JP2023068901A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器に関する。 The present invention relates to heat exchangers.
複数の流体の間で熱交換を行う熱交換器は、例えばロングライフクーラント(LLC)などの冷媒を用いて内燃機関の潤滑油を冷却する水冷式オイルクーラとして用いられている。なお、熱交換器において、冷媒流入部から流入する冷媒を複数の冷媒流路に分配する第1冷媒タンク空間のプレート積層方向に直交する方向における断面積を部分的に小さくする絞り部を有するものが知られている(例えば特許文献1参照)。
A heat exchanger that exchanges heat between a plurality of fluids is used as a water-cooled oil cooler that cools lubricating oil of an internal combustion engine using a refrigerant such as long-life coolant (LLC). In addition, the heat exchanger has a narrowed portion that partially reduces the cross-sectional area in the direction orthogonal to the plate stacking direction of the first refrigerant tank space that distributes the refrigerant flowing in from the refrigerant inflow portion to the plurality of refrigerant flow paths. is known (see
熱交換器において、性能向上、すなわち熱交換の効率を向上させるために、流入する冷媒や潤滑油などの流体を積層方向の複数の流路により均一に分配することについて、さらなる改良の余地があった。 In order to improve the performance of heat exchangers, that is, to improve the efficiency of heat exchange, there is room for further improvement in terms of evenly distributing fluids such as refrigerant and lubricating oil flowing in through multiple flow paths in the stacking direction. rice field.
そこで本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、流体を積層方向の複数の流路により均一に分配することにより熱交換器の性能向上を図ることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to improve the performance of a heat exchanger by uniformly distributing a fluid through a plurality of flow paths in the stacking direction.
上記課題を解決するために、本発明に係る熱交換器は、一対の貫通孔を有する複数のコアプレートを積層し、各々の間に流体が流れるプレート間流路を構成する熱交換器において、一対の前記貫通孔により形成され、複数の前記プレート間流路を複数の前記コアプレートの積層方向に連通する一対の連通流路と、一対の前記連通流路の一方と連通する流路を形成する流体導入部と、一対の前記連通流路の他方と連通する流路を形成する流体排出部と、を備え、前記流体導入部の中心は、一対の前記連通流路の一方の中心と所定の距離離れている。 In order to solve the above problems, a heat exchanger according to the present invention is a heat exchanger in which a plurality of core plates having a pair of through holes are stacked to form an inter-plate flow path between which a fluid flows, A pair of communication channels formed by the pair of through holes and communicating the plurality of inter-plate channels in the stacking direction of the plurality of core plates, and a channel communicating with one of the pair of communication channels are formed. and a fluid discharge part forming a flow path communicating with the other of the pair of communication flow paths, wherein the center of the fluid introduction part is at a predetermined distance from the center of one of the pair of communication flow paths. distance away.
本発明に係る熱交換器は、前記流体導入部は、一部が前記コアプレートに面している。 In the heat exchanger according to the present invention, a part of the fluid introduction part faces the core plate.
本発明に係る熱交換器は、前記流体導入部の中心は、複数の前記コアプレートにおける一対の前記連通流路の一方と他方とを結ぶ直線の方向において、一対の前記連通流路の一方の中心と離れている。 In the heat exchanger according to the present invention, the center of the fluid introduction portion is located at one of the pair of communication passages in the direction of a straight line connecting one and the other of the pair of communication passages in the plurality of core plates. away from the center.
本発明に係る熱交換器は、前記流体導入部の中心は、複数の前記コアプレートの面方向において、複数の前記コアプレートの外周側の方向に一対の前記連通流路の一方の中心と離れている。 In the heat exchanger according to the present invention, the center of the fluid introduction part is separated from the center of one of the pair of communication passages in the direction of the outer periphery of the plurality of core plates in the surface direction of the plurality of core plates. ing.
本発明に係る熱交換器は、複数の前記コアプレートの前記積層方向における一端側にベースプレートを備え、前記流体導入部は、前記ベースプレートに形成されている開口である。 The heat exchanger according to the present invention includes a base plate on one end side of the plurality of core plates in the stacking direction, and the fluid introduction section is an opening formed in the base plate.
前記流体導入部は、前記ベースプレートの厚さ方向における前記流体の流入側の開口の中心と流出側の開口の中心とが面方向で離れた位置に設けられている。 The fluid introduction part is provided at a position where the center of the opening on the inflow side of the base plate and the center of the opening on the outflow side of the base plate are separated in the plane direction.
