JPH02154992A - 扁平管使用熱交換器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 光肌辺旦旬 ［産業上の利用分野］ 本発明は熱交換器の構造に関し、特に扁平管を用いた熱
交換器の構造に関する。

［従来の技術］ 熱交換器の構成の一つとして、冷媒（作動流体）が封入
された管体（ビートパイプ）と熱伝達を高めるためのフ
ィンとを一体にしたものが用いられている。この管体と
フィンとは、その間の熱伝達が十分でないと熱交換効率
が低下し、熱交換器として十分な熱交換が行われない。

従って、管体とフィンとの金属同士を密接に接合するこ
とが必要である。

このような管体とフィンとの接合構造として、ロウ材に
より管体とコルゲートフィンとを金属接合した構造、あ
るいは管体を拡管してプレートフィンの挿入穴に機械的
に結合した構造が有る（実公昭５９−１４０１５号）。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来の真円の管体に替えて、管体の熱伝達向上
と管体が曝される空気等の流動抵抗の減少のために、扁
平な管体を用いる場合、次のような問題が生じていた。

過密、扁平管は、内部と外部との圧力差による変形が、
真円の管に比較してきわめて低い圧力差で起こる。従っ
て、その形状を維持するために扁平管内部に補強用の隔
壁が設けられている。即ち第１１図に示すごとく隔壁が
設けられ多穴管となっている。このため真円の管に適用
されるような拡管処理ができず、プレートフィンに機械
的に接合することは出来ない。

ロウ付けによりプレートフィンと接合する構成も考えら
れるが、プレートフィンにロウ付けするためにはプレー
トフィンの挿入穴に挿通される扁平管と挿入穴とのクリ
アランスを０．０５ｍｍ以下にする必要がある。しかし
、寸法関係がこのように厳しいと扁平管に対するプレー
トフィンの装着作業が困難となるし、成形費用増を招く
不都合がある。

このように扁平管のプレートフィンへの挿入し易さと挿
入穴との十分な接触とは相反するものであり、現実の生
産ラインに載せることは不可能であった。

従って扁平管を使用する場合は第１２図に示すごとく、
コルゲートフィン１００を用いて蛇行さぜた扁平管１０
２の間に挟み込み、コルゲートフィン１００と扁平管１
０２との接触部分１０４をロウ材により接合し全体を一
体化していた。このようなコルゲートフィン１００を扁
平管１０２の間に挟み込む構成では、熱交換器全体の剛
性にとっては最適な構造とは言えず、かなり厚いコルゲ
ートフィン１００を用いて剛性を高め変形を防止しなけ
れはならないので、重量増は避けられなかった。

また、第１２図のような構成では、図のごとく蛇行した
管体１０２の間に、ジグザグ状のフィン１００を挿入す
るため、ロウ付けずべき部分、例えは、管体１０２の表
面とフィンの曲折部分との接触状態は、単に機械的に配
置しただけでは、完全なものにすることは困難であり、
配置後に何等かの修正が必要である。また加熱時のコル
ゲートフィンの１００変形により加熱によるロウ付けが
終了するまで、何等かの方法で管体１０２とフィン１０
０とを固定しておく必要がある。このように、各種の煩
雑な工程を必要とするため、作業の機械化はきわめて困
難であり、手作業が必要となり生産効率を十分に向上す
ることが出来なかった。

発明の構成 本発明は上述のごとくの問題点を解決し、プレートフィ
ンと扁平管とを簡単・容易に絹み立てることができ、し
かも十分な接触性を与えて、ロウ付けにより完全な金属
接合が可能な熱交換器を実現したものである。

［課題を解決するための手段］ 即ち、本発明の要旨とするところは、 プレートフィンの挿入穴に、扁平管を挿入して形成して
なる扁平管使用熱交換器であって、挿入穴が扁平管より
も大きく形成され、その挿入穴の周縁部にカラー部材を
有するとともに、このカラー部材が、扁平管の挿入穴挿
入時に扁平管と接触し、ロウ材にて扁平管外周部と接合
されてなることを特撮とする扁平管使用熱交換器にある
。

［作用］ プレートフィンには、カラー部材を周縁部に有する扁平
管用の挿入穴が設けられているが、この挿入穴は扁平管
よりも大きく形成されているため、容易に扁平管は挿入
穴に挿通できる。この挿通の際、カラー部材が扁平管に
接触するが、扁平管の挿入力により接触点を押圧して、
カラー部材の付は根を中心としたモーメントがカラー部
材に働くので、カラー部材は容易に揺動あるいは反り返
る。

こうして、カラー部材は接触状態を維持したまま必要な
だけ扁平管の通路を開き、扁平管の挿通を阻害しない。

従フて、扁平管は容易にプレートフィンに挿通し、一体
に矧み立てられる。

また、組立後も扁平管外周面には、プレートフィン側の
カラー部材がその弾性力により元に戻ろうとして接触し
、扁平管を押圧しているので、カラー部材を介して完全
に扁平管とプレートフィンとが接触することになる。従
って、その接触部分でロウ付けが容易に確★に実施でき
る。

