JP2600547Y2 - アルミニウム材製熱交換器用ヘッダ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案に係るアルミニウム材製
熱交換器用ヘッダは、例えば自動車用空気調和装置に組
み込んで空気を冷却する、アルミニウム材製の積層型エ
バポレータを構成するのに用いられ、当該ヘッダに送り
込まれた流体の偏流を防止して、このヘッダを組み込ん
だ上記エバポレータ等の熱交換器の性能向上を図るもの
である。

【０００２】

【従来の技術】空気調和装置には、内部で冷媒を蒸発さ
せ、外部を流通する空気を冷却するエバポレータが組み
込まれている。この様な、空気調和装置に組み込まれ、
エバポレータとして使用される熱交換器として、例えば
特開昭６１−２７４９６号に開示された、所謂タンク別
体型の積層型熱交換器が知られている。この様なタンク
別体型の積層型熱交換器は、２枚のアルミニウム材（ア
ルミニウム又はアルミニウム合金を指す。本明細書全体
で同じ。）製の金属板を重ね合わせて成るユニットと、
このユニットとは別体に形成したタンクとを接合する事
で構成される。

【０００３】即ち、図８〜１１に示す様に、一端縁に互
いに間隔をあけて１対の突出部１ａ、１ｂを形成した金
属板２の片面にＵ字形の凹部３を、この凹部３の両端を
上記１対の突出部１ａ、１ｂの端縁に迄連続させた状態
で形成している。上記凹部３の内側には多数の突起４、
４を形成し、凹部３により構成される折り返し流路５の
内側を流れる冷媒等の流体の流れを乱し、この流体と金
属板２との間の熱交換が効率良く行なわれる様にしてい
る。

【０００４】この様な凹部３や突起４、４を有する金属
板２は、特開平２−１６９１２７号公報に示されている
様に、長尺な金属板を１対のロールの間を通過させる事
により、上記凹部３や突起４、４を形成した後、上記長
尺な金属板の適当箇所を切断する事で造れる為、製造装
置が比較的簡単なもので済む様になる。

【０００５】そして、この様な金属板２を用いて造る、
タンク別体型の積層型熱交換器の場合、この金属板２、
２を２枚１組とし、互いの凹部３、３同士を対向させた
状態で最中状に重ね合わせて互いに液密に接合する事に
より、Ｕ字形の折り返し流路５と、この折り返し流路５
の両端に位置して端縁部から突出した１対の接合部６
ａ、６ｂとを有する素子７、７とする。

【０００６】そして、複数の素子７、７のそれぞれの接
合部６ａ、６ｂを、第一、第二のタンク８、９の側面に
それぞれ形成した、スリット状の接続孔１０、１０に挿
入すると共に、各接合部６ａ、６ｂの外周面と各接続孔
１０、１０の内周縁とを互いに液密にろう付け接合す
る。各タンク８、９は、それぞれ図８に示す様な座板１
１と天板１２とを組み合わせ、互いに液密にろう付けす
る事で構成されており、上記接続孔１０、１０は、座板
１１の底面に形成されている。又、隣り合う素子７、７
の間にはフィン１３、１３を設けてコア部１４を形成す
る。

【０００７】上記第一のタンク８の内側は、中間部に固
定した仕切壁１５により仕切る事で、入口室１６と出口
室１７とに分割し、入口室１６の側に流体送り込み口１
８を、出口室１７の側に流体取り出し口１９を、それぞ
れ設けている。

【０００８】上述の様に構成されるタンク別体型の積層
型熱交換器の場合、第一、第二のタンク８、９と複数の
素子７、７に設けた折り返し流路５とから成る空間の内
側を、図１２に示す様に、第一、第二、第三、第四の四
室に分割する事が出来る。

【０００９】即ち、第一のタンク８の片半部（図１０の
右半部）に存在する入口室１６と一部（同図の右半分）
の素子７、７の上流側半部とから成る第一室２０と、こ
の第一室２０の下流側に設けられ、上記一部の素子７、
７の下流側半部と第二のタンク９の片半部（同図の右半
部）とから成る第二室２１と、この第二室２１の下流側
（同図の左側）に設けられ、第二のタンク９の他半部
（同図の左半部）と残部（同図の左半分）の素子７、７
の上流側半部とから成る第三室２２と、この第三室２２
の下流側に設けられ、第一のタンク８の他半部（同図の
左半部）と残部の素子７、７の下流側半部とから成る第
四室２３とである。

【００１０】この様な第一〜第四室２０〜２３に分割さ
れる積層型熱交換器に、図１２に矢印ａで示す様に、流
体送り込み口１８から冷媒等の流体を送り込むと、この
流体は、同図に矢印ｂで示す様に第一室２０内を流れ、
一部の素子７、７の折り返し流路５の折り返し部分を、
同図に矢印ｃで示す様に流れて、第二室２１に進入す
る。

