JP6731266B2 - Heat exchanger - Google Patents
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Description
本発明は、2つの流体がチューブの内外を流通して熱交換する熱交換器に関する。 The present invention relates to a heat exchanger in which two fluids flow inside and outside a tube to exchange heat.
特許文献1には、車両の空調装置に用いられる積層型熱交換器が開示されている。 Patent Document 1 discloses a laminated heat exchanger used in a vehicle air conditioner.
上記熱交換器は、チューブとフィンが交互に並んで積層されたものであり、送風空気が流通するケース内に収容される。 The heat exchanger is formed by alternately stacking tubes and fins and is housed in a case in which blown air flows.
上記熱交換器では、送風空気がチューブとフィンの間の流路を流通し、チューブ内を循環する冷媒に放熱する。熱交換器は、チューブの端部がパッキンに覆われ、送風された空気がチューブの端部のまわり流通させないようにしている。こうして、熱交換器では、送風空気がチューブの端部を避けるようにしてチューブとフィンの間の流路を流通することで、熱交換効率が向上する。 In the heat exchanger, the blown air circulates in the flow path between the tube and the fin and radiates heat to the refrigerant circulating in the tube. In the heat exchanger, the ends of the tubes are covered with the packing so that the blown air does not flow around the ends of the tubes. Thus, in the heat exchanger, the blown air flows through the flow path between the tube and the fin so as to avoid the end portion of the tube, thereby improving the heat exchange efficiency.
上記熱交換器の製造時には、チューブ及びフィンが積層された組立体が形成される。組立体は、加熱炉にて加熱されることで、各部材どうしがロウ付けされる。 When manufacturing the heat exchanger, an assembly in which tubes and fins are stacked is formed. The assembly is heated in a heating furnace so that the members are brazed to each other.
しかしながら、特許文献1の熱交換器において、組立体は、積層されるチューブどうしを位置決めする機構を持たないため、チューブの組み立て性を向上させることが難しいという課題がある。 However, in the heat exchanger of Patent Document 1, since the assembly does not have a mechanism for positioning the tubes to be laminated, there is a problem that it is difficult to improve the assemblability of the tubes.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、熱交換器において、熱交換効率を向上させるとともに、チューブの組み立て性を向上させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve heat exchange efficiency in a heat exchanger and to improve tube assemblability.
本発明のある態様によれば、第1流体と第2流体とが熱交換する熱交換器であって、第1流体が流通する筒状の筒体と、前記筒体の内部に収容され、第2流体が流通するチューブと、を備え、前記チューブは、第1流体と第2流体との間で熱を伝達するチューブ伝熱部と、前記筒体の内面に沿って第1流体の流路方向に延びるチューブ端部と、前記チューブ端部に開口する凹部と、を有し、前記筒体は、前記内面から突出して前記凹部に差し込まれる突出部を有し、前記チューブは、2つのチューブシートを備え、前記チューブシートは、第2流体が流通するチューブ内流路を形成する流路壁と、前記流路壁を囲むフランジと、第2流体が流通する2つの給排流路を形成する2つのバーリングと、を有し、前記凹部は、前記フランジに開口され、前記流路壁は、前記2つのバーリングが開口する2つのタンク壁部を有し、前記凹部が前記2つのタンク壁部の間に配置され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, a heat exchanger in which the first fluid and the second fluid exchange heat, and a tubular body through which the first fluid circulates, and is housed inside the tubular body, A tube through which a second fluid flows, the tube including a tube heat transfer portion that transfers heat between the first fluid and the second fluid, and a flow of the first fluid along an inner surface of the cylindrical body. has a tube end portion which extends in the road direction, a recess open to the tube ends, wherein the tubular body, projects from the inner surface have a protruding portion to be inserted into said recess, said tube, the two A tube sheet is provided, wherein the tube sheet has a channel wall that forms an in-tube channel through which the second fluid flows, a flange that surrounds the channel wall, and two supply and discharge channels through which the second fluid flows. Two burrings to be formed, the recess is opened to the flange, the flow path wall has two tank wall parts to which the two burrings are opened, and the recess is the two tanks. Provided is a heat exchanger characterized in that it is arranged between the walls .
上記態様によれば、熱交換器では、筒体の内面に沿って流通する第1流体は、チューブ端部の凹部に差し込まれた突出部に当たることにより、チューブ端部からチューブ伝熱部に向かう方向に導かれる。これにより、第1流体と第2流体との熱交換が促され、熱交換器における熱交換効率が向上する。また、熱交換器の組み立て時には、筒体の突出部がチューブの凹部に差し込まれることにより、筒体に対するチューブの位置決めが行われる。よって、熱交換器における熱交換効率を向上する。したがって、熱交換器において、熱交換効率を向上させるとともに、チューブの組み立て性を向上させることができる。 According to the above aspect, in the heat exchanger, the first fluid flowing along the inner surface of the tubular body hits the protruding portion inserted into the recessed portion of the tube end portion, so that the first fluid flows from the tube end portion to the tube heat transfer portion. Be guided in the direction. Thereby, the heat exchange between the first fluid and the second fluid is promoted, and the heat exchange efficiency in the heat exchanger is improved. Further, when the heat exchanger is assembled, the tube is positioned with respect to the tubular body by inserting the protruding portion of the tubular body into the concave portion of the tube. Therefore, the heat exchange efficiency in the heat exchanger is improved. Therefore, in the heat exchanger, the heat exchange efficiency can be improved and the tube assemblability can be improved.
