JP2006162175A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】 チューブとの間における熱交換効率も向上させることができる熱交換器を提供する。
【解決手段】 フィン８は幅方向で屈曲部６と平坦部７とが交互に連続し且つ長手方向で同一形状が連続したコルゲート状にし、そのフィン８の幅方向をエアー流れ方向Ａに合致させた。フィン８の平坦部７にフィン８の長手方向に沿う複数のスリット開口９を形成し、スリット開口９内にエアー流れ方向Ａに対して斜めとなるルーバー１０をそれぞれ形成した。エアーＥは、スリット開口９を通過する際に、ルーバー１０によりチューブ４側へ向けられるため、エアーＥはチューブ４の内壁に当たり、チューブ４との間の熱交換効率が向上する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、熱交換器、特に車両に搭載する熱交換器に関するものである。

自動車のエンジンルームの前方には、ラジエータやコンデンサ等の熱交換器が配置される。この種の熱交換器は、一対のタンク間に互い平行な複数の扁平状のチューブを所定間隔ごとに設け、このチューブ内に一方のタンクから他方のタンクへ向けてエンジン冷却水や冷媒等の熱交換媒体を流すようになっている。

一対のチューブ間には、エアーをチューブの幅方向に沿ったエアー流れ方向に通過させるエアー通路が形成される。このエアー通路には、屈曲部と平坦部とが長手方向で交互に連続し且つ幅方向で同一形状が連続したコルゲート状のフィンが設けられる。フィンは、幅方向をエアー流れ方向に合致させた状態で設けられる。従って、エアー通路はフィンとチューブとで区画された複数の筒状の通路に区画され、そこをエアーが流れるようになっている。

エアーが区画されたエアー通路内を単に平行に通過するだけでは、フィンとの間における熱交換効率が低いため、フィンの平坦部に区画されたエアー通路内へ斜めに突出するルーバーを立て、そのルーバーにエアーを当てることにより、フィンにおける熱交換効率の向上を図っている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２２８３７９号公報

しかしながら、このような従来の技術にあっては、フィンにルーバーを立てることにより、フィンにおける熱交換効率は向上するものの、エアーはルーバーに当たって上下方向での流れが変化するだけで、左右方向では変化しない。そのため、チューブの内壁に対しては依然として平行に通過することとなり、チューブとの間における熱交換効率は向上しない。

本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、チューブとの間における熱交換効率も向上させることができる熱交換器を提供するものである。

請求項１記載の発明は、一対のタンク間に互い平行な複数の扁平状のチューブを所定間隔ごとに設け、隣接するチューブ間にエアーをチューブの幅方向に沿ったエアー流れ方向に通過させるエアー通路を形成し、該エアー通路内に、屈曲部と平坦部とが幅方向で交互に連続し且つ長手方向で同一形状が連続したコルゲート状のフィンを、該フィンの幅方向をエアー流れ方向に合致させた状態で設けると共に、該フィンの平坦部に複数のスリット開口をフィンの長手方向に沿って形成し、該スリット開口内にエアー流れ方向に対して斜めとなるルーバーをそれぞれ形成したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、ルーバーのエアー流れ方向における下流側端部が、エアーの流れ方向に対して、フィンが存在しない方へ向いていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、屈曲部の角度が４５度以上であることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、ルーバーがフィンの平坦部から切起こし形成されていることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、フィンの向きを従来と比べて９０°変化させて、フィンは幅方向で屈曲部と平坦部とが交互に連続し且つ長手方向で同一形状が連続したコルゲート状にし、そのフィンの幅方向をエアー流れ方向に合致させた。そして、フィンの平坦部にフィンの長手方向に沿う複数のスリット開口を形成し、該スリット開口内にエアー流れ方向に対して斜めとなるルーバーをそれぞれ形成した。従って、エアーはフィンの平坦部に当たりながらスリット開口を通過し、通過する際にはルーバーにも当たるため、フィンとの間の熱交換効率は向上する。更に、スリット開口を通過する際に、エアーはルーバーによりチューブ側へ向けられるため、エアーはチューブの内壁にも当たり、チューブとの間の熱交換効率も向上する。

