WO1998025092A1 - Heat exchanger - Google Patents

Description

明細害

熱交換器 技術分野

本発明は、 相互に用途の異なる二つの熱交換器を、 通風方向 の上流側と下流側に組み合わせて、 全体が一つのュニッ 卜状に 形成された熱交換器に関する。 背景技術

従来、 相互に用途の異なる二つの熱交換器を組み合わせて形 成される熱交換器が知られている。 この種の熱交換器と しては 、 例えば、 実公平 6— 4 5 1 5 5号公報ゃ特開平 7 - 3 3 2 8 9 0号公報に記載されているもののように、 一対のタ ンク間に チューブとフ ィ ンとが配設された構成の第 1 の熱交換器と、 こ の第 1 の熱交換器と同様に構成された第 2の熱交換器が並列に 配置されて、 相互に連結一体化された熱交換器が提案されてい る。

また、 実開平 2— 5 4 0 7 6号公報に記載されているものの ように、 平板状のプレー ト フ ィ ンが積層され、 前記プレー ト フ イ ンに複数のチューブが連通接続され、 前記チューブの一端が タ ンクを構成するエン ドプレー ト に接続され、 更に、 前記ェン ドプレー ト にタ ンクプレー トが組み付けられて熱交換器を構成 するもので、 前記エン ドプレー ト とタ ンクプレー ト を別体で設 け、 又は、 前記タ ンクプレー ト を別体で設けて第 1 の熱交換器 と第 2の熱交換器が一体に形成されている熱交換器が提案され ている。

その他、 異なる二つの熱交換器が縦方向又は横方向に直列に 組み合わされて形成される熱交換器が知られている。 例えば、 実公昭 5 9— 1 6 6 9 2号公報や実開平 2— 3 6 7 7 2号公報 2 に記載されているもののよう に、 一対のタ ンク間にチューブと フ ィ ンとを配設し、 前記一対のタ ンクの途中に仕切り プレー ト を装着して、 構造上は一つの熱交換器であっても実質的に二つ の熱交換器を備えたものが提案されている。

このような熱交換器においては、 前記タ ンク及びチューブは 熱交換媒体通流路を形成し、 フ ィ ンは空気流路を形成している 。 そして、 前記タ ンクから供給された熱交換媒体が複数のチュ ーブ内部を通流し、 チューブ間に介装されたフ ィ ンによって外 部と熱交換を行う構成に設けられている。

前記フ ィ ンは、 平板状のフ ィ ン素材が、 何組みかの互いに嚙 み合う上下の歯車状のロール型の間を回旋した後、 長さ方向に 寄せ縮められて、 或は、 圧縮されて、 同一ピッ チを有する側面 視波形状に形成されている。 また、 フ ィ ンは、 熱交換率向上及 び通気抵抗を考慮して、 一般にその表面にはル一バーが形成さ れるこ とが多く 、 そ してルーバーは、 フ ィ ンを波形状に形成す る際に前記ロール型によつて同時に形成される。

二つの熱交換器を組み合わせて形成される従来の熱交換器に おいては、 チューブ間に配設されるフ ィ ンは、 一体に形成され て、 このフ ィ ンが第 1 及び第 2の熱交換器に配設されるこ とが 多い。 ところが、 各熱交換器は、 それぞれ用途及び性能が異な り、 要求される放熱量、 通気抵抗等の要求性能が異なる。 この ため、 どちらか一方の熱交換器の性能に合わせてフ ィ ン形状を 形成すると、 もう片方の熱交換器の熱交換率が低下する等の不 都合があった。

そのため、 第 1 の熱交換器に接合されるフ ィ ンと、 第 2の熱 交換器に接合されるフ ィ ンを別々 に設けるこ とが考えられる。 しかし、 フ ィ ンを第 1 及び第 2の熱交換器ごとに配設するこ と は、 部品点数が増えて作業性が煩雑となるので好ま し く ない。

そこで、 本発明は、 第 1 及び第 2の熱交換器に配設されるフ イ ンを別々 にするこ となく前記不都合を解決でき、 熱交換性能 の向上が可能な熱交換器を得るこ とを目的とする。 発明の開示

本願第 1 請求項に記載された発明は、 第 1 の熱交換器を構成 するチューブと第 2の熱交換器を構成するチューブを通風方向 の上流と下流に配置し、 前記両チュ一ブの間に一体に形成され たフ ィ ンを配設し、 前記各チューブの端部を各々 タ ンク に挿入 接続した第 1 及び第 2の熱交換器を備えてなる熱交換器におい て、 前記フ ィ ンにはル一バーが形成されると と もに、 前記ルー バ一は、 第 1 の熱交換器に配設されるフ ィ ン部分に形成される ルーバー群と、 第 2の熱交換器に配設されるフ ィ ン部分に形成 されるルーバー群とでは異なって形成されている構成の熱交換 ¾fでめ 。

本願第 2請求項に記載された発明は、 前記請求項 1 の発明に おいて、 前記フ ィ ンの二つのルーバー群は、 少なく とも、 ルー バーの角度、 切れ長さ、 枚数、 幅、 の一項目以上が異なる構成 の熱交換器である。

本願第 3請求項に記載された発明は、 前記請求項 1 の発明に おいて、 前記フ ィ ンの二つのルーバー群は、 開口方向が異なる 構成の熱交換器である。

本願第 4請求項に記載された発明は、 前記請求項 1 の発明に おいて、 前記フ ィ ンの二つのルーバー群は、 同種のものであつ て、 開口方向が逆向きに形成されている構成の熱交換器である 本願第 5請求項に記載された発明は、 前記請求項 1 の発明に おいて、 前記チューブとフ ィ ンを一体に組み付けて炉中ろう付 けする構成の熱交換器である。

本願第 6請求項に記載された発明は、 前記請求項 1 の発明に おいて、 前記チューブ、 フ ィ ン及びタ ンクを一体に組み付けて 炉中ろう付けする構成の熱交換器である。

