JP2009030863A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、運転状況、すなわち低速時、高速時に係らず、圧力損失を低減させて放熱効果の確保を図った、熱交換器に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger that reduces pressure loss and secures a heat dissipation effect regardless of operating conditions, that is, at low speeds and high speeds.
従来、熱交換器として、ラジエータのコア部には、外枠部材で囲った一面に、エンジンで高温化した冷却水を通流させるチューブを張り巡らせ、チューブ外周に熱放散性を向上させるためのフィンを蛇行状に配設するという、いわゆるコルゲートフィンタイプといわれるものがある。
これらフィン表面には空気流通方向に所定幅の多数のルーバを切り起こし形成し、ルーバ間に空気流を通過させることで、放熱効果を確保するようにしている。
Conventionally, as a heat exchanger, the core of the radiator has a tube surrounded by an outer frame member, and a tube through which cooling water heated by the engine flows is stretched to improve heat dissipation on the outer periphery of the tube. There is a so-called corrugated fin type in which fins are arranged in a meandering manner.
A large number of louvers having a predetermined width are cut and formed on the surfaces of these fins in the air flow direction, and an air flow is passed between the louvers so as to ensure a heat radiation effect.
しかしながら、この放熱効果は、空気流の流入側から流出側に向かって減衰してしまう。
例えば厚幅ラジエータでは、空気流方向の後方空気温度上昇が大きく、空気−フィンの温度差が低減するため、後方ルーバは放熱効果に寄与しなくなる。
一方、薄幅ラジエータでは、ルーバを細密化することにより、放熱効果を高めることはできるが、上述の厚幅ラジエータでは、放熱量の上昇は小さいのに、空気の通過に当たって圧力損失が増大するため、実車性能Qvの向上は困難である。
However, this heat dissipation effect attenuates from the inflow side to the outflow side of the airflow.
For example, in a thick radiator, the rear air temperature rises greatly in the air flow direction, and the temperature difference between the air and the fin is reduced. Therefore, the rear louver does not contribute to the heat dissipation effect.
On the other hand, in thin radiators, the heat dissipation effect can be enhanced by densifying the louver. However, in the thick radiator described above, the increase in heat dissipation is small, but the pressure loss increases when air passes through. It is difficult to improve the actual vehicle performance Qv.
以上のようなラジエータの放熱効果を高めるために、これまで、特許文献1に示すように、後方のルーバにおける圧力損失の低減化するべく、後方ルーバのピッチ(幅寸法)を粗く(大きく)、あるいは角度を寝かせる(切起し角度を小さくする)などの対策を施して、実車性能Qvの向上を図っている。
In order to increase the heat dissipation effect of the radiator as described above, as shown in
しかしながら、この方式による製品のベンチマーク結果は、低速条件においては、当初の目標である、実車性能Qvの向上を見ることができたが、高速条件においては、放熱量が低減し、実車性能Qvの低下が見られた。
本発明は、上記課題を改善するために提案されたものであって、運転状況、すなわち低速時、高速時に係らず、圧力損失を低減させて放熱効果の確保を図った、熱交換器を提案することを目的とする。
However, the benchmark result of the product by this method was able to see the improvement of the actual vehicle performance Qv, which was the initial target in the low speed condition. However, in the high speed condition, the heat radiation amount was reduced and the actual vehicle performance Qv was reduced. A decrease was seen.
The present invention has been proposed to improve the above problems, and proposes a heat exchanger that reduces pressure loss and secures a heat dissipation effect regardless of operating conditions, that is, at low speed and high speed. The purpose is to do.
上記の課題を改善するために、請求項1に記載の発明は、一面に張り巡らせたチューブ(2)間に熱放散性を向上させるためのフィン(3)を蛇行状に配設し、このフィン(3)幅方向に沿って、複数のルーバ(4)を切り起し形成した熱交換器(1)において、
フィン(3)におけるルーバ(4)のうち、適所に、他の部位に形成するルーバ(4)に比較して、幅の狭いルーバ(4)を形成する構成としたことを特徴とする。
ルーバ(4)の幅寸法を、所定の値より幅狭の寸法にすることにより、高速時ではルーバ(4)間を空気が流れるようになり、放熱量、圧力損失共に増大するが、低速時では、ルーバ(4)間を空気が流れずに、放熱性能、圧力損失共に低下する。
このような特性を利用することで、低速、高速共に、放熱効果を確保し、実車性能が向上する。
In order to improve the above-mentioned problem, the invention described in
Of the louvers (4) in the fin (3), a louver (4) having a narrower width than that of the louvers (4) formed in other portions is formed at an appropriate position.
By making the width dimension of the louver (4) narrower than the predetermined value, air flows between the louvers (4) at high speed, and both heat dissipation and pressure loss increase, but at low speed. Then, air does not flow between the louvers (4), and both heat radiation performance and pressure loss are reduced.
