JPS6332296A - 積層型熱交換器 - 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 この発明は自動車用あるいは産業用等として用いられる
熱交換器、特に、熱交換媒体通路を形成する複数枚の板
状チューブエレメントが相互間にアウターフィンを包含
する空気流通間隙を介して積層されてなる積層型熱交換
器に関する。

従来の技術 従来汎用の積層型熱交換器は、−船釣に、プレス加工さ
れた金属製の一対の成形プレートをもって、熱交換媒体
通路としての偏平管部の両端ないしは一端に熱交換媒体
貯溜用のタンク部を有するものに形成された板状チュー
ブエレメントと、アウターフィンとを交互に複数段積層
したものであり、負荷の変動に追従し易いこと、容積に
対して比較的優れた性能を有すること等の利点を有して
いる。

而して、このような積層型熱交換器における熱交換効率
を高める手段として、前記成形プレートに多数の凹凸を
設けて伝熱面積を増大したり（実開昭５９−１１６７８
７号公報等）、あるいは偏平管部内に第１０図で示すご
ときプレス加工等で波形に成形したプレーン型等のイン
ナーフィン（２０）を装填して伝熱面積を増大すること
が提案されている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記前者の提案手段のように、成形プレ
ートに凹凸を設けるだけでは伝熱面積はさほど大きくで
きず、充分な熱交換効率は得られない。また後者の提案
手段において一般的に使用されるプレーン型等の単純形
状のインナーフィンでは、伝熱面積をかなり大きくでき
るが、構造」−から熱交換媒体の流れが直線的になる点
から熱交換効率の改善には限界があり、まだ充分とは言
えない。

ところで後者の提案手段すなわちチューブエレメントの
偏平管部にインナーフィンを装填することは、熱交換効
率の向上効果のみならず、偏平管部を圧縮する方向の力
に対する補強効果をも生じさせるものであるが、偏平管
部内にインナーフィンを配設するのみではチューブエレ
メントの強度を完全なものとすることはできなかった。

即ち、熱交換媒体が特にガス化するようなものである場
合には熱交換媒体によってチューブエレメントを側方に
押し拡げる方向の内部圧力が加わり、該圧力によっては
なはだしくは接合部において成形プレートが分離し熱交
換器の破壊に至るというような問題があった。

この発明は、以上のような問題を解決するためになされ
たものであって、熱交換効率を向上するとともに、熱交
換媒体による内部圧力に対しても充分な強度を有する積
層型熱交換器の提供を目的とするものである。

問題点を解決するための手段 而してこの発明は、周縁に相互接合面を有する１対の成
形プレートをもって偏平管部の少なくとも一端に膨出状
のタンク部を有するものに形成された板状チューブエレ
メントと、アウタ一フインとが交互に複数段積層された
積層型熱交換器において、前記板状チューブエレメント
を構成する成形プレートがその接合面相互間に、成形プ
レートの周縁に沿う外形を有するインナープレートの周
端部を介在した状態で接合され、かつ該インナープレー
トにはチューブエレメントの前記偏平管部対応位置に、
上下にちどり配置状に突出する多数の突出部を有するイ
ンナーフィン部が一体に形成されてなることを特徴とす
る積層型熱交換器を要旨とするものである。

実施例 次にこの発明の構成を図示実施例に基いて具体的に説明
する。

、第２図に示す熱交換器において、（１）は水平状態で
かつ上下方向に配置された複数枚の板状チューブエレメ
ント、（２）はその隣接するチューブエレメント（１）
（１）間に介在されたアウターフィンである。

前記チューブエレメント（１）は、中間部に熱交換媒体
通路である偏平管部（３）を有するとともに、両端に該
偏平管部（３）に連通し、膨出高さを相対的に大となさ
れたタンク部（４）を有し、かつ隣接するチューブエレ
メント（１）のタンク部（４）どうしかろう接一体化さ
れている。このチューブエレメント（１）は、第１図に
示すように、−面が開口した上下１対の皿状の成形プレ
ート（１１）　　（１１）からなるものである。

すなわち第１図に示すように、各成形プレート（１１）
は、中間部にチューブエレメントの偏平管部形成用の偏
平膨出部（ｌｌａ）を有するとともに、該偏平膨出部（
ｌｌａ　）の両端にチューブエレメントのタンク部（４
）形成用の膨出高さを相対的に大とした膨隆部（ｌｌｂ
　＞を有し、かつ膨隆部（ｌｌｂ）に成形プレートの幅
方向に沿って複数個の熱交換媒体流通孔（ｌｌｃ　）を
有する。さらに成形プレート（１１）の周縁部には所定
幅の平坦状の接合面（１３）が形成されている。なお（
１４）は偏平膨出部（ｌｌａ）の両側縁を接合面（１３
）に連続して樋状に折曲されることにより形成された結
露水束受溝、（１６）は結露水束受溝の立上り側壁（１
５）に連続して形成された水平突出縁、（１７）は膨隆
部（ｌｌｂ　）周縁において接合面（１３）に連続して
形成された突縁である。このような成形プレート（１１
）の製作は、プレス加工により行われる。

