JP2004263881A - 伝熱フィン、熱交換器、カーエアコン用エバポレータ及びコンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】熱伝達率を向上させ、圧力損失を減少できて、優れた熱交換性能を有する伝熱フィンを提供する。
【解決手段】複数の熱交換チューブ５１、５２の各間にコルゲートフィン５３が配置される。コルゲートフィン５３は、チューブ長さ方向に沿って所定の間隔おきに並列に配置されたルーバーフィン５４が蛇行状に連接されて形成されている。ルーバーフィン５４の各間には通風路５６が形成される。ルーバーフィン５３には、適当な間隔おきに切り起こし状に複数のルーバー５５が形成される。ルーバーフィン５４及びルーバー５５の風上側端縁５４ａ、５５ａが、風上側に向かうに従って薄くなるような半楕円形状に形成される。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばカーエアコンにおけるエバポレータ、コンデンサ及び熱交換器、更にはそれらの機器に用いられる伝熱フィンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
カーエアコンに用いられるエバポレータ等においては、並列に配置された複数の熱交換チューブの各間に、伝熱板として薄板状の複数枚のフィンが互いに平行にかつチューブ長さ方向に所定の間隔おきに並列に配置されたものが周知である。
【０００３】
このエバポレータでは、フィンの各間に通風路が形成され、そのフィンを介して、通風路内を通過する空気と熱交換チューブ内を通過する冷媒との間で熱交換されるものである。
【０００４】
このようなエバポレータにおいて、熱的な性能を向上させるための一つの方法として、フィンのピッチ等を増加させる方法が有効と考えられている。
【０００５】
しかしながら、図１４に示すように、従来におけるフィン（１００）は、その風上側の端縁における断面が矩形状に形成されているため、風上側端面（１０１）が、通風路（１１０）を通過する空気（Ａ）に対し略垂直面として構成される。このため、風上側端面（１０１）に空気（Ａ）が衝突すると、流通空気（Ａ）に乱れが発生する。従って、上記したように、フィンピッチを増加させると同時に、流通空気（Ａ）の乱れも多く発生して、圧力損失が増大してしまう。このように圧力損失が増大すると、空気（Ａ）の取込量の低下及び取込速度の低下を招くため、熱交換性能が低下してしまう恐れがある。
【０００６】
つまり、熱伝達率が同じ２つの伝熱フィンを比較した場合、圧力損失の大きい方は性能が低いものであるのに対し、圧力損失の小さい方は性能が高くて、優れた熱交換性能を得ることができる。
【０００７】
このような状況下において、例えば下記特許文献１に示すように、フィンアンドチューブ型熱交換器において、フィンの風下側端縁を薄く形成して、圧力損失を低下させる技術が報告されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭６０−８２７８６号（第２−３図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に示す伝熱フィンにおいては、圧力損失を、ある程度低減させることは可能である。
【００１０】
しかしながら、近年における熱交換器等の技術分野においては、熱交換性能の向上が可及的に要求されるものであり、熱交換器に採用される伝熱フィンにおいて、なお一層の圧力損失の低減及び熱伝達率の向上が臨まれることろである。
【００１１】
この発明は、上記の実情に鑑みてなされたもので、熱伝達率を向上させつつ、圧力損失を減少できて、優れた熱交換性能を得ることができる伝熱フィン、熱交換器、カーエアコン用エバポレータ及びコンデンサを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本第１発明は、以下の構成（１）を要旨としている。
【００１３】
（１） 熱媒体の流通方向に対しほぼ平行に配置される伝熱板を有し、その伝熱板を介して、熱媒体の熱を伝達するようにした伝熱フィンであって、
前記伝熱板における熱媒体の流入側端縁が、熱媒体流通方向に対し上流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなることを特徴とする伝熱フィン。
【００１４】
本第１発明の伝熱フィンにおいては、伝熱板の熱媒体流入側端縁を先細形状に形成しているため、流通する熱媒体は、伝熱板の外周面に沿って流動することにより、乱れることなくスムーズに流通していく。従って抵抗が減少して圧力損失が減少するとともに、熱伝導率を向上させることができ、優れた熱交換性能を得ることができる。
【００１５】
本第１発明においては、以下の構成（２）を採用するのが好ましい。
【００１６】
（２） 前記伝熱板における熱媒体の流出側端縁が、熱媒体流通方向に対し下流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなる前項（１）記載の伝熱フィン。
【００１７】
この構成を採用する場合には、圧力損失を、より一層減少できる上、熱伝導率を、より一層向上させることができる。
【００１８】
本第２発明は、以下の構成（３）を要旨としている。
【００１９】
（３） 複数の伝熱板が互いに平行にかつ所定の間隔おきに並列に配置されて、前記複数の伝熱板の各間に通風路が形成され、前記伝熱板を介して、前記通風路内を通過する空気の熱を伝達するようにした伝熱フィンであって、
前記伝熱板の風上側端縁が、風上側に向かうに従って薄くなるように形成されてなることを特徴とする伝熱フィン。
【００２０】
本第２発明の伝熱フィンにおいては、上記と同様に、圧力損失の減少及び熱伝導率の向上を図ることができる。
【００２１】
