JP3802655B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器に関するものである。本発明の熱交換器は、燃焼ガス等と水との間で熱交換を行うものとして特に好適であり、給湯器に採用する熱交換器として好ましいものである。
【０００２】
【従来の技術】
家庭用給湯器や風呂の様な火炎によって水を加熱する機器には、熱交換器が内蔵されている。
これらの機器に内蔵される熱交換器は、銅パイプにフィンを取りつけた単純な構造のものが一般に利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで近年、一つの給湯器から風呂や洗面所あるいは台所といった多数の箇所に給湯させる給湯システムの需要が高く、給湯器に内蔵する熱交換器は大容量化の要求が強い。その一方で給湯器の設置スペースに制約があり、熱交換器の外形はできるだけ小さくしなければならない。そのため熱交換器は、流体流路を高密度に内蔵する必要があり、且つ高い熱交換効率を有することが要求される。
しかしながら、従来技術の様な銅パイプにフィンを取りつけた構造の熱交換器では、流体流路の高密度化や、熱交換効率の向上に限界がある。
【０００４】
また従来技術の熱交換器は、銅パイプを曲げ加工して水が通過する流体流路を構成するので、製造に手間を要する問題がある。特に従来技術の構造で流体流路の高密度化を図るためには、狭い容積の中で銅パイプを何度も何度も折り返して長い流路を作る必要があり、製造に著しい手間を要する問題がある。
そこで本発明者らは、これらの問題点を解決するために鋭意研究し、従来技術の銅パイプに代わって、板体によって流体流路を構成する熱交換器を開発した。本発明者らが開発した熱交換器を簡単に説明すると次の通りである。
【０００５】
すなわち本発明者らが開発した熱交換器は、角形の筒状体と集合管部、集合管部から分岐された複数の流体流路及びフィンによって構成されている。この熱交換器の特徴は、板体によって流体流路を構成した点にある。すなわち流体流路は、凹溝が設けられた二枚の板体が重ね合わせられたものであり、凹溝同士によって一連の流体流路が構成されている。そして前記した流体流路（二枚の板体の組み合わせ）は、筒状体内に多数平行に並べて配されている。また入口側集合管部は、各流体流路を垂直方向に貫通し、入口側集合管部の貫通部分は、流体流路の流路の一端に開口している。出口側集合管部も同様であり、各流体流路を垂直方向に貫通し、出口側集合管部の貫通部分は、流体流路の他端に開口している。
そして流体流路同士の間には、フィンが溶接されている。例えば４個の流体流路３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが配された熱交換器であれば、図１４の様に３個のフィン３１ａ，３１ｂ，３１ｃが使用されることとなる。
【０００６】
本発明者らが開発した熱交換器は、板状の流体流路を平行に配するものであるから、狭い容積内に多数の流体流路を内蔵することができる。また従来技術で必須であった銅パイプの曲げ加工も不要であり、製造も容易である。
しかしながら、上記した熱交換器を試作して実験を重ねる内、上記した熱交換器は、各流体流路の吸熱バランスを確保することが難しく、各流体流路の温度ばらつきが大きいことが分かった。また各流体流路を個別に見ても、水の昇温状態が理想的なものではないことが分かった。
【０００７】
すなわち上記した構成の熱交換器は、伝熱面積を確保するために、流体流路にフィンが溶接されるが、筒状体へ熱が逃げることを防ぐためにフィンは、各流体流路の間だけに配する必要がある。従って図１４の様に４個の流体流路３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが配された場合にあっては、中央にある流体流路３０ｂ，３０ｃには、両脇にフィン３１ａ，３１ｂ又は３１ｂ，３１ｃが溶接されるが、両端部の流体流路３０ａ，３０ｄには、一方の面だけにフィン３１ａ又は３１ｃが溶接されることとなる。
【０００８】
そのため端部に位置する流体流路３０ａ，３０ｄには、中央部分に比べて約半分の数のフィンしか溶接されない。従って両端の流体流路３０ａ，３０ｄの伝熱面積は、中央のそれに比べて少なく、流体流路３０ａ，３０ｄを通過する水の昇温は劣る。
