JP4416671B2

JP4416671B2 - 多流体熱交換器

Info

Publication number: JP4416671B2
Application number: JP2005015300A
Authority: JP
Inventors: 秀孝新長; 俊行堀内; 努和田
Original assignee: T.RAD CO., L T D.
Current assignee: T.RAD CO., L T D.
Priority date: 2005-01-24
Filing date: 2005-01-24
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2025-01-24
Also published as: JP2006200864A

Description

本発明は、熱交換器に関し、特に、複数の被冷却流体を共通の冷却流体で冷却可能なように構成された多流体熱交換器に関する。

従来、船舶用の熱交換器等において多流体熱交換器が使用されており、この多流体熱交換器は、ケーシング内に複数のコアが収容されて構成されている。そして、このケーシングと各コアとの間を流通する冷却流体により、各コア内を流通する複数の被冷却流体が同時に冷却されるようになっている。（例えば、特許文献１参照）。

また、この種の多流体熱交換器において、ケーシングと各コアとの間を流通する冷却流体の流れの分布を改善させるため、各コアの間に仕切り部材を設け、この仕切り部材の所要箇所に通過孔を設けたものも開発されている。この多流体熱交換器によれば、冷却流体は仕切り部材の通過孔を通ることにより全体として蛇行しながらケーシングと各コアとの間を流通し、各コア内を流通する複数の被冷却流体との間で熱交換が行われるようになっている。
実開昭６３−１８５７９９号公報

しかしながら、上記した前者の従来の多流体熱交換器では、異なる形状を成す複数のコアがケーシング内に収容されるようになっているため、部品点数及び組立て工数が増加し、組立てや製造に手間が掛かり、コストが増大するといった問題があった。また、ケーシングと各コアとの間を流通する冷却流体の流れの分布が悪く、冷却流体の淀みの発生する領域が多くなるため、熱交換性能を十分に高めることができないといった問題もあった。

一方、上記した後者の従来の多流体熱交換器では、仕切り部材が必要となり、構造が複雑になるため、部品点数及び組立て工数が増加し、組立てや製造に手間が掛かり、コストが増大するといった問題があった。

本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、冷却流体の流れの分布を改善させ、熱交換性能の向上を図ると共に、組立てや製造作業の簡素化を図り、コストの低減化を図ることのできる多流体熱交換器を提供しようとするものである。

本発明は、複数のコアと該コアを収容するケーシングと各コアの間に設けられた仕切り部材とを備え、前記各コア内を流通する複数の被冷却流体と、前記仕切り部材に形成された通過孔を通り前記各コアと前記ケーシングとの間を流通する冷却流体との間で熱交換を行うように構成された多流体熱交換器であって、前記ケーシングは、前記仕切り部材を挟持するように設けられた複数のケース部材を備えており、該ケース部材には前記コアの前後及び側方の三方を囲繞するように一体成形された部材が設けられていることを特徴とする。

また、前記各コアの両端部はヘッダプレートに貫設され、該ヘッダプレートには前記仕切り部材の両端部が係合可能な位置決め部が形成されていてもよい。

さらに、前記仕切り部材は、扁平チューブの両端部を圧潰して閉塞させ、扁平チューブの周壁部分に前記通過孔を穿設することにより形成されていてもよい。

さらにまた、前記仕切り部材は、それぞれ外側に膨出するように折曲された２枚の板状部材をずらして重合させることにより形成されていてもよい。

本発明によれば、冷却流体の流れの分布を改善させ、熱交換性能の向上を図ることができると共に、組立てや製造作業の簡素化を図り、コストの低減化を図ることができる等、種々の優れた効果を得ることができる。

以下、図１〜図４を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。ここで、図１は本発明の実施の形態に係る多流体熱交換器を示す斜視図、図２は多流体熱交換器を示す分解斜視図、図３及び図４は多流体熱交換器を示す断面図である。

