JP2020148421A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器に付着し溜まった水の蒸発を促進することにより空気から放熱させ、その空気から放熱させる時間を、冷媒と空気との熱交換が止まった場合に長く確保する。【解決手段】コルゲートフィン１０のルーバ１４は、チューブ２０に対しチューブ配列方向ＤＲｓｔに一方向間隔ＧＬを空け離れて配置され、コルゲートフィン１０の表面１０ａには、チューブ配列方向ＤＲｓｔへ延びる複数のフィン溝１０１が形成されている。そのフィン溝１０１の溝幅Ｗｄは一方向間隔ＧＬよりも小さい。そして、コルゲートフィン１０とチューブ２０とに接するフィレット部３０は、一方向間隔ＧＬがチューブ配列方向ＤＲｓｔに占める範囲内に位置し、チューブ配列方向ＤＲｓｔにおけるフィレット部３０の幅Ｗｆは一方向間隔ＧＬよりも小さい。【選択図】図５

Description

本発明は、熱交換器に関するものである。

この種の熱交換器として、例えば特許文献１に記載された熱交換器が従来から知られている。この特許文献１に記載された熱交換器はプレートフィン熱交換器と呼ばれるものであり、コルゲートフィンとチューブプレートとを備える。

そのコルゲートフィンは、第１の方向に尾根線が延びる山頂部と第１の方向に谷線が延びる谷底部とが、第１の方向に直交する第２の方向に交互に配設されると共に、その山頂部と谷底部との間が中間部によってつながれることで構成されている。

また、そのコルゲートフィンの山頂部と谷底部との間の中間部には、コルゲートフィンの表面よりも凸となった凸条部が、第１の方向に並んで複数設けられている。その凸条部の相互間は溝になっているので、言い換えれば、コルゲートフィンの表面には、第１の方向に並んで設けられた複数の溝が形成されている。

特許第６２２５０４２号公報

ところで、熱交換器の一種として、一方向に並んだ複数本のチューブとそのチューブの相互間に設けられたコルゲートフィンとを備えた熱交換器がある。このような熱交換器の用途として例えば車両用の蒸発器が想定され、その蒸発器を含む空調装置では、アイドリングストップ制御における停車時のエンジンの一時停止に伴って圧縮機も停止する。但し、そのアイドリングストップ制御では、車室内へ吹き出される吹出空気の温度が快適性を損なう前に圧縮機を作動させるために、停車中であってもエンジンが再始動されることがある。

従って、圧縮機の停止と作動とを切り替えるオンオフ制御においてオフ時間が短いことは、その分、車両の燃費悪化を招きやすくなる。

また、アイドリングストップ制御でのエンジン停止時間に対応する圧縮機のオフ時間を延ばすために、蓄冷剤入りの蓄冷ケースを蒸発器に設けるという技術がある。しかし、蓄冷ケースを蒸発器に設けるとその蓄冷ケースが蒸発器における通風路を塞ぐので、そのようにすることは冷房性能の低下や通風抵抗の悪化を引き起こす。

このようなことを解決するために、発明者らは、特許文献１に記載のようにコルゲートフィンの表面に溝を設ける技術を利用しようと考えたが、単にコルゲートフィンの表面に溝を設けるだけでは、上述したことを解決することはできなかった。発明者らの詳細な検討の結果、以上のようなことが見出された。

本発明は、上記に例示した事情等に鑑みてなされたものである。そして、本発明は、熱交換器に付着し溜まった水の蒸発を促進することにより第２流体から放熱させ、その第２流体から放熱させる時間を、第１流体と第２流体との熱交換が止まった場合に長く確保することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の熱交換器は、
第１流体と第２流体との熱交換を行う熱交換器であって、
一方向（ＤＲｓｔ）に並び、第１流体が流れる複数本のチューブ（２０）と、
複数の頂部と複数の谷部とを有しその頂部と谷部とが交互に並んで連結された波形状を成すように曲がって形成され、チューブの相互間に設けられ、第１流体とチューブの相互間に流れる第２流体との熱交換を促進するコルゲートフィン（１０）と、
コルゲートフィンをチューブに接合する接合材で構成され、コルゲートフィンとチューブとに接するフィレット部（３０）とを備え、
コルゲートフィンは、波形状の頂部または谷部を構成しチューブに連結させられた複数の連結部（１２）と、波形状に沿って隣り合う連結部同士の間をつなぐようにその連結部のそれぞれに連結する複数のフィン本体部（１３）とを有し、
フィン本体部は、そのフィン本体部の一部が切り起こされた形状を成す伝熱促進部（１４）を有し、
伝熱促進部は、チューブに対し上記一方向に一方向間隔（ＧＬ）を空け離れて配置され、
コルゲートフィンの表面（１０ａ）には、上記一方向へ延びる溝（１０１）が形成され、
溝の溝幅（Ｗｄ）は一方向間隔よりも小さく、
フィレット部は、一方向間隔が上記一方向に占める範囲内に位置し、
上記一方向におけるフィレット部の幅（Ｗｆ）は一方向間隔よりも小さい。