【０００９】
また各流体流路を個別に見た場合、バーナ側に近い熱媒体導入側は、雰囲気温度が高いために昇温が急激であり、バーナ側から遠い熱媒体出口側は、雰囲気温度が低いために昇温が緩やかである。
この様な熱媒体導入側と熱媒体出口側における昇温カーブの相違は、いずれの形式の熱交換器でも生じる現象ではあるが、上記した構成の熱交換器は、流体流路ごとの温度の相違が大きいことと相まって、流体流路の各部の水温のコントロールが著しく困難となる。その結果、部分的に沸騰が生じたり、低水温の部位が生じるといった問題がある。
【００１０】
そこで本発明は、上記した熱交換器をさらに改良し、吸熱バランスが取れて各流体流路の温度ばらつきが小さく、流体流路を流れる水温のコントロールが容易な熱交換器を開発することを課題とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そして上記した目的を達成するための請求項１に記載の発明は、熱媒体が通過する筒状体と、二以上の板体の重ね合わせによって構成され板体同士の空隙を加熱又は冷却しようとする流体が流れる板状の流体流路と、該流体流路同士の間に設けられて流体流路に接するフィンを有し、筒状体内に前記板状の流体流路が並列に４列以上配された熱交換器であって、端部に位置する流体流路に接するフィンは、他のフィンに比べて伝熱面積が大きいことを特徴とする熱交換器である。
【００１２】
本発明の熱交換器では、前述した熱交換器と同様に、流体流路同士の間に設けられて流体流路に接するフィンを有するが、端部に位置する流体流路に接するフィンは、他のフィンに比べて伝熱面積が大きいものが採用されている。そのため端部に位置する流体流路の全伝熱面積は増大し、中央部に配された流体流路の全伝熱面積に近い全伝熱面積が確保される。
【００１３】
上記の発明をより具体化した請求項２に記載の発明は、端部に位置する流体流路に接するフィンは、他のフィンに比べて熱媒体通過方向に長いことを特徴とする請求項１記載の熱交換器である。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、フィンの熱媒体通過方向の長さに変化を設け、端部に位置する流体流路に接するフィンの伝熱面積を中央部のそれに比べて大きくしたものである。
【００１５】
また同様の具体的態様を示した請求項３に記載の発明は、端部に位置する流体流路に接するフィンは、他のフィンに比べて流体流路の間隔方向に長いことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器である。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、フィンの流体流路の間隔方向の長さに変化を設け、端部に位置する流体流路に接するフィンの伝熱面積を中央部のそれに比べて大きくしたものである。
【００１７】
上記の発明をより具体化した請求項４に記載の発明は、フィンのピッチは熱媒体導入側に比べて熱媒体排出側が狭いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の熱交換器である。
【００１８】
請求項４記載の発明は、フィンのピッチに変化を設けることにより、熱媒体導入側の伝熱面積を熱媒体排出側の伝熱面積に比べて小さくしたものである。
【００１９】
また同様の具体的態様を示した請求項５に記載の発明は、フィンの熱媒体導入側端部には切り欠きが設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱交換器である。
【００２０】
請求項５記載の発明は、フィンの熱媒体導入側端部には切り欠きを設けることにより、熱媒体導入側の伝熱面積を熱媒体排出側の伝熱面積に比べて小さくしたものである。
【００２１】
また上記した発明を改良した請求項６記載の発明は、流体流路は、二以上の板体の重ね合わせによって構成され、少なくとも一つの板体の内面側には連続する凹溝が設けられ、該凹溝内を流体が流れることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の熱交換器である。
