JP2000512704A - フィルタおよび熱交換器装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 フィルタおよび熱交換器装置は管状熱交換器本体（３１）を収容するほぼ円筒形のハウジング（１１）を含み、管状熱交換器本体（３１）はその外側面上のフィン（３５）と、二次液体流入口および流出口（１９、２０）と連通する軸方向通路（３２、３３）とを有する。ハウジング（１１）内の円筒形仕切り部（２８）内部の熱交換器区画室（２６）は熱交換器本体（３１）を収容し、仕切り部外部のフィルタ区画室（２７）はフィルタ本体（３０）を収容する。２つの区画室（２６、２７）は互いに連通しており、一次液体流入口および流出口（１７、１８）の間に延在する一次液体流路の連続した部分を形成する。仕切り部（２８）の細長い開口部は熱交換器本体（３１）とほぼ同じ広がりを持っており、熱交換器およびフィルタ区画室（２６、２７）を互いにつなげる流路（２９）を規定する。熱交換器本体（３１）は熱交換器区画室（２６）内に位置付けられ、仕切り部（２８）の内側面とともに、熱交換器本体（３１）のフィン（３５）の間に円周方向に延在する溝を規定する。円筒形仕切り部（２８）に形成され、流路（２９）に対して直径の反対側にある軸方向に延在する溝（３６）は、熱交換器本体（３１）とほぼ同じ広がりを持ち、熱交換器本体（３１）の方へ開いており、一次液体流出口（１８）と連通する。

Description

【発明の詳細な説明】フィルタおよび熱交換器装置 この発明はフィルタおよび熱交換器装置であって、一次液体のための流入口お よび流出口ならびに二次液体のための流入口および流出口を有する実質的に円筒 形のハウジングと、ハウジング内に配置され、その外側面上のフィンと二次液体 のための流入口および流出口に連通する軸方向通路とを有する管状熱交換器本体 と、ハウジング内の円筒形仕切り部とを含み、前記仕切り部はその一方側に熱交 換器本体を収容する熱交換器区画室を規定し、その他方の側にフィルタ本体を収 容するフィルタ区画室を規定しており、熱交換器区画室とフィルタ区画室とが互 いに連通し、一次液体のための流入口と流出口との間に延在する一次液体流路の 連続した部分を形成する種類のフィルタおよび熱交換器装置に関する。 一次液体はろ過され、冷却または加熱される液体であり、たとえば油であって もよく、二次液体は冷却液または加熱液であり、たとえば水であってもよい。 この種類のフィルタおよび熱交換器装置は多くの場合、自動車および内燃機関 により動力を得る他のシステムの潤滑油または伝達油、油圧システムの作動油、 または液体をろ過し冷却することの両方が必要である他の機械またはシステムに おける液体など、さまざまな作動液体をろ過し冷却するのに用いられる。単一の 装置内において液体がろ過され冷却されるフィルタおよび熱交換器装置の一例は ＷＯ８８／０６２２８に開示される。 この種類の公知のフィルタおよび熱交換器装置では典型的であるように、ＷＯ ８８／０６２２８に開示されるフィルタおよび熱交換器装置の管状フィルタ本体 は管状熱交換器本体の内部に配置される。フィルタ本体と熱交換器本体とのこう した相対的な位置は、熱交換器本体に装置のハウジングの直径が許す限りの大き な伝熱表面がもたらされるという点で有利であり、これは大抵の場合望ましいこ とである。一方、こうした相対的位置では、ハウジング内で利用可能な空間を完 全に利用することができない。 この発明の目的の１つは、上に示される種類のフィルタおよび熱交換器装置で 空間利用の点で改善されたものを提供することである。この目的は独立クレーム に規定される熱交換器設計により達成される。この発明によるフィルタおよび熱 交換器装置の好ましい実施例の特徴は従属クレームに提示される。 以下に詳細に説明するように、この発明によるフィルタおよび熱交換器装置の 熱交換器本体はフィルタ本体の内部に位置付けられ、一次液体は、軸方向に細長 く円周方向に間隔のあけられた流入路および流出路の間で熱交換器本体の周囲を 円周方向に流れ、流入路および流出路は熱交換器本体とフィルタ本体とを分離す る円筒形仕切り部を通して延在する。 この発明による構成では効率のよい伝熱がもたらされ、公知の熱交換器装置と 比較して伝熱能力が減少することなく直径の小さい熱交換器本体を用いることが できる。熱交換器本体がＷＯ８６／００３９５に記述される原理に従って構成さ れる場合には特に効率のよい伝熱が達成される。さらなる重要な利点は、熱交換 器本体の上流側に作用する第１の液体の液圧―この圧力は多くの応用例では１０ −１５バールであってもよい―が熱交換器本体の外側に作用することである。す なわち、この圧力は熱交換器本体の中心へ向けられており、その結果、熱交換器 本体を膨張させるのではなく熱交換器本体を径方向の圧縮にさらすこととなる。 