JP2007032993A

JP2007032993A - 熱交換器

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Publication number: JP2007032993A
Application number: JP2005219819A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Shudo; 竜哉首藤; Keiichi Nakada; 圭一中田
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 2005-07-29
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2007-02-08

Abstract

【課題】サイドプレート側の端部に位置する偏平中空体に、曲げ方向の応力が発生することのない熱交換器を提供する。
【解決手段】オイルクーラ１は、複数の偏平中空体２と、隣り合う偏平中空体２の左端部どうしの間に配置された連通部材３と、隣り合う偏平中空体２間に配置されたフィン６とを備えている。上下両端の偏平中空体２の上下方向外側の左端部のみにフィン配置空間形成部材７を配置して偏平中空体２にろう付する。部材７の右側に端部フィン８を配置して偏平中空体２にろう付する。端部フィン８の上下方向外側にサイドプレート９を配置し、部材７および端部フィン８にのみろう付する。偏平中空体２間のフィン６を、連通部材３の右側に配置する。フィン６の右端部は偏平中空体２の右端部まで至っており、上下に隣り合う偏平中空体２を、連通部材３に接合された部分を除いてフィン６にのみろう付する。
【選択図】図１

Description

この発明は、コンプレッサ、工作機械、油圧機器などの産業機械のオイルクーラ、アフタークーラ、ラジエータ等として用いられ、別個に形成されたヘッダタンクを備えていない、所謂タンクレスタイプの熱交換器に関する。

この明細書および特許請求の範囲において、図１の上下、左右をそれぞれ上下、左右といい、隣り合う偏平中空体間を流れかつ偏平中空体内を流れる流体と熱交換する流体の流れ方向の下流側、すなわち図１および図８に矢印Ｘで示す方向を前、これと反対側を後というものとする。なお、上下、左右および前後は、便宜上定義したものであって、上下、左右および前後はそれぞれ入れ替わる場合もある。また、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。

産業機械のオイルクーラ、アフタークーラ、ラジエータなどとして用いられる熱交換器として、上下方向に間隔をおいて並列状に配置されるとともに左右方向に伸びる複数の偏平中空体と、上下に隣り合う偏平中空体の左端部どうしの間に配置されて偏平中空体にろう付され、かつ隣り合う偏平中空体の内部どうしを通じさせる連通部材と、上下に隣り合う偏平中空体の右端部どうしの間に配置されて偏平中空体にろう付されたスペーサバーと、連通部材とスペーサバーとの間において、隣り合う偏平中空体間に配置されて偏平中空体にろう付されたフィンと、上下両端の偏平中空体における左右両端部の上下方向外側にそれぞれ配置されて偏平中空体にろう付されたフィン配置空間形成部材と、両フィン配置空間形成部材の間において、上下両端の偏平中空体の上下方向外側に配置されて当該偏平中空体にろう付された端部フィンと、端部フィンの上下方向外側に配置されたサイドプレートとを備えており、偏平中空体が、上下方向に間隔をおいて配された左右方向に長い上下両平板と、両平板間に配されかつ両平板にろう付された流路形成体とよりなり、サイドプレートの左右両端部が、両フィン配置空間形成部材の上下方向外面に、前後方向の全幅にわたってにろう付されるとともに、左右両端部を除いた部分が端部フィンにろう付されているものが知られている（特許文献１参照）。また、特許文献１記載の熱交換器においては、偏平中空体は、左右方向に長い平らな上下壁、上下壁の周縁間に跨る周壁、および内部を左右方向に伸びる２つの直線状流路に区切る仕切壁を備えており、その上下壁の左端部における仕切壁の前後両側部分に、それぞれ両直線状流路を連通部材に通じさせる２つの貫通穴が前後方向に間隔をおいて形成され、仕切壁の右端部が切除されて２つの直線状流路が相互に連通させられている。

特許文献１記載の熱交換器において、偏平中空体内に高温の流体が流れると、熱膨張により長さ方向に伸びが発生する。一方、サイドプレートには熱の伝わりが遅いので、熱膨張による伸びの発生が遅くなる。ところが、サイドプレートの左右両端部が、両フィン配置空間形成部材の上下方向外面に、サイドプレートの前後方向の全幅にわたってろう付されているので、サイドプレート側の端部に位置する偏平中空体の伸びがサイドプレートによって強く拘束されることになる。したがって、サイドプレート側の端部に位置する偏平中空体、特に偏平中空体を構成する両平板のうちサイドプレート側の平板に、曲げ方向の比較的大きな応力が発生するおそれがある。
特開２００４−１８４０５７号公報