本願第 7請求項に記載された発明は、 前記請求項 1 の発明に おいて、 前記チューブ、 フ ィ ン及び積層されてタ ンクを形成す るタ ンク部を一体に組み付けて炉中ろう付けする構成の熱交換

^でめ 。

本願第 8請求項に記載された発明は、 前記請求項 1 の発明に おいて、 前記チューブとフ ィ ンとエン ドプレー ト を炉中ろう付 け後にタ ンク と接合する構成の熱交換器である。

本願第 9請求項に記載された発明は、 前記請求項 1 乃至 8の 発明において、 前記チューブは、 Uターン形状の通路が形成さ れている構成の熱交換器である。

従って、 請求項 1 に記載された発明は、 フ ィ ンを通流する空 気は、 第 1 及び第 2の熱交換器の間で異なって通流されるため 、 各熱交換器の熱交換要求性能を低下させるこ となく、 熱交換 を行う こ とが可能となる。

例えば、 ラジェ一夕 と、 コ ンデンサが組み合わされて一体に 成形された熱交換器において、 ラジェ一夕及びコ ンデンサの各 チューブ間に一体に形成されたフ ィ ンを配設した場合、 前記フ イ ンをコ ンデンサの要求性能 （放熱量及び通気抵抗） に合わせ て、 ルーバー角度、 切れ長さ、 枚数、 幅を設定すると、 コ ンデ ンサは要求性能を満足する。

一方、 前記フ ィ ンは、 同一のものがラジェ一夕にも配設され るが、 ラジェ一夕 とコ ンデンサとでは、 要求される熱交換性能 が異なるため、 コ ンデンサと全く 同一のフ ィ ンが配設されてい る場合、 ラジェ一夕の性能は要求を満足しない場合が多い。 そ こで、 コ ンデンザに配設される部分に形成されたルーバーと異 なる形状のルーバーが、 ラジェ一夕に配設される部分の形成さ れたフ ィ ンを用いるこ とによ り、 ラジェ一夕の要求性能を満た し、 ラジェ一夕の熱交換性能も向上するこ とができる。

このように、 ラジェ一夕及びコ ンデンサ等の性能の異なる二 つの熱交換器が組み合わされて一体に成形される場合に、 各熱 交換器に配設されるフ ィ ン部分ごとに異なる形状のル一バーが 形成されたフ ィ ンを各熱交換器に配設するこ とによ り、 フ ィ ン ピッチ幅等を変えるこ となく 、 各熱交換器の性能要求を満足さ せて、 各熱交換器の熱交換率の向上という利点を有した熱交換 器を提供するこ とができる。

また、 一体に形成されたフ ィ ンが各熱交換器の間に亘つて配 設されるため、 チューブの組み付け性が改善され、 また、 部品 点数が削減されて、 製造工程が容易となる。 このように、 異な る性能の熱交換器が組み合わされた熱交換器が形成されている と、 熱交換器の取り付けスペースが削減されて、 軽量化が実現 できるため、 熱交換器を取り付ける装置等の小型化が可能とな り、 また、 組み付け工数も削減される利点を有する。

このように、 本発明は、 フ ィ ンに形成される二つのルーバー 群を異ならせて形成しているので、 各熱交換器の要求性能を満 足させるこ とができ、 延いては全体と しての熱交換率を向上さ せるこ とができるものである。

また、 実施態様項に記載したように構成するこ とが好ま しい 。 すなわち、 前記フ ィ ンの二つのルーバー群は、 少なく と も、 ルーバーの角度、 切れ長さ、 枚数、 幅の一項目以上が異なるよ うに形成し、 また、 開口方向が異なるよう に形成する。 このよ うにするこ とによ り、 木目細かく各熱交換器の要求性能を満足 させるこ とができる。

更に、 チューブとフ ィ ンを一体に組み付けて炉中ろう付けす る構成の熱交換器に用いるこ とができる。 基本的には、 チュー ブとフ ィ ンを一体に組み込んで炉中ろう付けするものであり、 このチューブとフ ィ ンのろう付けに加えて、 後記のタ ンク、 夕 ンクを構成するタ ンク部、 タ ンクを構成するエン ドプレー 卜等 のいずれかを同時にろう付けするこ とになる。

また、 チューブ、 フ ィ ン及びタ ンクを一体に組み付けて炉中 ろう付けする構成の熱交換器にも用いるこ とができる。 この場 合は、 タ ンクは円筒状のものや、 二分割のものを一体に組み合 わせて、 チューブ及びフ ィ ンと ともに一体にろう付けする。

また、 チューブ、 フ ィ ン及び積曆されてタ ンクを形成する夕 ンク部を一体に組み付けて炉中ろう付けする構成の熱交換器に も用いるこ とができる。 この場合は、 チューブにタ ンク部が一 体成形された前述のラ ミ ネー ト タイ プのものを、 一体ろう付け するものである。

また、 チューブとフ ィ ンとエン ドプレー ト を炉中ろう付けし た後にタ ンク と接合する構成の熱交換器にも用いるこ とができ る。 この場合は、 チューブとフ ィ ンとエン ドプレー ト を炉中ろ う付けした後に、 シール材を用いてカシメ等によ り結合する。 熱交換器に要求される耐圧性があま り高く ない場合である。

また、 チューブに、 Uターン形状の通路が形成されている構 成の熱交換器にも用いられる。 この構成の熱交換器は、 U夕一 ン形状の通路と反対側のチューブの端部をタ ンク に接合して形 成される片タ ンクタイ プのものであり、 本発明は、 この片夕 ン クタ イ プのものにも適用することができる。 図面の簡単な説明

