(57)【要約】  本発明は、熱交換器（１）のパイプ（２）であって、当該パイプ（２）の内部空間（１０）を定めるように折り返された帯状片（９）を備えており、該帯状片（９）が、前記内部空間（１０）を少なくとも２つのチャネルに分割するように接合された第１および第２のエッジ部（１５、１６）を有しているパイプ（２）に関する。本発明によれば、前記第１のエッジ部（１５）が、前記第２のエッジ部（１６）に接触する第１および第２の接触部（１８、２２）と称される２つの別個の部分と、前記第１および第２の接触部（１８、２２）の間に位置し、当該パイプ（２）の前記内部空間（１０）を横切って前記第２のエッジ部（１６）と向かい合う前記帯状片（９）の領域に接触する前記第３の接触部（２０）と、を有する。さらに本発明は、そのようなパイプ（２）を備える熱交換器（１）に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器（１）のパイプ（２）であって、
当該パイプ（２）の内部空間（１０）を定めるように折り返された帯状片（９）を備え、
前記帯状片（９）は、前記内部空間（１０）を少なくとも２つのチャネルに分割するように接合された第１のエッジ部（１５）および第２のエッジ部（１６）を有しており、
前記第１のエッジ部（１５）は、前記第２のエッジ部（１６）に接触する第１および第２の接触部（１８、２２）と称される２つの別個の部分と、前記第１および第２の接触部（１８、２２）の間に位置する第３の接触部（２０）と、を有し、
第３の接触部（２０）は、当該パイプ（２）の前記内部空間（１０）を横切って前記第２のエッジ部（１６）と向かい合う前記帯状片（９）の領域に接触する
ことを特徴とするパイプ（２）。
【請求項２】
前記第２のエッジ部（１６）は平坦である、請求項１に記載のパイプ（２）。
【請求項３】
前記第１の接触部（１８）および前記第２の接触部（２２）は平坦である、請求項１または２に記載のパイプ（２）。
【請求項４】
前記内部空間（１０）を横切って互いに向かい合う２つの平坦な壁（１１、１２）を備え、
前記第２のエッジ部（１６）は、前記壁（１１、１２）のうちの一方の一部分を定めている、請求項１乃至３のいずれかに記載のパイプ（２）。
【請求項５】
前記２つの平坦な壁（１１、１２）の間の距離が１．５ｍｍ以下である、請求項４に記載のパイプ（２）。
【請求項６】
前記２つの平坦な壁（１１、１２）の間の距離が１．０ｍｍ以下である、請求項５に記載のパイプ（２）。
【請求項７】
前記第１のエッジ部（１５）は、当該パイプ（２）の内部に向かう段部（２３）を有しており、前記第２のエッジ部（１６）の先端（２４）が、前記段部（２３）に面するように配置される、請求項１乃至６のいずれかに記載のパイプ（２）。
【請求項８】
前記第１の接触部（１８）は、第１の傾斜レグ（１９）によって前記第３の接触部（２０）につながり、前記第２の接触部（２２）は、第２の傾斜レグ（２１）によって前記第３の接触部（２０）につながっている、請求項１乃至７のいずれかに記載のパイプ（２）。
【請求項９】
前記第１の傾斜レグ（１９）、前記第３の接触部（２０）、および前記第２の傾斜レグ（２１）は、連続的に配置され、前記パイプ（２）の長手方向の延在の軸（Ａ）に対して垂直な平面において「Ｖ」字形を形成している、請求項８に記載のパイプ（２）。
【請求項１０】
前記第３の接触部（２０）が、当該パイプ（２）の中央領域に位置する、請求項１乃至９のいずれかに記載のパイプ（２）。
【請求項１１】
前記帯状片（９）は、補助的なチャネル（３０、３１、３２、３３）を定めるように当該パイプ（２）の前記内部空間（１０）を横切って互いに向かい合う前記帯状片（９）の部分に接触する部位（１７）を有している、請求項１乃至１０のいずれかに記載のパイプ（２）。
【請求項１２】
