JP2930417B2 - 熱交換器及びその製造方法 - Google Patents
熱交換器及びその製造方法Info
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
- F28D9/0043—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
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- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
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- F28F13/12—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
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- F28F2275/12—Fastening; Joining by methods involving deformation of the elements
- F28F2275/122—Fastening; Joining by methods involving deformation of the elements by crimping, caulking or clinching
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は熱交換器、特に自動車のラジエータのような
熱交換器内に設けられる自動車用オイルクーラのような
熱交換器に関する。
熱交換器内に設けられる自動車用オイルクーラのような
熱交換器に関する。
従来の技術 自動車には、通常エンジンオイル又はトランスミッシ
ョン用液体を冷却する熱交換器が取り付けられている。
オイルの熱伝達特性により、液体冷却式の熱交換器は、
通常空冷式の熱交換器に対抗するものとして使用されて
いる。液体冷却式の場合の最も簡便な方法は、オイルク
ーラ又は熱交換器を自動車の冷却装置の内部、特にラジ
エータ内に取り付けることである。
ョン用液体を冷却する熱交換器が取り付けられている。
オイルの熱伝達特性により、液体冷却式の熱交換器は、
通常空冷式の熱交換器に対抗するものとして使用されて
いる。液体冷却式の場合の最も簡便な方法は、オイルク
ーラ又は熱交換器を自動車の冷却装置の内部、特にラジ
エータ内に取り付けることである。
過去において、自動車のラジエータ内に取り付ける型
式のオイルクーラはオイル用の内部通路を形成するよう
に両端部に同心状の管を備えていた。エンジンの冷媒は
内側管を通して外側管の周りを流れる。しかしながら、
この型式のオイルクーラの難点はラジエータが占める体
積当たりの効率が比較的悪いということである。
式のオイルクーラはオイル用の内部通路を形成するよう
に両端部に同心状の管を備えていた。エンジンの冷媒は
内側管を通して外側管の周りを流れる。しかしながら、
この型式のオイルクーラの難点はラジエータが占める体
積当たりの効率が比較的悪いということである。
同心の管式オイルクーラーの改良はEP−Ａ−384 612
に示され、そこには間にタービュライザが配置された複
数の積重ねられたプレート対が示されている。しかしな
がら、このオイルクーラーには次のような問題がある。
すなわち、タービュライザがプレート間に精密に嵌めら
れないとタービュライザとプレートとの間及びプレート
の周辺縁との間の接合が弱くなり、その結果オイルクー
ラーが十分に高い圧力に耐えられなくなる。
に示され、そこには間にタービュライザが配置された複
数の積重ねられたプレート対が示されている。しかしな
がら、このオイルクーラーには次のような問題がある。
すなわち、タービュライザがプレート間に精密に嵌めら
れないとタービュライザとプレートとの間及びプレート
の周辺縁との間の接合が弱くなり、その結果オイルクー
ラーが十分に高い圧力に耐えられなくなる。
発明の概要 本発明はプレート式の熱交換器であり、これはラジエ
ータが占める体積当たりの効率をよく高くし、かつエン
ジンオイル若しくはトランスミッション用液体の冷却装
置においてしばしば発生する高いオイル圧力に十分耐え
る強度を有する。
ータが占める体積当たりの効率をよく高くし、かつエン
ジンオイル若しくはトランスミッション用液体の冷却装
置においてしばしば発生する高いオイル圧力に十分耐え
る強度を有する。
本発明は、正面合せの対に配置された複数の積重ねプ
レートを備えていて、正面合せの対の各々が第１のプレ
ート及び第２のプレートを備えている。第１のプレート
は平坦な中央部分と、中央部分の上方に伸長する周辺部
の高くなった同一平面の縁部分と、中央部分の下方に伸
長する対向した同一平面の端部ボスとを有している。正
面合せのプレート対の第２のプレートは、第１のプレー
トの周辺部の高くなった同一平面の周縁部分に合致する
周辺部の縁部分と、第１のプレートの中央部分から離間
した中央部分と、第２の中央部分の上方に伸長する対向
した同一平面の端部ボスとを有している。第１のプレー
ト及び第２のプレートの各中央部分はその上に形成され
た被覆層を有している。平坦なタービュライザが各正面
合せのプレート対の第１のプレートの中央部分と第２の
プレートの中央部分との間に取り付けられており、ター
ビュライザの厚さは第１のプレートの中央部分及び第２
のプレートの中央部分の両被覆層の間の距離よりも大き
い。第１のプレートの中央部分及び第２のプレートの中
央部分は複数の離間して外方に向けて配設されたくぼみ
を有し、これらのくぼみは端部のボスと等距離だけ伸長
している。一つのプレート対の第１のプレートは第２の
プレートの隣接するプレートの対と背面合せの関係で取
付けられており、それぞれのくぼみとボスは一緒に接合
されている。各プレート対はタービュライザを通りプレ
ート対を通過して流れる流体の入口開口及び出口開口を
限定する。
