JP2006003051A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器に関するもので、特にエンジンの冷却水を冷却するラジエタに用いて有効である。 The present invention relates to a heat exchanger, and is particularly effective when used in a radiator for cooling engine coolant.
従来、熱交換器のチューブに流通する熱交換媒体を分配集合させるヘッダタンク構造は、例えば、特許文献1に記載されているように、チューブに結合する断面V字形状のコアプレートと、このコアプレートの内壁に結合する断面V字形状のタンクプレートと、コアプレートとタンクプレートとを組み合わせて形成された、断面略4角形の筒状のタンク空間の長手方向両端部を閉塞するサイドキャップの3つの部材から構成されていて、これら3つの部材がろう付けされることによって形成されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a header tank structure that distributes and collects a heat exchange medium flowing through a tube of a heat exchanger includes, for example, a core plate having a V-shaped cross section coupled to a tube, as described in Patent Document 1, and this core. A side cap 3 is formed by combining a tank plate having a V-shaped cross section coupled to the inner wall of the plate, a core plate and a tank plate, and closing both ends in the longitudinal direction of a cylindrical tank space having a substantially quadrangular cross section. It is composed of one member and is formed by brazing these three members.
また、従来技術として、図3,4に示されるような熱交換器のヘッダタンク構造も知られている。このヘッダタンク構造1は、チューブ5に結合する断面L字形状のコアプレート3と、このコアプレート3と組み合わされて断面4角形の筒状のタンク空間1aを形成する断面倒立L字形形状のタンクプレート2と、筒状のタンク空間1aの長手方向両端部を閉鎖するサイドキャップ4とから構成され、これら3つの部材がろう付けされることによって形成されている。
As a conventional technique, a header tank structure of a heat exchanger as shown in FIGS. 3 and 4 is also known. The header tank structure 1 includes a core plate 3 having an L-shaped cross section that is coupled to a tube 5 and an inverted L-shaped tank that is combined with the core plate 3 to form a
上記した従来のヘッダタンク構造は、いずれもコアプレート、タンクプレート及びサイドキャップの3つの部材から構成されているため、ろう付け部品点数が多くなり、ろう付け不良が発生し易いという問題があった。 Since the conventional header tank structure described above is composed of three members, a core plate, a tank plate, and a side cap, there is a problem that the number of brazing parts increases and brazing defects are likely to occur. .
また、これらのヘッダタンク構造には、図3,4に示すように熱交換媒体の流出入パイプ7が断面4角形の筒状のヘッダタンク1の一方の側面に直角に取り付けられている。そのため、流出入パイプ7からタンク空間1aに流入する熱交換媒体は、タンク空間1a内の流出入パイプ7と対向する内壁面に衝突して跳ね返り流れが発生し、これによって、流体の圧力損失を増大させているという問題があった。
Further, in these header tank structures, as shown in FIGS. 3 and 4, a heat exchange medium inflow /
更に上記した従来の熱交換器のヘッダタンク構造では、組み立てられた熱交換器を車両に搭載するために、図3に示すようにヘッダタンク1に取付ブラケット8を設ける必要があり、部品点数の増加を招いていた。
Furthermore, in the header tank structure of the conventional heat exchanger described above, in order to mount the assembled heat exchanger on the vehicle, it is necessary to provide a
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、流入する熱交換流体の圧力損失を低減することができると共に、サイドキャップ、取付ブラケット等の部品を無くすことができ、部品点数の削減及びろう付け必要部分の低減を図ることができるヘッダタンク構造を備えた熱交換器を提供する。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to reduce pressure loss of the inflowing heat exchange fluid and to eliminate parts such as side caps and mounting brackets. Provided is a heat exchanger having a header tank structure that can reduce the number of points and the brazing required portion.
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の熱交換器を提供する。
請求項1に記載の熱交換器は、ヘッダタンクが、タンクプレートとコアプレートの2つの部材から形成されていて、ヘッダタンクの短手方向の一方の側面に流体の出入管パイプが設けられており、この出入管パイプに対向するヘッダタンクの短手方向の他方の側面が、円弧状の曲面に形成されているものであり、これにより、タンクの部品点数を削減でき、ろう付け部分の低減を図れると共に、ヘッダタンクに流入する流体がタンクの壁面に当たって、跳ね返り流れが形成されるのを防止でき、流体の圧力損失の増大を防ぐことができる。
This invention provides the heat exchanger as described in each claim of a claim as a means for solving the said subject.