【図 1 】

本発明の具体例に係る熱交換器の斜視図である。

【図 2】

本発明の具体例に係り、 図 1 のフ ィ ン及びチューブの一部縦 断面図である。

【図 3】 ルーバーの開口方向、 開口角度、 切れ長さ、 幅を説明するた めのフ ィ ン及びチューブの一部縦断面図である。

【図 4】

本発明の他の具体例に係り、 フィ ン及びチューブの一部縦断 面図である。

【図 5】

本発明の他の具体例に係り、 フィ ン及びチューブの一部縦断 面図である。

【図 6】

図 5に示すフ ィ ンの横断面図である。

【図 7】

本発明の他の具体例に係る熱交換器の斜視図である。

【図 8】

本発明の他の具体例に係り、 フ ィ ン及びチューブの一部縦断 面図である。

【図 9】

本発明の他の具体例に係り、 Uターン形状の通路が形成され ているチューブの横断面図である。

【図 1 0】

本発明の他の具体例に係る熱交換器の斜視図である。

【図 1 1】

図 1 0に示す熱交換器のタンク部分の縦断面図である。

【図 1 2】

図 1 0に示す熱交換器のフ ィ ン及びチューブの縦断面図であ る。

【図 1 3】

プレー ト フ ィ ンの他の例を示す縱断面図である。

【図 1 4】

本発明の他の具体例に係る熱交換器の斜視図である。 【図 1 5】

本発明の具体例に係り、 図 1 4のフ ィ ン及びチューブの一部 縦断面図である。

【図 1 6】

ルーバーの開口方向、 開口角度、 切れ長さ、 幅を説明するた めのフ ィ ン及びチューブの一部縦断面図である。

【図 1 7】

本発明の他の具体例に係り、 フ ィ ン及びチューブの一部縦断 面図である。

【図 1 8】

本発明の他の具体例に係り、 フ ィ ン及びチューブの一部縦断 面図である。

【図 1 9】

図 1 8に示すフ ィ ンの横断面図である。

【図 2 0】

本発明の他の具体例に係る熱交換器の斜視図である。

【図 2 1】

本発明の他の具体例に係り、 フ ィ ン及びチューブの一部縱断 面図である。

【図 2 2】

本発明の他の具体例に係り、 Uターン形状の通路が形成され ているチューブの横断面図である。

【図 2 3】

本発明の他の具体例に係る熱交換器の斜視図である。

【図 2 4】

図 2 3に示す熱交換器のタンク部分の縦断面図である。

【図 2 5】

図 2 3に示す熱交換器のフィ ン及びチューブの縦断面図であ る。 【図 2 6】

プレー ト フ ィ ンの他の例を示す縦断面図である。 発明を実施するための最良の形態

以下に本発明の具体例を図面に基づいて説明する。

図 1 は本具体例の熱交換器の斜視図、 図 2 はこの熱交換器に 用いるチューブ及びフ ィ ンの一部を示すもので、 この熱交換器 1 は、 二対のタ ンク 2， 2及び 3 , 3が並列に配置され、 一方 のタ ンク 2， 2間に複数のチューブ 4 , 4が配設され、 他方の タ ンク 3， 3間に複数のチューブ 5， 5が配設され、 前記チュ ーブ 4 , 4及び 5， 5間にチューブ 4， 5の間に亘つて同一の フ ィ ン 6 , 6が配設されて積層され、 チューブ 4， 4及び 5， 5， フ ィ ン 6， 6がー体に炉中ろう付けされている。 尚、 各チ ュ一ブ 4 , 5の両端は、 それぞれのタ ンク 2， 2及び 3， 3の チューブ挿入孔 （図示を省略） に揷入されて接続されている。

また、 タ ンク 2 , 3の上下端部開口はキャ ッ プ 8 によって閉 塞されており、 タ ンク 2， 3の上端側及び下端側には、 サイ ド プレー ト接続孔 （図示を省略） が設けられ、 これらのサイ ドプ レ一 卜接続孔には、 サイ ドプレー ト 9 , 9の両端部が挿入され て接合されている。 すなわち、 サイ ドプレー ト 9は 4つのタ ン ク 2， 2及びタ ンク 3， 3の上端側及び下端側に接合され、 横 方向に並列に設置された第 1 及び第 2の熱交換器 A， Bがー体 に形成されている。

タ ンク 2の内部には仕切り板 （図示を省略） が配設され、 夕 ンク 2の内部を長手方向に区画している。 二対のタ ンク 2 , 2 及び 3 , 3の一方のタ ンク 2， 3にはそれぞれ入口継手 1 0 A , 1 0 Bが、 他方のタ ンク 4 , 5には出口継手 1 1 A , 1 1 B が、 それぞれ接続されている。 そして、 入口継手 1 0 A， 1 0 Bと出口継手 1 1 A , 1 1 Bの間で、 熱交換媒体が複数回蛇行 して通流される。 また、 チューブ 5には長ビー ド 5 aが形成さ れており、 これらの長ビー ド 5 a とプレー ト面が接合し、 或は 、 長ビー ド 5 a , 5 a同士が接合して、 耐圧性の向上と熱交換 媒体の流れに乱流を生じさせて熱交換率の向上を図つている。

本例において、 チューブ 4 , 5は、 電縫管や押し出し成形さ れたもの、 プレス又はロール成形された二枚のプレー ト を合わ せて形成されるもの、 プレス又はロール成形された一枚のプレ — ト を更に半分に折り畳んで形成されるもの、 或は、 ロール成 形しながら一枚のプレー ト を半分に折り畳んで形成されるもの が用いられる。 また、 チューブの材質は、 押し出 し材ゃ両面ク ラ ッ ドの 3曆材、 両面クラ ッ ドに中間層を持った 4曆材が用い られる。

