WO2021145224A1

WO2021145224A1 - 熱交換器

Info

Publication number: WO2021145224A1
Application number: PCT/JP2020/049311
Authority: WO
Inventors: 将仁関谷
Original assignee: 株式会社ティラド
Priority date: 2020-01-17
Filing date: 2020-12-28
Publication date: 2021-07-22
Also published as: JPWO2021145224A1; CN114787575A

Abstract

ダクト接続型の熱交換器の構造における組立て性の向上。　継目部を有するコア収納部２と、コア収納部の継目部に接続される継目を有するダクト部３とからなる筐体１を有し、コア収納部２の継目部が、ダクト部３の継目部の板厚分、コア１１側に向けて段付きに形成された段付き部５を有し、その段付き部５にダクト部３の継目部が嵌合された状態で、ダクト部３の継目部近傍の外面が面一に形成され、蓋体７がコア収納部２及びダクト部３が一体化した筐体１の開口部１ｂに整合し、その蓋体７の外周縁に筐体１側に立ち上げられた立上げ縁部８を有することを特徴とする。

Description

熱交換器

　本発明は、熱交換器に関するものであり、特に、ダクトが設けられた熱交換器のケーシングの構造に関する。

　従来、インタークーラ—やエンジン、排熱再循環装置などの機器と熱交換器とを接続する手段として、図８に示すように、パイプダクトを介して、それらの機器と熱交換器との間を連通させていた。別の手段としては、ダクトと熱交換器のケーシングとを一体形成することも考えられる。
　また、熱交換器のチューブ積層体からなるコアの位置決めは、下記特許文献１に記載のように、ケースにコアを位置決めするためのビードを設けて行っていた。

特許第５４８６２３９号公報

　しかしながら、図８のように、パイプダクトを介して機器と熱交換器とを接続すると、パイプダクトの製造費用がかかり、また、パイプダクトを熱交換器に接続する分の作業工程が増える。
　別手段で述べたような構造は、ダクトが複雑な形状の場合、熱交換器のケーシングとの一体形成は難しい。
　また、コアの位置決めについては、ケーシングにコアの位置決め用のビードを設ける加工やスペースが必要となる。
　そこで、本発明は上記従来技術の問題点を解決することを課題とする。

　請求項１に記載の本発明は、底面１ａに対向して開口部１ｂが設けられた周壁１ｃを有する箱状の筐体１と、
　前記筐体１の開口部１ｂを被嵌する蓋体７と、
　前記筐体１の内部に収納される一対の開口端９ａを有する複数の偏平チューブ９が積層されたコア１１と、
　を具備し、
　それらの部品間がろう付固定されているとともに、前記筐体１にダクトが設けられている熱交換器において、
　前記筐体１は、コア１１を収納するコア収納部２と、ダクト部３とからなり、
　前記コア収納部２及び前記ダクト部３が、それぞれの継目部を介して一体化されており、
　前記コア収納部２又は前記ダクト部３のいずれか一方の継目部が、他方の継目部の板厚分、前記コア１１側に向けて段付きに形成された段付き部５を有し、
　前記段付き部５に他方の継目部が嵌合されている状態で、前記コア収納部２又は前記ダクト部３の継目部近傍の外面が面一に形成されており、
　前記蓋体７は、前記コア収納部２及び前記ダクト部３が一体化した筐体１の開口部１ｂに整合し、その蓋体７の外周縁に前記筐体１側に立ち上げられた立上げ縁部８を有することを特徴とする熱交換器である。
　請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の熱交換器において、
　前記蓋体７には、コア１１が接続される位置に対向して、コア１１の内部を流通する流体の出入口孔１２が設けられていることを特徴とする熱交換器である。
　請求項３に記載の本発明は、請求項１又は請求項２のいずれかに記載の熱交換器において、
　前記コア収納部２の継目部に、前記段付き部５が形成されており、
　前記複数の偏平チューブ９は、両開口端９ａが厚み方向に拡開された拡開部１０を有し、各偏平チューブ９の拡開部１０で積層されて、前記コア１１を形成しており、
　前記各偏平チューブ９の開口端９ａと前記段付き部５とが当接して、前記コア１１が位置決めされている熱交換器である。

