JP4351878B2 - Heat exchanger - Google Patents
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Description
本発明は、例えば空気調和装置に用いられる熱交換器に関する。 The present invention relates to a heat exchanger used in, for example, an air conditioner.
従来より、熱交換器は、空気流れ方向と交差する方向に複数の偏平チューブを並設し、該チューブの両端部に筒状のヘッダタンクをそれぞれ配設し、該ヘッダタンクに形成されたチューブ挿入孔にチューブの端部を挿入することにより、チューブとヘッダタンクとを連通させ、一方のヘッダタンクに冷媒を流入させると、冷媒が各チューブに分かれて流入し、該チューブを通って他方のヘッダタンクで集合した後、外部に流出するようになっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a heat exchanger has a plurality of flat tubes arranged in a direction intersecting with an air flow direction, and tubular header tanks are disposed at both ends of the tubes, respectively. By inserting the end of the tube into the insertion hole, the tube and the header tank are communicated, and when the refrigerant flows into one of the header tanks, the refrigerant is divided into each tube and flows through the tube. After gathering in the header tank, it flows out to the outside.
ところで、近年、例えば空気調和装置等の冷凍サイクルを利用した機器においては、環境への配慮から機器への冷媒の充填量を削減したいという要求がある。この要求を満たすために、ヘッダタンクの内容積を小さくすることが考えられるが、ヘッダタンクを単純に小径にして内容積を小さくしただけでは、ヘッダタンクにはチューブが挿入されているため、チューブの空気流れ方向の外形寸法を短くしなければならず、チューブの伝熱面積が縮小して熱交換効率が悪化する。 By the way, in recent years, there is a demand for reducing the charging amount of refrigerant into the device in consideration of the environment in the device using the refrigeration cycle such as an air conditioner. In order to satisfy this requirement, it is conceivable to reduce the internal volume of the header tank. However, simply by reducing the internal volume by simply reducing the diameter of the header tank, the tube is inserted into the header tank. The outer dimension in the air flow direction must be shortened, the heat transfer area of the tube is reduced, and the heat exchange efficiency is deteriorated.
そこで、このことを回避するために、ヘッダタンクの断面を空気流れ方向に長い偏平状にすることにより、チューブの空気流れ方向の外形寸法を確保して熱交換効率を悪化させることなく、ヘッダタンクの内容積を真円形断面のものよりも小さくして、冷媒充填量を削減できるようにした熱交換器(凝縮器)が開発されている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、特許文献1の熱交換器では、ヘッダタンクの断面を空気流れ方向に長い扁平状にした分、内容積が小さくなっているものの、ヘッダタンクの空気流れ方向の内径がチューブの空気流れ方向の外形寸法よりも長く設定されていて、ヘッダタンクの小容量化が十分でない。
By the way, in the heat exchanger of
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ヘッダタンクの空気流れ方向の内径寸法をチューブの空気流れ方向の外形寸法よりも短くしても、チューブの伝熱面積及びチューブへの冷媒の流入量を確保できるようにして熱交換効率を高めることにある。 The present invention has been made in view of such points, and the object of the present invention is to transfer the tube even if the inner diameter dimension of the header tank in the air flow direction is shorter than the outer dimension of the tube in the air flow direction. The heat exchange efficiency is improved by ensuring the heat area and the amount of refrigerant flowing into the tube.
前記目的を達成するために、請求項1の発明では、断面形状が空気流れ方向に長い複数の偏平チューブを空気流れ方向と交差する方向に並設し、これらチューブの端部をチューブの並設方向に延びる筒状のヘッダタンクに挿入して各チューブとヘッダタンク内部とを連通させてなる熱交換器を対象とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a plurality of flat tubes whose cross-sectional shapes are long in the air flow direction are juxtaposed in the direction crossing the air flow direction, and the ends of these tubes are juxtaposed with the tubes It is intended for a heat exchanger that is inserted into a cylindrical header tank extending in the direction to communicate each tube with the inside of the header tank.
