(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各横断面が同一の金属材の押し成形管よりなり、その幅方向両端部で断面内周が、それぞれその幅方向に対向するＣ字状に形成された一対の第１貫通部(1)，第２貫通部(2)を有し、その一対のＣ字の開口が、その幅方向に直交する高さ方向に対向する一対の弧状部(3a)で互いに接続されて、そこに中間貫通部(3)が形成され且つ、各貫通部の境に一対づつの縦仕切挿入用の溝部(4)が形成された押出管(5)を用意する工程と、
前記押出管(5)の外面に、前記第１貫通部(1)，第２貫通部(2)に連通するチューブ挿通孔(6)を互いに離間して多数穿設する穿設工程および、横仕切挿入用のスリット(7)をその第１貫通部(1)，第２貫通部(2)，中間貫通部(3)を横断するように形成するスリット形成工程と、
適宜位置に連通孔(8)が設けられた一対の縦仕切板(9)を、前記押出管(5)の前記一対づつの各溝部(4)の間に挿入する工程と、
一以上の横仕切板(10)に連通孔(11)を有し、各横仕切板(10)を前記押出管(5)の各スリット(7)に嵌着し、押出管(5)の両端に一対の端蓋(12)を被着して、前記各貫通部(1) (2)(3)と各横仕切板(10)および端蓋(12)と縦仕切板(9)とで囲まれた空間に、気液二相状態の冷媒が流通したとき、その分流・合流・混合を行う小タンクを多数形成する工程と、
チューブ(16)およびフィン(17)を組立ててコア(18)を形成し、そのコア(18)の各チューブ(16)を前記押出管(5)の前記チューブ挿通孔(6)に嵌着して熱交換器を組み立てる工程と、
組み立てられた各部品間を一体に且つ液密にろう付け固定する工程とを具備する熱交換器の製造方法。
【請求項２】
各横断面が同一の金属材の押し成形管よりなり、その幅方向両端部で断面内周が、それぞれその幅方向に対向するＣ字状に形成された一対の第１貫通部(1)，第２貫通部(2)を有し、その一対のＣ字の開口どうしが、互いに接続され且つ、両貫通部の境に縦仕切挿入用の一対の溝部(4)が形成された押出管(5)を用意する工程と、
前記押出管(5)の外面に、前記第１貫通部(1)，第２貫通部(2)に連通するチューブ挿通孔(6)を互いに離間して多数穿設する穿設工程および、横仕切挿入用のスリット(7)をその第１貫通部(1)，第２貫通部(2)を横断するように形成するスリット形成工程と、
縦仕切板(9)を、前記押出管(5)の前記一対の各溝部(4)の間に挿入する工程と、
一以上の横仕切板(10)に連通孔(11)を有し、その各横仕切板(10)を前記押出管(5)の各スリット(7)に嵌着し、押出管(5)の両端に一対の端蓋(12)を被着し、前記各貫通部(1) (2)と各横仕切板(10)および端蓋(12)と縦仕切板(9)とで囲まれた空間に、気液二相状態の冷媒が流通したとき、その分流・合流・混合を行う小タンクを多数形成する工程と、
チューブ(16)およびフィン(17)を組立ててコア(18)を形成し、そのコア(18)の各チューブ(16)を前記押出管(5)の前記チューブ挿通孔(6)に嵌着して熱交換器を組み立てる工程と、
組み立てられた各部品間を一体に且つ液密にろう付け固定する工程とを具備する熱交換器の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２の製造方法により形成された熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として空調用の熱交換器であって、内部に気液二相状態の冷媒が流通するエバポレータやコンデンサの製造方法およびその熱交換器に関し、特に、熱交換器コアの両端に一対の集合タンクを有し、各タンクに仕切りを有して冷媒が各タンクおよびコアの各チューブ内を蛇行状に多パスに流通するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
空調用熱交換器に利用されるコンデンサの一例として、図８に示す多パス型のものが知られている。その図８（Ａ）はその縦断面図であり、同（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。この例は（Ａ）に示す如く、多数のフィン17およびチューブ16からなるコア18の両端に一対の第１集合タンク23および第２集合タンク24を設け、コア18の各チューブ16の両端がそれらに連通する。その第１集合タンク23および第２集合タンク24は、夫々複数の横仕切板10が上下に離間して内部に配置され、それによって第１集合タンク23では小タンクｄ２，ｄ４，ｄ６を有し、第２集合タンク24では小タンクｄ１，ｄ３，ｄ５，ｄ７を有する。
