JP2008506924A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器のチューブ内の冷却剤の流れの変化により生じる、温度差による熱膨張に起因する応力による破壊を防止する。
【解決手段】 本発明は、熱交換を促進するように、チューブの束（２）と、これら束のチューブの間に位置するスペーサとを備える、例えば自動車用の熱交換器に関する。チューブの束は、２つの端部スペーサ（７０、７１）によって構成され、チューブの束の端部が貫通するようになっている２つのコレクタプレートと、端部スペーサのうちの１つに配置された少なくとも１つのフランジ（５０、５１）とも備える。フランジは、膨張ゾーンにおけるフランジの横方向部分を実質的にＵ字形とすると共に、膨張ゾーン（８０）の長手方向の膨張を補償するよう、少なくとも１つの膨張ゾーン（８０）を備えている。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、熱交換器に関し、特に自動車に取り付けるようになっている熱交換器に関する。

従来の熱交換器は、２本の端部チューブによって境界が定められたチューブの束を有する。熱交換特性を改善するために、束内のチューブの間にスペーサを設け、各端部チューブの外側面に、端部スペーサを設けることがある。

熱交換器は、２つのヘッダープレートをも有し、これらのヘッダープレートを、チューブの束の端部が貫通している。更に従来、端部プレートのうちの端部スペーサに、サイドプレートが直接設けられていた。

従って、熱交換器のサイドプレートは、ヘッダープレートの間の分離距離を一定に維持すると共に、熱交換器の製造を容易にするよう、ヘッダープレートの間に離間部品を形成している。このサイドプレートは、熱交換器、例えばモータ−ファンユットにリンクされた付属部材を支持し、係止するのにも使用されている。

各サイドプレートは、一般に中心ウェブを有し、このウェブは、サイドプレートに沿って延びる２つの長手方向フランジによって、境界が定められている。中心ウェブは、全体として長方形であり、平坦である。

中心ウェブの表面からは、各長手方向フランジが突出しているので、サイドプレートの断面は、全体としてＵ字形をしている。長手方向フランジは、従来、関連するサイドプレートを強化し、補強するようになっていた。

熱交換器が作動しているとき、チューブ内の冷却剤の流れの変化により、温度差が生じ、この温度差によって、熱交換器の中心部に熱膨張が生じる。その結果、中心部内に機械的な応力が生じ、この応力によって、中心部が破壊されることがある。

更に従来の熱交換器のチューブは、熱交換器の製造コストを制限するために、比較的薄くされる傾向がある。従って、チューブの熱衝撃に対する抵抗力は、次第に低下しており、破壊される恐れが大となっている。

このような破壊の危険性を小さくするには、各サイドプレートの端部を、サイドプレートの中心部分から機械的に分離し、熱膨張に起因する応力が、チューブに伝わるのを防止することが望ましい。

この目的のために、熱交換器を鑞付け作業した後に、中心部分において、サイドプレート内に横方向の切り欠き部を設けることが知られている。この切り欠き部は、例えばソーイング加工によって形成できる。

この解決方法によると、チューブの熱衝撃に対する抵抗力は改善されるが、熱交換器および工作機械の清浄度を低下させる切削チップを発生したり、振動または交互に加わる圧力に対する熱交換器の抵抗力を低下させるという欠点がある。

現在の他の例では、サイドプレートに、局部的に膨張させ得る弱い領域を形成し、チューブへ応力が伝わるのを制限するようにしている。

例えばフランス特許第FR2183375号は、サイドプレートをヘッダープレートに接続する固定脚部内、または直接サイドプレート内に設けられる琴の形状をした横方向曲り部を提案している。

欧州特許出願第EP1195573号は、サイドプレートのエッジの近くに、開口部のエッジの部分が位置するよう、各サイドプレートに開口部を設けることを提案している。更に、開口部のエッジの上記部分から、その近くに維持するサイドプレートのエッジまで、横方向に延びる曲り部が設けられている。

