JPH11142087A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１及び第２の熱交換器コアのヘッダー同士
を連通接続して構成される熱交換器において、冷媒側圧
力損失を小さくでき、しかも、ヘッダー同士を接続する
ジョイント部材をコストに安く製作でき、また、一括ろ
う付けにおいてジョイント部材を容易に組み付けること
ができる構造の熱交換器を提供すること。 【解決手段】 第１及び第２の熱交換器コア１，２のヘ
ッダー９，９の周壁の対向面に互いに対向する接続孔１
０，１０が設けられ、これら両接続孔１０，１０が、真
っ直ぐな連通孔１１を有するアルミニウム押出型材製の
ジョイント部材５を両ヘッダー９，９間に挟んで、該連
通孔１１を通じて連通接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カークーラー用の
コンデンサーやエバポレーターなどとして用いられる、
アルミニウム等の金属製の熱交換器、特に、２つないし
はそれ以上の熱交換器コアを備えた熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱交換器のコアの構造として、いわゆる
マルチフロータイプの呼ばれるアルミニウム製の熱交換
器コアが提供されている。この熱交換器コアは、複数本
の熱交換用チューブが所定間隔おきに並列状態に配列さ
れると共に、チューブ間にフィンが配置され、かつ、チ
ューブの両端部が一対の中空ヘッダーに連通状態に接続
された基本構造を有するものである。

【０００３】そして近時、図５及び図６に示されるよう
に、このマルチフロータイプの熱交換器コア（５１）
（５２）を前後に２つ並列状態に隣り合わせ、各コア
（５１）（５２）のヘッダー（５３）（５３）同士を連
通状態に接続し、冷媒が一方のコア（５１）内から他方
のコア（５２）内に流通されるように構成された熱交換
器が、カークーラー用のコンデンサーやエバポレーター
などに用いられるものとして提案されている。

【０００４】このような構成の熱交換器において、両コ
ア（５１）（５２）のヘッダー（５３）（５３）同士を
連通状態に接続させる構造として、図５に示されるよう
に、両コア（５１）（５２）のヘッダー（５３）（５
３）に側方に開口して形成された接続孔（５４）（５
４）を、Ｕ字状に曲げ成形して形成されたパイプによる
ジョイント部材（５５）にて連通接続する構造のものが
提案されている。このジョイントパイプ（５５）は、各
熱交換器コア（５１）（５２）を炉中にてそれぞれ一括
ろう付けして製作した後、トーチろう付けを行って熱交
換器に備えさせたものである。

【０００５】また、図６に示される構造は、アルミニウ
ム製の切削品からなるブロック状のジョイント部材（５
６）を用いて、両コア（５１）（５２）のヘッダー（５
３）（５３）同士を連通状態に接続したものである。即
ち、このブロック状ジョイント部材（５６）には、その
一面に、各コア（５１）（５２）のヘッダー（５３）
（５３）の外周部を嵌合させる凹面（５６ａ）（５６
ａ）が並列状態に備えられると共に、各凹面（５６ａ）
（５６ａ）内に開口される態様で内部にＵ字状の連通孔
（５７）が形成されている。このブロック状ジョイント
部材（５６）を用い、これを、両ヘッダー（５３）（５
３）の外周部に嵌合し、ヘッダー（５３）（５３）に側
方に開口して形成された接続孔（５４）（５４）を、こ
のブロック状ジョイント部材（５６）のＵ字状の連通孔
（５７）を通じて連通接続したものである。このブロッ
ク状ジョイント部材（５６）は、仮組状態の両熱交換器
コア（５１）（５２）のヘッダー（５３）（５３）にア
ルゴン溶接にて点付けされ、全体を炉中一括ろう付けす
ることにより一括ろう付けされて、熱交換器に備えられ
たものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
いずれの接続構造も、内部を流通する冷媒の圧力損失を
大きなものにしてしまうという問題があった。即ち、一
方の熱交換器コア（５１）内から他方の熱交換器コア
（５２）内に冷媒が移行する際、冷媒は、図５に示され
る構造ではジョイントパイプ（５５）内をＵ字状に折り
返すように曲がって流通しなければならず、また、図６
に示される構造ではブロック状ジョイント部材（５６）
の連通孔（５７）内を同じくＵ字状に折り返すように曲
がって流通しなければならず、そのため、冷媒の通過抵
抗が大きなものになり、そのため、熱交換器の冷媒側の
圧力損失を大きなものにしてしまうものであった。

