(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端部と第２端部を有し、前記第１端部と第２端部の間に延在する熱交換器のハウジングを形成する外部鋳物部材と、
第１の流れチャネルのセットをそれぞれ画定し第１流体が前記熱交換器内を流れるようにし、隣接するチャネル部材の間に空間が形成され、第２の流れチャネルのセットを設けて第２流体が前記熱交換器内を流れるようにする複数の積み重なったチャネル部材であって、前記積み重なったチャネル部材が、第１端部と第２端部を有する熱交換器コアを形成し、前記熱交換器コアが前記外部鋳物部材の中に設置され、前記コアの前記第１および第２端部がそれぞれ完全な外周部を有するチャネル部材と、
前記第１流体がそこを通って流れる開口を形成しそれを囲むフランジ側部をそれぞれ有し、それぞれに締め具用の穴が形成される第１および第２フランジであって、各フランジが、前記それぞれの一方の端部の外周部全体を連続して前記フランジに溶接することによって、前記熱交換器コアの前記第１および第２端部の各々の端部に固定式に装着され、これにより前記フランジと前記コアのその各々の端部との間に密閉式の接合部を形成する第１および第２フランジとを備え、
各フランジがそれぞれ、前記締め具用の穴を貫通して延出する締め具によって、前記外部鋳物部材のそのそれぞれの端部に結合されるように適合されている熱交換器。
【請求項２】
前記締め具にボルトが含まれ、前記外部鋳物部材が鋳鉄で形成され、前記第１端部と前記第２端部の両方にボルトを受ける穴を有して形成され、前記第１および第２フランジの前記締め具用の穴が、ボルトによって前記フランジを前記外部鋳物部材に装着することができるように、前記外部鋳物部材にある前記ボルトを受ける穴と位置合わせされる、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記第１フランジと前記外部鋳物部材の前記第１端部との間に配置された第１シール、および前記第２フランジと前記外部鋳物部材の前記第２端部との間に配置された第２シールを含む、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項４】
エンジンからの排ガスの入り口を形成する入り口鋳物と、
前記排ガスのための出口を形成する出口鋳物とを含み、
前記入り口および出口鋳物が共に中にボルト穴が形成され、これらの穴が、前記外部鋳物部材にある前記ボルトを受ける穴および前記第１および第２フランジにある前記締め具用の穴と位置合わせ可能であり、
前記ボルトのうちの何本かを使用して、前記入り口鋳物と前記第１フランジを前記外部鋳物部材の前記第１端部に一緒に装着し、さらに前記ボルトを使用して前記出口鋳物と前記第２フランジを前記外部鋳物部材の前記第２端部に装着することができる、請求項２に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記第２フランジが、前記熱交換器コアの前記第２端部に溶接することによって固定式に装着された管状の内部部分と、前記締め具によって前記外部鋳物の前記第２端部に結合されるように適合された外部部分とを有する可撓性のガスケットであり、前記可撓性のガスケットによって、前記熱交換器の稼働中に前記外部鋳物部材に対する前記熱交換器コアの熱膨張が可能になる、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記ガスケットの前記外部部分が、前記締め具用の穴を有して形成され、前記外部鋳物部材が、前記第１端部と第２端部の両端においてボルトを受ける穴を有して形成され、前記可撓性のガスケットと前記第１フランジをボルトによって前記外部鋳物部材に装着することができる、請求項５に記載の熱交換器。
【請求項７】
エンジンからの排ガスのための入り口を形成する入り口鋳物と、
前記排ガスのための出口を形成する出口鋳物とを含み、
前記入り口および出口鋳物の中にボルト穴が形成され、これらの穴が、前記外部鋳物部材にある前記ボルトを受ける穴、ならびに前記ガスケットの前記外部部分および前記第１フランジにある前記締め具用の穴と位置合わせされ、
前記ボルトのうちの何本かを使用して、前記入り口鋳物部材と前記第１フランジ部材を前記外部鋳物の前記第１端部に一緒に装着し、さらに前記ボルトを使用して前記出口鋳物と前記ガスケットを前記外部鋳物部材の前記第２端部に装着することができる、請求項６に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記第１フランジと前記外部鋳物部材の前記第１端部との間に配置された第１シールと、
