JP3756641B2 - Tube for heat exchanger and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器用チューブおよびその製造方法に関し、とくに、車両用熱交換器に好適な熱交換器用チューブおよびその製造方法、さらにはその熱交換器用チューブを備えた熱交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、熱交換器用チューブとしては、図8、図9に示すようなものが知られている。図8、図9に示す熱交換器用チューブ51は、たとえば押し出し成形によりチューブ51を成形した後、チューブ51の平板状部55により形成される熱交換媒体用流路52内に波形形状のインナーフィン53を挿入し、インナーフィン53の頂部54と平板状部55とを接合(たとえば、ろう付け)して製造されている。
【0003】
このため、インナーフィン53の波形の頂部54の高さh1 は、チューブ51内への挿入容易性および両平板状部55とのろう付け性を考慮し、熱交換媒体用流路52の高さHと略同等かあるいは僅かに低く設定している。
【0004】
一方、図10、図11に示す熱交換器用チューブ56では、両平板状部57、58は互いに別体の2枚の平板から形成されており、両平板状部57、58の端部同士を接合して内部に熱交換媒体用流路59が形成されている。また、一方の平板状部57には、平板状部57自身を他方の平板状部58に向けて凸状に屈曲加工した隔壁60が設けられており、隔壁60の頂部61を他方の平板状部58にろう付けすることにより熱交換媒体用流路59が2つに区画されている。このようなチューブにおいても、隔壁60の頂部61と平板状部58との良好なろう付けを実現するために、隔壁60の高さh2 は、熱交換媒体用流路59の高さHと略同等かあるいは僅かに低く設定している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インナーフィン53の高さh1 、あるいは隔壁60の高さh2 を上記のような極めて狭い寸法公差の範囲に納めつつ、インナーフィン53、隔壁60を形成するのは困難であり、高さh1 、h2 が流路52、59の高さよりも低くなり過ぎた場合には、上記ろう付け強度が不十分となり、熱交換器用チューブの耐圧性能低下を招くおそれがある。また、図8、図9に示したチューブ51において、インナーフィン53の高さh1 が流路52の高さHよりも高くなり過ぎた場合には、チューブ51内へのインナーフィン53の挿入が困難になり組付け作業性の低下を招くおそれもある。
【0006】
本発明の課題は、インナーフィンあるいは隔壁の加工精度を緩和しつつ、インナーフィンあるいは隔壁とチューブの平板状部との良好な接合性を確保するとともに、チューブの製造作業性を向上することのできる熱交換器用チューブの製造方法を提供するとともに、該製造方法により製造され耐圧性能に優れた熱交換器用チューブ、該熱交換器用チューブを有する高性能な熱交換器を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の熱交換器用チューブの製造方法は、対向する2つの平板状部間に熱交換媒体用流路を形成し、該流路内に、波形形状のインナーフィンを配置しその波形頂部を前記両平板状部に接合した熱交換器用チューブの製造方法において、前記両平板状部間に、チューブ完成後における前記熱交換媒体用流路の高さよりも波形の高さが高いインナーフィンを配置した後、両平板状部間でインナーフィンを挾圧し、該インナーフィンの前記波形頂部を押圧して変形させることを特徴とする方法からなる。
【0008】
上記一方の平板状部のチューブ幅方向中央部には、該一方の平板状部自身を他方の平板状部に向けて凸状に屈曲加工することにより、前記熱交換媒体用流路内を区画する隔壁を形成することもできる。
【0009】
上記隔壁は、チューブ完成後における熱交換媒体用流路の高さよりも高く形成しておき、該隔壁の頂部を他方の平板状部で押圧して変形させることも可能である。
【0011】
上記両平板状部間には、インナーフィンを配置することができる。該インナーフィンは波形形状に形成することもできる。そして、その波形の高さをチューブ完成後における熱交換媒体用流路の高さよりも高く形成し、両平板状部間でインナーフィンを挾圧し該インナーフィン頂部を押圧して変形させることも可能である。
【0012】
本発明における両平板状部は、1枚の平板を2つ折りにすることにより形成することができる。また、両平板状部は、互いに別体の2枚の平板から形成することもできる。
【0013】
本発明に係る熱交換器用チューブの製造方法により製造される熱交換器用チューブは、たとえばチューブとフィンとを交互に配置したタイプの熱交換器に適用することができる。ただし、これに限定されるものではなく、他のタイプの熱交換器に適用することもできる。
【0014】
