JP3021205B2 - 熱交換器用ヘッダ - Google Patents

熱交換器用ヘッダ

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は熱交換器のヘッダに関す
る。
【0002】
【従来の技術】エアコンディショナなどに使われるエバ
ポレータなどの積層型熱交換器は、タンク部とコア部と
からなる偏平チューブとコルゲートフィンとを多数交互
に積層して構成される。タンク部は冷媒の入口部と出口
部とからなり、偏平チューブを積層することにより各偏
平チューブの入口部同士、出口部同士がつなげられる。
この熱交換器の一方の端に位置する偏平チューブのタン
ク部の入口部には冷媒を導くための導入管がヘッダを介
して接続され、他方の端に位置する偏平チューブのタン
ク部の出口部には熱交換に寄与した後の冷媒を排出する
排出管がヘッダを介して接続されている。
【0003】即ち、冷媒は導入管より各偏平チューブの
タンク部入口部を経てコア部内に入り、ここを流れる間
に外側を流れる空気等との流体との熱交換が行われ、タ
ンク部の出口部を経て排出管へと流れるのである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような熱交換器は
自動車等に搭載されることから、小型、軽量化が図られ
ている。しかも、この小型化は熱交換器全体としてなさ
れなければならない。つまり、コア部に対しヘッダ部が
出っ張っている場合には、結局コア部側においてもヘッ
ダ部の出っ張りに相当する部分がクーラケースのロスス
ペースとなってしまうのである。ヘッダを小型化する手
段として管を偏平化することが考えられるが、単に管を
偏平化しただけでは圧力がかかったときにふくらんでし
まうという不具合が生じる。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、タンク部とコア部とからなる偏平チュ
ーブとコルゲートフィンとを交互に積層して構成される
積層型熱交換器の前記タンク部の流体出入口に装着さ
れ、その幅方向寸法に対し上下方向寸法が大きくなって
いる偏平断面形状を有する熱交換器用ヘッダにおいて、
上下の幅方向辺を円弧状となし、同部の肉厚を上下方向
辺の肉厚より大きくすると共に、上下方向辺に設けるタ
ンク部への連通穴の中心をヘッダ中心より上方へ偏心さ
せて穿設したことを特徴とする。
【0006】
【作用】上記構成のヘッダによれば、ヘッダの小型化が
図れ、しかも所定の強度を確保することができる。した
がって、コア部外側面との面一化が図れ、熱交換器全体
の小型化が達成できる。
【0007】
【実施例】次に、本発明に係るヘッダの一実施例を図面
に基づき説明する。図1には本発明の一実施例に係るヘ
ッダを備えた積層型熱交換器として、エバポレータ全体
の平面を示してあり、図2にはその正面、図3には左側
面を示してあり、図4にはタンク部の平面に沿う断面、
図5にはそのA−A矢視断面、図6にはヘッダ部の拡大
断面を示してある。
【0008】この熱交換器は、図7に示す偏平チューブ
1とコルゲートフィン4とを交互に多数積層することに
より構成される。偏平チューブ1は上部のタンク部3と
コア部5とからなり、プレス成形された同一形状の二枚
のプレート2を突き合わせて形成される。冷媒が通るタ
ンク部3は偏平チューブ1の板幅方向に入口部6と出口
部7とに仕切られ、偏平チューブ1を積層すると隣接す
るタンク部3の入口部6同士及び出口部7同士は連通孔
8によって連通される。タンク部3の入口部6及び出口
部7は板幅方向に細長く偏平な形状をしており、入口部
6もしくは出口部7となる連通孔8の一方は貫通孔とな
り、もう一方は連通孔8の縁にフランジ部8aを設けた
形状をなし、図4に示すようにこのフランジ部8aは隣
り合わせられる偏平チューブ1の連通孔8に挿入され
る。
【0009】コア部5は冷媒が流れることにより外側を
流れる空気等と熱交換がなされる部分で、プレート2に
設けたビード9が重ね合わされることにより仕切壁が形
成され、内部は入口部6に連通する室10と出口部7に
連通する室11とに仕切られる。コア部5の下部はプレ
ート2に設けたU字状のビード19が重ね合わされるこ
とにより、U字状の流路18が形成される。コア部5内
の各室10,11には、図9に示すように冷媒の流路を
形成するインナフィン14,15が挿入される。
【0010】図4に示すように、両端に位置する偏平チ
ューブ1a,1bは、プレート2と、フランジ部21a
付きの連通孔21のみを有するエンドプレート22とを
組み合わせて構成される。そして、冷媒の入側となる図
1,2中左端の偏平チューブ1aの連通孔21のフラン
ジ部21aには入側ヘッダ23の供給口24が嵌合され
る。冷媒の出側となる図1,2中右端の偏平チューブ1
bの連通孔21のフランジ部21aには出側ヘッダ25
の排出口26が嵌合される。なお、ヘッダ23,25と
エンドプレート22とは、偏平チューブ1,1a,1b