図 2において、 前記フ ィ ン 6は、 第 1 の熱交換器 Aを構成す るチューブ 4 に接合されるフ ィ ン 6の平面部分と、 第 2の熱交 換器 Bを構成するチューブ 5 に接合されるフ ィ ン 6の平面部分 とでは、 異なるルーバー群が設けられている。 この例では、 一 方のルーバー群のものが他方のルーバー群のものに対して、 開 口方向、 切れ長さ、 幅、 ルーバー角度、 枚数が異なっている。 すなわち、 図 3に示すよう に、 ル一バ一 7 A， 7 Bの開口方向 、 切れ長さ t 、 幅 w、 ルーバー角度 ^、 枚数が異なって形成さ れている。 これらのル一バー 7 A , 7 Bは、 フ ィ ン 6 を波状に 形成する際に、 同時にフ ィ ン 6の平面部に形成される。

この例では、 第 1 の熱交換器 Aはラジェ一夕、 第 2の熱交換 器 Bはコ ンデンサであり、 第 1 及び第 2の熱交換器 A， Bを横 方向に並列に組み合わせて熱交換器 1 が形成されている。

このように、 フ ィ ン 6の平面部分に形成されるルーバーの開 口形状等を第 1 の熱交換器 Aと第 2の熱交換器 Bとで変化させ るこ とによ り、 通流する空気の乱流及び拡散を起こ して熱交換 性能を向上させるこ とができ、 また、 各熱交換器の熱交換要求 性能を満たすこ とが可能となる。 また、 一体に作られたフ ィ ン を用いて各熱交換率を向上させて、 複数の熱交換器を一体に成 形するこ とができるため、 部品点数が削減されて、 製造工程が 容易になる。 また、 複数の熱交換器を一体成形するこ とができ ると、 取り付けスペースが削減されて、 軽量化が実現できるた め、 熱交換器を備えた装置等の小型化が可能となり、 また、 組 み付け工数も削減される。

以下、 好ま しい実施の態様を図面に基づいて説明する。 尚、 共通の構成要素は同一の符号を付して説明する。

図 4は、 フ ィ ンの他の具体例に係るもので、 前例の図 2に示 したフ ィ ンに伝熱防止用の切り欠き 6 a を形成したものである 。 このようにフ ィ ン 6 に切り欠き 6 aを形成した場合は、 各熱 交換器の熱交換要求性能を満たすこ とが可能となる前述の効果 をよ り一層具体化するこ とができるこ とになる。

図 5及び図 6は、 フ ィ ンの他の具体例に係るもので、 図 5は 、 フ ィ ンとチューブの一部縦断面図、 図 6はフ ィ ンの一部横断 面図を示す。

図 5及び図 6において、 フ ィ ン 6は、 第 1 及び第 2の熱交換 器 A , Bに配設されるフ ィ ン 6の平面部分に、 それぞれの熱交 換器に応じて、 異なる形状のルーバー 7 A , 7 Bが形成されて いるものである。 これらのルーバ一 7 A， 7 Bは、 それぞれ一 定のパターンを形成して成形されており、 またルーバー 7 Aと ルーバー 7 Bとでは相互に異なる形状に形成されている。 本例 によれば、 第 1 の熱交換器 Aに接合されるフ ィ ン 6の部分には 、 ルーバーが一つの特定パターンを構成し、 前記パターンが繰 返されてルーバー 7 Aが成形されている。 一方、 第 2の熱交換 器 Bに接合されるフ ィ ン 6の部分には、 3つのルーバーがーつ の特定パターンを構成して前記パターンが繰返されてルーバー 7 Bが成形されている。 これらのルーバーは、 各ルーバーバタ ーンごとにルーバーの開口方向を適宜に変えて形成されている 。 尚、 本例の熱交換器は、 第 1及び第 2の熱交換器 A， Bを構 成するチューブ 4が押し出し成形によ り一体に形成されており 、 1 2 aは、 第 1の熱交換器 Aを構成するチューブ通路であり 、 1 2 bは第 2の熱交換器 Bを構成するチューブ通路である。 第 1及び第 2の熱交換器 A, Bの間に位置する部分には、 第 1 及び第 2の熱交換器 A, Bの伝熱を防止するため、 空洞部 1 2 cが形成されているものである。

このように、 各ルーバーパターンごとにル一バー角度、 更に は切れ長さ、 幅、 枚数を変えてルーバーを形成し、 又はル一バ

—の開口方向を変えるこ とによ り、 通流する空気に乱流や拡散 が生じるので、 熱交換器の熱交換性能を向上させるこ とができ る。

図 7に示す具体例は、 片タ ンクタ イ プの第 1及び第 2の熱交 換器を組み合わせて形成した熱交換器を示し、 図 8及び図 9は 、 図 7に示す熱交換器のチューブとフ ィ ンの一部断面図を示す ものである。

これらの図において、 チューブ 4の一端がタ ンク 2 , 3に接 続されており、 各チューブ 4， 4はチューブ 4の長手方向亘っ てに閉塞部 1 3が形成され、 通路を長手方向に二分している。 一方の通路 1 4はタ ンク 2に接続されて第 1の熱交換器 Aを構 成し、 他方の通路 1 5は、 他方のタ ンク 3に接続されて第 2の 熱交換器 Bを構成して、 第 1及び第 2の熱交換器 A, Bがー体 に形成されている。

1 4 a， 1 5 aは突条であり、 これらの突条 1 4 a， 1 5 a とプレー ト面が接合し、 或は、 突条 1 4 a， 1 4 a又は 1 5 a , 1 5 a同士が接合して、 各通路 1 4 , 1 5が U夕一ン形状に 形成される。 1 5 b, 1 5 bは長ビー ドである。

第 1及び第 2の熱交換器 A， Bに配設されるフ ィ ン 6は、 第 1の熱交換器 Aに接合される部分と、 第 2の熱交換器 Bに接合 される部分とでは、 形状の異なるルーバー 7 A, 7 Bが形成さ れており、 各ルーバー 7 A, 7 Bはそれぞれ固有のパターンを 構成して形成され、 パターンごとに交互に異なる開口方向に形 成されている。 このため、 空気の拡散及び乱流が起き、 各熱交 換器において熱交換性能が向上する。

