JP2006234318A - Heat exchanger - Google Patents
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/0219—Arrangements for sealing end plates into casing or header box; Header box sub-elements
- F28F9/0224—Header boxes formed by sealing end plates into covers
- F28F9/0226—Header boxes formed by sealing end plates into covers with resilient gaskets
Abstract
Description
本発明は、熱交換器に関するものであり、特にエンジンの冷却水を冷却する熱交換に好適なものである。 The present invention relates to a heat exchanger, and is particularly suitable for heat exchange for cooling engine coolant.
一般にラジエタ等に使用される熱交換器は、流体が流通する、並列に配置された多数のチューブとこれらのチューブ間に配置される多数のコルゲート状又は板状のフィンとよりなるコア部と、これらのチューブがその長手方向の両端でそれぞれ接続されるヘッダタンクとより主に構成されている。この場合、ヘッダタンクは、多数のチューブが接続するコアプレートとこのコアプレートを覆ってタンク空間を形成するタンク本体とから形成されている。コアプレートとチューブの接続構造は、一般には、コアプレートのチューブ挿通孔の孔縁部がバーリング加工によりタンク側に立ち上げられたバーリング部を形成し、このバーリング部にチューブの端部を挿入し、ろう付けによりコアプレートとチューブとを結合している。 Generally, a heat exchanger used for a radiator or the like has a core portion made up of a large number of tubes arranged in parallel and a large number of corrugated or plate-like fins arranged between the tubes through which a fluid flows. These tubes are mainly composed of header tanks connected at both ends in the longitudinal direction. In this case, the header tank is formed of a core plate to which many tubes are connected and a tank body that covers the core plate and forms a tank space. The connection structure between the core plate and the tube is generally such that the hole edge of the tube insertion hole of the core plate forms a burring portion raised to the tank side by burring, and the end of the tube is inserted into this burring portion. The core plate and the tube are joined by brazing.
また、コアプレートとタンク本体との接続構造は、特許文献1に示されるようにコアプレートの外縁部に設けられたかしめ用の爪片をプレス加工でタンク本体の端部にかしめることによって、かしめ固定している。即ち、図2(a)に示すようにヘッダタンク1のコアプレート2には、その外縁部の4辺に沿って溝部21が形成されていて、かつ外縁部の先端には全周に渡って、かしめ用の爪片(かしめ部)22が複数個形成されている。一方、ヘッダタンク1のタンク本体3の開口端面31には段部32が形成されている。こうして、コアプレート2の溝部21内にパッキン6を圧入し、その上からタンク本体3の開口端面31を押し込み、プレス加工でコアプレート2の爪片22を開口端面31の段部32上にかしめることによって、コアプレート2とタンク本体3とを一体に結合している。このように、従来技術では、コアプレート2の爪片22をかしめることにより、熱交換器コア部にタンク本体3を固定し、タンク内を流れる冷却水を保持している。
In addition, the connection structure between the core plate and the tank body is obtained by caulking a claw piece for caulking provided on the outer edge portion of the core plate to the end of the tank body by pressing as shown in
しかしながら近年、エンジンの高出力化や欧州でのディーゼル車推進により、ラジエタのタンク内の内圧は非常に高くなっている。このような高い内圧の下で長期使用する場合、図2(b)に破線で示すようにタンクの膨脹がコアプレート2のかしめ部分を変形させ、爪片22の開き或いはチューブ4端部のコアプレート2とのろう付け部分に割れを発生させ、しばしば冷却水の漏れという不具合を発生させる。
However, in recent years, the internal pressure in the radiator tank has become very high due to higher engine output and propulsion of diesel vehicles in Europe. When used for a long time under such a high internal pressure, the expansion of the tank deforms the caulking portion of the
上記不具合の対策として、従来、タンク本体の板厚の厚肉化やタンク本体にリブを追加する等によるタンクの剛性アップと、コアプレートの板厚の厚肉化によるコアプレートの剛性のアップとが挙げられるが、成形用型の新設や設備変更及び材料費等多額の費用と時間がかかる。 As countermeasures for the above problems, the tank thickness has been increased by increasing the thickness of the tank body or adding ribs to the tank body, and the rigidity of the core plate has been increased by increasing the thickness of the core plate. However, it takes a lot of cost and time, such as new molding molds, equipment changes, and material costs.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、成形用型の新設や設備変更及び材料費等による多額の費用を必要とすることなく、コアプレートとタンク本体とのかしめ部の剛性アップを図ると共に、コアプレートの板厚の増加及び強度アップを図ることができ、かしめ部の開き及びチューブのろう付け部分の割れを抑制することができる熱交換器を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to caulk the core plate and the tank main body without requiring a large amount of expenses due to new installation of molds, equipment changes, material costs, etc. By providing a heat exchanger capable of increasing the rigidity of the portion, increasing the thickness of the core plate and increasing the strength, and suppressing the opening of the caulking portion and cracking of the brazed portion of the tube. is there.
