JP4813288B2 - Heat exchanger - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To smoothly perform circulation of an inner fluid, and to make the inner fluid uniformly circulate in each part of a heat exchanger, in the heat exchanger having a pair of inner fins each having a flat face wherein a large number of slant slits and inclined stripe parts are alternately disposed. <P>SOLUTION: In this heat exchanger having the pair of inner fins 8, 8a each having the flat face wherein the large number of slant slits 2 and the inclined stripe parts 3 are alternately disposed, a width W of each the slit 2 is formed such that the width W gradually becomes thin from its one end to the other end. In the inner fin 8, edge parts 1 are formed like a frame in the four peripheries, and space parts 7 for manifolds are formed at both ends in its longitudinal direction. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、幅方向両縁に一対の細長い縁部が設けられ、その両縁部間に多数の斜めの傾斜条部３とスリット２とが交互に形成された一対のインナーフィンを有し、その一対のインナーフィンを内部に積層した熱交換器に関する。   The present invention has a pair of inner fins in which a pair of elongate edges are provided on both edges in the width direction, and a plurality of oblique inclined strips 3 and slits 2 are alternately formed between the edges, The present invention relates to a heat exchanger in which the pair of inner fins are laminated.

従来型の熱交換器として、下記特許文献１に記載されたものは、内部に収納される一対のインナーフィンとして、夫々四周に枠部が形成されると共に、長手方向の両端部に連通孔を有する。そして枠内に網目状の突条が形成されている。その一対のインナーフィンは、その網目の各孔が整合しないように位置ずれして重ね合わされ、一対のインナーフィンの上側及び下側にプレートを配置し、プレートの長手方向両端に内部流体の出入口を設け、それをインナーフィンの連通孔に連通させたものである。   As a conventional heat exchanger, what is described in the following Patent Document 1 is a pair of inner fins housed inside, each of which has a frame portion on four sides and a communication hole at both longitudinal ends. Have. A mesh-like protrusion is formed in the frame. The pair of inner fins are overlapped so that the holes of the mesh are not aligned, and a plate is disposed on the upper and lower sides of the pair of inner fins. It is provided and communicated with the communication hole of the inner fin.

次に、下記特許文献２に記載された従来の積層型熱交換器は、偏平チューブとアウターフィンとを交互に積層したものにおいて、偏平チューブ内に一対のインナーフィンが配置されている。各インナーフィンは斜め平行に配置された多数のリブ（突条）を有し、各リブ間がスリットとして開口されている。そして一対のインナーフィンの各リブは互いに交差するように重ね合わされたものである。   Next, in the conventional stacked heat exchanger described in Patent Document 2 below, flat tubes and outer fins are alternately stacked, and a pair of inner fins are arranged in the flat tubes. Each inner fin has a large number of ribs (projections) arranged obliquely in parallel, and the ribs are opened as slits. The ribs of the pair of inner fins are overlapped so as to cross each other.

特表平４−５０５０４６号公報Japanese National Publication No. 4-505046 特開平６−７４６７８号公報JP-A-6-74678

前者の公知発明のインナーフィンは、多数のリブ間に多数の小孔を有し、各リブが重ならないように位置ずれされ、主として流体は一対のインナーフィンの小孔間を蛇行状に流通して、長手方向一端部の連通孔から他方の連通孔に導かれるものである。この熱交換器は、リブが網目状に形成されているため、内部流体の流通抵抗が大きくなり、その流通のための加圧力を大きくせざるを得ない欠点がある。   The inner fin of the former known invention has a large number of small holes between a large number of ribs and is displaced so that the ribs do not overlap each other, and the fluid mainly circulates between the small holes of the pair of inner fins. Thus, it is led from the communication hole at one end in the longitudinal direction to the other communication hole. Since this rib is formed in a mesh shape, this heat exchanger has a drawback in that the flow resistance of the internal fluid increases and the pressure applied for the flow must be increased.

後者の発明は、各リブ間に存在するスリットに沿って内部流体が流通し易く、その流体はスリット先端に突き当たるまで進行し、その突き当たり部においてフィンの積層方向に導かれる傾向が生じる。そのため、熱交換器の幅方向両端部により多くの内部流体が集中するおそれがあり、平面各部における熱交換量が不均一になり、結果として総熱交換量が低下するおそれがある。
そこで本発明は、上記各熱交換器の欠点を解決することを課題とする。 In the latter invention, the internal fluid easily flows along the slits existing between the ribs, the fluid proceeds until it hits the slit tip, and tends to be guided in the fin stacking direction at the abutting portion. Therefore, a large amount of internal fluid may be concentrated at both ends in the width direction of the heat exchanger, and the amount of heat exchange in each portion of the plane may become uneven, resulting in a decrease in the total amount of heat exchange.
Then, this invention makes it a subject to solve the fault of each said heat exchanger.

