JPS62266391A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JPS62266391A JPS62266391A JP10716686A JP10716686A JPS62266391A JP S62266391 A JPS62266391 A JP S62266391A JP 10716686 A JP10716686 A JP 10716686A JP 10716686 A JP10716686 A JP 10716686A JP S62266391 A JPS62266391 A JP S62266391A
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- louver
- louvers
- cooling
- cooling air
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- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 abstract description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
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Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、熱媒体を流通させる伝熱管と、伝熱管に略直
交する冷却板とを組合せた熱交換器に関するものである
。
交する冷却板とを組合せた熱交換器に関するものである
。
(従来技術及びその問題点)
この種の熱交換器において、従来から第8図に示す先行
技術が知られている(特開昭61−41893号)。
技術が知られている(特開昭61−41893号)。
第8図中で、10は伝熱管であり、伝熱管10は冷DI
112を貫通している。冷¥Jl板12には矢〔11A
で示す冷!、11風の流れ方向を制御して、伝熱管10
の後側部分に発生する死水域14を小さくするフィン1
6が形成されている。
112を貫通している。冷¥Jl板12には矢〔11A
で示す冷!、11風の流れ方向を制御して、伝熱管10
の後側部分に発生する死水域14を小さくするフィン1
6が形成されている。
しかしながら、この従来例ではフィン16が平板状であ
るために、フィン16による冷却促進効果が不十分であ
り、死水F!i14の減少についても改善の余地がある
。
るために、フィン16による冷却促進効果が不十分であ
り、死水F!i14の減少についても改善の余地がある
。
(発明の目的)
本発明は、前項のような問題を解消して、冷却能力を一
層向上させた熱交換器を提供することを目的としている
。
層向上させた熱交換器を提供することを目的としている
。
(発明の構成)
(1)技術的手段
本発明は、熱媒体が流通する伝熱管に略直交する冷却板
を組合せた熱交換器において、冷nl板の表面に沿って
流れる冷却風が、伝熱管の表面に沿って湾曲して流れる
ように案内する平面形状が略扇形のルーパーを、冷yJ
]根に複数個設けたことを特徴とする熱交換器である。
を組合せた熱交換器において、冷nl板の表面に沿って
流れる冷却風が、伝熱管の表面に沿って湾曲して流れる
ように案内する平面形状が略扇形のルーパーを、冷yJ
]根に複数個設けたことを特徴とする熱交換器である。
(2)作用
ルーパーで冷却風が伝熱管の表面に沿って湾曲するよう
に案内するので、冷却風の抵抗が減少し、伝熱管の後側
部分での冷u1効率が向上する。
に案内するので、冷却風の抵抗が減少し、伝熱管の後側
部分での冷u1効率が向上する。
ルーパーの平面形状が略扇形であるので、ルーパーによ
る冷却促進効果が増大する。
る冷却促進効果が増大する。
(実施例)
本発明を採用した過給機付ディーゼルエンジンのインタ
ークーラー用の熱交換器を示す第1図(平面図)で20
は冷却管(伝熱管)である。この冷部1管20には熱媒
体として冷水が紙面の直角方向に流れるようになってい
る。冷却管20は互いに隣接する冷却管20同志が、略
正3角形軌跡を描くような所謂千鳥配置で複数本配列さ
れている。
ークーラー用の熱交換器を示す第1図(平面図)で20
は冷却管(伝熱管)である。この冷部1管20には熱媒
体として冷水が紙面の直角方向に流れるようになってい
る。冷却管20は互いに隣接する冷却管20同志が、略
正3角形軌跡を描くような所謂千鳥配置で複数本配列さ
れている。
冷7JI管20は冷却板22に対して略直交するように
冷却板22を貫通しており、冷却板22には切り起しプ
