WO2014034509A1 - 熱交換器 - Google Patents

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WO2014034509A1
WO2014034509A1 PCT/JP2013/072358 JP2013072358W WO2014034509A1 WO 2014034509 A1 WO2014034509 A1 WO 2014034509A1 JP 2013072358 W JP2013072358 W JP 2013072358W WO 2014034509 A1 WO2014034509 A1 WO 2014034509A1
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WO
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plate
flat tube
openings
flat
heat exchanger
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/072358
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English (en)
French (fr)
Inventor
雅広 有山
昌弥 橋本
弘和 渡邉
Original Assignee
株式会社マーレ フィルターシステムズ
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Publication date
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    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
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    • F28D1/0308—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other
    • F28D1/0325—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D1/0333—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another the plates having integrated connecting members
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/025—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements
    • F28F3/027—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements with openings, e.g. louvered corrugated fins; Assemblies of corrugated strips
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    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/0278—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of stacked distribution plates or perforated plates arranged over end plates
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    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0089—Oil coolers

Definitions

  • the present invention relates to a so-called multi-plate heat exchanger in which a plurality of flat tubes serving as flow paths for the first fluid are stacked and a gap serving as a flow path for the second fluid is secured between the flat tubes. Regarding improvement.
  • an oil flow path is formed inside by joining an oval first plate and a second plate to each other at the periphery thereof.
  • an oil cooler that includes a formed flat tube and is formed by stacking a plurality of flat tubes in a plurality of stages such that a gap serving as a cooling water flow path is formed between the flat tubes.
  • This type of oil cooler is used, for example, in a form housed in a case provided in a cylinder block of a large engine, and the engine coolant is forcibly circulated in the case, while oil is contained in the oil cooler. The oil is cooled and oil is cooled by heat exchange between the two.
  • the first plate and the second plate are made of, for example, a so-called clad material, and are joined to each other with the fin plate sandwiched therebetween by brazing by heating in a furnace. That is, the peripheral edge of the first plate and the peripheral edge of the second plate are abutted and brazed to each other, and the first plate and the second plate are disposed on both upper and lower surfaces of the fin plate inside the oil passage. Each of the two plates is brazed.
  • the peripheral edge of the opening serving as the oil inlet and oil outlet of each plate is formed one step higher in a boss shape on one plate, and this is sequentially connected to form a stack.
  • An oil inlet passage and an oil outlet passage that are continuous in the direction are formed, whereby the oil passages in the respective flat tubes communicate with each other.
  • the oil inlet passage and the oil outlet passage are respectively connected to an oil inlet and an oil outlet provided in a mounting flange of the oil cooler.
  • each flat tube has a certain width, whereas there is one opening provided at the end of the flat tube.
  • As a fluid flow distribution there is a tendency that only the central portion of the flat tube flows linearly from the opening at one end serving as the inlet of each flat tube to the opening at the other end serving as the outlet. Therefore, the entire width of the flat tube cannot be effectively used for heat exchange, and there is room for improvement in terms of heat exchange efficiency.
  • the passage resistance as a heat exchanger becomes large.
  • the pressure loss of the hydraulic system is large. It is not preferable.
  • the present invention is a heat exchanger in which a flat tube whose inside is a flow path for a first fluid is stacked in a plurality of stages via a gap which is a flow path for a second fluid, ,
  • the openings provided at the respective ends in the longitudinal direction of the first plate of the other flat tube are connected to each other to communicate with each other, and the length of each flat tube is communicated with each other through these openings.
  • a single opening serving as a fluid inlet or a fluid outlet of the heat exchanger is formed as the opening.
  • a plurality of openings are arranged extending in the width direction of the flat tube,
  • the flat tubes after the second stage are provided with a plurality of openings at each end corresponding to the second plate of the flat tube at the lowermost stage.
  • the first fluid flows through a single opening in the lowermost flat tube on the equipment side through which the first fluid such as oil flows.
  • Part of the inflowing first fluid flows in the longitudinal direction in the lowermost flat tube and flows out from the single opening at the other end to the device side.
  • the other part of the first fluid that has flowed in flows into the second-stage flat tube through the opening of the second plate.
  • a mounting flange is attached to the lower surface of the first plate of the lowermost flat tube, and a fluid inlet and a fluid outlet provided on the mounting flange are provided on the first plate. Connected to a single opening at each end of the plate. Therefore, it can be easily attached to a single fluid outlet and fluid inlet on the device side.
  • a fin plate is disposed between the first plate and the second plate of each flat tube, and the fin plate in the flat tube at the lowest stage among the plurality of flat tubes.
  • the resistance to the flow along the longitudinal direction of the flat tube is higher than the resistance of the fin plate in the other flat tubes.
  • the lowermost flat tube restricts the flow that goes straight from the single opening at one end to the single opening at the other end.
  • the flow extending through the plurality of openings to the flat tubes after the eyes increases.
  • the resistance of the fin plate is relatively low with respect to the flow in the longitudinal direction. Accordingly, the heat exchange efficiency can be increased without excessively increasing the passage resistance as the entire heat exchanger.
  • the number of openings in the second plate of the lowermost flat tube and the corresponding flat tube after the second step is arbitrary.
  • the second plate of the lowermost flat tube and the second and subsequent flat tubes are symmetrical at each end with a single opening in the first plate of the lowermost flat tube sandwiched between them. Has an even number of openings.
  • the second plate of the lowermost flat tube and the second and subsequent flat tubes are provided at each end with a single opening in the first plate of the lowermost flat tube. It has an odd number of openings including a central opening having the same center position.
  • the present application includes the second invention.
  • the second aspect of the present invention is a heat exchanger in which a flat tube whose inside becomes a flow path of a first fluid is stacked in a plurality of stages through a gap which becomes a flow path of a second fluid,
  • the flat tube is composed of a first plate and a second plate joined to each other at the periphery, and two adjacent flat tubes are respectively provided at respective longitudinal ends of the second plate of one flat tube.
  • the openings provided at the respective ends of the first plate of the other flat tube in the longitudinal direction are connected to each other so as to communicate with each other through the openings.
  • a plurality of openings are arranged extending in the width direction of the flat tube, A plate-like mounting flange is laminated on the lower surface of the first plate in the lowermost flat tube, A plurality of communication ports corresponding to the plurality of openings of the flat tube are opened on the surface of the mounting flange on the first plate side, and a fluid inlet or a fluid outlet is formed on the opposite mounting surface.
  • the plurality of communication openings and the single opening communicate with each other inside the mounting flange.
  • the plurality of communication ports and the single opening are formed as recesses having a depth that does not penetrate the mounting flange, and these recesses partially overlap each other. By being arranged in this way, they communicate with each other.
  • the flow of fluid spreads in the width direction of the flat tube to the plurality of communication ports corresponding to the plurality of openings of the flat tube inside the plate-like mounting flange.
  • the first fluid can be allowed to flow in a shape that is widened in the width direction of the flat tube, and heat exchange efficiency can be improved without an unnecessary increase in passage resistance. Can be improved.
  • the connection structure between the equipment and the heat exchanger is complicated, and the size of each part including the heat exchanger is increased. Will not be invited.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1.
  • FIG. 9 is a sectional view taken along line BB in FIG. 8.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 10.
  • FIG. 13 is a sectional view taken along the line DD in FIG. 12.
  • the disassembled perspective view which shows the modification which made the center opening part the small diameter. Sectional drawing of this modification. Sectional drawing similar to FIG. 3 of the oil cooler of a 3rd Example. The top view of the attachment flange in this 3rd Example.
