JPH11351784A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JPH11351784A
JPH11351784A JP16731598A JP16731598A JPH11351784A JP H11351784 A JPH11351784 A JP H11351784A JP 16731598 A JP16731598 A JP 16731598A JP 16731598 A JP16731598 A JP 16731598A JP H11351784 A JPH11351784 A JP H11351784A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 円筒形ヘッダーの周面に開口する接続孔に、
丸パイプからなる導入管あるいは導出管の縮径した端部
を挿嵌してロウ付けにより接続する構成の熱交換器とし
て、接続孔の開口周縁と挿嵌した管体端部との密接性を
高めて良好なロウ付け性を付与し、封止を確実にして製
品の歩留りを向上させる手段を提供する。 【解決手段】 丸パイプ7の縮径部71と非縮径部70
との周方向境界72を、円筒形ヘッダー1aの接続孔4
aにおける開口周縁の3次元形状に対応する形状に設定
する。

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、カーエアコン用
コンデンサを始めとする各種の冷暖房機や冷凍機等に用
いられる熱交換器に関する。
【0002】
【従来技術とその課題】一般に、カーエアコン用コンデ
ンサ等に使用される熱交換器は、平行配置する一対のヘ
ッダー間に、各々両端を両ヘッダーに連通接続する多数
本の熱交換路が相互間にコルゲートフィンを介在して平
行配置してコア部を構成しており、ヘッダーの導入口よ
り流入する熱交換媒体が両ヘッダー内の仕切りによって
コア部を蛇行状に流れる過程で外気との熱交換を行って
導出口より流出するようになっている。
【0003】従来、上記のヘッダーとしてはアルミニウ
ム材よりなる円筒形のものが多用されており、このヘッ
ダーの導出入口に対する熱交換媒体の導入管及び導出管
の接続には、該ヘッダー周面に設けた接続孔に縮径した
端部を直接に挿嵌してロウ付けしたり、該ヘッダーの側
部や端部に固設した接続用フランジを介して連結した
り、該ヘッダーの開口端部にユニオン継手の如き管継手
を介して連結する等、様々な接続手段が採用されてい
る。
【0004】前記の接続手段の内、特に縮径した管体端
部を挿嵌してロウ付けする手段は、接合部に介在物を要
さず、構造的に簡素であると共にコスト的にも有利であ
る。しかして、従来では、図6(A)に示すように、導
入管や導出管をなす丸パイプ(11)の端部(11a)を同
心の周方向円形に縮径し、同図(B)に示すよう、該端
部(11a)をリング状ロウ材(図示省略)を介してヘッ
ダー(1)の接続孔(2)に挿嵌し、トーチロウ付けに
より接合する手法をとっている。
【0005】しかしながら、上記従来の手法では、ヘッ
ダー(12)が円筒形であり、接続孔(2)の開口周縁が
3次元形状をなすことから、該開口周縁における両側の
ヘッダー軸方向に沿う部分(21)が密接しにくく、嵌合
部に隙間を生じてロウ付け性に劣り、封止不良による製
品の歩留り低下を招く難点があった。とりわけ、ヘッダ
ー(1)が予め接続孔(2)を打ち抜き形成した平板材
を円筒形に曲成したものである場合、その曲成時に接続
孔(2)の内周面が外向きに拡がる形になるため、挿嵌
した管体端部がより密接しにくくなり、前記の歩留り低
下が顕著であった。
【0006】この発明は、上述の事情に鑑みて、円筒形
ヘッダーの周面に開口する接続孔に、丸パイプからなる
導入管あるいは導出管の縮径した端部を挿嵌してロウ付
けにより接続する構成の熱交換器において、該接続孔の
開口周縁と挿嵌した管体端部との密接性を高めて良好な
ロウ付け性を付与し、もって封止を確実にして製品の歩
留りを向上させる手段を提供することを目的としてい
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明に係る熱交換器は、平行配置する一対の円
筒形ヘッダー間に熱交換媒体が流通するコア部を備え、
円筒形ヘッダーに接続された熱交換媒体の導入管及び導
出管の少なくとも一方が丸パイプからなり、この丸パイ
プの縮径した端部が円筒形ヘッダーの周面に開口する接
続孔に挿嵌されてロウ付けにより連結されてなる熱交換
器において、前記丸パイプの縮径部と非縮径部との周方
向境界が、円筒形ヘッダーの前記接続孔における開口周
縁の3次元形状に対応する形状に設定されてなるものと
している。
【0008】上記構成によれば、導入管や導出管をなす
丸パイプの縮径した端部を円筒形ヘッダーの接続孔に挿