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に示す熱交換器1は、エンジン(図示省略)に過給される吸気を冷却液(媒体)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。ここでは、吸気が第1流体であり、冷却液が第2流体である。 The heat exchanger 1 shown in FIG. 1 is used as a water-cooled charge air cooler that cools intake air supercharged to an engine (not shown) with a cooling liquid (medium). Here, the intake air is the first fluid and the cooling liquid is the second fluid.
熱交換器1は、パイプ3、4が突出する筒状の筒体5と、筒体5の両開口端に接続される1対のダクト6、7と、筒体5の内部に収容されるコア2(図2参照)と、を備える。
The heat exchanger 1 is housed in the
パイプ3、4には、冷却液が循環する配管(図示省略)が接続される。エンジンの運転時に、ポンプ(図示省略)から配管を通じて送られる冷却液は、一方のパイプ3を通じてコア2の内部に流入する。コア2の内部を流通して熱交換した冷却液は、他方のパイプ4から流出する。こうして熱交換器1から流出した冷却液は、配管を通じて放熱器(図示省略)に導かれ、放熱器で外気に放熱した後に、ポンプに吸い込まれて循環するようになっている。
Pipes (not shown) through which the cooling liquid circulates are connected to the
ダクト6、7には、エンジンの吸気が流通する吸気管(図示省略)が接続される。エンジンの運転時に、吸気は、吸気管を通じて一方のダクト6から筒体5を介してコア2に流入する。コア2を流通する吸気は、コア2の内部を流通する冷却液に放熱して冷却される。こうして熱交換器1で冷却された吸気は、他方のダクト7から吸気管を通じてエンジンに吸入される。
An intake pipe (not shown) through which intake air of the engine flows is connected to the
次に、コア2について説明する。
Next, the
図2に示すように、コア2は、積層される複数のチューブ9と、各チューブ9の間に介装されるフィン8と、を備える。チューブ9とフィン8との間には、吸気が流通する流路19(熱交換流路)が形成される。コア2は、フィン8を備えることで表面積が増大する。なお、コア2は、フィン8を備える構成に限らず、チューブ9のみが空間を介して積層される構成であってもよい。
As shown in FIG. 2, the
以下、各図面において互いに直交するX、Y、Zの3軸を設定して説明する。なお、コア2において、チューブ9が延びるX軸方向を「流路幅方向」と呼び、吸気が流路19を流れるY軸方向を「流路方向」と呼び、チューブ9が並ぶZ軸方向を「積層方向」と呼ぶ。
In the following, description will be given by setting three axes of X, Y and Z orthogonal to each other in each drawing. In the
図3、図4に示すように、チューブ9は、流路幅方向(X軸方向)及び流路方向(Y軸方向)に延びる扁平な流路部材である。チューブ9は、第1流体と第2流体との間で熱を伝達するチューブ伝熱部9Cと、前記筒体5の内面5Bに沿って流路方向(Y軸方向)に延びるチューブ端部9A、9Bと、を備える。チューブ9は、2枚のトレイ状をしたチューブシート20を接合して形成される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
チューブシート20は、チューブ内流路11を形成する流路壁27と、流路壁27から円環状に突出する2つのバーリング29と、流路壁27を囲むように接合されるフランジ26と、を有する。
The
フランジ26は、流路幅方向(X軸方向)に延びるチューブ9の中心線Oについて対称的に形成される。1つのチューブ9を構成する2枚のチューブシート20は、互いに対向して接合される。チューブ端部9A、9Bは、互いに接合する2つのフランジ26によって構成される。
The
流路壁27は、U字状に延びる複数(3本)のビード28と、バーリング29が開口する2つのタンク壁部27Bと、冷却液を折り返すように流通させるターン壁部27Aと、を有する。ビード28は、一方のタンク壁部27Bの近傍から他方のタンク壁部27Bの近傍へと延びる。チューブ伝熱部9Cは、互いに対向する2つの流路壁27によって構成される。
The
隣り合うチューブ9に設けられるバーリング29どうしは、互いに接続され、冷却液が流通する給排流路12(タンク流路)を形成する。
The
図2に示すように、筒体5の上端には、パイププレート18を介してパイプ3、4が接合される。パイプ3、4は、最上部に設けられる2つのバーリング29にそれぞれ接続される。
As shown in FIG. 2, the
パイプ3を通じてコア2の内部に流入する冷却液は、一方の給排流路12から各チューブ内流路11に分配される。冷却液は、チューブ内流路11にて流路幅方向(X軸方向)について折り返すように流通して熱交換した後に、他方の給排流路12に集合し、パイプ4を通じて流出する。
The cooling liquid flowing into the