【０００７】また、図５に示されるジョイントパイプ
（５５）の製作では、パイプ素材をＵ字状に曲げ成形す
る必要があり、また、図６に示されるブロック状ジョイ
ント部材（５６）の製作では、ブロック状の素材の内部
にＵ字状に曲がった連通孔（５７）を形成する必要があ
り、いずれもその製作や加工のコストが高くという問題
もあった。

【０００８】更に、図５に示されるジョイントパイプ
（５５）による接続構造では、各熱交換器コアの炉中一
括ろう付け後にジョイントパイプ（５５）をトーチろう
付けしなければならず、熱交換器の製造が厄介であると
いう問題があった。この点、ブロック状ジョイント部材
（５６）を用いた接続構造では、このジョイント部材
（５６）を含めて全体を炉中一括ろう付けするものであ
るから、熱交換器の製造が容易なものになるが、しか
し、一括ろう付けに際し、ブロック状ジョイント部材
（５６）をしっかりとした適正な組付け状態に組み付け
るためにアルゴン溶接による点付けを行う必要があり、
ジョイント部材（５６）の一括ろう付けのための組付け
が面倒であるという問題があった。

【０００９】本発明は、上記のような従来の問題点に鑑
み、各熱交換器コアのヘッダー同士を連通接続して構成
される熱交換器において、冷媒等の内部を流通する熱交
換媒体側の圧力損失を小さくすることができ、しかも、
ヘッダー同士を連通接続するジョイント部材をコストに
安く製作することができる構造の熱交換器を提供するこ
とを課題とする。また、本発明は、同熱交換器におい
て、ジョイント部材も含めて全体を一括ろう付けする仕
様の場合に、このジョイント部材を容易に組み付けるこ
とができる構造の熱交換器を提供することを課題とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題は、筒状の中空
ヘッダーの周壁に複数の熱交換用チューブの端部が連通
状態に接続されて構成された第１、第２の少なくとも２
つの熱交換器コアが備えられ、前記第１の熱交換器コア
のヘッダーと、第２の熱交換器コアのヘッダーとは互い
に隣り合って配置されると共に、両ヘッダーの周壁の対
向面に互いに対向する接続孔が設けられ、かつ、これら
両接続孔が、真っ直ぐな連通孔を有するジョイント部材
を両ヘッダー間に挟んで、該連通孔を通じて連通接続さ
れてなることを特徴とする熱交換器によって解決され
る。

【００１１】即ち、両ヘッダーの周壁の対向面に互いに
対向する接続孔が設けられ、これら両接続孔が、真っ直
ぐな連通孔を有するジョイント部材を両ヘッダー間に挟
んで、該連通孔を通じて連通接続されているものである
ことにより、第１及び第２の熱交換器コアのうちの一方
の熱交換器コアから他方の熱交換器コア内に熱交換媒体
が移行する際、熱交換媒体は、一方の接続孔から他方の
接続孔に向けてジョイント部材の内部連通孔を真っ直ぐ
に流通することとなって熱交換媒体の通過抵抗が小さく
なり、それによって、熱交換器の熱交換媒体側の圧力損
失が小さくなる。

【００１２】しかも、ジョイント部材に形成される連通
孔は真っ直ぐな孔であることにより、ジョイント部材の
製作や加工が容易で、これをコスト的に有利に製作する
ことができる。

