JPH10132474A

JPH10132474A - 熱交換器

Info

Publication number: JPH10132474A
Application number: JP28702096A
Authority: JP
Inventors: Akira Uchikawa; 章内川; Takaaki Sakane; 高明阪根; Yasutoshi Yamanaka; 保利山中
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-10-29
Filing date: 1996-10-29
Publication date: 1998-05-22
Anticipated expiration: 2016-10-29
Also published as: JP3635820B2

Abstract

(57)【要約】【課題】エンジンオイルやＡＴＦをオイルクーラ内の
流路内全体に拡散させることにより、オイルクーラの冷
却効率の向上を図る。【解決手段】流路２内に流入口６から流入したオイル
を、流出口７と反対向き成分を有する方向に偏向させる
球面１０ａを有する突起部１０を偏平インナーチューブ
４に形成する。これにより、オイルを流路２内全体に拡
散させてオイルを流路２内全体に分配供給することがで
きるので、インナーフィン５全体を有効にオイルの冷却
に寄与させることができ、オイルクーラの冷却効率が向
上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流路内にインナー
フィンを有する熱交換器に関するもので、エンジンオイ
ルやオートマチックトランスミッション用の作動オイル
（ＡＴＦ）等（以下、単にオイルと呼ぶ。）を冷却する
オイルクーラに適用して有効である。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの冷却水と熱交換させてオイル
を冷却するオイルクーラは、例えば特開平３−２３３１
２９号公報に記載のように、ラジエータのタンク内にて
タンクの長手方向に延びるように配設されている。ま
た、ラジエータは、周知のごとく、エンジンの空気上流
側（車両前方側）にて、タンクの長手方向が車両幅方向
に一致するように配設されている。このため、車両への
組付け性を考慮して、通常、オイルクーラの流入口およ
び流出口は、オイルクーラ（流路）の長手方向と直交す
る方向、すなわち車両後方側に向けて開口している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、発明者等
は、オイルクーラの熱交換効率の向上を図るべく、種々
のオイルクーラを試作検討したところ、以下に述べる点
が熱交換効率の向上を図る上で重要であることを発見し
た。すなわち、流入口から流入したオイルは、図１０の
（ａ）に示す試作品から明らかなように、流路２の内壁
のうち流入口６に対向する部位にて衝突することによ
り、その流通方向を流路２の長手方向に対して約９０°
偏向する。なお、図１０の太い矢印はオイルの流れを示
している。

【０００４】このとき、流路２内でのオイルの主流は、
図１０の（ｂ）に示すように、流路２の長手方向に平行
に流入口６側から流出口７側（図２参照）に向かう流れ
であるので、流入口６から流入したオイルの多くは、流
出口７側に向けて約９０°偏向する。このため、流入口
から流入したオイルが、流路２の長手方向と直交する方
向（流路２の幅方向Ｗ）および流出口７と反対側等に拡
散し難くなる。

【０００５】さらに、インナーフィン５が流路２内に配
設されているので、インナーフィン５が流通抵抗となっ
て流路２の中央部を流れる主流が流路２の幅方向側に拡
散し難くなる。以上に述べたように、オイルが流路２内
全体に拡散して流れない状態では、流路２の幅方向側の
インナーフィン５に流れるオイル量が少なくなるので、
インナーフィン５全体が有効に熱交換に寄与していない
状況となってしまう。したがって、熱交換効率の向上を
図るには、オイルが流路２内全体に拡散して流れるよう
にすることが重要である。

【０００６】本発明は、上記点に鑑み、インナーフィン
を有する熱交換器において、流路内全体に拡散させて流
体を流すことにより、熱交換効率の向上を図ることを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１〜
４に記載の発明では、流路（２）内には、流入口（６）
から流入した第１流体を、流出口（７）と反対向き成分
を有する方向に偏向させる偏向壁（１０ａ）が形成され
ていることを特徴とする。

【０００８】これにより、第１流体を流路（２）内全体
に拡散させて第１流体を流路（２）内全体に分配供給す
ることができるので、インナーフィン（５）全体を有効
に第１流体の熱交換に寄与させることができ、熱交換器
の熱交換効率の向上を図ることができる。なお、ここ
で、流出口（７）反対向き成分を有する方向とは、流路
（２）内での第１流体の主流と異なる方向であって、第
１流体を流路（２）内全体に拡散させる方向をいう。

【０００９】請求項２に記載の発明では、偏向壁（１０
ａ）は、流路（２）内のうちすくなくとも流入口（６）
に対向する部位にて，流入口（６）側に向けて突出した
突起部（１０）に形成されていることを特徴とする。請
求項３に記載の発明では、突起部（１０）の先端部は、
流入口（６）の中心に対応する部位に位置していること
を特徴とする。

