JPH05318097A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】ヘッダー２のチューブ挿入孔１５に気密ろう付
け用筒状体１８が適合状態に挿入配置されている。そし
て、屈曲突条１２を管内に突出せしめた熱交換用チュー
ブ１の端部が、上記気密ろう付け用筒状体１８内に外周
適合状態に挿入配置されている。そして、ヘッダー２と
気密ろう付け用筒状体１８、及び気密ろう付け用筒状体
１８とチューブ１とがろう付けにより接合一体化されて
いる。 【効果】 チューブ１とヘッダー２とをろう付けにより
確実に気密状態に接合することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、カークーラ
ー用凝縮器、ルームエアコン用凝縮器等に用いられるア
ルミニウム等の金属製の熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばカークーラー用凝縮器として、近
時、いわゆるマルチフロータイプないしはパラレルフロ
ータイプと称される熱交換器が、高熱交換効率、低圧力
損失、超コンパクト化を実現しうるものとして、好んで
使用される傾向にある。

【０００３】この熱交換器は、第７図に示されるよう
に、並列状態に配置された複数本の偏平チューブ（１）
…の両端に左右一対の中空ヘッダー（２）（２）が連通
状態に接続されると共に、チューブ（１）…間の間隙内
にフィン（３）が配置され、かつ、ヘッダー（２）内が
高さ方向の所定の位置において仕切（４）により仕切ら
れたものとなされ、入口管（５）からヘッダー（２）内
に流入した冷媒がチューブ群を蛇行状に流通して出口管
（６）から流出されるものとなされている。

【０００４】ところで、このような凝縮器における偏平
チューブでは特に、内部を流通する冷媒が高圧ガス冷媒
であることから、十分な耐圧性を有するものとする必要
がある。

【０００５】そのような要請に答えるべく、近時、第６
図に示されるようなチューブ（１）が提案されている。
このチューブ（１）は、アルミニウムブレージングシー
トに曲げ加工を施して製作されたもので、上下の管壁
（８）（９）の一部が折返し状に屈曲されることによっ
て長さ方向に延びる管内突出状の屈曲突条（12）が形成
され、この屈曲突条（12）の先端が、対向する平面管壁
（９）（８）にろう付けにより接合一体化されたものと
なされている。

【０００６】かかる構造のチューブ（１）によれば、上
下の管壁（８）（９）が屈曲突条（12）により連結され
ていることにより耐圧性に優れる。また、シート材の曲
げ成形によって製作されるものであることにより押出な
どの場合に比べてチューブ高さ（Ｈ）を低くして熱交換
性能を向上することができる。更にまた、一体成形品で
あることにより生産性等の面での優位性を発揮しうる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
造のチューブを採用する上において、熱交換器の製造
上、第８図に示されるように、チューブ（１）…とヘッ
ダー（２）（２）との接続を、従来の手法にしたがっ
て、ヘッダー（２）に設けられた周方向スリット状のチ
ューブ挿入孔（15）…内にチューブ（１）…を挿入配置
し、その状態でろう付けを行うものとした場合、屈曲突
条（12）を形成したことによりチューブ（１）の外周面
に生じた細溝（23）が原因で、チューブ（１）の端部を
ヘッダー（２）のチューブ挿入孔（15）内に挿入配置し
た状態で、チューブ（１）とヘッダー（２）との間に隙
間を生じ、この隙間が原因で、両者が良好な気密状態に
ろう付け接合されない危険性が高かった。

【０００８】この発明は、上記のような従来の欠点を解
消し、チューブとして、その管壁の周方向の一部を折り
返し状に屈曲することにより管内に突出された長さ方向
に延びる屈曲突条を有する構造のものが採用された熱交
換器において、該チューブとヘッダーとを確実に気密状
態にろう付け接合一体化することができる構造の熱交換
器を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的において、この
発明は、熱交換用チューブが、チューブ管壁の周方向の
一部を折り返し状に屈曲することにより管内に突出され
た長さ方向に延びる屈曲突条を有し、該チューブの端部
が中空ヘッダーに連通状態に接続された熱交換器におい
て、ヘッダーのチューブ挿入孔に所定長さの気密ろう付
け用筒状体が適合状態に挿入配置されると共に、該気密
ろう付け用筒状体内に前記チューブの端部が適合状態に
挿入配置され、かつ、ヘッダーと気密ろう付け用筒状
体、及び気密ろう付け用筒状体とチューブとがろう付け
により接合一体化されてなることを特徴とする熱交換器
を要旨とする。

