JP4855088B2

JP4855088B2 - 熱交換器

Info

Publication number: JP4855088B2
Application number: JP2006025472A
Authority: JP
Inventors: 耐事坂井
Original assignee: T.RAD CO., L T D.
Current assignee: T.RAD CO., L T D.
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2006-02-02
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2026-02-02
Also published as: JP2007205648A

Description

本発明は、プレートを台形波又は矩形波状に曲折してインナーフィンとし、その外周を閉塞してなる熱交換器に関する。

本出願人は金属プレートを矩形波状に曲折した波形フィンと、その上下両面に対向させた一対のプレートと、それらの長手方向両端縁において、波型フィンとプレートとの間を閉塞する櫛歯状部材とからなる熱交換器を提案し、下記特許文献として知られている。

特開２００５−００９８４８号公報

波型フィンを用いた従来の熱交換器は、それを多段に積層する事ができず、熱交換容量の高いものを作ることができなかった。
そこで本発明は、波型フィンを多段に積層して、熱交換容量を大きくするとともに、部品点数が少なく、高性能で製造コストの安い熱交換器を提供することを課題とする。

請求項１に記載の本発明は、夫々帯状金属板が、その全幅で波形に曲折され、その頂部両側の側壁が垂直面に対して僅かに傾斜する断面台形に形成され、その各波の頂部(1) および谷部(2) の長手方向両端部に一対づつの頂部孔(3) と谷部孔(4) とを設けた複数の同一形状のフィンプレート(5) を有し、
各フィンプレートは、その波の頂部(1) のみが、隣接するフィンプレート(5) の頂部両側の側壁下端の開口に僅かに嵌入するように積層され、その接触部がろう付けされてなるコア(6) と、
前記一対の頂部孔(3) に整合する位置に夫々第１出入孔(7) を有し、前記コア(6) の上面に接し、その接触部がろう付けされるトッププレート(8) と、
そのトッププレート(8) の各第１出入(7) に連通する一対の第１タンク(9) と、
前記一対の谷部孔(4) に整合する位置に夫々第２出入孔(10)を有し、前記コア(6) の下面に接し、その接触部がろう付けされるボトムプレート(11)と、
そのボトムプレート(11)の各第２出入孔(10)に連通する一対の第２タンク(12)と、
前記長手方向の両端に位置して、前記コア(6) の両側を閉塞する一対の端蓋(13)と、
を具備する熱交換器である。

請求項２に記載の本発明は、夫々帯状金属板が、その全幅で波形に曲折され、その頂部両側の側壁が垂直面に対して僅かに傾斜する断面台形に形成され、その各波の頂部(1) および谷部(2) の長手方向両端部に一対づつの頂部孔(3) と谷部孔(4) とを設けた複数の同一形状のフィンプレート(5) を有し、
各フィンプレートは、その波の頂部(1) のみが、隣接するフィンプレート(5) の頂部両側の側壁下端の開口に僅かに嵌入するように積層され、その接触部がろう付けされてなるコア(6) と、
前記一対の頂部孔(3) に整合する位置に夫々第１出入孔(7) および、前記谷部(2) の長手方向両端部の位置に夫々第２出入孔(10)を有し、前記コア(6) の上面に接触し、その接触部がろう付けされるトッププレート(8) と、
そのトッププレート(8) の各第１出入孔(7) に連通する一対の第１タンク(9) と、
そのトッププレート(8) の各第２出入口(10)に連通する一対の第２タンク(12)と、
前記コア(6) の下面に接触して配置され、その接触部がろう付けされるボトムプレート(11)と、
前記長手方向の両端に位置して、前記コア(6) の両側を閉塞する一対の端蓋(13)と、
を具備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または請求項２において、
前記頂部孔(3) と谷部孔(4) とが各頂部(1) および谷部(2) の波の進行方向の全幅に渡って形成された熱交換器である。

