JPH01184399A - 熱交換器用チューブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、エンジン冷却水などを熱媒体とする車両等の
暖房用ヒータコア、エンジン冷却用ラジェータなどに用
いる熱交換器用チューブに関するものである。

［従来の技術］ 従来、細長い帯状の第１プレートとこの第１プレートと
少なくともその両側部で一体的に接合され内部に流体の
通路を形成する細長い帯状の第２プレートからなる熱交
換器用チューブにおいて耐圧強度の確保のため、第１プ
レート及び第２プレートの対向面に相対向して当接する
デインプルまたは相対向して当接する細長いリブを設け
ている。

デインプルを当接させた例を第１７図、第１８図に示す
。また、細長いリブを斜めにクロスさせて当接させた例
を第１９図、第２０図に示す。

又、Ｕ、Ｓ、Ｐ、４０８１０２５号明細書には、第２１
図に示すように熱交換器用チューブの対向するプレート
の面にそれぞれ当接しないデインプルのみを配して乱流
を生じせしめ、管内熱伝達性能の向上を図る発明が開示
されている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記した従来のチューブを構成するプレート相互に相対
向して当接するデインプルや細長いリプを配した場合、
その流路に占めるデインプルの面積が大であるため、そ
の圧力損失が大である。また、デインプル当接面は熱交
換のための表面を形成しないため、熱交換用表面積が少
なく、管内熱伝達の効率がよくない。

また、当接しないデインプルのみを配した場合、そのチ
ューブの耐圧強度が不充分である。

本発明は上記問題に鑑み、充分な耐圧強度を持ち、チュ
ーブの流路の圧力損失を低下させ、しかも管内熱伝達性
能を向上させる熱交換器用チューブを提供するものであ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明は細長い帯状の第１プレートとこの第１プレート
と少なくともその両側部で一体的に接合され内部に流体
の通路を形成する細長い帯状の第２プレートとからなり
、フィンとともにコアを形成する熱交換器用チューブに
おいて、この第１プレートと第２プレートは互いに対向
して当接する内側に凸状の当接デインプルと当接しない
内側に凸状の非当接デインプルをそれぞれ有する事を特
徴とする。

ここで細長い帯状の第１プレートとこの第１プレートと
面対称の形状をもつ第２プレートにより形成される流体
の通路はその断面において、角部に丸味を帯びた略長方
形である。

当接デインプルはプレス加工などにより形成されチュー
ブ形成状態で対向する１対のプレートの各当接デインプ
ルと互いに当接する。当接デインプルはプレートの中央
部に等間隔に配置するのが望ましい。当接デインプルの
形状は円形とするのが最適である。

非当接デインプルもプレス加工などにより形成され当接
デインプルと同様、内側に凸状に突出しているが、その
高さは当接デインプルの高さより低く形成されている。

非当接デインプルはプレートの長手方向と垂直な幅方向
に長い長円形のものが好ましい。さらにこの非当接デイ
ンプルは当接デインプルと干渉しない位置に一定間隔を
おいて配されることが望ましい。

［゛作用］ 第１プレートと第２プレートとを接合した熱交換器用チ
ューブとフィンとを交互に積層させ、コアとする。この
ようにして形成されたコアのチューブ内を流れる流体と
、この流体の流路方向と垂直方向に、フィンのある空間
を流れる流体との温度差により熱交換が行われる。この
ときチューブ内を流れる流体は当接デインプルと非当接
デインプルにより乱流となって流れ、しかもこの非当接
デインプルにより当接デインプルだけのチューブより熱
伝達面積が増大するため、流体による熱の授受が効率の
良いものとなる。また当接デインプルによりコアの耐圧
強度も確保できる。

［第１実施例］ 本実施例の熱交換器用チューブＴ１は第１図にその断面
図を示すように細長い帯状の第１プレート１と一体的に
接合され内部に温水の通路３．４を形成する細長い帯状
の第２プレート２とからなる。

第１プレート１は第３図にその平面図を、またその一部
拡大図を第２図に示すように全体を１字形状に打抜き、
プレス成形したものである。第２プレート２も第１プレ
ート１と面対称の形状をもつものである。

第１プレート１は、その周囲を一周している周辺接合部
１１と、幅方向の中央部に１本の中央接合部１２と、こ
の周辺接合部１１と中央接合部１２の間に複数個の当接
デインプル１３および複数個の非当接デインプル１４を
もつ。

