JP2009281703A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ケーシング内面に偏平チューブのディンプルが接触し、その接触部がろう付け固定されてなる水冷熱交換器において、そのろう付け部の耐圧性を向上させたものに関する。 The present invention relates to a water-cooled heat exchanger in which a dimple of a flat tube is in contact with an inner surface of a casing and the contact portion is brazed and fixed, and the pressure resistance of the brazed portion is improved.
多数の偏平チューブが並列されてコアを構成し、そのコアの外周にケーシングが被嵌され、ケーシング内に冷却水が流通する熱交換器において、その偏平チューブの外面にチューブ間隔保持用の多数のディンプルが互いに離間して一体的に突設形成されたものが知られている。そのチューブの並列方向最外側のディンプルは、その先端面がケーシング内面に設けた同様のディンプルと接触し、その接触部分が一体にろう付け固定されることにより、両者間に隙間を形成し、そこに冷却水路が形成される。
そして、各チューブ内に被冷却流体が流通すると共に、チューブ外面側に冷却水が流通し、両流体間に熱交換が行われる。
In a heat exchanger in which a large number of flat tubes are arranged in parallel to form a core, a casing is fitted around the core, and cooling water flows through the casing, a large number of tube intervals are maintained on the outer surface of the flat tubes. There are known dimples that are spaced apart from each other and integrally formed. The dimple on the outermost side in the parallel direction of the tube is in contact with a similar dimple provided on the inner surface of the casing, and the contact portion is integrally brazed to form a gap between the two. A cooling water channel is formed.
And while a to-be-cooled fluid distribute | circulates in each tube, a cooling water distribute | circulates to the tube outer surface side, and heat exchange is performed between both fluids.
従来の水冷型熱交換器の偏平チューブと、ケーシング内面とは図9に示す如く、両者が部分的に接触し、それ以外の部分に冷却水路6が形成されていた。すなわち、偏平チューブ1の外面にチューブ間隔保持用の多数のディンプル5が突設され、そのディンプル5の平坦面と、ケーシング4の凸部18の平坦面とが接触し、それらの接触部が互いにろう付け固定されていた。
なお、偏平チューブ1内面にはインナーフィン13が一体にろう付け固定されている。そして、冷却水路6側に加圧された冷却水3が流通し、偏平チューブ1内に被冷却流体16が流通して、両者間に熱交換が行われるものである。
As shown in FIG. 9, the flat tube of the conventional water-cooled heat exchanger and the inner surface of the casing are in partial contact with each other, and the
An
このような構造において、冷却水3による水圧がケーシング4内に加わると、凸部18とディンプル5のろう付け部の周縁である図上P点に最大応力が発生する。このように水圧が加わり続けるか、あるいは繰り返し加圧力が加わると、P点から亀裂破壊が成長する。これは凸部18とディンプル5部分のみで両者間がろう付けされ、そのろう付け面積が小さいので、そこに応力集中が起こるものである。これを防ぐには、偏平チューブ1およびケーシング4の板厚を厚くせざるをえなく、熱交換器の製造コストが高くになると共に、その重量が重くなる欠点があった。
そこで本発明はかかる問題点を解決することを課題とする。
In such a structure, when the water pressure by the
Therefore, an object of the present invention is to solve such problems.
請求項1に記載の本発明は、内部に被冷却流体を流通させる複数の偏平チューブ(1)が並列されたコア(2)と、そのコア(2)の外周を被蔽して偏平チューブ(1) の外周に冷却水(3)が流通するケーシング(4)とを有し、
夫々の前記偏平チューブ(1)の外面にはチューブ間隔保持用の複数のディンプル(5)が互いに離間して一体的に突設形成され、並列された方向の最外側の偏平チューブ(1)の各ディンプル(5)が前記ケーシング(4)の内面に部分的に接触し且つ、その接触部がろう付け固定されて、ケーシング(4)とその偏平チューブ(1)との隙間に冷却水路(6)が形成される熱交換器において、
前記ケーシング(4)の内面には、対向する偏平チューブ(1)の各ディンプル(5)の先端面に整合して、それと接触してろう付け固定される複数の低い第1凸部(7)と、そのディンプル(5)に対してその平面方向両側に隣接する偏平チューブ(1)の隣接平面(8) に部分的に接触してろう付け固定される一対の高い第2凸部(9) と、を有することを特徴とする熱交換器である。
請求項2に記載の本発明は、請求項1において、
前記一対の第2凸部(9)と第1凸部(7)は、前記冷却水(3)の流通方向に一直線上に並列された熱交換器である。
The present invention as set forth in
A plurality of dimples (5) for maintaining a tube interval are integrally formed on the outer surface of each of the flat tubes (1) so as to be spaced apart from each other, and the outermost flat tubes (1) in the juxtaposed direction are formed. Each dimple (5) is in partial contact with the inner surface of the casing (4), and the contact portion is brazed and fixed, and a cooling water channel (6) is formed in the gap between the casing (4) and the flat tube (1). In the heat exchanger in which
The inner surface of the casing (4) has a plurality of low first protrusions (7) aligned with the tip surfaces of the respective dimples (5) of the opposed flat tubes (1) and brazed and fixed in contact therewith. And a pair of high second protrusions (9) which are brazed and fixed partially in contact with the adjacent flat surfaces (8) of the flat tubes (1) adjacent to the dimples (5) on both sides in the plane direction. And a heat exchanger characterized by comprising:
The present invention according to
The pair of second convex portions (9) and the first convex portions (7) are heat exchangers arranged in a straight line in the flow direction of the cooling water (3).
