JP5486841B2 - Delon cup type heat exchanger - Google Patents
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Description
この発明は、熱交換部のコアユニットを多段に接合するドロンカップタイプのオイルクーラー、エバポレータ、インタークーラー又はラジエータのような中空構造を有する熱交換器の構造に関するものである。 The present invention relates to a structure of a heat exchanger having a hollow structure such as a drone cup type oil cooler, evaporator, intercooler, or radiator that joins core units of a heat exchange section in multiple stages.
従来、熱交換器には、熱交換部を多段に接合することにより構成したものがある。この種の熱交換器は、いわゆるドロンカップタイプ(Drawn Cup)構造と呼ばれる中空構造を有し、銅やアルミニウム又は銅合金やアルミニウム合金を芯材とし、その片面又は両面にろう材を皮材としてクラッドしたブレージングシートを用いて多段にドロンカップを真空中や雰囲気炉等でろう付け加熱を行う方法で製造され、オイルクーラー、エバポレータ、インタークーラー又はラジエータとして、ドロンカップ中空部内側を流れる流体と中空部流路の表面を流れる流体の熱交換器を行うものである。 Conventionally, some heat exchangers are configured by joining heat exchange portions in multiple stages. This type of heat exchanger has a hollow structure called a so-called Drone Cup type structure, with copper, aluminum, copper alloy or aluminum alloy as a core material, and brazing material on one or both sides as a skin material. Manufactured by a method of brazing and heating a drone cup in a multistage using a clad brazing sheet in a vacuum or an atmospheric furnace, etc., as an oil cooler, evaporator, intercooler or radiator, the fluid flowing inside the drone cup hollow part and the hollow part A heat exchanger for fluid flowing on the surface of the flow path is performed.
従来のドロンカップタイプの熱交換器の一例を図6に示す。図6に示すように、車両空調用ラジエータにおいては、2枚のドロンカッププレート2を最中状に接合して構成される断面偏平状のチューブ相互の間に、コルゲートフィン3を介在させて積層して配設して真空ろう付け又は雰囲気炉にて一体ろう付けして製造されている。図7(a)、(b)、(c)は、図6に示した車両空調用ラジエータの正面図、平面図、左側面図である。図8は、図6および図7のドロンカッププレート2の接合された部分の矢視方向の断面を示したものである。この断面は熱交換器1の上側のものであるが、下側も同じ断面である。なお、ドロンカッププレート2はアルミ板または銅板の表面にろう材をクラッドしたものを最中の皮状にプレス成形し、内部に中空部を形成するよう積層している。また、冷却水流通路となるよう連通孔7が形成されている。
An example of a conventional drone cup type heat exchanger is shown in FIG. As shown in FIG. 6, in a vehicle air conditioner radiator, a
上述したドロンカップ型の車両空調用ラジエータには、図6に示すようにエンドプレート4の連通孔7に対応する位置に流体流入口5及び流体流出口6が設けられている。これにより、流体流入口5からドロンカップ内に流入した流体は、熱交換器1の下側の連通孔7から流体流通路8を流通し、上昇しながら、冷却風路10を流通する空気と熱交換を行って冷却され、熱交換器1の上側の連通孔7を流通し、流体流出口6から回路に戻って行く。
この種の熱交換器については、例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3にその構造、製法についての記載がある。
The drone cup type vehicle air conditioning radiator described above is provided with a
Regarding this type of heat exchanger, for example,
このような熱交換器は、冷却装置として密閉回路内に組込まれ使用される場合、封入された冷媒が回路内にある発熱部で加熱されると、冷媒は、温度上昇し、沸騰、蒸発し、回路内の内圧が大気圧よりも上昇する。また、発熱部が冷えると内部の圧力は低下する。この内圧の変動に伴い、熱交換器のドロンカッププレート2は、図9の破線で示すように積層方向に伸縮を繰返す。一般に熱交換器のドロンカップの板厚は、0.3乃至1mm程度で有り、近年の軽量化設計に対応した板厚0.3mm以下の薄肉構造では、ドロンカップの伸縮変形に伴い、絞り成形された角部付近に発生する繰返し応力による疲労寿命の低減が懸念される。
When such a heat exchanger is incorporated and used as a cooling device in a closed circuit, when the encapsulated refrigerant is heated by a heat generating part in the circuit, the refrigerant rises in temperature, boils and evaporates. The internal pressure in the circuit rises above the atmospheric pressure. Further, when the heat generating portion cools, the internal pressure decreases. As the internal pressure fluctuates, the
この発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、ドロンカップ熱交換器の内圧変動に伴う積層方向の伸縮変形を抑制し、製品の信頼性の向上が可能な熱交換器の構造を提供するものである。 The present invention has been made to solve the above problems, and has a heat exchanger structure capable of suppressing the expansion and contraction deformation in the laminating direction accompanying the fluctuation of the internal pressure of the drone cup heat exchanger and improving the reliability of the product. It is to provide.