とコルゲートフィン4とを積層してろう付けする際に併
せてろう付けされる。
【0011】出側ヘッダ25の横断面形状は、幅方向に
比し上下方向が大きい縦長形状となっており、その上辺
部25a及び下辺部25bの内面は幅方向にだ円弧状と
なっている。また、上辺部25a及び下辺部25bの肉
厚tA は縦辺部(上下方向辺部)25c,25dの肉厚
B より厚くなっている。応力が集中する上下幅方向の
上辺部25a及び下辺部25bの肉厚t A を大きくする
ことにより応力の低減が図れ、冷媒通過抵抗を増大させ
ることなく強度を確保することが可能になる。さらに、
ヘッダ25の上面25cは偏平チューブ1,1a,1b
と同じかそれより低くなるようにしてあり、そのためヘ
ッダ25の上下方向中心O1 と出口部つまり連通孔21
のフランジ部21aの高さ方向中心O2 とは一致せず
(O 2 が上方にずれている)、ヘッダ25の内側縦辺部
25cに設けた排出口26はヘッダ25の中心O1 に対
上方に位置をずらして設けられている。これにより、
ヘッダ25の出っ張りをなくして(エバポレータの外形
寸法を最小にして)流路断面積(ヘッダ25の断面積)
を増大させることができ、ヘッダ25内の冷媒通過抵抗
を下げて冷房性能を確保することが可能になる。なお、
ヘッダ25の下面25fは平坦部となっており、サイド
プレート31の上端位置規制する役目を果たすように
なっている。
【0012】入側ヘッダ23は、供給口24の位置が違
うことを除いては、出側ヘッダ25と同じ構造となって
いる。つまり、入側ヘッダ23の供給口24は、もう一
方のエンドプレート22に設けられた連通孔21に合わ
せた位置に設けられる。なお、ヘッダ23,25には冷
媒の導入配管32、排出配管33が連結される。
【0013】エバポレータとして組み立てられ状態に
おいて、ヘッダ23,25の外側面はサイドプレート3
1の外面とほぼ面一となり、上面も偏平チューブ1等の
頂帳とほぼ面一となり、全体的に出っ張った部分のない
ものとなる。つまり、ロススペースのないものとなるの
である。なお、積層した状態でろう付けする際に、拘束
するための拘束具は、両端のヘッダ23,25に当てら
れる。
【0014】上記実施例では、ヘッダ23,25の上下
両辺部をだ円弧状としたものをあげているが、通常の円
弧状であってもよい。また、本発明に係るヘッダを適用
できる熱交換器は上記のものに限らず、熱交換器全般に
適用できる。コア部の構造なども上記のものに限られな
い。
【0015】
【発明の効果】本発明に係るヘッダによれば、流路面積
を維持しながら、その形状を熱交換器全体形状として出
っ張りのないものとすることができる。また、上辺部、
下辺部を円弧状としてあるので強度的にもすぐれ、冷媒
等を通すことによって変形することもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例に係るヘッダを備えた積層型熱交換器
の平面図である。
【図2】図1に示した熱交換器の正面図である。
【図3】同熱交換器の左側面図である。
【図4】同熱交換器のタンク部の平面に沿う断面図であ
る。
【図5】図4中のA−A矢視図である。
【図6】ヘッダ部の断面図である。
【図7】偏平チューブの分解図である。
【図8】プレートの正面図である。
【図9】偏平チューブの横断面図である。
【符号の説明】
1,1a,1b 偏平チューブ 2 プレート 3 タンク部 4 コルゲートフィン 5 コア部 6 タンク部の入口部 7 タンク部の出口部 8 連通孔 8a フランジ部 21 連通孔 22 エンドプレート 23 入側ヘッダ 24 供給口 25 出側ヘッダ 25a 上辺部 25b 下辺部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大塚 実 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道1番 地 三菱重工業株式会社 名古屋研究所 内 (56)参考文献 実開 昭64−46688(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F28F 3/08 311 F28F 9/02 301

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タンク部とコア部とからなる偏平チュー
    ブとコルゲートフィンとを交互に積層して構成される積
    層型熱交換器の前記タンク部の流体出入口に装着され、
    その幅方向寸法に対し上下方向寸法が大きくなっている
    偏平断面形状を有する熱交換器用ヘッダにおいて、 上下の幅方向辺を円弧状となし、同部の肉厚を上下方向
    辺の肉厚より大きくすると共に、上下方向辺に設けるタ
    ンク部への連通穴の中心をヘッダ中心より上方へ偏心さ
    せて穿設したことを特徴とする熱交換器用ヘッダ。
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