コルゲート状のフィン8は、チューブ9との間にY軸方向に延びる流路19を形成する。矩形の外形を有するフィン8は、流路方向(Y軸方向)に延びるフィン側端8A、8Bを有する。
The
図5に示すように、矩形の外形を有するチューブ9は、フィン8の両フィン側端8A、8Bに対して流路幅方向(X軸方向)に突出して流路方向(Y軸方向)に延びるチューブ端部9A、9B(図5参照)を有する。
As shown in FIG. 5, the
熱交換器1は、チューブ9を筒体5に組み付ける際に、チューブ9を筒体5に対して位置決めする位置決め機構を備える。
The heat exchanger 1 includes a positioning mechanism that positions the
図4に示すように、位置決め機構は、チューブ端部9A、9Bに開口するスリット21、22(凹部)と、筒体5から突出してスリット21、22にそれぞれ差し込まれるリブ31、32(突出部)と、によって構成される。
As shown in FIG. 4, the positioning mechanism includes
スリット21は、チューブ端部9Aに開口し、流路幅方向(X軸方向)に延びるスリット状に形成される。スリット21は、2つのタンク壁部27Bの間に配置され、チューブ9の中心線O上に延びるように形成される。
The
2つのスリット22は、チューブ端部9Bに開口し、流路幅方向(X軸方向)に延びるスリット状に形成される。2つのスリット22は、ターン壁部27Aを挟むようにチューブ端部9Bの両隅部に配置される。
The two
こうして、スリット21、22は、チューブ内流路11を避けるようにして、チューブ端部9A、9Bに形成される。
Thus, the
なお、チューブ9は、スリット21、22を有する構成に限らず、チューブ端部9A、9Bに開口する凹部として、切り欠きや窪みを有する構成としてもよい。
The
次に、筒体5について説明する。
Next, the
図3に示すように、筒状の筒体5は、互いに組み付けられる第1ケース30及び第2ケース40を備える。第1ケース30及び第2ケース40は、互いに対向するコの字形(Uの字形)にプレス成形される。
As shown in FIG. 3, the
第1ケース30は、流路幅方向(X軸方向)及び流路方向(Y軸方向)に延びる底板部35と、底板部35の両端から曲折して積層方向(Z軸方向)及び流路方向(Y軸方向)に延びる側板部33及び側板部34と、を有する。底板部35は、フィン8の下部が収まる矩形状の収容凹部35Aを有する。側板部33及び側板部34は、チューブ端部9A、9Bのそれぞれに対峙する。
The
第1ケース30には、筒体5の内面5Bから突出する突出部として、側板部33の中央部を打ち抜いた部位を折り曲げてリブ31が形成される。側板部33は、リブ31が折り曲げられたあとに開口する開口部33Aを有する。
A
リブ31は、流路幅方向(X軸方向)及び積層方向(Z軸方向)に延びる矩形の板状に形成され、チューブ端部9Aに向けて突出する。図5に示すように、組み立て時に、リブ31は、チューブ9のスリット21に差し込まれる。これにより、リブ31は、その先端が積層されるフィン8のフィン側端8Aに対して近接して対向する。なお、これに限らず、リブ31は、その先端が積層されるフィン8のフィン側端8Aに当接して接合される構成としてもよい。
The
第1ケース30には、筒体5の内面5Bから突出する突出部として、側板部34の2箇所を打ち抜いた部位を折り曲げて2つのリブ32が形成される。側板部34は、2つのリブ31が折り曲げられたあとに開口する2つの開口部34Aを有する。
In the
第2ケース40は、流路幅方向(X軸方向)及び流路方向(Y軸方向)に延びる底板部45と、底板部35の両端から曲折して積層方向(Z軸方向)及び流路方向(Y軸方向)に延びる側板部43及び側板部44と、を有する。底板部45は、フィン8の上部が収まる矩形状の収容凹部45Aを有する。
The
第2ケース40の側板部43及び側板部44は、第1ケース30の側板部33及び側板部34にそれぞれ重合する。第1ケース30の側板部33の開口部33Aは、第2ケース40の側板部43によって塞がれる。第1ケース30の側板部34の開口部34Aは、第2ケース40の側板部44によって塞がれる。
The
2つのリブ32は、流路幅方向(X軸方向)及び積層方向(Z軸方向)に延びる矩形の板状に形成される。図5に示すように、組み立て時に、2つのリブ32は、チューブ9のスリット22に差し込まれる。これにより、2つのリブ32は、それぞれの先端が積層されるフィン8のフィン側端8Bに対して近接して対向する。なお、これに限らず、2つのリブ32は、それぞれの先端が積層されるフィン8のフィン側端8Bに当接して接合される構成としてもよい。
The two
図3〜図6に示すように、第1ケース30には、前後1対(4つ)の膨出部36Aが形成される。膨出部36Aは、側板部33と側板部34とが曲折する部位の前後端にそれぞれ形成される。
As shown in FIGS. 3 to 6, the
第2ケース40には、側板部43及び側板部44の先端隅部に開口する前後1対(4つ)の切欠部46Aが形成される。切欠部46Aは、第1ケース30と第2ケース40とが組み立てられた状態で、第1ケース30の膨出部36Aを避けるように形成される。
The
第2ケース40は、切欠部46Aが第1ケース30の膨出部36Aに嵌ることにより、側板部43、側板部44が筒体5の角部5Cを避けるようにして第1ケース30の側板部33、側板部34に重合する。
In the
図8に示すように、筒体5は、前の開口端部に4つの角部5Cを有する。図8において上方の2つの角部5Cは、第2ケース40によって形成される。図8において下方の2つの角部5Cは、第1ケース30の膨出部36Aによって形成される。なお、筒体5は、後の開口端部にも同様の角部5Cを有する。
