JPH05322476A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 冷媒入口用継手４のパイプ１１が、ろう付け
用の中間介在部材５の貫通孔１９を貫通してヘッダー３
の挿入孔３ｄに挿入されている。そして、継手部材４と
中間介在部材５とが平面部１２、１７同士で接触され、
凹凸嵌合１３、２０されている。また、中間介在部材５
とヘッダー３は、曲面同士で接触されている。 【効果】 継手部材５を、ろう付けに際し、適正な組付
け状態に、安定よくかつ容易に組付けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

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

【０００２】

【従来の技術】例えばカークーラー用凝縮器等として、
近時、第３図に示されるように、複数本のチューブ
（１）…の両端が一対の中空ヘッダー（３）（３）に連
通状態に接続されると共に、チューブ（１）…間の間隙
にフィン（２）…が配置された基本構成を有して、外部
配管に接続される入口用継手部材（４）と、同出口用継
手部材（６）を通じて冷媒の内部流通がなされる、いわ
ゆるマルチフロータイプと称される熱交換器が、高熱交
換効率、低圧力損失及び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】この熱交換器の製造は、一般に、上記のよ
うなチューブ（１）、ヘッダー（３）、フィン（２）、
入口用継手部材（４）、出口用継手部材（６）等の各熱
交換器構成部材を相互仮組状態に組み合わせて熱交換器
組立体を製作し、炉中にてこれら熱交換器構成部材同士
を一括ろう付けにより相互に接合一体化することにより
行われる。

【０００４】ところで、上記ヘッダー（３）（３）と継
手部材（４）（６）との接続構造としては、従来より、
例えば第４図に示されるような構造が採用されていた。
即ち、継手部材（４）は突出状のパイプ（51）を有する
ものに形成され、該パイプ（51）の先端部は縮径され
て、ろう溜まり形成用傾斜段部（52）が形成されたもの
となされている。そして、該パイプの先端部がヘッダー
（３）のパイプ挿入孔（53）に適合状態に挿入配置され
ると共に、前記傾斜段部（52）とヘッダー（３）のパイ
プ挿入孔（53）の周囲外周面との間にろう材を有する中
間介在部材（54）がパイプ（51）を適合状態に貫通せし
めた状態に配置され、そして、ろう付けにより接合一体
化されたものとなされている。なお、この中間介在部材
（54）において、ヘッダー（３）側はヘッダー（３）の
外周面に沿う円弧状の曲面に形成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような接続構造では、継手部材（４）がろう付け前の仮
組状態において、首振りや回転などを起こして安定した
組付け状態に保持されにくく、そのため、所定の向きに
向いた適正な配置状態においてろう付けするのが非常に
難しいという問題があった。また、治具を用いて仮組状
態に固定する場合にも、安定した組付け状態にするに
は、その治具の取付け位置に厳しい制限があり、治具付
け作業に慎重さが要求されるものであった。

【０００６】この発明は、上記のような従来の問題点に
鑑み、外部配管の接続される継手部材をろう付けのため
ヘッダーに適正な向きに向けた状態に安定よく、かつ、
容易に組み付け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。

【０００７】

【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、複数本の熱交換用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、平坦面を
有すると共に、該平坦面内にパイプが突設された外部配
管接続用継手部材が備えられ、該パイプがヘッダー周側
壁のパイプ挿入孔に挿入配置されると共に、継手部材の
平坦面とヘッダーのパイプ挿入孔周囲の外周面との間
に、中間介在部材が、パイプを貫通せしめた状態に配置
され、該中間介在部材の継手部材側の面が平坦面に形成
されて該平坦面が継手部材の平坦面に面接触状態に配置
されると共に、該中間介在部材のヘッダー側の面がヘッ
ダーの外周面形状に沿う形状に形成されて該面がヘッダ
ーの外周面に沿って接触状態に配置され、かつ前記継手
部材の平坦面と中間介在部材の平坦面とに、パイプの軸
芯位置から偏心した対応位置において、互いに嵌合しあ
う位置決め用凹部と凸部とが設けられて、該凹部と凸部
とが嵌合され、継手部材と中間介在部材、及び中間介在
部材とヘッダーとが、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。

【０００８】

【作用】上記構成では、継手部材のパイプが中間介在部
材を貫通してヘッダーのパイプ挿入孔に挿入配置される
と共に、同継手部材の平坦面が中間介在部材の平坦面に
面接触された状態に配置されたものとなされていること
により、ろう付け前の組付け状態において、継手部材の
首振りが抑制ないし防止される。

【０００９】また、継手部材の平坦面と中間介在部材の
平坦面とに、パイプの軸芯位置から偏心した位置におい
て、互いに嵌合しあう位置決め用凹部と同凸部とがそれ
ぞれ設けられ、該凹部と凸部とが嵌合されたものとなさ
れていることにより、ろう付け前の組付け状態におい
て、継手部材がパイプを軸として回転することも防止さ
れる。

