説明

ヘッダプレートレス用熱交換器の偏平チューブ

【課題】 ヘッダプレートレス熱交換器の偏平チューブにおいて、ろう付け時に各溝状のプレート内面とインナーフィンとが均一にろう付けされること。
【解決手段】 溝状に形成された第1プレート3の両側壁1に段付き部7を形成し、同様に溝状に形成された第2プレート4の両側壁1の下端縁は、その長手方向両端を除いてそこに欠切縁8を形成する。そして、第1プレート3の段付き部7に第2プレート4の側壁1の両端部のみを接触させ、厚み方向に加圧した状態で一体的にろう付け固定する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、主としてEGRクーラとして用いられるヘッダプレートレスタイプの熱交換器の偏平チューブに関する。
【背景技術】
【0002】
ヘッダプレートレス熱交換器として、下記特許文献1が知られている。
これは、一対の溝型プレートを互いに逆向きに嵌着して偏平チューブを構成し、その両端開口部を厚み方向に拡開したものである。このような偏平チューブを厚み方向に多数積層し、熱交換器コアを構成する。そして、そのコアの外周にケーシングを被嵌すると共に、コアの長手方向両端にヘッダ本体を被嵌したものである。なお、偏平チューブには通常インナーフィンが介装される。
このようなコアは、その偏平チューブの両端部の外面どうしが互いに接触し、その中間部には隙間が形成され、そこに冷却水が流通する。そして、チューブ内には排ガスが流通し、それを冷却水によって冷却するものである。
このような熱交換器にはヘッダプレートが不要であり、部品点数が少なく、組み立て容易である特徴がある。
次に、特許文献2に記載の発明の内、その図5、図6に記載されたヘッダプレートレスの偏平チューブは、下側の溝形プレートの側壁の先端部が内側に段付きに形成され、その段部に上側の溝形プレートの側壁先端部が嵌着するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】WO2006/102736A1号公報
【特許文献2】特開2004−28469号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このような、ヘッダレスタイプの熱交換器は、各偏平チューブおよびケーシングが厚み方向に上下に分割され、それらを重ね合せたうえに、厚み方向に互いに圧着した状態で、高温の炉内で一体的にろう付け固定されるものである。
そのとき、偏平チューブ内に介装されたインナーフィンと各プレートとの間に部分的にろう付けされない部分が生じることがある。同様にケーシングと偏平チューブとの間にも隙間が形成されるおそれがある。これは、特に特許文献2の図5、図6の場合に発生し易い。これは偏平チューブの精度、その他に基づく。一例として、偏平チューブの長手方向の中間部の側壁高さが僅かに高くてもその部分のみが接触し、他の部分に隙間が生じることがあるからである。
そこで、本発明は寸法精度に多少問題があっても正確に各部品間を密着させ、ろう付けできる構造の偏平チューブを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
請求項1に記載の本発明は、それぞれ幅方向の両側に一対の側壁(1)を有する偏平な溝状に形成され、その長手方向の両端部が溝底方向に膨出した膨出部(2)を有する一対の第1プレート(3)と第2プレート(4)とを有し、両プレート(3)(4)が互いに嵌着すると共に、それらの間にインナーフィン(9)が介装されて偏平チューブ(5)を構成し、多数の偏平チューブ(5)がその厚み方向に積層されて、熱交換器コア(6)が形成され、そのコア(6)の外周にケーシング(11)が被嵌され、各部品が前記偏平チューブ(5)の厚み方向に圧接状態で、その各部品の接触部間が一体にろう付けされるヘッダプレートレス用熱交換器の偏平チューブにおいて、
その第1プレート(3)は、その両側壁(1)の先端縁部がその板厚分だけ内側に段付き状に形成された段付き部(7)を有し、
第2プレート(4)は、その長手方向の両端部を残して、その両側壁(1)の先端縁部が溝底側に僅かに欠切された細長い欠切縁(8)を有し、
第1プレート(3)の一対の前記段付き部(7)に、第2プレート(4)の両側壁(1)が嵌着して、その第2プレート(4)の長手方向の両端部の両側壁(1)先端のみが、溝底に平行な前記段付き部(7)の段面(7a)に接し、前記欠切縁(8)はその段面(7a)に接しないように構成されたことを特徴とするヘッダプレートレス用熱交換器の偏平チューブである。
