JP3894079B2

JP3894079B2 - 熱交換器のヘッダと配管との接続構造

Info

Publication number: JP3894079B2
Application number: JP2002270365A
Authority: JP
Inventors: 吉治梶川
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-09-17
Filing date: 2002-09-17
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2022-09-17
Also published as: JP2004108638A; DE10342809A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンデンサ、エバポレータ、ヒータコア、ラジエータ等の熱交換器のヘッダと熱交換流体の導入・排出に用いられる配管との接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に積層型熱交換器は、複数のチューブとフィンとが交互に積層され、これらの積層されたチューブの一端側に入口側ヘッダが、他端側に出口側ヘッダが連通接続されている。これらの各ヘッダの上下（又は左右）の開口は、盲キャップにより閉塞され、一方の入口側ヘッダの適所には熱交換流体を導入する流入口が、他方の出口側ヘッダの適所には熱交換流体を排出する流出口が設けられ、必要に応じてこれら流出入口の間で、熱交換流体が複数回蛇行して流れるように、両ヘッダの所要個所にヘッダ内を区切る仕切板が配設されている。また、両ヘッダに設けられた流出入口には、一般にコネクタを介して熱交換流体を導入もしくは排出する配管が取り付けられている。
【０００３】
このような積層型熱交換器においては、加工が容易で生産性の向上を図ることができる分割タイプのヘッダを使用する場合がある。この分割タイプのヘッダ１は、図４に示されるようにチューブ２に結合する側の断面略半円形状のプレートヘッダ１Ａとチューブ２に結合しない側の断面略半円形状のタンクヘッダ１Ｂとを組み合わせて略筒状に形成される。このような分割タイプのヘッダ１において、配管３との接続に前方取り出し（図４の縦断面図の左右方向）接続構造を採用したい場合、従来においては図４に示されるように、取り付け易さとろう付性を考慮してヘッダ１の配管３と連通する開口１１の周辺部を少し潰して平面を出し、そこに同じ大きさの開口４１が設けられたコネクタ４の平面とろう付け固定していた。
【０００４】
しかしながら、この従来の分割タイプのヘッダの配管との接続構造においては、図４に示されるようにコネクタ４の高さがヘッダ１の面より突出し、デッドスペースＬが生じるという問題があった。
【０００５】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【特許文献１】
特開平９−２６４６９７号公報（第３頁、図２，３，４）
【特許文献２】
特開平１１−１１８３８５号公報（第３〜５頁、図３〜６）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、分割タイプのヘッダにおいて、デッドスペース無しに配管の前方取り出し接続構造が実現でき、かつ仮止め性、ろう付性及び耐圧強度を向上させることができる熱交換器のヘッダと配管との接続構造を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の熱交換器のヘッダと配管との接続構造を提供する。
請求項１に記載の熱交換器のヘッダと配管との接続構造は、熱交換器のヘッダがプレートヘッダとタンクヘッダとの組み合わせによって筒状に形成され、このヘッダの組み合わせ部分に形成された矩形状の穴に、ヘッダの外周面と同じ曲率の円弧面を有するフランジ部と、外形が穴と略同じ大きさの矩形状の挿入部とを有する配管接続用のコネクタの挿入部を挿入して、ろう付けしたものであり、これにより、分割タイプのヘッダにおいて配管との接続に前方取り出し接続構造を採用したい場合であっても、デッドスペースＬを生じることなく熱交換器のヘッドに配管を接続できるようになる。
【０００８】
また、上記構成の該接続構造では、コネクタにヘッダの外周面と同じ曲率の円弧曲面を有するフランジ部が形成されているので、ヘッダとコネクタのろう付け面が確保でき、両者の接合強度、耐圧強度を向上させることができる。
更に、上記構成の該接続構造では、ヘッダの穴が矩形状で、この穴に挿入されるコネクタの挿入部の外形も、穴と略同じ大きさの矩形状に形成されているので、これにより、コネクタがヘッダに対して確実に位置決めできる。
【０００９】
請求項２の該接続構造は、コネクタの挿入部に形成される透孔の断面を矩形状にしたものであり、これにより、透孔の左右を容易に拡げることができ、ヘッダの穴の内面に密着させることができる。
請求項３の該接続構造は、ろう付け前に、コネクタの挿入部の透孔の左右の壁面を拡げてヘッダの穴にコネクタを仮固定したものである。透孔が断面矩形状であるために、透孔を拡大し易く、コネクタのヘッダへの仮固定が容易に行える。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態の熱交換器のヘッダと配管との接続構造について説明する。図１は、本発明の熱交換器のヘッダと配管との接続構造の分解図である。図２は、この接続構造の縦断面図とII−II線断面図である。本発明の熱交換器は、複数の扁平状のチューブ２と波状のフィン（コルゲートフィン）４とが交互に積層され、これらの積層されたチューブ２の両端側にはヘッダ１（図面においては、片側のヘッダ１のみが示されている）が連通接続され、各ヘッダの両端の開口がキャップ（図示せず）により閉塞されて、これらが一体ろう付けされている。なお、チューブ２とフィン４との積層体の両側面には、チューブ２とフィン４とを補強するために、断面コ字状のサイドプレート５（片側のみ図示）が両ヘッダ１間にわたって配設されている。
