(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の偏平チューブ(4)とコルゲートフィン(15)とを並列してコア(11)が形成され、
各偏平チューブ(4)の両端が一対のタンクに挿通されて各部品間が一体にろう付される熱交換器において、
そのタンクは、タンク本体(1)とチューブプレート(3)とが組み合わされて筒状体(8) を構成し、その筒状体(8)の両端に皿状の蓋部材(9)が嵌着され、
前記コア(11)の並列方向の両端に一対の補強メンバー(12)が配置され、その補強メンバー(12)の長手方向の端部に係止孔(13)が穿設され、
前記係止孔(13)に整合する第２爪部(14)が蓋部材(9)の縁に、前記補強メンバー(12)側に立上げられるとともに、その第２爪部(14)が補強メンバー(12)の係止孔(13)に挿通されて、両者間がカシメられることにより、コア(11)とタンクと補強メンバー(12)とが一体に組み立てられることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器において、
前記タンクは、樋状に形成されたタンク本体(1)とタンク本体(1)の樋状の開口側を閉塞し、その長手方向に互いに離間して多数のスリット(2)が並列されたチューブプレート(3)と、を具備し、
各スリット(2)に各偏平チューブ(4)の端部が挿通され、
前記チューブプレート(3)は、平坦面部(3a)と、その幅方向両側に設けた立上げ壁部(3b)と、その立上げ壁部(3b)で、前記スリット(2)の位置に隣接して突設され、そのスリット(2)に対向して折り曲げられるストッパ片(3c)と、を具備し、
前記スリット(2)に挿通された偏平チューブ(4)の先端縁(4a)が、そのストッパ片(3c)に当接して、位置決めされ、
前記蓋部材(9)の外周に第１爪部(10)が突設され、その第１爪部(10)が前記筒状体(8)側に折り曲げられて筒状体(8)の外周に接触する熱交換器。
【請求項３】
請求項２に記載の熱交換器おいて、
前記チューブプレート(3)の立上げ壁部(3b)の根元の断面が外側に湾曲した湾曲部(5)を有し、
前記タンク本体(1)の幅方向の両側縁に爪部(6)が突設され、その爪部(6)が前記チューブプレート(3)の湾曲部(5)にカシメ固定された熱交換器。
【請求項４】
請求項３に記載の熱交換器において、
前記チューブプレート(3)は、そのストッパ片(3c)の付根部の両側に、立上げ壁部(3b)側に僅かに欠切された一対の欠切部(7)を有し、
その欠切部(7)によりストッパ片(3c)の付根部の外面が、立上げ壁部(3b)の外面より外側に位置することが防止されると共に、ストッパ片(3c)が立上げ壁部(3b)の端縁より前記平坦面部(3a)側に位置し、
タンク本体(1)の幅方向両縁部に、外側に突出する段付き部(18)が形成され、その段付き部(18)がチューブプレート(3)の端縁に着座された熱交換器。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の熱交換器を製造する方法において、
前記タンク本体(1)と前記チューブプレート(3)とを組み合わせて筒状体(8) を構成し、
その筒状体(8)の両端に一対の皿状の蓋部材(9)を嵌着して、タンクを形成する工程および、多数の偏平チューブ(4)とコルゲートフィン(15)とを組立てるコア組立て工程と、
前記コア(11)の各偏平チューブ(4)の先端縁(4a)を、組立てられたタンクの各スリット(2)に挿通する工程と、
補強メンバー(12)を前記コア(11)の並列方向の両端に配置し、前記蓋部材(9)に係止する工程と、
それら各部品間をろう付けする工程と、を有する熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の偏平チューブがチューブプレートに挿通され、そのチューブプレートとタンク本体とが接続された熱交換器であって、特に、チューブが多穴管等からなるものであって、チューブ端をチューブプレートに挿通したとき、その挿通部を拡開することができない熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏平チューブとコルゲートフィンとを交互に並列してコアを形成し、各偏平チューブの両端をタンクのチューブプレートに挿通した熱交換器が知られている。通常、チューブをチューブプレートに挿通したとき、そのチューブ端は拡開され、チューブプレートの偏平孔に固定される。