米国特許第6,328,098号は、中心ウェブまたはフランジ内に、曲り部の形態をした破壊エリアを形成することを提案している。

これらの解決方法は、比較的深い深さ、特に８ｍｍのオーダーの深さを有するフランジを備えるサイドプレートにおける熱衝撃に対するチューブの抵抗力を改善できるが、この解決方法は、サイドプレートのフランジが比較的浅いときには適当ではない。

本発明は、このような欠点を改善するものである。

この目的のために、本発明は、熱交換を促進するために、チューブの束およびこれら束内のチューブの間に介在されたスペーサを有する、例えば自動車用の熱交換器を提案するものである。

この熱交換器は、チューブの束が貫通するようになっている２つのヘッダープレート、および前記端部スペーサのうちの１つに位置する少なくとも１つのサイドプレートも有している。前記サイドプレートは、その長手方向の膨張を補償するように、少なくとも１つの膨張領域を有し、前記膨張領域内のサイドプレートの断面は、実質的にＵ形となっている。

本発明に係わる回路要素のオプションとしての相補的、または代替的な特徴は、次のとうりである。

サイドプレートは、実質的に平らな中心ウェブを有し、このウェブの境界は、２つの長手方向フランジによって定められている。

膨張領域は、中心ウェブ内に形成された開口部と、サイドプレートの側面に向いた２つの横方向曲り部を備え、横方向曲り部は、サイドプレートの長手方向軸線の両側に位置し、各横方向曲り部は、前記フランジの一部の上、および前記フランジの接続領域の対応する部分の上を、前記中心ウェブまで延びている。

横方向曲り部は、サイドプレートの長手方向軸線を中心に、互いに実質的に対称的である。

膨張領域内の前記開口部の長さは、横方向曲り部の長さと実質的に等しい。

各横方向曲り部のポイントは、サイドプレートの長手方向軸線上で、膨張領域の中心に実質的に位置している。

サイドプレートは、単一の膨張領域を有し、膨張領域の中心と前記ヘッダープレートのうちの１つとの間の距離は、実質的に７５ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内にある。

サイドプレートは、２つの膨張領域を有し、各膨張領域は、ヘッダープレートの近くに位置している。

膨張領域内の開口部は、全体として長方形となっている。

膨張領域内の開口部は、全体としてＸ字形となっている。

開口部は、全体としてＭ字形となっており、このＭ字形の脚部は、サイドプレートの長手方向軸線と同じ方向を向いている。

Ｍ字形状の脚部は、サイドプレートの中心を向いている。

Ｍ字形状の脚部は、近くのヘッダープレートに向いている。

Ｍ字形の脚部の接続ブランチの長さと、サイドプレートの長さとの比は、実質的に０.０５〜０.２５の範囲内にある。

Ｍ字形状の中心ポイントの上方エッジと、Ｍ字形の各側方ポイントとの間の距離は、実質的に−５ｍｍ〜＋５ｍｍの範囲内にある。

中心ポイントの下方エッジと、各側方ポイントの上方エッジとの間の距離は、Ｍ字形の脚部の接続ブランチの幅と実質的に等しいか、それよりも大であり、膨張領域の長さと実質的に等しいか、それ未満である。

各横方向曲り部は、その内壁に切り込みを備え、その切り込みの方向は、横方向曲り部のポイントにおいて、中心ウェブの平面と実質的に垂直である。

各切り込みは、全体としてＶ字形をした断面を有し、このＶ字形のポイントは、サイドプレートの外側を向いている。

膨張領域の長さと、前記サイドプレートの幅との比は、実質的に０.５〜１.５の範囲内にある。

各横方向曲り部の長さと、サイドプレートの幅との比は、実質的に０.０５〜０.３の範囲内にある。

図１は、熱交換器１、特に自動車用熱交換器を示す。この熱交換器１は、チューブ２の束を有し、これらのチューブは、互いに平行となっており、２つのヘッダープレート４の間に位置している。