【００１０】請求項４に記載の発明では、突起部（１
０）の突出寸法（ｈ）は、突起部（１０）の突出方向と
平行な流路（２）の内径寸法（Ｈ）の５０％以下である
ことを特徴とする。なお、上記各手段の括弧内の符号
は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を
示すものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施の形
態について説明する。（第１実施形態）本実施形態は、本発明に係る熱交換器
をエンジン（図示せず）内を潤滑させるエンジンオイル
やオートマチックトランスミッション用の作動オイル
（ＡＴＦ）等（以下、単にオイルと呼ぶ。）を冷却する
オイルクーラに適用した例であり、このオイルクーラ１
は、図１に示すように、その長手方向をエンジン冷却水
を冷却するラジエータ１００のタンク１０１の長手方向
に一致された状態でタンク１０１内に配設されている。
なお、図１の（ｂ）は、オイルクーラ１の拡大斜視図で
ある。

【００１２】図２はオイルクーラ１の長手方向の断面を
示しており、２はオイル（第１流体）が流れる流路であ
り、この流路２は、同心状に配設されたアルミニウム製
の偏平アウタチューブ（外筒）３と偏平インナーチュー
ブ（内筒）４との隙間に形成されている（図３参照）。
因みに、エンジン冷却水（第２流体）は、偏平アウタチ
ューブ３の外側および偏平インナーチューブ４の内側の
両者を流れ、オイルとエンジン冷却水との熱交換効率の
向上を図っている。

【００１３】そして、流路２内には、オイルの熱交換
（冷却）を促進する、周知のオフセット型のインナーフ
ィン５が配設されており、このインナーフィン５は、ア
ルミニウムにて形成されて両チューブ３、４にろう付け
されている。なお、本実施形態では、インナーフィン５
は、流路２の端部および後述する突起部１０が形成され
ている部位には配設されていない。

【００１４】また、流路２の一端には、エンジンから吐
出してオイルを流路２内に導く流入口６が形成され、他
端側には冷却されたオイルをエンジンに向けて流出する
流出口７が形成されている。そして、流入口６および流
出口６は、流路２の長手方向と直交する方向、すなわち
車両後方側に向けて開口している（図１参照）。因み
に、８、９は偏平アウタチューブ３にろう付けされて流
入口６および流出口７を形成するとともに、オイルクー
ラ１をラジエータ１００のタンク１０１内に固定するア
ルミニウム製のブラケットである。また、図１中、８
ａ、９ａは、ラジエータ１００のタンク１０１の外側か
らブラケット８、９に接続され、エンジンからのオイル
配管（図示せず）と接続するためのジョイント部であ
る。

【００１５】また、偏平インナーチューブ４のうち、少
なくとも流入口６に対向する部位には、図２に示すよう
に、流入口６側に向けて球面状に突出（隆起）する突起
部１０が偏平インナーチューブ４と一体に形成されてお
り、この突起部１０の球面１０ａにより、流入口６から
流入したオイルを流出口７と反対向き成分を有する方向
に偏向させる偏向壁を構成している。なお、ここで、流
出口７と反対向き成分を有する方向とは、流路２内での
オイルの主流と異なる方向であって、オイルを流路２内
全体に拡散させる方向をいう。

【００１６】因みに、流入口６の開口径φ₁と突起部１
０の低部側の径寸法φ₂とは、ほぼ一致しており、この
径寸法φ₂は、ブラケット８、９の偏平アウタチューブ
３へのろう付け性および組付け性を考慮して、流路２の
幅寸法（流路２の長手方向と直交する方向の寸法）Ｗよ
り小さくなっている。次に、本実施形態の特徴を述べ
る。

【００１７】本実施形態によれば、流入口６から流入し
たオイルは、突起部１０の球面１０ａによって、図２に
示すように、流出口７と反対向き成分を有する方向に偏
向させられので、オイルを流路２内全体に拡散させてオ
イルを流路２内全体に分配供給することができる。した
がって、インナーフィン５全体を有効にオイルの冷却に
寄与させることができるので、オイルクーラ１の冷却効
率の向上を図ることができる。なお、図２の太い矢印は
オイルの流れを示している。

【００１８】ところで、本実施形態は、上述のごとく、
オイルを流路２内全体に拡散させることによりオイルク
ーラ１の冷却効率の向上を図っているので、突起部１０
の位置が不適切であると、十分な冷却効率の向上を図る
ことが難しい。そこで、発明者等は、種々の検討を行っ
たところ、突起部１０の先端部を流入口６の中央に対応
する部位に位置させることが望ましいとの結論を得てい
る。

【００１９】また、突起部１０の突起寸法（偏平インナ
ーチューブ４から突起部１０の先端部までの距離）ｈが
大きいと、オイルが流通する際の圧力損失（流通抵抗）
が大きくなるので、却って、冷却効率の低下を招いてし
まう。そこで、発明者は、引き続き検討したところ、大
きな圧力損失の増加を招くことなく、冷却効率の向上を
図るには、突起寸法ｈは、流路２の内径高さ寸法（突起
部１０の突出方向と平行な流路２の内径寸法）Ｈの５０
％以下が望ましいとの結論を得ている。因みに、本実施
形態では、突起寸法ｈは内径高さ寸法Ｈの約３０％であ
る。