本発明の熱交換器は、ケーシング4内に冷却水3が流通する熱交換器において、そのケーシング4に対向する偏平チューブ1の各ディンプル5に、ケーシング4の第1凸部7が接触してろう付け固定されると共に、そのディンプル5の両側に隣接する隣接平面8にケーシング4の第2凸部9が接触してろう付け固定されるから、全体のろう付け面積を大きくして、加圧力を分散させて、耐圧性を向上する。
即ち、各ろう付け部に応力を分散して負担させ、過大な応力集中を防ぎ、ろう付けの信頼性を向上し、冷却水側の耐圧性を向上しうる。そして、比較的板厚の薄いケーシングおよび偏平チューブを用いることができ、軽量で安価な熱交換器を提供できる効果がある。
上記構成において、請求項2に記載のように、一対の第2凸部9と第1凸部7とを冷却水3の流通方向に一直線上に並列させた場合には、冷却水3の流通を円滑に行い、流通にともなう圧力損失を減じて熱交換を促進しうる。
In the heat exchanger of the present invention, in the heat exchanger in which the
That is, it is possible to disperse and bear stress in each brazed portion, prevent excessive stress concentration, improve brazing reliability, and improve the pressure resistance on the cooling water side. And a casing and a flat tube with comparatively thin plate | board thickness can be used, and there exists an effect which can provide a lightweight and cheap heat exchanger.
In the above configuration, when the pair of second convex
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要部縦断面図であって、図3におけるI−I矢視断面略図である。また、図2は図1のII部拡大図、図3は同熱交換器の正面図、図4は同側面図、図5は図2のV−V矢視断面図である。また、図6は本発明の熱交換器のケーシング4内面に設けた第1凸部7および第2凸部9の斜視略図である。そして、図7は同熱交換器に用いられる偏平チューブ1の斜視図、図8は同偏平チューブ1の積層状態を示すコア2の斜視略図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a heat exchanger according to the present invention, and is a schematic sectional view taken along line II in FIG. 2 is an enlarged view of part II in FIG. 1, FIG. 3 is a front view of the heat exchanger, FIG. 4 is a side view thereof, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. FIG. 6 is a schematic perspective view of the
この熱交換器は、図1に示す如く、偏平チューブ1が多数並列されたコア2と、その外周を被蔽するケーシング4とを有する。コア2は図8に示す如く、偏平チューブ1の積層体からなり、その偏平チューブ1は、図7に示す如く、その両端部(一方側の端部を省略)が厚み方向に拡開された断面方形の拡開部1aを有し、その拡開部1aを除いて多数のディンプル5が偏平チューブ1の表面および裏面の外側に夫々突設されている。このディンプル5は端面が平坦な円錐台形に形成され、その高さは拡開部1aの突出高さに等しい。また、拡開部1aはその開口が矩形に形成され、その中央の一方側に爪部15が設けられ、他方側に欠切部14が形成されている。
そして図8のごとく、それぞれの偏平チューブ1を積層したとき、各拡開部1aの外面が互いに接触し且つ、隣接する欠切部14と爪部15とが互いに嵌着される。また、それぞれのディンプル5が接触し、各偏平チューブ1間の隙間に冷却水路6が形成される。そして、各偏平チューブ1内にはインナーフィン13が挿入されて、コア2を構成する。
As shown in FIG. 1, this heat exchanger has a
And when each
次に、図3,図4に示すケーシング4は、そのケーシング本体が箱状に形成され、その開口をケーシング蓋で閉塞する。そのケーシング4の長手方向両端には一対のタンク11が一体に設けられると共に、コア収納部の側面に一対の冷却水タンク10が一体に突設され、各タンク11および冷却水タンク10に出入口パイプ12が連通される。ケーシング4の板厚は偏平チューブ1の板厚の数倍以上に形成され、それぞれは、金属板のプレス成形体よりなる。そして図3に示す如く、ケーシング4の内面側には、多数のディンプル状の第1凸部7と第2凸部9とが一体に突設形成されている。
Next, the
即ち、ケーシング4の各ディンプルは、その長手方向に一直線上に一対の第2凸部9と第1凸部7とが、その内面側に突出形成されている。この第1凸部7は図2に示す如く、偏平チューブ1のディンプル5に整合して互いに接触し、一対の第2凸部9はディンプル5の両側に隣接した平坦な隣接平面8に接触する。そして、それらの接触部間がろう材17により、一体にろう付け固定されるものである。
That is, each dimple of the
なお、第2凸部9は第1凸部7に対して冷却水の流通方向の上流側と下流側とのみに設けられ、それに直行する側は図5のごとく、第2凸部は存在しない。第2凸部9の高さは第1凸部7よりもディンプル5の突出分だけ高くなっている。そして、ケーシング4の第2凸部9、第1凸部7を除いて、ケーシング4内面と偏平チューブ1との隙間に冷却水路6が形成される。なお、各偏平チューブ1どうしはディンプル5において互いに接触しその接触部がろう付け固定される。さらには、偏平チューブ1の拡開部1aどうし及び、その拡開部1aとケーシング4との間も一体にろう付け固定される。それと共に、偏平チューブ1内に設けられたインナーフィン13と偏平チューブ1内面との間も一体にろう付け固定される。
In addition, the
