(57)【要約】【課題】  コルゲートフィンと偏平チューブとを交互に配置した熱交換器であって、そのコルゲートフィンの各波の立上面および立下面に微細な波形の凹凸を設けたフィンにおいて、気流の流通方向の目詰まり性を改善すると共に、空気抵抗を低減して熱交換を促進させること。【解決手段】  各波の立上面および立下面に金属板の厚み方向に凹凸波２が形成され、各波の気流１の上流端部には、前記凹凸波２の存在しない上流平坦面３が形成され、その上流平坦面３の気流１の流通方向の幅ｔ１を０．５ｍｍ〜２．５ｍｍとすること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状金属板が波形に折返し曲折されてなり、各波の稜線方向に気流（１）が導かれるコルゲートフィンにおいて、
前記各波の立上面および立下面に、金属板の厚み方向に凹凸波（２）が形成され、前記各波の前記気流（１）の上流端部には、前記凹凸波（２）の存在しない上流平坦面（３）が形成され、その上流平坦面（３）の前記気流（１）の流通方向の幅（ｔ１）が０．５ｍｍ〜２．５ｍｍであることを特徴とする熱交換器用コルゲートフィン。
【請求項２】
帯状金属板が波形に折返し曲折されてなり、各波の稜線方向に気流（１）が導かれるコルゲートフィンにおいて、
前記各波の立上面および立下面に、金属板の厚み方向に凹凸波（２）が形成され、前記各波の前記気流（１）の下流端部には、前記凹凸波（２）の存在しない下流平坦面（４）が形成され、その下流平坦面（４）の前記気流（１）の流通方向の幅（ｔ２）が０．９ｍｍ〜４．６ｍｍであることを特徴とする熱交換器用コルゲートフィン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジエータやオイルクーラ、チャージエアクーラ、ＥＧＲクーラ等の熱交換器に使用されるコルゲートフィンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一例として、建設機械に用いられるラジエータは、偏平チューブとコルゲートフィンとを交互に並列し、各偏平チューブの両端が一対のタンクに挿通されている。そして、偏平チューブ内にはエンジン冷却水冷却用の熱媒体が流通し、偏平チューブの外面及びコルゲートフィンにはファンによって送風された気流がコルゲートフィンの稜線方向に流通する。そして、偏平チューブ内の熱媒体と気流との間に熱交換が行われるものである。
【０００３】
下記特許文献１には、コルゲートフィン及びそれを備える熱交換器が記載されている。このコルゲートフィンは、帯状金属板が波形に折返し曲折してなり、その各波の立上面および立下面に金属板の厚み方向に断面が凹凸する凹凸波が形成され、各波の稜線方向に気流が導かれる。
なお、立上面および立下面に形成される凹凸波は、平面が斜めに形成されたものや円弧状のものその他が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１１２３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載のフィンには、その気流方向の端面にも凹凸波が形成されている。すると、気流の上流側のフィン端部では、この凹凸形状が流体抵抗を増加させると共に、気流に含まれる塵埃等による目詰まりの原因となっている。
また、気流の下流側のフィン端部においては、気体とコルゲートフィンとの温度差が減少しており熱交換への寄与は少ないにもかかわらず、圧力損失は上流部と同程度であり、無用な圧力損失が生じている。
そこで本発明は、その流体抵抗を低減させるとともに、気流の流入側端部におけるフィンの目詰まりを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の本発明は、帯状金属板が波形に折返し曲折されてなり、各波の稜線５の方向に気流１が導かれるコルゲートフィンにおいて、
前記各波の立上面および立下面に、金属板の厚み方向に凹凸波２が形成され、前記各波の前記気流１の上流端部には、前記凹凸波２の存在しない上流平坦面３が形成され、その上流平坦面３の前記気流１の流通方向の幅ｔ１が０．５ｍｍ〜２．５ｍｍであることを特徴とする熱交換器用コルゲートフィンである。
【０００７】
請求項２に記載の本発明は、帯状金属板が波形に折返し曲折されてなり、各波の稜線５の方向に気流１が導かれるコルゲートフィンにおいて、