前記入り口鋳物と前記第１フランジとの間に配置された第２シールとを含む、請求項７に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記積み重なったチャネル部材が、０．２から０．６ｍｍの範囲の厚みの薄いプレートで構築される、請求項２に記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記第１流体がエンジンからの排ガスであり、前記第２流体が排ガスを冷却する冷却剤であり、各チャネル部材が波形のフィンプレートを中に含むことで、前記第１流体と第２流体間の熱交換を向上させる、請求項２に記載の熱交換器。
【請求項１１】
使用中排ガスを排出するエンジンを有する車両で使用される排ガス冷却器であって、
第１端部、反対側の第２端部、前記第１端部と第２端部の間に延在する熱交換器チャンバ、冷却剤の入り口ポート、および冷却剤の出口ポートを有する鋳造冷却器ハウジングと、
第１端部および第２端部を有し、前記冷却器ハウジングの前記チャンバ内に設置される熱交換器コアであって、第１の流れチャネルを画定して前記排ガスが前記コア内を流れるようにするチャネル部材を含み、前記チャネル部材の間に第２の流れチャネルが設けられ前記冷却剤が前記コア内を流れるようにし、前記第２の流れチャネルが前記第１の流れチャネルと交互になり、前記コアの前記第１および第２端部がそれぞれ完全な外周部を有する熱交換器コアと、
排ガスがそこを通って流れる開口を形成しそれを囲むフランジ側部をそれぞれ有し、それぞれに締め具用の穴が形成される第１および第２フランジであって、各フランジが、前記それぞれの一方の端部の外周部全体を連続して前記フランジに溶接することによって、前記熱交換器コアの前記第１および第２端部の各々の端部に固定式に装着され、これにより前記フランジと前記コアのその各々の端部の間に密閉式の接合部を形成する第１および第２フランジとを備え、
前記第１および第２フランジがそれぞれ、前記締め具用の穴を貫通して延出する締め具によって、前記冷却器ハウジングのその各々の端部に結合されるように適合されている、排ガス冷却器。
【請求項１２】
前記締め具がボルトであり、前記冷却器ハウジングが鋳鉄で形成され、その第１端部と第２端部の両方にボルトを受ける穴を有して形成されて、前記第１および第２フランジの前記締め具用の穴が、前記ボルトによって前記フランジを前記冷却器ハウジングに装着することができるように、前記冷却器ハウジングにある前記ボルトを受ける穴と位置合わせ可能である、請求項１１に記載の排ガス冷却器。
【請求項１３】
前記第１フランジと前記冷却器ハウジングの前記第１端部の間に配置された第１シール、および前記第２フランジと前記冷却器ハウジングの前記第２端部の間に配置された第２シールとを含む、請求項１２に記載の排ガス冷却器。
【請求項１４】
前記第１流れチャネル内に波形のフィンプレートが設置されて、前記排ガスと前記冷却剤間の熱交換を向上させる、請求項１２に記載の排ガス冷却器。
【請求項１５】
前記第２フランジが、前記熱交換器コアの前記第２端部に溶接することによって固定式に装着された管状の内部部分と、前記ボルトのうちの何本かによって前記冷却器ハウジングの前記第２端部に結合されるように適合された外部部分とを有する可撓性のガスケットである、請求項１３に記載の排ガス冷却器。
【請求項１６】
第１端部および第２端部を有する蝋付けされた冷却器コアを設けるステップであって、前記コアが、互いに重なるように配置され、２つの流れチャネルのセットを画定して冷却剤が前記第１のセットを通って流れ、高温のガスが前記第２のセットを通って流れるようにするチャネル部材を含み、前記第１のセットの流れチャネルが前記第２のセットの流れチャネルと交互になり、前記冷却器コアの前記第１および第２端部のそれぞれが完全な外周部を有するステップと、
第１端部、反対側の第２端部、前記第１端部と第２端部の間に延在する熱交換器チャンバ、および前記チャンバ内に前記冷却剤が流れ込み、かつそこから流れ出るためのポートを有する鋳物冷却器ハウジングを設けるステップと、
排ガスがそこを通って流れる開口を形成しそれを囲むフランジ側部をそれぞれ有し、それぞれに締め具用の穴が形成される第１および第２フランジ部材を設けるステップと、
前記冷却器コアの第１端部の外周部全体を連続して前記第１フランジ部材に溶接して、前記第１フランジ部材と前記第１端部の間に密閉式の接合部を形成するステップと、
前記冷却器ハウジングの前記第１端部にある第１開口を介して、前記冷却器コアを前記冷却器ハウジングの前記熱交換器チャンバ内に挿入し、その結果、前記第１フランジ部材が、前記冷却器ハウジングの前記第１端部と隣接し、前記冷却器コアの端部部分が、前記冷却器ハウジングの前記第２端部にある第２開口から突出するステップと、