しかしながら、偏平チューブがアルミニウム等の押出し多穴管からなる場合、その端部を拡開することができない。また、偏平チューブ内にインナーフィンを配置した場合も、チューブ端を拡開することができない。このように、チューブ端をチューブプレートの偏平孔に挿通した後に、その端部を拡開できない場合、コアとチューブプレートが固定されないため、搬送時やろう付け時に部品の脱落が生じる。また、チューブとチューブプレートとの位置決めの問題も生じる。
【０００３】
そこで、特許文献１に記載の熱交換器は、その位置決めを確実に行うため、タンク本体の形状を半楕円の筒状に形成し、その底面側に流体の挿通孔をその長手方向に沿って穿設する。そして、そのタンク本体の底面側に別のチューブプレートを取付け、偏平チューブをチューブプレートのチューブ挿通孔に挿通するとともに、半楕円のタンクの底面にそのチューブを押し当てて偏平チューブの位置決めを行っていた。
また、その異形のタンク本体の両端に、その開口に整合する蓋を取付け、その蓋の端部に突設した係止部をコアのサイドメンバーに係止していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０９３１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載のようにタンク本体を半楕円に形成するとともに、その底面側にチューブプレートを配置し、偏平チューブをタンク本体の底面に突き当てる構造の熱交換器は、その構造及び製造工程が複雑で、生産コストが高くなる欠点がある。さらに、そのタンク本体の両端を閉塞する蓋の形状が複雑であると共に、その蓋とサイドメンバーとの接続構造が複雑で、熱交換器の組立てが煩雑である欠点かあった。
そこで、本発明は構造が簡単で製造が容易な、量産性の高い熱交換器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、多数の偏平チューブ(4)とコルゲートフィン(15)とを並列してコア(11)が形成され、
各偏平チューブ(4)の両端が一対のタンクに挿通され、各部品間が一体にろう付される熱交換器において、
そのタンクは、タンク本体(1)とチューブプレート(3)とが組み合わされて筒状体(8) を構成し、その筒状体(8)の両端に皿状の蓋部材(9)が嵌着され、
前記コア(11)の並列方向の両端に一対の補強メンバー(12)が配置され、その補強メンバー(12)の長手方向の端部に係止孔(13)が穿設され、
前記係止孔(13)に整合する第２爪部(14)が蓋部材(9)の縁に、前記補強メンバー(12)側に立上げられるとともに、その第２爪部(14)が補強メンバー(12)の係止孔(13)に挿通されて、両者間がカシメられることにより、コア(11)とタンクと補強メンバー(12)とが一体に組み立てられることを特徴とする熱交換器である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の熱交換器おいて、
前記タンクは、樋状に形成されたタンク本体(1)とタンク本体(1)の樋状の開口側を閉塞し、その長手方向に互いに離間して多数のスリット(2)が並列されたチューブプレート(3)と、を具備し、
各スリット(2)に各偏平チューブ(4)の端部が挿通され、
前記チューブプレート(3)は、平坦面部(3a)と、その幅方向両側に設けた立上げ壁部(3b)と、その立上げ壁部(3b)で、前記スリット(2)の位置に隣接して突設され、そのスリット(2)に対向して折り曲げられるストッパ片(3c)と、を具備し、
前記スリット(2)に挿通された偏平チューブ(4)の先端縁(4a)が、そのストッパ片(3c)に当接して、位置決めされ、
前記蓋部材(9)の外周に第１爪部(10)が突設され、その第１爪部(10)が前記筒状体(8)側に折り曲げられて筒状体(8)の外周に接触する熱交換器である。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の熱交換器おいて、
前記チューブプレート(3)の立上げ壁部(3b)の根元の断面が外側に湾曲した湾曲部(5)を有し、
前記タンク本体(1)の幅方向の両側縁に爪部(6)が突設され、その爪部(6)が前記チューブプレート(3)の湾曲部(5)にカシメ固定された熱交換器である。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の熱交換器において、
前記チューブプレート(3)は、そのストッパ片(3c)の付根部の両側に、立上げ壁部(3b)側に僅かに欠切された一対の欠切部(7)を有し、
その欠切部(7)によりストッパ片(3c)の付根部の外面が、立上げ壁部(3b)の外面より外側に位置することが防止されると共に、ストッパ片(3c)が立上げ壁部(3b)の端縁より前記平坦面部(3a)側に位置し、
