JPS62225895A - プレート・フィン型熱交換器 - Google Patents

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 この発明は、例えばオイルクーラー等の熱交換器におい
て用いられるフィンに関する。

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ーは、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ィン（オ
フセットフィン）のようなプレス成形フィンが収められ
ていた。このような従来のフィンによれば、フィンに設
けられた突起の間隔が狭いため、熱交換層は比較的多く
高性能である反面、圧力損失が非常に大きく、従ってオ
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
う問題があった。

発明の目的 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ずことができて、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、従っ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熱交換器用フィンを提
供しようとするにある。

発明の構成 この発明は、上記の目的を達成するために、相互間に水
平壁を介して前後方向に並べられかつ水平壁より上下に
交互に突出した多数の屈曲帯状突起よりなる複数個の突
起列を備えており、左右に隣り合う突起列の上向きの突
起同志および下向きの突起同志の位置がずれて、上向き
の突起と下向きの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同志の
間に屈曲帯状突起に対向するように流体通過孔があけら
れている熱交換器用フィンを要旨としている。

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。

なお、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。

第１図において、この発明による熱交換器用フィン（１
）はアルミニウム製であって、相互間に水平壁（２）を
介して前後方向に並べられかつ水平壁（２）より上下に
交互に突出した多数の屈曲帯状突起（３ａ）（３ｂ）よ
りなる複数個の突起列（Ｒ）を備えており、左右に隣り
合う突起列（Ｒ）の上向きの突起（３ａ）同志および下
向きの突起（３ｂ）同志の位置がずれて、上向きの突起
（３ａ）と下向きの突起（３ｂ）とが左右に隣り合うよ
うに配されており、各突起列（Ｒ）において前後に隣り
合う水平壁（２）同志の間に屈曲帯状突起（３ａ）（３
ｂ）に対向するように流体通過孔（４）があけられてい
るものである。

第２図〜第５図は、この発明によるフィン（１）を収め
た例えばオイルクーラーとして使用せられる熱交換器（
１１）を例示するものである。

この熱交換器（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（１
２）同志の間に介在されたアルミニウム押出型材製のス
ペーサ（１３）とによって形成されている。ここでスペ
ーサ（１３）は、左右両側壁（１４）と、これら両側壁
（１４）を連結し、がつ上下にそれぞれ突出した断面路
Δ形および略Ｖ形の多数の屈曲帯状突起（３ａ）（３ｂ
）を有するとともに各屈曲帯状突起（３ａ）（３ｂ）に
対向するようにあけられた流体通過孔（４）を有するこ
の発明によるフィン（１）とよりなるものである。なお
、フィン（１）は左右両側壁（１４）と一体に設置プら
れているが、フィン（１）と側壁（１４）とは相互に分
離したものであっても勿論よい。

ここで、フィン（１）の各突起列（Ｒ）においては、断
面Δ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（２）を介
して前後方向に交互に配置され、また各屈曲帯状突起（
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（３ａ）（
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）の上向きの突起（３ａ）と下向きの
突起（３ｂ）の位置は相互に１つずつずれている。なお
、このような屈曲帯状突起（３ａ）（３ｂ）の断面形状
は、その他ハ形および口形、あるいは、凸形および口形
などであってもよい。各屈曲帯状突起（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）（３
ｂ、）の左右両側からオイルが流れ込み易くなっている
。

上記スペーサ（１３）は、左右両側壁（１４）と、これ
らを連結する平坦な水平壁とからなるアルミニウム押出
型材を素材として、これの水平壁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って上下に突出
した多数の屈曲帯状突起（３ａ）（３ｂ）を突起（３ａ
）（３ｂ）間に所定幅の水平壁（２）を残すように形成
するとともに、同数の流体通過孔（４）をあけてフィン
（１）を形成することにより製造される。多数の突起（
３ａ）（３ｂ）は平坦な水平壁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・フィン（１６）とによって形成されている。

