JP4944009B2 - Laminated disk heat exchanger - Google Patents
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Description
本発明は、自動車用の積層ディスク形熱交換器、特に冷却材冷却器の冷却材箱内に組み込まれたインタンク油冷却器であって、積み重ねて互いに結合、特に蝋付された複数の縦長ディスクを有し、これらのディスクが各2つのディスク半片から組立てられ、かつディスクの長手方向で油等の被冷却媒体を通すための空洞を取り囲むものに関する。 The present invention relates to a laminated disk heat exchanger for automobiles, in particular an in-tank oil cooler incorporated in a coolant box of a coolant cooler, and a plurality of vertically long stacked and bonded together, particularly brazed. It relates to a disk having disks, each disk being assembled from two disk halves and surrounding a cavity for the passage of a cooled medium such as oil in the longitudinal direction of the disk.
特許文献1により公知のディスク形熱交換器は積み重ねられ互いに蝋付されたディスクを有し、ディスクは相互に180°回された2つの同じディスク半片から組み立てられ、かつ被冷却媒体を導くための空洞を取り囲んでいる。ディスク半片はディスク半片を蝋付して1つのディスクとするための圧印加工縁とディスクを相互に蝋付するための接続面とを備えている。さらに、ディスク半片は内面と外面とに円錐台形圧印加工部を備えている。ディスク半片はその横軸線および/または長手軸線に対して鏡像対称に造形されている。円錐台形圧印加工部は接続面の間に碁盤目状に配置されている。正の圧印加工部が負の圧印加工部と交互している。正の圧印加工部と負の圧印加工部は突起状に構成されている。組立状態のときディスク半片は流体、例えば油を流通させる空洞を取り囲む。この空洞内に突出する突起は油の良好な渦化をもたらし、その引張棒機能のゆえに強度を高めるとされる。
本発明の課題は、自動車用積層ディスク形熱交換器、特にインタンク油冷却器であって、積み重ねて互いに結合、特に蝋付された複数の縦長ディスクを有し、これらのディスクが、相互に180°回された各2つの同じディスク半片から組立てられ、かつディスクの長手方向で油等の被冷却媒体を通すための空洞を取り囲んでなる、単純に構成されかつ安価に製造可能な積層ディスク形熱交換器を提供することである。それにもかかわらず本発明に係る積層ディスク形熱交換器は、ディスク半片の間に構成される空洞内で被冷却媒体の良好な渦化を保証するものとする。 An object of the present invention is a laminated disk heat exchanger for an automobile, particularly an in-tank oil cooler, which has a plurality of vertically long disks stacked and bonded to each other, in particular, brazed to each other. Laminated disk shape that is constructed from two identical disk halves rotated 180 ° and surrounds a cavity for the passage of a cooled medium such as oil in the longitudinal direction of the disk and is simple and inexpensive to manufacture It is to provide a heat exchanger. Nevertheless, the laminated disk heat exchanger according to the invention shall ensure good vortexing of the medium to be cooled in the cavity formed between the disk halves.
この課題は、自動車用積層ディスク形熱交換器、特に冷却材冷却器の冷却材箱内に組み込まれたインタンク油冷却器であって、積み重ねて互いに結合、特に蝋付された複数の縦長ディスクを有し、これらのディスクが各2つのディスク半片から組立てられ、かつディスクの長手方向で油等の被冷却媒体を通すための空洞を取り囲むものにおいて、ディスク半片のそれぞれが多数の条溝を有し、条溝がディスク半片の一方の長辺側から逆の長辺側へと延びていることによって解決されている。ディスクは扁平管またはプレートとも称される。条溝の推移は、ディスク半片の一方の長辺側から逆の長辺側へと冷却材の貫流を保証する。空洞内で条溝は被冷却媒体の良好な渦化をもたらす。 The object is to provide a laminated disk heat exchanger for automobiles, in particular an in-tank oil cooler incorporated in a coolant box of a coolant cooler, which are stacked and joined together, in particular a plurality of longitudinal disks brazed Each of which is assembled from two disk halves and encloses a cavity for the passage of a medium to be cooled, such as oil, in the longitudinal direction of the disk. However, this is solved by the fact that the groove extends from one long side of the disk half to the opposite long side. The disc is also called a flat tube or plate. The transition of the groove ensures the flow of coolant from one long side of the disk half to the opposite long side. Within the cavity, the grooves provide a good vortexing of the cooled medium.