嵌させた際、該端部の根元形状と前記接続孔の開口周縁
形状とが全周で一致するため、その嵌合部に隙間ができ
にくく、ロウ付けによる封止性が向上する。また、上記
の挿嵌においては、上記縮径した端部の根元を接続孔の
開口周縁に凹凸形状が合致するように嵌合させることに
より、上記丸パイプの向きと挿嵌深さが自動的に定ま
る。しかして、ヘッダーが予め接続孔を打ち抜き形成し
た平板材を円筒形に曲成したものであって、接続孔の内
周面が外向きに拡がる形になっていても、縮径部と非縮
径部との周方向境界をテーパー状としてテーパー面同士
で密接させることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】次に、この発明に係る熱交換器の
実施例について、図面を参照して具体的に説明する。図
1は熱交換器の正面図、図2(A)同熱交換器の要部を
拡大して示す一部破断正面図、同図(B)は同要部の横
断平面図である。
【0010】この熱交換器は、カーエアコン用コンデン
サ等に用いられるものであり、図1に示すように、離間
して対峙した左右一対の垂直方向に沿う円筒形ヘッダー
(1a)(1b)間に、熱交換管路としての水平方向に
沿う偏平チューブ(3)の多数本が、各々両端を両ヘッ
ダー(1a)(1b)に連通連結した状態で等間隔的に
平行配置すると共に、これら偏平チューブ(3)…の各
隣接間にコルゲートフィン(4)が配置してコア部(1
0)を構成している。(5)は該コア部(10)の上下縁
に配置した帯板状のカバーである。
【0011】そして、左側の円筒形ヘッダー(1a)
は、内部が中間高さと下位との2ヵ所において仕切り板
(6a)(6b)によって仕切られており、上部仕切り
板(6a)より上位に熱交換媒体(冷媒)の導入管(7
a)が接続されると共に、下部仕切り板(6b)より下
位に熱交換媒体の導出管(7b)が接続されている。一
方、右側の円筒形ヘッダー(1b)は、内部が左側ヘッ
ダー(1a)における両仕切り板(6a)(6b)の中
間高さに位置する仕切り板(6c)によって仕切られて
いる。これにより、導入管(7a)から流入した熱交換
媒体(冷媒)のガスは、両ヘッダー(1a)(1b)の
仕切りによってコア部(10)を蛇行状に流れる過程で外
気と熱交換して凝縮し、導出管(7b)より気液混合状
態として流出することになる。
【0012】ここで、両ヘッダー(1a)(1b)は共
にアルミニウム製の平板材を円筒形状に曲成したものか
らなり、左側のヘッダー(1a)の導入管(7a)及び
導出管(7b)の接続部分には曲成前の前記平板に予め
接続孔(2a)(2b)を打ち抜き形成している。しか
して、両接続孔(2a)(2b)は、図2(A)(B)
の導入管(7a)側の接続部で代表して示すように、前
記平板材の円筒形状への曲成に伴って内周面(20)が外
向きに拡がる形になっている。
【0013】また、導入管(7a)及び導出管(7b)
は、前者が後者よりも径大であるが、共にアルミニウム
製丸パイプ(7)からなり、図2(A)(B)の導入管
(7a)側の接続部で代表して示すように、該丸パイプ
(7)の縮径した端部(71)をヘッダー(1a)の接続
孔(2a)に直接に挿嵌した状態で、この挿嵌部分をロ
ウ付けしている。
【0014】この場合、図3及び図4でも示すように、
丸パイプ(7)の非縮径部(70)と縮径した端部(71)
との周方向境界(72)は、ヘッダー(1a)の前記接続
孔(2a)における開口周縁の3次元形状に対応して、
両側部(72a)(72a)で先端側へ凸湾曲すると共に上
下部(72b)(72b)で凹湾曲する形状を有し、その全
周において非縮径部(70)から縮径した端部(71)へ傾
斜するテーパー面を構成している。従って、図2(A)
(B)に示すように、ヘッダー(1a)の接続孔(2
a)に丸パイプ(7)の端部(71)を挿嵌した状態で
は、その周方向境界(72)が接続孔(2a)の開口周縁
に全周で合致し、且つテーパー面同士で密接している。
なお、図示を省略しているが、上記の挿嵌状態は導出管
(7b)側でも同様である。
【0015】この熱交換器の組立て製作において、導入
管(7a)及び導出管(7b)とヘッダー(1a)と
は、図3に示すように、必要に応じて接続孔(2a)の
開口周縁に沿う形に曲げたリング状ロウ材(8)を介し
て、あるいは介さずに、丸パイプ(7)の縮径した端部
(71)をヘッダー(1a)の接続孔(2a)(2b)に
挿嵌し、トーチロウ付けにより一体化するが、この嵌合
部が全周にわたって隙間なく密接する状態になるため、
良好なロウ付け性が得られ、嵌合部の封止不良を生じに
くい。また、導入管(7a)及び導出管(7b)の接続
孔(2a)(2b)への挿嵌に際しては、周方向境界
(72)の凹凸が接続孔(2a)(2b)の開口周縁に嵌
まり合うようにすればよいから、パイプ材(7)の位置
決め及び向きの設定を容易に行える。なお、両側の円筒
