JPS63140294A - 積層型熱交換器 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は例えば冷凍リイクルを構成するエバポレータの
如き積層型熱交換器の内圧が異常に高１１ヱした時の安
全対策に関する。

［従来の技術］ 第７図〜第１０図に積層型熱交換器の一例としての従来
の１バボレータの構造を例丞した。イの側断面を第８図
に描いた偏平管Δは、薄いアルミニウム板をプレス成形
して形作られた、第７図に示した如き平面形形状を備え
る最中の皮状の２．）（の］］アプレー１−１を貼り合
わせて構成されている。

各コアプレート１の上端部と１・喘Ｒｔｔには、それぞ
れ冷媒の入口ボー１−３と出口ボート４を形成させるた
めの膨出部を設けると共に、周縁部にろう（＝ｌけ貼り
合わせ川のフランジ部１Ｄを繞らＵている。そしてボー
ト３からボー１〜４に到る間の重１ｉ面に（よ、熱交換
面積増大用迷路を形成さけ、８つ偏平管のｒ＋４圧強麿
を高めさせるための、小突堤状をなして斜方向に配向さ
れた多数の打出しリブ２を形成させている。従って２枚
のコアプレート１を重ね合わせた時、相対向して位置す
る１組のり７２は、第７図に一方のコアプレートのリブ
２を仮想線としての破線で示したように、×字形に交差
してその交点において両リブはろう付は結合されること
になる。

エバポレークの全体構成とその組立方法の概略を完成品
の斜視図としての第９図を参照しながら説明すると、コ
アプレー１〜１の両表面にはあらかじめろう材がクラッ
ドされており、偏平管Ａを構成する２枚のコアプレート
１と、液冷Ｗ空気の熱交換用通路（ロ）にｎ６させるコ
ルゲートフィン５との複数組を交Ｈに積層させて仮組立
した後、ろう付は炉内に納めて加熱することにより、本
体部分の組立は一挙にして完了４る。

６と７は最外１１１１１の偏平管Ａの冷媒入口穴１△と
出口穴１Ｂ　（第７図参照）にそれぞれ接続させた、冷
媒入口配管と出口配管であり、１Ｃは冷媒流通用穴、８
はエバポレータの両件側壁を補強するサイドプレー１〜
である。

［発明が解決しようとする問題点］ ■エバポレーク一侶成要索とする冷凍管ナイクルは、気
化冷媒の圧縮用コンプレツサと、圧縮気相冷媒の冷ｌ！
Ｉ液化）■１］ンデン４すと、液化高圧冷媒の減圧用装
置と、この減圧冷媒の供給を受けて被冷却空気から気化
の潜熱を奪うことによって冷凍仕事を宋すエバポレータ
とを、冷媒循環用配管によって順次接続して成り立って
いる。

ｆＩＩＭ用配管内をめぐる冷媒はある設定レベル以下に
保たれた加圧状態にあるが、例えばコンデンサの冷却用
ファンの改障とか、装置の熱負荷の高騰によって冷媒圧
が異常に高まる可能性がある。

このことを予想して賞金対策が講じられているが、極め
て希にはこの許容圧を上回って冷媒圧が極端に上背する
場合ｔＪ皆無とはいえない。そしてこの時に１１冷凍リ
−イクルの各ＩＭ成部材のうらでも最も耐圧強度が低い
エバポレータのろう付は接合部分がはがれて爆裂的な破
壊が起こることが予測される。第１０図にこの破壊の右
柱を隔平管△の横断面図として模式的に示した。

本発明は、熱交換器に流入して来る伝熱媒体の圧力が異
常に高騰した場合にも、熱交換器が危険な破壊を起こす
恐れのない積層へり熱交換器を提供することを目的とす
る。

［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために本発明による積層型熱交換
器は、伝熱媒体の出入口ポートｌｊ３よび迷路形成用の
多数の打出しリブを設（）だ２枚の最中の皮状のコアプ
レー：・４・、相対向するリブ同志が結合されるように
してろうｔｌげにより貼り合わせて作成される、複数個
の諭平管の積層体からなる積層型熱交換器によｊいて、
前記相対向して位置するリブ群のうちの少なくとも１組
は、ろう付は結合されていないか、または１組のリブの
うら少なくとし一方のリブが欠如した、リブ不接合個所
をなしている構成を採用した。

［作用および発明の効果１ 上記の構成を協えた１八層！Ｘ′ｌ熱交換器は、多数の
迷路形成用リブ２を設けた２枚のコアプレートのろう付
は貼り合わせ体からなる偏平管内に流入して来る伝熱媒
体、例えば低沸点冷媒の圧力が万−予測を越えて異常に
高まり始めた時は、このような圧力の高まりの初期段階
において、相対向して位置するリブ群のうち、ろう付は
接合されていないか、またはリブが欠如しているリブ不
接合個所から、先ず先駆的な小破壊が起ってその周辺部
のろう付は個所が連鎖的にはがされていくことになり、
比較的おだやかに熱交換器が壊れて高圧が外Ｗに逃がさ
れる。

