JP3183610B2 - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/04Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • F28F9/16Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
    • F28F9/18Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • 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
    • F28D1/04Heat-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 tubular conduits
    • F28D1/053Heat-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 tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535Heat-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 tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンデンサー,ラジエ
ータ,オイルクーラ,ヒーターコア等の熱交換器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、コンデンサー,ラジエータ,オイ
ルクーラ,ヒーターコア等の熱交換器として、例えば、
特開平4−28438号公報に開示されるものが知られ
ている。
【0003】図12および図13は、この種の熱交換器
の要部を示すもので、この熱交換器では、アルミニウム
からなるヘッダーパイプ11の長手方向に所定間隔を置
いてチューブ孔13が形成されている。
【0004】チューブ孔13には、外周に多数の凹部1
5が形成されるチューブ17の端部19が嵌挿され、チ
ューブ17の端部19が、チューブ孔13の内面にろう
付けされている。
【0005】そして、この熱交換器では、チューブ17
の端部19が、凹部15の形成されない平坦部とされ、
この平坦部をチューブ孔13にろう付けすることによ
り、液密性が確保されている。
【0006】しかしながら、このようにチューブ17の
端部19を平坦にすると、チューブ17の端部19の耐
圧強度が低下し、強度不足になる。そこで、従来、図1
4に示すように、チューブ17の端部19の長手方向
に、比較的長さの長い長凹部21を形成するとともに、
ヘッダーパイプ11に、図15に示すような形状のチュ
ーブ孔23を形成し、このチューブ孔23に、長凹部2
1の形成された端部19を嵌挿することが行われてい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の熱交換器では、長凹部21のためにチューブ
17の端部19の形状が複雑になり、また、チューブ孔
23の形状が複雑になるため、チューブ孔23とチュー
ブ17との嵌合精度を維持することが困難になり、ろう
付け不良が発生する虞れがあるという問題があった。
【0008】また、チューブ17の端部19に長凹部2
1が形成されるため、凹部15と長凹部21とを成形す
る機能を備えた専用の成形ロールが必要になるとうい問
題があった。
【0009】さらに、チューブ17の素材がアルミニウ
ムであるため、凹部15の成形ピッチのバラツキが大き
く、このバラツキにより長凹部21と長凹部21との間
隔が変動するため、連続したロール成形が困難になると
いう問題があった。
【0010】本発明は、かかる従来の問題を解決するた
めになされたもので、チューブの端部に凹部を形成した
場合にも、チューブの端部をチューブ孔に確実にろう付
けすることができる熱交換器を提供することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の熱交換器は、ア
ルミニウムからなるヘッダープレートまたはヘッダーパ
イプの長手方向に間隔を置いて形成されるチューブ孔
に、外周に多数の凹部が形成されるチューブの端部を嵌
挿し、前記チューブの端部を前記チューブ孔の内面にろ
う付けしてなる熱交換器において、前記チューブの凹部
を、チューブの長手方向に直交する方向に直線状に、か
つ、チューブの長手方向の凹部と凹部との間に平坦部が
位置するように所定ピッチを置いて形成するとともに、
前記チューブ孔の縁部に、前記所定ピッチより長い突出
部を一体形成し、前記チューブの端部の前記平坦部を前
記突出部の内面にろう付けしてなるものである。
【0012】
【作用】本発明の熱交換器では、チューブの凹部を、チ
ューブの長手方向に直交する方向に直線状に、かつ、チ
ューブの長手方向の凹部と凹部との間に平坦部が位置す
るように所定ピッチを置いて形成し、チューブ孔の縁部