本第２発明においては、以下の構成（４）（５）を採用するのが好ましい。
【００２２】
（４） 前記複数の伝熱板が、互いに独立して配置されて、プレートフィンとして形成されてなる前項（３）記載の伝熱フィン。
【００２３】
（５） 前記複数の伝熱板が、その隣合う伝熱板同士が連接されて、コルゲートフィンとして形成されてなる前項（３）記載の伝熱フィン。
【００２４】
本第３発明は、以下の構成（６）を要旨としている。
【００２５】
（６） 所定の間隔をおいて並列に配置された一対の熱交換チューブ間に、複数の伝熱板が互いに平行にかつチューブ長さ方向に所定の間隔おきに並列に配置されて、前記複数の伝熱板の各間に通風路が形成され、前記伝熱板を介して、前記通風路内を通過する空気と前記熱交換チューブ内を通過する冷媒との間で熱交換させるようにした伝熱フィンであって、
前記伝熱板の風上側端縁が、風上側に向かうに従って薄くなるように形成されてなることを特徴とする伝熱フィン。
【００２６】
本第４発明の伝熱フィンにおいては、上記と同様に、圧力損失の減少及び熱伝導率の向上を図ることができる。
【００２７】
本第４発明においては、以下の構成（７）〜（９）を採用するのが好ましい。
【００２８】
（７） 前記複数の伝熱板が、互いに独立して配置されて、プレートフィンとして形成されてなる前項（６）記載の伝熱フィン。
【００２９】
（８） 前記複数の伝熱板が、その隣合う伝熱板同士が連接されて、コルゲートフィンとして形成されてなる前項（６）記載の伝熱フィン。
【００３０】
（９） 前記複数の伝熱板が、対応する前記熱交換チューブに一体に形成されて、スカイブドフィンとして形成されてな前項（６）記載の伝熱フィン。
【００３１】
また上記第２ないし第４発明においては、以下の構成（１０）〜（１５）を採用するのが良い。
【００３２】
（１０） 前記伝熱板における風上側端縁の断面輪郭形状が、湾曲状に形成されてなる前項（３）ないし（９）のいずれかに記載の伝熱フィン。
【００３３】
（１１） 前記伝熱板における風上側端縁の断面輪郭形状が、半楕円形状に形成されてなる前項（１０）記載の伝熱フィン。
【００３４】
（１２） 前記伝熱板における風上側端縁の断面輪郭形状が、半円形に形成されてなる前項（１０）記載の伝熱フィン。
【００３５】
（１３） 前記伝熱板における風上側端縁の断面輪郭形状が、多角形状に形成されてなる前項（３）ないし（９）のいずれかに記載の伝熱フィン。
【００３６】
（１４） 前記伝熱板における風上側端縁の断面輪郭形状が、先端を鋭角にした三角形状に形成されてなる前項（１３）記載の伝熱フィン。
【００３７】
（１５） 前記伝熱板における風下側端縁が、風下側に向かうに従って薄くなるように形成されてなる前項（３）ないし（１４）のいずれかに記載の伝熱フィン。
【００３８】
本第５発明は、以下の構成（１６）を要旨としている。
【００３９】
（１６） 熱媒体の流通方向に対しほぼ平行に配置される伝熱板を有し、その伝熱板に、熱媒体の流通方向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、前記伝熱板を介して、熱媒体の熱を伝達するようにした伝熱フィンであって、
前記ルーバーにおける熱媒体の流入側端縁が、熱媒体流通方向に対し上流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなることを特徴とする伝熱フィン。
【００４０】
本第５発明の伝熱フィンにおいては、ルーバーの熱媒体流入側端縁を先細形状に形成しているため、流通する熱媒体は、ルーバーの外周面に沿って流動することにより、乱れることなくスムーズに流通していく。従って抵抗が減少して圧力損失が減少するとともに、熱伝導率を向上させることができ、優れた熱交換性能を得ることができる。
【００４１】
本第５発明においては、以下の構成（１７）を採用するのが好ましい。
【００４２】
（１７） 前記伝熱板における熱媒体の流出側端縁が、熱媒体流通方向に対し下流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなる前項（１６）記載の伝熱フィン。
【００４３】
本第６発明は、以下の構成（１８）を要旨としている。
【００４４】
（１８） 複数の伝熱板が互いに平行にかつ所定の間隔おきに並列に配置されて、前記複数の伝熱板の各間に通風路が形成される一方、各伝熱板に、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、前記伝熱板を介して、前記通風路内を通過する空気の熱を伝達するようにした伝熱フィンであって、
前記ルーバーの風上側端縁が、風上側に向かうに従って薄くなるように形成されてなることを特徴とする伝熱フィン。
【００４５】
本第６発明においては、上記と同様に、圧力損失の減少及び熱伝達率の向上を図ることができる。
【００４６】
本第６発明においては、以下の構成（１９）を採用するのが良い。
【００４７】
（１９） 前記複数の伝熱板が、その隣合う伝熱板同士が連接されて、コルゲートフィンとして形成されてなる前項（１８）記載の伝熱フィン。
【００４８】
本第７発明は、以下の構成を（２０）を要旨としている。
【００４９】
（２０） 所定の間隔をおいて並列に配置された一対の熱交換チューブ間に、複数の伝熱板が互いに平行にかつチューブ長さ方向に所定の間隔おきに並列に配置されて、前記複数の伝熱板の各間に通風路が形成される一方、各伝熱板に、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、前記伝熱板を介して、前記通風路内を通過する空気と前記熱交換チューブ内を通過する冷媒との間で熱交換させるようにした伝熱フィンであって、
前記ルーバーの風上側端縁が、風上側に向かうに従って薄くなるように形成されてなることを特徴とする伝熱フィン。
