JP5826479B2 - Supercharged air cooler heat exchanger - Google Patents
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Description
本発明は、主として自動車用の熱交換器に関する。 The present invention mainly relates to a heat exchanger for an automobile.
より詳しく言うと、本発明は、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に関する。 More specifically, the present invention relates to a heat exchanger including a heat exchange core having a first circulation passage for a gas to be cooled and a second circulation passage for a liquid to be cooled.
このような熱交換器は、主として、自動車用熱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ている。 Such heat exchangers are mainly manufactured as supercharged air coolers for automotive heat engines.
このタイプの熱交換器は、例えば特許文献1〜6により公知である。 This type of heat exchanger is known, for example, from US Pat.
しかし、これらの公知の熱交換器は、すべて、車両に容易に適用することができないか、あるいは大量生産のための工業化が困難であるという欠点を有している。
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。
However, all these known heat exchangers have the disadvantage that they cannot be easily applied to vehicles or are difficult to industrialize for mass production.
In addition, the following problems occur in water-cooled heat exchangers that circulate engine coolant, that is, coolant cooled by a radiator, to cool gas, that is, intake air sucked into the engine. There are things to do.
That is, when the supercharging pressure by the supercharger rises, the temperature of the gas also rises and becomes high temperature. When this high temperature gas is cooled by a water-cooled heat exchanger, the heat exchange core Since the temperature of the coolant circulating in the interior rises and the coolant that has become hot returns to the engine and the radiator, they may cause problems such as overheating. In order to prevent this, the supercharging pressure by the supercharger can be set to a low value to suppress the temperature rise of the gas, or the capacity of the radiator can be increased, but this will reduce the engine output. Invite people or increase the size of the radiator.
本発明の目的は、前述の欠点を克服することにある。 The object of the present invention is to overcome the aforementioned drawbacks.
本発明は、特に、使用面で大きな自在性を有し、かつ多くのエンジンと車両に適用することができる、前述のタイプの熱交換器を提供することを第1の目的とし、かつ熱交換用コア内の冷却液の温度が過度に上昇するのを抑え、エンジンがオーバーヒート等の不具合を引き起こしたり、ラジエータが大型化してコスト高となったりするのを防止しうるようにした熱交換器を提供することを第2の目的としている。 The first object of the present invention is to provide a heat exchanger of the above-described type, which has great flexibility in use and can be applied to many engines and vehicles, and heat exchange. A heat exchanger that prevents the temperature of the coolant in the core from rising excessively and prevents the engine from causing problems such as overheating, and the radiator becoming large and costly. The second purpose is to provide it.
また本発明は、スーパーチャージ用エアクーラーに特に適する熱交換器を提供することを目的としている。 Another object of the present invention is to provide a heat exchanger that is particularly suitable for an air cooler for supercharging.
上記第1の目的のために、本発明は、この明細書の導入部で定義したタイプのものであり、それぞれ熱交換コアに開通している第1の循環通路の2つの面と連結されている2つのマニホールドを備え、かつ空気流入ケーシングと空気流出ケーシングは、個々に開口面を備えており、この開口面の外周フランジが、マニホールド内に圧接保持されている熱交換器を提供するものである。 For the first object, the present invention is of the type defined in the introductory part of this specification, each being connected to two faces of the first circulation passage open to the heat exchange core. The air inflow casing and the air outflow casing each have an opening face, and an outer peripheral flange of the opening face is provided in pressure contact with the manifold to provide a heat exchanger. is there.
このように、本発明の熱交換器は、外周フランジを有する熱交換用コアを備え、この熱交換用コアの被冷却気体が通過する2つの開口部は、2つのマニホールドのフレーム内に挿入されている。この2つのマニホールドは、それぞれ、気体流入ケーシングと気体流出ケーシングと個々に弾性支持している。 Thus, the heat exchanger of the present invention includes a heat exchange core having an outer peripheral flange, and two openings through which the gas to be cooled of the heat exchange core passes are inserted into the frames of the two manifolds. ing. The two manifolds elastically support the gas inflow casing and the gas outflow casing, respectively.
その結果、同一の熱交換用コアと、用途により形状が異なる気体流入ケーシングと流出ケーシングとを備える多種類の熱交換器を、容易に製造することができる。 As a result, many types of heat exchangers including the same heat exchange core and gas inflow casing and outflow casing having different shapes depending on applications can be easily manufactured.
