JP2007093199A - 熱交換器コアおよびかかる熱交換器コアを備えた熱交換器 - Google Patents

熱交換器コアおよびかかる熱交換器コアを備えた熱交換器 Download PDF

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Abstract

【課題】少なくとも2つのプレートと、冷却液用に該プレート間に配置された冷却液の通路とを含む熱交換器コアを、使用するときの所要強度を持たせたまま、経済的に製造する。
【解決手段】冷却液の通路は、少なくとも1つの薄板によって形成され、該薄板は複数の仕切り壁を備えていて、当該複数の仕切り壁が存在することにより流路溝を形成する曲折断面が形成され、薄板の当該曲折断面が形成されて開放している側である上側と下側とが、それぞれ、互いに対向する2つのプレートに接続されて閉鎖され、薄板が備えている複数の仕切り壁は、一方の端と、当該一方の端に対向する側における他方の端とからなる2つの端の中のどちらか一方の端に凹部を備え、デフレクタゾーンが当該凹部が配備されている側の仕切り壁の端に形成されている。
【選択図】図6

Description

本発明は、少なくとも2つのプレートと、冷却液用に該プレート間に配置された冷却液の通路とを含む熱交換器コアであって、前記冷却液の通路は、前記プレートにそれぞれ直交するように前記2つのプレートの間に並列に配置されている複数の仕切り壁によって区切られている複数の流路溝から構成され、前記複数の仕切り壁は、それぞれ、一方の端と、当該一方の端に対向する側における他方の端とからなる2つの端を有し、前記流路溝は、隣接する仕切り壁において、前記2つの端の一方又は他方の位置において、隣接する仕切り壁ごとに交互に設けられているデフレクタゾーン(deflector zone)によって、波形状に連続するように形成されている熱交換器コアに関する。
また、本発明は、かかる熱交換器コアを備えている冷却液/空気熱交換器及び、当該冷却液/空気熱交換器と、空気/空気結合熱交換器とが一体の構造ユニットとして結合されている熱交換器に関する。
上記タイプの熱交換器コアを備えるように製造された熱交換器は、例えば、圧縮空気プラントなどで要求され、コンプレッサによって、例えば、2.5×10Paで発生した圧縮空気を除湿し、その結果として、例えば、食品や製紙産業あるいは医療分野などにおいて緊急応用目的に適合するために利用されている。
空気乾燥は、コンプレッサから送られてきた加熱空気が、後部の冷却装置(aftercooler)を通過した後、空気/空気熱交換器および冷却液/空気熱交換器を装備した装置に導かれるようにして行なわれている。
空気/空気熱交換器は、通常構造のプレート熱交換器(plate heat exchanger)のように製造されているのが一般的であるのに対し、冷却液/空気熱交換器(coolant/air heat exchanger)は、例えば、プレートおよびこれらのプレートを一定間隔に保持するストリップから形成された空気通路と空気通路の間に配置された冷却液の通路を有するコア(core) (冷却液/空気熱交換器コア(coolant/air heat exchanger core))を装備したパイプ/プレート結合(combined pipe/plate)熱交換器を含んでいる。
冷却液の通路は、例えば、円形または正方形断面を有し、それぞれが2つのプレートの間に配置されたパイプで構成され、これらのパイプは、直線部分(straight portions)とこれらの直線部分を波形状(undulating shape)または曲折形状(meandering shape)に接続するデフレクタ部分(deflecting portions)(あるいは、デフレクタゾーン(deflector zone))を具備している(特許文献1)。
この構造の欠点は、個々のパイプ部分の間に未使用空間が発生すること、およびカーブしているデフレクタ部分(deflecting portions)(あるいは、デフレクタゾーン(deflector zone))が実際のコア(冷却液/空気熱交換器コア(coolant/air heat exchanger core))によって占有される空間の外側に位置し、熱交換に関与しないのが一般的であることである。
さらに、冷却液が流れるコア(冷却液/空気熱交換器コア(coolant/air heat exchanger core))の通路を、通常のプレート構造で作られたパイプとデフレクタ部分で置き換え、前記デフレクタ部分がプレートの間に配置されたストリップの形をした通常の仕切り壁で区切られるようにすることはすでに提案されている(同じく、特許文献1)。
しかし、この構造の欠点は、安定したはんだ付けジョイント(soldering joint)に見合う十分に大きなはんだ付け面(solder surface)が得られるように比較的厚いストリップを設ける必要があり、その結果として、コア(冷却液/空気熱交換器コア(coolant/air heat exchanger core))の全体寸法が所与のとき得られる流路断面が縮小することであり、あるいは有利な流路断面を可能にする狭いストリップを使用すると、比較的小さなはんだ付け面でも許容せざるを得なくなり、このことは熱交換器の所要強度の上で必ずしも適切でないことである。
最後に挙げた問題は、プレート間に配置されたIおよび/またはU形断面をもつ形材(profile)のウェブおよび/またはフランジによって仕切り壁を構成すると、大幅に回避することができる(特許文献2)。
しかし、第1の変形によれば、はんだ付けによってプレートに接続された多数の形材を使用して流路溝が作られる場合は、レーザ溶接(laser welding)などによる少なくとも2個所のはんだ付け作業の前にこれらの形材をプレートに接続して、はんだ付け作業期間に必要とされる浸漬および傾斜鋳込法(immersion and tilting process)期間にプレートと形材の間の相対的位置変化を除去するようにする必要がある。
また、これとは対照的に、第2の変形によれば、一体の平行平面プレート(solid, plane-parallel plate)にU形溝として流路溝が構成されている場合は、これらの流路溝とデフレクタゾーンは、フライス削り、特にトラックフライス削り(track milling)によって作る必要がある。従って、どちらの変形も、製造コストが比較的高くなり、このことは常に許容し得るとは限らない。
ヨーロッパ特許第EP 0 521 298 A2号明細書 ヨーロッパ特許第EP 1 304 536 A2号明細書
本発明の基礎となっている技術的課題は、上記を出発思想として、経済的な製造方法を使用するとき所要強度をもつように製造することを可能にし、はんだ付け技術の面で問題がなく、それにもかかわらず、所与の全体寸法の範囲内で冷却液用の比較的大きな流路断面を可能にするように冒頭に引用したタイプの熱交換器コアを構成することである。
上記課題を解決するため、本発明は以下の提案を行なうものである。
請求項1に係る発明は、少なくとも2つのプレート4と、冷却液用に該プレート4間に配置された冷却液の通路24とを含む熱交換器コアであって、前記冷却液の通路24は、前記プレート4にそれぞれ直交するように前記2つのプレート4の間に並列に配置されている複数の仕切り壁によって区切られている複数の流路溝35から構成され、前記複数の仕切り壁は、それぞれ、一方の端と、当該一方の端に対向する側における他方の端とからなる2つの端32´、32´´を有し、前記流路溝35は、隣接する仕切り壁において、前記2つの端の一方又は他方の位置において、隣接する仕切り壁ごとに交互に設けられているデフレクタゾーンによって、波形状に連続するように形成されている熱交換器コアにおいて、冷却液の通路24は、少なくとも1つの薄板31によって形成され、該薄板31は複数の仕切り壁32を備えていて、当該複数の仕切り壁32が存在することにより前記流路溝を形成する曲折断面が形成され、薄板31の当該曲折断面が形成されて開放している側である上側と下側とが、それぞれ、互いに対向する2つのプレート4に接続されて閉鎖され、薄板31が備えている複数の仕切り壁32は、一方の端と、当該一方の端に対向する側における他方の端とからなる2つの端の中のどちらか一方の端に凹部36を備え、前記デフレクタゾーンは当該凹部36が配備されている側の仕切り壁32の端に形成されていることを特徴とする熱交換器コアである。
