JPH073162Y2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、熱交換器、特に、オイルフィルタに隣接して
配置されかつ高い熱交換効率を有するハウジング型熱交
換器に関連する。

従来の技術 例えば、特公昭55−48238号公報は、１個のコネクタパ
イプに熱交換器とオイルフィルタとを取付けて、小さい
スペースでオイルの冷却と過を連続的に行うことがで
きる熱交換器を開示している。

上記従来の熱交換器は、ハウジング内に多数のプレート
を設けて、各プレート間にオイル室と第２の流体室とを
交互に形成するハウジング型構造を有する。このハウジ
ング型構造は、ハウジングの側部に冷却水を供給及び排
出する給水部及び排水部を設けることができるので、良
好な熱交換効率を得ることができる。

第13図に示すように、従来の熱交換器のコア１は多数の
コアプレート２をろう付けにより積層して形成され、コ
ア１の上方及び下方のそれぞれには上部プレート３及び
カバー４が設けられている。コア１、上部プレート３及
びカバー４の中心には、図示しない筒状のセンターボル
トが挿通され、上部プレート３の上方では、センターボ
ルトの上端に形成されたねじ部に図示しないオイルフィ
ルタが連結される。カバー４から下方に突出するセンタ
ーボルトの下端は、ねじ込みによりエンジンブラケット
に接続される。この場合、オイルの漏洩を防止するた
め、予め、オイルフィルタを熱交換器に対し密着するよ
うに、コネクタパイプにオイルフィルタをねじ込むの
で、熱交換器には、高さ方向に対する圧縮強度が必要と
なる。この点で、ハウジング型構造は、環状に形成され
たハウジングにより大きい座屈強度が得られる。

考案が解決しようとする課題 ところで、ハウジング型熱交換器は、構造が複雑で製造
工程での加工工数が多いため、製造価格が高い欠点があ
る。また、プレートを厚さ方向及び径方向外側に折曲げ
てコアを形成するため、コアは厚さ方向又は径方向外側
に大型化する欠点がある。

そこで、ハウジングを使用しないハウジングレス型熱交
換器を使用することが考えられる。ハウジングレス型熱
交換器は、例えば、本出願人が先に出願した実開昭59−
134755号公報に示される通り公知である。即ち、第13図
に示すように、第二の流体としての冷却水が流れる流入
管６がカバー４の側壁に接続されているため、カバー４
から導出された流入管６はスペース上の制約からコア軸
線に対して平行な直角方向に曲げる必要がある。従っ
て、カバー４の側壁に接続するため、図示のようにほぼ
直角に曲がったエルボ状の曲管７を必要とする。従っ
て、曲管７の曲率半径Ｒを見込むため、曲管７の直径Ｄ
が限定され、また、流入管６の直径を大きくできないの
で、所要の熱交換効率を得るのに十分な供給水量を確保
することができない。このため、高い熱交換効率部を得
ることができない。

所要の供給水量を確保するためには、カバー４の高さ又
は直径を大型化しなければならないから、オイルクーラ
全体の重量が増大する問題がある。更に、冷却水の流量
を増加すると、パイプ径の増加及びカバーの大型化を招
来し、結果的に熱交換器を小型化できない欠点があっ
た。

そこで、本考案は、上記欠点を解消し、小型かつ容易に
製造できかつ高い熱交換効率を有する熱交換器を提供す
ることを目的とする。

課題を解決するための手段 本考案による熱交換器は、ハウジング（12）と、ハウジ
ング（12）内に収容されたコア（11）とを備えている。
コア（11）は、多数のプレート（15,16）を積層して対
向するプレート（15,16）の間に隣接して形成された第
一の熱交換室（ａ）及び第二の熱交換室（ｂ）と、第一
の流体がコア（11）内に流入する第一の流入室（20）
と、第一の流体がコア（11）から流出する第一の流出室
（21）とを備えている。第二の流体がハウジング（12）
内に流入する導出管（26）と第二の流体がハウジング
（12）から排出される導出管（27）とをハウジング（1
2）に接続して、第一の熱交換室（ａ）に流入する第一
の流体と第二の熱交換室（ｂ）に流入する第二の流体と
の間で熱交換を行う。