これらの特徴を有する本発明の熱交換器は、エンジンや車両に、好ましく適用することができる。 The heat exchanger of the present invention having these characteristics can be preferably applied to engines and vehicles.
各マニホールドは、カバー形状をしており、長方形の外周端部を備えているのが好ましい。この外周端部は、気体通路としての開口部を有しており、一方の側面に、熱交換用コアの一面を受ける当接フランジと、他方の側面に、気体流入ケーシング、または気体流出ケーシングの外周フランジを受け入れる溝を囲む係合用フランジを備えている。 Each manifold has a cover shape and preferably has a rectangular outer peripheral end. This outer peripheral end portion has an opening as a gas passage, one side has a contact flange that receives one surface of the heat exchange core, and the other side has a gas inflow casing or a gas outflow casing. An engagement flange is provided that surrounds a groove that receives the outer peripheral flange.
この係合用フランジは、熱交換用コアを押圧して取り付けられるような形状を有していると有利である。このようにすると、ろう付け工程で保持具を使う必要が無くなる。 It is advantageous if the engaging flange has a shape that can be attached by pressing the heat exchange core. This eliminates the need to use a holder in the brazing process.
この2つのマニホールドは、熱交換用コアの2つの対向する面に、個々に連結されているのが好ましい。 The two manifolds are preferably individually connected to two opposing faces of the heat exchange core.
各マニホールドは、熱交換用コアの第1通路が備えられていない末端領域に気体通路が入り込むのを防止するためのマスキング部を備えているのが好ましい。 Each manifold preferably includes a masking portion for preventing the gas passage from entering the end region where the first passage of the heat exchange core is not provided.
本発明の好ましい実施例においては、熱交換用コアは、2枚で一組になっているフィン板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通路であり、同じ組のフィン板の間が第2通路になっている。 In a preferred embodiment of the present invention, the heat exchanging core consists of a stack of two fin plates, each of which is a first passage between the two pairs of fin plates. Between the fin plates is a second passage.
しかし、熱交換用コアを他の適当な手段、例えば、一組のチューブとフィンで製造することもできる。熱交換用コアがフィン板の場合、各フィン板は、長方形をしており、外周フランジにより区画されているほぼ平坦な底壁と、第2通路の一方から他方へ冷却液を通過させる開口を有する2つの末端ボスを備えているのが好ましい。 However, the heat exchange core can also be manufactured by other suitable means, for example, a set of tubes and fins. When the heat exchange core is a fin plate, each fin plate has a rectangular shape, and has a substantially flat bottom wall defined by an outer peripheral flange and an opening through which the coolant passes from one side of the second passage to the other. Preferably, it has two end bosses.
各フィン板の底壁に、U字型の第2循環通路を形成するリブを設けることが好ましい。 It is preferable to provide a rib for forming a U-shaped second circulation passage on the bottom wall of each fin plate.
更なるもう一つの特徴として、フィン板の各外周フランジには、ろう付けで結合する目的のために、同じ組の2枚のフィン板を部分的に保持するクリップが形成されている。 As yet another feature, each outer peripheral flange of the fin plate is formed with a clip that partially holds two fin plates of the same set for the purpose of brazing.
熱交換用コアの最終端の1枚のフィン板に、冷却液の入口と出口用の2本のノズルを設けてあるのが好ましい。 It is preferable that one fin plate at the final end of the heat exchange core is provided with two nozzles for inlet and outlet of the coolant.
熱交換用コアの第1通路内に、コルゲートフィンを設けることもできる。 Corrugated fins may be provided in the first passage of the heat exchange core.
本発明の好ましい実施例によると、気体流入ケーシングと気体流出ケーシングは、選択された形に成形されるが、プラスチック材料を成形して、個々に製造すると好都合である。 According to a preferred embodiment of the invention, the gas inflow casing and the gas outflow casing are molded into a selected shape, but it is convenient to mold the plastic material and produce it individually.
しかし、この2つのケーシングを、例えばアルミ合金のような金属材料で製造することも、本発明の範囲内である。 However, it is also within the scope of the present invention for the two casings to be made of a metallic material such as an aluminum alloy.
