
続されたマルチフロー形の熱交換器が知られている。

このようなマルチフロー型の熱交換器では、補強ある
いは熱交換効率の向上を目的として、第11図に示すよう
に、チューブ（100）内を幅方向に仕切る仕切壁（101）
やインナーフィンをチューブ（100）の製造段階で設け
ることが行われている。従って、この仕切によりチュー
ブ（100）内は複数の冷媒通路（102）（103）に区画さ
れたものとなるが、従来では、チューブ（100）の幅方
向をほぼ等分に仕切っていたため、換言すれば各区画冷
媒通路（102）（103）の断面積がほぼ等しくなるように
仕切っていたため、熱交換器製作時のヘッダーとチュー
ブとの接続に際して次のような欠点があった。

考案が解決しようとする課題 即ち、チューブのヘッダーへの挿入量を規制するため
に、チューブの端部をプレス加工等により絞り加工して
縮径し、この縮径部をヘッダーに挿入することにより径
大部をストッパとして作用させる提案を本出願人は先に
なしたが（実願平1-28990号）、前記縮径部形成のため
の絞り加工により特にチューブの幅方向両端部の変形量
が大きくなるため、熱交換器の完成状態では第12図に示
すように幅方向両端部の区画冷媒通路（102）の断面積
が中間部分の区画冷媒通路（103）の断面積よりも相対
的に小さくなっていた。このため、ヘッダーからチュー
ブに流入する冷媒はその多くが中間部の区画冷媒通路
（103）を流れようとすることから両端部の区画冷媒通
路（102）への分流が悪くなり、その結果、冷媒流れの
不均衡に基く熱交換効率の低下を派生するという問題が
あった。なお、第12図において破線は絞り加工前のチュ
ーブ形状、実線は絞り加工後のチューブ形状を示す。

この考案はかかる欠点を解消するためになされたもの
であって、ヘッダーへの挿入後にチューブ内の各区画冷
媒通路の断面積を等しく確保できるようにして、熱交換
効率の向上を図った熱交換器の提供を目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、この考案は、絞り加工に
よるチューブ幅方向両端の区画冷媒通路断面積の縮小量
を考慮して、チューブをヘッダーに挿入する前の段階で
は予めこの両端冷媒通路の断面積を相対的に大きく設定
しておこうというものである。

即ち、この考案は、図面の符号を参照して示すと、平
行状に配設された１対のヘッダー（３）（４）と、両端
がヘッダー（３）（４）に挿入状態で連通接続されると
ともに、内部を幅方向に仕切られることにより長さ方向
に複数の区画冷媒通路（1a）（1b）が形成された多数本
の偏平チューブ（１）と、隣接するチューブ間の空気流
通間隙に配置されたフィン（２）を備えた熱交換器にお
いて、前記チューブ（１）はその幅方向両端の区画冷媒
通路（1a）の断面積を中間部の区画冷媒通路（1b）の断
面積よりも大に設定された状態で長さ方向の端部外周面
を絞り加工されることにより縮径部（1d）が形成される
とともに、該縮径部（1d）をヘッダー（３）（４）に挿
入状態にして連通接続されてなることを特徴とする熱交
換器を特徴とする。

作用 チューブ（１）の幅方向両端の区画冷媒通路（1a）の
断面積を中間部の区画冷媒通路（1b）の断面積よりも大
に設定した状態で長さ方向の端部外周面を絞り加工する
ことによりチューブに縮径部（1d）が形成されるから、
絞り加工によりチューブ（１）の幅方向両端部が内方に
変形した状態において、幅方向両端の区画冷媒通路（1
a）の断面積と中間部の区画冷媒通路（1b）の断面積を
ほぼ等しくできる。この状態でチューブ（１）がヘッダ
ー（３）（４）に挿入連結されているから、ヘッダー
（３）（４）からチューブ（１）の各区画冷媒通路（1
a）（1b）に流入する冷媒の量がほぼ等しくなり、良好
な分流によりチューブ（１）の有する能力を最大限利用
できる。

実施例 次に、この発明をアルミニウム（その合金を含む、以
下同じ）製のカークーラー用凝縮器に適用した実施例に
基づいて説明する。

第１図〜第３図において、（１）は水平状態で上下方
向に平行配置された複数の偏平状チューブ、（２）はそ
の隣接するチューブ（１）（１）間に介在されたコルゲ
ート状のアウターフィン、（３）（４）は前記チューブ
の左右両側に配置された１対のヘッダーである。