本発明によれば、流体を積層方向の複数の流路により均一に分配することにより熱交換器の性能を向上させることができる。 According to the present invention, the performance of the heat exchanger can be improved by uniformly distributing the fluid through a plurality of flow paths in the stacking direction.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態において、本発明に係る熱交換器が、第2流体に相当するロングライフクーラント(LLC)などの冷媒(冷却水)を用いて第1流体に相当する内燃機関の潤滑油(オイル)を冷却する水冷式のオイルクーラ1として用いられる例について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the heat exchanger according to the present invention uses a refrigerant (cooling water) such as long-life coolant (LLC), which corresponds to the second fluid, to lubricate the internal combustion engine, which corresponds to the first fluid ( An example of use as a water-cooled
[第1の実施の形態]
図1は、第1の実施の形態に係る熱交換器としてのオイルクーラ1の平面図である。図2は、オイルクーラ1の側面図である。図3は、オイルクーラ1のA-A断面図である。図4は、オイルクーラ1のB-B断面図である。
[First embodiment]
FIG. 1 is a plan view of an
まず、本発明の熱交換器の第1の実施の形態について説明する。図1から図4に示すように、オイルクーラ1は、一対の貫通孔(オイル通過穴11、冷却水通過穴12)を有する複数のコアプレート(第1コアプレート5、第2コアプレート6)(図5参照)を積層した熱交換部2を備える。熱交換部2は、複数のコアプレートの各々の間に流体(潤滑油(オイル)、及び、冷却水)が流れるプレート間流路(プレート間オイル流路7及びプレート間冷却水流路8)を構成する。熱交換部2は、一対の貫通孔により形成され、複数のプレート間流路を複数のコアプレートの積層方向に連通する一対の連通流路(一対のオイル連通流路31及び一対の冷却水連通流路32)と、一対の連通流路の一方と連通する流路を形成する流体導入部(冷却水導入部14及びオイル導入部18)と、一対の連通流路の他方と連通する流路を形成する流体排出部(冷却水排出部15及びオイル排出部19)と、を備える。流体導入部の中心C2は、一対の連通流路の一方の中心C1と所定の距離D1離れている。以下、本実施の形態に係るオイルクーラ1について具体的に説明する。
First, a first embodiment of the heat exchanger of the present invention will be described. As shown in FIGS. 1 to 4, the
以下、説明の便宜上、図1から図4に示すオイルクーラ1における第1コアプレート5、第2コアプレート6、頂部プレート3、及び、底部プレート(ベースプレート)4の面に沿った方向のうち、X軸に沿った方向である一方(左右方向)をX方向、Y軸に沿った方向である他方(前後方向)をY方向とする。また、オイルクーラ1におけるX軸及びY軸に直交するZ軸方向に沿った方向(Z方向)を上下方向または第1コアプレート5、第2コアプレート6、頂部プレート3、及び、底部プレート4の積層方向とする。また、オイルクーラ1における第1コアプレート5、第2コアプレート6、頂部プレート3、及び、底部プレート4の面(X軸とY軸の方向に延びる平面)に沿った方向を面方向という。面方向は、積層方向とは垂直な方向である。さらに、オイルクーラ1において、積層方向の一端側とは底部プレート4側(下端側)とし、積層方向の他端側とは頂部プレート3側(上端側)とする。以下の説明において、各構成要素の位置関係や方向を右側、左側、前側、後側、上側、下側、頂部、底部などとして説明するときは、あくまで図面における位置関係や方向を示し、実際の熱交換器における位置関係や方向を限定するものではない。
Hereinafter, for convenience of explanation, among the directions along the surfaces of the
図1から図4を用いて、本発明の実施の形態に係る熱交換器としてのオイルクーラ1の概略を説明する。
An outline of an
図1に示すように、オイルクーラ1は、オイルと冷却水との熱交換を行う熱交換部2と、熱交換部2の上面に取り付けられる頂部プレート3と、熱交換部2の下面に取り付けられる底部プレート4と、から大略構成されている。
As shown in FIG. 1, the
熱交換部2は、基本的な形状が共通の複数のコアプレートとしての第1コアプレート5と複数のコアプレートとしての第2コアプレート6とを交互に積層されている。また、熱交換部2は、第1コアプレート5と第2コアプレート6との間に、第1プレート間流路としてのプレート間オイル流路7(図3及び図4を参照)と第2プレート間流路としてのプレート間冷却水流路8(図3及び図4を参照)とが交互に構成されている。オイルクーラ1においては、例えば、熱交換部2内に10のプレート間オイル流路7と9のプレート間冷却水流路8が形成されている。
In the
図3は、熱交換部2における、一対の冷却水連通流路32の一方(冷却水導入側)と他方(冷却水排出側)とを結ぶ直線を図1に示したA-A線とした断面図である。図4は、熱交換部2における、一対のオイル連通流路31の一方(オイル導入側)と他方(オイル排出側)とを結ぶ直線を図1に示したB-B線とした断面図である。図3及び図4に示すように、オイルクーラ1は、第1コアプレート5の上面と第2コアプレート6の下面との間にプレート間オイル流路7が構成される。また、オイルクーラ1は、第1コアプレート5の下面と第2コアプレート6の上面との間にプレート間冷却水流路8が構成される。各プレート間オイル流路7にはフィンプレート(図3及び図4では模式的に図示している)が配置されており、プレート間冷却水流路8には、複数のエンボス20(図3及び図4では不図示)が突出している。
