JP2017519181A - Heat exchanger with reinforced header plate - Google Patents
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Abstract
本発明は、冷媒筐体(10)およびヘッダプレート(20)を備える熱交換器に関する。ヘッダプレート(20)は、縁(11)を包囲することによって、冷媒筐体(10)の縁(11)の周りを圧着する。ヘッダプレート(20)はアパーチャ(22)を備え、各アパーチャ(22)は、冷媒を閉キャビティ(50)から、または閉キャビティ(50)へと案内するためのチューブ(30)を受容する。熱交換器(1)は、冷媒筐体(10)の縁(11)上の二つの対向する圧着位置の間に延在し、かつ閉キャビティ(50)から見てヘッダプレート(20)の外側に延在する強化プレート(40)をさらに備え、強化プレート(40)は、対向する位置で、ヘッダプレート(20)の外面部に接合され、強化プレート(40)は、ヘッダプレート(20)によって受容される一つ以上のチューブ(30)を取り囲む少なくとも一つのアパーチャ(42)を備える。The present invention relates to a heat exchanger including a refrigerant housing (10) and a header plate (20). The header plate (20) is crimped around the edge (11) of the refrigerant housing (10) by surrounding the edge (11). The header plate (20) includes apertures (22), each aperture (22) receiving a tube (30) for guiding refrigerant from or to the closed cavity (50). The heat exchanger (1) extends between two opposing crimping positions on the edge (11) of the refrigerant housing (10) and is outside the header plate (20) when viewed from the closed cavity (50). The reinforcing plate (40) is further joined to the outer surface of the header plate (20) at an opposing position, and the reinforcing plate (40) is joined by the header plate (20). It comprises at least one aperture (42) surrounding one or more tubes (30) to be received.
Description
本発明は熱交換器に関し、特に冷媒筐体、ヘッダプレート、および、冷媒筐体からおよび冷媒筐体へと冷媒を輸送するための複数のチューブを備えるタイプの熱交換器に関する。本発明は、冷媒筐体内の高圧に耐えるための熱交換器の強化に関する。 The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly, to a heat exchanger of a type including a refrigerant casing, a header plate, and a plurality of tubes for transporting refrigerant from and to the refrigerant casing. The present invention relates to strengthening a heat exchanger to withstand high pressure in a refrigerant housing.
熱交換器は、エアコン、エアコンプレッサ、ガスタービン、冷蔵庫、および自動車用途等の種々の用途に使用される。自動車用の熱交換器は、ラジエータまたは給気クーラでありうる。 Heat exchangers are used in various applications such as air conditioners, air compressors, gas turbines, refrigerators, and automotive applications. A heat exchanger for a motor vehicle can be a radiator or a charge air cooler.
自動車および他の熱交換器は、冷媒を筐体同士の間に導くコアによってつながった一対の冷媒筐体で構成されうる。コアは、概して、互いに近接して設置された複数のチューブによって形成される。チューブはヘッダプレートに接合され、ヘッダプレートは冷媒筐体に取り付けられうる。異なる部分は、概して、ろう付けまたは溶接される。 Automobiles and other heat exchangers can be composed of a pair of refrigerant housings connected by a core that guides the refrigerant between the housings. The core is generally formed by a plurality of tubes placed in close proximity to each other. The tube can be joined to the header plate, and the header plate can be attached to the refrigerant housing. The different parts are generally brazed or welded.
上記に例示した熱交換器構成は、内燃機関を冷却するために用いることができ、エンジン冷媒はエンジンブロックを通って、その後熱交換器を通って循環し、熱交換器は、通過する空気に熱を伝える。熱交換器は概して、熱交換器を通る空気流を最大にするために、車両の前方の吸気口に設置される。 The heat exchanger configuration illustrated above can be used to cool an internal combustion engine, where engine refrigerant circulates through the engine block and then through the heat exchanger, and the heat exchanger passes into the passing air. Convey heat. The heat exchanger is generally installed at the air intake in front of the vehicle in order to maximize the air flow through the heat exchanger.
熱交換器構成はまた、例えばターボチャージャとエンジン吸気口との間のエンジンシステム内の空気を冷却するために設けられうる。 A heat exchanger arrangement may also be provided, for example, to cool the air in the engine system between the turbocharger and the engine inlet.
