JP2012247093A

JP2012247093A - ヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブ

Info

Publication number: JP2012247093A
Application number: JP2011117632A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Otomo; 聡大友; Tadashi Murayama; 正村山
Original assignee: T Rad Co Ltd
Current assignee: T Rad Co Ltd
Priority date: 2011-05-26
Filing date: 2011-05-26
Publication date: 2012-12-13

Abstract

【課題】ヘッダプレートレス熱交換器用の偏平チューブに関し、一対の溝型プレートで偏平チューブを構成し、ろう付けの時の締結外力により、各プレートの嵌着部がずれることを防止し、ろう付け性能を向上させること。
【解決手段】第１プレート３の両側壁１の先端縁部に段付き部７が内側に形成され、その外側に、第２プレート４の側壁が嵌着される。そして、第１プレート３の側壁7bの長手方向両端部に、突出部7cを設け、その先端が第２プレート４の溝底に当接される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヘッダプレートレス熱交換器の偏平チューブに関する。

本出願人は、すでに特願２０１０−０２６２１９号として、次の発明を出願している。
この発明は、図８に示すごとく、一対の溝型プレート３、４を互いに逆向きに嵌着して偏平チューブ５が構成され、その両端開口部を厚み方向に膨出したものである。また、下側の溝形プレート３の側壁１の先端部が内側に段付きに形成され、その段部７に上側の溝形プレート４の側壁１先端部が嵌着し、偏平チューブ５を完成させるものである。
このような偏平チューブ５を図９のごとく、厚み方向に多数積層し、熱交換器コア６を構成する。そして、そのコア６の外周にケーシング１１を被嵌すると共に、コア６の長手方向両端に図示しないヘッダ本体を被嵌したものである。なお、偏平チューブ５には通常インナーフィン９が介装される。
このようなコア６は、その偏平チューブ５の両端部の外面どうしが互いに接触し、その中間部には隙間が形成され、その隙間に冷却水が流通する。そして、チューブ内には排ガスが流通し、それを冷却水によって冷却するものである。
このような熱交換器にはヘッダプレートが不要であり、部品点数が少なく、組み立て容易である特徴がある。

上述のような熱交換器は、各偏平チューブ５およびケーシング11が厚み方向に上下に分割され、それらを重ね合せたうえに、厚み方向に互いに圧着した状態で、高温の炉内で一体的にろう付け固定される。
そのとき、偏平チューブ５の膨出部２で、一対のプレートの継目に異常な変形が起こるおそれがある。
即ち、ろう付けの際には、各偏平チューブ５の厚み方向に図９に示すごとく、外力を加えて各プレート間を密着する必要がある。すると、膨出部２において、第２プレート４の側壁１の端部が、段付き部７から滑落しやすい傾向にある。これは、その膨出部２はインナーフィン９が介在せず、内部が空洞だからである。なお、膨出部２以外にはインナーフィン９が介装され、それが外力を支持する。その結果、各偏平チューブ５の膨出部２において、一対のプレート間３、４に隙間が生じる。その状態でろう付けされると、ろう付け不良が起こる。
そこで、本発明は厚み方向に外力が加わっても、偏平チューブ５の側壁端部が滑落することがないヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブを提供することを課題とする。

請求項１に記載の本発明は、それぞれ幅方向の両側に一対の側壁(1)を有する偏平な溝状に形成され、その長手方向の両端部が溝底方向に膨出した膨出部(2)を有する一対の第１プレート(3)と第２プレート(4)とを有し、前記第１プレート(3)の両側壁(1)の先端縁部がその板厚分だけ内側に段付き状に形成された段付き部(7)を有するとともに、段付き部(7)から立ち上げられた側壁(7b)が、第２プレート(4)の側壁内面に嵌着し、それらの間にインナーフィン(9)が介装されて偏平チューブ(5)を構成し、
多数の偏平チューブ(5)がその厚み方向に積層されて、熱交換器コア(6)が形成され、
そのコア(6)の外周にケーシング(11)が被嵌され、
各部品が前記偏平チューブ(5)の厚み方向に圧接状態で、その各部品の接触部間が一体にろう付けされるヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブにおいて、
前記第１プレート(3)は、その側壁(7b)の長手方向両端部に突出部(7c)を有するとともに、その突出部(7c)の先端は、第２プレート(4)の膨出部(2)の溝底に当接されたことを特徴とするヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブである。

請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記第２プレート膨出部(2)の幅方向両端部で、その側壁(1)に直行する平坦部内面に凸部(14)が設けられ、
その凸部(14)と第２プレート側壁(1)の間に、第１プレート側壁(7c)先端縁が位置決めされることを特徴とするヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブである。

請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２のいずれかの構成において、
前記インナーフィン(9)の長手方向長さは、偏平チューブ(5)の膨出部(2)まで達しないことを特徴とするヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブである。

本発明のヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブは、第１プレート３の両側壁１の先端縁部に段付き部７が形成され、その段付き部７に第２プレート４の側壁１が嵌着される。そして、第１プレート３の側壁7bの長手方向両端部に突出部7cが設けられている。この突出部7cは、第２プレート４の膨出部２の溝底に当接する。これにより、外力を受けても、突出部7cが第１プレート３の支持部となり、側壁１端部の滑落を防止し、部品間に生じる隙間を最小限に止めることができる。そのため、熱交換器のろう付けにおける信頼性を向上することができる。

請求項２に記載のように、第２プレート膨出部２の溝底の幅方向両端部に凸部14を設けるとともに、その凸部14と第２プレート４の側壁１の間に、第１プレート３の突出部7c先端縁を嵌着して位置決めする場合、突出部7cの当接部分の位置ずれを防止して、偏平チューブ膨出部２の支持をより安定させることができる。そのため、さらに信頼性の高い偏平チューブを提供できる。