In FIG. 3, the straight line connecting one side (cooling water inlet side) and the other (cooling water outlet side) of the pair of cooling
複数の第1、第2コアプレート5,6、頂部プレート3、及び、底部プレート4は、ロー付けによって互いに接合されている。複数の第1コアプレート5、第2コアプレート6、頂部プレート3、及び、底部プレート4の各材料は、アルミニウム合金の基材の表面にロー材層を被覆した、いわゆるクラッド材を用いて形成されている。上記各材料は、各部を所定の位置に仮組付した後、炉内で加熱することにより、一体にロー付けされる。
The plurality of first and
なお、熱交換部2の最上部及び最下部に位置する第1コアプレート5は、頂部プレート3や底部プレート4との関係から、熱交換部2の中間部に位置する一般的な第1コアプレート5とは多少異なる構成を有している。
Note that the
例えば、熱交換部2の最下部に位置する第1コアプレート5は、他の第1コアプレート5に比べて厚肉に形成されている。
For example, the
図5は、オイルクーラ1の第1コアプレート5及び第2コアプレート6を示す平面図である。図5に示すように、第1コアプレート5及び第2コアプレート6は、アルミニウム合金の薄い母材をプレス成形したものであって、全体として矩形(略正方形)をなし、一対の貫通孔として、一対のオイル通過穴11、11と、一対の冷却水通過穴12、12とを有している。なお、図5において、一点鎖線で示すC-C線は、熱交換部2における、一対のオイル連通流路31の一方(オイル導入側)と他方(オイル排出側)とを結ぶ直線である。
FIG. 5 is a plan view showing the
また、第1コアプレート5及び第2コアプレート6は、図5に示すように、オイルも冷却水も通過することのない孔部13を有している。孔部13は、図3及び図4に示すように、熱交換部2においてそれぞれ上下で連通するものの、プレート間オイル流路7やプレート間冷却水流路8とは連通していない。また、第1コアプレート5及び第2コアプレート6は、一対のオイル通過穴11,11、一対の冷却水通過穴12,12、及び、孔部13の周囲に、複数のエンボス20が形成されている。エンボス20は、例えば、平面視円形の凹凸形状である。
Moreover, as shown in FIG. 5, the
頂部プレート3は、図3に示すように、熱交換部2の最上部の一方の冷却水通過穴12に連通する冷却水排出部15を備えている。冷却水排出部15には、図1から図3に示すように、冷却水排出管17が接続されている。
As shown in FIG. 3 , the
ベースプレートとしての底部プレート4は、図3に示すように、熱交換部2の最下部の一方の冷却水通過穴12に連通する冷却水導入部14を備えている。冷却水導入部14には、不図示の冷却水導入通路が接続される。また、図4に示すように、底部プレート4は、熱交換部2最下部の一方のオイル通過穴11に連通するオイル導入部18と、熱交換部2最下部の他方のオイル通過穴11に連通するオイル排出部19と、を備えている。底部プレート4のオイル導入部18及びオイル排出部19は、各々をシールする不図示のガスケット等を介して図示しないシリンダブロック等に取り付けられる。
As shown in FIG. 3 , the
オイルクーラ1は、冷却水導入部14から冷却水が供給され、冷却水排出管17から冷却水が排出される。オイルクーラ1は、オイル導入部18からオイルが供給され、オイル排出部19からオイルが排出される。
The
一対のオイル通過穴11,11は、第1コアプレート5及び第2コアプレート6の外縁に位置する。一対のオイル通過穴11,11は、第1コアプレート5及び第2コアプレート6の中心を挟んで対称となる位置に形成されている。詳述すると、一対のオイル通過穴11,11は、図5に示すように、第1コアプレート5及び第2コアプレート6の外縁であり、第1コアプレート5及び第2コアプレート6の対角線上で第1コアプレート5及び第2コアプレート6の中心を挟んで対称となる位置に形成されている。一対のオイル通過穴11,11は、複数の第1コアプレート5及び第2コアプレート6を重ね合わせた状態において積層方向で位置が一致するように形成されている。
A pair of oil passage holes 11 , 11 are located at the outer edges of the
一対の冷却水通過穴12,12は、第1コアプレート5及び第2コアプレート6の外縁に位置する。一対の冷却水通過穴12,12は、第1コアプレート5及び第2コアプレート6の中心を挟んで対称となる位置に形成されている。詳述すると、一対の冷却水通過穴12,12は、図5に示すように、第1コアプレート5及び第2コアプレート6の外縁であり、第1コアプレート5及び第2コアプレート6の対角線上で第1コアプレート5及び第2コアプレート6の中心を挟んで対称となる位置に形成されている。一対の冷却水通過穴12,12は、複数の第1コアプレート5及び第2コアプレート6を重ね合わせた状態において積層方向で位置が一致するように形成されている。
A pair of cooling water passage holes 12 , 12 are located at the outer edges of the
なお、冷却水通過穴12は、第1コアプレート5及び第2コアプレート6において、オイル通過穴11と重ならないように形成されている。詳述すると、冷却水通過穴12は、オイル通過穴11とは異なる第1コアプレート5及び第2コアプレート6の対角線上に形成されている。
The coolant passage holes 12 are formed in the
