JP4180713B2 - 熱交換器 - Google Patents
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- F28F9/02—Header boxes; End plates
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対のヘッダパイプに複数の扁平チューブを挿入し、両ヘッダパイプを互いに連通した熱交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、自動車用熱交換器、とくに蒸発器や凝縮器、ヒータコア等に用いられる熱交換器としては、図1に示すようなものが知られている。なお、熱交換器の外観を表した図1は、後述の本発明の説明においても共通に使用する。図1において、1は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、該ヘッダパイプ2、3を連通する複数の扁平チューブ10と、該扁平チューブ10の間に設けられたフィン5とを有している。ヘッダパイプ2には、熱交換器1内部へ熱交換媒体(たとえば、冷媒)を導入するための導入パイプ6、および熱交換器1から外部へ熱交換媒体を導出するための導出パイプ7が接続されている。
【0003】
上記のような熱交換器においては、上記各部材を仮組みした状態(アセンブリ状態)にし、炉中において一括ろう付けすることにより各部材がろう付けされるようになっている。たとえば、ヘッダパイプ2、3と扁平チューブ10についてみれば、ヘッダパイプ2、3には、図8に示すようにチューブ挿入孔8、9が設けられており、扁平チューブ10の端部を孔8、9からヘッダパイプ2、3内へ挿入し、この状態でろう付けにすることにより、扁平チューブ10の外周面とチューブ挿入孔8、9の内周縁がろう付けされ、ヘッダパイプ2、3に扁平チューブ10がろう付けされるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ヘッダパイプ2、3に設けられるチューブ挿入孔8、9の内周縁は、扁平チューブ10とのろう付け性を良好に保ち漏れを防止する観点から、扁平チューブ10の外周縁と略同一の大きさに形成されているので、扁平チューブ10のヘッダパイプ2、3内への挿入作業性が低下するおそれがある。なお、このような問題点を解消するために、たとえば扁平チューブの端部に縮径部を設けるような提案(実用新案登録第2506076号)もなされているが、扁平チューブの端部に縮径部を設けたのでは、流路断面積が縮小され圧力損失の増大を招くおそれがある。
【0005】
本発明の課題は、ヘッダパイプへの扁平チューブの挿入作業性、位置決め精度を向上して良好なろう付け性を確保し、漏れ等のおそれのない高品質の熱交換器を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の熱交換器は、一対のヘッダパイプと、該ヘッダパイプに設けられたチューブ挿入孔に挿入され両ヘッダパイプを互いに連通する複数の扁平チューブとを有する熱交換器において、前記扁平チューブの端部に、該扁平チューブの幅方向の寸法を小さくするとともに、該扁平チューブのヘッダパイプ内への挿入代を規制する切り欠きを、複数配列された扁平チューブにおいて、扁平チューブの幅方向の一端側と他端側とに交互に設けたことを特徴とするものからなる。
【0007】
上記扁平チューブは、たとえば1枚の板を折り曲げ加工して端部を接合して形成することができる。この場合、上記切り欠きは、接合部に設けられることが好ましい。
【0008】
また、上記扁平チューブは、2枚の板の端部同士を互いに接合して形成することもできる。この場合、上記切り欠きは、少なくとも一方の接合部に設ければ本発明の目的を達成することができる。
【0009】
上記切り欠きのヘッダパイプ外周面への当接面は、該ヘッダパイプの外周面に沿う形状に形成されていることが好ましい。上記当接面をヘッダパイプの外周面に沿う形状に形成すれば、当接面と外周面とが良好な状態で当接されるので、該部分におけるろう付け性を向上できる。
【0010】
また、上記切り欠きは、複数配列された扁平チューブにおいて、扁平チューブの幅方向の一端側と、他端側とに交互に設けられる。たとえば、上記のように1枚の板を折り曲げて扁平チューブを形成して接合部に切り欠きを設けた場合には、扁平チューブの接合部側と反接合部側において放熱特性に差が生じるおそれがあるが、上記のように切り欠きが交互になるように扁平チューブを配列すれば、熱交換用空気の入口部側、出口部側に略同数の接合部が存在することになるので、複数の扁平チューブにより構成される熱交換器の熱交換部における放熱特性を熱交換用空気の入口部側、出口部側において平均化することができるので、温度分布の発生を防止することができる。
【0011】