前記帯状片（９）は、当該パイプ（２）の前記内部空間（１０）を横切って互いに向かい合う前記帯状片（９）の部分に接触しても、しなくてもよいプレス部（２７、２８）を有している、請求項１乃至１１のいずれかに記載のパイプ（２）。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかに記載のパイプ（２）を少なくとも１つ備えることを特徴とする熱交換器（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器のパイプおよびそのようなパイプを備える熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、すべての熱交換器に当てはまり、特に自動車における暖房ラジエタまたは空調エバポレータなど、自動車において使用される熱交換器に当てはまる。
【０００３】
金属の帯状片から形成され、そのような帯状片をパイプの内部空間を定めるように折り返してなるパイプは、この分野において公知である。パイプは、パイプの内部空間を挟んで互いに向かい合う２つの長手方向の壁と、これらの長手方向の壁を接続する２つの側壁と、を備えている。
【０００４】
この形式のパイプは、パイプを通って流れる流体の圧力のもとでの壁の変形の防止という問題を引き起こし、そのような変形により、漏れにつながりかねない応力がパイプに加わる。
【０００５】
この問題を克服するために、文献米国特許第６５１３５８６号明細書が、帯状片によって定められ、パイプの長手方向の壁を接続するレグを用意している。レグは、パイプを通って流れる流体がもたらす圧力に耐えるための充分な機械的な支持をもたらすために、２つの長手方向の壁に対して垂直である。
【０００６】
パイプの内部高さが最小限の内部高さを、すなわち２つの長手方向の壁の間の距離が最小限の距離を下回ると、２つの接触部の間に２つの長手方向の壁に対して垂直なレグを得ることが、機械的に不可能である。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の目的は、この欠点を克服することにある。
【０００８】
この目的のために、熱交換器のパイプであって、パイプの内部空間を定めるように折り返された帯状片を備え、この帯状片が、前記内部空間を少なくとも２つのチャネルに分割するように接合された第１および第２のエッジ部を有するパイプが提案される。
【０００９】
本発明によれば、前記第１のエッジ部が、第２のエッジ部に接触する第１および第２の接触部と称される２つの別個の部分と、前記第１および第２の接触部の間に位置し、パイプの内部空間を横切って前記第２のエッジ部と向かい合う前記帯状片の領域に接触する第３の接触部と、を有する。
【００１０】
本発明の一態様によれば、第２のエッジ部が平坦である。結果として、第２のエッジ部を得るために特定の曲げおよび／またはプレス作業を実行する必要がない。
【００１１】
本発明の別の態様によれば、第１の接触部および第２の接触部が、平坦である。したがって、第２のエッジ部と、第１には第１の接触部、第２には第２の接触部との間の接触が、平面対平面の接触となり、これらの要素の間の接続が最適化される。
【００１２】
一例の実施形態によれば、パイプが、内部空間を横切って互いに向かい合う２つの平坦な壁を備えており、第２のエッジ部が、これらの壁のうちの一方の一部分を定めている。したがって、第１の接触部が、２つの平坦な壁に接触する。
【００１３】
本発明の一態様によれば、第１のエッジ部が、パイプの内部に向かう段部をさらに有し、第２のエッジ部の先端が、段部に面するように配置される。
【００１４】
別の態様によれば、前記第１の接触部が、第１の傾斜レグによって前記第３の接触部につながり、前記第２の接触部が、第２の傾斜レグによって前記第３の接触部につながる。垂直から傾けられた２つのレグの存在が、パイプの充分な機械的強度を保持しつつ、パイプの内部高さを小さくすることを可能にする。
【００１５】
一例の実施形態によれば、第１の傾斜レグ、第３の接触部、および第２の傾斜レグが、連続的に配置され、パイプの長手方向の延在の軸に対して垂直な平面において「Ｖ」字形を形成する。「Ｖ」字形の開きが、各々のレグの垂直からの勾配の関数として大きくなり、あるいは小さくなる。
【００１６】
