JP6550177B1 - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
【課題】熱交換器において、熱交換性能を、より一層高めること。【解決手段】熱交換器は、排気(第1流体)が流路方向に流通する第1流路21と、冷却水(第2流体)が流通する第2流路22と、を仕切るチューブ50と、第1流路21に配置されるインナーフィン40と、を備える。インナーフィン40は、チューブ50に接触する平壁41と、平壁41の交差方向に連なって第1流路21を複数の小流路23に仕切る起立壁42と、平壁41から切り起こされて小流路23に突出するフィン部43、44と、を有する。チューブ50は、第1流路21に面する流路面63から窪み、かつ第2流路22に面する流路面62から隆起する対向ディンプル77、縦ディンプル73、93(ディンプル)を有する。【選択図】図4In a heat exchanger, heat exchange performance is further improved. A heat exchanger includes a tube 50 that partitions a first flow path 21 through which exhaust gas (first fluid) flows in a flow path direction and a second flow path 22 through which cooling water (second fluid) flows. And an inner fin 40 disposed in the first flow path 21. The inner fin 40 is cut and raised from the flat wall 41, the standing wall 42 that divides the first flow path 21 into a plurality of small flow paths 23 in a crossing direction of the flat wall 41, and the flat wall 41. Fin portions 43 and 44 projecting into the small flow path 23. The tube 50 has an opposing dimple 77 and vertical dimples 73 and 93 (dimples) that are recessed from the flow path surface 63 facing the first flow path 21 and are raised from the flow path surface 62 facing the second flow path 22. [Selection] Figure 4
Description
本発明は、流体どうしの間で熱交換が行われる熱交換器に関する。 The present invention relates to a heat exchanger in which heat exchange is performed between fluids.
特許文献1には、内燃機関の排気を冷却水によって冷却する排気熱交換器が開示されている。 Patent Document 1 discloses an exhaust heat exchanger that cools the exhaust of an internal combustion engine with cooling water.
上記排気熱交換器では、水タンクの内部に排気流路を形成するチューブが配置される。チューブには、排気と冷却流体との熱交換を促進するための伝熱部材としてのインナーフィンが配置される。排気熱交換器内に導入される排気は、インナーフィンに接触しながらチューブ内を流通し、チューブの外部を流通する冷却水に放熱することによって冷却される。 In the exhaust heat exchanger, a tube forming an exhaust flow path is disposed inside the water tank. An inner fin as a heat transfer member for promoting heat exchange between the exhaust and the cooling fluid is disposed in the tube. The exhaust introduced into the exhaust heat exchanger flows in the tube while contacting the inner fins, and is cooled by radiating heat to the cooling water flowing outside the tube.
上記チューブには、その外表面から突出する凸状部として複数のディンプルが形成されている。ディンプルは、冷却水の温度境界層の温度を低下させる手段として設けられる。 The tube is formed with a plurality of dimples as convex portions protruding from the outer surface thereof. The dimples are provided as a means to lower the temperature of the temperature boundary layer of the cooling water.
しかし、近年、熱交換器の高性能化に対する要求が高まる傾向にあり、特許文献1に記載されたような熱交換器においても、更なる高性能化のために改善の余地が模索されていた。 However, in recent years, the demand for higher performance of heat exchangers tends to increase, and even in the heat exchanger as described in Patent Document 1, room for improvement is sought for further higher performance. .
本発明は、熱交換器において、熱交換性能を、より一層高めることを目的とする。 An object of the present invention is to further improve heat exchange performance in a heat exchanger.
