特許ウォッチ

公開番号2025073280
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-13
出願番号2023183919
出願日2023-10-26
発明の名称ヘッダプレートレス熱交換器
出願人株式会社ティラド
代理人個人,個人
主分類F28F 9/013 20060101AFI20250502BHJP(熱交換一般)
要約【課題】
部品数を増やすことなく、チューブに発生する冷熱応力の影響を低減させる。
【解決手段】
本発明は、内面側で第1流体が流通する複数の偏平チューブ2が積層されたコア3と、コア3の端部が嵌合されるタンク4とを備え、偏平チューブ2は、第2流体が流通する外面を有する通常部10と、通常部10から端部側に向かって連続して、内径が積層方向に徐々に拡径された徐変部11と、端部に位置して、徐変部11で拡径された内径を有し、隣接する他の偏平チューブ2と接する外面を有する積層部12とからなるヘッダプレートレス熱交換器1において、タンク4は、コア3が嵌合される筒状部18と、積層方向において複数の偏平チューブ2のそれぞれに対応する位置で、筒状部18から通常部10に向かって突出して、複数の偏平チューブ2の積層方向の短辺にそれぞれ接する複数のチューブ補強部20とを有する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
内面側で第１流体が流通すると共に外面側で第２流体が流通する複数の偏平チューブ（２）が積層されたコア（３）と、
前記第１流体の流通方向における前記コア（３）の端部が嵌合されるタンク（４）とを備え、
前記偏平チューブ（２）は、前記第２流体が流通する外面を有する通常部（１０）と、前記通常部（１０）から前記流通方向の端部側に向かって連続していて、内径が前記偏平チューブ（２）の積層方向に徐々に拡径された徐変部（１１）と、前記流通方向の端部に位置して、前記徐変部（１１）で拡径された内径を有し、隣接する他の前記偏平チューブ（２）と接する外面を有する積層部（１２）とからなるヘッダプレートレス熱交換器（１）において、
前記タンク（４）は、前記コア（３）が嵌合される筒状部（１８）と、前記積層方向において前記複数の偏平チューブ（２）のそれぞれに対応する位置で、前記筒状部（１８）から前記通常部（１０）に向かって突出して、前記複数の偏平チューブ（２）の前記積層方向の短辺にそれぞれ接する複数のチューブ補強部（２０）とを有する
ことを特徴とするヘッダプレートレス熱交換器（１）。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
前記チューブ補強部（２０）は、前記流通方向において、対応する前記偏平チューブ（２）の前記徐変部（１１）又は前記通常部（１０）まで達するように形成されることを特徴とする請求項１に記載のヘッダプレートレス熱交換器（１）。
【請求項３】
前記チューブ補強部（２０）は、前記積層方向及び前記流通方向との直交方向から見て、対応する前記偏平チューブ（２）の前記徐変部（１１）の形状に沿って形成されることを特徴とする請求項１に記載のヘッダプレートレス熱交換器（１）。
【請求項４】
前記チューブ補強部（２０）は、前記流通方向において、対応する前記偏平チューブ（２）の前記通常部（１０）まで達するように形成され、隣接する他の前記チューブ補強部（２０）に接合される架橋部（２２）を有することを特徴とする請求項１に記載のヘッダプレートレス熱交換器（１）。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッダプレートレス熱交換器に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
ＥＧＲ（ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）クーラ等の熱交換器には、複数の偏平チューブがそれぞれ挿通される複数の挿通孔を有するヘッダプレートを備えることで、複数のチューブの流通方向の端部、即ち、チューブ端部の剛性や、複数のチューブのチューブ端部に対して設けられるタンク等の接続部材の剛性を高めることができる。一方、熱交換器には、部品数を少なくするために、上記したヘッダプレートを備えることなく、積層された複数のチューブの端部をヘッダやタンクで保持する、所謂、ヘッダプレートレス熱交換器がある。