JP2000205766A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体間の熱交換を行う熱交換器において、例
えば冷間時の粘性増大に起因する内圧増大による破損な
どの不具合を防止できるように改良した熱交換器を提供
する。 【解決手段】 この熱交換器は第１および第２の押出し
加工したアルミニウムヘッダーを間隔を隔てて実質的に
平行に配置し、その間にコアー組立体を配置して構成さ
れる。両ヘッダーは長手方向の軸線に沿って内部を延在
する複数の平行通路を有する。これらの通路は、長手方
向の軸線に実質的に直角に延在する少なくとも１つのド
リル加工された横方向の穴によって相互連結さる。コア
ー組立体は複数の制限された流体導管およびそれらの流
体導管を取巻く熱放散フィンを含んで成る。バルブ式バ
イパス組立体がヘッダーおよびコアー組立体を流体連通
する一方、独立した通路も形成する。バイパス組立体は
流体温度および（または）圧力に応答してその流体の流
れを熱交換コアー組立体の内側または外側のいずれかへ
向けるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【関連出願の相互参照】本発明は、１９９８年３月２７
日付で出願された米国特許出願第０９／０４９７４２号
の一部継続出願である。

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明は一般に熱交換器に係
わり、特にアルミニウム材の押出し加工されたヘッダー
構造と温度応答バイパス組立体とを有するような熱交換
器に関する。

【０００３】

【従来の技術】フィンおよびチューブの形式の熱交換器
は、冷却または２つの流体間の熱移動に使用される。一
般に流体の一方は熱交換コアーに備えられた導管の内部
を通して循環され、他方はその導管およびその導管に組
み付けられたフィンの外側を通過する。このような熱交
換器は、重構造機械ならびに他の装置に一般においてオ
イル、作動流体などの冷却に使用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】それらの応用例におい
て、流体は熱交換器に高レベルの圧力を作用させ得るの
であり、また熱交換器をさらに高い圧力スパイクに曝す
潜在性を有する。熱交換器のヘッダー部分またはコアー
部分が適当に設計されていなければ、加圧流体はそれら
の部分を損傷させる。

【０００５】さらに、その設備の始動時のような冷間時
には流体は比較的高い粘性を有し、使用時に暖機される
につれて粘性が薄くなる。この高い粘性は、熱交換器コ
アー内の比較的小径の通路を通って流れる流体の粘性抵
抗により、そのような熱交換器の入口ヘッダー内におい
て圧力を所望の圧力よりも高くする。この抵抗は、かな
り多量の流体が装置系を通って循環されるのも阻止し、
このことは極端な場合には装置の過大摩耗を生じる。

【０００６】前述に鑑み、極度に高い内部圧力に耐える
ための熱交換器用の押出し加工したヘッダーを提供する
ことが望まれる。冷たくて高い粘性の流体が熱交換コア
ーをバイパスできるようにする温度応答バイパス手段を
提供することも望ましい。このようなバイパス手段は流
体の不必要な冷却を防止し、これによって装置が一層迅
速に安定状態の作動温度へ達するのを助成する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した目的および他の
目的は、第１の押出し加工したアルミニウムヘッダーが
第２の押出し加工したアルミニウムヘッダーから間隔を
隔てて実質的に平行に配置された熱交換器によって達成
される。第１および第２ヘッダーは長手方向の軸線に沿
って内部を延在する複数の平行通路を含んでいる。これ
らの通路は、長手方向の軸線に対して実質的に直角に延
在する少なくとも１つの交差するようにドリル加工され
た横方向の穴によって流体的に相互連結されている。コ
アー組立体は第１および第２ヘッダーの間に固定され、
また複数の制限された流体導管およびそれらの流体導管
を取巻く熱放散フィンを含んで成る。選択的なバルブ式
バイパス組立体がヘッダーおよびコアー組立体を流体連
通させる一方、独立した代替通路を形成している。バイ
パス組立体は流体温度に応答してその流体の流れを熱交
換コアー組立体の内側または外側のいずれかへ向けるよ
うになされるのが好ましい。

【０００８】本発明の利点および目的が達成される方法
を認識するために、添付図面に示されている本発明の特
定な例を参照して本発明のさらに詳細な説明が与えられ
る。それらの図面は本発明の好ましい実施例を説明する
だけであって、それ故に範囲を限定するものと考えるべ
きでないことの理解に基づいて、本発明は添付図面を通
じて付加的な特異性および詳細部を説明される。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、内部に収容された流体
の上昇圧力に耐えるのに好適な熱交換器に関する。この
熱交換器は、対向配置され且つ間隔を隔てられた一対の
押出し加工されたヘッダーを含み、これらのヘッダーは
長手方向の軸線に沿って内部を延在する複数の平行通路
を含んで成る。これらの通路は長手方向の軸線に対して
実質的に直角に延在する少なくとも１つの交差するよう
にドリル加工された横方向の穴によって流体的に相互連
結されている。選択的なバイパス組立体が第１ヘッダー
に流体連通される一方、独立した代替通路を形成する。
本発明の好ましい実施例では、このバイパス組立体は温
度応答バイパスバルブを含んで成る。それなりに高い粘
性で低い温度の流体は熱交換器のコアーをバイパスする
ようになされ、これにより流体が正常作動温度に達する
のに必要とされる時間は短縮される。