この多流体熱交換器１は、内部にそれぞれ異なる被冷却流体Ｂ及びＣが流通可能な複数（この場合は２個）のコア２と、各コア２の両端にそれぞれ設けられたアッパタンク３及びロアタンク４と、複数のコア２を収容するケーシング５と、ケーシング５の両端を閉塞するように設けられたヘッダプレート６と、各コア２の間に設けられた仕切り部材７とから概略構成されており、各コア２とケーシング５の間には冷却流体Ａが流通可能となっている。

コア２は、複数（図示では３本）の扁平チューブ８と、扁平チューブ８の周りに設けられたフィン９とから成り、各扁平チューブ８は、その両端部が各ヘッダプレート６に貫設され、アッパタンク３及びロアタンク４に連通するようになっている。また、アッパタンク３及びロアタンク４には、各被冷却流体Ｂ，Ｃの入口１０及び出口１１がそれぞれ設けられている。

ケーシング５は、仕切り部材７を両側から挟持するように設けられた複数（この場合は左右２個）のケース部材１２，１３から成り、該ケース部材１２，１３はコア２の前後及び側方の三方を囲繞するように平面視コの字状に一体成形されている。また、右側ケース部材１３の側壁上部には、冷却流体Ａの入口１４が設けられており、左側ケース部材１２の側壁下部には、冷却流体Ａの出口１５が設けられている。

仕切り部材７は、２枚の板状部材１６，１７を重合し、その各中央部分１８，１９をそれぞれ左右反対方向に膨張させた形状を成しており、内部には流体流路２０が形成され、各中央部分１８，１９の上部及び下部には、互い違いになるようにそれぞれ通過孔２１，２２が形成されている。

次に、本実施の形態に係る多流体熱交換器１の作用を説明する。

各被冷却流体Ｂ，Ｃは、それぞれ、入口１０から各コア２の扁平チューブ８内に流入し、各コア２とケーシング５との間を流通する冷却流体Ａにより冷却された後、出口１１から外部に流出する。一方、入口１４からケーシング５内に流入した冷却流体Ａは、通過孔２２，２１を通って各コア２とケーシング５との間を蛇行しながら流通し、各被冷却流体Ｂ，Ｃと熱交換を行い、高温となって出口１５から外部に流出する。

このように、上記した実施の形態に係る多流体熱交換器１によれば、各コア２の間に仕切り部材７が設けられており、冷却流体Ａの経路を長く取ることができる。したがって、ケーシング５内において冷却流体が全体として蛇行しながら流通し、冷却流体の淀みの発生を抑制することができるため、熱交換性能を高めることができる。また、ケーシング５を構成するケース部材１２，１３がコア２の前後及び側方の三方を囲繞するように平面視コの字状に一体成形されているため、部品点数や組立て工数を削減することができ、組立てや製造作業の簡素化及び製造コストの低減化を図ることができる。

なお、図５に示すように、隣接する各アッパタンク３の間及び各ロアタンク４の間において各ヘッダプレート６をそれぞれ絞り加工により上下外側に突出させ、各ヘッダプレート６に仕切り部材７の上下両端部が係合可能な位置決め部２３を形成させてもよい。この場合、他流体熱交換器１の組立て時に、仕切り部材７の位置決めが容易となり、多流体熱交換器１の組立て作業が一段と簡素化される。なお、位置決め部２３は、図６に示すように、各ヘッダプレート６に仕切り部材７の上下両端部が係合可能な孔を形成させることにより構成させてもよい。

また、仕切り部材７は、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、扁平チューブ２４の両端部を圧潰して閉塞させ、扁平チューブ２４の周壁部分に通過孔２５，２６を穿設することにより形成させてもよい。この場合、仕切り部材７の成形が容易となるため、他流体熱交換器１の製造作業が一段と簡素化される。

