特許 7194825 熱交換器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-14

(45)【発行日】2022-12-22

(54)【発明の名称】熱交換器

(51)【国際特許分類】

   F28F 9/02 20060101AFI20221215BHJP

   F28D 9/02 20060101ALI20221215BHJP

   F28F 3/08 20060101ALI20221215BHJP

【ＦＩ】

F28F9/02 301Z

F28D9/02

F28F3/08 311

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2021526512

(86)(22)【出願日】2019-08-20

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-27

(86)【国際出願番号】 KR2019010573

(87)【国際公開番号】W WO2020101152

(87)【国際公開日】2020-05-22

【審査請求日】2021-05-14

(31)【優先権主張番号】10-2018-0139643

(32)【優先日】2018-11-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2019-0094296

(32)【優先日】2019-08-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】516011246

【氏名又は名称】ハンオン システムズ

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ソン，ジョン ウク

【審査官】豊島 ひろみ

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－１０５５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２９２０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５２２５３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－００３８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２３０４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１３３７８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１８－０１１６４９８（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２８Ｆ ９／０２

Ｆ２８Ｆ ３／０８

Ｆ０２Ｍ ２６／３２

Ｆ２４Ｆ ７／１６

Ｆ２８Ｄ ９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

両側が開放し、一体の管状に形成されたハウジングと、
互いに離隔して高さ方向に積層され、前記ハウジングの内部に収容された複数個のチューブと、
前記複数個のチューブの長さ方向の両端部に嵌合し、外側周面がハウジングの内側面に接触した第１ヘッダおよび第２ヘッダと、
前記複数個のチューブに嵌合し、外側周面がハウジングの内側面に接触したバッフルをさらに含み、
前記ハウジングは、チューブが積層された高さ方向の面から内側に凸状にバッフル接合部が突出形成され、
前記バッフルは、前記バッフル接合部に対応する長さ方向の位置に配置され、バッフル接合部に接触して接合され、
前記複数個のチューブは、積層される方向の面から接合突起が突出形成され、前記接合突起がハウジングの内側面に接触し、
前記ハウジングは、チューブが積層された高さ方向の面から内側に凸状に段差が形成され、
前記段差に対応する長さ方向の位置にチューブの接合突起が配置され、前記接合突起がハウジングの段差に接触し、
前記ハウジングは、段差を基準として長さ方向にバッフル接合部が形成された側にはハウジングの内側に突出して前記接合突起と接触する部分がないことを特徴とする熱交換器。

【請求項2】

前記ハウジングは、バッフル接合部とバッフル接合部の前方側ハウジングをラウンド状に連結するガイド部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。

【請求項3】

前記バッフル接合部が形成された部分で高さ方向にハウジングの内側距離は、バッフルの高さより小さく形成されることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。

【請求項4】

前記ハウジングは、チューブが積層された高さ方向の面から内側に凸状に段差が形成され、
前記バッフルは、前記段差に係止される長さ方向の位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。

【請求項5】

前記ハウジングは、チューブが積層された高さ方向の面から内側に凸状にバッフル接合部が突出形成され、前記バッフルは、前記バッフル接合部に対応する長さ方向の位置に配置され、バッフル接合部に接触し、
前記バッフル接合部の突出高さが前記段差の突出高さより低く形成されることを特徴とする請求項４に記載の熱交換器。

【請求項6】

前記ハウジングは、チューブが積層された高さ方向の面から内側に凸状に支持突起が形成され、
前記支持突起に対応する長さ方向の位置にチューブの接合突起が配置され、前記接合突起がハウジングの支持突起に接触することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。

【請求項7】

前記ハウジングは、段差を基準として長さ方向の一側にハウジングの外側に凸状に複数個の補強リブが突出形成され、前記補強リブは、幅より長さが長く形成されることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。

【請求項8】

前記複数個のチューブに嵌合され、外側周面がハウジングの内側面に接触したバッフルをさらに含み、前記ハウジングは、チューブが積層された高さ方向の面から内側に凸状にバッフル接合部が突出形成され、前記バッフルは、前記バッフル接合部に対応する長さ方向の位置に配置され、バッフル接合部に接触して接合され、
前記補強リブは、長さ方向にバッフル接合部の前方に形成されることを特徴とする請求項７に記載の熱交換器。