【００１０】図面を参照すれば、本発明による第１の好
ましい実施例の熱交換器１０が図１に示されている。こ
の熱交換器１０は第１ヘッダー１２、第２ヘッダー１４
を含み、第２ヘッダー１４は第１ヘッダー１２から間隔
を隔てられるが実質的に平行な関係で配置されている。
一対の間隔を隔てられたフレーム部材１６，１８が第１
ヘッダー１２および第２ヘッダー１４の反対両端付近の
間を延在している。熱交換コアー組立体２０が第１ヘッ
ダー１２および第２ヘッダー１４の間に配置され、それ
らのヘッダーと流体連通されている。このコアー組立体
は複数の比較的小径の流体導管２２を含んで成り、これ
らの導管は第１ヘッダー１２および１４の長手方向の軸
線に対して全体的に直角に延在している。流体導管２２
は複数のフィン２４によって取巻かれており、フィンは
第１ヘッダー１２および第２ヘッダー１４の長手方向の
軸線に対して実質的に平行に延在している。熱交換コア
ー組立体２０は、米国特許第３４３０６９２号および同
第３６０１８７８号に開示されたようにフィンおよびチ
ューブの積層された形式のものであるのが好ましい。そ
れらの特許の開示内容を本明細書に援用する。第１ヘッ
ダー１２はその一端付近に、流体供給ライン（図示され
ず）に連結される入口開口２６を有する。第１ヘッダー
１２は排出ライン（これもまた図示されず）に連結され
る同様な出口開口２８を有する。

【００１１】図２および図３も参照すれば、一対のＬ形
エルボ取り付けブラケット３０，３２が溶接または他の
通常の方法で第２ヘッダー１４の外側側縁に取り付けら
れている。同様に、一対の取り付けブラケット３４，３
６が溶接または他の通常の方法で第１ヘッダー１２の外
側側縁に取り付けられている。

【００１２】さらに図１〜図３を参照すれば、第１ヘッ
ダー１２および第２ヘッダー１４はそれらの長手方向の
軸線に実質的に平行に延在する３つの平行通路４２を含
んで成る。平行通路４２は、第１ヘッダー１２、第２ヘ
ッダー１４および熱交換コアー組立体２０を経て入口開
口２６および出口開口２８に流体連結されている。第１
ヘッダー１２および第２ヘッダー１４はそれぞれが押出
し加工工程を通じてアルミニウムから形成されているの
が好ましい。長手方向に延在する所望の個数の平行通路
すなわち流体通路４２を有する押出し加工したアルミニ
ウム素材は、意図する熱交換器に必要とされる所望長さ
に切断するのが容易であり、その反対両端は適当なプレ
ートを溶接することで閉止できる。それぞれの平行通路
４２は穴５０で相互連結されているので、端部プレート
におけるそれらの通路間のやりとりは関係ない。さら
に、図１〜図３に示したような２パス熱交換器を構成す
る場合、２つの実質的に等しい長さのヘッダー素材がそ
れらの間に溶接される分割プレート４４によって互いに
結合される。これに代えて、望まれるならば一体的に分
割プレート４４を形成するようにして第１ヘッダー１２
を押出し加工することができる。それなりに第１ヘッダ
ー１２の平行通路すなわち導管４２は入口開口２６に近
い供給導管４６および出口開口２８に近い排出導管４８
に分割される。

【００１３】図４および図５を参照すれば、第２ヘッダ
ー１４の一層詳細な図が与えられる。以下の説明は第２
ヘッダー１４に関するが、当業者は分割プレート４４を
除いて第１ヘッダー１２が実質的に第２ヘッダー１４に
類似していること、および以下の説明が等しく適用され
ることを認識するであろう。第２ヘッダー１４の平行通
路４２の各々は、第２ヘッダー１４の長手方向の軸線に
対して実質的に直角に延在する横方向の穴５０によって
隣りの平行通路４２と流体連通されている。横方向の穴
５０は押出し加工された第２ヘッダー１４を交差方向に
ドリル加工することで形成されるのが好ましい。第２ヘ
ッダー１４の外側側縁における横方向の穴５０の端部
は、第２ヘッダー１４の漏洩を防止するために所定位置
に溶接された適当なプラグ５２で密封される。

