(57)【要約】【課題】  本来の使用圧力以上の内圧が熱交換器の冷媒管にかかった場合、Ｕ字管とベンド管との熱処理部付近から破裂することが稀にあった。【解決手段】  一対の第１の管板（１９ａ、１９ｂ）と、一対の第１の管板（１９ａ、１９ｂ）間に配された複数の放熱フィン（１９ｃ）と、一対の第１の管板（１９ａ、１９ｂ）、及び複数の放熱フィン（１９ｃ）に開けた孔に蛇行状に通された冷媒管（１９ｄ）と、を備えてなる熱交換器（１９）において、冷媒管（１９ｄ）は、Ｕ字管（１９１）と該Ｕ字管（１９１）につながるベンド管（１９３）とから構成され、第１の管板（１９ａ）と略平行に第２の管板（１９ｅ）をベンド管（１９３）側に設ける。【選択図】  図１
2010230252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の第１の管板（１９ａ、１９ｂ）と、
前記一対の第１の管板（１９ａ、１９ｂ）間に配された複数の放熱フィン（１９ｃ）と、
前記一対の第１の管板（１９ａ、１９ｂ）、及び前記複数の放熱フィン（１９ｃ）に開けた孔に蛇行状に通された冷媒管（１９ｄ）と、
を備えてなる熱交換器（１９）において、
前記冷媒管（１９ｄ）は、前記Ｕ字管（１９１）と該Ｕ字管（１９１）につながるベンド管（１９３）とから構成され、
前記第１の管板（１９ａ）と略平行に第２の管板（１９ｅ）を前記ベンド管（１９３）側に設けることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記第２の管板（１９ｅ）は、前記Ｕ字管（１９１）が通されるバーリング孔を有し、前記Ｕ字管（１９１）に沿って移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
一対の第１の管板（１９ａ、１９ｂ）と、
前記一対の第１の管板（１９ａ、１９ｂ）間に配された複数の放熱フィン（１９ｃ）と、
前記一対の第１の管板（１９ａ、１９ｂ）、及び前記複数の放熱フィン（１９ｃ）に開けた孔に蛇行状に通された冷媒管（１９ｄ）と、
を備えてなる熱交換器（１９）において、
前記冷媒管（１９ｄ）は、前記Ｕ字管（１９１）と該Ｕ字管（１９１）につながるベンド管（１９３）とから構成され、
前記ベンド管（１９３）が配される側のＵ字管（１９１）に、環状のカラー部材（３００）が取り付けられることを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却サイクルに用いる蒸発器に関し、特に蒸発器の管板、及び放熱フィンに蛇行状に通されるＵ字管とＵベンド部とを接続する際の熱処理（溶接、又はリン銅ロウを用いるロウ付け等、以下、適宜「熱処理」、「ロウ付け」という。）部付近の強度低下によってＵ字管が膨張破裂することを管板等で規制するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱交換器１９は、図９に示すように、冷媒管取出側の板金製（ステンレス鋼製）の管板１９ａ（右側）と、冷媒管取出側と反対側の板金製（ステンレス鋼製）の管板１９ｂ（左側）と、管板１９ａ、１９ｂ間に挟まれる複数のアルミニウム製の放熱フィン１９ｃと、蛇行状の冷媒管１９ｄとからなる。冷媒管１９ｄは、組み付け前に銅管をＵ字に折り曲げたＵ字管１９１を、管板１９ｂ、管板１９ａ、及び複数の放熱フィン１９ｃに開けられた孔に、冷媒管取出側と反対側から通し、Ｕ字管１９１の冷媒管取出側の端（開放）部にソケット部１９２を被せてロウ付けし、さらにソケット部１９２にベンド管（銅管）１９３を差込み、ロウ付けしてなる構成である。冷媒管１９ｄは、冷媒管取出部１９４、１９５を備えている。
【０００３】
更に、図９に示すように、一対の第１の管板１９ａ、管板１９ｂは、放熱フィン１９ｃ側の面に、放熱フィン１９ｃをこの管板１９ａ、１９ｂから所要寸法離間させる隙間確保用突起１９６を備えている。この隙間確保用突起１９６は、冷媒管１９ｄを通している孔を囲んで設けられている。この隙間確保用突起１９６は、管板１９ａ、１９ｂに対して外面側から冷媒管１９ｄを通す孔をバーリング加工により穿って、この管板１９ａ、１９ｂの放熱フィン側の面に突出するバーリングである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−９３１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、蒸発器は、冷媒サイクルの低圧側に配置されているため、高圧になることはないため、放熱器（凝縮器、又はガスクーラ）の耐圧設計の基準に比較すると、基準が緩やかである。
