JPH0719782A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ヘッダパイプ内部にロー付け固着される仕切板
に対し、固着不良の有無を容易に確認できるようにし
て、熱交換性能の低下を阻止し、信頼性の向上を図った
熱交換器を提供する。 【構成】複数枚のフィン１を互いに狭小の間隙を存して
並設し、これらフィンに互いに平行に、かつ貫通して複
数本の熱交換パイプ２を設け、最も側端にあるフィンに
沿ってヘッダパイプ３Ａ，３Ｂを設けて熱交換パイプと
接続し、ヘッダパイプ内部の軸方向中途部を仕切って、
ヘッダパイプと熱交換パイプとで熱交換媒体をＵターン
した流れに案内する仕切板６を設け、ヘッダパイプの仕
切板取付け部位に対向して、仕切板の固着不良を検知す
るリーク検知用孔７を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば空気調和機に
配備され、内部に熱交換媒体である冷媒を導通させ、被
空調室空気と熱交換作用をなす熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば空気調和機に備えられる熱交換
器は、種々の形態があり、それぞれの条件に適応した状
態で用いられる。基本的には、互いに狭小の間隙を存し
て並設される複数枚のフィンと、これらフィンに互いに
平行に、かつ貫通して設けられる複数本の熱交換パイプ
とを具備している。

【０００３】上記熱交換パイプは、単なる円管状のもの
や、偏平管状のものなどがある。円管状であると、フィ
ンから突出する熱交換パイプの端部相互をＵベンドで接
続する。冷媒は、各パイプとＵベンドに順次導かれ、蛇
行して導通する。

【０００４】偏平管状の場合は、フィンから突出する熱
交換パイプの端部相互を、集合管であるヘッダパイプに
接続している。すなわち、ヘッダパイプは最も側端のフ
ィンと並行して延出される。

【０００５】ただし、そのままでは全ての冷媒が一方の
ヘッダパイプから、各熱交換パイプに一斉に分流され、
他方のヘッダパイプに導かれて集合されるだけであり、
熱交換器での流通時間が極く短く、充分な熱交換作用が
なされない。

【０００６】そこで、一方のヘッダパイプ内に仕切板を
設け、このヘッダパイプ内を軸方向に二分する。冷媒
は、このヘッダパイプの仕切板に仕切られた一方の内部
空間に導かれ、ここと連通する熱交換パイプを流れる。

【０００７】そして、他方のヘッダパイプの連通する部
位から、残りの部位に流れ、ここと連通する残りの熱交
換パイプに分流される。さらに、一方のヘッダパイプの
仕切板に仕切られた残りの部位に集合される。

【０００８】熱交換器としてみれば、冷媒をＵターンさ
せた状態で導くことになり、流通時間が長くなって、充
分な熱交換作用を得られる。また、両方のヘッダパイプ
に、仕切板の位置を選択して取付けることにより、適
宜、蛇行した流路を形成できる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近時、熱交
換効率の向上および製造コストの低減を目的として、予
め、ロー材がクラッドされたアルミニューム・ブレーシ
ングシートの採用が図られている。

【００１０】これは、フィンおよび熱交換パイプばかり
でなく、ヘッダパイプの成形も可能である。すなわち、
軸方向に沿って二分割された、断面半円状の分割体をプ
レス加工等で成形し、互いの側端部を重ね合わせた状態
で仮保持する。

【００１１】そして、炉中ロー付け等の手段で互いの分
割体の側端部を固着し、管体であるヘッダパイプを成形
する。このとき、アルミニューム・ブレーシングシート
からなる仕切板を所定位置に仮保持して、同時に固着す
る。仕切板は、ヘッダパイプとの接触面積をより多くす
るため、少なくとも一端面が閉塞する筒状になってい
る。

【００１２】しかしながら、仕切板を組込んで成形した
状態で、仕切板がヘッダパイプ内部にあるところから、
これを完全にロー付け固着したか否かを目視で検査する
ことができない。

