(57)【要約】【課題】流通抵抗を増加させることなく、しかも、チューブシート間の組み付け時には容易に正確な位置決めを行うことができる熱交換器を提供する。【解決手段】第１及び第２チューブシート７，８とを交互に積層し、第１及び第２チューブシート７，８の双方に連通孔１７，１８を設け、双方の連通孔１７，１８を介して隣接する入口ヘッダ室１４間及び出口ヘッダ室間をそれぞれ連通すると共に、第１チューブシート７と第２チューブシート８の連通孔１７，１８のいずれか一方の周縁にバーリング部１９を設け、このバーリング部１９を相手側の連通孔１７，１８に挿入することによって第１チューブシート７と第２チューブシート８とを位置決めする熱交換器１であって、入口ヘッダ室１４側のバーリング部１９と出口ヘッダ室側のバーリング部は、互いに対向する位置の近い側を内周部１９ａ、遠い側を外周部１９ｂとすると外周部１９ｂを高く設定された。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチューブシート（７），（８）を積層し、隣接する前記チューブシート（７），（８）間に入口ヘッダ室（１４）及び出口ヘッダ室とこれらを連通する熱交換室（１６）とを有する流体流通室（１２），（１３）を設け、前記各チューブシート（７），（８）の双方に連通孔（１７），（１８）を設け、この双方の連通孔（１７），（１８）を介して隣接する前記入口ヘッダ室（１４）間及び出口ヘッダ室間をそれぞれ連通すると共に、隣接する前記チューブシート（７），（８）の互いに突き合わされる前記連通孔（１７），（１８）のいずれか一方の周縁にバーリング部（１９）を設け、このバーリング部（１９）を相手側の前記連通孔（１７），（１８）に挿入することによって隣接する前記チューブシート（７），（８）とを位置決めする熱交換器（１）であって、前記入口ヘッダ室（１４）側の前記バーリング部（１９）と前記出口ヘッダ室側の前記バーリング部（１９）は、互いに対向する位置の近い側を内周部（１９ａ）、遠い側を外周部（１９ｂ）とすると、外周部（１９ｂ）が高く設定され、内周側が外周部（１９ｂ）の高さ以下に設定されたことを特徴とする熱交換器（１）。
【請求項２】
請求項１記載の熱交換器（１）であって、
前記バーリング部（１９）の内周側には、低い内周部（１９ａ）を設けたことを特徴とする熱交換器（１）。
【請求項３】
請求項２記載の熱交換器（１）であって、
前記バーリング部（１９）の内周部（１９ａ）と外周部（１９ｂ）との境界を連続的に高さを可変する傾斜面（１９ｃ）で連結したことを特徴とする熱交換器（１）。
【請求項４】
請求項１〜請求項３記載の熱交換器（１）であって、
隣接する前記チューブシート（７），（８）間は、少なくとも２箇所の前記バーリング部（１９）で位置決めされたことを特徴とする熱交換器（１）。
【請求項５】
請求項１〜請求項４記載の熱交換器（１）であって、
隣接する前記チューブシート（７），（８）間は、ニッケルろうにて接合したことを特徴とする熱交換器（１）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のチューブシートを積層して構成される熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の熱交換器１００としては、図９に示すように、積層された複数のチューブ体１０１と、この隣接するチューブ体１０１の間に配置された複数のアウターフィン１０２と、両端に配置されたチューブ体１０１に接続された入口パイプ（図示せず）及び出口パイプ（図示せず）とから主に構成されている。
【０００３】
各チューブ体１０１は、２枚のチューブシート１０３，１０４を接合して形成され、その内部に流体流通室１０５が形成されている。各流体流通室１０５は入口ヘッダ室１０５ａと出口ヘッダ室（図示せず）とこれらヘッダ室間を連通する熱交換室１０５ｂとから構成されている。
【０００４】
各チューブシート１０３，１０４の入口ヘッダ室１０５ａ及び出口ヘッダ室（図示せず）の箇所には連通孔１０６，（図示せず）がそれぞれ形成されており、これら連通孔１０６，（図示せず）を介して隣接する入口ヘッダ室１０５ａ間及び出口ヘッダ室（図示せず）間が連通されている。又、一方のチューブシート１０４の連通孔１０６，（図示せず）の周縁にはバーリング部１０７，（図示せず）が上方に突設されており、このバーリング部１０７，（図示せず）が他方のチューブシート１０３の連通孔１０６に挿入されることによって双方のチューブシート１０３，１０４間が位置決めされている。