この発明の目的は、上記問題を解決し、サイドプレート側の端部に位置する偏平中空体に、曲げ方向の応力が発生することのない熱交換器を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。

1)上下方向に間隔をおいて並列状に配置されるとともに左右方向に伸びる複数の偏平中空体と、上下に隣り合う偏平中空体の左端部どうしの間に配置されて偏平中空体に接合されかつ隣り合う偏平中空体の内部どうしを通じさせる連通部材と、連通部材の右側において、隣り合う偏平中空体間に配置されて偏平中空体に接合されたフィンと、上下両端の偏平中空体のうち少なくともいずれか一方の偏平中空体の上下方向外側に配置されて偏平中空体に接合されたフィン配置空間形成部材および端部フィンと、端部フィンの上下方向外側に配置されて端部フィンおよびフィン配置空間形成部材に接合されたサイドプレートとを備えており、偏平中空体が、左右方向に長い平らな上下壁と、上下壁の周縁間に跨る周壁と、内部を左右方向に伸びる２つの直線状流路に区切る仕切壁とよりなり、上下壁の左端部における仕切壁の前後両側部分に、それぞれ両直線状流路を連通部材に通じさせる２つの貫通穴が前後方向に間隔をおいて形成され、仕切壁の右端部が切除されて連通部が形成されるとともに、連通部により２つの直線状流路が相互に連通させられた熱交換器であって、
上下両端の偏平中空体のうち少なくともいずれか一方の偏平中空体の上下方向外側の左端部のみにフィン配置空間形成部材が配置され、端部フィンがフィン配置空間形成部材の右側に配置されるとともに、端部フィンの右端部が偏平中空体およびサイドプレートの右端部まで至り、サイドプレートがフィン配置空間形成部材および端部フィンにのみ接合されている熱交換器。

2)上下に隣り合う偏平中空体間のフィンが、連通部材の右側に配置されるとともに、フィンの右端部が偏平中空体の右端部まで至っており、上下に隣り合う偏平中空体が、連通部材に接合された部分を除いてフィンにのみ接合されている上記1)記載の熱交換器。

3)上下両端の偏平中空体のうちいずれか一方の偏平中空体の上下方向外側に配置されたフィン配置空間形成部材に、当該偏平中空体内の前側の直線状流路に通じる流体入口と、後側の直線状流路に通じる流体出口とが形成されており、上下に隣り合う偏平中空体間を後方から前方に向かって風が流れるようになっている上記1)または2)記載の熱交換器。

4)上下両端の偏平中空体の上下方向外側にそれぞれフィン配置空間形成部材が配置され、一方のフィン配置空間形成部材に、偏平中空体内の前側の直線状流路に通じる流体入口が形成され、同じく他方のフィン配置空間形成部材に、偏平中空体内の後側の直線状流路に通じる流体出口が形成されており、上下に隣り合う偏平中空体間を後方から前方に向かって風が流れるようになっている上記1)または2)記載の熱交換器。

5)偏平中空体が、上下方向に間隔をおいて配された左右方向に長い上下両平板と、両平板間に配されかつ両平板にろう付された流路形成体とよりなり、流路形成体が、上下両平板の前後両側縁部間にそれぞれ配されかつ左右方向に伸びる２つの直線状サイドバーと、両サイドバー間にこれらと間隔をおいて配されかつ左右方向に伸びる１つの中間バーと、両サイドバーおよび中間バーに跨って高さの中間部に一体に設けられた２つの伝熱面積拡大部と、両サイドバーの左端にそれぞれ一体に設けられて前後方向内方に伸び、かつ先端が中間バーの左端部の前後両側面に当接させられてろう付されたエンドバーとよりなり、中間バーの右端部が切除され、両伝熱面積拡大部の左端部がそれぞれ切除され、上下両平板の左端部における中間バーの前後両側部分にそれぞれ貫通穴が形成されており、上下両平板により上下壁が形成され、上下両平板の右端部をそれぞれ互いに他の平板側に曲げるとともにこれらの屈曲部を相互に重ね合わせてろう付することにより周壁の右壁部が形成され、流路形成体の両サイドバーにより周壁の前後両側壁部が形成され、流路形成体のエンドバーにより周壁の左壁部が形成されている上記1)〜4)のうちのいずれかに記載の熱交換器。

