JPS6149995A - 積層型熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、例えばノコ−クーラーの魚介器として使用
されるＪ：うむ積層型熱交換器、即ち熱交換媒体通路を
有する多数枚の板状チューブエレメントが、相互間にフ
ィンを包含する空気流通間隙を介して積層された形式の
熱交換２３に関する。

従来の技術 従来、カークーラーの蒸発器として用いられるような偵
ＭＪ型熱交換器としては、一般にドロンカップ型と称さ
れる型式のものが多く用いられている。この熱交換器は
、第５図および第６図に示すにうに、熱交換媒体通路（
２２）を形成するように浅い皿状にプレス加工された２
枚の金属製の成形プレート（２３）を向い合わせに重ね
て板状のデユープニレメンｈ（２１）を＋１゛１″Ｊ成
づると共に、該板状チューブエレメント（２１）とコル
グー１〜型フィン（２４）とを交互に複数個積属してチ
：（）交換部を４１°１１成し、各チューブエレメント
（２１）の両ＱＩＩｌ＋部の連設によって形成される出
入口ヘッダ一部ないしはタンク部（２５）　　（２（３
）に熱交換媒体出入口管（２７）　　（２８）を接続し
たちのとなされている（例えば実公（Ｆｌ　５６−６８
４７号）。

発明が解決しようとする問題点 ところで、熱交換器は一般にそのチューブエレメント内
の熱交換媒体回路を流通する冷Ａ；等の内部流体と、そ
の外部を流通する空気等の外部流体とが、対向して流れ
るようになっているものの方が、熱交換効率の点から有
利であることが知られている。然るに、従来の前記のよ
うな積層型熱交換器では、成形プレート（２３）の中間
部に多数の接合用絞り部（２つ）を形成して、可及的熱
交換効率を向上するべく内部の熱交換媒体の流れを制御
するように配慮されているものの、該媒体の流れはその
一端の入口ヘッダー（２５）側から出口ヘッダー（２６
）側に向けて一方向に流れるにすぎず、前記のような最
も好ましい対向流れの回路をもつようなものにはなし得
なかった。また、上記の如き従来の積層帯熱交換器にお
いては、個々の熱交換ユニットが２枚の成形プレートと
コルゲーテッドフィンとで４；ｙ、成されるため、コア
の組立に際して多くの部品のセツティングを必要とし、
組立能率が悪く、自動組立が困難で生産性に劣るのみな
らず、接合個所が多いために接合不良を生じる要因も大
きいというようなデ「点があった。加えて、チューブエ
レメントの寸法とかその冷媒蒸発空となる熱交換媒体通
路のパターン等は、熱負荷の程度等に応じて、あるいは
熱交換器の用途、設置場所等に応じて種々穴なったもの
にしたという強い要請があるが、従来品ではチューブエ
レメント（２１）を構成する成形プレートをつくるため
成形用金型の製作費が非常に高価につくため、そのよう
な設計的変更の要請に自由に対応し難く、少数多品任の
生産に不向きであるという問題点もあった。

この発明は上記のような事項に鑑み、外部流体に対して
冷媒等の内部熱交換媒体が対向方向に流れるような回路
をもち、従って、熱交換効率に一段と優れた性能をもち
、しかも比較的簡易かつ低コストに制作しうるような積
層型熱交換器の提供を意図してなされたものである。

問題点を解決するための手段 上記の目的において、この発明は、チューブニレメン１
−を多数の孔をもった押出しチューブ材で（１゛４成し
、かつこれに外部流体と対向する流れ方向をもつ蛇行状
回路を形成せしめるようにしたことを趣要事項とするも
のである。

即ち、この発明に係る積層型熱交換器は、並列状に多数
の中空部（８）を備えた押出チューブ材（１１）の所定
の隔壁（１０）の両端部を切欠すると共に両端面を熱交
換媒体入口（１４）と同出口（１５）を残して閉塞する
ことにより、空気等の外部流体（Ａ）の流れ方向と対向
する流れ方向をもつ蛇行状の熱交換媒体回路（Ｃ）を形
成してなるチューブエレメント（１）が、コルゲート型
フィン（２）を介して複数段交互配置に積石されると共
に、チューブエレメント（１）群の前記熱交換媒体入口
（１４）及び同出口（１５）にそれぞれ入口ヘッダ−（
３）及び出口ヘッダ−（４）が連続接１続されてなるこ
とを特徴とするものである。