積層ディスク形熱交換器の好ましい実施例は、縦長ディスクが相互に180°回された各2つの同じディスク半片から組立てられていることを特徴としている。これにより、本発明に係る積層ディスク形熱交換器の製造は著しく簡素になる。 A preferred embodiment of the stacked disk heat exchanger is characterized in that the longitudinal disks are assembled from two identical disk halves that are rotated 180 ° from each other. This greatly simplifies the production of the laminated disk heat exchanger according to the invention.
積層ディスク形熱交換器の他の好ましい実施例は、条溝がディスク半片の一方の長辺側から逆の長辺側へと直線的に延びていることを特徴としている。これにより、ディスク半片の一方の長辺側から逆の長辺側へと冷却材の円滑な貫流が保証される。 Another preferred embodiment of the laminated disk heat exchanger is characterized in that the grooves extend linearly from one long side of the disk half to the opposite long side. This ensures a smooth flow of coolant from one long side of the disk half to the opposite long side.
積層ディスク形熱交換器の他の好ましい実施例は、条溝が各ディスク半片の片面に圧印加工されていることを特徴としている。条溝は、例えば薄板材料の片面に圧印加工される直線的で縦長の細い窪みによって形成される。条溝が片面にのみ圧印加工されているので、ディスク半片の製造が簡素になる。 Another preferred embodiment of the laminated disk heat exchanger is characterized in that the grooves are coined on one side of each disk half. The groove is formed by, for example, a linear, vertically long thin depression coined on one side of a thin plate material. Since the groove is coined only on one side, the manufacture of the disk half is simplified.
積層ディスク形熱交換器の他の好ましい実施例は、条溝が長辺側で周設縁によって限定されることを特徴としている。周設縁は、2つのディスク半片を互いに結合、特に蝋付するのに役立つ。これにより、両方のディスク半片の間の空洞は周囲に対して密封される。 Another preferred embodiment of the laminated disk heat exchanger is characterized in that the groove is limited by a peripheral edge on the long side. The circumferential edge serves to bond, in particular braze, the two disc halves together. This seals the cavity between both disk halves against the surroundings.
積層ディスク形熱交換器の他の好ましい実施例は、1つのディスクが、相隣接する2つのディスク半片によって形成され、ディスク半片の条溝が外方に圧印加工されていることを特徴としている。条溝はディスクの内部で被冷却媒体の流れ経路を限定する。主にディスクの一方の末端に被冷却媒体用入口、ディスクの他方の末端に出口が設けられている。 Another preferred embodiment of the laminated disk heat exchanger is characterized in that one disk is formed by two adjacent disk halves and the grooves of the disk halves are coined outward. The groove defines the flow path of the cooling medium inside the disk. A cooling medium inlet is mainly provided at one end of the disk, and an outlet is provided at the other end of the disk.
積層ディスク形熱交換器の他の好ましい実施例は、2つのディスクが、条溝によって形成されるそれらの隆起領域で相隣接しかつ蝋付プロセスによって互いに結合されていることを特徴としている。隆起領域の間で冷却材、例えば水は各ディスク半片の一方の長辺側から逆の長辺側へと達することができる。さらに、ディスクは通孔の縁領域に突起状の隆起領域を装備しており、これらの隆起領域でディスクはやはり互いに蝋付されている。 Another preferred embodiment of a laminated disk heat exchanger is characterized in that the two disks are adjacent to each other at their raised areas formed by the grooves and are joined together by a brazing process. Between the raised areas, coolant, such as water, can reach from one long side of each disk half to the opposite long side. In addition, the discs are equipped with protruding raised areas in the edge areas of the through holes, in which the disks are also brazed to one another.
