JP2017138033A

JP2017138033A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2017138033A
Application number: JP2016018012A
Authority: JP
Inventors: 高瀬　正明; Masaaki Takase; 正明高瀬
Original assignee: T Rad Co Ltd
Current assignee: T Rad Co Ltd
Priority date: 2016-02-02
Filing date: 2016-02-02
Publication date: 2017-08-10
Anticipated expiration: 2036-02-02
Also published as: JP6744105B2

Abstract

【課題】耐圧性が高く、かつ製作性の良い熱交換器を提供すること。【解決手段】ヘッダが、ヘッダプレート２およびヘッダタンク３と側板４とで構成され、その側板４は、両面にろう材が被覆された平板４ａの積層体からなる。【選択図】図２

Description

本発明は、耐圧強度の高いオイルクーラ等に最適な熱交換器に関する。

オイルクーラ等に利用される熱交換器として、特許文献１の発明が知られている。
特許文献１に記載のアルミニウム製熱交換器は、横断面が樋状に形成されたヘッダプレートおよびそこに嵌着するヘッダタンクと、その長手方向の両端に一対の側板が嵌着され、ヘッダ本体を形成するものである。

特開２００２−２５７４９３号公報

ヘッダプレートとヘッダタンクと側板とから形成される熱交換器、例えばオイルクーラにおいて、その側板に高い耐圧強度（例えば、３ＭＰａに耐える強度）が求められることがある。その場合、側板自体の板厚を十分に厚くする共に側板とヘッダタンク及びヘッダプレートとの接合強度の高いものが求められる。
特許文献１の側板を用いた場合、その板厚を厚くするとカシメ作業が困難となる。それと共に、ろう材が被覆された厚板の平板は高価なものとなる。
そこで、本発明は耐圧性が高く且つ、加工が容易でヘッダタンク及びヘッダプレートとのろう付が容易で、安価に入手できる側板を有する熱交換器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、チューブ１が挿通されるヘッダプレート２と、そのヘッダプレート２に被嵌されるヘッダタンク３と、そのヘッダプレート２とヘッダタンク３の組み合わせ体の長手方向の両側に位置して、それらの間に介装される一対の側板４とを有し、
その各側板４は、両面にろう材が被覆された複数の平板４ａの積層体よりなり、
炉中ろう付で、各平板４ａの層間から側板４の端面に溶出するろう材５により、側板４の端面とヘッダプレート２およびヘッダタンク３とが接合された熱交換器である。

請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の熱交換器において、
ヘッダプレート２およびヘッダタンク３には、ろう材が被覆されていないベア材が用いられた熱交換器である。
請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載の熱交換器において、
少なくともヘッダプレート２には、その内面側にろう材が被覆されたクラッド材が用いられた熱交換器である。

請求項４に記載の本発明は、請求項３に記載の熱交換器において、
少なくともヘッダプレート２には、その両面にろう材が被覆されたクラッド材が用いられた熱交換器である。
請求項５に記載の本発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の熱交換器において、
ヘッダプレート２およびヘッダタンク３の内面に、側板４の外周に整合する嵌着溝６を形成した熱交換器である。

請求項６に記載の本発明は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の熱交換器において、
ヘッダプレート２、ヘッダタンク３のいずれか一方の嵌着溝６に貫通孔７が形成され、前記側板４を構成する少なくとも一枚の端部に突出部８が形成され、その突出部８が貫通孔７に嵌着し、さらに、その突出部８がヘッダの外側に突出され、その外側に突出した端部をヘッダ外面に沿って折り曲げることにより、ろう付前に側板４がヘッダに仮固定される熱交換器である。

第１の発明は、ヘッダプレート２とヘッダタンク３の組み合わせ体の両側に一対の側板４を配置し、その各側板４は、両面にろう材が被覆された複数の平板４ａの積層体よりなり、炉中ろう付で、各平板４ａの層間から溶出するろう材５により、側板４とヘッダプレート２およびヘッダタンク３とを接合するものである。そのため、側板４とヘッダプレート２およびヘッダタンク３との接合部にろう材を確実に供給して、ろう付の信頼性を向上できる。即ち、各平板４ａの層間のろう材は円滑に側板４の端面に導かれて、効率よく側板４とヘッダプレート２およびヘッダタンク３との接合部に供給される。
また側板４は平板４ａの積層体からなり、その厚みを十分確保し、耐圧性の高い熱交換器を提供できる。また、比較的薄い市販の金属板の積層体で、厚い側板４を構成できるため、経済的である。