プレート（15,16）は第一のプレート（15）と、第一の
プレート（15）に隣接して固着される第二のプレート
（16）とを備えている。第一のプレート（15）は、コア
（11）内の第一の熱交換室（ａ）を通る第一の流体を排
出する貫通孔（15c）と、直径方向に対向しかつ第一の
プレート（15）に対してほぼ直角に形成された一対の折
曲げ部（15e,15f）と、直径方向に対向しかつ折曲げ部
（15e,15f）に対して一定角度離間すると共に、一対の
折曲げ部（15e,15f）とは第一のプレート（15）の逆側
に突出して形成された一対のガイド縁部（15j）とを備
えている。第二のプレート（16）は、コア（11）内の第
一の熱交換室（ａ）を通る第一の流体を排出する貫通孔
（16c）と、直径方向に対しかつ径方向に突出して形成
された一対のフランジ部（16e,16f）と、直径方向に対
向しかつ縁部に対して一定角度離間すると共に、第一の
プレート（15）のガイド縁部（15j）に対して同一方向
に突出して形成された一対の閉鎖縁部（16j）とを備え
ている。第二のプレート（16）を第一のプレート（15）
に重ねて接合したとき、第一のプレート（15）の折曲げ
部（15e）が第二のプレート（16）のフランジ部（16e,1
6f）に当接しかつ第二のプレート（16）の閉鎖縁部（16
j）が第一のプレート（15）のガイド縁部（15j）に重な
る。

第一のプレート（15）を第二のプレート（16）に重ねて
接合したとき、第一のプレート（15）のガイド縁部（15
j）が第二のプレート（16）の閉鎖縁部（16j）に重な
り、フランジ部（16e,16f）の下方に流入開口部（24）
と流出開口部（25）が形成される。第一の熱交換室
（ａ）は第一のプレート（15）、第一のプレート（15）
の折曲げ部（15e）及び第一のプレート（15）の上に重
ねられた第二のプレート（16）により包囲される。第二
の熱交換室（ｂ）は第二のプレート（16）及び第二のプ
レート（16）の上に重ねられた第一のプレート（15）に
より包囲される。第二の熱交換室（ｂ）は一対のフラン
ジ部（16e,16f）の下方で流入開口部（24）を介して導
出管（27）に接続される第二の流入室（22）及び流出開
口部（25）を介して導出管（27）に接続される第二の流
出室（23）に連結する。導入管（26）から第二の流入室
（22）に流入する第二の流体は第二の熱交換室（ｂ）を
通りガイド縁部（15j）に沿って第二の流出室（23）に
直径方向反対側に流れる。

作用 第一の流体（オイル）は第一の流入室（20）からコア
（11）に流入し、第一の熱交換室（ａ）及び第一の流出
室（21）を通りコア（11）から流出する。また、第二の
流体（冷却水）は第二の流入室（22）からコア（11）に
流入した後、流入開口部（24）を通り第二の熱交換室
（ｂ）に流れる。第二の熱交換室（ｂ）において第二の
流体は第一の熱交換室（ａ）に流入した第一の流体と熱
交換を行う。その後、第二の流体は第二の熱交換室
（ｂ）から流出開口部（25）及び第二の流出室（23）を
通りコア（11）から流出する。

コア（11）の側部に設けられた第二の流入室（22）から
流入開口部（24）を通り、コア（11）内でガイド縁部
（15j）に沿って、大量の第二の流体がコア（11）内を
直径方向に円滑に流れ、第二の流出室（23）から流出開
口部（24）を通りコア（11）外に流出するため、流れ抵
抗によるエネルギ損失が小さい。流入開口部（24）と流
出開口部（25）は第二の流体の流れ抵抗によるエネルギ
損失を減少し、熱交換効率を改善する作用がある。第二
のプレート（16）を第一のプレート（15）に重ねて接合
したとき、第二のプレート（16）の閉鎖縁部（16j）が
第一のプレート（15）のガイド縁部（15j）に重なり、
逆に、第一のプレート（15）を第二のプレート（16）に
重ねて接合したとき、第一のプレート（15）のガイド縁
部（15j）が第二のプレート（16）の閉鎖縁部（16j）に
重なる。このため、本願では、全高の減少による熱交換
器の小型化が可能である。

