JP2009236470A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、チューブに熱的に接続されたフィンと、フィンに形成されたルーバとを備えた熱交換器に関する。 The present invention relates to a heat exchanger including a fin thermally connected to a tube and a louver formed on the fin.
従来、内部流体を流すチューブと、チューブに熱的に接続され、内部流体と外部流体との伝熱面積を増加させるフィンと、フィンを切り起こして形成され、前縁効果によってフィンから外部流体への熱伝達率を増加させるルーバとを有する熱交換器がある。このような熱交換器では、前方ルーバの後流の影響によってルーバ先端部での外部流体の流速が低下すると、前縁効果が低下して熱交換性能が低下してしまうことがある。特許文献1では、前縁効果の低下を抑制して熱交換性能を向上させるために、外部流体の流れ方向に対するルーバの傾斜角度LθとフィンピッチFp及びルーバピッチLpとが、以下の式(1)の関係を満たすように設定されている。
Conventionally, a tube through which an internal fluid flows, a fin that is thermally connected to the tube and increases the heat transfer area between the internal fluid and the external fluid, and formed by cutting and raising the fin from the fin to the external fluid by the leading edge effect There is a heat exchanger having a louver that increases the heat transfer rate of the heat exchanger. In such a heat exchanger, when the flow velocity of the external fluid at the louver tip is reduced due to the influence of the wake of the front louver, the leading edge effect is lowered and the heat exchange performance may be lowered. In
0.2<Lp/Fp×tanLθ<0.45 ・・・(1)
近年、ルーバピッチLpが細密化される傾向にある一方、フィンピッチFpはさほど細密化される傾向にない。このような近年の熱交換器では、式(1)の関係を満たすようにフィン及びルーバを形成しても、熱交換性能を必ずしも向上できないことが分かった。 In recent years, the louver pitch Lp tends to be finer, while the fin pitch Fp does not tend to be so fine. In such a recent heat exchanger, it has been found that even if fins and louvers are formed so as to satisfy the relationship of Expression (1), the heat exchange performance cannot always be improved.
例えば、フィンピッチFpが1.25mmでルーバピッチLpが0.7mmである熱交換器の場合、ルーバの傾斜角度Lθが19.7°<Lθ<38.8°の範囲にあれば、フィンピッチFp、ルーバピッチLp及び傾斜角度Lθが式(1)の関係を満たす。 For example, in the case of a heat exchanger in which the fin pitch Fp is 1.25 mm and the louver pitch Lp is 0.7 mm, if the louver inclination angle Lθ is in the range of 19.7 ° <Lθ <38.8 °, the fin pitch Fp The louver pitch Lp and the inclination angle Lθ satisfy the relationship of the expression (1).
ところが、本願発明者が実験及び解析によって確認したところ、傾斜角度Lθが上記の範囲であっても熱交換器の熱交換性能は必ずしも向上せず、高い熱交換性能が得られる傾斜角度Lθの範囲は上記の範囲よりもさらに狭いことが分かった。 However, when the inventors of the present application confirmed by experiment and analysis, even if the inclination angle Lθ is in the above range, the heat exchange performance of the heat exchanger does not necessarily improve, and the range of the inclination angle Lθ in which high heat exchange performance is obtained. Was found to be even narrower than the above range.
本発明の目的は、高い熱交換性能が得られる熱交換器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a heat exchanger capable of obtaining high heat exchange performance.
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.
