(57)【要約】本発明は、流体入口（４）を有する入口タンク（２）と、流体出口（５）を有する出口タンク（３）と、前記入口タンク（２）と前記出口タンク（３）を接合し、前記入口タンク（２）から前記出口タンク（３）への複数の流体流路（Ｐ１）を造るチューブ（７、８）のコア（６）と、を備え、前記チューブ（７、８）は一次および二次グループのチューブ（７、８）に属する熱交換器（１）に関する。本発明によれば、前記入口タンク（２）および前記出口タンク（３）は、コアインターフェースを形成して一次グループのチューブ（７）と二次グループのチューブ（８）両方のための全体に同一のチューブ挿入孔を備えるヘッダプレート（９、１０）を有する。さらに、一次グループの部材である前記チューブはベースチューブ（７）であり、二次グループの部材であるチューブは、ベースチューブ（７）と異なり、熱交換器（１）のクリティカル領域における熱交換器（１）の性質を局所的に変化させるために使われるアダプテーションチューブ（８）である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流体入口（４；２４）を有する入口タンク（２；２２）と、前記流体の流体出口（５；２５）を有する出口タンク（３；２３）と、前記入口タンク（２；２２）と前記出口タンク（３；２３）を接合し、前記入口タンク（２；２２）から前記出口タンク（３；２３）への前記流体の複数の流体流路（Ｐ）を造るチューブ（７；８；２７；２８）のコア（６；２６）と、を備え、前記チューブ（７；８；２７；２８）は、一次および二次グループのチューブに属する、熱交換器（１；２１）において、
前記入口タンク（２；２２）と前記出口タンク（３；２３）は、コアインターフェースを形成して前記一次グループのチューブ（７；２７）と前記二次グループのチューブ（８；２８）の両方のための、全体に同一のチューブ挿入孔（１１；３１）を備えるヘッダプレート（９；１０；２９；３０）を有し、前記一次グループの部材である前記チューブは、ベースチューブ（７；２７）であり、前記二次グループの部材である前記チューブは、前記ベースチューブ（７；２７）と異なり、前記熱交換器（１；２１）のクリティカル領域における前記熱交換器（１；２１）の性質を局所的に変化させるために使われるアダプテーションチューブ（８；２８）であること、を特徴とする熱交換器（１；２１）。
【請求項２】
前記熱交換器（１；２１）の寿命を延ばすための前記二次グループは、前記ベースチューブ（７；２７）の一つ一つによって提供される基本の強度に比べて向上した強度をそれぞれが提供するアダプテーションチューブ（８；２８）を備え、前記アダプテーションチューブ（８；２８）は、応力レベルが前記熱交換器（１；２１）全体の中位の応力レベルよりも高い傾向にある前記熱交換器（１；２１）の領域で使用される、請求項１に記載の熱交換器（１；２１）。
【請求項３】
前記アダプテーションチューブ（８；２８）は、前記ベースチューブ（７；２７）の壁厚を超える壁厚を有することによって、向上した強度を提供する、請求項２に記載の熱交換器（１；２１）。
【請求項４】
前記アダプテーションチューブ（８；２８）は、チューブ開口に配置された補強挿入具（１４；３４）を備えることによって、向上した強度を提供する、請求項２に記載の熱交換器（１；２１）。
【請求項５】
前記アダプテーションチューブ（２８）は、前記ベースチューブ（２７）に配置されたタービュレータ（３２）よりも強度の強いタービュレータ（３３）を備えることによって、向上した強度を提供する、請求項２に記載の熱交換器（２１）。
【請求項６】
前記アダプテーションチューブ（８）は、内部補強リブ（１５）を備えることによって、向上した強度を提供する、請求項２に記載の熱交換器（２１）。
【請求項７】
前記アダプテーションチューブ（８）は、全て平らなチューブ壁によって造られる超耐久チューブ継ぎ目（１３）を備えることによって、向上した強度を提供する、請求項２に記載の熱交換器（１）。
【請求項８】
前記熱交換器（１；２１）は、第一列のチューブおよび第二列のチューブを備え、前記第一列の少なくとも複数のチューブは、前記一次グループのチューブ（７；２７）に属し、前記第二列の全てのチューブは、前記二次グループのチューブ（８；２８）に属する、請求項２乃至７のいずれか一項に記載の熱交換器（１；２１）。
【請求項９】