In the heat exchanger according to claim 1, the header tank is formed of two members, a tank plate and a core plate, and a fluid inlet / outlet pipe is provided on one side surface in the short direction of the header tank. The other side of the header tank in the short direction facing the inlet / outlet pipe is formed in an arcuate curved surface, which can reduce the number of parts in the tank and reduce brazed parts. In addition, it is possible to prevent the fluid flowing into the header tank from hitting the tank wall surface to form a rebounding flow, and to prevent an increase in fluid pressure loss.
請求項2の熱交換器は、タンクプレートが、その長手方向の両端部が、平坦部と、平坦部の一方の側部からタンク側に向けて垂直に立ち上がっている立上り部と、平坦部の他方の側部からチューブ側に向けて垂直に折曲した第1の折曲部とから形成されていて、その長手方向の中間部が、連続する立上り部を残して、円弧状に窪んだ曲面部に形成されており、かつコアプレートが、水平な底面部と、底面部の短手方向の一方の側部からタンク側に向けて垂直に折曲された側面部と、底面部の短手方向の他方の側部からチューブ側に向けて垂直に折曲された第2の折曲部とを有し、底面部にチューブが結合され、側面部に流体の出入管パイプが結合されていて、このタンクプレートとコアプレートとを組み合わせてろう付けすることにより、長手方向の両端部が閉鎖され、中間部に長円の中心を通って4分割した略扇形断面のタンク空間が形成され、出入管パイプがヘッダタンクの曲面部に対向するようにしたものである。これは、タンクプレートとコアプレートの構造を具体化したものであり、請求項1と同様の作用効果を奏するものである。
In the heat exchanger according to
請求項3の熱交換器は、タンクプレートとコアプレートとを組み合わせたときに、両者が当接して重ね合わされる、タンクプレートの長手方向の端部近くの立上り部とコアプレートの長手方向の端部近くの側面部とに、それぞれ位置を一致させて取付孔を形成したものであり、これにより、熱交換器を車両等に搭載するための取付ブラケット等を新らたに熱交換器に設ける必要がなく、この取付孔を利用して熱交換器を車両等に据え付けることができる。
請求項4の熱交換器は、タンクプレート及びコアプレートに係合爪及び係合雄部又は係合雌部を設けたものであり、これにより、タンクプレートとコアプレートを組み合わせるときに、両者の位置合わせ及びろう付け前の仮固定を容易に行うことができる。
請求項5の熱交換器は、特に、ヘッダタンクはチューブの長手方向両端部が接続される底面部と、底面部の一端部からチューブ長手方向に延び、出入管パイプが接続される略平板状の側面部とを有するコアプレートと、コアプレートの底面部の他端からコアプレートの側面部端部まで延出し、出入管パイプが対向する部位が円弧状の曲面である曲面部を有するタンクプレートとを有することを特徴とする。これにより、タンクの部品点数を削減でき、ろう付け部分の低減を図れると共に、ヘッダタンクに流入する流体がタンクの壁面に当たって、跳ね返り流れが形成されるのを防止でき、流体の圧力損失の増大を防ぐことができる。また、出入管パイプが接続されるコアプレートの側面部は略平板形状を有しているので、出入管パイプの開口縁部がヘッダタンク頂部近傍となるように出入管パイプを配することができ、出入管パイプの径を大径化することができる。
When the tank plate and the core plate are combined, the heat exchanger according to claim 3 is abutted and overlapped with each other, and the rising portion near the longitudinal end of the tank plate and the longitudinal end of the core plate The mounting holes are formed in the heat exchanger in order to mount the heat exchanger on the vehicle, etc. There is no need, and the heat exchanger can be installed on a vehicle or the like by using this mounting hole.
The heat exchanger according to claim 4 is provided with an engaging claw and an engaging male part or an engaging female part on the tank plate and the core plate, so that when the tank plate and the core plate are combined, Alignment and temporary fixation before brazing can be easily performed.