このようにしてなる熱交換器は、一例として一方のタンク11の出入口パイプ12から被冷却流体16が流入し、各偏平チューブ1内を流通して他方のタンク11および出入口パイプ12からそれが流出する。そして、冷却水3が一方の冷却水タンク10の出入口パイプ12から流入し、各偏平チューブ1外周を流通して他方の冷却水タンク10および出入口パイプ12からそれが外部に導かれ、両流体間に熱交換が行われるものである。
In the heat exchanger thus configured, as an example, the cooled
ケーシング4の内面は、前述のように部分的に偏平チューブ1外面とろう付け固定されるが、そのろう付け部は偏平チューブ1のディンプル5のみでなく、そのディンプル5を取り囲むように一対の第2凸部9においても、ろう付け固定される。そのため、ろう付け面積が大きくなり、水圧による応力が各部に分担される。即ち、ろう付け面積の増大により各部の応力分担が小さくなり、過度な応力集中を防止して、ろう付け部の強度を高くすることができる。それにより熱交換器の品質を向上すると共に、偏平チューブ1およびケーシング4の板厚を薄くすることができ、軽量で低価格の熱交換器を提供できることになる。それと共に、第2凸部9と第1凸部7とは冷却水の流れ方向に並列されているため、冷却水の流れを阻害することがない。
The inner surface of the
1 偏平チューブ
1a 拡開部
2 コア
3 冷却水
4 ケーシング
5 ディンプル
6 冷却水路
7 第1凸部
8 隣接平面
1 Flat tube
9 第2凸部
10 冷却水タンク
11 タンク
12 出入口パイプ
13 インナーフィン
14 欠切部
15 爪部
16 被冷却流体
17 ろう材
18 凸部
9 Second convex part
10 Cooling water tank
11 tanks
12 Entrance pipe
13 Inner fin
14 Notch
15 Nail
16 Fluid to be cooled
17 Brazing material
18 Convex
Claims (2)
夫々の前記偏平チューブ(1)の外面にはチューブ間隔保持用の複数のディンプル(5)が互いに離間して一体的に突設形成され、並列された方向の最外側の偏平チューブ(1)の各ディンプル(5)が前記ケーシング(4)の内面に部分的に接触し且つ、その接触部がろう付け固定されて、ケーシング(4)とその偏平チューブ(1)との隙間に冷却水路(6)が形成される熱交換器において、
前記ケーシング(4)の内面には、対向する偏平チューブ(1)の各ディンプル(5)の先端面に整合して、それと接触してろう付け固定される複数の低い第1凸部(7)と、そのディンプル(5)に対してその平面方向両側に隣接する偏平チューブ(1)の隣接平面(8)に部分的に接触してろう付け固定される一対の高い第2凸部(9)と、を有することを特徴とする熱交換器。 A core (2) in which a plurality of flat tubes (1) for circulating a fluid to be cooled are arranged in parallel, and a cooling water (3) covering the outer periphery of the core (2) on the outer periphery of the flat tube (1) A casing (4) through which
A plurality of dimples (5) for maintaining a tube interval are integrally formed on the outer surface of each of the flat tubes (1) so as to be spaced apart from each other, and the outermost flat tubes (1) in the juxtaposed direction are formed. Each dimple (5) is in partial contact with the inner surface of the casing (4), and the contact portion is brazed and fixed, and a cooling water channel (6) is formed in the gap between the casing (4) and the flat tube (1). In the heat exchanger in which
The inner surface of the casing (4) has a plurality of low first protrusions (7) aligned with the tip surfaces of the respective dimples (5) of the opposed flat tubes (1) and brazed and fixed in contact therewith. And a pair of high second protrusions (9) which are brazed and fixed partially in contact with the adjacent flat surfaces (8) of the flat tubes (1) adjacent to the dimples (5) on both sides in the plane direction. And a heat exchanger.
前記一対の第2凸部(9)と第1凸部(7)は、前記冷却水(3)の流通方向に一直線上に並列された熱交換器。 In claim 1,
The pair of second protrusions (9) and the first protrusions (7) are heat exchangers arranged in a straight line in the flow direction of the cooling water (3).
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DE102016210261A1 (en) * | 2016-06-10 | 2017-12-14 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Heat exchanger and manufacturing method therefor |
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