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の熱交換器を提供する。
請求項1に記載の熱交換器は、ヘッダタンクが、チューブ端部がろう付けにより接続されているコアプレートと、タンク空間を形成するようにコアプレートを覆うタンク本体とをかしめ結合することによって形成されていて、このコアプレートを、チューブ端部との接続側がろう付け性の良好なアルミニウム材で、タンク本体との結合側が高強度アルミニウム材である2つのパーツから構成するようにしたものであり、これにより、コアプレートとタンク本体とのかしめ結合部の剛性を高めることができ、ヘッダタンクの内圧の高圧化によるかしめ開きを抑制することができる。
This invention provides the heat exchanger as described in each claim of a claim as a means for solving the said subject.
In the heat exchanger according to
請求項2の熱交換器は、ろう付け性の良好なアルミニウム材の周縁と高強度アルミニウム材の周縁とを重ね合わせ、この重ね合わせ部をろう付けによって結合するようにしたものであり、これにより、コアプレートの板厚の増加及びコアプレートの強度アップを図ることができ、コアプレートとチューブとのろう付け部分の割れを防止でき、該部分からの流体の漏れを防ぐことができる。
請求項3の熱交換器は、コアプレートの高強度アルミニウム材側に溝部とかしめ部とが形成され、一方、タンク本体には、その開口端部側に段部が形成され、溝部内にパッキンを圧入し、その上からタンク本体の開口端部を押し込み、コアプレートのかしめ部をタンク本体の段部上にかしめることによって、コアプレートとタンク本体とをかしめ結合するようにしたものであり、これにより、従来と同様のかしめ構造であるため、大きな設備改造の投資の必要なしに、高内圧にも耐えられる十分な強度をもつかしめ結合を得ることが可能となる。
請求項4記載の発明によれば、コアプレートが、チューブが接続されるチューブ接続部材と、タンク本体にかしめ結合され、チューブ接続部材よりも強度の高い材料からなるかしめ結合部材とを有することを特徴とする。これにより、チューブとコアプレートとのろう付け性を確保しつつ、コアプレートとタンク本体とのかしめ結合部の剛性を高めることができ、ヘッダタンクの内圧の高圧化によるかしめ開きを抑制することができる。
In the heat exchanger according to
In the heat exchanger according to claim 3, a groove portion and a caulking portion are formed on the high-strength aluminum material side of the core plate. The core plate and the tank body are caulked and joined by pressing the open end of the tank body from above and caulking the core plate onto the stepped portion of the tank body. As a result, since the caulking structure is the same as that of the prior art, it is possible to obtain a caulking joint having sufficient strength to withstand a high internal pressure without the need for large equipment modification.