請求項1に記載の発明は、内部流体を流通させるチューブ(32)と、チューブ(32)に熱的に接続されてチューブ(32)の外部を流通する外部流体の流通方向(AA)に沿って設けられ、所定のフィンピッチFpでチューブ(32)の延伸方向(BB)に並列するフィン(31)と、流通方向(AA)に対して所定の傾斜角度Lθで傾斜してフィン(31)に形成され、所定のルーバピッチLpで流通方向(AA)に並列する複数のルーバ(313)とを備え、フィンピッチFp及びルーバピッチLpがLp≦0.7×Fpの関係にあり、かつルーバピッチLpが0.5(mm)≦Lp≦0.75(mm)である熱交換器であって、ルーバピッチLp、傾斜角度Lθ及びルーバ(313)の板厚tは、
0.164×exp(0.3229×Lp)≦Lp×sinLθ−t
≦0.3381×exp(−0.1069×Lp)
の関係を満たすことを特徴とする熱交換器である。
According to the first aspect of the present invention, the tube (32) through which the internal fluid flows and the flow direction (AA) of the external fluid that is thermally connected to the tube (32) and flows outside the tube (32) are provided. A fin (31) provided in parallel with the extending direction (BB) of the tube (32) at a predetermined fin pitch Fp and inclined at a predetermined inclination angle Lθ with respect to the flow direction (AA). And a plurality of louvers (313) parallel to the flow direction (AA) at a predetermined louver pitch Lp, the fin pitch Fp and the louver pitch Lp being in a relationship of Lp ≦ 0.7 × Fp, and the louver pitch Lp being The heat exchanger is 0.5 (mm) ≦ Lp ≦ 0.75 (mm), and the louver pitch Lp, the inclination angle Lθ, and the plate thickness t of the louver (313) are:
0.164 × exp (0.3229 × Lp) ≦ Lp × sinLθ−t
≦ 0.3381 × exp (−0.1069 × Lp)
It is a heat exchanger characterized by satisfying this relationship.
これにより、ルーバピッチLpがフィンピッチFpに対して細密化された熱交換器であっても、高い熱交換性能が得られる。 Thereby, even if it is a heat exchanger with which louver pitch Lp was densified with respect to fin pitch Fp, high heat exchange performance is obtained.
請求項2に記載の発明は、フィン(31)はコルゲート形状を有していることを特徴としている。これにより、フィン(31)をフィンピッチFpでチューブ(32)の延伸方向(BB)に並列させるのが容易になるため、熱交換器の製造工程を簡略化できる。 The invention according to claim 2 is characterized in that the fin (31) has a corrugated shape. Thereby, since it becomes easy to arrange a fin (31) in the extending | stretching direction (BB) of a tube (32) with the fin pitch Fp, the manufacturing process of a heat exchanger can be simplified.
請求項3に記載の発明のように、フィン(31)は平板形状を有していてもよい。 As in the third aspect of the invention, the fin (31) may have a flat plate shape.
請求項4に記載の発明は、内部流体を流通させるチューブ(32)と、チューブ(32)に熱的に接続されてチューブ(32)の外部を流通する外部流体の流通方向(AA)に沿って設けられ、所定のフィンピッチFpでチューブ(32)の延伸方向(BB)に並列するフィン(31)と、流通方向(AA)に対して所定の傾斜角度Lθで傾斜してフィン(31)に形成され、所定のルーバピッチLpで流通方向(AA)に並列する複数のルーバ(313)とを備え、フィンピッチFp及びルーバピッチLpがLp≦0.7×Fpの関係にあり、かつルーバピッチLpが0.5(mm)≦Lp≦0.75(mm)である熱交換器であって、ルーバピッチLp、傾斜角度Lθ及びルーバ(313)の板厚tは、0.2(mm)≦Lp×sinLθ−t≦0.3(mm)の関係を満たすことを特徴とする熱交換器である。 The invention according to claim 4 is along the tube (32) through which the internal fluid flows and the flow direction (AA) of the external fluid that is thermally connected to the tube (32) and flows outside the tube (32). A fin (31) provided in parallel with the extending direction (BB) of the tube (32) at a predetermined fin pitch Fp and inclined at a predetermined inclination angle Lθ with respect to the flow direction (AA). And a plurality of louvers (313) parallel to the flow direction (AA) at a predetermined louver pitch Lp, the fin pitch Fp and the louver pitch Lp being in a relationship of Lp ≦ 0.7 × Fp, and the louver pitch Lp being The heat exchanger is 0.5 (mm) ≦ Lp ≦ 0.75 (mm), and the louver pitch Lp, the inclination angle Lθ, and the plate thickness t of the louver (313) are 0.2 (mm) ≦ Lp × sinLθ- It is a heat exchanger characterized by satisfying a relationship of t ≦ 0.3 (mm).
