JP4732609B2

JP4732609B2 - 熱交換器コア

Info

Publication number: JP4732609B2
Application number: JP2001113315A
Authority: JP
Inventors: 洋一中村
Original assignee: T.RAD CO., L T D.
Current assignee: T.RAD CO., L T D.
Priority date: 2001-04-11
Filing date: 2001-04-11
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2021-04-11
Also published as: US6742578B2; US20020148602A1; JP2002310586A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の金属板の周縁を接合してエレメント部を構成するプレートタイプの熱交換器コアに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプレートタイプの熱交換器コアは、細長い金属板の表面に多数の凹凸部又は波形部をプレス加工により曲折し、その長手方向両端に出入口を形成した一対のプレートを用意し、その一対のプレートの周縁部を互いにろう付けまたは溶接で接合してエレメントを構成し、各エレメントをその出入口において液密に連結し、熱交換器コアを完成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなプレートタイプの熱交換器コアは、多数のプレートを必要とし部品点数が多くなると共に、その組立てが面倒である欠点があった。
さらに、そのろう付け部または溶接部はプレートの全外周縁においてする必要があり、接合部が多くなり漏れを起こし易い欠点があった。
そこで本発明は、係る問題点を解決することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、一枚の帯状金属板を第１折り返し縁(1) と、第２折り返し縁(2) とで交互に葛折りに折り返し曲折して、多数の平板部(3) が形成されると共に、その第１折り返し縁(1) で一体に連結されて隣接する一対の平板部(3) の周縁(4) どうしを接合して複数のエレメント部(5) が形成され且つ、隣り合うエレメント部(5) どうしは、前記第２折り返し縁(2) で定間隔に一体に連結され、
夫々のエレメント部(5) の周縁の互いに離間した位置に、一対の第１流体の出入口(6) (7) が形成され、
各エレメント部(5) の外面側に第２流体が流通するように構成され、
前記夫々の平板部(3) の平面が波形に曲折形成され、各エレメント部(5) の一対の出入口(6) (7) が、前記第２折り返し縁(2) に開口され、
前記出入口(6) (7) から細長いマニホールド部(8) が、第２折り返し縁(2) より第１折り返し縁(1) またはその近傍まで延在され、
前記マニホールド部(8) が波形に曲折形成され、その振幅がそれ以外の部分の波形の振幅よりも小さく形成された熱交換器コアである。
【０００６】
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記夫々の平板部(3) の平面が波形に形成され、各エレメント部(5) の一方の出入口(6) が、前記第２折り返し縁(2) に開口され、その辺に直交する辺の縁に他方の出入口(7) が開口された熱交換器コアである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づいて本発明の各実施の形態につき説明する。
図１１〜図１３が本発明の実施形態を示す。図１〜図１０および図１４〜図１８は、本発明の背景技術を示し、図１〜図４は従来の第１の実施の形態を示し、図１はその一部を破断した要部説明斜視図、図２は図１のII−II矢視断面図、図３は図１の III− III矢視断面図、図４は同熱交換器コアを用いた熱交換器の斜視図である。
この熱交換器コアは、図１に示す如く一枚の帯状金属板の平板部３に予め波形曲折部15を曲折形成すると共に、その幅方向両端位置にマニホールド部８を曲折形成しておく。この例の波形曲折部15は、エレメント部５の内面側に多数の溝状凹部が平面山形に形成されたものである。さらに、各平板部３の四周の周縁４に波形曲折部15が形成されていない接合用フランジ部を形成しておく。そして、図において上下に位置する第１折り返し縁１と第２折り返し縁２の位置で葛折りに折り返す。
【０００９】
それにより多数の平板部３が形成されると共に、その第１折り返し縁１で一体に連結されて隣接する一対の平板部３の周縁４どうしが、ろう付けまたは溶接により接合されて、複数のエレメント部５を構成する。それと共に、隣り合うエレメント部５どうしは第２折り返し縁２で定間隔に一体に連結され、マニホールド部８の上端に出入口６，７を開口する。
なお、波形曲折部15は対向するプレートにおいて互いにその平面山形が逆向きに配置されるとこにより、対向する波形の多数の溝、突条どうし交差する。
このようにしてなる熱交換器コアの上端両側には、一対のタンク本体９，９ａが被嵌される。さらには、図４に示す如くコアの外周にケーシング10が被嵌される。なお、各エレメント部５の出入口６，７に整合してケーシング10の上面に開口が形成されている。
【００１０】
このようにしてなる熱交換器は、一方のタンク本体９ａのパイプ14から第１流体11が流入し、各エレメント部５の出入口７及びマニホールド部８を介して各波形曲折部15の多数の溝状部に流入し、対向する平板部３の溝状部との間をジグザグ状に移動して、他方のマニホールド部８，出入口６を介し、他方のタンク本体９からパイプ14に流出する。それと共に、図４において第２流体12がケーシング10の一方の開口側からエレメント部５の外面側に流通し、ケーシング10の他方の開口から流出する。そして第１流体11と第２流体12との間に熱交換が行われるものである。
なお、この例において図１では波形曲折部15が平面山形の多数の突条および凹溝部を形成したが、これに代えて一方のマニホールド部８から他方のマニホールド部８に斜めに傾斜した多数の平行な凹溝および突条を内部に形成してもよい。この場合、対向する平面の凹溝はそれらが交差するように配置される。さらには、波形曲折部15はその凹溝および突条が平面上で緩い波形となるように形成することもできる。この場合も、対向する平面の凹溝は互いにその波が交差するように配置される。