【請求項9】

前記チューブには、長さ方向にバッフルの位置を固定可能なバッフルストッパが突出形成されることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。

【請求項10】

前記チューブには、長さ方向に第１ヘッダおよび第２ヘッダがチューブに嵌められる位置を制限可能なヘッダストッパが突出形成されることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。

【請求項11】

前記バッフルは、
高さ方向に沿って形成された支持部と、前記支持部から幅方向に延設され、高さ方向に互いに離隔して配置された複数個の延長部とを含み、
前記延長部は、チューブの間および高さ方向に最外側チューブの外側にそれぞれ配置され、前記支持部は、チューブの幅方向の側面に配置されることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。

【請求項12】

前記支持部および高さ方向に最外側チューブの外側に配置された延長部からそれぞれ長さ方向に折り曲げ部が延設され、前記折り曲げ部がハウジングの内側面に接触することを特徴とする請求項１１に記載の熱交換器。

【請求項13】

前記ハウジングは、長さ方向の一側の高さ方向の一面に排気ガスが流入される排気ガス流入口が形成され、長さ方向の他側の高さ方向の一面に排気ガスが排出される排気ガス排出口が形成されることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。

【請求項14】

前記排気ガス流入口および排気ガス排出口は、ハウジングの長さ方向の中央部を基準として両側が非対称に形成されることを特徴とする請求項１３に記載の熱交換器。

【請求項15】

前記ハウジングは、幅方向の一面に冷却水が流入される冷却水流入口および冷却水が排出される冷却水排出口が形成され、
前記冷却水流入口および冷却水排出口は、高さ方向に互いに離隔して形成されることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高温の排気ガスを冷却水と熱交換させ、排気ガスの熱エネルギーを回収する熱交換器に関し、耐圧性および耐久性を向上できる熱交換器に関する。

【背景技術】

【0002】

車両のエンジンは、燃焼時に熱エネルギーを発生するが、一般的に、冷却水によりエンジンを冷却させてエンジンが過熱することを防止する。

【0003】

しかし、エンジンで発生し、外部に廃棄される熱エネルギーは、排気ガスとして排出されるエネルギーがより大きく、これは、エンジンの熱効率が低くなる結果をもたらす。

【0004】

これを解決するために、エンジンで燃焼後、排気管を介して排気ガスとして廃棄される熱エネルギーを冷却水の加熱に使用する排気熱回収装置が使用されている。

【0005】

従来の排気熱回収装置は、複数個の冷却水流路が複数個の排気ガス流路と互いに隣接して形成された熱交換器を使用するが、この際、熱交換器は、一般的に、組立性のためにハウジングを二つの部分に分けられた形態で形成し、ハウジングの内部にチューブ、ピン、バッフルおよびヘッダの組立体であるコア部を入れてハウジングを結合した後、ろう付け（ｂｒａｚｉｎｇ）などで溶接した形態で熱交換器が構成される。

【0006】

しかし、かかる熱交換器は、ハウジングに溶接による継手が形成されるため、熱交換媒体の圧力および熱衝撃によってハウジングが捻れる変形が発生するか、ハウジングの継手部分またはチューブ、バッフルおよびヘッダが、ハウジングと接合された接合部が破損することが発生するという問題がある。

【0007】

これを解決するために、ハウジング、チューブ、ヘッダ、ピンなどの素材の厚さを増大しているが、これは、熱交換器の重量を増加させ、製造コストを上昇させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】韓国公開特許１０‐２０１７‐０１２４９５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、上述のような問題点を解決するために導き出されたものであって、本発明の目的は、継手なしに一体に形成された管状にハウジングを形成し、ハウジングにチューブとバッフルが接触するように結合して、耐圧性および耐久性が向上した熱交換器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記のような目的を達成するための本発明の熱交換器は、両側が開放し、一体の管状に形成されたハウジングと、互いに離隔して高さ方向に積層され、前記ハウジングの内部に収容された複数個のチューブと、前記複数個のチューブの長さ方向の両端部に嵌合し、外側周面がハウジングの内側面に接触した第１ヘッダおよび第２ヘッダと、を含むことを特徴とする。