【００１０】

【作用】上記構成では、筒状の気密ろう付け用筒状体と
ヘッダーとは、気密ろう付け用筒状体がその外周面にチ
ューブの場合のような細溝等を有しないものであるた
め、ろう付けを行うことにより良好に気密接合される。
また、チューブ端部と気密ろう付け用筒状体とは、チュ
ーブ端部に気密ろう付け用筒状体がある程度の長さ範囲
にわたって適合状態に装着されているため、チューブ外
周面の細溝に起因して両者間に生じた隙間がろう付けを
行うことによりその長さ方向の少なくともいずれかの部
位においてろう材にて封鎖され、これによって気密状態
にろう付け接合される。それ結果、上記のような構成の
チューブとヘッダーとが、ろう付けにより確実に気密状
態に接合される。

【００１１】

【実施例】次に、この発明を、エアコン用凝縮器に適用
した実施例について説明する。なお、本発明の熱交換器
は、その他の各種熱交換器に広く適用されうるものであ
ることはいうまでもない。

【００１２】本実施例における熱交換器は、第７図に示
されるように、複数本の偏平な熱交換用チューブ（１）
…が水平並列状態に配置されると共に、これらのチュー
ブ（１）…の両端に左右一対の筒状の中空ヘッダー
（２）（２）が連通状態に接続され、かつ、チューブ
（１）…間の間隙内にフィン（３）…が配置された基本
構造を有する。そして更に、ヘッダー（２）（２）内が
蛇行用仕切部材（４）にて仕切られることにより、入口
管（５）から流入した冷媒がチューブ（１）…群を蛇行
状に流通して出口管（６）から流出されるものとなされ
ている。

【００１３】この熱交換器において、チューブ（１）
は、第６図に示されるように、所定の間隔をおいて平行
に配置された上下の平面管壁（８）（９）が、その一側
縁部においてＵ字状壁部（10）によって金属組織的に一
体に連接され、かつ他方の側縁部がそれぞれ内方に湾曲
されて突き合わせ状態にされたものとなされている。そ
して、上下の平面管壁（８）（９）には、その管壁の一
部が折り返し状に屈曲されることによって管内に突出さ
れた長さ方向に延びる屈曲突条（12）…が形成され、こ
の屈曲突条（12）…の先端部が、対向する平面管壁
（９）（８）の内面に当接されたものとなされている。
このチューブ（１）は、両面にろう材層がクラッドされ
た帯板状のアルミニウムブレージングシートを用い、こ
れにロールフォーミング加工などによる曲げ加工を施し
て一体成形されたものである。

【００１４】ヘッダー（２）（２）は、外面又は両面に
ろう材層がクラッドされた１枚のアルミニウムブレージ
ングシートを、両側縁部突き合わせ状態に曲成すること
によってパイプ状となした円筒状のヘッダーパイプ（2
a）と、その上下端開口を外嵌め状態に塞いだヘッダー
キャップ（2b）（2b）とからなる。

【００１５】このヘッダー（２）（２）のパイプ（2a）
には、第２図等に示されるように、その側縁突き合わせ
部と反対の側の周壁に、周方向スリット状のチューブ挿
入孔（15）…が列設されている。なお、ヘッダーパイプ
（2a）には、そのほか、その側縁突き合わせ部に跨がる
態様において仕切り部材挿入孔（16）等が設けられてい
る。なお、仕切部材（４）はアルミニウムブレージング
シートを用いて製作されている。

【００１６】そして、ヘッダー（２）（２）とチューブ
（１）…とを気密状態にろう付け接合するため、第１図
及び第２図に示されるような気密ろう付け用筒状体（1
8）が使用されている。この気密ろう付け用筒状体（1
8）は、偏平チューブ（１）の外周形状に対応する所定
長さの偏平筒状の部材である。そして、その長さ方向中
間部には、ヘッダー（２）の外周面形状に沿う円弧状の
位置決め用突部（19）が設けられ、この位置決め用突部
（19）を境に一方の側がヘッダー（２）内に突出され、
他方の側がヘッダー（２）の外に突出されるものとなさ
れている。また、この気密ろう付け用筒状体（18）に
は、ヘッダー（２）内に突出配置される部分の平坦な上
壁部及び下壁部の双方に、ヘッダー（２）の内周面と係
合する抜止め用突部（20）が形成されている。更に、こ
の気密ろう付け用筒状体（18）の一側縁部には、その全
長に及ぶ切込み（21）が形成され、部品単独の状態にお
いて、この切込み（21）が若干開かれた状態に保持され
て、スプリングバック機能が付与されている。なお、こ
の気密ろう付け用筒状体（18）がヘッダー（２）のチュ
ーブ挿入孔（15）に挿入配置された状態で、この切込み
（21）は閉じられるものとなされている。なお、この気
密ろう付け用筒状体（18）は、チューブ（１）及びヘッ
ダー（２）がブレージングシート製であるため、ろう材
のクラッドされていないアルミニウム材にて製作されて
いるが、必要に応じて、両面にろう材層がクラッドされ
たアルミニウムブレージングシート等のろう材クラッド
材を用いて製作されたものとなされてもよい。

