JP2017515087A - 熱交換器用フラットチューブ - Google Patents

Abstract

自動車の熱交換器用のチューブ（１０）は、２つの対向する長手方向壁（１２）を含む断面を備え、各長手方向壁（１２）には少なくとも２つの凹部（１４）が設けられている。

Description

本発明は、自動車の熱交換器の技術分野に係り、より具体的にはこの種の熱交換器用のチューブに関する。

このような交換器チューブは、熱交換器の複数のフィンに設けられた開口を貫通することが意図された、いわゆる「フラット」チューブである。チューブは、熱交換器内で膨張により成形されており、これによりチューブはフィンの開口部の縁部に対して押圧されている。

上述のこの種のチューブは、ＦＲ ２ ７２２ ５６３号から既に公知であり、当該チューブは、フィンに設けられた開口の断面と略同等の楕円形の断面を呈している。

この種のチューブは、互いに対面する２つの長手方向壁を備え、これらの壁は湾曲して凹部（換言すれば、チューブの内側に向かう凸部）を呈しているため、チューブは長手方向壁が互いに最も近接する領域において制限された外側幅を有している。したがって、この種の特にフラットチューブは、小型の熱交換器に配置されるのに適している。

しかしながら、この種のチューブが交換機において具現化された後、チューブの長手方向壁とフィンの開口部との結合に関する問題が認識された。この種のチューブは、フィンの開口部において成形された後に、それらの壁の弾性スプリングバックを受ける。チューブの壁のこのような弾性スプリングバックは、壁とフィンの開口との間に遊びを生じさせ、結果としてチューブとフィンとの間の熱伝導率が低下する。したがって、このような欠点は、交換器の全体的な熱効率性に対して悪影響を与える。

本発明の特定の目的は、熱効率が改良された熱交換器のチューブを提案することにより、上記の問題を克服することである。

この目的のために、本発明の目的は、２つの対向する長手方向壁を備えた断面を呈する自動車の熱交換器用のチューブであって、各壁には少なくとも２つの凹部が設けられているチューブである。

したがって、特にフラットなチューブであって、小型の熱交換器にフィットするように適合された寸法を有するとともに、チューブの壁とフィンの開口との結合に関する問題を排除するチューブが提案される。驚くべきことに、本件発明者らは、この特定のチューブ形状により、その膨張による成形後に、チューブの壁の弾性スプリングバックを回避することが可能となるという知見を得た。実際に、チューブの成形後も、チューブの側面は開口の縁部に対して押圧されたままであり、フィンの開口とチューブの壁との間に生じる遊びに関する問題の発生を阻止している。したがって、フィンとチューブとの間の熱伝導率は最適化され、これにより、交換器の熱効率が向上する。

上述のチューブは、更に、以下の特徴を単独で又は組み合わせて有し得る。
−本発明によれば、２つの凹部は凸部によって隔てられている。このような形状は、最も広範な意味において理解されるべきである。換言すれば、凸部は特定の形状を有していなければならないことはない。
−前記凸部は、その断面の内周が、前記壁がまっすぐであるチューブの断面より少なくとも２％大きい値を有するような寸法とされている。したがって、凸部により、湿潤周とも称されるチューブの内周を、凸部を全く呈さないチューブに対して２％の値だけ大きくすることが可能となる。これにより、チューブの熱交換性能が向上する。
−例えば、前記チューブの前記壁は、略円形の、又は楕円形の部分によって互いに連結されている。
−前記チューブの断面に沿って、長さＬ_Ｔｕｂｅが前記チューブの外側の略円形の前記部分の間の最大距離を示し、幅ｌ_Ｔｕｂｅが前記チューブの外側の前記チューブの前記２つの壁の間の最小距離を示し、前記チューブの平坦比Ｔ_ｆが
により規定され、前記平坦係数Ｔ_ｆは、０．２０±０．０１より厳密に小さい、ということが想定され得る。
−本発明の他の目的は、少なくとも１つの略楕円形の開口を備えたフィンであって、前記開口は、２つの対向する長手方向壁を設けられた縁部を備え、それぞれが少なくとも２つの凹部を設けられているフィンである。このようなフィンの特定の形状は、フィンの開口における成形後のチューブの壁の弾性スプリングバックを回避するのに特に適している。
−２つの凹部は凸部によって隔てられている、ということが想定される。このような形状は、チューブの壁とフィンの開口との良好な結合に寄与する。
−本発明の他の目的は、上述のような少なくとも１つのチューブを備えた少なくとも１つのフィンを設けられた熱交換器である。したがって、上述のフィン及びチューブを設けられた交換器は、改良された熱交換性能を呈示する。
−本発明の最後の目的は、上述の少なくとも１つのチューブと、上述の少なくとも１つのフィンとの組立体であって、前記チューブは、前記フィンの開口の内側に、前記チューブと前記開口との間に遊びが存在する状態で導入されるように構成されている組立体である。