【０００６】
しかし、何らかの異常で、蒸発器の冷媒管の内圧が異常に上昇した場合には、本来の使用圧力以上の内圧がかかるため、Ｕ字管とベンド管との熱処理部付近から破裂することが稀にあった。この原因としては、熱処理の入熱によって熱影響を受けた部分の強度が低下したり、変形、更には焼けが考えられる。また、冷媒管の拡管によって径が大きくなるため、その径に対して肉厚が相対的に薄くなる結果、冷媒管が内圧異常に耐えられなくなり、ロウ材に亀裂が入ることが考えられる。
【０００７】
この問題を回避する手段としては、冷媒管自体の肉厚を厚くすることが考えられる。
【０００８】
しかし、その解決手段では、使用材料が増え、コストアップに繋がると共に、冷媒管の拡管の加工負荷が増大するという問題点が発生する。
【０００９】
そこで、本発明は、大きなコストアップをすることなく、且つ従来と同様な加工負荷のままで、Ｕ字管とベンド管との熱処理を行った付近から破裂することがない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】
【００１０】
請求項１に係る発明は、一対の第１の管板（１９ａ、１９ｂ）と、前記一対の第１の管板（１９ａ、１９ｂ）間に配された複数の放熱フィン（１９ｃ）と、前記一対の第１の管板（１９ａ、１９ｂ）、及び前記複数の放熱フィン（１９ｃ）に開けた孔に蛇行状に通された冷媒管（１９ｄ）と、を備えてなる熱交換器（１９）において、前記冷媒管（１９ｄ）は、前記Ｕ字管（１９１）と該Ｕ字管（１９１）につながるベンド管（１９３）とから構成され、前記第１の管板（１９ａ）と略平行に第２の管板（１９ｅ）を前記ベンド管（１９３）側に設けることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記第２の管板（１９ｅ）は、前記Ｕ字管（１９１）が通されるバーリング孔を有し、前記Ｕ字管（１９１）に沿って移動可能であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明は、一対の第１の管板（１９ａ、１９ｂ）と、前記一対の第１の管板（１９ａ、１９ｂ）間に配された複数の放熱フィン（１９ｃ）と、前記一対の第１の管板（１９ａ、１９ｂ）、及び前記複数の放熱フィン（１９ｃ）に開けた孔に蛇行状に通された冷媒管（１９ｄ）と、を備えてなる熱交換器（１９）において、前記冷媒管（１９ｄ）は、前記Ｕ字管（１９１）と該Ｕ字管（１９１）につながるベンド管（１９３）とから構成され、前記ベンド管（１９３）が配される側のＵ字管（１９１）に、環状のカラー部材（３００）が取り付けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、Ｕ字管１９１の直管部の端部付近を、第２の管板１９ｅ、第２の管板１９ｅに穿たれたバーリング孔、又は環状のカラー部材３００で規制することによって、冷媒管１９ｄの内圧が異常に上昇したとしても、第２の管板１９ｅ、第２の管板１９ｅに開けられたバーリング孔、又は環状のカラー３００付近のＵ字管１９１の直管部の端部付近が膨張することがないため、冷媒管１９ｄの破裂を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施例における冷媒管のＵ字管を取り付ける側を拡大した図である。
【図２】本発明の第１実施例における冷媒管のＵベンド部側を拡大した図で、ロウ付けの前処理として第２の管板を第１の管板側に寄せた図である。
【図３】本発明の第１実施例における冷媒管のＵベンド部側を拡大した図で、ロウ付け後に第２の管板を第１の管板から移動（離間）させた図である。
【図４】本発明の第１実施例における熱交換器を製造する際のフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施例における冷媒管のＵベンド部側を拡大した図で、ロウ付け後にバーリング孔を有する第２の管板を第１の管板から移動（離間）させた図である。
【図６】本発明の第３実施例における冷媒管のＵベンド部側を拡大した図で、ロウ付け後にカラーを取り付けた図である。