そして、前記ヘッダタンクは、チューブ挿入側壁部を有する板材からなる第1部材と、反チューブ挿入側壁部を有する板材からなる第2部材との組み合わせ体からなるとともに、空気流れ方向の内径寸法が前記チューブの空気流れ方向の外形寸法よりも短くなるように形成され、前記第1部材及び第2部材には、空気流れ方向上流側及び下流側に向かって前記ヘッダタンクの外側方へ突出し、かつ、互いに対向して延びるフランジがそれぞれ形成され、前記第1部材には、空気流れ方向上流側のフランジから下流側のフランジに亘って延びる複数のチューブ挿入孔が前記ヘッダタンクの長手方向に間隔をあけて形成され、前記第1部材及び第2部材の一方の部材のフランジには、他方の部材のフランジから離れる方向に窪んで該フランジとの間に前記ヘッダタンク内部と連通する空間を形成するための複数の凹部が前記チューブ挿入孔に対応して形成され、前記一方の部材のフランジにおける隣り合う凹部の間には、前記他方の部材のフランジに沿うように延び、かつ、該フランジにろう付けされる接合部がそれぞれ形成され、前記一方の部材のフランジの突出方向先端における接合部に対応する部位には、前記他方の部材のフランジにかしめ固定されるかしめ部が形成され、前記チューブの端部は、該端部の開口が前記空間内において前記第2部材のフランジから離れた状態となるように前記チューブ挿入孔に挿入されている構成とする。 The header tank is composed of a combination of a first member made of a plate material having a tube insertion side wall portion and a second member made of a plate material having an anti-tube insertion side wall portion, and has an inner diameter dimension in the air flow direction. Formed so as to be shorter than the outer dimension of the tube in the air flow direction, the first member and the second member project outward from the header tank toward the upstream and downstream sides in the air flow direction, and A plurality of flanges extending opposite to each other are formed, and a plurality of tube insertion holes extending from the upstream flange in the air flow direction to the downstream flange are spaced apart in the longitudinal direction of the header tank in the first member. The flange of one member of the first member and the second member is recessed in a direction away from the flange of the other member and A plurality of recesses for forming a space communicating with the inside of the header tank is formed corresponding to the tube insertion hole, and between the adjacent recesses of the flange of the one member, the flange of the other member Are joined to the flange of the other member, and are joined to the flange of the other member at a portion corresponding to the joint at the front end in the protruding direction of the flange of the one member. A fixed caulking portion is formed, and the end portion of the tube is inserted into the tube insertion hole so that the opening of the end portion is separated from the flange of the second member in the space. And
この構成によれば、ヘッダタンクの空気流れ方向の内径寸法がチューブの空気流れ方向の外形寸法よりも短いので、ヘッダタンクの小容量化が図られる。このようにしてヘッダタンクを小容量化した場合に、チューブの空気流れ方向の外形寸法がヘッダタンクの空気流れ方向の内径寸法よりも長くなっているので、チューブの外形寸法が確保されてチューブの伝熱面積が十分に得られる。According to this configuration, since the inner diameter dimension of the header tank in the air flow direction is shorter than the outer dimension of the tube in the air flow direction, the capacity of the header tank can be reduced. When the capacity of the header tank is reduced in this way, the outer dimension of the tube in the air flow direction is longer than the inner diameter dimension of the header tank in the air flow direction. A sufficient heat transfer area can be obtained.
そして、チューブの端部をチューブ挿入孔に挿入した状態では、チューブの端部の開口のうち、チューブ挿入孔における突出部に連続する部分に挿入された箇所が突出部の内部を介してヘッダタンク内部と連通し、それ以外の箇所がヘッダタンク内部に臨む。これにより、ヘッダタンクの冷媒がチューブの開口の全体から該チューブに流入するため、チューブへの冷媒流入量が確保される。 And in the state which inserted the edge part of the tube in the tube insertion hole, the location inserted in the part which continues to the protrusion part in a tube insertion hole among the opening of the tube end part via the inside of a protrusion part is a header tank. It communicates with the inside, and other parts face the header tank. Thereby, since the refrigerant | coolant of a header tank flows in into this tube from the whole opening of a tube, the refrigerant | coolant inflow amount to a tube is ensured.
また、空気流れ方向についてヘッダタンクの内径寸法をチューブの外形寸法よりも短くして、ヘッダタンクの外周壁部に突出部と、該突出部に連続するチューブ挿入孔とを設け、ヘッダタンク内部からチューブへの冷媒流入量を確保できるように、チューブの外形寸法に対するヘッダタンクの内径寸法の比を設定してもよい。 Further, the inner diameter dimension of the header tank is made shorter than the outer dimension of the tube in the air flow direction, and a protruding portion and a tube insertion hole continuous to the protruding portion are provided on the outer peripheral wall portion of the header tank. The ratio of the inner diameter dimension of the header tank to the outer dimension of the tube may be set so that the amount of refrigerant flowing into the tube can be secured .
具体的には、前記ヘッダタンクを、前記チューブの空気流れ方向の外形寸法に対するヘッダタンクの空気流れ方向の内径寸法の比が1未満で0.7以上となるように形成し、前記ヘッダタンクの外周壁部には、空気流れ方向上流側及び下流側に外側方へ突出する突出部と、該突出部に連続するチューブ挿入孔とを設け、該チューブ挿入孔にチューブの端部を挿入する構成とする。 Specifically, the header tank is formed such that a ratio of an inner diameter dimension in the air flow direction of the header tank to an outer dimension in the air flow direction of the tube is less than 1 and 0.7 or more, The outer peripheral wall is provided with a protruding portion that protrudes outward on the upstream and downstream sides in the air flow direction, and a tube insertion hole that continues to the protruding portion, and the end of the tube is inserted into the tube insertion hole And
この構成によれば、ヘッダタンクの空気流れ方向の内径寸法がチューブの空気流れ方向の外形寸法よりも短くなってヘッダタンクの小容量化が図られる。このようにしてヘッダタンクを小容量化した場合に、チューブの空気流れ方向の外形寸法がヘッダタンクの空気流れ方向の内径寸法よりも長く設定されているため、チューブの伝熱面積が十分に得られる。 According to this configuration, the inner diameter dimension of the header tank in the air flow direction is shorter than the outer dimension of the tube in the air flow direction, thereby reducing the capacity of the header tank. When the capacity of the header tank is reduced in this way, the outer dimension of the tube in the air flow direction is set to be longer than the inner diameter dimension of the header tank in the air flow direction. It is done.
