JPH0717962Y2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、自動車や家庭用エアコンの凝縮器等に用い
られる熱交換器、特にいわゆるヘッダータイプの熱交換
器に関する。

従来の技術 例えばカーエアコン用凝縮器に用いられる熱交換器とし
ては、従来より、ハーモニカチューブと称されるような
多孔押出偏平チューブを蛇行状に曲げ、その平行部間に
フィンを配置してコアを構成したいわゆるサーペンタイ
ン型熱交換器が用いられていた。ところがかかるサーペ
ンタイン型熱交換器では、熱交換媒体通路が１本の偏平
押出チューブにより形成されているため通路面積を大き
く確保できないこと、押出チューブを蛇行状に曲成して
なるものであるから、曲げ部の曲率半径を一定以上小さ
くできないためチューブピッチを小さくできず、このた
めチューブの平行部間に介在されるフィン数が少ないも
のとなってフィン効率が悪いこと、等の理由から熱交換
効率の向上に限界があった。

そこでサーペンタイン型に代わる熱交換器として、偏平
チューブとコルゲートフィンとを交互配置に積層して、
チューブの両端を１対の中空ヘッダーに連結した熱交換
器が提案されている。この熱交換器によれば、チューブ
ピッチを自由に選択できるので、冷媒通路断面積を大き
く確保でき、また各チューブ間に介装されるフィンの本
数も増加でき小型で熱交換効率に優れたものとなすこと
ができる。

ところで、かかる形式の熱交換器において、サーペンタ
イン型のものと同様に熱交換媒体を蛇行状に流通させる
ために、仕切板を設けて一方または両方のヘッダー内部
を複数の仕切室に分割し、もってチューブによって構成
される熱交換媒体通路を蛇行通路に形成せしめたものと
なされる場合がある。このような仕切板の取付け構造と
して、ヘッダーを複数本の短尺筒状のヘッダー単位によ
り構成し、これらのヘッダー単位を中間に仕切板を介在
せしめて長さ方向に組み合せ、ろう接固定した構造が採
用されている。しかしながらこのような構造では、部品
点数が多くなってコストが上昇したり、ろう付に際して
ヘッダー単位と仕切板とが位置ずれする危険性があるた
め、ろう付作業が面倒で生産性が悪いというような欠点
を有するものであった。

このような問題点を解消するため、本願出願人は出願に
おいて、ヘッダーに周方向の切込み部を形成する一方、
仕切板として、ヘッダー内周面に適合する外周形状の径
小部と周端部が切込み部に適合する径大部とを有し、か
つ切込み部の内面または内側縁部に係合する抜け止め用
突起を有するものを用い、この仕切板を切込み部からヘ
ッダー内に嵌入することにより、仕切板の径小部外周面
をヘッダー内周面に当接させるとゝもに径大部の周縁部
を切込み部に適合させ、かつ抜け止め用の突起を切込み
部の内側縁部に係合させ、その状態で仕切板をヘッダー
に接合一体化したものを提案した（実開昭64−31368号
公報参照）。これによると、部品点数の減少、組立て接
合作業の簡素化、生産性の向上、コストの低廉化を図る
ことができて好都合である。

考案が解決しようとする課題 しかしながら、一方において次のような問題点を有する
ものであった。

即ち、上記のような仕切板をハンマー等で叩いてヘッダ
ーの切込み部に打ち込む際に、仕切板に設けられた抜止
め用の突起が切込み部の周縁を局部的に強制拡開して嵌
入する。このため該周縁の一部に局部的な応力が集中
し、切込み部の一部がへこんで、局部的に開口間隙が大
きいものとなる。このようなことから切込み部の周縁の
一部分に局部的なろう付不良が生じ、ひいては熱交換媒
体が洩れる原因となる虞を有するものであった。

この考案は、上記のような欠点を派生することのない仕
切板の取付け構造を採用した熱交換器を提供しようとい
うものである。

課題を解決するための手段 而してこの考案は、複数のチューブ（１）とフィン
（２）とが交互積層状態に配置されるとともに、各チュ
ーブの両端が１対の中空ヘッダー（３）（４）に連結さ
れ、かつチューブ（１）によって構成される流通路を熱
交換媒体が蛇行状に流通するように、少なくとも一方の
ヘッダー（３）内部を仕切る仕切板（11）が設けられた
熱交換器において、 前記ヘッダー（３）に周方向の切込み部（15）が形成さ
れる一方、 前記仕切板（11）が、前記ヘッダー（３）内に横断状に
位置してその内部空間を閉塞する閉塞部と、前記切込み
部（15）内に位置してそれを埋める位置決め部（11c）
とを有し、かつ前記閉塞部に、前記位置決め部（11c）
側に向かって上り傾斜状となされた抜止用傾斜膨隆部
（11d）が設けられることにより、該膨隆部（11d）と前
記位置決め部（11c）との境に前記切込み部（15）の内
側縁部に係合される周方向に延びた段部（11e）を有す
るものに形成され、この仕切板（11）が、前記閉塞部に
よりヘッダー（３）の内部空間を閉塞させるとゝもに前
記位置決め部（11c）を切込み部（15）に適合させた状
態に前記切込み部（15）からヘッダー（３）内に嵌入配
置され、かつ前記段部（11e）を切込み部（15）の内側
縁部に係合させた状態で、前記ヘッダー（３）にろう付
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
るものである。