前記熱交換器（１；２１）の効率を上げるための前記二次グループは、前記ベースチューブ（７；２７）の一つ一つによって提供される流れ抵抗よりも低い流れ抵抗をそれぞれが提供するアダプテーションチューブ（８；２８）を備え、前記アダプテーションチューブ（８；２８）は、流体流れレベルが前記熱交換器（１；２１）全体の中位の流体流れレベルよりも低い傾向にある前記熱交換器（１；２１）の領域に配置される、請求項１に記載の熱交換器（１；２１）。
【請求項１０】
前記アダプテーションチューブ（２８）は、前記ベースチューブ（２７）に配置されたタービュレータ（３２）よりも低い流れ抵抗を引き起こすタービュレータ（３３）を備えることによって、より低い流れ抵抗を提供する、請求項９に記載の熱交換器（２１）。
【請求項１１】
前記アダプテーションチューブ（８）は、全て平らな壁を有することによってより低い流れ抵抗を提供する一方、前記ベースチューブ（７）はくぼんだ（１２）壁を有する、請求項９に記載の熱交換器（１）。
【請求項１２】
前記熱交換器（１；２１）は、第一列のチューブおよび第二列のチューブを備え、前記第一列の全てのチューブは、前記二次グループのチューブ（８；２８）に属し、前記第二列の全てのチューブは、前記一次グループのチューブ（７；２７）に属する、請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の熱交換器（１；２１）。
【請求項１３】
前記二次グループは、前記ベースチューブ（７；２７）の一つ一つによって提供される流れ抵抗よりも低い流れ抵抗をそれぞれが提供するアダプテーションチューブ（８；２８）を備え、前記アダプテーションチューブ（８；２８）は、前記ベースチューブ（７；２７）と混ざった交互パターンで前記熱交換器（１；２１）に配置される、請求項１に記載の熱交換器（１；２１）。
【請求項１４】
前記アダプテーションチューブ（８）は、前記ベースチューブ（７）に配置されたタービュレータ（３２）よりも低い流れ抵抗を引き起こすタービュレータ（３３）を備えることによって、より低い流れ抵抗を提供する、請求項１３に記載の熱交換器（２１）。
【請求項１５】
前記アダプテーションチューブ（８）は、全て平らな壁を有することによってより低い流れ抵抗を提供する一方、前記ベースチューブ（７）はくぼんだ（１２）壁を有する、請求項１３に記載の熱交換器（１）。
【請求項１６】
前記交互パターンは、ベースチューブ（７；２７）とアダプテーションチューブ（８；２８）が交互になった列を備える、請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載の熱交換器（１；２１）。
【請求項１７】
前記交互パターンは、二つのベースチューブ（７；２７）とアダプテーションチューブ（８；２８）が交互になった列を備える、請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載の熱交換器（１；２１）。
【請求項１８】
前記二次グループのチューブ（８；２８）は、少なくとも二種類の異なるデザインのチューブに細分される、請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の熱交換器（１；２１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流体入口を有する入口タンクと、前記流体の流体出口を有する出口タンクと、前記入口タンクと前記出口タンクを接合し、前記入口タンクから前記出口タンクへの前記流体の複数の流体流路を造るチューブのコアとを備え、前記チューブは一次および二次グループのチューブに属する、熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
前文による熱交換器は、米国特許４７９１９８２より知られる。この特許で開示された熱交換器は、一次および二次グループのチューブに属するチューブを備えるコアを有する冷媒ラジエータである。二つのグループにはチューブのサイズの違いがあり、それが主に、流れ分配および、特に低流量においての効率を上げるために使用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来技術の熱交換器の欠点は、汎用性においては、その技術的概念がかなり限定されることである。従来技術の熱交換器は異なるサイズのチューブを使用するため、熱交換器の各シリーズの独自のパターンにしたがってサイズ決めおよび設置されたチューブ挿入孔を有するヘッダプレートの使用を必要とする。これは、熱交換器の小さなシリーズの生産を非効率的にし、生産の汎用性を妨げる。
