JP2008039212A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器に関し、特に、インナーフィンを収容したエレメントを備える熱交換器に関する。 The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly, to a heat exchanger including an element containing an inner fin.
従来、長手方向両端部に連通孔が設けられた一対のシェルを有し、これら一対のシェルの周縁同士が接合されて内部に通路を構成するエレメントと、エレメント内に収容され、両連通孔とそれぞれ対応する位置に開口孔を有するインナーフィンとを備える熱交換器の技術が公知になっている(特許文献1、2参照)。
しかしながら、従来の熱交換器にあっては、エレメントの通路内でインナーフィンに沿って流通する流通媒体の大部分が、両開口孔同士を直線的に繋ぐように流通してしまうため、主にインナーフィンの外周付近はあまり機能していないという問題点があった。 However, in the conventional heat exchanger, most of the flow medium that flows along the inner fin in the passage of the element flows so as to linearly connect both opening holes. There was a problem that the outer periphery of the inner fin was not functioning much.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、エレメントの通路内でインナーフィンに沿って流通する流通媒体を幅方向へ分散させて略均一に流すことができ、流通媒体の流通抵抗を減らして冷却性能を向上できる熱交換器を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to disperse the distribution medium flowing along the inner fin in the passage of the element in the width direction so as to flow substantially uniformly. It is possible to provide a heat exchanger that can improve the cooling performance by reducing the distribution resistance of the distribution medium.
本発明の請求項1記載の発明では、長手方向両端部に連通孔が設けられた一対のシェルを有し、これら一対のシェルの周縁同士が接合されて内部に通路を構成するエレメントと、前記エレメント内に収容され、前記両連通孔とそれぞれ対応する位置に開口孔を有するインナーフィンとを備える熱交換器において、前記インナーフィンの両開口孔のうち少なくとも一方の開口孔の周辺に両シェルとの間で、前記インナーフィンの長手方向端部の外周を内側へ切欠して幅方向へ延びるように設けた空間と、前記インナーフィンの開口孔から前記エレメントの幅方向に対向する周縁の少なくとも一方に向けて切欠して設けた空間とを備えることを特徴とする。
The invention according to
本発明の請求項1記載の発明にあっては、長手方向両端部に連通孔が設けられた一対のシェルを有し、これら一対のシェルの周縁同士が接合されて内部に通路を構成するエレメントと、前記エレメント内に収容され、前記両連通孔とそれぞれ対応する位置に開口孔を有するインナーフィンとを備える熱交換器において、前記インナーフィンの両開口孔のうち少なくとも一方の開口孔の周辺に両シェルとの間で、前記インナーフィンの長手方向端部の外周を内側へ切欠して幅方向へ延びるように設けた空間と、前記インナーフィンの開口孔から前記エレメントの幅方向に対向する周縁の少なくとも一方に向けて切欠して設けた空間とを備えるため、エレメントの通路内でインナーフィンに沿って流通する流通媒体を幅方向へ分散させて略均一に流すことができ、流通媒体の流通抵抗を減らして冷却性能を向上できる。 In the first aspect of the present invention, the element has a pair of shells provided with communication holes at both ends in the longitudinal direction, and the peripheral edges of the pair of shells are joined together to form a passage inside. And an inner fin housed in the element and having an opening hole at a position corresponding to each of the communication holes, around the opening hole of at least one of the opening holes of the inner fin. Between the two shells, a space provided so as to extend in the width direction by notching the outer periphery of the longitudinal end portion of the inner fin, and a peripheral edge facing the element in the width direction from the opening hole of the inner fin And a space formed by cutting out toward at least one of the two, the distribution medium flowing along the inner fin in the passage of the element is dispersed in the width direction to be substantially uniform. Succoth can, thereby improving the cooling performance by reducing the flow resistance of the flowing medium.
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
以下、実施例1を説明する。
なお、本実施例1では熱交換器を水冷式のオイルクーラに適用した場合について説明する。
図1は本発明の実施例1の熱交換器が採用されたオイルクーラの平面図、図2は図1のS2−S2線における断面図、図3は本実施例1のエレメントの分解図、図4は同分解斜視図(インナーフィンの一部は省略)、図5は図4のS5−S5線における断面図である
Example 1 will be described below.
