JP5864731B2 - Fin heat exchanger - Google Patents

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Description

本発明は、フィン式熱交換器、特に車両用のフィン式熱交換器に関する。   The present invention relates to a fin type heat exchanger, and more particularly to a fin type heat exchanger for a vehicle.

熱交換器によって、ある流体の持つ熱エネルギーを他の流体に移すことができる。熱の移動とは特には熱が交換されることであって、その結果２つの流体の温度が近づき合う。第１の流体が高温で第２の流体が低温の場合、熱交換により前者が後者によって降温され、後者が前者により昇温される。第１の流体が低温で第２の流体が高温の場合、熱交換により前者が後者によって昇温され、後者が前者により降温される。熱交換器の用途は広い。車両の分野における熱交換器の用途の例として、内燃機関に供給するチャージエアを冷却するためのチャージエア冷却器や、排気ガス熱交換器や、内燃機関で生じた熱を再利用するための暖房用熱交換器が挙げられる。   A heat exchanger can transfer the thermal energy of one fluid to another fluid. The heat transfer is in particular the exchange of heat, so that the temperatures of the two fluids approach each other. When the first fluid is hot and the second fluid is cold, the former is cooled by the latter by heat exchange, and the latter is heated by the former. When the first fluid is at a low temperature and the second fluid is at a high temperature, the former is heated by the latter by heat exchange, and the latter is cooled by the former. Applications of heat exchangers are wide. Examples of applications of heat exchangers in the field of vehicles include charge air coolers for cooling charge air supplied to internal combustion engines, exhaust gas heat exchangers, and reuse of heat generated in internal combustion engines A heat exchanger for heating may be mentioned.

本発明の目的は、冒頭で述べたタイプの熱交換器の改良された、または少なくとも代替の、実施形態を提供することであって、特に製造の容易さに優れたものを提供することである。   The object of the present invention is to provide an improved, or at least alternative, embodiment of a heat exchanger of the type mentioned at the outset, in particular one which is easy to manufacture. .

この目的は、本発明によれば、独立請求項に記載の構成により達せられる。より好ましい構成は従属請求項に記載のとおりである。   This object is achieved according to the invention by the features of the independent claims. More preferred configurations are as described in the dependent claims.

本発明の基本技術思想によれば、熱交換器はフィン式熱交換器として構成される。熱交換器は複数のフィンを備え、これらのフィンは間隔を置いて積層方向に積み重なってフィン積層体を構成する。各フィンは襟部に囲まれた開口を有する。隣り合うフィンの襟部同士が結合され、結合された一連の襟部の領域が通路を形成し、このような通路からなる通路系によって第１の流体のための第１の流路が構成される。このように、フィンひいては襟部が積み重なることで、各フィンの各開口および対応する襟部を通る通路からなる通路系が構成される。フィンが積み重なることでまた、隣り合うフィン間に第２の流体のための第２の流路が構成される。つまり、積み重なったフィン間の間隔によって第２の流路が構成される。フィン式熱交換器はさらに、フィン積層体の積層方向の両端に端板を備える。つまり、端板は積層方向に関してフィン式熱交換器の相対する端部に設けられる。端板はまた、通路同士が該端板の内側で連通するように設けられる。このように構成されたフィン式熱交換器であれば、通路間の第１流体の流れ方向の転換をフィン式熱交換器内で行うことができるので、フィン式熱交換器をパイプを使用することなく構成することができる。   According to the basic technical idea of the present invention, the heat exchanger is configured as a fin-type heat exchanger. The heat exchanger includes a plurality of fins, and these fins are stacked in the stacking direction at intervals to form a fin stack. Each fin has an opening surrounded by a collar. Adjacent fin collars are joined together, a series of joined collar regions form a passage, and a passageway comprising such passages constitutes a first flow path for the first fluid. The As described above, the fins and the collar portions are stacked, thereby forming a passage system including passages passing through the openings of the fins and the corresponding collar portions. Stacking the fins also forms a second flow path for the second fluid between adjacent fins. That is, the second flow path is configured by the interval between the stacked fins. The fin heat exchanger further includes end plates at both ends in the stacking direction of the fin stack. That is, the end plate is provided at the opposite end of the fin heat exchanger in the stacking direction. The end plate is also provided so that the passages communicate with each other inside the end plate. With the fin heat exchanger configured as described above, the direction of flow of the first fluid between the passages can be changed in the fin heat exchanger, and therefore the fin heat exchanger uses a pipe. It can be configured without.

好ましくは、フィン式熱交換器の少なくとも一側面、すなわち積層方向と直交する一方向の側面において、フィンの縁部によってフィン積層体のその側の閉じた側壁を形成する。その目的で、フィンの該縁部をフィンの平面から曲げて、隣り合うフィンの縁部同士を互いに接触させる。側壁を形成する縁部は例えば対応するフィンから同一の角度で同一の方向に曲げられる。好ましくは、フィン式熱交換器の相対する２側面において、フィンの縁部によって閉じた側壁を形成する。   Preferably, at least one side surface of the fin heat exchanger, that is, a side surface in one direction orthogonal to the stacking direction, a closed side wall on that side of the fin stack is formed by the edge of the fin. For that purpose, the edge of the fin is bent from the plane of the fin, and the edges of adjacent fins are brought into contact with each other. The edges forming the side walls are bent in the same direction at the same angle from the corresponding fins, for example. Preferably, on the two opposite sides of the fin heat exchanger, closed side walls are formed by fin edges.

