JP3878671B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の熱交換器、特に内燃機関のためのオイル冷却器に関する。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３２１０１１４号明細書に基づき、熱交換器、特に自動車に用いられる冷却器が公知である。この公知の熱交換器は、熱交換媒体を案内するために、互いに平行に配置された複数の管を有している。これらの管は上側の水タンクと下側の水タンクとに開口している。この公知の熱交換器はさらに、前記管に対して直角に積層状に配置されたプレート状の複数の熱交換リブを有しており、これらの熱交換リブは前記管と固く結合されている。
これらの熱交換リブはその端面縁部に、折り曲げられた端部分を備えている。これらの端部分は鱗状にずれ重ねられており、したがってアングル部材のための固定装置を配置することのできる側方部分を形成している。比較的単純なエレメントを用いて構成され、かつ良好な熱伝達を有している、この公知の熱交換器には、次のような欠点がある。すなわち、熱交換器を支持体に固定するために付加的なアングル部材が必要となることである。さらに、熱交換媒体のための接続部が上下の水タンクに固定されているので、これらの接続部を変えることができない。
さらに、ドイツ連邦共和国実用新案第９３０９７４１号明細書に基づき公知の熱交換器では、熱交換エレメントの一方の側には、冷却したい媒体のための流入部および流出部が設けられており、他方の側には冷却媒体、つまり熱交換媒体のための流入部および流出部が設けられている。このような配置は単純な構造によりすぐれている。しかし多くの場合、流入部と流出部の全てを唯一方の側に配置することが望ましい。
本発明の課題は、多目的に使用可能であって、しかも構成容積を増大させることなく、流入部および流出部の全てが一方の側に配置されているような場所にも接続可能となるような熱交換器を提供することである。
この課題は請求項１の上位概念部に記載の形式の熱交換器から出発して、請求項１の特徴部に記載の構成により解決される。
本発明の大きな利点は、分配プレートによって、冷却媒体のための流入部および流出部をも一緒に組み込むことが可能となることにある。このために分配プレートには、対応する流入開口および流出開口が設けられている。
本発明の有利な構成では、分配プレートに固定プレートが配置されている。当然ながら、分配プレートと固定プレートとを一体の構成部分として形成することも可能である。２つの部分から構成する場合には、分配プレートと固定プレートとが互いにろう接されていると有利である。
本発明の別の有利な構成では、分配プレートが、サンドイッチ状に上下に接合された個々のプレートエレメントから形成されている。このことは、個々のプレートエレメントに種々異なる形式の流れ通路もしくは互いに交差した流れ通路を設けることができるという利点を有している。これによって、分配プレートには複雑な流れ経過を実現することもできる。
本発明のさらに別の有利な構成では、熱交換器の個々の部分が、ろうメッキされたアルミニウムから製造されている。このアルミニウムは連続炉でろう接することができるので、熱交換器の組立てが結合エレメントなしに可能となる。
分配プレートはそのサンドイッチ状の構造においても最後の熱交換エレメントに組み込まれていると有利である。この分配プレートを組み込むことにより、熱交換エレメントの全高は増大しなくなる。しかしそれと同時に、この分配プレートには全ての接続部が含まれている。
本発明のさらに別の有利な構成では、供給管路および導出管路がオイルフィルタのケーシングに組み込まれている。これによって熱交換器を直接にこのケーシングに組み付けることができる。付加的な接続管路はもはや必要にならない。これに対して択一的に、冷却媒体のための接続部を直接に分配プレートに配置することもできる。
本発明の別の有利な構成は請求項２以下および実施例の説明に記載されている。この場合、個々の構成はそれぞれ単独でまたはそれぞれ組み合わされて実現されてよい。
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
第１図は、側方部分が、折り曲げられたリブによって形成されている熱交換器の概略図であり、
第２図は、第１図に断面して示した分配プレートの平面図であり、
第３図は、サンドイッチ構造の分配プレートを備えた熱交換器を示す概略図であり、
第４図は、熱交換器の別の実施例を示す断面図であり、
第５図は、冷却媒体のための接続部を備えた熱交換器の断面図であり、
第６図ａ〜ｅは、冷却したい媒体および冷却媒体の流れ図である。
第１図に示した熱交換器は、互いに平行に配置された、熱交換媒体によって貫流されるプレート状の複数の熱交換エレメント１０から成っている。これらの熱交換エレメント１０は全周にわたって延びる外縁部１１で折り曲げられかつ積層状に積み重ねられて、１つの熱交換ユニットを形成している。この熱交換ユニットの上側の閉鎖部はカバープレート１２によって形成される。下側の閉鎖部は固定プレート１４と組み合わされた分配プレート１３によって形成される。分配プレート１３と固定プレート１４は一体に形成されていてもよい。しかし、分配プレート１３と固定プレート１４とを２つの打抜き成形体から別個に形成することも可能である。個々の熱交換エレメント１０を互いに結合させ、かつカバープレート１２および分配プレート１３と結合させることは、ろう接により行われる。このためには個々の構成部分がろう接材料で被覆されている。図示のシールリング１７，１９を含めた個別構成部分を有するユニット全体が、ろうの溶融温度にまで加熱され、これらの個別構成部分が互いに結合される。冷却したい媒体、たとえばオイルは、孔１５を介して固定プレート１４と分配プレート１３とに流入し、引き続き熱交換器に流入する。オイルは熱交換器内で矢印１６で示したように個々の平面に分配されて、孔１８を介して熱交換器から流出する。
第２図には、分配プレート１３の平面図が示されている。この分配プレート１３にはオイル流入のための孔１５と、オイル戻しのための長手方向スリットとして形成された開口２０とが配置されている。さらに分配プレート１３には冷却水流入のための開口２１と、冷却水流出のための開口２２とが設けられている。この図面から判るように、冷却したいオイルのための供給孔も、引き続きオイルを案内するための通路も、任意の個所に位置決め可能である。この分配プレートにより、熱交換器を任意の接続形状に接続することが可能となる。当然ながら、分配プレートに段部、凹部等を設け、これによって分配プレートを種々異なる多数の固定構造に適合させることも可能である。
第３図には、熱交換器の別の実施例が示されている。この熱交換器は、サンドイッチ構造に形成された分配プレート１３を有している。この分配プレート１３は個々のプレートエレメント２３，２４，２５から成っている。サンドイッチ状の構造に基づき、液体流を個々の平面に種々様々に分配することが可能となるので、これらの液体流を互いに交差させることもできる。
第３図にはさらに、冷却媒体、つまり冷却水のための接続部が示されている。ケーシング３０には、水供給のための接続管片２７と、水戻しのための接続管片２８とが配置されている。ケーシング３０は固定プレート１４に結合されている。固定プレート１４とケーシング３０との間には、異形成形シール部材２９が設けられている。
第４図に示したさらに別の実施例では、やはりサンドイッチ状に形成されたアダプタプレート、つまり分配プレートが設けられている。第４図には、水流出部２２とオイル流入部１５とが認められる。
全ての開口はオイルフィルタ（図示しない）のケーシング３０に組み込まれているので、付加的な管路は必要とならない。
第５図に示したさらに別の実施例では、水流出部も水流入部も、それぞれ接続管片３２，３３として引き出されて、９０°もしくは９０°よりも大きな角度だけ変向されている。両接続管片はろう接結合部を介して分配プレートに固定されていると有利である。それに対してオイル流入およびオイル流出は、第４図に示したようにケーシング３０を介して行われる。この場合にも、固定プレート１４とケーシングとの間をシールするためにケーシングには溝３１が鋳造成形されている。この溝３１にはシールリングもしくはシール部材が嵌め込まれている。このシールにより、鋳造された部分、つまりケーシング３０の加工は不要となる。これによって、僅かな製造手間をかけるだけで、オイル冷却器と、ケーシングの外側構造との間の密な結合が形成される。
第６図には、サンドイッチ状に互いに接合された個々のプレートエレメント２３〜２５における液体流が示されている。
第６図ａには、オイル流入部１５と、このオイル流入部１５に対して対角線方向に配置されたオイル流出部２０と、水流入部２１と、水流出部２２とを備えたベースプレートとして働く固定プレート１４が示されている。第６図ｂにはプレートエレメント２５が示されている。このプレートエレメント２５には、水流出部２２のために長手方向スリット３４が配置されている。第６図ｃには、プレートエレメント２４が示されている。このプレートエレメント２４は遮断用のプレートエレメントとして形成されている。第６図ｄには、水流入部２１のための横方向接続部３５と、オイル流出部２０のための横方向接続部３６とが示されている。第６図ｅには、第１のトラフ１１ａが示されており、この第１のトラフは水流入部および水流出部ならびにオイル流入部およびオイル流出部のための接続開口を備えている。

