JP2008082672A - Heat exchanger - Google Patents
Heat exchanger Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008082672A JP2008082672A JP2006266368A JP2006266368A JP2008082672A JP 2008082672 A JP2008082672 A JP 2008082672A JP 2006266368 A JP2006266368 A JP 2006266368A JP 2006266368 A JP2006266368 A JP 2006266368A JP 2008082672 A JP2008082672 A JP 2008082672A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slits
- side plate
- heat exchanger
- slit
- longitudinal direction
- 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
Images
Landscapes
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
Abstract
Description
本発明は、熱交換器に関するものであり、特に、コア部補強のため、その両端部に断面コの字状のサイドプレート(レインフォースやインサートとも呼ばれる)を有する熱交換器に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly to a heat exchanger having a U-shaped side plate (also referred to as a reinforcement or an insert) at both ends for reinforcing a core portion.
ラジエータ、オイルクーラ、インタークーラ、コンデンサなどのいわゆるマルチフロー型の熱交換器は、複数本のチューブおよびチューブの外表面に接合されたフィンからなるコア部、このコア部の端部に配置されてコア部を補強するサイドプレート、並びに複数本のチューブに連通するとともに、これら複数本のチューブおよびサイドプレートが接合されたヘッダタンクなどから構成されている。 So-called multi-flow heat exchangers such as radiators, oil coolers, intercoolers, condensers, etc. are arranged at the core part consisting of multiple tubes and fins joined to the outer surface of the tube, and at the end of this core part. The side plate is configured to include a side plate that reinforces the core portion, and a header tank that communicates with the plurality of tubes and to which the plurality of tubes and the side plates are joined.
このとき、チューブ内には熱交換の対象となる流体、つまりエンジン冷却水や潤滑用オイルや加圧された燃焼用の空気などが流れるのに対して、サイドプレートは大気に晒されているのみであるので、チューブの温度とサイドプレートの温度とが相違し易いことに加えて、例えチューブとサイドプレートとを同一の材料として比熱を同一としても、その質量の相違に起因する熱容量の相違のため、チューブの膨張量とサイドプレートの膨張量とが相違してしまう。 At this time, the fluid to be heat exchanged in the tube, that is, engine coolant, lubricating oil, pressurized combustion air, etc. flows, while the side plate is only exposed to the atmosphere. Therefore, in addition to the fact that the temperature of the tube and the temperature of the side plate are likely to be different, even if the specific heat is the same for the tube and the side plate, the difference in the heat capacity due to the difference in the mass. Therefore, the expansion amount of the tube and the expansion amount of the side plate are different.
そして、チューブの膨張量とサイドプレートの膨張量との相違によって、ヘッダタンクのうちサイドプレートが接合された部位とチューブが接合された部位との近傍に熱歪みに伴う熱応力が発生し易いため、温度が繰り返し変化して熱応力が繰り返して変化すると、サイドプレートが接合された部位近傍が疲労破壊するおそれがある。これに対して、例えば、下記の特許文献1では、サイドプレートを最適な分割位置で分割してサイドプレートの3次元曲げ変形を緩和することにより、サイドプレートが接合された部位近傍が疲労破壊することを未然に防止している。 And, due to the difference between the expansion amount of the tube and the expansion amount of the side plate, thermal stress accompanying thermal strain is likely to occur in the vicinity of the portion where the side plate is joined and the portion where the tube is joined in the header tank. If the temperature is changed repeatedly and the thermal stress is changed repeatedly, the vicinity of the portion where the side plate is joined may be fatigued. On the other hand, for example, in Patent Document 1 below, the side plate is divided at an optimal division position to alleviate the three-dimensional bending deformation of the side plate, so that the vicinity of the portion where the side plate is joined is fatigued. This has been prevented.
また、チューブ内に流入する流体の温度と冷却用空気との温度差が非常に大きい場合には、チューブ内を流れる流体のうち冷却風流れ上流側を流れる流体は、冷却風流れ下流側を流れる流体より冷却風との温度が大きいため、チューブ内を流れる流体のうち冷却風流れ上流側を流れる流体は、冷却風流れ下流側を流れる流体より大きく冷却され、1本のチューブのうち冷却風流れ上流側と冷却風流れ下流側とで大きな温度差が発生する。 Further, when the temperature difference between the temperature of the fluid flowing into the tube and the cooling air is very large, the fluid flowing in the upstream side of the cooling air flow out of the fluid flowing in the tube flows in the downstream side of the cooling air flow. Since the temperature of the cooling air is higher than that of the fluid, the fluid flowing in the upstream side of the cooling air flow out of the fluid flowing in the tube is cooled more than the fluid flowing in the downstream side of the cooling air flow, and the cooling air flow in one tube A large temperature difference occurs between the upstream side and the cooling air flow downstream side.
このため、チューブのみを着目したとき、冷却風流れ下流側におけるチューブの温度が冷却風流れ上流側におけるチューブの温度より高くなるので、チューブは、冷却風流れ上流側に向けて曲がるように延びようとする。これに対して、例えば、下記の特許文献2では、冷却用空気の流通方向前進側端部から後退側に向かって延びる第1スリット、および冷却用空気の流通方向後退側端部から前進側に向かって延びる第2スリットを、サイドプレートの長手方向において、千鳥状に設けている。 For this reason, when focusing only on the tube, the temperature of the tube on the downstream side of the cooling air flow is higher than the temperature of the tube on the upstream side of the cooling air flow, so that the tube will extend so as to bend toward the upstream side of the cooling air flow. And On the other hand, for example, in Patent Document 2 below, the first slit extending from the forward end of the cooling air in the flow direction toward the backward side, and the forward end from the backward end of the cooling air in the flow direction. The 2nd slit extended toward is provided in the zigzag form in the longitudinal direction of the side plate.