タンク本体(1)の幅方向両縁部に、外側に突出する段付き部(18)が形成され、その段付き部(18)がチューブプレート(3)の端縁に着座された熱交換器である。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の熱交換器を製造する方法において、
前記タンク本体(1)と前記チューブプレート(3)とを組み合わせて筒状体(8) を構成し、
その筒状体(8)の両端に一対の皿状の蓋部材(9)を嵌着して、タンクを形成する工程および、多数の偏平チューブ(4)とコルゲートフィン(15)とを組立てるコア組立て工程と、
前記コア(11)の各偏平チューブ(4)の先端縁(4a)を、組立てられたタンクの各スリット(2)に挿通する工程と、
補強メンバー(12)を前記コア(11)の並列方向の両端に配置し、前記蓋部材(9)に係止する工程と、
それら各部品間をろう付けする工程と、を有する熱交換器の製造方法である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、蓋部材９の縁に立上げられた第２爪部１４が、補強メンバー１２の係止孔１３に挿通されて、補強メンバー１２と蓋部材９との間がカシメられることにより、コア１１とタンクと補強メンバー１２とが一体に組み立てられるから、ろう付けのための各部品の組立てが容易で、量産性の高い熱交換器を提供できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記スリット２に挿通されたコア１１)の偏平チューブ４の先端縁４ａが、そのストッパ片３ｃに当接して、位置決めされるものである。それにより、熱交換器を精度よく量産できる。
【００１３】
請求項３に記載の熱交換器は、前記チューブプレート３の立上げ壁部３ｂの根元の断面が外側に湾曲した湾曲部５を有し、
前記タンク本体１の幅方向の両側縁に爪部６が突設され、その爪部６が前記チューブプレート３の湾曲部５にカシメ固定されるので、タンクの組立てが容易となる。
【００１４】
請求項４に記載の熱交換器は、チューブプレート３のストッパ片３ｃの付根部の両側に、一対の欠切部７を有し、ストッパ片３ｃの付根部の外面が立上げ壁部３ｂの外面より外側に位置し且つ、ストッパ片３ｃが立上げ壁部３ｂの端縁より前記平坦面部３ａ側に位置し、
タンク本体(1)の幅方向両縁部の段付き部１８がチューブプレート３の端縁に着座されたものである。このように構成することにより、その着座のとき、ストッパ片３ｃが段付き部１８に干渉することがない。
【００１５】
請求項５に記載の熱交換器の製造方法は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の熱交換器を製造する方法において、
タンク本体１とチューブプレート３とが組み合わされて筒状体８を構成し、その筒状体の両端に一対の皿状の蓋部材９を嵌着してタンクを形成する工程および、多数の偏平チューブ４とコルゲートフィン１５とを組立てるコア組工程と、そのコア１１の各偏平チューブ４の先端縁４ａを、組立てられたタンクの各スリット２に挿通する工程と、補強メンバー１２をコア１１の並列方向の両端に配置し、蓋部材９に係止する工程と、それら各部品間のろう付けをするろう付け工程と、を有するものである。このように構成することにより、熱交換器を容易に量産できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の熱交換器の要部横断面図であって、図５のＩ−Ｉ矢視図（偏平チューブ４の内部を省略）。
【図２】同熱交換器の要部分解斜視図。
【図３】同組立て図。
【図４】同要部斜視図。
【図５】同要部側面図であって、図６のＶ−Ｖ矢視図。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ矢視図。
【図７】同熱交換器の端部における分解斜視図。
【図８】同組立て図。
【図９】同組立て後のカシメ状態を示す説明図。
【図１０】図９の他の実施例の要部斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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〜図９は本発明の第１の実施例を示す。
この熱交換器は、図７に示す如く、多数の偏平チューブ４とコルゲートフィン１５とが交互に配置され、その並列方向の上下両端に一対の補強メンバー１２が配置される（下側を省略）。また、左右一対のタンク（左側のタンクを省略）は、タンク本体１とチューブプレート３と一対の蓋部材９（下側を省略）とからなる。
【００１８】