上述のように、上記一方向におけるフィレット部の幅は一方向間隔よりも小さいので、コルゲートフィンまたはチューブに付着した水を、その一方向間隔が占める範囲内におけるコルゲートフィン上またはフィレット部上に溜めることができる。

そして、コルゲートフィンの表面に形成された溝は、そこに溜まった水を引張る毛細管現象を発生する。更に、コルゲートフィンの表面に形成された溝の溝幅が一方向間隔よりも小さいので、上記一方向間隔が占める範囲に溜まった水は、その範囲にとどまるよりも溝内に移動しやすくなる。すなわち、その水が上記溝の毛細管現象によって引張られる作用を確実に得ることができ、その水は、コルゲートフィン上において溝に沿って上記一方向に拡がることになる。その結果、そのコルゲートフィン上の水の蒸発が促進され、それにより第２流体から放熱させることができる。従って、その第２流体から放熱させる時間を、第１流体と第２流体との熱交換が止まった場合に長く確保することができる。

また、請求項２に記載の熱交換器は、
第１流体と第２流体との熱交換を行う熱交換器であって、
一方向（ＤＲｓｔ）に並び、第１流体が流れる複数本のチューブ（２０）と、
複数の頂部と複数の谷部とを有しその頂部と谷部とが交互に並んで連結された波形状を成すように曲がって形成され、チューブの相互間に設けられ、第１流体とチューブの相互間に流れる第２流体との熱交換を促進するコルゲートフィン（１０）とを備え、
コルゲートフィンは、波形状の頂部または谷部を構成しチューブに連結させられた複数の連結部（１２）と、波形状に沿って隣り合う連結部同士の間をつなぐようにその連結部のそれぞれに連結する複数のフィン本体部（１３）とを有し、
フィン本体部は、そのフィン本体部の一部が切り起こされた形状を成す伝熱促進部（１４）を有し、
伝熱促進部は、チューブに対し上記一方向に一方向間隔（ＧＬ）を空け離れて配置され、
コルゲートフィンの表面（１０ａ）には、上記一方向へ延びる溝（１０１）が形成され、
溝の溝幅（Ｗｄ）は一方向間隔よりも小さく、
連結部は、チューブに対し接合されることなく接触している。

上述のように、コルゲートフィンの連結部は、チューブに対し接合されることなく接触しているので、コルゲートフィンをチューブに接合するためのフィレット部が設けられていない。そのため、コルゲートフィンまたはチューブに付着した水を、上記一方向間隔が占める範囲内におけるコルゲートフィン上またはフィレット部上に溜めることができる。

そして、上記請求項１に記載の熱交換器と同様に、コルゲートフィンの表面に形成された溝の溝幅は一方向間隔よりも小さい。そのため、上記一方向間隔が占める範囲に溜まった水が上記溝の毛細管現象によって引張られる作用を確実に得ることができ、その水は、コルゲートフィン上において溝に沿って上記一方向に拡がることになる。その結果、そのコルゲートフィン上の水の蒸発が促進され、それにより第２流体から放熱させることができる。従って、その第２流体から放熱させる時間を、第１流体と第２流体との熱交換が止まった場合に長く確保することができる。

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態における熱交換器の斜視図である。 図１の熱交換器のチューブおよびコルゲートフィンの一部分を拡大した斜視図である。 図２のコルゲートフィンを単体で抜粋しその一部分を拡大した斜視図である。 図２におけるIV矢視図である。 図４のV部分を拡大して示した拡大図である。 図３のコルゲートフィンを板厚方向に沿った平面で切断した模式的な断面図、詳細には、図３のVI−VI断面を模式的に示した断面図であって、コルゲートフィンの表面に形成されたフィン溝を示した図である。 図５として示された拡大図において、凝縮水が溜まった様子を模式的に示した図である。 第２実施形態において、図４のV部分に相当する部分を拡大して示した拡大図であって、図５に相当する図である。

以下、図面を参照しながら、各実施形態を説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本実施形態の熱交換器１は、例えば、車室内の空気調和を行う冷凍サイクルの一部を構成する蒸発器として使用されるものである。蒸発器としての熱交換器１は、冷凍サイクルを循環する第１流体としての冷媒と、熱交換器１を通過する第２流体としての空気との熱交換を行い、冷媒の蒸発潜熱により空気を冷却する。図１の矢印ＤＲｇは、車両に搭載された熱交換器１の上下方向ＤＲｇすなわち鉛直方向ＤＲｇを示している。

図１および図２に示すように、熱交換器１は、複数のコルゲートフィン１０、複数本のチューブ２０、第１〜第４ヘッダタンク２１〜２４、外枠部材２５、および配管接続部材２６などを備えている。これらの部材は、例えばアルミニウム合金で構成され、各部材同士がロウ付けにより接合されている。なお、コルゲートフィン１０の表面１０ａ（図６参照）には、後述するように複数のフィン溝１０１が形成されているが、図２では、見やすい図示にするために、そのフィン溝１０１の図示が省略されている。