【０００４】
そのような背景に対して、本発明の目的は、既知の熱交換器を、その生産が簡易化され、特により効率的になり、汎用性が高くなるよう改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、これは前文による熱交換器によって達成され、前記熱交換器は、前記入口タンクと前記出口タンクは、コアインターフェースを形成して前記一次グループのチューブと前記二次グループのチューブ両方のための全体に同一のチューブ挿入孔を備えるヘッダプレートを有することと、前記一次グループの部材である前記チューブはベースチューブであることと、前記二次グループの部材である前記チューブは、前記ベースチューブと異なり、前記熱交換器のクリティカル領域における前記熱交換器の性質を局所的に変化させるために使われるアダプテーションチューブであることと、を特徴とする。
【０００６】
全体に同一のチューブ挿入孔を有するヘッダプレートの使用はもちろん、全体に同一の外形を有するチューブの使用を必要とするが、それは、そうでなければヘッダプレートと嵌合しないためである。しかしながらこれは、例えば適切なチューブ壁厚を選択することによって、くぼみまたはタービュレータを設けることによって、または異なるチューブ挿入具を使用することによってなど様々な方法で、チューブの特徴を内側で変えられるため、問題ない。よって本発明は、例えば、同一のヘッダプレートだが選択された位置でチューブが異なることによって、小さなシリーズの適応された熱交換器を効率的に生産することを可能にする。
【０００７】
一実施形態によれば、前記熱交換器の寿命を延ばすための前記二次グループのチューブは、前記ベースチューブの一つ一つによって提供される基本の強度に比べて向上した強度をそれぞれが提供するアダプテーションチューブを備え、前記アダプテーションチューブは、応力レベルが前記熱交換器全体の中位の応力レベルよりも高い傾向にある前記熱交換器の領域で使用される。そのような強化チューブが有用な熱交換器の領域は、例えば、実質的に平行六面体の熱交換器コアの角領域である。
【０００８】
さらなる実施形態によれば、前記アダプテーションチューブは、前記ベースチューブの壁厚を超える壁厚を有することによって、向上した強度を提供しうる。チューブ壁厚を増やすことは強度を高める簡単な方法であるが、チューブが、当技術の通常の手法である板金パイプの場合は、それぞれ第一および第二のグループに属する異なる寸法のチューブ用板金を使うことが必要になる。
【０００９】
さらなる実施形態によれば、前記アダプテーションチューブは、チューブ開口に配置された補強挿入具を備えることによって、向上した強度を提供する。補強挿入具を設けることもまた、強度を高め、同一の壁厚を有するチューブの使用を可能にするための簡単な方法である。しかしながら、そのような補強挿入具の製造、挿入および固定は、検討されるべき要素である。
【００１０】
さらなる実施形態によれば、前記アダプテーションチューブは、前記ベースチューブに配置されたタービュレータよりも強度の強いタービュレータを備えることによって、向上した強度を提供する。当技術では、熱交換器チューブの内側に所謂タービュレータを使用することは、ごく一般的である。これに照らすと、本発明による熱交換器を達成するために異なるデザインのタービュレータを使用することは、魅力的な解決策である。
【００１１】
さらなる実施形態によれば、前記アダプテーションチューブは、内部補強リブを備えることによって、向上した強度を提供する。内部補強リブは、例えば、チューブが適宜作られる板金を型押しすることによって設けられうる。
【００１２】
さらなる実施形態によれば、前記アダプテーションチューブは、全て平らなチューブ壁によって造られる超耐久チューブ継ぎ目を備えることによって、向上した強度を提供する。板金のチューブを製造する際、チューブに沿って伸びるろう付け継ぎ目が作られる。この継ぎ目は、元のシートが全て平らで、例えば型押しされたくぼみがない場合、より耐久性をもつ。
【００１３】
さらなる実施形態によれば、前記熱交換器は第一列のチューブおよび第二列のチューブを備え、前記第一列の少なくとも複数のチューブは前記一次グループのチューブに属し、前記第二列の全てのチューブは前記二次グループのチューブに属する。このような解決策は、例えば、熱交換器が、隣の冷媒ラジエータチューブの列を安定させるのを助ける給気クーラなどの他のユニットにボルト留めされた冷媒ラジエータである場合に有利である。
