(57)【要約】複数の平行なダクトと、気体流と熱交換関係にある複数の熱交換表面とを含み、各熱交換表面が、平行ダクトが内部に配置されたカットアウトを含むバンドルに関する。【課題】穿孔して蛇腹式に折り畳まれるシートメタルストリップからなり、ストリップの折り畳まれた縁部により、互いに分離される多数の熱交換表面を区切る一体挿入物を含む熱交換バンドルを提供する。【解決手段】本発明は、多数の平行な溝（４２）と、バンドルを通過する気体流と熱交換関係にある複数の熱交換表面（２４）とを含むチューブバンドルに関する。各表面（２４）は、開放しているかまたは閉鎖したカットアウト（２２）で、前記平行溝（４２）が内部に配置されたカットアウト（２２）を有する。これらの表面は、前記熱交換表面（２４）を区切るように穿孔されて、蛇腹式に折り畳まれるシートメタルストリップからなる単体の分離要素（２０）を含む。前記表面は、前記ストリップの折り畳まれた縁部（３０）により互いに分離されている。折り畳まれた縁部（３０）には、開口部（３２1）が設けられ、気体流が通過しうるようになっている。
2004534930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の熱交換器用のバンドルであって、多数の平行ダクト（４２）と、気体流と熱交換関係にある多数の熱交換表面（２４）を有し、前記熱交換表面（２４）が、前記平行ダクト（４２）が内部に配置されたカットアウト（２２）を備えるバンドルにおいて、穿孔されて蛇腹式に折り畳まれるシートメタルストリップであって、前記ストリップの折り畳まれた縁部（３０）により、互いに分離される多数の熱交換表面（２４）を区切るストリップからなる一体挿入物（２０）を含むことを特徴とするバンドル。
【請求項２】
気体流の通路用の開口部（３２）（３２1）（３２2）が、前記ストリップの前記折り畳まれた縁部（３０）内に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のバンドル。
【請求項３】
前記平行ダクト（４２）が、閉鎖したカットアウト（２２）内に収容されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のバンドル。
【請求項４】
前記平行ダクト（４２）が、開放したカットアウト（２２）内に収容されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のバンドル。
【請求項５】
ルーバ（２６）が、前記熱交換表面（２４）内に形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のバンドル。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の熱交換バンドルを製造する方法であって、
ａ）穿孔され、蛇腹式に折り畳まれたシートメタルストリップであって、前記ストリップの折り畳まれた縁部（３０）により、互いに分離されている多数の熱交換表面を区切るストリップからなる一体挿入物（２０）を提供する作業と、
ｂ）多数の平行ダクト（４２）を提供する作業と、
ｃ）前記平行ダクト（４２）を、前記一体挿入物（２０）の前記カットアウト（２２）内に導入する作業と、
ｄ）前記平行ダクト（４２）と前記一体挿入物（２０）とを組み立てる作業とを含む方法。
【請求項７】
作業（ａ）が、プレス工具を使用して、前記シートメタルストリップを切断し、次に、ホイールを使用して、折り目を形成する作業を含むことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
作業ａ）が、プレス工具を使用して、前記シートメタルストリップを切断し、次に、プレスを使用して、折り目を形成する作業を含むことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
作業ｃ）が、前記平行ダクト（４２）を、前記一体挿入物（２０）の閉鎖したカットアウト（２２）内に導入する作業を含むことを特徴とする、請求項６〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
作業ｃ）が、前記平行ダクト（４２）を前記一体挿入物（２０）の開放したカットアウト（２２）内に導入する作業を含むことを特徴とする、請求項６〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
