JP2703384B2 - 熱交換器用チューブのuターン部の製造方法及びこのチューブを用いた熱交換器の製造方法 - Google Patents

熱交換器用チューブのuターン部の製造方法及びこのチューブを用いた熱交換器の製造方法

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    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/03Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits
    • F28D1/0391Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits a single plate being bent to form one or more conduits

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、多数の積層されたチューブの一端側にのみ
タンクを備えた熱交換器及びこれに用いられるチューブ
それぞれの製造方法に関する。
(従来の技術) 従来、波状フィンを介装して互いに平行に積層された
チューブの一端側にのみタンクを備えた、所謂、片タン
クタイプの熱交換器としては、例えば実開昭62−1312
68号公報に記載されたものが知られている。
この種の熱交換器では、チューブ内が長手方向に沿っ
て、隔壁により冷媒、温水等の熱媒体の往路と復路に仕
切られ、チューブの一端側には往路の入口と復路の出口
が設けられており、入口がタンク部の入側タンク部に連
通される一方、出口がタンク部の出側タンク部に連通さ
れている。また、チューブ内の他端側では隔壁が切除さ
れていて、往路と復路とが連通する熱媒体のUターン部
が設けられ、各チューブの他端がエンドプレートにより
閉塞されている。そして、熱媒体は入側タンク部から各
チューブ内の往路を通ってUターン部でUターンし、復
路から出側タンク部に通流される。
このタイプの熱交換器を製造するには、押出し成形に
より隔壁を備えたチューブを形成し、各チューブ内の他
端側の隔壁を切除した後、チューブとフィンとを交互に
積層し、チューブ一端側にタンク部を組付ける一方、チ
ューブ他端側にエンドプレートを組付けた後、一体ロウ
付けにより製作される。
また、チューブとしては、特開昭63−242432号公報
に記載されているように、矩形長尺材のアルミニウム板
材の表面にロウ材をクラッドした後、このアルミニウム
板材を長手方向に沿ってロールホーミングにより同一方
向に折曲げ、該板材の両端部を当接した後、この当接部
を更に内側に突出させることにより、往路と復路の隔壁
を形成したものが知られている。このチューブにおいて
は、成形後にハンダ槽内に通して内側に突出させた隔壁
の接合を行ない、その後、チューブ他端側の隔壁を切除
して熱媒体のUターン部を設けるようにしている。
(発明が解決しようとする課題) ところが、上記、公報記載の熱交換器によれば、
チューブ製作時には、隔壁がチューブ全長に亘って形成
されることから、Uターン部を設けるにはチューブ他端
側の隔壁を所定長だけ切除する工程が必要となり、切除
工程を設けると量産性が悪くなって、コストが増大する
問題があった。また、熱交換器を組付けて炉内で一体ろ
う付けする際には、チューブ表面のロウ材が下方へ流れ
る傾向にあるため、波状フィンとチューブとの接合が確
実とならず、これらの間でロウ付け不良となるおそれが
あった。とりわけ、上記の如き熱交換器では、ロウ付
け時の熱膨張によりチューブが幅方向へ変形し、これに
伴ってロウ付け性が悪化する不具合があった。
そこで、本発明では、隔壁の切除工程を除去できるチ
ューブの製造方法と、このチューブを用いて、更にロウ
付け性の向上を可能とした熱交換器の製造方法を提供す
ることを目的としている。
(課題の解決手段及びその作用) 第1発明に係る熱交換器用チューブの製造方法は、矩
形長尺材のアルミニウム板材の表面にロウ材をクラッド
した後、前記アルミニウム板材を折曲げ形成して、外側
壁によって中空状に設けられるとともに、内部に流路を
仕切る隔壁と、該隔壁の端部に設けられる、Uターン部
を構成する切除部とを備えたチューブを製造するにあた
り、 前記アルミニウム板材は、チューブ成形後の外側壁を
