JP3443086B2 - 熱交換器用チューブ - Google Patents
熱交換器用チューブInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D1/00—Heat-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
- F28D1/02—Heat-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
- F28D1/03—Heat-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
- F28D1/0391—Heat-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
の熱交換器に用いられる熱交換器用チューブに関する。
コアに用いられる扁平チューブとしては、例えば実開昭
63−170073号公報のものが知られている。これ
は、図10に示すように、電縫管と呼ばれるアルミ薄板
材の幅方向略中央部でU字状に折り曲げ、更に幅方向両
端部付近をR形状にチューブ内面方向に向かうように曲
げ、この幅方向両端部の端面同士を当接させ、当接部を
溶接した断面長円形状のものである。このような電縫管
チューブ単体での短径寸法は、組立性を考慮して、R部
付近より中央部付近が大きく形成されている。
フィンを扁平チューブ短径方向に積層した積層体(コ
ア)を、短径方向に圧縮荷重を加え、圧縮する。この
時、圧縮荷重により扁平チューブの短径寸法(高さ)
が、中央部付近とR部付近でほぼ同じとなり、向かい合
う扁平チューブの長辺部が略平行に変形する。
の端面をヘッダーの挿入孔に差し込み、コア積層方向の
圧縮荷重を開放すると、変形したチューブが元の形状に
戻ろうとする力(反力)が発生する。この反力が、扁平
チューブと隣り合って積層されたフィンを保持する力と
なり、熱交換器の一体ロウ付け時において、熱交換器か
らのフィンの脱落を防止するように作用する。
報のように、1枚のアルミ材を折り曲げて断面略θ状に
成形した扁平チューブが良く使用されている。これは、
図11に示すように、一般にフォルデッドチューブと呼
ばれるアルミ薄板材を順次折り曲げて中央に仕切壁を形
成し、チューブ断面形状が略θ状となるように成形し、
熱交換媒体の流路を形成する扁平チューブである。
うなものでは、通常対面する長辺部は平行であり、R部
の外径、通路空間の外部高さ及び仕切壁の外部高さはす
べて等しく形成されている。
りも仕切壁付近で高く形成すると、仕切壁が踏ん張り、
中央部付近の縮小方向剛性が高くなるため、ヘッダ挿入
時に変形し難く、ヘッダへの扁平チューブ挿入が困難と
なる。
仕切壁の高さに合わせて一定に形成されている。この従
来タイプでは、扁平チューブと隣り合って積層されたフ
ィンの保持力が弱く、コアの搬送時やロウ付け時にコア
からのフィン脱落が生じやすい。
に、断面略θ状の扁平チューブにおいて、コアを組み立
てた場合には、 扁平チューブの弾性変形によりフィン
が保持され、かつヘッダに対しては挿入し易い扁平チュ
ーブの形状を提供することを目的とする。
材を順次折り曲げて成形した略θ状断面を有する熱交換
器用扁平チューブにおいて、前記板材の両端部を略U字
状に折り曲げ、この両端部を略中央で合わせ、更にそこ
から一端部を内側に折り曲げてチューブの対向内面に向
かって延びる仕切壁を形成し、この仕切壁とチューブ幅
方向両側のR部との間にそれぞれ流体通路の通路空間を
形成してなり、前記仕切り壁となる板材の一端部には、
チューブ幅方向の中央位置で内方に折り曲げられる折曲
げ基部と、この折曲げ基部に連続して前記対向内面に当
接するまで伸びる中柱部と、該中柱部から前記対向内面
に沿うように更に折り曲げられて伸びる接合部とを設け
る とともに、前記通路空間の少なくとも一方における高
さを中央の仕切壁における高さよりも高くし、且つ該仕
切壁における高さをヘッダ挿入孔の高さと略同等又はそ
れ以下とした構成であり、この構成により、扁平チュー
ブとフィンとを積層してコアを組み立てた後このコアを
圧縮した場合、扁平チューブが弾性変形して扁平チュー