【００１４】
さらなる実施形態によれば、前記熱交換器の効率を上げるための前記二次グループのチューブは、前記ベースチューブの一つ一つによって提供される流れ抵抗よりも低い流れ抵抗をそれぞれが提供するアダプテーションチューブを備え、前記アダプテーションチューブは、流体流れレベルが前記熱交換器全体の中位の流体流れレベルよりも低い傾向にある前記熱交換器の領域に配置される。低流量が問題になる傾向にある熱交換器の領域は主に、流体入口または出口の離れた領域、取付け金具などの影の領域、および流体入口の直下の領域である。
【００１５】
さらなる実施形態によれば、前記アダプテーションチューブは、前記ベースチューブに配置されたタービュレータよりも低い流れ抵抗を引き起こすタービュレータを備えることによって、より低い流れ抵抗を提供する。前に示したように、熱交換器チューブの内側のタービュレータはごく一般的であり、よって、本発明による熱交換器を達成するための異なるデザインのタービュレータの使用は、魅力的な解決策である。
【００１６】
さらなる実施形態によれば、前記アダプテーションチューブは、全て平らな壁を有することによってより低い流れ抵抗を提供する一方、前記ベースチューブはくぼんだ壁を有する。当技術では、くぼみは熱交換を促進するために使われる。しかしながら、くぼみはまたいくらかの余分な流れ抵抗も引き起こし、それは全て平らなチューブ壁によって効率的に避けることができる。
【００１７】
さらなる実施形態によれば、前記熱交換器は第一列のチューブおよび第二列のチューブを備え、前記第一列の全てのチューブは前記二次グループのチューブに属し、前記第二列の全てのチューブは前記一次グループのチューブに属する。このような解決策は、例えば、熱交換器の流体入口および出口が第二列を通る流れを促進する傾向にある場合に有利でありうる。
【００１８】
さらなる実施形態によれば、前記二次グループは、前記ベースチューブの一つ一つによって提供される流れ抵抗よりも低い流れ抵抗をそれぞれが提供するアダプテーションチューブを備え、前記アダプテーションチューブは、前記ベースチューブと混ざった交互パターンで前記熱交換器に配置される。このような解決策は、例えば、熱交換器を通る流体流れが、熱交換器によって冷却されるエンジンの回転数に高く依存する場合に有利である。そのような場合、一定のパターンの交互のチューブは、熱交換器全体を通る流体の流れを促進することをも助ける。
【００１９】
さらなる実施形態によれば、前記アダプテーションチューブは、前記ベースチューブに配置されたタービュレータよりも低い流れ抵抗を引き起こすタービュレータを備えることによって、より低い流れ抵抗を提供する。異なるタービュレータの利点は、既に上記に述べた。
【００２０】
さらなる実施形態によれば、前記アダプテーションチューブは、全て平らな壁を有することによってより低い流れ抵抗を提供する一方、前記ベースチューブはくぼんだ壁を有する。前に示したように、くぼみはいくらかの余分な流れ抵抗を引き起こし、それは全て平らなチューブ壁によって効率的に避けることができる。
【００２１】
さらなる実施形態によれば、前記交互パターンは、ベースチューブとアダプテーションチューブが交互になった列を備える。場合によっては、それは、全ての流体流量で最適な流体流れ分配に到達するために、示された方法でチューブを混ぜるのが有利であることを示す。
【００２２】
さらなる実施形態によれば、前記交互パターンは、二つのベースチューブとアダプテーションチューブが交互になった列を備える。繰り返すが、そのような解決策の目的は、特に低い流体流量から高い流体流量での熱交換器の性能を最適化することである。
【００２３】
さらなる実施形態によれば、前記二次グループのチューブは、少なくとも二種類の異なるデザインのチューブに細分される。第二グループのチューブに異なるデザインのチューブを使用することは、本発明による熱交換器の汎用性を高める。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
図面では、本発明による熱交換器の実施形態が模式的に示される。
【図１】冷媒ラジエータの形状の熱交換器を示す背面図。
【図２】図１の冷媒ラジエータの異なる実施形態のヘッダプレートの部分を示す上面図。
【図３】図１の冷媒ラジエータの異なる実施形態のヘッダプレートの部分を示す上面図。
