JPH09189463A

JPH09189463A - 熱交換器の分配装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH09189463A
Application number: JP8043515A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Yoshida; 孝行吉田; Yuji Suefuji; 祐二末藤; Atsushi Mochizuki; 厚志望月; Yoichi Hisamori; 洋一久森; Kenji Kawaguchi; 憲治川口
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 1997-07-22

Abstract

(57)【要約】【課題】冷媒等の熱交換流体を各伝熱管へ均等に分配
する熱交換器の分配装置を得る。【解決手段】熱交換器の分配装置であるヘッダ−２５
が、熱交換流体を導く入口管３０と接続され、熱交換流
体の流れを遅くするヘッダ−室部３１、３２と、このヘ
ッダ−室部と接続された溝部を有し、その各溝孔に取り
付けられた各伝熱管へ熱交換流体を分配する伝熱管取付
部３３、３４と、で構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、空調機や冷凍機
等に使用される熱交換器の分配装置およびその製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１２は、例えば日本機械学会論文集第
56巻530号、1990年10月発行に示された従来の熱交換器
を示す外観図である。この図において、１は冷媒などの
熱交換流体が流れる伝熱管、２ａ、２ｂは細線フィンで
あり、細線フィン２ａ、２ｂは伝熱管１の表側と裏側に
交互に編み込まれ、かつ細線フィン２ａ、２ｂが伝熱管
１と密着した構造になっている。なお、３は気流の流れ
る方向（「気流方向」）を示している。

【０００３】図１３は筆者らが特開平６−３３１２９０
で示した熱交換器であり、１は伝熱管、２は細線フィン
であり、図１２とは細線フィンの編み方が違っている。

【０００４】この日本機械学会論文集第56巻530号、199
0年10月発行に示された従来例の熱交換器では、複数の
伝熱管１に熱交換流体などの熱交換流体を流すためのヘ
ッダー（分配装置）の構造は示されていなかったが、筆
者らが試作した従来の熱交換器では、図１４に示すよう
に、単純な円形状または、四角の筒形状の分配装置であ
るヘッダー４に伝熱管１が複数本差し込まれる孔を設
け、このヘッダーの孔に伝熱管１を差し込み、伝熱管１
の両端部と各ヘッダー４が接合されている。なお、こ
のヘッダー４の両端に設けられた熱交換器全体の正面図
を図１５に示す。また、熱交換流体などの流体を熱交換
器に流すための入口管５と排出するための出口管６がそ
れぞれのヘッダーに接続されている。

【０００５】次に、図１５を用いて熱交換流体と気流で
ある空気との熱交換について説明する。まず、熱交換流
体などの低温の熱交換流体を入口管５より流入させる
と、この熱交換流体は上側のヘッダー４に流入し、ヘッ
ダー４に接合された複数の伝熱管１の内部を流れ、熱交
換流体と気流である空気との熱交換作用により、本熱交
換器を通過する気流を冷却し、この冷却された気流によ
り冷房を行うことができる。この時、伝熱管１及び細線
フィン２の表面近くの空気が露点温度以やされると、伝
熱管１や細線フィン２の表面に結露が生じ、結露水は伝
熱管１の表面や細線フィン２の表面に沿って排水させ
る。熱交換された熱交換流体は下側のヘッダー４に流れ
込んで集められ、出口管６より流出される。

【０００６】また、図１６は特開平７−１２０１０７に
示された分配装置であるヘッダーであり、７は分流器で
あるデストリビュータ、８は分流管、１４は熱交換器、
１４ａは熱交換チューブである伝熱管１。この発明は、
各分流管８の内径及び長さをそれぞれ等しくして、各分
流管の圧損を等しくなるようにした冷凍機用冷却器等の
分流装置である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図１５に示す従来の熱
交換器のヘッダーでは、ヘッダー４から複数の伝熱管１
に冷媒等の熱交換流体が気液共存で流入する場合、入口
管５から各伝熱管１までの各長さがそれぞれ相違するた
め、各伝熱管間内で、液相の熱交換流体が多く流入した
伝熱管１と気相の熱交換流体が多く流入した伝熱管１が
でき、各伝熱管１の間に蒸発する熱交換流体の流入量が
違ってきて、熱交換器内の部位で熱交換量がばらつき、
熱交換器全面が効率よく働かないという問題が発生して
いた。また、ヘッダー４の入口管５近傍部の伝熱管１に
流した熱交換流体と入口管５から遠いところにある伝熱
管１に流れた熱交換流体の流量分布が管抵抗の相違によ
って違うようになるため、熱交換器の伝熱管１内での熱
交換量がばらつき、熱交換器全面で効率よく熱交換しな
いという問題も発生していた。