積層ディスク形熱交換器の他の好ましい実施例は、条溝が、付属するディスク半片の長手軸線に対して35°〜55°、特に45°の角度で延びていることを特徴としている。これにより一方で、被冷却媒体がディスクの一方の末端から他方の末端へと、ディスクの内部に形成された空洞内を流れ得ることが保証される。他方で本発明に係る条溝推移によって、冷却材が2つのディスク内で一方の長辺側から逆の長辺側へと流れ得ることも保証される。 Another preferred embodiment of the laminated disk heat exchanger is characterized in that the grooves extend at an angle of 35 ° to 55 °, in particular 45 °, with respect to the longitudinal axis of the attached disk half. This on the one hand ensures that the medium to be cooled can flow from one end of the disc to the other end in a cavity formed inside the disc. On the other hand, the groove transition according to the invention also ensures that the coolant can flow from one long side to the opposite long side in the two disks.
積層ディスク形熱交換器の他の好ましい実施例は、相隣接する2つのディスク半片の条溝が互いに70°〜110°、特に90°の角度に配置されていることを特徴としている。これにより、被冷却媒体用にディスクの内部に流れ経路が提供され、この流れ経路は多くの方向転換と渦とを有する。そのことの利点として、作動時に空洞内に生成する境界層が再三切り裂かれる。そのことから、条溝のない平滑な通路と比較して、熱伝達が著しく改善される。つまり被冷却媒体は空洞を流通するとき多くの方向転換を施される。それに対して冷却材はほぼ円滑に、相隣接する2つのディスクの間の条溝内を直線的に流れることができる。90°の角度は2つの条溝の結合個所にほぼ円形の蝋メニスカスを生じる。これにより流れは被冷却媒体の主流れ方向に沿っておよび横切って同じ影響を受ける。主に角度は80°〜100°である。 Another preferred embodiment of the stacked disk heat exchanger is characterized in that the grooves of two adjacent disk halves are arranged at an angle of 70 ° to 110 °, in particular 90 ° to each other. This provides a flow path inside the disk for the medium to be cooled, which flow path has many turnings and vortices. The advantage of this is that the boundary layer that forms in the cavity during operation is chopped again and again. As a result, heat transfer is significantly improved compared to smooth passages without grooves. In other words, the medium to be cooled is subjected to many changes in direction when it flows through the cavity. On the other hand, the coolant can flow almost linearly in the groove between two adjacent disks. An angle of 90 ° results in a substantially circular wax meniscus at the junction of the two grooves. This causes the flow to be affected the same along and across the main flow direction of the medium to be cooled. The angle is mainly 80 ° to 100 °.
積層ディスク形熱交換器の他の好ましい実施例は、条溝が0.8〜1.5mm、特に1.15mmの深さを有することを特徴としている。この深さは本発明の枠内で特別有利であると実証された。特に燃料冷却器の場合、条溝は主に0.5mm〜1.5mmの深さを有する。 Another preferred embodiment of the laminated disk heat exchanger is characterized in that the grooves have a depth of 0.8 to 1.5 mm, in particular 1.15 mm. This depth has proven particularly advantageous within the framework of the invention. Particularly in the case of a fuel cooler, the groove has a depth of mainly 0.5 mm to 1.5 mm.
積層ディスク形熱交換器の他の好ましい実施例は、1つのディスク半片の条溝が互いに平行に3〜5mm、特に4mmの相互距離に配置されていることを特徴としている。このピッチ寸法は本発明の枠内で特別有利であると実証された。 Another preferred embodiment of the laminated disk heat exchanger is characterized in that the grooves of one disk half are arranged parallel to each other at a mutual distance of 3-5 mm, in particular 4 mm. This pitch dimension has proven particularly advantageous within the framework of the invention.
積層ディスク形熱交換器の他の好ましい実施例は、ディスク半片が約20〜50mmの幅を有することを特徴としている。この幅は本発明の枠内で特別有利であると実証された。商用車の場合、ディスク半片は主に約20〜120mmの幅を有する。特別優先される幅は70〜80mm、特に76mmである。 Another preferred embodiment of the laminated disk heat exchanger is characterized in that the disk halves have a width of about 20-50 mm. This width has proven particularly advantageous within the framework of the invention. In the case of commercial vehicles, the disk halves mainly have a width of about 20 to 120 mm. The particularly preferred width is 70 to 80 mm, in particular 76 mm.
