JPH07117348B2 - Heat exchanger - Google Patents

Heat exchanger

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JPH07117348B2
JPH07117348B2 JP23954487A JP23954487A JPH07117348B2 JP H07117348 B2 JPH07117348 B2 JP H07117348B2 JP 23954487 A JP23954487 A JP 23954487A JP 23954487 A JP23954487 A JP 23954487A JP H07117348 B2 JPH07117348 B2 JP H07117348B2
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定行 神谷
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日本電装株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/40Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は熱交換器に関するもので例えば自動車用のヒー
タあるいはラジエータとして用いることができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to a heat exchanger and can be used as, for example, a heater or a radiator for an automobile.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来熱交換器に用いられるチューブはその熱交換効率を
向上させるために様々な工夫がなされている。
Conventionally, tubes used in heat exchangers have been devised in various ways to improve their heat exchange efficiency.

第9図は従来のチューブを示すもので、例えば第9図の
(a)に示されるものでは、断面が偏平状に形成された
チューブ601内にジクザク形状に折り曲げられたワイヤ6
02が配されている。このワイヤ602が配されることによ
ってチューブ601内を流れる流体を攪拌せしめているの
である。
FIG. 9 shows a conventional tube. For example, in the case shown in FIG. 9 (a), a wire 6 bent zigzag in a tube 601 having a flat cross section.
02 is arranged. By arranging the wire 602, the fluid flowing in the tube 601 is agitated.

あるいは第9図(b)に示されるように、チューブ601
の幅方向に伸びる複数のリブ603をチューブ内方に向か
って突出せしめている。これもこのリブ603によりチュ
ーブ601内を流れる流体の攪拌作用を行っている。
Alternatively, as shown in FIG. 9 (b), the tube 601
A plurality of ribs 603 extending in the width direction of the tube are projected inward of the tube. This rib 603 also causes the fluid flowing in the tube 601 to be agitated.

あるいは第9図(a)に示すように、チューブ601の外
方から内方に向かって突出する複数のディンプル604を
形成しているものもある。
Alternatively, as shown in FIG. 9 (a), there is a tube 601 having a plurality of dimples 604 protruding from the outside to the inside.

このような偏平状のチューブ601の偏平側面には、波形
状をなすコルゲートフィンが接合せしめられている。コ
ルゲートフィンとの接合を向上させるため通常チューブ
601はその偏平面が外方に向かって弓形形状に成形され
ており、フィンを組付けた際にそのチューブの弓形に成
形されている偏平面が内方に弾性変形し、これによって
フィンとチューブ601との接合状態を向上させている。
A corrugated fin having a corrugated shape is joined to the flat side surface of such a flat tube 601. Regular tube to improve the connection with corrugated fins
The flat surface of 601 is shaped like an arc toward the outside, and when the fins are assembled, the flat surface of the tube that is shaped like the bow is elastically deformed inward, which causes the fin and the tube to move. The joining state with 601 is improved.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

このようにチューブの偏平側面が外方に向かって弓形に
なる形状(以下中凸形状と呼ぶ)にするためには、一般
的な方法としてチューブ601を成形する際、このチュー
ブ601内に断面が樽形形状をなす芯金を挿入し、この芯
金に沿わせてチューブを成形するのが最も一般的な方法
である。
Thus, in order to make the flat side surface of the tube into an arcuate shape outward (hereinafter referred to as a medium convex shape), when molding the tube 601 as a general method, the cross section inside the tube 601 is The most common method is to insert a barrel-shaped core metal and form a tube along the core metal.

しかしながら、第9図に示したようにワイヤ602、ある
いはリブ603、ディンプル604がチューブの幅方向全面に
渡って配置形成されているものでは、芯金を配置した時
にこのリブ603等が芯金の邪魔となり、良好にチューブ6
01を中凸形状に成形できないという問題がある。
However, as shown in FIG. 9, in the case where the wire 602, or the rib 603 and the dimple 604 are arranged and formed over the entire width direction of the tube, when the core metal is arranged, the rib 603 and the like form the core metal. Tube 6 good to get in the way
There is a problem that 01 cannot be molded into a medium convex shape.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、上述したような問題点に鑑み、ディンプルあ
るいはリブを有するチューブにおいても、良好に中凸形
状に成形せしめられたチューブを有する熱交換器を得る
ことを目的とする。
In view of the above problems, it is an object of the present invention to obtain a heat exchanger including a tube having dimples or ribs, which tube is preferably formed into a medium convex shape.

