(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器のシェルの内側の熱交換器の伝熱管ブロックの振動を減少させるための装置であって、
前記伝熱管ブロックは、主面と２つの側面とを含む構造を示し、前記伝熱管ブロックは、管の間に１つ又はそれよりも多くの連結部材を更に有し、主面及び隣接する側面内に突起を生じさせ、当該装置は、
−  前記主面上に配置されるよう構成される第１の区画と、前記側面上に配置されるよう構成される第２の区画とを含み、該第２の区画は、前記第１の区画及び前記第２の区画が「Ｕ」を構成するよう、前記第１の区画から現れ且つ対向して配置され、
−  「Ｕ」形状に構成される各区画内に配置され且つ前記第１の区画及び前記第２の区画によって形成される前記「Ｕ」の内側に向かって方向付けられる１つ又はそれよりも多くのアンカを含み、これらのアンカは、前記伝熱管ブロックの管の間に前記連結部材によって形成される前記突起を受け入れるよう構成され、
−  各区画内に配置され且つ前記第１の区画及び前記第２の区画によって形成される前記「Ｕ」の外側に向かって方向付けられる１つ又はそれよりも多くの弾性支持素子を含み、これらの弾性支持素子は、前記熱交換器の前記シェルの内側で支持されるよう構成され、
−  両方の第２の区画は、保持クリップを含み、両方のクリップは、前記伝熱管ブロック内に当該装置を保持するよう対向して作動することを特徴とする、
装置。
【請求項２】
打抜き及び折曲げ平棒に従って構成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記弾性支持素子は、前記シェル内に前記伝熱管ブロックを挿入することを可能にする楔形屈曲に従って構成されることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記弾性支持素子は、第２の曲げにおいて拡張され、前記シェル内に係止されることのない前記伝熱管ブロックの引抜きを容易化する傾斜した拡張部をもたらすことを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記１つ又はそれよりも多くののアンカは、前記第１の区画及び前記第２の区画によって形成される前記「Ｕ」の内側に向かって方向付けられ且つ前記伝熱管ブロックの管の間に前記連結部材によって形成される前記突起を取り囲むよう構成される「Ｕ」を生じさせる屈曲部を備える、前記第１又は第２の区画の横方向の拡張部として構成されることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記アンカの内側で前記連結部材によって形成される前記突起の前記横方向の遊びを減少させるために、前記可撓素子が延びる場所とは反対の側に、前記伝熱管ブロックの前記支持表面に対して垂直の屈曲を備えるスキッドが延びることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記クリップは、前記第１の区画及び前記第２の区画によって形成される前記「Ｕ」の内側に向かうノッチのような屈曲部を用いて構成されることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項８】
前記ノッチは、前記第２の区画の端部に配置されることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
冷却されるべき流体の通過のために伝熱管ブロックを内側に収容するシェルを含み、この伝熱管ブロックは、主面と２つの隣接する側面とを含む構造を示し、前記伝熱管ブロックは、管の間に１つ又はそれよりも多くの連結部材を更に有し、前記主面及び前記隣接する側面内に突起を生じさせる、熱交換器であって、
当該熱交換器は、前記管の間の前記１つ又はそれよりも多くの連結部材内に、請求項１乃至８のうちのいずれか１項に記載の装置を有し、前記伝熱管ブロックと前記シェル３との間に支持体を構築することを特徴とする、
熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱交換器のシェルの内側の伝熱管ブロック（管束）の振動を減少させる装置に関し、この装置は伝熱管ブロックの製造後の確実で迅速な挿入を可能にする。この伝熱管ブロック製造後の容易な挿入は、鑞接を用いた取付けのために伝熱管ブロックが晒される高温が装置の特性、具体的には、例えば、焼戻しを用いて達成される弾性に影響を及ぼさないことを可能にする。
【背景技術】
【０００２】