In the first embodiment, a case where the heat exchanger is applied to a water-cooled oil cooler will be described.
1 is a plan view of an oil cooler employing a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line S2-S2 in FIG. 1, and FIG. 3 is an exploded view of the element according to the first embodiment. 4 is an exploded perspective view (a part of the inner fin is omitted), and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line S5-S5 in FIG.
図6は本実施例1のエレメントの斜視図、図7は本実施例1のエレメントの積層を説明する図、図8は図2のS8−S8線における断面図であり、作用を説明する図である。 6 is a perspective view of the element of the first embodiment, FIG. 7 is a diagram for explaining the stacking of the elements of the first embodiment, and FIG. 8 is a sectional view taken along line S8-S8 in FIG. It is.
先ず、全体構成を説明する。
図1、2に示すように、本実施例1の熱交換器が採用されたオイルクーラ1は、複数(本実施例1では5個)のエレメント2が積層されたコア部3が備えられている。
First, the overall configuration will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図3、4に示すように、各エレメント2は、略皿状の一対のシェル4,5と、これら両シェル4,5の間に介装されるインナーフィン6で構成されている。
シェル4の長手方向両端部には連通孔4aを有する円筒状の環状突起部4bがそれぞれ形成される一方、シェル5の長手方向両端部には連通孔5aを有する円筒状の環状突起部5bがそれぞれ形成されている。
また、両シェル4,5の長手方向両端部の外周は円弧状の円弧部4c,5c(図4参照)がそれぞれ形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, each
Cylindrical
Further,
図4、5に示すように、インナーフィン6は、エレメント2の長手方向に延びる波板状に形成される他、その長手方向両端部におけるシェル4,5の各環状突起部の連通孔4a,5aとそれぞれ対応する位置には開口孔6a,6bが形成されている。
また、インナーフィン6の長手方向両端部の外周には、内側へ切欠された円弧状の切欠部6cがそれぞれ形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
In addition, arc-
そして、図6に示すように、エレメント2は、インナーフィン6を収容した状態で両シェル4,5が最中状に重ねられてその周縁同士が接合されることにより、その内部に長手方向へ延びる通路2aが形成される他、その長手方向両端部には、インナーフィン6の切欠部6cとエレメント2の円弧部4c,5cとの間で幅方向へ連通孔4a(5a)を囲むように円弧状に延びる空間O1,O2が形成されている。
As shown in FIG. 6, the
また、図3に示すように、シェル4の環状突起部4bの外径W1は、シェル5の環状突起部5bの内径W2よりも小さく形成されており、これによって、図7に示すように、隣り合うエレメント2の間に環状のシートS1を介在させた状態で対向する環状突起部4bと環状突起部5bとが嵌合されて積層されることにより、コア部3が形成されている。
なお、コア部3の最下端のエレメント2の環状突起部5bは省略されて塞がれた状態となっている。
Further, as shown in FIG. 3, the outer diameter W1 of the
In addition, the
従って、図2に示すように、コア部3の一方側には、各エレメント2の一端側に連通する入口側通路R1が形成され、コア部3の他方側には、各エレメント2の他端側に連通する出口側通路R2が形成されている。
Therefore, as shown in FIG. 2, an inlet side passage R <b> 1 communicating with one end side of each
なお、本実施例1のオイルクーラ1を構成する全ての構成部材はアルミ製であり、各構成部材が接合する接合部のうち、少なくとも一方側にはろう材から成るクラッド層(ブレージングシート)が設けられ、これらは予め仮組みされた状態で図外の加熱炉に搬送されて熱処理されることにより各接合部が一体的にろう付け固定されている。
In addition, all the structural members which comprise the
次に、作用を説明する。
このように構成されたオイルクーラ1は、図外のラジエータの下流側タンク内に収容される他、コア部3の最上端のエレメント2における入口側通路R1側の環状突起部4bに図外の入力ポートが挿入された状態で固定される一方、出口側通路R2側の環状突起部4bに図外の出力ポートが挿入された状態で固定される。
Next, the operation will be described.
