JP2008508472A - 特に過給内燃エンジン用の、集束管式の熱交換器 - Google Patents

特に過給内燃エンジン用の、集束管式の熱交換器 Download PDF

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Abstract

本発明は、外部を流れる冷却用の流体(Fe)によって冷却される内部空気流(Fi)が中を流れる水平な収束管(20)によって連結された、少なくとも第1集合管(16)と第2集合管(18)とを含む熱交換器(14)に関し:−通路(S11)の断面に乱流発生器(34)を有する第1管群(S1P1)と、通路(S11)と同等な通路(S12)の断面が乱流発生器を有しない第2管群(S2P1)を含む第1部(P1)と;−通路(S21)の断面が乱流発生器を有しない第1管群(S1P2)と、通路(S21)と同等な通路(S22)の断面が乱流発生器(34)を有する第2管群(S2P2)を含む第2部(P2)と;−第1部(P1)と第2部(P2)の間に介在する接続手段(40)を有する、冷却する内部空気流(Fi)のための中間配分ボックス(24)とを含むことを特徴とする。

Description

本発明は、特に自動車の過給内燃エンジンへ供給する過給空気を冷却するための、集束管式の熱交換器に関する。
本発明は、特に、少なくとも第1集合管と第2集合管とを含み、上記第1集合管と上記第2集合管は、水平な収束管によって横方向に連結され、上記収束管の中を、上記収束管の外部を流れる冷却用の流体によって冷却する内部空気流が流れる、過給内燃エンジン用の、特に空気−空気型の熱交換器に関する。
過給内燃エンジンにおいて、エンジンの熱負荷と、排気ガスの温度及びその結果によるNOxの排出と、燃料消費を減少させるために、過給空気を冷却する熱交換器のような冷却装置、すなわち「冷却器」を使用することが知られている。
過給空気は、主に2つの方法、すなわちエンジンの冷却液によって、または外部の空気によって冷却される。
冷却液による冷却の場合の熱交換器は、典型的には空気−水型の冷却器である。この熱交換器の装着位置は自由に選択することができ、このことは、水によって冷却される冷却器の極めて良好な装着効率の観点からは著しく有利である。しかしながら、過給空気の温度を、一般に冷却液の温度よりも低い所望の値まで低下させることは不可能である。
このため、過給、すなわちタービンで圧縮された空気を供給される内燃エンジンは、ほとんど全て、空気によって冷却される過給空気の冷却器を装備される。
特許文献US−A−4.702.079には、空気−空気型の熱交換器が記載されている。この熱交換器は、この文献の図2に見られるように、多くの場合、自動車が移動するときの外部空気の動圧によって冷却されるように、自動車の前部に装着される。
勿論、空気−空気型の熱交換器を、自動車のコンパートメントの他の場所に配置することも可能であるが、この場合は、エンジンの冷却ファンのような別の送風機によって換気する必要がある。従って、このような配置は、コスト、重量、容積の観点から、ほとんど使用されない。
熱交換器を自動車の前部へ取り付ける場合には、他の制約、特に歩行者との衝突に関する規則の尊重のような、安全性に関する制約も考慮する必要がある。
空気−空気型の熱交換器は、冷却水用のラジエータの冷却ファンが存在しているために、低速時にも充分な冷却が常に得られるという利点から、一般にラジエータの前に配置される。
しかしながら、熱交換器のこのような設置は、代償として、冷却用の外部空気の流れを妨げるリスクと、エンジン用の冷却空気を「余熱」し、従って冷却水用のラジエータを大きくする必要があるという問題を有する。
この問題を解消するために、過給空気の熱交換器(すなわち冷却器)を冷却水のラジエータの上または下に設置することを可能にする解決策が研究されている。
しかしながら、このような設置は、特に所要空間上の理由から、適切な長さ、幅及び高さを有する熱交換器、すなわち集束管の長さが幅及び高さに比べて大きい、全体として「棒」状の熱交換器を使用することを必要とする。
収束管の数が同じである場合、過給空気の流れが通過する収束管の長さが大であるほど、過給空気の圧力損失が増大する。
また、収束管は、「乱流発生器」と呼ばれる手段を一般に含む。「乱流発生器」と呼ばれるのは、冷却するための空気と冷却空気との間の熱交換を増加させるために、乱流型、すなわち層流型でない冷却空気の流れをもたらすからである。
このように、このような熱交換器には過給空気の大きな圧力損失があるため、熱交換器を内燃エンジンの過給空気の冷却に使用することが今日まで危ぶまれてきた。
US−A−4.702.079
