JPH07198289A - 積層型熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 積層型熱交換器について、該熱交換器を取り
付けるべき機械本体側の配管とパイプ接続用ソケットと
を従来のエルボー管を用いることなく直接に接続して、
配管工数が少なくする。また配管スペース小さくして、
コンパクト化を図る。また余分な接続部品を使用するこ
となく、コストを低減する。 【構成】 積層型熱交換器１０の熱交換器本体１１の四
隅のうちの少なくとも２箇所にヘッダ部６に連なる流体
導入および同排出パイプ接続用ソケット１３，１３が取
り付けられる。これらのソケット１３，１３のパイプ差
し込み用開口部１４，１４は前方に向かって開口せしめ
られている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばオイルクー
ラ、アフタークーラおよびエバポレータ等に使用される
積層型熱交換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばオイル・クーラとして使用
されるアルミニウム製積層型熱交換器においては、熱交
換器本体の四隅にヘッダ部に連なる流体導入および同排
出パイプ接続用ソケットが取り付けられているが、これ
らのソケットのパイプ差し込み用開口部は上方または下
方に向かって開口していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな積層型熱交換器を取り付けるべき産業機械あるいは
車両ボデー等の機械本体側の配管は、通常、横向き（水
平方向）であるため、上記積層型熱交換器のソケットと
配管とを接続するのに、エルボー管が必要をとするばか
りか、このようなエルボー管を介してソケットと配管と
を接続すると、配管工数が多くかゝるとともに、配管ス
ペースを広く必要とし、また余分な接続部品を必要とし
て、コストが高くつくという問題があった。

【０００４】この発明の目的は、上記の従来技術の問題
を解決し、積層型熱交換器を取り付けるべき機械本体側
の配管とパイプ接続用ソケットとを従来のエルボー管を
用いることなく直接に接続することができて、配管工数
が少なく、かつ広い配管スペースを必要とせず、また余
分な接続部品を必要としないため、コストが安くつく、
積層型熱交換器を提供しようとするにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、片面に流体流路形成用凹部と、これ
より深い左右一対のヘッダ形成用凹部とをそれぞれ有す
る所要数の中間プレートが隣り合うもの同志相互に凹部
を対向させた状態に上下方向に層状に重ね合わせられ、
かつ上下両側の端部中間プレートにそれぞれ流体流路形
成用凹部とヘッダ形成用凹部に対向するようにサイドプ
レートが重ね合わせられることにより、並列状の偏平管
部と各偏平管部に連なる左右両ヘッダ部とが形成された
熱交換器本体を備えており、熱交換器本体の四隅のうち
の少なくとも２箇所にヘッダ部に連なる流体導入および
同排出パイプ接続用ソケットが取り付けられ、これらの
ソケットのパイプ差し込み用開口部が前方に向かって開
口せしめられていることを特徴とする、積層型熱交換器
を要旨としている。

【０００６】上記において、流体導入および同排出パイ
プ接続用ソケットは、熱交換器本体の二隅に配置される
場合と、四隅に配置される場合とがある。

【０００７】

【作用】上記積層型熱交換器によれば、熱交換器本体の
四隅のうちの少なくとも２箇所に取り付けられかつヘッ
ダ部に連なる流体導入および同排出パイプ接続用ソケッ
トが、前方に向かって開口したパイプ差し込み用開口部
を有しているから、積層型熱交換器を取り付けるべき機
械本体側の配管とパイプ接続用ソケットとを従来のエル
ボー管を用いることなく直接に接続することができて、
配管工数が少なく、かつ広い配管スペースを必要としな
い。また余分な接続部品を必要としないため、コストが
安くつくものである。

【０００８】

【実施例】つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて
説明する。

【０００９】この明細書において、前後および左右は図
１を基準とし、前とは図１図面紙葉の表側、後とは同裏
側をいゝ、また左とは同図左側、右とは同右側をいうも
のとする。