作業ｄ）が、前記平行ダクト（４２）を前記一体挿入物（２０）の前記カットアウト（２２）内で機械的に膨張させる作業を含むことを特徴とする、請求項６〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
作業ｄ）が、前記平行ダクト（４２）を前記一体挿入物（２０）の前記カットアウト（２２）内に蝋付けする作業を含むことを特徴とする、請求項６〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
２個のヘッダボックス（１２）（１４）を前記平行ダクト（４２）の端部に取り付けて、熱交換器を形成する作業ｅ）を含むことを特徴とする、請求項６〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
自動車用の熱交換器であって、２個のヘッダボックス（１２）（１４）の間に取り付けられるバンドル（１０）を備え、このバンドル（１０）が、請求項１〜５のいずれかに記載のバンドルであるか、または請求項６〜１３のいずれかに記載の方法により得られたものであることを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の主題は、自動車の熱交換器用の熱交換器バンドルである。
【０００２】
詳細には、本発明は、複数の平行なダクトと、気体流と熱交換関係にある複数の熱交換表面とを含み、各熱交換表面が、平行ダクトが内部に配置されたカットアウトを含むバンドルに関する。
【背景技術】
【０００３】
この種の熱交換バンドルを製造するための技術は、既に公知である。蝋付け熱交換器の製造に使用される第１の技術では、バンドルは、波形挿入物と交互に配置されたフラットチューブからなる。挿入物は、隣接して連続する２本のチューブの間に配置される。各挿入物は、挿入物が、挿入物の波形の端部領域を介して間に配置されたチューブと接触する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この技術には、いくつかの欠点がある。主な構成要素（フラットチューブおよび波形挿入物）の寸法の格差は、製造誤差が増加するため、バンドルの著しい幾何学的欠点の原因になる。また、挿入物またはチューブが、交換機の蝋付けに関連する処理および作業の際に移動する恐れがある。さらに、挿入物の製造速度は、波形の形成に使用される成形ホイールが回転できる速度により制限される。
【０００５】
機械的に組み立てられる熱交換器に適用されるもう１つの技術においては、バンドルは、任意の断面を有し、かつ多数の精密冷却フィンを通る平行なチューブからなっている。
【０００６】
この第２の技術も、欠点を有する。精密フィンが離間配置されているピッチは、使用する製造技術のために一定である。特に、これらのフィンは、プレスを使用して切断される。フィンを離間配置するピッチは、切断して折り畳んだタブにより得られる。したがって、このピッチは、特定のダイでは一定である。さらに、この種の交換バンドルの熱性能は、蝋付け波形挿入物を含む熱交換バンドルの性能より劣る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の主題は、これらの欠点を改善した熱交換バンドル、およびこの種のバンドルを含む熱交換器を得ることである。そのため、本発明は、穿孔して蛇腹式に折り畳まれるシートメタルストリップからなり、ストリップの折り畳まれた縁部により、互いに分離される多数の熱交換表面を区切る一体挿入物を含む熱交換バンドルを提案するものである。
【０００８】
これらの特徴により、単体から製造される改善された熱交換表面が得られる。熱伝達流体が貫流するダクト、および熱交換表面は、互いに対して正確に配置される。これらの部品が、取り扱いまたは蝋付けに関連する作業時に、互いに対して相対運動する危険性はなくなる。
【０００９】
最後に、熱交換表面を離間配置するピッチは、必要に応じて変えることができる。
【００１０】
前提条件として、気体流が通過する開口部を、ストリップの折り畳まれた縁部に設ける。これらの開口部により、気体流は、熱交換表面の両面に接触して流動することができる。
【００１１】
第１の別法では、平行ダクトは、閉鎖されたカットアウト内に収容される。もう1つの別法である実施態様では、これらの平行ダクトは、開放したカットアウト内に収容される。
【００１２】
気体流と交換表面との間の熱の交換を促進するため、交換表面にルーバを形成するのが好ましい。
【００１３】
本発明のもう1つの局面として、本発明は、上記の熱交換バンドルを製造する方法であって、