【図４】図１の冷媒ラジエータの異なる実施形態のヘッダプレートの部分を示す上面図。
【図５】図１の冷媒ラジエータの異なる実施形態のヘッダプレートの部分を示す上面図。
【図６】図１の冷媒ラジエータの異なる実施形態のヘッダプレートの部分を示す上面図。
【図７】図１の冷媒ラジエータの異なる実施形態のヘッダプレートの部分を示す上面図。
【図８】図１の冷媒ラジエータの異なる実施形態のヘッダプレートの部分を示す上面図。
【図９】図１の冷媒ラジエータの異なる実施形態のヘッダプレートの部分を示す上面図。
【図１０】図１の冷媒ラジエータの異なる実施形態のヘッダプレートの部分を示す上面図。
【図１１】図１の冷媒ラジエータの異なる実施形態のヘッダプレートの部分を示す上面図。
【図１２】図１の冷媒ラジエータの異なる実施形態のヘッダプレートの部分を示す上面図。
【図１３】図１の冷媒ラジエータの異なる実施形態のヘッダプレートの部分を示す上面図。
【図１４】給気クーラの形状の熱交換器を示す正面図。
【図１５】図１４の給気クーラの異なる実施形態のヘッダプレートの部分を示す側面図。
【図１６】図１４の給気クーラの異なる実施形態のヘッダプレートの部分を示す側面図。
【図１７】図１４の給気クーラの異なる実施形態のヘッダプレートの部分を示す側面図。
【図１８】図１４の給気クーラの異なる実施形態のヘッダプレートの部分を示す側面図。
【図１９】図１４の給気クーラの異なる実施形態のヘッダプレートの部分を示す側面図。
【図２０】図１４の給気クーラの異なる実施形態のヘッダプレートの部分を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
下記では、本発明の好適な実施形態が図面を参照して説明される。図面では、同様の参照記号は類似の要素を示す。
【００２６】
図１では、熱交換器１が背面図で示される。示される熱交換器１は、冷媒ラジエータであり、上部の入口タンク２および底部の出口タンク３を有する。それらの間には、複数の垂直なチューブ７、８およびそれらの間のフィン（図示せず）を備える平行六面体のラジエータコア６が存在する。チューブ７、８は、タンク２、３のヘッダプレート９、１０によってタンク２、３に緊密に連結され、冷媒を入口タンク２の流体入口４から出口タンク３の流体出口５に導くよう使用されながら、矢印Ｐによって図示された流体流路に沿った経路で冷却される。
【００２７】
熱交換器１の上部プレート９の部分が、図２から図１３により詳しく示される。これらの図では、本発明による熱交換器１の異なる実施形態が、上部タンク２の内側を上から見て示される。対向する、または底部のヘッダプレート１０の対応する図はしばしば同一であるが、同一でなくともよい。しかしながら、明細書を検討すれば、当業者であれば本発明の最良の実施の方法を知るであろう。
【００２８】
冷却を改善するために、冷媒ラジエータのチューブ７、８は、図２から図１３に示されたくぼみを備えることができ、それらは概して１２と表される。くぼみ１２は、チューブ７、８を平坦な形状に最終的に組立てる前に、チューブ板金をスタンプすることによって形成される。図２から図１３に見られるように、前記くぼみ１２は、チューブ７、８の内側に小さな突起を形成する。くぼみ１２は、熱交換に有益であるが圧力の低下を引き起こす乱流を起こすことによって、チューブ７、８の内側の流体流れに影響する。よって、最適な熱交換器１を造るために、特に前記流体流路Ｐに沿ってチューブ７、８を通過する流体の流量が異なる際、圧力低下を低く保ったまま熱交換が最大化されるように熱交換器１を調整することが重要である。
【００２９】
それを効果的な方法で可能にするために、本発明による熱交換器１のヘッダプレート９、１０は、全体的に同一のチューブ挿入孔１１を備える。デザインの異なる一次および二次グループに属するこれらのチューブ７、８においては、チューブは緊密に嵌合するよう挿入され、例えばろう付けなどで固定される。
【００３０】
前記一次グループに属するチューブ７は、いわば熱交換器１の基本的な熱交換要求を満たすので、この文脈においては、ベースチューブ７と呼ばれる。前記二次グループに属するチューブ８は、クリティカル領域での熱交換器１の特性を局所的に変更するために使われるので、この文脈においては、代わりにアダプテーションチューブ８と呼ばれる。これらのクリティカル領域が発見される場所およびそれらが本発明によってどのように対処されるかは、下記に、上部ヘッダプレート９のみに関して、例によって説明される