ブの端面をヘッダに容易に挿入できるとともに、圧縮状
態を解除すると、扁平チューブの復元力によりフィンが
強固に保持される。
て伸びる接合部を有するので、該一端部の寸法にバラツ
キがあってもそのバラツキを吸収できる。
換器用チューブにおいて、該折曲げ基部は、該扁平チュ
ーブの板厚分の段下げ部と該扁平チューブの他端部を受
ける受部とを有し、該他端部の先端が該受部に重ねられ
且つ該段下げ部に近接して配置された構成であるので、
扁平チューブの一端部と他端部との間に段差無く接合で
きるとともにお互いのロウ付けが重ねられた平面同士で
行なわれるので強固にロウ付けされる。
は、該段下げ部と対向する対向面部と、該対向面部内側
の切欠部とを有するので、該一端部の該折曲げ基部に該
他端部を合わせた際に、お互いの隙間を小さく形成で
き、ロウ付け性が向上する。
ずれかに記載の熱交換器用チューブにおいて、該仕切壁
の外周面にロウ材クラッドが設けられているので、該一
端部の該折曲げ基部と該他端部とのロウ付け性及び該接
合部と扁平チューブ長辺部の内面とのロウ付け性が向上
する。
いずれか1つに記載の熱交換器用チューブにおいて、該
扁平チューブの該一端部及び該他端部は、R部から中央
の仕切壁に向かって滑らかな中凸になるように折り曲げ
て形成され、該中凸部における高さが仕切壁における高
さより高く形成されているので、成形性に優れ且つ組立
時には圧縮することでヘッダに挿入し易くなり、圧縮を
解除することでフィンの保持力に優れている。
第1実施例に基づいて説明する。図1は本発明に係る熱
交換器10を示す。扁平チューブ11とフィン12とが
積層され、その両側部にエンドプレート13が配置され
ている。扁平チューブ11とフィン12からなるコアは
上下のヘッダ14の挿入孔14a(図4参照)に挿入さ
れて一体ロウ付けされている。
接続され、このコネクタタンク15にパイプ16が連通
されている。下方のヘッダ14にはリターンタンク17
が接続されている。
し、図3はこの扁平チューブ11が挿入されるヘッダ1
4の挿入孔14aの断面形状を示し、図4は扁平チュー
ブ11をヘッダ14の挿入孔14aに挿入する時の両者
の関係を示す。図5は扁平チューブ11にフィン12を
積層し、圧縮荷重をかけた場合の説明図を示す。
製の1枚の薄板からなる。この薄板の両端部を略U字状
に折り曲げ、この両端部を略中央で合わせ、更に一端部
11aを内側に折り曲げ仕切壁21を形成ししている。
扁平チューブ11のR部111と仕切壁21及び対面す
る長辺壁112に囲まれた流体空間Sが流体通路を形成
している。流体空間Sが中凸の形状になるように、全て
の場所の長辺壁112が外側に膨らんだ形状に形成され
ている。
略中央位置で内方に折り曲げられる折曲げ基部22と、
この折曲げ基部22に連続して扁平チューブ11の長辺
壁112の内面に当接する中柱部23と、更にこの中柱
部23から長辺壁112に沿う方向に折り曲げられて伸
びた接合部24を有する。
端部11bを受ける受面22aと扁平チューブ11の板
厚程段下げされた段下げ部22bからなる。折曲げ基部
22の受面22aに扁平チューブ11の他端部11bが
重ねられ、段下げ部22bに他端部11bの先端が接近
して配置されている。この段下げ部22bの高さが扁平
チューブ11の厚さとほぼ同一であり、外周面がほぼ同
一高さとなるようになっている。
に接合されたロウ材により、折曲げ基部22の受面22
a及び段下げ部22bに扁平チューブ11の他端部11
bが一体ロウ付けされ、接合部24が扁平チューブ11
の長辺部112の内面に一体ロウ付けされている。
辺壁112は中凸になるように折り曲げられている。こ
の扁平チューブ11単体で、通路空間S部分の外部高さ
H1、H2と仕切壁部分の外部高さHcとを比較する
と、H1、H2>Hcとなる。図3に示すように、ヘッ
ダ14の挿入孔14aの高さHsとも比較すると、H
1、H2>Hsとなっている。なお、H1とH2との高
さは同じであっても少し差があっても良い。
11の端部を挿入する際に、扁平チューブ11単体では
通路空間S部分の高さH1、H2が挿入孔14aの高さ
Hsより少し大きいため、挿入しにくい。しかし、図5
に示すように、扁平チューブ11とフィン12とを積層
したコアに、両側から圧縮荷重をかけることによって、
