(57)【要約】  熱移動手段であって、流体的に直列に以下を含む：熱源の出口から流体を受け入れるための接続に適合する流体入口４１を有する流体供給導管；少なくとも１つの熱交換器エレメントを自身上に配置して有する熱交換チューブを含む熱交換器４０；および熱源の入口に流体を送るための接続に適合する流体出口を有する流体送出導管４２。流体供給導管、熱交換チューブおよび流体送出導管は、単一の材料で製作した共通の管構成から一体的に形成される。熱移動手段は、例えば一体的な冷却ラインおよび／または空間ヒータとして役立つために、例えば乗物上の熱移動システムの内部に包含するのに適している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体的に直列に以下を含む熱移動手段であって：
熱源の出口から流体を受け入れるための接続に適合する流体入口を有する流体供給導管；
少なくとも１つの熱交換器エレメントを自身上に配置して有する熱交換チューブを含む熱交換器；および
熱源の入口に流体を送るための接続に適合する流体出口を有する流体送出導管；
そこにおいて、前記流体供給導管、熱交換チューブおよび流体送出導管は、単一の材料で製作した共通の管構成から一体的に形成される、熱移動手段。
【請求項２】
前記共通の管構成が、押出成形によって形成される、請求項１に記載の熱移動手段。
【請求項３】
前記一体的な熱移動手段の流体入口が、前記熱源の出口に直接接続するのに適していて、かつ、前記一体的な熱移動手段の流体出口が、前記熱源の入口に直接接続するのに適している、請求項１または２に記載の熱移動手段。
【請求項４】
前記共通の管構成が、実質的に剛性材料で形成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱移動手段。
【請求項５】
前記共通の管構成が、金属材料で形成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱移動手段。
【請求項６】
前記共通の管構成が、アルミニウムまたはアルミニウム合金である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱移動手段。
【請求項７】
前記熱交換チューブ上に配置する前記熱交換器エレメントが、個々のループ自体が前記熱交換チューブの外側周辺に螺旋状に巻かれる個々のループを定義する連続した螺旋形のワイヤから形成される、請求項６に記載の熱移動手段。
【請求項８】
前記熱交換器エレメントの個々のループが、前記熱交換チューブの外側と熱伝導接触して、そして、はんだ付け、ろう付け、バインドワイヤおよび／または適切な接着剤を使用するような機械的手段、の中から選択される結合プロセスによって、その上に固定される、請求項７に記載の熱移動手段。
【請求項９】
前記熱交換チューブが、当該熱交換チューブの外側上にその長さに沿って配置されて、そして、前記熱交換器を形成する前記チューブの周辺に螺旋状に巻かれるワイヤの前記個々のループと対応する、溝付きの構成を含む、請求項７または８に記載の熱移動手段。
【請求項１０】
前記熱交換チューブが、当該熱交換チューブの外側上の前記溝に対応する前記チューブの内側面上に配置される突起をさらに含む、請求項９に記載の熱移動手段。
【請求項１１】
前記熱交換器エレメントが上に配置される前記熱交換チューブが、前記一体的な管構成の前記長さの軽微な部分を形成する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の熱移動手段。
【請求項１２】
前記熱交換チューブが、前記一体的な管構成の全長の３０％以下を形成する、請求項１１に記載の熱移動手段。
【請求項１３】
前記流体供給導管および流体送出導管の各々が、前記管構成の全長の中で前記熱交換チューブが占めるよりも大きな割合を占める、請求項１１または１２に記載の熱移動手段。
【請求項１４】
流体的に直列に以下を含む冷却ラインであって：
熱源の出口への接続に適合する流体入口を有する冷却流体供給導管；
少なくとも１つの熱交換器エレメントを自身上に配置して有する熱交換チューブを含む熱交換器；および
熱源および例えばその流体リザーバの入口への接続に適合する流体出口を有する冷却流体送出導管；
そこにおいて、前記流体供給導管、熱交換チューブおよび流体送出導管は、単一の材料で製作した共通の管構成から一体的に形成される、冷却ラインを含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の熱移動手段。
【請求項１５】
流体的に直列に以下を含む空間ヒータであって：
熱源の出口から流体を受け入れるための接続に適合する流体入口を有する流体供給導管；
少なくとも１つの熱交換器エレメントを自身上に配置して有する熱交換チューブを含む熱交換器；および
熱源の流体入口に、例えばその流体リザーバの入口に流体を送るための接続に適合する流体出口を有する流体送出導管；
そこにおいて、前記流体供給導管、熱交換チューブおよび流体送出導管は、単一の材料で製作した共通の管構成から一体的に形成される；および
そこにおいて、少なくとも前記熱交換器は、暖められる空間の中に位置するか、さもなければその空間と流体的に接続されるのに適合する、空間ヒータを含む、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の熱移動手段。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の一体的な熱移動手段、および少なくとも、システムにおける流体の再循環のための連続回路において流体的に接続される熱源および流体リザーバを含む、熱移動システム。
【請求項１７】
流体を冷却する手段を必要とする自動車システムのような乗物システムのための冷却システムを含む熱移動システムであって、前記乗物システムは熱源を含み、前記熱移動システムは、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の熱移動手段の形態の一体的な冷却ラインおよび、システムにおける冷却流体の再循環のための連続回路において流体的に接続される少なくとも前記熱源を含む、請求項１６に記載の熱移動システム。
