JPH0735651Y2 - 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、例えばカーエアコンやルームエアコンのエ
バポレーター、コンデンサー、ラジエター等に使用され
る熱交換器に関する。

従来の技術 近時、この種の熱交換器として、一対のヘッダーパイプ
間に複数のチューブをそれぞれ両端で両ヘッダーパイプ
に連通接続するように並列配置するとゝもに、隣接チュ
ーブ間にコルゲートフィンを配置し、上記ヘッダーパイ
プの端部に接続された入口管より導入した熱交換媒体
（冷媒）をヘッダーパイプ内の仕切によって数回反転す
るジグザグ状の流れとしてチューブ内に流通させて出口
管に導き、この過程でコルゲートフィン間を流通する外
部流体との間で熱交換を行わせるようになされた所謂マ
ルチフロー型のものが注目されている。

しかして、近年では、このような熱交換器の生産性を向
上させるために、上記ヘッダーパイプとして表面にろう
材層がクラッドされたものを使用し、このヘッダーパイ
プに穿設された挿入孔に各チューブの端部を挿嵌した組
立状態で炉中ろう付け等にて加熱することにより、ヘッ
ダーパイプとチューブとの接合を一括して行う手法が多
用される傾向にある。

しかるに、熱交換媒体の出入口管をヘッダーパイプの端
部に同心状に直列接続させる仕様の場合、従来では第５
図に示すように、ヘッダーパイプ（21）の端部に孔付き
キャップ（22）を嵌挿するとゝもに、その内側に溶接ビ
ードの付着防止用としてスリーブ（23）を挿嵌し、該キ
ャップ（22）とその上面に突き合わせた出入口管（24）
とをアルゴン溶接（25）等によって接合していた。

考案が解決しようとする課題 上記の出入口管接続構造を有する従来の熱交換器では、
ヘッダーパイプとチューブの接合を既述のように一括し
て行うようにしても、これとは別に該出入口管を接合す
る溶接が必要であるため、製作工程が繁雑化するとゝも
に製作コストも高くつき、しかも出入口管接続部に上記
孔付きキャップとスリーブを用いることから、該接続部
における熱交換媒体の圧損による熱交換効率の低下が大
きく、また部品点数が多くなりそれだけ取扱い上の手間
と部材コストの増大を招くという問題があった。

この考案は、上記問題を解消すべくなされたもので、ヘ
ッダーパイプに対して熱交換媒体の出入口管が介在部材
を要さず且つチューブとも一括して接合でき、しかも該
出入口管の接続部における圧損が少なく高い熱交換効率
を発揮できる熱交換器の提供を目的としている。

課題を解決するための手段 上記目的を達成する手段として、この考案は、一対のヘ
ッダーパイプ間に複数のチューブがそれぞれ両端を両ヘ
ッダーパイプに連通接続して並列配置されるとゝもに、
隣接チューブ間にコルゲートフィンが配置された熱交換
器において、上記ヘッダーパイプが、芯材の両面にろう
材層を被覆したブレージングシートにより、その両側縁
を突き合わせ状に成形してパイプ形としたものからな
り、該ヘッダーパイプに、熱交換媒体の入口管及び出口
管がそれぞれの端部に形成された拡管部を該ヘッダーパ
イプの端部に密に外嵌合して連通接続され、かつ該嵌合
部分及びヘッダーパイプの前記両側縁の突き合わせ部が
上記ろう材層によりろう付け接合されてなる構成を採用
したものである。

作用 ヘッダーパイプの端部に外嵌合した出入口管の拡管部
は、その内面がヘッダーパイプ表面のろう材層に密接し
ているから、該ろう材層を利用してヘッダーパイプとチ
ューブとを炉中ろう付け等で溶接する際に同時に溶接で
きる。しかして、この拡管部による出入口管の接続部分
は、従来の孔付きキャップとスリーブの如き介在部材が
存在せず、内面形状が滑らかで且つ縮径していないこと
から、熱交換媒体の圧損が非常に小さいものとなる。

