JP2006189181A - 一体型インタークーラ - Google Patents

Abstract

【課題】 仕切り板５とコアプレート3a,3bとの間に隙間を形成して両者のろう付けを省略できると同時に、該隙間を介して第１熱交換器１の流通媒体と第２熱交換器２の流通媒体が大量に流通するのを防止できる一体型インタークーラの提供
【解決手段】 仕切り板５をタンク4a,4bに一体的に形成すると共に、その下端部５ａを第１チューブ１ａまたは第２チューブ２ａの先端部1d,2dとオーバーラップした状態で、且つ、コアプレート3a,3bとの間に所定の隙間Ｗ１を有した状態で設けることによりラビリンス構造Ｘを形成した。
【選択図】 図４

Description

本発明は、２種類の熱交換器が一体的に形成された一体型インタークーラに関する。

従来、第１熱交換器の第１チューブと第１フィンが交互に複数配置された第１コア部と、第２熱交換器の第２チューブと第２フィンが交互に複数配置された第２コア部と、前記第１チューブ及び第２チューブの両端部が嵌挿固定されたコアプレートと、前記コアプレートに接合されたタンクを備え、前記第１コア部と第２コア部の境界位置となるタンク内に仕切り板が設けられた一体型熱交換器の技術が公知になっている（特許文献１、２参照）。
特開２００３−２８５９１号公報 特開２００２−１１５９９１号公報

しかしながら、従来の一体型熱交換器においては、仕切り板の下端部とコアプレートとの接合部をろう付けするが、この接合部はタンク内部であるため、ろう付けの良否を検査するのは実際上困難であるという問題点があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、仕切り板とコアプレートとの間に隙間を形成して両者のろう付けを省略できると同時に、該隙間を介して第１熱交換器の流通媒体と第２熱交換器の流通媒体が大量に流通するのを防止できる一体型インタークーラを提供することである。

本発明の請求項１記載の発明では、第１熱交換器の第１チューブと第１フィンが交互に複数配置された第１コア部と、第２熱交換器の第２チューブと第２フィンが交互に複数配置された第２コア部と、前記第１チューブ及び第２チューブの両端部が嵌挿固定されたコアプレートと、前記コアプレートに接合されたタンクを備え、前記第１コア部と第２コア部の境界位置となるタンク内に仕切り板が設けられた一体型インタークーラであって、前記仕切り板をタンクに一体的に形成すると共に、その下端部を該仕切り板と隣接する第１チューブまたは第２チューブの先端部とオーバーラップした状態で、且つ、コアプレートとの間に所定の隙間を有した状態で設けることによりラビリンス構造を形成したことを特徴とする。

請求項２記載の発明では、請求項１記載の一体型インタークーラにおいて、前記第１チューブの流通媒体と第２チューブの流通媒体を対向するように流通させ、前記第1コア部と第２コア部の境界位置にダミーチューブを配置すると共に、このダミーチューブに隣接してタンク内に仕切り板を設け、前記仕切り板をタンクに一体的に形成すると共に、その下端部を少なくともダミーチューブの先端部とオーバーラップした状態で、且つ、コアプレートとの間に所定の隙間を有した状態で設けることによりラビリンス構造を形成したことを特徴とする。

請求項１記載の発明にあっては、仕切り板をタンクに一体的に形成すると共に、その下端部を該仕切り板と隣接する第１チューブまたは第２チューブの先端部とオーバーラップした状態で、且つ、コアプレートとの間に所定の隙間を有した状態で設けることによりラビリンス構造を形成したため、仕切り板とコアプレートとの間に隙間を形成して両者のろう付けを省略できると同時に、第１熱交換器の流通媒体と第２熱交換器の流通媒体が所定の隙間を介して大量に流通するのをラビリンス構造で防止できる。

