JP7346958B2

JP7346958B2 - 熱交換器

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Publication number: JP7346958B2
Application number: JP2019130870A
Authority: JP
Inventors: 新也北川; 孝博宇野; 健一加地
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-07-25
Filing date: 2019-07-16
Publication date: 2023-09-20
Anticipated expiration: 2039-07-16
Also published as: CN112469953A; DE112019003723T5; JP2020153655A; US20210123681A1; US11466936B2

Description

本開示は、熱媒体と空気との間で熱交換を行う熱交換器に関する。

例えばヒートポンプシステムに設けられる蒸発器のように、冷媒等の熱媒体との熱交換によって空気から熱を回収する熱交換器では、チューブの内側を通る低温の熱媒体と、チューブの外側を通る空気との間で熱交換が行われる。

熱交換器を通過する空気には水蒸気が含まれている。このため、当該空気がチューブの外側を通る際に冷却されると、空気に含まれる水蒸気が凝縮水となってチューブやフィンの表面に付着する。また、凝縮水が霜となってチューブやフィンの表面に付着することもある。

上記のような凝縮水や、霜が融解して生じた水のことを、以下ではまとめて「凝縮水」と称する。凝縮水が、チューブやフィンの表面に付着したまま滞留すると、熱交換器を通過する空気の流れが凝縮水によって妨げられてしまう。特に、チューブが水平方向に沿って伸びるように配置された構成の熱交換器では、重力によって凝縮水が排出され難いため、上記のような凝縮水の滞留が生じやすい。

そこで、下記特許文献１に記載の熱交換器では、フィンの一部に貫通穴を形成しており、当該貫通穴を通じて凝縮水を外部に排出することとしている。

特開２０１０－２５４８１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された構成の熱交換器では、貫通穴を形成したことによりフィンの伝熱面積が小さくなってしまう。また、このようなフィンを形成する際には、貫通穴の位置にある材料を除去する必要があるが、従来と同様にローラーを用いてフィンを形成する場合には、除去された材料を排出することが難しいという問題もある。

本開示は、フィンの伝熱面積を小さくすることなく、凝縮水の排水性を高めることのできる熱交換器、を提供すること目的とする。

本開示に係る熱交換器は、熱媒体と空気との間で熱交換を行う熱交換器（１０）であって、水平方向に沿って伸びるように配置された管状の部材であって、内部を熱媒体が通るチューブ（２３０）と、上下方向に沿って互いに隣り合うチューブの間に配置されるフィン（３００）と、を備える。フィンは波状に折り曲げられており、チューブの近傍において屈曲している屈曲部（３２０）と、上下方向に沿って互いに隣り合う屈曲部の間の部分である平板部（３１０）と、を有するものである。フィンには、少なくとも一部が屈曲部まで伸びるように形成された一対の切り込み（ＣＴ）と、一対の切り込みの間の部分であって、屈曲部の内側に向けて凹状に変形しているオフセット部（３５０）と、が形成されている。一対の前記切り込みは互いに平行である。一対の前記切り込みは上下方向に沿って伸びるように形成されている。この熱交換器では、オフセット部の一部が、切り込みの下端よりも更に屈曲部の内側となる位置まで入り込むように形成されている。

このような構成の熱交換器では、フィンの一部に一対の切り込みが形成されており、切り込みの間の部分を、屈曲部の内側に向けて凹状に変形させることによりオフセット部が形成されている。オフセット部の近傍には開口が形成されているので、フィンに付着した凝縮水を、当該開口を通じて外部へと排出することができる。

尚、当該開口は上記の通り、一対の切り込みの間の部分を、屈曲部の内側に向けて変形させることにより形成されたものである。このような開口を形成するにあたっては、フィンを構成する材料の一部を除去する必要がない。このため、従来のルーバーを形成するための方法と同様の方法を用いて、切り込みやオフセット部をローラーによって形成して行くことができる。

本開示によれば、フィンの伝熱面積を小さくすることなく、凝縮水の排水性を高めることのできる熱交換器、が提供される。

図１は、第１実施形態に係る熱交換器の全体構成を示す図である。図２は、熱交換器が備えるフィン、及びその上下に配置されたチューブを示す図である。図３は、熱交換器が備えるフィン、及びその上下に配置されたチューブを示す図である。図４は、熱交換器が備えるフィンの一部を拡大して示す図である。図５は、熱交換器が備えるフィンの一部を拡大して示す図である。図６は、フィンに形成されたオフセット部の形状を示す図である。図７は、オフセット部の位置を説明するための図である。図８は、凝縮水が排出される経路について説明するための図である。図９は、第２実施形態に係る熱交換器の、フィンに形成されたオフセット部の形状を示す図である。図１０は、第３実施形態に係る熱交換器の、フィンに形成されたオフセット部の形状を示す図である。図１１は、第４実施形態に係る熱交換器の、オフセット部の位置を説明するための図である。図１２は、第５実施形態に係る熱交換器が備えるフィンの一部を拡大して示す図である。図１３は、第５実施形態に係る熱交換器が備えるフィンの一部を拡大して示す図である。図１４は、第６実施形態に係る熱交換器が備えるフィン、及びその上下に配置されたチューブを示す図である。図１５は、第６実施形態に係る熱交換器、が備えるフィンの構成を模式的に示す図である。図１６は、第７実施形態に係る熱交換器における、空気の流れを説明するための図である。図１７は、第７実施形態に係る熱交換器における、空気の流れを説明するための図である。図１８は、第７実施形態の比較例に係る熱交換器における、空気の流れを説明するための図である。

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

図１を主に参照しながら、第１実施形態に係る熱交換器１０の構成について説明する。熱交換器１０は、不図示の車両に搭載される熱交換器であって、ラジエータ１００と蒸発器２００とを組み合わせて一体化した複合型の熱交換器として構成されている。

ラジエータ１００は、不図示の発熱体を通り高温となった冷却水を、空気との熱交換によって冷却するための熱交換器である。ここでいう「発熱体」とは、上記車両に搭載され冷却を必要とする機器のことであって、例えば内燃機関、インタークーラ、モーター、インバーター、バッテリ等のことである。蒸発器２００は、車両に搭載される不図示の空調装置の一部であって、空気との熱交換によって液相の冷媒を蒸発させるための熱交換器である。このように、熱交換器１０は、熱媒体と空気との間で熱交換を行う熱交換器として構成されている。ラジエータ１００においては冷却水が上記の「熱媒体」に該当し、蒸発器２００においては冷媒が上記の「熱媒体」に該当する。

先ず、ラジエータ１００の構成について説明する。ラジエータ１００は、一対のタンク１１０、１２０と、チューブ１３０と、フィン３００と、を備えている。尚、図１においてはフィン３００の図示が省略されている。

タンク１１０、１２０はいずれも、熱媒体である冷却水を一時的に貯えるための容器である。これらは略円柱形状の細長い容器として形成されており、その長手方向を上下方向に沿わせた状態で配置されている。タンク１１０、１２０は、水平方向に沿って互いに離間した位置に配置されており、両者の間には後述のチューブ１３０及びフィン３００が配置されている。

尚、タンク１１０は、蒸発器２００が有するタンク２１０と一体化されている。同様に、タンク１２０は、蒸発器２００が有するタンク２２０と一体化されている。図１においては、タンク１１０及びタンク２１０の内部の構成を示すため、タンク１１０及びタンク２１０を熱交換器１０から取り外した状態が示されている。