冷媒圧は制御されうる。冷媒圧を上昇させることによって、冷媒の気化を防ぐことができ、よって冷却システムはその冷却効率を向上することができる。しかしながら、上昇した冷媒圧は、例えば熱交換器等、システムの機械部分により高い圧力をかける。特に、チューブ、ヘッダプレート、および冷媒筐体の間の接合部は、冷媒圧が上昇下降を繰り返すため、頻発する応力にさらされる。長期的には、これによって、冷却システムの疲労および故障が起こりうる。疲労に敏感な一つの典型的な領域は、ヘッダプレートを冷却筐体に相互接続する接合部である。これは、変動する冷媒圧が、比較的弱い冷媒筐体の寸法を繰り返し変化させ、その変化はヘッダプレートによって収容されなければならないためである。 The refrigerant pressure can be controlled. By increasing the refrigerant pressure, vaporization of the refrigerant can be prevented, and thus the cooling system can improve its cooling efficiency. However, the increased refrigerant pressure places a higher pressure on the mechanical part of the system, for example a heat exchanger. In particular, the joint between the tube, the header plate, and the refrigerant housing is exposed to frequent stresses because the refrigerant pressure repeatedly rises and falls. In the long term, this can cause cooling system fatigue and failure. One typical area that is sensitive to fatigue is a joint that interconnects the header plate to the cooling enclosure. This is because fluctuating refrigerant pressure repeatedly changes the dimensions of the relatively weak refrigerant housing, and the change must be accommodated by the header plate.
この問題に対する一つのソリューションは、ヘッダプレートを、より強固にするために強化することである。JP9126681は、チューブ間に位置する、ヘッダプレートに設けられた強化クリップの例を提供する。クリップの自由端は、ヘッダ本体の形状に追従しかつそれを挟持するよう曲げられる。強化クリップは、ヘッダプレートに設けられた係合ユニットによって保持される。その部分は、互いにろう付けされうる。このソリューションは、ヘッダプレートの修正を必要とする。さらにそれは、アクセスが制限された空間に多数の強化クリップが配向され、装着されなければならないため、複雑な組立工程を必要とする。 One solution to this problem is to strengthen the header plate to make it stronger. JP 9126681 provides an example of a reinforcing clip provided on a header plate located between tubes. The free end of the clip is bent to follow the shape of the header body and pinch it. The reinforcing clip is held by an engagement unit provided on the header plate. The parts can be brazed together. This solution requires header plate modifications. In addition, it requires a complicated assembly process, since a number of reinforcing clips must be oriented and mounted in a space with limited access.
よって、これらのタイプの熱交換器における部品の強化に関して、改良の必要がなお存在する。 Thus, there is still a need for improvement with regard to component enhancement in these types of heat exchangers.
本発明の目的は、特にヘッダプレートの強化について改良された熱交換器設計を提供することである。 It is an object of the present invention to provide an improved heat exchanger design, particularly for header plate reinforcement.
本発明のさらなる目的は、製造工程を容易にし、コスト効率に貢献できる熱交換器を提供することである。 A further object of the present invention is to provide a heat exchanger that facilitates the manufacturing process and contributes to cost efficiency.
上記の、および他の目的は、クレーム1による熱交換器によって達成される。 These and other objects are achieved by a heat exchanger according to claim 1.
加圧された冷媒が閉キャビティを流れると、冷媒筐体の壁は圧力によって外側に曲がる傾向にある。特に、側壁は膨張する傾向にある。発明者は、冷媒筐体とヘッダプレートとの間の接合部における、そのような膨張のために特に疲労にさらされる部分を発見した。構造を補強するために、強化プレートが設けられる。強化プレートはヘッダプレートに、その端部に沿って接合され、端部は、冷媒筐体の縁の自由縁部と外側面部との間の角を包囲する。それによって、上記の弱い部分が補強および強化されることで、疲労に対するその耐性が高まる。強化プレートは、熱交換器が加圧される際、ヘッダプレートを以って冷媒筐体の変位を制限する。 When the pressurized refrigerant flows through the closed cavity, the wall of the refrigerant housing tends to bend outward due to pressure. In particular, the side walls tend to expand. The inventor has discovered a portion of the joint between the refrigerant housing and the header plate that is particularly subject to fatigue due to such expansion. In order to reinforce the structure, a reinforcing plate is provided. The reinforcing plate is joined to the header plate along its end, and the end surrounds the corner between the free edge and the outer surface of the edge of the refrigerant housing. Thereby, the weak part is reinforced and strengthened, thereby increasing its resistance to fatigue. The strengthening plate limits the displacement of the refrigerant housing by the header plate when the heat exchanger is pressurized.
強化プレートの設計にかかわらず、ヘッダプレートは、特定の用途に必要な強化を配慮することなく、標準化された方法で設計および製造されうる。さらに、強化プレートの組立ては、組立ラインへの影響が軽微に為されうる。 Regardless of the reinforcement plate design, the header plate can be designed and manufactured in a standardized manner without regard to the reinforcement required for a particular application. Furthermore, the assembling of the reinforcing plate can have a slight effect on the assembly line.
