JPH06174391A

JPH06174391A - 熱交換器

Info

Publication number: JPH06174391A
Application number: JP5168766A
Authority: JP
Inventors: Michel Potier; ポティエミシェル
Original assignee: Valeo Thermique Moteur SA
Current assignee: Valeo Thermique Moteur SA
Priority date: 1992-07-08
Filing date: 1993-07-08
Publication date: 1994-06-24
Also published as: FR2693544B1; EP0578565A1; FR2693544A1; US5301748A; BR9302776A; MX9304100A

Abstract

(57)【要約】【目的】ガスケットを均一に圧縮できる熱交換器を提
供する。【構成】ヘッダー板１０には多数の孔２６があけら
れ、各孔２６には、管束５２における異なる組の中の複
数の隣接する管５４、５４の端部５８を嵌合しうるよう
になっており、ヘッダー板１０と管５４との間に、ガス
ケット３４が介在されている。管５４の端部５８と対応
する孔２６は、両者の間に実質的に一定の幅ｅ₁の環状
ギャップ６０を形成するように、相似的な断面を有し、
これら環状ギャップ６０は、実質的に一定の幅ｅ₂を有
する中間部６２を介して、各孔２６内で連通している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱交換器に関し、より
詳細には、組をなし、かつ平行をなす複数の管の束を含
み、これら管の端部は、熱交換器のヘッダー板にあけた
孔に嵌合されているタイプの熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような熱交換器は、特に内燃機関式
の自動車で使用され、エンジン用の冷却ラジエータとし
て、または自動車の室内用の暖房ラジエータとして使用
されている。これら２つの用途のいずれかにおいて、管
の複数の組を構成する管束のうちの管には、一般的に、
水と凍結防止剤の混合物である流体を流すようになって
いる。この流体は、エンジンの冷却回路の一部を形成し
ている管を通過し、かつ管のまわりを空気が流れる。

【０００３】このタイプの公知の熱交換器では、従来、
管束のうちの管の数と同じ数の孔をヘッダー板に設け、
ヘッダー板の各孔に、それぞれ１本の管の端部を嵌合
し、管を、ヘッダー板にシール状態で固定している。

【０００４】本願出願人によるフランス特許出願第9103
411号の明細書には、組をなして配置された並列管の束
と、多数の孔があけられているヘッダー板とを備え、圧
縮可能なシーリングガスケットを、孔のエッジと管の端
部との間に介在した状態で、束のうちの異なる組におけ
る複数の隣接する端部を、前記孔へ嵌合した熱交換器が
開示されている。

【０００５】上記の熱交換器では、ヘッダー板における
各孔に、１本の管の端部が、別々に嵌合されるのではな
くて、ヘッダー板のうちの一つの孔に、複数の管の端部
が嵌合されるので、管軸間、例えばある組の管と、他の
組の管との間のピッチを最小にできる。このようにする
と、ヘッダー板の幅を最小としうるので、熱交換器の性
能を向上しうる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の上記タ
イプの熱交換器では、孔の形状は、組み立て後、ガスケ
ットをヘッダー板内の孔に嵌合された管の全周にわたっ
て、均一には圧縮できないような形状となっている。２
本の隣接する管の端部の間にあるガスケットの領域は、
他のガスケット領域よりも薄くなっているので、ガスケ
ットの圧縮は、実際は他の領域よりも弱くなっている。
その結果、シーリングが不良となり、熱交換器の適正な
作動に不利となる。

【０００７】本発明の主目的は、上記欠点を克服するこ
とにある。

【０００８】本発明の別の目的は、管の全周にわたっ
て、特に隣接する２本の管の端部の間にあるガスケット
を、均一に圧縮できるようにした熱交換器を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、平行をなす管
の束組と、多数の孔があけられたヘッダー板とを備え、
圧縮可能なシーリングガスケットが、孔のエッジと管の
端部との間に介在された状態で、異なる組の束の中の複
数の隣接する管の端部を、前記孔へ嵌支した熱交換器で
あって、管の端部およびこれらを嵌支する孔は、相似物
な形状の断面を有し、両方間に環状ギャップが形成さ
れ、各ギャップの幅は、おおむね一定であり、かつ前記
各孔内の環状ギャップは、２本の隣接する管の間にある
中間部内で互いに合流し、前記中間部の幅は、おおむね
一定であることを特徴としている。

