JP2009168382A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば内燃機関のオイルクーラ等として用いられる熱交換器に関する。 The present invention relates to a heat exchanger used as an oil cooler of an internal combustion engine, for example.
2枚の金属製プレートをその周縁部で接合して偏平なチューブとし、このチューブを複数個多段に積層して熱交換コアを構成するとともに、このコアを有底円筒状のケーシング内に収容した熱交換器が、例えば、本出願人が先に提案した特許文献1に開示されている。この特許文献1においては、各段の偏平チューブは基本的に同一の形状を有し、一方のプレートが平坦形状をなすとともに、他方のプレートに多数のエンボスが形成され、このエンボスの先端が隣接するチューブの平坦なプレートの表面に当接することで、各段のチューブ間に、一方の流体が通流する間隙を確保している。そして、最初の段の平坦なプレートと該プレートが対向するケーシング底面との間に同様の間隙を確保するために、別部品からなる多数のエンボスを形成したスペーサプレートが、最初の段の平坦なプレートの上に重ねられている。これらの各プレートは、ケーシングおよびその開口面を閉塞するカバープレートとともに、炉内にて同時にロー付け接合されている。なお、上記エンボスを介した互いの接合は、コア全体としての剛性向上にも寄与している。
上記のようなスペーサプレートをコアのプレートとは別に具備した熱交換器においては、組立時にスペーサプレートの位置が厳密には規制されないため、ケーシングの中心からずれて周縁がケーシング周縁のコーナ部分に乗り上げ、ロー付けの不良を生じる懸念がある。また、部品点数が多いのみならず、最初の段の平坦なプレートとスペーサプレートとが2枚重ねとなるため、実質的に厚肉なものとなって、部分的に熱交換効率が低くなる、という課題があった。 In a heat exchanger equipped with a spacer plate as described above separately from the core plate, the position of the spacer plate is not strictly regulated during assembly. There is a concern that poor soldering may occur. In addition, the number of parts is not only large, but the first flat plate and the spacer plate are overlapped, so that it is substantially thick, and the heat exchange efficiency is partially reduced. There was a problem.
そこで、この発明は、スペーサプレートを用いることなく最初の段のプレートもしくはケーシングの底壁に同様の機能を持たせるようにしたものである。 Therefore, in the present invention, the same function is given to the first stage plate or the bottom wall of the casing without using the spacer plate.
すなわち、本発明は、一端が開口した有底筒状のケーシングと、このケーシングの開口面を閉塞し、該ケーシングとともに第1の流体が通流する空間を画成するカバープレートと、上記空間内に収容されたコアと、からなる熱交換器であって、上記コアは、周縁部において互いに接合された第1プレートと第2プレートとからなる偏平なチューブが、その内部の空間が互いに連通するように複数個多段に積層されて一体化されており、各チューブ内部の空間を第2の流体が通流するとともに、隣接するチューブの間の間隙を上記第1の流体が通流する熱交換器を前提としており、隣接する各チューブの間に上記間隙を形成するために、各チューブの中で相対的に上記カバープレート側に位置する第1プレートの各々に、カバープレート側へ向かって突出する多数のエンボスが膨出形成されており、このエンボスの先端が、隣接するチューブにおける第2プレートの平坦面にそれぞれ当接している。また、複数の段のチューブからなるコアの最後の段のチューブの第1プレートのエンボスの先端は、上記カバープレートに当接している。 That is, the present invention includes a bottomed cylindrical casing having an open end, a cover plate that closes an opening surface of the casing and defines a space through which the first fluid flows together with the casing, A heat exchanger comprising a core housed in a flat tube comprising a first plate and a second plate joined to each other at a peripheral edge thereof, and a space inside thereof communicates with each other. Heat exchange in which the second fluid flows through the space inside each tube and the first fluid flows through the gap between adjacent tubes. In order to form the gap between adjacent tubes, the first plate positioned relatively to the cover plate in each tube is directed toward the cover plate. And a large number of embossing is bulged formed projecting I, the tip of the embossing is in contact respectively with the flat surface of the second plate in the adjacent tubes person. Further, the tip of the emboss of the first plate of the tube at the last stage of the core composed of a plurality of stages of tubes is in contact with the cover plate.