そして、チューブの端部をチューブ挿入孔に挿入した状態では、チューブの端部の開口のうち、チューブ挿入孔における突出部に連続する部分に挿入された箇所以外がヘッダタンク内部に臨み、チューブとヘッダタンクとが連通する。このとき、空気流れ方向についてチューブの外形寸法に対するヘッダタンクの内径寸法の比が0.7以上であるため、チューブの開口の全体のうち7割以上の領域がヘッダタンク内部に臨んでおり、この領域から冷媒が流入する。このようにヘッダタンクの内部に臨むチューブの開口の領域を設定することにより、開口の全体をヘッダタンク内部に臨ませている場合と比べて、チューブへの冷媒流入量がほとんど低下せず、所期の冷媒流入量が確保される。 In the state where the end of the tube is inserted into the tube insertion hole, the portion other than the portion inserted into the portion of the opening at the end of the tube that is continuous with the protruding portion of the tube insertion hole faces the inside of the header tank, The header tank communicates. At this time, since the ratio of the inner diameter dimension of the header tank to the outer dimension of the tube in the air flow direction is 0.7 or more, 70% or more of the entire opening of the tube faces the inside of the header tank. Refrigerant flows from the area. By setting the area of the tube opening facing the inside of the header tank in this way, the amount of refrigerant flowing into the tube is hardly reduced compared to the case where the entire opening faces the header tank. The amount of refrigerant inflow for the season is secured.
請求項2の発明では、請求項1の発明において、チューブのチューブ挿入孔への挿入側端部基端には、該チューブ挿入孔外側方へ延びる段差部を設け、前記チューブ挿入孔に挿入されたチューブを、前記段差部がチューブ挿入孔周縁に係合して、チューブの端部の開口が突出部の内部と連通するように位置決めする構成とする。
In the invention of
この構成によれば、チューブをチューブ挿入孔に挿入していくと、チューブの段差部がチューブ挿入孔周縁に係合し、チューブのそれ以上の挿入が規制され、このときに、チューブの端部の開口が突出部の中空部分と連通した状態となる。これにより、治具等を用いてチューブを位置決めすることなく、チューブの開口を突出部の中空部分と確実に連通させた状態とすることができる。 According to this configuration, when the tube is inserted into the tube insertion hole, the stepped portion of the tube is engaged with the periphery of the tube insertion hole, and further insertion of the tube is restricted. At this time, the end portion of the tube Is in a state of communicating with the hollow portion of the protrusion. Thereby, the opening of the tube can be reliably communicated with the hollow portion of the protruding portion without positioning the tube using a jig or the like.
請求項3の発明では、請求項1または2の発明において、チューブの端部をチューブ挿入孔周縁にろう付けし、ヘッダタンクのチューブ挿入側壁部と、このチューブ挿入側壁部に対向する反チューブ挿入側壁部とをヘッダタンクの外方へ膨らむ湾曲面状に形成し、前記チューブ挿入側壁部を前記反チューブ挿入側壁部よりも偏平な形状とする構成とする。
In the invention of
この構成によれば、ヘッダタンクの外周壁部の略全体が湾曲面により構成されるので、ヘッダタンクの構成部材を薄肉化しながら、該ヘッダタンクの耐圧性が確保される。また、チューブの端部がチューブ挿入孔周縁にろう付けされてチューブ及びチューブ挿入側壁部が一体化しているので、該チューブ挿入側壁部は反チューブ挿入側壁部よりも強度が高くなっている。このチューブ挿入側壁部が相対的に偏平に形成されてヘッダタンクのより一層の小容量化が図られる。 According to this configuration, since substantially the entire outer peripheral wall portion of the header tank is configured by a curved surface, the pressure resistance of the header tank is ensured while thinning the constituent members of the header tank. Moreover, since the tube and the tube insertion side wall are integrated by brazing the end of the tube to the periphery of the tube insertion hole, the strength of the tube insertion side wall is higher than that of the anti-tube insertion side wall. This tube insertion side wall portion is formed relatively flat, so that the capacity of the header tank can be further reduced.
請求項4の発明では、請求項1から3のいずれか1つの発明において、第1部材の第2部材との接触面にろう材を設ける一方、前記第2部材にはろう材を設けない構成とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, a brazing material is provided on the contact surface of the first member with the second member, while no brazing material is provided on the second member. The configuration.
この構成によれば、第1部材と第2部材とを組み合わせた状態で加熱することにより、第1部材のろう材が溶融して該第1部材と第2部材とがろう付けされる。このとき、例えば、製造誤差等によりチューブの端部が第2部材に接触した場合に、該第2部材にはろう材が設けられていないので、チューブの端部の開口へろう材が流れることはない。 According to this configuration, by heating in a state where the first member and the second member are combined, the brazing material of the first member is melted and the first member and the second member are brazed. At this time, for example, when the end of the tube comes into contact with the second member due to a manufacturing error or the like, the brazing material flows into the opening at the end of the tube because the brazing material is not provided on the second member. There is no.