【０００８】また、図１６に示す分流装置では、熱交換
器１４に分流器７や、熱交換流体を均一化するため、各
分流管８の内径と長さとを等しくしているので、分流管
の長さを分配器から最も遠い伝熱管の長さに合わせる
と、最も近い伝熱管に接続される分流管はル−プを描く
ような形状になるために、管内抵抗が増大したり、大き
く外方へはみ出したり、また、分流管を１本づつ溶接し
て取り付けなければ成らず、分配性能や、量産性や、流
体漏れの信頼性等にも問題が発生していた。さらに、熱
交換器の外形寸法が大きくなるという問題も生じてい
た。

【０００９】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、熱交換流体分配性能を良好と
することで熱交換器効率を向上させ、量産しやすい熱交
換器の分配装置を得ることを目的とする。また、この熱
交換器の分配装置に適した製造方法を提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る熱交換器
の分配装置は、熱交換流体が内部に流れる複数の伝熱管
と、これら各伝熱管の一端に設けられ、前記熱交換流体
を分配する分配装置と、この分配装置に接続され、前記
熱交換流体を導く入口管と、を備えた熱交換器におい
て、前記分配装置が、前記入口管と接続され、前記熱交
換流体の流れを遅くするヘッダ−室部と、このヘッダ−
室部と接続された溝部を有し、その溝部の各溝孔に取り
付けられた前記各伝熱管へ前記熱交換流体を分配する伝
熱管取付部と、を備えたものである。

【００１１】また、前記溝部が、櫛形形状に形成された
伝熱管取付板から成り、その伝熱管取付板の櫛の刃と刃
の間の各溝孔に相当する部位に前記各伝熱管を取り付け
たものである。

【００１２】また、中間仕切板部が、前記ヘッダ−室部
と前記伝熱管取付部との間に設けられ、前記ヘッダ−室
部からの熱交換流体をそれぞれの流路孔を介して貯留す
る各部屋を有し、その各部屋の各熱交換流体を前記伝熱
管取付部の各伝熱管のそれぞれへ分配するものである。

【００１３】また、流路案内板が、前記ヘッダ−室から
前記伝熱管取付部までのいずれかに設けられ、前記熱交
換流体の流れを整流するものである。

【００１４】また、前記中間仕切板部と前記ヘッダ−室
部とが、一体で形成されたものである。

【００１５】また、前記中間仕切板部と前記伝熱管取付
部とが、一体で形成されたものである。

【００１６】また、各流路抵抗部が、前記伝熱管取付部
の溝部の各溝孔に設けられ、前記各伝熱管へ流れる熱交
換流体量を前記入口管から前記各伝熱管までの流路抵抗
に応じて調整するものである。

【００１７】また、前記ヘッダ−室部と前記伝熱管取付
部の接合面のいずれかにろう材を施すステップと、前記
伝熱管取付部の各溝孔と前記各伝熱管との接合面のいず
れかにろう材を施すステップと、これらの前記ヘッダ−
室部、伝熱管取付部、および各伝熱管をセットするステ
ップと、このセットしたものを溶融・冷却するステップ
と、を備えた製造方法に関するものである。

【００１８】また、前記ろう材をめっきで施した製造方
法に関するものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下に、この実施の形態１について、図
１を用いて説明する。図１は、この発明の実施の形態１
における熱交換器の分配装置であるヘッダー２５の構成
部品の展開図である。この熱交換器の構成は、ヘッダー
２５の構成形状を除き、その他の構成は従来例で説明し
た図１５の構成と同じである。なお、この発明のヘッダ
ーは複数の積層板からなる。以下、このヘッダー２５の
構成について説明する。このヘッダの最上部には、熱交
換流の部品であるヘッダー板３２、その下に櫛型の形状
をした伝熱管取付板３３（溝部に相当）を有し、その溝
部の櫛の刃と刃の間の溝孔に相当する部位に挿入された
伝熱管１へ各流路孔３８を介して熱交換流体を分配する
伝熱管取付板３３、最下部には伝熱管取付板３３の他面
と接合して気密を保つための下部端板３４が取り付けら
れている。なお、上部端板３１とヘッダ−板３２とを一
体で形成したものを、ヘッダ−室部と総称する。同様
に、伝熱管取付板３３と下部端板３４とを一体で形成し
たものを、伝熱管取付部と総称する。また、伝熱管取付
部の溝部が、図３に示すように、櫛形形状に形成され、
その櫛の刃（溝孔に相当）に各伝熱管を取り付けても良
い。