【００１０】この発明の第１実施例を示す図１〜５図に
おいて、例えばオイルクーラとして用いられる積層型熱
交換器（１０）は、アルミニウム（アルミニウム合金を
含む）製であって、片面に流体流路形成用凹部（３）
と、これより深くかつ底壁（７）（７）に流体流通孔
（８）（８）を有する前後一対ずつ左右２組のヘッダ形
成用凹部（４）（４）とをそれぞれ有する所要数の略方
形の中間プレート（１）が隣り合うもの同志相互に凹部
（３）（４）（４）を対向させた状態にかつ相互にヘッ
ダ形成用凹部（４）（４）の底壁（７）（７）同志を突
き合わせた状態に上下方向に層状に重ね合わせられ、か
つ上下両側の中間プレート（１）にそれぞれ流体流路形
成用凹部（３）とヘッダ形成用凹部（４）（４）に対向
するようにサイドプレート（２）が重ね合わせられるこ
とにより、並列状の偏平管部（５）と各偏平管部（５）
に連なる前後一対ずつ左右２組のヘッダ部（６）（６）
とが形成された熱交換器本体（１１）を備えている。熱
交換器本体（１１）の隣り合う偏平管部（５）同志の
間、および上下両外側の中間プレート（１）とサイドプ
レート（２）同志の間にはそれぞれコルゲート・フィン
（９）が介在されている。

【００１１】上記積層型熱交換器（１０）の四隅に、そ
れぞれ前後一対ずつ左右２組のヘッダ部（６）（６）に
連なるパイプ接続用の角形ブロック状ソケット（１３）
（１３）が取り付けられ、これらのブロック状ソケット
（１３）（１３）のパイプ差し込み用開口部（１４）
（１４）は、それぞれ前方に向かって開口せしめられか
つ内周面に雌ねじ部が設けられている。

【００１２】図３と図４に詳しく示すように、各角形ブ
ロック状ソケット（１３）は、中空部（２１）を有し、
かつ上方または下方に開口して前後両ヘッダ部（６）
（６）に通じる前後ヘッダ連通孔（２３）（２４）があ
けられている。中空部（２１）は、圧力損失を小さくす
るために、前方開口部（１４）から下向きまたは上向き
に開口した後側ヘッダ連通孔（２４）に至るように斜め
に形成せられていて、内側に傾斜壁（２２）が設けら
れ、前側ヘッダ連通孔（２３）は円形であるが、後側ヘ
ッダ連通孔（２４）は楕円形となされている。

【００１３】角形ブロック状ソケット（１３）の後端部
は厚肉のねじ取付座（２５）となされていて、このねじ
取付座（２５）に、後方に向かって開口したねじ孔（２
６）があけられている。 そして、図１に示すように、
熱交換器本体（１１）の上部左右両側のブロック状ソケ
ット（１３ａ）（１３ａ）のパイプ差し込み用開口部
（１４）（１４）の直径は小さいものとなされ、これら
のソケット（１３ａ）（１３ａ）には、オイル導入およ
び同排出パイプ（図示略）が接続される。

【００１４】一方、熱交換器本体（１１）の下部左右両
側のブロック状ソケット（１３ｂ）（１３ｂ）のパイプ
差し込み用開口部（１４）（１４）の直径は大きいもの
となされ、これらのソケット（１３ｂ）（１３ｂ）はド
レン用である。

【００１５】なお、図６と図７に示すように、この実施
例では、中間プレート（１）の左右両側には、前後２つ
のヘッダ形成用凹部（４）（４）がそれぞれ設けられる
とともに、これらのヘッダ形成用凹部（４）（４）の底
壁（７）（７）にそれぞれ円形の冷媒通過孔（８）
（８）があけられている。そして、前後２つの流体通過
孔（８）（８）のうちの一方の流体通過孔（８）の周縁
部に、ヘッダ形成用凹部（４）の内側に向かって突出し
た第１環状壁（１５）が設けられ、同他方の中間プレー
ト（１）の流体通過孔（８）の周縁部にヘッダ形成用凹
部（４）の外側に向かって突出しかつ第１環状壁（１
５）に嵌まり合う第２環状壁（１６）が設けられてお
り、中間プレート（１）が隣り合うもの同志相互に凹部
（３）（４）（４）を対向させた状態にかつ相互にヘッ
ダ形成用凹部（４）（４）の底壁（７）（７）同志を突
き合わせた状態に上下方向に層状に重ね合わせられたさ
い、一方の第１環状壁（１５）に対して、他方の第２環
状壁（１６）が嵌め合せられている。

