JPH10325690A

JPH10325690A - アルミニウム合金製熱交換器

Info

Publication number: JPH10325690A
Application number: JP13356997A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Fujiyoshi; 達也藤吉
Original assignee: Calsonic Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1997-05-23
Filing date: 1997-05-23
Publication date: 1998-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】伝熱管素子を構成する１対の板材７ａ同士の
ろう付け性を向上させ、伝熱管素子の耐圧強度の向上を
図る。【解決手段】上記板材７ａは凹部９を有し、この凹部９
の外周にフランジ状の外周縁部２４を備える。この外周
縁部２４の一部で、ろう付け時に伝熱管素子の上半部に
位置する部分に、複数の孔２５、２５を設ける。これら
各孔２５、２５が、溶融ろう材が重力により流下するの
を防止し、上記上半部のろう付け性の低下を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明に係るアルミニウム合
金製熱交換器は、例えば自動車用空気調和装置に組み込
んで、車室内の空気を冷却するエバポレータとして利用
する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車用空気調和装置には、内
部で冷媒を蒸発させ、外部を流通する空気を冷却するエ
バポレータが組み込まれている。この様な空気調和装置
に組み込まれ、エバポレータとして使用されるアルミニ
ウム合金製熱交換器として、例えば特開昭６１−４９９
９５号公報には、図４〜７に示す様な構造のものが記載
されている。

【０００３】何れもアルミニウム合金により造られた部
材を組み合わせて成る、このアルミニウム合金製熱交換
器１は、コア部２を有する。このコア部２は、横方向
（図４の左右方向）に適当な間隔をあけて互いに平行に
配置された複数の伝熱管素子３、３と、隣り合う伝熱管
素子３、３の間に挟持されたコルゲート型のフィン４、
４とから成る。又、上記コア部２の横方向両端側面に
は、サイドプレート５、５を添設している。これら各サ
イドプレート５、５の内側面と、両端に位置する各伝熱
管素子３、３の外側面との間にも、それぞれフィン４、
４を挟持している。又、上記コア部２の下側には、互い
に平行に配設された１対のタンク６ａ、６ｂを設けてい
る。そして、これら各タンク６ａ、６ｂの内部と、上記
各伝熱管素子３、３の内部とを連通させている。

【０００４】上記各伝熱管素子３、３は、図５に示す様
に、１対の板材７、７を重ね合わせて成る。これら各板
材７、７は、アルミニウム合金板の両面に、Siを多く含
むアルミニウム合金であるろう材のクラッド層を設け
た、所謂両面クラッド材である。上記各板材７、７は、
長手方向（図５の上下方向）の一端（図５の下端）に、
互いに間隔をあけて１対の突出部８ａ、８ｂを形成して
いる。又、上記各板材７、７の片面には倒立Ｕ字形の凹
部９を、この凹部９の両端を上記１対の突出部８ａ、８
ｂの一端縁（図５の下端縁）にまで連続させた状態で形
成している。更に、上記凹部９の内側には多数の突起１
０、１０を、凹部９の全面に亙ってほぼ均等に形成して
いる。これら各突起１０、１０は、上記凹部９により構
成される、次述する折り返し流路１１の内側を流れる冷
媒の流れを乱し、この冷媒と上記各板材７、７との間の
熱交換効率を向上させる為のものである。同時にこれら
各突起１０、１０は、それぞれの先端同士をろう付け接
合する事により、上記折り返し流路１１の耐圧強度を向
上させる役目も有する。

【０００５】上記各板材７、７は、２枚１組とし、互い
の凹部９同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせ、
上記各板材７、７の凹部９の周囲に存在する外周縁部２
４、２４同士を互いに気密且つ液密に接合する事によ
り、上記各伝熱管素子３、３を構成する。この様に構成
する各伝熱管素子３、３は、上記凹部９により構成され
る倒立Ｕ字形の折り返し流路１１と、この折り返し流路
１１の両端に位置して長手方向一端縁部から突出した１
対の接合部１２ａ、１２ｂとを有する。これら各接合部
１２ａ、１２ｂの内側には、それぞれ出入り口流路２１
ａ、２１ｂを設けている。