図 1 0に示す具体例は、 積層したプレー ト タイ プのフ ィ ン 1 6を用いて第 1及び第 2の熱交換器 A, Bを一体に形成した熱 交換器であり、 この熱交換器は、 プレー ト フ ィ ン 1 6にチュー ブ挿入孔 1 6 aが形成され （図 1 2参照） 、 前記チューブ挿入 孔 1 6 aに複数の円管状のチュ一ブ 4， 4が連通接続され、 各 チューブ 4， 4の少なく と も一端が、 図 1 1 に示すように、 ェ ン ドプレー ト 1 7のチューブ挿入孔 1 7 aに接合され、 エン ド プレー ト 1 7に形成された複数のチューブ 4, 4を囲む二つの 矩形状の嵌合溝 1 7 bに第 1の熱交換器 Aを構成するタ ンクプ レー ト 2 bと、 第 2の熱交換器 Bを構成するタ ンクプレー ト 3 bが嵌合されて第 1及び第 2の熱交換器 A, Bがー体に成形さ れているものである。 すなわち、 この場合は、 タ ンク 2， 3は エン ドプレー ト 1 7とタ ンクプレー ト 2 b, 3 bによって形成 されるものであって、 チューブ 4, 4、 フ ィ ン 1 6， 1 6及び エン ドプレー ト 1 7をろう付けした後、 タ ンクプレー ト 2 b, 3 bを組み付け、 図示を省略したシール材を用いてカシメ等に よ り結合するものである。 タ ンクプレー ト 2 b, 3 bには、 入 口継手 1 0 A， 1 0 B及び出口継手 1 1 A， 1 1 Bが設けられ 、 タ ンク 2， 3の反対側にはサイ ドプレー ト 9が設けられてい る。

図 1 2は図 1 0に示す熱交換器を形成するプレー ト フ ィ ンを 示すものである。 このプレー ト フ ィ ン 1 6には、 前記チュ一ブ 連通孔 1 6 aの周囲にルーバー 7 A, 7 Bが形成されている。 ルーバー 7 A， 7 Bは一定のパターンを構成して形成し、 第 1 の熱交換器 Aを構成する部分に形成されるルーバー 7 Aと、 第 2の熱交換器 Bを構成する部分に形成されるルーバー 7 Bとは 、 各ルーバーパターンごとにルーバー角度、 切れ長さ、 幅、 枚 数を変えて形成され、 又はルーバーの開口方向を変えて形成さ れている。 このため、 プレー ト フ ィ ン 1 6を通流する空気は、 拡散及び乱流を起こ して効率的に熱交換性能を向上させるこ と ができる。

図 1 3はプレー ト フ ィ ンの他の例を示すものである。 このプ レ一 卜 フ ィ ン 1 6 には、 前記チューブ連通孔 1 6 a の周囲にル 一バー 7 A， 7 Bが形成されている。 ル一バー 7 A , 7 Bは一 定且つ複数のパターンを構成して形成し、 第 1 の熱交換器 Aを 構成する部分に形成されるルーバー 7 Aと、 第 2の熱交換器 B を構成する部分に形成されるルーバー 7 Bとは、 各ルーバーパ ターンごとにルーバー角度、 切れ長さ、 幅、 枚数を変えて形成 され、 又はルーバーの開口方向を変えて形成されている。 この ため、 前例同様、 プレー ト フ ィ ン 1 6を通流する空気は、 拡散 及び乱流を起こ して効率的に熱交換性能を向上させるこ とがで きる。

この他、 タ ンク部をチューブと一体に成形するラ ミ ネー ト 夕 イ ブの一体型熱交換器、 二分割タイ プのタ ンクを用いた熱交換 器等においても同様に、 開口形態を変えたルーバーが形成され たフ ィ ンを用いて、 熱交換性能を向上させるこ とが可能となる このように、 上述した本具体例の熱交換器は、 フ ィ ンに形成 される二つのルーバー群を異ならせて形成しているので、 各熱 交換器の要求性能を満足させるこ とができ、 延いては全体と し ての熱交換率を向上させるこ とができるものである。

また、 フ ィ ンの二つのルーバー群が、 少なく と もルーバー角 度、 切れ長さ、 枚数、 幅、 の一項目以上、 又は開口方向が異な るように形成されていると、 木目細かく各熱交換器の要求性能 を満足させるこ とができる。

更に、 本具体例のものは、 チューブとフ ィ ンを一体に組み付 けて炉中ろう付けする構成の熱交換器に用いるこ とができる。 基本的には、 チューブとフ ィ ンを一体に組み込んで炉中ろう付 けするものであり、 このチューブとフ ィ ンのろう付けに加えて 、 後記のタ ンク、 タ ンクを構成するタ ンク部、 タ ンクを構成す るェン ドブレー ト等のいずれかを同時にろう付けするこ とにな る。

また、 チューブ、 フ ィ ン及びタ ンクを一体に組み付けて炉中 ろう付けする構成の熱交換器にも上述したフ ィ ン構造を用いる ことができる。 この場合は、 タ ンクは円筒状のものや、 二分割 のものを一体に組み合わせて、 チューブ及びフ ィ ンと と もに一 体にろう付けする。

また、 チューブ、 フ ィ ン及び積層されてタ ンクを形成する夕 ンク部を一体に組み付けて炉中ろう付けする構成の熱交換器に も用いるこ とができる。 この場合は、 チューブにタ ンク部が一 体成形された前述のラ ミ ネー ト タイ プのものを、 一体ろう付け するものである。