【００１３】わずかな部分でも固着不良があれば、そこ
から冷媒が直接流通して、熱交換性能の低下をきたす。
本発明は、上述したような事情に鑑みなされたものであ
り、その目的とするところは、ヘッダパイプ内部にロー
付け固着される仕切板に対し、固着不良の有無を容易に
確認できるようにして、熱交換性能の低下を阻止し、信
頼性の向上を図った熱交換器を提供しようとするもので
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第１の発明の熱交換器
は、複数枚のフィンを互いに狭小の間隙を存して並設
し、これらフィンに互いに平行に、かつ貫通して複数本
の熱交換パイプを設け、最も側端にあるフィンに沿って
ヘッダパイプを設け、このフィンから突出する上記熱交
換パイプ端部と接続し、熱交換媒体を集合し、かつ各熱
交換パイプに分流させ、このヘッダパイプ内部に仕切板
を密に固着し、ヘッダパイプの軸方向中途部を仕切っ
て、ヘッダパイプと熱交換パイプとで熱交換媒体をＵタ
ーンした流れに案内し、上記ヘッダパイプの仕切板取付
け部位に対向して、仕切板の固着不良を検知するリーク
検知用孔を設けた。

【００１５】第２の発明の熱交換器は、複数枚のフィ
ン、複数本の熱交換パイプ、ヘッダパイプおよび仕切板
とを具備したものにおいて、上記ヘッダパイプの仕切板
取付け部位に対向して、仕切板の固着不良を検知するリ
ーク検知用孔を設け、このリーク検知用孔と対向する、
上記仕切板のヘッダパイプ取付け周面に沿って、リーク
流体を集溜した上でリーク検知用孔に案内する案内溝を
設けた。

【００１６】

【作用】第１の発明では、ヘッダパイプと仕切板とに固
着不良が生じて隙間があれば、リーク流体はこの隙間を
介してリーク検知用孔に導かれ、さらにヘッダパイプ外
部に排出案内される。したがって、リーク検知用孔を目
視していれば、上記固着状態の確認ができる。

【００１７】第２の発明では、ヘッダパイプと仕切板と
に固着不良が生じて隙間があれば、リーク流体はこの隙
間を介して案内溝に案内され、一旦集溜してから対向す
るリーク検知用孔を介してヘッダパイプ外部に排出案内
される。 したがって、リーク検知用孔を目視していれ
ば、上記固着状態の確認ができる。

【００１８】

【実施例】図１に示すように、熱交換器が形成される。
これは図において、垂直方向に立設され、かつ幅方向に
狭小の間隙を存して並べられる多数枚のフィン１…と、
このフィン１…に上下に間隙を存して並設され、それぞ
れ水平方向に貫通する複数本の熱交換パイプ２…と、最
も側端のフィン１から突出する熱交換パイプ２…の端部
に亘って連結される第１のヘッダパイプ３Ａおよび第２
のヘッダパイプ３Ｂとから構成される。

【００１９】上記フィン１は、予め、ロー材がクラッド
されたアルミニューム・ブレーシングシートが用いら
れ、縦長の帯板状をなす。その一側端から略Ｕ字状に形
成される取付用切欠部が、たとえばプレス加工によりフ
ィン１の上下方向に沿って所定間隔を存して複数設けら
れ、それぞれに熱交換パイプ２が挿着され、かつロー付
け固着される。

【００２０】上記熱交換パイプ２は、水平方向に延出さ
れる偏平管であって、アルミニューム・ブレーシングシ
ートから成形される。内部は複数の空間室に区画されて
いて、流路室が形成される。

【００２１】この熱交換パイプ２の両端部は、最も側端
のフィン１から突出していて、アルミニューム・ブレー
シングシートからなる上記各ヘッダパイプパイプ３Ａ，
３Ｂに接続される。

【００２２】ここでは、一方のヘッダパイプパイプ３Ａ
の上部と下部に、接続管４，５が接続され、空気調和機
に備えられる熱交換器にあっては、冷凍サイクル構成機
器に連通される。