積層ディスク形熱交換器の他の好ましい実施例は、水力直径が1.5〜2.5mm、特に1.8mmの値を有することを特徴としている。この値は本発明の枠内で特別有利であると実証された。 Another preferred embodiment of the laminated disk heat exchanger is characterized in that the hydraulic diameter has a value of 1.5 to 2.5 mm, in particular 1.8 mm. This value proved to be particularly advantageous within the framework of the present invention.
被冷却媒体の主流れ方向に沿った2つの隣接するディスク半片の間の水力直径は流通可能な通路横断面と伝熱面との間の比を表す。水力直径は面積比と面密度との比の4倍と定義されている。面積比は2つの隣接するディスク半片の間の通路の自由通路横断面積と総正面積との比として算定される。面密度は伝熱面とブロック容積との比から算定される。水力直径は主に被冷却媒体の主流れ方向全体にわたって極力一定していなければならないであろう。これにより、2つのディスク半片の間の空洞の均一な流通性が達成される。 The hydraulic diameter between two adjacent disk halves along the main flow direction of the medium to be cooled represents the ratio between the flowable cross section and the heat transfer surface. The hydraulic diameter is defined as 4 times the ratio of area ratio to surface density. The area ratio is calculated as the ratio of the free path crossing area and the total positive area of the path between two adjacent disk halves. The areal density is calculated from the ratio between the heat transfer surface and the block volume. The hydraulic diameter will have to be as constant as possible mainly throughout the main flow direction of the medium to be cooled. This achieves a uniform flow of cavities between the two disk halves.
積層ディスク形熱交換器の他の好ましい実施例は、ディスク半片が金属材料、特にアルミニウムまたは特殊鋼で形成されていることを特徴としている。ディスクは主に硬蝋付によって互いに結合されている。特殊鋼は好ましくは商用車の場合に使用される。 Another preferred embodiment of the laminated disk heat exchanger is characterized in that the disk halves are made of a metallic material, in particular aluminum or special steel. The disks are connected to each other mainly by hard soldering. Special steel is preferably used in the case of commercial vehicles.
積層ディスク形熱交換器の他の好ましい実施例は、ディスク半片の少なくとも片面が蝋付用フラックスで被覆されていることを特徴としている。これにより、本発明に係る積層ディスク形熱交換器の製造プロセスは簡素にすることができる。 Another preferred embodiment of the laminated disk heat exchanger is characterized in that at least one side of the disk half is coated with a brazing flux. Thereby, the manufacturing process of the laminated disk type heat exchanger according to the present invention can be simplified.
積層ディスク形熱交換器の他の好ましい実施例は、ディスク半片が流入管路および流出管路として各1対の通孔を有することを特徴としている。通孔を介して被冷却媒体は、1つのディスクまたは1つの扁平管を形成する2つのディスク半片の間の空洞内に達する。ディスクはプレート、ディスク半片はプレート半片と称することもできる。 Another preferred embodiment of the laminated disk heat exchanger is characterized in that the disk halves have a pair of through holes as inflow and outflow lines, respectively. The medium to be cooled reaches through the through hole into a cavity between two disk halves forming one disk or one flat tube. The disc may be referred to as a plate, and the disc half may be referred to as a plate half.
積層ディスク形熱交換器の他の好ましい実施例は、通孔の縁領域が隆起構成されていることを特徴としている。主に通孔の縁領域は条溝または波形とまったく同様に隆起している。異なるディスク半片の相隣接する2つの隆起した縁領域が通孔と、2つのディスク半片の間で通孔と結ばれた空洞とを、冷却材を流通させる周囲に対して密封する。 Another preferred embodiment of the laminated disk heat exchanger is characterized in that the edge region of the through-hole is raised. Mainly the edge region of the through hole is raised just like a groove or corrugation. Two adjacent raised edge regions of different disk halves seal the through hole and the cavity connected to the through hole between the two disk halves against the environment around which the coolant flows.
積層ディスク形熱交換器の他の好ましい実施例は、通孔の縁領域に凹凸が設けられていることを特徴としている。凹凸は、通孔の領域でディスク半片を補強するのに役立つ。 Another preferred embodiment of the laminated disk heat exchanger is characterized in that irregularities are provided in the edge region of the through holes. The irregularities help to reinforce the disk half in the area of the through holes.
