JPH02247498A - 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、例えば自動車用空調装置に用いられる熱交換
器に関し、特に凝縮器に用いて有効である。

〔従来の技術〕

従来より、凝縮器のような高圧力下において用いられる
熱交換器は、耐圧強度を確保するために多孔押し出しチ
ューブを蛇行状に折り曲げて形成している。そして、こ
の蛇行状に折り曲げ形成されて平行となったチューブ間
にコルゲートフィンを配設して熱交換ユニットを構成し
ているサーペンタイン型と称されるものが一般的に知ら
れている。しかし、サーペンタイン型のように１本のチ
ューブで冷媒通路を形成するものにおいては、チューブ
内の冷媒の圧力損失が増大するため熱交換効率が低下す
るという問題がある。

そこで、第９図に示すように圧力損失を低減させ、熱交
換効率を向上させるために複数の偏平チューブ１を平行
に並べ、これらのチューブ１の両端にヘッダタンク２及
び３を設けている多パスヘッダ型の熱交換器が用いられ
ている。この種の熱交換器は、ヘッダタンク２及び３の
チューブ１を挿入する挿入穴の加工（バーリング加工等
）性及びヘッダタンク２及び３へのチューブ１の組み付
は性等を考慮してヘッダタンク２及び３をタンク部を形
成するキャプセル部２ａ及び３ａと、このキャプセル部
２ａ及び３ａを閉塞し、チューブ１が挿入されるプレー
ト部２ｂ及び３ｂとに２分割している。そして、チュー
ブ１をプレート部２ｂ及び３ｂに形成された挿入穴２Ｃ
に挿入した後、これらのキャプセル部２ａ及び３ａとプ
レート部２ｂ及び３ｂとを接合して１つのヘッダタンク
を形成している。

尚、図中符号４は熱交換を促進させるコルゲートフィン
、５は圧縮機より冷媒が導入される入口バイブ、６は蒸
発器に向けて冷媒を導出する出口バイブである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ここで、ラジェータ及びヒータコアの内部圧力は約１０
ｋｇ／ｃ４、蒸発器の内部圧力は約４５ｋｇ／（，１イ
である。よって、ラジェータ、ヒータコア及び蒸発器内
は比較的低圧であるため、ヘッダタンクをキャプセル部
２ａ　（３ａ）とプレート部２ｂ（３ｂ）とに２分割し
た熱交換器をラジェータ、ヒータコアあるいは蒸発器に
用いても問題はない。

ところが、この熱交換器を凝縮器に用いた場合、凝縮器
の内部における圧力は約１００ｋｇ／ｃｔａにも上昇す
るため、キャプセル部２ａ　（３ａ）及びプレート部２
ｂ（３ｂ）の内壁面に高圧が作用する（第１０図中、矢
印Ａ、Ｂ方向）、従って、この高圧によりキャプセル部
２ａ　（３ａ）とプレート部２ｂ（３ｂ）との接合部が
剥離するおそれがある。そして、キャプセル部とプレー
ト部との接合部が剥離した場合、剥離した部分より冷媒
の漏れ等が発生するという問題がある。

本発明はヘッダタンクを分割した熱交換器において、そ
の内部に高圧が作用しても接合部が剥離することのない
耐圧強度に優れた熱交換器を提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、少なくとも２分割され、互いに接合される
ことによって内部に第１中空部を形成し、この第１中空
部内に被熱交換流体が導入される第１ヘッダタンクと、
少なくとも２分割され、互いに接合されることによって
内部に第２中空部を形成し、この第２中空部内に被熱交
換流体が集合する第２ヘッダタンクと、内部を被熱交換
流体が流れ、一端が第１ヘッダタンク内に開口して連通
接続されると共に、他端が第２ヘッダタンク内に開口し
て連通接続される複数のチューブと、第１及び第２中空
部内に設けられ、第１ヘッダタンク並びに第２ヘッダタ
ンクの少なくとも２分割された各々の分割部と接合され
る補強部材とを備えるという技術的手段を採用する。

そして、第１ヘッダタンクはチューブが挿入される第１
プレート部と、この第１プレート部と接合されることに
より第１中空部を形成する第１キャプセル部とからなり
、第２ヘッダタンクはチューブが挿入される第２プレー
ト部と、この第２プレート部と接合されることにより第
２中空部を形成する第２キャプセル部とからなる。

また、第１ヘッダタンクは互いに接合されることにより
第１中空部を形成すると共に、チューブを挟持する第１
タンク部及び第２タンク部からなり、第２ヘッダタンク
は互いに接合されることにより第２中空部を形成すると
共に、チューブを挟持する第３タンク部及び第４タンク
部からなる。

〔作用及び効果〕

第１及び第２ヘッダタンク内に高圧が作用すると各ヘッ
ダタンクの接合部を中心としてモーメントが生じ接合部
に応力が働くが、補強部材が各ヘッダタンクの第１プレ
ート部（第２プレート部）と第１キャプセル部（第２キ
ャプセル部）、並びに第１タンク部（第３タンク部）と
第２タンク部（第４タンク部）と接合されているため、
ヘッダタンクの接合部に働く応力は低減される。従って
、各ヘッダタンクの接合部が剥離することがない。