ａ）穿孔して蛇腹式に折り畳まれるシートメタルストリップであって、ストリップの折り畳まれた縁部により、互いに分離されている多数の熱交換表面を区切るストリップからなり、カットアウトを含む一体挿入物を提供する作業と、
ｂ）複数の平行ダクトを提供する作業と、
ｃ）平行ダクトを、一体挿入物のカットアウト内に導入する作業と、
ｄ）平行ダクトおよび一体挿入物を組み立てる作業と
を含む方法に関する。
【００１４】
作業ａ）は、プレス工具を使用してシートメタルストリップを切断し、次にホイールまたはプレスを使用して、折り目を形成することを含んでいると有利である。
【００１５】
作業ｃ）では、平行ダクトは、一体挿入物の閉鎖されたカットアウト内か、または開放されたカットアウト内に導入する。
【００１６】
作業ｄ）は、一体挿入物のカットアウト内で、平行ダクトを機械的に膨張させるか、または平行ダクトを一体挿入物のカットアウト内に蝋付けすることを含んでいる。
【００１７】
この方法は、平行ダクトの端部に、２個のヘッダボックスを取り付けて、熱交換器を形成する追加の作業ｅ）を含んでいると有利である。
【００１８】
本発明の別の態様として、自動車用の熱交換器であって、２個のヘッダボックス間に取り付けられた上記のバンドルからなる熱交換器が提供される。
【００１９】
本発明のその他の特徴および利点は、添付の図面に具体的に示されているいくつかの例示的な実施態様に関する以下の説明を読むと、さらに明白になると思う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、先行技術による熱交換器を示す。この熱交換器は、２個のヘッダボックス１２および１４の間に取り付けられたバンドル１０を含んでいる。熱交換バンドル１０は、一方では、熱伝達流体を一方のヘッダボックスから他方のヘッダボックスに循環させるための同数の平行ダクトを含む多数のチューブ１６と、他方では、チューブ１６と熱接触した多数の熱交換表面とからなっている。
【００２１】
図示の例示的な実施態様では、熱交換表面は、波形を構成するように変形された金属ストリップから形成された波形挿入物１８からなっている。隣接する２本のチューブ１６の間に配置された挿入物１８は、これらの波形の端部領域を介して２本のチューブにそれぞれ接触している。
【００２２】
もう1つの公知の実施態様（図示しない）では、熱交換表面は、たとえばプレスを使用して、シートメタルストリップから切断した精密フィンからなっている。これらのフィンは、チューブに直角に配置され、チューブがこれらのフィンを横断している。
【００２３】
上記の２つの実施態様は、冒頭に記載した欠点を有する。
【００２４】
図２は、本発明による熱交換バンドル用の一体挿入物２０を製造するためのシートメタルストリップの一部を示す。第１製造ステップでは、フラットシートメタルストリップには、たとえばプレスを使用して穿孔される。あけられる穿孔には、数種類ある。
【００２５】
まず第１に、ストリップの長手方向に走り、以下で詳細に説明するように、熱伝達流体が循環するダクトの通路となるようにした長いカットアウト２２がある。
【００２６】
カットアウト２２は、ストリップの幅方向に均一に離間配置されて、カットアウト２２の間に熱交換領域２４を画定している。上記の例示的な実施態様では、熱交換領域２４には、交換器のバンドルを通過する気体流と熱交換表面２４との間の熱の交換を改善するためのルーバ２６が穿孔されている。
【００２７】
さらに、カットアウト２２は、シートメタルの薄いストリップ２８を間に残すように、ストリップの長さ方向に均一に離間配置され、ストリップの横断方向に走り、後の製造段階で形成される折り畳まれた縁部３０（図３参照）を形成するように設計されている。
【００２８】
ほぼ矩形の開口部３２が、２列のカットアウト２２を分離する薄いストリップ２８内に形成されている。この開口部３２の機能は、気体流が熱交換表面２４の両面に接触して通過するのを促進することである。
【００２９】
当然、図２は、一体挿入物２０を製造するためのストリップの断片のみを示す。実際には、完全なストリップは、非常に多数のカットアウト２２を有し、図２に示す断片を、長手方向および横断方向に想像上延長して、１点鎖線で示すようにしなければ、完全なストリップを実現することはできない。
【００３０】
図３は、図２のストリップの断片を折り畳んでいる時の状態を示す斜視図である。折り畳まれた縁部３０には、平行なカットアウト２２の列が形成されている。これらの折り畳まれた縁部３０は、ストリップの横断方向に走り、ホイールまたはプレスを使用して形成することができる。