【００２０】本実施の形態１の製造プロセスは、まず、
ヘッダー板３２と伝熱管取付板３３にNi-Pめっき３５が
施され、入口管３０と上部端板３１の接合部にパウダー
状のろう材またはリングろう材を設置し、上部端板３
１、ヘッダー板３２、伝熱管取付板３３、下部端板３４
を重ね、Niめっきが施された伝熱管１が挿入された状態
で、加熱を行い、めっき層が溶融し、ろう材と同様の働
きをし、伝熱管１と伝熱管取付板３３の間隙に溶融した
めっきが浸透して接合され、ヘッダー２５が完成する。

【００２１】次に、その動作について説明する。熱交換
の動作としては、まず、熱交換流体などの低温の熱交換
流体が入口管３０より流入すると、この熱交換流体は、
流路断面積が大きく、熱交換流体の流れを遅くする枠型
のヘッダー板３２に流入し、その後、伝熱管取付板３３
に流れて各伝熱管１に分配される。この伝熱管１の内部
に流れこんだ熱交換流体は、従来例で説明したと同様
に、空気と熱交換する。

【００２２】実施の形態２．図２は、この実施の形態２
における熱交換器のヘッダー２６の構成部品の展開図で
ある。この熱交換器の構成はヘッダー２６の構成を除
き、その他は従来例の図１５で説明した構成と同様であ
るが、このヘッダ２６は複数の積層板からなり、伝熱管
１へより均等な熱交換流体の分配を実現する構造を持っ
たものである。以下、このヘッダー２６の構成について
説明する。このヘッダーの最上部には、熱交換流体が流
入する入口管３０が取り付けられた上部端板３１、その
下に枠型の部品である枠型ヘッダー板３２、その下に中
間仕切板３９に設けられた複数の小さな部屋４０につな
がる流路孔３８へ熱交換流体を導くためのコルゲート形
状を成し、流体の流れを整流する流路案内板３６、その
下に前述の、中間仕切板３９の小さな部屋４０の個数と
同数の流路孔３８が設けられた中間仕切り板３７、な
お、この中間仕切り板３７に設けられた流路孔３８の径
の大きさは入口管３０から中間仕切板３９に設けられた
複数の小さな部屋４０までの各流路抵抗に合わせて設定
されている。また、その下には、伝熱管１が１０〜３０
本ほど収まる大きさに設定された複数の小さな部屋４０
をもつ中間仕切板３９、さらにその下には、櫛型の形状
を成し、櫛の刃と刃の間に伝熱管１が挿入される伝熱管
取付板３３、最下部には、伝熱管取付板３３の他面と接
合して気密を保つための下部端板３４が設けられた構成
になっている。なお、中間仕切板３９と中間仕切り板３
７とを一体化したものを、中間仕切板部と総称する。ま
た、流路案内板３６は、ヘッダ−室から伝熱管取付部ま
でのいずれかの部位に設けられていれば、熱交換流体を
整流する。特に、熱交換流体が気液混合冷媒のときは、
気液混合状態を均質化する作用もある。

【００２３】また、このように構成されたヘッダーの組
立は下記のように実施される。まず、ヘッダー板３２、
中間仕切り板３７、中間仕切板３９と伝熱管取付板３３
の両面にNi-Pめっき３５が施され、入口管３０と上部端
板３１の接合部にパウダー状のろう材またはリングろう
材が施される。次に、これらの接合剤が施された上部端
板３１、ヘッダー板３２、流路案内板３６、中間仕切り
板３７、中間仕切板３９、伝熱管取付板３３、並びに下
部端板３４を重ね、伝熱管１が挿入された状態で、加熱
を行い、めっき層を溶融・冷却して各部品を接合して、
ヘッダー２６の組立を完了する。なお、接合条件等につ
いては後述する。

【００２４】次に、この動作について説明する。熱交換
の動作としては、まず、熱交換流体などの低温の熱交換
流体が入口管３０より流入すると、この熱交換流体は流
路断面積の大きい流路の枠型のヘッダー板３２に流入
し、速度が遅くなる。この速度が遅くなった熱流体は案
内板３６により整流され、この整流された流体は中間仕
切り板３７に設けられた流路孔３８を通り、中間仕切板
３９に設けられた複数の小さな部屋４０に流入する。こ
の時、上記流路孔３８の径の大きさは入口管３０から中
間仕切板３９に設けられた複数の小さな部屋４０までの
各流路抵抗に合わせて設定されており、図７の流路抵抗
の模式回路図をもとに設計されている。なお、この図７
のＲLｎは入口管３０から流路案内板３６による流路を
通り流路孔３８に達するまでの流路抵抗の値を示し、こ
の流路抵抗ＲLｎは入口管３０からより遠い位置にある
流路孔３８につながる流路の方がより大きい値になる。
一方、ＲHｎは流路孔３８を通過するときの流路孔抵抗
の値であり、流路孔の径が小さい流路孔３８ほど、流路
孔抵抗値ＲHｎは大きくなる。従って、流路孔３８の径
の大きさはこの流路抵抗ＲLｎと流路孔抵抗ＲHｎとの和
が各流路間で等しくなるように設計されることになる。
つまり、入口管３０からより遠い位置にある流路孔３８
の径をより大きく設計する。このように設計すると、入
口管３０から小さな部屋４０までの全流路抵抗が各流路
間で等しくなるので、複数の小さな部屋４０に入る熱交
換流体の流入量は各部屋で均等となり、各小さな部屋４
０につながった伝熱管１に均等に熱交換流体を分配する
熱交換器のヘッダーが得られる。