  • FIGS. 1 to 7 show a water-cooled oil cooler 1 as an embodiment of a heat exchanger according to the present invention.
  • the oil cooler 1 is used for cooling lubricating oil of a large engine, and a plurality of flat tubes 2 each having an oil flow path 11 (see FIG. 3) are stacked, and a gap between the flat tubes 2 is provided. It becomes the cooling water flow path 12 (refer FIG. 7).
  • the number of stages of the oil cooler 1 is not necessarily matched.
  • the flat tube 2 having seven stages is included, In FIG. 5, it is drawn as having a four-stage flat tube 2, and in FIG. 2, only the two-stage flat tube 2 is shown.
  • the oil cooler 1 has a plurality of flat tubes 2, a pair of mounting flanges 3 that respectively constitute oil inlets and outlets, and a plurality of flat tubes 2.
  • the terms “upper” and “lower” are used on the basis of the vertical postures shown in FIG. 2 and FIG. That is, the side where the mounting flange 3 is located is called the lower part of the oil cooler 1, and the direction where the reinforcing plate 4 is located is called the upper part of the oil cooler 1, but the mounting posture of the oil cooler 1 in an actual vehicle is arbitrary. Yes, it is not limited to the posture as shown in FIG. According to the above “upper” and “lower” standards, FIG.
  • the flat tube 2 has an elongated strip shape as a whole so that oil flows in the longitudinal direction, and has a substantially arc shape in which both ends are gently curved.
  • the mounting flange 3 disposed at each end of the flat tube 2 in the longitudinal direction has a relatively thick plate shape such as a rhombus or an ellipse, and has a circular opening 6 serving as an oil inlet or outlet from the engine side. It has in the center and has a pair of mounting holes 7 at both ends.
  • the reinforcing plate 4 has an edge shape corresponding to the arc shape of the end portion of the flat tube 2 and has a relatively thick plate shape.
  • one flat tube 2 includes a lower plate 21 serving as a first plate, an upper plate 22 serving as a second plate, and a fin plate 23 disposed therebetween. , Consisting of three.
  • Each of these plates 21, 22, 23 and the mounting flange 3 and the reinforcing plate 4 are made of a metal plate such as stainless steel or iron, and are temporarily assembled in a predetermined state, and then heated in a furnace to integrate each part. It is brazed.
  • a so-called clad material obtained by coating the surface of the base material with a brazing material can also be used.
  • the lower plate 21 of each stage of the flat tube 2 has the same configuration except for the lower plate 21A of the lowermost flat tube 2 and basically has a flat and thin plate shape at both ends in the longitudinal direction.
  • a pair of circular openings 25 are formed as openings.
  • the pair of openings 25 are arranged side by side in the width direction of the lower plate 21. Further, at the curved end portions, the peripheral edge rises slightly for positioning the upper plate 22, but at the pair of side edges that are straight portions along the longitudinal direction, the connecting pieces 24 rise almost vertically. ing.
  • the connecting piece 24 has a protruding length slightly smaller than the interval between the steps so that the upper end of the connecting piece 24 in the flat tube 2 of a certain step overlaps the lower end portion of the connecting piece 24 in the flat tube 2 of the adjacent step. And has a taper shape slightly extending outward so as to overlap each other in a cup shape.
  • one circular opening 25A is formed at each end in the longitudinal direction.
  • the opening 25A in the lowermost flat tube 2 has the center of the circle positioned at the center between the pair of openings 25 and has an opening area larger than the individual opening area of the pair of openings 25.
  • the single opening 25A at each end corresponds to the circular opening 6 of the mounting flange 3, and as shown in FIGS. 2 and 3, the periphery of the opening 25A is bent downward.
  • a short cylindrical tubular portion 26 is formed.
  • the mounting flange 3 is brazed to the lower surface of the lower plate 21 ⁇ / b> A of the lowermost flat tube 2, and the cylindrical portion 26 is fitted to the inner periphery of the circular opening 6 of the mounting flange 3. .
  • the upper plate 22 of the flat tube 2 at each stage has the same configuration except for the upper plate 22A of the uppermost flat tube 2, and as shown in FIG.
  • the resulting joint flange portion 27 is formed continuously over the entire circumference.
  • a pair of circular openings 28 are formed at each end in the longitudinal direction of the upper plate 22 corresponding to each pair of openings 25 at both ends of the lower plate 21.
  • the periphery of the opening 28 is bent so as to be raised one step upward, thereby forming a boss portion 29 surrounding each opening 28 in an annular shape.
  • the circular boss portion 29 is formed so as to protrude upward, and the opening 28 is formed at the center thereof.
  • a frustoconical embossed portion 30 having the same height as the boss portion 29 is formed at appropriate locations on the upper plate 22.
  • the upper plate 22A of the uppermost flat tube 2 has a flat structure that does not include the opening 28, the boss 29, and the emboss 30.
  • Other basic configurations including the joint flange portion 27 are the same as those of the upper plate 22 of other stages.
  • the fin plate 23 has a rectangular outer shape and is provided in a range that does not overlap the openings 25, 25A, and 28 at both ends.
  • a single base material is provided with a number of slits to form a number of strips having a constant width, and the strips are formed at a constant pitch. It consists of corrugated fins that are bent in a rectangular or U-shape, and in particular, it consists of offset corrugated fins in which the positions of the corrugations of adjacent strips are shifted from each other by a half pitch.
  • the fin plate 23 has anisotropy that has a low resistance to the flow in the X direction and a high resistance to the flow in the Y direction.
  • the fin plate 23 is arranged in the flat tube 2 so that the X direction that provides low resistance is along the longitudinal direction of the flat tube 2.
  • the lower plate 21 (21A) and the upper plate 22 (22A) configured as described above are joined to each other by brazing with the fin plate 23 sandwiched therebetween. That is, the joining flange portion 27 at the periphery of the upper plate 22 is superimposed on the upper surface of the periphery of the lower plate 21, and the joining surfaces are brazed together. Further, the fin plate 23 is bent as a corrugated fin and has a space in the vertical direction, but its lower surface is brazed to the lower plate 21 and its upper surface is brazed to the upper plate 22. Thereby, it becomes the oil flow path 11 with which the inside of the flat tube 2 was sealed.
  • the plurality of flat tubes 2 are laminated and brazed together.
  • the boss 29 around the opening 28 of the upper plate 22 in the flat tube 2 at a certain stage is brazed and joined to the periphery of the opening 25 of the lower plate 21 in the flat tube 2 adjacent thereto.
  • a gap corresponding to the height of the boss portion 29 is ensured as the cooling water flow path 12 between the upper plate 22 of a certain step and the lower plate 21 of the upper step, while the former opening 28.
  • the latter opening 25 are connected to each other. Therefore, in a state where the flat tubes 2 are stacked in a plurality of stages, a plurality of boss portions 29 are configured to be continuous in the stacking direction so that the oil flow paths 11 in each flat tube 2 communicate with each other.
  • each upper plate 22 is brazed to the lower surface of the lower plate 21 whose top is adjacent.
  • the embossed portion 30 contributes to securing the cooling water flow path 12 between the adjacent flat tubes 2 together with the boss portion 29 described above.
  • the connecting piece 24 provided on the lower plate 21 (21A) of each level of the flat tube 2 is the inner side of the connecting piece 24 of the lower level flat tube 2 which is relatively lower.