図２から図１３のヘッダプレート９は、図面に示された熱交換器１のすべての実施形態が、二列の冷媒ラジエータを図示することを示す。しかしながら、そうでなくても良く、これは、クレームに記載した発明の枠内のいくつかの典型的なレイアウトソリューションを例示するためのみに選択されたものである。言い換えれば、単一列のチューブ７、８または複数列のチューブ７、８、ならびにヘッダプレート９に関して他の方向に回転されたチューブ７、８もまた範囲内である。
【００３１】
図２は、図１の熱交換器１の左上部などの、端部を図示するために使われる。見てわかるように、図２に示される全部で２０のチューブのうち、右側の１４（一列につき七つ）が、７と表される。よって、それらは所謂チューブの一次グループのベースチューブ７であり、この場合、それらは標準的なチューブ壁厚および内側のくぼみ１２を有することを意味する。残りの左側の六つ（一列につき三つ）のチューブは、その代わりに所謂二次グループのアダプテーションチューブ８であり、この場合、それらはより厚いチューブ壁厚および内側のくぼみ１２を有することを意味する。アダプテーションチューブ８は、通常応力が高いが、圧力低下がある程度上昇する熱交換器１の角を安定させるのを助ける。
【００３２】
図３は、ヘッダプレート９に沿った何処かの中間部を示す。今度は、図２のアダプテーションチューブ８に対応する八つ（一列につき四つ）のアダプテーションチューブ８のグループは、ベースチューブ７の中に配置される。繰り返すが、目的は熱交換器１を安定させること、あるいは上昇した圧力低下を引き起こすことによって流体の流れを制限すること、あるいはその両方である。
【００３３】
図４および図５もまた、ヘッダプレート９に沿った何処かの中間部を示す。一次および二次グループに属するチューブ７および８は、上述のものに対応し、一つのベースチューブ７および一つのアダプテーションチューブ８の交互の列もしくは二つのベースチューブ７および一つのアダプテーションチューブ８の交互の列を備える交互のパターンで配置される。異なる圧力低下を引き起こすことによって、チューブ７、８は、特に低い流体流量において、熱交換器１全体にわたって均等に流れを分配することを助け、それによって効率を上げるのを助ける。しかしながら、標準寸法がより厚いアダプテーションチューブ８はもちろん、熱交換器の完全性のためにも有益である。
【００３４】
図６は、ヘッダプレート９に沿った任意の部分を示し、図７は、図１の熱交換器１の左上端部または角部などの、端部または角部を示す。両実施形態において、前と同じ種類のベースチューブ７およびアダプテーションチューブ８が使われるが、それは標準壁寸法のベースチューブ７およびより厚い壁寸法のアダプテーションチューブ８である。図６の実施形態には、ベースチューブ７のみの一列およびアダプテーションチューブ８のみの一列がある。ベースチューブの列は、好ましくは、外力に耐えるのを助ける給気クーラなどの固体支持体の近くに配置される一方、熱交換器１のより露出した部分は、強化されたチューブ８のみを示す。図７の実施形態は大部分が同様であるが、締付ブラケット（図示せず）を保持する角など、熱交換器１の角部の数個のチューブのみが、強いアダプテーションチューブ８を備えることだけが異なる。そのように、過度の圧力低下を引き起こさずに、熱交換器の完全性を保つことが可能である。
【００３５】
図８では、ベースチューブ７は、標準の壁厚を有し、例えばヘッダプレート９に沿った中間セクタに配置されたくぼんだチューブによって再び形成される。例えばヘッダプレート９の端部に配置されたアダプテーションチューブ８は、この時、くぼみのない全てが平坦なチューブによって形成される。そのことは、矢印１３によって示された平らで影響されないろう付けの継ぎ目のために、チューブ８を強化することを可能にする。この種のアダプテーションチューブ８は、圧力低下の上昇もしくは厚いチューブ壁厚なしに構造を強化することを可能にするが、遮熱をある程度減らす。
【００３６】
図９に示された実施形態では、図８の実施形態と同じ種類のチューブ７、８が使用される。違いは、この時は、くぼんだベースチューブ７のみおよび全てが平坦なチューブ８のみの列があることにある。前に説明したように、そのような列ソリューションは、流体流れに影響するため、強化目的のため、またはその両方のために使われうる。
【００３７】