【請求項１８】
前記冷却流体が作動流体である、請求項１７に記載の熱移動システム。
【請求項１９】
前記冷却流体が、前記システムの温度を低下させるために循環する専用の冷却流体である、請求項１７に記載の熱移動システム。
【請求項２０】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の一体的な熱移動手段を含む空間ヒータ、および、システムにおける熱移動流体の前記再循環のためのその連続回路において流体的に接続される少なくとも熱源を含み、そこにおいて、前記一体的な熱移動手段の少なくとも前記熱交換器は、暖められる前記空間の中に位置するか、さもなければその空間と流体的に接続される、請求項１６〜１９のいずれか１項に記載の熱移動システム。
【請求項２１】
乗物の内部の空間を暖めるための乗物上に組み込まれる空間ヒータであって、前記空間ヒータの少なくとも前記熱交換器が、暖められる前記乗物の内部の前記空間の中に位置するか、さもなければその空間と流体的に接続される、請求項２０に記載の空間ヒータ。
【請求項２２】
前記熱源が乗物システムである、請求項２１に記載の空間ヒータ。
【請求項２３】
前記熱源が乗物のエンジンであり、前記システム内で循環する熱伝達流体は、エンジン冷却液を含む、請求項２２に記載の空間ヒータ。
【請求項２４】
前記熱交換器のような、暖められる前記空間の内部に位置する前記熱移動手段の一部を実質的に囲むハウジングを含む、請求項２０〜２３のいずれか１項に記載の空間ヒータ。
【請求項２５】
前記ハウジングが、前記熱移動手段によって暖められた空気が、暖められる前記空間の内部を循環するのを許容する開口を含む、請求項２４に記載の空間ヒータ。
【請求項２６】
少なくとも前記熱交換器を横切ってまたは通って空気を流すために、そしてこれにより、暖められる前記空間を通る加熱空気の前記循環を促すために、羽根車が提供される、請求項２０〜２５のいずれか１項に記載の空間ヒータ。
【請求項２７】
請求項１６〜２６のいずれか１項に記載のシステムを組み込んでいる乗物。
【請求項２８】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の一体的な熱移動手段を熱移動システムに設置する方法であって、以下の各ステップ：
ａ．前記流体供給導管の前記流体入口を熱源の流体出口に接続すること；および
ｂ．前記流体送出導管の前記流体出口を、熱源の流体入口に、および例えばそのリザーバの流体入口に接続すること、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に熱移動システム、特に、しかしこれに限らず、例えば冷却システムのような油圧熱移動システム（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｓｙｓｔｅｍ）に関する。
【０００２】
したがって、本発明は、一般に、熱エネルギーが熱源から離れて、および／または、熱移動流体の循環による熱供給を経由して、移動されるシステムに関する。特に、本発明は、熱移動装置および、管の内部の流体から管の外部の環境へ熱の移動を生じさせるために熱移動装置の一部としての熱移動管に関する。特に、本発明は、熱源（例えばパワーステアリングポンプ）を含む例えばパワーステアリング（ｐｏｗｅｒ  ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｓｔｅｅｒｉｎｇ  （ＰＡＳ））のような、自動車システムにおける作動流体からの、または、この種の自動車システムを冷却するための冷却システムにおける専用の冷却流体からの、熱の移動に関する。本発明はまた、特に、この種のシステムにおける漏れの減少に関する。
【背景技術】
【０００３】
システムにおいて使用する作動流体（例えば作動油）を冷却する手段を必要とする、または、専用の冷却流体を必要とする自動車システムの例では、燃料供給システム、パワーステアリング（ＰＡＳ）システム、油圧サスペンションシステム、空気ブレーキシステム、およびエンジン／トランスミッションオイルシステムを含む。図１ａに示すように、この種のシステム１０は、概して、熱源１４（例えばパワーステアリングポンプ）、適切な流体を収容しているリザーバ１２、および連続した閉ループシステム１０を形成するためにリザーバ１２と熱源１４とを接続している管２、４、６を少なくとも含む。リザーバ１２は、システム１０に直列または並列に接続されてもよく、あるいは、一体的な流体リザーバまたは、熱源１４自体の内部での流体の容積という形態をとってもよい。
【０００４】
流体は、管を通しておよびシステム１０周辺に流れる油圧作動流体でもよい。作動流体の温度は、システムの運転作動圧力によって上昇して、一般に熱源１４の下流ではより高い。流体は、代わりに、この種の熱源１４および／または作動流体を冷却するための専用の冷却流体でもよい。例えば、流体は、循環されるエンジン冷却液でもよい。
【０００５】
用語「熱源（ｈｅａｔ  ｓｏｕｒｃｅ）」は、システムにおける任意のコンポーネント、デバイスまたは装置を含むことが理解される。そして、このシステムは、使用中に熱を発生させて、そして作動流体に熱を与えて、および／または、例えば冷却流体によって冷却されるために、特に熱伝達目的で提供される流体に熱を伝達する。この種の熱源は、内燃機関、パワーステアリング（ＰＡＳ）ポンプまたはステアリングギア、燃料またはオイルポンプ、あるいは、油圧サスペンションまたは空気ブレーキシステムの一部、を含んでもよい。
【０００６】
全ての場合において、流体は、熱源を高い温度のままにする。そして、冷却ラインにおいてそれを冷却することが望ましい。作動流体の場合、システムにおける流体の温度が制御されて、所望のレベル以下に保持されるのを確実にすることは、一般に望ましい。特に熱伝達の目的で提供される流体（例えば冷却流体）の場合、流体は、特定機能として、システムからの熱の移動または除去を有する。すべてのこの種のケースにおいて、流体は循環して、この循環によって、熱は伝達されてもよい。したがって、すべてのこの種の流体は、それらの一次目的であるか否かにかかわらず、本明細書では熱伝達流体として集合的に関連される。
【０００７】