この目的を達成するために、本発明ではチューブの偏平
側面にチューブ内部に向かって突出する複数の突起を形
成し、この突起はチューブの一方の偏平側面においては
前記チューブの幅方向中心線より一方の縁部側のみに配
置し、他方の偏平側面においては前記チューブの幅方向
中心線より他方の縁部側のみに配置した。
In order to achieve this object, in the present invention, a plurality of projections protruding toward the inside of the tube are formed on the flat side surface of the tube, and these projections are formed on one flat side surface of the tube from the center line in the width direction of the tube. Was arranged only on the edge side, and on the other flat side surface, it was arranged only on the other edge side from the center line in the width direction of the tube.

〔作用・効果〕[Action / effect]

従って、チューブの両偏平側面に形成された突起は、互
いに向かい合うことがないので、チューブ成形時にチュ
ーブ内に挿入する芯金の肉厚を充分とることができ、こ
の芯金に沿ってチューブを良好に中凸形状に成形するこ
とができる。
Therefore, since the projections formed on both flat side surfaces of the tube do not face each other, the thickness of the cored bar to be inserted into the tube at the time of forming the tube can be made sufficiently thick, and the tube can be laid along the cored bar in a good condition. It can be molded into a medium convex shape.

〔実施例〕〔Example〕

第5図は本発明を自動車用ヒータとして用いた場合の斜
視図である。
FIG. 5 is a perspective view when the present invention is used as a heater for an automobile.

温水が内部を通過する偏平チューブ102は複数本並べら
れて配され、各偏平チューブ102の間には波状に折り曲
げられたコルゲートフィン103が接合せしめられてい
る。この偏平チューブ102の一端側には入口タンク104
と、出口タンク105が接合せしめられている。また、偏
平チューブ102の他端側には、中間タンク106が接合せし
められている。
Plural flat tubes 102 through which warm water passes are arranged side by side, and corrugated fins 103 bent in a wave shape are joined between the flat tubes 102. An inlet tank 104 is provided at one end of the flat tube 102.
And the outlet tank 105 is joined. An intermediate tank 106 is joined to the other end of the flat tube 102.

入口タンク104には冷却水を入口タンク104内に導くため
の入口パイプ107が接合せしめられており、また出口タ
ンク105には出口タンク105内の冷却水を導出するための
導出パイプ108が接合せしめられている。
An inlet pipe 107 for guiding cooling water into the inlet tank 104 is joined to the inlet tank 104, and an outlet pipe 108 for leading out cooling water in the outlet tank 105 is joined to the outlet tank 105. Has been.

第6図は第5図に示したヒータ101の偏平チューブ102と
タンク104,105との接続構造を示す一部断面斜視図であ
る。この図からもわかるように、複数本並列に並べられ
た偏平チューブ102は、その一端を端板109に形成したバ
ーリング穴109aに挿入固定されている。端板109は、そ
の外周縁109bが上方に向かって折り曲げられ、入口、出
口タンク104,105が嵌入固定されている。また、偏平チ
ューブ102とコルゲートフィン103とからなるコア部の最
側方には、コア部を補強するためのサイドプレート110
が配されている。
FIG. 6 is a partial cross-sectional perspective view showing the connection structure between the flat tube 102 and the tanks 104 and 105 of the heater 101 shown in FIG. As can be seen from this figure, a plurality of flat tubes 102 arranged in parallel are inserted and fixed in burring holes 109a formed in an end plate 109 at one end thereof. The outer peripheral edge 109b of the end plate 109 is bent upward, and the inlet and outlet tanks 104 and 105 are fitted and fixed. Further, a side plate 110 for reinforcing the core portion is provided on the outermost side of the core portion including the flat tube 102 and the corrugated fins 103.
Are arranged.