例示として提供され本発明を限定するものでは全くない添付図面により本発明の理解がより容易となるであろう。

本発明によるチューブの断面図。 図１のチューブを受容することが意図されたフィンの一部の正面図。

図１を参照すると、変形による成形前の本発明によるチューブ１０が示されている。当該チューブは、略楕円形の断面を呈している。この断面は、互いに対面する長手方向壁１２を備え、各壁には少なくとも２つの凹部１４が設けられている。換言すれば、チューブの外側から見たとき、チューブ１０は、実質的に湾曲した２つの中空形状部１４を備えている。

２つの長手方向壁１２は、円形の２つの端部１６により互いに連結されている。本例において、凸部１８が、各長手方向壁１２の２つの凹部１４の間に配設されている。したがって、外側から見たとき、チューブの各壁１２は、２つの中空外形部１４の間に配設された隆起部を呈している。

チューブ１０は、容易に変形するように構成された金属合金から作製され、略一定の厚さｅを有する壁を有している。

断面に沿って、チューブは、チューブの外側の略円形の２つの端部１６を隔てている最大距離を示す長さＬ_Ｔｕｂｅと、チューブの外側のチューブの２つの壁１２の間の最小距離を示す幅ｌ_Ｔｕｂｅと、を有している。チューブの平坦比Ｔ_ｆは、
により規定され得る。ここで、平坦係数Ｔ_ｆは、０．２０±０．０１より厳密に小さい。

図２を参照すると、全体として長方形のフィン２０が、軸Ｎに沿って一列に配置された複数の孔部２２を備えている。フィン２０の孔部２２は、当業者には周知のルーバー列２４によって２つに分離されている。ルーバー列２４の機能は、フィン２０の熱交換を増大させることである。

各開口２２は、略楕円形の断面を呈し、この断面は２つの互いに対面する長手方向縁部２６を備え、各縁部２６は少なくとも２つの凹部２８を設けられている。開口２２の縁部２６の２つの凹部２８は、凸部３０により隔てられている。開口の内側から見ると、各長手方向縁部は、１つの中空部及び２つの隆起部を呈している。

したがって、フィン２０の各開口２２は、チューブ１０の外形に略同等の外形を有しているが、その寸法は小さい。これは、成形に先立ってチューブ１０を開口２２の内側に装着可能とするためである。したがって、各開口は、上述のようにチューブを受容するように構成され、これによりチューブを設けられた開口により形成された組立体が、チューブとこれに対応する受容開口との間に遊びＪを呈するようになる。

本発明によるチューブ１０を、熱交換器の複数のフィン２０において成形する方法について以下に説明する。第１段階として、チューブ１０をチューブと開口との間に遊びＪが形成されるように配置する態様で、チューブ１０を少なくとも１つのフィン２０の開口２２に配置する。遊びＪは、チューブの外縁全てに亘って一定の値を有していない。次いで、チューブを、その壁の膨張によってフィンの開口２２の内側に対して押圧させるようにする。

呈示したチューブとフィンは上述の実施形態に限定されるものではなく、当業者には他の実施形態も明らかである。

Claims (9)

1. 自動車の熱交換器用のチューブ（１０）であって、２つの対向する長手方向壁（１２）を備えた断面を呈するチューブにおいて、各壁（１２）には少なくとも２つの凹部（１４）が設けられている、ことを特徴とするチューブ。
2. ２つの凹部（１４）は凸部（１８）によって隔てられている、
   請求項１に記載のチューブ。
3. 前記凸部（１８）は、その断面の内周が、前記壁がまっすぐであるチューブの断面より少なくとも２％大きい値を有するような寸法とされている、
   請求項２に記載のチューブ。
4. 前記チューブ（１０）の前記壁（１２）は、略円形の端部（１６）によって互いに連結されている、
   請求項１乃至３の少なくとも一項に記載のチューブ。
5. 前記チューブ（１０）の断面に沿って、前記チューブの外側の略円形の前記端部の間の最大距離を示す長さＬ_Ｔｕｂｅと、前記チューブの外側における前記チューブの前記２つの壁（１２）の間の最小距離を示す幅ｌ_Ｔｕｂｅと、
   により規定される前記チューブの平坦比Ｔ_ｆと、を呈するチューブであって、平坦係数Ｔ_ｆは、０．２０±０．０１より厳密に小さい、
   請求項４に記載のチューブ。
6. 少なくとも１つの略楕円形の開口（２２）を備えたフィン（２０）において、前記開口（２２）は、２つの対向する長手方向壁（２６）が設けられた縁部を備え、各縁部には少なくとも２つの凹部（２８）が設けられている、ことを特徴とするフィン（２０）。
7. ２つの凹部（２８）は凸部（３０）によって隔てられている、請求項６に記載のフィン。
8. 請求項７に記載の少なくとも１つのフィン（２０）を設けられるとともに、請求項１乃至５のいずれかに記載の少なくとも１つのチューブ（１０）を備えている、熱交換器。
9. 請求項１乃至５のいずれかに記載の少なくとも１つのチューブ（１０）と、請求項６及び７のいずれか一項に記載の少なくとも１つのフィン（２０）との組立体であって、前記チューブは、前記フィン（２０）の開口（２２）の内側に、前記チューブ（１０）と前記開口（２２）との間に遊び（Ｊ）が存在する状態で導入されるように構成されている、組立体。