(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の流体（ＨＰ）と第２の流体（ＢＰ）との間の熱交換を行うための自動車空調回路用熱交換器（１）であって、
それぞれが、上部板（１７）および下部板（１９）から構成される複数の熱モジュール（１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）と、連続した２つの熱モジュール（１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）の間に画定される少なくとも１つの循環空間（３３）とを備え、
前記上部板（１７）および下部板（１９）は、それらの間に、前記第１の流体（ＨＰ）に対する第１の循環チャネルを形成する第１の内部キャビティ（２１）を画定するようになっており、
前記循環空間（３３）は、第２のフィン（３５）として知られる、５０ｍｍから１３０ｍｍの間の長さ（Ｌ＿ＩＦＢＰ）を有するフィン（３５）を備えていることを特徴とする自動車空調回路用熱交換器（１）。
【請求項２】
前記第２のフィン（３５）は、２．０ｍｍから４．８ｍｍの間の高さ（Ｈ＿ＩＦＢＰ）を有することを特徴とする、請求項１に記載の自動車空調回路用熱交換器（１）。
【請求項３】
前記第２のフィン（３５）は、１．３ｍｍから１．８ｍｍの間の間隔（Ｐ＿ＩＦＢＰ）を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の自動車空調回路用熱交換器（１）。
【請求項４】
前記第２のフィン（３５）は、１．４ｍｍの間隔（Ｐ＿ＩＦＢＰ）を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動車空調回路用熱交換器（１）。
【請求項５】
前記第１の内部キャビティ（２１）は、５０ｍｍから１３０ｍｍの間の長さ（Ｌ＿ＩＦＨＰ）を有する、第１のフィン（２５）を備えていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動車空調回路用熱交換器（１）。
【請求項６】
前記第１のフィン（２５）は、１．０ｍｍから１．５ｍｍの間の高さ（Ｈ＿ＩＦＨＰ）を有することを特徴とする、請求項５に記載の自動車空調回路用熱交換器（１）。
【請求項７】
前記第１のフィン（２５）は、０．９ｍｍから１．５ｍｍの間の間隔（Ｐ＿ＩＦＨＰ）を有することを特徴とする、請求項５または６に記載の自動車空調回路用熱交換器（１）。
【請求項８】
前記第１のフィン（２５）は、１．０ｍｍの間隔（Ｐ＿ＩＦＨＰ）を有することを特徴とする、請求項５〜７のいずれか１項に記載の自動車空調回路用熱交換器（１）。
【請求項９】
前記第１のフィン（２５）、および／または前記第２のフィン（３５）は、４５．０ｍｍから７０．０ｍｍの間の幅（Ｗ＿ＩＦＨＰ、Ｗ＿ＩＦＢＰ）を有することを特徴とする、請求項５〜８のいずれか１項に記載の自動車空調回路用熱交換器（１）。
【請求項１０】
各熱交換モジュール（１５）の前記上部板（１７）および／または前記下部板（１９）は、０．５ｍｍから１．５ｍｍの間の厚さを有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の自動車空調回路用熱交換器（１）。
【請求項１１】
各熱交換モジュール（１５）の前記上部板（１７）および／または前記下部板（１９）は、１．０ｍｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の自動車空調回路用熱交換器（１）。
【請求項１２】
前記複数の熱モジュール（１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）は、ハウジング（３、３ａ、３ｂ、３’、３”）の内部に配置されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の自動車空調回路用熱交換器（１）。
【請求項１３】
前記ハウジング（３、３ａ、３ｂ、３’、３”）は、１．０ｍｍから２．０ｍｍの間の厚さを有することを特徴とする、請求項１２に記載の自動車空調回路用熱交換器（１）。
【請求項１４】
前記ハウジング（３、３ａ、３ｂ、３’、３”）は、１．５ｍｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の自動車空調回路用熱交換器（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調回路に配置される内部熱交換器等の、自動車に使用するための熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
１つ以上のバンクの中で、互いに平行に走るチューブの束から構成されている自動車熱交換器は公知である。チューブは、熱交換器を通して熱転送流体を循環させる機能を有している。
【０００３】
