JP7258185B2

JP7258185B2 - 熱交換器

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Publication number: JP7258185B2
Application number: JP2021566649A
Authority: JP
Inventors: 宏治幸本; 央平加藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-12-25
Filing date: 2019-12-25
Publication date: 2023-04-14
Anticipated expiration: 2039-12-25
Also published as: WO2021130917A1; JPWO2021130917A1

Description

本開示は、扁平形状の伝熱管と円管とを連結する継手を備えた熱交換器に関するものである。

空気調和機等に使用される熱交換器の伝熱管として、扁平形状の伝熱管が知られている。扁平形状の伝熱管は、隔壁で内部が複数の流路に分割されている。また、扁平形状の伝熱管には、一般的に、円管の冷媒配管が接続されている。円管は、例えば、扁平形状の伝熱管同士を接続する。また例えば、円管は、扁平形状の伝熱管と伝熱管以外の冷媒配管とを接続する。円管は、扁平形状の伝熱管と比べ、曲げ加工が容易であるため、冷媒配管の接続経路の自由度を向上できるからである。

扁平形状の伝熱管と円管とは、継手によって接続されている。具体的には、継手は、扁平形状の伝熱管が挿入される第１差込口を備えている。そして、継手と第１差込口に挿入された扁平形状の伝熱管とは、ロウ付け接合されている。また、継手は、円管が挿入される第２差込口を備えている。そして、継手と第２差込口に挿入された円管とは、ロウ付け接合されている。

ここで、継手と扁平形状の伝熱管とをロウ付け接合する際、ロウ材が毛細管現象によって伝熱管の流路内に流れ込み、流路を塞いでしまうことがある。このため、従来の継手には、内周面における第１差込口の奥側となる位置に、継手の外周面に向かって凹む逃げ部が形成されているものが提案されている（特許文献１参照）。逃げ部を形成することにより、扁平形状の伝熱管の端部と継手の内周面とが接触しなくなるため、ロウ材が伝熱管の流路内に流れ込むことを抑制できる。

特開２０１６－３８１４１号公報

以下、逃げ部が形成されている従来の継手を備えた熱交換器が有する課題を説明するにあたり、短手方向及び逃げ部側端部を次のように定義する。扁平形状の伝熱管を該伝熱管の流路と垂直な仮想平面で切断した断面において、短手方向となる方向を、以下短手方向とする。継手の内周面と扁平形状の伝熱管の外周面とがロウ付け接合されている箇所のうち、最も逃げ部側となる位置を、継手と伝熱管との接合箇所の逃げ部側端部と称することとする。

逃げ部が形成されている従来の継手を備えた熱交換器が使用され、継手内に冷媒が流れると、継手には、該継手を短手方向に拡げようとする方向に冷媒の圧力が作用する。逃げ部が形成されている従来の継手を備えた熱交換器では、この冷媒の圧力によって、継手と伝熱管との接合箇所の逃げ部側端部に応力集中が発生する。この逃げ部側端部に作用する応力は、扁平形状の伝熱管の隔壁における逃げ部側端部と対向する箇所が受けることとなる。このため、逃げ部が形成されている従来の継手を備えた熱交換器の耐圧強度は、伝熱管の隔壁における逃げ部側端部と対向する箇所の厚さに依存する。

ここで、近年、原価低減及び材料使用量の低減等の観点から、扁平形状の伝熱管において隔壁の薄型化が求められる場合がある。この際、逃げ部が形成されている従来の継手を備えた熱交換器においては、耐圧強度の低減を抑制しつつ、伝熱管の隔壁の薄型化を図ろうとした場合、隔壁における逃げ部側端部と対向する箇所の厚さを維持ししつつ、隔壁における他の箇所の厚さを薄くする必要がある。しかしながら、扁平形状の伝熱管は、押し出し加工等のような、隔壁の一部の厚さを変更できない加工法で形成される。このため、逃げ部が形成されている従来の継手を備えた熱交換器は、耐圧強度の低減を抑制しつつ、伝熱管の隔壁の薄型化を図ることができないという課題があった。

本開示は、上述の課題を背景としてなされたもので、ロウ材が伝熱管の流路内に流れ込むことを抑制でき、伝熱管の隔壁が支持する荷重を従来よりも低減することが可能な熱交換器を提供することを目的とする。

