JP2018115775A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内部に媒体を流通させ、外部に空気を通過させることで該媒体と熱交換を行って前記空気の熱交換を行うことが可能な熱交換器に関する。 The present invention relates to a heat exchanger capable of exchanging heat with the medium by circulating a medium inside and allowing air to pass outside to exchange heat with the medium.
従来から、自動車等の車両に用いられる車両用空調装置において、内部に冷媒を流通させることで通過する空気を冷却するエバポレータ等の熱交換器が用いられている。この熱交換器は、例えば、特許文献1に開示されるように、一組のヘッダと、前記ヘッダの間に接続される複数のチューブと、前記チューブの間に設けられた複数のフィンと、最も幅方向両端となるフィンの外側に設けられる一対のサイドプレートとを備え、前記ヘッダの長手方向に沿って前記チューブ及び前記フィンが並列に配置されると共に、前記サイドプレートによって前記チューブ及び前記フィンからなるコア部が補強される。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a vehicle air conditioner used in a vehicle such as an automobile, a heat exchanger such as an evaporator that cools air passing by circulating a refrigerant therein is used. For example, as disclosed in Patent Document 1, the heat exchanger includes a pair of headers, a plurality of tubes connected between the headers, a plurality of fins provided between the tubes, A pair of side plates provided on the outer sides of the fins at both ends in the width direction, the tubes and the fins being arranged in parallel along the longitudinal direction of the header, and the tubes and the fins by the side plates. The core part which consists of is reinforced.
上述した熱交換器では、例えば、該熱交換器へ供給される冷媒を圧縮する圧縮機からの振動や配管内を流れる冷媒流れで生じる振動等が前記配管を通じてヘッダから前記チューブへと伝達された際、サイドプレートの板厚が空気の通過方向と直交するチューブの幅寸法よりも小さく形成されているため、前記サイドプレートが振動し、その振動が前記熱交換器を囲むケースへと伝播することで熱交換器周辺の空気が振動し異音の原因となる。また、このような振動に起因した異音発生を抑制するため、ゴム等に制振部材を設けることが考えられるが、部品点数及び重量の増加を招くこととなる。 In the heat exchanger described above, for example, vibration from a compressor that compresses the refrigerant supplied to the heat exchanger, vibration generated by a refrigerant flow flowing in the pipe, and the like are transmitted from the header to the tube through the pipe. At this time, since the plate thickness of the side plate is smaller than the width dimension of the tube orthogonal to the air passage direction, the side plate vibrates and the vibration propagates to the case surrounding the heat exchanger. The air around the heat exchanger vibrates and causes noise. In order to suppress the generation of abnormal noise due to such vibrations, it is conceivable to provide a damping member on rubber or the like, but this leads to an increase in the number of parts and weight.
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、部品点数を増加させることなく異音の発生を抑制することが可能な熱交換器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a heat exchanger capable of suppressing the generation of abnormal noise without increasing the number of parts.
前記の目的を達成するために、本発明は、互いに間隔をおいて配置される一組のタンクと、長手方向に沿った両端部がそれぞれタンクに接続され媒体が内部を流通する複数のチューブと、隣接するチューブの間に設けられる複数のフィンと、タンクの延在方向に沿った幅方向両端部のフィンに装着されるサイドプレートとを有した熱交換器において、
サイドプレートは板材から形成され、サイドプレートの板厚がタンクの延在方向に沿ったチューブの厚さ寸法に対して大きく形成されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention includes a set of tanks that are spaced apart from each other, and a plurality of tubes in which both ends along the longitudinal direction are respectively connected to the tank and the medium circulates inside. In a heat exchanger having a plurality of fins provided between adjacent tubes and side plates attached to fins at both ends in the width direction along the extending direction of the tank,
The side plate is formed of a plate material, and the thickness of the side plate is larger than the thickness of the tube along the extending direction of the tank.
本発明によれば、熱交換器を構成するタンクの延在方向において、その幅方向両端部に設けられたフィンにサイドプレートが装着され、その板厚をタンクの延在方向に沿ったチューブの厚さ寸法よりも大きく設定している。 According to the present invention, in the extending direction of the tank constituting the heat exchanger, the side plates are attached to the fins provided at both ends in the width direction, and the plate thickness of the tube along the extending direction of the tank is set. It is set larger than the thickness dimension.