In the heat exchanger according to claim 5, in particular, the header tank has a bottom surface portion to which both end portions in the longitudinal direction of the tube are connected, and a substantially flat plate shape that extends in the tube longitudinal direction from one end portion of the bottom surface portion and to which the inlet / outlet pipe is connected. And a tank plate having a curved surface portion extending from the other end of the bottom surface portion of the core plate to the end portion of the side surface portion of the core plate and facing the inlet / outlet pipe is an arcuate curved surface. It is characterized by having. As a result, the number of parts of the tank can be reduced, the brazed portion can be reduced, and the fluid flowing into the header tank can be prevented from colliding with the tank wall surface to form a rebounding flow, thereby increasing the pressure loss of the fluid. Can be prevented. Further, since the side surface portion of the core plate to which the inlet / outlet pipe is connected has a substantially flat plate shape, the inlet / outlet pipe can be arranged so that the opening edge of the inlet / outlet pipe is near the top of the header tank. The diameter of the inlet / outlet pipe can be increased.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態の熱交換器について説明する。図1は、本発明の実施の形態の熱交換器の部分斜視図であり、図2は、本発明のヘッダタンクの中間部での断面図である。熱交換器10は、流体が流通する扁平状のチューブ5とコルゲート状フィン6とが交互に積層されているコア部と、これらのチューブ2がその長手方向の両端でそれぞれ接続されるヘッダタンク1と、コア部を保護するために、その両側にチューブ5と平行に設けられているサイドプレート9とより主に構成されている。この熱交換器10では、チューブ5内を通る流体と、チューブ5外のフィン6を通る気体との間で熱交換が行われ、ヘッダタンク1は、複数本のチューブ5内を流通する流体を分配集合させている。ヘッダタンク1には、それぞれ開口部が形成され、この開口部に出入管パイプ7が接続されている。これらの開口部の一方が熱交換器10への流体の流入側であり、他方が熱交換器10からの流体の流出側である。
Hereinafter, a heat exchanger according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial perspective view of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of an intermediate portion of the header tank of the present invention. The
次に本発明の特徴であるヘッダタンク1の構造について説明する。ヘッダタンク1は、タンクプレート2とコアプレート3の2つの板状部材を組み合わせることによって形成されている。
タンクプレート2は、その長手方向の両端部が、平坦部21と、この平坦部21の一方の側部からタンク側に向けて垂直に立ち上がっている立上り部22と、平坦部21の他方の側部からチューブ側に向けて垂直に折曲された第1の折曲部23とからなり、その長手方向の中間部が、端部から連続して延在している立上り部22を残して、円弧状に窪んだ曲面部24に形成されている。このタンクプレート2は、一般には絞り加工によって形成される。立上り部22は、タンクプレート2の長手方向に沿って端部から中間部に渡って連続して形成されているが、その立上げ幅は、両端部で高く、中間部では低くなっている。第1の折曲部23も、タンクプレート2の長手方向に沿って端部から中間部に渡って連続して延在しているが、中間部では曲面部24の一部となって同化している。曲面部24は、例えば長円を中心を通って4分割したときの90度の円弧形のような曲面に形成されている。この曲面部24が、後述するタンク空間1aの上面と他方の側面及び両端の閉鎖面を構成している。
Next, the structure of the header tank 1 that is a feature of the present invention will be described. The header tank 1 is formed by combining two plate-like members, a
The
コアプレート3は、水平な底面部31と、この底面部31の短手方向の一方の側部からタンク側に向けて垂直に折曲された略平板状の側面部32と、底面部31の短手方向の他方の側部からチューブ側に向けて延び、垂直に折曲された第2の折曲部33とを有している。側面部32の折曲高さは、第2の折曲部33の高さよりかなり高く形成されている。コアプレート3の底面部31には、チューブ5を挿通して固定するためのチューブ用取付孔(図示せず)が形成されている。また、コアプレート3の側面部32には、流体を出入させるための出入管パイプ7が連結している。このコアプレート3の側面部32と底面部31が、タンク空間1aの一方の側面と底面とを構成している。