【０００６】一方、前記各タンク６ａ、６ｂは、それぞ
れ座板１３ａ、１３ｂとタンク本体１４ａ、１４ｂとを
最中状に組み合わせて成る。即ち、これら各座板１３
ａ、１３ｂと各タンク本体１４ａ、１４ｂとは、やはり
両面にろう材をクラッドした板材をプレス成形する事に
より、それぞれ略船形状に形成している。又、上記各座
板１３ａ、１３ｂの開口部の大きさは、上記各タンク本
体１４ａ、１４ｂの開口部の大きさよりも少し大きくし
ている。これら各座板１３ａ、１３ｂとタンク本体１４
ａ、１４ｂとを組み合わせて、上記各タンク６ａ、６ｂ
とする場合には、各タンク本体１４ａ、１４ｂの開口部
を各座板１３ａ、１３ｂの開口部に嵌合する。

【０００７】又、上記各座板１３ａ、１３ｂには、スリ
ット状の接続孔１５、１５を形成している。これら各接
続孔１５、１５は、それぞれ上記各伝熱管素子３、３の
接合部１２ａ、１２ｂを大きな隙間なく挿入自在な形状
と大きさとを有する。又、上記１対のタンク６ａ、６ｂ
のうちの一方のタンク６ａの側面には、送り込み口１９
と取り出し口２０とを設けている。又、このタンク６ａ
の中間部内側には隔壁１６を、上記座板１３ａとタンク
本体１４ａとの間に挟持する状態で設けている。アルミ
ニウム合金製熱交換器の完成時にこの隔壁１６は、上記
タンク６ａ内を、気密、液密を保持した状態で二分割す
る。

【０００８】前記各伝熱管素子３、３と１対のタンク６
ａ、６ｂとを結合する為には、図７に示す様に、上記各
伝熱管素子３、３の接合部１２ａ、１２ｂを、上記各タ
ンク６ａ、６ｂの接続孔１５、１５に挿入する。そし
て、この様に挿入した状態で、各接合部１２ａ、１２ｂ
の外周面と各接続孔１５、１５の内周縁とを互いに気密
且つ液密にろう付けする。ろう付けの為のろう材は、前
記各板材７、７の両面並びに各座板１３ａ、１３ｂを構
成する板材の両面に積層（クラッド）したろう材を使用
する。

【０００９】上述の様に構成されるアルミニウム合金製
熱交換器１は、構成各部材の当接部分をろう付けする事
により、これら構成各部材同士を一体的に結合する。こ
の様な構成各部材同士のろう付け接合は、次の様にして
行う。先ず、上記構成各部材、即ち、それぞれが１対ず
つの板材７、７を重ね合わせて成る伝熱管素子３、３、
フィン４、４、サイドプレート５、５、タンク６ａ、６
ｂを、図４に示す様に組み合わせ、図示しない治具によ
り抑え付けた状態で加熱炉内に入れる。この際、上記各
タンク６ａ、６ｂを下にする。この様に各タンク６ａ、
６ｂを下にする理由は、上記各接合部１２ａ、１２ｂの
外周面と上記各接続孔１５、１５の内周縁との間に十分
な量の溶融ろう材を供給し、これら外周面と内周縁との
間を確実にろう付けする（気密且つ液密に塞ぐ）為であ
る。

【００１０】そして、この加熱炉中で上記構成各部材
を、前記ろう材の液相線温度よりは高いが、母材（構成
各部材の芯材となり、強度保持を図るアルミニウム合
金）の液相線温度よりは低い温度である、６００℃程度
に加熱する。この加熱により、それぞれがクラッド材に
より構成された部材（サイドプレート５、５、板材７、
７、座板１３ａ、１３ｂ、タンク本体１４ａ、１４ｂ）
の表面に存在するろう材が溶け、上記構成各部材同士を
互いにろう付け接合される。