【0006】
請求項2に記載の本発明は、請求項1において、
第2プレート(4)の側壁(1)の長手方向の両端部の下端縁は、加工機械により切断され、その内周縁側に、切断の際に生じる切断縁にダレ部(14)を有し、前記第1プレート(3)の前記段面(7a)と側壁(1)の先端側との角が断面弧状に湾曲した弧状部(15)を有し、その弧状部(15)に前記ダレ部(14)が接するように構成されたヘッダプレートレス用熱交換器の偏平チューブである。
【発明の効果】
【0007】
本発明の偏平チューブは、第1プレート3の段付き部7に第2プレート4の側壁1が嵌着したとき、その長手方向両端の先端のみが段付き部7の面7aに接触し、欠切縁8はそれに接触しないように構成したから、各第1プレート3、第2プレート4内面とインナーフィン9とを均一に接触させた状態で熱交換器コア6のろう付けを行うことができる。これは、両プレート3,4を厚み方向に圧縮したとき、その中間部が自由に押圧変形し、各プレート内面とインナーフィン外面とを接触することができるからである。また、各偏平チューブの長手方向両端部の膨出部2における厚み方向の寸法を正確に確保させ、ケーシングとコアとの接触部を気密にすることができる。それにより性能の高いヘッダプレートレス用熱交換器を提供できる。
請求項2に記載のように、第2プレート4の側壁の長手方向両端部の下端縁にダレ部14を形成し、そのダレ部14を第1プレート3の段付き部7の弧状部15に接するように構成した場合には、その嵌着部が密着し、ろう付けの信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の偏平チューブの分解斜視図。
【図2】同偏平チューブの要部正面図。
【図3】図2のIII−III矢視断面図およびそのB部拡大図。
【図4】図2のIV−IV矢視断面図。
【図5】同偏平チューブを用いた熱交換器であって、ケーシング11およびヘッダ本体12のみを断面にしたもの。
【図6】同熱交換器コア6の斜視略図。
【図7】同偏平チューブ5に用いる第2プレート4の側壁1における内周縁部の断面説明図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
このヘッダレス用熱交換器の偏平チューブ5は、図1および図4に示す如く、インナーフィン9を介装した一対の第1プレート3と第2プレート4で形成されている。第1プレート3、第2プレート4のそれぞれは、一対の側壁1を有する偏平な溝状に形成され、その長手方向両端部が溝底方向に膨出した膨出部2を有する。
【0010】
その第1プレート3は、その両側壁1の先端縁部がその板厚分だけ内側に段つき状に形成された段付き部7を有する。第2プレート4は、その長手方向両端部を残して、その両側壁1の先端縁部が溝底側に僅かに欠切された細長い欠切縁8を有する。この欠切の高さは一例として0.1mm〜0.5mm程度とすることができる。そして、第1プレート3の段付き部7に第2プレート4の両側壁1が嵌着する。このとき、第2プレート4の長手方向両端部の両側壁1先端のみが段付き部7の水平な面7aに接する。なお、この面7aは、第1プレート3の溝底に平行な段付き部7の面である。そして、第2プレート4の欠切縁8はその面7aには接しない。
【0011】
なお、この例では図3(B)に示す如く、第2プレート4の側壁1の先端の内側コーナー部にはダレ部14が形成されている。このダレ部14は図7に示す如く、プレス機械等により切断したとき、その縁部が断面孤状に変形する部分を利用している。それに当接する第1プレート3の段付き部7の面7aと側壁1の先端側との角は、それに整合する断面孤状に湾曲した弧状部15を有する。そして、ダレ部14に弧状部15が接する。このように構成することにより、加圧に伴い第2プレート4と第1プレート3との嵌着部を確実に密着させ、気密性を向上させる。
【0012】
また、偏平チューブ5内に介装されるインナーフィン9は波形に形成されたものが用いられる。そして、そのインナーフィン9が内装された状態で多数の偏平チューブ5が厚み方向に積層され、図5および図6の如く熱交換器コア6を構成する。そして、その熱交換器コア6外周にケーシング11が被嵌される。このケーシング11は一例として一対の溝状材からなり、積層方向の中間部で互いに嵌着するものを利用することができる。この溝状材も、偏平チューブ同様に一方の両側壁に段付き部を形成し、他方の溝状材の両側壁の中間部に欠切部を設け、その両端部のみが段部に接触するようにすることができる。
