JP2004069163A

JP2004069163A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2004069163A
Application number: JP2002228521A
Authority: JP
Inventors: Yasufumi Sakakibara; 榊原　康文; Haruhiko Ueno; 上野　晴彦; Eiji Mizuno; 水野　映二
Original assignee: Maruyasu Industries Co Ltd
Current assignee: Maruyasu Industries Co Ltd
Priority date: 2002-08-06
Filing date: 2002-08-06
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】熱交換器のコスト低減を図るとともに、軽量化を図ること。
【解決手段】コア１１の各端部に密に固着され、隣接する各流路Ｐ１〜Ｐ１０の端部を交互に連通させて、コア１１とにより蛇行流路Ｐａを形成する一対のヘッダー１２，１３を備えて、蛇行通路Ｐａの一端部に対応して設けた流入口１２ａから蛇行通路Ｐａの他端部に対応して設けた流出口１２ｂに向けて流れる内部流体と外部流体との間にて熱交換されるように構成した熱交換器１０において、各隔壁１１ａの何れか一方の端部に、各流路Ｐ１〜Ｐ１０の端部を交互に連通させる切欠１１ａ１を設けるとともに、各ヘッダー１２，１３における各隔壁１１ａの端部と接合する部位１２ｃ，１３ｃを平板状とした。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部流体（例えば、燃料）と外部流体（例えば、空気）との間にて熱交換されるように構成した熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱交換器に一つとして、複数の隔壁によって仕切られた複数の流路を並列的に有し、これら各流路が端部にて開口するコアと、このコアの各端部に密に固着され、隣接する前記各流路の端部を交互に連通させて、前記コアとにより蛇行流路を形成する一対のヘッダーを備えて、前記蛇行通路の一端部に対応して設けた流入口から前記蛇行通路の他端部に対応して設けた流出口に向けて流れる内部流体と前記コアおよび前記両ヘッダー外の外部流体との間にて熱交換されるように構成したものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した構成の熱交換器では、従来、図６にて概略的に示したように、熱交換器２０が、複数の隔壁２１ａによって仕切られた複数の直線状流路Ｐ１〜Ｐ１０を幅方向にて並列的に有し、これら各流路Ｐ１〜Ｐ１０が端部にて開口するコア２１を備えるとともに、このコア２１の各端部に嵌合された状態にてろう付けされて密に固着され、隣接する各流路Ｐ１〜Ｐ１０の端部を交互に連通させて、コア２１とにより蛇行流路Ｐｂを形成する一対のヘッダー２２，２３とを備えている。
【０００４】
また、一方のヘッダー２２に設けた流入口２２ａに、流入パイプ２４が嵌合された状態にてろう付けされて密に固着されるとともに、一方のヘッダー２２に設けた流出口２２ｂに、流出パイプ２５が嵌合された状態にてろう付けされて密に固着されている。
【０００５】
コア２１は、アルミニウムの押し出し成形により一体成形されていて、複数の隔壁２１ａを周壁２１ｂの内部に上下方向に有するとともに、周壁２１ｂの外部上下にそれぞれ上下方向に突出し各流路Ｐ１〜Ｐ１０に沿って前後方向に延びるフィン（図示省略）を複数個有している。各ヘッダー２２，２３は、鋳造、ダイキャストあるいは鍛造等にて製作されている。
【０００６】