構成する矩形状板部を備えるとともに、該矩形状板部の
長手方向に沿う両側のそれぞれに、ロウ付け時に接合さ
れ且つチューブ成形後の隔壁を構成する側部と、該側部
の側端に設けられて、チューブ成形後の前記外側壁との
接合部を構成する側端部とを備え、 更に前記アルミニウム板材の少なくとも一方の端部に
おける二つの角部に予め切欠き部を形成しておくもので
あって、 前記双方の切欠き部の、これら切欠き部が対向する方
向の切欠き深さを、前記側端部を越え且つ前記側部を越
えない長さに設定し、並びに、長手方向の切欠き深さ
を、前記Uターン部に相当する長さに設定したものであ
る。
したがって、折曲げ成形時にチューブ内の他端側には
熱媒体のUターン部が形成され、従来の如き隔壁の切除
工程が不要となる。
第2発明に係る熱交換器の製造方法は、矩形長尺材の
アルミニウム板材の表面にロウ材をクラッドした後、前
記アルミニウム板材を折曲げ形成して、外側壁によって
中空状に設けられるとともに、内部に流路を仕切る隔壁
と、該隔壁の端部に設けられる、Uターン部を構成する
切除部とを備えたチューブを製造するにあたり、 前記アルミニウム板材は、チューブ成形後の外側壁を
構成する矩形状板部を備えるとともに、該矩形状板部の
長手方向に沿う両側のそれぞれに、ロウ付け時に接合さ
れ且つチューブ成形後の隔壁を構成する側部と、該側部
の側端に設けられて、チューブ成形後の前記外側壁との
接合部を構成する側端部とを備え、 更に前記アルミニウム板材の少なくとも一方の端部に
おける二つの角部に予め切欠き部を形成しておくもので
あって、 前記双方の切欠き部の、これら切欠き部が対向する方
向の切欠き深さを、前記側端部を越え且つ前記側部を越
えない長さに設定し、並びに、長手方向の切欠き深さ
を、前記Uターン部に相当する長さに設定して熱交換器
用チューブを形成し、 加えてこのチューブに、前記アルミニウム板材のロウ
材よりも融点の高いロウ材により形成されたバンド状部
材を環装した後、当該チューブをフィンと交互に積層
し、これらをロウ付けにより接合したものである。
したがって、隔壁の切除工程が不要となる上、各チュ
ーブがバンド状部材により周囲から束縛されるので、ロ
ウ付け時にチューブの変形が抑制されるとともに、板材
のロウ材が融けて廻った後に、バンド状部材が融け、こ
のバンド状部材によりフィンとチューブの接合が確保さ
れる。
(実施例) 以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本実施例に係る片タンクタイプの熱交換器を
示す正面図である。
この熱交換器1は、多数の偏平チューブ2が波状フィ
ン3を介して互いに平行に積層され、これらの偏平チュ
ーブ2の一端側がタンク部4に接続され、偏平チューブ
2の他端側がエンドプレート5に接合されている。尚、
図中6,7はサイドプレートを示し、各部の部材はアルミ
ニウム材により形成されている。
各偏平チューブ2は、第2図及び第3図に示すよう
に、一端側から他端側の端部近傍に至るまで仕切り用の
隔壁9が設けられ、この隔壁9によりチューブ2内が長
手方向に沿って熱媒体の往路11と復路13とに区画されて
いる。これに対して、チューブ2内の他端側には、第2
図及び第4図に示すように、往路11から復路13へ冷媒が
Uターンして流れるUターン部12が形成されている。こ
のような偏平チューブ2は所定の形状の板材を複数のロ
ーラにより順次折曲げて形成されたものである。各チュ
ーブ2の他端側開口はこれに接合されるサイドプレート
5により閉塞されている。チューブ2の一端には、往路
11の入口10と復路13の出口14が設けられ、このチューブ
2の一端側は、タンク部4に設けられたチューブ挿入孔
4aに差込んで接合されている。
タンク部4は、内部が上記各チューブ2の隔壁9の端
面に当接するよう設けられた仕切り壁16により入側タン
ク部17と出側タンク部18とに区画され、入側タンク部17
が各冷媒入口10に、出側タンク部18が各熱媒体出口14
に、それぞれ連通されている。また、入側タンク部17に
は入口継手19が、出側タンク部18には出口継手20が、そ
れぞれ設けられている。
次に偏平チューブ2及び上記熱交換器1を製造する場
合について説明する。
まず、各偏平チューブ2を製作するには、アルミニウ
ム板材21を第5図に示すように製作する。上記板材21