レス加工で詳しくは後述する断面形状が略門形をなすル
ーパー24〜34が複数箇所に形成されている。なお、
冷nl板22は冷部管20の軸方向に所定の間隔を隔て
て複数枚設けられている。
冷却板22を貫通しており、冷却板22には切り起しプ
レス加工で詳しくは後述する断面形状が略門形をなすル
ーパー24〜34が複数箇所に形成されている。なお、
冷nl板22は冷部管20の軸方向に所定の間隔を隔て
て複数枚設けられている。
第2図に示すように、ルーパー24は矢印Aに沿って流
れて来る吸気(冷却1it)を真直ぐに案内するように
平面形状が路長方形をなしている。ルーパー24の下流
にはルーパー26が配置されており、ルーパー26はル
ーパー24を通過した吸気を冷却管20の表面に沿って
湾曲させるように案内する略扇形の平面形状に形成され
ている。ルーパー26の扇形は矢印Aの下流側に向かっ
て開いた扇形であり、ルーパー26の出口側での吸気の
流速が遅くなり、B1のように吸気が流れる幅を広くす
る機能を有している。
れて来る吸気(冷却1it)を真直ぐに案内するように
平面形状が路長方形をなしている。ルーパー24の下流
にはルーパー26が配置されており、ルーパー26はル
ーパー24を通過した吸気を冷却管20の表面に沿って
湾曲させるように案内する略扇形の平面形状に形成され
ている。ルーパー26の扇形は矢印Aの下流側に向かっ
て開いた扇形であり、ルーパー26の出口側での吸気の
流速が遅くなり、B1のように吸気が流れる幅を広くす
る機能を有している。
ルーパー26の下流側にはルーバー28が配置されてお
り、ルーパー28は反対に上流側に向かって開いた扇形
に形成されている。したがって、ルーパー28の出口側
での吸気の流速が速くなり、B2のように吸気が流れる
幅を狭くするようになっている。
り、ルーパー28は反対に上流側に向かって開いた扇形
に形成されている。したがって、ルーパー28の出口側
での吸気の流速が速くなり、B2のように吸気が流れる
幅を狭くするようになっている。
ルーパー28の下流側には吸気を真直ぐに案内するルー
パー30が配置されている。ルーパー30の更に下流に
は吸気を冷f、Il管20に近付けるような姿勢でルー
パー32が配置されており、ルーパー32は下流側に向
かって開いた扇形である。
パー30が配置されている。ルーパー30の更に下流に
は吸気を冷f、Il管20に近付けるような姿勢でルー
パー32が配置されており、ルーパー32は下流側に向
かって開いた扇形である。
ルーパー32は出口側での吸気の流速が遅くなり、B3
のように吸気が流れる幅を広くする機能を備えている。
のように吸気が流れる幅を広くする機能を備えている。
このB3が広くなることと、ルーパー32の側面36で
吸気が冷却管20側へ案内されることで吸気の流れは冷
却管20の後側部分にも近付くようになっている。
吸気が冷却管20側へ案内されることで吸気の流れは冷
却管20の後側部分にも近付くようになっている。
ルーパー32の下流に配置されたルーパー34は反対に
上流側に向かって開いた扇形をなしている。
上流側に向かって開いた扇形をなしている。
第1図中の■部拡大図である第3図に示すように、ルー
パー26は冷U】管20の中心線01に対して間隔δを
隔て、かつ中心線01から離れるようにαの角度(α−
30°)をなして伸びている。
パー26は冷U】管20の中心線01に対して間隔δを
隔て、かつ中心線01から離れるようにαの角度(α−
30°)をなして伸びている。
したがって、ルーパー26の前縁26aは吸気の流線に
対して略直交するように設定されてJ3つ、冷却効率の
良い所謂前縁効果を最大限に発揮するようになっている
。
対して略直交するように設定されてJ3つ、冷却効率の
良い所謂前縁効果を最大限に発揮するようになっている
。
ルーパー28はルーパー26と対向するような向きで配
置されており、同様にルーパー28の前縁28aは吸気
の流線に対して略直交している。
置されており、同様にルーパー28の前縁28aは吸気
の流線に対して略直交している。
他のルーパー24〜34についても同様である。
またルーパー28、ルーパー30の断面形状は第3図中
のIV −IV断面を示す第4図のように、ルーパー2
8.30の脚部28b、30bは角度β(β=30”
)だ番プ垂直線に対して傾斜している。
のIV −IV断面を示す第4図のように、ルーパー2
8.30の脚部28b、30bは角度β(β=30”
)だ番プ垂直線に対して傾斜している。
なお、40は冷却管20を貫通させる筒状のフランジで
ある。
ある。
更に例えばルーパー26の平面形状の詳細は、第5図に