As shown in FIG. 8, the
図2に示すように、第1ケース30及び第2ケース40によって形成される筒体5の前後開口端部には、1対の枠体60が嵌合される。
As shown in FIG. 2, a pair of
図8に示すように、枠体60は、略矩形の環状をした枠部61を有する。枠部61は、その内周に環状の嵌合面61Aを有する。嵌合面61Aは、筒体5の外面5Aに嵌合される。
As shown in FIG. 8, the
図7に示すように、枠部61は、U字形の断面形状を有し、その内側にダクト6、7が組み付けられる環状の収容凹部66が形成される。
As shown in FIG. 7, the
枠体60は、枠部61の内周端からフック状に突出する複数(14個)の内側係合部65を有する。内側係合部65は、枠部61からU字形の断面形状をもって延設される。内側係合部65は、間隙をもって嵌合面61Aに対峙する係合面65Aを有する。係合面65Aは、筒体5の内面5Bに係合する。
The
図8に示すように、積層方向(Z軸方向)に並ぶ2対の内側係合部65は、枠部61との間に第1ケース30及び第2ケース40を挟持する。
As shown in FIG. 8, the two pairs of
積層方向(Z軸方向)に並ぶ2対の内側係合部65のうち下方の内側係合部65は、係合面65Aの一部が第1ケース30の膨出部36Aに対峙し、膨出部36Aによって形成される筒体5の角部5Cを枠体60の角部60Cに押し付けるようになっている。
Of the two pairs of
図8の上方にて流路幅方向(X軸方向)に並ぶ5つの内側係合部65は、枠部61との間に第2ケース40のみを挟持する。
The five
図8の下方にて流路幅方向(X軸方向)に並ぶ5つの内側係合部65は、枠部61との間に第1ケース30のみを挟持する。
The five
流路幅方向(X軸方向)について両端の内側係合部65は、枠体60の角部60Cに近接する部位に係合する。具体的には、流路方向(Y軸方向)から見た図8において、枠体60は、筒体5の角部5Cに対峙して湾曲する角部60Cと、角部60Cに連設して内面5Bが直線状に延びる角連設部60Dと、を有する。内側係合部65は、角連設部60Dから突出して、内側係合部65は筒体5の角部5Cの近傍に係合することにより、筒体5の角部5Cを枠体60の角部60Cに押し付けるようになっている。
The
枠体60は、枠部61の外周端から爪状に突出する複数の外側係合部67を有する。図1に示すように、外側係合部67は、枠部61の収容凹部66に収まるダクト6、7の外面に対峙するように突出し、所定の間隔をもって並ぶ。外側係合部67は、後述するように、枠部61に組み付けられたダクト6、7をカシメ結合するように折り曲げられる。
The
チューブシート20、フィン8、第1ケース30、第2ケース40、パイププレート18、及び枠体60の各部材は、例えばアルミニウムなどの金属板をプレス成形される。各部材は、接合面にロウ材及びフラックスが塗布されたクラッド材が用いられる。
Each member of the
熱交換器の製造時には、パイプ3、4、チューブシート20、フィン8、第1ケース30、第2ケース40、パイププレート18、及び枠体60によって組立体10(図7参照)を組み立てる組み立て工程と、組立体10を加熱炉(図示省略)に搬送して各部材をロウ付けする接合工程と、が行われる。
An assembling process of assembling the assembly 10 (see FIG. 7) with the
組み立て工程では、以下の手順で組立体10を組み立てる。
・先ず、第1ケース30にチューブシート20、フィン8を積層して収容する。
・続いて、第1ケース30に第2ケース40を重合させて組み付ける。
・続いて、第1ケース30及び第2ケース40にわたって前後の枠体60を嵌合させて組み付ける。
・続いて、内側係合部65を折り曲げて、第2ケース40及び第1ケース30を枠部61との間に挟持する。
・パイプ3、4をパイププレート18を介して筒体5に組み付ける。
In the assembly process, the
First, the
-Subsequently, the
-Subsequently, the front and
-Then, the
-Assemble the
こうして組み立てられた組立体10は、積層されたチューブシート20、フィン8、第1ケース30、第2ケース40が前後の枠体60によって拘束される。これにより、コア2を構成するチューブシート20、フィン8が隙間なく積層された状態に保持される。このため、組立体10は、各部材を拘束するバンドまたは治具などの拘束具を用いないで各部材の組み付け状態が維持される。
In the
なお、上述した構成に限らず、バンド(拘束具)または治具などを用いて、組立体10の各部材を保持する構成としてもよい。
Note that the configuration is not limited to the above-described configuration, and a configuration may be used in which each member of the
接合工程において、組立体10は、加熱炉に搬入されて加熱処理が行われる。これにより、組立体10は、各部材が溶融するロウ材を介して接合するロウ付けが行われる。
In the joining step, the
接合工程を経て接合された組立体10には、ダクト6、7が接続される。ダクト6、7は、その開口端が枠体60の枠部61に嵌合され、各外側係合部67が折り曲げられることによってカシメ結合される。
The
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.