According to the invention described in claim 4, the core plate has a tube connecting member to which the tube is connected, and a caulking connecting member that is caulked and coupled to the tank body and is made of a material having higher strength than the tube connecting member. Features. As a result, it is possible to increase the rigidity of the caulking joint between the core plate and the tank body while securing the brazing property between the tube and the core plate, and to suppress the caulking opening due to the increase in the internal pressure of the header tank. it can.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態の熱交換器について説明する。図1の(a)は、本発明の実施の形態の熱交換器の要部を示す分解斜視図であり、(b)は、その要部の断面図である。本発明の熱交換器は、並列に配置され、内部を流体(冷却水)が流通する複数のチューブ4と、これらチューブ4間に設けられる波状又は板状のフィン5と、チューブ4の両端部に配設され、流体を分配集合させるヘッダタンク1とから主に構成されている。この熱交換器は、チューブ4内を通る流体と、チューブ4外のフィン5を通る気体との間で熱交換が行われ、ヘッダタンク1は、複数本のチューブ4内を流通する流体を分配集合させている。ヘッダタンク1には、それぞれ開口部(図示せず)が形成され、その開口部の一方が流体の流入側に、他方が流体の流出側になっている。また、チューブ4とフィン5とでコア部を形成している。
Hereinafter, a heat exchanger according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is an exploded perspective view showing a main part of the heat exchanger according to the embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view of the main part. The heat exchanger according to the present invention includes a plurality of tubes 4 that are arranged in parallel and through which fluid (cooling water) flows, corrugated or plate-like fins 5 provided between the tubes 4, and both ends of the tubes 4. And a
ヘッダタンク1は、チューブ4に接続されるコアプレート2と、このコアプレート2を覆ってタンク空間1aを形成するタンク本体3とよりなる。コアプレート2は、チューブ4が接続されるチューブ接続部材2Aと、コアプレート2とタンク本体3とをかしめ結合させるかしめ結合部材2Bの2つのパーツから構成されている。チューブ接続部材2Aは、チューブ4とろう付けにより連結する必要上、ろう付け性の良好なアルミニウム(AL)材、例えばBA90PC(株式会社デンソーの専用の特殊材)等によって形成されており、またかしめ結合部材2Bは、タンク本体3とかしめ結合する必要上、高強度アルミニウム(AL)材によって形成されている。チューブ接続部材2Aとかしめ結合部材2Bとは、チューブ接続部材2Aの周縁上にかしめ結合部材2Bの周縁が重ね合わされ、この重ね合わせ部がろう付けされることによって結合されている。なお、この場合のAL材とは、当然アルミニウム合金材も含むものである。
The
チューブ接続部材2Aは、平板状をしていて、チューブ4端部を挿通して接続するための多数の挿通孔が設けられている。これらの挿通孔の孔縁部は、バーリング加工によってタンク側に立ち上げられたバーリング部23を形成している。したがって、このバーリング部23にチューブ4の端部を挿入し、ろう付けによってチューブ4とコアプレート2のチューブ接続部材2Aとを結合している。
The
かしめ結合部材2Bは、溝部21が形成された全体として略樋の形状をしていて、一方の周縁が、チューブ接続部材2Aに結合され、他方の周縁には、その外縁部の先端に多数のかしめ部(爪片)22が形成されている。
The caulking coupling member 2B has a substantially bowl shape as a whole in which the
タンク本体3は、一方が開口された略長方形の鉢のような形状をしていて、その開口端面31には外方へ突き出ている段部32が形成されている。なお、図1(a)においては、タンクヘッド1を構成するコアプレート2及びタンク本体3は、その長手方向の端部が切断された形で示されているが、両者共、その長手方向の両端部は、閉鎖される構造となっており、側辺と同様の構造、即ちコアプレート2は溝部21とかしめ部22を、タンク本体3は段部32をそれぞれ有しているものである。
The tank body 3 has a shape like a substantially rectangular bowl with one side opened, and a
コアプレート2とタンク本体3との結合においては、コアプレート2のかしめ結合部材2Bにおける溝部21内に、パッキン6を挿入し、このパッキン6の上にタンク本体3の開口端面31が位置するようにして、タンク本体3をコアプレート2に組み付けし、開口端面31がパッキン6を圧着した状態で、かしめ結合部材2Bのかしめ部22を開口端面31の段部32上にプレス加工にてかしめ固定する。これにより、コアプレート2とタンク本体3とを一体に結合するとともに、パッキン6を弾性的に圧縮変形させて、開口端面31と溝部21に圧着させている。
In the coupling between the
本実施形態では、コアプレート2とタンク本体3との結合をかしめ結合によって行っているので、タンク本体3をガラス繊維等の強化材料を含有するナイロンのような、耐熱性、耐強度性に優れた樹脂材にて成形することができる。したがって、軽量で、十分な強度をもったヘッダタンク1とすることができる。
In this embodiment, since the
以上説明したように、本実施形態では、コアプレート2を、チューブ4を接続するチューブ接続部材2Aとかしめによってタンク本体3に結合するかしめ結合部材2Bの2つのパーツから構成し、しかもチューブ接続部材2Aには、ろう付け性の良好なAL材を使用し、またかしめ結合部材2Bには、高強度AL材を使用している。これにより、従来技術に対してコアプレート2とタンク本体3との結合部であるかしめ部22の剛性を高めることができ、ヘッダタンク1の内圧の増加によって生じるかしめ開きを抑制することができる。
