JP2005121348A - 熱交換器および伝熱部材 - Google Patents

Abstract

【課題】 熱交換能力が低下することを防止しつつ、フィンの形状を簡素なものとしてフ
ィンの生産性を向上させる。
【解決手段】 空気流れ上流側と下流側とで互いに対称となるような切り起こし部２ｃ
を複数個設ける。これにより、フィン成形工程時に互いに相殺するような向きの折り曲げ
力が連続的に薄板状のフィン材料に作用する。したがって、切り起こし部２ｃを形成する
際に、フィン材料が一方向に寄り集まってしまうように変形することを未然に防止でき得
るので、スリット片２ｄ及び切り起こし部２ｃのバラツキを小さく抑えることができる。
延いては、切り起こし部２ｃによる乱流効果にて空気とフィン２との熱伝達率を高めて熱
交換効率を高めつつ、フィン２の形状を簡素なものとしてフィンの生産性を向上させるこ
とができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、空気流れを乱流化して性能向上を図る熱交換器および伝熱部材に関するもので、例えば、車両用として好適なものである。

従来の熱交換器用のフィンでは、空気流れに対して千鳥状に配置したセグメントをなす
スリット片を設けるとともに、このスリット片の空気流れ上流側を約９０°折り曲げて折
曲部を設けることにより、空気流れを乱して温度境界層が成長することを抑制して熱伝達
率の向上を図っている（例えば、特許文献１参照）。

また、他の熱交換器では、空気流れ中に多数本のピン状（針状）のフィンを配置して熱
交換性能を向上させている。
特開昭６３−８３５９１号公報

ところで、特許文献１に記載の発明では、薄板状のフィンの一部を切り起こすことによ
りスリット片を形成するととともに、その切り起こしたスリット片の前端（前縁）側を約
９０°折り曲げて折曲部を形成しているので、以下に述べる製造上の問題を有している。

すなわち、特許文献１に記載の発明では、全ての折曲部は、スリット片の前端側を折り
曲げることにより形成されているので、同一方向の折り曲げ力が連続的に薄板状のフィン
材に作用してしまい、折曲部を形成する際に、フィン材が一方向に寄り集まってしまうよ
うに変形してしまう。

また、スリット片は一定のピッチ寸法にて規則正しく設ける必要があるが、前述したよ
うに、特許文献１に記載の発明では、フィン材が一方向に寄り集まってしまい易いので、
スリット片間のピッチ寸法のバラツキを小さくすることが難しい。そして、スリット片間
のピッチ寸法のバラツキが大きくなると、熱伝達率が低下して所望の熱交換能力を得るこ
とができなくなる恐れが高い。

また、空気流れ中に多数本のピン状（針状）のフィンを配置した熱交換器では、フィン
、つまり多数本のピンを設けることによる熱交換器の重量増、および多数のピンを熱交換
器上に配置することによる生産性の悪化を招き、量産化することは難しい。

また仮に、ピンとピンとの間を切りく抜くことにより、多数本のピンを形成した場合に
は、切りく抜く際に破棄せざるを得ない材料が多量に発生するので、材料の歩留まり性が
悪化するので、やはり量産化することが難しい。

本発明は、上記点に鑑み、簡素なフィン形状にて生産性の向上を図ることを目的とする。

また、本発明は、簡素なフィン形状にて熱交換性能の向上を図ることを他の目的とする。

本発明は上記目的を達成するために案出されてものであり、請求項１に記載の発明では、流体が流れるチューブ（１）、及び前記チューブ（１）の外表面に設けられて前記チューブ（１）周りを流れる空気との熱交換面積を増大させるフィン（２）を備える熱交換器であって、
前記フィン（２）は、平板状の平板部（２ａ）及び前記平板部（２ａ）の一部を直角状に切り起こすことにより形成された衝突壁（２ｃ）を有しており、
さらに、前記衝突壁（２ｃ）は、前記空気の流れ方向において互いに対称的に複数個設けられていることを特徴とする。

これにより、衝突壁（２ｃ）を形成する際に互いに相殺するような向きの折り曲げ力が
連続的に薄板状のフィン材料に作用する。したがって、衝突壁（２ｃ）を形成する際に、
フィン材料が一方向に寄り集まってしまうように変形することを未然に防止できるので、衝突壁（２ｃ）の寸法バラツキを小さく抑えることができる。

この結果、衝突壁（２ｃ）による乱流効果にて空気とフィン（２）との熱伝達率を高め
て熱交換効率を高めつつ、フィン（２）の形状を簡素なものとしてフィンの生産性を向上
できる。

請求項２に記載の発明では、流体が流れるチューブ（１）、及び前記チューブ（１）の外表面に設けられて前記チューブ（１）周りを流れる空気との熱交換面積を増大させるフィン（２）を備える熱交換器であって、
前記フィン（２）は、平板状の平板部（２ａ）及び前記平板部（２ａ）の一部を切り起こすことにより形成された衝突壁（２ｃ）を有しており、
前記フィン（２）の前記空気の流れ方向と直交方向の長さ寸法（Ｃ）と前記衝突壁（２ｃ）の前記空気流れ方向と直交方向の長さ寸法（Ｄ）との比（Ｄ／Ｃ）を切れ長さ比（Ｅ）としたときに、
前記切れ長さ比（Ｅ）を０．７７５以上、０．９９５以下の範囲としたことを特徴とする。

ところで、本発明者の検討によれば、切れ長さ比（Ｅ）によって衝突壁（２ｃ）上の通過空気の風速が大きく変化することが判明した（後述の図２１〜図２３参照）。そこで、請求項２に記載の発明では、切れ長さ比（Ｅ）を上記の適切な範囲に設定することにより、衝突壁（２ｃ）上の通過空気の風速を最大風速近傍の所定範囲に上昇させることができる（図２１参照）。この結果、衝突壁（２ｃ）によるフィン伝熱性能向上効果を有効に発揮できる。

請求項３に記載の発明のように、請求項２に記載の熱交換器において、前記切れ長さ比（Ｅ）を０．８１０以上、０．９８０以下の範囲に設定すれば、衝突壁（２ｃ）上の通過空気の風速をより一層高めて、フィン伝熱性能を更に向上できる。

請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換器において、前記衝突壁（２ｃ）と、前記平板部（２ａ）のうち前記衝突壁（２ｃ）に連なるスリット片（２ｄ）とによりＬ字状の断面形状が構成されており、
空気流れ上流側の前記Ｌ字状の断面形状と空気流れ下流側の前記Ｌ字状の断面形状とは、前記平板部（２ａ）と直交する仮想の面に対して互いに対称的に配置されることを特徴とする。

このように、衝突壁（２ｃ）はより具体的には、スリット片（２ｄ）との間でＬ字状の断面形状を構成する形態にて好適に実施できる。

請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の熱交換器において、前記複数個の衝突壁（２ｃ）のうち、前記空気流れ上流側に位置する一部の衝突壁（２ｃ）は、その他の衝突壁（２ｃ）に比べて切り起こし高さ（Ｈ）が高くなっており、
さらに、前記複数個の衝突壁（２ｃ）のうち、前記空気流れ下流側に位置する複数個の衝突壁（２ｃ）は、全て切り起こし高さ（Ｈ）が同一寸法であることを特徴とする。

これにより、空気流れ上流側の流れを乱して熱伝達率を高め、かつ、空気流れ下流側に
て流れが過度に乱れて圧力損失（通風抵抗）が増大することを防止できる。

請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の熱交換器において、前記複数個の衝突壁（２ｃ）のうち、前記空気流れ上流側に位置する複数個の衝突壁（２ｃ）の切り起こし高さ（Ｈ）は、空気流れ下流側に向かうほど高くなっており、
さらに、前記複数個の衝突壁（２ｃ）のうち、前記空気流れ下流側に位置する複数個の衝突壁（２ｃ）の切り起こし高さ（Ｈ）は、空気流れ上流側に位置する前記複数個の衝突壁（２ｃ）のうち最下流部に位置する衝突壁（２ｃ）の切り起こし高さ（Ｈ）より低いことを特徴とする。

