JPS61159087A - 成形型熱交換器素子 - Google Patents
成形型熱交換器素子Info
- Publication number
- JPS61159087A JPS61159087A JP28105484A JP28105484A JPS61159087A JP S61159087 A JPS61159087 A JP S61159087A JP 28105484 A JP28105484 A JP 28105484A JP 28105484 A JP28105484 A JP 28105484A JP S61159087 A JPS61159087 A JP S61159087A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder
- fins
- heat exchanger
- fluid passage
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
- F28D7/103—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of more than two coaxial conduits or modules of more than two coaxial conduits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、炭化珪素あるいは窒化珪素等の耐熱・耐食性
焼成材料を素材とし、押出し成形によって一体的に製造
したコンパクトな熱交換器素子を提供するものである。
焼成材料を素材とし、押出し成形によって一体的に製造
したコンパクトな熱交換器素子を提供するものである。
一般に、内燃機関を搭載した車両の暖房は内燃機関の冷
却水を利用し、この冷却水と空気との熱交換によって温
風を発生せさるのが通例である。ところが、内燃機関の
冷間始動直後は、冷却水の温度が低いために通常でも５
〜１０分の間暖房が効かない状態となるため、走行前に
充分に暖機運転を行う必要がある。
却水を利用し、この冷却水と空気との熱交換によって温
風を発生せさるのが通例である。ところが、内燃機関の
冷間始動直後は、冷却水の温度が低いために通常でも５
〜１０分の間暖房が効かない状態となるため、走行前に
充分に暖機運転を行う必要がある。
そこで、内燃機関の吸気通路に燃焼装置および熱交換装
置を設け、内燃機関始動直後に燃焼装置を点火し、その
熱を利用して前記熱交換器で空気を暖め、暖まった温風
を車両内に導入する装置を本発明者は、実願昭５８−１
６５３１０号として提案した。
置を設け、内燃機関始動直後に燃焼装置を点火し、その
熱を利用して前記熱交換器で空気を暖め、暖まった温風
を車両内に導入する装置を本発明者は、実願昭５８−１
６５３１０号として提案した。
しかし、この装置では■燃焼ガスと空気との熱交換器、
及び９冷却水と空気と８熱交換器の２つ系統の熱交換装
器を別々に容易する必要があり、コスト高、内燃機関の
重量の増加、エンジンルーム内のスペースが多く必要と
する等の問題があった。
及び９冷却水と空気と８熱交換器の２つ系統の熱交換装
器を別々に容易する必要があり、コスト高、内燃機関の
重量の増加、エンジンルーム内のスペースが多く必要と
する等の問題があった。
本発明は、複数の熱交換器を１個に纏め、複数の流体間
の熱交換を効率的に行うことが可能である上に、コンパ
クトで製作が容易な耐熱・耐食性材料を一体的に焼成し
た熱交換器素子を提供するものである。
の熱交換を効率的に行うことが可能である上に、コンパ
クトで製作が容易な耐熱・耐食性材料を一体的に焼成し
た熱交換器素子を提供するものである。
前記目的を達成するための本発明の構成は、同心円状に
形成された複数の円筒部と、この各円筒部間を接続する
フィンとを焼成材料により一体的に成形してなる成形型
熱交換素子である。
形成された複数の円筒部と、この各円筒部間を接続する
フィンとを焼成材料により一体的に成形してなる成形型
熱交換素子である。
次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の実施例に係る成形型熱交換器の一部を
切断して示す側面図、第２図は第１図の■−■断面図、
第３図は第２図におけるＡ部の拡大図である。
切断して示す側面図、第２図は第１図の■−■断面図、
第３図は第２図におけるＡ部の拡大図である。
