(57)【要約】【課題】チューブを螺旋状に形成した熱交換器において、コンパクトで伝熱面積の大きなものの提供。【解決手段】偏平チューブ１を連続的にその断面の長軸方向に曲折して隙間を有する螺旋状の円筒体を形成し、その隙間にコルゲートフィン２を螺旋状に介装してコア３を構成する。そしてコア３の外周に空間を介してケーシング６を被嵌し、コア３の中心部と外周との間に半径方向に第一の熱交換媒体７を流通させると共に、偏平チューブ１内に第二の熱交換媒体８を流通させて熱交換を行う。【選択図】        図４
2004347242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏平チューブ（１）  が、その断面の長軸方向に連続的に曲折されて、その対向平面間に隙間を空けて全体が円筒の螺旋状に形成され、その隙間にコルゲートフィン（２）  が螺旋状に介装されたコア（３）  と、
そのコア（３）  の外周に空間を有して被嵌され、その中心部および周縁部に第一の熱交換媒体（７）  の出入り口（４）（５）が一対設けられた筒状のケーシング（６）  と、
を具備し、
一方の前記出入り口（４）  から、他方の出入り口（５）  に向かい前記コア（３）  を半径方向に前記第一の熱交換媒体（７）  が流通すると共に、第二の熱交換媒体（８）  が前記偏平チューブ（１）  内に流通する熱交換器。
【請求項２】
請求項１において、
前記ケーシング（６）  は、その軸線方向両端に一対の閉塞部（９）（１０）  が形成され、一方の閉塞部（９）  の中心に第一の出入り口（４）  が形成され、他方の閉塞部（１０）の周縁部に第二の出入り口（５）  が開口し、
前記偏平チューブ（１）  の両端が、そのケーシング（６）  を貫通した熱交換器。
【請求項３】
請求項２において、
ケーシング（６）  内に、軸線方向に離間した複数の仕切り状の閉塞部（９）（１０）  により複数のコア室（１１）（１２）が形成され、或いは複数のケーシング（６）  を複数の仕切り状の閉塞部（９）（１０）  に直列に接続して複数のコア室（１１）（１２）が形成され、
各コア室内に前記コア（３）  がそれぞれ内装され、隣り合う閉塞部（９）（１０）  は交互に中心部と周縁部とに出入り口（４）（５）が設けられ、
前記第一の熱交換媒体（７）  は、隣り合う各コア室の一方をコア（３）  の中心から外周方向に流通し、他方をコア（３）  の外周から中心に流通するように構成した熱交換器。
【請求項４】
偏平チューブ（１）  が、その断面の長軸方向に連続的に曲折されて、その対向平面間に隙間を空けて全体が円筒の螺旋状に形成され、その隙間にコルゲートフィン（２）  が螺旋状に介装されたコア（３）  と、
そのコア（３）  の中心部から、前記コア（３）  を半径方向外方に送風する送風手段と、を具備し、
前記偏平チューブ（１）  内に、熱交換媒体（８）  が流通するように構成された熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チューブが螺旋状に曲折され、チューブの内外に第一および第二の熱交換媒体が流通して両者間に熱交換が行われる円筒型の熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の螺旋状に曲折されたチューブを有する熱交換器は、断面円形のチューブをコイル状に曲折形成し、それを円筒状のケーシング内に収納し、そのチューブの両端をケーシングに貫通させる。そしてケーシング内に第一の熱交換媒体を流通させ、チューブ内に第二の熱交換媒体を流通させて、両者間に熱交換を行うものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５８−１０８３７７号公報（第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のチューブをコイル状に形成した熱交換器は、製造が比較的容易であるものの、チューブ外面側の伝熱面積が小さくならざるを得なかった。そのため、コンパクトで大容量の熱交換器を形成し難い欠点があった。
そこで本発明は、コンパクトで且つ熱交換容量の高いものを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、偏平チューブ（１）  が、その断面の長軸方向に連続的に曲折されて、その対向平面間に隙間を空けて全体が円筒の螺旋状に形成され、その隙間にコルゲートフィン（２）  が螺旋状に介装されたコア（３）  と、
そのコア（３）  の外周に空間を有して被嵌され、その中心部および周縁部に第一の熱交換媒体（７）  の出入り口（４）（５）が一対設けられた筒状のケーシング（６）  と、
を具備し、