また、 チューブとフ ィ ンとエン ドプレー ト を炉中ろう付けし た後にタ ンク と接合する構成の熱交換器にも本例のフ ィ ン構造 を用いるこ とができる。 この場合は、 チューブとフ ィ ンを炉中 ろう付けした後に、 シール材を用いてカシメ等によ り結合する 。 熱交換器に要求される耐圧性があま り高く ない場合である。

また、 チューブに、 Uターン形状の通路が形成されている構 成の熱交換器にも用いられる。 この構成の熱交換器は、 U夕一 ン形状の通路と反対側のチューブの端部をタ ンクに接合して形 成される片タ ンクタ イ プのものであり、 本例のフ ィ ン構造は、 この片タ ンクタ イ プのものにも適用するこ とができる。

図 1 4は他の具体例の熱交換器の斜視図、 図 1 5はこの熱交 換器に用いるチューブ及びフ ィ ンの一部を示すもので、 本具体 例の熱交換器 1 は、 前例同様、 二対のタ ンク 2， 2及び 3， 3 が並列に配置され、 一方のタ ンク 2, 2間に複数のチューブ 4 , 4が配設され、 他方のタ ンク 3, 3間に複数のチューブ 5， 5が配設され、 前記チューブ 4, 4及び 5， 5間にチューブ 4 ， 5の間に直って同一のフ ィ ン 6， 6が配設されて積層され、 チューブ 4， 4及び 5， 5， フ ィ ン 6, 6がー体に炉中ろう付 けされている。 尚、 各チューブ 4， 5の両端は、 それぞれの夕 ンク 2, 2及び 3, 3のチューブ挿入孔 （図示を省略） に挿入 されて接続されている。

また、 タ ンク 2, 3の上下端部開口はキャ ッ プ 8によって閉 塞されており、 タ ンク 2, 3の上端側及び下端側には、 サイ ド プレー 卜接続孔 （図示を省略） が設けられ、 これらのサイ ドプ レ一 ト接続孔には、 サイ ドプレー 卜 9, 9の両端部が挿入され て接合されている。 すなわち、 サイ ドプレー ト 9は 4つのタ ン ク 2, 2及びタ ンク 3， 3の上端側及び下端側に接合され、 横 方向に並列に設置された第 1及び第 2の熱交換器 A , Bがー体 に形成されている。

タ ンク 2の内部には仕切り板 （図示を省略） が配設され、 夕 ンク 2の内部を長手方向に区画している。 二対のタ ンク 2， 2 及び 3, 3の一方のタ ンク 2， 3にはそれぞれ入口継手 1 0 A ， 1 0 Bが、 他方のタ ンク 4， 5には出口継手 1 1 A， 1 1 B が、 それぞれ接続されている。 そ して、 入口継手 1 0 A， 1 0 Bと出口継手 1 1 A， 1 1 Bの間で、 熱交換媒体が複数回蛇行 して通流される。 また、 チューブ 5には長ビー ド 5 aが形成さ れており、 これらの長ビ一 ド 5 a とプレー 卜面が接合し、 或は 、 長ビ一 ド 5 a, 5 a同士が接合して、 耐圧性の向上と熱交換 媒体の流れに乱流を生じさせて熱交換率の向上を図っている。 本例において、 チューブ 4， 5は、 電縫管や押し出し成形さ れたもの、 プレス又はロール成形された二枚のプレー トを合わ せて形成されるもの、 プレス又はロール成形された一枚のプレ — トを更に半分に折り畳んで形成されるもの、 或は、 ロール成 形しながら一枚のプレー 卜を半分に折り畳んで形成されるもの が用いられる。 また、 チューブの材質は、 押し出し材ゃ両面ク ラッ ドの 3層材、 両面クラッ ドに中間層を持った 4層材が用い られる。

図 1 5において、 前記フ ィ ン 6は、 第 1 の熱交換器 Aを構成 するチューブ 4に接合されるフ ィ ン 6の平面部分と、 第 2の熱 交換器 Bを構成するチューブ 5に接合されるフ ィ ン 6の平面部 分とでは、 ルーバー群の開口方向が逆向きに設けられている。 この例では、 双方のルーバー群のものが、 図 1 6に示すように 、 ル一バ一 7 A , 7 Bの切れ長さ t、 幅 w、 ルーバー角度 ^、 枚数を共通にして、 開口方向のみ逆向きに形成されている。 こ れらのルーバー 7 A , 7 Bは、 フィ ン 6を波状に形成する際に 、 同時にフ ィ ン 6の平面部に形成される。

この例では、 第 1 の熱交換器 Aはラジェ一夕、 第 2の熱交換 器 Bはコンデンサであり、 第 1及び第 2の熱交換器 A , Bを横 方向に並列に組み合わせて熱交換器 1 が形成されている。

このように、 フィ ン 6の平面部分に形成されるルーバーの開 口方向を第 1 の熱交換器 Aと第 2の熱交換器 Bとで逆向きにす ることにより、 通流する空気の乱流及び拡散を起こすとともに 最適に流れるようにして、 熱交換性能を向上させることができ 、 また、 各熱交換器の熱交換要求性能を満たすことが可能とな る。 また、 一体に作られたフ ィ ンを用いて各熱交換率を向上さ せて、 複数の熱交換器を一体に成形することができるため、 部 品点数が削減されて、 製造工程が容易になる。 また、 複数の熱 交換器を一体成形することができると、 取り付けスペースが削 減されて、 軽量化が実現できるため、 熱交換器を備えた装置等 の小型化が可能となり、 また、 組み付け工数も削減される。

以下、 好ま しい実施の態様を図面に基づいて説明する。 尚、 共通の構成要素は同一の符号を付して説明する。

図 1 7は、 フ ィ ンの他の具体例に係るもので、 前例の図 1 5 に示したフィ ンに伝熱防止用の切り欠き 6 aを形成したもので ある。 このようにフ ィ ン 6に切り欠き 6 aを形成した場合は、 各熱交換器の熱交換要求性能を満たすことが可能となる前述の 効果をより一層具体化することができることになる。