第２の発明は、第１の発明の構成において、ヘッダプレート２およびヘッダタンク３には、ろう材が被覆されていないベア材が用いられたものである。この場合にも、側板を構成する各平板４ａの層間のろう材により、側板４とヘッダプレート２およびヘッダタンク３との間を確実にろう付できる。
第３の発明は、第１の発明の構成において、少なくともヘッダプレート２には、その内面側にろう材が被覆されたクラッド材が用いられたものである。そのため、その内面側のろう材により、ヘッダプレート２とヘッダタンク３とのろう付が可能となる。また、ヘッダプレート２と側板４のろう付がより確実になる。さらに、ヘッダプレート２とチューブ１とのろう付がより確実になる。

第４の発明は、第３の発明の構成において、少なくともヘッダプレート２には、その両面にろう材が被覆されたクラッド材が用いられたものである。請求項３の発明の効果に加え、ヘッダプレート２とチューブ１とのろう付がよりいっそう確実になる。
第５の発明は、上記第１〜第４の発明のいずれかの構成において、ヘッダプレート２およびヘッダタンク３の内面に、側板４の外周に整合する嵌着溝６を形成したものである。この発明によれば、側板４を嵌着溝６に位置決めすると共に、その嵌着部にろう材を保持し、ろう付の信頼性を向上できる。

第６の発明は、上記第１〜第５の発明のいずれかの構成において、ヘッダプレート２、ヘッダタンク３のいずれかの嵌着溝６に貫通孔７を形成し、前記側板４の突出部８を貫通孔７に嵌着し、その突出部８を折り曲げて、ろう付前に側板４をヘッダに仮固定するものである。
この発明によれば、積層された平板からなる高強度の側板であっても、側板を構成する平板１枚の強度は低いので、その折り曲げ加工は容易であり、簡便に仮固定することができる。

本発明の熱交換器の要部分解図。同要部縦断面図。図２のIII−III矢視断面図。本発明の熱交換器に用いられる側板の分解斜視図。同組立て状態を示す縦断面図。同第２実施例の熱交換器の要部縦断面図及びその部分拡大図。同要部斜視図。

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。

図１〜図３は、本発明の第１実施例の要部を示す。
この熱交換器は、高耐圧（一例として３ＭＰａ）のオイルクーラに最適なものである。
この熱交換器は、アルミニウム（その合金を含む）、ステンレス等の金属材料や、それらにろう材が被覆されたクラッド材で形成することができる。そして、積層された多数の偏平なチューブ１およびそれらの層間に配置されたフィン（図示省略）からなるコアのチューブ１の長手方向両端には一対のヘッダが配置される。各ヘッダはヘッダプレート２とヘッダタンク３と一対の側板４とからなる。

この例では、ヘッダプレート２は、図３に示す如く、横断面（ヘッダプレート２の多数のチューブ挿通孔１０が並列される方向（この方向を長手方向として説明する）に対して垂直な面）がＵ字状に形成され、その両縁が僅かに外側に曲折されたフランジ部１６を形成する。そして、ヘッダプレート２の長手方向の両端部の内面側には、図１に示す如く嵌着溝６が形成されている。そして多数の偏平なチューブ挿通孔１０が定間隔に穿設される。
次に、ヘッダタンク３は、その開口部がヘッダプレート２の内側に嵌着され、その長手方向両縁部の内側に嵌着溝６が形成されている。なお、ヘッダプレート２とヘッダタンク３の各嵌着溝６の位置は整合している。

次に、側板４は一対の平板４ａを重ね合わせたものからなり、各平板４ａに半押状に形成されたダボ９が図２に示す如く互いに嵌合されている。そして、側板４の一部がヘッダプレート２の嵌着溝６に整合し、別の一部がヘッダタンク３の嵌着溝６に整合する。
また、各平板４ａの中段には段部１４が設けられ、その段部１４にヘッダタンク３の両端部に設けられた欠切部１１が着座する。
なお、側板４は図４に示す如く、平板４ａの両面にろう材５が被覆されたクラッド材からなる。