請求項1の発明によれば、ヘッダタンクの空気流れ方向の内径寸法をチューブの空気流れ方向の外形寸法よりも小さくし、ヘッダタンクの外周壁部に外側方へ突出しヘッダタンク内部と連通する中空状の突出部と、該突出部に連続するチューブ挿入孔とを設け、チューブの端部の開口を突出部の内部と連通させたので、請求項1の発明と同様に、ヘッダタンクの内容積をより一層小さくできるとともに、チューブの伝熱面積を十分に得ることができる。しかも、ヘッダタンクの冷媒がチューブの開口の全領域から該チューブに流入するので、チューブへの冷媒流入量が確保され、よって、熱交換効率を高めることができる。 According to the present invention, hollow the inner diameter of the air flow direction of F Ddatanku smaller than the outside dimension of the air flow direction of the tube communicates with the internal header tank projecting outward laterally on the outer peripheral wall of the header tank In the same manner as in the first aspect of the present invention, the inner volume of the header tank is provided with a cylindrical projection and a tube insertion hole continuous with the projection, and the opening at the end of the tube communicates with the interior of the projection. Can be further reduced, and the heat transfer area of the tube can be sufficiently obtained. And since the refrigerant | coolant of a header tank flows in into this tube from the whole area | region of opening of a tube, the refrigerant | coolant inflow amount to a tube is ensured, Therefore Heat exchange efficiency can be improved.
請求項2の発明によれば、チューブの端部に段差部を形成し、この段差部がチューブ挿入孔周縁に係合してチューブが位置決めされるので、治具等を用いることなく、チューブの開口を突出部の中空部分と確実に連通させた状態とすることができ、これにより、チューブの組み付け作業を容易に行うことができる。 According to the second aspect of the present invention, the step is formed at the end of the tube, and the step is engaged with the periphery of the tube insertion hole so that the tube is positioned. The opening can be brought into a state of reliably communicating with the hollow portion of the protruding portion, whereby the tube assembling work can be easily performed.
請求項3の発明によれば、ヘッダタンクのチューブ挿入側壁部と反チューブ挿入側壁部とを湾曲面状に形成したので、軽量で耐圧性の高いヘッダタンクを得ることができる。また、チューブの端部がろう付けされて強度が確保されたチューブ挿入側壁部を相対的に偏平な形状としているので、チューブ挿入側壁部を厚肉化することなくヘッダタンクの内容積をさらに小さくすることができる。
According to invention of
請求項4の発明によれば、第1部材の第2部材との接触面にろう材を設ける一方、第2部材にろう材を設けないようにしたので、例えば、製造誤差等によりチューブの端部が第2部材に接触した場合に、チューブの端部の開口へろう材が流れることはなく、該開口がろう材により塞がれるのを防止できて冷媒を狙い通りに流入させることができる。
According to the invention of
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
《参考例》
図2は参考例に係る熱交換器を示し、本参考例では、熱交換器が車両用空調装置の冷凍サイクルの一要素を構成する凝縮器1である場合を示す。該凝縮器1は、図示しないが、車体のエンジンルームの前端部に配設されており、車幅方向に延びる複数のチューブ2及びフィン3を上下に交互に並設してなるコア4と、該コア4のチューブ2長手方向両端部にそれぞれ配置されて該チューブ2と連通する車幅方向左側のヘッダタンク5及び右側のヘッダタンク6とを備えてなる。この凝縮器1のコア4には、図1及び図5に矢印イで示すように、空気が車体前方から後方へ流れるようになっている。
《 Reference example 》
Figure 2 shows a heat exchanger according to the reference example, the present embodiment shows a case where the heat exchanger is the
