JP2005043011A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フィンに形成された扁平状の挿入穴にチューブを貫通挿入した状態でチューブとフィンとが接合された熱交換器に関するもので、ラジエータやコンデンサ等の放熱器又は蒸発器等の冷却器に用いて有効である。 The present invention relates to a heat exchanger in which a tube and a fin are joined in a state where the tube is inserted through a flat insertion hole formed in the fin, and a cooling device for a radiator or condenser such as a radiator or a condenser. It is effective when used in a vessel.
従来、フィンの一部を切り起こすことにより形成された挿入穴にチューブを貫通挿入した状態でチューブとフィンとが接合された熱交換器では、挿入穴を切り起こし形成する際に切り起こされた突出部の先端側を隣り合うフィンに接触させるように折り曲げることにより、隣り合うフィン間の寸法、つまりフィンピッチが所定寸法となるようにしている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、特許文献1に記載の発明では、図5に示すように、2本の突出部3cは、挿入穴3aの長径方向(紙面上下方向)の略中央部にて互いに対向するように設けられているので、突出部の突出寸法Aは、当然ながら、挿入穴3aの短径方向寸法Bの1/2以下となる。
However, in the invention described in Patent Document 1, as shown in FIG. 5, the two protruding
なお、図5は突出部3cを隣り合うフィン側に曲げる前の状態を示すものである。
FIG. 5 shows a state before the
このため、例えばチューブ間ピッチ寸法を小さくするためにチューブの短径方向寸法を小さくすると、これに呼応して挿入穴の短径方向寸法Bが小さくなって突出寸法Aが小さくなるので、フィンピッチに相当する長さの突出寸法Aを確保することができなくなるおそれがある。 For this reason, for example, if the short axis direction dimension of the tube is reduced in order to reduce the inter-tube pitch dimension, the short axis direction dimension B of the insertion hole is correspondingly reduced and the protruding dimension A is reduced accordingly. There is a possibility that the projecting dimension A having a length corresponding to may not be secured.
本発明は、上記点に鑑み、第1には、従来と異なる新規な熱交換器を提供し、第2には、挿入穴の短径方向寸法を拡大することなく、突出部の突出寸法を大きくすることを目的とする。 In view of the above points, the present invention firstly provides a novel heat exchanger that is different from the conventional one, and secondly, the projection dimension of the projecting portion is increased without enlarging the minor axis direction dimension of the insertion hole. The purpose is to enlarge.
本発明は、上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、扁平状の断面形状を有するチューブ(2)、及びチューブ(2)内を流通する流体とチューブ(2)外を流通する流体との熱交換を促進する複数枚の板状のフィン(3)を有し、フィン(3)に形成された扁平状の挿入穴(3a)にチューブ(2)を貫通挿入した状態でチューブ(2)とフィン(3)とが接合された熱交換器であって、挿入穴(3a)の縁部には、この縁部から突出するように折り曲げられて隣り合うフィン(3)に接触する複数本の突出部(3c)が設けられており、複数本の突出部(3c)は、互いに挿入穴(3a)の長径方向にずれていることをことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a tube (2) having a flat cross-sectional shape, a fluid flowing in the tube (2), and the outside of the tube (2). A state in which a plurality of plate-like fins (3) that promote heat exchange with a circulating fluid are provided, and the tube (2) is inserted through a flat insertion hole (3a) formed in the fin (3). In the heat exchanger, the tube (2) and the fin (3) are joined together, and the fin (3) adjacent to the edge of the insertion hole (3a) is bent so as to protrude from the edge. A plurality of protrusions (3c) that come into contact with each other are provided, and the plurality of protrusions (3c) are shifted from each other in the major axis direction of the insertion hole (3a).
これにより、突出部(3c)の突出寸法は、最大、挿入穴(3a)の短径方向寸法と略同等まで拡大することができ得る。 Thereby, the protrusion dimension of the protrusion part (3c) can be expanded to the maximum substantially the same as the dimension of the minor axis direction of the insertion hole (3a).