これにより、サイドプレートは、冷却用空気の流通方向に向けて容易に曲がるように伸縮することができるので、チューブが冷却空気の流れの上流側に向けて曲がるように延びようとしたときに、サイドプレートも冷却用空気の流れの上流側に向けて曲がるように延びることができ、サイドプレートが接合された部位近傍に発生する熱応力を緩和することができる。
図13は、特許文献1のサイドプレートにおける問題点を説明する模式図である。このサイドプレートでは、長手方向に対して直角方向にスリット55を設けることにより、チューブ積層方向の熱歪みに対してスリット55が基点となり、スリット55近傍に応力集中が生じてサイドプレートが疲労破壊するというおそれがある。
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a problem in the side plate of Patent Document 1. In this side plate, by providing the
また、特許文献2のサイドプレートでは、幅方向両側を折り立てて形成された剛性を高めるための側壁部にも切れ込みを入れて曲がり易くしているため、逆に補強部材としての剛性が低下し過ぎてしまうおそれがある。 Further, in the side plate of Patent Document 2, since the side wall portion formed by folding both sides in the width direction is easily cut and bent, the rigidity as a reinforcing member is reduced. There is a risk of passing.
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、適度な耐圧剛性を持ちつつ、加わる熱応力による変形に追従できる柔軟性を持ったサイドプレートを備えた熱交換器を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art, and its purpose is to have a flexibility capable of following deformation due to applied thermal stress while having an appropriate pressure-resistant rigidity. An object of the present invention is to provide a heat exchanger having a side plate.
本発明の他の目的は、熱応力による破壊を防止できる熱交換器を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a heat exchanger capable of preventing breakage due to thermal stress.
本発明のさらに他の目的は、熱交換器の側面を湾曲させる方向に対して高い剛性をもつサイドプレートを備えた熱交換器を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a heat exchanger including a side plate having high rigidity with respect to a direction in which the side surface of the heat exchanger is curved.
本発明のさらに他の目的は、チューブの長手方向に対応するサイドプレートの伸びと、サイドプレートのねじりとに対してはしなやかさをもち、チューブの積層方向に沿ったサイドプレートの曲げに対しては高い剛性を示すサイドプレートを備えた熱交換器を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide flexibility to the side plate extension and side plate twist corresponding to the longitudinal direction of the tube, and to bend the side plate along the tube stacking direction. Is to provide a heat exchanger having a side plate exhibiting high rigidity.
本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項1に記載の発明では、熱交換用流体の流通方向と交差する方向に延びる複数本のチューブ(31)を有するコア部(3)と、
コア部(3)の両端部に配置され、チューブ(31)の長手方向と並行に延びてコア部(3)を補強するサイドプレート(4)と、
複数本のチューブ(31)に連通するとともに、複数本のチューブ(31)およびサイドプレート(4)の長手方向両端部に連結されたタンク部(2、23)とを備え、
サイドプレート(4)は、長手方向に形成された底面部(41)と、底面部(41)の幅方向に折り立てて形成された側壁部(42)とを備えた熱交換器において、
サイドプレート(4)に複数のスリット(45、46、47、48、49、50、51)を、サイドプレート(4)の長手方向に関して分散して配置したことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means. That is, in the invention according to claim 1, the core portion (3) having a plurality of tubes (31) extending in a direction intersecting the flow direction of the heat exchange fluid,
A side plate (4) disposed at both ends of the core (3) and extending in parallel with the longitudinal direction of the tube (31) to reinforce the core (3);
A plurality of tubes (31) and tank portions (2, 23) connected to the longitudinal ends of the plurality of tubes (31) and the side plates (4), in communication with the plurality of tubes (31),
The side plate (4) is a heat exchanger including a bottom surface portion (41) formed in the longitudinal direction and a side wall portion (42) formed by folding in the width direction of the bottom surface portion (41).
A plurality of slits (45, 46, 47, 48, 49, 50, 51) are arranged in the side plate (4) in a distributed manner with respect to the longitudinal direction of the side plate (4).
この請求項1に記載の発明によれば、複数のスリット(45、46、47、48、49、50、51、52、53)が分散配置されているので、曲げ方向に関しての応力集中を緩和することができる。 According to the first aspect of the present invention, since the plurality of slits (45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53) are distributed, the stress concentration in the bending direction is alleviated. can do.
また、請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の熱交換器において、サイドプレート(4)の底面部(41)と側壁部(42)との間の曲げ曲面部(44)にスリット(45)を複数設けるとともに、スリット(45)が幅方向で位置が重ならないように長手方向において千鳥状に配置したことを特徴としている。 Moreover, in invention of Claim 2, in the heat exchanger of Claim 1, in the bending curved-surface part (44) between the bottom face part (41) and side wall part (42) of a side plate (4). A plurality of slits (45) are provided, and the slits (45) are arranged in a staggered manner in the longitudinal direction so that the positions do not overlap in the width direction.
この請求項2に記載の発明によれば、剛性を保つための側壁部(42)はそのまま残しつつ、その側壁部(42)と底面部(41)とをつなぐ曲面部(44)にスリット(45)を複数設けて加わる熱応力を緩和するようにしたものである。このように、スリット(45)を複数設置することにより、応力分散が可能となり、従来品に比べてチューブ積層方向の曲がりに強いサイドプレート(4)を提供することができる。 According to the second aspect of the present invention, the side wall (42) for maintaining rigidity is left as it is, and the curved surface (44) connecting the side wall (42) and the bottom (41) is slit ( 45) is provided to relieve the applied thermal stress. In this way, by providing a plurality of slits (45), it is possible to disperse stress, and it is possible to provide a side plate (4) that is more resistant to bending in the tube stacking direction than conventional products.
