JP2006057901A - 熱交換器 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ケーシングを有する熱交換器において、そのケーシングの継目およびコア５とケーシングとの間を隙間なくろう付け固定すること。
【解決手段】 ヘッダープレート３の上縁部８の両端で、ケーシング本体１に接する部分の断面を直角に形成し、上蓋２がヘッダープレート３の上縁の全長に渡り接するように被嵌される。
【選択図】 図３

Description

本発明はＥＧＲ（排気再循環）クーラや各種熱交換器であって、ケーシングを有するものに適応されるものである。
ＥＧＲクーラとして、使用されるケーシングタイプの熱交換器は、下記特許文献に提案されている。この熱交換器は、図５および図６に示す如く、並列された多数の偏平チューブの両端部をヘッダープレート３に貫通させてコア５を形成し、そのコア５の外周を上下一対に半割された箱状の第１ケーシング20，第２ケーシング21で被嵌し、ケーシングの継目その他を溶接等の手段により、気密に固定したものである。そして、ケーシング側とヘッダ側とのうち一方に冷却水を、他方に排気ガスを流通させて、それを冷却するものである。
特開第３０２２９６３号公報
従来のケーシング型の熱交換器は、図６（Ａ），（Ｂ）に示す如く、上下一対の箱状のケーシングをコアの外周に被嵌していた。そのケーシングの継目部分は同図（Ｂ）の如く、下側部材の先端部外周に上側部材の下端部が被嵌され、両者間が溶接またはろう付けにより接合されるものである。溶接により両者間が接合される場合は問題がないが、それがろう付けにより行われる場合には、図６（Ｂ）の如く、継目部分に隙間22が形成されるため、ろう付け不良を起こすおそれがある。
即ち、一対の箱状ケーシングおよびコア部品の一方の外表面に、ろう材が被覆されたものが用いられ、全体が炉内で一体にろう付け固定されるものである。ところが、継目に隙間22が形成されると、ろう材が一方側に片寄ることになり、他方側にろう材が浸透せず、ろう切れがおこる。そのため、気密性または液密性が保たれない欠点があった。
そこで本発明は、従来のケーシングではどうしても生じがちな隙間の発生を可及的に防止して、ろう付けの信頼性の高い熱交換器を提供することを課題とする。
請求項１に記載の本発明は、プレス加工の深絞り成形により箱状にされて、その横断面の隅部が湾曲形成されたケーシング本体(1) と、
外周に縁部(2a)が僅かに曲折されて皿状に形成され、前記ケーシング本体(1) の上端開口を被嵌するように閉塞する上蓋(2) と、
そのケーシング本体(1) の中間部に内装され、一対のヘッダープレート(3) に複数のチューブ(4) の両端が挿通固定されたコア(5) と、
を具備し、
前記ヘッダープレート(3) は、外周に断面逆Ｌ字状に曲折された下縁部(6) と側縁部(7) と上縁部(8) とを有し、その両側縁部(7) および下縁部(6) がケーシング本体(1) の内周面に整合し且つ、その上縁部(8) がケーシング本体(1) の上縁高さに一致する共に、
その上縁部(8) の両端で、前記ケーシング本体(1) に接する部分の断面は直角に形成され、
前記上蓋(2) がそのヘッダープレート(3) の上縁に全長に渡り接するように被嵌され、各部品の接触部間が一体にろう付け固定されてなる熱交換器である。
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記ヘッダープレート(3) は、その両側縁部(7) および下縁部(6) がプレス加工により絞られて形成されると共に、
上縁部(8) はその両端部が切断および折り曲げの加工により形成された熱交換器である。
本発明の熱交換器は、その熱交換器コアがケーシングに内装されて一体にろう付けされるものにおいて、ケーシング各部とコアのヘッダープレートとの間を精度よくろう付けすることができると共に、その製造および組立が容易で、量産性の高いものとなる。
即ち、ケーシング本体１に内装されるコア５のヘッダープレート３は、上縁部８を除きその外周がケーシング本体１の内周に整合する。そして、上縁部８の両端では、ケーシング本体１に接する部分の断面が直角に形成されているから、その上縁部８と上蓋２とは全長にわたり隙間なく接触することができ、それによってろう付け後の気密性および液密性を確保できる。
上記構成において、ヘッダープレート３の下縁部６および側縁部７をプレス加工により絞り形成すると共に、上縁部８はその両端部が切断および折り曲げ加工により形成されるものでは、その両端部を完全な直角に容易に形成することができる。それにより、ヘッダープレート３の上端縁とケーシング本体１および、上縁部８と上蓋２とを完全に隙間なく接触させ、ろう付けにおける精度をより高く維持することができる。
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は本発明の熱交換器の分解説明図であり、（Ａ）は、それら各要部を分離した状態を示し、（Ｂ）は、そのコア５をケーシング本体１に収納した状態を示す斜視図である。また図２（Ａ）は、図１（Ｂ）の要部斜視図を示し、（Ｂ）は、ヘッダープレート３の製造工程を示す説明図である。さらに図３は、同熱交換器の組立状態を示す説明図であり、図２の III− III矢視断面略図である。
この熱交換器は、ケーシング本体１とコア５と上蓋２とからなる。ケーシング本体１は、プレス加工により箱状に深絞り形成されてなり、その側部下縁は図３に示す如く、湾曲部13が形成されている。また、図１に示す如く、ケーシング本体１の中間部外周には凹陥部17が曲折され、相対的にその部分が内面側に突出している。さらに、ケーシング本体１の長手方向両端面および側面にそれぞれ一対づつ第１パイプ10および第２パイプ11の接続孔が開口している。
次に、コア５は多数の偏平なチューブ４を積層すると共に、その両端を一対のヘッダープレート３に図２（Ａ）の如く挿通したものである。そのヘッダープレート３は、図２（Ｂ）の如くその外周に下縁部６と側縁部７とが設けられ、それがケーシング本体１内周に整合する。また上縁部８は、図２（Ｂ）の如くヘッダープレート３の平面方向に形成され、それを90度に折返して図２（Ａ）の如く形成したものである。なお、図２（Ｂ）に代えて、図４の如く、上縁部８の幅を両側縁部７の外面まで延長して、それを90度に折返してもよい。いずれにしても、ヘッダープレート３の上縁部８がその折り曲げ状態で図２（Ａ）の如くケーシング本体１の上縁に整合する。
各チューブ４は、この例では偏平チューブよりなる。
次に上蓋２は、ケーシング本体１の外周縁に整合する縁部２ａを有する。
なお、互いに接触する各部品の間にはペーストろうを塗布し、あるいは少なくとも一方側外表面にはろう材が被覆されたものを用いる。一例としてアルミニウム製熱交換器においては、それぞれの各部品を構成するアルミニウム板の少なくとも一方の外表面にはアルミニウム合金のろう材がクラッドされたブレージングシートを用いることもできる。
ケーシング本体１の両端開口および側部開口には、第１パイプ10および第２パイプ11が接続され、ケーシング本体１内にコア５が挿入される。このとき、図２（Ａ）に示す如くその上縁部８の上面および側縁部７の上端縁はケーシング本体１の上縁に整合する。この状態で、上蓋２がケーシング本体１に被嵌される。このとき上蓋２の下面が上縁部８および側縁部７の上端並びにケーシング本体１の上端縁に接触する。このように組立てられた熱交換器は高温の炉内に挿入され、各部品表面のろう材を溶融させ、次でそれを冷却固化することにより、図３の如く、一体にろう付け固定される。上蓋２の内面とケーシング本体１の上端縁とは密着すると共に、ヘッダープレート３の上縁部８の上面および側縁部７の上端縁とも上蓋２に接触する。係る状態では、各部品間には隙間が生じない。そのため、ろう付け後のヘッダープレート３と上蓋２およびケーシング本体１との間は、均一にろう材が浸透し、気密性および液密性を保つことができる。
この例では、一方の第１パイプ10から第１の流体が流入し、各チューブ４間を流通して他方の第１パイプ10にそれが導かれる。また、第２の流体が一方の第２パイプ11から流入し、各チューブ４外面側を流通して他方の第２パイプ11からそれが流出し、両流体間に熱交換が行われる。
本発明の熱交換器の分解斜視図。 同要部斜視図およびヘッダープレート３の斜視図。 本発明の熱交換器の組立状態を示すものであって、図２の III− III矢視断面略図。
本発明の熱交換器の他のヘッダープレート３を示す斜視図であって、図２（Ｂ）に対応するもの。 従来型の熱交換器の分解斜視図。 同熱交換器の組立状態を示し、（Ａ）は図５におけるＡ−Ａ矢視断面略図、（Ｂ）は図６（Ａ）のＢ部拡大図。
符号の説明
１ ケーシング本体
２ 上蓋
２ａ 縁部
３ ヘッダープレート
４ チューブ
５ コア
６ 下縁部
７ 側縁部
８ 上縁部
10 第１パイプ
11 第２パイプ
13 湾曲部
14 湾曲部
17 凹陥部
18 チューブ挿通孔
19 ろう材
20 第１ケーシング
21 第２ケーシング
22 隙間