したがって、フィン(3)間寸法であるピッチ寸法に相当する長さの突出寸法を確実に確保することができ得るので、挿入穴(3a)の短径方向寸法を拡大することなく、突出部(3c)の突出寸法を大きくすることできる。 Accordingly, since it is possible to reliably ensure a protruding dimension having a length corresponding to the pitch dimension which is the dimension between the fins (3), the protruding portion (3a) can be secured without increasing the minor-axis direction dimension. The protruding dimension of 3c) can be increased.
延いては、チューブ(2)の短径方向寸法を小さくすることができ得るので、チューブ(2)間の寸法を小さくして、熱交換器の熱交換面積(いわゆる、コア面積)を増大させることができ、熱交換器の能力を増大させることができる。 As a result, the dimension in the minor axis direction of the tube (2) can be reduced, so that the dimension between the tubes (2) is reduced to increase the heat exchange area (so-called core area) of the heat exchanger. And the capacity of the heat exchanger can be increased.
請求項2に記載の発明では、扁平状の断面形状を有するチューブ(2)、及びチューブ(2)内を流通する流体とチューブ(2)外を流通する流体との熱交換を促進する複数枚の板状のフィン(3)を有し、フィン(3)に形成された扁平状の挿入穴(3a)にチューブ(2)を貫通挿入した状態でチューブ(2)とフィン(3)とが接合された熱交換器であって、挿入穴(3a)の縁部には、この縁部から突出するように折り曲げられて隣り合うフィン(3)に接触する複数本の突出部(3c)が設けられており、複数本の突出部(3c)は、挿入穴(3a)の長径方向において、互いに千鳥状にずれていることをことを特徴とする。
In the invention described in
これにより、突出部(3c)の突出寸法は、最大、挿入穴(3a)の短径方向寸法と略同等まで拡大することができ得る。 Thereby, the protrusion dimension of the protrusion part (3c) can be expanded to the maximum substantially the same as the dimension of the minor axis direction of the insertion hole (3a).
したがって、フィン(3)間寸法であるピッチ寸法に相当する長さの突出寸法を確実に確保することができ得るので、挿入穴(3a)の短径方向寸法を拡大することなく、突出部(3c)の突出寸法を大きくすることできる。 Accordingly, since it is possible to reliably ensure a protruding dimension having a length corresponding to the pitch dimension which is the dimension between the fins (3), the protruding portion (3a) can be secured without increasing the minor-axis direction dimension. The protruding dimension of 3c) can be increased.
延いては、チューブ(2)の短径方向寸法を小さくすることができ得るので、チューブ(2)間の寸法を小さくして、熱交換器の熱交換面積(いわゆる、コア面積)を増大させることができ、熱交換器の能力を増大させることができる。 As a result, the dimension in the minor axis direction of the tube (2) can be reduced, so that the dimension between the tubes (2) is reduced to increase the heat exchange area (so-called core area) of the heat exchanger. And the capacity of the heat exchanger can be increased.
請求項3に記載の発明では、挿入穴(3a)の縁部には、所定面圧以上の面圧にてチューブ(2)の外周面に接触するバーリング部(3b)が設けられていることを特徴とするものである。
In the invention according to
請求項4に記載の発明では、バーリング部(3b)は、チューブ(2)の外周全域でチューブ(2)に接触していることを特徴とするものである。 The invention according to claim 4 is characterized in that the burring portion (3b) is in contact with the tube (2) in the entire outer periphery of the tube (2).
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、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。 Incidentally, the reference numerals in parentheses of each means described above are an example showing the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.