複数本のチューブ２０は、一方向であるチューブ配列方向ＤＲｓｔに所定の間隔をあけて並ぶように配列されている。そして、熱交換器１を通過する空気は、複数本のチューブ２０の相互間に流れる。そのチューブ２０の相互間では、その空気は、空気通過方向ＡＦの一方側を上流側とし空気通過方向ＡＦの他方側を下流側として流れる。

また、熱交換器１を通過する気体である空気はチューブ２０の相互間を流れつつ、冷媒によって冷却される。そのため、その空気から、チューブ２０の表面およびコルゲートフィン１０の表面１０ａに凝縮水Ｗｃが発生する。つまり、熱交換器１は、チューブ２０内の冷媒と空気との熱交換により凝縮水Ｗｃを発生させる。

また、複数本のチューブ２０は、空気通過方向ＡＦの一方側と他方側の２列に配列されている。複数本のチューブ２０はいずれも、一端から他端に亘りチューブ延伸方向ＤＲｔに沿って直線状に延びている。そのチューブ延伸方向ＤＲｔは上下方向ＤＲｇに必ずしも一致する必要はないが、本実施形態では、その上下方向ＤＲｇに一致している。従って、本実施形態のチューブ２０はいずれも、上下方向ＤＲｇに延びるように設けられている。なお、空気通過方向ＡＦとチューブ配列方向ＤＲｓｔとチューブ延伸方向ＤＲｔは互いに交差する方向であり、厳密には、互いに直交する方向である。

複数本のチューブ２０は、上側の端部にて第１ヘッダタンク２１または第２ヘッダタンク２２に挿入され、下側の端部にて第３ヘッダタンク２３または第４ヘッダタンク２４に挿入されている。第１〜第４ヘッダタンク２１〜２４は、複数本のチューブ２０に冷媒を分配し、また、複数本のチューブ２０から流入する冷媒を集合させるものである。

複数本のチューブ２０の相互間には空気が流れるので、そのチューブ２０の相互間に形成される隙間は、空気が流れる空気通路となっている。そして、コルゲートフィン１０は、その空気通路に設けられている。言い換えれば、コルゲートフィン１０は、チューブ２０の相互間に設けられている。従って、本実施形態のコルゲートフィン１０は、チューブ２０の外側に設けられるアウターフィンである。

コルゲートフィン１０は、チューブ２０の内側を流れる冷媒と、チューブ２０の相互間に流れる空気との熱交換を促進するものである。詳しく言えば、コルゲートフィン１０は、チューブ２０の内側を流れる冷媒と、チューブ２０の外側を流れる空気との間で熱を伝える伝熱面積を増大させることにより、その冷媒と空気との熱交換効率を高めるものである。

チューブ配列方向ＤＲｓｔにおいて、複数本のチューブ２０と複数のコルゲートフィン１０とが交互に並んだ部分の更に外側には、一対の外枠部材２５が設けられている。その一対の外枠部材２５のうちの一方には、配管接続部材２６が固定されている。

その配管接続部材２６には、冷媒が供給される冷媒入口２７と、冷媒を排出するための冷媒出口２８とが設けられている。冷媒入口２７から第１ヘッダタンク２１に流入した冷媒は、第１〜第４ヘッダタンク２１〜２４と複数本のチューブ２０とを所定の経路で流れ、冷媒出口２８から流出する。その際、第１〜第４ヘッダタンク２１〜２４と複数本のチューブ２０とを流れる冷媒の蒸発潜熱により、コルゲートフィン１０が設けられた空気通路を流れる空気が冷却される。

図３および図４に示すように、コルゲートフィン１０は、板状のプレート部材が曲げ成形などを施されることで形成されている。具体的には、コルゲートフィン１０は、チューブ延伸方向ＤＲｔへ連続する波形状を成すように曲がって形成されている。詳細に言えば、コルゲートフィン１０は、複数の頂部と複数の谷部とを有し、その頂部と谷部とが交互に並んで連結された波形状を成すように曲がって形成されている。コルゲートフィン１０は波形状であるので、その波形状の頂部と谷部とのうち頂部が、チューブ配列方向ＤＲｓｔにおけるコルゲートフィン１０の一方側の端に複数並んでいるとすれば、谷部は他方側の端に複数並んでいることになる。逆に、頂部が、チューブ配列方向ＤＲｓｔにおけるコルゲートフィン１０の他方側の端に複数並んでいるとすれば、谷部は一方側の端に複数並んでいることになる。

コルゲートフィン１０は、複数の連結部１２と、複数のフィン本体部１３とを有している。その複数の連結部１２はそれぞれ、コルゲートフィン１０の波形状の頂部または谷部を構成し、チューブ２０に連結させられている。本実施形態では、その連結部１２はそれぞれ、チューブ２０のうち、チューブ配列方向ＤＲｓｔを向いたチューブ２０の側面であるチューブ壁面２０１に接合されている。

従って、連結部１２の板厚方向両側の表面のうちチューブ２０に接合された側とは反対側の表面１２１は、チューブ２０の相互間に形成された空気通路に露出している。また、コルゲートフィン１０とチューブ２０との接合は、具体的にはロウ付け接合である。

フィン本体部１３は、コルゲートフィン１０の波形状に沿って隣り合う連結部１２同士の間に配置され、その連結部１２同士の間をつなぐようにその連結部１２のそれぞれに連結している。

