JPH09126681A - 熱交換器のタンク構造 - Google Patents

熱交換器のタンク構造

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JPH09126681A
JPH09126681A JP30357695A JP30357695A JPH09126681A JP H09126681 A JPH09126681 A JP H09126681A JP 30357695 A JP30357695 A JP 30357695A JP 30357695 A JP30357695 A JP 30357695A JP H09126681 A JPH09126681 A JP H09126681A
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JP
Japan
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tube plate
annular groove
heat exchanger
reinforcing body
tank structure
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JP30357695A
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English (en)
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Yoichi Nakamura
洋一 中村
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Toyo Radiator Co Ltd
Original Assignee
Toyo Radiator Co Ltd
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Publication date
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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
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0219Arrangements for sealing end plates into casing or header box; Header box sub-elements
    • F28F9/0224Header boxes formed by sealing end plates into covers
    • F28F9/0226Header boxes formed by sealing end plates into covers with resilient gaskets
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2225/00Reinforcing means
    • F28F2225/08Reinforcing means for header boxes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00Fastening; Joining
    • F28F2275/12Fastening; Joining by methods involving deformation of the elements
    • F28F2275/122Fastening; Joining by methods involving deformation of the elements by crimping, caulking or clinching

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱交換器のアルミニューム製または合成樹脂
製のタンクに内圧が加わったとき、そのタンク本体の開
口にカシメられたチューブプレートに変形が生じるのを
防止すること。 【解決手段】 チューブプレート2の幅方向両端部の環
状溝3間を補強体6で架橋する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として自動車用
各種熱交換器に用いられるアルミニューム製または合成
樹脂製のタンクに係り、特に内圧によりアルミニューム
製または合成樹脂製のタンクの開口部にカシメられたチ
ューブプレートが変形するのを防ぐものに関する。
【0002】
【従来の技術】インタークーラ等の熱交換器のアルミニ
ューム製または合成樹脂製のタンク本体5は、図21に
示す如く一端が開口した細長い箱状に形成され、その開
口縁部に小フランジ部5aが設けられている。そして、
多数の並列した偏平チューブ1の両端部が(下端部省
略、以下同じ)チューブプレート2に挿通され、その挿
通部が液密にろう付け固定されている。チューブプレー
ト2の周縁には環状溝3が偏平チューブ1の中心側に突
出して形成され、その環状溝3にOリング4を介してタ
ンク本体5の小フランジ部5aが嵌着する。そして、環
状溝3の外側壁3aの縁部を折り曲げてカシメ部3bを
形成するものである。なお、並列した多数の偏平チュー