さらに、複数設けるスリット(45)は、幅方向で位置が重ならないように長手方向において千鳥状に配置することにより、加わる熱応力に対して極端に剛性の低い部分ができず、側壁部(42)だけでなく底面部(41)にも分散させることができるため、従来品に比べてチューブ積層方向の曲がりに対して強い構造となる。これらより、適度な耐圧剛性を持ちつつ、スリット(45)近傍に発生する熱応力を緩和することのできるサイドプレート(4)を持つ熱交換器とすることができる。 Furthermore, the plurality of slits (45) are arranged in a staggered manner in the longitudinal direction so that the positions do not overlap in the width direction, so that a portion having extremely low rigidity against the applied thermal stress cannot be formed, and the side wall (42 ) As well as the bottom surface portion (41), the structure is stronger against bending in the tube stacking direction than the conventional product. From these, it can be set as the heat exchanger which has a side plate (4) which can relieve | moderate the thermal stress which generate | occur | produces the slit (45) vicinity while having moderate pressure-resistant rigidity.
また、請求項3に記載の発明では、請求項1または請求項2に記載の熱交換器において、曲げ曲面部(44)に設けて幅方向で斜めに対向するスリット(45)同士を底面部(41)に設けたスリットで連続させて横断スリット(46)としたことを特徴としている。
Moreover, in invention of
曲げ曲面部(44)に設けた複数のスリット(45)のそれぞれを、長手方向に長さを調整することでも剛性の調整が可能であるが、この請求項3に記載の発明によれば、さらに剛性を下げる方向に調整するため、請求項2のスリット(45)同士を底面部(41)に設けたスリットで連続させて斜めに傾いた横断スリット(46)としたものである。このようなスリット形状を適宜採用することにより適度な剛性に調整することができる。
Although the rigidity of each of the plurality of slits (45) provided in the bending curved surface portion (44) can be adjusted by adjusting the length in the longitudinal direction, according to the invention of
また、請求項4に記載の発明では、請求項3に記載の熱交換器において、横断スリット(46)を同方向に複数本並設したことを特徴としている。この請求項4に記載の発明によれば、並設する本数によっても適度な剛性に調整することができる。なお、横断スリット(46)両端の曲げ曲面部(44)に設けたスリット(45)自体が長手方向で千鳥状に配置されているため、そのスリット(45)同士をつなげて横断スリット(46)を複数本並べたとしても、横断スリット(46)の端部同士が幅方向で位置が重なることはない。
The invention according to
また、請求項5に記載の発明では、請求項1に記載の熱交換器において、底面部(41)にのみスリット(47、48、49、50、51)を複数設けたことを特徴としている。この請求項5に記載の発明によれば、剛性を保つための側壁部(42)と曲面部(44)とをそのまま残しつつ、底面部(41)にのみスリット(47、48、49、50、51)を複数設けて加わる熱応力を緩和するようにしたものである。これは、スリット(47、48、49、50、51)を複数設置することにより、応力分散が可能となり、従来品に比べてチューブ積層方向の曲がりに強いサイドプレート(4)を提供することができる。 Moreover, in invention of Claim 5, in the heat exchanger of Claim 1, several slits (47, 48, 49, 50, 51) were provided only in the bottom face part (41), It is characterized by the above-mentioned. . According to the fifth aspect of the present invention, the slit (47, 48, 49, 50) is formed only in the bottom surface portion (41) while leaving the side wall portion (42) and the curved surface portion (44) for maintaining rigidity as they are. , 51) are provided to alleviate the applied thermal stress. By providing a plurality of slits (47, 48, 49, 50, 51), it is possible to disperse stress and to provide a side plate (4) that is more resistant to bending in the tube stacking direction than conventional products. it can.
また、請求項6に記載の発明では、請求項5に記載の熱交換器において、スリット(47、48、49、50、51)を、幅方向両側の曲げ曲面部(44)近傍の底面部(41)に、長手方向に縦長として設けたことを特徴としている。この請求項6に記載の発明によれば、耐圧時に最も応力の掛かる幅方向中心部にスリットが無いため、耐圧性にも優れたサイドプレート(4)とすることができる。また、長手方向に縦長のスリット(45)の長さを調整することによって適度な剛性に調整することができる。 Moreover, in invention of Claim 6, in the heat exchanger of Claim 5, a slit (47, 48, 49, 50, 51) is made into the bottom face part near the bending curved-surface part (44) of the width direction both sides. (41) is characterized in that it is provided in a longitudinal direction in the longitudinal direction. According to the sixth aspect of the present invention, since there is no slit in the central portion in the width direction where stress is most applied at the time of pressure resistance, the side plate (4) having excellent pressure resistance can be obtained. Moreover, it can adjust to moderate rigidity by adjusting the length of the vertically long slit (45) in the longitudinal direction.
また、請求項7に記載の発明では、請求項5または請求項6に記載の熱交換器において、スリット(47、50、51)を前記長手方向において千鳥状に配置したことを特徴としている。この請求項7に記載の発明によれば、請求項2に記載した発明と同様に、複数設けるスリット(47、50、51)は幅方向で位置が重ならないように長手方向において千鳥状に配置することにより、加わる熱応力に対して極端に剛性の低い部分ができず、側壁部(42)だけでなく底面部(41)にも分散させることができるため、従来品に比べてチューブ積層方向の曲がりに対して強い構造となる。これにより、適度な耐圧剛性を持ちつつ、スリット(45)近傍に発生する熱応力を緩和することのできるサイドプレート(4)を持つ熱交換器とすることができる。 The invention according to claim 7 is characterized in that, in the heat exchanger according to claim 5 or 6, the slits (47, 50, 51) are arranged in a staggered manner in the longitudinal direction. According to the invention described in claim 7, as in the invention described in claim 2, a plurality of slits (47, 50, 51) arranged in a staggered manner in the longitudinal direction so as not to overlap in the width direction. As a result, a portion with extremely low rigidity cannot be formed with respect to the applied thermal stress, and it can be dispersed not only in the side wall portion (42) but also in the bottom surface portion (41). The structure is strong against bending. Thereby, it can be set as the heat exchanger which has a side plate (4) which can relieve | moderate the thermal stress which generate | occur | produces the slit (45) vicinity while having moderate pressure-resistant rigidity.
