WO2024053317A1 - フィンレス熱交換器およびそれを用いた冷却システム - Google Patents

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WO2024053317A1
WO2024053317A1 PCT/JP2023/028902 JP2023028902W WO2024053317A1 WO 2024053317 A1 WO2024053317 A1 WO 2024053317A1 JP 2023028902 W JP2023028902 W JP 2023028902W WO 2024053317 A1 WO2024053317 A1 WO 2024053317A1
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joint
brazing material
finless
finless heat
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大地 山▲崎▼
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株式会社Afrex
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    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/047—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag

Definitions

  • the present invention relates to a finless heat exchanger and a cooling system using the same.
  • finless heat exchangers are used as evaporators and condensers. Finless heat exchangers do not have plate fins, so they have features such as high dust resistance, no need for maintenance, and less chance of air passage blockage due to frost.
  • Patent Document 1 discloses joining a copper tube (heat exchanger tube) and a joint tube (connection tube) by high-frequency brazing in a fin-tube heat exchanger.
  • Patent Document 1 discloses a fin-tube heat exchanger in which a ring-shaped brazing material is flared by flaring the tip of a fitting pipe insertion portion of a copper tube to form a flare enlarged diameter portion into a truncated conical shape. Disclosed is that it is placed in the diameter part. However, when flaring an aluminum alloy tube, there is a risk of cracking.
  • a heat transfer area is secured by arranging tubes in place of fins at a high density on the side plates.
  • the presence of the flared diameter portion whose diameter is greatly enlarged hinders the arrangement of the tubes in a high density on the side plate.
  • an object of the present invention is to provide a finless heat exchanger that joins a heat exchanger tube and a connecting tube without forming a flared diameter portion.
  • a finless heat exchanger includes: A heat exchanger tube extending in a meandering manner and having a cylindrical base, a joint portion having an outer diameter larger than the outer diameter of the cylindrical base, and a tapered intermediate portion connecting the cylindrical base and the joint portion; a connecting pipe having an insertion part configured to be inserted into the joint part, and an exposed part located at a position that does not overlap the joint part in a side view; a joint portion for joining the connecting tube and the heat transfer tube with a brazing material, A peripheral edge of the insertion portion is abutted and supported by the intermediate portion, A joint gap is formed in a region surrounded by a joint inner circumferential surface of the joint portion, a connecting outer circumferential surface of the insertion portion, and the peripheral edge, A gap joint is formed by the melted brazing material flowing into the joint gap, and the gap joint serves as the joint.
  • the heat exchanger tube and the connecting tube can be joined without forming a flared diameter portion.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a cooling system including a finless heat exchanger according to the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of a finless heat exchanger according to the present invention.
  • 3 is a side view of a side plate of the finless heat exchanger shown in FIG. 2.
  • FIG. 3 is a schematic front view of the finless heat exchanger shown in FIG. 2.
  • FIG. 3 is an enlarged view of main parts of the finless heat exchanger shown in FIG. 2.
  • It is a perspective view showing the principal part of the heat exchanger tube in the finless heat exchanger concerning a 1st embodiment.
  • It is a sectional view showing a state before brazing a heat exchanger tube and a connection tube in a finless heat exchanger concerning a 1st embodiment.
  • FIG. 8 is an enlarged sectional view of the brazing material ring shown in FIG. 7.
  • FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state after the heat transfer tubes and connecting tubes in the finless heat exchanger shown in FIG. 7 are brazed. It is a sectional view showing a state before brazing a heat exchanger tube and a connecting tube in a finless heat exchanger according to a second embodiment. It is a perspective view which illustrates the connection pipe in the finless heat exchanger based on 3rd Embodiment. It is a perspective view which illustrates the connection pipe in the finless heat exchanger based on 4th Embodiment.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view illustrating a brazing material ring in a finless heat exchanger according to a fifth embodiment.
  • a finless heat exchanger 10 according to the present invention and a cooling system 1 including the finless heat exchanger 10 will be described with reference to FIGS. 1 to 9.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a cooling system 1 including a finless heat exchanger 10 according to the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the finless heat exchanger 10 according to the present invention.
  • FIG. 3 is a side view of the side plate 40 of the finless heat exchanger 10 shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a schematic front view of the finless heat exchanger 10 shown in FIG. 2.
  • FIG. 5 is an enlarged view of essential parts of the finless heat exchanger 10 shown in FIG. 2.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the main parts of the heat exchanger tubes 20 in the finless heat exchanger 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a cooling system 1 including a finless heat exchanger 10 according to the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the finless heat exchanger 10 according to the present invention.
  • FIG. 3 is a side view of the side plate 40 of the finless heat exchanger 10 shown in FIG.
  • FIG. 7 is a sectional view showing a state before the heat exchanger tubes 20 and the connecting tubes 30 are brazed together in the finless heat exchanger 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is an enlarged sectional view of the brazing material ring 35 shown in FIG. 7.
  • FIG. 9 is a sectional view showing a state after the heat exchanger tubes 20 and connecting tubes 30 in the finless heat exchanger 10 shown in FIG. 7 are brazed.
  • the cooling system 1 is used, for example, in the field of industrial equipment, such as a cooler for a control panel or an oil cooler. As shown in FIG. 1, the cooling system 1 includes, for example, a compressor 3, a condenser 4, a pressure reducing device 5, an evaporator 6, a blower 8 that blows air to the condenser 4, and a blower 8 that blows air to the evaporator 6. A blower 8 is provided. As the condenser 4 and/or the evaporator 6, a finless heat exchanger 10, which will be described later, is used.
  • the refrigerant compressed by the compressor 3 is supplied to the condenser 4.
  • the condenser 4 heat exchange is performed between air and refrigerant.
  • the refrigerant flowing out of the condenser 4 is supplied to a pressure reducing device 5.
  • the pressure of the refrigerant is reduced.
  • the refrigerant flowing out from the pressure reducing device 5 is supplied to the evaporator 6.
  • heat exchange is performed between the air and the refrigerant.
  • the refrigerant evaporates in the evaporator 6.
  • the refrigerant returns from the evaporator 6 to the compressor 3.
  • the cooler for the control panel is provided with a finless heat exchanger 10 that functions as an evaporator 6 and a blower 8.
  • the finless heat exchanger 10 includes a heat exchanger tube 20 through which a refrigerant flows, a pair of side plates 40, 40 that fixedly hold the heat exchanger tube 20, and a connecting plate that connects the pair of side plates 40, 40. 46.
  • the heat exchanger tube 20 has a curved tube portion 21 having a circular tube shape and curved into a U-shape, and a straight tube portion 22 connected to both ends of the curved tube portion 21.
  • the heat exchanger tube 20 extends in a meandering manner in multiple stages with a plurality of curved pipe sections 21 and a plurality of straight pipe sections 22.
  • the heat exchanger tube 20 includes a joint portion 24 whose diameter is expanded into a cylindrical shape by diameter expansion processing at the tip of the straight tube portion 22 .