【００１３】また、上記熱交換器において、ジョイント
部材が、一括ろう付けにより両ヘッダーに接合一体化さ
れている構造とする場合は、上記のようにジョイント部
材が両ヘッダー間に挟んで備えられるものであるから、
ジョイント部材を両ヘッダーにて挟んで安定良くしっか
りと保持することができ、従って、一括ろう付けのため
のジョイント部材の組付けを容易に行うことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の熱交換器の実施形
態を図面に基づいて説明する。

【００１５】本実施形態の熱交換器は、カークーラー用
のコンデンサーあるいはエバポレーター用として用いら
れるものである。

【００１６】図１ないし図４に示される熱交換器におい
て、（１）（２）は第１、第２の２つ熱交換器コア、
（３）は冷媒入口管、（４）は同出口管、そして、
（５）はジョイント部材である。

【００１７】熱交換器コア（１）（２）はそれぞれ、マ
ルチフロータイプのコアによるもので、図３に示すよう
に、複数本の熱交換用チューブ（７）…が所定間隔おき
に上下方向に並列状態に配列されると共に、チューブ
（７）…間にフィン（８）…が配置され、かつ、チュー
ブ（７）…の両端部が左右一対の筒状の中空ヘッダー
（９）（９）に連通状態に接続されている。更に、ヘッ
ダー（９）は、その内部が仕切り（１３）にて長手方向
に複数の室に仕切られ、冷媒がチューブ（７）…群を蛇
行して流通されるようになされている。

【００１８】チューブ（７）は、アルミニウム製の偏平
多孔中空押出型材によるものであり、フィン（８）は、
両面又は片面にろう材層がクラッドされたアルミニウム
ブレージングシートをコルゲート状に曲成して製作され
たものである。ヘッダー（９）は、片面又は両面にアル
ミニウムブレージングシートを側縁部突き合わせ状態に
円形パイプ状に曲成したヘッダーパイプ（９ａ）の端部
開口をアルミニウム製の蓋材（９ｂ）（９ｂ）にて塞い
だもので、ろう材がヘッダーパイプ（９ａ）の少なくと
も外周面側にクラッドされている。これら熱交換器コア
構成部材は、互いに仮組状態に組み合わされ、フィン
（８）…やヘッダー（９）（９）等の有するろう材に
て、炉中にて一括ろう付けすることにより接合一体化さ
れる。

【００１９】そして、上記の両熱交換器コア（１）
（２）は、前後方向において互いに平行に配置され、一
方の熱交換器コア（１）のヘッダー（９）と、もう一方
の熱交換器コア（２）のヘッダー（９）とが、互いに平
行に、前後方向に隣り合って配置されて組み合わされる
ものとなされており、これらヘッダー（９）（９）の周
壁の対向面にそれぞれ、図１及び図２に示されるよう
に、接続孔（１０）（１０）が、ヘッダー（９）（９）
の上半部の所定の高さ位置において、互いに対向して形
成されている。

【００２０】ジョイント部材（５）は、ヘッダー（９）
（９）のこれら接続孔（１０）（１０）同士を互いに連
通状態に接続し、両熱交換器コア（１）（２）を内部的
に連通させるもので、両ヘッダー（９）（９）間に配置
され、両ヘッダー（９）（９）に挟ませるように配置さ
れて備えられるものである。

【００２１】このジョイント部材（５）は、アルミニウ
ム製の押出型材のスライス切断品によるもので、ヘッダ
ー（９）の外周面形状に対応する円弧状の一対の嵌合用
凹面（５ａ）（５ａ）が、向きを互いに１８０°異にし
て、押出成形にて形成されている。また、このジョイン
ト部材（５）には、上記ヘッダー（９）（９）の接続孔
（１０）（１０）を連通させる真っ直ぐな連通孔（１
１）が、両嵌合用凹面（５ａ）（５ａ）内に開口するよ
うに穿孔されている。また、この連通孔（１１）内に
は、パイプ材（１２）が、その両端を両嵌合用凹面（５
ａ）（５ａ）から外方に突出させるように挿入配置さ
れ、ジョイント部材（５）にかしめられて備えられてい
る。このパイプ材（１２）は、その突出した両端をヘッ
ダー（９）（９）の接続孔（１０）（１０）に挿入嵌合
することにより、接続孔（１０）（１０）と連通孔（１
１）とを同芯状態に保持したりするのに役立つ。なお、
このパイプ材（１２）は、アルミニウム製の電縫管や、
ろう材層がクラッドされたアルミニウム製のクラッド管
等によるものである。