【００３１】
シートメタルストリップは、完全に折り畳むと、図４の斜視図および図５の断面図に示す外観を呈する。
【００３２】
図４および図５から、この熱交換表面２４は、従来の熱交換バンドルのフィンのように、互いに平行に配置されていることが分かる。また、ストリップが図２に示す平坦な形態にある時には互いに連続しているカットアウト２２が、ここでは、熱交換ダクトを導入できるように互いに重畳されていることが分かる。
【００３３】
最後に、図５から、２つの隣接する熱交換表面２４により区切られる空間３６1および３６2は、左右両端が開放していることが分かる。したがって、空間３６1は、折り畳まれた縁部３０内に形成された開口部３２が存在するために、左端部が開放している。
【００３４】
右側では、空間３６1は、折り畳まれた縁部がないために開放している。逆に、空間３６1の真下に位置する空間３６2は、左側にはシートメタルがないため、右側は、矩形の開口部３２（図２参照）が存在するために開放している。したがって、熱交換表面２４間を循環する気体流は、矢印３８で大まかに示すように、各表面２４の両面に突進することができる。
【００３５】
気体流の攪拌を改善して、気体流３８と熱交換表面２４との間の熱の交換を改善するために、ルーバ２６が任意に表面２４に設けられている。ルーバ２６は、一体挿入物２０の対称垂直中央平面に対して対称に配置されている。
【００３６】
最後に、図５で分かるように、折り畳まれた縁部４０は、一体挿入物２０の各端部に設けられている。
【００３７】
図２〜図４の例示的な実施態様では、熱伝達流体を循環させるダクトとして形成されたカットアウト２２は閉鎖されている。
【００３８】
図７は、図４の熱交換バンドルと同じ熱交換バンドルであるが、ダクト４２が閉鎖されたカットアウト２２内に導入されている状態を示す。図示のこの実施例では、循環ダクト４２はフラットチューブであり、細長い形を有するが、その他の形状も可能であることは明白である。たとえば、ダクト４２は、長円形、楕円形または円形でも良い。
【００３９】
図７に示すバンドルは、蝋付けにより組み立てることができる。また、バンドルは、ダクト４２を機械的に膨張させて、機械的に組み立てることもできる。
【００４０】
図６は、本発明による一体挿入物の別法による実施態様の平面図である。この挿入物は、本質的に、上記の別法による形態の実施態様のカットアウト２２のように完全に閉鎖されているのではなく、カットアウト２２が両端の一方で開放しているという点で、図２〜図５および図７に関して説明した挿入物とは異なっている。
【００４１】
このようにして、図６に示した一体挿入物２０は、上から見ると、櫛を思わせる形状を呈している。したがって、循環ダクト４２は、矢印４６で大まかに示すように、カットアウト２２の開口部４４から側方に導入することができる。したがって、この別法による形態の実施態様では、カットアウト２２の整合に関する限り、広い製造公差を可能にする。特に、上記の実施態様のように、これらのカットアウトが閉鎖する場合、ダクト４２を導入できるように、カットアウトを正確に整合させる必要がある。
【００４２】
また、折り畳まれた縁部３０内に形成されるカットアウトは、一体挿入物の一方の側の方が、他方の側より大きいことも指摘できる。これは、カットアウト２２が、一体挿入物２０の側部の一方（図６では右）に向かって開放していると仮定すると、カットアウト３２2の長さは、交換表面２４を保持するのに十分な材料を残すため、より小さくする必要があるからである。
【００４３】
これとは対照的に、カットアウト２２は、一体挿入物２０の他方の側に向かって開放していない。したがって、開口部３２1は、より長い。
【００４４】
図８は、図６の別法による実施態様に示すように、開放しているカットアウト２２を含む一体挿入物２０により形成された、本発明による熱交換バンドルの一部を示す斜視図である。流体循環ダクト４２および一体挿入物２０は、蝋付けにより組み立てることが好ましい。当然、カットアウト２２がその一方の端部で開放していると仮定すると、ダクト４２を膨張させることによる機械的な組立ては、一体挿入物を変形させる効果を有する。
【００４５】
図９は、図８に示す熱交換バンドルに類似しているが、ルーバがない熱交換バンドルの斜視図である。
【００４６】
メタルストリップ、および本発明の熱交換器のダクトまたはチューブは、アルミニウムまたはアルミニウム合金から製造すると有利である。
【００４７】
