JP5244845B2

JP5244845B2 - 熱交換器

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Publication number: JP5244845B2
Application number: JP2010083967A
Authority: JP
Inventors: 徹久永; 吉宏梅田; 珠希國吉
Original assignee: Yutaka Giken Co Ltd
Current assignee: Yutaka Giken Co Ltd
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2030-03-31
Also published as: CN102213559A; US20110240270A1; GB2479262A; GB2479262B; CA2734455A1; JP2011214783A; CA2734455C; GB201105333D0; US9291403B2

Description

本発明は、排熱回収装置やＥＧＲクーラに用いられる熱交換器に関する。

排熱回収装置やＥＧＲクーラに、熱交換器が搭載される。例えば、排熱回収装置に搭載される熱交換器では、エンジンで発生する排気ガスの熱で冷却水を温める。（例えば、特許文献１（図６）参照。）。

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１５に示すように、熱交換器を製造するには、まず、頂部１０１ａ及び底部１０１ｂにろう材が付着されたフィン１０１をフィンケース１０２に挿入する。次に、このフィンケース１０２を圧縮形成し、フィンケース１０２の内周面にフィン１０１が接触するようにする。圧縮成形された複数のフィンケース１０２の両端をエンドプレート１０３に差し込み、これらをコアケース１０４に収納する。コアケース１０４ごとろう付け炉でろう接し、熱交換器１０５が製造される。

フィンケース１０２内に排気ガスが流され、フィンケース１０２外部に冷却水が流されることで、排気ガスの熱を冷却水に伝えることができる。

ところで、このような熱交換器１０５の伝熱効率を高める手段の一つとして、伝熱面積を大きくすることが考えられる。例えば、伝熱面積を大きくするために、フィンを２段にすることが考えられる。
このような２段のフィンを熱交換器１０５に適用した場合、以下のことがいえる。

図１６に示すように、２段のフィン１０７、１０７をフィンケース１０２に収納して、エンドプレート（図１５符号、１０３）、コアケース（図１５符号、１０４）を配置して、ろう接を行う。

このようなフィン１０７、１０７を用いた熱交換器１０５では、１枚のフィンを用いた場合に比べ、伝熱面積を大きくすることができる。さらに、フィン１０７の頂部１０８同士を接触させないことで、頂部１０８同士を接触させる場合に比べ伝熱面積をさらに大きくすることができる。

しかし、このようなフィン１０７、１０７を用いた熱交換器を製造する際に、以下のような問題が起こり得る。ろう接の際にフィンケース１０２の外部から内部に向かって荷重がかかる。この荷重により、フィンケース１０２が塑性変形を起こす虞がある。

また、このような熱交換器１０５を、排熱回収器に用いた場合、フィンケース１０２の周りに冷却水が流される。冷却水の水圧によって、前述したのと同様にフィンケース１０２が塑性変形を起こす虞もある。