に、前記所定ピッチより長い突出部を一体形成したの
で、チューブの端部を突出部の先端まで挿入すると、チ
ューブの長手方向の凹部と凹部との間に位置する平坦部
が、必ず突出部内に位置され、この平坦部が突出部の内
周面にろう付けされる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の詳細を図面に示す実施例につ
いて説明する。図1は、本発明の熱交換器をコンデンサ
ーに適用した一実施例を示すもので、図において符号3
1は、所定間隔を置いて対向配置される一対のヘッダー
を示している。
【0014】このヘッダー31は、ヘッダータンク33
とヘッダープレート35とをろう付けして形成されてい
る。ヘッダータンク33およびヘッダープレート35
は、外側面にろう材がクラッドされたアルミニウムによ
り形成されている。
【0015】ヘッダープレート35の長手方向には、図
2に示すように、所定間隔を置いてチューブ孔37が形
成されている。このチューブ孔37には、外周に多数の
凹部39が形成されるチューブ41の端部が嵌挿されて
いる。
【0016】しかして、この実施例では、チューブ41
の凹部39が、図3に示すように、チューブ41の長手
方向に直交する方向に直線状に、かつ、チューブ41の
長手方向に所定ピッチPを置いて形成されている。
【0017】このチューブ41は、内外両面にろう材が
クラッドされたアルミニウムにより形成されており、図
4に示すように、チューブ41の一側面に形成される凹
部39と、他側面に形成される凹部39とがろう付け4
3されている。
【0018】そして、図5に示すように、ヘッダープレ
ート35のチューブ孔37の縁部に、前記所定ピッチP
より長い高さHを有する突出部45が、一体形成されて
いる。
【0019】なお、この実施例では、図6に示すよう
に、ヘッダープレート35に形成される突出部45の一
側に、チューブ41の接合端部47が嵌挿されるスリッ
ト部49が形成されている。
【0020】図7は、ヘッダープレート35への突出部
45の成形方法を示すもので、この方法では、先ず、
(a)に示すように、素材51をポンチ53により金型
55に向けて押圧し、円弧状の凹部57を形成する絞り
成形が行われる。
【0021】次に、(b)に示すように、ポンチ59の
幅がポンチ53の幅より小さくされ、ポンチ59により
凹部57の底面を突く底突き成形が行われ、凹部57よ
り深い凹部61が形成される。
【0022】そして、さらに、(c)に示すように、ポ
ンチ63の幅がポンチ59の幅よりさらに小さくされ、
ポンチ63により凹部61の底面を突く底突き成形が行
われ、凹部61より深い凹部65が形成される。
【0023】この後、(d)に示すように、ポンチ67
の幅がポンチ63の幅よりさらに小さくされ、また、金
型69に形成される穴部71の幅が、凹部65の幅より
狭められ、この状態でポンチ67を凹部65に挿入し、
凹部65の内面を矯正するとともに、凹部65の底面を
突き抜く矯正・突き抜き成形が行われる。
【0024】この後、(e)に示すように、ポンチ73
の幅がポンチ67の幅より大きくされ、ポンチ73を孔
部75に挿入し、突出部77の長さを増大するシゴキ成
形が行われ、これにより、突出部45が形成される。
【0025】上述した熱交換器は、例えば、ヘッダープ
レート35のチューブ孔37に、チューブ41の間に図
示しないフィンを配置した状態で、チューブ41の端部
を嵌挿した後、ヘッダープレート35にヘッダータンク
33を組み込み、この後、フラックスを塗布し、炉内で
加熱することにより、ろう材が溶融し、ヘッダータンク
33とヘッダープレート35、ヘッダープレート35と
チューブ41、チューブ41の凹部39と凹部39、お
よびチューブ41とフィンとがろう付けされる。
【0026】しかして、上述した熱交換器では、チュー
ブ41の凹部39を、チューブ41の長手方向に直交す
る方向に直線状に、かつ、チューブ41の長手方向に所
定ピッチPを置いて形成し、チューブ孔37の縁部に、
前記所定ピッチPより長い高さHを有する突出部45を
一体形成したので、図8に示すように、チューブ41の
端部を突出部45の先端まで挿入すると、チューブ41
の長手方向の凹部39と凹部39との間に位置する平坦
部79が、必ず突出部45内に位置され、この平坦部7
9が突出部45の内周面にろう付けされるため、チュー
ブ41の端部に凹部39を形成した場合にも、チューブ
41の端部をチューブ孔37に確実にろう付けすること
ができる。
【0027】すなわち、上述した熱交換器では、従来の
ようにチューブ17の端部19に、長凹部21を形成す
る必要がなくなるため、チューブ41の端部およびチュ
ーブ孔37の形状が単純になり、チューブ41とチュー
ブ孔37との嵌合精度を容易に確保することが可能にな
り、チューブ41の端部をチューブ孔37に確実にろう
付けすることができる。
【0028】また、チューブ41には、凹部39のみが
全体に形成されるため、従来のように凹部15と長凹部
21とを成形する機能を備えた専用の成形ロールが不要