【００１１】
扁平状のチューブ２は、アルミニウム材を押出成形したものや、インナーフィンをチューブ２内に挿入して、各々を一体にろう付けしたものが使用され、いずれも内部に複数の流体流路が形成されている。フィン４は、薄いアルミニウム板を波状に加工したローラ成形品であり、その表面には、例えば熱交換効率を高めるためのルーバ（図示せず）が形成されている。
【００１２】
ヘッダ１は、その長手方向に２分割され、その内側を成すプレートヘッダ１Ａと外側を成すタンクヘッダ１Ｂとを組み合わせて、筒状に形成されている。これらのプレートヘッダ１Ａとタンクヘッダ１Ｂとは、一般にろう材がクラッドされたアルミニウムのプレス成型品である。プレートヘッダ１Ａは、断面略半円形状又は略コ字状である桶状に形成され、その長手方向に間隔をあけて各チューブ２の端部が挿入されて、接続される長孔がバーリング加工により形成されている。タンクヘッダ１Ｂも、断面略半円形状又は略コ字状の桶状に形成され、その周方向の両端部には、プレートヘッダ１Ａの端部を包み込む段差部１１が形成されている。これにより、プレートヘッダ１Ａとタンクヘッダ１Ｂとを組み合わせて、ろう付けする際のろう付け面が確保される。
【００１３】
ヘッダ１のプレートヘッダ１Ａとタンクヘッダ１Ｂとの組み合わせ部分には、段差部１１を部分的に切除するようにして、後述するコネクタ６を接続するための矩形状の穴１２が形成されている。即ち、この矩形状の穴１２は、ヘッダ１の開口端から同位置に形成された、プレートヘッダ１Ａの端部に形成されたコ字状切欠き１２Ａとタンクヘッダ１Ｂの端部に形成されるコ字状切欠き１２Ｂとを組み合わせることによって形成される。なお、この穴１２の形状は、円形又は長円形にすることも可能である。
【００１４】
ヘッダ１と熱交換流体の導入又は排出用の配管３との間に介在するコネクタ６は、配管取付側部分６１とヘッダ取付側部分６２とが一体形成されている。ヘッダ取付側部分６２には、ヘッダ１の矩形状の穴１２と略同じ外形形状をしていて、この穴１２に挿入される挿入部分６３と、この挿入部分６３の基部から外方に（図面の上方向及び下方向）突出し、ヘッダ１の外周面と同じ曲率の円弧面６４ａをもつフランジ部６４とが形成されている。また、このヘッダ取付側部分６２には、断面略矩形状の透孔６５が穿設されている。配管取付側部分６１は、ヘッダ取付側部分６４よりも大きめに形成されていて、その略中央部に配管３を取り付けるための凹部６６が形成されている。この凹部６６は、透孔６５と連通している。したがって、コネクタ６には、配管３とヘッダ１とを連通する凹部６６と透孔６５とで構成される貫通孔が形成されている。
【００１５】
なお、コネクタ６の挿入部分６３の外形形状は、矩形以外の形状も採用可能であるが、いずれにしてもヘッダ１の穴１２の形状に合わせる必要がある。同様にして、透孔６５の断面形状も矩形以外に円形、長円形等を採用可能である。また、凹部６６の形状も配管３が挿入されるように、配管３の外形形状に合わせて形成されている。
【００１６】
このコネクタ６は、ヘッダ１の穴１２に挿入部分６３を挿入して、フランジ部６４の円弧面６４ａをヘッダ１の外周面に当接した後に、ヘッダ１にろう付けされる。なお、ろう付け前に挿入部分６３の矩形状断面の透孔６５を左右の壁面を拡げることにより、コネクタ６をヘッダ１にしっかりと仮固定できるのでろう付け作業が容易に行える。この場合、フランジ部６４の円弧面６４ａがろう付け面として確保できるので、コネクタ６をヘッダ１に強固に固着することができる。また、穴１２と挿入部分６３の外形が矩形状に形成されている場合は、ヘッダ１の穴１２に対してコネクタ６が回動することがなく、コネクタ６の位置決めが容易である。
【００１７】
図３は、別の実施形態を示すヘッダの斜視図である。この別の実施形態では、コネクタ６を接続するための、ヘッダ１に形成される矩形状の穴１２は、タンクヘッダ１Ｂの端部に形成されるコ字状の切欠き１２Ｂのみによって形成され、プレートヘッダ１Ａ側には何の加工を施す必要もない。したがって、矩形状の穴１２の一辺は、プレートヘッダ１Ａの端部に相当する。この場合においては、先の実施形態のようにタンクヘッダ１Ｂ側の切欠き１２Ｂの位置をプレートヘッダ１Ａ側の切欠き１２Ａの位置とを合わせる必要がないため、加工が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の熱交換器のヘッダと配管との接続構造の分解斜視図である。
【図２】本発明の熱交換器のヘッダと配管との接続構造の縦断面図とII−II線断面図である。
【図３】本発明の別の実施形態を示すヘッダの斜視図である。
【図４】従来の熱交換器のヘッダと配管との接続構造の縦断面図とIV−IV線断面図である。
【符号の説明】
１…ヘッダ
１Ａ…プレートヘッダ
１Ｂ…タンクヘッダ
１１…段差部
１２…穴
２…チューブ
３…配管
４…フィン
６…コネクタ
６１…配管取付側部分
６２…ヘッダ取付側部分
６３…挿入部分
６４…フランジ部
６４ａ…円弧面
６５…透孔
６６…凹部

