JP2005201471A - チューブレス熱交換器 - Google Patents

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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
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Abstract

【課題】 フィンの立上り部に負荷が掛からず、亀裂や破損等の発生することのないチューブレス熱交換器を提供する。
【解決手段】 本発明は、周縁部に沿って立上り部１５が形成された通孔１４を複数有するフィン１２を積層させることにより内部に複数の流路１６が形成されたコア１３と、コア１３の流路１６同士を連結する連結部材２２，３４，４５とを備えたチューブレス熱交換器１１，２１，３１において、コア１３の端部に支持プレート１９が設けられ、コア１３の流路１６に対応して支持プレート１９に接続孔２０が形成されると共に接続孔２０の周縁部に沿って屈曲部２１が形成され、連結部材２２，３４，４５は、屈曲部２１に固定されることにより支持プレート１９を介して流路１６同士を連結するように構成されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の通孔を有するフィンを積層させることにより内部に複数の流路が形成されたコアを備えたチューブレス熱交換器に関する。
従来、空気調和機等においてチューブレス熱交換器が使用されている。
図５は、従来のチューブレス熱交換器１を示しており、このチューブレス熱交換器１は、複数の通孔２を有するフィン３を積層させることにより内部に複数の流路４が形成されたコア５と、コア５の端部に設けられたヘッダプレート６と、流路４を連結するベンド管７とから概略構成されている。フィン３に形成された各通孔２にはそれぞれバーリング加工によりその周縁部に沿って立上り部８が形成されており、立上り部８は、隣接する他のフィン３の立上り部８と重合可能なように形成されている。
このような構成において、チューブレス熱交換器１を製造する場合、フィン３を積層し、それぞれのフィン３の立上り部８同士を重合させ、コア５を形成させると共にコア５の内部に複数の流路４を形成させる。そして、コア５の端部にヘッダプレート６を重合させ、隣接する流路４にベンド管７を挿入し、流路４の端部同士を連結させる（公知・公用の従来技術に基づき発明したため、本発明に関連する先行技術文献を出願人は知らない）。
ところが、上記した従来のチューブレス熱交換器１では、ベンド管７が流路４内に挿入され、ベンド管７の先端部がフィン３の立上り部８に接触するようになっているため、ベンド管７に外力が作用すると、フィン３の立上り部８に負荷が掛かり、亀裂や破損等が発生し、流路４を流れる流体がそこから漏出するといった問題があった。
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、フィンの立上り部に負荷が掛からず、亀裂や破損等の発生することのないチューブレス熱交換器を提供するものである。
本発明は、周縁部に沿って立上り部が形成された通孔を複数有するフィンを積層させることにより内部に複数の流路が形成されたコアと、該コアの流路同士を連結する連結部材とを備えたチューブレス熱交換器において、前記コアの端部に支持プレートが設けられ、前記コアの流路に対応して前記支持プレートに接続孔が形成されると共に該接続孔の周縁部に沿って屈曲部が形成され、前記連結部材は、前記屈曲部に固定されることにより前記支持プレートを介して前記流路同士を連結するように構成されていることを特徴とする。
好ましくは、前記コアと前記支持プレートとの間にヘッダプレートが設けられ、前記支持プレートの屈曲部は外側に屈曲して形成され、前記連結部材は、前記屈曲部に固定されることにより前記ヘッダプレート及び前記支持プレートを介して前記流路同士を連結するように構成されていてもよい。
また、前記連結部材は前記支持プレートの屈曲部に一体ロウ付けされることにより固定されていてもよい。
さらに、前記連結部材は前記支持プレートの屈曲部にかしめられることにより固定されていてもよい。
さらにまた、前記連結部材は、前記ヘッダプレートと前記支持プレートに挟持されることにより固定されていてもよい。
本発明によれば、連結部材は支持プレートに固定されるように構成されているため、フィンの立上り部に負荷が掛からず、フィンの立上り部を損傷させるおそれがない。したがって、信頼性の高い製品を提供することができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係るチューブレス熱交換器１１の要部を示す断面図である。このチューブレス熱交換器１１には、短冊状のフィン１２を積層させることによりコア１３が形成されており、フィン１２には複数の通孔１４が穿設されている（図１ではそれぞれ１個の通孔のみ示している）。各通孔１４には、その周縁部に沿って立上り部１５が形成され、各立上り部１５を重合させることによりコア１３内部に複数の流路１６が形成されるようになっている（図１ではそれぞれ１個の流路のみ示している）。
コア１３の端部にはヘッダプレート１７が設けられ、ヘッダプレート１７にはフィン１２の通孔１４に対応する位置にプレート孔１８が穿設されている。プレート孔１８の周縁部は内側に屈曲され、フィン１２の立上り部１５に重合している。また、ヘッダプレート１７には支持プレート１９が重合しており、支持プレート１９にはプレート孔１８に対応する位置に接続孔２０が穿設され、接続孔２０の周縁部にはバーリング加工により外側に屈曲した屈曲部２１が形成されている。そして、支持プレート１９の屈曲部２１にはベンド管２２が固定され、ベンド管２２は支持プレート１９を介して隣接する流路１６同士を連結するようになっている。
このようなチューブレス熱交換器１１を製造する場合、各フィン１２を積層させ、立上り部１５同士をそれぞれ重合させ、コア１３を形成させると共にコア１３の内部に複数の流路１６を形成させる。また、コア１３の端部にヘッダプレート１７を重合させると共にヘッダプレート１７に支持プレート１９を重合させ、支持プレート１９の屈曲部２１にベンド管２２を接続し、隣接する流路１６の端部同士を連結させる。そして、このように組立てたものを炉内に入れ、フィン１２の立上り部１５同士、フィン１２の立上り部１５とヘッダプレート１７、ヘッダプレート１７と支持プレート１９、及び支持プレート１９とベンド管２２をそれぞれ一体ロウ付けし、固定させる。
この場合、支持プレート１９の屈曲部２１とベンド管２２との接続部の上下２箇所にフィレットが形成されるため、その接続部の強度は向上する。また、ベンド管２２の流路１６側への動きがヘッダプレート１７により規制されるので、支持プレート１９に対するベンド管２２の位置決めが容易となり、ベンド管２２の接続作業時に誤ってベンド管２２を流路１６内に挿入し過ぎてフィン１２の立上り部１５を損傷させるおそれはない。
次に、図２を参照しつつ、本発明の第２の実施の形態に係るチューブレス熱交換器について説明する。なお、説明の簡略化のため、上記した第１の実施の形態の場合と同等の構成については、図２及び図３中、図１と同一の符号を付し、その説明は省略する。
このチューブレス熱交換器２１では、ヘッダプレート３２のプレート孔３３の周縁部は屈曲しておらず、ベンド管３４の先端部３５は支持プレート１９の屈曲部２１にかしめられている。
なお、図３に示すように、ベンド管３４を部分的に膨張させ、ストッパ部３６を形成させてもよい。この場合には、ストッパ部３６が支持プレート１９の屈曲部２１に当接することにより、ベンド管３４の流路１６側への動きが規制されるので、支持プレート１９に対するベンド管３４の位置決めが容易となり、ベンド管３４の接続作業時に誤ってベンド管３４を流路１６内に挿入し過ぎてフィン１２の立上り部１５を損傷させるおそれはない。
次に、図４を参照しつつ、本発明の第３の実施の形態に係るチューブレス熱交換器について説明する。なお、説明の簡略化のため、上記した第１の実施の形態の場合と同等の構成については、図４中、図１と同一の符号を付し、その説明は省略する。
このチューブレス熱交換器３１では、ヘッダプレート４２のプレート孔４３の周縁部４４を外側に屈曲させ、その周縁部４４と支持プレート１９の屈曲部２１とによりベンド管４５の先端部を挟持させるように構成されている。
この場合、ベンド管４５の流路１６側への動きは、ヘッダプレート４２により規制されるので、支持プレート１９に対するベンド管４５の位置決めが容易となり、ベンド管４５の接続作業時に誤ってベンド管４５を流路１６内に挿入し過ぎてフィン１２の立上り部１５を損傷させるおそれはない。
なお、上記第１〜第３の実施の形態においては、コア１３の端部にヘッダプレート１７，３２，４２と支持プレート１９の２枚のプレートを設けているが、支持プレート１９だけを設けるように構成してもよく、その場合の支持プレート１９の屈曲方向は内側であってもよい。
また、上記各実施の形態では、流路１６の端部同士を連結する連結部材として、ベンド管２２，３４，４５を使用しているが、ベンドプレート等他の部材を使用してもよい。
本発明の第１の実施の形態に係るチューブレス熱交換器を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るチューブレス熱交換器を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るチューブレス熱交換器の別の例を示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係るチューブレス熱交換器を示す断面図である。 従来例を示す断面図である。
符号の説明
１１ チューブレス熱交換器
１２ フィン
１３ コア
１４ 通孔
１５ 立上り部
１６ 流路
１７ ヘッダプレート
１９ 支持プレート
２０ 接続孔
２１ 屈曲部
２２ ベンド管
３１ チューブレス熱交換器
３２ ヘッダプレート
３４ ベンド管
４１ チューブレス熱交換器
４２ ヘッダプレート
４５ ベンド管