【００２０】ところで、流入口６から流入したオイルを
流路２内全体に拡散させる手段として、流入口６に対応
する流路２内の部位に、図４に示すように、インナーフ
ィン５の無い拡散空間１１を形成する手段が考えられ
る。しかし、この手段では、インナーフィン５の総表面
積が減少するとともに、インナーフィン５を介して両チ
ューブ３、４を結合する結合力が小さくなり耐圧性が低
下するという新たな問題が発生してしまう。

【００２１】これに対して、本実施形態によれば、拡散
空間１１を設ける必要がないので、上記問題が発生する
ことなく、オイルクーラ１の冷却効率の向上を図ること
ができる。また、偏平インナーチューブ４に突起部１０
を一体に形成するといった簡便な手段によりオイルクー
ラ１の冷却効率の向上を図ることができるので、冷却効
率の向上を図ることに伴うオイルクーラ１の製造原価上
昇を防止することができる。

【００２２】ところで、仮に、突起部１０が形成されて
いる部位にインナーフィン５を配設したとすると、突起
部１０によって流路２の断面積が縮小することに加え
て、インナーフィン５による圧力損失が増大するので、
かえって、オイルクーラ１の冷却効率が低下してしま
う。これに対して、本実施形態では、突起部１０が形成
されている部位にインナーフィン５が配設されていない
ので、流路２内の圧力損失が過度に増大することを防止
することができる。

【００２３】しかし、例えば図５に示すように、突起１
０と同方向に突出する突起部１０ｂを偏平アウターチュ
ーブ３に形成した場合には、流路２の断面積が縮小する
こと防止することができるので、突起部１０が形成され
ている部位にインナーフィン５を配設してもよい。ま
た、本実施形態において、流路２の端部にインナーフィ
ン５が配設されていないのは、図２の図２の（ｂ）に示
すように、偏平インナーチューブ４の端部に偏平アウタ
ーチューブ３の内壁に接合するための傾斜面４ａを避け
るためである。したがって、蓋等の別体のもので流路２
の端部を閉塞する場合には、インナーフィン５を流路２
の端部に配設してもよい。

【００２４】（第２実施形態）上述の実施形態では、球
面状の突起部１０の球面１０ａにより偏向壁を構成した
が、突起部１０の形状を、三角錐形状（図の６参照）ま
たは四角錐形状（図７参照）としてもい。また、上述の
実施形態では、オイルクーラ１はラジエータ１００のタ
ンク１０１内に配設されていたが、エンジン内に内蔵さ
せてもよい。

【００２５】また、上述の実施形態では、両チューブ
４、４は偏平形状であってが、図８に示すように、円筒
状のチューブとしてもい。また、本発明は、図９に示す
ように、インナーフィン５を内蔵した複数本に偏平チュ
ーブ１２を積層した積層型のオイルクーラにも適用する
ことができる。なお、この場合、突起部１０は流入口か
ら見て最下層の偏平チューブに形成することが望まし
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明に係るオイルクーラをラジエー
タのタンク内に配設した状態を示す斜視図であり。
（ｂ）はオイルクーラの斜視図である。

【図２】（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）
はオイルクーラの長手方向の断面図である。

【図３】図２の（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である

【図４】流路内に拡散空間１１を形成した例を示す説明
図である。

【図５】第１実施形態の変形例を示すオイルクーラの長
手方向の断面図である。

【図６】突起部の変形例を示す説明図であり、（ｂ）は
（ａ）のＣ矢視図である。

【図７】突起部の変形例を示す説明図であり、（ｂ）は
（ａ）のＤ矢視図である。

【図８】円筒状のチューブを有するオイルクーラの例を
示す斜視図である。

【図９】積層型のオイルクーラの例を示す斜視図であ
る。

【図１０】「発明が解決しようとする課題」を説明する
ための説明図である。

【符号の説明】

１…オイルクーラ、２…流路、３…偏平アウターチュー
ブ、４…偏平インナーチューブ、５…インナーフィン、
６…流入口、７…流出口、８、９…ブラケット、１０…
突起部、１０ａ…球面。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１流体が流れる流路（２）と、前記流路（２）内に配設され、前記流路（２）の外部を
流れる第２流体と前記第１流体との間の熱交換を促進す
るインナーフィン（５）と、前記流路（２）の長手方向一端側に形成され、前記第１
流体を前記流路（２）内に導く流入口（６）と、前記流路（２）の長手方向他端側に形成され、前記第１
流体を流出する流出口（７）とを有し、前記流入口（６）は、前記流路（２）の長手方向と略直
交する方向に開口しており、さらに、前記流路（２）内には、前記流入口（６）から
流入した前記第１流体を、前記流出口（７）と反対向き
成分を有する方向に偏向させる偏向壁（１０ａ）が形成
されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】前記偏向壁（１０ａ）は、前記流路
（２）内のうち少なくとも前記流入口（６）に対向する
部位にて、前記流入口（６）側に向けて突出した突起部
（１０）に形成されてい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】前記突起部（１０）の先端部は、前記流
入口（６）の中心に対応する部位に位置していることを
特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】前記突起部（１０）の突出寸法（ｈ）
は、前記突起部（１０）の突出方向と平行な前記流路
（２）の内径寸法（Ｈ）の５０％以下であることを特徴
とする請求項２または３に記載の熱交換器。