JPH04287829A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は２流体間の熱交換器に関
するもので、たとえば内燃機関における過給機のインタ
クーラとして利用される。

【０００２】

【従来の技術】たとえば車両用内燃機関の過給機では、
加圧後の吸気の温度を下げて過給圧を上げ過給効果を高
めるのに、インタクーラすなわち熱交換器が用いられる
。

【０００３】ところでたとえば、インタクーラの如き車
両用熱交換器では、一般に密閉状外ケース内に熱交換コ
アを収納し、外ケースと熱交換コア間を流れる冷却水と
、熱交換コア内を流れる加圧吸気間で熱の授受がなされ
るように構成され、外ケースと熱交換コアは溶接等で一
体に接合される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで前記従来の熱
交換器では、加圧吸気から発生する吸気音が外ケースの
板状外板を通して外部に放射されて騒音の原因になるば
かりでなく、外ケースと熱交換コア間の流体通路に格別
の対策がなされていないため所望の熱交換能率が得にく
いという課題があった。

【０００５】本発明は、かゝる実情にかんがみてなされ
たもので、外ケースの面剛性を高めるとともに外ケース
と熱交換コアの接合強度を高めて熱交換器内を流れる流
体から生じる音の外部への放射を可及的に低減するとと
もに熱交換流体の、熱交換コアへの接触時間を長くして
熱交換能率を高めるようにした新規な熱交換器を提供す
ることを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明の特徴とするところは、第１流体の流入口および流
出口と、それと熱交換を行う第２流体の流入口および流
出口を開口した密閉状外ケースと、該外ケース内に収納
される熱交換コアとよりなり、前記熱交換コア内を流れ
る第１流体と、前記外ケースと熱交換コア間の流体通路
を流れる第２流体間で熱交換を行うようにした、熱交換
器において、前記外ケースの前，後両壁面と、それらと
前記流体通路を介して対面する、前記熱交換コアの前，
後面には、それぞれ帯状スペーサを固着し、これらのス
ペーサを介して前記熱交換コアを外ケースに一体に接合
し、前記複数の帯状スペーサは、前記流体通路を流れる
第２流体を前記熱交換コアを通してジグザク状に迂回流
動させるための通路仕切部とした点にある。

【０００７】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明熱交換器を内燃
機関の過給機のインタクーラとして適用した場合の一実
施例について説明する。

【０００８】図１は本発明熱交換器の一部破断正面図、
図２は、図１の２線矢視側面図、図３は，図２の一部破
断拡大図、図４は、図１の４−４線に沿う拡大部分断面
図、図５は、図２の５−５線に沿う部分断面図、図６は
、図２の６−６線に沿う部分断面図である。

【０００９】熱交換器としての水冷式インタクーラは、
密閉状外ケースＣと、そこに内蔵される熱交換コアＨと
より構成され、それらの間には冷却水の流通する冷却水
通路Ｐが形成されている。

【００１０】前記外ケースＣはＡｌ合金製であって扁平
角筒状の胴部１と、この胴部１の上部開放端面と下部開
放端面とにそれぞれ流体密に溶接されるアッパタンク２
およびロアータンク４とより構成されている。ロアータ
ンク４の端部には、吸気流入口５が、またアッパタンク
２の端部には吸気流出口３がそれぞれ開口され、これら
の口５，３は過給機付内燃機関の吸気系（図示せず）の
途中に接続され、過給機で加圧された吸気は吸気流入口
５より外ケースＣ内に入り、後述する熱交換コアＨで冷
却後吸気流出口３を通って吸気系に戻されるようになっ
ている。

【００１１】外ケースＣの胴部１の一側上部（図１右側
上部）には冷却水流入口６が、またその他側下部（図１
左側下部）には、冷却水流出口７が開口されており、前
記流入口６より外ケースＣ内に流入した冷却水は冷却水
通路Ｐから熱交換コアＨを通過して流出口７より排出さ
れる。

