JP7258240B2 - 熱交換器用ヘッダ、熱交換器、及び熱交換器用ヘッダの製造方法 - Google Patents

熱交換器用ヘッダ、熱交換器、及び熱交換器用ヘッダの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7258240B2
JP7258240B2 JP2022530469A JP2022530469A JP7258240B2 JP 7258240 B2 JP7258240 B2 JP 7258240B2 JP 2022530469 A JP2022530469 A JP 2022530469A JP 2022530469 A JP2022530469 A JP 2022530469A JP 7258240 B2 JP7258240 B2 JP 7258240B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
header
heat exchanger
header member
cap
flow path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022530469A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2021251186A1 (ja
Inventor
バストス 鉄夫 アンダーソン 宇根
典宏 米田
大士 永友
里美 浅井
優紀 大谷
寧彦 松尾
幸大 宮川
武巳 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of JPWO2021251186A1 publication Critical patent/JPWO2021251186A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7258240B2 publication Critical patent/JP7258240B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/04Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • F28F9/16Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
    • F28F9/18Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/22Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

本開示は、熱交換器用ヘッダ、熱交換器、及び熱交換器用ヘッダの製造方法に関する。
空気調和機、冷凍機等に用いられる熱交換器として、平板状の放熱フィンを取り付けた伝熱管に熱媒体を流通させて熱交換を行うフィンチューブ型熱交換器が知られている。例えば、特許文献1は、複数の伝熱管に熱媒体を分配する熱交換器用ヘッダを備えたフィンチューブ型熱交換器を開示する。
特開2004-239592号公報
特許文献1に記載の熱交換器用ヘッダは、長手方向に沿ってろう付けされた2つの部材を有している。この2つの部材をろう付けするために加熱する際、溶け出したろう材及びフラックスの一部が、伝熱管の差込孔を塞ぐことがある。これにより伝熱管を差込孔に差し込みにくくなってしまい、熱交換器用ヘッダの製造がしにくいことがある。
本開示は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、製造しやすい熱交換器用ヘッダ及び熱交換器と、この熱交換器用ヘッダの製造方法を提供することを目的としている。
本開示に係る熱交換器用ヘッダは、熱媒体を流通させるパイプの一部を形成する第1ヘッダ部材と、第1ヘッダ部材の熱媒体の流路に沿った両縁部に、縁部がろう付けされて第1ヘッダ部材とともにパイプを形成する第2ヘッダ部材と、パイプの端部に設けられ、流路を塞ぐキャップと、を備える。キャップの周縁と、第2ヘッダ部材の流路に沿う方向における端部とのうち、少なくとも一方に、ろう付け時に外面を流れるろう材を流出させるための突出部が形成されている。
本開示によれば、ろう付け時にろう材を流出させるための突出部が、キャップの周縁と、第2ヘッダ部材の流路に沿う方向における端部のうち、少なくとも一方に形成されている。そのため、ろう付け時に流れ出たろう材が、熱交換器用ヘッダに付着するのを防止することができ、付着したろう材を除去する工程を省略することができる。これにより、製造しやすい熱交換器用ヘッダ及び熱交換器と、この熱交換器用ヘッダの製造方法を提供することができる。
実施の形態1に係る熱交換器の平面図 実施の形態1に係る伝熱管の斜視図 実施の形態1に係る熱交換器用ヘッダの分解斜視図 実施の形態1に係る熱交換器用ヘッダにキャップを取り付ける様子を示した斜視図 実施の形態1に係る熱交換器用ヘッダの断面図 実施の形態1に係る熱交換器内の熱媒体の流れを説明するための説明図 実施の形態1に係る熱交換器の組み立て手順を説明するための図であり、第1ヘッダ部材にジョイント管とキャップとを取り付けた状態を示した図 実施の形態1に係る第1ヘッダ部材にペーストろうを塗布して、第2ヘッダ部材を組み合わせる様子を示した図 実施の形態1に係る熱交換器用ヘッダを加熱してろう付けする際の姿勢を示した断面図 実施の形態1に係る熱交換器用ヘッダを加熱してろう付けする際の様子を示した斜視図 図10中の矢印XIからみた熱交換器用ヘッダの側面図 実施の形態2に係る熱交換器用ヘッダを加熱してろう付けする際の様子を示した斜視図 実施の形態3に係る熱交換器用ヘッダを加熱してろう付けする際の様子を示した斜視図 実施の形態4に係る熱交換器用ヘッダを加熱してろう付けする際の様子を示した側面図 実施の形態5に係る熱交換器用ヘッダを加熱してろう付けする際の様子を示した側面図 実施の形態6に係る熱交換器用ヘッダを加熱してろう付けする際の様子を示した側面図 実施の形態7に係る熱交換器用ヘッダの分解斜視図 実施の形態7に係る熱交換器用ヘッダにキャップを取り付ける様子を示した斜視図 実施の形態7に係る熱交換器用ヘッダを加熱してろう付けする際の様子を示した斜視図 実施の形態8に係る熱交換器用ヘッダの端部に着目した断面図 実施の形態9に係る熱交換器用ヘッダの端部に着目した斜視図 図21中の矢印XXIIからみた熱交換器用ヘッダの端部の図 図22中の切断線XXIII-XXIIIから見た断面図
以下、本開示の好適な実施の形態に係る熱交換器用ヘッダ、熱交換器、及び熱交換器用ヘッダの製造方法について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
実施の形態1に係る熱交換器1は、熱交換器1の外部を流れる空気と、熱交換器1の内部を流れる熱媒体との間で熱交換を行う。図1に示すように、熱交換器1は、内部に熱媒体を流通させる伝熱管20と、伝熱管20に接続されて伝熱管20に熱媒体を流入させる熱交換器用ヘッダ100と、熱交換器用ヘッダ100に熱媒体を流入させるジョイント管130と、伝熱管20に接続されて伝熱管20から流出させる熱交換器用ヘッダ200と、伝熱管20に取り付けられる放熱フィン30とを備える。
伝熱管20は、図2に示すように、円弧状の短辺と直線状の長辺とを有する断面扁平形状の配管部材である。詳細には、伝熱管20は、内部に流通孔20aが形成されており、流通孔20aを介して熱媒体を流通させる。このように伝熱管20を断面扁平形状に形成することにより、伝熱管20周りの通風抵抗を低減し、熱交換効率を向上させることができる。
伝熱管20は、押し出し加工、あるいは引き抜き加工といった公知の加工技術によって成形される。伝熱管20は、外側面に亜鉛溶射して犠牲陽極層を形成したアルミニウム合金製であるが、その他の金属から形成してもよい。これにより、伝熱管20の腐食による熱媒体の漏れを防止することができる。
伝熱管20の一方の端部は、図1、図3に示す熱交換器用ヘッダ100に形成された差込孔120aに挿入され、ろう付けにより熱交換器用ヘッダ100に溶着固定される。また、伝熱管20の他方の端部は、図1に示す熱交換器用ヘッダ200に形成された差込孔220aに挿入され、ろう付けにより熱交換器用ヘッダ200に溶着固定される。
