JP2006207970A - 熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 製造作業の簡素化が図れ、製造コストの低減化が可能となると共に、ケースと各伝熱管との間に流体を均一に流通させることができ、熱交換性能の向上を図る。
【解決手段】 本発明は、伝熱管2を有するコア3を収容するケース6を備え、ケース6と伝熱管2との間を流通する流体と伝熱管2内を流通する流体との間で熱交換を行うように構成された熱交換器1,31,41であって、ケース6と伝熱管2の間を流通する流体の出入口13,11がケース6とコア3の間の空間に連通するように設けられ、前記流体の出入口13,11の近傍において該流体をコア3側に振り分け可能なように構成されたバッフル部材15,32,42が設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図1
【解決手段】 本発明は、伝熱管2を有するコア3を収容するケース6を備え、ケース6と伝熱管2との間を流通する流体と伝熱管2内を流通する流体との間で熱交換を行うように構成された熱交換器1,31,41であって、ケース6と伝熱管2の間を流通する流体の出入口13,11がケース6とコア3の間の空間に連通するように設けられ、前記流体の出入口13,11の近傍において該流体をコア3側に振り分け可能なように構成されたバッフル部材15,32,42が設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、熱交換器に関し、特に、伝熱管を有するコアを収容するケースを備え、このケースと伝熱管との間を流通する流体と伝熱管内を流通する流体との間で熱交換を行うように構成された熱交換器に関する。
従来、燃料電池や船舶などの用途において、複数の伝熱管が並設されたコアをケース内に収容させて構成した熱交換器が使用されており、この熱交換器では、ケースと各伝熱管との間を流通する流体により、各伝熱管内を流通する流体を冷却又は加熱するようになっている。
そして、この種の熱交換器では、ケースと各伝熱管との間を流通する流体が淀むことなく、均一に流通するようにするため、ケースの中央部をコア側に絞って流体が伝熱管側へ流れるようにしたり、或いは、伝熱管の外面に多数の膨出部を形成させ、伝熱管外面に流体が均等に流れるようにしたりしていた。(例えば、特許文献1参照)、
特開2004−177060号公報
しかしながら、上記した従来の熱交換器では、ケースと各伝熱管との間を流通する流体を均一に流通させるために、ケースを絞り加工したり、伝熱管の外面に多数の膨出部を形成させたりする必要があり、熱交換器の製造作業に手間が掛かり、製造コストが増大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、製造作業の簡素化が図れ、製造コストの低減化が可能となると共に、ケースと各伝熱管との間に流体を均一に流通させることができ、熱交換性能の向上を図ることができる熱交換器を提供しようとするものである。
本発明は、伝熱管を有するコアを収容するケースを備え、該ケースと前記伝熱管との間を流通する流体と前記伝熱管内を流通する流体との間で熱交換を行うように構成された熱交換器であって、前記ケースと前記伝熱管の間を流通する流体の出入口が前記ケースと前記コアの間の空間に連通するように設けられ、前記流体の出入口の近傍において該流体を前記コア側に振り分け可能なように構成されたバッフル部材が設けられていることを特徴とする。
そして、前記バッフル部材は、板バネ状の部材を折曲することにより形成され、前記ケースの対向する周壁間に介装可能なように構成されていてもよい。
また、前記バッフル部材は、前記出入口の近傍領域を除く前記ケースと前記コアの間の空間を充填可能な充填部材から構成されていてもよい。
さらに、前記バッフル部材は、前記出入口の近傍領域が前記出入口から離れるに従って小さくなるように形成されていてもよい。
さらにまた、前記バッフル部材は、パイプを半割りに切り欠いた形状を有する部材から形成され、その一端部が前記流体の出入口を構成可能なように形成されていてもよく、また、パイプの左右周壁に通過孔が形成された部材から形成され、その一端部が前記流体の出入口を構成可能なように形成されていてもよい。
本発明によれば、製造作業の簡素化が図れ、製造コストの低減化が可能となると共に、ケースと各伝熱管との間に流体を均一に流通させることができ、熱交換性能の向上を図ることができる等、種々の優れた効果を得ることができる。
