(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周が互いに整合する皿状の第１プレート(1)と第２プレート(2)とが交互に積層されて、それらの間に第１流路(3)と第２流路(4)とが積層方向に交互に配置され、
第１プレート(1)には、一対の第１流体(5)の第１連通孔(7)(8)と、一対の第２流体(6)の第１バイパス孔(9)とがそれぞれ互いに離間して穿設され、その一対の第１連通孔(7)(8)間を結ぶ直線と、一対の第１バイパス孔(9)間を結ぶ直線とが直交または、Ｘ字状に交差するように配置され、
第２プレート(2)には、第２流体(6)の一対の第２連通孔 (10) (11)と、一対の第１流体(5)の第２バイパス孔(12)とがそれぞれ互いに離間して穿設され、
その第２プレート(2)の一対の第２連通孔(10)(11)と、第１プレート(1)の一対の前記第１パイパス孔(9)とが整合すると共に、第２プレート(2)の一対の第２パイパス孔(12)と第１プレート(1)の前記一対の第１連通孔(7)(8)とが整合し、
前記第１流路(3)に第１流体(5)が流通し、第２流路(4)に第２流体(6)が流通する積層型熱交換器において、
第１プレート(1)には、その第１流体(5)の一対の連通孔(7) (8)の間で、両孔(7)(8) を結ぶ直線に交差する一対の突条(13)(14)が並列して、その第１流路(3)側にその流路高さに等しくプレス加工により突出し、一方の突条(13)の長手方向の一端が第１プレート(1)の一方縁の近傍まで達し、その他端は第１プレート(1)の他端縁から離間して配置され、
他方の突条(14)の長手方向の一端が第１プレート(1)の前記他方縁の近傍まで達し、その他端は第１プレート(1)の前記一方縁から離間して配置され、それにより、第１流路(3)内で、第１流体(5)が一対の突条(13)(14)を迂回して平面略Ｓ字状に流通するように構成し、
第２プレート(2)には、前記突条(13)(14)を避けた位置で、多数のディンプル(15)が分散して、その第１流路(3)側にその流路高さに等しくプレス加工により突出し、
第２流路(4)側には、前記突条(13)(14)およびディンプル(15)の裏側の各凹陥部が存在し、その第２流路(4)にインナーフィン(16)が介装され、
一対の突条(13)(14)が互いに平行に配置され且つ、一対の突条(13)(14)の端部に、互いに対向する側に曲折する曲がり部(17)を有して、各曲がりの先端が対向する突条に近接することにより、その近接部でＳ字状の流路の一部に絞り部を設けたことを特徴とする積層型熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の積層型熱交換器において、
前記インナーフィン(16)がオフセット型のものであり、第１流体(5)と第２流体(6)とがプレートの中央部で対向流となるように流通する積層型熱交換器。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載の積層型熱交換器において、
第１プレート(1)および第２プレート(2)の外周が平面円形であり、第１プレート(1)の一対の第１連通孔(7)(8)間を結ぶ直線と、一対の第１バイパス孔(9)間を結ぶ直線とが直交するように配置された積層型熱交換器。
【請求項４】
請求項１または請求項２のいずれかに記載の積層型熱交換器において、
第１プレート(1)および第２プレート(2)の外周が平面方形または菱形であり、第１プレート(1)の一対の第１連通孔(7)(8)間を結ぶ直線と、一対の第１バイパス孔(9)間を結ぶ直線とが直交またはＸ字状に交差するように配置された積層型熱交換器。  
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の積層型熱交換器がオイルクーラであり、第１流体(5)が冷却水であり、第２流体(6)がオイルである積層型熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の皿状プレートを積層した積層型熱交換器であって、オイルクーラ等に用いられるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に記載のオイルクーラは、平面円形の多数の皿状プレートに出入孔とバイパス孔とが周方向に90度づつ位置ずれして穿設され、各プレートがインナーフィンを介して積層され、各プレートの一つ置きにオイル流路と冷却水流路とを形成したものである。