【００１１】尚、このろう付けの際にタンク６ａの内側
は、前記隔壁１６により、入口室１７と出口室１８と
に、気密且つ液密を保持した状態で分割される。前記送
り込み口１９はこのうちの入口室１７に対応する部分
に、前記取り出し口２０はこのうちの出口室１８に対応
する部分に、それぞれ設けている。

【００１２】上述の様にろう付けされて造られる、前述
の様なアルミニウム合金製熱交換器を、例えばエバポレ
ータとして使用する際には、上記送り込み口１９を通じ
て上記入口室１７内に、液状の、或は気液混合状態の冷
媒を送り込む。この冷媒は、前記各伝熱管素子３、３内
の折り返し流路１１を流れて上記出口室１８に達し、上
記取り出し口２０から取り出される。上記折り返し流路
１１を流れる間に上記冷媒は、周囲の熱を奪って蒸発す
る。この結果、前記コア部２の温度が低下するので、こ
のコア部２を構成する各フィン４、４の間に空気を流せ
ば、この空気を冷却し、更に除湿を行なえる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述の様に構成される
従来のアルミニウム合金製熱交換器を製造する場合、前
述した様に、各タンク６ａ、６ｂを各伝熱管素子３、３
の下側に位置させた状態で加熱炉内に入れて加熱する事
により、上記構成各部材のろう付けを行なっている。こ
の際、上記各伝熱管素子３、３を構成する各板材７、７
にクラッドし、上記加熱に伴って溶融したろう材は、毛
細管現象により微小隙間部分に集まろうとする。そし
て、各板材７、７の外周縁部２４、２４同士の重ね合わ
せ部に存在する微小隙間、並びに各接合部１２ａ、１２
ｂの外周面と各接続孔１５、１５の内周面との間に存在
する微小隙間にも、上記ろう材が集まる。この様な場
合、上記各微小隙間が、上記各伝熱管素子３、３の上下
方向に亙り存在する為、上記両外周縁部２４、２４同士
の間に存在する微小隙間に集まった溶融ろう材は、重力
分だけ下側の微小隙間に多く集まる傾向となる。この結
果、上記各伝熱管素子３、３の上端部（図５の上端部）
で、上記各板材７、７の外周縁部２４、２４同士を重ね
合わせた部分に存在する溶融ろう材が不足しがちにな
る。この様な現象が生じると、上記各伝熱管素子３、３
の上端部で、上記各板材７、７の外周縁部２４、２４同
士を重ね合わせた部分のろう付け性が低下する。そし
て、ろう付け性の低下に伴ない上記各伝熱管素子３、３
の上部の耐圧強度が上記各伝熱管素子３、３の下部の耐
圧強度よりも低くなる。本発明に係るアルミニウム合金
製熱交換器は、上述の様な不都合を解消する為に発明し
たものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のアルミニウム合
金製熱交換器は、前述した従来から知られているアルミ
ニウム合金製熱交換器と同様に、それぞれがアルミニウ
ム合金により造られた１対のタンクと、これら各タンク
の側面にそれぞれ複数個ずつ形成されたスリット状の接
続孔と、それぞれが１対のアルミニウム合金製の板材を
重ね合わせて成る複数の伝熱管素子と、各伝熱管素子の
内側に設けられ、中間部で１８０度折り返された折り返
し流路と、上記各伝熱管素子の一端縁部に１対ずつ、互
いに間隔をあけて設けられ、それぞれが上記タンクの接
続孔に挿入自在な接合部とを備える。そして、上記各タ
ンクを下側にした状態で構成各部材を加熱する事によ
り、上記各伝熱管素子を構成する板材同士、並びに上記
各接合部の外周面と上記各接続孔の内周縁との間をろう
付け接合している。