積層ディスク形熱交換器の他の好ましい実施例は、凹凸が断面で見て入口領域において波頭および波谷を有して波形に構成されていることを特徴としている。波頭と波谷は2つの隣接するディスク半片の間に実質点状の接触を提供する。 Another preferred embodiment of the laminated disk heat exchanger is characterized in that the irregularities are formed in a corrugated shape with a wave front and wave valley in the inlet region when viewed in cross section. The wave front and wave valley provide a substantially point-like contact between two adjacent disk halves.
積層ディスク形熱交換器の他の好ましい実施例は、複数のディスク半片が入口領域においてそれらの内面でも外面でも、それぞれ隣接するディスク半片と実質線状に蝋付されていることを特徴としている。これにより、各2つのディスク半片で形成される管の耐内圧強度が著しく高まる。 Another preferred embodiment of the laminated disk heat exchanger is characterized in that a plurality of disk halves are brazed substantially linearly with adjacent disk halves, both on their inner and outer surfaces in the inlet region. This significantly increases the resistance to internal pressure of the tube formed by each two disk halves.
積層ディスク形熱交換器の他の好ましい実施例は、凹凸が平面図で見て蛇行状に少なくとも一部では通孔の周りを延びていることを特徴としている。これにより、各2つのディスク半片の間の接触面が拡大される。 Another preferred embodiment of the laminated disk heat exchanger is characterized in that the irregularities extend at least partly around the through-holes in a serpentine shape when viewed in plan view. This enlarges the contact surface between each two disk halves.
積層ディスク形熱交換器の他の好ましい実施例は、各2つのディスク半片が、長手方向または横方向に延びる曲げ稜によって互いに一体に結合されて、被冷却媒体用管路機構を形成していることを特徴としている。両方のディスク半片が曲げ稜で既に互いに一体に結合されているので、ディスク半片はなお片面で互いに蝋付されねばならないだけである。これにより、被冷却媒体を流通させる横断面が増大する。さらに、管路機構当りなお1つの部品が必要とされるので、所要の個別部品の数は半分に減少する。 In another preferred embodiment of the laminated disk heat exchanger, each two disk halves are joined together by a bending ridge extending in the longitudinal or lateral direction to form a cooling medium conduit mechanism. It is characterized by that. Since both disc halves are already joined together at the bending ridges, the disc halves still only have to be brazed together on one side. Thereby, the cross section which distribute | circulates a to-be-cooled medium increases. Furthermore, since only one part is required per pipeline mechanism, the number of required individual parts is reduced by half.
積層ディスク形熱交換器の他の好ましい実施例は、管路機構が縦長の、特に実質矩形のプレートによって形成され、このプレートが曲げ稜によって2つの縦長半片に分割されており、これらの半片が折り畳まれていることを特徴としている。プレートは主に金属材料からなるエンボス打抜き部品であり、簡単かつ安価に製造可能である。折畳み状態のときプレート半片は完全に重なり合う。 Another preferred embodiment of the laminated disk heat exchanger is that the ducting mechanism is formed by a longitudinal, in particular substantially rectangular plate, which is divided into two longitudinal halves by a bending ridge, which halves It is characterized by being folded. The plate is an embossed stamped part mainly made of a metal material, and can be manufactured easily and inexpensively. When folded, the plate halves overlap completely.
積層ディスク形熱交換器の他の好ましい実施例は、プレートがプレート表面に比べて隆起した周設縁を有することを特徴としている。主にプレートは周設縁の内部で凹凸化されており、凹凸化された面の深さは管路機構の内法幅の半分である。 Another preferred embodiment of the stacked disk heat exchanger is characterized in that the plate has a raised peripheral edge compared to the plate surface. Mainly, the plate is roughened inside the peripheral edge, and the depth of the roughened surface is half the inner width of the pipe mechanism.
積層ディスク形熱交換器の他の好ましい実施例は、周設縁が曲げ稜との交点で中断されていることを特徴としている。曲げ稜の領域でプレートは曲げ稜の全長にわたって同じ深さを有する。これにより、折畳み時に曲げ稜の領域でプレート材料の望ましくない破損が防止される。 Another preferred embodiment of the laminated disk heat exchanger is characterized in that the circumferential edge is interrupted at the intersection with the bending ridge. In the area of the bending ridge, the plate has the same depth over the entire length of the bending ridge. This prevents undesirable breakage of the plate material in the area of the bending ridge when folded.
