(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の流体（Ｌ）と第２の流体（Ｇ）との間における熱交換器用の接続装置であって、コネクタ（３０）と、前記熱交換器の熱交換バンドル（１４）における横方向端部パネル（３７）とを備え、前記横方向端部パネル（３７）は、横断方向に整列した流入／流出開口（４７，４７’）を備える少なくとも１つの接続要素（３８）を含み、前記接続要素（３８）は、前記第１の流体が、前記熱交換バンドルと、前記コネクタ（３０）の流入および流出開口（３４，３６）との間を流れることを可能とし、前記流入および流出開口（３４，３６）は、縦方向に、ないしは前記接続要素（３８）の前記流入／流出開口（４７，４７’）に対してある角度にて整列しており、前記接続要素（３８）と前記コネクタ（３０）とが実質的に同じ長さであり、
前記接続要素（３８）は、前記コネクタ（３０）の前記流入／流出開口の一方（３６）および前記接続要素（３８）の前記流入／流出開口の一方（４７）と同軸に配置された主導管（４０）と、実質的に当該接続要素（３８）の厚みの中に包含されるエルボー導管（４２）とを含んでおり、そのエルボー導管（４２）は、前記コネクタ（３０）の他方の前記流入／流出開口（３４）と同軸な端部（４４）と、前記接続要素（３８）の他方の前記流入／流出開口（４７’）と同軸な反対側の端部（４６）とを有し、
前記横方向端部パネル（３７）は、
前記熱交換バンドル（１４）と平行に伸びる主たる下方部分（５０）と、前記接続要素（３８）の上端部（５４）の近くに配置された従たる上方部分（５２）とを有する第１プレート（４８）であって、前記従たる上方部分（５２）が、前記主たる下方部分（５０）に対して、所与の距離（ｄ）だけ前記第１プレートの厚み方向に前記コネクタ（３０）に向けてずらされている、前記第１プレート（４８）と、
前記第１プレート（４８）と前記熱交換バンドル（１４）の間に挟まれるように、前記第１プレートの前記従たる上方部分（５２）上に据え付けられる、前記所与の距離（ｄ）に見合った厚さの第２プレート（５６）と、
を含み、
前記第１プレート（４８）の前記従たる上方部分（５２）と、前記第２プレート（５６）との間で、前記接続要素（３８）の前記主導管（４０）および前記エルボー導管（４２）が画成されている
ことを特徴とする接続装置。
【請求項２】
前記主たる下方部分（５０）は補強リブ（１００）を有していることを特徴とする、請求項１に記載の接続装置。
【請求項３】
前記補強リブ（１００）の高さは前記距離（ｄ）よりも小さいことを特徴とする、請求項２に記載の接続装置。
【請求項４】
前記第１プレート（４８）は前記コネクタ（３０）に取り付けられており、前記第２プレート（５６）は前記熱交換バンドル（１４）に取り付けられるように設計されていることを特徴とする、請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の接続装置。
【請求項５】
前記第１プレート（４８）もまた前記熱交換バンドル（１４）に取り付けられるように設計されていることを特徴とする、請求項４に記載の接続装置。
【請求項６】
前記主導管および／またはエルボー導管（４０，４２）は、前記第１プレート（４８）および／または前記第２プレート（５６）をプレス加工することによって形成されていることを特徴とする、請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の接続装置。
【請求項７】
前記接続要素（３８）および前記コネクタ（３０）は、これらの接続要素およびコネクタが挿入されるように設計された適切な寸法の開口を有するケーシング内に据え付けられるように設計されていることを特徴とする、請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の接続装置。
【請求項８】
請求項１から７のうちのいずれか一項に記載の接続装置が組み込まれた熱交換器。
【請求項９】
蒸発器として作動するように設計された、請求項８に記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記熱交換器の前記熱交換バンドル（１４）と前記接続装置とが鑞付けによって組み立てられていることを特徴とする、請求項８または９に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器用の接続装置および当該接続装置の備え付けられた熱交換器に関する。これは特に、蒸発器であってもよい。