請求項２記載の発明にあっては、第１チューブの流通媒体と第２チューブの流通媒体を対向するように流通させ、前記第1コア部と第２コア部の境界位置にダミーチューブを配置すると共に、このダミーチューブに隣接してタンク内に仕切り板を設け、前記仕切り板をタンクに一体的に形成すると共に、その下端部を少なくともダミーチューブの先端部とオーバーラップした状態で、且つ、コアプレートとの間に所定の隙間を有した状態で設けることによりラビリンス構造を形成したため、仕切り板とコアプレートとの間に隙間を形成して両者のろう付けを省略できると同時に、第１熱交換器の流通媒体と第２熱交換器の流通媒体が所定の隙間を介して大量に流通するのをラビリンス構造で防止できる。

また、第１チューブの流通媒体と第２チューブの流通媒体を対向するように流通させることにより、タンク内に仕切り板を隔てて対向流が生じ、第１熱交換器の流通媒体と第２熱交換器の流通媒体が所定の隙間を介して大量に流通するのを防止できる。

加えて、ダミーチューブにより第１熱交換器の流通媒体と第２熱交換器の流通媒体の温度差に起因する熱衝撃を緩和できる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

以下、実施例１を説明する。
図１は本発明の実施例１の一体型インタークーラを示す正面図、図２は図１の矢視Ａの拡大断面図である。

先ず、全体構成を説明する。
図１に示すように、本実施例１の一体型インタークーラは、Ｖ型エンジン等で独立吸気システムとツインターボを組み合わせた車両に適用される一体型インタークーラであり、図中上方に配置された第１熱交換器１と、その下方に配置された第２熱交換器２で構成されている。

第１熱交換器１には第１チューブ１ａと第１フィン１ｂが交互に複数配置された第１コア部１ｃが設けられ、一方、第２熱交換器２には、第１チューブ１ａと同形状の第２チューブ２ａと、第１フィン１ｂと同形状の第２フィン２ｂが交互に複数配置された第２コア部２ｃが設けられている。

両チューブ1a,2aの長手方向両端部は皿状のコアプレート3a,3bにそれぞれ嵌挿固定されると共に、これら両コアプレート3a,3bの長手方向両端部同士は板状のレインフォースR1,R2で連結固定されている。

また、両コアプレート3a,3bには、タンク4a,4bが接合されている。
具体的には、両タンク4a,4bは、コアプレート3a,3b側に開口した皿状に形成され、その下端周縁部が皿状のコアプレート3a,3bに加締め固定されることにより、外部とのシール性が保たれている。なお、タンク4a,4bとコアプレート3a,3bは溶接固定する場合も有り得る。

さらに、タンク４ａにはその内部に連通した第１熱交換器１の出力ポートＰ２と、第２熱交換器２の入力ポートＰ３がそれぞれ斜め後方に突出した状態で設けられ、一方、タンク４ｂにはその内部に連通した第１熱交換器１の入力ポートＰ１と、第２熱交換器２の出力ポートＰ４が後方に突出した状態で設けられている。

図２に示すように、タンク４ａの略中央内部には仕切り板５が一体的に形成されると共に、この仕切り板５の下端部５ａは、該仕切り板５と隣接する両チューブ1a,2aの先端部1d,2dとオーバーラップした状態で、且つ、コアプレート３ａとの間に所定の隙間Ｗ１（例えば２ｍｍ前後）を有した状態で設けられている。
これにより、タンク４ａ内には、隙間Ｗ１を有した状態で仕切り板５を隔てて第１部屋６と第２部屋７が形成されている。
なお、タンク４ｂの内部構造は、タンク４ａと同様に構成されている。
また、前述した一体型インタークーラの全ての構成部材における各部の当接部のうち、少なくとも一方側にはろう材となるクラッド層が形成されている。

次に、作用を説明する。
このように構成された一体型インタークーラは、前述した全ての構成部材を仮組みした状態とし、図外の加熱炉内でろう付けすることにより一体的に形成される。