これに反して従来の熱交換器では、偏平管のほぼ全面に
０って！３おむね一様な貼り合わせ強度を右するので、
偏平管内がより高い圧力レベルに）ヱした時、第１０図
に示したように瞬間的な全面破壊が起り大きな危険を伴
うと共に、周辺に存在する機器類らまた破損することが
予想される。

［実施例］ 以下に図に示す実施例に基づいて本発明の構成を具体的
に説明する。

第１図・〜第３図は一実施例熱交換器としての、冷凍サ
イクル用エバポレータの部分図であり、第１図は部分縦
断面図、第２図は偏平管を構成するコアプレートの部分
平面図、そして第３図は第２図の（イ）−（イ）断面図
である。

コアプレート１の基本的な形状やエバポレータの全体構
成は従来技術の項で述べたそれと異なる所はないので説
明を省く。

偏平管Ａを形成させている２枚のコアプレート１のうち
、一方のコアプレート１Ａはその板面に設けられている
多数のリブ２のうち、上端の冷媒入口ボート３に近い個
所に隣接して位置する４個のリブ２Ａには、その長手方
向の両端部分を除いてリブの頂面を凹ませて凹入部りを
設（）でいる。

このように一部のリブ２Ａに凹入部りを設けたコアプレ
ート１Ａと、凹入部Ｄ４ｉ−ＳＱけていないコアプレー
ト１とを最中の皮状に重ね合わせると、既に述べたよう
に２枚のコアプレートにそれぞれ形成されているリブ２
肝は相対向する位置を占める１組のリブ同志がＸ字状を
なして当接され、後のろう付は工程において強固に接合
されるはずであろが、凹入部りを有するリブ２Ａに対向
して位置するコアプレー１−１側のリブ２は、第３図に
描かれているように、相手方のリブ２Ａの頂面との間に
空隙を外してろうｆ４け接合されない状態のままに置か
れて、リブ不接合個所Ｂを１じさせる。

このような構造を消えた偏平管Ａｌ７）積層体からなる
、第９図に示された如き（１４）告を備えたエバポレー
タを冷凍サイクルに組込んで使用中に、冒υｆｉにｊボ
ベたように流入冷媒圧が安常に高騰し始めると、−平管
への１７４１Ｔ強度が最も劣る部分であり、ろう付（プ
接合間隔が最もへたたっているために、最も剥れつすい
リブ不接合個所Ｂの周辺部にａ３いて、比較的低い圧力
のもとで、偏平管を１肝成する２枚のコアプレート　Ｉ
Ａと１とがかなりおだやかに剥離し高圧が外界に逃がさ
れる。

ここで従来の偏平管に就いて、その冷媒圧に耐える力を
耐圧力Ｐで表し、冷媒圧がこの耐ｊ１乃ｌ）を上回った
１１５の偏平管の破壊の度合を、第１０図中にＷで示し
た破壊後の偏平管の１ワみ寸法〈変形量）テ表すと、Ｐ
　ノｌｉｒ＋　、！ｌ：　Ｗ　（７）　ｌｆｌ　（７）
　ＩＩＩ　係ＩＣ１第１１図のグラフＥによって模式的
に示すことができる。

上下の２つのグラフＦとＧはグラフＥの上下方向のばら
つきの範囲を示している。このグラフの意味する所は、
偏平管Ａの耐圧力を高めすぎると、その破壊時の危険が
より高まるということである。

この図中のＭ点は本発明による偏平管への、またＮ点は
従来の偏平管の耐圧特性を、それぞれ概念的に示してい
る。

偏平管の耐圧力Ｐは主として２枚のコアプレート１のろ
う付け接合強１ｇに依存するが、前述のエバポレータの
仮組立とそれにつづくろう付は炉内でのろうイ」け過程
にｌｊ３いては、ろう付は強度にかかわりのある多くの
不確定間り囚ｆが存在するので、完成偏平管の耐Ｊ）強
度にはかなりのばらつきが生じるものである。

一方本発明装置の偏平管Δは、一部のリブ２Ａに凹入部
りを設けてリブ不接合個所１３を意図的に生じさけたこ
とによって、賜平管へに局部的な初期破壊を起こさせる
耐圧力１つを低めさせている。

