(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路（２）を流れる第１流体と、前記流路（２）の外部を流れる第２流体との間で熱交換する熱交換器であって、
前記流路（２）内に配設されたオフセット型のインナーフィン（５）と、
前記流路（２）の長手方向一端側に形成され、前記第１流体を前記流路（２）内に導く流入口（６）と、
前記流路（２）の長手方向他端側に形成され、前記第１流体を流出する流出口（７）とを有し、
前記流入口（６）は、前記流路（２）の長手方向と略直交する方向に開口しており、
さらに、前記流路（２）内には、前記流入口（６）から流入した前記第１流体を、前記流出口（７）と反対向き成分を有する方向に偏向させる偏向壁（１０ａ）が形成され、前記オフセット型のインナーフィン（５）が、前記流路（２）の端部を除いた前記偏向壁（１０ａ）の周囲に配置されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記偏向壁（１０ａ）は、前記流路（２）内のうち少なくとも前記流入口（６）に対向する部位にて、前記流入口（６）側に向けて突出した突起部（１０）に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記突起部（１０）の先端部は、前記流入口（６）の中心に対応する部位に位置していることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記突起部（１０）の突出寸法（ｈ）は、前記突起部（１０）の突出方向と平行な前記流路（２）の内径寸法（Ｈ）の５０％以下であることを特徴とする請求項２または３に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流路内にインナーフィンを有する熱交換器に関するもので、エンジンオイルやオートマチックトランスミッション用の作動オイル（ＡＴＦ）等（以下、単にオイルと呼ぶ。）を冷却するオイルクーラに適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの冷却水と熱交換させてオイルを冷却するオイルクーラは、例えば特開平３−２３３１２９号公報に記載のように、ラジエータのタンク内にてタンクの長手方向に延びるように配設されている。
また、ラジエータは、周知のごとく、エンジンの空気上流側（車両前方側）にて、タンクの長手方向が車両幅方向に一致するように配設されている。このため、車両への組付け性を考慮して、通常、オイルクーラの流入口および流出口は、オイルクーラ（流路）の長手方向と直交する方向、すなわち車両後方側に向けて開口している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、発明者等は、オイルクーラの熱交換効率の向上を図るべく、種々のオイルクーラを試作検討したところ、以下に述べる点が熱交換効率の向上を図る上で重要であることを発見した。
すなわち、流入口から流入したオイルは、図１０の（ａ）に示す試作品から明らかなように、流路２の内壁のうち流入口６に対向する部位にて衝突することにより、その流通方向を流路２の長手方向に対して約９０°偏向する。なお、図１０の太い矢印はオイルの流れを示している。
【０００４】
このとき、流路２内でのオイルの主流は、図１０の（ｂ）に示すように、流路２の長手方向に平行に流入口６側から流出口７側（図２参照）に向かう流れであるので、流入口６から流入したオイルの多くは、流出口７側に向けて約９０°偏向する。このため、流入口から流入したオイルが、流路２の長手方向と直交する方向（流路２の幅方向Ｗ）および流出口７と反対側等に拡散し難くなる。
【０００５】
さらに、インナーフィン５が流路２内に配設されているので、インナーフィン５が流通抵抗となって流路２の中央部を流れる主流が流路２の幅方向側に拡散し難くなる。
以上に述べたように、オイルが流路２内全体に拡散して流れない状態では、流路２の幅方向側のインナーフィン５に流れるオイル量が少なくなるので、インナーフィン５全体が有効に熱交換に寄与していない状況となってしまう。したがって、熱交換効率の向上を図るには、オイルが流路２内全体に拡散して流れるようにすることが重要である。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑み、インナーフィンを有する熱交換器において、流路内全体に拡散させて流体を流すことにより、熱交換効率の向上を図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１〜４に記載の発明では、オフセット型のインナーフィン（５）が配設された流路（２）内に、流入口（６）から流入した第１流体を、流出口（７）と反対向き成分を有する方向に偏向させる偏向壁（１０ａ）が形成され、オフセット型のインナーフィン（５）が、流路（２）の端部を除いた偏向壁（１０ａ）の周囲に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
これにより、第１流体を流路（２）内全体に拡散させて第１流体を流路（２）内全体に分配供給することができるので、インナーフィン（５）全体を有効に第１流体の熱交換に寄与させることができ、熱交換器の熱交換効率の向上を図ることができる。