本開示に係る熱交換器は、扁平形状をしており、隔壁で内部が複数の流路に分割された伝熱管と、冷媒が流れる円管と、前記伝熱管及び前記円管とロウ付け接合され、前記伝熱管と前記円管とを接続する継手と、を備え、前記継手は、前記伝熱管が挿入され、該伝熱管の外周面とロウ付け接合された第１差込口と、前記円管が挿入され、該円管の外周面とロウ付け接合された第２差込口と、を備え、前記継手の内周面には、前記伝熱管の端部と対向する位置に、前記継手の外周面に向かって凹む逃げ部が形成されており、前記継手は、前記逃げ部に、前記伝熱管の外周面に向かって突出し、該伝熱管の外周面とロウ付け接合されたリブを備え、前記第１差込口の内周面と前記伝熱管の外周面とがロウ付け接合されている箇所のうち、最も前記逃げ部側に位置する箇所を逃げ部側端部とし、前記リブにおける前記伝熱管の外周面とロウ付け接合されている箇所のうち、最も前記伝熱管の前記端部側に位置する箇所を接合端部とした場合、前記第２差込口と前記円管とがロウ付け接合されているロウ付け接合部から前記接合端部までの距離は、該ロウ付け接合部から前記逃げ部側端部までの距離と比べ、短いものである。

本開示に係る熱交換器の継手には、伝熱管の端部と対向する位置に、継手の外周面に向かって凹む逃げ部が形成されている。このため、本開示に係る熱交換器は、ロウ材が伝熱管の流路内に流れ込むことを抑制できる。また、本開示に係る熱交換器の継手は、逃げ部に、伝熱管の外周面に向かって突出し、該伝熱管の外周面とロウ付け接合されたリブを備えている。このため、本開示に係る熱交換器は、ロウ材が伝熱管の流路内に流れ込むことの抑制を図った従来の熱交換器と比べ、伝熱管の隔壁が支持する荷重を低減することができる。

実施の形態に係る熱交換器を示す斜視図である。図１のＡ部拡大図である。実施の形態に係る熱交換器の伝熱管の端部近傍を示す斜視図である。実施の形態に係る熱交換器の継手周辺を示す分解斜視図である。実施の形態に係る熱交換器の継手周辺の平面図である。実施の形態に係る熱交換器の継手周辺の断面図であり、当該継手周辺の斜視図である。実施の形態に係る熱交換器の継手周辺の断面図であり、当該継手周辺の斜視図である。比較例に係る熱交換器の継手周辺を示す断面図である。比較例に係る継手において第１差込口の内周面と伝熱管の外周面とがロウ付け接合されている箇所に作用する荷重の状態を説明するための図である。比較例に係る熱交換器の伝熱管を示す平面図である。実施の形態に係る熱交換器の伝熱管を示す平面図である。

実施の形態．
図１は、実施の形態に係る熱交換器を示す斜視図である。図２は、図１のＡ部拡大図である。また、図３は、実施の形態に係る熱交換器の伝熱管の端部近傍を示す斜視図である。

本実施の形態に係る熱交換器１は、複数のフィン２と、複数の伝熱管１０とを備えている。複数のフィン２は、例えば略長方形の板形状をしており、所定の間隔を空けて並べられている。本実施の形態では、複数のフィン２は、横方向に所定の間隔を空けて並べられている。これらの複数のフィン２には、複数の伝熱管１０が貫通している。複数の伝熱管１０と複数のフィン２とは、ロウ付けによって接合されている。複数の伝熱管１０は、扁平形状をしている。また、複数の伝熱管１０の内部は、隔壁１１で複数の流路１２に分割されている。各流路１２には、冷媒が流れる。熱交換器１は、フィン２の配置されている範囲が熱交換部３となる。具体的には、フィン２間に流れ込んだ空気は、伝熱管１０の壁部及びフィン２を介して、伝熱管１０の流路１２を流れる冷媒と熱交換する。

また、本実施の形態に係る熱交換器１は、各伝熱管１０に冷媒を流すため、複数の円管４を備えている。円管４は、略円筒形状をしている。円管４は、伝熱管１０に流入する冷媒あるいは伝熱管１０から流出した冷媒が流れる冷媒配管である。円管４は、例えば、伝熱管１０同士を接続する。また例えば、円管４は、伝熱管１０と伝熱管１０以外の冷媒配管とを接続する。円管４は、扁平形状の伝熱管１０と比べ、曲げ加工が容易であるため、冷媒配管の接続経路の自由度を向上できる。