上記のような熱交換器用チューブの製造方法においては、両平板状部間で波形のインナーフィンを挾圧した状態で、該インナーフィンの波形頂部が押圧されて変形される。したがって、インナーフィンの波形の高さは、最終的には熱交換媒体用流路の高さと同じ高さまで低減されるので、インナーフィンの加工精度の緩和を達成でき、そのため、インナーフィンと両平板状部との組付性を容易にできる。また、インナーフィンの波形頂部は、上記挾圧によってチューブ幅方向に若干押し拡げられることになるので、従来に比べてインナーフィンの波形頂部と両平板状部との接合面積を大きくすることができ、両者の一層良好な接合状態を実現することができる。そのため、耐圧強度に優れた熱交換器用チューブを提供することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の熱交換器用チューブの製造方法により製造された熱交換器用チューブを有する熱交換器を示している。熱交換器1は、一対のヘッダパイプ2、3と、該パイプ2、3間にわたって延び両パイプ2、3を互いに連通する熱交換器用チューブ4と、該チューブ4間に配設されたアウターフィン5とを有している。ヘッダパイプ3には、入口パイプ6、出口パイプ7が接続されており、熱交換媒体(たとえば冷媒)は、入口パイプ6から流入され、熱交換器1内を循環された後、出口パイプ7から流出されるようになっている。
【0017】
上記熱交換器1の熱交換器用チューブ4は、本発明に係る熱交換器用チューブの製造方法により製造されている。図2(b)、図3は、本発明の第1実施態様に係る熱交換器用チューブの製造方法により製造される熱交換器用チューブ8を示しており、チューブ8内には波形形状のインナーフィン9が設けられている。チューブ8は、間隔をもって互いに対向し、間に熱交換媒体用流路10を形成する2つの平板状部11、12と、両平板状部11、12の一方の幅方向端部において両平板状部11、12を一体的に接続する曲げ加工部13と、両平板状部11、12の他方の幅方向端部に形成された折り返し部14、15とを有している。折り返し部14、15は、両平板状部11、12の各端部をそれぞれ折り返すように曲げ加工することによって形成されている。インナーフィン9の頂部16は、平板状部11、12の内面側にろう付けされている。
【0018】
チューブ8は、以下のようにして製造されている。まずはじめに一枚の平板にプレス加工を施し、平板状部11、12、曲げ加工部13、折り返し部14を形成する。次に、波形形状のインナーフィン9を平板状部11、12間に挿入する(図2(a))。挿入されるインナーフィン9の高さh1 は、チューブ8完成後における熱交換媒体用流路10の高さHよりも高くなっている(図3(a))。
【0019】
そして、両平板状部11、12間でインナーフィン9を挾圧し、折り返し部14、15を仮接合する(図2(b))。上記挾圧によりインナーフィン9の頂部が押圧され変形する(図3(b))。この状態で炉中においてろう付けし、インナーフィン9の頂部16と両平板状部11、12、折り返し部14と折り返し部15とを接合する。
【0020】
平板状部11、12間で挾圧され、頂部16が押圧されて変形する結果、インナーフィン9の高さh1 は最終的には熱交換媒体用流路の高さHと同じ高さまで低減される。したがって、インナーフィン9の加工精度を緩和でき、そのため、インナーフィン9と両平板状部11、12との組付性を容易にできる。
【0021】
また、インナーフィン9の頂部16は、チューブ8の幅方向に押し拡げられる(図3においては、略平坦に)ので、インナーフィン9と両平板状部11、12との接合面積が拡大され、両者の一層良好なろう付けを実現することができる。そのため、耐圧強度に優れた熱交換器用チューブを得ることができる。
【0022】
図4(b)は、本発明の第2実施態様に係る熱交換器用チューブの製造方法により製造される熱交換器用チューブ17を示している。熱交換器用チューブ17は、互いに2枚に別体の平板からなる平板状部18、19から形成されている。平板状部18、19の両端部には折り返し部20、21が設けられており、折り返し部20、21を接合することにより、平板状部18、19間に熱交換媒体用流路10が形成されている。熱交換媒体用流路10内には、図3に示した波形形状のインナーフィン9が設けられており、インナーフィン9の頂部16は平板状部18、19の内面側にろう付けされている。
【0023】
熱交換器用チューブ17は、以下のようにして製造される。まず、はじめに、互いに別体の2枚の平板にプレス加工を施し、両端に折り返し部20、21を有する平板状部18、19を製造する。次に、一方の平板状部19の両折り返し部21間に図3に示した波形形状のインナーフィン9を載置する(図4(a))。インナーフィン9の高さh1 は、チューブ8完成後における熱交換媒体用流路10の高さHよりも高くなっている(図3(a))。
【0024】
そして、両平板状部18、19間でインナーフィン9を挾圧し、折り返し部20、21を仮接合する(図4(b))。上記挾圧によりインナーフィン9の頂部16が押圧され変形する(図3(b))。この状態で炉中においてろう付けし、インナーフィン9の頂部16と両平板状部18、19、折り返し部20、21を接合する。
【0025】
平板状部18、19間で挾圧され、頂部16が変形される結果、インナーフィン9の高さh1 は、最終的には熱交換媒体用流路10の高さHと同じ高さまで低減される。したがって、インナーフィン9の加工精度を緩和でき、そのため、インナーフィン9と両平板状部18、19との組付性を容易にできる。また、従来に比べ両者間の接合面積が拡大されることになるので、一層良好なろう付けを実現することができる。そのため、耐圧強度の優れた熱交換器チューブを得ることができる。
