JP2002333295A

JP2002333295A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2002333295A
Application number: JP2001139270A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Hosokawa; 俊之細川; Akira Hideno; 晃秀野
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2001-05-09
Filing date: 2001-05-09
Publication date: 2002-11-22

Abstract

(57)【要約】【課題】接合作業が少なく、生産性に優れる熱交換器
を提供する。【解決手段】枠体１５内にコルゲート１３が固定さ
れ、コルゲート１３を介して形成された室Ａ９と室Ｂ１
２にそれぞれ流体Ａと流体Ｂを流して前記流体Ａと流体
Ｂとの間で熱交換を行う熱交換器において、枠体１５の
内面に弾性体３が設けられ、コルゲート１３が弾性体３
の復元力により枠体１５内に固定されている熱交換器。【効果】本発明の熱交換器は、枠体１５の内面に弾性
体３を設け、弾性体３の復元力によりコルゲート１３を
固定したものであり、コルゲート１３を枠体１５内に接
着剤やろう材を用いて接合し固定する従来の熱交換器に
較べて生産性に優れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接合作業が少な
く、生産性に優れる熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱交換器は、図４に示すように、
コルゲート１の前面にベース板４を接合し、後面にケー
ス５の基体部２６を接合し、さらにベース板４とケース
５の袖部６とを接合し、前記室Ａの上端部と下端部をシ
ーリング材８で密閉したものである。前記熱交換器で
は、コルゲート１を介して形成された室Ａ９と室Ｂ１２
にそれぞれ流体Ａと流体Ｂを流して、前記流体Ａと流体
Ｂとの間で熱交換が行われる。前記熱交換器で１０、１
１はそれぞれ流体Ａの入口および出口である。流体Ｂは
室Ｂ１２の下端部から流入し、上端部から流出する。

【０００３】この他、熱交換器には、図５に示すよう
な、ベース板４の上部に流体Ａの入口１０を設け、流体
Ａの出口を室Ａの下端部（コルゲート下端部）とし、ケ
ース基体部２６の下部に流体Ｂの入口２７を設け、出口
を室Ｂ１２の上端部（コルゲート上端部）としたものも
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の熱
交換器の製造には、（１）コルゲートの前面とベース板
を接合する工程、（２）コルゲートの後面とケース基体
部とを接合する工程、（３）ベース板とコルゲート袖部
とを接合する工程が含まれており、前記３工程で行われ
る接合作業は接着剤またはろう材を用いるため手間がか
かり、従来の熱交換器は生産性に劣るという問題があっ
た。このようなことから、本発明者等は、接合作業が少
なく生産性に優れる熱交換器の開発を検討し、その結
果、枠体内にコルゲートを弾性体の復元力を利用して固
定する方法を見い出し、さらに検討を進めて本発明を完
成させるに至った。本発明は、接合作業が少なく生産性
に優れる熱交換器を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
枠体内にコルゲートが固定され、前記コルゲートを介し
て形成された室Ａと室Ｂにそれぞれ流体Ａと流体Ｂを流
して前記流体Ａと流体Ｂとの間で熱交換を行う熱交換器
において、前記枠体の内面に弾性体が設けられ、前記コ
ルゲートが前記弾性体の復元力により前記枠体内に固定
されていることを特徴とする熱交換器である。

【０００６】請求項２記載の発明は、前記枠体が押出型
材からなることを特徴とする請求項１記載の熱交換器で
ある。

【０００７】請求項３記載の発明は、前記コルゲートの
折り返し部分が断面略半円形であることを特徴とする請
求項１または２記載の熱交換器である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の熱交換器を図を
参照して具体的に説明する。なお、本発明の実施形態を
示す全図において、同一機能を有するものは同一符号を
付け、その繰り返しの説明は省略する。本発明の熱交換
器は、図１に示すようにコルゲート１（図１イ）を枠体
２（図１ロ）内に挿入し（図１ハ）、コルゲート１を枠
体２内に、枠体２内面に設けた弾性体３の復元力により
固定したもの（図１ニ）である。ここで、枠体２はベー
ス板４にケース５の袖部６を接合して形成され、コルゲ
ート１の折り返し部分７は断面角形である。この熱交換
器は、コルゲート１を枠体２内に固定するのに、接着剤
やろう材を用いる接合作業を要さないため生産性に優れ
る。