6)上下両平板がそれぞれ両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなり、流路形成体がアルミニウム押出形材からなるベア材により形成されている上記5)記載の熱交換器。

7)連通部材、フィン、フィン配置空間形成部材および端部フィンがそれぞれアルミニウムベア材からなり、サイドプレートが少なくとも端部フィン側を向いた面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなる上記6)記載の熱交換器。

8)上記1)〜7)のうちのいずれかに記載の熱交換器をオイルクーラとして備えている産業機械。

9)上記1)〜7)のうちのいずれかに記載の熱交換器をアフタークーラとして備えている産業機械。

10)上記1)〜7)のうちのいずれかに記載の熱交換器をラジエータとして備えている産業機械。

上記1)の熱交換器によれば、偏平中空体内に高温の流体が流れると、熱膨張により長さ方向に伸びが発生する。一方、サイドプレートには熱の伝わりが遅いので、熱膨張による伸びの発生が遅くなる。ところが、上下両端の偏平中空体のうち少なくともいずれか一方の偏平中空体の上下方向外側の左端部のみにフィン配置空間形成部材が配置され、端部フィンがフィン配置空間形成部材の右側に配置されるとともに、端部フィンの右端部が偏平中空体およびサイドプレートの右端部まで至り、サイドプレートがフィン配置空間形成部材および端部フィンにのみ接合されているので、サイドプレート側の端部に位置する偏平中空体およびサイドプレートの右端部間には、特許文献１記載の熱交換器のようなフィン配置空間形成部材が存在せず、サイドプレート側の端部に位置する偏平中空体の伸びがサイドプレートによって強く拘束されることが防止される。したがって、サイドプレート側の端部に位置する偏平中空体に、曲げ方向の応力が発生することが防止される。

上記2)の熱交換器によれば、上下に隣り合う偏平中空体間のフィンが、連通部材の右側に配置されるとともに、フィンの右端部が偏平中空体の右端部まで至っており、上下に隣り合う偏平中空体が、連通部材に接合された部分を除いてフィンにのみ接合されているので、特許文献１記載の熱交換器のようなスペーサバーが不要である。したがって、部品点数が少なくなるとともに材料コストが安くなり、しかも熱交換器全体の軽量化を図ることができる。

上記3)および4)の熱交換器によれば、偏平中空体内の両直線状流路を連通させる連通部においては、流体は前方から後方に向かって流れ、この流れは上下に隣り合う偏平中空体間を流れる風とは対向流になる。しかも、連通部と対応する位置において、上下に隣り合う偏平中空体間にはフィンが存在しているので、ここにスペーサバーが配置されていた特許文献１記載の熱交換器に比較して、偏平中空体内を流れる流体と、風との間の熱交換効率が向上する。

上記5)の熱交換器のように、偏平中空体が、上下方向に間隔をおいて配置された１対の平板と、両平板間に配置されかつ両平板に接合された流路形成体とよりなる場合、特許文献１記載の熱交換器のように、サイドプレートの左右両端部が、両フィン配置空間形成部材の上下方向外面に、サイドプレートの前後方向の全幅にわたってろう付されていると、サイドプレート側の端部に位置する偏平中空体を構成する両平板のうちサイドプレート側の平板に、曲げ方向の比較的大きな応力が発生し、破損するおそれがあるが、この場合であっても、上記1)の構成を備えていると、上下両端部に位置する偏平中空体の伸びがサイドプレートによって拘束されることが防止される。したがって、サイドプレート側の端部に位置する偏平中空体を構成する両平板のうちサイドプレート側の平板に、曲げ方向の応力が発生することが防止される。
上記6)の熱交換器によれば、偏平中空体を比較的簡単に製造することができる。

上記7)の熱交換器によれば、熱交換器全体を、上下両平板と流路形成体、上下両平板と連通部材およびフィン、平板とフィン配置空間形成部材および端部フィン、ならびに端部フィンとサイドプレートとを一括してろう付することにより製造することができる。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

図１はこの発明による熱交換器の全体構成を示し、図２〜図４および図７はその要部の構成を示す。また、図５および図６は偏平中空体の流路形成体の製造方法を示し、図８は図１に示す熱交換器における高温流体の流れを示す。なお、全図面を通じて同一部材および同一部分には同一符号を付す。