請求項2の発明は、冷却液の通路24は、相互に隣り合う位置にある複数の薄板31から組み立てられており、各々の薄板31は複数の仕切り壁32を有していることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器コアである。
請求項3の発明は、薄板31は、曲折断面が形成されて開放している側である上側と下側にウェブ33、34を備えており、仕切り壁32は、薄板31の曲折断面が形成されて開放している側である上側と下側に存在している当該ウェブ33、34に対して、仕切り壁32の上側と、下側で交互に接続していることによって、隣接する仕切り壁32があらかじめ選択した間隔に保持されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱交換器コアである。
請求項4の発明は、少なくとも1つの薄板31を含み、該薄板31は、前記曲折断面が形成されて薄板31が開放している側である薄板31の上側と下側とを結ぶ方向に対して直交する側面側の少なくとも1つの側面側が、当該側面側の端の仕切り壁32から外側方向に向けて突出するウェブ34cで終わっていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の熱交換器コアである。
請求項5の発明は、少なくとも1つの薄板31を含み、該薄板31は、前記曲折断面が形成されて薄板31が開放している側である薄板31の上側と下側とを結ぶ方向に対して直交する側面側の2つの側面側が、当該側面側の端の仕切り壁32から外側方向に向けて突出するウェブ33c、34dで終わっていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の熱交換器コアである。
請求項6の発明は、側面側の端の仕切り壁32から外側方向に向けて突出するウェブ33c、34dの中の一方のウェブは側面側の端の仕切り壁32の上側で仕切り壁32に接続され、他方のウェブは側面側の端の仕切り壁32の下側で仕切り壁32に接続されていることを特徴とする請求項5に記載の熱交換器コアである。
請求項7の発明は、薄板31は押し出し部品から構成されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の熱交換器コアである。
請求項8の発明は、薄板31はアルミニウムまたはアルミニウム合金から作られていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の熱交換器コアである。
請求項9の発明は、薄板31は、隣接する仕切り壁32が流路溝35の幅に相当するスペースで間隔が置かれるように相互に隣り合う位置に置かれていることを特徴とする請求項2乃至8のいずれかに記載の熱交換器コアである。
請求項10の発明は、薄板31とプレート4は、はんだ付けによって相互に接続されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の熱交換器コアである。
請求項11の発明は、隣接する流路溝35の開放している端、および当該開放している端に形成されるデフレクタゾーンも、当該開放している端と共に、薄板31の外側に接続される形材37によってシールされていることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の熱交換器コアである。
請求項12の発明は、隣接する流路溝35の開放している端、および当該開放している端に形成されるデフレクタゾーンも、当該開放している端と共に、薄板31の外側に接続されるプレート39によってシールされていることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の熱交換器コアである。
請求項13の発明は、形材37および/またはプレート39は溶接によって薄板31に接続されていることを特徴とする請求項11または12に記載の熱交換器コアである。
請求項14の発明は、凹部36はフライス削りによって得られることを特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の熱交換器コアである。
請求項15の発明は、一方が他方の上方に置かれた複数の冷却液の通路24と、冷却液の通路24の間に配置された空気の通路8とを含むことを特徴とする請求項1乃至14のいずれかに記載の熱交換器コアである。
請求項1の発明は、請求項1乃至15のいずれかに記載の熱交換器コアが、冷却液/空気結合熱交換器ブロック1の一部として構成されていることを特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載の熱交換器コアである。
請求項17の発明は、プレート4は2つの部分を具備し、一方の部分は冷却液/空気熱交換器コア1の形成に用いられ、他方の部分は空気/空気熱交換器コア2の形成に用いられることを特徴とする請求項1乃至16のいずれかに記載の熱交換器コアである。
請求項18の発明は、請求項1乃至17のいずれかに記載の熱交換器コアを備えていることを特徴とする冷却液/空気熱交換器である。
請求項19の発明は、請求項18に記載の冷却液/空気熱交換器と、空気/空気結合熱交換器とが一体の構造ユニットとして結合されていることを特徴とする熱交換器である。
本発明によれば、少なくとも2つのプレートと、冷却液用に該プレート間に配置された冷却液の通路とを含む熱交換器コアであって、前記冷却液の通路は、前記プレートにそれぞれ直交するように前記2つのプレートの間に並列に配置されている複数の仕切り壁によって区切られている複数の流路溝から構成され、前記複数の仕切り壁は、それぞれ、一方の端と、当該一方の端に対向する側における他方の端とからなる2つの端を有し、前記流路溝は、隣接する仕切り壁において、前記2つの端の一方又は他方の位置において、隣接する仕切り壁ごとに交互に設けられているデフレクタゾーン(deflector zone)によって、波形状に連続するように形成されている熱交換器コア及び、かかる熱交換器コアを備えている冷却液/空気熱交換器及び、当該冷却液/空気熱交換器と、空気/空気結合熱交換器とが一体の構造ユニットとして結合されている熱交換器に関して、使用するときの所要強度を持たせたまま、これらを経済的に製造できる。
そして、はんだ付け技術の面で問題がなく、それにもかかわらず、所与の全体寸法の範囲内で冷却液用の比較的大きな流路断面を可能にする、前述した熱交換器コア及び、かかる熱交換器コアを備えている冷却液/空気熱交換器及び、当該冷却液/空気熱交換器と、空気/空気結合熱交換器とが一体の構造ユニットとして結合されている熱交換器を提供できる。
本発明によれば、それぞれが複数の流路溝の各々を形成する薄板(lamella)を使用しているので、はんだ付け作業前に実施する必要のある溶接作業の回数は大幅に低減することができる。
さらに、薄板は、押し出し(extrusion)によって、必要ならば、押し出し(extrusion)にフライス削り(milling)を追加して製造できるので、結果として、任意の強度をもつように経済的に製造することができる。