The core plate 3 includes a horizontal
タンクプレート2の立上り部22の長手方向の端部近傍には、熱交換器10を車両等に据え付けるための取付孔2aが設けられている。同じく、コアプレート3の側面部32の長手方向の端部近傍には、同じ大きさの取付孔3aが形成されている。取付孔2aと3aは、タンクプレート2とコアプレート3とを立上り部22と側面部32とが当接して重ね合わせたときに連通するように、その位置が一致するように設けられている。これにより、組み立てられた熱交換器10を車両等に取り付けるための取付ブラケットを新らたに設ける必要なしに、これらの取付孔2a,3aを使用することで、熱交換器を車両等に取り付けることができる。
An
更に、図1に示されるように、タンクプレート2の長手方向の両端部には、係合爪25が設けられると共に、タンクプレート2の立上り部22の端面(長手方向に沿う端面)2bには、係合雌部26が設けられている。同様に、コアプレート3の長手方向の両端部には、複数の係合爪35が設けられると共に、コアプレート3の側面部32の端面(長手方向に沿う端面)3bには、係合雄部36が設けられている。これらの係合爪25,35及び係合雌部26と係合雄部36とは、タンクプレート2及びコアプレート3に適宜設けることができる。これらの係合爪25,35及び係合雌雄部26,36は、タンクプレート2とコアプレート3とをろう付け前に仮組み付けする際の、両者の位置合わせ及び固定に利用される。
Further, as shown in FIG. 1, engaging
タンクプレート2の両端部の平坦部21とコアプレート3の底面部31、タンクプレート2の立上り部22とコアプレート3の側面部32及びタンクプレート2の第1の折曲部23と曲面部24の一部とコアプレート3の第2の折曲部33とをそれぞれ当接させて、タンクプレート2とコアプレート3とを組み合わせ、係合爪25,35及び係合雌部26と係合雄部36との雌雄係合によって、両者は位置決め、仮固定され、この状態でろう付け処理が行われる。
この場合、タンクプレート2の立上り部22の端面2bとコアプレート3の側面部32の端面3b及びタンクプレート2の第1の折曲部23の端面2bとコアプレート3の第2の折曲部33の端面3bとは、図2に示すように同一平面を形成するように端面どうし2b,3bを合わせてもよいし、或いは端面どうし2b,3bで段差が形成されてもよい。
The
In this case, the
このようにして、ヘッダタンク1は、その長手方向の両端部がタンクプレート2の平坦部21とコアプレート3の底面部31とで閉鎖され、その中間部にタンクプレート2の曲面部24とコアプレート3の底面部31と側面部32とで囲まれた、例えば、細長い瓜を中心を通って4分割した形状のようなタンク空間1aが形成される。このとき、タンク空間1aの一方の側面であるコアプレート3の側面部32に流体の出入管パイプ7が設けられており、この出入管パイプ7に対向するタンク空間1aの他方の側面が、曲面で形成されているため、外部から出入管パイプ7を通ってタンク空間1a内に入った流体は、他方の側面に衝突して跳ね返り流れを形成することなく、曲面に沿ってスムーズに流れの方向が変えられて、チューブ5内に流れ込むようになり、流体の圧力損失が低減できる。
また、出入管パイプ7が接続されるコアプレート3の側面部32は略平板形状を有しているので、出入管パイプ7の開口縁部がヘッダタンク1の頂部近傍となるように出入管パイプ7を配することができ、出入管パイプ7の径を大径化することができる。
In this way, the header tank 1 is closed at both ends in the longitudinal direction by the
Further, since the
以上説明したように、本発明の実施の形態の熱交換器では、出入管パイプから流れ込む流体が、曲面に向って流れ込むので、流体の跳ね返り流れを改善することができ、その圧力損失の増大を防止することができる。また、ヘッダタンクがタンクプレートとコアプレートのみで構成されており、サイドキャップを省略することができるので、部品点数削減によるろう付け必要部分を低減することができ、ろう付け不良の発生を減らすことができる。更にまた、ヘッダタンクの一部に取付孔を設けたので、熱交換器を車両等に据え付ける際に必要とする取付ブラケット無しに、取り付けることができる。 As described above, in the heat exchanger according to the embodiment of the present invention, the fluid flowing from the inlet / outlet pipe flows toward the curved surface, so that the rebound flow of the fluid can be improved and the pressure loss is increased. Can be prevented. In addition, since the header tank is composed of only the tank plate and the core plate and the side cap can be omitted, it is possible to reduce the number of parts required for brazing by reducing the number of parts and reduce the occurrence of brazing defects. Can do. Furthermore, since a mounting hole is provided in a part of the header tank, it can be mounted without a mounting bracket required when the heat exchanger is installed in a vehicle or the like.