これにより、ルーバピッチLpがフィンピッチFpに対して細密化された熱交換器であっても、高い熱交換性能が得られる。 Thereby, even if it is a heat exchanger with which louver pitch Lp was densified with respect to fin pitch Fp, high heat exchange performance is obtained.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係の一例を示している。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means has shown an example of the corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について図1乃至図9を用いて説明する。図1は、本実施形態における熱交換器としてラジエータ1の構成を示す外観斜視図である。図2は、ラジエータ1のチューブ32間に配設されたフィン31のみを示す正面図である。図3は、図2のIII−III線断面図である。図4は、隣り合うフィン31におけるルーバ313の配置関係を示す模式図である。本実施形態の熱交換器は、車両に搭載された水冷式エンジンを冷却するためのエンジン冷却水(内部流体)を循環させる冷却水回路に用いられ、空気(外部流体)との熱交換によりエンジン冷却水を冷却するラジエータである。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an external perspective view showing a configuration of a
図1に示すように、ラジエータ1は、概ね鉛直方向に延伸するチューブ32内をエンジン冷却水が上方から下方に流れる、いわゆるダウンフロー型(縦流れ型)である。ラジエータ1は、基本構成としてコア部30、上部タンク10及び下部タンク20を有している。
As shown in FIG. 1, the
コア部30は、フィン31、チューブ32、サイドプレート(インサート)33及びコアプレート34を有している。これらの構成部材は、軽量で耐腐食性等に優れるアルミニウム材又はアルミニウム合金材により形成され、ろう付けにより一体的に結合されている。薄肉の帯板材から波形に成形されたフィン31と扁平な断面形状を有するチューブ32とは、概ね水平方向に交互に積層されている。最外方のフィン31のさらに外方には、補強部材としてのサイドプレート33が設けられている。各チューブ32の延伸方向(BB方向)の両端部は、コアプレート34に形成されたチューブ孔にそれぞれ嵌合されている。
The
上部タンク10及び下部タンク20は、例えばガラス繊維を含有するポリアミド材のように、耐熱性に優れた高強度の樹脂材より成形されている。両タンク10、20は、略U字状の断面形状を有し、コアプレート34に対向する側に開口部を有する容器状に形成されている。両タンク10、20は、コア部30に対してかしめ加工により機械的に接合されている。両タンク10、20とコアプレート34との接合部位には、不図示のシール部材(パッキン)が介設されている。
The
上部タンク10には、その長手方向に交差して突出する入口パイプ11と、エンジン冷却水を内部に注入するための注水口17と、ラジエータ1を車両へ取り付けるための取付け部18とが一体的に形成されている。また下部タンク20には、出口パイプ21と取付け部22とが一体的に形成されている。入口パイプ11及び出口パイプ21には、図示しないエンジンホースが挿入されるようになっている。車両エンジンからのエンジン冷却水は、入口パイプ11から上部タンク10及びコア部30に流入し、コア部30においてAA方向に流通する空気との熱交換により冷却される。冷却されたエンジン冷却水は、下部タンク20の出口パイプ21から外部に流出し、再びエンジンに戻るようになっている。
The
図2に示すように、フィン31はコルゲートフィンであり、AA方向にほぼ平行になるように平面状に形成された複数の平面部312と、隣り合う平面部312同士を湾曲して接続するとともにチューブ32(図2では図示せず)の側面に接合される湾曲部311とを有している。図3及び図4に示すように、フィン31の各平面部312は、所定のフィンピッチ(平均フィンピッチ)FpでBB方向に並列して設けられている。
As shown in FIG. 2, the
各平面部312には、所定のルーバピッチLpでAA方向に並列する複数のルーバ313が形成されている。複数のルーバ313は、平面部312のAA方向中央部で転向しており、空気流れ上流側(図3中左側)と下流側(同右側)とで逆向きに傾斜している。各ルーバ313は、AA方向に対していずれもほぼ同一の傾斜角度Lθで傾斜している。大部分のルーバ313は、AA方向の両端部が平面部312を挟んでそれぞれ反対側に切り起こされたいわゆる両切りルーバである。AA方向の両端に位置するルーバ313は、片側端部のみが切り起こされたいわゆる片切りルーバである。
