JPH06229696A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 外部の冷媒配管を接続するフランジ結合式の
ブロック状継手部材５が位置決め用の嵌合凸部９と当接
部１０、１０とを一体に有する。そして、嵌合凸部９が
チューブ１、１間に嵌合されると共に、当接部１０、１
０がチューブ１、１の側縁部に当接された状態にされる
ことにより、継手部材５が、ヘッダー２に組み付けら
れ、そしてろう付けにより同ヘッダー２に接合一体化さ
れている。 【効果】 ブロック状継手部材５のろう付けのための組
付けを、特殊構造の治具を使用することなく、しかも溶
接によることなく、行うことができ、生産性の向上、コ
ストダウンを図ることができ、品質も良好なものとなし
得る。

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として用いられるアル
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、第４図に示されるように、並列状態に配置された複
数本のアルミニウム製チューブ（１）…の両端部に一対
のアルミニウム製中空ヘッダー（２）（２）が連通状態
に接続されると共に、チューブ（１）…間にアルミニウ
ム製コルゲートフィン（３）…が配置された構成の、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
プと称されるアルミニウム製熱交換器が、高熱交換効
率、低圧力損失、超コンパクト化を実現しうる熱交換器
として好んで使用されている。

【０００３】この熱交換器の製造は、一般に、上記のチ
ューブ（１）…、ヘッダー（２）（２）、フィン（３）
…等を相互仮組状態に組み合わせて熱交換器組立体に組
み立て、しかるのち、全体を一括ろう付けにより接合一
体化するというようにして行われる。

【０００４】ところで、この熱交換器のヘッダー（２）
には、外部からの冷媒配管を接続するための配管接続用
の継手部材が連通接続されるが、このような継手部材と
して、フランジ結合式等によるブロック状のアルミニウ
ム製継手部材の採用が望まれる場合がある。

【０００５】このようなブロック状継手部材の場合、そ
の取付けは、上記熱交換器組立体の組立ての際に併せて
ヘッダー（２）に組み付け、上記一括ろう付けの際に併
せてヘッダー（２）にろう付けするというようにして行
われうる。

【０００６】そして、継手部材の組付けに際しては、こ
れがヘッダー（２）の所定の位置に所定の姿勢にて位置
決めされるよう、特殊構造の治具を使用したり、あるい
は、溶接による仮止めをするなどの組付け方法の採用が
考えられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなブロック状継手部材を特殊構造の治具を用いて組
み付ける方式では、熱交換器の製造において、治具の取
付け作業や、ろう付け後の治具の取外し作業が必要とな
って、生産性が低下してしまい、また、このような特殊
治具の使用による製造コストの上昇をも招く等の問題が
ある。

【０００８】また、溶接による仮止めでは、溶接設備や
溶接技能を要するゆえ製造コストの上昇を招き、また生
産性も低くなり、更に溶接時の熱による品質不良発生の
おそれもある。

【０００９】この発明は、上記のような従来の欠点を解
消し、外部配管を接続するための継手部材としてブロッ
ク状の継手部材を採用する熱交換器において、該ブロッ
ク状継手部材を、生産性良く、コスト的に有利に、しか
も品質良好に、ヘッダーにろう付けすることができる熱
交換器を提供することを目的とする。

【００１０】

【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、中空ヘッダーに複数本の熱交換用チューブの端
部が連通状態に接続された熱交換器において、外部配管
が接続されるブロック状継手部材が備えられ、該ブロッ
ク状継手部材が、チューブ及び／又はヘッダーに係合し
て同継手部材をヘッダーに位置決め状態に組み付ける位
置決め部を備え、該位置決め部による位置決め状態にお
いて、ブロック状継手部材がろう付けによりヘッダーに
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。

【００１１】

【作用】上記構成では、熱交換器の製造において、ブロ
ック状継手部材は、その位置決め部をチューブ及び／又
はヘッダーに係合せしめるようにすることによって、ヘ
ッダーに仮組状態に組み付けられる。これにより、該継
手部材は、組付け後ろう付けを終えるまでの間、適正な
位置に位置決め状態に保持され、位置ずれや脱落を起こ
すことがなく、適正な組付け状態でろう付けされる。