【０００３】
そして、第２集合タンク24の小タンクｄ１と小タンクｄ７とに入口パイプ19，出口パイプ20が設けられ、入口パイプ19から冷媒21が流入し、それが２つのチューブ16内を図において左端から右端に流通し小タンクｄ２に至り、その小タンクｄ２内をＵターンし、次いでこの例で４本のチューブ16内を右端から左端に流通して、小タンクｄ３に達し、次いで冷媒はその小タンクｄ３の内部を上昇し、小タンクｄ３の上部に位置する４本のチューブ16内を左端から右端に流通する。同様に各チューブを介して、冷媒は小タンクｄ４，ｄ５，ｄ６，ｄ７と蛇行状に流通し、最後に小タンクｄ７の出口パイプ20から外部に流出する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３０４７９２号公報
【特許文献２】特開平０４−１４８１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図８に示すような空調用熱交換器は、各小タンクに２列のチューブが存在する。近年、熱交換器の小型化の要請から冷媒圧力を高くし、それに伴い各小タンクは耐圧性を確保するため、その肉厚が大とならざるを得なくなっている。また、各小タンク内では冷媒が集合および分流を繰返すが、冷媒は気・液二相状態であって、重力や流速の影響でその液分量とガス分量が各チューブに均等に分流しがたい欠点があった。それに基づき、熱交換性能が低下していた。
そこで本発明は、比較的薄肉で耐圧性が高く、各チューブに液分量とガス分量が均等に分流することを課題とするとともに、製造容易でコンパクトな熱交換器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】
【０００６】
請求項１に記載の本発明は、各横断面が同一の金属材の押し成形管よりなり、その幅方向両端部で断面内周が、それぞれその幅方向に対向するＣ字状に形成された一対の第１貫通部(1)，第２貫通部(2)を有し、その一対のＣ字の開口が、その幅方向に直交する高さ方向に対向する一対の弧状部(3a)で互いに接続されて、そこに中間貫通部(3)が形成され且つ、各貫通部の境に一対づつの縦仕切挿入用の溝部(4)が形成された押出管(5)を用意する工程と、
前記押出管(5)の外面に、前記第１貫通部(1)，第２貫通部(2)に連通するチューブ挿通孔(6)を互いに離間して多数穿設する穿設工程および、横仕切挿入用のスリット(7)をその第１貫通部(1)，第２貫通部(2)，中間貫通部(3)を横断するように形成するスリット形成工程と、
適宜位置に連通孔(8)が設けられた一対の縦仕切板(9)を、前記押出管(5)の前記一対づつの各溝部(4)の間に挿入する工程と、
一以上の横仕切板(10)に連通孔(11)を有し、各横仕切板(10)を前記押出管(5)の各スリット(7)に嵌着し、押出管(5)の両端に一対の端蓋(12)を被着して、前記各貫通部(1) (2)(3)と各横仕切板(10)および端蓋(12)と縦仕切板(9)とで囲まれた空間に、気液二相状態の冷媒が流通したとき、その分流・合流・混合を行う小タンクを多数形成する工程と、
チューブ(16)およびフィン(17)を組立ててコア(18)を形成し、そのコア(18)の各チューブ(16)を前記押出管(5)の前記チューブ挿通孔(6)に嵌着して熱交換器を組み立てる工程と、
組み立てられた各部品間を一体に且つ液密にろう付け固定する工程とを具備する熱交換器の製造方法である。
【０００７】
請求項２に記載の本発明は、各横断面が同一の金属材の押し成形管よりなり、その幅方向両端部で断面内周が、それぞれその幅方向に対向するＣ字状に形成された一対の第１貫通部(1)，第２貫通部(2)を有し、その一対のＣ字の開口どうしが、互いに接続され且つ、両貫通部の境に縦仕切挿入用の一対の溝部(4)が形成された押出管(5)を用意する工程と、
前記押出管(5)の外面に、前記第１貫通部(1)，第２貫通部(2)に連通するチューブ挿通孔(6)を互いに離間して多数穿設する穿設工程および、横仕切挿入用のスリット(7)をその第１貫通部(1)，第２貫通部(2)を横断するように形成するスリット形成工程と、
縦仕切板(9)を、前記押出管(5)の前記一対の各溝部(4)の間に挿入する工程と、