伝熱面積を広く取りつつ、強度が高い熱交換器の提供が望まれる。

特開２００１−２４１８７２公報

本発明は、伝熱面積を広く取りつつ、強度が高い熱交換器の提供を課題とする。

請求項１に係る発明は、コアケースに、複数個のフィンケースを積層状態で収納し、前記フィンケースにフィンを収納し、前記フィンケース内に第１熱媒体を通し、前記フィンケース外に第２熱媒体を通し、前記第１熱媒体と前記第２熱媒体との間で熱を移動させるようにした熱交換器において、
前記フィンは、前記フィンケースの底面に設けられる下部フィンと、この下部フィンの上部に設けられる上部フィンとの２枚からなり、これらの下部フィン及び上部フィンは共に、前記フィンケースに接合される底部と、この底部の一端から起立させた起立部と、この起立部の先端から延ばした頂部と、この頂部の先端から下げた下がり部とが連続する鋸歯形状断面を呈し、
前記フィンケースの上面から透視したときに、前記上部フィンの頂部の中心線である第１中心線と前記下部フィンの頂部の中心線である第２中心線とが交差するよう、前記上部フィンが前記下部フィンとは異なる方向に向けて配置され、
前記第２熱媒体の流れ方向を基準として、前記フィンケースの上流側の端部と下流側の端部とで、前記上部フィンは、前記下部フィンに対して１ピッチずらされ、
前記第１中心線は、前記第２中心線に対して、フィンケースの長手方向の１点でのみ交わることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、前記フィンケースは、１枚板を折曲げて角筒状に形成されていると共に、前記１枚板の端部同士が接合されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、前記フィンは、前記下部フィンに、折曲げ部を介して前記上部フィンが一体的に繋げられ、前記折曲げ部から前記上部フィンが前記下部フィンに向かって折曲げられる構成であることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、下部フィン及び上部フィンは、起立部、頂部、下がり部のいずれかに連通孔が空けられていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、上部フィンの頂部の中心線である第１中心線と下部フィンの頂部の中心線である第２中心線とが交差する。第１中心線と第２中心線とが交差する部位で、上部フィンと下部フィンとが接触する。接触している箇所で上部フィンと下部フィンとが互いに支持しあう。フィンケースの外部から内部に向かってかかる荷重に対して、上部フィンと下部フィンとが支持しあうことで、フィンケースを保護する。
一方、上部フィンと下部フィンとは、一部で接触する。このため、接触していない箇所では、大きな伝熱面積を得ることができる。
以上から、伝熱面積を広く取りつつ、強度が高い熱交換器ということができる。

加えて、上部フィンと下部フィンとで囲われた領域であって、上部フィンと下部フィンとが接触していない場所では、渦流による熱の撹拌が期待される。

請求項２に係る発明では、フィンケースは、１枚板を折曲げて角筒状に形成されていると共に、１枚板の端部同士が接合されている。フィンケースの側面を１面のみ溶接すればよい。溶接箇所を１箇所とすることで作業時間の短縮化を図ることができる。

請求項３に係る発明では、前記フィンは、前記下部フィンに、折曲げ部を介して前記上部フィンが一体的に繋げられ、前記折曲げ部から前記上部フィンが前記下部フィンに向かって折曲げられる構成である。折返し型のフィンは、折曲げるだけで下部フィンに対して上部フィンが所定の場所に配置される。折曲げるだけで所定の場所に配置されるため、製造時間の短縮化を図ることができる。

請求項４に係る発明では、下部フィン及び上部フィンは、起立部、頂部、下がり部のいずれかに連通孔が空けられている。下部フィンと上部フィンとで囲われた領域に、下部フィンとフィンケースの底面で囲われた領域が連通される。連通されることで、これらの領域の間でも渦流による熱の撹拌を期待できる。上部フィンとフィンケースの上面で囲われた領域についても同様である。

本発明に係る熱交換器の斜視図である。本発明に係る熱交換器が搭載された排熱回収装置の斜視図である。図１の３−３線断面図である。フィンケースの製造方法を説明する図である。仮組みしたフィンケースをコアケースに取付けるまでを説明する図である。ろう付けから完成までを説明する図である。実施例１に係るフィンケースの構造を説明する図である。実施例１に係るフィンケースの透視図である。実施例２に係るフィンケースの透視図である。実施例３に係るフィンケースの構造を説明する図である。実施例４に係るフィンケースの構造を説明する図である。実施例５に係るフィンを説明する図である。実施例６に係るフィンを説明する図である。実施例７に係るフィンを説明する図である。従来の技術の基本構成を説明する図である。従来の技術の応用例を説明する図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。

先ず、本発明の実施例１を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、熱交換器１０は、コアケース１１の先端が第１熱媒体としての排気ガスを流入させるガス流入部材１２に支持され、コアケース１１の後端が排気ガスを流出させるガス流出部材１３に支持されている。内燃機関で発生する排気ガスは、ガス流入部材１２からガス流出部材１３に向かって流される。

また、コアケース１１の側面には、第２熱媒体としての冷却水をコアケース１１内に導入する冷却水導入管１４と、コアケース１１内を通過した冷却水が排出される冷却水排出管１５とからなる。即ち、冷却水は、冷却水導入管１４からコアケース１１内に導入され、排気ガスと熱交換を行い冷却水排出管１５から排出される。
このような熱交換器１０が搭載される排熱回収装置について次図で説明する。