【００５０】
本第７発明においては、上記と同様に、圧力損失の減少及び熱伝達率の向上を図ることができる。
【００５１】
本第７発明においては、以下の構成（２１）を採用するのが望ましい。
【００５２】
（２１） 前記複数の伝熱板が、その隣合う伝熱板同士が連接されて、コルゲートフィンとして形成されてなる前項（２０）記載の伝熱フィン。
【００５３】
本第６及び７発明においては、以下の構成（２２）〜（２７）を採用するのが良い。
【００５４】
（２２） 前記ルーバーにおける風上側端の断面輪郭形状が、湾曲状に形成されてなる前項（１８）ないし（２１）のいずれかに記載の伝熱フィン。
【００５５】
（２３） 前記ルーバーにおける風上側端縁の断面輪郭形状が、半楕円形状に形成されてなる前項（２２）記載の伝熱フィン。
【００５６】
（２４） 前記ルーバーにおける風上側端縁の断面輪郭形状が、半円形に形成されてなる前項（２２）記載の伝熱フィン。
【００５７】
（２５） 前記ルーバーにおける風上側端縁の断面輪郭形状が、多角形状に形成されてなる前項（１８）ないし（２１）のいずれかに記載の伝熱フィン。
【００５８】
（２６） 前記ルーバーにおける風上側端縁の断面輪郭形状が、先端を鋭角にした三角形状に形成されてなる前項（２５）記載の伝熱フィン。
【００５９】
（２７） 前記ルーバーにおける風下側端縁が、風下側に向かうに従って薄くなるように形成されてなる前項（１８）ないし（２６）のいずれかに記載の伝熱フィン。
【００６０】
本第８発明は、以下の構成（２８）を要旨としている。
【００６１】
（２８） 熱媒体の流通方向に対しほぼ平行に配置される伝熱板を有し、その伝熱板に、熱媒体の流通方向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、前記伝熱板を介して、熱媒体の熱を伝達するようにした伝熱フィンであって、
前記伝熱板及び前記ルーバーにおける熱媒体の流入側端縁が、熱媒体流通方向に対し上流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなることを特徴とする伝熱フィン。
【００６２】
本第８発明においては、伝熱板及びルーバーの熱媒体流入側端縁を先細形状に形成しているため、流通する熱媒体は、伝熱板及びルーバーの外周面に沿って流動することにより、乱れることなくスムーズに流通していく。従って抵抗が減少して圧力損失が減少するとともに、熱伝導率を向上させることができ、優れた熱交換性能を得ることができる。
【００６３】
本第８発明においては、以下の構成を（２９）を採用するのが好ましい。
【００６４】
（２９） 前記伝熱板及びルーバーの熱媒体の流出側端縁のうち少なくともいずれか一方の端縁が、熱媒体流通方向に対し下流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなる前項（２８）記載の伝熱フィン。
【００６５】
本第９発明は、以下の構成（３０）を要旨としている。
【００６６】
（３０） 複数の伝熱板が互いに平行にかつ所定の間隔おきに並列に配置されて、前記複数の伝熱板の各間に通風路が形成される一方、各伝熱板に、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、前記伝熱板を介して、前記通風路内を通過する空気の熱を伝達するようにした伝熱フィンであって、
前記伝熱板及び前記ルーバーの風上側端縁が、風上に向かうに従って薄くなるように形成されてなることを特徴とする伝熱フィン。
【００６７】
本第９発明においては、上記と同様に、圧力損失の減少及び熱伝導率の向上を図ることができる。
【００６８】
本第９発明においては、以下の構成（３１）を採用するのが好ましい。
【００６９】
（３１） 前記伝熱板及びルーバーの風下側端縁のうち少なくともいずれか一方の端縁が、風下側に向かうに従って薄くなるように形成されてなる前項（３０）記載の伝熱フィン。
【００７０】
本第１０発明は、以下の構成（３２）を要旨としている。
【００７１】
（３２） 所定の間隔をおいて並列に配置された一対の熱交換チューブ間に、複数の伝熱板が互いに平行にかつチューブ長さ方向に所定の間隔おきに並列に配置されて、前記複数の伝熱板の各間に通風路が形成される一方、各伝熱板に、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、前記伝熱板を介して、前記通風路内を通過する空気と前記熱交換チューブ内を通過する冷媒との間で熱交換させるようにした伝熱フィンであって、
前記伝熱板及び前記ルーバーの風上側端縁が、風上に向かうに従って薄くなるように形成されてなることを特徴とする伝熱フィン。
【００７２】
本第１０発明においては、上記と同様に、圧力損失の減少及び熱伝達率の向上を図ることができる。
【００７３】
本第１０発明においては、以下の構成（３３）を採用するのが良い。
【００７４】
（３３） 前記伝熱板及びルーバーの風下側端縁のうち少なくともいずれか一方の端縁が、風下側に向かうに従って薄くなるように形成されてなる前項（３２）記載の伝熱フィン。
【００７５】
本第１１発明は、以下の構成（３４）を要旨としている。
【００７６】
（３４） 冷媒が流通する熱交換チューブの内部に、冷媒流通方向に対し平行に伝熱板が設けられ、その伝熱板を介して冷媒の熱を伝達するようにした伝熱フィンであって、
前記伝熱板における冷媒の流入側端縁が、冷媒流通方向に対し上流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなることを特徴とする伝熱フィン。
【００７７】