これにより、空気流れ上流側の流れを乱して熱伝達率を高め、かつ、空気流れ下流側に
て流れが過度に乱れて圧力損失（通風抵抗）が増大することを防止できる。

請求項７に記載の発明のように、フィン（２）は具体的には、波状に成形されたコルゲートフィンで構成できる。

請求項８に記載の発明のように、フィン（２）を具体的には、平板状に成形されたプレートフィンで構成してもよい。

請求項９に記載の発明では、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の熱交換器において、前記フィン（２）に、前記チューブ（１）よりも前記空気流れ方向の上流側へ突き出した突き出し部（２ｊ）が形成され、
前記突き出し部（２ｊ）にも前記衝突壁（２ｃ）が形成されていることを特徴とする。

これにより、フィン（２）のうち、チューブ（１）壁面と接する部位における高熱伝達率の乱流域の範囲を増大でき（後述の図２５（ａ）参照）、フィン伝熱性能を効果的に向上できる。
ぞどうだいち
請求項１０に記載の発明のように、請求項９に記載の熱交換器において、前記突き出し部（２ｊ）には、前記衝突壁（２ｃ）が少なくとも２個以上形成されていることが好ましい。

請求項１１に記載の発明では、請求項９または１０に記載の熱交換器において、前記フィン（２）の前記空気流れ方向の下流側端部を、前記チューブ（１）の前記空気流れ方向の下流側端部よりも下流側へ突き出さない配置としたことを特徴とする。

これにより、フィン（２）の空気流れ方向の下流側端部の突き出しによる通風抵抗増大を抑制して、熱交換器全体としての性能確保を効果的に行うことができる。

請求項１２に記載の発明では、薄板部材から形成され、流体中に晒されて流体との間で熱の授受を行う伝熱部材であって、
前記薄板部材から切り起こされた切り起こし部（２ｃ）、およびこの切り起こし部（２
ｃ）の根元部と連続的に繋がっているスリット片（２ｄ）からなる複数個の熱交換部（２
ｅ）を有する平板部（２ａ）を備え、
前記切り起こし部（２ｃ）の切り起こし高さ（Ｈ）が、０．０２ｍｍ以上、０．４ｍｍ以下の範囲であり、
さらに、前記流体の流れ方向において隣り合う前記熱交換部（２ｅ）間のピッチ寸法（Ｐ）が、０．０２ｍｍ以上、０．７５ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする。

これにより、後述する図８および図９に示すように、熱交換能力が低下することを防止
しつつ、フィンの形状を簡素なものとしてフィンの生産性を向上させることができる。

請求項１３に記載の発明では、薄板部材から形成され、流体中に晒されて流体との間で熱の授受を行う伝熱部材であって、
前記薄板部材から切り起こされた切り起こし部（２ｃ）、およびこの切り起こし部（２
ｃ）の根元部と連続的に繋がっているスリット片（２ｄ）からなる複数個の熱交換部（２
ｅ）を有する平板部（２ａ）を備え、
前記切り起こし部（２ｃ）の切り起こし高さ（Ｈ）が、０．０６ｍｍ以上、０．３６ｍ
ｍ以下の範囲であり、
さらに、前記流体の流れ方向において隣り合う前記熱交換部（２ｅ）間のピッチ寸法（Ｐ）が、０．０８ｍｍ以上、０．６８ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする。

これにより、後述する図８および図９に示すように、熱交換能力が低下することを防止
しつつ、フィンの形状を簡素なものとしてフィンの生産性を向上させることができる。

請求項１４に記載の発明のように、請求項１２または１３に記載の伝熱部材において、前記切り起こし部（２ｃ）の切り起こし角度（θ）は、具体的には、４０度以上、１４０度以下の範囲にすればよい。

請求項１５に記載の発明のように、請求項１２ないし１４のいずれか１つに記載の伝熱部材において、前記切り起こし部（２ｃ）は具体的には、曲面状に前記薄板部材から切り起こされる形状にしてもよい。

請求項１６に記載の発明では、請求項１２ないし１５のいずれか１つに記載の伝熱部材において、前記熱交換部（２ｅ）のうち、前記流体の流れ方向と平行な部分の寸法（Ｌ）に対する前記切り起こし高さ（Ｈ）の比（Ｈ／Ｌ）を０．５以上、２．２以下の範囲にしたことを特徴とする。

これにより、後述する図１２に示すように、熱交換能力が低下することを防止しつつ、
フィンの形状を簡素なものとしてフィンの生産性を向上させることができる。

請求項１７に記載の発明のように、請求項１２ないし１６のいずれか１つに記載の伝熱部材において、前記複数個の熱交換部（２ｅ）のうち、前記流体流れ上流側に位置する前記熱交換部（２ｅ）の断面形状と、前記流体流れ下流側に位置する前記熱交換部（２ｅ）の断面形状とは、互いに対称的に配置すればよい。

請求項１８に記載の発明のように、請求項１２ないし１７のいずれか１つに記載の伝熱部材において、前記熱交換部（２ｅ）は、前記平板部（２ａ）において、前記流体の流れ方向に１列に並んで形成すればよい。

請求項１９に記載の発明のように、請求項１８に記載の伝熱部材において、前記熱交換部（２ｅ）の個数は、前記平板部（２ａ）のうち流体の流れ方向と平行な部位の寸法であって、長さの単位をミリメートルとしたときの値（Ｂ）を０．７５で除した値より大きい個数にすればよい。

請求項２０に記載の発明では、請求項１２ないし１９のいずれか１つに記載の伝熱部材において、前記流体の流れ方向において隣り合う前記熱交換部（２ｅ）に、少なくとも１箇所、前記切り起こし部（２ｃ）が設けられていない平坦部（２ｆ）が設けられていることを特徴とする。

これにより、流体の流通抵抗を低減することができる。

請求項２１に記載の発明では、請求項２０に記載の伝熱部材において、前記平板部（２ａ）のうち前記流体の流れ方向と平行な部位の寸法（Ｂ）は、５ｍｍ以上、２５ｍｍ以下の範囲であり、
さらに、前記平坦部（２ｆ）のうち流体の流れ方向と平行な部位の寸法（Ｃｎ）は、１ｍｍより小さい所定寸法であることを特徴とする。

これにより、流体の流通抵抗を低減することができる。

請求項２２に記載の発明では、請求項２０に記載の伝熱部材において、前記平板部（２ａ）のうち流体の流れ方向と平行な部位の寸法（Ｂ）は、２５ｍｍより大きく、５０ｍｍ以下の範囲であり、
さらに、前記平坦部（２ｆ）のうち流体の流れ方向と平行な部位の寸法（Ｃｎ）は、１ｍｍ以上、２０ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする。

これにより、流体の流通抵抗を低減することができる。

請求項２３に記載の発明では、請求項１２ないし２２のいずれか１つに記載の伝熱部材において、前記薄板部材の前記流体の流れ方向と直交方向の長さ寸法（Ｃ）と前記切り起こし部（２ｃ）の前記流体の流れ方向と直交方向の長さ寸法（Ｄ）との比（Ｄ／Ｃ）を切れ長さ比（Ｅ）としたときに、
前記切れ長さ比（Ｅ）を０．７７５以上、０．９９５以下の範囲としたことを特徴とする。