【００１１】第二室２１内を矢印ｄで示す様に流れ、こ
の第二室２１の下流側端部に迄流れた流体は、次いで、
第二のタンク９内を、このタンク９の軸方向に亙って図
１２の矢印ｅ方向に流れて、第三室２２内に進入した
後、この第三室２２を構成する残部の素子７、７の折り
返し流路５内を、同図に矢印ｆで示す様に流れる。

【００１２】更に流体は、同図に矢印ｇで示す様に、残
部の素子７、７の折り返し流路５の折り返し部分を流れ
て、第四室２３に進入し、この第四室２３内を矢印ｈで
示す様に流れる。

【００１３】そして、この第四室２３の下流側端部に存
在する、第一のタンク８の他半部（図１０の左半部）に
迄流れた流体は、次いで流体取り出し口１９から、図１
２に矢印ｉで示す様に流出する。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】ところが、上述の様に
構成され作用する積層型熱交換器の場合、次に述べる様
な解決すべき問題点が存在する。

【００１５】即ち、互いに平行な複数の流路（折り返し
流路５に相当する。）を有する熱交換器に、十分な性能
を発揮させる為には、各流路内を流れる流体の量が均一
である必要がある。互いに平行な複数の流路の内の一部
に多量の流体が流れ、残りの流路に流れる流体の量が少
なくなった（偏流が生じた）場合、熱交換器全体として
の熱交換量が確保出来ず、熱交換器の性能が悪くなって
しまう。

【００１６】これに対し、前述の様に構成され作用する
積層型熱交換器の場合、必ずしも各流路内を流れる流体
の量を均一化する（偏流を防止する）事が出来ない。

【００１７】例えば上記第一室２０に於いて、流体送り
込み口１８を介してこの第一室２０内に送り込まれた流
体は、第一室２０の長さ方向（第一のタンク８の軸方向
で、図１０の左右方向）に亙って多数設けられた折り返
し流路５を、図１２に矢印ｂに示す様に流れる。この際
流体送り込み口１８に近い部分と、流体送り込み口１８
から離れた部分とでは、送り込まれた流体の圧力が異な
る為、この第一室２０を構成する折り返し流路５の内の
一部に多量の流体が流れ、残りの流路５には少量の流体
しか流れない、所謂偏流が生じてしまう。

【００１８】偏流を防止する技術として、実開平４−１
１５２８６号公報には、中央部に適宜の開口面積を有す
る通孔を設けた複数枚の絞り板を、第二のタンク９の軸
方向に亙って配設する技術が記載されているが、この公
報に記載された技術は、第三室２２を構成する折り返し
流路５に於ける偏流を防止する為のもので、上記第一室
２０に送り込まれた流体の偏流を防止出来るものではな
い。

【００１９】本考案のアルミニウム材製熱交換器用ヘッ
ダは、上述の様な事情に鑑み、流体送り込み口１８から
第一室２０に送り込まれた流体が、第一室２０の下流に
向けて流れる際の偏流を防止すべく考えられたものであ
る。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本考案のアルミニウム材
製熱交換器用ヘッダは、アルミニウム材製の板材を湾曲
成形して湾曲方向両端縁部同士を突き合わせ、全体を管
状としたヘッダ本体と、このヘッダ本体の両端開口部を
塞ぐ塞ぎ板と、上記ヘッダ本体の内側に設けられた入口
室と、上記ヘッダ本体の一部側面で上記入口室に対応す
る部分に設けられた流体入口と、上記ヘッダ本体の他部
側面に設けられ、それぞれの内側に伝熱管部材の端部を
接続する複数の接続孔とを備えている。

【００２１】特に、本考案のアルミニウム材製熱交換器
用ヘッダに於いては、上記ヘッダ本体を構成する板材の
湾曲方向の少なくとも一端部は、このヘッダ本体の内側
に折り込まれると共にその端縁を上記複数の接続孔の一
端寄り部分に対向させて、上記ヘッダ本体の断面を２分
割する隔壁を構成している。この隔壁には上記ヘッダ本
体の軸方向に亙って複数の通孔が形成されている。そし
て、上記流体入口は上記複数の接続孔の一端側に、上記
隔壁を介して設けられている。更に、上記複数の通孔
は、上記流体入口からの距離に応じてそれぞれの開口の
面積を変える事で、上記流体入口から各接続孔部分に流
れる流体の偏りをなくした事を特徴としている。