バンドルを製造するため、一体挿入物２０は、穿孔されて蛇腹式に折り畳まれ、カットアウト２２を有するシートメタルストリップから成形される。この作業は、たとえば、プレス工具を使用してシートメタルストリップを切断し、次に、ホイールまたはプレスを使用して折り目を形成して行われる。
【００４８】
平行ダクト（またはチューブ）４２は、何れかの場所で成形され、一体挿入物２０のカットアウト２２内に導入される。この導入は、開放カットアウトの場合はカットアウトの軸に沿って、または閉鎖カットアウトの場合は軸に対して直角に行われる。
【００４９】
次に、平行ダクトおよび一体挿入物を結合する。この結合は、一体挿入物のカットアウト２２内にダクト４２を機械的に膨張させるか、または別法として、平行ダクトと一体挿入物とを蝋付けして行われる。
【００５０】
熱交換器を形成するため、２個のヘッダボックス１２および１４を平行ダクト４２の端部に取り付ける。この作業は、バンドルを製造して組み立ててから行う。場合によっては、一体挿入物を導入する前に、ヘッダボックスの一方を取り付けるか、または両方を正確に取り付けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、特に自動車用熱交換器に適用される。これらの交換器は、自動車のエンジン冷却ラジエータ、車内を暖房するためのユニットヒータ、または車輌のエンジン中間冷却器の形態で特に製造される。また、車輌の空気調節回路における蒸発器または凝縮器でも良い。すべての場合、熱交換器のダクトまたはチューブは、熱を、気体流通常は空気流と交換する流体を、これらのダクトまたはチューブを貫通して通過させる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】従来の熱交換器の全体的な略図である。
【図２】本発明によるバンドル用の一体挿入物を製造するために使用されるシートメタルストリップの断片の斜視図である。
【図３】図２に示すストリップの断片を折り畳んだ状態の斜視図である。
【図４】図２および３に示すストリップの断片を完全に折り畳んだ状態の斜視図である。
【図５】図４に示す折り畳まれたストリップの部分端面図である。
【図６】図４に示す完全に折り畳まれたストリップ断片の別の形態の実施態様の平面図である。
【図７】熱伝達流体が循環するダクトを導入した後の、図２〜図５に示す折り畳まれたストリップの斜視図である。
【図８】図６に示す蛇腹式に折り畳まれたストリップで、熱伝達流体循環ダクトが導入された後のストリップの斜視図である。
【図９】図８に示すものと類似する、蛇腹式に折り畳まれたストリップの斜視図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  バンドル
１２  ヘッダボックス
１４  ヘッダボックス
１６  チューブ
１８  波形挿入物
２０  一体挿入物
２２  カットアウト
２４  熱交換表面
２６  ルーバ
２８  シートメタルストリップ
３０  折り畳まれた縁部
３２  開口部
３２1  開口部
３６1  空間
３６2  空間
３８  矢印（気体流の方向）
４０  折り畳まれた縁部
４２  循環ダクト
４４  開口部
４６  矢印（循環ダクトの導入方向）
【国際公開パンフレット】
2004534930.tif 000003
2004534930.tif 000004
2004534930.tif 000005
2004534930.tif 000006
2004534930.tif 000007
2004534930.tif 000008
2004534930.tif 000009
2004534930.tif 000010
2004534930.tif 000011
2004534930.tif 000012
2004534930.tif 000013
2004534930.tif 000014
2004534930.tif 000015
2004534930.tif 000016
2004534930.tif 000017
2004534930.tif 000018
2004534930.tif 000019
2004534930.tif 000020
2004534930.tif 000021
2004534930.tif 000022
【国際調査報告】
2004534930.tif 000023
2004534930.tif 000024
2004534930.tif 000025
2004534930.tif 000026
2004534930.tif 000027
2004534930.tif 000028