また、請求項8に記載の発明では、請求項5または請求項6に記載の熱交換器において、スリット(48)を幅方向の中心線に対して対称に配置したことを特徴としている。この請求項8に記載の発明によれば、剛性の高い側壁部(42)と曲面部(44)とを残していることより、幅方向にスリット(48)を並べることも可能となる。 The invention described in claim 8 is characterized in that, in the heat exchanger according to claim 5 or 6, the slit (48) is arranged symmetrically with respect to the center line in the width direction. According to the eighth aspect of the present invention, since the highly rigid side wall portion (42) and the curved surface portion (44) are left, the slits (48) can be arranged in the width direction.
また、請求項9に記載の発明では、請求項5または請求項6に記載の熱交換器において、スリット(49)を幅方向の中心線に対して片側にだけに配置したことを特徴としている。この請求項9に記載の発明によれば、剛性を僅かに下げたい時には、スリット(49)を片側に1列だけに設けるようにしても良い。 The invention according to claim 9 is characterized in that, in the heat exchanger according to claim 5 or 6, the slit (49) is arranged only on one side with respect to the center line in the width direction. . According to the ninth aspect of the invention, when it is desired to slightly reduce the rigidity, the slits (49) may be provided in only one row on one side.
また、請求項10に記載の発明では、請求項1ないし請求項11のうちいずれか1項に記載の熱交換器において、幅方向に長さの異なるスリット(50、51)を複数配置したことを特徴としている。この請求項10に記載の発明によれば、剛性をさらに下げる必要がある場合には、幅方向に長さの異なるスリット(50、51)を複数並べることによって調整が可能となる。 In the invention described in claim 10, in the heat exchanger according to any one of claims 1 to 11, a plurality of slits (50, 51) having different lengths are arranged in the width direction. It is characterized by. According to the tenth aspect of the present invention, when it is necessary to further reduce the rigidity, the adjustment can be performed by arranging a plurality of slits (50, 51) having different lengths in the width direction.
また、請求項11に記載の発明では、請求項10に記載の熱交換器において、幅方向中心側のスリット(51)ほど長手方向に短くしたことを特徴としている。この請求項11に記載の発明によれば、幅方向中心部の剛性よりも角部近傍の剛性を下げることにより、耐圧時に高い応力が発生する幅方向中心部を支えることができる。 Further, the invention according to claim 11 is characterized in that in the heat exchanger according to claim 10, the slit (51) on the center side in the width direction is shortened in the longitudinal direction. According to the eleventh aspect of the invention, by reducing the rigidity in the vicinity of the corner portion rather than the rigidity in the central portion in the width direction, it is possible to support the central portion in the width direction where high stress is generated at the time of pressure resistance.
また、請求項12に記載の発明では、請求項1ないし請求項11のうちいずれか1項に記載の熱交換器において、スリット(45、46、47、48、49、50、51)を長手方向中心に対して線対称で配置したことを特徴としている。また、請求項13に記載の発明では、請求項1ないし請求項11のうちいずれか1項に記載の熱交換器において、スリット(45、46、47、48、49、50、51)を長手方向中心に対して点対称で配置したこととしている。 Moreover, in invention of Claim 12, in the heat exchanger of any one of Claims 1 thru | or 11, a slit (45, 46, 47, 48, 49, 50, 51) is made into a longitudinal direction. It is characterized by being arranged line-symmetrically with respect to the direction center. Moreover, in invention of Claim 13, in the heat exchanger of any one of Claim 1 thru | or 11, a slit (45, 46, 47, 48, 49, 50, 51) is made into a longitudinal direction. It is assumed that they are arranged symmetrically with respect to the direction center.
これら請求項12または請求項13に記載の発明によれば、スリット(45、46、47、48、49、50、51)を長手方向中心に対して線対称や点対称に配置することにより、プレス加工時の応力などでサイドプレート(4)全体が1つの方向に変形してゆくのを防ぐことができため、製造を容易とすることができる。 According to the invention described in claim 12 or claim 13, by arranging the slits (45, 46, 47, 48, 49, 50, 51) in line symmetry or point symmetry with respect to the longitudinal center, Since it is possible to prevent the entire side plate (4) from being deformed in one direction due to stress or the like during pressing, manufacturing can be facilitated.