【００１７】なお、フィン（３）は、チューブ（１）の
幅と略同じ幅のシート材をコルゲート状に成形してルー
バーを切り起こしたコルゲートフィンによるもので、こ
のシート材として、少なくとも片面又は両面にろう材層
がクラッドされたアルミニウムブレージングシートが使
用されている。

【００１８】熱交換器の製造においては、まず、各熱交
換器構成部材を相互に仮組状態に組み立てる。

【００１９】即ち、まず、ヘッダー（２）（２）の各チ
ューブ挿入孔（15）…に気密ろう付け用筒状体（18）
を、その位置決め用突部（19）がヘッダー（２）の外周
面に当接する位置まで挿入する。この気密ろう付け用筒
状体（18）は、その一側縁部に切込み（21）が形成され
ていてスプリングバック機能が付与されていることによ
り、チューブ挿入孔（15）への挿入配置状態において適
正な位置決め状態に保持される。しかも、抜止め用突部
（20）（20）がヘッダー（２）の内周面に係合されるこ
とにより、より確実な抜止め作用が奏される。

【００２０】そして、並列状態に配置した複数本のチュ
ーブ（１）…の両端部にヘッダー（２）（２）を、チュ
ーブ（１）の端部をチューブ挿入孔（15）に挿入するこ
とによって、嵌め合わせ、チューブ（１）…とヘッダー
（２）（２）とからなるいわゆる熱交換器スケルトンに
組み立てる。この状態でチューブ（１）…の端部は、気
密ろう付け用筒状体（18）に広く覆われた状態となって
いる。

【００２１】そして更に、この熱交換器スケルトンに対
し、コルゲートフィン（３）、仕切部材（４）、入口管
（５）、出口管（６）等を組み付けることによって、熱
交換器組立体に組み立てられる。

【００２２】次いで、この熱交換器組立体を炉中に入
れ、フラックスろう付け、ないしは真空ろう付け等を行
うことにより、ヘッダー（２）（２）の側縁突き合わせ
部、チューブ（１）の側縁突き合わせ部、屈曲突条（1
2）の先端部と対応平面管壁（９）（８）との当接部等
を含め、全体を接合一体化する。以上により熱交換器に
製造される。

【００２３】このろう付け中、ヘッダー（２）と気密ろ
う付け用筒状体（18）とは、気密ろう付け用筒状体（1
8）の外周面がチューブ挿入孔（15）の形状に即した細
溝等の凹凸のない面に形成されているために、両者間に
ろう材が適正にいきわたり、気密状態に接合一体化され
る。加えて、位置決め用突部（19）による接合面積増大
作用等により、より確実な気密接合状態がえられる。ま
た、気密ろう付け用筒状体（18）とチューブ（１）と
は、気密ろう付け用筒状体（18）がチューブ（１）の端
部をある程度の広い長さ範囲にわたって覆っているた
め、チューブ（１）外周面の細溝（23）に起因する隙間
にも、その長さ方向の少なくとも一部においてはろう材
が流れ込み、そのため、その隙間が封鎖されて、気密状
態に接合される。この結果、チューブ（１）…とヘッダ
ー（２）（２）とは、このような気密ろう付け用筒状体
（18）の作用によって、確実に気密状態に連通接続され
る。