【００１４】通路４２の各々は、その通路に対して直角
に配置されてコアー組立体の一部分を形成している複数
の流体導管２２と流体連通されている。図５に最もよく
見られるように各々の流体導管２２は入口部５４を含
み、この入口部５４は分岐されて熱交換コアー組立体２
０を通って第１ヘッダー１２へ延在する一対の平行パイ
プ５６に成されている（図１参照）。詳細には示してい
ないが、当業者はこの一対の平行パイプ５６が反対端部
において第１ヘッダー１２に連通する単一の出口部５８
中へ再集合することを認識するであろう。本明細書で使
用する入口（入口部）および出口（出口部）は相互に置
き換えることができ、単に流体の流れる方向を示すこと
を認識しなければならない。図５に示された実施例にお
いて、一対の平行パイプ５６で定められる平面はフレー
ム部材１６，１８に平行であり、それ故に与えられた框
体寸法に関してより多数の流路を２つのヘッダー間に含
めることができる。それなりに短く広い熱交換器が提供
されるが、それでも十分な熱交換表面積を形成してい
る。

【００１５】作動において、オイルのような流体が供給
ラインを経て入口開口２６に供給され、第１ヘッダー１
２の供給導管４６中へ流入する。この流体が最初の供給
導管４６（すなわち入口開口２６と連通している供給導
管４６）に流入することで、その流体は１つ以上の横方
向の穴５０を通って伝達されることで第１ヘッダー１２
の残る供給導管４６を充満する。備えられる横方向の穴
５０の直径および（または）個数を変化させることでそ
の伝達を制御することができる。しかし十分多い個数お
よび（または）十分大きな直径の穴を組み込むことで各
通路４２間の実質的に自由な流れおよび各通路４２にお
ける等しい圧力を保証することが好ましい。

【００１６】供給導管４６から流体はその導管に連通し
ている流体導管２２を通って第２ヘッダー１４へ伝達さ
れる。第２ヘッダー１４に流入することにより、それに
形成されている通路４２を流体が横方向の穴５０を経て
充満する。その後流体は第２ヘッダー１４から残る流体
導管２２を経て第１ヘッダー１２に形成されている排出
導管４８へ伝達される。排出導管４８により、流体は熱
交換器１０から出口開口２８およびそれに連結されてい
る排出ラインを通って排出される。流体が熱交換コアー
組立体２０の流体導管２２を横方向へ移動するとき、熱
が流体から流体導管２２の壁およびフィン２４へ伝導お
よび伝達（対流）されることでその温度は低下する。

【００１７】図示され、説明されるように熱交換器１０
は２パス熱交換器（すなわち流体がコアーを２回流れ
る）であることに留意しなければならない。しかしなが
ら望まれるならば、第１ヘッダー１２から分割プレート
４４を省き、出口開口２８を他方のヘッダー１４へ移動
させることだけで、熱交換器１０をシングルパス熱交換
器として容易に製造することができる。この代わりに、
第１ヘッダー１２および第２ヘッダー１４の各々の適当
位置にいずれかの個数の分割プレート４４を備えること
により、マルチパス熱交換器を容易に製造することがで
きる。

【００１８】図６を参照すれば、本発明の代替実施例が
示されている。この実施例は、一対の平行パイプ５６ａ
を含んで成る複数の流体導管２２ａが水平面に対して９
０゜回転され、一対の平行パイプ５６ａで定められる平
面がフレーム部材１６ａ，１８ａに対して直角となされ
たことを除いて、図１〜図５に示された実施例と実質的
に同じである。この構造は、流体導管２２ａの開口２３
の長手方向の間隔を増大できるので好ましい。さらに、
第１実施例における入口開口２６、出口開口２８および
バイパス開口３８，４０が組み合わされてバイパスバル
ブ組立体５９を構成している。このバイパスバルブ組立
体５９は流体の圧力または温度の一方、又はその両方に
応答して流体を熱交換器１０ａ中へ、または熱交換器１
０ａと独立して流すように作動される。

【００１９】図７に最もよく見られるように、温度およ
び圧力に応答するバイパスバルブ組立体５９は入口開口
２６ａおよびバルブチャンバ６２に流体連通しているバ
イパスバルブ入口６０を含む。同様に、バイパスバルブ
組立体５９は出口開口２８ａおよびバルブチャンバ６２
に流体連通しているバイパスバルブ出口６４を含む。熱
応答バルブ６５はバルブチャンバ６２内に配置されると
ともに、バイパスバルブ入口６０およびバイパスバルブ
出口６４間に形成される通路を開閉するように作動でき
るバルブ部材６６を含んで成る。この熱応答バルブ６５
は、流体が予め定められた温度を超えたときにバルブチ
ャンバ６２を経てバイパスバルブ入口６０およびバイパ
スバルブ出口６４間の連通が阻止されるような位置へバ
ルブ部材６６を駆動するよう作動可能なワックスモータ
ーを含んで成る形式のものであるのが好ましい。ワック
スモーターはバルブチャンバ６２を通る流体流路内に配
置され、流体温度に直接応答するようになされる。さら
に熱応答バルブ６５は、バルブ部材６６を閉位置に弾発
的に押圧するが、バイパスバルブ入口６０およびバイパ
スバルブ出口６４間の差圧が予め定められたレベルより
高く上昇したのに応答してバルブ部材６６が開口位置へ
移動されたとき、バルブチャンバ６２を経てバイパスバ
ルブ入口６０およびバイパスバルブ出口６４間の連通が
許容するように作動する押圧ばねを含むことができる。

