JPS63278621A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は熱交換器に関するもので例えば自動車用のヒー
タあるいはラジェータとして用いることができる。

〔従来の技術〕

従来熱交換器に用いられるチューブはその熱交換効率を
向上させるために様々な工夫がなされている。

第６図は従来のチューブを示すもので、例えば第６図の
（ａ）に示されるものでは、断面が偏平状に形成された
チューブ６０１内にジグザグ形状に折り曲げられたマイ
ラ６０２が配されている。このワイヤ６０２が配される
ことによってチューブ６０１内を流れる流体を撹拌せし
めているのである。

あるいは第６図（ロ）に示されるように、チューブ６０
１の幅方向に伸びる複数のリプ６０３をチューブ内方に
向かって突出せしめている。これもこのリブ６０３によ
りチューブ６０１内を流れる流体の撹拌作用を行ってい
る。

あるいは第６図（Ｃ）に示すように、チューブ６０１の
外方から内方に向かって突出する複数のディンプル６０
４を形成しているものもある。

このような偏平状のチューブ６０１の偏平側面には、波
形状をなすコルゲートフィンが接合せしめられている。

コルゲートフィンとの接合を向上させるため通常チュー
ブ６０１はその偏平面が外方に向かって弓形形状に成形
されており、フィンを組付けた際にそのチューブの弓形
に成形されている偏平面が内方に弾性変形し、これによ
ってフィンとチューブ６０１との接合状態を向上させて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このようにチューブの偏平側面が外方に向かって弓形に
なる形状（以下中凸形状と呼ぶ）にするためには、一般
的な方法としてチューブ６０１を成形する際、このチュ
ーブ６０１内に断面が樽形形状をなす芯金を挿入し、こ
の芯金に沿わせてチューブを成形するのが最も一般的な
方法である。

しかしながら、第６図に示したようにワイヤ６０２、あ
るいはリブ６０３、ディンプル６０４がチューブの幅方
向全面に渡って配置形成されているものでは、芯金を配
置した時にこのリブ６０３等が芯金の邪魔となり、良好
にチューブ６０１を中凸形状に成形できないという問題
がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上述したような問題点に鑑み、ディンプルあ
るいはリブを有するチューブにおいても、良好に中凸形
状に成形せしめられたチューブを有する熱交換器を得る
ことを目的とする。

この目的を達成するために、本発明ではチューブの偏平
側面にチューブ内部に向かって突出する複数の突起を形
成し、この突起はチューブの幅方向の中央部に所定幅の
平坦部を残して配置せしめるようにしたのである。

〔作用・効果〕

このようにチューブの幅方向の中央部には所定幅の平坦
部が形成せしめられているので、芯金が突起部に邪魔さ
れることなく、直接チューブの偏平側部に当接せしめら
れることとなり、この芯金に合わせてチューブを成形す
ればその平坦部の幅方向中央部を外方に向けて突出した
弓形形状を良好に成形せしめることができるのである。

〔実施例〕

第３回は本発明を自動車用ヒータとして用いた場合の斜
視図である。

温水が内部を通過する偏平チューブ１０２は複数本並べ
られて配され、各偏平チューブ１０２の間には波状に折
り曲げられたコルゲートフィン１０３が接合せしめられ
ている。この偏平チューブ１０２の一端側には入口タン
ク１０４と、出口タンク１０５が接合せしめられている
。また、偏平チューブ１０２の他端側には、中間タンク
１０６が接合せしめられている。

入口タンク１０４には冷却水を入口タンク１０４内に導
くための入口バイブ１０７が接合せしめられており、ま
た出口タンク１０５には出口タンク１０５内の冷却水を
導出するための導出パイプ１０Ｂが接合せしめられてい
る。

このようなヒータ１０１には高温となった冷却水が入口
バイブ１０７より入口タンク１０４内に流入し、この入
口タンク１０４よりほぼ半分の本数に相当する偏平チュ
ーブ１０２内を通過する。