請求項２記載の発明によれば、ルーバーのエアー流れ方向における下流側端部が、エアーの流れ方向に対して、フィンが存在しない方へ向いているため、スリット開口を通過したエアーは、他に当たってからチューブの内壁に乱流的に当たるのではなく、直接的にチューブの内壁に当たるため、チューブとの間の熱交換効率が更に向上する。

請求項３記載の発明によれば、屈曲部の角度が４５度以上であるため、フィンのエアー流れ方向におけるピッチが拡大し、スリット開口を通過したエアーが再度フィンに当たらずに、チューブの内壁に確実に当たる。

請求項４記載の発明によれば、ルーバーをフィンの平坦部から切起こし形成するため、スリット開口とルーバーが同時に形成され、フィンの製造が容易である。

チューブとの間における熱交換効率も向上させることができる熱交換器を提供するという目的を、一対のタンク間に互い平行な複数の扁平状のチューブを所定間隔ごとに設け、隣接するチューブ間にエアーをチューブの幅方向に沿ったエアー流れ方向に通過させるエアー通路を形成し、該エアー通路内に、屈曲部と平坦部とが幅方向で交互に連続し且つ長手方向で同一形状が連続したコルゲート状のフィンを、該フィンの幅方向をエアー流れ方向に合致させた状態で設けると共に、該フィンの平坦部に複数のスリット開口をフィンの長手方向に沿って形成し、該スリット開口内にエアー流れ方向に対して斜めとなるルーバーをそれぞれ形成したことで、実現した。以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図５は、本発明の一実施例を示す図である。図１は、自動車のエンジンルームに前方に搭載される「熱交換器」としてのラジエータ１を示している。このラジエータ１は、上下に一対のタンク２、３を有し、その間に上下方向に沿う複数のチューブ４が設けられている。このチューブ４は、扁平形状をしており、その幅方向を前後方向に合わせた状態で、左右方向に所定間隔ごと平行に設けられている。そして、エンジンから上側のタンク２に導入された高温のエンジン冷却水がチューブ４内を流れて下側のタンク３に至り、下側のタンク３からエンジンに戻されるようになっている。

隣接する一対のチューブ４の間には、エアーＥをチューブ４の幅方向（前後方向）に沿ったエアー流れ方向Ａへ通過させるエアー通路５が形成される。

そのエアー通路５内に、屈曲部６と平坦部７とを、その幅方向で交互に連続したコルゲート状（蛇腹状）のフィン８が設けられている。フィン８は幅方向ではコルゲート状に形状変化しているが、長手方向では同一形状が連続している。フィン８は、その幅方向をエアー流れ方向（前後方向）に合わせ、長手方向を上下方向に合わせた状態で、前記エアー通路５内に設けられ、屈曲部６がチューブ４の内壁にロウ付けされている。

そして、このフィン８の平坦部７には、上下方向に沿うスリット開口９が幅方向にわたって複数形成されている。スリット開口９内には平坦部７から切起こし形成されたルーバー１０が設けられている。ルーバー１０は平坦部７から切り起こして形成したものなので、ルーバー１０と同時にスリット開口９も形成される。ルーバー１０は、エアー流れ方向Ａに対して斜めであり、図４に示すように、ルーバー１０のエアー流れ方向Ａにおける下流側端部１０ａが、フィン８が存在しない方へ向いている。図４中に想像線で示されたルーバー１１は、エアー流れ方向Ａに合致して真っ直ぐ形成されたもので、このタイプでは効果は得られない。従って、本実施例では、その状態から下流側端部１０ａをフィン８が無い方へ傾斜させて、斜め状態とした。

フィン８における屈曲部６の角度θは約８０°である。この角度θは大きい方が好ましい（４５°以上）。角度θが大きくなることにより、フィン８の繰り返し形状のピッチＰが大きくなり、平坦部７同士の間隔が広くなる。

この実施例によれば、以上説明したように、フィン８の向きを従来と比べて９０°変化させて、フィン８は幅方向で屈曲部６と平坦部７とが交互に連続し且つ長手方向で同一形状が連続したコルゲート状にし、そのフィン８の幅方向をエアー流れ方向Ａに合致させた。

