(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に互いに離間して一対の、出入口パイプ部またはそれを取付ける出入口用ボス部等の出入口用凸部（１）が設けられたコア（３）と、
そのコア（３）を収納し一対の前記出入口用凸部（１）が液密に貫通する貫通部（４）を有するケーシング（５）と、を具備し、
一対の前記出入口用凸部（１）を介して、第１流体（17）が前記コア（３）内に流通すると共に、前記ケーシング（５）に第２流体（18）が流通して、両流体間に熱交換が行なわれる熱交換器において、
少なくとも一方の前記出入口用凸部（１）と前記ケーシング（５）の貫通部（４）との間にベローズ（６）が液密に介装され、そのベローズ（６）を介して出入口用凸部（１）が半径方向に可動自在に形成され、
前記ケーシング（５）の前記貫通部（４）の近傍に、その直径を前記出入口用凸部（１）のそれより大にした短い筒状部（７）が形成され、その筒状部（７）の先端開口に前記ベローズ（６）の一端が接続されると共に、その他端が前記出入口用凸部（１）に接続された熱交換器。
【請求項２】
外周に互いに離間して一対の、出入口パイプ部またはそれを取付ける出入口用ボス部等の出入口用凸部（１）が設けられたコア（３）と、
そのコア（３）を収納し一対の前記出入口用凸部（１）が液密に貫通する貫通部（４）を有するケーシング（５）と、を具備し、
一対の前記出入口用凸部（１）を介して、第１流体（17）が前記コア（３）内に流通すると共に、前記ケーシング（５）に第２流体（18）が流通して、両流体間に熱交換が行なわれる熱交換器において、
前記出入口用凸部（１）の外直径より充分大きな内直径の挿通部（４ａ）が前記ケーシング（５）に形成され、出入口用凸部（１）がその挿通部（４ａ）から外方に突出され、
その挿通部（４ａ）の開口縁とベローズ（６）の一端とが接続されると共に、その他端と前記出入口用凸部（１）の外周とが接続された熱交換器。
【請求項３】
請求項１において、
前記筒状部（７）の根元に内フランジ部（８）が形成され、前記出入口用凸部（１）の根元部に、その内フランジ部（８）をスライド自在に挟持する挟持手段（９）が設けられた熱交換器。
【請求項４】
請求項１または請求項３において、
前記筒状部（７）が円錐台形状をなす熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はケーシング内に熱交換器コアが収納され、そのコアの両端部から一対の出入口用凸部が突設され、それがケーシングに貫通されたものに関し、ケーシングとコアとの温度差に基づく熱膨張差を無理なく吸収するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ケーシングに熱交換器コアが収納されるものは、そのコアの長手方向両端部に出入口パイプまたはそれを取付ける出入口用ボス部等が突設され、その出入口パイプ部がケーシングに貫通し、その貫通部が液密にろう付け等の手段により固定されていた。そして一対の出入口パイプを介して、第１流体がコア内に流通すると共に、ケーシング内に第２流体が流通して、両流体間に熱交換が行われるものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような熱交換器は、一例としてケーシング内には冷却水が流通し、コア内には高温流体が流通する。そのためケーシングの温度は冷却水の温度に比較的近く、コアの温度は高温流体の温度に近い。その場合、コアの伸びがケーシングよりも大きくなり、コアの出入口パイプの付根部に熱応力が加わり、永年使用によりその付根部に亀裂を生じさせるおそれがある。
そこで本発明は、構造が簡単でコンパクトな熱膨張吸収手段を設け、亀裂の生じにくい信頼性の高い熱交換器を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、外周に互いに離間して一対の、出入口パイプ部またはそれを取付ける出入口用ボス部等の出入口用凸部１が設けられたコア３と、
そのコア３を収納し一対の前記出入口用凸部１が液密に貫通する貫通部４を有するケーシング５と、を具備し、
一対の前記出入口用凸部１を介して、第１流体17が前記コア３内に流通すると共に、前記ケーシング５に第２流体18が流通して、両流体間に熱交換が行なわれる熱交換器において、
少なくとも一方の前記出入口用凸部１と前記ケーシング５の貫通部４との間にベローズ６が液密に介装され、そのベローズ６を介して出入口用凸部１が半径方向に可動自在に形成され、
前記ケーシング５の前記貫通部４の近傍に、その直径を前記出入口用凸部１のそれより大にした短い筒状部７が形成され、その筒状部７の先端開口に前記ベローズ６の一端が接続されると共に、その他端が前記出入口用凸部１に接続された熱交換器である。
【０００５】
請求項２に記載の発明は、外周に互いに離間して一対の、出入口パイプ部またはそれを取付ける出入口用ボス部等の出入口用凸部１が設けられたコア３と、
そのコア３を収納し一対の前記出入口用凸部１が液密に貫通する貫通部４を有するケーシング５と、を具備し、
一対の前記出入口用凸部１を介して、第１流体17が前記コア３内に流通すると共に、前記ケーシング５に第２流体18が流通して、両流体間に熱交換が行なわれる熱交換器において、
前記出入口用凸部１の外直径より充分大きな内直径の挿通部４ａが前記ケーシング５に形成され、出入口用凸部１がその挿通部４ａから外方に突出され、
その挿通部４ａの開口縁とベローズ６の一端とが接続されると共に、その他端と前記出入口用凸部１の外周とが接続された熱交換器である。
請求項３に記載の発明は、請求項１において、
前記筒状部７の根元に内フランジ部８が形成され、前記出入口用凸部１の根元部に、その内フランジ部８をスライド自在に挟持する挟持手段９が設けられた熱交換器である。
請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項３において、