【００２５】なお、図２では入口管３０は上部端板３１
の端の方に設置されている例を示したが、入口管３０は
上部端板３１の真ん中にあっても良い（図示せず）。そ
の際、流路孔３８の径の大きさは上記の流路抵抗の考え
に基づいて設計されるため、入口管３０を基準にして両
側で対称の大きさとなるので、製作しやすくなる。以上
説明したように、取り付けスペースに応じた使い勝手が
良く、熱交換流体を均一に分配して、熱交換器性能を向
上させるヘッダーが得われる。

【００２６】また、図３はこの実施の形態２の他の形態
における熱交換器のヘッダー２７の構成部品の展開図で
ある。この熱交換器のヘッダー２７の構成は前述のヘッ
ダー２６の流路案内板３６を除き、中間仕切り板３７に
設けられた流路孔４１の口径を入口管３０から中間仕切
板３９に設けられた複数の小さな部屋４０までの各流路
抵抗に合わせて調整したものである。なお、他の構成は
ヘッダー２６と同じであるので説明を省略する。

【００２７】熱交換の動作としては、前述のヘッダー２
６の動作と同様であり、熱交換流体などの低温の熱交換
流体が入口管３０より流入すると、この熱交換流体は枠
型のヘッダー板３２に流入し、中間仕切り板３７に設け
られ、前述の各流路抵抗の設計基準に基づいて決定され
た流路孔３８の径の違いによって発生する圧力損失の調
整により、複数の小さな部屋４０に入る熱交換流体の流
入量は均等となり、この各小さな部屋４０につながった
伝熱管１に均等に熱交換流体が分配される。なお、均等
に分配される機構は前述の実施の形態２で説明したと同
様であるので省略する。また、前述と同様に入口管３０
が上部端板３１の真ん中にあっても良い。伝熱管１の内
部に流れこんだ熱交換流体は、従来と同じように熱交換
が行われる。

【００２８】また、実施の形態１で説明した各伝熱管が
取り付けられる各溝孔に各流路抵抗部（図１の５０）を
設け、この各流路抵抗部の流路断面積を前述の図７に示
したような入口管３０から各伝熱管１までの流路抵抗計
算結果に基づいて決定し、この決定結果で熱交換流体量
を制御すると、各伝熱管の分配精度が向上し、熱交換器
性能を向上させるヘッダ−が得られるのは言うまでもな
い。

【００２９】実施の形態３．図４は、この実施の形態３
における熱交換器のヘッダー２８の構成部品の展開図で
ある。この熱交換器の構成はヘッダー２８構成を除き、
その他は従来例の図１５で説明した構成と同様であり、
このヘッダー２８は複数の積層板からなるものである。
即ち、前述したヘッダ−室部と中間取付板部とを一体
化したものである。以下に、このヘッダー２８の構成に
ついて説明する。まず、このヘッダーの最上部には、熱
交換流体が流入する入口管３０が取り付けられた上部端
板３１、その下に、大きな一つの第一室４２（ヘッダ−
室に相当）およびこの第一室に流路部である流路孔３８
を介してつながった複数の小さな第二室４３（各部屋４
０に相当）とを備えた仕切板４４がある。なお、この小
さな第二室４３は、伝熱管１が１０〜３０本ほど収まる
大きさの幅に設定されている。また、その下には、櫛型
の構成をし、櫛の刃と刃の間に伝熱管１が挿入された伝
熱管取付板３３、最下部には、この伝熱管取付板３３の
他面と接合して気密を保つ下部端板３４が接合されてい
る。