【００２２】熱交換器は、次のようにして製作されてい
る。即ち、チューブ（７）…、フィン（８）…、ヘッダ
ー（９）（９）、仕切り（１３）等の熱交換器コア構成
部材を互いに組み合わせて仮組状態の第１、第２の熱交
換器コア組立て体を製作すると共に、これらコア組立て
体を前後方向に組み合わせる。その際、各コアのヘッダ
ー（９）（９）の接続孔（１０）（１０）に、ジョイン
ト部材（５）におけるパイプ材（１２）の両突出端部を
挿入嵌合し、各嵌合用凹面（５ａ）（５ａ）をヘッダー
（９）（９）の外周面に嵌合させ、ジョイント部材
（５）を両ヘッダー（９）（９）にしっかりと挟ませ
る。その他、冷媒入口管（３）及び同出口管（４）をヘ
ッダー（９）（９）に組み付ける。しかる後、この熱交
換器組立て体を炉中にて一括ろう付けする。これにより
全体が接合一体化され、熱交換器に製作される。ジョイ
ント部材（５）は、各コア（１）（２）のヘッダー
（９）（９）の外周面に設けられているろう材層により
ヘッダー（９）（９）と接合一体化される。また、ジョ
イント部材（５）に備えられているパイプ材として、ろ
う材のクラッドされたものが用いられている場合には、
そのろう材によっても接合一体化される。このようにし
て製作された熱交換器において、冷媒の流通経路は、図
４に示すとおりである。

【００２３】上記のように構成された熱交換器では、冷
媒は、ジョイント部材に設けられた真っ直ぐな連通孔
（１１）を通じて、一方の熱交換器コア（１）からもう
一方の熱交換器コア（２）へと流通していくものとなさ
れているから、ジョイント部材（５）の内部を流通する
冷媒の通過抵抗が非常に小さくなり、冷媒側の圧力損失
を小さくできる。

【００２４】のみならず、ジョイント部材（５）は両ヘ
ッダー（９）（９）間に挟ませて備えられているから、
連通孔（１１）の孔長も短縮され、いよいよい冷媒側圧
力損失を小さくできる。

【００２５】しかも、このようにジョイント部材（５）
に形成される連通孔（１１）は真っ直ぐな孔であるか
ら、連通孔（１１）の形成が容易で、ジョイント部材
（５）の製作や加工をコスト的に有利に行うことができ
る。

【００２６】加えて、このようにジョイント部材（５）
の連通孔（１１）が真っ直ぐな孔であることにより、位
置決め等のために用いられるパイプ材（１２）は、これ
を１本用いれば、これを連通孔（１１）に挿入配置し
て、その両端をいずれも外方に突出させることができ、
そのため、パイプ材（１２）の部品点数を減少できて、
熱交換器の構成部品点数を減少することができる。

【００２７】更に、ジョイント部材（５）は、両ヘッダ
ー（９）（９）間に挟んで備えられるものであるから、
上記のようにジョイント部材（５）を熱交換器に一括ろ
う付けにより取り付ける構成では、ジョイント部材
（５）を、特別なジグを用いたり、アルゴン溶接による
点付けを行ったりすることなく、両ヘッダー（９）によ
る挟込みによって保持することができ、ジョイント部材
（５）の組付けを容易に行うことができる。

【００２８】特に、上記実施形態では、ジョイント部材
（５）にパイプ材（１２）を両端突出状態に備えさせ、
このパイプ材（１２）の突出両端部をヘッダー（９）
（９）の接続孔（１０）に挿入嵌合させてジョイント部
材（５）を組み付ける構成としているから、ヘッダー
（９）（９）同士を不本意に離間しないように保持する
ことで、同時にジョイント部材（５）も適正に保持さ
れ、ジョイント部材の組み付けをいよいよ容易に行うこ
とができる。