孔部13は、図5に示すように、第1コアプレート5及び第2コアプレート6の中心に位置する。
The
そして、底部プレート4の冷却水導入部14から導入された冷却水は、プレート間冷却水流路8を流れ、全体として熱交換部2内を第1コアプレート5及び第2コアプレート6の積層方向と直交する方向で流れ、頂部プレート3の冷却水排出部15に至る。なお、底部プレート4のオイル導入部から導入されたオイルは、プレート間オイル流路7を流れ、全体として熱交換部2内を第1コアプレート5及び第2コアプレート6の積層方向と直交する方向で流れ、底部プレート4のオイル排出部に至る。
The cooling water introduced from the cooling
第1コアプレート5は、図4に示すように、オイル通過穴11の周囲がボス部21として底部プレート4側(下側)へ突出するように形成されている。また、第1コアプレート5は、冷却水通過穴12の周囲がボス部22として頂部プレート3側(上側)へ突出するように一段高く形成されている。また、第1コアプレート5は、図3及び図4に示すように、孔部13の周囲がボス部23として頂部プレート3側(上側)及び底部プレート4側(下側)へそれぞれ突出するように形成されている。なお、最下部の第1コアプレート5では、孔部13の周囲のボス部23が、頂部プレート3側へのみ突出している。
As shown in FIG. 4 , the
第2コアプレート6は、図4に示すように、オイル通過穴11の周囲がボス部24として頂部プレート3側(上側)へ突出するように一段高く形成されている。また、第2コアプレート6は、冷却水通過穴12の周囲がボス部25として底部プレート4側(下側)へ突出するように形成されている。また、第2コアプレート6は、図3及び図4に示すように、孔部13の周囲がボス部26として頂部プレート3側(上側)及び底部プレート4側(下側)へそれぞれ突出するように形成されている。
As shown in FIG. 4 , the
従って、第1コアプレート5と第2コアプレート6とを交互に組み合わせることで、第1コアプレート5と第2コアプレート6との間に、プレート間オイル流路7とプレート間冷却水流路8となる一定の間隔が形成される。
Therefore, by alternately combining the
第1コアプレート5におけるオイル通過穴11の周囲に設けられているボス部21は、隣接する一方の第2コアプレート6のオイル通過穴11の周囲に設けられているボス部24に接合されている。これにより、隣接する上下2つのプレート間オイル流路7は、互いに連通する。また、隣接する上下2つのプレート間オイル流路7は、両者間のプレート間冷却水流路8から隔絶される。従って、複数の第1コアプレート5と第2コアプレート6とが接合された状態では、複数のオイル通過穴11を介してそれぞれのプレート間オイル流路7同士が互いに連通する。このように、複数のオイル通過穴11は、複数のプレート間オイル流路7を複数の第1コアプレート5及び第2コアプレート6の積層方向に連通する一対のオイル連通流路31を形成する。一対のオイル連通流路31は、第1プレート間流路としてのプレート間オイル流路7と連通する。
The
第2コアプレート6における冷却水通過穴12の周囲に設けられているボス部25は、隣接する一方の第1コアプレート5の冷却水通過穴12の周囲に設けられているボス部22に接合されている。これにより、隣接する上下2つのプレート間冷却水流路8は、互いに連通する。また、隣接する上下2つのプレート間冷却水流路8は、両者間のプレート間オイル流路7から隔絶される。従って、複数の第1コアプレート5と第2コアプレート6とが接合された状態では、複数の冷却水通過穴12を介してそれぞれのプレート間冷却水流路8同士が互いに連通する。このように、複数の冷却水通過穴12は、複数のプレート間冷却水流路8を複数の第1コアプレート5及び第2コアプレート6の積層方向に連通する一対の冷却水連通流路32を形成する。一対の冷却水連通流路32は、第2プレート間流路としてのプレート間冷却水流路8と連通する。
The
第1コアプレート5における孔部13周囲のボス部23は、隣接する上下の第2コアプレート6の孔部13の周囲に設けられているボス部26に接合されている。従って、多数の第1コアプレート5と第2コアプレート6とが接合された状態では、孔部13は、プレート間オイル流路7及びプレート間冷却水流路8と連通しない。
The
一対の冷却水通過穴12,12は、複数の第1コアプレート5及び第2コアプレート6を重ね合わせた状態において積層方向で位置が一致するように形成されている。このため、冷却水連通流路32は、第1コアプレート5及び第2コアプレート6の面方向における中心の位置が、図3の一点鎖線C1に示すように積層方向で一致している。
The pair of cooling water passage holes 12, 12 are formed so that their positions match in the stacking direction when the plurality of
冷却水導入部14は、底部プレート4に形成される貫通孔状の開口である。冷却水導入部14は、熱交換部2の最下部の一方の冷却水通過穴12に連通する。冷却水導入部14は、底部プレート4の面方向における中心の位置が、図3の一点鎖線C2に示すように、冷却水連通流路32の面方向における中心C1の位置と所定の距離D1離れて(オフセットして)いる。所定の距離D1は、オイルクーラ1全体の寸法、冷却水導入部14、及び、冷却水連通流路32の寸法などにより定められる。例えば、冷却水連通流路32の径が12mmである場合、距離D1は5.5mmである。冷却水導入部14の中心C2は、図3に示す、熱交換部2における、一対の冷却水連通流路32の冷却水導入側と冷却水排出側とを結ぶ直線の方向において、冷却水導入側の冷却水連通流路32の中心C1と離れている。また、冷却水導入部14の中心C2は、第1コアプレート5及び第2コアプレート6の面方向において、第1コアプレート5及び第2コアプレート6の外周の端部の方向(外周側の方向)に向かって冷却水導入側の冷却水連通流路32の中心C1と離れている。
The cooling