また特にヘッダーパイプとして芯材表面にろう材層がク
ラッドされたブレージングシートをその両側縁が突き合
わさるように成形してパイプ形としたものを用い、この
突き合わせ部を上記ろう材層によってチューブの接合と
同時にろう付け接合する場合、その端部に外嵌合した出
入口管の拡管部がろう付け時の熱膨張等熱変形による上
記突き合わせ部の開きを阻止する機能を果す。

実施例 以下にこの考案の一実施例につき図面を参照して説明す
る。

第１図〜第４図において、（１）（２）は垂直状に配置
した左右一対の断面円形のヘッダーパイプ、（３）はそ
れぞれ両端が両ヘッダーパイプ（１）（２）に連通接続
されて上下に並列配置した複数のチューブ、（４）は隣
接する各チューブ（３）（３）間に介在するコルゲート
フィン、（５）は左側ヘッダーパイプ（１）の上端に接
続された冷媒入口管、（６）は右側ヘッダーパイプ
（２）の下端に接続された冷媒出口管、（７）は左側ヘ
ッダーパイプ（１）の下端と右側ヘッダーパイプ（２）
の上端にそれぞれ嵌着された有底円筒状の端部キャッ
プ、（８）はエンドプレートである。

ヘッダーパイプ（１）（２）はともに、第２図の如く、
アルミニウムからなる芯材（9a）の両面にろう材層（9
b）が被覆形成されたブレージングシート（９）をその
両側縁が突き合わさるように成形してパイプ形としたも
のからなり、周面の一方向側に上下に配列する複数の長
孔状のチューブ挿入孔（10）が穿設されると共に、反対
方向側に１つのスリット状の仕切板挿入孔（11）がヘッ
ダーパイプ（１）では中間高さ位置に、ヘッダーパイプ
（２）では下部寄りに形成されている。なお、両ヘッダ
ーパイプ（１）（２）の突き合わせ部（12）は、上記成
形前にブレージングシート（９）の両側縁を打圧あるい
はプレスして断面楔形とし、この楔形部分（12a）（12
a）を相互に重なるように突き合わせることにより、突
き合わせ面にろう材層（9b）が介在するようになされて
いる。

チューブ（３）は、扁平状のアルミニウム押出型材から
なるが、図示の如く内部が２本の流路（3a）（3a）に区
割されたものに限らず、所謂ハモニカチューブと称され
るような多孔型のものや、単なる扁平筒状のものも仕様
できる。また、コルゲートフィン（４）は、チューブ
（３）とほゞ同じ幅を有するアルミニウム製帯板で好ま
しくはルーバーを切り起こしたものが使用され、両側の
チューブ（３）（３）に対してろう付けされている。

入口管（５）及び出口管（６）はともに接続側端部が拡
管具の圧入により強制拡径された拡管部（13）となって
おり、これら拡管部（13）はヘッダーパイプ（１）
（２）の端部に密に外嵌合し得る内径に設定されてい
る。

しかして、上記の熱交換器を組立製作するには、隣接間
にコルゲートフィン（４）を介在して上下に並列配置さ
せた複数のチューブ（３）の各両端をそれぞれヘッダー
パイプ（１）（２）の対応するチューブ挿入孔（10）に
挿入するとゝもに、両ヘッダーパイプ（１）（２）の仕
切板挿入孔（11）に略円板状の仕切板（14）を挿嵌し、
且つ両ヘッダーパイプ（１）（２）の各一端に入口管
（５）あるいは出口管（６）の拡管部（13）を外嵌合
し、また各他端に端部キャップ（７）を嵌装することに
より、仮止め状態の組立形態とし、この組立形態のまゝ
全体を加熱炉等で熱処理すれば良い。すなわち、この熱
処理によって両ヘッダーパイプ（１）（２）のろう材層
（9b）が溶融し、チューブ（３）、入口管（５）、出口
管（６）、端部キャップ（７）、仕切板（14）の各部材
がそれらの接続部においてヘッダーパイプ（１）（２）
にろう付け接合されるとゝもに、ヘッダーパイプ（１）
（２）自体の突き合わせ部（12）もろう付け閉合され
る。しかして、この熱処理においては、両ヘッダーパイ
プ（１）（２）は、両端に嵌合する入口管（５）または
出口管（６）の拡管部（13）と端部キャップ（７）とで
外径増大が阻止されているため、熱膨張等の熱変形によ
り突き合わせ部（12）が開いて閉合不良となるおそれは
ない。