この発明に係るドロンカップ型熱交換器は、上下を最中状に成形し、中間部を細長扁平形状を成す一対のドロンカッププレートで構成し、前記ドロンカッププレートの相互の間に、コルゲートフィンを介在させて積層した中空の扁平状伝熱管を多段に接合して流体流入口および流体流出口を形成する熱交換器の接合構造であって、前記一対のドロンカッププレートは、細長扁平形状を成し上下に延在する前記ドロンカッププレートの一端部に前記流体流入口を設け、前記流体流入口と対称位置となる前記ドロンカッププレートの他端部に前記流体流出口を設けて、前記流体流入口と前記流体流入口との間を連通する流体流路を形成するとともに、前記一対のドロンカッププレートの接合周縁部を前記扁平状伝熱管の積層方向に沿って連結する連結部材を設けたけたものであり、前記連結部材は、前記一対のドロンカッププレートの接合周縁端が嵌合する櫛状の嵌合溝を有し、前記扁平状伝熱管の積層方向に沿って、前記接合周縁部を前記嵌合溝に嵌合させて接合したことを特徴とするものである。 The drone cup type heat exchanger according to the present invention is formed by a pair of drone cup plates that are vertically shaped in the middle and the middle part is formed into an elongated flat shape, and the corrugated fins are disposed between the drone cup plates. A heat exchanger joining structure in which hollow flat heat transfer tubes stacked with intervening layers are joined in multiple stages to form a fluid inlet and a fluid outlet, wherein the pair of drone cup plates has an elongated flat shape. The fluid inlet is provided at one end of the drone cup plate that extends vertically, and the fluid outlet is provided at the other end of the drone cup plate that is symmetrical to the fluid inlet. A fluid flow path communicating between the inflow port and the fluid inflow port is formed, and the joining peripheral edge portions of the pair of drone cup plates are coupled along the stacking direction of the flat heat transfer tubes Are those in which bamboo provided binding members, the connecting member has a comb-like groove that joining peripheral edge of said pair of drone cup plate is fitted, along the stacking direction of the flat heat transfer tube The joining peripheral edge portion is fitted into the fitting groove and joined .
この発明によれば、前記ドロンカップの周縁を積層方向に相互に連結する部材であって、ドロンカッププレートの接合周縁端を嵌合する櫛状の嵌合溝を有する連結部材を設けたので、扁平状伝熱管を構成するそれぞれのドロンカッププレートを連結部材により櫛状の嵌合溝で確実に保持し、ドロンカップの積層方向に対して伸縮変形を規制するよう構成されており、ドロンカップ内を流れる流体の温度変化による内圧変動に伴う、伸縮変形を抑制することができ、内圧変動に伴う繰り返し変形により発生する応力を低減できるので、熱交換器の疲労寿命の向上が期待でき、製品の信頼性を向上させることができ、しかも、上下に延在するドロンカッププレートの一端部に設けた流体流入口と対称位置となるドロンカッププレートの他端部に流体流出口を設けることによって、変形応力をより低減でき製品の信頼性を一層向上させることができる。
According to this invention, a member for connecting the peripheral edges of the drone cups to each other in the stacking direction and having a comb-like fitting groove for fitting the joint peripheral edge of the drone cup plate is provided. Each drone cup plate that constitutes a flat heat transfer tube is securely held in a comb-like fitting groove by a connecting member , and is configured to restrict expansion and contraction in the stacking direction of the drone cup. It is possible to suppress expansion and contraction due to internal pressure fluctuations due to temperature changes of the fluid flowing through the pipe, and to reduce the stress generated by repeated deformations accompanying internal pressure fluctuations. Reliability can be improved, and the flow is made to flow at the other end of the drone cup plate that is symmetrical to the fluid inlet provided at one end of the drone cup plate extending vertically. By providing the outlet, the product reliability can be further reduced deformation stress can be further improved.
以下、この発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明に係る熱交換器の接合構造の一実施の形態として、水冷式のラジエータの斜視図を示している。
この熱交換器(ラジエータ)1は、上下を最中状に成形し、中間部を細長扁平形状を成す一対のドロンカッププレート2で構成し、2枚のドロンカッププレート2の相互の間に、コルゲートフィン3を介在させて積層し配設して真空ろう付けまたは雰囲気炉にて一体ろう付けして製造したものである。このときに、連結部材9をドロンカッププレート2の側面の合せ部の周縁に連結し、一体ろう付けしている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a perspective view of a water-cooled radiator as an embodiment of a heat exchanger joining structure according to the present invention.