本発明の好ましい適用例において、熱交換器は、自動車熱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循環通路は、冷却される空気を循環させるために使用される。 In a preferred application of the invention, the heat exchanger is manufactured as a supercharged air cooler for an automotive heat engine and the first circulation passage is used to circulate the air to be cooled.
個々の気体流入ケーシングと気体流出ケーシングには、モールド成形したノズルを設けることができる。この場合、スーパーチャージ用エアクーラーは、独立した形態を有する。 Individual gas inlet casings and gas outlet casings can be provided with molded nozzles. In this case, the supercharged air cooler has an independent form.
変形例として、気体流入ケーシングに、モールドで作ったノズルを設けることもできる。また、気体流出ケーシングを、車両熱エンジン用の吸気ディフューザとして形成することもできる。この場合、スーパーチャージ用エアクーラーは、エンジンの吸気ディフューザと連結される。 As a modification, a nozzle made of a mold can be provided in the gas inflow casing. The gas outflow casing can also be formed as an intake diffuser for a vehicle heat engine. In this case, the supercharge air cooler is connected to the intake diffuser of the engine.
上記第2の目的のために、本発明は、冷却される気体が循環する第1の循環通路と、冷却液が循環する第2の循環通路を有する、熱交換用コアを備える熱交換器において、前記第1の循環通路に開口している、前記熱交換用コアの2つの開口面に、個々に、組み付けられる2つのマニホールドと、開口面に設けた外周フランジが前記両マニホールドの開口面に圧着保持された気体流入ケーシング及び気体流出ケーシングと、これら両ケーシングを連通させるバイパス管と、このバイパス管に設けられ、常時はバイパス管内の流路を閉止するようになっている流量制御弁と、この流量制御弁を作動させるアクチュエータとを備え、前記気体流入ケーシング内の気体の温度または熱交換用コアより流出する冷却液の温度を温度センサにより検出し、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により前記流量制御弁を開弁方向に作動させて、前記バイパス管に気体流入ケーシング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を提供するものである。 For the second object, the present invention provides a heat exchanger having a heat exchange core having a first circulation passage through which a gas to be cooled circulates and a second circulation passage through which a coolant circulates. The two manifolds to be assembled individually to the two opening surfaces of the heat exchange core that are open to the first circulation passage and the outer peripheral flange provided on the opening surfaces are the opening surfaces of the two manifolds. A gas inflow casing and a gas outflow casing held by pressure bonding, a bypass pipe that communicates both the casings, a flow rate control valve that is provided in the bypass pipe, and that normally closes the flow path in the bypass pipe; An actuator for operating the flow control valve, and a temperature sensor detects the temperature of the gas in the gas inflow casing or the temperature of the coolant flowing out of the heat exchange core. When those temperatures are equal to or higher than a predetermined temperature, the actuator operates the flow control valve in the valve opening direction so that part of the gas in the gas inflow casing flows into the bypass pipe. The heat exchanger characterized by this is provided.
このような特徴を有する本発明の熱交換器によると、気体流入ケーシング内の気体の温度または熱交換用コアにおける冷却液流出用ノズル内の冷却液の温度が予め定めた温度以上となったとき、バイパス管に気体流入ケーシング内の高温の気体の一部を流入させるようにしてあるので、熱交換用コアに導入された冷却液の温度が過度に上昇するのが抑えられるとともに、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ことがなくなる。その結果、エンジンがオーバーヒート等の不具合を引き起こしたり、ラジエータが大型化してコスト高となったりするのを防止することができる。 According to the heat exchanger of the present invention having such a feature, when the temperature of the gas in the gas inflow casing or the temperature of the coolant in the coolant outflow nozzle in the heat exchange core becomes equal to or higher than a predetermined temperature. In addition, since a part of the high-temperature gas in the gas inflow casing is caused to flow into the bypass pipe, the temperature of the coolant introduced into the heat exchange core can be prevented from excessively rising and the temperature becomes high. The cooled liquid is no longer recirculated to the engine and the radiator. As a result, it is possible to prevent the engine from causing problems such as overheating or the increase in cost of the radiator due to an increase in size.