【００２４】第３図に示される実施例は、気密ろう付け
用筒状体（18）が、上記実施例の場合よりも短尺で、ヘ
ッダー（２）外周面に当接される位置決め用突部（19）
が筒部の端部に設けられたものとなされ、ヘッダー
（２）のチューブ挿入孔（15）に挿入した状態で、この
気密ろう付け用筒状体（18）がヘッダー（２）内に突出
してヘッダー（２）の外には突出しないものとなされて
いる。このような構成でも、気密ろう付け用筒状体（1
8）とチューブ（１）とは、上記実施例の場合よりも確
実性において若干劣るにしても、略確実に気密状態にろ
う付け接合することができる。

【００２５】なお、上記各実施例では、気密ろう付け用
筒状体（18）に、ヘッダー（２）の内周面と係合する抜
止め用突起（20）が設けられたものとなされているが、
第４図や第５図に示される実施例のように、この抜止め
用突起（20）を省略した構成となしてもよい。

【００２６】また、上記実施例では、チューブとして、
屈曲突条（12）の先端部が対向する平面壁部（９）
（８）にろう付け接合された構造のチューブ（１）が採
用されているが、これに限定されるものではなく、要
は、管壁の周方向の一部が折り返し状に屈曲されて管内
に長さ方向に延びる屈曲突条が突出形成された熱交換用
チューブであればよく、従って、例えば、屈曲突条（1
2）の先端部が、対向する平面壁部（９）（８）から離
間された構造のチューブが用いられる熱交換器にも、本
発明構造を好適に適用することができ、所期の効果を発
揮することができる。

【００２７】

【発明の効果】上述の次第で、この発明は、熱交換用チ
ューブが、チューブ管壁の周方向の一部を折り返し状に
屈曲することにより管内に突出された長さ方向に延びる
屈曲突条を有し、該チューブの端部が中空ヘッダーに連
通状態に接続された熱交換器において、ヘッダーのチュ
ーブ挿入孔に所定長さの気密ろう付け用筒状体が適合状
態に挿入配置されると共に、該気密ろう付け用筒状体内
に前記チューブの端部が適合状態に挿入配置され、か
つ、ヘッダーと気密ろう付け用筒状体、及び気密ろう付
け用筒状体とチューブとがろう付けにより接合一体化さ
れたものであるから、チューブと気密ろう付け用筒状
体、及び気密ろう付け用筒状体とヘッダーとがそれぞれ
気密状態に接合され、そのため、チューブとヘッダーと
を、ろう付けにより、確実に気密状態に連通接続するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例におけるチューブとヘッダーとの接合
部構造を示すもので、図（イ）は縦断面図、図（ロ）は
横断面図である。

【図２】図１のヘッダー、チューブ、気密ろう付け用筒
状体等を分離した状態において示す斜視図である。

【図３】他の実施例におけるチューブとヘッダーとの接
合部構造を示すもので、図（イ）は縦断面図、図（ロ）
は横断面図、図（ハ）はヘッダー、チューブ、気密ろう
付け用筒状体を分離した状態において示す斜視図であ
る。

【図４】更に他の実施例におけるチューブとヘッダーと
の接合部構造を示すもので、図（イ）は縦断面図、図
（ロ）は横断面図、図（ハ）はヘッダー、チューブ、気
密ろう付け用筒状体を分離した状態において示す斜視図
である。

【図５】更に他の実施例におけるチューブとヘッダーと
の接合部構造を示すもので、図（イ）は縦断面図、図
（ロ）は横断面図、図（ハ）はヘッダー、チューブ、気
密ろう付け用筒状体を分離した状態において示す斜視図
である。

【図６】チューブの斜視図である。

【図７】熱交換器の全体構成を示すもので、図（イ）は
正面図、図（ロ）は平面図である。

【図８】従来例を示すもので、チューブとヘッダーとを
分離状態にして示す斜視図である。

【符号の説明】

１…熱交換用チューブ ２…ヘッダー １２…屈曲突条 １５…チューブ挿入孔 １８…気密ろう付け用筒状体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換用チューブが、チューブ管壁の周
   方向の一部を折り返し状に屈曲することにより管内に突
   出された長さ方向に延びる屈曲突条を有し、該チューブ
   の端部が中空ヘッダーに連通状態に接続された熱交換器
   において、ヘッダーのチューブ挿入孔に所定長さの気密
   ろう付け用筒状体が適合状態に挿入配置されると共に、
   該気密ろう付け用筒状体内に前記チューブの端部が適合
   状態に挿入配置され、かつ、ヘッダーと気密ろう付け用
   筒状体、及び気密ろう付け用筒状体とチューブとがろう
   付けにより接合一体化されてなることを特徴とする熱交
   換器。