JP2009300065A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】 熱効率に優れ、所望の能力に自在に適応可能であり、組立作業性及び生産性に優れた熱交換器を提案する。
【解決手段】 絞り成形した２枚のプレート１１、１２の周縁を密着し、両端位置の膨出空間１３と、この膨出空間１３に連通する狭間隔の連通空間１７とを形成し、膨出空間１３を形成する一方のプレート１１の膨出面に通孔１４を開孔し、他方のプレート１２の膨出面に通孔１４に挿入される突縁１５ａを設けた通孔１５を開孔し、以上の２枚のプレート１１、１２で薄型のユニット１０を形成し、突縁１５ａを通孔１４に挿入し、膨出空間１３を当接させてユニット１０を所定の枚数積層し、隣接するユニット１０の連通空間１７の間隔内にコルゲートフィン２０を挿入し、コルゲートフィン２０の頂部を連通空間１７の外面に当接し、一端の膨出空間１３から他端の膨出空間１３へ液体が流通する流通路を形成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、各種の熱関連装置に用いられる熱交換器に関するものである。

一般に、液体−気体間で吸熱・放熱の熱交換を行う熱交換器は、液体の流通路を密閉状に形成し、液体の流通路の外周面にフィンを接合した構造とされている。水加熱装置や水冷装置等の液体が水である熱交換器の部材の素材としては銅材が用いられ、ろう材としてリン銅ろう等を用いたろう付けによる部材の接合手段が採られ、接合箇所にろう材を設置し又はペースト状のろう材を塗布し、これを所定治具で組み立て固定し、組立品を電気炉内に投入して製作されている。また、ろう材設置の作業工程を省くため、ろう材層を圧着したクラッド材を用いた熱交換器も提案されている（特許文献１参照）。
特開２００３−１５４４４９号公報

この発明は、こうした液体−気体間で熱交換を行う熱交換器において、熱効率に優れるとともに所望の能力に自在に適応可能であり、組立作業性及び生産性に優れた新規構成の熱交換器を提案することを目的とするものである。また、心材にろう材層を圧着したクラッド材を用いてろう材設置の作業工程を省き、コストを低減して安価に製作可能な熱交換器を提案することを目的とするものである。

こうした目的を達成するため、この発明の熱交換器は、絞り成形した２枚のプレート１１、１２の周縁を密着し、両端位置の膨出空間１３と、この膨出空間１３に連通する狭間隔の連通空間１７とを形成し、膨出空間１３を形成する一方のプレート１１の膨出面に通孔１４を開孔し、他方のプレート１２の膨出面に通孔１４に挿入される突縁１５ａを設けた通孔１５を開孔し、以上の２枚のプレート１１、１２で薄型のユニット１０を形成する。そして、突縁１５ａを通孔１４に挿入し、膨出空間１３を当接させてユニット１０を所定の枚数積層し、隣接するユニット１０の連通空間１７の間隔内にコルゲートフィン２０を挿入し、コルゲートフィン２０の頂部を連通空間１７の外面に当接し、一端の膨出空間１３から他端の膨出空間１３へ液体が流通する流通路を形成したことを特徴とするものである。

また、このように構成した熱交換器において、プレート１１、１２を銅板の表面にリン銅ろう層を圧着したクラッド材で形成し、ろう材層を外面としてプレート１１、１２を成形し、コルゲートフィン２０を銅板で形成し、組立品を加熱炉内でろう付けして接合するものである。

この発明の熱交換器は、絞り成形した２枚のプレート１１、１２の周縁を密着し、両端位置の膨出空間１３と狭間隔の連通空間１７とを形成したユニット１０を所定の枚数積層し、隣接するユニット１０の連通空間１７の間隔内にコルゲートフィン２０を挿入し、コルゲートフィン２０の頂部を連通空間１７の外面に当接して構成したので、狭間隔の連通空間１７内を流通する液体の外気との接触面積の飛躍的な増大と、コルゲートフィン２０による伝熱面積の増大が図られ、熱効率に極めて優れるものである。

また、ユニット１０の積層枚数を増減することで、所望の熱交換の能力に自在に適応可能であり、突縁１５ａを通孔１４に挿入して正確に位置決めされて組立作業が容易であり、生産性に優れるものである。

また、プレート１１、１２を銅板の表面にリン銅ろう層を圧着したクラッド材で形成し、ろう材層を外面としてプレート１１、１２を成形し、コルゲートフィン２０を銅板で形成し、組立品を加熱炉内でろう付けして接合することで、ろう材設置の作業工程を省き、さらなる生産性の向上を図ることができる。また、ろう材層がプレート１１、１２の外面であるから、液体が流通して接する面は銅素地であり、ろう材成分（リン）の影響を受けることがない。

