JP2011117715A - スーパーチャージ用エアクーラーの熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】自動車熱エンジンのスーパーチャージ用エアクーラーに好適な、冷却される気体用の第1の循環通路と、冷却する液体用の第2の循環通路を有する、熱交換用コアを備える熱交換器を提供する。熱交換用コアに開通する第1の循環通路と連結するマニホールドを備え、そのマニホールドに、空気流入ケーシングと空気流出ケーシングが組み付けられている。共通の熱交換用コアと用途により形状が異なるケーシングを組み合わせることにより、多くのエンジンと車両構造に、容易に適合可能となる。
【選択図】図1
Description
また、エンジンの冷却液、すなわち、ラジエータにより冷却された冷却液を循環させて、気体、すなわちエンジンに吸引される吸入空気を冷却する水冷式の熱交換器においては、次のような問題が発生することがある。
すなわち、スーパーチャージャーによる過給圧が上昇すると、それに伴って、気体の温度も上昇して高温となるが、この高温となった気体を、水冷式の熱交換器により冷却すると、熱交換用コア内を循環する冷却液の温度が上昇し、高温となった冷却液がエンジン及びラジエータに還流するので、それらがオーバーヒート等の不具合を引き起こす恐れがある。これを防止するためには、スーパーチャージャーによる過給圧を低めに設定して気体の温度上昇を抑えるか、ラジエータの容量を大とすればよいが、このようにすると、エンジンの出力の低下を招いたり、ラジエータが大型化してコスト高となったりする。
また、エンジン及びラジエータの熱負荷を軽減するために、スーパーチャージャーによる過給圧を低めに設定し、気体流入ケーシング内の気体の温度上昇を抑制する必要がないので、エンジンの出力を低下させずに済む。
この実施例においては、気体流入ケーシング16と気体流出ケーシング18との一側面に、平面視U字状のバイパス管200を、両ケーシング16、18の内部と連通するように着脱可能に取付け、気体流入ケーシング16内の気体の一部を、熱交換用コア10を迂回して気体流出ケーシング18に流入させうるようにしてある。バイパス管200は、例えばアルミニウム合金よりなり、その外周面には、長手方向に沿って複数の冷却フィン201が一体的に突設されている。
本発明においては、上記のような手段で、エンジン及びラジエータの熱負荷を軽減するため、スーパーチャージャーによる過給圧を低めに設定する必要はなく、従ってエンジンの出力をあまり低下させずに済む。
12 冷却液流入用ノズル
14 冷却液流出用ノズル
16 気体流入ケーシング
18 気体流出ケーシング
20 気体流入ノズル
22 気体流出ノズル
24 マニホールド
26 マニホールド
28 フィン板
30 底壁
32 外周フランジ
34 ボス
36 ボス
38 孔
40 孔
42 コルゲートフィン
44 端壁
45 クリップ
46 第1通路
48 第2通路
50 リブ
52 開口面
54 開口面
56 外周端部
58 気体通路
60 マスキング部
62 当接フランジ
64 圧接フランジ
66 溝
68 外周フランジ
70 外周フランジ
116 気体流入ケーシング
118 気体流出ケーシング
120 気体流入ノズル
200 バイパス管
201 冷却フィン
202 流量制御弁
203 弁軸
204 円筒突部
205 ステッピングモータ(アクチュエータ)
206 温度センサ
Claims (18)
- 冷却される気体が循環する第1の循環通路(46)と、冷却液が循環する第2の循環通路(48)を有する、熱交換用コア(10)を備える熱交換器において、
前記第1の循環通路(46)に開口している、前記熱交換用コア(10)の2つの開口面(52,54)に、個々に組み付けられる2つのマニホールド(24,26)を備え、かつ、気体流入ケーシング(16)と気体流出ケーシング(18)の開口面(52,54)を、個々に備えている外周フランジ(68,70)が、前記マニホールドの1つに圧着保持されていることを特徴とする熱交換器。 - 前記の各マニホールド(24,26)は、カバー形状をしているとともに、気体通路のための開口(58)を有する長方形の外周端部(56)を備えており、片側に、熱交換用コアの一面を受ける当接フランジ(62)を備え、他の側に、気体流入ケーシング(16)、または気体流出ケーシング(18)の外周フランジ(68,70)を受け入れる溝(66)を囲んでいる圧接フランジ(64)を備えていることを特徴とする請求項1記載の熱交換器。
- 前記当接フランジ(62)は、熱交換用コアを加圧して装着しうるように、形状が定められていることを特徴とする請求項2記載の熱交換器。