  • the lower ends of the connecting pieces 24 of the adjacent upper flat tubes 2 are sequentially fitted, and a large number of connecting pieces 24 are sequentially overlapped in the stacking direction.
  • These overlapping connecting pieces 24 are also joined to each other by brazing. Therefore, as shown in FIGS. 1, 6, and 7, a large side wall integrated in the stacking direction is constituted by the plurality of connecting pieces 24, and a plurality of flat tubes 2 are interposed via the pair of side walls. Are firmly connected in the stacking direction.
  • the oil cooler 1 integrally assembled by brazing as described above is used in a state of being accommodated in a case 31 through which cooling water flows, as shown in FIG.
  • the case 31 includes, for example, a base portion 33 that is a part of a cylinder block of an engine and a cover 32 that is attached to the base portion 33, and the oil cooler 1 is accommodated in a water jacket 34 that is formed therebetween.
  • the water jacket 34 is provided with a cooling water inlet (not shown) at one end in the longitudinal direction thereof and a cooling water outlet (not shown) at the other end, respectively, and the cooling water is a water pump (not shown) on the engine side. Is forced to circulate.
  • the oil cooler 1 is fixed to the cover 32 by a bolt 35 passing through the mounting hole 7 of the mounting flange 3, and high-pressure oil (engine lubricating oil) is introduced into the inside through an oil passage 36 of the cover 32.
  • high-pressure oil engine lubricating oil
  • the oil flows from one end to the other end in the longitudinal direction of the oil cooler 1, and the cooling water in the water jacket 34 is also in the forward or reverse direction with respect to the oil flow. Flows along the longitudinal direction. Therefore, the connecting piece 24 at the side edge formed along the longitudinal direction does not particularly disturb the flow of the cooling water. Since the plurality of flat tubes 2 are bound to each other by the connecting piece 24, the pressure resistance of the oil cooler 1 against the oil pressure of the internal oil is increased.
  • the opening 25 ⁇ / b> A in the lower plate 21 ⁇ / b> A of the lowermost flat tube 2 serving as the oil inlet of the oil cooler 1 is the center in the width direction of the flat tube 2.
  • a pair of openings 25 and 28 serving as oil inlets to the flat tubes 2 are symmetrical in the width direction of the flat tube 2 with the opening 25 ⁇ / b> A interposed therebetween. Is provided. Accordingly, the oil that has flowed into the lowermost flat tube 2 from the single opening 25A flows partly along the longitudinal direction of the flat tube 2, but the other part has a width from the opening 25A.
  • the flat tubes are provided between the pair of oil inlets (openings 25, 28) and the pair of oil outlets (openings 25, 28) in each of the flat tubes 2 in the second and subsequent stages. Since the oil flows in the width direction of 2, the heat exchange efficiency is high. On the other hand, since the oil inlet and the oil outlet (that is, the central opening 6) in the mounting flange 3 are a single opening, for example, the connection structure on the case 31 side is complicated, or the mounting flange 3 is enlarged. There is no. It can be easily handled as a replacement part of an existing oil cooler.
  • FIG. 8 and FIG. 9 show an embodiment in which the fin plate 23 in the lowermost flat tube 2 has a higher resistance than the fin plates 23 in the other flat tubes 2.
  • the lowermost flat tube 2 the above-described fin plate 23 in FIG. 4 is accommodated such that the high resistance Y direction (see FIG. 4) is along the longitudinal direction of the flat tube 2. It is.
  • the low resistance X direction is along the longitudinal direction of the flat tube 2 as described above. Therefore, the lowermost flat tube 2 has a relatively higher flow resistance than the other flat tubes 2 with respect to the flow of oil flowing from one end to the other end in the longitudinal direction of the flat tube 2. It has become.
  • FIG. 11 the third and subsequent flat tubes 2 are omitted together with the reinforcing plate 4.
  • the same reference numerals are given to the portions that are substantially the same as those of the above-described embodiment, and the duplicate description is omitted.
  • the width of the flat tube 2 is larger than that in the embodiment described above. Therefore, the flat tube 2 in the second and subsequent stages is provided with three openings 25 and 28 at each end of the flat tube 2.
  • circular central openings 25a and 28a are formed at positions (in other words, concentric positions) corresponding to a single circular opening 25A provided on the lower plate 21 of the lowermost flat tube 2.
  • the pair of side openings 25b and 28b are symmetrically arranged on both sides thereof.
  • the side openings 25b and 28b have circular shapes slightly smaller in diameter than the central openings 25a and 28a, respectively, and in the longitudinal direction of the flat tube 2 than the central openings 25a and 28a. It is arranged at a position offset inward.
  • the side openings 25b and 28b at one end are closer to the distance between the central openings 25a and 28a at one end and the central openings 25a and 28a at the other end in the longitudinal direction (that is, the flow distance).
  • the distance in the longitudinal direction between the side openings 25b and 28b at the other end is shorter.
  • the fin plate 23 in the flat tube 2 at the lowermost stage is oriented in such a manner as to have a high resistance to the flow in the longitudinal direction of the flat tube 2 as in the above-described embodiments of FIGS. (See FIGS. 12 and 13).
  • a rectangular extension 23a is provided to enter between the openings 25b and 28b.
  • the end of the fin plate 23 has a shape that is cut out corresponding to the layout of the three openings 25a, 28a, 25b, and 28b.
  • the outer shape of the end portion of the flat tube 2 (the lower plate 21 and the upper plate 22) has a shape corresponding to the layout of the three openings 25a, 28a, 25b, and 28b, that is, the three circles are smoothly formed. It has a continuous outer shape.
  • the oil flowing into the lowermost flat tube 2 from the single opening 25A as the oil inlet in the width direction of the flat tube 2 is the same as the above-described embodiment. Since the flow flows to the three openings 25 and 28 (the center openings 25a and 28a and the pair of side openings 25b and 28b) arranged in an expanded manner, the flat tube 2 is used in the second and subsequent flat tubes 2. The flow of oil spreading in the entire width direction is obtained, and the heat exchange efficiency is improved.
  • the pair of side openings 25b and 28b are located on the inner side in the longitudinal direction of the central openings 25a and 28a, and the flow distance thereof is short, so that the side portions of the flat tube 2 from the side openings 25b and 28b. It becomes easier to flow through, and the flow in each part in the width direction can be made uniform.
  • both the central opening 25a of the lower plate 21 and the central opening 28a of the upper plate 22 have the same diameter, but only one of them may be a small-diameter opening.
  • the openings 25 and 28 are circular, but the present invention is not limited to this, and any shape such as a rectangular opening can be used. Further, the number of openings at each end of the flat tube 2 in the second and subsequent stages is not limited to two (that is, a pair) or three in the above-described embodiment, and a configuration in which a large number of openings are arranged. Good.
  • FIG. 16 shows a third embodiment in which the flow is expanded in the width direction of the flat tube 2 in the mounting flange 3.
  • the oil cooler 1 of this embodiment has substantially the same appearance as the oil cooler 1 of the first embodiment shown in FIG. 1 and the like, but the lower plate 21 of the flat tube 2 at each stage is
  • the lower plate 21 of the lowermost flat tube 2 has the same configuration. That is, the lower plate 21 in the lowermost flat tube 2 is also provided with a pair of circular openings 25 at each end in the longitudinal direction.
  • each mounting flange 103 is made of a relatively thick metal plate that also has a rhombus or an ellipse, and is brazed in the form of being laminated on the lower surface of the lowermost lower plate 21.