上記のような熱交換器によるときは、扁平チューブの端部には幅方向の寸法を小さくするとともに、該チューブのヘッダパイプ内への挿入代を規制する切り欠きが設けられている。つまり、扁平チューブの端部、すなわち扁平チューブのヘッダパイプ内への挿入部の幅方向の寸法が、ヘッダパイプのチューブ挿入孔の幅方向の寸法よりも小さくなるので、扁平チューブの挿入作業性を向上できる。また、扁平チューブの上記挿入部以外の部分は、チューブ挿入孔の幅方向の寸法と同等あるいはそれよりも大きく設定することができるので、ヘッダパイプに対する扁平チューブの挿入代を規制できるとともに、扁平チューブとヘッダパイプとのろう付け性が向上し気密性を確保できる。また、扁平チューブの端部には従来品のように流路断面積を縮小するような縮径部は設けられていないので、圧力損失増大のおそれも解消される。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の熱交換器の望ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。
まず、熱交換器1の外観構造については、図1に示した従来構造と略同じであるが、本発明においては、扁平チューブの端部に切り欠きが設けられている。
【0013】
図2ないし図5は、本発明の第1実施態様に係る熱交換器1の扁平チューブ4を示している。扁平チューブ4の端部には、該扁平チューブ4の幅方向の寸法を小さくするとともに、該扁平チューブのヘッダパイプ2、3内への挿入代を規制する切り欠き11が設けられている。本実施態様においては、扁平チューブ4は1枚の板を折り曲げ加工して該板の端部を接合したものからなっており、切り欠き11は接合部12に設けられている。
【0014】
そして、扁平チューブ4の端部が、ヘッダパイプ2、3のチューブ挿入孔8、9から挿入された際には、切り欠き11のヘッダパイプ外周面との当接面13がヘッダパイプ2、3の外周面に当接することにより扁平チューブ4の挿入代が所定量に規制されるようになっている。当接面13は、図2、図4に示すようにヘッダパイプ2、3の外周面に沿う形状に形成されている。扁平チューブ4内には、インナーフィン14が挿入されている。
【0015】
また、本実施態様においては、扁平チューブ4のヘッダパイプ2、3内への挿入部の幅方向の寸法lよりも、チューブ挿入孔8、9の幅方向の寸法mの方が若干大きく設定されている。また、ヘッダパイプ2、3のチューブ挿入孔8、9は図5に示すように設けられている。つまり、切り欠き11が、複数配列された扁平チューブ4において、扁平チューブ4の幅方向の一端側と他端側とに交互に設けられるような方向性をもって孔8、9が穿設されている。
【0016】
本実施態様のような熱交換器においては、扁平チューブ4の端部には幅方向の寸法を小さくするとともに、該チューブ4のヘッダパイプ2、3内への挿入代を規制する切り欠き11が設けられている。したがって、扁平チューブ4の上記寸法lが、チューブ挿入孔8、9の上記寸法mよりも小さくなり、扁平チューブの挿入作業性を向上できる。また、扁平パイプ4の当接面13がヘッダパイプ2、3の外周面と当接することにより、扁平パイプ4のヘッダパイプ2、3内への挿入代が所定量に規制されるとともに、孔8、9が完全に閉塞されるので、扁平チューブ4の挿入作業を容易化しつつ、ヘッダパイプ2、3に対する扁平チューブ4の位置決め精度、ひいてはろう付け性を向上でき、漏れ等のおそれのない高品質の熱交換器を得ることができる。
【0017】
また、本実施態様においては、切り欠き11の当接面13がヘッダパイプ2、3の外周面に沿う形状に形成されているので、当接面13がヘッダパイプ2、3の外周面に確実に当接し両者のろう付け性を向上することができる。
【0018】
さらに、本実施態様においては、扁平チューブ4の接合部12に設けられる切り欠き11が、複数配列された扁平チューブ4において、扁平チューブ4の幅方向の一端側と他端側とに交互に設けられている。つまり、ある1つの扁平チューブ4の接合部12が熱交換用空気の入口側にある場合には、該1つの扁平チューブ4に隣接する扁平チューブ4の接合部12は熱交換用空気の出口側になるように複数の扁平チューブ4が配列されている。したがって、扁平チューブ4のうち放熱特性の優れた接合部12が、熱交換用空気の入口側、出口側において略同数存在するような配列状態が実現されるので、熱交換用空気の温度分布を解消することができる。
【0019】
図6は、本発明の第2実施態様に係る熱交換器の扁平チューブ15を示している。扁平チューブ15は、1枚の板の両側を内面側に向けて折り返して折返部16、17を形成した後、上記1枚の板を折り曲げて両折返部16、17を接合したものからなっている。折返部16、17の接合部18には、切り欠き19が設けられている。チューブ15内にはインナーフィン21が挿入されている。
【0020】