底部プレート4において、以上のような位置に設けられていることで、冷却水導入部14は、貫通した孔の一部が複数のコアプレートのうち最下段のコアプレート、具体的には図3に示すように第1コアプレート5の下面に面している。このため、オイルクーラ1において、冷却水導入部14と冷却水連通流路32との間の接続部分における流路は、矢印F1で示すようにクランク状または略クランク状に屈曲した形状となる。
In the
次に、以上説明したオイルクーラ1の動作について、参考例1のオイルクーラ100と比較して説明する。
Next, the operation of the
図6は、参考例1に係るオイルクーラ100の図1におけるA-A相当断面図である。参考例1のオイルクーラ100は、冷却水導入部114の底部プレート104の面方向における中心の位置が、冷却水連通流路32の面方向における中心C1の位置と一致している点のみ相違する。オイルクーラ100は、その他の構成において先に説明したオイルクーラ1と同様の構成を有するため、その他の構成の説明を省略する。
FIG. 6 is a sectional view corresponding to AA in FIG. 1 of the
図7は、第1の実施の形態に係るオイルクーラ1の冷却水の流れ解析の結果をA-A断面にて示す模式図である。図8は、参考例1に係るオイルクーラ100の冷却水の流れ解析の結果をA-A相当断面にて示す模式図である。冷却水の流速は、図7及び図8の流量スケールS1,S2に示すとおりである。
FIG. 7 is a schematic diagram showing the result of the flow analysis of the cooling water of the
図7及び図8において、分配率は、以下のように求める。まず、熱交換部2の複数のプレート間冷却水流路8の各段に、図5のC-C線で示した位置における断面を評価断面として設定する。次に、複数のプレート間冷却水流路8の各段における、評価断面を通過する流量を流速から計算する。そして、分配率は、複数のプレート間冷却水流路8全体の評価断面の流量に対する、複数のプレート間冷却水流路8の各段における流量の割合から得られる。
In FIGS. 7 and 8, distribution ratios are obtained as follows. First, at each stage of the plurality of inter-plate cooling
図7及び図8に示すように、オイルクーラ1は、オイルクーラ100と比較して、冷却水導入部14から熱交換部2に導入された冷却水が、冷却水導入部14から積層方向において離れている頂部プレート3側(最上段側)のプレート間冷却水流路8のみならず、積層方向において冷却水導入部14に近い側の底部プレート4(最下段側)のプレート間冷却水流路8にも分配されていることがわかる。また、図7において示されるオイルクーラ1の複数のプレート間冷却水流路8の最下段の分配率は、図8において示されるオイルクーラ100の複数のプレート間冷却水流路8の最下段の分配率よりも高い値となっている。
As shown in FIGS. 7 and 8, in the
オイルクーラ1において、冷却水導入部14の面方向の中心C2が、冷却水連通流路32の面方向の中心C1と距離D1離れていることにより、冷却水は、冷却水連通流路32の延伸方向である積層方向(Z方向)に対して斜めの流れになって熱交換部2に導入される。より具体的には、冷却水導入部14の中心C2は、第1コアプレート5及び第2コアプレート6の外周の端部の方向(外側の方向)に向かって、冷却水導入側の冷却水連通流路32の中心C1から離れている。このため、冷却水は、第1コアプレート5及び第2コアプレート6により形成されるプレート間冷却水流路8の外側の方向から内側(プレート間冷却水流路8の中心側)に向かって導入される。このため、オイルクーラ1は、図7に示したように、複数のプレート間冷却水流路8の下段側の分配率を参考例1のオイルクーラ100よりも高めることができる。
In the
次に、オイルクーラ1における、以下に示す参考例2から4のように冷却水導入部214,314,414の径を変化させた場合を説明する。
Next, a case where the diameters of the cooling
図9は、参考例2に係るオイルクーラ200の冷却水の流れ解析の結果を示す模式図である。図10は、参考例3に係るオイルクーラ300の冷却水の流れ解析の結果を示す模式図である。図11は、参考例4に係るオイルクーラ400の冷却水の流れ解析の結果を示す模式図である。図7及び図8の流れ解析の結果と同様に、図9から図11に示す流れ解析の結果においても、灰色が濃く黒色に近づくにつれて冷却水の流速が速いことを示し、灰色が薄く白色に近づくにつれて冷却水の流速が遅いことを示している。
9A and 9B are schematic diagrams showing results of flow analysis of the cooling water of the
図9から図11に示す参考例2から4のオイルクーラ200,300,400は、参考例1のオイルクーラ100と同様に、冷却水導入部214,314,414の底部プレートの面方向における中心の位置が、冷却水連通流路32の面方向における中心C1の位置と一致している。参考例2から4のオイルクーラ200,300,400は、冷却水導入部214,314,414の径が、それぞれ参考例1のオイルクーラ100と相違する。具体的には、オイルクーラ200は、冷却水導入部214の径を3.4mm小さく絞ることで流速が向上する効果を検証するための参考例である。オイルクーラ300は、冷却水導入部314の径を5.0mm小さく絞ることで流速が向上する効果を検証するための参考例である。オイルクーラ400は、冷却水導入部414の径を6.7mm小さく絞ることで流速が向上する効果を検証するための参考例である。なお、参考例2から4のオイルクーラ200,300,400において、冷却水連通流路32の径は、例えば12mmである。
