JPH081639U - 熱交換器のヘッダ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンドプレートの高耐圧性を維持しつつ、膨
張熱に伴う悪影響を受けない熱交換器のヘッダ構造を提
供すること。 【構成】 互いに平行に配列された多数のチューブ２，
２の両端にそれぞれヘッダパイプ４が接続され、このヘ
ッダパイプ４がチューブ接続方向にタンク７とエンドプ
レート１１に二分割されたパラレルフロータイプの熱交
換器において、タンク７とエンドプレート１１の一方の
結合部に、エンドプレートとタンクの他方を外方から保
持する保持片１０を他方の曲面に沿わせて曲成した構成
の熱交換器のヘッダ構造である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本考案は、ヘッダパイプがチューブ接続方向に二分割されたパラレルフロータ イプの熱交換器のヘッダ構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

パラレルフロータイプの熱交換器は、多数の偏平チューブが波状フィンを介し て互いに平行に積層され、これらの偏平チューブの両端にはそれぞれヘッダパイ プが接続されている。また、ヘッダパイプとしては、チューブ接続方向にタンク とエンドプレートとに二分割されたものが知られており、例えば、（１）実願平 １−１７５４６号や（２）特開平１−１１４６９７号に記載されたものがある。

【０００３】 上記（１）の熱交換器によれば、ヘッダパイプのタンクとエンドプレートの双 方を外方へ膨出する曲面に形成し、それぞれの結合部を互いに嵌合することによ り一体に接合される。また、タンク側の結合部がエンドプレート側の結合部の外 側に結合され、高圧冷媒に対する耐圧性の向上を図っている。このようなヘッダ パイプでは、予めアルゴン溶接で双方の結合部の数箇所を、点溶接により仮付け した後一体ろう付けが行なわれる。

【０００４】 上記（２）の熱交換器によれば、二分割されたヘッダパイプのタンクとエンド プレートの結合部が側方に延在し、互いに面突き当てすることにより接合される 構造となっている。また、エンドプレートの結合部にはつめ部が突設され、この つめ部をＵ字状に折曲げてタンク側の結合部をエンドプレート側の結合部ととも に挟み付けることにより、双方の結合部の接合を確実にしており、つめ部で挟み 付けた状態で一体ろう付けが行なわれる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記（１）においては、エンドプレート側の結合部をタンク側の結 合部の内側に配して結合するので、エンドプレートの補強には寄与するものの、 ろう付けに先立って双方の結合部が複数の点溶接により仮付けされるので、軸方 向の許容性がなくなり、ろう付け時の熱膨張に伴うタンク又はエンドプレートの 軸方向の変形が抑制されて、双方がねじれて変形し、双方の結合部間に隙間が生 じて確実に接合されないおそれがある。また、予め点溶接が必要なので、外観性 が悪く、更に手間がかかり量産性が難しいという問題がある。

【０００６】 また、上記（２）においては、双方の結合部が側方に延在しているので、エン ドプレートの補強が不十分の上、タンク側の結合部をつめ部により挟み付ける構 造となっているので、上記（１）と同様にタンクとエンドプレートの軸方向の許 容性が失なわれ、熱膨張によりねじれて変形するおそれがある。また、つめ部を きちんとしたＵ字状に曲げるのが困難であるという問題もある。

【０００７】 そこで、本考案は、エンドプレートの高耐圧性を維持しつつ、膨張熱に伴う悪 影響を受けない熱交換器のヘッダ構造を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、互いに平行に配列された多数のチューブの両端にそれぞれヘッダパ イプが接続され、このヘッダパイプがチューブ接続方向にタンクとエンドプレー トに二分割されたパラレルフロータイプの熱交換器において、前記タンクとエン ドプレートの一方の結合部に、エンドプレートとタンクの他方を外方から保持す る保持片を他方の曲面に沿わせて曲成した構成の熱交換器のヘッダ構造である。

【０００９】 ヘッダパイプを組付ける際には、タンクの結合部の内側にエンドプレートの結 合部を配し、保持片によりエンドプレートとタンクの一方の外周面に当接し、相 手方を外方から保持した状態で組付けられる。

【００１０】 したがって、エンドプレートの高耐圧性が保持されるとともに、保持片により 相手方の外周面が接合方向に保持された状態であるため、ろう付け時には熱膨張 に伴う変形が許容され、タンク又はエンドプレートがねじれ変形を生ずることが なく、双方の結合部の確実なる結合を可能とすることができる。

