JP3974406B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各１つの連続した長手方向のスロット（溝）を備えた少なくとも２つのＣ形横断面の集合管と、集合管の長手方向のスロットに差し込まれる偏平管とを有する熱交換器・管ブロックに関する。この種の管ブロックは例えば自動車空調装置内で熱交換器用に使用される。
【０００２】
【従来の技術】
公開公報ＤＥ１９８４６２６７Ａ１に述べられたこのような熱交換器・管ブロックは直線状偏平管の積重ね体を含み、偏平管は２つのヘッダの各１つの長手溝に末端が差し込まれており、ヘッダは相反する２つのブロック側面に沿って平行に配置されている。ヘッダは、フライス加工等によって連続長手溝が設けられる各素管から、または各帯板を希望するＣ形横断面形状に円形曲げ加工することによって、作製しておくことができる。正面側成端部としてヘッダの当該正面に杯形スリーブが嵌着されており、このスリーブは一方でその底によってヘッダを軸方向で施蓋し、他方で相応する側壁領域でもって長手溝のうち場合によっては、差し込まれた偏平管端でまだ塞がれてはいない空いた部分を半径方向で施蓋する。
【０００３】
特定の応用事例では複数のヘッダが密に並べて配置される。公開公報ＤＥ１９７２９４９７Ａ１が開示する蒸発器・管ブロックは蛇行偏平管を有し、偏平管はそれらの末端が共通の接続管に挿嵌されており、この接続管は相隣接する２つの平行なヘッダを一体な構成要素として含み、通常どおり一方のヘッダは本来のヘッダ通路として機能し、他方のヘッダは分配管通路として機能する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の技術的課題は、比較的僅かな支出で所要の流体密封性および耐圧性を備えて製造することのできる新規な熱交換器・管ブロックを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この課題を、請求項１の特徴を有する熱交換器・管ブロックを提供することによって解決する。本発明による管ブロックは成端板要素を含み、この成端板要素は複数のＣ形穴を有し、かつ少なくとも２つの集合管、例えばヘッダ（以下、ヘッダを例にして説明する）の端面に嵌着されており、これらヘッダのそれぞれが穴の各１つに流体密封性に挿嵌されている。Ｃ形ヘッダ横断面に適合した穴のＣ形輪郭は、成端板要素がヘッダに嵌着されかつその際に各ヘッダが付属の穴に挿通されることによって、穴へのヘッダの流体密封挿嵌を問題なく可能とする。これにより、ヘッダと穴縁との間に残る隙間は例えばろう付けによって流体密封状態に閉鎖される。
【０００６】
ヘッダは連続長手溝を有するので、希望する場合、管の切削加工なしに平らな素材から曲げ加工のみによって作製することができる。
【０００７】
請求項２によって展開された熱交換器・管ブロックは他の成端板要素を含み、この成端板要素は各ヘッダを挿嵌するための複数の穴を有し、かつ少なくとも２つのヘッダの他の端面に嵌着されており、穴は差し通されたヘッダの内側流れ断面を少なくとも部分的に開放する。
【０００８】
本発明の有利な１実施形態が図面に示してあり、以下に述べられる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に示す管／フィンブロックは例えば自動車空調装置の蒸発器用に使用可能であり、炭酸ガスを冷媒として作動する設備用に必要とされる耐圧性を備えて問題なく設計することができる。管／フィンブロックは偏平管蛇行形式のものであり、２つの蛇行多室偏平管１、２を含む。偏平管は２つの横方向の成端板３、４の間に並べて配置されている。偏平管１、２の個々の蛇行捩れの間に通常どおり伝熱波形フィン５が取付けられている。
【００１０】
ブロック長手中央領域で両方の蛇行偏平管１、２はそれらの内端部１ａ、２ａを接触させて隣り合っている。両方の隣接する偏平管端部１ａ、２ａは図１の上側ブロック側面でＣ形横断面の第１ヘッダ６に通じている。両方の蛇行偏平管１、２の他の外側端部１ｂ、２ｂは上側ブロック側面から引き出され、第１直角曲折部によって内向きに接近し、ブロック長手中央領域で第２曲折部によって下方に案内され、Ｃ形横断面の第２ヘッダ７に挿嵌されている。第２ヘッダは第１ヘッダ６から上に僅かな距離でこれと平行に配置されている。
