JP2016205718A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一例としてエンジン冷却水を冷却する大型の熱交換器に最適なものであって、その冷却水が一対のタンク間を蛇行状に流通するものに関する。 The present invention relates to a large heat exchanger that cools engine cooling water as an example, and relates to the cooling water that circulates between a pair of tanks in a meandering manner.
建設機械用の熱交換器の如く、大型で熱交換量の大きなものであって、エンジン冷却水をU字状にまたは、蛇行状に流通させるものが知られている。
下記特許文献1に記載の熱交換器は、コアの上下に一対のタンクを設け、上側のタンクはその長手方向中央に仕切部を配置することにより、冷却水をU字状に流通させるものが提案されている。
この熱交換器は、冷却水の流路長が長くなり、熱交換を促進させることができる。
As a heat exchanger for a construction machine, a large heat exchanger having a large heat exchanging amount and circulating engine cooling water in a U shape or a meandering shape is known.
In the heat exchanger described in
In this heat exchanger, the flow path length of the cooling water becomes long, and heat exchange can be promoted.
上側タンク内に仕切を設けて、流体を2パス型に流通させたものは、コアの一方の半分側を流通する温度と他方側を流通する流体の温度とが異なる。そのため、仕切を挟んで隣接するチューブ間に伝熱が生じ、その境界部において熱交換が低下する。それと共に、隣接するチューブ間に温度差が生じ、熱歪みを生じる。
そこで本発明は、複パス型の熱交換器においてコアの一方側から他方側に伝熱の生じ難いものを提供することを課題とする。
In the case where a partition is provided in the upper tank and the fluid is circulated in a two-pass type, the temperature at which one half of the core circulates is different from the temperature of the fluid at the other side. Therefore, heat transfer occurs between adjacent tubes across the partition, and heat exchange is reduced at the boundary portion. At the same time, a temperature difference is generated between adjacent tubes, and thermal distortion occurs.
Then, this invention makes it a subject to provide the thing which does not produce heat transfer easily from the one side of a core to the other side in a multipass type heat exchanger.
請求項1に記載の本発明は、内部に被冷却媒体(14)が流通する偏平チューブ(1)と、冷却風が流通するフィン(2)とが交互に定ピッチで並列されたコア(3)と、各偏平チューブ(1)の両端が連通する一対のタンク(4)(5)とを有し、被冷却媒体(14)が両タンク(4)(5)間を複パスに蛇行する熱交換器において、
両タンク(4)(5)の長手方向の中間位置で、隣り合う偏平チューブのそれぞれの端部が閉塞された少なくとも一対の仕切用チューブ(6)を形成し、一対の各仕切用チューブ(6)にはそれぞれ被冷却媒体が流通しないように形成した熱交換器である。
The present invention according to
At the middle position in the longitudinal direction of both tanks (4) and (5), at least a pair of partitioning tubes (6) in which the respective ends of adjacent flat tubes are closed are formed, and a pair of partitioning tubes (6 ) Are heat exchangers formed so that the medium to be cooled does not flow.
請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の熱交換器において、
一方のタンク(4)は、一端開放のタンク本体(4a)と、その開放端に被嵌されるチューブプレート(4b)からなり、その一方のタンク本体(4a)の長手方向の中間位置に、それぞれタンク本体(4a)の幅方向に横断する一対の仕切板(8)が互いに対向して配置され、その一対の仕切板(8)内に前記一対の仕切用チューブ(6)の端部が配置され、それぞれの仕切板(8)の端面と、チューブプレート(4b)との間にシール(11)が介装された熱交換器である。
According to a second aspect of the present invention, in the heat exchanger according to the first aspect,
One tank (4) consists of a tank body (4a) that is open at one end and a tube plate (4b) that is fitted to the open end, and is located at an intermediate position in the longitudinal direction of the one tank body (4a). A pair of partition plates (8) traversing in the width direction of the tank body (4a) are arranged to face each other, and the end portions of the pair of partition tubes (6) are located in the pair of partition plates (8). The heat exchanger is arranged and a seal (11) is interposed between the end face of each partition plate (8) and the tube plate (4b).