なお、この実施形態は、この発明による熱交換器をコンプレッサのオイルクーラに適用したものである。ここで、コンプレッサとしては、たとえばロードコンプレッサ、ガスタービンに用いられるコンプレッサ、鉄道車両用ブレーキに用いられるコンプレッサなどが挙げられる。

図１において、オイルクーラ(1)は、上下方向に間隔をおいて並列状に配されかつ左右方向に伸びるアルミニウム製の高温オイル流通用偏平中空体(2)と、上下に隣り合う偏平中空体(2)の左端部間のみに配されて偏平中空体(2)にろう付されかつ隣り合う偏平中空体(2)の内部どうしを通じさせるアルミニウムベア材製連通部材(3)と、連通部材(3)の右側において上下に隣り合う偏平中空体(2)間の通風間隙(5)に配されかつ偏平中空体(2)にろう付されたアルミニウムベア材製コルゲートフィン(6)と、上下両端の偏平中空体(2)の上下方向外側の左端部のみに配されて偏平中空体(2)にろう付されたアルミニウムベア材製フィン配置空間形成部材(7)と、上下両端の偏平中空体(2)の上下方向外側において連通部材(3)の右側に配されて偏平中空体(2)にろう付されたアルミニウムベア材製端部コルゲートフィン(8)と、端部コルゲートフィン(8)の外側に配されてフィン配置空間形成部材(7)および端部コルゲートフィン(8)のみにろう付されたアルミニウムブレージングシート製サイドプレート(9)とを備えている。

図２および図３に示すように、偏平中空体(2)は、左右方向に長い平らな上下壁(11)と、上下壁(11)の周縁間に跨る周壁(12)と、内部を左右方向に伸びる前後２つの流路(13)(14)に区切る仕切壁(15)とよりなり、上下壁(11)の左端部における仕切壁(15)の前後両側部分に、それぞれ両流路(13)(14)を外部に通じさせる２つの貫通穴(16)(17)が前後方向に間隔をおいて形成されている。また、仕切壁(15)の右端部が切除されて２つの流路(13)(14)が相互に連通させられている。連通部を(18)で示す。このような偏平中空体(2)は、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートよりなりかつ上下方向に間隔をおいて配された左右方向に長い２枚の長方形状平板(19)(21)と、上下両平板(19)(21)間に配されかつ両平板(19)(21)にろう付されたアルミニウム押出形材製流路形成体(22)とよりなる。

両平板(19)(21)の左端部の前後両側部分に、それぞれ貫通穴(16)(17)が形成されている。また、両平板(19)(21)の右端部は、それぞれ互いに他の平板(21)(19)側、すなわち上側の平板(19)においては下方、下側の平板(21)においては上方に曲げられ、これらの屈曲部(19a)(21a)が相互に重ね合わされてろう付されている（図４参照）。そして、両平板(19)(21)により上下壁(11)が形成され、両平板(19)(21)の屈曲部(19a)(21a)により周壁(12)の右壁部(12a)が形成されている。

流路形成体(22)は、上下両平板(19)(21)の前後両側縁部間にそれぞれ配されかつ左右方向に伸びる２つの直線状サイドバー(23)と、両サイドバー(23)間にこれらと間隔をおいて配されかつ左右方向に伸びる１つの中間バー(24)と、両サイドバー(23)および中間バー(24)に跨って高さの中間部に一体に設けられた２つの伝熱面積拡大部(25)と、両サイドバー(23)の左端にそれぞれ一体に設けられて前後方向内方に伸び、かつ先端が中間バー(24)の左端部の前後両側面に当接させられてろう付されたエンドバー(26)とよりなる。両サイドバー(23)、中間バー(24)および両エンドバー(26)は上下両平板(19)(21)にろう付されている。中間バー(24)の左端部は、両平板(19)(21)における両貫通穴(16)(17)の間の部分にろう付されている。中間バー(24)の右端部は、連通部(18)を形成するように、所定長さにわたって切除されている。また、両伝熱面積拡大部(25)の左端部は、ここに両平板(19)(21)の貫通穴(16)(17)に合致する貫通穴が形成されるように、所定長さにわたって切除されている。そして、流路形成体(22)の両サイドバー(23)により周壁(12)の前後両側壁部(12b)が形成され、流路形成体(22)の両エンドバー(26)により周壁(12)の左壁部(12c)が形成されている。

