JP2008275246A - ヘッダプレートレス熱交換器 - Google Patents

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Abstract

【課題】多数の偏平チューブを重ね合わせたヘッダプレートを不要とした熱交換器であって、コアとケーシングとのろう付けの信頼性を向上させる。
【解決手段】ケーシング４と各偏平チューブ２の膨出部１の境界に形成された断面ｒ字状またはｖ字状の小さな谷部５を、細長いバー材または板材からなる嵌着体７の爪部６によって閉塞した状態で、各部品間を一体にろう付け固定することにより、ケーシング４とコア３との隙間が完全に塞ぎ、ろう付けの信頼性が向上した漏れの無い熱交換器を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、多数の偏平チューブを重ね合わせて熱交換器のコアを形成し、そのコアとケーシングとの間を直接接合したものであって、ヘッダプレートを不要としたものに関する。
一般に、複数の偏平チューブとケーシングとを有する熱交換器は、並列された偏平チューブの両端をヘッダプレートに貫通し、その貫通部をろう付け固定するとともに、ヘッダプレート外周とケーシングとの間を一体にろう付けまたは溶接により接合していた。そして、ヘッダプレートにヘッダタンクを接続し熱交換器を完成していた。このような熱交換器は、部品点数および組立工数が多く、コスト高になっていた。
このヘッダプレートを省略したヘッダレスタイプの熱交換器が提案されている。これは偏平チューブの両端部を膨出加工し、断面を略方形に形成し、各膨出部を密着させてコアを構成し、そのコア外周に直接ケーシングを被嵌するものである。
従来のヘッダプレートレスの熱交換器は、ケーシングと熱交換器コア外周との間に比較的大きな隙間が生じ、ろう付け不良を起こすおそれがあった。これは偏平チューブの膨出部のコーナー部の断面がＲに形成されるため、そのコーナー部とケーシングとの間に断面ｒ字状の隙間が生じるからである。
従来、その対策として、その隙間に過剰なろう材を塗布し、そのろう材によって隙間を塞ぐか、あるいは、溶接によってその部分を塞ぐ工夫がなされていた。そのために、手間がかかり、ろう材をよけいに必要とし、熱交換器のコストアップに繋がっていた。
そこで本発明は、かかる問題点を解決することを課題とする。
実開平１−６１５８６号公報
請求項１に記載の本発明は、それぞれの両端部に断面略方形の膨出部(1)が設けられた複数の偏平チューブ(2)と、その膨出部(1)で各偏平チューブ(2)が密着して重ね合わされてなるコア(3)と、そのコア(3)の外周を被嵌するケーシング(4)と、を具備し、ケーシング(4)内に冷却液が流通すると共に、各偏平チューブ(2)内に加熱流体が流通するヘッダプレートレス熱交換器において、
そのコア(3)の端部外周で、各偏平チューブ(2)の膨出部(1)の境の端に断面ｒ字状またはｖ字状の谷部(5)が形成され、
その谷部(5)に整合する爪部(6)が幅方向の一端面に一体に突設形成された細長いバー材または板材からなる嵌着体(7)を有し、
その爪部(6)が前記谷部(5)を塞ぐように、その嵌着体(7)が前記ケーシング(4)の端部と前記コア(3)の端部外周との間に介装され、各部品間が一体にろう付け接合されてなることを特徴とするヘッダプレートレス熱交換器である。
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記各偏平チューブ(2)は、一対の溝形プレート(2a)(2b)を互いに逆向きに嵌着してなるヘッダプレートレス熱交換器である。
請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２において、
前記ケーシング(4)の端部にスリット(8)が形成され、そのスリット(8)に前記嵌着体(7)が挿入保持されたヘッダプレートレス熱交換器である。
本発明のヘッダプレートレス熱交換器は、ヘッダプレートを不要とする熱交換器において、そのケーシング４とコア３との間に生じる小さな谷部５が嵌着体７の爪部６によって塞がれた状態で、各部品間が一体にろう付け固定されたものであるから、ケーシング４とコア３との隙間を完全に塞ぎ、ろう付けの信頼性を向上させ、漏れの無い熱交換器を提供できる。
上記構成において、一対の溝形プレート2a,2bを互いに逆向きに嵌着して偏平チューブ２を構成したものにおいては、その製造が容易で信頼性が高いものを提供できる。
上記構成において、ケーシング４の端部にスリット８を形成し、そのスリット８に嵌着体７を嵌着保持したものにおいては、嵌着体７の位置決めを正確に行うことができ、精度の高い熱交換器を提供できる。
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要部斜視図（Ａ）および同熱交換器に用いられる一対の嵌着体７の正面図（Ｂ）である。また、図２は同熱交換器の横断面図であって、図１のII−II矢視断面略図である。
この熱交換器は、複数の偏平チューブ２とケーシング４とそれらの間に介挿される嵌着体７とを有する。各偏平チューブ２は、図１および図２に示すごとく、一対の溝形プレート2a,2bを逆向きに重ね合わせたものからなり、夫々の両端部が膨出されてそこに膨出部１が形成される。なお、偏平チューブ２内には、膨出部１を除き、インナーフィン１１が介装される。
このような複数の偏平チューブ２を膨出部１において密着して重ね合せ、コア３を構成する。このとき、各偏平チューブ２の膨出部１の境界の端には断面がｒ字状の谷部５が形成されている。
次にケーシング４は、図２に示す如く第１部材4aと第２部材4bとからなる。第１部材4aは断面門型に形成され、第２部材4bはその幅方向両縁にわずかな立上り部が形成されて、浅い溝形をしている。そして、その立上り部内に第１部材4aの縁部を嵌着し、ケーシング４を構成する。またケーシング４には、その長手方向に離間し一対の冷却水パイプ１０が接続される。
次に嵌着体７は、細長い棒状または板状に形成され、その幅方向一端縁に偏平チューブ２の間隔で爪部６が突設されている。この爪部６の形状は、各偏平チューブ２間の谷部５に整合する。
このようにしてなる各部品は、図１および図２の如く組み立てられる。このとき、嵌着体７の爪部６が各偏平チューブ２間の谷部５に嵌着し、その谷部５を閉塞する。このようにして組立てられた各部品は、その表面にろう材が被覆または塗布され、全体が組立てられた状態で高温の炉内に挿入され、一体的にろう付け固定される。このとき、コア３とケーシング４内面との間の隙間は嵌着体７によって完全に閉塞され、気密および液密性の高い熱交換器を完成する。
このようにしてなるヘッダプレートレス熱交換器は、図１においてコア３の両端部にヘッダ部９が形成され、一方のヘッダ部９から排気ガス等の高温ガスが流入し、偏平チューブ２内を流通して他方のヘッダ部（図１では省略）よりそれが流出し、ケーシング４の一方の冷却水パイプ１０から冷却水がケーシング４内に導かれ、各偏平チューブ２外周を流通して他方の冷却水パイプ１０からそれが流出する。そして、冷却水と高温ガスとの間に熱交換が行われるものである。
次に、図３は本発明の第２の実施の形態を示し、この例が図２のそれと異なる点は、偏平チューブ２の形状のみである。この例では、偏平チューブ２の溝形プレート2a,2bはともにその両縁部がわずかに幅方向内側に折り曲げられた断面略Ｃ字状に形成され、その先端どうしが互いに突き合わせられたものである。
このような偏平チューブ２は、一対の溝形プレート2a,2bの境界部が重ね合わされると、その境に断面ｖ字の谷部５が形成されると共に、各偏平チューブ２どうしの境界部にも断面ｖ字状の谷部５が形成される。そこで嵌着体７は、その幅方向一端に、それらの谷部５に整合する爪部６が一体に突設され、コア３外周とケーシング４内面との間にそれが介装されたとき、各爪部６が谷部５を閉塞する。そして全体が一体的にろう付け固定され、漏れの無い熱交換器を完成する。
次に、図４および図５は本発明の第３の実施の形態を示す。この例が図１および図２のそれと異なる点は、ケーシング４の外周にスリット８を設けた点のみである。このスリット８は、嵌着体７外周に整合し、嵌着体７をスリット８に嵌着したとき、嵌着体７を保持しつつ、その爪部６をコア３の各谷部５に嵌着するものである。
このようにすることにより、嵌着体７の位置決めを行うとともに、その姿勢を正確に保ち、各部品のろう付けの信頼性をさらに向上させるものである。
本発明の熱交換器の要部斜視図およびそれに用いられる一対の嵌着体７の正面図。 同熱交換器の横断面図であって、図１（Ａ）のII−II矢視断面略図。 本発明の第２の実施の形態を示す熱交換器の横断面図であって、図２のそれに対応したもの。 本発明の第３の実施の形態を示す熱交換器の分解斜視図。 同熱交換器の横断面図であって、図４のＶ−Ｖ矢視断面図。
符号の説明
１ 膨出部
２ 偏平チューブ
2a 溝形プレート
2b 溝形プレート
３ コア
４ ケーシング
4a 第１部材
4b 第２部材
５ 谷部
６ 爪部
７ 嵌着体
８ スリット
９ ヘッダ部
10 冷却水パイプ
11 インナーフィン

