JP2005140454A

JP2005140454A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2005140454A
Application number: JP2003379260A
Authority: JP
Inventors: Takashi Igami; 多加司伊神
Original assignee: Toyo Radiator Co Ltd
Current assignee: Toyo Radiator Co Ltd
Priority date: 2003-11-10
Filing date: 2003-11-10
Publication date: 2005-06-02

Abstract

【課題】フィンからの放熱量を最大限に引き出し、放熱性能の向上を図る。
【解決手段】本発明は、多数のチューブ１２の間に設けられたフィン１３に沿って空気が流通可能な熱交換器１１において、フィン１３は、風上側に設けられ、空気の流通方向に対して所定の向きに傾斜したルーバ１９，２０が所定間隔で形成された複数の風上側ルーバ群１４，１５と、風下側に設けられ、空気の流通方向に対して所定の向きに傾斜したルーバ２１が所定間隔で形成された風下側ルーバ群１６と、各風上側ルーバ群１４，１５の間、及び風上側ルーバ群１５と風下側ルーバ群１６との間にそれぞれ形成されたリターンルーバ１７，１８とを備え、各リターンルーバ１７，１８を境に各ルーバ群１４，１５，１６のルーバ１９，２０，２１の傾斜向きが反対になるように構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、多数のチューブの間に設けられたフィンに沿って空気が流通可能な熱交換器に関する。

一般的に、熱交換器には多数のチューブの間にフィンが設けられており、チューブを流通する被冷却流体とフィンに沿って流通する空気との間で熱交換が行われるようなっている。

図３は従来の熱交換器のフィン１の断面図であり、この場合、空気は、図中において矢印で示すように、左端から右方向に流通するようになっている。フィン１には、空気の流通方向に沿って、風上側ルーバ群２及び風下側ルーバ群３が形成され、風上側ルーバ群２と風下側ルーバ群３との間にリターンルーバ４が形成されている。風上側ルーバ群２及び風下側ルーバ群３にはそれぞれルーバ５，６が多数切り起こし形成され、ルーバ５，６はリターンルーバ４を境に傾斜向きが反対になっている。また、ルーバ５，６の形成間隔Ｐ及び切り起こし傾斜角度αはそれぞれ同一となっており、風上側ルーバ群２と風下側ルーバ群３はリターンルーバ４を中心に対称形状を成している。

そして、このような構成において、フィン１の風上側ルーバ群２及び風下側ルーバ群３から放出された熱は、フィン１に沿うように図３の矢印方向に流通する空気により吸収され、前記チューブを流通する被冷却流体と前記空気との間で熱交換が行われる。この場合、風下側ルーバ群３の放熱量が風上側ルーバ群２の放熱量と比べて非常に小さいことは公知である（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−８３６９０号公報

しかしながら、上記した従来の熱交換器では、風上側ルーバ群２と風下側ルーバ群３とが対称形状を成しているため、風下側ルーバ群３の放熱量が風上側ルーバ群２の放熱量に比べて非常に小さいにも拘らず、風下側ルーバ群３の空気抵抗は風上側ルーバ群２の空気抵抗と同等になっている。そのため、フィン１からの放熱量を最大限に引き出すことができず、フィン１の放熱性能の向上が図り難いといった問題があった。

本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、フィンからの放熱量を最大限に引き出し、放熱性能の向上が可能な熱交換器を提供するものである。

本発明は、多数のチューブの間に設けられたフィンに沿って空気が流通可能な熱交換器において、前記フィンは、風上側に設けられ、前記空気の流通方向に対して所定の向きに傾斜したルーバが所定間隔で形成された複数の風上側ルーバ群と、風下側に設けられ、前記空気の流通方向に対して所定の向きに傾斜したルーバが所定間隔で形成された風下側ルーバ群と、前記各風上側ルーバ群の間、及び該風上側ルーバ群と前記風下側ルーバ群との間にそれぞれ形成されたリターンルーバとを備え、該各リターンルーバを境に前記各ルーバ群のルーバの傾斜向きが反対になるように構成されていることを特徴とする。

好ましくは、前記風上側ルーバ群には前記リターンルーバが奇数個設けられ、前記風上側ルーバ群は中央のリターンルーバを中心に対称形状を成している。

また、前記風下側ルーバ群のルーバの傾斜角度が前記風上側ルーバ群のルーバの傾斜角度より小さく形成されていてもよく、さらに、前記風下側ルーバ群のルーバの形成間隔が前記風上側ルーバ群のルーバの形成間隔より大きく形成されていてもよい。

本発明によれば、放熱量の大きい風上側では空気の流通速度が遅くなり、放熱量の小さい風下側では空気の流通速度が速くなるため、フィンからの放熱量を最大限に引き出すことができ、放熱性能を高めることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。

図１は本発明の実施の形態に係る熱交換器１１を示しており、図２は図１のＡ−Ａ矢視図である。この熱交換器１１には、多数の扁平チューブ１２が並設されており、その各チューブ１２の間にコルゲートフィン１３が介装され、また、各チューブ１２の両端部にはそれぞれタンク（図示せず）が接続されている。そして、チューブ１２を通って前記両タンク間を被冷却流体が流通し、コルゲートフィン１３に沿って冷却用の空気が流通することにより、前記被冷却流体と気体との間で熱交換が行われるようになっている。

図２はコルゲートフィン１３の断面を示しており、空気は、図中において矢印で示すように、左端から右方向に流通するようになっている。コルゲートフィン１３には、空気の流通方向に沿って、２個の第１風上側ルーバ群１４、第２風上側ルーバ群１５と、１個の風下側ルーバ群１６とが形成されており、第１風上側ルーバ群１４と第２風上側ルーバ群１５の間、及び第２風上側ルーバ群１５と風下側ルーバ群１６との間にはそれぞれ第１リターンルーバ１７及び第２リターンルーバ１８が形成されている。