【００１０】更に、継手部材と中間介在部材とは平坦面
同士が面接触され、かつ凹凸嵌合されていることによ
り、治具を使用して組付けを行う場合にも、継手部材が
容易に適正な安定した組付け状態に保持される。

【００１１】

【実施例】次に、この発明を、マルチフロータイプのカ
ークーラー用アルミニウム製凝縮器に適用した実施例に
ついて説明する。なお、本発明は、ルームエアコン用熱
交換器、オイルクーラー等の各種用途の熱交換器に広く
適用されうるものであることはいうまでもない。

【００１２】第３図に示される凝縮器において、（１）
は偏平チューブ、（２）はコルゲートフィンで、これら
は並列状態に上下方向に交互に配置されている。（３）
（３）は左右１対のヘッダーで、偏平チューブ（１）の
両端に連通状態に接続されている。そして、（４）は冷
媒入口用継手部材、（５）は中間介在部材である。ま
た、（６）は冷媒出口用継手部材、（７）は中間介在部
材である。なお、（８）は仕切部材で、冷媒がチューブ
（１）群を蛇行状に流通するようにヘッダー（３）
（３）内を所定高さ位置において仕切っているものであ
る。（９）（９）はサイドプレートで、上下最外側のコ
ルゲートフィン（２）（２）を保護するためにその外側
に配置されたものである。

【００１３】上記各熱交換器構成部材において、偏平チ
ューブ（１）は、第１図に示されるように、アルミニウ
ム製の押出型材によるもので、内部が仕切り壁により複
数個の室に区画されて耐圧性能が高められた、いわゆる
ハモニカチューブである。なお、押出型材によらず、電
縫管、ろう付け管が使用されることもある。

【００１４】コルゲートフィン（２）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もので、このシート材とし
て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。

【００１５】ヘッダー（３）（３）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
よりパイプ状となした円筒状のヘッダーパイプ（3a）
と、その上下端部開口を外嵌め状態に塞ぐアルミニウム
製ヘッダーキャップ（3b）とからなる。このヘッダー
（３）には、その周壁に、第１図に示されるように、チ
ューブ（１）の端部を挿入する周方向スリット状のチュ
ーブ挿入孔（3c）…が列設されると共に、冷媒をヘッダ
ー（３）内に流入せしめるための、後述の継手部材
（４）のパイプ（11）を挿入する円形のパイプ挿入孔
（3d）が設けられている。なお、ヘッダーパイプ（3a）
としては、上記のようなろう付け管によるもののほか、
電縫管、押出管等が使用されることもある。

【００１６】そして、入口用継手部材（４）は、フラン
ジ結合式のブロック状のアルミニウム製継手部材による
もので、第１図に示されるように、平坦部（12）を有
し、その平坦部（12）内に、前記ヘッダー（３）のパイ
プ挿入孔（3d）に挿入されるパイプ（11）が突出状態に
設けられたものとなされている。このパイプ（11）は、
ヘッダー（３）のパイプ挿入孔（3a）に適合状態におい
て挿入されるサイズを有するものとなされている。

【００１７】また、この平坦部（12）内においてパイプ
（11）から偏心した位置において位置決め用の凹部（1
3）が設けられている。なお、このパイプ（11）内は、
継手部材（４）内の冷媒通路（14）に連通され、該冷媒
通路（14）は、外部配管側の継手部材と連結されるフラ
ンジ結合面（15）において開口されている。

【００１８】中間介在部材（５）は、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
ト製のプレス成形品で、一方の面が継手部材（４）の平
坦面（12）に対応する平坦面（17）に成形されると共
に、他方の面がヘッダー（３）の外周面形状に対応した
円弧状の曲面（18）に形成されている。ろう材層は、少
なくともこの平面部（17）には設けられているものとす
る。

【００１９】そして、この中間介在部材（５）には、平
面部（17）内と円弧状の曲面部（18）内とに開口するパ
イプ貫通孔（19）が形成されている。このパイプ貫通孔
（19）は、継手部材（４）のパイプ（11）を適合状態に
貫通せしめるサイズに形成されている。

【００２０】また、平坦部（17）内には、パイプ貫通孔
（19）から偏心した位置において、前記継手部材（４）
の凹部（13）に対応する配置関係において該凹部（13）
としっくりとした嵌合状態に嵌合される位置決め用凸部
（20）が、例えば半抜き加工などにより形成されてい
る。

【００２１】更に、該中間介在部材（５）の平坦面（1
7）側の周縁部は傾斜面（21）に形成され、第２図に示
されるように、継手部材（４）との組合わせ状態におい
て環状のろう溜まり（22）が形成されるようになされて
いる。

【００２２】なお、冷媒出口用継手部材（６）とその中
間介在部材（７）とについても、入口側と同様の構成を
有するものとなされている。

【００２３】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。即ち、第
１図に示されるように、複数本の偏平チューブ（１）を
その厚さ方向に所定間隔おきに並列状態に配置して、そ
の両端にヘッダー（３）（３）を、チューブ挿入孔（3
c）にチューブ（１）の端部を挿入することにより、嵌
めると共に、コルゲートフィン（２）をチューブ（１）
間に挿入配置する。その他、仕切部材（８）、サイドプ
レート（９）（９）等を組み付ける。