【００２２】
本発明は、前述した開発経緯に基づいた構成であり、流体流路が二以上の板体の重ね合わせによって構成された熱交換器に適用したものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下さらに本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態の熱交換器の分解斜視図である。図２は、図１の熱交換器で採用する流体流路の分解斜視図である。図３は、流体流路を構成する板体の集合管取りつけ部の拡大断面図である。図４は、流体流路を構成する板体の流路部の拡大断面図である。図５は、図１の熱交換器に採用されるフィンの斜視図である。図６は、図１の熱交換器の平面図である。図７は、図６のＡ−Ａ断面図である。図８は、本発明の他の実施形態の熱交換器の図６相当位置での断面図である。図９は、図８の実施形態の熱交換器に採用されるフィンの斜視図である。図１０乃至図１２は、本発明の他の実施形態の熱交換器の図６相当位置での断面図である。図１３は、本発明の他の実施形態の熱交換器に採用されるフィンの斜視図及び平面図である。
【００２４】
図１において、１は、本発明の実施形態の熱交換器を示す。本実施形態の熱交換器１の基本構成は、前述の「発明が解決しようとする課題」の欄で説明した熱交換器と同一であり、角形の筒状体２と入口側集合管部３と出口側集合管部４、４個の流体流路５及び３個のフィン６によって構成されている。
【００２５】
順次説明すると、筒状体２は鋼板、錫びき鉄板、亜鉛びき鉄板、あるいはステンレススチール等の金属材料の薄板で作られたものであり、開口形状が長方形の筒体である。すなわち筒状体２は、長手の壁面７と、短辺側の壁面８によって囲まれた角筒状である。
筒状体２の両端の開口部分には、バーナや排気管等の他部材と接合するためのフランジ１０，１１が設けられている。
【００２６】
入口側集合管部３及び出口側集合管部４は、いずれも断面形状が円形の管であり、側面には一定間隔ごとに開口１２が設けられている。
【００２７】
流体流路５は、図２の様に対掌形状の二枚の板体１５，１６が重ね合わされて構成されたものである。
すなわち板体１５，１６は、銅等の熱伝導に優れた素材をプレス加工して作られたものであり、一連の凹溝１７が設けられている。凹溝１７は、板体１５，１６の一つの角部から始まり、板体１５，１６の長手方向に伸び、端部で「Ｕ」字状に折り返して他端側に至り、これを繰り返して蛇行状に板体１５，１６の全域に広がっている。そして凹溝１７は、始点の対角位置で終了している。
【００２８】
板体１５，１６の凹溝１７の始点部位及び終点部位の断面形状は、図３の通りであり、中心部分に開口２０が設けられている。また開口２０の端部は、バーリング加工がなされ、外側に向かって張り出している。凹溝１７の他の部位の断面形状は、図４の様であり、凹溝１７は、僅かな平面部２１を挟んで設けられている。
【００２９】
板体１５，１６同士は、溶接或いは端部同士を折り曲げることによって重ね合わされ、凹溝１７同士が合致すると共に平面部２１同士と周面部同士が液密に接合されている。その結果、凹溝１７同士によって四面が閉鎖される。そして凹溝１７同士によって形成される空隙により、蛇行状に板体１５，１６の全域に広がる一連の流路が形成される。なお、流体流路５は、板体１５，１６を別々にプレス加工して製造した後に重ね合わせても良いが、一枚の薄板に板体１５と板体１５の凹溝１７を隣接してプレスし、両者の中間部を折り曲げて一体化することにより製作することも可能である。すなわち流体流路５は、図２に示すような二つの板体１５，１６を別個にプレスした後に両者を接合しても良く、また二つの板体１５，１６の各辺のいずれか同士が接合された展開形状の板体をプレス成形し、これを折り曲げることによって製作しても良い。
【００３０】
フィン６は、図５に示す様なコルゲートフィン（波板状フィン）であり、銅等の熱伝導に優れた素材の薄板を適当な角度で互い違いの方向に折り返したものである。
【００３１】
