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JP2003019751A - プラスチック製熱交換器 - Google Patents

プラスチック製熱交換器

Info

Publication number
JP2003019751A
JP2003019751A JP2002122254A JP2002122254A JP2003019751A JP 2003019751 A JP2003019751 A JP 2003019751A JP 2002122254 A JP2002122254 A JP 2002122254A JP 2002122254 A JP2002122254 A JP 2002122254A JP 2003019751 A JP2003019751 A JP 2003019751A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plastic
welding
heat exchanger
termination
termination element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002122254A
Other languages
English (en)
Inventor
Alberto Mannoni
アルベルト・マンノーニ
Carlo Bella
カルロ・ベッラ
Giuseppe Bonaldo
ジュゼッペ・ボナルド
Massimo Colonna
マッシモ・コロンナ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Thermal Systems SpA
Original Assignee
Denso Thermal Systems SpA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Thermal Systems SpA filed Critical Denso Thermal Systems SpA
Publication of JP2003019751A publication Critical patent/JP2003019751A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ばりの発生が無く完全に密封されて熱交換流
体を漏洩させない熱交換器を提供する。 【解決手段】 熱交換器は、複数の互に平行なプラスチ
ック管１２と、上記管１２の端部に結合される一対のプ
ラスチック製コレクタープレートとを備える。コレクタ
ープレートは複数のプラスチック製終端要素２２により
形成される。各終端要素２２は管１２の端部を収容する
ために半円形の座２４，２６を有する。第１終端要素２
２’の結合部分２８は、上記溶接面３４に対して後退し
た突き合わせ面を有する。第１終端要素２２’に結合さ
れる第２終端要素２２”の結合部分３０は、上記溶接面
３４を越えて突出する溶接部分を有する。上記溶接部分
の容積と、上記突き合わせ部分と溶接面３４の間の容積
との比は０．８〜１．３の範囲にある。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の前提項
にしたがってプラスチック材料で作られた熱交換器に関
する。 【０００２】 【従来の技術】一連の相互に平行な列に配置された複数
のプラスチック管と、管の端部に接続された一対のプラ
スチック製コレクタープレートとを備えた車両用熱交換
器は、既に提案されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】コレクタープレートに
ついて、コレクタープレートを一体に製造しようとする
方策は、２種類の問題によって影響を受ける。すなわ
ち、 − 高精度板を打ち抜いて小さな直径（口径１．５〜５
ｍｍ程度）の孔を多く（２００〜２０００個）あける
と、孔内の鋳ばりの存在を回避しながら収縮および変形
のチェックを必然的に伴うという問題。 − 管端部をコレクタープレートの孔へ自動的に挿入す
る問題。 【０００４】これらの欠点を克服するために、解決法が
既に提案なされている。この解決法では、各コレクター
プレートは、重ね合わて溶接される多数のプラスチック
製終端要素から造られ、各終端要素は一連の半円形の座
を有し、上記座は接合部によって互いに分離されてい
る。上記接合部は、相補的な終端要素の対応する接合部