本第１１発明は、熱交換チューブ内に配置されるインナーフィン等を対象とするものであり、伝熱板の冷媒流入側端縁を先細形状に形成しているため、流通する冷媒は、伝熱板の外周面に沿って流動することにより、乱れることなくスムーズに流通していく。従って抵抗が減少して圧力損失が減少するとともに、熱伝導率を向上させることができ、優れた熱交換性能を得ることができる。
【００７８】
本第１１発明においては、以下の構成（３５）を採用するのが好ましい。
【００７９】
（３５） 前記伝熱板におけるの熱媒体の流出側端縁が、熱媒体流通方向に対し下流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなる前項（３４）記載の伝熱フィン。
【００８０】
本第１２発明は、以下の構成（３６）を要旨としている。
【００８１】
（３６） 冷媒が流通する熱交換チューブの内部に、冷媒流通方向に対し平行に伝熱板が設けられるとともに、その伝熱板に複数の開口部が千鳥配置に設けられ、前記伝熱板を介して冷媒の熱を伝達するようにした伝熱フィンであって、
前記伝熱板の開口部周端縁のうち、冷媒流通方向に対し上流側に対向する端縁が、上流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなることを特徴とする伝熱フィン。
【００８２】
本第１２発明においては、上記と同様に、圧力損失の減少及び熱伝導率の向上を図ることができる。
【００８３】
本第１２発明においては、以下の構成（３７）を採用するのが良い。
【００８４】
（３７） 前記伝熱板の開口部周端縁のうち、冷媒流通方向に対し下流側に対向する端縁が、下流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなる前項（３６）記載の伝熱フィン。
【００８５】
本第１３発明は、以下の構成（３８）を要旨としている。
【００８６】
（３８） 冷媒が流通する熱交換チューブの内部に、冷媒流通方向に対し平行に伝熱板が設けられるとともに、その伝熱板に複数の開口部が千鳥配置に設けられ、前記伝熱板を介して冷媒の熱を伝達するようにした伝熱フィンであって、
前記伝熱板における冷媒の流入側端縁が、冷媒流通方向に対し上流側に向かうに従って薄くなるように形成されるとともに、
前記伝熱板の開口部周端縁のうち、冷媒流通方向に対し上流側に対向する端縁が、上流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなることを特徴とする伝熱フィン。
【００８７】
本第１３発明においては、上記と同様に、圧力損失の減少及び熱伝導率の向上を図ることができる。
【００８８】
本第１３発明においては、以下の構成（３９）（４０）を採用するのが望ましい。
【００８９】
（３９） 前記伝熱板におけるの熱媒体の流出側端縁が、熱媒体流通方向に対し下流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなる前項（３８）記載の伝熱フィン。
【００９０】
（４０） 前記伝熱板の開口部周端縁のうち、冷媒流通方向に対し下流側に対向する端縁が、下流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなる前項（３８）又は（３９）記載の伝熱フィン。
【００９１】
上記第１ないし１３発明のの伝熱フィンは、以下の構成（４１）〜（４３）に示すように、熱交換器、更にはカーエアコン用エバポレータ、コンデンサとして好適に用いることができる。
【００９２】
（４１） 前項（１）ないし（４０）のいずれかに記載された伝熱フィンを具備したことを特徴とする熱交換器。
【００９３】
（４２） 前項（１）ないし（４０）のいずれかに記載された伝熱フィンを具備したことを特徴とするカーエアコン用エバポレータ。
【００９４】
（４３） 前項（１）ないし（４０）のいずれかに記載された伝熱フィンを具備したことを特徴とするカーエアコン用コンデンサ。
【００９５】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の実施形態が適用されたカーエアコン用エバポレータのフィン周辺を拡大して示す一部切欠斜視図、図２は図１のＰ−Ｐ線断面に相当するフィンの概略断面図である。なお、以下の説明においては、発明の理解を容易にするため、熱交換チューブ（５１）（５２）の配設方向を上下方向として説明する。
【００９６】
両図に示すように、このエバポレータは、上下方向に延びる扁平な複数の熱交換チューブ（５１）（５２）が、前後２列で左右幅方向に所定の間隔おきに並列に配置されている。更に幅方向に隣合う熱交換チューブ（５１）（５２）間には、コルゲートフィン（５３）が配置されている。
【００９７】
コルゲートフィン（５３）は、前後方向に延び、かつ上下方向に所定の間隔おきに並列に配置された伝熱板としての薄板状の複数のルーバーフィン（５４）を具備しており、隣合うルーバーフィン（５４）が、左右交互に連接されて、蛇行状の形状を有している。更にコルゲートフィン（５３）におけるルーバーフィン（５４）の各間には、前後方向に延びる通風路（５６）が形成されており、稼働時には、エバポレータの前面から導入された空気（Ａ）が各通風路（５６）内を通って後方に流出されるよう構成されている。
【００９８】
各ルーバーフィン（５４）には、その所要部が切り起こされることにより、前後方向に適当な間隔おきに複数のルーバー（５５）が形成されている。
【００９９】
図３は図２の一点鎖線Ｑで囲まれる部分を拡大して示す断面図であって、各ルーバー（５５）の前端縁（５５ａ）、つまり通風路（５６）内に導入される空気（Ａ）に対し風上側の端縁（流入側の端縁）を拡大して示す断面図である。同図に示すように、ルーバー（５５）の風上側端縁（５５ａ）は、風上側に向かうに従って薄くなるように形成されている。具体的には、ルーバー（５５）の風上側端縁（５５ａ）は、その断面輪郭形状において、短軸に沿って分割された半楕円形状に形成されて、先端に丸みを有する湾曲状に形成されている。