上記した従来の熱交換器２０においては、各ヘッダー２２，２３に設けた複数の仕切り壁２２ｃ，２３ｃをコア２１における複数の隔壁２１ａの端部に交互に接合させることで、隣接する各流路Ｐ１〜Ｐ１０の端部を交互に連通させて蛇行流路Ｐｂを形成している。このため、各ヘッダー２２，２３には、複数の仕切り壁２２ｃ，２３ｃを予め形成しておく必要があり、そのために各ヘッダー２２，２３は鋳造、ダイキャストあるいは鍛造等にて製作されている。
【０００７】
ところで、鋳造、ダイキャストあるいは鍛造等にて製作される各ヘッダー２２，２３は製造コストが高いばかりか、重量も重くなる。また、鋳造、ダイキャストあるいは鍛造等にて製作される各ヘッダー２２，２３は、コア２１とのろう付け性が悪いことに加えて、ろう材の供給工程が必ず必要であって、組立工程においてもコストが高いものとなっている。
【０００８】
【発明の概要】
本発明は、上記した問題に対処するためになされたものであり、上記した構成の熱交換器において、前記各隔壁の何れか一方の端部に、前記各流路の端部を交互に連通させる切欠を設けるとともに、前記各ヘッダーにおける前記各隔壁の端部と接合する部位を平板状としたことに特徴がある。
【０００９】
この熱交換器においては、各ヘッダーに設定していた従来の仕切り壁を廃止することが可能であり、例えば、各ヘッダーの製法を鋳造、ダイキャストあるいは鍛造等からプレス成形に変更することが可能であり、コスト低減を図ることが可能であるとともに、各ヘッダーの小型化、薄肉化が可能であって、当該熱交換器の軽量化を図ることが可能である。
【００１０】
また、本発明の実施に際して、前記コアと前記ヘッダーが共に金属製であってろう付けにより密に固着される場合には、前記各ヘッダーの金属素材として前記コアの金属素材とろう付け性の良好な金属素材をクラッドしたクラッド金属を採用することが可能である。このときには、コアの金属素材が例えばアルミニウムである場合において、各ヘッダーの金属素材として、アルミニウム母材の片側にアルミニウムろうをクラッドしたクラッド金属を採用することができて、コアと各ヘッダーを密に固着する際のろう付け作業を容易として作業性の改善を図ることが可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、燃料を空気（走行風）により冷却する自動車用のフューエルクーラである熱交換器１０に本発明を実施した実施形態を概略的に示している。また、図２および図３は、熱交換器１０の一方のヘッダー１２を詳細に示し、図４および図５は、熱交換器１０の他方のヘッダー１３を詳細に示している。
【００１２】
図１に示した熱交換器１０は、複数の隔壁１１ａによって仕切られた複数の直線状流路Ｐ１〜Ｐ１０を幅方向にて並列的に有し、これら各流路Ｐ１〜Ｐ１０が端部にて開口するコア１１を備えるとともに、このコア１１の各端部に嵌合された状態にてろう付けされて密に固着され、隣接する各流路Ｐ１〜Ｐ１０の端部を交互に連通させて、コア１１とにより蛇行流路Ｐａを形成する一対のヘッダー１２，１３を備えている。
【００１３】
また、図１に示した熱交換器１０においては、一方のヘッダー１２に設けた流入口１２ａに、流入パイプ１４が嵌合された状態にてろう付けされて密に固着されるとともに、一方のヘッダー１２に設けた流出口１２ｂに、流出パイプ１５が嵌合された状態にてろう付けされて密に固着されている。
【００１４】
コア１１は、アルミニウムの押し出し成形により一体成形されていて、複数の隔壁１１ａを周壁１１ｂの内部に上下方向に有するとともに、周壁１１ｂの外部上下にそれぞれ上下方向に突出し各流路Ｐ１〜Ｐ１０に沿って前後方向に延びるフィン（図示省略）を複数個有している。各ヘッダー１２，１３は、アルミニウム母材の片側（コア１１の端部に接合される内側）にコア１１の素材とろう付け性の良好なアルミニウムろうをクラッドしたクラッド金属を素材として、プレス成形により形成されている。
【００１５】
上記のように構成した熱交換器１０においては、流入パイプ１４を通して蛇行流路Ｐａの流入部に流入した内部流体（燃料）が、蛇行流路Ｐａを通って蛇行流路Ｐａの流出部に至る間において、コア１１および両ヘッダー１２，１３外に沿って流れる外部流体（空気）との間にて熱交換され、流出パイプ１５を通して熱交換器１０外に流出する。
