(57)【要約】【課題】  コルゲートフィン型熱交換器の外気流通方向の先端部に付着する塵埃等による目詰まりを改善すること。【解決手段】  フィンとチューブとが接触固定されてコアを形成する熱交換器において、フィンの上流端縁をエッチングにより又はフィン端部を折り返すことにより、フィンの外気流通方向の上流端縁に湾曲部を設け、そこに塵埃堆積防止手段５形成する。【選択図】        図２
2015135208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のチューブ(1)とフィンとが互いに接触固定されて、そのチューブ(1)およびフィン側に塵埃を含む外気が流通する熱交換器において、
前記フィンの外気流通方向の上流端縁は、その縦断面が湾曲に形成されて、そこに塵埃堆積防止手段(5)が形成されたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器において、
前記塵埃堆積防止手段(5)が、エッチングにより形成されたことを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項１に記載の熱交換器において、
前記塵埃堆積防止手段(5)が、前記フィンの外気流通方向の上流端縁を折り返すことにより形成されたことを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の熱交換器において、
前記フィンが、コルゲートフィン(2)又はプレートフィン(9)からなることを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、その内部に流体が流通するチューブの外面にアウターフィンが設けられる熱交換器であって、そのフィンの外気流通方向の先端に塵埃が付着して、目詰まりすることを改善したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器には、偏平チューブとコルゲートフィンを用いたコルゲートフィン型熱交換器と、円形パイプとプレートフィンを用いたプレートフィン型熱交換器とが存在する。
コルゲートフィン型熱交換器は、図６（Ａ）に示す如く、偏平チューブ１とコルゲートフィン２とが交互に並列されて、その偏平チューブ１の平坦部1aとコルゲートフィン２の折返し部2aとが接触し、その接触部がろう付されてコア３が形成され、そのコア３の両端部に、図示しない一対のタンクがチューブプレートを介して被嵌される。そして、それらが一体にろう付け固定されるものである。
一例として、被冷却用の流体が、一方のタンクから偏平チューブ１内に流通し、外気８がコルゲートフィン２側に流通して、熱交換が行われるものである。
【０００３】
プレートフィン型熱交換器は、図示しないチューブを挿通する挿入孔が設けられるとともに、ルーバが切起こされた複数のプレートを並列し、その挿入孔にチューブを挿通し、治具によってチューブを拡開することにより、チューブとプレートを圧着固定して、コアが形成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コルゲートフィン２は、金属板を切断して帯状に形成した後、コルゲートフィン形成機によって波形に製作される。通常、図６（Ｂ）に示す如く、フィンの切断面はその先端部に僅かなバリ４が生じる。この状態で熱交換器を制作して、使用すると、コルゲートフィン２のバリ４の位置、特に外気８の流通方向の上端縁部2cに、塵埃７が堆積することになり、熱交換器の目詰まりの原因になる。
即ち、外気８が流通するコルゲートフィン２の上流端縁2cのバリ４に塵埃７が付着し、それが次第に成長する。すると、塵埃７の存在により外気８が流通し難くなり、熱交換性能が低下する。特に、建設機械の如く、塵埃の多い場所で使用される熱交換器は、比較的短時間で塵埃が付着する。
プレートフィンを用いた熱交換器についても、フィン製作時の切断面には、同様に僅かなバリが生じ、フィンの外気流通方向の上流端縁に塵埃が堆積する。
【０００５】
このようにフィンが目詰まりを起こした時、そのフィンに付着した塵埃７をブラシで清掃していた。特に、屋外の建設機械に用いられる熱交換器の場合、手作業による清掃が主流であるため、清掃作業に時間がかかり、作業員の作業効率が悪くなっていた。
そこで本発明は、熱交換器の目詰まりの初期要因となるフィンの上流端縁のバリを取り除き、塵埃が付着しにくい熱交換器を提供することを課題とする。
【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、多数のチューブ(1)とフィンとが互いに接触固定されて、
そのチューブ(1)およびフィン側に塵埃を含む外気(8)が流通する熱交換器において、
前記フィンの外気流通方向の上流端縁は、その縦断面が湾曲に形成されて、そこに塵埃堆積防止手段(5)が形成されたことを特徴とする熱交換器である。
【０００７】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の熱交換器において、
前記塵埃堆積防止手段(5)が、エッチングにより形成されたことを特徴とする熱交換器である。
【０００８】
請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載の熱交換器において、