そして、本発明の第1の態様では、最初の段のチューブの第2プレートに、上記ケーシングの底面側へ向かって突出する多数のエンボスが膨出形成され、このエンボスの先端が上記底面に当接している。 In the first aspect of the present invention, a large number of embosses projecting toward the bottom surface side of the casing are bulged and formed on the second plate of the tube at the first stage, and the tip of the embossing contacts the bottom surface. It touches.
好ましくは、上記第1プレートは全ての段のチューブにおいて同一の形状を有し、上記第2プレートは、最初の段以外の全ての段のチューブにおいて同一の形状を有する。つまり、最初の段の第2プレートのみが他の段の第2プレートと異なった形状をなす。 Preferably, the first plate has the same shape in all stages of tubes, and the second plate has the same shape in all stages of tubes other than the first stage. That is, only the second plate of the first stage has a different shape from the second plate of the other stage.
これらの各プレートにおける各エンボスの先端の当接部は、ロー付け接合されている。 The contact portions at the tips of the embosses in these plates are brazed and joined.
上記エンボスは、例えば各々円錐台形をなす。 The embosses each have, for example, a truncated cone shape.
また、本発明の第2の態様では、最初の段のチューブの第2プレートにおけるエンボス形成に代えて、上記ケーシングの底壁に、カバープレート側へ向かって突出する多数のエンボスが膨出形成されており、このエンボスの先端が、最初の段のチューブの第2プレートの平坦面に当接している。このエンボスの先端もやはりロー付け接合される。 Further, in the second aspect of the present invention, in place of the emboss formation in the second plate of the first stage tube, a large number of embosses protruding toward the cover plate are formed on the bottom wall of the casing. The tip of the emboss is in contact with the flat surface of the second plate of the first stage tube. The tip of this emboss is also joined by brazing.
本発明の熱交換器においては、ケーシングの底面側における別部品からなるスペーサプレートが不要であり、その位置ずれによるロー付け不良の懸念がなくなるとともに、部品点数が少なくなり、かつスペーサプレートの付加による熱交換効率の悪化を回避できる。また、いずれのエンボスの当接部も、エンボスの先端を受ける相手方の面は、基本的に平坦面であり、安定したロー付け接合が可能である。 In the heat exchanger of the present invention, a spacer plate made of a separate part on the bottom surface side of the casing is unnecessary, and there is no fear of poor soldering due to the positional deviation, the number of parts is reduced, and the addition of the spacer plate Deterioration of heat exchange efficiency can be avoided. Further, in any of the abutting portions of the emboss, the counterpart surface that receives the tip of the emboss is basically a flat surface, and stable brazing joining is possible.