レートを備えていて、正面合せの対の各々が第１のプレ
ート及び第２のプレートを備えている。第１のプレート
は平坦な中央部分と、中央部分の上方に伸長する周辺部
の高くなった同一平面の縁部分と、中央部分の下方に伸
長する対向した同一平面の端部ボスとを有している。正
面合せのプレート対の第２のプレートは、第１のプレー
トの周辺部の高くなった同一平面の周縁部分に合致する
周辺部の縁部分と、第１のプレートの中央部分から離間
した中央部分と、第２の中央部分の上方に伸長する対向
した同一平面の端部ボスとを有している。第１のプレー
ト及び第２のプレートの各中央部分はその上に形成され
た被覆層を有している。平坦なタービュライザが各正面
合せのプレート対の第１のプレートの中央部分と第２の
プレートの中央部分との間に取り付けられており、ター
ビュライザの厚さは第１のプレートの中央部分及び第２
のプレートの中央部分の両被覆層の間の距離よりも大き
い。第１のプレートの中央部分及び第２のプレートの中
央部分は複数の離間して外方に向けて配設されたくぼみ
を有し、これらのくぼみは端部のボスと等距離だけ伸長
している。一つのプレート対の第１のプレートは第２の
プレートの隣接するプレートの対と背面合せの関係で取
付けられており、それぞれのくぼみとボスは一緒に接合
されている。各プレート対はタービュライザを通りプレ
ート対を通過して流れる流体の入口開口及び出口開口を
限定する。
本発明の他の特徴において、各々が平坦な中央部分
と、高くなった周辺部の縁部分と、プレートに形成され
たろう付け材の被覆層と、中に形成された入口開口及び
出口開口とを有する複数のプレートを形成する段階から
なる熱交換器を製造する方法を提供する。これらのプレ
ートはそのプレートの間に中空の空間を有する正面合せ
の対に配置される。タービュライザは中空の空間内に挿
入されていて、プレートの対の各プレートの平坦な中央
部分と接触し、そしてタービュライザの厚さは被覆層が
形成されていない平坦な中央部分の間の距離とほぼ等し
くなっている。複数の正面合せのプレート対は、入口開
口及び出口開口が形成され、高くなった周辺部の縁部が
分離するように積重ねられる。更に、積重ねられたプレ
ート対は加熱されて被覆層が溶解することにより、ター
ビュライザが被覆層に固着しかつ周辺部の縁部が水密の
組合体を形成するように接合される。
と、高くなった周辺部の縁部分と、プレートに形成され
たろう付け材の被覆層と、中に形成された入口開口及び
出口開口とを有する複数のプレートを形成する段階から
なる熱交換器を製造する方法を提供する。これらのプレ
ートはそのプレートの間に中空の空間を有する正面合せ
の対に配置される。タービュライザは中空の空間内に挿
入されていて、プレートの対の各プレートの平坦な中央
部分と接触し、そしてタービュライザの厚さは被覆層が
形成されていない平坦な中央部分の間の距離とほぼ等し
くなっている。複数の正面合せのプレート対は、入口開
口及び出口開口が形成され、高くなった周辺部の縁部が
分離するように積重ねられる。更に、積重ねられたプレ
ート対は加熱されて被覆層が溶解することにより、ター
ビュライザが被覆層に固着しかつ周辺部の縁部が水密の
組合体を形成するように接合される。
図面の簡単な説明 図１は本発明のタンク内蔵オイルクーラの好適実施例
の斜視図である。
の斜視図である。
図２は図１のオイルクーラの部分組立部の斜視図であ
る。
る。
図３は図１の３−３線に沿って見た別の実施例の部分
断面図である。
断面図である。
図４は図１の４−４線に沿って見た断面図である。
図５は図２の５−５線に沿って見た拡大断面図であ
る。
る。
図６は図２の６−６線に沿って見た拡大平面図であ
る。
る。
図７は図６の７−７線に沿って見たものであって、ろ
う付け前の複数の積重ねプレートを示す部分断面図であ
る。
う付け前の複数の積重ねプレートを示す部分断面図であ
る。
図８は図７の同様であるがろう付け後の複数の積重ね
プレートを示す部分断面図である。
プレートを示す部分断面図である。
本発明を実施するための最適な態様 図面を参照すると、オイルクーラ、すなわち熱交換機
が全体として参照符号10で図１に示されている。熱交換
機10は、図２を参照して以下詳細に説明するように、複
数の向かい合ったプレートの対から形成される。上部の
プレート対14は平坦な上部プレート16を有し、また底部
のプレート対18は平坦な底部プレート20を有するが、こ
れら上部プレート16と底部プレート20は、要望するなら
ば、図２に示すように窪ませることができる。熱交換機
10は、また上部プレート16の円形開口に適宜箇所に適宜
手段で据え付けられたねじ切りニップル22を有してい
る。エンジンオイル、トランスミッション流体のような
熱交換機10を通るオイルの流れのために、ニップル22は
入口として、また他のニップル22は出口として利用され
る。
が全体として参照符号10で図１に示されている。熱交換
機10は、図２を参照して以下詳細に説明するように、複
数の向かい合ったプレートの対から形成される。上部の
プレート対14は平坦な上部プレート16を有し、また底部
のプレート対18は平坦な底部プレート20を有するが、こ
れら上部プレート16と底部プレート20は、要望するなら
ば、図２に示すように窪ませることができる。熱交換機
10は、また上部プレート16の円形開口に適宜箇所に適宜
手段で据え付けられたねじ切りニップル22を有してい
る。エンジンオイル、トランスミッション流体のような
熱交換機10を通るオイルの流れのために、ニップル22は
入口として、また他のニップル22は出口として利用され
る。
特に図２を参照すると、典型的な、向かい合ったプレ
ート対12が分解斜視図で示されている。プレート対12
は、第１すなわち底部プレート24と第２すなわち上部プ
レート26を含む。第１プレート24は、平坦な中央部分28
と、該中央部分28の上に伸びるか、あるいは同一平面に
位置する、隆起していて、同一平面の、縁部分30を有す
る。第１プレート24は、また中央部分28よりも下方に伸
びるか、あるいは中央部分28よりも低いレベルに位置す