また、請求項14に記載の発明では、請求項1から請求項13のいずれかに記載の熱交換器において、複数のスリット(45、46、47、48、49、50、51)は、サイドプレート(4)の長手方向に離れて位置する2つのスリット群を形成していることを特徴としている。なお、特許請求の範囲および上記各手段に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In the invention according to claim 14, in the heat exchanger according to any one of claims 1 to 13, the plurality of slits (45, 46, 47, 48, 49, 50, 51) are side surfaces. Two slit groups located apart in the longitudinal direction of the plate (4) are formed. In addition, the code | symbol in the parenthesis as described in a claim and said each means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について添付した図1〜図4を用いて詳細に説明する。本実施形態は、本発明に係る熱交換器を車両水冷エンジン用のラジエータに適用したものである。なお、図1は本実施形態に係るラジエータ1を冷却用空気(熱交換用流体)の流通方向から見た正面図であり、図2は本発明の第1実施形態におけるサイドプレート4の全体斜視図である。また、図3は図2中破線で囲った部分の拡大斜視図であり、図4は図3中のIV−IV断面図である。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In this embodiment, the heat exchanger according to the present invention is applied to a radiator for a vehicle water-cooled engine. FIG. 1 is a front view of the radiator 1 according to the present embodiment as viewed from the flow direction of cooling air (heat exchange fluid), and FIG. 2 is an overall perspective view of the
図1に示すように、本実施形態の熱交換器はエンジン冷却用の冷却水を冷却するためのラジエータ1であり、入口側および出口側のタンク部2と、コア部3と、熱交換器の側面に配置されたサイドプレート4とを主要な構成としている。サイドプレート4は、熱交換器の側面を補強する補強板である。タンク部2は樹脂成形品であり、それぞれの底部がコア部3の上下両側に配置されたチューブプレート23にかしめ固定される。また、タンク部2にはそれぞれ冷却水の出入り口である給排ポート21、22が設けられている。
As shown in FIG. 1, the heat exchanger of the present embodiment is a radiator 1 for cooling cooling water for cooling an engine, and includes an inlet side and outlet side tank part 2, a
コア部3は、チューブプレート23にその両端部が嵌挿固定された複数のチューブ31と、各チューブ31の間に配置された波状のフィン32で構成されている。図1中のチューブ31は、内部に冷却水が流通するとともに、冷却用空気の流通方向(図1では、紙面の上下方向)と交差する方向(本実施形態では、図1の上下方向)に延びる管である。
The
なお、本実施形態に係るチューブ31は、帯状の板材を筒状に曲げ、両縁を接合して扁平筒状に形成したものであり、断面の長円方向を冷却用空気の流通方向と一致させている。また、チューブ31の扁平外表面間には、チューブ31内を流通する流体、つまり冷却水と冷却用空気との熱交換を促進するフィン32がろう接などの接合方法にて接合されており、このチューブ31およびフィン32によりコア部3が構成されている。
The
なお、本実施形態に係るフィン32は、多数個の折曲部を有して波状に形成されたコルゲートフィンであり、隣り合う折曲部間を繋ぐ部位に、冷却用空気を蛇行させるように空気流れを乱して温度境界層が成長することを抑制する鎧窓状の図示しないルーバーが形成されている。
Note that the
また、略矩形状のコア部3のチューブ&フィン積層方向の左右両端部には、チューブ31の長手方向と並行に延びてコア部3を補強する一対のサイドプレート4が設けられている。このサイドプレート4は、図2に示すように、長手方向に形成された底面部41と、この底面部41の幅方向両側を折り立てて形成された側壁部42とからなり、長手方向から見て略コの字状に形成されて板厚方向での曲げ剛性(断面二次モーメント)が高められている。
In addition, a pair of
サイドプレート4は、チューブ31の長手方向に沿って延在している。サイドプレート4は、長手方向に沿って延び、かつチューブ31とほぼ平行に拡がる底面部41を有している。底面部41の長手方向両端には、ヘッダに接合されるための接合部が設けられている。この実施形態では、ヘッダはチューブプレート23とタンク2とによって提供されている。
The
サイドプレート4は、底面部41の長手方向の一側辺からほぼ直角に立ち上がる側壁部42を有している。この実施形態では、底面部41の両側辺に側壁部42が設けられている。底面部41と両側壁部42とは、一連の板材を曲げ加工して成形されている。底面部41と両側壁部42との間には、曲面を描いて曲がる曲面部44が成形されている。
The
また、本実施形態では、サイドプレート4の長手方向両端部は、図1に示すチューブプレート23に挿入された状態で接合されるので、サイドプレート4の長手方向両端部だけはその断面形状を略コの字状とされておらず、単純な板状の差込部43となっている。図1中のチューブプレート23は、チューブ31の長手方向両端部に配置されて複数本のチューブ31に連通するとともに、複数本のチューブ31およびサイドプレート4の長手方向両端部が挿入された状態で、これらはろう接などの接合方法にて接合される。
In the present embodiment, both end portions in the longitudinal direction of the
よって、ヘッダを提供するチューブプレート23に複数のチューブ31とサイドプレート4とが共に接合される。ここで、「ろう接」とは、例えば「接続・接合技術」(東京電機大学出版局)に記載されているように、ろう材やはんだを用いて母材を溶融させないように接合する技術を言う。融点が450℃以上の溶加材を用いて接合するときをろう付けと言い、その際の溶加材をろう材と呼び、融点が450℃以下の溶加材を用いて接合するときをはんだ付けと言い、その際の溶加材をはんだと呼ぶ。
Therefore, the plurality of
なお、これらのラジエータ1のタンク部2を除く全ての構成部材はアルミニウム製であり、各部材が当接する当接部のうち少なくとも一方側にはろう材が被覆されたブレージングシート(クラッド層)が設けられている。このように構成されたラジエータ1は、コア部3、サイドプレート4、チューブプレート23が仮組された状態で図示しない熱処理炉内でろう付け処理されて各部が接合された後、チューブプレート23にはタンク部2が組み付けられ、かしめて接合される。なおタンク部2は、コア部3と同様にアルミニウムで形成された熱交換器であっても良い。