Claims

複数のチューブとフィンとが交互に積層され、これら積層されたチューブの両端にヘッダが連通接続される熱交換器の前記ヘッダに、熱交換流体の導入・排出用の配管を接続する熱交換器のヘッダと配管との接続構造において、
前記ヘッダが、前記チューブに接続されるプレートヘッダと前記チューブに接続されないタンクヘッダとを組み合わせて、筒状に形成されていると共に、前記プレートヘッダと前記タンクヘッダとの組み合わせ部分に矩形状の穴が形成されており、また
前記ヘッダと前記配管とを連通接続するコネクタには、前記ヘッダの外周面と同じ曲率の円弧面を有するフランジ部と、前記ヘッダの前記穴に挿入される挿入部とが形成されていて、前記挿入部の外形が前記穴と略同じ大きさの矩形状に形成されており、
前記ヘッダの前記穴に前記コネクタの前記挿入部が挿入され、前記ヘッダに前記コネクタがろう付けされることを特徴とする熱交換器のヘッダと配管との接続構造。
前記コネクタの前記挿入部に形成される透孔が、断面矩形状であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器のヘッダと配管との接続構造。
前記コネクタのろう付け前に、前記挿入部の矩形状透孔の左右の壁面を拡げることで前記ヘッダの穴に前記コネクタを仮固定することを特徴とする請求項２に記載の熱交換器のヘッダと配管との接続構造。