実施例 以下、本考案による熱交換器の実施例を第１図〜第12図
に基づいて説明する。

第１図及び第２図において、本考案の実施例の熱交換器
10は、多数のプレートを積層してろう付けして形成され
る環状のコア11と、コア11を収容するハウジング12と、
コア11の下部に固着されたカバー13とを有する。コア11
の上部には、熱交換器10を取付けたセンターボルト14に
図示しないオイルフィルタが固定される。

また、第３図〜第12図に示すように、コア11は形状の異
なる２種又は４種類のプレート15〜18を交互に積層して
形成され、第一のプレート15と第二のプレート16との間
に形成された少なくとも２種の熱交換室ａ、ｂと、厚さ
方向に沿って互いに平行に形成された第一の流入室20及
び第一の流出室21を有する（第２図）。第一の流入室20
と第一の流出室21は一方の熱交換室ａを介して互いに連
絡される。コア11とハウジング12との間には互いに分離
された第二の流入室22と第二の流出室23が形成される。
コア11の他方の熱交換室ｂは径方向に形成された流入開
口部24と流出開口部25とを有する。流入開口部24と流出
開口部25はプレートＡ、Ｂの外周テーパ部の一部を切欠
形状とし、長円形の開口部として形成したものである。
第二の流入室22と第二の流出室23は流入開口部24、他方
の熱交換室ｂ及び流出開口部25を介して互いに連絡され
ている。

第３図〜第８図は、コア11を構成するプレート15、16の
一例を示す。これらプレート15、16には積層されて第一
の流体通路を形成する貫通孔15a,16aが４個づつ設けて
あり、それぞれの孔縁に沿って図の上向きにリング状の
突起縁15b、16bがそれぞれ立ち上げ形成してある。これ
らの重ねによって形成される第一の流体通路を、エンジ
ンからオイルフィルタへ向かう第一の流体としてのオイ
ルが下部カバー13の導入口13Aから入って流通する。便
宜上、エンジンからオイルフィルタに向かうオイルを図
の上方向の矢印で、また逆にオイルフィルタからエンジ
ンに向かうオイルを図の下方向の矢印でそれぞれ示して
ある。

また、プレート15、16には、オイルフィルタからエンジ
ンに向かう第一の流体通路を形成するために、貫通孔15
c、16cが２個づつ設けられ、プレート15側の貫通孔15c
には図の下方に向けて突起縁15dが形成され、プレート1
6側の貫通孔16cには逆に図の上方に向く突起縁16dが設
けてある。

第３図及び第４図に示すプレートを積層した状態を示す
第５図及び第６図から明かなように、コア11内には、積
層された第一のプレート15と第二のプレート16との間
に、オイルが流入する第一の流入室20と、第一の熱交換
室ａと、オイルが流出する第一の流出室21とを含むオイ
ル通路が形成される。また、導入管26から流入開口部24
と、第一のプレート15と第二のプレート16との間形成さ
れた第二の熱交換室ｂと、流出開口部25と、導出管27に
接続される第二の流出室23とを含む冷却水通路が形成さ
れる。

第一のプレート15は、直径方向に対向しかつ第一のプレ
ート15に対してほぼ直角に形成された一対の折曲げ部15
e、15fと、直径方向に対向しかつ折曲げ部15e、15fに対
して90度の角度で離間すると共に、一対の折曲げ部15
e、15fとは第一のプレート15の逆側に突出して形成され
た一対のガイド縁部15jとを備えている。