したがって、流体から熱を伝達するために、これにより、流体の温度が所望のレベル以下、例えば所望の最高値以下に保たれることを確実にするために、一般に熱源の下流に熱伝達手段を配置することは、典型的である。抽出された熱エネルギーは、余剰として処理されてもよい。しかしながら、それは、例えば空間ヒータとして使用されてもよい。例えば乗物システム（ｖｅｈｉｃｌｅ  ｓｙｓｔｅｍ）において、乗物の車室を加熱するために、循環されるエンジン冷却液からの熱移動を使用することが知られている。概して、これは、熱伝達手段を、熱源の下流で、かつ車室の中に位置決めすることによって、都合よく生じさせることができる。適切な空気羽根車が、それから、熱伝達手段を越えてまたは通して、そして（現在加熱する）車室へと空気を送るために使用されてもよい。
【０００８】
適切な熱伝達手段は、「管およびフィン（ｔｕｂｅ  ａｎｄ  ｆｉｎ）」熱交換器を含む。図２ａおよび図２ｂに示すように、この種の熱交換器２０は、概して、外側面に固定された金属ワイヤ２４を有する中空の金属管２２を含む。ワイヤ２４は、一般に、熱交換器エレメントを形成するために、ループ自体が管２２の外側周辺に螺旋状に巻かれた個々のループ２４を定義する、連続した螺旋の形態である。熱交換器エレメントの個々のループ２４は、各ループ２４の基部２６を管２２に固定するために、接着するか、はんだ付けするか、ろう付けするか、または、接着剤の有無にかかわらずバインドワイヤ（図示せず）を使用するか、によって管２２の外側に固定される。
【０００９】
一般に、この種の熱交換器は、例えば、熱源の出口を熱交換チューブの入口に接続する流体供給導管の提供によって、および、熱交換チューブの出口をリザーバの入口に接続する流体送出導管の提供によって、熱源とリザーバとの間に接続される。この種の導管は、可撓性のゴムホースまたは同様のものでよい。
【００１０】
熱伝達は、管壁全体に、そして、熱交換チューブ上に配置されている熱交換器エレメントから行われる。これにより、熱は、熱交換チューブを通って流れる流体から、概して、熱交換チューブおよび熱交換器エレメントの外側を越えて流れる空気に伝達される。熱交換器は、乗物が移動する（図１ａの矢１８によって示される）ときに、空気が、管に対して実質的に垂直な方向に熱交換器を越えて流れるように、乗物のエンジン室内に配置されてもよい。理解されるように、乗物の速度は、熱交換器を越えて流れる空気の速度に影響を及ぼして、これにより、熱伝達の速度に影響を及ぼす。あるいは、乗物の車室を加熱するために余分の熱を使用することが望まれる場合には、熱が熱交換チューブを通って流れる流体から、熱交換チューブおよび熱交換器エレメントの外側を越えて流れる空気に伝達されて、そして車室に伝達されるように、熱交換器は、車室の内部に配置されるかまたは、さもなければ車室と流体的に（ｆｌｕｉｄｌｙ）接続されてもよい。理解されるように、熱交換器を形成している熱交換チューブ上に配置される熱交換器エレメントは、熱交換器エレメントがない場合に熱伝達が行われる速度と比較して、流体と空気流との間の熱伝達の速度に非常に影響を及ぼす。
【００１１】
少なくとも１つの熱交換器エレメント１６に対して、一端がチューブの流体入口１７を含み、かつ他端がチューブの流体出口１９を含む「Ｕ」字形の熱交換チューブ１５のアーム上に配置されることが知られている。あるいは、高い熱伝達速度（例えば高性能アプリケーションまたは、高いシステム運転作動圧力を有するアプリケーション）が要求される場合には、熱交換器エレメントは、「Ｕ」字形のチューブ１５の各アームに配置されてもよい。例えば送風機を提供することによって、熱交換器エレメント１６を越える追加的な空気を流すか、または空気流の速度を増加することも知られている。
【００１２】
冷却システムにおいて少なくとも１つの熱交換器を接続することに関連した不利な点は、上記のように、そのシステムにおけるジョイントの個数および／またはそれらのジョイントが熱交換チューブに近接していることに関連がある。さまざまな実際的な理由（特に管の上にフィン構造の製造と関連した）のために、熱交換チューブは、流体供給導管および流体送出導管の接続のための入口および出口については、別個のコンポーネントとして典型的に製造される。図１ａおよび図１ｂに示すように、適切な管２、４、６が、典型的な冷却システムのコンポーネントを直列に流体的に接続（すなわちリザーバ１２への熱交換器１６への熱源１４へのリザーバ１２）するために使用されて、そして、各接続ポイントにジョイントが存在する。特に、流体供給導管６は、熱源の出口２１と熱交換チューブの入口１７とを接続する。そして、流体送出導管２は、熱交換チューブの出口１９とリザーバの入口２３とを接続する。この種の接続管２、４、６は、単純な雄／雌コネクションを介してシステムコンポーネントを直列に流体的に接続する可撓性の（例えばゴム）ホースの形態でもよい。この場合ゴムホースの両端部は、例えば、上記のように、対応するコンポーネントの適切に適合した入口および出口にスライドしてかぶさる。
【００１３】
したがって、上述した最小限の個数のコンポーネント１２、１４、１６を含むこの種のシステム１０では、概して６つのジョイントＸがシステム１０にある。特に、熱交換チューブの入口および熱交換チューブの出口に、熱交換チューブに近接してジョイントがある。もちろん、より多くのコンポーネントが存在する場合には、より多くのジョイントが要求される。
【００１４】
冷却システム１０の流体供給導管２／熱交換器１６／流体送出導管６サブアセンブリは、したがって、３つの部分のサブアセンブリを形成する。しばしば、流体供給導管２、熱交換チューブ１５および流体送出導管６は、異なる材質であって、上記のように、接続手段によって一緒に接続される。接続の各ポイントにジョイントが存在する。
【００１５】