最後に、原則として、任意の断面形状を仕切り壁および/またはこれらの仕切り壁で区切られた流路溝に付与できるので、このことは、個々のケースで望ましいとされる熱交換器コアの出力と安定性の面で有利である。
以下では、添付図面を参照して本発明の実施形態に関して詳しく説明する。
図1乃至図3に熱交換器の一例、例えば、圧縮空気プラントにおける乾燥機冷却用の熱交換器の一例を示す。
図1乃至図3に例示されている熱交換器は、図中、右側に冷却液/空気熱交換器、左側に空気/空気熱交換器を備えている。
そして、図1乃至図3図示の形態では、1つの熱交換器コア、ここでは冷却液/空気熱交換器コア(coolant/air heat exchanger core)1に、1つの熱交換器コア、ここでは空気/空気熱交換器コア(air/air heat exchanger core)2が隣接して置かれている。図1乃至図3図示の形態では、図1図示のように、熱交換器コアである冷却液/空気熱交換器コア1と、熱交換器コアである空気/空気熱交換器コア2とは、隣り合うように配置され、一体の構造ユニットに結合され、単一の接続ブロック3を形成している。
当然のことであるが、冷却液/空気熱交換器コア1と、空気/空気熱交換器コア2とを、それぞれ、別々の構造ユニットとして製造し、圧縮空気プラントを構築して、操作することも可能である。
冷却液/空気熱交換器コア1と、空気/空気熱交換器コア2は、図1乃至図3図示の形態では、それぞれ、単一の接続ブロック3の全体幅(または長さ)に渡っている、図2、図3図示の長方形状または正方形状のプレート4、例えば、仕切り壁を形成するメタルシート(separating metal sheet)状のプレート4が、図1図示のように、複数枚、隣接するプレート4同士が互いに並行して設置されていることによって構成されている。
図1図示のように隣接しているプレート4同士は、図3において図中、プレート4の左側縁に配備されているストリップ5、図3において図中、プレート4の上下両縁に配備されているストリップ6、7によって、互いの間に所定の間隔をあけているようになっている。
この結果、前述したストリップ5、6、7が配備されている隣接するプレート4、4の間には通路8(図3)が形成されている。
図3図示のように、図3中、左端では、上部のストリップ6は若干短くなっているので、その左端とストリップ5の間に中間スペース9が形成され、空気が図3中、矢印10で示す方向に向かって、中間スペース9から横方向に入り込むようになっている。
図3の右側では、空気は通路8の長手方向に平行して、図示の矢印11の方向に向かって横方向に出るようになっている。
図1に符号12aで示す薄板またはフィンが、図1に一部だけが示されているように、通路8内に挿入され、通路8は、図3に示すライン14に沿って90度だけそらされている。
また、隣接するプレート4同士の間に前述したストリップ5、6、7が配備されていない隣接するプレート4、4同士は、図2に示すように、図2において図中、プレート4の上下両縁に配備されているストリップ15、16と、図2において図中、プレート4の左側縁と、冷却液/空気熱交換器コア1と、空気/空気熱交換器コア2との境界にあたる縁部に配備されているストリップ17、18とによって、互いの間に所定の間隔をあけているようになっている。
この結果、前述したストリップ15、16、17、18が配備されている隣接するプレート4、4の間には通路19(図2)が形成されている。
ここで、図2において図中、プレート4の左側縁に配備されているストリップ17によって、前述したストリップ5、6、7が配備されている隣接するプレート4、4の間は、図2において図中、プレート4の左側縁で閉鎖されている。
また、図2において冷却液/空気熱交換器コア1と、空気/空気熱交換器コア2との境界にあたる縁部に配備されているストリップ18によって、前述したストリップ5、6、7が配備されている隣接するプレート4、4の間は、冷却液/空気熱交換器コア1と、空気/空気熱交換器コア2との境界にあたる縁部で閉鎖されている。
図2において、上部のストリップ15は、若干短くなっているので、その右端とストリップ18の間に中間スペース20が形成され、空気が図2中、矢印21で示す方向に向かって、中間スペース20から横方向に入り込むようになっている。
また、図2において、下部のストリップ16は、若干短くなっているので、その左端とストリップ17の間に中間スペース22が形成され、矢印21のように通路19内に入り、通路19内を流動してきた空気は、中間スペース22を介して、矢印23のように排出されていく。
図1、図3で説明したのと同じく、図1に符号12bで示す薄板またはフィンが、図1に一部だけが示されているように、通路19内に挿入され、通路19は、図2に示す斜めの線に沿って90度だけそらされている。
冷却液/空気熱交換器コア1では、空気/空気熱交換器コア2の部分において、両者の間に前述した通路19を形成している隣接するプレート4、4が、波形状の冷却液の通路24(図1、図2)を形成するのに利用される。
冷却液の通路24は、以下で詳しく説明するように、流体が直線状(図2において、上下方向に該当する直線方向)に流れる直線部分と、流体が流動する方向が一方に向かう直線状の方向から、他方に向かう直線状の方向に反転される、そらしのために利用される部分とを有している。
これによって、図2図示のように、図2中、下側から上側に直線状に向かい、ついでこれが、そらしのために利用される部分によって反転されて、図2中、上側から下側に直線状に向かい、ついでこれが、そらしのために利用される部分によって反転されて、図2中、下側から上側に直線状に向かい、ついでこれが、そらしのために利用される部分によって反転されて、図2中、上側から下側に直線状に向かう、といった、波形状の冷却液の通路24(図2)が形成されている。
冷却液の通路24は、前述したストリップ18の位置から、図1と図2中の単一の接続ブロック3の右端に配置されているストリップ25の位置まで延びている。ストリップ25が配置されていることによって、間にストリップ25が配置されている隣接するプレート4、4の間は、図2の単一の接続ブロック3の右端において閉鎖されている。ストリップ25に代えて、プレートを用いることもできる。
両者の間に前述した通路8を形成している隣接するプレート4、4は、図1図示のように、複数枚のプレート4が所定の間隔をあけて積層されている状態で、前述したように、両者の間に通路19、24を形成している隣接するプレート4、4と交互になっている。
そこで、図1図示のように、複数枚のプレート4が所定の間隔をあけて積層されている状態で、隣接するプレート4、4の間には、少なくとも、通路8あるいは、通路19及び冷却液の通路24のどちらかが形成されるようになっている。
たとえば、図1に図示されている一番下側のプレート4と、図1中、下から2番目のプレート4との間に通路8が形成され、図1中、下から2番目のプレート4と、図1中、下から3番目のプレート4との間に通路19、冷却液の通路24が形成され、図1中、下から3番目のプレート4と、図1中、下から4番目のプレート4との間に通路8が、図1中、下から4番目のプレート4と、図1中、下から5番目のプレート4との間に通路19、冷却液の通路24が形成されるように、複数枚のプレート4が所定の間隔をあけて積層されている。
図2に示すように、冷却液は矢印26で示す入力側から冷却液の通路24に供給され、矢印27で示す出力側から再び流出され、1つの冷却液サイクルが終わるようになっている(図示せず)。
矢印10、矢印11(いずれも図3)、矢印21、矢印23、矢印26、矢印27(いずれも図2)で示す入力側または出力側は、公知の入力ニップルで収集タンクなどに接続されている(図示せず)。
次に、上述した圧縮空気プラントにおける乾燥機冷却用の熱交換器の動作モードの基本について説明する。