に溶接するのに適したものである。この種の熱交換器の
組立て手順は、第１番対の終端要素から開始される。す
なわち、第１列の管の端部を終端要素の半円形の座に係
合させ、次に、上記第１列の管の上に第２番対の終端要
素を配置し、上記終端要素の接合部を溶接する。この作
業順序は、完成された熱交換器を形成する管の列数に対
応して幾度も繰り返えされる。隣接する終端要素は、例
えば接合部分を相互接触させ融合させる超音波などの溶
接によって結合される。この溶接作業は非常に繊細なも
ので、特に溶接パラメータについては正確な較正を必要
とする。特に、非常に多量の材料が溶融すると、プラス
チック材料によって形成されたバリが管の端部に侵入し
て、穿孔を引き起こす可能性があり、完成された熱交換
器における熱交換流体の漏洩という結果になる。他方、
終端要素結合部の付き合わせ面間の間隔が、溶接の際に
完全に閉塞されなければ、管端部とコレクタープレート
の間の密閉が為されず、この場合も、完成された熱交換
器において熱交換流体が漏洩する。 【０００５】本発明の目的は、上記欠点を克服できる改
善を提供することである。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明によると、この目
的は、クレームの主題を構成する特徴を有する熱交換器
によって達成される。 【０００７】本発明の特徴と利点は、非制限的な例とし
て提供された下記の詳細な説明と添付図面の参照から明
らかとなる。 【０００８】 【発明の実施の形態】図１を参照すると、品目１０は全
体がプラスチックでできた車両用熱交換器を示す。熱交
換器１０は熱交換コアを備える。上記熱交換コアは薄肉
のプラスチック製細管から形成され、上記細管は多くの
互に平行な列に配置されている。管の端部は一対のコレ
クタープレート１４に結合され密封されるが、それはさ
らに説明される方法で理解される。２つのタンク１６，
１８は、それぞれのコレクタープレート１４に結合され
る。タンクの内の１つ１８には、熱交換流体の入口およ
び出口としての開口部２０が設けられている。 【０００９】図２と図３を参照すると、各コレクタープ
レート１４は多くのプラスチック製終端要素２２によっ
て形成されている。各終端要素２２は第１と第２の列の
半円形座２４と２６を含み、上記半円形の座２４と２６
は結合部２８と３０によって互いに分離されている。各
終端要素２２には１対のスペーサ要素３２が備えられ、
スペーサ要素３２は他の同じ終端要素２２の表面３４に
載置されるようになっている。 【００１０】図４を参照すると、図２に示された熱交換
コアの組立ては個々の層を用いて行なわれ、各層は以下
の作業順序によって実現される。 − 第１終端要素２２’を準備し、 − 第１終端要素２２’の座２６に、列を成す管１２の
端部を設置し、 − 管１２の端部が第２終端要素２２”の座２４と係合
するように、第２終端要素２２”を配置し、 − 結合要素２２’と２２”の結合部分２８と３０とを
溶接面３４に沿って溶接する。 【００１１】溶接は従来型の超音波溶接装置を用いて行
なわれる。溶接面３４は理想的な接合面をしていて、対
向する半円形の座２４と２６とが接合して管１２の端部
の外径と等しい直径の円形の座を形成する。 【００１２】図５は２つの相補的な結合部分２８と３０
の拡大図を示し、上記結合部分２８と３０は溶接によっ
て結合される。図５は、２つの終端要素２２’と２２”
とに対する溶接面３４の位置を示す。終端要素２２’の
各結合要素２８は突き合わせ面３６を有し、突き合わせ
面３６は溶接面３４に対してセットバック（後退）して
いる。終端要素２２’の突き合わせ面３６と溶接面３４
との間の容積は、Ｖ’で示される。図５を参照すると、
終端要素２２”の各結合部分３０は、溶接面３４越えて
突出する溶接部３８を有している。溶接面３４越えて突
出する各結合部分３０の材料の容積は、Ｖ”で示され
る。 【００１３】充填比Ｒは、容積Ｖ’とＶ”との間の比と
して定義される。本発明によると、充填比Ｒは０．８〜
１．３の範囲にある。 Ｒ＝Ｖ’／Ｖ” ０．８＜Ｒ＜１．３ 【００１４】図６は、溶接が完了した後の結合部間の結
合領域を示す。１に近い充填比を有していることによっ
て、容積Ｖ’は容積Ｖ”の溶解した材料で満たされる。
これにより、終端要素２２’と２２”との間で理想的な
結合が行なわれる。特に、管の端部を閉塞する過剰な溶
融材の問題、あるいは不十分な量の溶融材による不完全