本実施形態によれば、吸気(第1流体)と冷却液(第2流体)とが熱交換する熱交換器1は、吸気が流通する筒状の筒体5と、筒体5の内部に収容され、冷却液が流通するチューブ9と、を備える。チューブ9は、吸気と冷却液との間で熱を伝達するチューブ伝熱部9Cと、チューブ伝熱部9Cから延設され、筒体5の内面5Bに沿って吸気の流路方向に延びるチューブ端部9A、9Bと、チューブ端部9A、9Bに開口するスリット21、22(凹部)と、を有する。筒体5は、内面5Bから突出してスリット21、22に差し込まれるリブ31、32(突出部)を有する。
According to the present embodiment, the heat exchanger 1 in which the intake air (first fluid) and the cooling liquid (second fluid) exchange heat is provided in the
上記構成に基づき、熱交換器1の作動時に、筒体5の内部を流通する吸気は、チューブ伝熱部9Cに沿って流通することにより、チューブ9の内部を流通する冷却液とチューブ伝熱部9Cを介して熱交換する。筒体5の内面5Bに沿って流通する吸気は、チューブ端部9A、9Bのスリット21、22に差し込まれたリブ31、32に当たることにより、チューブ端部9A、9Bからチューブ伝熱部9Cに向かう方向に導かれる。こうして、熱交換器1では、吸気がブ31、32を介してチューブ伝熱部9Cに沿って流通するように導かれることにより、吸気と冷却液との熱交換が促され、熱交換器1における熱交換効率が向上する。
Based on the above configuration, when the heat exchanger 1 is operated, the intake air flowing through the inside of the
チューブ9の組み立て時には、リブ31、32がスリット21、22に差し込まれる構成により、筒体5に対するチューブ9の位置決めが行われる。よって、熱交換器1は、チューブ9の組み立て性が向上する。
When the
また、チューブ9は、互いに接合される2つのチューブシート20を備える。チューブシート20は、冷却液が流通するチューブ内流路11を形成する流路壁27と、流路壁27を囲むようにして互いに接合されるフランジ26と、を有する。そして、スリット21、22は、フランジ26に開口される構成とした。
The
上記構成に基づき、スリット21、22は、チューブ内流路11を避けるようにして形成される。これにより、熱交換器1は、チューブ内流路11を流通する冷却液がスリット21、22を通じて外部に洩れることが防止される。
Based on the above configuration, the
また、チューブシート20は、冷却液が流通する給排流路12を形成する2つのバーリング29を有する。流路壁27は、バーリング29が開口する2つのタンク壁部27Bを有する。そして、スリット21が2つのタンク壁部27Bの間に配置される構成とした。
Further, the
上記構成に基づき、バーリング29の外側を流れる吸気は、スリット21に差し込まれるリブ31に当たってチューブ伝熱部9Cの方に向けられ、冷却液との熱交換が促される。
Based on the above configuration, the intake air flowing outside the burring 29 hits the
また、流路壁27は、冷却液を一方の給排流路12から他方の給排流路12へと折り返すように流通させるターン壁部27Aを有する。そして、2つのスリット22がターン壁部27Aを挟むように配置される構成とした。
Further, the
上記構成に基づき、吸気は、2つのスリット22に差し込まれるリブ32に当たってターン壁部27Aに沿って流通し、冷却液との熱交換が促される。
Based on the above configuration, the intake air hits the
また、熱交換器1は、積層されるチューブ9どうしの間に介装されるフィン8を備える。そして、リブ31、32は、それぞれの先端が積層されるフィン8の流路方向(Y軸方向)に延びるフィン側端8A、8Bに対向する構成とした。
The heat exchanger 1 also includes
上記構成に基づき、吸気は、リブ31、32に当たることにより、リブ31、32の先端とフィン側端8A、8Bとの間を通じてチューブ伝熱部9Cに沿って流通し、冷却液との熱交換が促される。
Based on the above configuration, when the intake air hits the
また、熱交換器1は、筒体5の内部に複数のチューブ9が積層される。筒体5は、チューブ9を積層方向(Z軸方向)に挟持する第1ケース30及び第2ケース40を備え、第1ケース30、第2ケース40から突出するリブ31、32がチューブ9の積層方向(Z軸方向)に延びる構成とした。
Further, in the heat exchanger 1, a plurality of
上記構成に基づき、積層された各チューブ9が第1ケース30と第2ケース40との間に挟持されるように組み立てられる際に、筒体5に対する各チューブ9の位置決めがリブ31、32を介して行われる。よって、熱交換器1は、組み付け精度を確保できる。
Based on the above configuration, when the
また、熱交換器1は、第1ケース30及び第2ケース40にわたって嵌合される環状の枠体60を備える。そして、第1ケース30、複数のチューブ9、第2ケース40、及び枠体60は、一体的に組み付けて接合される構成とした。
The heat exchanger 1 also includes an
上記構成に基づき、熱交換器1には、積層される複数のチューブ9が第1ケース30と第2ケース40の間に挟持される組立体10が設けられる。組立体10は、第1ケース30、複数のチューブ9、及び第2ケース40が枠体60によって拘束された状態で接合される。これにより、組立体10は、バンドまたは治具などの拘束具を用いないで接合することが可能となる。
Based on the above configuration, the heat exchanger 1 is provided with the
また、リブ31、32は、第1ケース30と一体に形成される構成とした。なお、リブ31、32は、第2ケース40と一体に形成される構成としてもよい。
The
上記構成に基づき、熱交換器1は、部品数が増えることが回避される。 Based on the above configuration, the heat exchanger 1 can avoid an increase in the number of parts.