  • One joint portion 24 is connected to another adjacent joint portion 24 via a connecting pipe 30, allowing the plurality of heat exchanger tubes 20 to communicate with each other.
  • the other joint portion 24 is connected to the cooling system 1 via a connecting pipe 30.
  • the heat exchanger tube 20 is made of a metal material with high thermal conductivity, for example, a pure aluminum alloy (1000 series). This makes it possible to achieve lower costs and lighter weight than when using copper, which is expensive and has a large specific gravity. Moreover, the heat exchanger tube 20 has a shape (for example, 6 mm in diameter and 0.6 mm in wall thickness) that can be deformed by diameter expansion processing described later.
  • a metal material with high thermal conductivity for example, a pure aluminum alloy (1000 series). This makes it possible to achieve lower costs and lighter weight than when using copper, which is expensive and has a large specific gravity.
  • the heat exchanger tube 20 has a shape (for example, 6 mm in diameter and 0.6 mm in wall thickness) that can be deformed by diameter expansion processing described later.
  • the side plate 40 has a large number of long holes 41 and a plurality of attachment holes 51.
  • a large number of long holes 41 are arranged in a matrix in the vertical and horizontal directions of FIG.
  • the elongated hole 41 is a through hole configured to allow insertion of a predetermined portion of the curved tube portion 21 of the heat exchanger tube 20 that has been deformed by pressing.
  • the attachment hole 51 is a through hole having a size that allows the straight tube portion 22 of the heat exchanger tube 20 to be inserted therein.
  • the side plate 40 is made of a metal material with relatively high strength among aluminum alloys, for example, a 5000 series aluminum alloy. This makes it possible to achieve weight reduction compared to the case of using steel with a high specific gravity.
  • a pair of side plates 40, 40 are arranged facing each other and separated from each other in the left-right direction.
  • the straight pipe portion 22 of the heat exchanger tube 20 extends in the left-right direction.
  • the curved tube portion 21 of the heat exchanger tube 20 is curved into a U-shape so as to connect two adjacent straight tube portions 22, 22.
  • the bent pipe portion 21 before the diameter expansion process has a deformed part that is crushed and deformed by the pressing process, and the deformed part is inserted into the long hole 41 of the side plate 40.
  • the outer part located outside the side plate 40 is expanded to the outside size of the straight tube section 22 by the diameter expansion process by applying hydraulic pressure to the heat transfer tube 20. bulges out to have a size approaching .
  • the curved tube portion 21 closely contacts the elongated hole 41 and the curved tube portion 21 expands, so that the heat transfer tube 20 is fixedly attached to the side plate 40 .
  • a spacer 70 (for example, a bush) is inserted into the attachment hole 51 and interposed between the heat exchanger tube 20 and the side plate 40. Thereby, in the finless heat exchanger 10, it becomes possible to attach the heat exchanger tubes 20 to the side plates 40.
  • the heat exchanger tube 20 has a joint portion 24, an intermediate portion 25, and a cylindrical base portion 26 at the tip of the straight tube portion 22.
  • the cylindrical base portion 26 is a portion connected to the straight pipe portion 22 and has a cylindrical shape.
  • the intermediate portion 25 connects the cylindrical base portion 26 and the joint portion 24 and has a tapered shape.
  • the joint portion 24 has a cylindrical shape with an outer diameter larger than the outer diameter of the cylindrical base portion 26.
  • the joint portion 24 has a joint inner peripheral surface 24a, a joint outer peripheral surface 24b, and a tip end surface 27.
  • the connecting tube 30 has a cylindrical insertion portion 31 and an exposed portion 32.
  • the insertion portion 31 is inserted into the joint portion 24 so that the peripheral edge 34 of the connecting tube 30 comes into contact with the intermediate inner circumferential surface of the intermediate portion 25 .
  • a joint gap 45 is formed between the joint inner circumferential surface 24a of the joint portion 24 and the connection outer circumferential surface 30a of the connecting pipe 30.
  • the exposed portion 32 is located closer to the base than the insertion portion 31 and at a position that does not overlap the joint portion 24 in side view.
  • the brazing material ring 35 is disposed on the distal end surface 27 of the joint portion 24, and the ring inner peripheral surface 39a of the brazing material ring 35 faces the exposed portion 32 of the connecting pipe 30. .
  • the height of the exposed portion 32 is configured to be higher than the height of the brazing material ring 35.
  • the brazing material ring 35 can be placed on the distal end surface 27 of the joint part 24, and it is possible to form a flared diameter part that widens toward the end into a truncated conical shape with respect to the joint part 24. becomes unnecessary.
  • the sum of the height of the insertion part 31 and the height of the exposed part 32 of the connecting pipe 30 is greater than the sum of the height of the joint part 24 and the height of the brazing material ring 35.
  • the brazing material ring 35 can be placed on the distal end surface 27 of the joint portion 24, and it becomes unnecessary to form a flared diameter portion on the joint portion 24. Note that since the flare enlarged diameter portion is not required, it is not necessary to increase the opening diameter of the joint portion 24, and the risk of occurrence of defects due to flare processing that widens at the end can be reduced.
  • the ring inner peripheral surface 39a of the brazing material ring 35 is in contact with the connecting outer peripheral surface 30a of the connecting pipe 30, or is spaced apart from it with a small clearance.
  • the ring outer peripheral surface 39b of the brazing material ring 35 is configured to be flush with the joint outer peripheral surface 24b of the joint portion 24. Thereby, the flux 37 and the brazing material 36 can be prevented from hanging down along the joint outer peripheral surface 24b of the joint portion 24 (sagging of the solder).
  • the brazing material ring 35 includes a brazing material 36 and a flux 37.
  • the melting temperature of the brazing material 36 is, for example, 580°C to 605°C.
  • the brazing material 36 has a ring shape surrounding the flux 37.
  • Flux 37 is a brazing aid and removes a thin oxide film formed on the metal surface.
  • the melting temperature of the flux 37 is, for example, 565°C to 572°C.
  • the brazing material 36 has an opening 38 in the center of the ring inner peripheral surface 39a for allowing the flux 37 to flow out.
  • the opening 38 is circumferentially open.
  • the molten flux 37 flows out through the opening 38, hangs down along the outer circumferential surface 30a of the connection, and is formed on the outer circumferential surface 30a of the connection and the inner circumferential surface 24a of the joint. Remove oxide film. Thereafter, as shown in FIG. 9, the melted brazing material 36 hangs down along the connection outer circumferential surface 30a, flows into the bonding gap 45, and forms a bonded portion 60. Thereby, the joint portion 24 and the connecting pipe 30 can be easily and reliably joined by brazing.
  • the joining portion 60 is formed in a circumferential shape by melting the brazing material 36. Specifically, the gap joint 61 and the exposed joint 62 located above the gap joint 61 function as the joint 60.
  • the gap joint portion 61 is formed in the bonding gap 45 by the melted brazing material 36 hanging down due to gravity and flowing into the bonding gap 45 .