図9から図11に示すように、冷却水導入部314,414の径を小さく絞ったオイルクーラ300,400は、オイルクーラ200と比較して、熱交換部2に導入された冷却水が、冷却水導入部314,414に向かって逆流してしまっている。つまり、参考例2から4のオイルクーラ200,300,400によれば、冷却水導入部214,314,414の径を小さく絞っても、実施の形態1に係るオイルクーラ1のように熱交換部2の各段において冷却水の流速や分配率を高めてオイルクーラ1の性能を改善することが難しいことがわかる。
As shown in FIGS. 9 to 11, the
以上説明したように、オイルクーラ1によれば、熱交換部2の各段において冷却水の流速や分配率を高めてオイルクーラ1の性能を改善することができる。
As described above, according to the
[第2の実施の形態]
次に、本発明の熱交換器の第2の実施の形態に係るオイルクーラ1Bについて、説明する。なお、本実施の形態に係るオイルクーラ1Bにおいて、先に説明したオイルクーラ1と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
[Second embodiment]
Next, an oil cooler 1B according to a second embodiment of the heat exchanger of the present invention will be described. In addition, in the oil cooler 1B according to the present embodiment, the same components as those of the
図12は、第2の実施の形態に係るオイルクーラ1Bの断面図である。図12に示すオイルクーラ1Bは、冷却水排出部15が下側に設けられるものであり、この場合、冷却水導入部14Bの中心C2Bが、第1コアプレート5及び第2コアプレート6の面方向において、第1コアプレート5及び第2コアプレート6の中心の方向(内周側の方向)に向かって冷却水導入側の冷却水連通流路32の中心C1と離れている。本発明の熱交換器において、冷却水連通流路に対して冷却水導入部の中心がずれる方向は、先に説明したオイルクーラ1ではプレート間冷却水流路8の外側であったが、オイルクーラ1Bのようにプレート間冷却水流路8の中心寄りの場合もある。
このように冷却水導入部14Bの中心C2Bをずらすことで、オイルクーラ1Bでは、冷却水導入部14B付近において流体(冷却水)の流れを偏向し、流体が流れにくい積層方向の複数のプレート間冷却水流路8に対する流体の流れの改善ができる。
FIG. 12 is a cross-sectional view of an oil cooler 1B according to the second embodiment. The oil cooler 1B shown in FIG. 12 is provided with the cooling
By shifting the center C2B of the cooling
図13は、第2の実施の形態に係るオイルクーラ1Bの冷却水の流れ解析の結果を示す模式図である。図14は、参考例5に係るオイルクーラ500の冷却水の流れ解析の結果を示す模式図である。図15は、参考例6に係るオイルクーラ600の冷却水の流れ解析の結果を示す模式図である。図16は、第2の実施の形態、参考例5,6に係るオイルクーラのプレート間冷却水流路の各段の分配率を示すグラフである。
FIG. 13 is a schematic diagram showing the result of flow analysis of the cooling water of the oil cooler 1B according to the second embodiment. 14A and 14B are schematic diagrams showing results of flow analysis of the cooling water of the
参考例5に係るオイルクーラ500は、冷却水導入部514の底部プレートの面方向における中心の位置が、冷却水連通流路32の面方向における中心C1の位置と一致している点のみ相違する。参考例6に係るオイルクーラ600は、オイルクーラ500と同様に冷却水導入部514の底部プレートの面方向における中心の位置が、冷却水連通流路32の面方向における中心C1の位置と一致していて、冷却水導入部614の径が冷却水導入部14B,514と比較して小径化されている点が相違する。
The
図13及び図16に示すように、オイルクーラ1Bは、オイルクーラ500,600と比較して、冷却水導入部14から熱交換部2に導入された冷却水が、冷却水導入部14から積層方向において離れている頂部プレート3側(最上段側)のプレート間冷却水流路8にも分配されていることがわかる。
As shown in FIGS. 13 and 16, in the oil cooler 1B, compared to the
オイルクーラ1Bによっても、先に説明したオイルクーラ1と同様に、熱交換部2の各段において冷却水の流速や分配率を高めて性能を改善することができる。
With the oil cooler 1B, similarly to the previously described
[第3の実施の形態]
次に、本発明の熱交換器の第3の実施の形態に係るオイルクーラ1Cについて、説明する。なお、本実施の形態に係るオイルクーラ1Cにおいて、先に説明したオイルクーラ1と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
[Third embodiment]
Next, an oil cooler 1C according to a third embodiment of the heat exchanger of the present invention will be described. In the oil cooler 1C according to the present embodiment, the same components as those of the