圧縮空気プラントから排出され、例えば、約35乃至55℃に加熱された圧縮空気は、空気/空気熱交換器コア2の部分の通路8を流れるように矢印10の方向に供給される。この圧縮空気は、矢印11の方向に向流(counter-flow)で供給され、水分離装置(water separator)(図示せず)から出力された冷気によって、最初に、空気/空気熱交換器コア2で、例えば、20℃の温度に冷却される。
さらに、空気/空気熱交換器コア2の部分の通路8を通り抜けるとき、圧縮空気は、ここでは矢印26(図2)の方向から冷却液/空気熱交換器コア1の冷却液の通路24に流れ込んだ冷却液と作用し合うことによって、冷却液/空気熱交換器コア1の部分において徐々に露点まで冷却される。
次に、圧縮空気は、矢印11(図3)で示す出力側で除去され、水分離装置(図示せず)に供給され、そこから矢印21のように、空気/空気熱交換器コア2の部分の通路19内に導入され、矢印23で示す出力側で空気/空気熱交換器コア2の部分から除去される。
なお、この出力側は圧縮空気の取り出しポイント(tapping point)の働きをする。
この構成では、取り出しポイントの空気が再びほぼ室温になるように選択することができる。
上述したタイプの熱交換器とその動作モードは、この分野の精通者に公知であるので(特許文献1、特許文献2)、以下では、これ以上詳しく説明することは省略する。
以下では、図4乃至図9を参照して本発明に特徴的な、熱交換器コア、すなわち、冷却液/空気熱交換器コア1の部分における冷却液の通路の実施形態について詳しく説明する。
本発明の熱交換器コア、これが採用されている冷却液/空気熱交換器、そして、この冷却液/空気熱交換器が空気/空気熱交換器と組み合わされてなる熱交換器においては、前述した波形状の冷却液の通路24は、隣接するプレート4、4の間に配置される薄板(lamella)31によって形成されている。
図4〜図7で説明されている薄板31は、波形状の通路24を形成する流路となる曲折断面(meandering cross-section)を図6、図7図示のように有している。
この波形状の冷却液の通路24を形成する流路となる曲折断面は、図6、図7図示の薄板31では、薄板31がその間に配置されている隣接するプレート4、4の中の一方のプレート4に取り付けられるウェブ33aの一方の端縁に直交するように連続する仕切り壁32a、隣接するプレート4、4の中の一方のプレート4に取り付けられるウェブ33aの他方の端縁から直交する方向に延びて、隣接するプレート4、4の中の他方のプレート4に取り付けられるウェブ34aの一方の端縁に直交するように連続する仕切り壁32b、前記隣接するプレート4、4の中の他方のプレート4に取り付けられるウェブ34aの他方の端縁から直交する方向に延びて、隣接するプレート4、4の中の一方のプレート4に取り付けられるウェブ33bの一方の端縁に連続する仕切り壁32c、隣接するプレート4、4の中の一方のプレート4に取り付けられるウェブ33bの他方の端縁から直交する方向に延びて、隣接するプレート4、4の中の他方のプレート4に取り付けられるウェブ34bの一方の端縁に直交するように連続する仕切り壁32d、隣接するプレート4、4の中の他方のプレート4に取り付けられるウェブ34bの他方の端縁から直交する方向に延びる仕切り壁32eによって形成される。
なお、本明細書、図面において、仕切り壁32a、32b、32c、32d、32e、32f、・・、32h、・・を総称して「仕切り壁32」と表すことがある。
同様に、本明細書、図面において、隣接するプレート4、4の中のいずれか一方のプレート4に取り付けられるウェブ33a、33b、・・・を総称して「ウェブ33」、ウェブ34a、34b、・・・を総称して「ウェブ34」と表すことがある。
すなわち、前述した波形状の冷却液の通路24を形成する流路となる曲折断面は複数の仕切り壁32と、複数のウェブ33、34によって形成されている。
また、仕切り壁32は、薄板31がその間に配置されている隣接するプレート4、4の中の一方のプレート4に取り付けられるウェブ33、隣接するプレート4、4の中の他方のプレート4に取り付けられるウェブ34を介して、図6、図7に図示するように連続している。すなわち、仕切り壁32a、仕切り壁32b、仕切り壁32c、仕切り壁32d、仕切り壁32eは、ウェブ33a、ウェブ34a、ウェブ33b、ウェブ34bを介して連続している。
図6、図7に例示する実施形態では仕切り壁は5枚存在している。
仕切り壁32は、図6、図7に示すように、互いに平行に、かつ、隣接する仕切り壁と、仕切り壁との間の間隔が同一であるようにして配置されている。
また、図6、図7に示すように、仕切り壁32は、薄板31がその間に配置されている隣接するプレート4、4の中の一方のプレート4に取り付けられるウェブ33a、33b、隣接するプレート4、4の中の他方のプレート4に取り付けられるウェブ34a、34bに、それぞれ、直交するように配置されている。
図6、図7図示の例では、5つの仕切り壁32が存在するために、2つの隣接仕切り壁32とこれらを接続するウェブ33または34が流路溝35a、35b、35c、35dを区切るように、図6、図7中、2つの上部のウェブ33と、2つの下部のウェブ34が設けられ、図示の例では、このタイプの流路溝35a、35b、35c、35dは、薄板31ごとに総計で4つ存在している。
なお、本明細書、図面において、流路溝35a、35b、35c、35dを総称して「流路溝35」と表すことがある。
この構成は、好ましくは、各々の流路溝35が、図6、図7図示のように、同じ流路断面をもつようになっている。
また、図6、図7において、薄板31の側端は、それぞれの仕切り壁32a、32eによって制限されている。
薄板31は、好ましくは、押し出しによってアルミニウムまたはアルミニウム合金から作られ、そのあと、個々のケースに適応させて、所望長さにカットされている。
従って、薄板31の仕切り壁32は、押し出しによって成形された当初、最初は同じ長さになっていて、前端(図4、図5中、下側の端)と、後端(図4、図5中、上側の端)または、前端32´の面(図5中、下側の端の面)と、後端32´´の面(図5中、上側の端の面)が設けられている。
しかし、その後、所定の長さ(図4、図5における上下方向の長さ)にカットした後は、仕切り壁32は、一方の端、例えば、前端(図4、図5中、下側の端)32´、または、他方の端、例えば、後端(図4、図5中、上側の端)32´´に、凹部36a、36b、36c、または、凹部36d、36eが設けられている。
なお、本明細書、図面において、凹部36a、36b、36c、36d、36eを総称して「凹部36」ということがある。
図4、図5図示のように、仕切り壁32の前端(図4、図5中、下側の端)、または、後端(図4、図5中、上側の端)に該当する仕切り壁32の最終部分は、フライス削りなどによって除去され、そのあと、スチールブラシによるクリーニング作業が行なわれ、ばり(burr)が削り落とされて、凹部36が形成される。
図5では、破線で示すように、仕切り壁32の前端(図4、図5中、下側の端)に該当する仕切り壁32の最終部分が、フライス削りなどによって除去され、そのあと、スチールブラシによるクリーニング作業が行なわれ、ばり(burr)が削り落とされて、凹部36eが形成されている。
特に、図4に示すように、凹部36は、隣接する仕切り壁32a、32b、32c、32d、32eにおいて、隣接する仕切り壁ごとに、交互に、一方の端と、この一方の端に対向する他方の端に形成される。
図4図示の例では、仕切り壁32aの前端(図4中、下側の端)に凹部36a、仕切り壁32bの後端(図4中、上側の端)に凹部36b、仕切り壁32cの前端(図4中、下側の端)に凹部36c、仕切り壁32dの後端(図4中、上側の端)に凹部36d、仕切り壁32eの前端(図4中、下側の端)に凹部36eが形成されている。