  • the gap joint portion 61 joins the joint inner circumferential surface 24a of the joint portion 24 and the connection outer circumferential surface 30a of the insertion portion 31 in a circumferential manner. Note that the brazing material 36 that has flowed into the joining gap 45 is stopped by the contact of the peripheral edge 34 with the intermediate inner circumferential surface 25a. Since the joint part 24 and the insertion part 31 are joined by the gap joint part 61 that functions as the joint part 60, the heat exchanger tube 20 and the connecting pipe 30 can be joined without forming a flared diameter part.
  • the exposed joint portion 62 is formed in a circumferential shape on the connecting outer peripheral surface 30a of the exposed portion 32 by the melted brazing material 36 spreading over the exposed portion 32 due to its wettability.
  • the exposed joint portion 62 extends from the connecting outer circumferential surface 30a of the exposed portion 32 to the distal end surface 27 of the joint portion 24, and has a smooth fillet shape with a wide bottom. This provides a larger bonding area and improves bonding strength.
  • the exposed joint portion 62 is connected to the gap joint portion 61 and joins the distal end surface 27 of the joint portion 24 and the connection outer circumferential surface 30a of the exposed portion 32. Thereby, the bonding strength of the bonding portion 60 can be improved.
  • a finless heat exchanger 10 according to a second embodiment will be described with reference to FIG. 10.
  • the ring outer circumferential surface 39b of the brazing material ring 35 before joining by brazing protrudes radially outward from the joint outer circumferential surface 24b of the joint portion 24.
  • the other configurations are the same as those of the first embodiment. Therefore, the explanation will focus on the differences from the first embodiment.
  • the ring outer peripheral surface 39b of the brazing material ring 35 protrudes radially outward with respect to the joint outer peripheral surface 24b of the joint portion 24. This increases the amount of flux 37 and brazing material 36 used for joining by brazing, allowing easy and reliable joining.
  • the overhanging width from the joint outer peripheral surface 24b of the joint portion 24 to the ring outer peripheral surface 39b of the brazing material ring 35 is less than half of the sum of the thickness of the joint portion 24 and the width of the joining gap 45. .
  • the overhang width is 0.35 mm or less.
  • FIG. 11 is a perspective view illustrating the connecting pipe 30 in the finless heat exchanger 10 according to the third embodiment.
  • the finless heat exchanger 10 according to the third embodiment is characterized in that the connecting pipe 30 is curved into a U-shape, and the other configurations are the same as the first embodiment. Therefore, the explanation will focus on the differences from the first embodiment.
  • the connecting pipe 30 shown in FIG. 11 is a low-height aluminum alloy pipe curved in a U-shape to connect the plurality of heat transfer tubes 20 that constitute the finless heat exchanger 10, and is called a U-bend. It is something.
  • the connecting pipe 30 can be selected as appropriate depending on the intended use.
  • the connecting tube 30 includes an insertion portion 31 and an exposed portion 32 having a cylindrical shape, and an intermediate connecting portion 33 curved into a U-shape.
  • the intermediate connecting portion 33 extends to connect one exposed portion 32 and the other exposed portion 32.
  • the connecting pipe 30 has an inner curved portion extending from the exposed portion 32 to the intermediate connecting portion 33 .
  • FIG. 11 shows a mode in which the intermediate connection part 33 is curved in a U-shape with the shortest distance, (B) shows a mode in which the intermediate connection part 33 is branched in the middle, and (C) shows a mode in which the intermediate connection part 33 is branched in the middle. , shows a mode in which the intermediate connecting portion 33 includes a straight pipe portion.
  • the sum of the height of the insertion part 31 and the height of the exposed part 32 of the connecting pipe 30 is configured to be greater than the sum of the height of the joint part 24 and the height of the brazing material ring 35. This prevents the brazing material ring 35 from inclining along the curved shape of the inner curved portion of the connecting pipe 30, making it difficult for the brazing material ring 35 to lose its balance, thereby preventing a decrease in brazing accuracy. .
  • FIG. 12 is a perspective view illustrating the connecting pipe 30 in the finless heat exchanger 10 according to the fourth embodiment.
  • the finless heat exchanger 10 according to the fourth embodiment is characterized in that the connecting pipe 30 is curved into a U-shape, and the other configurations are the same as the first embodiment. Therefore, the explanation will focus on the differences from the first embodiment.
  • the connecting pipe 30 shown in FIG. 12 is an aluminum alloy pipe that is bent according to the purpose in order to connect the heat exchanger tube 20 constituting the finless heat exchanger 10 and the piping of the cooling system 1, and is a so-called This is called a lead pipe.
  • the connecting pipe 30 can be selected as appropriate depending on the intended use.
  • the connecting tube 30 has an insertion section 31 and an exposed section 32 each having a cylindrical shape, and an intermediate connecting section 33 having a straight section and a curved section.
  • the intermediate connecting portion 33 connects one exposed portion 32 and the other exposed portion 32.
  • FIG. 12 shows a mode in which the straight pipe part of the intermediate connection part 33 is relatively short, and (B) shows a mode in which the straight pipe part of the intermediate connection part 33 is relatively long.
  • the sum of the height of the insertion part 31 and the height of the exposed part 32 of the connecting pipe 30 is configured to be greater than the sum of the height of the joint part 24 and the height of the brazing material ring 35. Therefore, the brazing material ring 35 is prevented from inclining along the curved shape of the inner curved portion of the connecting pipe 30, and the arrangement balance of the brazing material ring 35 is less likely to collapse, so that a decrease in brazing accuracy can be prevented.
  • FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view illustrating the brazing material ring 35 in the finless heat exchanger 10 according to the fifth embodiment.
  • FIG. 13 shows an embodiment in which the vertical cross section of the brazing material ring 35 is rectangular, (B) shows an embodiment in which the longitudinal cross section of the brazing material ring 35 is triangular, and (C) ) shows an embodiment in which the vertical cross section of the brazing material ring 35 is round.
  • a larger amount of flux 37 and larger amount of brazing material 36 can be provided for a certain radial dimension. Therefore, by shortening the radial dimension, it is possible to prevent the flux 37 and the brazing material 36 from hanging down along the joint outer circumferential surface 24b of the joint portion 24 (brazing dripping). Further, when disposing the brazing material ring 35 on the distal end surface 27 of the joint portion 24, the placement balance of the brazing material ring 35 is less likely to be lost, so that deterioration in brazing accuracy can be prevented.
  • the inner lower part of the brazing material ring 35 can bite into the joining gap 45, so the risk of the brazing material 36 hanging down on the joint outer peripheral surface 24b of the joint portion 24 is reduced. Can be reduced. Further, since the inner upper part of the brazing material ring 35 has a shape similar to a fillet shape, the melted brazing material 36 can easily form the fillet-shaped exposed joint portion 62, and the time required to complete brazing can be shortened.
  • the round (circular) brazing material ring 35 shown in FIG. 13(C) is easier to process than the rectangular or triangular brazing material ring 35, so manufacturing costs can be suppressed.
