(57)【要約】【課題】熱交換効率の向上が図れると共に、製造を容易にした屈曲状熱交換器及びその製造方法を提供すること。【解決手段】互いに平行な複数の熱交換用扁平チューブ３の各々がその長さ方向中間部において屈曲状にされ、該屈曲状部７を挟む両側の扁平状管部８がヘッダーパイプ２ａ，２ｂに連通接続され、かつ、各扁平チューブ３間にコルゲートフィン４を介在してなる屈曲状熱交換器において、屈曲状部７を、扁平チューブ３の幅方向に略S字状に屈曲された横屈曲部７ａと、該横屈曲部７ａの中心部から扁平チューブ３の高さ方向に折り返された縦屈曲部７ｂとで形成し、縦屈曲部７ｂに延在する扁平状管部８の端部をヘッダーパイプ２ａ，２ｂに列設されたスリット６内に挿入しろう付けによって連通接続する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行な複数の熱交換用扁平チューブの各々がその長さ方向中間部において屈曲状にされ、該屈曲状部を挟む両側の扁平状管部がヘッダーパイプに連通接続され、かつ、各扁平チューブ間に熱交換フィンを介在してなる屈曲状熱交換器であって、
上記屈曲状部が、上記扁平チューブの幅方向に略S字状に屈曲された横屈曲部と、該横屈曲部の中心部から扁平チューブ高さ方向に折り返された縦屈曲部とからなる、ことを特徴とする屈曲状熱交換器。
【請求項２】
請求項１記載の屈曲状熱交換器において、
上記扁平チューブの扁平状管部が両ヘッダーパイプの高さ方向に等間隔に列設された複数のスリットに連通接続され、この際、両扁平状管部は一段異なる高さの上記スリットに連通接続されている、ことを特徴とする屈曲状熱交換器。
【請求項３】
請求項１記載の屈曲状熱交換器において、
上記扁平チューブの扁平状管部が両ヘッダーパイプの高さ方向に等間隔に列設された複数のスリットに連通接続され、この際、両扁平状管部は同じ高さの上記スリットに連通接続されている、ことを特徴とする屈曲状熱交換器。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の屈曲状熱交換器の製造方法であって、
上記扁平チューブをその長さ方向中間部において該扁平チューブの幅方向に略S字状に屈曲して横屈曲部を形成する工程と、
上記横屈曲部の中心部から扁平チューブ高さ方向に折り返して縦屈曲部を形成する工程と、
上記扁平チューブの縦屈曲部に延在する扁平状管部をヘッダーパイプの高さ方向に等間隔をおいて列設されたスリットに挿入すると共に、各扁平状管部間に熱交換フィンを介在して組み付ける工程と、
組み付けられた上記扁平チューブ、ヘッダーパイプ及び熱交換フィンを加熱して一体ろう付けする工程と、
を有することを特徴とする屈曲状熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、屈曲状熱交換器及びその製造方法に関するもので、更に詳細には、両端にヘッダーパイプが連通接続された熱交換用扁平チューブをその長さ方向中間部において屈曲状に形成してなる屈曲状熱交換器及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、例えば、アルミニウム（アルミニウム合金を含む）製のヘッダーパイプ、熱交換チューブ及びフィンをろう付けしてなる熱交換器を例えば蒸発器として使用する場合、放熱面積を大きくするために熱交換器を２枚重ねる手段が講じられている。しかし、熱交換器を曲げて放熱面積を確保する場合、曲げ角度が小さくなると熱交換チューブが変形するため、重ね合わせるほどの曲げ加工ができない。特に、熱交換用扁平チューブにおいては幅方向の曲げは非常に難しい。
【０００３】
上記問題を解決する手段として、熱交換用扁平チューブがその長さ方向中間部において屈折状（屈曲状）にされ、該屈折状部（屈曲状部）を挟む両側の扁平管部がその幅方向に所定の角度回動変位状態にされた屈折状熱交換器において、上記屈曲状部が、扁平チューブ高さ方向への曲がり部と、該曲がり部を挟む両側のねじれ部とによって構成されてなり、かつ上記ねじれ部がチューブ長さ方向の軸線回りに９０°ないしは略９０°ねじった状態にしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記特許文献１記載の熱交換器を製造するには、扁平チューブを、曲がり部を形成すべき一定長さ部分の両側においてそれぞれねじり加工を施し、両側の偏平管部を曲がり部となる部分に対し、チューブ長さ方向の軸線回りに９０°ねじった状態にする。