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1および図2は、この発明を内燃機関のシリンダブロックに取り付けられるオイルクーラとして構成した一実施例を示している。このオイルクーラは、カップ状つまり有底円筒状をなすケーシング1と、このケーシング1内に収容された複数の偏平チューブ2からなるコア3と、上記ケーシング1の開口面を覆うカバープレート4と、このカバープレート4の下面に積層されたパッキンガイド5と、上記ケーシング1の底壁1aの上面に積層されたシートプレート6と、から大略構成されている。なお、理解を容易にするために、以下の説明では、便宜上、「上」「下」の方向を図1の姿勢を基準として用いることとする。
1 and 2 show an embodiment in which the present invention is configured as an oil cooler attached to a cylinder block of an internal combustion engine. The oil cooler includes a casing 1 having a cup shape, that is, a bottomed cylindrical shape, a
上記ケーシング1は、内部の空間7に冷却水が通流するものであって、外周面に、冷却水入口8と冷却水出口9とが設けられている。また、上記ケーシング1の底壁1aおよびシートプレート6の中心には、取付孔10が開口形成されており、コア3およびパッキンガイド5等の中心に同様に設けられた開口部を通して挿通される図示せぬセンタボルトによって、オイルクーラ全体が図示せぬシリンダブロックに取り付けられるようになっている。この取付状態において、上記シートプレート6の上に図示せぬカートリッジ型オイルフィルタが装着されるのであり、オイルクーラ全体としては、カバープレート4の一方に偏心した位置に設けられた開口部がオイル入口11となり、上記のセンタボルトが通過するパッキンガイド5中心の開口部が、シリンダブロック側へのオイル出口12となっている。また、ケーシング1の底壁1aおよびシートプレート6に、図示せぬオイルフィルタへのオイル連通孔13,14がそれぞれ形成されている。
In the casing 1, cooling water flows through an
上記コア3は、本実施例では、円筒状オイルクーラの軸方向に積層された12段の偏平チューブ2を備えているが、各々のチューブ2は、最初の段(図の最上部の段)を除き、全く同一の構成であり、それぞれ下側の第1プレート21と、上側の第2プレート22と、から構成されている。これらの真円形の第1,第2プレート21,22は、各々外周縁に、傾斜したテーパ面となった嵌合壁21a,22aを有し、これらの嵌合壁21a,22aが互いに嵌合することで、偏平な空間を有する円盤状のチューブ2を構成している。なお、必要に応じて、各チューブ2の内部に、適宜形状のフィンプレートを封入するようにしてもよい。
In the present embodiment, the
図3は、上記第1プレート21を図1の上側から見た平面図を示しており、真円形をなす第1プレート21の中心部に、オイルが通流する中心開口部23が開口形成されているとともに、ほぼ180°離れた位置に、2つの連通孔24,25が開口形成されている。上記中心開口部23の開口縁23aは、図1に示すように、下方へ向けて短い円筒状に折り曲げられており、コア3として多段に積層したときに、各チューブ2の円筒状開口縁23aが順次連続し、1本の円筒状の通路を構成するようになっている。また上記連通孔24,25の開口縁24a,25aは、下方へ向かってステップ状に突出している。さらに、上記第1プレート21の全面に、多数の微細なエンボス26がプレス加工されている。このエンボス26は、円錐台形をなし、各々下側つまりカバープレート4側へ向かって突出している。
FIG. 3 is a plan view of the
図4は、上記第2プレート22を図1の上側から見た平面図を示しており、真円形をなす第2プレート22の中心部に、上記円筒状開口縁23aが通過可能な中心開口部28が開口形成されているとともに、ほぼ180°離れた位置に、2つの連通孔29,30が開口形成されている。上記中心開口部28の開口縁28aは、図1に示すように、隣接する段のチューブ2の第1プレート21に当接するようにステップ状に突出している。そして、この開口縁28aの全周を囲むように、逆に下方へ凹んだ段部31が形成されている。この段部31は、図1に示すように第1プレート21に接合され、チューブ2内の空間の内周側を仕切っている。図4に明らかなように、この第2プレート22は、上記段部31と3つの開口部28,29,30を除いては凹凸を有さない平坦面をなしている。
FIG. 4 is a plan view of the
上記の第1プレート21および第2プレート22は、カバープレート4等とともに、基材の両面にロー材層を備えたクラッド材からなり、図1に示したように全体を仮組付した状態で、炉内で加熱することにより、各部のロー付け接合が行われる。なお、このロー付け接合の際には、オイルクーラの軸方向(図1の上下方向)に重錘により適宜な加圧力を与え、各部の密接状態を保つようにしている。
The
上記の第1プレート21および第2プレート22を組み合わせ、かつ多段に積層した状態では、図1に示すように、両プレート21,22の嵌合壁21a,22aが互いに嵌合するとともに内周側の段部31が第1プレート21に当接して1つのチューブ2が構成される。そして隣接するチューブ2同士の間では、上方に位置するチューブ2の第1プレート21のエンボス26が下方に位置するチューブ2の第2プレート22上面に当接し、かつ下方に位置するチューブ2の第2プレート22の中心開口部28の開口縁28aが上方に位置するチューブ2の第1プレート21の下面に当接し、さらに、図2の断面図に示すように、上方に位置するチューブ2の第1プレート21の連通孔24,25の開口縁24a,25aが、下方に位置するチューブ2の第2プレート22上面に当接して、各チューブ2間の間隙が確保されている。なお、これらの各部の当接部は、最終的にロー付け接合されている。ここで、隣接するチューブ2同士の間では、第1プレート21の多数のエンボス26が第2プレート22の平面上に当接するので、常に安定した位置関係が得られる。