強化プレートは、熱交換器の他の部品と同じ材料、すなわち典型的にはアルミ合金で作られうる。これは、熱交換器の全ての部品を接合する際に通常用いられるものと全く同じろう付け工程で、強化プレートとヘッダプレートとの間の全ての接触面に沿って、ろう付けされた同質な接合部が形成されうることを意味する。したがって、追加の接合ステップは必要なく、よって強化プレートが組立ラインに容易に統合されうる。 The reinforcing plate can be made of the same material as the other parts of the heat exchanger, typically an aluminum alloy. This is the same brazing process that is normally used when joining all the parts of the heat exchanger, and it is the same quality brazed along all the contact surfaces between the reinforcement plate and the header plate. It means that a joint can be formed. Thus, no additional joining steps are necessary and thus the reinforcing plate can be easily integrated into the assembly line.
さらなる特徴および利点は、従属クレームに開示された実施形態によって達成される。 Further features and advantages are achieved by the embodiments disclosed in the dependent claims.
一実施形態では、強化プレートは、強化プレートのアパーチャによって取り囲まれた一つ以上のチューブに接合される。これは、熱交換器の全体的なねじり剛性を強め、さらに疲労に関連した破損のリスクを減らす。 In one embodiment, the reinforcing plate is joined to one or more tubes surrounded by an aperture in the reinforcing plate. This increases the overall torsional stiffness of the heat exchanger and further reduces the risk of fatigue related breakage.
他の実施形態では、強化プレートは、強化プレートと、強化プレートのアパーチャによって取り囲まれた一つ以上のチューブのそれぞれとの間に隙間を設けるよう配置されうる。この特徴は、部品の容易な組立を提供するために好まれうる。また、隙間公差の重要度が減ることで、強化プレートの製造および組立の両方が容易になる。 In other embodiments, the reinforcing plate can be arranged to provide a gap between the reinforcing plate and each of the one or more tubes surrounded by the aperture of the reinforcing plate. This feature may be preferred to provide easy assembly of the parts. Also, the reduced importance of gap tolerances facilitates both the manufacture and assembly of reinforced plates.
強化プレートがチューブに接合されるか、強化プレートとチューブとの間に隙間を設けるかにかかわらず、強化プレートのアパーチャは、一つのチューブのみを取り囲むか、または複数のチューブを取り囲みうる。 Regardless of whether the stiffening plate is joined to the tube or provides a gap between the stiffening plate and the tube, the stiffening plate aperture may surround only one tube or multiple tubes.
一実施形態では、冷媒筐体の縁によって画定された開口は長方形である。この場合、強化プレートは、冷媒筐体の縁の長辺上の二つの対向する位置の間に延在するよう配置される。冷媒筐体の縁の長辺に沿ったヘッダプレートの強化は、熱交換器の強力な全体の強化を提供し、向上したねじれ剛性もまた提供することがわかった。これは特に、強化プレートが長辺の中央領域に沿って位置される場合に当てはまる。 In one embodiment, the opening defined by the edge of the refrigerant housing is rectangular. In this case, the reinforcing plate is arranged to extend between two opposing positions on the long side of the edge of the refrigerant housing. It has been found that the strengthening of the header plate along the long edge of the edge of the refrigerant housing provides a strong overall strengthening of the heat exchanger and also provides improved torsional rigidity. This is especially true when the reinforcing plate is located along the central region of the long side.
一実施形態では、チューブは複数の平行な列に配置される。各列は複数のチューブを備える。列は、縁の長辺の方向に延在しうる。そのような実施形態では、強化プレートは、
各列の少なくとも二つの近接したチューブを取り囲むよう配置されうる。この構成によって、強化プレートは、長辺に沿った所望の数のチューブに沿って延在しうる。
In one embodiment, the tubes are arranged in a plurality of parallel rows. Each row comprises a plurality of tubes. The rows can extend in the direction of the long side of the edge. In such an embodiment, the reinforcing plate is
It can be arranged to surround at least two adjacent tubes in each row. With this configuration, the reinforcing plate can extend along a desired number of tubes along the long side.
本発明は、模式的な図面を参照して詳細に説明される。 The invention will be described in detail with reference to the schematic drawings.
