(57)【要約】【課題】  複数の熱交換器コアを互いに接続して、大容量の熱交換器を組み立てるものにおいて、その接続部の流体の流通抵抗を可及的に少なくすると共に、その接続部に異物が堆積しないコンパクトな熱交換器の提供。【解決手段】  コア３，４の各チューブプレート２を互いに対向すると共に、それらの間に厚板ゴム９を介装する。そして、厚板ゴム９に設けられた多数のチューブ挿通孔８にチューブ１の端部を挿通し、チューブプレート２と厚板ゴム９とを液密に接合する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ、同一ピッチで並列した多数のチューブ(1) の端部がチューブプレート(2) に貫通してろう付け固定された一対のコア(3) (4)と、
各コア(3) (4)の一方側に配置された一対のタンク(6)(7) と、
前記チューブ(1) の前記ピッチでチューブ挿通孔(8) が貫通された厚板ゴム (9) と、を具備し、
各コア(3) (4)の他方側のチューブプレート(2) が互いに対向すると共に、それらの間に前記厚板ゴム(9) が介装され、それらのチューブプレート(2) の表面から突出した各チューブ(1) の端部が前記チューブ挿通孔(8) に挿通され、チューブプレート(2) と厚板ゴム(9) とが液密に接合された熱交換器。
【請求項２】
請求項１において、
前記他方側の各チューブプレート(2) は、その周縁が立ち上げられた浅い鍋状に形成されると共に、その縁にフランジ部(2a)が形成され、そのフランジ部(2a)どうしがカシメまたは溶接により接合された熱交換器。
【請求項３】
請求項１において、
前記他方側の各チューブプレート(2) は、その周縁が立ち上げられた浅い鍋状に形成されると共に、その周縁部に多数の爪部(2b)が一体に形成され、その爪部(2b)が前記厚板ゴム(9) の外周に咬着されてなる熱交換器。
【請求項４】
請求項１〜請求項３において、
前記厚板ゴム(9) の外表面に浅い凹凸のラビリンス形状部(10)が設けられ、その外表面に接着剤を介して、その厚板ゴム(9) と前記チューブプレート(2) とが接合された熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の小型熱交換器コアを直列に接続して、大型の熱交換器を形成するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、大容量の熱交換器を生産する場合、それに応じて設備が大型になり莫大な設備投資を必要とする。しかしながら、その生産台数が少ない場合、設備投資の償却が困難であり、結果として大型ラジエータのコストアップにつながる。
【０００３】
そこで、小型の熱交換器を組み合わせて大型の熱交換器とする提案が下記特許文献に記載されている。即ち、チューブとフィンとからなる複数の熱交換器コアを製作しておき、コアの一端どうしをパッキンを介して接続するものである。
即ち、図８に示す如く、多数のチューブ１を並列すると共に、その外面にフィン５を取り付け各チューブ１の両端部に一対のチューブプレート２を配置し、コア３，４を形成する。そして両コア３，４の一方側にそれぞれタンク６，７を被嵌する。そしてコア３，４の他方側どうしを枠形パッキン17を介して着脱自在に締結固定したものである。
【０００４】
そのため、コア３とコア４の間には、枠形パッキン17による中間タンク18が形成される。そしてこの例では、図９に示すごとく上側タンク６のパイプ11から高温の流体が流入し、上側コア３の各チューブ１をそれが流下し、中間タンク18を介して下側のコア４の各チューブ１を流下し、そのタンク７、パイプ11から外部に導かれる。そしてコア３，４の外面には、図示しないファンによって冷却風が流通し、その冷却風とチューブ１内の流体との間に熱交換が行われるものである。
【０００５】
上記の例は、ボルト及びナット並びに枠形パッキン17を介して一対のコア３，４間を接続したが、これに代えてコア３，４のそれぞれのチューブプレート２を鍋型に形成し、その縁どうしを溶接またはろう付けにより一体に接合することできる。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−２２１９１９号公報
【特許文献２】特開昭６３−２９１９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の二つのコアを直列に接続した熱交換器は、その接続部に中間タンク18が形成されるため、その中間タンク18で、おおきな流体の圧力損失がおこる欠点がある。即ち、図９に示す如く、上側のコアのチューブ１から中間タンク18内に導かれた流体は、中間タンク18内で急拡大して広がる。次いで、その流体は下側のコアのチューブ１の開口から流入する際に、急縮小して内部に導かれる。それらの急拡大，急縮小に伴い、流体の圧力損失が大きくなる。そのため、その流体を流通させるための駆動ポンプ等の駆動力が大きくなる欠点がある。
【０００８】
