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JP5362222B2 - 蓄熱機能を備える熱交換器 - Google Patents

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Description

本発明は、たとえば自動車の分野で用いられる熱交換器に関する。より詳細には、管端がマニフォールド内に開口して、伝熱流体を循環させるようになっている複数のチューブ、及び蓄熱材のリザーバを備える熱交換器に関する。このリザーバとチューブが接触して、蓄熱材と伝熱流体間で、熱交換が行われるようになっている。
熱交換器の目的は、複数のチューブの中を循環する伝熱流体と、熱交換器を通り抜ける外部流体の間で熱を交換させることにある。自動車における空調装置の場合、この外部流体は、車内へ送り込まれる空気である。
チューブは通常、マニフォールド内に開口している。マニフォールドの機能の一つは、すべての、または何本かのチューブを、流体工学的に繋ぐ事である。
熱交換器は、伝達流体の循環回路の他の部分、たとえば自動車の空調装置の回路と接続されている。伝達流体は、この回路を、自動車のエンジンにより直接駆動されるコンプレッサーによって循環させられる。
従って、自動車のエンジンが停止している時、回路内の伝達流体の循環は止まり、空気と伝達流体との熱の交換も行われない。従って、車内へ吹き込まれる空気が、冷却されることはない。この状況は、ますます、問題となりつつある。その理由は、最近の燃料節約のシステムでは、車両が停止状態になると、自動的にエンジンを切ってしまうようになっており、往々にして、車内の冷気が失われてしまうからである。
熱交換器に蓄熱材のリザーバを設け、伝熱流体が循環するチューブをその中に通した熱交換器は、公知である。たとえば、特許文献１は、循環する伝熱流体を通す複数のチューブと、このチューブの軸線に沿って、複数の凹部を設けた特別なチューブを備える熱交換器について記述している。チューブは冷却流体を循環させ、凹部には蓄熱材が納められる。このチューブと凹部との接触により、蓄熱材と伝熱流体は、相互に熱交換を行う。
こうして、自動車のエンジンが動いている時には、冷却流体は、熱交換器を通過する空気と蓄熱材の両方を冷却し、エンジンが切られた時には、蓄熱材は、熱交換器を通過する空気に、冷気（より正確には冷エネルギー）を発散する。
フランス国特許出願ＦＲ２８４７９７３
このような特別なチューブは、満足するべきものであるが、相当に複雑で、生産費が高くつく。
本発明の目的の一つは、上に述べた不利な点を克服することである。そのために、それぞれに少なくとも1個のリザーバと、少なくとも1個のチューブが収められた複数の熱交換エレメントとによって構成された新しいタイプの熱交換器を提供することである。これにより、蓄熱材は、少なくとも部分的にでも、伝熱流体のチューブを取り巻くこととなり、この蓄熱材と流体との間の熱交換は改善される。
本発明のある実施例においては、マニフォールドは、チューブのエンドピースの集合で構成されている。各エンドピースは、他のエンドピースと結合される結合体を有し、伝熱流体が、チューブの1個のエンドピースから、他のエンドピースに流れることができるように接続されている。このようにして、スペースを大きく占めることのないマニフォールドが得られる。
この場合、各チューブエンドピースは、隣接するチューブエンドピースの接続面と当接する接続面を有し、各接続面は、隣接するチューブエンドピースの接続面の伝達流体通路の開口部と一致する伝熱流体用の開口部を有することが望ましい。このような構成により、必要なスペースが小さくなる。
各流体循環のチューブエンドピースは、それぞれ、接続面と当接面を有する2枚の対称的なラグから成り、当接面は、他の当接面と接していると有利である。この場合、チューブは、チューブエンドピースの2枚の対称的なラグの間に、くさびのように挟み込むこともがきる。
本発明のある実施例においては、前記の熱交換エレメントは、全体としては、管状のリザーバの外観を有し、内部にチューブを収容してある。このような熱交換器の製造は、相当に簡単で安価である。事実、必要とされるのは、チューブと、製造の容易な管状のリザーバを造ることだけである。リザーバとチューブを別体に作ることもある。
チューブをリザーバの中央部に置き、その両側2箇所に蓄熱材を収容すると有利である。こうすることにより、伝熱流体と蓄熱材との間の熱交換が良くなる。
一つの選択肢として、熱交換器に、そのチューブとリザーバの間のスペースに一つの以上の波形の挿入物を加えることもできる。このようにすると、挿入物は、それを収める貯蔵空間に区画を形成する。
ある有利な実施例では、伝熱流体が循環する各チューブは、互いに平行な2側面を有し、また各リザーバも、互いに平行な2側面を有している。チューブの側面とリザーバの側面が、それぞれ接触するように配置される。このように、「フラットチューブ」という名で知られるチューブが、本発明による熱交換器には用いられる。リザーバは、より大きなフラットチューブの形をとることもある。表面同士の接触は、チューブとリザーバとの間の熱伝導を良好にする。このことは、後述する通り、エンジンが動いている時の熱交換器の正しい運転のためには重要な事である。
ある有利な構成によると、チューブの末端はリザーバの外部に突き出し、各リザーバは、チューブが突き出る通路を備え、かつ流体の通過を許容する閉鎖手段を備えている。この閉鎖手段とは、リザーバのエンドピースであり、これに、流体循環チューブの通路が設けられている。
この場合、各リザーバのエンドピースは、それぞれ対称的な２つのラグを有し、各ラグは、それぞれ当接面を有し、各当接面は、他のラグの当接面と接していると有利である。各面は、少なくとも部分的にでも、流体循環のチューブを収容できるようにした凹部を備えている。これにより、各リザーバのエンドピースは、リザーバの上に折りたたまれ、リザーバの端を閉鎖する。
リザーバのエンドピースの各当接面には、前記の凹部が開口している開口部を有していることが望ましい。
ある有利な実施例では、チューブエンドピースの各ラグは、リザーバのエンドピースのラグの一つと一体として作られる。このことは、チューブとリザーバのエンドピースが、一体として製作され得ることを意味している。
本発明の他の実施例では、前記の熱交換エレメントは、リザーバからなり、このリザーバは、2枚のほぼ対称的なエンドプレートを備え、各エンドプレートは、それぞれ当接面を有し、この当接面は、他のエンドプレートの当接面と接している。各当接面には、伝熱流体を循環させるチューブの少なくとも一部分を収めることができる凹部が設けられている。この実施例では、リザーバは、２つの部分から作られ、間にチューブを保持するように組み立てられる。
この実施例では、リザーバは、閉鎖手段として、対称的な2個のシェルを備えている。シェルは、それぞれ当接面を有し、両方の当接面が互いに接するようにされる。
シェルの各当接面に、それぞれ一つの凹部を設け、その凹部に、伝熱流体循環チューブの少なくとも一部分でも収まるようにするのが望ましい。この場合、各シェルは、少なくとも1個の開口部がチューブエンドピースの開口部と一致すると有利である。
各エンドプレートは、シェルと一体をなしているのが望ましい。
ある実施例では、各流体循環チューブは、2枚のプレス加工のプレートの組み合わせからなっている。
一選択肢として、プレス加工されたプレートの組み合わせ体の外面に、蓄熱材を保持するための凹み（１１２）を設けることもある。
シェルには、リザーバと連通するための孔があけられている。