【００１１】

【考案の実施の態様】

以下に本考案の一具体例を図面に基づいて説明する。

【００１２】 本具体例の熱交換器１は、第３図に示すように、多数の偏平チューブ２が波状 フィン３を介して互いに平行に積層され、これらの偏平チューブ２の双方の端部 にはヘッダパイプ４がそれぞれ接続されたパラレルフロータイプに構成されてい る。一方のヘッダパイプ４の上端側には入口継手５が、他方のヘッダパイプ４の 下端側には出口継手６が接続され、双方のヘッダパイプ４内には仕切板が設けら れ、双方の継手５と６との間で冷媒流路が複数回蛇行する複数パス構造となって いる。

【００１３】 上記ヘッダパイプ４は、第１図及び第２図に示すように、タンク７とエンドプ レート１１とにチューブ接続方向へ二分割された構造であり、エンドプレート１ １にチューブ挿入孔１３が設けられている。タンク７とエンドプレート１１はと もに外方に膨出した曲面に形成され、横断面が略楕円形状に構成されている。本 具体例では、耐圧性を高めるために、タンク曲面の曲率半径がエンドプレートに 対し大きく形成されている。また、タンク７とエンドプレート１１の両端部には 軸方向に沿う平板状の結合部８、１２が形成されている。タンク７の結合部８は 、一旦側方に向った後エンドプレート１１側に屈曲し内側に段部９が形成され、 この段部９にエンドプレート１１側の結合部１２の先端面が当接した状態で接合 され、これにより位置決めが可能となり組付け性の向上を図っている。尚、図中 １４はヘッダパイプ４の上下開口を閉塞する盲キャップである。

【００１４】 更に、タンク側の双方の結合部８にはそれぞれ複数の保持片１０が等間隔に突 設されている。本具体例では、例えば６０ｃｍ間隔で６箇所に設けられている。 尚、個数としては、この他３０ｃｍ間隔で１０箇所や、９０ｃｍ間隔で４箇所で もよく、適宜設けてもよい。そして、タンク７とエンドプレート１１の結合後、 これらの保持片１０は、第２図中の二点鎖線で示す状態から実線で示す状態へと カシメ加工によりエンドプレート１１の局面状の外周面に沿って当接される。し たがって、これらの保持片１０により、エンドプレート１１がタンク７側へ向け て押し付けられた状態で組付けられる。この結果ろう付け時には熱膨張に伴って タンク７とエンドプレート１１の双方が互いに軸方向に移動が許容されることに なり、ねじれ変形が発生せず、エンドプレート側結合部１２の先端面とタンク側 結合部８の段部９との間に隙間を生ずることなく、確実なる一体ろう付けが可能 となる。また、ろう付けに先立って点溶接が不要となり、外観性が損なわれるこ ともなく、手間がかからず量産性に対応できる。この上、ろう付けにより各保持 片がエンドプレートに一体接合されるので、更にパイプの耐圧性が向上する。

【００１５】 次に本考案の他の具体例について説明する。

【００１６】 本具体例では、第４図ないし第６図に示すように、エンドプレート１１の両結 合部１２に保持片１０を複数個設けた構成である。第６図に示すようにタンク７ の保持片１０と対応する箇所には、保持片１０を通す挿通孔１６がそれぞれ設け られている。これらの挿通孔１６は、保持片１０の幅よりも軸方向に大きい寸法 で形成され、タンク７とエンドプレート１１の熱膨張に伴う相互の軸方向の変形 を許容できる構成となっている。

【００１７】 そして、本具体例では、各保持片１０をそれぞれ挿通孔１６から通してカシメ 加工によりタンク７の外周面に当接すると、上記同様タンク７がエンドプレート 側へ押付けられることになり、上記同様の効果が得られる。

【００１８】 尚、上述した各具体例では、保持片をタンクかエンドプレートのどちらか一方 に設けたが、これに限らず、双方に設けるようにしてもよい。

【００１９】

【考案の効果】 以上説明したように、本考案によれば、保持片により相手方を外方から保持す る構造としたので、エンドプレートの耐圧性能を向上することができるとともに 、ろう付け時の熱膨張に伴うタンクとエンドプレートの軸方向の変形が許容され 、双方の結合部間に隙間など発生せず、確実なる接合が可能となる。また、従来 のような点溶接が不要となり、外観性が良好となるとともに、点溶接工程削減に 伴なって量産性を高めることが可能となる。