また、中間タンク18内に各種異物が溜まり易い欠点がある。図８の例では、その場合にボルトナットを外して中間タンク18内を清掃する必要が生じる。
他の例として、チューブプレート２を浅い皿状に形成し、その周縁部を互いにろう付け又は溶接したものにおいても、その中間タンク18内に異物が堆積する。この場合には、それを取り除くとこができないという不都合が生ずる。さらには、その接合部のシール性に問題が生ずる。
そこで本発明は、これらの問題点を解決することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の本発明は、それぞれ、同一ピッチで並列した多数のチューブ(1) の端部がチューブプレート(2) に貫通してろう付け固定された一対のコア(3) (4)と、
各コア(3) (4)の一方側に配置された一対のタンク(6)(7) と、
前記チューブ(1) の前記ピッチでチューブ挿通孔(8) が貫通された厚板ゴム (9) と、を具備し、
各コア(3) (4)の他方側のチューブプレート(2) が互いに対向すると共に、それらの間に前記厚板ゴム(9) が介装され、それらのチューブプレート(2) の表面から突出した各チューブ(1) の端部が前記チューブ挿通孔(8) に挿通され、チューブプレート(2) と厚板ゴム(9) とが液密に接合された熱交換器である。
【００１０】
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記他方側の各チューブプレート(2) は、その周縁が立ち上げられた浅い鍋状に形成されると共に、その縁にフランジ部(2a)が形成され、そのフランジ部(2a)どうしがカシメまたは溶接により接合された熱交換器である。
【００１１】
請求項３に記載の本発明は、請求項１において、
前記他方側の各チューブプレート(2) は、その周縁が立ち上げられた浅い鍋状に形成されると共に、その周縁部に多数の爪部(2b)が一体に形成され、その爪部(2b)が前記厚板ゴム(9) の外周に咬着されてなる熱交換器である。
【００１２】
請求項４に記載の本発明は、請求項１〜請求項３において、
前記厚板ゴム(9) の外表面に浅い凹凸のラビリンス形状部(10)が設けられ、その外表面に接着剤を介して、その厚板ゴム(9) と前記チューブプレート(2) とが接合された熱交換器である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の熱交換器は、一対のコア３，４の両チューブプレート２間に厚板ゴム９が介装され、それぞれのチューブ１がその厚板ゴム９のチューブ挿通孔８に挿通されて、チューブプレート２と厚板ゴム９とが液密に接合されて、両コア３，４により大型の熱交換器を構成するものである。
しかも、各コア３，４のそれぞれのチューブ１は、厚板ゴム９のチューブ挿通孔８内でそのまま延長して接続された状態となり、チューブの断面に変化がない。そのため、その接続部における圧力損失を可及的に少なくし、チューブ１内の流体の流通を円滑に行い得る。即ち、ポンプ等によるチューブ１内の流通駆動力を可及的に少なくし、省エネルギーの熱交換器を提供できる。さらに、その接続部に異物が堆積することがない。
【００１４】
上記構成において、チューブプレート２の周縁を立ち上げて浅い鍋状に形成し、その縁に設けたフランジ部2aどうしをカシメまたは溶接により接合することができる。
この場合には、厚板ゴム９とチューブプレート２との液密性を容易に形成することができる。
【００１５】
上記構成において、チューブプレート２の周縁を立ち上げ形成し、その周縁部に多数の爪部2bを一体に形成し、その爪部2bが厚板ゴム９の外周に咬着するように構成しても良い。
この場合には、さらに製造容易で且つ、コアどうしの接続部における液密性を確実に確保し得る。
【００１６】
上記構成において、厚板ゴム９の外周面に浅い凹凸のラビリンス形状部10を設け、その外表面に接着剤を介し、厚板ゴム９とチューブプレート２とを接合することができる。
この場合には、接着剤の接合強度を充分保持し、液密性を確保し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【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３は本発明の第１の実施の形態を示し、図１はその要部縦断面図であって、図２の一部拡大図である。また図２は同熱交換器の全体を示す正面略図であり、図３は同熱交換器の要部組立説明図である。
この熱交換器は、一例としてエンジン冷却水冷却用熱交換器として用いることかできる。この例では、一対のコア３，４とそれらを連結する厚板ゴム９と各コア３，４の一方端側に配置された一対のタンク６，７とを有する。
なお、この例では一対のコア３，４を厚板ゴム９によって連結したが、３つ以上のコアを二つの厚板ゴム９によって連結することも、本発明に含まれる。
【００１８】