In addition, all the structural members except the tank part 2 of these radiators 1 are made of aluminum, and a brazing sheet (cladding layer) coated with a brazing material is provided on at least one side of the abutting parts with which each member abuts. Is provided. The radiator 1 configured in this manner is brazed in a heat treatment furnace (not shown) in a state where the
次に、サイドプレート4のスリット45について説明する。本実施形態では、図2〜図4に示すように、底面部41と側壁部42との間の曲げ曲面部44に、熱応力緩和用のスリット(孔部)45を複数設けている。また、これとともに、スリット45がサイドプレート4の幅方向に関して位置が重ならないように長手方向において千鳥状に配置している。スリット45は、少なくともサイドプレート4の長手方向両端部側から所定の範囲に設けられており、本実施形態では、サイドプレート4において長手方向寸法の略12%内の範囲内にのみ設けられている。
Next, the
本実施形態に係るスリット45は、プレス加工などにてサイドプレート4に打ち抜きを設けることにより形成されたものである。より詳しくは、サイドプレート4をコの字状に成形する前の展開状態において、スリット45はプレス加工などにて外形の打ち抜きと同時に形成され、その後プレス加工の他の工程などにて幅方向両側をコの字に折り立てて側壁部42が形成されて断面形状が略コの字状にプレス成形される。
The
なおスリット45は、図2、図3に示す形状よりも長手方向に長い孔であっても良いし、曲面部44両側の底面部41もしくは側壁部42に掛かった形状であっても良い。またスリット45は、幅方向の中心線に対して片側にだけに設けたものであっても良い。
The
この実施形態では、サイドプレート4の曲面部44に複数のスリット45がサイドプレート4の長手方向に関して分散して配置されている。複数のスリット45は、2つのスリット45がサイドプレート4の幅方向に関して整列しないように配置されている。複数のスリット45は、サイドプレート4の幅方向に関して、2つのスリット45の開口部が重複しないように互いに離れて配置されている。
In this embodiment, a plurality of
複数のスリット45は、サイドプレート4の長手方向の両端の一定の範囲内に規則的に配列されている。複数のスリット45は、サイドプレート4の長手方向に離れて位置する2つのスリット群を形成している。2つのスリット群は、サイドプレート4の両方の端部に位置している。複数のスリット45は、サイドプレート4の長手方向に関して等間隔に配置され、かつサイドプレート4の幅方向の両端に交互に配置されている。
The plurality of
複数のスリット45は、曲面部44上で隣接する2つのスリット45の間隔と、底面部41を挟んで隣接する2つのスリット45の間隔とがほぼ等しくなるように配置されている。それぞれのスリット45は、サイドプレート4の長手方向に関して短く、底面部41から側壁部42にかけて、曲面部44のほぼ全幅に渡って開口している。
The plurality of
次に、本実施形態での特徴と、その効果について述べる。まず、サイドプレート4に複数のスリット45を、サイドプレート4の長手方向に関して分散して配置している。これによれば、複数のスリット45が分散配置されているので、曲げ方向に関しての応力集中を緩和することができる。
Next, features and effects of this embodiment will be described. First, a plurality of
また、サイドプレート4の底面部41と側壁部42との間の曲げ曲面部44にスリット45を複数設けるとともに、スリット45が幅方向で位置が重ならないように長手方向において千鳥状に配置している。これによれば、剛性を保つための側壁部42はそのまま残しつつ、その側壁部42と底面部41とをつなぐ曲面部44にスリット45を複数設けて加わる熱応力を緩和するようにしたものである。このように、スリット45を複数設置することにより、応力分散が可能となり、従来品に比べてチューブ積層方向の曲がりに強いサイドプレートを提供することができる。
In addition, a plurality of
さらに、複数設けるスリット45は、幅方向で位置が重ならないように長手方向において千鳥状に配置することにより、加わる熱応力に対して極端に剛性の低い部分ができず、側壁部42だけでなく底面部41にも分散させることができるため、従来品に比べてチューブ積層方向の曲がりに対して強い構造となる。これらより、適度な耐圧剛性を持ちつつ、スリット45近傍に発生する熱応力を緩和することのできるサイドプレート4を持つ熱交換器とすることができる。
Furthermore, by arranging the plurality of
(第2実施形態)
図5は、本発明の第2実施形態におけるサイドプレート4の部分拡大斜視図であり、図6は、図5中のVI−VI断面図である。上述した第1実施形態と異なる特徴部分を説明する。本実施形態では、図5、6に示すように、底面部41に斜めにスリットを設け、その両端部は幅方向両側の曲げ曲面部44まで含めた横断スリット46としている。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a partially enlarged perspective view of the
第1実施形態で曲げ曲面部44に設けた複数のスリット45のそれぞれを、長手方向に長さを調整することでも剛性の調整が可能であるが、これはさらに剛性を下げる方向に調整するため、第1実施形態の幅方向で斜めに対向したスリット45部分間に底面部41のスリットを加え、全体をスムーズに連続させて斜めに傾いた1本の横断スリット46としたものである。このようなスリット形状を適宜採用することにより適度な剛性に調整することができる。
Rigidity can be adjusted by adjusting the length of each of the plurality of
また、この横断スリット46を同方向に複数本並設している。これによれば、並設する本数によっても適度な剛性に調整することができる。なお、横断スリット46両端の曲げ曲面部44に設けたスリット45部分(図5中破線丸部)は、第1実施形態とは間隔が違うが長手方向で千鳥状に配置されているため、そのスリット45同士をつなげたような横断スリット46を複数本並べたとしても、横断スリット46の端部同士が幅方向(図5中1点鎖線)で位置が重なることはない。なお、横断スリット46は直線とは限らず、例えばC字状やS字状に曲げて形成しても良い。
A plurality of the
(第3実施形態)
図7は、本発明の第3実施形態におけるサイドプレート4の部分拡大斜視図である。上述した各実施形態と異なる特徴部分を説明する。本実施形態では、底面部41にのみスリット47を複数設けている。これによれば、剛性を保つための側壁部42と曲面部44とをそのまま残しつつ、底面部41にのみスリット47を複数設けて加わる熱応力を緩和するようにしたものである。これは、スリット47を複数設置することにより、応力分散が可能となり、従来品に比べてチューブ積層方向の曲がりに強いサイドプレートを提供することができる。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a partially enlarged perspective view of the
また、そのスリット47を、幅方向両側の曲げ曲面部44近傍の底面部41に、長手方向に縦長として設けている。この実施形態の縦長のスリット47は、第1実施形態のスリット45の位置に設けることもできる。スリット47は、底面部41にのみ設けられている。複数のスリット47は、第1実施形態のスリット45の位置に対応して配置されている。それぞれのスリット47は、細長く形成されている。それぞれのスリット47は、サイドプレート4の長手方向に沿って長く、サイドプレート4の幅方向に関して細い。
Further, the