図 1 8及び図 1 9は、 フ ィ ンの他の具体例に係るもので、 図 1 8は、 フィ ンとチューブの一部縦断面図、 図 1 9はフィ ンの 一部横断面図を示す。

図 1 8及び図 1 9において、 フ ィ ン 6は、 第 1及び第 2の熱 交換器 A， Bに配設されるフ ィ ン 6の平面部分に、 各ルーバー 群に複数の小ルーバー群を形成し、 開口方向が逆向きのルーバ — 7 A , 7 Bが形成されているものである。 これらのルーバー 7 A , 7 Bは、 それぞれ一定のパターンを形成して成形されて おり、 またル一バー 7 Aとルーバー 7 Bとでは、 各小ルーバー 群の開口方向が逆向きに形成されている。 尚、 本例の熱交換器 は、 第 1及び第 2の熱交換器 A， Bを構成するチューブ 4が押 し出し成形により一体に形成されており、 1 2 aは、 第 1 の熱 交換器 Aを構成するチューブ通路であり、 1 2 bは第 2の熱交 換器 Bを構成するチューブ通路である。 第 1及び第 2の熱交換 器 A , Bの間に位置する部分には、 第 1及び第 2の熱交換器 A , Bの伝熱を防止するため、 空洞部 1 2 cが形成されているも のである。

このように、 フィ ン 6の平面部分に形成されるルーバーの開 口方向を、 第 1 の熱交換器 Aと第 2の熱交換器 Bとで逆向きに するこ とによ り、 通流する空気の乱流及び拡散を起こすとと も に最適に流れるように して、 熱交換器の熱交換性能を向上させ るこ とができる。

図 20に示す具体例は、 片タ ンクタイ プの第 1及び第 2の熱 交換器を組み合わせて形成した熱交換器を示し、 図 2 1及び図 22は、 図 20に示す熱交換器のチューブとフ ィ ンの一部断面 図を示すものである。

これらの図において、 チューブ 4の一端がタ ンク 2 , 3に接 続されており、 各チューブ 4， 4はチューブ 4の長手方向亘っ てに閉塞部 1 3が形成され、 通路を長手方向に二分している。 一方の通路 1 4はタ ンク 2に接続されて第 1 の熱交換器 Aを構 成し、 他方の通路 1 5は、 他方のタ ンク 3に接続されて第 2の 熱交換器 Bを構成して、 第 1及び第 2の熱交換器 A, Bがー体 に形成されている。

1 4 a, 1 5 aは突条であり、 これらの突条 1 4 a, 1 5 a とプレー ト面が接合し、 或は、 突条 1 4 a, 1 4 a又は 1 5 a ， 1 5 a同士が接合して、 各通路 1 4， 1 5が Uターン形状に 形成される。 1 5 b, 1 5 bは長ビー ドである。

第 1及び第 2の熱交換器 A, Bに配設されるフ ィ ン 6は、 第 1の熱交換器 Aに接合される部分と、 第 2の熱交換器 Bに接合 される部分とでは、 開口方向が逆向きのルーバー 7 A, 7 Bが 形成されており、 各ルーバー 7A， 7 Bはそれぞれ複数の小ル ーバ一群を備えている。 このため、 空気の拡散及び乱流が起こ るとともに最適に流れるように して、 各熱交換器において熱交 換性能が向上する。

図 23に示す具体例は、 積層したプレー ト タ イ プのフ ィ ン 1 6を用いて第 1及び第 2の熱交換器 A， Bを一体に形成した熱 交換器であり、 この熱交換器は、 プレー ト フ ィ ン 1 6にチュー ブ揷入孔 1 6 aが形成され （図 25参照） 、 前記チューブ挿入 孔 1 6 aに複数の円管状のチューブ 4， 4が連通接続され、 各 チューブ 4， 4の少なく と も一端が、 図 2 4に示すよう に、 ェ ン ドプレー ト 1 7のチューブ挿入孔 1 7 aに接合され、 エン ド プレー ト 1 Ίに形成された複数のチューブ 4, 4を囲む二つの 矩形状の嵌合溝 1 7 bに第 1 の熱交換器 Aを構成するタ ンクプ レー ト 2 bと、 第 2の熱交換器 Bを構成するタ ンクプレー ト 3 bが嵌合されて第 1及び第 2の熱交換器 A, Bがー体に成形さ れているものである。 すなわち、 この場合は、 タ ンク 2, 3は エン ドプレー ト 1 7とタ ンクプレー ト 2 b， 3 bによつて形成 されるものであって、 チューブ 4， 4、 フ ィ ン 1 6, 1 6及び エン ドプレー ト 1 7をろう付けした後、 タ ンクプレー ト 2 b, 3 bを組み付け、 図示を省略したシール材を用いてカシメ等に よ り結合するものである。 タ ンクプレー ト 2 b, 3 bには、 入 口継手 1 0 A, 1 0 B及び出口継手 1 1 A, 1 1 Bが設けられ 、 タ ンク 2, 3の反対側にはサイ ドプレー ト 9が設けられてい る。

図 2 5は図 2 3に示す熱交換器を形成するプレー ト フ ィ ンを 示すものである。 このプレー ト フ ィ ン 1 6には、 前記チユーブ 連通孔 1 6 aの周囲にルーバー 7 A， 7 Bが形成されている。 ルーバー 7 A, 7 Bは一定のパターンを構成して形成し、 第 1 の熱交換器 Aを構成する部分に形成されるルーバー 7 Aと、 第 2の熱交換器 Bを構成する部分に形成されるルーバー 7 Bとは 、 開口方向が逆向きに形成されている。 このため、 プレー ト フ イ ン 1 6を通流する空気は、 拡散及び乱流が起こ るとと もに最 適に流れるようにされて、 効率的に熱交換性能を向上させるこ とができる。