上記構成の熱交換器では、入口管（５）より導入された
冷媒が左側ヘッダーパイプ（１）の仕切板（14）にて区
切られた上室（1a）に流入し、該上室（1a）に連通する
上位のチューブ群（Ａ）を通って右側ヘッダーパイプ
（２）の上室（2a）に入り、こゝで反転して中間位のチ
ューブ群（Ｂ）を通って左側ヘッダーパイプ（１）の下
室（1b）に入り、更に反転して下位のチューブ群（Ｃ）
を通って右側ヘッダーパイプ（２）の下室（2b）より出
口管（６）に至る所謂３パス方式で流れ、この過程でコ
ルゲートフィン（４）間を流れる外部流体との間で熱交
換が行われるが、入口管（５）及び出口管（６）とヘッ
ダーパイプ（１）（２）との両接続部における冷媒の圧
損が流路形状より非常に少ないことから高い熱交換効率
が得られる。

なお、この考案の熱交換器は、例示した３パス方式に限
らず、両ヘッダーパイプ内の仕切数によって２パスある
いは４パス以上の任意のマルチフロー方式に設計でき
る。

考案の効果 この考案の熱交換器は、ヘッダーパイプの端部に熱交換
媒体の出入口管がそれらの接続側端部に形成された拡管
部の密な外嵌合によって接続されるとゝもに、これら嵌
合部分がヘッダーパイプ表面に設けられたろう材層にて
溶接されるものであるから、これら出入口管の接続部に
格別な介在部材が不要であり、それだけ部品点数が少な
くなるとゝもに、上記溶接をヘッダーパイプとチューブ
とのろう付け接合時に同時に一括して行うことが可能と
なり、製作工程が従来に比較して著しく簡略化されて製
作コストが大幅に低減し、しかも上記接続部における熱
交換媒体の圧損が非常に小さいため、高い熱交換効率が
得られる。また、特にヘッダーパイプが芯材表面にろう
材層を被覆形成したブレージングシートの両側縁を成形
により突き合わせてパイプ形としたものとなされている
から、その突き合わせ部をろう付け閉合する際に、その
端部に嵌合する出入口管の拡管部が熱変形による該突き
合わせ部の開きを阻止するため、格別な開き防止手段を
用いることなく確実に上記閉合を行うことが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例に係る熱交換器の全体正面
図、第２図は同要部の縦断正面図、第３図は第２図のII
I-III線の矢視断面図、第４図は同要部の構成部材を分
離状態にして示す斜視図、第５図は従来の熱交換器の要
部を示す縦断正面図である。 （１）（２）……ヘッダーパイプ、（５）……チュー
ブ、（４）……コルゲートフィン、（５）……入口管、
（６）……出口管、（9b）ろう材層、（13）……拡管
部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一対のヘッダーパイプ間に複数のチューブ
   がそれぞれ両端を両ヘッダーパイプに連通接続して並列
   配置されるとゝもに、隣接チューブ間にコルゲートフィ
   ンが配置された熱交換器において、 上記ヘッダーパイプが、芯材の両面にろう材層を被覆し
   たブレージングシートにより、その両側縁を突き合わせ
   状に形成してパイプ形としたものからなり、該ヘッダー
   パイプに、熱交換媒体の入口管及び出口管がそれぞれの
   端部に形成された拡管部を該ヘッダーパイプの端部に密
   に外嵌合して連通接続され、かつ該嵌合部分及びヘッダ
   ーパイプの前記両側縁の突き合わせ部が上記ろう材層に
   よりろう付け接合されてなることを特徴とするアルミニ
   ウム製熱交換器。