(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-06-10
(45)【発行日】2022-06-20
(54)【発明の名称】熱交換器
(51)【国際特許分類】
F28D 7/16 20060101AFI20220613BHJP
F28F 1/02 20060101ALI20220613BHJP
F28F 9/22 20060101ALI20220613BHJP
【ＦＩ】
F28D7/16 A
F28F1/02 A
F28F9/22
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2019525594
(86)(22)【出願日】2018-06-08
(86)【国際出願番号】 JP2018023048
(87)【国際公開番号】W WO2018230741
(87)【国際公開日】2018-12-20
【審査請求日】2021-05-31
(31)【優先権主張番号】P 2017114866
(32)【優先日】2017-06-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000222484
【氏名又は名称】株式会社ティラド
(74)【代理人】
【識別番号】100082843
【弁理士】
【氏名又は名称】窪田 卓美
(72)【発明者】
【氏名】山本 悦生
(72)【発明者】
【氏名】瀬戸丸 直哉
【審査官】岩瀬 昌治
(56)【参考文献】
【文献】特開２００８－１９６３１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１９４２９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－５２０８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－１７７０６０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２８Ｄ ７／１６
Ｆ２８Ｆ １／０２
Ｆ２８Ｆ ９／２２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の偏平チューブ（１）が並列されたコア（２）と、コア（２）の外周に被嵌されたケーシング（３）とを有し、ケーシング（３）に冷却水（１２）の入口（４）と出口（５）とが互いに離間して配置され、各偏平チューブ（１）の外面側にバッフルプレート（６）を介して冷却水（１２）が供給され、偏平チューブ（１）の内部に気体（１３）が供給される熱交換器において、前記バッフルプレート（６）は、板バネ材からなると共に、前記入口（４）と出口（５）との間に配置され、前記ケーシング（３）の内面に接続され、一端部に係止部（７）を有する基部（８）と、
その基部（８）の他端部から折返部（１６）を介して一体に延長されて、偏平チューブ（１）間に挿入される架橋部（９）と、を具備し、その架橋部（９）が偏平チューブ（１）側に湾曲変形されて、その端部が前記係止部（７）に係合することを特徴とする熱交換器。
【請求項2】
前記バッフルプレート（６）の架橋部（９）は、板バネの平面内にスリット状の開口部（１８）を有し、その開口部（１８）の幅方向の両側に少なくとも一対形成され、その開口部（１８）の両端に位置する端縁（２０）で連結されて、その端部の係合部（１７）が前記係止部（７）に係合することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。【請求項3】
前記偏平チューブ（１）の幅方向の一方側に、前記基部（８）が配置されると共に、その基部（８）がケーシング（３）の一方側の平面に接続され、各偏平チューブ（１）間の数だけ前記架橋部（９）が並列されて、その各架橋部（９）が各偏平チューブ（１）間に挿通された請求項１または請求項２に記載の熱交換器。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、偏平チューブが並列され、その外面側に冷却水が流通すると共に、内面側に気体が導かれる熱交換器である。より詳しくは偏平チューブの外面側にバッフルプレートを介して、冷却水を円滑に導くものに関する。
【背景技術】
【0002】