放熱フィン30は、空気との接触面積を大きくすることで、冷却効率を高めるための平板状の部材である。放熱フィン30は、図1に示すように、伝熱管20に複数枚取り付けられている。放熱フィン30の材質は、例えば、アルミ板の表面にろう材が圧延接合されたクラッド材である。また、放熱フィン30の厚さは、0.09~0.2mmである。
放熱フィン30は、図1に示すように、伝熱管20が挿通される複数の貫通孔30aを備える。貫通孔30aは、扁平形状である伝熱管20を挿通可能な扁平形状の孔である。各貫通孔30aには、それぞれ伝熱管20が挿通される。そして、挿通された伝熱管20と放熱フィン30との接続部をろう付けすることにより、放熱フィン30と伝熱管20とが接合される。
放熱フィン30は、図1に示すように、伝熱管20の長手方向、すなわち熱媒体の流れる方向に、複数枚取り付けられる。
熱交換器用ヘッダ100、200は、熱交換器1に流体である熱媒体を供給、排出するための一対の配管部材である。熱交換器用ヘッダ100、200には、それぞれ複数の差込孔120a、220aが形成されている。それぞれの差込孔120a、220aに伝熱管20が挿入されて、熱交換器用ヘッダ100、200と伝熱管20とが接続される。
熱交換器用ヘッダ100は、図3、図4に示すように、第1ヘッダ部材110と、第2ヘッダ部材120と、キャップ140と、を備えている。
第1ヘッダ部材110は、バイパス流路Bfが形成された第1パイプ111と、第2ヘッダ部材120とともに第2パイプ150を形成するパイプ形成部112とを有している。パイプ形成部112と第2ヘッダ部材120とが組み合わされることで、メイン流路Mfが形成される。第1ヘッダ部材110は、押し出し加工によって第1パイプ111とパイプ形成部112とが一体成形されたアルミニウム合金製の部材である。第1ヘッダ部材110の外側面には、亜鉛溶射されることによって、あるいは亜鉛を含むフラックスが塗布されることによって犠牲陽極層が形成されている。これにより、熱交換器用ヘッダ100の腐食による熱媒体の漏れを防止することができる。
第1パイプ111には、長手方向に貫く断面が円形状のバイパス流路Bfが形成されている。また、第1パイプ111には、図3に示すように、ジョイント管130が接続されるジョイント管接続部111bが形成されている。ジョイント管接続部111bは、第1パイプ111の中間部の一部を切り欠いた部分である。ジョイント管接続部111bは、ジョイント管130を差し込むことができる形状及び大きさで形成されている。
パイプ形成部112は、図3に示すように、バイパス流路Bfと並列するメイン流路Mfの一部を形成する。パイプ形成部112は、第1パイプ111の全長にわたって第1パイプ111と一体で成形されている。パイプ形成部112の断面は半円形状である。また、パイプ形成部112には、図3、図6に示すように、ジョイント管接続部111bに対応する位置にジョイント管挿入孔112aが形成されている。ジョイント管挿入孔112aの孔径は、ジョイント管130の外径と同等か、大きい。そのため、ジョイント管130は、ジョイント管挿入孔112aに挿入されたのち、第1ヘッダ部材110に仮固定される。
また、図3に示すように、パイプ形成部112のメイン流路Mfが延びる方向に沿った両縁部には、第2ヘッダ部材120と接合する接合部113が、パイプ形成部112の全長にわたって形成されている。接合部113は、図5に示すように、パイプ形成部112の外面112bから内面112cに向けて形成された凹部である。すなわち、接合部113は、外面112bを一部に含むパイプ形成部112の外面領域に形成されている。接合部113は、図5の拡大図で示すように、第2ヘッダ部材120と対向する第1対向面113aと第2対向面113bとを有している。第2対向面113bは、外面112bから内面112cに向けて形成された面である。第1対向面113aは、第2対向面113bに直交する面である。後述するように接合部113に第2ヘッダ部材120の縁部が接合される際、第1対向面113aは第2ヘッダ部材120の内面120bと対向し、第2対向面113bは第2ヘッダ部材120の端面120cと対向する。
また、第1ヘッダ部材110には、図6に示すように、メイン流路Mfとバイパス流路Bfとを連通させるバイパス孔110aが形成されている。このバイパス孔110aと、後述するジョイント管130に形成された貫通孔130aとによって、ジョイント管130から流入する熱媒体のバイパス回路が形成される。
第2ヘッダ部材120は、図3、図5に示すように、第1ヘッダ部材110と接合される断面U字状の長尺部材である。第2ヘッダ部材120は、パイプ形成部112とともにメイン流路Mfが形成された第2パイプ150を形成する。第2ヘッダ部材120は、外側面に亜鉛を添加したアルミ合金層を有するクラッド材、あるいは亜鉛溶射を用いて犠牲陽極層が形成される。なお、犠牲陽極層を形成する金属は亜鉛以外の金属から形成してもよい。
第2ヘッダ部材120には、伝熱管20を取り付けるための複数の差込孔120aが形成されている。差込孔120aの形状は、伝熱管20の外形形状に合わせた扁平形状である。第2ヘッダ部材120は、図5に示すように、断面が半円状の半円状部121と、半円状部121の端部に接続された2つの平面状部122とを有している。曲げ加工された半円状部121は、図5において、内面120bを表す円弧の半径が、パイプ形成部112の内面112cを表す円弧の半径と等しい。すなわち、内面120bを表す円弧の曲率と内面112cを表す円弧の曲率とは同じである。これにより、熱交換器用ヘッダ100に形成されるメイン流路Mfの断面形状を円形に近い形状とすることができる。なお、メイン流路Mfは、一部が曲率を有さない平面状部122により画定されている。このように、平面状部122を有することで、第1ヘッダ部材110と第2ヘッダ部材120とを容易に組み合わせることができる。
なお、第2ヘッダ部材120は、図5に示すように、端面120cを第1ヘッダ部材110の第2対向面113bに対向させ、かつ縁側の内面120bを第1対向面113aに対向させた状態で、第1ヘッダ部材110にろう付けされている。
キャップ140は、図3、図4に示すように、第1ヘッダ部材110及び第2ヘッダ部材120の長手方向における両端部にそれぞれ取り付けられている。これによりキャップ140は、熱交換器用ヘッダ100に形成されたメイン流路Mfとバイパス流路Bfとを閉塞する。キャップ140は、アルミ板の表面にろう材が圧延接合されたクラッド材で形成され、プレス加工によって成形されている。
キャップ140は、図4、図6に示すように、メイン流路Mfに挿入される第1凸部141と、バイパス流路Bfに挿入される第2凸部142とを有している。第1凸部141は、断面が円形状の凸部であり、その半径はメイン流路Mfの半径と同等か大きい。また、第2凸部142は、断面が円形状の凸部であり、その半径はバイパス流路Bfの半径と同等か大きい。そのため、キャップ140を、熱交換器用ヘッダ100の両端部に押し込むことにより、第1凸部141をメイン流路Mfに嵌合させることができるとともに、第2凸部142をバイパス流路Bfに嵌合させることができる。これにより、キャップ140は、ろう付けされる前に、第1ヘッダ部材110及び第2ヘッダ部材120の端部に仮固定することができる。
また、キャップ140は、図3、図4に示すように、周縁から突出した直方体状の突出部143を有している。突出部143は第2ヘッダ部材120から突出し、その突出方向は、第1凸部141と第2凸部142とが配列した方向と一致する。より具体的には、突出部143が突出する方向は、図6に示すように、第2ヘッダ部材120に形成された差込孔120aがあけられた方向であり、かつ伝熱管20が延在する方向と一致する。
ジョイント管130は、図3に示すように、熱媒体を熱交換器用ヘッダ100に流入させるためのL字状の配管部材である。ジョイント管130は、第1ヘッダ部材110に形成されたジョイント管挿入孔112aに挿入される。これにより、ジョイント管130の内部はメイン流路Mfと連通する。また、ジョイント管130には、ジョイント管130の内部とバイパス流路Bfとを連通させる貫通孔130aが形成されている。貫通孔130aは、ジョイント管130の円形断面の直径方向に貫通する孔であり、図7に示すように、ジョイント管130の2箇所に形成されている。