高い流体流速のために設計される熱交換器、例えば、内燃機関における窒素酸化物（ＮＯｘ）排気を削減するための「ＥＧＲ」（排気再循環）システムにおいて使用される熱交換器は、重要な質量を備える装置である。
【０００３】
その通常の構造は、伝熱管ブロックを収容するシェルを配置する構成であり、伝熱管ブロックは、パッキング（充填材）を形成する。シェルの内側では、第１の流体、即ち、液体冷媒が循環し、液体冷媒は、伝熱管ブロックから熱を取り除き、その管を通じて、第２の流体、即ち、冷却されるべき気体が循環する。
【０００４】
伝熱管ブロックは長手形状を有し、その質量は重要である。この熱交換器が車内で起こるような外部励起に晒されるとき、伝熱管ブロックは第1の基本振動モードによって特徴付けられる動的挙動を有する。最も関連するのは基本振動モードであり、最低の基本周波数と関連付けられる。振動モードと関連付けられる波の波腹における変形に起因する変位は高くあり得、材料の疲労、機械的干渉の原因である、従って、破壊及び騒音の源である、有意な変形を生じさせる。
【０００５】
具体的には、トラック熱交換器は極めて長く、３００ｍｍを越える長さに達し得、伝熱管ブロックはエンジンの範囲内にある約２００Ｈｚの固有周波数を有する。この種の伝熱管ブロック（又はバッテリとも呼ぶ）は、５〜１１キログラムの間の重さを有し得、極めて抵抗力のある支持体を生じさせる。
【０００６】
これらの伝熱管ブロックを製造する普通の方法は鑞接を用いる。パイプ、取付け部品、及び支持体は、構成部品の融点より下で溶解する合金を含有する鑞接ペーストを取付け表面内に介装することによって組み立てられる。そのように取り付けられる組立体は炉内に導入され、鑞接ペーストの溶解を引き起こすが、取り付けられるべき部品の金属の溶解は引き起こさない。それにも拘わらず、これらの部品は融点に達しないが、炉の温度は約１１００℃であり得、それはそれらの部品を軟化させるのに十分である。例えば、特定の弾性を達成するよう焼戻しを用いて得られるマルテンサイト組織を備える鋼が鑞接炉を通過した後に消滅する。
【０００７】
伝熱管ブロックはパイプによって形成され、パイプの固有周波数はパイプの長さに依存し、パイプの長さがより長くされると、後者は減少させられる。パイプの固有周波数が極めて低く、エンジンによってもたらされる第１のハーモニックスに近いとき、伝熱管ブロックは共振に入り得、振動に起因する破壊が起こり得る。シェルの内側の熱交換器の伝熱管ブロックの振動の問題を防止するために、伝熱管ブロックを形成するパイプが恰も実際のパイプよりも短いかのように働き、従って、エンジンが振動する周波数から離れたより高い固有周波数をパイプが有するように、両端とは異なる伝熱管ブロックとシェルとの間の支持地点が構築される。従って、これらの中間支持地点は、振動に起因する伝熱管ブロックの動的挙動を変化させる新しいノード（結合点）を定める。
【０００８】
伝熱管ブロックとシェルとの間のこれらの支持地点が弾性的であるのが便利であり、従って、この目的のために弾性部品が組み込まれるならば、それらは炉を通過した後に据え付けられなければならない。何故ならば、さもなければ、それらの弾性は破壊され、弾性部品が被る如何なる変形も恒久的であるからである。
【０００９】
ＥＰ１８７０６５６Ａ２の公開番号を備える欧州特許出願において提案されている解決策は既知である。この特許出願は、伝熱管ブロックが炉を通過した後に据え付け得る弾性クリップを記載している。
【００１０】
弾性素子を受け入れるアンカが（例えば炉内で）伝熱管ブロック上に以前から固定されている故か、或いは、管を伝熱管ブロックの長さの特定の地点に取り付けられた状態に維持する部品が使用される故か、記載のクリップは伝熱管ブロックの面のうちの１つの面内に据え付けられる。この部品をバッフルと呼ぶのが普通である。
【００１１】
この部品が使用されるとき、楔形状又は銛形容の素子が現れる平棒（平坦バー）を入れる穴が作製される。この構造は弾性支持体を伝熱管ブロックの主長手方向と平行であり且つその部品を横断する方向において滑動させることによる挿入を可能にする。取り除かれるためには、可撓な楔形状又は銛形状の区画を押し且つ抜け出させることが必要である。
【００１２】
