JP2004132277A - 多板型水冷インタークーラ - Google Patents

Abstract

【課題】高温高圧の過給気に耐え得る多板型水冷インタークーラの提供。
【解決手段】複数のエレメント４の積層体からなるコア５をケーシング２に内装し、コア５の各エレメント４内に過給気６を流通すると共に、ケーシング２内に冷却水７を流通させる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数の皿状プレートを積層してなる多板型の水冷インタークーラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の多板型水冷インタークーラは、コアが複数のエレメントの積層体からなり、夫々のエレメントは両端部に連通孔を有する一対の皿状プレートの周縁を接合したものである。そして夫々のエレメントを、連通孔に環状のスペーサを介して、厚み方向に連結したものである。そしてコアの各エレメント内に冷却水を流通させ、エレメントの外面側すなわちケーシング内に高温の過給気を流通させ、エレメント内の冷却水によって過給気を冷却するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の水冷インタークーラは、各エレメント内に冷却水が流通され、エレメントの外側に過給気を流通させるものであった。
この過給気圧力は、５０〜１５０ＫＰａ・Ｇ程度であり、その温度が１５０℃程であったため、ケーシングが過給気からの温度の影響を受けて、その強度が低下する問題があった。そのためケーシングの内圧強度により、インタークーラの使用圧力が制限されていた。
また、過給気がケーシング内を流通する際、ケーシングから騒音を発する問題があった。
そこで本発明は、上記問題点を解決すると共に、部品点数が少なく、ろう付け精度のよい、耐久性の高い水冷インタークーラを提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、一対の冷却水出入口（１）　を有するケーシング（２）　と、
夫々両端部に連通孔（３）　が設けられると共に、少なくとも一方が皿状に形成された一対の第１および第２のプレート（４ａ）（４ｂ）の周縁を接合してなる複数のエレメント（４）　を有し、夫々のエレメント（４）　が前記連通孔（３）　で、厚み方向に接合されてなるコア（５）　と、
を具備し、そのコア（５）　が前記ケーシング（２）　に内装され、そのコア（５）　の各エレメント（４）　内に過給気（６）　が供給されると共に、ケーシング（２）　内に冷却水（７）　が供給されて、その冷却水（７）　が各エレメント（４）　の外面側に流通する多板型水冷インタークーラである。
【０００５】
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記各エレメント（４）　の前記各プレート（４ａ）（４ｂ）がアルミニュームのブレージングシートからなり、その各プレート（４ａ）（４ｂ）の内面側に接合用のろう材（８）　が被覆されたものが用いられ、
第１のプレート（４ａ）の前記連通孔（３）　の孔縁部が外側に突設されると共に、その少なくとも開口縁部のろう材（８）　が、隣接するエレメント（４）　の第２のプレート（４ｂ）の連通孔（３）　の孔縁に接触するように、半径方向外側に折り返されたバーリング加工部（３ａ）を有し、
そのろう材（８）　により隣接するエレメント（４）　どうしがろう付け接合される多板型水冷インタークーラである。
【０００６】
請求項３に記載の本発明は、請求項２において、
前記バーリング加工部（３ａ）は、僅かに弾性変形自在でかつ、その縁部が対向面に環状に線接触するように形成された多板型水冷インタークーラである。
【０００７】
請求項４に記載の本発明は、請求項２または請求項３において、
夫々のエレメント（４）　の第２のプレート（４ｂ）は、その外面側にディンプル（９）　が突出するように曲折形成されてなり、
そのディンプル（９）　の外面が隣接するエレメント（４）　の第１のプレート（４ａ）の外面に接触すると共に、その接触する第２のプレート（４ｂ）のディンプル（９）　には、ろう材流出用の孔（１０）が穿設されてなり、
その孔（１０）から流出されたろう材により、前記ディンプル（９）　でエレメント（４）　どうしが、ろう付け固定された多板型インタークーラである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
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は本発明の第１の実施の形態を示す横断平面図であって図２のＩ−Ｉ矢視図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面略図である。また、図３は図２の　ＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図であって、ろう付け前の状態を示す。さらに図４は図２のＩＶ−ＩＶ矢視断面図であって、ろう付け前の状態を示す。
この例の多板型水冷インタークーラは、図１及び図２に示す如く、ケーシング２とそれに内装されたコア５とからなる。ケーシング２は、図１の如くその両側面に一対の冷却水出入口１が開口し、そこに冷却水パイプ１ａの一端が連通されている。また、ケーシング２の上面の両端部には一対の過給気出入口１１が図２の如く開口し、そこに過給気パイプ１１ａが連通されている。
【０００９】
次に、コア５は多数のエレメント４の積層体からなる。夫々のエレメント４は、夫々長手方向両端に連通孔３を有する一対の第１および第２のプレート４ａ，４ｂを逆向きに重ね合わせ、その周縁をろう付けしたものである。そのプレート４ａ，４ｂの内面側にはろう材８が、外面側には図示しない犠牲陽極材が被覆されたアルミニューム製ブレージングシートが用いられる。そして各プレート４ａ、４ｂの全周縁には環状のろう付け用小フランジ部１３が僅かに突設されている。また、各エレメント４の第１のプレート４ａの連通孔３の孔縁部が外側に突設され、さらにそれが半径方向外方に折り返されて凸曲面を環状に形成された第１のバーリング加工部３ａが設けられる（図３）。このバーリング加工部３ａは、厚み方向に僅かに弾性変形できるように形成されている。