【００１１】
特に図２から明らかとなるように、蛇行偏平管１、２の両方の外側端部１ｂ、２ｂは、両方の内側端部１ａ、２ａが接触して隣り合って下から下側ヘッダ６に挿嵌されているのと同様に、それらの曲折端を接触させて上から上側ヘッダ７に挿嵌されている。密封ろう接を目的に、ヘッダ６、７に差し込まれた隣接する偏平管端の間にそれぞれろう箔８、９が挿入されている。
【００１２】
偏平管端を受容するためにヘッダ６、７は各１つの連続した長手方向のスロットすなわち溝１０、１１を有する。両方のヘッダ６、７がロール成形加工によって各１つの平らな帯板から作製され、この帯板が希望するＣ形横断面形状へと曲げられて各連続した長手方向のスロット（溝）１０、１１を残すことによって、長手方向のスロット（溝）は製造技術上ごく簡単に切削加工なしに実現することができる。そのことから作業経過が節約され、しかも、切屑がヘッダ内部に達して後の運転時に冷凍サイクルの閉塞を生じ得る危険が防止される。好ましくはろう材で被覆された材料がヘッダ６、７用に使用される。
【００１３】
特に図３の断面図から明らかとなるように、両方のヘッダ正面のそれぞれに各１つの成端板要素１２、１３が設けられており、図示実施例では成端板要素が８字形穿孔板片として実現されている。図４と図５は両方の成端板片１２、１３を詳細図で示す。これから認めることができるように、成端板片は異なる目的を果すために異なる態様に穿孔されている。
【００１４】
図４に示す一方の成端板片１２は２つのＣ形差通し穴１４、１５を備えており、差通し穴はヘッダ６，７のＣ形横断面輪郭に一致し、また相互位置において両方のヘッダ６、７の相対位置に一致している。この第１成端板片１２はこうして軸方向流体密封成端要素として役立つ。このため、両方の平行に重なり合ったヘッダ６、７の図３で右側の正面にこの成端板片はヘッダ６、７に差し込まれた偏平管端に横から当接するまで嵌着され、ヘッダ６、７は同じ横断面輪郭の差通し穴１４、１５に挿通される。
【００１５】
反対側でも同様に他の成端板片１３が、やはり図３に認めることができるように、ヘッダ６、７に挿嵌された偏平管端に横から当接するまで両方のヘッダ６、７に嵌着される。この第２成端板片１３は、図５から認めることができるように、第１成端板片１２のＣ形差通し穴１４、１５とは異なり、両方の隣接するヘッダ６、７のそれぞれのために各１つの円形差通し穴１６、１７を有し、差通し穴の直径はヘッダ６、７の外径にほぼ一致している。これによりヘッダ６、７は成端板片１３を嵌着するとそれぞれ付属する円形差通し穴１６、１７に挿通される。
【００１６】
これらの差通し穴１６、１７に挿通される両方のヘッダ６、７の正面端に、図３に示すように、末端側で拡管された各１つの接続管１８、１９が軸方向で嵌着されている。接続管１８、１９はそれらの正面端が成端板片１３に突合せ接合されている。この成端板片はそれ自身、ヘッダ６、７に挿嵌された偏平管端に突合せ接合で当接する。この突合せ接合は、管ブロック複合体全体が密封ろう付けされるろう付け過程のときろうで流体密封性に充填される。他の成端板片１２と一方でヘッダ６、７、他方でこれに差し込まれる偏平管端との流体密封接合にも同じことが云える。このため成端板片１２、１３も好ましくはろう材で被覆された材料からなる。
【００１７】
図４に示す成端板片１２の穴がヘッダ６、７のＣ形横断面輪郭に一致している結果、成端板片はＣ形差通し穴１４、１５によって取り囲まれたその両方の内側領域１２ａ、１２ｂでヘッダ６、７の内側流れ断面を完全に閉鎖することになる。すなわちこの成端板片は、両方のヘッダ６、７の図３で右側正面を流体密封性に成端する軸方向閉鎖要素として働く。
【００１８】