ブ1の間には図21に示されていないコルゲートフィン
が介装される。そして、上方のタンク本体5の内部に高
温のチャージエア等の熱交換媒体が流入し、夫々の偏平
チューブ1の内部を通って下方のタンクに導かれ、それ
が偏平チューブ1内を通る間に、その偏平チューブ1外
周側に冷却用送風が行われて冷却されるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
アルミニューム製または合成樹脂製の熱交換器のタンク
において、タンク本体5内に圧力が高まると、タンク本
体5に周縁をカシメにより取付たチューブプレートが押
し拡げられ、そのチューブプレート2の環状溝3の内壁
側が図22及び図23の如く変形する。即ち、チューブ
プレート2の環状溝3が押し拡げられるように変形し、
その結果、チューブプレート2と偏平チューブ1の付根
部に亀裂1aが生じる場合がある。その場合には、そこ
から熱交換媒体が漏れでるおそれも考えられる。そこで
本発明は、このようなチューブプレート2の変形を防止
して、偏平チューブ1の付根部に亀裂が生じないタンク
構造を提供することを目的とし、その目的達成のために
次の構成をとる。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の熱交換器のタン
ク構造は、並列する多数の偏平チューブ1の端部が夫々
液密または気密に貫通固定されたチューブプレート2を
有し、そのチューブプレート2の周縁が前記偏平チュー
ブ1の長手方向中心側に環状溝3として曲折形成され、
その環状溝3内にOリング4を介してアルミニューム製
または合成樹脂製のタンク本体5の開口端が嵌着し、そ
の環状溝3の側壁縁部がタンク本体5の前記開口端縁部
に突設された小フランジ部5aにカシメ固定された熱交
換器のタンク構造において、隣り合う前記偏平チューブ
1の間で、チューブプレート2の幅方向両端部の前記環
状溝3間を架橋する補強体6を接続したことを特徴とす
るものである。次に、本発明の具体的な実施形態の一つ
は、前記補強体6と前記環状溝3の外周との間をろう付
け固定したものである。さらには、前記補強体6の両端
部が前記環状溝3の外側の側壁に沿って立ち上げられ、
その立ち上げ部6aの縁が外側壁3aの上縁に係止され
たものである。また、前記補強体6はその長手方向の中
央が凸となる山形に形成され、その頂部6hが前記チュ
ーブプレート2の外面にろう付け固定されたものであ
る。
【0005】
【発明の実施の形態】次に、図面に基づいて本発明の各
実施の形態につき説明する。図1はインタークーラとし
て用いる本発明の第1の実施の形態の分解説明図であ
り、図2はそのタンクの縦断面図である。なお、従来の
熱交換器のタンクと共通部品は同一符号で示してある。
(以下、同じ)チューブプレート2の環状溝3の外側壁
3a上端にはカシメ用の爪部が多数並列されると共に、
複数の係合部3cが設けられている。この係合部3c
は、補強体6の係止部6bと係合するものである。補強
体6は帯状板からなり、その両端部が逆L字状に曲折形
成されると共に、その立ち上げ部6aが内面側に突出し
て係止部6bを構成している。そしてこの係止部6bが
前記係合部3cに係止されると共に、補強体6のL字状
部が環状溝3の外周を抱持する。その状態で高温の炉内
に挿入され、何れか一方の部品に設けられたろう材を溶
融させて互いに一体的にろう付け固定する。係合部3c
及び係止部6bは、ろう付けの際に、補強体6をチュー
ブプレート2に保持させるためのものである。
【0006】このような補強体6は、チューブプレート
2の長手方向に互いに離間して図20の如く複数配置さ
れる。そしてろう付けの後には、チューブプレート2の
環状溝3にOリング4(図2)を介してタンク本体5の
小フランジ部5aが嵌着し、その環状溝3の外側壁3a
の縁部が折り曲げられてカシメ部3bを形成するもので
ある。このようなしてなるタンクのチューブプレートは
それに内圧が加わっても、補強体6の存在により外側に
拡がるおそれがない。
【0007】次に、図3は補強体6の係止部6bを同図
(a)(b)の如く切り起こして形成した例である。こ
れにより、環状溝3の係合部3cに補強体6の係止部6
bが、より確固に保持される。また、図4はその係止部
6bを半円弧状に切り起こした例である。なお、図5は
このような係止部6bを設けることなく、補強体6をチ
ューブプレート2に適宜な治具で保持させた状態でろう
付け固定したものである。そして図6は図5のA−A矢
視図である。次に、図7の例では補強体6の中央部分に
リブ6cを設け、補強体6の剛性を高めたものである。
そして図8及び図9の如く、そのリブ6cが偏平チュー
ブ1の平坦な側面にろう付けされるものである。
【0008】次に、図10及び図11は本発明の他の実
施の形態であり、この例ではリブ6cの両端部に突出部
が形成され、その突出端が図11の如くチューブプレー
ト2に当接してろう付けされるものである。次に、図1
2は他の実施の形態であり、この例の補強体6は中央部
が凸となる山形に変形されて頂部6hを形成し、その変
形された頂部6hがチューブプレート2に接合されてい
る。そのため、チューブプレート2の環状溝3は補強体
6により筋交い状に補強され、タンク本体5の内圧によ
るその環状溝3の変形を有効に防止できるものである。
【0009】さらに図13及び図14は他の実施の形態
であり、この例ではリブ6cの端面が折り曲げられて溝