【0026】
図5(b)は、本発明の第3実施態様に係る熱交換器用チューブの製造方法により製造される熱交換器用チューブ22を示している。熱交換器用チューブ22の平板状部23、24は、1枚の平板を2つ折りにすることにより形成されている。平板状部23、24の端部には折り返し部25、26が設けられている。また、一方の平板状部23には、該平板状部23自身を他方の平板状部24に向けて凸状に屈曲加工して形成された隔壁27が設けられている。隔壁27はチューブ22の幅方向中央部に設けられており、該隔壁27により両平板状部23、24間に形成される熱交換媒体用流路10は2つに区画されている。
【0027】
熱交換器用チューブ22は、以下のようにして製造されている。まずはじめに、1枚の平板にプレス加工を施し、両端に折り返し部25、26を有する平板状部23、24を形成する。また、このプレス加工と同時に隔壁27を形成する。この際の隔壁27の高さh2 は、チューブ22完成後の熱交換媒体用流路10の高さHよりも高く形成されるようになっている(図5(a))。次に、曲げ加工部28をさらに折り曲げると、隔壁27の頂部29が平板状部24に押圧され変形する。そして、この状態で炉中においてろう付けし、隔壁27の頂部29と平板状部24、折り返し部25、26が接合される。
【0028】
上記他方の平板状部24の押圧により、隔壁27の頂部29が変形される結果、該隔壁27の高さh2 は、熱交換媒体用流路10の高さHと同じ高さまで低減される。したがって、隔壁27の加工精度を緩和でき、そのため、隔壁27と平板状部24との接合を容易に行うことができる。また、頂部29が変形される結果、接合面積も拡大されることになるので、一層強固なろう付けが可能となる。そのため、耐圧強度の優れた熱交換器チューブを得ることができる。
【0029】
なお、本実施態様においては、平板状部23、24は1枚の平板から構成されているが、互いに別体の2枚の平板から構成してもよい。
【0030】
図7(b)は、本発明の第4実施態様に係る熱交換器用チューブの製造方法により製造される熱交換器用チューブ33を示している。熱交換器用チューブ33の平板状部23、24は、1枚の平板を2つ折りにすることにより形成されている。平板状部23、24の端部には折り返し部25、26が設けられている。また、一方の平板状部23には、該平板状部23自身を他方の平板状部24に向けて凸状に屈曲加工して形成された隔壁27が設けられている。隔壁27はチューブ33の幅方向中央部に設けられており、該隔壁27の頂部29を平板状部24に接合することにより両平板状部23、24間に形成させる熱交換媒体用流路が2つに区画されている。
【0031】
熱交換媒体用流路30、31内には、波形形状のインナーフィン32が設けられている。インナーフィン32の頂部34は、両平板状部23、24の内面側にろう付けされている。
【0032】
熱交換器用チューブ33は、以下のように製造されている。まずはじめに、上記第3実施態様と同様に両平板状部23、24を形成する。次に、両平板状部23、24間にインナーフィン32を載置して(図7(a))、さらに曲げ加工部28を折り曲げて、両折り返し部25、26を仮接合し、この状態で炉中においてろう付けする。
【0033】
本実施態様のような熱交換器用チューブの製造方法においては、インナーフィン32の高さh1 および隔壁27の高さh2 は共にチューブ33の完成後の熱交換媒体用流路30、31の高さHよりも高く形成されているので、上記第1〜第3実施態様の作用に準じて、インナーフィン32および隔壁27の加工精度を緩和でき、そのため、インナーフィン32と両平板状部23、24との組付及び、隔壁27と平板状部24との接合を容易に実現することができる。また、インナーフィン32の頂部34および隔壁27の頂部29が変形される結果、接合面積も拡大されることになるので、一層強固なろう付けが可能となる。そのため、耐圧強度に優れた熱交換器用チューブを得ることができる。
【0034】
なお、本実施態様においては、平板状部23、24は1枚の平板から構成されているが、互いに別体の2枚の平板から構成してもよい。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の熱交換器用チューブの製造方法によるときは、インナーフィン、隔壁の加工精度を緩和でき、そのため、インナーフィンおよび/または隔壁と平板状部との組付及び接合を容易に実現できる。また、インナーフィンおよび/または隔壁と平板状部との接合面積を拡大することができるので、一層強固な接合が可能になる。したがって、耐圧性に優れた熱交換器用チューブを得ることができ、該熱交換器用チューブを用いれば高性能な熱交換器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の熱交換器用チューブの製造方法により製造された熱交換器用チューブを有する熱交換器の正面図である。
【図2】本発明の第1実施態様に係る熱交換器用チューブの製造方法の各工程を示すチューブ端面図である。
【図3】図2の熱交換器用チューブ内に設けられるインナーフィンの高さの変化状態を示す、インナーフィンの概略部分端面図である。
【図4】本発明の第2実施態様に係る熱交換器用チューブの製造方法の各工程を示すチューブ端面図である。