その後、この扁平チューブを複数本、両側の偏平管部の高さ方向において間隔的に並列状態に配列し、扁平チューブの曲がり部となる部分を挟む両偏平管部間にコルゲートフィンを挿入配置し、そして、このフィン組付けと相前後して、ヘッダーパイプを扁平チューブの両端部にそれぞれ連通状態に組み付ける。この状態で、この熱交換器組立て体に一括ろう付けを施し、全体を接合一体化する。そして、ねじれ部に挟まれた偏平管部をねじれ部に隣接する位置において、屈折曲げ加工を施し、両側の熱交換用偏平管部の幅方向側縁部同士が対向状態となるＵ字形状に加工して屈曲状構造の熱交換器を製造する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３３０５４６０号公報（特許請求の範囲、段落００１８〜００２０、図１，図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載の熱交換器においては、屈曲状部が、扁平チューブ高さ方向への曲がり部と、該曲がり部を挟む両側をチューブ長さ方向の軸線回りに９０°ねじった状態のねじれ部とによって構成されるため、扁平チューブ間のピッチが曲がり部の高さすなわち扁平チューブの幅より狭くすることができない。したがって、扁平チューブ間のピッチに限度があり、放熱面積の増大が十分に図れない懸念がある。
【０００７】
また、特許文献１記載の熱交換器を製造する場合、屈曲状部を形成した扁平チューブとコルゲートフィン及びヘッダーパイプとを一体ろう付けした状態で、屈折曲げ加工を施すため、加工装置が大掛かりとなると共に、加工費等が嵩むという問題もあった。
【０００８】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、熱交換効率の向上が図れると共に、製造を容易にした屈曲状熱交換器及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を達成するために、この発明の屈曲状熱交換器は、互いに平行な複数の熱交換用扁平チューブの各々がその長さ方向中間部において屈曲状にされ、該屈曲状部を挟む両側の扁平状管部がヘッダーパイプに連通接続され、かつ、各扁平チューブ間に熱交換フィンを介在してなる屈曲状熱交換器であって、  上記屈曲状部が、上記扁平チューブの幅方向に略S字状に屈曲された横屈曲部と、該横屈曲部の中心部から扁平チューブ高さ方向に折り返された縦屈曲部とからなる、ことを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
このように構成することにより、熱交換用扁平チューブ内を潰すことなく、かつ、該扁平チューブ間のピッチを狭くした状態で、熱交換器を構成することができる。
【００１１】
この発明において、上記扁平チューブの扁平状管部は、両ヘッダーパイプの高さ方向に等間隔に列設された複数のスリットに連通接続され、この際、両扁平状管部は一段異なる高さの上記スリットに連通接続されるか、あるいは、同じ高さの上記スリットに連通接続される方が好ましい（請求項２，３）。
【００１２】
このように構成することにより、各扁平チューブを狭いピッチでヘッダーパイプの高さ方向に等間隔に組み付けることができる。
【００１３】
また、この発明の屈曲状熱交換器の製造方法は、請求項１ないし３のいずれかに記載の屈曲状熱交換器の製造方法であって、  上記扁平チューブをその長さ方向中間部において該扁平チューブの幅方向に略S字状に屈曲して横屈曲部を形成する工程と、  上記横屈曲部の中心部から扁平チューブ高さ方向に折り返して縦屈曲部を形成する工程と、  上記扁平チューブの縦屈曲部に延在する扁平状管部をヘッダーパイプの高さ方向に等間隔をおいて列設されたスリットに挿入すると共に、各扁平状管部間に熱交換フィンを介在して組み付ける工程と、  組み付けられた上記扁平チューブ、ヘッダーパイプ及び熱交換フィンを加熱して一体ろう付けする工程と、を有することを特徴とする（請求項４）。
【００１４】
このように構成することにより、扁平チューブをその長さ方向中間部において該扁平チューブの幅方向に略S字状に屈曲して横屈曲部を形成した後、横屈曲部の中心部から扁平チューブ高さ方向に折り返して縦屈曲部を形成することで、扁平チューブに屈曲状部を形成することができる。また、扁平チューブの縦屈曲部に延在する扁平状管部をヘッダーパイプの高さ方向に等間隔をおいて列設されたスリットに挿入すると共に、各扁平状管部間に熱交換フィンを介在して組み付けした後、扁平チューブ、ヘッダーパイプ及び熱交換フィンを加熱して一体ろう付けして屈曲状熱交換器を製造することができる。