By utilizing such characteristics, the heat dissipation effect is secured at both low speed and high speed, and the actual vehicle performance is improved.
また、請求項2に記載の発明は、フィン(3)のうち、互いに隣接するフィン(3)において、一方のフィン(3)幅方向の後方側に形成するルーバ(4)を、他の部位に形成するルーバ(4)に比較して、幅の狭いルーバ(4)とする構成としたことを特徴とする。
これにより、低速時には、一方のフィン(3)の後方側の幅の狭いルーバ(4)間は、空気は通過せず、圧力損失は低減化する。
一方、高速時には、そのような幅の狭いルーバ(4)間も空気が流れることにより、放熱効果を確保することができる。
Further, in the invention according to
Thereby, at low speed, air does not pass between narrow louvers (4) on the rear side of one fin (3), and pressure loss is reduced.
On the other hand, at the time of high speed, air flows between such narrow louvers (4), thereby ensuring a heat dissipation effect.
また、請求項3に記載の発明は、フィン(3)のうち、フィン(3)幅方向の後方側に形成するルーバ(4)を、一部、他の部位に形成するルーバ(4)に比較して、幅の狭いルーバ(4)とする構成としたことを特徴とする。
これにより、低速時には、フィン(3)の後方側のうち、幅の狭いルーバ(4)間は、空気は通過せず、圧力損失は低減化する。
一方、高速時には、そのような幅の狭いルーバ(4)間も空気が流れることにより、放熱効果を確保することができる。
In the invention according to
Thereby, at low speed, air does not pass between narrow louvers (4) on the rear side of the fin (3), and pressure loss is reduced.
On the other hand, at the time of high speed, air flows between such narrow louvers (4), thereby ensuring a heat dissipation effect.
また、請求項4に記載の発明は、フィン(3)のうち、互いに隣接するフィン(3)において、一方のフィン(3)に形成するルーバ(4)を、他方のフィン(3)に形成するルーバ(4)に比較して、幅の狭いルーバ(4)とする構成としたことを特徴とする。
これにより、低速時には、幅の狭いルーバ(4)を形成したフィン(3)は、空気は通過せず、圧力損失は低減化する。
一方、高速時には、そのような幅の狭いルーバ(4)を形成したフィン(3)全体に亘って空気が流れることにより、放熱効果を確保することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the fins (3) adjacent to each other among the fins (3), the louver (4) formed on one fin (3) is formed on the other fin (3). Compared to the louver (4), the louver (4) has a narrower width.
Thereby, at the time of low speed, the fin (3) which formed the narrow louver (4) does not pass air, and pressure loss is reduced.
On the other hand, at the time of high speed, the heat dissipation effect can be ensured by air flowing over the entire fin (3) in which such a narrow louver (4) is formed.
さらに、請求項5に記載の発明は、フィン(3)のうち、後方側に形成するルーバ(4)を、前方側に形成するルーバ(4)に比較して、幅の狭いルーバ(4)を形成する構成としたことを特徴とする。
これにより、低速時には、幅の狭いルーバ(4)を形成したフィン(3)この後方側は、空気は通過せず、圧力損失は低減化する。
一方、高速時には、そのような幅の狭いルーバ(4)を形成した後方部側も空気が流れることにより、放熱効果を確保することができる。
Further, in the invention according to claim 5, the louver (4) formed on the rear side of the fin (3) is narrower than the louver (4) formed on the front side. It is the structure which forms.
Thereby, at the time of low speed, the fin (3) in which the narrow louver (4) is formed, the air does not pass through the rear side, and the pressure loss is reduced.
On the other hand, at the time of high speed, a heat radiation effect can be ensured by air flowing also on the rear side where such a narrow louver (4) is formed.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment mentioned later.