周辺接合部１１は、第２プレート２側に近接する方向に
突出して第２プレート２の周辺接合部２１と相互に接合
され、チューブの両側端を形成するとともに前記通路３
．４を形成する。この周辺接合部１１の高さは１．０〜
１．５　（Ｉｌｌｍ）であるのが熱効率上有効である。

中央接合部１２は第２プレート側に近接する方向に突出
して第２プレート２の中央接合部２２と相互に接合され
る。またこの中央接合部１２は、前記周辺接合部１１よ
り０．０５（ｎｕｎ）程高く形成されている。また、中
央接合部１２は、第１プレート１の長手方向に連続して
いる。従って第１プレート１と第２プレート２を接合し
て形成されるチューブは、幅方向の中央部に中央接合部
１２からなる高い柱部をもち、その断面は凸レンズ状と
なる。なおこの中央接合部１２は、上端で前記周辺接合
部１１と連続し、下端でこの周辺接合部１１と所定間隔
を隔てて分断されている。従って、チューブには、中央
接合部１２の両側に互いに独立し下端で連通ずる前記通
路３．４が形成される。

当接デインプル１３は、第２プレート２側に近接する方
向に突出して第２プレート２の当接デインプル２３と相
互に接合される。またこの当接デインプル１３は、前記
周辺接合部１１より高く、かつ前記中央接合部１２と同
一高さに形成されている。また負荷内圧及び組付応力に
よる応力集中を小さくするため、円形に形成されている
。この当接デインプル１３は、前記中央接合部１２の左
右で長手方向に各々等間隔隔てて８個ずつ連なり、合計
１６個の突起状に形成されている。従って、これら当接
デインプル１３は、各プレート１．２の接合をさらに強
力にし、耐圧強度を増大させる。

非当接デインプル１４は、第２プレート２側に近接する
方向に突出している。また非当接デインプル１４は、第
２プレート２の非当接デインプル２４と各々対向してお
り、かつ前記周辺接合部１１より低く形成されている。

この非当接デインプル１４は、第２図に第３図の一部拡
大図を示すように前記中央接合部１２の左右で前記当接
デインプル１３の間に互い違いに段差を設けて６個ずつ
（下端では４個ずつと２個を左右で共有）、合計８個形
成されている。各非当接デインプル１４は下端の２個を
除いて横に長い長円形状に形成され、下端の２個は右斜
めに上がる長円形状に形成されている。従って、第１図
のＤ−Ｄ断面図である第４図と、第２図に示すように（
矢印は流体の流れの様子を示す）、これらの非当接デイ
ンプル１４は通路３．４を通過する温水に乱流を生じせ
しめて温水の熱伝達を高めるとともに温水が接する面積
を大きくして熱効率を向上させている。

この非当接デインプル１４は流速１ｍ／秒以下の場合は
上記長円形の形状およびこのような配置が用いられるが
、流体の速度、粘性等の諸条件が異なる場合、細形状、
また種々の配置が考えられる。

なお、第１プレート１の上端には、中央接合部１２を境
界として温水導入孔３ａ、温水導出孔４ａが形成されて
いる。そして第２プレート２は第１プレート１と面対称
の形状をもつ。これら第１プレート１および第２プレー
ト２は所定形状のアルミニウム合金板を従来方法と基本
的に同一のプレス加工で成形する。

次にこれら各プレート１．２を用いたヒータコアの成形
工程について概説する。なお、この成形工程も基本的に
従来の積層タイプと同じ工程である。まず上記各プレー
ト１．２および他の工程で製造したひだ状のアルミニウ
ム合金製のフィン５を複数用意するとともに、温水導入
管３ｂおよび温水導出管４ｂを用意する。そして、フィ
ン５、アルミニウムクラツド材の第１プレート１、第２
プレート２、フィン５の順で順次′ｆａｎする。ここで
第１プレート１と第２プレート２は各接合部等が対向す
るように積層していく。こうして多筒１とプレート１と
第２プレート２でチューブＴ１およびタンク部Ｔ３が同
時に形成される。そして最外列は第１、第２プレート材
と同様アルミクラツド材をプレス加工したプレート６を
主にフィン５の保護および強度アップの目的で配置しで
ある。