全ての提案される解決策は、伝熱管ブロックの面の各々の内に独立的に挿入することを必要とする。アンカはそれが抜け出るのを防止するが、それは振動のない取付けを保証しない。楔又は銛が特定の遊びを有するならば、楔又は銛は挿入後にその位置を回復する。この遊びは挿入後も維持され、望ましくない振動を生じさせ得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、伝熱管ブロックが炉を通過するや否やその据付けを可能にし、据付け時間を劇的に減少させ、且つ伝熱管ブロックをその交換のために迅速に取り外すことも可能にする、より単純な代替的な解決策を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、熱交換器、好ましくは、内燃機関の排気を冷却するためのＥＧＲシステムに属する熱交換器内に据え付け得る装置に関し、それは伝熱管ブロック又はバッテリ（電池）内に配置され、伝熱管ブロックの管は、伝熱管ブロックの弾性支持がシェルの内表面上に構築されるようにシェル内に収容される。この装置の特別な構造は、上述の課題を解決することを可能にする。
【００１５】
装置が意図される伝熱管ブロックは、少なくとも１つの主面と、２つの隣接する側面とを含み、伝熱管ブロックは、管の間の１つ又はそれよりも多くの連結部品又は「バッフル」を更に有し、主面及び隣接する側面において突起を生じさせる。
【００１６】
伝熱管ブロックを構成する管は、連結部品又は「バッフル」と呼ぶ部品を用いて保持される。異なる管が振動に晒されるならば、この部品は異なる管の間の不断の取付けを維持する。この部品は、主面及び隣接する側面の両方において、伝熱管ブロックの管の組立体によって形成されるパッキング（充填材）から突出することが要求される。
【００１７】
最新技術において記載されているように、連結部品に同様に固定されるクリップは知られているが、進入することを許容するが抜け出ることを許容しない楔形タブを挿入する孔の存在を必要とする。
【００１８】
本発明の装置は、追加的に以下を含む。
【００１９】
−  主面の上に配置されるよう構成される第１の区画、及び側面の上に配置されるよう構成される２つの第２の区画。第１の区画及び第２の区画が「Ｕ」を構成するように、これらの第２の区画は、第１の区画の両端から現れ、対向して配置される。
【００２０】
装置のこの第１の機能は、伝熱管ブロックが有する形状に基づき伝熱管ブロックとの連結モードを定める。両方の側面に亘って延びる２つのアームの存在は、それが据え付けられるときの保持、据付中の容易な挿入、及びその交換が必要であるときのその取出しを可能にする。
【００２１】
−  「Ｕ」形状に構成される各区画内に配置され且つ第１の区画及び第２の区画によって形成される「Ｕ」の内側に向かって方向付けられる１つ又はそれよりも多くのアンカ。これらのアンカは、伝熱管ブロックの管の間の連結部品によって形成される突起を受け入れるよう構成される。
【００２２】
連結部品は主面において突出し、側面においても突出する。装置は、主面上で支持されることが意図される第１の区画と、側面内に支持されることが意図される第２の区画とを備える、「Ｕ」形状を有する。次に、これらの区画の各々は、同様に「Ｕ」形状を有するアンカを有する。これらのアンカは、連結部品によって形成される突起の一部を覆う。
【００２３】
伝熱管ブロックに向かう装置の挿入は、異なる方法において接近を行うことによって、アンカに前記固定（アンカリング）を達成させる。第１の区画にあるアンカは、連結部品によって形成される突起に反対の方法において接近し、Ｕ形状アンカが突起のある区画を覆うまで、より近くに移動する。接近する動作は、主面における突起に対して横方向にある。他方、第２の区画にあるアンカは、同じ接近動作で、側面の突起と平行に移動する。それらは、先ず、アンカの「Ｕ」の内側に突起を収容する側面上の突起の始点と接触し、そして、最終位置に達するまで、それらは滑動し、突起がそれらの内部に沿って滑動するのを可能にする。
【００２４】
装置のこの構造を用いるならば、３つの面、すなわち、主面及び２つの隣接する側面を、単一の挿入操作に組み込むことが可能である。そのように構成されるこれらのアンカは、伝熱管ブロックに向かう挿入及び伝熱管ブロックからの取出しを可能にし、次いで、「Ｕ」形状は、伝熱管ブロックの管によって定められる長手方向における装置の移動を制限する。
【００２５】
−  各区画内に配置され且つ第１の区画及び第２の区画によって形成される「Ｕ」の外側に向かって方向付けられる１つ又はそれよりも多くの弾性支持素子。これらの弾性支持素子は、熱交換器のケーシングの内側で支持されるよう構成される。
【００２６】
装置が最終位置に配置されるや否や、装置は、「Ｕ」の外側に弾性支持素子を配置することによって、伝熱管ブロックとケーシングとの間の支持を構築するという課題を解決する。
【００２７】