図２に示されるように、排熱回収装置２０は、内燃機関で発生した排気ガスが導入される導入部材２１と、この導入部材２１に上部通路２２を介して繋がれ先端がガス流入部材１２に支持される熱交換器１０と、この熱交換器１０を通過した排気ガスが内部に流され熱交換器１０の後端を支持するガス流出部材１３と、熱交換器１０の下方に設けられ上部通路２２に流されない排気ガスが流される下部通路２３と、熱交換器１０のコアケース１１に接続されている冷却水導入管１４及び冷却水排出管１５と、この冷却水排出管１５を支持する冷却水排出部１５ａに冷却水排出管１５と共に支持され冷却水の温度によって作動するサーモアクチュエータ２４と、このサーモアクチュエータ２４の先端に設けられ上部通路２２に流される排気ガスの量を調節するバルブ機構２５とからなる。

熱交換器１０から排出される冷却水の一部は、サーモアクチュエータ２４に流される。冷却水の温度が所定の温度よりも高いと、サーモアクチュエータ２４内のワックスが膨張し、先端のピストンロッド２６を前進させる。

ピストンロッド２６が前進することでバルブ機構２５の軸２７を回転させる（図面反時計回り）。軸２７が回転することで、軸２７に取り付けられたバルブも回転し、上部通路２２を閉じる。上部通路２２が閉じられると、排気ガスが下部通路２３に流される。

一方、冷却水の温度が所定の温度よりも低いと、サーモアクチュエータ２４内のワックスは収縮する。サーモアクチュエータ２４内の戻しばねの作用で、ピストンロッド２６が後退する。ピストンロッド２６が後退することで、軸２７はばね２８の力により回転させられる（図面時計回り方向）。軸２７に取り付けられたバルブが、下部通路２３の先端を閉じる方向に回転させられ、排気ガスが熱交換器１０に流される。
コアケース１１内構造を次図で説明する。

図３に示すように、コアケース１１内に、複数個のフィンケース３１が積層状態で収納され、フィンケース３１には鋸歯形状のフィン３２が収納されている。
それぞれのフィン３２はフィンケース３１の底面上に設けられる下部フィン３３と、この下部フィン３３の上部に設けられる上部フィン３４との２枚からなる。
そして、フィンケース３１は、下部フィン３３が接合される下部ケース半体３５と、上部フィン３４が接合される上部ケース半体３６とを接合してなる。

フィンケース３１は図面表裏方向に向かって延ばされ、フィンケース３１内に排気ガスを通し、フィンケース３１外に冷却水を通す。
このとき、フィンケース３１内を通過する排気ガスの熱は、フィンケース３１を通じてフィンケース３１外の冷却水に伝えられる。フィンケース３１にフィン３２を収納しておくことで、伝熱面積を増加させることができ、伝熱効率が高まる。

フィン３２は、台形や長方形等の鋸歯形状であればよい。このような鋸歯形状であれば、容易に作製することができるため、フィン３２を安価で入手することができる。
さらに、上部フィン３４と下部フィン３３とで同じ物を用いた場合は、異なるフィンを用いた場合に比べ、コストを低下させることができる。

また、鋸歯形状のフィン３２であれば、排気ガスを円滑に流すことができる。排気ガスを円滑に流すことができることにより、同じ時間でより多くの排気ガスを流すことができる。より多くの排気ガスを流すことで、伝熱効率を高めることができる。
このようなフィン３２が収納されるフィンケース３１の製造方法について次図で説明する。

図４（ａ）に示すように、まず下部フィン３３を下部ケース半体３５の底面に載置する。詳細は後述するが、このとき、下部フィン３３を所定の方向に向けて載置する。

次に、（ｂ）に示すように、下部フィン３３の両端に設けた仮止め部３９、３９を、下部ケース半体３５にスポット溶接で溶接し、仮止めを行う。
同様の手順で、上部フィン（（ｄ）符号、３４）も、所定の方向に向けて載置し、上部ケース半体（（ｄ）符号、３６）に仮止めしておく。