- 前記2つのマニホールド(24,26)は、それぞれ、熱交換用コアの2つの開口面(52,54)に組み付けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の熱交換器。
- 前記熱交換用コア(10)の、第1通路(46)が設けられていない末端領域に気体が入り込むのを防止するために、各マニホールド(24,26)に、マスキング部(60)を設けてあることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の熱交換器。
- 前記熱交換用コア(10)は、2枚で一組になっているフィン板(28)の積み重ねから成っており、フィン板の各二組の間が第1通路(46)であり、同じ組のフィン板の間が第2通路(48)であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の熱交換器。
- 前記熱交換用コア(10)の各フィン板(28)が、長方形をしており、外周フランジ(32)により区画される、ほぼ平坦な底壁(30)と、第2通路の一方から他方へ冷却液を通過させる開口(38,40)を有する2つの末端ボス(34,36)を備えていることを特徴とする請求項6記載の熱交換器。
- 各フィン板(28)の底壁(30)のリブ(50)により、U字型の第2循環通路が作られていることを特徴とする請求項7記載の熱交換器。
- 各フィン板(28)の外周フランジ(32)には、ろう付けで結合するために、同じ組の2枚のフィン板を部分的に保持するクリップ(35)が形成されていることを特徴とする請求項7〜8のいずれかに記載の熱交換器。
- 熱交換用コア(10)の最終部の1枚のフィン板(28A)に、冷却液の入口と出口用の2本のノズル(12,14)が設けられていることを特徴とする請求項6〜9のいずれかに記載の熱交換器。
- 熱交換用コア(10)は、第1通路(46)内に、コルゲートフィン(42)を個々に備えることを特徴とする請求項6〜10のいずれかに記載の熱交換器。
- 気体流入ケーシング(16)と、気体流出ケーシング(18)は、モールドにより、選択された形に製造されることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の熱交換器。
- 気体流入ケーシング(16)と、気体流出ケーシング(18)はともに、プラスチック材料のモールドによって製造されていることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の熱交換器。
- 自動車用エンジンのスーパーチャージ用エアクーラーとして製造され、第1の循環通路(46)は、冷却される空気を循環するために使用されるようになっていることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の熱交換器。
- 気体流入ケーシング(16)と気体流出ケーシング(18)は、それぞれ、モールドにより製造されたノズル(20)、(22)を備えていることを特徴とする請求項14に記載の熱交換器。
- 気体流入ケーシング(116)は、モールドにより製造されたノズル(120)を備える一方、気体流出ケーシング(118)は、車両熱エンジン用の吸気ディフューザとして形成されていることを特徴とする請求項14に記載の熱交換器。
- 冷却される気体が循環する第1の循環通路(46)と、冷却液が循環する第2の循環通路(48)を有する、熱交換用コア(10)を備える熱交換器において、
前記第1の循環通路(46)に開口している、前記熱交換用コア(10)の2つの開口面(52,54)に、個々に、組み付けられる2つのマニホールド(24,26)と、開口面(52,54)に設けた外周フランジ(68,70)が前記両マニホールド(24、26)の開口面(52,54)に圧着保持された気体流入ケーシング(16)及び気体流出ケーシング(18)と、これら両ケーシング(16、18)を連通させるバイパス管(200)と、このバイパス管(200)に設けられ、常時はバイパス管(200)内の流路を閉止するようになっている流量制御弁(202)と、この流量制御弁(202)を作動させるアクチュエータ(205)とを備え、前記気体流入ケーシング(16)内の気体の温度または熱交換用コア(10)より流出する冷却液の温度を温度センサ(206)により検出し、それらの温度が予め定めた温度以上となったとき、前記アクチュエータ(205)により前記流量制御弁(202)を開弁方向に作動させて、前記バイパス管(200)に気体流入ケーシング(16)内の気体の一部を流入させるようにしたことを特徴とする熱交換器。 - 前記バイパス管(200)の外周面に複数の冷却フィン(201)を突設したことを特徴とする請求項17記載の熱交換器。
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