各ヘッダープレート４を、チューブの束の一端が貫通しており、各ヘッダープレート４は、ヘッダーボックス３によってカバーされている。

チューブ２の間には、波形をしたスペーサ７の形態の放熱器が取り付けられており、チューブ内を流れる冷却流体とスペーサ７を通過する空気との間で、熱交換が行われるようになっている。

スペーサ７は、放熱器としての機能の外に、チューブの間の間隔を維持し、加圧された冷却流体がチューブを通過するときの、チューブの変形を制限するようになっている。

チューブの束は、境界が２つの端部チューブ２０および２１によって定められ、束の頂部端部チューブおよび底部端部チューブを、それぞれ形成している。なお、本明細書で使用する「頂部チューブ」および「底部チューブ」なる用語は、図１の熱交換器の位置を基準としている。

図１の位置では、チューブ２、２０および２１は、実質的に水平であるが、変形例では、チューブ２と、２０と、２１とが垂直方向を向く熱交換器とされ、この場合、端部チューブは横方向チューブとなる。

以下の説明では、非限定的例として図１に示した位置を基準とする。明瞭にするために、この位置を基準として、端部チューブ２０および２１を、それぞれ頂部チューブおよび底部チューブと呼ぶ。

図１に示すように、頂部チューブの外側表面には、端部スペーサ７０が位置決めされている。底部チューブ２１の外側表面には、端部スペーサ７１が位置決めされている。以下の説明では、これら端部スペーサ７０および７１を、それぞれ頂部スペーサおよび底部スペーサと呼ぶ。

熱交換器は、端部スペーサの１つに設けられた少なくとも１つのサイドプレートをも有している。従って、図１を基準にすると、熱交換器は、頂部スペーサ７０に位置するサイドプレート５０と、底部スペーサ７１に位置するサイドプレート５１とを有する。

サイドプレート５０と５１とは、ヘッダープレートの間の距離を一定に維持すると共に、熱交換器の製造を容易にするためのものである。

頂部チューブ２０とスペーサ７０とヘッダープレート４とサイドプレート５０との接合は、一般に鑞付けによって行われる。

本熱交換器の作動中、冷却流体は、ヘッダーボックス３のうちの１つを通って、チューブに流入し、束となっているチューブを通って流出する。冷却流体が高温となっているため、チューブの壁およびスペーサに熱の移動が生じる。スペーサを通過する空気により、チューブ内を流れる冷却流体が冷却される。

チューブは、冷却流体の高温の作用により、長手方向に膨張する傾向があるので、チューブがヘッダープレートに固定されている領域において、大きい応力が発生する。

サイドプレート５０および５１を使用することにより、チューブの長手方向の膨張と対向するように、ヘッダープレート間の間隔を維持することが可能である。しかし、サイドプレートは、冷却流体に直接熱接触はしていないので、各サイドプレートの温度は、対応する端部チューブの温度と同じ比率で上昇しない。

各サイドプレート５０または５１は、対応する端部スペーサ７０または７１に、その全長にわたって接触しているので、対応する端部チューブ２０または２１の内部で生じる圧力は、端部スペーサによってサイドプレートに伝えられる。従って、サイドプレートは、膨張差を発生し、この膨張差は、熱交換器の一部の部品を変形させる。

膨張差を制限するためには、サイドプレートの端部部分を、その中心部分から機械的に分離するのが有効である。

この目的のために、熱交換器１は、各サイドプレート５０および５１上に、それぞれ８０および８１で示す膨張領域を有している。これらの領域は、図１内のハッチングによって、略示されている。

図２Ａは、本発明の第１実施例における頂部サイドプレート５０の一部を、上から見た図である。以下の説明では、頂部サイドプレート５０に関して本発明を説明するが、本発明は、底部サイドプレート５１にも、同じように実施できるものである。