これによると、請求項２と同様に切れ長さ比（Ｅ）を適切に設定して切り起こし部（２ｃ）上の通過空気の風速を最大風速近傍の所定範囲に上昇させることができ、この結果、切り起こし部（２ｃ）による伝熱性能向上効果を有効に発揮できる。

請求項２４に記載の発明では、薄板部材から形成され、流体中に晒されて流体との間で熱の授受を行う伝熱部材であって、
前記薄板部材から切り起こされた切り起こし部（２ｃ）、およびこの切り起こし部（２
ｃ）の根元部と連続的に繋がっているスリット片（２ｄ）からなる複数個の熱交換部（２
ｅ）を有する平板部（２ａ）を備え、
前記薄板部材の前記流体の流れ方向と直交方向の長さ寸法（Ｃ）と前記切り起こし部（２ｃ）の前記流体の流れ方向と直交方向の長さ寸法（Ｄ）との比（Ｄ／Ｃ）を切れ長さ比（Ｅ）としたときに、
前記切れ長さ比（Ｅ）を０．７７５以上、０．９９５以下の範囲としたことを特徴としている。

これにより、請求項２３と同様に切れ長さ比（Ｅ）を適切に設定して切り起こし部（２ｃ）による伝熱性能向上効果を有効に発揮できる。

請求項２５に記載の発明のように、請求項２３または２４に記載の伝熱部材において、前記切れ長さ比（Ｅ）を０．８１０以上、０．９８０以下の範囲に設定すれば、切り起こし部（２ｃ）上の通過空気の風速をより一層高めて、伝熱性能を更に向上できる。

なお、請求項１、請求項４および請求項１７における「対称的」という用語は、衝突壁（２ｃ）、衝突壁（２ｃ）を含むＬ字状の断面形状、および切り起こし部（２ｃ）を含む熱交換部（２ｅ）の配置形態が空気（流体）流れ方向に対して基本的には対称の関係にあるが、後述の実施形態にて詳述するように、形状的にごく一部に非対称となる部分を含んだり、あるいは衝突壁（２ｃ）、切り起こし部（２ｃ）や熱交換部（２ｅ）の数が空気（流体）流れ方向の上流側と下流側とで僅少数だけ異なる場合等を含む意味で用いている。

つまり、「対称的」という用語は、完全な対称関係のみに限定されずに、フィン成形時にフィン材料が一方向に寄り集まってしまうことを防止できる程度に、実質上対称（略対称）となる関係を含む意味で用いている。

因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応
関係を示す一例である。

（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る熱交換器を車両用空調装置の放熱器に適用したものであって、図１は本実施形態による熱交換器、つまり放熱器の正面図であり、図２は本実施形態による熱交換器の要部斜視図で、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

因みに、放熱器とは、圧縮機から吐出された冷媒の熱を放冷する蒸気圧縮式冷凍機の高
圧側熱交換器であり、吐出圧が冷媒の臨界圧力未満の場合には放熱器内で冷媒は凝縮しな
がら蒸発器にて吸熱した熱を放熱し、吐出圧が冷媒の臨界圧以上の場合には放熱器内で冷
媒は凝縮することなく、蒸発器にて吸熱した熱を放熱しながらその温度を低下させていく。

また、放熱器は、図１に示すように、冷媒が流れる複数本のチューブ１、チューブ１の
外表面に接合されて空気との伝熱面積を増大させて冷媒と空気との熱交換を促進するフィ
ン２、チューブ１の長手方向両端側にてチューブ１の長手方向と直交する方向に延びて各
チューブ１と連通するヘッダタンク３、並びにチューブ１及びフィン２等からなるコア部
の補強部材をなすサイドプレート（インサート）４等からなるものである。

なお、本実施形態では、チューブ１、フィン２、ヘッダタンク３及びサイドプレート４を全て金属（例えば、アルミニウム合金）として、これらの部材１〜４をろう付けにて接合している。

ところで、チューブ１は、図２（ａ）に示すように、金属材に押し出し加工又は引く抜
き加工を施すことにより、内部に複数本の冷媒通路が形成された扁平状の多穴チューブで
ある。

また、フィン２は平板状の平板部２ａ及び隣り合う平板部２ａを繋ぐように湾曲した湾曲部２ｂを有するように波状に形成されたコルゲートフィンであり、この波状のコルゲートフィン２は本実施形態では、薄板金属材料にローラ成形法を施すことにより成形されている。フィン２の湾曲部２ｂはチューブ１の扁平部（平面部）にろう付けされている。

そして、フィン２の平板部２ａには、平板部２ａの一部を直角状に切り起こして、複数個の切り起こし部２ｃが形成されている。ここで、直角状に切り起こすとは、具体的には、平板部２ａの一部を平板部２ａの面に対して９０°の角度で切り起こすことであるが、切り起こし部２ｃの切り起こし角度を９０°より微小量増減した９０°付近の角度にしてもよい。

この切り起こし部２ｃにフィン２、つまり平板部２ａの表面を流れる空気を衝突させて平板部２ａの表面を流れる空気の流れを乱してフィン２と空気との熱伝達率を増大させるようなっている。従って、切り起こし部２ｃは空気流れの衝突壁としての役割を果たす。

ここで、フィン２の平板部２ａのうち、切り起こし部２ｃの根本部と連なる平板部をスリット片２ｄと称する。このスリット片２ｄと切り起こし部２ｃとによりＬ字状の断面形状が形成される。そして、このＬ字状の断面形状が、空気流れ上流側と空気流れ下流側とで、平板部２ａと直交する仮想の面Ｌｏに対して互いに対称の関係となるように形成されている。

具体的には、空気の流れ方向において、平板部２ａを上流側と下流側とを仮想面Ｌｏに
て２等分したとき、上流側の切り起こし部２ｃの個数と下流側の切り起こし部２ｃの個数
とを同一個数とするとともに、空気流れ上流側についてはスリット片２ｄの空気流れ下流側を直角状に切り起こし、一方、空気流れ下流側についてはスリット片２ｄの空気流れ上流側を直角状に切り起こしている。

次に、フィン２の製造方法の概略を述べる。図３はローラ成形装置の模式図であり、材料ロール（アンコイラ）１０から取り出された薄板状のフィン材料１１は、フィン材料１１に所定の張力を与えるテンション装置１２により張力が与えられる。

このテンション装置１２は、重力によって一定の張力をフィン材料１１に与えるウエイ
トテンション部１２ａと、フィン材料１１の進行とともに回転するローラ１２ｂ及びこの
ローラ１２ｂを介してフィン材料１１に所定の張力を与えるバネ手段１２ｃからなるロー
ラテンション部１２ｄとから構成されている。

なお、テンション装置１２によってフィン材料１１に所定の張力を与えるのは、後述す
るフィン成形装置１３によって折り曲げ成形されたフィンのフィン高さを一定に保持する
ためである。

フィン成形装置１３は、テンション装置１２によって所定の張力が与えられたフィン材
料１１を折り曲げて多数個の湾曲部２ｂ（図２）を形成してフィン材料１１を波状にするとともに、平板部２ａに相当する部位に切り起こし部２ｃを形成するフィン成形装置である。

そして、このフィン成形装置１３は、一対の歯車状の成形ローラ１３ａと、成形ローラ
１３ａの歯面に設けられ、切り起こし部２ｃを形成するカッタとから構成されており、フィン材料１１が一対の成形ローラ１３ａ間を通過する際に成形ローラ１３ａの歯部１３ｂに沿うように折り曲げられて波状に成形されるとともに、切り起こし部２ｃが形成される。

切断装置１４は、１つのフィン２に湾曲部２ｂが所定の数だけ有するようにフィン材料
１１を所定長さに切断するもので、所定長さに切断されたフィン材料１１は、送り装置１
５によって後述する矯正装置１６に向けて送られる。