扁平チューブ11が弾性変形して通路空間S部分の高さ
H1、H2は少し縮小する。そして、このときの流体空
間S部分の高さがHs以下であれば挿入は容易に行なわ
れる。また、このときの流体空間S部分の高さがHsと
同等ないしわずかに大きい場合であっても、図4に示す
ように、挿入孔14aはヘッダ14の内側に折れ曲がる
ように形成され、一番狭い部分の高さがHsであるの
で、扁平チューブ11を挿入しても、無理な力を加える
ことなくスムーズに組み立てられる。
ことで扁平チューブの長辺部112が弾性変形し、図5
に示すように、仕切壁21の折曲げ基部22の受面22
aと扁平チューブ11の他端部11bの長辺壁112と
が密着する方向に強いられ、且つ仕切壁21の接合部2
4と扁平チューブ11の長辺壁112の内面とも密着す
る方向に強いられ、その結果、お互いが強固に密着して
ロウ付けされるので、ロウ付け品質が向上する。
成形するので、板材のどこかを基準にして寸法を決めて
折り曲げる必要があるが、この第1実施例では、板材の
他端部を基準として折り曲げ位置を設定している。この
場合、一端部から他端部までの長さのバラツキにより一
端部の接合部24の位置は変化する。しかし本発明で
は、接合部24が扁平チューブ11の長辺壁112の内
面に沿って伸びるようになっているので、その先端長さ
が少しばらついても問題ないものである。
ーブ11とフィン12の積層体からなるコアを形成し、
このコアの両側から圧縮荷重をかける。この時、扁平チ
ューブ11の断面形状は、ヘッダ14の挿入孔14aの
断面形状と相似形に変形しており、挿入されやすくなっ
ている。この状態で扁平チューブ11の端面をヘッダ1
4の挿入孔14aに挿入する。その後、圧縮荷重を解除
する。すると、扁平チューブ11は元の形状に戻ろうと
する反力が作用する。この反力により、フィン12が扁
平チューブ11に強く挟持され、搬送時やロウ付け時に
フィン12が扁平チューブ11の間から脱落することが
防止される。それとともに、上記反力がヘッダ挿入孔1
4aと扁平チューブ11の端面とを密着する方向に作用
するので、お互いが強固にロウ付けされる。
2と同様な図である。第2実施例では、扁平チューブ3
1の長辺部312が片面側のみ外側に膨らんで形成され
ている。この第2実施例でも、流体空間を形成する部分
の高さH3、H4が仕切壁部分の高さHcより大きく形
成されている。この第2実施例では、長辺壁312の一
方を平坦面としているので、この面を基準としてR部を
形成し、更に中凸の長辺壁を形成できるので、成形しや
すい。また、フィンを積層してコアを作る際も安定して
積層できる。
図2と同様な図である。第3実施例では、扁平チューブ
41の他端部41bの長辺壁412のみを外側に膨らん
で形成している。この第3実施例でも、通路空間を形成
する部分の高さH5が仕切壁部分の高さHcより大きく
形成されている。この第3実施例では、一端部41aの
長辺壁412は平坦面のままで他端部41bの長辺壁4
12のみを外側に膨らんで形成すればよいので、成形が
容易である。この部分の弾性変形によりフィンを保持で
きる場合には、膨らみ成形部分が少ないので、成形が簡
単であり、ヘッダへの挿入組立も容易であるので、この
第3実施例を適用しても良い。
51の仕切壁付近の拡大断面図を示す。扁平チューブ5
1の他端部51bの先端に対向面部53が設けられ、こ
の対向面部53の内側に切欠部としての傾斜面部54が
設けられている。扁平チューブ51の他端部51bを受
ける折曲げ基部52は受面52aと段下げ部52bとを
有する。この折曲げ基部52を折り曲げて成形する際
に、扁平チューブ51の長辺壁511から滑らかに内側
に曲げて段下げ部52bが成形され、さらに逆方向に滑
らかな曲率で略直角に折り曲げられて受面52aが形成
される。
方によっては、扁平チューブ51の他端部51bを折曲
げ基部52に突き合わせた場合、対向面部53と段下げ
部52bとの隙間が大きく開く場合がある。もしくは、
接近し過ぎていると、他端部51bの先端が一端部51
a側の長辺壁511よりも外部に突出してしまう結果と
なる。
したので、上記の不具合を生じることなく、一端部51
aと他端部51bとをロウ付けできる。
変形例である。傾斜面部の代わりに曲面部64を設けた