【００１２】

【実施例】次に、この発明を、カークーラー凝縮器用の
熱交換器に適用した実施例について、図面を参照しつ
つ、説明する。

【００１３】なお、本発明の熱交換器は、ルームエアコ
ン用熱交換器、オイルクーラー等、各種用途の熱交換器
に広く適用されるものであることはいうまでもない。

【００１４】第１図ないし第４図に示されるカークーラ
ー用凝縮器において、（１）…は熱交換用チューブ、
（２）（２）は中空ヘッダー、（３）…はフィンであ
る。（４）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（２）（２）内を所定
高さ位置において上下の室に仕切っている。そして、
（５）は本発明にかかる冷媒入口用のブロック状継手部
材である。（６）は冷媒出口用の出口管である。

【００１５】上記各熱交換器構成部材において、チュー
ブ（１）は、アルミニウム製の偏平押出型材によるもの
で、第１図等に示されるように、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、伝熱性能が高められ
た、いわゆるハモニカチューブである。なお、チューブ
は、押出型材によらず、電縫管によることもある。

【００１６】ヘッダー（２）（２）は、片面又は両面に
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（2a）
と、その上下端部開口を外嵌め状態に塞いだアルミニウ
ム製ヘッダーキャップ（2b）（2b）とからなる。

【００１７】そして、ヘッダーパイプ（2a）の周側壁に
は、チューブ（１）の端部が挿入される周方向スリット
状のチューブ挿入孔（2c）…が上下方向に列設されると
共に、チューブ挿入孔（2c）…と直交する外周面部上端
側の位置に、第２図に示されるように、冷媒入口孔（2
d）が設けられている。なお、上記ヘッダーパイプ（3
a）としては、電縫管、押出管等が使用されることもあ
る。

【００１８】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で、そのシート材として
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。

【００１９】冷媒入口用のブロック状継手部材（５）
は、第１図ないし第３図に示されるように、アルミニウ
ム製の部材で、その高さはチューブ（１）（１）間の間
隙高さよりも高く設計されている。この継手部材（５）
において、（８）はろう付け用面部、（９）（９）は位
置決め用嵌合凸部、（10）（10）（10）（10）は位置決
め用当接部である。位置決め用嵌合凸部（９）及び位置
決め用当接部（10）（10）は、本発明における位置決め
部を構成している。

【００２０】ろう付け用面部（８）は、ヘッダー（２）
の外周面形状に即した凹円弧状の面に形成されており、
継手部材（５）は、この面部（８）等を通じてヘッダー
（２）の外周面にろう付けされる。

【００２１】位置決め用嵌合凸部（９）（９）は、主と
して、ヘッダー（２）の長さ方向に対する継手部材
（５）の位置決めを行うものである。この嵌合凸部
（９）（９）は、ろう付け用面部（８）の両側部の高さ
方向中間部に、チューブ（１）…間の間隔高さを有して
ヘッダー（２）の外周面に沿ってチューブ（１）…間の
間隙内に突出して嵌合されるものに形成されている。な
お、位置決め用嵌合凸部（９）は、確実な位置決め状態
保持の実現のため、チューブ（１）（１）間に強制嵌合
されるものとなされているのが好ましい。

【００２２】位置決め用当接部（10）（10）は、ヘッダ
ー（２）の周方向に対する継手部材（５）の位置決めを
行うものである。この位置決め用当接部（10）（10）
は、位置決め用嵌合凸部（９）の上下両側に設けられ、
嵌合凸部（９）がチューブ（１）（１）間に所定量突出
された状態、即ち、ろう付け用面部（８）の面内中央部
に開口する後述の冷媒通路孔（11）がヘッダー（２）の
冷媒入口孔（2d）の位置に対応配置された状態で、チュ
ーブ（１）（１）の側縁部に当接されるものに形成され
ている。

【００２３】なお、位置決め用の嵌合凸部（９）及び当
接部（10）（10）は、ろう付け用面部（８）を挾む両側
に設けられ、必要に応じて、嵌合凸部（９）（９）のい
ずれか選択してチューブ（１）（１）間に嵌合し得るよ
うにされている。

【００２４】そしてまた、この継手部材（５）には、更
に、フランジ結合式の継手部材として、ろう付け用面部
（８）とは前後反対側に位置して平坦なフランジ結合面
（12）が設けられ、かつ、ろう付け用面部（８）の中央
と、該フランジ結合用の平坦面（12）とに開口する冷媒
通路孔（11）が真っ直ぐに貫通穿孔されている。また、
フランジ結合面（12）には、冷媒通路孔（11）の開口に
隣接してフランジ結合用のねじ孔（14）が設けられてい
る。

【００２５】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、複
数本の偏平チューブ（１）…を所定間隔おきに並列状態
に配置すると共に、その両端にヘッダー（２）（２）
を、チューブ挿入孔（2c）にチューブ（１）の端部を挿
入することにより、嵌め込むと共に、コルゲートフィン
（３）…をチューブ（１）間に挿入配置する。なお、こ
の状態で、ヘッダー（２）に設けられている冷媒入口孔
（2d）は前方に向くことになる。