  • a pair of communication ports 106 corresponding to the pair of openings 25 of the lower plate 21 are opened on the surface 103a on the side contacting the lower plate 21, and the mounting surface on the opposite side.
  • the pair of communication ports 106 and the single circular opening 6 ⁇ / b> A are each formed as a circular recess having a depth that does not penetrate the mounting flange 103. 17 are arranged so as to partially overlap each other when projected, as shown in FIG. 16, they are in communication with each other inside the mounting flange 103, and within the overlapping range, the mounting flange 103 It is an opening that penetrates the entire plate thickness. As can be easily understood from FIG. 16, the sum of the depth of the communication port 106 and the depth of the circular opening 6 ⁇ / b> A is set so as to exceed the plate thickness of the mounting flange 3. Are overlapping.
  • the flow of oil is expanded in the width direction of the flat tubes 2 so as to go to the pair of communication ports 106 inside the mounting flange 103, and in each of the flat tubes 2, the first described above.
  • the oil flows in the width direction of the flat tube 2 between the pair of oil inlets (openings 25, 28) and the pair of oil outlets (openings 25, 28). Therefore, high heat exchange efficiency can be obtained.
  • the oil inlet and the oil outlet (that is, the central opening 6A) in the mounting flange 103 are a single opening as in the above-described embodiments, the connection structure with the case 31 is simplified, and the existing oil It can be easily handled as a cooler replacement part.
  • the flat tube 2 has a larger number of openings as in the second embodiment, it can be similarly configured by changing the mounting flange.
  • the boss portion 29 surrounding the opening portion 28 is provided on one of the upper plate and the lower plate. You may comprise so that it may mutually match.

Abstract

　下側プレート（２１）とフィンプレート（２３）と上側プレート（２２）とをろう付けしてなる偏平チューブ（２）が複数段積層されてオイルクーラ（１）が構成される。偏平チューブ（２）内部がオイル流路（１１）となり、偏平チューブ（２）の長手方向に沿ってオイルが流れ、隣接する２つの偏平チューブ（２）の間が冷却水流路（１２）となる。オイル入口もしくは出口となる端部においては、最下段の偏平チューブ（２）では、単一の開口部（２５Ａ）を有し、２段目以降の偏平チューブ（２）では、一対の開口部（２５，２８）が対称に配置される。流入したオイルは、２段目以降の偏平チューブ（２）では、一対の開口部（２５，２８）を通して幅方向に拡がって流れ、偏平チューブ（２）の幅方向の全体を熱交換に有効利用できる。

Description

熱交換器
　この発明は、第１の流体の流路となる偏平チューブを複数段積層し、各偏平チューブの間に第２の流体の流路となる間隙を確保してなるいわゆる多板式の熱交換器の改良に関する。
　いわゆる多板式の熱交換器として、特許文献１に記載されているように、例えば長円形をなす第１のプレートと第２のプレートとをその周縁において互いに接合することで内部にオイル流路を形成した偏平チューブを構成し、かつ複数の偏平チューブを、個々の偏平チューブの間に冷却水流路となる間隙が生じるように複数段積層してなるオイルクーラが知られている。この種のオイルクーラは、例えば大型エンジンのシリンダブロックなどに設けられるケース内に収容した形で用いられるものであり、ケース内にエンジンの冷却水が強制循環される一方、オイルクーラ内にオイルが圧送され、両者の熱交換によってオイルの冷却が行われる。
　第１のプレートおよび第２のプレートは、例えばこれらをいわゆるクラッド材から構成することで、炉内での加熱によるろう付けによって、間にフィンプレートを挟んだ状態で互いに接合される。つまり、第１のプレートの周縁と第２のプレートの周縁とが互いに突き合わされ、かつろう付けされており、また、オイル流路となる内部では、フィンプレートの上下両面に第１のプレートと第２のプレートとがそれぞれろう付けされている。
　そして、各段の偏平チューブの間においては、各プレートのオイル入口およびオイル出口となる開口部の周縁を一方のプレートにおいてボス状に一段高く形成し、これを順次接続していくことによって、積層方向に連続したオイル入口通路およびオイル出口通路が構成され、これによって各偏平チューブ内部のオイル流路が互いに連通している。上記のオイル入口通路およびオイル出口通路は、オイルクーラの取付フランジに設けられたオイル入口およびオイル出口にそれぞれ接続される。
　上記のような従来の熱交換器においては、各偏平チューブがある程度の幅を有するのに対し、該偏平チューブの端部に設けられる開口部がそれぞれ１個であるため、各偏平チューブ内での流体の流れの分布としては、各偏平チューブの入口となる一端部の開口部から出口となる他端部の開口部へと偏平チューブの中央部分のみを直線的に流れる傾向がある。従って、偏平チューブの幅の全体を熱交換に有効利用することができず、熱交換効率の点で改善の余地がある。
　また、偏平チューブ内で流れを幅方向へ広く拡げるためにフィンプレートとして流れの抵抗が大きなものを用いると、熱交換器としての通路抵抗が大となり、例えばオイルクーラでは油圧系統の圧力損失が大きくなり、好ましくない。
特開２００１－９０５１８号公報