前記冷却器コアの前記第２端部の外周部全体を連続して前記第２フランジ部材に溶接し、その結果、前記第２フランジ部材と前記第２端部の間に密閉式の接合部が形成されるステップと、
締め具によって前記冷却器ハウジングのその各々の端部に各フランジ部材を結合するステップとを含む、熱交換器を作製する方法。
【請求項１７】
前記第１フランジ部材が前記第１端部に溶接された後、前記第１フランジ部材の内面に隣接して第１シールを配置し、その結果、前記冷却器コアを挿入するステップの後、前記第１シールが前記第１フランジ部材と前記冷却器ハウジングの前記第１端部の間に配置される付加的なステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第２フランジ部材を前記冷却器コアの前記第２端部に溶接する前に、前記冷却器ハウジングの前記第２端部に隣接して第２シールを配置するステップと、
前記第２フランジ部材を溶接する前記ステップの前に、装着済みの第１フランジ部材、前記冷却器ハウジング、ならびに前記第１および第２シールと共に前記冷却器コアの組立体を圧迫するステップとをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２フランジ部材が、前記冷却器コアの前記第２端部に溶接された管状の半径方向の内部部分と、前記締め具を利用して前記冷却器ハウジングの前記第２端部に接続されるように適合された平面的な半径方向の外部部分とを有する可撓性のシールであって、前記第２フランジ部材は、前記熱交換器を使用する際の前記第２フランジ部材によって、前記冷却器コアが前記冷却器コアの縦方向に熱膨張することを可能にする、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２フランジ部材の前記半径方向の外部部分および前記冷却器ハウジングの第２端部に出口鋳物を脱着式に接続する追加のステップを含み、前記出口鋳物が、前記冷却器コアの前記第２端部と位置合わせされた中央の出口開口を有する、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、車両で使用するための排ガス冷却器を含めた熱交換器、およびその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車産業、特にトラック建造産業では、ＥＧＲ装置を設けて、車両のエンジンからの排ガスを再循環させて酸化窒素の生成を減らすことは周知である。この装置には、排ガスを冷却して再循環させて、排ガスの温度を下げその体積を削減することで、エンジンの出力を実質的に低下させることなくエンジン内の燃焼温度を低下させるＥＧＲ冷却器が含まれる。このような装置の有効な成果により、酸化窒素の生成が削減される。
【発明の概要】
【０００３】
公開された米国特許出願第２００６／０２３１２４３号は、互いから隔てられた平行な管でできたコアを備えたＥＧＲ冷却器を記載している。円筒形の外殻がコアを取り囲み、その両端に外殻の両端を閉鎖するためにそれぞれ添えられたプレートを有している。プレートの外面を密閉するためにボウル型のフードがそのそれぞれのプレートに固定され、これらのフードがそれぞれ中央の排ガス入り口と中央の排ガス出口とを形成する。これらのフードの外側の両端に設置フランジが接続されるようである。本明細書に記載される熱交換器とは異なり、この既知のＥＧＲ冷却器では、冷却器または熱交換器の外側を形成する鋳造ハウジングは利用されていない。
【０００４】
鋳造ハウジング［ｃａｓｔ  ｈｏｕｓｉｎｇ］は、接続フランジを使用するなどして容易に接続することができ、かつこのようなハウジングは、生産量が比較的小さい場合であっても妥当なコストで製造することができるため、特定の熱交換器用途において有利であることができる。熱交換器の外側を形成する鋳物は、例示の一実施形態では比較的低コストの灰鋳鉄［ｇｒｅｙ  ｃａｓｔ  ｉｒｏｎ］で形成することができる。また、本発明によって、コアの対向する端部に固定式に装着されたフランジを利用して熱交換器コアを鋳物のチャンバ内に設置することが可能になる。
【０００５】
