JP2001050673A - 自動車のオイルを冷却するためのプレートタイプ熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】付加的な攪乱要素を必要としないプレートタイ
プ熱交換器の提供。 【解決手段】プレートタイプ熱交換器は、上向き周縁１
４を有する、積層された複数のプレート１０を備え、前
記上向き周縁１４は、第１流体Ｆ１用の第１流路と第２
流体Ｆ２用の第２流路とを交互に形成するように密着さ
れている。各プレート１０の上向き周縁１４は、おおむ
ね平面状であり、かつ組み立てまたは積層方向Ｄから、
１０°以上の鋭角αだけ傾いて形成されている。このプ
レートタイプ熱交換器は、自動車用のオイル冷却器とし
て好適に用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用のプレー
トタイプ熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】上向き周縁を有する、積層された複数の
プレートを備え、第１流体用の第１流路と第２流体用の
第２流路とを交互に形成するように、前記上向き周縁が
密着された、いわゆる「プレートタイプ熱交換器」また
は「ベーンタイプ熱交換器」は、例えば、ドイツ国特許
公開第19511991号公報に記載されている。

【０００３】このような熱交換器は、例えば、自動車の
オイル冷却器として用いられ、自動車のエンジンを冷却
する冷却液との熱交換によって、エンジンオイルや自動
ギヤボックスからのオイルを冷却するようになってい
る。

【０００４】この種の熱交換器において、プレートは、
通常、スタンピングされた薄板で形成され、各上向き周
縁を重ねて、漏れがないように互いにろう付けされ、流
体循環流路が形成される。このような熱交換器は、プレ
ートが積層されて構成されているため、ケーシングを必
要としない。

【０００５】また、第１流路を流れる第１流体用の吸込
管及び排出管と、第２流路を流れる第２流体用の吸込管
及び排出管とが、交互に設けられている。

【０００６】プレートは、上述した管と整列し、かつ２
種類の流体を交互に流したり止めたりするために、スリ
ーブや取り付けリングにより塞がれる孔を有している。

【０００７】この種の公知の熱交換器では、プレートの
底面はおおむね平らであり、また、各流路において、流
体を撹乱して、熱交換を促進させる撹乱要素が設けられ
る場合がある。

【０００８】その場合、第１流体と第２流体のために、
異なる撹乱要素を設ける必要があるので、熱交換器の製
造が複雑になる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術における欠点の少なくとも一部を解消することにあ
る。

【００１０】特に、本発明は、付加的な撹乱要素を必要
としない、上述したようなプレートタイプ熱交換器を提
供するものである。

【００１１】また、本発明は、第１流体の流路、及び第
２流体の流路の圧力ヘッドの損失を増加させることな
く、２種類の流体間の熱交換を良好に行えるプレートタ
イプの熱交換器を提供するものである。

【００１２】さらに、本発明は、プレートを正確に積み
重ねたり組み立てたりして、流路が外界から隔離されて
いるプレートタイプの熱交換器を提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様によ
れば、上向き周縁を有する、積層された複数のプレート
を備え、第１流体用の第１流路と第２流体用の第２流路
とを交互に形成するように、前記上向き周縁を密着させ
てなるプレートタイプ熱交換器において、各プレートの
上向き周縁は、おおむね平らであり、組み立てまたは積
層方向から、１０°以上の鋭角（α）をもって傾いてい
るものが提案される。

【００１４】プレートの上向き周縁を、適切な鋭角
（α）だけ傾けることにより、プレートを正確に積層す
ることができ、また、上向き周縁を、例えばろう付けす
ることにより、流路を外界から隔離させることができ
る。

【００１５】前記鋭角（α）は、４５°以下であるのが
好ましい。

【００１６】本発明の他の特徴によれば、プレート厚を
（ｅ）、流路高さを（ｈ）としたとき、鋭角（α）は、
sin α＝e/(h+e)の関係となっている。

【００１７】流路の平均高さ（ｈ）が一定であり、プレ
ート厚（ｅ）がわかると、例えば流路を流れる流体の特
性関数として、鋭角（α）を求めることができる。

【００１８】第１流路及び第２流路は、撹乱要素を有し
ていないのが好ましい。

【００１９】本発明の第２の態様によれば、上向き周縁
を有する、積層された複数のプレートを備え、第１流体
用の第１流路と第２流体用の第２流路とを交互に形成す
るように、前記上向き周縁が密着されているプレートタ
イプ熱交換器において、各プレートの上向き周縁は、お
おむね平らであり、組み立てまたは積層方向から、１０
°以上の鋭角（α）だけ傾いており、第１流路のみ、ま
たは第２流路のみに撹乱要素が形成されている。

