JPH01131898A - アルミニウム製熱交換器 - Google Patents
アルミニウム製熱交換器Info
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- JPH01131898A JPH01131898A JP28922887A JP28922887A JPH01131898A JP H01131898 A JPH01131898 A JP H01131898A JP 28922887 A JP28922887 A JP 28922887A JP 28922887 A JP28922887 A JP 28922887A JP H01131898 A JPH01131898 A JP H01131898A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
- F28F2265/26—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for allowing differential expansion between elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、アルミニウム製熱交換器の改良に関する。
タンクとコアとからなる熱交換器に於て、器体の軽量化
２組付作業の簡易化等を目的として、近年、熱交換器の
製造材料としてアルミニウム材が用いられるようになっ
ている。
２組付作業の簡易化等を目的として、近年、熱交換器の
製造材料としてアルミニウム材が用いられるようになっ
ている。
第４図は従来のアルミニウム製熱交換器を示し、斯かる
アルミニウム製熱交換器（以下「熱交換器」という）１
の製造は、先ず、亜鉛を含んだロー材をクラッドしたア
ルミニウム製のチューブ３．フィン５及び座板７によっ
てコア９を仮組みした後、当該コア９の両側部にアルミ
ニウム製のレインホース１１を配してこれらに弗化物の
フラックスを塗布し、又、仮組みしたコア９の分解を防
ぐためにワイヤや焼付治具等で当該コア９とレインホー
ス１１を結束している。
アルミニウム製熱交換器（以下「熱交換器」という）１
の製造は、先ず、亜鉛を含んだロー材をクラッドしたア
ルミニウム製のチューブ３．フィン５及び座板７によっ
てコア９を仮組みした後、当該コア９の両側部にアルミ
ニウム製のレインホース１１を配してこれらに弗化物の
フラックスを塗布し、又、仮組みしたコア９の分解を防
ぐためにワイヤや焼付治具等で当該コア９とレインホー
ス１１を結束している。
次いで、これらをろう付炉内に入れ、炉内に窒素ガスを
３０〜４０％／ｈｒで圧送し乍ら５８０〜６２０°Ｃの
ろう付温度で３〜２０分間保持することによってコア９
とレインホース１１を一体ろう付けしている。そして、
ろう行処理の後、上下の座板７に樹脂製のアッパタンク
１３及びロアタンク１５を夫々水密性を以って取り付け
、製品としている。
３０〜４０％／ｈｒで圧送し乍ら５８０〜６２０°Ｃの
ろう付温度で３〜２０分間保持することによってコア９
とレインホース１１を一体ろう付けしている。そして、
ろう行処理の後、上下の座板７に樹脂製のアッパタンク
１３及びロアタンク１５を夫々水密性を以って取り付け
、製品としている。
尚、従来、上記チューブ３とレインホース１１には、Ａ
３００３アルミニウム材といった同じ材質が用いられて
いる。又、図中、符号１１”はレインホース１１の両側
部に形成された補強片である。
３００３アルミニウム材といった同じ材質が用いられて
いる。又、図中、符号１１”はレインホース１１の両側
部に形成された補強片である。
然し乍ら、アルミニウムは真鍮や銅に比べ線膨張係数が
極めて大きく、然も、上述したように従来の熱交換器１
はチューブ３の如く温度上昇の著しい部材と、レインホ
ース１１の如く温度上昇のさほど大きくない部材を線膨
張係数の同じアルミニウム材で形成しているため、車両
走行時の如く冷却水の高温時に於てチューブ３にレイン
ホース１１との熱膨張率の差に基づく歪みを発生させ、
この熱歪応力のために薄肉のチューブ３を遂には破損さ
せてしまう虞があった。
極めて大きく、然も、上述したように従来の熱交換器１
はチューブ３の如く温度上昇の著しい部材と、レインホ
ース１１の如く温度上昇のさほど大きくない部材を線膨
張係数の同じアルミニウム材で形成しているため、車両