すなわち、図示の実施形態では、3つの凹部36が薄板31の前端(図4、図5中、下側の端)に位置し、2つの凹部36が薄板31の後端(図4、図5中、上側の端)に位置するようになっている。
図8は、図4乃至図7図示の薄板31a、31bを2枚用いて形成された、図1図示の熱交換器における冷却液/空気熱交換器の部分の冷却液の通路を説明する、図1に対応する、一部を省略し、一部を拡大した図である。
図9は、図4乃至図7図示の薄板を2枚(薄板31a、31b)用いて形成された、図1図示の熱交換器における冷却液/空気熱交換器の部分の冷却液の通路を説明する、当該冷却液の通路の前端(図2の下側に対応する端)側の、図7において薄板31の上側に取り付けられるプレートを省き、一部を省略し、一部を拡大して表した図である。
なお、本明細書、図面において、薄板31a、31b、・・・を総称して「薄板31」ということがある。
図10は、図1図示の熱交換器における冷却液/空気熱交換器の部分の冷却液の通路が図4乃至図7図示の薄板31を複数枚用いて形成されている本発明の熱交換器コアが採用されている熱交換器における冷却液/空気熱交換器の部分を説明する概略正面図で、図11は、図10のXI−XI断面を示す図である。
図8と図9に示す冷却液の通路を作るために、第1の薄板31aは図2で説明されている隣接するプレート4、4の間を閉鎖しているストリップ18に平行に、ストリップ18に対して流路溝35の幅に相当する間隔をあけて配置されている。
図4〜図6で説明した薄板31と同一形状・構造の薄板31aは、図8、図9中、最も左側にある仕切り壁32aがストリップ18に平行に配置され、その凹部36aが、図9において、薄板31aの後端(図9中、上側方向における端であって、図9には図示せず)に設けられるように配置されている。
また、図4〜図6で説明した薄板31と同一形状・構造の薄板31bは、図8、図9中、最も左側にある仕切り壁32fが、薄板31aの図8、図9中、最も右側にある仕切り壁32eに対して、符号38aで示す流路溝(流路溝35に相当する)の幅に相当する間隔をあけて平行に配置されている。そして、仕切り壁32fの凹部36fが、図9において、薄板31bの前端(図9中、下側方向における端)に設けられるように配置されている。
これによって、図9中、下側から上側に直線状に向かい、ついでこれが、そらしのために利用される部分(仕切り壁32aの凹部36aが存在する部分)によって反転されて、図9中、上側から下側に直線状に向かい、ついでこれが、そらしのために利用される部分(仕切り壁32bの凹部36bが存在する部分)によって反転されて、図9中、下側から上側に直線状に向かい、ついでこれが、そらしのために利用される部分(仕切り壁32cの凹部36cが存在する部分)によって反転されて、図9中、上側から下側に直線状に向かい、ついでこれが、そらしのために利用される部分(仕切り壁32dの凹部36dが存在する部分)によって反転されて、図9中、下側から上側に直線状に向かい、ついでこれが、そらしのために利用される部分(仕切り壁32eの凹部36eが存在する部分)によって反転されて、図9中、上側から下側に直線状に向かい、ついでこれが、そらしのために利用される部分(仕切り壁32fの凹部36fが存在する部分)によって反転されて、図9中、下側から上側に直線状に向かう、といった、波形状の冷却液の通路が形成されている。
図6、図7図示のように、薄板31の、波形状の冷却液の通路を形成する流路となる曲折断面(meandering cross-section)によって形成される流路溝35a、35b、35c、35dは、図6、図7中、上側及び下側が開いている(開放されている)。
この流路溝35の図6、図7中、上下に開いている(開放されている)部分は、図8図示のように、ウェブ33、34の外側に接続されるプレート4、4によって閉じられる。
この際、ウェブ33、34の外側へのプレート4、4の接続は、たとえば、半田付けによって行なうことができる。
一方、流路溝35の前端(図9における下側の端。図11における下側の端)と後端(図11における上側の端)は、隣接する2枚の仕切り壁32の間隔のほぼ2倍に相当する幅をもつ形材37によって閉じられ、ガスが浸透しないように、例えば、溶接(MIGまたはWIG)によって薄板31a、31b、または仕切り壁32の前端(図9における下側の端。図11における下側の端)と後端(図11における上側の端)に接続されると共にプレート4、4に接続される。
この形材37は、軽量化とコスト削減のために、例えば、図9に示すように台形断面になっている。
また、流路溝35a、35b、35c、35d(図6、図7)、流路溝38、38a(図8、図9)、流路溝38b(図11)の前端(図9における下側の端。図11における下側の端)と後端(図11における上側の端)および、上部領域(図8における上側のプレート4と接合されている上側領域)と、下部領域(図8における下側のプレート4と接合されている下側領域)は、いずれも、ガスが浸透しないようにシールされている。
冷却液/空気熱交換器コア1の最も右端(図11の右端)の縁は、流路溝35(図6、図7)の上下の開いている部分を閉鎖している互いに対向する図8中、上側のプレート4と下側のプレート4との間を閉鎖するストリップ25によって閉鎖されている(図11)。
なお、図11図示のように、流路溝35、38、38a、38bなどからなる冷却液/空気熱交換器コア1の冷却液の流路24内に図11中、矢印26方向から冷却液を供給し、また、矢印27方向に冷却液を排出することができるように、ストリップ18と仕切り壁32aとの間の前端(図11中、下側の端)は、矢印26方向から冷却液を供給可能に開放し、ストリップ25とこれに平行に配置されている仕切り壁とによって形成されている流路溝38bの前端(図11中、下側の端)は、矢印27方向に冷却液を排出することができるように開放されている。
許容誤差を補償し、冷却液の漏洩流を安全に防止し、あるいは図11において、その結果起こる左から右への個別的な流路溝間の短絡を防止する必要がある場合には、個別的に形材37を使用すると、連続的なプレートを使用することに比べてその作業に伴う労働費用が発生するにもかかわらず、個別的な形材37を使用することの方が好ましい。
これが他の手段によって達成することが可能であれば、冷却液/空気熱交換器コア1の全幅と全高に渡って、設けられたすべての冷却液の通路24を同時に緊密にシールするプレート39(図12と図13)を使用することもできる。図13では、図11の形態で採用されていた複数個の形材37に替えて、前端(図13中、下側の端)と後端(図13中、上側の端)とに、それぞれ、一枚のプレート39が取り付けられている。
以上で説明してきた凹部36が存在することによって、冷却液の通路24(図11、図13)が形成されたときに、冷却液の通路24(図11、図13)の前端(図13中、下側の端)と後端(図13中、上側の端)とに、それぞれ、交互に、デフレクタゾーンが形成される。
このデフレクタゾーンは、仕切り壁32の前端(図11、図13中、下側の端)あるいは後端(図11、図13中、上側の端)に凹部36が存在することによって、図11、図13中、下側から上側に直線状に向かい、ついでこれが、そらしのために利用される部分(仕切り壁32aの凹部36aが存在する部分=デフレクタゾーン)によって反転されて、図11、図13中、上側から下側に直線状に向かい、ついでこれが、そらしのために利用される部分(仕切り壁32bの凹部36bが存在する部分=デフレクタゾーン)によって反転されて、図11、図13中、下側から上側に直線状に向かうようになることに利用されるものである。