重ね合わされた複数の板を備える熱交換器もあり、この重ね合わされた複数の板は、熱転送流体と周囲環境との間で熱交換を行うための熱転送流体に対する循環チャネルを画定するようになっている。
【０００４】
しかしながら、上記のような熱交換器は、寸法の見地から、好適な熱効率を有すると同時に、圧力降下を抑制するようにしなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の目的は、上記のような熱交換器において、動作性能、熱効率、および圧力降下を、全て最適にする寸法範囲を画定することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的のために、本発明の主題は、第１の流体と第２の流体との間の熱交換を行うための自動車空調回路用熱交換器であり、この熱交換器は、それぞれが上部板と下部板とから構成されている複数の熱モジュールと、２つの連続した熱モジュールの間に画定される少なくとも１つの循環空間とを備えている。これらの上部板および下部板の間に、第１の流体に対する第１の循環チャネルを形成する第１の内部キャビティを画定するように構成され、上記少なくとも１つの循環空間は、第２の流体に対する第２の循環チャネルを形成している。さらに詳細には、この循環空間は、第２のフィンとも呼ばれる、５０ｍｍから１３０ｍｍの間の長さを有するフィンを備えている。
【０００７】
第２のフィンは、２．０ｍｍから４．８ｍｍの高さを有することが有利である。更に、第２のフィンは、１．３ｍｍから１．８ｍｍの間（１．４ｍｍが望ましい）の間隔を有することが有利である。
【０００８】
追加として、または代替として、第１の内部キャビティは、第１のフィンとして知られているフィンを備え、これらのフィンは、５０ｍｍから１３０ｍｍの間の長さを有し、第１のフィンは、１．０ｍｍから１．５ｍｍの間の高さを有することが望ましい。更に、第１のフィンは、０．９ｍｍから１．５ｍｍの間（１．０ｍｍが望ましい）の間隔を有することが望ましい。
【０００９】
第１のフィン、および／または第２のフィンは、４５．０ｍｍから７０．０ｍｍの間の幅を有することが有利である。
【００１０】
更に、本発明によれば、各熱交換モジュールの上部板、および／または下部板は、０．５ｍｍから１．５ｍｍの間（１．０ｍｍが望ましい）の厚さを有する。
【００１１】
代替的実施形態においては、複数の熱モジュールは、ハウジングの内部に配置されている。この場合には、ハウジングは、１．０ｍｍから２．０ｍｍの間（１．５ｍｍが望ましい）の厚さを有することが有利である。
【００１２】
以下の詳細な記載を読むことにより、本発明を、よりよく理解することができ、また、他の特徴および利点も、更に明らかになると思う。なおこれらの記載は、典型的な実施形態を含み、添付の図面を参照して例示のために提供するものである。また添付の図面は、非限定的な例を提供するものであり、本発明の更なる理解を助け、さらに、実施形態を説明し、また適切な場合には、本発明を画定することに寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明における熱交換器の部分分解図である。
【図２】本発明における熱交換器の縦方向（図１における面Ａ−Ａ）の断面図である。
【図３ａ】本発明における熱交換器の熱交換モジュールを形成している板を示す図である。
【図３ｂ】本発明における熱交換器の熱交換モジュールを形成している板を示す図である。
【図４】本発明における熱交換器のハウジングに対する代替的実施形態の側面図である、
【図５】本発明における熱交換器の代替的実施形態での横方向（図１の面Ｂ−Ｂと同様の面）の断面図である。
【図６】本発明における熱交換器の熱効率の変化を、フィンの寸法パラメータの関数として示すグラフである。
【図７】本発明における熱交換器の熱効率および圧力降下の変化を、フィンの寸法パラメータの関数として示すグラフである。
【図８】本発明における熱交換器の熱効率および圧力降下の変化を、フィンの寸法パラメータの関数として示すグラフである。
【図９】本発明における熱交換器の熱効率および圧力降下の変化を、フィンの寸法パラメータの関数として示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１から図４において、同一の要素には同じ符号を付してある。特に断らない限り、それらは、同じ具体的な特徴を有しているので、従って、再度詳細に説明することはしない。
【００１５】
図１は、熱交換器１を示す。これは、特に、自動車空調回路に使用するためのものであり、第１の流体と第２の流体との間の熱交換を可能にするものである。第１の流体は、加熱または冷却され、第２の流体は、第１の流体から熱を吸収するか、または第１に流体に熱を供給するようになっている。
【００１６】
ここに記載されている実施形態においては、第１の流体ＨＰは、高圧および高温の流体であり、第２の流体によって冷却されるようになっている。また第２の流体ＢＰは、低圧および低温の流体であり、第１の流体ＨＰから熱を吸収するようになっている。しかしながら、本発明は、第１の流体および第２の流体として使用される全てのタイプの流体を包含している。