別の一例の実施形態によれば、２つの平坦な壁の間の距離が、１．５ｍｍ以下であり、特に１．０ｍｍ以下である。この場合、この距離は、２つの平坦な壁を含んでいる平面に対して垂直な軸に沿って測定される。このような寸法を、とりわけ２つのレグの存在ゆえに、特に前記のレグが傾けられている場合に、平坦な壁の機械的強度を危うくすることなく使用することができる。しかしながら、本発明は、より大きな内部高さを有するパイプにも当てはまる。
【００１７】
別の例の実施形態によれば、第３の接触部が、パイプの中央領域に位置する。したがって、パイプの内部において第１のエッジ部の各側に定められるチャネルが、実質的に同一の断面を有する。
【００１８】
本発明の一態様によれば、前記帯状片が、補助的なチャネルを定めるようにパイプの内部空間を横切って互いに向かい合う帯状片の部分に接触する部位を有する。
【００１９】
別の態様によれば、前記帯状片が、パイプの内部空間を横切って互いに向かい合う帯状片の部分に接触しても、しなくてもよいプレス部を有する。したがって、これらのプレス部が、特に交換器を通って流れる２つの流体の間の熱交換の効率を向上させるために、パイプの内部の流体の流れに乱れを生じさせる。
【００２０】
さらに本発明は、前記請求項のうちのいずれか一項に記載のパイプを少なくとも１つ備える熱交換器に関する。
【００２１】
添付の図面が、本発明をどのように実行できるかを理解するうえで役に立つ。これらの図において、同一の参照符号は、類似の構成要素を指し示している。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明によるパイプが意図されるラジエタの概観である。
【図２】本発明によるパイプを図１の断面ＩＩ−ＩＩに沿って示している。
【図３】図２と同様の図であり、パイプを定めるために使用される帯状片の第１および第２のエッジ部を詳細に示している。
【図４】本発明によるパイプの仰視図である。
【図５】別の実施形態を示している図４と同様の図である。
【図６】図４におけるパイプの別の実施形態の部分図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、図１に示されるとおりの熱交換器１に使用可能であり、特に自動車の客室の暖房装置に使用可能である。熱交換器１が、一式の平行な管２を備えている。各々の管２が、マニホールドチャンバ（この場合には、パイプ２を通って流れる熱伝達流体の流れの方向に従ってそれぞれ入力チャンバ３および出力チャンバ４）に流体を漏らさぬように取り付けられた第１の端部２Ａ’および第２の端部２Ａ’’を有している。入口フランジ５および出口フランジ６が、これらのマニホールドチャンバ３、４にそれぞれ加えられている。
【００２４】
具体的には、熱伝達流体が流れるパイプ２が、パイプ２の長手方向の延在の軸Ａと称される軸Ａに沿って長手方向に延びている。パイプ２を通って流れる熱伝達流体と交換器１を通過する第２の流体（特に空気）との間の熱交換の表面を増加させるインサート７が、パイプ２の間に配置されている。
【００２５】
熱交換器は、例えば、一式のパイプ２を囲み、パイプ２に対して平行に配置された２つの横パネル８（横部材とも称される）を備えている。
【００２６】
パイプ２、マニホールドチャンバ３、４、および横パネル８は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金で作られている。
【００２７】
本発明によるパイプ２が、図２に示されている。そのようなパイプ２は、パイプ２の内部空間１０を定めるように折り返された金属の帯状片９を含んでいる。帯状片９が、下側壁１１および上側壁１２と称される２つの平坦な壁を有している。平坦な壁は、互いに実質的に平行である。さらにパイプ２は、２つの平坦な壁１１、１２を互いに接続する２つの側壁（図２において左側に位置する左側壁１３および図２において右側に位置する右側壁１４と称される）を有している。側壁１３、１４は、特に、パイプ２が実質的に長円形の断面を有するように半円形である。帯状片９の壁の厚さは、例えば０．１５〜０．３ｍｍの間であり、特に０．２ｍｍである。
【００２８】