　この発明は、内部が第１の流体の流路となる偏平チューブが第２の流体の流路となる間隙を介して複数段積層されて構成された熱交換器であって、各偏平チューブは、周縁において互いに接合された第１のプレートおよび第２のプレートからなり、隣接する２つの偏平チューブが、一方の偏平チューブの第２のプレートの長手方向の各端部にそれぞれ設けられた開口部と他方の偏平チューブの第１のプレートの長手方向の各端部にそれぞれ設けられた開口部とが互いに接合されることで互いに連通しており、これらの開口部を介して各偏平チューブの長手方向に第１の流体が通流する熱交換器において、
　最下段の偏平チューブにおける第１のプレートの長手方向の各端部には、上記開口部として、熱交換器の流体入口もしくは流体出口となる単一の開口部が形成されており、
　この第１のプレートと組み合わされる第２のプレートの長手方向の各端部には、上記開口部として、複数個の開口部が上記偏平チューブの幅方向に拡がって配置されており、
　２段目以降の偏平チューブは、上記の最下段の偏平チューブの第２のプレートに対応して複数個の開口部を各端部に備える。
　すなわち、この発明に係る熱交換器においては、オイル等の第１の流体が流れる機器側の最下段の偏平チューブにおいては、単一の開口部を通して第１の流体が流入する。流入した第１の流体の一部は、この最下段の偏平チューブを長手方向に流れ、他端部の単一の開口部から機器側へ流出する。また流入した第１の流体の他の一部は、第２のプレートの開口部を通して２段目の偏平チューブ内へ流入する。このとき、第２のプレートおよび対応する２段目の偏平チューブでは、偏平チューブの幅方向に拡がって配置された複数個の開口部が存在し、しかも他端部にも出口となる複数個の開口部が存在するので、偏平チューブ内を幅方向に広く拡がって第１の流体が流れる。従って、偏平チューブの幅方向の全体でより効率よく熱交換が行われる。
　本発明の一つの具体的な態様では、上記最下段の偏平チューブの第１のプレートの下面に取付フランジが取り付けられており、この取付フランジに設けられた流体入口および流体出口が上記第１のプレートの各端部の単一の開口部に接続されている。従って、機器側の単一の流体出口および流体入口に容易に取り付けることが可能である。
　本発明の好ましい一つの態様では、各偏平チューブの第１のプレートと第２のプレートとの間にフィンプレートが配置されており、複数の偏平チューブの中で、最下段の偏平チューブにおけるフィンプレートは、該偏平チューブの長手方向に沿った流れに対する抵抗が、他の偏平チューブにおけるフィンプレートの抵抗よりも高い。
　このようにフィンプレートの抵抗を設定すれば、最下段の偏平チューブでは、一端部の単一の開口部から他端部の単一の開口部へと直線的に向かう流れが制限され、２段目以降の偏平チューブへ複数個の開口部を通して拡がっていく流れが多くなる。他方、２段目以降の偏平チューブでは、長手方向の流れに対しフィンプレートの抵抗が相対的に低い。従って、熱交換器全体として過度に通路抵抗が大とならずに熱交換効率を高めることができる。
　最下段の偏平チューブの第２のプレートおよびこれに対応した２段目以降の偏平チューブにおける開口部の個数は任意である。
　一つの態様では、最下段の偏平チューブの第２のプレートおよび２段目以降の偏平チューブは、各端部に、最下段の偏平チューブの第１のプレートにおける単一の開口部を挟んで対称に位置する偶数個の開口部を有する。
　また他の一つの態様では、最下段の偏平チューブの第２のプレートおよび２段目以降の偏平チューブは、各端部に、最下段の偏平チューブの第１のプレートにおける単一の開口部と中心位置が一致する中央の開口部を含む奇数個の開口部を有する。
　なお、例えば２段目の偏平チューブと３段目の偏平チューブとで開口部の個数が異なる構成も可能ではあるが、一般には同じ個数の開口部で足りる。
　さらに、本願は、第２の発明を含む。この第２の発明は、内部が第１の流体の流路となる偏平チューブが第２の流体の流路となる間隙を介して複数段積層されて構成された熱交換器であって、各偏平チューブは、周縁において互いに接合された第１のプレートおよび第２のプレートからなり、隣接する２つの偏平チューブが、一方の偏平チューブの第２のプレートの長手方向の各端部にそれぞれ設けられた開口部と他方の偏平チューブの第１のプレートの長手方向の各端部にそれぞれ設けられた開口部とが互いに接合されることで互いに連通しており、これらの開口部を介して各偏平チューブの長手方向に第１の流体が通流する熱交換器において、
　上記第１のプレートおよび上記第２のプレートの長手方向の各端部には、上記開口部として、複数個の開口部が上記偏平チューブの幅方向に拡がって配置されており、
　最下段の偏平チューブにおける第１のプレートの下面に板状の取付フランジが積層されており、
　上記取付フランジの上記第１のプレートの側の面には、上記偏平チューブの複数個の開口部に対応した複数個の連通口が開口し、反対側の取付面には、流体入口もしくは流体出口となる単一の開口部が開口し、これら複数個の連通口と単一の開口部とが上記取付フランジの内部で互いに連通している。
　具体的な一つの態様では、上記の複数個の連通口および単一の開口部が、それぞれ上記取付フランジを貫通しない深さの凹部として形成されており、これらの凹部が互いに部分的に重複するように配置されることで、互いに連通している。
　すなわち、第２の発明においては、板状の取付フランジの内部で、偏平チューブの複数個の開口部に対応した複数個の連通口へと偏平チューブの幅方向に流体の流れが拡がっていく。
　本願に開示されたこれらの発明によれば、偏平チューブの幅方向に広く拡がった形で第１の流体を通流させることができ、通路抵抗の不必要な増加を伴わずに熱交換効率を向上させることができる。また、最下段の偏平チューブの内部あるいは取付フランジの内部で流れが幅方向に拡げられるので、機器と熱交換器との間の接続構造の複雑化や、熱交換器を含めた各部の大型化を招来することがない。
この発明に係るオイルクーラの斜視図。 同オイルクーラの分解斜視図。 図１のＡ－Ａ線に沿った断面図。 フィンプレートの一部の斜視図。 このオイルクーラをエンジン側のケース内に収容した状態を示す断面図。 オイルクーラの正面図。 オイルクーラの端部部分の側面図。 最下段の偏平チューブにおけるフィンプレートの向きを変更した変形例を示す断面図。 図８のＢ－Ｂ線に沿った断面図。 第２の実施例のオイルクーラの斜視図。 同オイルクーラの分解斜視図。 図１０のＣ－Ｃ線に沿った断面図。 図１２のＤ－Ｄ線に沿った断面図。 中央の開口部を小径とした変形例を示す分解斜視図。 この変形例の断面図。 第３の実施例のオイルクーラの図３と同様の断面図。 この第３の実施例における取付フランジの平面図。
　以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
　図１～図７は、この発明に係る熱交換器の一実施例として水冷式のオイルクーラ１を示している。このオイルクーラ１は、大型エンジンの潤滑油の冷却に用いられるもので、内部がオイル流路１１（図３参照）となる偏平チューブ２が複数段積層され、各偏平チューブ２の間の間隙が冷却水流路１２（図７参照）となる。なお、積層される偏平チューブ２の段数を変更することでオイルクーラ１としての熱交換容量を増減させることが可能であり、必要な熱交換容量に応じて偏平チューブ２の段数が設定される。従って、図１～図７の各図では、オイルクーラ１の段数が必ずしも整合しておらず、例えば、図１、図６、図７では、７段の偏平チューブ２を含むが、図３、図５では、４段の偏平チューブ２を有するものとして描かれており、図２では、２段の偏平チューブ２のみが示されている。