  • an ellipse having a long axis in the vertical direction is preferable because it is easy to arrange the opening 38 at a predetermined position and the radial dimension of the brazing material ring 35 can be suppressed.
  • the cross-sectional shape of the brazing material ring 35 can be selected as appropriate depending on the required specifications.
  • the cross section of the brazing material ring 35 may be trapezoidal, oval, or polygonal.
  • a pure aluminum alloy was used as an example of the heat exchanger tube 20, but copper can also be used.
  • the finless heat exchanger 10 includes: It has a cylindrical base portion 26, a joint portion 24 having an outer diameter larger than the outer diameter of the cylindrical base portion 26, and a tapered intermediate portion 25 connecting the cylindrical base portion 26 and the joint portion 24, and extends in a meandering shape.
  • the heat exchanger tube 20 that is present, a connecting tube 30 having an insertion portion 31 configured to be insertable into the joint portion 24, and an exposed portion 32 located at a position that does not overlap the joint portion 24 in side view;
  • a peripheral edge 34 of the insertion portion 31 is abutted and supported by the intermediate portion 25,
  • a joining gap 45 is formed in a region surrounded by the joint inner peripheral surface 24a of the joint portion 24, the connection outer peripheral surface 30a of the insertion portion 31, and the peripheral edge 34,
  • a gap joint 61 is formed by the melted brazing material 36 flowing into the joint gap 45, and the gap joint 61 functions as the joint 60.
  • the heat exchanger tube 20 and the connecting tube 30 can be joined without forming a flared diameter portion.
  • the finless heat exchanger 10 has the following features in the first aspect:
  • the melted brazing material 36 spreads to the exposed portion 32 to form an exposed joint portion 62, and the exposed joint portion 62 functions as the joint portion 60.
  • the bonding strength of the bonding portion 60 can be improved.
  • the finless heat exchanger 10 according to the third aspect has the following features in the second aspect:
  • the exposed joint portion 62 has a fillet shape with a smooth widening base.
  • the finless heat exchanger 10 has the following features in the first aspect:
  • the joint portion 24 has a distal end surface 27,
  • a ring-shaped brazing material ring 35 having the brazing material 36 and a flux 37 surrounded by the brazing material 36 is disposed on the tip surface 27,
  • the brazing material 36 has an opening 38 on the inner peripheral surface 39a of the ring for allowing the flux 37 to flow out.
  • the molten flux 37 flows out through the opening 38 and removes the oxide film formed on the joint portion 24 and the connecting pipe 30, and the molten brazing material 36 flows into the joining gap 45 and joins the joint.
  • the joint portion 24 and the connecting pipe 30 can be easily and reliably joined by brazing.
  • the finless heat exchanger 10 according to the fifth aspect has the following features in the fourth aspect:
  • the height of the exposed portion 32 is higher than the height of the brazing material ring 35.
  • the brazing material ring 35 can be placed on the distal end surface 27 of the joint portion 24, and it becomes unnecessary to form a flared diameter portion on the joint portion 24.
  • the finless heat exchanger 10 has the following features in the first aspect:
  • the ring outer circumferential surface 39b of the brazing material ring 35 is flush with the joint outer circumferential surface 24b of the joint portion 24, or protrudes outward.