Claims (5)

1. 熱交換器、特に内燃機関のためのオイル冷却器であって、熱交換媒体を案内するための、互いに平行に配置された複数の管と、該管に対して直角に積層状に配置されたプレート状の熱交換エレメント（１０）とが設けられており、該熱交換エレメント（１０）が前記管と固く結合されており、前記プレート状の熱交換エレメント（１０）が、外縁部で折り曲げられていて、鱗状にずれ重ねられており、冷却したい媒体の供給が、前記熱交換エレメント（１０）に対して直角に配置された別の管を介して行われるようになっており、該管が、液体流入部と液体流出部とのための開口を有する分配プレート（１３）に開口している形式のものにおいて、分配プレート（１３）が、冷却したい媒体の流入のための孔（１５）と、冷却したい媒体の戻しのための開口（２０）とを有しており、さらに、冷却媒体の流入のための開口（２１）と、冷却媒体の流出のための開口（２２）とが設けられており、しかも、冷却したい媒体のための供給孔も、冷却したい媒体を引き続き案内するための通路も、当該熱交換器を任意の接続形状に接続することを可能にするために任意の個所に位置決め可能であり、冷却したい媒体の戻しのための開口（２０）が、冷却したい媒体を引き続き案内するための通路を形成しており、冷却したい媒体の戻しのための開口（２０）と、冷却媒体の流入のための開口（２１）とが、それぞれ長手方向スリットとして形成されており、冷却媒体のための接続部（３２，３３）が、直接に分配プレート（１３）に配置されていることを特徴とする熱交換器。
2. 分配プレート（１３）に固定プレート（１４）が配置されている、請求項１記載の熱交換器。
3. 分配プレート（１３）が、サンドイッチ状に互いに接合された個々のプレートエレメント（２３〜２５）から形成された平らなプレートである、請求項１または２記載の熱交換器。
4. 熱交換エレメント（１１）および／または分配プレート（１３）ならびに熱交換エレメント（１１）に配置された管部分が、ろう被覆されたアルミニウムから成っている、請求項１から３までのいずれか１項記載の熱交換器。
5. 個々の熱交換エレメント（１１）が互いにろう接されて結合されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の熱交換器。

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