【図７】本発明の第３実施例における熱交換器を製造する際のフローチャートである。
【図８】本発明の第４実施例における冷媒管のＵベンド部側を拡大した図で、ロウ付け後に第１の管板を移動させた図である。
【図９】従来の熱交換器の全体図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
第１実施例:第１実施例に係る発明の特徴は、一対の第１の管板１９ａ、１９ｂ（図１の左側に位置するが、図示せず）の他に、第２の管板１９ｅを設けることにより、Ｕ字管１９１の端部付近が、冷媒管１９ｄの内圧の異常上昇により膨張することを第２の管板１９ｅで規制することである。
【００１６】
以下、従来と同一の構成、機能については、同一符号を付すものとする。また、以降の実施例では、図面上、隙間確保用突起１９６、及びソケット部１９２の記載を割愛する。
【００１７】
図１は、本発明の第１実施例における冷媒管１９ｄのベンド管１９３を取り付ける側を拡大した図であり、図１は、Ｕ字管１９１を１次拡管、２次拡管、及び３次拡管した後の図である。
【００１８】
図２は、本発明における冷媒管１９ｄのＵベンド部側（管板１９ａ側）を拡大した図で、ロウ付けの前処理として第２の管板１９ｅを第１の管板１９ａ側に寄せた図である。
【００１９】
図３は、本発明における冷媒管１９ｄのＵベンド部側（管板１９ａ側）を拡大した図で、ロウ付け後に第２の管板１９ｅを第１の管板１９ａから移動（離間）させた図である。
【００２０】
更に、図４は、本発明における熱交換器を製造する際のフローチャートである。
【００２１】
これらの図を用いて、本発明の熱交換器を説明する。
【００２２】
図４のステップＳ１では、一対のステンレス鋼製（又は、鉄製）の第１の管板１９ａ、１９ｂ、ステンレス鋼製（又は、鉄製）の第２の管板１９ｅ、及び複数のアルミニウム製の放熱フィン１９ｃには、それぞれＵ字管１９１を通すための孔が開けられており、Ｕ字管１９１の開放端側から第１の管板１９ａ、１９ｂ、第２の管板１９ｅ、及び複数のアルミニウム製の放熱フィン１９ｃの孔に通す。
【００２３】
そのため、Ｕ字管１９１の外面と第１の管板１９ａ、１９ｂの孔の内面との間、及びＵ字管１９１の外面と放熱フィン１９ｃの孔の内面との間には、若干のクリアランスが設けられている。
【００２４】
第２の管板１９ｅについては、後述するロウ付けの際の熱によるやけ、変形、強度低下を防止するため、第１の管板１９ａ側に寄せておくことが好ましい。
【００２５】
ステップＳ２では、拡管機を用いて、Ｕ字管１９１を拡管処理する。図１は、１次拡管、２次拡管、及び３次拡管した後の図であり、この図に示すように、Ｕ字管１９１のうち、１ｍａｇ領域は１次拡管の対象領域、２ｍａｇ領域は２次拡管の対象領域、３ｍａｇ領域は３次拡管の対象領域であり、拡管の割合は１ｍａｇ、２ｍａｇ、３ｍａｇとなる程、大きくなっている。即ち、一般的には、Ｕ字管１９１、及びベンド管１９３（図２参照）は同じ管（外径、肉厚、材質が同じ）を使用するため、２ｍａｇ領域を２次拡管してベンド管１９３を差し込み易くしている。更に、３ｍａｇ領域については、ベンド管１９３の先端部をＵ字管１９１に差し込む際に、入口部分を拡げて差し込み易くしている。
【００２６】
前述の１次拡管の処理によって、Ｕ字管１９１と放熱フィン１９ｃとは圧接され、左右に移動しないように動きが拘束される。
【００２７】
第２の管板１９ｅに開けられた孔は、前述の１次拡管によっても、第２の管板１９ｅとＵ字管１９１とが圧接しないよう予め、第１の管板１９ａ、１９ｂに開けられた孔より若干大きい径となっている。これは、後述するロウ付けの後に、第２の管板１９ｅをベンド管１９３側に移動させやすくするためである。
【００２８】
なお、本実施例では、１次拡管乃至３次拡管の処理を行ったが、これには限られず、拡管処理をしない場合、従来と同様に、ソケット部１９２を使用してＵ字管１９１とベンド管１９３とを接続しても良い。
【００２９】
ステップＳ３では、ベンド管１９３をＵ字管１９１の開放部に差し込んでロウ付けを行う。
【００３０】
ステップＳ４では、図３に示すように、第２の管板１９ｅをベンド管１９３側に移動させる。
【００３１】
これにより、Ｕ字管１９１の端部付近を第２の管板１９ｅで規制することによって、冷媒管１９ｄの内圧が異常上昇したとしても、第２の管板１９ｅ付近のＵ字管１９１が膨張することができないため、冷媒管１９ｄの破裂を防ぐことができる。
