JP6532277B2 - Heat exchanger - Google Patents
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Description
本発明は、一例としてエンジン冷却水を冷却する大型の熱交換器に最適なものであって、その冷却水が一対のタンク間を蛇行状に流通するものに関する。 The present invention relates to, as an example, a large heat exchanger that cools engine cooling water, and in which the cooling water circulates between a pair of tanks in a meandering manner.
建設機械用の熱交換器の如く、大型で熱交換量の大きなものであって、エンジン冷却水をU字状にまたは、蛇行状に流通させるものが知られている。
下記特許文献1に記載の熱交換器は、コアの上下に一対のタンクを設け、上側のタンクはその長手方向中央に仕切部を配置することにより、冷却水をU字状に流通させるものが提案されている。
この熱交換器は、冷却水の流路長が長くなり、熱交換を促進させることができる。
As a heat exchanger for construction machinery, a large-sized one having a large amount of heat exchange, which circulates engine cooling water in a U-shape or in a serpentine manner is known.
In the heat exchanger described in
In this heat exchanger, the flow path length of the cooling water can be lengthened, and heat exchange can be promoted.
上側タンク内に仕切を設けて、流体を2パス型に流通させたものは、コアの一方の半分側を流通する温度と他方側を流通する流体の温度とが異なる。そのため、仕切を挟んで隣接するチューブ間に伝熱が生じ、その境界部において熱交換が低下する。それと共に、隣接するチューブ間に温度差が生じ、熱歪みを生じる。
そこで本発明は、複パス型の熱交換器においてコアの一方側から他方側に伝熱の生じ難いものを提供することを課題とする。
In the upper tank, a partition is provided and fluid is circulated in a two-pass type, the temperature flowing through one half of the core differs from the temperature flowing through the other side of the core. Therefore, heat transfer occurs between the adjacent tubes sandwiching the partition, and heat exchange at the boundary decreases. At the same time, a temperature difference occurs between adjacent tubes, causing thermal distortion.
Then, this invention makes it a subject to provide what is hard to produce a heat transfer from the one side of a core to the other side in a multipass-type heat exchanger.
請求項1に記載の本発明は、内部に被冷却媒体14が流通する偏平チューブ1と、冷却風が流通するフィン2とが交互に定ピッチで並列されたコア3と、各偏平チューブ1の両端が連通する一対のタンク4,5とを有し、被冷却媒体14が両タンク4,5間を複パスに蛇行する熱交換器において、
両タンク4,5の長手方向の中間位置で、隣り合う偏平チューブのそれぞれの端部が閉塞された少なくとも一対の仕切用チューブ6を形成し、一対の各仕切用チューブ6にはそれぞれ被冷却媒体が流通しないように形成し、
前記一対のタンク4,5は、それぞれ一端開放のタンク本体4a,5aとその開放端に被嵌されるチューブプレート4b,5bからなり、
前記一対のタンク4,5のうち、他方のタンク本体5aの長手方向の中間位置には、前記チューブプレート5bに対向して橋部10が一体に形成されると共に、その橋部10の前記長手方向の両端に一対の脚部10aが前記幅方向に形成され、前記一対の脚部10aの端面とチューブプレート5bとの間にシール11が介装された熱交換器である。
According to the present invention, the
At least one pair of
The pair of
The
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、
前記一対のタンク4,5のうち、一方のタンク本体4aの長手方向の中間位置に、それぞれタンク本体4aの幅方向に横断する一対の仕切板8が互いに対向して配置され、
前記一対の仕切板8内に前記一対の仕切用チューブ6の端部が配置され、前記一対の仕切板8の端面とチューブプレート4bとの間にシール11が介装された熱交換器である。
According to a second aspect of the present invention, in the heat exchanger according to the first aspect,
Between the pair of
In the heat exchanger, the ends of the pair of