また、特許文献２に記載の自動車用オイルクーラは、平面円形で、プレート表面に多数の突条を並列し、各突条が上下のプレートで互いに交差するように配置することにより、インナーフィンを省略したものである。
更に、特許文献３に記載のオイルクーラは、平面が方形で多数の突条を並列し、内部にインナーフィンを有さないものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１３９４８０号公報
【特許文献２】特開平１０−９６５９６号公報
【特許文献３】実用新案登録第３０２６２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、各プレート間にインナーフィンを配置するため、部品点数が多くなり、組立てが面倒で、製造コストが高くなる欠点がある。
特許文献２及び、特許文献３は、それぞれインナーフィンを排除し、各プレート表面に多数の突条を並列したものである。そして、各プレートの一枚おきに、オイル流路と冷却水流路とを形成するものである。
【０００５】
このようなオイルクーラは、冷却水に比べて、粘性の高いオイル側の伝熱面積を大きくする必要がある。しかし、インナーフィンを省略した特許文献２，３は伝熱面積が比較的小さいため、単位体積あたりの熱交換量が少なくなる欠点がある。また、冷却水の流路においては、各部に均一に冷却水が流通しがたい欠点がある。
そこで、本発明はかかる欠点を取除き、比較的部品点数が少なく且つ、オイル側の伝熱面積を十分に確保しつつ、冷却水がプレート各部に均一に流通し、且つその流路長を長くして熱交換を促進しうる積層型熱交換器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の本発明は、外周が互いに整合する皿状の第１プレート(1)と第２プレート(2)とが交互に積層されて、それらの間に第１流路(3)と第２流路(4)とが積層方向に交互に配置され、
第１プレート(1)には、一対の第１流体(5)の第１連通孔(7)(8)と、一対の第２流体(6)の第１バイパス孔(9)とがそれぞれ互いに離間して穿設され、その一対の第１連通孔(7)(8)間を結ぶ直線と、一対の第１バイパス孔(9)間を結ぶ直線とが直交または、Ｘ字状に交差するように配置され、
第２プレート(2)には、第２流体(6)の一対の第２連通孔 (10) (11)と、一対の第１流体(5)の第２バイパス孔(12)とがそれぞれ互いに離間して穿設され、
その第２プレート(2)の一対の第２連通孔(10)(11)と、第１プレート(1)の一対の前記第１パイパス孔(9)とが整合すると共に、第２プレート(2)の一対の第２パイパス孔(12)と第１プレート(1)の前記一対の第１連通孔(7)(8)とが整合し、
前記第１流路(3)に第１流体(5)が流通し、第２流路(4)に第２流体(6)が流通する積層型熱交換器において、
第１プレート(1)には、その第１流体(5)の一対の連通孔(7) (8)の間で、両孔(7)(8) を結ぶ直線に交差する一対の突条(13)(14)が並列して、その第１流路(3)側にその流路高さに等しくプレス加工により突出し、一方の突条(13)の長手方向の一端が第１プレート(1)の一方縁の近傍まで達し、その他端は第１プレート(1)の他端縁から離間して配置され、
他方の突条(14)の長手方向の一端が第１プレート(1)の前記他方縁の近傍まで達し、その他端は第１プレート(1)の前記一方縁から離間して配置され、それにより、第１流路(3)内で、第１流体(5)が一対の突条(13)(14)を迂回して平面略Ｓ字状に流通するように構成し、
第２プレート(2)には、前記突条(13)(14)を避けた位置で、多数のディンプル(15)が分散して、その第１流路(3)側にその流路高さに等しくプレス加工により突出し、
第２流路(4)側には、前記突条(13)(14)およびディンプル(15)の裏側の各凹陥部が存在し、その第２流路(4)にインナーフィン(16)が介装され、