【００２０】熱応答バルブすなわちバイパスバルブ６５
が開かれると、流体は供給ラインからバイパスバルブ入
口６０へ流入し、バルブチャンバ６２を通って伝達さ
れ、バイパスバルブ出口６４を通って排出される。この
モードでは入口開口２６ａは開かれているが、制限され
た量の流体が入口開口２６ａを通るのを許容され、また
付加的な流れ抵抗が熱交換コアー組立体２０によって与
えられるので、大部分の流体は入口開口２６ａをバイパ
スする。したがって、バイパスバルブ組立体５９を通る
通路は小さな抵抗しか与えないので、流体はそれを通っ
て移動して熱交換器１０をバイパスする。

【００２１】一方、熱応答バルブすなわちバイパスバル
ブ６５閉じられたとき、すなわちバルブ部材６６がバル
ブシートに係合したときは、流体はバイパスバルブ入口
６０を通って移動し、入口開口２６ａ中に流入する。第
１ヘッダー１２、熱交換コアー組立体２０、第２ヘッダ
ー１４を通過して、第１ヘッダー１２へ戻った後、流体
は出口開口２８ａを通って伝達され、バイパスバルブ出
口６４から排出ラインへ排出される。したがって、流体
が十分に暖まっていない（したがって粘性が過大であ
る）ときには、熱交換器１０から離れる方向へ向けられ
る。

【００２２】図８を参照すれば、第１ヘッダー１２ｂの
ようなヘッダー代替例が示されている。第１ヘッダー１
２ｂが示されているが、第２ヘッダー１４に容易に代用
できることは認識されるであろう。これまでの実施例と
逆に、第１ヘッダー１２ｂは長手方向の軸線に沿って内
部を延在する２つの拡径された平行通路４２ｂを含んで
成る。通路４２ｂは流体導管２２ｂと連通し、また適当
なプラグ５２ｂで密封された横方向の穴５０ｂによって
相互連結されている。この実施例によれば、一層狭い第
１ヘッダー１２ｂが備えられる。

【００２３】本発明のさらに他の実施例が図９に示され
ている。この実施例では、第１ヘッダー１２ｃのような
ヘッダーは長手方向の軸線に沿って内部を延在している
６つの比較的小径の平行通路４２ｃを含んで成る。通路
４２ｃは第１ヘッダー１２ｃの外側側縁において適当な
プラグ５２ｃで密封された横方向の穴５０ｃによって流
体的に相互連結されている。通路４２ｃはまた流体導管
２２ｃに連通している。認識されるように、図５、図８
および図９に示された実施例は、本発明が組み入れられ
る応用例における特定の要求、例えば流体粘性、および
利用空間、ならびに要求される冷却性能にしたがって、
設計者が第１ヘッダー１２ｃの通路４２ｃの個数および
直径を調節できることを示している。例えば、図９に示
した実施例は幅は広いが恐らく短い空間ないでの使用に
好適である。

【００２４】本発明の他の実施例が図１０〜図１２に示
されており、それを参照して説明される。この実施例で
は、熱交換器７０は２パス熱交換器であり、全体的に前
述の熱交換器１０，１０ａに似ており、反対両端に固定
された一対のヘッダー（入口／出口ヘッダー７４のみが
示されている）を有する積層されたフィンおよびチュー
ブの形式のものであるのが好ましい。入口／出口ヘッダ
ー７４および戻しヘッダー（図示せず）は上述の押出し
加工された構造であり、バイパスバルブ組立体７６の配
置および取り付け方法、および備えられている入口開口
および出口開口の位置を除いて、ヘッダー７４は第１ヘ
ッダー１２ａと実質的に同じである。

【００２５】図示されるように、入口開口７８および出
口開口８０は互いに接近されてヘッダー７４の側壁部分
８２に備えられている。プレート部材８４が側壁部分８
２に固定されており、また一対の間隔を隔てた開口８
５，８７を含んで成り、これらの開口はそれぞれ入口開
口７８および出口開口８０に対して整合されて配置され
ている。プレート部材８４は溶接などによって側壁部分
８２との流体密接続を形成するように側壁部分８２に固
定されるのが好ましい。プレート部材８４を固定するの
に他の適当な手段も使用できる。