上記問題を解決するために、本発明は、内部の圧力損失が著しく減少された、特に空気−空気型の、熱交換器を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は「技術分野」に記載した熱交換器において:
− 通路の全断面に乱流発生器を有する第1管群と、全体として上記通路の全断面と同等な通路の全断面が乱流発生器を有しない第2管群とを含む第1部と、
− 通路の全断面が乱流発生器を有しない第1管群と、全体として上記通路の全断面と同等な通路の全断面が乱流発生器を有する第2管群とを含む第2部と、
− 上記第1部の、乱流発生器を有する上記第1管群の出口を、上記第2部の、乱流発生器を有しない上記第1管群の入口と接続するための接続手段と、上記第1部の、乱流発生器を有しない上記第2管群の出口と、上記第2部の、乱流発生器を有する上記第2管群の入口との接続とを有する、冷却する上記内部空気流(Fi)のための中間配分ボックス(24)と、
を含むことを特徴とする、熱交換器を提供する。
本発明による熱交換器は、従来技術の熱交換器と比較して、同等な熱容量と圧力損失とを有し、エンジンの冷却水のラジエータの下に設置することを特に可能にする縮小された外形寸法を有する。
本発明のその他の特徴によれば:
− 上記第1部の、乱流発生器を有する上記第1管群は、上部管群と下部管群とを有し、上記第1部の、乱流発生器を有しない上記第2管群は、上記第1部の、乱流発生器を有する上記第1管群の上記上部管群と上記下部管群との間に垂直方向に配置され;
− 上記第2部の乱流発生器を有しない上記第1管群は、上部管群と下部管群とを有し、上記第2部の乱流発生器を有する上記第2管群は、上記第2部の、乱流発生器を有しない上記第1管群の上記上部管群と上記下部管群との間に垂直方向に配置され;
− 上記冷却用の上記流体の流れのための少なくとも1つの通路を、乱流発生器を有する上記第1管群と上記第2管群との少なくとも一部の間と、乱流発生器を有しない上記第1管群と上記第2管群の少なくとも一部の間との、少なくとも一方に含み;
− 上記第1部の上記第1管群及び上記第2管群と、上記第2部の上記第1管群及び上記第2管群は、垂直断面に沿って、特に直角の平行6面体の縦方向の断面形状を有し;
− 上記第1集合管と上記第2集合管は、それぞれ冷却する上記内部空気流の、空気の入口ボックスと空気の出口ボックスをそれぞれ構成し;
− 上記内部空気流の冷却用の上記流体は、自動車の移動と、エンジン冷却装置との、少なくとも一方によってもたらされる動圧による外部空気流によって構成され;
− 上記熱交換器は、上記エンジンの冷却用のラジエータの上または下に設置することを特に可能にするような、横方向に全体に細長い形状を有し;
− 上記熱交換器は、全体として直角平行6面体の形状である。
本発明のその他の特徴及び利点は、理解のために添付図面を参照する、本発明の詳細な説明を読むことによって明らかとなるであろう。これらの図面において:
−図1は、内燃エンジンと、冷却用のラジエータと、本発明の教示による熱交換器の配置を模式的に示す、自動車の前部側面の部分図であり;
−図2は、エンジンの冷却用のラジエータの下に配置された、本発明による熱交換器の正面図であり;
−図3は、本発明による熱交換器の下面図であり;
−図4は、図3のIV−IV面に沿った熱交換器の横方向垂直断面図であり、乱流発生器付きと乱流発生器なしの、一連の管をそれぞれ備えた、第1部と第2部とを含む熱交換器の実施例を示し;
−図5〜7は、それぞれ、図3の垂直断面V−V〜VII−VIIに沿った熱交換器の第1部と、中間配分ボックスと、第2部の縦方向垂直断面図である。
慣例によって、説明と請求項において、非限定的に、用語、「第1」または「第2」、「下」または「上」、及び、方向「縦」、「垂直」、「横」を、説明において示される定義に従って、及び図に示された3面体(L、V、T)に従って、部品または位置をそれぞれ示すために使用する。
図1に、過給型の内燃エンジン12の動力装置を有する自動車の前部を模式図で示す。
周知のように、このような過給エンジン12は、吸気回路と、排気回路と、ターボコンプレッサ(図示しない)を有する。ターボコンプレッサは、大気の新鮮な空気を圧縮するコンプレッサと、コンプレッサを駆動するために要するエネルギを供給するためのタービンを有する。
簡単にいうと、エンジンの作動時には、大気から来る新鮮な空気は、新鮮な空気の中に存在する粒子を捕捉するためのフィルタを通過した後、吸気回路の入口部の中へ入り、そこでコンプレッサによって吸入され、次いで圧縮される。
空気の圧縮は、空気の加熱をもたらし、このため、圧縮された新鮮な空気すなわち過給空気は、吸気マニホールドに到達して、エンジン12の回転数の関数である振動数に従ってシリンダへ周期的に供給される前に、冷却する必要がある。