前記筒状部７が円錐台形状をなす熱交換器である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づいて本発明の各実施の形態につき説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態を示す熱交換器の一部破断説明図であり、図２はその使用状態を示す説明的略図である。
この熱交換器は、その熱交換器コアが多板型の例である。即ち、夫々両端部に連通孔を有する一対の細長い皿状金属板を逆向きに重ね合わせてエレメント12を形成し、複数のエレメント12をその連通孔で互いに接合し、その積層方向の一端部に端板15を配置すると共に、その端板15の開口に出入口用凸部１を突設する。なお、積層方向の下端に位置するエレメント12の下面側プレートには連通孔の存在しないものが用いられる。また、各エレメント12間には、アウターフィン16が配置されている。
この例では、出入口用凸部１は夫々小パイプ材からなり、図において右側の出入口用凸部１はケーシング５の貫通孔に液密にろう付け固定されてなる。また、左側の出入口用凸部１は中間部にベローズ６が介装され、その上端に小パイプ10が配置されている。
【０００７】
さらにケーシング５には、筒状部７が外面側に突設されている。筒状部７の内直径はベローズ６の外直径よりも充分大に形成され、その筒状部７の端面が閉塞されてそこに出入口用凸部１の小パイプ10の外周に整合する貫通孔４が穿設されている。そして小パイプ10の上端部が筒状部７の貫通孔４に挿通され、その挿通部が液密にろう付け固定されてなる。
しかして、この例では右側の出入口用凸部１から第１流体17として高温のオイルが各エレメント12内に流通し、左側の出入口用凸部１からそれが流出する。また、ケーシング５内には左方から右方に第２流体18として冷却水が流通し、オイルと冷却水との間に熱交換が行われる。このとき、各エレメント12の熱膨張とケーシング５の熱膨張との間には、伸びの差が生じる。その伸びの差は、図２の如くベローズ６の変形により吸収される。なお、図２は説明の都合上、ベローズ６の変形量を大きくしているが、実際にはその変形量は僅かな場合が多い。何れにしても、ベローズ６により伸びの差を吸収し、出入口用凸部１に加わる熱応力を低減する。
【０００８】
次に、図３の例はコア３内に高圧流体が流通する場合に好適な例であり、前記第１の例と異なる点は、左側の出入口用凸部１全体がパイプ材からなり、その上端部にフランジ部19が一体的に突設されている。そして貫通部４の孔縁部に突設された短い筒状部７の端部とフランジ部19の外周縁との間に、ベローズ６が介装されたものである。このように構成することにより、ベローズ６は高圧流体の内圧を受けない。そしてコア３とケーシング５との伸びの差に基づいて、ベローズ６が変形する。なお、これらの例においてベローズ６は第１流体17の出口側に配置されているが、それを入口側に配置しても良く、また両者にベローズ６を配置することも可能である。
【０００９】
次に、図４の例は図１の例において筒状部７の付根部に内フランジ部８を形成し、その内フランジ部８を端板15と小タンク部11の平坦面との間で挟持し、挟持手段９を構成する。そして、その小タンク部11が水平方向にスライド自在としたものである。なお、この例では筒状部７が円錐台形状を有している。そしてベローズ６が変形しても、出入口用凸部１の付根部に曲げモーメントが加わらないようにしたものである。
即ち、挟持手段９が存在しない場合には、図６に示す如く、ベローズ６の変形に基づいて出入口用凸部１も変形し、その付根部に曲げモーメントが加わるおそれがある。そこでその曲げモーメントを可及的に小とするのが、その挟持手段９である。
図５の例は、出入口用凸部１の外周に設けたフランジ部が挟持手段９を構成したものである。
【００１０】
【発明の作用・効果】
請求項１に記載の熱交換器によれば、コア３の温度とケーシング５の温度との差に基づき両者間に伸びの差が生じても、ベローズ６によりそれを容易に吸収し熱応力を低減して信頼性の高い熱交換器を提供できる。
さらに、筒状部７の先端開口と出入口用凸部１との間にベローズ６が接続される構造であるから、ベローズ６が露出することなく保護され且つ、ベローズ６の変形を容易にし、熱応力を低減する効果がある。
請求項２に記載の熱交換器によれば、ベローズ６が出入口用凸部１の外周に接続されたものであるから、コア３内に高圧流体が流通するものであっても、それによってベローズ６に影響を与えることがない。即ち、ベローズ６に加わる負荷を小さくできる。
請求項３に記載の熱交換器によれば、出入口用凸部１の根元部に挟持手段９が設けられ、それが内フランジ部８を挟持してスライド自在に設けられているため、ベローズ６の変形に基づいて出入口用凸部１の付根部に曲げモーメントを生じることを可及的に少なくし、出入口用凸部１の付根部の信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱交換器の第１の実施の形態を示す一部破断説明図。
【図２】同第１の実施の使用状態を示す要部説明図。
【図３】本発明の熱交換器の第２の実施の形態を示す一部破断説明図。
【図４】同第３の実施の形態を示す要部縦断面図。
【図５】同第４の実施の形態を示す要部縦断面図。
【図６】図４及び図５において挟持手段９が存在しない場合の変形説明図。
【符号の説明】
１  出入口用凸部
３  コア
４  貫通部
４ａ  挿通部
５  ケーシング
６  ベローズ
７  筒状部
８  内フランジ部
９  挟持手段
10  小パイプ
11  小タンク部
12  エレメント
14  スペーサ
15  端板
16  アウターフィン
17  第１流体
18  第２流体
19  フランジ部
【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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