【0013】
ケーシング11の長手方向両端部には、冷却水出入口13が形成され、そこに図示しない冷却水パイプの開口が接続される。また、熱交換器コア6の長手方向両端には一対のヘッダ本体12が配置される。このように組立てられた熱交換器は、偏平チューブ5の積層方向に圧力を加えた状態で、炉内でろう付け固定される。そのために、各部品の互いに接触する一方には、ろう材が被覆されたものが用いられ、あるいはそれらの間にろう材が介装される。
【0014】
なお、各第1プレート3、第2プレート4の長手方向中間部には多数のディンプル10が突設されている。このディンプル10の高さは、各プレート両端の膨出部2の膨出高さと同一である。そして、ろう付け時において、各第1プレート3、第2プレート4はその長手方向両端部の側壁1先端のみが互いに接触する。すなわち、第2プレート4の側壁1先端と第1プレート3の側壁1の段付き部7とがその長手方向の両端部のみで接触する。
【0015】
これにより、大部分の中間部は上下方向に圧縮可能な状態になり、第1プレート3、第2プレート4内面とインナーフィン9の外面とを完全に接触させることができる。このとき、ディンプル10どうしは、図5に示す如く接触し、外力を互いに厚み方向に伝えることができる。
【0016】
このようにしてなるヘッダレス型熱交換器は、図5において一方のヘッダ本体12に高温の排ガスが導かれ、それが各偏平チューブ5内を流通して他方のヘッダ本体12に導かれる。また、ケーシング11の一方の冷却水出入口13から冷却水が流入し、それが各偏平チューブ5外周を流通して他方の冷却水出入口13から外部へ導かれる。このとき冷却水と排ガスとの間に熱交換が行われるものである。
【符号の説明】
【0017】
1 側壁
2 膨出部
3 第1プレート
4 第2プレート
5 偏平チューブ
6 熱交換器コア
7 段付き部
7a 面
【0018】
8 欠切縁
9 インナーフィン
10 ディンプル
11 ケーシング
12 ヘッダ本体
13 冷却水出入口
14 ダレ部
15 弧状部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
それぞれ幅方向の両側に一対の側壁(1)を有する偏平な溝状に形成され、その長手方向の両端部が溝底方向に膨出した膨出部(2)を有する一対の第1プレート(3)と第2プレート(4)とを有し、両プレート(3)(4)が互いに嵌着すると共に、それらの間にインナーフィン(9)が介装されて偏平チューブ(5)を構成し、多数の偏平チューブ(5)がその厚み方向に積層されて、熱交換器コア(6)が形成され、そのコア(6)の外周にケーシング(11)が被嵌され、各部品が前記偏平チューブ(5)の厚み方向に圧接状態で、その各部品の接触部間が一体にろう付けされるヘッダプレートレス用熱交換器の偏平チューブにおいて、
その第1プレート(3)は、その両側壁(1)の先端縁部がその板厚分だけ内側に段付き状に形成された段付き部(7)を有し、
第2プレート(4)は、その長手方向の両端部を残して、その両側壁(1)の先端縁部が溝底側に僅かに欠切された細長い欠切縁(8)を有し、
第1プレート(3)の一対の前記段付き部(7)に、第2プレート(4)の両側壁(1)が嵌着して、その第2プレート(4)の長手方向の両端部の両側壁(1)先端のみが、溝底に平行な前記段付き部(7)の段面(7a)に接し、前記欠切縁(8)はその段面(7a)に接しないように構成されたことを特徴とするヘッダプレートレス用熱交換器の偏平チューブ。
【請求項2】
請求項1において、
第2プレート(4)の側壁(1)の長手方向の両端部の下端縁は、加工機械により切断され、その内周縁側に、切断の際に生じる切断縁にダレ部(14)を有し、前記第1プレート(3)の前記段面(7a)と側壁(1)の先端側との角が断面弧状に湾曲した弧状部(15)を有し、その弧状部(15)に前記ダレ部(14)が接するように構成されたヘッダプレートレス用熱交換器の偏平チューブ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2011−163642(P2011−163642A)
【公開日】平成23年8月25日(2011.8.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−26219(P2010−26219)
【出願日】平成22年2月9日(2010.2.9)
【出願人】(000222484)株式会社ティラド (289)
【Fターム(参考)】