JP2016183833A

JP2016183833A - ヘッダープレートレス熱交換器

Info

Publication number: JP2016183833A
Application number: JP2015064642A
Authority: JP
Inventors: 大輔諏訪下; Daisuke Suwashita; 田中　外治; Sotoharu Tanaka; 外治田中
Original assignee: T Rad Co Ltd
Current assignee: T Rad Co Ltd
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2015-03-26
Publication date: 2016-10-20

Abstract

【課題】第１の流体と第２，第３の流体との間の熱交換を簡単な構造で行うこと。
【解決手段】ヘッダープレートレス熱交換器において、そのエレメントの一方のプレートの両端部を延長してそこに閉塞部８ａを形成し、閉塞部８ａを一対のタンク５に接合する。
【選択図】図１

Description

本発明はヘッダープレートを有さない熱交換器に関する。
即ち、両端部が厚み方向に膨出した一対の溝形プレートを向い合せて偏平チューブを形成し、そのチューブを膨出部の位置において積層してコアを形成する。そして、コアの外周にケーシングを被嵌したものである。

下記特許文献１に記載の熱交換器が知られている。
この熱交換器は、一対の溝形プレートを向い合わせに対向させ、その両端部を厚み方向に膨出して偏平チューブを形成し、各偏平チューブの両端に設けた膨出部で積層してコアを形成する。そしてコアの外周にケーシングを被嵌すると共に、そのコアの両端部に一対のタンク部を配置したものである。そしてケーシング内に第１流体として冷却水を流通し、各エレメントの外周にそれを供給する。それと共に、一方のタンク部から第２流体を流通させ、第１流体との間に熱交換を行うものである。

このような熱交換器は、エレメントである偏平チューブの両端部が厚み方向に膨出しているため、その膨出部で互いに積層することにより、その両端部の全体がヘッダープレートを形成し、構造の簡単な熱交換器となる。
この熱交換器は、偏平チューブの外周に流通する第１流体と偏平チューブの内部に流通する第２流体との２つの流体間に熱交換を行うものである。
次に、３つの流体間に熱交換を行うものとして、従来型の一対のタンク部を有する熱交換器において、各タンク部に仕切を設け、その一方側に第２流体を流通させ他方側に第３流体を流通させるものが知られている。しかし、その場合、仕切部の接続構造が複雑となり、液密性に欠けると共に、量産性が悪い欠点がある。

特開２０１４−１８１８５５号公報

ヘッダープレートレス熱交換器において、３つの流体間に熱交換を行うものであって、その構成及び製造が極めて簡単で、信頼性の高いもの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、偏平な溝状に形成されると共に、その長手方向の両端部が溝底方向に膨出された膨出部(1a)を有する一対のプレート(1)を具備し、各プレート(1)の溝底が対向するように互いに嵌着して、エレメント(2)を形成し、
複数のエレメント(2)がその両端部で積層されてコア(3)が形成され、
そのコア(3)の外周がケーシング(4)で被嵌され、コア(3)の両端にタンク部(5)が配置され、ケーシング(4)に第１流体(9)の出入口(6)が設けられて、各エレメント(2)間に第１流体(9)が導かれ、タンク部(5)に第２流体(10)の出入口(7)が設けられて、各エレメント(2)内に第２流体(10)が導かれるヘッダープレートレス熱交換器において、
前記エレメント(2)を構成する一対のプレートの内の一方の両端部が、他方のプレート(1)より長手方向に延長されて、その延長部に閉塞部(8a)を有する仕切プレート(8)が形成され、その仕切プレート(8)の閉塞部(8a)の外周縁が前記タンク部(5)に接合され、仕切プレート(8)を境に一対のタンク部(5)が前記積層方向に二分されて、一対ずつの第１タンク部(5a)と第２タンク部(5b)とが設けられ、
第１タンク部(5a)に前記第２流体(10)が導かれると共に、第２タンク部(5b)に第３流体(11)が導かれたことを特徴とするヘッダープレートレス熱交換器である。

請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のヘッダープレートレス熱交換器において、
仕切プレート(8)の閉塞部(8a)の外周縁に、立上げ縁(8b)が形成され、その立上げ縁(8b)が前記タンク部(5)の内壁に接合されたヘッダープレートレス熱交換器である。

請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２に記載のヘッダープレートレス熱交換器において、
第２タンク部(5b)の大きさが、第１タンク部(5a)の大きさより小さいヘッダープレートレス熱交換器である。

請求項４に記載の本発明は、請求項１または請求項２に記載のヘッダープレートレス熱交換器において、
第１タンク部(5a)の大きさと、第２タンク部(5b)の大きさが同じであるヘッダープレートレス熱交換器である。