【００１７】
図１および図２は、第１の実施形態を示す。これらの図では、熱交換器１は、ハウジング３を備え、ハウジング３は、ハウジングボディ３ａとハウジングボディ３ａに固定されるようになっているカバー３ｂとを備えている。そのため、ハウジングボディ３ａは、複数の取り付けラグ５を有し、これらの取り付けラグ５は、熱交換器１を組み立てた後には、カバー３ｂの上にクリンプされる。大部分の取り付けラグ５は、ハウジングボディ３ａの周辺端部から突起している。
【００１８】
さらに、代替的実施形態（図示せず）においては、ハウジングボディ３ａとカバー３ｂとは、ろうづけ、または溶接等によって組み立てることができる。
【００１９】
ハウジングボディ３ａは、例えば、プレス工程を使用して得ることができる。あるいは、ハウジングボディ３ａは、押し出し加工、鋳造加工等によって得ることができる。
【００２０】
取り付けラグ５、ハウジングボディ３ａの周辺端部および底部は、それら全体が同一のストリップ板から製作される場合には、互いに結合して、１つのユニットとして形成すると有利である。周辺端部および底部によって画定される体積は、平坦にスタックされた熱交換モジュール１５を中に収容する空間を定めている。
【００２１】
更に、ハウジング３は、第１の流体ＨＰおよび第２の流体ＢＰに対する入口開口と、第１の流体ＨＰおよび第２の流体ＢＰに対する出口開口とを有する。取り付けラグ５がある側と反対側の周辺端部では、ハウジングボディ３ａは、底部によって閉じられている。この底部を通して、第１の流体ＨＰに対する第１の入口開口７および第２の流体ＢＰに対する第１の出口開口９が通っている。同様に、カバー３ｂもまた、第２の流体ＢＰに対する第２の入口開口１１、および第１の流体ＨＰに対する第２の出口開口１３を備えている。
【００２２】
第１の流体ＨＰに対する第１の入口開口７および第２の出口開口１３は、第１の流体ＨＰを熱交換器１に供給する空調回路（図示せず）に、流密に接続されている。同様に、第２の流体ＢＰに対する第２の入口開口１１および第１の出口開口９は、第２の流体ＢＰを熱交換器１に供給する空調回路（図示せず）に、流密に接続されている。
【００２３】
ハウジング３（さらに詳細には、ハウジングボディ３ａ）には、実質的に同一の複数の熱交換モジュール１５が収容され、これらの熱交換モジュール１５は、ハウジングの中で、重ね合わされて設置され、ハウジング３の中に固定されている（例えば、ろうづけによって）。
【００２４】
図２に示す例では、ハウジング３の中には、３つの熱交換モジュール１５が組み立てられている。これらは、
−ハウジング３の底部に配置されている、下部熱交換モジュール１５ａと、
−カバー３ｂの近くの頂部に配置されている、上部熱交換モジュール１５ｂと、
−下部熱交換モジュール１５ａと上部熱交換モジュール１５ｂとの間に配置されている、中間熱交換モジュール１５ｃとである。
【００２５】
下部熱交換モジュール１５ａと上部熱交換モジュール１５ｂとの間に、いくつかの中間熱交換モジュール１５ｃを配置できることは、言うまでもない。
【００２６】
各熱交換モジュール１５は、上部板１７と下部板１９とから構成され、これらの上部板１７と下部板１９は、対向して配置されている。図３では、上部板１７および下部板１９を、より詳細に示している。
【００２７】
上部板１７および下部板１９は、例えば、全体の形状が実質的に平行六面体の、厚さの薄い（例えば、０．５ｍｍから１．５ｍｍの間の）金属板である。
【００２８】
従って上部板１７および下部板１９は、それぞれ、２つの短い側部３９および２つの長い側部４０を有し、短い側部３９および長い側部４０は、上部板１７および下部板１９の外縁２３に沿って対向している。
【００２９】
上部板１７および下部板１９の短い側部３９と長い側部４０との間の角のところに、突起４２があり、この突起４２は、上部板１７および下部板１９と同一面上に伸びている。
【００３０】
上部板１７および下部板１９は、それぞれ、２つの突起４２を備えており、これらの突起４２は、円形の周囲を有し、また、各端部に配置された第１および第２の結合部２７ａおよび２７ｂを備えている。第１の結合部２７ａおよび第２の結合部２７ｂは、いずれも、上部板１７の対角線、および下部板１９の対角線に沿って配置されていると有利である。
【００３１】
第１の実施形態は、第１の流体ＨＰおよび第２の流体ＢＰが単一の方向に循環する熱交換器１を提供するものであり、これは、Ｉ形状の循環を行う形態である。代替として、第１の流体ＨＰおよび第２の流体ＢＰの循環を、２つの異なる方向にして、Ｕ形状の循環の形態とすることもできる。
【００３２】