サイドプレート５０の断面は、全体としてＵ字形となっている。サイドプレートは、長手方向の２つのフランジ５０１および５０２によって境界が定められた、実質的に平坦な中心ウェブ５００を有する。これらのフランジは、中心ウェブ５００の平面とほぼ垂直であり、サイドプレート５０のエッジに位置している。

従って、各長手方向フランジ５０１および５０２は、中心ウェブ５００によって定められた平面から突出している。長手方向フランジは、公知の態様で、サイドプレート５０を補強し、強化する機能を有する。

本発明の１つの特徴によれば、サイドプレート５０は、サイドプレートの長手方向に生じる熱膨張を補償するようになっている膨張領域８０を有し、またこのサイドプレートのこの膨張領域８０は、Ｕ字形断面を有する。図１Ａでは、この膨張領域は、破線で長方形の領域８０として示されている。

この膨張領域８０は、張力を受けると、サイドプレートの剛性を低減し、よって、長手方向の熱膨張も補償するような形状とされている。この膨張領域は、サイドプレートの曲げ剛性が、振動抵抗を許容可能にするのに十分となるような形状ともなっている。

この目的のために、膨張領域８０は、中心ウェブ内に形成された開口部８００、および２つの横方向の曲り部８７１および８７２を有する。各横方向曲り部８７１または８７２は、サイドプレートの内側を向いている。

横方向曲り部８７１または８７２は、互いに向き合っている。これら横方向曲り部は、サイドプレートの長手方向軸線Δを中心として、互いに対称的にすることができる。開口部８００により、横方向曲り部を形成することが容易となり、これらの横方向の曲り部により、サイドプレートの膨張を補償することが可能となっている。

各横方向曲り部８７１または８７２は、膨張領域に位置するフランジ５０１または５０２の部分に沿って、更にフランジ５０１の接続領域の対応する部分にも沿って、中心ウェブ５００まで延びている。従って、フランジ５０１および５０２は、膨張領域８０内の中心ウェブ５００に接続されている。

接続領域は、例えば実質的に二面角形状とすることができる。各横方向曲り部８７１または８７２は、中心ウェブ５００の対応する部分にも沿って延びることができる。特に、各横方向曲り部８７１または８７２のポイントは、サイドプレートの長手方向軸線Δ上の、膨張領域８０の中心に実質的に位置している。

横方向曲り部８７１および８７２は、膨張領域の中心を貫通する垂直曲げラインに沿って、サイドプレートの内側に向けて、サイドプレートを変形することにより製造できる。この場合、垂直なる用語は、中心ウェブ５００の平面に垂直な方向を意味する。明瞭にするために、本明細書では、この用語は、図１の熱交換器の位置を基準として使用する。

変形部８７１および８７２は、膨張領域で、サイドプレートのＵ字形断面を有するように形成されている。サイドプレートのＵ字形断面の寸法は、長手方向軸線Δに沿って、膨張領域の中心に向かうにつれ、徐々に小さくなっている。このようなＵ字形によって、サイドプレートの剛性、従って振動に対する抵抗力が大となっている。

図２Ａに示すように、本発明の１つの特徴によれば、開口部８００の長さ、および横方向曲り部８７１および８７２の長さを、膨張領域Ｌ１の長さと実質的に等しくすることができる。

本発明の別の特徴によれば、膨張領域８０の長さＬ１と、サイドプレートの幅Ｌｊとの比を、実質的に０.５〜１.５の範囲内とすることができる。

更に、横方向曲り部８７１および８７２の各々の深さＬ５と、サイドプレートの幅Ｌｊとの比は、実質的に０.０５〜０.３の範囲内にあることが好ましい。

開口部８００により、サイドプレートの長手方向軸線Δに沿って、サイドプレートを弱くすることが可能である。このようにして、サイドプレートは、長手方向の膨張によって生じる比較的小さい応力の作用を受けて、破壊されるようになっている。

フランジおよび膨張領域８０内の中心ウェブに対するフランジの接続領域の横方向曲り部８７１および８７２により、更にサイドプレートを長手方向に弱くすることが可能となっている。