【００１０】

【作用】上記環状ギャップは、実質的に一定の幅を有す
る（このことは中間部についても同じことである）の
で、管の端部の断面は、これらを嵌支している孔の断面
と一致する。従って、圧縮自在なガスケットは、均一に
圧縮されるように、一定の厚さに製造できる。その結
果、ヘッダー板と管との間の接合領域において、実質的
に完全なシーリングが達成される。

【００１１】隣接する２本の管の端部は互いに平行をな
し、かつおおむね一定の幅の上記中間部を画定するおお
むね平坦な側面を含むことが好ましい。

【００１２】上記おおむね平坦な側面は、対応する管の
端部を、局部的に変形することによって形成することが
好ましい。

【００１３】本発明は、管束を通る気流のエネルギー損
失を減少し、熱交換器の性能を最善化するもので、管束
内の管が、非円形の断面、例えば長楕円形の平らな断面
を有する熱交換器に適用できる。かかる熱交換器では、
ヘッダー板に嵌合された管の端部は、管の本体の断面と
同一か、または同一でない断面形を有する。しかし、一
般的には、この断面は、長軸と短軸とを有するほぼ長円
形または楕円形とする。この場合、本発明によれば、各
管の端部の前記平坦な側面は、管の端部の断面の長軸の
一端に位置する。

【００１４】前記２つの平坦な側面は、互いに平行であ
るので、これらの間に、実質的に一定の幅の中間部が構
成される。この幅は、前記環状ギャップの幅と等しくて
も、等しくなくてもよい。しかし、中間部の幅は、環状
ギャップの幅の約２倍にすることが好ましい。

【００１５】本発明の別の特徴によれば、圧縮可能なガ
スケットは、前記環状ギャップに嵌合しうる環状部と中
間片を有し、これらは、かつ圧縮前にはほぼ一定の厚さ
となっている。

【００１６】従って、圧縮前にほぼ一定であるガスケッ
トの厚さは、圧縮後にもほぼ一定であるが、当然なが
ら、この圧縮後の厚さは圧縮前よりも薄い。

【００１７】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明の好
ましい実施例について説明する。

【００１８】まず、図１および図２を参照する。これら
の図は、孔開き板とも称されるヘッダー（管寄せ）板１
０を示している。ヘッダー板１０は、全体が長方形をな
す基板部１２を有している。この基板部１２は、金属で
形成するのが好ましく、長方形の２つの長辺と対応する
２つの平行なリム１４と、長方形の短辺と対応する別の
２つの平行なリム（図示せず）によって、境界が定めら
れている。

【００１９】図２に最も良く示すように、各リム１４
は、基板部１２と直角をなす内側片１６と、この内側片
１６と直角をなす底片１８と、底片１８と直角をなす外
側片２０とから成っている。従って、リム１４の内側片
１６および底片１８は、ヘッダー板１０の全周にわたる
溝２２を画定している。この溝２２の機能については後
述する。外側片２０の上端は、一連のラグ２４を形成す
るよう鋸歯状になっている。ラグ２４は、ヘッダー板１
０とこれに関連するヘッダー壁（図示せず）を組み立て
る際に、曲げることができるようになっている。

【００２０】ヘッダー板１０の基板１２を貫通する、互
いに同一形状の１組の楕円形の孔２６があけられてい
る。図１には、これら孔２６のうちの３つが示されてい
る。各孔２６は、ヘッダー板１０のリム１４に対して直
交し、かつ孔２６の長さ方向を向く対称軸線ＸＸ’を有
する。各孔２６は、ネック部３０で交わる２つの実質的
に同一な楕円部２８により構成されている。

【００２１】本実施例では、各孔２６の２つの楕円部２
８は、長軸が対称軸線ＸＸ’と一致した楕円形を呈して
いる。２つの楕円部２８の中心間の距離を、側方向ピッ
チＰとし、２つの隣接する孔２６間の距離を、側方向ピ
ッチＰと直交する長手方向ピッチＥと表示してある。