冷媒および空気間の熱交換のための熱交換器1が、図1に示される。説明の目的で、熱交換器は本発明の強化プレートを備えて実装される。熱交換器1は、エンジン冷却システムで使用するためのラジエータまたは給気クーラでありうる。冷媒は、二つの対向する冷媒筐体10および筐体間に延在する複数のチューブ30で形成された閉システム内を循環する。開示された実施形態は、複数の垂直に配置されたチューブ30を備える。しかしながら、残った機能を有するチューブは、水平に配置されうることが理解される。チューブは、少なくとも一列に並んで配置される。それぞれが複数のチューブを備える多くの平行な列が設けられる。
A heat exchanger 1 for heat exchange between refrigerant and air is shown in FIG. For illustration purposes, the heat exchanger is implemented with the reinforcing plate of the present invention. The heat exchanger 1 can be a radiator or a charge air cooler for use in an engine cooling system. The refrigerant circulates in a closed system formed by two opposing
ヘッダプレート20は各冷媒筐体10に取り付けられ、閉キャビティを形成する。チューブ30は、ヘッダプレートのアパーチャを介して閉キャビティに連結する。
The
動作中、空気はチューブ30によって通過可能になる。チューブ30は、熱交換を最適化するために、その体積の割に大きな面積を提供するよう設計される。熱交換面積をさらに改善するために、ワッフル状の薄い金属シート70が、個々のチューブ30の間に配置されうる。タービュレータ素子もまた設けられうる。
During operation, air is allowed to pass through the
チューブ30およびヘッダプレート20は、好ましくはアルミニウムなどの金属で作られる。しかしながら、他の種類の材料もまた使用されうることが理解される。アルミニウムの場合、アルミニウムは好ましくは、ろう付けを容易にする表面処理が施された種類のものである。
冷媒筐体は、典型的には、プラスチック、合成物、または金属で作られる。 The refrigerant housing is typically made of plastic, composite, or metal.
上述のタイプのロウ付けされた熱交換器の典型的な製造工程は、以下のように簡単に説明されうる。複数のチューブが、ワッフル状の薄い金属材料を形成する中間距離ありまたはなしで積み重ねられる。積み重ねられた複数のチューブは、二つの対向するヘッダプレートを、複数のチューブの自由端の頂部に配置することで共に留められる。チューブは、それらの自由端が、対抗するヘッダプレートのアパーチャを貫通して延在するよう配置される。結果として生じた積み重ねられた構成は、完全に脱脂され、アルミニウムの不可避の自然な表面酸化物を溶解するための融剤を備える。積み重ねられた構成は、続いてオーブンに送られ、そこで積み重ねられた構成の全ての接続面がろう付けされ、全ての接触面に沿った同質なろう付け接合部を有する強固なユニットを形成する。最後に、冷媒筐体が各ヘッダプレートの頂部に配置され、そこに接合される。冷媒筐体は、典型的にはヘッダプレートのフランジによって定位置に挟持され、そのフランジは、冷媒筐体の周縁を挟持する。冷媒筐体とヘッダプレートとの間には、それらを接合する前にガスケットが配置される。結果として生じる挟持された接合部は、こうして圧縮されたガスケットの反力によって液密にされる。これによって、密閉された液密システムが提供され、複数のチューブを介した第一の冷媒筐体から第二の冷媒筐体への流体の密閉循環を可能にする。 A typical manufacturing process for a brazed heat exchanger of the type described above can be briefly described as follows. Multiple tubes are stacked with or without an intermediate distance forming a waffle-like thin metal material. The stacked tubes are fastened together by placing two opposing header plates on top of the free ends of the tubes. The tubes are arranged so that their free ends extend through opposing header plate apertures. The resulting stacked configuration is completely defatted and comprises a flux to dissolve the inevitable natural surface oxides of aluminum. The stacked configuration is then sent to an oven where all the connecting surfaces of the stacked configuration are brazed to form a rigid unit with homogeneous brazed joints along all contact surfaces. Finally, a refrigerant housing is placed on top of each header plate and joined thereto. The refrigerant casing is typically held in place by a flange of the header plate, and the flange holds the periphery of the refrigerant casing. A gasket is disposed between the refrigerant housing and the header plate before joining them. The resulting clamped joint is liquid-tight by the reaction force of the gasket thus compressed. This provides a hermetically sealed liquid tight system that allows hermetic circulation of fluid from the first refrigerant housing to the second refrigerant housing via a plurality of tubes.