【０１００】
なお本実施形態において、図２の一点鎖線Ｒで囲まれる部分に示されるルーバーフィン（５４）の前端縁（５４ａ）、つまりルーバーフィン（５４）の風上側端縁（流入側端縁）は、図３の括弧付き符号に示すように、上記のルーバー（５５）の風上側端縁（５４ａ）と同様に、半楕円形状に形成されて、風上側に向かうに従って薄くなるように形成されている。
【０１０１】
ここで、フィン（５４）及びルーバー（５５）の前端縁（５４ａ）（５５ａ）を上記特有形状に形成する方法としては、プレス加工、切断加工、切削加工等の機械的加工の他に、エッチング等の化学的加工によって形成することができる。
【０１０２】
このエバポレータにおいては、その前面側から各通風路（５６）内に空気（Ａ）が導入されて後面側から流出されるものであり、空気（Ａ）が各通風路（５６）内を流通する間に、各熱交換チューブ（５１）（５２）内に流通される冷媒と熱交換されるよう構成されている。
【０１０３】
本実施形態において、通風路（５６）内を流通する空気（Ａ）は、ルーバー（５５）の風上側端縁（５５ａ）に衝突しようとするが、各風上側端縁（５５ａ）が先細の半楕円形に形成されているため、空気（Ａ）は、端縁（５５ａ）の外周面に沿って流動することにより、乱れることなくスムーズに流通していく。更にルーバーフィン（５４）の風上側端縁（５４ａ）においても同様に、空気（Ａ）は、端縁（５４ａ）の外周面に沿って流動することにより、乱れることなくスムーズに流通していく。
【０１０４】
このように空気（Ａ）が乱れることなくスムーズに流通するため、抵抗が減少し、圧力損失が減少する。従って、熱伝導率を向上させることができ、優れた熱交換性能を得ることができる。
【０１０５】
なお上記実施形態においては、フィン（５４）及びルーバー（５５）の前端縁（５４ａ）（５５ａ）を、断面輪郭形状において、半楕円形状に形成しているが、本発明はそれだけに限られず、例えば図４に示すように、半円形状に形成するようにしても良く、更に図５に示すように先端が鋭角な二等辺三角形状や、図６に示すように一辺側が切断された三角形状、図７に示すように先細の台形形状等の多角形状に形成するようにしても良い。更に前端縁（５４ａ）（５５ａ）は、上記図３ないし図７に示す形状を組み合わせた形状に形成しても良い。要は、各前端縁（５４ａ）（５５ａ）が、先端（風上側）に向かうに従って薄くなるように形成されてさえいれば良い。
【０１０６】
また上記実施形態においては、全てのルーバー（５５）の前端縁（５５ａ）を先細形状（先薄形状）に形成しているが、本発明においては、少なくとも１つ以上のルーバー（５５）の端縁（５５ａ）を先細形状に形成するようにすれば良い。更に上記実施形態においては、フィン（５４）及びルーバー（５５）の双方の前端縁（５４ａ）（５５ａ）を先細形状に形成するようにしているが、本発明においては、フィン前端縁（５４ａ）及びルーバー前端縁（５５ａ）のうち、少なくともいずれか一方の前端縁を先細形状に形成するようにすれば良い。
【０１０７】
また上記実施形態においては、本発明をエバポレータに適用した場合について説明しているが、本発明はそれだけに限られず、コンデンサや、ヒータコア等の熱交換器にも同様に適用でき、更に自動車用エアコンに限られず、ルームエアコン、冷蔵庫等、他の冷凍装置やヒーター等にも適用することができる。
【０１０８】
また上記実施形態においては、本発明をコルゲートフィンに適用した場合を例に挙げて説明しているが、本発明はそれだけに限られず、隣合う伝熱板（フィン）が互いに独立して配置されるプレートフィンや、熱交換チューブの外周壁が切削して切り起こされたスカイブドフィンにも適用することができる。
【０１０９】
更に上記実施形態においては、本発明を空気伝熱用のフィンに適応した場合を例に挙げて説明しているが、本発明はそれだけに限られず、冷媒等の他の熱媒体を伝熱するためのフィンにも適用することができる。
【０１１０】
例えば本発明を、冷媒伝熱用のインナーフィンに適用する場合には、熱交換チューブ内に配置される伝熱板（フィン）における冷媒の流入側端縁を、冷媒流通方向に対し上流側に向かうに従って薄くなるように形成すれば良い。
【０１１１】
更に本発明は、波形の伝熱板における山部や谷部に千鳥配置に熱媒体混合用の開口部が設けられたオフセットフィンにも適用することができ、更にそのオフセットフィンの開口部周端縁のうち、熱媒体流通方向に対し上流側に対向する端縁を、上流側に向かうに従って薄く形成して、先細形状に形成するようにしても良い。
【０１１２】
また上記実施形態においては、フィン（伝熱板）やルーバーの前端縁（熱媒体流通方向に対し上流側端縁）を先細形状に形成するようにしているが、本発明はそれだけに限られず、フィン（伝熱板）やルーバーの後端縁（熱媒体流通方向に対し下流側端縁、熱媒体の流出側端縁、又は風下側端縁）を、後方側（下流側、流出側、又は風下側）に向かうに従って薄くなるように形成しても良い。更に上記オフセットフィンにおいて、そのフィンの開口部周端縁のうち、熱媒体流通方向に対し下流側に対向する端縁を、下流側に向かうに従って薄く形成して、先細形状に形成するようにしても良い。
【０１１３】
【実施例】
以下、本発明に関連した実施例について説明する。
【０１１４】
上記実施形態に準拠して、扁平な複数の熱交換チューブ間に、以下に示すように種類の異なる複数のルーバー付きコルゲートフィンを組み付けたエバポレータについてそれぞれ検討した。
【０１１５】
＜実施例１＞
実施例１のエバポレータは、各フィンの風上側端縁及び各ルーバーの風上側端縁が、上記図３に示すように半楕円形状に形成されたコルゲートフィンを組み付けたものである。
【０１１６】
このエバポレータに関し、コンピュータシュミレーションにより、前面風速に対する熱伝達率及び圧力損失をそれぞれ測定した。
