JP2018017424A - Manufacturing method of heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば空調機用の熱交換器や自動車用ラジエータ等の熱交換器に係り、特に、複数の扁平管の間に多孔質体からなるフィンを設けた構造を備えた熱交換器の製造方法に関する。 The present invention relates to a heat exchanger such as a heat exchanger for an air conditioner or a radiator for an automobile, and in particular, a heat exchanger having a structure in which fins made of a porous body are provided between a plurality of flat tubes. It relates to a manufacturing method.
三次元状に連結する骨格を有し、その骨格により三次元状に連結する気孔が形成される三次元網目状構造を有する多孔質体は、連結する気孔にガスあるいは液体等の流体を通過させるとともに、これらの流体を濾過処理するフィルター(特許文献1、2等)や、これらの流体を骨格表面に担持した触媒により改質する触媒用担体等(特許文献2等)に用いられている。また最近では、表面積の大きさを利用し熱交換器の伝熱用のフィンとしての利用も進められている(特許文献3)。 A porous body having a three-dimensional network structure having a three-dimensionally connected skeleton and pores connected in three dimensions by the skeleton allows a fluid such as gas or liquid to pass through the connected pores. At the same time, it is used in filters (Patent Documents 1 and 2 etc.) for filtering these fluids, and catalyst carriers and the like (Patent Document 2 etc.) for reforming these fluids with a catalyst supported on the skeleton surface. Recently, utilization of heat exchanger fins as heat transfer fins has been promoted by utilizing the size of the surface area (Patent Document 3).
上記特許文献3には、複数の扁平管の間に多孔質体からなるフィンを設け、各扁平管の端部をヘッダで連通した構造の熱交換器が記載されている。このような熱交換器では、熱交換性能を十分に確保するために、扁平管とフィンはろう付けによって金属学的により多くの面積で接合されることが望ましい。また、製造を簡略化するためには、ヘッダも一括でろう付けすることが求められる。しかしながら、フィンの寸法や扁平管の隙間のばらつきにより扁平管とフィンの間に隙間が生じてしまい、これに起因して熱伝導率の低下を招く問題があった。 Patent Document 3 discloses a heat exchanger having a structure in which fins made of a porous body are provided between a plurality of flat tubes and the ends of the flat tubes are communicated with each other by a header. In such a heat exchanger, in order to ensure sufficient heat exchange performance, it is desirable that the flat tube and the fin be joined in a larger area metallurgically by brazing. In addition, in order to simplify the manufacturing, it is required to braze the headers together. However, there is a problem that a gap is generated between the flat tube and the fin due to variations in the size of the fin and the flat tube, resulting in a decrease in thermal conductivity.
以上のことから、本発明は、扁平管に対し多孔質体からなるフィンを隙間なく接触した状態でろう付けすることができ、結果として高い熱伝導率により熱交換の効率向上が図られる熱交換器の製造方法を提供することを目的としている。 From the above, the present invention is capable of brazing the flat tube with the fins made of a porous body in contact with no gap, and as a result, the heat exchange can improve the efficiency of the heat exchange due to the high thermal conductivity. It aims at providing the manufacturing method of a vessel.
本発明の熱交換器の製造方法は、空気と熱交換される媒体が内部に流される複数の扁平管が空気流通路を空けて積層状態に配設され、前記扁平管の間に多孔質体からなる伝熱用のフィンが装着された熱交換器の製造方法であって、隣り合う前記扁平管の間の間隔を、前記空気流通路の入口側と出口側とで異ならせ、前記フィンを、該間隔の広い側から狭い側に向けて前記空気流通路に挿入して前記扁平管に接触させ、かつ、加圧しながら該扁平管にろう付けすることを特徴としている。 In the method for manufacturing a heat exchanger according to the present invention, a plurality of flat tubes in which a medium to be exchanged with air is flowed are disposed in a stacked state with air flow passages therebetween, and a porous body is provided between the flat tubes. A heat exchanger manufacturing method equipped with heat transfer fins comprising: an interval between the adjacent flat tubes is made different between an inlet side and an outlet side of the air flow passage; The flat tube is inserted into the air flow passage from the wide side toward the narrow side to contact the flat tube and brazed to the flat tube while being pressurized.
本発明によれば、隣り合う扁平管の間の空気流通路に、間隔の広い側から狭い側に向けてフィンを挿入することにより、扁平管に対しフィンを隙間なく接触させた状態でろう付けすることができる。その結果、高い熱伝導率が得られ、熱交換の効率向上が図られる。 According to the present invention, the fins are inserted into the air flow path between the adjacent flat tubes from the wide side toward the narrow side, so that the fins are brazed with no gap therebetween. can do. As a result, high thermal conductivity is obtained, and the efficiency of heat exchange is improved.