帯状片９は、パイプ２の内部空間１０に向いた内面と、パイプ２の外部に向いた外面と、を有している。帯状片９の外面を、さらに詳しく後述されるように、パイプ２をインサートおよび／またはマニホールドチャンバなどの熱交換器の他の構成要素に流体を漏らさぬようにろう付けし、さらにはパイプの種々の部分をろう付けするように意図された可融合金で覆うことができる。
【００２９】
帯状片９の内面は、パイプ２の内側の腐食によって引き起こされる漏れの恐れを抑えるために、耐食性のコーティングを有することができる。また、耐食性のコーティングを覆い、帯状片９の内面の特定の領域を互いにろう付けするために用いられる可融合金を有することもできる。
【００３０】
さらに、帯状片９は、内部空間１０をパイプ２の長さの全体または一部にわたって少なくとも２つのチャネルに分割するように互いに接合された第１のエッジ部１５および第２のエッジ部１６を有している。パイプ２の第１の側４１が、パイプ２のうちの第１のエッジ部１５と左側壁１３との間に位置する側であり、パイプ２の第２の側４２が、第１のエッジ部１５と右側壁１４との間に位置する側である。
【００３１】
図２に示した例では、さらに帯状片９が、平坦な壁に位置し、パイプ２の平坦な壁１１、１２の機械的強度を向上させるように内部空間１０を横切って互いに向かい合う帯状片９の部位に接触する折り曲げ部分１７（特に、２つの折り曲げ部分１７）を有している。この場合に、そのような折り曲げ部分１７が、パイプ２の長さの全体または一部について位置しており、エッジ部１５、１６によって定められる２つのチャネルに加えて、補助的なチャネルを定める役に立っている。したがって、帯状片９が２つの折り曲げ部分１７を有している図示の事例においては、パイプ２が４つのチャネルに分割されている。この場合には、２つの折り曲げ部分１７のうちの一方が、パイプ２の第１の側４１において上側壁１２に位置する一方で、他方の折り曲げ部分１７は、パイプ２の第２の側４２において下側壁１１に位置している。
【００３２】
第１のチャネル３０が、左側壁１３と上側壁１２に位置する折り曲げ部分１７との間に位置するチャネルであり、第２のチャネル３１が、この折り曲げ部分１７と第１のエッジ部１５との間に位置するチャネルである。第３のチャネル３３が、下側壁１１に位置する折り曲げ部分１７と第１のエッジ部１５との間に位置するチャネルであり、第４のチャネル３２が、右側壁１４とこの折り曲げ部分１７との間に位置するチャネルである。
【００３３】
この場合に、帯状片９は、連続および／または不連続なプレスによって形成されたプレス部２７、２８を有している。これらのプレス部は、パイプ２の内部空間１０を横切って互いに向かい合う帯状片９の部位に接触することができる。この場合、それらはプレス成形接触部２７と称される。図２において、パイプの平坦な壁から現れて向かい合う平坦な壁につながるプレス成形接触部２７の２つの例が、第１のチャネル３０および第４のチャネル３２に示されている。第３のチャネル３３のように、２つのプレス成形接触部２７を向かい合わせに配置し、互いに接触させてもよい。
【００３４】
他のプレス部２７、２８は、パイプ２の内部空間１０を横切って互いに向かい合う帯状片９の部位に接触しなくてもよく、その場合には、それらは独立プレス部２８と称される。独立プレス部２８の２つの例が、図２において第２のチャネル３１に示されている。これらの独立プレス部２８を、下側壁１１および／または上側壁１２に配置することができる。それらは、内部空間１０を横切って互いに向かい合わせに位置しても、向かい合わせに位置しなくてもよい。
【００３５】
第１のエッジ部１５、１つ以上の折り曲げ部分１７、および１つ以上のプレス部２７、２８は、例えば曲げおよび／またはプレスによって得られる。
【００３６】
図３が、パイプ２の第１および第２のエッジ部１５、１６の接合の領域のさらに詳細な図である。
【００３７】