【００１６】中間プレート（１）および上下両サイド・
プレート（２）（２）は、それぞれアルミニウム・ブレ
ージング・シートによりつくられており、積層型熱交換
器（１０）は、パイプ接続用のブロック状ソケット（１
３）を含むすべての熱交換器構成部材を組み合わせたの
ち、例えば真空ろう付法により一括ろう付けすることに
より製造されるものである。

【００１７】上記積層型熱交換器（１０）において、熱
交換器本体（１１）の上部左側のブロック状ソケット
（１３ａ）の開口部（１４）に接続されたオイル導入パ
イプ（図示略）から同側の前後両ヘッダ部（６）（６）
に導入されたオイルは、これより偏平管部（５）の内部
に流入する。オイルは、各偏平管部（５）の内部を流
れ、さらに他方の右側の前後両ヘッダ部（６）（６）か
らブロック状ソケット（１３ａ）に至り、同ソケット
（１３ａ）の開口部（１４）に接続されたオイル排出パ
イプ（図示略）から排出される。

【００１８】一方、積層型熱交換器（１０）の偏平管部
（５）同志の間および上下両外側の中間プレート（１）
とサイドプレート（２）同志の間のコルゲート・フィン
（９）の存在する間隙を空気が流れ、中間プレート
（１）の壁面およびコルゲート・フイン（９）を介して
オイルと空気とが効率よく熱交換せられるものである。

【００１９】上記積層型熱交換器（１０）によれば、熱
交換器本体（１１）の四隅に取り付けられたパイプ接続
用ソケット（１３）（１３）のパイプ差し込み用開口部
（１４）（１４）がいずれも前方に向かって開口せしめ
られているから、積層型熱交換器（１０）を取り付ける
べき機械本体側の配管（図示略）とパイプ接続用のブロ
ック状ソケット（１３）（１３）とを、従来のエルボー
管を用いることなく直接に接続することができる。従っ
て、配管工数が少なく、かつ広い配管スペースを必要と
しないものである。

【００２０】また、この実施例においては、各角形ブロ
ック状ソケット（１３）の中空部（２１）が、前方開口
部（１４）から下向きまたは上向きに開口した後側ヘッ
ダ連通孔（２４）に至るように斜めに形成されていて、
内側に傾斜壁（２２）が設けられているから、圧力損失
を小さくすむという利点がある。

【００２１】なお、ブロック状ソケット（１３）の中空
部（２１）の傾斜壁（２２）の傾斜角度は、直線状でな
くても良く、その他、前方開口部（１４）から後側ヘッ
ダ連通孔（２４）に至るように漸次湾曲状に傾斜したも
のであっても良い。

【００２２】さらに、この実施例においては、角形ブロ
ック状ソケット（１３）の後端部が厚肉のねじ取付座
（２５）となされ、このねじ取付座（２５）にねじ孔
（２６）があけられていて、図示しない取付ねじがねじ
込まれるようになされている。

【００２３】従来、ねじ取付座は、サイドプレート
（２）の延長端部に設けられていたから、この実施例に
おけるように角形ブロック状ソケット（１３）の後端部
に厚肉のねじ取付座（２５）を設けるものとすると、そ
の分、サイドプレート（２）が短くてすみ、熱交換器
（１０）のコンパクト化が可能となるうえ、強度がアッ
プし、重量の大きな熱交換器（１０）でも支えられるよ
うになるという利点がある。