走行時の如く冷却水の高温時に於てチューブ３にレイン
ホース１１との熱膨張率の差に基づく歪みを発生させ、
この熱歪応力のために薄肉のチューブ３を遂には破損さ
せてしまう虞があった。
即ち、チューブ３はレインホース１１に比べ高温の冷却
水により著しく加熱されて大きな熱膨張を生じようとす
るが、レインホース１１は冷却水からの熱伝達が少なく
熱膨張が小さい。そして、チューブ３とレインホース１
１の温度差は最大時に於て約５０°Ｃ前後の差が生ずる
。従って、座板７とレインホース１１、チューブ３と座
板７は夫々一体ろう付けされた構造であるが故に、熱膨
張しようとするチューブ３のうち、特にレインホース１
１に隣接するチューブ３°には熱膨張の小さいレインホ
ース１１によって伸張が妨げられて歪みが発生し、その
結果、チューブ３゛の座板７との付根部分にレインホー
ス１１による“圧縮による永久歪”が発生する。そして
、その後のエンジン停止等による冷却水の温度低下によ
りチューブ３°が収縮し、永久歪が発生した上記付根部
分に引張応力が掛かって薄肉のチューブ３°が遂には破
損してしまうこととなる。第５図はチューブ３に掛かる
応力値を実験によって明らかにしたもので、上述したよ
うにレインホース１１に隣接するチューブ３′の付根部
分に最も応力が集中し、その他のチューブ３で応力値が
低減することが窺える。
水により著しく加熱されて大きな熱膨張を生じようとす
るが、レインホース１１は冷却水からの熱伝達が少なく
熱膨張が小さい。そして、チューブ３とレインホース１
１の温度差は最大時に於て約５０°Ｃ前後の差が生ずる
。従って、座板７とレインホース１１、チューブ３と座
板７は夫々一体ろう付けされた構造であるが故に、熱膨
張しようとするチューブ３のうち、特にレインホース１
１に隣接するチューブ３°には熱膨張の小さいレインホ
ース１１によって伸張が妨げられて歪みが発生し、その
結果、チューブ３゛の座板７との付根部分にレインホー
ス１１による“圧縮による永久歪”が発生する。そして
、その後のエンジン停止等による冷却水の温度低下によ
りチューブ３°が収縮し、永久歪が発生した上記付根部
分に引張応力が掛かって薄肉のチューブ３°が遂には破
損してしまうこととなる。第５図はチューブ３に掛かる
応力値を実験によって明らかにしたもので、上述したよ
うにレインホース１１に隣接するチューブ３′の付根部
分に最も応力が集中し、その他のチューブ３で応力値が
低減することが窺える。
更に、上記“圧縮による永久歪”の問題は、コア９の焼
付時に於ても解決すべき問題として提起されている。即
ち、焼付けの際に、コア９は第６図に示すように熱膨張
によって両側部側に大きく変形するが、この際にチュー
ブ３，３”はレインホース１１によりその伸張が妨げら
れて歪みが発生し、その結果、チューブ３°の座板７と
の付根部分にレインホース１１による“圧縮による永久
歪”が発生していた。
付時に於ても解決すべき問題として提起されている。即
ち、焼付けの際に、コア９は第６図に示すように熱膨張
によって両側部側に大きく変形するが、この際にチュー
ブ３，３”はレインホース１１によりその伸張が妨げら
れて歪みが発生し、その結果、チューブ３°の座板７と
の付根部分にレインホース１１による“圧縮による永久
歪”が発生していた。
そして、斯かる不具合を解消するものとして、放熱器の
取付材を上部取付材と下部取付材とに分割し、上部取付
材を上部タンクの側面及びフィンに溶接すると共に、下
部取付材を下部タンクの側面及びフィンに溶接したアル
ミニウム放熱器の取付構造が実公昭４６−２７７１９号
公報に開示されている。然し乍ら、斯様に取付材を分割
すると、一体ろう付の際に必要なワイヤ等によるコア結
束時の剛性が確保できなかった。
取付材を上部取付材と下部取付材とに分割し、上部取付
材を上部タンクの側面及びフィンに溶接すると共に、下
部取付材を下部タンクの側面及びフィンに溶接したアル
ミニウム放熱器の取付構造が実公昭４６−２７７１９号
公報に開示されている。然し乍ら、斯様に取付材を分割
すると、一体ろう付の際に必要なワイヤ等によるコア結
束時の剛性が確保できなかった。
又、コアの両側部にレインホースを一体ろう付けした後
、各レインホースを切断して上下に二分割することも行
なわれているが、レインホースの切断面からフィンが突
出したりレインホースの切断の際にフィンを過って切断