実施例 以下、この発明を更に図示実施例に基づいて説明する。

第１図ないし第３図に示す実施例において、（１）は板
状のチューブエレメント、（２）はこれと交互に積層配
置されたコルゲート型フィン、（３）＜４）は入口ヘッ
ダー及び出口ヘングー、（５）（６）はそれらの各端部
に取付けられた熱交換媒体入口管および同出口管、（７
）はサイドプレートである。

上記チューブエレメント（１）は第２図に示すように、
長さ方向に並列状に多数の中空部（８）を有する梯子状
断面のアルミニウム押出しチューブ材（１１ンで形成さ
れたものである。

而して、押出しチューブ材（１１）は次のような２１０
工が施されることによって所定のチューブエレメント（
１）に形成されたものである。即ち、所定寸法に切断さ
れたチューブエレメント（１１）は、９１２図に示すよ
うに両側の２つの中空部（８）（８）を残して一端部に
口字状の切欠部（９）が形成される。そしてこの口字状
切欠部（９）に臨んだ３つの内部隔壁り１０）の一端部
が切欠除去されると共に、チューブ材（１１）の幅方向
の中央部の１つの隔壁のみを除いて他の隔壁（１０）の
他端部も同１．）；に切欠除去される。

次いで、これらの隔壁切欠部の存する部分において、チ
ューブ材（１１）の両端面が、該端面にｉ医め込み状態
に取付けられた塞ぎ板（１２）　　（１３）で閉寒され
ることにより、所期するチューブエレメント（１）に形
成されたものである。

従って、チューブエレメント（１）は、一端の両側縁部
に、開口状態のまま残された２つづつの中空部（８）を
もって突出状の熱交換媒体入口（１４）と同出口（１５
）が形成されると共に、内部に、前記隔ｒｉ（１０）の
両９：ｖの切欠除去部をターン部＜　１６）　　（１７
）として前記入口（１４）から出口（１５）に至るまで
に３回の反転を繰返す蛇行状の熱交換媒体回路（Ｃ）が
形成されたものとなされている。しかもこの回路＜Ｃ＞
は、第３図に示ずＪ：うに熱交換器に組立てたざいにチ
ューブエレメント（１）（１）間を流れる空気等の外部
流体（Ａ＞の流れ方向に対して、内部を流れる熱交換媒
体ＣＢ）の流れ方向が対向方向となるＪ：うにその入口
（１４）と出口（１５）が特定されたものとなされたも
のとなされている。

上記のチューブエレメント（１）は、コルゲート型フィ
ン（２）と交互に複数段積層されて単一の熱交換器コア
を形成しており、一方ヘッダ−（３＞　（４）はそれぞ
れこのチューブエレメント（１）群の一端両側部に、熱
交換媒体入口（１４）と同出口（１５）に連通接続して
取付けられ、これをもって第１図に示すような積層型熱
交換器に完成されている。

ところで、上記の熱交換器は、好ましくは一括ろう付け
によって組立てられるものであり、この組立てを可能と
するべく、例えばチューブエレメント（１）は純アルミ
ニウム系材料でつくられる一方、フィン（２〉、塞ぎ板
（１２）（１３）　、出入口ヘッダー（３）（４）はプ
レージングシートでつくられる。そしてこれらの構成部
材を所定の組立姿にセットしたのら、真空あるいは不活
性ガス雰囲気中でのろう付は等により、全体を一括して
ろう付けして完成されるものである。

第４図おにび第５図はチューブエレメントく１′　）の
変形例を示すものであり、押出しチューブ材（１１）の
両端の閉寒を、塞ぎ板を用いることなく、該チューブ材
（１１）の上下両面板部の延長部分（１１ａ　）　　（
Ｉｌａ　）の対向状の折曲げと溶接により行ったもので
ある。その他の（ｊ１１戊事項は前記第１図ないし第３
図の実施例の場合と同様であり、相当部分が同一の符号
で示されている。

この発明による上記の熱交換器は、入口管（５）から入
口ヘッダー（３）を介して各チューブエレメント（１）
の熱交換媒体回路（Ｃ）に冷媒等の熱交換媒体（Ｂ）が
分配され、該媒体は各回路中を蛇行して出口ヘッダー（
４）に向けて流れる過程で空気等の外部流体（Ａ）と熱
交換したのら、出口管（６）から器外に送り出されるも
のである。