  • the flux 37 and the brazing material 36 can be prevented from hanging down (brazing dripping) along the joint outer circumferential surface 24b of the joint part 24, and in the latter case, the flux 37 and the brazing material 36 can be prevented from hanging down along the joint outer peripheral surface 24b of the joint part 24, and in the latter case, the flux 37 and the brazing material 36 can be prevented from hanging down along the joint outer peripheral surface 24b of the joint part 24.
  • the amount of flux 37 and the amount of brazing material 36 are increased, allowing easy and reliable joining.
  • the finless heat exchanger 10 according to the seventh aspect has the following features in the fourth aspect:
  • the cross-sectional shape of the brazing material ring 35 is rectangular, triangular, or round.
  • the cross-sectional shape of the brazing material ring 35 can be selected as appropriate depending on the required specifications.
  • the finless heat exchanger 10 according to the eighth aspect has the following features in the first aspect:
  • the heat exchanger tube 20 and the side plate 40 are made of aluminum alloy.
  • the connecting pipe 30 is a U-shaped pipe that connects the heat exchanger tubes, or a pipe that connects the heat exchanger tube 20 and the cooling system 1.
  • the connecting pipes 30 can be selected as appropriate depending on the intended use.
  • the cooling system 1 is Comprising a compressor 3, a condenser 4, a pressure reducing device 5, an evaporator 6, and a blower 8 that provides forced ventilation to the condenser 4 or the evaporator 6,
  • the condenser 4 or the evaporator 6 is the finless heat exchanger 10 according to any one of the first to ninth aspects.
  • the heat exchanger tube 20 and the connecting tube 30 can be joined without forming a flared diameter portion.

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Abstract

フレア拡径部を形成することなく、伝熱管および接続管を接合するフィンレス熱交換器を提供する。円筒基部２６と、円筒基部の外径よりも大きな外径を有する継手部２４と、円筒基部および継手部をつなぐ中間部２５とを有するとともに、蛇行状に延在する伝熱管２０と、継手部に挿入可能に構成される挿入部３１と、側面視で継手部と重ならない位置に位置する露出部３２とを有する接続管３０と、接続管および伝熱管をロウ材３６で接合する接合部６０と、を備え、挿入部の周縁３４が中間部に当接支持され、継手部の継手内周面２４ａと挿入部の接続外周面３０ａと周縁とで囲まれる領域において接合隙間４５が形成され、溶融したロウ材が接合隙間に流れ込むことによって隙間接合部６１が形成され、隙間接合部は、接合部として働く。

Description

フィンレス熱交換器およびそれを用いた冷却システム
　この発明は、フィンレス熱交換器およびそれを用いた冷却システムに関する。
　産業機器分野において（例えば制御盤用のクーラーやオイルクーラーなどにおいて）、フィンレス熱交換器が、蒸発器や凝縮器として用いられる。フィンレス熱交換器は、プレートフィンを有さないため、耐埃性が高いこと、メンテナンスが不要であること、霜の付着による風路の閉塞が起こりにくいことなどの特長を有する。
　例えば、特許文献１は、フィンチューブ式熱交換器において、銅製のチューブ（伝熱管）および継手管（接続管）を高周波のロウ付けによって接合することを開示する。
特開平１０－２１６９３０号公報
　近年、銅地金の価格高騰により、伝熱管などの配管類を銅製からアルミニウム合金製に置き換えることが行われているが、アルミニウム合金の融点は、銅と比べて、ロウ材の融点と近いため、ロウ付けの難度が高くなる。
　特許文献１は、フィンチューブ式熱交換器において、銅製チューブの継手管挿入部の先端をフレア加工によって円錐台形状に拡径したフレア拡径部を形成して、リング形状のロウ材をフレア拡径部に配置することを開示する。しかしながら、アルミニウム合金製チューブに対してフレア加工を施すときに、クラックが入るリスクがある。
　また、フィンレス熱交換器では、フィンの代わりにチューブを高密度で側板に配設することによって伝熱面積を確保している。しかしながら、大きく拡径されたフレア拡径部の存在は、チューブを高密度で側板に配設することの妨げになる。
　そこで、この発明の課題は、フレア拡径部を形成することなく、伝熱管および接続管を接合するフィンレス熱交換器を提供することである。
　上記課題を解決するため、この発明の一態様に係るフィンレス熱交換器は、
　円筒基部と、前記円筒基部の外径よりも大きな外径を有する継手部と、前記円筒基部および前記継手部をつなぐテーパー形状の中間部とを有するとともに、蛇行状に延在する伝熱管と、
　前記継手部に挿入可能に構成される挿入部と、側面視で前記継手部と重ならない位置に位置する露出部とを有する接続管と、
　前記接続管および前記伝熱管をロウ材で接合する接合部と、を備え、
　前記挿入部の周縁が前記中間部に当接支持され、
　前記継手部の継手内周面と前記挿入部の接続外周面と前記周縁とで囲まれる領域において接合隙間が形成され、
　溶融した前記ロウ材が前記接合隙間に流れ込むことによって隙間接合部が形成され、当該隙間接合部は、前記接合部として働くことを特徴とする。
　この発明によれば、フレア拡径部を形成することなく、伝熱管および接続管を接合できる。
この発明に係るフィンレス熱交換器を備える冷却システムの構成を示す模式図である。 この発明に係るフィンレス熱交換器の斜視図である。 図２に示したフィンレス熱交換器の側板の側面図である。 図２に示したフィンレス熱交換器の模式的正面図である。 図２に示したフィンレス熱交換器の要部拡大図である。 第１実施形態に係るフィンレス熱交換器における伝熱管の要部を示す斜視図である。 第１実施形態に係るフィンレス熱交換器における伝熱管と接続管とをロウ付けする前の状態を示す断面図である。 図７に示したロウ材リングの拡大断面図である。 図７に示したフィンレス熱交換器における伝熱管と接続管とをロウ付けした後の状態を示す断面図である。 第２実施形態に係るフィンレス熱交換器における伝熱管と接続管とをロウ付けする前の状態を示す断面図である。 第３実施形態に係るフィンレス熱交換器における接続管を例示する斜視図である。 第４実施形態に係るフィンレス熱交換器における接続管を例示する斜視図である。 第５実施形態に係るフィンレス熱交換器におけるロウ材リングを例示する拡大断面図である。
