JP2019211161A - Heat exchanger - Google Patents

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Abstract

To improve durability of a heat exchanger.SOLUTION: A heat exchanger 100 includes: multiple tubes 9 in which a coolant (a second fluid) circulates; support plates 11 supporting end parts 9a of the multiple tubes 9 laminated; and passage plates 31 forming passages, in which intake air (a first fluid) circulates, between the tubes 9. The passage plate 31 has: a supported plate part 34b joined to the support plate 11; a passage opening part 35 which opens in the supported plate part 34b and in which the intake air circulates; and passage plate cutout parts 36 which are formed continuing into the passage opening part 35 and formed by cutting out the supported plate part 34b.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、流体どうしの間で熱交換が行われる熱交換器に関する。   The present invention relates to a heat exchanger in which heat is exchanged between fluids.

特許文献1には、第1流体(吸気)を第2流体(エンジンの冷却液)によって冷却する熱交換器(インタークーラ)が開示されている。   Patent Document 1 discloses a heat exchanger (intercooler) that cools a first fluid (intake air) with a second fluid (engine coolant).

特許文献1に記載された熱交換器は、積層される複数のチューブと、積層される各チューブを支持するコアプレートと、各チューブを覆うように配置されて第1流体が流通する流路形成部材と、を備える。コアプレートには、各チューブの端部が接合されるととともに、流路形成部材が接合される。   The heat exchanger described in Patent Document 1 includes a plurality of tubes to be stacked, a core plate that supports each of the stacked tubes, and a flow path that is disposed so as to cover each tube and through which the first fluid flows. A member. The end portion of each tube is joined to the core plate, and the flow path forming member is joined to the core plate.

特開2014−214955号公報JP 2014-214955 A

特許文献1に記載された熱交換器では、チューブと流路形成部材との間に生じる熱膨張量の差によってコアプレート及びチューブの端部に熱歪みが生じる。薄肉材によって形成されるチューブの端部に生じる熱歪みは、熱交換器の耐久性を低下させる要因になる。   In the heat exchanger described in Patent Document 1, thermal distortion occurs at the ends of the core plate and the tube due to the difference in thermal expansion between the tube and the flow path forming member. The thermal strain generated at the end of the tube formed by the thin material becomes a factor that reduces the durability of the heat exchanger.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、熱交換器の耐久性を高めることを目的とする。   This invention is made | formed in view of said problem, and aims at improving the durability of a heat exchanger.

本発明のある態様によれば、第1流体と第2流体との間で熱交換が行われる熱交換器であって、内部を第2流体が流通する複数のチューブと、積層される前記複数のチューブの端部を支持する支持プレートと、前記チューブの間に第1流体が流通する流路を形成する流路プレートと、を備え、前記流路プレートは、前記支持プレートに接合される被支持板部と、前記被支持板部に開口して第1流体が流通する流路開口部と、前記流路開口部と連続して形成され前記被支持板部を切り欠く流路プレート切欠部と、を有することを特徴とする熱交換器が提供される。   According to an aspect of the present invention, there is provided a heat exchanger in which heat is exchanged between the first fluid and the second fluid, and the plurality of tubes stacked with the plurality of tubes through which the second fluid flows. A support plate that supports an end of the tube, and a flow path plate that forms a flow path through which the first fluid flows between the tubes, and the flow path plate is bonded to the support plate. A support plate, a channel opening that opens to the supported plate and through which the first fluid flows, and a channel plate notch that is formed continuously with the channel opening and cuts the supported plate And a heat exchanger characterized by comprising:

本発明のある態様によれば、第1流体と第2流体との間で熱交換が行われる熱交換器であって、内部を第2流体が流通する複数のチューブと、内部に第1流体が流通する流路を形成するケースと、を備え、前記ケースは、積層される前記複数のチューブの端部を支持する一対の支持プレートと、第1流体が流通する矩形状の流路開口部を有する流路プレートと、を備え、前記流路プレートは、両端部が前記支持プレートに接合され、前記流路開口部の隅部から前記チューブの長手方向に形成される流路プレート切欠部を有することを特徴とする熱交換器が提供される。   According to an aspect of the present invention, the heat exchanger performs heat exchange between the first fluid and the second fluid, and includes a plurality of tubes through which the second fluid flows, and the first fluid inside. Forming a flow path through which the gas flows, the case having a pair of support plates that support the ends of the plurality of tubes to be stacked, and a rectangular flow path opening through which the first fluid flows. A flow path plate having a flow path plate notch formed in a longitudinal direction of the tube from a corner of the flow path opening, the both ends of the flow path plate being joined to the support plate. There is provided a heat exchanger characterized by comprising:

上記態様によれば、流路プレートは、流路プレート切欠部によって剛性が低下することにより、チューブとの間に生じる熱膨張量の差によって変形することが促される。これにより、チューブの端部に生じる熱歪みが小さく抑えられ、熱交換器の耐久性が高められる。   According to the above aspect, the flow path plate is urged to be deformed due to a difference in thermal expansion amount generated between the flow path plate and the tube due to a decrease in rigidity due to the flow path plate notch. Thereby, the thermal distortion which arises in the edge part of a tube is suppressed small, and durability of a heat exchanger is improved.