図1に本発明にかかる熱交換器1の要部を模式的に示す。この熱交換器1は、車両に搭載されるラジエータであって、全体構成は、外枠部材で囲った一面に、複数のチューブ2(図示省略)を張り巡らせ、これらチューブ2間に熱放散性を向上させるためのフィン3を蛇行状に配設している。図1では、その一部のみを拡大的に示している。
この場合、熱交換器1(以下、ラジエータ1)には、車両からの被冷却流体を流すチューブ2間に、蛇行状に配設したフィン3を備え、フィン3幅方向に沿って、複数のルーバ4を切り起し形成している。
このような構成により、車両の走行によって、導入される空気が矢印に示すように、チューブ2間におけるフィン3幅方向に沿って流れることで、フィン3幅方向に沿って形成されたルーバ4間を通過させ、熱放散性を高めるようにしている。
FIG. 1 schematically shows a main part of a
In this case, the heat exchanger 1 (hereinafter referred to as the radiator 1) includes
With such a configuration, the air introduced by the vehicle travels along the fin 3 width direction between the
そこで、フィン3幅方向に沿って形成されたルーバ4について、さらに詳細に説明する。
ルーバ4は、フィン3の幅方向に沿って複数、所定幅(ルーバーピッチLpと称す。)、適宜角度、切り起こして形成されている。例えば、空気が流入するフィン3の幅方向前方側は、空気を向かい入れやすくするために、適宜な仰角をもって切り起こされている。そして、フィン3の幅方向中間を境に、フィン3の幅方向後方側は、前方側に向かって、俯角をなすように切り起こされている。
なお、空気がルーバ4間を効果的に流れることが、熱拡散を効果的になす上で重要な要素となるため、それは、ルーバ4の切り起し角度が一定であるならば、流入する空気の速度、およびルーバーピッチLpに依存することがわかっている。
すなわち、ここでは、ルーバ4の幅寸法を、所定の値より幅狭の寸法にすることにより、高速ではルーバ4間を空気が流れるようになり、放熱量、圧力損失共に増大するが、低速では、ルーバ4間を空気が流れずに、放熱性能、圧力損失共に低下する。
このような特性を利用することで、低速、高速共に、放熱効果を確保し、実車性能を向上させるようにしている。
Therefore, the
A plurality of
Note that the effective flow of air between the
That is, here, by making the width dimension of the
By utilizing such characteristics, the heat dissipation effect is ensured at both low speed and high speed, and the actual vehicle performance is improved.
従って本発明では、ルーバ4は、以下のように切り起し形成される。なお、ここでは、流入する空気の速度条件を与えた場合を想定している。この場合の空気の速度条件としては、例えば低速条件で4m/s,40L/min、高速条件で8m/s,100L/minが与えられた場合を想定している。
Therefore, in the present invention, the
(第1実施形態)
例えば、図2では、フィン3のうち、互いに隣接するフィン3において、一方のフィン3の後方側に形成するルーバ4を、他の部位に形成するルーバ4wに比較して、幅の狭いルーバ4nとする構成としている。
この場合、フィン3幅方向前方側、すなわち、図中、左半分のルーバ4wには、例えばルーバピッチLp=0.7のものを用いており、隣り合うフィン3のうち、一方のフィン3の後方側のルーバ4nには、例えばルーバピッチLp=0.5のものを用いている。
(First embodiment)
For example, in FIG. 2, in the
In this case, for example, a louver pitch Lp = 0.7 is used for the
このような構成のラジエータ1では、図示するように、低速時(例えば4m/s,40L/min)には、フィン3の前方側のルーバ4w(Lp=0.7)群間は通過し、フィン3の後方側は、幅の狭いルーバ4n(Lp=0.5)間は、空気は通過しない。従って、点線で示すように空気は流れ、圧力損失は低減化する。
In the
一方、高速時(例えば8m/s,100L/min)には、幅の広いほうのルーバ4w(Lp=0.7)群間は勿論、幅の狭いルーバ4n(Lp=0.5)間も空気が流れることにより、実線で示すようなルートで空気が流通し、放熱効果を確保することができる。
On the other hand, at high speeds (for example, 8 m / s, 100 L / min), not only between the
(第2実施形態)
また、本発明のラジエータ1では、フィン3におけるルーバ4の配置構成は、図3のようにすることができる。
この場合のルーバ4の配置構成では、フィン3のうち、フィン3の後方側に形成するルーバ4を、一部、他の部位に形成するルーバ4w(例えばLp=0.7)に比較して、幅の狭いルーバ4n(例えばLp=0.5)としている。
(Second Embodiment)
In the
In the arrangement configuration of the
このような構成とすれば、図示するように、低速時には、フィン3の前方側のルーバ4w(Lp=0.7)群間は通過し、フィン3の後方側は、幅の狭いルーバ4n(Lp=0.5)間を避けて、幅の広いルーバ4w(Lp=0.7)群間を通過する。従って、点線で図示するように空気は流れ、圧力損失は低減化する。
With such a configuration, as shown in the drawing, at the time of low speed, the louver 4w (Lp = 0.7) group on the front side of the
一方、高速時には、幅の広いほうのルーバ4w(Lp=0.7)群間は勿論、フィン3の後方側は、幅の狭いルーバ4n(Lp=0.5)間も空気が流れることにより、実線で図示するようなルートで空気が流通し、放熱効果を確保することができる。
On the other hand, at high speed, air flows not only between the
(第3実施形態)
また、本発明のラジエータ1では、フィン3におけるルーバ4の配置構成は、図4のようにすることができる。
この場合のルーバ4の配置構成では、互いに隣接するフィン3において、一方のフィン3に形成するルーバ4を、他方のフィン3に形成するルーバ4w(例えばLp=0.7)に比較して、幅の狭いルーバ4n(例えばLp=0.5)とする構成とすることができる。
(Third embodiment)
In the
In the arrangement configuration of the
このような構成とすれば、図示するように、低速時には、幅の広いルーバ4w(Lp=0.7)を形成したフィン3の前方側、後方側のルーバ4群間を通過し、幅の狭いルーバ4n(Lp=0.5)を形成した、フィン3側は通過せず、点線で図示するように空気は流れ、圧力損失は低減化する。