［実施例コ 次に本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は扁平管使用熱交換器の一実施例の正面図である
。

本熱交換器１には５本の扁平管３が備えられている。扁
平管３は各々その中央部で湾曲しＵ字状を呈している。

各扁平管３はそれぞれ複数枚のプレートフィン５と仕切
り板７を垂直に貫通し、その両末端部３ａでヘッダ管９
に連通している。扁平管３のＩ−Ｉ断面は第１１図のよ
うな形状を為し、略楕円形の周壁３ｂの内部には隔壁３
Ｃが設けられており、内部は複数の通路３ｄ、ここでは
５本の通路３ｄに分かれている。ただし、ヘッダ管９は
１つの通路を有しているので、５本の通路３ｄはヘッダ
管９を介して相互に連通している。

この扁平管３の通路３ｄ及びへ・ンダ管９の内部には作
動流体が封入され、ヒートバイブの役割を果たしている
。

プレートフィン５は第２図（Ａ）の平面図、第２図（Ｂ
）の正面図に示すごとく、長方形薄板状を為している。

その両面には、ロウ材の皮膜が形成されており、いわゆ
るプレージングシートとして形成されいるものである。

このプレートフィン５には中央に長孔状の挿入穴１１が
、挿入される扁平管３の数に応じて形成されている。ま
た第３図に示すごとく両縁邪にはスペーサ用切起し１３
が設けられ、この切起し１３によりプレートフィン５は
離隔され所定の間隔て並設される。

挿入穴１１の周縁部の内、両長辺に沿ってそれぞれカラ
ー部材１５が設けられている。このカラー部材１５は第
４図（Ａ）〜（Ｃ）に示すごとく一連のプレス加工によ
り形成される。即ち、まずプレートフィン５に所定間隔
の２つの貫通孔１１ａが開けられる［第４図（Ａ）］。

次に両頁通孔１１ａの間の部分がスリット加工により切
断され、スリット１１ｂが形成される［第４図（Ｂ）］
。

尚、このスリッ）ｌｌｂと両頁通孔１１ａとを合わせた
挿入穴１１の長さは、扁平管３の幅よりも長く形成され
ている。

このスリットｌｌｂと貫通孔１１ａとによりカラー部材
１５が形成される。更にプレス時に第５図のごとくカラ
ー部材１５を、所定角度θ０、例えはθ０〉１０°に押
し開くことにより、カラー部材１５の先端部１５ａが扁
平管３の厚さｔより所定量小さい間隔ｄＯに開かれる［
第４図（Ｃ）］。また切起し１３もプレス加工によりプ
レートフィン５の一部が凸状に切り起こされることによ
って所望高さに形成される。

このプレートフィン５と扁平管３との接合は、次のよう
になされる。まず必要枚数のプレートフィン５と一枚の
仕切り板７とに扁平管３を通し、扁平管３に対して多数
枚のプレートフィン５がスペーサ用切起し１３により所
定間隔を隔てて並設する状態とされる。扁平管３の厚ざ
ｔはｔ＞（１０であるので、第６図のようにカラー部材
１５の先端部１５ａは扁平管３の外周面に接触し押圧す
る状態となる。また仕切り板７には扁平管３よりも大き
い挿通穴が開口されているので、扁平管３は容易に挿通
できる。

更に扁平管３の両末端部３ａをヘッダ管９に接合して扁
平管３とヘッダ管９とを連通し一体となし、その後、全
体をプレートフィン５上のロウ材が溶融する温度まで昇
温さ仕れは、カラー部材１５の先端部１５ａと扁平管３
の外周面とに形成されている間隙部に毛細管現象により
ロウ材が集中する。更に切起し１３が、隣接するプレー
トフィン５の表面と接触している部分あるいは仕切り板
７の表面と接触している部分に同様にロウ材が集中する
。従って、冷却同化後に強固なロウ材は部がカラー部材
１５の先端部１５ａと扁平管３の外周面との間に、更に
各プレートフィン５間に、及びプレートフィン５と仕切
り板７との間に形成されることになる。この後、冷媒を
封入すれば、熱交換器が完成する。

尚、仕切り板７は直接、扁平管３には接合していないが
、プレートフィン５を介して接合していることになる。

従って仕切り板７による遮蔽効果は厳密には不完全であ
るが、実際は仕切り板７と扁平管３との間隙からのガス
の交換はごくわずかであり問題はない。また、プレート
フィン５同士の接合は、切起し１３同士が重なると、プ
レートフィン５相互間の間隔が一定にならないとともに
接合不良となるので、重ならないように交互に長辺方向
の向きを替えつつ重ねてから、扁平管３を挿通している
。