（１２）は成形プレート（１１）　　（１１）間に介在
状態で接合されるインナープレートである。このインナ
ープレートは成形プレート（１１）の周縁に沿う外形を
有を有するとともに、幅方向の両側縁（１２ａ　）　　
（１２ａ　）のみが接合状態において成形プレート（１
１）の接合面（１８）端縁から外側に突出するように、
その幅が設定されている。さらにこのインナープレート
（１２）にはチューブエレメント（１）の偏平管部（３
）の対応位置にインナーフィン部（１２ｂ）が一体に形
成されている。即ち、インナープレート（１２）の長さ
方向の中間部には、該プレートをプレス加工することに
より多数の突出部（１２ｃ）が形成されている。この突
出部（１２ｃ　）は第５図にその一部を拡大して示すよ
うに、−！１向きに突出する断面口状のものと、下向き
に突出する断面口状のものとが、インナープレート（１
２）の幅方向すなわち矢印（Ｈ）で示す熱交換媒体流通
方向と直交する方向においては連続して交互配置となる
ように、また長さ方向すなわち熱交換媒体流通方向にお
いては平坦部（１２ｅ）を介して交互配置となるように
形成され、全体として上下両面においてそれぞれちどり
配置状に形成されている。そしていずれの突出部（１２
ｃ　）もインナープレート（１２）の幅方向の両側部が
矩形孔にて開口し、かつ突出部の突出高さは相互に等し
く設定されるとともに、チューブエレメントの完成状態
においてその頂面が第３図、第４図に示すように、それ
ぞれ上下の成形プレート（１１）にほぼ当接するように
設定されている。

このインナーフィン部（１２ｂ）は、偏平管部（３）の
補強用かつ熱交換効率向］１用として機能するものであ
る。またインナープレート（１２）の長さ方向の両端に
は、成形プレート（１１）の熱交換媒体流通孔（ｌｌｃ
　）に対応する位置に、それぞれ複数個の熱交換媒体流
通孔（１２ｄ　）が形成されている。而して前記上下１
対の成形プレート（１１）　　（１１）は、開口面を向
かい合せ状態にしかつインナープレート（１２）の周端
部を接合面（１３）　　（１３）相互間に介在された状
態でろう接一体化され、かつインナーフィン部（１２ｂ
）がチューブエレメント（１）の偏平管部（３）内に位
置するものとなされている。尚第１図に示す（５）はチ
ューブエレメント（１）のタンク部（４）と偏平管部（
３）との連接縁部に形成された結露水排出口である。

前記アウターフィン（２）は、チューブエレメント（１
）の幅と同程度の幅を有し、その中間部がチューブエレ
メントの偏平管部（３）に、また両端部が水平突出縁（
ＩＢ）にろう付されている。かかるアウターフィン（２
）としては−船釣にはアルミニウム製のコルゲートフィ
ンが用いられ、望ましくはルーバーを切り起したものが
用いられる。

なお第２図において、（７）（７−）は最外側のアウタ
ーフィン（２）の外側に配置された上下のサイドプレー
ト、（８）（８−）は熱交換媒体流入用、流出用の入口
ヘッダ一部材と出口ヘッダ一部材、（９）（９−）は熱
交換媒体入口管と同出口管である。

図示実施例の熱交換器においては、入口管（９）から供
給された熱交換媒体は、入口ヘッダ−（８）から最下段
のチューブエレメントに入り、最上段のチューブエレメ
ントに至るまでの各チューブエレメント（１）を流れる
間に、チューブエレメント間のアウターフィン（２）を
含む空気流通間隙を矢印（Ｗ）の方向に流通する空気と
熱交換したのち、出口ヘッダ−（８′）から出口管（９
′）を介して図示しないコンプレッサ等に送られる。各
チューブエレメント（１）内において、熱交換媒体はイ
ンナープレート（１２）を挟んで上下の流通路をインナ
ープレートの長さ方向に沿って流れるが、インナーフィ
ン部（１２ｂ　）に上下両側にちどり配置状に形成され
た突出部（１２ｃ）の存在により、第６図に示すように
、矢印のごとく細かく蛇行して著しくかくはんされつつ
流れることになるため、熱交換媒体の分子レベルでの突
部壁面との接触機会が飛躍的に増大して伝熱性が高くな
り、交換熱量も大きく増加する。一方インナープレ−）
（１２）が装填されたチューブエレメント（１）内にお
いては、熱交換媒体によるタンク部（４）を側方に拡げ
る方向の内部圧力が加わっても、成形プレート（１１）
　　（１１）間にインナープレー）　（１２）が介在し
ているから、該プレートが補強材として作用し、成形プ
レー）　（１１）（１１）の接合部が分離する虞れがな
い。またチューブエレメント（１）の偏平管部（３）に
配置されたインナーフィン部（１２ｂ）の上下の突出部
（１２ｃ）により偏平管部（３）に圧縮方向の力が加わ
っても偏平管部（３）が変形することもない。