【０００９】本発明では、図１（ニ）に示したように、
コルゲート１の幅ｂを、枠体２の内面に設けられた弾性
体３の表面間の距離ｃより若干長くしてある。そのた
め、コルゲート１を枠体２内に挿入すると、コルゲート
１の折り返し部分７が弾性体３に食い込み、コルゲート
１は弾性体３の復元力により固定される。

【００１０】コルゲート１を枠体２内に固定する方法
は、コルゲート１を、外力を付加して幅方向（図１ニの
ｂの矢印方向）に湾曲させて枠体２内に挿入し、その
後、外力を解除するとコルゲート１はその形状が復元し
て、その折り返し部分７が弾性体３に食い込み、コルゲ
ート１は弾性体３の復元力により枠体２内に固定され
る。

【００１１】図２は本発明の熱交換器の第２の実施形態
を示す説明図である。この熱交換器は、枠体１５が押出
型材からなる一体ものであり、コルゲート１３の折り返
し部分７が断面半円形である他は、図１に示した熱交換
器と同じである。この熱交換器では、前記枠体１５は接
合箇所がないため作製し易く、またコルゲート１３の折
り返し部分７が断面半円形のため前記折り返し部分７を
弾性体３の適正箇所に位置させ易い。従って、この熱交
換器は図１に示した熱交換器より生産性に優れる。

【００１２】本発明では、接合型枠体に折り返し部分が
断面略半円形のコルゲートを固定しても、また一体形枠
体に折り返し部分が断面角形のコルゲートを固定して
も、それぞれ前述と同様の効果が得られる。

【００１３】前述のように、本発明では、枠体に、ベー
ス板４にケース５袖部６を接合したもの２（図１参
照）、押出型材からなるもの１５（図２参照）、板材を
断面四角形の筒状に折り曲げ端部を接合したものなど任
意の枠体が使用できるが、特に押出型材からなるものは
接合作業を要さないため生産性に優れる。

【００１４】本発明において、前記枠体には前記弾性体
の復元力に抗し得る剛性を有するアルミニウム合金（純
アルミニウムを含む）、銅合金、ＳＵＳ、鉄系材料、プ
ラスチック材料など任意の材料が用いられるが、特にア
ルミニウム合金は、軽量であり、熱伝導性、加工性など
に優れ好適である。

【００１５】前記枠体の内面に設ける弾性体には、加硫
ゴム、熱可塑性エラストマー、熱可塑性ポリウレタン、
低密度ポリエチレン、ＥＶＡ樹脂、軟質ポリ塩化ビニ
ル、ＲＩＭウレタン、ウレタンエラストマーなどの弾性
を有する任意の材料が適用できる。

【００１６】本発明において、弾性体は、枠体内面の少
なくともコルゲートが当接する箇所に設けられる。前記
弾性体を前記枠体の内面に設ける方法には、圧接法、接
着剤で接合する方法など任意の方法が適用できる。

【００１７】

【実施例】以下に、本発明を実施例により詳細に説明す
る。（実施例１）図１に示すように、厚さ１．５ｍｍのアル
ミニウム合金製ベース板４に、同じ合金製のケース５の
袖部６を接着剤で接合して枠体２を作製し、この枠体２
の内面のコルゲート折り返し部分７が当接する面に弾性
体３を接着剤で接合し、この枠体２内に厚さ０．５ｍｍ
のアルミニウム合金製コルゲート１（断面角形）を幅方
向に湾曲させて挿入した。挿入後、コルゲート１の側面
が、枠体２のコルゲート１当接面に対し直角になるよう
に折り返し部分７を小移動させた。前記コルゲート折り
返し部分７は弾性体３内に食い込み、コルゲート１は弾
性体３の復元力により枠体２内に固定された。その後、
室Ａ９の上端部と下端部はシーリング材８を詰めて密閉
した。

【００１８】（実施例２）押出型材からなる厚さ１．５
ｍｍのアルミニウム合金製枠体と、折り返し部分が断面
半円形のコルゲートを用いた他は、実施例１と同じ方法
により熱交換器を製造した。

【００１９】（比較例１）ＪＩＳ３００３合金芯材の片
面にＪＩＳ４０４５合金ろう材を複合した厚さ０．５ｍ
ｍのクラッド板からなるコルゲート１の前面にベース板
４をろう付けし、後面にケース５基体部２６を接着剤で
接合し、室Ａ９の上端部と下端部をシーリング材８によ
り密閉して図４に示した従来の熱交換器を製造した。