このため、吸気回路は、冷却器とも呼ばれる冷却装置を含む。冷却装置は、上述したように、熱交換器14を有する。熱交換器14を、コンプレッサから来る過給空気の内部空気流Fiを冷却するための冷却流体が通過する。
燃焼の後で、加圧された排気ガスが、排気回路(図示しない)における排気マニホールド(図示しない)を通じて排出される。加圧された排気ガスは、大気中へ排出される前に、ターボコンプレッサのタービンへ選択的に供給される。
図に示された実施例においては、熱交換器14は、冷却用の流体が外部空気流Feからなる、空気−空気型の熱交換器である。
図1に示すように、外部空気流(冷却用の流体)Feは、自動車の移動によってもたらされる空気の動圧によって生じる空気の流れに特に該当する。
外部空気流Feは、図に含まれる他の矢印、特に内部空気流Fiを模式的に表す直線の矢印と区別するために、ここでは波形の矢印によって模式的に示される。
熱交換器14の寸法、すなわち、幅または深さ(I)、高さ(h)、長さ(L)は、ここでは、それぞれ3面体(L、V、T)の縦、垂直、横方向に沿った寸法に相当する。
熱交換器14は、収束管20を介して横方向に連結された、第1集合管16と第2集合管18を有する。収束管20と第1集合管16と第2集合管18の中を、収束管20の外部を流れる冷却用の外部空気流Feによって冷却する内部空気流Fiが流れる。
図3に示すように、第1集合管16と第2集合管18は、ここでは、冷却する内部空気流Fiの、空気の入口ボックスと空気の出口ボックスを、それぞれ構成する。
空気の入口ボックスと空気の出口ボックスを同一にすることによって、コストの減少が可能になるので有利である。
内部空気流Fiは、図2、3に示す矢印に沿って、左から右へ、すなわち横方向(T)へ流れる。
冷却用の外部空気流Feは、図1、3の矢印が示すように、縦方向(L)に沿って、すなわち横方向(T)に直交して流れる。
収束管20は、第1部P1と第2部P2と中間配分ボックス24を主として含む。中間配分ボックス24は、第1部P1と第2部P2との間に、ここでは中央に、横向きに配置される。
熱交換器14は、概ね「棒」状の形状、すなわち、ここでは全体として直角平行6面体の、横方向に全体として細長い形状を有する。このような熱交換器14は、図1、2に示すように、エンジン12の冷却回路の冷却用のラジエータ22の下に配置することができて有利である。
変形として、熱交換器14は、エンジン12の冷却回路の冷却用のラジエータ22の上に配置される。
このような配置は、従来技術の細長い形状の熱交換器に比して内部の圧力損失を特に減少することを可能にする、本発明に従って作成された熱交換器14を用いて可能にされる。
本発明による熱交換器14は、収束管20が、少なくとも:
− 通路S11の全断面すなわち領域に乱流発生器34を有する第1管群S1P1と、全体として通路S11の全断面と同等な通路S12の全断面すなわち領域が乱流発生器を有しない第2管群S2P1とを含む第1部P1と、
− 通路S21の全断面すなわち領域が乱流発生器を有しない第1管群S1P2と、全体として通路S21の全断面と同等な通路S22の全断面すなわち領域に乱流発生器34を有する第2管群S2P2とを含む第2部P2と、
− 第1部P1の、乱流発生器を有する第1管群S1P1の出口を、第2部P2の、乱流発生器を有しない第1管群S1P2の入口と接続するための接続手段と、第1部P1の、乱流発生器を有しない第2管群S2P1の出口と、第2部P2の、乱流発生器を有する第2管群S2P2の入口との接続とを有する、冷却用の内部空気流のための、中央の中間配分ボックス24と、
を含むことを特徴とする。
図4に示す熱交換器14の実施例によれば、熱交換器14の第1部P1の、乱流発生器34を有する第1管群S1P1は、上部管群26と下部管群28とを有し、第1部P1の、乱流発生器を有しない第2管群S2P1は、第1部P1の、乱流発生器34を有する第1管群S1P1の上部管群26と下部管群28との間に垂直方向に配置される。
同様に、熱交換器14の第2部P2の、乱流発生器を有しない第1管群S1P2は、上部管群30と下部管群32とを有し、第2部P2の、乱流発生器34を有する第2管群S2P2は、第2部P2の、乱流発生器を有しない第1管群S1P2の上部管群30と下部管群32との間に垂直方向に配置される。
図4に示す実施例において、第1部P1の、乱流発生器を有しない第2管群S2P1は、唯一の中央の管36を有し、第2部P2の、乱流発生器を有しない第1管群S1P2は、ここでは上部管群30と下部管群32とをそれぞれ形成する、1個の上部管と1個の下部管とを有する。
