JPH0868598A - ラジエータコアのフィン構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ラジエータを大型化することなくルーバが設け
られたコルゲーテッドフィンの熱伝達率を更に向上す
る。 【構成】ラジエータコア１１のコルゲーテッドフィン１
３に複数のルーバ１４が設けられる。ルーバ１４を通過
する冷却風に乱流を発生させるようにルーバ１４に凹
条、凸条１４ａ又は凹凸条が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンを冷却する水冷
式ラジエータに関する。更に詳しくはラジエータコアに
設けられたコルゲーテッドフィンの構造に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】この種のラジエータは、外周面にフィン
が固着された多数のチューブから構成されるラジエータ
コアの上部及び下部にアッパタンク及びロアタンクが設
けられている。このラジエータコアは冷却水の流れる中
空の長円断面のチューブと、薄い銅条でフィンマシンの
歯車型ロールで成形されたフィンとにより構成される。
これらのチューブとフィンは互いに固着され、上部に設
けられたアッパタンクからチューブ内にエンジンにより
暖められた高温の冷却水が流れ、フィンにより熱が奪わ
れて冷却された後に下部のロアタンクに流れるようにな
っている。

【０００３】ラジエータにおいての熱の移動はチューブ
とフィンの金属壁の表面と、境界層を伴ってこれに接触
する冷却風たる流体間との熱の授受である。以下この熱
の授受を熱伝達と、また、その熱の量を熱伝達量と表
す。ラジエータにおける熱伝達量は金属壁と境界層の間
の速度勾配に比例し、フィンの間を流れる冷却風の速度
が速いほど熱伝達量は多くなる。そこで一般的にはラジ
エータにファンを設け強制的にフィンの間に常に冷却風
を流すことで、車両が停車した状態でも回転しているエ
ンジンの熱をラジエータから放出させ、エンジンを冷却
できるようにしている。

【０００４】しかし、近年金属壁近傍の速度勾配を大き
くすることにより熱伝達量の効率化をはかるため、図６
に示すように、フィン３に複数のルーバ４を設けフィン
３近傍を流れる冷却風に乱流を起こさせる構造が知られ
ている。このルーバ４はフィン３を歯車型ロールで波形
に成形する際に設けられたチューブ間におけるフィンの
凹凸条であり、一体的に形成される。この凹凸条による
形状の変化からレイノルズ数が上がり、フィン３近傍を
流れる冷却風が乱流を起こし、速度勾配が上昇して熱伝
達率の向上を図ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述したルー
バ４によって熱伝達率の向上を図ることができるけれど
も、ルーバによる乱流の発生には限界があり、これ以上
の熱交換率の向上を図るには熱交換用の金属壁、即ちフ
ィン３の表面積の増大を伴い必然的にラジエータを大型
化する必要があった。本発明の目的は、ラジエータを大
型化することなく従来のルーバが設けられたコルゲーテ
ッドフィンの熱伝達率を更に向上することのできるラジ
エータコアのフィン構造を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成を、実施例に対応する図１を用いて説明
する。本発明は、コルゲーテッドフィン１３に複数のル
ーバ１４が設けられたラジエータコア１１のフィン構造
の改良である。その特徴ある構成は、ルーバ１４を通過
する冷却風に乱流を発生させるようにルーバ１４に凹
条、凸条１４ａ又は凹凸条が形成されたところにある。

【０００７】

【作用】ルーバ１４に設けられた凸条１４ａがルーバ１
４近傍に冷却風が流れるときに乱流が発生する。乱流は
ルーバ１４近傍の熱効率を向上させ、フィン１３全体の
熱交換率を向上させる。

【０００８】

【実施例】次に本発明の一実施例を図面に基づいて詳し
く説明する。図４に本発明の実施例のフィン構造を使用
したラジエータ１０を示す。この例ではラジエータ１０
は車両用エンジンに使用される。このラジエータ１０は
ラジエータコア１１とその上部及び下部にそれぞれ接着
されたアッパタンク１０ａ及びロアタンク１０ｂを備え
る。ラジエータコア１１は多数のチューブ１２と多数の
フィン１３とを備える。アッパタンク１０ａ及びロアタ
ンク１０ｂは合成樹脂を金型で成形することにより、又
は真鍮等の金属を板金加工することにより作られる。ア
ッパタンク１０ａ及びロアタンク１０ｂの長手方向の片
側の側壁にはそれぞれ冷却水を導入又は排出する冷却水
導入管１０ｃ及び冷却水排出管１０ｄが一体的に形成さ
れる。チューブ１２とフィン１３は厚さの薄い銅条によ
り形成され、チューブ１２の上端及び下端はそれぞれプ
レート１０ｅに接合される。