コア4の各チューブ2は、車体前後方向に長い矩形状断面を有する偏平チューブである。一方、フィン3は、空気流れ方向から見て波形をなすように形成されたコルゲートフィンであり、前記チューブ2の長手方向両端に亘って延びている。これらチューブ2及びフィン3はアルミニウム合金製の薄板材を成形してなり、チューブ2を構成する板材は、その表面にろう材が層状に設けられた、いわゆるクラッド材である。
Each
図3にも示すように、隣り合うチューブ2の離間距離はフィン3の上下方向の寸法に対応していて、該フィン3の上端が上側に隣接するチューブ2の下面にろう付けされる一方、フィン3の下端が下側に隣接するチューブ2の上面にろう付けされるようになっている。また、コア4の上端及び下端に位置するフィン3,3は、上側及び下側エンドプレート8,9によりそれぞれ保持されている。
As shown in FIG. 3, the distance between
前記左側及び右側ヘッダタンク5,6は、コア4のチューブ2及びフィン3並設方向両端に亘って真っ直ぐに延びる筒状に形成されていて、上下両端の開口がキャップ部材10,10によりそれぞれ閉塞されている。左側ヘッダタンク5の上部には、この凝縮器1に冷媒を流入させる冷媒流入用配管11が接続され、一方、右側ヘッダタンク6の下部には、外部へ冷媒を流出させる冷媒流出用配管12が接続されている。
The left and
前記左側及び右側ヘッダタンク5,6の空気流れ方向の内径寸法は、チューブ2の幅寸法、即ち空気流れ方向の外形寸法よりも短くなるように形成されている。具体的には、チューブ2の幅寸法に対するヘッダタンク5,6の空気流れ方向の内径寸法の比が1未満となっており、また、この参考例では、その比は0.7以上の範囲で設定されている。
The inner diameter dimension in the air flow direction of the left and
前記左側及び右側ヘッダタンク5,6はそれぞれ車幅方向中央部で2分割されている。左側ヘッダタンク5は、コア4側に位置する第1部材15と反対側の第2部材16との組み合わせ体により構成され、右側ヘッダタンク6も同様に第1部材18と第2部材19との組み合わせ体により構成されている。これら第1部材15,18及び第2部材16,19は、アルミニウム合金製の板材をプレス加工により成形してなるものである。第1部材15,18は、第2部材16,19側の面にろう材が設けられたクラッド材により構成される一方、第2部材16,19にはろう材が設けられていない。尚、左側ヘッダタンク5の第1部材15と、右側ヘッダタンク6の第1部材18とは同様に構成され、また、左側ヘッダタンク5の第2部材16と、右側ヘッダタンク6の第2部材19も同様に構成されているので、以下、左側ヘッダタンク5の第1部材15及び第2部材16の構造について説明する。
The left and
第1部材15は、チューブ2を挿入保持するチューブ挿入側壁部15aを有し、該チューブ挿入側壁部15aは、図1に示すように、ヘッダタンク5の外方へ膨らむように湾曲して前記第2部材16側へ開放する樋状に形成されている。このチューブ挿入側壁部15aの断面形状は、比較的偏平な概ね円弧状をなしている。このチューブ挿入側壁部15aの開放側両端部には、外側方へ向けて突出して上下方向に延びる一対のフランジ15b,15bが形成されている。
The
また、第2部材16は、前記チューブ挿入側壁部15aに対向する反チューブ挿入側壁部16aを有し、該反チューブ挿入側壁部16aは、ヘッダタンク5の外方へ膨らむように湾曲し前記第1部材15側へ開放する樋状に形成されている。この反チューブ挿入側壁部16aの断面形状は、前記チューブ挿入側壁部15aよりも曲率の小さい円弧状をなしている。この反チューブ挿入側壁部16aの開放側両端部には、外側方へ向けて突出して上下方向に延びる一対のフランジ16b,16bが形成されている。この第2部材16のフランジ16bは、該第2部材16と前記第1部材15とを組み合わせた状態で、第1部材15のフランジ15aと対向するように平坦に形成されている。つまり、この参考例では、フランジ15b及びフランジ16bによりヘッダタンク5の外周壁部から空気流れ方向上流側及び下流側に外側方へ突出する突出部17が構成されている。
Further, the
図3に示すように、第1部材15には、チューブ2の外形に対応するチューブ挿入孔15cがチューブ2の間隔に対応して形成されていて、チューブ2の端部はチューブ挿入孔15c周縁にろう付けされるようになっている。このチューブ挿入孔15cは、図4に示すように、一方のフランジ15bの突出方向中央部から他方のフランジ15bの突出方向中央部に亘るスリット状に形成されている。第1部材15のフランジ15bにおけるチューブ挿入孔15c周縁は、この周縁に対向する第2部材16のフランジ16bから離れる側へ窪むように形成されて凹部15dを構成している。従って、図1及び図3に示すように、凹部15dと、該凹部15dに対向する第2部材16のフランジ16bとの間には空間Sが形成される。また、第1部材15のフランジ15bの隣り合う凹部15d,15d間は、前記第2部材16のフランジ16bに接合するように平坦に形成されて接合部15eを構成している。この接合部15eの略中央には、図4及び図5に示すように、円形の貫通孔15fが形成されている。
As shown in FIG. 3,
第1部材15のフランジ15bの先端側は、第2部材16のフランジ16bの先端に対応する部分で該フランジ16b側へ略直角に折り曲げられている。この第1部材15のフランジ15bの先端側における接合部15eに対応する部位には、第2部材16のフランジ16bにかしめ固定される片状のかしめ部15gが形成されている。このかしめ部15gを第2部材16のフランジ16bの接合面と反対側の面に沿うように折り曲げることで、第1部材15と第2部材16とが一体化するようになっている。
The distal end side of the
この凝縮器における冷媒の経路について説明すると、まず、外部からの冷媒が冷媒流入用配管11から左側ヘッダタンク5に流入する。この左側ヘッダタンク5に流入した冷媒は、下方へ流れながら各チューブ2に流入する。各チューブ2に流入した冷媒は、該チューブ2を車体右側へ流れながら空気と熱交換して次第に凝縮されて、右側ヘッダタンク6に集合する。その後、凝縮した冷媒が冷媒流出用配管12から外部へ流出する。