一対の突条(13)(14)が互いに平行に配置され且つ、一対の突条(13)(14)の端部に、互いに対向する側に曲折する曲がり部(17)を有して、各曲がりの先端が対向する突条に近接することにより、その近接部でＳ字状の流路の一部に絞り部を設けたことを特徴とする積層型熱交換器である。
【０００８】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の積層型熱交換器において、
前記インナーフィン(16)がオフセット型のものであり、第１流体(5)と第２流体(6)とがプレートの中央部で対向流となるように流通する積層型熱交換器である。
【０００９】
請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載の積層型熱交換器において、
第１プレート(1)および第２プレート(2)の外周が平面円形であり、第１プレート(1)の一対の第１連通孔(7)(8)間を結ぶ直線と、一対の第１バイパス孔(9)間を結ぶ直線とが直交するように配置された積層型熱交換器である。
【００１０】
請求項４に記載の本発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載の積層型熱交換器において、
第１プレート(1)および第２プレート(2)の外周が平面方形または菱形であり、第１プレート(1)の一対の第１連通孔(7)(8)間を結ぶ直線と、一対の第１バイパス孔(9)間を結ぶ直線とが直交またはＸ字状に交差するように配置された積層型熱交換器である。
【００１１】
請求項５に記載の本発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の積層型熱交換器がオイルクーラであり、第１流体(5)が冷却水であり、第２流体(6)がオイルである積層型熱交換器である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の積層型熱交換器は、第１プレート１に並列して設けた一対の突条13、14の存在により、第１流体５がそれらを迂回して平面略Ｓ字状に流通するとともに、その第１流路３内には多数のディンプル15が分散して突出しているため、流路断面を小さくするとともに、流路長を長くして、その流速を早めて、第１流体５を十分攪拌するので、熱交換が促進される。また、第２流路４側には突条13、14、ディンプル15の突出部が存在せず、そこにインナーフィン16が介装されているから、第１流路に比べて伝熱面積が大きく且つ、第２流体６の流通を円滑にし、熱交換を促進しうる。
【００１３】
さらに、一対の突条(13)(14)を互いに平行に配置し且つ、一対の突条(13)(14)の端部に、互いに対向する側に曲折する曲がり部(17)を設け、各曲がりの先端が対向する突条に近接することにより、その近接部でＳ字状の流路の一部に絞り部を設けたので、その絞りにより、第１流路３のＳ字状流路をより曲折して、その流路長を長くし、熱交換を促進させることができる。
【００１４】
上記構成において、請求項２に記載のように、第２流路４のインナーフィン16をオフセット型のものとし、第１流体５と第２流体６とがプレートの中央部で対向流となるように流通させた場合には、さらに第１流体５と第２流体６との熱交換を促進しうる。
【００１５】
上記構成において、請求項３に記載のように、第１プレート１および第２プレート２の外周を平面円形に形成し、一対の連通孔７、８間を結ぶ直線と、一対のバイパス孔９間を結ぶ直線とが直交するように配置した場合には、平面円形のプレートによる積層型熱交換器において、最も効率よく熱交換を行なうことができる。
【００１６】
上記構成において、請求項４に記載のように、第１プレート１および第２プレート２の外周を平面方形または菱形に形成し、一対の連通孔７、８間を結ぶ直線と、一対のバイパス孔９間を結ぶ直線とが直交またはＸ字状に交差するように配置した場合には、このプレートの積層型熱交換器において、効率よく熱交換を行なうことができる。
【００１７】
上記いずれかの熱交換器をオイルクーラとして使用し、第１流体５を冷却水とし、第２流体６をオイルとした場合には、オイル側の伝熱面積を大きくして、両流体間の熱交換を効率よく行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施例の積層型熱交換器の分解斜視図。