【０００５】
上下方向に連通された入口ヘッダ室１０５ａの一端側に入口パイプ（図示せず）が、出口ヘッダ室（図示せず）の一端側に出口パイプ（図示せず）がそれぞれ接続されている。
【０００６】
上記構成において、入口パイプから流入した第１流体は、連通孔１０６を介して各入口ヘッダ室１０５ａに流入し、各入口ヘッダ室１０５ａより各熱交換室１０５ｂに流入することによって分流され、各熱交換室１０５ｂを流れた後に出口ヘッダ室（図示せず）に流入し、各出口ヘッダ室（図示せず）より連通孔（図示せず）を介して合流して出口パイプから流出される。又、隣接するチューブシート１０３，１０４間のアウターフィン１０２が配置された空間には第２流体（例えば空気）が流通される。そして、第１流体が熱交換室１０５ｂを流通する過程で第１流体と第２流体間で主に熱交換が行われる。
【０００７】
このような熱交換器の類似技術は、特許文献１に開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭６３−９１４９３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記熱交換器１００にあっては、一方のチューブシート１０４のバーリング部１０７の高さＨ１が高いと、バーリング部１０７の上面と各ヘッダ室１０５ａ，（図示せず）の内壁との間の間隔Ｄ１を狭くなるため、流通抵抗が増加する等の不具合が発生する。特に、熱交換器１００のコンパクト化等により入口及び出口ヘッダ室１０５ａ，（図示せず）の高さＨ２を低く設定する場合には、相対的に上記間隔Ｄ１が狭くなるため、流通抵抗の増加が顕著になる。
【００１０】
一方、バーリング部１０７の高さＨ１を低くすると流通抵抗の増加を防止できるが、隣接するチューブシート１０３，１０４間を組み付けする際に、図１０に示すように、バーリング部１０７に相手側のチューブシート１０３が乗り上げても、この組み付け不良状態を外部より認識することが困難となり、チューブシート１０３，１０４間を容易に、且つ、正確に位置決めできない。特に、チューブシート１０３，１０４の薄肉化により撓み易い場合や、チューブシート１０３，１０４間にニッケルろう１０８を介在させる場合には上記した組み付け不良を発見することが非常に困難となり、組み付け不良の増加につながる。
【００１１】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、流通抵抗を増加させることなく、しかも、チューブシート間の組み付け時には容易に正確な位置決めを行うことができる熱交換器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、複数のチューブシートを積層し、隣接する前記チューブシート間に入口ヘッダ室及び出口ヘッダ室とこれらを連通する熱交換室とを有する流体流通室を設け、前記各チューブシートの双方に連通孔を設け、この双方の連通孔を介して隣接する前記入口ヘッダ室間及び出口ヘッダ室間をそれぞれ連通すると共に、隣接する前記チューブシートの互いに突き合わされる前記連通孔のいずれか一方の周縁にバーリング部を設け、このバーリング部を相手側の前記連通孔に挿入することによって隣接する前記チューブシート間を位置決めする熱交換器であって、前記入口ヘッダ室側の前記バーリング部と前記出口ヘッダ室側の前記バーリング部は、互いに対向する位置の近い側を内周部、遠い側を外周部とすると、外周部が高く設定され、内周側が外周部の高さ以下に設定されたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１記載の熱交換器であって、前記バーリング部の内周側には低い内周部を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２記載の熱交換器であって、前記バーリング部の内周部と外周部との境界を連続的に高さを可変する傾斜面で連結したことを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１〜請求項３記載の熱交換器であって、隣接する前記チューブシート間は、少なくとも２箇所の前記バーリング部で位置決めされたことを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１〜請求項４記載の熱交換器であって、りんせつする前記チューブシート間は、ニッケルろうにて接合したことを特徴とする。