実施例 次にこの考案の構成を、カーエアコン用のアルミニウム
ないしその合金製凝縮器に適用した実施例に基いて説明
する。

第１図〜第５図において、（１）は水平状態で上下方向
に配置された複数のアルミニウム製チューブ、（２）は
その隣接するチューブ（１）（１）間に介在されたアル
ミニウム製のコルゲートフィンである。

前記チューブ（１）は偏平状のアルミニウム押出型材を
もって構成されたものである。該チューブ（１）は、そ
の長さ方向の両端部が叩き加工されて、断面略長円形の
径小部（1a）に形成されている。該径小部（1a）は、そ
の基端部がヘッダー（３）（４）の外周面に沿うように
厚さ方向の両面において円弧状に形成されている。これ
により、チューブ（１）の長さ方向の両端面から所定長
さを退入した位置において、チューブ（１）の両端外周
面に、径小部（1a）の縮径段部からなるストッパー（1
b）が形成されたものとなされている。また該ストッパ
ー（1b）はチューブ（１）の端部側に向かって下り傾斜
状に形成されており、チューブ（１）とヘッダー（３）
（４）とを仮組して両者をろう付固定する際にろう材が
両者の隙間に容易に入り込み、もって確実にろう付され
るようになされている。上記チューブ（１）としては、
いわゆるハーモニカチューブと称されるような多孔型の
ものを用いても良い。

前記コルゲートフィン（２）は芯材の片面または両面に
ろう材が被覆形成されたアルミニウムブレージングシー
トからなるもので、チューブ（１）と略同じ幅を有し、
ろう付によりチューブに接合されている。コルゲートフ
ィン（２）は、望ましくはルーバーを切り起こしたもの
を用いるのが良い。

（３）（４）は左右のヘッダーである。これらヘッダー
（３）（４）は、芯材の片面または両面にろう材が被覆
されたアルミニウムブレージングシートからなる電縫管
をもって形成されたものである。なお、電縫管によらず
アルミニウム押出型材をもって構成しても良い。各ヘッ
ダーには長さ方向に沿って所定間隔的にチューブ挿入孔
（５）が穿設されると共に、該孔（５）に各チューブ
（１）の両端が挿入され、かつろう付により強固に接合
連結されている。更に、左ヘッダー（３）の上端部内側
には入口管（７）が、また右ヘッダー（４）の下端部外
側には出口管（８）が連結されている。また左ヘッダー
（３）の上端および下端には蓋片（９）（９）が、右ヘ
ッダー（４）の上端および下端にも蓋片（10）（10）が
それぞれ取付けられている。なお、第２図に示す（13）
（14）は最外側のコルゲートフィン（２）の外側に配置
されたサイドプレートである。

更に、また左ヘッダー（３）には該ヘッダーを上下４室
に分割する仕切板（11）が設けられる一方、右ヘッダー
（４）にも該ヘッダーを上下４室に分割する仕切板（1
2）が設けられ、もって熱交換媒体入口管（７）から左
ヘッダー（３）に流入した熱交換媒体は、チューブ群に
よって構成される全熱交換媒体通路をめぐって蛇行状に
流通して熱交換媒体出口管（８）から流出するようにな
されている。上述のように熱交換媒体が流通する間に、
チューブ（１）（１）間に形成されたコルゲートフィン
（２）を含む空気流通間隙を流通する空気と熱交換を行
い、凝縮するものとなされている。

ところで、前記仕切板（11）（12）のヘッダー（３）
（４）への取付けは次のようにして行われている。即
ち、第１図に示すように、ヘッダー（３）には仕切板
（11）の取着予定位置に、周方向にそのほぼ半周にわた
って仕切板（11）の厚さとほぼ等しい間隙の切込み部
（15）が形成されている。

