JP2006112651A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は空調装置のコンデンサー、エバポレータなどの熱交換器に関するもので、とくに車両に搭載した場合の飛び石などによるチューブ破損を防止した熱交換器に関する。 The present invention relates to a heat exchanger such as a condenser and an evaporator of an air conditioner, and more particularly to a heat exchanger that prevents a tube from being damaged by a stepping stone when mounted on a vehicle.
従来より、熱交換媒体の通路を形成した2枚のコアプレートを接合して扁平チューブとし、これを放熱用のフィンとともに重ね合わせた積層型の熱交換器が知られている。このような熱交換器は車両の進行方向前側に配置されるため、走行時の飛び石などにより扁平チューブが破損しやすく、破損した際には熱交換媒体の漏れにより熱交換性能の低下し、空調装置が正常に機能しなくなることが考えられる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a laminated heat exchanger is known in which two core plates that form a heat exchange medium passage are joined to form a flat tube, which is superposed together with a heat radiation fin. Since such a heat exchanger is arranged on the front side of the traveling direction of the vehicle, the flat tube is likely to be damaged by a stepping stone during traveling, and when it is damaged, the heat exchange performance deteriorates due to the leakage of the heat exchange medium. It is possible that the device will not function properly.
そこで、扁平チューブの破損を防止するための従来技術として、特許文献1には、板材を断面U時形に成形し、その接合部を風下側に向け、折り返し部を風上側に向けた熱交換器が開示されている。また、特許文献2には、チューブの風上側となる前面部分を厚肉とした熱交換器が開示されている。
しかしながら、特開平10−19485号公報に示された熱交換器は折り返し部の肉厚が薄いため、飛び石などの衝撃に対する強度不足が懸念され、とくに長期間の使用ではチューブ破損の可能性が高くなることが考えられる。また、実開平4−138566号公報に示された熱交換器では、チューブが押出し材などにより成形されたものであるため、板材を加工したものに比べて材料や加工コストが高いものとなっていた。 However, the heat exchanger disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-19485 has a thin folded portion, so there is a concern about insufficient strength against impacts such as stepping stones. It is possible to become. Further, in the heat exchanger disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 4-138666, the tube is formed by an extruded material or the like, and therefore, the material and processing cost are higher than those obtained by processing a plate material. It was.
本発明の目的は、走行時の飛び石などによるチューブの破損を防止することができる熱交換器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a heat exchanger that can prevent a tube from being damaged by a stepping stone during traveling.
本発明に係わる熱交換器は、内部に熱交換媒体が流通する通路が形成された扁平チューブおよび冷却用のフィンを交互に並設した熱交換器コアと、前記各扁平チューブの両端部とそれぞれ連通するヘッダパイプとを備えた熱交換器において、前記扁平チューブは幅方向に折り曲げ部を設けた板材をこの折り曲げ部で2つ折りに折り曲げて接合され、且つ前記折り曲げ部が空気の流れ方向に対して上流側に向くように組み付けられていることを特徴とする。 A heat exchanger according to the present invention includes a heat exchanger core in which a flat tube in which a passage through which a heat exchange medium flows and a fin for cooling are alternately arranged, and both ends of each flat tube, respectively. In the heat exchanger having a header pipe that communicates with each other, the flat tube is joined by folding a plate material provided with a bent portion in the width direction into two folded portions at the bent portion, and the bent portion with respect to the air flow direction. It is assembled so that it may face the upstream side.
好ましい形態としては、前記扁平チューブを、板材の幅方向に折り曲げ部を設け、この板材の内面側に前記折り曲げ部と平行に複数条の突起と溝とを交互に形成し、この板材を折り曲げ部で2つ折りに折り曲げて、対向する突起同士を密着させてろう付け接合した構成とする。 As a preferred embodiment, the flat tube is provided with a bent portion in the width direction of the plate material, and a plurality of protrusions and grooves are alternately formed in parallel with the bent portion on the inner surface side of the plate material, and the plate material is bent. Then, it is folded in half, and the projections facing each other are brought into close contact with each other to be brazed and joined.
本発明に係わる熱交換器によれば、走行時に車両の進行方向前側から飛び石などが扁平チューブに当たっても、扁平チューブの厚肉となっている折り曲げ部は強度が高いために損傷を受けることがなく、このため走行時の飛び石などによる扁平チューブの破損を防ぐことができる。 According to the heat exchanger according to the present invention, even when a stepping stone hits the flat tube from the front side of the traveling direction of the vehicle during traveling, the thick bent portion of the flat tube is not damaged because of its high strength. For this reason, it is possible to prevent the flat tube from being damaged by a stepping stone during traveling.
以下、本発明に係わる熱交換器の構造を実施例1において説明し、この実施例1で用いた扁平チューブの製造方法を実施例2において説明する。 Hereinafter, the structure of the heat exchanger according to the present invention will be described in Example 1, and the manufacturing method of the flat tube used in Example 1 will be described in Example 2.