前記チューブ（１）はアルミニウム材による断面長円
形状の偏平多孔押出形材からなるものである。この実施
例では４孔材を用いている。チューブ（１）の内部は長
さ方向に伸びる複数の上下隔壁（1c）により幅方向に区
画されており、もってチューブ（１）の内部に複数の冷
媒通路（1a）（1a）（1b）（1b）が形成されている。か
つ、チューブ（１）のヘッダー（３）（４）への挿入前
の段階においては、第４図に示すように、隔壁（1c）は
チューブ（１）の幅方向両端の位置からの距離と隔壁相
互間の距離とに差をもって設けられており、これにより
幅方向両側の冷媒通路（1a）（1a）の断面積がそれ以外
の中間冷媒通路（1b）の断面積よりも相対的に大に設定
されている。而して、該チューブ（１）はその長さ方向
の両端部がプレス加工により第５図に示すように絞り加
工されて縮径部（1d）が形成される。この絞り加工によ
り、チューブ（１）の幅方向両端部は内側への特に大き
な変形を受ける結果、幅方向両端部に位置する区画冷媒
通路（1a）（1a）はその断面積が縮小され、中間の区画
冷媒通路（1b）とほぼ同じ面積となる。前記縮径部（1
d）は第１図及び第６図に示すように、その上下基端部
がヘッダー（３）（４）の外周に沿うように円弧状に形
成されている。これにより、チューブ（１）の長さ方向
の両端面から所定長さ退入した位置において該チューブ
（１）の外周面に縮径段部からなる挿入量規制用のスト
ッパ（５）が形成されている。またストッパ（５）はチ
ューブ（１）の端部側に向って下り傾斜状に形成されて
おり、チューブ（１）とヘッダー（３）（４）とを仮組
して両者をろう付固定する際にろう材が両者の隙間に容
易に入り込み、もって確実にろう付されるようになされ
ている。図中（1e）はプレス加工により形成されたアウ
ターフィン（２）の位置決め用の段部である。なお、上
記チューブ（１）は押出形材によらず、第９図に示すよ
うに電縫管にコルゲート状インナーフィン（20）を挿入
することにより該コルゲートフィン（20）を隔壁として
機能させるものとしても良い。また、隔壁のない中空押
出管にインナーフィンを挿入しても良い。このようにイ
ンナーフィン（20）を用いる場合にも、第10図に示すよ
うに、絞り加工により縮径部（1d）の形成後において
は、インナーフィン（20）の変形とチューブ（１′）の
変形とにより幅方向両端の区画冷媒通路（1a′）と中間
の区画冷媒通路（1b′）とがほぼ等しい通路断面積とな
る。なお、インナーフィン（20）は熱交換器のろう付製
作時に電縫管等の内面に接合一体化されるものである。

前記アウターフィン（２）はチューブ（１）とほぼ同
じ幅を有し、ろう付によりチューブに接合されている。
アウターフィン（２）もアルミニウム製であり、その壁
面にルーバーを切起こし形成したものが用いられてい
る。

前記ヘッダー（３）（４）は心材の片面または両面に
ろう材が被覆されたアルミニウムブレージングシートか
らなる断面円形の電縫管をもって形成されている。なお
電縫管によらず押出形材をもって構成しても良い。ま
た、ブレージングシートのパイプ成形体をその衝き合わ
せ部を電縫溶接することなく用い、チューブとヘッダー
とのろう付と同時に衝き合わせ部をろう付しても良い。
各ヘッダー（３）（４）には長さ方向に沿って間隔的に
チューブ挿入孔（６）が穿設されている。この挿入孔
（６）はチューブ（１）の端部縮径部（1d）の断面形状
に対応した長孔に形成されている。そして、各チューブ
（１）はその両端を挿入孔（６）からヘッダー（３）
（４）の内部へ挿入されるとともに、外周のストッパ
（５）をヘッダー（３）（４）の外周面に当接されるこ
とにより、その挿入位置が規制された状態のもとで、ろ
う付によりヘッダー（３）（４）に強固に接合連結され
ている。上記挿入作業を容易にする目的で、前記縮径部
（1d）を先端先細り状に形成しておくことも推奨され
る。