【００２０】撹乱要素は、プレートから隆起している浮
き出しとして形成するのが好ましい。

【００２１】本発明の他の特徴によれば、プレートは、
好ましくは、スタンピングされたアルミニウムベースの
薄板で形成されている。

【００２２】プレートの上向き周縁は、ろう付けにより
一体とされているのが好ましい。

【００２３】本発明の好ましい適用例においては、プレ
ートタイプ熱交換器は、自動車のオイル冷却器として用
いられ、一方の流体は、エンジンオイルまたは自動ギヤ
ボックスからのオイルであり、他方の流体は冷却液とな
っている。

【００２４】

【発明の実施の形態】次に、本発明を、図面を用いて説
明する。なお、図面において、同一部材には、同一符号
を付してある。

【００２５】図１に示すプレートタイプ熱交換器は、
「薄板」アッセンブリ技術により、組み立て、または積
層方向（Ｄ）に積層された複数のプレート（１０）、つ
まり「中間羽根」を備えている。

【００２６】プレート（１０）は、全て同形同寸であ
り、おおむね平面状である上向き周縁（１４）を有する
底面（１２）を備えている。底面（１２）は、丸コーナ
ーの長方形となっているが、他の形状、例えば丸コーナ
ーの正方形としてもよい。また、底面（１２）は平面状
であるが、例えばリブ状や波状に型押ししたり、浮き出
させてもよい。

【００２７】プレート（１０）は、薄板、好ましくは、
少なくとも片面がろう材で被覆されてスタンピングされ
たアルミニウムベースの薄板からなっている。

【００２８】プレート（１０）は、積層方向（Ｄ）に積
層され、接触した各プレート（１０）の上向き周縁（１
４）はろう付けされて、漏れを防止する機械的接合部と
なっている（図１及び図２）。

【００２９】また、この熱交換器は、第１流体（Ｆ１）
用の吸込管（１６）及び排出管（１８）と、第２流体
（Ｆ２）用の吸込管（２２）及び排出管（２０）とを備
えている（図１）。

【００３０】複数のプレート（１０）の間には、第１流
体（Ｆ１）用の第１流路（２４）と、第２流体（Ｆ２）
用の第２流路（２６）とが交互に形成されている（図
２）。

【００３１】各プレート（１０）の上向き周縁（１４）
は、積層方向（Ｄ）から、１０°以上の角度（鋭角α）
だけ傾斜させられている（図２）。なお、この角度は、
４５°以下であるのが好ましい。

【００３２】上向き周縁（１４）を上述したような角度
とすることにより、プレート（１０）を適切に積層する
ことができる。また、上向き周縁（１４）を良好にろう
付けすることができ、流路を外界から確実に隔離させる
ことができる。

【００３３】プレート（１０）の厚さを（ｅ）とし、流
路（２４）（２６）の高さを（ｈ）とすると（図２）、
鋭角（α）の大きさは、 sin α= e/(h+e) により求めることができる。

【００３４】流路高さ（ｈ）を一定とし、プレートの厚
さ（ｅ）がわかると（流路を流れる流体の特性関数とし
て）、１０°以上である鋭角（α）の最適な角度を求め
ることができる。

【００３５】管（１６）（１８）（２２）（２０）は、
積層されたプレート（１０）の内側から延びており、ま
た、管（１６）（１８）を第１流路（２４）に連通さ
せ、かつ、管（２２）（２０）を第２流路（２６）に連
通させる手段（図示しない）が設けられている。その連
通手段については、ドイツ国特許公開第19511991号公報
に詳述されている。

【００３６】図２に示すように、上述した流路（２４）
（２６）には、プレートタイプ熱交換器における流体の
流動様式を変えるのに好適な撹乱要素が設けられていな
い。

【００３７】第１流路のみ、または第２流路のみにこの
撹乱要素を設ける場合もある。図３の実施例では、第２
流体（Ｆ２）が流れる流路（２６）のみに、撹乱要素
（２８）が設けられ、第１流体（Ｆ１）が流れる流路
（２４）には、撹乱要素は設けられていない。撹乱要素
（２８）は、例えば、プレート（１０）から隆起してい
る浮き出しとして形成される。