請求項１に記載の本発明は、幅方向の両縁に一対の平行で平坦な細長い縁部(1) が設けられ、
両縁部(1) の間にその縁部(1) に対して斜めに多数の並列した細長い傾斜条部(3) が設けられ、各傾斜条部(3) 間にそれぞれスリット(2) が開口され、各傾斜条部(3) と前記縁部(1) とが面一に形成された少なくとも一対の同一形状のインナーフィン(8) を有し、
その一対の前記インナーフィン(8) が表裏逆向きに重ね合わされて、各インナーフィンの傾斜条部(3) およびスリット(2) どうしが交差するように配置され、それらのインナーフィン(8) が一対のプレート(4) 間またはチューブ(5) 内に配置され、
前記一対のプレート(4) 間または前記チューブ(5) 内に内部流体が流通し、それらの外面側に外部流体が流通する熱交換器において、
前記一対のインナーフィン(8) の各スリット(2) は、その幅Ｗが、前記内部流体の流通する上流側から下流側に向かって一方の縁部から他方の縁部に次第に狭くなるように形成されたことを特徴とする熱交換器である。 The present invention according to claim 1 is provided with a pair of parallel flat elongated edges (1) on both edges in the width direction,
Between the two edges (1), a large number of elongated slanted strips (3) arranged obliquely with respect to the edge (1) are provided, and a slit (2) is provided between each slanted strip (3). Each inclined strip (3) and the edge (1) are open and have at least a pair of identically shaped inner fins (8),
The pair of inner fins (8) are overlapped in the opposite direction, and the inclined strips (3) and slits (2) of each inner fin are arranged so as to intersect each other, and the inner fins (8) are Placed between a pair of plates (4) or in a tube (5),
In the heat exchanger in which the internal fluid flows between the pair of plates (4) or in the tube (5), and the external fluid flows on the outer surface side thereof,
Each slit (2) of the pair of inner fins (8) has a width W that gradually decreases from one edge to the other edge from the upstream side to the downstream side where the internal fluid flows. It is the heat exchanger characterized by being formed.

請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記インナーフィン(8) は、四周に前記縁部(1) (1) が枠状に形成され、その長手方向の両端にマニホールド用の空間部(7) が設けられ、その空間部(7) に前記スリット(2) が開口した熱交換器である。
請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２において、
前記一対のインナーフィン(8) の各スリット(2) が平面波形に形成され、その各スリット(2) は、その幅Ｗが、前記内部流体の流通する上流側から下流側に向かって一方の縁部から他方の縁部に次第に狭くなるように形成されたことを特徴とする熱交換器である。 The present invention according to claim 2 is the method according to claim 1,
In the inner fin (8), the edge portions (1) (1) are formed in a frame shape on all four sides, and space portions (7) for manifolds are provided at both ends in the longitudinal direction, and the space portions (7) In the heat exchanger, the slit (2) is opened .
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect,
Each of the slits (2) of the pair of inner fins (8) is formed in a plane waveform, and each of the slits (2) has a width W from the upstream side through which the internal fluid flows to the downstream side. The heat exchanger is characterized in that it is formed so as to be gradually narrowed from the edge to the other edge .

本発明の熱交換器用インナーフィンは、斜めに多数並列したスリット２を有し、隣接するインナーフィンの夫々の傾斜条部３およびスリット２が交差するように配置されるものにおいて、スリット２は、内部流体の流通する上流側から下流側に向かって、その幅が一方の縁部から他方の縁部に次第に狭く形成されているから、インナーフィンの各部に均一に流体を流通させ、熱交換を促進させる効果がある。
即ち、スリット２内の流体の流れは、複数のインナーフィンの積層方向に流通するよりもむしろ、スリット２に沿ってその長手方向に流通する傾向がある。ところが、流体が進むにつれて、そのスリット２の幅が狭くなることにより、流通抵抗を増大させ、先端側により多く流体が流れることを防止し、複数のインナーフィンの積層方向に流体が分流して拡散される。 The inner fin for a heat exchanger of the present invention has slits 2 that are arranged obliquely in parallel, and is arranged so that the inclined strips 3 and the slits 2 of adjacent inner fins intersect with each other. Since the width is gradually narrowed from one edge to the other edge from the upstream side to the downstream side where the internal fluid flows , the fluid is uniformly distributed to each part of the inner fin to exchange heat. There is an effect to promote.
That is, the fluid flow in the slit 2 tends to flow in the longitudinal direction along the slit 2 rather than flowing in the stacking direction of the plurality of inner fins. However, as the fluid advances, the width of the slit 2 becomes narrower, thereby increasing the flow resistance and preventing more fluid from flowing to the tip side, and the fluid is divided and diffused in the stacking direction of the plurality of inner fins. Is done.

