JPH0565786B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、例えばオイルクーラ等に用いられ
るプレート・フイン型熱交換器に関するものであ
る。

この明細書において、アルミニウムとは、純ア
ルミニウムおよびアルミニウム合金を含んで意味
するものとする。

従来の技術 従来、例えばアルミニウム製のオイルクーラ
は、オイルが流通する第１流体流路と、これに対
して直交方向に空気が流通する第２流体流路とが
平板により隔てられて上下に交互に配置されてい
るものであり、オイルが流通する第１流体流路内
に、マルチエントリーフイン（オフセツトフイ
ン）のようなプレス成形フインが収められてい
た。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、このような従来のフインによれ
ば、フインに設けられた突起の間隔が狭いため、
熱交換量は比較的多く高性能である反面、圧力損
失が非常に大きく、従つてオイルの圧力を保持す
るためにポンプの吐出圧を高める必要があり、そ
れだけ設備費および動力費が高くつくという問題
があつた。

また従来のオイルクーラでは、部品数が多いた
め、とくに部品の組み合わせ（セツテイング）に
時間がかかるとともに、セツテイングの自動化が
容易でなく、オイルクーラの製造を能率よく行な
うことができず、また重量が重いという問題があ
つた。

この発明の目的は、上記の問題を解決し、オイ
ル等の流体の流れを充分に乱すことができて、乱
流効果が非常にすぐれており、しかも流体が流れ
易く、圧力の損失が非常に小さく、従つて交換熱
量の増加を図ることができて、熱交換性能がすぐ
れているとともに、ポンプの吐出圧をとくに高め
る必要がなく、熱交換器の設備費、動力費が安く
つき、非常に経済的であるうえに、部品数が少な
く、部品のセツテイングの時間を大幅に短縮する
ことができるとともに、セツテイングの自動化が
容易であり、しかも多数のアーチ形突起よりなる
複数の突起列を備えた流路形成体の成形が容易
で、製造を容易に行ない得る、オイルクーラ等に
用いられるプレート・フイン型熱交換器を提供し
ようとするにある。

課題を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、平
板により隔てられた第１流体流路と第２流体流路
とを上下方向に交互に有するアルミニウム・プレ
ート・フイン型熱交換器において、第１流体流路
と第２流体流路のうち少なくとも一方の流路の上
下平板同志の間に、アルミニウム押出型材よりつ
くられた流路形成体が介在されており、流路形成
体は、左右両側壁と、これら両側壁を連結する水
平連結壁部とよりなり、水平連結壁部は、相互間
に水平壁部を介して前後方向に並べられかつ水平
壁部より上下に交互に突出した断面略Λ形および
略Ｖ形の多数のアーチ形突起よりなる複数の突起
列を備えており、左右に隣り合う突起列の断面略
Λ形のアーチ形突起同志および断面略Ｖ形のアー
チ形突起同志の位置がずれて、断面略Λ形のアー
チ形突起と断面略Ｖ形のアーチ形突起とが左右に
隣り合うように配されており、各突起列において
前後に隣り合う水平壁部同志の間に断面略Λ形お
よび略Ｖ形のアーチ形突起に対向するように流体
通過孔があけられており、各突起列のアーチ形突
起の長手方向が、流路形成体の左右両側壁の長手
方向と一致せしめられていて、各突起列のアーチ
形突起の長手方向に流体が流されるようになされ
ている、プレート・フイン型熱交換器を要旨とし
ている。作 用 上記プレート・フイン型熱交換器において、上
下平板と、左右両側壁および水平連結壁部よりな
る流路形成体から形成された流体流路内をオイル
等の流体が流れるときは、各突起列のアーチ形突
起の長手方向に流体が流されるようになされて、
各突起の壁面が流体の流れの方向に対向している
ため、流路形成体の水平連結壁部の各突起列に設
けられた断面Λ形および略Ｖ形のすべてのアーチ
形突起にオイル等の流体が正面ら当たり、オイル
等の流体はその流れを乱されて各突起の左右両側
に回り込むが、各突起の左右両側には突起１つ分
および前後水平壁部２つ分に相当する広い空間部
があけられているため、オイル等の流体が各突起
の左右両側に非常に回り込み易く、従つて圧力損
失が生じない。また突起を迂回してきたオイル等
の流体が各空間部内において充分混じり合うこと
ができる。そしてアーチ形突起に当たってこれら
の左右両側に回り込んできたオイル等の流体が流
体通過孔内に下降流となつて、あるいは上昇流と
なつて流れ込むことにより、結局オイル等の流体
はその流れが乱されて充分に攪拌されながら流体
流路内を移行するため、熱交換効率が大幅に増大
する。

