JP5101164B2

JP5101164B2 - モジュール型熱交換器のタンク接続構造

Info

Publication number: JP5101164B2
Application number: JP2007133918A
Authority: JP
Inventors: 紀之石井; 綾典手塚
Original assignee: T.RAD CO., L T D.
Current assignee: T.RAD CO., L T D.
Priority date: 2007-05-21
Filing date: 2007-05-21
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2027-05-21
Also published as: JP2008286500A

Description

本発明は、複数のモジュールコアを一対のタンクで連結したモジュール型熱交換器のタンク接続構造に関する。

モジュール型熱交換器として、下記特許文献に記載されたものその他が、提案されている。
この種の熱交換器は、大容量の用途に用いられ、図４及び図５に示す如く、多数のフィン及びチューブからなるコア１の上下両端に一対の小タンク２が設けられ、各小タンク２に連結パイプ３が突設されると共に、連結パイプ３の外周にシールリング７が被嵌されモジュールコア４を構成する。そして複数のモジュールコア４を並列し、それらの上下両端に一対の集合タンク６を配置する。

この集合タンク６は、そのチューブプレート6aに複数の連結孔５が設けられ、各連結孔５の孔縁部にパイプ部5aが内面側に突設されている。このような集合タンク６のパイプ部5a内に、各モジュールコア４の連結パイプ３を図５の如く嵌入し、全体を図示しないフレームにより一体に締結固定してモジュール型熱交換器を完成する。

国際公開ＷＯ２００５／００８１６２Ａ１公報

このようなモジュール型熱交換器は、前述のとおり大容量の建設機械等のものとして用いられ、そのモジュールコア４自体も大型であるため、ろう付けと溶接で製作される。また、集合タンク６とチューブプレート6a及びパイプ部5aは溶接で製作される。それ故、それらの各寸法精度を高めることは難しく、それを組み合わせるモジュール型熱交換器は寸法誤差のため、モジュールコア４の連結パイプ３を集合タンク６のパイプ部5aに挿入する際、その組立てが困難である。それと共に、その組立て時にシールリング７がリング溝3aから外れて噛み込んでしまい、漏れを生じる場合があった。
そこで本発明は、モジュールコア４及び集合タンク６の寸法誤差を吸収できると共に、液密性が高く、組立て性の良い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、多数のチューブおよびフィンからなるコア(1)の両端に小タンク(2)を有し、その小タンク(2)の外面に連結パイプ(3)が突設され、その連結パイプ(3)の外周にリング溝(3a)を有し、そのリング溝(3a)にシールリング(7)が被嵌される複数の独立したモジュールコア(4)と、
並列された複数のモジュールコア(4)の前記各連結パイプ(3)が嵌入される複数の連結孔(5)を有する一対の集合タンク(6)と、を具備するモジュール型熱交換器のタンク接続構造において、
前記集合タンク(6)には、その幅方向両側に多数のボルト孔(13)が設けられ、
その集合タンク(6)と連結前に、前記小タンク(2)の連結パイプ(3)には、その先端から、各小タンク(2)ごとの独立した絞め板(9)と補助パイプ(8)が順に被嵌され、
その絞め板(9)は、中心に連結パイプ(3)の外直径より大なる直径の開口(9a)を有し、その幅方向両端に前記集合タンク(6)のボルト孔(13)に整合するボルト孔(13)が形成され、
前記補助パイプ(8)は、筒状部(8a)とその軸方向の一端に設けたフランジ部(8b)とを有し、その筒状部(8a)が前記シールリング(7)を介して、連結パイプ(3)に着脱自在に且つ、液密に被嵌され、
その補助パイプ(8)のフランジ部(8b)の一方側の面に締め板(9)が接触すると共に、そのフランジ部(8b)の他方側の面が、シールパッキン(10)を介して、前記集合タンク(6)の前記連結孔(5)の孔縁部に接触して、
その集合タンク(6)と前記締め板(9)との間が前記各ボルト孔(13)に挿通された締結具(11)により締結固定されて、前記シールパッキン(10)が圧着されることを特徴とするモジュール型熱交換器のタンク接続構造である。

請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記集合タンク(6)の連結孔(5)の内直径が、前記補助パイプ(8)の外周直径より十分大であり、補助パイプ(8)がその連結孔(5)内で半径方向に移動自在に形成されたモジュール型熱交換器のタンク接続構造である。

請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２において、
前記集合タンク(6)の連結孔(5)の孔縁部に環状のパッキン座(12)が凹陥されたモジュール型熱交換器のタンク接続構造である。