本実施形態の熱交換器１は、４組の流体流路５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ（いずれも板体１５，１６の組み合わせ）を有し、これらが角形の筒状体２内に、長手の壁面７と平行に並べて配されている。
そして各流体流路５の長手方向の端部１８は、筒状体２の短辺側の壁面８に溶接されている。
【００３２】
また各流体流路５の凹溝１７の始点及び終点の開口２０は、同一直線状に並び、これらを垂直方向に連通して入口側集合管部３と出口側集合管部４が挿入されている。入口側集合管部３及び出口側集合管部４には、前記した様に一定間隔に開口１２が設けられており、この開口は、いずれも各流体流路５の凹溝１７内に位置する。また凹溝１７の開口２０と入口側集合管部３及び出口側集合管部４との間は、水洩れしないように溶接されている。
【００３３】
入口側集合管部３及び出口側集合管部４は、流体流路５を構成する板体１５，１６を垂直方向に貫いて連通し、短辺側の壁面８と平行に延びて長手の壁面７を貫通し、外部に引き出されている。
本実施形態の熱交換器１では、入口側集合管部３と出口側集合管部４は、筒状体２の短辺側の壁面８に近接した位置にあり、集合管部３，４は、短辺側の壁面８と接していることが望ましい。また両者を当接させることが構造上困難である場合には、両者の隙間ｄ（図１）が５ｍｍ以内となる様に設計することが推奨される。
すなわち入口側集合管部３を筒状体２の短辺側の壁面８に近接した位置に設けることにより、入口側集合管部３は、筒状体２のバーナ側であって、短辺側の壁面８に近接した位置に配されるので、短辺側の壁面８近くの燃焼ガスは、入口側集合管部３によって遮られ、中央側に流れる。
【００３４】
また出口側集合管部４を筒状体２の短辺側の壁面８に近接した位置に設けることにより、出口側集合管部４のバーナ側の部位は、局部的に高気圧になり、燃焼ガスが滞留し、燃焼ガスの大部分は、中央側に逃げる。
その結果、いずれの短辺側の壁面８近傍でも、燃焼ガスの通過量は少なく、短辺側の壁面８の温度上昇は小さい。また本来、短辺側の壁面８の近傍を通過する燃焼ガスは、筒状体２の中央部分に流れるので、流体流路に接して熱交換に寄与し、熱交換効率が向上する。
【００３５】
またフィン６ａ，６ｂ，６ｃは、流体流路５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ同士の間に配されており、折り曲げ部分が板体１５，１６の表面に溶接されている。すなわちフィン６ａは、流体流路５ａ，５ｂの間にあって流体流路５ａ，５ｂの双方に溶接されている。またフィン６ｂは、流体流路５ｂ，５ｃの間にあって流体流路５ｂ，５ｃの双方に溶接されている。さらにフィン６ｃは、流体流路５ｃ，５ｄの間にあって流体流路５ｃ，５ｄの双方に溶接されている。なお、本実施形態の熱交換器１では、フィン６は、伝熱面積を増大させる機能の他、流体流路５を固定する機能も兼ね備えている。
【００３６】
そしてここで肝心な点は、本実施形態の熱交換器１では、フィン６ａ，６ｂ，６ｃの伝熱面積が異なり、端部に位置する流体流路５ａ，５ｄに接するフィン６ａ，６ｃは、中央のフィン６ｂに比べて伝熱面積が大きい点である。すなわち本実施形態の熱交換器１では、図７に示すように、中間部に設けられたフィン６ｂは、流体流路５ａの表面にある５つの凸部（凹溝１７の裏面）の内、バーナ側（熱媒体導入側）から数えて３つ目から５つ目までの長さであるのに対し、端部に位置する流体流路５ａ，５ｄに接するフィン６ａ，６ｃは５つの凸部全てに渡る長さを持つ。言い換えると、端部に位置する流体流路５ａ，５ｄに接するフィン６ａ，６ｃの熱媒体通過方向の長さは、中間部に設けられたフィン６ｂの熱媒体通過方向の長さの約２倍であり、フィン６ａ，６ｃは、中央のフィン６ｂに比べて約２倍の伝熱面積を持つ。
【００３７】
また視点を変えると、中央のフィン６ｂは、バーナ側（熱媒体導入側）の伝熱面積が熱媒体排出側の伝熱面積に比べて小さいものであるといえる。
【００３８】
次に本実施形態の熱交換器１の作用を説明する。本実施形態の熱交換器１は、給湯器等に内蔵される。そして入口側集合管部３が給水源に接続され、出口側集合管部４はカラン等の給湯栓に接続される。水は、入口側集合管部３から熱交換器１内に入る。そして水は、入口側集合管部３の開口１２から３等分に分割されて各流体流路５に均等に導入される。水は、さらに各流体流路５の凹溝１７によって構成される流体流路を並列的に流れ、出口側集合管部４に集められて給湯栓に至る。
