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JPH0674677A - 積層型熱交換器の製造方法 - Google Patents

積層型熱交換器の製造方法

Info

Publication number
JPH0674677A
JPH0674677A JP4228230A JP22823092A JPH0674677A JP H0674677 A JPH0674677 A JP H0674677A JP 4228230 A JP4228230 A JP 4228230A JP 22823092 A JP22823092 A JP 22823092A JP H0674677 A JPH0674677 A JP H0674677A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plates
flat tube
heat exchanger
pair
corrugated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4228230A
Other languages
English (en)
Inventor
Masateru Hayashi
昌照 林
Hiroshi Ikagawa
博 五百川
Shigeo Sakai
茂男 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP4228230A priority Critical patent/JPH0674677A/ja
Priority to TW082106689A priority patent/TW234737B/zh
Priority to KR1019930016272A priority patent/KR0143540B1/ko
Priority to AU44815/93A priority patent/AU670302B2/en
Priority to US08/112,424 priority patent/US5417280A/en
Priority to EP93113576A priority patent/EP0584806B1/en
Priority to DE69315281T priority patent/DE69315281T2/de
Priority to CN93116791A priority patent/CN1072352C/zh
Publication of JPH0674677A publication Critical patent/JPH0674677A/ja
Priority to US08/293,758 priority patent/US5517757A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3227—Cooling devices using compression characterised by the arrangement or the type of heat exchanger, e.g. condenser, evaporator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/02—Evaporators
    • F25B39/022—Evaporators with plate-like or laminated elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—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
    • 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
    • F28D1/03—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 plate-like or laminated conduits
    • F28D1/0308—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 plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 偏平チューブの信頼性向上を図り、流体漏れ
を防止する。 【構成】 冷媒の流路を形成する波形インナフィン５
２，５３を挿入した状態で、予め、かしめ止め部６８に