図1に示すように、熱交換器用ヘッダ200は、伝熱管20が熱交換器用ヘッダ100に接続された側とは反対側の端部に接続される。熱交換器用ヘッダ200の基本構成は、熱交換器用ヘッダ100と同様であり、第1ヘッダ部材210、第2ヘッダ部材220、及びキャップ240を備えている。また、キャップ140に形成された突出部143と同様に、キャップ240には突出部243が形成されている。
熱交換器用ヘッダ200は、図示しない流出パイプに接続されており、熱交換器用ヘッダ100から伝熱管20に流入された熱媒体を集約し、流出パイプへと流出させる。
次に、熱交換器1を流れる熱媒体の動きについて、図6を参照しながら説明する。なお、図6において、熱媒体の動きを矢印で図示している。矢印Y1で示すようにジョイント管130に流入した熱媒体のうち、一部は矢印Y2で示すようにメイン流路Mfに流入し、残りは矢印Y3で示すようにバイパス流路Bfに流入する。バイパス流路Bfに流入した熱媒体は、矢印Y4で示すように、バイパス孔110aを通りメイン流路Mfに流入する。メイン流路Mfに流入した熱媒体は、矢印Y5で示すように、それぞれの伝熱管20に流入し熱交換が行われる。伝熱管20に流入した熱媒体は、熱交換後に図1に示す熱交換器用ヘッダ200に流入し図示しない流出パイプから流出する。
このように、伝熱管20が差し込まれていないバイパス流路Bfを設けることにより、熱交換器用ヘッダ100内の圧力損失を抑制し、図示しない圧縮機で用いられる冷凍機油の返油性を向上させることが可能となる。また、バイパス流路Bfを設けることで、メイン流路Mfにむらなく熱媒体を流入させることができ、伝熱管20を通る熱媒体の量を均一にすることができる。なおバイパス孔110aの位置は、なるべく熱交換器1の重力方向下側部分に位置することが望ましい。
次に、熱交換器用ヘッダ100の製造方法について説明する。まず、図7に示すように、第1ヘッダ部材110にジョイント管130を取り付ける。ジョイント管130の端部130bを第1ヘッダ部材110に形成されたジョイント管挿入孔112aに挿入したのち、ジョイント管130を、第1ヘッダ部材110に仮固定する。第1ヘッダ部材110とジョイント管130の接合部には、ワイヤーろう135を取り付け、あるいはペーストろうを塗布する。
続いて、図8に示すように、ペーストろう185を排出するノズル160を、第1ヘッダ部材110の長手方向、すなわち図に直交する方向に沿って動かし、第1ヘッダ部材110の接合部113にペーストろう185を塗布する。なお、ペーストろう185は、第1ヘッダ部材110の接合部113に塗布すると説明したが、第2ヘッダ部材120の接合面120b、120cに塗布してもよい。
続いて、第1ヘッダ部材110に第2ヘッダ部材120を組み合わせる。具体的には、第1ヘッダ部材110の外面領域に形成された凹部である接合部113に、第2ヘッダ部材120の縁部を合わせる。
続いて、キャップ140を組み付ける。具体的には、キャップ140の第1凸部141をメイン流路Mfに挿入するとともに、第2凸部142をバイパス流路Bfに挿入する。これにより、第1ヘッダ部材110及び第2ヘッダ部材120の両端部にキャップ140が仮固定される。
このようにして組み立てられた熱交換器用ヘッダ100を、図10に示すように、加熱炉の底面195aに載置された支持具190で支持する。このとき、熱交換器用ヘッダ100は、長手方向が加熱炉の底面195aと平行となる姿勢で、かつ、キャップ140に形成された突出部143が下方に突出する姿勢で支持具190に支持される。支持具190には、図9に示すように、第2ヘッダ部材120の半円状部121が嵌まる半円状の凹部191が形成されている。支持具190は、例えば、熱交換器用ヘッダ100の長手方向に間隔をあけて3つ設けられている。これにより、加熱炉内で、3つの支持具190を用いて熱交換器用ヘッダ100を安定して支持することができる。なお、支持具190で支持された熱交換器用ヘッダ100は、図11に示すように、加熱炉195の底面195aとの間に隙間が設けられている。また、下方に突出する突出部143も、加熱炉195の底面195aとの間に隙間が設けられている。
このように、支持具190で支持された熱交換器用ヘッダ100を加熱炉195で加熱し、ろうを融解させる。なお、接合部113に塗布された図8に示すペーストろう185は加熱されると溶けるが、その一部が、熱交換器用ヘッダ100の外面を流れることがある。具体的には、図10及び図11の矢印192で示すように、第1ヘッダ部材110の第2対向面113bと第2ヘッダ部材120の端面120cとの間に形成された隙間に沿って、キャップ140に向けて流れることがある。なお、熱交換器用ヘッダ100の接合箇所でない部分にろう材が付着することを防止するため、接合部113に塗布するペーストろう185の塗布量は、ペーストろう185が加熱されて溶けたとしても熱交換器用ヘッダ100の外面を流れない量に設定されている。さらに、ペーストろう185の塗布量は、第1ヘッダ部材110と第2ヘッダ部材120との接合強度を確保することができる量に設定されている。このように、ペーストろう185の塗布量は適切な量に設定されているものの、不可避的にペーストろう185の一部が熱交換器用ヘッダ100の外面を流れることがある。また、熱交換器用ヘッダ100の外面を流れるろう材には、接合部113に塗布したペーストろう185の他、クラッド材から形成したキャップ140のろう材、及び各種アルミ材に施されたコーティング材等が含まれる場合がある。
キャップ140まで流れたろう材は、矢印193で示すように、キャップ140と第2ヘッダ部材120との間に沿って下方に向かって流れ、やがて矢印194で示すように突出部143から加熱炉195の底面195aに向けて滴下する。これにより、底面195a上にろう材196を導くことができる。
加熱することによりろうを融解させた後、熱交換器用ヘッダ100を冷却する。これにより、各部材が接合し、熱交換器用ヘッダ100を製造することができる。
なお、熱交換器用ヘッダ100と同様の構成を有する熱交換器用ヘッダ200も同様に製造することができる。このように製造された熱交換器用ヘッダ100の差込孔120aに、図1に示すように、放熱フィン30の貫通孔30aを貫通させた伝熱管20の一端を差し込むとともに、他端を熱交換器用ヘッダ200の差込孔220aに差し込む。このように組み合わせた熱交換器1を加熱することで、ろうを融解させて、各部材を接合する。これにより、熱交換器1を製造することができる。
上記の実施の形態によれば、熱交換器用ヘッダ100の両端部に設けられたキャップ140に突出部143を形成し、この突出部143を下方に向けた状態で熱交換器用ヘッダ100を加熱した。そのため、図10及び図11の矢印193で示すように、キャップ140と第2ヘッダ部材120との間に沿って下方に流れたろうを、矢印194で示すように突出部143から加熱炉195の底面195aに向けて滴下することができる。これにより、ろうが第2ヘッダ部材120の図中下部に回りこみ、第2ヘッダ部材に付着してしまうといった不具合を防止することができる。また、第2ヘッダ部材120の図中下部に回り込んだろうが、第2ヘッダ部材120に形成された差込孔120aを塞いでしまうといった不具合を防止することができる。そのため、各部材を接合した熱交換器用ヘッダ100の差込孔120aに、図1に示す伝熱管20を容易に差し込むことができ、熱交換器1の組み立てを行いやすい。また、第2ヘッダ部材120に付着したろう材を除去するという工程、及び差込孔120aを塞ぐ冷え固まったろう材を除去するという工程が不要であり、熱交換器用ヘッダ100の製造工程を簡略化することができる。
(実施の形態2)
次に、突出部を形成した箇所を上記と異ならせた実施の形態2について説明する。なお、以下で説明する形態は、上記の実施の形態1と共通する構成も多い。そこで、以下の説明では、上記実施の形態1と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については同じ符号を付す。
図12に示すように、熱交換器用ヘッダ300を加熱する際に下方に向けられる突出部343が、キャップ340ではなく第2ヘッダ部材320に形成されている点が実施の形態1と異なっている。突出部343は、第2ヘッダ部材320の両端部に形成された直方体状の突起である。なお、図12においては、突出部343が突出する方向は、第2ヘッダ部材320に形成された差込孔320aがあけられた方向であり、図1に示す伝熱管20が延在する方向と一致する。