本発明のある態様によれば、第1流体と第2流体との間で熱交換が行われる熱交換器であって、第1流体が流路方向に流通する第1流路と、第2流体が流通する第2流路と、を仕切るチューブと、前記第1流路に配置されるインナーフィンと、を備え、前記インナーフィンは、前記チューブに接触する平壁と、前記平壁の交差方向に連なり、前記第1流路を流路幅方向に並ぶ複数の小流路に仕切る起立壁と、前記平壁から切り起こされて前記小流路に突出するフィン部と、を有し、前記チューブは、前記第1流路に面する流路面から窪み、かつ第2流路に面する流路面から隆起し、第2流体の流れに対向するように前記小流路を跨いで複数の前記平壁にわたって延在する対向ディンプルを有し、前記対向ディンプルは、前記流路方向に対して傾斜する対の傾斜部と、対の前記傾斜部が互いに交差する交差部と、を有する、ことを特徴とする熱交換器が提供される。 According to an aspect of the present invention, there is provided a heat exchanger in which heat exchange is performed between a first fluid and a second fluid, wherein the first flow passage through which the first fluid flows in the flow direction, and a second flow passage A tube separating the second flow passage through which the fluid flows, and an inner fin disposed in the first flow passage, wherein the inner fin crosses the flat wall in contact with the tube and the flat wall It has a standing wall which continues in a direction and divides the first flow path into a plurality of small flow paths arranged in the flow path width direction, and a fin portion which is cut and raised from the flat wall and protrudes into the small flow path. The tube is recessed from a flow passage surface facing the first flow passage and raised from the flow passage surface facing the second flow passage, and a plurality of straddling the small flow passages are opposed to the flow of the second fluid. The opposing dimples extend across the flat wall, and the opposing dimples extend in the flow channel direction. An inclined portion of the pair of oblique, having a cross section in which the inclined portion of the pair cross each other, the heat exchanger is provided, characterized in that.
上記態様によれば、熱交換器では、対向ディンプルの窪みによってチューブとインナーフィンとの接触面積が減少するが、対向ディンプルによって第2流体からチューブへの熱伝達が促されるとともに、フィン部によって第1流体からチューブへの熱伝達が促される。これにより、熱交換器は、熱交換性能を高められる。 According to the above embodiment, the heat exchanger, together although the contact area between the tube and the inner fin by depression of opposing dimples is reduced, heat transfer is promoted from the second fluid by opposing dimples into a tube, the the fin portion 1 Heat transfer from the fluid to the tube is facilitated. Thereby, the heat exchanger can enhance the heat exchange performance.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態に係る熱交換器100について説明する。なお、説明の簡略化のため、添付図面は、熱交換器100の一部を省略して図示している。