一方の前記出入り口（４）  から、他方の出入り口（５）  に向かい前記コア（３）  を半径方向に前記第一の熱交換媒体（７）  が流通すると共に、第二の熱交換媒体（８）  が前記偏平チューブ（１）  内に流通する熱交換器である。
【０００６】
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記ケーシング（６）  は、その軸線方向両端に一対の閉塞部（９）（１０）  が形成され、一方の閉塞部（９）  の中心に第一の出入り口（４）  が形成され、他方の閉塞部（１０）の周縁部に第二の出入り口（５）  が開口し、
前記偏平チューブ（１）  の両端が、そのケーシング（６）  を貫通した熱交換器である。
【０００７】
請求項３に記載の本発明は、請求項２において、
ケーシング（６）  内に、軸線方向に離間した複数の仕切り状の閉塞部（９）（１０）  により複数のコア室（１１）（１２）が形成され、或いは複数のケーシング（６）  を複数の仕切り状の閉塞部（９）（１０）  に直列に接続して複数のコア室（１１）（１２）が形成され、  各コア室内に前記コア（３）  がそれぞれ内装され、隣り合う閉塞部（９）（１０）  は交互に中心部と周縁部とに出入り口（４）（５）が設けられ、
前記第一の熱交換媒体（７）  は、隣り合う各コア室の一方をコア（３）  の中心から外周方向に流通し、他方をコア（３）  の外周から中心に流通するように構成した熱交換器である。
【０００８】
請求項４に記載の本発明は、偏平チューブ（１）  が、その断面の長軸方向に連続的に曲折されて、その対向平面間に隙間を空けて全体が円筒の螺旋状に形成され、その隙間にコルゲートフィン（２）  が螺旋状に介装されたコア（３）  と、
そのコア（３）  の中心部から、前記コア（３）  を半径方向外方に送風する送風手段と、を具備し、
前記偏平チューブ（１）  内に、熱交換媒体（８）  が流通するように構成された熱交換器である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
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。
図１は本発明の熱交換器の実施の形態を示し、図２は図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図であり、図３はそのコア３の斜視図である。また、図４は図１の要部拡大説明図であり、図５はコア３の製造工程を示す説明図である。
この熱交換器は、両端が仕切り状の閉塞部９，１０で閉塞された複数のケーシング６と、夫々のケーシング６内に収納される複数のコア３と、一対のヘッダ１３とを有する。
【００１０】
夫々のコア３は、図３の如く、偏平チューブ１がその断面の長軸方向に連続的に曲折されて、その対向平面間に隙間を空けて全体が円筒の螺旋状に形成される。そしてその隙間にコルゲートフィン２が同様に螺旋状に介装され、夫々の接触部間がろう付け固定されたものである。
このようなコア３は、図５に示す如くチューブロール１６から繰り出した偏平チューブ１に外力を加えて螺旋状に形成すると共に、帯状金属板１７をフィン成形ローラ１８によりコルゲートフィン２に形成し、それを連続的に偏平チューブ１の対向面間に介装する。そして偏平チューブ１の外面またはコルゲートフィン２の外面にろう材をクラッドし、その組立体を高温の炉内に挿入して一体にろう付け固定することによりコア３を形成できる。
【００１１】
次に、夫々のケーシング６は円筒状に形成され、その軸方向両端が一対の閉塞部９で閉塞され、その閉塞部９に入口パイプ１４，出口パイプ１５が一体に接続されている。各ケーシング６は仕切り状の閉塞部９，１０を介して直列に配置され、その閉塞部の両側にコア室１１，１２を形成する。そして夫々のコア室にコア３が収納される。コア３の外周とケーシング６の内周との間には空間が形成される。夫々の偏平チューブ１の両端はケーシング６を貫通し、一対のヘッダ１３に連通する。なお、図４の符号１９はシール材である。
閉塞部９，１０には、夫々中心部と周縁部とに出入り口４，５が開口する。隣り合う閉塞部９，１０の一方側の閉塞部９には出入り口４が中心部に配置され、他方側の閉塞部１０にはその周縁部に出入り口５が配置されて、それらが交互に配置される。
【００１２】
そして入口パイプ１４から第一の熱交換媒体７が出入り口４を介してコア室１１の中心部に流入し、それがコア３の偏平チューブ１の外面およびコルゲートフィン２を通過して半径方向外周に流通し、閉塞部１０の出入り口５から隣接するコア室１２の周縁部に流入し、コア３の外周から中心部にそれが流通する。そのようにして、中心から外周、外周から中心に順次、第一の熱交換媒体７が流通する。
また、第二の熱交換媒体８が一方のヘッダ１３から各コア３の偏平チューブ１内に流入し、それが螺旋状に偏平チューブ１内を流通して他方のヘッダ１３から流出する。そして、一方の熱交換媒体７と他方の熱交換媒体８との間に熱交換が行われるものである。