この凹部36が存在することによって形成されるデフレクタゾーンに関しては、その前端(図11、図13中、下側の端)又は後端(図11、図13中、上側の端)は、形材37(またはプレート39)によって区切られ、その上側(図8中、上側)と下側(図8中、下側)は隣接するプレート4、4によって区切られ、その左右(すなわち側部)(図11、図13中、左側及び右側)は、ストリップ18、仕切り壁32、ストリップ25によって区切られる。
その結果、冷却液は、例えば、図11と図13に示す矢印26の方向で流路溝38内に入り込み、その後端(図11、図13中、上側の端)で進路が変わり、仕切り壁32aの後端(図11、図13中、上側の端)の凹部36aを通って流れて、仕切り壁32a、32b間に形成された隣接する流路溝内に入り込み、後端(図11、図13中、上側の端)側から前端(図11、図13中、下側の端)側に向かって前記流路溝を流れて、そのあと、仕切り壁32bの前端(図11、図13中、下側の端)の凹部36bを通って流れて、仕切り壁32bと仕切り壁32cの間に形成された隣接する流路溝内に入り込んで、後端(図11、図13中、上側の端)側に向かって流れていく。以下同様に流動し、最終的に、図11と図13の右端側に位置する流路溝38bから矢印27の方向に流出する。
従って、冷却液は、図11と図13にその一部を矢印で示す波形状の流路に沿って冷却液の通路24に流れ込む。
図1乃至図3を用いて説明したように、圧縮空気プラントにおける熱交換器コア、例えば、冷却液/空気熱交換器コア1は、プレート4が、図1図示のように、複数枚、隣接するプレート4同士が互いに並行して設置されていることによって構成され、冷却液/空気熱交換器コア1では、空気/空気熱交換器コア2の部分において、両者の間に前述した通路19を形成している隣接するプレート4、4が、波形状の冷却液の通路24(図1、図2)を形成するのに利用されている。そこで、両者の間に前述した約35乃至55℃に加熱された圧縮空気が流れる通路8を形成している隣接するプレート4、4は、図1図示のように、複数枚のプレート4、4が所定の間隔をあけて積層されている状態で、前述したように、両者の間に通路19、24を形成している隣接するプレート4、4と交互になっている。
そこで、図1図示のように、複数枚のプレート4、4が所定の間隔をあけて積層されている状態で、隣接するプレート4、4の間で通路8が形成されていると、図1中、この隣接するプレート4、4の上下にそれぞれ積層されている上側のプレート4、下側のプレート4との間には、それぞれ、通路19及び冷却液の通路24が形成されるようになっている。
そこで、図8に符号24で示している冷却液の通路の、図8中、上方と下方にも、図1乃至図3と図10、12に示すように、加熱された圧縮空気が流れる通路8をはさんで、薄板31、プレート4、4を利用して形成される冷却液の通路24を積層することができる。
なお、この場合、形材37(またはプレート39)は、冷却液/空気熱交換器コア1の全体(例えば、図10、図12における上下方向の全高)に配備されているようにすることができる。
冷却液の通路24を形成する流路溝35、38、38a、38bの数は、個々のケースの要求条件に応じて選択することができる。
図6と図7に示す4つの流路溝35の代わりに、薄板31ごとにもっと多くの、あるいはもっと少ない流路溝35を設けることも可能である。
薄板31あたりの仕切り壁32の数が偶数である場合は、仕切り壁32は、この場合、図8においてストリップ18に隣接させてストリップ18に並行に配置する最初の、すなわち、図8中、最も左側の仕切り壁32aの凹部36aが常に、例えば、後端(図9において図の上側の端(図示していない)に配備され、偶数個目にあたる、最後の、すなわち、図8中、最も右側の仕切り壁32の凹部36が常に、前端(図9において図の下側の端)に配備されるので、隣接する薄板31a、31bを同じ向きにしてレイアウトすることができる。
すなわち、図8、図9において左側に配置される薄板31aにおいて、最初の、すなわち、図8中、最も左側の仕切り壁32の凹部36が常に、例えば、後端(図9において図の上側の端(図示していない)に配備され、偶数個目にあたる、最後の、すなわち、図8中、最も右側の仕切り壁32の凹部36が常に、前端(図9において図の下側の端)に配備されるようにし、この薄板31aの次に配置される薄板31bにおいても、図8中、最も左側の仕切り壁32の凹部36が常に、例えば、後端(図9において図の上側の端(図示していない)に配備され、偶数個目にあたる、最後の、すなわち、図8中、最も右側の仕切り壁32の凹部36が常に、前端(図9において図の下側の端)に配備されるようにできる。
また、流路溝35によって形成される冷却液の通路24の上流側から下流側に向けて順次配置される隣接する薄板、例えば、図8、図9において順次配置される隣接する薄板31a、31bが、それぞれ異なる数の仕切り壁32を備えており、薄板31a、31bにおいて形成される流路溝35の数が、隣接する薄板(例えば、図8、図9において隣接する薄板31a、31b)において、それぞれ、異なるようにすることもできる。
このように、流路溝35によって形成される冷却液の通路24の上流側から下流側に向けて順次配置される隣接する薄板、例えば、図8、図9において隣接する薄板31a、31bが備えている仕切り壁32の数、隣接する薄板(例えば、図8、図9において隣接する薄板31a、31b)において形成される流路溝35の数を調整することによって、図8において、隣接する薄板31a、31bの間に形成される流路溝38aを形成しないようにすることも可能である。
薄板31に設ける仕切り壁32の数を少なくすると、アルミニウム又はアルミニウム合金によって薄板31を押し出し成形する時に、材料の流れがより均一化され、若干カーブすることになるので、薄板31のウェブ33a、33b、34a、34bに、図8図示のように、図8中、上側のプレート4、下側のプレート4をはんだ付けする前に行なわれる、冷却液/空気熱交換器コア1の据え付け時に、真っ直ぐにできるという利点がある。
これとは対照的に、薄板31に設ける仕切り壁32の数を多くすると、冷却液/空気熱交換器コア1コア1の据え付け前に、例えば、ローラなどの別のデバイスを使用して真っ直ぐにする必要が起こる。
図1に示す熱交換器ブロック3の組み立ては、通常の熱交換器の場合と同じように、例えば、最初にプレート4と薄板31をはんだ付けによって接続し、そのあと形材37(またはプレート39)を溶接によってプレート4と薄板31に取り付けることによって行なわれる。
その結果として得られる利点は、薄板31をはんだ付けする前に、位置を確実にするためにそれぞれ2箇所で溶接によってプレート4に接続するだけで済むのに対し、個別の形材37を仕切り壁として適用するときは(この実施形態では、薄板当たり5つの個別の形材37)、10回の溶接作業が必要になることである。
図14乃至図17は、本発明による薄板31の第2実施形態を示す図である。
図6と図7の薄板31とは異なり、図14乃至図17の薄板31は、側端の一方に、仕切り壁32ではなく、符号34cで示されている脚またはウェブを具備している。
このウェブ34cは、図16と図17に示すように、図16、図17中の最も端に配備されている仕切り壁から外側に突出している。図16、図17中の最も端に配備されている仕切り壁に直交するように、図16、図17中の最も端に配備されている仕切り壁から外側に突出している。
そこで、流路溝35、38によって形成される冷却液の通路24の上流側から下流側に向けて順次配置される隣接する薄板31を、隣接する薄板31ごとに、前端(図9中、下側の端)に向かう方向、後端(図9中、上側の端)に向かう方向を反転させる(前端方向と、後端方向とを隣接する薄板31ごとに反転させる)ことなく、隣接する薄板31を相互に隣り合うように配置し、上流側(図8中、左側)の薄板31の最後の仕切り壁32(図8中、最も右側の仕切り壁32)に、下流側(図8中、右側)に隣接する次位の薄板31のウェブ34cを常に押し付けるようにすることができる。
