JPH0712782U - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 チューブ長さの自由度を確保し、ヘッダタン
クに加工を施すことなく、継手の出入り向きを任意の方
向に向けて取り出せる熱交換器を提供する。 【構成】 一対のカップ状のヘッダプレートを合わせて
タンクユニットを構成し、このタンクユニットを複数積
層してヘッダタンクが形成され、ヘッダタンク間に複数
のチューブがフィンを介装して積層され、前記各々のチ
ューブの両端を、前記ヘッダタンクの各タンクユニット
に形成されたチューブ取付け部に挿入して接続され、前
記ヘッダタンクに入口継手と出口継手とが接続されたパ
ラレルフロータイプの熱交換器において、前記入口継手
及び出口継手の双方又は一方が、隣接するタンクユニッ
ト間に介装される部材であって前記隣接するタンクユニ
ットの双方に連通する一対のカップ状の主体部と、前記
主体部に一体形成され、組み合わされて外部配管の接続
部位となる一対の配管接続部と、から形成されること。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、一対のカップ状のヘッダプレートを合わせてタンクユニットを構成 するとともに、このタンクユニットを複数積層してヘッダタンクが形成されるパ ラレルフロータイプの熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のパラレルフロータイプの熱交換器として、例えば、（１）特開平４−５ ９４２５号、（２）実開平１−１７８５４６５号、（３）実開平３−８７０８０ 号、（４）特開平２−４５９４５号にそれぞれ記載されたものが知られている。

【０００３】 前記（１）の熱交換器は、各短尺ヘッダとチューブとが一体に形成され、チュ ーブの積層方向に二分割された分割ユニットを組み合わせることによって短尺ヘ ッダ単位が形成され、この短尺ヘッダ単位を複数積層して一体化することにより ヘッダタンク及びチューブが構成されている。

【０００４】 前記（２）の熱交換器は、前記（１）と基本的には同じで、熱交換媒体の流路 の両端側にタンク部が設けられた一対のプレートを、複数積層した積層型に構成 されている。

【０００５】 前記（３）の熱交換器は、ヘッダタンクがエンドプレートとタンクプレートと からなる二分割タイプのもので、これらエンドプレートとタンクプレートが互い に径方向から組み付けられている。

【０００６】 前記（４）の熱交換器は、円管状の丸パイプにより構成されたヘッダタンクの 挿入孔に、積層した各チューブを挿入して接続し、ヘッダタンクに設けられた入 口継手と出口継手との間で、熱交換媒体が複数回蛇行して通流される構造となっ ている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、前記（１）及び（２）の熱交換器においては、チューブと短尺ヘッ ダとが一体形成されるとともに、これらの分割ユニットを組み合わせて短尺ヘッ ダ単体が構成され、また、両端側にタンク部が設けられた一対のプレートを複数 積層して構成されているので、耐圧性を高めるためにタンク部の板厚を厚くしよ うとすると、チューブの板厚が厚くならざるを得ず、従って材料費が嵩む問題が ある。また、タンクプレートとチューブとが別体の場合は、チューブを必要な長 さに切断することにより各種の寸法の熱交換器に対応できるが、タンク部とチュ ーブとが一体構造のため、チューブの長さの自由度がなく、寸法の異なる各種の 熱交換器に対応できない不都合がある。更に、前記（２）の積層型の熱交換器で は、出入り口が限定されてしまい、熱交換器の横方向に取出さなければならない のが一般的であり、熱交換器の前後方向に出入り口を設けるのは難しいという問 題がある。

【０００８】 前記（３）の熱交換器においては、ヘッダタンクのタンクプレートとエンドプ レートとの接合部が熱交換器の正面側及び裏面側に位置するので、出入り口継手 を正面側や裏面側に取り出すには、前記タンクプレートとエンドプレートの接合 部を加工して継手をろう付けしなければならず、加工が難しく且つろう付けが不 確実となるおそれがある。従って、この種の熱交換器の場合は、出入り口継手は 側面側に設けられている。