【００２２】

【作用】上述の様に構成される本考案のアルミニウム材
製熱交換器用ヘッダは、例えば前述したタンク別体型の
積層型エバポレータの第一のタンクとして使用され、冷
媒等の流体の給排、並びに流通に供される。

【００２３】特に、本考案のアルミニウム材製熱交換器
用ヘッダに於いては、上記流体入口から入口室に送り込
まれた流体が、隔壁に形成された、流体入口からの距離
に応じて互いに異なる開口面積を有する通孔を通過する
事で、その流体圧を均一にされる為、接続孔を介して伝
熱管部材へ送り出される際の偏流が防止される。

【００２４】

【実施例】図１〜４は、本考案の実施例を示している。
本考案のアルミニウム材製熱交換器用ヘッダは、図４に
示す様なアルミニウム材製の板材２４を湾曲成形し、湾
曲方向両端部同士を突き合わせ、ろう付けする事によ
り、全体を図２に示す様な管状に形成されたヘッダ本体
２５を備えている。そして、このヘッダ本体２５の軸方
向（図１の左右方向）両端開口部は、塞ぎ板２６、２６
により、液密に塞いでいる。

【００２５】又、このヘッダ本体２５の内側中間部に
は、図５に示す様な、ヘッダ本体２５内に送り込まれた
流体の連通を遮断する仕切壁２７を設け、この仕切壁２
７よりも軸方向一端側（図１の右端側）を入口室１６、
軸方向他端側（図１の左端側）を出口室１７としてい
る。これら入口室１６、出口室１７には、それぞれ流体
入口である流体送り込み口１８及び流体出口である流体
取り出し口１９を、例えばバーリング加工により形成す
る。

【００２６】上記ヘッダ本体２５の上面には、それぞれ
の内側に伝熱管部材である素子７、７の接合部６ａ（図
８参照）を接続する、複数の接続孔１０、１０を、この
ヘッダ本体２５の軸方向に亙り、互いに等間隔に設けて
いる。この接続孔１０、１０は、板材２４を湾曲形成す
る以前に、板材２４の中間部で、湾曲形成した場合に上
面となる位置に、板材２４の長さ方向（図４の左右方
向）に亙って等間隔に穿設する事により、形成してお
く。尚、上記流体送り込み口１８、及び流体取り出し口
１９に就いても、図４には省略したが、接続孔１０、１
０と同様、予め板材２４の所定位置に形成しておく。

【００２７】更に、本考案のアルミニウム材製熱交換器
用ヘッダに於いては、上記板材２４の両端部２４ａ、２
４ａを、板材２４を湾曲形成する際にヘッダ本体２５内
に折り込み、ヘッダ本体２５の断面を２分割する隔壁２
８としている。この隔壁２８をなす上記両端部２４ａ、
２４ａの端縁は、上記接続孔１０、１０の、流体送り込
み口１８側の端部（図３の左側の端部）寄り部分に対向
させる。

【００２８】上記隔壁２８には、上記ヘッダ本体２５の
軸方向に亙って複数の通孔２９、２９、及び長孔３０を
形成している。即ち、隔壁２８の入口室１６側に存在す
る部分には、上記流体送り込み口１８からの距離に応じ
てその開口面積を互いに異ならせた通孔２９、２９を形
成している。一方、出口室１７内に存在する隔壁２８の
他半部には、長孔３０を形成している。尚、これら通孔
２９、２９及び長孔３０は、前記接続孔１０、１０と同
様、予め板材２４の所定位置に穿設しておく。

【００２９】上記通孔２９、２９のそれぞれの開口面積
は、本考案のヘッダを組み付けた熱交換器の種類や、上
記流体送り込み口１８を送られてくる際の流体の速度等
を勘案して定める。本実施例に於いては、自動車用空気
調和装置のエバポレータを構成する例を示しているが、
この場合、図１に示す様に、流体送り込み口１８と対向
する位置に設けられる通孔２９の開口面積を最小とし、
当該位置から遠ざかるにつれて通孔２９、２９の開口面
積を大きくしている。上記通孔２９、２９のそれぞれの
開口面積は、上記流体送り込み口１８を介して入口室１
６に送り込まれた流体が、この入口室１６の軸方向に亙
って設けられた複数の折り返し流路５に、均一に送り出
される様、実験データ等に基づいて調整する。

【００３０】上述した様に構成される本考案のアルミニ
ウム材製熱交換器用ヘッダを用いて、前述した様な積層
型エバポレータを構成する場合、従来と同様、伝熱管部
材である素子７の接合部６ａを、本考案に係るヘッダの
接続孔１０、１０に液密にろう付け接合する。上記素子
７の接合部６ｂは、前記第二のタンク９等、従来から使
用されているタンクの接続孔１０、１０に液密にろう付
け接合する。これにより、本考案のヘッダは、前記第一
のタンク８と同様、冷媒等の流体の給排、並びに流通に
供される。