一以上の横仕切板(10)に連通孔(11)を有し、その各横仕切板(10)を前記押出管(5)の各スリット(7)に嵌着し、押出管(5)の両端に一対の端蓋(12)を被着し、前記各貫通部(1) (2)と各横仕切板(10)および端蓋(12)と縦仕切板(9)とで囲まれた空間に、気液二相状態の冷媒が流通したとき、その分流・合流・混合を行う小タンクを多数形成する工程と、
チューブ(16)およびフィン(17)を組立ててコア(18)を形成し、そのコア(18)の各チューブ(16)を前記押出管(5)の前記チューブ挿通孔(6)に嵌着して熱交換器を組み立てる工程と、
組み立てられた各部品間を一体に且つ液密にろう付け固定する工程とを具備する熱交換器の製造方法である。
【０００８】
請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２の製造方法により形成された熱交換器である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の熱交換器の製造方法は、流路断面がＣ字状の第１貫通部１，第２貫通部２，および一対の弧状部の中間貫通部３を有する押出管５にチューブ挿通孔６，スリット７を形成し、連通孔８を有する縦仕切板９を溝部４に挿入すると共に、連通孔11を有する横仕切板10をスリット７に嵌着したものである。そして気液二相状態の冷媒が流通したとき、分流・合流・混合を行う多数の小タンクを形成し、各部品間を一体にろう付け固定したものであるから、製造容易で耐圧性が高く、気液二相状態の冷媒を各小タンクで冷媒の分流・合流・混合を行い、夫々のチューブ16に液分量とガス分量とを均等に流通させ、熱交換性能の良い熱交換器を提供できる。
【００１０】
即ち、押出成形管からなる、流路断面がＣ字状の第１貫通部，第２貫通部および、断面が弧状部の中間貫通部を有し，それと縦仕切板、横仕切板のろう付け接合体で形成されるため耐圧性が高い。また、中間貫通部３内に形成された小室は、縦仕切板９の連通孔８及び横仕切板10の連通孔11から流入及び流出する気液二相状態の冷媒の混合を効果的に行い、熱交換性能を向上し得る。
しかも、加工が容易で所望の流路系を容易に製造することができる。即ち、縦仕切板９，横仕切板10に穿設する連通孔８，連通孔11の位置を変えることにより、容易に冷媒流路を変更することができ、各種目的に合わせた熱交換器を容易に製造し得る。
【００１１】
請求項２に記載の熱交換器の製造方法は、押出管５が対向するＣ字状の一対の第１貫通部１，第２貫通部２を有し、そのＣ字の開口どうしが接続され、そこに形成された溝部４に縦仕切板９を挿入すると共に、押出管５に設けた各スリット７に連通孔11を有する横仕切板10を嵌着してろう付け固定することにより、多数の小タンクを形成したものである。従って、耐圧性が高く組立て容易な熱交換器を提供できる。即ち、流路断面がＣ字状の押出管と、縦仕切板、横仕切板のろう付け接合体であるから、耐圧性が高い。また、横仕切板10の連通孔11等の位置を変えることにより、任意の流路を有する熱交換器を提供できる。それと共に、コンパクトで小スペースの熱交換器提供できる。
【００１２】
また、上記何れかの製造方法により形成された熱交換器は、耐圧性が高くコンパクトで省スペースの熱交換器となり得る。また、本熱交換器は各チューブ列毎に縦仕切板９によって仕切られているから、耐圧性の高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。図１は本発明の製造方法にかかる熱交換器の要部分解斜視図であり、図２は同熱交換器の縦断面図説明図、図３は図２のIII-III矢視断面図、図４は図２のIV-IV矢視断面図であり、図５は同熱交換器の冷媒流路の説明図である。
（第１実施例）
この熱交換器は、各部品がアルミニューム製のものであって、図１および図２に示すごとく、多数の断面円形なチューブ16とプレート型のフィン17との組立て体からなるコア18を有し、そのコア18の両側に一対の第１集合タンク23、第２集合タンク24を設けたものである。第１集合タンク23は図１に示すごとく、アルミニウム材の押出し成形管よりなる押出管５と、一対の縦仕切板９と複数の横仕切板10および一対の端蓋12からなる。押出管５は、横断面内周がそれぞれ幅方向に対向するＣ字状に形成された一対の第１貫通部１と第２貫通部２とを有し、その一対のＣ字状の開口どうしが、幅方向に直交する高さ方向に対向する一対の弧状部3aで互いに接続されて、そこに中間貫通部３が形成されている。それとともに、各貫通部の境に一対ずつの縦仕切挿入用の溝部４が高さ方向に対向して形成されている。
【００１４】