なお、突出部343を形成する方法として、例えば、あらかじめ第2ヘッダ部材320を形成するための凸部を有するアルミプレートを切り出し、この凸部を90度折り曲げることにより、突出部343を形成することができる。
熱交換器用ヘッダ300を加熱することで、溶け出したろう材の一部が、図12の矢印392で示すように、第1ヘッダ部材110の第2対向面113bと第2ヘッダ部材320の端面320cとの間に形成された隙間に沿ってキャップ340に向かって流れ出すことがある。そして流れ出したろう材は、矢印393で示すように、キャップ340と第2ヘッダ部材320との間に沿って下方に向けて流れ、やがて矢印394で示すように突出部343から加熱炉の底面195aに向けて滴下する。このように、下方に向けて突出した突出部343は、ろう材を滴下して加熱炉の底面195aまで導く。これにより、上記実施の形態1と同様に、流れ出たろう材が、熱交換器用ヘッダ300に付着することを防止することができるとともに、熱交換器用ヘッダ300に形成された差込孔320aを塞ぐことを防止することができる。
(実施の形態3)
次に、実施の形態3について説明する。実施の形態3の熱交換器用ヘッダ400は、図13に示すように、キャップ440に3つの突出部443a、443b、443cが形成されており、この点が1つの突出部143のみが形成されていた実施の形態1の構成と異なっている。3つの突出部443a、443b、443cのそれぞれは、断面が長方形であり、キャップ440の周縁に並んで形成されている。3つの突出部443a、443b、443cが突出する方向は、同一の方向であり、図1に示す伝熱管20が延在する方向と一致している。
熱交換器用ヘッダ400を加熱することで、溶け出したろう材の一部が、図13の矢印492で示すように、第1ヘッダ部材110の第2対向面113bと第2ヘッダ部材120の端面120cとの間に形成された隙間に沿ってキャップ440に向かって流れ出すことがある。そして流れ出したろう材は、矢印493で示すように、キャップ440と第2ヘッダ部材120との間に沿って下方に向けて流れ、やがて矢印494a、494b、494cで示すように3つの突出部443a、443b、443cから加熱炉の底面195aに向けて滴下する。このように、下方に向けて突出した3つの突出部443a、443b、443cは、ろう材を滴下して加熱炉の底面195aまで導く。このように突出部443a、443b、443cを3つ形成することにより、矢印493で示すようにキャップ440に沿って流れるろう材を加熱炉の底面195aに向けて滴下させやすくすることができる。これにより、上記実施の形態と同様に、流れ出たろう材が、熱交換器用ヘッダ400に付着することを防止することができるとともに、熱交換器用ヘッダ400に形成された図示しない差込孔を塞ぐことを防止することができる。
(実施の形態4)
次に、実施の形態4について説明する。図14に示すように、熱交換器用ヘッダ500の端部に設けられたキャップ540の平面寸法は、第1ヘッダ部材110の断面と第2ヘッダ部材120との断面を合わせた大きさよりも大きい。これにより、キャップ540の周縁部は、全周にわたって、第1ヘッダ部材110及び第2ヘッダ部材120の端部から突出しており、この突出した部分をろう材を滴下する突出部として機能させることができる。
熱交換器用ヘッダ500を加熱することで、溶け出したろう材の一部が、矢印592で示すように、第1ヘッダ部材110の第2対向面113bと第2ヘッダ部材120の端面120cとの間に形成された隙間に沿ってキャップ540に向かって流れ出すことがある。そして流れ出したろう材は、矢印593で示すように、キャップ540と第2ヘッダ部材120との間に沿って下方に向けて流れ、やがて矢印594で示すように、キャップ540の下部から加熱炉195の底面195aに向けて滴下する。これにより、上記実施の形態と同様に、流れ出たろう材が、熱交換器用ヘッダ500に付着することを防止することができるとともに、熱交換器用ヘッダ500に形成された図示しない差込孔を塞ぐことを防止することができる。
(実施の形態5)
次に、実施の形態5について説明する。図15に示すように、熱交換器用ヘッダ600の第2ヘッダ部材620は、端部に向けて徐々に板厚が厚くなっており、これにより外形の寸法が徐々に大きくなった拡径部621を有している。これにより、図15における拡径部621の下面は、熱交換器用ヘッダ600の端部に向けて下がる。本実施の形態では、このように外形の寸法が徐々に大きくなった拡径部621を、ろう材を滴下する突出部として機能させることができる。
熱交換器用ヘッダ600を加熱することで、溶け出したろう材の一部が、矢印692で示すように、第1ヘッダ部材110の第2対向面113bと第2ヘッダ部材620の端面620cとの間に形成された隙間に沿ってキャップ640に向かって流れ出すことがある。そして流れ出したろう材は、矢印693で示すように、キャップ640と第2ヘッダ部材620との間に沿って下方に向けて流れ、やがて矢印694で示すように、下端から加熱炉195の底面195aに向けて滴下する。これにより、上記実施の形態と同様に、流れ出たろう材が、熱交換器用ヘッダ600に付着することを防止することができる。また、第2ヘッダ部材620に、端部に向けて断面が徐々に拡大する拡径部621を設けていることで、矢印693で示すように、キャップ640の下端にまで流れたろう材が、より高い位置に形成された差込孔620aを塞いでしまうといった不具合を防止することができる。
(実施の形態6)
次に、実施の形態6について説明する。図16に示すように、熱交換器用ヘッダ700の第2ヘッダ部材720は、端部に180度折り返された折り返し部721を有している。なお、第2ヘッダ部材720は、もう一方の端部にも同様に図示しない折り返し部721を有している。これにより、第2ヘッダ部材720の両端部は、折り返し部721により第2ヘッダ部材720の外面から突出した部分を形成する。この折り返し部721が、流れ出したろう材を下方に滴下する突出部としての機能を有している。
熱交換器用ヘッダ700を加熱することで、溶け出したろう材の一部が、矢印792で示すように、第1ヘッダ部材110の第2対向面113bと第2ヘッダ部材720の端面720cとの間に形成された隙間に沿ってキャップ740に向かって流れ出すことがある。そして流れ出したろう材は、矢印793で示すように、キャップ740と第2ヘッダ部材720との間に沿って下方に向けて流れ、やがて矢印794で示すように、突出した折り返し部721の下端から加熱炉195の底面195aに向けて滴下する。これにより、熱交換器用ヘッダ700を加熱する際に、流れ出たろう材が、熱交換器用ヘッダ700に付着することを防止することができるとともに、熱交換器用ヘッダ700に形成された差込孔720aを塞いでしまうといった不具合を防止することができる。
(実施の形態7)
次に、実施の形態7について説明する。上述した実施の形態1に係る熱交換器用ヘッダ100は、図3に示すように、第1ヘッダ部材110に形成されたバイパス流路Bfを有している。一方、実施の形態7に係る熱交換器用ヘッダ800は、図17に示すように、第1ヘッダ部材810にバイパス流路が形成されておらず、この点が実施の形態1に係る熱交換器用ヘッダ100と異なっている。
熱交換器用ヘッダ800は、図17、図18に示すように、第1ヘッダ部材810と、第2ヘッダ部材120と、キャップ840と、を備えている。なお、第2ヘッダ部材120は、実施の形態1のものと同じである。
第1ヘッダ部材810は、図17に示すように、第2ヘッダ部材120と組み合わされて、第2ヘッダ部材120とともにメイン流路Mfを形成するパイプの一部を形成する。本実施の形態ではバイパス経路が形成されていないことから、このようなメイン流路Mfを単に流路と記載することもできる。第1ヘッダ部材810は、板金部品もしくは押し出し加工もしくは、押し出し加工とプレス加工の組み合わせによって成形されたアルミニウム合金製の部材である。第1ヘッダ部材810の外側面には、亜鉛溶射されることによって、あるいは亜鉛を含むフラックスが塗布されることによって犠牲陽極層が形成されている。これにより、熱交換器用ヘッダ800の腐食による熱媒体の漏れを防止することができる。