タンク１１０には、受入部１１１、１１２が形成されている。これらはいずれも、上記の発熱体を通った後の冷却水を受け入れるための部分として設けられている。受入部１１１は、タンク１１０のうち上方側となる位置に設けられている。受入部１１２は、タンク１１０のうち下方側となる位置に設けられている。

図１に示されるように、タンク１１０の内部空間は、セパレータＳ３によって上下２つに分けられている。受入部１１１から共有された冷却水は、タンク１１０の内部空間のうちセパレータＳ３よりも上方側の部分に流入する。受入部１１２から共有された冷却水は、タンク１１０の内部空間のうちセパレータＳ３よりも下方側の部分に流入する。

タンク１２０には、排出部１２１、１２２が形成されている。これらはいずれも、熱交換に供された後の冷却水を外部へと排出するための部分として設けられている。排出部１２１は、タンク１２０のうち上方側となる位置に設けられている。排出部１２２は、タンク１２０のうち下方側となる位置に設けられている。

タンク１２０の内部には、セパレータＳ３と同じ高さとなる位置に、セパレータＳ３と同様のセパレータが配置されている。タンク１２０の内部空間は、当該セパレータによって上下２つに分けられている。タンク１２０のうち当該セパレータよりも上方側の内部空間に流入した冷却水は、排出部１２１から外部へと排出される。タンク１２０のうち当該セパレータよりも下方側の内部空間に流入した冷却水は、排出部１２２から外部へと排出される。

チューブ１３０は、内部を冷却水が通る管状の部材であって、ラジエータ１００に複数本備えられている。それぞれのチューブ１３０は細長い直線状の管となっており、水平方向に沿って伸びるように配置されている。チューブ１３０は、その一端がタンク１１０に接続されており、その他端がタンク１２０に接続されている。これにより、タンク１１０の内部空間は、それぞれのチューブ１３０を介して、タンク１２０の内部空間と連通されている。

それぞれのチューブ１３０は、上下方向、つまりタンク１１０等の長手方向に沿って並ぶように配置されている。尚、上下方向に沿って互いに隣り合うチューブ１３０の間にはフィン３００が配置されているのであるが、先に述べたように、図１においてはフィン３００の図示が省略されている。

外部からタンク１１０に供給された冷却水は、それぞれのチューブ１３０の内側を通ってタンク１２０へと流入する。冷却水は、チューブ１３０の内側を通る際において、チューブ１３０の外側を通過する空気によって冷却されその温度を低下させる。尚、当該空気が通過する方向は、タンク１１０の長手方向及びチューブ１３０の長手方向のいずれに対しても垂直な方向であって、ラジエータ１００から蒸発器２００へと向かう方向となっている。熱交換器１０の近傍には、上記の方向に空気を送り出すための不図示のファンが設けられている。

フィン３００は、金属板を波状に折り曲げることによって形成されたコルゲートフィンである。上記のように、フィン３００は、上下方向において互いに隣り合うチューブ１３０の間となる位置に配置されている。つまり、ラジエータ１００では、フィン３００とチューブ１３０とが、上下方向に沿って交互に並ぶように積層されている。図２に示されるように、波状に形成されたフィン３００のそれぞれの頂部は、上下方向において隣り合うチューブ１３０の表面に当接しており、且つろう接されている。

チューブ１３０の内側を冷却水が通っているときにおいては、冷却水の熱がチューブ１３０を介して空気に伝達されるほか、チューブ１３０及びフィン３００を介しても空気に伝達される。つまり、空気との接触面積がフィン３００によって大きくなっており、これにより空気と冷却水との熱交換が効率的に行われる。

続いて、蒸発器２００の構成について説明する。蒸発器２００は、一対のタンク２１０、２２０と、チューブ２３０と、フィン３００と、を備えている。

タンク２１０、２２０はいずれも、熱媒体である冷媒を一時的に貯えるための容器である。これらは略円柱形状の細長い容器として形成されており、その長手方向を上下方向に沿わせた状態で配置されている。タンク２１０、２２０は、水平方向に沿って互いに離間した位置に配置されており、両者の間にはチューブ２３０及びフィン３００が配置されている。

先に述べたように、タンク２１０は、ラジエータ１００が有するタンク１１０と一体化されている。同様に、タンク２２０は、ラジエータ１００が有するタンク１２０と一体化されている。

タンク２１０には、受入部２１１と排出部２１２とが形成されている。受入部２１１は、空調装置を循環する冷媒を受け入れるための部分である。受入部２１１には、空調装置が備える不図示の膨張弁を通過した後の、低温の液相冷媒が供給される。受入部２１１は、タンク２１０のうち上方側の端部近傍となる位置に設けられている。排出部２１２は、熱交換に供された後の冷媒を外部へと排出するための部分である。蒸発器２００における熱交換によって蒸発した気相の冷媒は、排出部２１２から外部へと排出された後、空調装置が備える不図示の圧縮機へと供給される。

図１に示されるように、タンク２１０の内部空間は、セパレータＳ１、Ｓ２によって上下３つに分けられている。受入部２１１は、上方側のセパレータＳ１よりも更に上方側となる位置に設けられている。排出部２１２は、下方側のセパレータＳ２よりも更に下方側となる位置に設けられている。

タンク２２０の内部空間は、不図示のセパレータによって上下２つに分けられている。当該セパレータが設けられている位置は、セパレータＳ１よりも低く、且つセパレータＳ２よりも高い位置となっている。

チューブ２３０は、内部を冷媒が通る管状の部材であって、蒸発器２００に複数本備えられている。それぞれのチューブ２３０は細長い直線状の管となっており、水平方向に沿って伸びるように配置されている。チューブ２３０は、その一端がタンク２１０に接続されており、その他端がタンク２２０に接続されている。これにより、タンク２１０の内部空間は、それぞれのチューブ２３０を介して、タンク２２０の内部空間と連通されている。

それぞれのチューブ２３０は、上下方向、つまりタンク２１０等の長手方向に沿って並ぶように配置されている。本実施形態では、それぞれのチューブ２３０が、空気の流れる方向に沿ってチューブ１３０と隣り合う位置に配置されている。つまり、チューブ２３０は、チューブ１３０と同じ数だけ設けられており、それぞれのチューブ１３０と同じ高さとなる位置に配置されている。

外部から受入部２１１へと共有された冷媒は、タンク２１０の内部空間のうちセパレータＳ１よりも上方側の部分に流入する。当該冷媒は、セパレータＳ１よりも上方側に配置されたチューブ２３０の内側を通り、タンク２２０の内部空間のうち不図示のセパレータよりも上方側の部分に流入する。その後、冷媒は、当該セパレータよりも上方側であり且つセパレータＳ１よりも下方側に配置されたチューブ２３０の内側を通り、タンク２１０の内部空間のうちセパレータＳ１とセパレータＳ２との間の部分に流入する。

更にその後、冷媒は、セパレータＳ２よりも上方側であり且つタンク２２０内のセパレータよりも下方側に配置されたチューブ２３０の内側を通り、タンク２２０の内部空間のうちセパレータよりも下方側の部分に流入する。当該冷媒は、セパレータＳ２よりも下方側に配置されたチューブ２３０の内側を通り、タンク２２０の内部空間のうちセパレータＳ２よりも下方側の部分に流入した後、排出部２１２から外部へと排出される。