このようなヒータ101には高温となった冷却水か入口パ
イプ107より入口タンク104内に流入し、この入口タンク
104よりほぼ半分の本数に相当する偏平チューブ102内を
通過する。そして、中間タンク106内に流れ込み、更に
この中間タンク106から出口タンク105に向かって偏平チ
ューブ102内を流れる。出口タンク105内に流れ込んだ冷
却水は、その後導出パイプ108より再びエンジン側に還
流せしめられる。
In such a heater 101, cooling water having a high temperature flows into the inlet tank 104 through the inlet pipe 107,
It passes through the inside of the flat tubes 102, which is approximately half the number of tubes 104. Then, it flows into the intermediate tank 106 and further flows from the intermediate tank 106 toward the outlet tank 105 in the flat tube 102. The cooling water that has flowed into the outlet tank 105 is then returned to the engine side through the outlet pipe 108.

このような冷却水流れにおいて、高温となった冷却水は
偏平チューブ102内を流れる間に、この偏平チューブ102
とコルゲートフィン103を、第5図中矢印Fで示す方向
に流れる空気と熱交換される。この熱交換されて高温と
なった暖風が車室内側に吹出されるのである。
In such a cooling water flow, while the cooling water having a high temperature flows through the flat tube 102,
The corrugated fins 103 are heat-exchanged with the air flowing in the direction indicated by the arrow F in FIG. The warm air, which has become high temperature due to this heat exchange, is blown out to the inside of the vehicle compartment.

次に第1図に基づき偏平チューブ102について説明す
る。
Next, the flat tube 102 will be described with reference to FIG.

第1図の(a)はチューブ102を偏平面側から見た正面
図、(b)はチューブ102を開口端部から見た図であ
る。チューブ102の一方の偏平側面には、チューブ幅方
向の中心線lよりも一方の縁部204a側に複数の突起200a
が形成されている。この突起200aはチューブ102の内面
に向かって突出するもので、チューブ幅方向に長軸を有
する長円形状をなしており、チューブ102の全長に渡っ
て等間隔に配されている。
FIG. 1A is a front view of the tube 102 as seen from the side of the flat surface, and FIG. 1B is a view of the tube 102 as seen from the open end. On one flat side surface of the tube 102, a plurality of projections 200a are provided on one edge 204a side with respect to the center line 1 in the tube width direction.
Are formed. The protrusions 200a project toward the inner surface of the tube 102, have an oval shape having a major axis in the tube width direction, and are arranged at equal intervals over the entire length of the tube 102.

また、チューブ102の他方の偏平側面にも中心線lより
も他方の縁部204b側に複数の突起200bが前述の突起200a
と同様に配されている。
Further, on the other flat side surface of the tube 102, a plurality of projections 200b are provided on the other edge portion 204b side with respect to the center line 1 and the above-mentioned projections 200a
It is arranged in the same way.

チューブ102は一枚の帯状板材を折り曲げ、その端部を
ハゼ折り接合することにより管状に形成されるもので、
ハゼ折り部が一方の縁部204aを構成し、折り曲げ部が他
方の縁部204bを構成している。第4図はチューブ102内
に芯金が挿入された状態での軸直角断面図である。芯金
300は、チューブ102を中凸形状に成形するためのもの
で、芯金300自身の断面形状も中凸形状となっている。
ただし、チューブ102の突起200a、200bに対する位置
は、突起200a,200bと干渉しないように薄肉となってい
る。
The tube 102 is formed into a tubular shape by bending a strip-shaped plate material and joining the ends thereof by goby folding.
The goby-folded portion constitutes one edge portion 204a, and the folded portion constitutes the other edge portion 204b. FIG. 4 is a sectional view perpendicular to the axis in a state where the core metal is inserted into the tube 102. Core metal
The reference numeral 300 is for molding the tube 102 into a convex shape, and the core metal 300 itself has a convex shape in cross section.
However, the position of the tube 102 with respect to the protrusions 200a and 200b is thin so as not to interfere with the protrusions 200a and 200b.

第2図は第1図のII−II断面図で、チューブ102内を流
れる流体の流れを矢印で示している。また第3図は突起
200bを上方より見た時の流体流れを矢印で示している。
FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, and shows the flow of fluid flowing in the tube 102 with arrows. Fig. 3 shows the protrusion
The fluid flow when 200b is viewed from above is shown by an arrow.