また、リブ31、32は、第1ケース30の一部を切り欠いた部位を折り曲げて形成される構成とした。
Further, the
上記構成に基づき、リブ31、32の突出長さを十分に確保して、チューブ端部9A、9Bを流通する吸気の流量を抑えられる。
Based on the above configuration, it is possible to sufficiently secure the protruding lengths of the
また、第1ケース30は、リブ31、32が折り曲げられた部位に開口する開口部33A、34Aを有し、第2ケース40は、第1ケース30に重合して開口部33A、34Aを塞ぐ構成とする。
Further, the
上記構成に基づき、熱交換器1は、吸気が開口部33A、34Aを通じて外部に流出することが防止される。そして、熱交換器1は、開口部33A、34Aを塞ぐ部位が第2ケース40に一体に形成されることにより、部品数が増えることが回避される。
Based on the above configuration, in the heat exchanger 1, intake air is prevented from flowing out through the
さらに、筒体5は、リブ31、32が突出する第1ケース30に第2ケース40が重合して接合されることにより、耐圧性が高められる。
Furthermore, the pressure resistance of the
また、第1ケース30は、枠体60の角部60Cに対峙して膨出する膨出部36Aを有する。そして、第2ケース40は、膨出部36Aを避けるように開口する切欠部46Aを有する構成とした。
Further, the
上記構成に基づき、筒体5は、第2ケース40の先端が枠体60の角部60Cから離れるため、第2ケース40の板厚によって筒体5の角部5Cと枠体60の角部60Cとの間に隙間が形成されることが回避される。これにより、第2ケース40は、第1ケース30の開口部33A、34Aを塞ぐように広い範囲で第1ケース30に重合することが可能になる。
Based on the above configuration, in the
また、エンジンに吸入される吸気(第1流体)が筒体5を介してチューブ9の外部を流通し、吸気を冷却する冷却液(第2流体)がチューブ9の内部を流通する構成とした。
Further, the intake air (first fluid) drawn into the engine flows through the outside of the
上記構成に基づき、熱交換器1は、エンジンの吸気を冷却する水冷式チャージエアクーラとして用いられる。 Based on the above configuration, the heat exchanger 1 is used as a water-cooled charge air cooler that cools the intake air of the engine.
次に、図9に示す筒体5の変形例について説明する。
Next, a modified example of the
本変形例では、筒体5の内面5Bから突出する突出部として、第1ケース30の側板部33の中央部を線状に膨出させて1つのビード37が形成されるとともに、第1ケース30の側板部34の2箇所を線状に膨出させて2つのビード38が形成される。
In this modified example, as a protruding portion that protrudes from the
1つのビード37は、チューブ端部9Aに開口するスリット21(凹部)に係合する。2つのビード38は、チューブ端部9Bに開口するスリット22(凹部)にそれぞれ係合する。これにより、筒体5に対するチューブ9の位置決めが行われる。
One
ビード状のビード37、38は、第1ケース30の側板部33、34に開口部を開口させることなく形成される。このため、筒体5は、第1ケース30の側板部33、34に対して開口部を塞ぐ部位を設ける必要がなく、使用する材料を減らすことができる。
The bead-shaped
次に、図10に示す筒体5の他の変形例について説明する。
Next, another modification of the
本変形例に係るリブ71、81(突出部)は、第1ケース30とは別体として設けられるプレート70、80にそれぞれ形成される。
The
リブ71は、プレート70を打ち抜いた部位を折り曲げて形成される。プレート70には、リブ71が折り曲げられた部位に開口部70Aが形成される。開口部70Aは、第1ケース30の側板部33によって塞がれる。第1ケース30の側板部33には、ビード状に膨出する2つのビード39が形成される。プレート70は、2つのビード39の間に挟まれるように側板部33に重合して組み付けられる。
The
2つのリブ81は、プレート80を打ち抜いた部位を折り曲げて形成される。プレート80には、リブ81が折り曲げられた部位に開口部80Aが形成される。開口部80Aは、第1ケース30の側板部34によって塞がれる。第1ケース30の側板部34には、ビード状に膨出する2つのビード49が形成される。プレート80は、2つのビード49の間に挟まれるように側板部34に重合して組み付けられる。
The two
1つのリブ71は、チューブ端部9Aに開口するスリット21(凹部)に係合する。2つのリブ81は、チューブ端部9Bに開口するスリット22(凹部)にそれぞれ係合する。これにより、筒体5に対するチューブ9の位置決めが行われる。
One
そして、リブ71、リブ81の突出長さを十分に確保して、チューブ端部9A、9Bを流通する吸気の流量を抑えられる。
Further, the
さらに、筒体5は、リブ81、82が突出するプレート70、80に、ビード39、49が突出する第1ケース30が重合して接合されることにより、耐圧性が高められる。
Furthermore, the pressure resistance of the
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。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the above embodiment merely shows a part of the application example of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.