The
そして、図2に示すように、図外の入力ポートを介してコア部3の入口側通路R1に流入した高温なオイル(破線矢印で図示)は、各エレメント2の通路2a内でインナーフィン6に沿って流通する間に、図外のラジエータの下流側タンク内の低温な流通媒体と熱交換して冷却された後、出口側通路R2に流入して図外の出力ポートから排出され、オイルクーラ1として機能する。
As shown in FIG. 2, the hot oil (shown by broken line arrows) that flows into the inlet-side passage R <b> 1 of the
ここで、従来の発明にあっては、エレメントの通路内でインナーフィンに沿って流通するオイルの大部分が、両開口孔同士を直線的に繋ぐように流通してしまうため、主にインナーフィンの外周付近はあまり機能していないという問題点があった。
また、インナーフィンの特に長手方向両端部の外周付近においてオイルが停滞し易く、冷却性能が低下する原因の1つとなっていることが判明した。
Here, in the conventional invention, since most of the oil flowing along the inner fin in the passage of the element flows in such a way as to linearly connect both the opening holes, the inner fin is mainly used. There was a problem that the vicinity of the outer periphery of the slab was not functioning much.
Further, it has been found that the oil tends to stagnate particularly in the vicinity of the outer periphery of both end portions in the longitudinal direction of the inner fin, which is one of the causes for the cooling performance to deteriorate.
これに対し、本実施例1のオイルクーラ1では、各エレメント2の長手方向両端部に、インナーフィン6の切欠部6cとエレメント2の円弧部4c,5cとの間で幅方向へ円弧状に延びる空間O1,O2が形成されているため、図8に示すように、開口孔6aから通路2aに導入されたオイル(破線矢印で図示)の一部は空間O1に流入してインナーフィン6の幅方向へ分散した後、インナーフィン6に沿って流通し、これによって、通路2a内でインナーフィン6に沿って流通するオイルを略均一に流通させて流通抵抗を減少できると同時に放熱性能を大幅に向上できる。
On the other hand, in the
また、オイルの一部は、空間O2に流入した後で開口孔6bへ排出され、これによって、流通抵抗をさらに低減できる。
Further, a part of the oil flows into the space O2 and then is discharged to the
また、空間O2を省略したり、空間O1を省略して空間O2のみを形成した場合に比べて、オイルの流通の初期段階においてオイルをスムーズに幅方向へ分散させて流通させることができる。加えて、上流側の高温なオイルの方が下流側の冷却されたオイルに比べて分散し易く、好適となる。 Further, compared with the case where the space O2 is omitted or the space O1 is omitted and only the space O2 is formed, the oil can be smoothly distributed and distributed in the width direction at the initial stage of the oil distribution. In addition, the upstream hot oil is more easily dispersed than the cooled oil on the downstream side, which is preferable.
従って、本実施例1のオイルクーラ1では、従来品に比べて各構成部材の小型化やエレメント2の積層数の削減を図ることができ、全体の大幅な小型化と製造コスト削減も可能となる。
Therefore, in the
次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例1の熱交換器にあっては、長手方向両端部に連通孔4a,5aが設けられた一対のシェル4,5を有し、これら一対のシェル4,5の周縁同士が接合されて内部に通路2aを構成するエレメント2と、エレメント2内に収容され、両連通孔4a,5aとそれぞれ対応する位置に開口孔6a,6bを有するインナーフィン6とを備える熱交換器において、インナーフィン6の両開口孔6a,6bの周辺にエレメント2との間で幅方向へ延びる空間O1,O2を設けたため、エレメント2内のインナーフィン6に沿って流通するオイルを幅方向へ分散させて略均一に流すことができ、オイルの流通抵抗を減らして冷却性能を向上できる。
Next, the effect will be described.