【背景技術】
【０００２】
車両における客室のための空調装置用の蒸発器で、プレートの重積体によって形成されるバンドル（束）を備えたものが知られている。そのバンドルは、当該バンドルを通過する空気の流れと、当該バンドルの内部を流れる冷媒との間での熱交換を可能とする。バンドルは、横方向パネルとも呼ばれる２つの端部プレート同士の間に配置されている。このタイプの蒸発器は、本件出願人によって出願された特許文献１（FR 2 826 437）で説明されており、当業者によく知られている。
【０００３】
蒸発器の一方の端部プレートは、蒸発器内への冷媒の進入および当該流体の退出それぞれのために２つの流通口を有している。
【０００４】
通常は金属ブロックから形成される接続装置によって、蒸発器を膨張弁に繋ぐことも知られている。膨張弁は、接続装置の各内部ダクトを介して蒸発器の流入および流出口へそれぞれ繋がれるように設計された、流体の流入および流出口を含んでいる。膨張弁の流入および流出口の各軸線は、互いに平行であって、膨張弁のバルブ（検温体）を実質的に通過する平面内にある。
【０００５】
使用時には、蒸発器のバンドルが通常は垂直に配置され、従って蒸発器の流入および流出口が水平に開いている。接続装置の各内部流体ダクトは直線状であり、従って膨張弁も水平を向いている。
【０００６】
尤も、膨張弁のバルブの作動を最適化するには、同バルブが高い位置にあるべきことが好ましい。これは、上述した流入出口の平面が垂直か、垂直から僅かに傾いて配置されるように膨張弁の位置を定めることを意味する。しかしながら、このことは接続装置の設計上の問題を引き起こす。特に、同装置の各内部流体ダクトの直線的な配向が維持されるべき場合にそうなる。また、実施される解決策が、交換器の全体寸法を、特にプレートの重積の方向へは増大させないか、僅かにしか増大させないことも望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】仏国特許第２８２６４３７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、特に上述した問題に取り組むように企図されており、この目的のために、第１の流体と第２の流体との間における熱交換器のための接続装置であって、コネクタと、当該交換器の熱交換バンドルの横方向端部パネルとを備えた装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、前記横方向パネルは、横断方向に整列した流入／流出開口を備える少なくとも１つの接続要素を有し、当該接続要素は、第１の流体が、バンドルと、コネクタの流入および流出開口との間を流れることを可能とし、それらの流入および流出開口は、縦方向に整列し、ないしは接続要素の前記流入／流出開口に対して傾斜している。更に、前記接続要素と前記コネクタとが実質的に同じ長さである。
【００１０】
換言すると本発明によれば、バンドルとコネクタとの間で第１の流体を案内する接続要素を形成するのに、交換器の横方向パネルが用いられ、それによりコネクタが所望の向きを有することを保証している。そして、当該コネクタの内部流体ダクトを直線状とすることができる。
【００１１】
更に本発明は、交換器の設備される環境が、コネクタの内部流体ダクトの方へ同コネクタを延長する自由度を可能とする、という事実を利用している。従って、接続装置の接続要素がこの方向に厚すぎる場合であっても、何ら重要ではない区域において厚すぎるだけなのである。同接続要素は、コネクタによって占められる区域を越えてプレートの縦方向へは延びないからである。
【００１２】
一緒に、或いは別々に採用され得る本発明の他の諸特徴によれば：
−  接続要素の前記流入／流出開口は、バンドルの流入および流出コレクタの各端部とは反対の側に配置されるように設計されており、
−  接続要素は、コネクタの流入／流出開口の一方および接続要素の流入／流出開口の一方と同軸に配置された導管、特に主導管を有しており、
−  接続要素は、実質的に当該要素の厚みの中に配置される導管、例えば第２の導管、特にエルボー導管を有しており、そのエルボー導管は、コネクタの他方の流入／流出開口と同軸な端部と、接続要素の他方の流入／流出開口と同軸な反対側の端部とを含んでおり、
−  前記横方向パネルは、バンドルと平行に伸びる主たる下方部分と、前記接続要素の上端部の近くに置かれ、主たる下方部分に対して所与の距離（ｄ）だけ厚み内へずらされた従たる上方部分とを有する第１プレートを有しており、
