JPH09113152A - 熱交換器およびその製造方法 - Google Patents
熱交換器およびその製造方法Info
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- JPH09113152A JPH09113152A JP26329895A JP26329895A JPH09113152A JP H09113152 A JPH09113152 A JP H09113152A JP 26329895 A JP26329895 A JP 26329895A JP 26329895 A JP26329895 A JP 26329895A JP H09113152 A JPH09113152 A JP H09113152A
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- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/14—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending longitudinally
- F28F1/16—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending longitudinally the means being integral with the element, e.g. formed by extrusion
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/04—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being spirally coiled
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- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
- F25B2309/061—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
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- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
- F25B9/008—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱交換部（コア部）が渦巻き状に形成されて
いるものにおいて、耐圧強度の高い熱交換器を提供す
る。 【構成】 冷媒が流通する穴１５およびこの穴１５と平
行な突条１６を有するように押出し成形された多穴チュ
ーブ１４を、渦巻き状に曲げてケーシング１０内に配置
する。そして、高圧冷媒を多穴チューブ１４の穴１５の
渦巻き中心側から外方に向けて流通させ、低圧冷媒をケ
ーシング１０の渦巻き外方側に設けられた第１開口部２
６から多穴チューブ１４間の渦巻き状の隙間に沿って渦
巻き中心側のケーシング１０に設けられた第２開口部２
９に向けて流通させる。
いるものにおいて、耐圧強度の高い熱交換器を提供す
る。 【構成】 冷媒が流通する穴１５およびこの穴１５と平
行な突条１６を有するように押出し成形された多穴チュ
ーブ１４を、渦巻き状に曲げてケーシング１０内に配置
する。そして、高圧冷媒を多穴チューブ１４の穴１５の
渦巻き中心側から外方に向けて流通させ、低圧冷媒をケ
ーシング１０の渦巻き外方側に設けられた第１開口部２
６から多穴チューブ１４間の渦巻き状の隙間に沿って渦
巻き中心側のケーシング１０に設けられた第２開口部２
９に向けて流通させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱交換器の熱交換部
（コア部）が、渦巻き状に形成された熱交換器に関する
もので、二酸化炭素などを用いた作動圧力の高い冷凍サ
イクルに用いて好適である。
（コア部）が、渦巻き状に形成された熱交換器に関する
もので、二酸化炭素などを用いた作動圧力の高い冷凍サ
イクルに用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】従来、熱交換部（コア部）を渦巻き状に
形成して、熱交換器の小型化を図ったものとして、特開
昭５８−１３１０００号公報に記載のように、複数枚の
金属板を互いに所要間隔を空けて渦巻き状形成し、それ
らをろう付け等によって接合して複数の冷媒の流れる流
路を形成する熱交換器が提案されている。
形成して、熱交換器の小型化を図ったものとして、特開
昭５８−１３１０００号公報に記載のように、複数枚の
金属板を互いに所要間隔を空けて渦巻き状形成し、それ
らをろう付け等によって接合して複数の冷媒の流れる流
路を形成する熱交換器が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の熱交換
器では、複数枚の金属板がろう付け等によって接合され
て流路が形成されているので、接合部の耐圧強度が低
い。そのため、二酸化炭素などを用いた作動圧力の高い
冷凍サイクル用の熱交換器には不向きであるという問題