【００２２】各孔２６は、フランジ３２を有し、このフ
ランジ３２の輪郭は、ネック部３０を含む２つの楕円部
２８の輪郭と対応している。各フランジ３２は、基板部
１２から、ラグ２４の反対方向に突出している。本明細
書の後段から判るように、各孔２６には、熱交換器の２
組の管から成る管束における２本の隣接する管の、端部
を嵌合するようになっている。これら管の組のうちのい
ずれかの１組では、管は、長手方向ピッチＥ（図１）と
等しいピッチで、互いに離間されている。

【００２３】次に図３を参照する。この図は、ヘッダー
板１０に貼り付けられるガスケット３４を示す。このガ
スケットは、圧縮可能なエラストマー材料からなり、ヘ
ッダー板１０の基板部１２の形状に対応した、おおむね
長方形の基板部３６を有している。このガスケットの基
板部３６は、長方形の２つの長辺と対応する２つの長手
方向ビード３８と、長方形の２つの短辺と対応する２つ
の側方向ビード（図示せず）とによって境界が定められ
ている。長手方向ビード３８は、ウェブ４０を介して、
ガスケットの基板部３６に連設されている。このビード
は、ガスケットの全周にわたって延び、かつヘッダー板
の溝２２内に適正にはめ込みうるようになっている。

【００２４】このガスケット３４の基板部３６は、圧縮
可能なカラー部４２を含み、このカラー部４２は、ヘッ
ダー板１０の孔２６と適合した形状をしているので、ガ
スケット３４の基板部３６を、ヘッダー板１０の基板部
１２へ押圧すると、カラー部４２は孔２６内に嵌合す
る。そのため、ガスケット３４の各カラー部４２は、中
間片４６を介して、共に接合された２つの楕円の環状部
４４から成る全体が８の字の形状となっている。従っ
て、圧縮可能なカラー部４２を、ヘッダー板１０の対応
するフランジ３２内へ嵌合すると、カラー部４２の２つ
の環状部４４は、それぞれ、孔２６の２つの対応する楕
円部２８に係合し、中間片４２は、孔２６のネック部３
０へ位置する。そのため、ガスケット３４の基板部３６
の圧縮可能なカラー部４２には、２つの楕円孔４８が設
けられている。各楕円孔４８は、対応する管の端部が嵌
入しうるようになっている。

【００２５】図４は、ヘッダー板１０における一つの孔
２６に関連する１対の管５４を示す。図４において、全
体が符号５２で示された管束は、非円形断面の２組の管
５４から成り、これらの管５４には、多数のフィン５６
が貫通している。これらの管５４は、上記のように、同
一の管の組の間では、長手方向ピッチＥだけ互いに離間
しており、一つの管の組と別の管の組の間では、横方向
ピッチＰだけ互いに離間している。またこれら管５４
は、非円形断面の端部５８を有し、これら端部５８は、
管５４と同じ長手方向ピッチＥおよび横方向ピッチＰを
もって、互いに離間している。

【００２６】上に述べたようなヘッダー板と、ガスケッ
トと、管と、フィンとから成る熱交換器は、上記フラン
ス特許明細書に開示されている種類のものである。しか
し、図面に示した熱交換器では、管５４の端部５８、お
よびこれらを収容する各孔２６は、相似形の断面を有
し、これら両者間に、環状のギャップ６０が設けられて
いる。

【００２７】図５に示すように、環状ギャップ６０は、
端部５８の全周にわたって、ほぼ一定の幅ｅ₁を有して
いる。この環状ギャップ６０は、孔２６内に嵌合された
２つの端部５８の間にある中間部６２によって互いに連
なっている。

【００２８】中間部６２は、ほぼ一定の幅ｅ₂を有して
いる。この幅ｅ₂は、ギャップ幅ｅ₁の２倍とほぼ等しい
ことが好ましい。このように、中間部６２の幅をほぼ一
定とするため、管５４の２つの隣接する端部５８の対向
部は、おおむね平坦な側面６４を有し、これら平坦な側
面６４は、互いに平行かつ端部５８の楕円の断面の短軸
ＹＹ’と平行をなしている。従って、この中間部６２
は、互いに対向する２つの側面６４と、ネック部３２の
２つのエッジによって画定されている。