になり、生産性を向上することができる。
【0029】さらに、長凹部21が不要になるため、凹
部39の成形ピッチのバラツキが問題になることがなく
なり、この結果、連続したロール成形を行うことが容易
に可能になる。
【0030】図9は、本発明の第2の実施例の要部を示
すもので、この実施例では、図1に示したヘッダータン
ク33とヘッダープレート35とが一体化され、円筒状
のヘッダーパイプ81とされている。
【0031】このヘッダーパイプ81は、外周面にろう
材がクラッドされたアルミニウムにより形成されてい
る。そして、ヘッダーパイプ81の一側に、所定間隔を
置いてチューブ孔37が形成され、このチューブ孔37
の縁部に、突出部45が一体形成されている。
【0032】この実施例の熱交換器においても、第1の
実施例とほぼ同様の効果を得ることができる。図10
は、本発明の第3の実施例の要部を示すもので、この実
施例では、両面にろう材がクラッドされたアルミニウム
からなる板材を筒状に成形するとともに、板材の両端を
折曲し、折曲部83を突き合わせてろう付けすることに
よりヘッダーパイプ85が形成されている。
【0033】この実施例の熱交換器においても、第2の
実施例とほぼ同様の効果を得ることができる。図11
は、本発明の第4の実施例の要部を示すもので、この実
施例では、板材の一端に薄肉部86を形成し、この薄肉
部86に板材の他端を重ねることによりヘッダーパイプ
87が形成されている。
【0034】この実施例の熱交換器においても、第2の
実施例とほぼ同様の効果を得ることができる。なお、以
上述べた実施例では、コンデンサーに本発明を適用した
例について説明したが、本発明はかかる実施例に限定さ
れるものではなく、例えば、ラジエータ,オイルクー
ラ,ヒーターコア等の熱交換器にも適用することができ
る。
【0035】また、チューブ孔37の形状は、図2に限
定されるものではなく、チューブの断面形状に合わせた
形状であれば良い。
【0036】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の熱交換器で
は、チューブの端部を突出部の先端まで挿入すると、チ
ューブの長手方向の凹部と凹部との間に位置する平坦部
が、必ず突出部内に位置され、この平坦部が突出部の内
周面にろう付けされるため、チューブの端部に凹部を形
成した場合にも、チューブの端部をチューブ孔に確実に
ろう付けすることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の熱交換器の第1の実施例を示す断面図
である。
【図2】図1のヘッダープレートを内側から見た状態を
示す上面図である。
【図3】図1の熱交換器のチューブの一部を示す上面図
である。
【図4】図3のチューブを示す横断面図である。
【図5】図1のヘッダープレートにチューブを嵌合した
状態を示す断面図である。
【図6】図1のヘッダープレートに形成される突出部を
示す斜視図である。
【図7】図1のヘッダープレートへの突出部の成形方法
を示す説明図である。
【図8】図1のヘッダープレートにチューブを嵌合した
状態を示す説明図である。
【図9】本発明の熱交換器の第2の実施例のヘッダーパ
イプを示す斜視図である。
【図10】本発明の熱交換器の第3の実施例のヘッダー
パイプを示す斜視図である。
【図11】本発明の熱交換器の第4の実施例のヘッダー
パイプを示す斜視図である。
【図12】従来の熱交換器の一部を示す断面図である。
【図13】図11の熱交換器の一部を示す横断面図であ
る。
【図14】チューブの他の例を示す斜視図である。
【図15】図13のチューブが嵌挿されるチューブ孔を
示す説明図である。
【符号の説明】
35 ヘッダープレート 37 チューブ孔 39 凹部 41 チューブ 45 突出部 81,85 ヘッダーパイプ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウムからなるヘッダープレート
    (35)またはヘッダーパイプ(81,85,87)の
    長手方向に間隔を置いて形成されるチューブ孔(37)
    に、外周に多数の凹部(39)が形成されるチューブ
    (41)の端部を嵌挿し、前記チューブ(41)の端部
    を前記チューブ孔(37)の内面にろう付けしてなる熱
    交換器において、 前記チューブ(41)の凹部(39)を、チューブ(4
    1)の長手方向に直交する方向に直線状に、かつ、チュ
    ーブ(41)の長手方向の凹部(39)と凹部(39)
    との間に平坦部(79)が位置するように所定ピッチを
    置いて形成するとともに、前記チューブ孔(37)の縁
    部に、前記所定ピッチより長い突出部(45)を一体形
    成し、前記チューブ(41)の端部の前記平坦部(7
    9)を前記突出部(45)の内面にろう付けしてなるこ
    とを特徴とする熱交換器。
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