【００２６】バイパスバルブ組立体７６は全体的にバイ
パスバルブ組立体５９に似ており、また入口通路８８を
有するハウジング８６を含んで成り、入口通路８８はハ
ウジング８６に備えられているバルブチャンバ９０に対
して開口している。横方向に延在する通路９２が入口通
路８８と交差し、その内端位置で横方向へ延在する通路
９４に対して開口しており、この通路９４はハウジング
８６がプレート部材８４に固定されるときにそのプレー
ト部材８４の開口８５と整合するような位置にてハウジ
ング８６の外部へ開口している。出口開口９６も備えら
れており、これは入口通路９２に対して実質的に平行に
間隔を隔てた状態で内向きに延在しており、その内端に
て横方向に延在する通路９８に開口している。横方向に
延在する通路９８はバルブチャンバ９０を通って延在
し、適当なプラグ１００で密封された外端を有する。同
様に、横方向に延在する通路９２の外端も適当なプラグ
１０２で密封されている。横方向に延在する通路１０４
は横方向に延在する通路９８から横方向に延在する通路
９４に対して平行に間隔を隔てて延在しており、ハウジ
ング８６がプレート部材８４に固定されたときにそのプ
レート部材８４の開口８７と整合するような位置にてハ
ウジング８６の外部へ開口している。バルブ部材１０６
がハウジング８６に着脱可能に固定されており、またバ
ルブチャンバ９０の内部へ延在している。バルブ部材１
０６は、入口通路８８およびバルブチャンバ９０の間の
流体連通を阻止するように、入口通路８８とバルブチャ
ンバ９０との間の連結部に配置されたバルブシート１１
０に係合可能なバルブ部分１０８を含む。バルブ部材１
０６は上述したバイパスバルブ６５と実質的に同じであ
り、熱交換器７０を通って流れる流体の温度に応答して
開位置および閉位置の間でバルブ部材を移動させるよう
に作動するワックスモーターを含んで成る。

【００２７】ハウジング８６は複数のねじ固定具１１
２，１１４，１１６でプレート部材８４に着脱可能に固
定するのが好ましい。適当なＯ−リングを通路９４，１
０４とプレート部材８４の開口すなわち通路８７，８５
との連結部に使用して、両者間の流体密な密封状態を保
証することができる。

【００２８】作動において、流体供給ラインが入口通路
８８に連結され、流体排出ラインが出口開口９６に連結
される。この熱交換器を装備した設備の作動が開始さ
れ、流体が冷たいときは、バルブ部材１０６のワックス
モーターがバルブ部分１０８をバルブシート１１０から
引き離すように作動して、これにより流体を入口通路８
８からバルブチャンバ９０を経て出口開口９６へ直接に
流し、コアー組立体７２をバイパスさせるようにする。
継続した作動時に流体が暖まり始めると、バルブ部材１
０６は再び閉止し、これによりバルブチャンバ９０を通
る流れに対する制限を強め、これはコアー組立体７２を
通るように向けられる流体の量を増大させる。流体の温
度が望ましい作動温度レベルまで上昇したならば、バル
ブ部材１０６は完全に閉止し、これにより全ての流体を
熱交換器のコアー組立体に通すように導く。バルブ部材
１０６のワックスモーターは、熱交換器のコアー組立体
から離れる流体の温度を連続的に検知できるように位置
決めされ、したがって何らかの理由でその温度が所望温
度レベルよりも低下したならば、バルブ部分１０８が再
度作動されてある量の流体がコアー組立体をバイパスす
るようにさせ、これによりその冷却を減少させる。留意
すべきは、バルブ部材１０６は圧力応答するバイパス特
性を与えるようにも作動できることである。したがっ
て、入口および出口の間で検知されるときにコアー組立
体を通る圧力低下が何らかの理由で予め定められた圧力
レベルを超えて増大するならば、この圧力差はバルブ部
分１０８を開口させるように作動し、これにより流体が
コアー組立体をバイパスするようにさせてその設備の継
続作動を可能にする。

【００２９】留意すべきは、３つの流体通路を有するヘ
ッダーを使用して図１０〜図１７の実施例を図示し説明
したが、これより多い、または少ない個数の流体通路を
有するヘッダーが容易にそれと置き換えられることであ
る。

【００３０】上述したように着脱可能に固定されたバル
ブ組立体の使用は、高い融通性、ならびに故障時の短縮
された休止時間という利点を与える。例えば、何らかの
理由により、何らかの作動のためにバイパスバルブ組立
体を取り外すことが望まれるならば、バルブハウジング
８６は保持具すなわちねじ固定具１１２，１１４，１１
６を取り外すことで容易に取り外せる。その後、入口ラ
インおよび出口ラインを連結するのに適当な開口を有す
る第２プレートがハウジング８６と置き換えられ、その
後はバイパス特性を使用しないで作動される。同様に、
何らかの理由でバルブ部材１０６が故障したならば、組
立体全体を容易に交換することができ、あるいは交換バ
ルブ部材が利用できないならば、バイパス構造のない適
当な第２プレートをその代わりに装着することができ
る。さらに、上述のモジュール化されたバルブハウジン
グ構造は熱交換器の製造を容易にするのであり、熱交換
器全体は組み立てられて炉内ろう付け工程を行うことが
でき、各種部材の間の流体密密封を保証できるのであ
り、その後バルブ組立体を容易に組み付けることができ
る。

【００３１】このようにして、本発明は長手方向の軸線
に沿って内部を延在する複数の平行通路を有するアルミ
ニウムで押出し加工されたヘッダーを提供する。この平
行通路はヘッダーを通して交差するようにドリル加工さ
れた横方向の穴によって流体的に相互連結される。熱交
換器の外側のバイパスバルブは熱交換器のコアー組立体
とは独立した流体通路を形成する。好ましい実施例にお
いて、バイパスバルブは内部を移動する流体の温度およ
び圧力に応答する。