このため、アルミニウムなど、引張り強さは低いが伝熱特性の点では好ましい材 料で熱交換器本体を作ることができ、その後、熱交換器本体が一次液体の圧力の 下で破裂する危険もない。 この発明は例示的な実施例を示す添付の図面に関連する以下の説明からより完 全に理解されるであろう。 図１は、この発明を実現するフィルタおよび熱交換器装置の軸方向断面図であ る。 図２は、図１のII−IIの線に沿った断面図である。 図３は、図１のIII−IIIの線に沿った断面図である。 図面に例として示されるフィルタおよび熱交換器装置は、底壁１３を形成する 端板と一体となっている円形円筒形外壁１２を有するほぼ円形の円筒形ハウジン グ１１を含む。さらに、ハウジング１１は取外し可能なカバー1４を含み、取外 し可能なカバー1４は中央に位置付けられたねじ山の切られたタイロッド１５お よびナット１６により外壁１２の上端に堅く締められている。 ハウジングの底壁１３において、ろ過され冷却される（または代わりに加熱さ れる）一次液体と、二次液体、すなわち一次液体を冷却（または加熱）するため の熱を運ぶ液体としての役割を果たす液体、との両方に流入口および流出口が設 けられている。以下の説明では、一次液体は油であると想定し、二次液体は水で あると想定する。 より特定的には、ハウジングの片側（図面の左側）では油流入口１７および油 流出口１８が設けられている。これらの入出口は互いに近く位置付けられ、底壁 １３の平坦な横の面に開いている。この平坦な面は機械（図示せず）に堅く締め られるように適合されており、この機械において、油はたとえば伝達または潤滑 油として、動作を行なうための作動油として機能する。 ハウジングの反対側において、底壁１３には水流入口１９および水流出口２０ が設けられている。水流入口１９は底壁１３の中央のくぼみ２１まで延在し、水 流出口２０はそのくぼみを取囲む環状溝２２と連通している。水流入口１９およ び水流出口２０の双方はホースを装着するための管状コネクタを含む。 ハウジング１１の内部には、下端が開いており上端が頂壁２４により閉じられ た直立した細長い管状ベルまたはキャップ２３が存在する。キャップ２３の開い た下端はハウジングの底壁１３の上側に締付ナット２５によって堅く締められ、 締付ナット２５はタイロッド１５上に設けられキャップの頂壁２４に係合する。 キャップ２３により、ハウジング１１の内部空間は２つの区画室、すなわち中 央区画室２６および周囲の外側区画室２７にさらに分けられる。一方側では、キ ャップ２３の側壁２８には垂直方向に延在する狭い通路またはスロット２９が設 けられ、２つの区画室２６および２７の間に流通をもたらす。中央区画室２６は また、油流出口１８と、水流入口１９および水流出口２０の双方とも連通する。 たとえばひだ付の紙でできておりハウジングの側壁１２と同心である円筒形管状 フィルタ本体３０は外側区画室２７内に配置され、外側区画室２７は油流入口１ ７と連通しており、流入する油がフィルタ本体３０の外部から外側区画室２７に 入るようにする。 中央区画室２６には直立した円筒形管状熱交換器本体３１が収容され、熱交換 器本体３１の軸はハウジングの側壁１２の軸と一致する。アルミニウムまたは高 い熱伝導性を有する他の適した材料でできた熱交換器本体３１は、その中央の軸 方向に通じる通路３２がくぼみ２１には開いているが周囲の環状溝２２とは直接 流通がないような態様でハウジングの底壁１３に締められる。一方、この溝２２ は外側通路３３の下端には開き、これと流通する。外側通路３３も同様に熱交換 本体３１を通って軸方向に延在する。外側通路は、中央通路３２の周囲に配置さ れる複数の副通路または溝を含む。 熱交換器本体３１の両端は封止リング３４を介してハウジングの底壁１３およ びキャップの頂壁２４に封止するように係合する。熱交換器本体の上端において 、中央通路３２は外側通路３３に開いて連通している。 このように、水流入口１９を通って入る水は中央のくぼみ２１を通り熱交換器 本体３１の中央通路３２を通って上方へ流れ、次に外側通路３３を形成するいく つかの溝を通って下方へ流れて環状溝２２へ達し、その後、水流出口２０から出 る。このように、ハウジング１１を通って移動する間、水は熱交換器本体３１の 内側部分にしか接触しない。 熱交換器本体３１の円周の外側面には、熱交換器本体の軸を横断する面におい て配置される、間隔がごく近く置かれたフィン３５が非常に多数設けられている 。これらのフィンは実質的に熱交換器本体全体のまわりに延在し、２つの、直径 の反対側の位置における幅がより広く途切れている部分と、複数の、介在する幅 がより狭く途切れている部分とを有する（図２）。フィン３５の外側端部はキャ ップ２３の側壁２８の内側近くにある。