JP4354796B2 - 熱交換器用エレメントおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
即ち、波の高さを高くするとその分だけ金属板をヘッダー部に対して大きな絞り加工をすることになり、その境目に亀裂が生じ易い。そのため、従来の波形伝熱部を有するエレメントは、波の高さを比較的低いものにせざるを得なかった。すると、波形伝熱部の伝熱面積が比較的小さいものとなり、熱交換性能の向上を余り期待できなかった。
前記対向する一対の金属板は、一枚の金属板をその側部で折返して重ね合わせ、その折返し縁(12)を前記フランジ状に形成し、
その波形伝熱部(4)の各波をその波の稜線方向両側へ連続して、一対のヘッダー部(3)の全幅に延在し、ヘッダー部(3)の各波はその稜線を直線状の直線波(14)にし、
そのヘッダー部(3)は、各波がその進行方向の一方向へのみ断面S字状に倒して平坦に押し潰し、そこに金属板の板厚3枚分の同一方向の重合部(5)を一定ピッチで形成し、各重合部(5)間に板厚1枚分の非重合部を存在させると共に、重合部(5)の内面側と非重合部の内面側とを面一の平面に形成し、
そのヘッダー部(3)の高さを前記周縁のフランジより高く且つ、一対のヘッダ部(3)間の波形伝熱部(4)の振幅の高さより低く形成し、そのヘッダー部(3)の周縁部にフランジ部(10)を形成し、
前記折り返されて対向する一対の前記金属板のフランジ部(10)どうしを、前記内面側の前記面一の平面で接触した状態で、その一対のフランジ部(10)の厚みに整合する溝幅を有する溝形材(11)をその一対のフランジ部(10)に被嵌して、
その溝形材(11)の上下からシーム溶接し、フランジ部(10)を溝形材(11)と共に溶着して、フランジ部(10)の重合部(5)である凹凸面をその溶着により平坦に形成し、溝形材(11)と一対のフランジ(10)との間を気密に一体的に溶着したことを特徴とする熱交換器用エレメントの製造方法である。
そのヘッダー部(3)の波形面を前記傾斜方向へ押し倒して、押し潰し、互いに圧接された偏平な断面S字状の重合部(5)を形成させる工程と、
を有する熱交換器用エレメントの製造方法である。
請求項3に記載の本発明は、請求項1または請求項2により形成された熱交換器用エレメントである。
また、ヘッダー部3の重合部5はそこに延在する各波が進行方向の一方側へのみ断面S字状に倒されて平坦に押し潰され、その高さが周縁のフランジより高く、波形伝熱部より低く形成され、ヘッダ部3の端縁にフランジ部10を形成したものであるから、その重合部5の構造を単純化し、その縁のフランジ部10を溶着するとき漏れの生じ難いヘッダー部3を形成できる。
しかも、その縁のフランジ部10は、重合部5の内面側と非重合部の内面側とを面一の平面に形成し、折り返されて対向する一対の前記金属板のそのフランジ部10どうしを、その内面側の面一の平面で接触して、そのフランジ部10を一体に溶着固定したからさらに漏れの生じ難いヘッダー部3を形成できる。
さらに、溝形材11をその一対のフランジ部10に被嵌して、その溝形材11の上下からシーム溶接し、フランジ部10を溝形材11と共に溶着して、フランジ部10の重合部5である凹凸面をその溶着により平坦に形成し、溝形材11と一対のフランジ10との間を気密に一体的に溶着したので、信頼性の高いエレメントを提供できる。
また、対向する一対の金属板は、一枚の金属板をその側部で折返して重ね合わせ、その折返し縁をフランジ状に形成したものであるから、部品点数が最小で済むと共に、接合部が少なく、信頼性の高い熱交換器用エレメントを製造できる。
前記ヘッダー部3の波形の一方側の第1立ち上がり面6を傾斜面とし且つ、稜線を平坦面とすると共に、その稜線に対して他方側の第2立ち上がり面7を垂直に形成する工程と、
そのヘッダー部3の波形面を前記傾斜方向へ押し倒して、押し潰し、互いに圧接された偏平な断面S字状の重合部5を形成させる工程と、
その第1立ち上がり面6が押し倒されるように押し潰して、ヘッダー部3の重合部5を形成することができる。
この製造方法によれば、無理なくヘッダー部3に断面S字状の重合部5を形成することができる。
図1は本発明の要部分解説明図であり、図2のI部拡大斜視図(その一部を分解)である。図2は本発明の熱交換器用エレメントの平面図であり、図3は図2の III− III矢視断面図である。また、図4は図2のIV−IV矢視断面図であり、図5はフランジ部10におけるシーム溶接後の溶着状態を示す断面図である。また図6は本エレメントの製造工程を示すものであり、(A)はその第1工程の平面図、(B)は同第1工程の斜視略図、(C)はその第2工程の斜視略図、(D)は(C)のD−D矢視略図である。
この熱交換器は図1及び図2に示す如く、一対の出入口9を除いて周縁が閉塞された一対の金属板1,金属板2からなり、その両側にヘッダー部3が位置し、それらの間に波形伝熱部4を有する。そして一対の金属板1,金属板2間に偏平な流路を形成したものである。この例では、一枚の金属板を折り返して郵便封筒状にし、一対の金属板1,金属板2を対向させ、その継目に接合部13を形成し、全体を偏平にすると共に、その両側のフランジ部10を溝形材11を介して接合し、対角位置に一対の偏平孔を形成して、そこに出入口9を設けたものある。