【0011】

また、前記複数個のチューブに嵌合し、外側周面がハウジングの内側面に接触したバッフルをさらに含むことを特徴とする。

【0012】

また、前記ハウジングは、チューブが積層された高さ方向の面から内側に凸状にバッフル接合部が突出形成され、前記バッフルは、前記バッフル接合部に対応する長さ方向の位置に配置され、バッフル接合部に接触して接合されることを特徴とする。

【0013】

また、前記ハウジングは、バッフル接合部とバッフル接合部の前方側ハウジングをラウンド状に連結するガイド部が形成されることを特徴とする。

【0014】

また、前記バッフル接合部が形成された部分で高さ方向にハウジングの内側距離は、バッフルの高さより小さく形成されることを特徴とする。

【0015】

また、前記ハウジングは、チューブが積層された高さ方向の面から内側に凸状に段差が形成され、前記バッフルは、前記段差に係止される長さ方向の位置に配置されることを特徴とする。

【0016】

また、前記ハウジングは、チューブが積層された高さ方向の面から内側に凸状にバッフル接合部が突出形成され、前記バッフルは、前記バッフル接合部に対応する長さ方向の位置に配置され、バッフル接合部に接触し、前記バッフル接合部の突出高さが前記段差の突出高さより低く形成されることを特徴とする。

【0017】

また、前記複数個のチューブは、積層される方向の面から接合突起が突出形成され、前記接合突起がハウジングの内側面に接触することを特徴とする。

【0018】

また、前記ハウジングは、チューブが積層された高さ方向の面から内側に凸状に段差が形成され、前記段差に対応する長さ方向の位置にチューブの接合突起が配置され、前記接合突起がハウジングの段差に接触することを特徴とする。

【0019】

また、前記ハウジングは、チューブが積層された高さ方向の面から内側に凸状に支持突起が形成され、前記支持突起に対応する長さ方向の位置にチューブの接合突起が配置され、前記接合突起がハウジングの支持突起に接触することを特徴とする。

【0020】

また、前記ハウジングは、段差を基準として長さ方向の一側にハウジングの内側に突出した部分がなく形成されることを特徴とする。

【0021】

また、前記ハウジングは、段差を基準として長さ方向の一側にハウジングの外側に凸状に複数個の補強リブが突出形成され、前記補強リブは、幅より長さが長く形成されることを特徴とする。

【0022】

また、前記複数個のチューブに嵌合され、外側周面がハウジングの内側面に接触したバッフルをさらに含み、前記ハウジングは、チューブが積層された高さ方向の面から内側に凸状にバッフル接合部が突出形成され、前記バッフルは、前記バッフル接合部に対応する長さ方向の位置に配置され、バッフル接合部に接触して接合され、前記補強リブは、長さ方向にバッフル接合部の前方に形成されることを特徴とする。

【0023】

また、前記チューブには、長さ方向にバッフルの位置を固定可能なバッフルストッパが突出形成されることを特徴とする。

【0024】

また、前記チューブには、長さ方向に第１ヘッダおよび第２ヘッダがチューブに嵌められる位置を制限可能なヘッダストッパが突出形成されることを特徴とする。

【0025】

また、前記バッフルは、高さ方向に沿って形成された支持部と、前記支持部から幅方向に延設され、高さ方向に互いに離隔して配置された複数個の延長部とを含み、前記延長部は、チューブの間および高さ方向に最外側チューブの外側にそれぞれ配置され、前記支持部は、チューブの幅方向の側面に配置されることを特徴とする。

【0026】

また、前記支持部および高さ方向に最外側チューブの外側に配置された延長部からそれぞれ長さ方向に折り曲げ部が延設され、前記折り曲げ部がハウジングの内側面に接触することを特徴とする。

【0027】

また、前記ハウジングは、長さ方向の一側の高さ方向の一面に排気ガスが流入される排気ガス流入口が形成され、長さ方向の他側の高さ方向の一面に排気ガスが排出される排気ガス排出口が形成されることを特徴とする。