これらの曲り部は、中心ウェブ５００の平面と垂直な平面において、サイドプレートの満足できる曲げ剛性を維持することも可能にしている。この剛性は、振動に対するサイドプレートの抵抗力を生じさせるのに必要である。

このような解決方法は、特に中心ウェブの上方において、約１〜３ｍｍに立ち上がる浅いフランジが設けられたサイドプレートに対して適している。その理由は、浅いフランジが設けられているサイドプレートの場合、フランジを切り欠く作業が複雑であり、かつコストがかかるので、サイドプレートの弱体化に寄与するようなフランジの切り欠きを設けることが困難であるからである。更に、浅いために、このサイドプレート内のフランジを弱くするよう、フランジの表面に、開口部を形成することは困難である。

浅いフランジに特に適しているのと同じように、本発明に係わる熱交換器により、サイドプレートの全長にわたって、サイドプレートのＵ字形断面を保存し、膨張領域８０内に、満足できる曲げ剛性を得ることが可能である。

図２Ａに示すように、本発明の第１実施例における開口部８００は、形状を実質的に長方形とすることができ、その幅は、サイドプレート５０の幅Ｌｊと実質的に等しい。

開口部８００の長手方向エッジは、横方向曲り部８７１および８７２を形成するのに加えられる変形作用により、若干内側にカーブされる。

本発明によれば、サイドプレート５０は、単一の膨張領域８０を有することがある。この場合、軸線ΔＭを通過する膨張領域８０の中心と、ヘッダープレート４のうちの１つとの間の距離は、実質的に７５ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内である。

変形例として、２つの膨張領域８０を有することがある。この場合、各膨張領域８０は、ヘッダープレートのうちの１つの近くに位置する。

次に、本発明の第２実施例を示す図２Ｂおよび図３を参照する。この本発明の第２実施例によれば、開口部８００は、全体としてＭの形状をしており、このＭ字形の脚部８０８および８０９は、全体として、サイドプレートの長手方向の軸線Δに沿っている。

図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の第２実施例に係わる熱交換器の斜視図を示す。これらの図では、熱交換器の頂部サイドプレート５０は、２つの膨張領域８０を有する。

この実施例では、各膨張領域のＭの脚部は、図４Ａに示すように、その近くに位置するヘッダープレートに向いている。

変形例では、膨張領域８０のＭ字形の各脚部は、図４Ｂに示すように、サイドプレートの中心を向いている。

図３は、本発明の第２実施例における膨張領域８０を示す、サイドプレート５０の一部を上から見た図である。

Ｍ字形開口部８００は、中心ポイント８０３と、２つの横方向ポイント８０５および８０７とを有する。これら脚部８０８と８０９は、２つのブランチ８０４および８０６によって接続されている。これら接続ブランチは、Ｍ字形の中心ポイント８０３を構成している。

本発明の１つの特徴によれば、各接続ブランチ８０４および８０６の幅Ｌ２と、サイドプレートの幅Ｌｊとの比は、実質的に０.０５〜０.２５の範囲内にある。

本発明の相補的な特徴によれば、中心ポイント８０３の上部エッジと、各横方向ポイント８０５および８０７の下方エッジとの間の距離Ｌ４は、実質的に−５ｍｍ〜＋５ｍｍの範囲内である。

更に、中心ポイント８０３の下方エッジと、各横方向ポイント８０５および８０７の上方エッジとの間の距離Ｌ６は、中心ポイント８０３のブランチの幅Ｌ２と実質的に等しいか、それよりも大であり、膨張領域８０の長さＬ１と実質的に等しいか、それ未満である。

これらの寸法により、開口部８００の形状を、サイドプレートの幅に適合させることができ、かつ鑞付け中、スペーサ曲り部を、チューブに押圧状態に維持することが可能となっている。

更に、膨張領域８０の両側に、位置決め孔８０１および８０２が設けられている。これらの位置決め孔により、サイドプレートを工具内に保持できるので、開口部８００を形成している間、サイドプレートの長手方向での振動は防止される。