図４に示すように、伝熱面積拡大部(25)は、上方突出屈曲部(27a)と下方突出屈曲部(27b)とが、水平部(27c)を介して左右方向に交互に設けられてなる波状帯板部(27)が、前後方向に複数並べられかつ水平部(27c)において相互に一体に連結されることにより形成されたものである。また、伝熱面積拡大部(25)において、前後方向に隣接する波状帯板部(27)の上方突出屈曲部(27a)どうしおよび下方突出屈曲部(27b)どうしはそれぞれ左右方向にずれて形成されている。なお、伝熱面積拡大部(25)の各波状帯板部(27)における左右方向に隣接する上方突出屈曲部(27a)と下方突出屈曲部(27b)との間には水平部(27c)が存在し、前後方向に隣接する波状帯板部(27)どうしは水平部(27c)において相互に一体に連結されているが、水平部(27c)は必ずしも必要としない。この場合、隣接する波状帯板部(27)における上方突出屈曲部(27a)から下方突出屈曲部(27b)に切り替わる部分が交差することになるので、この部分において相互に一体に連結される。

流路形成体(22)は、図５および図６に示すようにして製造される。すなわち、前後方向に間隔をおいて設けられかつ左右方向に伸びる２つの直線状サイドバー(23)と、両サイドバー(23)間にこれらと間隔をおいて設けられかつ左右方向に伸びる中間バー(24)と、両サイドバー(23)および中間バー(24)に跨って高さの中間部に一体に設けられた平板状部(28)とよりなるアルミニウム押出形材製流路形成体用素材(29)を製造する（図５(a)および図６(a)参照）。ついで、中間バー(24)の左右両端部を所定長さにわたって切除するとともに、両平板状部(28)の左端部をそれぞれ中間バー(24)の左端部の切除長さよりも長くなるように切除する（図５(b)および図６(b)参照）。ついで、両平板状部(28)にプレス加工を施すことにより伝熱面積拡大部(25)を形成する（図５(c)および図６(c)参照）。その後、両サイドバー(23)の左端部を前後方向内側に曲げて先端を中間バー(24)の左端部の前後両側面に当接させ（図５(d)参照）、その先端を中間バー(24)にろう付することにより両エンドバー(26)が形成される。こうして、流路形成体(22)が製造される。なお、両エンドバー(26)先端の中間バー(24)へのろう付は、後述するオイルクーラ(1)の製造の際に、平板(19)(21)から溶け出した溶融ろう材により行われる。

各連通部材(3)はアルミニウム押出形材からなり、図２に示すように、偏平中空体(2)の上下壁(11)の２つの貫通穴(16)(17)に通じる前後２つの垂直貫通穴(31)(32)が、平面から見て貫通穴(16)(17)と合致するように形成されている。そして、すべての偏平中空体(2)の左端部の前側部分およびすべての連通部材(3)の前側部分により入口側ヘッダ部(33A)が形成され（図８参照）、入口側ヘッダ部(33A)において、すべての偏平中空体(2)の前側流路(13)の左端部と、すべての連通部材(3)の前側垂直貫通穴(31)とが上下壁(11)の前側貫通穴(16)により通じさせられている。また、すべての偏平中空体(2)の左端部の後側部分およびすべての連通部材(3)の後側部分により出口側ヘッダ部(33B)が形成され（図８参照）、出口側ヘッダ部(33B)において、すべての偏平中空体(2)の後側流路(14)の左端部と、すべての連通部材(3)の後側垂直貫通穴(32)とが上下壁(11)の後側貫通穴(17)により通じさせられている。

コルゲートフィン(6)は、波頂部、波底部および波頂部と波底部とを連結する連結部とよりなり、波頂部および波底部の長さ方向が前後方向を向くように配置されている。コルゲートフィン(6)の右端部は、偏平中空体(2)の右端部に至っている。

各フィン配置空間形成部材(7)はアルミニウム押出形材からなり、図７に示すように、平面から見た外形および上下方向の高さが連通部材(3)と同じである。上側のフィン配置空間形成部材(7)には、上端の偏平中空体(2)の前側の貫通穴(16)に通じる流体入口(34)と、後側の貫通穴(17)に通じる流体出口(35)とが、平面から見て貫通穴(16)(17)と合致するように形成されている。したがって、入口側ヘッダ部(33A)内は流体入口(34)を通して外部に連通させられ、出口側ヘッダ部(33B)内は流体出口(35)を通して外部に連通させられている。下側のフィン配置空間形成部材(7)は中実状である。

