CN114341580A - 热交换器的箱结构 - Google Patents

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CN114341580A
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insertion hole
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Abstract

在具有宽度窄的集管板的热交换器的箱结构中，减小在集管板的长度方向的最外侧管产生的热应力。将位于集管板(4)的长度方向的至少端部的端部管插通孔(8)以外的各管插通孔(3)之间由沿着集管板(4)的长度方向形成的变形防止用筋条(7)连结，并设为在端部管插通孔(8)没有连结变形防止用筋条(7)的形状。

Description

热交换器的箱结构
技术领域
本发明涉及最适合于发动机冷却水用的散热器、油冷却器、其他热交换器的热交换器的箱结构，并涉及提高其热耐久性的结构。
背景技术
作为以往的热交换器的箱，已知有为了轻量化以及省空间化而使集管板的宽度缩窄的箱。
下述专利文献1的热交换器的箱为了使集管板的宽度缩窄，而如图8的(B)所示的那样集管板4a的密封面24形成得平坦。
并且，在形成于集管板4a的管插通孔之间设置有用于在对箱主体6进行铆接时支承箱主体6并防止箱主体6变形的变形防止用筋条7。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：WO2017/069280A1
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1所记载的集管板4a的各管插通孔的长边部形成有高的翻边22，且在短边部形成有低的翻边。
并且，短边部处的钎焊接合线位于比长边部处的钎焊接合线靠箱外侧的位置。
本发明人经过研究的结果是得知，当如此短边部处的钎焊接合线位于比长边部处的钎焊接合线靠箱外侧的位置时，由于热交换器的温度分布不均匀而产生的热应力向管短边部的集中变得非常严重。
需要说明的是，该应力集中在集管板4a的长度方向的端部的管中是显著的。
另外，在箱被分隔部划分成多个，且彼此温度不同的流体在各划分区域中流通的情况下，该应力集中在分隔部附近的管中是显著的。
因此，本发明的目的在于在具有宽度窄的集管板的热交换器中，缓和热应力向管与集管板钎焊的钎焊部附近的管短边部的集中。
用于解决课题的方案
技术方案1所记载的本发明为一种热交换器的箱结构，具备：
集管板4，其具有扁平的多个管插通孔3，该管插通孔3由一对对置的短边部1和将两个该短边部1之间连结的一对长边部2构成；
多个扁平管5，它们的端部在各所述管插通孔3中插通，且该多个扁平管5的插通部被钎焊；以及
箱主体6，其通过铆接而固定集管板4的周缘，
所述多个管插通孔3的短边部1沿集管板4的宽度方向配置，这些管插通孔3彼此在集管板4的长度方向上分离地配置，
所述热交换器的箱结构的特征在于，
位于所述长度方向的至少端部的端部管插通孔8以外的各管插通孔3之间由沿着所述集管板4的长度方向形成的变形防止用筋条7连结，
在所述端部管插通孔8没有连结所述变形防止用筋条7。
技术方案2所记载的本发明在技术方案1所记载的热交换器的箱结构的基础上为如下热交换器的箱结构，即，
在各所述管插通孔3的短边部1的孔缘形成有高度较低的低翻边9，并且在除至少所述端部管插通孔8以外的各管插通孔3的所述长边部2形成有高度比所述低翻边9高的高翻边10，
在所述端部管插通孔8的孔缘沿该孔缘的整周形成有所述低翻边9。
技术方案3所记载的本发明在技术方案1所记载的热交换器的箱结构的基础上为如下热交换器的箱结构，即，
在各所述管插通孔3的短边部1的孔缘形成有高度较低的低翻边9，并且在除至少所述端部管插通孔8以外的各管插通孔3的所述长边部2形成有高度比所述低翻边9高的高翻边10，
在至少所述端部管插通孔8的所述长边部2的两端部的孔缘形成有所述低翻边9，在除该两端部以外的所述长边部2的孔缘形成有所述高翻边10。