乱流発生器34を有する管は、区別するために、図4に「灰色」または「網目」を付けて示されており、また、図5、7の断面図により明確に示されている。
熱交換器14は、冷却用の外部空気流Feの流れのための通路38を、内部空気流Fiと外部空気流Feとの間の熱交換を最適化するように、望ましくは第1管群S1P1と第2管群S2P1の各管の間に有する。
通路38は、図2の前面図と、図4の断面図上で特に見ることができる。
中間配分ボックス24は、第1部P1の、乱流発生器34を有する第1管群S1P1の出口と、第2部P2の、乱流発生器を有しない第1管群S1P2の入口との接続手段40と、第1部P1の、乱流発生器を有しない第2管群S2P1の出口と、第2部P2の、乱流発生器34を有する第2管群S2P2の入口との接続とを有する。
中間配分ボックス24の接続手段40は、上部横方向傾斜板42と下部横方向傾斜板44から構成される。上部横方向傾斜板42と下部横方向傾斜板44は、互いの間に、第1部P1の、乱流発生器を有しない中央の管36の出口と、第2部P2の、乱流発生器34を有する第2管群S2P2の各管の入口との間を接続する、拡大内部区間46を垂直方向に画定する。
上部横方向傾斜板42は、中間配分ボックス24のボディ50の上水平壁48と共に、第1部P1の、乱流発生器34を有する第1管群S1P1の上部管群26の各管の出口と、第2部P2の、上部管の入口との間を連結する、上部縮小区間52を垂直方向に画定する。
下部横方向傾斜板44は、中間配分ボックス24のボディ50の下水平壁54と共に、第1部P1の、乱流発生器34を有する第1管群S1P1の下部管群28の各管の出口と、第2部P2の、下部管の入口との間を連結する、下部縮小区間56を垂直方向に画定する。
図6に示すように、拡大内部区間46と、上部縮小区間52と、下部縮小区間56は、中間配分ボックス24のボディ50の対向する横方向壁58によって、縦方向にも画定される。
以下、本発明による熱交換器14の作用と、外部空気流Feによる内部空気流Fiの冷却について説明する。
空気の入口ボックスを形成する第1集合管16は、エンジン12の吸気回路の吸気導管の上流の部品に接続された入口開口OE1と、収束管20の中へ通じる出口開口OS1とを有する。
このようにして、コンプレッサから来る冷却する内部空気流Fiは、入口開口OE1を通って第1集合管16の中へ進入し、そこから、出口開口OS1を通って、熱交換器14の第1部P1を最初に通過する。
内部空気流Fiは、通路S11の全断面に乱流発生器34を有する第1管群S1P1と、通路S12の全断面が乱流発生器を有しない第2管群S2P1との中を流れるようにそれぞれ配分される。
第1部P1の通路の全体の断面S1は、それぞれ第1管群S1P1と第2管群S2P1の通路S11と通路S12の断面の合計に全体として相当する。従って、内部空気流Fiは、2つの部分Fi1とFi2に分割され、ここでは全体として第1管群S1P1と第2管群S2P1の間に配分される。
内部空気流Fiの部分Fi1は、第1管群S1P1を通過する際に冷却される。第1管群S1P1の乱流発生器34は、通路38の中を流れる冷却用の外部空気流Feによる熱の消散を増加させることを可能にする。
乱流発生器を有しない第2管群S2P1を通過する、内部空気流Fiのもう一つの部分Fi2は、殆んど冷却されないが、逆に、圧力損失を少ししか、または全く、受けない。
このように、内部空気流Fiは、第1部P1を通過する際に、乱流発生器を有する第1管群S1P1によって主としてもたらされる第1の圧力損失を受ける。
部分Fi1とFi2にそれぞれ該当する、冷却する内部空気流Fiは、第1部P1を通過した後、熱交換器14の第2部P2を通過する前に、中間配分ボックス24を通過する。
冷却されるために、第1部P1の、乱流発生器を有する第1管群S1P1を通過した内部空気流Fiの部分Fi1は、次いで、第2部P2の中の、乱流発生器を有しない第1管群S1P2を、圧力損失を少ししか、または全く、受けないで通過する。
これとは反対に、第1部P1の、乱流発生器を有しない、第2管群S2P1を通過した内部空気流Fiの、少ししか、または全く圧力損失を受けていない、もう一つの部分Fi2は、次いで、冷却されるために、第2部P2の、乱流発生器34を有する、第2管群S2P2を通過する。
熱交換器14の第2部P2は、第1部P1と同様に、冷却用の外部空気流Feの流れのための通路38を、内部空気流Fiと外部空気流Feとの間の熱交換を最適化するように、第1管群S1P2と第2管群S2P2の各管の間に有利に有する。
第1管群S1P2と第2管群S2P2の各出口から出る内部空気流Fiは、出口ボックスを形成する第2集合管18の少なくとも1つの入口開口OE2の中を通り、次いで、第2集合管18の少なくとも1つの出口開口OS2が接続された、エンジン12の吸気回路の下流の導管の部品の中へ出る。