があった。
器では、複数枚の金属板がろう付け等によって接合され
て流路が形成されているので、接合部の耐圧強度が低
い。そのため、二酸化炭素などを用いた作動圧力の高い
冷凍サイクル用の熱交換器には不向きであるという問題
があった。
【０００４】因みに、冷媒として二酸化炭素を用いた場
合の高圧側圧力は約１５ＭＰａであり、従来の冷媒（Ｒ
１３４ａ）の高圧側圧力は約１．５ＭＰａである。本発
明は、上記点に鑑み、熱交換部（コア部）が渦巻き状に
形成されているものにおいて、耐圧強度の高い熱交換器
を提供することを目的とする。
合の高圧側圧力は約１５ＭＰａであり、従来の冷媒（Ｒ
１３４ａ）の高圧側圧力は約１．５ＭＰａである。本発
明は、上記点に鑑み、熱交換部（コア部）が渦巻き状に
形成されているものにおいて、耐圧強度の高い熱交換器
を提供することを目的とする。
【０００５】
【発明の概要】上記目的を達成するために、以下の技術
的手段を用いる。請求項１に記載の発明では、渦巻き状
に形成され、媒体が流通する穴（１５）を有するように
押出しないし引抜き成形されたチューブ（１４）をケー
シング（１０）内に配置する。そして、高圧媒体をチュ
ーブ（１４）の穴（１５）に流通させ、低圧冷媒を第１
開口部（２６）からチューブ（１４）間の渦巻き状の隙
間に沿って第２開口部（２９）まで連通する媒体流路
（３２）に流通させることを特徴とする。
的手段を用いる。請求項１に記載の発明では、渦巻き状
に形成され、媒体が流通する穴（１５）を有するように
押出しないし引抜き成形されたチューブ（１４）をケー
シング（１０）内に配置する。そして、高圧媒体をチュ
ーブ（１４）の穴（１５）に流通させ、低圧冷媒を第１
開口部（２６）からチューブ（１４）間の渦巻き状の隙
間に沿って第２開口部（２９）まで連通する媒体流路
（３２）に流通させることを特徴とする。
【０００６】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の熱交換器において、穴（１５）を流れる媒体の流れ
方向と、媒体流路（３２）を流れる媒体の流れ方向とは
対向することを特徴とする。請求項３に記載の発明で
は、請求項１または２に記載の熱交換器において、チュ
ーブ（１４）の側面には、穴（１５）と平行に突条（１
６）が一体に設けられていることを特徴とする。
載の熱交換器において、穴（１５）を流れる媒体の流れ
方向と、媒体流路（３２）を流れる媒体の流れ方向とは
対向することを特徴とする。請求項３に記載の発明で
は、請求項１または２に記載の熱交換器において、チュ
ーブ（１４）の側面には、穴（１５）と平行に突条（１
６）が一体に設けられていることを特徴とする。
【０００７】請求項４に記載の発明では、請求項１ない
し３のいずれか１つに記載の熱交換器の穴に高温側熱交
換器（２）から流出した冷媒を流通させ、媒体流路（３
２）に低温側熱交換器（４）から流出した冷媒を流通さ
せるように構成されていることを特徴とする。請求項５
に記載の発明では、媒体が流通する穴を有するチューブ
を押出しないし引抜き成形することを特徴とする。
し３のいずれか１つに記載の熱交換器の穴に高温側熱交
換器（２）から流出した冷媒を流通させ、媒体流路（３
２）に低温側熱交換器（４）から流出した冷媒を流通さ
せるように構成されていることを特徴とする。請求項５
に記載の発明では、媒体が流通する穴を有するチューブ
を押出しないし引抜き成形することを特徴とする。
【０００８】次に、作用効果を述べる。請求項１〜３に
記載の発明によれば、高圧の冷媒が流れる穴（１５）を
有するチューブ（１４）が押出しないし引抜き成形され
ているので、耐圧強度の向上を図ることができる。請求
項２に記載の発明によれば、穴（１５）を流れる媒体の
流れ方向と、媒体流路（３２）を流れる媒体の流れ方向
とは対向しているので、熱交換器の熱交換効率の向上を
図ることができる。
記載の発明によれば、高圧の冷媒が流れる穴（１５）を
有するチューブ（１４）が押出しないし引抜き成形され
ているので、耐圧強度の向上を図ることができる。請求
項２に記載の発明によれば、穴（１５）を流れる媒体の
流れ方向と、媒体流路（３２）を流れる媒体の流れ方向
とは対向しているので、熱交換器の熱交換効率の向上を
図ることができる。
【０００９】請求項３に記載の発明によれば、突条（１
６）がチューブ（１４）と一体に形成されているので、
チューブ（１４）の曲げ方向に直角な軸まわりに対する
（曲がり梁の）断面係数が大きくなる。したがって、チ
ューブ（１４）内に作用する圧力よって発生するチュー
ブ（１４）の曲率を小さくする方向の曲げモーメントに
対する剛性の向上を図ることができる。延いては、耐圧
性の向上を一層図ることができる。
６）がチューブ（１４）と一体に形成されているので、
チューブ（１４）の曲げ方向に直角な軸まわりに対する
（曲がり梁の）断面係数が大きくなる。したがって、チ
ューブ（１４）内に作用する圧力よって発生するチュー
ブ（１４）の曲率を小さくする方向の曲げモーメントに
対する剛性の向上を図ることができる。延いては、耐圧
性の向上を一層図ることができる。
【００１０】請求項５に記載の発明によれば、媒体が流
通する穴を有するチューブを押出しないし引抜き成形す
るチューブ成形工程と、渦巻き状に曲げ加工する曲げ工
程とを有しているので、請求項１〜３に記載の熱交換器