突起４２に隣接し、短い側部３９の残りの部分に沿う、上部板１７および下部板１９の外縁は、それぞれ、互いに反対に位置する第２の結合部２７ｂおよび第１の結合部２７ａに向かって傾斜している。これにより、熱交換モジュール１５の間の空間の中に流体を分布させる目的を有する流路が形成されている。下部熱交換モジュール１５ａ、上部熱交換モジュール１５ｂ、および中間熱交換モジュール１５ｃがハウジングボディ３ａの中に収容されている場合には、この傾斜した外縁は、ハウジングボディ３ａの内部の壁およびカバー３ｂとともに、流体の中の１つ（特に、第２の流体ＢＰ）のための入口チャンバを形成している。この傾斜した外縁が存在するため、上部熱交換モジュール１５ｂによって妨げられることなく、第２の入口開口１１に対して、十分な空間が用意されているということになる。
【００３３】
上部板１７および下部板１９は、それらの間に、第１の内部キャビティ２１を画定するように組み立てられる。これは図２に示されている。
【００３４】
これを行うために、上部板１７の外縁２３および下部板１９の外縁２３を、それぞれ、上部板１７の外部表面３１または下部板１９の外部表面３１と比較して、持ち上げるようにすることができる。従って、上部板１７の外縁２３および下部板１９の外縁２３は、背中合わせにすると、第１の内部キャビティ２１を形成することができる。
【００３５】
ここに図示していない代替的実施形態においては、１つの熱交換モジュール１５の２つの板の中の１つのだけ（下部板または上部板）の外縁を持ち上げるようにすることもでき、これにより、第１の内部キャビティ２１を形成することもできる。
【００３６】
第１の内部キャビティ２１は、流体の中の１つ（例えば、第１の流体ＨＰ）に対する第１の循環チャネルを形成している。
【００３７】
図１および図２に示す、３つの熱交換モジュール１５を有する構成例では、熱交換器１は、３つの第１の循環チャネルを有する。従って、第１の循環チャネルは、互いに平行に形成されることが望ましく、例えば、１ｍｍから１．５ｍｍの間の高さを有することが望ましい。
【００３８】
第１のフィン２５を、第１の内部キャビティ２１の中に配置して、第１のチャネルを通して循環する第１の流体ＨＰと第２の流体ＢＰとの間の熱交換を改善することができる。
【００３９】
例として、第１のフィン２５はコルゲート形状の金属板を採用する。第１のフィン２５は、プレス加工、押し出し加工、圧延加工等の、種々の方法を使用して得ることができる。
【００４０】
明確にするために、図２の切断面Ａ−Ａには、第１のフィン２５は示していない。
【００４１】
更に、熱交換器１は、ハウジング３の上の結合部２７と、熱交換モジュール１５の上の第１の結合部２７ａおよび第２の結合部２７ｂを使用して組み立てられる。第１の結合部２７ａおよび第２の結合部２７ｂによって、熱交換モジュール１５は、隣接した熱交換モジュール１５に関わる、隣接した第１の結合部２７ａおよび第２の結合部２７ｂとともに、重ね合わされで組み立てることが可能になる。結合部２７は、熱交換モジュール１５をハウジング３に組み込むために使用される。
【００４２】
更に具体的には、下部モジュール１５ａと接触しているハウジングボディ３ａの底部は、少なくとも１つの結合部２７を有する。同様に、上部熱交換モジュール１５ｂと接触しているカバー３ｂもまた、少なくとも１つの結合部２７を有する。従って、各熱交換モジュール１５は、それぞれが、少なくとも第１の結合部２７ａ、または第２の結合部２７ｂを有する。更に具体的には、各上部板１７および各下部板１９は、それぞれ、少なくとも第１の結合部２７ａおよび第２の結合部２７ｂを備えている。第１の結合部２７ａおよび第２の結合部２７ｂは、上部板１７または下部板１９の各端部に、それぞれ、上部板１７、および下部板１９の短い側部３９に沿って存在する突起４２のところに位置している。
【００４３】
図１および図２に示す例では、ハウジングボディ３ａの底部およびカバー３ｂは、それぞれ、結合部２７を備えている。結合部２７は、それぞれ、第１の流体ＨＰに対する第１の入口開口７と、また第１の流体ＨＰに対する第２の出口開口１３と共に動作する。
【００４４】
上部板１７および下部板１９に関しては、第１の結合部２７ａと第２の結合部２７ｂとを備えている。
【００４５】
図１および図２に示すように、熱交換モジュール１５の第１の結合部２７ａは、結合部２７ａ同士が互いに接続され、ハウジングボディ３ａの結合部２７と接続されている。同様に、熱交換モジュール１５の第２の結合部２７ｂは、結合部２７ｂ同士が互いに接続され、カバー３ｂの結合部２７と接続されている。
【００４６】
従って、
−ハウジングボディ３ａの結合部２７は、下部熱交換モジュール１５ａの下部板１９における対応する第１の結合部２７ａと共に動作する。
−下部熱交換モジュール１５ａの上部板１７の第１の結合部２７ａおよび第２の結合部２７ｂは、中間熱交換モジュール１５ｃの下部板１９における対応する第１の結合部２７ａおよび第２の結合部２７ｂと共に動作する。
−中間熱交換モジュール１５ｃの上部板１７の第１の結合部２７ａおよび第２の結合部２７ｂは、上部熱交換モジュール１５ｂの下部板１９における対応する第１の結合部２７ａおよび第２の結合部２７ｂと共に動作する。