【図5】本発明の第3実施態様に係る熱交換器用チューブの製造方法の各工程を示すチューブ端面図である。
【図6】図5の熱交換器用チューブの隔壁の高さの変化状態を示す拡大部分端面図である。
【図7】本発明の第4実施態様に係る熱交換器用チューブの製造方法の各工程を示すチューブ端面図である。
【図8】従来の熱交換器用チューブの端面図である。
【図9】図8の熱交換器用チューブ内のインナーフィンの拡大部分端面図である。
【図10】従来の別の熱交換器用チューブの端面図である。
【図11】図10の熱交換器用チューブの隔壁の拡大端面図である。
【符号の説明】
1 熱交換器
2、3 ヘッダパイプ
4、8、17、22、33 熱交換器用チューブ
5 アウターフィン
6 入口パイプ
7 出口パイプ
9、32 インナーフィン
10、30、31 熱交換媒体用流路
11、12、18、19、23、24 平板状部
13、28 曲げ加工部
14、15、20、21、25、26 折り返し部
16、29 頂部
27 隔壁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat exchanger tube and a manufacturing method thereof, and more particularly to a heat exchanger tube suitable for a vehicle heat exchanger, a manufacturing method thereof, and a heat exchanger provided with the heat exchanger tube.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a tube for a heat exchanger, those shown in FIGS. 8 and 9 are known. The
[0003]
For this reason, the height h 1 of the
[0004]
On the other hand, in the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, it is difficult to form the
[0006]
An object of the present invention is to secure good bonding properties between the inner fin or the partition wall and the flat portion of the tube while improving the processing accuracy of the inner fin or the partition wall, and improve the manufacturing workability of the tube. In addition to providing a method for manufacturing a heat exchanger tube, an object is to provide a heat exchanger tube manufactured by the manufacturing method and having excellent pressure resistance, and a high-performance heat exchanger having the heat exchanger tube.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a method for manufacturing a heat exchanger tube according to the present invention includes forming a heat exchange medium flow path between two opposing flat plate-like portions, and forming a corrugated inner fin in the flow path. In the method of manufacturing a heat exchanger tube in which the corrugated tops are joined to the two flat plate portions, the corrugated height is higher between the flat plate portions than the height of the flow path for the heat exchange medium after the tube is completed. After the inner fin is disposed, the inner fin is pressed between the two plate-like portions, and the corrugated top portion of the inner fin is pressed and deformed.