切り欠き19は、扁平チューブ15の幅方向の寸法を小さくするとともに、ヘッダパイプ2、3内への扁平チューブ15の挿入代を規制する機能を有している。また、切り欠き19のヘッダパイプ外周面への当接面20は、ヘッダパイプ2、3の外周面に沿う形状に形成されている。
【0021】
また、ヘッダパイプ2、3のチューブ挿入孔8、9の幅方向の寸法と、扁平チューブ15の挿入部の幅方向の寸法とは上記第1実施態様の場合と同様の関係が成立するようになっている。
【0022】
また、本実施態様においては、切り欠き19が、複数配列された扁平チューブ15において、扁平チューブ15の幅方向の一端側と他端側とに交互に設けられている。
【0023】
本実施態様においても、扁平チューブ15には切り欠き19が設けられているので、扁平チューブ15のヘッダパイプ2、3に対する挿入作業性、ろう付け性を向上することができる。また、切り欠き19に対して上記の方向性を付与するように扁平チューブ15が配列されているので、温度分布を解消することができる。
【0024】
図7は、本発明の第3実施態様に係る熱交換器の扁平チューブ22を示している。本実施態様においては、扁平チューブ22は2枚の板材23、24を接合したものから形成されている。より具体的には、板材23、24の両端を内面側に折り返して折返部25、26、27、28を形成した後に折返部を接合して扁平チューブ22が形成されるようになっている。接合部29、30には、切り欠き31、32が設けられている。また、切り欠き31、32のヘッダパイプ外周面への当接面33、34はヘッダパイプ2、3の外周面に沿う形状に形成されている。扁平チューブ22内にはインナーフィン35が挿入されている。
【0025】
本実施態様においても、扁平チューブ22の端部には幅方向の寸法を小さくするとともに、該扁平チューブ22のヘッダパイプ2、3内への挿入代を規制する切り欠き31、32が設けられているので、扁平チューブ22の挿入作業性、位置決め精度を向上することができ、良好なろう付け性を確保することができる。
【0026】
また、本実施態様においては扁平チューブ22の幅方向の両端に切り欠きが形成されているが、いずれか一方に切り欠きを形成するだけでも本発明の目的を達成することができる。
【0027】
なお、上記いずれの実施態様においても、扁平チューブの流路断面積が縮小されることはないので、圧力損失の増大を招来するおそれはない。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の熱交換器によるときは、扁平チューブの挿入作業性、位置決め精度を向上して良好なろう付け性を確保することができるので、漏れ等のおそれのない高品質の熱交換器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る熱交換器(ただし、従来技術の説明にも使用)の斜視図である。
【図2】本発明の第1実施態様に係る熱交換器の扁平チューブの端部の斜視図である。
【図3】図2のチューブの端部の正面図である。
【図4】本発明の第1実施態様に係る熱交換器の部分断面図である。
【図5】図4の熱交換器のヘッダパイプのチューブ挿通孔部の拡大正面図である。
【図6】本発明の第2実施態様に係る熱交換器の扁平チューブの端部の斜視図である。
【図7】本発明の第3実施態様に係る熱交換器の扁平チューブの端部の斜視図である。
【図8】従来の熱交換器の部分分解斜視図である。
【符号の説明】
1 熱交換器
2、3 ヘッダパイプ
4、10、15、22 扁平チューブ
5 フィン
6 導入パイプ
7 導出パイプ
8、9 チューブ挿入孔
11、19、31、32 切り欠き
12、18、29、30 接合部
13、20、33、34 当接面
14、21、35 インナーフィン
16、17、25、26、27、28 折返部
23、24 板材
Claims (4)
- 一対のヘッダパイプと、該ヘッダパイプに設けられたチューブ挿入孔に挿入され両ヘッダパイプを互いに連通する複数の扁平チューブとを有する熱交換器において、前記扁平チューブの端部に、該扁平チューブの幅方向の寸法を小さくするとともに、該扁平チューブのヘッダパイプ内への挿入代を規制する切り欠きを、複数配列された扁平チューブにおいて、扁平チューブの幅方向の一端側と他端側とに交互に設けたことを特徴とする熱交換器。
- 前記扁平チューブが、1枚の板を折り曲げ加工して端部を接合したものからなっており、前記切り欠きが接合部に設けられている、請求項1の熱交換器。
- 前記扁平チューブが、2枚の板の端部同士を互いに接合したものからなっており、前記切り欠きが少なくとも一方の接合部に設けられている、請求項1の熱交換器。
- 前記切り欠きのヘッダパイプ外周面への当接面が、該ヘッダパイプの外周面に沿う形状に形成されている、請求項1ないし3のいずれかに記載の熱交換器。
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