As described above, the heat exchanger according to the first embodiment has the pair of
また、インナーフィン6の一部を切欠して空間O1,O2を設けたため、エレメント2を加工する場合に比べて安価で簡単に製造できる。
In addition, since the spaces O1 and O2 are provided by notching a part of the
また、インナーフィン6の長手方向端部の外周を内側へ切欠して空間O1を設けたため、従来からオイルの停滞が生じやすいインナーフィン6の長手方向端部の外周付近のオイルを確実に流通させることができ、冷却性能を向上できる。
In addition, since the outer periphery of the end portion in the longitudinal direction of the
また、インナーフィン6の両開口孔6a,6bのうちオイルの上流側に対応する開口孔6aの周辺に空間を設けたため、オイルの流通の初期段階において流通媒体をスムーズに幅方向へ分散させて流通させることができる。
加えて、上流側の高温なオイルの方が下流側の冷却されたオイルに比べて分散し易く、好適となる。
In addition, since a space is provided around the
In addition, the upstream hot oil is more easily dispersed than the cooled oil on the downstream side, which is preferable.
以下、実施例2を説明する。
なお、本実施例2において実施例1と同一構成部材については同一の符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。
図9は本発明の実施例2のインナーフィンを示す斜視図(一部省略)、図10は本実施例2の作用を説明する図である。
Example 2 will be described below.
In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only the differences will be described in detail.
FIG. 9 is a perspective view (partially omitted) showing the inner fin of the second embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the second embodiment.
図9に示すように、本実施例2のオイルクーラ1では、インナーフィン6の開口孔6a,6bが幅方向中心21から外れた位置に配置されると共に、開口孔6a,6bの一部から開口部6a,6bが幅方向中心21から偏在している方向とは逆の方向で幅方向へ略長方形状に切欠された切欠部22a,22bが設けられている点が実施例1と異なる。
As shown in FIG. 9, in the
これに伴って、図10に示すように、実施例1で説明した空間O1,O2に加えて、切欠部22a,22bによってシェル4,5との間で、インナーフィン6の開口孔6a,6bからエレメント2の幅方向に対向する周縁2b,2cのうち、開口部6a,6bが幅方向中心21から偏在している方向とは逆の方向に位置する周縁部に向けて切欠して設けた空間O3,O4が形成されることとなる。
Accordingly, as shown in FIG. 10, in addition to the spaces O1, O2 described in the first embodiment, the
従って、インナーフィン6の両開口孔6a,6bが幅方向中心21から外れた位置に配置される場合、エレメント2の通路内を流通するオイルはさらに不均一に流通し易くなってしまうが、本実施例2では、空間O3,O4を介して流通媒体の一部を、流通量が少なくなる幅方向へ均一に分散させることができ、インナーフィン6に沿って流通するオイルを略均一流通させることができる。
Therefore, when both the opening holes 6a and 6b of the
さらに、切欠部22a,22bによってオイルの流通抵抗を減少でき、エレメント2の小型化、ひいてはコア部3の小型化が可能となる。
なお、切欠部22a,22bの長さは、放熱性能と流通抵抗の要求仕様により決定される。
Furthermore, the oil flow resistance can be reduced by the
Note that the lengths of the
以下、実施例3を説明する。
なお、本実施例3において実施例1、2と同一構成部材については同一の符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。
図11は本発明の実施例3のインナーフィンを示す斜視図(一部省略)、図12は本実施例3の作用を説明する図である。
Example 3 will be described below.
In the third embodiment, the same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
FIG. 11 is a perspective view (partially omitted) showing an inner fin according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a diagram for explaining the operation of the third embodiment.