熱交換器素子１は同心円の多層構造体であって、炭化珪
素や窒化珪素等を使用して押出し成形し、それを焼成し
たものである。
素や窒化珪素等を使用して押出し成形し、それを焼成し
たものである。
この実施例においては熱交換器１は３層構造となってお
り、最少径の第１円筒２と、それより径の大きい第２円
筒３と、更に径の大きい第３円筒４を有し、前記第１円
筒２の内部には放射状に多数のフィン５が一体的に延長
され、第１円筒２と第２円筒３との間は放射状に延長さ
れたフィン６によって接続され、更に、第２円筒３と第
３円筒４との間は放射状に延長されたフィン７によって
接続されている。
り、最少径の第１円筒２と、それより径の大きい第２円
筒３と、更に径の大きい第３円筒４を有し、前記第１円
筒２の内部には放射状に多数のフィン５が一体的に延長
され、第１円筒２と第２円筒３との間は放射状に延長さ
れたフィン６によって接続され、更に、第２円筒３と第
３円筒４との間は放射状に延長されたフィン７によって
接続されている。
第３図に示すように、放射状に配置された３枚のフィン
５．６．７は直線状に延長されており、従って機械的な
強度を出すように構成されている。
５．６．７は直線状に延長されており、従って機械的な
強度を出すように構成されている。
第１円筒２の内部は第１流体通路１０を、第１円筒２と
第２円筒３との間は第２流体通路１１を、そして第２円
筒３は第３円筒４との間は第３流体通路１２をそれぞれ
構成している。
第２円筒３との間は第２流体通路１１を、そして第２円
筒３は第３円筒４との間は第３流体通路１２をそれぞれ
構成している。
前記のように構成された熱交換器素子１は円筒状のケー
シング１５内に挿入され、その両端に耐熱性・耐食性の
バッキング１６．１７を介在させ、連結体１８．１９と
接続している。
シング１５内に挿入され、その両端に耐熱性・耐食性の
バッキング１６．１７を介在させ、連結体１８．１９と
接続している。
連結体１８．１９は外部の流体の通路と連結する部材で
あって、第１流体通路１０に連結される第１管２０と、
第２流体通路１１に連結される第２管２１と、第３流体
通路１２に連結される第３管２２の３重構造に形成され
ている。
あって、第１流体通路１０に連結される第１管２０と、
第２流体通路１１に連結される第２管２１と、第３流体
通路１２に連結される第３管２２の３重構造に形成され
ている。
これらの連結体１８．１９は外部の機器と連結する部材
であるので、通常は金属管を加工したものや鋳物が使用
される。
であるので、通常は金属管を加工したものや鋳物が使用
される。
次に、本発明に係る熱交換器素子の寸法の一例を示すと
、 フィン５の内径５０鶴、 第１円筒の内径６４ｍ、外径７０鶴、 第２円筒の内径９０鶴、外径９４１ｍ、第３円筒の内径
１１５ｆｌ、外径１１９ｆｉ、フィン５．６．７の厚さ
１鶴 で製作され、全体として各部材は密集状態で配列されて
いるので、極めてコンパクトなものとなっている。
、 フィン５の内径５０鶴、 第１円筒の内径６４ｍ、外径７０鶴、 第２円筒の内径９０鶴、外径９４１ｍ、第３円筒の内径
１１５ｆｌ、外径１１９ｆｉ、フィン５．６．７の厚さ
１鶴 で製作され、全体として各部材は密集状態で配列されて
いるので、極めてコンパクトなものとなっている。
第４図は本発明に係る熱交換器素子１を内蔵した３重構
造の熱交換器３０を車両暖房用熱交換器として使用した
もの例を示すものであるが、これの動作と、その作用効
果を説明する。
造の熱交換器３０を車両暖房用熱交換器として使用した
もの例を示すものであるが、これの動作と、その作用効
果を説明する。
第１円筒２の両端が管路３１を用いて内燃機関Ｅの冷却
水通路に接続され、この管路３１内に温度センサ３２が
取付けられている。また、第２円筒３の燃焼ガス入口側
（前記第１円筒２の冷却水入口側と同方向）は、管路３
３を用いて内燃機関Ｅの吸気通路３４に接続されると共
に、この管路３４内に燃焼バーナ３５が設置され、燃焼
ガス出口側は管路３６を用いて内燃機関Ｅの吸気マニホ
ールド３７の入口部に、切換弁３８を介して接続されて
いる。
水通路に接続され、この管路３１内に温度センサ３２が
取付けられている。また、第２円筒３の燃焼ガス入口側
（前記第１円筒２の冷却水入口側と同方向）は、管路３
３を用いて内燃機関Ｅの吸気通路３４に接続されると共
に、この管路３４内に燃焼バーナ３５が設置され、燃焼
ガス出口側は管路３６を用いて内燃機関Ｅの吸気マニホ