【００２４】なお、このような厚肉のねじ取付座（２
５）は、ブロック状ソケット（１３）の後端部だけでな
く、ソケット（１３）の位置によっては、ソケット（１
３）の側面あるいは上面または下面に設けられていても
良い。

【００２５】また、この実施例においては、各中間プレ
ート（１）の左右両側に前後２つのヘッダ形成用凹部
（４）（４）が設けられているので、強度が高く、かつ
コンパクトな積層型熱交換器（１０）が得られる。すな
わち、従来のように中間プレート（１）に設けるヘッダ
形成用凹部（４）を１つとすると、該凹部（４）が平面
よりみて円形の場合には、プレートのサイズが大きくな
ってしまうという問題があるが、中間プレート（１）の
ヘッダ形成用凹部（４）を２つにすると、それぞれの凹
部（４）の円形を小さくすることができて、プレートの
サイズが小さいものとなる。また従来のように、中間プ
レート（１）に設けた１つのヘッダ形成用凹部（４）を
面積の大きなものとするには、長円形にする必要がある
が、長円形の場合はそのストレート部分のプレート強度
か小さくなるという問題がある。これに対し、この発明
のように、中間プレート（１）のヘッダ形成用凹部
（４）を２つにすると、それぞれの凹部（４）を円形も
しくは楕円形とすることができて、しかも広い面積が得
られるという利点がある。またヘッダ形成用凹部（４）
が２つであれば、その形状を長円形としても、各凹部
（４）のサイズが小さいものとなるため、従来のように
ヘッダ形成用凹部（４）が１つの場合よりも、強度がア
ップするという利点がある。

【００２６】従って、この発明においては、各中間プレ
ート（１）の左右両側の前後両ヘッダ形成用凹部（４）
（４）は、円形、楕円形および長円形のいずれであって
も良く、また積層型熱交換器（１０）のサイズに応じ
て、ヘッダ形成用凹部（４）は、前後に３つまたは４つ
形成されていても良い。

【００２７】図８に示す第１変形例のパイプ接続用のブ
ロック状ソケット（１３ｃ）は、アルミニウム中空押出
形材製であり、その後端部に環状の段部（２７）が設け
られ、この環状段部（２７）に、厚肉の内方凸部（２
９）を有する蓋（２８）が被せ止められている。厚肉の
内方凸部（２９）はねじ取付座となされていて、これに
は、後方に開口したねじ孔（２６）が設けられている。
ブロック状ソケット（１３ｃ）の本体と内方凸部（２
９）付き蓋（２８）とは、一括ブレージングにより結合
されるものである。

【００２８】なお、ブロック状ソケット（１３ｃ）に
は、中空部（２１）より前後両ヘッダ部（６）（６）に
通じるそれぞれ円形の前後ヘッダ連通孔（２３）（２
３）があけられている。

【００２９】この第１変形例のブロック状ソケット（１
３ｃ）によれば、これの後端に取り付けられた蓋（２
８）の厚肉内方凸部（２９）が、ねじ取付座となされて
いるので、取付強度が大幅にアップするという利点があ
る。積層型熱交換器（１０）は、その取付けの信頼性が
高いものとなる。

【００３０】図９と図１０に示す第２変形例のパイプ接
続用のブロック状ソケット（１３ｄ）は、上半部が厚肉
となされたアルミニウム中空押出形材によりつくられて
おり、その厚肉上半部の後端部（２５）がねじ取付座と
なされていて、これに後方に開口したねじ孔（２６）が
設けられている。またブロック状ソケット（１３ｄ）の
後端部に環状の段部（２７）が設けられ、この環状段部
（２７）に円板状の蓋（２８）が被せ止められている。
さらにブロック状ソケット（１３ｄ）の厚肉の上部中央
には、ドレン孔（３０）が上方に開口するように設けら
れている。