本発明の他の実施例では、前記熱交換エレメントは、2枚の閉鎖プレートと、少なくとも１枚の挿入中間プレートとによって構成されている。この中間プレートには、少なくとも1個のチューブと1個のリザーバが設けられている。このようにして、熱交換エレメントは、金属板を切断加工することにより、容易に形成される。
チューブは、全体としてＵ形の外観を呈しているのが有利である。この場合、ただ1個のマニフォールドのみが必要となり、熱交換器の構造が単純化される。
有利な一つの形体は、Ｕ形のブランチを波状とし、このブランチの波形を、相互に対応させることである。このようにして、非常に長く、かつ中間プレートの大きさによって定められるスペース内に収まるようなチューブを作ることができる。
ある特定の実施例では、各リザーバが、チューブの少なくとも一部を補うので、チューブとリザーバを分けている材料の量を減らすことができる。それゆえ、蓄熱材と伝熱流体間の熱交換性能が改善される。
中間プレートから提供される容積を最適化することができるように、リザーバは、Ｕ形の両ブランチの間から、また両ブランチの外側からも切り離されている。
ある望ましい実施例では、前記熱交換エレメントは、さらに第2の挿入中間プレートによって構成されている。この中間プレートには、少なくとも1個のチューブと、1個のリザーバが設けられる。こうして、1個の熱交換エレメントは、数個のリザーバと、数個の伝熱流体循環チューブよって構成される。
この場合、第1中間プレートと第2中間プレートの間に、中間閉鎖プレートを挿入することもある。
中間閉鎖プレートは、連結している第1、第2の中間プレートの、少なくともそれぞれ一連のチューブまたは一連のリザーバ、あるいはその両方を収める一連の孔を備えていることが望ましい。このようにすると、リザーバとチューブ間の連通が確実となる。
閉鎖プレートは、チューブと連通する少なくとも１つの孔を備え、かつリザーバと連通するための、もう１つの孔を備えているのが有利な構成である。これにより、熱交換エレメントに蓄熱材および伝熱流体も供給されることとなる。
本発明の他の態様においては、前記熱交換エレメントは、互いに支え合うチューブモジュールと、中間分配プレートとを備え、かつチューブモジュールは、中間分配プレートに覆われることによって、流体循環チューブを形成するようになっている第１の空隙を有する。この場合、２つの部品から熱交換エレメントを構成することができる。
この態様においては、チューブモジュールは、中間分配プレートに覆われることによって、リザーバを形成するようになっている中央空隙および第２の空隙をも有する。
この態様の変形例においては、熱交換エレメントは、互いに支え合う第１および第２のチューブモジュールと、これらのチューブモジュールに挟まれた中間分配プレートとを備え、かつ第１および第２のチューブモジュールは、中間分配プレートに覆われることによって、流体循環チューブを形成するようになっている第１の空隙を有する。この場合には、３つの部品から、２本の伝熱流体循環用のチューブを形成することができる。
この変形例においても、第１および第２のチューブモジュールは、中間分配プレートに覆われることによって、リザーバを形成するようになっている中央空隙および第２の空隙をも有する。
前記中間分配プレートは、第１および第２のチューブモジュールの各第１の空隙と一致する孔を有するのが好ましい。このような孔を設ければ、各チューブモジュールに形成される２本のチューブの間で、伝熱流体の分布を調整することができる。
前記中間分配プレートは、第１のチューブモジュールおよび第２のチューブモジュールの各中央空隙および第２の空隙と一致する孔を有するのが好ましい。このような孔を設けると、各熱交換エレメントに形成される複数のリザーバ同士を連通することができ、蓄熱材の充填が容易になる。
前記第１および第２のチューブモジュールの各第１の空隙は、概ねＵ字形であるのが好ましい。
前記第１および第２のチューブモジュールの各中央空隙は、前記Ｕ字形の各第１の空隙に囲まれるようにして形成されているのが好ましい。すなわち、熱交換エレメントは、中央部に蓄熱材のリザーバ、かつその周りに伝熱流体循環用のチューブを有するのが好ましい。
前記中間分配プレートは、同一の熱交換エレメントにおける第１および第２のチューブモジュールの一方の中央空隙、および他方の第２の空隙と一致する孔を有するのが好ましい。リザーバへの蓄熱材の充填が容易になるからである。
前記第１および第２のチューブモジュールは、リザーバを形成する中央空隙を有し、前記中間分配プレートは、リザーバへの蓄熱材の充填を容易にするため、この中央空隙と一致する孔を有するのが好ましい。
前記第１の空隙は、大きさが定まっているチューブモジュールに対して、チューブを長くしうるよう、曲がりくねって延びているのが好ましい。第１の空隙は、熱交換用の面積を最適にしうるよう、中央空隙および第２の空隙によって挟まれているのが好ましい。
前記第１および第２のチューブモジュールは、前記第１の空隙への伝熱流体の流入を確保するため、第１の空隙と連通するオリフィスを有するのが好ましい。
また、前記第１および第２のチューブモジュールは、前記中央空隙への蓄熱材の流入を確保するため、前記中央空隙と連通するオリフィスを有するのが好ましい。
本発明に係る熱交換器は、隣合う第１のチューブモジュールと第２のチューブモジュールとの間に、コネクタを備え、このコネクタは、これら第１および第２のチューブモジュールのオリフィスの形状と一致し、かつ前記第１の空隙を介して、複数の熱交換エレメントに跨る伝熱流体の循環を可能にするオリフィスを有するのが好ましい。
さらに、前記コネクタは、前記第１および第２のチューブモジュールのオリフィスの形状と一致する流路を有するのが好ましい。
前記各熱交換エレメントは、伝熱流体を循環させるための複数のチューブ、およびこのチューブの間に、蓄熱材を貯留させるための複数のリザーバを備えているのが好ましい。また、これら複数のチューブは、複数のリザーバと、交互に配置されているのが好ましい。
望ましい実施例では、伝熱流体は冷却タイプの流体であり、その場合、蓄熱材は低温のエネルギーを蓄える物質である。このようにすることにより、本発明の熱交換器を、自動車の空調回路に用いることができる。
本発明によれば、互いに熱交換を行う伝熱流体と蓄熱材をそれぞれ流通させるチューブおよびリザーバを効率的に配置し、生産コストを低廉にすることができる熱交換器が提供される。
本発明の上記した以外の特徴と有利な点は、以下の詳しい説明と添付図を吟味することにより、明らかになると思う。
添付の図は、本発明を理解するのに役立つばかりでなく、必要に応じて、本発明を定義付けるのにも役立つものである。
図１は、本発明の熱交換器の第１実施例の略正面図である。
この熱交換器１は、互いに向き合う2個の平行横長のヘッダボックス２を備えている。ヘッダボックス２の間に、一群の熱交換エレメント４がある。熱交換エレメント４は、蓄熱材と伝熱流体を容れるためのもので、横１列に並べられている。熱交換エレメント４は、図２に示すように、全体としての外観は管状である。
隣接する２個の熱交換エレメント４の間に、熱交換挿入体６が設けられている。熱交換挿入体６の目的は、熱交換エレメント４の中にある蓄熱材及び伝熱流体と、熱交換器の中を通り過ぎる空気との間の熱交換を行わせるための表面積を増すことである。
図２は、図１の熱交換器１における熱交換エレメント４の一部を示す斜視図である。熱交換エレメント４は、１個のリザーバ１１から成っている。リザーバ１１は扁平の断面を有し、その両側面８は、平行で、やや広い長方形である。両側面は、カーブした接続部１０でつながっている。
リザーバ１１は、大きな平らなフラットチューブと考えてもよい。「フラットチューブ」とは、チューブの両側面の寸法と比べると、その両側面の間の隙間が小さいチューブという意味である。同様に、リザーバ１１は、プレートチューブ、曲がったチューブ、巻いたチューブ、その他、どのような公知の形にもすることができる。