【図２】同熱交換器に用いられる第１プレート１の平面図。
【図３】図２のIII−III矢視断面図。
【図４】同熱交換器に用いられる第２プレート２の平面図。
【図５】図４のＶ−Ｖ矢視断面図。
【図６】同熱交換器の第１流体５および第２流体６の流通状態の説明図。
【図７】図６のVII−VII矢視断面図。
【図８】本発明の第２実施例の第１プレート１の平面図。
【図９】同第３実施例の第１プレート１の平面図。
【図１０】同第４実施例の第１プレート１の平面図。
【図１１】同第５実施例の第１プレート１の平面図。
【図１２】同第６実施例の第１プレート１の平面図。
【図１３】同第７実施例の第１プレート１の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
【００２０】
（第１実施例）
本発明の積層型熱交換器は、外周が互いに整合する平面円形の皿状の第１プレート１と、第２プレート２とが交互に積層されて、それらの間に第１流路３と第２流路４とが積層方向に交互に配置される。
第１プレート１には、第１流体５の連通孔７、８が周方向に１８０度離間して配置されている。この連通孔７、８は、底面の平面から内面側に小筒部が形成され、その孔縁に内フランジ孔を形成する。そして、図２及び図３に示すごとく、一対の連通孔７、８から周方向に９０度離間して、底面の平面に面一の一対のバイパス孔９が穿設されている。そして、その一対のバイパス孔９を結ぶ直線と、一対の連通孔７、８を結ぶ直線とが直行する。
【００２１】
一対の連通孔７、８を結ぶ直線に斜めに交差して互いに平行に一対の突条13、14がその外面側に突出し、その先端部にＬ字状に曲折した曲がり部17を形成する。この突条13、14および曲がり部17の高さは、図７から明らかなように、第１流体５が流通する第１流路３の高さに整合する。
【００２２】
次に、第２プレート２は図４、図５に示すごとく、第２流体６の一対の連通孔10、11が周方向に１８０度離間して、設けられている。その孔縁は、第１プレートのそれらと同様に内面側に凹嵌し、内フランジ状に形成されている。そして、連通孔10、11から周方向に９０度離れた位置に一対のバイパス孔12が穿設されている。更に、プレートの平面には多数のディンプル15が、その内面側に突設されている。その突出高さは、第１流路３の高さに等しい。なお、各ディンプル15は、図６に示すごとく、第１プレート１の各突条13、14と接触しないように、平面的にそれを避けて配置されている。
【００２３】
そして、第１プレート１、第２プレート２は図１のごとく積層され、第１プレート１の連通孔７、８の内フランジ部がその下面側の第２プレート２のバイパス孔12に接する。また、第１プレート１の一対のバイパス孔９はその上面側の第２プレート２の連通孔10、11の内フランジに接触する。そして、第１プレート１の下面側と第２プレート２の上面側との間にはインナーフィン16が挿入される。このインナーフィン16には一対の連通孔７、８および一対のバイパス孔９に整合する位置に孔が穿設されている。
【００２４】
このインナーフィン16は、図１に示す如く、オフセットフィン（マルチエントリー型フィン）を用いることが好ましい。これは多数の波形が平面の一方方向に曲折されるとともに、その波の頂部方向に多数の切起しが形成されたものである。そして、図７に示すごとく、インナーフィン16が介装された位置に第２流路４が形成される。
【００２５】
第１プレート１の上面側と第２プレート２の下面側との間にはインナーフィンは介装されず、第１プレート１の突条13、14が第２プレート２の下面に接触するとともに、第２プレート２のディンプル15が第１プレート１の上面側に接する。そして、それらの間に第１流路３を形成する。
【００２６】
そして、図１のごとく、最上端に位置する一対の連通孔10、11には第２流体用の一対の取付パイプ19の一端が挿入され、一対のバイパス孔12には、それぞれ取付パイプ20の下端が装着される。なお、積層方向の最下端には孔を有しないプレートが配置される。そして、各プレートの接触部間が一体にろう付け固定され、積層型熱交換器を構成する。そして、第１流体５として、冷却水が第１プレート１の上面側と、第２プレート２の下面側との間に流通し、第２流体６としてオイルが第１プレート１の下面側と、第２プレート２の上面側との間に流通し、両流体間に熱交換が行なわれるものである。