なお、図示実施例では、チューブエレメント（１）を水
平方向に配した横型の熱交換器に示したが、この発明は
、チューブエレメントを垂直方向に配置した縦型の熱交
換器に溝成することも勿論許容するものである。

発明の効果 この発明は前述のように、板状チューブエレメントとコ
ルゲート型フィンとが交互配置に積層された積層型熱交
換器において、特に、上記チューブエレメントが並列状
に多数の中空部をηＮえた押出しチューブ材をもって形
成されたものとなされている。従って、該積層型熱交換
器の組立に際し、それ自体単一物でおるチューブエレメ
ントをコルゲーテッドフィンと交互に市ねて積層すれば
良く、従来のように２枚の成形プレートと、コルゲーテ
ッドフィンとを交互に積層する１９合に較べ、積層部品
の減少によりろう付は前の部品のセツティング操作を容
易にでき、作〕゛１を性を向上しうると共に、要ずれば
機械的な自ｒＢＪ組立をも可能なものとなり、生産能率
の大幅な向上を明侍することができる。しかも、チュー
ブエレメントの大さ゛さや回路４１１１成等を、押出し
チューブ材の切出し寸法、隔壁の切欠除去部の変更等に
より比較的自由に変えることができ、従来のように成形
プレートの成形用金型の製作コスト而からの制約を受け
ないので、熱交換器の種類とか、大きさ、熱負荷の大小
丑に応じた設計的変更の要請に容易に対応しろる。

また、この発明においては、チューブエレメントのもつ
熱交換媒体回路が蛇行状のものとなされ、しかもそれが
空気等の外部流体の流れ方向と対向する流れ方向をもつ
、所謂対向流型のものとなされている。従って、従来の
積層型熱交換器に較べてチューブエレメント内での熱交
換媒体の流通距離が増大されると共に、熱交１匁すべき
媒体相互が対向流を示して優れた熱交換効率を有するも
のとなる。加えて、チューブエレメントの両面を平坦面
に形成しうろことから、フィンとの接触面積を増大する
ことができ、この点からも熱交換効率の増大に寄与しう
る。

以上にように、この発明によれば、熱交換する内外流体
が対向流れとなって１・夏れた熱交換器性Ｏヒを発揮す
る積層型熱交換器を、簡易な製造工程によって廉価に製
作提供しうるちのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る積層型熱交換器の全体斜視図、
第２図はそのチューブエレメントの製作状態を示す一部
切欠斜視図、第３図はチューブエレメントの水平断面図
、第４図はチューブエレメントの変形例を示ず一部斜視
図、第５図は第４図ｖ−ｖ線の断面図、第６図は従来の
ドロンカップ型積底型熱交換器の概略正面図、第７図は
従来のチューブエレメントに用いられている成形プレー
トの一例を示ず正面図である。 （１ン・・・チューブエレメント、（２）・・・コルゲ
ー１〜型フィン、（３）・・・入口ヘッダー、（４）・
・・出口ヘッダー、（８）・・・中空部、（１０）・・
・隔壁、（１１）・・・押出しチューブ材、（１２）　
　（１３）・・・塞ぎ板、（１４）・・・熱交換媒体入
口、（１５）・・・熱交換媒体出口、（Ａ）・・・外部
流体、（Ｂ）・・・熱交換媒体、（Ｃ）・・・熱交換媒
体回路。 以　　上 第１図 ±口へツブー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 並列状に多数の中空部（８）を備えた押出チューブ材（
   １１）の所定の隔壁（１０）の両端部を切欠すると共に
   両端面を熱交換媒体入口（１４）と同出口（１５）を残
   して閉塞することにより、空気等の外部流体（Ａ）流れ
   方向と対向する流れ方向をもつ蛇行状の熱交換媒体回路
   （Ｃ）を形成してなるチューブエレメント（１）が、コ
   ルゲート型フィン（２）を介して複数段交互配置に積層
   されると共に、チューブエレメント（１）群の前記熱交
   換媒体入口（１４）及び同出口（１５）にそれぞれ入口
   ヘッダー（３）及び出口ヘツダー（４）が連続接続され
   てなる積層型熱交換器。