下記特許文献１に記載されたＥＧＲクーラ用熱交換器のチューブ支持構造は、偏平チューブを並列してコアを形成し、偏平チューブの外面側に冷却水を流通させると共に、チューブの内面側に高温の排気ガスを流通させる。そして、チューブの外面側にはバッフルプレートを適宜配置して、各偏平チューブ間に冷却水の流通に導くものである。
さらには、バッフルプレートを用いたＥＧＲクーラとして、図８，図９に示すものが提案されている。
即ち、複数の偏平チューブ１ａが並列されると共に、その両端部がチューブプレート１４ａに挿通されてコア２ａを構成する。そして、そのコア２ａの外周にケーシング３ｃを被嵌し、ケーシング３ｃに互いに離間して一対の入口４ａと出口５ａを配置し、その入口４ａと出口５ａとの間にバッフルプレート６ａを配置する。そして、冷却水１２ａを入口４ａから出口５ａに流通させるものである。このとき、バッフルプレート６ａは冷却水１２ａが入口４ａから出口５ａにバイパスするのを防止する（図７～図９参照）。
さらには、バッフルプレートを用いたＥＧＲクーラとして、図８，図９に示すものが提案されている。
即ち、複数の偏平チューブ１ａが並列されると共に、その両端部がチューブプレート１４ａに挿通されてコア２ａを構成する。そして、そのコア２ａの外周にケーシング３ｃを被嵌し、ケーシング３ｃに互いに離間して一対の入口４ａと出口５ａを配置し、その入口４ａと出口５ａとの間にバッフルプレート６ａを配置する。そして、冷却水１２ａを入口４ａから出口５ａに流通させるものである。このとき、バッフルプレート６ａは冷却水１２ａが入口４ａから出口５ａにバイパスするのを防止する（図７～図９参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００８－１９６３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが、実験によればバッフルプレート６ａを各コア２ａの偏平チューブ１ａ間に挿入するとき、バッフルプレート６ａが変形し易い欠点がある。
さらには、図８に示す如く、バッフルプレート６ａの下流側において冷却水１２ａが滞留する滞留部１９ａが形成され、偏平チューブ１ａの全面に渡って均一に流れ難い欠点がある。
そこで、本発明は各種実験の結果、取付け易く且つ装着時に変形し難いバッフルプレートであって、冷却水の流通を円滑に行い得るものを提供することを課題とする。
さらには、図８に示す如く、バッフルプレート６ａの下流側において冷却水１２ａが滞留する滞留部１９ａが形成され、偏平チューブ１ａの全面に渡って均一に流れ難い欠点がある。
そこで、本発明は各種実験の結果、取付け易く且つ装着時に変形し難いバッフルプレートであって、冷却水の流通を円滑に行い得るもの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】
【0005】
請求項１に記載の本発明は、複数の偏平チューブ１が並列されたコア２と、コア２の外周に被嵌されたケーシング３とを有し、ケーシング３に冷却水１２の入口４と出口５とが互いに離間して配置され、各偏平チューブ１の外面側にバッフルプレート６を介して冷却水１２が供給され、偏平チューブ１の内部に気体１３が供給される熱交換器において、
前記バッフルプレート６は、板バネ材からなると共に、前記入口４と出口５との間に配置され、前記ケーシング３の内面に接続され、一端部に係止部７を有する基部８と、
その基部８の他端部から折返部１６を介して一体に延長されて、偏平チューブ１間に挿入される架橋部９と、を具備し、その架橋部９が偏平チューブ１側に湾曲変形されて、その端部が前記係止部７に係合することを特徴とする熱交換器である。
請求項２に記載の本発明は、前記バッフルプレート６の架橋部９は、板バネの平面内にスリット状の開口部１８を有し、その開口部１８の幅方向の両側に少なくとも一対形成され、その開口部１８の両端に位置する端縁２０で連結されて、その端部の係合部１７が前記係止部７に係合することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器である。
請求項３に記載の本発明は、前記偏平チューブ１の幅方向の一方側に、前記基部８が配置されると共に、その基部８がケーシング３の一方側の平面に接続され、各偏平チューブ１間の数だけ前記架橋部９が並列されて、その各架橋部９が各偏平チューブ１間に挿通された請求項１または請求項２に記載の熱交換器である。