なお、仮止めはスポット溶接に限られず、フィンがずれない程度に固定することができれば、どのような方法であっても用いることができる。
また、仮止め部３９は、下部フィン３３の端部に設けることが望ましい（上部フィンも同様。）。フィン３２の端部は、排気ガスが通過しにくい。このため、端部を平坦にし、この端部を仮止め部３９とすることで排気ガスの流路面積が増加する。これにより、排気ガスを流れやすくすることができる。端部にも排気ガスが流れやすくすることで、伝熱効率を高めることができる。加えて、排気ガスの通りにくい端部を平坦にし、端部を仮止め部３９とすることでスペースの有効活用を図ることができる。

（ｂ）のｃ部拡大図である（ｃ）に示すように、下部フィン３３は、下部ケース半体３５に接合される底部４２と、この底部４２の一端から起立させた起立部４３と、この起立部４３の先端から延ばした頂部４４と、この頂部４４の先端から下げた下がり部４５とからなる。

このような下部フィン３３の底部４２には、下部フィン３３を下部ケース半体３５にろう接するためのろう４６が塗布されている。４７は、仮止め時に生ずる溶接痕である。上部フィンも同様である。

続いて、（ｄ）に示すように、上部フィン３４が仮止め部４９、４９で仮止めされた上部ケース半体３６を、矢印で示すように、下部ケース半体３５の上面に重ね合わせる。重ね合わせた後に、（ｅ）に示すように、重ね合わせ面をＴＩＧ溶接等の手段により溶接する。
重ね合わせ面は、ＴＩＧ溶接の他、ろう接やプラズマ溶接等任意の手段を選択することができる。
溶接することで、（ｆ）にフィンケース３１が製造される。

下部フィン３３は、下部ケース半体３５に接合され、上部フィン３４は、上部ケース半体３６に接合されている。それぞれのケース半体３５、３６に、それぞれのフィン３３、３４を仮止めし、仮止め後に上下のケース半体３５、３６を接合する。これにより上下のフィン３３、３４を正確な位置に容易に配置することができる。フィン３２を容易に正確に配置することができることで、生産性が高まる。

加えて、上下のフィン３３、３４を上下のケース半体３５、３６に仮止めした上で、これらのケース半体３５、３６を接合させる。フィンをフィンケース収納後に圧縮成形する場合に比べ、上下のフィン３３、３４をフィンケース３１に確実に密着させることができる。密着性が高いため、伝熱効率が高まる。

このようにして製造されたフィンケース３１は、内部にフィン３２が配置されている。このフィン３２は、他の部品と共に一体的にろう接される。詳細を次図以降で説明する。

図５（ａ）に示すように、複数のフィンケース３１（この例では４個）の両端をエンドプレート５１、５１で支持する。続いて、（ｂ）に示すように、これらのフィンケース３１及びエンドプレート５１を、コアケース１１内に収納する。

図６（ａ）に示すように、コアケース１１をろう接炉５２でろう接する。ろう接は、ポンプ５３で空気を抜くことにより、真空雰囲気下で行われる。
ろう接が終わることで、（ｂ）に示すように熱交換器１０が完成する。完成した熱交換器１０には、ガス流入部材１２、ガス流出部材１３が溶接される。
このようにして完成された熱交換器１０のフィンケース３１に収納されるフィン（図３、符号３２）の配置の仕方について次図以降で詳細に説明する。

図７（ａ）に示されるように、下部ケース半体３５には下部フィン３３がろう接されており、上部ケース半体３６には上部フィン３４がろう接されている。これらの上部フィン３４及び下部フィン３３は、それぞれが異なる方向を向けられている。

フィンケース３１の入口５５では、（ａ）のｂ部矢視図である（ｂ）に示すように、下部フィン３３の頂部４４と上部フィン３４の頂部５６とが交互に並べられている。
ここで、下部フィン３３の頂部４４を左からＡ、Ｂ、Ｃとし、上部フィン３４の頂部５６を左からＤ、Ｅとする。

このとき、ＡとＢとの間にＤが配置され、ＢとＣとの間にＥが配置されている。
フィンケース３１上流端では、上部フィン３４の頂部５６と下部フィン３３の頂部４４とが交互に並べられている。頂部４４、５６を接触させないことで、上部フィン３４と下部フィン３３との伝熱面積を最大とすることができる。