図1〜図3は本発明の実施例1を示すもので、図2は熱交換器の正面図、図3は図2のA範囲部の拡大図、図1は図3のB−B線に沿った拡大断面図である。 1 to 3 show a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of a heat exchanger, FIG. 3 is an enlarged view of a region A in FIG. 2, and FIG. 1 is a BB line in FIG. It is an expanded sectional view in alignment with.
図2に示すように、熱交換器100は、熱交換器コア101と、ヘッダタンク102および103とから構成されている。熱交換器コア101は、図3に示すように、熱交換媒体が流通する複数本の扁平チューブ1と、隣接する扁平チューブ1の間に配置された波形のフィン14とを交互に並設して構成されている。扁平チューブ1は、ヘッダタンク102および103の長手方向に沿って複数本が平行配置されている。そして、各扁平チューブ1は、図1に示すように、後述する折り曲げ部5が空気の流れ方向Cに対して上流側に向くように組み付けられている。図1において、空気の流れ方向Cに対する上流側(図中の右側)は、車両の進行方向前側に相当する。
As shown in FIG. 2, the
本実施例の熱交換器100によれば、走行時に車両の進行方向前側から飛び石などが扁平チューブ1に当たっても、扁平チューブ1の厚肉となっている折り曲げ部5は強度が高いために損傷を受けることがなく、このため走行時の飛び石などによる扁平チューブ1の破損を防ぐことができる。
According to the
とくに、本実施例に示す扁平チューブ1では、チューブ端から最外側通路までの肉厚が厚く、また折り曲げ部5は曲げ成形時の圧延による加工硬化のために強度が高くなるため、特許文献1のような断面U字形の折り返し部分や、端部をつなぎ合わせた接合部に比べて、飛び石などの衝撃に対して十分な強度をもたせることができる。したがって、長期間の使用においてもチューブ破損の可能性を低くすることができる。また、本実施例に示す扁平チューブ1は、特許文献2のように押出し材などにより成形したものに比べて安い板材で製造することができるため、材料や加工コストを削減することができる。
In particular, in the
図4〜図10は本発明の実施例2を示すもので、図4は本実施例の製造方法によって得られた扁平チューブの断面図、図5は内面側に突起および溝を加工した板材の断面図、図6は図5のD範囲部の拡大図、図7は板材のV字形の曲げ加工状態を示す断面図、図8は図4のE範囲部の拡大図、図9は板材の2つ折りに重ね合わせる加工状態を示す断面図、図10は図9のF範囲部の拡大図である。 4 to 10 show a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of a flat tube obtained by the manufacturing method of the present embodiment. FIG. 5 is a view of a plate material in which protrusions and grooves are processed on the inner surface side. 6 is an enlarged view of the D range portion of FIG. 5, FIG. 7 is a sectional view showing a V-shaped bending state of the plate material, FIG. 8 is an enlarged view of the E range portion of FIG. 4, and FIG. FIG. 10 is an enlarged view of the F range portion of FIG. 9.
この実施例2の扁平チューブ1を適用する熱交換器は、実施例1に示したように、対向する一対のヘッダタンク間に、平行配置した複数の扁平チューブを連通接続して熱交換媒体を流通させるとともに、各扁平チューブ間に放熱用のフィンを介在させるように構成されており、一方のヘッダタンクに導入した熱交換媒体を扁平チューブを介して他方のヘッダタンクに送給し、この扁平チューブを流通する過程で熱交換媒体と、扁平チューブ間を流通する空気との間で熱交換するように構成されたものである。
In the heat exchanger to which the
実施例1の熱交換器100は、二酸化炭素を熱交換媒体とする冷凍サイクルやヒートポンプサイクルに用いられるものであって、熱交換器の内部圧力が著しく高圧化されるため、図4に示すように扁平チューブ1は耐圧強度を確保するために、隔壁2によって区画された複数の通路3を並設した構造となっている。
The
この扁平チューブ1は、図5、6に示すようにアルミ材からなる板材4の幅方向中央部に折り曲げ部5を設け、この板材4の内面側、即ち、扁平チューブ1の内側となる側面に折り曲げ部5を境として左右対称に複数条の突起6と溝7とを交互に形成して、この板材4を折り曲げ部5で2つ折りに折り曲げ、対向する突起6、6同士を密着させてろう付けすることによって完成する。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
即ち、対向した突起6、6で隔壁2を構成し、対向した溝7、7同士で通路3を構成している。
That is, the
板材4としては前述のようにアルミ材を基材として、その内、外表面にろう材層を設けたクラッド材が用いられ、これをロール加工又はプレス加工により前述の複数条の突起6と溝7とを形成する。
As described above, a clad material having an aluminum material as a base material and a brazing material layer provided on the outer surface is used as the plate material 4 as described above, and this is processed into a plurality of
ここで、折り曲げ部5は、その内面側を突起6と同一高さの凸部5aとすると共に、この折り曲げ部5の外面側の中央部に凹部5bを設けて形成し、折り曲げ部5の中央の厚みt1を板材4の溝7を形成した部分の厚みt2よりも小さく(t1<t2)してある。
Here, the
このようにして得られた板材4は次のようにして2つ折りにされる。 The plate 4 obtained in this way is folded in half as follows.