これとは異なり、他の成端板片１３はその円形差通し穴１６、１７が両方のヘッダ６、７の内側流れ断面を開放し、図３で左側の相応する接続側では両方の接続管１８、１９のそれぞれと付属するヘッダ６、７との支障のない流体接続が与えられている。他方で、両方の蛇行偏平管１、２の平行な室が各ヘッダ６、７と流体接続されている。こうして、使用される冷媒は一方の接続管と付属するヘッダとを介して両方の蛇行偏平管１、２に平行に分配することができ、そこで冷媒は管ブロック内で、選択された接続方向に応じて内から外または外から内へと流れ、次に他方のヘッダ内に再び集められ、他の接続管を介して排出される。
【００１９】
好ましい実施例についての上記説明から明らかとなるように、本発明による熱交換器・管ブロックは比較的僅かな支出で製造することができる。これに寄与する点として特にヘッダは連続した長手方向の溝（スロット）を有する。これは、軸方向で公差に留意する必要がないので、製造技術上簡単に実現可能であり、また偏平管端の挿嵌をごく簡単なものとする。軸方向成端は、有利には、偏平管端をヘッダの長手溝に挿嵌後にヘッダに嵌着することのできる両方の成端板要素によって行われる。
【００２０】
自明のことであるが、本発明による熱交換器・管ブロックは自動車空調装置の蒸発器用に適しているだけでなく、複数のヘッダとそれに差し込まれる偏平管とを備えた管ブロック構造の任意の他の熱交換器用にも適している。本発明の図示しない他の実施形態では直線状偏平管を備えた管ブロックを設けておくことができ、および／または２つを超える平行なヘッダを設けておくことができ、その際、図４の成端板片１２に機能上一致する少なくとも１つの軸方向で密封された成端板要素が軸方向密封を目的に２つまたは場合によってはそれ以上のこれらのヘッダに嵌着されている。他の選択的実施形態では、図５の成端板片１３の場合のようにヘッダの内側流れ断面が少なくとも部分的に開放される形式の成端板要素は、従来の相応する他の接続構造がヘッダ接続側で選択される場合省くことができる。さらに、受容すべきヘッダの数に応じて成端板要素が、ヘッダ流れ断面を閉鎖する形式または開放する形式の適宜数の差通し穴を備えていることは自明である。本発明による他の実施形態はブロック奥行方向で図１の図示平面に直角に前後に配置される図１に示す種類の複数の管ブロックユニットを含み、両方のヘッダはブロック奥行全体にわたって延び、前後する管ブロックユニットによって一緒に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ２つの隣接するヘッダを備えた偏平管蛇行方式の蒸発器・管ブロックの平面図である。
【図２】 図１のヘッダ領域部分の細部断面図である。
【図３】 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】 図１〜図３の管ブロック内で使用される第１成端板要素の平面図である。
【図５】 図１〜図３の管ブロック内で使用される第２成端板要素の平面図である。
【符号の説明】
１、２ 偏平管
３、４ 横方向成端板
５ 伝熱波形フィン
６、７ ヘッダ（集合管）
１０、１１ 連続した長手方向の溝（スロット）
１２、１３ 成端板片
１６、１７ 円形差通し穴
１８、１９ 接続管

Claims (2)

1. Ｃ形の横断面を有する少なくとも２つの集合管（６、７）を設け、各集合管が、連続した長手方向のスロット（１０、１１）を有し、
   偏平管（１、２）が、それらの集合管の長手方向のスロットの中に差し込まれている、
   熱交換器・管ブロックにおいて、
   成端板要素（１２）が、複数のＣ形穴（１４、１５）を有し、かつ、前記少なくとも２つの集合管の一方の端面に嵌着されており、各集合管が、複数のＣ形穴の１つに流体密封状態で装着されていることを特徴とする、熱交換器・管ブロック。
2. さらに、他の成端板要素（１３）が前記少なくとも２つの集合管（６、７）の他方の端面に嵌着されており、かつ、この成端板要素が各集合管を挿嵌するための穴（１６、１７）を有し、これらの穴が集合管の内側の流れ断面を少なくとも一部開放していることを特徴とする、請求項１記載の熱交換器・管ブロック。

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