端部コルゲートフィン(8)は、上下に隣り合う偏平中空体(2)間に配置されたコルゲートフィン(6)と同じものであり、その右端部は上下両端の偏平中空体(2)および上下両サイドプレート(9)の右端部に至っている。

各サイドプレート(9)は、平面から見て偏平中空体(2)とほぼ同形同大である。上サイドプレート(9)は少なくとも下面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなり、その左端部が上側フィン配置空間形成部材(7)の上面右端部に、流体入口(34)および流体出口(35)を塞がないようにろう付されているとともに、左端部を除いた部分が端部コルゲートフィン(8)にろう付されている。下サイドプレート(9)は少なくとも上面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなり、その左端部が下側フィン配置空間形成部材(7)の下面右端部にろう付されているとともに、左端部を除いた部分が端部コルゲートフィン(8)にろう付されている。そして、両サイドプレート(9)と上下両端の偏平中空体(2)との間も通風間隙(5)となっている。

オイルクーラ(1)は、アルミニウムブレージングシート製平板(19)(21)間に流路形成体(22)を介在させてなる組み合わせ体を上下に間隔をおいて並列状に配し、上下に隣り合う組み合わせ体の左端部間に、２つの垂直貫通穴(31)(32)が平板(19)(21)の２つの貫通穴(16)(17)と通じるように連通部材(3)を配し、上下に隣り合う組み合わせ体間における連通部材(3)よりも右側部分にコルゲートフィン(6)を配し、上端の組み合わせ体の上側の左端部に、流体入口(34)および流体出口(35)が平板(19)(21)の２つの貫通穴(16)(17)と通じるようにフィン配置空間形成部材(7)を配し、下端の組み合わせ体の下側の左端部にフィン配置空間形成部材(7)を配し、上下両端の組み合わせ体の上下方向外側におけるフィン配置空間形成部材(7)よりも右側部分に端部コルゲートフィン(8)を配し、上下の端部コルゲートフィン(8)の上下方向外側にサイドプレート(9)を配して適当な手段によりこれらを仮止めし、これらを一括してろう付することにより製造される。このとき、平板(19)(21)から溶け出した溶融ろう材により、前述した流路形成体(22)のエンドバー(26)と中間バー(24)とがろう付される。

上述したオイルクーラ(1)において、図８に示すように、高温のオイルは、上側フィン配置空間形成部材(7)の流体入口(34)から入口側ヘッダ部(33A)内に流入し、ついで、矢印Ｙで示すように、すべての偏平中空体(2)に分岐してその前側流路(13)内を右方に流れ、さらに連通部(18)を通って後側流路(14)内に入り、後側流路(14)内を左方に流れて出口側ヘッダ部(33B)内に流入し、上側フィン配置空間形成部材(7)の流体出口(35)から流出する。そして、すべての偏平中空体(2)の前側流路(13)および後側流路(14)を流れている間に、通風間隙(5)を後方から前方に（矢印Ｘ参照）流れる低温の冷却風と熱交換して冷却される。

このとき、各偏平中空体(2)内の連通部(18)においては、高温のオイルは前方から後方に向かって流れ、この流れは上下に隣り合う偏平中空体(2)間を流れる風とは対向流になるので、この部分においての熱交換効率が向上する。しかも、連通部(18)と対応する部分においても、上下に隣り合う偏平中空体(2)間にはコルゲートフィン(6)が存在しているので、偏平中空体(2)内を流れる高温のオイルと、風との間の熱交換効率が向上する。したがって、高温オイルの冷却性能が優れたものになる。

上記オイルクーラ(1)においては、上側のフィン配置空間形成部材(7)に流体入口(34)と流体出口(35)とが形成されているが、これに代えて、下側のフィン配置空間形成部材(7)に下端の偏平中空体(2)の前側の貫通穴(16)に通じる流体入口(34)と、後側の貫通穴(17)に通じる流体出口(35)とが、平面から見て貫通穴(16)(17)と合致するように形成されていてもよい。

図９はオイルクーラの他の実施形態を示す。

図９に示すオイルクーラの場合、上側フィン配置空間形成部材(7)には、上端の偏平中空体(2)の前側の貫通穴(16)に通じる流体入口(34)のみが、平面から見て貫通穴(16)と合致するように形成されている。また、下側フィン配置空間形成部材(7)には、下端の偏平中空体(2)の後側の貫通穴(17)に通じる流体出口(35)のみが、平面から見て貫通穴(17)と合致するように形成されている。したがって、入口側ヘッダ部(33A)内は流体入口(34)を通して外部に連通させられ、出口側ヘッダ部(33B)内は流体出口(35)を通して外部に連通させられている。