伝熱管１０と円管４とは、継手２０によって接続されている。すなわち、熱交換器１は、複数の継手２０を備えている。具体的には、継手２０は、伝熱管１０が挿入される第１差込口２１を備えている。そして、継手２０と第１差込口２１に挿入された伝熱管１０とは、ロウ付け接合されている。より具体的には、継手２０の第１差込口２１の内周面と伝熱管１０の外周面とが、ロウ付け接合されている。また、継手２０は、円管４が挿入される第２差込口２２を備えている。そして、継手２０と第２差込口２２に挿入された円管４とは、ロウ付け接合されている。より具体的には、継手２０の第２差込口２２の内周面と円管４の外周面とが、ロウ付け接合されている。すなわち、継手２０は、伝熱管１０及び円管４とロウ付け接合され、伝熱管１０と円管４とを接続するものである。

続いて、継手２０の詳細構成について説明する。ここで、継手２０の詳細構成を説明するにあたり、流通方向Ｘ、長手方向Ｙ及び短手方向Ｚを次のように定義する。図２及び図３に示すように、伝熱管１０の流路１２が延びる方向を、流通方向Ｘとする。図２及び図３に示すように、伝熱管１０を流路１２と垂直な仮想平面で切断した断面において長手方向となる方向を、長手方向Ｙとする。図２及び図３に示すように、伝熱管１０を流路１２と垂直な仮想平面で切断した断面において短手方向となる方向を、短手方向Ｚとする。なお、図１に示すように、本実施の形態に係る熱交換器１の伝熱管１０は、平面視略Ｌ字形状に曲がっている。このような場合、伝熱管１０における第１差込口２１に挿入されている箇所を流路１２と垂直な仮想平面で切断し、長手方向Ｙ及び短手方向Ｚを決定することとする。また、後述のように、本実施の形態に係る継手２０は、短手方向Ｚに、第１部材３０と第２部材４０とに分割されている。換言すると、第１部材３０及び第２部材４０は、短手方向Ｚに並んでいる。このため、本実施の形態では、短手方向Ｚを分割方向と称する場合もある。

図４は、実施の形態に係る熱交換器の継手周辺を示す分解斜視図である。図５は、実施の形態に係る熱交換器の継手周辺の平面図である。図６及び図７は、実施の形態に係る熱交換器の継手周辺の断面図であり、当該継手周辺の斜視図である。なお、図６及び図７は、流通方向Ｘ及び短手方向Ｚと平行な仮想平面で継手２０周辺を切断した断面図となっている。ここで、後述のように、本実施の形態に係る継手２０は、リブ２６を備えている。図６は、このリブ２６を通過しない仮想平面で継手２０周辺を切断した断面図となっている。また、図７は、このリブ２６を通過する仮想平面で継手２０周辺を切断した断面図となっている。

上述のように、継手２０は、分割方向である短手方向Ｚに並ぶ第１部材３０及び第２部材４０を備えている。第１部材３０及び第２部材４０は、例えば、プレス加工によって形成される。また、本実施の形態では、第１部材３０と第２部材４０とが同一形状となっている。すなわち、本実施の形態では、第１部材３０及び第２部材４０として同一の部材を用いることができる構成となっている。

第１部材３０は、第１差込口２１の一部分を構成する凹部３１を備えている。また、第２部材４０は、第１差込口２１の残りの部分を構成する凹部４１を備えている。第１差込口２１の内周面は、扁平形状の伝熱管１０の外周面に沿った形状となっている。このため、第１部材３０の凹部３１の内周面は、扁平形状の伝熱管１０の外周面に沿う形状となっている。また、第２部材４０の凹部４１の内周面もまた、扁平形状の伝熱管１０の外周面に沿う形状となっている。なお、第１部材３０の凹部３１の内周面とは、凹部３１における伝熱管１０の外周面と対向する面である。第２部材４０の凹部４１の内周面とは、凹部４１における伝熱管１０の外周面と対向する面である。