請求項５に記載の本発明は、請求項１〜請求項４に記載のヘッダプレートレス熱交換器において、
仕切プレート(8)の側壁部で、その仕切プレート(8)の溝底に対向するプレート(1)の開口の端縁との境に、位置決め用の爪部(16)が突設されて、そのプレート(1)の端縁に当接して、そのプレート(1)が長手方向へ移動することを阻止するように構成したヘッダープレートレス熱交換器である。

本発明のヘッダープレートレス熱交換器は、その仕切プレート(8)の両端部外周縁がタンク部(5)に接合され、仕切プレート(8)を境に一対のタンク部(5)がコア(3)の積層方向に二分されて、一対ずつの第１タンク部(5a)と第２タンク部(5b)とが設けられ、各エレメント(2)間に第１流体(9)が導かれ、第１タンク部(5a)に第２流体(10)が導かれると共に、第２タンク部(5b)に第３流体(11)が導かれるものである。
そのため、従来知られている、ヘッダープレートレス熱交換器の一枚のプレートを仕切プレート(8)に代える構成だけで、第１流体(9)と第２流体(10)との間の熱交換ができると共に、第１流体(9)と第３流体(11)との間の熱交換が可能となる。そのため、コンパクトな熱交換器で、簡単に３流体間の熱交換を実現できる。それと共に、仕切の気密性、液密性を容易に形成できる。

請求項２に記載の熱交換器のように、仕切プレート(8)の閉塞部(8a)の外周縁に、立上げ縁(8b)を形成し、その立上げ縁(8b)をタンク部(5)の内周に接合した場合には、閉塞部(8a)とタンク部との接合を容易に行えると共に、その気密性、液密性をさらに良好に保つことができる。

請求項３に記載の熱交換器の如く、第２タンク部(5b)の大きさを、第１タンク部(5a)の大きさより小さくした場合には、熱交換容量の小さい方の流体を第２タンク部(5b)に導き、熱交換容量の大きい方の流体を第１タンク部(5a)に導いて、各流体に対して、最適条件で熱交換することができる。

請求項４に記載の熱交換器の如く、第１タンク部(5a)の大きさと、第２タンク部(5b)の大きさを同じにした場合には、第１流体と第２、第３の各流体との熱交換を共に促進できる。

請求項５に記載の熱交換器の如く、仕切プレート(8)の爪部(16)に、プレート(1)の端縁を当接して、そのプレート(1)の位置決めを行った場合には、熱交換器の組立てが容易で、量産性の高い熱交換器となる。

本発明の熱交換器の分解斜視図。同組立て状態を示す平面図。図２のIII−III矢視断面図。仕切プレート８とプレート１との位置決め関係を示す説明図。

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。
本発明のヘッダープレートレス熱交換器は、長手方向の両端部に膨出部１ａを有するエレメントに有し、一対のプレート１の溝底が対向するように互いに嵌着してエレメント２を形成する。そして、エレメント２の両端部で互いに積層してコア３を形成する。そしてコア３の外周にケーシング４を被嵌すると共に、コア３の両端にタンク部５を配置する。

ここにおいて、本発明の特徴とするところは、エレメント２を構成する一対のプレートの内の一方の両端部を、他方のそれより長手方向に延長して、その延長部に閉塞部８aを有する仕切プレート８を形成する。その仕切プレート８には、その側壁部に爪部１６がその両脇の一対の欠切部１７を介して一体に突設されている。その爪部１６の位置は、仕切プレート８に対向するプレート１の開口の端縁に隣接する。そして、仕切プレート８にプレート１を嵌着し、そのプレート１の開口縁を爪部１６に位置決めして、プレート１がその長手方向に移動しないようにする。そしてその仕切プレート８の閉塞部８aの外周縁をタンク部５に接合する。それにより、仕切プレート８を境に一対のタンク部５が積層方向に二分されて一対ずつの第１タンク部５ａと第２タンク部５bとを設ける。そして第１タンク部５ａに第２流体１０を導くと共に、第２タンク部５ｂに第３流体１１を導く。そして第２流体１０と第１流体９との間、及び第３流体１１と第１流体９との間に熱交換を行うものである。

その仕切プレート８の閉塞部８ａの外周は、図１に示す如く立ち上げられ、その立上げ縁８ｂがタンク部５の内周にろう付け固定される。この例では、ケーシング４とタンク部５とが一体に形成されている。そしてケーシング４の両端部に一対のマニホールド１３が設けられ、そこに一対のパイプからなる第１流体９用の出入口６が取付けられる。
なお、この例ではタンク部５内に位置決め用ビート１４が設けられ、それに各エレメント２の開口縁が位置決めされる。
ケーシング４およびタンク部５には、蓋部材１５が被嵌される。そして、その蓋部材１５の両端部の第２タンク部５ｂに、一対のパイプからなる第３流体１１の出入口１２が設けられ、一対の第１タンク部５ａの下面側に第２流体１０の一対の出入口７が設けられている。