【００２３】このヘッダパイプ３Ａのみ、軸方向の略中
間部に仕切板６が設けられていて、パイプ内部を上下に
二分している。この仕切板６は、上端面のみ閉塞する円
筒体であって、外周壁がヘッダパイプ３Ａ内周壁に密に
ロー付け固着される。

【００２４】さらに、上記仕切板６が設けられるヘッダ
パイプ３Ａのみ、仕切板と対向する部位に小孔からなる
リーク検知用孔７が設けられる。なお、上記ヘッダパイ
プ３Ａと仕切板６について、図２にもとづいて説明する
と、このヘッダパイプはアルミニューム・ブレーシング
シートからなり、軸方向に長い、断面半円状の一対の分
割体３０，３１をプレス加工で成形する。

【００２５】一方の分割体３１のみ、互いに所定間隔を
存して、軸方向とは直交する方向に長い長孔３２…が設
けられる。ここには、成形時、上記熱交換パイプ２端部
が挿嵌され、ロー付け固着される。

【００２６】他方の分割体３０の所定位置である、軸方
向略中間部には、上記リーク検知用孔７が穿設される。
分割体３０，３１相互の側端部を重ね合わせ、かつリー
ク検知用孔７に対向する部位に上記仕切板６を位置決め
し、仮保持した状態で、炉中ロー付け等の手段で互いの
分割体の側端部を固着し、ヘッダパイプ３Ａを成形す
る。

【００２７】仕切板６のない他方のヘッダパイプ３Ｂ
は、仕切板がないことのみ相違し、他の全ては、既に説
明したヘッダパイプ３Ａと同様の構成であり、かつ同様
の手段で成形される。

【００２８】さらに、別途成形した熱交換パイプ２にフ
ィン１を並行して組込み、かつ熱交換パイプ２端部を各
ヘッダパイプ３Ａ，３Ｂの長孔３２に挿嵌した上で、炉
中ロー付けをなせば、図１に示す熱交換器が成形され
る。

【００２９】しかして、一方の接続管、たとえば下部側
接続管４から一方のヘッダパイプ３Ａに導かれた熱交換
媒体である冷媒は、このヘッダパイプ内の仕切板７か
ら、図において下部内に導かれ、さらにここと連通する
下部側の熱交換パイプ２…に分流される。

【００３０】他方のヘッダパイプ３Ｂに導かれると、こ
こで上部側に上昇してから、上部側の熱交換パイプ２…
に分流される。そして、一方のヘッダパイプ３Ａで、仕
切板６から上部に集合され、上部側の接続管５から導出
される。

【００３１】ヒートポンプ式の空気調和機においては、
逆方向に冷媒が導かれる。すなわち、上部側接続管５か
ら一方のヘッダパイプ３Ａに導入され、上部側から下部
側に導かれて、下部側接続管４から導出される場合もあ
る。

【００３２】いずれにしても、冷媒は、熱交換器をＵタ
ーンして導びかれ、この間に、フィン１…相互およびフ
ィンと熱交換パイプ２…相互間を流通する熱交換空気と
熱交換する。

【００３３】冷媒が熱交換器を流通する時間が長いか
ら、熱交換空気と充分な熱交換作用をなし、熱交換効率
がよい。このような熱交換器を製造した段階で、かつ冷
凍サイクル機器に組み付ける以前に、ヘッダパイプ３
Ａ，３Ｂおよび熱交換パイプ２のロー付け検査を行わな
ければならない。

【００３４】実際の検査は、たとえば一方の接続管５か
らリーク検知用のガスを導入し、各ヘッダパイプ３Ａ，
３Ｂと熱交換パイプ２…を導通させてから、他方の接続
管４で回収する。

【００３５】検査員は、全てのロー付け箇所に注目し
て、ガスリークの有無を確認する。たとえばヘッダパイ
プの繋ぎ目や、熱交換パイプの繋ぎ目でのリークは、外
部から容易に確認できるので、これを不良品と断定し
て、しかるべき処置を行う。