　図１および図２に示すように、オイルクーラ１は、複数の偏平チューブ２のほかに、オイルの入口および出口をそれぞれ構成する一対の取付フランジ３と、複数の偏平チューブ２を挟んで各取付フランジ３と対向するように配置された一対の補強プレート４と、を有する。なお、以下の説明では、理解を容易にするために、図２や図３に示す上下の姿勢を基準として、「上」「下」の用語を用いることとする。つまり取付フランジ３が位置する方をオイルクーラ１の下部と呼び、補強プレート４が位置する方をオイルクーラ１の上部と呼ぶこととするが、実際の車両におけるオイルクーラ１の搭載姿勢は任意であり、図３のような姿勢に限定されるものではない。なお、上記のような「上」「下」の基準に従うと、図１は、上下を反転して示した斜視図である。
　上記偏平チューブ２は、その長手方向にオイルが流れるように全体として細長い帯状をなし、かつ両端部が緩く湾曲した略円弧形をなしている。この偏平チューブ２の長手方向の各端部に配置される上記取付フランジ３は、菱形ないし楕円形の比較的厚い板状をなし、エンジン側からのオイルの入口もしくは出口となる円形開口部６を中央に有し、かつ両端に一対の取付孔７を有する。また、補強プレート４は、偏平チューブ２の端部の円弧形状に対応した端縁形状を有し、比較的厚い板状をなしている。
　図２および図３に示すように、１つの偏平チューブ２は、第１のプレートとなる下側プレート２１と、第２のプレートとなる上側プレート２２と、両者間に配置されるフィンプレート２３と、の三者から構成される。これらの各プレート２１，２２，２３および上記の取付フランジ３ならびに補強プレート４は、ステンレスや鉄等の金属板からなり、所定の状態に仮組み付けした後、炉内で加熱することにより、各部一体にろう付けされている。なお、母材の表面にろう材をコーティングしてなるいわゆるクラッド材を用いることもできる。
　各段の偏平チューブ２の下側プレート２１は、最下段の偏平チューブ２の下側プレート２１Ａを除き同一の構成であって、基本的に平坦な薄い板状をなし、長手方向の両端部に、それぞれ一対の円形の開口部２５が開口形成されている。この一対の開口部２５は、下側プレート２１の幅方向に並んで配置されている。また、湾曲した両端部では、上側プレート２２の位置決めのために周縁が僅かに立ち上がっているが、長手方向に沿った直線部分となる一対の側縁においては、それぞれ連結片２４がほぼ垂直に立ち上がっている。この連結片２４は、ある段の偏平チューブ２における連結片２４の上端が、隣接する段の偏平チューブ２における連結片２４の下端部に重なり合うように、その突出長が各段の間隔よりも僅かに長く設定されており、かつ互いにカップ状に重なるように、僅かに外側に拡がったテーパ状をなしている。
　最下段の偏平チューブ２の下側プレート２１Ａにおいては、長手方向の両端部に、それぞれ１つの円形の開口部２５Ａが開口形成されている。他の基本的な構成は、他の段の下側プレート２１と同様である。この最下段の偏平チューブ２における開口部２５Ａは、それぞれ、円の中心が一対の開口部２５の間の中央に位置し、かつ一対の開口部２５の個々の開口面積よりも大きな開口面積を有する。そして、この各端部の単一の開口部２５Ａは、取付フランジ３の円形開口部６に対応しており、図２，図３に示すように、開口部２５Ａの周縁が下方へ向けて折り曲げられて、短い円筒状の筒状部２６を構成している。この最下段の偏平チューブ２の下側プレート２１Ａの下面に取付フランジ３がろう付けされており、上記の筒状部２６は、取付フランジ３の円形開口部６の内周に嵌合している。
　各段の偏平チューブ２の上側プレート２２は、最上段の偏平チューブ２の上側プレート２２Ａを除き同一の構成であって、図３に示すように、周縁に、一段低くなるようにステップ状に折り曲げられてなる接合フランジ部２７が全周に亘って連続して形成されている。また、下側プレート２１の両端部の各一対の開口部２５に対応して、上側プレート２２の長手方向の各端部には、一対の円形の開口部２８が開口形成されている。そして、この開口部２８の周囲は、上方へ向かって一段高くなるように折り曲げ形成されており、これにより、各開口部２８を円環状に囲むボス部２９が形成されている。換言すれば、円形のボス部２９が上方へ突出形成され、その中央に開口部２８が開口形成されている。また、上側プレート２２の適宜数箇所には、冷却水流路となる間隙を確保するために、ボス部２９と同じ高さの円錐台形のエンボス部３０が形成されている。
　最上段の偏平チューブ２の上側プレート２２Ａにおいては、図２に明らかなように、上記の開口部２８およびボス部２９ならびにエンボス部３０を具備しない平坦な構成となっている。接合フランジ部２７を含む他の基本的な構成は、他の段の上側プレート２２と同様である。
　フィンプレート２３は、図２に示すように、外形が矩形状をなしており、両端部の開口部２５，２５Ａ，２８と重ならない範囲に設けられている。このフィンプレート２３は、図４にその一部を拡大して示すように、１枚の母材に多数のスリットを設けて一定幅の多数の帯状片とし、かつこの帯状片を一定ピッチ毎に矩形ないしＵ字形に折り曲げてなるコルゲートフィンからなり、特に、隣接する帯状片のコルゲートの位置が互いに半ピッチずつずれたオフセット型コルゲートフィンからなる。説明の都合上、フィンプレート２３の平面における互いに直交する２つの方向を、図４に示すようにＸ方向およびＹ方向とそれぞれ定義するものとすると、母材がＹ方向に送られながら半ピッチずつずれた位置において一定ピッチ毎にそれぞれ反対側へ折り曲げられてコルゲート加工が行われる。従って、このフィンプレート２３においては、Ｘ方向の流れに対しては抵抗が低く、かつＹ方向の流れに対しては高抵抗となる異方性を有する。
　この実施例では、図３に示すように、低抵抗となるＸ方向が偏平チューブ２の長手方向に沿うようにフィンプレート２３が偏平チューブ２内に配置されている。
　上記のように構成された下側プレート２１（２１Ａ）と上側プレート２２（２２Ａ）は、両者間にフィンプレート２３を挟み込んだ状態で互いにろう付けにより接合される。つまり、上側プレート２２周縁の接合フランジ部２７が下側プレート２１の周縁の上面に重ね合わされ、かつその接合面が互いにろう付けされる。またフィンプレート２３は、コルゲートフィンとして折曲されることで上下に間隔を有するものとなるが、その下面が下側プレート２１にろう付けされ、かつ上面が上側プレート２２にろう付けされる。これにより、偏平チューブ２内部が密閉されたオイル流路１１となる。
　そして、前述したように複数の偏平チューブ２が互いに積層され、かつ一体にろう付けされている。このとき、ある段の偏平チューブ２における上側プレート２２の開口部２８周囲のボス部２９は、その上に隣接する段の偏平チューブ２における下側プレート２１の開口部２５の周囲にろう付け接合される。これにより、ある段の上側プレート２２とその上の段の下側プレート２１との間に、ボス部２９の高さに相当する間隙が冷却水流路１２として確保される一方、前者の開口部２８と後者の開口部２５とが互いに連通した状態に接続される。従って、複数の段に偏平チューブ２を積層した状態では、各偏平チューブ２内のオイル流路１１が互いに連通するように、積層方向に連続した流路が複数のボス部２９によって構成される。
　また各上側プレート２２のエンボス部３０は、その頂部が隣接する段の下側プレート２１の下面にろう付けされる。このエンボス部３０は、上記のボス部２９とともに、隣接する段の偏平チューブ２の間に冷却水流路１２を確保することに寄与する。
　さらに、各段の偏平チューブ２の下側プレート２１（２１Ａ）に設けられた連結片２４は、図３に示すように、相対的に下側となる下段の偏平チューブ２の連結片２４の内側に、隣接する上段の偏平チューブ２の連結片２４下端が順次嵌合したものとなり、多数の連結片２４が積層方向に順次重なり合っていく。そして、これらの重なり合った連結片２４は、やはりろう付けによって互いに接合されている。従って、図１，図６，図７に示すように、複数の連結片２４によって積層方向に一体となった大きな側壁が構成されることになり、これら一対の側壁を介して複数の偏平チューブ２が積層方向に堅固に連結される。