を製造することがきる。
通する穴を有するチューブを押出しないし引抜き成形す
るチューブ成形工程と、渦巻き状に曲げ加工する曲げ工
程とを有しているので、請求項１〜３に記載の熱交換器
を製造することがきる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施の形
態について説明する。 （実施形態）図１は二酸化炭素を冷媒として用いた冷凍
サイクルを示しており、１は冷媒を圧縮する圧縮機で、
圧縮機１で圧縮（本実施形態では、約１５ＭＰａ）され
た気相冷媒は高温側熱交換器２で冷却される。そして、
減圧器３で減圧（本実施形態では、約５ＭＰａ）されて
気液２相状態となった冷媒は、空気冷却手段をなす低温
側熱交換器４で熱交換され気相冷媒となる。次にアキュ
ームレータ５にて気液分離され、再び圧縮機１にて圧縮
されて高温側熱交換器２に流れる。なお、２ａは高温側
熱交換器２に於ける熱交換を促進するためのファンであ
る。
態について説明する。 （実施形態）図１は二酸化炭素を冷媒として用いた冷凍
サイクルを示しており、１は冷媒を圧縮する圧縮機で、
圧縮機１で圧縮（本実施形態では、約１５ＭＰａ）され
た気相冷媒は高温側熱交換器２で冷却される。そして、
減圧器３で減圧（本実施形態では、約５ＭＰａ）されて
気液２相状態となった冷媒は、空気冷却手段をなす低温
側熱交換器４で熱交換され気相冷媒となる。次にアキュ
ームレータ５にて気液分離され、再び圧縮機１にて圧縮
されて高温側熱交換器２に流れる。なお、２ａは高温側
熱交換器２に於ける熱交換を促進するためのファンであ
る。
【００１２】ところで、二酸化炭素は従来の冷媒（Ｒ１
３４ａ）に比べて定圧比熱が大きいため、低温側熱交換
器４の入口側の乾き度が大きくなる。そのため、低温側
熱交換器４の入口側と出口側でのエンタルピ差が小さく
なり、低温側熱交換器４の空気冷却能力が低下する。そ
こで、本実施形態に係る熱交換器６を用いて高温側熱交
換器２で冷却された冷媒と低温側熱交換器４で熱交換を
終えた冷媒との間で熱交換をし、低温側熱交換器４の入
口側と出口側でのエンタルピ差を大きくして冷却能力の
向上を図っている。
３４ａ）に比べて定圧比熱が大きいため、低温側熱交換
器４の入口側の乾き度が大きくなる。そのため、低温側
熱交換器４の入口側と出口側でのエンタルピ差が小さく
なり、低温側熱交換器４の空気冷却能力が低下する。そ
こで、本実施形態に係る熱交換器６を用いて高温側熱交
換器２で冷却された冷媒と低温側熱交換器４で熱交換を
終えた冷媒との間で熱交換をし、低温側熱交換器４の入
口側と出口側でのエンタルピ差を大きくして冷却能力の
向上を図っている。
【００１３】次に、熱交換器６について述べる。図２は
本実施形態に係る熱交換器６の正面図を示しており、図
３は図２のＡ−Ａ断面図を示している。１０は熱交換器
６のケーシングで、このケーシング１０は、アルミニウ
ム（本実施形態では、Ａ３００３）製の板を丸めて円筒
状に形成した外板１１と、この外板１１の軸方向両端側
にろう付けされた円盤状に形成されたアルミニウム製の
側板１２、１３とから構成されている。
本実施形態に係る熱交換器６の正面図を示しており、図
３は図２のＡ−Ａ断面図を示している。１０は熱交換器
６のケーシングで、このケーシング１０は、アルミニウ
ム（本実施形態では、Ａ３００３）製の板を丸めて円筒
状に形成した外板１１と、この外板１１の軸方向両端側
にろう付けされた円盤状に形成されたアルミニウム製の
側板１２、１３とから構成されている。
【００１４】ケーシング１０の内部には、高温側熱交換
機２から流出した高圧冷媒が流れるアルミニウム（本実
施形態では、Ａ１０５０）製の多穴チューブ（チュー
ブ）１４が配置されており、この多穴チューブ１４は図
２に示すように渦巻き状に形成され、その渦巻き外方側
端部を外板１１の円筒面からケーシング１０の外方に突
出させている。この多穴チューブ１４には、図４に示す
ように、渦巻き中心側端部から渦巻き外方側端部まで貫
通する複数の穴１５が並列に形成されており、高圧冷媒
はこの穴１５内を流れる。
機２から流出した高圧冷媒が流れるアルミニウム（本実
施形態では、Ａ１０５０）製の多穴チューブ（チュー
ブ）１４が配置されており、この多穴チューブ１４は図
２に示すように渦巻き状に形成され、その渦巻き外方側
端部を外板１１の円筒面からケーシング１０の外方に突
出させている。この多穴チューブ１４には、図４に示す
ように、渦巻き中心側端部から渦巻き外方側端部まで貫
通する複数の穴１５が並列に形成されており、高圧冷媒
はこの穴１５内を流れる。
【００１５】また、多穴チューブ１４の側面のうち渦巻
き中心側の面には、渦巻き中心側から渦巻き外方側まで
渦巻きに沿って複数の突条１６が一体に形成されており
（図４参照）、多穴チューブ１４は、図２に示すよう
に、この突条１６が隣合うチューブの面が接触するよう
に緻密に形成されている。なお、多穴チューブ１４は、
穴１５および突条１６とともに押出し成形法により一体
に成形されている。
き中心側の面には、渦巻き中心側から渦巻き外方側まで
渦巻きに沿って複数の突条１６が一体に形成されており
（図４参照）、多穴チューブ１４は、図２に示すよう
に、この突条１６が隣合うチューブの面が接触するよう
に緻密に形成されている。なお、多穴チューブ１４は、