本実施例は単にプレートフィン５の挿入穴１１に扁平管
３を挿入するだけで、扁平管３とプレートフィン５とが
十分な接触、特に本実施例では容易に面接触をなし、ま
たプレートフィン５同士もスペーサ用切赳し１３の頂部
を平坦にすると容易に面接触をなし、加熱するだけで簡
単に全体の強固なロウ付けが可能となる。しかも、平行
に配列され切起し１３にて強固に結合されたプレートフ
ィン５に、格子状に挿通された扁平管３が、カラー部材
１５を介して、十分に接触し、かつその接触部分がロウ
付けされているため、熱交換器１全体としてきわめて強
固な構成となる。

従って薄いプレートフィン５及び肉の薄い扁平管３でも
、十分な剛性を熱交１９器ｌに与えることができ、熱交
換器１の軽量化が計れる。実際にほぼ２０％の軽量化が
計れた。

上記実施例において、プレートフィン５はプレージング
シートとして構成されているが、両面にロウ材の層が形
成されていなくとも、例えは切起し１３がカラー部材１
５とは反対方向に突出した構造を、プレートフィン５が
なしていれは、ロウ材はその突出側のみに設けられてい
れはよい。更に、プレートフィン５の表面にロウ材を設
けなくとも、組立後の熱交換器全体をロウ材中に浸漬さ
せれば、容易かつ確実にロウ付けが可能となる。

またカラー部材１５も、２つとも折曲げる必要はなく、
第７図（Ａ）、　（Ｂ）に示すごとく、−方のカラー部
材１５を折曲げ、他はそのままとしておいてもよい。叩
ちカラー部材１５の先端部１５ａ同士の間隔ｄ１が扁平
管３の厚さｔより所定量小さければよい。

更に、カラー部材は、扁平管３の両側から挾持するよう
に２つ設ける必要はなく、第８図（Ａ）、（Ｂ）に示す
ごとく、１つだけのカラー部材２１としてもよい。カラ
ー部材２１の先端部２１ａと挿入穴２２の縁端部２３と
の間隔ｄ２が扁平管３の厚ざｔより所定量小さけれはよ
い。

更に第９図（Ａ）、第１０図（Ａ）に示すごとく、スリ
ット２５，２７，３５．３７のみで挿入穴３３．４１を
構成してもよい。スリット２５゜２７．３５．３７を押
し開いて形成したカラー部材２９．３９の先端部２９ａ
、３９ａの間隔が扁平管３の厚さｔより所定量小さけれ
はよい。尚、第１０図（Ａ）のようなスリット３５．３
７では、もう−矧のカラー部材４３が形成されているの
で、扁平管３の長軸方向の両端部も接触してロウ付けが
可能となり、−層、熱交換器の強度が向上する。

発匪少力】 本発明の扁平管使用熱交換器は、カラー部材が、扁平管
の挿入穴挿入時に扁平管と接触し、ロウ材にて扁平管外
周部と接合されてなるものである。

このため、簡単な組み立てでも、カラー部材を介して扁
平管とプレートフィンとが確実に接触する。従って、組
立・ロウ付けの機械化が可能であり、朝立後の補修等を
せずとも、そのままで強固なロウ付けが可能となる。

しかも、ロウ付は後の熱交換器は、平行に配列されたプ
レートフィンに、カラー部材を介して十分に扁平管が接
触した状態でロウ付けされて、格子状に構成されている
ため、熱交換器全体とじてきわめて強固なものとなる。

このため、従来の同一の熱交換効率の熱交換器と較べて
、プレートフィンを薄くでき軽量化が計れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の扁平管使用熱交換器の正面図
、第２図（Ａ）はそのプレートフィンの平面図、第２図
（Ｂ）はその正面図、第３図はその挿入穴及び切起し部
分の斜視図、第４図（Ａ）〜（Ｃ）は挿入穴形成の工程
説明図、第５図はその挿入穴部分の■−■断面図、第６
図は挿入穴に扁平管を挿入した状態説明図、第７図（Ａ
）、（Ｂ）はカラー部材の他の折曲げ構成説明図、第８
図（Ａ）、（Ｂ）、第９図（Ａ）、（Ｂ）及び第１０図
（Ａ）、（Ｂ）は他のカラー部材の構成説明図、第１１
図は扁平管の断面図、第１２図は従来のコルゲートフィ
ン型熱交換器の構成説明図である。 １・・・熱交換器　　　　　　３・・・扁平管５・・・
プレートフィン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　プレートフィンの挿入穴に、扁平管を挿入して形成
   してなる扁平管使用熱交換器であって、挿入穴が扁平管
   よりも大きく形成され、その挿入穴の周縁部にカラー部
   材を有するとともに、このカラー部材が、扁平管の挿入
   穴挿入時に扁平管と接触し、ロウ材にて扁平管外周部と
   接合されてなることを特徴とする扁平管使用熱交換器。