また、第１部材３０は、第２差込口２２の一部分を構成する凹部３２を備えている。また、第２部材４０は、第２差込口２２の残りの部分を構成する凹部４２を備えている。第２差込口２２の内周面は、円管４の外周面に沿った形状となっている。このため、第１部材３０の凹部３２の内周面は、円管４の外周面に沿う形状となっている。また、第２部材４０の凹部４２の内周面もまた、円管４の外周面に沿う形状となっている。なお、第１部材３０の凹部３２の内周面とは、凹部３２における円管４の外周面と対向する面である。第２部材４０の凹部４２の内周面とは、凹部４２における円管４の外周面と対向する面である。

このように構成された継手２０においては、第１部材３０及び第２部材４０で伝熱管１０及び円管４を挟み込んだ状態で、第１部材３０、第２部材４０、伝熱管１０及び円管４がロウ付け接合される。

具体的には、第１部材３０の凹部３１と第２部材４０の凹部４１とで伝熱管１０を挟み込むことにより、伝熱管１０が第１差込口２１に挿入された状態となる。この状態において伝熱管１０及び継手２０を加熱することにより、第１差込口２１の内周面と伝熱管１０の外周面との間のうち、ロウ材を介して接触している箇所が接合されることとなる。なお、本実施の形態では、第１差込口２１の内周面と伝熱管１０の外周面とがロウ付け接合されている箇所を、接合部２３と称することとする。また、接合部２３のうち、伝熱管１０の端部１３側となる端部を、逃げ部側端部２４と称することとする。伝熱管１０の端部１３は、伝熱管１０の端部のうち、継手２０に挿入されている側の端部である。

また、第１部材３０の凹部３２と第２部材４０の凹部４２とで円管４を挟み込むことにより、円管４が第２差込口２２に挿入された状態となる。この状態において円管４及び継手２０を加熱することにより、第２差込口２２の内周面と円管４の外周面との間のうち、ロウ材を介して接触している箇所が接合されることとなる。

また、第１部材３０及び第２部材４０で伝熱管１０及び円管４を挟み込んだ際、第１部材３０における長手方向Ｙに対向する端部周辺と、第２部材４０における長手方向Ｙに対向する端部周辺とが、ロウ材を介して接触する。そして、第１部材３０と第２部材４０とは、当該箇所がロウ付け接合されることとなる。

伝熱管１０、円管４及び継手２０がロウ付け接合された後に熱交換器１が使用された場合、伝熱管１０及び円管４の一方から流出した冷媒は、継手２０における第１部材３０と第２部材４０との間の空間に流入する。そして、継手２０における第１部材３０と第２部材４０との間の空間に流入した冷媒は、伝熱管１０及び円管４の他方に流入する。

なお、第１部材３０と第２部材４０とがロウ付け接合されるまでは、第１部材３０と第２部材４０とが離れないように、第１部材３０と第２部材４０とを仮固定しておく必要がある。本実施の形態では、次のように、第１部材３０と第２部材４０とが仮固定される構成となっている。第１部材３０における第２部材４０と対向する側の面には、第２部材４０へ向かって突出する少なくとも１つの凸部３４が形成されている。また、第２部材４０における第１部材３０と対向する側の面には、凸部３４と対向する位置に、凸部３４が嵌め込まれる凹部４３が形成されている。また、第２部材４０における第１部材３０と対向する側の面には、第１部材３０へ向かって突出する少なくとも１つの凸部４４が形成されている。また、第１部材３０における第２部材４０と対向する側の面には、凸部４４と対向する位置に、凸部４４が嵌め込まれる凹部３３が形成されている。凹部４３に凸部３４を嵌め込み、凹部３３に凸部４４を嵌め込むことにより、第１部材３０と第２部材４０とがロウ付け接合される前の状態において、第１部材３０と第２部材４０とを仮固定することができる。

ところで、継手２０と伝熱管１０とをロウ付け接合する際、ロウ材が毛細管現象によって伝熱管１０の流路１２内に流れ込み、流路１２を塞いでしまうことが懸念される。このため、本実施の形態に係る継手２０の内周面には、伝熱管１０の端部１３と対向する位置に、継手２０の外周面に向かって凹む逃げ部２５が形成されている。なお、上述のように、本実施の形態に係る継手２０は、第１部材３０及び第２部材４０を備えている。このため、本実施の形態に係る継手２０においては、第１部材３０及び第２部材４０の双方に逃げ部２５が形成されている。逃げ部２５を形成することにより、伝熱管１０の端部１３と継手２０の内周面とが接触しなくなる。換言すると、逃げ部２５を形成することにより、接合部２３の逃げ部側端部２４と伝熱管１０の端部１３とが離れている状態となる。このため、逃げ部２５を形成することにより、ロウ材が伝熱管１０の流路１２内に流れ込むことを抑制できる。