In the state where the
また、最後の段つまり図1の最下段のチューブ2とカバープレート4との間も、2つのチューブ2間の関係と同様であり、平坦面をなすカバープレート4の上面に、第1プレート21の多数のエンボス26および連通孔24,25の開口縁24a,25aが当接し、同様の間隙が確保されている。また、カバープレート4の中心開口部の開口縁が上方へステップ状に立ち上がっていて、第1プレート21の中心開口部23の周囲を支持している。なお、これらの接触部も最終的に互いにロー付け接合されている。
Further, the relationship between the
一方、最初の段つまり図1の最上段のチューブ2においては、第1プレート21は、他のチューブ2の第1プレート21と同一のものであるが、これと組み合わされる第2プレート22Aが、他のチューブ2の第2プレート22と若干異なっている。すなわち、図5は、上記第2プレート22Aを図1の上側から見た平面図を示しており、他の第2プレート22と同様に、真円形をなす第2プレート22Aの中心部に、中心開口部41が開口形成されているとともに、ほぼ180°離れた位置に、2つの連通孔42,43が開口形成されている。上記中心開口部41の開口縁41aは、図1に示すように、ケーシング1の底壁1aにおける取付孔10の周縁に当接するように上方へステップ状に突出しており、さらに、上記取付孔10の中へ入り込むように、短い円筒状に立ち上がっている。また、開口縁41aの全周を囲むように、逆に下方へ凹んだ段部44が形成されている。この段部44は、他の第2プレート22の段部31と同じ形状であり、図1に示すように第1プレート21に接合され、チューブ2内の空間の内周側を仕切っている。また上記連通孔42,43の開口縁42a,43aは、ケーシング1の底壁1a下面に当接するように、上方へステップ状に突出している。そして、この最上段の第2プレート22Aには、第1プレート21と同様に、その全面に、多数の微細なエンボス46がプレス加工されている。このエンボス46は、円錐台形をなし、第1プレート21のエンボス26とは反対側に、つまりケーシング1の底壁1a側へ向かって突出している。
On the other hand, in the first stage, that is, the
従って、最上段のチューブ2においては、第2プレート22Aのエンボス46がケーシング1の平坦な底壁1aの下面に当接し、かつ中心開口部41の開口縁41aおよび連通孔42,43の開口縁42a,43a(図2参照)が同様に底壁1aの下面に当接して、冷却水が通流する間隙が確保される。なお、これらの当接部もやはり最終的に互いにロー付け接合されている。
Therefore, in the
このように、上記実施例では、最上段のチューブ2の第2プレート22Aにエンボス46を設けることで、従来のスペーサプレートが不要となっており、部品点数が少なくなるとともに、スペーサプレートの付加による熱交換効率の低下が回避される。また、上記エンボス46が設けられる第2プレート22Aは、第1プレート21と組み合わされることで、その位置が規定され、しかもエンボス46が当接する相手方の面は単純な平面であるので、組立時に格別な位置決め等を要さずに、不良発生率の低いロー付けを実現できる。
Thus, in the above embodiment, the
次に、図6は、この発明の第2の実施例の要部を示しており、この実施例では、コア3の最上段のチューブ2が隣接するケーシング1の底壁1aに、チューブ2に向かって突出した多数のエンボス51がプレス加工されている。この場合、最上段のチューブ2の第2プレート22は、他のチューブ2の第2プレート22と同様のものとすることができ、上記エンボス51が当接する上面は、平坦面である。なお、このエンボス51の当接部もやはり互いにロー付け接合されている。
Next, FIG. 6 shows an essential part of the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the
1…ケーシング
2…チューブ
3…コア
4…カバープレート
21…第1プレート
22,22A…第2プレート
26,46,51…エンボス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (4)
隣接する各チューブの間に上記間隙を形成するために、各チューブの中で相対的に上記カバープレート側に位置する第1プレートの各々に、カバープレート側へ向かって突出する多数のエンボスが膨出形成されており、このエンボスの先端が、隣接するチューブにおける第2プレートの平坦面にそれぞれ当接しており、
最後の段のチューブの第1プレートのエンボスの先端は、上記カバープレートに当接しており、
最初の段のチューブの第2プレートには、上記ケーシングの底面側へ向かって突出する多数のエンボスが膨出形成され、このエンボスの先端が上記底面に当接しており、
これらの各エンボスの先端の当接部が、ロー付け接合されていることを特徴とする熱交換器。 A bottomed cylindrical casing having one open end, a cover plate that closes the opening surface of the casing and defines a space through which the first fluid flows together with the casing, and a core accommodated in the space; The core is composed of a plurality of flat tubes each composed of a first plate and a second plate joined to each other at the periphery so that the internal space communicates with each other. In a heat exchanger that is laminated and integrated, the second fluid flows through the space inside each tube, and the first fluid flows through the gap between adjacent tubes.