【００３９】
また熱交換器１の筒状体２は、ガスバーナ等の熱源に接続される。そしてガスバーナ等が発する燃焼ガス（熱媒体）は、筒状体２を軸方向に流れ、各流体流路５やフィン６に当たって熱交換を行う。
【００４０】
ここで本実施形態の熱交換器１は、開発途上の熱交換器と同様に、中央にある流体流路５ｂ，５ｃには両脇にフィン６ａ，６ｂ，６ｃが溶接され、両端部の流体流路５ａ，５ｄには、一方の面だけにフィン６ａ，６ｃが溶接されているものの、両端部の流体流路５ａ，５ｄに溶接されたフィン６ａ，６ｃの熱媒体通過方向の長さは、中間部分のフィン６ｂの長さの約２倍であり、各流体流路５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの全伝熱面積の差異は小さい。そのため各流体流路５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの受熱量は、ほぼ均等であり、吸熱バランスが良い。
【００４１】
また中央のフィン６ｂは、バーナ側（熱媒体導入側）の伝熱面積が熱媒体排出側の伝熱面積に比べて小さいものとなっているから、熱媒体導入側での水の昇温カーブは比較的緩やかなものとなる。逆に熱媒体排出側においては、比較的熱量の高い熱媒体が流れるため、昇温カーブはやや急なものとなる。そのため、流体流路５を流れる水の昇温カーブは、平滑化し理想に近いものとなる。さらに本実施形態の熱交換器１では、バーナの火力が強すぎる傾向となる筒状体２の中心部分であって、火炎に近接するバーナ側（熱媒体導入側）の位置にはフィンが無い。そのため火炎によってフィンが焼けたり変形するといった懸念もない。
【００４２】
以上の実施形態では、フィン６の熱媒体通過方向の長さを異ならせることによってフィン６ａ，６ｂ，６ｃの伝熱面積に変化をつけ、また中央に設けられたフィン６ｂのバーナ側（熱媒体導入側）部分を欠落させることにより、バーナ側の伝熱面積を熱媒体排出側の伝熱面積に比べて小さいものとした。
しかしながら、本発明はこの構成にこだわるものではなく、端部に位置する流体流路５ａ，５ｄに接するフィン６ａ，６ｃの伝熱面積を、中央のフィン６ｂの伝熱面積に対して大きなものとすれば、相当の作用効果が期待できる。またバーナ側（熱媒体導入側）の伝熱面積を熱媒体排出側の伝熱面積に比べて小さいものでありさえすれば相当の作用効果が期待できる。
【００４３】
以下、他の方策によって端部に位置する流体流路５ａ，５ｄに接するフィン６ａ，６ｃの伝熱面積を、中央のフィン６ｂのそれに比べて増大させる構成、および他の方策によってバーナ側の伝熱面積を熱媒体排出側の伝熱面積に比べて減少させる構成について列記する。以下に説明する熱交換器１は、いずれも各流体流路５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの受熱量がほぼ均等であり、吸熱バランスが良い。流体流路５を流れる水の昇温カーブは平滑である。
【００４４】
図８は、中央のフィン６ｂのバーナ側（熱媒体導入側）部分に逆「Ｕ」字形の切り欠き２５を設けたものである。図９は、本構成に使用するフィン６ｂの斜視図であり、切り欠き２５は、流体流路５ａ，５ｄの長手方向全域に渡って設けられている。
本実施形態の熱交換器１では、中央のフィン６ｂは、切り欠き２５の面積だけ伝熱面積が減少するので、相対的に端部に位置する流体流路５ａ，５ｄに接するフィン６ａ，６ｃの伝熱面積が、中央のフィン６ｂに比べて大きなものとなる。また、バーナ側（熱媒体導入側）の伝熱面積は熱媒体排出側の伝熱面積に比べて切り欠き２５の面積だけ小さい。従って流体流路５を流れる水の昇温カーブは平滑である他、火炎によってフィンが焼けたり変形する懸念もない。
【００４５】