本発明は、車両に搭載されるチャージエアクーラとして好適であるが、これに限らず、車両に搭載されるEGRクーラ、車両用空調装置に用いられる筒体のケース内面から突出する突出部を積層型熱交換器の凹部に差し込むものなどにも適用できる。また、車両以外に使用される熱交換器にも適用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable as a charge air cooler mounted on a vehicle, but is not limited to this, and an EGR cooler mounted on a vehicle and a protruding portion protruding from the inner surface of a case of a tubular body used for a vehicle air conditioner are laminated. It can also be applied to the one inserted into the concave portion of the mold heat exchanger. It can also be applied to heat exchangers used for other than vehicles.
1 熱交換器
5 筒体
5B 内面
9 チューブ
9A、9B チューブ端部
9C チューブ伝熱部
10 組立体
11 チューブ内流路
12 給排流路
20 チューブシート
21、22 スリット(凹部)
26 フランジ
27 流路壁
27A、27B ターン壁部
29 バーリング
30 第1ケース
31、32、71、81 リブ(突出部)
33、34 側板部
33A、34A 開口部
37、38 ビード(突出部)
40 第2ケース
60 枠体
1
9A, 9B
26
33, 34
40
Claims (7)
第1流体が流通する筒状の筒体と、
前記筒体の内部に収容され、第2流体が流通するチューブと、を備え、
前記チューブは、
第1流体と第2流体との間で熱を伝達するチューブ伝熱部と、
前記チューブ伝熱部から延設され、前記筒体の内面に沿って第1流体の流路方向に延びるチューブ端部と、
前記チューブ端部に開口する凹部と、を有し、
前記筒体は、前記内面から突出して前記凹部に差し込まれる突出部を有し、
前記チューブは、2つのチューブシートを備え、
前記チューブシートは、
第2流体が流通するチューブ内流路を形成する流路壁と、
前記流路壁を囲むフランジと、
第2流体が流通する2つの給排流路を形成する2つのバーリングと、を有し、
前記凹部は、前記フランジに開口され、
前記流路壁は、前記2つのバーリングが開口する2つのタンク壁部を有し、
前記凹部が前記2つのタンク壁部の間に配置されることを特徴とする熱交換器。 A heat exchanger in which the first fluid and the second fluid exchange heat,
A tubular body through which the first fluid flows,
A tube housed inside the cylindrical body, through which a second fluid flows,
The tube is
A tube heat transfer part that transfers heat between the first fluid and the second fluid;
A tube end portion extending from the tube heat transfer portion and extending in the flow direction of the first fluid along the inner surface of the tubular body;
A recess opening at the end of the tube,
The tubular body, projects from the inner surface have a protruding portion to be inserted into the recess,
The tube comprises two tubesheets,
The tube sheet is
A flow path wall forming a flow path in the tube through which the second fluid flows;
A flange surrounding the flow path wall,
Two burrings that form two supply/discharge channels through which the second fluid flows,
The recess is opened in the flange,
The flow path wall has two tank wall portions in which the two burrings are open,
A heat exchanger characterized in that the recess is arranged between the two tank walls .
第1流体が流通する筒状の筒体と、
前記筒体の内部に収容され、第2流体が流通するチューブと、を備え、
前記チューブは、
第1流体と第2流体との間で熱を伝達するチューブ伝熱部と、
前記チューブ伝熱部から延設され、前記筒体の内面に沿って第1流体の流路方向に延びるチューブ端部と、
前記チューブ端部に開口する凹部と、を有し、
前記筒体は、前記内面から突出して前記凹部に差し込まれる突出部を有し、
前記チューブは、2つのチューブシートを備え、
前記チューブシートは、
第2流体が流通するチューブ内流路を形成する流路壁と、
前記流路壁を囲むフランジと、
第2流体が流通する2つの給排流路を形成する2つのバーリングと、を有し、
前記凹部は、前記フランジに開口され、
前記流路壁は、第2流体を一方の前記給排流路から他方の前記給排流路へと折り返すように流通させるターン壁部を有し、
2つの前記凹部が前記ターン壁部を挟むように配置されることを特徴とする熱交換器。 A heat exchanger in which the first fluid and the second fluid exchange heat,
A tubular body through which the first fluid flows,
A tube housed inside the cylindrical body, through which a second fluid flows,
The tube is
A tube heat transfer part that transfers heat between the first fluid and the second fluid;
A tube end portion extending from the tube heat transfer portion and extending in the flow direction of the first fluid along the inner surface of the tubular body;
A recess opening at the end of the tube,
The cylindrical body has a protrusion that protrudes from the inner surface and is inserted into the recess,
The tube comprises two tubesheets,
The tube sheet is
A flow path wall forming a flow path in the tube through which the second fluid flows;
A flange surrounding the flow path wall,
Two burrings that form two supply/discharge channels through which the second fluid flows,
The recess is opened in the flange,
The flow channel wall has a turn wall portion that allows the second fluid to circulate from one of the supply and discharge flow channels to the other of the supply and discharge flow channels so as to be folded back.