このような押出管５を用意し、図においてその正面側に適宜間隔でスリット７を複数（この例では５つ）形成する。一例として刃厚がスリット７に等しい回転するカッターでそれを切削加工することができる。このとき、スリット７の先端は押出管５の流路の底部を僅かに切削する（図１参照）。この例では、スリット７は各押出管５の全幅に渡って形成されている。そして、アルミニューム板のプレス成形体からなる一対の縦仕切板９および複数の横仕切板10ならびに端蓋12を用意する。横仕切板10には前記溝部４に整合する位置にスリット22が一対設けられている。これは縦仕切板９と干渉するのを避けるものである。各縦仕切板９にはその適宜位置に連通孔８を穿設する。また、適宜の横仕切板10にも連通孔11を穿設する。また押出管５の図において背面側（底部）には図３のごとく、多数のチューブ挿通孔６が、この例では第１貫通部１および第２貫通部２内において千鳥状に穿設される。なお、中間貫通部３にはチューブ挿通孔は存在しない。そして、押出管５の溝部４にそれぞれ一対の縦仕切板９を挿入すると共に、スリット７に横仕切板10を嵌着し、押出管５の上下両端に端蓋12を被着する。そして、コア18のチューブ16を各チューブ挿通孔６に挿入する。第２集合タンク24においても第１集合タンク23同様に行う。
【００１５】
このようにして組立てられた熱交換器は、予め互いに接触する少なくても一方側の表面にはろう材を被覆または配置しておき、高温の炉内で一体にろう付け固定する。この例では、第１集合タンク23の内部を横仕切板10によって図３の如く、上下方向に６分割し、一対の縦仕切板９によって、各段を横方向（幅方向）に３分割する。同様に第２集合タンク24はその内部を上下方向に６分割され、幅方向に縦仕切板９によって３分割される。この例では、各横仕切板10は下段から一つ置きに、図３、図２の如く、それぞれ横仕切板10に連通孔11を形成しておく。縦仕切板９には各小タンクごとに、連通孔８が穿設されている。
【００１６】
第２集合タンク24においては、最下段の横仕切板10には孔が穿設されず、第２段目の横仕切板10に連通孔11が穿設され、以降１つ置き毎に連通孔11が穿設されている（図２，図４参照）。縦仕切板９には各小タンクごとに、連通孔８が穿設されている。これらの連通孔の位置、横仕切板の位置、数その他は各種条件に応じて任意に設計できる。このようにして、第１集合タンク23には、図３に示す如く、第１貫通部１側に第１小タンクａ２〜ａ１１が設けられ、第２貫通部２側に第２小タンクｂ２〜ｂ１１が設けられ、中間貫通部３内に中間小タンクｃ２〜ｃ１１が設けられている。また第２集合タンク24では、図４に示す如く、第１貫通部１内に第１小タンクａ１〜ａ１２が、第２貫通部２内に第２小タンクｂ１〜ｂ１２が、中間貫通部３内に中間小タンクｃ１〜ｃ１２が設けられている。そして、第２集合タンク24の中間小タンクｃ１とｃ１２に入口パイプ19、出口パイプ20が取付けられる。
【００１７】
（作用）
このようにしてなる熱交換器は、一例として第２集合タンク24の入口パイプ19から冷媒21が中間小タンクｃ１内に流入し、図４においてその冷媒は一対の縦仕切板９の各連通孔８を介して第１小タンクａ１、第２小タンクｂ１に流入し、そこから一対のチューブ16を介して、図２において左端から右端に流通し、第１集合タンク23の第１小タンクａ２、第２小タンクｂ２に達する。そしてその冷媒は、図３に示す如く、縦仕切板９の各連通孔８を介して、中間小タンクｃ２に合流し、次いで横仕切板10の連通孔11から中間小タンクｃ３内に流入し、それらの間に冷媒は混合される。そして、中間小タンクｃ３内の一対の縦仕切板９の各連通孔８から第１小タンクａ３、第２小タンクｂ３に流入し、それぞれに連通した２本ずつのチューブ16を図２において、右端から左端へ流通し、第２集合タンク24の第１小タンクａ４、第２小タンクｂ４に達する（図４）。
【００１８】
同様に、これが図５に示す如く、繰返されて、冷媒は最終的に第２集合タンク24の第１小タンクａ１２、第２小タンクｂ１２より中間小タンクｃ１２に流入し、出口パイプ20よりそれが流出する。そして、その間、各第１小タンクａ１〜ａ１２、第２小タンクｂ１〜ｂ１２に出入することによって、冷媒がそのたびに混合されるとともに、各中間小タンクｃ１〜ｃ１２で更に混合され、気成分と液成分とが各チューブに均等に分流する。そして、コア18の厚み方向に流通する図示しない空気と冷媒とが熱交換される。なお、図５は冷媒21の流通経路の説明的略図を示すものである。
【００１９】
（第２実施例）
次に、図６は本発明の第２のアルミニューム製熱交換器の要部分解斜視図である。
