JPH0384396A

JPH0384396A - 熱交換器

Info

Publication number: JPH0384396A
Application number: JP1220084A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Asano; 浅野　一彦; Hideki Yasui; 秀樹安井; Nobuyuki Uozumi; 信幸魚住
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1989-08-26
Filing date: 1989-08-26
Publication date: 1991-04-09
Anticipated expiration: 2011-11-20
Also published as: JP2555449B2; US5078207A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、インタークーラなどの熱交換器に関する。

［従来の技術］実開昭６０−１７６３７９号公報および実公昭６０−２
１６６９号公報などにおいては、丸穴や矩形穴等が壁部
に形成されたインナーフィンをチューブ内に配設した熱
交換器が開示されている。

［発明が解決しようとする課題１しかるに、前述の熱交換器のインナーフィンにおいては
、丸穴や矩形穴が形成されていない縦壁部が、流体の流
れ方向に沿って連続的につながっている。このため、連
続的につながっている縦壁部においては、第９図に示す
ように、流れの境界層が徐々に発達することによって、
局所熱伝達（Ｎｕ数）が大きく低下する。したがって、
丸穴や矩形穴等が壁部に形成されたインナーフィンでは
、熱交換効率が低下するという問題点があった。

また、前述の熱交換器のインナーフィンにおいては、連
続的につながっている縦壁部と丸穴や矩形穴との間に乱
れが発生するので、チューブ内を流れる流体の圧力損失
が増加するという問題点があった。

本発明は、熱交換効率を向上でき、且つ流体の圧力損失
を減少できる熱交換器の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段１本発明の熱交換器は、内部を流体が流れるチューブと、該チューブ内に、前記流体の流れ方向に沿って配設され
ているとともに、前記チューブ内を、前記チューブの幅
方向に並設される複数の流体通路に区画する縦壁部、該
縦壁部の一端から前記チコ。

−ブの幅方向に向かって延ばされた第１横壁部、および
前記縦壁部の他端から前記第１横壁部の延長方向に対し
て逆方向に向かって延ばされた第２１Ｉ壁部を有する矩
形波形状のインナーフィンとを備え、前記インナーフィンは、前記第１横壁部から前記縦壁部
を縦断して前記第２横壁部まで切り込んだスリットを為
する。

［作用］インナーフィンのスリットが第１横壁部から縦壁部を縦
断して第２横壁部まで切り込まれているので、縦壁部に
発生する流れの境界層が、第９図に示すように、各スリ
ットで確実に分断される。

このため、流れの境界層が発達しないので、局所熱伝達
（Ｎｕ数）の低下が抑制される。また、縦壁部を縦断し
てスリットが形成されているので、連続的につながって
いる縦壁部が存在しない。このため、乱れの発生が抑制
される。

［発明の効果］局所熱伝達の低下を抑制できるので、熱交換効率の向上
を図ることができる。また、乱れの発生を抑制できるの
で、流体の圧力損失を減少することができる。

［実施例］本発明の熱交換器を第１図ないし第８図に示す実施例に
基づき説明する。

一第１図ないし第７図は本発明の第１実施例を示す。第１
図ないし第３図は空冷式の積層型インタークーラのイン
ナーフィンを示し、第４図はそのインタークーラの全体
構造を示し、第５図はそのインタークーラの主要部の構
造を示す。

空冷式の積層型インタークーラ１は、例えば自動車のエ
ンジンルーム内の前方に装着されている。

そして、インタークーラ１は、アルミニウム製のプレー
トを２枚対向して接合することによってチューブ１１が
形戒されている。このチューブ１１は、多数積層され、
隣設されたチューブ１１間には、クーリングフィン１２
が配設されている。また、チューブ１１の一端がわは、
吸入側タンク１３とされ、他端がわは、吐出側タンク１
４とされている。この吸入側タンク１３は、過給機（図
示せず〉に連結される吸入管１５を接合している。そし
て、吐出側タンク１４は、内燃機関の吸気管（図示せず
〉に連結される吐出管１６を接合している。なお、チュ
ーブ１１゜クーリングフィン１２、吸入管１５および吐
出管１６は、ろう付けにより接合されている。

さらに、チューブ１１の内部には、インナーフィンとし
てのスリットフィン２が配設されており、過給機から供
給される過給気の熱交換効率の向上を図っている。この
スリットフィン２は、過給気の流れ方向に沿って配設さ
れている。そしζ、スリットフィン２は、チューブ１１
の各プレートに接触してろう付けにより接合されている
。