[0008]
In the central portion of the one flat plate portion in the tube width direction, the one flat plate portion itself is bent into a convex shape toward the other flat plate portion, thereby dividing the inside of the heat exchange medium flow path. A partition wall can also be formed.
[0009]
The partition wall may be formed higher than the height of the heat exchange medium flow path after the tube is completed, and the top of the partition wall may be pressed and deformed by the other flat plate portion.
[0011]
Inner fins can be disposed between the two plate-like portions. The inner fin can also be formed in a corrugated shape. And the height of the corrugation can be formed higher than the height of the heat exchange medium flow path after the tube is completed, and the inner fin can be pressed between the two plate-like parts and the top of the inner fin can be pressed to be deformed. It is.
[0012]
Both flat plate portions in the present invention can be formed by folding one flat plate in half. Moreover, both flat plate-like parts can also be formed from two separate flat plates.
[0013]
The heat exchanger tube manufactured by the method for manufacturing a heat exchanger tube according to the present invention can be applied to, for example, a type of heat exchanger in which tubes and fins are alternately arranged. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to other types of heat exchangers.
[0014]
In the method for manufacturing a heat exchanger tube as described above, the corrugated top portion of the inner fin is pressed and deformed in a state where the corrugated inner fin is pressed between both flat plate-like portions. Accordingly, the corrugated height of the inner fin is finally reduced to the same height as the heat exchange medium flow path, so that the processing accuracy of the inner fin can be relaxed. Assembling with the shaped part can be facilitated. In addition, the corrugated top of the inner fin is slightly expanded in the tube width direction due to the above-described pressure, so that the joining area between the corrugated top of the inner fin and both flat plate portions can be increased compared to the conventional case. Further, it is possible to realize a better bonding state between the two. Therefore, it is possible to provide a heat exchanger tube having excellent pressure strength.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a heat exchanger having a heat exchanger tube manufactured by the method for manufacturing a heat exchanger tube of the present invention. The heat exchanger 1 includes a pair of
[0017]
The heat exchanger tube 4 of the heat exchanger 1 is manufactured by the heat exchanger tube manufacturing method according to the present invention. FIGS. 2B and 3 show a
[0018]
The
[0019]
Then, the
[0020]
As a result of the pressure between the
[0021]
Further, since the
[0022]
FIG.4 (b) has shown the
[0023]
The
[0024]
Then, the
[0025]
As a result of the pressure between the
[0026]
FIG.5 (b) has shown the
[0027]
The
[0028]
By pressing the other of the
[0029]
In the present embodiment, the flat plate-
[0030]
FIG.7 (b) has shown the
[0031]
In the heat exchange
[0032]
The
[0033]
In the method of manufacturing a heat exchanger tube as in this embodiment, the height h 1 of the
[0034]
In the present embodiment, the flat plate-
[0035]
【The invention's effect】
As described above, when the method for manufacturing a heat exchanger tube according to the present invention is used, the processing accuracy of the inner fin and the partition can be relaxed, and therefore, the assembly and joining of the inner fin and / or the partition and the flat plate portion can be performed. It can be easily realized. In addition, since the bonding area between the inner fin and / or the partition wall and the flat plate-like portion can be increased, stronger bonding can be achieved. Therefore, a heat exchanger tube having excellent pressure resistance can be obtained, and a high-performance heat exchanger can be obtained by using the heat exchanger tube.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a heat exchanger having a heat exchanger tube manufactured by the method for manufacturing a heat exchanger tube of the present invention.
FIG. 2 is a tube end view showing each step of the method for manufacturing a heat exchanger tube according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic partial end view of the inner fin, showing a change in the height of the inner fin provided in the heat exchanger tube of FIG. 2;
FIG. 4 is a tube end view showing each step of a method of manufacturing a heat exchanger tube according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a tube end view showing each step of a method of manufacturing a heat exchanger tube according to a third embodiment of the present invention.
6 is an enlarged partial end view showing a change in the height of the partition wall of the heat exchanger tube of FIG. 5;
FIG. 7 is a tube end view showing each step of a method of manufacturing a heat exchanger tube according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an end view of a conventional heat exchanger tube.
9 is an enlarged partial end view of an inner fin in the heat exchanger tube of FIG. 8. FIG.
FIG. 10 is an end view of another conventional heat exchanger tube.
11 is an enlarged end view of a partition wall of the heat exchanger tube of FIG. 10;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
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