本発明の熱交換器は、帯状金属板が、その全幅で波形に曲折された複数のフィンプレート５を積層してコア６を形成し、コア６の上下両面にトッププレート８とボトムプレート11とを配置するとともにトッププレート８に第１タンク９を、ボトムプレート11に第２タンク12を設け、コア６の両側を端蓋13で閉塞した構造からなるため、部品点数が少なく組立て容易で、熱交換性能の高いものを提供できる。
また、フィンプレート５を必要に応じてより多く積み重ねることにより、コンパクトで所望の容量の熱交換器を提供できる。
しかもこのフィンプレート５は、プレートをその全幅で波形に曲折するとともに、頂部孔３と谷部孔４とを設けたものであるから、その製造用金型が単純化され、量産性が高く、低コストの熱交換器となる。また、二つの熱交換媒体がフィンプレート５を介して熱交換され、効率がよい。
さらに、フィンプレート５がその両側壁を垂直面に対して僅かに傾斜した台形状に形成され、その波の頂部１のみが隣接するフィンプレート５の頂部１両側の側壁下端の開孔に僅かに嵌入するように構成されたものであるから、各フィンプレート５間のろう付けの信頼性を向上し得る。

また、請求項２に記載の本発明によれば、上面側から第一流体と第二流体とを夫々供給することができ、よりコンパクトな熱交換器となりうる。
請求項３記載の発明によれば、各流体の流通をさらに促進しうる。

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。図１は本発明の熱交換器の分解斜視図である。図２は同熱交換器の組立て状態を示す斜視略図であり、図３は図２におけるIII−III矢視断面図、図４は図３のIV−IV矢視断面図、図５は同V−V矢視断面図である。

この熱交換器は、図１に示す如く多数のフィンプレート５と一対の端蓋13とトッププレート８、ボトムプレート11並びに一対ずつの第１タンク９、第２タンク12とからなる。夫々のフィンプレート５は帯状金属板を波形に曲折したものからなり、その断面が台形波状に形成されている。その波の立上がり面および立下がり面は、垂直面に対して僅かに傾斜され、各フィンプレート５を積み重ねたとき、図３の如く下側のフィンプレート５の頂部１が上側の頂部１下方の開口部に僅かに嵌入するものとしている。
また、フィンプレート５は各頂部１の両端部及び谷部２の両端部に夫々一対ずつの頂部孔３と谷部孔４とが穿設されている。このようなフィンプレート５をその厚み方向に積層し、コア６を構成する。

コア６の上面にはトッププレート８が配置される。トッププレート８にはフィンプレート５の頂部孔３に整合する位置に夫々第１出入孔７が穿設されている。また、コア６の下面にはボトムプレート11が配置される。
このボトムプレート11はフィンプレート５の谷部孔４に整合する位置に夫々第２出入孔10が穿設されている。また、トッププレート８の両端部には一対の下端開放の第１タンク９の開口が液密に接続され、ボトムプレート11の両端部には一対の上端開放の第２タンク12の各開口が液密に接続される。更にコア６の長手方向両端は一対の端蓋13によって閉塞される。これら各部品は、互いに接触するいずれか一方にろう材が被覆されたものが用いられ、組立て状態で一体的にろう付け固定され熱交換器を完成する。

そして、一方の第１タンク９の出入口パイプ16から第１流体14が供給され、各第１出入孔７、頂部孔３を介して図３および図４の如く、波の頂部１内の第１流路17内を流通する。また、一方の第２タンク12の出入口パイプ16からは第２流体15が導かれ、それが図５に示す如くボトムプレート11の第２出入孔10および各フィンプレート５の谷部孔４を介して波の谷部２内の第２流路18内を流通する。そして、第１流体14と第２流体15との間に熱交換が行われるものである。

図６は本発明のフィンプレート５の他の例であって、この例は頂部孔３、谷部孔４が波の頂部１および谷部２の全幅に渡って、矩形に開口されているものである。
次に、図７は本発明の他の実施の形態を示す熱交換器の分解斜視図であり、この例が図１のそれと異なる点は、第１流体14および第２流体15の両者がトッププレート８側から供給される点である。そのために、トッププレート８の長手方向両端部には夫々一対づつの第１出入孔７と第２出入孔10とが穿設されている。その第１出入孔７は、頂部孔３に整合する。第２出入孔10はフィンプレート５の谷部２の位置に対向するように穿設されている。そして、その第１出入孔７及び第２出入孔10を被嵌するように、図８の如く第１タンク９と第２タンク12とが連通する。この例では第１タンク９と第２タンク12とは一体に設けられ、その幅方向中心に仕切19が配置されている。なお、第１出入孔７及び第２出入孔10の位置は図９の如くすることもできる。