第1部P1と第2部P2において、第1管群S1P1と第1管群S1P2の、通路S11と通路S21の全断面と、第2管群S2P2と第2管群S2P1の、通路S12と通路S22の全断面が、全体として等価であることが望ましい。
図5〜7に示すように、第1部P1の、第1管群S1P1及び第2管群S2P1と、第2部P2の、第1管群S1P2及び第2管群S2P2は、垂直断面に沿って、ここでは特に長方形の、平行6面体の縦方向の断面形状を有する。
変形(図示しない)として、第1部P1の、第1管群S1P1及び第2管群S2P1と、第2部P2の、第1管群S1P2及び第2管群S2P2は、垂直断面に沿って、全体として円形の縦方向の断面形状をなす。
本発明によれば、細長い形状、すなわち、長さ(L)が大で、高さ(h)が小さく、従ってラジエータ22の下または上に設置することが可能な、熱交換器14を作成することができる。
熱交換器14の収束管20の寸法については、例えば、長さ(L)は、500mmと800mmの間に含まれ、高さ(h)は、40mmと200mmの間に含まれ、幅(l)は、50mmと120mmの間に含まれる。
長さが「L」の水平な収束管を有する従来技術の熱交換器と比較すれば、本発明の熱交換器14においては、乱流発生器34を有する管群を通過する内部空気流Fiの各部分は、実際には、第1部P1においても、第2部P2においても、入口開口OE1と出口開口OE2の間の半分の長さ、すなわち「L/2」しか通らない。このことは、圧力損失の減少を可能にする。
さらに、従来技術の熱交換器と比較すれば、収束管の水平な管の数は有利に増加される。
熱交換器14のこのような構成は、冷却用のラジエータのような第2の熱交換器の前に設けられ、従って第2の熱交換器に対する「遮蔽物」を構成し、特に冷却用の外部空気流の流れを乱す可能性がある、第1の熱交換器がもたらす「マスク効果」のような問題を解消することを有利に可能にする。
さらに、熱交換器14のこのような設置は、熱交換器14への接近性を特に改良し、従来は、曲がりくねって長さがより長かった導管のコースの簡単化を可能にすることによって、熱交換器の入口開口及び出口開口と給気回路の各導管との接続を容易にする。
勿論、「入口」及び「出口」の概念は相対的なものであり、従って、特に適用に応じて可能な実施の変形を制限するものではない。
従って、本発明の枠を逸脱することなく、特に内部空気流Fiを、収束管20の中で反対の向き、すなわち、最初に第2部P2を、次いで中間配分ボックス24を、最後に第1部P1を通過するように、右から左へ向けて流すことができる。
この場合、第2収集管18は、内部空気流Fiの入口ボックスを構成し、第1収集管16は出口ボックスを構成する。
エンジン冷却回路のラジエータが組み込まれたエンジン冷却装置が、自動車の前進によって引き起こされる外部空気流が不十分なとき、特に、エンジン12が作動を継続しているのに、自動車が徐行または停止しているときに、熱交換器14へ冷却用の充分な空気をもたらすことが可能であることは有利である。
勿論、本発明は全ての型の熱交換器に適用され、図示された空気−空気型の熱交換器は、限定的な例としてのみ示されたものであり、したがって、収束管20は、変形として、垂直にすることも可能である。
変形として、熱交換器14は、冷却液体が例えば水またはオイルである、空気−液体型である。

Claims (9)

  1. 少なくとも第1集合管(16)と第2集合管(18)とを含み、上記第1集合管(16)と上記第2集合管(18)は、水平な収束管(20)によって連結され、上記収束管(20)の中を、上記収束管(20)の外部を流れる冷却用の流体(Fe)によって冷却する内部空気流(Fi)が流れる、過給内燃エンジン(12)用の、特に空気−空気型の熱交換器(14)において:
    − 通路(S11)の全断面に乱流発生器(34)を有する第1管群(S1P1)と、全体として上記通路(S11)の全断面と同等な通路(S12)の全断面が乱流発生器を有しない第2管群(S2P1)とを含む第1部(P1)と、
    − 通路(S21)の全断面が乱流発生器を有しない第1管群(S1P2)と、全体として上記通路(S21)の全断面と同等な通路(S22)の全断面が乱流発生器(34)を有する第2管群(S2P2)とを含む第2部(P2)と、
    − 上記第1部(P1)の、乱流発生器を有する上記第1管群(S1P1)の出口を、上記第2部(P2)の、乱流発生器を有しない上記第1管群(S1P2)の入口と接続するための接続手段(40)と、上記第1部(P1)の、乱流発生器を有しない上記第2管群(S2P1)の出口と、上記第2部(P2)の、乱流発生器を有する上記第2管群(S2P2)の入口との接続とを有する、冷却する上記内部空気流(Fi)のための中間配分ボックス(24)と、