Ｌ字形開口部８００の幅は、サイドプレートの幅Ｌよりも小さいことが好ましい。従って、材料の周辺ストリップは、膨張領域８０のウェブ部分５００内において、サイドプレートの各エッジと、Ｍ字形の対応する長手方向エッジとの間に境界が定められる。

材料のストリップは、図３では、ハッチングによって示されている。材料の周辺ストリップにより、サイドプレート５０の剛性を、例えばサイドプレートの幅に適合させることが可能となっている。この材料のストリップは、ほぼ０ｍｍ〜３ｍｍの範囲内にあることが好ましい。

図５は、サイドプレートの第２実施例の変形例であるサイドプレートの一部を、上から見た図である。この変形例では、横方向曲り部のポイントにおいて、各横方向曲り部８７１および８７２の内壁内に、切り込み６１または６２を設けることができる。より正確には、各切り込みは、横方向曲り部の内壁上で、横方向曲り部の曲げラインに沿って延びている。

各切り込み６１および６２は、Ｕ字形の断面を有することが好ましく、Ｖ字形のポイントは、サイドプレートの外側を向いている。これら切り込み６１および６２により、長手方向の膨張が生じた場合に、フランジ５０１および５０２を曲げることが容易となる。

膨張領域８０の開口部８００、および横方向曲り部８７１および８７２により、ウェブの平面と直角な平面における曲げ剛性に寄与させ、かつサイドプレートの長手方向の膨張を補償するように、中心ウェブ５００を弱くできる。

更に、膨張領域の横方向曲り部８７１および８７２により、鑞付け中に、頂部チューブに頂部スペーサを押圧し続けることが可能となっている。

本発明の第２実施例によれば、Ｍ字形開口部の横方向ポイント８０５および８０７も、鑞付け中に、頂部スペーサ７０を頂部チューブに押圧し続けることに役立つ。

次に、スペーサ７０に取り付けられたサイドプレート５０の部分図である図６を参照する。本発明の別の特徴によれば、膨張の補償を改善するために、中心ポイント８０３の上部エッジと下方エッジとの間に位置するスペーサ曲り部７０１を、サイドプレートに鑞付けしなくてもよいようにすることも可能である。

取り付けられないスペーサ曲り部を設けることにより、交互に加えられる圧力に対するチューブの抵抗力を満足できる状態に維持しながら、サイドプレートの可撓性を高めることができる。

サイドプレートの横方向曲り部８７１および８７２を、スペーサに鑞付けする必要をなくすことを不要にすることも可能であり、これによって膨張時のフレキシビリティも高まる。

鑞付け中、加熱された端部チューブは、加熱の作用によって膨張し得る。次にサイドプレートは、端部プレートに対する膨張差を受ける。しかし、このような膨張差は、本発明により、応力が熱交換器の端部に伝えられないように変形する膨張領域８０によって補償される。

本発明に係わるサイドプレートは、プロフィル化（ｐｒｏｆｉｌｉｎｇ，有形化）により形成できる。変形例では、スタンプ加工によって、サイドプレートを製造することができ、膨張領域内のサイドプレートに切り欠きを設けることによって、開口部８００を形成できる。

フランジを変形し、サイドプレートの内側に向けて、ウェブに対するフランジの接続領域を変形させることにより、横方向曲り部８７１および８７２を形成できる。

本発明に係わる熱交換器を組み立てるには、まず、チューブ２の間にスペーサ７をはめ込み、端部チューブ２０および２１に、それぞれスペーサ７０および７１を位置決めした状態で、チューブの束を組み立てる。

次に、束のうちのチューブをヘッダープレート４に係合し、その後、ヘッダープレートにサイドプレート５０および５１を固定する。次に、このようにして組み立てられた熱交換器を鑞付けする。熱交換器を鑞付けした後、ヘッダーボックス３を取り付けることができる。