この実施形態では、サイドプレート4の幅方向に関して2つのスリット47の開口範囲が互いに重複して位置するように、複数のスリット47が配列されている。これによれば、耐圧時に最も応力の掛かる幅方向中心部にスリットが無いため、耐圧性にも優れたサイドプレート4とすることができる。また、長手方向に縦長のスリット47の長さを調整することによって適度な剛性に調整することができる。スリット47は、底面部41にのみ設けられ、曲げ剛性を提供する側壁部42と曲面部44には設けられない。このため、曲げ剛性が高く、伸び、ねじりに対して比較的しなやかなサイドプレートが提供される。
In this embodiment, the plurality of
また、スリット47を長手方向において千鳥状に配置している。これによれば、第1実施形態と同様に、複数設けるスリット47は幅方向で位置が重ならないように長手方向において千鳥状に配置することにより、加わる熱応力に対して極端に剛性の低い部分ができず、側壁部42だけでなく底面部41にも分散させることができるため、従来品に比べてチューブ積層方向の曲がりに対して強い構造となる。これにより、適度な耐圧剛性を持ちつつ、スリット47近傍に発生する熱応力を緩和することのできるサイドプレートを持つ熱交換器とすることができる。
Further, the
(第4実施形態)
図8は、本発明の第4実施形態におけるサイドプレート4の部分拡大斜視図である。上述した各実施形態と異なる特徴部分を説明する。本実施形態では、スリット48を幅方向の中心線に対して対称に配置している。これによれば、剛性の高い側壁部42と曲面部44とを残していることより、幅方向にスリット48を並べることも可能となる。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 is a partially enlarged perspective view of the
(第5実施形態)
図9は、本発明の第5実施形態におけるサイドプレート4の部分拡大斜視図である。上述した各実施形態と異なる特徴部分を説明する。本実施形態では、スリット49を幅方向の中心線に対して片側にだけに配置している。これによれば、剛性を僅かに下げたい時には、スリット49を片側に1列だけに設けるようにしても良い。
(Fifth embodiment)
FIG. 9 is a partially enlarged perspective view of the
(第6実施形態)
図10は、本発明の第6実施形態におけるサイドプレート4の部分拡大斜視図である。上述した各実施形態と異なる特徴部分を説明する。本実施形態では、幅方向に長さの異なるスリット50、51を複数配置している。これによれば、剛性をさらに下げる必要がある場合には、幅方向に長さの異なるスリット50、51を複数並べることによって調整が可能となる。
(Sixth embodiment)
FIG. 10 is a partially enlarged perspective view of the
また、幅方向中心側のスリット51ほど長手方向に短くしている。この実施形態では、サイドプレート4の長手方向に関して長いスリット50と、サイドプレート4の長手方向に関してスリット50より短いスリット51とを配列している。一つのスリット50と一つのスリット51とを一対として、スリット50を底面部41と曲面部44との境界に近接して配置している。これによれば、幅方向中心部の剛性よりも角部近傍の剛性を下げることにより、耐圧時に高い応力が発生する幅方向中心部を支えることができる。
Further, the
(第7実施形態)
図11、図12とも本発明の第7実施形態におけるサイドプレート4の全体斜視図である。上述した各実施形態と異なる特徴部分を説明する。この実施形態は、複数スリットの配列の態様を提案する。図11では、第3実施形態で示したスリット47を長手方向中心に対して線対称でサイドプレート4の長手方向両端側に配置している。図12では、第3実施形態で示したスリット47を長手方向中心に対して点対称でサイドプレート4の長手方向両端側に配置している。
(Seventh embodiment)
11 and 12 are all perspective views of the
なお、本実施形態で例示した複数のスリットの配列は、上述の他の実施形態で示したスリット45、46、47、48、49、50、51にも適用することができる。これらによれば、スリット45、46、47、48、49、50、51を長手方向中心に対して線対称や点対称に配置することにより、プレス加工時の応力などでサイドプレート4全体が1つの方向に変形してゆくのを防ぐことができため、製造を容易とすることができる。
Note that the arrangement of the plurality of slits exemplified in this embodiment can also be applied to the
(その他の実施形態)
本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであれば良く、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、本発明に係る熱交換器をラジエータ1に適用したが、オイルクーラ、インタークーラ、コンデンサなどのいわゆるマルチフロー型の熱交換器であれば良い。また、上述の実施形態では、チューブの間にフィンを配したチューブ&フィンタイプの熱交換器としたが、フィンを設けないフィンレスタイプの熱交換器であっても良い。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment as long as it meets the gist of the invention described in the claims. For example, in the above-described embodiment, the heat exchanger according to the present invention is applied to the radiator 1, but a so-called multiflow type heat exchanger such as an oil cooler, an intercooler, or a condenser may be used. Moreover, in the above-mentioned embodiment, although it was set as the tube & fin type heat exchanger which has arrange | positioned the fin between tubes, the finless type heat exchanger which does not provide a fin may be sufficient.
また、上述の実施形態では、ヘッダプレートとタンクとによってヘッダを提供しているが、樹脂製あるいはアルミニウムなど金属製のヘッダパイプに複数のチューブとサイドプレートとが接合された構成としても良い。さらに、上記実施形態では、板材を筒状に曲げて接合したチューブを採用しているが、チューブは押出成形品でも良い。 In the above-described embodiment, the header is provided by the header plate and the tank. However, a configuration may be adopted in which a plurality of tubes and side plates are joined to a header pipe made of resin or metal such as aluminum. Furthermore, in the said embodiment, although the tube which bent and joined the board | plate material in the cylinder shape is employ | adopted, an extrusion molded product may be sufficient as a tube.