　以下、図面を参照しながら、この発明に係る冷却システム１の実施の形態を説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向あるいは位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」を含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は、図面を参照した本開示の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本開示の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。さらに、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは必ずしも合致するものではない。
　〔第１実施形態〕
　図１から図９を参照しながら、この発明に係るフィンレス熱交換器１０、および、該フィンレス熱交換器１０を備える冷却システム１を説明する。
　図１は、この発明に係るフィンレス熱交換器１０を備える冷却システム１の構成を示す模式図である。図２は、この発明に係るフィンレス熱交換器１０の斜視図である。図３は、図２に示したフィンレス熱交換器１０の側板４０の側面図である。図４は、図２に示したフィンレス熱交換器１０の模式的正面図である。図５は、図２に示したフィンレス熱交換器１０の要部拡大図である。図６は、第１実施形態に係るフィンレス熱交換器１０における伝熱管２０の要部を示す斜視図である。図７は、第１実施形態に係るフィンレス熱交換器１０における伝熱管２０と接続管３０とをロウ付けする前の状態を示す断面図である。図８は、図７に示したロウ材リング３５の拡大断面図である。図９は、図７に示したフィンレス熱交換器１０における伝熱管２０と接続管３０とをロウ付けした後の状態を示す断面図である。
　冷却システム１は、例えば、産業機器分野において、例えば制御盤用のクーラーやオイルクーラーに用いられる。図１に示すように、冷却システム１は、例えば、圧縮機３と、凝縮器４と、減圧装置５と、蒸発器６と、凝縮器４に送風する送風機８と、蒸発器６に送風する送風機８とを備える。凝縮器４および／または蒸発器６としては、後述するフィンレス熱交換器１０が用いられる。
　冷却システム１において、圧縮機３で圧縮された冷媒は、凝縮器４に供給される。凝縮器４では、空気と冷媒との間で熱交換が行われる。これにより、凝縮器４では冷媒が凝縮する。凝縮器４から流出した冷媒は、減圧装置５に供給される。減圧装置５では冷媒が減圧される。減圧装置５から流出した冷媒は蒸発器６に供給される。蒸発器６では、空気と冷媒との間で熱交換が行われる。これにより、蒸発器６では冷媒が蒸発する。その後、冷媒は、蒸発器６から圧縮機３に戻る。制御盤用のクーラーには、蒸発器６として働くフィンレス熱交換器１０と、送風機８とが設けられる。
　図２に示すように、フィンレス熱交換器１０は、冷媒が流れる伝熱管２０と、伝熱管２０を固定的に保持する一対の側板４０，４０と、一対の側板４０，４０を連結する連結板４６とを備える。
　伝熱管２０は、円管形状を有してＵ字形状に湾曲した曲管部２１と、曲管部２１の両端に接続される直管部２２とを有する。伝熱管２０は、複数の曲管部２１と、複数の直管部２２とによって複数段で蛇行状に延在する。伝熱管２０は、直管部２２の先端において、拡径加工によって円筒形状に拡径した継手部２４を備える。一方の継手部２４は、接続管３０を介して、隣り合う別の継手部２４に接続されて、複数の伝熱管２０の連通を可能にする。他方の継手部２４は、接続管３０を介して、冷却システム１に接続される。
　伝熱管２０は、熱伝導率が高い金属材料、例えば、純アルミニウム系（１０００系）合金からなる。これにより、高価であり且つ比重が大きい銅を用いる場合よりも、低コスト化および軽量化を実現できる。また、伝熱管２０は、後述する拡径加工によって変形可能な形状（例えば、直径が６ｍｍ、肉厚が０．６ｍｍ）を有する。
　図３に示すように、側板４０は、多数の長孔４１と、複数の取付孔５１とを有する。多数の長孔４１は、図３の上下方向および左右方向において、マトリックス状に配設される。長孔４１は、押圧加工によって変形した伝熱管２０の曲管部２１の所定部分が挿入可能であるように構成された貫通孔である。取付孔５１は、伝熱管２０の直管部２２が挿入可能なサイズを有する貫通孔である。
　側板４０は、アルミニウム合金の中では比較的強度が高い金属材料、例えば、５０００系アルミニウム合金からなる。これにより、比重が大きい鋼を用いる場合よりも軽量化を実現できる。
　図４において、一対の側板４０，４０は、左右方向において離間して対向配置される。伝熱管２０の直管部２２は、左右方向に延在する。伝熱管２０の曲管部２１は、隣に位置する２つの直管部２２，２２をつなぐようにＵ字形状に湾曲している。拡径加工前の曲管部２１は、押圧加工によって押し潰されて変形した変形部分を有して、変形部分が側板４０の長孔４１に挿入される。これに対して、拡径加工後の曲管部２１において、側板４０よりも外側に位置する外側部分は、伝熱管２０への液圧の印加による拡径加工によって、直管部２２の外形サイズに近づくサイズを有するように膨出する。これにより、曲管部２１が長孔４１に密着して当接するとともに曲管部２１が膨出するので、伝熱管２０が側板４０に固定して取り付けられる。
　図５に示すように、スペーサ７０（例えばブッシュ）が、取付孔５１に挿入されて、伝熱管２０と側板４０との間に介在配置される。これにより、フィンレス熱交換器１０において、伝熱管２０を側板４０に対して取り付けることが可能になる。
　図６に示すように、伝熱管２０は、直管部２２の先端において、継手部２４と、中間部２５と、円筒基部２６と、を有する。円筒基部２６は、直管部２２につながる部分であり、円筒形状を有する。中間部２５は、円筒基部２６および継手部２４をつなぎ、テーパー形状を有する。
　継手部２４は、円筒基部２６の外径よりも大きな外径を有する円筒形状を有する。継手部２４は、継手内周面２４ａと、継手外周面２４ｂと、先端面２７とを有する。
　図７に示すように、接続管３０は、円筒形状の挿入部３１および、露出部３２を有する。挿入部３１は、継手部２４に挿入されて、接続管３０の周縁３４が中間部２５の中間内周面に当接する。継手部２４の継手内周面２４ａと接続管３０の接続外周面３０ａとの間には、接合隙間４５が形成されている。露出部３２は、挿入部３１よりも基部側であって側面視で継手部２４と重ならない位置に位置する。
　接合する前では、ロウ材リング３５が、継手部２４の先端面２７の上に配設されており、ロウ材リング３５のリング内周面３９ａが接続管３０の露出部３２に対面している。露出部３２の高さは、ロウ材リング３５の高さよりも高く構成されている。これにより、ロウ材リング３５を継手部２４の先端面２７の上に載置できるようになり、継手部２４に対して、末広がりに円錐台形状に拡径したフレア拡径部を形成することが不必要になる。
　また、接続管３０の挿入部３１の高さと露出部３２の高さと足し合わせた寸法は、継手部２４の高さとロウ材リング３５の高さとを足し合わせた寸法以上である。これにより、ロウ材リング３５を継手部２４の先端面２７の上に載置できるようになり、継手部２４に対して、フレア拡径部を形成することが不必要になる。なお、フレア拡径部が不要であるため、継手部２４の開口径を大きくすることが不要になり、末広がりのフレア加工による不良発生リスクを低減できる。
　例えば、ロウ材リング３５のリング内周面３９ａが、接続管３０の接続外周面３０ａに対して、当接しているかあるいは、微小なクリアランスで離間している。また、ロウ材リング３５のリング外周面３９ｂは、継手部２４の継手外周面２４ｂに対して、面一であるように構成されている。これにより、フラックス３７およびロウ材３６が継手部２４の継手外周面２４ｂに沿って垂れ下がること（ロウ垂れ）を防止できる。
　図８に示すように、ロウ材リング３５は、ロウ材３６と、フラックス３７とを有する。ロウ材３６の溶融温度は、例えば５８０℃～６０５℃である。ロウ材３６は、フラックス３７を囲むようにリング形状を有する。フラックス３７は、ロウ付けの補助剤であり、金属の表面に形成される薄い酸化皮膜を除去する。フラックス３７の溶融温度は、例えば５６５℃～５７２℃である。ロウ材３６は、リング内周面３９ａの中央部においてフラックス３７を流出させるための開口３８を有する。開口３８は周状に開口している。