    を含むことを特徴とする、熱交換器。
  2. 上記第1部(P1)の、乱流発生器を有する上記第1管群(S1P1)は、上部管群(26)と下部管群(28)とを有し、上記第1部の、乱流発生器を有しない上記第2管群(S2P1)は、上記第1部(P1)の、乱流発生器を有する上記第1管群(S1P1)の上記上部管群(26)と上記下部管群(28)との間に垂直方向に配置されることを特徴とする、請求項1に記載の熱交換器。
  3. 上記第2部(P2)の乱流発生器を有しない上記第1管群(S1P2)は、上部管群(30)と下部管群(32)とを有し、上記第2部(P2)の乱流発生器を有する上記第2管群(S2P2)は、上記第2部(P2)の、乱流発生器を有しない上記第1管群(S1P2)の上記上部管群(30)と上記下部管群(32)との間に垂直方向に配置されることを特徴とする、請求項1または2に記載の熱交換器。
  4. 上記冷却用の上記流体(Fe)の流れのための少なくとも1つの通路(38)を、乱流発生器を有する上記第1管群(S1P1)と上記第2管群(S2P2)との少なくとも一部の間と、乱流発生器を有しない上記第1管群(S1P2)と上記第2管群(S2P1)の少なくとも一部の間との、少なくとも一方に含むことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1つに記載の熱交換器。
  5. 上記第1部(P1)の上記第1管群(S1P1)及び上記第2管群(S2P1)と、上記第2部(P2)の上記第1管群(S1P2)及び上記第2管群(S2P2)は、垂直断面に沿って、特に直角の平行6面体の縦方向の断面形状を有することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1つに記載の熱交換器。
  6. 上記第1集合管(16)と上記第2集合管(18)は、それぞれ冷却する上記内部空気流(Fi)の、空気の入口ボックスと空気の出口ボックスをそれぞれ構成することを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1つに記載の熱交換器。
  7. 上記内部空気流(Fi)の冷却用の上記流体は、自動車の移動と、エンジン冷却装置との、少なくとも一方によってもたらされる動圧による外部空気流(Fe)によって構成されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1つに記載の熱交換器。
  8. 上記エンジン(12)の冷却用のラジエータ(22)の上または下に設置することを特に可能にするような、横方向に全体に細長い形状を有することを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1つに記載の熱交換器。
  9. 全体として直角平行6面体の形状であることを特徴とする、請求項8に記載の熱交換器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016102461A (ja) * 2014-11-28 2016-06-02 三菱自動車工業株式会社 インタークーラ
WO2021176979A1 (ja) * 2020-03-05 2021-09-10 三菱マテリアル株式会社 熱交換器

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7726285B1 (en) * 2005-04-01 2010-06-01 Hansen Craig N Diesel engine and supercharger
JP5133531B2 (ja) * 2006-07-25 2013-01-30 富士通株式会社 液冷ユニット用熱交換器および液冷ユニット並びに電子機器
DE102006048667A1 (de) * 2006-10-14 2008-04-17 Modine Manufacturing Co., Racine Wärmeübertrageranordnung und Verfahren zur Wärmeübertragung
NL1032801C2 (nl) * 2006-11-02 2008-05-06 Johannes Dirk Mooij Systeem voor het koppelen van twee naast elkaar geplaatste warmtewisselaars en daarbij toe te passen koppeleenheid.