【００３８】このプレートタイプ熱交換器を、自動車の
エンジンオイル、または自動ギヤボックスからのオイル
を冷却するオイル冷却器として用いるのが好ましい。こ
の場合、一方の流体は、上述したオイルであり、他方の
流体は、冷却液である。冷却液は、通常、自動車のエン
ジンを冷却する液体である。

【００３９】エンジンオイルの冷却に用いる場合、この
プレートタイプ熱交換器は、エンジンブロック、または
エンジンに直付けされたフィルタハウジングに直接固定
される。このプレートタイプ熱交換器は、ダクトによ
り、冷却流体流路に連結可能となっている。

【００４０】自動ギヤボックスからのオイルを冷却する
場合には、このプレートタイプ熱交換器は、自動ギヤボ
ックスの油受に直接連結される。

【００４１】このようなプレートタイプ熱交換器によ
り、油流路及び冷却液流路の圧力ヘッドの損失を増加さ
せることなく、２種類の流体間の熱交換を良好に行うこ
とができる。

【００４２】本発明によるプレートタイプ熱交換器は、
撹乱要素を備えた従来のプレートタイプ熱交換器と比べ
ると、１５％以上の熱出力を発生させることができ、か
つ、圧力ヘッドの損失を３０％〜４０％低下させること
ができる。

【００４３】本発明は、上述した実施例に限定されるも
のではなく、種々の変形を含むものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるプレートタイプ熱交換器の斜視図
である。

【図２】図１のプレートタイプ熱交換器の部分断面図で
ある。

【図３】変形例を示す、図２と同様の部分断面図であ
る。

【符号の説明】

１０ プレート １２ 底面 １４ 上向き周縁 １６、２２ 吸込管 １８、２０ 排出管 ２４ 第１流路 ２６ 第２流路 ２８ 撹乱要素

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上向き周縁（１４）を有する、積層され
   た複数のプレート（１０）を備え、第１流体（Ｆ１）用
   の第１流路（２４）と第２流体（Ｆ２）用の第２流路
   （２６）とを交互に形成するように、前記上向き周縁
   （１４）を密着させてなるプレートタイプ熱交換器にお
   いて、各プレート（１０）の上向き周縁（１４）は、お
   おむね平らであり、かつ組み立てまたは積層方向（Ｄ）
   から、１０°以上の鋭角（α）をもって傾いていること
   を特徴とするプレートタイプ熱交換器。
2. 【請求項２】 鋭角（α）は、４５°以下であることを
   特徴とする、請求項１記載のプレートタイプ熱交換器。
3. 【請求項３】 プレート（１０）の厚さを（ｅ）、流路
   （２４）（２６）の高さを（ｈ）としたとき、鋭角
   （α）は、 sin α= e/(h+e) の関係となっていることを特徴とする、請求項１または
   ２記載のプレートタイプ熱交換器。
4. 【請求項４】 第１流路（２４）及び第２流路（２６）
   に、撹乱要素を設けていないことを特徴とする、請求項
   １〜３のいずれかに記載のプレートタイプ熱交換器。
5. 【請求項５】 第１流路（２４）または第２流路（２
   ６）の一方のみに、撹乱要素（２８）を設けてあること
   を特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のプレー
   トタイプ熱交換器。
6. 【請求項６】 撹乱要素（２８）は、プレート（１０）
   から隆起している浮き出しとして形成されていることを
   特徴とする、請求項５記載のプレートタイプ熱交換器。
7. 【請求項７】 プレート（１０）は、好ましくはスタン
   ピングされたアルミニウムベースの薄板からなることを
   特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のプレート
   タイプ熱交換。
8. 【請求項８】 上向き周縁（１４）は、ろう付けにより
   プレート（１０）と一体とされ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プレートタイプ熱
   交換器。
9. 【請求項９】 一方の流体は、自動車のエンジンオイル
   または自動ギヤボックスからのオイルであり、他方の流
   体は、冷却液であることを特徴とする、請求項１〜８の
   いずれかに記載のプレートタイプ熱交換器。