図１０および図１１は、アダプテーションチューブ８のグループが、図１０では二つ、図１１では三つなど、一つより多い異なる種類のアダプテーションチューブを備えうることを示す実施形態を開示する。前と同様、図１０の実施形態においては例えば熱交換器１のヘッダプレート９に沿った中間部に配置され、図１１の実施形態においても中間部に配置されるが熱交換器１の二つのチューブの列のうち一つのみに配置される、標準的なくぼんだベースチューブ７が存在する。図１０では、残りのチューブ、つまり当のヘッダチューブ９の端部のアダプテーションチューブ８は、著しく厚いチューブ壁を有するが尚くぼみ１１を設けられる八つの外側チューブ８と、前記外側チューブ８と前記ベースチューブ７との間の、あまり厚くないチューブ壁およびくぼみを有する六つの中間チューブ８の両方を備える。図１１では、くぼんだベースチューブ７は、二列の熱交換器のヘッダプレート９の中間セクタの一つの列のみに配置される。図１１に示された実施形態および同じ列におけるそれらの左側には、より厚い壁厚を有するくぼんだアダプテーションチューブ８がある。ベースチューブ７の隣の他方の列には、ベースチューブ７の壁厚に対応する壁厚を有する全て平らなアダプテーションチューブ８がある。さらに、くぼんだアダプテーションチューブ８の隣の他方の列にはまた、全て平らなアダプテーションチューブ８があるが、これらはベースチューブ７の隣のものよりも厚い壁厚を有する。共通して、図１０および図１１の実施形態は、本発明によって熱交換器１を最適化する際、熱交換器のより良い機械的強度または寿命、もしくは熱交換器のより良い効率または性能を望むに関わらず、制限がほとんどないことを示す。
【００３８】
図１２には、本発明による熱交換器１のさらなる実施形態が図示される。前と同様、図１２に示されるヘッダプレート９は、全体的に同一のチューブ挿入孔１２を有する。これらの中には、二列の固定されたくぼんだベースチューブ７が、八つ（各列につき四つ）のアダプテーションチューブ８の右側にある。これらは、平らもしくはくぼんでいるが、強化チューブ差込具１４の挿入を可能にする端部を有しうる。チューブ差込具１４は、チューブ８にろう付けされるよう適応され、流体流れに影響しすぎることなく、前記端部を著しく強固にする。
【００３９】
図１３には、図１の熱交換器１のヘッダプレート９の最後の実施形態が示される。ベースチューブ７の種類および設置は、図１２の実施形態に正確に対応する。よって、再びアダプテーションチューブ８が異なるものである。今回は、それらは、くぼみ１２のようにスタンプされうる内部補強リブ１５を備えることによって、強度の向上を提供する。好ましくは、アダプテーションチューブ８の補強リブ１５は、チューブ８の中央部で接触し、ろう付け継ぎ目（図示せず）によって相互連結する。流体流れへの影響は、くぼんだベースチューブ７の一つと同程度である。言い換えれば、これらのアダプテーションチューブ８の目的は、主に構造上の目的である。
【００４０】
図１４には、熱交換器２１が正面図で示される。示される熱交換器２１は、給気クーラ（ＣＡＣ）であり、左の入口タンク２２および右の出口タンク２３を有する。それらの間には、複数の水平なチューブ２７、２８およびそれらの間のフィン（図示せず）を備える平行六面体ＣＡＣコア２６がある。チューブ２７、２８は、ヘッダプレート２９、３０によってタンク２２、２３に緊密に連結され、給気を入口タンク２２の流体入口２４から出口タンク２３の流体出口２５に導くよう使用されながら、矢印Ｐによって図示された流体流路に沿った経路で冷却される。
【００４１】
冷却を向上するために、ＣＡＣ２１のチューブ２７、２８は、通常はタービュレータを設けられるが、タービュレータは、前記チューブの内側にろう付けされた、形成された板金挿入具を意味する。図１５から図２０では、タービュレータは全体として３２、３３と表され、実質的に波状に示される。しかしながら実際は、それらは全く異なる形状を有しうる。したがって、図１５から図２０に示される変形は、単に例としてのみ見られるべきである。
【００４２】
温度、圧力、および幾何学配置によって、ＣＡＣ２１では、ＣＡＣコア２６の異なるチューブ２７、２８を通る流体流れは、均等に分配するのが難しい。ＣＡＣ２１内におけるかなりの高温のため、このことは容易に構造破損につながる。さらに、非効率的に使用されるチューブ２７、２８は、全体の効率を低下させる。
【００４３】