積層ディスク形熱交換器の他の好ましい実施例は、折畳み状態のとき両方のプレート半片が周設縁で相隣接していることを特徴としている。主にプレート半片は周設縁で互いに蝋付されている。 Another preferred embodiment of the laminated disk heat exchanger is characterized in that both plate halves are adjacent to one another at the circumferential edge when folded. Mainly the plate halves are brazed to each other at the peripheral edge.
少なくとも1つの水箱を有する車両用冷却器において上記課題は、前記積層ディスク形熱交換器が水箱に組み込まれていることによって解決されている。 In the vehicular cooler having at least one water box, the above problem is solved by incorporating the laminated disk heat exchanger into the water box.
本発明のその他の利点、特徴および詳細は以下の説明から明らかとなり、そこには図面を参考に1実施例が詳細に述べられている。特許請求の範囲および明細書で触れられた特徴はそれぞれ個々にそれ自体で、または任意の組合せにおいて発明にとって本質的たり得る。 Other advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description, in which one embodiment is described in detail with reference to the drawings. Each feature recited in the claims and specification can be essential to the invention either individually or in any combination.
図1は、1つのディスク半片1が斜視図で示す。ディスク半片1はアルミニウム薄板製の縦長プレートの形状であり、互いに平行に配置される2つの直線的長辺側2、3を有する。ディスク半片1はその末端4、5が半円形に丸められている。末端4、5に通孔8、9が設けられている。通孔8、9の縁領域10、11が窪ませて圧印加工されており、縁領域10、11はディスク半片1の下面で隆起している。
FIG. 1 shows one
通孔8、9の間でディスク半片1に多数の条溝12が圧印加工されている。条溝12はディスク半片1の一方の長辺側2から逆の長辺側3へと直線的に延びている。条溝は、ディスク半片1の下面で隆起した縦長窪みの形状を有する。しかし条溝は直線的にではなく、例えば波形またはジクザグ状に延ばすこともできる。
A number of
図2には図1のディスク半片1の末端4が下面図で示してある。縁領域10と10の条溝21〜30は図示平面から隆起している。条溝21〜30の末端は長辺側2、3で丸くされている。符号31はディスク半片1の長手軸線である。条溝21〜30は長手軸線31に対して45°の角度αに配置されている。
FIG. 2 shows the
図3でわかるようにディスク半片1は横断面で見て波形プロフィルを有する。波形横断面プロフィルは、ディスク半片1の片面に圧印加工される条溝によって形成される。
As can be seen in FIG. 3, the
図4には2つのディスク半片1、42が斜視図で示してある。ディスク半片1、42の、条溝が隆起している側面は互いに背向している。
FIG. 4 shows two
図5でわかるようにディスク半片42はディスク半片1と厳密に同じ形状を有する。しかしながらディスク半片42はディスク半片1に対して180°回して配置されている。その縁領域50が図示平面から隆起した通孔48を有する末端44はディスク半片1の末端4の通孔8の上に配置されており、通孔8の突起状縁領域10は図示平面内に隆起している。ディスク半片42に構成される条溝52は図示平面から外に隆起している。条溝52は、図示平面内に隆起した条溝12に対して90°の角度βに配置されている。両方のディスク半片1、42は条溝の接触個所と縁領域2、3とで互いに蝋付されて1つのディスクまたは扁平管を形成する。
As can be seen in FIG. 5, the disk half 42 has exactly the same shape as the
図6では多数のディスク60が互いに蝋付されている。下面でディスク60の通孔は成端ディスク61、62によって閉鎖されている。ディスク60上面の末端で通孔に接続嵌管67、68が載置されている。接続嵌管67、68の一方を通して被冷却媒体はディスク60の内部に導入することができる。他方の接続嵌管68、67を通して被冷却媒体はディスク60から流出できる。
In FIG. 6, a large number of
図7には成端ディスク61が拡大斜視図で示してある。成端ディスク61は円形ディスク64の形状であり、中央に円形隆起部65を有する。円形隆起部65の外径は各ディスクの付属する通孔の内径に適合されている。
FIG. 7 shows the
図8と図9でわかるように、図6に斜視図で示した積層ディスク形熱交換器は積み重ねられた7つのディスク71〜77を含む。ディスク71〜77の内部には被冷却媒体用に実質ジグザグ状の多数の流れ経路が構成されており、流れ経路はディスク71〜77の間を、各2つの条溝の間の窪んだ領域内で、相応するディスク半片の一方の側から逆の側へと直線的に延びている。
As can be seen in FIGS. 8 and 9, the stacked disk heat exchanger shown in perspective view in FIG. 6 includes seven disks 71-77 stacked. A large number of substantially zigzag flow paths for the medium to be cooled are formed inside the