以上により、第１プレート部（第２プレート部）と第１
キャプセル部（第２キャプセル部）、並びに第１タンク
部（第３タンク部）と第２タンク部（第４タンク部）と
の接合力を向上させることができるため、熱交換器の耐
圧強度を向上させることができる。よって、冷媒等が熱
交換器内より漏れることはない。

また、各ヘッダタンクを分割することができるため、チ
ューブを容易にヘッダタンクに組み付けることができる
ため、生産性が向上する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面に基づき説明する
。

第１図乃至第３図に示すように、図中、符号１０は圧縮
機（省図示）の吐出側に接続され、アルミからなる入口
バイブで、この入口バイブ１０より圧縮機より吐出され
た冷媒が導入される。

符号２０は内部に第１中空部を有し、入口バイブ１０よ
り導入された冷媒が溜まる第１ヘッダタンクで、アルミ
からなる平板状の第１プレート部２１とアルミからなる
受は皿状の第１キャプセル部２２とをろう付は接合する
ことにより構成される。第１プレート部２１には一側面
２１ａ側に突９、出するバーリング部２１ｂが設けられ
、このバーリング部２１ｂの内周には挿入孔２１ｃが形
成されている。

符号３０は第１ヘッダタンク２０の第１中空部に配設さ
れ、アルミからなり、板厚が１．６　ｍｍ程度の内柱板
（補強部材）で、この内柱板３０は第１中空部の長手方
向の大きさとほぼ同等のおおきさを有する。そして、内
柱板３０は第１キャプセル部２２の頂部２２ａの内壁面
にろう付は接合される頂辺部３１を有する。そして、こ
の頂辺部３１より第１プレート部２１に向けて傾斜状に
伸びる第１側壁部３２及び第２側壁部３３が一体的に形
成されている。また、第１プレート部２１とほぼ平行と
なるように、第１側壁部３２の先端部３２ａより平板部
３４及び第２側壁部３３の先端部３３ａより平板部３５
が一体的に形成されている。

平板部３４及び平板部３５は第１プレート部２１の一側
面２１ａにろう付は接合される。ここで、内柱板３０の
バーリング部２１ｂに対向する部位には挿入溝３６が形
成されている。

符号４０はアルミからなる多孔押し出しチューブで、こ
のチューブ４０内を第１ヘッダタンク２０内に溜まった
冷媒が流れる。このチューブ４０の一端４１は第１プレ
ート部２１の挿入孔２１ｃ、内柱板３０の挿入溝３６に
挿入され、ろう付は接合される。そして、この各チュー
ブ４０間を空気が通過することにより、冷媒との熱交換
を行う。

尚、チューブ４０は偏平チューブ内にインナーフィンを
挿入したものを用いてもよい。

符号５０はアルミからなるコルゲートフィンで各チュー
ブ４０間に設けられ、ろう付は接合されている。このコ
ルゲートフィン５０によって空気と冷媒との熱交換が促
進される。

符号６０はチューブ４０の他端がろう付は接合された第
２ヘッダタンクで、内部に第２中空部を有し、チューブ
４０内を流れた冷媒が集合する。

第２ヘッダタンクは、アルミからなる平板状の第２プレ
ート部６１とアルミからなる受は皿状の第１キャプセル
部６２とをろう付は接合することにより構成される。第
２プレート部６１及び第２キャプセル部６２は各々第１
プレート部２１及び第１キャプセル部２２と同様に構成
されている。また、第２ヘッダタンク６０の第２中空部
には第１ヘッダタンク２０の第１中空部と同様に内柱板
３０が配設されている。

符号７０は第２ヘッダタンク６０内に集合した冷媒を導
出するアルミからなる出口バイブで、この出口バイブ７
０は蒸発器（省図示）の入口バイブに接続されている。

上記構成により、圧縮機により圧縮吐出された冷媒（圧
カニ約１００　ｋｇ／ｃ１ａ）　カ入口パイフｌＯより
第１ヘッダタンク２０内に流入すると第１ヘッダタンク
２０内壁には約ｔｏＯｋｇ／ｃ４もの高圧が作用する。

ここで、従来、第１プレート２１及び第１キヤプセル２
２のみに圧力が作用していたが、本発明では内柱板３０
によって第１プレート２１と第１キヤプセル２２とが強
固に接合されいるため、内柱板３０にも圧力が作用する
。また、内柱板４０の第１側壁部３２、第２側壁部３３
、平板部３４及び平板部３５の各面に圧力が作用するた
め、第１プレート２１及び第１キヤプセル２２に作用す
る圧力面積を低減することができる。従って、第１プレ
ート２１と第１キヤプセル２２との接合部に作用する応
力を低減することができる。よって、第１プレート２１
及び第１キヤプセル２２が変形することが無くなるため
、第１プレート２１と第１キヤプセル２２との接合部が
剥離することがなくなり、冷媒が漏れることはない。