【００１３】
なお、この例では複数の仕切り状の閉塞部９，１０を定間隔に配置したが、一対の閉塞部９，１０と一つのコア３のみを用いて熱交換器を構成してもよい。また一つのケーシング内に互いに離間して複数の仕切り状の閉塞部９，１０を配置して複数のコア室をもうけてもよい。
第一の熱交換媒体と第二の熱交換媒体は、各種流体を使用することができる。例えば、第一の熱交換媒体７として水を用い、第二の熱交換媒体８として高温高圧の炭酸ガスを用いることができる。そして第二の熱交換媒体８によって水を温水に変えることができる。
【００１４】
また熱交換媒体７として空気を用い、熱交換媒体８として気液二相状態に相変化する冷媒あるいは高温のオイルを用いることもできる。
図６は、その例でコア３の中心部の上方にファン２２を設けると共に、その外周をシュラウド２１で被嵌する。またコア３の下端は端蓋２３で閉塞する。そして第１の熱交換媒体７として冷却風をコアの中心から半径方向外方に流通させる。また偏平チューブ１内には第２の熱交換媒体８として冷媒または高温のオイルを流通して、両者間に熱交換を行うものである。なお、図示の軸流型ファンに代えて筒型のシロッコファンをコア３に内装してもよい。
【００１５】
【発明の作用・効果】
本発明の熱交換器は、偏平チューブ１をその断面の長軸方向に連続的に曲折して隙間を空けた螺旋状に形成すると共に、その隙間にコルゲートフィン２を螺旋状に介装してコア３を構成し、そのコア３の外周に空間を有してケーシング６を被嵌し、そのケーシング６の中心部および周縁部に出入り口４，５を設けたものである。そして、一方の出入り口４から他方の出入り口５に向かいコア３を半径方向に第一の熱交換媒体７が流通すると共に、第二の熱交換媒体８が偏平チューブ１内に流通して熱交換を行うものである。
そのため、部品点数が少なく製造し易く量産性の高い熱交換器を提供できる。それと共に、偏平チューブ１の外面側の伝熱面積が大きく、熱交換性能の高いものとなる。さらには、コア３およびケーシング６が筒状に形成され、コンパクトで且つ第一の熱交換媒体７の流通抵抗の少ない熱交換器となり得る。
【００１６】
上記構成において、ケーシング６の軸方向両端に一対の閉塞部９，１０を形成し、一方の閉塞部９の中心に第一の出入り口４が形成され、他方の閉塞部１０の周縁部に第二の出入り口５を開口することができる。
そのようにすることにより、構造が簡単で第二の熱交換媒体７の流通抵抗の少ない熱交換器を提供できる。
【００１７】
上記構成において、ケーシング６を複数の仕切り状の閉塞部９，１０により、複数のコア室１１，１２を設け、夫々のコア室にコア３を内装して、閉塞部９，１０には交互に中心部と周縁部とに夫々出入り口４，５を設けることができる。そして、第一の熱交換媒体７を隣り合うコア室の一方のコア３の中心から外周方向に流通させ、他方のコア３の外周から中心に流通するように構成することができる。
それにより、第一の熱交換媒体７の流路長を長くし熱交換をさらに促進させることができる。
また、同一のコア３を複数のコア室に配置することにより、所望の容量の熱交換器を迅速に製造することが可能となる。
【００１８】
次に、偏平チューブ１を、その断面の長軸方向に連続的に曲折して、その対向平面間に隙間を空けて全体を円筒の螺旋状に形成し、その隙間にコルゲートフィン２を螺旋状に介装してコア３を形成し、そのコア３の中心部から、前記コア３を半径方向外方に送風する送風手段を設け、
前記偏平チューブ１内に、熱交換媒体８を流通するように構成した熱交換器では、さらに構造が簡単でコンパクトな熱交換器を安価に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱交換器の縦断面略図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面略図。
【図３】同熱交換器に用いられるコア３の斜視図。
【図４】図１の要部拡大縦断面図。
【図５】コア３の製造方法の一例を示す説明図。
【図６】本発明の他の熱交換器の斜視略図。
【符号の説明】
１  偏平チューブ
２  コルゲートフィン
３  コア
４，５  出入り口
６  ケーシング
７，８  熱交換媒体
９，１０  閉塞部
１１，１２  コア室
１３    ヘッダ
１４    入口パイプ
１５    出口パイプ
１６    チューブロール
１７    帯状金属板
１８    フィン成形ローラ
１９  シール材
２１  シュラウド
２２  ファン
２３  端蓋
【図１】
2004347242.tif 000003
【図２】
2004347242.tif 000004
【図３】
2004347242.tif 000005
【図４】
2004347242.tif 000006
【図５】
2004347242.tif 000007
【図６】
2004347242.tif 000008