A plurality of
本実施形態のラジエータ1においては、ルーバピッチLpがフィンピッチFpに比較して細密化されており、ルーバピッチLp及びフィンピッチFpはLp≦0.7×Fpの関係にある。また、ルーバピッチLpは、従来の一般的な熱交換器でのルーバピッチ(0.8mm)より狭い0.75mm以下であって、切起しルーバの加工限界と考えられる0.5mm以上に設定されている(0.5(mm)≦Lp≦0.75(mm))。
In the
ここで、ルーバピッチLpがフィンピッチFpに対して細密化された熱交換器では、式(1)の関係を満たすようにフィン31及びルーバ313を形成しても熱交換性能が必ずしも向上しない理由について説明する。
Here, in the heat exchanger in which the louver pitch Lp is finer than the fin pitch Fp, even if the
まず第1の理由について説明する。式(1)では、フィンピッチFp、ルーバピッチLp及び傾斜角度Lθに基づいて算出される隙間比(Lp/Fp×tanLθ)の範囲が規定されている。ところが、ルーバピッチLpがフィンピッチFpに対して細密化されてフィンピッチFpに対するルーバピッチLpの比(Lp/Fp)が小さくなると、式(1)を満たす傾斜角度Lθの範囲は必要以上に広くなってしまう。したがって、熱交換性能向上のために実際に必要な傾斜角度Lθの範囲が規定できなかった。 First, the first reason will be described. In Formula (1), the range of the clearance ratio (Lp / Fp × tanLθ) calculated based on the fin pitch Fp, the louver pitch Lp, and the inclination angle Lθ is defined. However, when the louver pitch Lp is made finer with respect to the fin pitch Fp and the ratio of the louver pitch Lp to the fin pitch Fp (Lp / Fp) becomes smaller, the range of the inclination angle Lθ satisfying the expression (1) becomes larger than necessary. End up. Therefore, the range of the inclination angle Lθ actually required for improving the heat exchange performance cannot be defined.
次に、第2の理由について図5を参照して説明する。図5は図4に対応する図であり、ルーバピッチLpが比較的大きい従来のラジエータにおけるルーバ413の配置関係を示す模式図である。図5に示すように、ルーバピッチLpがフィンピッチFpに対して比較的大きい場合(Lp≒Fp)には、上流側のルーバ413aと下流側のルーバ413bとの間の距離Ldが比較的短くなるため、ルーバ413bの前縁部414近傍ではルーバ413aの影響を比較的大きく受ける。このため、ルーバ413a、413bの配置関係によっては、ルーバ413aの後流の影響によってルーバ413bの前縁部414での外部流体(空気)の流速が低下し、前縁効果が低下してしまう。したがって、式(1)の関係を満たすようにフィン及びルーバを形成することによって、前縁効果の低下を抑制する必要があった。
Next, the second reason will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 4, and is a schematic diagram showing an arrangement relationship of
一方、ルーバピッチLpがフィンピッチFpに対して細密化された本実施形態のラジエータ1では、図4に示したように、上流側のルーバ313aと下流側のルーバ313bとの間の距離Ldが比較的長くなるため、ルーバ313bの前縁部314近傍ではルーバ313aの影響をさほど受けない。このため、ルーバ313a、313bの配置関係に関わらず、ルーバ313bの前縁部314での流速分布が均一化されるので、前縁効果の低下はさほど生じない。すなわち、前縁効果の低下を抑制するための式(1)の関係が満たされたとしても、熱交換性能が向上するとは限らない。