【００１６】
ところで、上記した熱交換器１０においては、コア１１における各隔壁１１ａの何れか一方の端部に、各流路Ｐ１〜Ｐ１０の端部を交互に連通させる切欠１１ａ１を設けるとともに、各ヘッダー１２，１３における各隔壁１１ａの端部と接合する部位１２ｃ，１３ｃが平板状とされている。各切欠１１ａ１は、コア１１の成形後に各隔壁１１ａの該当部位を切削により切り欠くことにより形成されている。
【００１７】
このため、上記した熱交換器１０においては、各ヘッダー１２，１３に設定していた従来の仕切り壁を廃止することが可能であり、各ヘッダー１２，１３の製法を鋳造、ダイキャストあるいは鍛造等からプレス成形に変更することができて、コスト低減を図ることが可能であるとともに、各ヘッダー１２，１３の小型化、薄肉化が可能であって、当該熱交換器１０の軽量化を図ることが可能である。
【００１８】
また、上記した熱交換器１０においては、各ヘッダー１２，１３の金属素材として、アルミニウム母材の片側（コア１１の端部に接合される内側）にコア１１の素材とろう付け性の良好なアルミニウムろうをクラッドしたクラッド金属を採用したため、コア１１と各ヘッダー１２，１３を密に固着する際のろう付け作業を容易として作業性の改善を図ることが可能である。
【００１９】
上記実施形態においては、コア１１に形成される流路Ｐ１〜Ｐ１０が１０個である熱交換器１０に本発明を実施したが、本発明はコアに形成される流路個数の多少に拘らず実施することが可能であり、上記実施形態に限定されるものではない。なお、本発明による効果は、コアに形成される流路個数が多いほど効果的に得られるものである。
【００２０】
また、上記実施形態においては、燃料を空気（走行風）により冷却する自動車用のフューエルクーラに本発明を実施したが、本発明は他の種々な熱交換器にも同様にまたは適宜変更して実施することが可能であり、上記実施形態に限定されるものではない。
【００２１】
また、上記実施形態においては、各切欠１１ａ１がコア１１の成形後に各隔壁１１ａの該当部位を切削により切り欠くことにより形成されているが、各隔壁１１ａの該当部位を折り曲げ折り返すことにより各切欠１１ａ１を形成して実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による熱交換器の一実施形態を概略的に示した中央横断平面図である。
【図２】図１に示した一方のヘッダーの正面図である。
【図３】図２に示した一方のヘッダーの底面図である。
【図４】図１に示した他方のヘッダーの正面図である。
【図５】図４に示した他方のヘッダーの底面図である。
【図６】従来の熱交換器の一実施形態を概略的に示した中央横断平面図である。
【符号の説明】
１０…熱交換器、１１…コア、１１ａ…隔壁、１１ａ１…切欠、１１ｂ…周壁、１２…一方のヘッダー、１２ａ…流入口、１２ｂ…流出口、１２ｃ…平板状部位、１３…他方のヘッダー、１３ｃ…平板状部位、１４…流入パイプ、１５…流出パイプ、Ｐａ…蛇行通路、Ｐ１〜Ｐ１０…流路。

Claims

複数の隔壁によって仕切られた複数の流路を並列的に有し、これら各流路が端部にて開口するコアと、このコアの各端部に密に固着され、隣接する前記各流路の端部を交互に連通させて、前記コアとにより蛇行流路を形成する一対のヘッダーを備えて、前記蛇行通路の一端部に対応して設けた流入口から前記蛇行通路の他端部に対応して設けた流出口に向けて流れる内部流体と前記コアおよび前記両ヘッダー外の外部流体との間にて熱交換されるように構成した熱交換器において、前記各隔壁の何れか一方の端部に、前記各流路の端部を交互に連通させる切欠を設けるとともに、前記各ヘッダーにおける前記各隔壁の端部と接合する部位を平板状としたことを特徴とする熱交換器。
請求項１に記載された熱交換器において、前記コアと前記ヘッダーは共に金属製であってろう付けにより密に固着されており、前記各ヘッダーの金属素材として前記コアの金属素材とろう付け性の良好な金属素材をクラッドしたクラッド金属を採用したことを特徴とする熱交換器。