【００１１】
次に、図５は従来の第２の実施の形態を示す熱交換器コアを用いた熱交換器であり、図６はそのコアの上面側を示し、図７は図６のVII −VII 矢視図、図８は図７のVIII−VIII矢視断面図である。
この例の熱交換器コアは、図６の如く、各エレメント部５の上面の一端に出入口６が形成され、側面の一端に出入口７が開口する。そして上面の出入口６に図５の如くタンク本体９が被嵌され、側面にタンク本体９ａが被嵌される。なお、側面において各エレメント部間にできる隙間はタンク本体９ａの縁に設けた図示しない内フランジ部により閉塞される。そして夫々のタンク本体９，９ａにパイプ14が突設形成される。また、ケーシング10の下面の側端部には、細長い開口13が設けられる。そして図５の側面のタンク本体９ａ側のパイプ14から第１流体11が流入し、各エレメント部５を右方から左方に移動し、上面の各出入口６からタンク本体９を介しパイプ14よりそれが流出される。そしてケーシング10の一方の開口から第２流体12が流通し、それに直交する面の開口13からその第２流体12が流出し、両者間に熱交換が行われる。
【００１２】
次に、図９は従来の第３の実施の形態を示す熱交換器コアであり、図１０は図９のＸ−Ｘ矢視断面図である。この例では一対の出入口６，７が平板部３の両端部に開口し且つ、その開口縁が外側に膨出して夫々の出入口６，７が図１０の如く連通するものである。さらに夫々の出入口６，７に一対のパイプ14の端部が接合される。そして一方側のパイプ14から第１流体11が流入し、各エレメント部５を右方から左方に移動し、他方の出入口６から他方側のパイプ14を介して外部に導かれる。また、第２流体12がエレメント部５の外面側に流通するものである。
【００１３】
次に、図１１〜図１３は本発明の実施の形態を示す熱交換器コアであり、この例が従来の第１の実施の形態と異なる点は、隣接するエレメント部５の外面間が互いに図１２及び図１３の如く背中合わせに接触している点、及び出入口６，７に連通するマニホールド部８に補助波形曲折部16が設けられている点である。この補助波形曲折部16は図１３に示す如く、その内面側の突出部が低くなり、それによってマニホールド部８を構成する。
【００１４】
次に、図１４は従来の他の実施の形態を示す熱交換器コアの側面略図であり、この例は隣り合う各エレメント部５ａ，５ｂ，５ｃの長さが異なるものである。それと共に、夫々の平坦部が僅かづつ傾斜し、コア全体が管状または弧状に形成されるものである。なお、図１４は、図１の実施例の左側面に相当する面を、他の実施例として表した略図である。
次に、図１５は同様に本発明の第６の実施の形態を示す熱交換器コアの側面略図であり、各エレメント部５ａ，５ｂ，５ｃの各長さが順次長くなっているものである。この例は、熱交換器コアが配置されるスペースの横断面がこのような形の場合に適合できるものである。
【００１５】
次に、図１６は同様に従来の他の実施の形態を示す熱交換器コアの側面略図であり、各エレメント部５ａ，５ｂ，５ｃが弧状に形成されると共に、その全体が渦状の側面を有するものである。この例は、図１の形態の各エレメント部５の平面を略弧状に且つ放射状に変形すると共に、さらに全体を軸の回りに捩じったように形成されたものである。そしてその第１流体の出入口はそのままとし、タンク本体９（９ａ）はコア外周に整合して側面円形に形成したものである。
【００１６】
次に、図１７は同様に従来の他の実施の形態を示す熱交換器コアの側面略図であり、この例では４つのコアが互いに９０度向きを変えて、側面の全体が円形に配置されたものである。各コアはそのエレメント部５ａ，５ｂ，５ｃの各長さが、１／４円に沿って、順次長くなっているものである。
次に、図１８は、本発明の第９の実施の形態を示す熱交換器コアの側面略図であり、第１の実施の形態の図３に対応し且つ、それにケーシングおよびタンク本体９を配置したものである。この例は各エレメント部５の外面間にアウターフィン５ｄが配置されたものである。アウターフィンとしては、オフセット型フィンあるいは、コルゲート型フィンを用いることができる。
【００１７】
【発明の作用・効果】
本発明の熱交換器コアは、一枚の帯状金属板を葛折りに折り返し曲折して、複数のエレメント部５を形成するものであるから、そのろう付けまたは溶接による接合部が少なく且つ部品点数が少なくなり、安価で漏れの少ない熱交換器コアを提供できる。
そして、出入口６，７に連通するマニホールド部８に補助波形曲折部16が設けられている。この補助波形曲折部16は、その内面側の突出部が低くなり、それによってマニホールド部８を構成する。そのため、そのマニホールド部８の内外でも熱交換が促進される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す熱交換器コアの一部破断要部斜視説明図。
【図２】図１のII−II矢視断面図。
【図３】図１の III− III矢視断面図。
【図４】同熱交換器コアを用いた熱交換器の斜視図略図。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す熱交換器コアの斜視略図。
【図６】同熱交換器コアの平面図。
【図７】図６のVII −VII 矢視図。
【図８】図７のVIII−VIII矢視断面図。
【図９】本発明の第３の実施の形態を示す熱交換器コアの斜視略図。
【図１０】図９のＸ−Ｘ矢視断面図。
【図１１】本発明の第４の実施の形態を示す熱交換器コアの一部展開斜視図。
【図１２】図１１のＸII−ＸII断面図。
【図１３】図１１のＸIII −ＸIII 断面図。
【図１４】本発明の第５の実施の形態を示す熱交換器コアの側面略図。
【図１５】本発明の第６の実施の形態を示す熱交換器コアの側面略図。
【図１６】本発明の第７の実施の形態を示す熱交換器コアの側面略図。
【図１７】本発明の第８の実施の形態を示す熱交換器コアの側面略図。
【図１８】本発明の第９の実施の形態を示す熱交換器コアの縦断面略図。
【符号の説明】
１第１折り返し縁
２第２折り返し縁
３平板部
４周縁
５エレメント部
５ａ，５ｂ，５ｃエレメント部
５ｄアウターフィン
６，７出入口
８マニホールド部
９，９ａタンク本体
10 ケーシング
11 第１流体
12 第２流体
13 開口
14 パイプ
15 波形曲折部
16 補助波形曲折部