【００３２】前述の説明から当業者は、本発明の広い技
術がさまざまな形態で実施できることを認識することが
できる。それ故に、本発明をその特定の例に関して説明
したが、本発明の真の範囲はそれに限定されるべきもの
でない。何故なら、図面、明細書および特許請求の範囲
を研究することでその他の変更形が当業者に明白となる
からである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によって内部を長手方向に延在する複数
の平行通路を含み、それらの通路が少なくとも１つの横
方向の穴によって相互連結されて成るアルミニウムの押
出し加工されたヘッダーを有する本発明の熱交換器の前
立面図。

【図２】図１の熱交換器の端面図。

【図３】通路を点線で示している図１の熱交換器の側立
面図。

【図４】図２の線４−４に沿う本発明の熱交換器の断面
図。

【図５】図４の線５−５に沿う本発明の熱交換器の断面
図。

【図６】図１端面図に類似であるが、温度に応答するバ
イパス組立体を備えた本発明の代替実施例を示している
断片的な前立面図。

【図７】図６のバイパス組立体の拡大した断片的な詳細
図。

【図８】図５に類似であるが、その代替実施例を示す断
面図。

【図９】図５および図８に類似であるが、他の実施例を
示す断面図。

【図１０】図６に類似であるが、本発明の他の実施例を
示す図。

【図１１】図３に類似であるが図１０の実施例を示す
図。

【図１２】図１０の実施例の端面図。

【図１３】バルブハウジングが固定されるプレート部材
の拡大した立面図。

【図１４】図１３に示され、その線１４−１４に沿った
プレート部材の断面図。

【図１５】図１１の線１５−１５に沿ったバイパスバル
ブハウジングの断面図。

【図１６】図１５の線１６−１６に沿ったバルブハウジ
ングの他の断面図。

【図１７】図１５の線１７−１７に沿ったバルブハウジ
ングの他の断面図。

【符号の説明】 １０ 熱交換器 １２ 第１ヘッダー １４ 第２ヘッダー １６，１８ フレーム部材 ２０ 熱交換コアー組立体 ２２ 流体導管 ２３ 開口 ２４ フィン ２６ 入口開口 ２８ 出口開口 ３０，３２，３４，３６ 取り付けブラケット ３８，４０ バイパス開口 ４２ 通路 ４４ 分割プレート ４６ 供給導管 ４８ 排出導管 ５０ 穴 ５２ プラグ ５４ 入口部 ５６ 平行パイプ ５８ 出口部 ５９ バイパスバルブ組立体 ６０ バイパスバルブ入口 ６２ バルブチャンバ ６４ バイパスバルブ出口 ６６ バルブ部材 ７０ 熱交換器 ７２ コアー組立体 ７４ ヘッダー ７６ バイパスバルブ組立体 ７８ 入口開口 ８０ 出口開口 ８２ 側壁部分 ８４ プレート部材 ８６ ハウジング ８８ 入口通路 ９０ バルブチャンバ ９２，９４，９８ 通路 ９６ 出口開口 １００，１０２ プラグ １０４ 通路 １０６ バルブ部材 １０８ バルブ部分 １１０ バルブシート １１２，１１４，１１６ ねじ固定具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケネス マックアイバー アメリカ合衆国 ミシガン州トレントン, ジャクソン 4947 (72)発明者 リチャード ウォーリック，ジュニア. アメリカ合衆国 ミシガン州ブラウンスタ ウン，ドロシイ 24755 (72)発明者 ジェリイ フェルプス アメリカ合衆国 ミシガン州ワイアンドッ ト，エイティーンス ストリート 2514 Ｆターム(参考） 3L103 AA17 CC15 DD08 DD33 DD42