In order to form the gap between the adjacent tubes, a large number of embosses projecting toward the cover plate swell in each of the first plates positioned relatively to the cover plate in each tube. The tip of this emboss is in contact with the flat surface of the second plate in the adjacent tube,
The tip of the emboss of the first plate of the tube at the last stage is in contact with the cover plate,
In the second plate of the first stage tube, a large number of embosses projecting toward the bottom surface side of the casing are bulged, and the tip of the emboss is in contact with the bottom surface,
A heat exchanger characterized in that a contact portion at the tip of each emboss is joined by brazing.
隣接する各チューブの間に上記間隙を形成するために、各チューブの中で相対的に上記カバープレート側に位置する第1プレートの各々に、カバープレート側へ向かって突出する多数のエンボスが膨出形成されており、このエンボスの先端が、隣接するチューブにおける第2プレートの平坦面にそれぞれ当接しており、
最後の段のチューブの第1プレートのエンボスの先端は、上記カバープレートに当接しており、
さらに、上記ケーシングの底壁に、カバープレート側へ向かって突出する多数のエンボスが膨出形成され、このエンボスの先端が、最初の段のチューブの第2プレートの平坦面に当接しており、
これらの各エンボスの先端の当接部が、ロー付け接合されていることを特徴とする熱交換器。 A bottomed cylindrical casing having one open end, a cover plate that closes the opening surface of the casing and defines a space through which the first fluid flows together with the casing, and a core accommodated in the space; The core is composed of a plurality of flat tubes each composed of a first plate and a second plate joined to each other at the periphery so that the internal space communicates with each other. In a heat exchanger that is laminated and integrated, the second fluid flows through the space inside each tube, and the first fluid flows through the gap between adjacent tubes.
In order to form the gap between the adjacent tubes, a large number of embosses projecting toward the cover plate swell in each of the first plates positioned relatively to the cover plate in each tube. The tip of this emboss is in contact with the flat surface of the second plate in the adjacent tube,
The tip of the emboss of the first plate of the tube at the last stage is in contact with the cover plate,
Furthermore, a large number of embosses projecting toward the cover plate are bulged and formed on the bottom wall of the casing, and the tips of the embosses are in contact with the flat surface of the second plate of the first stage tube,
A heat exchanger characterized in that a contact portion at the tip of each emboss is joined by brazing.
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