This heat exchanger (radiator) 1 is formed of a pair of
なお、図1に示す実施例では、連結部材9をドロンカッププレート2の側面の上下各2箇所、計4箇所に設置している。連結部材9は、溝型断面をしており、ドロンカップ2の合わせ部の積層ピッチに合致する櫛状の切り込み(嵌合溝)を設け、図2に示すように合わせ部周縁に嵌合するように設置されている。すなわち、連結部材9の櫛状の嵌合溝により、ドロンカッププレート2が重ね合わされた周縁部が連結されるようになっている。
ドロンカッププレート2が重ね合わされた周縁部の板厚は、ドロンカッププレート2の厚さの倍になっており、機械的強度が大きい。この部分で連結部材9によりドロンカッププレート2を連結するため、確実にドロンカッププレート同士を固定でき、ドロンカップの変位を合理的に抑制できる。
In addition, in the Example shown in FIG. The connecting
The plate | board thickness of the peripheral part on which the
このように連結部材9を設けることにより、積層されたドロンカップの積層方向に対して伸縮変形が規制されて、ドロンカッププレート内を流れる流体の温度変化による内圧変動に伴う伸縮変形を抑制することができる。このため、内圧変動に伴う繰り返し変形により発生する応力を低減できるので、熱交換器の疲労寿命の向上が期待でき、製品の信頼性を向上させることができる。
なお、連結部材9の形状は上記した嵌合溝を有するものに限定されるものではなく、ドロンカッププレート2の周縁部と接合する構造で、ドロンカッププレート2の積層方向の伸縮変形を規制する梁状のもので構成すれば他の形状であってもよい。また、上記実施の形態においては、ラジエータについて説明したが、オイルクーラー等、他の熱交換器にも適用可能である。
By providing the connecting
Note that the shape of the connecting
実施の形態2.
図3は、この発明に係る熱交換器の他の接合構造の一実施形態を示す斜視図である。
この熱交換器(ラジエータ)1の実施例では、図3に示すように、巾広の連結部材19をドロンカッププレート2の上面と底面に設置したものである。なお、連結部材19は、実施の形態1と同様、ドロンカップ2の合わせ部の積層ピッチに合致する櫛状の切り込み(嵌合溝)を設け、実施の形態1と同様に一対のドロンカッププレート2の合わせ部周縁に嵌合するように設置されている。
FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment of another joining structure of the heat exchanger according to the present invention.
In this embodiment of the heat exchanger (radiator) 1, as shown in FIG. 3, wide connecting
このように熱交換器の上面と底面に連結部材19を設けることによっても、積層されたドロンカップの積層方向に対して伸縮変形が規制されて、ドロンカッププレート内を流れる流体の温度変化による内圧変動に伴う、伸縮変形を抑制することができる。したがって、実施の形態1と同様に内圧変動に伴う繰り返し変形により発生する応力を低減できるので、熱交換器の疲労寿命の向上が期待でき、製品の信頼性を向上させることができる。
By providing the connecting
実施の形態3.
図4は、この発明に係る熱交換器の接合構造のさらに他の一実施形態を示す斜視図である。
この熱交換器(ラジエータ)1における連結部材29は、ドロンカッププレート2の最中状に成形する部分の周縁部に連続してドロンカップの積層方向に伸ばした舌片29aからなる。この舌片29aは先端部をL型に曲げられ、曲げられた先端部同士が対面して構成される。この舌片29aの隣り合う先端部相互を図5(図4矢視断面)に示すように密着させ、ろう付けして、ドロンカッププレート2相互を連結するようにしたのものである。
FIG. 4 is a perspective view showing still another embodiment of the joining structure of the heat exchanger according to the present invention.
The connecting
このようにドロンカッププレート2の本体から伸ばしたL型の曲げ連結部材29を設け、これらを相互に連結することにより、積層されたドロンカップの積層方向に対して伸縮変形が規制されて、ドロンカッププレート内を流れる流体の温度変化による内圧変動に伴う伸縮変形を抑制することができる。また、この構造により、連結部材がドロンカップと一体で形成でき、簡素化と軽量化を図ることができる。
したがって、このものにおいても実施の形態1と同様に内圧変動に伴う繰り返し変形により発生する応力を低減できるので、熱交換器の疲労寿命の向上が期待でき、製品の信頼性を向上させることができる。
In this way, by providing the L-shaped
Accordingly, in this case as well, the stress generated by repeated deformation accompanying internal pressure fluctuation can be reduced as in the first embodiment, so that the fatigue life of the heat exchanger can be expected and the reliability of the product can be improved. .
1 熱交換器、2 ドロンカッププレート、3 コルゲートフィン、4 エンドプレート、5 流体流入口、6 流体流出口、7 連通孔、8 流体流通路、9、19、29 連結部材、10 冷却風路、29a 舌片。
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