図10に水箱78が示してあり、図6に示す積層ディスク形熱交換器がこの水箱に組み込まれている。ディスク60は水箱78の内部に配置されている。成端嵌管67、68は水箱78から外に張出している。
FIG. 10 shows a
図11では、図10の水箱78が冷却網79の片側に取付けられている。冷却網79の反対側には他の水箱80が取付けられている。両方の水箱78、80と冷却網79は全体で(図示しない)自動車の冷却材冷却器81を形成する。
In FIG. 11, the
ディスク半片1、42の異形化は、ディスクを重ねると波形プロフィルが点状に接触するように設計されている。そのことから、ディスクの内部には流通する被冷却媒体にとって再三方向変化が生じる。両方のディスク半片が互いに蝋付される多数の接触個所は良好な耐圧強度を保証する。異形化の脚角度は被冷却媒体の主流れ方向に対して45°である。水力直径は1.8mmである。凹凸角度は主流れ方向に対して20°〜60°の範囲内である。水力直径は1.5mm〜2.5mmの間で変更することができる。 The profile of the disk halves 1 and 42 is designed so that the waveform profile contacts in a dot-like fashion when the disks are stacked. As a result, a change in three directions occurs for the medium to be circulated inside the disk. The large number of contact points where both disc halves are brazed together ensure good compressive strength. The leg angle of the profile is 45 ° with respect to the main flow direction of the medium to be cooled. The hydraulic diameter is 1.8 mm. The unevenness angle is in the range of 20 ° to 60 ° with respect to the main flow direction. The hydraulic diameter can be varied between 1.5 mm and 2.5 mm.
入口領域および出口領域の大きな面積の圧印加工部は、付加的部材を使用する必要もなしにディスクの密な結合を可能とする。ディスク半片が水平な蝋付面を有し、これにより冷却器の外側で冷却材の十分な流れ貫流が保証される。ディスク半片はその周設縁が主に僅かに曲げられている。これにより、未蝋付状態のときディスクの平坦性が改善される。面取り角度は5°〜20°、主に10°である。ディスク半片はアルミニウムからなり、ホイール蝋付プロセスによって互いに結合されている。 Large area coinings in the inlet and outlet regions allow for tight coupling of the disks without the need for additional members. The disk halves have a horizontal brazing surface, which ensures a sufficient flow of coolant through the outside of the cooler. The peripheral edge of the disk half is mainly bent slightly. This improves the flatness of the disc when it is unbrazed. The chamfer angle is 5 ° to 20 °, mainly 10 °. The disc halves are made of aluminum and joined together by a wheel brazing process.
図12でわかるように、各2つのディスク半片が蝋メニスカス101、102および103、104によって互いに結合されている。図13でわかるように蝋メニスカス101〜104は平面図でほぼ円形に構成されている。
As can be seen in FIG. 12, each two disk halves are joined together by
図14には他の実施例による本発明に係る積層ディスク形熱交換器のディスク半片1が示してある。同じ部品を表すのに、図1に示した実施例におけると同じ符号が使用される。繰り返しを避けるために、図1についての前記説明を参照するように指示する。以下では実施例の間の違いにのみ言及する。
FIG. 14 shows a
図14に示したディスク半片1では通孔8、9の縁領域110、111が凹凸を備えている。ディスク半片1は末端5の縁領域111に蛇行状凹凸115、116を有し、凹凸は結合溝部117によって結合されている。ディスク半片1は末端4の縁領域110に蛇行状凹凸118、119を有し、凹凸は結合溝部120によって互いに結合されている。図14に示すような各2つのディスク半片1は先に述べたように、管路機構とも
称される1つのディスクまたは扁平管を形成するために条溝12の接触個所、縁領域2、3および凹凸118、119で互いに蝋付される。
In the
図15に側面図で示す冷却器ブロックは積み重ねられた複数の扁平管を含む。 The cooler block shown in a side view in FIG. 15 includes a plurality of stacked flat tubes.