Hereinafter, a
熱交換器100は、車両のEGR(Exhaust Gas Recirculation)システム(図示せず)に用いられる、水冷式EGRクーラである。熱交換器100は、エンジンから排出される排気の一部(第1流体)を冷却水(第2流体)によって冷却する。冷却回路を循環する冷却水は、熱交換器100を流通した後に、放熱器を流通して外気に放熱するようになっている。
The
図1及び図2に示すように、熱交換器100は、内部に排気が流通する第1流路21を形成する複数のチューブ50と、積層される各チューブ50の間に冷却水が循環する第2流路22を形成するケーシング10と、を備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the
以下、各図面において互いに直交するX、Y、Zの3軸を設定して熱交換器100の構成を説明する。なお、チューブ50において、第1流路21が延びるX軸方向を「流路方向」と呼び、Y軸方向を「流路幅方向」と呼ぶ。
Hereinafter, the configuration of the
図2に示すように、チューブ50は、半筒状のアッパープレート60及びロアプレート80が組み付けられることによって、Z軸方向に扁平な筒状に形成される。アッパープレート60とロアプレート80との間には、伝熱部材としてインナーフィン40が配置される。
As shown in FIG. 2, the
アッパープレート60及びロアプレート80は、金属板をプレス加工することによって扁平な半筒状に形成される。
The
アッパープレート60は、X軸方向及びY軸方向に延在する板状をした伝熱板部61を有する。伝熱板部61には、後述するように冷却水の流れを導くディンプル(隆起部)として、1本の斜めディンプル71と、1本の上流側斜めディンプル72と、4本の縦ディンプル73(直線状ディンプル)と、多数本の対向ディンプル77(渦発生ディンプル)と、が形成される。
The
ロアプレート80は、X軸方向及びY軸方向に延在する板状をした伝熱板部81を有する。伝熱板部81には、ディンプルとして、1本の斜めディンプル91と、1本の上流側斜めディンプル92と、4本の縦ディンプル93(直線状ディンプル)と、が形成される。
The
斜めディンプル71、91、上流側斜めディンプル72、92、及び縦ディンプル73、93は、それぞれZ軸方向について互いに対向して第2流路22に突出し、冷却水の流れを導くようになっている。
The diagonal dimples 71 and 91, the upstream diagonal dimples 72 and 92, and the
ケーシング10は、半筒状のアッパシェル20及びロアシェル30が組み付けられることによって断面が略矩形の筒状に形成される。ケーシング10には、パイプ17、18が接続される。
The
図1に示すように、ケーシング10の内部には、パイプ17から導かれる冷却水を各チューブ50間の第2流路22に分配する第2入口25と、第2流路22から流出する冷却水をパイプ18へと導く第2出口27と、が設けられる。
As shown in FIG. 1, inside the
ケーシング10の両開口端部には、枠状をしたヘッダ15、16を介してEGR通路の管(図示せず)が接続される。ヘッダ15の内部には、EGR通路の管から導かれる排気を第1流路21に分配する第1入口35が設けられる。ヘッダ16の内部には、第1流路21から流出する排気をEGR通路の管へと導く第1出口36が設けられる。
An EGR passage pipe (not shown) is connected to both open ends of the
熱交換器100の製造時には、上記各部材が組み立てられる組立体が形成される。金属製の組立体は、加熱炉に搬送されて熱処理されることにより各接合部がろう付けによって接合される。
At the time of manufacturing the
熱交換器100の作動時に、冷却回路を循環する冷却水は、図1に黒矢印で示すように、パイプ17内から第2入口25に流入し、各チューブ50間の第2流路22に分配される。第2流路22を流通した冷却水は、第2出口27にて集合し、パイプ18内を通じて流出する。一方、EGR通路を流通する排気は、図1に白抜き矢印で示すように、ヘッダ15内の第1入口35を通じて各チューブ50内の第1流路21に分配される。第1流路21を流通する排気は、各チューブ50を介して第2流路22を流通する冷却水に放熱することで冷却される。第1流路21から流出した排気は、ヘッダ16内の第1出口36を通じて集合してエンジンの燃焼室に供給される。
During operation of the
次に、図3〜図6を参照しながらチューブ50の構成について説明する。
Next, the configuration of the
図3は、チューブ50を分解した状態のアッパープレート60及びインナーフィン40を示す斜視図である。インナーフィン40は、略矩形の断面を有する波板形状をしている。チューブ50は、X軸方向及びY軸方向に延在する平壁41と、平壁41の交差方向(X軸方向及びZ軸方向)に連なる起立壁42と、が交互に並んでいる。オフセット型のインナーフィン40は、X軸方向に所定長さで区切られる区画ごとに、平壁41及び起立壁42の位置が、Y軸方向に所定長さだけ変位するようにオフセットされている。