穴１５および突条１６とともに押出し成形法により一体
に成形されている。
【００１６】また、多穴チューブ１４の側面のうち、渦
巻き外方部（図２のＣ部）の隣合うチューブの面と接触
しない部位と、渦巻き中心部（図２のＤ部）には、突条
１６が設けられていない。なお、多穴チューブ１４の幅
方向側面と側板１２、１３とはろう付けされており、外
板１１の内面の一部と多穴チューブ１４の渦巻き外方面
の一部がろう付けされている。
巻き外方部（図２のＣ部）の隣合うチューブの面と接触
しない部位と、渦巻き中心部（図２のＤ部）には、突条
１６が設けられていない。なお、多穴チューブ１４の幅
方向側面と側板１２、１３とはろう付けされており、外
板１１の内面の一部と多穴チューブ１４の渦巻き外方面
の一部がろう付けされている。
【００１７】また、多穴チューブ１４の渦巻き中心側端
部には、図２、３に示すように、多穴チューブ１４に冷
媒を供給するパイプ状に形成された第１ヘッダタンク１
７が設けられている。この第１ヘッダタンク１７は、ア
ルミニウム（本実施形態では、Ａ３００３）製のパイプ
１８と、パイプ１８の一方側端部を閉塞するアルミニウ
ム（本実施形態では、Ａ３００３）製の蓋１９と、他端
側に設けられた配管を接続するためのユニオン２０とか
ら構成されている。なお、蓋１９およびユニオン２０
は、それぞれパイプ１８にろう付けされている。
部には、図２、３に示すように、多穴チューブ１４に冷
媒を供給するパイプ状に形成された第１ヘッダタンク１
７が設けられている。この第１ヘッダタンク１７は、ア
ルミニウム（本実施形態では、Ａ３００３）製のパイプ
１８と、パイプ１８の一方側端部を閉塞するアルミニウ
ム（本実施形態では、Ａ３００３）製の蓋１９と、他端
側に設けられた配管を接続するためのユニオン２０とか
ら構成されている。なお、蓋１９およびユニオン２０
は、それぞれパイプ１８にろう付けされている。
【００１８】パイプ１８の円筒面には、図示されていな
い長穴が設けられており、多穴チューブ１４の渦巻き中
心側端部が、この長穴に挿入された状態でパイプ１８に
ろう付けされている。これにより、穴１５と第１ヘッダ
タンク１７（パイプ１８）内の穴とが連通している。ま
た、多穴チューブ１４の渦巻き外方側端部には、多穴チ
ューブ１４の穴１５を通過した冷媒を回収するパイプ状
に形成された第２ヘッダタンク２１がろう付けされてい
る。この第２ヘッダタンク２１は、第１ヘッダタンク１
７と同様にアルミニウム製のパイプ２２と、パイプ２２
の一方側端部を閉塞するアルミニウム製の蓋２３と、他
端側に設けられた配管を接続するためのユニオン２４と
から構成されている。なお、蓋２３およびユニオン２４
は、それぞれパイプ２２にろう付けされている。
い長穴が設けられており、多穴チューブ１４の渦巻き中
心側端部が、この長穴に挿入された状態でパイプ１８に
ろう付けされている。これにより、穴１５と第１ヘッダ
タンク１７（パイプ１８）内の穴とが連通している。ま
た、多穴チューブ１４の渦巻き外方側端部には、多穴チ
ューブ１４の穴１５を通過した冷媒を回収するパイプ状
に形成された第２ヘッダタンク２１がろう付けされてい
る。この第２ヘッダタンク２１は、第１ヘッダタンク１
７と同様にアルミニウム製のパイプ２２と、パイプ２２
の一方側端部を閉塞するアルミニウム製の蓋２３と、他
端側に設けられた配管を接続するためのユニオン２４と
から構成されている。なお、蓋２３およびユニオン２４
は、それぞれパイプ２２にろう付けされている。
【００１９】パイプ２２の円筒面には、図示されていな
い長穴が設けられており、多穴チューブ１４の渦巻き外
方側端部が、この長穴に挿入された状態でパイプ２２と
ろう付けされている。これにより、穴１５と第２ヘッダ
タンク２４（パイプ２２）内の穴とが連通している。以
上の構成により、図５（冷媒流れを示す図２の模式図）
に示すように、第１ヘッダタンク１７から多穴チューブ
１４の穴１５を経て第２ヘッダタンク２１へと高圧の冷
媒が流れる高圧冷媒流路２５が形成されている。
い長穴が設けられており、多穴チューブ１４の渦巻き外
方側端部が、この長穴に挿入された状態でパイプ２２と
ろう付けされている。これにより、穴１５と第２ヘッダ
タンク２４（パイプ２２）内の穴とが連通している。以
上の構成により、図５（冷媒流れを示す図２の模式図）
に示すように、第１ヘッダタンク１７から多穴チューブ
１４の穴１５を経て第２ヘッダタンク２１へと高圧の冷
媒が流れる高圧冷媒流路２５が形成されている。
【００２０】また、図２、３に示すように、ケーシング
１０のうち多穴チューブ１４によって形成された渦巻き
外方側に相当する部位の外板１１の円筒面には、高圧冷
媒と熱交換を行う低圧冷媒が流入する第１開口部２６が
設けられており、この第１開口部２６にはアルミニウム
製のパイプ２７がろう付けされ、その先端には、配管を
接続するためのユニオン２８がろう付けされている。
１０のうち多穴チューブ１４によって形成された渦巻き
外方側に相当する部位の外板１１の円筒面には、高圧冷
媒と熱交換を行う低圧冷媒が流入する第１開口部２６が
設けられており、この第１開口部２６にはアルミニウム
製のパイプ２７がろう付けされ、その先端には、配管を
接続するためのユニオン２８がろう付けされている。
【００２１】そして、ケーシング１０のうち多穴チュー
