JPH087250Y2 - 積層型熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は内燃機関用オイルクーラなどとして用いら
れる積層型熱交換器に関する。

（従来の技術） 従来積層型熱交換器としては、実開昭62-142671号に
開示されたハウジングレス型熱交換器がある。これは内
燃機関用のオイルクーラであってその構造は、皿状のプ
レートを重ね合わせて形成される層状の空室をオイルの
熱交換室、冷却水の熱交換室として交互に配列し、オイ
ルおよび冷却水の流入、流出通路を各プレートを貫通さ
せて設けるとともに、それぞれオイル、冷却水の熱交換
室に連通させたものである。このプレートの上面にはカ
バー（冠板）が設けられて、その内部がオイル室と冷却
水流入室と冷却水流出室とに区画されている。冷却水流
入室、冷却水流出室を形成するカバーの側壁には冷却水
流入パイプ、冷却水流出パイプが設けられている。

（考案が解決しようとする課題） 上記のような積層型熱交換器においては熱交換室内の
流体抵抗は熱交換効率の向上に対応して増加するもので
あってやむをえないものと考えられているが、その他の
流路における流体抵抗は極力少ない方が望ましい。特に
上記の例の冷却水（第２流体）は流路の抵抗が大である
と流量が少なくなり、熱の収受量が少なくて所要の冷却
性能を満たすことができない。また冷却水は内燃機関の
他の部分も循環させるためにオイルクーラに対して許容
される圧力損失（流体抵抗）の配分もきわめて少ない。
従って極力冷却水の流路の抵抗を少なくし、流量を増大
させる必要がある。そのためには冷却水（第２流体）の
流入パイプ、流出パイプの径を大にすることが有効であ
る。ところが流入、流出パイプの径を大にするとその取
付け座となるカバーの側壁の高さが高くなり、熱交換器
の全高が大となる。この種の熱交換器は通例上面にオイ
ルフィルタを重ねた丈高な形態でエンジン本体に取付け
られるから、耐震強度上から極力高さの低いほうが望ま
しく、流入流出パイプを大径とするために全高が大とな
るのは耐震強度上不都合である。また自動車エンジン用
のような場合、装着スペースが狭く、装着の向きも限定
されるので、流入、流出パイプの取付位置が側壁の高さ
の範囲内に限定されることは、配管上の困難をもたら
し、時には装着不可能となる。

（課題を解決するための手段） この考案の積層型熱交換器は、皿形のプレートを積層
して形成される層状の空室を交互に第１、第２熱交換室
とし、それぞれに第１流入通路、第１流出通路および第
２流入通路、第２流出通路を連通させ、その上、下面に
上、下端板を固着するとともに、上端板の周縁をプレー
トの周囲に垂下させ、上端板の上方にカバーを設け、カ
バー外周縁に垂下する側壁部を設けて側壁部の下端縁を
前記垂下部下端縁に接合し、カバーと上端板の間を、ほ
ぼ楕円形の区画壁をなす油水仕切板で仕切って、中央の
第１流体室とその両側の第２流入室、第２流出室に区画
するとともに、上端板の垂下部を、前記油水仕切板が側
壁に内接する楕円形長軸両端部の下方において、側壁に
内接せしめ、第２流入室、第２流出室の側壁に第２流入
パイプ、第２流出パイプをそれぞれ取付けたものであ
る。

（作用） この考案の積層型熱交換器は第１流体が下端板または
上端板の第１流入開口から第１流入通路へ入り、各第１
熱交換室へ分配されて入り、第１流出通路へ集まって第
１流出開口から流出する。第２流体は第２流入パイプか
ら第２流入室、第２流入開口、第２流入通路を経て第２
熱交換室へ分配されて流入し、第２流出通路へ集まり第
２流出開口、第２流出室を経て第２流出パイプから流出
する。この間に第１流体と第２流体とは各熱交換室でプ
レートを介して熱交換を行なう。

第２流入パイプ、第２流出パイプはカバーの上板部か
ら垂下してプレートを囲むようにした側壁部に取付けら
れており、パイプの径を大きくしても、その分だけカバ
ーの上板部の位置が上昇することはない。またこの側壁
部は下方へ拡大されたので、パイプの取付位置の選択が
自由になる。