また、交互に並べられていることで、上部フィン３４と下部フィン３３とで囲われた領域内は、矢印で示すように渦流による熱の撹拌効果が期待できる。熱が撹拌されることで、この領域内の熱が均一化される。

このようなフィンケース３１の長手方向中央では、（ａ）のｃ−ｃ線断面図である（ｃ）に示すように、上部フィン３４の頂部５６と下部フィン３３の頂部４４とが重なる。

上部フィン３４と下部フィン３３とは、それぞれが異なる方向に向けて配置されていることで、Ｂの上面にＤが接触し、Ｃの上面にＥが接触する。

上部フィン３４と下部フィン３３とが接触することで、互いに支持しあう。ろう接の際に真空にされることや、フィンケース３１の周りに冷却水を流すことで、フィンケース３１の外部から内部に向かって荷重がかかる（白抜き矢印）。この荷重に対して、上部フィン３４と下部フィン３３とが支持しあうことで、耐圧性能が向上し、フィンケース３１を保護する。

（ａ）のｄ−ｄ線断面図である（ｄ）に示すように、フィンケース３１の出口（（ａ）、符号５７参照。）では、下部フィン３３の頂部４４と上部フィン３４の頂部５６とが交互に並べられている。
より具体的には、ＢとＣとの間にＤが配置され、Ｃの右側にＥが配置されている。

（ｂ）から（ｄ）までをまとめると以下のようにいうことができる。
フィンケース３１の外部から内部に向かってかかる荷重に対して、上部フィン３４と下部フィン３３とが支持しあうことで、フィンケース３１を保護する（（ｃ）参照）。
一方、上部フィン３４と下部フィン３３とは、一部で接触する。このため、接触していない箇所では、大きな伝熱面積を得ることができる（（ｂ）、（ｄ）参照）。
以上から、伝熱面積を広く取りつつ、強度が高い熱交換器ということができる。
このようなフィン３２の配置の仕方について、透視図を用いて次図でさらに説明する。

図８に示すように、フィンケースの上面から透視したときに、上部フィンの頂部の中心線である第１中心線５８と下部フィンの頂部の中心線である第２中心線５９とが交差するよう、上部フィンが下部フィンとは異なる方向に向けて配置されている。

加えて、フィンケースの入口５５及び出口５７において、隣り合う一対の第１中心線５８、５８の中間に第２中心線５９が配置されている。即ち、入口５５ではＡとＢとの間にＤが配置され、出口５７ではＢとＣとの間にＤが配置されている。また、第１中心線５８は長手方向中央の１箇所でのみ第２中心線５９に交わっている。

上部フィンは、第１中心線５８がフィンケースの長手方向の軸線６２に交差するように配置され、下部フィンは、第２中心線５９がフィンケースの長手方向の軸線６２に交差するように配置されている。これにより、上部フィンは、下部フィンに対して１ピッチずらされているということができ、下部フィンは、上部フィンに対して１ピッチずらされているということもできる。

なお、第１中心線５８が２本以上の第２中心線５９と交わってもよい。ただし、第１中心線５８が第２中心線５９に交わるのは、フィンケース３１の長手方向中央の１点であることが望ましい。

最も荷重のかかりやすいフィンケース３１の長手方向中央を、上下のフィンで支持させる（図７（ｃ）参照。）。一方、第１中心線５８が１箇所でのみ第２中心線５９に交わるため、２箇所以上で接触させる場合に比べ、伝熱面積を広くすることができる。
このようなフィンケースの別実施例を次図で説明する。

次に、本発明の実施例２を図面に基づいて説明する。
図９に示されるように、第２中心線６４が軸線６２に平行になるよう下部フィンが配置され、第１中心線６５が軸線６２に交差するよう上部フィンが配置されている。

このようにフィン６６を配置した場合であっても、伝熱面積を広く取りつつ、強度が高い熱交換器ということができる。

また、次のようなこともいえる。最も荷重のかかりやすいフィンケース６７の長手方向中央を、上下のフィンで支持させる。一方、第１中心線６５が１箇所でのみ第２中心線６４に交わるため、伝熱面積をより広くすることができる。