【0028】

また、前記排気ガス流入口および排気ガス排出口は、ハウジングの長さ方向の中央部を基準として両側が非対称に形成されることを特徴とする。

【0029】

また、前記ハウジングは、幅方向の一面に冷却水が流入される冷却水流入口および冷却水が排出される冷却水排出口が形成され、前記冷却水流入口および冷却水排出口は、高さ方向に互いに離隔して形成されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0030】

本発明の熱交換器は、ハウジングに継手がないことから、熱交換媒体の圧力に対する耐圧性が向上し、熱衝撃に強いという利点がある。

【0031】

また、チューブとバッフルがハウジングと接触して接合されることから、熱交換媒体の圧力によってチューブが破損することを防止できるという利点がある。

【0032】

また、熱衝撃によるハウジングの変形が少なく、チューブ、ヘッダおよびバッフルの接合部が破損する可能性が低くなるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明の一実施形態による熱交換器を示す組立斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態による熱交換器を示す分解斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態による熱交換器のチューブ、バッフルおよびヘッダの分解斜視図である。

【図4】本発明の一実施形態による熱交換器を示す正面断面図である。

【図5】本発明の第１実施形態による熱交換器の製造方法を示す正面断面図である。

【図6】本発明の第１実施形態による熱交換器の製造方法を示す正面断面図である。

【図7】本発明の第２実施形態による熱交換器の製造方法を示す正面断面図である。

【図8】本発明の第２実施形態による熱交換器の製造方法を示す正面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、本発明による熱交換器の実施例を添付の図面を参照して詳細に説明する。

【0035】

図１および図２は本発明の一実施形態による熱交換器を示す組立斜視図および分解斜視図であり、図３は本発明の一実施形態による熱交換器のチューブ、バッフルおよびヘッダの分解斜視図であり、図４は本発明の一実施形態による熱交換器を示す正面断面図である。

【0036】

図に示すように、本発明の一実施形態による熱交換器は大きくハウジング１００、チューブ２００、インナーピン３００、バッフル４００、第１ヘッダ５００および第２ヘッダ６００で構成される。

【0037】

ハウジング１００は、継手のない一体の管状に形成され、長さ方向の両側が開放するように形成される。また、ハウジング１００は、高さ方向の下面の長さ方向の一側に排気ガスが流入される排気ガス流入口１１０が形成され、他側には排気ガスが排出される排気ガス排出口１２０が形成され、長さ方向にハウジング１００の中央部を基準として両側が非対称に形成される。また、ハウジング１００の幅方向の側面の長さ方向の一側には、冷却水が流入される冷却水流入口１３０が形成され、他側には、冷却水が排出される冷却水排出口１４０が形成され、冷却水流入口１３０と冷却水排出口１４０は、高さ方向に互いに離隔して形成される。また、ハウジング１００は、高さ方向の上面および下面から内側に凸状に段差１６０が突出形成され、段差１６０に隣接して長さ方向の一側に内側に凸状にバッフル接合部１５０が突出形成される。この際、バッフル接合部１５０は、段差１６０より突出した高さが低く形成され、バッフル接合部１５０は、ハウジング１００の内周面と傾斜してもしくはラウンド状にガイド部１５１が連結される。すなわち、ガイド部１５１は、長さ方向にバッフル接合部１５０の前方側ハウジング１００とバッフル接合部１５０をラウンド状に連結し、ガイド部１５１によって長さ方向にバッフル接合部１５０が形成された位置にバッフル４００が容易に挿入される。また、バッフル接合部１５０が形成された部分で高さ方向にハウジング１００の内側の距離は、バッフル４００の高さより小さく形成され、上下側バッフル接合部１５０の間にバッフル４００が挿入された時に、バッフル４００および積層されたチューブ２００が高さ方向に圧縮されて互いに密着する。ここで、バッフル接合部１５０、ガイド部１５１および段差１６０は、断面形態が一定に形成された継手のない管状のハウジング１００に外力を加えて、内側に凸状に突出した形態で変形するように形成され、ハイドロフォーミングや深絞りなど様々な方法によって継手なしに一体に形成される。