従って、例えば、熱交換器に媒体を供給するための圧縮機やチューブ内の媒体流れを起因とした振動がチューブからフィンを介してサイドプレートへと伝播された場合でも、剛性の高いサイドプレートによって該振動を抑制することが可能となる。その結果、振動を抑制するための制振部材を設ける必要がないため、熱交換器における部品点数を増加させることなく、熱交換器周辺への振動伝播が抑制され空気の異音発生を抑制できる。 Therefore, for example, even when vibration caused by a compressor for supplying a medium to a heat exchanger or a medium flow in the tube is propagated from the tube to the side plate through the fin, This vibration can be suppressed. As a result, since it is not necessary to provide a damping member for suppressing vibration, vibration propagation to the periphery of the heat exchanger is suppressed without increasing the number of parts in the heat exchanger, and generation of abnormal noise in the air can be suppressed. .
また、サイドプレートの厚さ寸法を1.6mm以上で5mm以下となるように設定するとよい。 Moreover, it is good to set the thickness dimension of a side plate so that it may be set to 1.6 mm or more and 5 mm or less.
さらに、タンクの延在方向において、タンクの端面とサイドプレートの側面とを同一面とすることにより、熱交換器の外側に設けられるケースとの間の隙間を低減できるため、隙間を通じた風漏れを抑制することが可能となる。 Furthermore, by making the end face of the tank and the side surface of the side plate the same plane in the tank extending direction, the gap between the case and the case provided outside the heat exchanger can be reduced, so that air leakage through the gap Can be suppressed.
本発明によれば、以下の効果が得られる。 According to the present invention, the following effects can be obtained.
すなわち、熱交換器を構成するタンクの延在方向において、その幅方向両端部に設けられたフィンにサイドプレートが装着され、その板厚をタンクの延在方向に沿ったチューブの厚さ寸法よりも大きく設定することで、例えば、熱交換器に媒体を供給するための圧縮機やチューブ内の媒体流れを起因とした振動がチューブからフィンを介してサイドプレートへと伝播された場合でも、剛性の高いサイドプレートによって振動が好適に抑制される。その結果、熱交換器の部品点数を増加させることなく、熱交換器周辺への振動伝播を抑制することで空気の異音発生を抑制できる。 That is, in the extending direction of the tank constituting the heat exchanger, side plates are attached to the fins provided at both ends in the width direction, and the plate thickness is determined from the thickness dimension of the tube along the extending direction of the tank. For example, a compressor for supplying a medium to a heat exchanger or a vibration caused by a medium flow in a tube is rigid even if the vibration caused by the medium flow in the tube is propagated from the tube to the side plate through the fins. Vibration is suitably suppressed by the side plate having a high height. As a result, the generation of abnormal air noise can be suppressed by suppressing vibration propagation around the heat exchanger without increasing the number of parts of the heat exchanger.
本発明に係る熱交換器について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図1において、参照符号10は、本発明の実施の形態に係る熱交換器を示す。
Preferred embodiments of the heat exchanger according to the present invention will be described below and described in detail with reference to the accompanying drawings. In FIG. 1,
この熱交換器10は、図1に示されるように、例えば、その内部に冷媒(媒体)の流通するエバポレータとして用いられ、一組の第1及び第2ヘッダ(タンク)12、14と、前記第1ヘッダ12と第2ヘッダ14との間を接続する複数のチューブ16と、前記チューブ16の間に設けられ波状に折曲された複数のフィン18、18aと、前記第1及び第2ヘッダ12、14の幅方向(矢印A方向)に沿った両端部に設けられる一対のサイドプレート20a、20bとを含み、前記第1及び第2ヘッダ12、14の幅方向(矢印A方向)と直交する熱交換器10の厚さ方向(図3中、矢印C方向)に空気が通過することで前記冷媒との熱交換が行われる。