冷媒は、上記のように各チューブ２３０の内側を通る際において、チューブ２３０の外側を通過する空気によって加熱されて蒸発し、液相から気相へと変化する。当該空気は、ラジエータ１００を通過して温度が上昇した後の空気である。空気は、チューブ２３０の外側を通過する際において熱を奪われるため、その温度を低下させる。

上下方向に沿って互いに隣り合うチューブ２３０の間には、図１においては不図示のフィン３００が配置されている。このフィン３００は、先に述べたラジエータ１００が備えるフィン３００である。図３に示されるように、それぞれのフィン３００は、ラジエータ１００が備えるチューブ１３０の間から、蒸発器２００が備えるチューブ２３０の間まで伸びるように配置されている。つまり、ラジエータ１００と蒸発器２００との間では、それぞれのフィン３００が共有されている。

このため、蒸発器２００では先に述べたラジエータ１００と同様に、フィン３００とチューブ２３０とが、上下方向に沿って交互に並ぶように積層されている。波状に形成されたフィン３００のそれぞれの頂部は、上下方向において隣り合うチューブ２３０の表面に当接しており、且つろう接されている。

チューブ２３０の内側を冷媒が通っているときにおいては、空気の熱がチューブ２３０を介して冷媒に伝達されるほか、チューブ２３０及びフィン３００を介しても冷媒に伝達される。つまり、空気との接触面積がフィン３００によって大きくなっており、これにより空気と冷媒との熱交換が効率的に行われる。

本実施形態では更に、チューブ１３０の内側を通る冷却水の熱が、フィン３００を介した熱伝導によっても、チューブ２３０の内側を通る冷媒へと伝えられる。蒸発器２００では、空気からの熱に加えて冷却水からの熱も回収されるので、空調装置の動作効率が更に高くなっている。

図１に示されるように、最も上方側に配置されたチューブ１３０、２３０の更に上方側には、補強プレート１１が配置されている。また、最も下方側に配置されたチューブ１３０、２３０の更に下方側には、補強プレート１２が配置されている。補強プレート１１、１２は、チューブ１３０等を補強してその変形を防止するために設けられた金属板である。

図１においては、ラジエータ１００から蒸発器２００へと向かう方向、すなわち、これらを通るように空気が流れる方向がｘ方向となっており、同方向に沿ってｘ軸が設定されている。また、ｘ方向に対して垂直な方向であって、タンク１２０からタンク１１０に向かう方向、すなわちチューブ１３０等の長手方向がｙ方向となっており、同方向に沿ってｙ軸が設定されている。更に、ｘ方向及びｙ方向のいずれに対しても垂直な方向であって、下方側から上方側に向かう方向、すなわちタンク１１０等の長手方向がｚ方向となっており、同方向に沿ってｚ軸が設定されている。以降においては、上記のように定義されたｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向を用いて説明を行う。

尚、上記のうちｘ方向は、フィン３００に沿って空気の流れる方向であって、ｙ軸に沿って伸びるチューブ１３０、２３０の「幅方向」に該当する方向となっている。

フィン３００の具体的な形状について説明する。図２には、チューブ１３０やチューブ２３０の間に配置されたフィン３００の形状が示されている。尚、フィン３００には後述のオフセット部３５０が形成されているのであるが、図２においてはその図示が省略されている。

先に述べたように、フィン３００は波状に折り曲げられている。図２に示されるように、フィン３００のうち折り曲げられた部分は、チューブ１３０やチューブ２３０の近傍において屈曲している。フィン３００のうちこのように屈曲している部分のことを、以下では「屈曲部３２０」とも称する。

また、フィン３００が有する複数の屈曲部３２０のうち、当該フィン３００よりも上方側にあるチューブ１３０、２３０の近傍に形成された屈曲部３２０のことを、以下では特に「上方側屈曲部３２１」と称することがある。同様に、フィン３００が有する複数の屈曲部３２０のうち、当該フィン３００よりも下方側にあるチューブ１３０、２３０の近傍に形成された屈曲部３２０のことを、以下では特に「下方側屈曲部３２２」と称することがある。

フィン３００のうち、上下方向に沿って互いに隣り合う屈曲部３２０の間の部分、すなわち上方側屈曲部３２１と下方側屈曲部３２２との間を繋ぐ部分は、後述のルーバー３１１等を除けば概ね平板状となっている。このため、当該部分のことを以下では「平板部３１０」とも称する。

本実施形態では、フィン３００のうち波状に折り曲げられた部分の頂部が、これと隣り合うチューブ１３０、２３０の表面に沿うような平坦な面となっている。このように平坦な面として形成されている部分のことを、以下では「平坦部３２３」とも称する。ｙ軸に沿って平坦部３２３の両側となる位置には、先に述べた屈曲部３２０が形成されている。このような態様に替えて、フィン３００のうち波状に折り曲げられた部分の頂部が屈曲部３２０となっている態様、すなわち平坦部３２３が形成されていない態様としてもよい。

図３には、一つのフィン３００と、その上下両側に配置されたチューブ１３０、２３０の断面とが示されている。同図に示されるように、チューブ１３０、２３０は、いずれもｘ方向に沿って伸びるような扁平形状の断面を有している。チューブ１３０の内部には冷却水の通る流路ＦＰ１が形成されている。流路ＦＰ１にはインナーフィンＩＦ１が配置されている。同様に、チューブ２３０の内部には冷媒の通る流路ＦＰ２が形成されている。流路ＦＰ２にはインナーフィンＩＦ２が配置されている。

図３に示されるように、フィン３００の平板部３１０には、複数のルーバー３１１が形成されている。ルーバー３１１は、平板部３１０の一部を切り起こすことによって形成されたものである。具体的には、平板部３１０に対し、ｚ方向に沿って伸びる直線状の切り込みを、ｘ方向に沿って並ぶように複数形成した上で、互いに隣り合う切り込みの間の部分を捩じることによってルーバー３１１が形成されている。ルーバー３１１の近傍に形成された隙間を空気が通過することで、空気との間における熱交換が更に効率的に行われる。尚、このようなルーバー３１１の形状としては、従来のフィンに形成されるルーバーと同様の形状を採用することができる。

図３乃至図７に示されるように、フィン３００の一部にはオフセット部３５０が形成されている。オフセット部３５０は、フィン３００の一部に一対の直線状の切り込みＣＴを形成した上で、この一対の切り込みＣＴの間の部分を、屈曲部３２０の内側に凹状に変形させること、つまり内側へとオフセットさせることによって形成されたものである。尚、切り込みＣＴの形状は、必ずしも直線状である必要は無く、例えば曲線状であってもよい。

オフセット部３５０を上記のように形成した結果として、一対の切り込みＣＴの間の部分には、図４や図５に示されるように開口３６０が形成されている。開口３６０により、下方側屈曲部３２２の内側の空間と外側の空間との間が連通されている。

図３に示されるように、一対の切り込みＣＴは、いずれも上下方向に沿って伸びるように形成されており、同じ高さ位置において互いに平行となるように形成されている。それぞれのフィン３００において、オフセット部３５０は、チューブ２３０の－ｘ方向側における端部の近傍となる位置に形成されている。

本実施形態では、切り込みＣＴの一部が下方側屈曲部３２２まで伸びるように形成されているのであるが、フィン３００において切り込みＣＴが形成される範囲はこのような範囲に限定されない。例えば、切り込みＣＴの全体が、下方側屈曲部３２２の範囲内に形成されているような態様であってもよい。また、切り込みＣＴの少なくとも一部が、下方側屈曲部３２２を超えて平坦部３２３まで伸びているような態様であってもよい。つまり、切り込みＣＴが「下方側屈曲部３２２まで伸びるように形成されている」とは、切り込みＣＴの端部の位置が下方側屈曲部３２２にある場合のみならず、切り込みＣＴの端部の位置が、下方側屈曲部３２２を超えて平坦部３２３等にあるような場合をも含む表現である。