【００２０】実施例１、２および比較例１で製造した各
々の熱交換器について温度効率を、図３に示す方法によ
り求めた。即ち、加熱エア（流体Ａ）を、熱交換器の流
体Ａ入口１０に取り付けた風洞２０から流入させ、流体
Ａ出口１１に取り付けた風洞２１から流出させ、外気
（流体Ｂ）を室Ｂ１２（図４参照）の下端部に取り付け
た風洞２２から流入させ上端部に取り付けた風洞２３か
ら流出させ、加熱エアの入口温度ＴA1と出口温度ＴA2、
外気の入口温度ＴB1と出口温度ＴB2を測定し、これらを
下式に代入して加熱エアの温度効率Ａおよび外気の温度
効率Ｂを求めた。図３で１４は温度計挿入孔である。温度効率Ａ＝（ＴA1−ＴA2）／（ＴA1−ＴB1）温度効率Ｂ＝（ＴB2−ＴB1）／（ＴA1−ＴB1）結果を表１に示す。表１には生産性を併記した

【００２１】

【表１】

【００２２】表１から明らかなように、本発明例品（Ｎ
ｏ．１、２）はいずれも温度効率が比較例品（Ｎｏ．
３、従来品）と同等であり、しかも生産性に優れた。特
に、押出型材の枠体と、折り返し部が断面半円形のコル
ゲートを用いた熱交換器（Ｎｏ．２）は、面倒な接合作
業がなく、またコルゲートを枠体内に挿入した後の折り
返し部分７の小移動が容易に行えたため生産性に優れ
た。

【００２３】以上、流体Ａの出入口が熱交換器の一面に
形成された熱交換器（図１、２参照）を用いて気体間の
熱交換を行う場合について説明したが、本発明は、図５
に示したような熱交換器を用いても、また液体間（水な
ど）の熱交換、液体と気体間の熱交換などに適用しても
その効果が発現される。

【００２４】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明の熱交換器
は、枠体内にコルゲートが固定され、前記コルゲートを
介して形成された室Ａと室Ｂにそれぞれ流体Ａと流体Ｂ
を流して前記流体Ａと流体Ｂとの間で熱交換を行う熱交
換器において、前記枠体の内面に弾性体を設け、前記弾
性体の復元力によりコルゲートを固定したものであり、
前記コルゲートを前記枠体内に接着剤やろう材を用いて
接合し固定する従来の熱交換器に較べて生産性に優れ、
しかも温度効率は同等である。前記枠体を押出型材で構
成し、前記コルゲートの折り返し部分を断面略半円形と
することにより生産性が一層向上する。依って、工業上
顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱交換器の第１の実施形態を示す、
（イ）〜（ハ）は組立図、（ニ）は（ハ）のａ−ａ部分
断面図である。

【図２】本発明の熱交換器の第２の実施形態を示す、
（イ）〜（ハ）は組立図、（ニ）は（ハ）のａ−ａ部分
断面図である。

【図３】熱交換器における流体の温度効率を測定する方
法の説明図である。

【図４】従来の熱交換器の説明図である。

【図５】他の従来の熱交換器の説明図である。

【符号の説明】１折り返し部分が断面角形のコルゲート２接合型の枠体３弾性体４ベース板５ケース６ケースの袖部７コルゲートの折り返し部分８シーリング材９室Ａ１０流体Ａ入口１１流体Ａ出口１２室Ｂ１３折り返し部分が断面略半円形のコルゲート１４温度計挿入孔１５押出型材からなる枠体２０〜２３風洞２６ケースの基体部２７ケース基体部に取り付けられた流体Ｂの入口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】枠体内にコルゲートが固定され、前記コ
ルゲートを介して形成された室Ａと室Ｂにそれぞれ流体
Ａと流体Ｂを流して前記流体Ａと流体Ｂとの間で熱交換
を行う熱交換器において、前記枠体の内面に弾性体が設
けられ、前記コルゲートが前記弾性体の復元力により前
記枠体内に固定されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】前記枠体が押出型材からなることを特徴
とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】前記コルゲートの折り返し部分が断面略
半円形であることを特徴とする請求項１または２記載の
熱交換器。