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、連通孔から入口ヘッダ室に流入した流体は主にバーリング部の内周部の上方を通って熱交換室側に流れ、熱交換室より出口ヘッダ室に流入した流体は主にバーリング部の内周部の上方を通って連通孔に流出し、各バーリング部の内周部と各ヘッダ室の内壁との間隔寸法が広いために流通抵抗が小さい。又、チューブシート間を組み付けする際に、バーリング部の外周部が高いことから相手側のチューブシートをバーリング部に乗り上げた状態で組み合わせると容易に乗り上げの事実を認識できる。以上より、流通抵抗を増加させることなく、しかも、チューブシート間の組み付け時には容易に正確な位置決めを行うことができる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、連通孔の周縁の全周縁にバーリング部を有するため、各ヘッダ室部分の剛性を確保できる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、請求項２の発明の効果に加え、相手側のチューブシートがバーリング部の上面に乗り上げた場合にバーリング部の上面をスムーズに移動できるため、第１及び第２チューブシート間の位置決め作業が容易である。
【００２０】
請求項４の発明によれば、請求項１〜請求項３の発明の効果に加え、隣接するチューブシート間を確実に位置決めできる。
【００２１】
請求項５の発明によれば、請求項１〜請求項４の発明の効果に加え、隣接するチューブシートの密着箇所にニッケルろうが介在された場合にあってもチューブシート間の組み合わせ時の乗り上げを確実に防止できるため、ニッケルろうを使用してもチューブシート間を容易に、且つ、正確に接合できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１〜図７は本発明の一実施形態を示し、図１は熱交換器１の全体斜視図、図２は熱交換器１の分解斜視図、図３は図１のＡ−Ａ線断面図、図４は第１チューブシート７の斜視図、図５は第２チューブシート８の斜視図、図６はバーリング部１９の拡大斜視図、図７は流体流通室１２，１３における流体の主流経路を示す図である。
【００２４】
図１及び図２に示すように、熱交換器１は、コア部２と、このコア部２に流体を流入する２本の第１及び第２入口パイプ３，４と、コア部２から流体を流出する２本の第１及び第２出口パイプ５，６とから構成されている。
【００２５】
コア部２は、交互に積層配置され、それぞれ略偏平方形状を有する複数の第１チューブシート７及び第２チューブシート８と、この隣接される第１及び第２チューブシート７，８の間にそれぞれ介在された複数のインナーフィン９と、積層された第１及び第２チューブシート７，８の両端に配置された上サイドプレート１０及び下サイドプレート１１とから構成されている。これら部材間は、ニッケルろう等を使用して接合されている。
【００２６】
図３に示すように、積層された第１及び第２チューブシート７，８の間には、第１流体流通室１２と第２流体流通室１３とが上下方向に交互に設けられている。第１及び第２流体流通室１２，１３は、上方から見て方形状の一角に配置された入口ヘッダ室１４と、この入口ヘッダ室１４の対角線上の一角に配置された出口ヘッダ室（図示せず）とこれら２つのヘッダ室１４，（図示せず）間を連通する熱交換室１６とからそれぞれ構成されている。入口ヘッダ室１４及び出口ヘッダ室（図示せず）は、熱交換室１６に対しその底面が同じ高さであるが、上面が高く設定されている。
【００２７】
又、図４及び図５に詳しく示すように、第１チューブシート７及び第２チューブシート８の各ヘッダ室１４，（図示せず）の箇所には連通孔１７，１８がそれぞれ設けられており、各第１流体流通室１２の隣接する入口ヘッダ室１４間、及び、隣接する出口ヘッダ室（図示せず）間は連通孔１７を介してそれぞれ連通されている。各第２流体流通室１３の隣接する入口ヘッダ室１４間、及び、隣接する出口ヘッダ室（図示せず）間も連通孔１８を介してそれぞれ連通されている。そして、このように連通された第１及び第２流体流通室１２，１３の各入口ヘッダ室１４に第１入口パイプ３及び第２入口パイプ４が、第１及び第２流体流通室１２，１３の各出口ヘッダ室（図示せず）に第１出口パイプ５及び第２出口パイプ６がそれぞれ接続されている。