本発明のモジュール型熱交換器のタンク接続構造は、モジュールコア(4)の小タンク(2)の連結パイプ(3)と、集合タンク(6)とを連結する前に、その連結パイプ(3)に、各小タンク(2)ごとの独立した絞め板(9)と補助パイプ(8)を順に被嵌するものである。その絞め板(9)は、中心に連結パイプ(3)の外直径より大なる直径の開口(9a)を有する。そして、補助パイプ８の筒状部8aを連結パイプ３にシールリング７を介して着脱自在に且つ液密に被嵌し、その補助パイプ８のフランジ部8bをシールパッキン10を介して集合タンク６の孔縁部に締結固定するものであるから、その組立てが容易で且つ、液密性を確実に確保し得る。

即ち、補助パイプ８が集合タンク６から独立したものからなり、それを予めモジュールコア４の連結パイプ３にシールリング７を介して液密に被嵌することができるので、無理なく補助パイプ８を連結パイプ３に取付け、その際にシールリング７の噛み込みを防止できる。

また、小タンク２と集合タンク６とのシールは、シールリング７およびシールパッキン10の二種によって行い、シールパッキン10のシール位置を半径方向にある程度移動可能であるから、リング集合タンク６の連結孔５の開口を連結パイプ３及び補助パイプ８に対して隙間を空けて形成でき、モジュールコア４および集合タンク６の寸法精度を高くとる必要がない。そのため、製造が容易で、集合タンク６と複数のモジュールコア４との接続を迅速に行うことができる。

上記構成において、集合タンク６の連結孔５の内直径を、補助パイプ８の外周直径より十分大に形成し、補助パイプ８が連結孔５内で半径方向に移動自在形成する場合には、集合タンク６の製造誤差を容易に吸収して、組立て性の良いタンク接続構造を提供できる。
上記構成において、集合タンク６の連結孔５の孔縁部にパッキン座12を凹陥した場合には、そのパッキン座12にシールパッキン１０を嵌着することができ、組立て性の良いタンク接続構造となる。

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は本発明の第１の実施の形態を示す要部縦断面図であって、図２はその要部分解斜視図であり、図３は同熱交換器の全体を示す斜視説明図である。なお、従来技術の熱交換器と同一の部品については同一の符号を付し、同一構造部分の説明は可能な限り省略する。
この熱交換器のモジュールコア４自体は、従来型のそれと同一である。即ち、チューブ1aとフィン1bとによりコア１を構成し、各チューブ1aの両端をチューブプレート2aのチューブ挿通孔に挿通し、その挿通部をろう付け固定すると共に、そのチューブプレート2aによって箱状の小タンク２の開後端を閉塞する。そして、小タンク２に連結パイプ３を貫通し、それら各部品間をろう付けまたは溶接により一体に接合したものである。

連結パイプ３には、環状のリング溝3aが複数並列され、各リング溝3aにシールリング７が着脱自在に嵌着されている。このようなモジュールコア４の連結パイプ３には、独立した補助パイプ８が被嵌される。
この補助パイプ８は、筒状部8aの一端にフランジ部8bが形成され、その筒状部8aの内周直径は連結パイプ３よりも大きく且つ、連結パイプ３に嵌着された状態のシールリング７の外直径よりも小に形成されている。そのため、補助パイプ８をシールリング７を介して連結パイプ３に被嵌したとき、シールリング７が弾性変形し、補助パイプ８と連結パイプ３との間を液密に形成できる。

次に、集合タンク６は一端開放の箱状に形成され、その開口にチューブプレート6aが図１及び図３の如く被嵌され、それらの間が溶接により固定されている。チューブプレート6aは、図３に示す如くモジュールコア４の各連結パイプ３に整合する位置に、連結孔５が穿設されると共に、連結パイプ３の孔縁部にパッキン座12が形成されている。また、チューブプレート6aのパッキン座12の幅方向両側には、フランジ14が設けられ、各フランジ14にボルト孔13が穿設されている。

次に、補助パイプ８のフランジ部8bの内面側にはシールパッキン10が配置され、その外面側には締め板９の開口9aの孔縁部が接する。
なお、チューブプレート6aの連結孔５の直径および締め板９の開口9aの直径は、連結パイプ３の外直径及びそのリング溝3aに被嵌されたシールリング７の外直径よりも十分大に形成され、各モジュールコア４の連結パイプ３と集合タンク６の連結孔５との組立て性を向上させている。