As shown in FIG. 1, the
第1及び第2ヘッダ12、14は、その内部に空間を有した箱状に形成され、熱交換器10の幅方向(矢印A方向)に所定長さで延在すると共に、前記第1ヘッダ12の一端部には、冷媒の供給・排出される導入管22及び導出管24が設けられている。
The first and
チューブ16は、例えば、アルミニウム材料からなる断面扁平状に形成され、その内部には冷媒の流通する流路27(図3参照)が長手方向(矢印B1、B2方向)に沿って形成され、その一端部が第1ヘッダ12の内部と接続され、他端部が第2ヘッダ14の内部と接続されることで、前記チューブ16を通じて前記第1ヘッダ12と前記第2ヘッダ14とが連通している。
The
また、チューブ16は、第1及び第2ヘッダ12、14の幅方向(矢印A方向)に沿って互いに等間隔離間するように複数設けられると共に、図3に示されるように、空気の流れ方向(矢印C1方向)に沿って2列となるように設けられる。
Further, a plurality of
フィン18、18aは、図1〜図3に示されるように、例えば、アルミニウム材料等の薄板を成形することで断面波状に折曲され、隣接配置された2つのチューブ16に対して交互に接するように配置されると共に、波状の断面形状で熱交換器10の厚さ方向に沿って所定幅だけ延在するように形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
サイドプレート20a、20bは、例えば、一定厚さで形成された板材からなり、熱交換器10の幅方向両端部に配置されたフィン18aの側部にそれぞれろう付けされ、その長手寸法は前記フィン18aの長手寸法と略同等に形成される。これにより、熱交換器10において最も幅方向外側に設けられたフィン18aの側部がサイドプレート20a、20bによって覆われる。
The
また、サイドプレート20a、20bには、図3に示されるように、長手方向(図1中、矢印B1、B2方向)と直交する厚さ方向(矢印A方向)に突出した複数の膨出部26が設けられ、この膨出部26は、断面略矩形状で長手方向(矢印B1、B2方向)に沿って同一断面で延在すると共に、該長手方向と直交する幅方向(矢印C方向)において互いに所定間隔離間するように設けられる。
Further, as shown in FIG. 3, the
このサイドプレート20a、20bの板厚Taは、チューブ16における長手方向と直交する厚さ寸法Tbより大きく形成される(Ta>Tb)。換言すれば、サイドプレート20a、20bの板厚Taは、チューブ16における第1及び第2ヘッダ12、14の延在方向(矢印A方向)に沿った厚さ寸法Tbより大きく設定される。
The plate thickness Ta of the
なお、前記チューブ16の厚さ寸法Tbとは、断面扁平状に形成される幅広状の一側面と他側面との間の距離である。具体的には、サイドプレート20a、20bの板厚Taを1.6mm以上で5mm以下(1.6mm≦Ta≦5mm)となるように設定すると好適であり、さらには前記板厚Taを3mm以下(Ta≦3mm)とすると最適である。なお、サイドプレート20a、20bの板厚Taを5mm以上とすると、熱交換器10の重量増加を招くこととなり車両の燃費低下に影響を及ぼすため好ましくない。
In addition, the thickness dimension Tb of the
これにより、サイドプレート20a、20bは、チューブ16よりも高い剛性を有している。
Thereby, the
また、図1及び図2に示されるように、サイドプレート20a、20bの長手方向に沿った両端部には、該長手方向と直交方向に折曲された折曲部28がそれぞれ形成され、前記サイドプレート20a、20bがフィン18aに当接するように装着された際、折曲部28が前記フィン18aの両端部を覆うように設けられる。
Also, as shown in FIGS. 1 and 2,
なお、サイドプレート20a、20bは、上述したようにその長手方向に沿った両端部が第1及び第2ヘッダ12、14に対して離間して設けられる場合に限定されるものではなく、例えば、前記両端部が第1ヘッダ12の下端面及び第2ヘッダ14の上端面に対して当接した状態で接続されていてもよいし、その両端部が前記第1ヘッダ12及び第2ヘッダ14の内部へと差し込まれた状態で接続されていてもよい。
The
そして、サイドプレート20a、20bは、その膨出部26がフィン18aの側部に当接し、折曲部28が前記フィン18aの両端部を覆った状態でろう付けすることで一体的に固定される。この際、図1及び図2に示されるように、第1及び第2ヘッダ12、14の幅方向(矢印A方向)において、サイドプレート20a、20bの最も外側となる側面が前記第1及び第2ヘッダ12、14の幅方向に沿った端面と同一面となるように設けられる。
The
本発明の実施の形態に係る熱交換器10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、ここでは、熱交換器10がエバポレータとして用いられ、その外側を取り囲むように前記熱交換器10を図示しない車体へと取り付けるための矩形状のケース30(図2参照)が設けられている場合について説明する。
The
先ず、図示しない配管を通じて導入管22から導入された冷媒は、第1ヘッダ12から複数のチューブ16を通じて下方(矢印B1方向)へと流れ、第2ヘッダ14の空間へ到達する。この冷媒は、第2ヘッダ14から再び複数のチューブ16を通じて上方(矢印B2方向)へと流れ第1ヘッダ12へと導入された後、導出管24から排出され図示しない配管を経て圧縮機32へと供給され圧縮される。
First, the refrigerant introduced from the
このように、熱交換器10において複数のチューブ16を循環する冷媒とフィン18、18aを通過する空気との間で熱交換がなされ、該冷媒が加温されて導出管24から導出され圧縮機32等へと循環する。
In this way, heat exchange is performed between the refrigerant circulating in the plurality of
また、圧縮機32で発生する振動や図示しない配管内を流れる冷媒流れの振動等が導入管22や導出管24を介して第1ヘッダ12及びチューブ16へと伝播されることがある。このような場合でも、チューブ16の厚さ寸法Tbよりも一対のサイドプレート20a、20bの板厚Taが厚く形成されているため(Ta>Tb)、前記チューブ16からフィン18、18aを介して前記サイドプレート20a、20bへと伝播した振動が剛性の高いサイドプレート20a、20bによって抑制される。そのため、チューブ16に伝播された振動がサイドプレート20a、20bを介してケース30へと伝播することが防止され、該ケース30の振動に起因した周辺空気の異音発生が抑制される。