次のような実施形態も考えられる。フィン式熱交換器の隣り合う側面においてフィンの縁部を上述のように構成してそれら側面のそれぞれにフィン積層体の閉じた側壁を形成する。その場合隣り合う２側壁に共通の隅部において一方の壁面から他方の壁面への流通を可能にする形状に、対応するフィンつまりは縁部を形成する。フィンの縁部をこのように構成することで側壁を形成することにより、別途部品の使用や組み付けの必要がなくなる。   The following embodiments are also conceivable. The fin edges are configured as described above on adjacent side surfaces of the fin heat exchanger, and closed side walls of the fin laminate are formed on each of the side surfaces. In that case, corresponding fins, that is, edges are formed in a shape that allows the flow from one wall surface to the other wall surface at a corner common to two adjacent side walls. By forming the side wall by configuring the edge of the fin in this way, it is not necessary to separately use or assemble parts.

あるいは、次のような実施形態も考えられる。フィン式熱交換器の筐体を、積層方向と交差する該筐体の横断方向に関しては相対する側壁によって、積層方向に関しては端板によって、第２の流路を区切り、これをその周方向にトンネルのように取り囲むように構成する。筐体には、その長さ方向に第２の流路が貫通し、筐体は該長さ方向の両端に第２の流体のための入口と出口を有する。   Alternatively, the following embodiment is also conceivable. The fin type heat exchanger housing is divided by the opposite side wall with respect to the transverse direction of the housing intersecting the stacking direction, and with the end plate with respect to the stacking direction, and the second flow path is divided in the circumferential direction. It is configured to surround like a tunnel. A second flow path penetrates the casing in the length direction, and the casing has an inlet and an outlet for the second fluid at both ends in the length direction.

好ましくは、通路は第２の流路内に設けられる。これにより通路は第２の流体の流れに曝されるので、２つの流路間で通路の壁およびフィンを介して熱交換がとりわけ盛んにおこなわれる。   Preferably, the passage is provided in the second flow path. As a result, the passage is exposed to the flow of the second fluid, so that heat exchange is particularly active between the two flow paths via the passage walls and fins.

好ましくは、通路を、フィン式熱交換器の長さ方向と交差する方向に第２の流路を突っ切って配し、フィン式熱交換器の長さ方向および横断方向に並列して互いに平行に配する。これによりコンパクトな構成が実現できる。   Preferably, the passage is arranged through the second flow path in a direction intersecting with the length direction of the fin heat exchanger, and parallel to each other in parallel with the length direction and the transverse direction of the fin heat exchanger. Arrange. Thereby, a compact configuration can be realized.

さらに好ましくは、フィンの積み重ねを、互いに結合された襟部同士が当接し合うように行う。これにより、隣り合い互いに結合された襟部が互いに接触する。当接し合う襟部同士は、溶接やろう付けによって接合される。   More preferably, the fins are stacked such that the collar portions coupled to each other come into contact with each other. Thereby, the collar parts adjacent to each other are in contact with each other. The collar portions that come into contact with each other are joined by welding or brazing.

各フィンの襟部の形状および寸法は任意である。好ましくは、襟部は円錐形に形成する。これにより特にフィンの積み重ねが容易になり、隣り合う襟部つまりは開口同士の結合が容易になり、またフィン間の間隔の確保を可能にする。襟部の形状の他の例として円筒形、円錐体形、双曲線形、放物線形が挙げられる。次のような実施形態も考えられる。異なる襟部に異なる形状を与えてもよい。フィン式熱交換器の全ての襟部が同一の向きに形成される必要はない。特に１つのフィンにおいてその全ての襟部が同一の向きに該フィンから突出している必要はない。襟部はしたがって、第１の流体の流れ方向の向きかまたは第１の流体の流れ方向と反対の向きに、言い換えればフィンの積層方向の向きかまたはフィンの積層方向と反対の向きに形成されればよい。例えば、通路系のうちの隣り合う通路を形成すべく各フィン内で隣り合う襟部を、互いに反対向きに形成してもよい。襟部をこのように形成することで、例えば襟部のエッジが流れに及ぼすブレーキ作用を弱めたり強めたりすることができる。このようにして、通路を流れる第１の流体の流れ速度の調節がある程度可能になり、フィン式熱交換器内で熱交換が行われる時間の調節が可能になる。   The shape and dimensions of the collar portion of each fin are arbitrary. Preferably, the collar is conically formed. This facilitates the stacking of the fins in particular, facilitates the coupling of adjacent collar portions, that is, openings, and ensures the spacing between the fins. Other examples of the shape of the collar include a cylinder, a cone, a hyperbola, and a parabola. The following embodiments are also conceivable. Different collars may be given different shapes. It is not necessary that all the collars of the fin type heat exchanger are formed in the same direction. In particular, it is not necessary for all the collar portions of one fin to protrude from the fin in the same direction. The collar is therefore formed in the direction of the first fluid flow direction or in the opposite direction to the first fluid flow direction, in other words in the direction of fin lamination or in the direction opposite to the fin lamination direction. Just do it. For example, adjacent collars within each fin may be formed in opposite directions to form adjacent channels in the channel system. By forming the collar portion in this manner, for example, the braking action exerted on the flow by the edge of the collar portion can be weakened or strengthened. In this way, the flow rate of the first fluid flowing through the passage can be adjusted to some extent, and the time for heat exchange in the fin-type heat exchanger can be adjusted.

各襟部が対応のフィンにおいて囲む開口は必ずしも１つである必要はない。１つの襟部が対応のフィンにおいて複数の開口を囲んでいてもよい。   There is not necessarily one opening that each collar surrounds in the corresponding fin. One collar may surround a plurality of openings in the corresponding fins.

他の実施形態において、各端板に１つまたは複数の開口を設け、該開口を介して第１の流体の通路系への導入または通路系からの排出を行う。第１の流体のそのような導入または排出は、該端板において通路系のうちの２つの通路が連通している箇所で行う。好ましくは、導入部を一方の端板に、排出部をもう一方の、反対側の端板に設ける。他の実施形態として、導入と排出を同じ端板で行ってもよいし、１つの端板に複数の導入部または排出部を設けてもよい。   In another embodiment, each end plate is provided with one or more openings through which the first fluid is introduced into or discharged from the passage system. Such introduction or discharge of the first fluid takes place at the end plate where the two passages of the passage system are in communication. Preferably, the introduction portion is provided on one end plate, and the discharge portion is provided on the other end plate on the opposite side. As another embodiment, introduction and discharge may be performed with the same end plate, or a plurality of introduction portions or discharge portions may be provided on one end plate.