熱交換エレメント４は、リザーバ１１の内の中央部に位置する流体循環用フラットチューブ１２を備えている。流体循環フラットチューブ１２は、管状のリザーバ１１のように、対称的で平らで大きな、ほぼ長方形の２つの側面１４を持っている。その側面１４同士は、カーブした接続部１６でつながっている。
ここに示すリザーバ１１と流体循環用フラットチューブ１２は、同じフラット型であるが、他の型も考えられる。サークル型の断面の流体循環チューブを、丸い断面のリザーバの中に置くことも可能であり、また、丸い断面の流体循環チューブを、フラット型断面のリザーバの中に置くことも可能である。
さらに、いろいろなタイプのフラットチューブを、リザーバ４の中に入れることも可能である。フラットチューブとしては、プレートチューブ、曲げたチューブ、押出ししたチューブ、巻いたチューブ、その他、公知のあらゆる形のチューブが使用される。
図３は、熱交換エレメント４の横面図である。流体循環用フラットチューブ１２には、伝熱流体の循環のための複数の長手方向の路１７がある。ここでの伝熱流体は冷却流体である。この流体循環用フラットチューブ１２は、時には、「多通路フラットチューブ」と呼ばれる。他のタイプのチューブ、特に単一の通路を持つチューブを用いることもある。
流体循環用フラットチューブ１２は、リザーバ１１の中央部に位置している。このフラットチューブ１２の幅は、リザーバ１１よりも小さいので、リザーバ１１の中のフラットチューブ１２の両側に、物質を蓄えるための２つの長い貯蔵空間１８が形成られる。この貯蔵空間１８は、たとえば冷エネルギーを蓄えることができる蓄熱材で満たされている。この長い通路１７を循環するのが冷却流体である場合、冷却流体は、貯蔵空間１８に収容されている冷エネルギー貯蔵材を冷却する。
流体循環用フラットチューブ１２の側面１４全体は、リザーバ１１の長方形の側面８と接している。このようにして、流体循環用フラットチューブ１２の長い通路１７の中を循環する伝熱流体と、リザーバ１１の側面８を通過する空気との熱交換は最適化される。この熱交換をさらに良好にするために、熱交換用挿入体６（図３には現れない）が、リザーバ１１の長方形の側面８と接するようにして設けられている。
図４Ａは、フラットチューブ１２の異なる例を示す。この変形では、フラットチューブ１２は、カーブした接続部１６と、全体として長方形の複数の区画エレメント２０を備えている。区画エレメント２０の長軸は、フラットチューブ１２の長軸と同方向を向き、その高さ方向は、フラットチューブ１２の断面の中心軸と直交している。その高さは、リザーバ１１の厚さとほぼ同じである。
図４Ｂは、図２のリザーバ１１の内部に位置する、図４Ａのフラットチューブ１２の断面図である。フラットチューブ１２のリザーバ１１に区画エレメント２０を挿入すると、貯蔵空間１８は区分されて、蓄熱材を収容する複数の細長い区画が形成される。
図４Ｃは、図４Ａにおける区画エレメント２０の変形実施例の断面図である。この変形においては、区画エレメント２０は、全体として管状のリザーバ１１のカーブした接続部１０に似た形状をしている。
図4Dは、貯蔵空間１８の１つの選択肢として、全体として波形の外形を有する挿入体２４を挿入することによって区画を形成することもあることを示している。
熱交換エレメント４の中で、リザーバ１１とフラットチューブ１２は、互いに当接し、熱交換エレメント４の中央に、リザーバ１１の大きな側面８と平行に、伝熱流体循環のためのフラットチューブ１２が位置し、その側面に、蓄熱材貯蔵のリザーバ１１が形成されることに注目されたい。このような構成により、蓄熱材と伝熱流体との間で良好な熱交換が行われる。
図５は、リザーバエンドピース２６の斜視図である。リザーバエンドピース２６は、それぞれが、ベアリング面３０を備える２個の対称的なラグ２８からなっている。対称的なラグ２８は、金属のストラップ３１をもって互いに接続され、このストラップ３１をもって折り曲げることにより、ラグ２８のベアリング面３０同士を互いに接触させることができる。各ベアリング面３０には、フラットチューブ１２の厚さ方向の約半分を収容しうる形状の第1の凹部３２が設けられている。
各ベアリング面３０には、流体循環用フラットチューブ１１の厚さの約半分を収めることができるように設計された第２の凹部３４を有し、第１の凹部３２と第２の凹部３４は互いに対向している。対称的な両ラグ２８を、折りたたんで合わせると、ベアリング面３０の第２の凹部３４は、リザーバ１１の一端を収容し、フラットチューブ１２が通り抜けられるような形となる。
こうして、リザーバエンドピース２６をリザーバ１１の端に差し込むと、それと同時に、フラットチューブ１２はリザーバエンドピース２６を通り抜け、その端がエンドピースから突き出る。さらに詳細にいえば、フラットチューブ１２がリザーバエンドピース２６から突き出て、ヘッダボックス２に収められるようになる。
図６に示す本発明による熱交換器の他の実施例として、ここに斜視図で描かれているようなチューブエンドピース３６を用いることもある。このチューブエンドピース３６は、対称的な２個のラグ３８から成り立っている。各ラグは、当接面４０と接続面４２を有し、当接面４０は、互いに合わせて支持し合うように設計され、チューブエンドピース３６を包み込むようになっている。ここに描かれてはいないが、各当接面４０は凹部を有し、フラットチューブ１２の一部を収めることができるようになっている。
こうして、チューブエンドピース３６を閉じると、フラットチューブ１２の端を受け入れることができる。１個の同じ対照的なラグの当接面４０と接続面４２には、それぞれ、同じ循環流体の通孔４１が設けられている。冷却流体は、この通孔４１を通って、フラットチューブ１２からエンドピース３６を通って、外へ出ることができる。
各接続面４２には、環状のフランジ４４が設けられている。このフランジ４４は、接続面４２から張り出し、流体の通路を取り巻いている。環状のフランジ４４は、隣接するリザーバエンドピース２６の環状フランジ４４に押し付けられるように設計されている。
この実施例においては、マニフォールドは、チューブエンドピース３６と、その環状のフランジ４４が、隣接するチューブエンドピース３６の環状のフランジ４４に当接するように、順次積み重ねるようにして製作されている。
図７は、図６に示すチューブエンドピース３６を有し、かつ内部に、リザーバ１１を備えて、熱交換エレメント４を形成している流体循環用フラットチューブ１２の斜視図である。
ある特定の実施例（ここには描かれていない）では、図５に示すリザーバエンドピース２６をリザーバ１１に差込み、循環流体マニフォールドを形成するための図６に示すチューブエンドピース３６をジョイントして用いることにより、熱交換器が製作されている。
図８に示す、ある異なる実施例では、リザーバエンドピース２６の第１の凹部３２の形は、フラットチューブ１２を納めるようにではなく、チューブエンドピース３６における対称的なラグの一つを、部分的に収容しうるように定められている。そのため、図８に示すように、チューブエンドピース３６の底の部分が、リザーバエンドピース２６の中にはめ込まれている。
一つの選択肢として、蓄熱材の通路のための孔を、リザーバエンドピース２６の対称的なラグ２８の一つに設けることもあり、この孔を通して、第２の凹部３４の一つと連通する。この孔は、貯蔵空間１８を満たすのに用いることができる。
図９は、異なる実施例を示し、図８で示してあるタイプのリザーバエンドピース２６と、前に述べたチューブエンドピース３６と、図４Ａで示すタイプのチューブ１２から成っている。
図１０は、図９に示した本発明の実施例を変形したものの側面図である。一選択肢として、管状の接続部材４６は、リザーバエンドピース２６の対称的なラグ２８から突き出し、端にフランジ４８を有し、蓄熱材の通路としての孔を取り巻いている。