なお、バイパス管の外周面に複数の冷却フィンを突設するのが好ましく、このようにすると、バイパス管及びそれに導入された気体が外気により効果的に冷却される。 In addition, it is preferable to project a plurality of cooling fins on the outer peripheral surface of the bypass pipe, and in this way, the bypass pipe and the gas introduced thereto are effectively cooled by the outside air.
請求項1に記載の発明の熱交換器によると、共通の熱交換用コアと、用途により形状が異なる、気体流入ケーシングや気体流出ケーシングを組み合わせることにより、容易に、広く使用できる自在性を備え、多くのエンジンと車両に適合可能である。 According to the heat exchanger of the invention described in claim 1, by combining a common heat exchanging core and a gas inflow casing or a gas outflow casing having different shapes depending on applications, it has a flexibility that can be easily and widely used. It is adaptable to many engines and vehicles.
また、請求項17に記載の発明の熱交換器によると、スーパーチャージャーから気体流入ケーシング内に流入した高温の気体の全てが、熱交換用コアに流入しなくなるので、熱交換用コアを循環する冷却液の温度が過度に上昇するのが抑えられるとともに、温度上昇した冷却液がエンジン及びラジエータに還流しなくなる。その結果、エンジン及びラジエータの熱負荷が軽減され、エンジンがオーバーヒート等の不具合を引き起こしたり、ラジエータが大型化してコスト高となったりするのを防止することができる。
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。
According to the heat exchanger of the invention described in claim 17, since all of the high-temperature gas flowing into the gas inflow casing from the supercharger does not flow into the heat exchange core, it circulates through the heat exchange core. The temperature of the coolant is prevented from rising excessively, and the coolant whose temperature has risen does not return to the engine and the radiator. As a result, the thermal load on the engine and the radiator can be reduced, and it is possible to prevent the engine from causing problems such as overheating, or the radiator being enlarged and costly.
Also, in order to reduce the heat load on the engine and radiator, it is not necessary to set the supercharging pressure by the supercharger low and suppress the temperature rise of the gas in the gas inflow casing. It will end.
次に述べる実施例の説明において、添付図面を参照する。 In the following description of embodiments, reference is made to the accompanying drawings.
図1に示す第1実施例の熱交換器は、熱交換用コア10を備えており、この熱交換用コア10は、後述の通り、フィン板を組み立てて形成されている。この熱交換用コア10には、冷却液流入用ノズル12と、流出用ノズル14が設けられている。熱交換用コア10の両側の開口部は、それぞれ気体流入ケーシング16と気体流出ケーシング18でカバーされている。この気体流入ケーシング16と気体流出ケーシング18には、それぞれ、気体流入ノズル20と気体流出ノズル22が取付けられている
The heat exchanger of the first embodiment shown in FIG. 1 includes a
ケーシング16とケーシング18と、それぞれのノズル20とノズル22は、モールドにより、所望の形に製造され、それぞれのマニホールド24と26を介して、熱交換用コア10の各側部に組み立てられる。ケーシング16とケーシング18は、マニホールド24と26の中に、圧着により組み立てられる。
The
冷却される気体は、気体流入ノズル20から気体流入ケーシング16内に流入した後、熱交換用コア10の第1循環通路(後述)を通過し、気体流出ケーシング18に到達して、気体流出ノズル22から流出する。この気体は、ノズル12から熱交換用コア10に流入し、冷却される気体と熱交換するために、熱交換用コア10の第2循環通路(後述)内を循環した後、熱交換用コア10のノズル14から流出する冷却液によって冷却される。
The cooled gas flows from the
本発明の好ましい実施例においては、この熱交換器は、自動車用内燃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る。この場合、冷却される気体は、ターボ圧縮機から供給され、吸気ディフューザを通じてエンジンに供給されるチャージエアーである。冷却用液体は、通常、エンジン冷却用の液体である。 In a preferred embodiment of the invention, the heat exchanger is manufactured as a supercharged air cooler for automotive internal combustion engines. In this case, the gas to be cooled is charge air supplied from the turbo compressor and supplied to the engine through the intake diffuser. The cooling liquid is usually an engine cooling liquid.