【００２８】
又、図４及び図５に詳しく示すように、第１チューブシート７の対角線上の一対の連通孔１８、及び、第２チューブシート８の対角線上の一対の連通孔１７の周縁にはバーリング部１９がそれぞれ上方に突設されている。バーリング部１９は、互いに対向する位置の近い側を内周部１９ａ、遠い側を外周部１９ｂとすると、図６に示すように、内周部１９ａの高さが低い寸法Ｈ３に、外周部１９ｂの高さが高い寸法Ｈ４にそれぞれ設定されている。内周部１９ａの高さは相手側のチューブシート７，８の連通孔１７，１８が挿入された場合に相手側のチューブシート７，８の表面より突出しない程度に、外周部１９ｂの高さは相手側のチューブシート７，８の連通孔１７，１８が挿入された場合に相手側のチューブシート７，８の表面より十分に突出する程度に設定されている。
【００２９】
尚、第１チューブシート７及び第２チューブシート８は、平面形状が正方形状であれば同じ形態のチューブシートを交互に９０度回転させた状態で積層配置することにより同じ形態のチューブシートを使用できる。
【００３０】
図２に示すように、各インナーフィン９は、入口ヘッダ室１４側から出口ヘッダ室側へと流体を流通できる例えば波型プレート体であり（図２、図３では詳細形状を省略）、第１及び第２流体流通室１２，１３と同一寸法の四角形状を基本形状とし、この基本形状に対し４角が円弧状に切り欠かれた平面形状を有している。
【００３１】
上記構成において、第１入口パイプ３から流入した第１流体は、各連通孔１７を介して各入口ヘッダ室１４に流入し、各入口ヘッダ室１４より各第１熱交換室１６に流入することによって分流され、各熱交換室１６を流れた後に出口ヘッダ室（図示せず）に流入し、各出口ヘッダ室（図示せず）より連通孔１７を介して合流して第１出口パイプ５から流出される。第２入口パイプ４から流入した第２流体は、各連通孔１８を介して各入口ヘッダ室１４に流入し、各入口ヘッダ室１４より各熱交換室１６に流入することによって分流され、各熱交換室１６を流れた後に出口ヘッダ室（図示せず）に流入し、各出口ヘッダ室（図示せず）より連通孔１８を介して合流して第２出口パイプ６から流出される。そして、第１流体及び第２流体が各熱交換室１６を流通する過程で第１流体と第２流体間で主に熱交換が行われる。
【００３２】
上記第１及び第２流体の流通過程にあって各流体流通室１２，１３における主流経路は、図７にてａ矢印で示すものであり、連通孔１７，１８から入口ヘッダ室１４に流入した流体は主にバーリング部１９の内周部１９ａの上方を通って熱交換室１６側に流れ、熱交換室１６より出口ヘッダ室（図示せず）に流入した流体は主にバーリング部１９の内周部１９ａの上方を通って連通孔１７，１８に流出する。各バーリング部１９の内周部１９ａと各ヘッダ室１４，（図示せず）の内壁１４ａ，（図示せず）との間隔寸法Ｄ（図３に示す）が広いために流通抵抗が小さい。又、第１及び第２チューブシート７，８を組み付ける際に、バーリング部１９の外周部１９ｂが高いことから相手側のチューブシート７，８をバーリング部１９に乗り上げた状態で組み合わせると容易に乗り上げの事実を認識できる。以上より、流通抵抗を増加させることなく、しかも、チューブシート７，８間の組み付け時には容易に正確な位置決めを行うことができる。
【００３３】
特に、第１及び第２チューブシート７，８間をニッケルろうにて接合する場合には、第１及び第２チューブシート７，８間の組み付け状態で双方の密着面にニッケルろうが介在され、第１及び第２チューブシート７，８間にニッケルろうによって隙間ができる。しかし、バーリング部１９の外周部１９ｂが高いために第１及び第２チューブシート７，８間を組み付けする際の乗り上げを確実に防止できる。従って、ニッケルろうを使用しても第１及び第２チューブシート７，８間を容易に、且つ、正確に接合できる。
【００３４】