【００３２】
第２実施例：本実施例が第１実施例と異なる点は、一対の第１の管板１９ａ、１９ｂ、及び第２の管板１９ｅに穿たれた孔をバーリング（円周状の突起）孔とすることである。
【００３３】
図５は、第２実施例における冷媒管１９ｄのＵベンド部側を拡大した図で、ロウ付け後にバーリング孔を有する第２の管板１９ｅを第１の管板１９ａから移動（離間）させた図である。
【００３４】
図５に示すように、第２の管板１９ｅに穿たれた孔をバーリング孔２００とすることによって、バーリング孔２００自体（管板１９ｅの厚さ）、及びバーリング孔２００の突起部分２００ａが面となるため、冷媒管１９ｄの内圧上昇を面で受け止めることができる。
【００３５】
熱交換器の製造方法については、第１実施例と異なる点がないため、その説明は割愛する。
【００３６】
第３実施例：本実施例が第１実施例、及び第２実施例と異なる点は、第２の管板１９ｅを用いる代わりに、冷媒管に環状のカラー部材を取り付けることである。
【００３７】
以下、従来と同一の構成、機能については、同一符号を付すものとする。
【００３８】
図６は、第３実施例における冷媒管のＵベンド部側を拡大した図で、環状のカラーを取り付けた図である。また、図７は、第３実施例における熱交換器を製造する際のフローチャートである。
【００３９】
図７のフローチャートを用いて、本発明の熱交換器を説明する。
【００４０】
ステップＳ１０では、一対のステンレス鋼製（又は、鉄製）の第１の管板１９ａ、１９ｂ、及び複数のアルミニウム製の放熱フィン１９ｃには、それぞれＵ字管１９１を通すための孔が開けられており、Ｕ字管１９１の開放端側から第１の管板１９ａ、１９ｂ、及び複数のアルミニウム製の放熱フィン１９ｃの孔に通す。
【００４１】
そのため、Ｕ字管１９１の外面と第１の管板１９ａ、１９ｂの孔の内面との間、及びＵ字管１９１の外面と放熱フィン１９ｃの孔の内面との間には、若干のクリアランスが設けられている。
【００４２】
ステップＳ１１では、Ｕ字管１９１のうち、第１の管板１９ａとＵベンド部との間に環状のカラー３００を取り付ける。
【００４３】
ステップＳ１２は図４のステップＳ２と、更にステップＳ１３は図４のステップＳ３と同一構成であるので、その説明を割愛する。
【００４４】
これにより、Ｕ字管１９１の端部付近を環状のカラー３００で規制することによって、冷媒管１９ｄの内圧が異常上昇したとしても、環状のカラー３００付近のＵ字管１９１が膨張することがないため、冷媒管１９ｄの破裂を防ぐことができる。
【００４５】
第４実施例：前述の実施例では、第２の管板１９ｅ（第１実施例）、第２の管板１９ｅに穿たれたバーリング孔（第２実施例）、及び環状のカラー３００（第３実施例）で、冷媒管１９ｄの破裂を防いだが、これには限られず、図８に示すように、第１の管板１９ａのみで冷媒管１９ｄの破裂を防ぐことができる。即ち、Ｕ字管１９１とベンド管１９３とをロウ付けする前、管板１９ａを放熱フィン１９ｃ側に寄せておき、Ｕ字管１９１とベンド管１９３とをロウ付けした後、第１の管板１９ａをベンド管１９３側に移動させる。
【００４６】
このとき、第１の管板１９ａをベンド管１９３側に移動させやすくするため、第１の管板１９ａに穿たれた孔の径は、１次拡管の処理によっても、Ｕ字管１９１の外面と第１の管板１９ａの孔の内面との間のクリアランスを保てる大きさとする必要がある。
【符号の説明】
【００４７】
１９ａ、１９ｂ  第１の管板
１９ｃ          放熱フィン
１９ｄ          冷媒管
１９ｅ          第２の管板
１９１          Ｕ字管
１９２          ソケット部
１９３          ベンド管
２００          バーリング孔
２００ａ        バーリング孔の突起部分
３００          環状のカラー
【図１】
2010230252.tif 000003
【図２】
2010230252.tif 000004
【図３】
2010230252.tif 000005
【図４】
2010230252.tif 000006
【図５】
2010230252.tif 000007
【図６】
2010230252.tif 000008
【図７】
2010230252.tif 000009
【図８】
2010230252.tif 000010
【図９】
2010230252.tif 000011