本発明の一実施形態による熱交換器は、第１端部と第２端部を有し、この第１端部と第２端部の間に延在する熱交換器のハウジングを形成する外部鋳物部材と、第１の流れチャネルのセットを画定し第１流体が熱交換器内を流れるようにする複数の積み重なったチャネル部材とを備える。隣接するチャネル部材の間に空間が形成され、第２の流れチャネルのセットを設けて第２流体が熱交換器内を流れるようにする。積み重なったチャネル部材が、第１端部と第２端部を有する熱交換器コアを形成し、このコアが外部鋳物部材の中に設置される。熱交換器コアの第１端部に第１フランジが固定式に装着され、第１フランジと第１端部の間に密閉式の接合部が形成される。熱交換器コアの第２端部に第２フランジが固定式に装着され、第２フランジと第２端部の間に密閉式の接合部が形成される。第１および第２フランジはそれぞれ、締め具によって外部鋳物部材のその各々の端部に結合されるように適合されている。
【０００６】
例示の一実施形態では、締め具にボルトが含まれ、外部鋳物部材は鋳鉄で形成され、その第１端部と第２端部の両方にボルトを受ける穴を有して形成される。第１および第２フランジは、ボルトによってそれらフランジを外部鋳物部材に装着することができるように、外部鋳物部材にあるボルトを受ける穴と位置合わせ可能なボルト穴を有して形成される。
【０００７】
本発明の別の実施形態によると、使用中に排ガスを排出するエンジンを有する車両で使用される排ガス冷却器は、第１端部と、反対側の第２端部と、第１端部と第２端部の間に延在する熱交換器チャンバとを有する鋳造冷却器ハウジングを含む。冷却器ハウジングはまた、冷却剤のための入り口ポートと出口ポートとを有する。また第１端部と第２端部を有する熱交換器コアが設けられ、このコアは、冷却器ハウジングのチャンバ内に設置され、第１の流れチャネルを画定して排ガスがコアの中を流れるようにするチャネル部材を含んでいる。チャネル部材の間に第２の流れチャネルが設けられ、冷却剤がコアの中を流れるようにする。第２の流れチャネルは、第１の流れチャネルと交互になっている。熱交換器コアの第１端部に第１フランジが固定式に装着され、第１フランジと第１端部の間に密閉式の接合部が形成される。熱交換器コアの第２端部に第２フランジが固定式に装着され、第２フランジと第２端部の間に密閉式の接合部が形成される。第１および第２フランジはそれぞれ、締め具によって冷却器ハウジングのその各々の端部に結合されるように適合されている。
【０００８】
例示の実施形態では、第１フランジと冷却器ハウジングの第１端部との間に第１シールが配置され、第２フランジと冷却器ハウジングの第２端部との間に第２シールが配置される。
【０００９】
本発明の別の態様によって熱交換器を作製する方法が提供されており、この方法は、第１端部と第２端部を有する蝋付けされた冷却器コアを設けるステップを含み、コアは、互いに重なるように配置され、２つの流れチャネルのセットを画定して冷却剤が第１のセットを通って流れ、高温のガスが第２のセットを通って流れるようにするチャネル部材を含んでいる。第１の流れチャネルのセットは、第２の流れチャネルのセットと交互になっている。また鋳造冷却器ハウジングが設けられ、このハウジングは、第１端部と、反対側の第２端部と、第１端部と第２端部の間に延在する熱交換器チャンバと、チャンバ内に冷却剤が流れ込み、かつそこから外に流れ出るためのポートとを有する。冷却器コアの第１端部に第１フランジ部材が溶接されて、第１フランジ部材と第１端部の間に密閉式の接合部を形成し、次いで冷却器ハウジングの第１端部にある第１の開口を介して冷却器コアが冷却器ハウジングの熱交換器チャンバ内に挿入され、その結果、第１フランジが冷却器ハウジングの第１端部に隣接し、冷却器コアの端部部分が、冷却器ハウジングの第２端部にある第２の開口から突出する。次いで冷却器コアの第２端部に第２フランジ部材が溶接され、その結果、第２フランジ部材と第２端部の間に密閉式の接合部が形成される。
【００１０】
熱交換器、排ガス冷却器、およびその作製方法のさらなる特徴および利点は、添付の図面と併せて採用された以下の詳細な記載から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】上から切り取られ、熱交換器の２つの垂直な側面を示す、本開示によって構築された熱交換器の斜視図である。
【図２】中央の長手方向の垂直面に沿って切り取られた、図１の熱交換器の断面斜視図である。
【図３】上から切り取られ、図１に示される長手方向の側面と反対側の長手方向の側面を示す、熱交換器コアが中に配置された図１の熱交換器の外部鋳物部材の斜視図である。
【図４】図３の鋳物部材の底面図である。
【図５】図４の線Ｖ-Ｖに沿って切り取られた断面図である。
【図６】図３の鋳物部材の長手方向の側面図である。
【図７】図３の鋳物部材の上面図である。
【図８】図７の線ＶＩＩＩ-ＶＩＩＩに沿って切り取られた鋳物部材の垂直方向の断面図である。
【図９】図３に見ることができる長手方向の側面を示す、鋳物部材の長手方向の側面図である。