接続部材４６のフランジ４８は、隣接するリザーバエンドピース１１の接続部材４６のフランジ４８に押し付けられるように設計されている。接続部材４６を連続して積み重ねることにより、蓄熱流体の通路となるダクトが形成される。蓄熱流体は、熱交換器の各リザーバ１１に供給される。このようにして、リザーバ１１すなわち貯蔵室１８を満たすのが容易になる。
図１１Ａおよび図１１Ｂは、変形実施例を示す。蓄熱材の通過のための通孔５０は、リザーバ１１の側面８に設けられている。１個のリザーバ１１において、孔の一つは、1個の貯蔵空間１８と連通し、他の孔は、他の貯蔵空間１８と連通している。そのため、接続部材５２が設けられている。
図１１Ｂに詳細に示すように、接続部材５２は、円形断面の短いチューブ５４の両端に、張り出しフランジ５６を設けたものである。接続部材５２のフランジ５６の一つは、リザーバ１１の側面８に当接し、蓄熱材の通孔５０を取り囲んでいる。他の張り出しフランジ５６は、同じような態様で、他の管状のリザーバ１１を支えている。前記のように、接続部材５２は、リザーバ１１に流体を供給するダクトを形成している。
図１２は、エンドピース５８の斜視図である。このエンドピース５８は、チューブエンドピース３６とリザーバエンドピース２６の両方の機能を果たす。この組み合わせエンドピース５８は、それぞれが、ベアリング面と接続面を備える２枚の対称的なラグ６０の形である。
対称的なラグ６０のそれぞれは、リザーバエンドピースの部分を持ち、その当接面６２は第１窪み６６を備えている。この窪み６６は、端のほうに、リザーバ１１の断面の約半分を容れることができる。各第１窪み６６は延長されて、第２窪み６８となり、これにフラットチューブ１２の断面のほぼ半分を容れることができる。
各第２窪み６８は、通孔４１の中に放射状に広がり、伝熱流体の通路に向けて開いている。この通孔４１は、前記のような環状のフランジ４４で取り巻かれている。この実施例では、リザーバ１１は、上記したようなタイプの蓄熱材の通孔５０のための円形の開口部と、接続部材４６を備えている。
図１３は、図１２の組み合わせエンドピース５８を別の角度から見た図である。
図１４は、異なる実施例における組み合わせエンドピース７０の斜視図であって、図１２の組み合わせエンドピース５８の変化形である。組み合わせエンドピース７０は、接続ループ７４によって繋がれた２個の対称的リング状のブランチ７２の形である。接続ループ７４を折り曲げることによって、ブランチ７２は互いに当接する。
対称的なブランチ７２のそれぞれは、全体としては円筒状で、断面は環型である。内壁７６も外壁７８も円筒形である。内壁７６は、中心のスペース８０の内側を定めている。内壁７６と外壁７８は、組み合わさって、環状の断面の内部スペースを定めている。
外壁７８の両端は広がり、それぞれ、環状の鍔８４Ａと鍔８４Ｂを形成している。接続ループ７４を折りたたむと、一方の対称的ブランチ７２の環状鍔８４の一つ（環状ベアリング鍔Ａと呼ばれる）は、もう一方の対称的ブランチ７２の環状鍔８４、すなわち環状ベアリング鍔８４Ａに密着して支え合う。外側の環状鍔８４は、環状結合鍔８４Ｂと呼ばれる。内壁７６の両端はそれぞれで広がって、環状の鍔を形成し、それぞれ同じ組み合わせエンドピース７０の鍔と接するか否かにより、環状ベアリング鍔８６Ａと呼ばれるか、環状結合鍔８６Ｂと呼ばれる。
ループ７４を折りたたむと、内壁７６と外壁７８の環状支持鍔８４Ａとベアリング鍔８６Ａは、もう一方の対称的ブランチ８２のベアリング鍔８６Ａと８４Ａに接して支持し合う。
各対称的ブランチは、環状ベアリング鍔８４Ａと、環状ベアリング鍔８６Ａと同じ面に、第1窪み８８と第2窪み９０を有している。第1窪み８８は、リザーバ１１の一部を収容できるような形であり、第2窪み９０は、フラットチューブ１２の断面の一部を収容できるような形である。第1窪み８８と第2窪み９０は、互いに連通している。第1窪み８８は、対称的ブランチの内部スペースに開口しているが、第2窪み９０は、中央部８０に開口している。
図１５に示すタイプの組み合わせエンドピース７０を、連続的に積み重ねることにより、次のことが達成される。
・冷却流体の循環のための通路９２は、マニフォールドとしても働く。これは、中央の開口部８０の組み合わせによって形成される。
・蓄熱材の供給のための通路９４は、互いに連絡し合う内部スペース８２の組み合わせによって形成される。
組み合わされたエンドピース７０の構成は、占めるスペースが小さく、同時に、リザーバ１１の各貯蔵室を満たす簡単な方法を提供するという利点を有している。
図１６は、本発明の異なる実施例における熱交換エレメント９５を、展開して示す斜視図である。この熱交換エレメント９５は、リザーバ９６と流体循環チューブ９８によって構成されている。
図１６におけるリザーバ９６は、２枚のプレス加工したプレート９６Ａ、すなわちエンドプレートを備えている。各プレートは、金属板からなり、それぞれ、内面であるベアリング面９８と外面１００を備えている。ベアリング面９８は、次のように設計されている。
１枚のプレス加工したプレート９６Ａのベアリング面９８は、もう１枚のプレス加工したプレート９６Ａと当接しうるようになっており、各ベアリング面９８には、凹部１０２が形成されている。この凹部１０２の形状は、循環流体のチューブの断面のほぼ半分と、その長さの大部分を収めることができるように定められている。
図１６に示す特定の実施例では、伝熱流体循環用のチューブ１０４は、それぞれプレス加工され、外面１０６とベアリング面１０８を備える２枚のプレート１０４Ａからなっている。各プレス加工されたプレート１０４Ａのベアリング面１０８は、他のプレス加工されたプレート１０４Ａのベアリング面１０８と当接されている。ベアリング面１０８には、Ｕ型の窪み１１０が設けられ、２枚のプレス加工のプレート１０４Ａを組み合わせた時、全体としてＵ型のチューブとなる。
プレス加工されたプレート１０４Ａの外面１０６には、凹み１１２があり、チューブ１０４を２枚のプレス加工されたプレート１０２の間に納めた時、蓄熱材を保持させることができる。
プレス加工された各プレート１０４ＡのＵ型片の先端には、ハーフエンドピース１１４が設けられている。これは、プレス加工されたプレート１０４Ａと同じ金属板に形作られている。ハーフエンドピース１１４の外面１０６には、２個の環状カラー１１６が設けられている。
図１６に示す熱交換エレメント９５の変形例においては、図示はしていないが、プレス加工された各プレート９６Ａのベアリング面９８は、プレス加工されたプレート１０４Ａの外面１０６に当接し、プレス加工されたプレート１０４Ａにおけるベアリング面１０８は、当接し合っている。
プレス加工された各のプレート９６Ａの一端には、全体として横長方形のシェル１１８が、プレス加工されたプレート９６Ａのベアリング面１０２の窪みの形で設けられている。２個の殻１１８を組み合わせることにより、リザーバエンドピース９６が作られる。各シェル１１８には、２個の丸穴１２０が開けられ、プレス加工のプレート１０４Ａの環状の鍔１１６によって規定された開口部に対応する。
プレス加工された２枚のプレート１０４Ａを組み合わせて、２枚のプレス加工されたプレート９６Ａの間に収めて、組み合わせると、リザーバ９６が形成され、その中に、流体循環チューブ１０４が収められる。各シェル１１８は、プレス加工されたプレート９６Ａの外面１００と同じ側にベアリング面１２２を有し、それは、熱交換器内の隣接のシェル１１８のベアリング面１２２に当接している。
このように、ベアリング面１２２の連続的な積み重ねと、環状の鍔との組み合わせによって、シェル１１８は２本の管状の流体循環の通路が形成される。この通路の軸は、Ｕ型チューブの軸と直角を成している。冷却流体は、この通路の中を循環することができる。