【０００９】 前記（４）の熱交換器は、ヘッダタンクが丸パイプにより構成されているので 、各チューブの挿入量が長くならざるを得ず、ヘッダタンクに出入り口を熱交換 器の前後方向に取付け付ける場合には、ヘッダタンク内のチューブ先端が出入り 口継手に干渉するおそれを生ずるため、チューブの挿入量を少なくしなければな らず、そしてチューブの挿入量を少なくすると、チューブの組み付け性及びろう 付け性の点で問題がある。

【００１０】 そこで、本考案は、チューブ長さの自由度が妨げられることなく、しかも、ヘ ッダタンクに加工を施すことなく、出入り口継手の向きを任意の方向に向けて取 り出すことを可能とした熱交換器を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案は、一対のカップ状のヘッダプレートを合わせてタンクユニットを構成 するとともに、このタンクユニットを複数積層してヘッダタンクが形成され、左 右又は上下に配置したヘッダタンク間に複数のチューブがフィンを介装して積層 され、前記各々のチューブの両端を、前記ヘッダタンクの各タンクユニットに形 成されたチューブ取付け部に挿入して接続され、更に、前記ヘッダタンクに入口 継手と出口継手とが接続されたパラレルフロータイプの熱交換器において、隣接 するタンクユニット間に介装される部材であって前記隣接するタンクユニットの 双方に連通する一対のカップ状の主体部と、前記主体部に一体形成され、組み合 わされて外部配管の接続部位となる一対の配管接続部と、から前記入口継手及び 出口継手の双方又は一方が形成された熱交換器である。

【００１２】 また、前記主体部に突起を設ける一方、前記主体部が介装される前記タンクユ ニット側に前記突起に係合する係合部を設けたり、前記主体部に前記チューブを 挿入するチューブ取付け部を設けるとよい。

【００１３】

【作用】

本考案においては、各ヘッダタンクが一対のヘッダプレートからなるタンクユ ニットを長手方向に積層して構成され、ヘッダタンクの所要のタンクユニット間 に、入口継手や出口継手の各々の主体部が介装され一体ろう付けにより取付けら れる。ヘッダタンクは各タンクユニットに設けられた連通穴により連通され、前 記主体部も隣接するタンクユニットに連通される。

【００１４】 従って、ヘッダタンクのタンクユニット間に入口継手及び（又は）出口継手の 主体部が介装して取付けられるので、入口継手及び（又は）出口継手の向きを任 意の方向に取り出すことが可能となり、特に従来難しいとされていた、二分割方 式のヘッダタンクを有する熱交換器の前後方向でも、容易に入口継手及び（又は ）出口継手を取り出すことが可能となる。

【００１５】 また、前記主体部に突起を設け、タンクユニット側に係合部を設けた場合は、 係合部の設けられた範囲内において容易に任意の向きに入口継手及び（又は）出 口継手の向きを設定でき、また、組付け時に前記突起と係合部により位置決めが なされるので、組付けが容易となる。

【００１６】 更に、前記主体部にチューブを接続するチューブ取付け部が設けられている場 合は、当該継手にもチューブが取付けられるので、この継手を設けることにより チューブ配設の数が減少することがなく、従来同様の熱交換効率を維持すること が可能となる。

【００１７】

【実施例】

以下に本考案の第１実施例を図面に基づいて説明する。

【００１８】 本実施例の熱交換器１は、図１に示すように、複数の偏平チューブ２と波状フ ィン３とが交互に積層され、積層された偏平チューブ２の両端が、それぞれ、ヘ ッダタンク４の挿入孔５に挿入されて接続されている。また、前記各ヘッダタン ク４の上端には盲プレート６Ａが、また、ヘッダタンクの下端には盲プレート６ Ｂが設けられて各端部がそれぞれ閉塞されている。

