JP2007139406A - 熱交換器コアアッセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、補強バーと閉鎖バーとの間の境界面で水分が蓄積するのを防止するコアアッセンブリを提供する。
【解決手段】 熱交換器アッセンブリ１０は、閉鎖バー３６によって少なくとも一方の側壁に関して閉鎖された空気通路１８，２０を有する。補強バー４０は、コアアッセンブリ１２内に水分が蓄積するギャップが実質的にない境界面を形成するように閉鎖バーのチャネル３８内に収容される。補強バーと閉鎖バーとの間の境界面に水分が蓄積するのを防ぐことで、凍結による潜在的な損傷が防止される。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般的な熱交換器およびその組み立て方法に関する。より詳しくは、本発明は、凍結によって生じる可能性のある損傷を減少するようにした熱交換器のコアアッセンブリの組立方法に関する。

熱交換器は、コアアッセンブリを介して互いに隣接する２つの流体状の媒体の流れによって、流体状の媒体を冷却または加熱するために使用する。熱交換器は、大気の空気流を流体媒体の１つとして使用するように構成されることが多々ある。大気中にある湿気が凝縮し、水分としてコアアッセンブリの一部に留まることがある。

不利益な点としては、コアアッセンブリに留まった水分が、温度が低下するとともに凍結する可能性があることである。液体が凍結すると、液体状態のときに占める容積よりも大きな容積へと膨張する。液体の凍結によって生じる膨張は、コアアッセンブリの一部を変形させる可能性がある。解凍・凍結サイクルが続くと、熱交換器の寿命が減少することがある。

したがって、コアアッセンブリ内の水分の蓄積を防ぐ特徴を備える熱交換器アッセンブリを開発することが求められている。

本発明の熱交換器アッセンブリは、少なくとも一部が閉鎖バーによって形成される空気通路を有するコアアッセンブリを含む。補強バーは、コアアッセンブリ内に水分の蓄積を防ぐために、実質的にギャップのない境界面を形成するように、閉鎖バーのチャネル内に収容される。

閉鎖バーは、比較的に重さが軽く好ましい強度を提供するＣ字形の断面を有する。各閉鎖バーは、コアアッセンブリを通る空気通路の側壁を形成する。閉鎖バーは、補強バーによって末端部で補強され、ハウジングもしくは他の熱交換器のコンポーネントをコアアッセンブリに取り付けるのを容易にする。この補強バーは、水分の蓄積がおこりうるようなギャップが形成されないように、閉鎖バーのチャネル内に収容されるタブを含む。水分の蓄積が防止されるので、コアアッセンブリ内には凍結する水分は存在しない。

したがって、本発明により組み立てられたコアアッセンブリは、補強バーと閉鎖バーとの間の境界面で水分が蓄積するのを防止する。水分が蓄積されないことで、水分の凍結による潜在的な損傷の可能性が実質的に除外され、したがって、熱交換器の寿命が延びる。

図１に示すように、熱交換器アッセンブリ１０は、ハウジング２２内に配置されたコアアッセンブリ１２を含む。このハウジング２２は、第１の媒体２３用の第１の入口２４と、第２の媒体２５用の第２の入口２６と、を備える。第１の媒体２３および第２の媒体２５は、第１の出口３０および第２の出口３４から出る。少なくとも第１の媒体２３および第２の媒体２５の一方は、湿気として水分をいくらか含む大気を含む。大気が水分を含む例示的な流体の媒体として記載されているが、コアアッセンブリ内で凝縮して留まる可能性のある液体を含む、他の流体媒体源、例えば、燃焼機関からの排気なども、本発明の意図する範囲内である。

コアアッセンブリ１２は、第１の媒体２３および第２の媒体２５の空気通路１８，２０を形成し、かつ複数のフィン１４を含む。第１の空気通路１８および第２の空気通路２０は、第１の媒体２３および第２の媒体２５間の熱の伝達および移動を提供するようにコアアッセンブリ１２内に配置される。

第１の空気通路１８および第２の空気通路２０の側壁は、２面の側壁に関しては仕切り板１６によって形成され、かつ他の２面の側壁に関しては閉鎖バー３６によって形成される。この閉鎖バー３６は、コアアッセンブリ１２に所望の支持構造を提供する。この閉鎖バー３６は、実質的にＣ字形であり、補強バー４０に嵌合している。Ｃ字形閉鎖バー３６によって、所望の強度と熱疲労に対する特性が与えられる。補強バー４０は、コアアッセンブリ１２を強化し、かつコアアッセンブリ１２とハウジング２２との間の取付部４６を提供するように、少なくともいくつかの閉鎖バー３６の末端部４４に配置される。さらに、他の特徴部および熱交換器アッセンブリ１０のコンポーネントが、閉鎖バー３６と補強バー４０との間の境界面で取付けられ得る。

図２に示すように、閉鎖バー３６は実質的にＣ字形であり、長手方向に延びているチャネル３８を含む。閉鎖バー３６は、長さ４８を有し、Ｃ字形チャネル３８は、閉鎖バー３６の長さ４８全体に亘って延びている。この閉鎖バー３６の形状によって、軽量でかつ所望の強度が得られ、所望の軽量のコアアッセンブリ１２が提供される。補強バー４０の各々は、チャネル３８内に収容されるタブ４２を含む。このタブ４２は、閉鎖バー３６と補強バー４０との間の境界面内に隙間が生じないように、実質的にＣ字形チャネル３８の逆となる形状をなす。この補強バー４０は、長さ４８よりも短い長さ５０を有する。この補強バー４０は、他の構造物の取付部やコアアッセンブリ１２の取付部を固定するような強度を与えるために必要な長さ５０だけ延在している。この補強バー４０は、コアアッセンブリ１２に好ましくない重量を付加するものなので、補強バー４０の長さを最小限にすることが好ましい。

