JP2018194201A - ドローンカップ型熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】 一対のプレート５によりエレメント７を構成するドローンカップ型熱交換器において、その連通孔４の凸部３に生じる熱応力を分散し、耐熱性の高い熱交換器を提供すること。【解決手段】 エレメント７を構成する各プレート５の凸部３に設けた連通孔４の一部から、連通孔４内に補強用内壁部６を形成し、その先端を対向するプレート５に接続する。【選択図】図１

Description

本発明は、水冷式チャージエアークーラー等に用いられるドローンカップ型の熱交換器に関する。

金属板をプレス成形して一対のプレートにより偏平なチューブを形成し、その端部でチューブどうしを接合したドローンカップ型の熱交換器が下記特許文献１として知られている。

さらには、図８〜図１１に示す形状のドローンカップ型の熱交換器も知られている。
この熱交換器は、周縁１ａから厚み方向に皿状に立ち上げ形成された平坦部２ａと、その平坦部２ａの端部で厚み方向外側に段付きに突設形成された凸部３ａとを有し、その凸部３ａの頂部に連通孔４ａが形成されてプレート５ａを構成する。そして、各プレート５ａが凸部３ａで積層されて互いにろう付固定され、連通孔４ａを介して平坦部２ａの内部に冷却水等の熱媒体が導かれるものである。そして、エレメント７ａの外面側にはフィン１２ａが配置され、そこに高温ガスが流通し、冷却水１４ａとの間に熱交換が行われるものである。

特開２０１４−９８４９６号公報

エレメント７ａの外面側に高温ガスを導くと、積層方向の端部のエレメント７ａに特に熱応力が集中し、耐熱性を損なう欠点があった。
そこで、本発明は耐熱性の高いドローンカップ型熱交換器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、周縁（１）から厚み方向に皿状に立ち上げ形成された平坦部（２）と、その平坦部（２）の端部で厚み方向の外側に段付きに突設形成された凸部（３）とを有し、その凸部（３）の頂部に連通孔（４）が形成されてプレート（５）を構成し、
各プレート（５）が前記凸部（３）で互いに逆向きに積層されて、エレメント（７）を構成し、前記連通孔（４）を介して、エレメント（７）の内部に熱媒体が導かれるドローンカップ型熱交換器において、
前記各プレート（５）は、前記凸部（３）の連通孔（４）の一部から、その孔の内部に立ち下げられた補強用内壁部（６）を有し、その先端が対向するプレート（５）の連通孔（４）に接続されたことを特徴とするドローンカップ型熱交換器である。

請求項２に記載の本発明は、前記補強用内壁部（６）の先端縁に小フランジ部（６ａ）が形成され、その先端が対向するプレート（５）の補強用内壁部（６）の小フランジ部（６ａ）に接合されてなる請求項１に記載のドローンカップ型熱交換器である。
請求項３に記載の本発明は、前記凸部（３）の頂部が楕円形に形成され、その楕円の長軸側および短軸側の一部のみに前記補強用内壁部（６）が形成された請求項１または請求項２に記載のドローンカップ型熱交換器である。

本発明は、各プレート５の凸部３に設けた連通孔４の一部から、その孔の内部に立ち下げられた補強用内壁部６を有し、その先端を対向するプレート５に接続したものである。そのため、プレート５の凸部３に集中的に生じる熱応力を、プレートの各部に分散させて、耐熱性の高い熱交換器となる。そして、プレート５の凸部３の劣化を防止し、強度を強くする。

請求項２に記載の如く、上記構成において、補強用内壁部６の先端縁に小フランジ部６ａを形成し、その先端を対向するプレート５の小フランジ部６ａに接合した場合には、補強用内壁部６の強度を高めることができる。
請求項３に記載の如く、上記構成において、凸部３の頂部が楕円形に形成され、その長軸側および短軸側の一部のみに前記補強用内壁部６を形成した場合には、熱媒体を円滑に連通孔４からプレート５の内部に流通できる。

本発明のドローンカップ型熱交換器の要部斜視図。 図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図。 本発明のドローンカップ型熱交換器のコア部の分解斜視図。 同熱交換器のコア部の取付け説明図。 同熱交換器の端部における冷却水１４の流通説明図。 同熱交換器の全体を示す斜視図。 従来型熱交換器の要部斜視図。 図８におけるＩＸ−ＩＸ矢視断面図。 図８におけるＸ−Ｘ矢視断面図。 従来型熱交換器の加熱部１９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。
図１は本発明の熱交換器を構成するエレメント７の要部斜視図であり、図２はそのＩＩ−ＩＩ矢視断面図、図３はそのＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図、図４は同熱交換器の熱交換器コア２１の分解斜視図、図５は同熱交換器の組立て説明図である。
この熱交換器は、図５に示す如く、多数のエレメント７の積層体からなる熱交換器コア２１と、それを収納するケーシング１６とを有する。各エレメント７は、図１〜図３に示す如く、一対の皿状のプレート５を逆向きに接続してなり、その周縁１及び中間の仕切部２０が接合されている。