変形例として、ヘッダーボックスにチューブの束を鑞付けしてもよい。

第２実施例では、Ｍ字形開口部８００の横方向ポイント８０５および８０７は、鑞付け中、頂部スペーサ７０をチューブに押圧した状態に維持する。

図６を参照して、上に述べたように、１つのスペーサ曲り部７０１を、Ｍ字形開口部のＶ字形の間に取り付けない状態のままにしておくことが可能である。スペーサにサイドプレートのフランジを、鑞付けしなくてもよい。

本発明によれば、熱交換器を使用中に、横方向曲り部が破壊され、サイドプレートの端部が完全に中心部分から分離できるように、膨張領域８０の寸法、および横方向曲り部の寸法を適合させることが可能である。これによって、従来、サイドプレートをソーイング加工することによって得られた効果と同様の効果が得られる。

本発明は、上に説明した実施例だけに限定されるものではなく、本発明は、当業者が想到できるすべての種々の実施例も含むものである。

特に本発明は、全体が長方形の形状を有する開口部８００、または全体がＭ形をした開口部だけに限定されるものでなく、他の形状も採用できる。特に、図７に示すように、全体がＸ形状をした開口部８００を、本発明を実施するために採用できる。

従来の熱交換器の斜視図である。 本発明の第１実施例に係わるサイドプレートの一部を上から見た図である。 本発明の第２実施例に係わるサイドプレートの一部の斜視図である。 本発明の第２実施例に係わるサイドプレートの一部を示す図である。 本発明の第２実施例に係わる熱交換器の斜視図である。 図４Ａの熱交換器の変形実施例の斜視図である。 本発明の第２実施例に係わるサイドプレートの一部の上から見た図である。 本発明の第２実施例に係わる、端部スペーサに取り付けられたサイドプレートの一部を上から見た図である。 本発明の別の実施例に係わるサイドプレートの一部を上から見た図である。

符号の説明

１ 熱交換器
２ チューブ
３ ヘッダーボックス
４ ヘッダープレート
７ 波形スペーサ
２０、２１ 端部チューブ
５０、５１ サイドプレート
７０、７１ 端部スペーサ
８０、８１ 膨張領域
５００ 中心ウェブ
５０１、５０２ フランジ
８００ 開口部
８７１、８７２ 横方向曲り部

Claims (20)