図11に示すように、本実施例3のオイルクーラ1では、インナーフィン6の開口孔6a,6bが幅方向中心21に配置されると共に、インナーフィン6の開口孔6a,6bの一部から幅両側方向へ略長方形状に切欠された切欠部33a,33bが設けられている点が実施例1と異なる。
As shown in FIG. 11, in the
これに伴って、図12に示すように、実施例1で説明した空間O1,O2に加えて、切欠部33a,33bによってシェル4,5との間で、インナーフィン6の開口孔6a,6bからエレメント2の幅方向に対向する周縁2b,2cに向けて切欠して設けた空間O5,O6が形成されることとなる。
Accordingly, as shown in FIG. 12, in addition to the spaces O1 and O2 described in the first embodiment, the
従って、本実施例3では、空間O5,O6を介して流通媒体の一部を、流通量が少なくなる幅方向へ均一に分散させることができ、インナーフィン6に沿って流通するオイルを略均一流通させることができる。
Therefore, in the third embodiment, a part of the distribution medium can be uniformly dispersed in the width direction in which the distribution amount is reduced through the spaces O5 and O6, and the oil distributed along the
さらに、切欠部33a,33bによってオイルの流通抵抗を減少でき、エレメント2の小型化、ひいてはコア部3の小型化が可能となる。
なお、切欠部33a,33bの長さは、放熱性能と流通抵抗の要求仕様により決定される。
Furthermore, the oil flow resistance can be reduced by the
Note that the lengths of the
以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
また、熱交換器は水冷式のオイルクーラ1に限らず、空冷式のオイルクーラ、コンデンサ、またはインタークーラ等の一般的な熱交換器に適用でき、これに伴って流通媒体の種類も異なる。
また、開口孔及び空間の具体的な形状、位置、形成数等についても適宜設定できる。
Although the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention are included in the present invention.
In addition, the heat exchanger is not limited to the water-cooled
Moreover, it can set suitably also about the specific shape, position, formation number, etc. of an opening hole and space.
また、本実施例では、インナーフィン6の一部を切欠して空間O1〜O6を形成したが、シェル4,5の一部を外側に膨出させて空間と同様の空間を形成することもできる。
Further, in this embodiment, a part of the
また、本実施例では、インナーフィン6を波板状に形成した形状としたが、所謂オフセットフィンを用いても同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the
さらに、図13に示すように、実施例1で説明した切欠部6cを省略して実施例2、3で説明した切欠部22a,22b(切欠部33a,33b)を複数形成しても良い。しかしながら、この場合には、インナーフィン6の長手方向両端部の外周付近にオイルが停滞し易くなるため、あまり好ましくない。
Furthermore, as shown in FIG. 13, the
O1、O2、O3、O4 空間
R1 入口側通路
R2 出口側通路
S1 シート
1 オイルクーラ
2 エレメント
2a 通路
3 コア部
4、5 シェル
4a、5a 連通孔
4b、5b 環状突起部
4c、5c 円弧部
6 インナーフィン
6a、6b 開口孔
6c 切欠部
21 幅方向中心
22a、22b、33a、33b 切欠部
O1, O2, O3, O4 Space R1 Inlet side passage R2 Outlet side
Claims (1)
前記エレメント内に収容され、前記両連通孔とそれぞれ対応する位置に開口孔を有するインナーフィンとを備える熱交換器において、
前記インナーフィンの両開口孔のうち少なくとも一方の開口孔の周辺に両シェルとの間で、前記インナーフィンの長手方向端部の外周を内側へ切欠して幅方向へ延びるように設けた空間と、前記インナーフィンの開口孔から前記エレメントの幅方向に対向する周縁の少なくとも一方に向けて切欠して設けた空間とを備えることを特徴とする熱交換器。 An element that has a pair of shells provided with communication holes at both longitudinal ends thereof, and the peripheral edges of the pair of shells are joined to each other to form a passage;
In a heat exchanger comprising an inner fin housed in the element and having an opening hole at a position corresponding to each of the communication holes,
A space provided so as to extend in the width direction by notching the outer circumference of the end portion in the longitudinal direction of the inner fin between the shells around at least one of the two opening holes of the inner fin; And a space provided by being cut out from at least one of the peripheral edges of the inner fin facing in the width direction from the opening hole of the inner fin.
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Cited By (2)
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WO2010061808A1 (en) * | 2008-11-26 | 2010-06-03 | カルソニックカンセイ株式会社 | Compound heat exchange unit |
JP2012082990A (en) * | 2010-10-07 | 2012-04-26 | Calsonic Kansei Corp | Heat exchanger |
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