本実施形態は、本発明に係る熱交換器を、内燃機関(エンジン)の冷却水と空気とを熱交換してエンジン冷却水を冷却するラジエータに適用したものであって、図1は本実施形態に係るラジエータ1の正面図であり、図2は図1のA−A断面図であり、図3はプレートフィン3の拡大図であり、図4は図2のA−B−C−D断面図である。
In this embodiment, the heat exchanger according to the present invention is applied to a radiator that cools engine cooling water by exchanging heat between cooling water and air of an internal combustion engine (engine), and FIG. 2 is a front view of the radiator 1 according to the embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, FIG. 3 is an enlarged view of the
図1中、チューブ2は冷却水が流通する金属(本実施形態では、アルミニウム)製の管であり、本実施形態では、チューブ2として、板材を曲げて扁平(楕円)管状にした後、溶接にて接合した扁平断面形状形状を有する溶接管(電縫管)である。
In FIG. 1, a
なお、チューブ2の溶接部(図示せず)は、チューブ断面長径方向端部に形成された曲率半径が最も小さい湾曲部からずれた部位、つまり2つの湾曲部間の部位に設けられているとともに、その外周面側、つまりプレートフィン3と接触する側は、外周面側に形成された溶接による肉盛り(溶接ビード)がグラインダー等の切削(研削)手段により削り取られて滑らかな曲面となっている。なお、プレートフィン3の詳細は、後述する。
In addition, while the welding part (not shown) of the
タンク4は、チューブ2の長手方向端部にて複数本のチューブ2と連通するもので、紙面上側のタンク4は、各チューブ2にエンジン冷却水に分配供給するもので、紙面下側のタンク4は、空気との熱交換を終えたエンジン冷却水を集合回収するものである。
The tank 4 communicates with a plurality of
なお、本実施形態に係るタンク4は、チューブ2にろう接又は溶接された金属製のコアプレート4a、及びコアプレート4aと共にタンク内空間を構成する樹脂性のタンク本体4b等からなるもので、コアプレート4aとタンク本体4bとは、ゴム製のパッキン等のシール材を介して液密にカシメ固定されている。
The tank 4 according to the present embodiment includes a
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。因みに、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。 Here, “brazing” is a technique for joining so as not to melt the base material using brazing material or solder, as described in “connection / joining technology” (Tokyo Denki University Press). To tell. Incidentally, when joining using a filler material having a melting point of 450 ° C. or higher is called brazing, the filler material at that time is called brazing material, and when joining using a filler material having a melting point of 450 ° C. or less. Is called soldering, and the filler material at that time is called solder.
また、カシメ固定とは、結合する2つの部材のうち、少なくとも一方の部材を塑性変形させて、その塑性変形させた部分を他方側に圧接することにより2つの部材を機械的に結合する方法であり、本実施形態では、コアプレーと4aのカシメ突起部を塑性変形させて、タンク本体4bに圧接することにより金属製のコアプレート4aと樹脂製のタンク本体4bとを機械的に結合している。
Caulking is a method of mechanically coupling two members by plastically deforming at least one of the two members to be coupled and pressing the plastically deformed portion to the other side. In the present embodiment, the core plate and the caulking projection of 4a are plastically deformed, and the
また、冷却水流入口4cは、エンジンの冷却水出口側に接続されるもので、冷却水出口4dはエンジンの冷却水入口側に接続されるものである。
The
キャップ4eは、ラジエータ1内の冷却水を加圧する加圧式ラジエータキャップであり、ドレンキャップ4fは、ラジエータ1内のエンジン冷却水を抜くためのドレン口を閉塞する栓であり、取付部4gはラジエータ1を、キャリア、ラジエータサポート又はフロントエンドパネル等の車両ボディ側部材に組み付けるためのものである。