図６の点線ＤＬ１は、下方側屈曲部３２２と、これと隣り合う平坦部３２３との境界を示している。同図の点線ＤＬ２は、下方側屈曲部３２２と、これと隣り合う平板部３１０との境界を示している。同図の点線ＤＬ３は、切り込みＣＴのｚ方向側端部の位置を示している。

本実施形態におけるそれぞれの切り込みＣＴは、平板部３１０の途中から、つまり点線ＤＬ２よりもｚ方向側の位置から、下方側屈曲部３２２の下端まで、つまり点線ＤＬ１の位置まで伸びるように形成されている。また、オフセット部３５０のうち点線ＤＬ１まで伸びている部分は、平板部３１０に対して概ね平行となっている。

図７に示される点線ＤＬ１１は、チューブ２３０とフィン３００とが互いに当接しろう接されている範囲のうち、チューブ２３０の幅方向に沿った－ｘ方向側の端部の位置を示している。また、同図に示される点線ＤＬ１２は、チューブ２３０とフィン３００とが互いに当接しろう接されている範囲のうち、チューブ２３０の幅方向に沿ったｘ方向側の端部の位置を示している。ｘ方向に沿った点線ＤＬ１１から点線ＤＬ１２までの範囲のことを、以下では「当接範囲ＤＭ１」とも称する。

図７に示される点線ＤＬ１３は、チューブ２３０の－ｘ方向側における端部の位置を示している。同図に示される点線ＤＬ１４は、チューブ２３０のｘ方向側における端部の位置を示している。ｘ方向に沿った点線ＤＬ１３から点線ＤＬ１４までの範囲のことを、以下では「チューブ範囲ＤＭ２」とも称する。

本実施形態におけるオフセット部３５０は、上記のチューブ範囲ＤＭ２の内側となる位置に形成されている。つまり、オフセット部３５０を間に挟む一対の切り込みＣＴの両方が、幅方向に沿って、チューブ２３０の端部よりも当該チューブ２３０側となる位置に形成されている。換言すれば、一対の切り込みＣＴの両方が、点線ＤＬ１３よりもｘ方向側となる位置に形成されている。更に、オフセット部３５０は、当接範囲ＤＭ１と重なる位置に形成されている。つまり、オフセット部３５０は、幅方向に沿って、チューブ２３０とフィン３００とが互いに当接している範囲と重なる位置に形成されている。

ところで、熱交換器１０を通過する空気には水蒸気が含まれている。このため、当該空気がチューブ２３０の外側を通る際に冷却されると、空気に含まれる水蒸気が凝縮水となってチューブ２３０やフィン３００の表面に付着する。また、凝縮水が霜となってチューブ２３０やフィン３００の表面に付着することもある。

上記のような凝縮水や、霜が融解して生じた水のことを、以下ではまとめて「凝縮水」と称する。凝縮水が、チューブ２３０やフィン３００の表面に付着したまま滞留すると、熱交換器を１０通過する空気の流れが凝縮水によって妨げられてしまう。特に、本実施形態のようにチューブ２３０が水平方向に沿って伸びるように配置された構成においては、重力によって凝縮水が排出され難いため、上記のような凝縮水の滞留が生じやすい。

そこで、本実施形態に係る熱交換器１０では、このような凝縮水の排出を促すことを目的として、上記のオフセット部３５０が形成されている。凝縮水の排出について図７を参照しながら説明する。

凝縮水は、フィン３００のうち低温となる部分、具体的には当接範囲ＤＭ１において特に生じやすい。当接範囲ＤＭ１において生じた凝縮水は、波状に形成されたフィン３００の谷の部分、すなわち、下方側屈曲部３２２の内側の部分を、ｘ軸に沿って外側へと流れることとなる。図７では、このような谷に沿った凝縮水の流れが矢印ＡＲ１で示されている。

凝縮水は、矢印ＡＲ１に沿って移動した後でオフセット部３５０に到達し、図６等に示される開口３６０を通って下方側屈曲部３２２の外側へと流出する。

先に述べたように、オフセット部３５０は、当接範囲ＤＭ１と重なる位置に形成されている。このため、凝縮水の出口である開口３６０の直下にはチューブ２３０の表面が存在している。開口３６０から流出した凝縮水は、直下にあるチューブ２３０の表面に触れた後、当該表面に沿って広がろうとする。図７では、このような表面に沿った凝縮水の流れが矢印ＡＲ２で示されている。

チューブ２３０の表面に沿って広がろうとする凝縮水の流れは、矢印ＡＲ１で示される凝縮水の流れを引き込むことにより、当該流れを促進する。このため、下方側屈曲部３２２の内側に存在する凝縮水の、開口３６０を通じた排出が促進されることとなる。このような効果を得るためには、オフセット部３５０がチューブ範囲ＤＭ２におけるいずれかの位置に形成されていることが好ましい。更に、オフセット部３５０が当接範囲ＤＭ１と重なる位置に形成されることがより好ましい。

オフセット部３５０の位置は、本実施形態のようにオフセット部３５０の全体がチューブ範囲ＤＭ２と重なるような位置であってもよいが、オフセット部３５０の一部のみがチューブ範囲ＤＭ２と重なるような位置であってもよい。また、本実施形態のようにオフセット部３５０の一部のみが当接範囲ＤＭ１と重なるような位置であってもよいが、オフセット部３５０の全体が当接範囲ＤＭ１と重なるような位置であってもよい。

開口３６０から排出されるのは、下方側屈曲部３２２の近傍に存在する凝縮水に限られない。この点について、図８を参照しながら説明する。図８において符号ＷＴ２が付されているのは、下方側屈曲部３２２の内側に存在する凝縮水である。当該凝縮水のことを、以下では「凝縮水ＷＴ２」とも称する。同図において符号ＷＴ１が付されているのは、平板部３１０を挟んでＷＴ２とは反対側の空間に存在する凝縮水である。当該凝縮水のことを、以下では「凝縮水ＷＴ１」とも称する。凝縮水ＷＴ１は、波状に形成されたフィン３００の山の部分に存在する凝縮水、ということもできる。凝縮水ＷＴ１は、ｙ方向に沿って隣り合う一対の平板部３１０の両方に対して濡れることにより、両者によって保持された状態となっている。

図８に示されるように、凝縮水ＷＴ１と凝縮水ＷＴ２とは、ルーバー３１１の間に形成された隙間を介して互いに繋がった状態となっている。

凝縮水ＷＴ２は、先に述べたように開口３６０を通って下方側屈曲部３２２の外側へと流出する。図８に示される矢印ＡＲ１２は、このように流出する凝縮水ＷＴ２の流れを示すものである。

凝縮水ＷＴ２が上記のように流出すると、これと繋がっている凝縮水ＷＴ１は、ルーバー３１１の間に形成された隙間から下方側屈曲部３２２の内側へと引き込まれる。図８に示される矢印ＡＲ１１は、このように引き込まれる凝縮水ＷＴ１の流れを示すものである。このような流れに伴い、図８に示される凝縮水ＷＴ１の量は次第に減少していく。最終的には、一つの塊になっていた凝縮水ＷＴ１は、一方側の平板部３１０に付着している部分と、他方側の平板部３１０に付着している部分と、に分かれた状態となる。このような状態になると、凝縮水ＷＴ１を保持する力は小さくなる。このため、凝縮水ＷＴ１は重力により下方側に移動して外部へと排出されることとなる。