【００１２】Ａｌ合金製外ケースＣの胴部１は、同形状
に形成される前部ケース半体８と後部ケース半体９とを
一体に溶接１１して扁平な角筒状に形成される。図５に
示すように前，後部ケース半体８，９の左右両端部は何
れも略直角に屈曲されて左，右端壁半部８１　，９１　
が形成され、それらの端壁半部８１　，９１　端縁の内
向きの接合フランジ８２　，９２　同士を衝合溶接して
前記胴部１が形成される。また図２，６に示すように前
記端壁半部８１　，９１　の溶接線上には上下に間隔を
存して２つの長孔よりなる溶接口１０，１０が開口され
、これらの溶接口１０，１０を介して端壁半部８１　，
９１　および後述する熱交換コアＨのサイドプレート２
２が溶接１１１　される。

【００１３】前記胴部１の前，後部ケース半体８，９の
前，後壁面８４　，９４　には、図１に示すように複数
条の内向きの縦方向の補強リブ１２…が並列形成され、
それらの補強リブ１２…により前，後部ケース半体８，
９の板状の前，後壁面８４　，９４　はいずれも断面コ
ルゲート状に形成され補強されている。

【００１４】また前部ケース半体８の板状前壁面８４　
の上下方向の中央分には一条の凹溝よりなる中央横リブ
１３が、また後部ケース半体８の板状後壁面９４　の上
，下部には、二条の上，下横リブ１４，１５が、前記複
数条の内向きの補強リブ１２と直交するように形成され
ており、外ケースＣの板状の前，後壁面８４　，９４　
はその面剛性が高められる。前記三条の中央及び上，下
横リブ１３，１４，１５にはその全長にわたってスリッ
ト１６…（図４）が穿設されており、これらのスリット
１６…は、後に詳述するように外ケースＣに熱交換コア
Ｈを一体に結合するためのものである。

【００１５】一方前記熱交換コアＨも熱伝導性の良好な
Ａｌ合金製で、前記外ケースＣ内に収容されるべく扁平
な直方体状に構成される。次にこの熱交換コアＨの具体
的構造を説明すると、これは交互に縦方向に並列される
複数のチューブ１８…とフィン１９とを備えており、前
記複数本のチューブ１８…は図４〜６に示すように縦方
向に並設されて前記補強リブ１２…と略平行で、横断面
扁平状に形成されており、それらの上，下端部が上，下
ヘッダプレート２０，２１によって流体密に一体に結合
されている。そして前記複数のチューブ１８…の開口上
端は前記アッパタンク２内に、またそれらの開口下端は
ロアータンク４内にそれぞれ連通されており、ロアータ
ンク４内の吸気がこれらのチューブ１８…を通ってアッ
パタンク２に流れるようになっている。相隣れるチュー
ブ１８，１８間および左右最外側のチューブ１８外側に
はそれぞれそれらのチューブ１８…の並列方向に波状に
屈曲されるフィン１９…が配設され、これらのフィン１
９…はチューブ１８…にろう付される。また左右最外側
の冷却フィン１９，１９の外側にはそれぞれサイドプレ
ート２２，２２がろう付されている。

【００１６】図１，３，４に示すように熱交換コアＨの
前面上下方向中央部には前記中央横リブ１３に対応して
横方向に延びる一条の帯状をなす中央スペーサ２３がろ
う付けされ、またその後面の上部および下部にも前記上
，下横リブ１４，１５に対応して横方向に延びる二条の
帯状をなす上，下スペーサ２４，２５がろう付けされて
いる。そしてこれらのスペーサ２３、および２４，２５
は互いに略平行であって上下方向すなわち前記補強リブ
１２の長手方向に相互に齟齬されている。前記帯状のス
ペーサ２３および２４，２５には、図４に示すように突
条２３１　および２４１　，２５１　が外方に一体に突
設されている。而して前記三条のスペーサ２３および２
４，２５はＡｌ合金製であって後述すようにこの熱交換
コアＨを、外ケースＣに堅固に一体に接合するのに用い
られる。