以下に、この発明を実施するための最良の形態について、実施例に基づいて具体的に説明する。
図面はこの発明の実施例で、所定形状に絞り成形した２枚のプレート１１、１２の周縁を密着して矩形扁平形状の薄型のユニット１０が形成され、このユニット１０には、両端位置の膨出空間１３と、この膨出空間１３に連通する狭間隔の連通空間１７とが形成されている。一方のプレート１１の周縁には折り曲げ片１１ａが設けられ、２枚のプレート１１、１２を重ね、折り曲げ片１１ａをはぜ折りしてカシメ加工し、プレート１１、１２の周縁が密着されている。

膨出空間１３を形成する一方のプレート１１の膨出面に通孔１４が開孔され、他方のプレート１２の膨出面に通孔１５が開孔され、その周縁には通孔１４に挿入される突縁１５ａが形成されている。膨出空間１３を当接させてユニット１０が所定の枚数積層され、突縁１５ａは重ねられるユニット１０の通孔１４に挿入され（図３参照）、隣接するユニット１０の膨出空間１３が連通されている。連通空間１７の間隔内にコルゲートフィン２０が挿入され（図１参照）、コルゲートフィン２０の頂部は連通空間１７の外面に当接されている。なお、図示のコルゲートフィン２０は最も単純な波形成形したものであるが、これに限定されず、連続した凹凸面を持つ断面櫛歯状やハニカム状、凹凸面の小片を千鳥状に配したオフセット型等を含むものである。

この熱交換器で用いるプレート１１、１２は、銅板の表面にリン銅ろう層を薄膜状に圧着したクラッド材で形成され、ろう材層を外面としてプレート１１、１２を成形し、コルゲートフィン２０は銅板で形成されている。突縁１５ａを通孔１４に挿入し、膨出空間１３を当接させてユニット１０を所定の枚数積層し、隣接するユニット１０の連通空間１７の間隔内にコルゲートフィン２０を挿入して組み立て、この組立品を加熱炉内に投入することで、ろう材層が溶融して各ユニット１０及びコルゲートフィン２０がろう付けされ、一度のろう付け工程で部材を一括して接合することができる。

こうして製作した熱交換器を図４に示す。図に示すように、前端に位置するユニット１０ａの膨出空間１３の通孔１５が液体の流入口及び流出口とされ、後端に位置するユニット１０ｂの膨出空間１３には通孔１４が形成されず、一端の膨出空間１３から他端の膨出空間１３へ液体が流通する流通路が形成される。液体は狭間隔の連通空間１７内を流通し、連通空間１７の外面が外気との接触面となり、強制送風又は自然通気の気体との間で吸熱・放熱の熱交換が行われ、この熱交換器は、外気との接触面積の飛躍的な増大と、コルゲートフィン２０による伝熱面積の増大により、熱効率に極めて優れるものである。

この発明の実施例の斜視図。 ユニットの（ａ）正面図、（ｂ）側面図。 要部の拡大断面図。 実施例の側面図。

符号の説明

１０ ユニット
１１ プレート
１２ プレート
１３ 膨出空間
１４ 通孔
１５ 通孔
１５ａ 突縁
１７ 連通空間
２０ コルゲートフィン

Claims (2)

1. 絞り成形した２枚のプレート１１、１２の周縁を密着し、両端位置の膨出空間１３と、この膨出空間１３に連通する狭間隔の連通空間１７とを形成し、膨出空間１３を形成する一方のプレート１１の膨出面に通孔１４を開孔し、他方のプレート１２の膨出面に通孔１４に挿入される突縁１５ａを設けた通孔１５を開孔し、以上の２枚のプレート１１、１２で薄型のユニット１０を形成し、
   突縁１５ａを通孔１４に挿入し、膨出空間１３を当接させてユニット１０を所定の枚数積層し、隣接するユニット１０の連通空間１７の間隔内にコルゲートフィン２０を挿入し、コルゲートフィン２０の頂部を連通空間１７の外面に当接し、
   一端の膨出空間１３から他端の膨出空間１３へ液体が流通する流通路を形成したことを特徴とする熱交換器。
2. プレート１１、１２を銅板の表面にリン銅ろう層を圧着したクラッド材で形成し、ろう材層を外面としてプレート１１、１２を成形し、コルゲートフィン２０を銅板で形成し、組立品を加熱炉内でろう付けして接合した請求項１に記載の熱交換器。

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