On the other hand, in the
これらの2つの理由により、ルーバピッチLpがフィンピッチFpに対して細密化されたラジエータでは、式(1)の関係を満たすようにフィン31及びルーバ313を形成しても、熱交換性能が必ずしも向上しないと考えられる。そこで本願発明者は、従来の指標に代わる新たな指標について検討した。
For these two reasons, in a radiator in which the louver pitch Lp is finer than the fin pitch Fp, even if the
フィンピッチFpを固定したとすると、熱交換器の熱交換性能は、ルーバ313間を通過する外部流体の流量と正の相関関係にある。ルーバ313間を通過する外部流体の流量は、ルーバピッチLp、傾斜角度Lθ及びルーバ313(フィン31)の板厚tに基づいて求められるルーバクリアランスLc(Lc=Lp×sinLθ−t)に依存して変化する。
If the fin pitch Fp is fixed, the heat exchange performance of the heat exchanger is positively correlated with the flow rate of the external fluid passing between the
図6は、ルーバクリアランスLcが比較的小さい場合のルーバ313の配置関係を示す模式図である。図6に示すように、ルーバピッチLpが細密化された熱交換器では、ルーバクリアランスLcが小さくなると、ルーバ313の表面近傍に形成される速度境界層315の影響を無視できなくなる。境界層315の厚さをδとすると、外部流体が通過するルーバ313間の実質的な隙間Lc0は、ルーバクリアランスLcと両側の境界層315の厚さの和2δとの差(Lc0=Lc−2δ)となる。すなわち、ルーバ313間の実質的な隙間Lc0は、ルーバクリアランスLcよりもさらに狭くなる。したがって、ルーバクリアランスLcが狭くなると、ルーバ313間を通過する外部流体の流量が著しく減少し、外部流体の大部分はフィン31間を素通りする。したがって、熱交換器の熱交換性能が低下してしまう。
FIG. 6 is a schematic diagram showing an arrangement relationship of the
図7は、ルーバクリアランスLcが比較的大きい場合のルーバ313の配置関係を示す模式図である。図7に示すように、ルーバピッチLpが細密化された熱交換器においてルーバクリアランスLcを大きくするためには、ルーバ313の傾斜角度Lθを大きくする必要がある。ところが傾斜角度Lθが大きくなると、外部流体の流路が大きく曲げられるため圧力損失が増加する。したがって、フィン312間を通過する外部流体の流量が減少するため、熱交換器の熱交換性能が低下してしまう。
FIG. 7 is a schematic diagram showing an arrangement relationship of the
このように、ルーバピッチLpが細密化された熱交換器においては、ルーバクリアランスLcが小さすぎても大きすぎても熱交換性能が低下する。したがって、ルーバクリアランスLcには、高い熱交換性能が得られる範囲が存在することが分かる。 As described above, in the heat exchanger in which the louver pitch Lp is refined, the heat exchange performance is deteriorated even if the louver clearance Lc is too small or too large. Therefore, it can be seen that the louver clearance Lc has a range in which high heat exchange performance can be obtained.
また、既に説明したように、ルーバピッチLpが細密化された熱交換器ではフィンピッチFpの性能への影響が小さいため、高い熱交換性能が得られるルーバクリアランスLcの範囲はフィンピッチFpには依存しない。 In addition, as already described, since the heat exchanger having a finer louver pitch Lp has little influence on the performance of the fin pitch Fp, the range of the louver clearance Lc for obtaining high heat exchange performance depends on the fin pitch Fp. do not do.