【図１０】熱交換器コアを鋳物部材に装着するフランジ部材を示す斜視図である。
【図１１】図７の線ＸＩ-ＸＩに沿って切り取られた断面を提供する、図１および図２の熱交換器の一部の斜視図である。
【図１２】排ガスが流れるチャネル部材の片側を形成する外部プレートの平面図である。
【図１３】図１２の外部プレートの縁部の図である。
【図１４】排ガスが流れるチャネル部材の反対側を形成する内部プレートの平面図である。
【図１５】図１４の内部プレートの縁部の図である。
【図１６】排ガスが流れる３つの積み重なったチャネル部材の端部部分の詳細な等角図である。
【図１７】本開示による熱交換器の別の実施形態の長手方向の概略断面図である。
【図１８】本開示によって構築された熱交換器の別の実施形態の別の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
冷却剤などの流体を利用して車両の排ガスを冷却することができる熱交換器１０が、図１および図２に図示されている。この実施形態の熱交換器は、第１端部１４と第２端部１６を有し、第１端部と第２端部の間に延在する熱交換器ハウジングを形成する外部鋳物部材１２を含んでいる。鋳物部材１２は、比較的低コストの水を使用する鋳造であってよく、例示の一実施形態では灰鋳鉄でできている。鋳物部材の箱型チャンバ内に熱交換器コア２０が配置され、このコアが複数の積み重なったチャネル部材２２を備え、そこを通る第１の流れチャネルのセット２４を画定して第１流体が熱交換器の中を流れるようにすることができる。例示の一実施形態では、流れチャネルは波型のフィンの構造体を含んでおり、これは図２には示されていないが図１６に示されている。熱交換器１０が排気再循環（ＥＧＲ）冷却器として使用される場合、この第１流体は、例えば車両のエンジンによって生成される高温の排ガスである。第２の流れチャネルのセット２６がチャネル部材の間に形成され第２流体が熱交換器の中を流れるようにする。ＥＧＲ冷却器の場合、この第２流体は、一般に車両エンジンなどの動作する要素を冷却するのに車両で使用されるタイプの標準的な液体冷却剤であってよい。コア２０は、第１端部３０と、反対側の第２端部３２とを有する。コア２０の第１および第２端部は、少なくとも図３に示される短い距離にわたって鋳物部材１２の第１および第２端部を超えて延在している。
【００１３】
図示の鋳物部材１２は、その第１端部１４および第２端部１６において開放しており、これらの端部は、排ガスが熱交換器内に流れ込み、そこから外に流れ出る通路として、示されるような矩形の入り口および出口ポートを画定している。ポート３４は排ガスの入り口であってよく、ポート３６は排ガスが流れるための出口であってよい。しかしながら、排ガスが反対方向に流れる場合もあるため、ポート３４は出口にもなる。このような記載のみを目的とし、かつ図１および図２に示される熱交換器の配向に基づいて、鋳造部材は、頂部壁４０と、平坦な底部壁４２と、２つの長手方向の側壁４４および４６を有する。頂部４０は、その外側の端部に形成された円形の冷却剤出口５０を有する円筒形の延長部４８を備えて形成される。この出口の周囲に環状フランジ５２が延在し、延長部の対向する側面に２つの出張り５４が形成される。各脚はボルトを受ける穴５６を有して形成され、ボルト（図示せず）を使用して冷却剤のパイプを延長部４８の外側の端部に装着することができる。
【００１４】
長手方向に延在する側壁の一方に別の矩形の開口６０が配置される。この開口によって冷却剤入り口ポートが形成され、チャネル部材２２の間に形成された空間または空隙に冷却剤が流れ込む。
【００１５】
鋳物部材の各端部１４、１６に突出する接続用の出張り［ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ  ｌｕｇ］が形成され、そのそれぞれが、この後に記載するように接続フランジを熱交換器コアに装着するためにボルトを受けるねじ山付きの穴を有する。第１端部１４は、６２から６５の４つの角の出張りを有する。第２端部１６も、ボルト穴７２を有する６７から７０の４つの角の出張りを有する。細長い垂直方向に延在する隆起部［ｐｒｏｔｕｂｅｒａｎｃｅ］７８が設けられて、冷却剤が出口５０に流れるための側部通路が形成される。図示のようにこの隆起部は、３つの円形のねじ山付きの開口７９から８１を有して形成され、これらの開口は垂直方向に位置合わせされ、任意選択で圧力センサおよび温度センサ（図示せず）を設置するために設けられる。これらの開口にセンサをねじ込むことができる。開口を囲む平面が極めて平坦になるように機械加工されることでセンサを適切に設置することが可能になる。より小さな隆起部８４が、延長部４８の片側から延出しており、その中に穴８６が延在している。任意選択の穴８６は、圧力または温度センサを設置するのに使用することもできる。