請求項3に記載の本発明は、請求項1又は請求項2のいずれかに記載の熱交換器において、
前記橋部10の前記チューブプレート5bと反対側の表面が、被冷却媒体14の上流側から下流側に下り傾斜している熱交換器である。
According to a third aspect of the present invention, in the heat exchanger according to the first or second aspect ,
The surface of the
請求項4に記載の本発明は、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の熱交換器において、
前記シール11は、タンク本体4a,5aの外周縁に整合する環状部11bと、その長手方向の中間位置で、前記仕切板8または前記脚部10aに整合して配置された一対の架橋部11aとを有し、そのシール11がタンク本体4a,5aとチューブプレート4b,5bとの間に介装される熱交換器である。
According to a fourth aspect of the present invention, in the heat exchanger according to any one of the first to third aspects,
The
本発明は複パス型の熱交換器において、両タンク4,5の長手方向の中間位置で、隣り合う偏平チューブのそれぞれの端部が閉塞された一対の仕切用チューブ6を有し、その一対の各仕切用チューブ6には被冷却媒体14が流通しないように形成したものである。
従って、隣り合う二本の仕切用チューブにより、コアの中間に空気層を形成して、コアの一方側から他方側への熱伝達を、従来よりも幅広く遮断する。即ち、隣り合う流路間の熱伝達を平面的な広がりをもって阻止し、コアの各部の熱交換を促進することができる。
また、一対のタンク4,5を、それぞれタンク本体4a,5aとチューブプレート4b,5bから形成し、他方のタンク本体5aの長手方向の中間位置に、チューブプレート5bに対向して橋部10を一体に形成し、その橋部10の両端に一対の脚部10aを設け、その脚部10aの端面とチューブプレート5bとの間にシール11を介装した場合には、他方のタンク5内で、一対の仕切用チューブ6のシールを確実に行うことができる。
The present invention is a multi-pass type heat exchanger, having a pair of
Therefore, an air layer is formed in the middle of the core by two adjacent partition tubes, and the heat transfer from one side of the core to the other side is blocked wider than before. That is, the heat transfer between the adjacent flow paths can be prevented in a planar spread, and the heat exchange of each part of the core can be promoted.
Further, a pair of
請求項2に記載の熱交換器のように、その長手方向の中間位置に、一対の仕切板8を互いに対向して配置し、その内部に一対の仕切用チューブ6の端部を配置し、各仕切板8の端面と、チューブプレート4bとの間にシール11を介装した場合には、一対の各仕切用チューブ6内の被冷却媒体14の流通の阻止を確実にし、製造の容易な、複パス型熱交換器を提供することができる。
As in the heat exchanger according to
請求項3に記載の発明のように、橋部10のチューブプレート5bと反対側の表面を、被冷却媒体の上流側から下流側に下り傾斜にした場合には、その橋部10でタンク5内の被冷却媒体の流速を速くして、その流通を円滑にできる。
請求項4に記載の発明のように、シール11が、タンク本体4a,5aの外周縁に整合する環状部11b と、仕切板8または前記脚部10aに整合する一対の架橋部11aとを有し、そのシール11がタンク本体4a,5aとチューブプレート4b,5bとの間に介装される場合には、タンク本体4a,5aとチューブプレート4b,5bとの組立てを容易に行うと共に、シール11の信頼性を向上できる。
As in the invention according to claim 3, when the surface opposite to the
As in the invention according to
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。 Next, an embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
図1は本発明の第1実施例の縦断面図であり、図2はそのII−II線断面図である。
また、図3はそれに用いるシール11の平面および、断面図である。
これは一例として、大型の2パス型のエンジン冷却水冷却用の熱交換器である。
この熱交換器は、偏平チューブ1とフィン2とを交互に並列して、コア3を形成する。そしてコア3の上下両端に一対のタンク4,5が配置されている。各タンク4,5は細長い樹脂製のタンク本体4a、5aの夫々の開口部をチューブプレート4b、5bにより閉塞する。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II.
FIG. 3 is a plan view and a cross-sectional view of the
This is, as an example, a large two-pass heat exchanger for engine coolant cooling.