【００２９】更にまた、上記実施形態では、ジョイント
部材（５）として、アルミニウム製の押出型材を用いて
いることにより、嵌合用の凹面（５ａ）（５ａ）を有す
るジョイント部材（５）を極めて容易にかつコスト的に
有利に製作することができる。のみならず、その高い剛
性により、両ヘッダー（９）（９）を、ひいては両熱交
換器コア（１）（２）を剛性的に強く接合一体化するこ
とができる利点もある。

【００３０】以上に、本発明の実施形態を示したが、本
発明の熱交換器は、凝縮器や蒸発器への適用に限定され
るものではなく、各種の用途の熱交換器に適用されうる
ものであることはいうまでもない。また、熱交換器コア
を３つ以上組み合わせた熱交換器として構成されたもの
であってもよい。また、本発明におけるジョイント部材
は、真っ直ぐなジョイントパイプからなるものであって
もよい。

【００３１】

【発明の効果】上述の次第で、本発明の熱交換器は、各
熱交換器コアのヘッダー同士を連通接続して構成される
熱交換器において、両ヘッダーの周壁の対向面に互いに
対向する接続孔が設けられ、これら両接続孔が、真っ直
ぐな連通孔を有するジョイント部材を両ヘッダー間に挟
んで、該連通孔を通じて連通接続されているものである
から、第１及び第２の熱交換器コアのうちの一方の熱交
換器コアから他方の熱交換器コア内に熱交換媒体が移行
する際、熱交換媒体は、一方の接続孔から他方の接続孔
に向けてジョイント部材の内部連通孔を真っ直ぐに流通
することができて、熱交換器の熱交換媒体側の圧力損失
を小さくすることができる。

【００３２】しかも、ジョイント部材に形成される連通
孔は、上記のように、真っ直ぐな孔であるから、ジョイ
ント部材の製作や加工が容易で、これをコスト的に有利
に製作することができる。

【００３３】また、上記熱交換器において、ジョイント
部材が、一括ろう付けにより両ヘッダーに接合一体化さ
れている構造とする場合は、上記のようにジョイント部
材が両ヘッダー間に挟んで備えられるものであるから、
ジョイント部材を両ヘッダーに挟んで安定良くしっかり
と保持することができ、従って、従来のようなアルゴン
溶接による点付けなどの厄介な仮止め方策を排除しえ
て、一括ろう付けのためのジョイント部材の組付けを容
易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の熱交換器を示す一部断面斜視図であ
る。

【図２】同熱交換器における両コアのジョイント部分を
示すもので、図（イ）は横断面図、図（ロ）は縦断面図
である。

【図３】同熱交換器の全体構成を示す斜視図である。

【図４】同熱交換器における冷媒の流通経路を示す斜視
図である。

【図５】従来の熱交換器を示す斜視図である。

【図６】従来の他の熱交換器を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…第１の熱交換器コア ２…第２の熱交換器コア ５…ジョイント部材 ９…ヘッダー １０…接続孔 １１…連通孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の中空ヘッダーの周壁に複数の熱交
   換用チューブの端部が連通状態に接続されて構成された
   第１、第２の少なくとも２つの熱交換器コアが備えら
   れ、 前記第１の熱交換器コアのヘッダーと、第２の熱交換器
   コアのヘッダーとは互いに隣り合って配置されると共
   に、両ヘッダーの周壁の対向面に互いに対向する接続孔
   が設けられ、かつ、 これら両接続孔が、真っ直ぐな連通孔を有するジョイン
   ト部材を両ヘッダー間に挟んで、該連通孔を通じて連通
   接続されてなることを特徴とする熱交換器。
2. 【請求項２】 前記ジョイント部材は、一括ろう付けに
   より両ヘッダーに接合一体化されている請求項１に記載
   の熱交換器。