次に、エレメントの両側に位置するヘッダー部3では、その直線波17は図6(B)に示す如く、夫々の波形がその波の進行方向の一方側へ断面S字状に倒されて平坦に押し潰され、そこに金属板の板厚3枚分の多数の重合部5が断続的に形成されたものである。
即ち、先ず、図6(A)及び(B)の如く、金属板をその全幅に渡って波形に曲折する。その金属板の両側部においては、前述の如く、波の稜線14が直線状に形成された直線波17で、それらの中間においては稜線14がその平面方向に曲折する曲波16となる。夫々の高さ、即ち、振幅は同一であり、それらのピッチも同一である。曲波16と直線波17とは連続する。このような曲波16及び直線波17は、プレス機械により一体に形成することもできるが、順送りプレスによって一つずつ形成してもよい。その場合には、より振幅の大きな波を形成できる。波形伝熱部4およびヘッダー部3の各波の断面形状は矩形波であってもサインカーブ波であってもよい。
なお、図6の(A)は金属板の要部平面図であり、(B)はその斜視図である。
この例において、直線波17は図7(A)の如く、各波の一方側の第1立ち上がり面6が角θ傾斜し、他方側の第2立ち上がり面7が垂直に予め形成される。次いで、直線波17の振幅がなくなるように直線波17の上下両側から押し潰し、中心線上に図7(B)の如く押し潰した重合部5を形成する。第1立ち上がり面6のみが角θ傾斜していることにより、上下に押し潰すことで、簡単に図7(B)の如く押し潰し重合部5を形成できる。
また、重合部5の側端には図6(C)の如く、傾斜面18を介してフランジ部10が形成される。そして上下一対の金属板1,2により、対向する重合部5間にヘッダー部3が形成されるものである。
なお、図2においてエレメントの上下両端(平面方向の両縁)は、図1の如く折り返されて折り返し縁12を形成するものである。その折り返し縁12には、波形は形成されていない。そして袋状の両端縁は、その平面の中央で図2の如く重ね合わされ、その重ね合わせ部が接合されて接合部13を構成する。
波形伝熱部4は、前述の如く、その平面方向に曲折する波が上下で互いに交差する。そしてエレメント内を流通する被加熱流体は、波形伝熱部4内を平面的に蛇行し、各波の交差部で攪拌されつつ移動する。そしてエレメントの外面側には高温の排ガス等が、各波の稜線方向に流通し、それと被加熱流体との間に熱交換が行われる。
なお、このようなエレメントは多数積層され、各エレメント間に前記の高温の排気ガス等が流通する。そして被加熱流体は図示しないマニホールドを介し、夫々のエレメントの出入口9に導かれる。
2 金属板
3 ヘッダー部
4 波形伝熱部
5 重合部
6 第1立ち上がり面
7 第2立ち上がり面
9 出入口
10 フランジ部
11a拡開縁部
12 折り返し縁
13 接合部
14 稜線
15 溶着部
16 曲波
17 直線波
18 傾斜面
19 傾斜面
Claims (3)
- 金属板のプレス成形体で、対向する一対の金属板の周縁をフランジ状に形成して、その周縁を互いに閉塞し、内部に熱交換媒体の流通する偏平流路を形成すると共に、その偏平流路の流路方向の両端部に一対のヘッダー部(3)を設け、そのヘッダー部(3)間に多数の並列された波形に曲折された波形伝熱部(4)を設けた熱交換器用エレメントの製造方法において、
前記対向する一対の金属板は、一枚の金属板をその側部で折返して重ね合わせ、その折返し縁(12)を前記フランジ状に形成し、
その波形伝熱部(4)の各波をその波の稜線方向両側へ連続して、一対のヘッダー部(3)の全幅に延在し、ヘッダー部(3)の各波はその稜線を直線状の直線波(14)にし、
そのヘッダー部(3)は、各波がその進行方向の一方向へのみ断面S字状に倒して平坦に押し潰し、そこに金属板の板厚3枚分の同一方向の重合部(5)を一定ピッチで形成し、各重合部(5)間に板厚1枚分の非重合部を存在させると共に、重合部(5)の内面側と非重合部の内面側とを面一の平面に形成し、
そのヘッダー部(3)の高さを前記周縁のフランジより高く且つ、一対のヘッダ部(3)間の波形伝熱部(4)の振幅の高さより低く形成し、そのヘッダー部(3)の周縁部にフランジ部(10)を形成し、
前記折り返されて対向する一対の前記金属板のフランジ部(10)どうしを、前記内面側の前記面一の平面で接触した状態で、その一対のフランジ部(10)の厚みに整合する溝幅を有する溝形材(11)をその一対のフランジ部(10)に被嵌して、
その溝形材(11)の上下からシーム溶接し、フランジ部(10)を溝形材(11)と共に溶着して、フランジ部(10)の重合部(5)である凹凸面をその溶着により平坦に形成し、溝形材(11)と一対のフランジ(10)との間を気密に一体的に溶着したことを特徴とする熱交換器用エレメントの製造方法。 - 請求項1に記載の熱交換器用エレメントの製造方法において、
前記ヘッダー部(3)の波形を略横断面矩形波状に形成すると共に、その一方側の第1立ち上がり面(6)を傾斜面とし且つ、稜線を平坦面とすると共に、その稜線に対して他方側の第2立ち上がり面(7)を垂直に形成する工程と、
そのヘッダー部(3)の波形面を前記傾斜方向へ押し倒して、押し潰し、互いに圧接された偏平な断面S字状の重合部(5)を形成させる工程と、
を有する熱交換器用エレメントの製造方法。 - 請求項1または請求項2により形成された熱交換器用エレメント。
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