　高周波のロウ付けによる接合を行うために昇温する場合、溶融したフラックス３７は、開口３８を通じて流出し、接続外周面３０ａに沿って垂れ下がり、接続外周面３０ａおよび継手内周面２４ａに形成された酸化皮膜を除去する。その後、図９に示すように、溶融したロウ材３６は、接続外周面３０ａに沿って垂れ下がり、接合隙間４５に流れ込んで、接合部６０を形成する。これにより、継手部２４および接続管３０をロウ付けによって容易に且つ確実に接合できる。
　なお、ロウ材リング３５が、継手部２４の先端面２７の上に配設されるので、ロウ材３６の溶融によって、接合部６０が周状に形成される。具体的には、隙間接合部６１と、隙間接合部６１の上方に位置する露出接合部６２とが、接合部６０として働く。
　隙間接合部６１は、溶融したロウ材３６が、重力によって垂れ下がり接合隙間４５に流れ込むことによって、接合隙間４５に形成される。隙間接合部６１は、継手部２４の継手内周面２４ａおよび挿入部３１の接続外周面３０ａを周状に接合する。なお、接合隙間４５に流れ込んだロウ材３６が、中間内周面２５ａに対する周縁３４の当接によって堰き止められる。接合部６０として働く隙間接合部６１によって継手部２４および挿入部３１が接合されるので、フレア拡径部を形成することなく、伝熱管２０および接続管３０を接合できる。
　露出接合部６２は、溶融したロウ材３６が濡れ性によって露出部３２に拡がることによって露出部３２の接続外周面３０ａに周状に形成される。露出接合部６２は、露出部３２の接続外周面３０ａから継手部２４の先端面２７まで延在して、滑らかな裾広がりのフィレット形状を有する。これにより、より大きな接合面積が得られて接合強度が向上する。露出接合部６２は、隙間接合部６１に連なるとともに、継手部２４の先端面２７および露出部３２の接続外周面３０ａを接合する。これにより、接合部６０の接合強度を向上させることができる。
　〔第２実施形態〕
　図１０を参照しながら、第２実施形態に係るフィンレス熱交換器１０を説明する。
　第２実施形態に係るフィンレス熱交換器１０では、ロウ付けによる接合を行う前のロウ材リング３５のリング外周面３９ｂが、継手部２４の継手外周面２４ｂよりも径方向外側に張り出していることを特徴としており、その他の構成は上記第１実施形態と同じである。したがって、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。
　図１０に示すように、ロウ材リング３５のリング外周面３９ｂは、継手部２４の継手外周面２４ｂに対して、径方向外側に張り出している。これにより、ロウ付けによる接合に供されるフラックス３７およびロウ材３６の量が多くなり、容易な且つ確実な接合を可能にする。
　好ましくは、継手部２４の継手外周面２４ｂからロウ材リング３５のリング外周面３９ｂまでの張り出し幅は、継手部２４の肉厚と接合隙間４５の幅とを足し合わせた寸法の半分以下である。例えば、継手部２４の肉厚を０．６ｍｍ、接合隙間４５の幅を０．１ｍｍとすると、張り出し幅は０．３５ｍｍ以下である。これにより、ロウ材リング３５が継手部２４から張り出し幅を制限することで、ロウ付けによる接合を行う場合、フラックス３７およびロウ材３６が継手部２４の継手外周面２４ｂに沿って垂れ下がること（ロウ垂れ）を防止できる。
　〔第３実施形態〕
　図１１を参照しながら、第３実施形態に係るフィンレス熱交換器１０を説明する。図１１は、第３実施形態に係るフィンレス熱交換器１０における接続管３０を例示する斜視図である。
　第３実施形態に係るフィンレス熱交換器１０では、接続管３０の形状がＵ字形状に湾曲していることを特徴としており、その他の構成は上記第１実施形態と同じである。したがって、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
　図１１に示す接続管３０は、フィンレス熱交換器１０を構成する複数の伝熱管２０を接続するために、Ｕ字形状に湾曲した高さの低いアルミニウム合金の配管であり、いわゆるＵベンドと呼ばれるものである。接続管３０は、使用用途に応じて、それぞれ適宜に選択できる。接続管３０は、円筒形状を有する挿入部３１および露出部３２と、Ｕ字形状に湾曲した中間接続部３３とを有する。中間接続部３３は、一方の露出部３２と他方の露出部３２とを接続するように延在する。接続管３０は、露出部３２から中間接続部３３にかけて、湾曲した内側湾曲部を有する。
　図１１において、（Ａ）は、中間接続部３３が最短距離でＵ字形状に湾曲した態様を示し、（Ｂ）は、中間接続部３３が途中で分岐された態様を示し、（Ｃ）は、中間接続部３３が直管部分を含む態様を示す。
　接続管３０の挿入部３１の高さと露出部３２の高さと足し合わせた寸法は、継手部２４の高さとロウ材リング３５の高さとを足し合わせた寸法以上であるように構成されている。これにより、ロウ材リング３５が接続管３０の内側湾曲部の湾曲形状に沿って傾斜することを防止して、ロウ材リング３５の配置バランスが崩れにくくなるので、ロウ付けの精度低下を防止できる。
　〔第４実施形態〕
　図１２を参照しながら、第４実施形態に係るフィンレス熱交換器１０を説明する。図１２は、第４実施形態に係るフィンレス熱交換器１０における接続管３０を例示する斜視図である。
　第４実施形態に係るフィンレス熱交換器１０では、接続管３０の形状がＵ字形状に湾曲していることを特徴としており、その他の構成は上記第１実施形態と同じである。したがって、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
　図１２に示す接続管３０は、フィンレス熱交換器１０を構成する伝熱管２０と、冷却システム１の配管とを接続するために、用途に応じて曲げ加工されたアルミニウム合金の配管であり、いわゆるリードパイプと呼ばれるものである。接続管３０は、使用用途に応じて、それぞれ適宜に選択できる。接続管３０は、円筒形状を有する挿入部３１および露出部３２と、直管部および湾曲部を有する中間接続部３３とを有する。中間接続部３３は、一方の露出部３２と、他方の露出部３２とを接続する。
　図１２において、（Ａ）は、中間接続部３３の直管部が比較的短い態様を示し、（Ｂ）は、中間接続部３３の直管部が比較的長い態様を示す。
　接続管３０の挿入部３１の高さと露出部３２の高さと足し合わせた寸法は、継手部２４の高さとロウ材リング３５の高さとを足し合わせた寸法以上であるように構成されている。そのため、ロウ材リング３５が接続管３０の内側湾曲部の湾曲形状に沿って傾斜することを防止して、ロウ材リング３５の配置バランスが崩れにくくなるので、ロウ付けの精度低下を防止できる。
　〔第５実施形態〕
　図１３を参照しながら、第５実施形態に係るフィンレス熱交換器１０を説明する。図１３は、第５実施形態に係るフィンレス熱交換器１０におけるロウ材リング３５を例示する拡大断面図である。
　図１３において、（Ａ）は、ロウ材リング３５の縦方向の断面が矩形である態様を示し、（Ｂ）は、ロウ材リング３５の縦方向の断面が三角形である態様を示し、（Ｃ）は、ロウ材リング３５の縦方向の断面が丸形である態様を示す。
　図１３（Ａ）に示した矩形のロウ材リング３５では、或る径方向寸法に対してフラックス３７の量およびロウ材３６の量をより多く備えることができる。そのため、径方向寸法を短くすることによって、フラックス３７およびロウ材３６が継手部２４の継手外周面２４ｂに沿って垂れ下がること（ロウ垂れ）を防止できる。また、ロウ材リング３５を継手部２４の先端面２７の上に配設する際に、ロウ材リング３５の配置バランスが崩れにくくなるので、ロウ付けの精度低下を防止できる。
　図１３（Ｂ）に示した三角形のロウ材リング３５では、ロウ材リング３５の内側下部が接合隙間４５に食い込むことができるので、ロウ材３６が継手部２４の継手外周面２４ｂに垂れ下がるリスクを低減できる。また、ロウ材リング３５の内側上部がフィレット形状に類似した形状であるため、溶融したロウ材３６がフィレット形状の露出接合部６２を形成しやすくなり、ロウ付け完了までの時間を短縮できる。
　図１３（Ｃ）に示した丸形（円形）のロウ材リング３５では、矩形や三角形のロウ材リング３５よりも加工が容易であるため、製造コストを抑制できる。開口３８を所定の位置に配置することが容易であり、ロウ材リング３５の径方向寸法を抑制できるので、丸形の中でも、縦方向に長軸を有する楕円が好ましい。
　この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。