（組立て方法）
次に、本発明のモジュール型熱交換器の組立て方法につき述べる。
先ず、各連結パイプ３の外周にシールリング７を被嵌し、図２に示す如くモジュールコア４の上側の連結パイプ３に締め板９の開口9aを挿入する。次いで、連結パイプ３に補助パイプ８を嵌着する。このとき補助パイプ８の筒状部8a内面がシールリング７を弾性変形し、両者間を液密に保持する。次いで、上側の小タンク２の補助パイプ８においては、そのフランジ部8bにシールパッキン10を着座する。下側の小タンク２においては、図３においてチューブプレート6aのパッキン座12にシールパッキン10を着座させる。このようなモジュールコア４を図３の如く整列し、各補助パイプ８を集合タンク６の連結孔５に嵌入する。そして、ボルトとナットとからなる締結具11により、チューブプレート6aのフランジ14と締め板９との間を締結固定する。すると、シールパッキン10が圧縮され、補助パイプ８と集合タンク６との間が液密に形成される。

なお、補助パイプ８と連結パイプ３との間は、シールリング７により予め液密に構成されているため、全体として集合タンク６と小タンク２との間が液密に形成される。
なお、集合タンク６のチューブプレート6aの連結孔５の開口直径が補助パイプ８の外周直径よりも十分に大であるから、各小タンク２の連結パイプ３に被嵌された補助パイプ８を容易に連結孔５内に挿入することができる。また、補助パイプ８のフランジ部8bの外直径は連結孔５よりも十分大であると共に、パッキン座12の直径よりも十分小に形成することにより、補助パイプ８を連結孔５内で半径方向の何れにも移動が可能となる。

このように組み立てられた熱交換器は、図示しないフレームにより全体が着脱自在に締結され、一体的に固定される。
また、これらを分解するには前記の組立てと逆の順序により行えば良い。
なお、下側の集合タンク６においては、締め板９は予めチューブプレート6a上に配置して組み立てることができる。

本発明の熱交換器の要部縦断面図。同熱交換器の要部分解斜視図。同熱交換器の全体を示す組立て説明図。従来型熱交換器の一部分解斜視図。同熱交換器の要部縦断面図。

符号の説明

１コア
1a チューブ
1b フィン
２小タンク
2a チューブプレート
３連結パイプ
3a リング溝
４モジュールコア
５連結孔
5a パイプ部

６集合タンク
6a チューブプレート
７シールリング
８補助パイプ
8a 筒状部
8b フランジ部
９締め板
9a 開口
10 シールパッキン

11 締結具
12 パッキン座
13 ボルト孔
14 フランジ
15 出入口パイプ

Claims

多数のチューブおよびフィンからなるコア(1)の両端に小タンク(2)を有し、その小タンク(2)の外面に連結パイプ(3)が突設され、その連結パイプ(3)の外周にリング溝(3a)を有し、そのリング溝(3a)にシールリング(7)が被嵌される複数の独立したモジュールコア(4)と、
並列された複数のモジュールコア(4)の前記各連結パイプ(3)が嵌入される複数の連結孔(5)を有する一対の集合タンク(6)と、を具備するモジュール型熱交換器のタンク接続構造において、
前記集合タンク(6)には、その幅方向両側に多数のボルト孔(13)が設けられ、
その集合タンク(6)と連結前に、前記小タンク(2)の連結パイプ(3)には、その先端から、各小タンク(2)ごとの独立した絞め板(9)と補助パイプ(8)が順に被嵌され、
その絞め板(9)は、中心に連結パイプ(3)の外直径より大なる直径の開口(9a)を有し、その幅方向両端に前記集合タンク(6)のボルト孔(13)に整合するボルト孔(13)が形成され、
前記補助パイプ(8)は、筒状部(8a)とその軸方向の一端に設けたフランジ部(8b)とを有し、その筒状部(8a)が前記シールリング(7)を介して、連結パイプ(3)に着脱自在に且つ、液密に被嵌され、
その補助パイプ(8)のフランジ部(8b)の一方側の面に締め板(9)が接触すると共に、そのフランジ部(8b)の他方側の面が、シールパッキン(10)を介して、前記集合タンク(6)の前記連結孔(5)の孔縁部に接触して、
その集合タンク(6)と前記締め板(9)との間が前記各ボルト孔(13)に挿通された締結具(11)により締結固定されて、前記シールパッキン(10)が圧着されることを特徴とするモジュール型熱交換器のタンク接続構造。
請求項１において、
前記集合タンク(6)の連結孔(5)の内直径が、前記補助パイプ(8)の外周直径より十分大であり、補助パイプ(8)がその連結孔(5)内で半径方向に移動自在に形成されたモジュール型熱交換器のタンク接続構造。
請求項１または請求項２において、
前記集合タンク(6)の連結孔(5)の孔縁部に環状のパッキン座(12)が凹陥されたモジュール型熱交換器のタンク接続構造。