JP2001241874A - 熱交換器用フィン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より一層高性能化を図る得る熱交換器用フィ
ンを提供する。 【解決手段】 本発明は、複数のルーバーフィン１１
が、互いに平行にかつ所定の間隔おきに並列配置され
て、ルーバーフィン１１の各間に通風路１５が形成され
る一方、各ルーバーフィン１１に、通風路１５に沿って
所定の間隔おきに複数のルーバー１２が切り起こされた
熱交換器用フィンを対象とする。ルーバー１２の切り起
こし角度を「θ」、隣合うルーバー１２の間隔を「Ｌ
ｐ」、隣合うルーバーフィン１１の間隔を「Ｆｐ」、隣
合うルーバーフィン１１間において、ルーバー１２の配
列方向への位置ずれ寸法を「Ｌｄ」として、１≦Ｆｐ／
（Ｌｐ・ｔａｎθ−Ｌｄ）≦３の関係式を満足させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば自動車用
カーエアコンのエバポレータ等に好適に採用することが
できる熱交換器用フィンに関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は自動車用カーエアコンのエパポレ
ータをその一部を切り欠いて示す斜視図、図５は図４の
Ｖ−Ｖ線断面に相当するフィンの概略断面図である。両
図に示すように、このエバポレータは、コルゲートフィ
ン（３）を挟んで両側に複数の熱交換チューブ（１）
（２）が配置されている。コルゲートフィン（３）は、
熱交換チューブ（１）（２）の長さ方向に所定の間隔お
きに互いに平行に並列配置された複数の薄板状ルーバー
フィン（４）を有しており、ルーバーフィン（４）の各
間に通風路（６）が形成されている。

【０００３】各ルーバーフィン（４）には、その所要部
が切り起こされることにより、通風路（６）を流れる空
気の流れ方向（Ａ）に沿って所定の間隔おきに複数のル
ーバー（５）が形成されている。

【０００４】自動車用のエバポレータは、高い性能を維
持しつつ、車体に効率良く搭載できるように、幅３２〜
５０ｍｍ程度の薄幅化が要求されている。

【０００５】このような状況下において、従来、上記エ
バポレータにおけるルーバー（５）の切り起こし角度
（ルーバー角度）、隣合うルーバー（５）の間隔（ルー
バーピッチ）、隣合うルーバーフィン（４）の間隔（フ
ィンピッチ）等は、実験データ等に基づいて、個々に最
適値が定められており、これらの最適値を基に、フィン
構造を設計製作することにより、低い圧力損失（通風抵
抗）及び高い熱伝達率を有する高性能の薄型エバポレー
タを得るようにしている。

【０００６】

【発明の背景】しかしながら、上記したルーバー角度、
ルーバーピッチ、フィンピッチ等の最適値は、それぞれ
個別に存在するものであるため、たとえこれらを全て最
適値に設定したとしても、ルーバー（５）及びルーバー
フィン（４）間で悪影響を及ぼし合う恐れもあり、両者
間の関係を考慮した場合には、必ずしも、最適な性能が
得られるというものではない。従って、ルーバー及びル
ーバーフィン間の相関関係の最適化を図り得る新たな手
段の開発が望まれるところである。

【０００７】この発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、より一層高性能化を図ることができる熱交換器
用フィンを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意努力し
た結果、エバポレータ等における熱交換器用フィンにお
いて、ルーバーの構成とルーバーフィンの構成との間に
は、圧力損失及び熱伝達率等の熱交換性能に影響を与え
る相関関係が存在するという知見を得た。更にその知見
を基に、本発明者は引き続き綿密な研究を繰り返し行っ
た結果、上記相関関係を具現化したパラメータを見出す
とともに、そのパラメータの最適値を見出し、本発明を
成すに至った。

【０００９】すなわち、本発明は、複数のルーバーフィ
ンが、互いに平行にかつ所定の間隔おきに並列配置され
て、前記複数のルーバーフィンの各間に通風路が形成さ
れる一方、各ルーバーフィンに、前記通風路に沿って所
定の間隔おきに複数のルーバーが切り起こし状に設けら
れた熱交換器用フィンにおいて、前記ルーバーの前記ル
ーバーフィンに対する傾斜角度を「θ」、隣合うルーバ
ーの間隔を「Ｌｐ」、隣合うルーバーフィンの間隔を
「Ｆｐ」、隣合うルーバーフィン間における前記ルーバ
ーの配列方向への位置ずれ寸法を「Ｌｄ」として、１≦
Ｆｐ／（Ｌｐ・ｔａｎθ−Ｌｄ）≦３の関係式を満足さ
せるように構成されてなるものを要旨としている。