この押出管５は、前記同様にアルミニウムの押出し管からなり、一対の第１貫通部１、第２貫通部２を有する。第１貫通部１、第２貫通部２はそれぞれ横断面Ｃ字状に形成され、それが互いに幅対向し、Ｃ字状の開口部が一体に形成され、その境に一対の溝部４が厚み方向（管の高さ方向）に対向して設けられている。このようにしてなる押出管５の適宜位置に横仕切板10挿入用のスリット７が形成される。また、溝部４には適宜位置に連通孔８が設けられた縦仕切板９が挿入される。また、適宜な横仕切板10には連通孔11が穿設される。
【００２０】
この例が、図１のそれと異なる点は押出管５に中間貫通部３が存在しない点および、図１では一対の縦仕切板９が設けられたが、図６では１つのみの縦仕切板９が設けられている点である。またこの例では、スリット７は第２貫通部２または第１貫通部１のみを横断するように形成されている。そして第１貫通部１、第２貫通部２の背面側には図７に示すチューブ挿通孔６が設けられ、そのチューブ挿通孔６にコア18のチューブ16が挿通される。この図７は、図３および図４に対応して描かれ、第１集合タンク23、第２集合タンク24をコア１８対して、90度回転して図示している。
【００２１】
第１集合タンク23、第２集合タンク24の第１貫通部１には、第１小タンクａ１〜ａ８が設けられ、各集合タンクの第２貫通部２には第２小タンクｂ１〜ｂ４が設けられている。この例の第１集合タンク23および第２集合タンク24の各第１貫通部１の横仕切板10は、三つ設けられ、第１集合タンク23では上下両端の横仕切板10に連通孔11が形成され、第２集合タンク24では中間の横仕切板10のみに連通孔11が設けられている。これらの横仕切板の位置、数および連通孔は必要に応じて任意に設計可能である。
第２集合タンク24の縦仕切板９には上端部に連通孔８が穿設され、第１集合タンク23の縦仕切板９には、連通孔８は穿設されていない。この連通孔８の位置も必要に応じて、任意の位置に穿設できる。なお、この例でもチューブ挿通孔６は、第１実施例と同様に、第１集合タンク23、第２集合タンク24に千鳥状に穿設されている。そして、第１小タンクａ１および第２小タンクｂ４に入口パイプ19、出口パイプ20が設けられる。このようにして組み立てられた熱交換器は高温の炉内で一体的にろう付け固定される。
【００２２】
（作用）
第２集合タンク24の入口パイプ19から流入した冷媒21は、図７に示すごとく、第１小タンクａ１から二本のチューブ16を介して、第１集合タンク23の第１小タンクａ２に流入し、第１小タンクａ２内の横仕切板10の連通孔11を介して第１小タンクａ３に流入し、その第１小タンクａ３から、それぞれチューブ16を介して、第１小タンクａ４、ａ５、ａ６、ａ７、ａ８に至り、第２集合タンク24の第１小タンクａ８の縦仕切板９の連通孔８を介して第２小タンクｂ１に流入する。そして第２小タンクｂ１から、それぞれチューブ16を介してｂ２、ｂ３、第１小タンクｂ４に流通し、出口パイプ20からそれを外部に流出させ、コア１８の厚み方向に流通する空気と冷媒との間で熱交換される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の熱交換器の要部分解斜視図。
【図２】同熱交換器の縦断面説明図。
【図３】図２のIII-III矢視断面図。
【図４】図２のIV-IV矢視断面図。
【００２４】
【図５】同熱交換器の冷媒21の流路の説明図。
【図６】本発明の第２の熱交換器の要部分解斜視図。
【図７】同熱交換器の冷媒の流れを示す説明図。
【図８】従来型熱交換器の縦断面図およびＢ−Ｂ、Ｃ−Ｃ矢視断面図。
【符号の説明】
【００２５】
１  第１貫通部
２  第２貫通部
３  中間貫通部
3a  弧状部
４  溝部
５  押出管
６  チューブ挿通孔
７  スリット
８  連通孔
９  縦仕切板
10  横仕切板
【００２６】
11  連通孔
12  端蓋
13  合流室
14  分流室
15  混合室
16  チューブ
17  フィン
18  コア
19  入口パイプ
20  出口パイプ
21  冷媒
22  スリット
【００２７】
23  第１集合タンク
24  第２集合タンク
ａ１〜ａ12  第１小タンク
ｂ１〜ｂ12  第２小タンク
ｃ１〜ｃ12  中間小タンク
ｄ１〜ｄ７  小タンク
【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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