【００１６】
補助的な接続フランジを８８から９０の所で鋳物部材上に設けることができ（図５を参照）、そのそれぞれが締め具用の穴９２を備えている。これらのフランジは、必要であれば隣接する支持体またはフレームに鋳物部材を設置するのに使用することができる。
【００１７】
熱交換器コア２０は、多様な形態を採ることができる。図示の例示のコアは、熱交換器チャネル部材２２を積み重ねたものを備え、このコアは、頂部チャネル部材２２の片方である頂部プレート１００と、底部チャネル部材の片方である底部プレート１０２とを含むことができる。頂部および底部プレート１００、１０２は、その対向する端部において溶接によって第１フランジ１０４と第２フランジ１０６に接続され、各プレートの縁部に沿って連続する密閉式の接合部を形成する。２つのフランジは同様の形状であり、第１フランジ１０４は図１０で別個に示されている。各フランジは、排ガスがその中を通って流れる矩形の開口１０８を形成する。各フランジは矩形のフレームの形態であってよく、これは示されるように１０９から１１２の４つの側部を有し、４隅のそれぞれに接続タブ１１４が設けられる。これらのタブはそれぞれ、ボルトを受ける穴１１６を有する。片側にある２つのタブは、図１から図１０に示されるようにフランジの反対側にあるタブより長い場合がある。この２つのフランジは、好適なボルトによって（そのうちの２つが図１に示される）鋳物部材１２に接続することができる。鋳物部材にある出張りがねじ式でない場合、ナットを使用してこれらのボルトを接続することができる。したがって第１フランジ１０４が、鋳物部材１２の第１端部１４に結合されるように適合され、第２フランジ１０６が、鋳物部材１２の第２端部１６に結合されるように適合されることを理解されたい。第１および第２フランジがそこに結合される際、これらのフランジを使用して熱交換器コアと鋳物部材１２の間にシールを形成することができる。
【００１８】
図示のチャネル部材２２はそれぞれ、一組のプレート１１８、１２０によって形成することができる。これらのプレートはそれぞれ、その対向する端部に縁部フランジ２０８、２１０を備えて形成され、隣接するチャネル部材の２つのプレートの隣接する縁部フランジは、例えば蝋付け工程によって密閉式に接続される。実際には一回の蝋付けステップを利用して熱交換器のコア全体を形成することができる。各プレートは比較的広い中央部分１２８を有しており、この中央部分は、流れチャネル２４のうちのそれぞれの１つのチャネルを形成するためにその組の他方のプレートの中央部分から離間される。
【００１９】
図１２から図１５は、内部プレート１１８と外部プレート１２０の詳細を図示しており、これらのプレートが協働して各チャネル部材２２を形成することができる。外部プレート１２０は、長手方向に延在する２つの縁部フランジ２００と２０２を有しており、これらの縁部フランジは共に図１６に見ることができる。同様に内部プレート１１８はそれぞれ、長手方向の２つの縁部フランジ２０５、２０６を有する。図１６に示されるように、内部プレートの縁部フランジ２０５、２０６の上に外部プレートの縁部フランジ２００および２０２が重なり、それらは、熱交換器産業でよく知られる工程である蝋付け工程によって固定式かつ密閉式に合わせて接続することができる。プレートの片方、例えば外部プレートを蝋付け剤で最初に被覆して蝋付け工程を容易にすることも可能である。熱交換器の例示の一変形形態では、プレート１１８、１２０は０．２から０．６ｍｍ（または０．００８インチから０．０２５インチ）の範囲の厚みの薄い金属プレートで構築されている。
【００２０】
端部フランジ２０８および２１０が、示されるようにプレート１１８、１２０の対向する端部に形成され、これらは各プレートの全幅に延在する。各プレートの中央部分１２８と端部フランジとの間に傾斜した移行部分２１１、２１２を形成することができる。図示の内部プレート１１８の場合、端部フランジ２０８は、隣接する中央部分の面から上方に短い距離のところに配置される。図１６に示される外部プレート１２０の場合、端部フランジ２１０は、その中央部分１２８の面から下方に短い距離のところに配置される。端部フランジ２０８、２１０によって、各チャネル部材をその各々の対向する端部において隣接するチャネル部材に固定式に蝋付けすることが可能になる。また、内部および外部プレートはそれぞれ、例えば２列のくぼみ［ｄｉｍｐｌｅ］２１４、２１６を有して形成することができる。内部プレート１１８の場合、平坦な頂部にくぼみを設けることができ、これが上向きに突出することでその頂部が端部フランジ２０８と同一面内になる。一方外部プレート１２０にあるくぼみ２１６は、外部プレートが図１３および図１６に示されるように配向されたとき下向きに突出する。このくぼみを使用して、その中央部分１２８の領域内で隣接するチャネル部材を剛性に接続することができ、くぼみはまた、２つのチャネル部材の隣接する中央部分の間に空間または空隙を維持するのを助けることができる。具体的には、蝋付け工程によって隣接するチャネル部材の隣接するくぼみを接続することができる。