【００２９】おおむね平坦な側面６４は、管の対応する
端部５８を、局部的に変形することによって形成され
る。端部５８の断面が、長軸および短軸を有するおおむ
ね長円または楕円形となっているこの実施例では、平坦
な側面６４は、長軸の一端に配置される。かかる平坦な
側面は、当然ながら、異なった断面形の端部を有する管
に形成してもよい。また、３組以上の管を有する熱交換
器の場合、ある管の端部の断面は、１つの平坦な面を有
し、他の管は、２つの対向する平坦な側面を有していて
もよい。

【００３０】圧縮可能なガスケット３４の環状部４４
は、圧縮前に、幅ｅ₁よりも大きい実質的に一定の厚さ
を有する。環状部４４の厚さは、圧縮後は、再びｅ₁と
等しい一定の値となる。環状部４４は、中間片４６によ
り、共に接合されている。この中間片４６は、圧縮前
は、中間部６２の幅ｅ₂よりも大きいほぼ一定の厚さを
有する。一体的な中間片４６の厚さは、圧縮後はｅ₂と
等しくなる。その結果、ガスケット３４全体は、環状部
４４および中間部４６の双方で、一定に圧縮される。こ
のように、ガスケットは管の全周にわたって一様に圧縮
される。

【００３１】本発明は、端部の断面形が異なる管を有す
る熱交換器に適用でき、また本発明は、３組以上の管を
有する熱交換器にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱交換器の一部であるヘッダー板の一
部の平面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。

【図３】図１および図２のヘッダー板のためのガスケッ
トの断面図である。

【図４】図３のガスケットを介在させた状態で、図１お
よび図２のヘッダー板に組付けた管束から成る熱交換器
の一部の断面図である。

【図５】簡略化のためガスケットを省略した、図４中の
Ｖ−Ｖ線に沿う拡大断面図である。

【符号の説明】

１０ヘッダー板１２基板部１４リム１６内側片１８底片２０外側片２２溝２４ラグ２６孔２８楕円部３０ネック部３２フラン
ジ３４ガスケット３６基板部３８長手方向ビード４０ウエブ４２カラー部４４環状部４６中間片５２管束５４管５６フィン５８端部６０環状ギ
ャップ６２中間部６４側面Ｅ長手方向ピッチＰ側方向ピ
ッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平行をなす管の束組と、多数の孔があけ
られたヘッダー板とを備え、圧縮可能なシーリングガス
ケットが、孔のエッジと管の端部との間に介在された状
態で、異なる組の束の中の複数の隣接する管の端部を、
前記孔へ嵌支した熱交換器であって、管（５４）の端部（５８）およびこれらを嵌支する孔
（２６）は、相似物な形状の断面を有し、両方間に環状
ギャップ（６０）が形成され、各ギャップ（６０）の幅
（ｅ₁）は、おおむね一定であり、かつ前記各孔（２
６）内の環状ギャップ（６０）は、２本の隣接する管の
間にある中間部（６２）内で互いに合流し、前記中間部
（６２）の幅（ｅ₂）は、おおむね一定であることを特
徴とする熱交換器。
【請求項２】隣接する管の２つの端部（５８）は、互
いに平行をなす、おおむね平坦な側面（６４）を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】前記各おおむね平坦な側面（６４）は、
対応する管の端部（５８）を局部的に変形することによ
って形成されていることを特徴とする請求項２に記載の
熱交換器。
【請求項４】管の端部（５８）は、長軸（ＸＸ’）お
よび短軸（ＹＹ’）を有するほぼ楕円形の断面を有し、
かつ各管の端部（５８）の前記おおむね平坦な側面（６
４）は、前記長軸（ＸＸ’）の一端に位置していること
を特徴とする請求項２または３に記載の熱交換器。
【請求項５】前記中間部（６２）の幅（ｅ₂）は、前
記環状ギャップ（６０）の幅（ｅ₁）とほぼ等しいこと
を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の熱交換
器。
【請求項６】圧縮可能なガスケット（３４）は、前記
環状ギャップ（６０）に嵌合するようになっている環状
部（４４）と中間片（４６）を有し、この環状部（４
４）は、中間部（６２）に嵌合しうるようになってお
り、かつ圧縮前には、ほぼ一定の厚さを有し、また中間
片（４６）は、圧縮される前には、ほぼ一定の厚さを有
していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記
載の熱交換器。