る、両同一平面の縁ボス32を有する。
ート対12が分解斜視図で示されている。プレート対12
は、第１すなわち底部プレート24と第２すなわち上部プ
レート26を含む。第１プレート24は、平坦な中央部分28
と、該中央部分28の上に伸びるか、あるいは同一平面に
位置する、隆起していて、同一平面の、縁部分30を有す
る。第１プレート24は、また中央部分28よりも下方に伸
びるか、あるいは中央部分28よりも低いレベルに位置す
る、両同一平面の縁ボス32を有する。
好ましい実施例では、第１、２プレート24、26は同一
であり、それ故、第１プレート24の中央部分28に関して
用語“下方”及び“上方”は、もちろん、図２に示すよ
うに、第２プレート26の中央部分28に関して入れ替える
ことが可能である。
であり、それ故、第１プレート24の中央部分28に関して
用語“下方”及び“上方”は、もちろん、図２に示すよ
うに、第２プレート26の中央部分28に関して入れ替える
ことが可能である。
プレート16、20、24及び26の端部は、丸く形成され、
またプレート24、26の端部ボス32は、もし望むなら、い
かなる形状の開口を利用することは可能であるが、“D"
形状の開口34が形成される。これらＤ形状の開口34は、
その周辺に位置した開口縁部分35を有する。上述したよ
うに、平坦な上部プレート16は、ニップル22に適合する
円形開口を有する。平坦な底部プレート20には開口が形
成されない。
またプレート24、26の端部ボス32は、もし望むなら、い
かなる形状の開口を利用することは可能であるが、“D"
形状の開口34が形成される。これらＤ形状の開口34は、
その周辺に位置した開口縁部分35を有する。上述したよ
うに、平坦な上部プレート16は、ニップル22に適合する
円形開口を有する。平坦な底部プレート20には開口が形
成されない。
第１、２プレート24、26は、そこにある複数の隔設さ
れたくぼみ36と共に形成される。第１プレート24に関
し、くぼみ36は中央部分28の下方に伸びて、縁ボス32と
等距離すなわち同一平面レベルになり、そのため、図３
に最も良く示すように、２つのプレート24、26が、背中
合わせに位置したときに、各々のくぼみと36および各々
の端部ボス32は共通面に沿って互いに結合される。
れたくぼみ36と共に形成される。第１プレート24に関
し、くぼみ36は中央部分28の下方に伸びて、縁ボス32と
等距離すなわち同一平面レベルになり、そのため、図３
に最も良く示すように、２つのプレート24、26が、背中
合わせに位置したときに、各々のくぼみと36および各々
の端部ボス32は共通面に沿って互いに結合される。
タービュライザは各正面合わせのプレート対12（上部
及び底部プレート対14、18を含む）の内側に位置する。
タービュライザ（turbulizer）38は展開された金属板の
細片である。もし望むならば他の形状をとることができ
るが、好ましいタービュライザの形状は、折れ曲がった
千鳥足形状に形成された、平行な２つの列である。ター
ビュライザ38の長さはプレートの中央部分28の長さに対
応し、またタービュライザ38の幅は周縁部分30間の距離
に対応する。タービュライザ38の厚さな、プレート対が
組み込まれ、熱交換機10が一緒に連結された後、ろう付
けのように、プレートの中央部分28が、以下にさらに説
明するように、タービュライザ38と結合されて良好な熱
接触するようになされる。
及び底部プレート対14、18を含む）の内側に位置する。
タービュライザ（turbulizer）38は展開された金属板の
細片である。もし望むならば他の形状をとることができ
るが、好ましいタービュライザの形状は、折れ曲がった
千鳥足形状に形成された、平行な２つの列である。ター
ビュライザ38の長さはプレートの中央部分28の長さに対
応し、またタービュライザ38の幅は周縁部分30間の距離
に対応する。タービュライザ38の厚さな、プレート対が
組み込まれ、熱交換機10が一緒に連結された後、ろう付
けのように、プレートの中央部分28が、以下にさらに説
明するように、タービュライザ38と結合されて良好な熱
接触するようになされる。
くぼみ36は、プレートの中央部分28全体に均一な間隔
があけられている。くぼみ36の基本的な作用の一つは、
プレートの中央部分28を支え、プレートろう付け温度に
加熱されたときにこれら中央部分28が撓むのを回避する
ものである。中央部分28は、タービュライザとプレート
との間の良好な熱接触を得るためのろう付けプロセスの
間、平らに維持され且つタービュライザ38と完全に接触
しなければならない。くぼみの別の作用は、冷却剤にい
くらかの乱気流を引き起こすことであり、これにより熱
交換機の熱移送能力が増加する。プレートが背中わせに
配置されたとき、くぼみ36は、背中合わせにされたプレ
ート同士が隔離した関係に保持し、この結果、冷却剤は
背中合わせのプレート間に十分な通路をもつことができ
る。くぼみ36の高さは、冷却剤が背中合わせのプレート
間を通るのを許容するのに十分な高さであるが、可能な
限り熱交換機10全体の寸法を小さくする理由のために高
すぎないように最適にしなければならない。
があけられている。くぼみ36の基本的な作用の一つは、
プレートの中央部分28を支え、プレートろう付け温度に
加熱されたときにこれら中央部分28が撓むのを回避する
ものである。中央部分28は、タービュライザとプレート
との間の良好な熱接触を得るためのろう付けプロセスの
間、平らに維持され且つタービュライザ38と完全に接触
しなければならない。くぼみの別の作用は、冷却剤にい
くらかの乱気流を引き起こすことであり、これにより熱
交換機の熱移送能力が増加する。プレートが背中わせに
配置されたとき、くぼみ36は、背中合わせにされたプレ
ート同士が隔離した関係に保持し、この結果、冷却剤は
背中合わせのプレート間に十分な通路をもつことができ
る。くぼみ36の高さは、冷却剤が背中合わせのプレート
間を通るのを許容するのに十分な高さであるが、可能な
限り熱交換機10全体の寸法を小さくする理由のために高