図９に示すオイルクーラにおいて、出口側ヘッダ部(33B)からのオイルの流出方向が異なるだけで、各偏平中空体(2)内におけるオイルの流れは、上述した第１の実施形態の場合と同じである。

図９に示すオイルクーラにおいては、上側フィン配置空間形成部材(7)に流体入口(34)が、下側フィン配置空間形成部材(7)に流体出口(35)がそれぞれ形成されているが、これに代えて、下側フィン配置空間形成部材(7)に、下端の偏平中空体(2)の前側の貫通穴(16)に通じる流体入口(34)のみが、平面から見て貫通穴(16)と合致するように形成され、上側フィン配置空間形成部材(7)に、上端の偏平中空体(2)の後側の貫通穴(17)に通じる流体出口(35)のみが、平面から見て貫通穴(17)と合致するように形成されていてもよい。

図１０はオイルクーラのさらに他の実施形態を示す。

図１０に示すオイルクーラの場合、上下両フィン配置空間形成部材(7)は中実状であって、流体入口も流体出口も形成されていない。そして、入口側ヘッダ部(33A)の左側壁部分に流体入口(34)が形成され、出口側ヘッダ部(33B)の左側壁部分に流体出口(35)が形成されており、これにより入口側ヘッダ部(33A)内は流体入口(34)を通して外部に連通させられ、出口側ヘッダ部(33B)内は流体出口(35)を通して外部に連通させられている。

図１０に示すオイルクーラにおいて、入口側ヘッダ部(33A)へのオイルの流入方向および出口側ヘッダ部(33B)からのオイルの流出方向が異なるだけで、各偏平中空体(2)内におけるオイルの流れは、上述した第１の実施形態の場合と同じである。

上記３つの実施形態において、この発明による熱交換器はコンプレッサのオイルクーラとして用いられているが、これに限定されるものではなく、ロードコンプレッサ、ガスタービン用コンプレッサ、鉄道車両用コンプレッサなどにおけるアフタークーラやラジエータとして用いられることもある。また、この発明による熱交換器からなるオイルクーラに、適当な構成のアフタークーラやラジエータが一体化されて用いられる場合がある。

さらに、この発明による熱交換器は、クレーン単体、デッキクレーン、クレーン車、ショベルカーなどの油圧機器や、工作機械に用いられるオイルを冷却するオイルクーラとして用いられる。

この発明による熱交換器を適用したオイルクーラの全体構成を示す斜視図である。オイルクーラの一部分を示す分解斜視図である。オイルクーラの偏平中空体を示す伝熱面積拡大部を省略した一部切り欠き斜視図である。オイルクーラの偏平中空体の右端部を拡大して示す垂直断面図である。オイルクーラの偏平中空体の流路形成体の製造方法を示す左端部の部分斜視図である。オイルクーラの偏平中空体の流路形成体の製造方法を示す右端部の部分斜視図である。オイルクーラの上端部を示す分解斜視図である。オイルクーラにおけるオイルの流れ方を示す図である。オイルクーラの他の実施形態を示す図８相当の図である。オイルクーラのさらに他の実施形態を示す図８相当の図である。

符号の説明

(1)：オイルクーラ
(2)：偏平中空体
(3)：連通部材
(6)：コルゲートフィン
(7)：フィン配置空間形成部材
(8)：端部コルゲートフィン
(9)：サイドプレート
(11)：上下壁
(12)：周壁
(12a)：右壁部
(12b)：前後両側壁部
(12c)：左壁部
(13)(14)：流路
(15)：仕切壁
(16)(17)：貫通穴
(18)：連通部
(19)(21)：平板
(19a)(21a)：屈曲部
(22)：流路形成体
(23)：サイドバー
(24)：中間バー
(25)：伝熱面積拡大部
(26)：エンドバー
(34)：流体入口
(35)：流体出口