なお、ここで、流出口（７）反対向き成分を有する方向とは、流路（２）内での第１流体の主流と異なる方向であって、第１流体を流路（２）内全体に拡散させる方向をいう。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、偏向壁（１０ａ）は、流路（２）内のうちすくなくとも流入口（６）に対向する部位にて，流入口（６）側に向けて突出した突起部（１０）に形成されていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明では、突起部（１０）の先端部は、流入口（６）の中心に対応する部位に位置していることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、突起部（１０）の突出寸法（ｈ）は、突起部（１０）の突出方向と平行な流路（２）の内径寸法（Ｈ）の５０％以下であることを特徴とする。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施の形態について説明する。
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る熱交換器をエンジン（図示せず）内を潤滑させるエンジンオイルやオートマチックトランスミッション用の作動オイル（ＡＴＦ）等（以下、単にオイルと呼ぶ。）を冷却するオイルクーラに適用した例であり、このオイルクーラ１は、図１に示すように、その長手方向をエンジン冷却水を冷却するラジエータ１００のタンク１０１の長手方向に一致された状態でタンク１０１内に配設されている。なお、図１の（ｂ）は、オイルクーラ１の拡大斜視図である。
【００１２】
図２はオイルクーラ１の長手方向の断面を示しており、２はオイル（第１流体）が流れる流路であり、この流路２は、同心状に配設されたアルミニウム製の偏平アウタチューブ（外筒）３と偏平インナーチューブ（内筒）４との隙間に形成されている（図３参照）。
因みに、エンジン冷却水（第２流体）は、偏平アウタチューブ３の外側および偏平インナーチューブ４の内側の両者を流れ、オイルとエンジン冷却水との熱交換効率の向上を図っている。
【００１３】
そして、流路２内には、オイルの熱交換（冷却）を促進する、周知のオフセット型のインナーフィン５が配設されており、このインナーフィン５は、アルミニウムにて形成されて両チューブ３、４にろう付けされている。なお、本実施形態では、インナーフィン５は、流路２の端部および後述する突起部１０が形成されている部位には配設されていない。
【００１４】
また、流路２の一端には、エンジンから吐出してオイルを流路２内に導く流入口６が形成され、他端側には冷却されたオイルをエンジンに向けて流出する流出口７が形成されている。そして、流入口６および流出口７は、流路２の長手方向と直交する方向、すなわち車両後方側に向けて開口している（図１参照）。因みに、８、９は偏平アウタチューブ３にろう付けされて流入口６および流出口７を形成するとともに、オイルクーラ１をラジエータ１００のタンク１０１内に固定するアルミニウム製のブラケットである。また、図１中、８ａ、９ａは、ラジエータ１００のタンク１０１の外側からブラケット８、９に接続され、エンジンからのオイル配管（図示せず）と接続するためのジョイント部である。
【００１５】
また、偏平インナーチューブ４のうち、少なくとも流入口６に対向する部位には、図２に示すように、流入口６側に向けて球面状に突出（隆起）する突起部１０が偏平インナーチューブ４と一体に形成されており、この突起部１０の球面１０ａにより、流入口６から流入したオイルを流出口７と反対向き成分を有する方向に偏向させる偏向壁を構成している。なお、ここで、流出口７と反対向き成分を有する方向とは、流路２内でのオイルの主流と異なる方向であって、オイルを流路２内全体に拡散させる方向をいう。
【００１６】
因みに、流入口６の開口径φ1 と突起部１０の低部側の径寸法φ2 とは、ほぼ一致しており、この径寸法φ2 は、ブラケット８、９の偏平アウタチューブ３へのろう付け性および組付け性を考慮して、流路２の幅寸法（流路２の長手方向と直交する方向の寸法）Ｗより小さくなっている。
次に、本実施形態の特徴を述べる。
【００１７】
本実施形態によれば、流入口６から流入したオイルは、突起部１０の球面１０ａによって、図２に示すように、流出口７と反対向き成分を有する方向に偏向させられるので、オイルを流路２内全体に拡散させてオイルを流路２内全体に分配供給することができる。したがって、インナーフィン５全体を有効にオイルの冷却に寄与させることができるので、オイルクーラ１の冷却効率の向上を図ることができる。なお、図２の太い矢印はオイルの流れを示している。
【００１８】
ところで、本実施形態は、上述のごとく、オイルを流路２内全体に拡散させることによりオイルクーラ１の冷却効率の向上を図っているので、突起部１０の位置が不適切であると、十分な冷却効率の向上を図ることが難しい。そこで、発明者等は、種々の検討を行ったところ、突起部１０の先端部を流入口６の中央に対応する部位に位置させることが望ましいとの結論を得ている。
【００１９】