請求項3に記載の本発明は、請求項2に記載の熱交換器において、
前記一対のタンク(4)(5)は、それぞれタンク本体(4a)(5a)とチューブプレート(4b)(5b)からなり、他方のタンク本体(5a)の長手方向の中間位置には、前記チューブプレート(5b)に対向して橋部(10)が一体に形成されると共に、その橋部(10)の前記長手方向の両端に一対の脚部 (10a) が前記幅方向に形成され、その脚部(10a)の端面とチューブプレート(5b)との間にシール(11)が介装された熱交換器である。
The present invention described in
The pair of tanks (4) and (5) are each composed of a tank body (4a) (5a) and a tube plate (4b) (5b), and the other tank body (5a) has an intermediate position in the longitudinal direction. A bridge portion (10) is integrally formed facing the tube plate (5b), and a pair of leg portions (10a) is formed in the width direction at both ends of the bridge portion (10) in the longitudinal direction. This is a heat exchanger in which a seal (11) is interposed between the end face of the leg (10a) and the tube plate (5b).
請求項4に記載の熱交換器は、請求項3に記載の熱交換器において、
前記橋部(10)の前記チューブプレート(5b)と反対側の表面が、被冷却媒体(14)の上流側から下流側に下り傾斜している熱交換器である。
The heat exchanger according to
The bridge (10) is a heat exchanger in which the surface opposite to the tube plate (5b) is inclined downward from the upstream side to the downstream side of the cooling medium (14).
請求項5に記載の熱交換器は、請求項2〜請求項4に記載の熱交換器において、
前記シール(11)は、タンク本体(4a)(5a)の外周縁に整合する環状部(11b) と、その長手方向の中間位置で、前記仕切板(8)または前記脚部(10)に整合して配置された一対の架橋部 (11a)とを有し、そのシール(11)がタンク本体(4a)(5a)とチューブプレート(4b)(5b)との間に介装される熱交換器である。
The heat exchanger according to
The seal (11) is connected to the annular plate (11b) aligned with the outer peripheral edge of the tank body (4a) (5a) and to the partition plate (8) or the leg portion (10) at an intermediate position in the longitudinal direction. A pair of bridging portions (11a) arranged in alignment, and the seal (11) is interposed between the tank body (4a) (5a) and the tube plates (4b) (5b). It is an exchanger.
本発明は複パス型の熱交換器において、両タンク4,5の長手方向の中間位置で、隣り合う偏平チューブのそれぞれの端部が閉塞された一対の仕切用チューブ6を有し、その一対の各仕切用チューブ(6)には被冷却媒体(14)が流通しないように形成したものである。 従って、隣り合う二本の仕切用チューブにより、コアの中間に空気層を形成して、コアの一方側から他方側への熱伝達を、従来よりも幅広く遮断する。即ち、隣り合う流路間の熱伝達を平面的な広がりをもって阻止し、コアの各部の熱交換を促進することができる。
The present invention has a pair of
請求項2に記載の熱交換器のように、一方のタンク(4)を、タンク本体(4a)とチューブプレート(4b)から形成し、その長手方向の中間位置に、一対の仕切板(8)を互いに対向して配置し、その内部に一対の仕切用チューブ(6)の端部を配置し、各仕切板(8)の端面と、チューブプレート(4b)との間にシール(11)を介装した場合には、一対の各仕切用チューブ(6)内の被冷却媒体(14)の流通の阻止を確実にし、製造の容易な、複パス型熱交換器を提供する。
請求項3に記載の熱交換器のように、他方のタンク本体(5a)の長手方向の中間位置に、チューブプレート(5b)に対向して橋部(10)を一体に形成し、その橋部(10)の両端に一対の脚部 (10a) を設け、その脚部(10a)の端面とチューブプレート(5b)との間にシール(11)を介装した場合には、他方のタンク(5)内で、一対の仕切用チューブ(6)のシールを確実に行うことができる。
As in the heat exchanger according to
As in the heat exchanger according to
請求項4に記載の発明のように、橋部(10)のチューブプレート(5b)と反対側の表面を、被冷却媒体の上流側から下流側に下り傾斜にした場合には、その橋部(10)でタンク(5)内の被冷却媒体の流速を速くして、その流通を円滑にできる。
請求項5に記載の発明のように、シール(11)が、タンク本体(4a)(5a)の外周縁に整合する環状部(11b) と、仕切板(8)または前記脚部(10)に整合する一対の架橋部 (11a)とを有し、そのシール(11)がタンク本体(4a)(5a)とチューブプレート(4b)(5b)との間に介装される場合には、タンク本体(4a)(5a)とチューブプレート(4b)(5b)との組立てを容易に行うと共に、シール(11)の信頼性を向上できる
When the surface of the bridge portion (10) opposite to the tube plate (5b) is inclined downward from the upstream side to the downstream side of the cooling medium as in the invention described in
As in the fifth aspect of the invention, the seal (11) has an annular portion (11b) aligned with the outer peripheral edge of the tank body (4a) (5a), and the partition plate (8) or the leg portion (10). A pair of bridging portions (11a) aligned with each other, and the seal (11) is interposed between the tank body (4a) (5a) and the tube plate (4b) (5b), The tank body (4a) (5a) and tube plate (4b) (5b) can be easily assembled and the reliability of the seal (11) can be improved.