また、上述の実施形態では、チューブ31の長手方向を垂直方向に配置しているが、水平方向に配置したものであっても良い。また、上述の実施形態では、構成部品間をろう接によって接合しているが、構成部品間を流動性のある熱硬化型接着剤を用いて接着接合する熱交換器に本発明のサイドプレートを適用しても良い。
Further, in the above-described embodiment, the longitudinal direction of the
2…タンク部
3…コア部
4…サイドプレート
23…チューブプレート(タンク部)
31…チューブ
41…底面部
42…側壁部
44…曲げ曲面部
45、47、48、49、50、51…スリット
46…横断スリット(スリット)
2 ...
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記コア部(3)の両端部に配置され、前記チューブ(31)の長手方向と並行に延びて前記コア部(3)を補強するサイドプレート(4)と、
前記複数本のチューブ(31)に連通するとともに、前記複数本のチューブ(31)および前記サイドプレート(4)の長手方向両端部に連結されたタンク部(2、23)とを備え、
前記サイドプレート(4)は、前記長手方向に形成された底面部(41)と、前記底面部(41)の幅方向に折り立てて形成された側壁部(42)とを備えた熱交換器において、
前記サイドプレート(4)に複数のスリット(45、46、47、48、49、50、51)を、前記サイドプレート(4)の長手方向に関して分散して配置したことを特徴とする熱交換器。 A core portion (3) having a plurality of tubes (31) extending in a direction intersecting the flow direction of the heat exchange fluid;
A side plate (4) disposed at both ends of the core part (3) and extending in parallel with the longitudinal direction of the tube (31) to reinforce the core part (3);
Tank portions (2, 23) connected to the plurality of tubes (31) and connected to both ends in the longitudinal direction of the plurality of tubes (31) and the side plate (4),
The side plate (4) includes a bottom surface portion (41) formed in the longitudinal direction and a side wall portion (42) formed by folding in the width direction of the bottom surface portion (41). In
A heat exchanger characterized in that a plurality of slits (45, 46, 47, 48, 49, 50, 51) are arranged in the side plate (4) in a distributed manner in the longitudinal direction of the side plate (4). .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006266368A JP2008082672A (en) | 2006-09-29 | 2006-09-29 | Heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006266368A JP2008082672A (en) | 2006-09-29 | 2006-09-29 | Heat exchanger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008082672A true JP2008082672A (en) | 2008-04-10 |
Family
ID=39353719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006266368A Pending JP2008082672A (en) | 2006-09-29 | 2006-09-29 | Heat exchanger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008082672A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015075320A (en) * | 2013-10-11 | 2015-04-20 | 三菱重工業株式会社 | Heat exchanger |
US10260822B2 (en) | 2013-12-20 | 2019-04-16 | Alfa Laval Corporate Ab | Plate heat exchanger with mounting flange |
CN110822938A (en) * | 2018-08-14 | 2020-02-21 | 马勒国际有限公司 | Heat exchanger for a motor vehicle and method for producing a heat exchanger |
WO2021246381A1 (en) * | 2020-06-04 | 2021-12-09 | Denso Corporation | Heat exchanger with thermal stress-relief areas |
KR102726472B1 (en) * | 2022-07-27 | 2024-11-05 | 삼성공조 주식회사 | Heat exchanger with function of heat thermal shock absorption |
-
2006
- 2006-09-29 JP JP2006266368A patent/JP2008082672A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015075320A (en) * | 2013-10-11 | 2015-04-20 | 三菱重工業株式会社 | Heat exchanger |
US10260822B2 (en) | 2013-12-20 | 2019-04-16 | Alfa Laval Corporate Ab | Plate heat exchanger with mounting flange |
CN110822938A (en) * | 2018-08-14 | 2020-02-21 | 马勒国际有限公司 | Heat exchanger for a motor vehicle and method for producing a heat exchanger |
WO2021246381A1 (en) * | 2020-06-04 | 2021-12-09 | Denso Corporation | Heat exchanger with thermal stress-relief areas |
KR102726472B1 (en) * | 2022-07-27 | 2024-11-05 | 삼성공조 주식회사 | Heat exchanger with function of heat thermal shock absorption |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6213196B1 (en) | Double heat exchanger for vehicle air conditioner | |
JP4379967B2 (en) | Double heat exchanger | |
JP6011481B2 (en) | Heat exchanger fins | |
US7938172B2 (en) | Heat exchanger | |
US20090133860A1 (en) | Heat exchanger | |
JP5803768B2 (en) | Heat exchanger fins and heat exchangers | |
JP2007278558A (en) | Refrigerant radiator | |
JP2005326135A (en) | Heat exchanger | |
US20090173477A1 (en) | Heat exchanger fin | |
US20040069472A1 (en) | Heat exchanger | |
WO2007088850A1 (en) | Heat exchanger for vehicle | |
JP2007192474A (en) | Heat exchanger | |
US20070068661A1 (en) | Heat exchanger | |
US20160054075A1 (en) | Folded tube multiple bank heat exchange unit | |
JP2015017776A5 (en) | ||
US6942024B2 (en) | Corrugated heat exchange element | |
JP2008082672A (en) | Heat exchanger | |
US20070068662A1 (en) | Heat exchanger | |
JP2019002588A (en) | Heat exchanger and corrugated fin | |
JP2014169851A (en) | Heat exchanger | |
JP2011075165A (en) | Heat exchanger | |
JP6160111B2 (en) | Heat exchanger | |
EP3575728B1 (en) | A core of a heat exchanger comprising corrugated fins | |
JP2006207966A (en) | Heat exchanger | |
JP5589860B2 (en) | Heat exchanger |