熱交換器1の流体側を形成する細長構成2の一部の第一の実施形態が、図2に示される。図示された部分は、細長構成2の端部を形成する。この部分は、設計の理解を容易にするために、切り取って図示される。断面は、図1の冷媒筐体10のいずれか一つに沿った、構成2の任意の部分を表す。
A first embodiment of a part of the elongated arrangement 2 forming the fluid side of the heat exchanger 1 is shown in FIG. The part shown forms the end of the elongated structure 2. This portion is cut out and illustrated to facilitate understanding of the design. The cross section represents any portion of Configuration 2 along any one of the
構成2は、冷媒筐体10、ヘッダプレート20、および複数のチューブ30を備える。これらの部品は、付属のクレームの範囲内で多くの形状をとりうることが認識される。
Configuration 2 includes a
冷媒筐体10およびヘッダプレート20は、ヘッダプレート20が冷媒筐体10の開口を覆うことによって、閉キャビティ50を形成する。チューブ30は、それらの自由開放端がヘッダプレート20を貫通して閉キャビティ50内に延在するよう配置されることによって、閉キャビティ50と連通する。
The
本発明は、強化プレート40によって定義される。強化プレート40は、ヘッダプレート20の外側表面に沿って、かつそれに少なくとも部分的に接触して配置される。外側表面は、閉キャビティ50から離れる方に面する表面を意味する。
The present invention is defined by a reinforcing
本実施形態の異なる部品の構造の詳細およびそれらの互いへの取付けは、ここで図3および4a−4bを参照して開示される。 Details of the structure of the different parts of this embodiment and their attachment to each other will now be disclosed with reference to FIGS. 3 and 4a-4b.
冷媒筐体10から始めると、冷媒筐体10は、頂壁16および頂壁16から延在する側壁17を備える。頂壁16および側壁17は、冷媒筐体10のボウル型の内部キャビティを画定する。側壁17の端部は、冷媒筐体10の開口を画定する周縁を形成する。縁11は、本実施形態では、閉キャビティ50から冷媒筐体10の周囲に沿って外方向に延在する周枠である。言うまでもなく、縁11は、本発明の範囲内の多くの異なる設計を有しうる。
Starting from the
冷媒筐体10は、冷媒入口または出口18をさらに備える。入口/出口18は、非開示の冷媒循環システムに連結するよう配置される。
The
冷媒筐体10の開口は、冷媒筐体10の閉キャビティ50を区切るために、ヘッダプレート20によって覆われる。ヘッダプレート20はまた、チューブ30が閉キャビティ50と連通するようチューブ30を連結するために設けられる。このために、ヘッダプレート20はアパーチャ22を備える。各アパーチャ22は、チューブ30の自由開放端を受容する。
The opening of the
ヘッダプレート20と冷媒筐体10との取り付けは、漏れを防ぐために隙間がないことが重要である。このために、ヘッダプレート20は、冷媒筐体10の縁11を圧着するよう配置される。圧着は、ヘッダプレート20の主部21から延在する端部23が、縁11の内側面部12、自由縁部13、外側面部14、および外上面部15を、縁11の対向する位置で包囲することによって達成される。より正確には、ヘッダプレート20は、縁11を、二つの対向する長辺に沿って、および二つの対向する短辺に沿って圧着する。このように、本実施形態では、ヘッダプレート20は、少なくとも二つの対向する位置で縁の周囲を圧着するよう配置される。
It is important that the
本発明の範囲内の冷媒筐体10の内側面部12によって意味するのは、冷媒筐体10の内包絡面の延長を構成する縁11の表面部である。冷媒筐体10の内包絡面は、閉キャビティ50に面する。
What is meant by the inner
本発明の範囲内の冷媒筐体10の外側面部14によって意味するのは、冷媒筐体10の外包絡側面の延長を構成する縁の表面部である。冷媒筐体10の外包絡面は、閉キャビティ50から離れる方向に面する。
What is meant by the
本発明の範囲内の冷媒筐体10の自由縁部13によって意味するのは、冷媒筐体10の内外包絡面の間に位置する縁の表面部である。
What is meant by the
本発明の範囲内の縁の外上面部15によって意味するのは、ヘッドプレート20から離れる方向に面する縁の表面部である。
What is meant by the outer
包囲によって意味するのは、ヘッダプレート20の端部23が冷媒筐体10の表面部に追従することであるが、ヘッダプレート20の端部23が、冷媒筐体10の全ての表面部に沿って表面に当接する必要はない。よって、ヘッダプレート20の端部23と冷媒筐体10の外側面部14との接触は、液密シーリングが達成される限り、冷媒筐体10の周囲に沿って連続または不連続でありうる。必要であれば、中間可撓シーリングが配置されうる。
The surrounding means that the
開示された実施形態では、ヘッダプレート20の端部23は、縁11の二つの対向する表面部、つまり内側面部12と外側面部14、および外上面部15に当接して、圧着効果を達成する。圧着効果は、ヘッダプレート20およびその端部23の異なる構成によって達成されうることが認識される。例えば、ヘッダプレート20は、自由縁部13および外側面部14のみを、各対向位置で、縁11の対向位置を互いに向かって押圧するように包囲しうる。言い換えれば、ヘッダプレート20は、クリップ状の形状および機能を有しうる。他の構成もまた、当業者には明らかである。