図1は、本発明の実施形態に係る熱交換器を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a heat exchanger according to an embodiment of the present invention. 図2は、熱交換器を分解した状態を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the heat exchanger is disassembled. 図3は、熱交換器の組立体を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing the assembly of the heat exchanger. 図4(A)、(B)、(C)は、それぞれ支持プレートを示す正面図、平面図、側面図である。4A, 4B, and 4C are a front view, a plan view, and a side view, respectively, showing a support plate. 図5(A)、(B)、(C)は、それぞれ流路プレートを示す側面図、正面図、平面図である。5A, 5B, and 5C are a side view, a front view, and a plan view, respectively, showing a flow path plate. 図6Aは、熱交換器が熱変形する前の状態を示す断面図である。FIG. 6A is a cross-sectional view showing a state before the heat exchanger is thermally deformed. 図6Bは、熱交換器が熱変形した状態を示す断面図である。FIG. 6B is a cross-sectional view showing a state in which the heat exchanger is thermally deformed. 図7は、熱交換器が熱変形した状態を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a state in which the heat exchanger is thermally deformed.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、本実施形態に係る熱交換器100を示す斜視図である。熱交換器100は、吸気(第1流体)が流通する第1流路1と、冷却液(第2流体)が循環する第2流路2と、を備える。熱交換器100は、車両(図示せず)に搭載され、エンジン(図示省略)に過給される吸気を冷却液によって冷却する水冷式チャージエアクーラとして用いられる。冷却液は、熱交換器100を流通した後に、放熱器(図示せず)を流通して外気に放熱するようになっている。   FIG. 1 is a perspective view showing a heat exchanger 100 according to the present embodiment. The heat exchanger 100 includes a first flow path 1 through which intake air (first fluid) flows, and a second flow path 2 through which coolant (second fluid) circulates. The heat exchanger 100 is mounted on a vehicle (not shown), and is used as a water-cooled charge air cooler that cools intake air supercharged to an engine (not shown) with a coolant. The coolant flows through the heat exchanger 100 and then flows through a radiator (not shown) to radiate heat to the outside air.

図2は、熱交換器100を分解した状態を示す斜視図である。熱交換器100は、第1流路1を形成するケース20及びダクト6、7と、第2流路2を形成する複数のチューブ9及びタンク4、5と、を備える。   FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the heat exchanger 100 is disassembled. The heat exchanger 100 includes a case 20 and ducts 6 and 7 that form the first flow path 1, and a plurality of tubes 9 and tanks 4 and 5 that form the second flow path 2.

複数のチューブ9は、4列に並んで積層される。チューブ9の各層の間には、フィン8が配置される。互いに積層されるチューブ9及びフィン8は、吸気と冷却液との間で熱交換が行われるコア3を構成する。なお、コア3は、上記構成に限らず、フィン8を備えず、互いに積層されるチューブ9のみによって構成されるものであってもよい。   The plurality of tubes 9 are stacked in four rows. Fins 8 are disposed between the layers of the tube 9. The tubes 9 and the fins 8 stacked on each other constitute the core 3 in which heat exchange is performed between the intake air and the coolant. The core 3 is not limited to the above-described configuration, and may be configured only by the tubes 9 that are not provided with the fins 8 and are stacked on each other.

ケース20は、各チューブ9の両端部9aに接合される1対の支持プレート11と、チューブ9の積層方向について両端に配置される一対の積層端プレート21と、各チューブ9に直交する流路方向について両端に配置される一対の流路プレート31と、を備える。なお、ケース20は、上記構成に限らず、積層端プレート21と流路プレート31とが一体に形成されるものであってもよい。   The case 20 includes a pair of support plates 11 joined to both ends 9 a of each tube 9, a pair of stacked end plates 21 disposed at both ends in the stacking direction of the tubes 9, and a flow path orthogonal to each tube 9. And a pair of flow path plates 31 disposed at both ends in the direction. The case 20 is not limited to the above configuration, and the laminated end plate 21 and the flow path plate 31 may be integrally formed.

各支持プレート11には、各チューブ9に冷却液を導くタンク4、5がそれぞれ接合される。一方のタンク4には、冷却液を流入させるパイプ18と、冷却液を流出させるパイプ19と、が接合される。   Each support plate 11 is joined to tanks 4 and 5 for guiding the coolant to each tube 9. One tank 4 is joined with a pipe 18 through which the cooling liquid flows in and a pipe 19 through which the cooling liquid flows out.

図3は、上記熱交換器100の各部材が組み立てられた組立体10を示す斜視図である。金属製の組立体10は、加熱炉に搬送されて熱処理されることにより各接合部がろう付けによって接合される。   FIG. 3 is a perspective view showing the assembly 10 in which the members of the heat exchanger 100 are assembled. The metal assembly 10 is transferred to a heating furnace and subjected to heat treatment, whereby each joint is joined by brazing.