【００１５】特に、本発明のアルミニウム合金製熱交換
器に於いては、上記各板材は中央部に凹部を有し、この
凹部の外周にフランジ状の外周縁部を備えており、この
外周縁部の一部で、ろう付け時に上記各伝熱管素子の上
半部に位置する部分に複数の孔を設けている。

【００１６】

【作用】上述の様に構成する本発明のアルミニウム合金
製熱交換器の場合には、上記各板材の外周縁部の一部
で、ろう付け時に上記各伝熱管素子の上半部に位置する
部分に設けた複数の孔に、溶融ろう材の一部が滞溜し、
この溶融ろう材が流下する事を防止する。この結果、上
記孔の周囲部分に存在するろう材の量を確保して、上記
各伝熱管素子の上部のろう付け性を向上させ、上記各伝
熱管素子の上部の耐圧強度の向上を図れる。更に、上記
孔を各板材に設ける事により、この孔の体積分だけ上記
各伝熱管素子を軽量化し、アルミニウム合金製熱交換器
全体としての軽量化を図れる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１〜３は、本発明の実施の形態
の１例を示している。本例のアルミニウム合金製熱交換
器の基本構造は、前述した従来構造と同様である。特
に、本例のアルミニウム合金製熱交換器は、伝熱管素子
３ａを構成する板材７ａの外周縁部２４の一部で、ろう
付け時に上記各伝熱管素子３ａの上半部に位置する部分
に複数の孔２５、２５を設けた点が、従来構造とは異な
る。そこで、前述した従来構造と同等の部分に就いて
は、重複する図示及び説明を省略若しくは簡略にし、以
下、本発明の特徴部分を中心に説明する。

【００１８】上記板材７ａの中央部には凹部９を設け、
この凹部９の外周にフランジ状の外周縁部２４を設けて
いる。そして、この外周縁部２４の一部で、ろう付け時
に上記各伝熱管素子３ａの上半部に位置する部分に、上
記複数の孔２５、２５を設けている。これら各孔２５、
２５は、上記板材７ａの外周縁部２４の一部で、ろう付
け時に上記各伝熱管素子３ａの上半部に位置する部分
に、左右非対称に設けている。そして、図３に示す様
に、互いに同形状の１対の板材７ａ、７ａ同士を重ね合
わせて伝熱管素子３ａを構成した場合に、これら両板材
７ａ、７ａの外周縁部２４、２４に設けた上記各孔２
５、２５同士が、それぞれの一部でも、互いに整合しな
い様にしている。即ち、図３に示す様に、上記両板材７
ａ、７ａ同士を最中状に組み合わせた状態で、最も近接
する上記各孔２５、２５の外周縁同士の間隔Ｘを一定量
以上確保できる様にしている（Ｘ≧０）。

【００１９】上記各孔２５、２５の大きさに就いては、
ろう付け性確保の面から設計的に定める。例えば、各孔
２５、２５の幅Ｗ₂₅を、ろう付けする部分となる上記外
周縁部２４の幅Ｗ₂₄よりも小さく（Ｗ₂₅＜Ｗ₂₄）し、且
つ、上記各孔２５、２５の長さＬ₂₅を、上記板材７ａの
板厚Ｔ_7aよりも大きく（Ｌ₂₅＞Ｔ_7a）する。尚、上記各
孔２５、２５の形状に就いては、本例の場合には矩形に
しているが、特に、この形状に限定するものではない。
要は、重力により下方に流下しようとする溶融ろう材の
一部を滞溜させられる形状であれば良い。更に、上記各
孔２５、２５は、上記板材７ａを、素材となる板材から
プレス成形等により打ち抜く際に、同時に開ける事がで
きる。従って、従来の板材７（図５参照）に比べて製造
コストの上昇は僅かである。