Claims (36)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長手方向の軸線に沿って内部を延在する
   複数の平行通路を含み、前記通路は前記長手方向の軸線
   に対して実質的に直角に延在している少なくとも１つの
   横方向の穴によって流体的に相互連結されている第１ヘ
   ッダーと、 前記第１ヘッダーから間隔を隔てられ、長手方向の軸線
   に沿って内部を延在する複数の平行通路を含み、前記通
   路は前記長手方向の軸線に対して実質的に直角に延在し
   ている少なくとも１つの横方向の穴によって流体的に相
   互連結されている第２ヘッダーと、 前記第１および第２ヘッダーの間に固定され、前記第１
   および第２ヘッダーの間を延在する複数の流体導管、お
   よび前記複数の流体導管を取巻く熱放散フィンを含んで
   成るコアー組立体とを含んで構成された熱交換器。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された熱交換器であっ
   て、前記第１および第２ヘッダーが押出し加工されたア
   ルミニウム部材をさらに含んで成る熱交換器。
3. 【請求項３】 請求項１に記載された熱交換器であっ
   て、前記横方向の穴が前記第１および第２ヘッダーを通
   して交差方向にドリル加工された側方通路をさらに含ん
   で成る熱交換器。
4. 【請求項４】 請求項１に記載された熱交換器であっ
   て、前記コアー組立体に通じているが、そのコアー組立
   体とは独立した通路を形成するバイパス機構をさらに含
   んで構成された熱交換器。
5. 【請求項５】 請求項４に記載された熱交換器であっ
   て、前記バイパス機構がバルブハウジングを含み、前記
   バルブハウジングは前記第１および第２ヘッダーの一方
   に着脱可能に固定される熱交換器。
6. 【請求項６】 請求項４に記載された熱交換器であっ
   て、前記バイパス機構が温度に応答して開放モードおよ
   び閉止モードの間を変化するバイパスバルブをさらに含
   んで成る熱交換器。
7. 【請求項７】 請求項１に記載された熱交換器であっ
   て、前記第１ヘッダーが複数の平行な供給導管と複数の
   平行な排出導管とに分岐されている熱交換器。
8. 【請求項８】 請求項１に記載された熱交換器であっ
   て、前記流体導管が入口および出口と、それらの入口お
   よび出口の間を延在する一対の平行パイプとをさらに含
   んで成る熱交換器。
9. 【請求項９】 請求項８に記載された熱交換器であっ
   て、前記第１および第２ヘッダーの端部間を延在する一
   対のフレーム部材によって定められる平面に対して直角
   な平面を前記一対の平行パイプが形成する熱交換器。
10. 【請求項１０】 請求項８に記載された熱交換器であっ
    て、前記第１および第２ヘッダーの端部間を延在する一
    対のフレーム部材によって定められる平面に対して平行
    な平面を前記一対の平行パイプが形成する熱交換器。
11. 【請求項１１】 請求項１に記載された熱交換器であっ
    て、前記横方向の穴が前記両ヘッダーの外端位置でプラ
    グによって密封されている熱交換器。
12. 【請求項１２】 請求項１に記載された熱交換器であっ
    て、前記複数の平行通路が２つの平行通路をさらに含ん
    で成る熱交換器。
13. 【請求項１３】 請求項１に記載された熱交換器であっ
    て、前記第１および第２ヘッダーを通って延在している
    前記複数の平行通路が３つの平行通路をさらに含んで成
    る熱交換器。
14. 【請求項１４】 請求項１に記載された熱交換器であっ
    て、前記複数の平行通路が６つの平行通路をさらに含ん
    で成る熱交換器。
15. 【請求項１５】 長手方向の軸線に沿って内部を延在す
    る複数の平行通路を有する第１ヘッダーを形成するよう
    にアルミニウムを押出し加工する段階、前記複数の平行
    通路を流体的に相互連結させるように前記第１ヘッダー
    を通して横方向の穴を形成する段階、前記複数の平行通
    路に流体連通される複数の流体導管と、前記複数の流体
    導管を取巻く熱放散フィンとを含んで成るコアー組立体
    を前記第１ヘッダー、および第２ヘッダーの間に連結す
    る段階を含む熱交換器の製造方法。
16. 【請求項１６】 請求項１５に記載された方法であっ
    て、横方向の穴を形成する前記段階が、 前記第１ヘッダーに前記横方向の穴を交差方向にドリル
    加工する段階と、 前記第１ヘッダーの端部位置でプラグにより前記横方向
    の穴の端部を密封する段階とをさらに含んで成る熱交換
    器の製造方法。
17. 【請求項１７】 請求項１５に記載された方法であっ
    て、 長手方向の軸線に沿って内部を延在する複数の平行通路
    を有する前記第２ヘッダーを形成するようにアルミニウ
    ムを押出し加工する段階をさらに含んで構成された熱交
    換器の製造方法。
18. 【請求項１８】 請求項１５に記載された方法であっ
    て、 前記第１ヘッダーに通じているが、その第１ヘッダーと
    は独立した流体通路を形成するために前記第１ヘッダー
    にバイパス機構を連結する段階をさらに含んで構成され
    た熱交換器の製造方法。
19. 【請求項１９】 請求項１８に記載された方法であっ
    て、前記バイパス機構が温度に応答して開放モードおよ
    び閉止モードの間を変化する熱交換器の製造方法。
20. 【請求項２０】 請求項１５に記載された方法であっ
    て、前記複数の導管が入口および出口と、それらの入口
    および出口の間を延在して、前記第１および第２ヘッダ