さらに他の実施形態によれば、フィン式熱交換器の端板を、それと隣り合うフィンと、これの開口および襟部以外の領域で接触するように設ける。ここでの接触は線接触または面接触となり、ここで端板とそれと隣り合うフィンとを結合してもよい。結合は例えば何らかの接合方法で実現される。端板とそれと隣り合うフィンとの接触によって、通路同士が連通し、かつ第１および第２の流体のための第１および第２の流路間の分離が保たれる。その目的で、端板に例えば空洞を設け、該空洞がその一端でそれと隣り合うフィンに、該フィンの開口つまりは襟部以外の領域で当接して接触するように構成する。好ましくは、端板の空洞を整列して、特には規則的に、配する。   According to still another embodiment, the end plate of the fin type heat exchanger is provided so as to be in contact with a fin adjacent to the end plate in a region other than the opening and the collar portion. The contact here is a line contact or a surface contact, and the end plate and the adjacent fins may be connected here. The coupling is realized by, for example, some joining method. The contact between the end plate and the adjacent fins allows the passages to communicate with each other and to maintain separation between the first and second flow paths for the first and second fluids. For this purpose, for example, a cavity is provided in the end plate, and the cavity is configured to come into contact with a fin adjacent to the cavity at one end thereof in contact with a region other than the opening of the fin, that is, a region other than the collar portion. Preferably, the cavities of the end plates are arranged, in particular regularly.

好ましくは、少なくとも一方の端板において、各空洞が１つの通路の出口端と他の１つの通路の入口端を連通させるように構成する。ここでは空洞が、第１の流体の通路同士を連通させる連通管を構成する。この場合各通路の入口端と出口端は第１の流体のための第１の流路によって定まり、第１の流路は端板の連通管すなわち空洞によって定まる。あるいは、各空洞が複数の通路の出口端と他の複数の通路の入口端を連通させるように構成してもよい。ここでは空洞が連通室を構成し、流路したがって先述の入口端と出口端を定める。さらに他の実施形態として、端板に１つまたは複数の連通管および１つまたは複数の連通室を設けてもよく、連通管および連通室をどのように組み合わせて設けてもよい。   Preferably, at least one end plate is configured such that each cavity communicates the outlet end of one passage and the inlet end of the other passage. Here, the cavity constitutes a communication pipe that communicates the passages of the first fluid. In this case, the inlet end and the outlet end of each passage are determined by the first flow path for the first fluid, and the first flow path is determined by the communication pipe or cavity of the end plate. Or you may comprise so that each cavity may connect the exit end of a some channel | path, and the entrance end of another some channel | path. Here, the cavity constitutes a communication chamber, and defines the flow path and thus the above-described inlet end and outlet end. As still another embodiment, the end plate may be provided with one or a plurality of communication pipes and one or a plurality of communication chambers, or any combination of the communication pipes and the communication chambers.

好ましくは、各フィンの襟部つまりは開口を、通路系の通路が互いに平行となるように形成する。そのために、例えば、フィン式熱交換器のフィンの襟部を同一の向き、または互いに反対の向きに形成する。それに加えてまたはそれに代えて、通路を第２の流体の流れ方向と交差する方向に列をなすように配する。列は互いに平行とすることができる。列を第２の流体の流れ方向沿いに並べる一方で、第２の流体の流れ方向と交差する方向に揃えて、またはずらして、配してもよい。   Preferably, the collars or openings of each fin are formed so that the passages of the passage system are parallel to each other. For this purpose, for example, the fin collars of the fin heat exchanger are formed in the same direction or in opposite directions. In addition or alternatively, the passages are arranged in rows in a direction intersecting the flow direction of the second fluid. The columns can be parallel to each other. While the rows are arranged along the flow direction of the second fluid, they may be arranged so as to be aligned or shifted in a direction intersecting with the flow direction of the second fluid.

好ましくは 少なくとも１つのスリーブを、襟部が形成する通路の少なくとも１つに挿通する。スリーブはフィン同士の例えばろう付けによる接合を可能にする。スリーブはまたその支持機能により、フィン式熱交換器の安定性を高める。   Preferably, at least one sleeve is inserted through at least one of the passages formed by the collar. The sleeve allows the fins to be joined together, for example by brazing. The sleeve also increases the stability of the finned heat exchanger due to its support function.

フィン式熱交換器の稼働時の熱的条件および要求される熱交換能力を考慮し、好ましくは、フィン式熱交換器のフィンおよび端板は、適切な熱伝導率を有しつつ熱抵抗のある材料で製造する。特に好ましいのは例えばアルミニウム、ブリキ、ニッケル合金、アルミニウム合金などの金属または合金である。各フィン並びにそれに属する襟部および開口、ひいてはフィン式熱交換器、の特に簡便で安価な製造方法として、プレス成型（パンチング）およびバルジ成形（ハイドロフォーミング）が考えられる。このような製造方法は特に、一続きの材料、特に金属または合金、から個々のフィンを作成するのに好ましい。各フィンの襟部は打ち出し成型で作製することができる。   Considering the thermal conditions of the fin heat exchanger during operation and the required heat exchange capacity, it is preferable that the fins and end plates of the fin heat exchanger have a thermal resistance while having an appropriate thermal conductivity. Manufactured with a certain material. Particularly preferred are metals or alloys such as, for example, aluminum, tinplate, nickel alloys, aluminum alloys. Press molding (punching) and bulge molding (hydroforming) are conceivable as a particularly simple and inexpensive manufacturing method for each fin and the collar and opening belonging to the fin and the fin heat exchanger. Such a manufacturing method is particularly preferred for making individual fins from a series of materials, in particular metals or alloys. The collar of each fin can be made by stamping.