次に、図2〜図5を参照して、熱交換用コア10の構造を説明する。実施例において、熱交換用コア10は、フィン板28を、それ自体公知の技術で組立てることにより形成されている。しかし、本発明は、他のタイプの熱交換用コア、特にチューブとフィンを有する熱交換用コアを備えるものとすることもできる。
Next, the structure of the
図2に示すように、熱交換用コア10は、2枚のエンドプレート、即ち、前述のノズル12と14が取り付けられているフィン板28Aと、反対側のフィン板28Bを別として、対で配置され、同一形状としたフィン板28を積み重ねて形成されている。
As shown in FIG. 2, the
各フィン板28は、概ね長方形をしており、ほぼ平坦な底壁30を備えている。この底壁30は、浅い皿状をなし、周辺には、隆起した長方形の外周フランジ32を備えている。更に、各フィン板28は、2つの端部ボス34と36を備えており、このボス34と36には、それぞれ、円形の孔38と40が設けられている(図5)。図3と図4からよりよく分かるように、フィン板28は対として配置されており、各フィン板におけるボスは、隣接するフィン板のボスと連通している。これにより、各組のフィン板が構成する室間に、流体通路が形成されている。
Each
また、熱交換用コア10における隣り合う各組のフィン板の間に、コルゲートフィン42(図3)が設けられている。このコルゲートフィン42の各波形部分は、2つの対向するフィン板28の底壁30にろう付けされている。同じ組の2枚のフィン板の外周フランジ32は、各ボスを通じて互いに連通する冷却液の循環通路を作るために、その全周がろう付けされている。更に、各フィン板の短辺は、内向U字型に折り曲げられた端壁44となっている。この端壁44により、フィン板を対として組み立てて、冷却される気体の循環通路を作ることができる(図3の縦長の円で囲まれている個所を参照)。このように、熱交換用コア10に、コルゲートフィン42が配置されており、冷却される気体用の第1通路46と、冷却液の循環用の第2通路48が作られている(図3と図4参照)。
Further, corrugated fins 42 (FIG. 3) are provided between adjacent pairs of fin plates in the
フィン板の端壁44に切れ目が無いために、冷却される気体のための通路が作られており、気体は、第2通路48内を循環する冷却液によって冷却される第1通路を、同時に通過して冷却される。
Since the
図4に示すように、最終組立てのろう付けの前に、各組のフィン板を部分的に組立てられるためのクリップ45が、フィン板28の外周フランジ32に形成されている。
As shown in FIG. 4, a
図5は、ろう付けの際に、正確に組立てできるように、フィン板28は互いに対称的であり、各ボスは、隣接するフィン板に、中心対称となるように設けられていることを示している。
FIG. 5 shows that the
フィン板28Aにおけるボス34Aと36Aは、他のフィン板のボス34と36とは異なっており、それぞれ、ノズル12と14を受け入れるための孔38Aと40Aを備えている。同様に、フィン板28Bは、他と異なっているボス34Bと36Bを備えている。これらのボスは閉鎖されており、開口していない。
The
各フィン板28の底壁30には、第2通路内のU字型循環通路を作るためのリブ50が設けられている。このリブ50は、長方形のフィン板の長辺と平行に配置され、また、この長辺よりも短い長さとされている(図2)。
On the
前述の如く、また図2に示すように、熱交換用コア10は、気体の流入側の開口面52と、気体の流出側の開口面54の2つの対向する開口面を備えている。第1通路46は、この両方の開口面52と54を通っている。
As described above and as shown in FIG. 2, the
図6の分解組立図に示すように、開口面52と54に、マニホールド24と26が個々に取付けられている。マニホールド24と26は、全く同形であり、長方形のカバーとなっている。各マニホールドは、長方形の外周端部56と、熱交換用コア10の開口面52、または開口面54に面する気体通路58のための開口を備えている。マニホールド24とマニホールド26は、それぞれマスキング部60(図6と図7)を備えている。このマスキング部60により、第1通路を備えない熱交換用コア10の末端領域内に、気体が入り込むことが阻止される。この熱交換用コア10の末端領域には、コルゲートフィンは設けられておらず、ボスが設けられている。これにより、冷却される気体は、熱交換用コア10の有効な部分、すなわちコルゲートフィンを備えている第1通路に相当する個所に流される。
As shown in the exploded view of FIG. 6,
各マニホールドの外周端部56における熱交換用コア10に面する側に、熱交換用コア10の開口面52、または開口面54を受ける当接フランジ62が、また反対側に、気体流入ケーシング16の外周フランジ68、または気体流出ケーシング18の外周フランジ70(図8)を個々に受け入れる溝66を囲んでいる圧接フランジ64を備えている。当接フランジ62は、熱交換用コアを圧縮して装着できるように形状が決められており、ろう付け用の保持具を不要にすることができる。気体流入ケーシング16の外周フランジ68と、気体流出ケーシング18の外周フランジ70は、対応するマニホールド24とマニホールド26の各溝66内に受け入れられて、対応する圧接フランジ64により圧接される。この圧接フランジは、通常、折り畳めるツメや、波形などのギザギザを備えている。
A
熱交換用コア10の全ての構成部品、すなわち、フィン板、コルゲートフィン、マニホールド、および冷却液の流入ノズルと流出ノズルは、アルミ合金で作られ、一緒に組み立てて、ろう付け炉内で、1つの工程でろう付けするのが好都合である。次いで得られた熱交換用コア10は、望ましい形の気体流入ケーシング16と気体流出ケーシング18に圧接しつつ組み付けられる。
All components of the