することが多く、熱交換器の商品価値の低下に繋がって
いた。
、各レインホースを切断して上下に二分割することも行
なわれているが、レインホースの切断面からフィンが突
出したりレインホースの切断の際にフィンを過って切断
することが多く、熱交換器の商品価値の低下に繋がって
いた。
本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、ろう材処
理の際に必要なコア結束時のレインホースの剛性を高め
、併せて熱歪応力によるチューブの破損を防止した熱交
換器を従供することを目的とする。
理の際に必要なコア結束時のレインホースの剛性を高め
、併せて熱歪応力によるチューブの破損を防止した熱交
換器を従供することを目的とする。
斯かる目的を達成するために、本発明は、チューブとフ
ィン及び座板からなるコアの両側部に、補強片を有する
断面コ字状のレインホースを配すると共に当該レインホ
ースの各端部を上記座板に当接させてこれらを一体ろう
付けしてなるアルミニウム製熱交換器に於て、上記各レ
インホースの少なくとも一箇所を、対峙する補強片の各
外側端部を残して内方に切り欠いて、隣接するチューブ
の引張強度よりも弱い脆弱部を当該レインホースに形成
したものである。
ィン及び座板からなるコアの両側部に、補強片を有する
断面コ字状のレインホースを配すると共に当該レインホ
ースの各端部を上記座板に当接させてこれらを一体ろう
付けしてなるアルミニウム製熱交換器に於て、上記各レ
インホースの少なくとも一箇所を、対峙する補強片の各
外側端部を残して内方に切り欠いて、隣接するチューブ
の引張強度よりも弱い脆弱部を当該レインホースに形成
したものである。
本発明によれば、補強片の各外側端部が、一体ろう付の
際のコアの結束時に必要なレインホースの剛性を確保す
ると共に、車両走行時の冷却水の温度変化やコアの焼付
けの際に、チューブの伸張。
際のコアの結束時に必要なレインホースの剛性を確保す
ると共に、車両走行時の冷却水の温度変化やコアの焼付
けの際に、チューブの伸張。
収縮に合わせてレインホースの脆弱部が伸張、収縮又は
切断されて、チューブの付根部分に負荷される圧縮応力
を軽減する。
切断されて、チューブの付根部分に負荷される圧縮応力
を軽減する。
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
尚、発明部分を除く構成については第４図のものと同様
の構成とされているため、ここではそれらについての説
明は省略し、専ら発明部分について説明する。又、上記
従来例と同一要素は同一符号を以って表示する。
の構成とされているため、ここではそれらについての説
明は省略し、専ら発明部分について説明する。又、上記
従来例と同一要素は同一符号を以って表示する。
第１図は本発明に係る熱交換器の一実施例を示し、この
熱交換器１７は上記熱交換器１と同様、コア９の両側部
に取り付く断面コ字状のレインホース１９をチューブ３
，３”と同じ材質のアルミニウム材で形成してなるが、
本実施例は、対峙する各補強片１９“の外側端部１９”
を残して当該レインホース１９の略中央部を内方に切り
欠いて、その最小断面積が隣接する各チューブ３゛の断
面積よりも小さくチューブ３°の引張強度よりも弱い脆
弱部２１をレインホース１９に形成したものである。尚
、コア９を一体ろう付けした後でレインホース１９を切
り欠いて上記脆弱部２１を設けると、フィン５を過って
切断してしまう虞があるため、斯かる脆弱部２１はコア
９の一体ろう付の前に予め設けておく必要がある。又、
第２図は第１図のＩ−１線断面図、又、第３図は第１図
の■−ｎ線断面図で、当該第３図は上記脆弱部２１の断
面を示すものである。
熱交換器１７は上記熱交換器１と同様、コア９の両側部
に取り付く断面コ字状のレインホース１９をチューブ３
，３”と同じ材質のアルミニウム材で形成してなるが、
本実施例は、対峙する各補強片１９“の外側端部１９”
を残して当該レインホース１９の略中央部を内方に切り
欠いて、その最小断面積が隣接する各チューブ３゛の断
面積よりも小さくチューブ３°の引張強度よりも弱い脆
弱部２１をレインホース１９に形成したものである。尚
、コア９を一体ろう付けした後でレインホース１９を切
り欠いて上記脆弱部２１を設けると、フィン５を過って
切断してしまう虞があるため、斯かる脆弱部２１はコア
９の一体ろう付の前に予め設けておく必要がある。又、