また、フィン本体部１３は、チューブ配列方向ＤＲｓｔにおけるフィン本体部１３の両端部分においてＲ曲げされている。すなわち、フィン本体部１３は、チューブ配列方向ＤＲｓｔにおけるフィン本体部１３の両端部分にそれぞれ設けられた一対の湾曲端部１３１と、その一対の湾曲端部１３１の間に設けられた本体中間部１３２と有している。その一対の湾曲端部１３１はそれぞれ、フィン本体部１３の両隣りの連結部１２に対し湾曲しつつ連結している。

なお、図３の実線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４は、連結部１２と湾曲端部１３１と本体中間部１３２とルーバ１４とのそれぞれの間の境界を示した仮想的な線であり、例えば溝などの具体的な形状を示すものではない。このことは、コルゲートフィン１０を表した図２など他の斜視図でも同様である。

フィン本体部１３は、フィン本体部１３の一部が空気を案内するように切り起こされた形状を成す複数のルーバ１４を有している。この複数のルーバ１４は空気通過方向ＡＦに並んで配置されている。複数のルーバ１４は、チューブ２０の相互間に流れる空気の一部を、ルーバ１４の相互間を通過させるように案内する。そして、複数のルーバ１４は、コルゲートフィン１０とコルゲートフィン１０に接触する空気との伝熱を促進する伝熱促進部として機能する。

この複数のルーバ１４は、フィン本体部１３のうち本体中間部１３２に設けられている。ルーバ１４は、チューブ配列方向ＤＲｓｔにおけるルーバ１４の中央部分を含むルーバ本体部１４１と、ルーバ一端部１４２と、ルーバ他端部１４３とを有している。本実施形態では、ルーバ一端部１４２とルーバ他端部１４３は、総称してルーバ端部１４２、１４３と称されることがある。

なお、ルーバ１４を上位概念として表現すれば、そのルーバ１４は、コルゲートフィン１０とコルゲートフィン１０に接触する空気との伝熱促進のための切り起こし部であると言える。また、このことに対応して、ルーバ本体部１４１を切り起こし本体部と称し、ルーバ一端部１４２を切り起こし一端部と称し、ルーバ他端部１４３を切り起こし他端部と称してもよい。更に、その切り起こし一端部と切り起こし他端部とを総称して、切り起こし端部と称してもよい。

ルーバ本体部１４１は、空気通過方向ＡＦに対して傾斜した平板状を成し、ルーバ本体部１４１に沿うように空気を案内する。すなわち、互いに隣接するルーバ本体部１４１同士は、そのルーバ本体部１４１の相互間を空気が通過するようにその空気を案内する。

ルーバ一端部１４２は、ルーバ本体部１４１からチューブ配列方向ＤＲｓｔの一方側へ延設された板状を成し、ルーバ１４のうちチューブ配列方向ＤＲｓｔの一方側の端に設けられている。そして、ルーバ一端部１４２は、そのルーバ一端部１４２の板厚方向がルーバ本体部１４１の板厚方向に交差する方向となるように形成されている。

また、ルーバ一端部１４２は、チューブ配列方向ＤＲｓｔにおけるルーバ本体部１４１側とは反対側にて、フィン本体部１３のうちルーバ１４周りの部位を構成する湾曲端部１３１へ連結している。そのルーバ一端部１４２が連結する湾曲端部１３１は、本体中間部１３２を挟んで並ぶ一対の湾曲端部１３１のうちチューブ配列方向ＤＲｓｔの一方側のものである。

ルーバ他端部１４３は、ルーバ本体部１４１からチューブ配列方向ＤＲｓｔの他方側へ延設された板状を成し、ルーバ１４のうちチューブ配列方向ＤＲｓｔの他方側の端に設けられている。すなわち、ルーバ一端部１４２とルーバ他端部１４３との各配置に鑑みれば、それらのルーバ端部１４２、１４３はルーバ本体部１４１を挟んで一対を成すように配置され、ルーバ１４のうちチューブ配列方向ＤＲｓｔの両端にそれぞれ設けられている。

また、ルーバ他端部１４３は、そのルーバ他端部１４３の板厚方向がルーバ本体部１４１の板厚方向に交差する方向となるように形成されている。

また、ルーバ他端部１４３は、チューブ配列方向ＤＲｓｔにおけるルーバ本体部１４１側とは反対側にて、フィン本体部１３のうちルーバ１４周りの部位を構成する湾曲端部１３１へ連結している。そのルーバ他端部１４３が連結する湾曲端部１３１は、本体中間部１３２を挟んで並ぶ一対の湾曲端部１３１のうちチューブ配列方向ＤＲｓｔの他方側のものである。