FIG. 3 is a perspective view showing the
図4は、チューブ50の一部を切り欠いた断面を示す斜視図である。第1流路21は、アッパープレート60とロアプレート80との間に扁平な空間として形成される。第1流路21は、インナーフィン40の平壁41及び起立壁42からなる各セグメントによって複数の小流路23に仕切られる。
FIG. 4 is a perspective view showing a cross section in which a part of the
図5は、インナーフィン40の一部を拡大して示す斜視図である。インナーフィン40は、セグメントごとに平壁41から切り起こされる上流側のフィン部43及び下流側のフィン部44を有する。平壁41には、フィン部43、44が切り起こされた部位に開口するフィン開口部45、46が形成される。インナーフィン40は、プレス加工によって形成される。
FIG. 5 is a perspective view showing a part of the
上流側のフィン部43は、排気流れ方向について上流に対向するように切り起こされる。フィン部43は、平壁41から曲折する曲折辺43aと、小流路23を横切る傾斜辺43bと、曲折辺43a及び傾斜辺43bを結ぶ長辺43c及び短辺43dと、を有する台形状に形成される。
The
下流側のフィン部44は、排気流れ方向について下流側に対向するように切り起こされる。フィン部44は、平壁41から曲折する曲折辺44aと、小流路23を横切る傾斜辺44bと、曲折辺44a及び傾斜辺44bを結ぶ長辺44c及び短辺44dと、を有する台形状に形成される。
The
上流側のフィン部43の曲折辺43aと、下流側のフィン部44の曲折辺44aとは、Y軸に対して略同一角度で傾斜し、互いに略平行に配置される。
The
上流側のフィン部43の傾斜辺43b、及び下流側のフィン部44の傾斜辺44bは、Y軸に対して傾斜して小流路23を横切るように配置される。後述するように、第1流路21を流通する排気の流れは、Y軸に対する斜め方向に延在するフィン部43、44の傾斜辺43b、44bによって遮られることで、X軸まわりに旋回する螺旋状の縦渦流になる。
The
図3に示すように、アッパープレート60の伝熱板部61には、複数の対向ディンプル77が縦ディンプル73に沿って並ぶように形成される。X軸方向に並ぶ対向ディンプル77どうしの間隔Lは、後述するように熱交換器100に要求される性能に応じて任意に設定される。
As shown in FIG. 3, a plurality of opposed
V字状の対向ディンプル77は、Y軸に対して傾斜する一対の傾斜部77aと、一対の傾斜部77aが互いに交差する交差部77bと、を有する。対向ディンプル77は、一対の傾斜部77aが排気流れ方向について上流側に向かって開くように傾斜し、交差部77bが排気流れ方向について下流側に向かって突出する。後述するように、第2流路22を流通する冷却水の流れは、Y軸に対する斜め交差方向に延在する対向ディンプル77の傾斜部77aによって遮られることで、X軸まわりに旋回する螺旋状の縦渦流になる。
The V-shaped opposing
図4に示すように、対向ディンプル77は、アッパープレート60にプレス加工によって形成される。対向ディンプル77は、アッパープレート60の第2流路22に面する流路面62に対して堤状に隆起し、アッパープレート60の第1流路21に面する流路面63に対して溝状に窪む。対向ディンプル77は、溝状の窪み77cを有する。縦ディンプル73は、同様にアッパープレート60にプレス加工によって形成される。縦ディンプル73は、溝状の窪み73cを有する。また、ロアプレート80には、縦ディンプル93がプレス加工によって形成される。縦ディンプル93は、溝状の窪み93cを有する。
As shown in FIG. 4, the facing
図6は、インナーフィン40を実線で示し、アッパープレート60を2点鎖線で示す平面図である。アッパープレート60には、小流路23を介してインナーフィン40の平壁41に面する部位と、平壁41に接触して接合される部位と、がY軸方向について交互に並んでいる。
FIG. 6 is a plan view showing the
V字状の対向ディンプル77は、Y軸方向について小流路23を跨いで複数(4つ)のセグメントの平壁41にわたって延在する。
The V-shaped
直線状の縦ディンプル73は、X軸方向ついて小流路23を跨いで複数のセグメントの平壁41にわたって延在する。
The linear
図4に示すように、インナーフィン40のフィン部43、44が切り起こされた後に開口するフィン開口部45、46は、縦ディンプル93の窪み93cに面する部位を有する。また、インナーフィン40のフィン開口部45、46は、対向ディンプル77の窪み77c、縦ディンプル73の窪み73cに面する部位を有する。
As shown in FIG. 4, the
次に、熱交換器100の作用について説明する。
Next, the operation of the