Claims (5)

  1. 周縁部に沿って立上り部が形成された通孔を複数有するフィンを積層させることにより内部に複数の流路が形成されたコアと、該コアの流路同士を連結する連結部材とを備えたチューブレス熱交換器において、
    前記コアの端部に支持プレートが設けられ、前記コアの流路に対応して前記支持プレートに接続孔が形成されると共に該接続孔の周縁部に沿って屈曲部が形成され、前記連結部材は、前記屈曲部に固定されることにより前記支持プレートを介して前記流路同士を連結するように構成されていることを特徴とするチューブレス熱交換器。
  2. 前記コアと前記支持プレートとの間にヘッダプレートが設けられ、前記支持プレートの屈曲部は外側に屈曲して形成され、前記連結部材は、前記屈曲部に固定されることにより前記ヘッダプレート及び前記支持プレートを介して前記流路同士を連結するように構成されている請求項１に記載のチューブレス熱交換器。
  3. 前記連結部材は前記支持プレートの屈曲部に一体ロウ付けされることにより固定されている請求項１又は２に記載のチューブレス熱交換器。
  4. 前記連結部材は前記支持プレートの屈曲部にかしめられることにより固定されている請求項１又は２に記載のチューブレス熱交換器。
  5. 前記連結部材は、前記ヘッダプレートと前記支持プレートに挟持されることにより固定されている請求項２に記載のチューブレス熱交換器。
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