　本発明の熱交換器は、筐体１がコア収納部２とダクト部３とからなり、その分割部材どうしがそれぞれの継目部を介して一体化されており、コア収納部２又はダクト部３のいずれか一方の継目部が、他方の継目部の板厚分、コア１１側に向けて段付きに形成された段付き部５を有し、その段付き部５に他方の継目部が嵌合されている状態で、コア収納部２及びダクト部３の継目部近傍の外面が面一に形成されている。
　そして、その筐体１に嵌着する蓋体７は、コア収納部２及びダクト部３が一体化した筐体１の開口部１ｂに整合し、その蓋体７の外周縁に筐体１側に立ち上げられた立上げ縁部８を有するものである。
　この構造により、ダクト部３が複雑な形状であっても、コア収納部２と一体化した筐体１を得ることができる。
　また、一体化した筐体１の継目部近傍の外面が面一に形成され、その開口部１ｂに蓋体７が整合しているので、蓋体７の立上げ縁部８を直線的に立ち上げることができ、蓋体７の成形が容易になる。そして、コア収納部２とダクト部３が一体化された筐体１と蓋体７の嵌着部の隙間が少なくなりろう付け性が向上する。
　請求項２に記載の熱交換器は、蓋体７のコア１１が接続される位置に対向して、コア１１の内部を流通する流体の出入口孔１２が設けられているものである。
　この構造により、熱交換器に接続される機器との位置決め精度が向上する。
　請求項３に記載の熱交換器は、コア収納部２の継目部に段付き部５が形成されており、各偏平チューブ９の開口端９ａと段付き部５とが当接して、コア１１が位置決めされているものである。
　この構造により、ビード等を設けずにコア１１を位置決めすることができるので、その分、熱交換器の省スペース化が可能になる。

　図１は本発明の熱交換器のケーシング構造の第１実施例の分解斜視図、及び組立て後の熱交換器の斜視図。
　図２は図１（Ｂ）のＩＩ部拡大図、及び図２（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図。
　図３は本発明の熱交換器のケーシング構造の第２実施例の分解斜視図、及び組立て後の熱交換器の斜視図。
　図４は図３（Ｂ）のＩＶ部拡大図、及び図４（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図。
　図５は本発明の熱交換器のケーシング構造の第３実施例の分解斜視図、及び組立て後の熱交換器の斜視図。
　図６は図５（Ｂ）のＶＩ部拡大図、及び図６（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図。
　図７はケーシングとダクトとの接続構造の他の例を示す分解斜視図。
　図８は従来型熱交換器のケーシングとダクトとの接続構造を示す斜視図。