本願発明者は、高い熱交換性能が得られるルーバクリアランスLcの範囲を実験結果に基づいて求めた。図8は、ルーバピッチLpの異なる4種のラジエータにおけるルーバクリアランスLcと熱交換性能との関係を示すグラフである。グラフの横軸はルーバクリアランスLc(mm)を表し、縦軸は熱交換性能を性能比(%)で表している。グラフ中の曲線C0は、ルーバピッチLpが0.8mmである従来のラジエータにおけるルーバクリアランスLcと熱交換性能との関係を示し、曲線C1〜C3は、ルーバピッチLpがそれぞれ0.75mm、0.7mm及び0.5mmであるラジエータにおけるルーバクリアランスLcと熱交換性能との関係を示している。ここで、いずれのラジエータもフィンピッチFpは1.25mmであり、Lp≦0.7×Fpの関係を満たしている。ルーバ313の板厚tは0.05mmとし、フィン31のAA方向の幅は16mmとした。また性能比は、従来のラジエータ(Lp=0.8(mm))で得られる最も高い熱交換性能を基準(100%)とした。
This inventor calculated | required the range of the louver clearance Lc in which high heat exchange performance is obtained based on an experimental result. FIG. 8 is a graph showing the relationship between louver clearance Lc and heat exchange performance in four types of radiators having different louver pitches Lp. The horizontal axis of the graph represents the louver clearance Lc (mm), and the vertical axis represents the heat exchange performance as a performance ratio (%). Curve C0 in the graph shows the relationship between louver clearance Lc and heat exchange performance in a conventional radiator having a louver pitch Lp of 0.8 mm, and curves C1 to C3 show louver pitch Lp of 0.75 mm, 0.7 mm, and The relationship between the louver clearance Lc and the heat exchange performance in a radiator of 0.5 mm is shown. Here, all the radiators have a fin pitch Fp of 1.25 mm and satisfy the relationship of Lp ≦ 0.7 × Fp. The plate thickness t of the
図8に示すように、ルーバピッチLpが狭いほど熱交換性能が高くなる傾向にあるものの、高い熱交換性能の得られるルーバクリアランスLcの範囲は、いずれのラジエータにおいてもさほど変化がないことが分かった。特に、0.5mm以上0.75mm以下のルーバピッチLpを有するラジエータにおいては、ルーバクリアランスLcが線L1(Lc=0.164×exp(0.3229×Lp))と線L2(0.3381×exp(−0.1069×Lp))とで規定される範囲内にあれば、少なくとも100%以上の性能比が得られることが確認できた。また、ルーバクリアランスLcが0.2mm以上0.3mm以下の範囲内にあれば、いずれのラジエータにおいても高い熱交換性能が得られることが確認できた。さらに、ルーバクリアランスLcが0.25mm以上0.26mm以下の範囲内にあれば、各ラジエータにおいて最も高い熱交換性能が得られることが確認できた。 As shown in FIG. 8, although the heat exchange performance tends to be higher as the louver pitch Lp is narrower, it has been found that the range of the louver clearance Lc with which high heat exchange performance is obtained is not significantly changed in any radiator. . In particular, in a radiator having a louver pitch Lp of 0.5 mm or more and 0.75 mm or less, the louver clearance Lc is represented by a line L1 (Lc = 0.164 × exp (0.3229 × Lp)) and a line L2 (0.3381 × exp). It was confirmed that a performance ratio of at least 100% or more can be obtained within the range defined by (−0.1069 × Lp). In addition, it was confirmed that high heat exchange performance was obtained with any radiator as long as the louver clearance Lc was in the range of 0.2 mm to 0.3 mm. Furthermore, if the louver clearance Lc is in the range of 0.25 mm or more and 0.26 mm or less, it was confirmed that the highest heat exchange performance was obtained in each radiator.