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。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の第1実施例の縦断面図であり、図2はそのII−II線断面図である。
また、図3はそれに用いるシール11の平面および、断面図である。
これは一例として、大型の2パス型のエンジン冷却水冷却用の熱交換器である。
この熱交換器は、偏平チューブ1とフィン2とを交互に並列して、コア3を形成する。そしてコア3の上下両端に一対のタンク4,5が配置されている。各タンク4,5は細長い樹脂製のタンク本体4a、5aの夫々の開口部をチューブプレート4b、5bにより閉塞する。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II.
FIG. 3 is a plan view and a sectional view of the
As an example, this is a heat exchanger for cooling a large two-pass type engine coolant.
In this heat exchanger, the
この例では、上側のタンク本体4aはその中間部に一対の仕切板8が一体に形成されている。一対の仕切板8の間隔は、偏平チューブ1の並列した間隔の2ピッチ分に形成されている。タンク4のチューブプレート4bには、等間隔に偏平孔が並列し、各偏平孔に偏平チューブ1の端部が挿通されている。
このチューブプレート4bとタンク本体4aとの間には、図3に示すシール11が介装される。このシール11は、タンク本体4aの外周に整合する環状部11bと、仕切板8に整合する架橋部11aとが一体に形成されている。なお、シール11の断面形状は、円形、楕円形、方形のいずれでもよい。シール11は予めタンク本体4aに接着しておくことができる。そしてシール11を介して、タンク本体4aをチューブプレート4bに圧接して、タンク本体4aの外周に予め突設された図示しない爪部を折り曲げてカシメることにより、タンク4を形成できる。
In this example, the upper tank
A
次に、この例では下側のタンク本体5aには、その長手方向の中間部に橋部10が、図1、図2に記載の如く、一体に形成されている。その橋部10はタンク本体5aの開口近くに、一対の仕切用チューブ6の端に対向して、それを覆うように配置され、その両側に脚部10aがチューブプレート5b側に曲折されている。その橋部10の図において下面側は、タンク5内の被冷却媒体14の流通方向に下方へ下がる傾斜面を有する。また、そのタンク5の底側は貫通部9であり、そこを被冷却媒体14が流通できる。そして、タンク本体5aとチューブプレート5bとの間に、図3に示すシール11が介装される。そのシール11の架橋部11aは、橋部10の脚部10aに整合する。そして、下側のタンク本体タンク5aとチューブプレート5bとの間が、上側タンク4と同様にカシメにより固定されてタンク5を形成する。
Next, in this example, a
そして、上側のタンク4のタンク本体4aに設けた入口12から被冷却媒体14として、エンジン冷却水がタンク4の左半分に流入し、それがコアの左半分の各偏平チューブ1を流通して下側タンク5に達し、そのタンク5内を左方から右方に移動して右半分の各偏平チューブ1内を上昇し、右半分のタンク4から出口13を介して外部に流出する。そして各偏平チューブ1及びフィン2の外面に、紙面の表面側から裏面側方向に冷却風が流通し、それと冷却水の被冷却媒体14との間に熱交換が行われる。このとき、中央に位置する一対の仕切用チューブ6は、その両端が閉塞されているため、そこには被冷却媒体14は流通しない。そのため。コア3において一対の仕切用チューブ6が左右のコア部の断熱部を形成する。
また、上側のタンク4においては一対の仕切板8及びシール11がタンク4内の断熱層を形成する。そして、一対の仕切板8はタンク4を二重に仕切ると共に、それがタンクの耐圧性を向上させる。
Then, the engine coolant flows into the left half of the
In the
上記の例では、下側のタンク本体5aの橋部10の下面側を、下流側に下方に下がる傾斜としたが、それを図4に示すように、チューブプレート5bの平面に平行に配置しても良い。また、シール11は、その環状部11aと架橋部11bとを一体に形成したが、両者を別体に形成してもよい。また、この例では、上側のタンク4のシール11と、下側のタンク5のシール11を同一形状にしたが、それらの形状を異ならせてもよい。
In the above example, the lower surface side of the
(他の実施の形態)
上記実施例では2パス型の熱交換器について述べたが、冷却水を蛇行状に流通させる多パス型熱交換器とすることもできる。その場合、下側のタンク5にも一対ずつの仕切板8が設けられる。この熱交換器をインタークーラその他の用途の熱交換器として使用することもできる。
(Other embodiments)
Although the two-pass heat exchanger has been described in the above embodiment, a multi-pass heat exchanger that circulates cooling water in a meandering manner may be used. In that case, a pair of
1 偏平チューブ
2 フィン
3 コア
4 タンク
4a タンク本体
4b チューブプレート
5 タンク
5a タンク本体
5b チューブプレート
6 仕切用チューブ
DESCRIPTION OF
8 仕切板
9 貫通部
10 橋部
10a 脚部
11 シール
11a 架橋部
11b 環状部
12 入口
13 出口
14 被冷却媒体
DESCRIPTION OF
Claims (5)
両タンク(4)(5)の長手方向の中間位置で、隣り合う偏平チューブのそれぞれの端部が閉塞された少なくとも一対の仕切用チューブ(6)を形成し、一対の各仕切用チューブ(6)にはそれぞれ被冷却媒体が流通しないように形成した熱交換器。 A flat tube (1) in which the medium to be cooled (14) flows, a core (3) in which fins (2) through which cooling air flows are alternately arranged at a constant pitch, and a flat tube (1) In a heat exchanger having a pair of tanks (4) and (5) communicating at both ends, and the medium to be cooled (14) meandering between the tanks (4) and (5) in multiple paths,
