JPS633192A

JPS633192A - 熱交換器

Info

Publication number: JPS633192A
Application number: JP14748786A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Miura; 三浦　秀明; Shoichi Watanabe; 正一渡辺; Noboru Ogasawara; 昇小笠原
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Altemira Co Ltd
Priority date: 1986-06-23
Filing date: 1986-06-23
Publication date: 1988-01-08
Anticipated expiration: 2009-10-19
Also published as: JPH0682037B2

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】産業上の利用分野この発明は熱交換器、とくにカークーラー用コンデンサ
ーとして使用されるようなアルミニウム製熱交換器に関
する。

従来の技術カークーラー用コンデンサーとして用いられるような熱
交換器は、冷媒に比較的高圧のガスが取扱われる関係上
、安全性の面から耐圧性に優れたものであることが要求
される。

このため従来では一般的にはサーペンタインチューブ型
の熱交換器が用いられている。即ち、ハーモニカチュー
ブと称されるような多孔押出扁平チューブを蛇行状に曲
げ、その平行部間にフィンを配置してコアを構成したも
のが一般に用いられている。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、上記のような熱交換器では、冷媒回路が
一本のチューブ内をその一端から他端に向けて蛇行状に
形成されるものであるため、冷媒の流通抵抗が比較的大
きくなるという難点があった。この流通抵抗を小さくす
るためには、チューブの断面積を大きくすることが当然
考慮されるが、熱交換器のコアの大きさはその設置スペ
ースとの関係で制約されるため、かかる対応手段は適用
し難いものであった。加えて、上記サーペンタインチュ
ーブ型熱交換器では、前記のようにチューブの一端から
他端に向けて蛇行状に冷媒回路が構成されるものである
ため、細かく分析すると、冷媒の入口側近傍部分と出口
側近傍部分とで熱交換効率の差が大きく、またチューブ
の幅方向、即ち空気流の流入側に位置する前部と流出側
に位置する後部との間でも熱交換効率に差を生じるため
、必ずしもコアの全域を最大限に有効活用して効率の良
い熱交換を行い得ているものとはいい得なかった。更に
また、製作面においても、チューブの蛇行状の曲げ加工
がいささか厄介であるのに加えて、チューブとフィンと
の組立も、フィンの挿入によってチューブの蛇行曲げ状
態が拡がり傾向を示すため、該組立を機械的な自動組立
によって行うことが困難であり、生産性が低く結果的に
コスト高につくというような憾みがあった。

この発明は上記のような従来技術に鑑み、コンデンサー
としての実用に適する耐圧性を保有しながら、流通抵抗
の減少、熱交換効率の向上をはかり得ると共に、組立製
作も自動化を可能とする熱交換器を提供することを目的
とする。

問題点を解決する為の手段この発明は、ヘッダー及びチューブをいずれもアルミニ
ウム材による中空押出型材ｐ構成するものとし、かつチ
ューブ群内の冷媒通路を系外空気の流通方向に対して前
部側の通路と後部側の通路とに分けて、コアの厚さ方向
に対し各チューブ内を前後において対向方向に冷媒を流
すようにすると共に、この単位反転冷媒回路を複数個接
続して実質上蛇行状の回路を形成せしめるものとし、更
にほこの蛇行状回路を形成するためにヘッダー内の冷媒
通路を遮断する通路遮蔽板に一体に取付用ブラケットを
連設するものとして構成部材点数の減少化をはかるよう
にしたものである。

更に具体的には、この発明に係る熱交換器は、平行状に
配置された１対の中空押出型材製ヘッダーと、両ヘッダ
ー間に並列状に配置され両端をヘッダーに挿入してその
内部の冷媒通路に連通接続された多数本の押出型材製チ
ューブと、隣接するチューブ間及び両端のチューブとサ
イドプレートとの間の空気流通間隙に配置されたフィン
とを備え、前記両ヘッダーのうち冷媒出入口側の一方の
ヘッダー内に、その内部の冷媒通路を長さ方向に沿って
前側通路と後側通路と１；２分する中央隔壁が一体に設
けられ、応）つ前記チューブにもその内部の冷媒通路を
前側通路と後側通路とに２分する中央隔壁が設けられ、
ヘッダーとチューブとの接続状態においてそれらの上記
隔壁が当接されることにより、両者の前側通路どおし及
び後側通路どおしが相互に各独立状態に連通されたもの
となされると共に、前記両ヘッダーの対応位置にそれぞ
れ工ないし複数個の通路遮蔽板が設けられることにより
、冷媒回路が複数本のチューブ群毎にその前側通路と後
側通路とをめぐる反転回路部分を複数個有するものとな
され、更に前記通路遮蔽板にヘッダーの周壁を貫通して
外方に延出した取付用ブラケットが一体に連設されてな
ることを特徴とする熱交換器を要旨とする。