以上に説明したように、本実施形態に係る熱交換器１０では、フィン３００にオフセット部３５０を形成することにより、開口３６０が形成され、その結果としてフィン３００に付着した凝縮水の排水性が高められている。

尚、排水性を高めるための開口を形成するのであれば、上記のようなオフセット部３５０を形成することなく、フィン３００の一部を除去して貫通穴を形成してもよいように思われる。その場合、貫通穴に対応する部分の材料を排出しながらフィン３００を形成して行く必要がある。

しかしながら、材料の金属板を一対のローラーで挟み込んでフィンを形成して行く従来の製法においては、除去された材料を排出することが難しい。このため、フィン３００に上記のような貫通穴を形成する場合には、従来と同様の製法を用いることができない。

これに対し、本実施形態に係るフィン３００では、材料である金属板に一対の切り込みＣＴを形成し、切り込みＣＴの間の部分を凹状に変形させることにより、開口３６０が形成される。このような開口３６０は、材料の排出を伴うことなく形成されるものであるから、上記のようにローラーを用いた従来の製法を用いて形成して行くことが可能である。

また、本実施形態では、材料の一部を除去することなく開口３６０等が形成されるので、フィン３００の伝熱面積が小さくはならず、熱交換性能の低下が抑制されるという効果も得られる。

図５に示されるように、本実施形態では、切り込みＣＴ及びオフセット部３５０のそれぞれが、下方側屈曲部３２２の近傍に形成されている一方で、上方側屈曲部３２１の近傍には形成されていない。オフセット部３５０が形成される位置を、凝縮水の排出に必要な最低限の範囲に限定することで、オフセット部３５０等の形成に伴うフィン３００の熱抵抗の増加を抑制することができる。

尚、熱抵抗の増加が大きく問題にならない場合には、下方側屈曲部３２２の近傍と、上方側屈曲部３２１の近傍とのそれぞれに、切り込みＣＴ及びオフセット部３５０を形成することとしてもよい。このような構成においてはフィン３００の形状が上下対称となるので、製造時においてフィン３００の上下を気にする必要がなくなるという利点が得られる。

第２実施形態について、図９を参照しながら説明する。本実施形態では、フィン３００に形成されたオフセット部３５０の形状において第１実施形態と異なっており、他の点については第１実施形態と同じである。

図９の点線ＤＬ２１は、オフセット部３５０のうち最もｙ方向側の端部となる位置を示すものである。同図に示されるように、本実施形態におけるオフセット部３５０は、図６に示される第１実施形態に比べて、その一部が、切り込みＣＴの下端よりも更に下方側屈曲部３２２の内側となる位置まで入り込むように形成されている。つまり、オフセット部３５０は、その一部が点線ＤＬ１よりも更にｙ方向側となる位置まで入り込むように形成されている。その結果、オフセット部３５０と平板部３１０との間に形成された隙間の、ｙ方向に沿った大きさは、下端部から上方側に行くほど大きくなっている。

図９に示されるように、フィン３００と、その下方側にあるチューブ２３０との間には、両者を接合するためのろう材ＢＤ１が存在している。ろう材ＢＤ１は、ろう付けの過程で融解し液体となっていた際の表面張力により、その表面ＳＦ１が凹状に湾曲している。

ろう付けの過程においては、オフセット部３５０と平板部３１０との間にろう材の一部が入り込み、毛管現象によって上方側へと吸い上げられてしまうことがある。図９に示されるろう材ＢＤ２は、このように吸い上げられた後に凝固したろう材である。ろう材ＢＤ２も、ろう付けの過程で融解し液体となっていた際の表面張力により、その表面ＳＦ２が凹状に湾曲している。

仮に、オフセット部３５０の上端までろう材が吸い上げられてしまった場合には、開口３６０がろう材ＢＤ２によって埋められてしまうので、開口３６０を通じた凝縮水の排出ができなくなってしまう。しかしながら、本実施形態では、オフセット部３５０と平板部３１０との間に形成された隙間が大きくなっていることで、このような現象が防止されている。

ろう付けの過程においては、ろう材ＢＤ１とろう材ＢＤ２とは互いに繋がっている。この状態においては、表面ＳＦ２の曲率半径は、表面ＳＦ１の曲率半径と等しくなる。換言すれば、表面ＳＦ２の曲率半径は、表面ＳＦ１の曲率半径よりも大きくなることはできない。

先に述べたように、オフセット部３５０と平板部３１０との間に形成された隙間は、本実施形態では上方側に行くほど大きくなっている。このため、融解したろう材ＢＤ２が、図２に示される位置よりも上方側まで吸い上げられる際には、ろう材ＢＤ２のｙ方向に沿った幅が大きくなるので、これに伴って表面ＳＦ２の曲率半径は更に大きくなる必要がある。しかしながら、表面ＳＦ２の曲率半径は、上記のように表面ＳＦ１の曲率半径よりも大きくなることはできない。従って、ろう材ＢＤ２の上方側への移動は、表面ＳＦ２の曲率半径が、表面ＳＦ１の曲率半径と等しくなるような高さにおいて止まることとなる。これにより、開口３６０がろう材ＢＤ２によって埋められてしまうような現象が防止される。このような構成においても、第１実施形態で説明したものと同様の効果を奏する。

第３実施形態について、図１０を参照しながら説明する。本実施形態でも、フィン３００に形成されたオフセット部３５０の形状において第１実施形態と異なっており、他の点については第１実施形態と同じである。

図１０には、フィン３００のうちオフセット部３５０が形成されている部分を、ｚ軸に対して垂直な面で切断した場合の断面が模式的に示されている。同図において点線３５０Ａで示されるのは、フィン３００の形状が、仮に第１実施形態と同じ形状であったとした場合における、オフセット部３５０の断面である。

本実施形態では、オフセット部３５０がｚ軸の周りに捩じられている。その結果、オフセット部３５０は、フィン３００の幅方向、すなわちｘ方向に対して傾斜している。具体的には、－ｘ方向側に行くほど、－ｙ方向側の平板部３１０に近づくように傾斜している。

図１０において矢印ＡＲ２１で示されるのは、当接範囲ＤＭで１生じた後、フィン３００の谷を幅方向に沿って－ｘ方向側へと移動する凝縮水の流れである。このように流れる凝縮水は、傾斜したオフセット部３５０に当たることによってその流れ方向を変化させ、矢印ＡＲ２２に沿って開口３６０へと向かうこととなる。つまり、凝縮水は、傾斜したオフセット部３５０によって開口３６０へと導かれて、開口３６０から外部へと排出される。

このように、本実施形態のオフセット部３５０は、下方側屈曲部３２２を幅方向に沿って流れる水を、一対の切り込みＣＴの間に形成された開口３６０へと導くように、フィン３００の幅方向、すなわちｘ方向に対して傾斜している。これにより、凝縮水の排出を更に促すことができる。このような態様でも、第１実施形態で説明したものと同様の効果を奏する。

尚、本実施形態のオフセット部３５０は、その一部が、点線３５０Ａで示される第１実施形態の場合に比べて下方側屈曲部３２２の内側へと入り込んでいる。このため、図９を参照しながら説明したような第２実施形態と同様の効果も奏する。