2つの隣り合う薄板31、31の間の間隔は、このようにしてウェブ34cによって決まる。
この結果、得られる利点は、冷却液/空気熱交換器コア1を据え付けるとき、図8図示の実施形態では、流路溝38aを形成する流路溝38aの両側の薄板31a、31bの間隔が正しくなるように配慮する必要があるが、図14〜図17図示の実施形態ではこのような配慮が不要になることである。
同じように、ウェブ34cは、流路溝38aを正しく形成するように、冷却液/空気熱交換器コア1の右端のストリップ25(図11、図13中、右端のストリップ25であって、冷却液通路24を形成している隣接するプレート4、4の間を閉じるストリップ25)を押し付けるように配置することができる(図11)。
別の方法として、ウェブ34cを図16中の左側に置き、例えば、冷却液/空気熱交換器コア1の左端の流路溝38をストリップ18(通路19及び冷却液通路24を形成している隣接するプレート4、4の間を閉じるストリップ18)と一緒に形成することも可能である。
さらに別の方法として、図18乃至図21に示す別の薄板31が設けられ、その薄板31は符号33c、34dで示されている2つの脚またはウェブを具備している。このウェブ33c、34dは、図20と図21に示すように、図20、図21中の最も端(図20、図21中、右端、左端)に配備されている仕切り壁からそれぞれ外側に突出している。図20、図21中の最も端(図20、図21中、右端、左端)に配備されている仕切り壁に直交するように、図20、図21中の最も端(図20、図21中、右端、左端)に配備されている仕切り壁からそれぞれ外側に突出している。
一方のウェブ(例えば、ウェブ33c)を図20、図21中、上方に置き、他方のウェブ(例えば、ウェブ34d)を図20、図21中、下方に置くと、薄板31の図20、図21中の最も端(図20、図21中、右端、左端)の上部及び下部に図20、図21中の上部、下部に配備される上部の端のウェブと、下部の端のウェブとが具備されるようになる。
これにより、例えば、図20に示す薄板31(薄板31c、31d)をもつ冷却液/空気熱交換器コア1(図1)の冷却液通路24の据え付けを開始することが可能になり、薄板31cのウェブ33cは、ストリップ18(通路19及び冷却液通路24を形成している隣接するプレート4、4の間を閉じるストリップ18)を押し付けて流路溝38を形成する。
薄板31cに引き続いて薄板31cの下流側(図22中、右側)に配置される隣接する薄板31dの左端の端仕切り壁31gは、図22図示のように、薄板31cのウェブ34dによって押し付けられる。
そこで、この場合、冷却液/空気熱交換器コア1の右端のストリップ25(図11、図13中、右端のストリップ25であって、冷却液通路24を形成している隣接するプレート4、4の間を閉じるストリップ25)の隣に配置される薄板31として図16で説明した薄板31を使用すると、図16で説明した薄板31のウェブ34cを、流路溝38aを正しく形成するように、冷却液/空気熱交換器コア1の右端のストリップ25(図11、図13中、右端のストリップ25であって、冷却液通路24を形成している隣接するプレート4、4の間を閉じるストリップ25)を押し付けるように配置する(図11)。
このようにすると、流路溝35、38によって形成される冷却液通路24の上流側から下流側に向けて順次配置される隣接する薄板31の間の間隔は、すべてウェブ34c、33cおよび34dによって得られるので、完成した冷却液/空気熱交換器コア1はこれらの間隔を配慮することなく据え付けることが可能になる。従って、間隔が誤って大きくなりすぎたり、小さくなりすぎたりするという怖れがない。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、これらの実施形態は種々態様に変更することが可能である。
このことは、例えば、薄板31の特殊断面にも妥当し、図6、図16、図20、に示すようにウェブ33、34の外側に幅広部分40を設け、流路断面を縮小することなく、はんだ付け面を大きくすることができる。
さらに、ウェブ33と34および/または幅広部分40は、はんだ付け作業を向上するために望ましい丸みを得るために、若干凸状にカーブを付けることが可能である。
さらに、薄板31と形材37またはプレート39は、実際には、例えば、アルミニウムからなり、プレート4はめっきしたアルミニウムからなるが、当然に理解されるように、熱交換器コアを製造するために一般に使用される異種材料を、要求に応じて使用することができる。
さらに、薄板31の製造は、上述したように押し出しによって行なうことができるが、特に、プレートにフライス削りなどによって流路溝35を設ける別の方法で行なうこともできる。
さらに、冷却液/空気熱交換器コア1、空気/空気熱交換器コア2を連続するプレート4によって一体構成部品を形成するか、別々に製造して、一体構成部品を形成するように組み立てられるか、あるいは対応するラインによって相互に接続された別々の構成部品または相互に独立して使用される別々の構成部品として使用されるかどうかは、基本的に無関係である。
冷却液/空気熱交換器コア1、空気/空気熱交換器コア22は、相互に隣り合うようにするのではなく、一方が他方の上になるように配置することも可能である。
さらに、当然のことであるが、本発明による冷却液/空気熱交換器コア1は、上述した目的以外の他の目的にも応用可能であり、冷却液通路が必要とされるどこにでも使用することができる。
最後に、言うまでもないことであるが、種々の特徴は上述し、図示した組み合わせとは別の組み合わせで設けることができる。
本発明の熱交換器コアが採用されている熱交換器である冷却液/空気熱交換器が、空気/空気熱交換器と組み合わされてなる熱交換器の一例を説明する概略正面図。 図1におけるII−II断面を示す図。 図1におけるIII−III断面を示す図 図1図示の熱交換器における冷却液/空気熱交換器の部分の冷却液通路を形成することに使用される薄板の拡大平面図。 図4のV−V断面を示す図。 図4のVI−VI断面を示す図。 図4のVII−VII断面を示す図。 図4乃至図7図示の薄板を2枚用いて形成された、図1図示の熱交換器における冷却液/空気熱交換器の部分の冷却液通路を説明する、図1に対応する、一部を省略し、一部を拡大した図。 図4乃至図7図示の薄板を2枚用いて形成された、図1図示の熱交換器における冷却液/空気熱交換器の部分の冷却液通路を説明する、当該冷却液通路の前端(図2の下側に対応する端)側の、図7中、薄板の上側に取り付けられるプレートを省き、一部を省略し、一部を拡大して表した図。 図1図示熱交換器における冷却液/空気熱交換器の部分の冷却液通路が図4乃至図7図示の薄板を複数枚用いて形成されている本発明の熱交換器コアが採用されている熱交換器の、冷却液/空気熱交換器の部分を説明する概略正面図。 図10のXI−XI断面を示す図。 図1図示熱交換器における冷却液/空気熱交換器の部分の冷却液通路が図4乃至図7図示の薄板を複数枚用いて形成されている本発明の他の形態の熱交換器コアが採用されている熱交換器の、冷却液/空気熱交換器の部分を説明する概略正面図。 図12のXIII−XIII断面を示す図。 図1図示の熱交換器における冷却液/空気熱交換器の部分の冷却液通路を形成することに使用される他の薄板の拡大平面図。 図14のXV−XV断面を示す図。 図14のXVI−XVI断面を示す図。 図14のXVII−XVII断面を示す図。 図1図示の熱交換器における冷却液/空気熱交換器の部分の冷却液通路を形成することに使用される更に他の薄板の拡大平面図。 図18のXIX−XIX断面を示す図。 図18のXX−XX断面を示す図。 図18のXXI−XXI断面を示す図。 図14乃至図21図示の薄板を2枚用いて形成された、図1図示の熱交換器における冷却液/空気熱交換器の部分の冷却液通路を説明する、図1に対応する、一部を省略し、一部を拡大した図。