　次に、図面に基づいて本発明の実施例につき、説明する。
　各実施例の熱交換器は、ダクト部３とコア収納部２とを一体化した熱交換器である。

　図１（Ａ）は、本発明の熱交換器のケーシング構造の第１実施例の分解斜視図であり、同図（Ｂ）は、組立て後の熱交換器の斜視図である。図２（Ａ）は、図１（Ｂ）のＩＩ部拡大図であり、同図（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
　この実施例の熱交換器は、底面１ａに対向して開口部１ｂが設けられた周壁１ｃを有する箱状の筐体１と、筐体１の開口部１ｂを被嵌する蓋体７と、筐体１の内部に収納される一対の開口端９ａを有する複数の偏平チューブ９が積層されたコア１１を具備している。
　図１（Ａ）に示す如く、筐体１は、分割体からなり、コア１１を収納するコア収納部２と、ダクト部３とを有する。コア収納部２とダクト部３には、コア収納部２の継目部６とダクト部３の継目部４が設けられ、それらの継目部を介して一体化されている。
　この例では、ダクト部３の継目部４が、コア収納部２の継目部６の板厚分、コア１１側に向けて段付きに形成された段付き部５を有する。この段付き部５に、コア収納部２の継目部６が、図１（Ｂ）、図２（Ａ）、同図（Ｂ）の如く、嵌合されている。それらが嵌合された状態において、コア収納部２の継目部６近傍の外面が面一に形成されている。
　図１のように、ダクト部３が複雑な形状であっても、形成が容易なコア収納部２と複雑な形状のダクト部３とを分割体とすることにより、ダクト部３とコア収納部２との一体化を容易に行うことができる。
　この例では、ダクト部３が、コア収納部２のコア１１内を流通する流体の流通方向に対して曲折しており、継目部４からなだらかに下向き傾斜している。このダクト部３の曲折の度合い、傾斜の度合い等の形状は、適宜変更できる。
　この例の蓋体７は、一枚の金属板からなり、コア収納部２及びダクト部３が一体化した筐体１の開口部１ｂに整合している。そして、その蓋体７の外周縁には、筐体１側に立ち上げられた立上げ縁部８を有する。
　一体化した筐体１の継目部近傍の外面が面一に形成され、その開口部１ｂに蓋体７が整合しているので、蓋体７の立上げ縁部８を直線的に立ち上げることができ、蓋体７の成形が容易になる。そして、コア収納部２とダクト部３が一体化された筐体１と蓋体７の嵌着部の隙間が少なくなりろう付け性が向上する。
　図１の蓋体７に示すように、コア１１の内部を流通する流体（第１流体）の出入口孔１２をコア１１が接続される位置に対向して蓋体７に一体に設けることができる。具体的には、筐体１のダクト部３の継目部４の反対側の位置に穿設されている。
　このようにすることにより、熱交換器に接続される機器との位置決め精度が向上する。
　この例のコア１１は、一対の開口端９ａが厚み方向に拡開された拡開部１０を有する複数の偏平チューブ９の拡開部１０で積層されている。また、そのコア１１の両端は、図２（Ｂ）に示す如く、コア収納部２の周壁１ｃに設けたビード２４により位置決めされている。このビード２４は、コア収納部２の内面側に突設されている。
　コア収納部２の周壁１ｃには、外部から流入する第２流体をコア１１の外周に導く、一対のパイプ２１が接続され、第１流体の出入口孔１２及びコア収納部２の端部には、それぞれフランジ２２が設けられる。
　各部品は、その接触部で一体的にろう付固定させる。
　このような熱交換器は、フランジ２２が図示しない周辺機器に接続される。一例として、第１流体が出入口孔１２を介し、一方のフランジ２２から流入し、ダクト部３を通過し、コア１１の内部を流通し、他方のフランジから流出する。そして、一方のパイプ２１から流入する第２流体がコア１１の外面を流通し、他方のパイプ２１から流出する。そして、これら第１流体と第２流体との間で熱交換が行われる。
　なお、ダクト部３は、この例ではコア収納部２に対して上流側に配置されているが、これに変えてコア収納部２に対して下流側に配置しても良い。

　図３（Ａ）は、本発明の熱交換器のケーシング構造の第２実施例の分解斜視図であり、同図（Ｂ）は、組立て後の熱交換器の斜視図である。図４（Ａ）は、図３（Ｂ）のＩＶ部拡大図であり、同図（Ｂ）は、図４（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
　第１実施例では、段付き部５をダクト部３の継目部４に設けていたが、この例ではそれに変えて、段付き部５をコア収納部２の継目部６に設けている点で異なる。それ以外は、第１実施例と同様である。

　図５（Ａ）は、本発明の熱交換器のケーシング構造の第３実施例の分解斜視図であり、同図（Ｂ）は、組立て後の熱交換器の斜視図である。図６（Ａ）は、図５（Ｂ）のＶＩ部拡大図であり、同図（Ｂ）は、図６（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
　第１実施例及び第２実施例では、コア１１の位置決めとして、ビード２４を設けていたが、この例では、ビード２４を廃止している点で異なる。
　この例では、第２実施例のように、コア収納部２の継目部６に、段付き部５が形成されている。この段付き部５がコア１１の位置決めの構造となる。図６（Ｂ）に示す如く、段付き部５の内側の段付きに各偏平チューブ９の開口端９ａが当接し、コア１１の位置決めをする。
　この構造により、コア収納部２の継目部６側に位置決め用のビード２４を設ける加工やそのスペースの省略ができ、ケーシングの構造を単純化することができる。
　コア収納部２のフランジ２２が設けられる側の位置決め構造は、図５（Ａ）に示すように、ビード２４であっても良いし、第３実施例のように段付き部を設けても良い。また、コア収納部２のフランジ２２側の継目部６の開口端は、図５（Ａ）、図６（Ａ）、図６（Ｂ）に記載のように、絞りを入れて形成することもできる。

