JPS586394A - 熱交換器の製作法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカークーシ、ルームエアコン、冷凍機などに使
用される熱交換器に関するものである。

第１図は、従来技術の熱交換器である。

従来、自動車用ラジェータに使用されているコンパクト
形熱交換器は第１図に示すように、屈折されたフィン２
１と扁平なチューブ２２を交互に組合せ、その両者２１
．２２の接触部をろう付けまたははんだ付けなどによシ
溶融接合して構成されている。前記チューブ２２間に介
設されたフィン２１は薄板を折曲げて成形されるため、
折曲げ部の高さおよびピッチを精度良く加工することが
困難である。

フィン２１の折曲げ部の曲げ角度およびチューブ２２に
対する垂直度などが少しでも狂うとフィン２１の高さお
よびピッチは大きく狂う恐れがある。そしてフィン高さ
がばらつくと、フィン２１とチューブ２２との間に隙間
ができて接合不良部を生ずるので、フィン２１からチュ
ーブ２２への熱伝達率が著しく低下する。壕だフィン２
１のピッチがばらつくと、フィン２１間を流れる流体Ｂ
の流量は不均一となるため、熱伝達も不均一となるから
伝熱効率は低下する。

一般にフィン１には伝熱性能を向上させるためにルーバ
加工が施されているが、そのルーバ加工は折曲げ加工を
した後に行うことができないので、ルーバ形状は折曲げ
加工上の制約を受け、伝熱性能上、最適なルーバ形状に
加工することができない。前記フィン２１の伝熱性能を
向上するためには、フィン２１の伝熱面積を増大すれば
よいが、フィン２１の折曲げ加工精度および座屈強度の
点で問題がある。まだフィン２１を高くしたままでフィ
ンピッチを縮小することは至難である。

本発明は上記諸欠点を解消するためになされたもので、
適宜間隙を保って設けた複数個の孔を有する任意数のフ
ィン部材と、孔を有する任意数のスペーサ部材とからな
り、ＡｊＪ記両部材を交互に積層して両部材の孔を合致
させることによシ、これらの重合する孔により板面に垂
直方向（鉛直方向）の第１流路を形成させると共に、相
隣るフィン部材およびスペーサ部材によシ板面に平行方
向（水平方向）の第２流路を形成させることを特徴とす
るものである。

本発明は、平板状のフィン部材を用いることができるだ
め、従来技術のフィンに比べてルーバ加工上の制約が少
なくかつルーバの加工精度も向上する。さらに、ルーバ
加工後のフィンは変形をほとんど与えないでも接合でき
るため、本発明は伝熱性能の良いフィン形状の熱交換器
を提供するものである。

平板状のフィン部材とそれと組合せるスペーサ部材を交
互に積層して熱交換器を構成する。またスペーサ部材の
一部又は全部をフィン部材の端部より突出すように形成
し、この突出部分を治具で構造的に拘束した状態で接合
する。

以下本発明の実施例を図面について説明する。

第２図及び第３図において、１はフィン部材で、このフ
ィン部材１は任意数の孔２及びルーバ３を有している。

また、４は孔５を有するスペーサ部材で、このスペーサ
部材４はフィン部材１上に両者４，１の孔５，２が合致
するように積層されて一体に結合されている。フィン部
材１とスペーサ部材４の結合には、例えば両面に接合材
料６を被覆したスペーサ部材４を用い、この接合部材６
により両者１．４の接合を行う。

上ｉ己のようにフィン部材１とスペーサ部材４を積層す
ることにより、フィン部材１とスペーサ部材４の孔２．
５によシ流体Ａの流通する鉛直方向の第１流路６が任意
数形成されると共に、相隣るフィン部材１と相隣るスペ
ーサ部材４によシ流体Ｂの流通する水平方向の第２流路
７が任意数形成されている。

次に上述した熱交換器（第２図）を組立てる場合を第３
図、第４図について説明する。熱交換器を構成する部材
は、第３図に示すように平板状のフィン部材１と矩形状
のスペーサ部材４であシ、■、４を交互に積層、接合す
ることによシ流体Ａと流体Ｂの流路を一体で構成するこ
とができる。