これらの問題を緩和するために、ＣＡＣ２１のタンク２２、２３は、通常は、流体入口２４または流体出口２５から先細りになるよう形成されるが、その手段だけではあまり十分でない。よって、さらにＣＡＣ熱交換器２１のための本発明の原理によれば、二つの異なるチューブのグループに属するチューブ２７、２８は、流れと温度の調整および構造の完全性のために使用される。これがどのように為されるかは、図１５から図２０の実施形態によって示される。
【００４４】
図１５には、図１４の左のヘッダプレート２９の一部が示される。対向する、または右のヘッダプレート３０の対応する図はしばしば同一であるが、同一でなくともよい。しかしながら、明細書を検討すれば、当業者であれば本発明の最良の実施の方法を知るであろう。
【００４５】
ヘッダプレート２９は、多くの同一のチューブ挿入孔３１を備え、この中にチューブ２７、２８が、ろう付けまたは溶接されることによって、緊密に嵌合する。挿入孔３１はこの場合、水平かつ一列に上下になるよう配置される。しかしながら、それらは垂直におよび／または二列以上でも配置されうる。
【００４６】
図１５では、下の三つのチューブは一次グループのチューブに属する所謂ベースチューブ２７であり、上の三つのチューブは所謂アダプテーションチューブ２８であり、二次グループのチューブに属する。ベースチューブ２７およびアダプテーションチューブ２８は、それらが異なる形状のタービュレータ３２、３３を備える点で異なる。ベースチューブ２７のタービュレータ３２は広い起伏パターンを示し、それは、アダプテーションチューブ２８のより狭く起伏したタービュレータ３３よりも低い放熱能力を与える。一方、タービュレータ３３のために、アダプテーションチューブ２８はより高い圧力低下を引き起こし、それによって、流体がベースチューブ２７をより通るようにする。言い換えれば、アダプテーションチューブは、過度な流体流れを、流体入口２４の近くの高負荷部分などのＣＡＣの部分から離れるよう進めるために使われうる。
【００４７】
図１６の実施形態は、図１５のものとかなり類似している。それは、ベースチューブ２７のタービュレータ３２の起伏が、アダプテーションチューブ２８のタービュレータ３３とちょうど同じ狭さで起伏している点のみが異なる。しかしながら、アダプテーションチューブ２８のタービュレータ３３はより厚い板金で作られており、それが、二種類のチューブ２７、２８間の、耐久性を特に重視した所望の違いにつながる。
【００４８】
図１７では、下の三つのチューブは、図１６のものに対応するベースチューブ２７である。上の三つまたはアダプテーションチューブ２８では、タービュレータ３３はベースチューブ２７のタービュレータ３２とほとんど同じだが、アダプテーションチューブ２８の短辺を補強するカール状のフランジ３４を有する。前記フランジ３４は流体流れにほとんど影響せず、それは、本実施形態が主にＣＡＣ２１のクリティカル領域の寿命を延ばすのに適していることを意味する。
【００４９】
図１８および図１９では、下の三つのチューブは、一次グループのチューブに属するベースチューブ２７である。前述の他のいくつかの場合のように、それらはタービュレータ３２、３３が異なる幅の起伏を示す点が異なる。両図の上の三つのチューブはそうではなく同様であり、等しく起伏したタービュレータとともに、アダプテーションチューブ２８にぴったり嵌合するタービュレータ補強挿入具を備える。補強挿入具３５は流体流れに影響を与え、強度の向上につながる。よって、図１８および図１９の実施形態によるチューブ２７、２８の使用は、入口２４の近隣などの負荷が高い熱交換器領域において有利である。
【００５０】
最後の図、図２０では、下の三つのベースチューブ２７のおよび上の三つのアダプテーションチューブ２８があり、本発明による全てのチューブ２７、２８は、ヘッダプレート２９の同一のチューブ挿入孔３１に挿入される。両タイプのチューブに挿入されるタービュレータ３２、３３は、アダプテーションチューブ２８のタービュレータ３３が少し小さい以外は実質的に同様である。これは、アダプテーションチューブ２８が、ベースチューブ２７よりも厚い壁厚を有するためである。これは、流体流れをある程度制限するが、全体の強度の向上につながる。
【００５１】
当業者は、説明された実施形態の変更が、付属のクレームの範囲内で可能であることを認識する。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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