実施例以下、この発明の構成を更に図示の実施例に基づいて詳
しく説明する。

実施例１この実施例の熱交換器は、アルミニウム合金製のもので
あり、その主要構成部材として、第１図ないし第３図に
示すように上下の１対の平行状に配置されたヘッダー（
１）（２）と、それらの間に渡して並列状に配置され、
両端部がそれぞれ上記ヘッダー（１）（２）に連通接合
された多数本のチューブ（３）と、この隣接するチュー
ブ間及び最外側のチューブ（３）とサイドブレー）（５
）（５）との間の空気流通空間内に介在配置されたコル
ゲート型のフィン（４）とを有する。

上下両ヘッダー（１）はいずれもアルミニウム材による
断面円形の中空押出型材からなるもので、内部の断面中
央部に長さ方向に沿った横向きの仕切壁（６）（７）を
有し、これによって内部が樹脂充填空間（１０）　　（
１１）と冷媒通路（８）（９）とに分割されている。か
つ上段のヘッダー（１）（２）は両端が蓋片（１２）　
　（１２）で閉塞される一方、下段のヘッダー（２）は
両端にそれぞれ冷媒の入口（１３）と同出口（１４）が
設けられると共に、その冷媒通路（９）が上記仕切壁（
７）の中央部と周壁内面との間に渡された縦隔壁（１５
）により、前後２つの通路部分すなわち前側通路（９ａ
）と後側通路（９ｂ）とに仕切られている。そしてその
後側通路（９ｂ）における冷媒入口側の一端は、サイド
プレート（５）の延長部分からなる差込遮蔽板（１８）
（第３図）で閉塞され、入口（１３）から流入される冷
媒を前側通路部分（９ａ）側のみに導入しうるようにな
されている。またこれとは逆に、前側通路（９ａ）は冷
媒出口側の一端において他方のサイドプレート（５）に
よる前記同様の遮蔽板（１６）によって塞がれており、
冷媒出口（１４）を後側通路（９ｂ）のみに開口せしめ
たものとなされている。

チューブ（３）は、これもアルミニウム材による偏平状
の中空押出型材からなるものであり、両端部が前記ヘッ
ダー（１）（２）にその外周壁と仕切壁（６）（７）と
を貫通して穿設された切欠部（１７）に挿入され、その
端面が各冷媒通路（８）（９）に臨んで開口されたもの
となされると共に、樹脂充填空間（ｉｏ）　　（１１）
にいずれも樹脂（１８）が注入充填されることにより、
該ヘッダー（１）（２）に強固かつ気密状態に接合固定
されている。またこの接合強度を充分なものとするため
に、チューブ（３）の端部には外面にデインプル（１９
）が形成され、これに樹脂（１８）が喰い込むことによ
ってチューブ（３）の抜脱を一層確実に防止しうるちの
となされている。上記の樹脂（１８）の注入は、ヘッダ
ー（１）（２）の周壁に適宜設けられる注入孔（２０）
　　（第１図）から行われるものである。

また、用いる樹脂（１８）としては、ヘッダー（１）（
，２）とチューブ（３）との充分な接合力を発揮し、あ
るいは注入作業性の良いものであれば任意のものを採用
可能であるが、特に好適なものとしてエポキシ樹脂をあ
げうる。

また、チューブ（３）内の冷媒通路（２Ｌ）は、これも
その幅方向の中央部に設けられた隔壁（２２）により、
前後２つの通路部分（２１ａ　）（２１ｂ　）に仕切ら
れている。そしてその隔壁（２２）の下端が、下段のヘ
ッダー（２）の縦隔壁（１５）に密接状に当接されるこ
とにより、両者即ち下段ヘッダ＝（２）とチューブ（３
）の各前側通路（９ａ）（２Ｌａ）とおし及び後側通路
（９ｂ　’）　　（２１ｂ　）どおしが各独立状態に相
互連通されたものとなされている。