なお、これとは上下を逆にしたフィンを用いても差し支えない。即ち、第２中心線６４が軸線６２に交差するよう下部フィンを配置し、第１中心線６５が軸線６２に平行になるよう上部フィンを配置することもできる。
次図で効率的なフィンケースの組立方法について説明する。

図１０（ａ）に示すように、筒状にされる前の１枚板状のフィンケース板６９に、下部フィン７１と上部フィン７２とを仮止めする。仮止め後に、矢印で示すようフィンケース板６９の一端を他端に重ね合わせる。

この重ね合わせた部分に対して、（ｂ）に示すように、溶接を行うことでフィンケース７３が完成する。
フィンケース７３の側面を１面のみ溶接すればよい。溶接箇所を１箇所とすることで作業時間の短縮化を図ることができる。

図１１に示すように、第１熱媒体の流れ方向を基準として、前部下部フィン７４ａと前部上部フィン７５ａとを重ね合わせた前部フィン７６ａを前方に設け、後部下部フィン７４ｂと後部上部フィン７５ｂとを重ね合わせた後部フィン７６ｂを後方に設けることで、流れ方向にフィン７６ａ、７６ｂを２つ配置することもできる。

ここで、フィン７６ａ、７６ｂのピッチが同じ場合は以下のことがいえる。
複数のフィン７６ａ、７６ｂを配置する構成にすることで、大きさの異なる複数種類のフィンケースに対応することができる。フィンケースごとに、異なるフィンを準備する必要がなくなり、製造コストを抑えることができる。

一方、前部フィン７６ａのピッチよりも後部フィン７６ｂのピッチを小さくした場合は以下のことがいえる。
排気ガス（第１熱媒体）の温度が高い上流側では、フィン７６ａのピッチが大きくても、十分に熱の交換を行うことができる。一方、排気ガスの熱が下げられることで体積流量の減る下流側では、フィン７６ｂのピッチを小さくしても、十分に排気ガスを流すことができる。フィン７６ｂのピッチを小さくすることで、伝熱面積が広くなり、伝熱量を増やすことができる。即ち、前部フィン７６ａのピッチよりも後部フィン７６ｂのピッチを小さくすることで伝熱効率を高めることができる。

図１２に示すように、下部フィン７８のピッチと上部フィン７９のピッチとが異なる。この例では、上部フィン７９が下部フィン７８の１．５倍のピッチとされている。加えて、下部フィン７８の頂部８１が、上部フィン７９の頂部８２に接触する接触部８３を有する。

上下のフィン７９、７８でピッチを変えた場合、上下のフィン７９、７８のピッチが異なることで、接触部８３以外では頂部８１、８２が接触しにくい。このため、上下のフィン７９、７８のピッチが異なる場合は、上下のフィン７９、７８を同じ方向に向けて配置しても本発明の効果を得ることができる。

即ち、フィンケース８４の外部から内部に向かってかかる荷重に対して、上部フィン７９と下部フィン７８とが支持しあうことで、フィンケース８４を保護する。
一方、上部フィン７９と下部フィン７８とは、接触部８３でのみ接触する。このため、接触していない箇所では、大きな伝熱面積を得ることができる。
以上から、伝熱面積を広く取りつつ、強度が高い熱交換器ということができる。

なお、上下のフィン７９、７８のピッチが異なる場合であっても、下部フィン７８に対して上部フィン７９を異なる方向に向けて配置することができる（図８参照）。
この場合、上部フィン７９と下部フィン７８とで囲われた領域が広く繋がることで、広い範囲での熱の撹拌効果を期待することができる。

図１３に示すように、下部フィン８６の起立部８７に連通孔８８が空けられ、下がり部８９にも連通孔８８が開けられている。同様に、上部フィン９１の起立部９２に連通孔８８が空けられ、下がり部９３にも連通孔８８が開けられている。

下部フィン８６と上部フィン９１とで囲われた領域に、下部フィン８６とフィンケース９４の底面９５で囲われた領域が連通される。連通されることで、これらの領域の間でも渦流による熱の撹拌を期待できる。上部フィン９１とフィンケース９４の上面９６で囲われた領域についても同様である。

なお、上下のフィン９１、８６の頂部９７、９８に連通孔８８を設けることもできる。
また、これらの連通孔８８の作製の仕方は、任意の方法を用いることができる。即ち、パンチングによる連通孔８８の他に、スリット加工や切起し等であってもよい。