The cap 4e is a pressurizing radiator cap that pressurizes the cooling water in the radiator 1, the
次に、プレートフィン3について述べる。
Next, the
プレートフィン3はチューブ2の長手方向(図1では、上下方向)と直交する方向に拡がり、チューブ2の短径方向に帯状に延びて冷却水の熱交換を促進する金属(本実施形態では、アルミニウム)製の薄帯板であり、このプレートフィン3には、図2に示すように、チューブ2が貫通挿入された挿入穴3a、及びフィン3の一部を鎧窓状に切り起こしてフィン3周りを流通する空気を転向させて温度境界層の成長を抑制を有するルーバ3e等がプレス加工等により設けられている。
The
また、本実施形態では、図3に示すように、プレス加工等により挿入穴3aが形成された時、つまりチューブ2を挿入する前の状態においては、挿入穴3aの穴寸法は、二点差線で示されるチューブ2の外形寸法よりを小さくなっており、この状態で挿入穴3aにバーリング加工を施して挿入穴3aの寸法をチューブ2の外形寸法と略同一となるように拡げることにより、図4に示すように、チューブ2の外壁に接触する略筒状のバーリング部3bを挿入穴3aの縁部に設けている。
Moreover, in this embodiment, as shown in FIG. 3, when the
なお、バーリング部3bは、チューブ2の外周面に沿うようにしてチューブ2の外周略全域でチューブ2と接触しており、本実施形態では、チューブ2を挿入穴3aに挿入した状態で、拡管治具等によりチューブ2を拡大させることにより、チューブ2の外周面とバーリング部3bとを所定面圧以上の面圧にて圧接させてプレートフィン3とチューブ2とを機械的に接合している。
Note that the
また、挿入穴3aの縁部には、図3に示すように、この縁部から突出して隣り合うフィン3に接触させるための複数本(本実施形態では、2本)の突出部3cが設けられており、これら突出部3cは、挿入穴3aの長径方向(紙面上下方向)において、互いに千鳥状にずれている
因みに。突出部3cは、プレートフィン3から挿入穴3aに相当する部位を打ち抜く際に挿入穴3aと同時に成形されたものである。
Further, as shown in FIG. 3, a plurality of (two in this embodiment) projecting
また、突出部3cは、バーリング加工前にその先端側が約90°曲げ起こされた後、バーリング部3bを形成するためのバーリング加工と同時にその根元側がチューブ2の長手方向と略平行となるように約90°曲げられ、そして、突出部3cの先端側に設けられた曲げられた部分3dが、図4に示すように、隣り合うプレートフィン3に接触して隣り合うプレートフィン3間のピッチ寸法pが保持される。
Further, the protruding
次に、本実施形態の作用効果を述べる。 Next, the function and effect of this embodiment will be described.
本実施形態では、2本の突出部3cは、互いに挿入穴3aの長径方向にずれているので、突出部3cの突出寸法Aは、最大、挿入穴3aの短径方向寸法Bと略同等まで拡大することができる。
In the present embodiment, since the two
したがって、プレートフィン3間寸法であるピッチ寸法p(図4参照)に相当する長さの突出寸法A(図3参照)を確実に確保することができ得るので、挿入穴3aの短径方向寸法B(図3参照)を拡大することなく、突出部3cの突出寸法Aを大きくすることできる。
Accordingly, the projection dimension A (see FIG. 3) having a length corresponding to the pitch dimension p (see FIG. 4), which is the dimension between the
延いては、チューブ2の短径方向寸法C(図4参照)を小さくすることができるので、チューブ2間の寸法D(図4参照)を小さくして、ラジエータ1の熱交換面積(いわゆる、コア面積)を増大させることができ、ラジエータ1の能力を増大させることができる。
As a result, the dimension C (refer to FIG. 4) in the minor axis direction of the
(その他の実施形態)
上述の実施形態では、本発明に係る熱交換器を内燃機関(エンジン)の冷却水と空気とを熱交換して冷却水を冷却するラジエータに適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば空調装置やヒートポンプ式給湯器用の冷媒熱交換器にも適用することができる。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the heat exchanger according to the present invention is applied to the radiator that cools the cooling water by exchanging heat between the cooling water and the air of the internal combustion engine (engine), but the present invention is not limited thereto. Instead, for example, the present invention can also be applied to a refrigerant heat exchanger for an air conditioner or a heat pump type water heater.