第1ヘッダ部材810の断面は半円形状である。また、第1ヘッダ部材810には、ジョイント管接続部830bに対応する位置にジョイント管挿入孔812aが形成されている。ジョイント管挿入孔812aの孔径は、ジョイント管830の外径と同等か、挿入されたジョイント管830との隙間をがろうにより埋められる程度に大きい。熱交換器用ヘッダ800の組立時において、ジョイント管830は、ジョイント管挿入孔812aに挿入されて第1ヘッダ部材810に仮固定される。
また、第1ヘッダ部材810のメイン流路Mfが延びる方向に沿った両縁部には、第2ヘッダ部材120と接合する接合部813が、第1ヘッダ部材810の全長にわたって形成されている。接合部813の構成は、実施の形態1における接合部113の構成と同様である。第1ヘッダ部材810は、図19に示すように、接合部813を第2ヘッダ部材120の端面120cに対向させた状態で、第2ヘッダ部材120にろう付けされている。
キャップ840は、図17、図18に示すように、メイン流路Mfに挿入される第1凸部841を有している。第1凸部841は、円柱状の凸部であり、その半径はメイン流路Mfの半径と同等かキャップ840を圧入できる程度にわずかに大きい。そのため、キャップ840を、熱交換器用ヘッダ800の両端部に押し込むことにより、第1凸部841をメイン流路Mfに嵌合させることができる。これにより、キャップ840は、ろう付けされる前に、第1ヘッダ部材810及び第2ヘッダ部材120の端部に仮固定することができる。
また、キャップ840は、周縁から突出した直方体状の突出部843を有している。キャップ840の突出部843が突出する方向は、図17に示すように、第2ヘッダ部材120に形成された差込孔120aがあけられた方向と一致する。
熱交換器用ヘッダ800のメイン流路Mfには、ジョイント管830から熱媒体が流入する。メイン流路Mfに流入した熱媒体は、第2ヘッダ部材120に形成された差込孔120aに差し込まれた図6に示す伝熱管20に流入し、熱交換が行われる。
次に、熱交換器用ヘッダ800の製造方法について説明する。まず、ジョイント管830のジョイント管接続部830bを第1ヘッダ部材810に形成されたジョイント管挿入孔812aに挿入して、ジョイント管830を第1ヘッダ部材810に仮固定する。なお、第1ヘッダ部材810とジョイント管830との接合部には、ワイヤーろうを取り付け、あるいはペーストろうを塗布する。
続いて、図8を参照しながら説明した工程と同様に、第1ヘッダ部材810の接合部813にペーストろうを塗布したのち、第1ヘッダ部材810と第2ヘッダ部材120とを組み合わせる。
続いて、キャップ840を、組み合わせた第1ヘッダ部材810と第2ヘッダ部材120とに組み付ける。具体的には、キャップ840の第1凸部841をメイン流路Mfに挿入する。これにより、第1ヘッダ部材810及び第2ヘッダ部材120の両端部にキャップ840が仮固定される。
このようにして組み立てられた熱交換器用ヘッダ800を、図19に示すように、加熱炉の底面195aに載置された支持具190で支持する。このとき、熱交換器用ヘッダ800は、長手方向が加熱炉の底面195aと平行となる姿勢で、かつ、キャップ840に形成された突出部843が下方に突出する姿勢で支持具190に支持される。
続いて、支持具190で支持された熱交換器用ヘッダ800を加熱炉で加熱し、ろうを融解させる。なお、図17に示すように、キャップ840の第1凸部841をメイン流路Mfに挿入したことにより、第1ヘッダ部材810の接合部813に塗布したペーストろうと、突出部843に形成されたクラッド層とを接触させることができ、あるいは近接させることができる。なお、接合部813に塗布されたペーストろうは加熱炉で加熱されると溶け、その一部が、熱交換器用ヘッダ800の外面を流れることがある。しかしながら、接合部813に塗布したペーストろうと、突出部843に形成されたクラッド層とを接触、あるいは近接させることで、図19の矢印892で示すように、第1ヘッダ部材810と第2ヘッダ部材120との境に沿って流れたろう材は、矢印893及び矢印894に示すように、キャップ840と第2ヘッダ部材120との境に沿って下方に向かって流れ、突出部843からの滴下によって排出される。
このように、ろう材の余剰分を熱交換器用ヘッダ800の外部へと排出することができるので、熱交換器用ヘッダ800の接合箇所でない部分にろう材やフラックスが流れ込み、付着してしまうことを防止できる。なお、接合部813に塗布するペーストろうの量は、適切な接合強度を確保するために十分な量が確保される一方で、溶けたろう材が接合箇所以外に流れ込まない量であることが好ましい。このようなペーストろうの適切な塗布量を設定し、この設定した塗布量でペーストろう塗布していくことに、製造上の難しさがある。しかしながら、本実施の形態によれば、ペーストろうの余剰分は、突出部843から熱交換器用ヘッダ800の外部へ排出することができる。そのため、ペーストろうの許容される塗布量の範囲を幅広くとることができ、製造上の管理が容易となる。
また、キャップ840は、第1凸部841をメイン流路Mfに挿入することで仮固定される。このとき、メイン流路Mfを画定する第1ヘッダ部材810及び第2ヘッダ部材120の内面と第1凸部841とが接触した状態にある。このように、キャップ840の仮固定のために、第1ヘッダ部材810の外面及び第2ヘッダ部材120の外面と接触する部分、すなわち第1ヘッダ部材810及び第2ヘッダ部材120の端部の周囲を覆う部分をキャップ840に設ける必要がない。そのため、キャップ840の端部と差込孔120aとの間に十分な距離を確保することができ、溶け出たろう材が差込孔120aに流れ込むことを抑制することができる。また、熱交換器用ヘッダ800の端部でキャップ840を突出させることがないため、他部品との干渉のリスクを軽減することができる。
(実施の形態8)
次に、実施の形態8について、図20を参照しながら説明する。本実施の形態に係る熱交換器用ヘッダ900は、図17に示す熱交換器用ヘッダ800と比較して、キャップ940に形成された突出部943の形状だけが異なっている。突出部943は、屈曲した屈曲部943aと、屈曲部943aよりも先端に形成され第1凸部941とともに第2ヘッダ部材120を挟み込む先端部943bとを有している。突出部943は、屈曲部943aで第1凸部941が突出している方向側に屈曲しており、先端部943bに向かうにつれて徐々に第1凸部941に近づくように形成されている。なお、先端部943bと第1凸部941との間隔S1は、例えば、第2ヘッダ部材120の厚みと同じである。これにより、第1凸部941をメイン流路Mfに挿入してキャップ940を組み付ける際、第2ヘッダ部材120が先端部943bと第1凸部941との間に差し込まれる。このように、突出部943が、第1凸部941とともに第2ヘッダ部材120を挟み込むことにより、キャップ940は第2ヘッダ部材120に仮固定される。なお、先端部943bと第1凸部941との間隔S1を、第2ヘッダ部材120の厚みよりも小さくしてもよい。これにより、キャップ940の仮固定をより強固なものにすることができる。
なお、熱交換器用ヘッダ900は、図19を参照しながら説明した方法と同様に、突出部943を下方に突出させた状態で加熱炉で加熱される。なお、屈曲部943aは、先端部943bよりもキャップ940の外側に位置している。そのため、加熱炉による加熱時に、図20に示すように、屈曲部943aは先端部943bよりも下方に位置する。これにより、溶け出たろう材を、先端部943bに向けてまわりこませることなく、屈曲部943aの下端から滴下させることができる。
(実施の形態9)
次に、実施の形態9について、図21から図23を参照しながら説明する。実施の形態9に係る熱交換器用ヘッダ1000は、図21に示すように、キャップ1040を第2ヘッダ部材120に引掛けるための爪部1045を有している。一方、その他の構成は、図17に示す熱交換器用ヘッダ800と同様である。