補強メンバー１２には係止孔１３が穿設されている。そして、蓋部材９の補強メンバー１２側には、係止孔１３に整合する一対の第２爪部１４が、蓋部材９の平面に直交して突設されている。
チューブプレート３は、平坦面部３ａとその幅方向両側に立ち上げられた立上げ壁部３ｂとを有し、その立上げ壁部３ｂの根元は外側に突出する湾曲部５を形成する。そして、平坦面部３ａ及び立上げ壁部３ｂには幅方向にスリット２が穿設され、その内面側がバーリング加工されている。スリット２の内周は、偏平チューブ４の外周に整合する。さらに、チューブプレート３には、スリット２の両側に隣接し、一対のストッパ片３ｃが突設され、それがスリット２に対向するように曲折されている。また、ストッパ片３ｃの両側の付根部には欠切部７が僅かに形成されている。
【００１９】
その欠切部７の存在によりストッパ片３ｃを曲折したとき、その付根部がチューブプレート３の外面側に突出しないように形成される。好ましくは、その根元部はチューブプレート３の外面と面一に形成される。
次に、タンク本体１は半筒状に形成され、その両側縁に段付き部１８が設けられ、その段付き部１８がチューブプレート３の両側縁に着座する。さらに、タンク本体１には適宜間隔に爪部６が突設される。爪部６は、チューブプレート３のストッパ片３ｃに整合する位置に配置される。
【００２０】
タンク本体１とチューブプレート３とは互いに嵌着され、タンク本体１の爪部６がチューブプレート３の湾曲部５の外周にカシメられ、筒状体８を形成する。そして、その筒状体８の両端に一対の蓋部材９が嵌着される。この蓋部材９は皿状に形成され、その内周縁がタンク本体１とチューブプレート３とからなる筒状体８の内周に整合する。
【００２１】
次に、本熱交換器の組立ての一例につき説明する。
図２に示す如く、偏平チューブ４とコルゲートフィン１５とを交互に並列し、コア１１を形成する。なお、図５に示す如く、各偏平チューブ４にはその内部にインナーフィン１６が配置される。このインナーフィン１６の幅方向両端には、隙間１７が形成される。また、チューブプレート３とタンク本体１とを組立て、筒状体８を形成する。そして、タンク本体１の爪部６をチューブプレート３の湾曲部５の外周に係止させる。
【００２２】
次いで、コア１１を積層方向に押圧した状態で、各偏平チューブ４をチューブプレート３の各スリット２に同時に挿通する。そして、偏平チューブ４の先端縁４ａをチューブプレート３のストッパ片３ｃに突き当てて、コア１１とチューブプレート３とを位置決めする。
その状態を図１、図３、図４、図５に示す。この時、ストッパ片３ｃは、図５において、インナーフィン１６の幅方向両端の隙間１７を閉塞する。
【００２３】
この例では、図２に示す如く、ストッパ片３ｃの数がスリット２よりも少ない。なお、ストッパ片３ｃの数をスリット２と同一にすることも可能である。その場合、図５において、全ての偏平チューブ４の先端縁４ａがストッパ片３ｃに当接し、インナーフィン１６の隙間１７が全て、平坦面部３ａによって閉塞される。このため、チューブ内流体の短絡が抑制され、熱性能が向上する。
【００２４】
そして、タンク本体１とチューブプレート３の両端には、蓋部材９が嵌着する。
蓋部材９の補強メンバー１２側には、一対の第２爪部１４が蓋部材９の平面に直行して突設されている。そして、第２爪部１４が補強メンバー１２の係止孔１３に嵌入し、図８及び図９の如く、カシメられる。そして、そのカシメにより、全ての部品が一体的に固定され熱交換器の仮組が行われる。
その仮組みされた熱交換器が高温の炉内に挿入されて、予め被覆又は塗布されたろう材によって一体的に各部品の接触部がろう付け固定される。
【００２５】
次に、図１０は図８及び図９の変形例であり、この例が第１実施例と異なる点は、第２爪部１４が存在しない点である。
【符号の説明】
【００２６】
１  タンク本体
２  スリット
３  チューブプレート
3a  平坦面部
3b  立上げ壁部
3c  ストッパ片
４  偏平チューブ
4a  先端縁
【００２７】
５  湾曲部
６  爪部
７  欠切部
８  筒状体
９  蓋部材
10  第１爪部
11  コア
12  補強メンバー
【００２８】
13  係止孔
14  第２爪部
15  コルゲートフィン
16  インナーフィン
17  隙間
18  段付き部
19  カシメ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0006325960.tif 000009
【図９】
0006325960.tif 000010
【図１０】
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