第１風上側ルーバ群１４及び第２風上側ルーバ群１５にはそれぞれルーバ１９，２０が多数切り起こし形成されている。ルーバ１９，２０は第１リターンルーバ１７を境に傾斜向きが反対になっており、第１風上側ルーバ群１４と第２風上側ルーバ群１５は第１リターンルーバ１７を中心に左右対称形状を成している。より具体的には、図中、第１風上側ルーバ群１４のルーバ１９は右下がりに傾斜し、第２風上側ルーバ群１５のルーバ２０は右上がりに傾斜し、ルーバ１９，２０の形成間隔Ｐ及び切り起こし傾斜角度αはそれぞれ同一となっている。

一方、風下側ルーバ群１６にはルーバ２１が多数切り起こし形成され、ルーバ２１の傾斜向きは隣接する第２風上側ルーバ群１５のルーバ２０の傾斜向きと反対になっている。より具体的には、図中、風下側ルーバ群１６のルーバ２１は右下がりに傾斜し、ルーバ２１の形成間隔Ｐ’は第１風上側ルーバ群１４及び第２風上側ルーバ群１５の各ルーバ１９，２０の形成間隔Ｐより大きく、風下側ルーバ群１６は風上側の各ルーバ群１４，１５よりルーバの切り起こし数が少なくなっている。また、風下側ルーバ群１６のルーバ２１の切り起こし傾斜角度βは第１風上側ルーバ群１４及び第２風上側ルーバ群１５の各ルーバ１９，２０の切り起こし傾斜角度αより小さく形成されている。

次に、図１及び図２を参照しつつ、本実施の形態に係る熱交換器１１の作用を説明する。

前記一方のタンクからチューブ１２を通って前記他方のタンクに被冷却流体が流通している間、チューブ１２及びコルゲートフィン１３から放出された熱は、コルゲートフィン１２に沿って図２の矢印方向に流通する空気により吸収され、該空気と前記被冷却流体との間で熱交換が行われる。

この時、風上側にはルーバ１９，２０の傾斜向きが反対の複数のルーバ群１４，１５が形成されており、空気抵抗が大きくなるため、空気の流通速度が遅くなり、風上側の空気の流れは乱流となる。また、風下側にはルーバ群１６が１個だけ形成されており、さらに、風下側ルーバ群１６は第１風上側ルーバ群１４及び第２風上側ルーバ群１５と比べて、ルーバの切り起こし数が少ないと共にルーバの切り起こし傾斜角度が小さく形成されているため、空気抵抗が小さくなり、空気の流通速度が増大する。このように、放熱量の大きい風上側では、空気の流通速度が遅く、空気の流れが乱流となり、放熱量の小さい風下側では、空気の流通速度が速くなるため、コルゲートフィン１３の放熱量を効率良く増大させることができる。

なお、上記実施の形態では、風上側にルーバ群１４，１５が２個設けられている場合について説明したが、ルーバ群の設置数は２個に限定する趣旨ではなく、ルーバ群を偶数個、すなわち、リターンルーバを奇数個設け、ルーバ群がリターンルーバを中心に対称形状を成すように形成してもよい。

また、風上側のルーバ群１４，１５は必ずしも対称形状を成している必要はなく、例えば、風上側にルーバ群を奇数個（３個以上）設けたり、各ルーバ群のルーバをその形成間隔や切り起こし傾斜角度がそれぞれ異なるように形成させたりしてもよい。

さらに、上記実施の形態の説明における各風上側ルーバ群１４，１５及び風下側ルーバ群１６の各ルーバ１９，２０，２１の形成間隔、傾斜向き、及び傾斜角度は単なる例示に過ぎず、例えば、風上側のルーバ群１４，１５と風下側ルーバ群１６のルーバ１９，２０，２１の形成間隔及び傾斜角度をそれぞれ同一に形成させる等、各種変更が可能である。

さらにまた、本発明は、コルゲートフィン以外のタイプのフィンを備えた熱交換器にも適用可能であることは言う迄もない。

本発明の実施の形態に係る熱交換器を示す部分斜視図である。図１のＡ−Ａ矢視図である。従来例を示す断面図である。

符号の説明

１１熱交換器
１２チューブ
１３コルゲートフィン
１４第１風上側ルーバ群
１５第２風上側ルーバ群
１６風下側ルーバ群
１７第１リターンルーバ
１８第２リターンルーバ
１９ルーバ
２０ルーバ
２１ルーバ

Claims

多数のチューブの間に設けられたフィンに沿って空気が流通可能な熱交換器において、前記フィンは、
風上側に設けられ、前記空気の流通方向に対して所定の向きに傾斜したルーバが所定間隔で形成された複数の風上側ルーバ群と、
風下側に設けられ、前記空気の流通方向に対して所定の向きに傾斜したルーバが所定間隔で形成された風下側ルーバ群と、
前記各風上側ルーバ群の間、及び該風上側ルーバ群と前記風下側ルーバ群との間にそれぞれ形成されたリターンルーバと、
を備え、該各リターンルーバを境に前記各ルーバ群のルーバの傾斜向きが反対になるように構成されていることを特徴とする熱交換器。
前記風上側ルーバ群には前記リターンルーバが奇数個設けられ、前記風上側ルーバ群は中央のリターンルーバを中心に対称形状を成している請求項１に記載の熱交換器。
前記風下側ルーバ群のルーバの傾斜角度が前記風上側ルーバ群のルーバの傾斜角度より小さく形成されている請求項１又は２に記載の熱交換器。
前記風下側ルーバ群のルーバの形成間隔が前記風上側ルーバ群のルーバの形成間隔より大きく形成されている請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載の熱交換器。