各コア３，４は、それぞれ同一ピッチで並列した多数のチューブ１の間に、コルゲート型（プレート型でもよい）フィン５がろう付けされ、それぞれのチューブ１の両端がチューブプレート２に貫通して、その貫通部がろう付け固定されている。そしてコア３，４の両側には、それぞれサイド材13が設けられている。この例では、コア３，４の上下両端に位置する図示しないチューブプレートにはタンク６，７が被嵌され、その接合部が一体にろう付けまたは、パッキン等の手段により接合されている。
また、上側コア３の下端におけるチューブプレート２及び下側コア４の上端におけるチューブプレート２は、図１に示す如く周縁が環状に立ち上げられた浅い鍋型に形成され、その縁部にフランジ部2aが突設されている。この例では、上側に位置するフランジ部2aの周縁は、下側のそれよりも長く突出されている。
【００１９】
次に、厚板ゴム９はその外周がチューブプレート２の内周に略整合する。そして各チューブ１のピッチで多数のチューブ挿通孔８が貫通されている。このチューブ挿通孔８の形状は、チューブ１の外周に整合するか、或いは僅かにそれより小であってもよい。好ましくは、後にチューブ１の端部を厚板ゴム９に挿通する都合上、チューブ挿通鋼８をチューブ１の外周よりも僅かに大に形成しておく。さらに厚板ゴム９の外周には、極めて浅い小さな線状の溝が多数形成され、その凹凸によってラビリンス形状部10を構成する。そして、タンク６，７を有するコア３，４が一体にろう付け固定された後に、コア３とコア４とが厚板ゴム９および接着剤を介して連結される。
【００２０】
このとき各コアのチューブプレート２から突出された各チューブ１の端部は、厚板ゴム９のチューブ挿通孔８に挿入される。なお、厚板ゴム９の外周又は各チューブプレート２の内周には、予め接着剤16が塗布される。次いで、この例では上側のチューブプレート２のフランジ部2aの縁部がカシメられてカシメ部14を形成する。このとき接着剤16は、各ラビリンス形状部10の凹凸部に保持され、厚板ゴム９とチューブプレート２との液密性を確実に保持する。
【００２１】
このようにしてなる熱交換器は、図２において一方のタンク６のパイプ11から一例として高温の冷却水が流入し、一方のコア３の各チューブ１内を流通して厚板ゴム９に達する。厚板ゴム９においてチューブ挿通孔８は、チューブ１と略同一の形状を有するため、高温の冷却水はそのまま他方のコア４のチューブ１に導かれ、そのタンク７からパイプ11を介し外部に導かれる。即ち、この例においては、コア３とコア４の接続部に中間タンクが存在しないと共に、コア３のチューブ１と、コア４のチューブ１とが実質的に連続したものとなる。そのために、厚板ゴム９内における流体の圧力損失が殆どない。
【００２２】
なお、図３は下側のコア４に厚板ゴム９を嵌着した状態を示す要部であり、この厚板ゴム９に上側のコア３のチューブプレート２が嵌着される。
【００２３】
次に、図４は本発明の第２の実施の形態を示す要部縦断面図であり、この例は上側のチューブプレート２のフランジ部2aと下側のそれとが同一形状からなり、それらの端面どうしが互いに接触した状態で、その短縁に溶接部15が形成されたものである。
なお、この例においても各コア３，コア４の各チューブ１は、厚板ゴム９を介して直接、直列に接続されたものと同様の作用をなす。
【００２４】
次に、図５〜図７は本発明の第３の実施の形態を示し、この例ではチューブプレート２の外周に定間隔に多数の爪部2bを設け、その爪部2bが厚板ゴム９内に咬着するようにしたものである。その一例として、例えば図７の如く、チューブプレート２の外周面に工字状のスリット2cを形成し、その縦線の両側に一対の爪部2bを設け、その爪部2bを厚板ゴム９側に押し込むことにより、チューブプレート２と厚板ゴム９とを咬着固定することができる。
なお、この場合にもチューブプレート２と厚板ゴム９とは接着剤を介して接合することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の熱交換器の要部縦断面図であって、図２の一部拡大図。
【図２】同熱交換器の正面略図。
【図３】同熱交換器を組み立てる際の要部斜視説明図。
【図４】本発明の第２の熱交換器の要部縦断面図。
【００２６】
【図５】同第３の熱交換器の要部縦断面図。
【図６】同要部正面図。
【図７】同熱交換器のチューブプレート２の部分拡大図。
【図８】従来型熱交換器の説明図。
【図９】同熱交換器の作用を示す説明図。
【符号の説明】
【００２７】
１  チューブ
２  チューブプレート
2a  フランジ部
2b  爪部
2c  スリット
３，４  コア
５  フィン
６，７  タンク
８  チューブ挿通孔
【００２８】
９  厚板ゴム
10  ラビリンス形状部
11  パイプ
12  給水キャップ
13  サイド材
14  カシメ部
15  溶接部
16  接着剤
17  枠形パッキン
18  中間タンク
19  ろう材
【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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