図1、図2に示すように、組立体10の各流路プレート31には、吸気を導くダクト6、7が接続される。樹脂製のダクト6、7は、後述するように、各流路プレート31にカシメ固定される。図2に示すように、ダクト6、7と各流路プレート31との間には、パッキン40が配置される。   As shown in FIGS. 1 and 2, ducts 6 and 7 that guide intake air are connected to each flow path plate 31 of the assembly 10. As will be described later, the resin ducts 6 and 7 are caulked and fixed to each flow path plate 31. As shown in FIG. 2, a packing 40 is disposed between the ducts 6 and 7 and each flow path plate 31.

熱交換器100の作動時に、冷却液は、図1に黒矢印で示すように、パイプ18からタンク4内の分配室(図示せず)を通じて上流側2列の各チューブ9に分配される。上流側2列の各チューブ9を流通した冷却液は、他方のタンク5内にて流れ方向が転換されて下流側2列の各チューブ9に分配される。下流側2列の各チューブ9を流通した冷却液は、タンク4内の集合室(図示せず)にて集合し、パイプ19から流出して循環する。   When the heat exchanger 100 is operated, the coolant is distributed from the pipe 18 to the tubes 9 in the two upstream rows through the distribution chamber (not shown) in the tank 4 as shown by the black arrows in FIG. The coolant flowing through the upstream two rows of tubes 9 is changed in flow direction in the other tank 5 and distributed to the downstream two rows of tubes 9. The coolant that has passed through the tubes 9 in the two downstream rows gathers in a collecting chamber (not shown) in the tank 4 and flows out from the pipe 19 and circulates.

一方、吸気は、図1に白抜き矢印で示すように、一方のダクト6内及び流路プレート31を通じてコア3に流入し、各チューブ9間の第1流路1に分配される。各チューブ9間の第1流路1を流れる吸気は、各チューブ9内を流通する冷却液に放熱することで冷却される。各チューブ9間の第1流路1から流出した吸気は、他方の流路プレート31及びダクト7内を通じて集合し、エンジンの燃焼室(図示せず)に供給される。   On the other hand, the intake air flows into the core 3 through one duct 6 and the flow path plate 31 and is distributed to the first flow path 1 between the tubes 9 as indicated by white arrows in FIG. The intake air flowing through the first flow path 1 between the tubes 9 is cooled by dissipating heat to the coolant flowing through the tubes 9. The intake air flowing out from the first flow path 1 between the tubes 9 gathers through the other flow path plate 31 and the duct 7 and is supplied to a combustion chamber (not shown) of the engine.

以下、各図面において互いに直交するX、Y、Zの3軸を設定して熱交換器100の構造について説明する。なお、コア3において、吸気が各チューブ9間の第1流路1を流れる流路方向を「X軸方向」と呼び、チューブ9が延在するチューブ長手方向を「Y軸方向」と呼び、チューブ9が積層される積層方向を「Z軸方向」と呼ぶ。   Hereinafter, the structure of the heat exchanger 100 will be described by setting three axes X, Y, and Z orthogonal to each other in each drawing. In the core 3, the flow path direction in which the intake air flows through the first flow path 1 between the tubes 9 is referred to as “X-axis direction”, and the tube longitudinal direction in which the tube 9 extends is referred to as “Y-axis direction”. The stacking direction in which the tubes 9 are stacked is referred to as the “Z-axis direction”.

図2に示すように、チューブ9は、X軸方向及びY軸方向に延在する扁平筒状をしている。チューブ9は、板厚t1の金属板をプレス成形して形成される。なお、チューブ9の形状は、これに限らず、例えば、断面円形のパイプ等、どのようなものであってもよい。   As shown in FIG. 2, the tube 9 has a flat cylindrical shape extending in the X-axis direction and the Y-axis direction. The tube 9 is formed by press-molding a metal plate having a plate thickness t1. The shape of the tube 9 is not limited to this, and may be any shape such as a pipe having a circular cross section.

各チューブ9は、一対の支持プレート11によって両持ち支持される。   Each tube 9 is supported at both ends by a pair of support plates 11.

図4(A)、(B)、(C)は、それぞれ支持プレート11を示す正面図、平面図、側面図である。箱形の支持プレート11は、X軸方向及びZ軸方向に延在する側板部12と、X軸方向及びY軸方向に延在する一対の積層端板部13と、Y軸方向及びZ軸方向に延在する一対の流路端板部14と、を有する。積層端板部13及び流路端板部14は、側板部12の4辺に連接する四角形の枠状に形成される。   4A, 4B, and 4C are a front view, a plan view, and a side view showing the support plate 11, respectively. The box-shaped support plate 11 includes a side plate portion 12 extending in the X-axis direction and the Z-axis direction, a pair of laminated end plate portions 13 extending in the X-axis direction and the Y-axis direction, and the Y-axis direction and the Z-axis. And a pair of flow path end plate portions 14 extending in the direction. The laminated end plate portion 13 and the flow path end plate portion 14 are formed in a rectangular frame shape connected to the four sides of the side plate portion 12.

支持プレート11は、金属板をプレス成形して形成される。支持プレート11は、チューブ9の板厚t1より大きい板厚t2の金属板によって形成される。   The support plate 11 is formed by press-molding a metal plate. The support plate 11 is formed of a metal plate having a plate thickness t2 larger than the plate thickness t1 of the tube 9.