【００２６】そして、ブロック状継手部材（５）をヘッ
ダー（２）（２）に組み付ける。即ち、冷媒入口用のブ
ロック状継手部材（５）の凹円弧状のろう付け用面部
（８）を冷媒入口孔（2d）の対応高さ位置においてヘッ
ダー（２）の外周面に沿わせるように配置すると共に、
一方の位置決め用嵌合凸部（９）をチューブ（１）
（１）間に嵌合し、位置決め用当接部（10）（10）をチ
ューブ（１）（１）の側縁部に当接せしめる。

【００２７】ブロック状継手部材（５）は、嵌合凸部
（９）の位置決め作用によりヘッダー（２）の長さ方向
における所定の位置に位置ずれなく保持されると共に、
当接部（10）の位置決め作用によりヘッダー（２）の周
方向における所定の位置に位置決めされて、ヘッダー
（２）に組み付けられる。この状態で、継手部材（５）
の冷媒通路孔（11）はヘッダー（２）の冷媒入口孔（2
d）と一致した状態となり、フランジ結合面（12）は熱
交換器前面側に面した状態となる。

【００２８】なお、嵌合凸部（９）がチューブ（１）
（１）間に強制嵌合されるものとなされている場合に
は、より確実な位置決め保持状態が得られる。

【００２９】しかるのち、この熱交換器組立体をろう付
け炉内に配し、各熱交換器構成部材同士を相互に一括ろ
う付けする。これにより、ヘッダーパイプ（2a）の側縁
突き合わせ部を含め、チューブ（１）…とヘッダー
（２）（２）等がろう付けされると共に、ブロック状継
手部材（５）もヘッダー（２）（２）に適正な配置状態
においてろう付けされる。なお、継手部材（５）のろう
付けは、ヘッダー外周面のろう材層のろう材によりなさ
れるが、置きろうによってなされてもよい。

【００３０】上記実施例構成の熱交換器では、ブロック
状継手部材（５）が、チューブ（１）（１）間に嵌合さ
れる位置決め用嵌合凸部（９）と、チューブ（１）
（１）の側縁部に当接される位置決め用当接部（10）
（10）とを一体に備えたものとなされているから、ブロ
ック状継手部材（５）を適正な位置決め状態においてヘ
ッダー（２）に組み付けることができる。特に、嵌合凸
部（９）がチューブ（１）（１）間に強制嵌合されるも
のに設計されている場合には、より確実な位置決め保持
状態を実現することができる。従って、このような位置
決め作用により、特殊構造の治具の排除、溶接の排除を
実現でき、熱交換器の生産性の向上、コストダウンを図
ることができると共に、品質的にも良好な熱交換器に製
造することができる。

【００３１】更に、これら位置決め用の嵌合凸部（９）
と当接部（10）（10）による位置決め構成の採用によ
り、継手部材（５）の冷媒通路孔（11）とヘッダー
（２）の冷媒入口孔（2d）とが容易に対応配置状態に保
持されるから、継手部材（５）の一部をヘッダー（２）
内に突出させる必要がなくなり、そのため、チューブ
（１）の端部がヘッダー（２）内に突出される上記構造
の熱交換器においても、ブロック状継手部材（５）をヘ
ッダー（２）の前面側周側面に、ヘッダー内チューブと
の干渉などの支障を生じさせることなく、連通接続する
ことができ、しかも、継手部材（５）の冷媒通路孔（1
1）、及びヘッダー（２）の冷媒入口孔（2d）の各冷媒
通路面積も広くしえて、圧力損失の少ない熱交換器に構
成することができる。

【００３２】第５図に示される実施例熱交換器は、アル
ミニウム製のブロック状本体（21）と同じくアルミニウ
ム製の位置決め用パイプ（22）との組み合わせたフラン
ジ結合式のブロック状継手部材（５）を採用している。