図1から図8に示す実施例において、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、ノズル20とノズル22を備えており、これにより、独立した熱交換器を製造することが可能になる。この熱交換器は、スーパーチャージ用エアクーラーとして、車両のボンネットの下部の選ばれた位置に設置される。この場合、適当なダクトが、ノズル20とノズル22に固定される。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 8, the
本発明によると、車両やエンジンの構造に応じて、気体流入ケーシング16と気体流出ケーシング18の形状を決めることができる。
According to the present invention, the shapes of the
この気体流入ケーシング16や、気体流出ケーシング18は、プラスチック材料か、例えば、アルミ合金のような、適当な金属材料で作ることができる。
The
図9に示す実施例においては、気体流入ケーシング116には、前述の実施例のノズル20とは異なる方向を向く気体流入ノズル120が設けられている。
In the embodiment shown in FIG. 9, the
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。これにより、熱交換器、この場合、スーパーチャージ用エアクーラーであるが、図1から図8の実施例の場合におけるように、中間ダクトを設けることなく、エンジンに直結することができる。
The
図10及び図11は、本発明の熱交換器の第3実施例を示す。
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。
10 and 11 show a third embodiment of the heat exchanger of the present invention.
In this embodiment, a
バイパス管200内の中間部には、このバイパス管200内の流路を常時閉止するようになっているバタフライ形の流量制御弁202が設けられている。この流量制御弁202の弁軸203は、バイパス管200に突設した円筒突部204により回動自在に支持され、弁軸203の外側端部は、円筒突部204の開口端に取付けられた電動式のアクチュエータ、例えばステッピングモータ205の回転軸(図示略)に連結されている。
A butterfly-type flow
気体流入ケーシング16には、その内部の気体の温度を検出する温度センサ206が取付けられ、この温度センサ206は、図示しない制御装置を介して、ステッピングモータ205と電気的に接続されている。
A temperature sensor 206 for detecting the temperature of the gas inside the
第3実施例の熱交換器においては、温度センサ206が、気体流入ケーシング16内の気体の温度が予め定めた温度以上になったことを検知したときに、ステッピングモータ205を作動させて、それまで閉弁されていた流量制御弁202を開弁方向に回動させ、気体流入ケーシング16内の高温の気体の一部を、バイパス管200を介して気体流出ケーシング18に流入させうるようになっている。なお、この際、気体流入ケーシング16内の気体の温度が予め定めた温度以上に達したとき、流量制御弁202が全開されるように、ステッピングモータ205を制御してもよいし、または、気体流入ケーシング16内の気体の上昇温度を段階的に予め設定しておき、その上昇温度に対応して、流量制御弁202が徐々に大きく開弁されるように、ステッピングモータ205を段階的に制御するようにしてもよい。
In the heat exchanger of the third embodiment, when the temperature sensor 206 detects that the temperature of the gas in the
このように、気体流入ケーシング16内の気体の温度が予め定めた温度以上になったときに、その中の高温の気体の一部を、バイパス管200を介して気体流出ケーシング18に流入させるようにすると、スーパーチャージャーから気体流入ケーシング16内に流入した高温の気体の全てが、熱交換用コア10に流入することがなくなる。その結果、熱交換用コア10を循環する冷却液の温度が過度に上昇するのが抑えられ、高温となった冷却液が、エンジン及びラジエータに還流しなくなるので、それらの熱負荷が軽減され、エンジンがオーバーヒート等の不具合を引き起こしたり、ラジエータが大型化してコスト高となったりするのを防止することができる。
Thus, when the temperature of the gas in the
ところで、エンジン及びラジエータの熱負荷を軽減するためには、熱交換用コア10内を循環する冷却液の温度が過度に上昇するのを抑えればよいが、このようにするためには、スーパーチャージャーによる過給圧を低めに設定して、気体流入ケーシング16内の気体の温度上昇を抑制する必要がある。しかし、このようにすると、エンジンの出力が低下することになるので好ましくない。
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。
By the way, in order to reduce the heat load of the engine and the radiator, it is only necessary to suppress the temperature of the coolant circulating in the
In the present invention, since the thermal load on the engine and the radiator is reduced by the above-described means, it is not necessary to set the supercharging pressure by the supercharger low, and therefore the output of the engine does not need to be reduced so much.