With such a configuration, as shown in the drawing, at low speed, the
一方、高速時には、幅の広いほうのルーバ4w(Lp=0.7)群間は勿論、幅の狭いルーバ4n(Lp=0.5)を形成したフィン3側も空気が流れることにより、実線で図示するようなルートで空気が流通し、放熱効果を確保することができる。
On the other hand, at high speed, air flows not only between the
(第4実施形態)
さらに、本発明のラジエータ1では、フィン3におけるルーバ4の配置構成は、図5のようにすることができる。
この場合、フィン3には、後方側に形成するルーバ4を、前方側に形成するルーバ4w(Lp=0.7)に比較して、幅の狭いルーバ4n(Lp=0.5)を形成する構成としている。
(Fourth embodiment)
Furthermore, in the
In this case, the
このような構成とすることにより、低速時には、幅の狭いルーバ4nを形成したフィン3の後方側は、点線で示すように空気は通過せず、圧力損失は低減化する。
一方、高速時には、そのような幅の狭いルーバ4nを形成した後方部側も空気が流れることにより、実線で図示するようなルートで空気が流通し、放熱効果を確保することができる。
By adopting such a configuration, at the time of low speed, air does not pass through the rear side of the
On the other hand, at the time of high speed, air also flows through the rear portion side where such a
以上のように本発明では、ルーバ4の幅寸法を、所定の値より幅狭の寸法にすることにより、高速ではルーバ4間を空気が流れるようにし、低速では、ルーバ4間を空気が流れないようにして、圧力損失等の兼ね合いから、低速、高速共に、放熱効果を確保し、実車性能を向上させることができる。
ここで、上述した第1〜第4実施形態による放熱量Qw,圧力損失Dpa,実車性能Qvの効果を比較すると、図6に示すように、概ね、低速時、高速時共に、放熱効果を確保し、実車性能を向上させることができ、特に第1、第2実施形態が好ましい効果を発揮するといえる。
As described above, in the present invention, by making the width dimension of the
Here, comparing the effects of the heat dissipation amount Qw, pressure loss Dpa, and actual vehicle performance Qv according to the first to fourth embodiments described above, as shown in FIG. 6, the heat dissipation effect is generally secured at both low speed and high speed. In addition, the actual vehicle performance can be improved, and it can be said that the first and second embodiments exhibit particularly preferable effects.
1 熱交換器
2 チューブ
3 フィン
4 ルーバ
1
Claims (5)
フィン(3)におけるルーバ(4)のうち、適所に、他の部位に形成するルーバ(4)に比較して、幅の狭いルーバ(4)を形成する構成としたことを特徴とする熱交換器。 Fins (3) for improving heat dissipation are arranged in a meandering manner between the tubes (2) stretched over the entire surface, and a plurality of louvers (4) are cut along the fin (3) width direction. In the raised heat exchanger (1),
Heat exchange, characterized in that, among the louvers (4) in the fins (3), a louver (4) having a narrower width than that of the louvers (4) formed in other portions is formed at appropriate positions. vessel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007194490A JP2009030863A (en) | 2007-07-26 | 2007-07-26 | Heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007194490A JP2009030863A (en) | 2007-07-26 | 2007-07-26 | Heat exchanger |
Publications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102636070A (en) * | 2012-04-28 | 2012-08-15 | 上海交通大学 | Low thermal-resistance and low flow-resistance combined enhanced heat transfer fin and manufacturing method thereof |
KR20150011551A (en) * | 2013-07-23 | 2015-02-02 | 한라비스테온공조 주식회사 | Heat Exchanger for Motor Vehicle |
-
2007
- 2007-07-26 JP JP2007194490A patent/JP2009030863A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102636070A (en) * | 2012-04-28 | 2012-08-15 | 上海交通大学 | Low thermal-resistance and low flow-resistance combined enhanced heat transfer fin and manufacturing method thereof |
KR20150011551A (en) * | 2013-07-23 | 2015-02-02 | 한라비스테온공조 주식회사 | Heat Exchanger for Motor Vehicle |
KR101947562B1 (en) * | 2013-07-23 | 2019-02-13 | 한온시스템 주식회사 | Heat Exchanger for Motor Vehicle |
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