ブ１４によって形成された渦巻き中心側に相当する側板
１３の中央部には、低圧冷媒が流出する第２開口部２９
が設けられており、この第２開口部２９にはアルミニウ
ム製のパイプ３０がろう付けされ、その先端には、配管
を接続するためのユニオン３１がろう付けされている。
ブ１４によって形成された渦巻き中心側に相当する側板
１３の中央部には、低圧冷媒が流出する第２開口部２９
が設けられており、この第２開口部２９にはアルミニウ
ム製のパイプ３０がろう付けされ、その先端には、配管
を接続するためのユニオン３１がろう付けされている。
【００２２】以上の構成により、図５に示すように、第
１開口部２６から多穴チューブ１４の渦巻き状の隙間に
沿って第２開口部２９へと低圧の冷媒が流れる低圧冷媒
流路３２が形成されている。なお、図５から明らかなよ
うに、高圧冷媒の流れと低圧冷媒の流れとは対向してい
る。次に、本実施形態に係る熱交換器の製造方法につい
て、その工程毎に述べる。
１開口部２６から多穴チューブ１４の渦巻き状の隙間に
沿って第２開口部２９へと低圧の冷媒が流れる低圧冷媒
流路３２が形成されている。なお、図５から明らかなよ
うに、高圧冷媒の流れと低圧冷媒の流れとは対向してい
る。次に、本実施形態に係る熱交換器の製造方法につい
て、その工程毎に述べる。
【００２３】１．多穴チューブ成形工程 アルミニウム製のチューブ材料から、図４に示すよう
に、穴１５と突条１６とが一体に形成されるように押出
し成形し、多穴チューブ材を作成する。 ２．曲げ工程 多穴チューブ成形工程で成形された多穴チューブ材を、
図２に示すように渦巻き状に曲げ加工する。
に、穴１５と突条１６とが一体に形成されるように押出
し成形し、多穴チューブ材を作成する。 ２．曲げ工程 多穴チューブ成形工程で成形された多穴チューブ材を、
図２に示すように渦巻き状に曲げ加工する。
【００２４】具体的には、先ず、多穴チューブ材の一端
（渦巻きの中心）側から所定寸法だけ、突条１６を切削
等の手段で削り取る。次に、図６に示すように、多穴チ
ューブ材３３の一端（渦巻きの中心）側を円筒状の芯金
１００に仮固定する。そして、この芯金１００を回転さ
せ、ローラ１０１を多穴チューブ材３３の渦巻き外方に
相当する側から芯金１００方向に所定の力で押しつけ
て、隣合うチューブの面に突条１６が接触するように緻
密に多穴チューブ材３３を芯金１００に巻き付けながら
渦巻き状に曲げていく。
（渦巻きの中心）側から所定寸法だけ、突条１６を切削
等の手段で削り取る。次に、図６に示すように、多穴チ
ューブ材３３の一端（渦巻きの中心）側を円筒状の芯金
１００に仮固定する。そして、この芯金１００を回転さ
せ、ローラ１０１を多穴チューブ材３３の渦巻き外方に
相当する側から芯金１００方向に所定の力で押しつけ
て、隣合うチューブの面に突条１６が接触するように緻
密に多穴チューブ材３３を芯金１００に巻き付けながら
渦巻き状に曲げていく。
【００２５】このとき、ローラ１０１は、芯金１００の
回転とともにその回転中心が、渦巻き外方側に移動する
ように構成されており、これにより、多穴チューブ材３
３は、突条１６が隣合うチューブの面に接触するように
緻密に曲げられていく。そして、多穴チューブ材３３を
芯金１００に所定回数巻き付けた後、渦巻き終端部の寸
法が所定寸法となるように切断する。次に、渦巻き終端
部の突条１６を切削等の手段で削り取り、図２に示すよ
うに、渦巻き終端部を渦巻き半径外方向に曲げる。
回転とともにその回転中心が、渦巻き外方側に移動する
ように構成されており、これにより、多穴チューブ材３
３は、突条１６が隣合うチューブの面に接触するように
緻密に曲げられていく。そして、多穴チューブ材３３を
芯金１００に所定回数巻き付けた後、渦巻き終端部の寸
法が所定寸法となるように切断する。次に、渦巻き終端
部の突条１６を切削等の手段で削り取り、図２に示すよ
うに、渦巻き終端部を渦巻き半径外方向に曲げる。
【００２６】３．第１および第２ヘッダタンク形成工程 アルミニウム製のパイプ材を所定長さに切断し、その円
筒面に多穴チューブ１４が挿入される長穴を設けパイプ
１８、２２を作成する。そして、両パイプ１８、２２の
一端側にそれぞれアルミニウム製の蓋１９、２３をろう
付けする。次に、両パイプ１８、２２の他端側にそれぞ
れユニオン２０、２４をろう付けする。
筒面に多穴チューブ１４が挿入される長穴を設けパイプ
１８、２２を作成する。そして、両パイプ１８、２２の
一端側にそれぞれアルミニウム製の蓋１９、２３をろう
付けする。次に、両パイプ１８、２２の他端側にそれぞ
れユニオン２０、２４をろう付けする。
【００２７】４．ケーシング形成工程 アルミニウム製の板を所定形状に切断し、第１開口部２
６を打ち抜いて外板材を形成する。次に、この外板材を
円筒状に曲げ加工して外板１１を成形する。なお、外板
１１の円筒内面にはろう材が被覆されている。また、外
板１１の端面突き合わせ部には、図７に示すように、多
穴チューブ１４から突条１６を取り除いた厚み（図４の
Ｌ寸法）とほぼ等しい隙間３４を設ける。
６を打ち抜いて外板材を形成する。次に、この外板材を
円筒状に曲げ加工して外板１１を成形する。なお、外板
１１の円筒内面にはろう材が被覆されている。また、外
板１１の端面突き合わせ部には、図７に示すように、多
穴チューブ１４から突条１６を取り除いた厚み（図４の