そして、中間タンク１０６内に流れ込み、更にこの中間
タンク１０６から出口タンク１０５に向かって偏平チュ
ーブ１０２内を流れる。出口タンク１０５内に流れ込ん
だ冷却水は、その後導出パイプ１０８より再びエンジン
側に還流せしめられる。

このような冷却水流れにおいて、高温となった冷却水は
偏平チューブ１０２内を流れる間に、この偏平チューブ
１０２とコルゲートフィン１０３を、第３図中矢印Ｆで
示す方向に流れる空気と熱交換される。この熱交換され
て高温となった暖風が車室内側に吹出されるのである。

次に第１図に基づき偏平チューブ１０２について説明す
る。

第１図の（ａ）はチューブ１０２を偏平側から見た正面
図、（ハ）はこのチューブ１０２を開口端から見た図で
、それぞれチューブ１０２内に芯金１３０が挿入されて
いる状態を示している。

第１図（ａ）から分かるように偏平チューブ１０２の偏
平側面にはその幅方向中央部に平坦部１２１を残して、
その両脇にディンプル１２０ａがチューブの内方に向か
って突出するように突起成形せしめられている。また、
この偏平チューブ１０２の他の偏平側部にも、同じ（幅
方向中央部に平坦部１２２を残して、その両脇にディン
プル１２０ｂが形成せしめられている。このディンプル
１２０ａとディンプル１２０ｂとは、互いにチューブ１
０２の軸方向において互い違いに配置せしめられている
。

この偏平チューブ１０２は帯状の板材を折り曲げ、その
端部１２３をはぜ折りし、ろう付等の手段により固定す
ることにより、管状に成形せしめられている。

このような偏平チューブ１０２内に配される芯金１３０
は第１図（ｂ）に示される如く、その中央部の肉厚が厚
くなり、その両端部において肉厚が薄くなった断面形状
を有している。即ち、チューブ１０２内にあってディン
プル１２０ａ及び１２０ｂに対向する部分の芯金はディ
ンプルの突起量だけその肉厚を減少せしめられており、
またディンプルの形成されていない平坦部１２１，１２
２に対向する面は、チューブ１０２の軸直角断面形状が
中凸形状となるようその肉厚を他の部位よりも厚く形成
せしめられている。この芯金１３０の中央肉厚部に沿っ
て偏平チューブ１０２の帯状板材が折り曲げられるので
、その結果として偏平チューブ１０２は、その幅方向中
心部が外方に向けて弓形になる中凸形状になるのである
。なお、この時ディンプル１２０ａ、１２０ｂはチュー
ブ１０２の中央部に平坦部１２１．１２２を残して、そ
の両脇に配されているので、ディンプル１２０ａ。

１２０ｂが芯金１３０に当接して、チューブ１０２の中
凸形状成形に支障をきたすといった事は生じないのであ
る。

なお、第１図に示した実施例では、偏平チューブ１０２
の一方の偏平側面に形成したディンプル１２０ａと他方
の偏平側面に形成したディンプル１２０ｂとが全く同一
の形状であったが、例えば第２図に示すように一方の偏
平側面に形成するディンプル１２０ａよりも他方の偏平
側面に形成したディンプル１２０ｂの方がその幅方向の
長さが大きくなるように形成してもよい。

なお、第１図に示す実施例では平坦部１２１゜１２２の
チューブ幅方向長さｌを約２１１ＩＩ１１以上に設定し
ており、また第２図に示す実施例では他方の偏平側面に
形成された平坦部の長さｌを約２ｍｍ以上に設定してい
る。また、第２図に示す実施例では一方の偏平側面の平
坦部１２１と他方の偏平側面の平坦部１２２との幅方向
長さが異なるので、その長さに合わせて芯金１３０の肉
厚部形状も成形せしめられている。

次に上述したようなチューブ１０２の成形方法について
説明する。

チューブ１０２の成形は第４図模式図に示すような装置
を用いて成形される。まず、平板状の金属をコイル状に
巻回した金属状材４０７より帯状の板材４０８を取り出
し、一対の突起成形ローラ４０９内を通すことにより、
帯状板材４０８に第５図の（ａ）に示す如く、ディンプ
ル１２０ａ、１２０ｂを形成する。そしてその後第１成
形ローラ群４１０内を通過する間に芯金１３０がその内
部に挿入され、第５図の（ロ）に示す状態まで帯状板材
４０８を折り曲げる。