【００３６】同時に、内部に仕切板６を組込んだヘッダ
パイプ３Ａにおいて、仕切板外周壁とヘッダパイプ内周
壁とのロー付け固着状態を検査する。すなわち、固着不
良は、隙間の発生に等しい。わずかな部分でも固着不良
があれば、その隙間へガスが侵入する。一部のリークガ
スは、そのまま接続管４側の内部空間にリークし、残り
のリークガスは隙間に一旦溜まる。

【００３７】そして、このリークガスは、固着部に対向
して設けられているリーク検知用孔７に導かれ、そのま
ま外部に排出される。したがって、リーク検知用孔７か
らのリークガスを目視した状態で、仕切板のロー付け不
良を確認できる。

【００３８】なお上記実施例においては、一端部が閉塞
された円筒状の仕切板６としたが、図３および図４に示
すような、仕切板６Ａを採用しても良い。この仕切板６
Ａは、一端部が閉塞された円筒状のものであり、しかも
その周面に沿って凹陥状の案内溝１０が設けられる。こ
の案内溝１０が設けられる位置は、仕切板６Ａの軸方向
の略中央部とするとよく、最大深さは、溶融したローに
よって埋まらない程度に設定しなければならない。

【００３９】上記ヘッダパイプ３Ａへは、案内溝１０が
リーク検知用孔７と対向するように位置設定したうえ
で、ロー付け固着をなす。そして、熱交換器として完成
した状態で、リーク検査を行うことも同様である。

【００４０】この仕切板６Ａ外周壁とヘッダパイプ３Ａ
内周壁に、わずかな固着不良である、隙間があれば、そ
こへガスが侵入する。一部のリークガスは隙間を介して
上記案内溝１０内に一旦集溜される。

【００４１】そして、案内溝１０と連通するリーク検知
用孔７から外部に排出されるので、仕切板６Ａのロー付
け固着不良を確認できる。このような構成であれば、ロ
ー付け不良部位とリーク検知用孔７とが必ずしも対向し
なくても、リークガスを案内溝１０に集溜できるので、
リーク検知用孔７への案内は確実に行われる。

【００４２】なお、上記実施例においては、一方のヘッ
ダパイプ３Ａのみ仕切板６を設けたが、これに限定され
るものではなく、他方のヘッダパイプ３Ｂにも仕切板を
設けて、より蛇行状に冷媒が流れるように構成してもよ
い。

【００４３】また、上記フィン１は、図５（Ａ）に示す
ような構成にしてもよい。フィン１には、熱交換パイプ
２の取付け部位相互間に、隣接するフィンとの隙間を保
持するための切起し片１１…が設けられる。すなわち、
全てのフィン１に切起し片１１が設けられていて、この
端縁に隣接するフィンを当接させて、重ね合わせる。

【００４４】熱交換空気は、フィン１相互間に導かれて
熱交換をなし、このとき同時に上記切起し片１１に接す
る。切起し片１１が熱交換空気の導通方向と直交する方
向に切起されていれば、通風抵抗となって熱交換効率に
悪影響を及ぼす。

【００４５】しかるに、ここでは熱交換空気の導通方向
に対して斜めに傾斜させた切起し片１１を設けており、
隣接するフィンとの間隙を保持しながら、熱交換空気に
対する通風抵抗の低減を図れる。

【００４６】そしてまた、熱交換器を冷却器として使用
した場合、空気中に含まれる水分が凝縮して、凝縮水で
あるドレン水となって流下する。この状態でも、各切起
し片１１は、ドレン水の流下方向に対して斜めに傾斜し
ているから、ドレン水の円滑な流下を助成する。

【００４７】同図（Ｂ）に示すように、熱交換パイプ２
の取付け部相互間に、細線フィン部１２を設けたフィン
１Ａがある。この細線フィン部１２は、たとえばプレス
加工により、上下方向に細長い矩形状の切起しを、フィ
ン板面の前後に、交互に突出させてなる。