ールド３７の入口部に、切換弁３８を介して接続されて
いる。
この切換弁３８はアクチュエータ３９により作動し、前
記管路３６か、吸気通路３４のどららかを吸気マニホー
ルド３７に接続するものである。
記管路３６か、吸気通路３４のどららかを吸気マニホー
ルド３７に接続するものである。
更に前記第３円筒４内の第３流体通路１２は前記冷却水
及び燃焼ガスの流れる方向と逆方向に吸気ダクト４０が
取付けられており、この吸気ダクト４０内に送風ファン
４１が設置されている。
及び燃焼ガスの流れる方向と逆方向に吸気ダクト４０が
取付けられており、この吸気ダクト４０内に送風ファン
４１が設置されている。
そして、この第３流体通路１２の出口側は管路４２によ
って図示しない自動車の空気調和装置に接続されている
。
って図示しない自動車の空気調和装置に接続されている
。
なお、前記温度センサ３２、アクチュエータ３９及び燃
焼バーナ３５は制御装置４３に接続されており、この制
御装置４３がアクチュエータ３９を介して切換弁３８を
動かし、温度センサ３２からの温度検出値が設定値より
も低い場合には、吸気マニホールド３７が管路３６を介
して第２流体通路１１に接続され、温度センサ３２から
の温度検出値が設定値以上となった場合には、吸気マニ
ホールド３７が吸気通路３４に接続されるようになって
いる。そして、吸気マニホールド３７が第２流体通路１
１に接続されている場合にのみ前記燃焼バーナ３５が制
御装置４３によって点火され、第２流体通路１１内に熱
い燃焼ガスが流れるようになっている。
焼バーナ３５は制御装置４３に接続されており、この制
御装置４３がアクチュエータ３９を介して切換弁３８を
動かし、温度センサ３２からの温度検出値が設定値より
も低い場合には、吸気マニホールド３７が管路３６を介
して第２流体通路１１に接続され、温度センサ３２から
の温度検出値が設定値以上となった場合には、吸気マニ
ホールド３７が吸気通路３４に接続されるようになって
いる。そして、吸気マニホールド３７が第２流体通路１
１に接続されている場合にのみ前記燃焼バーナ３５が制
御装置４３によって点火され、第２流体通路１１内に熱
い燃焼ガスが流れるようになっている。
以上のように構成された車両暖房用熱交換器では、内燃
機関Ｅが冷えた状態から始動されると、温度センサ３２
からの冷却水の低い温度検出値が制御装置４３に入力さ
れ、制御装置４３が切換弁３８を実線の位置にして、吸
気マニホールド３７を第２流体通路１１に接続すると共
に、燃焼バーナ３５が点火される。すると、内燃機関Ｅ
に導入される吸気には、燃焼バーナ３５によって燃焼し
、高温のガスとなって第２流体通路ｌｌ内に流入する。
機関Ｅが冷えた状態から始動されると、温度センサ３２
からの冷却水の低い温度検出値が制御装置４３に入力さ
れ、制御装置４３が切換弁３８を実線の位置にして、吸
気マニホールド３７を第２流体通路１１に接続すると共
に、燃焼バーナ３５が点火される。すると、内燃機関Ｅ
に導入される吸気には、燃焼バーナ３５によって燃焼し
、高温のガスとなって第２流体通路ｌｌ内に流入する。
この高温燃焼ガスは熱交換器３０に内蔵されている本発
明に係る熱交換素子１の第１円筒２、第２円筒３及びフ
ィン６で囲まれた第２流体通路１１を通り、第１円筒２
及び第２円筒３を加熱する。熱伝導率の高い第１円筒２
と第２円筒３には、この燃焼ガスにより短時間に高温と
なり、この熱は前記フィン６及びフィン７を介して最外
側に位置する第３流体通路１２内を通過する暖房用空気
を加熱する。従って、この時自動者の運転者が車内でヒ
ータスイッチをオンとすれば、送風ファン４１により第
３流体通路１２に暖房用空気が送風され、この空気は第
３流体通路１２内で第２流体通路１１を通過する燃焼ガ
スの熱により加熱されて温風となるので、直ちに温風が
車内に導入される。また、前記燃焼ガスはその後内燃機
関に流入して内燃機関の始動性を高める。
明に係る熱交換素子１の第１円筒２、第２円筒３及びフ
ィン６で囲まれた第２流体通路１１を通り、第１円筒２
及び第２円筒３を加熱する。熱伝導率の高い第１円筒２
と第２円筒３には、この燃焼ガスにより短時間に高温と
なり、この熱は前記フィン６及びフィン７を介して最外
側に位置する第３流体通路１２内を通過する暖房用空気
を加熱する。従って、この時自動者の運転者が車内でヒ
ータスイッチをオンとすれば、送風ファン４１により第
３流体通路１２に暖房用空気が送風され、この空気は第