なお、この送り装置１５は、フィン成形装置１３にて形成された隣合う湾曲部２ｂ間距離と略等しい基準ピッチを有する一対の歯車状の送りローラ１５ａから構成されている。ここで、波形状に曲げ成形されたコルゲートフィン２において隣合う湾曲部２ｂ間距離は一般にフィンピッチＰｆと称される。このフィンピッチＰｆは、図２（ｂ）のフィン断面図に示すように、隣合う平板部２ａ間距離の２倍の寸法となる。

因みに、フィン２の仕上がり状態におけるフィンピッチＰｆ（隣合う湾曲部２ｂ間距離）を小さくする場合、成形ローラ１３ａの圧力角を大きし、フィンピッチＰｆを大きくする場合は、圧力角を小さくする。なお、このとき、成形ローラ１３ａと送りローラ１５ａとのモジュールの相違が、１０％以内であれば、送りローラ１５ａを変更することなくフィンの成形をすることができる。

矯正装置１６は、湾曲部２ｂの尾根方向に対して略直角方向から湾曲部２ｂを押圧して
湾曲部２ｂの凹凸を矯正する矯正装置であり、この矯正装置１６は、フィン材料１１を挟
んでフィン材料１１の進行とともに従動的に回転する一対の矯正ローラ１６ａ、１６ｂか
ら形成されている。なお、矯正ローラ１６ａ、１６ｂは、矯正ローラ６ａ、６ｂの回転中
心を結ぶ線が、フィン材料１１の進行方向に対して直角となるように配置されている。

ブレーキ装置１７は、複数個の湾曲部２ｂに接してフィン材料１１の進行方向反対側に
向けて摩擦力を発生するブレーキ面１７ａ、１７ｂを有するブレーキ装置であり、このブ
レーキ装置１７は、矯正装置１６よりフィン材料１１の進行方向側に配置されて、送り装
置１５が発生する送り力と、ブレーキ面１７ａ、１７ｂで発生する摩擦力とによって、フ
ィン材料１１の湾曲部２ｂが互いに接するようにフィン材料１１を押し縮めるものである。

また、ブレーキ面１７ａが形成されたブレーキシュー１７ｃは、一端側は回転可能に支
持されており、他端側には摩擦力調節機構をなすバネ部材１７ｄが配置されている。そし
て、ブレーキ面１７ａ、１７ｂで発生する摩擦力は、このバネ部材１７ｄの撓み量を調節
することにより調整される。なお、ブレーキシュー１７ｃ及びブレーキ面１７ｂを形成す
るプレート部１７ｅは、耐磨耗性に優れた材料、例えばダイス鋼である。

次に、本実施形態によるフィン成形装置の作動をフィン成形装置内で行われる工程順に
述べる。

材料ロール１０からフィン材料１１を引き出し（引出工程）、引き出したフィン材料１
１に対して、フィン材料１１の進行方向に所定張力を与える（テンション発生工程）。そ
して、フィン成形装置１３にてフィン材料１１に湾曲部２ｂ及び切り起こし部２ｃを成形
し（フィン成形工程）、切断装置１４にて所定長さに切断する（切断工程）。

次に、送り装置１５にて所定長さに切断されたフィン材料１１を矯正装置１６に向けて
送り出し（送り工程）、矯正装置１６にて湾曲部２ｂを押圧して凹凸を矯正する（矯正工
程）とともに、ブレーキ装置１７にて隣り合う湾曲部２ｂが互いに接するようにフィン材
料１１を縮める（縮め工程）。

そして、縮め工程を終えたフィン材料１１は、自身の弾性力により伸びて所定のフィン
ピッチＰｆとなり、寸法検査等の検査工程を経てコルゲートフィンの成形が終了する。

次に、本実施形態の作用効果を述べる。

本実施形態では、切り起こし部２ｃは空気流れ方向において互いに対称となるように複数個設けられているので、フィン成形工程時に互いに相殺するような向きの折り曲げ力が連続的に薄板状のフィン材料１１に作用する。

したがって、切り起こし部２ｃを形成する際に、フィン材料１１が一方向に寄り集まってしまうように変形することを未然に防止できるので、スリット片２ｄ及び切り起こし部２ｃのバラツキを小さく抑えることができる。

この結果、切り起こし部２ｃによる乱流効果にて空気とフィン２との熱伝達率を高めて
熱交換効率を高めつつ、フィン２の形状を簡素なものとしてフィンの生産性を向上することができる。

なお、本発明者等の検討によると、フィン２の厚みを０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍとし、切り起こし高さＨ（図２（ｂ）参照）を０．１ｍｍ〜０．５ｍｍとし、切り起こし部２ｃ間のピッチ寸法Ｐ（図２（ｂ）参照）を切り起こし高さＨの１．５倍〜５倍とすることが望ましい。

より具体的には、本実施形態では、フィン２の厚みを０．０５ｍｍとし、切り起こし高さＨを０．２ｍｍとし、切り起こし部２ｃ間のピッチ寸法Ｐを切り起こし高さＨの２．５倍としている。なお、切り起こし高さＨは、後述の図７、図１４、図１５に明示するようにフィン２の厚みを含む高さ寸法である。

（第２実施形態）
第２実施形態は、図４に示すように、空気流れ上流側に位置する複数個の切り起こし部２ｃの切り起こし高さＨを、空気流れ下流側に向かうほど高くなるように徐々に変化させている。

これに対し、空気流れ下流側に位置する複数個の切り起こし部２ｃの切り起こし高さＨは全て同一寸法であり、かつ、空気流れ上流側に位置する複数個の切り起こし部２ｃのうち最下流部に位置する切り起こし部２ｃの切り起こし高さＨより低い所定寸法としている。

これにより、空気流れ上流側に位置する複数個の切り起こし部２ｃに、その他の切り起こし部２ｃに比べて切り起こし高さＨが高い切り起こし部２ｃが存在することとなるので、空気流れ上流側の流れを乱して熱伝達率を高め、かつ、空気流れ下流側にて過度に流れが乱れて圧力損失（通風抵抗）が増大することを防止できる。

なお、空気流れ下流側の切り起こし高さを高めて乱流効果を高めても、熱交換すべきフ
ィン２が残り少ないので、乱流効果による熱伝達率の増大に比べて、圧力損失（通風抵抗）
の増大による熱交換量の減少量の方が大きくなり、熱交換効率が悪化する可能性が高い。

第２実施形態では、空気流れ上流側に位置する複数個の切り起こし部２ｃの切り起こし高さＨを、空気流れ下流側に向かうほど高くなるように徐々に変化させているので、空気流れ上流側の切り起こし部２ｃと空気流れ下流側の切り起こし部２ｃとが完全な意味では対称の関係になっていないが、空気流れ上流側の切り起こし部２ｃと空気流れ下流側の切り起こし部２ｃがともにＬ字状の断面形状を形成している点で共通し、略対称な関係を構成するので、第２実施形態による切り起こし部２ｃの配置形態も本発明で言うところの「対称的な関係」を構成することになる。

なお、第１、第２実施形態では、空気流れ上流側の切り起こし部２ｃと空気流れ下流側の切り起こし部２ｃの個数をともに同数（９個ずつ）に設定しているが、空気流れ上流側の切り起こし部２ｃと空気流れ下流側の切り起こし部２ｃの個数を僅少数（例えば１個）ずらしても、本発明で言うところの「対称的な関係」に包含される。

（第３実施形態）
上述の第１、第２実施形態では、波状に曲げ成形されたコルゲート状のフィン２を備える熱交換器について説明したが、第３実施形態は、図５に示すように、平板状に成形されたプレート状のフィン２を備える熱交換器に対して本発明を適用したものである。