【００３０】また、このように構成されたヘッダーの組
立は下記のように実施される。まず、仕切板４４と伝熱
管取付板３３にNi-Pめっき３５が施され、入口管３０と
上部端板３１の接合部にパウダー状のろう材またはリン
グろう材が施される。次に、これらの接合剤が施された
各部品は本実施の形態では、上部端板３１、仕切板４
４、伝熱管取付板３３、下部端板３４を重ね、伝熱管１
が挿入された状態で、加熱を行い、めっき層を溶融し、
冷却して各部品を接合して、ヘッダー２６の組立を完了
する。なお、接合プロセス条件等については後述する。

【００３１】次に動作について説明する。熱交換の動作
としては、まず、熱交換流体などの低温の熱交換流体が
入口管３０より流入すると、この熱交換流体は仕切板４
４の大きな一つの第一室４２に流入し、第一室４２につ
ながった複数の小さな第二室４３へ流れる。この時、第
一室４２と第二室４３をつなぐ流路孔３８の流路幅が狭
く、圧力損失が大きくなるので、複数の小さな第二室４
３に入る熱交換流体の流入量は各部屋で均等となり、こ
の各第二室４３につながった伝熱管１には均等に熱交換
流体が分配される。また、第２の発明の実施の形態２と
同様に、入口管３０と第一室４２と第二室４３をつなぐ
流路部５０の長さや、その流路幅の大きさを変化させ、
入口管３０から伝熱管１までの流路抵抗を等しくする
と、より均一に分配することができる。さらに、図４で
は入口管３０は上部端板３１の真ん中に設置されている
が、上部端板３１の端の方に設置しても、前述したよう
に、設計計算された各流路抵抗値に基づいた各流路幅で
構成すれば、熱交換流体は均一に分配される。このよう
な構成にすると、構成部品が少なく、経済的で、分配性
能の良い分配装置が得られる。

【００３２】本実施の形態３では、仕切板４４内に大き
な一つの第一室４２とこれにつながった複数の小さな第
二室４３を設けたが、図５に示すように、第二室４３の
外側に第三室４６をつなげて増やし、さらに細かく分配
すれば、整流される回数が増加するため、さらに均等に
熱交換流体が伝熱管１へ分配される。また、図示しない
が、第四室、第五室と増やしていくと、さらに、均一の
効果が得られるのは、いうまでもない。

【００３３】また、第二室４３を、図３に示したような
伝熱管取付板３３の櫛状溝部の櫛根元部に設け、中間取
付板部（実施の形態２の３７、３９に相当）をなくする
ようにすると、構成部品が少なく、経済的な分配装置が
得られる。

【００３４】実施の形態４．図６は、この実施の形態４
における熱交換器のヘッダー２８の構成部品の展開図で
ある。なお、前述の実施の形態３で示した図４では、仕
切板４に横方向の分配機能を持たせるため、第一室４２
と第二室４３を設けたが、この実施の形態４では、図６
に示すように、縦方向に分配する機能を持ったヘッダー
２９に関するものである。以下、このヘッダー２９の構
成について説明する。このヘッダーの最上部には、熱交
換流体が流入する入口管３０が取り付けられた上部端板
３１、その下に、大きな一つの部屋を持つ枠型の部品で
あるヘッダー板３２、その下に流路孔３８が設けられた
流路孔板３７を設け、上記流路孔３８は中間仕切板３９
に設けられた複数の小さな部屋４０につながっている。
なお、この小さな部屋４０は、伝熱管１が１０〜３０本
ほど収まる大きさの幅に設定されている。また、さらに
その下に、櫛形の構成を成し、櫛の刃と刃の間に伝熱管
１が挿入された伝熱管取付板３３が接合された構成にな
っており、この構成は基本的には、図３に示したヘッダ
ー２６構成と近い構成になる。本実施の形態４では、縦
方向に２段で分配する構成を示したが、３段、４段で分
配を行えば（図示せず）、さらに均等な分配が実現でき
る。

【００３５】次に動作について説明する。熱交換器の動
作としては、まず熱交換流体などの低温の熱交換流体が
入口管３０より流入すると、この熱交換流体は、枠型ヘ
ッダー板３２の大きな一つの部屋に流入し、さらに流路
孔３８を通過して、ヘッダ仕切板３９に設けられた複数
の小さな部屋４０に分配される。また、この小さな部屋
４０は伝熱管１につながっており、そのため、小さな部
屋４０内に接続された１０〜３０本ほどの伝熱管１に均
等に熱交換流体が分配される。この分配された熱交換流
体は、従来と同様に空気と熱交換する。なお、流路孔３
８の径の大きさ、または長さは、実施の形態２で説明し
たと同様に、入口管３０から伝熱管までの流路抵抗に合
わせて変化させる。従って、図６では入口管３０は上部
端板３１の真ん中に設置されているが、前述したよう
に、上部端板３１の端の方に設置しても良い。