本発明の好適実施態様において、この弾性素子は、装置の全ての素子に対して生じる打抜き及び後続の平棒を曲げることによって構成される。使用される材料の弾性は、鑞接炉の高温によって影響されない。何故ならば、装置は伝熱管ブロックの製造後に据え付けられるからである。
【００２８】
伝熱管ブロックとケーシングとの間の支持は、伝熱管ブロックの振動モードにおける新しいノードを定め、より低い固有周波数を備える振動モードと関連付けられる周波数の値を上昇させる。
【００２９】
−  第２の区画の両方が保持クリップを含むことで、両方のクリップは伝熱管ブロック内に装置を保持するよう対向して動作する。
【００３０】
装置が伝熱管ブロック上に挿入されるや否や、各側にある保持クリップの存在は、装置を弾性的に保持する。「Ｕ」形状に構成される第１の区画及び第２の区画は、弾性挙動を有する。各第２の側部区画にあるクリップの存在及び対向して作動することは、伝熱管ブロックを捕捉する。本発明の好適な態様において、クリップは、第１の区画及び第２の区画によって形成される主「Ｕ」の内側に向かう突起の形態を有する。内側に向かう突起は、溝、例えば、２つの隣接する管によって形成される溝に進入する。より大きな長さを備える第２の区画を配置すること並びに側部表面が終わる縁部においてクリップの支持を可能にすることも同様に可能である。
【００３１】
様々の実施態様に従って、特に、この記載に参照として援用する従属的な請求項２乃至８を用いて構築される実施態様に従って、本発明を実施し得る。
【００３２】
請求項９に従った少なくとも１つの装置を組み込む熱交換器も本発明の主題であり、請求項９に従ったこの熱交換器を参照として本記載に援用する。
【００３３】
本発明のこれらの及び他の機能及び利点は、添付の図面を参照して例示的で非限定的な実施例によって与えられるに過ぎない好適実施態様の以下の詳細な説明からより明らかに示されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】内燃機関内の気体の循環のためのＥＧＲシステム用の熱交換器の実施態様を示す斜視図であり、この熱交換器は分解図に従って示されており、本発明を実施する方法に従った振動を減少させるための２つの装置の位置を観察することを可能にしている。
【図２ａ】ある実施態様に従って装置を示す正面図である。
【図２ｂ】ある実施態様に従って装置を示すプロファイル図である。
【図３】装置の同じ実施態様を示す斜視図である。
【図４】同じ実施態様に従った装置と伝熱管ブロック又はバッテリとの間の取付けの詳細を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１は、バッテリとも呼ぶ伝熱管ブロック２を内側に収容するシェル３によって形成される熱交換器の実施態様を示している。シェル３は、シェル内を循環する液体冷媒（図面の明瞭性の故に示されていない）のための入口及び出口を有する。
【００３６】
この液体冷媒は伝熱管ブロック２と接触し、冷却されるべき気体がその管を通じて循環する。高温の気体は、伝熱管ブロック２を形成する管を定める交換表面を通じて、その熱を液体冷媒に移転する。次いで、この伝熱管ブロック２も、第２の流体、即ち、冷却されるべき気体用の入口及び出口を有する。図面は、気体出口マニフォルド４を示している。
【００３７】
伝熱管ブロック２は、伝熱管ブロック２とシェル３の内表面との間に空間があるようにシェル３の内側に収容される。伝熱管ブロック２は振動に晒され、その両端での固定に依存して、その長さに沿って変形させられる。
【００３８】
この同じ図面は、伝熱管ブロック２を形成する管を特定の距離で互いに固定された状態に維持する連結部品２．１を示している。図１に示す実施例には、３つの連結部品２．１があり、２つの連結部品は、本発明の実施態様に従った装置１で覆われており、第３の連結部品２．１は、その配置及び構造を示すことを可能にするために覆われていない。
【００３９】
この連結部品２．１は、プリズム状の形状を備える伝熱管ブロック２を定める４つの壁内に突出した状態で示されている。この実施態様に従った装置１の支持は、伝熱管ブロック（２）の表面と直接的に起こるが、連結部品２．１は、長手方向における保持を可能にする。長手方向は、伝熱管ブロック２の管によって構築される好適方向であると考えられる。
【００４０】
第１の実施態様に従った振動を減少させるための装置１は、伝熱管ブロック２のプリズム状の本体の３つの面、即ち、主面２．２と呼ぶ面及び側面２．３と呼ぶ２つの面内に支持されている。これらの面２．２，２．３は、例えば、管の間の空間内に凹部又はノッチを有し得る。装置１が伝熱管ブロック２上に配置されるや否や、装置１は、伝熱管ブロックがシェル３の内側に導入されるときにシェル３の内面内に支持されることが意図される弾性支持素子１．３を外側に向かって提供する。この支持は装置１の長手位置における伝熱管ブロック２の振動モードのためのノード（結合点）を構築する。