（実施例） 第１図〜第３図に実施例を示す。積層型熱交換器１は
皿形のプレート２を重ね合わせ、その上面に上端板３、
下面に下端板４が固着された熱交換コア５が形成され、
上方に設けられるカバー６、カバー６と上端板３の間に
設けられる油水仕切板７を備えている。プレート２は第
４図（イ）（ロ）に示すように外周にフランジ21、中央
に設けた中央開口の周囲にフランジ22を立上らせ、環状
の底壁23上に４個の開口24が同一周周上に90°ピッチで
穿設され、そのうち対向する１組には開口フランジ25が
設けられている。このプレート２を90°ずつずらせて重
ね合わせることにより層状の空室が形成され、開口フラ
ンジ25は90°ピッチのずれた開口フランジのない開口24
周縁に接合され、４組の上下方向の開口24の列が、第１
流入通路51、第１流出通路52（第２図）第２流入通路5
3、第２流出通路54（第１図）を形成する。第１流入・
流出通路51、52は第１熱交換室55に、第２流入・流出通
路53、54は第２熱交換室56に連通し、第１、第２熱交換
室55、56は交互に配列される。下端板４はこれらのプレ
ートの下面に固着され第１流入通路51に連通する第１流
入開口41が設けられ、他の流入流出通路52、53、54の下
方端末は下端板４により閉塞される。上端板３は上蓋部
31とその周縁からプレート２の周囲に垂下する垂下部32
を備えている。上蓋部31には第１流出通路52、第２流入
通路53、第２流出通路54にそれぞれ連通する第１流出開
口33、第２流入開口34、第２流出開口35が設けられ、第
１流入通路51の上方端末は上蓋部31により閉塞される。
上端板３、下端板４にはそれぞれプレート２の中央開口
とほぼ同大の中央開口が設けられている。

上端板３の上面に被うように上板部61と側壁部62とで
なるカバー６が設けられる。上板部61は中央開口を有し
その周囲に第１流体流通孔63が設けられる。側壁部62に
は第２流入パイプ64、第２流出パイプ65がほぼ直径両端
位置に設けられるとともに、後述する部分（第２図36、
37）を除き垂下部32との間に隙間66を設けて垂下し、側
壁部62の下端は垂下部32の下端と接合し隙間66は閉塞さ
れる。

上端板３の上蓋部31とカバー６の上板部61との間にほ
ぼ楕円形のカップ状をなす区画壁71を有する油水仕切壁
７が設けられる。カップ状の区画壁71の長軸方向の端部
75、76は折り返されて側壁部62の内側に内接しているの
で、側壁部62の内部は区画壁71の内部の第１流体室72と
第２流入室73、第２流出室74に区画される。第１流体室
72は上端板３の第１流出開口33、およびカバー６の第１
流体流通孔63に連通する。また第２流入室73は側壁部62
の第２流入パイプ64、および上端板の第２流入開口34に
連通しており、第２流出室74は上端板の第２流出開口3
5、および第２流出パイプ65に連通している。油水仕切
板７とカバー６とは共に中央開口を有し、その周縁に接
続して第１流体室72の内側を画成する区画リング77が設
けられる。

上端板３の垂下部32は、上記区画壁71の端部75、76の
下方において外方へ突出し（36、37）その全高が側壁部
62の内側に内接している。従って隙間66は２分されてそ
れぞれ第２流入室73、第２流出室74の一部分となる。

上記の積層型熱交換器１は自動車用エンジンのオイル
クーラであって、カバー６の上面にオイルフィルタ（図
示しない）を重ね、中央開口に挿通した中空ボルト（図
示しない）でオイルフィルタと共にエンジンブロックに
締付けて使用される。第１流体はエンジンオイルであっ
てエンジン側から第１流入通路51、第１熱交換室55、第
１流出通路52を経て油水仕切板７内の第１流体室72に入
り第１流体流出孔63から排出される。オイルフィルタは
そのオイルを受け入れて濾過したのち、中空ボルトの中
空部を経てエンジン側へ戻す。第２流体は冷却水であっ
て第２流入パイプ64、第２流入室73、第２流入通路53、
第２熱交換室56、第２流出通路54、第２流出室74、第２
流出パイプ65の順に流れる。側壁部62は熱交換コア５の
高さだけ下方へ拡げることが可能であり、第２流入、第
２流出パイプ64、65は径の大なるものを用いることがで
き、また側壁部62が下方へ垂下して拡張されたので上記
パイプ64、65の取付位置の選択が自由になる。

上記の例ではオイルは第１流入通路へ下方のエンジン
ブロック側から入り、第１熱交換室で熱交換され第１流
出通路を経て第１流体室、第１流体流出孔を通ってオイ
ルクーラ外へ排出されオイルフィルタへ流入する。他の
例として、（第６図）オイルは熱交換コア内に第１熱交
換室と連通しない貫通流路を設けて、冷却作用を受ける
ことなく熱交換コアを通過し、第１流体室、第１流体流
通孔を経て一旦オイルクーラ外へ出てオイルフィルタに
入り、オイルフィルタから中空ボルトの中空部の上方部
分を経て、熱交換コアの第１流入通路へ上方から入り、
第１熱交換室へ入って冷却され第１流出通路へ集まり、
第１流出通路の上方か再び中空ボルトの中空部の下方へ
流出して中空ボルト下端部からエンジンは戻るようにす
ることも可能である。このようなオイル流路を設定する
場合のプレートは第５図の如きものである。第５図に示
すプレート27のように第４図のプレート２に加えて貫通
口フランジ29を備えた貫通口28を90°ピッチで同心円上
に設けると、フランジ29によって第１熱交換室55へ流入
しない貫通流路に形成される。