第４実施形態について、図１１を参照しながら説明する。本実施形態では、オフセット部３５０が形成されている位置においてのみ第１実施形態と異なっている。

図１１に示されるように、本実施形態においては、オフセット部３５０を間に挟む一対の切り込みＣＴのうちの一方が、チューブ範囲ＤＭ２の外側、すなわち、点線ＤＬ１３よりも－ｘ方向側となる位置に形成されている。また、一対の切り込みＣＴのうちの他方は、チューブ範囲ＤＭ２の内側、すなわち、点線ＤＬ１３よりもｘ方向側となる位置に形成されている。その結果、これらの切り込みＣＴの間の部分であるオフセット部３５０は、その一部のみがチューブ範囲ＤＭ２と重なる位置に形成されている。

このように、オフセット部３５０を間に挟む一対の切り込みＣＴのうちの一方のみが、幅方向に沿って、チューブ２３０の端部よりも当該チューブ２３０側となる位置に形成されているような構成としてもよい。このような構成でも、開口３６０を通じた凝縮水の排出が促進されるという、第１実施形態で説明したものと同様の効果を奏することができる。

尚、図１１において、一対の切り込みＣＴのうちｘ方向側にある方の切り込みＣＴが、点線ＤＬ１１よりもｘ方向側となる位置に形成されているような態様であってもよい。つまり、オフセット部３５０が、第１実施形態と同様に、当接範囲ＤＭ１と重なる位置に形成されているような態様であってもよい。

第５実施形態について、図１２及び図１３を参照しながら説明する。図１２は、本実施形態に係るフィン３００のうち、オフセット部３５０及びその近傍の部分を拡大して模式的に示した図である。また、図１３は、フィン３００の上記部分をｘ軸に沿って見ながら模式的に描いた図である。尚、図１２及び図１３においてはルーバー３１１の図示が省略されている。

本実施形態では、一対の切り込みＣＴの両方が、－ｙ方向側の平板部３１０から、下方側屈曲部３２２及び平坦部３２３を経て、ｙ方向側の平板部３１０まで伸びるように形成されている。また、本実施形態のオフセット部３５０は、上記のように一対の切り込みＣＴを形成した後に、一対の切り込みＣＴの間にある平坦部３２３をｚ方向側に移動させるよう、一対の切り込みＣＴの間の部分を変形させることによって形成されている。つまり、本実施形態でも、オフセット部３５０は、一対の切り込みＣＴの間の部分を、屈曲部３２０の内側に向けて凹状に変形させることによって形成されている。

尚、上記の変形によって、一対の切り込みＣＴの間の部分の一部は、平板部３１０から外側に向けて突出している。図１２及び図１３においては、このように突出している部分に符号３５１が付されている。

このように、本実施形態では、一対の切り込みＣＴが、平板部３１０から、屈曲部３２０を挟んで当該平板部３１０とは反対側にある平板部３１０まで伸びるように形成されている。このような構成においては、凝縮水が滞留しやすい谷の部分に、開口３６０が広く形成されるので、第１実施形態で説明した効果に加えて、開口３６０を通じた凝縮水の排出が更に促進されるという効果が得られる。

第６実施形態について、図１４を参照しながら説明する。図１４は、本実施形態における一つのフィン３００と、その上下両側に配置されたチューブ１３０、２３０の断面とを、図３と同様の視点で描いたものである。本実施形態では、オフセット部３５０の数や配置において第１実施形態と異なっている。

本実施形態では、１つのフィン３００に、２つのオフセット部３５０が形成されている。このうち、一方のオフセット部３５０のことを、以下では「第１オフセット部３５０１」とも称する。また、もう一方のオフセット部３５０のことを、以下では「第２オフセット部３５０２」とも称する。

図１４に示されるように、第１オフセット部３５０１、及びこれを形成するための切り込みＣＴは、下方側屈曲部３２２の近傍となる位置に形成されている。第１オフセット部３５０１の位置及び形状は、図３の第１実施形態におけるオフセット部３５０の位置及び形状と同じである。

第２オフセット部３５０２、及びこれを形成するための切り込みＣＴは、上方側屈曲部３２１の近傍となる位置に形成されている。第２オフセット部３５０２の形状は、第１オフセット部３５０１の形状に対し上下対称な形状となっている。

このように、本実施形態に係る熱交換器１０では、一対の切り込みＣＴ及びオフセット部３５０が、下方側屈曲部３２２の近傍、及び上方側屈曲部３２１の近傍、の両方に形成されている。

図１４に示される一点鎖線ＤＬ４は、フィン３００の長手方向に沿った中心、すなわち、ｘ方向に沿ったフィン３００の中心位置を示す線となっている。第１オフセット部３５０１、及び第２オフセット部３５０２は、この中心位置である一点鎖線ＤＬ４を間に挟んで、上記長手方向に沿った両側となる位置に形成されている。具体的には、第１オフセット部３５０１は、一点鎖線ＤＬ４よりもｘ方向側となる位置に形成されており、第２オフセット部３５０２は、一点鎖線ＤＬ４よりも－ｘ方向側となる位置に形成されている。

図１４では、中心位置である一点鎖線ＤＬ４から第１オフセット部３５０１までの距離が、距離Ｌ１として示されている。同様に、中心位置である一点鎖線ＤＬ４から第２オフセット部３５０２までの距離が、距離Ｌ２として示されている。本実施形態では、距離Ｌ１と距離Ｌ２とが互いに等しくなっている。その結果、第１オフセット部３５０１及び第２オフセット部３５０２は、フィン３００の対角線上となる位置にそれぞれ配置されている。

凝縮水は、重力により下方側屈曲部３２２の近傍に滞留しやすい。このため、凝縮水は、下方側屈曲部３２２の近傍に形成された第１オフセット部３５０１から排出される一方で、上方側屈曲部３２１の近傍に形成された第２オフセット部３５０２からは殆ど排出されない。このように、第２オフセット部３５０２は、排水のためにはほとんど機能しない。しかしながら、本実施形態では第２オフセット部３５０２が設けられていることにより、以下のような利点を有している。

熱交換器１０の製造時においては、ろう接前にフィン３００やチューブ１３０、２３０等を配置する際に、フィン３００が、誤って図１４とは異なるように配置されてしまう可能性がある。例えば、フィン３００の表裏が逆の状態、具体的には、図１４のフィン３００をｙ軸の周りに１８０度回転させたような状態となるように、フィン３００が誤って配置されてしまう可能性がある。図３の第１実施形態においてこのような誤配置がなされてしまうと、フィン３００の下方側部分にはオフセット部３５０や開口３６０が存在しないこととなるので、フィン３００から凝縮水を排出することができなくなってしまう。

一方、本実施形態では、フィン３００をｙ軸の周りに１８０度回転させた場合でも、図１４に示される状態が保たれる。この場合、第１オフセット部３５０１が上方側に配置されてしまう代わりに、第２オフセット部３５０２が下方側に配置されることとなるので、凝縮水を下方側の第２オフセット部３５０２から外部へと排出することが可能となる。

尚、凝縮水は、フィン３００のうち、低温となるチューブ２３０の近傍で生じる。このため、凝縮水を排出するためのオフセット部３５０や開口３６０は、図３や図１４に示されるようにチューブ２３０の近傍に形成されていることが好ましい。