第１のエッジ部１５が、パイプの内側に位置している。この場合には、第１のエッジ部１５が、特に平坦であって第２のエッジ部１６に接触する第１の接触部１８を有している。垂直に対して傾けられた第１の傾斜レグ１９が、第１の接触部１８を、パイプ２の内部空間１０を横切って第２のエッジ部１６に向かい合う上側壁１２の内面に接触する第３の接触部２０に延長している。次いで、第１のエッジ部１５は、垂直に対して傾けられた第２のレグ２１によって延長され、例えば平坦であって第２のエッジ部１６に接触する第２の接触部２２を終端としている。本発明によれば、第３の接触部２０が、第１および第２の接触部１８、２２の間に位置し、特に第１および第２の傾斜レグ１９、２１の間に位置している。これは、パイプの機械的強度を向上させる。
【００３８】
第１の傾斜レグ１９、第３の接触部２０、および第２の傾斜レグ２１は、連続的に配置され、パイプ２の長手方向の延在の軸Ａに対して垂直な平面において「Ｖ」字形を有している。換言すると、第１の傾斜レグ１９、第３の接触部２０、および第２の傾斜レグ２１が、パイプ２の長手方向の延在の軸Ａに対して垂直な平面に形成される断面において「Ｖ」字形をなす。
【００３９】
したがって、パイプ２の高さは、「Ｖ」字形を平たくするなどの傾斜レグ１９、２１の垂直に対する勾配に依存する。これは、パイプ２を通って流れる流体によってもたらされる圧力に耐えるためのパイプ２の壁の充分な機械的支持を保証しつつ、１．５ｍｍ未満、特に１．０ｍｍ未満のパイプ２の内部高さ、すなわち下側壁１１の内面と上側壁１２の内面との間の距離、を得ることを可能にする。
【００４０】
この場合、第２のエッジ部１６は平坦であり、特に下側壁１１の一部である。これは、第２のエッジ部１６と、やはり平坦である第１および第３の接触部１８、２２との間のろう付けを容易にする。さらに、第２のエッジ部１６に接触する第１および第３の接触部１８、２２の面が、上述のように、第１および第２のエッジ部１５、１６の間の結合の品質の向上に役立つ可融合金で覆われる。さらに、この構成において、パイプ２の内側を通って流れる熱伝達流体に接触するように設計された第１のエッジ部１５の面が、この場合には、上述のように腐食防止材料で覆われ、おそらくは可融合金で覆われる。
【００４１】
図示の例では、第１および第２のエッジ部１５、１６が、パイプの中央の領域の辺りで接合されている。具体的には、第３の接触部２０が、第１のエッジ部１５および第２のエッジ部１６によってパイプ２が実質的に同一の断面を有する２つのチャネルに分割されるように、パイプ２の中央に位置している。これらの同一の断面のチャネルを、すでに見てきたように、折り曲げ部分によってさらに分割することも可能である。
【００４２】
さらに、第１のエッジ部１５は、パイプ２の内部に向かう段部２３を備えており、第２のエッジ部１６の先端２４が、段部２３に面するように配置される。
【００４３】
したがって、段部２３は、第１のエッジ部１５の第１の接触部１８が第２のエッジ部１６に接触できるよう、パイプ２の内部に向かう第１の折り目２５と、第２のエッジ部１６に向かう第２の折り目２６と、を有している。
【００４４】
図４が、パイプの別の実施形態の下側壁１１の外面を示している。第３の接触部２０が、波線を使用して示されている。
【００４５】
この場合、熱伝達流体は、パイプ２の内部をＵ字形のループにて流れる。この形式のパイプ２は、ただ１つのマニホールドチャンバ（図示されていない）が第１の端部２Ａ’の側に配置され、マニホールドチャンバを仕切ることを可能にする仕切りを備えている熱交換器に設置されるように意図される。より具体的には、マニホールドチャンバの仕切りが、ただ１つのパイプ２において流入する熱伝達流体を流出する熱伝達流体から隔てる。したがって、熱伝達流体は、マニホールドチャンバの第１の室からパイプ２の第１の側４１の内部に通過する。次いで、長手方向の延在の軸Ａに沿ってパイプ２の第２の端部２Ａ’’に流れ、その後にパイプの第２の側４２を逆方向にマニホールドチャンバの第２の室まで流れる。
【００４６】
この例の実施形態においては、パイプ２が、パイプの長手方向の一部分に２つの連続的なプレス成形接触部２７を備えており、この第１の長手方向の一部分５１が、２つの連続的なプレス部２７と第１のエッジ部１５とによってチャネル３０、３１、３２、３３が定められるように、第１の長手方向の端部２Ａ’からパイプ２の全長の大部分にわたって延びている。さらにパイプ２は、第１の長手方向の一部分５１を第２の端部２Ａ’’まで延長するパイプ２の第２の長手方向の一部分５２に位置する不連続なプレス成形接触部２７を備えている。不連続なプレス部２７は、例えば連続的なプレス部２７の延長に位置している。