そしてまた、上下の各ヘッダー（１）（２）の冷媒通路
（８）（９）内には、第１図に示されるように、互いに
対応位置において該通路を遮断する通路遮断板（２５）
　　（２Ｇ）及び（２７）（２８）が設けられている。

即ち、上段ヘッダ＝（１）には、その全長を略３等分す
る位置において半円形状の遮断１　（２５）　　（２７
）が２個設けられ、下段ヘラダニ（２１）側においては
、上記遮断板（２５）　　（２７）に対応する位置にお
いて、前側通路（９ａ）を遮断する第１の遮断板（２６
）と、後側通路（９ｂ）を遮断する第２の遮断板（２８
）とが設けられている。而して、このような遮断板（２
５）　　（２Ｂ）　　（２７）　　（２ｇ）の設置によ
り、熱交換器コアの冷媒回路（Ｃ）は、第４図に示すよ
うに、入口（１３）から下段ヘッダー（２）の前側通路
（９ｄ）、入口側の第１チューブ群（１）の前側通路（
２１ａ　）　、上段ヘッダー　（１）　、同第１チユー
ブ群（１）の後側通路（２１ｂ　）、下段ヘッダー（２
）の後側通路（９ｂ）、中間の第２チューブ群（ＩＩ）
の後側通路（２１ｂ　）　、上段ヘッダー（１）、同第
２チユーブ群（ｎ）の前側通路（２１ａ　）　、下段ヘ
ッダー（２）の前側通路（９ａ）、出口側の第３チュー
ブ群（Ｉ［Ｉ）の前側通路（２１ａ　）　、上段ヘッダ
ー　（１）　、同第３チユーブ群の後側通路（２１ｂ　
）を順次巡って出口（１４）へ至るものとなされている
。即ち、複数本のチューブ群（Ｉ）　　（ＩＩ）＜ｍ）
毎に、その前側通路（２１ａ　）と後側通路（２１ｂ　
）とをめぐる反転回路部分を一連に複数個有するものに
形成されている。

上記の遮断板（２５）　　（２Ｂ）　　（２７）　　（
２８）は、第３図に示すようにヘッダー（１）（２）に
切込み（２９）を設けてこれに嵌め込むことにより設置
されたものであり、それぞれヘッダー（１）（２）の周
壁を貫通して外方に連続してのびたブラケット部（３０
）　　（３１）　　（３２）　　（３３）を−体に有す
るものとなされている。該ブラケット部（３０）　　（
３１）　　（３２）　　（３３）は、先端部を適宜の方
向に折曲して取付孔（３４）を穿設してあり、熱交換器
の取付用に使用されるものである。

フィン（４）は隣接するチューブ（３）（３）の間隔に
相当する高さを有するコルゲート状のもので、−船釣な
ろう付けの手段でチューブ（３）及びサイドプレート（
５）に接合されている。

サイドプレート（５）は、第３図に示すような断面略コ
字状のもので、その開口面側を外向きにして両ヘッダー
（１）（２）の両端部間に配置されている。このサイド
プレート（５）の取付けは、その両端部に延長状に突出
された差込部（５ａ　）　　（５ｂ　）を、ヘッダー（
１）（２）の対応部分に穿たれたスリット（３５）に差
込み、かつ適宜ろう接することによって行われている。

上記の実施例の熱交換器は、入口（１３）から導入され
た冷媒が前述ように上下のヘッダー（１）（２）内での
反転および横移動を介して複数本のチューブ（３）群毎
にその前側通路（２１ａ　）と後側通路（２１ｂ　）と
を順次的に巡る変形蛇行状回路（Ｃ）をもってコア内を
流通し、その間に隣接チューブ（３）（３）間のフィン
（４）が存在する空間部を流通する外部の空気との熱交
換により冷却され、所定の低温かつ液化の進んだ状態に
なって出口（１４）から送出されるものである。

実施例２この実施例は、第５図に示すように、実施例１に対して
そのヘッダーの形状の変形例を示すものである。

即ち、上下のヘッダー（４１）　　（４２）がいずれも
、チューブ（４３）の接合側の周面の一部を平坦状とし
た断面長平円形状に形成されており、この平坦状の外周
壁部分と平行に、内部に２つの仕切壁（４Ｇ）　　（４
７）が相互に平行状に設けられ、樹脂充填空間（４０）
が２つの部分に区画形成されたものとなされている。そ
して、これらの画部分に各独立に樹脂（１８）が注入充
填されることにより、両仕切壁（４６）　　（４７）を
貫通して挿入されたチューブ（４３）の端部を固定した
ものとなされている。その他は前記実施例１と同様であ
る。