技术方案4所述的本发明为一种热交换器的箱结构，具备：
集管板4，其具有扁平的多个管插通孔3，该管插通孔3由一对对置的短边部1和将两个该短边部1之间连结的一对长边部2构成；
多个扁平管5，它们的端部在各所述管插通孔3中插通，且该多个扁平管5的插通部被钎焊；以及
箱主体6，其通过铆接而固定集管板4的周缘，
所述多个管插通孔3的短边部1沿集管板4的宽度方向配置，这些管插通孔3彼此在集管板4的长度方向上分离地配置，
其中，
在所述箱主体6内具有将所述箱主体6在长度方向上划分成多个的分隔部19，
在所述分隔部19附近的所述集管板4形成有虚设管插通孔11，在虚设管插通孔11的两侧具有端部管插通孔8以及并列的多个管插通孔3，
扁平管5插通在各管插通孔3、端部管插通孔8、虚设管插通孔11中，
除所述虚设管插通孔11以及从该虚设管插通孔11起至少第一个端部管插通孔8以外的各管插通孔3之间由沿着所述集管板4的长度方向形成的变形防止用筋条7连结，
所述热交换器的箱结构形成为在所述虚设管插通孔11以及从该虚设管插通孔11起至少第一个端部管插通孔8不存在所述变形防止用筋条7。
技术方案5所记载的本发明在技术方案4所记载的热交换器的箱结构的基础上为如下热交换器的箱结构，即，
在各所述管插通孔3的短边部1形成有低翻边9，
在除所述虚设管插通孔11以及从虚设管插通孔11起至少第一个端部管插通孔8以外的各所述管插通孔3的长边部2设置有所述高翻边10，
在从所述虚设管插通孔11起至少第一个端部管插通孔8沿该端部管插通孔8的整周设置有低翻边9。
发明效果
在技术方案1所记载的发明中，位于集管板4的长度方向的至少端部的端部管插通孔8以外的各管插通孔3之间由沿着集管板4的长度方向形成的变形防止用筋条7连结，在端部管插通孔8没有连结所述变形防止用筋条7。
如此，通过设为在端部管插通孔8不具有变形防止用筋条7，从而使该部分的集管板4的弯曲刚性降低，并使此处发生变形，由此有效地吸收原本在插通于其端部的扁平管5更大地产生的热应力所导致的热变形。另外，在将集管板4的周缘铆接固定于箱主体6时，其铆接载荷被设置于其他管插通孔3的变形防止用筋条7支承，因此在确保基于该变形防止用筋条7的防止箱变形的功能的基础上，减小在插通于端部管插通孔8中的扁平管5产生的热应力。
在技术方案2所记载的发明中，在各管插通孔3的短边部1的孔缘形成有高度较低的低翻边9，并且在除端部管插通孔8以外的各管插通孔3的所述长边部2形成有高度比低翻边9高的高翻边10，在端部管插通孔8的孔缘沿该孔缘的整周形成有低翻边9。
由此，端部管插通孔8的短边部1处的与扁平管5钎焊的钎焊接合线和长边部2处的与扁平管5钎焊的钎焊接合线相同，因此向该短边部1处的扁平管5的应力集中得到缓和。
在技术方案3所记载的发明中，在端部管插通孔8的长边部2的两端部的孔缘形成有低翻边9，在除该两端部以外的长边部2的孔缘形成有高翻边10。
如此，对于端部管插通孔8的长边部2，除该长边部2的两端部以外设为与其他管插通孔3相同的高翻边10，从而能够使在此处插通的扁平管5的扩开加工性与其他部分的扁平管5的扩开加工性大致相同。
需要说明的是，在插通于各插通孔3、8中的扁平管5的开口端部插入扩开夹具，并将其外周扩大，由此使扁平管5的外周与各插通孔3、8紧贴。在该状态下扁平管5与集管板4之间被钎焊。
另外，在端部管插通孔8的长边部2的两端部的孔缘形成有低翻边9，因此向与其短边部1接合的接合部处的扁平管5的应力集中得到缓和。
在技术方案4所记载的发明中，在箱主体6内具有将该箱主体6在长度方向上划分成多个的分隔部19，在分隔部19附近的集管板4形成有虚设管插通孔11，在虚设管插通孔11的两侧配置有端部管插通孔8以及并列的多个管插通孔3，除该虚设管插通孔11以及从该虚设管插通孔11起至少第一个端部管插通孔8以外的各管插通孔3之间由沿着所述集管板4的长度方向形成的变形防止用筋条7连结，并形成为在虚设管插通孔11以及从该虚设管插通孔11起至少第一个端部管插通孔8不存在所述变形防止用筋条7。
由此，使不具有变形防止用筋条7的部分的集管板4的弯曲刚性降低，并使此处发生变形，由此吸收在插通于此处的扁平管5产生的热应力所导致的变形。