一方、仕切板（11）はヘッダー（３）（４）内に横断状
に位置してその内部空間を閉塞する閉塞部と、前記切込
み部（15）内に位置してそれを埋める位置決め部（11
c）とを有するもので、そのほぼ半周がヘッダー（３）
の内径に等しい外径となされた径小部（11a）に形成さ
れ、残りの半周がヘッダー（３）の外径に等しい外径と
なされた周端膨出状の径大部（11b）に形成されてい
る。また、仕切板（11）の表面には、その位置決め部
（11c）を除いた箇所に、閉塞部側から位置決め部側に
向かって上り傾斜状となされた抜止用傾斜膨隆部（11
d）が設けられ、該膨隆部（11d）と前記位置決め部（11
c）との段部（11e）が、該仕切板（11）を切込み部（1
5）に挿入したときに切込み部（15）の上面よりやや上
側に突出するものとなされた抜止め用手段を構成するも
のとなされている。上記段部（11e）は、後述するろう
付時に、ろう材が容易に入り込むように若干傾斜状に形
成することが好ましい。この抜止め用手段は、プレス加
工等により形成される。

そして、該仕切板（11）は第４図および第５図に示すよ
うに、その径小部（閉塞部）（11a）の外周面がヘッダ
ー（３）の内周面に当接され、かつ径大部（11b）の周
端部（位置決め部）（11c）が切込み部（15）に適合さ
れた状態に切込み部（11）からヘッダー（３）内に嵌入
配置される。その際、仕切板（11）がハンマー等でたゝ
かれて、傾斜膨隆部（11d）が切込み部（15）に強制的
に打ち込まれ、切込み部（15）の内側上縁部に段部（11
e）が係合する。これにより以後の仕切板（11）のずれ
動きが防止される。このように、抜止め用手段が、閉塞
部側から位置決め部側に向かって上り傾斜状となされた
傾斜膨隆部（11d）からなるものであることより、打ち
込みに際して切込み部（15）の全周ないしは広い範囲に
亘って応力が分散される。従って、切込み部（15）が局
部的にへこむようなことはない。仕切板（11）はこの状
態でヘッダー（３）にろう付固定されている。このろう
付中においても段部（11e）により仕切板（11）の抜け
出しが防止され、適正に位置決めされることにより、ろ
う付後において仕切板（11）とヘッダー（３）とが隙間
なく接合一体化されるとともに、ヘッダー外周面と仕切
板（11）の位置決め部（11c）の外周面とが合致して、
凹凸のない曲面状態を呈し外観体裁が損われることもな
い。

なお上記実施例では、ヘッダー（３）（４）は断面円形
のものを使用したが、断面円形でなくとも良い。

第６図ないし第８図は、仕切板の変形例を示すもので、
第６図（イ）に示す仕切板（11）は、その抜止用傾斜膨
隆部（11d）が閉塞部の中央部分から位置決め部（11c）
側に向かって連続した傾斜状に形成されている。そし
て、同図（ロ）に示すように、径小部（閉塞部）（11
a）の周端面がヘッダー（３）の内周面に沿接し、切込
み部（15）に位置決め部（11c）が適合すると共に、段
部（11e）が切込み部（15）の内側縁部に係合されるよ
うになされている。

第７図（イ）に示す仕切板（11）は、その抜止用傾斜膨
隆部（11d）が径大部（11b）の半径方向の略中間部より
閉塞部側から位置決め部（11c）側に向って上方傾斜状
に形成されたものとなされている。そして、同図（ロ）
に示すように、径小部（閉塞部）（11a）の周端面がヘ
ッダー（３）の内周面に沿接し、切込み部（15）に位置
決め部（11c）が適合すると共に、段部（11e）が切込み
部（15）の内側縁部に係合されるようになされている。

第８図に示す仕切板（11）は、その表裏両面に傾斜膨隆
部（11c）が形成されたもので、他の構成は第６図に示
す実施例と同様であるので対応箇所に同一符号を付して
その説明を省略する。

なお、第９図のように、切込み部（15）をチューブ挿入
孔（５）と同じ側に設ければ、すなわち仕切板（11）の
挿入方向をチューブ（１）のそれと同じ方向とすれば、
フィン（２）と仕切板（10）間に治具（図示せず）をか
ませるか、あるいは仕切板（11）がフィン（２）に直接
当たるようにその径大部（10b）をフィン（２）側に突
出させることにより、切込み部（15）に挿入させたとき
の仕切板（11）の位置保持を行うことができる。この場
合、先の実施例で述べた抜止め用手段（11d）との併用
によりその位置ずれを一層確実に防止できる。