しかも、隣接するインナーフィンは同一のものが表裏逆向きに配置されているから、上側のインナーフィンのスリット２の幅の狭い位置では、下側のインナーフィンのスリット２は幅の広いものとなり、各インナーフィン間の流体の移動を円滑に行い得る。その結果、流体が攪拌されると共に、インナーフィンの幅方向全体に渡って均一に流体が流通し、熱交換を促進し得る。
逆に言うと、従来の如くスリット２の幅が一定であると、スリット２内を流通する流体は突き当たるまで流路に沿って直進する傾向にあり、インナーフィンの幅方向端部により多く流体が集まりがちであるが、本発明ではそれを防止し得る。 In addition, since the adjacent inner fins are arranged in the opposite directions, the slits 2 of the lower inner fins are wide at the narrow position of the slits 2 of the upper inner fins. The fluid can be smoothly moved between the inner fins. As a result, the fluid is agitated, and the fluid is circulated uniformly over the entire width direction of the inner fin, thereby facilitating heat exchange.
In other words, if the width of the slit 2 is constant as in the prior art, the fluid flowing in the slit 2 tends to go straight along the flow path until it hits, and more fluid flows to the end in the width direction of the inner fin. Although it tends to gather, the present invention can prevent it.

次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図１は本発明の熱交換器の説明的分解斜視図である。また、図２は同熱交換器に用いられる一対のインナーフィン８，8aの重なり状態を示した平面図である。
この実施例の熱交換器は、一対のインナーフィン８，8aと一対のプレート４とからなり、各インナーフィン８，8aは同一形状のものが表裏逆向きに重ね合わされるものである。インナーフィン８は四周に互いに平行な一対づつの平坦な縁部１を有し、その長手方向両端部に空間部７が開口する。そして、幅方向の両縁部１間に多数の傾斜条部３がその縁部１に対して斜めに形成されている。そして、各傾斜条部３間にはスリット２が開口されている。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory exploded perspective view of a heat exchanger according to the present invention. FIG. 2 is a plan view showing an overlapping state of a pair of inner fins 8 and 8a used in the heat exchanger.
The heat exchanger of this embodiment includes a pair of inner fins 8 and 8a and a pair of plates 4, and the inner fins 8 and 8a having the same shape are overlapped in the reverse direction. The inner fin 8 has a pair of flat edge portions 1 parallel to each other on the four sides, and the space portions 7 open at both ends in the longitudinal direction. A large number of inclined strips 3 are formed obliquely with respect to the edge 1 between both edges 1 in the width direction. A slit 2 is opened between the inclined strips 3.

夫々の略三角形の空間部７の一方の斜辺には、それに複数のスリット２が連通する。各スリット２の幅Ｗは、その一端Ｗ１から他端Ｗ２に次第に細く形成されている。
また、この例では一方のプレート４は孔のない平板状に形成され、他方のプレート４はその長手方向両端部に孔を有し、その孔が前記インナーフィン８の空間部７に位置すると共に、その孔に出入口パイプ９の一端が連通されている。
このようにしてなる各部品は、一対のプレート４，４間に一対のインナーフィン８，8aが重ね合わされ、その接触部が互いにろう付け固定されるものである。そして一方の出入口パイプ９から内部流体が流入し、インナーフィン８，8aの空間部７に導かれる。その空間部７に導かれた内部流体は、それに連通するスリット２に導かれる。 A plurality of slits 2 communicate with one oblique side of each substantially triangular space 7. The width W of each slit 2 is gradually narrowed from one end W1 to the other end W2.
In this example, one plate 4 is formed in a flat plate shape without holes, and the other plate 4 has holes at both ends in the longitudinal direction, and the holes are located in the space portions 7 of the inner fins 8. One end of the inlet / outlet pipe 9 communicates with the hole.
Each component formed in this manner is such that a pair of inner fins 8 and 8a are overlapped between a pair of plates 4 and 4 and their contact portions are brazed and fixed to each other. Then, an internal fluid flows from one of the inlet / outlet pipes 9 and is guided to the space 7 of the inner fins 8 and 8a. The internal fluid guided to the space portion 7 is guided to the slit 2 communicating therewith.