【０１１７】
また比較例１として、上記図１４に示す従来のコルゲートフィン、つまり各フィンの風上側端縁及び各ルーバーの風上側端縁が矩形状で、端面が風向きに対し垂直面となるコルゲートフィンを組み付けたエバポレータに関しても、上記と同様の測定を行った。
【０１１８】
これらの測定結果を、図８の実線（実施例１）及び破線（比較例１）に示す。同グラフから明らかなように、実施例１のエバポレータは、比較例１に対し、圧力損失が小さくて、熱伝達率が多く、優れた熱交換性能を有している。特に実施例１は、風速が大きい状態での性能に優れている。
【０１１９】
＜実施例２、３＞
実施例２のエバポレータは、各フィンの風上側端縁及び各ルーバーの風上側端縁が、上記図４に示すように半円形状に形成されたコルゲートフィンを組み付けたものである。
【０１２０】
実施例３のエバポレータは、各フィンの風上側端縁及び各ルーバーの風上側端縁が、上記図５に示すように二等辺三角形状に形成されたコルゲートフィンを組み付けたものである。
【０１２１】
実施例２、３のエバポレータに関し、上記と同様の測定を行った。その測定結果を図９及び図１０のグラフに示す。なお、各グラフには、上記比較例１のエバポレータによる測定結果も併せて示す。
【０１２２】
これらのグラフに示すように、実施例２のものは、圧力損失が小さくて、熱伝達率が多く、優れた熱交換性能を有しており、特に風速が大きい状態での性能に優れている。更に実施例３のものは、圧力損失の優位性はさほど認められないものの、特に風速が大きい状態での熱伝達率が多くて、優れた熱交換性能を有するものである。
【０１２３】
＜比較例２＞
比較例２のエバポレータは、各フィン及び各ルーバにおける風上側端縁が、矩形状（図１４参照）に形成され、風下側端縁が、図３に示すように半楕円形に形成されたものである。
【０１２４】
このエバポレータに関し、上記と同様の測定を行い、その結果を図１１の破線に示す。なお同グラフにおいて、実線に示すものは、上記実施例１のエバポレータによる測定結果である。
【０１２５】
同グラフから明らかなように、実施例１のものは、比較例２のものに比べて、圧力損失が小さくて、熱伝導率が多くなっている。つまり、フィン及びルーバーの両端縁のうち、風上側の端縁を先細加工する方が、風下側の端縁を加工する場合よりも、熱交換性能を向上させることができる。
【０１２６】
＜実施例４＞
実施例４のエバポレータは、各フィン及び各ルーバーにおける風上側及び風下側の両端縁が、図３に示すように半楕円形に形成されたコルゲートフィンを組み付けたものである。
【０１２７】
このエバポレータに関し、上記と同様の測定を行い、その結果を図１２のグラフに示す。なお、同グラフの破線には、上記比較例２のエバポレータによる測定結果を示す。
【０１２８】
同グラフから明らかなように、フィン及びルーバーの両端を先細加工する方が、風下側の一端縁のみを加工する場合よりも、熱交換性能を十分に向上させることができる。
【０１２９】
図１３の実線に実施例４の測定結果を示し、破線に実施例１の測定結果を示す。
【０１３０】
同グラフに示すように、実施例４のものは、実施例１のものに比べ、僅かながら、圧力損失が小さくて、熱伝導率が多くなっている。つまり、フィン及びルーバーの両端を先細加工する方が、風上側の一端縁のみを加工する場合よりも、僅かながら熱交換性能を向上させることができる。
【０１３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、伝熱板やルーバーの熱媒体流入側端縁を先細形状に形成しているため、流通する空気等の熱媒体は、伝熱板やルーバーの外周面に沿って流動することにより、乱れることなくスムーズに流通していく。従って抵抗が減少して圧力損失が減少するとともに、熱伝導率を向上させることができ、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部分周辺を破断して示す斜視図である。
【図２】図１のＰ−Ｐ線断面図である。
【図３】図２の一点鎖線で囲まれた部分を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の第１変形例としての伝熱フィンにおける伝熱板及びルーバーの風上側端縁を拡大して示す断面図である。
【図５】本発明の第２変形例としての伝熱フィンにおける伝熱板及びルーバーの風上側端縁を拡大して示す断面図である。
【図６】本発明の第３変形例としての伝熱フィンにおける伝熱板及びルーバーの風上側端縁を拡大して示す断面図である。
【図７】本発明の第４変形例としての伝熱フィンにおける伝熱板及びルーバーの風上側端縁を拡大して示す断面図である。
【図８】実施例１及び比較例１のエバポレータにおける前面風速に対する圧力損失及び熱伝達率の関係を示すグラフである。
【図９】実施例２及び比較例１のエバポレータにおける前面風速に対する圧力損失及び熱伝達率の関係を示すグラフである。
【図１０】実施例３及び比較例１のエバポレータにおける前面風速に対する圧力損失及び熱伝達率の関係を示すグラフである。
【図１１】実施例１及び比較例２のエバポレータにおける前面風速に対する圧力損失及び熱伝達率の関係を示すグラフである。
【図１２】実施例４及び比較例２のエバポレータにおける前面風速に対する圧力損失及び熱伝達率の関係を示すグラフである。
【図１３】実施例１及び４のエバポレータにおける前面風速に対する圧力損失及び熱伝達率の関係を示すグラフである。
【図１４】従来のエバポレータ用コルゲートフィンにおけるルーバーの風上側端縁を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
５１、５２…熱交換チューブ
５３…コルゲートフィン
５４…ルーバーフィン（伝熱板）
５４ａ…風上側端縁（前端縁、流入側端縁）
５５…ルーバー