【００３３】即ち、ブロック状本体（21）は、アルミニ
ウム押出型材によるもので、（23）は包囲片部、（24）
は位置決め用当接部である。包囲片部（23）は、ブロッ
ク状本体（21）の一側に一体に設けられ、ヘッダー
（２）の外周部をその半周前後にわたって包囲するもの
で、その内面がろう付け用面部（25）とされている。位
置決め用当接部（24）は、ブロック状本体（21）の他側
にチューブ（１）…側に突出する態様において一体に設
けられ、その内面がチューブ（１）（１）の側縁部に当
接して、ヘッダー（２）回りにおけるブロック状本体
（21）のチューブ（１）側への回転を阻止して、位置決
めを行うものである。更に、このブロック状本体（21）
には、冷媒通路孔（11）が前後方向に向けて貫通形成さ
れている。この冷媒流通孔（11）の内部には、ヘッダー
（２）側とは反対の方向に面する段部（26）が設けら
れ、該段部（26）を境としてヘッダー（２）側が径小孔
部（27）に、ヘッダー（２）とは反対側が径大孔部（2
8）に形成されている。

【００３４】位置決め用パイプ（22）は、長さ方向中間
部に段部（29）を有して、該段部（29）を境として一端
側がブロック状本体（21）の径大孔部（28）に適合する
サイズの径大管部（30）に、他端が同ブロック状本体
（21）の径小孔部（27）に適合するサイズでかつヘッダ
ー（２）の冷媒入口孔（2d）に適合するサイズの径小管
部（31）に形成されている。そして、径小管部（31）の
長さは、冷媒通路孔（11）の径小孔部（27）の長さより
も所定長さ長く形成され、その先端部が、ヘッダー
（２）の冷媒入口孔（2d）内に突出されうるものとなさ
れている。

【００３５】上記ブロック状継手部材（５）の組付け
は、ブロック状本体（21）の包囲片部（23）にてヘッダ
ー（２）を抱くように配置すると共に、位置決め用当接
部（24）をチューブ（１）…の側縁部に当接せしめる。
これにより、ブロック状本体（21）の冷媒通路孔（11）
とヘッダー（２）の冷媒入口孔（2d）とが一致した状態
に位置決めされる。

【００３６】この状態で、位置決め用パイプ（22）をそ
の径小管部（31）側から、ブロック状本体（21）の冷媒
通路孔（11）内に挿入していき、パイプ（22）の段部
（29）をブロック状本体冷媒流通孔（11）内の段部（2
6）に当接せしめて、パイプ（22）の先端部をヘッダー
（２）の冷媒入口孔（2d）内方に突出せしめる。

【００３７】そして、パイプ（22）をブロック状本体
（21）の冷媒通路孔（11）の内面にかしめつける。具体
的には、例えば、パイプ（22）の径大管部（30）を、ブ
ロック状本体冷媒通路孔（11）の径大孔部（28）の内面
にかしめつける。

【００３８】これにより、ブロック状継手部材（５）
は、ヘッダー（２）に位置ずれのない確実な位置決め状
態に組み付けられる。即ち、包囲片部（23）、位置決め
用当接部（24）、上記のようにかしめられたパイプ（2
2）等により、本発明における位置決め部が構成されて
いる。ブロック状継手部材（５）は、この組付け状態に
おいて、上記実施例の場合と同様に一括ろう付けが施さ
れることにより、ヘッダー（３）にろう付けされる。

【００３９】本実施例構成の熱交換器においても、ブロ
ック状継手部材（５）のろう付けに際して、特殊構造の
治具の排除、溶接の排除による生産性の向上、コストダ
ウン等を図ることができる。

【００４０】第６図に示される実施例熱交換器は、第５
図実施例熱交換器の場合と同様に、ブロック状継手部材
（５）が、アルミニウム押出型材製のブロック状本体
（21）と位置決め用パイプ（22）との組み合わせによる
ものとなされている。

【００４１】ただ、ブロック状本体（21）は、同様の包
囲片部（23）と、冷媒流通孔（11）とを有するものの、
位置決め用当接部（24）が省略されたものとなされてい
る。

【００４２】また、位置決め用パイプ（22）は、同じ
く、径大管部（30）、段部（29）、径小管部（31）を有
するが、更に、径小管（31）の先端部に周壁の周方向の
一部を延長して形成された所定長さの当接片部（41）が
偏心突出形成されたものとなされている。

【００４３】上記ブロック状継手部材（５）の組付け
は、ブロック状本体（21）の包囲片部（23）をヘッダー
（２）の外周部に配置し、ブロック状本体（21）の冷媒
通路孔（11）とヘッダー（２）の冷媒入口孔（2d）とを
一致せしめた状態となす。