    ーの端部間を延在する一対のフレーム部材によって定め
    られた平面に対して平行な平面を形成する一対の平行パ
    イプとをさらに含んで成る熱交換器の製造方法。
21. 【請求項２１】 請求項１５に記載された方法であっ
    て、前記複数の導管が入口および出口と、それらの入口
    および出口の間を延在して、前記第１および第２ヘッダ
    ーの端部間を延在する一対のフレーム部材によって定め
    られた平面に対して直角な平面を形成する一対の平行パ
    イプとをさらに含んで成る熱交換器の製造方法。
22. 【請求項２２】 コアー組立体、および前記コアー組立
    体の反対両端に固定された第１および第２ヘッダーであ
    って、前記第１および第２ヘッダーの少なくとも一方は
    細長い一体部材を含んで成り、この細長い一体部材はそ
    の反対両端位置で各々閉止されている複数の実質的に平
    行な長手方向に延在する間隔を隔てた第１流体通路と、
    前記第１流体通路を互いに流体連通状態にさせるように
    作動可能な第２流体通路とを有しているような前記第１
    および第２ヘッダーを有する熱交換器。
23. 【請求項２３】 請求項２２に記載された熱交換器であ
    って、前記第２流体通路が前記細長い部材に形成されて
    いる熱交換器。
24. 【請求項２４】 請求項２２に記載された熱交換器であ
    って、前記第１流体通路の各々の反対両端が内部に密封
    状態で固定されたプラグによって閉止されている熱交換
    器。
25. 【請求項２５】 請求項２２に記載された熱交換器であ
    って、前記第１および第２ヘッダーの一方がその内部に
    複数の実質的に平行な長手方向に延在する間隔を隔てた
    第３流体通路を有する第２の細長い一体部材を含んで成
    り、前記第３の流体通路の各々はその反対両端位置にて
    閉止されていると共に第３流体通路は前記第１流体通路
    を互いに流体連通状態にさせるように作動可能であり、
    前記第１および第２の細長い部材の対向端部が互いに固
    定されている熱交換器。
26. 【請求項２６】 請求項２２に記載された熱交換器であ
    って、前記第１の細長い部材は前記対向端部の近くに備
    えられた前記第１流体通路と通じる入口開口を有し、前
    記第２の細長い部材は前記対向端部の近くに備えられた
    前記第３流体通路と通じる出口開口を有している熱交換
    器。
27. 【請求項２７】 請求項２６に記載された熱交換器であ
    って、前記一方のヘッダーに備えられたバイパスバルブ
    組立体さらに含んで構成され、前記バイパスバルブ組立
    体は流体が予め定められた温度より低い温度のときは前
    記コアー組立体をバイパスさせてその流体を流し、また
    前記流体が予め定められた温度以上のときは前記コアー
    組立体に通してその流体を流すように作動される熱交換
    器。
28. 【請求項２８】 請求項２７に記載された熱交換器であ
    って、前記バイパスバルブ組立体が予め定められた圧力
    より高い前記入口および出口開口間の圧力差に応答して
    前記コアー組立体をバイパスさせて流体を流すようにも
    作動可能である熱交換器。
29. 【請求項２９】 請求項２７に記載された熱交換器であ
    って、前記バイパスバルブ組立体が前記一方のヘッダー
    に着脱可能に固定された熱交換器。
30. 【請求項３０】 請求項２９に記載された熱交換器であ
    って、前記一方のヘッダーが前記第１および第２の細長
    い部材に固定されたプレート部材を含んで成り、前記プ
    レート部材は前記入口および出口開口と整合された開口
    を含んで成り、前記バイパスバルブ組立体は前記プレー
    ト部材へ着脱可能に固定された熱交換器。
31. 【請求項３１】 請求項３０に記載された熱交換器であ
    って、前記バイパスバルブ組立体が前記プレート部材の
    前記開口を経て前記入口通路に連通する流体入口通路
    と、前記プレート部材の他方の開口を経て前記出口通路
    に連通する流体出口通路と、前記流体入口通路および前
    記流体出口通路を流体連通状態にするバイパス通路と、
    前記流体入口通路および前記流体出口通路の間の流体連
    通を選択的に可能にする、および阻止するように作動す
    るバルブ部材とを含む熱交換器。
32. 【請求項３２】 請求項３１に記載された熱交換器であ
    って、前記バルブ部材が前記出口開口位置において前記
    流体の温度に応答する熱交換器。
33. 【請求項３３】 請求項３２に記載された熱交換器であ
    って、前記バルブ部材が前記入口および出口開口の間の
    過大圧力差にも応答する熱交換器。
34. 【請求項３４】 請求項２２に記載された熱交換器であ
    って、前記一方のヘッダーに備えられたバイパスバルブ
    組立体をさらに含んで構成され、前記バイパスバルブ組
    立体は、前記流体が予め定められた温度より低い温度の
    ときは前記コアー組立体をバイパスさせてその流体を流
    し、また前記流体が予め定められた温度以上のときは前
    記コアー組立体に通してその流体を流すように作動され
    る熱交換器。
35. 【請求項３５】 請求項３４に記載された熱交換器であ
    って、前記バイパスバルブ組立体が前記一方のヘッダー
    に着脱可能に固定される熱交換器。
36. 【請求項３６】 請求項３５に記載された熱交換器であ
    って、前記バイパスバルブ組立体が予め定められた圧力
    より高い前記入口および出口開口の間の圧力差に応答し
    て前記コアー組立体をバイパスさせて流体を流すように
    も作動可能である熱交換器。