【0038】

チューブ２００は、ハウジング１００の内部に流入される排気ガスが通過する排気ガス流路を形成する部分であり、排気ガスがチューブ２００の内部に沿って流動するように管状に形成される。また、チューブ２００は、高さ方向の両面で接合突起２１０が凸状に突出形成され、隣合うチューブ２００の接合突起２１０同士が接触するように複数個のチューブ２００が高さ方向に積層されて、隣合うチューブ２００の高さ方向の上面と下面が互いに離隔して配置されるこれにより、チューブ２００の間の離隔した空間および高さ方向に最外側に配置されたチューブ２００とハウジング１００との間の空間は、冷却水が流動する冷却水流路になることができる。また、高さ方向の最外側に配置されたチューブ２００の高さ方向の外側に形成された接合突起２１０は、ハウジング１００の内側に突出形成された段差１６０および支持突起１７０に当接するように配置される。また、チューブ２００は、長さ方向に中央部分にバッフル４００の位置固定のためのバッフルストッパ２２０が突出形成され、長さ方向の両側にヘッダ５００、６００の位置固定のためのヘッダストッパ２３０が突出形成される。

【0039】

インナーピン３００は、チューブ２００それぞれの内側に挿入されて備えられ、インナーピン３００は、多様に形成され、一例として、幅方向に行きながらしわ状に形成されたコルゲートピン（オフセットピン）やコルゲートピンの形態で長さ方向に沿ってしわ状に形成されたウェーブピンになることができる。

【0040】

バッフル４００は、ハウジング１００とチューブ２００との間の空間を区切って冷却水が流動する流路を形成する部分であり、バッフル４００は、複数個のチューブ２００に嵌合し、外側周面がハウジング１００の内側面のうちバッフル接合部１５０に密着する。この際、バッフル４００は、高さ方向に沿って延設された支持部４１０および支持部４１０から延設され、高さ方向に互いに離隔した複数個の延長部４２０で構成される。すなわち、図に示すように、フォークの端部のように形成される。また、支持部４１０および高さ方向の最外側の延長部４２０の周縁から長さ方向に折り曲げられた形態で折り曲げ部４１１、４２１が延設される。これにより、バッフル４００は、チューブ２００の長さ方向の中央部分に形成されたバッフルストッパ２２０と接合突起２１０との間に沿って幅方向に延長部４２０が挿入される形態でチューブ２００にバッフル４００が嵌められて組み立てられ、バッフル４００の延長部４２０は、チューブ２００の間および高さ方向に最外側チューブ２００の外側にそれぞれ配置され、前記支持部４１０は、チューブ２００の幅方向の側面に配置される。この際、バッフル４００は、支持部４１０で折り曲げられた折り曲げ部４１１が、ハウジング１００の幅方向の内側面に接触し、延長部４２０で折り曲げられた折り曲げ部４２１が、ハウジング１００の高さ方向の内側面に接触する。また、延長部４２０の自由端は、ハウジング１００の幅方向の内側面から特定の距離を離隔して配置され、離隔距離は、２０ｍｍ以内に形成される。また、流入した冷却水が延長部４２０の自由端とハウジング１００との間の空間を介してＵターンして流動しやすく、十分な熱交換性能を確保することができる。また、折り曲げ部４１１、４２１は、ハウジング１００の段差１６０を基準としてバッフル接合部１５０が形成された方向側に折り曲げ形成され、バッフル２００がハウジング１００のバッフル接合部１５０が形成された部分に挿入されやすいようにすることができる。

【0041】

第１ヘッダ５００は、バッフル４００を基準としてチューブ２００の長さ方向の一側端部に嵌合され、第１ヘッダ５００は、外側周面がハウジング１００の内周面に接触するようにハウジング１００の内部に挿入されて結合される。この際、第１ヘッダ５００は、高さ方向および幅方向の平面上に形成される支持部５１０にチューブ挿入孔５１１が形成され、チューブ挿入孔５１１にチューブ２００が挿入される。また、支持部５１０の周縁から長さ方向に延長された形態で折り曲げ部５２０が形成され、折り曲げ部５２０がハウジング１００の内周面に接触する。