示すように、4隅が脚部26bに対して直角な法線Zよ
り大きな角度γをなすように形成されている。
示すように、4隅が脚部26bに対して直角な法線Zよ
り大きな角度γをなすように形成されている。
この角度β、γは、冷却板22に切り起しプレス加工で
ルーパー24〜34を形成する際に、プレス金型の隅部
が欠ける所謂チッピングを防止するように設定されてい
る。
ルーパー24〜34を形成する際に、プレス金型の隅部
が欠ける所謂チッピングを防止するように設定されてい
る。
冷却板22の切断線C(第1図)に跨がるルーパー28
.32の脚部28b、32bは第3図に示すように、脚
部28b、32bの全長の略半分を残している。したが
って、この部分でもルーパー28.32の強度が低下せ
ず、エンジンの振動が加わってもルーパー28.32が
欠けて金属粉が吸気中に混入することを防止するように
なっている。
.32の脚部28b、32bは第3図に示すように、脚
部28b、32bの全長の略半分を残している。したが
って、この部分でもルーパー28.32の強度が低下せ
ず、エンジンの振動が加わってもルーパー28.32が
欠けて金属粉が吸気中に混入することを防止するように
なっている。
第4図のVl−Vl断面を示す第6図のように吸気の流
線方向に沿って配列されている例えばルーパー28.3
0の間には詳しくは後述する間隔Wが隔てられている。
線方向に沿って配列されている例えばルーパー28.3
0の間には詳しくは後述する間隔Wが隔てられている。
すなわち、例えばルーパー28の前縁28aに吸気が衝
突して1−tの範囲で比較的熱伝達率の良い層流境界層
(乱流熱伝達域)を形成した後に、lrの範囲で熱伝達
率が劣る境界層(層流熱伝達域)が発生するが、下流側
の例えばルーパー30のルーパー30aでも、Ltの範
囲で乱流により境界層の成層化の発達を妨げ、再び良好
な熱伝達が行なわれる程度の間隔Wl、:設定されてい
る。
突して1−tの範囲で比較的熱伝達率の良い層流境界層
(乱流熱伝達域)を形成した後に、lrの範囲で熱伝達
率が劣る境界層(層流熱伝達域)が発生するが、下流側
の例えばルーパー30のルーパー30aでも、Ltの範
囲で乱流により境界層の成層化の発達を妨げ、再び良好
な熱伝達が行なわれる程度の間隔Wl、:設定されてい
る。
次に作用を説明する。以上のような熱交換器では、第3
図に示すように、例えばルーパー26の前縁26aが吸
気の流線に対して略直交するように形成されているので
、従来と比較して前述の前縁26aでの前縁効果が最大
限に発揮される。また、ルーパー26を通過する吸気の
流通抵抗も以下に述べるように少ない。
図に示すように、例えばルーパー26の前縁26aが吸
気の流線に対して略直交するように形成されているので
、従来と比較して前述の前縁26aでの前縁効果が最大
限に発揮される。また、ルーパー26を通過する吸気の
流通抵抗も以下に述べるように少ない。
すなわち、第7図に示すように、従来のルーパー50が
矢印へ方向から流れて来る吸気に対してθだけ傾いてい
る場合では、前縁50aでの前縁効果は3 cosθの
長さしか発揮できない。また、ルーパー50の脚部50
bはt tanθ分が吸気の通過を妨げる流通抵抗を発
生させる。この前縁50aで前縁効果を発揮できる長さ
はθが30°の時は13%減少し、tの長さの50%が
抵抗になる。
矢印へ方向から流れて来る吸気に対してθだけ傾いてい
る場合では、前縁50aでの前縁効果は3 cosθの
長さしか発揮できない。また、ルーパー50の脚部50
bはt tanθ分が吸気の通過を妨げる流通抵抗を発
生させる。この前縁50aで前縁効果を発揮できる長さ
はθが30°の時は13%減少し、tの長さの50%が
抵抗になる。
ところが、第3図の場合では吸気は前縁26aに略直交
1゛るように流れ、前縁26Gの全長にわたって前縁効
果を発揮し、脚部26bは殆んど吸気の流通抵抗になら
ない。したがって、ルーパー26による冷却促進効果は
増大し、しかも吸気の流通抵抗も少ない。
1゛るように流れ、前縁26Gの全長にわたって前縁効
果を発揮し、脚部26bは殆んど吸気の流通抵抗になら
ない。したがって、ルーパー26による冷却促進効果は
増大し、しかも吸気の流通抵抗も少ない。
なお、ルーパー26に限らず他のルーパー24〜34で
も同様である。
も同様である。
史に、第2図に示すように、矢印へに沿って流れて来る
吸気は冷却管20の直前でB1のように広がり、冷却管
20の前部20aに近付き、前部20aでの冷却1が促
進される。
吸気は冷却管20の直前でB1のように広がり、冷却管
20の前部20aに近付き、前部20aでの冷却1が促
進される。