【００３１】特に、本考案のヘッダに於いては、流体送
り込み口１８から入口室１６に送り込まれた流体が、接
続孔１０、１０に接合した素子７の接合部６ａに、直接
向かう事はなく、隔壁２８の通孔２９、２９を通過して
から上記接合部６ａに達する。上記通孔２９、２９の開
口面積は、上記流体送り込み口１８からの距離に応じて
互いに異ならせ、通孔２９、２９を通過した後の流体圧
が何れの部分に於いても大差ない様にしている。この
為、上記流体送り込み口１８からこの入口室１６に送り
込まれた流体は、入口室１６の軸方向に亙って設けられ
た複数の折り返し流路５に、均一に送り出される様にな
る。

【００３２】本考案のヘッダを構成するヘッダ本体２５
の、仕切壁２７よりも他端側の出口室１７に於いては、
上記偏流の有無を考慮する必要はない。この為、隔壁２
８の出口室１７側の部分には、単一の長孔３０を形成し
ている。尚、この出口室１７に於いては隔壁２８自体も
必要でない為、本考案のヘッダを構成する為のアルミニ
ウム材製の板材を、図６に示す形状とし、この板材２４
を湾曲形成する事により、入口室１６側を上述した実施
例と同様に構成すると共に、出口室１７側を図７に示す
様に構成する事も可能である。

【００３３】

【考案の効果】本考案のアルミニウム材製熱交換器用ヘ
ッダは、上述の様に構成され作用する為、流体送り込み
口から入口室に送り込まれた流体が、この入口室から連
続する複数の折り返し流路に均一に流れ、このヘッダを
用いて構成された熱交換器の性能向上に寄与する。又、
本考案のヘッダを製作する場合、部品点数が減少し、製
作に係る労力、並びに費用の軽減も図る事が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を示す横断平面図。

【図２】同じく端部斜視図。

【図３】同じく縦断側面図。

【図４】板材を、一部を省略して示す平面図。

【図５】仕切壁の正面図。

【図６】板材の別例を示す、図４と同様の平面図。

【図７】この板材により造られたヘッダ本体の出口室側
を切断して示す、図３と同様の断面図。

【図８】従来から知られた、タンク別体型の積層型エバ
ポレータを示す分解斜視図。

【図９】同じく端部斜視図。

【図１０】同じく底面図。

【図１１】同じく側面図。

【図１２】流体の流れを示す略斜視図。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ 突出部 ２ 金属板 ３ 凹部 ４ 突起 ５ 折り返し流路 ６ａ、６ｂ 接合部 ７ 素子 ８ 第一のタンク ９ 第二のタンク １０ 接続孔 １１ 座板 １２ タンク本体 １３ フィン １４ コア部 １５ 仕切壁 １６ 入口室 １７ 出口室 １８ 流体送り込み口 １９ 流体取り出し口 ２０ 第一室 ２１ 第二室 ２２ 第三室 ２３ 第四室 ２４ 板材 ２４ａ 端部 ２５ ヘッダ本体 ２６ 塞ぎ板 ２７ 仕切壁 ２８ 隔壁 ２９ 通孔 ３０ 長孔

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム材製の板材を湾曲成形して
   湾曲方向両端縁部同士を突き合わせ、全体を管状とした
   ヘッダ本体と、このヘッダ本体の両端開口部を塞ぐ塞ぎ
   板と、上記ヘッダ本体の内側に設けられた入口室と、上
   記ヘッダ本体の一部側面で上記入口室に対応する部分に
   設けられた流体入口と、上記ヘッダ本体の他部側面に設
   けられ、それぞれの内側に伝熱管部材の端部を接続する
   複数の接続孔とを備えた、アルミニウム材製熱交換器用
   ヘッダに於いて、上記ヘッダ本体を構成する板材の湾曲
   方向の少なくとも一端部は、このヘッダ本体の内側に折
   り込まれると共にその端縁を上記複数の接続孔の一端寄
   り部分に対向させて、上記ヘッダ本体の断面を２分割す
   る隔壁を構成しており、この隔壁には上記ヘッダ本体の
   軸方向に亙って複数の通孔が形成されており、上記流体
   入口は上記複数の接続孔の一端側に、上記隔壁を介して
   設けられており、上記流体入口からの距離に応じて上記
   複数の通孔の面積を変える事で、上記流体入口から各接
   続孔部分に流れる流体の偏りをなくした事を特徴とする
   アルミニウム材製熱交換器用ヘッダ。