コアアッセンブリ１２は、仕切り板１６内のスタッキングフィン１４と、閉鎖バー３６と、補強バー４０と、によって組み立てられる。各部品を隣接する部品に取付けるために、ろう付け材が仕切り板１６上に使用される。従って、閉鎖バー３６と、補強バー４０と、仕切り板１６と、フィン１４との間の各々の境界面は、互いに合わさっている。コアアッセンブリ１２を構成する複数の部品を、仕切り板１６の各境界面に配置されているろう付け材とともに互いに合わせた後、ろう付け材が活性化するようにアッセンブリ１２全体を加熱し、コアアッセンブリの複数の部品を互いに接着する。このようなコアアッセンブリ１２の組立方法は、本発明の開示と用途から利益を享受する組立技術の一例に過ぎない。

先行技術に関する図３は、閉鎖バー３６と先行技術の補強バー１５との間の先行技術における境界面を示す。熱交換器の運転中、温度変動により、第１および第２の流体媒体内の水分の一部が凝縮し、実質的に長方形をなす先行技術の補強バー１５と閉鎖バー３６との間のギャップ１７内に、符号１９として示すように蓄積する。この水分１９が凍結すると、閉鎖バー３６と補強バー１５との間の境界面で閉鎖バー３６の変形が引き起こされる。

図４に示すように、本発明の補強バー４０は、水分が蓄積され得るようなギャップが形成されるのを防ぐように、チャネル３８内に収容されるタブ４２を含む。このタブ４２は、Ｃ字形チャネル３８との間にギャップが形成するのを防止するように、Ｃ字形チャネル３８と嵌合する断面を有している。このタブ４２は、閉鎖バー３６と補強バー４０との間の境界面でギャップが実質的に形成されないように、補強バー４０の長さ５０に延在している。なお、補強バー４０のタブ４２は、閉鎖バー３６の様々な形状のチャネルに適合するように別の形状となり得る。

閉鎖バー３６と補強バー４０との間のギャップを実質的に排除することは、コアアッセンブリ１２内の凝縮した水分の蓄積を防ぐ。凝縮した水分が蓄積することを防ぐことによって、凍結によって引き起こされる閉鎖バー３６の潜在的な変形の可能性は、実質的に排除される。水分が蓄積するのを防ぐことによって、凍結する水分が存在せず、したがって潜在的な損傷を防ぎ、熱交換器１０の運転寿命は潜在的に延びる。

本発明のコアアッセンブリを含む熱交換器の概略図。 本発明による例示的なコアアセンブリの一部を拡大した概略図。 先行技術の閉鎖バーおよび補強バーの構造を拡大した概略図。 本発明の例示的なコアアッセンブリを拡大した概略図。

符号の説明

１０…熱交換器アッセンブリ
２３，２５…媒体
２４，２６…入口
３０，３４…出口
３６…閉鎖バー
３８…チャネル
４０…補強バー

Claims (14)

1. 複数のフィンと、
   フィン同士の間に配置され、かつチャネルを含む閉鎖バーと、
   閉鎖バーのチャネル部分内に収容されるタブ部分を含む補強バーと、
   を備えることを特徴とする熱交換器コアアッセンブリ。
2. 上記チャネルが閉鎖バーの長手方向の距離に亘り延び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アッセンブリ。
3. 上記補強バーは、閉鎖バーの長手方向の長さよりも短い長手方向の長さに沿ってチャネル内に収容されることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器コアアッセンブリ。
4. 上記閉鎖バーが、略Ｃ字形の断面を有することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器コアアッセンブリ。
5. 上記補強バーのタブ部分が、略Ｃ字形の断面内に収容されることを特徴とする請求項４に記載の熱交換器コアアッセンブリ。
6. 上記閉鎖バーが、空気通路の周縁を画定することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器コアアッセンブリ。
7. 上記補強バーが、コアアッセンブリにハウジングを取り付ける接続部を形成することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器コアアッセンブリ。
8. 対応する複数の仕切り板の間に配置された複数のフィンと、
   コアアッセンブリを通る流路の周縁の一部を形成し、かつチャネルを有する閉鎖バーと、
   上記チャネル内に収容されたタブを有する補強バーと、
   を備えることを特徴とする熱交換器コアアッセンブリ。
9. 上記チャネルが閉鎖バーの長手方向の長さに亘って延びており、かつ上記補強バーのタブが閉鎖バーの端部部分に近接して配置されていることを特徴とする請求項８に記載の熱交換器コアアッセンブリ。
10. 上記閉鎖バーが実質的にＣ字形の断面積を有することを特徴とする請求項８に記載の熱交換器コアアッセンブリ。
11. 上記補強バーのタブが、Ｃ字形断面内に収容された断面を備えることを特徴とする請求項１０に記載の熱交換器コアアッセンブリ。
12. 補強バーの一部に取付可能なハウジングを有することを特徴とする請求項８に記載の熱交換器コアアッセンブリ。
13. 上記閉鎖バーが、第１の端部および第２の端部を含み、補強バーは第１の端部部分および第２の端部部分の各々に配置されることを特徴とする請求項８に記載の熱交換器コアアッセンブリ。
14. 上記閉鎖バーが、コアアッセンブリの長手方向の側面に沿って延びることを特徴とする請求項８に記載の熱交換器コアアッセンブリ。

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