JP4683987B2 - 一体型熱交換器のフィン構造 - Google Patents

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Description

本発明は、一体型熱交換器のフィン構造に関する。
従来、チューブと共に交互に積層される波状のフィンを共通として併設される用途の異なる複数の熱交換器からなる一体型熱交換器において、隣り合う熱交換器のチューブの間に位置するフィンの連結部に、両熱交換器同士間の伝熱を防止するためのスリットを形成した技術が公知になっている（特許文献１、２参照）。
特開平９−６１０８１号公報 特開平１１−１４２０７９号公報
しかしながら、従来の一体型熱交換器のフィン構造にあっては、スリットによって両熱交換器同士間の伝熱による悪影響をある程度防止できるものの、伝熱経路が短い上、フィンの連結部における放熱は殆ど期待できないという問題点があった。
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、伝熱経路の長さを十分に確保して隣り合う熱交換器同士間の伝熱による悪影響を防止できると同時に、フィンの連結部における放熱性能を向上できる一体型熱交換器のフィン構造を提供することである。
本発明の請求項１記載の発明では、チューブと共に交互に積層される波状のフィンを共通として併設される用途の異なる複数の熱交換器からなる一体型熱交換器のフィン構造において、前記隣り合う熱交換器のチューブの間に位置するフィンの連結部において少なくとも波の頂部および谷部を横切るようにフィンの長手方向へ所定長さ及び所定間隔で配置されるスリットを２列形成すると共に、この２列のスリットの間におけるフィンの頂部と谷部の間にルーバを１列以上形成したことを特徴とする。
本発明の請求項１記載の発明にあっては、チューブと共に交互に積層される波状のフィンを共通として併設される用途の異なる複数の熱交換器からなる一体型熱交換器のフィン構造において、前記隣り合う熱交換器のチューブの間に位置するフィンの連結部において少なくとも波の頂部または谷部を横切るようにフィンの長手方向へ所定長さ及び所定間隔で配置されるスリットを２列形成すると共に、この２列のスリットの間におけるフィンの頂部と谷部の間にルーバを１列以上形成したため、伝熱経路の長さを十分に確保して隣り合う熱交換器同士間の伝熱による悪影響を防止できると同時に、フィンの連結部における放熱性能を向上できる。
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
以下、実施例１を説明する。
図１は本発明の実施例１の一体型熱交換器のフィン構造を示す斜視図、図２は図１のＳ２−Ｓ２線における端面図、図３は本実施例１の一体型熱交換器のフィン構造を説明する図（ルーバ4,5は省略）、図４は本実施例１の一体型熱交換器のフィン構造が採用された一体型熱交換器のコアを示す斜視図である。
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の一体型熱交換器のフィン構造が採用されたフィン１は、アルミニウム製で全体が波状に形成される他、その波の頂部２と谷部３の間における後述するラジエータチューブ１０が配置される一方側には、複数のルーバ４が形成され、後述するコンデンサチューブ１１が配置される側には、複数のルーバ５がそれぞれ形成されている。
また、フィン１の連結部１ａには、フィン１の長手方向へ延びる２列のスリット6,7が形成されると共に、これらスリット6,7の間におけるフィン１の頂部２と谷部３の間には２列のルーバ8,9が形成されている。
なお、本実施例１のルーバ4,5はその切り起こし方向がフィン１の中央で互いに対向する方向となるように形成されているが、一方方向に切り起こし成形されたものでも良い。
同様に、ルーバ8,9についても一方方向に切り起こし成形されたものでも良い。
図３に示すように、各スリット6,7はフィン１の連結部１ａにおける波の頂部２と谷部３を横切るようにフィン１の長手方向へ長さＷ１及び間隔Ｗ２で複数配置されている。
また、ルーバ8,9同士は、波の頂部２と谷部３の間に所定長さＷ３及び間隔Ｗ４で複数配置される他、隣り合うスリット6,7とルーバ8,9の間隔Ｗ５は等しくなるように配置されている。なお、このときフィン１の連結部１ａにおける波の頂部２と谷部３の距離をＷ６としている。
さらに、本実施例１ではフィン１の頂部２と谷部３の距離Ｗ６と、スリット6,7の長手方向の長さＷ１にスリット6,7の間隔Ｗ２を加えた数値（Ｗ１＋Ｗ２）とを、非整数倍の関係としている。
スリット6,7及びルーバ8,9の列数については適宜設定できるが、スリット6,7を２列以上形成すると、後述するフィン１の製造時におけるルーバ4,5,8,9の形成時や波状の形成時の剛性確保が困難になるため、好ましくない。
また、前述したＷ１〜Ｗ６の値については適宜設定できる。
次に、作用を説明する。
このように構成された一体型熱交換器のフィン構造を製造する際は、先ず、帯状のアルミニウム製金属板に、図示を省略するカッタを用いてスリット6,7となる切欠溝を形成した後、図示を省略するコルゲート装置で波状に形成すると同時に、ルーバ4,5,8,9を切り起こし成形してフィン１を形成する。
この際、スリット６は、その両側のルーバ4,8の切り起こし成形時の応力と、フィン１が波状に形成される際の応力により、フィン１の短手方向外側に開くように変形して所定の隙間を有する形状となる。