より一対のプレート４２をかしめ止めして偏平チューブ
４１を組立て、この偏平チューブ４１とコルゲートフィ
ンとを交互に積み重ねて接合し、冷媒の流れをスムーズ
にして流路面積を増大すると共に、偏平チューブ４１の
組立精度を向上し、偏平チューブ４１の信頼性向上を図
り、冷媒漏れを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空調機用の積層型熱交
換器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６，図７に基づいて従来の積層型熱交
換器を説明する。図６には従来の積層型熱交換器の側
面、図７には図６中の右側部の拡大断面を示してある。
【０００３】図６，図７において、１は偏平チューブで
あり偏平チューブ１はプレス成形された２枚のプレート
２が突合わされて形成されている。偏平チューブ１の一
端部（図中上端部）には出入口タンク部３が形成されて
いる。
【０００４】偏平チューブ１とコルゲートフィン４が交
互に積層され、出入口タンク部３が連結されて積層型熱
交換器（エバポレータ）５が構成されている。
【０００５】両端に位置する偏平チューブ１ａの外方側
はエンドプレート６となり、出入口タンク部３における
エンドプレート６には流通孔７が設けられている。一方
の流通孔７は流体としての冷媒の導入配管８に連結さ
れ、他方の流通孔７は冷媒の排出配管９に連結されてい
る。
【０００６】導入配管８及び排出配管９はサイドプレー
ト１０で固定され、サイドプレート１０とエンドプレー
ト６の間にはコルゲートフィン４が設けられている。
【０００７】出入口タンク部３は、偏平チューブ１の板
幅方向に入口部１１と出口部１２とに仕切られ、エバポ
レータ５を構成した際隣接する出入口タンク部３は入口
部１１同士及び出口部１２同士が連通孔１３によって連
通されている。
【０００８】図８，図９に基づいて偏平チューブ１を説
明する。図８には偏平チューブ１を構成するプレート２
の正面、図９には図８中のIX−IX線矢視を示してある。
【０００９】プレート２の上端部には出入口タンク部３
を形成するための膨出部１４が設けられ、プレート２の
内空部は中央部の上下方向に延びる仕切壁１５によって
２つの室１６，１７に仕切られている。仕切壁１５は下
端部が欠如され、プレート２の下端は冷媒をＵターンさ
せるＵターン部１８となっている。２枚のプレート２を
突き合わせることで、仕切壁１５によって、出入口タン
ク部３が入口部１１と出口部１２とに仕切られると共
に、入口部１１に連続する室１６と出口部１２に連続す
る室１７とに仕切られる。更に、室１６と室１７とはＵ
ターン部１８で連通され、室１６，１７及びＵターン部
１８で流体通路が形成されている。
【００１０】室１６，１７には多数のリブ１９が突設さ
れ、室１６，１７内が迷路状に細分化されている。Ｕタ
ーン部１８には案内リブ２０が突設され、冷媒は案内リ
ブ２０によって室１６から室１７への流れ（Ｕターン）
が案内される。
【００１１】図１０に基づいて上述したエバポレータ５
における冷媒の流れを説明する。図１０には冷媒の流れ
状況を示してある。
【００１２】エバポレータ５は３つの群２１，２２，２
３に大別され、導入配管８及び排出配管９が接続される
群２１，２３における入口部１１及び出口部１２の配置
が同一となり、群２２における入口部１１及び出口部１
２の配置が逆になっている。群２１と群２２の間及び群
２２と群２３の間で対向する出入口タンク部３は、群２
１の出口部１２と群２２の入口部１１が連通し、群２２
の出口部１２と群２３の入口部１１が連通している。そ
して、群２１の入口部１１はエンドプレート６の流通孔
７により導入配管８につながれ、群２３の出口部１２は
エンドプレート６の流通孔７により排出配管９につなが
れている。
【００１３】導入配管８からエバポレータ５に導入され
た冷媒３１は、群２１の入口部１１から室１６を通って
Ｕターン部１８に送られ、Ｕターン部１８でＵターンさ
れて室１７を通って出口部１２に送られる。群２１の出
口部１２に送られた冷媒３１は、群２２の入口部１１に
送られて群２１と同様な流れで群２３に送られ、群２３
の流体通路（室１６，１７，Ｕターン部１８）を通って
排出配管９から排出される。
【００１４】この間、コルゲートフィン４の間に空気３
２が送られ、冷媒３１の蒸発潜熱を利用して空気３２が
冷却される。
【００１５】上述したエバポレータ５は、プレート２と
プレート２の間にコルゲートフィン４を配設してこれを
積み重ね、積み重ねたものをろう付けにより一体に接合