本発明において、隣り合う扁平管の間の間隔を空気流通路の入口側と出口側とで異ならせるには、扁平管の設置角度を調整したり、扁平管の厚さを調整したりすることで可能である。 In the present invention, in order to make the interval between adjacent flat tubes different between the inlet side and the outlet side of the air flow passage, the installation angle of the flat tube is adjusted, or the thickness of the flat tube is adjusted Is possible.
本発明では、前記フィンの側断面形状および寸法を前記空気流通路の側断面形状と同様にする形態を含む。この形態によれば、扁平管に対しフィンを隙間なく接触させることを確実に達成することができる。また、扁平管へのフィンの接触圧力を扁平管の入口側から出口側にわたって均一化することができ、ろう付け強度に偏りが生じにくくなる。 The present invention includes a form in which the side cross-sectional shape and dimensions of the fins are the same as the side cross-sectional shape of the airflow passage. According to this aspect, it is possible to reliably achieve contact of the fins with no gap to the flat tube. Further, the contact pressure of the fin to the flat tube can be made uniform from the inlet side to the outlet side of the flat tube, and the brazing strength is less likely to be biased.
本発明によれば、扁平管に対し多孔質体からなるフィンを隙間なく接触した状態でろう付けすることができ、結果として高い熱伝導率により熱交換の効率向上が図られる熱交換器を製造することができるといった効果が奏される。 According to the present invention, a heat exchanger capable of brazing a flat tube with a fin made of a porous body in contact with no gap, resulting in improved heat exchange efficiency due to high thermal conductivity is manufactured. The effect that it can be done is produced.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
[1]熱交換器の構造
図1は一実施形態に係る製造方法で製造された熱交換器1を示している。この熱交換器1は、図中左右一対のヘッダ10と、これらヘッダ10間に互いに平行に配設された複数の扁平管20と、これら扁平管20の間に装着された伝熱用のフィン30とから構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[1] Structure of Heat Exchanger FIG. 1 shows a heat exchanger 1 manufactured by a manufacturing method according to an embodiment. The heat exchanger 1 includes a pair of left and
ヘッダ10は中空パイプ状であって、一方のヘッダ10内に冷媒が導入され、その冷媒は各扁平管20内を流れて他方のヘッダ10内に導出される。扁平管20は、図2に示すように長手方向に貫通する複数の冷媒通路21が内部に形成されており、各ヘッダ10内にそれら冷媒通路21が連通する状態に、扁平管20の端部がヘッダ10にろう付けによって固着されている。
The
熱交換器1は例えば自動車用ラジエータに適用されるものであり、各扁平管20の間の空気流通路40に、空気が正面側から裏面側(図1で図面表側から裏側)に流れる状態に設置される。扁平管20は、図1に示すように空気流通路40を空けて等間隔に上下に積層した状態に配設されており、空気流通路40にフィン30が充填状態で装着されている。フィン30は、上下の扁平管20にろう付けによって固着されている。
The heat exchanger 1 is applied to, for example, a radiator for an automobile, and in a state where air flows from the front side to the back side (in FIG. 1, from the front side to the back side) in the
フィン30はアルミニウム系多孔質体であって、三次元状に連結するアルミニウムからなる骨格を有し、その骨格により三次元状に連結する気孔が形成された三次元網目状構造を有している。このような多孔質体は、例えば、発泡樹脂の骨格表面に、電気メッキやスプレー塗着等の方法で金属層を形成した後、加熱して樹脂を分解除去するといった周知の方法で得ることができる。このような三次元網目状構造を有するアルミニウム系多孔質体は、流体との接触面積が大きいことから、熱交換器の伝熱部材あるいは吸熱部材として極めて有効なものである。
The
この熱交換器1によれば、冷媒導入側のヘッダ10から各扁平管20を流れて導出側のヘッダ10に流れ込む冷媒の温度が、扁平管20を流れる際にフィン30に伝わり、さらにフィン30を通過する空気に伝わって冷媒と空気の熱交換がなされ、冷媒が冷却されるといった作用をなす。
According to this heat exchanger 1, the temperature of the refrigerant flowing from the refrigerant
[2]熱交換器の製造方法
熱交換器1は、ヘッダ10への扁平管20のろう付けと、扁平管20へのフィン30のろう付けとを同時に行って製造する。このろう付け作業を行うにあたって本実施形態では、扁平管20は幅方向(図1で左右方向)は平行に設置するが、図2に示すように、奥行き方向(ヘッダ10の延びる上下方向と直交する前後方向であり、図2で左右方向)は、その奥行き方向に対し交互に若干傾斜させ、空気流通路40の入口側と出口側とで上下に隣り合う扁平管20の間の間隔を異ならせた状態に設置する。図2でAは空気の入口側、Bは出口側をそれぞれ示している。これにより空気流通路40の側断面形状はくさび状となる。扁平管20の傾斜角度は奥行き方向に対して1〜5°程度とする。