【００１０】ここで、本発明特有のパラメータ（ｎ）
は、上記関係式のＦｐ／（Ｌｐ・ｔａｎθ−Ｌｄ）によ
って特定されるものであり、このパラメータ（ｎ）を１
〜３の範囲内に設定することにより、ルーバーフィン及
びルーバー間の相互関係を最適な状態に設定することが
できる。

【００１１】なお、ｎが１に満たない場合、又は３を超
える場合には、圧力損失及び熱伝達率等の熱交換性能が
低下する恐れがある。

【００１２】一方、本発明においては、上記したルーバ
ーフィン及びルーバー間の相互関係を、より一層最適な
状態に設定するために、以下の構成を採用するのが好ま
しい。

【００１３】すなわち本発明においては、前記複数のル
ーバーフィンのうち、ひとつおきのルーバーフィン間に
おいて、前記ルーバーがその配列方向の位置を一致させ
た状態に配置されてなる構成を採用するのが良い。

【００１４】更に本発明においては、前記複数のルーバ
ーフィンが、その隣合うルーバーフィンが互いに連接さ
れたコルゲートフィンにより構成されてなるものを採用
するのが望ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の実施形態である
熱交換器用フィンが適用されたエバポレータのフィン部
分を示す概略断面図であって、上記図４のＶ−Ｖ線断面
に相当する図、図２はその要部を拡大して示す断面図で
ある。両図に示すように、このエバポレータのフィン部
分は、薄板がコルゲート状に折曲加工されたコルゲート
フィン（１０）により構成されている。このコルゲート
フィン（１０）は、所定の間隔おきに互いに平行に並列
配置された複数の薄板状ルーバーフィン（１１）を具備
しており、複数のルーバーフィン（１１）の各間には通
風路（１５）が形成されている。

【００１６】各ルーバーフィン（１１）には、その所要
部が切り起こされることにより、通風路（１５）を流れ
る空気の流れ方向（Ａ）に沿って複数のルーバー（１
２）が所定の間隔おきに形成されている。

【００１７】ここで図２に示すように、本実施形態にお
いて、ルーバー（１２）のルーバーフィン（１１）に対
する傾斜角度、つまりルーバー（１２）の切り起こし角
度（ルーバー角度）を「θ」、隣合うルーバー（１２）
の間隔（ルーバーピッチ）を「Ｌｐ」、隣合うルーバー
フィン（１１）の間隔（フィンピッチ）を「Ｆｐ」とし
たとき、各ルーバーフィン（１１）のルーバー角度
（θ）、ルーバーピッチ（Ｌｐ）、フィンピッチ（Ｆ
ｐ）はそれぞれ等しく設定されている。

【００１８】また、隣合うルーバーフィン（１１）間に
おいては、ルーバー（１２）がその配列方向（空気の流
れ方向Ａ）に沿って位置をずらせた状態に配置されると
ともに、ひとつおきのルーバーフィン（１１）間におい
ては、ルーバー（１２）がその配列方向（Ａ）の位置が
一致する状態に配置されている。換言すれば、奇数行目
同士のルーバーフィン（１１）は、全てルーバー（１
２）の配列方向の位置が一致しており、偶数行目同士の
ルーバーフィン（１１）も、全てルーバー（１２）の配
列方向の位置が一致している。更に奇数行目のルーバー
フィン（１１）と偶数行目のルーバーフィン（１１）と
の間においては、ルーバー（１２）が配列方向（Ａ）に
位置をずらせた状態に配置されている。

【００１９】なお、本実施形態のフィンにおいては、図
１に示すように、空気流入側の半分と、流出側の半分と
は、左右対称の構造となっている。

【００２０】一方、本実施形態では、隣合うルーバーフ
ィン（１１）間において、ルーバー（１２）の配列方向
（Ａ）への位置ずれ寸法（ルーバー差位）を「Ｌｄ」と
したとき、ルーバー角度（θ）、ルーバーピッチ（Ｌ
ｐ）、フィンピッチ（Ｆｐ）及びルーバー差位（Ｌｄ）
の相関関係を示す特有のパラメータ（ｎ）が、所定の範
囲内に設定されている。