In the disclosed embodiment, the
ヘッダプレート20は、縁11の外上面部15を包囲するエンドフラップ24を備える。この特徴は圧着を強化し、よって、ヘッダプレート20と冷媒筐体10との接合部の締結をさらに向上する。非開示のガスケットがヘッダプレート20と縁11との間に配置されることによって、そのようなガスケットは圧着によって圧縮され、圧縮されたガスケットから生じた反力が、液密接合を確実にし、あらゆる著しい動きを防ぐ。
The
動作中、加圧された冷媒が閉キャビティ50を流通すると、冷媒筐体10は、圧力のために外側に曲がる傾向がある。特に、側壁17は膨張する傾向がある。曲りは概して周期的であり、それは時間経過とともに疲労のリスクがあることを意味する。発明者は、高い冷媒圧で特に疲労ストレスにさらされる、ヘッダプレート20の二つの弱い部分を発見した。第一部は、主部21と端部23の第一の部分との間の角C1であり、角C1は、冷媒筐体10の内側面部12を包囲することによって冷媒筐体10の内包絡面部を包囲する。第二部は、冷媒筐体10の自由縁部13と冷媒筐体10の外側面部14、すなわち冷媒筐体10の内包絡面部との間の角を包囲する、端部23の角C2である。さらに、冷媒筐体10の外側面部14、すなわち外包絡面部に沿って伸びる端部23の部分は、縁11が外側方向に押圧されるために、外側に曲がる傾向があることが分かった。端部23は壊れなくとも、時間経過とともに磨滅にさらされ、その結果圧着は弱まり、よって冷媒筐体10とヘッダプレート20との間の接合部が緩む。周期的なストレスが、ヘッダプレート20とチューブ30との間のロウ付けされた接合部の疲労を引き起こすリスクもある。
During operation, when pressurized refrigerant flows through the
設計を強くするために、本発明は、強化プレート40を提供する。
To strengthen the design, the present invention provides a reinforcing
強化プレート40は、底部を形成する主部41、および少なくとも二つの対向する端部43を備える。強化プレート40は、型抜きされた板金によって形成され、好ましくは、ヘッダプレート20とヘッダプレート30との間の接合を容易にするために、それらと同じ材料で作られうる。
The reinforcing
強化プレート40はヘッダプレート20の外面に配置され、冷媒筐体10の縁11の二つの対向する圧着位置の間に延在する。
The reinforcing
強化プレート40は、縁11の各圧着位置で一つずつの少なくとも二つの位置で、ヘッドプレート20に接触し、接合される。より正確には、強化プレート40は、ヘッダプレート12の端部23のそれぞれに接触および接合して配置される。接合部は少なくとも、冷媒筐体10の自由縁部13と縁11の外側面部14との間の角C2を含む、端部23の部分に沿って配置される。
The reinforcing
強化プレート40がヘッダプレート20のこの特定の部分に接合されることによって、上述の弱い角C1およびC2は補強および強化され、冷媒筐体10の高周期圧力による疲労へのそれらの耐性が高まる。強化プレート40は、冷媒筐体10が加圧された際のヘッダプレート20および冷媒筐体10の変位を制限する。制限された変位は、冷媒筐体10、ヘッダプレート20、およびチューブ30、またこれらの部品間の全ての接合部へのストレスを減らす。
By joining the strengthening
強化プレート40の端部43は、ヘッダプレート20の端部23の湾曲に追従するよう湾曲する。強化プレート40は、ヘッダプレート20に、他の部分に沿っても接合されうる。開示された実施形態では、例として、強化プレート40の主部41およびヘッダプレート20に沿った、ヘッダプレート20と強化プレート40との間の接合部が存在する。
The
強化プレート40の対向する端部43の高さHは変動しうる。最低限でも、強化プレート40は、ヘッダプレート20の角C2の周りに、少なくともヘッダプレート20の端部23の一部に沿って延在すべきである。しかしながら、強化プレート40は、必ずしもヘッダプレート20の端部23と同じ高さおよび広がりでなくともよい。
The height H of the opposing
強化プレート40は、アパーチャ42を備える。開示された実施形態では、各アパーチャ42は、単一のチューブ30を取り囲む。本発明の範囲内において取り囲むという文言によって意味するのは、チューブ30がアパーチャ42内に位置することだが、さらに図示されるように、チューブ30は強化プレート40に当接する必要はない。しかしながら、本実施形態では、強化プレート40は、チューブ30のそれぞれに接触および接合して配置される。この特徴は、熱交換器のねじり剛性を自ずと強め、さらに関連する角C1およびC2の強化に加わりうる。
The reinforcing
開示された実施形態では、アパーチャ42は、チューブ30への追加の支持および接触面を与える周枠42aを有する。ヘッダプレート20は、同様の周枠22aを備える。
In the disclosed embodiment, the
ヘッダプレート20と強化プレート40との接触面の接合部は好ましくはろう付けされた同質の接合部であり、その接合部は、図1の熱交換器を作り上げる積み重ねられた部品をろう付けする際に用いるために先に開示したものと全く工程ステップで形成される。
The joint at the contact surface of the
図2の構成2の短辺端部に向かう二次元図が、図5aに示される。線B−Bに沿って見た断面が、図5bに示される。 A two-dimensional view towards the short side edge of configuration 2 of FIG. 2 is shown in FIG. 5a. A cross section viewed along line BB is shown in FIG. 5b.