ここで、逃げ部が形成されている従来の継手を備えた熱交換器においては、継手と伝熱管との接合箇所の逃げ部側端部に応力集中が発生する。この逃げ部側端部に作用する応力は、扁平形状の伝熱管の隔壁における逃げ部側端部と対向する箇所が受けることとなる。このため、逃げ部が形成されている従来の継手を備えた熱交換器の耐圧強度は、伝熱管の隔壁における逃げ部側端部と対向する箇所の厚さに依存する。

また、近年、原価低減及び材料使用量の低減等の観点から、扁平形状の伝熱管において隔壁の薄型化が求められる場合がある。この際、逃げ部が形成されている従来の継手を備えた熱交換器においては、耐圧強度の低減を抑制しつつ、伝熱管の隔壁の薄型化を図ろうとした場合、隔壁における逃げ部側端部と対向する箇所の厚さを維持ししつつ、隔壁における他の箇所の厚さを薄くする必要がある。しかしながら、扁平形状の伝熱管は、押し出し加工等のような、隔壁の一部の厚さを変更できない加工法で形成される。このため、逃げ部が形成されている従来の継手を備えた熱交換器は、耐圧強度の低減を抑制しつつ、伝熱管の隔壁の薄型化を図ることができなかった。

そこで、本実施の形態に係る熱交換器１においては、伝熱管１０の隔壁１１が支持する荷重を従来よりも低減するため、継手２０がリブ２６を備えている。具体的には、継手２０は、逃げ部２５に、伝熱管１０の外周面に向かって突出するリブ２６を備えている。リブ２６は、例えば、流通方向Ｘに延びている。また、リブ２６は、伝熱管１０の外周面とロウ付け接合されている。リブ２６を設けることによって伝熱管１０の隔壁１１が支持する荷重を従来よりも低減できる理由については、後述する。

なお、本実施の形態では、継手２０は、リブ２６を複数備えている。そして、複数のリブ２６は、長手方向Ｙに間隔を空けて並んでいる。すなわち、複数のリブ２６は、伝熱管１０の流路１２と垂直な方向に間隔を空けて並んでいる。ここで、リブ２６における伝熱管１０の外周面とロウ付け接合されている箇所のうち、最も伝熱管１０の端部１３側となる位置を、接合端部２７とする。このように接合端部２７を定義した場合、本実施の形態では、接合端部２７と伝熱管１０の端部１３とは離れている。

続いて、リブ２６を設けることによって伝熱管１０の隔壁１１が支持する荷重を従来よりも低減できる理由について説明する。なお、以下では、本実施の形態に係る継手２０からリブ２６が取り除かれた継手を、比較例に係る継手１２０とする。すなわち、比較例に係る継手１２０は、リブ２６を備えていない構成となっている。また、比較例に係る継手１２０を備えた熱交換器を、比較例に係る熱交換器とする。また、比較例に係る熱交換器及び継手１２０の構成のうち、本実施の形態に係る熱交換器１及び継手２０の構成と同一の構成には、本実施の形態に係る熱交換器１及び継手２０の構成と同一の符号を付すこととする。また、以下では、まず、比較例に係る継手１２０の逃げ部側端部２４に応力集中が発生する原理について説明する。そして、その後に、リブ２６を設けることによって伝熱管１０の隔壁１１が支持する荷重を従来よりも低減できる理由について説明する。

図８は、比較例に係る熱交換器の継手周辺を示す断面図である。なお、図８は、流通方向Ｘ及び短手方向Ｚと平行な仮想平面で比較例に係る継手１２０周辺を切断した断面図となっている。また、図９は、比較例に係る継手において第１差込口の内周面と伝熱管の外周面とがロウ付け接合されている箇所に作用する荷重の状態を説明するための図である。すなわち、図９は、比較例に係る継手１２０の接合部２３に作用する荷重の状態を説明するための図となっている。