より詳細に説明すると、第１及び第２チューブシート７，８がアルミ材である場合には、接合用のろう材を圧延工程にて母材と一体化する技術があり、第１及び第２チューブシート７，８の接合工程の前工程でろう材を第１及び第２チューブシート７，８の密着面に供給する必要がない。これに対し、第１及び第２チューブシート７，８がステンレス材である場合には、上述した技術がないため、第１及び第２チューブシート７，８の接合工程の前工程でろう材を第１及び第２チューブシート７，８間の密着面に供給する必要がある。以上より、本発明では、第１及び第２チューブシート７，８がアルミ材の場合はもちろんのことステンレス材の場合にあっても第１及び第２チューブシート７，８間を容易に、且つ、正確に接合できる。
【００３５】
この実施形態では、バーリング部１９の内周側に低い内周部１９ａを設けたので、連通孔１７，１８の全周縁にバーリング部１９を有するため、各ヘッダ室部分の剛性を確保できる。尚、バーリング部１９の内周側に内周部１９ａを設けなくても良い。
【００３６】
この実施形態では、第１チューブシート７と第２チューブシート８との間は、２箇所のバーリング部１９で位置決めされているので、第１及び第２チューブシート７，８間が確実に位置決めされる。尚、第１チューブシート７と第２チューブシート８との間を３箇所以上のバーリング部１９で位置決めするように構成しても同様に確実な位置決めができる。
【００３７】
図８はバーリング部１９の変形例の斜視図である。前記実施形態では、バーリング部１９の内周部１９ａと外周部１９ｂの境界が垂直面で連結されていたが、図８に示すように、この変形例ではバーリング部１９の内周部１９ａと外周部１９ｂとの境界を連続的に高さを可変する傾斜面１９ｃにて連結されている。
【００３８】
このように内周部１９ａと外周部１９ｂの境界をなだらかな傾斜面１９ｃとすることにより、相手側のチューブシートがバーリング部１９の上面に乗り上げた場合にバーリング部１９の上面をスムーズに移動できるため、第１及び第２チューブシート間の位置決め作業が容易である。
【００３９】
尚、上記各実施形態では、コア部２に第１流体流通室１２と第２流体流通室１３とを交互に密閉状態で設けた熱交換器１に本発明を適用したが、従来例で示した構造の熱交換器であっても同様に適用できることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示し、熱交換器の全体斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態を示し、熱交換器の分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態を示し、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の一実施形態を示し、第１チューブシートの斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態を示し、第２チューブシートの斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態を示し、バーリング部の拡大斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態を示し、流体流通室における流体の主流経路を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態を示し、バーリング部の変形例の斜視図である。
【図９】従来例を示し、熱交換器の要部断面図である。
【図１０】従来例を示し、相手側のチューブシートがバーリング部の上面に乗り上げた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  熱交換器
７  第１チューブシート（チューブシート）
８  第２チューブシート（チューブシート）
１２  第１流体流通室（流体流通室）
１３  第２流体流通室（流体流通室）
１４  入口ヘッダ室
１６  熱交換室
１７  連通孔
１８  連通孔
１９  バーリング部
１９ａ  内周部
１９ｂ  外周部
１９ｃ  傾斜面
【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】
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【図９】
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【図１０】
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