すぎないように最適にしなければならない。
くぼみ36は、好ましくは、平坦な上部表面が、接触し
たくぼみ36の間で良好な結合を与える結果となるよう
に、十分に大きい。図３及び図４に示すように、くぼみ
の肩の半径は、鋭いコーナーを避け、熱交換機10での高
圧の結果、くぼみがブレークアウトできるようにしなけ
ればならない。
たくぼみ36の間で良好な結合を与える結果となるよう
に、十分に大きい。図３及び図４に示すように、くぼみ
の肩の半径は、鋭いコーナーを避け、熱交換機10での高
圧の結果、くぼみがブレークアウトできるようにしなけ
ればならない。
くぼみ36は直径においても大きすぎてはいけない。な
ぜなら、くぼみ36によって占められている中央部分28の
表面領域は、タービュライザと接触しない領域であっ
て、熱交換器10の熱伝達効率を減じることになる領域だ
からである。当業者にとって明らかなように、くぼみ36
の数および大きさは、ろう付け工程の間、プレート中央
部分のための十分な構造的支持と十分な強度とが与えら
れるように、また、冷媒の撹乱による熱伝達効率の利得
が、くぼみが多すぎたり大きすぎたりすることによる熱
伝達効率の損失に対してバランスされるように、選択さ
れねばならない。プレートの中央部分28の幅を約４セン
チメートルとし、くぼみを直径0.5センチメートルとし
て長手方向の相互間隔を約2.5ないし3.0センチメート
ル、横方向の相互間隔を約２ないし３センチメートルと
すると、厚さ0.07ないし0.08センチメートルのアルミニ
ウムがプレートに使用される場合に好ましいバランス状
態となる。
ぜなら、くぼみ36によって占められている中央部分28の
表面領域は、タービュライザと接触しない領域であっ
て、熱交換器10の熱伝達効率を減じることになる領域だ
からである。当業者にとって明らかなように、くぼみ36
の数および大きさは、ろう付け工程の間、プレート中央
部分のための十分な構造的支持と十分な強度とが与えら
れるように、また、冷媒の撹乱による熱伝達効率の利得
が、くぼみが多すぎたり大きすぎたりすることによる熱
伝達効率の損失に対してバランスされるように、選択さ
れねばならない。プレートの中央部分28の幅を約４セン
チメートルとし、くぼみを直径0.5センチメートルとし
て長手方向の相互間隔を約2.5ないし3.0センチメート
ル、横方向の相互間隔を約２ないし３センチメートルと
すると、厚さ0.07ないし0.08センチメートルのアルミニ
ウムがプレートに使用される場合に好ましいバランス状
態となる。
図２に示すように、プレート24、26には、開口縁部分
35から横方向に延びる内側タブ42を形成してもよい。内
側タブ42は各プレートの一端のみに位置付けられてお
り、背面合わせのプレート対44を形成するためにプレー
トを背面合わせ構造とするときの組み立ての際、例えば
第１のプレート24である一枚のプレート上の内側タブ42
が、相手方になるプレート26の開口縁部分35に折り曲げ
られるようにする。このようにすることによって、それ
ぞれの背面合わせのプレート対44のプレートが、長手方
向にも横方向にも相対移動しないようになる。内側タブ
42は必須のものではなく、プレート対の整合が問題とさ
れない場合には省略することができる。
35から横方向に延びる内側タブ42を形成してもよい。内
側タブ42は各プレートの一端のみに位置付けられてお
り、背面合わせのプレート対44を形成するためにプレー
トを背面合わせ構造とするときの組み立ての際、例えば
第１のプレート24である一枚のプレート上の内側タブ42
が、相手方になるプレート26の開口縁部分35に折り曲げ
られるようにする。このようにすることによって、それ
ぞれの背面合わせのプレート対44のプレートが、長手方
向にも横方向にも相対移動しないようになる。内側タブ
42は必須のものではなく、プレート対の整合が問題とさ
れない場合には省略することができる。
図２に示すように、プレート24、26の両端には周辺タ
ブ40が形成されている。周辺タブ40は各プレートの対角
線上の「コーナー」にそれぞれ位置付けられている。こ
れによって、図１に最もよく示すように正面合わせのプ
レート対12を形成するためにプレートを正面合わせ構造
とするときの組み立ての際、例えば第１のプレート24で
ある一枚のプレート上の周辺タブ40が、例えば第２のプ
レート26である相手方になるプレートの周辺縁部分30上
に折り曲げられる。そうすることによって、それぞれの
正面合わせのプレート対12のプレートが、長手方向にも
横方向にも相対移動しないようになる。この周辺タブ40
もまた、必須のものではなく、プレート対の整合が問題
とされない場合には省略することができる。
ブ40が形成されている。周辺タブ40は各プレートの対角
線上の「コーナー」にそれぞれ位置付けられている。こ
れによって、図１に最もよく示すように正面合わせのプ
レート対12を形成するためにプレートを正面合わせ構造
とするときの組み立ての際、例えば第１のプレート24で
ある一枚のプレート上の周辺タブ40が、例えば第２のプ
レート26である相手方になるプレートの周辺縁部分30上
に折り曲げられる。そうすることによって、それぞれの
正面合わせのプレート対12のプレートが、長手方向にも
横方向にも相対移動しないようになる。この周辺タブ40
もまた、必須のものではなく、プレート対の整合が問題
とされない場合には省略することができる。
図３の左側部分に示す別の実施例では、内側タブ42を
折り曲げることなく使用して、背面合わせのプレート対
の第１のプレートおよび第２のプレートを整合するよう
に維持している。同様にして、周辺タブ40も折り曲げる
ことなく使用され、正面合わせのプレート対の第１のプ
レートおよび第２のプレートを整合するように維持して
いる。当業者にとって明らかなように、周辺タブ40およ
び内側タブ合42は積み重ねられたプレートを整合させる
ため、またはプレートを所望のように機械的に取り付け
るために使用される。周辺タブ40および内側タブ42を省
略し且つプレートを上述したようにおよび図３に示した