この種のシステムにおけるジョイントによって生じる望ましくない効果は、システムからの流体（例えばオイルまたは空気）の漏れである。漏れは、合わないジョイント、ジョイント自体の圧力および熱効果、およびコンポーネント部品間の相対的な運動によって生じることがありえる。例えば熱交換器の効率および、圧力損失のために冷却システムまたは他の熱伝達システム自体の性能、に悪影響を与えることによって、この種の漏れの結果は、システムに対して多くの方法で深刻に有害でありえる。熱交換チューブに近接する位置において熱交換チューブの入口および熱交換チューブの出口を接続している供給導管および送出導管間のジョイントの漏れは、特に望ましくないかもしれない。システムのジョイントの個数を減らすこと、および／または、必然的に熱交換チューブに近接する位置にあるジョイントの個数を減らすことは、一般に望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の第１の態様によれば、流体的に直列に以下を含む熱移動手段であって：
−熱源の出口から流体を受け入れるための接続に適合する流体入口を有する流体供給導管；
−少なくとも１つの熱交換器エレメントを自身上に配置して有する熱交換チューブを含む熱交換器；および
−熱源および例えばその流体リザーバの入口に流体を送るための接続に適合する流体出口を有する流体送出導管；
そこにおいて、前記流体供給導管、熱交換チューブおよび流体送出導管は、単一の材料で製作した共通の管構成から一体的に形成される、熱移動手段が提供される。
【００１７】
流体供給導管、熱交換チューブおよび流体送出導管は、共通の管構成から一体的に形成される。これは、任意の適切な管成形プロセスを経て全体を一体的な、モノリシックとして形成されて、それから、管の部分が流体供給導管、熱交換チューブおよび流体送出導管として役立つように適切に形づくられる、管を意味するのに理解される。
【００１８】
したがって、熱交換チューブと流体供給導管および流体送出導管との間の熱交換チューブに近接するジョイントは、除去される。一体的な管は、熱交換チューブを含むだけでなく、流体供給導管チューブを含む前方チューブ長さおよび流体送出導管チューブを含む後方チューブ長さ（両方とも有意な長さ）をも含む。これは、従来技術の装置と対比されることができる。そして、それは一次チューブ構造が、熱交換チューブならびに、熱交換チューブの入口および出口で流体供給および流体送出ホースを接続するために熱交換チューブの入口および出口に近接して必要なジョイントを本質的に含む。
【００１９】
この種の単一の共通の管構成は、複数の孔を有してもよいが、好ましくは単一の孔を定義する。上記のように、結果として生じる管構成に機械ジョイントが存在しないように、好ましくは、共通の管構成は、押出成形によって形成されて、そして適切に形づくられる。
【００２０】
適切に、熱源は、熱源とは別個の熱伝達流体の容積を保持するための容器でもよくて、そして熱源と直列に流体的に接続されてもよい、流体リザーバを含んでもよい。あるいは、容器は、例えば、補助回路を介して熱源と並列に流体的に接続されてもよい。いずれの実施形態でも、リザーバと熱源とを接続するために、少なくともさらなる導管が必要とされてもよい。さらなる導管は、可撓性のホースでもよくて、一体的な熱移動手段に対して異なる材質でもよい。さらに代えて、流体リザーバは、熱源自体の内部で流体の蓄え（ｆｌｕｉｄ  ｒｅｓｅｒｖｅ）または流体の容積（ｆｌｕｉｄ  ｖｏｌｕｍｅ）という形態をとってもよく、その場合には、さらなる導管は必要とされない。
【００２１】
都合のよいことに、流体供給導管および流体送出導管は、熱交換チューブと一体的に形成されて、これにより、流体回路における流体移送ラインとして組み込み可能な、単一の、１つの部分の一体的な熱移動手段を形成する。流体供給導管および流体送出導管は、これにより、熱交換チューブと一体の有意の追加的な管エレメントを含む。
【００２２】
熱交換チューブ自体のいずれの側にも、この種の実質的な管状の前方部／後方部を提供することによって、別々の接続オプションが提供される。例えば、都合のよいことに、本発明によれば、一体的な熱移動手段の流体入口は、熱源の出口に直接接続してもよく、そして、一体的な熱移動手段の流体出口は、熱源の入口におよびそのリザーバの入口に直接接続してもよい。完全なシステムのジョイントの個数は、減少してもよい。例えば、上記のように、従来の冷却システムの３つの部分（供給導管／熱交換器／送出導管）のサブアセンブリにおける、流体供給の出口と熱交換チューブ入口との間、および熱交換チューブの出口と流体リザーバの入口との間のジョイントは、除去される。したがって、冷却システムにおける、少なくとも熱交換チューブに局所的な潜在的な漏れ経路の個数は、有意に減少する。
【００２３】
本発明による一体的な熱移動手段は、また、より小さい製造および組み立ての時間およびコストを提供する。
【００２４】
好ましくは、一体的な熱移動手段の共通の管構成を形成する流体供給導管、熱交換チューブおよび流体送出導管は、同一材料である。好ましくは、一体的な熱移動手段の共通の管構成は、実質的に剛性材料である。適切に、一体的な熱移動手段の共通の管構成は、金属材料で形成されて、好ましくは、アルミニウムまたは適切なアルミニウム合金、鋼および特に炭素鋼、ステンレス鋼など、銅および銅合金である。アルミニウムおよびアルミニウム合金は、特に好ましい。都合のよいことに、これは、１つの部分の一体的な熱移動手段の、軽量、剛性および安価を提供する。加えて、アルミニウムまたはアルミニウム合金の熱移動手段は、熱交換器の熱交換チューブを通して流れる流体からと同様に、流体供給および流体送出導管を通して流れる流体からの、効率的な熱の伝達を提供する。
【００２５】
適切に、熱交換チューブに配置される熱交換器エレメントは、個々のループを定義している連続した螺旋の形で、それ自体が熱交換チューブの外側周辺に螺旋状に巻かれるワイヤから形成されてもよい。上述したように、熱交換器のこの形は、「管およびフィン」熱交換器として知られる。熱交換器エレメントの個々のループは、熱交換チューブの外側と熱伝導接触して、そして、例えば、はんだ付けまたはろう付けによって、あるいは、例えば、個々のループの基部を熱交換チューブに固定するためにバインドワイヤおよび適切な接着剤を使用する機械的手段によって、その上に固定される。
【００２６】
好ましくは、一体的な熱移動手段は、少なくともその熱交換チューブ部において、その長さに沿って複数の溝を含む。好ましくは、溝は、熱交換チューブの外側に配置されて、そして、熱交換器を形成するチューブの周辺に螺旋状に巻かれるワイヤの個々のループと一致する。外部の溝は、チューブの外側面と、熱交換器エレメントの個々のループの各基部との間に、改良された熱接触を都合よく提供する。これにより、熱交換器部の熱伝達効率を改良する。溝はまた、特にバインドワイヤが用いられるときに、螺旋状に巻かれるワイヤの個々のループを熱交換チューブの外側に対して確実に取り付けるために、位置決め手段を提供する。