熱交換器100の作動時に、EGR通路を流通する排気は、インナーフィン40及びチューブ50に接触しながら第1流路21を流通し、チューブ50を介して第2流路22を流通する冷却水に放熱することで冷却される。インナーフィン40は、排気の熱をチューブ50のアッパープレート60及びロアプレート80に伝える伝熱部材として機能する。
At the time of operation of the
第1流路21を流通する排気の流れは、インナーフィン40のフィン部43、44によってX軸に対する斜め方向に遮られることで、X軸まわりに旋回する螺旋状の縦渦流を生じる。これにより、第1流路21においてチューブ50の内壁面(流路面63)及びインナーフィン40の表面の近傍の境界層を含む領域では、渦流(乱流)によって排気の熱伝達が促される。フィン部43、44の下流側に生じる排気の縦渦流は、Y軸まわりに旋回する横渦流に比べて、排気の流通抵抗が抑えられ、かつ乱流を生じさせる領域がX軸方向について大きくなる。
The flow of the exhaust gas flowing through the
一方、第2流路22を流通する冷却水の流れは、対向ディンプル77によってX軸に対する斜め交差方向に遮られることで、X軸まわりに旋回する螺旋状の縦渦流を生じる。これにより、第2流路22においてチューブ50の外壁面(流路面62)の近傍の境界層を含む領域では、渦流(乱流)によって排気の熱伝達が促される。
On the other hand, the flow of the cooling water flowing through the
対向ディンプル77の下流側に生じる冷却水の縦渦流は、Y軸まわりに旋回する横渦流に比べて、冷却水の流通抵抗が抑えられるが、乱流を生じさせる領域がX軸方向についてある範囲に限られる。このため、熱交換器100では、X軸方向に並ぶ対向ディンプル77どうしの間隔Lをある程度まで小さくすることで、冷却水の熱伝達が促され、熱交換効率が高まる。
The vertical vortex flow of the cooling water generated downstream of the facing
しかし、熱交換器100では、対向ディンプル77どうしの間隔Lを小さくすると、対向ディンプル77の窪み77cがインナーフィン40に対峙する面積が増えるため、チューブ50とインナーフィン40との非接触面積が増加する。このため、熱交換器100では、対向ディンプル77どうしの間隔Lをある程度より小さくすると、インナーフィン40の熱伝達量が減少し、熱交換効率が低くなる。
However, in the
図7は、所定条件で熱交換器100に冷却水及び排気を流通させた作動時において、熱交換器100を流通することによって生じる冷却水の温度差Tが、ディンプルによる非接触面積の比率Aに応じて変化する値を、シミュレーション解析によって求めた結果を示している。なお、冷却水の温度差Tは、第2入口25を流れる冷却水の温度と、第2出口27を流れる冷却水の温度との差である。ディンプルによる非接触面積の比率Aは、ディンプル(対向ディンプル77、縦ディンプル73、及び縦ディンプル93)が設けられない場合のチューブ50とインナーフィン40との接触面積Bに対する、ディンプルが設けられる場合のチューブ50とインナーフィン40との接触面積Cの比率であり、次式で表される。
A=(C/B)×100
FIG. 7 shows that the temperature difference T of the cooling water generated by circulating the
A = (C / B) × 100
図7に示すように、冷却水の温度差Tは、ディンプルによる非接触面積の比率Aが0%より大きくなるほど次第に高まってピーク値をとり、ピーク値をとった後に比率Aがより大きくなるほど次第に低くなる。そして、比率Aが2%以上14%以下の範囲で、温度差Tが市場で要求される基準値以上となる。 As shown in FIG. 7, the temperature difference T of the cooling water increases gradually as the ratio A of non-contact areas by dimples becomes larger than 0% and takes a peak value, and after taking the peak value, the ratio A becomes larger gradually It gets lower. The temperature difference T becomes equal to or higher than the standard value required in the market when the ratio A is in the range of 2% to 14%.
熱交換器100では、上記シミュレーション解析による結果に基づいて、ディンプルによる非接触面積の比率Aが2%以上14%以下の範囲に収まるように、X軸方向に並ぶ対向ディンプル77どうしの間隔Lが設定される。
In the
次に、本実施形態の効果について説明する。 Next, the effects of the present embodiment will be described.