前記バッフルプレート６は、板バネ材からなると共に、前記入口４と出口５との間に配置され、前記ケーシング３の内面に接続され、一端部に係止部７を有する基部８と、
その基部８の他端部から折返部１６を介して一体に延長されて、偏平チューブ１間に挿入される架橋部９と、を具備し、その架橋部９が偏平チューブ１側に湾曲変形されて、その端部が前記係止部７に係合することを特徴とする熱交換器である。
請求項２に記載の本発明は、前記バッフルプレート６の架橋部９は、板バネの平面内にスリット状の開口部１８を有し、その開口部１８の幅方向の両側に少なくとも一対形成され、その開口部１８の両端に位置する端縁２０で連結されて、その端部の係合部１７が前記係止部７に係合することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器である。
請求項３に記載の本発明は、前記偏平チューブ１の幅方向の一方側に、前記基部８が配置されると共に、その基部８がケーシング３の一方側の平面に接続され、各偏平チューブ１間の数だけ前記架橋部９が並列されて、その各架橋部９が各偏平チューブ１間に挿通された請求項１または請求項２に記載の熱交換器である。
【発明の効果】
【0006】
本発明の熱交換器は、板バネ材からなるバッフルプレート６の基部８が、入口４と出口５との間に位置して、ケーシング３の内面に接続され、その架橋部９が偏平チューブ１側に湾曲変形されて、偏平チューブ１間に挿入され、その端部が係止部７に係合するものである。そのため、バッフルプレート６の装着が容易で、冷却水１２を入口４から出口５に架橋部９の回りに案内して、熱交換を円滑に行うことができる。即ち、架橋部９を変形して、その端部を係止部７に係合することにより、冷却水１２を円滑に導き、熱交換が促進される。また、その変形状態を保持して、安定的に熱交換が行われる。
請求項２に記載の発明は、板バネの平面内にスリット状の開口部１８が形成され、その幅方向の両側に少なくとも一対の架橋部９が形成され、その開口部１８の両端に位置する端縁（２０）で連結されて、その端部の係合部（１７）が前記係止部７に係合するものである。そのため、架橋部９の剛性が強くなり、バッフルプレートの変形を防止して安定的に冷却水を案内することができる。
請求項３に記載の発明は、上記構成において、各偏平チューブ１間の数だけ架橋部９が並列されて、その各架橋部９が各偏平チューブ１間に挿通されものである。そのため、各偏平チューブ間の冷却水１２の流れを円滑に導き、熱交換を促進できる。
請求項２に記載の発明は、板バネの平面内にスリット状の開口部１８が形成され、その幅方向の両側に少なくとも一対の架橋部９が形成され、その開口部１８の両端に位置する端縁（２０）で連結されて、その端部の係合部（１７）が前記係止部７に係合するものである。そのため、架橋部９の剛性が強くなり、バッフルプレートの変形を防止して安定的に冷却水を案内することができる。
請求項３に記載の発明は、上記構成において、各偏平チューブ１間の数だけ架橋部９が並列されて、その各架橋部９が各偏平チューブ１間に挿通されものである。そのため、各偏平チューブ間の冷却水１２の流れを円滑に導き、熱交換を促進できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図１は本発明の熱交換器に用いられるバッフルプレート６の斜視図であって、取付け前の状態を示す。
図２は同バッフルプレート６であって、偏平チューブ１間に取付ける状態を示す略図。
図３は同バッフルプレート６と偏平チューブ１との相互関係を示す略図であって、（Ａ）はケーシング３にコア２を嵌着する前の状態を示し、（Ｂ）はその嵌着後の状態を示す。
図４は同バッフルプレート６の取付け手順を示し、（Ａ）はバッフルプレート６の架橋部９をコア２の隙間に配置した状態を示し、（Ｂ）はその架橋部９をバッフルプレート６の係止部７に係止して、架橋部９を各偏平チューブ間に挿入した状態を示し、（Ｃ）はその斜視図。
図５は同バッフルプレート６の作用を示す平面図。
図６は同縦断面図。
図７はバッフルプレート６を使用しない場合の冷却水１２ａの流れを示す説明図。
図８は従来型バッフルプレート６ａを用いた場合の冷却水１２ａの流れ及び滞留部１９ａを示す説明図。
図９は従来型バッフルプレート６ａの取付け説明図。