−上部熱交換モジュール１５ｂの上部板１７の第２の結合部２７ｂは、カバー３ｂにおける対応する結合部２７と共に動作する。
【００４７】
従って、熱交換モジュール１５の第１の結合部２７ａおよび第２の結合部２７ｂは、第１の流体ＨＰの通路のための開口または孔を更に有する。
【００４８】
従って、第１の結合部２７ａは、互いに連結されるとともに、第１の流体ＨＰの第１の入口開口７とも連結されている。以上のようにして、第１の流体ＨＰに対する入口チャネルが画定される。
【００４９】
同様に、第２の結合部２７ｂは、互いに連結されるとともに、第１の流体ＨＰに対する第２の出口開口１３とも連結されている。以上のようにして、第１の流体ＨＰに対する出口チャネルが画定される。
【００５０】
結合部２７、第１の結合部２７ａ、および第２の結合部２７ｂが互いに共同して動作することは、言うまでもない。これは、例えば、ろうづけ等によって、流体気密に密閉して漏れを防ぐことにより行うことができる。
【００５１】
さらに、第１のチャネルを通して第１の流体ＨＰが放熱する際に、第１の流体ＨＰの循環を促進するために、上部板１７および下部板１９の上にある第１の結合部２７ａおよび第２の結合部２７ｂは、それぞれ、上部板１７および下部板１９の共通の対角線上で、上部板１７および下部板１９のそれぞれ各側部に設置することができる。これは、図３の鎖線で示されている。他の形状の循環回路（図示せず）も考えることができ、これらは、本発明の範囲の中に含まれることは言うまでもない。
【００５２】
更に、第１の流体ＨＰの循環を改善するために、第１の結合部２７ａおよび第２の結合部２７ｂが、上部板１７および下部板１９の対向する内部表面２９の上に中空形状を形成するように構成することも可能である。
【００５３】
さらに、図１および図２に示す例では、ハウジングボディ３ａの結合部２７は、下部熱交換モジュール１５ａに向かっているハウジングボディ３ａの表面の上で、内側に向かったボスを形成している。同様に、カバー３ｂの結合部２７は、上部熱交換モジュール１５ｂに向かっているカバー３ｂの表面の上で、内側に向かったボスを形成している。更に、熱交換モジュール１５の結合部２７ａおよび２７ｂは、上部板１７および下部板１９の外部表面３１の上で、ボスを形成している。
【００５４】
形成さているボスは、それぞれ結合部２７、および、隣接して接続されている第１の結合部２７ａまたは第２の結合部２７ｂに向かって伸びている。
【００５５】
従って、熱交換モジュール１５がハウジング３の中に組み立てられると、結合部２７と、第１の結合部２７ａおよび第２の結合部２７ｂとのボスによって、それぞれ、下部熱交換モジュール１５ａまたは上部熱交換モジュール１５ｂと、それに連続した熱交換モジュール１５ｃとの間、また連続した１つ以上の熱交換モジュール１５ｃの間、および、下部熱交換モジュール１５ａまたは上部熱交換モジュール１５ｂとハウジングボディ３ａの底部またはカバー３ｂとの間に、循環空間３３が画定されている。
【００５６】
上記のように画定された循環空間３３は、第２の流体ＢＰに対する第２の循環チャネルを形成する。第２の循環チャネルは、互いに平行しており、その高さは、２ｍｍから４．８ｍｍの間であることが望ましい。図１および図２に示す、この典型的な実施形態においては、熱交換器１は、４つの第２の循環チャネルを有する。
【００５７】
従って、第２の循環チャネルを、第１の循環チャネルの上または下に設置することにより、第１の流体ＨＰと第２の流体ＢＰとの間の熱交換を最適化することができる。
【００５８】
従って、少ない数の熱交換モジュール１５（この例では、その中の３つが示されている）を使用して、いくつかの第１および第２の循環チャネルを得ることができる。この例では、３つの第１の循環チャネルと４つの第２の循環チャネルとが得られている。従って、熱交換器１の製造コストおよび寸法を減少させることができる。
【００５９】
更に、第２のフィン３５を設けることもまた可能である。この第２のフィン３５は、循環空間３３の中に配置して、熱交換のための面積を増加させ、また熱的動作性能を向上させることができる。第２のフィン３５は、プレス加工、押し出し加工、圧延加工等の種々の工程により得ることができる。
【００６０】
より明確にするために、第２のフィン３５は、図２の断面Ａ−Ａには示していない。
【００６１】
更に、第２の循環チャネルもまた、第１の循環チャネルに平行しており、これにより、第１の流体ＨＰおよび第２の流体ＢＰは、２つの平行した方向に循環する。第１の流体ＨＰと第２の流体ＢＰとの循環回路に依存せず、第１の流体ＨＰは、第２の流体ＢＰの循環方向に対して、常に、平行した方向、および反対の方向に循環するという点で特に有利である。
【００６２】
図１および図２に示す熱交換器１では、第２の流体ＢＰに対する第２の入口開口１１は、第１の流体ＨＰに対する第２の出口開口１３のレベルにあり、また、第２の流体ＢＰに対する第１の出口開口９は、第１の流体ＨＰに対する第１の入口開口７のレベルにあるので、第１の流体ＨＰと第２の流体ＢＰとは、対向して流れるように循環する。対向して流れる循環によって、熱交換器１の出口における温度差が低減され、熱交換器１の動作性能を更に最適化することができる。