【００２７】
好適なケースにおいて、熱交換器エレメントの個々のループが、例えば、個々のループの基部をこの種の溝に固定するためにバインドワイヤおよび適切な接着剤のような機械的手段によって固定される場合には、そこでは熱交換チューブは有意な製作の利点でありえる。管が適切な形状に形成されるにつれて、熱交換器ループは、管製造プロセスの一部として取り付けられることができる。これは、複雑な形状の一体的な管の構成を作成する。そして、それは、熱交換器部が一部のみを形成して、そして、少なくとも熱交換器部に近接して多くのジョイントを必要としない、より実際的な提案である。熱交換器エレメントを有する一体的な管が形成されたあと、次の孔の製造処理の必要性を回避することもできる。従来技術の方法では、その構造は、孔の内部への工具または加圧流体の導入によって強化されてもよく、および／または、熱交換器エレメントを取り付けた後で孔形状を制御するために追加の構造を要求してもよい。上記の好適な方法は、これの必要性を回避することができる。そして、それは、内部コンポーネントまたは分離してくる混入物がないので、製造後に、内孔の状況の制御を改良する。
【００２８】
熱移動手段は、したがって、熱交換チューブがその一部である熱伝達流体回路に用いるための、一体的な細長い熱伝達流体移送ラインとして含まれることができる。例えば、熱移動手段は、冷却流体回路に用いるための、一体的な細長い冷却ラインとして含まれることができる。好ましくは、熱交換器エレメントが配置される熱交換チューブは、一体的な熱移動手段／ラインの長さの軽微な部分を形成する。「軽微な部分（ｍｉｎｏｒ  ｐｏｒｔｉｏｎ）」によって、熱交換チューブは、一体的な熱移動手段／ラインの長さの５０％以下を形成することが理解される。好ましくは、熱交換チューブは、熱移動手段／ラインを占める一体的な共通の管構成の長さの３０％以下を形成する。好ましくは、流体供給導管および流体送出導管の各々は、一体的な共通の管構成の全長の中で熱交換チューブが占めるよりも大きな割合を占める。好ましくは、一体的な熱移動手段／ラインの熱交換チューブ部は、一体的な共通の管構成の流体供給導管部および流体送出導管部の両方よりも実質的に短い。
【００２９】
好ましくは、熱交換チューブは、一体的な共通の管構成の熱交換器部のより複雑でない製造を考慮に入れて、実質的に真っ直ぐで、そして巻かれてない。一体的な共通の管構成が自動車冷却システムの一部を形成する熱移動手段／ラインを含む場合には、熱交換器は、エンジン室を通る空気の流れが熱交換器を越えて実質的に垂直な方向に流れるように、エンジン室の中に配置されることもできる。これは、熱交換器の最大の伝熱効率を提供する。
【００３０】
用語「軽微な部分（ｍｉｎｏｒ  ｐｏｒｔｉｏｎ）」および「巻かれてない（ｕｎｃｏｉｌｅｄ）」は、上記のように、平行したアームおよび、アームの１つに配置される少なくとも１つの熱交換器エレメントを有する従来の「Ｕ」字形の熱交換器から、本発明を区別するために用いる。本発明のこれらの特徴は、熱移動手段のより多くの一体的な共通の管構成を、エンジン室を通る空気の流れにさらす。一体的な共通の管構成の大部分（すなわち流体供給および流体送出導管）は、したがって、一体的な共通の管構成の軽微な部分（すなわち熱交換チューブ）に配置される熱交換器に加えて、熱伝達目的のために使われる。
【００３１】
適切に、一体的な熱移動手段は、複数の熱交換器を含んでもよい。複数の熱交換器は、高いシステム稼動圧力または高性能アプリケーションを有する用途に適していてもよい。
【００３２】
一体的な熱移動手段の流体入口が熱源の出口に接続して、そして、一体的な熱移動手段の流体出口が別個のリザーバの入口に接続する場合には、上述したように、一体的な熱移動手段は、熱源とリザーバとの間に接続してもよい。リザーバが熱源自体の中で流体の蓄えまたは容積（ｆｌｕｉｄ  ｒｅｓｅｒｖｅ  ｏｒ  ｖｏｌｕｍｅ）という形態をとる場合には、一体的な熱移動手段の流体入口および流体出口は、熱源出口および熱源入口にそれぞれ直接接続してもよい。
【００３３】
熱源は、任意の熱発生デバイスまたは装置を含んでもよい。そして、それは、例えば適切な冷却流体による冷却を要求するように、適切な熱伝達流体に熱を伝達するために配置され、および／または、適切な作動流体により供給されて、使用中に加熱する。流体の温度は、熱源を通って流れる間に熱源によって典型的に上昇する。この種の熱源は、内燃機関（潤滑流体に熱を伝達させるかまたは、その冷却システムに専用の冷却剤流体を循環させるにせよ）、パワーステアリング（ＰＡＳ）ポンプまたはステアリングギア、燃料またはオイルポンプ、あるいは油圧サスペンションまたは空気ブレーキシステムの一部を含んでもよい。
【００３４】
もちろん、一体的な熱移動手段は、空気圧システムを含む、他の用途に適している。そして、それは専用の冷却システムを要求し、および／または熱の伝達を要求する。
【００３５】
適切に、一体的な熱移動手段は、熱移動手段を車体またはそのコンポーネントに取り付けるアタッチメント手段を含んでもよい。適切なアタッチメント手段は、例えば、適切に構成されるクリップまたはブラケットを含んでもよい。
【００３６】
本発明の第１の主要な実施形態によれば、熱移動手段は冷却ラインを含み、それにより本発明は、流体的に直列に以下を含む冷却ラインであって：
−熱源の出口への接続に適合する流体入口を有する冷却流体供給導管；
−少なくとも１つの熱交換器エレメントを自身上に配置して有する熱交換チューブを含む熱交換器；および
−熱源および例えばその流体リザーバの入口への接続に適合する流体出口を有する冷却流体送出導管；
そこにおいて、前記流体供給導管、熱交換チューブおよび流体送出導管は、単一の材料で製作した共通の管構成から一体的に形成される、冷却システム用の冷却ラインを含む。
【００３７】