　ロウ材リング３５の断面形状は、必要とされるスペックに応じて、それぞれ適宜に選択できる。上記実施の形態以外の態様として、ロウ材リング３５の断面が、台形形状、卵型形状あるいは多角形状である態様にすることもできる。
　上記実施の形態では、伝熱管２０として純アルミニウム系合金を例示したが、銅を用いることができる。
　この発明および実施形態をまとめると、次のようになる。
　この発明の第１態様に係るフィンレス熱交換器１０は、
　円筒基部２６と、前記円筒基部２６の外径よりも大きな外径を有する継手部２４と、前記円筒基部２６および前記継手部２４をつなぐテーパー形状の中間部２５とを有するとともに、蛇行状に延在する伝熱管２０と、
　前記継手部２４に挿入可能に構成される挿入部３１と、側面視で前記継手部２４と重ならない位置に位置する露出部３２とを有する接続管３０と、
　前記接続管３０および前記伝熱管２０をロウ材３６で接合する接合部６０と、を備え、
　前記挿入部３１の周縁３４が前記中間部２５に当接支持され、
　前記継手部２４の継手内周面２４ａと前記挿入部３１の接続外周面３０ａと前記周縁３４とで囲まれる領域において接合隙間４５が形成され、
　溶融した前記ロウ材３６が前記接合隙間４５に流れ込むことによって隙間接合部６１が形成され、当該隙間接合部６１は、前記接合部６０として働くことを特徴とする。
　上記態様によれば、フレア拡径部を形成することなく、伝熱管２０および接続管３０を接合できる。
　また、第２態様に係るフィンレス熱交換器１０は、上記第１態様において、
　溶融した前記ロウ材３６が前記露出部３２に拡がることによって露出接合部６２が形成され、当該露出接合部６２は、前記接合部６０として働く。
　上記態様によれば、接合部６０の接合強度を向上させることができる。
　また、第３態様に係るフィンレス熱交換器１０は、上記第２態様において、
　前記露出接合部６２は、滑らかな裾広がりのフィレット形状を有する。
　上記態様によれば、より大きな接合面積が得られて接合強度が向上する。
　また、第４態様に係るフィンレス熱交換器１０は、上記第１態様において、
　前記継手部２４は、先端面２７を有し、
　前記ロウ材３６と、前記ロウ材３６で囲まれるフラックス３７とを有するリング形状のロウ材リング３５が、前記先端面２７の上に配設され、
　前記ロウ材３６は、リング内周面３９ａにおいて前記フラックス３７を流出させるための開口３８を有する。
　上記態様によれば、溶融したフラックス３７が、開口３８を通じて流出して継手部２４と接続管３０とに形成された酸化皮膜を除去し、溶融したロウ材３６が、接合隙間４５に流れ込んで接合部６０を形成することによって、継手部２４および接続管３０をロウ付けによって容易に且つ確実に接合できる。
　また、第５態様に係るフィンレス熱交換器１０は、上記第４態様において、
　前記露出部３２の高さは、前記ロウ材リング３５の高さよりも高い。
　上記態様によれば、継手部２４の先端面２７の上にロウ材リング３５を載置できるようになり、継手部２４に対して、フレア拡径部を形成することが不必要になる。
　また、第６態様に係るフィンレス熱交換器１０は、上記第１態様において、
　前記ロウ材リング３５のリング外周面３９ｂは、前記継手部２４の継手外周面２４ｂに対して、面一である、または、外側に張り出している。
　上記態様によれば、前者の場合、フラックス３７およびロウ材３６が継手部２４の継手外周面２４ｂに沿って垂れ下がること（ロウ垂れ）を防止でき、後者の場合、ロウ付けによる接合に供されるフラックス３７の量およびロウ材３６の量が多くなり、容易な且つ確実な接合を可能にする。
　また、第７態様に係るフィンレス熱交換器１０は、上記第４態様において、
　前記ロウ材リング３５の断面形状は、矩形状、三角形状または丸形状である。
　上記態様によれば、ロウ材リング３５の断面形状は、必要とされるスペックに応じて、それぞれ適宜に選択できる。
　また、第８態様に係るフィンレス熱交換器１０は、上記第１態様において、
　前記伝熱管２０および前記側板４０は、アルミニウム合金である。
　上記態様によれば、低コスト化および軽量化を実現できる。
　また、第９態様に係るフィンレス熱交換器１０は、上記第１態様において、
　前記接続管３０は、前記伝熱管同士をつなぐＵ字形状の配管、または、前記伝熱管２０と冷却システム１とをつなぐ配管である。
　上記態様によれば、接続管３０は、使用用途に応じて、それぞれ適宜に選択できる。
　また、第１０態様に係る冷却システム１は、
　圧縮機３と、凝縮器４と、減圧装置５と、蒸発器６と、前記凝縮器４または前記蒸発器６に強制通風を行う送風機８とを備え、
　前記凝縮器４または前記蒸発器６は、上記第１態様から上記第９態様のいずれか１つのフィンレス熱交換器１０である。
　上記態様によれば、フレア拡径部を形成することなく、伝熱管２０および接続管３０を接合できる。
　　１…冷却システム
　　３…圧縮機
　　４…凝縮器
　　５…減圧装置
　　６…蒸発器
　　８…送風機
　１０…フィンレス熱交換器
　２０…伝熱管
　２１…曲管部
　２２…直管部
　２４…継手部
　２４ａ…継手内周面
　２４ｂ…継手外周面
　２５…中間部
　２５ａ…中間内周面
　２６…円筒基部
　２７…先端面
　３０…接続管
３０ａ…接続外周面
　３１…挿入部
　３２…露出部
　３３…中間接続部
　３４…周縁
　３５…ロウ材リング
　３６…ロウ材
　３７…フラックス
　３８…開口
　３９ａ…リング内周面
　３９ｂ…リング外周面
　４０…側板
　４１…長孔
　４５…接合隙間
　４６…連結板
　５１…取付孔
　６０…接合部
　６１…隙間接合部
　６２…露出接合部
　７０…スペーサ

Claims (10)

  1. 　円筒基部と、前記円筒基部の外径よりも大きな外径を有する継手部と、前記円筒基部および前記継手部をつなぐテーパー形状の中間部とを有するとともに、蛇行状に延在する伝熱管と、
    　前記継手部に挿入可能に構成される挿入部と、側面視で前記継手部と重ならない位置に位置する露出部とを有する接続管と、
    　前記接続管および前記伝熱管をロウ材で接合する接合部と、を備え、
    　前記挿入部の周縁が前記中間部に当接支持され、
    　前記継手部の継手内周面と前記挿入部の接続外周面と前記周縁とで囲まれる領域において接合隙間が形成され、
    　溶融した前記ロウ材が前記接合隙間に流れ込むことによって隙間接合部が形成され、当該隙間接合部は、前記接合部として働くことを特徴とする、フィンレス熱交換器。
  2. 　溶融した前記ロウ材が前記露出部に拡がることによって露出接合部が形成され、当該露出接合部は、前記接合部として働くことを特徴とする、請求項１に記載のフィンレス熱交換器。
  3. 　前記露出接合部は、滑らかな裾広がりのフィレット形状を有することを特徴とする、請求項２に記載のフィンレス熱交換器。
  4. 　前記継手部は、先端面を有し、
    　前記ロウ材と、前記ロウ材で囲まれるフラックスとを有するリング形状のロウ材リングが、前記先端面の上に配設され、
    　前記ロウ材は、リング内周面において前記フラックスを流出させるための開口を有することを特徴とする、請求項１に記載のフィンレス熱交換器。
  5. 　前記露出部の高さは、前記ロウ材リングの高さよりも高いことを特徴とする、請求項４に記載のフィンレス熱交換器。
  6. 　前記ロウ材リングのリング外周面は、前記継手部の継手外周面に対して、面一である、または、外側に張り出していることを特徴とする、請求項４に記載のフィンレス熱交換器。
  7. 　前記ロウ材リングの断面形状は、矩形状、三角形状または丸形状であることを特徴とする、請求項４に記載のフィンレス熱交換器。
  8. 　前記伝熱管および前記接続管は、アルミニウム合金であることを特徴とする、請求項１に記載のフィンレス熱交換器。
  9. 　前記接続管は、前記伝熱管同士をつなぐＵ字形状の配管、または、前記伝熱管と冷却システムとをつなぐ配管であることを特徴とする、請求項１に記載のフィンレス熱交換器。
  10. 　圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器と、前記凝縮器または前記蒸発器に強制通風を行う送風機とを備え、
    　前記凝縮器または前記蒸発器は、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のフィンレス熱交換器であることを特徴とする、冷却システム。
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