各プレート５は、周縁１から厚み方向に皿状に立ち上げ形成された一対の平坦部２と、各平坦部２の端部で厚み方向外側に段付きに突設形成された凸部３とを有し、その凸部３の頂部に連通孔４が形成されている。また一対の平坦部２間には仕切部２０が形成され、その仕切部２０の図示しない端部で両平坦部２間が連通する。そして、各プレート５が凸部３で互いに逆向きに積層されてエレメント７を構成する。そして、一方の連通孔４を介してエレメント７の内部に冷却水等の熱媒体が導かれ、他方の連通孔から冷却水が流出する。

ここにおいて本発明の特徴とするところは、各プレート５の連通孔４の一部からその孔の内部に補強用内壁部６が立ち下げられ、その先端が対向するプレート５の連通孔４に接続されたことである。
この例では、各プレート５の補強用内壁部６の縁部には小フランジ部６ａが形成され、各プレート５の小フランジ部６ａどうしが接合されている。この例では、凸部３の長軸側の両開口および短軸側の一方の開口が、補強用内壁部６により閉塞されている。さらに、プレート５はその端部に側壁部１３が折り曲げ形成され、隣接する側壁部１３どうしが図６の如く重ね合わされている。

このようにしてなるエレメント７は、図４〜図６に示す如く積層され、その上端に天板８が配置される。
また、各プレート５間にはコルゲート型のフィン１２が介装され、各部品間は一体にろう付固定される。
このようにしてなる熱交換器コア２１は、ケーシング１６の開口２２の内部に収納され、ボルト２３を介してケーシング１６と熱交換器コア２１とが接合される。

ケーシング１６はその両端にエアーパイプ１１を有し、一方のエアーパイプ１１から高温のチャージエアー１５が流入し、熱交換器コア２１の各フィン１２を流通し、他方のエアーパイプ１１からそれが流出する。そして、各エレメント７の内部には、一方の冷却水パイプ９から冷却水１４が内部に流入し、チャージエアー１５と冷却水１４との間に熱交換が行われるものである。

〔作用〕
本発明の熱交換器の各エレメント７は、その連通孔４に補強用内壁部６が形成され、その端部が各プレート５の連通孔４内で接続されたので、各エレメント７の凸部３に生じる熱応力を補強用内壁部６によって分散することができる。それにより、プレート５の凸部３の劣化を防止し、強度を強くすると共に耐熱性の高い熱交換器を提供できる。

１ 周縁
１ａ 周縁
２ 平坦部
２ａ 平坦部
３ 凸部
３ａ 凸部
４ 連通孔
４ａ 連通孔
５ プレート
５ａ プレート
６ 補強用内壁部
６ａ 小フランジ部

７ エレメント
７ａ エレメント
８ 天板
９ 冷却水パイプ
１１ エアーパイプ
１２ フィン
１２ａ フィン
１３ 側壁部
１３ａ 側壁部
１４ 冷却水
１４ａ 冷却水

１５ チャージエアー
１６ ケーシング
１９ 加熱部
２０ 仕切部
２１ 熱交換器コア
２２ 開口
２３ ボルト

Claims (3)

1. 周縁（１）から厚み方向に皿状に立ち上げ形成された平坦部（２）と、その平坦部（２）の端部で厚み方向の外側に段付きに突設形成された凸部（３）とを有し、その凸部（３）の頂部に連通孔（４）が形成されてプレート（５）を構成し、
   各プレート（５）が前記凸部（３）で互いに逆向きに積層されて、エレメント（７）を構成し、前記連通孔（４）を介して、エレメント（７）の内部に熱媒体が導かれるドローンカップ型熱交換器において、
   前記各プレート（５）は、前記凸部（３）の連通孔（４）の一部から、その孔の内部に立ち下げられた補強用内壁部（６）を有し、その先端が対向するプレート（５）の連通孔（４）に接続されたことを特徴とするドローンカップ型熱交換器。
2. 前記補強用内壁部（６）の先端縁に小フランジ部（６ａ）が形成され、その先端が対向するプレート（５）の補強用内壁部（６）の小フランジ部（６ａ）に接合されてなる請求項１に記載のドローンカップ型熱交換器。
3. 前記凸部（３）の頂部が楕円形に形成され、その楕円の長軸側および短軸側の一部のみに前記補強用内壁部（６）が形成された請求項１または請求項２に記載のドローンカップ型熱交換器。

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