反対に冷却管20の側部20bではB2のように幅が狭
められるので、この部分での吸気の流速が速くなり、側
部20bでの熱伝達率が向上し、吸気の冷rJIが促進
される。
められるので、この部分での吸気の流速が速くなり、側
部20bでの熱伝達率が向上し、吸気の冷rJIが促進
される。
冷却管20の後部20Cは従来、あまり冷却に寄与して
いなかったが、B3のように吸気が後部20Cに近付く
こと、およびルーパー32の側面36で吸気が後部20
c方向に案内されることの相乗効果で吸気は後部20C
に近付き、後部20Cでも吸気の冷k】が促進される。
いなかったが、B3のように吸気が後部20Cに近付く
こと、およびルーパー32の側面36で吸気が後部20
c方向に案内されることの相乗効果で吸気は後部20C
に近付き、後部20Cでも吸気の冷k】が促進される。
(発明の効果)
以上説明したように本発明による熱交換器では、冷DI
管20の周囲を流通する吸気を第2図のように案内する
ルーパー24〜34を設けたので、冷n1管20の前部
20a、側部20M”(7)冷ul促進効果に加えて、
従来あまり冷却に寄与していなかった後部20cでさえ
も、吸気の流れが後部20Cに近付き、後部20cでも
吸気が冷fl+されて一層冷却効率を向上させることが
できる。
管20の周囲を流通する吸気を第2図のように案内する
ルーパー24〜34を設けたので、冷n1管20の前部
20a、側部20M”(7)冷ul促進効果に加えて、
従来あまり冷却に寄与していなかった後部20cでさえ
も、吸気の流れが後部20Cに近付き、後部20cでも
吸気が冷fl+されて一層冷却効率を向上させることが
できる。
また、ルーバー26の前縁26aが吸気の流線に対して
略直交するように形成されているので、従来と比較して
前縁26aでの前縁効果を最大限に発揮することができ
る。また、ルーバー26を通過する吸気の流通抵抗も第
7図に示す従来と比較して、大幅に低減することができ
る。
略直交するように形成されているので、従来と比較して
前縁26aでの前縁効果を最大限に発揮することができ
る。また、ルーバー26を通過する吸気の流通抵抗も第
7図に示す従来と比較して、大幅に低減することができ
る。
したがって、インタークーラーを従来より大幅に小型化
しても吸気を従来と同等程度にまで冷却することができ
、インタークーラー付ディーぜルエンジンの外径を小型
化できる。
しても吸気を従来と同等程度にまで冷却することができ
、インタークーラー付ディーぜルエンジンの外径を小型
化できる。
また過給式エンジンにおいては、排気ガス又はエンジン
から直接駆動される過給機によって、燃焼室に空気を供
給しているが、燃焼効率を高めるために空気冷却器を用
いて空気を冷し、酸素密度の高い空気を供給して高出力
化を計っているが、空気冷却器の損失抵抗が低減される
ことにより、エンジンの過給にかかわる仕事が減り、燃
料の消費が低減される。
から直接駆動される過給機によって、燃焼室に空気を供
給しているが、燃焼効率を高めるために空気冷却器を用
いて空気を冷し、酸素密度の高い空気を供給して高出力
化を計っているが、空気冷却器の損失抵抗が低減される
ことにより、エンジンの過給にかかわる仕事が減り、燃
料の消費が低減される。
第1図は本発明を採用した熱交換器の平面図、第2図は
第1図の要部拡大図、第3図は第1図の■部拡大図、第
4図は第3図のIV −rV断面図、第5図はルーバー
の拡大平面図、第6図は第4図のvr−vr断面図、第
7図は従来のルーバーを示す構造略図、第8図は従来例
を示す構造略図である。
第1図の要部拡大図、第3図は第1図の■部拡大図、第
4図は第3図のIV −rV断面図、第5図はルーバー
の拡大平面図、第6図は第4図のvr−vr断面図、第
7図は従来のルーバーを示す構造略図、第8図は従来例
を示す構造略図である。
Claims (5)
- (1)熱媒体が流通する伝熱管に略直交する冷却板を組
合せた熱交換器において、冷却板の表面に沿って流れる
冷却風が、伝熱管の表面に沿って湾曲して流れるように
案内する平面形状が略扇形のルーバーを、冷却板に複数
個設けたことを特徴とする熱交換器。 - (2)ルーバーの平面形状は、4隅が90°以上の角度
に設定された略扇形をなしている特許請求の範囲第1項
記載の熱交換器。 - (3)ルーバーは、伝熱管の表面に沿つて流れる冷却風
の流線に前縁を略直交させるように配置されている特許
請求の範囲第1項記載の熱交換器。 - (4)複数のルーバーは、あるルーバーの前縁に冷却風
が乱流熱伝達域を形成し、ルーバー表面には層流境界層
を形成して、続いてルーバー表面に沿つて粘性底層を形
成した後に、冷却風の流れ方向下流に配置された次のル