図１０は、流体流路５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの間隔を不均一に設定したものであり、フィン６は、流体流路５の間隔に応じて幅が異なるものを配置したものである。すなわち図１０に示す熱交換器１では、流体流路５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの間隔Ｘ，Ｙの内、中間部の流体流路５ｂ，５ｃの間隔Ｙは、端部の流体流路５ａ，５ｂ又は５ｃ，５ｄの間隔Ｘよりも短い。そのため中央のフィン６ｂは、幅が狭く伝熱面積が小さく、逆に端部に位置する流体流路５ａ，５ｄに接するフィン６ａ，６ｃは、中央のフィン６ｂに比べて幅が大きく伝熱面積が大きい。
【００４６】
図１１は、前記した流体流路５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの間隔を不均一に設定する方策と、図７の様な中央に設けられたフィン６ｂのバーナ側（熱媒体導入側）部分を欠落させる方策とを併用した例である。すなわち図１１に示す熱交換器１では、中間部の流体流路５ｂ，５ｃの間隔Ｙは、端部の流体流路５ａ，５ｂ又は５ｃ，５ｄの間隔Ｘよりも短く端部に位置する流体流路５ａ，５ｄに接するフィン６ａ，６ｃは、中央のフィン６ｂに比べて伝熱面積が大きい。また、中央のフィン６ｂは、バーナ側（熱媒体導入側）の伝熱面積が熱媒体排出側の伝熱面積に欠落部分だけ小さく、水の昇温カーブは平滑であり、また火炎によってフィンが焼ける懸念もない。
【００４７】
また図１２は、前記した流体流路５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの間隔を不均一に設定する方策と、図８の様な逆「Ｕ」字形の切り欠き２５を設ける方策とを併用した例である。すなわち図１２に示す熱交換器１では、中間部の流体流路５ｂ，５ｃの間隔Ｙは、端部の流体流路５ａ，５ｂ又は５ｃ，５ｄの間隔Ｘよりも短く端部に位置する流体流路５ａ，５ｄに接するフィン６ａ，６ｃは、中央のフィン６ｂに比べて伝熱面積が大きい。また、中央のフィン６ｂは、バーナ側（熱媒体導入側）の伝熱面積が熱媒体排出側の伝熱面積に切り欠き２５の面積だけ小さく、水の昇温カーブは平滑であり、また火炎によってフィンが焼ける懸念もない。
【００４８】
また上記した例は、いずれもフィン６のピッチが熱媒体通過方向に一定であることを前提としたが、フィン６のピッチを熱媒体通過方向に変化させることによりバーナ側の伝熱面積を熱媒体排出側の伝熱面積に比べて小さいものとすることも可能である。
【００４９】
図１３は、フィン６のピッチを熱媒体通過方向に変化させた例を示すものである。本実施形態の熱交換器１では、フィン６は流体流路５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの間にそれぞれ二つずつ配されている。フィン６は図１３（ａ）の様に二つのフィンの組み合わせによって構成されている。図１３（ｂ）は、上側のフィン２８の平面図であり、（ｃ）は下側のフィン２９の正面図である。すなわち流体流路５同士の隙間であって、バーナ側（熱媒体導入側）の部位には、図１３（ａ）（ｂ）の様にピッチの大きいフィン２９が配されており、熱媒体排出側には、図１３（ａ）（ｂ）の様にピッチの小さなフィン２８が配されている。本実施例の熱交換器１では、バーナ側に設けられたフィン２９は、ピッチが大きいので、熱媒体排出側に比べて伝熱面積が小さい。
【００５０】
以上述べた実施形態ではフィンはいずれもコルゲートフィンを採用したが、これ以外のフィンも勿論採用可能である。
【００５１】
また以上述べた実施形態は、本発明の効果が最も顕著にあらわれる例として、対掌形状の板体１５，１６を重ね合わせたものを例示したが、板体のいずれか一方に凹溝があれば、他方の板体は平板状であっても良い。
【００５２】
【発明の効果】
請求項１記載の熱交換器では、端部に位置する流体流路に接するフィンは、他のフィンに比べて伝熱面積が大きいものが採用されている。そのため本発明の熱交換器では、端部に位置する流体流路の全伝熱面積は増大し、中央部に配された流体流路の全伝熱面積に近い全伝熱面積が確保される効果があり、吸熱バランスに優れる効果がある。そのため熱交換器内の流体が部分的に沸騰するといった不具合は解消される。
【００５３】