This heat exchanger forms the core 3 by alternately arranging the
この例では、上側のタンク本体4aはその中間部に一対の仕切板8が一体に形成されている。一対の仕切板8の間隔は、偏平チューブ1の並列した間隔の2ピッチ分に形成されている。タンク4のチューブプレート4bには、等間隔に偏平孔が並列し、各偏平孔に偏平チューブ1の端部が挿通されている。
このチューブプレート4bとタンク本体4aとの間には、図3に示すシール11が介装される。このシール11は、タンク本体4aの外周に整合する環状部11bと、仕切板8に整合する架橋部11aとが一体に形成されている。なお、シール11の断面形状は、円形、楕円形、方形のいずれでもよい。シール11は予めタンク本体4aに接着しておくことができる。そしてシール11を介して、タンク本体4aをチューブプレート4bに圧接して、タンク本体4aの外周に予め突設された図示しない爪部を折り曲げてカシメることにより、タンク4を形成できる。
In this example, the
A
次に、この例では下側のタンク本体5aには、その長手方向の中間部に橋部10が、図1、図2に記載の如く、一体に形成されている。その橋部10はタンク本体5aの開口近くに、一対の仕切用チューブ6の端に対向して、それを覆うように配置され、その両側に脚部10aがチューブプレート5b側に曲折されている。その橋部10の図において下面側は、タンク5内の被冷却媒体14の流通方向に下方へ下がる傾斜面を有する。また、そのタンク5の底側は貫通部9であり、そこを被冷却媒体14が流通できる。そして、タンク本体5aとチューブプレート5bとの間に、図3に示すシール11が介装される。そのシール11の架橋部11aは、橋部10の脚部10aに整合する。そして、下側のタンク本体タンク5aとチューブプレート5bとの間が、上側タンク4と同様にカシメにより固定されてタンク5を形成する。
Next, in this example, in the lower tank
そして、上側のタンク4のタンク本体4aに設けた入口12から被冷却媒体14として、エンジン冷却水がタンク4の左半分に流入し、それがコアの左半分の各偏平チューブ1を流通して下側タンク5に達し、そのタンク5内を左方から右方に移動して右半分の各偏平チューブ1内を上昇し、右半分のタンク4から出口13を介して外部に流出する。そして各偏平チューブ1及びフィン2の外面に、紙面の表面側から裏面側方向に冷却風が流通し、それと冷却水の被冷却媒体14との間に熱交換が行われる。このとき、中央に位置する一対の仕切用チューブ6は、その両端が閉塞されているため、そこには被冷却媒体14は流通しない。そのため。コア3において一対の仕切用チューブ6が左右のコア部の断熱部を形成する。
また、上側のタンク4においては一対の仕切板8及びシール11がタンク4内の断熱層を形成する。そして、一対の仕切板8はタンク4を二重に仕切ると共に、それがタンクの耐圧性を向上させる。
Then, engine cooling water flows into the left half of the
In the
上記の例では、下側のタンク本体5aの橋部10の下面側を、下流側に下方に下がる傾斜としたが、それを図4に示すように、チューブプレート5bの平面に平行に配置しても良い。また、シール11は、その環状部11aと架橋部11bとを一体に形成したが、両者を別体に形成してもよい。また、この例では、上側のタンク4のシール11と、下側のタンク5のシール11を同一形状にしたが、それらの形状を異ならせてもよい。
In the above example, the lower surface side of the
(他の実施の形態)
上記実施例では2パス型の熱交換器について述べたが、冷却水を蛇行状に流通させる多パス型熱交換器とすることもできる。その場合、下側のタンク5にも一対ずつの仕切板8が設けられる。この熱交換器をインタークーラその他の用途の熱交換器として使用することもできる。
(Other embodiments)
Although the two-pass type heat exchanger has been described in the above embodiment, it may be a multi-pass type heat exchanger which circulates the cooling water in a serpentine manner. In that case, the
1 偏平チューブ
2 フィン
3 コア
4 タンク
4a タンク本体
4b チューブプレート
5 タンク
5a タンク本体
5b チューブプレート
6 仕切用チューブ
1
8 仕切板
9 貫通部
10 橋部
10a 脚部
11 シール
11a 架橋部
11b 環状部
12 入口
13 出口
14 被冷却媒体
Claims (4)
両タンク(4)(5)の長手方向の中間位置で、隣り合う偏平チューブのそれぞれの端部が閉塞された少なくとも一対の仕切用チューブ(6)を形成し、一対の各仕切用チューブ(6)にはそれぞれ被冷却媒体が流通しないように形成し、
前記一対のタンク(4)(5)は、それぞれ一端開放のタンク本体(4a)(5a)とその開放端に被嵌されるチューブプレート(4b)(5b)からなり、
前記一対のタンク(4)(5)のうち、他方のタンク本体(5a)の長手方向の中間位置には、前記チューブプレート(5b)に対向して橋部(10)が一体に形成されると共に、その橋部(10)の前記長手方向の両端に一対の脚部(10a)が前記幅方向に形成され、前記一対の脚部(10a)の端面とチューブプレート(5b)との間にシール(11)が介装された熱交換器。 A core (3) in which flat tubes (1) through which a medium to be cooled (14) circulates and fins (2) through which cooling air circulates are alternately arranged at a constant pitch, and of each flat tube (1) In a heat exchanger having a pair of tanks (4) and (5) whose both ends are in communication with each other and a medium to be cooled (14) meanders between the two tanks (4) and (5) in multiple passes,