そして、第１熱交換器１における入出力ポートP1,P2は、図示を省略するツインターボの一方側に接続され、入力ポートＰ１からタンク４ｂの第１部屋６に流入した１５０℃前後の空気Ａ１（流通媒体に相当）が、第１チューブ１ａを介してタンク４ａの第１部屋６へ流入する間に第１フィン１ｂを介して外気と熱交換することにより５０℃前後まで冷却された後、出力ポートＰ２から排出される。

また、第２熱交換器２における入出力ポートP3,P4は、図示を省略するツインターボの他方側に接続され、入力ポートＰ３からタンク４ａの第２部屋７に流入した１５０℃前後の空気Ａ２（流通媒体に相当）が、第２チューブ２ａを介してタンク４ｂの第２部屋７へ流入する間に第２フィン２ｂを介して外気と熱交換することにより５０℃前後まで冷却された後、出力ポートＰ４から排出される。

この際、前述したように、仕切り板５の下端部５ａは、該仕切り板５と隣接する両チューブ1a,2aの先端部1d,2dとオーバーラップした状態で、且つ、コアプレート3a,3bとの間に所定の隙間Ｗ１を有した状態で設けられているため、仕切り板５の周りに破線で示すラビリンス構造Ｘ（図２参照）が形成され、これにより、空気A1,A2(図２中一点鎖線矢印で図示)が隙間Ｗ１を介して両部屋6,7間を大量に流通するのを防止できる。

また、第１チューブ１ａの空気Ａ１と第２チューブ２ａの空気Ａ２とが対向するように流通するためタンク4a,4b内に仕切り板５を隔てて対向流が生じ、これにより、両部屋6,7間を流通するのを防止するのに好適となる。
加えて、空気A1,A2はラジエータの冷却水に比べて高速であるため、隙間Ｗ１によって仕切り板５付近で乱れる虞がない。

次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例１の一体型インタークーラにあっては、第１熱交換器１の第１チューブ１ａと第１フィン１ｂが交互に複数配置された第１コア部１ｃと、第２熱交換器２の第２チューブ２ａと第２フィン２ｂが交互に複数配置された第２コア部２ｃと、第１チューブ１ａ及び第２チューブ２ａの両端部が嵌挿固定されたコアプレート3a,3bと、コアプレート3a,3bに接合されたタンク4a,4bを備え、第１コア部１ｃと第２コア部２ｃの境界位置となるタンク4a,4b内に仕切り板５が設けられた一体型インタークーラであって、仕切り板５をタンク4a,4bに一体的に形成すると共に、その下端部５ａを第１チューブ１ａまたは第２チューブ２ａの先端部1d,2dとオーバーラップした状態で、且つ、コアプレート3a,3bとの間に所定の隙間Ｗ１を有した状態で設けることによりラビリンス構造Ｘを形成したため、仕切り板５とコアプレート3a,3bとの間に隙間Ｗ１を形成して両者のろう付けを省略できると同時に、第１熱交換器１の空気Ａ１と第２熱交換器２の空気Ａ２とが隙間Ｗ１を介して大量に流通するのをラビリンス構造Ｘで防止できる。

以下、実施例２を説明する。
なお、本実施例２の一体型インタークーラは、実施例１で説明した第1コア部と第２コア部の境界位置にダミーチューブを配置すると共に、このダミーチューブの先端部の両側に隣接してタンク内に仕切り板を設け、両仕切り板をタンクに一体的に形成すると共に、各々の下端部をダミーチューブの先端部とオーバーラップした状態で、且つ、コアプレートとの間に所定の隙間を有した状態で設けることによりラビリンス構造を形成した以外は実施例１と同様であるため、同一の構成部材については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。

図３は本発明の実施例２の一体型インタークーラを示す正面図、図４は図３の矢視Ｂの拡大断面図、図５はキャップの装着を説明する斜視図である。

先ず、全体構成を説明する
図３、４に示すように、本実施例２の一体型インタークーラは、第１コア部１ｃと第２コア部２ｃとの境界位置にダミーチューブ１０が配置されている。
ダミーチューブ１０は、両チューブ1a,2aと同形状に形成されると共に、その両端部には図５に示す略コ字型断面形状のキャップ１１が挿入固定されることにより塞がれた状態になっている。