【００３１】この第２変形例のブロック状ソケット（１
３ｄ）によれば、これの厚肉の後端部（２５）がねじ取
付座となされているので、やはり取付強度がアップする
という利点がある。またこの変形例では、厚肉部がブロ
ック状ソケット（１３ｄ）の１方向にのみ設けられてい
るので、材料費がおさえられるという利点がある。また
熱交換器本体（１１）と接合する部分をできるだけ薄肉
とすれば、接合性も向上するものである。なお、横方向
にねじ孔（２６）を設ける場合には、このブロック状ソ
ケット（１３ｄ）を９０°倒して使用すれば良い。

【００３２】図１１の第３変形例に示すように、パイプ
接続用のブロック状ソケット（１３ｅ）の厚肉部は、２
方向であっても良く、この第３変形例では、ブロック状
ソケット（１３ｅ）の上部左角部の厚肉部後端部（２
５）がねじ取付座となされていて、これに後方に開口し
たねじ孔（２６）が設けられている。

【００３３】図１２と図１３に示す第４変形例のパイプ
接続用のブロック状ソケット（１３ｆ）は、アルミニウ
ム中空押出形材製であり、その後端部に、ソケット（１
３ｆ）の後端面積より若干小さい面積の環状の段部（２
７）が設けられ、この環状段部（２７）に円板状の蓋
（２８）が被せ止められている。

【００３４】この変形例では、蓋（２８）の取付けのさ
い、ブロック状ソケット（１３ｆ）後端の環状段部（２
７）に円板状の蓋（２８）が収められた状態で、ブロッ
ク状ソケット（１３ｆ）後端の上下両側中央部と左右両
側中央部が、適宜の工具によりそれぞれ内側に打ち付け
られてかしめられることにより、一方のブロック状ソケ
ット（１３ｆ）側に突起（３１）が、他方の円板状蓋
（２８）の周縁部の４か所に凹部（３２）が形成せられ
て、これらの突起（３１）と凹部（３２）の係り合わせ
により、蓋（２８）がブロック状ソケット（１３ｆ）の
後端部に仮止めされている。このような蓋（２８）の仮
止めの後、ブロック状ソケット（１３ｆ）と蓋（２８）
とが、一括ブレージングにより結合されるものである。

【００３５】図１４と図１５に示す第５変形例では、上
記第４変形例の場合とほゞ同様であるが、この第５変形
例では、パイプ接続用のブロック状ソケット（１３ｇ）
後端に直径の小さい環状段部（２７）が設けられ、この
環状段部（２７）に円板状の蓋（２８）が収められた状
態で、環状段部（２７）の上下両側中央部と左右両側中
央部に対応するソケット（１３ｇ）部分が、適宜の工具
によりそれぞれ内側に打ち込まれてかしめられることに
より、ブロック状ソケット（１３ｇ）側の４か所に突起
（３１）が、他方の円板状蓋（２８）の周縁部にこれら
に対応する凹部（３２）が形成せられて、これらの突起
（３１）と凹部（３２）の係り合わせにより、直径の小
さい蓋（２８）がブロック状ソケット（１３ｇ）の後端
部に仮止めされている。このような蓋（２８）の仮止め
の後、ブロック状ソケット（１３ｇ）と蓋（２８）と
が、一括ブレージングにより結合されるものである。

【００３６】なお、上記第１変形例〜第５変形例におい
て、熱交換器本体（１１）に取り付けられたパイプ接続
用ソケット（１３）のパイプ差し込み用開口部（１４）
がいずれも前方に向かって開口せしめられていて、積層
型熱交換器（１０）を取り付けるべき機械本体側の配管
とパイプ接続用のブロック状ソケット（１３）とを、従
来のエルボー管を用いることなく直接に接続することが
できるなどのその他の点は、上記第１実施例の場合と同
様であるので、図面において同一のものには同一の符号
を付した。

【００３７】なお、上記実施例においては、のブロック
状ソケット（１３）が熱交換器本体（１１）の四隅に配
置せられている場合を例示したが、このようなのブロッ
ク状ソケット（１３）は、熱交換器本体（１１）の四隅
のうち二隅に配置されておれば良い。