前記各波の立上面および立下面に、金属板の厚み方向に凹凸波２が形成され、前記各波の前記気流１の下流端部には、前記凹凸波２の存在しない下流平坦面４が形成され、その下流平坦面４の前記気流１の流通方向の幅ｔ２が０．９ｍｍ〜４．６ｍｍであることを特徴とする熱交換器用コルゲートフィンである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、気流の流通方向の上流側のコルゲートフィンの端部には、凹凸波が形成されていない、幅ｔ１が０．５ｍｍ〜２．５ｍｍの上流平坦面３を設けたので、コルゲートフィンの目詰まりが防止される。即ち、殊にフィンの上流端縁に集中しがちな塵埃の目詰まりが抑制されて、空気の流通が維持される。
また、図２の特性曲線から明らかなように、平坦面の存在しない従来型フィン点Ａに比べて、交換熱量（ファンマッチング放熱量）が増大する。これは、上流平坦面３による伝熱面積の低下等の悪影響よりも、平坦面の圧力損失が低下したことによって流量が増加したことによる効果が上回り、冷却ファンの能力を考慮した交換熱量（ファンマッチング放熱量）が増加するからである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、気流の流通方向の下流側のコルゲートフィンの端部には、凹凸波が形成されていない、幅ｔ２が０．９ｍｍ〜４．６ｍｍの下流平坦面４を設けたので、図４に示す特性曲線から明らかな如く、平坦面のない従来型フィン点Ａに比べて、平坦面としたことによる伝熱面積の低下等の悪影響よりも、圧力損失が低下したことによって流量が増加したことによる効果が上回り、冷却ファンの能力を考慮した交換熱量（ファンマッチング放熱量）が増加する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施例の熱交換器用コルゲートフィン７の正面図（Ａ）及び斜視図（Ｂ）。
【図２】同熱交換器用コルゲートフィン７における上流平坦面３の幅を横軸とし、ファンマッチング放熱量比を縦軸とした特性曲線。
【図３】本発明の第２実施例の熱交換器用コルゲートフィン７の正面図。
【図４】同熱交換器用コルゲートフィン７における下流平坦面４の幅を横軸とし、ファンマッチング放熱量比を縦軸とした特性曲線。
【図５】本発明の第３実施例の熱交換器用コルゲートフィン７の正面図。
【図６】本発明の熱交換器用コルゲートフィン７と偏平チューブ６とを並列して形成した熱交換器コアの斜視図。
【図７】本発明の他の実施例の熱交換器用コルゲートフィン７の正面図（Ａ）及び斜視図（Ｂ）。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視断面図。
【図９】同実施例の変形例１。
【図１０】同実施例の変形例２。
【図１１】同実施例のコルゲートフィンを用いた熱交換器コアの斜視図。
【図１２】熱交換器の正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、図面に基づいて本発明の各実施の形態につき説明する。
図１および図２は本発明の第１実施例の熱交換器用コルゲートフィン７であって、図１（Ａ）はその正面図、図１（Ｂ）は斜視略図である。
この熱交換器用コルゲートフィンは、一例としてアルミニウムの帯状金属板を波形に折返し曲折してなり、気流１が各波の稜線５に平行に流通する。
【００１２】
この熱交換器用コルゲートフィン７の各波の立上面および立下面には、夫々凹凸波２が形成されている。この凹凸波２は、金属板の厚み方向に横断面が浅い波形に形成されたものである。その各凹凸は、図１（Ａ）の正面図において、斜めの一方方向に傾斜している。そして、その熱交換器用コルゲートフィン７の気流１の上流端部に上流平坦面３が形成されている。その上流平坦面３の気流１の流通方向の幅ｔ１は、１．５ｍｍが最適である。なお、その幅ｔ１は、少なくとも０．５ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲Ｌとすることができる。
【００１３】
このような熱交換器用コルゲートフィン７は、図６および図１２に示す如く、偏平チューブ６と熱交換器用コルゲートフィン７とが交互に並列されてコアを構成し、エンジン冷却水が一方のタンクから他方にタンクに、各偏平チューブ６を介して流通し、偏平チューブ６の外面側及び熱交換器用コルゲートフィン７にファンにより起風された気流１が流通する。そして、気流１と偏平チューブ６内の流体との間に熱交換が行われる。
なお、この実施例は、気流１の流入方向の端部のみに上流平坦面３が形成され、熱交換器用コルゲートフィン７の下流端にはそれが存在しない。
