JP4813288B2

JP4813288B2 - 熱交換器

Info

Publication number: JP4813288B2
Application number: JP2006217192A
Authority: JP
Inventors: 秀孝新長; 謙柳川; 哲佐久間; 公昭中野
Original assignee: T Rad Co Ltd
Current assignee: T Rad Co Ltd
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2006-08-09
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2026-08-09
Also published as: JP2008039337A

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。

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。

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。

特表平４−５０５０４６号公報特開平６−７４６７８号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の第１実施例の熱交換器の分解斜視図。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。本発明の第２実施例の熱交換器の分解斜視図。本発明の第３実施例の熱交換器の分解斜視図。本発明の第４実施例の熱交換器の分解斜視図。

符号の説明

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

Claims

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。
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。
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。