【００１９】 また、ヘッダタンク４には熱交換媒体を流出入させる入口継手７と出口継手８ が設けられ、ヘッダタンク４の所要箇所にはヘッダタンク４内を長手方向に区画 する盲プレート６Ａが設けられおり、前記入口継手７と出口継手８との間で、熱 交換媒体が蛇行して通流される。なお、本実施例では１回蛇行する２パスに構成 されている。

【００２０】 更に、積層された偏平チューブ２の上端側及び下端側に配設されたサイドプレ ート９が配設され、このサイドプレート９の各端部もヘッダタンク４に接合され ている。前記偏平チューブ２は、本実施例では、押出し成形により形成され、内 部には区画壁により長手方向に沿う複数の流通路が設けられている。

【００２１】 前記各ヘッダタンク４は、図１及び図２に示すように、複数のタンクユニット １０を上下方向へ積層した積層ヘッダタイプのヘッダタンク４に形成されている 。

【００２２】 すなわち、ヘッダタンク４を構成する各タンクユニット１０は、カップ状で略 同形の２つ１組のヘッダプレート１１、１２により構成されており、これら一対 のヘッダプレート１１と１２とは上下対称的な形状となっている。

【００２３】 前記各ヘッダプレート１１、１２は、上側のヘッダプレートを示す図３（ａ） 〜（ｅ）のように、平面形状が円形に形成され、側面形状が一方に膨出したカッ プ状に形成されている。前記膨出部１３ａの端面は平面に形成され、この平面部 １３ｂには所定の径の連通穴１３ｃが形成されている。膨出部１３ａの基部周縁 には環状の接合部１３ｄが設けられ、この接合部１３ｄの一部には偏平チューブ ２のチューブ取付け部１３ｅが設けられている。このチューブ取付け部１３ｅは 前記偏平チューブ２の縦断面形状の上半分の形状に対応した凹状に形成されてい る。

【００２４】 また、下側のヘッダプレート１２も、ヘッダプレート１１と同形状に形成され ている。

【００２５】 前記各タンクユニット１０は、図４に示すように、一対のヘッダプレート１１ 、１２の接合部１３ｄを当接して構成され、接合された２つのヘッダプレート１ １、１２のチューブ取付け部１３ｅにより前記偏平チューブ２の挿入孔５が形成 されている。

【００２６】 そして、各ヘッダタンク４は、上下一対のヘッダプレート１１、１２により構 成されたタンクユニット１０を、ヘッダプレート１１、１２の膨出部１３ａの平 面部１３ｂを当接して上下方向に積層して構成され、各タンクユニット１０内が 前記各ヘッダプレート１１、１２の平面部１３ｂに設けられた連通穴１３ｃによ り互いに連通されている。

【００２７】 前記盲プレート６Ａ及び６Ｂは、図５（ａ）、（ｂ）及び図６（ａ）、（ｂ） に示すように、前記カップ状のヘッダプレート１１、１２と同形に形成され、膨 出部６ａ、平面部６ｂ、接合部６ｄ、チューブ取付け部６ｅを備えているが、平 面部６ｂには連通穴が設けられておらず、この平面部６ｂによりヘッダタンク４ の各端部や仕切箇所に配設されてそれぞれ閉塞できる構造となっている。

【００２８】 このようなヘッダタンクは、積層された偏平チューブ２の各端部を前記挿入孔 ５に挿入し、一体ろう付けにより、ヘッダプレート１１、１２の接合部１３ｄ同 士及びヘッダプレート１１、１２の膨出部１３ａの平面部１３ｂ同士が接合され ている。

【００２９】 前記入口継手７及び出口継手８は、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、主体部 １５と配管接続部１６とから構成され、積層されたタンクユニット１０の間に主 体部１５を介装して接合されており、図８に示すように、主体部１５が積層され た偏平チューブ２の間に位置する構造となっている。

【００３０】 この入口継手７及び出口継手８を介装するには、チューブピッチを一様にする ために、図８及び図９に示すように、入口継手７及び出口継手８の主体部１５の 上下両側には、補助プレート１８（１８Ａ、１８Ｂ）が用いられている。