して製造されている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】従来、プレート２とプ
レート２の間にコルゲートフィン４を配設しこれを積み
重ねてろう付けすることによりエバポレータ５を製造し
ている。この場合、プレート２とコルゲートフィン４と
の位置決め精度を高く保つことができる。しかし、２枚
のプレート２の接合で構成される偏平チューブ１の接合
精度を高く保つことが困難で、偏平チューブ１の信頼性
が劣るものであった。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の積層型熱交換器の製造方法は、ろう材をクラ
ッドした板材をプレス成形してなるプレートを一対突合
わせた偏平チューブとコルゲートフィンとを交互に多数
積層した積層型熱交換器において、前記一対のプレート
の複数箇所にかしめ止め部を設け、該かしめ止め部によ
って前記一対のプレートをかしめ止めして一つの偏平チ
ューブを組立て、該偏平チューブとコルゲートフィンと
を交互に多数積み重ねて積層状態にし、積層状態にある
偏平チューブとコルゲートフィンとを炉中でろう付け接
合したことを特徴とする。
【００１８】また、上記課題を解決するための本発明の
積層型熱交換器の製造方法は、ろう材をクラッドした板
材をプレス成形してなるプレートを一対突合わせた偏平
チューブとコルゲートフィンとを交互に多数積層した積
層型熱交換器において、前記一対のプレートの複数箇所
にかしめ止め部を設け、流体の流路を形成するインナフ
ィンを前記一対のプレートの間に挿入し、インナフィン
を挿入した状態でかしめ止め部によって前記一対のプレ
ートをかしめ止めして一つの偏平チューブを組立て、該
偏平チューブとコルゲートフィンとを交互に多数積み重
ねて積層状態にし、積層状態にある偏平チューブとコル
ゲートフィンとを炉中でろう付け接合したことを特徴と
する。
【００１９】
【作用】予め、かしめ止め部により一対のプレートをか
しめ止めして偏平チューブを組立て、偏平チューブの組
立精度を向上させる。
【００２０】また、流体の流路を形成するインナフィン
を挿入した状態で、予め、かしめ止め部により一対のプ
レートをかしめ止めして偏平チューブを組立て、流体の
流れをスムーズにして流路面積を増大させると共に、偏
平チューブの組立精度を向上させる。
【００２１】
【実施例】図１には本発明の一実施例に係る方法で製造
される積層型熱交換器における偏平チューブの分解斜
視、図２には偏平チューブを構成するプレートの接合面
を表わす正面、図３には図２中の矢印III 部の詳細状
態、図４には積層型熱交換器の側面、図５には図４中の
V-V 線矢視を示してある。
【００２２】偏平チューブ４１はプレス成形された２枚
のプレート４２が突合わされて形成されている。偏平チ
ューブ４１の一端部（図２中上端部）には出入口タンク
部４３が形成されている。
【００２３】図４に示すように、偏平チューブ４１とコ
ルゲートフィン６５が交互に積層され、出入口タンク部
４３が連結されて積層型熱交換器（エバポレータ）６６
が構成される。図中６７は流体としての冷媒の導入配
管、６８は冷媒の排出配管である。
【００２４】プレート４２の内空部は中央部の上下方向
に延びる仕切壁４７によって２つの室４８，４９に仕切
られている。仕切壁４７は下端部が欠如され、プレート
４２の下端は冷媒をＵターンさせるＵターン部５０とな
っている。２枚のプレート４２を突き合わせることで、
仕切壁４７によって、出入口タンク部４３が入口部４４
と出口部４５とに仕切られると共に、入口部４４に連続
する室４８と出口部４５に連続する室４９とに仕切られ
る。更に、室４８と室４９とはＵターン部５０で連通さ
れ、室４８，４９及びＵターン部５０で流体通路５１が
形成されている。
【００２５】流体通路５１の室４８，４９の部分（直線
部分）にはインナフィンとしての波形インナフィン５
２，５３が挿入されている。図５に示すように、波形イ
ンナフィン５２，５３には、室４８，４９の長さ方向
（上下方向）に沿う流路５４，５５が複数分離して区画
形成されるように、長さ方向に沿った波形５２ａ，５３
ａが複数形成されている。
【００２６】室４８，４９には仕切壁４７に沿って平行
に延びプレート４２の外側が溝状となる突壁６７が成形
されている。２枚のプレート４２を突き合わせて接合し
た際、図５に示すように、波形インナフィン５２，５３
は中央部が突壁６７に挾まれた状態で装着される。
【００２７】突壁６７によってプレート４２の外側に溝
を形成することにより、偏平チューブ４１の外側面に
は、仕切壁４７によって形成される溝と突壁６７によっ