また上記熱交換器の流路形成体は、その左右両
側壁と、これら両側壁を連結しかつ断面略Λ形お
よび略Ｖ形の多数のアーチ形突起よりなる複数の
突起列を備えた水平連結壁部とよりなり、アルミ
ニウム押出形材より一体につくられたものである
から、部品数が少なく、部品のセツテイングの時
間を大幅に短縮することができるとともに、セツ
テイングの自動化が容易である。

しかも流路形成体は、左右両側壁と、これらを
連結する水平連結壁部とよりなるアルミニウム押
出型材の水平連結壁部を、プレス加工によりある
いは成形ロールを用いる成形加工によつて、断面
略Λ形および略Ｖ形の多数のアーチ形突起よりな
る複数の突起列を簡単に形成することができるか
ら、成形が容易であり、ひいてはプレート・フイ
ン型熱交換器の製造を容易に行ない得る。

実施例 この発明の実施例を、以下図面に基づいて説明
する。

この明細書において、前後、左右および上下は
第３図を基準とし、前とは第３図図面紙葉の表
側、後とは同裏側をいい、また左とは同図左側、
右とは同右側をいい、上とは同図上側、下とは同
下側をいうものとする。

また実施例は、この発明のプレート・フイン型
熱交換器をオイルクーラに適用した場合を示すも
のである。

図面において、この発明によるプレート・フイ
ン型熱交換器１１は、アルミニウム・ブレージン
グ・シートよりなる平板１２により隔てられた第
１流体流路Ａと第２流体流路Ｂとを上下方向に交
互に有している。第１流体流路Ａにはオイルが流
通し、また第２流体流路Ｂには空気が流通する。
両流路Ａ，Ｂはこれらの流体が直交状に流れるよ
うに配置されている。

第１流体流路Ａは、上下平板１２と、平板１２
同志の間に介在されたアルミニウム押出型材より
つくられた流路形成体１３とによつて形成されて
いる。

ここで、流路形成体１３は、左右両側壁１４，
１４と、これら両側壁１４，１４を連結する水平
連結壁部１とよりなるものである。そして、水平
連結壁部１は、相互間に水平壁部２を介して前後
方向に並べられかつ水平壁部２より上下に交互に
突出した断面略Λ形および略Ｖ形の多数のアーチ
形突起３ａ，３ｂよりなる複数の突起列Ｒを備え
ている。

この水平連結壁部１の各突起列Ｒにおいては、
断面Λ形の上方に突出した突起３ａと断面Ｖ形の
下方に突出した突起３ｂとが相互間に水平壁部２
を介して前後方向に交互に配置され、また各アー
チ形突起３ａ，３ｂの長手方向が第１流体流路Ａ
のオイルの流れる方向と一致していて、各突起３
ａ，３ｂの壁面がオイルの流れの方向に対向して
いる。隣り合う突起列Ｒの断面略Λ形のアーチ形
突起３ａと断面略Ｖ形のアーチ形突起３ｂの位置
は相互に１つずつずれている。

なお、上記アーチ形突起３ａ，３ｂの断面形状
は、その他〔形および〕形、あるいは⌒形およ
び）〓形などであつてもよい。

また、水平連結壁部１の各突起列Ｒにおいて
は、前後に隣り合う水平壁部２同志の間に断面略
Λ形および略Ｖ形のアーチ形突起３ａ，３ｂに対
向するように流体通過孔４があけられている。

各アーチ形突起３ａ，３ｂと対向する流体通過
孔４は、突起３ａ，３ｂの左右両側の開口部と連
通しており、突起３ａ，３ｂの左右両側からオイ
ルが流れ込み易くなつている。