まず、フィン部材１表面に形成されたルーバ３と元の板
面とによって構成された凹部７には中心部に孔２の列を
有しており、この四部７にスペーサ部材４を嵌合すると
フィン部材１とスペーサ部材４の孔２，５０列中心が合
致する。次に、このようにして組合せた熱交換器要素に
おいて、フィン部材１から突出したスペーサ部材４の突
出部８を一方の治具９の溝部１０に嵌合する。所定数の
熱交換器要素を積み重ねた後、スペーサ部材４の他端突
出部８′を平板で押え、スペーサ部材４が治具９の溝部
１０に正しく嵌合する。最後に、治具９′の溝部１０′
にスペーサ部材４の突出部８′を嵌合させつつ治具９′
を治具９に対して押つけると、フィン部材１の端部は治
具９，９′の平面部ＩＩ、１１’で機械的に拘束され、
多数のフィン部材１とスペーサ部材４が一括して組立ら
れる。

この結果、熱交換器は、簡単な治具９，９′を用いるだ
けで、幅方向はフィン部材１の凹部７及び治具の溝部１
０．１０’で位置合せされ、そして、奥行方向が冶具の
溝部１０．１０’及び平面部１１．１１’で位置合せさ
れ、しかも、この組立は機械的かつ能率良くしかも良い
精度でできる。

第５図は、本発明の他の実施例を示したものであシ、ス
ペーサ部材は突出部８のあるもの４と突出部のないもの
１２を用いて熱交換器を構成する。

本実施例では突出部８の数を、組立精度を確保するのに
必要最少の数に減した結果、突出部が全部あるものに比
べ組立作業性がかなり改善される。

すなわぢ、治具１３の溝部１０に嵌合すべき突出部１０
の数が減れば、治具１３に熱交換器要素を組込む手間が
その分減少する上、フィン部材ｌ及びスペーサ部材４．
１２の寸法許容誤差も大きくできる。

これまでは、治具９又は１３は２ケ用いる例を示しだが
、１ケだけを用いても本発明の目的とする組立作業は行
える。その実施例を図６に示す。

スペーサ部材には突出部８が全くないもの１２と片側に
のみ突出部８を有するもの１５を用いる。

まｆＣ組立用治具は、溝バｊｊｌＯを有するもの１３と
溝部が全くないもの１４を用いる。フィン部材１にスペ
ーサ部材１２．１５を１０ｉ合した熱交換器要素を、板
厚方向（熱又換器の高さ方向）に所定の枚数だけ順次積
み重ねる。次に治具１３の溝部１０に、スペーサ部材１
５の突出部８を挿入し、幅方向の位置合ぜを行う。最後
に、治具１４でフィン部材１及びスペーサ部材１２．１
５の端間を押し、フィン部材とスペーサ部材の孔２．５
を合せるとともに奥行方向の位ｌ＆合せを行う。

以上述べたように、積層構造形態交換器の組立作業性は
第４図、第５図丑たけ第６図に示すような簡単な治具９
（または１３．１４）で大幅に改善される。しかも、フ
ィン部材１とスペーサ部材４（及び１２．１５）の組立
精度は、冶具９（または１３）とスペーサ部４（まだは
１５）の嵌合精度でほぼ決まる。１茨合楯度はかなり良
いから、組立精度も良くなる。また、これらの組立作業
は、熱交換器要素を機械的に積み重ねるだけでよく、熟
練を必要としない。それ故、組立作業を機械化。

自動化することも可能である。すなわち、本発明を適用
することにより、組立作業の合理化と組立精度の向上が
実現できる。

次に、本発明の他の効果について説明する。積層構造形
態交換器は、平板を積み重ねてフィン部及び管路部を構
成するものである。それ故、管路部肉厚すなわち、フィ
ン部材とスペーサ部材の接合部の幅は出来るだけ狭くし
たい。しかしながら、接合部の幅が狭くかつフィン部材
とスペーサ部材の組立精度が悪いと接合部分が完全に重
らない部分に接合欠陥を発生する。本発明を適用すれば
前述のように組立精度が向上するから接合部の幅を狭く
しても接合欠陥はおこシにくくなる。接合部の幅を狭く
すると、熱交換器の重量軽減及び材料費の削減も可能と
なる。