は、矩形長尺材の表面にロウ材がクラッドされており、
長手方向に沿う両側、すなわち第5図中の上側と下側に
は、長手方向に第3図の隔壁9となる側部22,24がそれ
ぞれ設けられ、両側部22,24の他端には側端部23,25がそ
れぞれ設けられている。これらの側部22,24と側端部23,
25は、板材21の一端側から他端側の端部近傍に至るまで
形成され、板材21の他端側には設けられていない。すな
わち、矩形の他端側を切欠いた形状に形成されている。
これを詳述すると、前記アルミニウム板材21の少なく
とも一方の端部における二つの角部に予め切欠き部21a,
21aを形成しておくものであって、前記両切欠き部が対
向する方向の切欠き深さdを、前記折曲げ形成後におい
て前記隔壁9に対してのみ切除部(Uターン部12)が形
成される深さとしている。ここで、「前記隔壁9に対し
てのみ切除部(Uターン部12)が形成される深さ」と
は、前記側端部23,25の部分では足りず、さりとてチュ
ーブ2の外側壁に至ってはならず(チューブ2の外側壁
に至る場合は熱媒体漏れを生じてしまう。)、したがっ
て、前記側部22,24に対応する部位を指称することとな
る。
次に、このような板材21を複数のローラが配列された
加工装置に通すことによりチューブ2が形成される。す
なわち、双方の側端部23,25が同一方向に略直角に折曲
げられ、次に双方の側部22,24が内側へ略直角に折曲げ
られる。そして、断面が偏平に成型されるに伴って、第
3図に示すように、両側部22,24が背中合せに面接し、
両側端部23,25がチューブ2の下側平坦部26に当接する
ように成型される。また、アルミニウム板材の前記他端
側においては、切欠き部21a,21aが形成してあるので、
第4図に示すように、板材21の側端面どうしが突き当て
られ、この部位に熱媒体のUターン部12が形成されるこ
ととなる。したがって、このような偏平チューブ2では
上側の平板部の中央部分には、両側部22,24の折曲げに
伴う凹部27が長手方向に形成される。尚、この時点では
側端部23,25と平坦部26、Uターン部12の側端面どうし
のロウ付けは行なわれず、偏平形状の成形に留められ
る。
更に、各偏平チューブ2を、第7図に示すように、複
数のバンド状部材30に環装して波状フィン3と交互に積
層する。バンド状部材30は、上記板材21にクラッドされ
たロウ材よりも融点の高いブレージングシート(ロウ
材)により形成されている。また、バンド状部材30は、
積層時に波状フィンの間に位置するように環装され、偏
平チューブ2を長手方向に亘る複数箇所で周囲から束縛
し、折曲げられた側部22,24の間や、側端部23,25と平坦
部26の組付け時における当接を確実にするとともに、幅
方向の変形を抑制する。
次に、波状フィン3と交互に積層された偏平チューブ
2の一端側を、タンク部4の挿入孔4aに差し込む一方、
偏平チューブ2の他端にエンドプレート5を当接し、組
付け治具により一体的に組付けた後、この状態で炉内で
一体ロウ付けが行なわれる。
そして、炉内では、温度が次第に上昇して、偏平チュ
ーブ2の表面にクラッドされたロウ材の融点に達する
と、このロウ材が融け出して各部の接合部分にロウ材が
廻る。例えば、チューブ側部22,24の間、側端部23,25と
平坦部26、波状フィン3とチューブ2、チューブ一端側
とタンク部4、チューブ他端とエンドプレート5などへ
ロウ材が廻り、これらのロウ材により接合される。そし
て、更に炉内温度が上昇すると、各偏平チューブ2に環
装されたブレージングシートからなるバンド部材30が融
け出す。このロウ材30は、チューブ平坦部26の下面に流
れ、波状フィン3とチューブ平坦部26との接合部に供給
され、これらの接合を確実なものとする。また、各偏平
チューブ2の上側の平坦部の凹部27にも供給され、偏平
チューブ2自体の接合が確実となり、偏平チューブ2か
らの熱媒体の外部漏れを確実に防止できる。このように
して、第1図に示す片タンクタイプの熱交換器1が得ら
れる。
なお、上述したバンド状部材30を用いた熱交換器の製
造方法は、上記実施例のものに限らず、通常のチューブ
のものにも適用できるものである。
(発明の効果) 以上説明したように、第1発明によれば、予めアルミ
ニウム板材の端部に切欠き部を形成しておくだけで、チ
ューブ製作時において前記切欠き部以外の部位は、チュ