Ｌ寸法）とほぼ等しい隙間３４を設ける。
【００２８】さらに、アルミニウム製の板から所定形状
にプレス成形して側板１２、１３を形成し、側板１３に
は、側板１３のプレスとともに第２開口部２９を形成す
る。なお、側板１２、１３の内面側はろう材が被覆され
ている。 ５．ろう付け工程 第１ヘッダタンク１７の長穴に、多穴チューブ１４の渦
巻き中心側端部を挿入し、ろう付けする。同様に、第２
ヘッダタンク２１の長穴に、多穴チューブ１４の渦巻き
外方側端部を挿入し、ろう付けする。
にプレス成形して側板１２、１３を形成し、側板１３に
は、側板１３のプレスとともに第２開口部２９を形成す
る。なお、側板１２、１３の内面側はろう材が被覆され
ている。 ５．ろう付け工程 第１ヘッダタンク１７の長穴に、多穴チューブ１４の渦
巻き中心側端部を挿入し、ろう付けする。同様に、第２
ヘッダタンク２１の長穴に、多穴チューブ１４の渦巻き
外方側端部を挿入し、ろう付けする。
【００２９】次に、両ヘッダタンク１７、２１がろう付
けされた多穴チューブ１４を、多穴チューブ１４の渦巻
き外方側端部が外板１１の隙間３４に挿入されるように
外板１１内に挿入する。そして、治具などを用いて、側
板１２、１３をそれぞれ外板１１の端部に組付けるとと
もに、パイプ２７、３０およびユニオン２８、３１を組
付ける。そして、炉内で加熱してろう付けを行う。
けされた多穴チューブ１４を、多穴チューブ１４の渦巻
き外方側端部が外板１１の隙間３４に挿入されるように
外板１１内に挿入する。そして、治具などを用いて、側
板１２、１３をそれぞれ外板１１の端部に組付けるとと
もに、パイプ２７、３０およびユニオン２８、３１を組
付ける。そして、炉内で加熱してろう付けを行う。
【００３０】６．検査工程 ろう付けが完了した熱交換器を炉内から取り出し、寸法
およびろう付け不良の有無等を検査する。 以上の６つ工程より熱交換器の製造が完了する。なお、
製造工程の順序は、上述の１〜５の順序に限られるもの
ではなく、１〜４工程までを平行（同時）に行ってもよ
い。
およびろう付け不良の有無等を検査する。 以上の６つ工程より熱交換器の製造が完了する。なお、
製造工程の順序は、上述の１〜５の順序に限られるもの
ではなく、１〜４工程までを平行（同時）に行ってもよ
い。
【００３１】次に、本実施形態に係る熱交換器および製
造方法の作用効果を述べる。高圧冷媒流路２５を形成す
る穴１５は、多穴チューブ１４と一体に押出し成形され
ているので、板等をろう付けして冷媒流路を形成したも
のに比べて、耐圧性の向上を図ることができる。したが
って、二酸化炭素等の高圧冷媒を流すことができる。
造方法の作用効果を述べる。高圧冷媒流路２５を形成す
る穴１５は、多穴チューブ１４と一体に押出し成形され
ているので、板等をろう付けして冷媒流路を形成したも
のに比べて、耐圧性の向上を図ることができる。したが
って、二酸化炭素等の高圧冷媒を流すことができる。
【００３２】また、高圧冷媒流路２５の冷媒流れは、渦
巻き中心から渦巻き外方に向かう流れであり、低圧冷媒
流路３２の冷媒流れは、渦巻き外方から渦巻き中心に向
かう流れであるので、両冷媒流路の冷媒流れは対向す
る。したがって、両冷媒間の熱交換効率の向上を図るこ
とができる。また、多穴チューブ１４には突条１６が設
けられているので、多穴チューブ１４の表面積が増加す
るので、両冷媒間の熱交換効率の向上を図ることができ
る。
巻き中心から渦巻き外方に向かう流れであり、低圧冷媒
流路３２の冷媒流れは、渦巻き外方から渦巻き中心に向
かう流れであるので、両冷媒流路の冷媒流れは対向す
る。したがって、両冷媒間の熱交換効率の向上を図るこ
とができる。また、多穴チューブ１４には突条１６が設
けられているので、多穴チューブ１４の表面積が増加す
るので、両冷媒間の熱交換効率の向上を図ることができ
る。
【００３３】また、突条１６が多穴チューブ１４と一体
に形成されているので、多穴チューブ１４の曲げ方向に
直角な軸まわりに対する（曲がり梁の）断面係数が大き
くなる。したがって、多穴チューブ１４内に作用する圧
力よって発生する多穴チューブ１４の曲率を小さくする
方向の曲げモーメントに対する剛性の向上を図ることが
できる。延いては、耐圧性の向上を一層図ることができ
る。また、突条１６は、多穴チューブ１４の側面のうち
渦巻き中心側に設けられているので、多穴チューブ１４
を渦巻き状に曲げ加工する際に、隣合う多穴チューブ１
４の渦巻き外方の側面に突条１６を接触するように曲げ
れば良い。したがって、突条１６が設けられていない場
合、もしくは突条１６を当接させないで場合に比べて、
低圧冷媒流路３２をなす多穴チューブ間の隙間を容易に
形成することができる。
に形成されているので、多穴チューブ１４の曲げ方向に
直角な軸まわりに対する（曲がり梁の）断面係数が大き
くなる。したがって、多穴チューブ１４内に作用する圧
力よって発生する多穴チューブ１４の曲率を小さくする
方向の曲げモーメントに対する剛性の向上を図ることが
できる。延いては、耐圧性の向上を一層図ることができ
る。また、突条１６は、多穴チューブ１４の側面のうち
渦巻き中心側に設けられているので、多穴チューブ１４
を渦巻き状に曲げ加工する際に、隣合う多穴チューブ１
４の渦巻き外方の側面に突条１６を接触するように曲げ
れば良い。したがって、突条１６が設けられていない場