また、このダミーチューブ１０に隣接してタンク４ａ内に仕切り板12,13が設けられる他、これら両仕切り板12,13はタンク４ａに一体的に形成されると共に、各々の下端部12a,13aがキャップ１１の先端部１１ａ（ダミーチューブ１０の先端部に相当）とオーバーラップした状態で、且つ、コアプレート3a,3bとの間に所定の隙間Ｗ２（例えば２ｍｍ前後）を有した状態で設けられている。
なお、キャップ１１におけるダミーチューブ１０の先端部からの突出高さについては適宜設定できる。

さらに、仕切り板12,13の下端部12a,13aは、それぞれ仕切り板12,13と隣接する両チューブ1a,2aの先端部1d,2dとオーバーラップした状態で設けられている。
これにより、タンク4a,4b内には、隙間Ｗ２を有した状態で第１部屋６と、第２部屋７と、両仕切り板12,13の間に形成された第３部屋８が形成されている。
なお、タンク４ｂの内部構造は、タンク４ａと同様に構成されている。

次に、作用を説明する。
このように構成された一体型インタークーラは、第１熱交換器１における入出力ポートP1,P2は、図示を省略するツインターボの一方側に接続され、入力ポートＰ１からタンク４ｂの第１部屋６に流入した１５０℃前後の空気Ａ１が、第１チューブ１ａを介してタンク４ａの第１部屋６へ流入する間に第１フィン１ｂを介して外気と熱交換することにより５０℃前後まで冷却された後、出力ポートＰ２から排出される。

また、第２熱交換器２における入出力ポートP3,P4は、図示を省略するツインターボの他方側に接続され、入力ポートＰ３からタンク４ａの第２部屋７に流入した１５０℃前後の空気Ａ２が、第２チューブ２ａを介してタンク４ｂの第２部屋７へ流入する間に第２フィン２ｂを介して外気と熱交換することにより５０℃前後まで冷却された後、出力ポートＰ４から排出される。

この際、上述したように、両仕切り板12,13の下端部12a,12bは、ダミーチューブ１０の先端部に相当及び両チューブ1a,2aの先端部1d、2dとオーバーラップした状態で、且つ、コアプレート3a,3bとの間に所定の隙間Ｗ２を有した状態で設けられているため、破線で示すラビリンス構造Ｙ（図４参照）が形成され、これにより、空気A1,A2(図４中一点鎖線矢印で図示)が隙間Ｗ２介して部屋6,7,8間を大量に流通するのを防止できる。

また、第１チューブ１ａの空気Ａ１と第２チューブ２ａの空気Ａ２とが対向するように流通するためタンク4a,4b内に仕切り板12,13を隔てて対向流が生じ、これにより、両部屋6,7,8間を流通するのを防止するのに好適となる。
加えて、空気A1,A2はラジエータの冷却水に比べて高速であるため、隙間Ｗ２によって仕切り板12,13付近で乱れる虞がない。

また、上述したように、第１チューブ１ａの空気Ａ１と第２チューブ２ａの空気Ａ２は対向するように流通するため、両チューブ1a,2aの温度差は大きくなるが、該温度差に起因する熱衝撃をダミーチューブ１０で緩和できる。

さらに、仕切り板12,13の隙間Ｗ２を介して空気A1,A2が流通した場合でも、その流速は第３部屋８に流入した際に減速するため、高速かつ大量に空気A1,A2が両部屋6,7,8間を流通する虞はない。