第７図はインナープレート（１２）におけるインナーフ
ィン部（１２ｂ）の変型例を示すものである。この例で
はインナーフィン部（１２ｂ−）の上下の突出部がイン
ナープレー）　（１２−）の幅方向においても平坦部（
１２ｆ−）を介して交互に形成されたものを示している
。

第８図及び第９図はインナープレー）　（１２）のさら
に他の変型例を示すもので、インナーフィン部（１２ｂ
″）の突出部（１２Ｃ“）形状を断面山形に形成したも
のを示している。

なお以」二の実施例においては、インナープレート（１
２）の幅方向の両端が成形プレート（１１）の接合面（
１３）から外側に突出しているものとしたが、突出して
いなくとも良い。またインナーフィン部（１２ｂ　）　
　（１２ｂ−）　　（１２ｂ　　）の突出部（１２ｃ　
）　　（１２ｃｍ）　　（１２ｃ　　）形状は上記実施
例に限定されるものではなく、例えばインナープレート
の壁面を単に上下に切り起こして形成したものであって
も良い。さらにはチューブエレメントを水平に配した横
穴の積層型熱交換器を例にとって説明したが、垂直に配
した縦穴のものであっても良い。

発明の効果 この発明は上述の次第で、チューブエレメントの偏平管
部に配設されたインナーフィン部を、］二下にちどり配
置状に突出した突出部を有するものに形成したから、該
突出部により、チューブエレメント内で熱交換媒体が著
しくかくはんされつつ流れるため、伝熱性を向上し得て
熱交換効率を向上することができる。しかもこのインナ
ーフィン部をインナープレートに一体に設け、このイン
ナープレートをチューブエレメントを構成する成形プレ
ートの接合面相互間に介在した状態で接合するものとな
されているから、熱交換媒体によるチューブエレメント
を側方に拡げる方向の内部圧力に対してインナープレー
トが補強材となり、成形プレートの接合面の分離の危険
性を回避でき耐圧強度に優れたものとなしうる。もとよ
り偏平管部を圧縮する方向の力が加わっても、偏平管部
内に配設されたインナーフィン部の前記突出部が補強材
として機能し、偏平管部が押し潰されたり変形したりす
る−　１３　＝ 危険性がない。従ってチューブエレメント、ひいては熱
交換器全体としての強度を向上でき、耐久性に優れしか
も熱交換効率にも優れた熱交換器を提供しうる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図はこの発明の一実施例を示すもので、第
１図はチューブエレメントを構成する１対の成形プレー
トとインナープレートおよびアウターフィンを分離して
示す斜視図、第２図は熱交換器の全体を示す一部省略正
面図、第３図は第２図における■−■線断面図、第４図
はチューブエレメントのタンク部の縦断面図、第５図は
インナーフィン部の一部を示す拡大斜視図、第６図は熱
交換媒体の流れを示す平面図、第７図はインナーフィン
部の変形例を示す拡大斜視図、第８図およば第９図はイ
ンナーフィン部の他の変形例を示す図で第８図はその拡
大斜視図、第９図は第８図のＩＸ−ＩＸ線断面図、第１
０図はチューブエレメントの偏平管部に従来装填されて
いたインナーフィンの一例を示す斜視図である。 （１）・・・チューブエレメント、（２）・・・アウタ
ーフィン、（３）・・・偏平管部、（４）・・・タンク
部、（１１）・・・成形プレート、（１２）　　（１２
−）（１２）・・・インナープレート、（１２ｂ　）　
　（１２ｂ−）（１２ｂ）・・・突出部、（１３）・・
・接合面。 以上 第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　周縁に相互接合面（１３）を有する１対の成形プレー
   ト（１１）（１１）をもって偏平管部（３）の少なくと
   も一端に膨出状のタンク部（４）を有するものに形成さ
   れた板状チューブエレメント（１）と、アウターフィン
   （２）とが交互に複数段積層された積層型熱交換器にお
   いて、前記板状チューブエレメント（１）を構成する成
   形プレート（１１）がその接合面（１３）相互間に、成
   形プレートの周縁に沿う外形を有するインナープレート
   （１２）（１２′）（１２″）の周端部を介在した状態
   で接合され、かつ該インナープレートにはチューブエレ
   メント（１）の前記偏平管部（３）対応位置に、上下に
   ちどり配置状に突出する多数の突出部（１２ｃ）（１２
   ｃ′）（１２ｃ″）を有するインナーフィン部（１２ｂ
   ）（１２ｂ′）（１２ｂ″）が一体に形成されてなるこ
   とを特徴とする積層型熱交換器。