【００４１】
据え付けられるや否や、装置１はシェル３の容易な挿入を可能にしなければならず、装置１が伝熱管ブロック２に対して長手方向に移動することのない挿入を可能にするために、装置１は伝熱管ブロック２に確実に連結されなければならない。
【００４２】
第２に、保守作業を可能にするために、それが伝熱管ブロック２の抜け出ることを可能にすることも便利である。
【００４３】
図２ａ、２ｂ、及び３を考察すると、打抜き(die-cut)及び後続の折曲げ平棒(bent  flat  bar)を用いて本発明に従った装置１の構造が得られることが観察される。
【００４４】
この平棒は２つの第２の区画１．２を用いて拡張される第１の区画１．１を示している。折り曲げられるや否や、これらの第２の区画１．２は、対向する第２の区画１．２を備える「Ｕ」を構成する。このＵ形状構造は、伝熱管ブロック２の主面２．２と２つの側面２．３とを取り囲むことを可能にする。
【００４５】
第１の区画１．１を形成する平棒から、並びに第２の区画１．２から、１つの側に向かって可撓素子１．３を形成する折曲げ平棒が横方向に延び、且つ他の側に向かってアンカ１．４やスキッド１．５（滑材）も形成する折曲げ平棒が延びる。
【００４６】
可撓素子１．３は、それらのより大きな長さ及び可撓な使用材料の性質の故に、可撓な条片である。これらの可撓素子１．３は、シェル３の内面における装置１の支持を可能にする。シェル３の内面における可撓素子１．３の支持は、（伝熱管ブロック２上の装置１の支持表面に対して垂直な方向に従って）突出する場所において起こるのが好ましく、支持表面は伝熱管ブロック２上に位置する。
【００４７】
可撓素子１．３は、伝熱管ブロック及びシェルの両者の間の引き離しの弾性力を維持し得るよう、可撓素子が伝熱管ブロック２とシェル３の内面との間の距離よりも大きく現れる第１又は第２の区画１．１，１．２に対する高さを有する。このより大きい高さが機械的な干渉を意味するという事実にも拘わらず、可撓素子１．３の楔形状は、シェル３の内側への伝熱管ブロック２の容易な挿入を可能にする。
【００４８】
次いで、シェル３に対して伝熱管ブロック２が抜け出る方向においても楔形の表面をもたらすために、可撓素子１．３の両端は内側に向かって折り曲げられる。
【００４９】
アンカ１．４の形状は「Ｕ」形状であり、この「Ｕ」形状は、それが上方部品で伝熱管ブロック２の管の連結部品２．１によって形成される突起を覆うように向けられる。
【００５０】
図４は、装置１の側面図を備える伝熱管ブロック２の一部を示している。図面に示される向きに従って、管の長手方向は垂直であり、装置１の挿入は右から左である。この図面では、連結部品２．１によって形成される突起を覆うまで、第１の区画１．１に対応する右のアンカ１．４がどのように互いに接近し合うかを観察することが可能である。
【００５１】
本発明の装置１の挿入のこの同じ方向に従って、図面の中央に見られる並びに第２の区画１．２に対応するアンカ１．４は右から入り、連結部品２．１によって形成される突起の開始から覆い、その最終位置まで滑動して、連結部材２．１の突起の通過を可能にする。
【００５２】
可撓素子１．３が延びる場所とは反対の側に、伝熱管ブロック２の支持表面に対して垂直な屈曲を備えるスキッド１．５が延び、それはアンカ１．４の内側の連結部材２．１によって形成される突起の横方向の遊びを減少させる。
【００５３】
クリップ１．６は、伝熱管ブロック２の管の間に形成される間隙と一致するよう構成される。この図４において使用される伝熱管ブロック２は、側部表面２．３に複数の凹部を有するのに対し、図１において使用される伝熱管ブロック２は、図面が複雑になり過ぎないように１つの凹部のみを有する。
【００５４】
アンカ（１．４）は長手方向の移動を阻止するが、連結部材を穿孔することや最新技術において起こるような穴の内側を回復させるインサートタブを必要としない挿入を可能にする。
【００５５】
Ｕ形状構造の故に起こる対向する締付けを用いた並びにクリップ１．６の保持を用いた取付けは、追加的な振動及び騒音の源である遊びの存在を防止する。
【図１】
0005973554.tif 000002
【図２ａ】
0005973554.tif 000003
【図２ｂ】
0005973554.tif 000004
【図３】
0005973554.tif 000005
【図４】
0005973554.tif 000006