[1]本実施形態によれば、熱交換器100は、排気(第1流体)がX軸方向(流路方向)に流通する第1流路21と、冷却水(第2流体)が流通する第2流路22と、を仕切るチューブ50と、第1流路21に配置されるインナーフィン40と、を備える。インナーフィン40は、チューブ50に接触する平壁41と、平壁41の交差方向に連なり、第1流路21をY軸方向(流路幅方向)に並ぶ複数の小流路23に仕切る起立壁42と、平壁41から切り起こされて小流路23に突出するフィン部43、44と、を有する。チューブ50は、第1流路21に面する流路面63から窪み、かつ第2流路22に面する流路面62から隆起する対向ディンプル77、縦ディンプル73、93(ディンプル)を有する構成とした。
[1] According to the present embodiment, in the
上記構成に基づき、熱交換器100では、インナーフィン40及びチューブ50が排気と冷却水との間で熱を伝達するが、対向ディンプル77、縦ディンプル73、93の窪み77c、73c、93cが設けられることによって、チューブ50とインナーフィン40との接触面積が減少する。その反面、冷却水が対向ディンプル77、縦ディンプル73、93によって導かれることで、冷却水からチューブ50への熱伝達が促される。そして、フィン部43、44が排気の流れに渦流を発生させることで、排気からチューブ50への熱伝達が促される。これにより、熱交換器100は、熱交換性能を高められて、小形軽量化が図れる。
Based on the above configuration, in the
[2]また、チューブ50は、ディンプルとして、冷却水(第2流体)の流れに対向するように小流路23を跨いで複数の平壁41にわたって延在する対向ディンプル77を備える構成とした。
[2] Further, the
上記構成に基づき、第2流路22をX軸方向に流通する冷却水は、第2流路22を横切るように配置された対向ディンプル77を越えることで、渦流になる。こうして、熱交換器100では、冷却水の流れに渦流が発生することで、冷却水からチューブ50への熱伝達が促される。
Based on the above configuration, the cooling water flowing in the
[3]また、対向ディンプル77は、冷却水(第2流体)の流れに対向するようにX軸方向(流路方向)に対して傾斜する対の傾斜部77aと、対の傾斜部77aが互いに交差する交差部77bと、を有する構成とした。
[3] Further, the opposing
上記構成に基づき、第2流路22を流通する冷却水は、X軸方向に対して傾斜する傾斜部77a、及び交差部77bを越えることで、縦渦流になる。こうして、熱交換器100では、対向ディンプル77によって冷却水の流れに縦渦流が発生することで、冷却水の流通抵抗の低減を図りつつ、冷却水からチューブ50への熱伝達が促される。
Based on the above configuration, the cooling water flowing through the
[4]チューブ50は、ディンプルとして、X軸方向(流路方向)に延在する縦ディンプル73、93を有する。複数の対向ディンプル77は、対向ディンプル77に沿って並ぶ構成とした。
[4] The
上記構成に基づき、第2流路22を流通する冷却水は、縦ディンプル73、93に沿ってX軸方向に流れる。複数の対向ディンプル77を対向ディンプル77に沿って並ぶように配置することで、冷却水が対向ディンプル77を越える度に渦流となって流通する。こうして、熱交換器100では、冷却水の渦流がX軸方向に並んで発生することで、冷却水からチューブ50への熱伝達が促される。
Based on the above configuration, the cooling water flowing through the
[5]縦ディンプル73、93は、Z軸方向(積層方向)について互いに対向して前記第2流路22に突出する構成とした。
[5] The
上記構成に基づき、第2流路22を流通する冷却水は、互いに対向する対の縦ディンプル73、93に沿って流れることで、X軸方向に流れる勢力が高まり、縦ディンプル73、93に沿って並ぶ複数の対向ディンプル77を越える度に強い渦流になる。これにより、冷却水からチューブ50への熱伝達が促される。また、対向ディンプル77が互いに積層される対のチューブ50の一方のみに形成されることで、冷却水の流通抵抗が抑えられる。
Based on the above configuration, the cooling water flowing through the
[6]インナーフィン40のフィン部43、44が切り起こされたところに開口するフィン開口部45、46は、チューブ50の対向ディンプル77、縦ディンプル73、93(ディンプル)の窪み77c、73c、93cに面する部位を有する構成とした。
[6] The
[7]チューブ50に対向ディンプル77、縦ディンプル73、93(ディンプル)が設けられることによりチューブ50がインナーフィン40に対して接触しない非接触面積の比率Aは、2%以上14%以下の範囲に設定される構成とした。
[7] The ratio A of the non-contact area where the
上記構成に基づき、熱交換器100では、対向ディンプル77、縦ディンプル73、93の窪み77c、73c、93cによるチューブ50とインナーフィン40との非接触面積が抑えられるとともに、対向ディンプル77、縦ディンプル73、93に導かれる冷却水の流れ(渦流)によって冷却水からチューブ50への熱伝達が促される効果が十分に得られる。これにより、熱交換器100は、市場で要求される熱交換性能が得られる。
Based on the above configuration, in the
次に、図8に示すチューブ50の変形例について説明する。
Next, a modification of the
上記実施形態のチューブ50は、アッパープレート60に対向ディンプル77が形成され、ロアプレート80に対向ディンプルが形成されない構成とした。これに対して、本変形例に係るチューブ50は、アッパープレート60に対向ディンプル77が形成され、かつロアプレート80にも対向ディンプル97が形成される構成とした。
In the
アッパープレート60の対向ディンプル77とロアプレート80の対向ディンプル97とは、同じV字形状を有し、かつ同一位置でZ軸方向に並ぶ。そして、対向ディンプル77の交差部77bと、対向ディンプル97の交差部(図示せず)とは、同一位置でZ軸方向に並ぶ。
The opposing dimples 77 of the
[8]本変形例に係る熱交換器100は、対の対向ディンプル77、97がZ軸方向(積層方向)について互いに対向して第2流路22に突出する構成とした。
[8] The
上記構成に基づき、第2流路22を流通する冷却水は、互いに対向する対の対向ディンプル77、97の両方を越えて流れることで、渦流の勢力が高められる。これにより、冷却水からチューブ50への熱伝達が促される。
Based on the above configuration, the cooling water flowing through the
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 As mentioned above, although the embodiment of the present invention was described, the above-mentioned embodiment showed only a part of application example of the present invention, and in the meaning of limiting the technical scope of the present invention to the concrete composition of the above-mentioned embodiment. Absent.