【００２１】
コアの長さまたはその長さの実質的な部分を伸ばす標準的な波形［ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎ］を有する波形のフィン構造体［ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ  ｆｉｎ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ］２７を構築することができるが、好ましい一実施形態では、各フィン構造体は隣接する波形の列を備えており、１つの列の波形は次の列の波形からずらされて熱交換器産業における既知の方法で熱伝達を向上させる。
【００２２】
図１６に最もよく見ることができるように、コアの各端部における積み重なったチャネル部材２２は、２２０、２２２において実質的に連続する２つの垂直方向の縁部を形成する。さらにこれらの垂直方向の縁部は、隣接する第１フランジ１０４または隣接する第２フランジ１０６に形成された開口の高さ全体に延在する。したがって各端部におけるコアの外周部全てを、隣接する端部フランジ１０４または１０６に連続して溶接することができる。このようにして第１端部フランジ１０４とコアの隣接する端部との間、および第２端部フランジとそこに隣接するコアの端部との間に密閉式の接合部が形成される。
【００２３】
図１７は、ＥＧＲ冷却器として使用することができる熱交換器の別の実施形態を概略的に図示している。熱交換器１３０は熱交換器コア１３２で構成されており、このコアも図１および図２の実施形態で使用されたものと同様の複数の積み重なったチャネル部材で構成することができる。これらのチャネル部材はまた、その中に長手方向に延在する第１の流れチャネルのセットと、第２の流れチャネルのセットとを画定する。コアの例示の一実施形態では、これらのチャネル部材が一緒に蝋付けされて一体式のコアを形成する。
【００２４】
鋳物部材１３４の形態の外部鋳物がコア１３２を取り囲み、例えばグリコールと水の混合物などの冷却剤が、チャネル部材の間に形成された第２の流れチャネルのセットを通って流れることができる。第１の実施形態でのように、冷却剤は、第１の流れチャネルのセットを通って流れる排ガスを冷却する働きをする。
【００２５】
コアを鋳物の中に設置し、その結果、コア１３２が、鋳物によって形成されたチャンバ１３６内に位置するように、端部フランジ１４０およびガスケットまたはシール１４２がコアの第１端部１４上に配置され、端部フランジが溶接部１４４によって示される所定の場所に溶接され、この溶接部は、第１端部１４の４つの縁部全てに沿って連続して密閉するように延在している。溶接作業の後、ガスケットが上に設置されたコアを鋳物１３４の一端を介して挿入することができる。このステップの後、隣接するガスケット１４２を備えた端部フランジ１４０が鋳物の端部に当接し、その端部の開口の周りにシールを形成し、熱交換器またはＥＧＲ冷却器１３０の端部からのいかなる冷却剤の漏れも阻止する。
【００２６】
このような熱交換器を作製する方法における次のステップは、コアの第２の露出した端部１６に第２ガスケットまたはシール１４６および第２フランジ部材１４８を設置することである。製造方法の例示の一形態によると、この組立体は圧迫され取り付け具を使用して一緒に保持され、第２端部フランジ１４８が、コアのその端部上の所定の位置に溶接され、２つの溶接部は１５０で示されている。第２ガスケットまたはシール１４６が、鋳物部材１３４のその各々の開放端部に対するシールを形成し、これにより熱交換器のこの端部からのいかなる漏出も阻止される。組立体のこの段階で、コアは鋳物部材の中に設置され、熱交換器は１つの完全なユニットになる。
【００２７】