上記熱交換器（１１）は、アルミニウム・ブレージング
・シートよりなる平板（１２）と、多数の屈曲帯状突起
（３ａ）（３ｂ）を有するフィン（１）を備えたスペー
サ（１３）と、前後スペーサ・バー（１５）およびコル
ゲートフィン（１６）を重合状態に配置し、例えば゛真
空ろう付は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、フィン（１）の各屈曲帯状突起（３ａＨ３ｂ）
の先端はろう材層を介して平板（１２）に通常接合され
るが、場合によっては突起（３ａ）（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、スペーサ（１３）の左右側壁（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
ぞれろう材層をへケ塗り等の塗布によって形成し、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ッダ・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＜８）の両端は開放せられてお
り、ファ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って第２流体流路＜８）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、スペー
サ（１３）のフィン（１）の各突起列（Ｒ）に設けられ
た断面Δ形およびｖ形の多数の屈曲帯状突起（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（２）が介
在されるとともに、上向きの突起（３ａ）の左右両側に
下向きの突起（３ｂ）が、また下向きの突起（３ｂ）の
左右両側に上向きの突起（３ａ）がれぞれ配置されてい
て、各突起（３ａＨ３ｂ）の左右両側には突起１つ分お
よび前侵水平壁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（３ａＨ３ｂ）の左
右両側に非常に回り込み易く、従っ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。そして上向きの突起（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）内に下降流となって流
れ込み、また逆に下向きの突起（３ｂ）に当たってこれ
の左右両側に回り込んできたオイルが流体通過孔（４）
内を上昇流となっ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撹拌されながら第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
るものである。

上記のような熱交換器（１１）は、オイルクーラーとし
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、図示のフィン（１）は、各突起列（Ｒ）の屈曲帯
状突起（３ａ）（３ｂ）の長さ方向がオイルの流れの方
向と一致しているが、上記のようなオイルの乱流効果お
よび撹拌効果を損わない程度であれば、各突起列（Ｒ）
の突起（３ａ）（３ｂ）はオイルの流れの方向に対し所
要角度傾斜した状態に並べられていても勿論よい。

なお、上記実施例の熱交換器（１１）は、第１流体流路
（Ａ）のみが上下平板（１２）と、多数の屈曲帯状突起
（３ａ）（３ｂ）、水平壁（２）および流体通過孔（４
）を有するフィン（１）を備えたスペーサ（１３）とに
よっ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）とスペーナ（１３）とによって形成さ
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・フィン（１６）とによって形成され、第
２流体流路（Ｂ）が平板（１２）とスペーサ（１３）と
によって形成される場合もある。

また上記実施例の熱交換器（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
ラーとなされているが、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ーであ
ってもよい。また熱交換器（１１）は、オイルクーラー
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 この発明による熱交換器用フィンは、上述のように、相
互間に水平壁（２）を介して前後方向に並べられかつ水
平壁（２）より上下に交互に突出した多数の屈曲帯状突
起（３ａ）（３ｂ）よりなる複数個の突起列（Ｒ）を備
えており、左右に隣り合う突起列（Ｒ）の上向きの突起
（３ａ）同志および下向きの突起（３ｂ）同志の位置が
ずれて、上向きの突起（３ａ）と下向きの突起（３ｂ）
とが左右に隣り合うように配されており、各突起列（Ｒ
）において前後に隣り合う水平壁（２）同志の間に屈曲
帯状突起（３ａ）（３ｂ）に対向するように流体通過孔
（４）があけられているものであるから、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
常に小さい。従っ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はなく、熱交換器（１１）の設備費
、動力費が安くつき、非常に経済的であるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の熱交換器用フィンの実施例を示す部
分斜視図、第２図はこの発明のフィンを用いた熱交換器
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ＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、
第５図は第３図ｖ−ｖ線に沿う断面図である。 （１）・・・フィン、（２）・・・水平壁、（３ａ）（
３ｂ）・・・屈曲帯状突起、（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）・・・
スペーナ、（１４）・・・左右側壁部、（１５）・・・
前後スペーサ・バー、（１６）・・・コルゲートフィン
。 以上 特許出願人　　昭和アルミニウム株式会社代　理　人　
　岸本　瑛之助（外４名）第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 相互間に水平壁（２）を介して前後方向に並べられかつ
   水平壁（２）より上下に交互に突出した多数の屈曲帯状
   突起（３ａ）（３ｂ）よりなる複数個の突起列（Ｒ）を
   備えており、左右に隣り合う突起列（Ｒ）の上向きの突
   起（３ａ）同志および下向きの突起（３ｂ）同志の位置
   がずれて、上向きの突起（３ａ）と下向きの突起（３ｂ
   ）とが左右に隣り合うように配されており、各突起列（
   Ｒ）において前後に隣り合う水平壁（２）同志の間に屈
   曲帯状突起（３ａ）（３ｂ）に対向するように流体通過
   孔（４）があけられている熱交換器用フィン。