−  前記横方向パネルは、第１プレートの従たる上方部分上に据え付けられる、所与の距離（ｄ）に見合った厚さの第２プレートを有しており、
−  前記第１および第２プレートは、第１プレートの従たる上方部分と、第２プレートとの間で、接続要素の主導管および第２の導管を画成しており、
−  前記主たる下方部分は補強リブを有しており、
−  前記リブの高さは距離（ｄ）よりも小さく、
−  第１プレートはコネクタに取り付けられており、第２プレートはバンドルに取り付けられるように設計されており、
−  前記第１プレートもまたバンドルに取り付けられるように設計されており、
−  前記主導管および／または前記第２の導管は、前記第１プレートおよび／または前記第２プレートをプレス加工することによって形成されており、
−  接続要素およびコネクタは、同要素およびコネクタが挿入されるように設計された適切な寸法の開口を有するケーシング内に据え付けられるように設計されている。
【００１３】
本発明はまた、上述したような接続装置を含んでいる熱交換器、特に蒸発器に関する。
【００１４】
一緒に、或いは別々に採用され得る本発明の様々な実施形態によれば：
−  交換器のバンドルと前記接続装置とが鑞付けによって組み立てられ、
−  第１プレートの縦方向および横断方向の寸法は、バンドルの高さおよび深さと実質的に同一である。
【００１５】
本発明の他の特徴および利点は、添付図面を参照してもたらされる以下の詳細な説明において与えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による交換器の全体斜視図。
【図２】図１の交換器の一部における分解詳細斜視図。
【図３】図１の交換器における端部の側面図。
【図４Ａ】図１の交換器における接続要素の斜視図。
【図４Ｂ】図１の交換器における接続要素の反対側の面の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の説明において、同一の参照符号は、同一の部分、ないしは同様の機能を有する部分を表す。
【００１８】
本発明の理解を容易にするため、各図は、「Ｘ」、「Ｙ」、「Ｚ」軸系に関して方向付けられている。
【００１９】
図１は、本発明による熱交換器１０を示している。熱交換器はバンドル１４を含んでおり、そのバンドル１４は、当該バンドルを通って流れる第１の流体Ｌと第２の流体Ｇとの間で熱が交換されることを可能とする。この場合、当該バンドル１４は、互いに平行に配置された管１６を備えている。当該各管１６は、第１の流体Ｌが各管の内部を流れ、第２の流体Ｇが管同士の間を流れることを可能とするように設計されている。バンドルはまた、第２の流体Ｇとの交換表面を増大させるように管１６同士の間に配置されるコルゲート（波形）フィンないしインサート５８（図３）を含んでいてもよい。
【００２０】
図示の実施形態において、交換器１０は、第１の流体用の流通管１６を形成するように対を成して組み立てられた複数のプレート１２を有している。当該各プレート１２は、この場合、重積方向「Ｘ」に積み重ねられている。各プレート１２は、垂直および横断方向「Ｚ」および「Ｙ」に伸びている。
【００２１】
この場合、バンドル１４の形状は略平行六面体状である。
【００２２】
各プレート１２は、２つの流体、特に、図１および図２に矢印で示すように、各管ないしプレート１２の各対１６を通じて流れる、液相および／または気相にある流体「Ｌ」（例えば冷媒、特にＲ１３４ａ、１２３４ｙｆ、Ｒ７３４ａその他として知られた流体）、および各管ないしプレートの各対１６同士の間を横切って流れる空気などの気体「Ｇ」の流れのための交互に並んだ回路を形成している。
【００２３】
この場合、各プレート１２は、略矩形の形状を有し、長さ方向で略垂直に方向「Ｚ」を向き、幅方向で略横断して方向「Ｙ」を向いている。
【００２４】
図２に示すように、各プレート１２は、上端部１８と呼ばれる、同プレートの垂直方向両端部のうちの一方の所に、横断方向に整列した２つの開口２０，２２を含んでいる。それらの開口２０，２２は、当該プレート１２同士を積み重ねることによって、プレートの各対１６それぞれに、第１の流体「Ｌ」用の流入導管ないしコレクタ２６および流出導管ないしコレクタ２８を（前記バンドルの上縁部と呼ばれる一方の垂直方向端縁部に沿って）形成するように設計されている。
【００２５】