Claims (2)

  1. プレス加工の深絞り成形により箱状にされて、その横断面の隅部が湾曲形成されたケーシング本体(1) と、
    外周に縁部(2a)が僅かに曲折されて皿状に形成され、前記ケーシング本体(1) の上端開口を被嵌するように閉塞する上蓋(2) と、
    そのケーシング本体(1) の中間部に内装され、一対のヘッダープレート(3) に複数のチューブ(4) の両端が挿通固定されたコア(5) と、
    を具備し、
    前記ヘッダープレート(3) は、外周に断面逆Ｌ字状に曲折された下縁部(6) と側縁部(7) と上縁部(8) とを有し、その両側縁部(7) および下縁部(6) がケーシング本体(1) の内周面に整合し且つ、その上縁部(8) がケーシング本体(1) の上縁高さに一致する共に、
    その上縁部(8) の両端で、前記ケーシング本体(1) に接する部分の断面は直角に形成され、
    前記上蓋(2) がそのヘッダープレート(3) の上縁に全長に渡り接するように被嵌され、各部品の接触部間が一体にろう付け固定されてなる熱交換器。
  2. 請求項１において、
    前記ヘッダープレート(3) は、その両側縁部(7) および下縁部(6) がプレス加工により絞られて形成されると共に、
    上縁部(8) はその両端部が切断および折り曲げの加工により形成された熱交換器。
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