図４および図５に示すように、ルーバ１４は、チューブ２０に対しチューブ配列方向ＤＲｓｔに一方向間隔ＧＬを空け離れて配置されている。この一方向間隔ＧＬは、チューブ配列方向ＤＲｓｔの間隔である。例えば、ルーバ１４に対するチューブ配列方向ＤＲｓｔの一方側では、その一方向間隔ＧＬは、ルーバ１４とそのルーバ１４を含むコルゲートフィン１０のチューブ配列方向ＤＲｓｔの一方側に接合されたチューブ２０との間隔である。逆に、ルーバ１４に対するチューブ配列方向ＤＲｓｔの他方側では、その一方向間隔ＧＬは、ルーバ１４とそのルーバ１４を含むコルゲートフィン１０のチューブ配列方向ＤＲｓｔの他方側に接合されたチューブ２０との間隔である。なお、一方向間隔ＧＬは、フィン本体部１３のうち切り起こされていない部位の長さであるので、ルーバ非切れ長さＧＬとも称される。

図３に示すように、フィン本体部１３の本体中間部１３２には、上述したように複数のルーバ１４が設けられるが、その本体中間部１３２のうちルーバ１４以外の部位は略平板状に形成されている。具体的には、本体中間部１３２は、空気通過方向ＡＦに沿うように形成された複数の平坦面１５を有している。その複数の平坦面１５は、ルーバ１４に対し空気通過方向ＡＦに並んで配置されている。例えば、その平坦面１５は、ルーバ１４に対する空気通過方向ＡＦの一方側にも他方側にも形成されている。

図３および図６に示すように、コルゲートフィン１０の表面１０ａ（詳細には、板厚方向両側の表面１０ａ）には、複数のフィン溝１０１が形成されている。そのコルゲートフィン１０の表面１０ａはフィン表面１０ａと称されることがある。なお、図６では、説明のため、フィン表面１０ａに設けられる複数のフィン溝１０１は模式的に大きく表されている。

複数のフィン溝１０１はそれぞれ、コルゲートフィン１０の波形状に沿って延びており、空気通過方向ＡＦに並んで並列に設けられている。従って、その複数のフィン溝１０１はそれぞれチューブ配列方向ＤＲｓｔに延びているが、連結部１２のうちフィン表面１０ａがチューブ延伸方向ＤＲｔに沿う部位では、チューブ延伸方向ＤＲｔに延びることになる。

本実施形態では、複数のフィン溝１０１は、コルゲートフィン１０の板厚方向一方側のフィン表面１０ａとコルゲートフィン１０の板厚方向他方側のフィン表面１０ａとのそれぞれに形成されている。そして、複数のフィン溝１０１は、コルゲートフィン１０の板厚方向の一方側と他方側とのそれぞれで、フィン表面１０ａの全体にわたって形成されている。

また、フィン溝１０１の溝幅Ｗｄは、ルーバ１４とチューブ２０との間の一方向間隔ＧＬ（図５参照）よりも小さい。

なお、コルゲートフィン１０の単体においては、連結部１２は、連結部１２の板厚方向でチューブ２０に接合された接合側にもフィン溝１０１を有している。但し、本実施形態の熱交換器１においては連結部１２はチューブ２０に接合されるので、その連結部１２の接合側に設けられたフィン溝１０１の殆どはチューブ２０に覆われる。

また、フィン表面１０ａの複数のフィン溝１０１は、例えば、コルゲートフィン１０が波形状に成形される前に形成される。そのため、図３に示すように、その複数のフィン溝１０１には、コルゲートフィン１０を構成する複数の部位１２、１３１、１３２、１４１、１４２、１４３にわたって連続して延びている溝が含まれている。

図４および図５に示すように、本実施形態では、コルゲートフィン１０とチューブ２０はロウ付け接合されているので、熱交換器１は、コルゲートフィン１０をチューブ２０に接合する接合材としてのロウ材で構成されたフィレット部３０を備えている。この接合材構成部としてのフィレット部３０は、コルゲートフィン１０とチューブ２０とに接している。詳細には、フィレット部３０は、コルゲートフィン１０のうちの湾曲端部１３１とチューブ壁面２０１との間に形成される窪みを埋めるように形成され、その湾曲端部１３１とチューブ壁面２０１とに接合している。

湾曲端部１３１とチューブ壁面２０１との間の窪みは、チューブ配列方向ＤＲｓｔにおけるコルゲートフィン１０の一方側にも他方側にも複数形成されており、その複数の窪みそれぞれにフィレット部３０は設けられている。なお、図５は断面図ではないが、図５ではフィレット部３０を見やすく示すために、フィレット部３０にハッチングが施されており、このことは、後述する図５相当の拡大図でも同様である。

また、図５に示すように、フィレット部３０の全体は、ルーバ１４とチューブ２０との間の一方向間隔ＧＬがチューブ配列方向ＤＲｓｔに占める範囲内に位置している。そして、チューブ配列方向ＤＲｓｔにおけるフィレット部３０の幅であるフィレット幅Ｗｆは一方向間隔ＧＬよりも小さい。すなわち、そのフィレット幅Ｗｆと一方向間隔ＧＬは「Ｗｆ＜ＧＬ」の関係にある。