また、突起部１０の突起寸法（偏平インナーチューブ４から突起部１０の先端部までの距離）ｈが大きいと、オイルが流通する際の圧力損失（流通抵抗）が大きくなるので、却って、冷却効率の低下を招いてしまう。
そこで、発明者は、引き続き検討したところ、大きな圧力損失の増加を招くことなく、冷却効率の向上を図るには、突起寸法ｈは、流路２の内径高さ寸法（突起部１０の突出方向と平行な流路２の内径寸法）Ｈの５０％以下が望ましいとの結論を得ている。因みに、本実施形態では、突起寸法ｈは内径高さ寸法Ｈの約３０％である。
【００２０】
ところで、流入口６から流入したオイルを流路２内全体に拡散させる手段として、流入口６に対応する流路２内の部位に、図４に示すように、インナーフィン５の無い拡散空間１１を形成する手段が考えられる。しかし、この手段では、インナーフィン５の総表面積が減少するとともに、インナーフィン５を介して両チューブ３、４を結合する結合力が小さくなり耐圧性が低下するという新たな問題が発生してしまう。
【００２１】
これに対して、本実施形態によれば、拡散空間１１を設ける必要がないので、上記問題が発生することなく、オイルクーラ１の冷却効率の向上を図ることができる。
また、偏平インナーチューブ４に突起部１０を一体に形成するといった簡便な手段によりオイルクーラ１の冷却効率の向上を図ることができるので、冷却効率の向上を図ることに伴うオイルクーラ１の製造原価上昇を防止することができる。
【００２２】
ところで、仮に、突起部１０が形成されている部位にインナーフィン５を配設したとすると、突起部１０によって流路２の断面積が縮小することに加えて、インナーフィン５による圧力損失が増大するので、かえって、オイルクーラ１の冷却効率が低下してしまう。これに対して、本実施形態では、突起部１０が形成されている部位にインナーフィン５が配設されていないので、流路２内の圧力損失が過度に増大することを防止することができる。
【００２３】
しかし、例えば図５に示すように、突起１０と同方向に突出する突起部１０ｂを偏平アウターチューブ３に形成した場合には、流路２の断面積が縮小すること防止することができるので、突起部１０が形成されている部位にインナーフィン５を配設してもよい。また、本実施形態において、流路２の端部にインナーフィン５が配設されていないのは、図２の（ｂ）に示すように、偏平インナーチューブ４の端部に偏平アウターチューブ３の内壁に接合するための傾斜面４ａを避けるためである。したがって、蓋等の別体のもので流路２の端部を閉塞する場合には、インナーフィン５を流路２の端部に配設してもよい。
【００２４】
（第２実施形態）
上述の実施形態では、球面状の突起部１０の球面１０ａにより偏向壁を構成したが、突起部１０の形状を、三角錐形状（図の６参照）または四角錐形状（図７参照）としてもい。
また、上述の実施形態では、オイルクーラ１はラジエータ１００のタンク１０１内に配設されていたが、エンジン内に内蔵させてもよい。
【００２５】
また、上述の実施形態では、両チューブ３、４は偏平形状であったが、図８に示すように、円筒状のチューブとしてもよい。また、本発明は、図９に示すように、インナーフィン５を内蔵した複数本に偏平チューブ１２を積層した積層型のオイルクーラにも適用することができる。なお、この場合、突起部１０は流入口から見て最下層の偏平チューブに形成することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明に係るオイルクーラをラジエータのタンク内に配設した状態を示す斜視図であり。（ｂ）はオイルクーラの斜視図である。
【図２】（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）はオイルクーラの長手方向の断面図である。
【図３】図２の（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である
【図４】流路内に拡散空間１１を形成した例を示す説明図である。
【図５】第１実施形態の変形例を示すオイルクーラの長手方向の断面図である。
【図６】突起部の変形例を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ矢視図である。
【図７】突起部の変形例を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ矢視図である。
【図８】円筒状のチューブを有するオイルクーラの例を示す斜視図である。
【図９】積層型のオイルクーラの例を示す斜視図である。
【図１０】「発明が解決しようとする課題」を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１…オイルクーラ、２…流路、３…偏平アウターチューブ、
４…偏平インナーチューブ、５…インナーフィン、６…流入口、
７…流出口、８、９…ブラケット、１０…突起部、１０ａ…球面。
【図１】
0003635820.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003635820.tif 000008
【図８】
0003635820.tif 000009
【図９】
0003635820.tif 000010
【図１０】
0003635820.tif 000011