爪部1045は、図21及び図22に示すように、キャップ1040の外縁に設けられている。爪部1045は、図21に示すように、キャップ1040を矢印Aの方向からみた場合に、突出部1043を下側に向けて配置されたキャップ1040の右側部に設けられており、差込孔120aよりも上方に位置している。爪部1045は、図23中の拡大図に示すように、キャップ1040の外縁部において外側に膨らんだ部分である湾曲部1045aと、湾曲部1045aよりも先端に形成された先端部1045bとを有している。湾曲部1045aは、第1凸部1041が突出している方向に向けて湾曲しており、その先端には第1凸部1041が突出している方向に延設された先端部1045bが形成されている。先端部1045bと第1凸部1041との間隔S2は、例えば、第2ヘッダ部材120の厚みと同じである。これにより、第1凸部1041をメイン流路Mfに挿入してキャップ1040を組み付ける際、第2ヘッダ部材120が先端部1045bと第1凸部1041との間に差し込まれる。このように、爪部1045は、第1凸部1041とともに第2ヘッダ部材120を挟み込むことで、キャップ1040を第2ヘッダ部材120に仮固定することができる。なお、爪部1045は、湾曲部1045aにおいて一旦キャップ1040の外側に膨らんでいることから、湾曲部1045aの内側部と、第2ヘッダ部材120の端部との間には通路1045cが形成されている。この爪部1045の内面部に形成された通路1045cは、溶け出たろう材を通過させるための経路として機能する。なお、先端部1045bと第1凸部1041との間隔S2を、第2ヘッダ部材120の厚みよりも小さくしてもよい。これにより、キャップ1040の仮固定をより強固なものにすることができる。
なお、熱交換器用ヘッダ1000は、図19を参照しながら説明した方法と同様に、突出部1043を下方に突出させた姿勢にされて加熱炉で加熱される。これにより、図21の矢印1092で示すように、第1ヘッダ部材810と第2ヘッダ部材120との境に沿って流れ出たろう材は、キャップ1040まで流れ、その後、矢印1093で示すように、キャップ1040と第2ヘッダ部材120との間に沿って下方に向かって流れる。このときろう材は、図23の拡大図で示す通路1045cを通り、爪部1045が形成された箇所を通過する。このように通路1045cを形成することにより、溶け出たろう材の排出を、爪部1045が阻害することがない。そして下方に流れたろう材は、図21の矢印1094で示すように、突出部1043から滴下する。これにより、底面195a上にろう材196を導くことができる。これにより、溶け出たろう材をスムーズに排出することができる。
また、熱交換器用ヘッダ1000の加熱時における爪部1045は、差込孔120aよりも上方に配置している。このように、爪部1045と差込孔120aとの高さ位置を異ならせること、すなわち熱交換器用ヘッダ1000の周方向において、爪部1045と差込孔120aとを互いに重ならない位置と形成することで、爪部1045と差込孔120aとの距離を十分に離すことができる。ここで、熱交換器用ヘッダ1000の周方向とは、熱交換器用ヘッダ1000の長手方向を中心とした周方向のことである。これにより、爪部1045と差込孔120aとの干渉を防止できるとともに、差込孔120aに向けてろう材が流れでるのを防止することができる。
この開示は、上記実施の形態に限定されず、様々な変形及び応用が可能である。上記実施の形態において、図10に示すキャップ140に形成された突出部143及び図12に示す第2ヘッダ部材320に形成された突出部343は直方体状であると説明したが、溶けたろう材を滴下できるのであれば、その形状は任意である。例えば突出部143,343の形状を三角形状としてもよいし、半円状としてもよい。
また、上記実施の形態では、キャップ140と第2ヘッダ部材120,320のうちの一方に突出部143,343を形成していたが、キャップ140,340と第2ヘッダ部材120,320の両方に突出部143,343を形成してもよい。このとき、それぞれの突出部143,343の大きさ、形状、及び位置を同様に形成することで、互いの突出部143,343を重なり合わせてもよい。
また、溶けたろう材を加熱炉195の底面195aに流出させる突出部143を、熱交換器用ヘッダ100の両端に形成したが、熱交換器用ヘッダ100の一端にのみに形成し他端には形成しなくてもよい。このように、一端にのみに突出部143を形成した熱交換器用ヘッダ100を加熱する際、熱交換器用ヘッダ100を傾けて、突出部143が形成された一端を他端よりも低くすることが好ましい。これにより、加熱する際に流れ出したろう材を、突出部143が形成された熱交換器用ヘッダ100の一端に集めることができ、突出部143を介して滴下しやすくすることができる。
また、図11に示すように、熱交換器用ヘッダ100を加熱するときに突出部143を加熱炉195の底面195aから離していたが、突出部143を加熱炉195の底面195aに接触させた状態で熱交換器用ヘッダ100を加熱してもよい。この場合、突出部143は、溶けたろう材を滴下することはないが、溶けたろう材を加熱炉195の底面195aまで導くことができる。
また、図12に示す第2ヘッダ部材320に形成された突出部343は、折り曲げ加工することにより形成されると説明したが、突出部343の形成方法については特に限定されるものではない。例えば、突出部343を別体で形成し、第2ヘッダ部材320に溶接、ろう接等の公知の接合手段を用いて接合することによって形成してもよい。
また、図15に示す第2ヘッダ部材620は、端部に向けて直線状に板厚を増加させることで、下面を端部に向かうにつれて下げていたが、板厚が変化する態様は直線状に限定されない。例えば、端部に向けて板厚が変化することで、外形を長手方向に円弧状に変化させて下面を端部に向けて下げてもよい。また、端部に向けて階段状に第2ヘッダ部材620の板厚を増加させることで、端部に向けて下面を階段状に下げてもよい。
また、図15に示す熱交換器用ヘッダ600において、板厚を変化させることで、第2ヘッダ部材620の外形の寸法を変化させていたが、板厚を変化させることなくメイン流路Mfの径を端部に向けて大きくすることで、第2ヘッダ部材620の外形の寸法を変化させてもよい。
また、熱交換器用ヘッダ100に形成されたメイン流路Mf及びバイパス流路Bfの断面形状は、円形か円形とみなせる形状であると説明したが、他の形状、例えば異形形状としてもよい。なお、流路の断面形状とは、流体が流れる方向に直交する平面で流路を切断したときの断面形状をいう。ここで異形形状とは、通常の流路の形状である円形か円形とみなせる形状以外の形状であり、例えば、三角形状、四角形状等の多角形状であってもよいし、楕円形状、2つの円を直線で結んだ長孔形状、あるいは曲率半径の異なる円弧が組み合わせてできる形状など、主に曲面から形成される形状であってもよい。
また、加熱する際に熱交換器用ヘッダ100を支持する支持具190は、熱交換器用ヘッダ100の外面を加熱炉195の底面195aから離した状態でその姿勢を維持できるものであればよく、上記実施の形態のものに限定されない。また、配置する支持具190の数は3つに限定されるものではなく、3つよりも少なくても多くてもよい。なお、熱交換器用ヘッダ100の両端に設けられた突出部143の先端を加熱炉195の底面195aに当接させることで、熱交換器用ヘッダ100を突出部143で安定した状態で支持できるのであれば、支持具190の設置を省略することができる。
また、熱交換器用ヘッダ100に接続される伝熱管20は、断面が扁平形状のものに限定されない。例えば、円形状、正方形状、あるいは三角形状といった他の断面形状の伝熱管20を熱交換器用ヘッダ100に接続してもよい。
また、第1ヘッダ部材110の接合部113にペーストろう185を塗布し、第1ヘッダ部材110と第2ヘッダ部材120とを接合したが、どのような接合方法を用いるかは任意である。例えば、クラッド材を用いて第1ヘッダ部材110と第2ヘッダ部材120とをろう付けしてもよい。
また、上述した第1ヘッダ部材110と第2ヘッダ部材120との接合部分の構成は1例であり、その他の接合部分の構成としてもよい。例えば、第1ヘッダ部材110の両縁部と、第2ヘッダ部材120の両縁部とを突き合せた状態で接合してもよい。
また、上記の実施の形態では、一対の配管部材である熱交換器用ヘッダ100,200の基本構成が同じである場合について説明したが、基本構成が異なった一対の熱交換器用ヘッダを用いてもよい。
また、熱交換器用ヘッダ100,200、伝熱管20等の熱交換器1の各構成部材はアルミニウムから形成されていると説明したが、ステンレス、鋼材、銅等の他の金属から形成してもよい。