ように積み重ねることにより、熱交換器のさらに別の実
施例が構成される。
折り曲げることなく使用して、背面合わせのプレート対
の第１のプレートおよび第２のプレートを整合するよう
に維持している。同様にして、周辺タブ40も折り曲げる
ことなく使用され、正面合わせのプレート対の第１のプ
レートおよび第２のプレートを整合するように維持して
いる。当業者にとって明らかなように、周辺タブ40およ
び内側タブ合42は積み重ねられたプレートを整合させる
ため、またはプレートを所望のように機械的に取り付け
るために使用される。周辺タブ40および内側タブ42を省
略し且つプレートを上述したようにおよび図３に示した
ように積み重ねることにより、熱交換器のさらに別の実
施例が構成される。
好ましい実施例においては、熱交換器10のすべての構
成要素にアルミニウムが使用される。ニップル22および
タービュライザ38はアルミニウム合金で作られる。プレ
ート16、20、24および26は、ろう付材（brazing）で被
覆した（clad）アルミニウム、すなわち図５、図７、図
８に示すように、低融点の被覆層ないしアルミニウムろ
う付け合金層50を外表面に有するアルミニウムで作られ
る。被覆層50のそれぞれはプレートの厚さの約８ないし
10％の厚さを有する。
成要素にアルミニウムが使用される。ニップル22および
タービュライザ38はアルミニウム合金で作られる。プレ
ート16、20、24および26は、ろう付材（brazing）で被
覆した（clad）アルミニウム、すなわち図５、図７、図
８に示すように、低融点の被覆層ないしアルミニウムろ
う付け合金層50を外表面に有するアルミニウムで作られ
る。被覆層50のそれぞれはプレートの厚さの約８ないし
10％の厚さを有する。
図７および図８に最もよく示すように、タービュライ
ザ38の厚さは、被覆層（cladding layer）50なしの第１
および第２のプレートの中央部分28間の間隔にほぼ等し
い。換言すれば、タービュライザ38の厚さは、最終組み
立て後の第１および第２のプレートの中央部分28の対向
する被覆層50間の間隔よりも大きい。このようにした理
由は、これらの被覆層50はろう付け工程において溶ける
ので、タービュライザ38の高い領域のすべてが被覆層50
内に埋まるからである。タービュライザ38はプレートの
中央部分28にろう付けされ、以下に詳述するように、オ
イルがタービュライザ38を通り又は通過する際の抵抗な
いし圧力降下は最小となり、良好な熱伝達がもたらされ
る。
ザ38の厚さは、被覆層（cladding layer）50なしの第１
および第２のプレートの中央部分28間の間隔にほぼ等し
い。換言すれば、タービュライザ38の厚さは、最終組み
立て後の第１および第２のプレートの中央部分28の対向
する被覆層50間の間隔よりも大きい。このようにした理
由は、これらの被覆層50はろう付け工程において溶ける
ので、タービュライザ38の高い領域のすべてが被覆層50
内に埋まるからである。タービュライザ38はプレートの
中央部分28にろう付けされ、以下に詳述するように、オ
イルがタービュライザ38を通り又は通過する際の抵抗な
いし圧力降下は最小となり、良好な熱伝達がもたらされ
る。
熱交換器10の組み立ては、プレート24、26を正面合せ
の対、背面合せの対を、図２に最も良く示されたよう
に、所望されたように配置することにより開始し、Ｄ形
状の開口部34および対応する周辺の端部30を整列され
る。内側のタブ42が使用された場合、かかるタブが最初
に折り曲げられて、背面合せの対44が形成される。ター
ビュライザ38は、その後、各正面合わせの対12の中央部
分28の間の空洞部分へ挿入される。もし、周辺のタブ40
が使用されたら、かかるタブは、対応するプレートの周
辺端部分30へ折り曲げられる。代替的には、複数の組み
立てられたプレート12は、タービュライザにより形成さ
れて積載され、この場合、タブ42は全く折り曲げられず
又は使用されない。プレート24、26を積み重ねる方法
は、問題ではなく、結果は図２または図７に示されたよ
うに、複数の積み重ねられたプレートの対となる。
の対、背面合せの対を、図２に最も良く示されたよう
に、所望されたように配置することにより開始し、Ｄ形
状の開口部34および対応する周辺の端部30を整列され
る。内側のタブ42が使用された場合、かかるタブが最初
に折り曲げられて、背面合せの対44が形成される。ター
ビュライザ38は、その後、各正面合わせの対12の中央部
分28の間の空洞部分へ挿入される。もし、周辺のタブ40
が使用されたら、かかるタブは、対応するプレートの周
辺端部分30へ折り曲げられる。代替的には、複数の組み
立てられたプレート12は、タービュライザにより形成さ
れて積載され、この場合、タブ42は全く折り曲げられず
又は使用されない。プレート24、26を積み重ねる方法
は、問題ではなく、結果は図２または図７に示されたよ
うに、複数の積み重ねられたプレートの対となる。
上部プレートの対14は、図１及び図３に示すように、
ニップル22を滑らかな上部プレート16の上に沈ませて、
これをプレート群の一つの上に積載していくことにより
形成される。底部プレートの対18は、図３及び図４に示
すように、底部プレート26の下に位置する滑らかな底部
プレート20を使用することにより形成される。
ニップル22を滑らかな上部プレート16の上に沈ませて、
これをプレート群の一つの上に積載していくことにより
形成される。底部プレートの対18は、図３及び図４に示
すように、底部プレート26の下に位置する滑らかな底部
プレート20を使用することにより形成される。
図６に最もよく示されるように、タービュライザ38
は、形成される金属はロールされたものから成型される
ため、通常、長手方向には直線的ではなく、横方向に少
し傾斜している。これにより、コーナー52及び中央部分
54を中央部分28及び周辺端30の間の範囲又は、中央部分
29の間に重なる。しかしながら、被覆層50及びかかる範
囲は、以下に開示されるろう付け材を被覆する処理で、