上記流路形成体１３は、左右両側壁１４，１４
と、これらを連結する平坦な水平連結壁部１とか
らなるアルミニウム押出型材を素材として、これ
の水平連結壁部１にプレス加工によりあるいは成
形ロールを用いる成形加工によつて上下に突出し
た断面略Λ形および略Ｖ形の多数のアーチ形突起
３ａ，３ｂを突起３ａ，３ｂ間に所定幅の水平壁
部２を残すように形成するとともに、同数の流体
通過孔４をあけて水平連結壁部１を形成すること
により製造される。多数の突起３ａ，３ｂは平坦
な水平連結壁部１より切り起されるようにして形
成されるため、使用材料が少なくてすみ、ひいて
は熱交換器１１の軽量化を果し得るものである。

一方、第２流体流路Ｂは、上下両平板１２と、
前後側壁を構成するアルミニウム押出型材製の一
対の前後スペーサ・バー１５と、これらの前後ス
ペーサ・バー１５同志の間に配置されかつ両スペ
ーサ・バー１５に対して平行な凹凸部を有するル
ーバー付きコルゲート・フイン１６とによつて形
成されている。

上記プレート・フイン型熱交換器１１は、アル
ミニウム・ブレージング・シートよりなる平板１
２と、左右両側壁１４，１４および断面略Λ形な
いし略Ｖ形の多数のアーチ形突起３ａ，３ｂを有
する水平連結壁部１を備えた流路形成体１３と、
前後スペーサ・バー１５およびコルゲートフイン
１６を重合状態に配置し、例えば真空ろう付け法
により一体に接合することにより製造し得るもの
である。平板１２としてブレージング・シートを
使用しているため、水平連結壁部１の各アーチ形
突起３ａ，３ｂの先端はろう材層を介して平板１
２に通常接合されるが、場合によつては突起３
ａ，３ｂの先端と平板１２とは接合されずに離れ
ていてもよい。

なお、この実施例では、平板１２としてアルミ
ニウム・ブレージング・シートが使用されている
が、これに限らず、平板１２としてアルミニウム
板を使用するとともに、流路形成体１３の左右両
側壁１４，１４の上面と下面および前後スペー
サ・バー１５の上面と下面にそれぞれろう材層を
ハケ塗り等の塗布によつて形成し、このろう材層
により熱交換器１１全体を接合することも可能で
ある。

上記プレート・フイン型熱交換器１１におい
て、オイルが流通する第１流体流路Ａの両端部は
図示しないヘツダ・タンクに連通せしめられ、所
定の吐出圧を有するポンプより流路Ａ内に、流路
形成体１３の左右両側壁１４，１４の中間におい
て各突起列Ｒの多数のアーチ形突起３ａ，３ｂの
長さ方向と一致する方向にオイルが流通せしめら
れる。これに対し空気が流通する第２流体流路Ｂ
の両端は開放せられており、フアンによる強制送
風によりあるいは車両等の走行による自然通風に
よつて第２流体流路Ｂに空気が流通せしめられる
ようになされている。

第１流体流路Ａ内をオイルが流れるときは、各
突起列Ｒの多数のアーチ形突起３ａ、３ｂの長手
方向と一致する方向にオイルが流れるため、流路
形成体１３の水平連結壁部１の各突起列Ｒに設け
られた断面Λ形および略Ｖ形のすべてのアーチ形
突起３ａ，３ｂにオイルが正面から当たり、オイ
ルはその流れを乱されて各突起３ａ，３ｂの左右
両側に回り込むが、各突起列Ｒにおいては、前述
のように隣り合う突起３ａ，３ｂの間に所定幅の
水平壁部２が介在されるとともに、上向きのアー
チ形突起３ａの左右両側に下向きのアーチ形突起
３ｂが、また下向きのアーチ形突起３ｂの左右両
側に上向きのアーチ形突起３ａがそれぞれ配置さ
れていて、各突起３ａ，３ｂの左右両側には突起
１つ分および前後水平壁部２つ分に相当する広い
空間部Ｓがあけられているため、オイルが各突起
３ａ，３ｂの左右両側に非常に回り込み易く、従
つて圧力損失が生じない。また逆に空間部Ｓから
みると、各空間部Ｓの四方は突起３ａまたは３ｂ
に囲まれていて、前側および左右両側の突起３ａ
または３ｂを迂回してきたオイルが各空間部Ｓ内
において充分混じり合うことができる。そして断
面略Λ形のアーチ形突起３ａに当たつてこれらの
左右両側に回り込んできたオイルが空間部Ｓを経
て流体通過孔４内に下降流となつて流れ込み、ま
た逆に断面略Ｖ形のアーチ形突起３ｂに当たつて
これの左右両側に回り込んできたオイルが流体通
過孔４内を上昇流となつて流れ込むことにより、
結局オイルはその流れが乱されて充分に攪拌され
ながら第１流体流路Ａ内を移行し、このため、熱
交換効率が大幅に増大する。