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。
先ず、図1及び図2を参照しつつ、本発明の第1の実施の形態に係る熱交換器1について説明する。なお、以下の説明では、冷却水により被冷却流体を冷却する場合に使用される熱交換器について例示して説明する。ここで、図1は本発明の第1の実施の形態に係る熱交換器を示す断面図、図2は図1のA−A矢視図である。
この熱交換器1は、内部に被冷却流体が流通可能な複数(図示では3本)の扁平チューブ2から成るコア3と、コア3の両端にそれぞれ設けられたアッパタンク4及びロアタンク5と、コア3を収容するケース6と、ケース6の両端を閉塞するように設けられたヘッダプレート7とから概略構成されている。そして、アッパタンク4には、被冷却流体の入口8が設けられ、ロアタンク5には、被冷却流体の出口9がそれぞれ設けられており、扁平チューブ2とケース6の間には冷却水が流通可能となっている。
ケース6は、角筒状を成しており、その前面側周壁10には、前面右側上部に冷却水入口11が設けられ、冷却水入口11はコア3とケース6の右側壁12の間に形成された右側空間20に連通するようになっている。また、ケース6の前面側周壁10の前面左側下部には、冷却水入口11と対角を成すように冷却水出口13が設けられており、冷却水出口13はコア3とケース6の左側壁14の間に形成された左側空間21に連通するようになっている。
ケース6内の右側空間20及び左側空間21には、それぞれバッフル部材15が設けられている。バッフル部材15は、板バネ状の部材を台形状に折曲することにより形成され、上下にそれぞれ傾斜部18,19が形成されている。そして、バッフル部材15の幅Wはコア3とケース6の右側壁12又は左側壁14の間隔に等しく、その高さHは上下ヘッダプレート7間の間隔に等しく、その奥行きLはケース6の前面側周壁10と後面側周壁17の間隔に等しくなっている。
したがって、バッフル部材15は、ケース6の互いに対向する前面側周壁10と後面側周壁16の間に介装されると共に、コア3とケース6の右側壁12又は左側壁14、及び上下のヘッダプレート7により保持されるため、溶接等の接合手段を必要とすることなく、ケース6内の所定箇所に簡単且つ確実に固定することができ、振動等によりずれ等の不具合が生じることはない。さらにまた、バッフル部材15は、右側空間20の冷却水入口11の近傍領域22、及び左側空間21の冷却水出口13の近傍領域23が冷却水入口11及び出口13から離れるに従って小さくなるように形成されている。
このように、上記した第1の実施の形態に係る熱交換器1によれば、バッフル部材15により冷却水がコア3の各扁平チューブ2に均一に振り分けられるようになっているため、ケース6内において冷却水の淀みの発生を抑制することができると共に冷却水の経路を長く取ることができ、熱交換性能を高めることができる。
また、バッフル部材15は、上記したように右側空間20の冷却水入口11の近傍領域22、及び左側空間21の冷却水出口13の近傍領域23が冷却水入口11及び出口13から離れるに従って小さくなるように形成されており、ケース6内に流入する冷却水の流量に応じて入口近傍領域22及び出口近傍領域23の大きさが調整されるようになっている。さらに、バッフル部材15が板バネ状の部材により形成されており、容易に折曲することができるため、入口近傍領域22や出口近傍領域23の容積を自由自在に調整することができる。したがって、冷却水の流量や圧力損失の最適化が可能となり、冷却水の流量の均一化や制御を容易且つ確実に行うことができるようになる。
次に、本実施の形態に係る熱交換器1の作用を説明する。
被冷却流体は、入口8からアッパタンク4を通ってコア3の扁平チューブ2内に流入し、ロアタンク5を通って出口9から外部に流出する。一方、入口11からケース6内の右側空間20に流入した冷却水は、バッフル部材15の上側傾斜部18によりコア3の各扁平チューブ2に均一に振り分けられ、被冷却流体との間で熱交換を行う。また、ケース6内において右側空間20又は左側空間21を流通した冷却水は、バッフル部材15の下側傾斜部19によりコア3の各扁平チューブ2に均一に振り分けられ、各扁平チューブ2内を流通する被冷却流体との間で熱交換を行った後、出口13から外部に流出する。
なお、上記した第1の実施の形態におけるバッフル部材15の形状は単なる例示に過ぎず、これに限定する趣旨ではなく、例えば、図3に示すように、折り返し部分を増やして波形に形成させる等、各種変更が可能である。そして、図3に示すようにバッフル部材15を波形に形成させた場合、冷却水出口13はケース6の後面側周壁16に設けられる。