フィン式熱交換器の各フィンの開口の形状および寸法は任意である。好ましくは各開口を、対応する１つの襟部によってその全周が囲まれる丸い形状に形成する。開口はその他にも楕円形や長円形であってもいいし、角（コーナー）を有する形状であってもよい。   The shape and size of the opening of each fin of the fin heat exchanger are arbitrary. Preferably, each opening is formed in a round shape whose entire circumference is surrounded by a corresponding collar. In addition, the opening may be oval or oval, or may have a shape having corners.

本発明のフィン式熱交換器は組立が容易であり、サイズの変更も容易である。フィン式熱交換器のサイズを変更するには、それに設けるフィンの数を変えるだけでよい。すなわち、様々な寸法のパイプなどを別途部品として製造する必要がない。このため、本発明のフィン式熱交換器は応用範囲が広い。用途の例として、排気ガス用熱交換器、蒸発器、排気ガス再循環冷却器、チャージエア冷却器、凝縮器、暖房用熱交換器、廃熱利用装置、などが挙げられる。   The fin heat exchanger of the present invention is easy to assemble and can be easily changed in size. To change the size of the fin-type heat exchanger, it is only necessary to change the number of fins provided on it. That is, it is not necessary to manufacture pipes with various dimensions as separate parts. For this reason, the fin type heat exchanger of the present invention has a wide range of applications. Examples of applications include a heat exchanger for exhaust gas, an evaporator, an exhaust gas recirculation cooler, a charge air cooler, a condenser, a heat exchanger for heating, a waste heat utilization device, and the like.

本発明の他の重要な特徴や効果は、従属請求項、図面、および図面に基づいた本明細書内の記載の該当箇所から理解されるとおりである。   Other important features and advantages of the present invention will be understood from the dependent claims, the drawings, and the corresponding portions of the present description based on the drawings.

上に述べた、また下にこれから述べるいずれの特徴も、具体的に言及されている組み合わせ以外のどのような組み合わせでも、あるいは単独でも、本発明の範囲を逸脱しない限り実施可能である。   Any of the features described above and below may be implemented in any combination other than those specifically mentioned, or alone, without departing from the scope of the present invention.

本発明に係るフィン式熱交換器の部分側面図。The partial side view of the fin type heat exchanger which concerns on this invention. 本発明に係るフィン式熱交換器の縦断面図。The longitudinal section of the fin type heat exchanger concerning the present invention. 本発明の一実施形態によるフィン式熱交換器の斜視図。The perspective view of the fin type heat exchanger by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるフィン式熱交換器の斜視図。The perspective view of the fin type heat exchanger by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるフィン式熱交換器の部分縦断面図。The fragmentary longitudinal cross-sectional view of the fin type heat exchanger by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるフィン式熱交換器の部分縦断面図。The fragmentary longitudinal cross-sectional view of the fin type heat exchanger by one Embodiment of this invention.

本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら以下に詳細に説明する。同一、類似、または機能上同等の部材は同一の参照符号で示す。   Preferred embodiments of the present invention are described in detail below with reference to the drawings. Identical, similar or functionally equivalent members are denoted by the same reference numerals.

図面は全て模式図であり、各図の内容は次のとおりである。図１は本発明に係るフィン式熱交換器の部分側面図である。図２は本発明に係るフィン式熱交換器の縦断面図である。図３は本発明の一実施形態によるフィン式熱交換器の斜視図である。図４は本発明の一実施形態によるフィン式熱交換器の斜視図である。図５は本発明の一実施形態によるフィン式熱交換器の部分縦断面図である。図６は本発明の一実施形態によるフィン式熱交換器の部分縦断面図である。   The drawings are all schematic diagrams, and the contents of each drawing are as follows. FIG. 1 is a partial side view of a fin heat exchanger according to the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the fin heat exchanger according to the present invention. FIG. 3 is a perspective view of a fin type heat exchanger according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a perspective view of a fin-type heat exchanger according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a partial longitudinal sectional view of a fin heat exchanger according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a partial longitudinal sectional view of a fin type heat exchanger according to an embodiment of the present invention.

図１〜図６に本発明に係るフィン式熱交換器１を示す。フィン式熱交換器１は、積層方向５に積み重なった複数のフィン２を備えている。各フィン２は襟部３に囲まれた開口４を有する。積み重なったフィン２同士は所定の間隔で隣り合っている。隣り合うフィン２の襟部３同士が積層方向５に結合されている。この結合により、積層方向５に隣り合う一連の襟部３が通路６を形成し、合わせて通路系７を構成している。通路系７の通路６により、第１の流体のための第１の流路が形成される。また、隣り合うフィン２および襟部３間に間隔がある結果、隣り合うフィン２間に、第２の流体のための第２の流路が形成される。さらに、図２〜図４に示すように、フィン式熱交換器１は２枚の端板１０を備え、これによって複数の通路６が連通する（流体的に互いに接続される）。   1 to 6 show a fin heat exchanger 1 according to the present invention. The fin heat exchanger 1 includes a plurality of fins 2 stacked in the stacking direction 5. Each fin 2 has an opening 4 surrounded by a collar 3. The stacked fins 2 are adjacent to each other at a predetermined interval. Collar portions 3 of adjacent fins 2 are joined in the stacking direction 5. By this combination, a series of collar portions 3 adjacent to each other in the stacking direction 5 form a passage 6, and together, a passage system 7 is configured. A passage 6 of the passage system 7 forms a first flow path for the first fluid. Further, as a result of the gap between the adjacent fins 2 and the collar 3, a second flow path for the second fluid is formed between the adjacent fins 2. Furthermore, as shown in FIGS. 2 to 4, the fin heat exchanger 1 includes two end plates 10, and thereby a plurality of passages 6 communicate with each other (fluidly connected to each other).