【発明の効果】
【００１５】
（１）請求項１，２，３記載の発明によれば、熱交換用扁平チューブ内を潰すことなく、かつ、該扁平チューブ間のピッチを狭くした状態にすることができるので、熱交換効率の向上が図れる。
【００１６】
（２）請求項４記載の発明によれば、大掛かりな曲げ加工用装置を用いることなく、容易に屈曲状熱交換器を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明に係る屈曲状熱交換器の第１実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】上記熱交換器の平面図である。
【図３】上記熱交換器の正面図である。
【図４】上記熱交換器の背面図である。
【図５】上記熱交換器の右側面図である。
【図６】この発明における熱交換用偏平チューブを示す断面斜視図である。
【図７】この発明におけるヘッダーパイプを示す斜視図（ａ）及び（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う拡大断面図（ｂ）である。
【図８】この発明に係る屈曲状熱交換器の第２実施形態を示す概略斜視図である。
【図９】第２実施形態の熱交換器の正面図である。
【図１０】第２実施形態の熱交換器の右側面図である。
【図１１】この発明における扁平チューブに屈曲状部を形成する加工手順を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、この発明を実施するための形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
＜第１実施形態＞
この発明に係る熱交換器１は、図１ないし図５に示すように、互いに隣接するアルミニウム（アルミニウム合金を含む）製の一対のヘッダーパイプ２ａ，２ｂと、これらヘッダーパイプ２ａ，２ｂ間に互いに平行に連通接続される平面視が略U字状に屈曲されるアルミニウム製の複数の熱交換用偏平扁平チューブ３（以下に扁平チューブ３という）及び隣接する扁平チューブ３間に介在されるアルミニウム製のコルゲートフィン４をろう付けしてなる。なお、ヘッダーパイプ２ａ，２ｂの上下開口端にはアルミニウム製のエンドキャップ５がろう付けされている。
【００２０】
上記ヘッダーパイプ２ａ，２ｂは、図１及び図７に示すように、例えばアルミニウム製押出形材からなるパイプ部材にて形成されており、その一側には、長手方向に沿って等間隔をおいて複数の横長のスリット６が列設されている。この場合、スリット６の開口端の上下部には外方に向かって拡開する拡開テーパ面６ａが形成されている（図７参照）。
【００２１】
上記扁平チューブ３は、複数の区画された連通路３ａを有するアルミニウム製の押出形材にて形成されており、図１，図２，図６に示すように、長さ方向中間部において屈曲状にされ、該屈曲状部７を挟む両側の扁平状管部８がヘッダーパイプ２ａ，２ｂのスリット６内挿入され、ろう付けによって連通接続されている。この場合、屈曲状部７は、扁平チューブ３の幅方向に略S字状に屈曲された横屈曲部７ａと、該横屈曲部７ａの中心部から扁平チューブ３の高さ方向に折り返された縦屈曲部７ｂとからなり、平面視及び正面視において略横Ｕ字状に形成されている。
【００２２】
上記のように形成された扁平チューブ３の屈曲状部７に延在する両扁平状管部８の端部は、それぞれ隣接するヘッダーパイプ２ａ，２ｂの高さ方向に等間隔に列設された複数のスリット６のうちの一段異なる高さのスリット６に連通接続され、複数の扁平チューブ３は互いに平行に配置される。この際、各扁平チューブ３の間にコルゲートフィン４が介在されて、ヘッダーパイプ２ａ，２ｂ、扁平チューブ３及びコルゲートフィン４が一体ろう付けされる。
【００２３】
＜第２実施形態＞
上記第１実施形態では、扁平チューブ３の両扁平状管部８の端部が、それぞれ隣接するヘッダーパイプ２ａ，２ｂの高さ方向に等間隔に列設された複数のスリット６のうちの一段異なる高さのスリット６に連通接続される場合について説明したが、図８ないし図１０に示すように、扁平チューブ３の両扁平状管部８の端部を、隣接するヘッダーパイプ２ａ，２ｂの高さ方向に等間隔に列設された複数のスリット６の同じ高さのスリット６に連通接続することも可能である。この場合、扁平チューブ３の両扁平状管部８は屈曲状部７から端部に向かって近接する方向に傾斜するが、その傾斜角度は僅かであり、しかも扁平チューブ３は弾性変形可能であるため、両端部において傾斜角度を吸収してほぼ平行にすることができる。また、ヘッダーパイプ２ａ，２ｂに設けられたスリット６の開口端の上下部には外方に向かって拡開する拡開テーパ面６ａが形成されているので、扁平チューブ３のスリット６内への挿入が容易となり、扁平チューブ３とヘッダーパイプ２ａ，２ｂとの連通接続を確実にすることができる。