【００３１】 これらの補助プレート１８（１８Ａ、１８Ｂ）は、対称的な構造となっており 、その一方の補助プレート１８Ａを図１０（ａ）〜（ｅ）に示すように、前記カ ップ状のヘッダプレート１１、１２と略同様な形状で膨出部１８ａが僅かに膨出 した薄い形状に形成されたものであり、ヘッダプレート１１、１２と同様に平面 部１８ｂ、接合部１８ｄ、チューブ取付け部１８ｅ及び連通穴１８ｃが設けられ ている。そして、補助プレート１８は、図８に示すように、入口継手７及び出口 継手８の主体部１５の上下両側に介装され、偏平チューブ２のチューブピッチを 同一に確保している。この場合に偏平チューブの挿入孔５は、各補助プレートの １８Ａ、１８Ｂのチューブ取付け部１８とこれに接合されるヘッダプレート１１ 又は１２のチューブ取付け部１３ｅにより形される。

【００３２】 また、入口継手７及び出口継手８は、図７に示すように、その主体部１５内に 空間部１５Ａを有し平面円形状で上下に僅かに膨出した形状に形成されている。 この主体部１５は、周縁に接合部１５ｄを有し、膨出部１５ａの上下の平面部１ ５ｂは、補助プレート１８と同様に、連通穴１５ｃが形成されており、チューブ 取付け部は備えていない。そして、主体部１５は、前記補助プレート１８の平面 部１３ｂに接合されている。

【００３３】 前記配管接続部１６は、主体部１５から円形の開口に拡径され、配管（図示省 略）が接続できるようになっている。そして、前記入口継手７及び出口継手８は 上下の半割り構造になっており、各接合部１５ｄを合せることにより一体に接合 されている。

【００３４】 また、入口継手７及び出口継手８の主体部１５には、図７に示すように、上下 の各々の連通穴１５ｃの周縁に、２つの突起１９が突設されている。これらの突 起１９は周方向に１８０゜間隔で設けられている。なお、前記突起１９は２つで なくともよい。

【００３５】 更に、前記補助プレート１８の連通穴１８ｃの周縁には、図１０（ａ）及び（ ｅ）に示すように、前記突起１９に係合する凹状の係合部２０が、例えば、円周 方向に３０゜間隔で設けられている。そして、入口継手７及び出口継手８と各補 助プレート１８との組付け時に、入口継手７及び出口継手８の突起１９を各補助 プレート１８の係合部２０に係合することにより、３０゜間隔で任意の向きに入 口継手７及び出口継手８の向きに設定され、本実施例では熱交換器１の前方に向 けてヘッダタンクに取付けられている。

【００３６】 従って、本実施例においては、ヘッダタンクを一対のヘッダプレートからなる タンクユニットを積層して構成されるので、タンクユニットの増減により熱交換 器の必要な大きさに容易に対応することができ、ヘッダプレート、盲プレート、 入口継手及び出口継手の金型等を容易するだけで、大きさの異なる熱交換器に対 応することが可能となり、更に、入口継手及び出口継手が互いに同形で、且つ、 半割り構造であることから、半割り部分のみをプレス成形により形成すればよい ので、製作が容易となる。その結果、ヘッダタンクの製造工程が簡単になり、コ ストの低減を図ることができる。

【００３７】 また、各タンクユニットのチューブ取付け部に偏平チューブを取付ける構造で あるので、従来のタンク部とチューブが一体のもののようにチューブの自由度が 損なわれることがなく、熱交換器の大きさを必要に応じてチューブの長さを設定 できる。