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されるヘッダプレートレス型の熱交換器では、各プレートが溝形に形成され、対向する一対のプレートが互いに嵌め合わせられて偏平チューブを形成し、偏平チューブは、その両端部に厚み方向へ拡径された拡径部を有する。また、複数の偏平チューブが拡径部で積層されてコアを構成し、コアの外周がケーシングに被せられると共に、コアの流通方向の一端にヘッダが配置され、各部品がろう付けにより固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１５－２５６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したようなヘッダプレートレス熱交換器では、部品数を少なくすることはできるが、複数のチューブを個々に支持するヘッダプレートがないために、積層されたチューブの流通方向の端部の剛性や、チューブの端部側に設けられるヘッダやタンクの剛性が低減してしまう。なお、チューブの内部にフィンを設けることで、各チューブの剛性を高めることができるが、チューブにおいてフィンを配置できる範囲は限られている。そのため、チューブの流通方向の端部にフィンが配置されていないヘッダプレートレス熱交換器が構成された場合、積層されたチューブの端部の剛性が低減してしまう。
【０００６】
ＥＧＲクーラ等のヘッダプレートレス熱交換器では、チューブを流通する流体の熱によって、チューブに流通方向の熱伸びが発生することがある。このとき、ケースやカバーとチューブとの熱伸びの差によって冷熱応力が発生し、チューブが積層方向に変形して破損するおそれがあり、特に、チューブのフィンを設けていない範囲では、剛性が低いため、亀裂が発生するおそれがある。なお、ヘッダプレートを有する熱交換器では、ヘッダプレートがチューブよりも厚い板厚で構成されるため、チューブ端部の剛性を高くすることができる。これに対して、ヘッダプレートレス熱交換器では、このようなヘッダプレートを有していないので、ヘッダプレートよりも板厚の薄いチューブ同士が接合されるため、チューブ端部の剛性が低くなってしまう。
【０００７】
また、熱交換器では、チューブの内部に流体（第１流体）が流通する一方、チューブの積層方向と第１流体の流通方向との直交方向に第２流体を流通させるように構成されている。そのため、チューブの変形や破損を抑制するために、チューブの外面に補強部材を加えると、第２流体の流通を妨げることになり、圧力損失が増大して、熱交換器としての性能が低下するおそれがある。また、補強部材を新たに加えると、部品数が増えてしまい、また、多数の部品の位置合わせが必要となるので、組み付け工程が増加してしまう。
【０００８】
なお、複数のチューブを積層したコアをケースで覆うＥＧＲクーラのような熱交換器では、チューブを補強する補強部材が取り付けられた状態を外観で確認することができないので、補強部材の付け忘れが生じた場合に視覚的に認識できないという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、部品数を増やすことなく、チューブに発生する冷熱応力の影響を低減させることができるヘッダプレートレス熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成するため、本発明は、内面側で第１流体が流通すると共に外面側で第２流体が流通する複数の偏平チューブ２が積層されたコア３と、前記第１流体の流通方向における前記コア３の端部が嵌合されるタンク４とを備え、前記偏平チューブ２は、前記第２流体が流通する外面を有する通常部１０と、前記通常部１０から前記流通方向の端部側に向かって連続していて、内径が前記偏平チューブ２の積層方向に徐々に拡径された徐変部１１と、前記流通方向の端部に位置して、前記徐変部１１で拡径された内径を有し、隣接する他の前記偏平チューブ２と接する外面を有する積層部１２とからなるヘッダプレートレス熱交換器１において、前記タンク４は、前記複数の偏平チューブ２の前記積層部１２が嵌合される筒状部１８と、前記積層方向において前記複数の偏平チューブ２のそれぞれに対応する位置で、前記筒状部１８から前記通常部１０に向かって突出して、前記複数の偏平チューブ２の前記積層方向の短辺にそれぞれ接する複数のチューブ補強部２０とを有することを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許