さらに、仕切り部材７は、図８〜図１０に示すように、２枚の板状部材２７，２８をそれぞれ中央部が外側に膨出するように台形状に折曲し、上下に所要長さずらして重合させることにより、形成させてもよい。この場合、仕切り部材７内の流路２９への通過孔３０，３１は、板状部材２７，２８を上下にずらして重合させることにより形成され、板状部材２７，２８に孔を穿設加工する必要がないため、仕切り部材７の成形は容易となり、多流体熱交換器１の製造作業は簡素化される。

また、上記した実施の形態においては、２個のコア２が設けられ、ケーシング５は２個のケース部材１２，１３から構成されているが、これは単なる例示に過ぎず、コア２を３個以上設置し、ケーシング５が３個以上のケース部材から構成されるようにしてもよい。そしてこの場合には、両側のケース部材はコア２の前後及び側方の三方を囲繞するように一体成形されるのが好ましい。

さらに、上記実施の形態では、コア２が複数の扁平チューブ８及びフィン９から構成されているが、これは単なる例示に過ぎず、本発明は、他の構成部材から成るコアを備えた熱交換器にも適用可能である。

本発明の実施の形態に係る多流体熱交換器を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る多流体熱交換器を示す分解斜視図である。本発明の実施の形態に係る多流体熱交換器を示す断面図である。本発明の実施の形態に係る多流体熱交換器を示す断面図である。本発明の実施の形態に係る多流体熱交換器の別の例を示す断面図である。本発明の実施の形態に係る多流体熱交換器のさらに別の例を示す断面図である。（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施の形態に係る多流体熱交換器における仕切り部材の他の製造方法を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る多流体熱交換器における仕切り部材のさらに別の例を示す斜視図である。図８のＡ−Ａ断面図である。図８のＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

１多流体熱交換器
２コア
５ケーシング
６ヘッダプレート
７仕切り部材
１２ケース部材
１３ケース部材
２１通過孔
２２通過孔
２３位置決め部
２４扁平チューブ
２５通過孔
２６通過孔
２７板状部材
２８板状部材

Claims

複数のコアと該コアを収容するケーシングと各コアの間に設けられた仕切り部材とを備え、前記各コア内を流通する複数の被冷却流体と、前記仕切り部材に形成された通過孔を通り前記各コアと前記ケーシングとの間を流通する冷却流体との間で熱交換を行うように構成された多流体熱交換器であって、
前記ケーシングは、前記仕切り部材を挟持するように設けられた複数のケース部材を備えており、該ケース部材には前記コアの前後及び側方の三方を囲繞するように一体成形された部材が設けられており、前記各コアの両端部はヘッダプレートに貫設され、該ヘッダプレートには前記仕切り部材の両端部が係合可能な位置決め部が形成されていることを特徴とする多流体熱交換器。
複数のコアと該コアを収容するケーシングと各コアの間に設けられた仕切り部材とを備え、前記各コア内を流通する複数の被冷却流体と、前記仕切り部材に形成された通過孔を通り前記各コアと前記ケーシングとの間を流通する冷却流体との間で熱交換を行うように構成された多流体熱交換器であって、
前記ケーシングは、前記仕切り部材を挟持するように設けられた複数のケース部材を備えており、該ケース部材には前記コアの前後及び側方の三方を囲繞するように一体成形された部材が設けられており、前記仕切り部材は、扁平チューブの両端部を圧潰して閉塞させ、扁平チューブの周壁部分に前記通過孔を穿設することにより形成されていることを特徴とする多流体熱交換器。
複数のコアと該コアを収容するケーシングと各コアの間に設けられた仕切り部材とを備え、前記各コア内を流通する複数の被冷却流体と、前記仕切り部材に形成された通過孔を通り前記各コアと前記ケーシングとの間を流通する冷却流体との間で熱交換を行うように構成された多流体熱交換器であって、
前記ケーシングは、前記仕切り部材を挟持するように設けられた複数のケース部材を備えており、該ケース部材には前記コアの前後及び側方の三方を囲繞するように一体成形された部材が設けられており、前記仕切り部材は、それぞれ外側に膨出するように折曲された２枚の板状部材をずらして重合させることにより形成されていることを特徴とする多流体熱交換器。