（第４実施形態）
上述の実施形態では、仮想面Ｌｏに対して切り起こし部２ｃが互いに対称となるように形成したが、第４実施形態は、例えば図６（ａ）の例では、空気流れ上流側の切り起こし部２ｃと空気流れ下流側の切り起こし部２ｃを平板部２ａに対して対称に形成している。

また、図６（ｂ）、図６（ｃ）の例では、互いに対称な一対の切り起こし部２ｃを１組として、空気の流れ方向に並べたものである。

また、図６（ｄ）の例では、切り起こし部２ｃをスリット片２ｄに対して第１実施形態と反対側部位に形成している。また、図６に示す形状と第２実施形態（図４）とを組み合わせてもよいことは言うまでもない。

（第５実施形態）
図７は第５実施形態を説明するためのフィン断面図であって、切り起こし部２ｃの切り起こし高さＨを０．０２ｍｍ以上、０．４ｍｍ以下の範囲としている。また、切り起こし部２ｃと、切り起こし部２ｃの根元部と連続的に繋がっているスリット片２ｄとからなる熱交換部２ｅ間のピッチ寸法Ｐを０．０２ｍｍ以上、０．７５ｍｍ以下の範囲としている。

ここで、熱交換部２ｅ間のピッチ寸法Ｐは図７に示すように、空気の流れ方向において、隣り合う熱交換部２ｅ間の距離を示す寸法であり、切り起こし高さＨは、熱交換部２ｅのうち空気の流れ方向と直交する方向と平行な部分の寸法と等しい。

ところで、図８は熱交換部２ｅ間のピッチ寸法Ｐと熱交換性能との関係を示す数値シミ
レーション結果であり、図９は切り起こし高さＨと熱交換性能との関係を示す数値シミレ
ーション結果である。図８および図９からも明らかなように、切り起こし部２ｃの切り起
こし高さＨを０．０２ｍｍ以上、０．４ｍｍ以下とし、かつ、熱交換部２ｅ間のピッチ寸
法Ｐを０．０２ｍｍ以上、０．７５ｍｍ以下とすれば、熱交換性能が向上することが分かる。

なお、熱交換性能は、熱伝達率と伝熱面積との積に基づいて決定されるもので、図８および図９では、いわゆるルーバを設けた現状の熱交換器のフィンにおける熱交換性能を基準とした比率で、ピッチ寸法Ｐおよび切り起こし高さＨによる熱交換性能の変化を示している。

また、切り起こし部２ｃの高さＨ、または熱交換部２ｅ間のピッチＰを変化させると、
フィン２、つまり平板部２ａ周りを流れる空気の圧力損失（通風抵抗）も変化するので、図８および図
９に示す数値シミレーションでは、切り起こし部２ｃの高さＨ、または熱交換部２ｅ間の
ピッチＰを変化に応じて隣り合う平板部２ａ間距離の２倍であるフィンピッチＰｆ（図２ｂ、図４参照）を変化させて圧力損失（通風抵抗）が略同一となるように切り起こし部２ｃの高さＨ、および熱交換部２ｅ間のピッチＰを変化させて熱交換性能を算出している。

因みに、フィンピッチＰｆを大きくすると、図１０および図１１に示すように、圧力損失（通風抵抗）は低下するものの、平板部２ａの枚数が減少して伝熱面積および熱伝達率も減少する。逆に、フィンピッチＰｆを小さくすると、平板部２ａの枚数が増大して伝熱面積および熱伝達率が増大するものの、圧力損失（通風抵抗）は大きくなる。

なお、図１０は熱交換部２ｅ間のピッチＰをパラメータとした数値シミレーション結果
であり、図１１は切り起こし部２ｃの高さＨをパラメータとした数値シミレーション結果
である。

また、切り起こし部２ｃは、平板部２ａから切り起こしているので、熱交換部２ｅのう
ち空気の流れ方向と平行な部分の寸法Ｌ（図７参照）は、切り起こし部２ｃの高さＨおよ
び熱交換部２ｅ間のピッチＰに応じて変化する。

そこで、図８および図９に基づいて、空気の流れ方向と平行な部分の寸法Ｌに対する切り起こし部２ｃの高さＨ（つまり熱交換部２ｅのうち空気の流れ方向と直交する方向と平行な部分の寸法Ｈ）の比（＝Ｈ／Ｌ）と熱交換性能との関係をまとめると、図１２に示すようになる。

したがって、熱交換部２ｅのうち、空気の流れ方向と平行な部分の寸法Ｌに対する切り起こし高さＨの比（＝Ｈ／Ｌ）を０．５以上、２．２以下の範囲とすることにより、高い熱交換性能を得ることができる。

（第６実施形態）
第５実施形態では、いわゆるルーバを設けた現状の熱交換器のフィンにおける熱交換性
能と同等以上の熱交換性能を得ることができるように、切り起こし部２ｃの高さＨおよび
熱交換部２ｅ間のピッチＰを設定したが、実際の製品では、寸法バラツキ等がある。

そこで、第６実施形態では、熱交換性能が２０％の変動することを考慮して、切り起こし部２ｃの切り起こし高さＨを０．０６ｍｍ以上、０．３６ｍｍ以下の範囲とし、熱交換部２ｅ間のピッチＰを０．０８ｍｍ以上、０．６８ｍｍ以下の範囲としている。

（第７実施形態）
上述の実施形態では、図１３（ａ）に示すように、切り起こし部２ｃ、特に、空気流れ下流側の切り起こし部２ｃにて空気流れが蛇行することにより熱交換性能（熱伝達率）が向上するので、切り起こし部２ｃの切り起こし角度θは、前述した９０度付近の値に限定されるものではなく、図１３（ｂ）に示すように、空気流れが蛇行する程度の角度にて平板部２ａの一部が切り起こされていればよい。

そこで、第７実施形態においては、具体的には、切り起こし部２ｃの切り起こし角度θを４０度以上、１４０度以下の範囲としている。

したがって、熱交換部２ｅの断面形状は、Ｌ字状断面形状に限定されるものではなく、例えば図１４および図１５に示すような各種断面形状であってもよい。

因みに、切り起こし部２ｃの切り起こし角度θとは、平板部２ａを切り起こす前の状態
を基準として切り起こした角度を言う。

そして、図１４（ａ）は、切り起こし角度θを約４０度とした例であり、図１４（ｂ）
は、切り起こし角度θを約１４０度とした例であり、図１４（ｃ）および図１４（ｄ）は
、切り起こし角度θを約４０度とした状態で、スリット片２ｄも平板部２ａに対して起こ
すように曲げた例である。

また、図１５（ａ）は、スリット片２ｄのうち切り起こし部２ｃと反対側に切り起こし
部２ｃと同様な向きに起こすように曲げた例である。図１５（ｂ）は、スリット片２ｄか
ら切り起こし部２ｃまで滑らかな円弧状の曲面となるように切り起こし部２ｃを切り起こ
した例である。

そして、図１５（ｃ）は、スリット片２ｄから切り起こし部２ｃまで滑らかな円弧状の曲面とした状態で、スリット片２ｄのうち切り起こし部２ｃと反対側も切り起こし部２ｃと同様な向きに曲面状に曲げた例である。更に、図１５（ｄ）は、切り起こし部２ｃの切り起こす向きを１つ置きに変えたものである。

（第８実施形態）
第８実施形態は、熱交換部２ｅ、つまり切り起こし部２ｃの個数に関するものである。すなわち、図１６に示すように、Ｂは平板部２ａのうち空気の流れ方向と平行な部位の寸法であって、長さの単位をミリメートルとしたときの値で表す。そして、熱交換部２ｅの個数ｎは、空気流れ方向と平行な部位の寸法Ｂの値（単位：ミリメートル）を０．７５で除した値より大きい個数としている。