　図７は、本発明の熱交換器のケーシング構造の他の例を示す分解斜視図である。
　この例は、第１実施例~第３実施例に比べて、部品点数が多くなり、作業工程が増える欠点がある。
　具体的には、筐体１だけでなく、蓋体７も分割体になっている。
　この例の蓋体７は、筐体１のコア収納部２の開口部１ｂに整合するコア収納部側蓋体７ａと、筐体１のダクト部３の開口部１ｂに整合するダクト部側蓋体７ｂにより形成されている。
　そして、コア収納部２及びコア収納部側蓋体７ａと、ダクト部３及びダクト部側蓋体７ｂとの間は、中間部材であるダクト接続部材２３を介して接続されている。

　１　筐体
　１ａ　底面
　１ｂ　開口部
　１ｃ　周壁
　２　コア収納部
　３　ダクト部
　４　継目部
　５　段付き部
　６　継目部
　７　蓋体
　７ａ　コア収納部側蓋体
　７ｂ　ダクト部側蓋体
　８　立上げ縁部
　９　偏平チューブ
　９ａ　開口端
　１０　拡開部
　１１　コア
　１２　出入口孔
　２１　パイプ
　２２　フランジ
　２３　ダクト接続部材
　２４　ビード
　２５　パイプダクト

Claims

　底面（１ａ）に対向して開口部（１ｂ）が設けられた周壁（１ｃ）を有する箱状の筐体（１）と、
　前記筐体（１）の開口部（１ｂ）を被嵌する蓋体（７）と、
　前記筐体（１）の内部に収納される一対の開口端（９ａ）を有する複数の偏平チューブ（９）が積層されたコア（１１）と、
　を具備し、
　それらの部品間がろう付固定されているとともに、前記筐体（１）にダクトが設けられている熱交換器において、
　前記筐体（１）は、コア（１１）を収納するコア収納部（２）と、ダクト部（３）とからなり、
　前記コア収納部（２）及び前記ダクト部（３）が、それぞれの継目部を介して一体化されており、
　前記コア収納部（２）又は前記ダクト部（３）のいずれか一方の継目部が、他方の継目部の板厚分、前記コア（１１）側に向けて段付きに形成された段付き部（５）を有し、
　前記段付き部（５）に他方の継目部が嵌合されている状態で、前記コア収納部（２）又は前記ダクト部（３）の継目部近傍の外面が面一に形成されており、
　前記蓋体（７）は、前記コア収納部（２）及び前記ダクト部（３）が一体化した筐体（１）の開口部（１ｂ）に整合し、その蓋体（７）の外周縁に前記筐体（１）側に立ち上げられた立上げ縁部（８）を有することを特徴とする熱交換器。
　請求項１に記載の熱交換器において、
　前記蓋体（７）には、コア（１１）が接続される位置に対向して、コア（１１）の内部を流通する流体の出入口孔（１２）が設けられていることを特徴とする熱交換器。
　請求項１又は請求項２のいずれかに記載の熱交換器において、
　前記コア収納部（２）の継目部に、前記段付き部（５）が形成されており、
　前記複数の偏平チューブ（９）は、両開口端（９ａ）が厚み方向に拡開された拡開部（１０）を有し、各偏平チューブ（９）の拡開部（１０）で積層されて、前記コア（１１）を形成しており、
　前記各偏平チューブ（９）の開口端（９ａ）と前記段付き部（５）とが当接して、前記コア（１１）が位置決めされている熱交換器。