【００３８】 更に、ヘッダタンクのタンクユニットの間に、入口継手及び出口継手を介装す る構造であるので、二分割ヘッダタンクや丸パイプの場合のようにヘッダタンク に取付け穴を設ける等の作業が不要となり、更に、熱交換器の任意の向き、例え ば、従来において難しいとされた熱交換器の前後方向に向けて、入口継手及び出 口継手を取付けることが容易となる。特に、本実施例では、入口継手及び出口継 手の主体部に突起を設け、補助プレートに前記突起に係合する係合部を設けてい るので、前記係合部の設けられた範囲内において容易に任意の向きに入口継手及 び出口継手の向きを設定でき、また、組付け時に前記突起と係合部により位置決 めがなされるので、組付けを容易となる。

【００３９】 次に本考案の第２実施例について説明する。なお、前記第１実施例と同一の部 分についての説明は省略する。

【００４０】 本実施例の熱交換器１は、図１１に示すように、入口継手７及び出口継手８の 主体部１５が、タンクユニット１０の間に介装され、更に、図１２に示すように 、主体部１５にも偏平チューブ２を接続可能な構造としたものである。

【００４１】 すなわち、図１３（ａ）〜（ｄ）に示すように、入口継手７及び出口継手８の 主体部１５及び配管接続部１６は、前記第１実施例と同様に構成されているとと もに、この例では、前記第１実施例で用いた補助プレート１８を使用しておらず 、各々の主体部１５の厚み寸法を第１実施例の場合よりも大きな寸法に形成し、 これにより偏平チューブ２のチューブピッチが一様となるようにしている。

【００４２】 更に、前記主体部１５には、図１３（ａ）〜（ｄ）及び図１４に示すように、 偏平チューブ２のチューブ取付け部１５ｅを設け、このチューブ取付け部１５ｅ に偏平チューブ２の挿入孔５が形成され、各主体部１５を直接に積層ヘッダタン ク４に介装した構成である。

【００４３】 前記チューブ取付け部１５ｅは、例えば、入口継手７出口継手８を熱交換器１ の正面側に向けて取出す場合には、図１３（ａ）に示すように、配管接続部１６ と９０゜の角度をなす向きに設けられている。

【００４４】 この場合、主体部１５のチューブ取付け部１５ｅに偏平チューブ２の先端が僅 かに挟み込まれるように挿入されるので、挿入された偏平チューブ２の先端によ り入口継手７及び出口継手８の内部の流通路を妨げることがない。更に、本実施 例では、入口継手７及び出口継手８の向きとしては、予め決められた向きに設定 されるが、プレス成形等により主体部１５の任意の箇所に偏平チューブ２のチュ ーブ取付け部１３ｅを設けることができるので、入口継手７及び出口継手８の向 きを容易に選択できる。なお、本実施例でも、前記実施例と同様に、入口継手７ 及び出口継手８の主体部１５に突起１９を設ける一方、主体部１５が介装される タンクユニット１０側に突起１９に係合する係合部２０を設け、入口継手７及び 出口継手８の位置決めや組付け性を容易にすることもできる。

【００４５】 従って、本実施例では、チューブ取付け部の位置が異なる数種類の入口継手及 び出口継手を予め用意しておくことにより、任意の向きに入口継手及び出口継手 の向きを容易に設定でき、また、入口継手及び出口継手が互いに同形で、且つ、 半割り構造であるので、前記実施例同様に製作が容易となり、製造コストを低減 することが可能となる。更に、当該継手にもチューブが取付けられるので、この 継手を設けることによりチューブ配設の数が減少することがなく、従来同様の熱 交換効率を維持することができるものである。

【００４６】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、ヘッダタンクが一対のヘッダプレート からなるタンクユニットを積層して構成されるので、タンクユニットの増減によ り、熱交換器の大きさが大小異なるときでもこれに容易に対応することができ、 しかも一種類のヘッダプレート用金型を用意するだけで、大きさの異なる熱交換 器に対応することが可能となる。その結果、ヘッダタンクの製造工程が簡単にな り、コストの低減化を図ることができる。

【００４７】 また、各タンクユニットの挿入孔にチューブを取付ける構造であるため、従来 のタンク部とチューブが一体タイプのようにチューブの自由度が損なわれること がなく、熱交換器の大きさに対応したチューブ長さを設定することができる。