つまり、熱交換部２ｅの個数ｎ（ｎは自然数）は、以下の式（１）により表される。

ｎ＞（Ｂ／０．７５）……（１）
（第９実施形態）
第９実施形態は、図１７に示すように、空気の流れ方向において隣り合う熱交換部２ｅに、少なくとも１箇所、切り起こし部２ｃが設けられていない平坦部２ｆを設けている。そして、平板部２ａのうち空気の流れ方向と平行な部位の寸法Ｂを５ｍｍ以上、かつ、２５ｍｍ以下とし、かつ、平坦部２ｆのうち空気の流れ方向と平行な部位の寸法Ｃｎを１ｍｍより小さい所定寸法（本実施形態では、０．５ｍｍ）としている。これにより、空気の流通抵抗を低減することができる。

（第１０実施形態）
第１０実施形態は、図１８に示すように、空気の流れ方向において隣り合う熱交換部２ｅに、切り起こし部２ｃが設けられていない平坦部２ｆを複数箇所（図示例では３箇所）設けている。

そして、平板部２ａのうち空気の流れ方向と平行な部位の寸法Ｂを２５ｍｍより大きく、かつ、５０ｍｍ以下の範囲とし、かつ、平坦部２ｆのうち空気の流れ方向と平行な部位の寸法Ｃｎを１ｍｍ以上、２０ｍｍ以下の所定寸法（本実施形態では、５ｍｍ）としている。これにより、空気の流通抵抗を低減することができる。

（第１１実施形態）
図１９〜図２３は第１１実施形態を説明するもので、第１１実施形態は、図１９に示すように、フィン２の空気流れ方向と直交方向の長さ寸法をＣとし、切り起こし部２ｃの空気流れ方向と直交方向の長さ寸法をＤとし、そして、この両長さ寸法の比（Ｄ／Ｃ）を切れ長さ比Ｅとしたときに、この切れ長さ比Ｅを熱交換性能向上のために最適範囲に設定するものである。

なお、フィン２の空気流れ方向と直交方向の長さ寸法Ｃは図２２に示すように隣接するチューブ１相互間の間隔と一致する寸法である。図２０は図１９のＡ−Ａ断面図である。

図２１は切り起こし部２ｃ上を通過する空気流れ（図１３参照）の平均風速と、上記切れ長さ比Ｅとの関係を示すグラフであって、本発明者による数値シミレーションの算出結果を示している。

この数値シミレーションの主要条件としては、図２０に示す隣り合う熱交換部２ｅ相互間のピッチ寸法Ｐ＝０．５ｍｍ、切り起こし高さＨ＝０．２５ｍｍ、熱交換部２ｅの空気流れ方向の寸法Ｌ＝０．２５ｍｍ、コルゲートフィン２のフィンピッチＰｆ＝２．５ｍｍであり、熱交換器前面風速は４ｍ／Ｓに設定している。

そして、この数値シミレーションでは、切り起こし長さＤ＝４．５ｍｍに固定し、フィン長さＣを変化させて、切れ長さ比Ｅの変化に基づく空気流れの平均風速の変化を算出している。

ここで、切れ長さ比Ｅの変化に基いて空気流れの平均風速が変化する現象を図２２、図２３により説明すると、図２２（ｂ）（ｃ）は図２２（ａ）のＺ部の拡大図で、図２２（ｂ）は切れ長さ比Ｅ（Ｄ／Ｃ）＝０．６９に設定した場合における空気流れを示し、図２２（ｃ）は切れ長さ比Ｅ（Ｄ／Ｃ）＝０．８１に設定した場合における空気流れを示す。

フィン２の平面部２ａにおいて切り起こし部２ｃの両側面部には非切れ部２ｇ、２ｈが形成され、この非切れ部２ｇ、２ｈ上を切り起こし部２ｃの迂回空気が図２２（ａ）の矢印Ｇのように流れる。この際に、非切れ部２ｇ、２ｈの長さＦを大きくして、切れ長さ比Ｅ（Ｄ／Ｃ）を０．６９まで減少させた状態を図２２（ｂ）に示す。

このように切れ長さ比Ｅを小さくすると、非切れ部２ｇ、２ｈ上を通過する矢印Ｇの迂回空気流れが図２２（ｂ）に示すようにかなりの割合で発生する。この結果、切れ長さ比Ｅ＝０．６９の場合の空気流れの風速は、図２３（ａ）の破線に示すように、切り起こし部２ｃの長さ方向の外側である非切れ部２ｇ、２ｈにおいて最大となり、これに伴って、切り起こし部２ｃ上の通過空気の風速は低下する。

なお、図２３（ａ）の横軸は、フィン２の空気流れ方向と直交方向の長さＣを比率で表している。つまり、フィン長さＣの中心を０とし、そして、この中心０からフィン２の側端部までの長さを±１として表している。従って、図２３（ａ）の横軸では、フィン２の長さＣの全長を「２」として表している。

ところで、図２２（ｃ）のように、切れ長さ比Ｅを０．８１まで増加すると、非切れ部２ｇ、２ｈの長さＦが減少して、非切れ部２ｇ、２ｈを通過する迂回空気流れがほとんどなくなる。これにより、風速分布が均一化され、切り起こし部２ｃ上の通過空気の風速を図２３（ａ）の１点鎖線に示すように上昇させることができる。

更に、切れ長さ比Ｅを０．９４付近まで増加すると、切り起こし部２ｃ上の通過空気の風速を図２３（ａ）の実線に示すように更に上昇させることができる。なお、切れ長さ比Ｅを「１」に接近させると、切り起こし部２ｃの長さ方向の両端部がチューブ１（あるいはフィン湾曲部２ｂ）の壁面に接近するので、チューブ１（あるいはフィン湾曲部２ｂ）の壁面による抵抗の影響が増大して風速の低下が起きるので、切り起こし部２ｃ上の通過空気の平均風速が低下する。

フィン２の伝熱性能（空気側熱伝達率）は、切り起こし部２ｃ上の通過空気の平均風速の上昇に伴って上昇するという相関があるから、切れ長さ比Ｅを最適範囲に選定することによってフィン２の伝熱性能を効果的に向上できる。

図２１はこの切れ長さ比Ｅと、切り起こし部２ｃ上の通過空気の平均風速との関係を表したもので、この平均風速は切れ長さ比Ｅ＝０．９０付近で最大となる。従って、フィン２の伝熱性能向上のためには、切れ長さ比Ｅ＝０．９０付近に設定するのが最も有効であるが、製品としての切れ長さ比Ｅのバラツキ等を考慮すると、伝熱性能低下を許容できる範囲として、最大風速からの風速低下が略１０％以内とするのが実用的と言える。

そこで、切れ長さ比Ｅの範囲としては、０．７７５以上、０．９９５以下の範囲を設定する。これにより、フィン２の伝熱性能を効果的に向上できる。この設定範囲内のうちでも、切れ長さ比Ｅを０．８１０以上、０．９８０以下の範囲に設定すれば、最大風速からの風速低下が略６％以内となり、フィン２の伝熱性能向上のためにより一層好ましい。

（第１２実施形態）
図２４は第１２実施形態を示すもので、第１２実施形態では、フィン２にチューブ１よりも空気流れ上流側に突き出した突出部２ｉを形成し、この突出部２ｉにも切り起こし部２ｃを連続的に形成している。これは次の理由からである。

図２５（ｂ）は第１２実施形態の比較例であり、この比較例は第１実施形態等と同様に
フィン２とチューブ１の空気流れ上流側端部および空気流れ下流側端部を一致させている。従って、第１２実施形態によるフィン２の突出部２ｉを形成しない構成である。