第二のプレート16は、直径方向に対向しかつ径方向に突
出して形成された一対のフランジ部16e、16fと、直径方
向に対向しかつ縁部に対して90度の角度で離間すると共
に、第一のプレート15のガイド縁部15jに対して同一方
向に突出して形成された一対の閉鎖縁部16jとを備えて
いる。貫通孔16aは、フィルタに向かうオイルが通過
し、貫通孔16cは、コア11内の第一の熱交換室ａを通る
オイルを排出する。第二のプレート16を第一のプレート
15に重ねて接合したとき、第一のプレート15の折曲げ部
15eが第二のプレート16のフランジ部16e、16fに当接し
かつ第二のプレート16の閉鎖縁部16jが第一のプレート1
5のガイド縁部15jに重なる。

第一のプレート15を第二のプレート16に重ねて接合した
とき、第一のプレート15のガイド縁部15jが第二のプレ
ート16の閉鎖縁部16jに重なり、フランジ部16e、16fの
下方に流入開口部24と流出開口部25が形成される。第一
の熱交換室ａは第一のプレート15、第一のプレート15の
折曲げ部15e及び第一のプレート15の上に重ねられた第
二のプレート16により包囲される。第二の熱交換室ｂは
第二のプレート16及び第二のプレート16の上に重ねられ
た第一のプレート15により包囲される。第二の熱交換室
ｂは一対のフランジ部16の下方で流入開口部24を介して
導入管26に接続される第二の流入室22及び流出開口部25
を介して導出管27に接続される第二の流出室23に連絡す
る。導入管26から第二の流入室22に流入する第二の流体
は第二の熱交換室ｂを通りガイド縁部15jに沿って第二
の流出室23に直径方向反対側に流れる。

折曲げ部15eとフランジ部16eとの当接及び折曲げ部15f
とフランジ部16fとの当接によって、第一のプレート15
と第二のプレート16との間に第一の熱交換室ａが形成さ
れる。第一のプレート15に２つの連絡水路15iが形成さ
れ、中心部に設けられた貫通孔15g、16gの孔端に沿って
半周づつ逆方向に折り曲げられた導出口縁部15h、16hが
第一のプレート15と第二のプレート16に形成される。導
出口縁部15h、16hと、導出口縁部15h、16hに挿通された
センターボルト14との間に形成された間隙には冷却水が
流通する。

第７図及び第８図に示す第一のプレート15と第二のプレ
ート16とを交互に積層すると、第１図及び第２図に示す
ように、オイル用の第一の熱交換室ａと冷却水用の第二
の熱交換室ｂがコア11内に交互に形成される。折曲げ部
15eと15fの下方に冷却水が通過する流入開口部24と流出
開口部25が形成され、折曲げ部15eと15fとフランジ部16
e、と16fとの内側にオイルが通過する第一の熱交換室ａ
が形成される。また、貫通孔15aと16aにはエンジンブラ
ケットを通るオイルが通過してオイルフィルタに流れ
る。また、オイルフィルタからコア11内に供給されたオ
イルは、貫通孔15c、16cから熱交換室を通り、冷却水と
熱移動が行われた後、貫通孔15c、16cを通りコア11の外
部に流出する。

コア11の下部には、第９図及び第10図に示す２つのプレ
ート17A、17Bと、第11図及び第12図に示す２つのプレー
ト18A、18Bとの４種のプレートが積層される。各プレー
ト17A〜18Bの形状は第一のプレート15及び第二のプレー
ト16に対応する箇所に同種の符号を付す。

各プレート17A〜18Bに形成される貫通孔17c、18cの周囲
の突起縁17d、18dは、オイル及び冷却水の所要の流量が
得られかつ積層時にコア11の全高が増大しないように、
プレート17A〜18Bの主面に対して所定の傾斜角度で折曲
げられる。

センターボルト14の締め付け時の座屈荷重に耐えるほぼ
椀状の補強部材31がコア11とハウジング12との間に固定
され、センターボルト14は第一のプレート15の中心貫通
孔15g及び第二のプレート16の中心貫通孔16gに挿通され
る。互いに隣接する第一のプレート15と第二のプレート
16を交互に積層されてろう接する場合、第一のプレート
15の上に第二のプレート16を重ねると、第一の流体とし
てのオイル用の第一の熱交換室ａが形成される。逆に、
第二のプレート16の上に第一のプレート15を重ねると、
第二の熱交換室ｂが形成される。コア11とハウジング12
との間に形成された第二の流入室22と第二の流出室23に
はそれぞれ導入管26と導出管27が接続される。