３流体通路１２内で第２流体通路１１を通過する燃焼ガ
スの熱により加熱されて温風となるので、直ちに温風が
車内に導入される。また、前記燃焼ガスはその後内燃機
関に流入して内燃機関の始動性を高める。
このようにして、内燃機開始動径、直ちに室内暖房用の
温風が本発明の熱交換器素子１を内蔵した熱交換器車両
暖房用熱交換器３０により得られるので、冷間始動後直
ちにその車両を運転しても運転者には温風が供給される
ことになり、寒い時期や寒い地方での運転の快適性が向
上し、ひいては安全運転につながって事故の発生も減る
という効果がある。
温風が本発明の熱交換器素子１を内蔵した熱交換器車両
暖房用熱交換器３０により得られるので、冷間始動後直
ちにその車両を運転しても運転者には温風が供給される
ことになり、寒い時期や寒い地方での運転の快適性が向
上し、ひいては安全運転につながって事故の発生も減る
という効果がある。
そして内燃機関Ｅの冷却水温度が上昇すれば、これを温
度センサ３２が検出し、その信号を制御装置４３に入力
するので、制御装置４３は温度センサ３２からの検出値
が設定値を越えた時点でアクチュエータ３９によって切
換弁３８を破線の位置に切り換え、吸気マニホールド３
７を吸気通路３４に接続すると共に、管路３３内の燃焼
バーナ３５の作動を停止させる。
度センサ３２が検出し、その信号を制御装置４３に入力
するので、制御装置４３は温度センサ３２からの検出値
が設定値を越えた時点でアクチュエータ３９によって切
換弁３８を破線の位置に切り換え、吸気マニホールド３
７を吸気通路３４に接続すると共に、管路３３内の燃焼
バーナ３５の作動を停止させる。
これにより、第２流体通路１１内を高温の燃焼ガスが通
過しなくなるが、この時点で高温となっている第１流体
通路１０内の冷却水Ｗによって第３流体通路１２内を流
れる暖房用空気は加熱されるので、室内暖房用の空気温
度が低下することがない。
過しなくなるが、この時点で高温となっている第１流体
通路１０内の冷却水Ｗによって第３流体通路１２内を流
れる暖房用空気は加熱されるので、室内暖房用の空気温
度が低下することがない。
本発明は以上のように、同心円状に形成された複数の円
筒部と、この各円筒部間を接続するフィンとを焼成材料
、例えば炭化珪素あるいは窒化珪素等の耐熱・耐食性焼
成材料により一体的に成形して熱交換素子を形成したの
で、次の如き効果を奏することができる。
筒部と、この各円筒部間を接続するフィンとを焼成材料
、例えば炭化珪素あるいは窒化珪素等の耐熱・耐食性焼
成材料により一体的に成形して熱交換素子を形成したの
で、次の如き効果を奏することができる。
（１） 複数の流体通路１０．１１．１２が多層状に
配置され、この流体通路内には薄いフィン５．６．７が
設けられているので、このフィンが支持部材として作用
する上に、一体向に押出し成形しているので、軽量でコ
ンパクトな熱交換素子を製造することができる。
配置され、この流体通路内には薄いフィン５．６．７が
設けられているので、このフィンが支持部材として作用
する上に、一体向に押出し成形しているので、軽量でコ
ンパクトな熱交換素子を製造することができる。
（２） 本発明に係る熱交換素子は、炭化珪素あるい
は窒化珪素等の材料によって成形しているので、耐熱・
酸化腐食性に優れた熱交換素子を製造することができる
。
は窒化珪素等の材料によって成形しているので、耐熱・
酸化腐食性に優れた熱交換素子を製造することができる
。
（３）押出成形によって熱交換素子を製造するので極め
てコンパクトで繊細な構造のものを製造することができ
る。
てコンパクトで繊細な構造のものを製造することができ
る。
（４）実施例のように、３層構造のものを一体的に製造
することができるので、３種類の流体を１個所で熱交換
することができ、極めて効果的に熱交換を行うことがで
きる。
することができるので、３種類の流体を１個所で熱交換
することができ、極めて効果的に熱交換を行うことがで
きる。
第１図は本発明に係る成形型熱交換器素子を内蔵した熱
交換器の断面図、第２図は第１図のｎ−ｎ断面図、第３
図は第２図のＡ部の拡大図である。 第４図は前記熱交換器素子を使用した熱交換器を車両用
暖房装置に使用した場合の概略図である。 １・・・熱交換素子、２・・・第１円筒、３・・・第２
円筒、４・・・第３円筒、５．６．７・・・フィン、１
０・・・第１流体通路、１１・・・第２流体通路、１２
・・・第３流体通路、３０・・・熱交換器。