合、もしくは突条１６を当接させないで場合に比べて、
低圧冷媒流路３２をなす多穴チューブ間の隙間を容易に
形成することができる。
【００３４】ところで、上述の実施形態では、多穴チュ
ーブ１４の側面のうち渦巻き中心側に突条１６が設けら
れていたが、突条１６を渦巻き外方側に設けるのはもち
ろん、突条１６の一部もしくは全体を廃止しても本発明
を実施することができる。また、高圧冷媒流路２５の冷
媒流れと低圧冷媒流路３２の冷媒流れとを上述の実施形
態と反対方向流れとするのはもちろん、同方向流れとし
ても本発明を実施することができる、また、上述の実施
形態では、多穴チューブ１４に複数の穴１５が並列に形
成されていたが、穴を１つとしたチューブを渦巻き状に
形成し、このチューブを並列に複数並べても本発明を実
施することができる。なお、この場合、チューブの断面
形状は、上述の実施形態（図４）に比べて単純な形状と
なるので、チューブを引抜き成形してもよい。
ーブ１４の側面のうち渦巻き中心側に突条１６が設けら
れていたが、突条１６を渦巻き外方側に設けるのはもち
ろん、突条１６の一部もしくは全体を廃止しても本発明
を実施することができる。また、高圧冷媒流路２５の冷
媒流れと低圧冷媒流路３２の冷媒流れとを上述の実施形
態と反対方向流れとするのはもちろん、同方向流れとし
ても本発明を実施することができる、また、上述の実施
形態では、多穴チューブ１４に複数の穴１５が並列に形
成されていたが、穴を１つとしたチューブを渦巻き状に
形成し、このチューブを並列に複数並べても本発明を実
施することができる。なお、この場合、チューブの断面
形状は、上述の実施形態（図４）に比べて単純な形状と
なるので、チューブを引抜き成形してもよい。
【００３５】また、上述の実施形態では、ケーシング１
０は、外板１１と側板１２、１３とから構成されていた
が、ケーシングをしぼり形成して側板１２ないし側板１
３のいずれか一方を省略してもよい。
０は、外板１１と側板１２、１３とから構成されていた
が、ケーシングをしぼり形成して側板１２ないし側板１
３のいずれか一方を省略してもよい。
【図１】本発明に係る熱交換器を用いた冷凍サイクルの
模式図である。
模式図である。
【図２】本実施形態に係る熱交換器の正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図３のＢ部詳細図である。
【図５】冷媒流れを示す模式図である。
【図６】本実施形態に係る熱交換器製造方法の曲げ工程
を説明するための説明図である。
を説明するための説明図である。
【図７】外板１１の側面図である。
１…圧縮機、２…高温側熱交換器、３…減圧器、４…低
温側熱交換器、５…アキュームレータ、６…熱交換器、
１０…ケーシング、１１…外板、１２、１３…側板、１
４…多穴チューブ、１５…穴、１６…突条、１７…第１
ヘッダタンク、２１…第２ヘッダタンク、２５…高圧冷
媒流路、２６…第１開口部、２９…第２開口部、３２…
低圧冷媒流路、１００…芯金、１０１…ローラ。
温側熱交換器、５…アキュームレータ、６…熱交換器、
１０…ケーシング、１１…外板、１２、１３…側板、１
４…多穴チューブ、１５…穴、１６…突条、１７…第１
ヘッダタンク、２１…第２ヘッダタンク、２５…高圧冷
媒流路、２６…第１開口部、２９…第２開口部、３２…
低圧冷媒流路、１００…芯金、１０１…ローラ。
Claims (5)
- 【請求項１】 所定の隙間を設けて渦巻き状に形成さ
れ、媒体が流通する穴を有するチューブ（１４）と、 前記チューブ（１４）を収納し、密閉空間を形成するケ
ーシング（１０）と、 前記ケーシング（１０）のうち、前記チューブ（１４）
によって形成された渦巻き外方側に相当する部位で開口
する第１開口部（２６）と、 前記ケーシング（１０）のうち、前記チューブ（１４）
によって形成された渦巻き中心側に相当する部位で開口
する第２開口部（２９）と、 前記ケーシング（１０）内に形成され、前記第１開口部
（２６）から前記チューブ（１４）間の渦巻き状の隙間
に沿って前記第２開口部（２９）まで連通し、媒体が流
れる媒体流路（３２）とを具備し、 前記チューブ（１４）は、前記穴（１５）を有するよう
に押出しないし引抜き成形されており、 前記チューブ（１４）内の穴（１５）を流れる媒体の圧
力は、前記媒体流路（３２）を流れる媒体の圧力に比べ
て高いことを特徴とする熱交換器。 - 【請求項２】 前記穴（１５）を流れる媒体の流れ方向
と、前記媒体流路（３２）を流れる媒体の流れ方向とは
対向することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。 - 【請求項３】 前記チューブ（１４）の側面には、前記
穴（１５）と平行に突条（１６）が一体に設けられてい
ることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換
器。 - 【請求項４】 冷媒を圧縮する圧縮機（１）と、 前記圧縮機（１）で圧縮された冷媒の冷却を行う高温側
熱交換器（２）と、 前記高温側熱交換器（２）で冷却された冷媒を減圧する
減圧器（３）と、 前記減圧器（３）で減圧された冷媒と空気との間で熱交
換をし、空気を冷却する低温側熱交換器（４）と、 前記高温側熱交換器（２）から流出した冷媒と、前記低
温側熱交換器（４）から流出した冷媒との間で熱交換す