図17は、第3の実施の形態に係るオイルクーラ1Cの断面図である。図17に示すオイルクーラ1Cは、底部プレート4Cが第1底部プレート41Cと第2底部プレート42Cとの2枚により構成される点が、先に説明したオイルクーラ1と相違する。また、オイルクーラ1Cは、冷却水導入部14Cが、第1底部プレート41Cに設けられている第1冷却水導入部141Cと、第2底部プレート42Cに設けられている第2冷却水導入部142Cとにより構成される点が、先に説明したオイルクーラ1と相違する。
FIG. 17 is a cross-sectional view of an oil cooler 1C according to the third embodiment. The
オイルクーラ1Cは、一対の冷却水連通流路32の冷却水導入側と冷却水排出側とを結ぶ直線の方向において、第1冷却水導入部141Cの中心C2Cが、第1コアプレート5及び第2コアプレート6の面方向において、第1コアプレート5及び第2コアプレート6の外側の方向(外周側の方向)に向かって冷却水導入側の冷却水連通流路32の中心C1と距離D31離れている。また、オイルクーラ1Cは、一対の冷却水連通流路32の冷却水導入側と冷却水排出側とを結ぶ直線の方向において、第2冷却水導入部142Cの中心C3Cが、面方向において、第1コアプレート5及び第2コアプレート6の外側の方向(外周側の方向)に向かって冷却水導入側の冷却水連通流路32の中心C1と距離D32離れている。本発明の熱交換器において、冷却水導入部14Cを形成する底部プレート4Cは、オイルクーラ1Cのように複数枚であってもよい。また、本発明の熱交換器において、冷却水導入部14Cは、第1冷却水導入部141C及び第2冷却水導入部142Cのように、一対の冷却水連通流路32の冷却水導入側と冷却水排出側とを結ぶ直線の方向において階段状に段差を有してずれていてもよい。冷却水導入部14Cは、底部プレート4Cの厚さ方向において冷却水の流入側にある開口(第1冷却水導入部141C)の中心C2Cと、冷却水の流出側にある開口(第2冷却水導入部142C)の中心C3Cとが、面方向で離れて配置されている。
In the
オイルクーラ1Cによっても、先に説明したオイルクーラ1と同様に、熱交換部2の各段において冷却水の流速や分配率を高めて性能を改善することができる。
With the
[第4の実施の形態]
次に、本発明の熱交換器の第4の実施の形態に係るオイルクーラ1Dについて、説明する。なお、本実施の形態に係るオイルクーラ1Dにおいて、先に説明したオイルクーラ1と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
[Fourth embodiment]
Next, an oil cooler 1D according to a fourth embodiment of the heat exchanger of the present invention will be described. In addition, in the oil cooler 1D according to the present embodiment, the same components as those of the previously described
図18は、第4の実施の形態に係るオイルクーラ1Dの断面図である。図18に示すオイルクーラ1Dは、冷却水導入管16Dが頂部プレート3Dに設けられている点と、冷却水排出部15Dが底部プレート4Dに設けられている点とが、先に説明したオイルクーラ1と相違する。つまり、冷却水の導入側と排出側が逆になっている。オイルクーラ1Dにおいても、先に説明したオイルクーラ1と同様に、冷却水導入部14D中心の位置が、図18の一点鎖線C2Dに示すように、冷却水連通流路32の面方向における中心C1の位置と所定の距離D4離れて(オフセットして)いる。
FIG. 18 is a cross-sectional view of an oil cooler 1D according to the fourth embodiment. The oil cooler 1D shown in FIG. 18 has the cooling
本発明の熱交換器において、冷却水導入部14は、先に説明したオイルクーラ1のように底部プレート4に設けられている例に限定されず、頂部プレート3に設けられているものであってもよい。
In the heat exchanger of the present invention, the cooling
オイルクーラ1Dによっても、先に説明したオイルクーラ1と同様に、熱交換部2の各段において冷却水の流速や分配率を高めて性能を改善することができる。
With the oil cooler 1D as well, the performance can be improved by increasing the flow velocity and distribution ratio of the cooling water in each stage of the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記本発明の実施の形態に係る熱交換器に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における、各構成の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the heat exchangers according to the above-described embodiments of the present invention. including. Moreover, each configuration may be selectively combined as appropriate so as to achieve at least part of the above-described problems and effects. For example, the shape, material, arrangement, size, etc. of each component in the above embodiment may be changed as appropriate according to the specific usage of the present invention.