第２図は第１図のＩ−１線断面図、又、第３図は第１図
の■−ｎ線断面図で、当該第３図は上記脆弱部２１の断
面を示すものである。
而して、本実施例に係る熱交換器１７は、第４図に示す
従来例と同様、コア９及びレインホース１９を一体ろう
付けした後、アッパタンク１３及びロアタンク１５を座
板７に取り付ければよい。
従来例と同様、コア９及びレインホース１９を一体ろう
付けした後、アッパタンク１３及びロアタンク１５を座
板７に取り付ければよい。
本実施例に係る熱交換器１７はこのように構成されてい
るから、脆弱部２１の各外側端部１９”が、一体ろう付
の際のワイヤ等によるコア９の結束時に必要なレインホ
ース１９の剛性を確保すると共に、車両走行時の冷却水
の温度変化、或いはコア９の焼付けによってチューブ３
．３°が伸張。
るから、脆弱部２１の各外側端部１９”が、一体ろう付
の際のワイヤ等によるコア９の結束時に必要なレインホ
ース１９の剛性を確保すると共に、車両走行時の冷却水
の温度変化、或いはコア９の焼付けによってチューブ３
．３°が伸張。
収縮する場合、レインホース１９には冷却水からの熱の
伝達が少ないものの、チューブ３′の伸張。
伝達が少ないものの、チューブ３′の伸張。
収縮に合わせてレインホース１９の脆弱部２１が伸張、
収縮し、又は切断されて、チューブ３“の付根部分に負
荷される圧縮応力を軽減することとなる。
収縮し、又は切断されて、チューブ３“の付根部分に負
荷される圧縮応力を軽減することとなる。
このように、本実施例によれば、脆弱部２１の各外側端
部１９”が、ろう付処理に於けるワイヤ等によるコア９
の結束時に必要なレインホース１９の剛性を確保するた
め、コア結束時の強度が向上し、又、ろう付けしたレイ
ンホースを切断して二分割する従来例に比し、フィン５
を切断してしまうこともなく商品価値の維持に繋がる利
点を有する。更に、本実施例によれば、チューブ３”の
付根部分に負荷される熱歪み量が著しく減少したため、
チューブ３′の付根部分にレインホース１９による“圧
縮による永久歪”が軽減することとなり、熱交換器の機
能が長期に亘って良好に維持されることとなった。
部１９”が、ろう付処理に於けるワイヤ等によるコア９
の結束時に必要なレインホース１９の剛性を確保するた
め、コア結束時の強度が向上し、又、ろう付けしたレイ
ンホースを切断して二分割する従来例に比し、フィン５
を切断してしまうこともなく商品価値の維持に繋がる利
点を有する。更に、本実施例によれば、チューブ３”の
付根部分に負荷される熱歪み量が著しく減少したため、
チューブ３′の付根部分にレインホース１９による“圧
縮による永久歪”が軽減することとなり、熱交換器の機
能が長期に亘って良好に維持されることとなった。
尚、上記実施例は脆弱部２１をレインホース１９の中央
部に一箇所膜けたものであるが、脆弱部２１は複数箇所
に設けてもよく、斯かる構造によっても所期の目的を達
成することが可能である。
部に一箇所膜けたものであるが、脆弱部２１は複数箇所
に設けてもよく、斯かる構造によっても所期の目的を達
成することが可能である。
又、上記実施例はチューブ３．３′とレインホース１９
が同じ線膨張係数を有するアルミニウム材で成形されて
いる場合に、レインホース１９の略中央部の断面積をチ
ューブ３′の断面積よりも小さく形成することによって
、レインホース１９にチューブ３”の引張強度よりも弱
い脆弱部２１を形成したものであるが、チューブとレイ
ンホースが異なる線膨張係数を有するアルミニウム材で
ある場合にも、上述した構造とすることによってレイン
ホースにチューブの引張強度より弱い脆弱部を設ければ
よい。
が同じ線膨張係数を有するアルミニウム材で成形されて
いる場合に、レインホース１９の略中央部の断面積をチ
ューブ３′の断面積よりも小さく形成することによって
、レインホース１９にチューブ３”の引張強度よりも弱
い脆弱部２１を形成したものであるが、チューブとレイ
ンホースが異なる線膨張係数を有するアルミニウム材で
ある場合にも、上述した構造とすることによってレイン
ホースにチューブの引張強度より弱い脆弱部を設ければ
よい。
以上述べたように、本発明は、チューブとフィン及び座
板からなるコアの両側部に、補強片を有する断面コ字状
のレインホースを配すると共に当該レインホースの各端
部を上記座板に当接させてこれらを一体ろう付けしてな
るアルミニウム製熱交換器に於て、上記各レインホース