　上記のようにろう付けにより一体に組み立てられたオイルクーラ１は、図５に示すように、冷却水が流れるケース３１内に収容された状態で使用される。ケース３１は、例えばエンジンのシリンダブロックの一部からなるベース部３３と、このベース部３３に取り付けられるカバー３２と、からなり、両者間に構成されるウォータジャケット３４内にオイルクーラ１が収容される。ウォータジャケット３４は、その長手方向の一端部に図示せぬ冷却水入口を、他端部に図示せぬ冷却水出口を、それぞれ備えており、冷却水がエンジン側のウォータポンプ（図示せず）により強制循環される。オイルクーラ１は、取付フランジ３の取付孔７を通るボルト３５によってカバー３２に固定され、該カバー３２のオイル通路３６を介して内部に高圧のオイル（エンジンの潤滑油）が導入される。なお、オイルは、オイルクーラ１の長手方向の一端部から他端部へと流れ、ウォータジャケット３４内の冷却水は、オイルの流れに対し順方向あるいは逆方向となるように、やはりオイルクーラ１の長手方向に沿って流れる。従って、長手方向に沿って形成されている側縁の連結片２４は、特に冷却水の流れを阻害することはない。上記の連結片２４によって複数の偏平チューブ２が互いに拘束されるため、内部のオイルの油圧に対するオイルクーラ１の耐圧性が高くなる。
　ここで、上記実施例の構成では、図３に示すように、オイルクーラ１のオイル入口となる最下段の偏平チューブ２の下側プレート２１Ａにおける開口部２５Ａは、偏平チューブ２の幅方向の中央に位置する単一のものである。これに対し、２段目以降の偏平チューブ２について各偏平チューブ２へのオイル入口となる開口部２５，２８は、上記開口部２５Ａを挟んで偏平チューブ２の幅方向に対称となるように一対設けられている。従って、単一の開口部２５Ａから最下段の偏平チューブ２内に流入したオイルは、その一部が当該偏平チューブ２の長手方向に沿って流れるものの、他の一部は、開口部２５Ａから幅方向に拡がって一対の開口部２５，２８を通して２段目の偏平チューブ２内へ流入し、これら一対の開口部２５，２８から各偏平チューブ２内を長手方向に流れる。そして、各偏平チューブ２のオイル出口となる他端部においては、やはり２段目以降の偏平チューブ２では、一対の開口部２５，２８が存在するため、偏平チューブ２の幅方向に広く拡がって流れが分布し、偏平チューブ２の幅方向の全体を有効利用して熱交換が行われる。なお、出口側の端部では、最終的には最下段の偏平チューブ２内で単一の開口部２５Ａへとオイルの流れが合流し、該開口部２５Ａからケース３１側へ導出される。
　このように、上記実施例では、２段目以降の各偏平チューブ２内において一対のオイル入口（開口部２５，２８）と一対のオイル出口（開口部２５，２８）との間で、偏平チューブ２の幅方向に拡がってオイルが流れるため、熱交換効率が高く得られる。一方、取付フランジ３におけるオイル入口やオイル出口（つまり中央開口部６）は単一の開口部であるため、例えばケース３１側の接続構造が複雑化したり、取付フランジ３が大型化するような不具合が一切ない。既存のオイルクーラの交換部品としても容易に対応することができる。
　次に、図８および図９は、最下段の偏平チューブ２内のフィンプレート２３を他の偏平チューブ２内のフィンプレート２３に比べて高抵抗のものとした実施例を示している。
　具体的には、最下段の偏平チューブ２においては、前述した図４のフィンプレート２３を、高抵抗であるＹ方向（図４参照）が偏平チューブ２の長手方向に沿うような向きで収容してある。他の偏平チューブ２では、前述したように、低抵抗であるＸ方向が偏平チューブ２の長手方向に沿っている。従って、偏平チューブ２の長手方向の一端部から他端部へと流れるオイルの流れに対し、最下段の偏平チューブ２は、他の偏平チューブ２に比べて相対的に流路抵抗が高いものとなっている。
　このような構成では、最下段の偏平チューブ２内において、一端部の単一のオイル入口（開口部２５Ａ）から他端部の単一のオイル出口（開口部２５Ａ）へと直線的に流れてしまう幅の狭い流れが抑制され、最下段の偏平チューブ２内でより幅広く流れが拡散されるとともに、２段目以降の偏平チューブ２へとより積極的にオイルが案内される。従って、熱交換効率がより向上する。また、高抵抗となるのは最下段の偏平チューブ２のみであるので、オイルクーラ１全体としての通路抵抗ないし圧力損失の増加は最小限のものとなる。
　次に、図１０～図１４に基づいて、本発明の第２の実施例を説明する。なお、図１１では、３段目以降の偏平チューブ２を補強プレート４とともに図示省略してある。また前述した実施例と実質的に同様の箇所には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。この実施例は、前述した実施例に比較して偏平チューブ２の幅がさらに大きい。そのため、２段目以降の偏平チューブ２では、偏平チューブ２の各端部において、３個の開口部２５，２８を備えている。
　具体的には、最下段の偏平チューブ２の下側プレート２１に設けられた単一の円形の開口部２５Ａに対応する位置（換言すれば同心位置）に円形の中央開口部２５ａ，２８ａが形成されており、その両側に、一対の側部開口部２５ｂ，２８ｂが対称に配置されている。上記側部開口部２５ｂ，２８ｂは、図１３に示すように、それぞれ中央開口部２５ａ，２８ａよりも僅かに小径な円形をなし、かつ中央開口部２５ａ，２８ａよりも偏平チューブ２の長手方向について内側に片寄った位置に配置されている。つまり、一端部の中央開口部２５ａ，２８ａと他端部の中央開口部２５ａ，２８ａとの間の長手方向の間隔（つまり流れの距離）よりも、一端部の側部開口部２５ｂ，２８ｂと他端部の側部開口部２５ｂ、２８ｂとの間の長手方向の間隔（つまり流れの距離）の方が短くなっている。
　これにより、上側プレート２２の中央開口部２８ａを囲む円形のボス部２９ａと側部開口部２８ｂを囲む円形のボス部２９ｂとが、偏平チューブ２の長手方向に互いにオフセットしている。従って、ケース３１内に収容したときに、偏平チューブ２間の冷却水流路１２において、中央のボス部２９ａと側部のボス部２９ｂとの間に斜めに冷却水が流れ得る流路が確保される。
　また、この実施例では、前述した図８，図９の実施例と同様に、最下段の偏平チューブ２内のフィンプレート２３は、偏平チューブ２の長手方向の流れに対し高抵抗となる向きでもって配置されている（図１２，図１３参照）。なお、単一の開口部２５Ａから流入したオイルの流れを一対の側部開口部２５ｂ、２８ｂへ拡散させるために、フィンプレート２３の端部には、図１３に示すように、一対の側部開口部２５ｂ、２８ｂの間に入り込む矩形の延長部２３ａが設けられている。換言すれば、フィンプレート２３の端部は、３つの開口部２５ａ，２８ａ，２５ｂ，２８ｂのレイアウトに対応して切り欠かれた形状をなしている。
　さらに、偏平チューブ２（下側プレート２１，上側プレート２２）の端部の外形状も３つの開口部２５ａ，２８ａ，２５ｂ，２８ｂのレイアウトに対応した形状をなし、つまり、３つの円を滑らかに連続させたような外形状を有している。
　このような第２の実施例においても、前述した実施例と同様に、オイル入口として単一の開口部２５Ａから最下段の偏平チューブ２内に流入してきたオイルが、偏平チューブ２の幅方向に拡がって配置された３つの開口部２５，２８（中央開口部２５ａ，２８ａおよび一対の側部開口部２５ｂ，２８ｂ）へと流れていくため、２段目以降の偏平チューブ２では、偏平チューブ２の幅方向の全体に拡がったオイルの流れが得られ、熱交換効率が向上する。特に、一対の側部開口部２５ｂ，２８ｂは中央開口部２５ａ，２８ａよりも長手方向の内側に位置し、その流れの距離が短いので、側部開口部２５ｂ、２８ｂから偏平チューブ２の側部を通る流れがより流れやすくなり、幅方向の各部での流れの均一化が図れる。