交換器の断面図、第２図は第１図のｎ−ｎ断面図、第３
図は第２図のＡ部の拡大図である。 第４図は前記熱交換器素子を使用した熱交換器を車両用
暖房装置に使用した場合の概略図である。 １・・・熱交換素子、２・・・第１円筒、３・・・第２
円筒、４・・・第３円筒、５．６．７・・・フィン、１
０・・・第１流体通路、１１・・・第２流体通路、１２
・・・第３流体通路、３０・・・熱交換器。
Claims (1)
- 同心円状に形成された複数の円筒部と、この各円筒部間
を接続するフィンとを焼成材料により一体的に成形して
なる成形型熱交換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28105484A JPS61159087A (ja) | 1984-12-30 | 1984-12-30 | 成形型熱交換器素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28105484A JPS61159087A (ja) | 1984-12-30 | 1984-12-30 | 成形型熱交換器素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61159087A true JPS61159087A (ja) | 1986-07-18 |
Family
ID=17633661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28105484A Pending JPS61159087A (ja) | 1984-12-30 | 1984-12-30 | 成形型熱交換器素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61159087A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998008042A1 (en) * | 1996-08-19 | 1998-02-26 | Chmelik Vaclav | Tube heat exchanger |
| JP2015042934A (ja) * | 2013-07-23 | 2015-03-05 | 日本碍子株式会社 | 熱交換部材、およびセラミックス構造体 |
| EP3356167A4 (de) * | 2015-06-03 | 2019-06-19 | Sfercoci, Petru | Klimaanlage und motorkühlung für fahrzuege mittels abgas |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5946492A (ja) * | 1982-09-10 | 1984-03-15 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 炭化珪素質熱交換器 |
-
1984
- 1984-12-30 JP JP28105484A patent/JPS61159087A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5946492A (ja) * | 1982-09-10 | 1984-03-15 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 炭化珪素質熱交換器 |
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|---|---|---|---|---|
| WO1998008042A1 (en) * | 1996-08-19 | 1998-02-26 | Chmelik Vaclav | Tube heat exchanger |
| JP2015042934A (ja) * | 2013-07-23 | 2015-03-05 | 日本碍子株式会社 | 熱交換部材、およびセラミックス構造体 |
| EP3356167A4 (de) * | 2015-06-03 | 2019-06-19 | Sfercoci, Petru | Klimaanlage und motorkühlung für fahrzuege mittels abgas |
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