【００２４】
なお、第２実施形態において、その他の部分は第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００２５】
＜屈曲状熱交換器の製造方法＞
次に、この発明に係る熱交換器の製造方法について説明する。まず、熱交換器の組立に当って、高さ方向すなわち長さ方向に適宜寸法の等間隔に複数のスリット６を列設した一対のヘッダーパイプ２ａ，２ｂと、下記の手順で屈曲状部７が形成される複数の扁平チューブ３と、扁平チューブ３の間に介在される複数のろう材が塗布例えばクラッドされたコルゲートフィン４を用意する。
【００２６】
上記扁平チューブ３に屈曲状部７を形成する手順は、図１１に示すように、まず、複数の区画された連通路３ａを有するアルミニウム製の押出形材にて形成された直状の扁平チューブ３を用意する（図１１（ａ）参照）。次に、扁平チューブ３の中間部を幅方向（水平方向）に略S字状に屈曲して横屈曲部７ａを形成する（図１１（ｂ）参照）。次に、横屈曲部７ａの中心部すなわち中心線９を基準にして扁平チューブ３の高さ方向（垂直方向）に約１８０°折り返して縦屈曲部７ｂを形成する（図１１（ｃ），（ｄ）参照）。この状態において、扁平チューブ３は平面視及び正面視において略横Ｕ字状に形成される。
【００２７】
上記のようにして扁平チューブ３の屈曲状部７を形成することにより、連通路３ａが潰れることなく、しかも扁平チューブ３の幅に対して小さい高さの屈曲状部７を有する扁平チューブ３を得ることができる。したがって、複数の扁平チューブ３間のピッチを小さくすることができる。
【００２８】
次に、上記のようにして形成された扁平チューブ３の縦屈曲部７ｂに延在する扁平状管部８の端部をヘッダーパイプ２ａ，２ｂの高さ方向に等間隔をおいて列設されたスリット６内に挿入すると共に、各扁平チューブ３の扁平状管部８間にコルゲートフィン４を介在して組み付ける。この際、扁平チューブ３の端部を挿入するヘッダーパイプ２ａ，２ｂのスリット６近傍にろう材を配置するか、粉末状のろう材を塗布する。このようにして組み付けられた、ヘッダーパイプ２ａ，２ｂと、扁平チューブ３及びコルゲートフィン４を図示しない保持具によって固定する。
【００２９】
次に、組み付けられたヘッダーパイプ２ａ，２ｂ、扁平チューブ３及びコルゲートフィン４を炉内に搬入して約６００℃の温度に加熱して一体ろう付けして屈曲状熱交換器を製造する。
【００３０】
＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態では、ヘッダーパイプ２ａ，２ｂがアルミニウム製押出形材にて形成されるパイプ部材からなる場合について説明したが、アルミニウム製押出形材に代えて、ろう材をクラッドしたアルミニウム製板部材を円筒状に形成した電縫管を用いてもよい。
【００３１】
また、上記実施形態では、一対のヘッダーパイプ２ａ，２ｂが隣接して配置されり場合について説明したが、必ずしもこのような構造である必要はなく、ヘッダーパイプ２ａ，２ｂを離して配置する構造であってもよい。この場合は、扁平チューブ３の横屈曲部７ａのＳ字状の屈曲を大きくすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
この発明に係る屈曲状熱交換器は、例えば自動車，建造物の空調システムにおける蒸発器，凝縮器に使用することができる。また、冷凍システムの蒸発器，凝縮器に使用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  熱交換器
２ａ，２ｂ  ヘッダーパイプ
３  扁平チューブ
４  コルゲートフィン
６  スリット
７  屈曲状部
７ａ  横屈曲部
７ｂ  縦屈曲部
８  扁平状管部
９  中心線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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