次に、図4及び図5を参照しつつ、本発明の第2の実施の形態に係る熱交換器31について説明する。ここで、図4は本発明の第2の実施の形態に係る熱交換器を示す断面図、図5は図4のB−B矢視図である。なお、以下の説明では、説明の簡略化のため、上記した第1の実施の形態に係る熱交換器1と同等の構成については、図4及び図5において、図1及び図2中の符号と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
本実施の形態におけるバッフル部材32は、冷却水入口11の近傍領域22及び冷却水出口13の近傍領域23を除く空間を充填可能な充填部材から構成されている。バッフル部材15は、側面視で略台形状を成し、上下に傾斜部33,34が形成され、冷却水入口11の近傍領域22及び冷却水出口13の近傍領域23が冷却水入口11及び出口13から離れるに従ってそれぞれ小さくなるように形成されている。そして、バッフル部材31の幅Wはコア3とケース6の右側壁12又は左側壁14の間隔に等しく、その高さHは上下ヘッダプレート7間の間隔に等しく、その奥行きLはケース6の前面側周壁10と後面側周壁16の間隔に等しくなっている。したがって、バッフル部材32は、コア3とケース6の右側壁12又は左側壁14、上下ヘッダプレート7間、及びケース6の前面側周壁10と後面側周壁16により保持されるため、溶接等の接合手段を必要とすることなく、ケース6内の所定箇所に簡単且つ確実に固定することができ、振動等によりずれ等の不具合が生じることはない。
このように、上記した第2の実施の形態に係る熱交換器31によれば、バッフル部材32により冷却水がコア3の各扁平チューブ2に均一に振り分けられるようになっているため、ケース6内において冷却水の淀みの発生を抑制することができると共に冷却水の経路を長く取ることができ、熱交換性能を高めることができる。
また、バッフル部材32は、上記したように冷却水入口11の近傍領域22及び冷却水出口13の近傍領域23が冷却水入口11及び出口13から離れるに従って小さくなるように形成されており、ケース6内に流入する冷却水の流量に応じて入口近傍領域22及び出口近傍領域23の大きさを調整可能となっている。したがって、冷却水の流量や圧力損失の最適化が可能となり、冷却水の流量の均一化や制御を容易且つ確実に行うことができるようになる。
次に、図6〜図9を参照しつつ、本発明の第3の実施の形態に係る熱交換器41について説明する。ここで、図6は本発明の第3の実施の形態に係る熱交換器を示す断面図、図7は図6のC−C矢視図、図8は本発明の第3の実施の形態に係る熱交換器の別の例を示す断面図、図9は図8のD−D矢視図である。なお、以下の説明では、説明の簡略化のため、上記した第1の実施の形態に係る熱交換器1と同等の構成については、図6〜図9において、図1及び図2中の符号と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
本実施の形態におけるバッフル部材42は、丸パイプを利用して形成されており、例えば、図6及び図7に示すように、丸パイプを半割りに切り欠いた形状を有する部材から形成させたり、或いは、図8及び図9に示すように、丸パイプの左右周壁に複数の通過孔43が形成された部材から形成させたり、各種変更が可能である。そして、いずれの場合にも、丸パイプの一端部はケース6に貫設され、冷却水入口11及び出口13を構成するようになっている。
このように、バッフル部材42は、ケース6に貫設することにより固定され、しかも、冷却水の出入口としての機能も合わせ持つようになるため、熱交換器の製造作業が簡素化され、製造コストの低減化を図ることが可能となる。また、上記した第3の実施の形態に係る熱交換器41によれば、バッフル部材42により冷却水がコア3の各扁平チューブ2に均一に振り分けられるようになっているため、ケース6内において冷却水の淀みの発生を抑制することができると共に冷却水の経路を長く取ることができ、熱交換性能を高めることができる。さらに、丸パイプの切り欠き形状や通過孔43の大きさを自由自在に変更することでき、これにより冷却水の流量や圧力損失の最適化が可能となり、冷却水の流量の均一化や制御を容易且つ確実に行うことができるようになる。
なお、冷却水入口11及び出口13の接続方向や、扁平チューブ2の配列方向及び数は、上記した第1〜第3の実施の形態の場合に限定される趣旨ではなく、各種変更か可能である。
