JP6275708B2 - 熱交換器、とくに自動車のエンジンの給気冷却器 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換器、とくに自動車のエンジンのための過給空気冷却器に関連する。

この分野では、過給空気冷却器と呼ばれる熱交換器が知られており、それらは、車両のエンジンに供給することを意図された過給空気と冷却液との間の熱の交換を許容する。それらは、過給空気および冷却液のための交互の循環流路をそれらの間に決定するプレートの積み重ねを有する熱交換バンドルを有している。

各プレートは、複数の経路を有する回路において冷却液を案内する。これらのプレートは、一般に、２つの長辺と２つの短辺とを有する細長の長方形の形状を有しており、各プレートは、２つの突起を有し、第１の突起は、冷却液循環回路のための入口を有し、他の突起は、冷却液循環回路のための出口を有する。突起は、プレートの同じ短辺に沿って配置されている。それらは、冷却液が１つの循環流路から別の循環流路へと通過することを許容するように隣接するプレートの突起と接触するように意図されている。したがって、冷却液は、入口突起によりプレートの間に分配される。それは、次に、冷却液循環回路の経路に沿って、出口突起におけるプレートの出口へ流れる。

各プレートは、したがって、前記経路のレベルにおける冷却液と過給空気との間の熱交換のための領域と、冷却液が各プレートに入ることおよび離れることを許容する入口／出口領域と、を有している。

この構成の１つの欠点は、突起が配置された領域が機械的ストレスを集中させるという事実から生じ、それは、一緒にロウ付けされた要素の破損につながり得る。別の欠点は、プレートを通過する過給空気が２つの流体の間の熱交換領域を通過せず、冷却液と全くまたは実質的に全く熱を交換しないため、この領域が熱性能にとって非常に不利益であるという事実から生じる。

この問題を解決するために、交換構成要素を改善すること、または、スクリーンを形成するとともに領域を通って冷却されるべき流体の通路を制限する追加の要素を加えること、が知られている。これは、しかしながら、交換器の構成要素および／または製造プロセスをより複雑にし、それは、追加のコストおよび適用可能な場合には交換器の重量の増加につながり得る。

これらの困難を改善するために、出願人により、本願の出願日にはまだ公開されていない特許出願において、ハウジングの外側に冷却液コレクタを有する熱交換器を設けることが考えられた。この冷却液は、ハウジングのコレクタプレートを介してコレクタから交換器へと供給され、それを通ってバンドルの冷却液循環流路がコレクタに開口している。

コレクタプレートは、流路を取り囲むカラー（ｃｏｌｌａｒ）を有している。カラーは、ハウジングに関してバンドルプレートの機械的支持部を支援するが、それでもやはり、ハウジングの壁部およびコレクタに対するコレクタプレートの接続エッジを規定するために、コレクタプレート上に追加の空間を設けることを要求し、その空間は、寸法としてはわずかではない。

本発明は、この欠点を改善することを目的とし、この目的のために、熱交換器、すなわち自動車のエンジンのための過給空気冷却器であって、熱交換バンドルが設けられたハウジングと、前記熱交換バンドル内を循環する冷却液のコレクタと、前記熱交換器ハウジングおよび前記冷却液コレクタの側壁部を形成するコレクタプレートと、を備え、前記コレクタプレートには、前記バンドルの前記冷却液循環パイプと連通するオリフィスと、前記オリフィスの周縁エッジと呼ばれるエッジに対向する前記冷却液コレクタに固定された平坦な接続部分と、が設けられ、前記平坦な接続部分は、前記周縁エッジの少なくとも１つに隣接していることを特徴とする熱交換器を提案する。

言い換えれば、接続部分に近いコレクタプレートのオリフィスのエッジは、カラーを有していない。したがって、コレクタは、オリフィスの非常に近くのコレクタプレートに取り付けられ得て、前述の熱交換装置に使用されるカラーを考慮する必要が無い。したがって、カラーを有するコレクタプレートを備える熱交換器のコレクタよりも小さいコレクタを設けることが可能である。