図１に示す実施形態において、各フィン２の襟部３は円錐形に形成されている。また、各フィン２の襟部３は全て同一の寸法で同一の向きに形成されている。すなわち、全ての襟部３が対応するフィン２から積層方向５に突出している。各フィン２の相対する縁部１１は該フィン２から積層方向５に曲げられている。これにより、隣り合うフィン２の、積層方向５に隣り合う縁部１１同士が互いに面接触する。ここでの縁部１１の曲げ角度によって、隣り合うフィン２間の距離が決まる。全ての縁部１１を同一の寸法かつ同一形状とし、さらに積層方向５に隣り合う縁部１１の、対応するフィン２の両端における角度を同一にすることにより、隣り合うフィン２間の距離が一定となる。この距離を介して、円錐形の各襟部３がそれと積層方向５に隣り合うフィン２の開口４つまりは襟部３に嵌り込む。このようにして通路系７の各通路６が互いに平行に、かつ積層方向５に平行に、形成される。各フィン２の積層方向５方向に隣り合う縁部１１同士が面接触することにより、フィン積層体の対応する側面に閉じた側壁１２が形成される。ここで互いに面接触している縁部１１同士は、それぞれの接触面上で接合箇所１４にて接合される。   In the embodiment shown in FIG. 1, the collar portion 3 of each fin 2 is formed in a conical shape. Further, the collar portions 3 of the fins 2 are all formed in the same direction with the same dimensions. That is, all the collar portions 3 protrude from the corresponding fins 2 in the stacking direction 5. Opposing edges 11 of each fin 2 are bent from the fin 2 in the stacking direction 5. Thereby, the edge parts 11 adjacent to each other in the stacking direction 5 of the adjacent fins 2 are in surface contact with each other. The distance between the adjacent fins 2 is determined by the bending angle of the edge 11 here. The distance between the adjacent fins 2 is constant by making all the edge portions 11 the same size and the same shape, and further making the angles of both ends of the corresponding fins 2 adjacent to each other in the stacking direction 5 the same. It becomes. Through this distance, each conical collar portion 3 fits into the opening 4 of the fin 2 adjacent to it in the laminating direction 5, that is, the collar portion 3. In this way, the passages 6 of the passage system 7 are formed in parallel to each other and in parallel to the stacking direction 5. When the edge portions 11 adjacent to each other in the stacking direction 5 of the fins 2 are in surface contact with each other, the closed side walls 12 are formed on the corresponding side surfaces of the fin stack. Here, the edge portions 11 that are in surface contact with each other are joined at the joint location 14 on each contact surface.

図２に示すフィン式熱交換器１において、各フィン２の襟部３は円錐形に形成されている。襟部３同士が互いに結合されて互いに接触し、その結果生じた接触面上でそれらが接合箇所１４にて接合されることによって、フィン２の積み重ねが実現される。本実施形態のフィン式熱交換器１においては、端板１０に空洞１５が設けられている。各空洞１５は寸法と形状が同一で、やはり寸法と形状が同一である分離部１６によって互いから分離されている。一方の端板１０、すなわちフィン式熱交換器１の積層方向５上側に設けられる方、において、積層方向５と直交する方向に隣り合う２つの通路６同士が対応する空洞１５を介して連通する一方で、そのように空洞１５を介して連通する２つの通路６のそれぞれと、そのさらに方向１７の先に隣り合う通路６とが、対応する各分離部１６によって分離される。このように、端板１０の空洞１５は連通管を構成する。あとで言及した方の通路６のペア、すなわち上側端板１０の分離部１６によって互いから分離された２つの通路６、同士の連通は、積層方向５に関して反対側、すなわち下側の端板１０の空洞１５を介して実現する。下側の端板１０には、上側の端板１０におけると同一の形状および寸法の空洞１５と分離部１６が設けられている。ただし、上側端板１０の空洞１５と下側端板１０の空洞１５とは、方向１７沿いの空洞１５の幅の半分だけ位置をずらしてある。各端板１０は分離部１６において、それと隣り合うフィン２と、これの平坦部分、すなわち襟部３と開口４を除いた領域、において接触する。ここで各端板１０においては、隣り合う分離部１６同士の間隔を、方向１７に隣り合う２つの通路６同士の間隔の２倍としている。各端板１０はまた分離部１６において、それと隣り合うフィン２と面接触する。この面接触領域において、各端板１０は対応するフィン２に接合箇所１４にて接合されている。   In the fin heat exchanger 1 shown in FIG. 2, the collar portion 3 of each fin 2 is formed in a conical shape. The collars 3 are connected to each other and come into contact with each other, and they are joined at the joints 14 on the resulting contact surfaces, whereby the stacking of the fins 2 is realized. In the fin heat exchanger 1 of the present embodiment, the end plate 10 is provided with a cavity 15. Each cavity 15 has the same size and shape, and is separated from each other by a separation portion 16 that is also the same size and shape. In one end plate 10, that is, on the side provided on the upper side of the stacking direction 5 of the fin heat exchanger 1, two passages 6 adjacent to each other in a direction orthogonal to the stacking direction 5 communicate with each other through corresponding cavities 15. On the other hand, each of the two passages 6 communicating with each other through the cavity 15 and the passage 6 adjacent to the tip in the direction 17 are separated by the corresponding separation portions 16. Thus, the cavity 15 of the end plate 10 constitutes a communication pipe. The communication between the pair of passages 6 mentioned later, that is, the two passages 6 separated from each other by the separation portion 16 of the upper end plate 10 is opposite to the lower end plate 10 with respect to the stacking direction 5. This is realized through the cavity 15. The lower end plate 10 is provided with a cavity 15 and a separating portion 16 having the same shape and size as those of the upper end plate 10. However, the positions of the cavity 15 of the upper end plate 10 and the cavity 15 of the lower end plate 10 are shifted by half the width of the cavity 15 along the direction 17. Each end plate 10 is in contact with the fin 2 adjacent to the end plate 10 in the separation portion 16 in a flat portion thereof, that is, in a region excluding the collar portion 3 and the opening 4. Here, in each end plate 10, the interval between the adjacent separating portions 16 is twice the interval between the two passages 6 adjacent in the direction 17. Each end plate 10 is also in surface contact with the fin 2 adjacent to the end plate 10 at the separation portion 16. In this surface contact region, each end plate 10 is joined to the corresponding fin 2 at a joint location 14.