【００４４】そして、その状態を保持しつつ、位置決め
用パイプ（22）をその当接片部（41）側からブロック状
本体（21）の冷媒通路孔（11）内に挿入していき、更
に、ヘッダー（２）の冷媒入口孔（2d）を通じてヘッダ
ー（２）の内方に挿入していき、当接片部（41）の先端
をヘッダー（２）の内方内周面に当接させた状態にす
る。この状態で、パイプ（22）の径小管部（31）の先端
部がヘッダー（２）の冷媒入口孔（2d）の内方に若干突
出された状態となる。当接片部（41）は、パイプ（22）
の径小管部（31）の先端に偏心して設けられていること
により、チューブ（１）の挿入端部と干渉することなく
ヘッダー（２）の内方に挿入され得る。この状態で、パ
イプ（22）を、ブロック状本体（21）の冷媒通路孔（1
1）の内面にかしめつける。

【００４５】これにより、ブロック状継手部材（５）
は、ヘッダー（２）に適正な位置決め保持状態に組み付
けられる。即ち、包囲片部（23）、当接片部（41）、か
しめられたパイプ（22）が、本発明における位置決め部
を構成している。

【００４６】ブロック状継手部材（５）は、この組付け
状態において、上記各実施例の場合と同様に一括ろう付
けが施されることにより、ヘッダー（２）にろう付けさ
れている。

【００４７】本実施例構成の熱交換器においても、ブロ
ック状継手部材のろう付けに際して、特殊構造の治具の
排除、溶接の排除による生産性の向上、コストダウン等
を図ることができる。

【００４８】第７図に示される実施例熱交換器は、ブロ
ック状継手部材（５）がそのブロック状本体（51）から
一体に突出された挿入管部（52）を有し、該挿入管部
（52）の外周にろう材リング（53）が配置された状態
で、挿入管部（52）の先端部がヘッダー（２）内に冷媒
入口孔（2d）を通じて挿入配置され、かつ、該管部（5
2）先端部が拡管変形（52a ）されることにより、ブロ
ック状継手部材（５）がヘッダー（２）に位置決め状態
に組み付けられ、その状態でろう付けがなされたもので
ある。なお、挿入管部（52）の先端部周壁には、長さ方
向に延びるスリット（54）が形成され、拡管が容易に遂
行されるようになされている。また、ろう材リング（5
3）のヘッダー（２）側の面（53a ）は、ヘッダー
（２）の外周面形状に沿う凹円弧状の面に形成されてい
る。

【００４９】本実施例では、挿入管部（52）及びその先
端の拡管変形部（52a ）等が位置決め部を構成してい
る。

【００５０】

【発明の効果】上述の次第で、この発明の熱交換器は、
外部配管が接続されるブロック状継手部材が備えられ、
該ブロック状継手部材が、チューブ及び／又はヘッダー
に係合して同継手部材をヘッダーに位置決め状態に組み
付ける位置決め部を備え、該位置決め部による位置決め
状態において、ブロック状継手部材がろう付けによりヘ
ッダーに接合一体化されたものであるから、ろう付けの
ための特殊構造の治具の使用及び仮止め溶接を排除する
ことができ、ろう付け後の治具の取外し作業の省略、溶
接熱による品質不良発生の防止等を通じて、熱交換器の
生産性の向上、製造コストの減少、品質向上を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例を示すもので、ブロック状継手部材の
組付け状態を示す断面斜視図である。

【図２】ブロック状継手部材を分離状態にして示す断面
斜視図である。

【図３】図（イ）はブロック状継手部材の組付け状態を
示す横断面図、図（ロ）は図（イ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線
断面図である。

【図４】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５】他の実施例を示すもので、図（イ）は継手部材
のブロック状本体、パイプを分離状態にして示す断面斜
視図、図（ロ）は組付け状態における横断面図である。

【図６】更に他の実施例を示すもので、図（イ）は継手
部材のブロック状本体、パイプを分離状態にして示す断
面斜視図、図（ロ）は組付け状態における横断面図であ
る。

【図７】更に他の実施例を示すもので、図（イ）は継手
部材、ろう材リングを分離状態にして示す断面斜視図、
図（ロ）は組付け状態における横断面図である。

【符号の説明】

１…熱交換用チューブ ２…中空ヘッダー ５…ブロック状継手部材 ９…嵌合凸部（位置決め部） １０…当接部（位置決め部）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空ヘッダーに複数本の熱交換用チュー
   ブの端部が連通状態に接続された熱交換器において、 外部配管が接続されるブロック状継手部材が備えられ、
   該ブロック状継手部材が、チューブ及び／又はヘッダー
   に係合して同継手部材をヘッダーに位置決め状態に組み
   付ける位置決め部を備え、該位置決め部による位置決め
   状態において、ブロック状継手部材がろう付けによりヘ
   ッダーに接合一体化されてなることを特徴とする熱交換
   器。