強化プレート40は、冷媒筐体10の縁11の長辺上の、二つの対向する位置間で延在し、ヘッダプレート20によって圧着される。強化プレート40のこの位置決めは、冷媒筐体10の開口が、熱交換器の厚さを著しく超える長さを備える長方形の伸長を有する際に有利でありうる。冷媒筐体10の縁11の長辺に沿った、特に長辺の中心領域に沿ったヘッダプレート20の強化は、熱交換器の強い強化を提供することが分かった。中心領域によって意味するのは、強化プレート40が、長辺の端部、すなわち縁11の短辺の近郊に位置しないチューブ30を取り囲むことである。
The reinforcing
強化プレート40は、他の実施形態(非開示)では、冷媒筐体10の縁11の短辺上の二つの対向する位置間にも延在しうる。
In other embodiments (not disclosed), the reinforcing
熱交換器1の流体側を形成する構成3の一部の第二の実施形態が、図6および7に示される。第一の実施形態に示したものと同様の部品には、同じ参照番号が付けられる。 A second embodiment of a part of the configuration 3 forming the fluid side of the heat exchanger 1 is shown in FIGS. Parts similar to those shown in the first embodiment are given the same reference numerals.
構成3は、第一の実施形態の強化プレート40とわずかに異なる構成を有する強化プレート60を備える。強化プレート60は、底部を形成する主部61および主部61から延在する二つの対向する端部63を備える。
The configuration 3 includes a reinforcing
強化プレート60は、第一の実施形態と同様の方法でヘッダプレートに接合される。言い換えれば、強化プレート60は、ヘッダプレート20の端部23のそれぞれに接合される。接合部は、縁11の自由縁部13と外側面部14との間の角C2を包囲する端部23の少なくとも一部に沿って配置される。第一の実施形態と同様に、端部63は、ヘッダプレート20の端部23の湾曲に追従するよう湾曲する。
The reinforcing
強化プレート60は、アパーチャ62を備える。第一の実施形態と違い、各アパーチャ62は、一対の近接したチューブ30を取り囲む。本実施形態では、チューブ30は複数の列に位置し、図示された場合では二列に位置する。列は平行に位置される。各列は、複数のチューブ30を備える。構成3の図示された部分は、各列に三つのチューブ3を示す。各列は、冷媒筐体10の長方形の開口を提供する縁11の長辺の方向に延在する。
The reinforcing
強化プレート60は、近接した列の近接したチューブ30を取り囲む。さらに、単一の強化プレート60は、列に沿った複数のチューブ30を一斉に取り囲む複数のアパーチャ62を備える。
The reinforcing
強化プレート60は、取り囲まれたチューブ30に接合されない点も第一の実施形態の強化プレート40と異なる。むしろ、強化プレート60は、強化プレート60と、アパーチャ62に取り囲まれたチューブ30のそれぞれとの間に隙間を設けるよう配置される。この特徴は、部品の組み立てを容易にするために好まれうる。さらに、強化プレート60のアパーチャ62の公差は重要度が低減しうる。
The reinforcing
上記に開示した二つの実施形態は、本発明の範囲内で実行可能な強化プレート40および60の多種多様な設計の例示である。強化プレート40、60の設計にかかわらず、ヘッダプレート20は、使用される強化プレート40、60の種類を考慮することなく、規格化された方法で設計および製造されうる。
The two embodiments disclosed above are illustrative of a wide variety of designs of reinforcing
強化プレートは、熱交換器の組立時に、組立ラインへの影響がほんの僅かで選択および追加されうる。 Reinforcement plates can be selected and added during assembly of the heat exchanger with minimal impact on the assembly line.