また、一般的にろう付け性の悪い高強度AL材よりもろう付け性の良好なAL材をチューブ4のろう付け部に使用しているため、チューブ4とコアプレート2とのろう付け部からの流体漏れ等の問題を回避することができる。
更には、コアプレート2をチューブ接続部材2Aとかしめ結合部材2Bの周縁を重ね合わせ、この重ね合わせ部をろう付けすることにより形成しているので、コアプレート2の板厚増加及び強度アップを図ることができる。
As described above, in this embodiment, the
In addition, since an AL material having a better brazing property than a high-strength AL material having a poor brazing property is generally used for the brazing portion of the tube 4, the brazing portion between the tube 4 and the
Furthermore, since the
このように本発明では、かしめ部の増強によりタンクシール面からの流体漏れ不良を回避することができる。また、本発明では、コアプレートが2パーツ構成となっている以外は、従来製品と類似構造のため、大きな設備改造の投資が必要ない等の効果も奏するものである。 As described above, in the present invention, fluid leakage failure from the tank seal surface can be avoided by reinforcing the caulking portion. Moreover, in this invention, since the core plate has a two-part configuration, the structure is similar to that of the conventional product, and therefore, there is an effect that a large facility remodeling investment is not required.
1 ヘッダタンク
2 コアプレート
2A チューブ接続部材
2B かしめ結合部材
21 溝部
22 かしめ部(爪片)
23 バーリング部
3 タンク本体
31 開口端面
32 段部
4 チューブ
5 フィン
DESCRIPTION OF
23 Burring part 3
Claims (4)
前記コアプレートが、前記チューブ端部との接続側がろう付け性の良好なアルミニウム材で、前記タンク本体との結合側が高強度アルミニウム材である2つのパーツから構成されていることを特徴とする熱交換器。 A plurality of tubes arranged in parallel, forming fluid passages, fins provided between the tubes, and header tanks arranged at both ends in the longitudinal direction of the tubes and distributing and collecting fluids, In the heat exchanger in which the header tank is formed by caulking and joining a core plate to which an end portion of the tube is connected by brazing and a tank body covering the core plate so as to form a tank space,
The core plate is composed of two parts that are made of an aluminum material having a good brazing property on the connection side with the tube end and a high-strength aluminum material on the connection side with the tank body. Exchanger.
前記コアプレートは、前記チューブが接続されるチューブ接続部材と、前記タンク本体にかしめ結合され、前記チューブ接続部材よりも強度の高い材料からなるかしめ結合部材とを有することを特徴とする熱交換器。 A plurality of tubes arranged in parallel, forming fluid passages, fins provided between the tubes, and header tanks arranged at both ends in the longitudinal direction of the tubes and distributing and collecting fluids, In the heat exchanger in which the header tank is formed by caulking and joining a core plate to which an end portion of the tube is connected by brazing and a tank body covering the core plate so as to form a tank space,
The core plate includes a tube connection member to which the tube is connected, and a caulking connection member that is caulked and coupled to the tank body and is made of a material having higher strength than the tube connecting member. .
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CN105890428A (en) * | 2015-02-16 | 2016-08-24 | 翰昂系统株式会社 | Header tank of heat exchanger and heat exchanger having same |
KR20180009521A (en) * | 2016-07-19 | 2018-01-29 | (주)에쏘 | Evaporator for ice maker |
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- 2005-02-25 JP JP2005051401A patent/JP2006234318A/en active Pending
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CN105890428B (en) * | 2015-02-16 | 2019-10-01 | 翰昂汽车零部件有限公司 | The header of heat exchanger and heat exchanger including the header |
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