略矩形の側板部12には、複数のバーリング孔12aが4列に並んで開口する。バーリング孔12aは、側板部12からY軸方向に突出するバーリング部12bに開口する。各バーリング孔12aには、各チューブ9の端部9a(図2、図6A参照)が挿入されて接合される。   In the substantially rectangular side plate portion 12, a plurality of burring holes 12a are opened in four rows. The burring hole 12a opens to the burring portion 12b protruding from the side plate portion 12 in the Y-axis direction. End portions 9a (see FIGS. 2 and 6A) of the respective tubes 9 are inserted and joined to the respective burring holes 12a.

図4(C)に示すように、流路端板部14は、流路プレート31が接合される接合板部14aを有する。接合板部14aは、第1流路1に面して開口する開口部15を有する。開口部15は、Z軸方向に並ぶ2つの隅部15aを有する。   As shown in FIG. 4C, the flow channel end plate portion 14 has a bonding plate portion 14a to which the flow channel plate 31 is bonded. The joining plate portion 14 a has an opening 15 that opens toward the first flow path 1. The opening 15 has two corners 15a arranged in the Z-axis direction.

図4(C)に示すように、支持プレート11は、2つの隅部15aにそれぞれ開口する一対の支持プレート切欠部16を有する。各支持プレート切欠部16は、接合板部14aを切り欠いて形成され、開口部15からY軸方向に形成される凹状をしている。   As shown in FIG. 4C, the support plate 11 has a pair of support plate cutouts 16 that open to two corners 15a. Each support plate cutout portion 16 is formed by cutting out the joining plate portion 14 a and has a concave shape formed in the Y-axis direction from the opening 15.

図5(A)、(B)、(C)は、それぞれ流路プレート31を示す側面図、平面図、正面図である。流路プレート31は、略矩形をした外形状を有する枠部34と、枠部34の4辺に連接する一対の側端カシメ板部32及び一対の積層端カシメ板部33と、を有する。   FIGS. 5A, 5 </ b> B, and 5 </ b> C are a side view, a plan view, and a front view, respectively, showing the flow path plate 31. The flow path plate 31 includes a frame portion 34 having a substantially rectangular outer shape, a pair of side end caulking plate portions 32 and a pair of stacked end caulking plate portions 33 connected to the four sides of the frame portion 34.

流路プレート31は、金属板をプレス成形して形成される。流路プレート31は、支持プレート11の板厚t2より大きい板厚t3の金属板によって形成される(図6A参照)。   The flow path plate 31 is formed by press-molding a metal plate. The flow path plate 31 is formed of a metal plate having a plate thickness t3 larger than the plate thickness t2 of the support plate 11 (see FIG. 6A).

図5(A)に示すように、枠部34は、Y軸方向及びZ軸方向に延在する一対の被支持板部34aと、X軸方向及びZ軸方向に延在する一対の被支持板部34bと、を有する。被支持板部34aには、積層端プレート21が接合される。後述するように、被支持板部34bには、支持プレート11が接合される。   As shown in FIG. 5A, the frame part 34 includes a pair of supported plate parts 34a extending in the Y-axis direction and the Z-axis direction, and a pair of supported parts extending in the X-axis direction and the Z-axis direction. A plate portion 34b. The laminated end plate 21 is joined to the supported plate portion 34a. As will be described later, the support plate 11 is joined to the supported plate portion 34b.

枠部34は、各被支持板部34aの中央部どうしを結ぶ梁部34cを有する。なお、これに限らず、枠部34は、梁部34cを有さないものであってもよい。   The frame portion 34 has a beam portion 34c that connects the central portions of the supported plate portions 34a. However, the present invention is not limited thereto, and the frame portion 34 may not have the beam portion 34c.

枠部34は、第1流路1に面して開口する略矩形の流路開口部35と、流路開口部35に開口する二対の流路プレート切欠部36と、を有する。各流路プレート切欠部36は、被支持板部34bを切り欠いて形成される。   The frame portion 34 includes a substantially rectangular channel opening 35 that opens to face the first channel 1, and two pairs of channel plate cutouts 36 that open to the channel opening 35. Each flow path plate notch 36 is formed by notching the supported plate 34b.

流路開口部35は、Y軸方向に延在する一対の開口端35aと、Z軸方向に延在する一対の開口端35bと、開口端35aと開口端35bとが交差する4つの隅部35cと、を有する。   The flow path opening 35 includes a pair of opening ends 35a extending in the Y-axis direction, a pair of opening ends 35b extending in the Z-axis direction, and four corners at which the opening ends 35a and the opening ends 35b intersect. 35c.

各流路プレート切欠部36は、4つの隅部35cにそれぞれ配置され、各開口端35aに連続するように形成される。   Each flow path plate notch 36 is disposed at each of the four corners 35c and is formed to be continuous with each open end 35a.

各流路プレート切欠部36は、開口端35bからY軸方向に凹状に形成される。   Each flow path plate notch 36 is formed in a concave shape in the Y-axis direction from the opening end 35b.

各流路プレート切欠部36は、支持プレート11の支持プレート切欠部16と略同一位置に配置されることで、支持プレート切欠部16と合致するようになっている。   Each flow path plate notch 36 is arranged at substantially the same position as the support plate notch 16 of the support plate 11, so that it matches the support plate notch 16.

図6Aは、支持プレート11、流路プレート31及びタンク4の接合部を示す断面図である。支持プレート11の側板部12の外面には、タンク4、5が接合される。側板部12は、タンク4、5内の第2流路2と、各チューブ9間の第1流路1と、を仕切る隔壁として機能する。   FIG. 6A is a cross-sectional view showing a joint portion of the support plate 11, the flow path plate 31 and the tank 4. Tanks 4 and 5 are joined to the outer surface of the side plate portion 12 of the support plate 11. The side plate portion 12 functions as a partition wall that partitions the second flow path 2 in the tanks 4 and 5 and the first flow path 1 between the tubes 9.

図6Aに示すように、支持プレート11の接合板部14aの外面には、流路プレート31の被支持板部34bが接合される。   As shown in FIG. 6A, the supported plate portion 34 b of the flow path plate 31 is bonded to the outer surface of the bonding plate portion 14 a of the support plate 11.

また、図6Aは、ダクト7が流路プレート31に取り付けられた状態を示す。流路プレート31には、ダクト6、7の開口端がパッキン40を介して枠部34の外面に当接するように組み付けられる。そして、側端カシメ板部32及び積層端カシメ板部33は、枠部34に対して略直交するように起こされる。これにより、側端カシメ板部32及び積層端カシメ板部33に開口した各カシメ孔39は、ダクト6、7の突起部29に嵌合する。こうして、ダクト6、7は、流路プレート31にカシメ固定される。   FIG. 6A shows a state in which the duct 7 is attached to the flow path plate 31. The flow path plate 31 is assembled so that the open ends of the ducts 6 and 7 are in contact with the outer surface of the frame portion 34 via the packing 40. The side end crimping plate portion 32 and the stacked end crimping plate portion 33 are raised so as to be substantially orthogonal to the frame portion 34. Thereby, each crimping hole 39 opened to the side end crimping plate portion 32 and the stacking end crimping plate portion 33 is fitted into the projection portion 29 of the ducts 6 and 7. Thus, the ducts 6 and 7 are caulked and fixed to the flow path plate 31.

次に、熱交換器100の作動時に各部が熱変形する状態について説明する。   Next, a state where each part is thermally deformed when the heat exchanger 100 is operated will be described.

図6Aは、熱交換器100の各部が熱変形する前の状態を示す。この状態では、チューブ9、支持プレート11、流路プレート31の各部がX軸方向またはY軸方向に沿って直線状に延びている。   FIG. 6A shows a state before each part of the heat exchanger 100 is thermally deformed. In this state, each part of the tube 9, the support plate 11, and the flow path plate 31 extends linearly along the X-axis direction or the Y-axis direction.

図6B、図7は、熱交換器100の各部が熱変形した状態を示す。この状態では、低温の冷却液が流通するチューブ9に対して、高温の吸気が流通する支持プレート11及び流路プレート31が熱膨張する。このとき、特に流路開口部35を有する流路プレート31は、吸気の熱を多く受けることで大きく熱膨張する。一方、支持プレート11及び各チューブ9の内部に冷却液が流通しているため、各チューブ9の熱膨張量は流路プレート31と比較して小さい。これにより、流路プレート31の枠部34では、被支持板部34bが支持プレート11の流路端板部14によってY軸方向(図6Bにおいて下方向)に引っ張られることで、被支持板部34bがZ軸周りについて矢印A方向に曲がる熱変形をする。   6B and 7 show a state in which each part of the heat exchanger 100 is thermally deformed. In this state, the support plate 11 and the flow path plate 31 through which the high temperature intake air flows are thermally expanded with respect to the tube 9 through which the low temperature coolant flows. At this time, in particular, the flow path plate 31 having the flow path opening 35 greatly expands by receiving a large amount of intake heat. On the other hand, since the coolant flows through the support plate 11 and each tube 9, the thermal expansion amount of each tube 9 is smaller than that of the flow path plate 31. Thereby, in the frame part 34 of the flow path plate 31, the supported plate part 34 b is pulled in the Y-axis direction (downward in FIG. 6B) by the flow path end plate part 14 of the support plate 11. 34b is thermally deformed to bend in the direction of arrow A about the Z axis.

流路プレート31の被支持板部34bは、流路プレート切欠部36によって剛性が低下することにより、Z軸周りに矢印A方向に曲がることが促される。同様に、支持プレート11の接合板部14aも、支持プレート切欠部16によって剛性が低下することにより、Z軸周りに矢印A方向に曲がることが促される。これにより、流路プレート31及び支持プレート11に応力が分散し、薄肉材によって形成されるチューブ9の端部9aに応力が集中することが抑えられる。   The supported plate portion 34b of the flow path plate 31 is urged to bend around the Z axis in the direction of arrow A due to the rigidity being lowered by the flow path plate notch 36. Similarly, the joining plate portion 14a of the support plate 11 is also urged to bend around the Z axis in the direction of arrow A due to the rigidity being lowered by the support plate cutout portion 16. As a result, the stress is dispersed in the flow path plate 31 and the support plate 11, and the stress is prevented from concentrating on the end portion 9a of the tube 9 formed of the thin material.

図6Bにおいて、線分Bは、上記のように熱変形をした被支持板部34b及び接合板部14aに沿う直線である。また、線分Cは、流路プレート切欠部36、支持プレート切欠部16を有さない比較例において熱変形をした被支持板部34b及び接合板部14aに沿う直線である。線分Bは、比較例の線分Cに比べてY軸に対して角度θだけ大きく傾斜する。これにより、チューブ9の端部9aでは、流路プレート31及び支持プレート11によってZ軸方向(図6Bにおいて上方向)に引っ張られることが抑えられ、支持プレート11との接合部に生じる熱歪みが低減される。   In FIG. 6B, a line segment B is a straight line along the supported plate portion 34b and the bonded plate portion 14a that are thermally deformed as described above. The line segment C is a straight line along the supported plate portion 34b and the joining plate portion 14a that are thermally deformed in the comparative example that does not include the flow path plate cutout portion 36 and the support plate cutout portion 16. The line segment B is greatly inclined by the angle θ with respect to the Y axis as compared with the line segment C of the comparative example. As a result, the end 9 a of the tube 9 is restrained from being pulled in the Z-axis direction (upward in FIG. 6B) by the flow path plate 31 and the support plate 11, and thermal distortion that occurs at the joint with the support plate 11 is suppressed. Reduced.

次に、本実施形態の効果について説明する。   Next, the effect of this embodiment will be described.

[1]本実施形態によれば、熱交換器100は、内部を冷却液が流通する複数のチューブ9と、積層されるチューブ9の端部9aを支持する支持プレート11と、複数のチューブ9の間に吸気が流通する第1流路1(流路)を形成する流路プレート31と、を備える。流路プレート31は、支持プレート11に接合する被支持板部34bと、被支持板部34bに開口して吸気が流通する流路開口部35と、流路開口部35と連続して形成され被支持板部34bを切り欠く流路プレート切欠部36と、を有する熱交換器100が提供される。   [1] According to this embodiment, the heat exchanger 100 includes a plurality of tubes 9 through which a coolant flows, a support plate 11 that supports end portions 9a of the tubes 9 to be stacked, and a plurality of tubes 9. And a flow path plate 31 that forms a first flow path 1 (flow path) through which intake air flows. The flow path plate 31 is formed continuously with the supported plate part 34 b joined to the support plate 11, the flow path opening 35 through which the intake air flows through the supported plate part 34 b, and the flow path opening 35. A heat exchanger 100 having a flow path plate cutout 36 that cuts out the supported plate portion 34b is provided.

このように構成することで、被支持板部34bは、流路プレート切欠部36によって剛性が低下することにより、流路プレート31とチューブ9との間に生じる熱膨張量の差によって変形することが促される。これにより、チューブ9の端部9aに生じる熱歪みが小さく抑えられ、熱交換器100の耐久性が高められる。   With this configuration, the supported plate portion 34b is deformed due to a difference in thermal expansion between the flow path plate 31 and the tube 9 due to a decrease in rigidity due to the flow path plate notch 36. Is prompted. Thereby, the thermal distortion which arises in the edge part 9a of the tube 9 is suppressed small, and durability of the heat exchanger 100 is improved.

流路プレート31は、流路プレート切欠部36が被支持板部34bの一部を切り欠くことにより、限られたスペースにおいて支持プレート11と接合する面積が十分に確保される。これにより、熱交換器100の製造時には、流路プレート31と支持プレート11とがロウ材によって接合されるロウ付けが良好に行われる。   The flow path plate 31 has a sufficient area for joining the support plate 11 in a limited space by the flow path plate notch 36 notching a part of the supported plate portion 34b. Thereby, at the time of manufacture of the heat exchanger 100, the brazing which the flow-path plate 31 and the support plate 11 are joined by a brazing material is performed favorably.

[2]また、支持プレート11は、被支持板部34bに接合される接合板部14aと、流路プレート切欠部36と合致するように接合板部14aを切り欠く支持プレート切欠部16を有する。   [2] Further, the support plate 11 has a joining plate portion 14a joined to the supported plate portion 34b, and a support plate cutout portion 16 in which the joining plate portion 14a is cut out so as to coincide with the flow path plate cutout portion 36. .

このように構成することで、流路プレート31及び支持プレート11は、互いに合致する流路プレート切欠部36及び支持プレート切欠部16によって剛性が低下することにより、流路プレート31とチューブ9との間に生じる熱膨張量の差によって変形することが促される。これにより、チューブ9の端部9aに生じる熱歪みが小さく抑えられる。   With this configuration, the flow path plate 31 and the support plate 11 are less rigid due to the flow path plate notch 36 and the support plate notch 16 that match each other. The deformation is urged by the difference in the amount of thermal expansion occurring between them. Thereby, the thermal distortion which arises in the edge part 9a of the tube 9 is suppressed small.

[3]また、流路開口部35は、チューブ9の積層方向(Z軸方向)に並ぶ一対の隅部35cを有する。流路プレート切欠部36は、一対の隅部35cにそれぞれ配置される。   [3] The flow path opening 35 has a pair of corners 35 c arranged in the stacking direction (Z-axis direction) of the tubes 9. The flow path plate cutouts 36 are respectively disposed at the pair of corners 35c.

このように構成することで、各隅部35cに配置される一対の流路プレート切欠部36は、チューブ9の積層方向(Z軸方向)に延在する被支持板部34bの剛性を有効に低下させる。これにより、チューブ9の端部9aに生じる熱歪みが小さく抑えられる。   By configuring in this way, the pair of flow path plate notches 36 arranged at each corner 35c effectively improves the rigidity of the supported plate 34b extending in the stacking direction (Z-axis direction) of the tubes 9. Reduce. Thereby, the thermal distortion which arises in the edge part 9a of the tube 9 is suppressed small.

なお、変形例として、一つの流路プレート切欠部36が積層方向(Z軸方向)に並ぶ一対の隅部35cの間に配置される構成としてもよい。この変形例に比べて、各隅部35cに配置される一対の流路プレート切欠部36は、チューブ9の積層方向(Z軸方向)について互いに離されることで、チューブ9の積層方向(Z軸方向)に延在する被支持板部34bの剛性を有効に低下させることができる。   As a modification, one flow path plate notch 36 may be disposed between a pair of corners 35c arranged in the stacking direction (Z-axis direction). Compared to this modified example, the pair of flow path plate notches 36 arranged at each corner 35c are separated from each other in the stacking direction (Z-axis direction) of the tube 9, thereby stacking the tube 9 in the stacking direction (Z-axis). The rigidity of the supported plate portion 34b extending in the direction can be effectively reduced.

[4]また、流路プレート切欠部36は、流路開口部35からチューブ9の長手方向(Y軸方向)に形成される。   [4] The flow path plate notch 36 is formed in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the tube 9 from the flow path opening 35.

このように構成することで、流路プレート切欠部36は、チューブ9の長手方向(Y軸方向)について被支持板部34bを切り欠くことにより、被支持板部34bの剛性を有効に低下させる。これにより、チューブ9の端部9aに生じる熱歪みが小さく抑えられる。   With this configuration, the flow path plate notch 36 effectively reduces the rigidity of the supported plate 34b by notching the supported plate 34b in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the tube 9. . Thereby, the thermal distortion which arises in the edge part 9a of the tube 9 is suppressed small.

[5]本実施形態によれば、熱交換器100は、内部を冷却液が流通する複数のチューブ9と、内部に吸気が流通する第1流路1(流路)を形成するケース20と、を備える。ケース20は、複数のチューブ9の端部9aを支持する一対の支持プレート11と、吸気が流通する矩形状の流路開口部35を有する一対の流路プレート31と、を備える。流路プレート31は、被支持板部34b(両端部)が支持プレート11に接合され、流路開口部35の隅部35cからチューブ9の長手方向に形成される流路プレート切欠部36を有する。   [5] According to the present embodiment, the heat exchanger 100 includes a plurality of tubes 9 through which a coolant flows and a case 20 that forms a first flow path 1 (flow path) through which intake air flows. . The case 20 includes a pair of support plates 11 that support the end portions 9a of the plurality of tubes 9, and a pair of flow path plates 31 having a rectangular flow path opening 35 through which intake air flows. The flow path plate 31 has a flow path plate notch 36 formed in the longitudinal direction of the tube 9 from the corner 35 c of the flow path opening 35 with the supported plate portion 34 b (both ends) joined to the support plate 11. .

このように構成することで、ケース20では、流路開口部35の各隅部35cに配置される一対の流路プレート切欠部36が流路プレート31の被支持板部34b(両端部)の剛性を有効に低下させる。これにより、チューブ9の端部9aに生じる熱歪みが小さく抑えられ、熱交換器100の耐久性が高められる。   With this configuration, in the case 20, the pair of flow path plate notches 36 disposed at the respective corners 35 c of the flow path opening 35 are formed on the supported plate portions 34 b (both ends) of the flow path plate 31. Effectively reduce the stiffness. Thereby, the thermal distortion which arises in the edge part 9a of the tube 9 is suppressed small, and durability of the heat exchanger 100 is improved.

[6]また、流路プレート31の板厚t2は、支持プレート11の板厚t3より小さい。   [6] Further, the plate thickness t <b> 2 of the flow path plate 31 is smaller than the plate thickness t <b> 3 of the support plate 11.

このように構成することで、ケース20は、流路プレート31及び支持プレート11によって十分な剛性が確保され、かつチューブ9の端部9aに生じる熱歪みが小さく抑えられる。   By configuring in this way, the case 20 has sufficient rigidity secured by the flow path plate 31 and the support plate 11, and the thermal strain generated at the end portion 9 a of the tube 9 can be suppressed to be small.

[7]また、流路プレート31は、流路開口部35に吸気を導くダクト6、7がカシメ固定される枠部34を備える。   [7] Further, the flow path plate 31 includes a frame portion 34 on which the ducts 6 and 7 that guide the intake air to the flow path opening 35 are fixed by caulking.

このように構成することで、ケース20は、ダクト6、7がカシメ固定される枠部34によって流路プレート31の剛性が高められ、流路プレート31の外形状が維持される。   With this configuration, the case 20 has the flow path plate 31 with increased rigidity by the frame portion 34 to which the ducts 6 and 7 are fixed by caulking, and the outer shape of the flow path plate 31 is maintained.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。   The embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiment only shows a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.