【提出日】平成８年５月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】 【考案の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本考案は、ヘッダパイプがチューブ接続方向に二分割されたパラレルフロータ イプの熱交換器のヘッダ構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

パラレルフロータイプの熱交換器は、多数の偏平チューブが波状フィンを介し て互いに平行に積層され、これらの偏平チューブの両端にはそれぞれヘッダパイ プが接続されている。また、ヘッダパイプとしては、チューブ接続方向にタンク とエンドプレートとに二分割されたものが知られており、例えば、（１）実願平 １−１７５４６号や（２）特開平１−１１４６９７号に記載されたものがある。

【０００３】 前記（１）の熱交換器によれば、ヘッダパイプのタンクとエンドプレートの双 方を外方へ膨出する曲面に形成し、それぞれの結合部を互いに嵌合することによ り一体に接合される。また、タンク側の結合部がエンドプレート側の結合部の外 側に結合され、高圧冷媒に対する耐圧性の向上を図っている。このようなヘッダ パイプでは、予めアルゴン溶接で双方の結合部の数箇所を、点溶接により仮付け した後一体ろう付けが行われる。

【０００４】 前記（２）の熱交換器によれば、二分割されたヘッダパイプのタンクとエンド プレートの結合部が側方に延在し、互いに面突き当てすることにより接合される 構造となっている。また、エンドプレートの結合部にはつめ部が突設され、この つめ部をＵ字状に折曲げてタンク側の結合部をエンドプレート側の結合部ととも に挟み付けることにより、双方の結合部の接合を確実にしており、つめ部で挟み 付けた状態で一体ろう付けが行われる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、前記（１）においては、エンドプレート側の結合部をタンク側の結 合部の内側に配して結合するので、エンドプレートの補強には寄与するものの、 ろう付けに先立って双方の結合部が複数の点溶接により仮付けされるので軸方向 の許容性がなくなり、ろう付け時の熱膨張に伴うタンク又はエンドプレートの軸 方向の変形が抑制されて、双方がねじれて変形し、双方の結合部間に隙間が生じ て確実に接合されない虞がある。また、予め点溶接が必要なので、外観性が悪く 、更に手間がかかり量産性が難しいという問題がある。

【０００６】 また、前記（２）においては、双方の結合部が側方に延在しているので、エン ドプレートの補強が不十分であり、更に、タンク側の結合部をつめ部により挟み 付ける構造となっているので、前記（１）と同様にタンクとエンドプレートの軸 方向の移動の許容性が失なわれ、熱膨張によりねじれて変形する虞がある。また 、つめ部をきちんとしたＵ字状に曲げるのが困難であるという問題もある。

【０００７】 そこで、本考案は、エンドプレートの高耐圧性を維持しつつ、膨張熱に伴う悪 影響を受けない熱交換器のヘッダ構造を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、互いに平行に配列された多数のチューブの両端にそれぞれヘッダパ イプが接続され、これらのヘッダパイプがチューブ接続方向にタンクとエンドプ レートに二分割され、エンドプレートの結合部をタンクの結合部の内側に配して 一体的に接合されるパラレルフロータイプの熱交換器において、 前記タンク及びエンドプレートは、ともに外方に膨出した曲面を備えて形成さ れ、前記タンクの結合部は、側方に屈曲形成されて、内側に段部を備えるととも に外側には複数の突片状の保持片を有し、 タンクの前記段部にエンドプレートの前記結合部の先端面が当接し、タンクの 前記保持片をエンドプレートの前記曲面に沿わせて設けた構成の熱交換器のヘッ ダ構造である。

【０００９】 ヘッダパイプを組付ける際には、タンクの結合部の内側にエンドプレートの結 合部を配し、タンクの前記段部にエンドプレートの結合部の先端面を当接し、保 持片によりエンドプレートの外周面を保持した状態で組付けられる。

【００１０】 従って、エンドプレートの高耐圧性が保持されるとともに、保持片によりエン ドプレートの外周面が接合方向に保持された状態であるため、ろう付け時には熱 膨張に伴う軸方向の変形が許容され、タンク又はエンドプレートがねじれ変形を 生ずることがなく、双方の結合部の確実な結合が可能となる。

【００１１】

【考案の実施の態様】

以下に本考案の一具体例を図面に基づいて説明する。

【００１２】 本具体例の熱交換器１は、図３に示すように、多数の偏平チューブ２が波状 フィン３を介して互いに平行に積層され、これらの偏平チューブ２の双方の端部 にはヘッダパイプ４がそれぞれ接続されたパラレルフロータイプに構成されてい る。一方のヘッダパイプ４の上端側には入口継手５が、他方のヘッダパイプ４の 下端側には出口継手６が接続され、双方のヘッダパイプ４内には仕切板が設けら れ、双方の継手５，６との間で冷媒流路が複数回蛇行する複数パス構造となって いる。