A heat exchanger characterized in that the two recesses are arranged so as to sandwich the turn wall portion .
第1流体が流通する筒状の筒体と、
前記筒体の内部に収容され、第2流体が流通するチューブと、を備え、
前記チューブは、
第1流体と第2流体との間で熱を伝達するチューブ伝熱部と、
前記チューブ伝熱部から延設され、前記筒体の内面に沿って第1流体の流路方向に延びるチューブ端部と、
前記チューブ端部に開口する凹部と、を有し、
前記筒体は、前記内面から突出して前記凹部に差し込まれる突出部を有し、
複数の前記チューブが積層され、
前記筒体は、前記チューブを積層方向に挟持する第1ケース及び第2ケースを備え、
前記第1ケースと前記第2ケースの少なくとも一方から突出する前記突出部が前記チューブの積層方向に延び、
前記第1ケース及び前記第2ケースにわたって嵌合される環状の枠体をさらに備え、
複数の前記チューブ、前記第1ケース、前記第2ケース、及び前記枠体は、一体的に組み付けたことを特徴とする熱交換器。 A heat exchanger in which the first fluid and the second fluid exchange heat,
A tubular body through which the first fluid flows,
A tube housed inside the cylindrical body, through which a second fluid flows,
The tube is
A tube heat transfer part that transfers heat between the first fluid and the second fluid;
A tube end portion extending from the tube heat transfer portion and extending in the flow direction of the first fluid along the inner surface of the tubular body;
A recess opening at the end of the tube,
The cylindrical body has a protrusion that protrudes from the inner surface and is inserted into the recess,
A plurality of the tubes are stacked,
The tubular body includes a first case and a second case that hold the tube in the stacking direction,
The protrusion protruding from at least one of the first case and the second case extends in the stacking direction of the tubes,
Further comprising an annular frame body fitted over the first case and the second case,
A heat exchanger characterized in that a plurality of the tubes, the first case, the second case, and the frame body are integrally assembled .
第1流体が流通する筒状の筒体と、
前記筒体の内部に収容され、第2流体が流通するチューブと、を備え、
前記チューブは、
第1流体と第2流体との間で熱を伝達するチューブ伝熱部と、
前記チューブ伝熱部から延設され、前記筒体の内面に沿って第1流体の流路方向に延びるチューブ端部と、
前記チューブ端部に開口する凹部と、を有し、
前記筒体は、前記内面から突出して前記凹部に差し込まれる突出部を有し、
複数の前記チューブが積層され、
前記筒体は、前記チューブを積層方向に挟持する第1ケース及び第2ケースを備え、
前記第1ケースと前記第2ケースの少なくとも一方から突出する前記突出部が前記チューブの積層方向に延び、
前記突出部は、前記第1ケースと前記第2ケースの少なくとも一方と一体に形成されることを特徴とする熱交換器。 A heat exchanger in which the first fluid and the second fluid exchange heat,
A tubular body through which the first fluid flows,
A tube housed inside the cylindrical body, through which a second fluid flows,
The tube is
A tube heat transfer part that transfers heat between the first fluid and the second fluid;
A tube end portion extending from the tube heat transfer portion and extending in the flow direction of the first fluid along the inner surface of the tubular body;
A recess opening at the end of the tube,
The cylindrical body has a protrusion that protrudes from the inner surface and is inserted into the recess,
A plurality of the tubes are stacked,
The tubular body includes a first case and a second case that hold the tube in the stacking direction,
The protrusion protruding from at least one of the first case and the second case extends in the stacking direction of the tubes,
The heat exchanger , wherein the protrusion is formed integrally with at least one of the first case and the second case .
前記突出部は、前記第1ケースと前記第2ケースの少なくとも一方の一部を切り欠いた部位を折り曲げて形成されることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to claim 4 , wherein
The heat exchanger, wherein the protruding portion is formed by bending a part of at least one of the first case and the second case, which is cut out.
前記第1ケースは、前記突出部が折り曲げられた部位に開口する開口部を有し、
前記第2ケースは、前記第1ケースに重合して前記開口部を塞ぐことを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to claim 5 , wherein
The first case has an opening that opens at a portion where the protrusion is bent,
The heat exchanger according to claim 2, wherein the second case is overlapped with the first case to close the opening.
前記突出部は、前記第1ケースと前記第2ケースの少なくとも一方をビード状に膨出させて形成されることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to claim 6 , wherein
The heat exchanger, wherein the protrusion is formed by bulging at least one of the first case and the second case into a bead shape.
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