本発明の一体的な冷却ラインが使用されてもよい冷却システムの例としては、自動車システムが挙げられる。これらは、作動流体（例えばシステムにおいて使用される作動油または潤滑流体）の冷却のための手段を要求する、あるいは専用の循環冷却液にとともに提供される、自動車システムを含むかもしれない。この種のシステムは、一般によく知られている。典型的な従来技術のシステムでは、熱交換器ユニットは、本質的に熱交換チューブを含む。そして、それは、管自体に近接する管の入口および管の出口にジョイントを介して、別個の冷却流体供給および冷却流体送出導管（例えば可撓性のゴムホースの形態で）によって接続される。対照的に、本発明によれば、管の有意な長さは、単一の材料から製造される単一の、全体がモノリシックの、一体的な冷却ラインにおけるこの種の供給導管およびこの種の送出導管を、少なくとも一部に、一体的に含む。この種の一体的な冷却ラインが従来の冷却システムに直接組み込まれる場合には、これにより、接続の個数を減らしておよび／または熱交換チューブ自体に近接する接続の個数を減らすことは、可能である。
【００３８】
本発明のこの実施形態に係る冷却ラインは、冷却流体から抽出される熱を（例えば環境に）廃棄するか、または、それが使用されることができる他の場所にその熱を伝達するために、調整されることができる。これは、一体的な冷却ラインの、そして特に熱交換器の、コンポーネントの適切な配置によって達成されることができる。例えば、冷却ラインは、加えて、以下に述べる第２の主要な実施形態に係る空間ヒータのための熱源としての機能を果たすことができる。
【００３９】
本発明の第２の主要な実施形態によれば、熱移動手段は、流体的に直列に以下を含む空間ヒータであって：
−熱源の出口から流体を受け入れるための接続に適合する流体入口を有する流体供給導管；
−少なくとも１つの熱交換器エレメントを自身上に配置して有する熱交換チューブを含む熱交換器；および
−熱源の入口に、例えばその流体リザーバの入口に流体を送るための接続に適合する流体出口を有する流体送出導管；
そこにおいて、前記流体供給導管、熱交換チューブおよび流体送出導管は、単一の材料で製作した共通の管構成から一体的に形成される；および
そこにおいて、少なくとも前記熱交換器は、暖められる空間の中に位置するか、さもなければその空間と流体的に接続されるのに適合する、空間ヒータを含む。
【００４０】
本発明の第２の主要な実施形態に係る空間ヒータは、特に、例えば乗物の車室を加熱するための、そして例えば自動車のための、乗物の空間ヒータである。都合のよいことに、空間ヒータは、本明細書において上述したシステムのような自動車システムから抽出される、特に余剰の熱を利用する。
【００４１】
本発明の第２の主要な実施形態に係る空間ヒータは、一体的な流体供給導管、熱交換チューブおよび流体送出導管が、少なくとも熱交換チューブに近接した必要な接続の個数を減らすようにして、上記で定義したような熱源を含む回路への接続に適合する。例えば、暖められる空間内に要求される接続の個数は、減少しているかもしれない。
【００４２】
本発明のさらに別の態様では、熱移動システムは、上記したような一体的な熱移動手段ならびに、システムにおける流体の再循環のための連続回路において流体的に接続される、少なくとも熱源および流体リザーバ、を含んで提供される。
【００４３】
例えば、冷却システムは、上記したような熱移動手段の形態における一体的な冷却ラインならびに、システムにおける冷却流体の再循環のための連続回路において流体的に接続される、少なくとも熱源および流体リザーバ、を含んで提供される。
【００４４】
特定の好ましい実施形態において、冷却システムは、流体を冷却する手段を必要とする自動車システムのような乗物システムのための冷却システムを含む。この種の乗物システムは、上記のような冷却システムの熱源を含む。例えば、この種の乗物システムは、システムにおける作動油または潤滑流体のような作動流体の冷却手段を必要とする、そして乗物システムの作動中に加熱される、システムを含む。あるいは、乗物システムは、システムの温度を低下させるために専用の冷却流体が循環するシステムを含む。場合によっては、作動流体または専用の冷却流体は、上記のような冷却流体を含んでもよい。
【００４５】
例えば、さらにまたは代わりに、空間ヒータは、上記のような一体的な熱移動手段ならびに、システムにおける熱伝達流体の再循環のための連続回路において流体的に接続される、少なくとも熱源および流体リザーバを含んで提供される。そこにおいて、一体的な熱移動手段の少なくとも熱交換器部は、暖められる空間の内部に位置するか、さもなければその空間に流体的に接続される。
【００４６】
空間ヒータの少なくとも熱交換器が、車室のような乗物の内部空間に位置するか、さもなければその内部空間に流体的に接続されるという点で、空間ヒータは、乗物の内部空間（例えば乗物内部の車室）を暖めるための乗物に組み込まれる空間ヒータであることが好ましい。この種の場合において、熱源は、乗物システムであることが好ましく、そして、過剰のまたは余剰の熱を抽出することが望ましい乗物システムであることが特に好ましい。特に都合のよい実施形態において、熱源は、乗物のエンジン（特に内燃機関）であり、そして、システム内で循環する熱伝達流体は、エンジン冷却液を含む。
【００４７】
熱源としてエンジン冷却液または他の自動車システムを利用する乗物空間ヒータは、よく知られている。エンジン冷却液または他の流体は、エンジン室の内部において関連する自動車システム内または周辺を循環することよって加熱されて、そして、乗物の車室内に位置する熱交換器を通る導管の適切な配置を介して移送される。この種のエンジン冷却／乗物暖房システムは、冷却液の循環のために作動する複数の回路を有してもよくて、そして、複雑な導管およびジョイント構造を必要としてもよい。特に、運転室自体の中で複雑な接続を要求することは、乗物の運転室の容積内に位置する任意の熱交換器にとって普通である。上述のように、複雑な接続は、潜在的漏れ経路を提供する。流体が車室内に漏れることは特に望ましくないので、これは特に車室自体の中で望ましくない。
【００４８】