前記コレクタプレートは、前記オリフィスに適合された中央部分を有し、当該中央部分は、平坦である。言い換えれば、どのオリフィスもカラーを有していない。

オリフィスは、たとえば、１つの延伸方向における断面において細長であり、当該延伸方向に対して直角な方向においてコレクタプレートにわたって少なくとも１つの列に位置決めされている。接続部分は、少なくとも前記列の両端部へ延びている。

前記コレクタは、前記コレクタプレートの前記接続部分に固定されるように配置された、好ましくは平坦な、周縁エッジを有する。

前記コレクタは、前記接続部分に接触している前記周縁エッジに近接してまたはそこに配置された壁部を有し得る。近接は、ここでは、オリフィスの延伸方向に対して直角な方向において０〜２ｍｍの距離を意味する。

前記コレクタの前記平坦なエッジは、コレクタ壁から生じ得て、前記平坦なエッジは、有利には、当該平坦なエッジが前記コレクタプレートの前記接続部分に対して平坦に置かれることを許容するように外側に向かって折り曲げられている。

有利には、前記バンドルは、平面視において前記コレクタプレートの前記オリフィスを取り囲む平坦なエッジを有するプレートを有する。

前記コレクタの前記平坦なエッジおよび前記バンドルの前記プレートの少なくとも１つの前記平坦なエッジの１つは、前記接続部分の両側に配置され得る。好ましくは、それらは、前記接続部分に対して互いに逆側に位置する。

前記バンドルの前記プレートの前記平坦なエッジは、有利には、外側に向かう前記バンドルプレートの壁部を折り曲げることから生じている。

前記コレクタプレートは、また、前記接続部分に隣接して配置されるとともにハウジング壁を形成するプレートに接触する平坦なエッジ部分を有し得る。前記コレクタプレートの前記平坦なエッジ部分は、有利には、前記ハウジング壁の前記プレートの平坦なエッジと平坦に接触している。

有利には、前記コレクタプレートの前記平坦なエッジ部分は、前記接続部分の折り曲げ部から生じているとともに、前記コレクタの前記平坦なエッジの一端に配置されている。

前記コレクタプレートの前記平坦なエッジ部分は、有利には、前記接続部分に対して直角で折り曲げられている。

前記接続部分は、したがって、前記冷却液コレクタに固定され、前記平坦なエッジ部分は、したがって、特にコンパクトな構造において、平面と平面との接触で、ハウジング壁のプレートに固定されている。

連結部は、有利には、熱交換器を構成する構成要素のアルミニウムまたはアルミニウム合金材料からロウ付けにより形成されている。

本発明の他の特徴および利点は、説明として与えられた例示の実施形態に従う説明を読むことから、および添付の図面を参照して、明らかになるであろう。

図１は、本発明による熱交換器の一部を示す斜視図である。 図２は、コレクタおよびハウジングに対するコレクタプレートの接続を示す図１の交換器の部分的な断面図である。 図３は、コレクタおよびハウジングに対するコレクタプレートの別の接続を示す図１の交換器の部分的な斜視断面図である。

以下の説明では、同一の参照数字は、同一のまたは類似する要素を示すために用いられている。

図１に示されるように、本発明は、第１流体、例えば冷却液Ｌ、および、第２流体、とくに冷却されるべき流体、たとえばガスＡ、の間の熱の交換を許容する熱交換器１に関する。それは、その内部において冷却されるべき流体が内燃機関、たとえば自動車のエンジンに供給することを意図された圧縮空気Ａの流れであるという過給空気冷却器であり得る。この圧縮空気Ａの流れは、冷却液Ｌ、とくに水とグリコールとの混合物により冷却される。

交換器１は、ここでは冷却液Ｌおよび冷却されるべき流体Ａのための交互の回路７、９をそれらの間に決定するプレート５の積み重ねを有する熱交換バンドル３を備えている。バンドル３は、ここでは、全体的に平行６面体形状を有し、同じ対の２つのプレート５が冷却液のための循環流路７をそれらの間に決定するように、対になって関連付けられたプレート５を有している。冷却されるべき流体Ａの循環のための回路９は、２つの隣接するプレートの対に対向する２つのプレート５の間に設けられている。