【０００９】図３に示すように、チューブ１２は断面長
円状に形成され、チューブ１２の外周部には波形に形成
されたフィン１３がチューブ１２のほぼ全長にわたって
固着される。チューブ１２とフィン１３は交互に配設さ
れ、チューブ１２とフィン１３によりラジエータコア１
１が形成される（図４）。フィン１３は歯車型ロールに
よって波形に形成され、歯車型ロールによって波形に形
成されると同時に複数のルーバ１４がフィン１３に一体
的に形成されるようになっている。本実施例におけるル
ーバ１４は図２に示すように複数の傾斜した板状に形成
され、このルーバ１４はその傾きによってフィン１３近
傍を通過する冷却風を図２の実線矢印で示すように乱流
に変えて冷却風の速度勾配を増加させ冷却効率を向上さ
せる。

【００１０】本発明の特徴ある構成は、ルーバ１４を通
過する冷却風に乱流を発生させるように前述のルーバ１
４に凹条、凸条又は凹凸条が形成されたところにある。
この例においては図１に詳しく示すように、１個のルー
バ１４に対して１又は２本の凸条１４ａがルーバ１４の
長手方向に平行に設けられる。この凸条１４ａはフィン
１３に歯車型ロールによって複数のルーバ１４が形成さ
れると同時に形成されるようになっている。

【００１１】このように構成されたラジエータコアのフ
ィン構造では、図１の実線矢印で示すように、ルーバ１
４に設けられた凸条１４ａがルーバ１４近傍に冷却風が
流れるときに乱流を発生させる。一般的に乱流と層流の
境界層の速度分布は図５のようになり壁面近くの速度勾
配は実線で示す乱流の方が破線で示す層流よりも大き
く、速度勾配が大きい乱流の方が熱伝達量が多くなる。
また、乱流により発生する小さな渦流は境界層との主流
の間の熱交換を促進し、結果的に温度勾配も乱流の方が
大きくなる。従って、乱流が発生したルーバ１４近傍で
は層流である従来品と比べて熱効率が向上する。これに
よりルーバ１４単体における熱伝達率の向上を図ること
ができ、フィン１３全体の熱交換率も向上する。なお、
上記実施例では平板状のルーバで説明したが、波形のル
ーバでも適用することができる。また、上記実施例では
１つのルーバに１又は２の凸条を設けたが、凹条又は凹
凸状でもよく、その数は３、４又は５条でもよい。更
に、上記実施例では凸条をルーバに平行に全長にわたっ
て設けたが、平行でなく斜めに設けてもよく、また全長
に限らずに一部の範囲に設けてもよい。

【００１２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ル
ーバを通過する冷却風に乱流を発生させるようにルーバ
に凹条、凸条又は凹凸条を形成したので、ルーバ近傍に
冷却風が流れるときに乱流が発生する。乱流はルーバ近
傍の熱効率を向上させ、フィン全体の熱交換率を向上さ
せるので、ラジエータを大型化することなくコルゲーテ
ッドフィンの熱伝達率を更に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のフィンの斜視図。

【図２】図３のＢ−Ｂ線断面図。

【図３】図４のＡ部拡大図。

【図４】本発明実施例のフィンを含むラジエータの斜視
図。

【図５】乱流と層流の速度勾配図。

【図６】従来例を示す図１に対応する図。

【符号の説明】

１１ ラジエータコア １３ コルゲーテッドフィン １４ ルーバ １４ａ 凸条

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コルゲーテッドフィン(13)に複数のルー
   バ(14)が設けられたラジエータコア(11)のフィン構造に
   おいて、 前記ルーバ(14)を通過する冷却風に乱流を発生させるよ
   うに前記ルーバ(14)に凹条、凸条(14a)又は凹凸条が形
   成されたことを特徴とするラジエータコアのフィン構
   造。