複数の強化プレート40、60が、ヘッダプレート20に沿って並んで配置されうることが理解されるべきである。強化プレート40、60は、互いに接触して並んで配置されうるか、または中間距離をとって配置されうる。
It should be understood that a plurality of reinforcing
強化プレート40、60を、熱交換器の、典型的にはプラスチックで作られる冷媒筐体以外の残りと全く同じ材料で作ることによって、強化プレート40、60は、別個の接合ステップを必要としないが、従来のろう付けステップ時に、接触する近接した部品にろう付けされる。さらに、ヘッダプレート20およびチューブ30と同じ材料であることで、強化プレート40、60は、熱交換器の残りと共に熱的に動き、ろう付けされた接合部に追加のストレスをかけない。
By making the reinforcing
上記に開示された本発明の実施形態は、付属のクレームの範囲内で異なる方法で変更されうることが認識される。例えば、アパーチャ42および62の数およびそのジオメトリは、チューブの種類およびそのジオメトリに依って変わりうる。他の例としては、縁は任意の適切な形状をとりうることである。本発明による強化プレートは、冷媒筐体がヘッダプレートに圧着、ろう付け、溶接などによって取り付けられる任意の種類の熱交換器に使用することができることが認識される。
It will be appreciated that the embodiments of the invention disclosed above may be modified in different ways within the scope of the appended claims. For example, the number of
Claims (12)
前記開口を覆うよう配置されたヘッダプレート(20)と、を備える熱交換器であり、
前記ヘッダプレート(20)は、自由端部(13)、外側面部(14)、および外上面部(15)を、前記縁(11)の少なくとも二つの対向する位置で包囲することによって、前記冷媒筐体(10)の前記縁(11)を圧着し、
それによって、冷媒の閉キャビティ(50)は、前記冷媒筐体(10)および前記ヘッダプレート(20)によって画定され、
前記ヘッダプレート(20)は、アパーチャ(22)を備え、各アパーチャ(22)は、冷媒を前記閉キャビティ(50)から、または前記閉キャビティ(50)へと案内するためのチューブ(30)を受容する、熱交換器であって
前記熱交換器は、
前記冷媒筐体(10)の前記縁(11)上の二つの対向する位置の間に延在し、かつ前記閉キャビティ(50)から見て前記ヘッダプレート(20)の外側に延在する強化プレート(40、60)をさらに備え、
前記強化プレート(40、60)は、前記対向する位置のそれぞれで、前記縁(11)の前記自由端部(13)と前記外側面部(14)との間の角を包囲する前記ヘッダプレート(20)の外面部に接合され、
前記強化プレート(40、60)は、前記ヘッダプレート(20)によって受容される一つ以上のチューブ(30)を取り囲む少なくとも一つのアパーチャ(42、62)を備える、熱交換器。 A refrigerant housing (10) having an edge (11) defining an opening;
A header plate (20) arranged to cover the opening, and a heat exchanger comprising:
The header plate (20) surrounds the free end portion (13), the outer surface portion (14), and the outer upper surface portion (15) at at least two opposing positions of the edge (11). Crimp the edge (11) of the housing (10),
Thereby, a closed cavity (50) of refrigerant is defined by the refrigerant housing (10) and the header plate (20),
The header plate (20) comprises an aperture (22), each aperture (22) having a tube (30) for guiding refrigerant from or to the closed cavity (50). A heat exchanger for receiving the heat exchanger,
A reinforcement extending between two opposing positions on the edge (11) of the refrigerant housing (10) and extending outside the header plate (20) when viewed from the closed cavity (50). A plate (40, 60),
The reinforcing plate (40, 60) is the header plate (26) surrounding the corner between the free end (13) and the outer surface (14) of the edge (11) at each of the opposed positions. 20) is joined to the outer surface portion,
The heat exchanger (40, 60) comprises at least one aperture (42, 62) surrounding one or more tubes (30) received by the header plate (20).
前記強化プレート(40、60)は、前記縁(11)の長辺上の二つの対向する位置の間に延在するよう配置される、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の熱交換器。 The opening defined by the edge (11) is rectangular;
The heat according to any one of the preceding claims, wherein the reinforcing plate (40, 60) is arranged to extend between two opposing positions on the long side of the edge (11). Exchanger.
前記列は、前記縁(11)の前記長辺の方向に延在し、
前記強化プレート(40、60)は、各列の少なくとも二つの近接したチューブ(30)を取り囲む、請求項6に記載の熱交換器。 The tubes (30) are arranged in a plurality of parallel rows, each row comprising a plurality of tubes (30),
The row extends in the direction of the long side of the edge (11);
The heat exchanger according to claim 6, wherein the reinforcing plates (40, 60) surround at least two adjacent tubes (30) in each row.
前記強化プレート(40、60)は、前記チューブ(30)の長辺に沿って延在する、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の熱交換器。 The tube (30) has a rectangular cross section and is arranged in the same orientation;
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 8, wherein the reinforcing plate (40, 60) extends along a long side of the tube (30).
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