なお、上記実施例では、温度センサ206を、気体流入ケーシング16に設けてあるが、冷却液流出用ノズル14の基部付近に設け、熱交換用コア10により熱交換されて流出するエンジンの冷却液の温度を検知して、ステッピングモータ205を作動させるようにしてもよい。この際には、熱交換用コア10により熱交換されて流出する冷却液の温度が予め定めた温度以上になったときに、上記と同様にステッピングモータ205を作動させて、流量制御弁202を開弁させ、気体流入ケーシング16内の高温の気体の一部が、バイパス管200を介して気体流出ケーシング18に流入するようにする。
In the above embodiment, the temperature sensor 206 is provided in the
本発明は、特に自動車用のスーパーチャージ用エアクーラーに好ましく適用することができる。 The present invention can be preferably applied particularly to a supercharged air cooler for automobiles.
10 熱交換用コア
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
DESCRIPTION OF
206 Temperature sensor
Claims (17)
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、
前記熱交換用コア(10)の、前記第1の循環通路(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熱交換器。 In a heat exchanger comprising a heat exchange core (10) having a first circulation passage (46) through which a gas to be cooled circulates and a second circulation passage (48) through which a coolant circulates.
Two manifolds (24, 26) that are individually assembled to two opening surfaces (52, 54) of the heat exchange core (10) that are open to the first circulation passage (46),
And the outer peripheral flanges (68, 70) individually provided with the opening surfaces (52, 54) of the gas inflow casing (16) and the gas outflow casing (18) are crimped and held in one of the manifolds,
In order to prevent gas from entering the end region of the heat exchange core (10) where the first circulation passage (46) is not provided, a masking portion (60) is provided in each manifold (24, 26). ) Is provided.
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、
前記熱交換用コア(10)の、前記第1の循環通路(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熱交換器。 In a heat exchanger comprising a heat exchange core (10) having a first circulation passage (46) through which a gas to be cooled circulates and a second circulation passage (48) through which a coolant circulates.
Two manifolds (24, 26) individually assembled to two opening surfaces (52, 54) of the heat exchange core (10), which are open to the first circulation passage (46); A gas inflow casing (16) and a gas outflow casing (16) in which outer peripheral flanges (68, 70) provided on the opening surfaces (52, 54) are pressure-bonded and held on the opening surfaces (52, 54) of the manifolds (24, 26). 18), a bypass pipe (200) for communicating the two casings (16, 18), and the bypass pipe (200), and the flow path in the bypass pipe (200) is normally closed. A flow control valve (202), and an actuator (205) for operating the flow control valve (202),
When the temperature of the gas in the gas inflow casing (16) or the temperature of the coolant flowing out from the heat exchange core (10) is detected by the temperature sensor (206), and those temperatures are equal to or higher than a predetermined temperature. The actuator (205) operates the flow rate control valve (202) in the valve opening direction so that a part of the gas in the gas inflow casing (16) flows into the bypass pipe (200),
In order to prevent gas from entering the end region of the heat exchange core (10) where the first circulation passage (46) is not provided, a masking portion (60) is provided in each manifold (24, 26). ) Is provided.
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