[2] Heat Exchanger Manufacturing Method The heat exchanger 1 is manufactured by simultaneously brazing the
なお、図2では全ての扁平管20を傾斜させているが、1つおきに逆方向に傾斜させてそれら傾斜する扁平管20の間の扁平管20は奥行き方向と平行に設置することで、上下に隣り合う扁平管20の間の空気流通路40の側断面形状をくさび状としてもよい。
In FIG. 2, all the
また、フィン30は、図2に示すように、その側断面形状ならびに寸法を、空気流通路40の側断面形状と同様のくさび状に加工したものを用いる。
Further, as shown in FIG. 2, the
ヘッダ10への扁平管20のろう付けと、扁平管20へのフィン30のろう付けとを同時に行うには、予めそれらの相互の接合面にろう材を塗布した状態で、仮固定した左右のヘッダ10間に、まず扁平管20を図2に示すように奥行き方向を交互に傾斜させて設置する。次いで、フィン30を、扁平管20の間の空気流通路40に挿入する。
In order to perform brazing of the
フィン30の挿入は、図2(a)に示すように、扁平管20の間の間隔が広い側において、側断面形状が空気流通路40と一致する状態となるように配してから、空気流通路40内に挿入する。すなわちフィン30を、扁平管20の間の間隔が広い側から狭い側に向けて、薄い方の端部から空気流通路40に向けて挿入する。したがってフィン30は空気流通路40に対し交互に入口側と出口側から挿入することになる
As shown in FIG. 2A, the
このようにフィン30を挿入すると、図2(b)に示すようにフィン30の上下面がそれぞれ上下の扁平管20の扁平面に接触するが、接触した状態でさらに挿入方向にフィン30に荷重をかけて加圧した保持し、その状態で、フィン30を扁平管20にろう付けし、これとともに扁平管20をヘッダ10にろう付けする。ろう付けは、熱交換器1全体をろう材が溶融するろう付け温度まで加熱し、その後、冷却することで達成される。
When the
[3]一実施形態の効果
本実施形態によれば、隣り合う扁平管20の間の空気流通路40に、間隔の広い側から狭い側に向けてフィン30を挿入することにより、扁平管20に対しフィン30を隙間なく接触させた状態でろう付けすることができる。その結果、高い熱伝導率が得られ、熱交換の効率向上が図られる。
[3] Effects of one embodiment According to the present embodiment, the
本実施形態では、フィン30の側断面形状および寸法を空気流通路40の側断面形状と同様にしているため、扁平管20に対しフィン30を隙間なく接触させることを確実に達成することができる。これにより、扁平管20へのフィン30の接触圧力を扁平管20の入口側から出口側にわたって均一化することができ、その結果、ろう付け強度に偏りが生じにくくなり、良好なろう付けが可能となる。
In the present embodiment, since the side cross-sectional shape and dimensions of the
[4]他の実施形態
上記実施形態は、隣り合う扁平管20の間の間隔を空気流通路40の入口側と出口側とで異ならせる手段として、扁平管20の奥行き方向の設置角度を傾斜させる手段を採用しているが、図3に示すように、扁平管20の厚さを入口側から出口側にわたってしだいに変化するように調整することによっても可能である。
[4] Other Embodiments In the above embodiment, the installation angle in the depth direction of the
図3の場合は、上下に並ぶ全ての扁平管20を、断面くさび状のものとし、厚さが小さい方を入口側に向け、奥行き方向を平行にして設置している。このため全ての空気流通路40は入口側が広く、出口側が狭くなっており、フィン30は、入口側から挿入し、上記実施形態と同様に挿入方向にフィン30を加圧しながらろう付けする。
In the case of FIG. 3, all the
本発明は、空調機用の熱交換器や自動車用ラジエータ等の熱交換器を製造する方法として利用可能である。 The present invention can be used as a method of manufacturing a heat exchanger such as a heat exchanger for an air conditioner or a radiator for an automobile.
1…熱交換器
20…扁平管
30…フィン
40…空気流通路
A…空気流通路の入口側
B…空気流通路の出口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (4)
隣り合う前記扁平管の間の間隔を、前記空気流通路の入口側と出口側とで異ならせ、
前記フィンを、該間隔の広い側から狭い側に向けて前記空気流通路に挿入して前記扁平管に接触させ、かつ、加圧しながら該扁平管にろう付けする熱交換器の製造方法。 A plurality of flat tubes in which a medium that exchanges heat with air is flowed are arranged in a stacked state with air flow passages therebetween, and heat transfer fins made of a porous body are mounted between the flat tubes. A method of manufacturing a heat exchanger,
The interval between the adjacent flat tubes is different between the inlet side and the outlet side of the air flow passage,
A method of manufacturing a heat exchanger, wherein the fins are inserted into the air flow passage from the wide side toward the narrow side to contact the flat tube and brazed to the flat tube while being pressurized.
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