例えば、上記実施形態の対向ディンプル77(渦発生ディンプル)は、V字状に隆起するものであったが、これに限らず、例えばW字状に隆起するものであってもよい。W字状の対向ディンプル77は、二対の傾斜部及び2つの交差部を有する。この場合に、対向ディンプル77によって冷却水の縦渦流が生じる領域がY軸方向について拡がり、冷却水からチューブ50への熱伝達が促される効果が高められる。
For example, although the opposing dimples 77 (vortex-generating dimples) in the above-described embodiment are raised in a V-shape, the invention is not limited to this, and may be, for example, a W-shaped rise. The W-shaped opposing
また、上記実施形態のフィン部43、44は、4つの辺を有する台形状に切り起こされるが、これに限らず、例えば5つ以上の辺を有する多角形状に切り起こされてもよい。
Moreover, although the
本発明は、車両に搭載される熱交換器として好適であるが、車両以外に使用される熱交換器にも適用できる。 Although this invention is suitable as a heat exchanger mounted in a vehicle, it is applicable also to the heat exchanger used other than a vehicle.
21 第1流路
22 第2流路
23 小流路
40 インナーフィン
41 平壁
42 起立壁
43、44 フィン部
45、46 フィン開口部
50 チューブ
62、63 流路面
73、93 縦ディンプル(ディンプル)
73c、77c、93c 窪み
77、97 対向ディンプル(ディンプル)
77a 傾斜部
77b 交差部
100 熱交換器
21
73c, 77c,
77a
Claims (5)
第1流体が流路方向に流通する第1流路と、第2流体が流通する第2流路と、を仕切るチューブと、
前記第1流路に配置されるインナーフィンと、を備え、
前記インナーフィンは、
前記チューブに接触する平壁と、
前記平壁の交差方向に連なり、前記第1流路を流路幅方向に並ぶ複数の小流路に仕切る起立壁と、
前記平壁から切り起こされて前記小流路に突出するフィン部と、を有し、
前記チューブは、前記第1流路に面する流路面から窪み、かつ前記第2流路に面する流路面から隆起し、第2流体の流れに対向するように前記小流路を跨いで複数の前記平壁にわたって延在する対向ディンプルを有し、
前記対向ディンプルは、
前記流路方向に対して傾斜する対の傾斜部と、
対の前記傾斜部が互いに交差する交差部と、を有する、
ことを特徴とする熱交換器。 A heat exchanger in which heat exchange is performed between a first fluid and a second fluid, the heat exchanger comprising:
A tube separating a first flow passage in which the first fluid flows in the flow passage direction and a second flow passage in which the second fluid flows;
And an inner fin disposed in the first flow path,
The inner fin is
A flat wall in contact with the tube,
An upright wall which extends in the cross direction of the flat wall and divides the first channel into a plurality of small channels aligned in the channel width direction;
And a fin portion which is cut and raised from the flat wall and protrudes into the small flow path,
The tube is recessed from a flow passage surface facing the first flow passage, raised from the flow passage surface facing the second flow passage, and a plurality of straddling the small flow passages are opposed to the flow of the second fluid. Opposing dimples extending across the flat wall of
The opposing dimples are
A pair of inclined portions inclined with respect to the flow direction;
The intersections where the inclined portions of the pair intersect each other;
A heat exchanger characterized by
対の前記対向ディンプルは、互いに対向して前記第2流路に突出する、
ことを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1 , wherein
The opposing dimples of the pair project toward the second flow path so as to face each other.