【００２１】このパラメータ（ｎ）は、Ｆｐ／（Ｌｐ・
ｔａｎθ−Ｌｄ）によって特定されるものであり、この
パラメータ（ｎ）が１〜３の範囲内に設定されている。

【００２２】すなわち本実施形態のフィンは、１≦ｎ＝
Ｆｐ／（Ｌｐ・ｔａｎθ−Ｌｄ）≦３の関係式を満足す
るものである。

【００２３】ここで、パラメータ（ｎ）と熱交換器性能
との関係を表す実測データのグラフを図３に示す。なお
同図において、横軸にパラメータ（ｎ）を示し、一方側
の縦軸に圧力損失（ｄＰ）、他方側の縦軸に熱伝達率
（ｈ）を示している。

【００２４】上図から明らかなように、１≦ｎ≦３の場
合には、熱伝達率（ｈ）が高くて、圧力損失（ｈ）は低
くなっており、高い熱交換性能が得られるのが判る。特
にパラメータ（ｎ）が１．２５以上、２．０以下の範囲
では、より一層高い熱交換性能が得られる。

【００２５】以上のように、本実施形態の熱交換器用フ
ィンによれば、ルーバー角度（θ）、ルーバーピッチ
（Ｌｐ）、フィンピッチ（Ｆｐ）及びルーバー差位（Ｌ
ｄ）の相関関係を示すパラメータ（ｎ）に基づいて製作
するものであるため、ルーバーフィン（１１）及びルー
バー（１２）間の相互関係を最適な状態に設定すること
ができるので、ルーバー角度、ルーバーピッチ、フィン
ピッチ等を、それぞれ個別に最適値に設定する場合だけ
のものに比べて、より一層優れた熱交換性能を得ること
ができる。

【００２６】なお言うまでもなく、本発明においては、
従前におけるルーバーフィン（１１）やルーバー（１
２）の各個別データも参照した上で更に、上記パラメー
タ（ｎ）を特定範囲内に設定するのが良い。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明の熱交換器用フィ
ンによれば、ルーバー角度、ルーバーピッチ、フィンピ
ッチ及びルーバー差位の相関関係を示すパラメータを最
適値に設定するものであるため、従前におけるルーバー
フィン及びルーバーの各個別の構成に加えて、ルーバー
フィン及びルーバー間の相互関係も最適な状態に設定す
ることができるので、より一層優れた熱交換性能を得る
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態が適用されたエバポレータ
のフィンを示す概略断面図である。

【図２】図１の要部を拡大して示す断面図である。

【図３】本実施形態特有のパラメータと熱交換性能との
関係を示すグラフである。

【図４】従来のエバポレータをその一部を切り欠いて示
す斜視図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線断面に相当するフィンの概略断
面図である。

【符号の説明】 １０…コルゲートフィン １１…薄板 １２…ルーバー １５…通風路 Ａ…空気流れ方向 Ｆｐ…フィンピッチ Ｌｄ…ルーバー差位 Ｌｐ…ルーバーピッチ θ…ルーバー角度

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のルーバーフィンが、互いに平行に
   かつ所定の間隔おきに並列配置されて、前記複数のルー
   バーフィンの各間に通風路が形成される一方、各ルーバ
   ーフィンに、前記通風路に沿って所定の間隔おきに複数
   のルーバーが切り起こし状に設けられた熱交換器用フィ
   ンにおいて、 前記ルーバーの前記ルーバーフィンに対する傾斜角度を
   「θ」、 隣合うルーバーの間隔を「Ｌｐ」、 隣合うルーバーフィンの間隔を「Ｆｐ」、 隣合うルーバーフィン間における前記ルーバーの配列方
   向への位置ずれ寸法を「Ｌｄ」として、 １≦Ｆｐ／（Ｌｐ・ｔａｎθ−Ｌｄ）≦３の関係式を満
   足させるように構成されてなることを特徴とする熱交換
   器用フィン。
2. 【請求項２】 前記複数のルーバーフィンのうち、ひと
   つおきのルーバーフィン間において、前記ルーバーがそ
   の配列方向の位置を一致させた状態に配置されてなる請
   求項１記載の熱交換器用フィン。
3. 【請求項３】 前記複数のルーバーフィンが、その隣合
   うルーバーフィンが互いに連接されたコルゲートフィン
   により構成されてなる請求項１又は２記載の熱交換器用
   フィン。