先に述べたように、本実施形態では、第１オフセット部３５０１及び第２オフセット部３５０２が、フィン３００の長手方向に沿った中心を間に挟んで、当該長手方向に沿った両側となる位置に形成されている。このため、フィン３００をｙ軸の周りに１８０度回転させたような状態で配置してしまった場合であっても、その際に下方側に来る第２オフセット部３５０２はチューブ２３０の近傍に配置されることとなる。

更に本実施形態では、上記のように距離Ｌ１と距離Ｌ２とが互いに等しくなっている。その結果、フィン３００をｙ軸の周りに１８０度回転させたような状態で配置してしまった場合であっても、フィン３００における第１オフセット部３５０１や第２オフセット部３５０２の配置は、図１４に示される配置と完全に同一となる。このため、フィン３００における凝縮水の排出性能が、フィン３００の配置によって変化することがない。

図１５（Ａ）には、図１４のフィン３００の一部、具体的には単一の平板部３１０をｚ方向側から見た上で、平板部３１０に形成されたルーバー３１１の配置を模式的に描いたものである。ただし、同図におけるルーバー３１１の枚数や大きさは、実際とは異なるものである。また、第１オフセット部３５０１や第２オフセット部３５０２は、図１５（Ａ）においてはその図示が省略されている。

図１５（Ａ）に示されるように、平板部３１０のうち中央よりも－ｘ方向側の部分では、ｘ方向に向かう空気の一部がルーバー３１１を通過して、ｙ方向側から－ｙ方向側に移動するように、それぞれのルーバー３１１が形成されている。また、平板部３１０のうち中央よりもｘ方向側の部分では、ｘ方向に向かう空気の一部がルーバー３１１を通過して、－ｙ方向側からｙ方向側に移動するように、それぞれのルーバー３１１が形成されている。このようなルーバー３１１の形状は、フィン３００が有する全ての平板部３１０において共通となっている。

図１５（Ａ）を見ると明らかなように、フィン３００をｙ軸の周りに１８０度回転させたような状態で配置してしまった場合であっても、それぞれのルーバー３１１の向きは、図１５（Ａ）に示される元の配置と同じになる。つまり、本実施形態では、フィン３００を上記のように誤って配置してしまっても、第１オフセット部３５０１や第２オフセット部３５０２の配置、及びルーバー３１１の配置のいずれも変化しない。このため、作業者は、フィン３００の表裏を気にすることなく、熱交換器１０の製造作業を行うことができる。

尚、フィン３００を、図１４に示される状態から誤ってｘ軸の周りに１８０度回転させてしまった場合や、ｚ軸の周りに１８０度回転させてしまった場合には、いずれかのオフセット部３５０が下方側に来るという利点は得られるものの、ルーバー３１１の配置は図１５（Ａ）に示される元の配置とは異なる配置となってしまう。図１５（Ｂ）は、フィン３００がこのように誤って配置されてしまった場合における、平板部３１０に形成されたルーバー３１１の配置を模式的に描いたものである。

しかしながら、フィン３００を誤って上記のように配置してしまった場合には、フィン３００のルーバー３１１の向きを外部から視認することで、作業者はフィン３００の誤配置に気が付くことができる。これにより、フィン３００が誤って配置されている状態のまま、続くろう接工程に移行してしまうことが防止される。

尚、以上に説明したようにオフセット部３５０を配置した構成、すなわち、第１オフセット部３５０１及び第２オフセット部３５０２を図１４のように配置した構成は、これまで説明した他の実施形態にも適用することができる。

第７実施形態について説明する。本実施形態では、オフセット部３５０の配置においてのみ第１実施形態と異なっている。

先ず図１６を参照しながら、フィン３００を通過する空気の流れについて説明する。図１６は、フィン３００が有する複数の平板部３１０のうち、ｙ方向に沿って互いに隣り合う一対の平板部３１０を、ｚ方向側から見て模式的に描いたものである。同図においては、図１５（Ａ）と同様に、ルーバー３１１の配置が模式的に描かれている。また、オフセット部３５０については図示が省略されている。

本実施形態でも、平板部３１０のうち中央よりも－ｘ方向側の部分では、ｘ方向に向かう空気の一部がルーバー３１１を通過して、ｙ方向側から－ｙ方向側に移動するように、それぞれのルーバー３１１が形成されている。また、平板部３１０のうち中央よりもｘ方向側の部分では、ｘ方向に向かう空気の一部がルーバー３１１を通過して、－ｙ方向側からｙ方向側に移動するように、それぞれのルーバー３１１が形成されている。

図１６においては、フィン３００に沿って通過する空気の流れが、矢印ＡＲ３０によって示されている。平板部３１０のうち中央よりも－ｘ方向側の部分では、空気はルーバー３１１を通って－ｙ方向側に移動し、図１６に示される一対の平板部３１０の間の空間に流入する。当該空気は、平板部３１０のうち中央よりもｘ方向側の部分に移動した後、空気はルーバー３１１を通ってｘ方向側に移動し、図１６に示される一対の平板部３１０の間の空間から出て行くこととなる。このように、本実施形態では、空気がルーバー３１１を複数回通過する構成とすることで、空気とフィン３００との間の熱伝達が効率よく行われる。

ところで、平板部３１０のうち、その長手方向に沿った中央の部分には、ルーバー３１１が形成されていない。このため、当該部分を空気が通る際には、空気の流れ方向はｘ軸と概ね平行となる。その後、空気が下流側のルーバー３１１の近傍を通る際には、空気は慣性により直進しようとするので、空気はルーバー３１１に流入しにくい。特に、図１６において点線ＤＬ５で囲まれた領域においては、矢印ＡＲ３１で示されるように流れる空気の流量が小さくなってしまう傾向がある。

空気とフィン３００との間の熱伝達が効率よく行われるためには、平板部３１０に形成された複数のルーバー３１１の全てにおいて、可能な限り均等に空気を通過させることが好ましい。そこで、本実施形態では、オフセット部３５０の配置を工夫することにより、図１６において矢印ＡＲ３１で示される空気の流れを促進することとしている。

図１７には、図１６において点線ＤＬ５で囲まれた領域の構成が拡大して示されている。図１７に示される一対の平板部３１０のうち、－ｙ方向側に配置されているものを、以下では「平板部３１０Ａ」とも称する。また、図１７に示される一対の平板部３１０のうち、ｙ方向側に配置されているものを、以下では「平板部３１０Ｂ」とも称する。平板部３１０Ａと平板部３１０Ｂとの間であって、図１７における紙面奥側となる位置には、不図示の下方側屈曲部３２２が存在している。

本実施形態では、オフセット部３５０が平板部３１０Ａの方にのみ形成されており、平板部３１０Ｂの方にはオフセット部３５０が形成されてない。オフセット部３５０は、平板部３１０Ａに形成された一対の切り込みＣＴの間の部分を、下方側屈曲部３２２の内側、すなわち平板部３１０Ｂ側に向けて変形させることにより形成されている。

このようなオフセット部３５０は、平板部３１０のうち一対の切り込みＣＴの間の部分を、同じ平板部３１０においてその下流側となる位置に形成されたルーバー３１１における空気の出口側、すなわちｙ方向側に向けて変形させることにより形成されたもの、ともいうことができる。

平板部３１０Ａと平板部３１０Ｂの間を通る空気は、図１６の矢印ＡＲ３０で示されるように流れながら、その一部が、図１７のオフセット部３５０に対してｙ方向側から当たることとなる。これにより、当該空気はオフセット部３５０により跳ね返されて、ｙ方向側にその流れ方向を変化させる。図１７においては、このような空気の流れが矢印ＡＲ３２で示されている。