第2図よりわかるように、突起200a,bを形成したことに
より、流体が蛇行流となり、第2図中符号Iで示すチュ
ーブ壁面に衝突することにより熱交換効率を向上させて
いる。一方、突起200a,bの直下流域(図中符号Dで示
す)はいわゆる死水域となる可能性が高いが、第3図に
示すように流体が突起200bの下流側に回り込んでおり、
死水域の発生を防止している。
As can be seen from FIG. 2, by forming the protrusions 200a and 200b, the fluid becomes a meandering flow and collides with the tube wall surface indicated by reference numeral I in FIG. 2 to improve the heat exchange efficiency. On the other hand, the region immediately downstream of the protrusions 200a, 200b (indicated by the symbol D in the figure) is likely to be a so-called dead water region, but as shown in FIG.
It prevents the occurrence of dead water.

チューブ102の成形は第8図模式図に示すような装置を
用いて成形される。まず、平板状の金属をコイル状に巻
回した金属状材407より帯状の板材408を取り出し、一対
の突起成形ローラ409内を通すことにより、帯板状408に
突起200a,bを形成する。そしてその後第1成形ローラ群
410内を通過する間に芯金130がその内部に挿入され、帯
状板材408を折り曲げる。
The tube 102 is molded using an apparatus as shown in the schematic view of FIG. First, the strip-shaped plate material 408 is taken out from the metal-like material 407 obtained by winding a flat-plate metal in a coil shape and passed through the pair of projection forming rollers 409 to form the projections 200a and 200b on the strip plate-shaped 408. And then the first forming roller group
The cored bar 130 is inserted into the inside while passing through the inside of 410, and the band-shaped plate material 408 is bent.

そして第1成形ローラ群410の最終行程で最終形状まで
曲げ、その後巻締部圧縮ローラ411でその端部123を巻締
めされた後、第2成形ローラ群412で芯金130が挿入され
た状態で最終巻締めされる。
A state in which the first forming roller group 410 is bent to the final shape in the final step, and thereafter the end portion 123 is wound by the winding portion compression roller 411, and then the core metal 130 is inserted by the second forming roller group 412. The final winding is closed.

しかる後、最終巻締加工されたチューブ102は芯金130が
取り除かれた状態で、半田槽415内に進入し、半田がそ
の外周に被覆される。次いで冷却層416内にて形成さ
れ、その後仕上げローラ群417にて所望のチューブ形状
まで仕上げられる。そして、切断部419にて所定の寸法
に切断されチューブ102の成形が完了する。なお、418は
切断部419の切断作業を制御するパルス発生器である。
Thereafter, the tube 102 subjected to the final winding process enters the solder bath 415 with the core metal 130 removed, and the outer periphery of the solder is covered with the solder. Next, it is formed in the cooling layer 416, and then finished by the finishing roller group 417 to a desired tube shape. Then, the cutting unit 419 cuts the tube into a predetermined size, and the molding of the tube 102 is completed. 418 is a pulse generator that controls the cutting operation of the cutting unit 419.

以上のようにして半田が外表面に被覆されたチューブ10
2が成形されるわけであるが、このチューブ102を複数本
並びその間にコルゲートフィン103を配列し、その上下
端に入口タンク104,出口タンク105及び中間タンク106を
仮組付け、図示しない炉内にて半田を溶融せしめ、その
後その半田を凝固させることにより、第5図に示すよう
なヒータ101が組立てられる。
Tube 10 with the outer surface coated with solder as described above
Although 2 is molded, a plurality of tubes 102 are arranged and corrugated fins 103 are arranged between them, and an inlet tank 104, an outlet tank 105 and an intermediate tank 106 are temporarily attached to the upper and lower ends thereof, and a furnace (not shown) is provided. Then, the solder is melted and then the solder is solidified to assemble the heater 101 as shown in FIG.

ここでチューブ102の間にコルゲートフィンを積層する
際、チューブ102にはその断面が中凸形状になっている
ので、コルゲートフィン103をチューブの偏平側面に押
し当てた時に、その中凸形状がその弾性力をもってチュ
ーブ内方に弾性変形をし、その結果としてフィンとチュ
ーブを組付けた時、チューブの偏平側面が弓形ではなく
平坦形状となる。よって、チューブとコルゲートフィン
との接合が十分確実に接合確保することができるのであ
る。もしここでチューブ102の断面形状が中凸形状では
なく、内方に向かって凹んだ中凹み形状であったとする
と、チューブとコルゲートフィンを接合した際に、両者
の間に空間が存在してしまい、両者の接合が十分になら
ないという問題が生じるのである。
Here, when the corrugated fins are laminated between the tubes 102, since the tube 102 has a cross-sectionally convex shape, when the corrugated fins 103 are pressed against the flat side surface of the tube, the central convex shape is The tube is elastically deformed inward by elastic force, and as a result, when the fin and the tube are assembled, the flat side surface of the tube is not arcuate but flat. Therefore, the joint between the tube and the corrugated fin can be ensured sufficiently reliably. If the cross-sectional shape of the tube 102 is not a convex shape but a concave shape that is recessed inward, there is a space between the tube and the corrugated fin when they are joined. However, the problem arises that the two are not joined sufficiently.