形ヘッダー(1a)(1b)と偏平チューブ(3)…及
びコルゲートフィン(4)…の連結一体化は、通常、導
入管(7a)及び導出管(7b)の接続前に、これらを
仮組した状態として炉中で一括してロウ付けする。
【0016】因みに、このような接続構造によって導入
管(7a)及び導出管(7b)を取り付けた熱交換器の
1,000基について、実機テストによって接続部の封
止性を調べたところ、接続部からの液漏れが認められた
のは僅か2基(0.2%)に過ぎなかった。これに対
し、図6に示すような前記従来の接続構造を採用した場
合の液漏れは一般に7%程度である。従って、この発明
に係る熱交換器の製作においては、製品の歩留りが従来
に比較して大きく向上することが判る。
【0017】ヘッダー(1a)は、上記実施例では予め
接続孔(2a)(2b)を打ち抜き形成した平板材を円
筒形状に曲成したものとしているが、押出型材からなる
パイプ材や前記平板材を円筒形状に曲成したものに接続
孔(2a)(2b)を後加工によって切り抜き形成して
もよい。この場合、導入管(7a)及び導出管(7b)
のパイプ材(7)は、非縮径部(70)と縮径した端部
(71)との周方向境界(72)を接続孔(2a)(2b)
の開口周縁の3次元形状に対応する形状とするが、図5
に示すように、接続孔(2a)(2b)の内周面(20)
が外向きに開いた形ではないから、縮径した端部(71)
の非テーパー状周面で接合するように縮径寸法を設定す
ればよい。
【0018】なお、上記実施例では熱交換媒体の導入管
(7a)及び導出管(7b)を共に片側の円筒形ヘッダ
ー(1a)に直接に接続しているが、コア部(10)にお
ける熱交換媒体の設定パス数によっては両管(7a)
(7b)を両側ヘッダー(1a)(1b)に振り分け接
続した構成や、熱交換器の仕様によっては両管(7a)
(7b)の一方を接続用フランジや管継手を介してヘッ
ダーに連結した構成で合ってもよい。また、両側ヘッダ
ー(1a)(1b)の縦横の向きと仕切り数、熱交換通
路の数、サブクールシステムコンデンサとする場合のレ
シーバータンク等の付設等の熱交換器としての全体仕様
は、実施例以外に種々設定可能である。
【0019】
【発明の効果】この発明によれば、円筒形ヘッダーに接
続された熱交換媒体の導入管及び導出管の少なくとも一
方が丸パイプからなり、この丸パイプの縮径した端部が
円筒形ヘッダーの周面に開口する接続孔に挿嵌されてロ
ウ付けにより連結される熱交換器において、前記丸パイ
プの縮径部と非縮径部との周方向境界が前記接続孔にお
ける開口周縁の3次元形状に対応する形状に設定されて
いるため、導入管や導出管の円筒形ヘッダーとの接続嵌
合部に隙間ができにくく、ロウ付けによる封止性が良好
となり、熱交換器の組立て製作における製品の歩留りが
従来に比較して大きく向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例に係る熱交換器の正面図
である。
【図2】 同熱交換器における熱交換媒体の導入管の接
続部を示し、(A)図は一部破断正面図、(B)図は横
断平面図である。
【図3】 同熱交換器の円筒形ヘッダーに対する導入管
の接続操作を示す分解斜視図である。
【図4】 同導入管の接続操作を示し、(A)図は横断
平面図、(B)図は正面図である。
【図5】 この発明の他の実施例に係る熱交換器におけ
る導入管の接続部を示す横断平面図である。
【図6】 従来の熱交換器における熱交換媒体の導入管
又は導出管の接続手法を示し、(A)図は端部を縮径し
た丸パイプの斜視図、(B)図は同丸パイプと円筒形ヘ
ッダーとの接続部の正面図である。
【符号の説明】
1a,1b・・・円筒形ヘッダー 10 ・・・コア部 2a,2b・・・接続孔 3 ・・・偏平チューブ 4 ・・・コルゲートフィン 7 ・・・丸パイプ 7a ・・・熱交換媒体の導入管 7b ・・・熱交換媒体の導出管 70 ・・・非縮径部 71 ・・・縮径部 72 ・・・周方向境界

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平行配置する一対の円筒形ヘッダー間に
    熱交換媒体が流通するコア部を備え、円筒形ヘッダーに
    接続された熱交換媒体の導入管及び導出管の少なくとも
    一方が丸パイプからなり、この丸パイプの縮径した端部
    が円筒形ヘッダーの周面に開口する接続孔に挿嵌されて
    ロウ付けにより連結されてなる熱交換器において、 前記丸パイプの縮径部と非縮径部との周方向境界が、円
    筒形ヘッダーの前記接続孔における開口周縁の3次元形
    状に対応する形状に設定されてなることを特徴とする熱
    交換器。
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