The refrigerant path in the condenser will be described. First, an external refrigerant flows into the
前記のように構成された凝縮器1を製造する際には、まず、チューブ2及びフィン3を交互に並べて治具(図示せず)により固定してコア4を構成するとともに、第1部材15及び第2部材16を組み付けて左側ヘッダタンク5を構成する。この左側ヘッダタンク5を構成する際には、第1部材15及び第2部材16を組み合わせると、図5に示すように、第1部材15のフランジ15bの接合部15eが第2部材16のフランジ15bに当接する。一方、図1に示すように、第1部材15のフランジ15bの凹部15dと第2部材16のフランジ16bとの間に空間Sが形成される。この状態で、第1部材15のかしめ部15gを折り曲げて第1部材15と第2部材16とをかしめ固定する。尚、右側ヘッダタンク6も同様に構成する。
When manufacturing the
その後、左側及び右側ヘッダタンク5,6の上端及び下端の開口にキャップ部材10,10を嵌め込む。これらヘッダタンク5,6のチューブ挿入孔15cにコア4のチューブ2の両端部をそれぞれ挿入する。このチューブ2をチューブ挿入孔15cに挿入していくと、チューブ2の端部が第1部材15のフランジ15bから空間S側へ突出して第2部材16のフランジ16bに当接し、それ以上の挿入方向への移動が阻止される。このように各部材を組み付けた後、図示しないが、各部材を治具により固定して一体化した後、炉内に搬入して加熱すると、ろう材が溶融して各部材の接合面を流れ、冷却後にろう付けされる。
Thereafter, the
ろう付け工程においては、炉内へ搬入する際の振動や、加熱時の変形により、第1部材15及び第2部材16に対して両部材15,16を離すような力が作用することがある。このとき、第1部材15及び第2部材16がかしめ固定されているので、これら部材15,16の位置ずれが防止される。加えて、第1部材15のフランジ15bの接合部15eに対応してかしめ部15gが設けられているので、両フランジ15b,16bが互いに接合する部分を確実に接触させて該両フランジ15b,16bをしっかりとろう付けすることができる。
In the brazing process, a force that separates the two
また、ろう付け工程では、第1部材15に設けられたろう材が溶融してフランジ15bの接合面を流れる。この際、チューブ挿入孔15cに挿入されたチューブ2の端部が第1部材15のフランジ15bから空間S側へ突出しているので、フランジ15bを流れるろう材がチューブ2の端部の開口へ浸入するのが回避される。また、チューブ2の挿入位置を決定するために該チューブ2の端部を第2部材16のフランジ16bに当接させているが、この第2部材16にはろう材が設けられていないので、このことによっても、ろう材がチューブ2に端部の開口に浸入することはない。これらのことにより、チューブ2の端部の開口がろう材により塞がれるのを防止できて、ヘッダタンク5の冷媒をチューブ2へ狙い通りに流入させることができる。
Further, in the brazing process, the brazing material provided on the
このようにして得られた凝縮器1では、左側及び左側ヘッダタンク5,6の空気流れ方向の内径寸法がチューブ2の幅寸法よりも短く設定されているので、ヘッダタンク5,6の容量をより一層小さくできて、冷媒充填量を削減できる。このようにヘッダタンク5,6を小容量化した場合に、チューブ2の幅がヘッダタンク5,6の内径寸法よりも長く確保できて、チューブ2の伝熱面積を十分に得ることができる。
In the
そして、チューブ2の端部をチューブ挿入孔15cに挿入した状態では、チューブ2の端部の開口のうち、チューブ挿入孔15cにおけるフランジ15bに連続する部分に挿入された箇所以外がヘッダタンク5内部に臨むようになる。このとき、空気流れ方向についてチューブ2の幅寸法に対するヘッダタンク5の内径寸法の比が0.7以上であるため、チューブ2の開口の全体のうち7割以上の領域がヘッダタンク5内部に臨んでおり、この領域から冷媒が流入する。このようにヘッダタンク5内部に臨むチューブ2の開口の領域を設定することにより、開口の全体をヘッダタンク5内部に臨ませている場合と比べて、チューブ2への冷媒流入量がほとんど低下せず、このチューブ2へ流入した冷媒は、該チューブ2の幅方向全体に広がって流れる。これにより、所期の冷媒流入量を確保できて、熱交換効率を高めることができる。
And in the state which inserted the edge part of the
また、左側ヘッダタンク5を第1部材15と第2部材16との組み合わせ体により構成したので、これら第1部材15及び第2部材16を別々に成形することができる。これにより、互いに形状が異なるチューブ挿入側壁部15a及び反チューブ挿入側壁部16aを一体に筒状に成形する場合に比べて成形が容易になる。
Further, since the
また、第1部材15のチューブ挿入側壁部15aと、第2部材16の反チューブ挿入側壁部16aとが湾曲面状に形成されているので、これら第1部材15及び第2部材16を組み合わせると、ヘッダタンク5の周壁部の全体が連続した湾曲面を構成することとなる。このため、第1部材15及び第2部材16を厚肉化しなくても耐圧性が得られるので、ヘッダタンク5を軽量にできる。さらに、チューブ2がチューブ挿入孔15c周縁にろう付けされているので、チューブ2とチューブ挿入側壁部15aとが一体化し、該チューブ挿入側壁部15aの強度が高くなっている。従って、このチューブ挿入側壁部15aの厚肉化を招くことなく、該チューブ挿入側壁部15aを反チューブ挿入側壁部16aよりも偏平に形成することができる。これにより、ヘッダタンク5の軽量化を図りながら、ヘッダタンク5の内容積をさらに小さくできる。