【００３６】実施の形態５．図８は、この実施の形態５
における熱交換器のヘッダーの構成部品の展開図であ
る。この熱交換器のヘッダーの構成は、実施の形態１〜
４の図１〜６における伝熱管取付板３３と下部端板３４
の代わりに、伝熱管取付板３３と下部端板３４の機能を
一枚の板に合わせ持たせた伝熱管取付下部端板４５を設
けた構成になっている。

【００３７】以下、この構成について説明する。図８の
伝熱管取付下部端板４５は、図１〜６における伝熱管取
付板３３と下部端板３４の代わりになる部品であり、そ
の他のヘッダー部品は図１〜６と同様である。本実施の
形態のように、伝熱管取付下部端板４５を用いること
で、実施の形態１〜４で説明したような、伝熱管取付板
３３と下部端板３４とを接合させる作業が必要なく、部
品点数も少なくなり、生産性・信頼性ともに向上する。
また、図１〜３の上部端板３１と枠形ヘッダー板３２、
図４〜６の上部端板３１と仕切板４４との機能を合わせ
持つ一枚のヘッダー部品を構成しても良く（図示せ
ず）、上記と同様な利点があることは明らかである。

【００３８】実施の形態６．図９は、この実施の形態６
における熱交換器のヘッダーの構成部品の展開図であ
る。この熱交換器のヘッダーの構成は、実施の形態１の
図１における枠型ヘッダー板３２と伝熱管取付板３３、
または、実施の形態２、４の図２、３、６における中間
仕切板３９と伝熱管取付板３３、または、実施の形態３
の図４、５における仕切板４４と伝熱管取付板３３の代
わりに、伝熱管挿入板５６を設けて構成されている。

【００３９】以下に、この詳細な構成と動作について説
明する。図９に示されるように、伝熱管挿入板５６には
いくつかの部屋４０が設けられており、さらに、その部
屋４０に通じる、伝熱管１の外形構成と同じ構成の穴、
例えば伝熱管１が丸形構成であれば丸い穴が開けられて
おり、その穴に伝熱管１が挿入される。なお、動作につ
いては前述した通りなので、説明は割愛する。

【００４０】このように構成されたヘッダーでは、ヘッ
ダーの部品点数及び接合部が少なく、生産性・信頼性と
もに向上する。さらに、伝熱管１の挿入穴を伝熱管の外
構成と同一とすることで、伝熱管１と伝熱管挿入板５６
との接合において熱交換流体の漏れがなくなり、信頼性
が向上する。また、実施の形態５と同様に、伝熱管挿入
板５６に下部端板３４とを合わせ持つ１枚のヘッダー部
品を構成しても良く（図示せず）、実施の形態５と同様
な利点があることは明らかである。

【００４１】実施の形態７．この実施の形態７における
熱交換器の製造方法を図２を用いて説明する。本発明の
製造方法では、図２のように成形した板材３２、３３、
３７、３９の両面に融点を降下させる働きをもたせる元
素（例えばりん：Ｐ、ホウ素：Ｂ、以後融点降下元素と
する）が添加されためっき（例えばNi-PめっきやCu-Pめ
っき）３５を施す。さらに、四角外径または丸外径の細
い伝熱管１にも同じめっきを施し、伝熱管取付板３３に
前記細い伝熱管１を押し込み、ヘッダー２６を構成する
板材を介して両面に端板３１、３４を積み重ねて組み上
げ、治具で固定する。ここで、板材に施すめっきの代わ
りに、板材間にシート状に薄いろう箔を挟み込んでも良
い。

【００４２】治具により張り合わされた板材、及び伝熱
管１を接合温度に加熱し、接合部に薄い液層を作ってか
ら接合を完了させる。なお、ろうづけの方法は図１０に
示す通りに最初にろう材の固相線Ｔ１付近（固相線を越
さないレベル）まで温度を上げ、母材の温度がろう材の
固相線Ｔ２付近の温度に達するまでその温度を保つ。そ
して、母材の温度がろう材の固相線Ｔ２付近の温度に達
したらろう材の液相線Ｔ２以上の温度に上げ（母材の固
相線以下の温度まで）、ろう材を溶かし、ろう付けを行
い、その後冷却を行う。図１１はろう付け時の温度変化
を示したものであり、Ｔ１はろう材の固相線の温度、Ｔ
２はろう材の液相線の温度、５４は加熱温度線、５５は
実際の母材の温度である。

【００４３】大きな面圧をかけながら行う拡散接合と違
い、接合部に液層を設けてから行うため、強固に接合で
きる。また、予め板材及び伝熱管にめっきを施しておく
ため、ろう付け時に、ろう材のセットを行わなくて良
い。さらに、分配機能を持ったヘッダーの製作、ヘッダ
ーと伝熱管の接合が一度に行うことができ、生産性が向
上する。