５５ａ…風上側端縁（前端縁、流入側端縁）
５６…通風路
Ａ…空気（熱媒体）

Claims (43)

1. 熱媒体の流通方向に対しほぼ平行に配置される伝熱板を有し、その伝熱板を介して、熱媒体の熱を伝達するようにした伝熱フィンであって、前記伝熱板における熱媒体の流入側端縁が、熱媒体流通方向に対し上流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなることを特徴とする伝熱フィン。
2. 前記伝熱板における熱媒体の流出側端縁が、熱媒体流通方向に対し下流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなる請求項１記載の伝熱フィン。
3. 複数の伝熱板が互いに平行にかつ所定の間隔おきに並列に配置されて、前記複数の伝熱板の各間に通風路が形成され、前記伝熱板を介して、前記通風路内を通過する空気の熱を伝達するようにした伝熱フィンであって、
   前記伝熱板の風上側端縁が、風上側に向かうに従って薄くなるように形成されてなることを特徴とする伝熱フィン。
4. 前記複数の伝熱板が、互いに独立して配置されて、プレートフィンとして形成されてなる請求項３記載の伝熱フィン。
5. 前記複数の伝熱板が、その隣合う伝熱板同士が連接されて、コルゲートフィンとして形成されてなる請求項３記載の伝熱フィン。
6. 所定の間隔をおいて並列に配置された一対の熱交換チューブ間に、複数の伝熱板が互いに平行にかつチューブ長さ方向に所定の間隔おきに並列に配置されて、前記複数の伝熱板の各間に通風路が形成され、前記伝熱板を介して、前記通風路内を通過する空気と前記熱交換チューブ内を通過する冷媒との間で熱交換させるようにした伝熱フィンであって、
   前記伝熱板の風上側端縁が、風上側に向かうに従って薄くなるように形成されてなることを特徴とする伝熱フィン。
7. 前記複数の伝熱板が、互いに独立して配置されて、プレートフィンとして形成されてなる請求項６記載の伝熱フィン。
8. 前記複数の伝熱板が、その隣合う伝熱板同士が連接されて、コルゲートフィンとして形成されてなる請求項６記載の伝熱フィン。
9. 前記複数の伝熱板が、対応する前記熱交換チューブに一体に形成されて、スカイブドフィンとして形成されてなる請求項６記載の伝熱フィン。
10. 前記伝熱板における風上側端縁の断面輪郭形状が、湾曲状に形成されてなる請求項３ないし９のいずれかに記載の伝熱フィン。
11. 前記伝熱板における風上側端縁の断面輪郭形状が、半楕円形状に形成されてなる請求項１０記載の伝熱フィン。
12. 前記伝熱板における風上側端縁の断面輪郭形状が、半円形に形成されてなる請求項１０記載の伝熱フィン。
13. 前記伝熱板における風上側端縁の断面輪郭形状が、多角形状に形成されてなる請求項３ないし９のいずれかに記載の伝熱フィン。
14. 前記伝熱板における風上側端縁の断面輪郭形状が、先端を鋭角にした三角形状に形成されてなる請求項１３記載の伝熱フィン。
15. 前記伝熱板における風下側端縁が、風下側に向かうに従って薄くなるように形成されてなる請求項３ないし１４のいずれかに記載の伝熱フィン。
16. 熱媒体の流通方向に対しほぼ平行に配置される伝熱板を有し、その伝熱板に、熱媒体の流通方向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、前記伝熱板を介して、熱媒体の熱を伝達するようにした伝熱フィンであって、
    前記ルーバーにおける熱媒体の流入側端縁が、熱媒体流通方向に対し上流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなることを特徴とする伝熱フィン。
17. 前記伝熱板における熱媒体の流出側端縁が、熱媒体流通方向に対し下流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなる請求項１６記載の伝熱フィン。
18. 複数の伝熱板が互いに平行にかつ所定の間隔おきに並列に配置されて、前記複数の伝熱板の各間に通風路が形成される一方、各伝熱板に、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、前記伝熱板を介して、前記通風路内を通過する空気の熱を伝達するようにした伝熱フィンであって、
    前記ルーバーの風上側端縁が、風上側に向かうに従って薄くなるように形成されてなることを特徴とする伝熱フィン。
19. 前記複数の伝熱板が、その隣合う伝熱板同士が連接されて、コルゲートフィンとして形成されてなる請求項１８記載の伝熱フィン。
20. 所定の間隔をおいて並列に配置された一対の熱交換チューブ間に、複数の伝熱板が互いに平行にかつチューブ長さ方向に所定の間隔おきに並列に配置されて、前記複数の伝熱板の各間に通風路が形成される一方、各伝熱板に、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、前記伝熱板を介して、前記通風路内を通過する空気と前記熱交換チューブ内を通過する冷媒との間で熱交換させるようにした伝熱フィンであって、
    前記ルーバーの風上側端縁が、風上側に向かうに従って薄くなるように形成されてなることを特徴とする伝熱フィン。
21. 前記複数の伝熱板が、その隣合う伝熱板同士が連接されて、コルゲートフィンとして形成されてなる請求項２０記載の伝熱フィン。
22. 前記ルーバーにおける風上側端の断面輪郭形状が、湾曲状に形成されてなる請求項１８ないし２１のいずれかに記載の伝熱フィン。
23. 前記ルーバーにおける風上側端縁の断面輪郭形状が、半楕円形状に形成されてなる請求項２２記載の伝熱フィン。
24. 前記ルーバーにおける風上側端縁の断面輪郭形状が、半円形に形成されてなる請求項２２記載の伝熱フィン。