尚、第２ヘッダタンク６０についても第１ヘッダタンク
２０と同様である。

また、必要に応じて、第１プレート２１と第１キヤプセ
ル２２との接合部をかしめてもよい。

また、第４図に示すように一実施例で用いた内柱板３０
を２つ接合したような形状を有する内柱板８０を第１ヘ
ッダタンク２０及び第２ヘッダタンク６０内に配設して
もよい、これにより、プレートと内柱板、及びキャプセ
ルと内柱板との接合箇所を増加させることができるため
、プレートとキャプセルとの接合力をさらに向上させる
ことができる。

また、第５図に示すようにキャプセル２２（キャプセル
６２も同様）の頂部２２ａに複数の貫通孔２３を設ける
。そして、この貫通孔２３を貫通ずる内柱板９０を第１
ヘッダタンク２０及び第２ヘッダタンク６０（第１図）
内に配設してもよい。

すなわち、内柱板９０のＵ字形状を有する第１上部９１
を貫通孔２３に貫通させ、キャプセル２２とろう付は接
合する。また、平板上の第２上部９２をキャプセル２２
の頂部２２ａの内壁面に接合する。そして、内柱板９０
の底部９３を第１ブレート２１にろう付は接合する。こ
れにより、内柱板とキャプセルとの接合力を増加させる
ことができるため、プレートとキャプセルとの接合力を
さらに向上させることができる。

次に、本発明の他の実施例について説明する。

第７図及び第８図に示すような略三角形状を有するヘッ
ダタンク１００（第１、第２とも同じ）を設ける。

すなわち、ヘッダタンク１００はチューブ４０の軸方向
に対して平行に略中央で分割されζおり、第１（第３）
タンク部１０１及び第２（第４）タンク部１０２が形成
されている。

第１タンク部１０１及び第２タンク部１０２には突出し
たバーリング部１０３、バーリング部１０４が各々形成
されている。このバーリング部１０３及びバーリング部
１０４の内方にはＵ字形状を有する挿入孔が各々形成さ
れている。そして、第１タンク部１０１と第２タンク部
１０２とを接合することによって環状の挿入孔が形成さ
れ、この挿入孔にチューブ４０の一端４１が挿入される
。

また、ヘッダタンク１００の中空部には第１の発明と同
様の内柱板３０が配設されている。この内柱板３０が第
１タンク部１０１及び１０２と各々ろう付は接合される
ことにより、第１タンク部１０１と第２タンク部１０２
との接合力を向上させることができる。作用・効果は一
実施例と同様である。

尚、内柱板は第１の発明で用いた種々の形状のものを用
いてもよい。

以上により、ヘッダタンクにチューブを容易に挿入し、
組み付けることができると共に、凝縮器のように−・ラ
ダタンク内部に高圧が作用する熱交換器に用いてもヘッ
ダタンクの接合部を強固に保持することができる。従っ
て、接合部の剥離による冷媒の漏れ等の問題を確実に防
止することができる。

第３図は分割斜視図、第４図は内柱板の変形例を示す要
部断面図、第５図及び第６図はさらに内柱板の変形例示
す要部断面図、第７図及び第８図は本発明の他の実施例
を示す図で、第７図は要部断面図、第８図は分割斜視図
、第９図及び第１０図は従来の一実施例を示す図で、第
９図は一部断面図、第１０図は要部断面図である。

２０・・・第１ヘッダタンク、２１・・・第１プレート
部、２２・・・第１キヤプセル部、３０・・・内柱板（
補強部材）、４０・・・チューブ、６０・・・第２ヘッ
ダタンク、６１・・・第２プレート部、６２・・・第２
キャプセル部。

代理人弁理士　　岡　部　　　隆 （ほか１名）

【図面の簡単な説明】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 　１．少なくとも２分割され、互いに接合されることに
   よって内部に第１中空部を形成し、この第１中空部内に
   被熱交換流体が導入される第１ヘッダタンクと、 少なくとも２分割され、互いに接合されることによって
   内部に第２中空部を形成し、この第２中空部内に被熱交
   換流体が集合する第２ヘッダタンクと、 内部を被熱交換流体が流れ、一端が前記第１ヘッダタン
   ク内に開口して連通接続されると共に、他端が前記第２
   ヘッダタンク内に開口して連通接続される複数のチュー
   ブと、 前記第１及び第２中空部内に設けられ、前記第１ヘッダ
   タンク並びに第２ヘッダタンクの少なくとも２分割され
   た各々の分割部と接合される補強部材と、 を備えることを特徴とする熱交換器。
2. 　２．前記第１ヘッダタンクは前記チューブが挿入され
   る第１プレート部と、この第１プレート部と接合される
   ことにより前記第１中空部を形成する第１キャプセル部
   とからなり、 前記第２ヘッダタンクは前記チューブが挿入される第２
   プレート部と、この第２プレート部と接合されることに
   より前記第２中空部を形成する第２キャプセル部とから
   なる ことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
3. 　３．前記第１ヘッダタンクは互いに接合されることに
   より前記第１中空部を形成すると共に、前記チューブを
   挟持する第１タンク部及び第２タンク部からなり、 前記第２ヘッダタンクは互いに接合されることにより前
   記第２中空部を形成すると共に、前記チューブを挟持す
   る第３タンク部及び第４タンク部からなる ことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。