另外，在将集管板4的周缘铆接固定于箱主体6时，施加的载荷被形成于其他管插通孔3的变形防止用筋条7支承，因此在确保防止箱变形的功能的基础上，减小在插通于端部管插通孔8中的扁平管5产生的热应力。
在技术方案5所记载的发明中，在除虚设管插通孔11以及端部管插通孔8以外的各所述管插通孔3的长边部2设置有高翻边10，在端部管插通孔8沿该端部管插通孔8的整周形成有低翻边9。
由此，端部管插通孔8的短边部1处的与扁平管5钎焊的钎焊接合线和长边部2处的与扁平管5钎焊的钎焊接合线相同，因此向该短边部1处的扁平管5的应力集中得到缓和。
附图说明
图1的(A)是本发明的第一实施例的热交换器的箱结构的分解立体图，图1的(B)是其集管板4的主要部分立体图。
图2的(A)是该第一实施例的集管板4的俯视图，图2的(B)是图2的(A)的B-B向视图，图2的(C)是图2的(A)的C-C向视图，图2的(D)是图2的(A)的D-D向视图，图2的(E)是从图2的(D)的下表面侧观察到的端部管插通孔8的立体图，图2的(F)是图2的(A)的F-F向视图，图2的(G)是从图2的(F)的下表面侧观察到的立体图。
图3是本发明的第二实施例的热交换器的箱结构的集管板4的立体图。
图4的(A)是该第二实施例的集管板4的俯视图，图4的(B)是图4的(A)的B-B向视图，图4的(C)是图4的(A)的C-C向视图，图4的(D)是图4的(A)的D-D向视图，图4的(E)是从图4的(D)的下表面侧观察到的端部管插通孔8的立体图，图4的(F)是图4的(A)的F-F向视图，图4的(G)是从图4的(F)的下表面侧观察到的立体图。
图5是本发明的第三实施例的热交换器的箱结构的主视图。
图6的(A)是图5中的VI-VI矢视主要部分俯视图，图6的(B)是图6的(A)的B-B向视剖视图，图6的(C)是图6的(A)的C-C向视图，图6的(D)是图6的(A)的D-D向视图。
图7是该第四实施例的热交换器的箱结构的俯视图。
图8的(A)是以往的热交换器的箱结构的主要部分俯视图，图8的(B)是图8的(A)的B-B剖视图，图8的(C)是该箱结构的主要部分立体图。
具体实施方式
接下来，基于附图并举例来对本发明的实施方式进行说明。
对于在下述说明的各实施例的热交换器而言，作为一例，用作发动机冷却水冷却用散热器、辅机冷却水冷却用副散热器等。
实施例1
图1以及图2示出本发明的第一实施例的热交换器的箱结构，图1的(A)是该热交换器的分解立体图，图1的(B)是用于该箱结构的集管板4的立体图。图2的(A)是该集管板4的主要部分俯视图，图2的(B)～(G)是图2的(A)中的各截面的剖视图以及立体图。
在该热交换器中，通过将扁平管5与波纹散热片12交替地并列而构成芯体，将该扁平管5的端部插通于在集管板4的底面41设置的管插通孔3以及端部管插通孔8，并对其插通部进行钎焊固定。
需要说明的是，在芯体的宽度方向的两侧配置有一对侧板15(省略左侧)。
各管插通孔3以及两个端部管插通孔8的内周形成为比插通于该各管插通孔3以及两个端部管插通孔8的扁平管5的外周稍大，之后，在扁平管5插通于该各管插通孔3以及两个端部管插通孔8时，从扁平管5的前端部插入扩开夹具，并在塑性变形的作用下被扩开，各管插通孔3以及端部管插通孔8的孔缘与扁平管5的端部紧贴。
之后，扁平管5与各管插通孔3以及端部管插通孔8之间被钎焊固定成一体。
接下来，箱主体6在该例子中由合成树脂材料构成，在该箱主体6的外周形成有小凸缘6a，并且在该箱主体6的内周以一定间隔一体地突出设置有齿部6b。在各齿部6b之间形成有管避让部6c，并在该管避让部6c处嵌入各扁平管5的前端部的长轴侧的缘部。并且，在齿部6b与箱主体6的内表面之间配置有密封圈13。
并且，在集管板4以一定间隔设置的铆接用爪部16铆接于箱主体6的小凸缘6a外周，而形成热交换器的箱结构。需要说明的是，在图1中虽然省略了下侧的箱结构，但下侧的箱也同样地形成。
该例子的集管板4形成为平面方形。在集管板4的底面41以一定间隔贯穿设置有扁平的多个管插通孔3，该管插通孔3由一对对置的短边部1和将两个该短边部1之间连结的一对长边部2构成。在该例子中，在集管板4的长度方向的两端部(在图1、图2的(A)中，省略左侧)，贯穿设置有与管插通孔3相同地由一对短边部1以及一对长边部2构成的两个端部管插通孔8。