【００２４】併せて、入口用継手部材（４）の組付けを
行う。即ち、継手部材（４）のパイプ（11）を中間介在
部材（５）のパイプ貫通孔（19）に通して、継手部材
（４）の平坦部（12）と、中間介在部材（５）の平坦部
（12）とを、凹部（13）と凸部（20）とを嵌合せしめた
状態に、当接せしめると共に、パイプ（11）の先端部を
ヘッダー（３）のパイプ挿入孔（3d）に挿入して、中間
介在部材（５）の円弧状曲面（18）をヘッダー（３）の
外周面に当接せしめた状態となす。これにより、入口用
継手部材（４）は、その平坦面（12）と中間介在部材
（５）の平坦面（17）とが面接触状態に対面されている
ことにより、その首振りが抑制された状態となり、しか
も、凹部（13）と凸部（20）との嵌合により、パイプ
（11）回りでの回転が抑制された状態に保持され、継手
部材（４）は適正な組付け状態に組付けられる。なお、
治具を用いて継手部材（４）を固定する場合にも、継手
部材（４）と中間介在部材（５）、及び中間介在部材
（５）とヘッダー（３）とは面接触するものとなされて
いるから、安定した適正な組付け状態に容易に治具にて
固定することができる。なお、出口用継手部材（６）に
ついても、入口側と同様にして組付けを行う。以上によ
り、熱交換器組立体に製作される。

【００２５】そして、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を行
い、全体を接合一体化する。このろう付けによって、継
手部材（４）の平坦面（12）と中間介在部材（５）の平
坦面（17）、及び中間介在部材（５）の円弧状曲面（1
8）とヘッダー（３）の外周面とがろう付けにより接合
一体化される。また中間介在部材（５）の平坦面（17）
の周縁部に形成された傾斜面（21）によって継手部材
（４）との間に形成された環状のろう溜まり（22）にろ
うが溜まり、より完全な接合状態がえられる。以上によ
り、熱交換器に製造される。

【００２６】

【発明の効果】上述の次第で、この発明の熱交換器は、
継手部材のパイプが中間介在部材を貫通してヘッダーの
パイプ挿入孔に挿入配置されると共に、同継手部材の平
坦面が中間介在部材の平坦面に面接触された状態に配置
されたものとなされ、更に、継手部材の平坦面と中間介
在部材の平坦面とに、パイプの軸芯位置から偏心した位
置において、互いに嵌合しあう位置決め用凹部と同凸部
とがそれぞれ設けられて該凹部と凸部とが嵌合されたも
のとなされているから、ろう付けに際して、継手部材
を、首振り、回転等を起こさせることなく、適正な配置
状態において、安定してヘッダーに組み付けることがで
きる。

【００２７】しかも、治具を使用して組付けを行う場合
にも、継手部材と中間介在部材とは平坦面同士が面接触
され、かつ凹凸嵌合されていることにより、継手部材を
適正な組付け状態に安定よく容易に組付けることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷媒入口用継手部材、中間介在部材、ヘッダー
等を分離状態にして示す斜視図である。

【図２】入口用継手部材の組付け状態を示すもので、図
（イ）は縦断面図、図（ロ）は横断面図である。

【図３】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４】従来構造を示すもので、図（イ）は継手部材、
中間介在部材、ヘッダー等を分離状態にして示す斜視
図、図（ロ）は組付け状態における断面図である。

【符号の説明】

１…チューブ ３…ヘッダー ３ｄ…パイプ挿入孔 ４…冷媒入口用継手部材 ５…中間介在部材 １１…パイプ １２…平坦部 １３…位置決め用凹部 １７…平坦部 １８…円弧状曲面部 １９…チューブ貫通孔 ２０…位置決め用凸部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の熱交換用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、 平坦面を有すると共に、該平坦面内にパイプが突設され
   た外部配管接続用継手部材が備えられ、 該パイプがヘッダー周側壁のパイプ挿入孔に挿入配置さ
   れると共に、継手部材の平坦面とヘッダーのパイプ挿入
   孔周囲の外周面との間に、中間介在部材が、パイプを貫
   通せしめた状態に配置され、 該中間介在部材の継手部材側の面が平坦面に形成されて
   該平坦面が継手部材の平坦面に面接触状態に配置される
   と共に、該中間介在部材のヘッダー側の面がヘッダーの
   外周面形状に沿う形状に形成されて該面がヘッダーの外
   周面に沿って接触状態に配置され、かつ前記継手部材の
   平坦面と中間介在部材の平坦面とに、パイプの軸芯位置
   から偏心した対応位置において、互いに嵌合しあう位置
   決め用凹部と凸部とが設けられて、該凹部と凸部とが嵌
   合され、 継手部材と中間介在部材、及び中間介在部材とヘッダー
   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。