【００６３】
第１の流体ＨＰおよび第２の流体ＢＰを平行して流れる、同一方向循環にすることも可能であることは言うまでもない。
【００６４】
種々の熱交換モジュール１５を保持することができるように、上部板１７および下部板１９の上に、追加的な保持部３７（図１および図３に示されている）を設けることができる。
【００６５】
例えば、この追加的な保持部３７は、第１の結合部２７ａおよび／または第２の結合部２７ｂの横に配置されている。これらの追加的な保持部３７は、上部板１７および下部板１９の、内部表面２９の上のリセスおよび外部表面３１の上のボスという同じ特徴を有するが、第１の結合部２７ａおよび第２の結合部２７ｂと比較して、寸法は小である。
【００６６】
追加的な保持部３７は、循環空間３３の中に存在する第２のフィン３５の変位を防ぐこともできるという、追加的な機能を有する。
【００６７】
従って、熱交換モジュール１５を形成している上部板１７および下部板１９の、比較的単純な形状を維持したまま、熱交換の動作性能を改善することができる。
【００６８】
図４は、第２の代替的実施形態を示す。この実施形態の熱交換器１は、ハウジング３が２つのハーフハウジング３’および３”の形で設けられているという点で、上記の第１の実施形態の場合とは異なっている。
【００６９】
この第２の実施形態においては、各ハーフハウジング３’、および３”は、それぞれ、下部熱交換モジュール１５ａ、および上部熱交換モジュール１５ｂと接触しており、結合部２７を備えている。熱交換モジュール１５は、上記で説明した第１の実施形態における熱交換モジュール１５と同一である。
【００７０】
組み立て工程に関しては、２つのハーフハウジング３’および３”は、２つのハーフハウジング３’および３”の間のジョイント４１のところに、互いに固定され（例えば、ろうづけによって）、ハウジング３の流体気密性を確保している。
【００７１】
最後に、上記のような熱交換器１は、自動車空調ループの中に使用するのに特に適している。この空調ループは、気体の凝縮器または冷却器、膨張器、蒸発器、および圧縮機を備え、冷却流体は、これらの中をこの順序で循環する。空調ループは、圧縮機の出口から始まり膨張器の入口で終わる高圧枝路と、膨張器の出口から始まり圧縮機の入口で終わる低圧枝路とを備えている。この場合には、本発明における熱交換器１は、内部熱交換器として使用される。この内部熱交換器では、第１のチャネルを循環する高圧かつ高温の冷却流体と、第２のチャネルを循環する低圧かつ低温の同一の冷却流体とが、この内部熱交換器の中を通過する。
【００７２】
図５は、本発明における熱交換器１の横方向の断面を示す。この断面は、図１の面Ｂ−Ｂと同様の面である。図５においては、熱交換器１は、複数の熱交換モジュール１５を収容するハウジング３を有していない。
【００７３】
図５に示す代替的実施形態においては、熱交換器１は、重ね合わされた４つの熱交換モジュール１５を備えている。この代替的実施形態においては、第１の内部キャビティ２１および循環空間３３は、上部板１７とそれに連続した下部板１９との間の空隙領域によって形成されている。この目的のために、上部板１７および下部板１９は、第１の内部キャビティ２１に向かった方向に窪みを有しており、これにより循環空間３３を画定している。
【００７４】
種々の実施形態においては、熱交換器１は、種々の寸法を有し、この点に関して、次に詳細に説明する。
【００７５】
本発明における熱交換器１は、下部熱交換モジュール１５ａの下部板１９と、上部熱交換モジュール１５ｂの上部板１７との間の距離として規定される、高さＨ＿IHXを有する。更に、熱交換器１は、熱交換モジュール１５ａ、１５ｂ、または１５ｃの下部板１９または上部板１７の幅として規定される、幅Ｗ＿IHXを有する。
【００７６】
第１のフィン２５は、第１の流体ＨＰを循環させるための第１の内部キャビティ２１の中に配置され、熱交換モジュール１５ａ、１５ｂ、または１５ｃの下部板１９と上部板１７との間の距離として規定される、高さＨ＿IFHP（第１の内部キャビティ２１のところで測定した値）を有する。第１のフィン２５は、第１の内部キャビティ２１の中における第１のフィン２５の広がりの幅として規定される、幅Ｗ＿IFHPを有する。最後に、第１のフィン２５が、コルゲート状の金属板で作られている場合には、第１のフィン２５は、第１のフィン２５のコルゲート波形の連続した２つの峰の間の距離の半分として規定される、間隔Ｐ＿HPを有する。
【００７７】
同様に、第２のフィン３５は、第２の流体ＢＰを循環させるための循環空間３３の中に配置され、連続した２つの熱交換モジュール１５ａ、１５ｂ、または１５ｃの下部板１９と上部板１７との間の距離として規定される、高さＨ＿IFBP（循環空間３３のところで測定した値）を有する。第２のフィン３５は、循環空間３３の中の第２のフィン３５の広がりの幅として規定される、幅Ｗ＿IFBPを有する。最後に、第２のフィン３５が、コルゲート状の金属板で作られている場合には、第２のフィン３５は、第２のフィン３５のコルゲート波形の連続した２つの峰の間の距離の半分として規定される、間隔Ｐ＿BPを有する。