る熱交換器（６）とを具備し、 前記熱交換器（６）は、請求項１ないし３のいずれか１
つに記載の熱交換器であり、 前記高温側熱交換器（２）から流出した冷媒を前記穴
（１５）に流通させ、前記低温側熱交換器（４）から流
出した冷媒を前記媒体流路（３２）に流通させることを
特徴とする冷凍サイクル。 - 【請求項５】 チューブ材料から媒体が流通する穴を有
するチューブを押出しないし引抜き成形するチューブ成
形工程と、 前記チューブ成形工程で成形されたチューブを渦巻き状
に曲げ加工する曲げ工程と、 ケーシング材料から前記チューブを収納するケーシング
を形成する工程と、 前記曲げ工程で渦巻き状に曲げ加工された前記チューブ
と、前記ケーシングとを組付け、接合する工程とを具備
することを特徴とする熱交換器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26329895A JP3397021B2 (ja) | 1995-10-11 | 1995-10-11 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26329895A JP3397021B2 (ja) | 1995-10-11 | 1995-10-11 | 熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09113152A true JPH09113152A (ja) | 1997-05-02 |
| JP3397021B2 JP3397021B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=17387538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26329895A Expired - Fee Related JP3397021B2 (ja) | 1995-10-11 | 1995-10-11 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3397021B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004025199A1 (ja) * | 2002-09-10 | 2004-03-25 | Tokyo Electron Limited | 処理装置，および，処理装置のメンテナンス方法 |
| ITVR20090159A1 (it) * | 2009-10-02 | 2011-04-03 | Renato Montini | Struttura di serpentino particolarmente per lo scambio termico tra fluidi e relativo procedimento per la sua produzione |
| KR20160108985A (ko) * | 2015-03-09 | 2016-09-21 | 한온시스템 주식회사 | 내부 열교환기 |
| US9920999B2 (en) | 2008-03-20 | 2018-03-20 | Valeo Systemes Thermiques | Heat exchanger and integrated air-conditioning assembly including such exchanger |
-
1995
- 1995-10-11 JP JP26329895A patent/JP3397021B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004025199A1 (ja) * | 2002-09-10 | 2004-03-25 | Tokyo Electron Limited | 処理装置，および，処理装置のメンテナンス方法 |
| US9920999B2 (en) | 2008-03-20 | 2018-03-20 | Valeo Systemes Thermiques | Heat exchanger and integrated air-conditioning assembly including such exchanger |
| ITVR20090159A1 (it) * | 2009-10-02 | 2011-04-03 | Renato Montini | Struttura di serpentino particolarmente per lo scambio termico tra fluidi e relativo procedimento per la sua produzione |
| KR20160108985A (ko) * | 2015-03-09 | 2016-09-21 | 한온시스템 주식회사 | 내부 열교환기 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3397021B2 (ja) | 2003-04-14 |
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Legal Events
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