図１７に示すように、プレス加工されたプレート９６Ａのベアリング面９８の窪みのところに、窪み１２４が追加されている。この窪みは、各プレス加工されたプレート９６Ａの高さ全体にわたって、また幅全体にわたって、画一的に配置されている。この窪み１２４によって、Ｕ型の流体循環チューブを保持する窪み１１２は、互いに連通させられる。
シェル１１８のベアリング面１２２に、通路１２６を作るのも一つの選択肢である。この実施例においては、リザーバ９６の中に蓄熱材が供給されるように、ここに円形の通路が設けられた。
熱交換エレメント９５の中で、プレス加工されたプレート９６Ａと平行な平面上に、流体循環チューブの部分が熱貯蔵材サーバの２つの部分と側面で挾まれるように、チューブ９４とリザーバ９６は重なり合い、一つにくっつけて収められている。
図１８は、本発明の異なる実施例における熱交換エレメント１２７を、展開して示す斜視図である。この熱交換エレメントは、２枚のほぼ長方形の閉鎖プレート１２８から成り、その間に、第１中間プレート１３０、第２中間プレート１３２が配置されている。中間プレートはどちらも全体としての外観は長方形であり、基本的には閉鎖プレート１２８と実質的に同形である。
第１中間プレート１３０と第２中間プレート１３２の間には、中間閉鎖プレート１３４が設けられている。中間閉鎖プレート１３４も、全体としての外形は長方形で、基本的に、閉鎖プレート１２８、第１中間プレート１３０と第２中間プレート１３２と同型である。
第１中間プレート１３０と第２中間プレート１３２の中には、それぞれ、第１循環チューブ１３６と、第２循環チューブ１３８の伝熱流体循環チューブが切り込まれている。
第１チューブ１３６と第２チューブ１３８は同じ形で、全体としてはＵ形をなしている。Ｕ形の両ブランチは、一連の波形をなしている。この波形は、片方のブランチの波形が、他方のブランチの波形と対応するような形である。
第１チューブ１３６と第２チューブ１３８のＵ型の２つのブランチの間は、それぞれ、第１中央リザーバ１４０と第２中央リザーバ１４２となっている。第1中央リザーバ１４０と第２中央リザーバ１４２の形状は、Ｕ型の各ブランチの形状と対応している。
各中間プレート１３０，１３２のＵ形のブランチの外側には、第１側面リザーバ１４４と第２側面リザーバ１４６が、それぞれ形成されている。第１と第２の側面リザーバ１４４，１４６の形は、Ｕ形ブランチと部分的に対応し、残りの部分は、中間プレート１３０，１３２の角の部分と対応している。Ｕ形のブランチの自由端では、第１循環チューブ１３６と第２循環チューブ１３８は、それぞれ先端が、ほぼ卵形広がり１４８となっている。
中間閉鎖プレート１３４には、Ｕ形に配置された多数の第１の孔１５０が開けられている。このＵ形は、第１と第２の循環チューブ１３６，１３８の形状と対応している。
第１中間プレート１３０と第２中間プレート１３２を、中間閉鎖プレート１３４の両側に一旦設置すると、第１循環チューブ１３６と第２循環チューブ１３８は、第１の孔１５０の列を経て互いに連通する。このようにして、規則正しく配置された第１の孔１５０の例は、第１と第２の循環チューブ１３６，１３８の間の流体の流通を確実にする。ある特別の実施例においては、この第１の孔１５０を、ダイヤモンド型とすることもある。
さらに、中間閉鎖プレート１３４は、第２の孔１５２の例をも備えている。それは、中間閉鎖プレート１３４の高さに沿って中央に１列に並んでいる。この孔の列により、第１と第２の中央リザーバ１４０，１４２は互いに流通されている。
最後に、中間閉鎖プレート１３４は、側方に第３の孔１５４の例を備えている。第３の孔１５４の例は、中間閉鎖プレート１３４の高さに沿って並び、第１と第２の側面リザーバ１４４、１４６を連通させている。
閉鎖プレート１２８と中間閉鎖プレート１３４には、それぞれ、上部に２個の卵形の孔１５６があけられている。これらの孔は、U形の流体循環チューブの先端の卵形広がり１４８と対応している。
さらに、閉鎖プレート１２８と１３４には、もう一つの孔１５８があけられている。この孔１５８は、ほぼ三角形で、第１と第２の中央リザーバ１４０，１４２と、第１と第２の側面リザーバ１４４，１４６の一部に重なるようになっている。この追加の孔１５８により、リザーバに蓄熱材を充たすことができる。
閉鎖プレート１２８、中間閉鎖プレート１３４、第１中間プレート１３０と第２中間プレート１３２を組み合わせると、熱交換エレメント１２７が形成され、その外見はほぼＵ形で、互いに連通する第１循環チューブ１３６と第２循環チューブ１３８からなっている。さらに、熱交換エレメント１２７は、互いに連通しあっている６個の蓄熱材リザーバを備えている。
熱交換エレメント１２７には、チューブ１３６，１３８とリザーバが重なり合い、くっつけて配置されている。その結果、たとえば閉鎖プレートと平行な面で、対になった両側のリザーバの間に、流体循環通路が形成されている。
図１９は、図１８の熱交換エレメントで組立てられた熱交換器の斜視図である。この熱交換器では、複数の熱交換エレメント１２７があり、これらは、まとめて１列に並べられ、スペーサー１６０を介して互いに連通されている。スペーサー１６０は、図１８の中にも示されているが、横長平行な形状の部品で、２個の孔１６２がそれぞれあけられているこれらの孔は、閉鎖プレート１２８の孔１５６と、中間閉鎖プレート１３４の上部にある２個の卵形の孔１５８と対応し、かつ流体循環チューブのＵ形の先端の卵形のプロファイルとも対応している。これらのスペーサーピース１６０を一緒に積み重ねることにより、マニフォールド１６６が形成される。
図１８は、熱交換エレメント１２７を示している。熱交換エレメントの中には、第１、第２の流体循環チューブプロファイル１３６，１３８の波形チューブの相が対称的に設けられている。（すなわち、第１循環チューブ１３６の波は、第１中間プレート１３０の最も近い角に向かい、第２循環チューブ１３８の波と向き会っている。すなわち、第２循環チューブ１３８の波は、第２中間プレート１３２の角から最も遠くに向かっている。
第１と第２の循環チューブ１３６，１３８が、位相を有して並んでいるとも考えられる。この場合、中間閉鎖プレート１３４は省略され、図１と図２の中間プレート１３０、１３２は、ともに、たとえば一緒にろう付けして、組み合わされる。
図１８では、第１と第２中間プレート１３０、１３２は、同一形で対照的な位置に示されている。２枚は同一で、対称的に配置されている。そのため、前に述べたように、中間閉鎖プレート１３４を省略することもある。
第１チューブ１３６と第２チューブ１３８の形状は、互いに違っていることもある。その場合、重ねられる部分には、少なくとも１つの中間閉鎖プレート１３４が、少なくとも一つの孔を経て連通するようにするのが有利である。
中間閉鎖プレート１３４に開けられた穴は、第１の穴１５０についてはダイヤモンド形、第２の穴１５２と第３の穴１５４については丸、と描かれたが、違った形の穴とすることがある。
ここに示さなかったが、熱交換エレメント１２７の実施例では、第１中間閉鎖プレート１３０と第２中間閉鎖プレート１３２を、プレスによって製作することもある。この場合、第１と第２のチューブプロファイル１３６，１３８は、１枚の金属板をプレスして形作られる。これらは当然底を持っている。結果として、閉鎖プレート１２８を省くこともある。
図２０〜図２４は、本発明のさらに他の実施例を示す。熱交換エレメント１６８（図２０参照）は、第１および第２のチューブモジュール１７０，１７２、およびこれら２つのチューブモジュールの間に位置する中間分配プレート１７４を備えている。
第１のチューブモジュール１７０は、概ね方形の金属板から形成されている。この金属板には、絞り加工によって、第１の空隙１７６が形成されている。第１の空隙１７６は、流体循環チューブ１７６Ｂを区画するため、中間分配プレート１７４によって閉塞される。第１の空隙１７６は、熱交換用の大きな表面を提供するために、第１のチューブモジュール１７０のほぼ全領域にわたって拡がっている。