左ヘッダー（３）の上端部内側には冷媒入口管（７）
が連結される一方、右ヘッダー（４）の下端部外周には
同出口管（８）が連結されている。また、左右ヘッダー
（３）（４）の上下端は蓋片（９）（10）によりそれぞ
れ閉塞されている。更にはまた、左ヘッダー（３）には
該ヘッダーを上下４室に分割する仕切板（11）が設けら
れる一方、右ヘッダー（４）にも該ヘッダーを上下４室
に分割する仕切板（12）が設けられ、もって冷媒入口管
（７）から左ヘッダー（３）に流入した冷媒は、チュー
ブ群によって形成される全冷媒通路を巡って蛇行状に流
通して冷媒出口管（８）から流出するものとなされてい
る。そして冷媒が各チューブ（１）を流通する間に、チ
ューブ（１）（１）間に形成されたアウターフィン
（２）を含む空気流通間隙を矢印（Ｗ）（第８図）で示
す方向に流通する空気と熱交換を行い、凝縮するものと
なされている。而して、チューブ（１）はその幅方向両
側の区画冷媒通路（1a）を含む各区画冷媒通路（1a）
（1b）の断面積が等しくなっているから、ヘッダー
（３）（４）からチューブ（１）へと流入する冷媒は、
各区画冷媒通路に均等に流れ込み、従って良好な分流に
よる高い熱交換効率が実現される。

なお、以上の実施例においては、チューブ（１）をパ
イプ材からなるヘッダー（３）（４）に挿入した場合を
示したが、ヘッダーがヘッダープレートとタンク部とか
ら構成され、チューブをヘッダープレートの挿入孔に挿
入するタイプの熱交換器においてもこの考案を同様に適
用できることが勿論である。

考案の効果 この考案は上述の次第で、チューブの幅方向両端の区
画冷媒通路の断面積を中間部の区画冷媒通路の断面積よ
りも大に設定した状態で長さ方向の端部外周面を絞り加
工することによりチューブに縮径部を形成するものであ
る。従って、絞り加工によりチューブの幅方向両端部が
内方に変形した状態において、幅方向両端の区画冷媒通
路の断面積と中間部の区画冷媒通路の断面積をほぼ等し
くできる。この状態でチューブがヘッダーに挿入連結さ
れているから、ヘッダーからチューブの各区画冷媒通路
に流入する冷媒の量をほぼ等しくでき、良好な分流によ
りチューブの有する能力を最大限利用できることとな
り、ひいては熱交換効率の向上を図りうる。もとより、
ヘッダーへのチューブ挿入量はチューブに形成した縮径
部で規定されるから、各チューブの挿入位置を自動的に
かつ適正配置に定めることができるという効果について
はこれを依然維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はチューブとヘッダーとコルゲートフィンを分離
して示す斜視図、第２図は熱交換器の全体正面図、第３
図は同じく平面図、第４図は絞り加工前のチューブの側
面図、第５図は絞り加工後のチューブの側面図、第６図
は第２図のVI-VI線断面図、第７図は第６図のVII-VII線
断面図、第８図は第２図のVIII-VIII線断面図、第９図
はチューブの変形例を示すもので、絞り加工前の側面
図、第10図は同じく絞り加工後の側面図、第11図は従来
の熱交換器における絞り加工前のチューブの側面図、第
12図は同じく絞り加工後の側面図である。 （１）（１′）……チューブ、（1a）（1b）（1a′）
（1b′）……区画冷媒通路、（1d）……縮径部、（２）
……フィン、（３）（４）……ヘッダー。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】平行状に配設された１対のヘッダー（３）
   （４）と、両端がヘッダー（３）（４）に挿入状態で連
   通接続されるとともに、内部を幅方向に仕切られること
   により長さ方向に複数の区画冷媒通路（1a）（1b）が形
   成された多数本の偏平チューブ（１）と、隣接するチュ
   ーブ間の空気流通間隙に配置されたフィン（２）を備え
   た熱交換器において、 前記チューブ（１）はその幅方向両端の区画冷媒通路
   （1a）の断面積を中間部の区画冷媒通路（1b）の断面積
   よりも大に設定された状態で長さ方向の端部外周面を絞
   り加工されることにより縮径部（1d）が形成されるとと
   もに、該縮径部（1d）をヘッダー（３）（４）に挿入状
   態にして連通接続されてなることを特徴とする熱交換
   器。