実施例３この実施例は第６図及び第７図に示すもので、ヘッダー
とチューブの接合をろう接による手段で行ったものであ
る。

この実施例において、上段側のヘッダー（５１）は、内
面の中央上部に下端が略中心点近くまで達する位置決め
兼攪乱板（５４）が垂下状に一体成形されたものとなさ
れる一方、下段側のヘッダー（５２）は、内部中央に縦
向きの隔壁（５６）が−体に縦設され、これによって内
部冷媒通路（５９）が長さ方向に沿って２分されて、前
側通路（５９ａ　）と後側通路（５９ｂ）とに仕切られ
たものとなされている。

そして、チューブ（５３）が、ヘッダー（５１）（５２
）のチューブ取付部分に穿設されたチューブ幅対応の切
込み（５７）に緊密に嵌合されると共に、チューブ材に
予め被覆した亜鉛層あるいは別途付着させるろう材等の
接合用材料を利用して、該ヘッダー（５１）　　（５２
）に強固に接合されたものとなされている。この接合状
態において、チューブ（５３）はその端部中央に予め形
成した切込凹部（６５）を各ヘッダー（５１）　　（５
２）の位置決め兼攪乱板（５４）及び隔壁（５６）に適
合させることにより、その嵌合深さと相対位置を規制さ
れたものとなされている。

また、上下両ヘッダー（５１）　　（５２）の冷媒通路
遮蔽板（７５）　　（７Ｇ）は、それらの各冷媒通路（
５８）　　（５９ａ　）　　（５９ｔ＋　）の断面形状
に対応した形状を有するものとなされている。

その他は前記実施例１の場合と同様であり、相当部分に
同一の符号を示して説明を省略する。

発明の効果この発明に係る熱交換器は、冷媒回路を構成する１対の
ヘッダー及びそれらの間のチューブが、いずれもアルミ
ニウム材による中空押出型材によって構成され、しかも
それらがチューブの端部をヘッダーの周面に挿入するこ
とによって連通状態に接続されたものとなされている。

このため、従来のサーペンタインチューブ型の熱交換器
に較べても何ら遜色のない耐圧強度を有し、比較的高圧
のガス状冷媒を取扱い対象とするカークーラー用のコン
デンサーとしての用途にも好都合に使用しうる。

また、両ヘッダー間に多数本のチューブを平行状に設け
、かつヘッダー内に通路遮蔽板を設けて所定本数のチュ
ーブ群毎に、冷媒をそれらの前側通路と後側通路とに順
次巡らせて複数回流通させるものとなされているから、
冷媒回路の通路断面積を設計上の要請に応じて任意に拡
縮変更することが可能であるのはもとより、隣接チュー
ブ間を流れる空気の風上側、即ちチューブの前方部分に
おいて効率の高い熱交換が行われたのち、更にその後方
の風下側の部分でも別途繰返して熱交換が行われるため
、全チューブによる総合的な評価において、熱交換効率
をコアの全体に平均化し、かつ個々のチューブ部分の受
けもつ熱交換効率も増大して、全体として熱交換効率を
大幅に増大することができる。