そして図２において上側に位置するインナーフィン８の空間部７のスリット２に導かれた内部流体は、下側のインナーフィン8aのスリット2aに導かれる。また、下側の空間部7aからそれに連通するスリット2aに流入した内部流体は、それと交差する上側のインナーフィン８のスリット２に流入し、それらのスリットに沿って導かれる。各スリット２，2aは、その一端から他端に向かって次第に細くなり、例えば、インナーフィン８のスリット２は一端側の広い幅Ｗ１から狭い幅Ｗ２に導かれる。そしてスリット２の流れ方向に次第に細くり、先端程流体抵抗が大きくなるため、内部流体は次第に下側のインナーフィン8aの各スリット２に移動する。   In FIG. 2, the internal fluid guided to the slit 2 of the space 7 of the inner fin 8 positioned on the upper side is guided to the slit 2a of the lower inner fin 8a. Further, the internal fluid that has flowed into the slit 2a communicating with the space portion 7a from the lower space flows into the slit 2 of the upper inner fin 8 intersecting therewith, and is guided along these slits. Each of the slits 2 and 2a becomes gradually thinner from one end to the other end. For example, the slit 2 of the inner fin 8 is guided from a wide width W1 on one end side to a narrow width W2. Then, since it gradually narrows in the flow direction of the slit 2 and the fluid resistance increases toward the tip, the internal fluid gradually moves to each slit 2 of the lower inner fin 8a.

なお、上側のインナーフィン８のスリット２は先端程細くなるが、その先端部には下側のインナーフィン8aのスリット2aの幅がより広く開口し、円滑に下側に流体が流通する。下側に移動した内部流体は、そのスリット2aに沿って流通する。
このようにして内部流体は、上側インナーフィン８と下側インナーフィン8aとの間を移動し、全体として一方の空間部７，7aから他方の空間部７，7aに流通し、他方の出入口パイプ９からそれが排出される。そして、プレート４の外面側には外部流体が流通し、その外部流体と内部流体との間に熱交換が行われるものである。 The slit 2 of the upper inner fin 8 becomes thinner toward the tip, but the width of the slit 2a of the lower inner fin 8a is wider at the tip, and the fluid flows smoothly downward. The internal fluid that has moved downward flows along the slit 2a.
In this way, the internal fluid moves between the upper inner fin 8 and the lower inner fin 8a and circulates from one space portion 7, 7a to the other space portion 7, 7a as a whole, and the other inlet / outlet pipe. From 9 it is discharged. And an external fluid distribute | circulates to the outer surface side of the plate 4, and heat exchange is performed between the external fluid and an internal fluid.

次に、図３は本発明の第２の実施の形態であり、この例が前記第１の実施の形態と異なる点は、インナーフィン８が四枚互いに表裏逆向きにして重ね合わされたことである。このようにすることにより、内部流体の流通を促進すると共に放熱面積を大きくし、内部流体側の熱交換を促進し得るものとなる。   Next, FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. This example is different from the first embodiment in that four inner fins 8 are superposed in the opposite direction. is there. By doing so, the circulation of the internal fluid can be promoted, the heat radiation area can be increased, and the heat exchange on the internal fluid side can be promoted.

次に、図４は本発明のさらに他の実施の形態を示す略図であり、この例ではインナーフィン10，10a の傾斜条部３，3aが波形に形成されると共に、それらの間に位置するスリット２，2aも波形に形成されたものである。
なお、この例でも上側インナーフィン10と下側インナーフィン10a の各傾斜条部３，3aは交差するように配置される。さらに、図示はしないがスリット２，2aはその一端から他端に次第にその幅が狭く形成されている。 Next, FIG. 4 is a schematic view showing still another embodiment of the present invention. In this example, the inclined strips 3 and 3a of the inner fins 10 and 10a are formed in a corrugated shape and located between them. The slits 2 and 2a are also formed in a waveform.
In this example, the inclined strips 3 and 3a of the upper inner fin 10 and the lower inner fin 10a are arranged so as to intersect with each other. Further, although not shown, the slits 2 and 2a are formed so that the width is gradually narrowed from one end to the other end.

次に、図５は本発明の第３の実施の形態を示し、この例が図４のそれと異なる点は、一対のプレート４の代わりにチューブ５が設けられ、インナーフィン11，11ａはその長手方向両端に枠部が存在しないものである。そして一対のインナーフィン11，11ａが重ね合わされチューブ５内に収納される。そしてチューブ５の一端から他端に内部流体が流通するものである。   Next, FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention, and this example is different from that of FIG. There are no frame portions at both ends in the direction. Then, the pair of inner fins 11 and 11 a are overlapped and stored in the tube 5. An internal fluid flows from one end of the tube 5 to the other end.