例えば、以上説明した実施の形態においては、本発明の熱交換器が備える、一対の連通流路の一方の中心と所定の距離離れている流体導入部に対応する一例として冷却水導入部14,14B,14C,14Dを備えるオイルクーラ1,1B,1C,1Dを説明した。しかしながら、本発明の熱交換器が備える流体導入部は、熱交換部へのオイルの導入部(オイル導入部18)に適用してもよい。
For example, in the embodiment described above, the cooling
1,1B,1C,1D,100,200,300,400,500,600…オイルクーラ、2…熱交換部、3,3D…頂部プレート、4,4C,4D,104…底部プレート、5…第1コアプレート、6…第2コアプレート、7…プレート間オイル流路、8…プレート間冷却水流路、11…オイル通過穴、12…冷却水通過穴、13…孔部、14,14B,14C,14D,114,214,314,414,514,614…冷却水導入部、15,15D…冷却水排出部、16,16D…冷却水導入管、17…冷却水排出管、18…オイル導入部、19…オイル排出部、20…エンボス、21,22,23,24,25,26…ボス部、31…オイル連通流路、32…冷却水連通流路、41C…第1底部プレート、42C…第2底部プレート、141C…第1冷却水導入部、142C…第2冷却水導入部
1, 1B, 1C, 1D, 100, 200, 300, 400, 500, 600... oil cooler, 2... heat exchange part, 3, 3D... top plate, 4, 4C, 4D, 104... bottom plate, 5... third 1
Claims (6)
一対の前記貫通孔により形成され、複数の前記プレート間流路を複数の前記コアプレートの積層方向に連通する一対の連通流路と、
一対の前記連通流路の一方と連通する流路を形成する流体導入部と、
一対の前記連通流路の他方と連通する流路を形成する流体排出部と、を備え、
前記流体導入部の中心は、一対の前記連通流路の一方の中心と所定の距離離れている、 熱交換器。 In a heat exchanger in which a plurality of core plates having a pair of through-holes are stacked to form an inter-plate flow path between which a fluid flows,
a pair of communication channels formed by the pair of through holes and communicating the plurality of inter-plate channels in the stacking direction of the plurality of core plates;
a fluid introduction part forming a channel communicating with one of the pair of communication channels;
a fluid discharge part that forms a channel that communicates with the other of the pair of communication channels,
The heat exchanger, wherein the center of the fluid introduction part is separated from the center of one of the pair of communication channels by a predetermined distance.
請求項1に記載の熱交換器。 A part of the fluid introduction part faces the core plate,
A heat exchanger according to claim 1.
請求項1または2に記載の熱交換器。 The center of the fluid introduction part is separated from the center of one of the pair of communication channels in the direction of the straight line connecting one and the other of the pair of communication channels in the plurality of core plates,
A heat exchanger according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれか1項に記載の熱交換器。 The center of the fluid introduction part is separated from the center of one of the pair of communication channels in the direction of the outer periphery of the plurality of core plates in the surface direction of the plurality of core plates,
A heat exchanger according to any one of claims 1 to 3.
前記流体導入部は、前記ベースプレートに形成されている開口である、
請求項1から4のいずれか1項に記載の熱交換器。 A base plate is provided on one end side of the plurality of core plates in the stacking direction,
The fluid introduction part is an opening formed in the base plate,
A heat exchanger according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から5のいずれか1項に記載の熱交換器。 The fluid introduction part is provided at a position where the center of the opening on the inflow side and the center of the opening on the outflow side of the base plate in the thickness direction of the base plate are separated from each other in the plane direction.
A heat exchanger according to any one of claims 1 to 5.
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