比較例に係る熱交換器が使用され、比較例に係る継手１２０内に冷媒が流れると、比較例に係る継手１２０には、第１部材３０と第２部材４０とを引き離す方向に、冷媒の圧力５０が作用する。そして、この冷媒の圧力５０により、比較例に係る継手１２０の内周面と伝熱管１０の外周面とがロウ付け接合されている箇所である接合部２３には、荷重５１が作用する。また、この冷媒の圧力５０により、接合部２３には、図８に示すモーメント５２も作用する。

このため、接合部２３には、図９に示すように荷重５１が作用する。具体的には、接合部２３における伝熱管１０の端部１３側では、第１差込口２１の内周面と伝熱管１０の外周面とを引き剥がす方向に、荷重５１が作用する。換言すると、接合部２３における伝熱管１０の端部１３側では、引っ張り荷重となる荷重５１が作用する。また、接合部２３において最も伝熱管１０の端部１３側となる逃げ部側端部２４では、荷重５１が最も大きくなる。すなわち、接合部２３の逃げ部側端部２４に、応力集中が発生する。また、接合部２３にはモーメント５２が作用するため、逃げ部側端部２４から離れるにつれて荷重５１が小さくなり、荷重５１の方向がやがて反転する。すなわち、荷重５１が圧縮荷重となる。

逃げ部側端部２４に作用する荷重５１は、伝熱管１０の隔壁１１における逃げ部側端部と対向する箇所が受けることとなる。このため、比較例に係る熱交換器の耐圧強度は、伝熱管１０の隔壁１１における逃げ部側端部２４と対向する箇所の厚さに依存する。すなわち、比較例に係る熱交換器においては、伝熱管１０の隔壁１１における逃げ部側端部２４と対向する箇所の厚さを、比較例に係る熱交換器の耐圧強度を満たす厚さにする必要がある。上述のように、扁平形状の伝熱管１０は、押し出し加工等のような、隔壁１１の一部の厚さを変更できない加工法で形成される。このため、比較例に係る熱交換器においては、伝熱管１０の隔壁１１が厚くなってしまう。

ここで、比較例に係る継手１２０の内周面と伝熱管１０の外周面とがロウ付け接合されている箇所で最も伝熱管１０の端部１３側となる位置に作用する荷重５１は、モーメント５２が大きい程、大きくなる。すなわち、接合部２３の逃げ部側端部２４に作用する荷重５１は、モーメント５２が大きい程、大きくなる。また、モーメント５２は、継手１２０と円管４とのロウ付け接合部から継手１２０と伝熱管１０とのロウ付け接合部までの距離が長いほど、大きくなる。すなわち、継手１２０と円管４とのロウ付け接合部から継手１２０と伝熱管１０とのロウ付け接合部までの距離が長いほど、比較例に係る継手１２０の内周面と伝熱管１０の外周面とがロウ付け接合されている箇所で最も伝熱管１０の端部１３側となる位置に作用する荷重５１が大きくなる。

このような観点で、比較例に係る継手１２０と本実施の形態に係る継手２０とを観察する。比較例に係る継手１２０においては、継手１２０の内周面と伝熱管１０の外周面とがロウ付け接合されている箇所で最も伝熱管１０の端部１３側となる位置は、逃げ部側端部２４となる。一方、本実施の形態に係る継手２０においては、継手２０の内周面と伝熱管１０の外周面とがロウ付け接合されている箇所で最も伝熱管１０の端部１３側となる位置は、接合端部２７となる。そして、第２差込口２２と円管４とのロウ付け接合部から接合端部２７までの距離は、第２差込口２２と円管４とのロウ付け接合部から逃げ部側端部２４までの距離と比べ、短い。このため、本実施の形態に係る継手２０は、比較例に係る継手１２０と比べ、モーメント５２が小さくなる。したがって、本実施の形態に係る継手２０において接合端部２７に作用する荷重５１は、比較例に係る継手１２０において逃げ部側端部２４に作用する荷重５１と比べ、小さくなる。