本発明の第１実施例の熱交換器の分解斜視図。The disassembled perspective view of the heat exchanger of 1st Example of this invention. 同熱交換器に用いられるインナーフィン８，8aの重なり状態を示す平面図。The top view which shows the overlapping state of the inner fins 8 and 8a used for the same heat exchanger. 本発明の第２実施例の熱交換器の分解斜視図。The disassembled perspective view of the heat exchanger of 2nd Example of this invention. 本発明の第３実施例の熱交換器の分解斜視図。The disassembled perspective view of the heat exchanger of 3rd Example of this invention. 本発明の第４実施例の熱交換器の分解斜視図。The disassembled perspective view of the heat exchanger of 4th Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 縁部
２，2a スリット
３，3a 傾斜条部
４ プレート
５ チューブ
７，7a 空間部
８，8a インナーフィン
９ 出入口パイプ
10，10a インナーフィン
11，11ａ インナーフィン 1 Edge 2, 2a Slit 3, 3a Inclined strip 4 Plate 5 Tube 7, 7a Space 8, 8a Inner fin 9 Entrance / exit pipe
10, 10a Inner fin
11, 11a Inner fin

Claims (3)

幅方向の両縁に一対の平行で平坦な細長い縁部(1) が設けられ、
両縁部(1) の間にその縁部(1) に対して斜めに多数の並列した細長い傾斜条部(3) が設けられ、各傾斜条部(3) 間にそれぞれスリット(2) が開口され、各傾斜条部(3) と前記縁部(1) とが面一に形成された少なくとも一対の同一形状のインナーフィン(8) を有し、
その一対の前記インナーフィン(8) が表裏逆向きに重ね合わされて、各インナーフィンの傾斜条部(3) およびスリット(2) どうしが交差するように配置され、それらのインナーフィン(8) が一対のプレート(4) 間またはチューブ(5) 内に配置され、
前記一対のプレート(4) 間または前記チューブ(5) 内に内部流体が流通し、それらの外面側に外部流体が流通する熱交換器において、
前記一対のインナーフィン(8) の各スリット(2) は、その幅Ｗが、前記内部流体の流通する上流側から下流側に向かって一方の縁部から他方の縁部に次第に狭くなるように形成されたことを特徴とする熱交換器。 A pair of parallel flat elongated edges (1) are provided on both edges in the width direction,
Between the two edges (1), a large number of elongated slanted strips (3) arranged obliquely with respect to the edge (1) are provided, and a slit (2) is provided between each slanted strip (3). Each inclined strip (3) and the edge (1) are open and have at least a pair of identically shaped inner fins (8),
The pair of inner fins (8) are overlapped in the opposite direction, and the inclined strips (3) and slits (2) of each inner fin are arranged so as to intersect each other, and the inner fins (8) are Placed between a pair of plates (4) or in a tube (5),
In the heat exchanger in which the internal fluid flows between the pair of plates (4) or in the tube (5), and the external fluid flows on the outer surface side thereof,
Each slit (2) of the pair of inner fins (8) has a width W that gradually decreases from one edge to the other edge from the upstream side to the downstream side where the internal fluid flows. A heat exchanger characterized by being formed. 請求項１において、
前記インナーフィン(8) は、四周に前記縁部(1) (1) が枠状に形成され、その長手方向の両端にマニホールド用の空間部(7) が設けられ、その空間部(7) に前記スリット(2) が開口した熱交換器。 In claim 1,
In the inner fin (8), the edge portions (1) (1) are formed in a frame shape on all four sides, and space portions (7) for manifolds are provided at both ends in the longitudinal direction, and the space portions (7) A heat exchanger in which the slit (2) is opened . 請求項１または請求項２において、
前記インナーフィン(8) の各スリット(2) が平面波形に形成され、その各スリット(2) は、その幅Ｗが、前記内部流体の流通する上流側から下流側に向かって一方の縁部から他方の縁部に次第に狭くなるように形成されたことを特徴とする熱交換器。 In claim 1 or claim 2,
Each slit (2) of the inner fin (8) is formed in a plane waveform, and each slit (2) has a width W of one edge portion from the upstream side through which the internal fluid flows toward the downstream side. A heat exchanger characterized in that the heat exchanger is formed so as to be gradually narrowed to the other edge .
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