【００１０】
さらに、エレメント４の第２のプレート４ｂの連通孔３は、前記第１のバーリング加工部３ａに整合するように、その開口縁が横断面逆ハの字状の第２のバーリング加工部３ｂに形成されている。また、エレメント４内にはインナーフィン１２が内装される。
このようにしてなるエレメント４はその厚み方向に積層され、最下端に存在するエレメント４の第２のプレート４ｂ（省略）の連通孔は閉塞されたものが用いられる。また、最上段に位置するエレメント４の第１のプレート４ａがケーシング２の過給気出入口１１に直接または適宜な図示しないブラケットを介して接触する。
このように組み立てられた状態で、夫々のろう材８を溶融し、次いでそれを冷却固化することにより本熱交換器を完成する。
【００１１】
なお、図１及び図２には省略されているが、夫々のエレメント４のプレート４ａ，４ｂの外面側には、図４に示す多数のディンプル９が互いに整合するように夫々の外面側に膨出形成されている。そして、各エレメント４の第２のプレート４ｂのディンプル９の中心には孔１０が穿設されている。
前記のろう付けのため、少なくともコア全体を炉内に挿入し、プレート４ａ，４ｂの内面側のろう材８を溶融すると、その第２のプレート４ｂのろう材８はディンプル９の孔１０から流出し、それが下側に隣接する各エレメント４の第１のプレート４ａのディンプル９の頂部に保持され、各エレメント４間がディンプル９において接合される。
【００１２】
次に、図５は図４における小フランジ部１３の他の例であり、この例は第２のプレート４ｂの小フランジ部１３が折り返され、その折り返しの外面側に第１のプレート４ａの小フランジ部１３の内面が接触し、両者間がろう付け固定されるものである。
【００１３】
次に、図６は図５における小フランジ部１３の他の例であり、この例は第２のプレート４ｂの小フランジ部１３がフラットに形成され、第１のプレート４ａの小フランジ部１３が第２のプレート４ｂの小フランジ部１３の外周を巻き締めるように折り返されたものである。
【００１４】
【使用方法】
このようにしてなる本発明の多板型水冷インタークーラは、一方側の冷却水パイプ１ａから冷却水７がケーシング２内に供給され、夫々のエレメント４の外周を流通して、他方側の冷却水パイプ１ａからそれが流出する。
また、一方の過給気パイプ１１ａから過給気６が各エレメント４内に流入し、夫々のエレメント４内を長手方向の一端から他端に流通し、他方の過給気出入口１１からそれが流出する。そしてそれら冷却水７と過給気６との間に熱交換が行われる。
【００１５】
【発明の作用・効果】
本発明の多板型水冷インタークーラは、コア５が一対のプレート４ａ，４ｂからなるエレメント４の積層体からなり、そのコア５がケーシング２に内装され、コア５の各エレメント４内に過給気６が供給されると共に、ケーシング２内に冷却水７が供給されて、冷却水７がエレメント４の外面側を流通するように構成されたものである。従って、ケーシング２内およびエレメント４の外周に冷却水７が存在することで、過給気６の高温度からケーシング２を保護し、内圧の高い過給気６にも充分耐え得るインタークーラとなり得る。
また、エレメント４の内を過給気６が流通することに伴い発生する気流音は、そのエレメント４外周の冷却水７によって吸収され、インタークーラからの騒音を低下することができる。
さらには、エレメント４の外周に冷却水７が位置することにより、冷却水７が過給気６の内圧の一部を負担することができ、エレメント４自体の寿命を高め得る。
【００１６】
上記構成において、エレメント４の各プレート４ａ，４ｂの内面側にろう材８を被覆したアルミニュームのブレージングシートを用い、連通孔３の孔縁部を外側に突出すると共に、その連通孔３の孔縁を半径方向外側に折り返してバーリング加工部３ａを構成し、そのバーリング加工部３ａのろう材８により隣接するエレメント４どうしをろう付けすることができる。
このように構成することにより、従来必要としていた両面ろう材を有するスペーサを不要とし、部品点数が少なく組立て易いインタークーラを提供できる。
【００１７】
上記構成において、バーリング加工部３ａを僅かに弾性変形自在で且つ、その縁部が対向面に環状に線接触するように形成することができる。
この場合には、各エレメント４の連通孔３どうしを確実に接触させた状態でろう付けすることができ、生産性が向上すると共に、ろう付けの信頼性が向上する。また、バーリング加工部３ａの存在により連通孔３の孔縁部における強度が強くなる。
【００１８】
上記いずれかの構成において、エレメント４の第２のプレート４ｂにその外面側へディンプル９を突出させ、そのディンプル９の外面が隣り合うエレメント４の第１のプレート４ａの外面に接触するようにし、第２のプレート４ｂのディンプル９に孔１０を穿設して、そこからろう材８を流出させ、エレメント４どうしをろう付け固定することができる。
この場合には、各エレメント４の耐圧性が高くなると共に、熱応力に耐え強度の高いインタークーラとなり得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多板型水冷インタークーラの実施の形態を示す横断平面図であって、図２のＩ−Ｉ矢視断面略図。
【図２】同インタークーラの縦断面図であって、図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面略図。
【図３】図２の　ＩＩＩ−　ＩＩＩ矢視断面拡大図であって、ろう付け前の状態を示す。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ矢視断面略図であって、ろう付け前の状態を示す。
【図５】図４における小フランジ部１３の他の実施の形態を示す略図。
【図６】図４における小フランジ部１３のさらに他の実施の形態を示す略図。
【符号の説明】
１　冷却水出入口
１ａ　冷却水パイプ
２　ケーシング
３　連通孔
３ａ，３ｂ　バーリング加工部
４　エレメント
４ａ，４ｂ　プレート
５　コア
６　過給気
７　冷却水
８　ろう材
９　ディンプル
１０　孔
１１　　過給気出入口
１１ａ　　過給気パイプ
１２　　インナーフィン
１３　　小フランジ部