【００１４】
図２は、この熱交換器用コルゲートフィン７の上流平坦面３の幅ｔ１を横軸にとり、ファンマッチング放熱量比を縦軸にとった特性曲線である。
縦軸において、点Ａは上流平坦面３が存在しない従来型フィンの場合のファンマッチング放熱量であり、平坦面の幅の変化対して、従来型の放熱量に比較した値が図示されている。この特性曲線から次のことが明らかとなった
上流平坦面３の存在しない熱交換器用コルゲートフィン７に対して、上流平坦面３の幅ｔ１が１．５ｍｍのとき、特性曲線は最大値（ｍａｘ）を示し、上流平坦面３が少なくとも０．５ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲Ｌで、従来型コルゲートフィンに比べて放熱量が増大した。
【００１５】
これは、上流平坦面３を設けることによる長所が、それを設けないことによる短所を上回った結果である。即ち、上流平坦面３の気流１の方向の幅ｔ１が０．５ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲Ｌでは、上流平坦面３のない従来型のフィンに比べて交換熱量（ファンマッチング放熱量）が増大する。これは、上流平坦面３による伝熱面積の低下等の悪影響よりも、平坦面の存在による圧力損失の低下によって流量が増加したことによる効果が上回り、冷却ファンの能力を考慮した交換熱量（ファンマッチング放熱量）が増加するからである。
【００１６】
次に、図３および図４は本発明の第２実施例であり、この例は気流１の下流端部に下流平坦面４が設けられている。
この下流平坦面４の気流１の流通方向の幅ｔ２は、２ｍｍが最適である。
なお、その幅ｔ２は少なくとも０．９ｍｍ〜４．６ｍｍの範囲Ｌで下流平坦面４が存在しない従来型フィン点Ａの場合の放熱量を十分に上回る。
なお、図２および図４の各特性曲線は、気流１が熱交換器コアに流入する風速を４ｍ／ｓ（２０℃）とし、偏平チューブに流入するエンジン冷却値水の温度を８０℃とし、コアの厚み（フィン高さ）を５．３ｍｍとし、コルゲートフィンのフィンピッチを２．５ｍｍとし、コルゲートフィンの波の立上面、立下面に平面に対し斜めの一方方向に傾斜している凹凸波を形成した条件のもとである。
【００１７】
次に、図５は発明の第３実施例であり、この例が上記各実施例と異なる点は、気流１の上流端部に上流平坦面３が設けられ、下流端部に下流平坦面４が設けられていることである。
このようにすることにより、図５の実施例では、図２の効果と図４効果との両者を合わせ持つことになる。即ち、上流平坦面３においてコルゲートフィンの目詰まりが防止され、下流平坦面４により冷却ファンの能力を考慮した交換熱量（ファンマッチング放熱量）がさらに増加する。
【００１８】
次に、図７〜図１１は、本発明の他の実施例であって、図７の（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は同斜視図、図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視断面図、図９はその第１変形例、図１０は同第２変形例、図１１はそのコアの斜視図である。これら各図が前記の各実施例と異なる点は、コルゲートフィンの各波の立上面および立下面に形成された凹凸波２の平面形状である。前記の各実施例では、凹凸波２が斜めの一方方向に傾斜して形成されていたが、図７〜図１１の各例は、それがＶ字状に形成されている。
【００１９】
図７は、その基本形であり、上流平坦面３を気流１の上流端部に有し、図９はその第１変形例で、気流１の下流端部に下流平坦面４を有し、図１０は同第２変形例で、気流１の流通方向の両端部に、上流平坦面３、下流平坦面４を有するものである。
なお、本発明は上記各実施例に限らず、凹凸波２の形状を各種のものに変形できる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明のコルゲートフィンは、ラジエータやオイルクーラ、チャージエアクーラ、ＥＧＲクーラ等の各種熱交換器に利用できる。
【符号の説明】
【００２１】
１  気流
２  凹凸波
３  上流平坦面
４  下流平坦面
５  稜線
６  偏平チューブ
７  熱交換器用コルゲートフィン
点Ａ  従来型フィン
Ｌ  範囲
ｔ１  幅
ｔ２  幅
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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