また、スリットフィン２は、第１縦壁部３、第２縦壁部
４、第１横壁部５および第２横壁部６から構成され、こ
れらをチューブ１１の幅方向に連続的に複数設けること
によって、矩形波形状に形戒されている。

第１縦壁部３および第２縦壁部４は、それぞれ所定のピ
ッチで交′Ｔ３：に配設され、チューブ１１の幅方向に
並設される複数の流体通路１７にチューブ１１内を区画
している。第１縦壁部３は、過給気の流れ方向に対して
平行方向にフィン部３１とスリット７とを交亙に形成し
ている。第２１！Ｉ壁部４は、過給気の流れ方向に対し
て平行方向にフィン部４１とスリッ１−８とを交互に形
戒している。

第１横壁部５は、第１縦壁部３の」１端と第２縦壁部４
の上端とを連結するように、第１縦壁部３の上端から第
２縦壁部４の上端に向かってチューブ１１の幅方向に延
ばされている。また、第１横壁部５は、第１縦壁部３が
わ端縁にスリット７の上端部分を形戒している。さらに
、第１横壁部５は、第２縦壁部４がわ端縁にスリット８
の上端部分を形成している。そして、第１横壁部５のス
リット７．８が形成されていない部分は、チューブ１１
の内壁にろう付けにより接合される接合部分とされてい
る。

第２横壁部６は、第１縦壁部３の下端と第２縦壁部４の
下端とを連結するように、第１縦壁部３の下端から第１
横壁部５の延長方向に対して逆方向に向かって延ばされ
ている。また、第２横壁部６は、第１縦壁部３がわ端縁
にスリット７の下端部分を形成している。さらに、第２
横壁部６は、第２縦壁部４がわ端縁にスリット８の下端
部分を形戒している。そして、第２横壁部６のスリット
７．８が形成されていない部分は、チューブ１１の内壁
にろう付けにより接合される接合部分とされている。

スリット７は、第１横壁部５の第１縦壁部３がわ端縁か
ら第１縦壁部３を縦断して第２横壁部６の第１縦壁部３
がわ端縁まで切り込まれている。

スリット８は、第１横壁部５の第２縦壁部４がわ端縁か
ら第２縦壁部４を縦断して第２横壁部６の第２縦壁部４
がわ端縁まで切り込まれている。つまり、スリット７．
８は、第１縦壁部３および第２縦壁部４に連続的につな
がった縦壁部が存在しないように、各々のフィン部３１
およびフィン部４１を確実に分断している。

なお、このスリットフィン２は、スリット７と次列のス
リット７の間隔つまりフィンピッチをＰ、フィン部３１
およびフィン部４１の長さつまりフィン切れ長さをし、
スリット７．８の幅をＳとしたとき、Ｏ＜Ｓ＜Ｌの関係
を満足している。

また、スリット７．８は、過給気の流れ方向に対して平
行方向に（Ｌ＋Ｓ）ピッチで形成されている。さらに、
スリット７．８は、第１縦壁部３と第２縦壁部４との間
で、（Ｌ＋Ｓ）／２ずらして配設されている。

なお、このスリットフィン２は、第６図および第７図に
示すように、平板２１に複数の炉形状穴２２を穿設する
穴開は力「［を行った後に、平板２１を矩形波形状に折
曲げる折曲加工を行って成形されている。

ここで、第１０図に示した比較例のオフセットフィン（
Ｌ、＝Ｓ）　　１００は、多数の刃具の組合わせの型構
造のため、刃具の力「［限界およびプレス回数に対する
型寿命確保上、現状限界フィンピッチが約２．５ｍｍ以
下に小さくできなかった。しかし、本実施例の限界フィ
ンピッチは約１．７ｍｍとなり、比較例のオフセットフ
ィン１００のフィンピッチｐよりもフィンピッチＰを小
さく設定することができる。このため、スリットフィン
２の伝熱面積を従来より増大することができるので、冷
却性能の向上を達成することができる。