【００４４】

【発明の効果】この発明に係る熱交換器の分配装置にお
いては、分配装置のヘッダ−室部が熱交換流体の流れを
遅くし、この遅くなった熱交換流体を伝熱管取付部がそ
の溝孔に取り付けられた各伝熱管へ熱交換流体を分配す
るので、分配装置への各伝熱管の挿入量を把握しながら
簡単に組み立てられると共に、各伝熱管へ熱交換流体を
均等に分配するようになるため、生産性が良く、熱交換
器の性能を向上させる信頼性の高い熱交換器の分配装置
が得られる。

【００４５】また、溝部が櫛形形状に形成された伝熱管
取付板から成り、その伝熱管取付板の櫛の刃と刃の間の
各溝孔に相当する部位に各伝熱管を取り付けるようにし
たので、溝部を板材からプレス打ち抜き加工して簡単に
製作できると共に、伝熱管を簡単に取り付けれる生産性
が向上した経済的な熱交換器の分配装置が得られる。

【００４６】また、ヘッダ−室部と伝熱管取付部との間
に設けられた中間仕切板部が、ヘッダ−室部からの熱交
換流体をそれぞれの流路孔を介して貯留する各部屋を有
し、その各部屋の熱交換流体を各伝熱管のそれぞれへ分
配するので、熱交換流体の偏り流れを防止しながら各伝
熱管へ分流するようになるため、熱交換器の性能を向上
させる信頼性の高い熱交換器の分配装置が得られる。

【００４７】また、ヘッダ−室から伝熱管取付部までの
いずれかの部位に設けられた流路案内板が、熱交換流体
の流れを整流するので、熱交換流体の流れの乱れを防止
する、特に、気液混合状態で流れる冷媒の気液混合状態
を均質化するため、熱交換器の性能を向上させる信頼性
の高い熱交換器の分配装置が得られる。

【００４８】また、中間仕切板部とヘッダ−室部とが一
体で形成されたので、構成部品が少なく、熱交換器の性
能を向上させる経済的な熱交換器の分配装置が得られ
る。

【００４９】また、中間仕切板部と伝熱管取付部とが一
体で形成されたので、構成部品が少なく、熱交換器の性
能を向上させる経済的な熱交換器の分配装置が得られ
る。

【００５０】また、各流路抵抗部が、前記伝熱管取付部
の溝部の各溝孔に設けられ、前記各伝熱管へ流れる熱交
換流体量を前記入口管から前記各伝熱管までの流路抵抗
に応じて調整するものである。熱交換器の性能が向上し
た信頼性の高い熱交換器の分配装置が得られる。

【００５１】また、ヘッダ−室部と伝熱管取付部の接合
面のいずれかにろう材を施し、また伝熱管取付部の各溝
孔と各伝熱管との接合面のいずれかにろう材を施し、こ
れらのろう材を施したヘッダ−室部、伝熱管取付部、お
よび各伝熱管をセットし、このセットしたものを溶融・
冷却して分配装置を製造するようにしたので、各部品の
接合を簡単に一度できるため、組立・生産性が良く、経
済的な熱交換器の分配装置が得られる。

【００５２】また、ろう材をめっきで施したので、ろう
材が均一に付着すると共に、特にシ−ト状のろう材に較
べてセットずれや、セット作業が不要となるため、作業
時間が削減でき、組立の信頼性が向上した経済的な熱交
換器の分配装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１における熱交換器の
ヘッダー構造を示す構成部品の展開図。