【0042】

第２ヘッダ６００は、バッフル４００を基準としてチューブ２００の長さ方向の他側端部に嵌合され、第２ヘッダ６００は、第１ヘッダ５００と同様、外側周面がハウジング１００の内周面に接触するようにハウジング１００の内部に挿入されて結合される。この際、第２ヘッダ６００は、高さ方向および幅方向の平面上に形成される支持部６１０にチューブ挿入孔６１１が形成されて、チューブ挿入孔６１１にチューブ２００が挿入される。また、支持部６１０の周縁から長さ方向に延長した形態で折り曲げ部６２０が形成され、折り曲げ部６２０がハウジング１００の内周面に接触する。また、第１ヘッダ５００と第２ヘッダ６００は、チューブ２００の長さ方向の端部に形成されたヘッダストッパ２３０に係止される位置まで挿入されて結合され、第１ヘッダ５００と第２ヘッダ６００によって、チューブ２００の長さ方向の両端部分でチューブの間およびチューブとハウジングの間が塞がっている形態にできる。

【0043】

これにより、ハウジング１００の排気ガス流入口１１０に流入した排気ガスは、チューブ２００の内部を通過し、排気ガス排出口１２０を介して排出され、冷却水は、ハウジング１００の冷却水流入口１３０に流入し、バッフル４００によって区切られた左側のチューブ２００の間およびチューブ２００とハウジング１００との間の空間に沿って流動し、バッフル４００の延長部４２０の自由端とハウジング１００との間を介してＵターンし、また、バッフル４００によって区切られた右側のチューブ２００の間およびチューブ２００とハウジング１００との間の空間に沿って流動し、ハウジング１００の冷却水排出口１４０を介して排出されて排気ガスと熱交換される。

【0044】

ここで、ハウジング１００の内部にチューブ２００、インナーピン３００、バッフル４００、第１ヘッダ５００および第２ヘッダ６００が収容されて組み立てられた状態で、ろう付けにより構成要素間の接触する面が接合される。これによって、積層されたチューブ２００とバッフル４００とハウジング１００が高さ方向側の面同士が互いに接触して接合されるため、流動する熱交換媒体の圧力に対する耐圧性が向上し、熱衝撃に対する耐久性も向上することができる。

【0045】

また、ハウジング１００は、段差１６０を基準として長さ方向にバッフル接合部１５０が形成された側には内側に突出した部分がないように形成され、ハウジング１００の内部にバッフル４００を挿入して結合する時に、バッフル４００がかからず容易に挿入することができる。また、ハウジング１００は、段差１６０を基準として長さ方向にバッフル接合部１５０が形成された側には内側に突出した部分がないため、ハウジング１００の外側に凸状に補強リブ１８０が突出形成されて、ハウジング１００の構造的な強度を向上させることができる。また、補強リブ１８０は、複数個で構成されて、複数個の補強リブ１８０が幅方向に離隔して配置され、補強リブ１８０は、長さ方向にバッフル接合部１５０より前方に形成される。ここで、長さ方向にハウジング１００の排気ガス流入口１１０が形成された側が前方側になり、排気ガス排出口１２０が形成された側が後方側になる。また、補強リブ１８０は、幅より長さが長く形成され、長さ方向に沿って長く延設された形態になる。

【0046】

以下、本発明の熱交換器を製造する製造方法について説明する。

【0047】

図５および図６は本発明の第１実施形態による熱交換器の製造方法を示す正面断面図である。

【0048】

図５を参照すると、本発明の第１実施形態による熱交換器の製造方法は、両側が開放した一体の管状にハウジングを形成するハウジング形成ステップと、高さ方向に複数個のチューブを積層するチューブ積層ステップと、積層されたチューブをハウジングの内部に挿入するチューブ挿入ステップと、長さ方向の両側で第１ヘッダおよび第２ヘッダをハウジングの内部に挿入し、第１ヘッダと第２ヘッダが複数個のチューブの長さ方向の両端部に嵌合され、第１ヘッダと第２ヘッダの外側周面がハウジングの内側面に接触するように組み立てるヘッダ挿入ステップとを含む。