また、熱交換器用ヘッダ100,200、及び伝熱管20などの各構成部材の表面は、犠牲陽極層を形成していると説明したが、腐食に耐えうる部材の板厚を確保することによって、犠牲陽極層の代替としてもよい。
また、図19に示す熱交換器用ヘッダ800では、キャップ840に1つの突出部843を設けたが、突出部843を設ける個数は任意である。例えば2つ以上の突出部843を、キャップ840に設けてもよい。このように複数の突出部843を設けたとしても、熱交換器用ヘッダ800を1つの突出部843が下方に突出する姿勢にして加熱すればよい。
また、図21に示す熱交換器用ヘッダ1000では、キャップ1040に1つの爪部1045を設けたが、爪部1045を設ける個数は任意である。例えば2つ以上の爪部1045を、キャップ1040の縁部に取り付けてもよい。また、その取付位置は、差込孔120aよりも上方であればよく、例えば第1ヘッダ部材810が差し込まれる位置に形成してもよい。
また、第1ヘッダ部材にバイパス流路を形成しない構成については、上記実施の形態2から6についても同様に適用することができる。また、第1ヘッダ部材にバイパス流路を形成する構成については、上記実施の形態8及び9についても同様に適用することができる。さらに、上記実施の形態1から9に係る熱交換器用ヘッダの特徴を適宜組み合わせてもよい。例えば、1つのキャップに、図19に示す突出部843と、図21に示す爪部1045を形成してもよい。このように1つのキャップに形成する突出部843及び爪部1045の個数はそれぞれ任意に設定できる。また、図21に示す爪部1045を、図10、図12、図13、図15、あるいは図16に記載のキャップに適用してもよい。
本開示は、広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。つまり、本開示の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、本開示の範囲内とみなされる。
本出願は、2020年6月9日に出願された、日本国特許出願2020-099809号に基づく。本明細書中に日本国特許出願2020-099809号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。
1 熱交換器、20 伝熱管、20a 流通孔、30 放熱フィン、30a 貫通孔、100 熱交換器用ヘッダ、110 第1ヘッダ部材、110a バイパス孔、111 第1パイプ、111b ジョイント管接続部、112 パイプ形成部、112a ジョイント管挿入孔、112b 外面、112c 内面、113 接合部、113a 第1対向面、113b 第2対向面、120 第2ヘッダ部材、120a 差込孔、120b 内面、120c 端面、120d 外面、121 半円状部、122 平面状部、130 ジョイント管、130a 貫通孔、130b 端部、135 ワイヤーろう、140 キャップ、141 第1凸部、142 第2凸部、143 突出部、150 第2パイプ、160 ノズル、185 ペーストろう、190 支持具、191 凹部、195 加熱炉、195a 底面、196 ろう材、200 熱交換器用ヘッダ、210 第1ヘッダ部材、220 第2ヘッダ部材、220a 差込孔、240 キャップ、243 突出部、300 熱交換器用ヘッダ、320 第2ヘッダ部材、320a 差込孔、320c 端面、340 キャップ、343 突出部、400 熱交換器用ヘッダ、440 キャップ、443a 突出部、443b 突出部、443c 突出部、500 熱交換器用ヘッダ、540 キャップ、600 熱交換器用ヘッダ、620 第2ヘッダ部材、620a 差込孔、620c 端面、621 拡径部、640 キャップ、700 熱交換器用ヘッダ、720 第2ヘッダ部材、720a 差込孔、720c 端面、721 折り返し部、740 キャップ、800 熱交換器用ヘッダ、810 第1ヘッダ部材、812a ジョイント管挿入孔、813 接合部、830 ジョイント管、830b ジョイント管接続部、840 キャップ、841 第1凸部、843 突出部、900 熱交換器用ヘッダ、940 キャップ、941 第1凸部、943 突出部、943a 屈曲部、943b 先端部、1000 熱交換器用ヘッダ、1040 キャップ、1041 第1凸部、1043 突出部、1045 爪部、1045a 湾曲部、1045b 先端部、1045c 通路、Mf メイン流路、Bf バイパス流路、S1 間隔、S2 間隔。

Claims (19)

  1. 熱媒体を流通させるパイプの一部を形成する第1ヘッダ部材と、
    前記第1ヘッダ部材の熱媒体の流路に沿った両縁部に、縁部がろう付けされて前記第1ヘッダ部材とともに前記パイプを形成する第2ヘッダ部材と、
    前記パイプの端部に設けられ、前記流路を塞ぐキャップと、を備え、
    前記キャップの周縁と、前記第2ヘッダ部材の前記流路に沿う方向における端部とのうち、少なくとも一方に、ろう付け時に外面を流れるろう材を流出させるための突出部が形成されている、
    熱交換器用ヘッダ。
  2. 前記第2ヘッダ部材には、熱媒体を流通させる伝熱管を差し込むための差込孔が形成されており、
    前記突出部は、前記差込孔に差し込まれる前記伝熱管が延在する方向に沿って突出している、
    請求項1に記載の熱交換器用ヘッダ。
  3. 前記突出部は、前記キャップの周縁に形成されている、
    請求項1又は2に記載の熱交換器用ヘッダ。
  4. 前記突出部は、前記キャップの周縁に沿って複数形成されている、
    請求項3に記載の熱交換器用ヘッダ。
  5. 前記突出部は、前記第2ヘッダ部材に向けて屈曲した屈曲部と、前記屈曲部よりも先端に形成された先端部とを有し、
    前記先端部は、前記キャップが前記流路を塞ぐ際に前記流路に挿入される凸部とともに、前記第2ヘッダ部材を挟み込む
    請求項1から4のいずれか1項に記載の熱交換器用ヘッダ。
  6. 前記屈曲部は、前記キャップに設けられた前記先端部よりも前記キャップの外側に形成されている、
    請求項5に記載の熱交換器用ヘッダ。
  7. 前記キャップの周縁部には、第1ヘッダ部材及び第2ヘッダ部材のうち少なくとも一方に外側から接触して、前記キャップを固定する爪部が形成されている、
    請求項1から6のいずれか1項に記載の熱交換器用ヘッダ。
  8. 前記爪部の内面部には、溶け出たろう材を通すための通路が形成されている、
    請求項7に記載の熱交換器用ヘッダ。
  9. 前記パイプの周方向において、前記爪部と前記差込孔は互いに重なり合わない位置に形成されている、
    請求項7または8に記載の熱交換器用ヘッダ。
  10. 前記第1ヘッダ部材には、熱媒体を流通させるバイパス流路が形成されている、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の熱交換器用ヘッダ。
  11. 前記バイパス流路の断面は円形であるか、あるいは異形形状である、
    請求項10に記載の熱交換器用ヘッダ。
  12. 前記キャップの平面寸法は、前記第1ヘッダ部材の断面と前記第2ヘッダ部材の断面とを合わせた大きさよりも大きく、
    前記キャップの周縁部は、全周にわたって、前記第1ヘッダ部材及び前記第2ヘッダ部材の端部から突出しており、
    前記突出部は、前記キャップの周縁部により形成されている、
    請求項1に記載の熱交換器用ヘッダ。
  13. 前記突出部は、前記第2ヘッダ部材に形成されている、
    請求項1又は2に記載の熱交換器用ヘッダ。
  14. 前記第2ヘッダ部材は、端部に向けて外形が大きくなる拡径部を有し、
    前記突出部は、前記拡径部により形成されている、
    請求項13に記載の熱交換器用ヘッダ。
  15. 前記第2ヘッダ部材は、外側に折り返されて外形が大きくなった折り返し部を端部に有し、
    前記突出部は、前記折り返し部により形成されている、
    請求項13に記載の熱交換器用ヘッダ。
  16. 請求項1から15のいずれか1項に記載の熱交換器用ヘッダと、
    前記第2ヘッダ部材に形成された差込孔に差し込まれ、前記流路に接続された伝熱管と、
    前記伝熱管に取り付けられたフィンと、を備える、
    熱交換器。