Claims (3)

  1. それぞれの両端部に断面略方形の膨出部(1)が設けられた複数の偏平チューブ(2)と、その膨出部(1)で各偏平チューブ(2)が密着して重ね合わされてなるコア(3)と、そのコア(3)の外周を被嵌するケーシング(4)と、を具備し、ケーシング(4)内に冷却液が流通すると共に、各偏平チューブ(2)内に加熱流体が流通するヘッダプレートレス熱交換器において、
    そのコア(3)の端部外周で、各偏平チューブ(2)の膨出部(1)の境の端に断面ｒ字状またはｖ字状の谷部(5)が形成され、
    その谷部(5)に整合する爪部(6)が幅方向の一端面に一体に突設形成された細長いバー材または板材からなる嵌着体(7)を有し、
    その爪部(6)が前記谷部(5)を塞ぐように、その嵌着体(7)が前記ケーシング(4)の端部と前記コア(3)の端部外周との間に介装され、各部品間が一体にろう付け接合されてなることを特徴とするヘッダプレートレス熱交換器。
  2. 請求項１において、
    前記各偏平チューブ(2)は、一対の溝形プレート(2a)(2b)を互いに逆向きに嵌着してなるヘッダプレートレス熱交換器。
  3. 請求項１または請求項２において、
    前記ケーシング(4)の端部にスリット(8)が形成され、そのスリット(8)に前記嵌着体(7)が挿入保持されたヘッダプレートレス熱交換器。
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