以上説明した実施例ではチューブ102及びコルゲートフ
ィン103をアルミニウム合金よりなる材料にて成形した
が、例えば黄銅等の材料より成形せしめてもよい。ま
た、チューブ102に形成した突起200a,200bの形状はその
正面図が長円形状をなすものであったが、この形状に限
定されるものではなく、第7図の(a)に示すように長
円形の突起200a,200bを千鳥配列としてもよいし、
(b)に示すように中心線lに対して傾斜する長円形と
してもよいし、(c)に示すように三角形状突起の千鳥
配列としてもよい。
In the embodiment described above, the tube 102 and the corrugated fin 103 are made of a material made of aluminum alloy, but they may be made of a material such as brass. Further, the shape of the projections 200a, 200b formed on the tube 102 was such that the front view thereof has an elliptical shape, but the shape is not limited to this, and as shown in FIG. The elliptical protrusions 200a and 200b may be arranged in a staggered arrangement,
As shown in (b), it may be an elliptical shape inclined with respect to the center line l, or as shown in (c), it may be a staggered arrangement of triangular protrusions.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明実施例のチューブを示すもので、第1図
(a)は平面図、第1図(b)が開口端側より見た図、
第2図は第1図のII−II断面拡大図、第3図は突起を上
から見た図、第4図はチューブの軸直角断面図、第5図
は実施例の斜視図、第6図は実施例の一実施例の一部断
面斜視図、第7図は他の実施例を示すチューブの平面
図、第8図はチューブ成形装置を示す模式図、第9図は
従来例を示すチューブの斜視図である。 102……チューブ,103……コルゲートフィン,200a,200b
……突起。
FIG. 1 shows a tube of an embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a plan view, FIG. 1 (b) is a view seen from the opening end side,
FIG. 2 is an enlarged view of II-II cross section of FIG. 1, FIG. 3 is a view of the protrusion from above, FIG. 4 is a cross sectional view of the tube perpendicular to the axis, and FIG. 5 is a perspective view of the embodiment, and FIG. FIG. 7 is a partial sectional perspective view of one embodiment of the embodiment, FIG. 7 is a plan view of a tube showing another embodiment, FIG. 8 is a schematic view showing a tube forming device, and FIG. 9 is a conventional example. It is a perspective view of a tube. 102 …… tube, 103 …… corrugated fin, 200a, 200b
...... Protrusion.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】軸直角断面が偏平状をなすチューブと、 このチューブの偏平側面に接合される波状フィンとを備
え、 前記チューブは帯状板材を屈曲せしめて、その端部を接
合することにより偏平管状に成形されるものであって、 前記チューブの両偏平側面にはチューブ内部に向かって
突出する複数の突起が形成され、 この突起は前記チューブの一方の偏平側面においては、
前記チューブの幅方向中心線より一方の縁部側のみに配
置され、他方の偏平側面においては、前記チューブの幅
方向中心線より他方の縁部側のみに配置されていること
を特徴とする熱交換器。
1. A tube having a flat section in a cross section perpendicular to the axis, and wavy fins joined to the flat side surface of the tube, wherein the tube is flat by bending a band-shaped plate material and joining its ends. What is formed in a tubular shape, a plurality of projections protruding toward the inside of the tube are formed on both flat side surfaces of the tube, and the projections are formed on one flat side surface of the tube.
The heat is arranged only on one edge side of the width direction center line of the tube, and is arranged only on the other edge side of the tube width direction center line on the other flat side surface. Exchanger.
JP23954487A 1987-09-23 1987-09-23 Heat exchanger Expired - Lifetime JPH07117348B2 (en)

Priority Applications (1)

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