図３および図４に示すフィン式熱交換器１において、積層方向５に関して上側の端板１０に開口１８が設けられる。この開口１８によって、パイプ１９を介して第１の流体を通路系８へ導入したりそこから排出したりすることが可能になる。この端板１０の開口１８は該端板１０の空洞１５のうちの一つに設けられる。その一つとは、フィン式熱交換器１において積層方向５と交差する一方向２１に関して一番外側の通路列２２に属する通路６同士を積層方向５と交差する他の方向２０に連通させる空洞１５である。この空洞１５はしたがって連通室を構成する。図３に示された実施形態のフィン式熱交換器１と図４に示された実施形態のそれとでは、上側端板１０における空洞の構成が異なっている。   In the fin heat exchanger 1 shown in FIGS. 3 and 4, an opening 18 is provided in the upper end plate 10 in the stacking direction 5. This opening 18 allows the first fluid to be introduced into and discharged from the passage system 8 via the pipe 19. The opening 18 of the end plate 10 is provided in one of the cavities 15 of the end plate 10. One of them is a cavity 15 that connects the passages 6 belonging to the outermost passage row 22 with respect to one direction 21 intersecting the stacking direction 5 in the fin heat exchanger 1 to another direction 20 intersecting the stacking direction 5. It is. This cavity 15 thus constitutes a communication chamber. The fin type heat exchanger 1 of the embodiment shown in FIG. 3 is different from that of the embodiment shown in FIG. 4 in the configuration of the cavity in the upper end plate 10.

図３に示すフィン式熱交換器１の上側端板１０においては、各空洞１５を介して連通するのは、方向２１に隣り合う２つの通路６同士である。これら空洞１５同士の間に、この端板１０は分離部１６を有しているため、方向２０に隣り合う２つの通路６同士は連通しない。このように、これらの空洞１５は連通管を構成する。   In the upper end plate 10 of the fin heat exchanger 1 shown in FIG. 3, the two passages 6 adjacent to each other in the direction 21 communicate with each other through the cavities 15. Since the end plate 10 has the separation portion 16 between the cavities 15, the two passages 6 adjacent in the direction 20 do not communicate with each other. Thus, these cavities 15 constitute a communication pipe.

図４に示すフィン式熱交換器１の上側端板１０においては、各空洞１５が、フィン式熱交換器１の方向２０沿いの長さに相当する長さと、方向２１に隣り合う２つの通路６の間隔に相当する幅を有する。このような各空洞１５を介して連通するのは、方向２１に隣り合う、方向２０沿いの２列の通路列２２同士である。このように、これらの空洞１５は連通管を構成する。   In the upper end plate 10 of the fin type heat exchanger 1 shown in FIG. 4, each cavity 15 has a length corresponding to the length along the direction 20 of the fin type heat exchanger 1 and two passages adjacent to the direction 21. It has a width corresponding to an interval of 6. The two rows of passage rows 22 along the direction 20 that are adjacent to each other in the direction 21 communicate with each other through the cavities 15. Thus, these cavities 15 constitute a communication pipe.

図３および図４に示すように、フィン式熱交換器１の筐体２５が、積層方向５と交差するその横断方向２０に関しては相対する側壁１２によって、積層方向５方向に関しては上下の端板１０によって、第２の流路９を区切っている。筐体２５にはその長さ方向２１に第２の流路９が貫通し、筐体２５は該方向の両端に第２の流体のための入口２６と出口２７を有する。   As shown in FIGS. 3 and 4, the casing 25 of the fin-type heat exchanger 1 has upper and lower end plates in the stacking direction 5 by the opposite side walls 12 in the transverse direction 20 intersecting the stacking direction 5. 10 divides the second flow path 9. The second flow path 9 penetrates the casing 25 in the length direction 21, and the casing 25 has an inlet 26 and an outlet 27 for the second fluid at both ends in the direction.

フィン式熱交換器１において、通路６は筐体２５内、かつ第２の流路９内に配される。通路６はまたフィン式熱交換器１つまりは筐体２５の長さ方向２１と交差する方向に、第２の流路９を突っ切って配される。ここで通路６はフィン式熱交換器１つまりは筐体２５の長さ方向２１および横断方向２０に並列して、互いに平行に配される。   In the fin heat exchanger 1, the passage 6 is disposed in the housing 25 and in the second flow path 9. The passage 6 is also disposed through the second flow path 9 in a direction intersecting the length direction 21 of the fin heat exchanger 1, that is, the casing 25. Here, the passages 6 are arranged in parallel to each other in parallel with the length direction 21 and the transverse direction 20 of the fin heat exchanger 1, that is, the casing 25.

図３および図４においては、通路６を単純化して示してあるが、これらの実施形態においても、襟部３を図１、図２および図５、図６に示すように構成してもよい。   3 and 4, the passage 6 is shown in a simplified manner, but in these embodiments, the collar portion 3 may be configured as shown in FIGS. 1, 2, 5, and 6. .

図５にフィン式熱交換器１の一構成例におけるフィン積層体の一部を示す。ここでは、各通路６にそれと同軸にかつ接触してスリーブ２３が設けられている。各スリーブ２３はその接触箇所において対応する通路６に接合されている。スリーブ２３は特にフィン２同士の接合と、フィン式熱交換器１の安定化に寄与するが、スリーブ２３のない構成が好ましい。   FIG. 5 shows a part of the fin laminate in one configuration example of the fin heat exchanger 1. Here, each passage 6 is provided with a sleeve 23 coaxially and in contact therewith. Each sleeve 23 is joined to the corresponding passage 6 at the contact point. The sleeve 23 contributes particularly to the joining of the fins 2 and the stabilization of the fin heat exchanger 1, but a configuration without the sleeve 23 is preferable.