Moreover, since the tube insertion
さらにまた、この凝縮器1においては、製造後に各ろう付け部位が確実に接合されているか否かの検査を行う。この検査では、冷媒流入用配管11及び冷媒流出用配管12に所定圧に加圧された空気を導入する。このとき、第1部材15のフランジ15bと第2部材16のフランジ16bとが確実に接合されていないと、フランジ15bに形成された貫通孔15fから空気が洩れ、ろう付け不良を確実に発見できる。これにより、所期の耐圧性を有する凝縮器1のみを得ることができる。
Furthermore, in this
尚、この参考例では、第1部材15のフランジ15bに凹部15dを形成しているが、図6に示す変形例1のように、凹部を省略してもよい。この変形例では、第1部材15のフランジ15bと第2部材16のフランジ16bとの接合面積が広くなり、接合強度が高まる。
In this reference example , the
また、この参考例では、第1部材15のフランジ15bに凹部15dを形成する一方、第2部材16のフランジ16bを平坦に形成して、両フランジ15b,16bの間に空間を形成するようにしているが、図7に示す変形例2のように、反対に構成してもよい。すなわち、第2部材16のフランジ16bに凹部16d及び接合部16eを形成する一方、第1部材15のフランジ15bを平坦に形成する。さらに、第2部材16のフランジ16bにかしめ部16gを形成し、第1部材15のフランジ15bにかしめ固定する。
In this reference example , the
《発明の実施形態》
図8は本発明の実施形態に係り、本実施形態の凝縮器では、チューブ2の形状及び該チューブ2の挿入位置を除き、前記参考例の凝縮器と同様に構成されている。以下の説明では、参考例と同一の部分には同一の符号を付し、これと異なる部分だけを詳細に説明する。すなわち、本実施形態では、チューブ2の長手方向両端側にそれぞれ一対の段差部2a,2aを形成し、該段差部2a,2aをチューブ挿入孔15c周縁に係合させてチューブ2の両端部が第2部材16のフランジ16bから離れるようにチューブ2のヘッダタンク5,6に対する位置決めを行うようにしている。
"Implementation-shaped state of the invention"
Figure 8 relates to the implementation type state of the present invention, the condenser of the present embodiment, except for the insertion position of the shape and the
具体的には、チューブ2の挿入側端部における挿入方向基端には、チューブ挿入孔15cの外側方へ延びるように形成された段差部2a,2aが設けられている。該段差部2a,2aの位置は、チューブ2を矢印ロの方向に移動させてチューブ挿入孔15cに挿入して該チューブ挿入孔15c周縁と係合した際に、チューブ2の端部が第2部材16のフランジ16bに当接しないように設定されている。
Specifically, stepped
したがって、この実施形態の凝縮器1では、参考例と同様に、左側及び左側ヘッダタンク5,6の容量をより一層小さくできて、冷媒充填量を削減できるとともに、チューブ2の伝熱面積を十分に得ることができる。
Therefore, in the
そして、チューブ2の端部をチューブ挿入孔15cに挿入した状態では、チューブ2の端部の開口のうち、チューブ挿入孔15cにおけるフランジ15bに連続する部分に挿入された箇所が突出部17の内部の空間Sを介してヘッダタンク5内部と連通し、それ以外の箇所がヘッダタンク5内部に臨む。つまり、ヘッダタンク5の冷媒がチューブ2の開口の全体から該チューブ2に流入することとなり、チューブ2への冷媒流入量が確保できて、熱交換効率を高めることができる。
And in the state which inserted the edge part of the
また、チューブ2の段差部2aをチューブ挿入孔15c周縁に係合させてチューブ2を位置決めするようにしたので、位置決めのための治具等を用いることなく、チューブ2の端部の開口が空間Sと確実に連通した状態でチューブ2を位置決めすることができる。これにより、チューブ2の組み付け作業を容易にかつ確実に行うことができる。
Further, since the
尚、チューブ2を参考例のように両端に亘って同じ断面形状を有するように形成し、治具等を用いてチューブ2の端部が第2部材16のフランジ16bから離れた状態となるように位置決めしてもよい。
The
また、前記実施形態では、本発明を空調装置の凝縮器に適用した場合について説明しているが、本発明は、例えば蒸発器にも適用できる。 Also, before you facilities embodiment, a case has been described where the present invention is applied to the condenser of the air conditioner, the present invention is also applicable to, for example, an evaporator.
以上説明したように、本発明に係る熱交換器は、例えば車両用空調装置の冷凍サイクルの一要素を構成する凝縮器等として有用である。 As described above, the heat exchanger according to the present invention is useful as, for example, a condenser that constitutes one element of a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner.