この重なりを適応させる。
は、形成される金属はロールされたものから成型される
ため、通常、長手方向には直線的ではなく、横方向に少
し傾斜している。これにより、コーナー52及び中央部分
54を中央部分28及び周辺端30の間の範囲又は、中央部分
29の間に重なる。しかしながら、被覆層50及びかかる範
囲は、以下に開示されるろう付け材を被覆する処理で、
この重なりを適応させる。
一旦、熱交換器全体が組み立てられると、組み立て体
の整列を維持するために、適切な固定具を使用して、ろ
う付け材を被覆する炉内へ配置され、ろう付け炉へ入れ
られる前に、全ての適合する表面は同時に共にろう付け
材が被覆され、上述したように、積載されたプレートは
図７に示すように、タービュライザ38の厚さにより、周
辺端部分30の間の約0.3mmの厚さとなる。積載されたプ
レートは、共に圧力を負荷され、被覆層50が溶けて、周
辺端30は、不整列や、流体を冷却することによる組み立
て体の寸法的な耐久性に適応するように一緒になってし
まう。
の整列を維持するために、適切な固定具を使用して、ろ
う付け材を被覆する炉内へ配置され、ろう付け炉へ入れ
られる前に、全ての適合する表面は同時に共にろう付け
材が被覆され、上述したように、積載されたプレートは
図７に示すように、タービュライザ38の厚さにより、周
辺端部分30の間の約0.3mmの厚さとなる。積載されたプ
レートは、共に圧力を負荷され、被覆層50が溶けて、周
辺端30は、不整列や、流体を冷却することによる組み立
て体の寸法的な耐久性に適応するように一緒になってし
まう。
発明の好適な実施例を開示したように、各種の変形を
行うことも望ましい。例えば、油用の入り口及び出口を
供給するニップル22の位置を変えても良い。例えば、あ
るニップル22は、上部のプレート16に位置するが、他の
ニップル22は、底部のプレート20に位置するようにして
もよい。ニップル22が、対応する上部、底部のプレート
16、20に配置されて、その端部に開口がない中央のプレ
ートが、熱交換器10の中央部分に位置するようになる。
行うことも望ましい。例えば、油用の入り口及び出口を
供給するニップル22の位置を変えても良い。例えば、あ
るニップル22は、上部のプレート16に位置するが、他の
ニップル22は、底部のプレート20に位置するようにして
もよい。ニップル22が、対応する上部、底部のプレート
16、20に配置されて、その端部に開口がない中央のプレ
ートが、熱交換器10の中央部分に位置するようになる。
熱交換器10は、アルミニウムの外に、ステンレススチ
ール、真鍮などのような材料から製造することができ
る。ステンレススチールの場合、銅、薄い銅シート又は
シム（shim）のろう付け層を使用することができる。本
願では、“被覆層（cladding layer）”は、いかなる材
料を含めるように意図しており、例えば、コーティン
グ、金属の沈着物（deposit）、ろう付け材料，ハン
ダ、適当な接着剤の別個の層をも含める。明らかに、多
数のプレートの対が使用される。軟ハンダ付けは、ろう
付けの代わりに使用され、しかしながら、一般的には、
この処理は、弱い結合であり、従って、強度は要求され
ない。プレートの長さは、長手方向のくぼみの直径およ
び上述したスペースの反復により単純に変化する。も
し、熱交換器の長さ及び幅が変化するならば、くぼみの
直径及びスペースも上述したパラメータに従ってわずか
に変化する。
ール、真鍮などのような材料から製造することができ
る。ステンレススチールの場合、銅、薄い銅シート又は
シム（shim）のろう付け層を使用することができる。本
願では、“被覆層（cladding layer）”は、いかなる材
料を含めるように意図しており、例えば、コーティン
グ、金属の沈着物（deposit）、ろう付け材料，ハン
ダ、適当な接着剤の別個の層をも含める。明らかに、多
数のプレートの対が使用される。軟ハンダ付けは、ろう
付けの代わりに使用され、しかしながら、一般的には、
この処理は、弱い結合であり、従って、強度は要求され
ない。プレートの長さは、長手方向のくぼみの直径およ
び上述したスペースの反復により単純に変化する。も
し、熱交換器の長さ及び幅が変化するならば、くぼみの
直径及びスペースも上述したパラメータに従ってわずか
に変化する。
上述したように、本発明のオイルクーラーが構造的に
比較的低圧力の強さの熱交換器に高効率となるのが好適
である。
比較的低圧力の強さの熱交換器に高効率となるのが好適
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロウントゥリー，デーヴィッド・ジー カナダ国オンタリオ州エル６エックス・ ２ジー３，ブランプトン，ケンブリッ ジ・クレス 14 (56)参考文献 特開 平２−242089（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−157759（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F28D 1/00 - 9/02 F28F 3/00 - 3/14 B23K 1/00 330
Claims (20)
- 【請求項１】正面合わせの対として配置された複数の積
重ねプレートであって、前記正面合わせの対の各々が第
１及び第２のプレートを備えるプレートと、 第１のプレートが、平らな中央部分と、中央部分の上で
かつその中央部分と平行に配置されていて隆起した周辺
緑部分と、中央部分と周辺縁部分との間の中間部分と、
中央部分より下でかつその中央部分と平行に配置された
両端部ボスとを有することと、 各正面合わせのプレート対の第２のプレートが、前記第
１のプレートの周辺緑部分に接合された周辺緑部分と、
第１のプレートの中央部分から隔てられた中央部分と、
中央部分と周辺縁部分との間の中間部分と、第２のプレ
ートの中央部分の上でかつ第２のプレートの中央部分と
平行に配置された両端部ボスとを有することと、 各正面合わせのプレート対の第１のプレートと第２のプ
レートとの間に配置されていて、高い区域を有する平ら