各管插通孔3以及端部管插通孔8的内周相同。
如图1以及图2的(A)、(F)、(G)所示，各管插通孔3之间被朝向箱主体6的内表面侧突出的一对平行的变形防止用筋条7连接。但是，在该例子中，在两个端部管插通孔8没有连结变形防止用筋条7。
由此，两个端部管插通孔8周围的刚性形成得比其他管插通孔3周围的刚性弱。
另外，在该例子中，在各管插通孔3以及端部管插通孔8的孔缘形成有朝向箱主体6的内表面侧突出的翻边。
如图2的(B)所示，在各管插通孔3的一对长边部2的孔缘形成有从集管板4的底面41到翻边的前端的高度较高的高翻边10。并且，如图2的(C)所示，在各管插通孔3的一对短边部1的孔缘形成有高度比高翻边10低的低翻边9。
并且，低翻边9与高翻边10之间平滑地连接。
另外，如图2的(B)、(C)所示，在端部管插通孔8的孔缘形成有高度比高翻边10低的低翻边9，该低翻边9在端部管插通孔8的整周上维持成大致均等的高度。
由此，端部管插通孔8的短边部1处的与扁平管5钎焊的钎焊接合线和长边部2处的与扁平管5钎焊的钎焊接合线相同，因此向该短边部1处的扁平管5的应力集中得到缓和。
实施例2
接下来，图3、图4是本发明的第二实施例，该例子与所述第一实施例不同之处在于，在集管板4的长度方向的两端部设置的两个端部管插通孔8的孔缘部的翻边形状。
在该例子中，如图3以及图4的(C)所示，在端部管插通孔8的长边部2的两端部的孔缘形成有低翻边9，如图3以及图4的(B)所示，在除该两端部以外的长边部2的孔缘形成有高翻边10。
如此，对于端部管插通孔8的长边部2，除该长边部2的两端部以外设为与其他管插通孔3相同的高翻边10，从而能够使在此处插通的扁平管5的扩开加工性与其他部分的扁平管5的扩开加工性大致相同。
另外，在端部管插通孔8的长边部2的两端部的孔缘形成有低翻边9，因此向与其短边部1接合的接合部处的扁平管5的应力集中得到缓和。
实施例3
接下来，图5以及图6是本发明的第三实施例，图5是其主视图，图6的(A)是图5的VI-VI向视图，图6的(B)是图6的(A)的B-B向视图，图6的(C)是图6的(A)的C-C向视图，图6的(D)是图6的(A)的D-D向视图。
该热交换器的箱结构在图5中，由箱主体6与集管板4构成的上下的箱隔着在长度方向的中间设置的谷部而在其两侧具有第一箱部17和第二箱部18。
如图6的(B)所示，在该箱主体6的内部对置配置有将箱内沿长度方向划分成多个的一对分隔部19，其端部分别经由环状的密封圈13而连接于集管板4的内表面。如该图6的(A)、(B)所示，在该集管板4中，在相当于分隔部19附近的位置形成有虚设管(dummy tube)插通孔11，且隔着该虚设管插通孔11在其两侧依次并列有端部管插通孔8以及管插通孔3。并且，扁平管5的端部在各插通孔3、8、11中插通，且扁平管5与各插通部之间被钎焊固定。
如此一来，在虚设管插通孔11的长度方向的两侧配置有由多个扁平管5的集合体构成的第一流路20以及第二流路21，在这些流路中流通不同的热介质。作为一例，能够使发动机冷却水在第一流路20中流通，且使辅机冷却水在第二流路21中流通。
这里，如图6的(A)所示，形成为在虚设管插通孔11以及从该虚设管插通孔11起第一个端部管插通孔8不存在变形防止用筋条7。
并且，各管插通孔3的孔缘部在其长边部2形成有高翻边10，在短边部1形成有未图示的低翻边9。另外，在端部管插通孔8的孔缘部分别形成有低翻边9。
通过这样，从而使端部管插通孔8的孔缘部的周缘以及虚设管插通孔11的周缘部的刚性形成为相对于除此以外的部位的刚性较弱，将在插通于虚设管插通孔11以及端部管插通孔8的扁平管5产生的应力吸收。
而且，端部管插通孔8的短边部1处的与扁平管5钎焊的钎焊接合线和长边部2处的与扁平管5钎焊的钎焊接合线相同，因此向该短边部1处的扁平管5的应力集中得到缓和。
实施例4
接下来，图7是本发明的第四实施例的集管板4的俯视图，该发明与第三实施例不同之处在于，在虚设管插通孔11的两侧相邻地分别形成有三个端部管插通孔8。