このため、本実施の形態に係る継手２０は、比較例に係る継手１２０と比べ、伝熱管１０の隔壁１１が支持する荷重を抑制できる。換言すると、本実施の形態に係る継手２０は、ロウ材が伝熱管の流路内に流れ込むことの抑制を図った従来の熱交換器と比べ、伝熱管１０の隔壁１１が支持する荷重を抑制できる。したがって、本実施の形態に係る熱交換器１は、比較例に係る熱交換器と比べ、伝熱管１０の隔壁１１を薄くすることができる。換言すると、本実施の形態に係る熱交換器１は、ロウ材が伝熱管の流路内に流れ込むことの抑制を図った従来の熱交換器と比べ、伝熱管１０の隔壁１１を薄くすることができる。なお、上述のように、本実施の形態に係る継手２０は、複数のリブ２６を備えている。複数のリブ２６を備えることにより、１つのリブ２６を備えている場合と比べ、リブ２６の接合端部２７の数が多くなるため、伝熱管１０の隔壁１１が支持する荷重をより抑制でき、伝熱管１０の隔壁１１をより薄くすることができる。

また、本実施の形態に係る継手２０は、上述のように、接合端部２７と伝熱管１０の端部１３とが離れている。このため、本実施の形態に係る継手２０は、ロウ材が伝熱管の流路内に流れ込むことの抑制を図った従来の熱交換器と比べ、伝熱管１０の流路１２へロウ材が流れ込むことをより抑制できる。この理由について、図１０及び図１１を用いて説明する。

図１０は、比較例に係る熱交換器の伝熱管を示す平面図である。なお、この図１０には、比較例に係る継手１２０の接合部２３のうち、伝熱管１０の上部に配置されている部分を断面で示している。また、図１１は、実施の形態に係る熱交換器の伝熱管を示す平面図である。なお、この図１１には、本実施の形態に係る継手２０の接合部２３とリブ２６における伝熱管１０と接合されている部分のうち、伝熱管１０の上部に配置されている部分を断面で示している。また、図１０及び図１１に示す先端黒塗りの矢印は、ロウ材の流れ方向を示している。

図１０に示すように、比較例に係る継手１２０においては、該継手１２０と伝熱管１０とのロウ付け接合中、該継手１２０と伝熱管１０とのロウ付け箇所から伝熱管１０の端部１３側へはみ出るロウ材は、接合部２３の逃げ部側端部２４から伝熱管１０の端部１３側へはみ出る。この際、逃げ部側端部２４は、伝熱管１０の端部１３と略平行な直線形状となっている。このため、図１０に先端黒塗りの矢印で示すように、比較例に係る継手１２０においては、接合部２３の逃げ部側端部２４からはみ出たロウ材は、流通方向Ｘに流れる。すなわち、比較例に係る継手１２０においては、接合部２３の逃げ部側端部２４からはみ出たロウ材は、伝熱管１０の端部１３へ向かって流れる。

一方、図１１に示すように、本実施の形態に係る継手２０においても、該継手２０と伝熱管１０とのロウ付け接合中、該継手２０と伝熱管１０とのロウ付け箇所から伝熱管１０の端部１３側へはみ出るロウ材は、接合部２３の逃げ部側端部２４から、伝熱管１０の端部１３側へはみ出る。また、図１１に示すように、本実施の形態に係る継手２０においては、該継手２０と伝熱管１０とのロウ付け接合中、該継手２０と伝熱管１０とのロウ付け箇所から伝熱管１０の端部１３側へはみ出るロウ材は、リブ２６における伝熱管１０と接合される箇所の境界からも、伝熱管１０の端部１３側へはみ出る。

このため、図１１に先端黒塗りの矢印で示すように、本実施の形態に係る継手２０においては、継手２０と伝熱管１０とのロウ付け箇所から伝熱管１０の端部１３側へはみ出るロウ材の一部は、リブ２６における長手方向Ｙに対向する端部側から、長手方向Ｙに流れる。このロウ材の流れによって、本実施の形態に係る継手２０においては、流通方向Ｘに流れるロウ材の量が低減される。したがって、本実施の形態に係る継手２０は、リブ２６を備えていない比較例に係る継手１２０と比べ、伝熱管１０の流路１２へロウ材が流れ込むことをより抑制できる。換言すると、本実施の形態に係る継手２０は、ロウ材が伝熱管の流路内に流れ込むことの抑制を図った従来の熱交換器と比べ、伝熱管１０の流路１２へロウ材が流れ込むことをより抑制できる。

なお、本実施の形態では、継手２０を第１部材３０と第２部材４０とに分割した構成にした。これに限らず、継手２０を一体形成品としてもよい。しかしながら、継手２０を一体形成品とする場合、円管に深絞り加工等を施して継手２０を形成することとなるため、逃げ部２５及びリブ２６の形成が難しい。このため、継手２０は、第１部材３０と第２部材４０とに分割した構成とするのが好ましい。