図２は同バッフルプレート６であって、偏平チューブ１間に取付ける状態を示す略図。
図３は同バッフルプレート６と偏平チューブ１との相互関係を示す略図であって、（Ａ）はケーシング３にコア２を嵌着する前の状態を示し、（Ｂ）はその嵌着後の状態を示す。
図４は同バッフルプレート６の取付け手順を示し、（Ａ）はバッフルプレート６の架橋部９をコア２の隙間に配置した状態を示し、（Ｂ）はその架橋部９をバッフルプレート６の係止部７に係止して、架橋部９を各偏平チューブ間に挿入した状態を示し、（Ｃ）はその斜視図。
図５は同バッフルプレート６の作用を示す平面図。
図６は同縦断面図。
図７はバッフルプレート６を使用しない場合の冷却水１２ａの流れを示す説明図。
図８は従来型バッフルプレート６ａを用いた場合の冷却水１２ａの流れ及び滞留部１９ａを示す説明図。
図９は従来型バッフルプレート６ａの取付け説明図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
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及び図２は本発明の熱交換器に取付けられるバッフルプレート６であって、その取付けの前の斜視図である。図１はその自由状態を示し、図２はバッフルプレート６を湾曲形成して各偏平チューブ１間に装着する説明図である。
このバッフルプレート６は平板状の板バネ材からなり、基部８と架橋部９とを有する。基部８は一端に係止部７を有し、他端に折返部１６を介して延長される一対の架橋部９を一体に有する。そして、自由状態で架橋部９が係止部７を越えて延長され、その先端に係合部１７を形成する。一対の架橋部９の間には、偏平なスリット状の開口部１８が形成されている。即ち、開口部１８の幅方向の両側に一対の架橋部９が配置されている。また、開口部１８の両端に位置する端縁２０で、一対の各架橋部９が連結されている。
次に、このバッフルプレート６は一対の架橋部９が図２の如く、その弾性を利用して湾曲され、その係合部１７が係止部７に係止される。
次に、この熱交換器は図３～図６に示す如く偏平チューブ間に配置される。
この例の熱交換器は、複数の偏平チューブ１が並列され、夫々の両端部がチューブプレート１４のチューブ挿通孔に挿通される。そして、コア２の外周にはケーシング３が被嵌される。
そのケーシング３は、図５，図６に示す如く、ケーシング本体３ａとその上端部を被嵌する蓋材３ｂとからなる。各偏平チューブ１の平面には、多数のディンプル１５が突出し、この例ではそのディンプル１５どうしが図６の如く接する。
〔バッフルプレート６の取付け手順〕
次に、本発明のバッフルプレート６を熱交換器に取付ける手順について述べる。
先ず、図３（Ａ）（Ｂ），図４（Ａ）に示す如く、バッフルプレート６の基部８を入口４と出口５との間に位置する。このとき、架橋部９は平面状態を維持して、それがコア２の側面に対向する。
次いで、図４（Ｂ）に示す如く、係合部１７を折返部１６側に移動して、一対の架橋部９を湾曲させ、その係合部１７を基部８の係止部７に係止する。このとき、一対の架橋部９は図５及び図６に示す如く、弾性変形により湾曲して各偏平チューブ１間に挿入される。
また、図１において開口部１８の両端の端縁２０は、各偏平チューブ１の外周に接触又は隣接する。そして、ケーシング３のケーシング本体３ａの上方には、図６において蓋材３ｂが被嵌され、全体が組み立てられる。
係る状態で全体が高温の炉内に挿入され、各部材表面に被覆又は塗布されたろう材が溶融され、熱交換器を完成する。
〔作用〕
このようにしてなる熱交換器は、図５において、入口４から冷却水１２が各偏平チューブ１間に流入し、バッフルプレート６の外周の架橋部９に案内されて、それが各偏平チューブ１の平面上に広がり出口５に導かれる。
また、この例では高温の排気ガスからなる気体１３が各偏平チューブ１内を左方から右方に導かれる。そして、冷却水１２と気体１３との間に熱交換が行われるものである。
このとき、バッフルプレート６の架橋部９は偏平チューブ１の幅方向の一端部に挿入される。それにより、偏平チューブ１の平面上の全域に渡り滞留域が生じるのを防止している。即ち、図８に示す、従来における滞留部１９ａがバッフルプレート６ａの下流側に生じることを防止し、結果として熱交換を促進する。
図１及び図２は本発明の熱交換器に取付けられるバッフルプレート６であって、その取付けの前の斜視図である。図１はその自由状態を示し、図２はバッフルプレート６を湾曲形成して各偏平チューブ１間に装着する説明図である。