プレート１２の各対によって形成される管１６の内部で、第１の流体は、プレートの対における流入口の役目をする一方の開口２０から、同流体がＵターンを行う所である反対側の縦方向端部（この場合は下端部）へ向かうＵ字形通路に沿って流れてから、流出口の役目をする他方の開口２２へと流れ戻る。そうするために、各プレートには例えば、各開口２０，２２と当該プレートの反対側の端部との間で第１の流体を案内するように、縦方向に配置された内部仕切りが設けられている。
【００２６】
交換器はまた、バンドル１４の横方向端部パネル３７を有している。横方向とは、図１に示す向きに従って平面Ｙ，Ｚを通って広がっていることを意味する。当該パネル３７は、バンドル１４、特にバンドルの（重積方向Ｘにおける）側縁部を形成する、当該パネル３７と接したインサート５８を保護するのを助ける。
【００２７】
交換器１０はまた、本体３２と、２つの外部流入／流出開口３４，３６とを備えたコネクタ３０を有している。それらの開口３４，３６は、バンドル１４の流入および流出コレクタ２６，２８にそれぞれ接続されるように設計されている。当該流入／流出開口３４，３６は、例えばこの場合のように、前記本体３２内部に形成されて、潜在的に各ノズルへと通じるダクト（図示せず）である。当該各通路は、直線状であり、および／または互いに平行であり、特にＸ方向を向いていることが有利である。前記コネクタ３０には、配管および／または膨張弁（図示せず）の取付けを可能とする穴、特にネジ付穴が設けられていてもよい。
【００２８】
コネクタ３０がバンドル１４の実質的な延長部であること、即ち同コネクタが横断方向に突き出ても垂直方向に突き出てもいないが、プレート群１２の突出部（図示せず）内に、即ち管群１６ないしプレート群１２の重積方向Ｘにおけるプレート群１２のバンドル１４の延長部内に包含されていることが有利である。
【００２９】
本発明によれば、特に図２、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、横方向パネル３７は、バンドル１４とコネクタ３０との間に差し挟まれる接続要素３８を含んでいる。その接続要素３８は、バンドルの端部プレート１２Ｆの各開口２０，２２と、コネクタ３０の流入／流出開口３４，３６とに対応して、同バンドルの流入および流出コレクタ２６，２８の横断方向に整列した各端部を接続するものである。従って、当該接続要素３８は、特にバンドル１４の流入および流出コレクタ２６，２８に面するように設計された流入／流出開口４７，４７’を有している。
【００３０】
コネクタ３０の前記流入および流出開口３４，３６は、縦方向（即ち、この場合は方向Ｚ）に整列されるか、或いは接続要素３８の前記流入／流出開口４７，４７’に対して傾けられて（即ち、方向Ｙに対して４５°または６０°よりも大きいことが有利であるゼロでない角度を成して）いるのが有利である。これにより、コネクタを所望の向きで定置することが可能となる。
【００３１】
更に、当該接続要素３８と当該コネクタ３０とは、実質的に同じ長さである（即ち、方向Ｚにおいて）。これは、接続要素３８が、この方向においてコネクタ３０と実質的に同じ寸法であるということを意味する。従って、前記横方向パネル３７は、方向Ｘでのコネクタ３０の延長をなして、この方向における交換器の寸法を増大させるに過ぎない。
【００３２】
当該接続要素３８は、コネクタ３０よりも幅が広くても、特に横方向パネル３７のその他の部分と同じ幅であってもよい。
【００３３】
図４Ａおよび図４Ｂに示すように、第１の流体を上述の通りに案内するために、接続要素３８はこの場合、コネクタの一方の流入／流出開口３６および接続要素３８の流入／流出開口の一方４７（例えば流出コレクタ２８に面した方）と同軸に配置された主導管４０を有している。
【００３４】
接続要素３８はまた、当該接続要素３８の厚みの中で略垂直に定置されたエルボー（屈曲）導管４２を有している。このエルボー導管４２は、コネクタ３０の他方の流入／流出開口３４と同軸の端部４４と、接続要素３８の他方（この場合は、流入コレクタ２６に面した方）の流入／流出開口４７’と同軸な反対側の端部４６とを有している。
【００３５】
図３、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、接続要素３８は例えば、端部プレート１２Ｆと平行に配置される主たる下方部分５０と、それと連続して、当該接続要素３８の上端部５４の近くに置かれる従たる部分５２とを包含する第１プレート４８を含んでいる。当該接続要素３８の前記上端部５４は、主たる下方部分５０に対して縦方向に所与の距離「ｄ」だけずらされている。
【００３６】