このような「Ｗｆ＜ＧＬ」の関係により、図７に示すように、コルゲートフィン１０上において一方向間隔ＧＬが占める範囲であるルーバ側部範囲は、冷媒と空気との熱交換によって発生した凝縮水Ｗｃを一時的に溜めることができる。すなわち、そのコルゲートフィン１０上のルーバ側部範囲は、凝縮水Ｗｃを一時的に溜める貯水エリアとして機能する。なお、図７は断面図ではないが、図７ではフィレット部３０と凝縮水Ｗｃとを見やすく示すために、フィレット部３０と凝縮水Ｗｃとにハッチングが施されている。

そして、図３に示すように、フィン表面１０ａには、チューブ配列方向ＤＲｓｔへ延びる複数のフィン溝１０１が形成されているので、その複数のフィン溝１０１は、コルゲートフィン１０上の上記貯水エリアに溜まった水を引張る毛細管現象を発生する。

更に、上述したように、図６に示すフィン溝１０１の溝幅Ｗｄは、図７に示すルーバ１４とチューブ２０との間の一方向間隔ＧＬよりも小さい。そのため、フィン溝１０１に溜まる凝縮水Ｗｃの液面ＷＦｃの曲率半径Ｒｄｆ（図６参照）は、コルゲートフィン１０上の上記貯水エリアに溜まる凝縮水Ｗｃの液面ＷＦｃの曲率半径Ｒｇｆ（図７参照）よりも小さくなる。この液面ＷＦｃの曲率半径Ｒｄｆ、Ｒｇｆの「Ｒｄｆ＜Ｒｇｆ」という関係により、上記貯水エリアに溜まる凝縮水Ｗｃは、その貯水エリアにとどまるよりもフィン溝１０１内に移動しやすくなる。すなわち、その貯水エリアに溜まった凝縮水Ｗｃがフィン溝１０１の毛細管現象によって引張られる作用を確実に得ることができる。そして、その凝縮水Ｗｃは、図２の矢印Ａ１で示すように、コルゲートフィン１０上においてフィン溝１０１に沿ってチューブ配列方向ＤＲｓｔに拡がることになる。例えば、その毛細管現象によって引張られる凝縮水Ｗｃは、上記貯水エリアからルーバ１４上または平坦面１５上に拡がることになる。

その結果、そのコルゲートフィン１０上の凝縮水Ｗｃの蒸発が促進され、それにより、チューブ２０の相互間に流れる空気から放熱させることができる。例えば、チューブ２０内の冷媒の流通が止まった場合において、その凝縮水Ｗｃの蒸発を促進する作用により、空気からの放熱を或る程度維持することが可能である。従って、その空気から放熱させる時間を、冷媒と空気との熱交換が止まった場合に長く確保することができる。なお、図２の矢印Ａ２は、フィン溝１０１の毛細管現象によって引張られコルゲートフィン１０上で拡がった凝縮水Ｗｃが蒸発している様子を示している。

また、空気から放熱させる時間を、冷媒と空気との熱交換が止まった場合に長く確保することができるので、例えばアイドリングストップ制御等での圧縮機のオンオフ切替えにおいて、その圧縮機の稼働率を低減することが可能である。

また、本実施形態によれば、図３および図６に示すように、複数のフィン溝１０１は、コルゲートフィン１０の板厚方向一方側の表面１０ａとコルゲートフィン１０の板厚方向他方側の表面１０ａとのそれぞれに形成されている。従って、例えばコルゲートフィン１０の片側の表面１０ａにしかフィン溝１０１が形成されていない場合と比較して、上記貯水エリアに溜まった凝縮水Ｗｃがコルゲートフィン１０の表面１０ａ上で拡がりやすくなり、その凝縮水Ｗｃの蒸発を促進しやすくなる。

また、本実施形態によれば、図１および図４に示すように、複数本のチューブ２０は何れも、上下方向ＤＲｇすなわち鉛直方向に延びるように設けられている。従って、コルゲートフィン１０またはチューブ２０に付着した凝縮水Ｗｃをコルゲートフィン１０上の上記貯水エリアに溜める貯水効果を、重力の作用を利用して向上させることが可能である。

また、本実施形態によれば、熱交換器１は、第１流体としての冷媒と、第２流体としての空気との熱交換により凝縮水Ｗｃを発生させる。従って、第１流体と第２流体との熱交換が止まった場合に、残留した凝縮水Ｗｃを利用して、第２流体から放熱させる時間を長く確保することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。また、前述の実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。このことは後述の実施形態の説明においても同様である。

コルゲートフィン１０はチューブ２０に対し、第１実施形態では図５に示すようにロウ付け接合されているが、本実施形態では図８に示すように、ロウ付け接合されていない。この点において、本実施形態は第１実施形態と異なっている。

具体的には、図８に示すように、熱交換器１全体の中ではコルゲートフィン１０はチューブ２０に対して固定されているが、コルゲートフィン１０とチューブ２０との間ではロウ付け接合はされていない。但し、コルゲートフィン１０はチューブ２０に対し熱伝導可能に連結されている。

詳細には、コルゲートフィン１０の複数の連結部１２はそれぞれ、チューブ２０に対し接合されることなく接触している。そのため、本実施形態の熱交換器１は、フィレット部３０（図５参照）を備えていない。

以上説明したことを除き、本実施形態は第１実施形態と同様である。そして、本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