25. 前記ルーバーにおける風上側端縁の断面輪郭形状が、多角形状に形成されてなる請求項１８ないし２１のいずれかに記載の伝熱フィン。
26. 前記ルーバーにおける風上側端縁の断面輪郭形状が、先端を鋭角にした三角形状に形成されてなる請求項２５記載の伝熱フィン。
27. 前記ルーバーにおける風下側端縁が、風下側に向かうに従って薄くなるように形成されてなる請求項１８ないし２６のいずれかに記載の伝熱フィン。
28. 熱媒体の流通方向に対しほぼ平行に配置される伝熱板を有し、その伝熱板に、熱媒体の流通方向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、前記伝熱板を介して、熱媒体の熱を伝達するようにした伝熱フィンであって、
    前記伝熱板及び前記ルーバーにおける熱媒体の流入側端縁が、熱媒体流通方向に対し上流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなることを特徴とする伝熱フィン。
29. 前記伝熱板及びルーバーの熱媒体の流出側端縁のうち少なくともいずれか一方の端縁が、熱媒体流通方向に対し下流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなる請求項２８記載の伝熱フィン。
30. 複数の伝熱板が互いに平行にかつ所定の間隔おきに並列に配置されて、前記複数の伝熱板の各間に通風路が形成される一方、各伝熱板に、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、前記伝熱板を介して、前記通風路内を通過する空気の熱を伝達するようにした伝熱フィンであって、
    前記伝熱板及び前記ルーバーの風上側端縁が、風上に向かうに従って薄くなるように形成されてなることを特徴とする伝熱フィン。
31. 前記伝熱板及びルーバーの風下側端縁のうち少なくともいずれか一方の端縁が、風下側に向かうに従って薄くなるように形成されてなる請求項３０記載の伝熱フィン。
32. 所定の間隔をおいて並列に配置された一対の熱交換チューブ間に、複数の伝熱板が互いに平行にかつチューブ長さ方向に所定の間隔おきに並列に配置されて、前記複数の伝熱板の各間に通風路が形成される一方、各伝熱板に、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、前記伝熱板を介して、前記通風路内を通過する空気と前記熱交換チューブ内を通過する冷媒との間で熱交換させるようにした伝熱フィンであって、
    前記伝熱板及び前記ルーバーの風上側端縁が、風上に向かうに従って薄くなるように形成されてなることを特徴とする伝熱フィン。
33. 前記伝熱板及びルーバーの風下側端縁のうち少なくともいずれか一方の端縁が、風下側に向かうに従って薄くなるように形成されてなる請求項３２記載の伝熱フィン。
34. 冷媒が流通する熱交換チューブの内部に、冷媒流通方向に対し平行に伝熱板が設けられ、その伝熱板を介して冷媒の熱を伝達するようにした伝熱フィンであって、
    前記伝熱板における冷媒の流入側端縁が、冷媒流通方向に対し上流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなることを特徴とする伝熱フィン。
35. 前記伝熱板におけるの熱媒体の流出側端縁が、熱媒体流通方向に対し下流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなる請求項３４記載の伝熱フィン。
36. 冷媒が流通する熱交換チューブの内部に、冷媒流通方向に対し平行に伝熱板が設けられるとともに、その伝熱板に複数の開口部が千鳥配置に設けられ、前記伝熱板を介して冷媒の熱を伝達するようにした伝熱フィンであって、
    前記伝熱板の開口部周端縁のうち、冷媒流通方向に対し上流側に対向する端縁が、上流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなることを特徴とする伝熱フィン。
37. 前記伝熱板の開口部周端縁のうち、冷媒流通方向に対し下流側に対向する端縁が、下流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなる請求項３６記載の伝熱フィン。
38. 冷媒が流通する熱交換チューブの内部に、冷媒流通方向に対し平行に伝熱板が設けられるとともに、その伝熱板に複数の開口部が千鳥配置に設けられ、前記伝熱板を介して冷媒の熱を伝達するようにした伝熱フィンであって、
    前記伝熱板における冷媒の流入側端縁が、冷媒流通方向に対し上流側に向かうに従って薄くなるように形成されるとともに、
    前記伝熱板の開口部周端縁のうち、冷媒流通方向に対し上流側に対向する端縁が、上流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなることを特徴とする伝熱フィン。
39. 前記伝熱板におけるの熱媒体の流出側端縁が、熱媒体流通方向に対し下流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなる請求項３８記載の伝熱フィン。
40. 前記伝熱板の開口部周端縁のうち、冷媒流通方向に対し下流側に対向する端縁が、下流側に向かうに従って薄くなるように形成されてなる請求項３８又は３９記載の伝熱フィン。
41. 請求項１ないし４０のいずれかに記載された伝熱フィンを具備したことを特徴とする熱交換器。
42. 請求項１ないし４０のいずれかに記載された伝熱フィンを具備したことを特徴とするカーエアコン用エバポレータ。
43. 請求項１ないし４０のいずれかに記載された伝熱フィンを具備したことを特徴とするカーエアコン用コンデンサ。

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