図9(a)は、フィンピッチFpが1.25mmでありルーバピッチLpが0.7mmであるラジエータにおける、ルーバクリアランスLcと熱交換性能との関係を示すグラフである。図9(b)は、フィンピッチFpが1.75mmでありルーバピッチLpが0.7mmであるラジエータにおける、ルーバクリアランスLcと熱交換性能との関係を示すグラフである。両グラフの横軸及び縦軸は図8と同様であり、性能比の基準も図8と同様とした。図9(a)、(b)に示すように、フィンピッチFpが異なっても、高い熱交換性能の得られるルーバクリアランスLcの範囲はさほど変化がないことが確認できた。これは、上述の第2の理由によるものと考えられる。 FIG. 9A is a graph showing the relationship between the louver clearance Lc and the heat exchange performance in a radiator having a fin pitch Fp of 1.25 mm and a louver pitch Lp of 0.7 mm. FIG. 9B is a graph showing the relationship between the louver clearance Lc and the heat exchange performance in a radiator having a fin pitch Fp of 1.75 mm and a louver pitch Lp of 0.7 mm. The horizontal and vertical axes of both graphs are the same as in FIG. 8, and the criteria for the performance ratio are the same as in FIG. As shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), it was confirmed that even if the fin pitch Fp is different, the range of the louver clearance Lc with which high heat exchange performance can be obtained does not change much. This is considered to be due to the second reason described above.
これらのことから、ルーバピッチLpがLp≦0.7×Fpの関係にあり、かつルーバピッチLpが0.5mm以上0.75mm以下であるラジエータにおいては、ルーバクリアランスLcが以下の式(2)を満足していれば、フィンピッチFpに依存せず、従来以上の熱交換性能が得られることが分かった。 Therefore, in the radiator in which the louver pitch Lp is in the relationship of Lp ≦ 0.7 × Fp and the louver pitch Lp is 0.5 mm or more and 0.75 mm or less, the louver clearance Lc satisfies the following expression (2). If it does, it turned out that it is not dependent on fin pitch Fp and the heat exchange performance more than before is obtained.
0.164×exp(0.3229×Lp)≦Lc
≦0.3381×exp(−0.1069×Lp)
但し、Lc=Lp×sinLθ−t ・・・(2)
ここで、上記の条件はAA方向におけるフィン31の幅が16mmのラジエータ1でのものであるが、本願発明者が検討したところ、フィン31の幅が30mm以下のラジエータであれば、式(2)を満足することによって同様に従来以上の熱交換性能が得られることが分かった。
0.164 × exp (0.3229 × Lp) ≦ Lc
≦ 0.3381 × exp (−0.1069 × Lp)
However, Lc = Lp × sinLθ−t (2)
Here, the above conditions are those for the
以上説明したように、本実施形態によれば、ルーバピッチLpがフィンピッチFpに対して細密化されたラジエータ1であっても高い熱交換性能が得られる。
As described above, according to the present embodiment, high heat exchange performance can be obtained even with the
また本実施形態では、ラジエータ1が扁平形状のチューブ32とコルゲート形状のフィン31とが積層された構成を有している。これにより、チューブ32とフィン31とを接合することによって、フィン31(平面部312)をBB方向にほぼ一定のフィンピッチFpで容易に並列させることができるため、ラジエータ1の製造工程を簡略化できる。
In the present embodiment, the
(その他の実施形態)
上記実施形態では、コルゲート形状のフィン31を備えた熱交換器を例に挙げたが、平板形状のプレートフィンを備えた熱交換器にも適用できる。
(Other embodiments)
In the said embodiment, although the heat exchanger provided with the
また上記実施形態では、アルミニウム製又はアルミニウム合金製のコア部30を備えた熱交換器を例に挙げたが、コア部が銅やステンレス等の他の材質で形成された熱交換器にも適用できる。
Moreover, in the said embodiment, although the heat exchanger provided with the
さらに上記実施形態では、ダウンフロー型の熱交換器を例に挙げたが、クロスフロー型の熱交換器にも適用できる。 Furthermore, in the said embodiment, although the downflow type heat exchanger was mentioned as an example, it is applicable also to a crossflow type heat exchanger.