その結果、オフセット部３５０に当たった空気の一部は、上記のようにその流れ方向を変化させて、平板部３１０Ｂの複数のルーバー３１１のうち、下流側において最も－ｘ方向側に配置されたルーバー３１１へと向かう。これにより、当該ルーバー３１１を通過する空気の流量が、オフセット部３５０が形成されていない場合に比べて増加する。図１７では、このようにルーバー３１１を通過する空気の流れが矢印ＡＲ３３で示されている。矢印ＡＲ３３で示される空気の流れは、図１６において矢印ＡＲ３１で示される空気の流れに対応するものである。

図１８には、本実施形態の比較例が示されている。この比較例では上記とは逆に、オフセット部３５０が平板部３１０Ｂの方にのみ形成されており、平板部３１０Ａの方にはオフセット部３５０が形成されてない。オフセット部３５０は、平板部３１０Ｂに形成された一対の切り込みＣＴの間の部分を、下方側屈曲部３２２の内側、すなわち平板部３１０Ａ側に向けて変形させることにより形成されている。

このような構成においては、オフセット部３５０の開口３６０から、平板部３１０Ａと平板部３１０Ｂとの間の空間に空気が流入する。このように流入する空気の流れが、図１８では矢印ＡＲ３５で示されている。当該空気は、オフセット部３５０から上記のように流入した後、－ｙ方向側に向かう流れとなる。

図１８では、平板部３１０Ａと平板部３１０Ｂとの間において、平板部３１０Ｂのルーバー３１１へと向かう空気の流れが矢印ＡＲ３４で示さている。先に述べた矢印ＡＲ３５で示される空気の流れは、矢印ＡＲ３４で示される空気の流れを阻害してしまう。その結果、平板部３１０Ｂのルーバー３１１を通過する空気の流量、すなわち図１８において矢印ＡＲ３６で示される空気の流量は、オフセット部３５０が設けられることによって小さくなってしまう。

この比較例のように、オフセット部３５０を、当該オフセット部３５０が形成された平板部３１０においてその下流側にあるルーバー３１１の入口側（図１８の例では－ｙ方向側）に向けて変形させることにより形成した構成においては、当該ルーバー３１１を通過する空気の流量が小さくなってしまい、空気との間の熱伝達の効率が低下してしまう。

これに対し、本実施形態では、オフセット部３５０を、当該オフセット部３５０が形成された平板部３１０においてその下流側にあるルーバー３１１の出口側（図１７の例ではｙ方向側）に向けて変形させることにより形成している。この構成においては、当該ルーバー３１１を通過する空気の流量を増加させ、空気との間の熱伝達の効率を向上させることができる。

以上に説明したようなオフセット部３５０の配置は、これまで説明した他の実施形態にも適用することができる。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１０：熱交換器
２３０：チューブ
３００：フィン
３１０：平板部
３２０：屈曲部
ＣＴ：切り込み
３５０：オフセット部

Claims

熱媒体と空気との間で熱交換を行う熱交換器（１０）であって、
水平方向に沿って伸びるように配置された管状の部材であって、内部を熱媒体が通るチューブ（２３０）と、
上下方向に沿って互いに隣り合う前記チューブの間に配置されるフィン（３００）と、を備え、
前記フィンは波状に折り曲げられており、前記チューブの近傍において屈曲している屈曲部（３２０）と、上下方向に沿って互いに隣り合う前記屈曲部の間の部分である平板部（３１０）と、を有するものであって、
前記フィンには、
少なくとも一部が前記屈曲部まで伸びるように形成された一対の切り込み（ＣＴ）と、
一対の前記切り込みの間の部分であって、前記屈曲部の内側に向けて凹状に変形しているオフセット部（３５０）と、が形成されており、
一対の前記切り込みは互いに平行であり、
一対の前記切り込みは上下方向に沿って伸びるように形成されており、
前記オフセット部の一部が、前記切り込みの下端よりも更に前記屈曲部の内側となる位置まで入り込むように形成されている熱交換器。
前記フィンに沿って空気が流れる方向のことを幅方向としたときに、
前記オフセット部を間に挟む一対の前記切り込みのうちの少なくとも一方が、前記幅方向に沿って、前記チューブの端部よりも当該チューブ側となる位置に形成されている、請求項１に記載の熱交換器。
前記オフセット部は、
前記幅方向に沿って、前記チューブと前記フィンとが互いに当接している範囲と重なる位置に形成されている、請求項２に記載の熱交換器。
前記屈曲部には、
上方側にある前記チューブの近傍に形成された上方側屈曲部（３２１）と、下方側にある前記チューブの近傍に形成された下方側屈曲部（３２２）と、が含まれており、
前記切り込み及び前記オフセット部は、前記下方側屈曲部の近傍、及び前記上方側屈曲部の近傍、の両方に形成されている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の熱交換器。
前記下方側屈曲部の近傍に形成されている方の前記オフセット部を第１オフセット部とし、
前記上方側屈曲部の近傍に形成されている方の前記オフセット部を第２オフセット部としたときに、
前記第１オフセット部及び前記第２オフセット部は、前記フィンの長手方向に沿った中心を間に挟んで、当該長手方向に沿った両側となる位置に形成されている、請求項４に記載の熱交換器。
前記中心から前記第１オフセット部までの、前記長手方向に沿った距離と、
前記中心から前記第２オフセット部までの、前記長手方向に沿った距離と、が互いに等しい、請求項５に記載の熱交換器。
前記屈曲部には、
上方側にある前記チューブの近傍に形成された上方側屈曲部（３２１）と、下方側にある前記チューブの近傍に形成された下方側屈曲部（３２２）と、が含まれており、
前記切り込み及び前記オフセット部は、前記下方側屈曲部の近傍に形成されている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の熱交換器。
熱媒体と空気との間で熱交換を行う熱交換器（１０）であって、
水平方向に沿って伸びるように配置された管状の部材であって、内部を熱媒体が通るチューブ（２３０）と、
上下方向に沿って互いに隣り合う前記チューブの間に配置されるフィン（３００）と、を備え、
前記フィンは波状に折り曲げられており、前記チューブの近傍において屈曲している屈曲部（３２０）と、上下方向に沿って互いに隣り合う前記屈曲部の間の部分である平板部（３１０）と、を有するものであって、
前記フィンには、
少なくとも一部が前記屈曲部まで伸びるように形成された一対の切り込み（ＣＴ）と、
一対の前記切り込みの間の部分であって、前記屈曲部の内側に向けて凹状に変形しているオフセット部（３５０）と、が形成されており、
一対の前記切り込みは互いに平行であり、
一対の前記切り込みは上下方向に沿って伸びるように形成されており、
前記フィンに沿って空気が流れる方向のことを幅方向としたときに、
前記オフセット部は、
前記屈曲部を前記幅方向に沿って流れる水を、一対の前記切り込みの間に形成された開口へと導くように、前記幅方向に対して傾斜している熱交換器。
前記オフセット部が形成されている前記平板部のうち、空気の流れる方向に沿って前記オフセット部よりも下流側となる位置には、空気を通過させるためのルーバーが形成されており、
前記オフセット部は、一対の前記切り込みの間の部分を、前記ルーバーにおける空気の出口側に向けて変形させることにより形成されている、請求項１に記載の熱交換器。