従って第１１図のグラフからＩＩＩ１解されるように、
破壊時の変形ｍ　Ｗを小さく押さえられて、爆裂的な極
めて危険な破壊をまぬがれることができる。

この破壊の状況を第６図に模式的に示した。第１０図に
描かれた従来の偏平管の破壊の有様に較べれば、はるか
におだやかに壊れることになる。

リブ不接合個所Ｂの数Ｎを次第に増して行りば、当然に
偏平管への耐圧力Ｐは次第に低下げる。このようなＮと
Ｐの２つの埴関係を第１２図にグラフ１−１どして示し
た。グラフ■とＪは、グラフ；１の１−１・１ノー向の
ばらつきのＱ囲を示している。このグラフから読み取れ
ることは、リブ不接合個所Ｂを全く設けていむいＮ＝、
０の従来の偏平管は、耐圧力Ｐのばらつきがかなり大き
いが、リブ小接合ｆｌＶｌ所Ｂを設けることによってこ
のばらつきはかなり縮小させられる点である。このこと
は装置の保安管理を容易にし、まｌ；）Ｉｉ置設泪上の
宥仝係数を低めさせられる効果をしたらす。

つ］上り冷媒Ｂ〜が異常に高１１モし始めた時にｔよ、
鯵平管、へが大ぎく爆裂的に破壊されるに至るＪ、り以
前の段階で、よりｄ５だやかな彼噛を意図的に起こさせ
ると共に、このような破壊が起こる圧力の下限圃として
の偏平管への耐圧力のばらつきを極力少なくして、より
合理的な一１平管の設語・製作を可能にするための一つ
の手段として、リブ不接合個所Ｂを設【ノる方法は、極
めて簡易で且つ効果的な方策となる。

リブ不接合個所Ｂはコアプレート１の周縁部近くに設け
ることによって、偏平管Ａの破壊度合を小さくできるし
、修理が可能な場合には修理しやすくなる。また複数の
リブ不接合個所Ｂを設ける時には、互いに隣接させるこ
とによって、より低い圧力下でよりおだやかに偏平管を
破壊させられて危険な事態の発生を回避できる。

第４図は第２実施例熱交換器のコアプレート１Ａの平面
図であって、第１実施例と異なる点は、リブ小接合個所
Ｂ８設ける方法として、一部のリブ２△に凹入部りを形
成させる代りに、リブ２Ａの全長のうら両端部を残して
中間部分ＦにＪｊいてリブを欠如させた点にある。偏平
管へを（ｊ４成する２枚のコアプレート１Ａと１を貼り
合わせた時リブ２△に対向して位置する相手のリブ２に
は、当接してろう（＝ｊけさぜるべぎリブ部分が存在し
ないことになる。

第５図は第３実施例熱交換器のコアプレー１・１△の平
面図であって、リブ不接合個所Ｂを生じさせるためには
、偏平管△を構成づろ１組の二］アブレートのうらの一
方のコアプレート１Ａには、本来はリブ２を形成すべさ
個所の一部のリブを欠如さけた部分「を設ける方法をと
っている。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明による一実施例熱交換器として
の冷凍サイクル用エバポレータを示したそれぞれ部分図
であって、第１図（，１部分縦断面図、第２図はコアプ
レートの部分平面図、ぞして第３図は第２図の（イ）−
（イ）断面図である。 第４図と第５図はそれぞれ第２および第３実施例熱交換
器のコアプレートを示した部分平面図である。 第６図は上記実施例の１バポレータを構成する偏平管が
、管内の冷媒圧力により破壊されｔ、：イ１様を模式的
に示した図である。 第７図〜第１０図は従来のエバポレークを示しており、
第７図は」アブレートの平面図、第８図は偏平管の縦断
面図、第９図はエバポレータの外観図、そして第１０図
は偏平管が管内冷媒圧により破壊されたｈ様を模式的に
示した図である。 第１１図は偏平管の６４圧力と破壊時の偏平管の変形量
との相関関係を模式的に表したグラフであり、第１２図
はコアプレートに設（）たリブ不接合個所の数と偏平管
の耐圧力との相関性を模式的に表したグラフである。 図中　　　１．１Δ・・・コアプレート　　２．２Ａ・
・・リブ　３．４・・・伝熱媒体の出入口ポーｈ　　Ａ
・・・偏平管　Ｂ・・・リブ不接合個所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）伝熱媒体の出入口ポートおよび迷路形成用の多数の
   打出しリブを設けた２枚の最中の皮状のコアプレートを
   、相対向するリブ同志が結合されるようにしてろう付け
   により貼り合わせて作成される、複数個の偏平管の積層
   体からなる積層型熱交換器において、 前記相対向して位置するリブ群のうちの少なくとも１組
   は、ろう付け結合されていないか、または１組のリブの
   うち少なくとも一方のリブが欠如した、リブ不接合個所
   をなしていることを特徴とする積層型熱交換器。 ２）複数の前記リブ不接合個所が、前記偏平管の周縁部
   近くに、互いに隣接させて設けられていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の積層型熱交換器。