ひいては熱交換器の小型化を可能にする。

また、この発明の熱交換器は、１対の挿口型材製ヘッダ
ー間に、サイドプレートとチューブ及びフィンを配して
組立てられるものであるから、組立てにに際し両ヘッダ
ーとサイドプレート及びチューブによって強固な枠組み
を形成しうる。従ってこの枠組み中にフィンを強制的に
嵌合しても著しい形状変化を来たすことがなく、構成部
材相互の仮組み状態をそれ自体で安定に保持せしめるこ
とができ、このため、組立工程を機械的に実施すること
が可能となる。加えて、ヘッダー内の通路遮蔽板に、こ
れと−体に取付用ブラケットが連設されたものとなされ
ているから、構成部品点数を減少しうると共に、別途ヘ
ッダーに取付用ブラケットを単体で取付ける場合に較べ
て組立工程を簡素化することができ、愈々熱交換器の製
造工程を簡略化し自動組立に適するものとしてそのコス
トダウンををはかることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明の第１の実施例を示すも
ので、第１図は熱交換器の全体の正面図、第２図は第１
図■−■線の断面図、第３図は構成部材を分離状態にし
て示した要部の斜視図、第４図は冷媒回路構成図である
。第５図はこの発明の第２実施例を示す第２図相当の断面
図である。第６図および第７図はこの発明の第３の実施例を示すも
ので、第６図は第１実施例における第３図相当の斜視図
、第７図は組立状態における第６図■−■線の断面図で
ある。（１）（４１）　　（５１）・・・上段のヘッダー、（
２）（４２）　　（５２）・・・下段のヘッダー、（３
）　　（４３）（５３）・・・チューブ、　（５）・・
・フィン、（５）・・サイドプレート、（７）・・・冷
媒入口、（８）（９）　　（５ｇ）　　（５９）・・・
冷媒通路、（９ｂ）　　（５９手続補正書昭和６１年１１月１７日特許庁長官　　黒　１）明　雄　殿２、発明の名称熱交換器３、補正をする者事件との関係　　特許出願人住所　　　堺市１毎山町６丁２２４番地名　称　　　　
昭和アルミニウム株式会社代表者　石　井　　　親４、代理人住所　　　大阪市南区鰻谷中之町７２番４５、補正命令
の日付　　（自発補正）６、補正により増加する発明の数３、補正の内容（１）　明細書の特許請求の範囲を別紙のとおり補正す
る。（２）　同書第４頁第１８行〜第２０行に「この発明は
、・・・・・・ものとし、」とあるのを「この発明は、
１対のヘッダー間に多数のチューブを平行状に配置した
ヘッダー型のものとし、」と訂正する。（３）　同書第５頁第１５行の「押出型材製」を削除す
る。（４）　同書第１５頁第２０行の「及びそれらの間のチ
ューブ」を削除する。以上特許請求の範囲平行状に配置された１対の中空押出型材製ヘッダーと、
両ヘッダー間に並列状に配置され両端をヘッダーに挿入
してその内部の冷媒通路に連通接続された多数本のチュ
ーブと、隣接するチューブ間及び両端のチューブとサイ
ドプレートとの間の空気流通間隙に配置されたフィンと
を備え、前記両ヘッダーのうち冷媒出入口側の一方のヘッダー内
に、その内部の冷媒通路を長さ方向に沿って前側通路と
後側通路とに２分する中央隔壁が一体に設けられ、かつ
前記チューブにもその内部の冷媒通路を前側通路と後側
通路とに２分する中央隔壁が設（チられ、ヘッダーとチ
ューブとの接続状懇においてそれらの上記隔壁が当接さ
れることにより、両者の前側通路どおし及び後側通路ど
おしがｔ自互に各独立状啓に連通されたものとなされる
と共に、前記両ヘッダーの対応位置にそれぞれ工ないし
複数個の通路遮蔽板が設けられることにより、冷媒回路
か複数本のチューブ群毎にその前側通路と後側通路とを
めぐる反転回路部分を複数個有するものとなされ、更に
前記通路遮蔽板にへ・ソダーの周壁を貫通して外方に延
出した取付用ブラケットが一体に連設されてなることを
特徴とする熱交換器。

Claims

【特許請求の範囲】　平行状に配置された１対の中空押出型材製ヘッダーと
、両ヘッダー間に並列状に配置され両端をヘッダーに挿
入してその内部の冷媒通路に連通接続された多数本の押
出型材製チューブと、隣接するチューブ間及び両端のチ
ューブとサイドプレートとの間の空気流通間隙に配置さ
れたフィンとを備え、前記両ヘッダーのうち冷媒出入口側の一方のヘッダー内
に、その内部の冷媒通路を長さ方向に沿って前側通路と
後側通路とに２分する中央隔壁が一体に設けられ、かつ
前記チューブにもその内部の冷媒通路を前側通路と後側
通路とに２分する中央隔壁が設けられ、ヘッダーとチュ
ーブとの接続状態においてそれらの上記隔壁が当接され
ることにより、両者の前側通路どおし及び後側通路どお
しが相互に各独立状態に連通されたものとなされると共
に、前記両ヘッダーの対応位置にそれぞれ１ないし複数
個の通路遮蔽板が設けられることにより、冷媒回路が複
数本のチューブ群毎にその前側通路と後側通路とをめぐ
る反転回路部分を複数個有するものとなされ、更に前記
通路遮蔽板にヘッダーの周壁を貫通して外方に延出した
取付用ブラケットが一体に連設されてなることを特徴と
する熱交換器。