上記のようなプレート・フイン型熱交換器１１
は、オイルクーラとして例えばエンジンオイルの
冷却に、あるいは産業機械の冷却に、また各種油
圧システムのオイルの冷却に使用せられるもので
ある。

なお、上記実施例のプレート・フイン型熱交換
器１１は、第１流体流路Ａのみが上下平板１２
と、断面略Λ形および略Ｖ形の多数のアーチ形突
起３ａ，３ｂ、水平壁部２および流体通過孔４を
有する水平連結壁部１を備えた流路形成体１３と
によつて形成されているが、第２流体流路Ｂも同
様に上下平板１２と流路形成体１３とによつて形
成される場合もある。また図示のものとは逆に第
１流体流路Ａが平板１２と一対のスペーサ・バー
１５とコルゲート・フイン１６とによつて形成さ
れ、第２流体流路Ｂが平板１２と流路形成体１３
とによつて形成される場合もある。

また、上記実施例のプレート・フイン型熱交換
器１１においては、第１流体流路Ａと第２流体流
路Ｂとが直交状に配置されているが、両流路Ａ，
Ｂは互い平行に配置される場合もある。そしてこ
の場合においては、両流路Ａ，Ｂ内の２種の流体
は互いに平行流となるように、あるいは互いに対
向流となるように移行せしめられる。

さらに、上記実施例のプレート・フイン型熱交
換器１１は、第１流体流路Ａが水平に配置された
いわゆる横型のオイルクーラとなされているが、
熱交換器１１は第１流体流路Ａが垂直に配置され
た縦型のオイルクーラであつてもよい。また熱交
換器１１は、オイルクーラだけでなく、気体およ
び流体について複数種類の流体の熱交換を行なう
各種の熱交換器にも利用可能である。

発明の効果 この発明は、上述のように、平板により隔てら
れた第１流体流路と第２流体流路とを上下方向に
交互に有するアルミニウム・プレート・フイン型
熱交換器において、第１流体流路と第２流体流路
のうち少なくとも一方の流路の上下平板同志の間
に、アルミニウム押出型材よりつくられた流路形
成体が介在されており、流路形成体は、左右両側
壁と、これら両側壁を連結する水平連結壁部とよ
りなり、水平連結壁部は、相互間に水平壁部を介
して前後方向に並べられかつ水平壁部より上下に
交互に突出した断面略Λ形および略Ｖ形の多数の
アーチ形突起よりなる複数の突起列を備えてお
り、左右に隣り合う突起列の断面略Λ形のアーチ
形突起同志および断面略Ｖ形のアーチ形突起同志
の位置がずれて、断面略Λ形のアーチ形突起と断
面略Ｖ形のアーチ形突起とが左右に隣り合うよう
に配されており、各突起列において前後に隣り合
う水平壁部同志の間に断面略Λ形および略Ｖ形の
アーチ形突起に対向するように流体通過孔があけ
られており、各突起列のアーチ形突起の長手方向
が、流路形成体の左右両側壁の長手方向と一致せ
しめられていて、各突起列のアーチ形突起の長手
方向に流体が流されるようになされているもの
で、この発明のプレート・フイン型熱交換器によ
れば、上下平板と、左右両側壁および水平連結壁
部よりなる流路形成体から形成された流体流路内
をオイル等の流体が流れるときは、各突起列のア
ーチ形突起の長手方向にオイル等の流体が流され
るようになされて、各突起の壁面がオイル等の流
体の流れの方向に対向しているため、流路形成体
の水平連結壁部の各突起列に設けられた断面Λ形
および略Ｖ形のすべてのアーチ形突起にオイル等
の流体が正面から当たり、オイル等の流体はその
流れを乱されて各突起の左右両側に回り込むが、
各突起の左右両側には突起１つ分および前後水平
壁部２つ分に相当する広い空間部があけられてい
るため、オイル等の流体が各突起の左右両側に非
常に回り込み易く、従つて圧力損失が生じない。
また突起を迂回してきたオイル等の流体が各空間
部内において充分混じり合うことができる。そし
てアーチ形突起に当たつてこれらの左右両側に回
り込んできたオイル等の流体が流体通過孔内に下
降流となつて、あるいは上昇流となつて流れ込む
ことにより、結局オイル等の流体はその流れが乱
されて充分に攪拌されながら流体流路内を移行す
るため、熱交換効率が大幅に増大する。しかもオ
イル等の流体が流れ易く、圧力の損失が非常に小
さいために、ポンプの吐出圧をとくに高める必要
がなく、熱交換器の設備費、動力費が安くつき、
非常に経済的である。