由此，向端部管插通孔8的短边部1处的扁平管5的应力集中得到缓和。
附图标记说明
1 短边部
2 长边部
3 管插通孔
4 集管板
4a 集管板
5 扁平管
6 箱主体
6a 小凸缘
6b 齿部
6c 管避让部
7 变形防止用筋条
8 端部管插通孔
9 低翻边
10 高翻边
11 虚设管插通孔
12 波纹散热片
13 密封圈
14 齿部
15 侧板
16 铆接用爪部
17 第一箱部
18 第二箱部
19 分隔部
20 第一流路
21 第二流路
22 翻边
22a 圆角部
24 密封面
41 底面。

Claims (5)

1.一种热交换器的箱结构，具备：
集管板(4)，其具有扁平的多个管插通孔(3)，该管插通孔(3)由一对对置的短边部(1)和将两个该短边部(1)之间连结的一对长边部(2)构成；
多个扁平管(5)，它们的端部在各所述管插通孔(3)中插通，且该多个扁平管(5)的插通部被钎焊；以及
箱主体(6)，其通过铆接而固定集管板(4)的周缘，
所述多个管插通孔(3)的短边部(1)沿集管板(4)的宽度方向配置，这些管插通孔(3)彼此在集管板(4)的长度方向上分离地配置，
所述热交换器的箱结构的特征在于，
位于所述长度方向的至少端部的端部管插通孔(8)以外的各管插通孔(3)之间由沿着所述集管板(4)的长度方向形成的变形防止用筋条(7)连结，
在所述端部管插通孔(8)没有连结所述变形防止用筋条(7)。
2.根据权利要求1所述的热交换器的箱结构，其中，
在各所述管插通孔(3)的短边部(1)的孔缘形成有高度较低的低翻边(9)，并且在除至少所述端部管插通孔(8)以外的各管插通孔(3)的所述长边部(2)形成有高度比所述低翻边(9)高的高翻边(10)，
在所述端部管插通孔(8)的孔缘沿该孔缘的整周形成有所述低翻边(9)。
3.根据权利要求1所述的热交换器的箱结构，其中，
在各所述管插通孔(3)的短边部(1)的孔缘形成有高度较低的低翻边(9)，并且在除至少所述端部管插通孔(8)以外的各管插通孔(3)的所述长边部(2)形成有高度比所述低翻边(9)高的高翻边(10)，
在至少所述端部管插通孔(8)的所述长边部(2)的两端部的孔缘形成有所述低翻边(9)，在除该两端部以外的所述长边部(2)的孔缘形成有所述高翻边(10)。
4.一种热交换器的箱结构，具备：
集管板(4)，其具有扁平的多个管插通孔(3)，该管插通孔(3)由一对对置的短边部(1)和将两个该短边部(1)之间连结的一对长边部(2)构成；
多个扁平管(5)，它们的端部在各所述管插通孔(3)中插通，且该多个扁平管(5)的插通部被钎焊；以及
箱主体(6)，其通过铆接而固定集管板(4)的周缘，
所述多个管插通孔(3)的短边部(1)沿集管板(4)的宽度方向配置，这些管插通孔(3)彼此在集管板(4)的长度方向上分离地配置，
其中，
在所述箱主体(6)内具有将所述箱主体(6)在长度方向上划分成多个的分隔部(19)，
在所述分隔部(19)附近的所述集管板(4)形成有虚设管插通孔(11)，在虚设管插通孔(11)的两侧具有端部管插通孔(8)以及并列的多个管插通孔(3)，
扁平管(5)插通在各管插通孔(3)、端部管插通孔(8)、虚设管插通孔(11)中，
除所述虚设管插通孔(11)以及从该虚设管插通孔(11)起至少第一个端部管插通孔(8)以外的各管插通孔(3)之间由沿着所述集管板(4)的长度方向形成的变形防止用筋条(7)连结，
所述热交换器的箱结构形成为在所述虚设管插通孔(11)以及从该虚设管插通孔(11)起至少第一个端部管插通孔(8)不存在所述变形防止用筋条(7)。
5.根据权利要求4所述的热交换器的箱结构，其中，
在各所述管插通孔(3)的短边部(1)形成有低翻边(9)，
在除所述虚设管插通孔(11)以及从虚设管插通孔(11)起至少第一个端部管插通孔(8)以外的各所述管插通孔(3)的长边部(2)设置有高翻边(10)，
在从所述虚设管插通孔(11)起至少第一个端部管插通孔(8)沿该端部管插通孔(8)的整周设置有低翻边(9)。
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