図６にフィン式熱交換器１の他の構成例における積み重なったフィン２の一部を示す。ここでは全ての襟部３が円錐形に形成されている。さらに、各フィン２において、方向１７に隣り合う２つの襟部３が反対向きに形成されている。つまり襟部３は、ある襟部３が対応するフィン２から積層方向５の向きに突出していれば、それと方向１７に隣り合う襟部３は対応するフィン２から積層方向５と反対の向きに突出するように構成される。この場合フィン積層体の襟部３は、同一の通路６に属する襟部３が全て同一の向き、すなわち積層方向５の向きまたはそれと反対の向き、に対応するフィン２から突出するように構成される。こうすることで、特に襟部３のエッジ２４により、また通路６内の流れ方向あるいは流路８の適切な選択により、第１の流体の流速、流れ抵抗、および熱交換率を調節することができる。   FIG. 6 shows a part of the stacked fins 2 in another configuration example of the fin heat exchanger 1. Here, all the collar portions 3 are formed in a conical shape. Further, in each fin 2, two collar portions 3 adjacent in the direction 17 are formed in opposite directions. That is, if a collar 3 protrudes in the direction of the stacking direction 5 from the corresponding fin 2, the collar 3 adjacent to the direction 17 in the direction 17 is opposite to the stacking direction 5 from the corresponding fin 2. Configured to protrude. In this case, the collar portions 3 of the fin laminate are configured such that all the collar portions 3 belonging to the same passage 6 protrude from the fins 2 corresponding to the same direction, that is, the direction of the lamination direction 5 or the opposite direction. The In this way, the flow rate, flow resistance and heat exchange rate of the first fluid can be adjusted, in particular by the edge 24 of the collar 3 and by appropriate selection of the flow direction in the passage 6 or the flow path 8. it can.

１ フィン式熱交換器
２ フィン
３ 襟部
４ 開口
５ 積層方向
６ 通路
７ 通路系
８ 第１の流路
９ 第２の流路
１０ 端板
１１ 縁部
１２ 側壁
１３ 接触面
１４ 接合箇所
１５ 空洞
１６ 分離部
１７ 方向
１８ 開口
１９ パイプ
２０ 横断方向
２１ 長さ方向
２２ 通路列
２３ スリーブ
２４ エッジ
２５ 筐体
２６ 入口
２７ 出口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fin-type heat exchanger 2 Fin 3 Collar part 4 Opening 5 Lamination direction 6 Passage 7 Passage system 8 1st flow path 9 2nd flow path 10 End plate 11 Edge 12 Side wall 13 Contact surface 14 Joint location 15 Cavity 16 Separating part 17 direction 18 opening 19 pipe 20 transverse direction 21 length direction 22 passage line 23 sleeve 24 edge 25 housing 26 inlet 27 outlet

Claims (13)