なお、この積層工程は、第２プレート２、フィン５およ
び第１プレート１からなるユニットとして、ユニット毎
に積層してもよい。そして最後に温水導入管３ｂと温水
導出管４ｂをチューブ１１の上端の温水導入孔３ａ、温
水導出孔４ａに接続する。

こうしてヒータコアが製造できる。なお、接合力°法は
、アルミニウムろう付けの他に、電気溶接、圧接等によ
ってもよい。

次にこのヒータコアの作用を説明する。

まず、温水導入管３ｂに接続された温水導入口３Ｃより
温水が供給され、この温水導入管３ｂを通って、各通路
３に流入づる。さらに下端をまわり通路４を通って上端
の温水導出管４ｂを通って一体となって温水導出口４Ｃ
より排出される。この間に、温水のもつ熱がチューブＴ
１に接するフィン５より空気中に伝達され、熱交換が行
われる。

このヒータコアを形成するチューブＴ１はその内側に凸
状に配された非当接デインプル１４．２４により第４図
に示すように熱伝達面積が大きく、さらに当接デインプ
ル１３．２３と非当接デインプル１４．２４により供給
される温水が乱流となるため、熱伝達効率の優れたもの
であり、ざらに当接デインプル１３．２３により耐圧強
度に優れたものである。尚、第２図のＡ部の非当接デイ
ンプル部分を、第７図〜第１３図に示す形状および配置
をもつ非当接デインプル１４とすることができる。なお
、各図の矢印は流れ方向（縦方向）を示す。

第７図のデインプルはその各形状が長方形状で、縦方向
に４列、互いに等間隔で左の２列は夫々右下がりであり
、右の２列はそれぞれ右上がりに配列されている。、第
８図のデインプルはその各形状が長方形状で縦方向に４
列等間隔で横方向の配列はそれぞれ下に凸の弓形となっ
ている。第９図のデインプルは長方形状で横１列に４個
ないし５個等間隔である。上から第１列と第２列、又第
３列と第４列は接近していて、第１列と第３列はそれぞ
れ右上がり、第２列と第４列はそれぞ右下りである。第
１０図のデインプルは三角形状で上から第１列と第３列
は３個、第２列と第４列は２個等間隔である。上から第
１列と第２列、又第３列と第４列は接近していて対向す
る斜辺どおしが平行である。第１１図のデインプルは長
方形状で縦３列に等間隔に配置されそれぞれ右下がりに
傾斜している。第１２図のデインプルは円形状で各々等
間隔に配置されている。第１３図のデインプルは円形状
でランダムに配置されたものである。

［第２実施例］ 本実施例の熱交換器用チューブＴ２は第１４図にその断
面図を示すように、細長い帯状の第１プレート１ｐと、
一体的に接合され内部に温水の通路３ｐを形成する第２
プレート２ｐとからなる。

第１プレート１ｐは第１５図にその平面図を示すように
略長方形に打扱きプレス成形したものである。第２プレ
ート２ｐも第１プレート１ｐと面対称の形状をもつもの
である。

第１プレート１ｐはその周囲を一周している周辺接合部
１１ｐと、この周辺接合部１１ｐの間に複数個の当接デ
インプル１３ｐおよび複数個の長円形状の非当接デイン
プル１４ｐをもつ。

周辺接合部１１１）は第２プレート２ｐ側に近接する方
向に突出して第２プレート２ｐの周辺接合部２１ｐと相
互に接合されチューブＴ２の両側端を形成するとともに
通路３ｐを形成する。この周辺接合部１１ｐの高さは第
１実施例と同様１．０〜１．５　（ｍｍ）であるのが有
効である。

当接デインプル１３１）は幅方向の中央に一列に連なっ
て等間隔に８個配され、非当接デインプル１４ｐは当接
デインプル１３の列の左右に各２列、互い違いに段差を
設けて当接デインプル１３ｐに対し等間隔に配されてい
る。さらにこの非当接デインプル１４ｐは各当接デイン
プル１３ｐ間にも１つ斜めに配されている。この当接デ
インプル１３ｐおよび非当接デインプル１４ｐの個々の
作用は第１実施例と同様である。