考案の効果 以上説明したようにこの考案に係る熱交換器は、熱交換
媒体を蛇行状に流通させるためにヘッダー内部を仕切る
仕切板の取付け構造として、ヘッダーに周方向の切込み
部を形成する一方で、仕切板を、ヘッダー内に横断状に
位置してその内部空間を閉塞する閉塞部と、前記切込み
部内に位置してそれを埋める位置決め部とを有し、かつ
前記閉塞部に、前記位置決め部側に向かって上り傾斜状
となされた抜止用傾斜膨隆部を設けることにより、該膨
隆部と前記位置決め部との境に前記切込み部の内側縁部
に係合される周方向に延びた段部を有するものに形成
し、この仕切板を前記閉塞部によりヘッダーの内部空間
を閉塞させるとゝもに前記位置決め部を切込み部に適合
させた状態に前記切込み部からヘッダー内に嵌入配置
し、かつ前記段部を切込み部の内側縁部に係合させた状
態で、前記ヘッダーにろう付一体化してなる構造を採用
したものである。従って、ヘッダーを一体物で製作する
ことができ、従来のように短尺のヘッダー単位を中間に
仕切板を介在せしめて接合する場合に較べて部品点数を
減少しうる。しかも仕切板を切込み部からヘッダー内に
嵌入配置することによりその位置決めを容易に行うこと
ができるのに加えて、嵌入状態においては仕切板の位置
決め部とヘッダーの切込み部とが適合し、しかも仕切板
の抜止用傾斜膨隆部と位置決め部との段部が切込み部の
内側縁部に係合することにより、仕切板が不本意に移動
して位置ずれを生じたりする虞れがないから、前記部品
点数の減少とも相俟って組立接合作業を簡素化しえて生
産性を向上でき、かつコストも安価となしうる。

更に、仕切り板に設けられた抜止め用手段が、閉塞部に
形成された、閉塞部側から位置決め部側に向かって上り
傾斜状の傾斜膨隆部からなるものであることより、打ち
込みに際して切込み部の周方向に亘って応力が分散さ
れ、切込み部が局部的にへこんで開口間隙が局部的に大
きくなるという不都合を回避することができる。このた
め、全周に亘って確実にろう付することが可能となり、
ひいては熱交換媒体が漏出するというような不都合を確
実に回避することができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の一実施例としての凝縮器用熱交換器を
示すものであり、第１図はヘッダー、チューブ、仕切板
を分離状態で示す斜視図、第２図は全体正面図、第３図
は同じく平面図、第４図は第２図におけるIV−IV線の拡
大断面図、第５図は第４図におけるＶ−Ｖ線断面図、第
６図（イ）は抜止め用手段の他の例を示す斜視図、第６
図（ロ）は第６図（イ）の仕切板を切込み部に挿入した
状態の断面図、第７図（イ）は抜止め用手段の他の例を
示す斜視図、第７図（ロ）は第７図（イ）の仕切板を切
込み部に挿入した状態の断面図、第８図は抜止め用手段
の他の例を示す第７図（ロ）に対応する断面図、第９図
は仕切板の挿入方向を変えた例を示す斜視図である。 （１）…チューブ、（２）…フィン、（３）（４）…ヘ
ッダー、（11）…仕切板、（11a）…径小部、（11b）…
径大部、（11c）…位置決め部、（11d）…抜止用傾斜膨
隆部、（11e）…段部、（15）…切込み部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のチューブ（１）とフィン（２）とが
   交互積層状態に配置されるとともに、各チューブの両端
   が１対の中空ヘッダー（３）（４）に連結され、かつチ
   ューブ（１）によって構成される流通路を熱交換媒体が
   蛇行状に流通するように、少なくとも一方のヘッダー
   （３）内部を仕切る仕切板（11）が設けられた熱交換器
   において、 前記ヘッダー（３）に周方向の切込み部（15）が形成さ
   れる一方、 前記仕切板（11）が、前記ヘッダー（３）内に横断状に
   位置してその内部空間を閉塞する閉塞部と、前記切込み
   部（15）内に位置してそれを埋める位置決め部（11c）
   とを有し、かつ前記閉塞部に、前記位置決め部（11c）
   側に向かって上り傾斜状となされた抜止用傾斜膨隆部
   （11d）が設けられることにより、該膨隆部（11d）と前
   記位置決め部（11c）との境に前記切込み部（15）の内
   側縁部に係合される周方向に延びた段部（11e）を有す
   るものに形成され、この仕切板（11）が、前記閉塞部に
   よりヘッダー（３）の内部空間を閉塞させるとゝもに前
   記位置決め部（11c）を切込み部（15）に適合させた状
   態に前記切込み部（15）からヘッダー（３）内に嵌入配
   置され、かつ前記段部（11e）を切込み部（15）の内側
   縁部に係合させた状態で、前記ヘッダー（３）にろう付
   一体化されてなることを特徴とする熱交換器。