図7、8は板材4を2つ折りに重ね合わせる前段のロール成形工程を示しており、このロール成形工程では下ロール10と上ロール11とによって板材4をその折り曲げ部5の中央を基点にV字形に曲げ成形するようにしている。
FIGS. 7 and 8 show a roll forming step before the plate material 4 is folded in two. In this roll forming step, the
このロール成形工程では板材4を上、下一対のロール10、11の複数組を通過させて徐々にV字形の曲げ角度を狭めて行くが、このロール成形工程で用いられる下ロール11のV溝頂部11aは平坦に形成してある一方、上ロール10のV突起頂部10aは単純なV字形としてある。
In this roll forming process, the plate 4 is passed through a plurality of pairs of upper and lower pairs of
これら上、下ロール10、11で板材4を折り曲げ部5の中央を基点としてV字形に曲げ成形するが、この板材4のV字形の曲げ成形をより精度良く行うために、例えば図6に示すように折り曲げ部5の外面側となる凹部5bの中央にノッチ8を設けると良い。
In addition to these, the
そして、板材4を前記ロール成形工程で所要の挟角度のV字形に曲げ加工した後、図9、10に示すようにリストライク工程で左右ロール12、13によって板材4を完全に2つ折りに重ね合わせ、対向する突起6、6同士および凸部5a、5a同士を密着させて図4に示す扁平チューブ1を構成する。
Then, after bending the plate material 4 into a V-shape with a required clamping angle in the roll forming process, the plate material 4 is completely folded in two by the left and
この扁平チューブ1は最終的には加熱工程で図外の加熱炉で加熱して前記対向した突起6、6同士および凸部5a、5a同士をろう付けして接合するが、この加熱工程では扁平チューブ1の複数個を図外の一対のヘッダタンクに連通接続すると共に、各扁平チューブ1、1間に放熱フィンを介在させて熱交換器を構成し、これを加熱炉で加熱してヘッダタンクと扁平チューブ1および放熱フィンとのろう付け接合を一挙に行って、該加熱工程で前述の突起6、6同士および凸部5a、5a同士のろう付け接合が同時に行われる。
The
以上のように本実施例によれば、板材4を2つ折りに折り曲げて重ね合わせ加工する過程で、該板材4をロール成形によりV字形に曲げ加工する場合に、該板材4の折り曲げ部5の内面側を突起6と同一高さの凸部5aとしてあるために、板材4の内面側を加工する一方のロール10の断面形状を単純なV字形とすることができる一方、板材4の折り曲げ部5の外面中央部に凹部5bを形成してあって、該折り曲げ部5の中央の板厚を薄くしてあるため、板材4のV字形の曲げ加工をロール形状の複雑化を伴うことなく精度良く行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, when the plate material 4 is bent into a V shape by roll forming in the process of folding the plate material 4 in two and overlapping, the bending
そして、板材4をV字形の曲げ加工の後にリストライク工程で2つ折りに重ね合わせ成形した場合に、折り曲げ部5の凸部5aがその中央から2つ折りに重ね合わせられて中実状態となるために、折り曲げ点が変形してずれることがなく、突起6、6同士を正確に対向的に密着させて成形することができ、扁平チューブ1の内側形状、外側形状とも精度良く成形することができる。
Then, when the plate material 4 is folded into two in the wrist-like process after the V-shaped bending process, the
1 扁平チューブ
2 隔壁
3 通路
4 板材
5 折り曲げ部
5a 凸部
5b 凹部
5c 折り曲げガイド突起
5d 切欠溝
6 突起
7 溝
8 ノッチ
10 上ロール
11 下ロール
12 左ロール
13 右ロール
14 フィン
100 熱交換器
101 熱交換器コア
102、103 ヘッダタンク
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記扁平チューブ(1)は幅方向に折り曲げ部(5)を設けた板材(4)をこの折り曲げ部(5)で2つ折りに折り曲げて接合され、且つ前記折り曲げ部(5)が空気の流れ方向に対して上流側に向くように組み付けられていることを特徴とする熱交換器。
A flat tube (1) in which a passage (3) through which a heat exchange medium flows is formed, and a heat exchanger core (101) in which cooling fins (14) are alternately arranged, and the flat tubes (1) ), And a heat exchanger provided with header pipes (102, 103) respectively communicating with both ends of the
The flat tube (1) is joined by folding a plate material (4) provided with a bent portion (5) in the width direction into two at the bent portion (5), and the bent portion (5) is in the direction of air flow. The heat exchanger is assembled so as to face the upstream side.
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009024896A (en) * | 2007-07-17 | 2009-02-05 | Showa Denko Kk | Heat exchanger |
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2004
- 2004-10-12 JP JP2004297497A patent/JP2006112651A/en active Pending
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