都合の良いことに、本発明によれば、一体的な熱移動手段によって、システムの接続の個数および／または熱交換器に近接した接続の個数は、減少することができる。空間ヒータシステムの好ましい実施形態において、暖められる空間の外に位置する流体供給導管への入口および流体送出導管からの出口を有する本発明による一体的な熱移動手段のみが、暖められる空間の中に位置する。その結果、すべての流体接続部は暖められる空間の外にある。これは、いかなる漏れも、暖められる空間の外側で、例えば乗物のエンジン室内で、そして車室外で、行われることを確実にする。
【００４９】
都合の良いことに、空間ヒータは、暖められる空間の中に位置する熱伝達手段（例えば熱交換器）のその部分を囲むハウジングを含む。この種のハウジングは、熱移動手段によって加熱された空気が、暖められる空間内を循環できるように、開口を含む。
【００５０】
少なくとも熱交換器を横切ってまたは通って空気を流すために、そしてこれにより、暖められる空間を通る加熱空気の循環を促すために、羽根車が提供されることが好ましい。
【００５１】
この種の羽根車を通る空気流の速度を制御するために制御手段が提供され、および／または、暖められる空間に加熱空気が循環する速度を制御するように熱交換器を横切るまたは通る空気流の速度を制限するために導風板手段が提供されることが好ましい。例えば、羽根車制御手段および／または導風板手段は、暖められる空間の所望の温度を維持するために適切な恒温装置によって制御される。
【００５２】
例えば一体的な冷却ラインおよび／または空間ヒータとして一体的な熱移動手段を含む上記のようなシステムを組み込んでいる乗物もまた、本発明によって提供される。
【００５３】
本発明のさらなる態様は、上記のような一体的な熱移動手段を熱伝達システムに設置する方法であって、以下の各ステップ：
−流体供給導管の流体入口を熱源の流体出口に接続すること；および
−流体送出導管の流体出口を、熱源の流体入口に、および例えばそのリザーバの流体入口に接続すること、を含む方法である。
【００５４】
この方法は、上記のような一体的な熱移動手段を流体的に連続した熱伝達回路内に接続する。それは、熱交換チューブ自体のいずれの側でも、実質的な管状の前方部／後方部の提供を可能にする。完全なシステムにおけるジョイントの個数、および／または、熱交換チューブに近接するジョイントの必要性は、減少してもよく、その結果、漏れ経路は減少してもよい。この方法は、一体的な熱移動手段の流体入口を熱源の出口に直接、および／または、一体的な熱移動手段の流体出口を熱源の入口に、そして、例えばその中の流体リザーバの入口に直接、接続することを含んでもよい。従来の冷却システムの３つの部分（供給導管／熱交換器／送出導管）のサブアセンブリにおける、流体供給出口と熱交換チューブ入口との間、および熱交換チューブ出口と流体リザーバ入口との間のジョイントの個数は、減少してもよい。
【００５５】
１つの例示の実施形態において、熱移動手段は一体的な冷却ラインである。また、方法は、冷却システムへの、そして例えば乗物運用システムを冷却するシステムへの、同様の装備を含む。
【００５６】
別の例示の実施形態において、熱移動手段は空間ヒータである。そして、方法は、少なくとも熱交換器が、暖められる空間（例えば乗物の車室）内に位置するか、さもなければこの空間に流体的に接続されて、熱交換チューブを通って流れる流体から、熱交換チューブおよび熱交換器エレメントの外側を越えて暖められる空間内へ流れる空気へ、熱が伝達される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
本発明は、添付図面を参照して、例としてのみ記述される。
【図１ａ】図１ａは、典型的な自動車冷却システムの系統図を示す。
【図１ｂ】図１ｂは、「Ｕ」字形の熱交換器を含む、図１ａの冷却システムの系統図を示す。
【図２ａ】図２ａは、既知の「管およびフィン」熱交換器を示す。
【図２ｂ】図２ｂは、図２ａの熱交換器の端面図を示す。
【図３】図３は、例えば自動車システムのための、一体的な冷却ラインとして組み込まれる本発明の熱伝達手段の一実施形態を示す。
【図４】図４は、図３の一体的な冷却ラインを含む熱伝達手段の熱交換器部分の断面図を示す。
【図５】図５は、乗物の運転室ヒーターとして組み込まれる本発明の熱伝達手段の一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
図３に関して、一体的な冷却ライン４０、４１、４２は、熱源１４の流体出口への接続に適合する流体入口５４を有する流体供給導管部４１、その上に配置された少なくとも１つの熱交換器エレメントを有する熱交換チューブを含む熱交換器部４０、および、流体を熱源１４に戻すためにリザーバ１２の入口への接続に適合する流体出口５２を有する流体送出導管部４２、を流体的に直列に含む。流体供給導管部４１、熱交換チューブおよび流体送出導管部４２は、したがって、単一の材料から、例えば単一の押出成形品として製造される共通の管構成４０、４１、４２を形成するために、一体的に形成される。
【００５９】
一体的な冷却ライン４０、４１、４２は、熱源１４と別個のリザーバとの間を接続してもよい。この場合、一体的な冷却ライン４０、４１、４２の流体入口５４は、熱源１４の出口に接続して、そして、一体的な冷却ライン４０、４１、４２の流体出口５２は、リザーバ１２の入口に接続する。リザーバ１２が、熱源１４自体の内部で流体の蓄えまたは容積（ｒｅｓｅｒｖｅ  ｏｒ  ｖｏｌｕｍｅ）という形態をとる場合には、一体的な冷却ライン４０、４１、４２の流体入口５４および流体出口５２は、それぞれ、熱源の入口および熱源の出口に直接接続してもよい。
【００６０】
熱交換器部４０の熱交換チューブは、一体的な冷却ライン４０、４１、４２を形成するために、流体供給導管部４１および流体送出導管部４２と一体的に形成されている。これは１つの部分の一体的な冷却ライン４０、４１、４２を提供する。これにより、上記のように、従来の冷却システムの３つの部分のサブアセンブリに存在するように、ゴムチューブと熱交換器との間のジョイントを除去する。したがって、冷却システム６０の潜在的漏れ経路の個数は、有意に減少している。
【００６１】
１つの部分の一体的な冷却ライン４０、４１、４２は、また、製造時間およびコストを減らす。
【００６２】
一体的な冷却ライン４０、４１、４２は、アルミニウムであり、そして、それは軽量構造ならびに、ともに一体的に形成された熱交換器部４０、流体供給導管部４１および流体送出導管部４２によって、一体的な冷却ライン４０、４１、４２を通って流れる流体からの効率的な熱伝達を提供する。