以下、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例２の一体型インタークーラにあっては、第１チューブ１ａの空気Ａ１と第２チューブ２ａの空気Ａ２は対向するように流通させ、第１コア部１ｃと第２コア部２ｃの境界位置にダミーチューブ１０を配置すると共に、このダミーチューブ１０に隣接してタンク4a,4b内に仕切り板12,13を設け、仕切り板12,13をタンク4a,4bに一体的に形成すると共に、その下端部12a,13aをダミーチューブ１０の先端部（キャップ１１の先端部１１ａ）及び両チューブ1a,2aの先端部1d,2dとオーバーラップした状態で、且つ、コアプレート3a,3bとの間に所定の隙間Ｗ２を有した状態で設けることによりラビリンス構造Ｙを形成したため、仕切り板12,13とコアプレート3a,3bとの間に隙間Ｗ２を形成して両者のろう付けを省略できると同時に、第１熱交換器１の空気Ａ１と第２熱交換器２の空気Ａ２とが隙間Ｗ２を介して大量に流通するのをラビリンス構造Ｙで防止できる。

以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、本実施例では第１チューブ１ａの空気Ａ１と第２チューブ２ａの空気Ａ２は対向するように流通する所謂対向流の一体型インタークーラについて説明したが、空気A1,A2が同じ方向に流通するタイプの一体型インタークーラに適用しても良い。

また、図６に示すように、本実施例１の一体型インタークーラにおける仕切り板５の両側のチューブをダミーチューブ１０としても良い。
また、仕切り板、ダミーチューブ１０の形成数については適宜設定でき、図７に示すように、ダミーチューブ１０を複数本設ける場合には、セパレータ12,13に隣接するダミーチューブ１０との間でラビリンス構造を形成すれば良い。ただし、ダミーチューブ１０の数を多くすると放熱面積が減少してコア部全体の大型化に繋がるためあまり好ましくない。

本発明の実施例１の一体型インタークーラを示す正面図である。 図１の矢視Ａの拡大断面図である。 本発明の実施例２の一体型インタークーラを示す正面図である。 図３の矢視Ｂの拡大断面図である。 キャップの装着を説明する斜視図である。 その他の実施例の一体型インタークーラを説明する拡大断面図である。 その他の実施例の一体型インタークーラを説明する拡大断面図である。

符号の説明

Ｐ１、Ｐ３ 入力ポート
Ｐ２、Ｐ４ 出力ポート
１ 第１熱交換器
１ａ 第１チューブ
１ｂ 第１フィン
１ｃ 第１コア部
１ｄ、２ｄ 先端部
２ 第２熱交換器
２ａ 第２チューブ
２ｂ 第２フィン
２ｃ 第２コア部
３ａ、３ｂ コアプレート
４ａ、４ｂ タンク
５ 仕切り板
５ａ 先端部
６ 第１部屋
７ 第２部屋
８ 第３部屋
１０ ダミーチューブ
１１ キャップ
１１ａ 先端部
１２、１３ 仕切り板
１２ａ、１３ａ 先端部

Claims (2)

1. 第１熱交換器の第１チューブと第１フィンが交互に複数配置された第１コア部と、
   第２熱交換器の第２チューブと第２フィンが交互に複数配置された第２コア部と、
   前記第１チューブ及び第２チューブの両端部が嵌挿固定されたコアプレートと、
   前記コアプレートに接合されたタンクを備え、
   前記第１コア部と第２コア部の境界位置となるタンク内に仕切り板が設けられた一体型インタークーラであって、
   前記仕切り板をタンクに一体的に形成すると共に、その下端部を該仕切り板と隣接する第１チューブまたは第２チューブの先端部とオーバーラップした状態で、且つ、コアプレートとの間に所定の隙間を有した状態で設けることによりラビリンス構造を形成したことを特徴とする一体型インタークーラ。
2. 請求項１記載の一体型インタークーラにおいて、
   前記第１チューブの流通媒体と第２チューブの流通媒体を対向するように流通させ、
   前記第1コア部と第２コア部の境界位置にダミーチューブを配置すると共に、このダミーチューブに隣接してタンク内に仕切り板を設け、
   前記仕切り板をタンクに一体的に形成すると共に、その下端部を少なくともダミーチューブの先端部とオーバーラップした状態で、且つ、コアプレートとの間に所定の隙間を有した状態で設けることによりラビリンス構造を形成したことを特徴とする一体型インタークーラ。

Images