また、上記熱交換器の流路形成体は、その左右
両側壁と、これら両側壁を連結しかつ断面略Λ形
および略Ｖ形の多数のアーチ形突起よりなる複数
の突起列を備えた水平連結壁部とよりなり、アル
ミニウム押出形材より一体につくられたものであ
るから、部品数が少なく、部品のセツテイングの
時間を大幅に短縮することができるとともに、セ
ツテイングの自動化が容易である。

しかも流路形成体は、左右両側壁と、これらを
連結する水平連結壁部とよりなるアルミニウム押
出型材の水平連結壁部を、プレス加工によりある
いは成形ロールを用いる成形加工によつて、断面
略Λ形および略Ｖ形の多数のアーチ形突起よりな
る複数の突起列を簡単に形成するとができるか
ら、成形が容易であり、ひいてはプレート・フイ
ン型熱交換器の製造を容易に行ない得るという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の熱交換器の実施例を示す部
分斜視図、第２図は同熱交換器の一部切欠き部分
斜視図、第３図は同熱交換器の垂直部分断面図、
第４図は第３図−線に沿う断面図、第５図は
第３図−線に沿う断面図である。 １……水平連結壁部、２……水平壁部、３ａ，
３ｂ……断面略Λ形および略Ｖ形のアーチ形突
起、４……流体通過孔、Ｒ……突起列、Ｓ……空
間部、Ａ……第１流体流路、Ｂ……第２流体流
路、１１……熱交換器、１２……平板、１３……
流路形成体、１４……左右側壁部、１５……前後
スペーサ・バー、１６……コルゲートフイン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 平板１２により隔てられた第１流体流路Ａと
   第２流体流路Ｂとを上下方向に交互に有するアル
   ミニウム・プレート・フイン型熱交換器におい
   て、第１流体流路Ａと第２流体流路Ｂのうち少な
   くとも一方の流路の上下平板１２，１２同志の間
   に、アルミニウム押出型材よりつくられた流路形
   成体１３が介在されており、流路形成体１３は、
   左右両側壁１４，１４と、これら両側壁１４，１
   ４を連結する水平連結壁部１とよりなり、水平連
   結壁部１は、相互間に水平壁部２を介して前後方
   向に並べられかつ水平壁部２より上下に交互に突
   出した断面略Λ形および略Ｖ形の多数のアーチ形
   突起３ａ，３ｂよりなる複数の突起列Ｒを備えて
   おり、左右に隣り合う突起列Ｒの断面略Λ形のア
   ーチ形突起３ａ同志および断面略Ｖ形のアーチ形
   突起３ｂ同志の位置がずれて、断面略Λ形のアー
   チ形突起３ａと断面略Ｖ形のアーチ形突起３ｂと
   が左右に隣り合うように配され、各突起列Ｒにお
   いて前後に隣り合う水平壁部２同志の間に断面略
   Λ形および略Ｖ形のアーチ形突起３ａ，３ｂに対
   向するように流体通過孔４があけられており、各
   突起列Ｒのアーチ形突起３ａ，３ｂの長手方向
   が、流路形成体１３の左右両側壁１４，１４の長
   手方向と一致せしめられていて、各突起列Ｒのア
   ーチ形突起３ａ，３ｂの長手方向に流体が流され
   るようになされている、プレート・フイン型熱交
   換器。