そして第１成形ローラ群４１０の最終工程で第５図（Ｃ
）の形状まで曲げ、その後巻締部圧縮ローラ４１１でそ
の端部１２３を巻締めされた後、第２成形ローラ群４１
２で芯金１３０が挿入された状態で最終巻締めされる。

しかる後、最終巻締加工されたチューブ１０２は芯金１
３０が取り除かれた状態で、半田槽４１５内に進入し、
半田がその外周に被覆される０次いで冷却層４１６内に
て形成され、その後仕上げローラ群４１７にて所望のチ
ューブ形状まで仕上げられる。そして、切断部４１９に
て所定の寸法に切断されチューブ１０２の成形が完了す
る。なお、４１８は切断部４１９の切断作業を制御する
パルス発生器である。

以上のようにして半田が外表面に被覆されたチューブ１
０２が成形されるわけであるが、このチューブ１０２を
複数本並べその間にコルゲートフィン１０３を配列し、
その上下端に入口タンク１０４、出口タンク１０５及び
中間タンク１０６を仮組付し、図示しない炉内にて半田
を溶融せしめ、その後その半田を凝固させることにより
、第３図に示すようなヒータ１０１が組立てられる。

ここでチューブ１０２の間にコルゲートフィンを積層す
る際、チューブ１０２にはその断面が中凸形状になって
いるので、コルゲートフィン１０３をチューブの偏平側
面に押し当てた時に、その中凸形状がその弾性力をもっ
てチューブ内方に弾性変形をし、その結果としてフィン
とチューブを組付けた時、チューブの偏平側面が弓形で
はなく平坦形状となる。よって、チューブとコルゲート
フィンとの接合が十分確実に接合確保することができる
のである。もしここでチューブ１０２の断面形状が中凸
形状ではなく、内方に向かって凹んだ中凹み形状であっ
たとすると、チューブとコルゲートフィンを接合した際
に、両者の間に空間が存在してしまい、両者の接合が十
分にならないという問題が生じるのである。

以上説明した実施例ではチューブ１０２及びコルゲート
フィン１０３をアルミニウム合金よりなる材料にて成形
したが、例えば黄銅等の材料より成形せしめてもよい。

また、チューブ１０２に形成したディンプル１２０ａ、
ｂの形状はその正面図が長円形状をなすものであったが
、この形状に限定されるものではなく、丸形状、四角形
状等に変更することも可能である。また、ディンプル１
２０ａ、１２０ｂはその中央平坦部１２１，１２０の両
脇に１個ずつ配節したが、その数も複数個ずつ配するよ
うにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例のチューブを示すもので、第１図
（ａ）がその平面図、第１図（ｂ）がチューブを開口断
面よりみた図、第２図は本発明チューブの他の実施例を
示すもので（ａ）がその平面図、（ロ）が開口端部より
みた図、第３図は本発明をヒータコアに用いた場合の実
施例牽示す斜視図、第４図はチューブ成形装置を示す模
式図、第５図はチューブの成形工程段階を順次示す模式
図、第６図は従来のチューブの例を示す一部断面斜視図
である。 １０１・・・ヒータ、１０２・・・偏平チューブ、１０
３・・・コルゲートフィン、１２０ａ、１２０ｂ・・・
リンプル、１２１，１２２・・・平坦部、１３０・・・
芯金。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　軸直角断面が偏平状をなす管状のチューブと、このチ
   ューブの偏平側面に接合される波状フィンとを備え、 前記チューブは帯状板材を屈曲せしめて、その端部を接
   合することにより偏平管状に成形されるものであって、 前記チューブの偏平側面にはチューブ内部に向かって突
   出する複数の突起が形成され、 この突起は前記チューブの幅方向の中央部に所定幅の平
   坦部を残して配され、 前記チューブはその軸直角断面において、その偏平側面
   がチューブ内方からチューブ外方に向かって弓形状に成
   形されている熱交換器。