第１の空隙１７６は、概ねＵ字形をなしつつ、チューブモジュール１７０のほぼ全領域にわたって拡がっている。
概ねＵ字形の第１の空隙１７６は、互いに対向するように、曲がりくねっている。この曲がりくった第１の空隙の頂部は、第１のチューブモジュール１７０の上端の近傍に位置している。第１の空隙１７６の総延長は、伝熱流体の循環路の長さを、第１のチューブモジュール１７０の大きさとの関係において、最適にしている。
第２のチューブモジュール１７２も、第１のチューブモジュール１７０と類似の形状をしており、絞り加工によって形成される第１の空隙１７８を有している。第１の空隙１７８は、流体循環チューブ１７８Ｂを区画するため、中間分配プレート１７４によって閉塞される。
曲がりくねっている第１の空隙１７６と１７８は、第１および第２のチューブモジュール１７０，１７２が組み合わされたときに、互いに対向するように形成されている。
第１の空隙１７６，１７８が上述のような構成を有するため、第１および第２のチューブモジュール１７０と１７２は、同一の部品として形成することができ、熱交換エレメント１６８の製造と装着に係るコストが節減される。
チューブモジュール１７０は、そのほぼ全領域にわたって、第１の空隙１７６とは別個の空隙を有している。
図２２に示すように、第１のチューブモジュール１７０は、Ｕ字形の第１の空隙１７６に囲まれた中央空隙１８０を有している。中央空隙１８０の形状は、Ｕ字形の第１の空隙１７６の内側の輪郭によって決まり、第１の空隙１７６と同じように、曲がりくねったものとなる。
第２の空隙１８２は、第１のチューブモジュール１７０の周縁、およびＵ字形の第１の空隙１７６によって区画されている。第２の空隙１８２の輪郭は、第１のチューブモジュール１７０の周縁、および第１の空隙１７６の輪郭によって定まる。
中央空隙１８０と第２の空隙１８２は、中間分配プレート１７４によって閉塞され、蓄熱材を収容するのに適したスペースを確保することにより、リザーバを形成する。
第１の空隙１７６の端部には、伝熱流体が出入りする２つのオリフィス１８４が設けられている。これらのオリフィス１８４は、第１のチューブモジュール１７０の上端の両隅に位置している。
第２のチューブモジュール１７２も、第１のチューブモジュール１７０における中央空隙１８０および第２の１８２と同様の空隙を有することは理解しうると思う。
中間分配プレート１７４は、第１および第２のチューブモジュール１７０，１７２と同様に、概ね方形の金属板から形成される。
中間分配プレート１７４には、第１および第２のチューブモジュール１７０，１７２の中央空隙１８０と一致する複数の第１の孔１８６が１列に設けられている。
中間分配プレート１７４の第１の孔１８６と連通する、第１および第２のチューブモジュール１７０，１７２の中央空隙１８０は、第１の孔１８６が、中間分配プレート１７４の長手方向において１列に並ぶように、曲がりくねっている。第１の孔１８６は、中間分配プレート１７４の中央において縦方向に並ぶように設けられている。
中間分配プレート１７４には、さらに、第１および第２のチューブモジュール１７０の各第１の空隙１７６，１７８と連通しうる複数の第２の孔１８８が設けられている。第１および第２のチューブモジュール１７０，１７２の各第１の空隙１７６，１７８は、第２の孔１８８が、中間分配プレート１７４の長手方向に沿って、２列に並びうるように、曲がりくねっている。
また、第１のチューブモジュール１７０の第１の空隙１７６は、第２のチューブモジュール１７２の第１の空隙１７８と対向するように曲がりくねっている。
第２の孔１８８は、伝熱流体が、第１の空隙１７６，１７８によって形成される２つの流路の間を行き来しうるようにするためのものである。ただし、第２の孔１８８を設けるか否かは任意である。第２の孔１８８は、伝熱流体の２つの流路間の分布を制御するために用いることもできる。
中間分配プレート１７４には、さらに、第１のチューブモジュール１７０の第２の空隙１８２、および第２のチューブモジュール１７２の中央空隙１８０の両方と一致する複数の第３の孔１９０が設けられている。この第３の孔１９０は、同様に、第２のチューブモジュール１７２の第２の空隙１８２、および第１のチューブモジュール１７０の中央空隙１８０とも一致する。
第３の孔１９０は、中間分配プレート１７４の長手方向に、２列に並んでいる。また、第３の孔１９０は、第２の孔１８８の配列方向に並んでおり、上下両端にあるものを除いて、それぞれ、２列に並ぶ第２の孔１８８，１８８の間に位置している。
第３の孔１９０は、第１および第２のチューブモジュール１７０，１７２の中央間隙１８０によって形成されるリザーバと、第２の間隙１８２によって形成されるリザーバとの間で蓄熱材の流通を可能にする。両リザーバの間で蓄熱材が流通すれば、第２の空隙１８２の役割を、中央空隙１８０に担わせることができる。
最後に、中間分配プレート１７４には、第１および第２のチューブモジュール１７０，１７２の第２の空隙１８２と一致する複数の第４の孔１９２が設けられている。第４の孔１９２は、中間分配プレート１７４の両側縁部の近傍において、長手方向に２列に並んでいる。
第３の孔１９０は、長孔であるが、他の第１、第２、および第４の孔は円形である。しかし、列をなしている各孔の形状は、他の列の孔の形状のようにすることもできる。また、同一の列に属する各孔の形状を、互いに異なるようにすることもできる。
図２２に示すように、第１および第２のチューブモジュール１７０，１７２は、各チューブモジュールの中心線上にあって、中央空隙１８０の近傍に位置する小孔１９４を有する。第１のチューブモジュール１７０の小孔１９４と、第２のチューブモジュール１７２の小孔１９４は、互いに同じ位置にある。小孔１９４は、中央空隙１８０によって形成されるリザーバに蓄熱材を充填させる役割を果たす。一方、第２の空隙１８２によって形成されるリザーバは、中間分配プレート１７４の第３の孔１９０を介して、蓄熱材が充填される。
中間分配プレート１７４には、小孔１９４と同じ位置に、小孔１９６が設けられている。一方、中間分配プレート１７４の２つのオリフィス１９７は、中央空隙１８０と第２の空隙１８２に充填される蓄熱材の入口および出口となる。
中間分配プレート１７４における２つのオリフィス１９７は、チューブモジュール１７０，１７２において伝熱流体が出入りするためのオリフィス１８４と一致しており、かつこのオリフィス１８４と同じような形状を有している。オリフィス１９７は、流体循環チューブ１７６Ｂ，１７８Ｂへ、伝熱流体を流通させるためのものである。
図２３は、熱交換エレメント１６８を連続的に集合させて得られる熱交換器を示す。隣合う２つの熱交換エレメント１６８の間には、各熱交換エレメントのオリフィス１８４同士、および小孔１９４同士を連通させるためのコネクタ１９８が位置している。
図２４に示すように、コネクタ１９８は、熱交換エレメントのオリフィス１８４と概ね同じ形状の２つのオリフィス２００，２００が対称に設けられている厚手の単一片からなる。また、コネクタ１９８は、小孔１９４と概ね同じ断面形状の流路２０２を有している。さらに、コネクタ１９８は、３つの連結部Ｄ，Ｅ，Ｆを介して互いに連結された３つのブッシュＡ，Ｂ，Ｃを含んでいる。
コネクタ１９８は、押出し成形によって形成するのが好ましい。しかし、金型成形や機械加工によって形成することもできる。