な展伸金属のタービュライザと、 第１及び第２のプレートの中央部分は、複数の隔てられ
ていて外側に配置されたくぼみが形成され、そのくぼみ
は端部ボスと等しい距離伸びていることと、 一つのプレート対の第１のプレートは隣接するプレート
対の第２のプレートと背面合わせで配置され、それぞれ
のくぼみ及び端部ボスが共に接合されていることと、 各プレート対が、プレート対を通してタービュライザを
通過する流体の流れに対して入口開口及び出口開口を限
定していることと、 第１のプレート及び第２のプレートの中央部分は両被覆
層が形成されていることと、を備えた熱交換器におい
て、 タービュライザが前記被覆層内に部分的に埋め込まれ、 タービュライザの厚さが、くぼみの区域を除いたタービ
ュライザの高い区域のほぼ全てに被覆層がない状態の第
１の中央部分と第２の中央部分との間の距離に等しい熱
交換器。 - 【請求項２】請求の範囲１に記載の熱交換器において、
タービュライザが折れ曲がって食い違った配列で配置さ
れた複数の平行な金属の列で形成されている熱交換器。 - 【請求項３】請求の範囲１又は２に記載の熱交換器にお
いて、タービュライザがプレートの中間部分間の距離と
ほぼ同じ横幅を有する熱交換器。 - 【請求項４】請求の範囲１ないし３のいずれかに記載の
熱交換器において、プレートがろう付け材の被覆層が形
成されたアルミニュウムで形成されている熱交換器。 - 【請求項５】請求の範囲４に記載の熱交換器において、
被覆層がプレートの厚さの10パーセトである熱交換器。 - 【請求項６】請求の範囲１ないし５のいずれかに記載の
熱交換器において、タービュライザがアルミニュウムで
形成されている熱交換器。 - 【請求項７】請求の範囲１ないし６のいずれかに記載の
熱交換器において、くぼみがプレートの中央部分に亙っ
て均一に隔てられている熱交換器。 - 【請求項８】請求の範囲１ないし７のいずれかに記載の
熱交換器において、くぼみは、タービュライザと接触し
ていないくぼみの面積を最小にしてタービュライザとプ
レートの中央部分との間の熱伝達から材料をそらさない
ように、寸法が決められている熱交換器。 - 【請求項９】請求の範囲１ないし８のいずれかに記載の
熱交換器において、くぼみはほぼ平坦な上部が形成され
ている熱交換器。 - 【請求項１０】請求の範囲１ないし９のいずれかに記載
の熱交換器において、くぼみは、二つのプレート対が背
面合わせで配置されたとき第１のプレートのくぼみが第
２のプレートのくぼみと整合されるように、プレートの
長手方向軸線及び横方向軸線の回りで対称に配置されて
いる熱交換器。 - 【請求項１１】請求の範囲１ないし10のいずれかに記載
の熱交換器において、前記入口及び出口開口が各プレー
トのそれぞれの端部ボスに形成され、その結果、背面合
わせされた複数のプレート対の積重ね体において、すべ
ての入口開口が整合されかつ全ての出口開口が整合され
ている熱交換器。 - 【請求項１２】熱交換器の製造方法において、 複数のプレートであって、各プレートが、平らな中央部
分と、中央部分の上でその中央部分に平行に配置されて
いて、隆起した周辺緑部分と、中央部分の下でその中央
部分と平行に配置された両端部ボスとを有し、端部ボス
に入口開口及び出口開口が形成されている複数のプレー
トを設けることと、 前記プレートを、合わされた周辺緑部分及び中空の空間
を有する正面合わせした対として並べることと、 前記中空の空間内に、合わされた周辺縁部分が隔てられ
るような厚さを有するタービュライザを挿入すること
と、 前記合わされた周辺縁部分が隔てられている間にプレー
ト対を加熱しかつ部分的に溶かすことと、 プレート対を共に押すことによってタービュライザを圧
縮しそれによってタービュライザを前記プレートないに
溶かし、合わされた周辺縁部分を共に絞ることと、 合わされた周辺縁部分が共に絞られた後にプレート及び
タービュライザの接触する区域を接合して流体密閉組立
体を形成することと、 を含む製造方法。 - 【請求項１３】請求の範囲12に記載の熱交換器の製造方
法において、タービュライザを圧縮することが平らな中
央部分を共に押し付けることによって行われる製造方
法。 - 【請求項１４】請求の範囲12又は13に記載の熱交換器の
製造方法において、更に、プレートに被覆層を設ける段
階と、 タービュライザを圧縮する間に被覆層を溶かす段階と、 周辺緑部分が接触するまでタービュライザを被覆層内に
埋め込む段階と、 を備える製造方法。 - 【請求項１５】請求の範囲13又は14に記載の熱交換器の
製造方法において、 タービュライザを圧縮することが、前記中央部分に複数
の隔てられて外側に配置されたくぼみであって端部ボス
と等しい距離伸びるくぼみを設けることと、一つのプレ
ート対を背面合わせで配置された二つの隣接するプレー
ト対間に押し付け、隣接するプレート対のくぼみが整合
されかつそれらの間で圧縮力を伝達することによって、
行われる製造方法。 - 【請求項１６】請求の範囲12ないし15のいずれかに記載
の熱交換器の製造方法において、更に、 前記複数のプレート対を組み立てて整合された前記入口
及び出口開口を有する積重ね体にする段階と、 前記複数のプレート対を流体密封組立体として共に接合
する段階と、 を含む製造方法。 - 【請求項１７】請求の範囲12ないし16のいずれかに記載
の熱交換器の製造方法において、更に、プレート対を圧
縮しかつ加熱する前に、複数の前記プレート対を組み立
てて整合された入口及び出口開口を有する積重ね体と
し、その後、積重ねられたプレート対の全てを同時に加
熱しかつ圧縮する製造方法。 - 【請求項１８】請求の範囲12ないし17のいずれかに記載
の熱交換器の製造方法において、プレートがろう付け材
で被覆されたアルミニュウムであり、プレート対を接合
する段階が炉中ろう付けによって行われる製造方法。 - 【請求項１９】請求の範囲12ないし18のいずれかに記載
の熱交換器の製造方法において、更に、 積重ねられたプレート対の全てを加熱しかつ圧縮する前
に、滑らかな上プレートを有する上プレート対及び滑ら