【００６３】
流体供給導管部４１、熱交換チューブおよび流体送出導管部４２は、システム６０の周辺を流れる適切な冷却流体または作動流体から、熱交換器４０ならびに流体供給および流体送出導管部４１、４２を越えて流れる空気に、熱を伝達するための手段として作用する。一体的な冷却ライン４０、４１、４２は、熱源１４の下流に位置してもよく、これにより、熱源１４に戻る流体の温度が、熱源１４に残っている流体よりも低くて、そして最大許容レベル以下に保たれることを確実にする。
【００６４】
流体入口および流体出口５４、５２は、一体的な冷却ライン４０、４１、４２を冷却システムに接続するのに適切に適合している。入口および出口５４、５２は、熱源１４およびリザーバ１２に直接接続する。冷却システム６０におけるジョイントの個数、およびシステム６０から生じる漏れの量は、これにより減少する。この種の接続は、機械的でもよい。
【００６５】
流体供給導管部４１および流体送出導管部４２の両方は、熱交換器部４０の熱交換チューブよりも実質的に長い。換言すれば、熱交換器エレメントは、冷却ライン４０、４１、４２の長さの実質的に軽微な部分に沿って配置される。冷却ライン４０、４１、４２の長さの大部分は、したがって、エンジン室を通って流れる空気にさらされて、したがって、熱交換器部４０に加えて、熱伝達目的のために使われることができる。
【００６６】
図４に関して、冷却ラインおよび少なくとも熱交換チューブ４７は、複数の溝４３を含む。溝４３は、チューブ４７の外側に配置されている。溝４３は、熱交換器４０の熱交換器エレメントを形成しているチューブ４７の周辺に螺旋状に巻かれたワイヤ４４の個々のループと一致する。溝４３は、チューブ４７の外側面と、個々のループ４４の各基部４８との間に、改良された熱接触を都合よく提供する。これにより、熱交換器部４０の熱伝達効率を改良する。溝４３はまた、特にバインドワイヤ４６が用いられるときに、螺旋状に巻かれるワイヤの個々のループ４４を熱交換チューブ４７の外側に対して確実に取り付けるために、位置決め手段を提供する。
【００６７】
熱交換チューブ４７はまた、チューブ４７の内側面に配置されている複数の突起４５を有する。突起４５は、チューブ４７の外側面上の溝４３に都合よく対応する。
【００６８】
上述の通り、本発明による一体的な冷却ライン４０、４１、４２は、既知の冷却システムを越える多くの有意な効果を提供する。そして、それはこの種のシステム６０におけるジョイントの個数の減少、および／または、熱交換器部４０に近接するジョイントの個数の減少を含む。
【００６９】
図５は、乗物運転室用のヒータとして、本発明の実施形態に係る熱移動手段のありうる使用を図示する。乗物８０は、エンジン室８２および車室８４を有する。エンジン室８２は、エンジン冷却液の循環によって冷却される内燃機関（図示せず）を含む。そして、冷却液は、例えば、通常の方法で、適切な添加物を有する水を主に含む。
【００７０】
本発明の原理に修正される実施形態によれば、一体的な熱交換器ライン９０、９１、９２は、エンジン室８２から車室８４まで熱を伝達するために提供される。これは、例えば上記実施形態の冷却ラインと同様に、そして、例えば図４に示される設計にしたがって、本発明の一般原理に従う一体的な全体として製作される、流体供給導管９１熱交換器９０および流体送出導管９２の形態をとる。
【００７１】
一体的な熱交換器ユニット９０、９１、９２は、実施形態においてエンジンからの冷却液である熱伝達流体を循環させる。流体供給導管９１は、エンジンの冷却液源に接続する。そして、流体送出導管９２は、エンジン冷却液をエンジン室へ戻すことによって回路を完成させる。少なくとも熱交換器部９０は、車室８４の内部に完全に位置する。都合のよいことに、流体供給導管部９１の入口とシステムの残部との間の任意の接続、および流体送出導管９２の出口とシステムの残部との間の任意の接続は、車室の外にも、例えばエンジン室内にも位置して、そして、漏れがより有害でないかもしれない位置に位置決めされることができる。本発明に係る一体的なシステムは、したがって、おそらく、システムにおけるジョイントの全個数を減らして、および／または、乗客の上への冷却液の漏れに結びつくかもしれない車室に存在するジョイントを除去する。
【００７２】
普通の方法において、熱交換器部９０は、例えば乗物のダッシュボードの背後またはその一部を含むハウジング８６内に位置する。開口８７は、乗物の車室８４から熱交換器部９０を越えて、空気の循環を提供する。熱は、エンジン冷却液から循環空気に伝達されて、これにより空間８４を暖める。ポンプ８８は、熱交換器部９０全体および運転室への空気の循環を促すために提供される。導風板（図示せず）は、普通の方法で要求どおりに加熱空気流の量および／または方向を制御するために、選択的に付近の開口８７に提供されてもよい。
【００７３】
したがって、図５の実施形態は、本発明の実施形態に係る熱伝達手段を、乗物の運転室ヒータとして乗物に組み込んだもの図示する。そして、それは本質的に通常方法で機能するが、しかし、例えば漏れの課題に対処するために、特に運転室エリア内でのジョイントの個数を減らすために、本発明の一体的な熱伝達手段の利点を利用する。
【００７４】
図５の実施形態は、さもなければ無駄になるかもしれないエンジンからの余熱を利用する。したがって、それは、図３に一般に概略的に図示される冷却ラインの原理を実施するが、しかし、冷却液から抽出される熱が、単に環境に伝達されるだけであるよりはむしろ、有用な目的のために伝達されるというような方法で、熱交換器（９０）を配置する。
【図１ａ】
2011503511.tif 000003
【図１ｂ】
2011503511.tif 000004
【図２ａ】
2011503511.tif 000005
【図２ｂ】
2011503511.tif 000006
【図３】
2011503511.tif 000007
【図４】
2011503511.tif 000008
【図５】
2011503511.tif 000009
【国際調査報告】
2011503511.tif 000010
2011503511.tif 000011