【００３８】この発明による積層型熱交換器（１０）
は、上記のオイルクーラーだけでなく、その他アフター
クーラ、カー・クーラ用エバポレータ、ラジエータ等の
用途にも同様に使用せられるものである。

【００３９】

【発明の効果】この発明による積層型熱交換器は、上述
のように、片面に流体流路形成用凹部と、これより深い
左右一対のヘッダ形成用凹部とをそれぞれ有する所要数
の中間プレートが隣り合うもの同志相互に凹部を対向さ
せた状態に上下方向に層状に重ね合わせられ、かつ上下
両側の端部中間プレートにそれぞれ流体流路形成用凹部
とヘッダ形成用凹部に対向するようにサイドプレートが
重ね合わせられることにより、並列状の偏平管部と各偏
平管部に連なる左右両ヘッダ部とが形成された熱交換器
本体を備えており、熱交換器本体の四隅のうちの少なく
とも２箇所にヘッダ部に連なる流体導入および同排出パ
イプ接続用ソケットが取り付けられ、これらのソケット
のパイプ差し込み用開口部が前方に向かって開口せしめ
られているものであるから、積層型熱交換器を取り付け
るべき機械本体側の配管とパイプ接続用ソケットとを従
来のエルボー管を用いることなく直接に接続することが
できて、配管工数が少なく、かつ広い配管スペースを必
要とせず、また余分な接続部品を必要としないため、コ
ストが安くつくという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示す積層型熱交換器の
正面図である。

【図２】同熱交換器の部分切欠き側面図である。

【図３】同熱交換器のパイプ接続用ソケットのみの縦断
面図である。

【図４】同ソケットのみの底面図である。

【図５】図１の熱交換器の要部拡大断面図である。

【図６】図１の実施例に用いた中間プレートの底面図で
ある。

【図７】図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図８】パイプ接続用ソケットの第１変形例の縦断面図
である。

【図９】パイプ接続用ソケットの第２変形例の縦断面図
である。

【図１０】同ソケットの背面図である。

【図１１】パイプ接続用ソケットの第３変形例の正面図
である。

【図１２】パイプ接続用ソケットの第４変形例の縦断面
図である。

【図１３】同ソケットの背面図である。

【図１４】パイプ接続用ソケットの第５変形例の縦断面
図である。

【図１５】同ソケットの背面図である。

【符号の説明】

１ 中間プレート ２ サイドプレート ３ 流体流路形成用凹部 ４ ヘッダ形成用凹部 ５ 偏平管部 ６ ヘッダ部 １０ 積層型熱交換器 １１ 熱交換器本体 １３ 流体導入および同排出パイプ接続用のブロッ
ク状ソケット １４ パイプ差し込み用開口部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 片面に流体流路形成用凹部（３）と、こ
   れより深い左右一対のヘッダ形成用凹部（４）とをそれ
   ぞれ有する所要数の中間プレート（１）が隣り合うもの
   同志相互に凹部（３）（４）を対向させた状態に上下方
   向に層状に重ね合わせられ、かつ上下両側の端部中間プ
   レート（１）にそれぞれ流体流路形成用凹部（３）とヘ
   ッダ形成用凹部（４）に対向するようにサイドプレート
   （２）が重ね合わせられることにより、並列状の偏平管
   部（５）と各偏平管部（５）に連なる左右両ヘッダ部
   （６）（６）とが形成された熱交換器本体（１１）を備
   えており、熱交換器本体（１１）の四隅のうちの少なく
   とも２箇所にヘッダ部（６）に連なる流体導入および同
   排出パイプ接続用ソケット（１３）（１３）が取り付け
   られ、これらのソケット（１３）（１３）のパイプ差し
   込み用開口部（１４）（１４）が前方に向かって開口せ
   しめられていることを特徴とする、積層型熱交換器。