符号の説明
1 冷却液/空気熱交換器コア
2 空気/空気熱交換器コア
3 単一の接続ブロック
4 プレート
5、6、7 ストリップ
8、19 通路
9 中間スペース
12a、12b 薄板またはフィン
15、16、17、18 ストリップ
24 冷却液の通路
25 ストリップ
31(31a、31b、・・・) 薄板
32(32a、32b、32c、32d、32e、32f、・・・) 仕切り壁
33(33a、33b、・・・) ウェブ
34(34a、34b、・・・) ウェブ
33c、34c、34d 脚またはウェブ
35(35a、35b、35c、35d、35e、・・・・) 流路溝
36(36a、36b、36c、36d、36e・・・) 凹部
37 形材
38、38a、38b 流路溝
39 プレート

Claims (19)

  1. 少なくとも2つのプレート(4)と、冷却液用に該プレート(4)間に配置された冷却液の通路(24)とを含む熱交換器コアであって、前記冷却液の通路(24)は、前記プレート(4)にそれぞれ直交するように前記2つのプレート(4)の間に並列に配置されている複数の仕切り壁によって区切られている複数の流路溝(35)から構成され、前記複数の仕切り壁は、それぞれ、一方の端と、当該一方の端に対向する側における他方の端とからなる2つの端を有し、前記流路溝(35)は、隣接する仕切り壁において、前記2つの端の一方又は他方の位置において、隣接する仕切り壁ごとに交互に設けられているデフレクタゾーンによって、波形状に連続するように形成されている熱交換器コアにおいて、
    冷却液の通路(24)は、少なくとも1つの薄板(31)によって形成され、該薄板(31)は複数の仕切り壁(32)を備えていて、当該複数の仕切り壁(32)が存在することにより前記流路溝を形成する曲折断面が形成され、薄板(31)の当該曲折断面が形成されて開放している側である上側と下側とが、それぞれ、互いに対向する2つのプレート(4)に接続されて閉鎖され、薄板(31)が備えている複数の仕切り壁(32)は、一方の端と、当該一方の端に対向する側における他方の端とからなる2つの端の中のどちらか一方の端に凹部(36)を備え、前記デフレクタゾーンは当該凹部(36)が配備されている側の仕切り壁(32)の端に形成されている
    ことを特徴とする熱交換器コア。
  2. 冷却液の通路(24)は、相互に隣り合う位置にある複数の薄板(31)から組み立てられており、各々の薄板(31)は複数の仕切り壁(32)を有していることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器コア。
  3. 薄板(31)は、曲折断面が形成されて開放している側である上側と下側にウェブ(33、34)を備えており、仕切り壁(32)は、薄板(31)の曲折断面が形成されて開放している側である上側と下側に存在している当該ウェブ(33、34)に対して、仕切り壁(32)の上側と、下側で交互に接続していることによって、隣接する仕切り壁(32)があらかじめ選択した間隔に保持されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱交換器コア。
  4. 少なくとも1つの薄板(31)を含み、該薄板(31)は、前記曲折断面が形成されて薄板(31)が開放している側である薄板(31)の上側と下側とを結ぶ方向に対して直交する側面側の少なくとも1つの側面側が、当該側面側の端の仕切り壁(32)から外側方向に向けて突出するウェブ(34c)で終わっていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の熱交換器コア。
  5. 少なくとも1つの薄板(31)を含み、該薄板(31)は、前記曲折断面が形成されて薄板(31)が開放している側である薄板(31)の上側と下側とを結ぶ方向に対して直交する側面側の2つの側面側が、当該側面側の端の仕切り壁(32)から外側方向に向けて突出するウェブ(33c、34d)で終わっていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の熱交換器コア。
  6. 側面側の端の仕切り壁(32)から外側方向に向けて突出するウェブ(33c、34d)の中の一方のウェブは側面側の端の仕切り壁(32)の上側で仕切り壁(32)に接続され、他方のウェブは側面側の端の仕切り壁(32)の下側で仕切り壁(32)に接続されていることを特徴とする請求項5に記載の熱交換器コア。
  7. 薄板(31)は押し出し部品から構成されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の熱交換器コア。
  8. 薄板(31)はアルミニウムまたはアルミニウム合金から作られていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の熱交換器コア。
  9. 薄板(31)は、隣接する仕切り壁(32)が流路溝(35)の幅に相当するスペースで間隔が置かれるように相互に隣り合う位置に置かれていることを特徴とする請求項2乃至8のいずれかに記載の熱交換器コア。
  10. 薄板(31)とプレート(4)は、はんだ付けによって相互に接続されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の熱交換器コア。
  11. 隣接する流路溝(35)の開放している端、および当該開放している端に形成されるデフレクタゾーンも、当該開放している端と共に、薄板(31)の外側に接続される形材(37)によってシールされていることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の熱交換器コア。
  12. 隣接する流路溝(35)の開放している端、および当該開放している端に形成されるデフレクタゾーンも、当該開放している端と共に、薄板(31)の外側に接続されるプレート(39)によってシールされていることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の熱交換器コア。
  13. 形材(37)および/またはプレート(39)は溶接によって薄板(31)に接続されていることを特徴とする請求項11または12に記載の熱交換器コア。
  14. 凹部(36)はフライス削りによって得られることを特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の熱交換器コア。
  15. 一方が他方の上方に置かれた複数の冷却液の通路(24)と、冷却液の通路(24)の間に配置された空気の通路(8)とを含むことを特徴とする請求項1乃至14のいずれかに記載の熱交換器コア。
  16. 請求項1乃至15のいずれかに記載の熱交換器コアが、冷却液/空気結合熱交換器ブロック(1)の一部として構成されていることを特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載の熱交換器コア。
  17. プレート(4)は2つの部分を具備し、一方の部分は冷却液/空気熱交換器コア(1)の形成に用いられ、他方の部分は空気/空気熱交換器コア(2)の形成に用いられることを特徴とする請求項1乃至16のいずれかに記載の熱交換器コア。
  18. 請求項1乃至17のいずれかに記載の熱交換器コアを備えていることを特徴とする冷却液/空気熱交換器。
  19. 請求項18に記載の冷却液/空気熱交換器と、空気/空気結合熱交換器とが一体の構造ユニットとして結合されていることを特徴とする熱交換器。

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