  17. 第1ヘッダ部材と第2ヘッダ部材とを組み合わせて、熱媒体を流通させる流路を形成する工程と、
    組み合わせた第1ヘッダ部材と第2ヘッダ部材との端部にキャップを組み付けて、前記流路の端部を塞ぐ工程と、
    前記キャップを組み付けた前記第1ヘッダ部材及び前記第2ヘッダ部材を加熱してろう付けする工程と、を備え、
    前記キャップの周縁と、前記第2ヘッダ部材の前記流路に沿う方向における端部とのうち、少なくとも一方には突出部が形成されており、
    前記第1ヘッダ部材及び前記第2ヘッダ部材を加熱する際、外面を流れるろう材を前記突出部を介して下方に導くために、前記突出部を下方に向けた状態で加熱する、
    熱交換器用ヘッダの製造方法。
  18. 前記第1ヘッダ部材及び前記第2ヘッダ部材を加熱する際、前記第1ヘッダ部材及び前記第2ヘッダ部材を支持具で支持して加熱炉の底面から隙間をあけた状態で加熱する、
    請求項17に記載の熱交換器用ヘッダの製造方法。
  19. 前記第1ヘッダ部材及び前記第2ヘッダ部材を加熱する際、長手方向が前記加熱炉の底面と平行となる姿勢で前記第1ヘッダ部材及び前記第2ヘッダ部材を加熱する、
    請求項18に記載の熱交換器用ヘッダの製造方法。
JP2022530469A 2020-06-09 2021-05-28 熱交換器用ヘッダ、熱交換器、及び熱交換器用ヘッダの製造方法 Active JP7258240B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020099809 2020-06-09
JP2020099809 2020-06-09
PCT/JP2021/020506 WO2021251186A1 (ja) 2020-06-09 2021-05-28 熱交換器用ヘッダ、熱交換器、及び熱交換器用ヘッダの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2021251186A1 JPWO2021251186A1 (ja) 2021-12-16
JP7258240B2 true JP7258240B2 (ja) 2023-04-14

Family

ID=78845636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022530469A Active JP7258240B2 (ja) 2020-06-09 2021-05-28 熱交換器用ヘッダ、熱交換器、及び熱交換器用ヘッダの製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7258240B2 (ja)
WO (1) WO2021251186A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004251493A (ja) 2003-02-18 2004-09-09 Toyo Radiator Co Ltd アルミニューム製熱交換器
JP2006022992A (ja) 2004-07-07 2006-01-26 Valeo Thermal Systems Japan Corp 熱交換器、熱交換器に用いられる封止手段の製造方法、及び熱交換器の製造方法
JP2007113895A (ja) 2005-10-24 2007-05-10 Denso Corp 熱交換器および熱交換器の製造方法
JP2012117791A (ja) 2010-12-03 2012-06-21 Denso Corp 熱交換器
JP2019086196A (ja) 2017-11-06 2019-06-06 三菱電機株式会社 熱交換器用ヘッダ及び熱交換器

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08327287A (ja) * 1995-06-05 1996-12-13 Zexel Corp 熱交換器のヘッダ構造

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004251493A (ja) 2003-02-18 2004-09-09 Toyo Radiator Co Ltd アルミニューム製熱交換器
JP2006022992A (ja) 2004-07-07 2006-01-26 Valeo Thermal Systems Japan Corp 熱交換器、熱交換器に用いられる封止手段の製造方法、及び熱交換器の製造方法
JP2007113895A (ja) 2005-10-24 2007-05-10 Denso Corp 熱交換器および熱交換器の製造方法
JP2012117791A (ja) 2010-12-03 2012-06-21 Denso Corp 熱交換器
JP2019086196A (ja) 2017-11-06 2019-06-06 三菱電機株式会社 熱交換器用ヘッダ及び熱交換器

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2021251186A1 (ja) 2021-12-16
WO2021251186A1 (ja) 2021-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6006430A (en) Aluminum heat exchanger
KR100677719B1 (ko) 납땜방법 및 납땜구조
US5366006A (en) Tab joint between coolant tube and header
JPH05172488A (ja) 熱交換器用ヘッダ−パイプの仕切板組付構造及び組付方法
JP2008238223A (ja) ろう接方法
US11007592B2 (en) Heat exchanger and method for producing same
JPH07318289A (ja) 熱交換器
WO2017018438A1 (ja) 熱交換器およびその製造方法
KR20020001605A (ko) 브레이징에 의해 헤더탱크에 연결된 복수의 튜브를 가지는열교환기
JP7258240B2 (ja) 熱交換器用ヘッダ、熱交換器、及び熱交換器用ヘッダの製造方法
KR20010101714A (ko) 알루미늄 제품 및 그 제조 방법
KR960003724B1 (ko) 무용제 납땜 접합방법 및 그 방법으로 제작한 열교환기
JP7117839B2 (ja) 熱交換器用ヘッダ及び熱交換器
JP4626472B2 (ja) 熱交換器および熱交換器の製造方法
JP2002103027A (ja) 熱交換器の製造方法
JP2007144496A (ja) 接合構造体及びその製造方法
JP7209825B2 (ja) 熱交換器、管継手および管の接続方法
EP1179719A2 (en) Method of making a tube for a heat exchanger
JPH04332392A (ja) 熱交換装置
JP7361887B2 (ja) 熱交換器用ヘッダ、熱交換器、熱交換器用ヘッダの製造方法、及び熱交換器の製造方法
JPH1019494A (ja) 熱交換器用偏平チューブ
JP7471392B2 (ja) 熱交換器用ヘッダ、熱交換器、熱交換器用ヘッダの製造方法、及び熱交換器の製造方法
WO2024134931A1 (ja) プレート式熱交換器の製造方法およびプレート式熱交換器
WO2023171791A1 (ja) ヘッダ管、熱交換器、空気調和装置及びヘッダ管の製造方法
JP2005127676A (ja) 熱交換器および熱交換の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220531

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230307

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230404

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7258240

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150