【００１７】複数のチューブ１８…、フィン１９、上，
下ヘッダプレート２０，２１、左，右サイドプレート２
２，２２およびスペーサ２３および２４，２５を一体に
ろう付して構成されるＡｌ合金製熱交換コアＨは、外ケ
ースＣ内に収容されて、該ケースＣに一体に結合される
。すなわち前記熱交換コアＨを、外ケースＣの胴部１内
に収容し、その前，後面を胴部１の前，後壁面８４　，
９４　に対面させ、図４に示すように一条の中央スペー
サ２３の突条２３１　を、中央横リブ１３のスリット１
６に、また上，下スペーサ２４，２５の突条２４１　，
２５１　を、後部ケース半体９の上，下横リブ１４，１
５のスリット１６にそれぞれ嵌入し、それらを溶接２６
する。 また熱交換コアＨの左，右サイドプレートレート２２を
、図５に示すように外ケースＣの接合フランジ８２　，
９２　端面に衝合するとともに図６に示すように前記溶
接口１０を通して左，右サイドプレート２２，２２を外
ケースＣの左，右端壁に溶接１１１　する。さらに図４
に示すように熱交換コアＨのヘッダプレート２０，２１
の端縁に形成した接合フランジ２８，２９は前，後部ケ
ース半体８，９の上縁にそれぞれ重合され、それらは前
記アッパタンク２、もしくはロアータンク４に一体に溶
接２７される。

【００１８】而して前記帯状の中央及び上，下スペーサ
２３および２４，２５は、外ケースＣと熱交換コアＨ間
に形成される冷却水通路Ｐを上下方向に仕切る仕切部材
となり、前記冷却水通路Ｐを流れる冷却水の上下方向の
流れを止めるように作用する。さらに外ケースＣ端壁の
接合フランジ８２　，９２　も、熱交換コアＨのサイド
プレート２２に衝合して前記冷却水通路Ｐを前後方向に
仕切る仕切部材となり、冷却水通路Ｐを流れる冷却水の
前後方向の流れを止めるように作用する。

【００１９】なお、図中３０は外ケースＣに接続される
補給水口である。

【００２０】次にこの実施例の作用について説明すると
、過給機付内燃機関の吸気系を流れる加圧吸気は図２，
３において白ぬき矢印Ａに示すようにロアータンク４内
に流入し、そこから熱交換コアＨの複数のチューブ１８
…内を上方に流れてその間に冷却水により冷却されたの
ちアッパタンク２に流入し、そこから前記吸気系に戻さ
れる。

【００２１】一方冷却水は、図１実線矢印Ｂで示すよう
に冷却水流入口６から外ケースＣと熱交換コアＨ間の冷
却水通路Ｐに流入し、そこから前記熱交換コアＨのフィ
ン１９…を通ってチューブ１８内の吸気を冷却したのち
冷却水流出口７を通って外部に流出する。前記外ケース
Ｃの前壁面８４　と熱交換コアＨの前面間の冷却水通路
Ｐは、中央スペーサ２３によって上下方向に２分断され
、また外ケースＣの後壁面９４　と熱交換コアＨの後面
間の冷却水通路Ｐは上，下スペーサ２４，２５によって
３分断されているので、冷却水は図３実線矢印Ｂに示す
ように熱交換コアＨを通りその前後の冷却水通路Ｐを交
互にジグザグ状に流れ、その間にフィン１９との接触流
通時間を長く保ってそのフィン１９の周りを万遍なく流
れる。また図５に示すように前，後部ケース半体８，９
端縁の接合フランジ８１　，９１　によって、前記冷却
水通路Ｐは前後に分断されるので、冷却水が、該通路Ｐ
の前後を短絡して流れることがなく、冷却水を能率よく
熱交換コアＨに流すことができる。