同様に、スリット７もその両側のルーバ5,9の切り起こし成形時の応力と、フィン１が波状に形成される際の応力により、フィン１の短手方向外側に開くように変形して所定の隙間を有する形状となる。
このように構成されたフィン１は、図４に示すように、ラジエータチューブ１０及びコンデンサチューブ１１と共に交互に積層され、ラジエータとコンデンサからなる一体型熱交換器のコアにおける共通のフィンとして設けられる。
そして、ラジエータチューブ１０に流通する約１１０℃〜６０℃前後の流通媒体は、図示を省略するファンによる強制風または車両走行風とフィン１及びルーバ４を介して熱交換器することにより冷却される。
一方、コンデンサチューブ１１に流通する約８０℃〜４０℃前後の流通媒体は、図示を省略するファンによる強制風または車両走行風とフィン１及びルーバ４を介して熱交換器することにより冷却される。
ここで、前述したように、ラジエータチューブ１０とコンデンサチューブ１１の流通媒体の温度は異なるため、主にラジエータチューブ１０側の熱がフィン１を介してコンデンサチューブ１１側に伝熱し、これによって、コンデンサの冷却性能が低下してしまう。
なお、ラジエータの目的及び使用条件によっては、コンデンサチューブ１１の熱がラジエータチューブ１０に伝熱する場合も有り得る。
しかしながら、本実施例１の一体型熱交換器のフィン構造にあっては、フィン１の連結部１ａにおける波の頂部２と谷部３を横切るようにフィン１の長手方向へ所定長さＷ１及び所定間隔Ｗ２で配置されるスリット6,7を形成すると共に、このスリット6,7の間におけるフィン１の頂部２と谷部３の間にルーバ8,9を形成したため、図３に示すように、ラジエータチューブ１０側からコンデンサチューブ１１側へ向う伝熱経路Ｘの長さを十分に確保してラジエータチューブ１０とコンデンサチューブ１１同士間の伝熱による悪影響を防止できると同時に、ルーバ8,9によってフィン１の連結部１ａにおける放熱性能を向上できる。
また、各スリット6,7は、その成形時においてフィン１の短手方向外側に開くように変形して所定の隙間を有する形状となるため、スリット6,7の幅を広げる手間が必要ない上、この隙間に風を流通させてフィン１の連結部１ａにおける放熱性能の向上に貢献できる。
次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例１の一体型熱交換器のフィン構造にあっては、フィン１の連結部１ａにおける波の頂部２と谷部３を横切るようにフィン１の長手方向へ所定長さＷ１及び所定間隔Ｗ２で配置されるスリット6,7を形成すると共に、このスリット6,7の間におけるフィン１の頂部２と谷部３の間にルーバ8,9を形成したため、伝熱経路Ｘの長さを十分に確保してラジエータチューブ１０とコンデンサチューブ１１同士間の伝熱による悪影響を防止できると同時に、ルーバ8,9によってフィン１の連結部１ａにおける放熱性能を向上できる。
さらに、フィン１の頂部２と谷部３の距離Ｗ６と、スリット6,7の長手方向の長さＷ１にスリット6,7の間隔Ｗ２を加えた数値（Ｗ１＋Ｗ２）とを、非整数倍の関係としたので、スリット成形加工とルーバ成形加工で同期を取る必要がなく、製造が容易になるという効果を得ることができる。
さらに、この場合、スリット6,7の間隔Ｗ２が形成される位置が、フィン１に対して一定ではないので、スリット形成とルーバ成形の加工時のずれにより、いつも同じ場所、例えば、フィン１の波の頂部２または谷部３に間隔Ｗ２が常に形成されるという不都合がなくなる。
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。
例えば、ルーバ8,9の間にさらにスリットを形成することも本発明に含まれる。
また、本実施例１ではフィン１をラジエータとコンデンサからなる一体型熱交換器に適用した場合ついて説明したが、ラジエータやコンデンサに限らず、これら以外の一般的な熱交換器を組み合わせた一体型熱交換器に適用しても良い。
本発明の実施例１の一体型熱交換器のフィン構造を示す斜視図である。 図１のＳ３−Ｓ３線における端面図である。 本実施例１の一体型熱交換器のフィン構造を説明する図（ルーバ4,5は省略）である。 本実施例１の一体型熱交換器のフィン構造が採用された一体型熱交換器のコアを示す斜視図である。
符号の説明
１ フィン
１ａ 連結部
２ 頂部
３ 谷部
４、５、８、９ ルーバ
６、７ スリット
１０ ラジエータチューブ
１１ コンデンサチューブ

Claims (2)

  1. チューブと共に交互に積層される波状のフィンを共通として併設される用途の異なる複数の熱交換器からなる一体型熱交換器のフィン構造において、
    前記隣り合う熱交換器のチューブの間に位置するフィンの連結部において少なくとも波の頂部および谷部を横切るようにフィンの長手方向へ所定長さ及び所定間隔で配置されるスリットを２列形成すると共に、この２列のスリットの間におけるフィンの頂部と谷部の間にルーバを１列以上形成したことを特徴とする一体型熱交換器のフィン構造。
  2. 請求項１に記載の一体型熱交換器のフィン構造において、
    前記波の頂部および谷部との距離と、前記スリットの長手方向の長さに長手方向に隣接するスリット間隔の長さを加えた数値とを非整数倍の関係としていることを特徴とする一体型熱交換器のフィン構造。
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