ものである。この曲面部64は折曲げ基部62の段下げ
部62bの曲率に合わせた曲率に形成してある。このよ
うに成形すると、扁平チューブ61の対向面部63を折
曲げ基部62の段下げ部62bに接近して且つ扁平チュ
ーブ61の他端部61bが折曲げ基部62の受面62a
に接した状態とすることができ、一端部61aと他端部
61bとのロウ付け強度を向上できる。
ーブの通路空間での高さを仕切壁での高さより高くし、
この高い部分が弾性変形し、クッションのように作用す
るようにしたので、ヘッダの挿入孔に挿入することが容
易であり、且つ扁平チューブ間に積層したフィンが搬送
中やロウ付け中に脱落することを防止できる。
部及び接合部からなる仕切壁を設け、他端部を折曲げ部
に重ねるようにした場合には、他端部と折曲げ部とのロ
ウ付け、接合部と長辺壁の内面とのロウ付けが強固に行
なわれる。従って、長期間接合強度が安定した熱交換器
を得られるとともに通路空間の内圧が急激に上昇した場
合でも、ロウ付け部分の外れを防止できる。
度があるので、板材の長さにバラツキがあってもこの接
合部で対応できるので、寸法精度の管理が楽であり、不
良率を低減できる。
切り欠き部として傾斜面部或いは曲面部を設けた場合に
は、折曲げ基部に扁平チューブの他端部を重ねた際に、
両者の間隙を狭くできるとともに、他端部が盛り上がり
扁平チューブの外周面高さが不揃いになることを防止で
きる。
る。
面図である。
面図である。
ッダの挿入孔との形状関係を示す説明図である。
ィンとの関係を示す説明図である。
す断面図である。
す断面図である。
央部分を示す部分図である。
央部分を示す部分図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 板材を順次折り曲げて成形した略θ状断
面を有する熱交換器用扁平チューブにおいて、前記板材の両端部を略U字状に折り曲げ、この両端部を
略中央で合わせ、更にそこから一端部を内側に折り曲げ
てチューブの対向内面に向かって延びる仕切壁を形成
し、この仕切壁とチューブ幅方向両側のR部との間にそ
れぞれ流体通路の通路空間を形成してなり、 前記仕切り壁となる板材の一端部には、チューブ幅方向
の中央位置で内方に折り曲げられる折曲げ基部と、この
折曲げ基部に連続して前記対向内面に当接するまで伸び
る中柱部と、該中柱部から前記対向内面に沿うように更
に折り曲げられて伸びる接合部とを設けるとともに、 前記 通路空間の少なくとも一方における高さを中央の仕
切壁における高さよりも高くし、且つ該仕切壁における
高さをヘッダ挿入孔の高さと略同等又はそれ以下とした
ことを特徴とする熱交換器用チューブ。 - 【請求項2】 前記折曲げ基部は、板厚分の段下げ部と
板材の他端部を受ける受部とを有し、該他端部の先端が
該受部に重ねられ且つ該段下げ部に近接して配置される
とともに、 前記他端部の先端に、前記段下げ部と対向する対向面部
と、該対向面部内側の切欠部とを有する ことを特徴とす
る請求項1記載の熱交換器用チューブ。 - 【請求項3】 前記仕切壁の外周面にロウ材クラッドが
設けられたことを特徴とする請求項1又は2のいずれか
に記載の熱交換器用チューブ。 - 【請求項4】 前記板材の一端部及び他端部は、前記R
部から仕切壁に向かって滑らかな中凸になるように折り
曲げて形成され、該中凸部における高さが仕切壁におけ
る高さより高いことを特徴とする請求項1ないし3のい
ずれか1つに記載の熱交換器用チューブ。
Priority Applications (1)
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---|---|
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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- 2000-10-24 JP JP2000324540A patent/JP3443086B2/ja not_active Expired - Fee Related
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