かな底プレートを有する底プレート対を、プレート対の
積重ね体に加えることを含む製造方法。 - 【請求項２０】請求の範囲19に記載の熱交換器の製造方
法において、更に、 滑らかな上及び底プレートの一方に入口及び出口ニップ
ルを設ける段階を備え、前記ニップルがプレート対のそ
れぞれの入口及び出口開口と連通する入口及び出口開口
を有する製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US79243591A | 1991-11-15 | 1991-11-15 | |
| US792,435 | 1991-11-15 | ||
| PCT/CA1992/000496 WO1993010415A1 (en) | 1991-11-15 | 1992-11-13 | In tank oil cooler |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07504967A JPH07504967A (ja) | 1995-06-01 |
| JP2930417B2 true JP2930417B2 (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=25156874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5508845A Expired - Fee Related JP2930417B2 (ja) | 1991-11-15 | 1992-11-13 | 熱交換器及びその製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0612396B1 (ja) |
| JP (1) | JP2930417B2 (ja) |
| AU (1) | AU670760B2 (ja) |
| CA (1) | CA2123701C (ja) |
| DE (1) | DE69223986T2 (ja) |
| WO (1) | WO1993010415A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP3763993B2 (ja) * | 1999-03-31 | 2006-04-05 | 株式会社マーレ フィルターシステムズ | 多板式オイルクーラの冷却エレメント |
| US6341649B1 (en) | 2001-02-12 | 2002-01-29 | Delphi Technologies, Inc. | Aluminum plate oil cooler |
| KR100537666B1 (ko) * | 2003-06-27 | 2005-12-20 | 현대자동차주식회사 | 자동차의 오일쿨러 |
| DE102005054045A1 (de) * | 2005-11-12 | 2007-05-16 | Modine Mfg Co | Gelöteter Plattenwärmetauscher |
| JP6107017B2 (ja) * | 2012-09-18 | 2017-04-05 | ダイキン工業株式会社 | 熱交換器、および、熱交換器の製造方法 |
| CN104576911B (zh) * | 2015-01-20 | 2017-12-08 | 江苏和平动力机械有限公司 | 新型冷却芯片组件 |
| JP2022001817A (ja) * | 2020-06-22 | 2022-01-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 熱交換器およびその製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB904498A (en) * | 1960-02-08 | 1962-08-29 | Borg Warner | Heat exchanger and method of making same |
| FR1353580A (fr) * | 1963-01-15 | 1964-02-28 | Chausson Usines Sa | Procédé de fabrication d'échangeur thermique et produit en résultant |
| CA1314538C (en) * | 1988-07-14 | 1993-03-16 | Hideyuki Kobayashi | Aluminum heat exchanger |
| CA1313182C (en) * | 1989-02-24 | 1993-01-26 | Allan K. So | In tank oil cooler |
-
1992
- 1992-11-13 EP EP92923263A patent/EP0612396B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-11-13 CA CA002123701A patent/CA2123701C/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-11-13 DE DE69223986T patent/DE69223986T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-11-13 JP JP5508845A patent/JP2930417B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1992-11-13 WO PCT/CA1992/000496 patent/WO1993010415A1/en active IP Right Grant
- 1992-11-13 AU AU29207/92A patent/AU670760B2/en not_active Ceased
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