ーブ隔壁となって他端側の端部近傍に至るまで形成され
るとともに、チューブ内の他端側にUターン部が形成さ
れるので、従来の如き隔壁の切除工程が不要となり、量
産性の向上を図ることができる。
また、一体ロウ付け時に、融点の高いバンド状部材に
より各々のチューブを束縛しているので、チューブの変
形が防止でき、確実なるロウ付けが可能となるととも
に、バンド状部材自体がロウ材であることから、このロ
ウ材によりフィンとチューブの接合が確実となり、更に
はチューブ隔壁の接合部分の接合が確実となり、チュー
ブにおける熱媒体の外部漏れを確実に阻止することが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第7図は本発明に係る一実施例を示し、第
1図は熱交換器の正面図、第2図は第1図中のII−II矢
視断面図、第3図は第2図中のIII−III矢視断面図、第
4図は第2図中のIV−IV矢視断面図、第5図は板材の平
面図、第6図はチューブの斜視図、第7図はチューブと
フィンとの組付け状態を示す斜視図である。 1……熱交換器、2……チューブ、3……フィン 4……タンク部、9……隔壁、11……往路 12……Uターン部、13……復路、17……入側タンク部 18……出側タンク部、21……板材、21a……切欠き部 22……側部、23……側端部、24……側部 25……側端部、30……バンド状部材

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】矩形長尺材のアルミニウム板材の表面にロ
    ウ材をクラッドした後、前記アルミニウム板材を折曲げ
    形成して、外側壁によって中空状に設けられるととも
    に、内部に流路を仕切る隔壁と、該隔壁の端部に設けら
    れる、Uターン部を構成する切除部とを備えたチューブ
    を製造するにあたり、 前記アルミニウム板材は、チューブ成形後の外側壁を構
    成する矩形状板部を備えるとともに、該矩形状板部の長
    手方向に沿う両側のそれぞれに、ロウ付け時に接合され
    且つチューブ成形後の隔壁を構成する側部と、該側部の
    側端に設けられて、チューブ成形後の前記外側壁との接
    合部を構成する側端部とを備え、 更に前記アルミニウム板材の少なくとも一方の端部にお
    ける二つの角部に予め切欠き部を形成しておくものであ
    って、 前記双方の切欠き部の、これら切欠き部が対向する方向
    の切欠き深さを、前記側端部を越え且つ前記側部を越え
    ない長さに設定し、並びに、長手方向の切欠き深さを、
    前記Uターン部に相当する長さに設定したことを特徴と
    する熱交換器用チューブのUターン部の製造方法。
  2. 【請求項2】矩形長尺材のアルミニウム板材の表面にロ
    ウ材をクラッドした後、前記アルミニウム板材を折曲げ
    形成して、外側壁によって中空状に設けられるととも
    に、内部に流路を仕切る隔壁と、該隔壁の端部に設けら
    れる、Uターン部を構成する切除部とを備えたチューブ
    を製造するにあたり、 前記アルミニウム板材は、チューブ成形後の外側壁を構
    成する矩形状板部を備えるとともに、該矩形状板部の長
    手方向に沿う両側のそれぞれに、ロウ付け時に接合され
    且つチューブ成形後の隔壁を構成する側部と、該側部の
    側端に設けられて、チューブ成形後の前記外側壁との接
    合部を構成する側端部とを備え、 更に前記アルミニウム板材の少なくとも一方の端部にお
    ける二つの角部に予め切欠き部を形成しておくものであ
    って、 前記双方の切欠き部の、これら切欠き部が対向する方向
    の切欠き深さを、前記側端部を越え且つ前記側部を越え
    ない長さに設定し、並びに、長手方向の切欠き深さを、
    前記Uターン部に相当する長さに設定して熱交換器用チ
    ューブを形成し、 加えてこのチューブに、前記アルミニウム板材のロウ材
    よりも融点の高いロウ材により形成されたバンド状部材
    を環装した後、当該チューブをフィンと交互に積層し、
    これらをロウ付けにより接合したことを特徴とする熱交
    換器の製造方法。
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