この場合第６図に示すように第１流体室72の内部を、
リング状の第１流体区分壁８を設けて環状に２分し、外
側の室は前記貫通流路と第１流体流通孔63に連通する第
１流体流出室81とし、内側の室は第１流体流入室82とす
る。中空ボルト９の中空部は上部室91、下部室92に区画
され、上部室91はボルトおよび区画リング77に設けた横
孔によって第１流体流入室82に連通する。また第１流入
開口41は上端板３に設けられ第１流体流入室82に連通さ
せる。第１流出開口33も前例と同じく上端板３に設けら
れ、中空ボルト９に設けた他の横孔によって下部室92に
連通させる。この場合区画リング77は第１流出開口33が
内側になるように配設される。

この例ではオイルはエンジン側から貫通流路を通過し
て、第１流体室72が第１流体区分壁８で区分された第１
流体流出室81、第１流体流通孔63から一旦オイルクーラ
外へ出てオイルフィルタに入る。オイルフィルタから中
空ボルト９の上部室91を経てボルトの横孔から第１流体
室72が区分された第１流体流入室82へ入り、上端板３に
設けられた第１流入開口41を経て第１流入通路51、第１
熱交換室55、第１流出通路52、第１流出開口33を通り、
これと連通する中空ボルトの他の横孔から中空ボルト下
部室92へ入りエンジンへ戻る。この例でも冷却水の流路
の構成は第１図、第２図のものと変りはない。

（考案の効果） この考案は熱交換コアの上端板をプレートの周囲に垂
下させ、これをカバーの側壁で被って第２流体の流入
室、流出室を熱交換コアの側方まで拡張したので、第２
流体の流入・流出パイプの径を大にして圧力損失を減じ
流量を増加させて冷却性能を向上させる。しかも、大径
にしても熱交換器が丈高にならず耐震性の問題を生ぜし
めない。またパイプの取付可能な位置が拡張されて配管
が自由になる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の第２流体側断面図、第２図は実施例の
第１流体側断面図、第３図はカバー上板部を除いた実施
例の平面図である。第４図（イ）（ロ）はプレートの平
面図と断面図である。第５図（イ）（ロ）は他の実施例
におけるプレートの平面図と断面図、第６図は他の実施
例の第１流体側要部の断面図である。 ２……プレート、３……上端板 ４……下端板、５……熱交換コア ６……カバー、７……油水仕切板 32……垂下部、51……第１流入通路 52……第１流出通路、53……第２流入通路 54……第２流入通路、62……側壁部 73……第２流入室、74……第２流出室

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の皿形のプレートを積層して層状に形
   成される空室を交互に第１熱交換室、第２熱交換室と
   し、これらを貫通して上下に第１、第２流入通路、第
   １、第２流出通路を設け、第１流入通路および第１流出
   通路を各第１熱交換室に連通させ、第２流入通路および
   第２流出通路を各第２熱交換室に連通させ、上記プレー
   トの上面に上端板を固着し、その周縁にプレートの外周
   を囲んで垂下する垂下部を設けるとともに、該上端板に
   第２流入通路に連通する第２流入開口、第２流出通路に
   連通する第２流出開口を設け、上記プレートの下面に第
   ２流入通路および第２流出通路の端末を閉塞する下端板
   を設け、上端板または下端板に第１流入通路、第１流出
   通路にそれぞれ連通する第１流入開口、第１流出開口を
   設けてなる熱交換コアと、熱交換コアの上方に設けら
   れ、中央寄りに第１流体流通孔が設けられた上板部、そ
   の周縁に前記垂下部の外周に隙間をおいて垂下する側壁
   部とを備え、側壁部に第２流入パイプ、第２流出パイプ
   を取付けるとともに側壁部下端縁を前記上端板の垂下部
   下端縁に接合してなるカバーと、 上板部下面と上端板上面との間に、ほぼ楕円形の区画壁
   をなしてその長軸側両端部が上下方向に側壁部内面に内
   接して、カバー内を中央の第１流体室とその両側の第２
   流入室、第２流出室に区画する油水仕切とを備え、 上記油水仕切板の側壁部への内接部分の下方において上
   端板の垂下部を上下方向にカバー側壁部の内面に内接さ
   せてなる積層型熱交換器。