交換器は、また、その内部にバンドル３が配置されたハウジング１１と、ハウジング１１上に取り付けられた冷却液コレクタ１３と、を備えている。ハウジングは、図１において左に位置するとともにコレクタプレートを形成する第１横壁部１１を有している。それは、また、ここでは、図示されていない第２横壁部と、横壁部に一緒に接続された上壁部１７および下壁部１９と、を有している。ハウジング１１は、バンドル３の流入面２１から流出面２３へ、バンドル５のプレートの間で冷却されるべき流体Ａを案内する。

交換器１は、したがって、第２流体の循環回路９に配置された第２の交換面２５を有し得る。第２の交換面２５は、プレート５の２つの隣接する対に属する２つの対向するプレート５の間を延びている。第２の交換面２５は、ここでは、冷却されるべき流体Ａのための循環回路９においてプレート５の間に位置決めされた混乱を起こさせる凹凸を有している。

図２は、バンドルおよび冷却器の、より詳しくはそれらの上方接合部のレベルにおける、ハウジングの部分的な斜視断面図を示している。

ハウジングまたはコレクタプレートの左側面１５は、それを通って冷却液Ｌがコレクタ１３からバンドルプレート５へとバンドルプレート５の開口３１を介して循環するオリフィス２７が穿孔されている。互いに対向して接続されたバンドル５の２つの上方プレートだけが、示されている。

それらの端部において、これらのバンドルプレート５は、それを介してそれらがコレクタプレート１５へと接続される端部折曲部２９を有している。バンドルプレート５のこの端部折曲部２９は、バンドルプレート５の開口３１を取り囲む平坦なエッジとして形成されている。プレート５は、たとえば、深絞りにより形成されている。

コレクタプレート１５は、また、それぞれその頂部３９、底部４１および側部４３に対応する、上方周縁エッジ３３、下方周縁エッジ３５および２つの側エッジ３７を有している。

上方周縁部のエッジ３３および下方周縁部のエッジ３５の各々は、それぞれプレート１５の頂部および底部において、直角で折り曲げられている。これらの上方周縁エッジ３３および下方周縁エッジ３５は、各々、互いに隣接しているとともに直角である、平坦な接続部分および平坦なエッジ部分、それぞれ３３ａ、３３ｂおよび３５ａ、３５ｂ、を画成している。これらの部分３３ａ、３３ｂおよび３５ａ、３５ｂは、平面と平面で結合された、コレクタの周縁部ならびにハウジングの上方プレート１７および下方プレート１９の対応する平坦なエッジ４５、４７、４９を受けている。

コレクタプレート１５に対するコレクタの平坦なエッジ４５の接続は、また、コレクタプレートの平坦な面の部分におけるコレクタプレート１５（図１）の側部４３にわたって延びている。

コレクタプレート１５は、したがって、天部において、第１に、コレクタの平坦なエッジ４５の上にあるそのエッジ３３ａによりコレクタに接続され、第２に、ハウジングプレートの対応する平坦なエッジ４７の上にある上方の折り曲げられたエッジ３３ｂによりハウジングの上壁部のプレート１７に接続されている。

同様に、コレクタプレート１５は、底部において、第１に、コレクタの平坦なエッジ４５の上のそのエッジ３５ａによりコレクタに接続され、第２に、ハウジングプレートの対応する平坦なエッジ４９の上にある下方の折り曲げられたエッジ３５ｂによりハウジングの下方プレート１９に接続されている。

これらのエッジ３３ａ、３５ａは、本発明の要点では、コレクタプレートの平坦な接続部分を形成し、その平坦な接続部分は、オリフィス２７のいわゆる周縁エッジ、すなわちコレクタプレートのその結合部においてコレクタに対向して位置するエッジ、のいくつかと隣接している。前記接続部分は、前記周縁エッジと隣接しているため、それらはカラーを有しないことが理解される。

図示された実施形態では、コレクタプレート１５は、平坦であり、オリフィス２７は、ここではカラーで縁どりされていない。

オリフィス２７には、コレクタプレートの厚みで形成された面取り部が設けられ得て、当該面取り部は、オリフィス２７に、コレクタに向かって凹んだ形状を与える。

接続部分は、ここでは、オリフィスの延伸方向においてオリフィス２７の上方列と平行に延びている、ということに注意されるべきである。同様に、接続部分は、これらのオリフィスの延伸方向においてオリフィス２７の下方列と平行に延びている。