このような、各部品は一体的にろう付け固定され、その内部は図３の如く形成される。
即ち、一対のタンク部５は、内部が仕切プレート８により夫々第１タンク部５ａと第２タンク部５ｂとに分割されている。この例では、第２タンク部５ｂの大きさが第１タンク部５ａよりも小さく形成され、そこに第３流体１１が導かれ、この例では２つのエレメント内にそれが流通し、一方の出入口１２から他方の出入口１２に導かれる。
また、第１タンク部５ａには第２流体１０が導かれそれが多数のエレメント２を流通して、一方の出入口７から他方の出入口７に導かれる。

また、図２に示す如く、冷却水としての第１流体９が一方の出入口６からマニホールド１３を介して各エレメントの外周を流通し、一方の出入口６から他方の出入口６に導かれる。そして第１流体９と第２流体１０との間及び、第１流体９と第３流体１１との間に熱交換が行われる。
なお、この例では仕切プレート８の位置を図３において、より上方寄りに配置したが、それを中間位置に配置しても良い。また、仕切プレート８を下方寄りに配置することも可能である。

図３において、第３流体１１の熱交換容量が小さいときは、第２タンク部５ｂを第１タンク部５ａよりも小さくすることができる。
第３流体１１の熱交換容量と第２流体１０の熱交換容量が略同一のときは、仕切プレート８を中間位置に配置するのが好ましい。

１プレート
１ａ膨出部
２エレメント
３コア
４ケーシング
５タンク部
５ａ第１タンク部
５ｂ第２タンク部
６出入口

７出入口
８仕切プレート
８ａ閉塞部
８ｂ立上げ縁
９第１流体
１０第２流体
１１第３流体
１２出入口
１３マニホールド
１４位置決め用ビート
１５蓋部材
１６爪部
１７欠切部

Claims

偏平な溝状に形成されると共に、その長手方向の両端部が溝底方向に膨出された膨出部(1a)を有する一対のプレート(1)を具備し、各プレート(1)の溝底が対向するように互いに嵌着して、エレメント(2)を形成し、
複数のエレメント(2)がその両端部で積層されて、コア(3)が形成され、
そのコア(3)の外周がケーシング(4)で被嵌され、コア(3)の両端にタンク部(5)が配置され、ケーシング(4)に第１流体(9)の出入口(6)が設けられて、各エレメント(2)間に第１流体(9)が導かれ、タンク部(5)に第２流体(10)の出入口(7)が設けられて、各エレメント(2)内に第２流体(10)が導かれるヘッダープレートレス熱交換器において、
前記エレメント(2)を構成する一対のプレートの内の一方の両端部が、他方のプレート(1)より長手方向に延長されて、その延長部に閉塞部(8a)を有する仕切プレート(8)が形成され、その仕切プレート(8)の閉塞部(8a)の外周縁が前記タンク部(5)に接合され、仕切プレート(8)を境に一対のタンク部(5)が前記積層方向に二分されて、一対ずつの第１タンク部(5a)と第２タンク部(5b)とが設けられ、
第１タンク部(5a)に前記第２流体(10)が導かれると共に、第２タンク部(5b)に第３流体(11)が導かれたことを特徴とするヘッダープレートレス熱交換器。
請求項１に記載のヘッダープレートレス熱交換器において、
仕切プレート(8)の閉塞部(8a)の外周縁に、立上げ縁(8b)が形成され、その立上げ縁(8b)が前記タンク部(5)の内壁に接合されたヘッダープレートレス熱交換器。
請求項１または請求項２に記載のヘッダープレートレス熱交換器において、
第２タンク部(5b)の大きさが、第１タンク部(5a)の大きさより小さいヘッダープレートレス熱交換器。
請求項１または請求項２に記載のヘッダープレートレス熱交換器において、
第１タンク部(5a)の大きさと、第２タンク部(5b)の大きさが同じであるヘッダープレートレス熱交換器。
請求項１〜請求項４のいずれかに記載のヘッダープレートレス熱交換器において、
仕切プレート(8)の側壁部で、その仕切プレート(8)の溝底に対向するプレート(1)の開口の端縁との境に、位置決め用の爪部(16)が突設されて、そのプレート(1)の端縁に当接して、そのプレート(1)が長手方向へ移動することを阻止するように構成したヘッダープレートレス熱交換器。