接続要素３８はまた、第１プレート４８の従たる上方部分５２に面して据え付けられる、所与の距離「ｄ」に見合った厚さの第２プレート５６を有している。
【００３７】
要素３８の主導管４０およびエルボー導管４２は、第１プレート４８の従たる上方部分５２と、第２プレート５６との間で画成される。
【００３８】
この、第１プレート４８の従たる上方部分５２が距離「ｄ」だけずらされる構成においては、第１プレート４８はコネクタ３０に取り付けられ、第２プレート５６はバンドル１４の端部プレート１２Ｆに（同プレートのコレクタ２６，２８を形成する部分の所と、インサート５８の第１部分の所で）取り付けられる。第１プレート４８の主たる下方部分５０はこの場合、インサート５８の前記第１部分をバンドル１４の底部へ向かって延長するインサート５８の第２部分に取り付けられる。
【００３９】
このレイアウトは、第２プレート５６が第１プレート４８とバンドル１４との間に挟まれることを可能とし、組立体の堅固さを確保する優位性がある。
【００４０】
機械的な反転によって、第１プレート４８がバンドル１４に取り付けられ、第２プレート５６がコネクタ３０に取り付けられてもよい。可能ではあるが、この配置はより脆弱なものである。この場合、片持ちのコネクタ３０によって第２プレート５６が応力を受けてしまうかもしれないからである。
【００４１】
上述したように、この場合は図３に示すように、バンドル１４は、各対１６に組まれたプレート１２と、バンドル１４におけるプレート１２の対１６同士の間に差し挟まれた所与の厚さ「ｅ」のインサート５８とを備えている。
【００４２】
この構成においては、横方向パネル３７とバンドル１４の端部プレート１２Ｆとの間に端部インサート要素５８を据え付けるように選択される厚さ「ｅ」に対応した距離だけ、第１プレート４８が端部プレート１２Ｆから隔てられる。従って、バンドル１４におけるその他のインサート要素５８と同様のインサート要素５８を用いることができる。
【００４３】
接続要素３８の第１および第２プレート４８，５６は、板金を切削および／またはプレス（スタンピング）加工することによって形成されるのが好ましい。図２に示すように、エルボー導管４２はかくして、第１および第２プレート４８，５６へとそれぞれプレス加工された互いに向かい合う２つのＬ字状成形部６０，６２によって画成される。
【００４４】
第１プレート４８へとプレス加工された成形部６２の下方部分は、導管４２の端部４４と一致する第１切抜部を通じて第１プレート４８へと開いている。第２プレート５６へとプレス加工された成形部６０の上方部分は、導管４２の端部４６と一致する第２切抜部を通じて第２プレート５６へと開いている。
【００４５】
交換器の横方向パネル３７を画成する第１プレート４８の前記主たる下方部分５０は、（この場合、縦方向を向いた）補強リブ１００を含んでいてもよい。当該リブ１００の高さは、距離（ｄ）未満であることが有利である。
【００４６】
バンドル１４の各プレート１２およびコネクタ３０もまた、板金を切削および／またはプレス加工することによって形成される。この製造方法によれば、バンドル１４の各プレート１２，１２Ｆ、横方向パネル３７の各プレート４８，５６、およびコネクタ３０の本体３２は、鑞付けによって（有利には単一の作業によって）組み立てられる。
【００４７】
上述したように冷媒「Ｌ」と気体状の流体「Ｇ」との間での熱交換を可能とするように設計された交換器１０については、プレート１２のバンドル１４、接続要素３８、およびコネクタ３０の本体３２は、開口（図示せず）を有したケーシング（図示せず）内に据え付けられるように企図されている。その開口の寸法は、従たる上方部分５２の寸法に見合ったもので、それによってコネクタ３０が突出するものである。前記接続要素３８もまた、当該開口内へと挿入されていてよい。
【００４８】
そのようなケーシングは、バンドル１４全体を保護するのを、また交換器１０を通過する気体「Ｇ」を導くのを助ける。
【００４９】
この目的のためにケーシングは、開口（図示せず）を有した、方向「Ｘ」に対して垂直な２つの対向面を有していることが好ましい。それらの開口は、気体「Ｇ」がプレートのバンドル１４を通過することを可能とするように、バンドル１４に対して直角に伸びるものである。
【００５０】
そのような交換器１０は、自動車両における空調回路内の蒸発器として有利に用いられ得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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