また、上述の実施形態では、2本の突出部3cは、挿入穴3aの長径方向において互いに千鳥状にずれていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば長径軸に対していずれか一方側のみで2本の突出部3cが挿入穴3aの長径方向にずれていてもよい。
In the above-described embodiment, the two protruding
なお、長径軸とは、長径方向と平行な方向であって、チューブ2断面の図心に相当する位置を通る仮想の線である。また、図心とは有形な面において、面積モーメントが釣り合う位置である。
The major axis is a virtual line that passes through a position corresponding to the centroid of the cross section of the
3…プレートフィン、3a…挿入穴、3b…バーリング部、
3c…突出部、3e…ルーバ。
3 ... Plate fin, 3a ... Insertion hole, 3b ... Burring part,
3c ... protruding part, 3e ... louver.
Claims (4)
前記フィン(3)に形成された扁平状の挿入穴(3a)に前記チューブ(2)を貫通挿入した状態で前記チューブ(2)と前記フィン(3)とが接合された熱交換器であって、
前記挿入穴(3a)の縁部には、この縁部から突出するように折り曲げられて隣り合う前記フィン(3)に接触する複数本の突出部(3c)が設けられており、
さらに、前記複数本の突出部(3c)は、互いに前記挿入穴(3a)の長径方向にずれていることをことを特徴とする熱交換器。 The tube (2) having a flat cross-sectional shape, and a plurality of plate-like fins (3) that promote heat exchange between the fluid flowing through the tube (2) and the fluid flowing outside the tube (2) )
It is a heat exchanger in which the tube (2) and the fin (3) are joined in a state where the tube (2) is inserted through a flat insertion hole (3a) formed in the fin (3). And
The edge of the insertion hole (3a) is provided with a plurality of protrusions (3c) that are bent so as to protrude from the edge and contact the adjacent fin (3),
Further, the plurality of protrusions (3c) are shifted from each other in the major axis direction of the insertion hole (3a).
前記フィン(3)に形成された扁平状の挿入穴(3a)に前記チューブ(2)を貫通挿入した状態で前記チューブ(2)と前記フィン(3)とが接合された熱交換器であって、
前記挿入穴(3a)の縁部には、この縁部から突出するように折り曲げられて隣り合う前記フィン(3)に接触する複数本の突出部(3c)が設けられており、
さらに、前記複数本の突出部(3c)は、前記挿入穴(3a)の長径方向において、互いに千鳥状にずれていることをことを特徴とする熱交換器。 The tube (2) having a flat cross-sectional shape, and a plurality of plate-like fins (3) that promote heat exchange between the fluid flowing through the tube (2) and the fluid flowing outside the tube (2) )
It is a heat exchanger in which the tube (2) and the fin (3) are joined in a state where the tube (2) is inserted through a flat insertion hole (3a) formed in the fin (3). And
The edge of the insertion hole (3a) is provided with a plurality of protrusions (3c) that are bent so as to protrude from the edge and contact the adjacent fin (3),
Further, the plurality of projecting portions (3c) are staggered with respect to each other in the major axis direction of the insertion hole (3a).
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JP2003279193A JP2005043011A (en) | 2003-07-24 | 2003-07-24 | Heat exchanger |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9956654B2 (en) | 2013-04-03 | 2018-05-01 | Denso Corporation | Method for manufacturing heat exchanger, and heat exchanger |
JP2018087687A (en) * | 2018-02-15 | 2018-06-07 | 三菱電機株式会社 | Heat exchanger |
JP2020051694A (en) * | 2018-09-27 | 2020-04-02 | 株式会社デンソー | Heat exchanger |
-
2003
- 2003-07-24 JP JP2003279193A patent/JP2005043011A/en not_active Withdrawn
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JP2018087687A (en) * | 2018-02-15 | 2018-06-07 | 三菱電機株式会社 | Heat exchanger |
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