壁接合面6dを構成し、その溝壁接合面6dが環状溝3
の側壁部に接合されるものである。なお、図9,図14
において符号7はコルゲートフィンである。次に図15
及び図16は本発明の他の実施の形態であり、この例で
は補強体6の長さがチューブプレート2の幅方向におけ
る環状溝3,3の内側壁間距離に等しく形成され、補強
体6の両端が環状溝3,3の内側壁に一体的にろう付け
固定されたものである。次に図17は本発明のさらに他
の実施の形態であり、この例が図15のそれと異なる点
は、チューブプレート2に孔2bを設けると共に補強体
6の中央部にそれに整合する凸部6gを設け、その凸部
6gを孔2bに嵌着し、そこがカシメられてチューブプ
レート2に補強体6が保持された状態で、全体的にろう
付け固定されたことである。次に図18はさらに他の例
であり、補強体6が線材からなる。
【0010】次に図19は他の実施の形態であり、これ
は補強体6がチューブプレート2の幅に略等しい板材か
らなり、夫々の偏平チューブ1に整合する位置にチュー
ブ挿通孔6fが設けられたものである。そして、その補
強体6が実線の状態から鎖線の状態に位置されて、チュ
ーブプレート2と補強体6との間及び補強体6のチュー
ブ挿通孔6fと偏平チューブ1外周との間が一体的にろ
う付け固定されるものである。なお、図20は前述の如
く図2に設けた実施の形態の熱交換器の全体的正面図で
ある。この例では、補強体6がタンク本体5の長手方向
に互いに離間して3つ配置されている。
【0011】
【発明の作用・効果】本発明の熱交換器のタンク構造
は、チューブプレート2の幅方向両端部の環状溝3間を
補強体6により架橋するように構成したから、タンク内
の圧力が高まっても、チューブプレート2のカシメ部が
変形することがない。それによりチューブプレート2と
偏平チューブ1との付根部に亀裂が生じることを防止
し、信頼性の高いものを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の分解説明図。
【図2】同実施の形態の縦断面図。
【図3】同第2の実施の形態の補強体6の斜視図及びそ
の要部縦断面図。
【図4】同補強体6の他の実施の形態の例及びその要部
縦断面図。
【図5】同他の実施の形態のタンク構造の縦断面図。
【図6】図5のA−A矢視図。
【図7】同他の補強体6の斜視図。
【図8】同補強体6を用いたタンク構造の縦断面図。
【図9】図8のB−B矢視断面略図。
【図10】本発明のタンク構造の他の補強体6の斜視略
図。
【図11】同補強体6を用いたタンク構造の縦断面図。
【図12】さらに他の補強体6を用いたタンク構造の縦
断面図。
【図13】さらに他の補強体6を用いた斜視図。
【図14】同補強体6の接合状態を示す要部縦断面図。
【図15】本タンク構造の他の実施の形態の縦断面略
図。
【図16】図15のA−A矢視図。
【図17】さらに他の補強体6を用いた本タンク構造の
説明図。
【図18】さらに他の実施の形態の補強体6を用いたタ
ンク構造の説明図。
【図19】さらに他の実施の形態の補強体6を用いた本
タンク構造の説明図。
【図20】本タンク構造を有する熱交換器の正面図であ
って、図2の例を示す。
【図21】従来型熱交換器のタンク構造の縦断面図図。
【図22】同タンクに内圧が加わった状態の説明図。
【図23】図22のC部拡大図。
【符号の説明】
1 偏平チューブ 1a 亀裂 2 チューブプレート 2a 変形部 2b 孔 3 環状溝 3a 外側壁 3b カシメ部 3c 係合部 4 Oリング 5 タンク本体 5a 小フランジ部 6 補強体 6a 立ち上げ部 6b 係止部 6c リブ 6d 溝壁接合面 6e ろう材 6f チューブ挿通孔 6g 凸部 6h 頂部 7 コルゲートフィン

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 並列する多数の偏平チューブ1の端部が
    夫々液密または気密に貫通固定されたチューブプレート
    2を有し、そのチューブプレート2の周縁が前記偏平チ
    ューブ1の長手方向中心側に環状溝3として曲折形成さ
    れ、その環状溝3内にOリング4を介してアルミニュー
    ム製または合成樹脂製のタンク本体5の開口端が嵌着
    し、その環状溝3の側壁縁部がタンク本体5の前記開口
    端縁部に突設された小フランジ部5aにカシメ固定され
    た熱交換器のタンク構造において、 隣り合う前記偏平チューブ1の間で、チューブプレート
    2の幅方向両端部の前記環状溝3間を架橋する補強体6
    を接続したことを特徴とする熱交換器のタンク構造。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記補強体6と前記
    環状溝3の外周との間をろう付け固定した熱交換器のタ
    ンク構造。
  3. 【請求項3】 請求項2において、前記補強体6の両端
    部が前記環状溝3の外側の側壁に沿って立ち上げられ、
    その立ち上げ部6aの縁が外側壁3aの上縁に係止され
    た熱交換器のタンク構造。
  4. 【請求項4】 請求項1において、前記補強体6はその
    長手方向の中央が凸となる山形に形成され、その頂部6
    hが前記チューブプレート2の外面にろう付け固定され
    た熱交換器のタンク構造。
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