At the middle position in the longitudinal direction of both tanks (4) and (5), at least a pair of partitioning tubes (6) in which the respective ends of adjacent flat tubes are closed are formed, and a pair of partitioning tubes (6 ) Are heat exchangers formed so that the medium to be cooled does not flow.
一方のタンク(4)は、一端開放のタンク本体(4a)と、その開放端に被嵌されるチューブプレート(4b)からなり、その一方のタンク本体(4a)の長手方向の中間位置に、それぞれタンク本体(4a)の幅方向に横断する一対の仕切板(8)が互いに対向して配置され、その一対の仕切板(8)内に前記一対の仕切用チューブ(6)の端部が配置され、それぞれの仕切板(8)の端面と、チューブプレート(4b)との間にシール(11)が介装された熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1,
One tank (4) consists of a tank body (4a) that is open at one end and a tube plate (4b) that is fitted to the open end, and is located at an intermediate position in the longitudinal direction of the one tank body (4a). A pair of partition plates (8) traversing in the width direction of the tank body (4a) are arranged to face each other, and the end portions of the pair of partition tubes (6) are located in the pair of partition plates (8). A heat exchanger that is arranged and has a seal (11) interposed between the end face of each partition plate (8) and the tube plate (4b).
前記一対のタンク(4)(5)は、それぞれタンク本体(4a)(5a)とチューブプレート(4b)(5b)からなり、他方のタンク本体(5a)の長手方向の中間位置には、前記チューブプレート(5b)に対向して橋部(10)が一体に形成されると共に、その橋部(10)の前記長手方向の両端に一対の脚部 (10a)が前記幅方向に形成され、その脚部(10a)の端面とチューブプレート(5b)との間にシール(11)が介装された熱交換器。 The heat exchanger according to claim 2,
The pair of tanks (4) and (5) are each composed of a tank body (4a) (5a) and a tube plate (4b) (5b), and the other tank body (5a) has an intermediate position in the longitudinal direction. A bridge portion (10) is integrally formed facing the tube plate (5b), and a pair of leg portions (10a) is formed in the width direction at both ends in the longitudinal direction of the bridge portion (10). A heat exchanger in which a seal (11) is interposed between the end face of the leg (10a) and the tube plate (5b).
前記橋部(10)の前記チューブプレート(5b)と反対側の表面が、被冷却媒体(14)の上流側から下流側に下り傾斜している熱交換器。 The heat exchanger according to claim 3,
A heat exchanger in which a surface of the bridge portion (10) opposite to the tube plate (5b) is inclined downward from the upstream side to the downstream side of the cooling medium (14).
前記シール(11)は、タンク本体(4a)(5a)の外周縁に整合する環状部(11b) と、その長手方向の中間位置で、前記仕切板(8)または前記脚部(10)に整合して配置された一対の架橋部 (11a)とを有し、そのシール(11)がタンク本体(4a)(5a)とチューブプレート(4b)(5b)との間に介装される熱交換器。 The heat exchanger according to claim 2, wherein:
The seal (11) is connected to the annular plate (11b) aligned with the outer peripheral edge of the tank body (4a) (5a) and to the partition plate (8) or the leg portion (10) at an intermediate position in the longitudinal direction. A pair of bridging portions (11a) arranged in alignment, and the seal (11) is interposed between the tank body (4a) (5a) and the tube plates (4b) (5b). Exchanger.
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