【００４８】 更に、積層されたタンクユニットの間に、入口継手及び（又は）出口継手の主 体部を介装する構造であるため、二分割ヘッダタンクや丸パイプの場合のように ヘッダタンクに取付け穴を設ける等の加工作業が不要となり、更に、熱交換器の 任意の向き、例えば、従来において難しいとされた熱交換器の前後方向に向けて 、入口継手及び（又は）出口継手を取付けることが容易となる。特に、入口継手 及び（又は）出口継手の主体部に突起を設けるとともに、主体部が介装されるタ ンクユニット側に前記突起に係合する係合部を設けた場合は、係合部の設けられ た範囲内において容易に任意の向きに入口継手及び（又は）出口継手の向きを設 定でき、また、組み付け時に前記突起と係合部により位置決めがなされるので、 組付けが容易となる。

【００４９】 また、前記主体部にチューブを接続するチューブ取付け部が設けられている場 合は、当該継手にもチューブが取付けられるので、この継手を設けることにより チューブ配設の数が減少することがなく、従来同様の熱交換効率を維持すること ができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に係り、熱交換器の正面図
である。

【図２】熱交換器の左側面図である。

【図３】ヘッダプレートを示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は左側面
図、（ｅ）は底面図である。

【図４】タンクユニットの正面図である。

【図５】（ａ）は盲プレートの平面図、（ｂ）は盲プレ
ートの正面図である。

【図６】（ａ）は盲プレートの平面図、（ｂ）は盲プレ
ートの正面図である。

【図７】入口継手及び出口継手を示し、（ａ）は平面
図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は左側
面図である。

【図８】入口継手及び出口継手の取付け構造を示す側面
図である。

【図９】入口継手及び出口継手の取付け構造を示す正面
図である。

【図１０】補助プレートを示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は左側面
図、（ｅ）は底面図である。

【図１１】本考案の第２実施例に係り、入口継手及び出
口継手の取付け構造を示す側面図である。

【図１２】入口継手及び出口継手の取付け構造を示す正
面図である。

【図１３】入口継手及び出口継手を示し、（ａ）は平面
図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は左側
面図、（ｅ）は底面図である。

【図１４】入口継手及び出口継手を示す右側面図であ
る。

【符号の説明】

１ 熱交換器 ２ チューブ ３ フィン ４ ヘッダタンク ７ 入口継手 ８ 出口継手 １０ タンクユニット １１、１２ ヘッダプレート １５ 主体部 １５ｅ チューブ取付け部 １６ 配管接続部 １９ 突起 ２０係合部

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のカップ状のヘッダプレートを合わ
   せてタンクユニットを構成するとともに、このタンクユ
   ニットを複数積層してヘッダタンクが形成され、左右又
   は上下に配置したヘッダタンク間に複数のチューブがフ
   ィンを介装して積層され、前記各々のチューブの両端
   を、前記ヘッダタンクの各タンクユニットに形成された
   チューブ取付け部に挿入して接続され、更に、前記ヘッ
   ダタンクに入口継手と出口継手とが接続されたパラレル
   フロータイプの熱交換器において、 隣接するタンクユニット間に介装される部材であって、
   前記隣接するタンクユニットの双方に連通する一対のカ
   ップ状の主体部と、 前記主体部に一体形成され、組み合わされて外部配管の
   接続部位となる一対の配管接続部と、 から前記入口継手及び出口継手の双方又は一方が形成さ
   れたことを特徴とする熱交換器。
2. 【請求項２】 前記主体部に突起を設ける一方、前記主
   体部が介装される前記タンクユニット側に前記突起に係
   合する係合部を設けたことを特徴とする請求項１記載の
   熱交換器。
3. 【請求項３】 前記主体部に前記チューブを挿入するチ
   ューブ取付け部を設けたことを特徴とする請求項１記載
   の熱交換器。