【００４８】このフィン１Ａの場合は、細線フィン部１
２の両側端とフィンの両側端との間に、切起し片１１Ａ
…を設ける。ただし、各切起し片１１Ａを細線フィン部
１２側からフィン側端へ、漸次下方に傾斜するよう設け
る。

【００４９】したがって、切起し片１１Ａは、隣接する
フィンとの間隙を保持する一方、熱交換空気に対する通
風抵抗にならず、しかも流下してくるドレン水をフィン
側端に案内する。

【００５０】細線フィン部１２は、ドレン水によって濡
れることが少なくなり、その結果、この細線フィン部に
おける熱交換効率の向上を図ることができる。なお、こ
の種の熱交換器は必ずしも空気調和機に用いられるもの
ではなく、熱交換作用を必要とする装置全てに適用され
る。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明の熱交
換器は、フィンと、熱交換パイプと、ヘッダパイプと、
ヘッダパイプ内部を仕切る仕切板を具備し、かつヘッダ
パイプの仕切板取付け部位にリーク検知用孔を設けたか
ら、第２の発明の熱交換器は、フィンと、熱交換パイプ
と、ヘッダパイプと、ヘッダパイプ内部を仕切る仕切板
を具備し、かつヘッダパイプの仕切板取付け部位にリー
ク検知用孔を設け、仕切板のヘッダパイプ取付け周面に
沿ってリーク検知用孔と対向する案内溝を設けたから、
いずれの発明も、ヘッダパイプ内部にロー付け固着され
る仕切板に対し、固着不良の有無を容易に確認できるよ
うになり、熱交換性能の低下を阻止し、信頼性の向上を
図れる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す、熱交換器の斜視図。

【図２】同実施例の、ヘッダパイプを分解した斜視図。

【図３】他の実施例の、仕切り板の正面図。

【図４】同実施例の、熱交換器一部の縦断面図。

【図５】（Ａ）は、他の実施例の、フィンの一部正面
図。（Ｂ）は、さらに異なる実施例の、フィンの一部正
面図。

【符号の説明】

１…フィン、２…熱交換パイプ、３Ａ，３Ｂ…ヘッダパ
イプ、６，６Ａ…仕切板、７…リーク検知用孔、１０…
案内溝。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに狭小の間隙を存して並設される複数
   枚のフィンと、 これらフィンに互いに平行に、かつ貫通して設けられる
   複数本の熱交換パイプと、 最も側端にあるフィンに沿って設けられ、このフィンか
   ら突出する上記熱交換パイプ端部と接続され、熱交換媒
   体を集合し、かつ各熱交換パイプに分流するヘッダパイ
   プと、 このヘッダパイプ内部に密に固着され、ヘッダパイプの
   軸方向中途部を仕切って、ヘッダパイプと熱交換パイプ
   とで熱交換媒体をＵターンした流れに案内する仕切板と
   を具備した熱交換器において、 上記ヘッダパイプの仕切板取付け部位に対向して設けら
   れ、仕切板の固着不良を検知するリーク検知用孔を具備
   したことを特徴とする熱交換器。
2. 【請求項２】互いに狭小の間隙を存して並設される複数
   枚のフィンと、 これらフィンに互いに平行に、かつ貫通して設けられる
   複数本の熱交換パイプと、 最も側端にあるフィンに沿って設けられ、このフィンか
   ら突出する上記熱交換パイプ端部と接続され、熱交換媒
   体を集合し、かつ各熱交換パイプに分流するヘッダパイ
   プと、 このヘッダパイプ内部に密に固着され、ヘッダパイプの
   軸方向中途部を仕切って、ヘッダパイプと熱交換パイプ
   とで熱交換媒体をＵターンした流れに案内する仕切板と
   を具備した熱交換器において、 上記ヘッダパイプの仕切板取付け部位に対向して設けら
   れ、仕切板の固着不良を検知するリーク検知用孔と、 このリーク検知用孔と対向する、上記仕切板のヘッダパ
   イプ取付け周面に沿って設けられ、リーク流体を集溜し
   た上でリーク検知用孔に案内する案内溝とを具備したこ
   とを特徴とする熱交換器。