【００２０】以上の様に構成する本発明のアルミニウム
合金製熱交換器を加熱炉内でろう付け接合する際には、
上記各板材７ａ、７ａの外周縁部２４、２４の一部で、
上記各伝熱管素子３ａの上半部に位置する部分に設けた
複数の孔２５、２５に、溶融ろう材の一部が滞溜する。
そして、この溶融ろう材が、重力により下方に流下する
事を抑制する。上記各孔２５、２５に滞溜した溶融ろう
材は、温度の低下と共に固化し、これら各孔２５、２５
内に、図３に示す様なフィレット２６、２６を形成す
る。これら各フィレット２６、２６も、上記外周縁部２
４、２４同士をろう付け接合する事に寄与する。そし
て、上記各孔２５、２５の周囲部分に、十分な量のろう
材を残溜させる事と相まって、上記各伝熱管素子３ａの
上部でのろう付け性を向上させ、上記各伝熱管素子３ａ
の上部の耐圧強度を向上させる。更に、上記各孔２５、
２５を各板材７ａ、７ａに設ける事により、これら各孔
２５、２５の体積分だけ上記各伝熱管素子３ａを軽量化
し、アルミニウム合金製熱交換器全体としての軽量化を
図れる。

【００２１】

【発明の効果】本発明のアルミニウム合金製熱交換器
は、以上の様に構成され作用する為、各伝熱管素子の耐
圧強度の向上及び軽量化を図れる。この結果、本発明の
アルミニウム合金製熱交換器を組み込む自動車用空気調
和装置の信頼性、耐久性等の性能向上を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例を示す、アルミニウ
ム製熱交換器の伝熱管素子を構成する板材を示す正面
図。

【図２】図１のＡ部拡大図。

【図３】１対の板材を重ね合わせて伝熱管素子を構成し
た状態で示す、図２のＢ−Ｂ断面に相当する図。

【図４】本発明の対象となるアルミニウム合金製熱交換
器の１例を示す斜視図。

【図５】同じく一方のタンクを含む部分を示す、部分分
解斜視図。

【図６】他方のタンクを示す部分分解斜視図。

【図７】タンクと伝熱管素子との接合状態を示す、図４
のＣ−Ｃ断面図。

【符号の説明】

１アルミニウム合金製熱交換器２コア部３、３ａ伝熱管素子４フィン５サイドプレート６ａ、６ｂタンク７、７ａ板材８ａ、８ｂ突出部９凹部１０突起１１折り返し流路１２ａ、１２ｂ接合部１３ａ、１３ｂ座板１４ａ、１４ｂタンク本体１５接続孔１６隔壁１７入口室１８出口室１９送り込み口２０取り出し口２１ａ、２１ｂ出入り口流路２４外周縁部２５孔２６フィレット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれがアルミニウム合金により造ら
れた１対のタンクと、これら各タンクの側面にそれぞれ
複数個ずつ形成されたスリット状の接続孔と、それぞれ
が１対のアルミニウム合金製の板材を重ね合わせて成る
複数の伝熱管素子と、各伝熱管素子の内側に設けられ、
中間部で１８０度折り返された折り返し流路と、上記各
伝熱管素子の一端縁部に１対ずつ、互いに間隔をあけて
設けられ、それぞれが上記タンクの接続孔に挿入自在な
接合部とを備え、上記各タンクを下側にした状態で構成
各部材を加熱する事により、上記各伝熱管素子を構成す
る板材同士、並びに上記各接合部の外周面と上記各接続
孔の内周縁との間をろう付け接合して成るアルミニウム
合金製熱交換器に於いて、上記各板材は中央部に凹部を
有し、この凹部の外周にフランジ状の外周縁部を備えて
おり、この外周縁部の一部で、ろう付け時に上記各伝熱
管素子の上半部に位置する部分に複数の孔を設けている
事を特徴とするアルミニウム合金製熱交換器。
【請求項２】外周縁部の一部に設けた各孔が左右非対
称位置にあり、互いに同形状の１対の板材同士を重ね合
わせて伝熱管素子を構成した場合に、これら両板材に設
けた各孔同士が互いに整合しない、請求項１に記載した
アルミニウム合金製熱交換器。