なお、図１において、積層方向の最上端を端蓋で閉塞し、最下端のプレートに一対づつの取付パイプ19、20を接続してもよい。
【００２７】
（作用）
冷却水である第１流体５は、図６のごとく、一方の連通孔７から第１流路３内を一対の突条13、14を迂回し、他方の連通孔８にＳ字状に流通する。この時、第１流体５は一対の突条13、14に案内されるとともに、多数のディンプル15により攪拌される。それとともに、第１流体５の流路は、平行部分と一対の曲がり部分とを有し、特に各突条の曲がり部分で比較的狭く絞られ、その分だけ流速を増して流通する。また、第２流体６としてのオイルは、第１プレート１の下面側を一方のバイパス孔９から他方のバイパス孔９に流通する。この時、その第２流路４内にはインナーフィン16が配置され、それによって、熱伝達を良好にする。そして、図６に示すごとく、各プレートの中央部で第２流体６と第１流体５とは、対向流となる。この時、第２流体６は一方のバイパス孔９から他方のバイパス孔９を結ぶ直線の近傍により多くが流通する。それが第２流体の出入口の最短距離だからである。そして、その位置には第１流体５が対向流として導かれ、熱交換を促進する。
【００２８】
（第２実施例）
次に図８は、第１プレート１の第２実施例であり、この例が前記第１実施例の図２のそれと異なる点は、突条13、14が直線的に形成されている点のみである。即ち、図２の場合には、突条13、14の他端に曲がり部17が設けられていたが、図８の例ではそれが存在しない。それに対応して図示しない第２プレートのディンプルその他が形成される。
（第３実施例）
次に図９は、第１プレート１の第３実施例であり、この例が図８の実施例と異なる点は、突条13、14が一対の連通孔７、８間を結ぶ直線に直交する点である。図８の場合は、それが斜めに交差していた。
【００２９】
（第４実施例）
次に図10は、本発明の第４実施例の第１プレート１であり、これが図８の実施例と異なる点は、第１プレート１の外形が正方形に形成されている点のみである。
（第５実施例）
次に図11は、本発明の第５実施例であり、これが図10のそれと異なる点は、連通孔７、８間を結ぶ直線と、各突条13、14とが直交する点である。図10の場合は、それがＸ字状に交差する。
【００３０】
（第６実施例）
次に図12は、本発明の第６実施例であり、その第１プレート１が図10のそれと異なる点は、第１プレート１の外周が細長い矩形に形成され、その対角位置に一対の連通孔７、８が設けられるとともに、他の対角位置に一対のバイパス孔９が設けられた点である。そして、第１プレート１は長方形に形成れている。それに対応して図示しない第２プレートのディンプルその他が形成される。
（第７実施例）
次に図13は、本発明の第７実施例の第１プレート１であり、これが図12のそれと異なる点は、一対の突条13、14が第１プレート１の短辺にそれぞれ平行に配置されている点である。図12のそれらは、短辺に対して鋭角に配置されていた。
【００３１】
いずれの実施例でも、第１流体５は突条13、14の存在により、一方の連通孔７から他方の連通孔８にＳ字状に流通する。なお、各実施例の第１プレート１の外周は第２プレート２の外周に整合し、それぞれの孔も上下方向に積層したとき、互いに整合する位置に配置されている。そして、第２プレート２には各突条13、14を避けた位置にディンプル15が第１プレート１の上面側に突出する。そして、第１プレート１の下面側と第２プレート２の上面側との間にはオフセット型のインナーフィン16が配置される。
【符号の説明】
【００３２】
１  第１プレート
２  第２プレート
３  第１流路
４  第２流路
５  第１流体
６  第２流体
【００３３】
７  連通孔
８  連通孔
９  バイパス孔
10  連通孔
11  連通孔
12  バイパス孔
【００３４】
13  突条
14  突条
15  ディンプル
16  インナーフィン
17  曲がり部
18  周壁
19  取付パイプ
20  取付パイプ
【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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