さらに、第１横壁部５および第２横壁部６までスリット
７．８を確実に形成でき、且つフィン部δ ３１．４１の間にスリット７．８が確実に確保できる。

つぎに本実施例のインタークーラ１の作用を説明する。

過給機によっ゛Ｃ高温高圧になった過給気は、吸入管１
５から吸入側タンク１３を通ってチューブ１１内に流入
する。そして、過給気は、チューブ１１を通過する際に
大気と熱交換して冷却され、吐出側タンク１４および吐
出管１６を通って内燃機関の燃焼室（図示せず〉に供給
される。

ここで、本実施例は、スリット７．８によって第１縦壁
部３および第２縦壁部４に連続的につながった縦壁部が
存在しないように、第１横壁部５および第２横壁部６ま
で切り込んで、各々のフィン部３１およびフィン部４１
を確実に分断している。

よって、第１縦壁部３および第２縦壁部４に発生する流
れの境界層が、第９図に示すように、各スリット７．８
で確実に分断される。このため、流れの境界層が発達し
ないので、局所熱伝達（ＮＵ数）の低下を抑制できる。

したがって、高温過給気を効率良く冷却できる。

また、第１縦壁部３および第２縦壁部４を縦断してスリ
ット７．８が形戒されているので、連続的につながって
いる縦壁部が存在しない。このため、スリット７．８と
フィン部３１．４１との間で乱れの発生を抑制できる。

したがって、インタークーラ１の過給気側の圧力損失の
増加を抑制できるので、吸入空気重量を増大することが
できる。よって、内燃機関の性能を飛躍的に向上させる
ことができる。

ここで、本実施例のスリットフィン２は、スリット７．
８の幅Ｓをフィン切れ長さしより小さくなるように形戒
されている。このため、第１縦壁部３および第２縦壁部
４の切り離し部分を減少し、相対的にフィン切れ長さＬ
を増大させる。よって、スリットフィン２の伝熱面積を
さらに増大することができるので、さらに冷却性能の向
上を達成することができる。

第８図は本発明の第２実施例のインタークーラの全体構
造を示す。

第１実施例では、熱交換器として積層型インク−クーラ
１を用いたが、熱交換器として偏平チューブ９１を有す
るチューブ・フィン型インタークーラ９を用いても良い
。この偏平チューブ９１の内部には、本発明のスリット
フィン２が配設されている。隣設する偏平チューブ９１
問および偏平チューブ９１とサイドプレート９２との間
には、クーリングフィン９３が配設され°Ｃいる。

本実施例では、熱交換器として空冷式のインタークーラ
を用いたが、熱交換器として水冷式のインタークーラを
用いても良く、またオイルクーラなと種々の熱交換器に
用いても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の第１実施例を示す。第１
図は空冷式の積層型インタークーラのスリットフィンを
示す正面図、第２図は第１図のＡＡ断面図、第３図はそ
のスリットフィンを示す部分斜視図である。第４図は空
冷式の積層型インタークーラの全体ｆｉ造を示す斜視図
、第５図はそのインタークーラの主要部の構造を示す斜
視図である。第６図はスリットフィンの成形順序を示す
１平面図、第７図は第６図のＢ　−Ｂ断面図である。第８図は本発明の第２実施例のインタークーラの全体構
造を示す正面図である。第９図はスリットのある場合、およびスリットのない場
合にお番つる流れの速度ベクトル、境界層の発達度合お
よび局所熱伝達を表したグラフ、第１０図は比較例のオ
フセットフィンを示す斜視図である。図中１・・・空冷式の積層型インタークーラ（熱交換器）２
・・・スリットフィン（インナーフィン）　　３・・・
第１縦壁部　４・・・第２縦壁部　５・・・第１横壁部
６・・・第２横壁部　７，８・・スリット　９・・・チ
ューブ・フィン型インタークーラ　１１・・・チューブ
　１７・・・流体通路　３１．４１・・・フィン部　９
１・・・偏平チューブ

Claims

【特許請求の範囲】１）内部を流体が流れるチューブと、該チューブ内に、前記流体の流れ方向に沿って配設され
ているとともに、前記チューブ内を、前記チューブの幅方向に並設される
複数の流体通路に区画する縦壁部、該縦壁部の一端から
前記チューブの幅方向に向かって延ばされた第１横壁部
、および前記縦壁部の他端から前記第１横壁部の延長方
向に対して逆方向に向かって延ばされた第２横壁部を有
する矩形波形状のインナーフィンとを備え、前記インナーフィンは、前記第１横壁部から前記縦壁部
を縦断して前記第２横壁部まで切り込んだスリットを有
することを特徴とする熱交換器。