コレクタの平坦なエッジ３５およびバンドルプレートの端部折曲部２９は、互いに対向するプレート１５の各辺から生じる。平坦なエッジ４５は、また、部分３３ａおよび３３ｂに対してある角度で、かつ同様に底部に、配置されている。

天部および底部においてそれぞれ、コレクタの平坦なエッジ４５の端部に形成されたエッジ３３および３５の直角の折曲部は、ハウジング上におけるコレクタのアセンブリを容易にするとともに、ロウ付けのための接触面を提供する。

また、そこから平坦なエッジ４５が生じているコレクタ壁部は、オリフィス２７の周縁エッジに配置され得る。このコレクタ壁部は、前記オリフィス２７を部分的にまたぎ得る。

上に示唆されたように、前記部分は、熱交換器を構成する要素のアルミニウム系材料のロウ付けにより、密閉されたやり方で結合されている。

Claims (10)

1. 熱交換器であって、
   熱交換バンドル（３）が設けられたハウジング（１１）と、
   前記熱交換バンドル内を循環する冷却液のコレクタ（１３）と、
   前記熱交換器ハウジングおよび前記冷却液コレクタの側壁部を形成するコレクタプレート（１５）と、
   を備え、
   前記コレクタプレート（１５）には、前記バンドルの冷却液流路と連通するオリフィス（２７）が設けられ、
   前記コレクタプレート（１５）は、前記冷却液コレクタ（１３）に固定された平坦な接続部分（３３ａ、３５ａ）を有し、
   前記平坦な接続部分（３３ａ、３５ａ）は、少なくとも１つのオリフィス（２７）の周縁部に隣接しており、
   前記コレクタプレート（１５）は、前記接続部分（３３ａ、３５ａ）に隣接して配置されるとともにハウジング壁を形成するプレート（１７、１９）に接触する平坦なエッジ部分（３３ｂ、３５ｂ）を有し、
   前記コレクタプレートの前記平坦なエッジ部分（３３ｂ、３５ｂ）は、前記接続部分（３３ａ、３５ａ）に対して直角で折り曲げられている
   ことを特徴とする熱交換器。
2. 前記コレクタプレート（１５）は、前記オリフィス（２７）に適合された中央部分を有し、当該中央部分は、平坦である
   ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記コレクタ（１３）は、前記コレクタプレートの前記接続部分（３３ａ、３５ａ）に固定されるように配置された平坦なエッジ（４５）を有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
4. 前記コレクタの前記平坦なエッジ（４５）は、コレクタ壁から生じており、
   前記平坦なエッジ（４５）は、当該平坦なエッジが前記コレクタプレートの前記接続部分（３３ａ、３５ａ）に対して平坦に置かれることを許容するように外側に向かって折り曲げられている
   ことを特徴とする請求項３に記載の熱交換器。
5. 前記バンドル（３）は、平面視において前記コレクタプレートの前記オリフィス（２７）を取り囲む平坦な端部エッジ（２９）を有するプレート（５）を有する
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の熱交換器。
6. 前記コレクタの前記平坦なエッジ（４５）および前記バンドルの前記プレート（５）の少なくとも１つの前記平坦な端部エッジ（２９）の１つは、前記接続部分（３３ａ、３５ａ）のいずれか一方の側に配置されている
   ことを特徴とする請求項５に記載の熱交換器。
7. 前記コレクタの前記平坦なエッジ（４５）および前記平坦な端部エッジ（２９）は、前記接続部分（３３ａ、３５ａ）に対して互いに逆側に位置する
   ことを特徴とする請求項６に記載の熱交換器。
8. 前記コレクタプレートの前記平坦なエッジ部分（３３ｂ、３５ｂ）は、前記ハウジング壁の前記プレートの平坦なエッジ（４７、４９）と平坦に接触している
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の熱交換器。
9. 前記コレクタプレートの前記平坦なエッジ部分（３３ｂ、３５ｂ）は、前記コレクタプレート（１５）の周縁部の折り曲げ部から生じている
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の熱交換器。
10. 前記コレクタ（１３）は、前記接続部分（３３ａ、３５ａ）に隣接している前記周縁部のレベルで配置された壁部を有している
    ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。

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