本発明の熱交換器は、自動車用熱交換器、空調用熱交換器、各種産業用熱交換器として利用でき、液体間どうしの熱交換、気体間どうしの熱交換、液体と気体間の熱交換を行うことができる。

本発明の第一実施例の熱交換器の分解斜視図。同熱交換器の組立て状態を示す斜視略図。図２のIII−III矢視断面略図。図３のIV−IV矢視断面略図。図３のV−V矢視断面略図。

本発明の熱交換器に用いられるフィンプレート５の他の例を示す図。本発明の第二実施例の熱交換器の分解斜視図。同熱交換器の組立て状態を示す斜視略図。本発明の更に他の熱交換器のトッププレート８の説明図。

符号の説明

１頂部
２谷部
３頂部孔
４谷部
５フィンプレート
６コア
７第１出入孔
８トッププレート
９第１タンク
10 第２出入孔

11 ボトムプレート
12 第２タンク
13 端蓋
14 第１流体
15 第２流体
16 出入口パイプ
17 第１流路
18 第２流路
19 仕切

Claims

夫々帯状金属板が、その全幅で波形に曲折され、その頂部両側の側壁が垂直面に対して僅かに傾斜する断面台形に形成され、その各波の頂部(1) および谷部(2) の長手方向両端部に一対づつの頂部孔(3) と谷部孔(4) とを設けた複数の同一形状のフィンプレート(5) を有し、
各フィンプレートは、その波の頂部(1)のみが、隣接するフィンプレート(5) の頂部両側の側壁下端の開口に僅かに嵌入するように積層され、その接触部がろう付けされてなるコア(6) と、
前記一対の頂部孔(3)に整合する位置に夫々第１出入孔(7)を有し、前記コア(6) の上面に接し、その接触部がろう付けされるトッププレート(8) と、
そのトッププレート(8)の各第１出入(7) に連通する一対の第１タンク(9) と、
前記一対の谷部孔(4) に整合する位置に夫々第２出入孔(10)を有し、前記コア(6) の下面に接し、その接触部がろう付けされるボトムプレート(11)と、
そのボトムプレート(11)の各第２出入孔(10)に連通する一対の第２タンク(12)と、
前記長手方向の両端に位置して、前記コア(6) の両側を閉塞する一対の端蓋(13)と、
を具備する熱交換器。
夫々帯状金属板がその全幅で波形に曲折され、その頂部両側の側壁が垂直面に対して僅かに傾斜する断面台形に形成され、その各波の頂部(1) および谷部(2) の長手方向両端部に一対づつの頂部孔(3) と谷部孔(4) とを設けた複数の同一形状のフィンプレート(5) を有し、
各フィンプレートは、その波の頂部(1) のみが、隣接するフィンプレート(5) の頂部両側の側壁下端の開口に僅かに嵌入するように積層され、その接触部がろう付けされてなるコア(6) と、
前記一対の頂部孔(3)に整合する位置に夫々第１出入孔(7) および、前記谷部(2) の長手方向両端部の位置に夫々第２出入孔(10)を有し、前記コア(6) の上面に接触し、その接触部がろう付けされるトッププレート(8) と、
そのトッププレート(8) の各第１出入孔(7) に連通する一対の第１タンク(9) と、
そのトッププレート(8) の各第２出入口(10)に連通する一対の第２タンク(12)と、
前記コア(6)の下面に接触して配置され、その接触部がろう付けされるボトムプレート(11)と、
前記長手方向の両端に位置して、前記コア(6) の両側を閉塞する一対の端蓋(13)と、
を具備する熱交換器。
請求項１または請求項２において、
前記頂部孔(3) と谷部孔(4) とが各頂部(1) および谷部(2) の波の進行方向の全幅に渡って形成された熱交換器。