At least one pair of partitioning tubes (6) in which the respective ends of adjacent flat tubes are closed at an intermediate position in the longitudinal direction of both tanks (4) and (5), a pair of partitioning tubes (6 ) Is formed so that the medium to be cooled does not flow .
Each of the pair of tanks (4) (5) comprises a tank body (4a) (5a) open at one end and a tube plate (4b) (5b) fitted to the open end,
A bridge portion (10) is integrally formed facing the tube plate (5b) at an intermediate position in the longitudinal direction of the other tank body (5a) of the pair of tanks (4) (5) And a pair of leg portions (10a) are formed in the width direction at both ends in the longitudinal direction of the bridge portion (10), and between the end surfaces of the pair of leg portions (10a) and the tube plate (5b) Heat exchanger fitted with a seal (11) .
前記一対のタンク(4)(5)のうち、一方のタンク本体(4a)の長手方向の中間位置に、それぞれタンク本体(4a)の幅方向に横断する一対の仕切板(8)が互いに対向して配置され、
前記一対の仕切板(8)内に前記一対の仕切用チューブ(6)の端部が配置され、前記一対の仕切板(8)の端面とチューブプレート(4b)との間にシール(11)が介装された熱交換器。 In the heat exchanger according to claim 1,
Of the pair of tanks (4) (5), a pair of partition plates (8) which cross in the width direction of the tank body (4a) face each other at an intermediate position in the longitudinal direction of one tank body (4a). Placed and
It said pair of partition plates (8) ends of the pair of partition tube (6) is disposed within the end face and the tube plate of the pair of partition plates (8) (4b) seal between the (11) A heat exchanger that is interposed.
前記橋部(10)の前記チューブプレート(5b)と反対側の表面が、被冷却媒体(14)の上流側から下流側に下り傾斜している熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 or 2
A heat exchanger, wherein the surface of the bridge portion (10) opposite to the tube plate (5b) is inclined downward from the upstream side to the downstream side of the medium to be cooled (14).
前記シール(11)は、タンク本体(4a)(5a)の外周縁に整合する環状部(11b)と、その長手方向の中間位置で、前記仕切板(8)または前記脚部(10a)に整合して配置された一対の架橋部(11a)とを有し、そのシール(11)がタンク本体(4a)(5a)とチューブプレート(4b)(5b)との間に介装される熱交換器。 In the heat exchanger according to any one of claims 1 to 3 ,
The seal (11) is formed on the partition plate (8) or the leg (10a) at an annular position (11b) aligned with the outer peripheral edge of the tank body (4a) (5a) and at an intermediate position in the longitudinal direction thereof. Thermally having a pair of cross-linking portions (11a) arranged in alignment, the seal (11) being interposed between the tank body (4a) (5a) and the tube plate (4b) (5b) Exchanger.
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