（他の実施形態）
（１）上述の各実施形態では図１および図４に示すように、熱交換器１は、チューブ延伸方向ＤＲｔが上下方向ＤＲｇに一致する向きになるように配置されるが、その熱交換器１の設置向きに限定はない。例えば、熱交換器１は、チューブ２０が上下方向ＤＲｇに対し斜めに延びる向きになるように配置されても差し支えない。そのように熱交換器１が配置されても、チューブ２０は上端と下端とを有するので、チューブ２０が、上下方向ＤＲｇに延びるように設けられていることに変わりはない。

また、熱交換器１は、チューブ２０が水平方向に延びる向きになるように配置されても差し支えない。

（２）上述の各実施形態では図３に示すように、フィン表面１０ａ（図６参照）には、チューブ配列方向ＤＲｓｔに延びる複数のフィン溝１０１が形成されており、そのフィン溝１０１に交差する溝は形成されていないが、これは一例である。例えば、そのチューブ配列方向ＤＲｓｔに延びる複数のフィン溝１０１に加え、そのフィン溝１０１に交差する溝がフィン表面１０ａに形成されていても差し支えない。

また、図３に示すように、チューブ延伸方向ＤＲｔを法線方向とした仮想平面に複数のフィン溝１０１が投影された場合、その投影されたフィン溝１０１はチューブ配列方向ＤＲｓｔに沿って延びるが、これは一例である。例えば、その投影されたフィン溝１０１がチューブ配列方向ＤＲｓｔに対し斜めに延びるように、フィン溝１０１はフィン表面１０ａに形成されていても差し支えない。このようにフィン溝１０１が形成されても、そのフィン溝１０１がチューブ配列方向ＤＲｓｔに延びていることに変わりはない。

（３）上述の各実施形態では図３および図６に示すように、フィン溝１０１は、コルゲートフィン１０の板厚方向一方側のフィン表面１０ａとコルゲートフィン１０の板厚方向他方側のフィン表面１０ａとのそれぞれに形成されているが、これは一例である。例えば、フィン溝１０１は、コルゲートフィン１０の板厚方向一方側の表面１０ａと板厚方向他方側の表面１０ａとのうち片側に形成されているだけでもよい。

（４）上述の各実施形態では図３に示すように、複数のフィン溝１０１はフィン表面１０ａの全体にわたって形成されているが、これは一例である。例えば、複数のフィン溝１０１は、フィン表面１０ａにおいて図５の一方向間隔ＧＬが占める範囲内からその範囲の外へ延びるように形成されていれば、フィン表面１０ａのうち部分的に形成されていてもよい。

（５）上述の各実施形態では例えば図３に示すように、コルゲートフィン１０の複数のフィン溝１０１は何れも直線的に延びているが、それに限らず、例えば蛇行するように延びていても差し支えない。

また、そのフィン溝１０１は、溝幅Ｗｄが均一な溝であっても不均一な溝であってもよい。

（６）上述の各実施形態では、例えば図１に示すように、熱交換器１は、蒸発器として使用されるものとして説明されているが、これに限らない。各実施形態の熱交換器１は、コルゲートフィン１０の表面１０ａまたはチューブ２０の表面に水が付着しうる環境で使用されるものであれば、蒸発器以外の熱交換器であっても差し支えない。例えば、熱交換器１は、空気よりも低温の冷却水をチューブ２０内に流通させ冷却水の蒸発を伴わずに空気を冷却するクーラコアであってもよい。

（７）上述の各実施形態では、図１に示すように、熱交換器１は、蓄冷剤入りの蓄冷ケースを備えていない蒸発器であるが、その蓄冷ケースを備えた蒸発器であっても差し支えない。そのように熱交換器１が蓄冷ケースを備える場合には、上述したコルゲートフィン１０上の貯水エリアとフィン溝１０１とが奏する効果により、蓄冷ケースの設置数を低減することができる。その結果、熱交換器１において、蓄冷ケースの設置に起因した冷房性能の低下や通風抵抗の悪化を抑制することが可能である。

（８）上述の各実施形態において、チューブ２０内を流れる第１流体は冷媒であるが、その第１流体が冷媒以外の流体であることも想定される。また、チューブ２０の相互間に流れる第２流体は空気であるが、その第２流体が空気以外の流体であることも想定される。

（９）上述の各実施形態では、図３に示すように、コルゲートフィン１０は、伝熱促進部として複数のルーバ１４を有するフィンであるが、それに限らず、スリットフィンまたはオフセットフィンであってもよい。

（１０）なお、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。

（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、第１流体と第２流体との熱交換を行う熱交換器において、複数本のチューブは一方向に並び、その複数本のチューブには第１流体が流れる。コルゲートフィンの伝熱促進部は、チューブに対し上記一方向に一方向間隔を空け離れて配置され、コルゲートフィンの表面には、上記一方向へ延びる溝が形成される。その溝の溝幅は上記一方向間隔よりも小さく、フィレット部は、上記一方向間隔が上記一方向に占める範囲内に位置し、上記一方向におけるフィレット部の幅は上記一方向間隔よりも小さい。