本発明の偏平チューブの分解斜視図。同偏平チューブの要部を示す、一部破断側面図。図２のIII−III矢視断面図。同偏平チューブを用いた熱交換器であって、ケーシング11およびヘッダ本体12を縦断面したもの。同熱交換器コアの斜視略図。本発明の他の例を示す横断面図。同要部を夫々しめす平面図。従来型偏平チューブの縦断面図。同偏平チューブのコアを圧縮時に起こるずれを示す説明図。

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。
このヘッダレス熱交換器用の偏平チューブ５は、図１および図３に示すごとく、一対の第１プレート３と第２プレート４を有し、内部にインナーフィン９が介装される。この例ではインナーフィンとして矩形波フィンを用いているが、それに限らず公知の各種のものを使用することができる。

第１プレート３、第２プレート４のそれぞれは、一対の側壁１を有する偏平な溝状に形成され、その長手方向両端部が溝底方向に膨出した膨出部２を有する。また、各プレート３、４の長手方向中間位置には、多数のディンプル10が突設形成されている。このディンプル10の高さは、各プレートの膨出部２の膨出高さと同一である。

第１プレート３は、その両側壁１の先端部がその板厚分だけ内側に段つき状に形成された段付き部７を有し、その段つき部７に連続して垂直方向に側壁7bが延在している。その側壁7bの長手方向両端部には突出部7cが、第２プレート４の膨出方向に向かって延長されている。
このような第１プレート３の段付き部７に第２プレート４の両側壁１が嵌着する。このとき、突出部7cは、図３に示すごとく、その先端縁が第２プレート４の膨出部２の溝底内面に当接するように形成されている。

このような偏平チューブ５が、インナーフィン９を内装した状態で、多数厚み方向に積層され、図４および図５のごとく熱交換器コア６を構成する。そして、そのコア６外周にケーシング11が被嵌される。一例として、このケーシング11は一対の溝状材からなり、積層方向の中間部で互いに嵌着するものを利用することができる。ケーシングの長手方向両端部には一対の冷却水出入口13が穿設され、そこに図示ないパイプが接続される。また、コア６の長手方向両端には図４に示すごとく、一対のヘッダ本体12が配置される。

この様に組立てられた熱交換器は、偏平チューブ５の積層方向に圧力を加えた状態で、炉内でろう付けされる。ろう付けの方法として、各部品の互いに接触する一方にろう材がクラッドされているか、あるいはそれらの間にろう材が介装または塗布される。

図２および図３に示すごとく、第１プレート段付き部７の長手方向両端部には突出部7cが存在し、それが第２プレート４の溝底に当接し、第２プレートにかかる圧力を支えているため、第２プレートがそれ以上厚み方向に移動することを防止して、図９に示す、滑落を防止し、信頼性の高いろう付けが実現される。

（第２形態）
さらに、突出部7c先端縁の位置ずれを防止するために、図６および図７（Ａ）（Ｂ）に示すごとく、第２プレート４内面側（溝底）の膨出部２に凸部14を１つ以上設けることができる。その凸部は膨出部２の両端部で且つ、突出部7c先端縁に沿って配置される。図で示した凸部は１点づつまたは３点づつ配置したものであるが、これに替えて、図７（Ｃ）に示すように、細長いリブ状凸部14aを設けることもできる。

このようにしてなるヘッダレス熱交換器は、図４において一方のヘッダ本体12に高温の排ガスが導かれ、それが各偏平チューブ５内を流通して他方のヘッダ本体12に導かれる。また、ケーシング11の一方の冷却水出入口13から冷却水が流入し、それが各偏平チューブ５外周を流通して他方の冷却水出入口13から外部へ導かれる。このとき冷却水と排ガスとの間に熱交換が行われるものである。

１側壁
２膨出部
３第１プレート
４第２プレート
５偏平チューブ
６コア

７段付き部
7b 側壁
7c 突出部
９インナーフィン
10 ディンプル
11 ケーシング
12 ヘッダ本体
13 冷却水出入口
14 凸部
14a リブ状凸部

Claims

それぞれ幅方向の両側に一対の側壁(1)を有する偏平な溝状に形成され、その長手方向の両端部が溝底方向に膨出した膨出部(2)を有する一対の第１プレート(3)と第２プレート(4)とを有し、前記第１プレート(3)の両側壁(1)の先端縁部がその板厚分だけ内側に段付き状に形成された段付き部(7)を有するとともに、段付き部(7)から立ち上げられた側壁(7b)が、第２プレート(4)の側壁内面に嵌着し、それらの間にインナーフィン(9)が介装されて偏平チューブ(5)を構成し、
多数の偏平チューブ(5)がその厚み方向に積層されて、熱交換器コア(6)が形成され、
そのコア(6)の外周にケーシング(11)が被嵌され、
各部品が前記偏平チューブ(5)の厚み方向に圧接状態で、その各部品の接触部間が一体にろう付けされるヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブにおいて、
前記第１プレート(3)は、その側壁(7b)の長手方向両端部に突出部(7c)を有するとともに、その突出部(7c)の先端は、第２プレート(4)の膨出部(2)の溝底に当接されたことを特徴とするヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブ。
請求項１において、
前記第２プレート膨出部(2)の幅方向両端部で、その側壁(1)に直行する平坦部内面に凸部(14)が設けられ、
その凸部(14)と第２プレート側壁(1)の間に、第１プレート側壁(7c)先端縁が位置決めされることを特徴とするヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブ。
請求項１または請求項２のいずれかの構成において、
前記インナーフィン(9)の長手方向長さは、偏平チューブ(5)の膨出部(2)まで達しないことを特徴とするヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブ。