JP3994778B2 - Heat exchanger - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、1つのチューブ内にUターン流れを形成する熱交換器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のUターンタイプの熱交換器として、特開平9−170890号公報に示されるものがある。図5、図6に示すように、この熱交換器100を構成するチューブ110には、内部に設けられた仕切り壁117(本公報では分離バルクヘッド)によって長手方向に延びる2つの流路111、112が形成されており、チューブ110の一端側は、2つの区画室141、142を有するヘッダ140に接続され、それぞれの流路111、112と区画室141、142とがそれぞれ連通されている。また、チューブ110の他端側は、チューブ110自身を変形させることで閉塞され(ここでは、端部が折り曲げられて閉塞されている)、この端部近傍の仕切り壁117に少なくとも2つの連通開口部118を設けている。
【0003】
これにより、チューブ110の他端側を閉塞させるための別部材を不要とし、また、少なくとも2つの連通開口部118によって、流体がチューブ110の一方の流路111から他方の流路112に流れる際に、極めて緩やかな流体の流れ(Uターン)を形成し、エネルギー損失を低減するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この熱交換器100においては、チューブ110の一端側のみがヘッダ140に支持され、チューブ110の他端側は何ら支持される構造となっていないので、製造段階や製品状態において、例えばチューブ110間ピッチが小さくなる側への外力に対して変形を受け易く、これを防止するにはチューブ110の他端側同士を支持する別部材を設ける必要がある。
【0005】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、部品点数を増やすことなく、他端側のチューブの変形を防止可能とする熱交換器を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【0007】
請求項1に記載の発明では、熱交換器において、内部に第1流路(111)および第2流路(112)が形成されて、複数積層されるチューブ(110)と、内部にチューブ(110)の積層方向に延びる第1区画室(141)および第2区画室(142)が形成され、チューブ(110)の一端側が接続されて、第1区画室(141)に第1流路(111)が、第2区画室(142)に第2流路(112)がそれぞれ連通されるヘッダ(140)とを有し、チューブ(110)の他端側は、連通路(113)によって第1流路(111)と第2流路(112)とが連通され、且つ、所定長さ(L)の曲げ部(114)をもってL字状に曲げられており、L字状に曲げられた先端開口部(115)は、隣のチューブ(110)に接合されるようにしたことを特徴としている。
【0008】
これにより、曲げ部(114)によって各チューブ(110)の他端側が支持される構造とすることができるので、別部材を追加することなく、製造段階や製品状態における外力に対する変形を防止できる。
【0009】
また、曲げ部(114)がチューブ(110)の積層方向に繋がって1つの平面部を形成できるので、例えば、この熱交換器が取付けられる相手側の部材との隙間を塞ぐためのシール部材の介在が非常に容易にできるようになる。
【0010】
請求項2に記載の発明では、上記請求項1に記載の発明に対して、複数積層されるチューブ(110)の最外方には、サイドプレート(130)が設けられ、L字状に曲げられた先端開口部(115)は、隣のチューブ(110)の反曲げ部側の壁部(116)に順次接合され、且つ、最外方のチューブ(110)の先端開口部(115)は、サイドプレート(130)に接合されるようにしたことを特徴としている。
【0011】
これにより、等ピッチでのチューブ(110)の積層を可能として、且つ、最外方のチューブ(110)の先端開口部(115)をサイドプレート(130)で閉塞できる。
【0012】
請求項3に記載の発明では、複数積層されるチューブ(110)間には、フィン(120)が介在され、チューブ(110)の曲げ部(114)は、プレス加工により形成されるようにしたことを特徴としている。
【0013】
これにより、各チューブ(110)の曲げ部(114)の所定長さ(L)を精度良く形成できるので、介在されるフィン(120)との接触状態を良好に保って組付け性を向上できる。
【0014】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
本発明の熱交換器を車両用空調装置に用いるヒータコア100に適用した第1実施形態を図1〜図4に示す。ヒータコア100は、車両エンジンの冷却水(温水)を内部に流通させ、熱交換により外部の空調空気を加熱する周知のものであり、ヘッダ140とコア部101とから成る。尚、以下説明する各構成部材は、ここではアルミニウムあるいはアルミニウム合金から成るものとしており、一体でろう付けされている。
【0016】
図1に示すように、ヘッダ140は、ヘッダタンク143とヘッダプレート144から成る。ヘッダタンク143は、一端側が開口する直方体の容器であり、内部中央には後述する複数のチューブ110の積層方向に延びる第1区画室141と第2区画室142とを形成する仕切り壁143aが設けられている。そして、ヘッダタンク143の長手方向の一方の端部には、第1区画室141と連通する入口パイプ150と、第2区画室142と連通する出口パイプ160とが設けられている。
【0017】
ヘッダプレート144は、上記ヘッダタンク143の開口側と対向するように開口するフランジ部が外周部に設けられた長方形の板部材であり、チューブ110に対向する面にはチューブ110と対応するようにチューブ孔144aが複数設けられている。
【0018】
そして、ヘッダプレート144のフランジ部内側にヘッダタンク143の開口側端部が嵌合、ろう付けされてヘッダ140を形成している。この時、チューブ孔144aは、仕切り壁143aによって、中央部で2分割されている。
【0019】
一方、コア部101は、チューブ110、フィン120、サイドプレート130から成る。
【0020】
チューブ110は、基本形状として、図2に示すように、薄肉の帯板材をローラ成形により順次折り曲げされて形成されている。図3(a)に示すように、断面中央部には、チューブ110の長手方向の一端側から他端側に向けて延びるV字状の仕切り壁117が形成され、更に帯板材の端部がこの仕切り壁117に接合されて、内部には第1流路111と第2流路112とが形成されている。
【0021】
更に、図3(b)に示すように、チューブ110の他端側においては、上記仕切り壁117を設けずに、帯板材の端部同士が互いに重なるようにしており、第1流路111と第2流路112とが連通する連通路113が形成されている。
【0022】
そして、本発明の特徴部として、図2に示す基本形状を成すチューブ110の他端側近傍のC部でプレス加工によってL字状に曲げて、図4に示すように所定長さLの曲げ部114を形成している。ここで、曲げ部114の所定長さLは、具体的には、フィン120の山高さH(図1)と略同等と成るように設定している。
【0023】
再び図1に戻って、上記チューブ110の曲げ部114における先端開口部115が、隣のチューブ110の反曲げ部側の壁部116に当接するように、チューブ110は順次複数積層され、各チューブ110の間にはフィン120が介在される。そして、両最外方のフィン120の更に外方には補強部材としてのサイドプレート130が配設され、各部材110、120、130の当接部同士がろう付けされて、コア部101が形成される。この時、チューブ110の先端開口部115は、反曲げ部側の壁部116にろう付けされることで、連通路113を残して閉塞されることになる。また、最外方(図1中の左側)のチューブ110の先端開口部115は、サイドプレート130にろう付けされることで閉塞されることになる。
【0024】
このコア部101の各チューブ110の一端側は、ヘッダ140(ヘッダプレート144)のチューブ孔144aに挿入、ろう付けされ、ヒータコア100が形成される。そして、ヘッダ140の第1区画室141および第2区画室142は、チューブ110の第1流路111および第2流路112とそれぞれ連通する。
【0025】
上記のように構成されるヒータコア100においては、車両エンジンの冷却水(温水)が、入口パイプ150からヘッダ140の第1区画室141に流入し、各チューブ110の一端側から第1流路111を流れ、他端側の連通路113でUターンして、第2流路112を流れて、第2区画室142を経て出口パイプ160から流出する。そして、冷却水がUターンを伴ってチューブ110を流通する間に、外部の空調空気と熱交換して、コア部101の領域内での温度分布が生じないようにこの空調空気を加熱する。
【0026】
本発明においては、コア部101を形成するチューブ110の他端側にL字状の曲げ部114を設けて、その先端開口部115が隣のチューブ110の反曲げ部側の壁部116に接合されるようにし、また、最外方の先端開口部115はサイドプレート130に接合されるようにしているので、曲げ部114によって各チューブ110の他端側が支持される構造とすることができ、別部材を追加することなく、製造段階や製品状態における外力に対する変形を防止できる。この時、曲げ部114をすべて同一方向に向けることで、等ピッチでのチューブ110の積層を可能としている。
【0027】
また、曲げ部114がチューブ110の積層方向に繋がって1つの平面部を形成できるので、例えば、このヒータコア100が取付けられる相手側の部材(具体的には、空調ケース)との隙間を塞ぐためのシール部材の介在が非常に容易にできるようになる。
【0028】
尚、チューブ110の曲げ部114は、プレス加工により形成するようにしているので、曲げ部114の所定長さLを精度良く形成でき、介在されるフィン120との接触状態を良好に保って組付け性を向上できる。
【0029】
(その他の実施形態)
上記第1実施形態では、コア部101にサイドプレート130を設けるものとして説明したが、補強部材としての機能の必要性に応じては、廃止するようにしても良く、この場合には、最外方のチューブ110の先端開口部115の向きを反転して、隣のチューブ110の先端開口部115と当接させて、互いに閉塞させるようにしてやれば良い。(先端開口部115が向かい合うチューブ110の曲げ部114の所定長さはそれぞれL/2とする)。
【0030】
また、チューブ110は、薄肉の帯板材から形成されるものとして説明したが、これに代えて、複数の内部流路が同時に形成される押し出しチューブをベースにして、曲げ加工を施してL字状の曲げ部114を有するチューブとしても良い。この時、曲げ部114においては、複数の内部流路を形成する壁部は徐肉することで連通路113を形成してやれば良い。
【0031】
更に、本発明を車両用空調装置に用いるヒータコア100に適用して説明したが、これに限らず、蒸発器や凝縮器、更にはラジエータ等、他の熱交換器に広く適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における熱交換器としてのヒータコアを示す分解斜視図である。
【図2】チューブの基本形状を示す外観斜視図である。
【図3】(a)は図2におけるA方向から見たチューブを示す矢視図、(b)は図2におけるB方向から見たチューブを示す矢視図である。
【図4】本発明におけるチューブを示す外観斜視図である。
【図5】従来技術における熱交換器の外観を示す斜視図である。
【図6】従来技術におけるチューブの外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
100 ヒータコア(熱交換器)
110 チューブ
111 第1流路
112 第2流路
113 連通路
114 曲げ部
115 先端開口部
116 反曲げ部側の壁部
120 フィン
130 サイドプレート
140 ヘッダ
141 第1区画室
142 第2区画室[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat exchanger that forms a U-turn flow in one tube.
[0002]
[Prior art]
A conventional U-turn type heat exchanger is disclosed in JP-A-9-170890. As shown in FIGS. 5 and 6, the
[0003]
This eliminates the need for a separate member for closing the other end of the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this
[0005]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a heat exchanger that can prevent deformation of the tube on the other end side without increasing the number of components.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.
[0007]
According to the first aspect of the present invention, in the heat exchanger, the first flow path (111) and the second flow path (112) are formed inside, and a plurality of stacked tubes (110) and a tube ( 110) and the second compartment (142) extending in the stacking direction are formed, one end of the tube (110) is connected, and the first flow path (141) is connected to the first compartment (141). 111) has a header (140) with which the second flow path (112) communicates with the second compartment (142), and the other end of the tube (110) is connected to the second passage (113) by the communication passage (113). The first flow path (111) and the second flow path (112) communicate with each other and are bent into an L shape with a bent portion (114) having a predetermined length (L), and are bent into an L shape. The tip opening (115) is joined to the adjacent tube (110) It is characterized in the thing.
[0008]
Thereby, since it can be set as the structure where the other end side of each tube (110) is supported by the bending part (114), the deformation | transformation with respect to the external force in a manufacture stage or a product state can be prevented, without adding another member.
[0009]
Further, since the bent portion (114) is connected in the stacking direction of the tube (110) to form one flat portion, for example, a sealing member for closing a gap with a counterpart member to which the heat exchanger is attached is provided. Intervention can be made very easily.
[0010]
In the invention according to claim 2, in contrast to the invention according to claim 1, a side plate (130) is provided on the outermost side of the plurality of stacked tubes (110), and is bent into an L shape. The end opening (115) thus formed is sequentially joined to the wall (116) on the side opposite to the bent portion of the adjacent tube (110), and the end opening (115) of the outermost tube (110) is It is characterized by being joined to the side plate (130).
[0011]
Thereby, the tubes (110) can be stacked at an equal pitch, and the distal end opening (115) of the outermost tube (110) can be closed by the side plate (130).
[0012]
In the invention described in claim 3, fins (120) are interposed between a plurality of stacked tubes (110), and the bent portion (114) of the tube (110) is formed by pressing. It is characterized by that.
[0013]
Thereby, since the predetermined length (L) of the bending part (114) of each tube (110) can be formed with high precision, it is possible to improve the assembling property while maintaining a good contact state with the intervening fin (120). .
[0014]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment description mentioned later.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
1st Embodiment which applied the heat exchanger of this invention to the
[0016]
As shown in FIG. 1, the
[0017]
The
[0018]
Then, the opening side end of the
[0019]
On the other hand, the
[0020]
As shown in FIG. 2, the
[0021]
Further, as shown in FIG. 3B, on the other end side of the
[0022]
Then, as a feature of the present invention, it is bent into an L-shape by pressing at the C portion in the vicinity of the other end of the
[0023]
Returning to FIG. 1 again, a plurality of
[0024]
One end side of each
[0025]
In the
[0026]
In the present invention, an L-shaped
[0027]
In addition, since the
[0028]
The
[0029]
(Other embodiments)
In the first embodiment described above, the
[0030]
In addition, the
[0031]
Furthermore, the present invention has been described by applying to the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a heater core as a heat exchanger in the present invention.
FIG. 2 is an external perspective view showing a basic shape of a tube.
3A is an arrow view showing the tube viewed from the direction A in FIG. 2, and FIG. 3B is an arrow view showing the tube viewed from the direction B in FIG. 2;
FIG. 4 is an external perspective view showing a tube according to the present invention.
FIG. 5 is a perspective view showing the appearance of a heat exchanger in the prior art.
FIG. 6 is a perspective view showing the appearance of a tube in the prior art.
[Explanation of symbols]
100 Heater core (heat exchanger)
110
Claims (3)
内部に前記チューブ(110)の積層方向に延びる第1区画室(141)および第2区画室(142)が形成され、前記チューブ(110)の一端側が接続されて、前記第1区画室(141)に前記第1流路(111)が、前記第2区画室(142)に前記第2流路(112)がそれぞれ連通されるヘッダ(140)とを有し、
前記チューブ(110)の他端側は、連通路(113)によって前記第1流路(111)と前記第2流路(112)とが連通され、且つ、所定長さ(L)の曲げ部(114)をもってL字状に曲げられており、
前記L字状に曲げられた先端開口部(115)は、隣の前記チューブ(110)に接合されるようにしたことを特徴とする熱交換器。A tube (110) in which a first flow path (111) and a second flow path (112) are formed inside, and a plurality of layers are stacked;
A first compartment (141) and a second compartment (142) extending in the stacking direction of the tube (110) are formed therein, and one end side of the tube (110) is connected to the first compartment (141). ) And the header (140) with which the second channel (112) communicates with the second compartment (142).
The other end of the tube (110) is connected to the first flow path (111) and the second flow path (112) by a communication path (113), and has a predetermined length (L). (114) is bent into an L shape,
The heat exchanger according to claim 1, wherein the L-shaped bent end opening (115) is joined to the adjacent tube (110).
前記複数積層されるチューブ(110)の最外方に設けられるサイドプレート(130)と、
内部に前記チューブ(110)の積層方向に延びる第1区画室(141)および第2区画室(142)が形成され、前記チューブ(110)の一端側が接続されて、前記第1区画室(141)に前記第1流路(111)が、前記第2区画室(142)に前記第2流路(112)がそれぞれ連通されるヘッダ(140)とを有し、
前記チューブ(110)の他端側は、連通路(113)によって前記第1流路(111)と前記第2流路(112)とが連通され、且つ、所定長さ(L)の曲げ部(114)をもってL字状に曲げられており、
前記L字状に曲げられた先端開口部(115)は、隣の前記チューブ(110)の反曲げ部側の壁部(116)に順次接合され、
且つ、最外方の前記チューブ(110)の前記先端開口部(115)は、前記サイドプレート(130)に接合されるようにしたことを特徴とする熱交換器。A tube (110) in which a first flow path (111) and a second flow path (112) are formed inside, and a plurality of layers are stacked;
A side plate (130) provided on the outermost side of the plurality of stacked tubes (110);
A first compartment (141) and a second compartment (142) extending in the stacking direction of the tube (110) are formed therein, and one end side of the tube (110) is connected to the first compartment (141). ) And the header (140) with which the second channel (112) communicates with the second compartment (142).
The other end of the tube (110) is connected to the first flow path (111) and the second flow path (112) by a communication path (113), and has a predetermined length (L). (114) is bent into an L shape,
The L-shaped bent end opening (115) is sequentially joined to the wall (116) on the opposite side of the adjacent tube (110),
In addition, the heat exchanger is characterized in that the distal end opening (115) of the outermost tube (110) is joined to the side plate (130).
前記チューブ(110)の前記曲げ部(114)は、プレス加工により形成されるようにしたことを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の熱交換器。Fins (120) are interposed between the plurality of stacked tubes (110),
The heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein the bent portion (114) of the tube (110) is formed by pressing.
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