【００２２】さらに補強リブ１２…はチューブ１８…に
略平行で、かつ熱交換コアＨ側に凸条となるように設け
てあるので、冷却水は熱交換コアＨに対して均等に流れ
るようになる。

【００２３】なお、前記実施例では、本発明を内燃機関
用過給機のインタクーラに適用した場合を説明したが、
これ他の熱交換器に適用できることは勿論であり、熱交
換される第１，第２流体は空気と水のほか他の流体の組
合せであってもよい。

【００２４】また前記実施例では複数の補強リブを外ケ
ースに縦方向に並設した場合を説明したがそれらを横方
向に並設してもよく、その場合に複数のスペーサはそれ
らと交差するように縦方向に設けられ、さらにそれに応
じて熱交換コアの配置が変更される。

【００２５】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
熱交換器の外ケースの前，後壁面は、複数のスペーサと
によってそれらの面剛性が大幅に高められ、熱交換器内
を流れる流体の流体音の外部への放射を可及的に低減す
ることができる。また複数のスペーサは外ケースと熱交
換コア間を流れる流体を該熱交換コアをジグザグ状に流
れるように制御してその流体の、熱交換コアとの接触時
間を長く保持するとともにそこに万遍なく接触させて熱
交換効率を大幅に高めることができる。

【００２６】さらに熱交換コアの、外ケースへの接合工
数を減少させてコストダウンにも寄与することができる
。

【００２７】また請求項２の発明によれば、前，後壁面
にスペーサと交差する方向に補強リブを設けたことによ
り外ケースの前，後壁面の面剛性が一層高められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明熱交換器の一部破断正面図

【図２】図１
の２線矢視側面図

【図３】図２の一部破断拡大図

【図４】図１の４−４線に沿う拡大部分断面図

【図５】
図２の５−５線に沿う部分断面図

【図６】図２の６−６
線に沿う部分断面図

【符号の説明】

３　　　　　　第１流体流出口としての吸気流出口５　
　　　　　第１流体流入口としての吸気流入口６　　　
　　　第２流体流入口としての冷却水流入口７　　　　
　　第２流体流出口としての冷却水流出口８４　　　　
　前壁面 ９４　　　　　後壁面 １２　　　　補強リブ ２３　　　　帯状スペーサとしての中央スペーサ２４　
　　　帯状スペーサとしての上スペーサ２５　　　　帯
状スペーサとしての下スペーサＣ　　　　　　外ケース Ｈ　　　　　　熱交換コア

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第１流体の流入口（５）および流出口
   （３）と、それと熱交換を行う第２流体の流入口（６）
   および流出口（７）を開口した密閉状外ケース（Ｃ）と
   、該外ケース（Ｃ）内に収納される熱交換コア（Ｈ）と
   よりなり、前記熱交換コア（Ｈ）内を流れる第１流体と
   、前記外ケース（Ｃ）と熱交換コア（Ｈ）間の流体通路
   （Ｐ）を流れる第２流体間で熱交換を行うようにした、
   熱交換器において、前記外ケース（Ｃ）の前，後両壁面
   （８４　，９４　）と、それらと前記流体通路（Ｐ）を
   介して対面する、前記熱交換コア（Ｈ）の前，後面には
   、それぞれ帯状スペーサ（２３，２４，２５）を固着し
   、これらのスペーサ（２３，２４，２５）を介して前記
   熱交換コア（Ｈ）を外ケース（Ｃ）に一体に接合し、前
   記複数の帯状スペーサ（２３，２４，２５）は、前記流
   体通路（Ｐ）を流れる第２流体を前記熱交換コア（Ｈ）
   を通してジグザク状に迂回流動させるための通路仕切部
   としたことを特徴とする熱交換器。
2. 【請求項２】　　前記外ケース（Ｃ）の前，後両壁面（
   ８４　，９４）には、それぞれ複数の補強リブ（１２）
   が設けられ、これらの補強リブ（１２）は前記スペーサ
   （２３，２４，２５）と交差する方向に延びている請求
   項１記載の熱交換器。