【0049】

また、ハウジング形成ステップでは、高さ方向の面から内側に凸状に段差が突出形成され、段差に隣接した長さ方向の一側に段差より低い高さで内側に凸状にバッフル接合部が突出形成され、チューブ積層ステップとチューブ挿入ステップとの間に、積層された複数個のチューブにバッフルを嵌めて固定してチューブおよびバッフル組立体を形成するチューブおよびバッフル組立体形成ステップをさらに含み、チューブ挿入ステップでは、ハウジングの段差を基準として長さ方向にバッフル接合部が形成された側でチューブおよびバッフル組立体をハウジングの内部に挿入して組み立て、この際、バッフルがハウジングの段差に係止され、バッフルの外側周面がバッフル接合部に接触する位置までチューブおよびバッフル組立体を挿入することができる。

【0050】

先ず、両側が開放され、継手がない一体の管状にハウジング１００を形成し、この際、ハイドロフォーミングなどの方法で高さ方向の面から内側に凸状に段差１６０が突出形成され、段差１６０に隣接した長さ方向の一側に段差１６０より低い高さで内側に凸状にバッフル接合部１５０が突出するようにハウジング１００を形成する。また、予め作製したチューブ２００とバッフル４００を組み立て、この際、チューブ２００の内部にはインナーピン３００が挿入されてもよく、インナーピン３００が備えられたチューブ２００を高さ方向に複数個積層した後、バッフル４００を幅方向にチューブ２００の中央部に嵌めて固定し、チューブ２００およびバッフル４００組立体を形成することができる。

【0051】

図６を参照すると、以降、ハウジング１００の内部にチューブ２００およびバッフル４００組立体を挿入して組み立て、この際、ハウジング１００の段差１６０を基準として長さ方向にバッフル接合部１５０が形成された側からチューブ２００およびバッフル４００組立体を挿入して組み立てる。この際、バッフル４００がハウジング１００の段差１６０に係止され、バッフル４００の外側周面がバッフル接合部１５０に接触する位置までチューブ２００およびバッフル４００組立体を挿入することができる。次に、長さ方向の両側で第１ヘッダ５００および第２ヘッダ６００をハウジング１００の内部に挿入し、第１ヘッダ５００と第２ヘッダ６００が複数個のチューブ２００の長さ方向の両端部に嵌合され、第１ヘッダ５００と第２ヘッダ６００の外側周面がハウジング１００の内側面に接触するように組み立てることで熱交換器の組立が完了することができる。以降、組み立てられた熱交換器をろう付けして、部品間の接触面が互いに接合された状態で製造された熱交換器にできる。

【0052】

ここで、チューブおよびバッフル組立体は、ヘッダが結合していない状態でハウジングの内部に挿入されるため、チューブおよびバッフル組立体をハウジングに挿入し、組み立てることが容易である。

【0053】

図７および図８は本発明の第２実施形態による熱交換器の製造方法を示す正面断面図である。

【0054】

図７を参照すると、本発明の第２実施形態による熱交換器の製造方法は、両側が開放した一体の管状にハウジングを形成するハウジング形成ステップと、高さ方向に複数個のチューブを積層し、第１ヘッダを複数個のチューブの長さ方向の端部に嵌合し、チューブおよび第１ヘッダ組立体を形成するチューブおよび第１ヘッダ組立体の形成ステップと、チューブおよび第１ヘッダ組立体をハウジングの内部に挿入し、第１ヘッダの外側周面がハウジングの内側面に接触するように組み立てるチューブおよび第１ヘッダ挿入ステップと、長さ方向に第１ヘッダ側を支持した状態で第２ヘッダをハウジングの内部に挿入し、第２ヘッダが複数個のチューブの長さ方向の端部に嵌合し、第２ヘッダの外側周面がハウジングの内側面に接触するように組み立てる第２ヘッダ挿入ステップと、を含むことができる。