【００７８】
第１のフィン２５および第２のフィン３５は、アルミニウムまたはアルミニウム合金でできていることが望ましい。第１のフィン２５および第２のフィン３５は、厚さが０．０７ｍｍから０．１５ｍｍの間（０．１０ｍｍが望ましい）であれば、特に有利である。
【００７９】
第１のフィン２５の幅Ｗ＿IFHPおよび第２のフィン３５の幅Ｗ＿IFBPは、４５．０ｍｍから７０．０ｍｍの間にあることが有利である。従って、次の関係式が得られる。
４５．０ｍｍ≦Ｗ＿IFBP≦７０．０ｍｍ
４５．０ｍｍ≦Ｗ＿IFHP≦７０．０ｍｍ
【００８０】
更に、第１のフィン２５の高さＨ＿IFHPは、１．０ｍｍから１．５ｍｍの間にあり、また、第２のフィン３５の高さＨ＿IFBPは、２．０ｍｍから４．８ｍｍの間にある。従って、次の関係式が得られる。
２．０ｍｍ≦Ｈ＿IFBP≦４．８ｍｍ
１．０ｍｍ≦Ｈ＿IFHP≦１．５ｍｍ
【００８１】
更に、第１のフィン２５の間隔Ｐ＿IFHPは、０．９ｍｍから１．５ｍｍの間にあり（１．０ｍｍが望ましい）、第２のフィン３５の間隔Ｐ＿IFBPは１．３ｍｍから１．８ｍｍの間にある（１．４ｍｍが望ましい）。従って、次の関係式が得られる。
１．３ｍｍ≦Ｐ＿IFBP≦１．８ｍｍ
０．９ｍｍ≦Ｐ＿IFHP≦１．５ｍｍ
【００８２】
上記のような寸法は、第１の流体ＨＰと第２の流体ＢＰとの間の熱交換を促進するとともに、圧力降下を抑制する。
【００８３】
更に、各熱交換モジュール１５の上部板１７および下部板１９の厚さは、０．５ｍｍから１．５ｍｍの間（１．０ｍｍが望ましい）にあることが有利である。
【００８４】
熱交換器１がハウジング３を備えている場合には、ハウジングボディ３ａ、カバー３ｂ、または２つのハーフハウジング３’および３”の厚さを、１．０ｍｍから２．０ｍｍの間（１．５ｍｍが望ましい）に選ぶことにより、熱交換器１の強度を増すことができる。
【００８５】
次に、図６〜図９について説明を行う。図６〜図９は、熱交換器１の熱効率、および／または圧力降下の変化をフィンの寸法パラメータの関数として示すグラフである。
【００８６】
更に具体的には、図６は、熱交換器１の熱効率の変化を、第１のフィン２５の長さＬ＿IFHP、および／または第２のフィン３５の長さＬ＿IFBPの関数として示している。
【００８７】
図６に示すように、熱交換器１の熱効率を３５％から６２％の間に設定することにより、種々の冷却流体を使用する場合の要求条件に適合させることができる。これらの冷却流体は、Ｒ１３４Ａまたは１２３４ｙｆの名前で知られる冷却流体等の、未臨界冷却流体等である。
【００８８】
以上により、第１のフィン２５の長さＬ＿IFHPおよび／または第２のフィン３５の長さＬ＿IFBPを、５０ｍｍから１３０ｍｍの間に選べば、最適な熱効率が得られることは明らかである。
【００８９】
特に、熱交換器１の上記のような熱効率は、次に示す構成の熱交換器１によって得ることができる。
・第１のフィン２５の幅Ｗ＿IFHP、および第２のフィン３５の幅Ｗ＿IFBPは、実質的に５５ｍｍに等しい。
・第１のフィン２５の高さＨ＿IFHPは、実質的に１．２ｍｍに等しい。
・第２のフィン３５の高さＨ＿IFBPは、実質的に３．６ｍｍに等しい。  
・第１のフィン２５の間隔Ｐ＿IFHPは、実質的に１．０ｍｍに等しい。
・第２のフィン３５の間隔Ｐ＿IFBPは、実質的に１．４ｍｍに等しい。
【００９０】
１つの特定の実施形態においては、熱交換器１の中の熱交換モジュール１５の数は、７に等しい。
【００９１】
図７は、熱交換器１に対する熱効率の変化（実線）と圧力降下の変化（点線）とを、第２のフィン３５の間隔Ｐ＿IFBPの関数として示している。
【００９２】
図７に示すように、熱交換器１の熱効率を５５％から６２％の間に設定することにより、特定の冷却流体（例えば、１２３４ｙｆという名前で知られる未臨界冷却流体）を使用する場合の、より厳しい要求条件に適合させることができる。また、熱交換器１の最大圧力降下を、１００％にすることができる。
【００９３】
従って、１００％を超えない圧力降下に対する最適な熱効率は、第２のフィン３５の間隔Ｐ＿IFBPが１．３ｍｍから１．８ｍｍの間にある場合に得られると考えられる。
【００９４】
特に、熱交換器１に関する上記のような熱効率は、熱交換器１の次に示す構成によって得ることができる。
・第１のフィン２５の長さＬ＿IFHP、および／または第２のフィン３５の長さＬ＿IFBPは、本質的に１３０ｍｍに等しい。
・第１のフィン２５の幅Ｗ＿IFHP、および第２のフィン３５の幅Ｗ＿IFBPは、実質的に５５ｍｍに等しい。
・第１のフィン２５の高さＨ＿IFHPは、実質的に１．２ｍｍに等しい。