したがって、油が熱交換器本体３１の高 さのほぼ全体にわたって延在するスロット２９から、スロット２９に対して直径 の反対側にある、キャップ２３の側壁２８の内側に形成される軸方向に延在する 溝３６へと通過するには、油は隣接するフィン３５の間に規定される円周方向に 延在する狭い溝に沿って流れなければならない。フィン３５およびその間に規定 される溝はＷＯ８８／０６２２８に提示される原理に従って構成されるため、溝 を流れる油と熱交換器本体３１の外側通路３３を流れる水との間での非常に効率 のよい伝熱が確実となる。 溝３６を介して、油は中央区画室２６、すなわち熱交換器区画室から溝３６の 下端の反対側にある、ハウジングの底壁１３に設けられた開口部を通って油流出 口１８へと流れる。 細長い開口部またはスロット２９と同様に、溝３６は熱交換器本体３１の高さ ほぼ全体にわたって延在する。 フィルタおよび熱交換器装置の動作において、油流入口１７を通って入る油は まず、外側区画室２７を通り、フィルタ区画室を通り、その中のフィルタ本体３ ０にわたって流れ、その後、スロット２９を通って内側または熱交換器区画室２ ６を通り、熱交換器本体３１の外側面に沿って円周方向に両方向へ流れ、その後 、溝３６内に集まる。フィルタ本体３０のひどい目詰りなど、何らかの理由でフ ィルタ区画室２７内部の圧力が過度に上昇した場合にはハウジングの底壁１３に あるバイパス弁３７が開き、フィルタ区画室２７と油流出口１８とが直接流通す る状態にする。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 して直径の反対側にある軸方向に延在する溝（３６） は、熱交換器本体（３１）とほぼ同じ広がりを持ち、熱 交換器本体（３１）の方へ開いており、一次液体流出口 （１８）と連通する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．フィルタおよび熱交換器装置であって、 一次液体のための流入口（１７）および流出口（１８）ならびに二次液体のた めの流入口（１９）および流出口（２０）を有する実質的に円筒形のハウジング （１１）と、 前記ハウジング内に配置され、その外側面上のフィン（３５）と前記二次液体 のための前記流入口（１９）および前記流出口（２０）に連通する軸方向通路（ ３２、３３）とを有する管状熱交換器本体（３１）と、 前記ハウジング内（１１）の円筒形仕切り部（２８）とを含み、前記仕切り部 はその一方側に前記熱交換器本体（３１）を収容する熱交換器区画室（２６）を 規定し、その他方の側にフィルタ本体（３０）を収容するフィルタ区画室（２７ ）を規定しており、 前記熱交換器区画室（２６）と前記フィルタ区画室とが互いに連通し、前記一 次液体のための前記流入口（１７）と前記流出口（１８）との間に延在する一次 液体流路の連続した部分を形成している、フィルタおよび熱交換器装置において 、 前記円筒形仕切り部（２８）は前記熱交換器本体（３１）とほぼ同じ広がりを 持つ細長い開口部を有し、前記開口部は前記仕切り部を通る流路（２９）を規定 し前記フィルタ区画室（２７）と前記熱交換器区画室（２６）とを互いに接続し ており、 前記熱交換器本体（３１）は前記円筒形仕切り部（２８）の内部に位置付けら れ、前記仕切り部の内側面とともに前記熱交換器本体（３１）の前記フィン（３ ５）の間の円周方向に延在する流路を規定しており、 前記円筒形仕切り部（２８）には軸方向に延在する流路（３６）が設けられ、 前記軸方向に延在する流路（３６）は、前記流路（２９）の反対側に位置してお り、前記流路（２９）は、前記熱交換器区画室（２６）を横切ったところにあり 、前記熱交換器本体（３１）とほぼ同じ広がりを持ち前記熱交換器本体（３１） の方へ開いており、前記軸方向に延在する流路（３６）が前記一次液体のための 前記流出口（１８）と連通していることを特徴とする、装置。 ２．前記熱交換器本体（３１）の前記軸方向通路は中央軸方向溝（３２）および 外側軸方向溝（３３）を含み、前記外側軸方向溝（３３）は前記中央溝（３２） のまわりに配置される複数の軸方向副溝から形成されており、前記中央溝（３２ ）と前記外側溝（３３）とは前記熱交換器本体（３１）の一方端において互いに 連通しており、前記熱交換本体の他方端において前記二次液体のための前記流入 口（１９）および前記流出口（２０）のうちのそれぞれ対応するものと連通して いることを特徴とする、請求項１に記載のフィルタおよび熱交換器装置。 ３．前記二次液体のための前記流入口（１９）および前記流出口（２０）は、前 記熱交換器本体（３１）の前記他方端において前記ハウジング（１１）の端壁（ １３）に設けられていることを特徴とする、請求項２に記載のフィルタおよび熱 交換器装置。 ４．前記一次液体のための前記流入口（１７）および前記流出口（１８）は、前 記ハウジングの端壁（１３）に設けられることを特徴とする、請求項４に記載の フィルタおよび熱交換器装置。