図16は図14のXVI‐XVI線に沿った断面図である。この断面図でわかるように、1つの冷却器ブロックのさまざまな扁平管は積重ね方式で蛇行状凹凸115、116の領域と凹凸118、119とで互いに線状に結合されている。
16 is a cross-sectional view taken along line XVI-XVI in FIG. As can be seen from this cross-sectional view, the various flat tubes of one cooler block are linearly connected to each other by means of the meandering
図17は図14のXVII‐XVII線に沿った断面図である。この断面図でわかるように、蛇行状凹凸116によって若干数の実質線状の接触面が増大される。蛇行状凹凸116は補強溝部とも称される。積層ディスク形熱交換器の内面でも外面でもディスク末端で凹凸がどのように互いに蝋付されるのかがここでわかる。
FIG. 17 is a cross-sectional view taken along line XVII-XVII in FIG. As can be seen in this cross-sectional view, the number of substantially linear contact surfaces is increased by meandering
図18は図14のXVIII‐XVIII線に沿った断面図である。積層ディスク形熱交換器の内面でも外面でもディスク末端4で凹凸119がどのように互いに蝋付されているのかがここでわかる。
18 is a cross-sectional view taken along line XVIII-XVIII in FIG. Here it can be seen how the
図19には図14の細部XIXの拡大図が示してある。凹凸118、119の形状は、上下に重ねられるディスクが内面でも外面でも互いに線状に蝋付されているように実施されている。これにより、2つのディスク半片で形成される1つの管の耐内圧強度が著しく高まる。ディスク結合が図19に蛇行状に示してある。
FIG. 19 shows an enlarged view of the detail XIX in FIG. The shapes of the
図20には扁平管または短管とも称される管路機構140が開いた状態で示してある。扁平管140を形成するプレート142は実質矩形の形状を有し、矩形の隅は丸くされている。プレート142はアルミニウム薄板からなる打抜き部品であり、曲げ稜143を有し、この曲げ稜によってプレート142は長手方向で2つの同じ大きさの半片145、146に分割され、これらの半片はディスク半片とも称される。両方のディスク半片145、146はそれらの一体構成を除き先行実施例のディスク半片に一致している。プレート142を外側で限定する周設縁148は折畳み状態または閉じた状態のとき両方のプレート半片145、146を互いに蝋付するのに役立つ。周設縁148の内部でプレート半片145、146は先に述べたような凹凸条溝を備えている。
FIG. 20 shows the
図21には管140が部分的に閉じた状態で示してある。
FIG. 21 shows the
図22では管140が閉状態の平面図で示してある。管140は上下に重ねられた複数の扁平管を有する積層ディスク形熱交換器の最も上側の扁平管である。
In FIG. 22, the
図23には図22の積層ディスク形熱交換器が側面図で示してある。この側面図でわかるように積層ディスク形熱交換器は扁平管140の他に、積重ね方式で互いに蝋付された6つの他の扁平管150〜155をなお含む。
FIG. 23 shows the laminated disk heat exchanger of FIG. 22 in a side view. As can be seen in this side view, in addition to the
図24は図22のXXIV‐XXIV線に沿った断面図である。この断面図でわかるように積層ディスク形熱交換器は折畳まれた扁平管140、150〜155で形成されている。扁平管の一体構成によって、積層ディスク形熱交換器を構成するのに必要な部品点数は半分に減少する。折られた扁平管は、密封蝋継手の長さがほぼ半分に減少する利点を有する。
24 is a cross-sectional view taken along line XXIV-XXIV in FIG. As can be seen from this cross-sectional view, the laminated disk heat exchanger is formed of folded
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