【００４７】
したがって、不連続なプレス部２７が、第１のチャネル３０と第２のチャネル３１との間および第３のチャネル３３と第４のチャネル３２との間に流体のための流路を生み出している。
【００４８】
第３の接触部２０が、この場合には、パイプ２の第１の長手方向の一部分５１について連続的に延びている。第２の長手方向の一部分５２の辺りでは、第１のエッジ部１５の連続的な部分の延長において、第３の接触部２０の一部分が、第１および第２のチャネル３０、３１と第３および第４のチャネル３３、３２との間に流体の窓を生み出すように不連続である。したがって、流体が、パイプ２の第１の側４１から第２の側４２に通過することができる。第３の接触部２０のこれらの不連続部分は、第１のエッジ部１５の形成後にプレスを行なうことによって得ることができる。また、第１のエッジ部１５の形成に先立ってスロットを設けることによって形成することもできる。この場合、第１のエッジ部１５を形成することによって、スロットが位置する領域が、パイプ２の第１の側４１から第２の側４２への熱伝達流体の通過を可能にする窓を形成する。
【００４９】
したがって、すでに述べたように、熱伝達流体は、ひとたび第２の長手方向の端部２Ａ’’に達すると、第１の側４１から第２の側４２に通過し、次いでパイプ２を反対方向に通過した後に、第１の端部２Ａ’から出力され、仕切られたマニホールドチャンバに進入する。
【００５０】
図５に示される例では、第３の接触部２０および２つの折り曲げ部分１７が、連続的であり、第１の長手方向の端部２Ａ’から第２の長手方向の端部２Ａ’’まで延びている。この場合には、パイプ２が組み込まれるように意図された熱交換器は、２つのマニホールドチャンバ（図示されていない）を備え、第１の仕切られたマニホールドチャンバが第１の長手方向の端部２Ａ’に位置し、第２のマニホールドチャンバが第２の長手方向の端部２Ａ’’に位置する。
【００５１】
この場合、熱伝達流体は、第１の長手方向の端部２Ａ’に位置する第１のマニホールドチャンバを介して第１および第２のチャネル３０、３１の内部に戻り、パイプ２を通過して第２の長手方向の端部２Ａ’’から第２のマニホールドチャンバに出力され、同じパイプ２の第３および第４のチャネル３３、３２に通過する。次いで、熱伝達流体は、パイプ２を他方の方向に通過した後で、第１の長手方向の端部２Ａ’から出力され、第１のマニホールドチャンバに進入する。次いで、第１のマニホールドチャンバの仕切りが、熱伝達流体を出口穴に案内する。
【００５２】
図６が、帯状片９がプレス成形接触部２７を有しており、特に第１の長手方向の端部２Ａ’および／または第２の長手方向の端部２Ａ’’の付近に位置する４つのプレス部２７を有している一例の実施形態である。これらのプレス部２７は、１つ以上の端部２Ａ’、２Ａ’’の付近においてパイプ２の平坦な壁を補強するように配置されている。これは、パイプ２の端部が１つ以上のマニホールドチャンバに挿入されるときに、パイプ２の良好な機械的強度を保証する。
【００５３】
想定される種々の例によれば、第１の接触部１８および第２の接触部２２が、パイプに沿って連続的である一方で、第３の接触部２０は、パイプの全長にわたって連続的であっても、不連続であってもよい。
【００５４】
図４、５、および６において、パイプ２の端部２Ａ’、２Ａ’’の付近に位置している長手方向の延在の軸Ａに対して垂直な破線６０は、１つ以上のマニホールドチャンバに挿入されるように意図されたパイプ２の領域を、端部２Ａ’、２Ａ’’とともに定めている。
【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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【国際調査報告】
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