A heat exchanger characterized by
第1流体が流路方向に流通する第1流路と、第2流体が流通する第2流路と、を仕切るチューブと、
前記第1流路に配置されるインナーフィンと、を備え、
前記インナーフィンは、
前記チューブに接触する平壁と、
前記平壁の交差方向に連なり、前記第1流路を流路幅方向に並ぶ複数の小流路に仕切る起立壁と、
前記平壁から切り起こされて前記小流路に突出するフィン部と、を有し、
前記チューブは、
前記第1流路に面する流路面から窪み、かつ前記第2流路に面する流路面から隆起し、第2流体の流れに対向するように前記小流路を跨いで複数の前記平壁にわたって延在する対向ディンプルと、
前記第1流路に面する流路面から窪み、かつ前記第2流路に面する流路面から隆起し、前記流路方向に延在する縦ディンプルと、を有し、
複数の前記対向ディンプルは、前記縦ディンプルに沿って並ぶ、
ことを特徴とする熱交換器。 A heat exchanger in which heat exchange is performed between a first fluid and a second fluid, the heat exchanger comprising:
A tube separating a first flow passage in which the first fluid flows in the flow passage direction and a second flow passage in which the second fluid flows;
And an inner fin disposed in the first flow path,
The inner fin is
A flat wall in contact with the tube,
An upright wall which extends in the cross direction of the flat wall and divides the first channel into a plurality of small channels aligned in the channel width direction;
And a fin portion which is cut and raised from the flat wall and protrudes into the small flow path,
The tube is
A plurality of the flat walls are depressed from the flow passage surface facing the first flow passage and raised from the flow passage surface facing the second flow passage and straddle the small flow passage so as to face the flow of the second fluid Opposing dimples extending across the
And a vertical dimple extending from the flow passage surface facing the first flow passage and extending from the flow passage surface facing the second flow passage and extending in the flow passage direction.
The plurality of opposing dimples are arranged along the longitudinal dimples,
A heat exchanger characterized by
対の前記縦ディンプルは、互いに対向して前記第2流路に突出する、
ことを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to claim 3, wherein
The pair of vertical dimples project into the second flow channel facing each other.
A heat exchanger characterized by
第1流体が流路方向に流通する第1流路と、第2流体が流通する第2流路と、を仕切るチューブと、
前記第1流路に配置されるインナーフィンと、を備え、
前記インナーフィンは、
前記チューブに接触する平壁と、
前記平壁の交差方向に連なり、前記第1流路を流路幅方向に並ぶ複数の小流路に仕切る起立壁と、
前記平壁から切り起こされて前記小流路に突出するフィン部と、を有し、
前記チューブは、前記第1流路に面する流路面から窪み、かつ前記第2流路に面する流路面から隆起するディンプルを有し、
前記チューブに前記ディンプルが設けられることにより前記チューブが前記インナーフィンに対して接触しない非接触面積の比率は、2%以上14%以下の範囲に設定される、
ことを特徴とする熱交換器。 A heat exchanger in which heat exchange is performed between a first fluid and a second fluid, the heat exchanger comprising:
A tube separating a first flow passage in which the first fluid flows in the flow passage direction and a second flow passage in which the second fluid flows;
And an inner fin disposed in the first flow path,
The inner fin is
A flat wall in contact with the tube,
An upright wall which extends in the cross direction of the flat wall and divides the first channel into a plurality of small channels aligned in the channel width direction;
And a fin portion which is cut and raised from the flat wall and protrudes into the small flow path,
The tube has a dimple which is recessed from a flow passage surface facing the first flow passage and which protrudes from the flow passage surface facing the second flow passage,
The ratio of the non-contacting area where the tube is not in contact with the inner fin by providing the dimple on the tube is set in the range of 2% to 14%.
A heat exchanger characterized by
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