Claims

上下方向に間隔をおいて並列状に配置されるとともに左右方向に伸びる複数の偏平中空体と、上下に隣り合う偏平中空体の左端部どうしの間に配置されて偏平中空体に接合されかつ隣り合う偏平中空体の内部どうしを通じさせる連通部材と、連通部材の右側において、隣り合う偏平中空体間に配置されて偏平中空体に接合されたフィンと、上下両端の偏平中空体のうち少なくともいずれか一方の偏平中空体の上下方向外側に配置されて偏平中空体に接合されたフィン配置空間形成部材および端部フィンと、端部フィンの上下方向外側に配置されて端部フィンおよびフィン配置空間形成部材に接合されたサイドプレートとを備えており、偏平中空体が、左右方向に長い平らな上下壁と、上下壁の周縁間に跨る周壁と、内部を左右方向に伸びる２つの直線状流路に区切る仕切壁とよりなり、上下壁の左端部における仕切壁の前後両側部分に、それぞれ両直線状流路を連通部材に通じさせる２つの貫通穴が前後方向に間隔をおいて形成され、仕切壁の右端部が切除されて連通部が形成されるとともに、連通部により２つの直線状流路が相互に連通させられた熱交換器であって、
上下両端の偏平中空体のうち少なくともいずれか一方の偏平中空体の上下方向外側の左端部のみにフィン配置空間形成部材が配置され、端部フィンがフィン配置空間形成部材の右側に配置されるとともに、端部フィンの右端部が偏平中空体およびサイドプレートの右端部まで至り、サイドプレートがフィン配置空間形成部材および端部フィンにのみ接合されている熱交換器。
上下に隣り合う偏平中空体間のフィンが、連通部材の右側に配置されるとともに、フィンの右端部が偏平中空体の右端部まで至っており、上下に隣り合う偏平中空体が、連通部材に接合された部分を除いてフィンにのみ接合されている請求項１記載の熱交換器。
上下両端の偏平中空体のうちいずれか一方の偏平中空体の上下方向外側に配置されたフィン配置空間形成部材に、当該偏平中空体内の前側の直線状流路に通じる流体入口と、後側の直線状流路に通じる流体出口とが形成されており、上下に隣り合う偏平中空体間を後方から前方に向かって風が流れるようになっている請求項１または２記載の熱交換器。
上下両端の偏平中空体の上下方向外側にそれぞれフィン配置空間形成部材が配置され、一方のフィン配置空間形成部材に、偏平中空体内の前側の直線状流路に通じる流体入口が形成され、同じく他方のフィン配置空間形成部材に、偏平中空体内の後側の直線状流路に通じる流体出口が形成されており、上下に隣り合う偏平中空体間を後方から前方に向かって風が流れるようになっている請求項１または２記載の熱交換器。
偏平中空体が、上下方向に間隔をおいて配された左右方向に長い上下両平板と、両平板間に配されかつ両平板にろう付された流路形成体とよりなり、流路形成体が、上下両平板の前後両側縁部間にそれぞれ配されかつ左右方向に伸びる２つの直線状サイドバーと、両サイドバー間にこれらと間隔をおいて配されかつ左右方向に伸びる１つの中間バーと、両サイドバーおよび中間バーに跨って高さの中間部に一体に設けられた２つの伝熱面積拡大部と、両サイドバーの左端にそれぞれ一体に設けられて前後方向内方に伸び、かつ先端が中間バーの左端部の前後両側面に当接させられてろう付されたエンドバーとよりなり、中間バーの右端部が切除され、両伝熱面積拡大部の左端部がそれぞれ切除され、上下両平板の左端部における中間バーの前後両側部分にそれぞれ貫通穴が形成されており、上下両平板により上下壁が形成され、上下両平板の右端部をそれぞれ互いに他の平板側に曲げるとともにこれらの屈曲部を相互に重ね合わせてろう付することにより周壁の右壁部が形成され、流路形成体の両サイドバーにより周壁の前後両側壁部が形成され、流路形成体のエンドバーにより周壁の左壁部が形成されている請求項１〜４のうちのいずれかに記載の熱交換器。
上下両平板がそれぞれ両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなり、流路形成体がアルミニウム押出形材からなるベア材により形成されている請求項５記載の熱交換器。
連通部材、フィン、フィン配置空間形成部材および端部フィンがそれぞれアルミニウムベア材からなり、サイドプレートが少なくとも端部フィン側を向いた面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなる請求項６記載の熱交換器。
請求項１〜７のうちのいずれかに記載の熱交換器をオイルクーラとして備えている産業機械。
請求項１〜７のうちのいずれかに記載の熱交換器をアフタークーラとして備えている産業機械。
請求項１〜７のうちのいずれかに記載の熱交換器をラジエータとして備えている産業機械。