　図１４および図１５は、第２の実施例において中央開口部２５ａ，２８ａの口径を最下段の開口部２５Ａよりも小径とした変形例を示している。特に、一対の側部開口部２５ｂ，２８ｂの径よりも中央開口部２５ａ，２８ａの径が小さくなっている。このように中央開口部２５ａ，２８ａの径を小さくすると、側部開口部２５ｂ，２８ｂへ案内される流れの割合が増加する。従って、要求仕様等に応じて、側部開口部２５ｂ，２８ｂへより積極的にオイルを案内する必要がある場合に好適である。図示例では、下側プレート２１の中央開口部２５ａと上側プレート２２の中央開口部２８ａの双方が等しい径であるが、いずれか一方のみを小径の開口部としても同様である。
　なお、上記の各実施例では、いずれも開口部２５，２８が円形のものとなっているが、本発明はこれに限られず、矩形の開口部など任意の形状とすることができる。また２段目以降の偏平チューブ２における各端部の開口部の個数は、上記の実施例の２個（つまり一対）あるいは３個に限定されず、さらに多数の開口部を並べた構成としてもよい。
　次に、図１６は、取付フランジ３内で偏平チューブ２の幅方向へ流れを拡げるようにした第３の実施例を示している。この実施例のオイルクーラ１は、前述した図１等の第１の実施例のオイルクーラ１と実質的に同一の外観を有しているが、各段の偏平チューブ２の下側プレート２１が、最下段の偏平チューブ２の下側プレート２１も含めて同一の構成となっている。つまり、最下段の偏平チューブ２における下側プレート２１も、長手方向の各端部にそれぞれ一対の円形の開口部２５を備えている。
　そして、最下段の偏平チューブ２における下側プレート２１の下面には、前述した第１の実施例と同様に、オイルの入口および出口をそれぞれ構成する一対の取付フランジ１０３が取り付けられている。ここで、各取付フランジ１０３は、やはり菱形ないし楕円形をなす比較的厚い金属板からなり、最下段の下側プレート２１の下面に積層した形でろう付けされているが、前述した第１の実施例の取付フランジ３とは異なり、下側プレート２１に接する側の面１０３ａには、下側プレート２１の一対の開口部２５に対応した一対の連通口１０６が開口し、反対側の取付面１０３ｂには、エンジン側からのオイルの入口もしくは出口となる単一の円形開口部６Ａが開口している。これらの一対の連通口１０６および単一の円形開口部６Ａは、図１７にも示すように、それぞれ取付フランジ１０３を貫通しない深さの円形の凹部として形成されており、これらの円形の凹部が図１７のように投影したときに互いに部分的に重複するように配置されることで、図１６に示すように、取付フランジ１０３の内部で互いに連通しており、かつ重複範囲では、取付フランジ１０３の板厚全体を貫通した開口となっている。なお、図１６から容易に理解できるように、連通口１０６の深さと円形開口部６Ａの深さとの和が取付フランジ３の板厚を越えるように設定されており、これによって、両者が軸方向に重なりあっている。
　この第３の実施例によれば、取付フランジ１０３の内部において一対の連通口１０６へ向かうようにオイルの流れが偏平チューブ２の幅方向に拡げられ、各偏平チューブ２内では、前述した第１の実施例と同様に、一対のオイル入口（開口部２５，２８）と一対のオイル出口（開口部２５，２８）との間で偏平チューブ２の幅方向に拡がってオイルが流れる。従って、熱交換効率が高く得られる。そして、取付フランジ１０３におけるオイル入口やオイル出口（つまり中央開口部６Ａ）は、前述した各実施例と同じく単一の開口部であるため、ケース３１側との接続構造が単純となり、既存のオイルクーラの交換部品としても容易に対応することができる。
　なお、第２の実施例のように偏平チューブ２がさらに多数の開口部を具備する構成においても、取付フランジの変更によって同様に構成することが可能である。
　また、上記の各実施例では、開口部２８を囲むボス部２９が上側プレートおよび下側プレートの中の一方のプレートに設けられているが、双方のプレートにボス部を設け、これらボス部を互いに突き合わせるように構成してもよい。

Claims (7)

  1. 　内部が第１の流体の流路となる偏平チューブが第２の流体の流路となる間隙を介して複数段積層されて構成された熱交換器であって、各偏平チューブは、周縁において互いに接合された第１のプレートおよび第２のプレートからなり、隣接する２つの偏平チューブが、一方の偏平チューブの第２のプレートの長手方向の各端部にそれぞれ設けられた開口部と他方の偏平チューブの第１のプレートの長手方向の各端部にそれぞれ設けられた開口部とが互いに接合されることで互いに連通しており、これらの開口部を介して各偏平チューブの長手方向に第１の流体が通流する熱交換器において、
    　最下段の偏平チューブにおける第１のプレートの長手方向の各端部には、上記開口部として、熱交換器の流体入口もしくは流体出口となる単一の開口部が形成されており、
    　この第１のプレートと組み合わされる第２のプレートの長手方向の各端部には、上記開口部として、複数個の開口部が上記偏平チューブの幅方向に拡がって配置されており、
    　２段目以降の偏平チューブは、上記の最下段の偏平チューブの第２のプレートに対応して複数個の開口部を各端部に備える、熱交換器。
  2. 　上記最下段の偏平チューブの第１のプレートの下面に取付フランジが取り付けられており、この取付フランジに設けられた流体入口および流体出口が上記第１のプレートの各端部の単一の開口部に接続されている、請求項１に記載の熱交換器。
  3. 　各偏平チューブの第１のプレートと第２のプレートとの間にフィンプレートが配置されており、
    　複数の偏平チューブの中で、最下段の偏平チューブにおけるフィンプレートは、該偏平チューブの長手方向に沿った流れに対する抵抗が、他の偏平チューブにおけるフィンプレートの抵抗よりも高い、請求項１または２に記載の熱交換器。
  4. 　最下段の偏平チューブの第２のプレートおよび２段目以降の偏平チューブは、各端部に、最下段の偏平チューブの第１のプレートにおける単一の開口部を挟んで対称に位置する偶数個の開口部を有する、請求項１～３のいずれかに記載の熱交換器。
  5. 　最下段の偏平チューブの第２のプレートおよび２段目以降の偏平チューブは、各端部に、最下段の偏平チューブの第１のプレートにおける単一の開口部と中心位置が一致する中央の開口部を含む奇数個の開口部を有する、請求項１～３のいずれかに記載の熱交換器。
  6. 　内部が第１の流体の流路となる偏平チューブが第２の流体の流路となる間隙を介して複数段積層されて構成された熱交換器であって、各偏平チューブは、周縁において互いに接合された第１のプレートおよび第２のプレートからなり、隣接する２つの偏平チューブが、一方の偏平チューブの第２のプレートの長手方向の各端部にそれぞれ設けられた開口部と他方の偏平チューブの第１のプレートの長手方向の各端部にそれぞれ設けられた開口部とが互いに接合されることで互いに連通しており、これらの開口部を介して各偏平チューブの長手方向に第１の流体が通流する熱交換器において、
    　上記第１のプレートおよび上記第２のプレートの長手方向の各端部には、上記開口部として、複数個の開口部が上記偏平チューブの幅方向に拡がって配置されており、
    　最下段の偏平チューブにおける第１のプレートの下面に板状の取付フランジが積層されており、
    　上記取付フランジの上記第１のプレートの側の面には、上記偏平チューブの複数個の開口部に対応した複数個の連通口が開口し、反対側の取付面には、流体入口もしくは流体出口となる単一の開口部が開口し、これら複数個の連通口と単一の開口部とが上記取付フランジの内部で互いに連通している、熱交換器。
  7. 　上記の複数個の連通口および単一の開口部が、それぞれ上記取付フランジを貫通しない深さの凹部として形成されており、これらの凹部が互いに部分的に重複するように配置されることで、互いに連通している、請求項６に記載の熱交換器。
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