また各プレート１ｐの上部にはプレス加工により設けら
れた穴である温水出入孔３ｄが、下部にはプレス加工に
より設けられた穴である温水連絡孔３ｅが形成されてい
る。

次に、これら各プレート１ｐ、２ｐを用いたヒータコア
の成形工程について概説する。尚、この成形工程も基本
的に第１実施例と同じ工程である。

まず上記第１実施例と同様上記各プレートＩＤ。

２ｐおよび他の工程で製造したひだ状のフィン５ｐを第
１プレート１ｐ、第２プレート２ｐ、フィン５ｐの順で
積層されヒータコアのチューブＴ２、およびタンク部Ｔ
４が同時に形成される。そして各チューブＴ２は温水が
下降する渇水下降束Ｂと温水が上昇する渇水上昇束Ｃと
に大きく分けられ、温水下降束Ｂ側の温水出入孔３ｄに
は一端が閉じた温水導入管３ｆが、温水上昇束Ｃ側の温
水出入孔３ｄには一端が閉じた温水導出管４ｆが接続さ
れる。そして温水連絡孔３ｅには両端の閉じた渇水連絡
管３９が接続される。こうしてヒータコアが製造される
。

次にこのヒータコアの作用を説明する。

まず温水導入管３ｆに接続された温水導入口３ｈより温
水が供給され、この温水導入管３ｆを通ってチューブＴ
２の温水下降束Ｂに流入する。そして下端まで流れると
温水連絡管３ｑで合流し、チューブＴ２の渇水上昇束Ｃ
を通って温水導出管４ｆを通り、温水導出口４ｈより排
出される。この間に、温水のもつ熱がチューブＴ２に接
するフィン５により空気中に伝達され熱交換が行われる
。

［効果］ 当接デインプルと非当接デインプルを共存させたことに
よりチューブ内の流路の障害が減少し、流体の圧力損失
を当接デインプルのみのものより低く押えることができ
る。また当接デインプル及び非当接デインプルの存在に
より、管内流動状態は３次元性を帯び、乱流となり効率
良く伝熱面近傍を撹乱し、しかも伝熱面が太き（なるた
め高い熱伝達性能を１ｑることができる。耐圧強度面は
当接デインプルのみのものと比較して若干低下するが、
ヒータコアまたはラジェータ等比較的負荷圧力の低い熱
交換器に使用する場合には本発明の形状にて充分実用で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例のチューブの横断面図、第２図はチ
ューブを形成するプレートの部分平面図、第３図はその
全体図である。第４図は第１図のＤ−Ｄ断面図である。 第５図は第１実施例のドロンカップ式熱交換器を示す正
面図、第６図はその平面図である。第７図〜第１３図は
第２図のＡ部の各態様を示す部分図である。第１４図は
第２実施例のチューブの横断面図、第１５図はチューブ
を形成するプレートの平面図である。第１６図は第２実
施例のドロンカップ式熱交換器の斜視図である。第１７
図は従来のチューブの断面図、第１８図はチューブを形
成するプレートの部分平面図である。第１９図も従来の
チューブの断面図、第２０図はそのチューブを形成する
プレートの部分平面図である。第２１図はＵ、Ｓ、Ｐ、
４０８１０２５号のＦＩＧ、６である。 ＴＩ、Ｔ２・・・チューブ １．１ｐ・・・第１プレート ２．２ｐ・・・第２プレート １３．１３ｐ、２３・・・当接デインプル１４．１４ｐ
、２４・・・非当接デインプル３．３ｐ１４・・・通路
　　　　５・・・フィン特許出願人　　　日本電装株式
会社 代理人　　　　弁理士　大川　宏 −へ 粉　　粉 第４図 第５図 第６図 第１４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）細長い帯状の第１プレートと該第１プレートと少
   なくともその両側部で一体的に接合され内部に流体の通
   路を形成する細長い帯状の第２プレートとからなり、フ
   ィンとともにコアを形成する熱交換器用チユーブにおい
   て、 該第１プレートと該第２プレートは互いに対向して当接
   する内側に凸状の当接ディンプルと当接しない内側に凸
   状の非当接ディンプルをそれぞれ有する事を特徴とする
   熱交換器用チューブ。（２）当接ディンプルおよび非当
   接ディンプルはそれぞれ一定間隔をおいて配列されてい
   る特許請求の範囲第１項記載の熱交換器用チューブ。（
   ３）当接ディンプルは円形であり、非当接デインプルは
   長円形である特許請求の範囲第１項記載の熱交換器用チ
   ユーブ。