【図２】この発明の実施の形態２における熱交換器の
ヘッダー構造を示す構成部品の展開図。

【図３】この発明の実施の形態２の他の形態における
熱交換器のヘッダー構造を示す構成部品の展開図。

【図４】この発明の実施の形態３における熱交換器の
ヘッダー構造を示す構成部品の展開図。

【図５】この発明の実施の形態３の他の形態における
熱交換器のヘッダー構造を示す構成部品の展開図。

【図６】この発明の実施の形態４における熱交換器の
ヘッダー構造を示す構成部品の展開図。

【図７】流路抵抗の模式回路図

【図８】この発明の他の実施の形態における熱交換器
のヘッダー構造を示すの一部構成部品の展開図

【図９】この発明の他の実施の形態における熱交換器
のヘッダー構造を示すの構成部品の展開図

【図１０】この発明に関わるろう付けの方法を示すフ
ロチャート

【図１１】ろう付けの温度線図

【図１２】従来の極細管を使用した熱交換器のフィン
部と伝熱管部を示す部分拡大図（日本機械学会論文集第
56巻530号、1990年10月発行）。

【図１３】従来の極細管を使用した熱交換器のフィン
部と伝熱管部を示す正面図（特開平６−３３１２９
０）。

【図１４】従来の極細管を使用した熱交換器の伝熱管
とヘッダーの接続を示す拡大斜視図。

【図１５】従来の極細管を使用した熱交換器の正面
図。

【図１６】従来の分流装置を蒸発器に適用した場合の
斜視図（特開平７−１２０１０７）。

【符号の説明】

１伝熱管、２フィン、３気流方向、４ヘッダ
ー、５入口配管、６出口配管、７分流器、８分流
管、１４熱交換器、１４ａ熱交換チューブ、２３
フィレット、２５ヘッダー、２６ヘッダー、２７
ヘッダー、２８ヘッダー、２９ヘッダー、３０入口
管、３１上部端板、３２枠型ヘッダー板、３３伝
熱管取付板、３４下部端板、３５ Niめっき、３６
流路案内板、３７流路孔板、３８流路孔、３９中
間仕切板、４０ヘッダー内の部屋、４１流路孔、４
２ヘッダー内の部屋、４３ヘッダー内の部屋、４４
仕切板、４５伝熱管取付下部端板、４６ヘッダー内
の部屋、４７網目状フィン、４８網目状フィン縦帯
状部、４９網目状フィン斜帯状部、５０流体抵抗
部、５４加熱温度線、５５実際の母材の温度、５６
伝熱管挿入板、ＲLｎ流路抵抗、ＲHｎ流路孔抵抗、
Ｔ１はろう材の固相線の温度、Ｔ２はろう材の液相線の
温度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者久森洋一東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者川口憲治東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱交換流体が内部に流れる複数の伝熱管
と、これら各伝熱管の一端に設けられ、前記熱交換流体
を分配する分配装置と、この分配装置に接続され、前記
熱交換流体を導く入口管と、を備えた熱交換器におい
て、前記分配装置が、前記入口管と接続され、前記熱交
換流体の流れを遅くするヘッダ−室部と、このヘッダ−
室部と接続された溝部を有し、その溝部の各溝孔に取り
付けられた前記各伝熱管へ前記熱交換流体を分配する伝
熱管取付部と、を備えたことを特徴とする熱交換器の分
配装置。
【請求項２】前記溝部が、櫛形形状に形成された伝熱
管取付板から成り、その伝熱管取付板の櫛の刃と刃の間
の各溝孔に相当する部位に前記各伝熱管を取り付けたこ
とを特徴とする請求項１に記載の熱交換器の分配装置。
【請求項３】中間仕切板部が、前記ヘッダ−室部と前
記伝熱管取付部との間に設けられ、前記ヘッダ−室部か
らの熱交換流体をそれぞれの流路孔を介して貯留する各
部屋を有し、その各部屋の各熱交換流体を前記伝熱管取
付部の各伝熱管のそれぞれへ分配することを特徴とする
請求項１または請求項２のいずれかに記載の熱交換器の
分配装置。
【請求項４】流路案内板が、前記ヘッダ−室から前記
伝熱管取付部までのいずれかに設けられ、前記熱交換流
体の流れを整流することを特徴とする請求項１から請求
項３までのいずれかに記載の熱交換器の分配装置。
【請求項５】前記中間仕切板部と前記ヘッダ−室部と
が、一体で形成されたことを特徴とする請求項３に記載
の熱交換器の分配装置。
【請求項６】前記中間仕切板部と前記伝熱管取付部と
が、一体で形成されたことを特徴とする請求項３に記載
の熱交換器の分配装置。
【請求項７】各流路抵抗部が、前記伝熱管取付部の溝
部の各溝孔に設けられ、前記各伝熱管へ流れる熱交換流
体量を前記入口管から前記各伝熱管までの流路抵抗に応
じて調整することを特徴とする請求項１項から請求項６
までのいずかに記載の熱交換器の分配装置。
【請求項８】前記ヘッダ−室部と前記伝熱管取付部の
接合面のいずれかにろう材を施すステップと、前記伝熱
管取付部の各溝孔と前記各伝熱管との接合面のいずれか
にろう材を施すステップと、これらの前記ヘッダ−室
部、伝熱管取付部、および各伝熱管をセットするステッ
プと、このセットしたものを溶融・冷却するステップ
と、を備えたことを特徴する熱交換器の分配装置の製造
方法。
【請求項９】前記ろう材をめっきで施したことを特徴
とする請求項８に記載の熱交換器の分配装置の製造方
法。