そして、フィン８の平坦部７に複数のスリット開口９を長手方向（上下方向）に形成し、そのスリット開口９内にエアー流れ方向Ａに対して斜めとなるルーバー１０をそれぞれ形成した。従って、エアーＥはフィン８の平坦部７に当たりながらスリット開口９を通過し、通過する際にはルーバー１０にも当たるため、フィン８との間の熱交換効率は向上する。

更に、スリット開口９を通過する際に、エアーＥはルーバー１０によりチューブ４側に向けられるため、エアーＥはチューブ４の内壁にも当たり、チューブ４との間の熱交換効率も向上する。

特に、ルーバー１０のエアー流れ方向Ａにおける下流側端部１０ａが、エアーの流れ方向Ａに対して、フィン８が存在しない方へ向いているため、スリット開口９を通過したエアーＥは、他に当たってからチューブ４の内壁に乱流的に当たるのではなく、直接的にチューブ４の内壁に当たるため、チューブ４との間の熱交換効率が更に向上する。具体的には、図２に示すように、エアーＥはスリット開口９をジグザグに通過しながらチューブ４の内壁に当たり、チューブ４との間で熱交換を行う。

しかも、屈曲部６の角度θが大きく、フィン８のエアー流れ方向ＡにおけるピッチＰが拡大し、平坦部７同士の間隔が広くなっているため、スリット開口９を通過したエアーＥが再度フィン８に当たらず、チューブ４の内壁へ確実に当たることとなる。

以上の実施例では、上下一対のタンク２、３間に上下方向に沿うチューブ４を配置する縦型の熱交換器を例にしたが、左右一対のタンク間に左右方向に沿うチューブを備えた横型の熱交換器でも良い。そして、フィン８における屈曲部６はＶ形でもＵ形でも良く、平坦部７は完全に平坦でなく若干湾曲していても良い。

本発明の一実施例に係るラジエータを示す正面図。 図１中矢示ＳＡ−ＳＡ線に沿う断面図。 図２のフィンの１つのピッチ部分を示す拡大断面図。 図３のルーバー部分を示す拡大断面図。 図２のフィンを示す拡大斜視図。

符号の説明

１ ラジエータ（熱交換器）
２、３ タンク
４ チューブ
５ エアー通路
６ 屈曲部
７ 平坦部
８ フィン
９ スリット開口
１０ ルーバー
１０ａ 下流側端部
Ａ エアー流れ方向
Ｅ エアー
Ｐ ピッチ
θ 屈曲部の角度

Claims (4)

1. 一対のタンク（２、３）間に互い平行な複数の扁平状のチューブ（４）を所定間隔ごとに設け、隣接するチューブ（４）間にエアー（Ｅ）をチューブ（４）の幅方向に沿ったエアー流れ方向（Ａ）に通過させるエアー通路（５）を形成し、
   該エアー通路（５）内に、屈曲部（６）と平坦部（７）とが幅方向で交互に連続し且つ長手方向で同一形状が連続したコルゲート状のフィン（８）を、該フィン（８）の幅方向をエアー流れ方向（Ａ）に合致させた状態で設けると共に、
   該フィン（８）の平坦部（７）に複数のスリット開口（９）をフィン（８）の長手方向に沿って形成し、該スリット開口（９）内にエアー流れ方向（Ａ）に対して斜めとなるルーバー（１０）をそれぞれ形成したことを特徴とする熱交換器。
2. 請求項１記載の熱交換器であって、
   ルーバー（１０）のエアー流れ方向（Ａ）における下流側端部（１０ａ）が、エアーの流れ方向（Ａ）に対して、フィン（８）が存在しない方へ向いていることを特徴とする熱交換器。
3. 請求項１又は請求項２記載の熱交換器であって、
   屈曲部（６）の角度が４５度以上であることを特徴とする熱交換器。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱交換器であって、
   ルーバー（１０）がフィン（８）の平坦部（７）から切起こし形成されていることを特徴とする熱交換器。

Images