このバッフルプレート６は平板状の板バネ材からなり、基部８と架橋部９とを有する。基部８は一端に係止部７を有し、他端に折返部１６を介して延長される一対の架橋部９を一体に有する。そして、自由状態で架橋部９が係止部７を越えて延長され、その先端に係合部１７を形成する。一対の架橋部９の間には、偏平なスリット状の開口部１８が形成されている。即ち、開口部１８の幅方向の両側に一対の架橋部９が配置されている。また、開口部１８の両端に位置する端縁２０で、一対の各架橋部９が連結されている。
次に、このバッフルプレート６は一対の架橋部９が図２の如く、その弾性を利用して湾曲され、その係合部１７が係止部７に係止される。
次に、この熱交換器は図３～図６に示す如く偏平チューブ間に配置される。
この例の熱交換器は、複数の偏平チューブ１が並列され、夫々の両端部がチューブプレート１４のチューブ挿通孔に挿通される。そして、コア２の外周にはケーシング３が被嵌される。
そのケーシング３は、図５，図６に示す如く、ケーシング本体３ａとその上端部を被嵌する蓋材３ｂとからなる。各偏平チューブ１の平面には、多数のディンプル１５が突出し、この例ではそのディンプル１５どうしが図６の如く接する。
〔バッフルプレート６の取付け手順〕
次に、本発明のバッフルプレート６を熱交換器に取付ける手順について述べる。
先ず、図３（Ａ）（Ｂ），図４（Ａ）に示す如く、バッフルプレート６の基部８を入口４と出口５との間に位置する。このとき、架橋部９は平面状態を維持して、それがコア２の側面に対向する。
次いで、図４（Ｂ）に示す如く、係合部１７を折返部１６側に移動して、一対の架橋部９を湾曲させ、その係合部１７を基部８の係止部７に係止する。このとき、一対の架橋部９は図５及び図６に示す如く、弾性変形により湾曲して各偏平チューブ１間に挿入される。
また、図１において開口部１８の両端の端縁２０は、各偏平チューブ１の外周に接触又は隣接する。そして、ケーシング３のケーシング本体３ａの上方には、図６において蓋材３ｂが被嵌され、全体が組み立てられる。
係る状態で全体が高温の炉内に挿入され、各部材表面に被覆又は塗布されたろう材が溶融され、熱交換器を完成する。
〔作用〕
このようにしてなる熱交換器は、図５において、入口４から冷却水１２が各偏平チューブ１間に流入し、バッフルプレート６の外周の架橋部９に案内されて、それが各偏平チューブ１の平面上に広がり出口５に導かれる。
また、この例では高温の排気ガスからなる気体１３が各偏平チューブ１内を左方から右方に導かれる。そして、冷却水１２と気体１３との間に熱交換が行われるものである。
このとき、バッフルプレート６の架橋部９は偏平チューブ１の幅方向の一端部に挿入される。それにより、偏平チューブ１の平面上の全域に渡り滞留域が生じるのを防止している。即ち、図８に示す、従来における滞留部１９ａがバッフルプレート６ａの下流側に生じることを防止し、結果として熱交換を促進する。
【符号の説明】
【0009】
１ 偏平チューブ
１ａ 偏平チューブ
２ コア
２ａ コア
３ ケーシング
３ａ ケーシング本体
３ｂ 蓋材
３ｃ ケーシング
４ 入口
４ａ 入口
５ 出口
５ａ 出口
６ バッフルプレート
６ａ バッフルプレート
７ 係止部
８ 基部
９ 架橋部
１０ 一側隙間
１０ａ 一側隙間
１１ 他側隙間
１１ａ 他側隙間
１２ 冷却水
１２ａ 冷却水
１３ 気体
１３ａ 気体
１４ チューブプレート
１４ａ チューブプレート
１５ ディンプル
１６ 折返部
１７ 係合部
１８ 開口部
１９ａ 滞留部
２０ 端縁
２１ 端縁
１ａ 偏平チューブ
２ コア
２ａ コア
３ ケーシング
３ａ ケーシング本体
３ｂ 蓋材
３ｃ ケーシング
４ 入口
４ａ 入口
５ 出口
５ａ 出口
６ バッフルプレート
６ａ バッフルプレート
７ 係止部
８ 基部
９ 架橋部
１０ 一側隙間
１０ａ 一側隙間
１１ 他側隙間
１１ａ 他側隙間
１２ 冷却水
１２ａ 冷却水
１３ 気体
１３ａ 気体
１４ チューブプレート
１４ａ チューブプレート
１５ ディンプル
１６ 折返部
１７ 係合部
１８ 開口部
１９ａ 滞留部
２０ 端縁
２１ 端縁
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】