Claims (4)

1. 一対の冷却水出入口（１）　を有するケーシング（２）　と、
   夫々両端部に連通孔（３）　が設けられると共に、少なくとも一方が皿状に形成された一対の第１および第２のプレート（４ａ）（４ｂ）の周縁を接合してなる複数のエレメント（４）　を有し、夫々のエレメント（４）　が前記連通孔（３）　で、厚み方向に接合されてなるコア（５）　と、
   を具備し、そのコア（５）　が前記ケーシング（２）　に内装され、そのコア（５）　の各エレメント（４）　内に過給気（６）　が供給されると共に、ケーシング（２）　内に冷却水（７）　が供給されて、その冷却水（７）　が各エレメント（４）　の外面側に流通する多板型水冷インタークーラ。
2. 請求項１において、
   前記各エレメント（４）　の前記各プレート（４ａ）（４ｂ）がアルミニュームのブレージングシートからなり、その各プレート（４ａ）（４ｂ）の内面側に接合用のろう材（８）　が被覆されたものが用いられ、
   第１の前記プレート（４ａ）の前記連通孔（３）　の孔縁部が外側に突設されると共に、その少なくとも開口縁部のろう材（８）　が、隣接するエレメント（４）　の第２のプレート（４ｂ）の連通孔（３）　の孔縁に接触するように、半径方向外側に折り返されたバーリング加工部（３ａ）を有し、
   そのろう材（８）　により隣接するエレメント（４）　どうしがろう付け接合される多板型水冷インタークーラ。
3. 請求項２において、
   前記バーリング加工部（３ａ）は、僅かに弾性変形自在でかつ、その縁部が対向面に環状に線接触するように形成された多板型水冷インタークーラ。
4. 請求項２または請求項３において、
   夫々のエレメント（４）　の第２のプレート（４ｂ）は、その外面側にディンプル（９）　が突出するように曲折形成されてなり、
   そのディンプル（９）　の外面が隣接するエレメント（４）　の第１のプレート（４ａ）の外面に接触すると共に、その接触する第２のプレート（４ｂ）のディンプル（９）　には、ろう材流出用の孔（１０）が穿設されてなり、
   その孔（１０）から流出されたろう材により、前記ディンプル（９）　でエレメント（４）　どうしが、ろう付け固定された多板型水冷インタークーラ。

Images