前記の構成において、オイルポンプによって貫通孔15a
〜18aに供給されるオイルは、コア11からオイルフィル
タに送られ、オイルフィルタで浄化された後、第２図に
示すセンターボルト14の中心孔14aから横孔14bを通り補
強部材31の連絡通路31aに流入する。更に、オイルは連
絡通路31aから第一の流入室20に流入し、貫通孔15c〜18
cを通り第一の熱交換室ａに流れる。第一の熱交換室ａ
内では、オイルはセンターボルト14の周りを流れた後、
第一の熱交換室17から貫通孔15d〜18dを通り第一の流出
室21、カバー13の出口室13a、センターボルト14の閉鎖
部材14dの下方に形成された横孔14cを通り中心孔14aか
らエンジンブロックのメインギャラリ（図示せず）に流
出する。

第二の流体としての冷却水は導入管26から第二の流入室
22及び流入開口部24を通り第二の熱交換室ｂに流入す
る。ここで、冷却水は第一の熱交換室ａ内にある高温の
オイルを冷却して熱交換を行う。加熱された冷却水は第
二の熱交換室ｂから流出開口部25を通り第二の流出室23
から導出管27へ排出される。

このように、本実施例では、コア11の側部に設けられた
第二の流入室22から流入開口部24を通り、コア11内でガ
イド縁部15jに沿って大量の冷却水がコア11内を直径方
向に円滑に流れ、第二の流出室23から流出開口部25を通
りコア11外に流出するため、流れ抵抗によるエネルギ損
失が小さいので、流入開口部24と流出開口部25は第二の
流体の流れ抵抗によるエネルギ損失を減少し、熱交換効
率を改善する作用がある。また、本実施例では、第二の
プレート16を第一のプレート15に重ねて接合したとき、
第二のプレート16の閉鎖縁部16jが第一のプレート15の
ガイド縁部15jに重なり、逆に、第一のプレート15を第
二のプレート16に重ねて接合したとき、第一のプレート
15のガイド縁部15jが第二のプレート16の閉鎖縁部16jに
重なる。このため、本願では、全高の減少による熱交換
器の小型化が可能である。

本実施例では、形状の相違する４種類のプレートを交互
に積層することによりコアを製造でき、冷却水の大きな
流量を確保できることが理解されよう。

本実施例ではテーパ状の外周部を有する多数のプレート
を積層して形成するため、プレートが厚さ方向又は径方
向に大型化せず、コアを小型に製造することができる。
また、プレート自体の形成も容易である。更に、コアの
外側のほぼ全面に第二の流体としての冷却水が接触する
ので、熱交換効率が従来に比べて一段と改善される。

考案の効果 以上説明したように、本考案による熱交換器は、コアに
流入開口部と流出開口部とを設けることにより、流れ抵
抗によるエネルギ損失を減少して熱交換効率を顕著に改
善することができる。また、第二の流体の流量を増加し
熱交換効率を向上すると共に、全高の低い小型化された
熱交換器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による熱交換器の実施例を示す導入管及
び導出管を含む断面図、第２図は第一の流入室及び第一
の流出室を含む断面図、第３図は第一のプレートの平面
図、第４図は第二のプレートの平面図、第５図は第一の
プレートと第二のプレートを積層して形成したオイル通
路の断面図、第６図は第一のプレートと第二のプレート
を積層して形成した冷却水通路の断面図、第７図は第一
のプレートの斜視図、第８図は第二のプレートの斜視
図、第９図は他の形状のプレートの平面図、第10図は更
に他のプレートの平面図、第11図（ａ）（ｂ）は別のプ
レートの断面図と平面図、第12図（ａ）（ｂ）は更に別
のプレートの側面図と平面図、第13図は従来例の熱交換
器の断面図である。 10……熱交換器、11……コア、12……ハウジング、15…
…第一のプレート、16……第二のプレート、15c……貫
通孔、15e、15f……６折曲げ部、15j……ガイド縁部、1
6c……貫通孔、16j……閉鎖縁部、ａ……第一の熱交換
室、ｂ……第二の熱交換室、20……第一の流入室、21…
…第一の流出室、22……第二の流入室、23……第二の流
出室、24……流入開口部、25……流出開口部、