コネクタ１９８は、厚みを有するため、隣合う熱交換エレメント１６８，１６８の間のスペーサの役割も果たす。熱交換器を循環する伝熱流体は、隣合う熱交換エレメント１６８，１６８の間にコネクタ１９８が確保するスペースを通る。また、このスペースには、隣合う熱交換エレメント１６８，１６８の各チューブモジュール１７０，１７２と接しつつ、熱交換用インサート２０４が位置している。このインサート２０４は、熱交換器の内部と外部を循環する伝熱流体について、熱交換用の表面積を増大させる役割を果たす。
熱交換エレメントを集合して得られる熱交換器の両端に位置する熱交換エレメントは、それぞれ、方形の金属板からなるエンドカバー２６０によって封止されている。各エンドカバー２０６は、伝熱流体の入口２０８と出口２１０を有している。伝熱流体の入口２０８は、伝熱流体の循環回路の他の部分と接続しうる管状の接続部を有している。挿入チューブ２１４は、エンドカバー２０６の入口２０８に嵌挿され、熱交換エレメント１６８とコネクタ１９８からなる集合体の各熱交換エレメントと連通している。挿入チューブ２１４は、伝熱流体の循環回路の他の部分と接続し、熱交換器に伝熱流体を供給する。
図２５は、本発明の他の実施例に係る熱交換器の横断面図である。この図は、模式的なものであり、この実施例に係る熱交換器の特徴を、他の実施例に係る熱交換器と比較しうるようにしたものである。
この実施例に係る、熱交換エレメントの集合体である熱交換器は、伝熱流体が流通するチューブが列をなしている複数のチューブプレート２１６を備えている。インサート２２０の第１の当接面２１８は、この複数のチューブプレート２１６と当接している。同様に、インサート２２０の第２の当接面２２２も、複数のチューブプレート２１６と当接している。
各チューブプレート２１６は、２つの広い側面２２４を有する。インサート２２０の第１の当接面２１８においては、チューブプレート２１６と、蓄熱材のリザーバ２２６とが、交互に配置されている。
蓄熱材のリザーバ２２６は、２つの広い側面２２８と、２つの狭い側面２３０を有している。インサート２２０の第１の当接面２１８と当接しているリザーバ２２６においては、２つの広い側面２２８の一方が、この第１の当接面２１８と当接し、もう一方は、チューブプレート２１６の広い側面２２４と当接している。他方、このチューブプレート２１６の広い側面２２４は、隣接するインサート２２０（図示せず）の第２の当接面２２２と当接している。
インサート２２０の第１の当接面２１８と当接する各チューブプレート２１６においては、２つの広い側面２２４の一方が、この第１の当接面２１８と当接し、もう一方は、リザーバ２２６の広い側面２２８と当接している。他方、このリザーバ２２６の広い側面２２８は、隣接するインサート２２０（図示せず）の第２の当接面２２２と当接している。
この実施例においては、互いに概ね全面が当接するチューブプレート２１６とリザーバ２２６との間で、熱交換が最適に行われる。
図２５は、図１８と図２０にそれぞれ示す熱交換エレメント１２７，１６８の原理を模式的に表していると考えると、図１９と図２３に示す熱交換器の模式的断面図として捉えることもできる。
例えば、図２５を、図２３に示す熱交換エレメント１６８の断面図とすれば、熱交換エレメント１６８は、Ｕ字形の４つのチューブプレート２１６と複数のリザーバ２２６を備えると考えることができる。伝熱流体と蓄熱材は、それぞれ、交互に配置されたチューブプレートとリザーバを通って行き来する。
他の変形例も、上述の実施例から想起しうると思う。
チューブの目的は、流体循環の通路を作り出すことである。従って、チューブは、平たい、曲がった、突き出し、フラットチューブなど、知られているどのようなタイプとされることもある。
リザーバの目的は、蓄熱材を収容する通路を作り出すことである。リザーバは、平たい、曲がったチューブ、突き出しリザーバ、カプセル型リザーバなど、知られているどのようなタイプのものであってもよい。
いろいろなタイプのリザーバに、いろいろなタイプのチューブが組み合わされる。
伝熱流体は、熱エネルギーや冷エネルギーを蓄えることのできる流体である。すなわち、冷却流体であって、たとえば、ＣＯ２である。
蓄熱材は、冷温または高温を蓄える物質である。さらにいえば、固体（たとえば、ある形の塩）、液体、あるいは、さまざまに相を変える物質、あるいは、冷却液のような物質など、さまざまなものであってもよい。
リザーバは、受動的貯蔵装置というべきタイプ、すなわち、貯蔵リザーバ自身には蓄熱材の循環がないもの、あるいは、能動的貯蔵タイプと呼ぶべき装置、すなわち、装置の中で、蓄熱材ループや、蓄熱材が、ポンプで駆動される循環されるサーキットなどによって循環するタイプとがある。
最後に、特に図１は、２個のヘッダボックスを備える熱交換器を示しているが、いわゆるU型流体循環チューブを備える１個のヘッダボックスのみを有する熱交換器に本発明を適用することも可能である。
図１６、図１７に示す実施例でも、図１８、図１９で示す実施例でも、さらに図２０〜２４に示す実施例でも、伝熱流体は、Ｕ形の通路を循環する。しかし、Ｉ型の通路を循環させることも可能である。たとえば、Ｕ形チューブにおける２本のブランチを切り離し、２本の直線状の伝熱流体循環チューブにすること、あるいはそれらを組み合わせて、１本のＩ形チューブとすることも可能である。
本発明は、上に、単なる例として示した実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、技術に秀でた人が想到しうるあらゆる変形変化を包含するものである。
熱交換エレメントを備える本発明の熱交換器の第１実施例の略正面図である。 図1の熱交換器における熱交換エレメントの一部を示す斜視図である。 図２の示す熱交換エレメントの断面図である。 図１に示す熱交換器の熱交換エレメントの第２の実施例の一部を示す斜視図である。 図２に示す熱交換エレメントの異なる例の断面図である。 図２に示す熱交換エレメントのさらに異なる例の断面図である。 図２に示す熱交換エレメントのさらに異なる例を示す一部断面図である。 本発明における蓄熱材リザーバエンドピースの第１実施例の斜視図である。 本発明におけるチューブエンドピースの第１実施例の斜視図である。 図６に示すチューブエンドピースとチューブの斜視図である。 図７に示すチューブエンドピースとリザーバのエンドピースの第２実施例の正面図である。 図８の熱交換エレメントの異なる実施例を展開して示す斜視図である。 図９に示す熱交換エレメントの側面図である。 図１０に示す熱交換エレメントの部分側面図である。 図１１Ａの一部のみを示す斜視図である。 チューブエンドピースとリザーバエンドピースの組み合わせ体を分解して示す部分斜視図である。 異なる実施例におけるチューブエンドピースとリザーバエンドピースの組み合わせ体を展開して示す部分斜視図である。 さらに異なる実施例におけるチューブエンドピースとリザーバエンドピースの組み合わせ体の部分斜視図である。 図１４に示すエンドピース複数を組み合わせたものの斜視図である。 本発明の異なる実施例における熱交換エレメントを分解して示す斜視図である。 図１６に示す熱交換エレメントの部分側面図である。 本発明の異なる実施例における熱交換エレメントを展開して示す斜視図である。 図１８に示す熱交換エレメントで形成さられた熱交換器の斜視図である。 本発明のさらに他の実施例に係る熱交換エレメントの分解斜視図である。 図２０に示す熱交換エレメントにおける中間分配プレートの斜視図である。 図２０に示す熱交換エレメントにおけるチューブモジュールの斜視図である。 図２０に示す熱交換エレメントからなる熱交換器の分解斜視図である。 図２３に示す熱交換器において熱交換エレメント同士を接続する接続部材の斜視図である。 本発明のさらに他の実施例に係る熱交換器の一部の断面図である。
１ 熱交換器
２ ヘッダボックス
４ 熱交換エレメント
６ 熱交換用挿入体
８ 側面
１０ 接続部
１１ リザーバ
１２ フラットチューブ
１４ 側面
１６ 接続部
１７ 通路
１８ 貯蔵空間
２０ 区画エレメント