て形成される溝とが存在することになり、凝縮水の流下
を促進させて露飛びを防止することができる。
【００２８】図５に示すように、波形インナフィン５
２，５３の端縁部５２ｃ，５３ｃの高さＰはプレート４
２の室４８，４９形成部のプレス成形深さＱより小さく
なっている。これにより、波形インナフィン５２，５３
を室４８，４９に配して２枚のプレート４２を突き合わ
せて接合した際、波形インナフィン５２，５３の端縁部
５２ｃ，５３ｃがプレート４２の接合縁４２ａに挟まれ
ることがない。また、波形インナフィン５２，５３の端
縁部５２ｃ，５３ｃがプレート４２の接合縁４２ａに押
されて波形インナフィン５２，５３がずれることがな
い。
【００２９】従って、この波形インナフィン５２，５３
を用いることにより、２枚のプレート４２で形成される
室４８，４９内の所定位置に確実にしかも容易に波形イ
ンナフィン５２，５３を配設することができる。
【００３０】流体通路５１のＵターン部５０の部分に
は、冷媒のＵターンを案内するためのＵ字状流路５６が
複数分離して区画形成されている。Ｕ字状流路５６はプ
レート４２の突合わせ面にプレス成形された複数のＵ字
状ビード５７によって形成され、Ｕ字状流路５６はプレ
ート４２の形状に沿ったＵ字形となっている。
【００３１】室４８，４９間で冷媒が流れる場合、偏平
チューブ４１の幅方向外側の流路５４，５５を流れる冷
媒は、Ｕターン部５０の外側のＵ字状流路５６を流れ
る。また、偏平チューブ４１の幅方向内側の流路５４，
５５を流れる冷媒は、Ｕターン部５０の内側のＵ字状流
路５６を流れる。つまり、偏平チューブ４１内の冷媒
は、内側から内側、外側から外側を通って流体通路５１
を流れる。
【００３２】上述した偏平チューブ４１では、入口部４
４から流入した流体としての冷媒は、波形インナフィン
５２で区画された流路５４を通ってＵターン部５０に導
かれ、Ｕ字状ビード５７で区画されたＵ字状流路５６で
Ｕターンされ、波形インナフィン５３で区画された流路
５５を通って出口部４５まで流れる。この偏平チューブ
４１とコルゲートフィンとを交互に積層したエバポレー
タ全体における冷媒及び空気の流れの一例は、図１０で
示した状況と同一である。
【００３３】偏平チューブ４１内を流れる冷媒は、区画
された流路５４，５５及びＵ字状流路５６を流れるの
で、流体通路５１の内側から内側、外側から外側を冷媒
が流れ、Ｕターン部５０での遠心力に伴なう気液二相流
冷媒の分離がＵ字状流路５６内だけとなり、二相流冷媒
の気液それぞれの分配量の分布が小さくなる。また、Ｕ
ターン部５０のＵ字状流路５６はプレート４２の形状に
沿ったＵ字形となっているので、冷媒の流れに澱みが生
じることがなくなる。
【００３４】このため、冷媒の気液分配量の分布が小さ
くなって偏りによる熱効率の低下が生じにくくなると共
に、冷媒の流れに澱みが生じて熱交換量が不均一になる
ことがなくなる。
【００３５】図３に示すように、プレート４２の接合縁
４２ａ及び仕切壁４７のＵターン部５０側には、突起６
１がプレス成形されている。突起６１により波形インナ
フィン５２，５３の室４８，４９内での位置決めが行な
われ、Ｕ字状流路５６（Ｕ字状ビード５７）の上端位置
に対する波形インナフィン５２，５３の下端縁５２ｂ，
５３ｂの位置が規制される。
【００３６】Ｕ字状流路５６の上端位置と波形インナフ
ィン５２，５３の下端縁５２ｂ，５３ｂとの隙間Ｓは
０．５mm乃至５mmに設定されている。
【００３７】この隙間Ｓが０．５mm未満の場合、波形イ
ンナフィン５２，５３で形成された流路５４，５５のピ
ッチとＵ字状流路５６のピッチが異なるため、Ｕ字状流
路５６を形成するＵ字状ビード５７と合致する流路５
４，５５を通る冷媒が流れにくくなってしまう。
【００３８】また、隙間Ｓが５mmを越えると、プレート
４２をろう付けして接合した際に、末ろう付け部が大き
くなって耐圧強度が不足してしまう。
【００３９】図２に示すように、プレート４２の接合縁
４２ａの４箇所にはかしめ止め部６８が設けられてい
る。２枚のプレート４２で形成される室４８，４９内に
波形インナフィン５２，５３を配し、プレート４２を突
き合わせてかしめ止め部６８により２枚のプレート４２
をかしめることで、波形インナフィン５２，５３が挿入
された偏平チューブ４１が組立品として構成される。
【００４０】上記構成の偏平チューブ４１を用いて本発
明の一実施例に係るエバポレータ６６の製造方法を説明
する。
【００４１】２枚のプレート４２で形成される室４８，
４９内に波形インナフィン５２，５３を挿入し、プレー
ト４２を突き合わせてかしめ止め部６８により２枚のプ