例えば、上記実施形態では、流路プレート31は流路開口部35に沿って枠状(環状)に延在する単一の部材である。なお、これに限らず、流路プレート31は、流路開口部35に沿って複数に分割された部材であってもよい。   For example, in the above embodiment, the flow path plate 31 is a single member that extends in a frame shape (annular shape) along the flow path opening 35. However, the present invention is not limited to this, and the flow path plate 31 may be a member divided into a plurality along the flow path opening 35.

本発明は、車両に搭載される熱交換器として好適であるが、車両以外に使用される熱交換器にも適用できる。   Although this invention is suitable as a heat exchanger mounted in a vehicle, it is applicable also to the heat exchanger used other than a vehicle.

9 チューブ
9a 端部
11 支持プレート
14a 接合板部
16 支持プレート切欠部
20 ケース
31 流路プレート
34 枠部
34b 被支持板部
35 流路開口部
35c 隅部
36 流路プレート切欠部
100 熱交換器
9 Tube 9a End 11 Support plate 14a Joint plate 16 Support plate notch 20 Case 31 Channel plate 34 Frame 34b Supported plate 35 Flow channel opening 35c Corner
36 Channel plate notch 100 Heat exchanger

Claims (7)

第1流体と第2流体との間で熱交換が行われる熱交換器であって、
内部を第2流体が流通する複数のチューブと、
積層される前記複数のチューブの端部を支持する支持プレートと、
前記チューブの間に第1流体が流通する流路を形成する流路プレートと、を備え、
前記流路プレートは、
前記支持プレートに接合される被支持板部と、
前記被支持板部に開口して第1流体が流通する流路開口部と、
前記流路開口部と連続して形成され前記被支持板部を切り欠く流路プレート切欠部と、を有することを特徴とする熱交換器。
A heat exchanger in which heat is exchanged between a first fluid and a second fluid,
A plurality of tubes through which the second fluid flows;
A support plate for supporting end portions of the plurality of tubes to be stacked;
A flow path plate that forms a flow path through which the first fluid flows between the tubes,
The flow path plate is
A supported plate portion joined to the support plate;
A flow path opening through which the first fluid flows through the supported plate part;
A heat exchanger having a flow path plate notch formed continuously with the flow path opening and notching the supported plate.
請求項1に記載の熱交換器であって、
前記支持プレートは、
前記被支持板部に接合される接合板部と、
前記流路プレート切欠部と合致するように前記接合板部を切り欠く支持プレート切欠部と、を有することを特徴とする熱交換器。
The heat exchanger according to claim 1,
The support plate is
A joining plate part joined to the supported plate part;
A heat exchanger comprising: a support plate cutout portion that cuts the joining plate portion so as to match the flow path plate cutout portion.
請求項1又は2に記載の熱交換器であって、
前記流路開口部は、前記チューブの積層方向に並ぶ一対の隅部を有し、
前記流路プレート切欠部は、一対の前記隅部にそれぞれ形成されることを特徴とする熱交換器。
The heat exchanger according to claim 1 or 2,
The flow path opening has a pair of corners arranged in the stacking direction of the tubes,
The heat exchanger according to claim 1, wherein the flow path plate notch is formed at each of the pair of corners.
請求項1から3のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
前記流路プレート切欠部は、前記流路開口部から前記チューブの長手方向に形成されることを特徴とする熱交換器。
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3,
The flow channel plate notch is formed in the longitudinal direction of the tube from the flow channel opening.
第1流体と第2流体との間で熱交換が行われる熱交換器であって、
内部を第2流体が流通する複数のチューブと、
内部に第1流体が流通する流路を形成するケースと、を備え、
前記ケースは、
積層される前記複数のチューブの端部を支持する一対の支持プレートと、
第1流体が流通する矩形状の流路開口部を有する一対の流路プレートと、を備え、
前記流路プレートは、両端部が前記支持プレートに接合され、前記流路開口部の隅部から前記チューブの長手方向に形成される流路プレート切欠部を有する、
ことを特徴とする熱交換器。
A heat exchanger in which heat is exchanged between a first fluid and a second fluid,
A plurality of tubes through which the second fluid flows;
Forming a flow path through which the first fluid flows, and
The case is
A pair of support plates for supporting ends of the plurality of tubes to be stacked;
A pair of flow path plates having rectangular flow path openings through which the first fluid flows,
The flow path plate has flow path plate notches formed in the longitudinal direction of the tube from the corners of the flow path opening, with both ends joined to the support plate.
A heat exchanger characterized by that.
請求項1から5のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
前記流路プレートの板厚は、前記支持プレートの板厚より小さいことを特徴とする熱交換器。
A heat exchanger according to any one of claims 1 to 5,
The heat exchanger according to claim 1, wherein a thickness of the flow path plate is smaller than a thickness of the support plate.
請求項1から6のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
前記流路プレートは、前記流路開口部に第1流体を導くダクトが固定される枠部を備えることを特徴とする熱交換器。
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 6,
The said flow path plate is provided with the frame part by which the duct which guides a 1st fluid to the said flow path opening part is fixed, The heat exchanger characterized by the above-mentioned.
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