請求項２に記載の熱交換器は、フィンの熱媒体通過方向の長さに変化を設けることにより、端部に位置する流体流路に接するフィンの伝熱面積を中央部のそれに比べて大きくすることが可能となり、吸熱バランスに優れる効果がある。
【００５４】
同じく請求項３に記載の熱交換器は、フィンの流体流路の間隔方向の長さに変化を設けることにより端部に位置する流体流路に接するフィンの伝熱面積を中央部のそれに比べて大きくすることが可能となり、吸熱バランスに優れる効果がある。
【００５５】
請求項４記載の発明は、フィンのピッチに変化を設けることにより熱媒体導入側の伝熱面積が熱媒体排出側の伝熱面積に比べて小さなものとなり、昇温カーブが理想に近いものとなる効果がある。
【００５６】
さらに請求項５記載の発明は、フィンの熱媒体導入側端部には切り欠きを設けて熱媒体導入側の伝熱面積が熱媒体排出側の伝熱面積に比べて小さくしたものであり、昇温カーブが理想に近いものとなる効果がある。
【００５７】
請求項６記載の熱交換器は、上記した効果に加えて、狭い容積内に多数の流体流路を内蔵することができる効果があり、製造も容易であるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態の熱交換器の分解斜視図である。
【図２】 図１の熱交換器で採用する流体流路の分解斜視図である。
【図３】 流体流路を構成する板体の集合管取りつけ部の拡大断面図である。
【図４】 流体流路を構成する板体の流路部の拡大断面図である。
【図５】 図１の熱交換器に採用されるフィンの斜視図である。
【図６】 図１の熱交換器の平面図である。
【図７】 図６のＡ−Ａ断面図である。
【図８】 本発明の他の実施形態の熱交換器の図６相当位置での断面図である。
【図９】 図８の実施形態の熱交換器に採用されるフィンの斜視図である。
【図１０】 本発明の他の実施形態の熱交換器の図６相当位置での断面図である。
【図１１】 本発明の他の実施形態の熱交換器の図６相当位置での断面図である。
【図１２】 本発明の他の実施形態の熱交換器の図６相当位置での断面図である。
【図１３】 本発明の他の実施形態の熱交換器に採用されるフィンの斜視図及び平面図である。
【図１４】 開発途上の熱交換器の図６相当位置での断面図である。
【符号の説明】
１ 熱交換器
２ 筒状体
３ 入口側集合管部
４ 出口側集合管部
５ａ，５ｄ 端部に位置する流体流路
５ｂ，５ｃ 中央にある流体流路
６ａ，６ｂ，６ｃ フィン
７ 長手の壁面
８ 短辺側の壁面
１５，１６ 板体
１７ 凹溝

Claims (6)

1. 熱媒体が通過する筒状体と、二以上の板体の重ね合わせによって構成され板体同士の空隙を加熱又は冷却しようとする流体が流れる板状の流体流路と、該流体流路同士の間に設けられて流体流路に接するフィンを有し、筒状体内に前記板状の流体流路が並列に４列以上配された熱交換器であって、端部に位置する流体流路に接するフィンは、他のフィンに比べて伝熱面積が大きいことを特徴とする熱交換器。
2. 端部に位置する流体流路に接するフィンは、他のフィンに比べて熱媒体通過方向に長いことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
3. 端部に位置する流体流路に接するフィンは、他のフィンに比べて流体流路の間隔方向に長いことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器。
4. フィンのピッチは熱媒体導入側に比べて熱媒体排出側が狭いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の熱交換器。
5. フィンの熱媒体導入側端部には切り欠きが設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱交換器。
6. 流体流路は、二以上の板体の重ね合わせによって構成され、少なくとも一つの板体の内面側には連続する凹溝が設けられ、該凹溝内を流体が流れることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の熱交換器。

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