1 凝縮器(熱交換器)
2 チューブ
2a 段差部
5,6 ヘッダタンク
15 第1部材
16 第2部材
15a チューブ挿入側壁部
15b フランジ
15c チューブ挿入孔
15g かしめ部
16a 反チューブ挿入側壁部
16b フランジ
17 突出部
1 Condenser (heat exchanger)
2
Claims (4)
前記ヘッダタンクは、チューブ挿入側壁部を有する板材からなる第1部材と、反チューブ挿入側壁部を有する板材からなる第2部材との組み合わせ体からなるとともに、空気流れ方向の内径寸法が前記チューブの空気流れ方向の外形寸法よりも短くなるように形成され、
前記第1部材及び第2部材には、空気流れ方向上流側及び下流側に向かって前記ヘッダタンクの外側方へ突出し、かつ、互いに対向して延びるフランジがそれぞれ形成され、
前記第1部材には、空気流れ方向上流側のフランジから下流側のフランジに亘って延びる複数のチューブ挿入孔が前記ヘッダタンクの長手方向に間隔をあけて形成され、
前記第1部材及び第2部材の一方の部材のフランジには、他方の部材のフランジから離れる方向に窪んで該フランジとの間に前記ヘッダタンク内部と連通する空間を形成するための複数の凹部が前記チューブ挿入孔に対応して形成され、
前記一方の部材のフランジにおける隣り合う凹部の間には、前記他方の部材のフランジに沿うように延び、かつ、該フランジにろう付けされる接合部がそれぞれ形成され、
前記一方の部材のフランジの突出方向先端における接合部に対応する部位には、前記他方の部材のフランジにかしめ固定されるかしめ部が形成され、
前記チューブの端部は、該端部の開口が前記空間内において前記第2部材のフランジから離れた状態となるように前記チューブ挿入孔に挿入されていることを特徴とする熱交換器。 A plurality of flat tubes whose cross-sectional shapes are long in the air flow direction are juxtaposed in a direction crossing the air flow direction, and the end portions of these tubes are inserted into a cylindrical header tank extending in the tube juxtaposition direction to each tube. A heat exchanger that communicates with the inside of the header tank,
The header tank is composed of a combination of a first member made of a plate material having a tube insertion side wall portion and a second member made of a plate material having an anti-tube insertion side wall portion, and an inner diameter dimension in an air flow direction of the tube. It is formed to be shorter than the outer dimensions in the air flow direction,
The first member and the second member are respectively formed with flanges that protrude toward the outer side of the header tank toward the upstream side and the downstream side in the air flow direction and extend opposite to each other.
In the first member, a plurality of tube insertion holes extending from a flange on the upstream side in the air flow direction to a flange on the downstream side are formed at intervals in the longitudinal direction of the header tank,
The flange of one member of the first member and the second member has a plurality of recesses that are recessed in a direction away from the flange of the other member to form a space communicating with the inside of the header tank between the flanges. Is formed corresponding to the tube insertion hole,
Between adjacent recesses in the flange of the one member, a joint extending along the flange of the other member and brazed to the flange is formed, respectively.
A caulking portion that is caulked and fixed to the flange of the other member is formed at a portion corresponding to the joint portion at the front end in the protruding direction of the flange of the one member,
End of the tube, heat exchanger, characterized in that the opening of the end portion is inserted into the tube insertion holes so that such a state apart from the flange of said second member in said space.
チューブのチューブ挿入孔への挿入側端部基端には、該チューブ挿入孔外側方へ延びる段差部が設けられ、
前記チューブ挿入孔に挿入されたチューブは、前記段差部がチューブ挿入孔周縁に係合して位置決めされていることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1 ,
At the proximal end of the insertion side end of the tube into the tube insertion hole, a stepped portion is provided extending outward from the tube insertion hole.
Tubes inserted into said tube insertion hole, the heat exchanger, characterized in that the step portion is fit position-decided engaged with the tube insertion hole periphery.
チューブの端部はチューブ挿入孔周縁にろう付けされ、
ヘッダタンクのチューブ挿入側壁部と、このチューブ挿入側壁部に対向する反チューブ挿入側壁部とがヘッダタンクの外方へ膨らむ湾曲面状に形成され、前記チューブ挿入側壁部が前記反チューブ挿入側壁部よりも偏平な形状とされていることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1 or 2 ,
The end of the tube is brazed to the periphery of the tube insertion hole,
The tube insertion side wall portion of the header tank and the anti-tube insertion side wall portion facing the tube insertion side wall portion are formed in a curved surface shape that swells outward of the header tank, and the tube insertion side wall portion is the anti-tube insertion side wall portion. A heat exchanger characterized by a flatter shape.
第1部材の第2部材との接触面にろう材が設けられる一方、前記第2部材にはろう材が設けられていないことを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3 ,
While the brazing material is provided in the contact surface with the 2nd member of a 1st member, the said 2nd member is not provided with the brazing material, The heat exchanger characterized by the above-mentioned.
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