また、第２の観点によれば、コルゲートフィンの伝熱促進部は、チューブに対し上記一方向に一方向間隔を空け離れて配置され、コルゲートフィンの表面には、上記一方向へ延びる溝が形成される。その溝の溝幅は上記一方向間隔よりも小さく、コルゲートフィンの連結部は、チューブに対し接合されることなく接触している。

また、第３の観点によれば、上記溝は、コルゲートフィンの板厚方向一方側の表面とコルゲートフィンの板厚方向他方側の表面とのそれぞれに形成されている。従って、例えばコルゲートフィンの片側の表面にしか上記溝が形成されていない場合と比較して、上記一方向間隔が占める範囲内に溜まった水がコルゲートフィンの表面上で拡がりやすくなり、その水の蒸発を促進しやすくなる。

また、第４の観点によれば、複数本のチューブは鉛直方向に延びるように設けられる。従って、コルゲートフィンまたはチューブに付着した水を上記一方向間隔が占める範囲に溜める貯水効果を、重力の作用を利用して向上させることが可能である。

また、第５の観点によれば、熱交換器は、第１流体としての冷媒と、第２流体としての空気との熱交換により凝縮水を発生させる。従って、第１流体と第２流体との熱交換が止まった場合に、残留した凝縮水を利用して、第２流体から放熱させる時間を長く確保することができる。

１０ コルゲートフィン
１０ａ フィン表面（コルゲートフィンの表面）
１４ ルーバ（伝熱促進部）
２０ チューブ
３０ フィレット部
１０１ フィン溝（溝）
ＤＲｓｔ チューブ配列方向（一方向）
ＧＬ 一方向間隔
Ｗｄ 溝幅
Ｗｆ フィレット幅（フィレット部の幅）

Claims (5)

1. 第１流体と第２流体との熱交換を行う熱交換器であって、
   一方向（ＤＲｓｔ）に並び、前記第１流体が流れる複数本のチューブ（２０）と、
   複数の頂部と複数の谷部とを有し該頂部と該谷部とが交互に並んで連結された波形状を成すように曲がって形成され、前記チューブの相互間に設けられ、前記第１流体と前記チューブの相互間に流れる前記第２流体との熱交換を促進するコルゲートフィン（１０）と、
   前記コルゲートフィンを前記チューブに接合する接合材で構成され、前記コルゲートフィンと前記チューブとに接するフィレット部（３０）とを備え、
   前記コルゲートフィンは、前記波形状の頂部または谷部を構成し前記チューブに連結させられた複数の連結部（１２）と、前記波形状に沿って隣り合う前記連結部同士の間をつなぐように該連結部のそれぞれに連結する複数のフィン本体部（１３）とを有し、
   前記フィン本体部は、該フィン本体部の一部が切り起こされた形状を成す伝熱促進部（１４）を有し、
   前記伝熱促進部は、前記チューブに対し前記一方向に一方向間隔（ＧＬ）を空け離れて配置され、
   前記コルゲートフィンの表面（１０ａ）には、前記一方向へ延びる溝（１０１）が形成され、
   前記溝の溝幅（Ｗｄ）は前記一方向間隔よりも小さく、
   前記フィレット部は、前記一方向間隔が前記一方向に占める範囲内に位置し、
   前記一方向における前記フィレット部の幅（Ｗｆ）は前記一方向間隔よりも小さい、熱交換器。
2. 第１流体と第２流体との熱交換を行う熱交換器であって、
   一方向（ＤＲｓｔ）に並び、前記第１流体が流れる複数本のチューブ（２０）と、
   複数の頂部と複数の谷部とを有し該頂部と該谷部とが交互に並んで連結された波形状を成すように曲がって形成され、前記チューブの相互間に設けられ、前記第１流体と前記チューブの相互間に流れる前記第２流体との熱交換を促進するコルゲートフィン（１０）とを備え、
   前記コルゲートフィンは、前記波形状の頂部または谷部を構成し前記チューブに連結させられた複数の連結部（１２）と、前記波形状に沿って隣り合う前記連結部同士の間をつなぐように該連結部のそれぞれに連結する複数のフィン本体部（１３）とを有し、
   前記フィン本体部は、該フィン本体部の一部が切り起こされた形状を成す伝熱促進部（１４）を有し、
   前記伝熱促進部は、前記チューブに対し前記一方向に一方向間隔（ＧＬ）を空け離れて配置され、
   前記コルゲートフィンの表面（１０ａ）には、前記一方向へ延びる溝（１０１）が形成され、
   前記溝の溝幅（Ｗｄ）は前記一方向間隔よりも小さく、
   前記連結部は、前記チューブに対し接合されることなく接触している、熱交換器。
3. 前記溝は、前記コルゲートフィンの板厚方向一方側の前記表面と前記コルゲートフィンの板厚方向他方側の前記表面とのそれぞれに形成されている、請求項１または２に記載の熱交換器。
4. 前記複数本のチューブは鉛直方向（ＤＲｇ）に延びるように設けられる、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換器。
5. 前記第１流体としての冷媒と、前記第２流体としての空気との熱交換により凝縮水を発生させる、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の熱交換器。

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