レート４２を一体にして組立品としての偏平チューブ４
１とする。
【００４２】組立品の偏平チューブ４１とコルゲートフ
ィン６５とを交互に多数積層状態に組立て、これを炉中
でろう付け接合してエバポレータ６６を製造する。
【００４３】上述した方法で製造したエバポレータ６６
は、予め偏平チューブ４１を組立品として作成している
ので、偏平チューブ４１を高い信頼性で作成することが
でき、冷媒漏れが生じることがない。
【００４４】上述したエバポレータ６６の製造方法で
は、プレート４２間に波形インナフィン５２，５３を挿
入した偏平チューブ４１を用いて説明したが、波形イン
ナフィン５２，５３を用いずに流路５４，５５を構成す
る偏平チューブを用いて製造する場合も、予め偏平チュ
ーブを組立品として作成してエバポレータを製造するこ
とができる。
【００４５】
【発明の効果】本発明の積層型熱交換器の製造方法は、
かしめ止め部によって一対のプレートをかしめ止めして
偏平チューブを組立て、この偏平チューブとコルゲート
フィンとを交互に積み重ねて接合したので、偏平チュー
ブの組立精度を向上させることができる。
【００４６】また、本発明の積層型熱交換器の製造方法
は、流体の流路を形成するインナフィンを挿入した状態
で、予め、かしめ止め部により一対のプレートをかしめ
止めして偏平チューブを組立て、この偏平チューブとコ
ルゲートフィンとを交互に積み重ねて接合したので、流
体の流れをスムーズにして流路面積が増大されると共に
偏平チューブの組立精度を向上させることができる。
【００４７】この結果、偏平チューブの信頼性が向上
し、流体漏れが生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る方法により製造される
積層型熱交換器における偏平チューブの分解斜視図。
【図２】偏平チューブを構成するプレートの接合面を表
わす正面図。
【図３】図２中の矢印III 部の詳細図。
【図４】積層型熱交換器の側面図。
【図５】図４中のV-V 線矢視図。
【図６】従来の積層型熱交換器の側面図。
【図７】図６中の右側部の拡大断面図。
【図８】偏平チューブを構成するプレートの正面図。
【図９】図８中のIX−IX線矢視図。
【図１０】冷媒の流れ状況説明図。
【符号の説明】
４１ 偏平チューブ ４２ プレート ４２ａ 接合縁 ４３ 出入口タンク部 ４４ 入口部 ４５ 出口部 ４６ 連通孔 ４７ 仕切壁 ４８，４９ 室 ５０ Ｕターン部 ５１ 流体通路 ５２，５３ 波形インナフィン ５２ｃ，５３ｃ 端縁部 ５４，５５ 流路 ５６ Ｕ字状流路 ５７ Ｕ字状ビード ６５ コルゲートフィン ６６ エバポレータ ６８ かしめ止め部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 茂男 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱重工業株式会社名古屋研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ろう材をクラッドした板材をプレス成形
    してなるプレートを一対突合わせた偏平チューブとコル
    ゲートフィンとを交互に多数積層した積層型熱交換器に
    おいて、前記一対のプレートの複数箇所にかしめ止め部
    を設け、該かしめ止め部によって前記一対のプレートを
    かしめ止めして一つの偏平チューブを組立て、該偏平チ
    ューブとコルゲートフィンとを交互に多数積み重ねて積
    層状態にし、積層状態にある偏平チューブとコルゲート
    フィンとを炉中でろう付け接合したことを特徴とする積
    層型熱交換器の製造方法。
  2. 【請求項２】 ろう材をクラッドした板材をプレス成形
    してなるプレートを一対突合わせた偏平チューブとコル
    ゲートフィンとを交互に多数積層した積層型熱交換器に
    おいて、前記一対のプレートの複数箇所にかしめ止め部
    を設け、流体の流路を形成するインナフィンを前記一対
    のプレートの間に挿入し、インナフィンを挿入した状態
    でかしめ止め部によって前記一対のプレートをかしめ止
    めして一つの偏平チューブを組立て、該偏平チューブと
    コルゲートフィンとを交互に多数積み重ねて積層状態に
    し、積層状態にある偏平チューブとコルゲートフィンと
    を炉中でろう付け接合したことを特徴とする積層型熱交
    換器の製造方法。
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