以上、本実施の形態に係る熱交換器１は、伝熱管１０と、冷媒が流れる円管４と、継手２０とを備えている。伝熱管１０は、扁平形状をしており、隔壁１１で内部が複数の流路１２に分割されている。継手２０は、伝熱管１０及び円管４とロウ付け接合され、伝熱管１０と円管４とを接続するものである。また、継手２０は、伝熱管１０が挿入されて該伝熱管１０の外周面とロウ付け接合された第１差込口２１と、円管４が挿入されて該円管４の外周面とロウ付け接合された第２差込口２２とを備えている。また、継手２０の内周面には、伝熱管１０の端部１３と対向する位置に、継手２０の外周面に向かって凹む逃げ部２５が形成されている。さらに、継手２０は、逃げ部２５に、伝熱管１０の外周面に向かって突出し、該伝熱管１０の外周面とロウ付け接合されたリブ２６を備えている。

本実施の形態に係る熱交換器１の継手２０には、伝熱管１０の端部１３と対向する位置に、継手２０の外周面に向かって凹む逃げ部２５が形成されている。このため、本実施の形態に係る熱交換器１は、ロウ材が伝熱管１０の流路１２内に流れ込むことを抑制できる。また、本実施の形態に係る熱交換器１の継手２０は、逃げ部２５に、伝熱管１０の外周面に向かって突出し、該伝熱管１０の外周面とロウ付け接合されたリブ２６を備えている。このため、本実施の形態に係る熱交換器１は、ロウ材が伝熱管の流路内に流れ込むことの抑制を図った従来の熱交換器と比べ、伝熱管１０の隔壁１１が支持する荷重を低減することができる。

１熱交換器、２フィン、３熱交換部、４円管、１０伝熱管、１１隔壁、１２流路、１３端部、２０継手、２１第１差込口、２２第２差込口、２３接合部、２４逃げ部側端部、２５逃げ部、２６リブ、２７接合端部、３０第１部材、３１凹部、３２凹部、３３凹部、３４凸部、４０第２部材、４１凹部、４２凹部、４３凹部、４４凸部、５０冷媒の圧力、５１荷重、５２モーメント、１２０継手（比較例）、Ｘ流通方向、Ｙ長手方向、Ｚ短手方向（分割方向）。

Claims

扁平形状をしており、隔壁で内部が複数の流路に分割された伝熱管と、
冷媒が流れる円管と、
前記伝熱管及び前記円管とロウ付け接合され、前記伝熱管と前記円管とを接続する継手と、
を備え、
前記継手は、
前記伝熱管が挿入され、該伝熱管の外周面とロウ付け接合された第１差込口と、
前記円管が挿入され、該円管の外周面とロウ付け接合された第２差込口と、
を備え、
前記継手の内周面には、前記伝熱管の端部と対向する位置に、前記継手の外周面に向かって凹む逃げ部が形成されており、
前記継手は、前記逃げ部に、前記伝熱管の外周面に向かって突出し、該伝熱管の外周面とロウ付け接合されたリブを備え、
前記第１差込口の内周面と前記伝熱管の外周面とがロウ付け接合されている箇所のうち、最も前記逃げ部側に位置する箇所を逃げ部側端部とし、
前記リブにおける前記伝熱管の外周面とロウ付け接合されている箇所のうち、最も前記伝熱管の前記端部側に位置する箇所を接合端部とした場合、
前記第２差込口と前記円管とがロウ付け接合されているロウ付け接合部から前記接合端部までの距離は、該ロウ付け接合部から前記逃げ部側端部までの距離と比べ、短い熱交換器。
前記リブを複数備え、
複数の前記リブは、前記流路と垂直な方向に間隔を空けて並んでいる請求項１に記載の熱交換器。
前記接合端部と前記伝熱管の前記端部とは離れている請求項１又は請求項２に記載の熱交換器。
前記伝熱管を前記流路と垂直な仮想平面で切断した断面において短手方向となる方向を分割方向とした場合、
前記継手は、
前記分割方向に、第１部材と第２部材とに分割されており、
前記第１部材及び前記第２部材で前記伝熱管及び前記円管を挟み込んだ状態で、前記第１部材、前記第２部材、前記伝熱管及び前記円管がロウ付け接合されている請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の熱交換器。