【0055】

また、ハウジング形成ステップでは、高さ方向の面から内側に凸状に段差が突出形成され、段差に接した長さ方向の一側に段差より低い高さで内側に凸状にバッフル接合部が突出形成され、チューブおよび第１ヘッダ組立体形成ステップとチューブおよび第１ヘッダ挿入ステップとの間に、積層された複数個のチューブにバッフルを嵌めて固定し、チューブ、バッフルおよび第１ヘッダ組立体を形成するチューブ、バッフルおよび第１ヘッダ組立体の形成ステップをさらに含み、チューブおよび第１ヘッダ挿入ステップでは、ハウジングの段差を基準として長さ方向にバッフル接合部が形成された側からチューブ、バッフルおよび第１ヘッダ組立体をハウジングの内部に挿入して組み立て、この際、バッフルがハウジングの段差に係止され、バッフルの外側周面がバッフル接合部に接触する位置までチューブおよびバッフル組立体を挿入することができる。

【0056】

先ず、両側が開放し、継手がない一体の管状にハウジング１００を形成し、この際、ハイドロフォーミングなどの方法で高さ方向の面から内側に凸状に段差１６０が突出形成され、段差１６０に隣接した長さ方向の一側に段差１６０より低い高さで内側に凸状にバッフル接合部１５０が突出するようにハウジング１００を形成する。また、予め作製しておいたチューブ２００とバッフル４００および第１ヘッダ５００を組み立て、この際、チューブ２００の内部にはインナーピン３００が挿入されていてもよく、インナーピン３００が備えられたチューブ２００を高さ方向に複数個積層した後、バッフル４００を幅方向にチューブ２００の中央部に嵌めて固定し、第１ヘッダ５００をチューブ２００の端部に嵌めて固定することで、チューブ２００、バッフル４００および第１ヘッダ５００組立体を形成することができる。

【0057】

図８を参照すると、以降、ハウジング１００の内部にチューブ２００、バッフル４００および第１ヘッダ５００組立体を挿入して組み立て、この際、ハウジング１００の段差１６０を基準として長さ方向にバッフル接合部１５０が形成された側からチューブ２００、バッフル４００および第１ヘッダ５００組立体を挿入して組み立てる。この際、バッフル４００がハウジング１００の段差１６０に係止され、バッフル４００の外側周面がバッフル接合部１５０に接触する位置までチューブ２００、バッフル４００および第１ヘッダ５００組立体を挿入することができる。次に、長さ方向に第１ヘッダ５００が支持された状態で、その反対側で第２ヘッダ６００をハウジング１００の内部に挿入し、第２ヘッダ６００がチューブ２００の端部に嵌合されるようにして組立が完了することができる。この際、第１ヘッダ５００と第２ヘッダ６００は、外側周面がハウジング１００の内側面に接触するように組み立てられる。以降、組み立てられた熱交換器をろう付けして、部品間の接触面が互いに隣接された状態で製造された熱交換器にできる。

【0058】

ここで、チューブ、バッフルおよび第１ヘッダ組立体は、第１ヘッダが予めチューブに結合した状態でハウジングの内部に挿入されるため、挿入後にもチューブの整列状態が良好で、第２ヘッダをチューブの端部に嵌めて組み立てることが容易である。

【0059】

本発明は、上記の実施形態に限定されない。また様々な変形実施が可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0060】

１００ ハウジング
１１０ 排気ガス流入口
１２０ 排気ガス排出口
１３０ 冷却水流入口
１４０ 冷却水排出口
１５０ バッフル接合部
１５１ ガイド部
１６０ 段差
１７０ 支持突起
１８０ 補強リブ
２００ チューブ
２１０ 接合突起
２２０ バッフルストッパ
２３０ ヘッダストッパ
３００ インナーピン
４００ バッフル
４１０ 支持部
４１１ 折り曲げ部
４２０ 延長部
４２１ 折り曲げ部
５００ 第１ヘッダ
５１０ 支持部
５１１ チューブ挿入孔
５２０ 折り曲げ部
６００ 第２ヘッダ
６１０ 支持部
６１１ チューブ挿入孔
６２０ 折り曲げ部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】