ヘッダタンク３には、ろう材が被覆されていないベア材を用いることができる。
ヘッダプレート２にも、両面または内面側にろう材が被覆されたクラッド材のみならず、ベア材を用いることもできる。
その場合は、ヘッダタンク３とヘッダプレート２とは、当接部近傍に塗布されたろう材によって接合される。

このようなヘッダプレート２のチューブ挿通孔１０にそれぞれ偏平なチューブ１を挿通して組立て、さらにヘッダプレート２にヘッダタンク３および側板４を組合わせ、側板４がヘッダプレート２の嵌着溝６およびヘッダタンク３の嵌着溝６との間に嵌着された状態で、一体に炉内ろう付することにより全体が接合される。

図６〜図７は、本発明の第２実施例であり、この例が前記第１実施例と異なる点について説明する。
側板４は３枚の平板４ａの積層体からなる。それと共に、ヘッダタンク３の頂部に貫通孔７が形成され、その貫通孔７に平板４ａの端部に形成された突出部８が挿通される。そして、側板４の厚み方向両側に位置する平板４ａの端部の突出部８がＬ字状に折り曲げられて折り曲げ部１５を形成し、側板４をヘッダタンク３に仮固定する。その状態で、全体が炉内でろう付され熱交換器を完成する。
なお、偏平なチューブ１とヘッダプレート２とは、ヘッダプレート２に被覆されたろう材によりろう付され、或いは偏平なチューブ１の外周に被覆されたろう材によりろう付される。

第１実施例の熱交換器においても、ヘッダタンク３に貫通孔７を設けることができる。その場合、突出部８が設けられた２枚の平板４ａを用いる。即ち、第１実施例のヘッダプレート２、ヘッダタンク３の嵌着溝６は他の構成に変更できる。
第１実施例および第２実施例の平板４ａのダボ９は設けることが好ましいが、なくてもよい。また、ヘッダタンク３の欠切部１１も設けることが好ましいが、なくてもよい。

側板４を構成する平板４ａのろう材は、炉内で溶融して側板４の端縁に供給され、側板４とヘッダタンク３との間及び側板４とヘッダプレート２との間を確実にろう付する。
また、側板４を構成する平板４ａの枚数は、積層状態で十分な耐圧性を有する数となっている。

１チューブ
２ヘッダプレート
３ヘッダタンク
４側板
４ａ平板
５ろう材
６嵌着溝
７貫通孔
８突出部
９ダボ
１０チューブ挿通孔
１１欠切部
１４段部
１５折り曲げ部
１６フランジ部

Claims

チューブ（１）が挿通されるヘッダプレート（２）と、そのヘッダプレート（２）に被嵌されるヘッダタンク（３）と、そのヘッダプレート（２）とヘッダタンク（３）の組み合わせ体の長手方向の両側に位置して、それらの間に介装される一対の側板（４）とを有し、
その各側板（４）は、両面にろう材が被覆された複数の平板（４ａ）の積層体よりなり、
炉中ろう付で、各平板（４ａ）の層間から側板（４）の端面に溶出するろう材（５）により、側板（４）の端面とヘッダプレート（２）およびヘッダタンク（３）とが接合された熱交換器。
請求項１に記載の熱交換器において、
ヘッダプレート（２）およびヘッダタンク（３）には、ろう材が被覆されていないベア材が用いられた熱交換器。
請求項１に記載の熱交換器において、
少なくともヘッダプレート（２）には、その内面側にろう材が被覆されたクラッド材が用いられた熱交換器。
請求項３に記載の熱交換器において、
少なくともヘッダプレート（２）には、その両面にろう材が被覆されたクラッド材が用いられた熱交換器。
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の熱交換器において、
ヘッダプレート（２）およびヘッダタンク（３）の内面に、側板（４）の外周に整合する嵌着溝（６）を形成した熱交換器。
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の熱交換器において、
ヘッダプレート（２）、ヘッダタンク（３）のいずれか一方の嵌着溝（６）に貫通孔（７）が形成され、前記側板（４）を構成する少なくとも一枚の端部に突出部（８）が形成され、その突出部（８）が貫通孔（７）に嵌着し、さらに、その突出部（８）がヘッダの外側に突出され、その外側に突出した端部をヘッダ外面に沿って折り曲げることにより、ろう付前に側板（４）がヘッダに仮固定される熱交換器。