US8539769B2 (en) * 2009-10-14 2013-09-24 Craig N. Hansen Internal combustion engine and supercharger
US8813492B2 (en) * 2009-10-14 2014-08-26 Hansen Engine Corporation Internal combustion engine and supercharger
US9016245B2 (en) 2012-12-31 2015-04-28 Caterpillar Inc. Engine fluid cooling assembly
US8881711B1 (en) 2013-09-03 2014-11-11 Frank Raymond Jasper Fuel system and components
FR3082884B1 (fr) * 2018-06-26 2021-01-15 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de ventilation pour vehicule automobile

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6189926A (ja) * 1984-10-11 1986-05-08 Toyota Motor Corp 空冷式インタ−ク−ラ構造
JPH01174526U (ja) * 1988-05-31 1989-12-12
JPH02119935U (ja) * 1989-03-14 1990-09-27
JP2003097277A (ja) * 2001-09-27 2003-04-03 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の吸気装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1510807A (en) * 1920-10-08 1924-10-07 American Radiator Co Radiator
US2162148A (en) * 1938-08-31 1939-06-13 Wilson Engineering Corp Air compression system of variable radiation capacity
GB844660A (en) * 1958-04-03 1960-08-17 Ferguson Superheaters Ltd Improvements in and relating to heat exchangers
US4287945A (en) * 1979-07-03 1981-09-08 The A.P.V. Company Limited Plate heat exchanger
DE4313567C1 (de) * 1993-04-26 1994-09-01 Daimler Benz Ag Wärmetauscher für die unabhängige Beheizung der Fahrer- und Beifahrerseite eines Fahrgastraumes von Personenkraftwagen
US5303770A (en) * 1993-06-04 1994-04-19 Dierbeck Robert F Modular heat exchanger
JPH116693A (ja) * 1997-04-23 1999-01-12 Denso Corp 車両空調用熱交換器
FR2780152B1 (fr) * 1998-06-23 2001-03-30 Valeo Climatisation Echangeur de chaleur pour vehicule automobile, et son procede de fabrication
DE29909871U1 (de) * 1999-06-02 2000-10-12 Autokuehler Gmbh & Co Kg Wärmeaustauscher, insbesondere Ölkühler
US6234243B1 (en) * 1999-12-14 2001-05-22 Visteon Global Technologies, Inc. Heat exchanger assembly with magnesium barrier
US6736134B2 (en) * 2001-09-05 2004-05-18 The Boeing Company Thin wall header for use in molten salt solar absorption panels
US7073571B2 (en) * 2004-09-23 2006-07-11 Visteon Global Technologies, Inc. Integrated condenser oil cooler with a receiver/dryer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6189926A (ja) * 1984-10-11 1986-05-08 Toyota Motor Corp 空冷式インタ−ク−ラ構造
JPH01174526U (ja) * 1988-05-31 1989-12-12
JPH02119935U (ja) * 1989-03-14 1990-09-27
JP2003097277A (ja) * 2001-09-27 2003-04-03 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の吸気装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016102461A (ja) * 2014-11-28 2016-06-02 三菱自動車工業株式会社 インタークーラ
WO2021176979A1 (ja) * 2020-03-05 2021-09-10 三菱マテリアル株式会社 熱交換器

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