切り起こし部２ｃは空気流れを乱流化してフィン伝熱性能の向上を図るのであるが、本発明者らの詳細な実験検討によると、切り起こし部２ｃを形成しても、フィン２の空気流れ上流側の入口領域では図２５（ｂ）に示すように層流域が形成され、そして、この層流域の下流側に乱流域、すなわち、高熱伝達率の領域が形成されることが分かっている。

第１２実施形態ではこの点に着目して、フィン２にチューブ１よりも空気流れ上流側に突き出した突出部２ｉを形成し、この突出部２ｉにも切り起こし部２ｃを連続的に形成している。

第１２実施形態によると、フィン２の空気流れ上流側への突出部２ｉにおいても、切り起こし部２ｃによる空気流れの乱れが開始されるので、図２５（ａ）に示すように高熱伝達率の乱流領域を図２５（ｂ）の比較例よりも空気流れ上流側へ移行させることができる。これにより、フィン２のうち、チューブ１壁面と接する部位における高熱伝達率領域を図２５（ｂ）の比較例の破線矢印範囲から実線矢印範囲まで増大してフィン伝熱性能を効果的に向上できる。

本発明者の検討によれば、突出部２ｉの突き出し長さは、突出部２ｉの範囲内に少なくとも２個以上の切り起こし部２ｃを形成できる長さに設定することが、フィン伝熱性能の向上のために好ましい。

なお、図２５（ｃ）は別の比較例であり、フィン２にチューブ１よりも空気流れ下流側に突き出した突出部２ｊを形成している。この別の比較例によると、空気流れ下流側への突出部２ｊにも高熱伝達率の乱流領域を形成できるので、高熱伝達率の乱流領域を、図２５（ｂ）の比較例の破線矢印範囲から実線矢印範囲まで増大できる。

しかし、この空気流れ下流側への突出部２ｊはチューブ１壁面から離れた部位であるため、チューブ１内の高温流体の熱が突出部２ｊに到達しにくい。この結果、図２５（ｃ）の別の比較例によると、空気流れ下流側への突出部２ｊによる高熱伝達率の乱流領域をフィン伝熱性能の向上のために有効活用できない。かえって、突出部２ｊの形成によって通風抵抗を増大させ、この不具合のために、熱交換器放熱性能を低下させる原因となる。

従って、フィン２はチューブ１の空気流れ下流側端部よりも下流側に突き出さない配置、すなわち、フィン２の空気流れ下流側端部とチューブ１の空気流れ下流側端部とを空気流れ方向において一致させる配置（図２５（ａ））が、熱交換器放熱性能確保のために有利である。

ここで、フィン２の空気流れ下流側端部とチューブ１の空気流れ下流側端部と一致させる配置とは、組付バラツキ等による両端部の微小なずれを包含する、実質的な一致を意味している。

（その他の実施形態）
また、上述の実施形態では、熱交換部２ｅ、つまり切り起こし部２ｃは、平板部２ａに
おいて、空気の流れ方向に１列に並んで形成されていたが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、例えば２列以上としてもよい。

また、上述の実施形態では、車両用空調装置の放熱器に本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、例えば車両用空調装置の暖房用ヒータコア、蒸気圧縮式冷凍機の蒸発器や凝縮器、エンジン冷却水を冷却するラジエータ等の熱交換器にも本発明は適用することができる。

また、上述の実施形態では、ローラ成形法にてフィン２を製造したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばプレス加工にてフィン２を製造してもよい。

また、上述の実施形態では、チューブ１とフィン２とはろう付けされていたが、本発明
はこれに限定されるものではなく、例えばチューブ１を拡管することによりチューブ１と
フィン２とを機械的に結合してもよい。

本発明の実施形態による熱交換器の正面図である。 （ａ）は本発明の第１実施形態による熱交換器の要部斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 第１実施形態によるローラ成形装置の模式図である。 本発明の第２実施形態によるフィンを示す断面図である。 本発明の第３実施形態による熱交換器の要部斜視図である。 本発明の第４実施形態によるフィンを示す断面図である。 切り起こし高さＨおよび熱交換部２ｅ間のピッチ寸法Ｐの定義を説明するフィン部断面図である。 熱交換部２ｅ間のピッチ寸法Ｐと熱交換性能との関係を示す数値シミレーション結果を示すグラフである。 切り起こし高さＨと熱交換性能との関係を示す数値シミレーション結果を示すグラフである。 熱交換部２ｅ間のピッチＰをパラメータとした数値シミレーション結果を示すグラフである。 切り起こし部２ｃの高さＨをパラメータとした数値シミレーション結果を示すグラフである。 熱交換部２ｅのうち空気の流れ方向と直交する方向と平行な部分の寸法Ｈの比（＝Ｈ／Ｌ）と熱交換性能との関係をまとめたグラフである。 切り起こし部２ｃ上の空気流れを示す模式図である。 本発明の第７実施形態による切り起こし部を示すフィン部断面図である。 本発明の第７実施形態による切り起こし部を示すフィン部断面図である。 本発明の第８実施形態による熱交換器の要部斜視図である。 本発明の第９実施形態による熱交換器のフィン部断面図である。 本発明の第１０実施形態による熱交換器のフィン部断面図である。 本発明の第１１実施形態による熱交換器の要部斜視図である。 図１９のＡ−Ａ断面図である。 第１１実施形態による切れ長さ比Ｅと切り起こし部の平均風速との関係を示すグラフである。 （ａ）は第１１実施形態の作用説明のための要部平面図、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）のＺ部拡大図である。 （ａ）はフィン長さ方向の風速分布を示すグラフ、（ｂ）は（ａ）の横軸のフィン長さ方向における対応構成を示す要部平面図である。 本発明の第１２実施形態による熱交換器の要部斜視図である。 （ａ）は本発明の第１２実施形態による熱交換器の要部平面図、（ｂ）、（ｃ）は第１２実施形態の比較例の要部平面図である。

符号の説明

１…チューブ、２…フィン、２ａ…平板部、２ｂ…湾曲部、２ｃ…切り起こし部、
２ｄ…スリット片。

Claims (25)