・第２のフィン３５の高さＨ＿IFBPは、実質的に３．６ｍｍに等しい。
・第１のフィン２５の間隔Ｐ＿IFHPは、実質的に１．０ｍｍに等しい。
【００９５】
１つの特定の実施形態においては、熱交換器１の熱交換モジュール１５の数は、７に等しい。
【００９６】
図８は、熱交換器１に対する熱効率の変化（実線）と圧力降下の変化（点線）とを、第２のフィン３５の高さＨ＿IFBPの関数として示している。
【００９７】
図８に示すように、熱交換器１の熱効率を５５％から６２％の間に設定することにより、特定の冷却流体（例えば、１２３４ｙｆという名前で知られる未臨界冷却流体）を使用する場合の、更に厳しい要求条件に適合させることができる。また、熱交換器１の最大圧力降下を、１００％にすることができる。
【００９８】
従って、１００％を超えない圧力降下に対する最適な熱効率は、第２のフィン３５の高さＨ＿IFBPが２．０ｍｍから４．８ｍｍの間にある場合に得られると考えられる。
【００９９】
特に、熱交換器１に関する上記のような熱効率は、熱交換器１の次に示す構成によって得ることができる。
・第１のフィン２５の長さＬ＿IFHP、および／または第２のフィン３５の長さＬ＿IFBPは、本質的に１３０ｍｍに等しい。
・第１のフィン２５の幅Ｗ＿IFHP、および第２のフィン３５の幅Ｗ＿IFBPは、実質的に５５ｍｍに等しい。
・第１のフィン２５の高さＨ＿IFHPは、実質的に１．２ｍｍに等しい。
・第１のフィン２５の間隔Ｐ＿IFHPは、実質的に１．０ｍｍに等しい。
【０１００】
１つの特定の実施形態においては、熱交換器１の熱交換モジュール１５の数は、７に等しい。
【０１０１】
最後に、図９は、熱交換器１に対する熱効率の変化（実線）と圧力降下の変化（点線）とを、第２のフィン３５の幅Ｗ＿IFBPの関数として示している。
【０１０２】
図９に示すように、熱交換器１の熱効率を６０％から６２％の間に設定することにより、特定の冷却流体（例えば、１２３４ｙｆという名前で知られる未臨界冷却流体）を使用する場合の、更に厳しい要求条件に適合させることができる。また、熱交換器１の最大圧力降下を、１００％にすることができる。
【０１０３】
従って、１００％を超えない圧力降下に対する最適な熱効率は、第２のフィン３５の幅Ｗ＿IFBPが４５ｍｍから７０ｍｍの間にある場合に得られると考えられる。
【０１０４】
特に、熱交換器１に関する上記のような熱効率は、熱交換器１の次に示す構成によって得ることができる。
・第１のフィン２５の長さＬ＿IFHP、および／または第２のフィン３５の長さＬ＿IFBPは、本質的に１３０ｍｍに等しい。
・第１のフィン２５の高さＨ＿IFHPは、実質的に１．２ｍｍに等しい。
・第２のフィン３５の高さＨ＿IFBPは、実質的に３．６ｍｍに等しい。
・第１のフィン２５の間隔Ｐ＿IFHPは、実質的に１．０ｍｍに等しい。
・第２のフィン３５の間隔Ｐ＿IFBPは、実質的に１．４ｍｍに等しい。
【０１０５】
１つの特定の実施形態においては、熱交換器１の熱交換モジュール１５の数は、７に等しい。
【０１０６】
最後に、本発明の原理に従った種々の実施形態が可能であるという点に注意するべきである。これらの例は、単に本発明の主題の例示として示されているものである。本発明は、上記に記載された実施形態に限定されるものではなく、上記は、単なる実施例として提示されたものであるということは、極めて明白である。本発明は、当業者が本発明の記述の中で着想しうると考えられる、種々の代替、およびそれらの代替の変形を包含するものであり、これらは、特に、詳細な数値の範囲の任意の組み合わせを含むものである。
【符号の説明】
【０１０７】
１  熱交換器
３  ハウジング
３ａ  ハウジングボディ
３ｂ  カバー
３’、３”  ハーフハウジング
５  取り付けラグ
７  第１の入口開口
９  第１の出口開口
１１  第２の入口開口
１３  第２の出口開口
１５  熱交換モジュール
１５ａ  下部 熱 交換モジュール
１５ｂ  上部熱 交換モジュール
１５ｃ  中間 熱 交換モジュール
１７  上部板
１９  下部板
２１  内部の第１のキャビティ
２３  外縁
２５  第１のフィン
２７  結合部
２７ａ  第１の結合部
２７ｂ  第２の結合部
２９  内部表面
３１  外部表面
３３  循環空間
３５  第２のフィン
３７  追加的な保持部
３９  短い側部
４０  長い側部
４１  ジョイント
４２  突起
【図１】
0005878480.tif 000002
【図２】
0005878480.tif 000003
【図３ａ】
0005878480.tif 000004
【図３ｂ】
0005878480.tif 000005
【図４】
0005878480.tif 000006
【図５】
0005878480.tif 000007
【図６】
0005878480.tif 000008
【図７】
0005878480.tif 000009
【図８】
0005878480.tif 000010
【図９】
0005878480.tif 000011