Claims

一枚の帯状金属板を第１折り返し縁(1) と、第２折り返し縁(2) とで交互に葛折りに折り返し曲折して、多数の平板部(3) が形成されると共に、その第１折り返し縁(1) で一体に連結されて隣接する一対の平板部(3) の周縁(4) どうしを接合して複数のエレメント部(5) が形成され且つ、隣り合うエレメント部(5) どうしは、前記第２折り返し縁(2) で定間隔に一体に連結され、
夫々のエレメント部(5) の周縁の互いに離間した位置に、一対の第１流体の出入口(6) (7) が形成され、
各エレメント部(5) の外面側に第２流体が流通するように構成され、
前記夫々の平板部(3) の平面が波形に曲折形成され、各エレメント部(5) の一対の出入口(6) (7) が、前記第２折り返し縁(2) に開口され、
前記出入口(6) (7) から細長いマニホールド部(8) が、第２折り返し縁(2) より第１折り返し縁(1) またはその近傍まで延在され、
前記マニホールド部(8) が波形に曲折形成され、その振幅がそれ以外の部分の波形の振幅よりも小さく形成された熱交換器コア。
請求項１において、
前記夫々の平板部(3) の平面が波形に形成され、各エレメント部(5) の一方の出入口(6) が、前記第２折り返し縁(2) に開口され、その辺に直交する辺の縁に他方の出入口(7) が開口された熱交換器コア。