1. 流体が流れるチューブ（１）、及び前記チューブ（１）の外表面に設けられて前記チューブ（１）周りを流れる空気との熱交換面積を増大させるフィン（２）を備える熱交換器であって、
   前記フィン（２）は、平板状の平板部（２ａ）及び前記平板部（２ａ）の一部を直角状に切り起こすことにより形成された衝突壁（２ｃ）を有しており、
   さらに、前記衝突壁（２ｃ）は、前記空気の流れ方向において互いに対称的に複数個設けられていることを特徴とする熱交換器。
2. 流体が流れるチューブ（１）、及び前記チューブ（１）の外表面に設けられて前記チューブ（１）周りを流れる空気との熱交換面積を増大させるフィン（２）を備える熱交換器であって、
   前記フィン（２）は、平板状の平板部（２ａ）及び前記平板部（２ａ）の一部を切り起こすことにより形成された衝突壁（２ｃ）を有しており、
   前記フィン（２）の前記空気の流れ方向と直交方向の長さ寸法（Ｃ）と前記衝突壁（２ｃ）の前記空気流れ方向と直交方向の長さ寸法（Ｄ）との比（Ｄ／Ｃ）を切れ長さ比（Ｅ）としたときに、
   前記切れ長さ比（Ｅ）を０．７７５以上、０．９９５以下の範囲としたことを特徴とする熱交換器。
3. 前記切れ長さ比（Ｅ）を０．８１０以上、０．９８０以下の範囲としたことを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
4. 前記衝突壁（２ｃ）と、前記平板部（２ａ）のうち前記衝突壁（２ｃ）に連なるスリット片（２ｄ）とによりＬ字状の断面形状が構成されており、
   空気流れ上流側の前記Ｌ字状の断面形状と空気流れ下流側の前記Ｌ字状の断面形状とは、前記平板部（２ａ）と直交する仮想の面に対して互いに対称的に配置されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換器。
5. 前記複数個の衝突壁（２ｃ）のうち、前記空気流れ上流側に位置する一部の衝突壁（２ｃ）は、その他の衝突壁（２ｃ）に比べて切り起こし高さ（Ｈ）が高くなっており、
   さらに、前記複数個の衝突壁（２ｃ）のうち、前記空気流れ下流側に位置する複数個の衝突壁（２ｃ）は、全て切り起こし高さ（Ｈ）が同一寸法であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の熱交換器。
6. 前記複数個の衝突壁（２ｃ）のうち、前記空気流れ上流側に位置する複数個の衝突壁（２ｃ）の切り起こし高さ（Ｈ）は、空気流れ下流側に向かうほど高くなっており、
   さらに、前記複数個の衝突壁（２ｃ）のうち、前記空気流れ下流側に位置する複数個の衝突壁（２ｃ）の切り起こし高さ（Ｈ）は、空気流れ上流側に位置する前記複数個の衝突壁（２ｃ）のうち最下流部に位置する衝突壁（２ｃ）の切り起こし高さ（Ｈ）より低いことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の熱交換器。
7. 前記フィン（２）は、波状に成形されたコルゲートフィンであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱交換器。
8. 前記フィン（２）は、平板状に成形されたプレートフィンであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱交換器。
9. 前記フィン（２）に、前記チューブ（１）よりも前記空気流れ方向の上流側へ突き出した突き出し部（２ｊ）が形成され、
   前記突き出し部（２ｊ）にも前記衝突壁（２ｃ）が形成されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の熱交換器。
10. 前記突き出し部（２ｊ）には、前記衝突壁（２ｃ）が少なくとも２個以上形成されていることを特徴とする請求項９に記載の熱交換器。
11. 前記フィン（２）の前記空気流れ方向の下流側端部を、前記チューブ（１）の前記空気流れ方向の下流側端部よりも下流側へ突き出さない配置としたことを特徴とする請求項９または１０に記載の熱交換器。
12. 薄板部材から形成され、流体中に晒されて流体との間で熱の授受を行う伝熱部材であって、
    前記薄板部材から切り起こされた切り起こし部（２ｃ）、およびこの切り起こし部（２
    ｃ）の根元部と連続的に繋がっているスリット片（２ｄ）からなる複数個の熱交換部（２
    ｅ）を有する平板部（２ａ）を備え、
    前記切り起こし部（２ｃ）の切り起こし高さ（Ｈ）が、０．０２ｍｍ以上、０．４ｍｍ以下の範囲であり、
    さらに、前記流体の流れ方向において隣り合う前記熱交換部（２ｅ）間のピッチ寸法（Ｐ）が、０．０２ｍｍ以上、０．７５ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする伝熱部材。
13. 薄板部材から形成され、流体中に晒されて流体との間で熱の授受を行う伝熱部材であって、
    前記薄板部材から切り起こされた切り起こし部（２ｃ）、およびこの切り起こし部（２
    ｃ）の根元部と連続的に繋がっているスリット片（２ｄ）からなる複数個の熱交換部（２
    ｅ）を有する平板部（２ａ）を備え、
    前記切り起こし部（２ｃ）の切り起こし高さ（Ｈ）が、０．０６ｍｍ以上、０．３６ｍ
    ｍ以下の範囲であり、
    さらに、前記流体の流れ方向において隣り合う前記熱交換部（２ｅ）間のピッチ寸法（Ｐ）が、０．０８ｍｍ以上、０．６８ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする伝熱部材。
14. 前記切り起こし部（２ｃ）の切り起こし角度（θ）は、４０度以上、１４０度以下の範囲であることを特徴とする請求項１２または１３に記載の伝熱部材。
15. 前記切り起こし部（２ｃ）は曲面状に前記薄板部材から切り起こされていることを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれか１つに記載の伝熱部材。
16. 前記熱交換部（２ｅ）のうち、前記流体の流れ方向と平行な部分の寸法（Ｌ）に対する前記切り起こし高さ（Ｈ）の比（Ｈ／Ｌ）が０．５以上、２．２以下の範囲であることを特徴とする請求項１２ないし１５のいずれか１つに記載の伝熱部材。
17. 前記複数個の熱交換部（２ｅ）のうち、前記流体流れ上流側に位置する前記熱交換部（２ｅ）の断面形状と、前記流体流れ下流側に位置する前記熱交換部（２ｅ）の断面形状とは、互いに対称的に配置されることを特徴とする請求項１２ないし１６のいずれか１つに記載の伝熱部材。
18. 前記熱交換部（２ｅ）は、前記平板部（２ａ）において、前記流体の流れ方向に１列に並んで形成されていることを特徴とする請求項１２ないし１７のいずれか１つに記載の伝熱部材。
19. 前記熱交換部（２ｅ）の個数は、前記平板部（２ａ）のうち流体の流れ方向と平行な部位の寸法であって、長さの単位をミリメートルとしたときの値（Ｂ）を０．７５で除した値より大きい個数であることを特徴とする請求項１８に記載の伝熱部材。
20. 前記流体の流れ方向において隣り合う前記熱交換部（２ｅ）に、少なくとも１箇所、前記切り起こし部（２ｃ）が設けられていない平坦部（２ｆ）が設けられていることを特徴とする請求項１２ないし１９のいずれか１つに記載の伝熱部材。
21. 前記平板部（２ａ）のうち前記流体の流れ方向と平行な部位の寸法（Ｂ）は、５ｍｍ以上、２５ｍｍ以下の範囲であり、
    さらに、前記平坦部（２ｆ）のうち流体の流れ方向と平行な部位の寸法（Ｃｎ）は、１ｍｍより小さい所定寸法であることを特徴とする請求項２０に記載の伝熱部材。
22. 前記平板部（２ａ）のうち流体の流れ方向と平行な部位の寸法（Ｂ）は、２５ｍｍより大きく、５０ｍｍ以下の範囲であり、
    さらに、前記平坦部（２ｆ）のうち流体の流れ方向と平行な部位の寸法（Ｃｎ）は、１ｍｍ以上、２０ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項２０に記載の伝熱部材。
23. 前記薄板部材の前記流体の流れ方向と直交方向の長さ寸法（Ｃ）と前記切り起こし部（２ｃ）の前記流体の流れ方向と直交方向の長さ寸法（Ｄ）との比（Ｄ／Ｃ）を切れ長さ比（Ｅ）としたときに、
    前記切れ長さ比（Ｅ）を０．７７５以上、０．９９５以下の範囲としたことを特徴とする請求項１２ないし２２のいずれか１つに記載の伝熱部材。
24. 薄板部材から形成され、流体中に晒されて流体との間で熱の授受を行う伝熱部材であって、
    前記薄板部材から切り起こされた切り起こし部（２ｃ）、およびこの切り起こし部（２
    ｃ）の根元部と連続的に繋がっているスリット片（２ｄ）からなる複数個の熱交換部（２
    ｅ）を有する平板部（２ａ）を備え、
    前記薄板部材の前記流体の流れ方向と直交方向の長さ寸法（Ｃ）と前記切り起こし部（２ｃ）の前記流体の流れ方向と直交方向の長さ寸法（Ｄ）との比（Ｄ／Ｃ）を切れ長さ比（Ｅ）としたときに、
    前記切れ長さ比（Ｅ）を０．７７５以上、０．９９５以下の範囲としたことを特徴とする伝熱部材。
25. 前記切れ長さ比（Ｅ）を０．８１０以上、０．９８０以下の範囲としたことを特徴とする請求項２３または２４に記載の伝熱部材。

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