図１４（ａ）に示すように、フィン１６は、下部フィン１７に、折曲げ部１８を介して上部フィン１９が一体的に繋げられる。
上部フィン１９は、矢印で示すように、下部フィン１７に向かって折り曲げる。折曲げることで、（ｂ）に示すように、上部フィン１９が下部フィン１７の上部に設けられる。

上部フィン１９の頂部の中心線である第１中心線と下部フィン１７の頂部の中心線である第２中心線とが交差する。第１中心線と第２中心線とが交差する部位で、上部フィン１９と下部フィン１７とが接触する。接触している箇所で上部フィン１９と下部フィン１７とが互いに支持しあう。フィンケースの外部から内部に向かってかかる荷重に対して、上部フィン１９と下部フィン１７とが支持しあうことで、フィンケースを保護する。
一方、上部フィン１９と下部フィン１７とは、一部で接触する。このため、接触していない箇所では、大きな伝熱面積を得ることができる。
以上から、伝熱面積を広く取りつつ、強度が高い熱交換器ということができる。

加えて、上部フィン１９と下部フィン１７とで囲われた領域であって、上部フィンと下部フィンとが接触していない場所では、渦流による熱の撹拌が期待される。

また、このような折返し型のフィン１６は、折曲げるだけで下部フィン１７に対して上部フィン１９が所定の場所に配置される。折り曲げるだけで所定の場所に配置されるため、製造時間の短縮化を図ることができる。

尚、本発明の熱交換器は、実施の形態では排熱回収装置に適用したが、ＥＧＲ（ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）クーラにも適用可能であり、これらのものに用途は限定されない。

本発明の熱交換器は、排熱回収装置に好適である。

１０…熱交換器、１１…コアケース、３１、６７、７３、８４、９４…フィンケース、１６、３２、６６、７６…フィン、１７、３３、７１、７４、７８、８６…下部フィン、１９、３４、７２、７５、７９、９１…上部フィン、３５…下部ケース半体、３６…上部ケース半体、４２…底部、４３、８７、９２…起立部、４４、５６、８１、８２、９７、９８…頂部、４５、８９、９３…下がり部、５５…入口、５７…出口、６４…第２中心線、６５…第１中心線、８３…接触部、８８…連通孔、９５…底面、９９…底部。

Claims

コアケースに、複数個のフィンケースを積層状態で収納し、前記フィンケースにフィンを収納し、前記フィンケース内に第１熱媒体を通し、前記フィンケース外に第２熱媒体を通し、前記第１熱媒体と前記第２熱媒体との間で熱を移動させるようにした熱交換器において、
前記フィンは、前記フィンケースの底面に設けられる下部フィンと、この下部フィンの上部に設けられる上部フィンとの２枚からなり、これらの下部フィン及び上部フィンは共に、前記フィンケースに接合される底部と、この底部の一端から起立させた起立部と、この起立部の先端から延ばした頂部と、この頂部の先端から下げた下がり部とが連続する鋸歯形状断面を呈し、
前記フィンケースの上面から透視したときに、前記上部フィンの頂部の中心線である第１中心線と前記下部フィンの頂部の中心線である第２中心線とが交差するよう、前記上部フィンが前記下部フィンとは異なる方向に向けて配置され、
前記第２熱媒体の流れ方向を基準として、前記フィンケースの上流側の端部と下流側の端部とで、前記上部フィンは、前記下部フィンに対して１ピッチずらされ、
前記第１中心線は、前記第２中心線に対して、フィンケースの長手方向の１点でのみ交わることを特徴とする熱交換器。
前記フィンケースは、１枚板を折曲げて角筒状に形成されていると共に、前記１枚板の端部同士が接合されていることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
前記フィンは、前記下部フィンに、折曲げ部を介して前記上部フィンが一体的に繋げられ、前記折曲げ部から前記上部フィンが前記下部フィンに向かって折曲げられる構成であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の熱交換器。
前記下部フィン及び前記上部フィンは、前記起立部、前記頂部、前記下がり部のいずれかに連通孔が空けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の熱交換器。