ーバーの前縁に乱流熱伝達域を形成し得る程度の間隔を
隔てて配置されている特許請求の範囲第1項記載の熱交
換器。 - (5)ルーバーは、伝熱管の冷却風の流れ方向後側部分
において、冷却風を伝熱管の表面に向かって流すように
冷却風の下流に向かつて開いた扇形をなしている特許請
求の範囲第1項記載の熱交換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10716686A JPS62266391A (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10716686A JPS62266391A (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | 熱交換器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62266391A true JPS62266391A (ja) | 1987-11-19 |
Family
ID=14452157
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10716686A Pending JPS62266391A (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | 熱交換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62266391A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5109919A (en) * | 1988-06-29 | 1992-05-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Heat exchanger |
JPH09203532A (ja) * | 1995-12-05 | 1997-08-05 | Samsung Electronics Co Ltd | 空気調和機の熱交換器 |
US5685367A (en) * | 1995-05-25 | 1997-11-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Heat exchanger fin having slits and louvers formed therein |
US5706885A (en) * | 1995-02-20 | 1998-01-13 | L G Electronics Inc. | Heat exchanger |
US5947194A (en) * | 1996-08-23 | 1999-09-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Heat exchanger fins of an air conditioner |
US6349761B1 (en) * | 2000-12-27 | 2002-02-26 | Industrial Technology Research Institute | Fin-tube heat exchanger with vortex generator |
US7337831B2 (en) * | 2001-08-10 | 2008-03-04 | Yokohama Tlo Company Ltd. | Heat transfer device |
JP2011506896A (ja) * | 2007-12-12 | 2011-03-03 | ゲーエーアー・マシイネンキュールテヒニク・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 内燃機関用再循環排気ガス冷却器 |
-
1986
- 1986-05-09 JP JP10716686A patent/JPS62266391A/ja active Pending
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US8978629B2 (en) | 2007-12-12 | 2015-03-17 | GEA MASCHINENKüHLTECHNIK GMBH | Exhaust gas recirculation cooling element for an internal combustion engine |
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