の少なくとも一箇所を、対峙する補強片の各外側端部を
残して内方に切り欠いて、隣接するチューブの引張強度
よりも弱い脆弱部を当該レインホースに形成したので、
補強片の各外側端部が一体ろう付の際のコアの結束時に
必要なレインホースの剛性を確保し、その結果、コアの
歩留りが良好となった。更に、チューブの伸張、収縮に
合わせてレインホースの脆弱部が伸張、収縮又は切断さ
れるので、チューブの付根部分に負荷される圧縮応力が
軽減し、チューブの付根部分に亀裂が発生することがな
くなり、熱交換器の確実な機能が長期に亘って維持され
ることとなった。
板からなるコアの両側部に、補強片を有する断面コ字状
のレインホースを配すると共に当該レインホースの各端
部を上記座板に当接させてこれらを一体ろう付けしてな
るアルミニウム製熱交換器に於て、上記各レインホース
の少なくとも一箇所を、対峙する補強片の各外側端部を
残して内方に切り欠いて、隣接するチューブの引張強度
よりも弱い脆弱部を当該レインホースに形成したので、
補強片の各外側端部が一体ろう付の際のコアの結束時に
必要なレインホースの剛性を確保し、その結果、コアの
歩留りが良好となった。更に、チューブの伸張、収縮に
合わせてレインホースの脆弱部が伸張、収縮又は切断さ
れるので、チューブの付根部分に負荷される圧縮応力が
軽減し、チューブの付根部分に亀裂が発生することがな
くなり、熱交換器の確実な機能が長期に亘って維持され
ることとなった。
第１図は本発明の一実施例に係る熱交換器の正面図であ
る。 第２図は第１図のＩ−Ｉ線断面図である。 第３図は第１図の■−■線断面図で、脆弱部の断面を示
す。 第４図は従来の熱交換器の斜視図である。 第５図は従来の熱交換器のチューブに掛かる応力値を示
す説明図である。 第６図はコア焼付時の変形状態を示す概略図である。 〔主要な部分の符号の説明〕 ３．３” ・・・チューブ ５・・・フィン ７・・・座板 ９・・・コア １７・・・熱交換器 １９・・・レインホース １９’ ・・・補強片 １９”・・・外側端部 ２１・・・脆弱部。 １＄ １ 図 第４図
る。 第２図は第１図のＩ−Ｉ線断面図である。 第３図は第１図の■−■線断面図で、脆弱部の断面を示
す。 第４図は従来の熱交換器の斜視図である。 第５図は従来の熱交換器のチューブに掛かる応力値を示
す説明図である。 第６図はコア焼付時の変形状態を示す概略図である。 〔主要な部分の符号の説明〕 ３．３” ・・・チューブ ５・・・フィン ７・・・座板 ９・・・コア １７・・・熱交換器 １９・・・レインホース １９’ ・・・補強片 １９”・・・外側端部 ２１・・・脆弱部。 １＄ １ 図 第４図
Claims (1)
- チューブとフィン及び座板からなるコアの両側部に、
補強片を有する断面コ字状のレインホースを配すると共
に当該レインホースの各端部を上記座板に当接させてこ
れらを一体ろう付けしてなるアルミニウム製熱交換器に
於て、上記各レインホースの少なくとも一箇所を、対峙
する補強片の各外側端部を残して内方に切り欠いて、隣
接するチューブの引張強度よりも弱い脆弱部を当該レイ
ンホースに形成したことを特徴とするアルミニウム製熱
交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62289228A JP2735198B2 (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | アルミニウム製熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS57132988U (ja) * | 1972-05-04 | 1982-08-19 | ||
| JPS6113186U (ja) * | 1984-06-26 | 1986-01-25 | カルソニックカンセイ株式会社 | アルミニウム製熱交換器 |
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1987
- 1987-11-16 JP JP62289228A patent/JP2735198B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
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