1 ラジエータ(熱交換器)
30 コア部
31 フィン
32 チューブ
313、313a、313b ルーバ
314 前縁部
315 境界層
1 Radiator (heat exchanger)
30
Claims (4)
前記チューブ(32)に熱的に接続されて前記チューブ(32)の外部を流通する外部流体の流通方向(AA)に沿って設けられ、所定のフィンピッチFpで前記チューブ(32)の延伸方向(BB)に並列するフィン(31)と、
前記流通方向(AA)に対して所定の傾斜角度Lθで傾斜して前記フィン(31)に形成され、所定のルーバピッチLpで前記流通方向(AA)に並列する複数のルーバ(313)とを備え、
前記フィンピッチFp及び前記ルーバピッチLpがLp≦0.7×Fpの関係にあり、かつ前記ルーバピッチLpが0.5(mm)≦Lp≦0.75(mm)である熱交換器であって、
前記ルーバピッチLp、前記傾斜角度Lθ及び前記ルーバ(313)の板厚tは、
0.164×exp(0.3229×Lp)≦Lp×sinLθ−t
≦0.3381×exp(−0.1069×Lp)
の関係を満たすことを特徴とする熱交換器。 A tube (32) for circulating an internal fluid;
An extension direction of the tube (32) at a predetermined fin pitch Fp provided along a flow direction (AA) of an external fluid that is thermally connected to the tube (32) and flows outside the tube (32). A fin (31) in parallel with (BB);
A plurality of louvers (313) formed on the fin (31) and inclined at a predetermined inclination angle Lθ with respect to the flow direction (AA), and arranged in parallel with the flow direction (AA) at a predetermined louver pitch Lp. ,
The fin pitch Fp and the louver pitch Lp are in a relationship of Lp ≦ 0.7 × Fp, and the louver pitch Lp is 0.5 (mm) ≦ Lp ≦ 0.75 (mm),
The louver pitch Lp, the inclination angle Lθ, and the plate thickness t of the louver (313) are:
0.164 × exp (0.3229 × Lp) ≦ Lp × sinLθ−t
≦ 0.3381 × exp (−0.1069 × Lp)
A heat exchanger characterized by satisfying the relationship of
前記チューブ(32)に熱的に接続されて前記チューブ(32)の外部を流通する外部流体の流通方向(AA)に沿って設けられ、所定のフィンピッチFpで前記チューブ(32)の延伸方向(BB)に並列するフィン(31)と、
前記流通方向(AA)に対して所定の傾斜角度Lθで傾斜して前記フィン(31)に形成され、所定のルーバピッチLpで前記流通方向(AA)に並列する複数のルーバ(313)とを備え、
前記フィンピッチFp及び前記ルーバピッチLpがLp≦0.7×Fpの関係にあり、かつ前記ルーバピッチLpが0.5(mm)≦Lp≦0.75(mm)である熱交換器であって、
前記ルーバピッチLp、前記傾斜角度Lθ及び前記ルーバ(313)の板厚tは、0.2(mm)≦Lp×sinLθ−t≦0.3(mm)の関係を満たすことを特徴とする熱交換器。 A tube (32) for circulating an internal fluid;
An extension direction of the tube (32) at a predetermined fin pitch Fp provided along a flow direction (AA) of an external fluid that is thermally connected to the tube (32) and flows outside the tube (32). A fin (31) in parallel with (BB);
A plurality of louvers (313) formed on the fin (31) and inclined at a predetermined inclination angle Lθ with respect to the flow direction (AA), and arranged in parallel with the flow direction (AA) at a predetermined louver pitch Lp. ,
The fin pitch Fp and the louver pitch Lp are in a relationship of Lp ≦ 0.7 × Fp, and the louver pitch Lp is 0.5 (mm) ≦ Lp ≦ 0.75 (mm),
The louver pitch Lp, the inclination angle Lθ, and the plate thickness t of the louver (313) satisfy a relationship of 0.2 (mm) ≦ Lp × sin Lθ−t ≦ 0.3 (mm). vessel.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9752833B2 (en) | 2010-06-21 | 2017-09-05 | Sanhua (Hangzhou) Micro Channel Heat Exchange Co., Ltd | Heat exchanger |
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