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング（12）と、ハウジング（12）内
   に収容されたコア（11）とを備え、コア（11）は、多数
   のプレート（15,16）を積層して対向するプレート（15,
   16）の間に隣接して形成された第一の熱交換室（ａ）及
   び第二の熱交換室（ｂ）と、第一の流体がコア（11）内
   に流入する第一の流入室（20）と、第一の流体がコア
   （11）から流出する第一の流出室（21）とを備え、 第二の流体がハウジング（12）内に流入する導入管（2
   6）と第二の流体がハウジング（12）から排出される導
   出管（27）とをハウジング（12）に接続して、第一の熱
   交換室（ａ）に流入する第一の流体と第二の熱交換室
   （ｂ）に流入する第二の流体との間で熱交換を行う熱交
   換器において、 プレート（15,16）は第一のプレート（15）と、第一の
   プレート（15）に隣接して固着される第二のプレート
   （16）とを備え、 第一のプレート（15）は、コア（11）内の第一の熱交換
   室（ａ）を通る第一の流体を排出する貫通孔（15c）
   と、直径方向に対向しかつ第一のプレート（15）に対し
   てほぼ直角に形成された一対の折曲げ部（15e,15f）
   と、直径方向に対向しかつ折曲げ部（15e,15f）に対し
   て一定角度離間すると共に、一対の折曲げ部（15e,15
   f）とは第一のプレート（15）の逆側に突出して形成さ
   れた一対のガイド縁部（15j）とを備え、 第二のプレート（16）は、コア（11）内の第一の熱交換
   室（ａ）を通る第一の流体を排出する貫通孔（16c）
   と、直径方向に対向しかつ径方向に突出して形成された
   一対のフランジ部（16e,16f）と、直径方向に対向しか
   つ縁部に対して一定角度離間すると共に、第一のプレー
   ト（15）のガイド縁部（15j）に対して同一方向に突出
   して形成された一対の閉鎖縁部（16j）とを備え、 第二のプレート（16）を第一のプレート（15）に重ねて
   接合したとき、第一のプレート（15）の折曲げ部（15e,
   15f）が第二のプレート（16）のフランジ部（16e,16f）
   に当接しかつ第二のプレート（16）の閉鎖縁部（16j）
   が第一のプレート（15）のガイド縁部（15j）に重な
   り、 第一のプレート（15）を第二のプレート（16）に重ねて
   接合したとき、第一のプレート（15）のガイド縁部（15
   j）が第二のプレート（16）の閉鎖縁部（16j）に重な
   り、フランジ部（16e,16f）の下方に流入開口部（24）
   と流出開口部（25）が形成され、 第一の熱交換室（ａ）は第一のプレート（15）、第一の
   プレート（15）の折曲げ部（15e）及び第一のプレート
   （15）の上に重ねられた第二のプレート（16）により包
   囲され、 第二の熱交換室（ｂ）は第二のプレート（16）及び第二
   のプレート（16）の上に重ねられた第一のプレート（1
   5）により包囲され、 第二の熱交換室（ｂ）は一対のフランジ部（16e,16f）
   の下方で流入開口部（24）を介して導入管（26）に接続
   される第二の流入室（22）及び流出開口部（25）を介し
   て導出管（27）に接続される第二の流出室（23）に連絡
   し、 導入管（26）から第二の流入室（22）に流入する第二の
   流体は第二の熱交換室（ｂ）を通りガイド縁部（15j）
   に沿って第二の流出室（23）に直径方向反対側に流れる
   ことを特徴とする熱交換器。