この熱交換器には、ＥＧＲ入り口鋳物１５２とＥＧＲ出口鋳物１５４とが設けられており、そのそれぞれが、排ガスがそこを通って流れる矩形の開口（図示せず）を有して形成される。またこれらの２つの鋳物を熱交換器の端部キャップとみなすこともできる。これらの各鋳物の内面には、補助ガスケットまたはシール１５６が配置され、各々がボルト穴１５８を有して形成される。また入り口および出口鋳物それ自体が、ボルト１６４（そのうちの２つのみが示されている）の通路としてボルト穴１６０、１６２を有して形成される。鋳物１５２、１５４によって、熱交換器を車両の排ガス循環路内に設置するための手段が提供される。各鋳物１５２、１５４とそのそれぞれのフランジ部材との間の接合部は、そのそれぞれのガスケット１５８によって密閉されることを理解されたい。
【００２８】
図１７には示されていないが、鋳物部材１３４は、そのチャンバ１３６内に冷却剤が流入するための入り口と、この冷却剤のための出口とを備えていることを理解されたい。
【００２９】
第２フランジ部材１４８をコアのその端部に溶接する際、隣接するガスケット１４６を損傷しないように気を付ける必要がある。ガスケット１４６に使用される材料によっては、溶接作業中にフランジ部材を冷却する必要がある場合もある。
【００３０】
ＥＧＲ冷却器として使用することができる熱交換器１７０の別の実施形態が、図１８に概略的に図示されている。この熱交換器のうち、図１７の熱交換器１３０と異なる部品および構成要素のみを本明細書で記載する。全体的に１７２で示される端部部分は、図１７の実施形態の対応する端部部分と同様に構築されている。しかしながら、第２の端部フランジ部材１４８および独立したガスケット１４６の代わりに、この実施形態は、ボルト穴１７８を備えた可撓性の端部フランジ部材１７６を有する。端部フランジ１７６を使用して、熱交換器コアがそのそれぞれの端部において鋳物部材に固定され密閉される。また可撓性の端部フランジ部材１７６を可撓性のシールとみなすこともでき、これは、冷却器コアの突出する第２端部１６に溶接される管状の半径方向の内部部分１８０を有する。この可撓性のシールはまた、ボルト穴１７８が中に形成された平面的な半径方向の外部部分１８２を有する。この外部部分１８２は、ボルト１６４を利用して鋳物部材（冷却器ハウジングと呼ばれる場合もある）の第２端部に脱着式に接続されるように適合されている。可撓性のフランジ部材１７６は波形の中央部分１９０を有しており、この波形の部分によって、熱交換器が稼働中に曝される温度範囲が変わることに起因して生じ得る、コアの若干の長手方向の膨張が可能になる。同時に、この中央部分は、フランジ部材のその他の部分によってコアと鋳物部材の間のシールを維持することができる。内部部分１８０は、コアの露出した端部部分の形状に一致する。外部部分１８２は、鋳物部材の隣接する端部に重なる。この他端は、出口鋳物端部キャップ１５４が鋳物部材の端部に配置され、ボルト１６４によって固定される際、所定の場所にボルト留めされることを理解されたい。
【００３１】
本明細書に記載される熱交換器の他と異なる利点は、比較的安価な外部鋳物部材でそれを作製することができ、この鋳物部材は、熱交換器コアを鋳物に取り付けるのに溶接する必要がない点である。熱交換器の一実施形態において、コアの対向する端部における設置フランジは、ボルトによって外部鋳物に装着される。図１８に図示されるように構築された熱交換器には、コアと外部ハウジングの間の熱膨張の差を補償する熱交換器の能力、および使用する構成要素が全体的に少ないという付加的な利点があり得る。
【００３２】
本明細書に記載されるように構築された例示の熱交換器の付加的な利点には、コアに使用される材料と鋳物に使用される材料が、それらが一緒に溶接されないという理由から恐らくそれらに適合性が必要でないため、コア（および／または鋳物）に広範な種類の材料を使用することが可能であるという点が含まれる。また、少なくとも、コアを設置するのに可撓性の第２フランジを使用する図１８に図示される実施形態の場合、このようなフランジを使用することによって、コアと鋳物の間の接合部に亀裂や漏れが生じるのを防ぐのを助けるような形でコアが膨張することが可能になる。
【００３３】
本発明を、複数の例示の実施形態（すなわち実施形態は、熱交換器または冷却器用途において特定の実用性を有する）で具現化されるように例示および記載してきたが、開示の熱交換器の形態および詳細ならびにその作製方法の様々な省略、修正、代替および変更を、当業者が、いずれの場合でも本発明の精神または範囲から逸脱することなく行なうことができることが理解されるため、本発明は、本明細書に示される詳細に限定されないことを理解されたい。例えば当業者は、本発明の精神または範囲から逸脱することなく本開示を多様な他の用途に容易に適合させるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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