Further, vibration generated in the
以上のように、本実施の形態では、熱交換器10を構成する第1及び第2ヘッダ12、14の幅方向(矢印A方向)において、最も外側に設けられたフィン18aの側部にそれぞれサイドプレート20a、20bが設けられ、その板厚Taをチューブ16の厚さ寸法Tbよりも大きく設定することで、例えば、熱交換器10に冷媒を供給するための圧縮機32や冷媒流れを起因とした振動がチューブ16からフィン18、18aを介してサイドプレート20a、20bへと伝播された場合でも、剛性の高いサイドプレート20a、20bによって該振動を抑制することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, in the width direction (arrow A direction) of the first and
その結果、従来から熱交換器で用いられていたサイドプレートの剛性を高めることで、振動を抑制するための制振部材を設ける必要がなく、部品点数を増加させることなく熱交換器10の外側に設けられたケース30への伝播を抑制し、熱交換器10の周辺における空気の異音発生を抑制することができる。
As a result, it is not necessary to provide a damping member for suppressing vibrations by increasing the rigidity of the side plate conventionally used in the heat exchanger, and the outside of the
また、第1及び第2ヘッダ12、14の幅方向(矢印A方向)において、サイドプレート20a、20bの最も外側となる側面を、前記第1及び第2ヘッダ12、14の幅方向に沿った端面と同一面となるように形成することで、熱交換器10の外側に設けられるケース30との間の隙間を低減できるため、この隙間を通じた下流側への風漏れを抑制することが可能となる。
Moreover, in the width direction (arrow A direction) of the first and
さらに、上述した実施の形態では、膨出部26を有したサイドプレート20a、20bについて説明したが、特にこれに形状が限定されるものではなく、例えば、前記膨出部26を有することのない平板状のサイドプレートとしてもよく、このサイドプレートの板厚Taが、チューブ16の厚さ寸法Tbより大きく設定されていればよい。
Further, in the above-described embodiment, the
なお、本発明に係る熱交換器は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。 The heat exchanger according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can of course have various configurations without departing from the gist of the present invention.
10…熱交換器 12…第1ヘッダ
14…第2ヘッダ 16…チューブ
18、18a…フィン 20a、20b…サイドプレート
22…導入管 24…導出管
26…膨出部 28…折曲部
30…ケース 32…圧縮機
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記サイドプレートは板材から形成され、該サイドプレートの板厚が前記タンクの延在方向に沿った前記チューブの厚さ寸法に対して大きく形成されることを特徴とする熱交換器。 A pair of tanks arranged at a distance from each other, a plurality of tubes whose both ends along the longitudinal direction are respectively connected to the tank, and a medium flows through the inside, and a plurality of tubes provided between the adjacent tubes In a heat exchanger having fins and side plates attached to fins at both ends in the width direction along the extending direction of the tank,
The heat exchanger according to claim 1, wherein the side plate is formed of a plate material, and the plate thickness of the side plate is larger than the thickness dimension of the tube along the extending direction of the tank.
前記サイドプレートの厚さ寸法は1.6mm以上で5mm以下となるように設定されることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1, wherein
The heat exchanger according to claim 1, wherein a thickness dimension of the side plate is set to 1.6 mm or more and 5 mm or less.
前記タンクの延在方向において、前記タンクの端面と前記サイドプレートの側面とが同一面となることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1 or 2,
In the extending direction of the tank, an end surface of the tank and a side surface of the side plate are flush with each other.
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