図 26はプレー ト フ ィ ンの他の例を示すものである。 このプ レー ト フ ィ ン 1 6には、 前記チュ一ブ連通孔 1 6 aの周囲にル 一バー 7 A, 7 Bが形成されている。 ルーバー 7 A, 7 Bは一 W

2 1 定且つ複数のパターンを構成して複数の小ルーバー群を形成し 、 第 1 の熱交換器 Aを構成する部分に形成されるルーバー 7 A と、 第 2の熱交換器 Bを構成する部分に形成されるルーバー 7 Bとは、 開口方向が逆向きに形成されている。 このため、 前例 同様、 プレー ト フ ィ ン 1 6を通流する空気は、 拡散及び乱流が 起こされると と もに最適に流れるようにされて、 効率的に熱交 換性能を向上させるこ とができる。

この他、 タ ンク部をチューブと一体に成形するラ ミ ネー ト 夕 イ ブの一体型熱交換器、 二分割タイ プのタ ンクを用いた熱交換 器等においても同様に、 開口方向が逆向きのルーバーが形成さ れたフ ィ ンを用いて、 熱交換性能を向上させるこ とが可能とな る。

このよう に、 上述した本具体例の熱交換器は、 フ ィ ンに形成 される二つのルーバー群を、 そのルーバー開口方向を逆向きに 形成しているので、 各熱交換器の要求性能を満足させるこ とが でき、 延いては全体と しての熱交換率を向上させるこ とができ るものである。

また、 本具体例のものは、 チューブとフ ィ ンを一体に組み付 けて炉中ろう付けする構成の熱交換器に用いるこ とができる。 基本的には、 チューブとフ ィ ンを一体に組み込んで炉中ろう付 けするものであり、 このチューブとフ ィ ンのろう付けに加えて 、 後記のタ ンク、 タ ンクを構成するタ ンク部、 タ ンクを構成す るェン ドブレー 卜等のいずれかを同時にろう付けするこ とにな る。

更に、 チューブ、 フ ィ ン及びタ ンクを一体に組み付けて炉中 ろう付けする構成の熱交換器にも上述したフ ィ ン構造を用いる ことができる。 この場合は、 タ ンクは円筒状のものや、 二分割 のものを一体に組み合わせて、 チューブ及びフ ィ ンと と もに一 体にろう付けする。 また、 チューブ、 フ ィ ン及び積層されてタ ンクを形成する夕 ンク部を一体に組み付けて炉中ろう付けする構成の熱交換器に も用いるこ とができる。 この場合は、 チューブにタ ンク部が一 体成形された前述のラ ミ ネー ト タ イ プのものを、 一体ろう付け するものである。

また、 チューブとフ ィ ンとエン ドプレー ト を炉中ろう付け し た後にタ ンク と接合する構成の熱交換器にも本例のフ ィ ン構造 を用いるこ とができる。 この場合は、 チューブとフ ィ ンを炉中 ろう付けした後に、 シール材を用いてカシメ等によ り結合する 。 熱交換器に要求される耐圧性があま り高く ない場合である。

また、 チューブに、 Uターン形状の通路が形成されている構 成の熱交換器にも用いられる。 この構成の熱交換器は、 U夕一 ン形状の通路と反対側のチューブの端部をタ ンク に接合して形 成される片タ ンクタイ プのものであり、 本例のフ ィ ン構造は、 この片タ ンクタ イ プのものにも適用するこ とができる。 産業上の利用可能性

本発明は、 自動車用、 家電用の熱交換器に適用されるもので あり、 特に、 自動車用の、 ラジェ一夕 と コ ンデンサが一体に形 成された熱交換器と して用いられる。

Claims

請求の範囲

1 . 第 1 の熱交換器を構成するチューブと第 2の熱交換器 を構成するチューブを通風方向の上流と下流に配置し、 前記両 チューブの間に一体に形成されたフ ィ ンを配設し、 前記各チュ —ブの端部を各々 タ ンク に挿入接続した第 1 及び第 2の熱交換 器を備えてなる熱交換器において、

前記フ ィ ンにはル一バーが形成されると と もに、 前記ルーバ —は、 第 1 の熱交換器に配設されるフ ィ ン部分に形成されるル —バー群と、 第 2 の熱交換器に配設されるフ ィ ン部分に形成さ れるルーバー群とでは異なって形成されているこ とを特徴とす る熱交換器。

2 . 前記フ ィ ンの二つのル一バ一群は、 少なく と も、 ルー バーの角度、 切れ長さ、 枚数、 幅、 の一項目以上が異なるもの であるこ とを特徴とする前記請求項 1 記載の熱交換器。

3 . 前記フ ィ ンの二つのルーバー群は、 開口方向が異なる ものであるこ とを特徴とする前記請求項 1 記載の熱交換器。

4 . 前記フ ィ ンの二つのルーバー群は、 同種のものであつ て、 開口方向が逆向きに形成されているこ とを特徴とする前記 請求項 1 記載の熱交換器。

5 . 前記チューブとフ ィ ンを一体に組み付けて炉中ろう付 けするこ とを特徴とする前記請求項 1 記載の熱交換器。

6 . 前記チューブ、 フ ィ ン及びタ ンクを一体に組み付けて 炉中ろう付けするこ とを特徴とする前記請求項 1 記載の熱交換 器。

7 . 前記チューブ、 フ ィ ン及び積層されてタ ンクを形成す るタ ンク部を一体に組み付けて炉中ろう付けするこ とを特徴と する前記請求項 1 記載の熱交換器。

8 . 前記チューブとフ ィ ンとエン ドプレー ト を炉中ろう付 け後にタ ンク と接合するこ とを特徴とする前記請求項 1 記載の 熱交換器。

9 . 前記チューブは、 Uターン形状の通路が形成されてい るこ とを特徴とする前記請求項 1 乃至 8のいずれかに記載の熱 交換器。