密封領域の問題は回避される。 【００１５】図７は、１．３を越える非常に高い充填比
で溶接作業を行なった後の状況を示す。この場合、過剰
な溶融材は、結合部分の相互結合する面から横方向に滲
み出し、管のスペースを侵害している。図７に概略的に
図示されているように、溶解した材料は管壁に損傷を与
え、熱交換流体の漏洩を引き起こし得る。図８は、これ
とは逆の状況を示し、０.８未満の非常に低い充填比で
溶接が行なわれている。この場合、溶接された材料が、
結合部の突き合わせ面間の空隙を満たすには不十分であ
り、コレクタープレートを介して熱交換流体の漏洩を引
き起こす開口部を生じさせる。 【００１６】好適な結合条件は０．８〜１．３の範囲の
充填比Ｒによって達成され、終端要素間で最良の結合が
可能となって、図７および図８に図面化された両方の問
題を回避することができる。
【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明によるプラスチック製熱交換器を示す
斜視図である。 【図２】 図１の矢IIによって示される熱交換群の斜視
図である。 【図３】 図２の矢IIIによって示される終端要素の正
面図である。 【図４】 ２つの終端要素の間の溶接相を示す概略図で
ある。 【図５】 図４の矢Vによって示される部分の拡大詳細
図である。 【図６】 図５の矢VIによって示される溶接領域を示す
概略図である。 【図７】 終端要素の結合部分間において過剰な溶接材
料が存在する状態での溶接領域を示す概略図である。 【図８】 終端要素の結合部分間において不十分な溶接
材料が存在する状態での溶接領域を示す概略図である。 【符号の説明】 １２…管、 １４…コレクタープレート、 ２２…終端要素、 ２２’…第１終端要素、 ２２”…第２終端要素、 ２４,２６…半円形の座、 ２８,３０…結合部分、 ３４…溶接面、 １１０…熱交換器、 Ｒ…比。
フロントページの続き (72)発明者 アルベルト・マンノーニ イタリア、イー10046ポイリーノ（トリ ノ）、フラツィオーネ・マシオ24番 デン ソー・サーマル・システムズ・ソシエタ・ ペル・アチオニ内 (72)発明者 カルロ・ベッラ イタリア、イー10046ポイリーノ（トリ ノ）、フラツィオーネ・マシオ24番 デン ソー・サーマル・システムズ・ソシエタ・ ペル・アチオニ内 (72)発明者 ジュゼッペ・ボナルド イタリア、イー10046ポイリーノ（トリ ノ）、フラツィオーネ・マシオ24番 デン ソー・サーマル・システムズ・ソシエタ・ ペル・アチオニ内 (72)発明者 マッシモ・コロンナ イタリア、イー10046ポイリーノ（トリ ノ）、フラツィオーネ・マシオ24番 デン ソー・サーマル・システムズ・ソシエタ・ ペル・アチオニ内 Ｆターム(参考） 4F211 AC03 AD05 AD12 AH16 TA01 TC07 TC11 TD07 TN22 TQ01

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 一連の相互に平行な列に配置された複数
    のプラスチック管（１２）と、上記管（１２）のそれぞ
    れの端部に結合された一対のプラスチックコレクタープ
    レート（１４）とを備え、各コレクタープレート（１
    ４）は複数のプラスチック終端要素（２２）によって形
    成され、上記プラスチック終端要素（２２）の各々は、
    列を成す上記管（１２）の端部を収容するのに適した少
    なくとも１組の半円形の座（２４、２６）を有し、各終
    端要素（２２）の上記半円形の座（２４、２６）は結合
    部分（２８、３０）によって互いに分離し、上記結合部
    分（２８、３０）は相補終端要素の対応する結合部分に
    溶接面（３４）に沿って溶接するのに適している熱交換
    器（１１０）において、 第１終端要素（２２’）の上記結合部分（２８）は、上
    記溶接面（３４）に対して後退した突き合わせ面（３
    ６）を有し、上記第１終端要素（２２’）に結合される
    ようになっている第２終端要素（２２”）の上記結合部
    分（３０）は、上記溶接面（３４）を越えて突出する溶
    接部分（３８）を有し、上記溶接部分（３８）の容積
    と、上記突き合わせ部分（３６）と上記溶接面（３４）
    の間の容積との比（Ｒ）が０．８〜１．３の範囲内にあ
    ることを特徴とする熱交換器。
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