２２ 区画
２４ 波形挿入体
２６ リザーバエンドピース
２８ ラグ
３０ ベアリング面
３１ ストラップ
３２ 第１の凹部
３４ 第２の凹部
３６ チューブエンドピース
３８ ラグ
４０ 当接面
４１ 開口部
４２ 接続面
４４ フランジ
４５ ラグの開口部
４６ 接続部品材
４８ フランジ
５０ 通孔
５２ 接続部材
５４ チューブ
５６ 張り出しフランジ
５８ エンドピース
６０ ラグ
６２ 当接面
６４ 接続面
６６ 第１窪み
６８ 第２窪み
７０ エンドピース
７２ ブランチ
７４ 接続ループ
７６ 内壁
７８ 外壁
８０ 開口部
８２ 内部のスペース
８４ 環状鍔
８４Ａ，Ｂ 環状支持鍔
８６Ａ 環状ベアリング鍔
８６Ｂ 環状結合鍔
８８ 第１窪み
９０ 第２窪み
９２ 通路
９４ 通路
９５ 熱交換エレメント
９６ リザーバ
９６Ａ プレート
９８ ベアリング面
１００ プレートの外面
１０２ プレス加工のプレート
１０４ チューブ
１０６ 外面
１０８ ベアリング面
１１０ 窪み
１１２ 凹み
１１４ ハーブエンドピース
１１６ 環状カラー
１１８ シェル
１２０ 開口部
１２２ ベアリング面
１２４ 窪み
１２６ 孔
１２７ 熱交換エレメント
１２８ 閉鎖プレート
１３０ 第１中間プレート
１３２ 第２中間プレート
１３４ 中間閉鎖プレート
１３６ 第１循環チューブ
１３８ 第２循環チューブ
１４０ 第１中央リザーバ
１４２ 第２中央リザーバ
１４４ 第１側面リザーバ
１４６ 第２側面リザーバ
１４８ 卵形広がり
１５０ 第１の孔
１５２ 第２の孔
１５４ 第３の孔
１５６ 孔
１５８ 孔
１６０ スペーサー
１６２ 孔
１６６ マニフォールド
１６８ 熱交換エレメント
１７０ 第１のチューブモジュール
１７２ 第２のチューブモジュール
１７４ 中間分配プレート
１７６ 第１の空隙
１７６Ｂ 流体循環チューブ
１７８ 第１の空隙
１７８Ｂ 流体循環チューブ
１８０ 中央空隙
１８２ 第２の空隙
１８４ オリフィス
１８６ 第１の孔
１８８ 第２の孔
１９０ 第３の孔
１９２ 第４の孔
１９４ 小孔
１９６ 小孔
１９７ オリフィス
１９８ コネクタ
２００ オリフィス
２０２ 流路２０２
２０４ 熱交換用インサート
２０６ エンドカバー
２０８ 伝熱流体の入口
２１０ 伝熱流体の出口
２１４ 挿入チューブ２１４
２１６ チューブプレート
２１８ 第１の当接面
２２０ インサート
２２２ 第２の当接面
２２４ 広い側面
２２６ リザーバ
２２８ 広い側面
２３０ 狭い側面

Claims (13)

  1. 伝熱流体を循環させるための複数のチューブ(１３６)(１３８)であって、端末がマニフォールド(１６０)に開口している複数のチューブと、チューブ(１３６)(１３８)に接触している蓄熱材のリザーバ(１４０)(１４２)(１４４)(１４６)とを備え、それにより、前記蓄熱材と伝熱流体とは、互いに熱を交換しうるようになっており、かつ、それぞれが、少なくとも１つのリザーバ(１４０)(１４２)(１４４)(１４６)と、それに挿入された少なくとも１本のチューブ(１３６)(１３８)とからなる複数の熱交換エレメント(１２７)を備え、前記熱交換エレメント(１２７)は、２枚の閉鎖プレート(１２８)と、その間に挿入された少なくとも１枚の中間プレート(１３０)(１３２)とからなり、前記中間プレートには、少なくとも１個のチューブ(１３６)(１３８)と、１個のリザーバ(１４０)(１４２)(１４４)(１４６)が作られていることを特徴とする熱交換器。
  2. 各リザーバ(１４０)(１４２)(１４４)(１４６)は、チューブ(１３６)(１３８)の少なくとも一部と対応していることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
  3. 前記熱交換エレメントは、さらに、間に挿入される第２の中間プレート(１３２)を備え、それには、少なくとも１個のチューブ(１３８)と１個のリザーバ(１４２)(１４６)が設けられていることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
  4. 第１の中間プレート(１３０)と第２の中間プレート(１３２)の間に、中間閉鎖プレート(１３４)が挿入されていることを特徴とする請求項３記載の熱交換器。
  5. 中間閉鎖プレート(１３４)は、互いに連通している第１中間プレート(１３０)と第２中間プレート(１３２)における少なくとも１個のチューブ(１３６)(１３８)と、または、少なくとも１個のリザーバ(１４０)(１４２)(１４４)(１４６)に設けられた少なくとも一連の孔(１５０)(１５２)(１５４)を備えていることを特徴とする請求項４記載の熱交換器。
  6. 閉鎖プレート(１２８)は、チューブ(１３６)(１３８)と連絡する孔(１５６)を少なくとも１個有し、また、これらのプレートは、リザーバ(１４０)(１４２)(１４４)(１４６)と連通する追加の孔１個(１５８)を有することを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
  7. 伝熱流体は冷却流体であり、蓄熱材は低温度エネルギーを蓄えることができる物質であることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
  8. 伝熱流体を循環させるための複数のチューブ(１７６Ｂ)(１７８Ｂ)であって、端末がマニフォールド(１９８)に開口している複数のチューブと、チューブ(１７６Ｂ)(１７８Ｂ)に接触している蓄熱材のリザーバ(１８０)(１８２)とを備え、それにより、前記蓄熱材と伝熱流体とは、互いに熱を交換しうるようになっており、かつ、それぞれが、少なくとも１つのリザーバ(１８０)(１８２)と、それに挿入された少なくとも１本のチューブ(１７６Ｂ)(１７８Ｂ)とからなる複数の熱交換エレメント(１６８)を備え、
    伝熱流体は冷却流体であり、蓄熱材は低温度エネルギーを蓄えることができる物質であり、前記熱交換エレメント(１６８)は、互いに支え合う第１および第２のチューブモジュール(１７０)(１７２)と、これらのチューブモジュール(１７０)(１７２)に挟まれた中間分配プレート(１７４)とを備え、かつ第１および第２のチューブモジュール(１７０)(１７２)は、中間分配プレート(１７４)に覆われることによって、流体循環チューブ(１７６Ｂ)(１７８Ｂ)を形成するようになっている第１の空隙(１７６)(１７８)を有することを特徴とする熱交換器。
  9. 前記第１および第２のチューブモジュール(１７０)(１７２)の第１の空隙(１７６)は、中央空隙(１８０)および第２の空隙(１８２)によって挟まれていることを特徴とする請求項８記載の熱交換器。
  10. 前記第１の空隙(１７６)(１７８)は、曲がりくねって延びていることを特徴とする請求項８記載の熱交換器。
  11. 前記各熱交換エレメントは、伝熱流体を循環させるための複数のチューブ(２１６)、およびこのチューブ(２１６)の間に、蓄熱材を貯留させるための複数のリザーバ(２２６)を備えていることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
  12. 前記伝熱流体を循環させるための複数のチューブ(２１６)と、蓄熱材を貯留させるための複数のリザーバとが、交互に配置されていることを特徴とする請求項１１記載の熱交換器。
  13. 前記伝熱流体は、冷媒であり、前記蓄熱材は、冷エネルギーを保存する材料であることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
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