1. 熱交換を促進するために、チューブ（２）の束、およびこの束内のチューブの間に介在されたスペーサを有し、チューブの束は、２つの端部スペーサ（７０、７１）によって境界が定められており、更に、チューブの束の端部が貫通するようになっている２つのヘッダープレート、および前記端部スペーサのうちの１つに位置する少なくとも１つのサイドプレート（５０、５１）も有する、例えば自動車用の熱交換器であって、
   前記サイドプレートは、その長手方向の膨張を補償するように、少なくとも１つの膨張領域（８０）を有し、前記膨張領域内の前記サイドプレートの断面は、実質的にＵ形となっていることを特徴とする熱交換器。
2. 前記サイドプレートは、実質的に平らな中心ウェブ（５００）を有し、このウェブの境界は、２つの長手方向フランジ（５０１、５０２）によって定められており、前記フランジ（５０１、５０２）は、膨張領域（８０）内の中心ウェブ（５００）に接続されていることを特徴とする、請求項１記載の熱交換器。
3. 前記膨張領域（８０）は、中心ウェブ（５００）内に形成された開口部（８００）と、前記サイドプレートの側面を向く２つの横方向曲り部（８７１、８７２）を備え、前記横方向曲り部は、サイドプレートの長手方向軸線（Δ）の両側に位置し、各横方向曲り部は、前記フランジの一部の上、および前記フランジの接続領域の対応する部分の上を、前記中心ウェブまで延びていることを特徴とする、請求項１または２記載の熱交換器。
4. 前記横方向曲り部は、前記サイドプレートの長手方向軸線（Δ）を中心に、互いに実質的に対称的であることを特徴とする、請求項３記載の熱交換器。
5. 前記膨張領域（８０）内の開口部（８００）の長さは、前記横方向曲り部（８７１、８７２）の長さと実質的に等しいことを特徴とする、請求項２〜４のいずれかに記載の熱交換器。
6. 各横方向曲り部のポイントは、前記サイドプレートの長手方向軸線（Δ）上で、前記膨張領域の中心に実質的に位置していることを特徴とする、請求項４または５に記載の熱交換器。
7. 前記サイドプレートは、単一の膨張領域（８０）を有し、前記膨張領域の中心と前記ヘッダープレートのうちの１つとの間の距離は、実質的に７５ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内にあることを特徴とする、請求項１〜６のうちのいずれかに記載の熱交換器。
8. 前記サイドプレートは、２つの膨張領域を有し、各膨張領域は、ヘッダープレートの近くに位置していることを特徴とする、請求項２〜６のいずれかに記載の熱交換器。
9. 前記膨張領域内の開口部（８０）は、全体として長方形となっていることを特徴とする、請求項２〜８のいずれかに記載の熱交換器。
10. 前記膨張領域内の開口部（８０）は、全体としてＸ字形となっていることを特徴とする、請求項２〜８のいずれかに記載の熱交換器。
11. 前記開口部は、全体としてＭ字形となっており、このＭ字状の脚部（８０８、８０９）は、前記サイドプレートの長手方向軸線（Δ）と同じ方向を向いていることを特徴とする、請求項２〜８のいずれかに記載の熱交換器。
12. 前記Ｍ字形の脚部は、前記サイドプレートの中心を向いていることを特徴とする、請求項８と組み合わせた請求項１１記載の熱交換器。
13. 前記Ｍ字形の脚部は、近くのヘッダープレートに向いていることを特徴とする、請求項８と組み合わせた請求項１１記載の熱交換器。
14. 前記Ｍ字形の脚部の接続ブランチ（８０４、８０６）の長さ（Ｌ２）と、前記サイドプレートの長さ（Ｌ１）との比は、実質的に、０.０５〜０.２５の範囲内にあることを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれかに記載の熱交換器。
15. 前記Ｍ字形の中心ポイント（８０３）の上方エッジと、前記Ｍ字形の各側方ポイント（８０５、８０７）との間の距離（Ｌ４）は、実質的に−５ｍｍ〜＋５ｍｍの範囲内にあることを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれかに記載の熱交換器。
16. 前記中心ポイント（８０３）の下方エッジと、各側方ポイント（８０５、８０７）の上方エッジとの間の距離（Ｌ６）は、前記Ｍ字形の脚部の接続ブランチ（８０４、８０６）の幅（Ｌ２）と実質的に等しいか、それよりも大であり、前記膨張領域（８０）の長さ（Ｌ１）と実質的に等しいか、それ未満であることを特徴とする、請求項１１〜１５のいずれかに記載の熱交換器。
17. 各横方向曲り部（８７１、８７２）は、その内壁に切り込み（６１、６２）を有し、その切り込みの方向は、前記横方向曲り部のポイントにおいて、前記中心ウェブの平面と実質的に垂直であることを特徴とする、請求項２〜１６のいずれかに記載の熱交換器。
18. 各切り込み（６１、６２）は、全体としてＶ字形をした断面を有し、このＶ字形のポイントは、前記サイドプレートの外側を向いていることを特徴とする、請求項１７記載の熱交換器。
19. 前記膨張領域の長さ（Ｌ１）と、前記サイドプレートの幅（Ｌｊ）との比は、実質的に０.５〜１.５の範囲内にあることを特徴とする、請求項２〜１８のいずれかに記載の熱交換器。
20. 各横方向曲り部の長さ（Ｌ５）と、前記サイドプレートの幅（Ｌｊ）との比は、実質的に０.０５〜０.３の範囲内にあることを特徴とする、請求項２〜１９のいずれかに記載の熱交換器。

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