また、伝熱管としては、上記した扁平チューブ2だけでなく、他の部材を使用することも可能である。
さらに、上記各実施の形態においては、冷却水により被冷却流体を冷却する場合に使用される熱交換器について説明したが、これは単なる例示に過ぎず、本発明は、流体を加熱する場合等、他の熱交換器にも適用可能であることは言う迄もない。
1 熱交換器
2 扁平チューブ
3 コア
6 ケース
11 冷却水入口
13 冷却水出口
15 バッフル部材
20 右側空間
21 左側空間
22 入口近傍領域
23 出口近傍領域
31 熱交換器
32 バッフル部材
41 熱交換器
42 バッフル部材
43 通過孔
2 扁平チューブ
3 コア
6 ケース
11 冷却水入口
13 冷却水出口
15 バッフル部材
20 右側空間
21 左側空間
22 入口近傍領域
23 出口近傍領域
31 熱交換器
32 バッフル部材
41 熱交換器
42 バッフル部材
43 通過孔
Claims (6)
- 伝熱管を有するコアを収容するケースを備え、該ケースと前記伝熱管との間を流通する流体と前記伝熱管内を流通する流体との間で熱交換を行うように構成された熱交換器であって、
前記ケースと前記伝熱管の間を流通する流体の出入口が前記ケースと前記コアの間の空間に連通するように設けられ、前記流体の出入口の近傍において該流体を前記コア側に振り分け可能なように構成されたバッフル部材が設けられていることを特徴とする熱交換器。 - 前記バッフル部材は、板バネ状の部材を折曲することにより形成され、前記ケースの対向する周壁間に介装可能なように構成されている請求項1に記載の熱交換器。
- 前記バッフル部材は、前記出入口の近傍領域を除く前記ケースと前記コアの間の空間を充填可能な充填部材から構成されている請求項1に記載の多流体熱交換器。
- 前記バッフル部材は、前記出入口の近傍領域が前記出入口から離れるに従って小さくなるように形成されている請求項2又は3に記載の熱交換器。
- 前記バッフル部材は、パイプを半割りに切り欠いた形状を有する部材から形成され、その一端部が前記流体の出入口を構成可能なように形成されている請求項1に記載の熱交換器。
- 前記バッフル部材は、パイプの左右周壁に通過孔が形成された部材から形成され、その一端部が前記流体の出入口を構成可能なように形成されている請求項1に記載の熱交換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005023607A JP2006207970A (ja) | 2005-01-31 | 2005-01-31 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005023607A JP2006207970A (ja) | 2005-01-31 | 2005-01-31 | 熱交換器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006207970A true JP2006207970A (ja) | 2006-08-10 |
Family
ID=36965032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005023607A Pending JP2006207970A (ja) | 2005-01-31 | 2005-01-31 | 熱交換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006207970A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009097840A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | T Rad Co Ltd | 熱交換器 |
-
2005
- 2005-01-31 JP JP2005023607A patent/JP2006207970A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009097840A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | T Rad Co Ltd | 熱交換器 |
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