1…ヘッダタンク
1a…タンク空間
2…タンクプレート
2a…取付孔
21…平坦部
22…立上り部
23…第1の折曲部
24…曲面部
3…コアプレート
3a…取付孔
31…底面部
32…側面部
33…第2の折曲部
5…チューブ
6…フィン
7…出入管パイプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (5)
前記ヘッダタンクが、タンクプレートとコアプレートの2つの部材から形成されていて、前記ヘッダタンクの短手方向の一方の側面に、流体を前記ヘッダタンクに出入する出入管パイプが設けられており、前記ヘッダタンクの前記出入管パイプに対向する短手方向の他方の側面が、円弧状の曲面に形成されていることを特徴とする熱交換器。 In a heat exchanger comprising a core part in which tubes forming a fluid passage and heat-dissipating fins are alternately stacked, and header tanks arranged at both ends in the longitudinal direction of the tube to distribute and collect fluids,
The header tank is formed of two members, a tank plate and a core plate, and an inlet / outlet pipe for flowing fluid into and out of the header tank is provided on one side surface in the short direction of the header tank, 2. The heat exchanger according to claim 1, wherein the other side surface of the header tank opposite to the inlet / outlet pipe is formed in an arcuate curved surface.
前記コアプレートが、水平な底面部と、前記底面部の短手方向の一方の側部からタンク側に向けて垂直に折曲された側面部と、前記底面部の短手方向の他方の側部からチューブ側に向けて垂直に折曲された第2の折曲部とを有し、前記底面部に前記チューブが結合され、前記側面部に流体の出入管パイプが結合されていて、前記タンクプレートと前記コアプレートとを組み合わせてろう付けすることにより、長手方向の両端部が閉鎖され、中間部に長円の中心を通って4分割した略扇形断面のタンク空間が形成され、前記出入管パイプが前記ヘッダタンクの前記曲面部に対向していることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。 The tank plate has both ends in the longitudinal direction of a flat portion, a rising portion rising vertically from one side of the flat portion toward the tank side, and a tube from the other side of the flat portion. A first bent portion that is bent vertically toward the side, and a middle portion in the longitudinal direction is formed in a curved portion that is recessed in an arc shape, leaving the continuous rising portion. And the core plate has a horizontal bottom surface, a side surface bent vertically from one side of the bottom surface in the short direction toward the tank side, and the other of the bottom surface in the short direction. A second bent portion bent vertically from the side portion toward the tube side, the tube is coupled to the bottom surface portion, and a fluid inlet / outlet pipe is coupled to the side surface portion. Brazing the tank plate and the core plate in combination As a result, both end portions in the longitudinal direction are closed, and a tank space having a substantially fan-shaped cross section that is divided into four through the center of the ellipse is formed in the middle portion, and the access pipe is opposed to the curved surface portion of the header tank. The heat exchanger according to claim 1, wherein:
前記ヘッダタンクは、
前記チューブの長手方向両端部が接続される底面部と、この底面部の一端部からチューブ長手方向に延び、前記出入管パイプが接続される略平板状の側面部とを有するコアプレートと、
前記コアプレートの底面部の他端から前記コアプレートの側面部端部まで延出し、前記出入管パイプが対向する部位が円弧状の曲面である曲面部を有するタンクプレートとを有することを特徴とする熱交換器。 A core portion in which tubes forming a fluid passage and heat-dissipating fins are alternately stacked, a header tank disposed at both ends in the longitudinal direction of the tube, for distributing and collecting fluid, and cooling water being supplied to the header tank In a heat exchanger comprising an inlet / outlet pipe for inflow or outflow,
The header tank is
A core plate having a bottom surface portion to which both longitudinal ends of the tube are connected, and a substantially flat side surface portion extending from one end portion of the bottom surface portion in the tube longitudinal direction and connected to the inlet / outlet pipe;
A tank plate having a curved surface portion that extends from the other end of the bottom surface portion of the core plate to a side surface portion end portion of the core plate, and a portion facing the inlet / outlet pipe is an arcuate curved surface. Heat exchanger.
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