【００１３】 前記ヘッダパイプ４は、図１及び図２に示すように、タンク７とエンドプレー ト１１とにチューブ接続方向へ二分割された構造であり、エンドプレート１１に チューブ挿入孔１３が設けられている。タンク７とエンドプレート１１はともに 外方に膨出した曲面に形成され、横断面が略楕円形状に構成されている。本具体 例では、耐圧性を高めるために、タンク曲面の曲率半径がエンドプレートに対し 大きく形成されている。また、タンク７とエンドプレート１１の両端部には軸方 向に沿う平板状の結合部８，１２が形成されている。タンク７の結合部８は、一 旦側方に向った後エンドプレート１１側に屈曲し内側に段部９が形成され、この 段部９にエンドプレート１１側の結合部１２の先端面が当接した状態で接合され 、これにより位置決めが可能となり組付け性の向上を図っている。尚、図中１４ はヘッダパイプ４の上下開口を閉塞する盲キャップである。

【００１４】 更に、タンク側の双方の結合部８にはそれぞれ複数の保持片１０が等間隔に突 設されている。本具体例では、例えば６０ｃｍ間隔で６箇所に設けられている。 尚、個数としては、この他３０ｃｍ間隔で１０箇所や、９０ｃｍ間隔で４箇所で もよく、適宜設けてもよい。そして、タンク７とエンドプレート１１の結合後、 これらの保持片１０は、第２図中の二点鎖線で示す状態から実線で示す状態へと カシメ加工によりエンドプレート１１の曲面状の外周面に沿って当接される。従 って、これらの保持片１０により、エンドプレート１１がタンク７側へ向けて押 し付けられた状態で組付けられる。この結果ろう付け時には熱膨張に伴ってタン ク７とエンドプレート１１の双方が互いに軸方向に移動が許容されることになり 、ねじれ変形が発生せず、エンドプレート側結合部１２の先端面とタンク側結合 部８の段部９との間に隙間を生ずることなく、確実なる一体ろう付けが可能とな る。また、ろう付けに先立って点溶接が不要となり、外観性が損なわれることも なく、手間がかからず量産性に対応できる。その上、ろう付けにより各保持片が エンドプレートに一体接合されるので、更にパイプの耐圧性が向上する。

【００１５】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、タンクの保持片によりエンドプレート を外方から保持する構造としたので、エンドプレートの耐圧性能を向上すること ができるとともに、ろう付け時の熱膨張に伴うタンクとエンドプレートの軸方向 の変形が許容され、双方の結合部間に隙間等が発生せず、確実な接合が可能とな る。また、従来のような点溶接が不要となり、外観性が良好となるとともに、点 溶接工程削減に伴って量産性を高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ヘッダパイプの正面図である。

【図２】 図１中のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。

【図３】 熱交換器の正面図である。

【図４】 ヘッダパイプの要部を示す正面図である。

【図５】 図４中のＶ−Ｖ矢視断面図である。

【図６】 図５中のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。

【符号の説明】

１ 熱交換器 ２ チューブ ４ ヘッダパイプ ７ タンク８ １０ 保持片 １１ エンドプレート １２ 結合部

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【手続補正書】

【提出日】平成８年５月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【考案の名称】 熱交換器のヘッダ構造

【実用新案登録請求の範囲】

【図面の簡単な説明】

【図１】 ヘッダパイプの正面図である。

【図２】 図１中のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。

【図３】 熱交換器の正面図である。

【符号の説明】 １ 熱交換器 ２ チューブ ４ ヘッダパイプ ７ タンク ８ 結合部 ９ 段部 １０ 保持片 １１ エンドプレート １２ 結合部

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】削除

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】削除

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】削除

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 互いに平行に配列された多数のチューブの両端にそれぞ
   れヘッダパイプが接続され、このヘッダパイプがチュー
   ブ接続方向にタンクとエンドプレートに二分割されたパ
   ラレルフロータイプの熱交換器において、 前記タンクとエンドプレートの一方の結合部に、エンド
   プレートとタンクの他方を外方から保持する保持片を他
   方の曲面に沿わせて曲成したことを特徴とする熱交換器
   のヘッダ構造。