さらに、上述のフィン部材１とスペーサ部材４（又は１
２．１５）の接合手段としては、接着。

はんだ付、ろう付および拡散接合などの公知の技術を適
用とするものとするが、いずれの場合においても接合部
の幅が狭いため接合部の信頼性が良（９） くなければならない。このため、フィン部材とスペーサ
部材の接合性を改善するため、スペーサ部材の板厚方向
（熱交換器の高さ方向）に力を加え、フィン部材とスペ
ーサ部材の接触を良くすることがある。しかじ々から、
積層部分の面積が狭いため積層高さが高くかつスペーサ
部材に板面に垂直な力を加えると簡単に座ノ１１（変形
を生じる。本発明の実施例の第４図及び第５図では、ス
ペーサ部材４の突出部８が治具９及び１３の溝部１０に
嵌合されているため座屈変形しにくい。すなわち、本発
明を適用すれば、座屈変形をおこしにくくかつ接合部の
信頼性向上も実現できる。

なお、これまでの説明ではスペーサ部材４及び１５の突
出部８は矩形状のみを例示したが、突出部８の形状は矩
形状でなくてもよい。本発明の目的とするところは突出
部８を設けてかつこの突出部の挿入しうる溝部１０を有
する治具でこれらの部材を組立てることにある。それ故
、突出部８は、クサビ状９円弧状、半円状など本発明の
目的とする機能を実現しうるものであれば、いずれの形
状（１０） でもよい。

以上述べたように、本発明の適用により以下の効果が得
られる。

１）多数の部材から構成される積層構造形態交換器の組
立作業が、簡単かつ能率良く行える。

この結果、組立作業費の低減が可能となる。

２）組立後の組合せ精度が良くなる。この結果、接合部
の信頼性が向上する上、伝熱・性能の良い熱交換器を提
供できる。また、接合部の幅を狭くできるから、熱交換
器重量の軽減と材料費の削減も可能である。

３）接合時に板厚方向の力を加えても座屈変形がおこり
にくくなる。この結果、加圧することによ９７１７部材
とスペーサ部材の接触が良くなるから接合部の信頼性が
向上する。また、従来、座屈変形をおこす危険性のため
採用できなかった接合手段でも接合できるようになるか
ら、接合手段の種類が増えるとともに材料の選択など熱
交換器製作上の自由度が増す。

４）本発明を実施するために用いる治具は簡単（１１） な構造のものである。しかも、この治具は、組立作業時
及び接合時にほとんど１易つかないから繰返して使うこ
とができる。それ故、治具製作費及び治具の消耗を考慮
した治具式は安価である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のコンパクト形熱交換器の斜視、第２図は
本発明を適用する積層構造形態交換器の斜視図であシ、
第３図はその構成部材であるフィン部材及びスペーサ部
材である。第４図、第５図及び第６図が、本発明の熱交
換器製作法を説明するものである。 １・・・フィン部材、２・・・孔、４・・・スペーサ部
材、５・・・孔、８・・・突出部、９・・・治具、１０
・・・溝部、１１・・・平面部。 （１２） 第１図 第２図 １万臼 ・旨 、々Ｉコ　３　図 炸　＋　気 第３−図 第４　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、適宜間隔を保って設けた複数個の孔を有する任意数
   のフィン部材と、孔を有する任意数のスペーサ部材とか
   らな）、前記両部材を交互に積層して両部材の孔を合致
   させることにより、これらの重合する孔によシ板面と垂
   直な第１流路を形成させると共に、相隣るフィン部材及
   びスペーサ部材により板面と平行な第２流路を形成させ
   た積層構造形態交換器の製造法において、一部または全
   てのスペーサ部材の両端がフィン部材よりも突出するよ
   う一部または全てのスペーサ部材の長さをフィン部材の
   巾よりも長くし、前記スペーサ部材の突出し部分を治具
   で拘束しながら接合することを特徴とする積層構造形態
   交換器の製作法。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の熱交換器の製作法に
   おいて、表面に複数列の溝を有しかつこの溝部でスペー
   サ部材の一部または全部の端面を拘束するとともに、治
   具の溝部以外の部分でフィン部材まだはスペーサ部材の
   端部を拘束できるようにしたことを特徴とする積層構造
   形態交換器の製作法。