複数のフィン（２）を備え、該複数のフィン（２）が間隔を置いて積層方向（５）に積み重ねられてフィン積層体を形成し、
各前記フィン（２）が複数のそれぞれが襟部（３）に囲まれた開口（４）を有し、
隣り合う前記フィン（２）の前記襟部（３）同士が結合されて通路（６）を形成し、該通路（６）からなる通路系（７）が第１の流体のための第１の流路（８）を構成し、
隣り合う前記フィン（２）間の間隔が第２の流体のための第２の流路（９）を構成し、
端板（１０）を前記フィン積層体の前記積層方向（５）の両端に備え、
前記通路（６）同士が前記端板（１０）の内側で連通し、
前記襟部（３）はそれぞれ、複数の前記開口（４）を囲み、
少なくとも１つのスリーブ（２３）が、前記襟部（３）が形成する前記通路（６）の少なくとも１つに挿通され、該通路（６）を覆っており、
各前記フィン（２）において前記襟部（３）は前記第２の流体の流れ方向（９）と交差する方向に列をなして配されるとともに、前記第２の流体の該流れ方向（９）に隣り合う前記襟部（３）同士は前記第２の流体の該流れ方向（９）と交差する方向にずらして配される、
ことを特徴とするフィン式熱交換器（１）。 Comprising a plurality of fins (2), the plurality of fins (2) being stacked at an interval in the laminating direction (5) to form a fin laminate;
Each said fin (2) has an opening (4) each surrounded by a collar (3);
The collar portions (3) of the adjacent fins (2) are joined to form a passage (6), and a passage system (7) comprising the passage (6) is a first fluid for the first fluid. Constituting the flow path (8),
The spacing between adjacent fins (2) constitutes a second flow path (9) for the second fluid;
End plates (10) are provided at both ends of the lamination direction (5) of the fin laminate,
The passages (6) communicate with each other inside the end plate (10),
The collar (3), respectively, enclose a plurality of said openings (4),
At least one sleeve (23) is inserted through and covers at least one of the passages (6) formed by the collar (3);
In each fin (2), the collar (3) is arranged in a row in a direction intersecting the flow direction (9) of the second fluid, and the flow direction (9) of the second fluid. The collar portions (3) adjacent to each other) are shifted in the direction intersecting the flow direction (9) of the second fluid,
A fin-type heat exchanger (1). 請求項１に記載のフィン式熱交換器において、
前記フィン（２）の縁部（１１）が、前記フィン式熱交換器（１）の少なくとも一側面で前記フィン積層体の側壁（１２）を形成するように構成されている。 The fin type heat exchanger according to claim 1,
An edge (11) of the fin (2) is configured to form a side wall (12) of the fin laminate on at least one side of the fin heat exchanger (1). 請求項２に記載のフィン式熱交換器において、
前記フィン式熱交換器（１）の筐体（２５）が、
前記積層方向（５）と交差する該筐体（２５）の横断方向（２０）に関しては相対する側壁（１２）によって、
前記積層方向（５）に関しては前記端板（１０）によって
前記第２の流路（９）をその周方向に取り囲むように構成され、
該筐体（２５）には、その長さ方向（２１）に前記第２の流路（９）が貫通し、該筐体（２５）は該長さ方向（２１）の両端に第２の流体のための入口（２６）と出口（２７）を有する。 The fin type heat exchanger according to claim 2,
The housing (25) of the fin heat exchanger (1)
With respect to the transverse direction (20) of the housing (25) intersecting the stacking direction (5), by the opposite side walls (12),
Regarding the stacking direction (5), the end plate (10) is configured to surround the second flow path (9) in its circumferential direction,
The casing (25) is penetrated by the second flow path (9) in the length direction (21), and the casing (25) is connected to the second direction at both ends of the length direction (21). It has an inlet (26) and an outlet (27) for fluid. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載のフィン式熱交換器において、
前記通路（６）は前記第２の流路（９）内に設けられる。 In the fin type heat exchanger according to any one of claims 1 to 3,
The passage (6) is provided in the second flow path (9). 請求項４に記載のフィン式熱交換器において、
前記通路（６）は、前記フィン式熱交換器（１）の前記長さ方向（２１）と交差する方向に前記第２の流路（９）を突っ切って配され、また前記フィン式熱交換器（１）の前記長さ方向（２１）と前記横断方向（２０）とに並列して互いに平行に配される。 The fin type heat exchanger according to claim 4,
The passage (6) is arranged to cut through the second flow path (9) in a direction intersecting with the length direction (21) of the fin heat exchanger (1), and the fin heat exchange. The container (1) is arranged in parallel with each other in parallel in the length direction (21) and the transverse direction (20). 請求項１〜請求項５のいずれかに記載のフィン式熱交換器において、
前記フィン（２）の前記襟部（３）は円錐台形に形成される。 In the fin type heat exchanger according to any one of claims 1 to 5,
The collar (3) of the fin (2) is formed in a truncated cone shape. 請求項１〜請求項６のいずれかに記載のフィン式熱交換器において、
前記フィン（２）の前記襟部（３）は前記第１の流体の流れ方向の向きに、または前記第１の流体の流れ方向と反対の向きに、対応する前記フィン（２）から突出して形成される。 In the fin type heat exchanger according to any one of claims 1 to 6,
The collar (3) of the fin (2) protrudes from the corresponding fin (2) in the direction of the flow direction of the first fluid or in the direction opposite to the flow direction of the first fluid. It is formed. 請求項１〜請求項７のいずれかに記載のフィン式熱交換器において、
各前記端板（１０）が少なくとも１つの開口（１８）を有し、該開口（１８）を介して前記第１の流体の前記通路系（７）への導入または前記通路系（７）からの排出を行う。 In the fin type heat exchanger according to any one of claims 1 to 7,
Each end plate (10) has at least one opening (18) through which the first fluid is introduced into or from the passage system (7). Discharge. 請求項１〜請求項８のいずれかに記載のフィン式熱交換器において、
各前記端板（１０）はそれと隣り合う前記フィン（２）と、前記開口（４）および前記襟部（３）以外の領域で接触し、
該接触によって前記通路（６）同士が連通し、
該接触によって前記第１および第２の流体のための前記第１および第２の流路（８、９）間の分離が保たれる。 In the fin type heat exchanger according to any one of claims 1 to 8,
Each of the end plates (10) is in contact with the fin (2) adjacent thereto, in an area other than the opening (4) and the collar (3),
By the contact, the passages (6) communicate with each other,
The contact maintains a separation between the first and second flow paths (8, 9) for the first and second fluids. 請求項９に記載のフィン式熱交換器において、
各前記端板（１０）とそれと隣り合う前記フィン（２）とは線接触または面接触し、
該接触箇所にて各前記端板（１０）がそれと隣り合う前記フィン（２）に固定される。 The fin type heat exchanger according to claim 9,
Each end plate (10) and the adjacent fin (2) are in line contact or surface contact,
Each said end plate (10) is fixed to the said fin (2) adjacent to it in this contact location. 請求項１〜請求項１０のいずれかに記載のフィン式熱交換器において、
各前記端板（１０）が空洞（１５）を備え、該空洞（１５）を介して前記通路（６）同士が前記端板（１０）の内側で連通する。 In the fin type heat exchanger according to any one of claims 1 to 10,
Each of the end plates (10) includes a cavity (15), and the passages (6) communicate with each other inside the end plate (10) through the cavity (15). 請求項１１に記載のフィン式熱交換器において、
少なくとも一方の前記端板（１０）の前記空洞（１５）が連通管を構成し、該連通管を介して１つの前記通路（６）の出口端と他の１つの前記通路（６）の入口端が連通する、または
少なくとも一方の前記端板（１０）の前記空洞（１５）が連通室を構成し、該連通室を介して複数の前記通路（６）の出口端と他の複数の前記通路（６）の入口端が連通する。 The fin type heat exchanger according to claim 11,
The cavity (15) of at least one of the end plates (10) forms a communication pipe, and an outlet end of one of the passages (6) and an inlet of the other one of the passages (6) through the communication pipe An end communicates with each other, or the cavity (15) of at least one of the end plates (10) forms a communication chamber, and through the communication chamber, an outlet end of a plurality of the passages (6) and another plurality of the above-mentioned The entrance end of the passage (6) communicates. 請求項１〜請求項１２のいずれかに記載のフィン式熱交換器において、In the fin type heat exchanger according to any one of claims 1 to 12,
互いに結合された前記襟部（３）同士は互いに当接しているかまたは接合箇所（１４）にて互いに接合されている。The collar portions (3) joined to each other are in contact with each other or are joined to each other at the joining location (14).
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