前記塵埃堆積防止手段(5)が、前記フィンの外気流通方向の上流端縁を折り返すことにより形成されたことを特徴とする熱交換器である。
【０００９】
請求項４に記載の本発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の熱交換器において、
前記フィンが、コルゲートフィン(2)又はプレートフィン(9)からなることを特徴とする熱交換器である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、フィンの外気流通方向の上流端縁の縦断面を滑らかな湾曲に形成して、そこに塵埃堆積防止手段５が形成したから、フィンの切断時に生じるバリ４を効果的に取り除くことができ、その上流端縁に塵埃７が付着しにくい熱交換器とすることができる。
また、その実施例として、上流端縁を薬剤によるエッチングにより又はフィン端部を折り返すことにより、塵埃堆積防止手段５を設けたものである。この場合、その塵埃堆積防止手段５は容易に制作でき、その縦断面の滑らかな湾曲形状を安価に制作できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施例の熱交換器を示す要部縦断面図。
【図２】本発明の第２実施例の熱交換器を示す図であり、（Ａ）は図３のII-II矢視断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図３】同要部斜視図。
【図４】本発明の第３実施例（プレートフィン）の熱交換器を示す要部縦断面図。
【図５】本発明の第４実施例の熱交換器のフィン先端部を示す要部断面図。
【図６】従来型熱交換器の説明図であり、（Ａ）はその要部斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図１〜図３は本発明の熱交換器の一例として、コルゲートフィン型熱交換器を図示している。
この熱交換器は、偏平チューブ１とコルゲートフィン２とが交互に並列され、その偏平チューブ１の平坦部1aとコルゲートフィン２の折返し部2aとが、図３に示す如く、ろう付け固定されてコア３を構成する。そして、そのコア３の両端には、図示しない一対のタンクがヘッダプレートを介して被嵌される。ヘッダプレートには、前述のチューブ１の端部を挿通する挿通孔が設けられる。タンクにはパイプ孔が設けられ、そこに出入口パイプが設けられる。各接続部は、ろう材が塗布又は、部材表面にろう材がクラッドされている。それらが組み合わされ、高温の炉内において一体的にろう付け固定されて熱交換器が形成される。
被冷却用の流体が一方のタンクの出入口パイプから流入し、各偏平チューブ１内に流通し、他方のタンクの出入口パイプから流出する。被冷却用の流体は、エンジン冷却水やオイル或いは加圧空気等である。
そして、偏平チューブ１の外面側及びコルゲートフィン２側に図１の如く、外気８が導かれ、偏平チューブ１内の流体と外気８との間に熱交換が行われるものである。
【００１３】
このコルゲートフィン型熱交換器の偏平チューブ１は、一対の対向する平坦部1aとそれら平坦部1aを連結する円弧部1bとを有する。そしてコルゲートフィン２は、波形に曲折されている。そして偏平チューブ１の平坦部1aとコルゲートフィン２の折返し部2aとがろう付け固定される。このとき、コルゲートフィン２の外気流通方向の上流端縁2cは、偏平チューブ１の円弧部1b近傍に位置する。
コルゲートフィンは一般的に、厚さ0.2 mm〜0.5 mm程の極めて薄い銅板、アルミニウム板等の金属板を適当な大きさに切断し、帯状金属板を切出す。その帯状金属板を図示しない一対の成形ロールに供給することよって、波形に曲折するものである。このコルゲートフィンには、図示しないルーバが一体的に切り起こし形成される。若しくは、リブ等の凸条、溝状の凹部等が設けられ、その熱交換を効率よく行えるように設計される。
また、この例では、コルゲートフィン２は滑らかな波形に形成されているが、これに替えて、矩形波状又は台形波状に形成してもよい。
【００１４】
（第１実施例）
ここにおいて、図１に示す本発明の特徴とするところは、コルゲートフィン２の外気流通方向の上流端縁2cに塵埃堆積防止手段５を形成した点である（下流端縁側の図は、省略する）。
これは切断時にコルゲートフィン２の切断面に生じるバリ４を取り除くため、切断工程後、その帯状金属板の外気流通方向の上流端縁2c部分のみ又はその全体をエッチング液中に含浸し、バリ４を溶解して取り除く。そのとき、端縁の角がバリ４とともに溶解し、その縦断面形状が滑らかな湾曲状に形成されて、塵埃堆積防止手段５が形成される。
エッチング液の組成は、公知のものを利用することができる。エッチング工程後、帯状金属板を洗浄し、それを一対の成形ロールに供給することによって、帯状金属板が蛇行状に曲折され、バリ４が存在しないコルゲートフィン２を得ることができる。
【００１５】
（作用）
第１実施例の熱交換器は、図１に示す如く、コルゲートフィン２の外気８の流入側の上流端縁2cは、熱交換器の目詰まりの初期原因となるバリ４を取り除かれているため、そこでの塵埃７の堆積が抑制されることになる。また、コルゲートフィン２の上流端部2cの形状を半円状又は半楕円状に形成しているため、そこに流入する外気８の圧力損失が減少し、熱交換効率が改善される。
【００１６】
（第２実施例）
次に、本発明の第２実施例を説明する。
この実施例は、図２及び図３に示す如く、コルゲートフィン２の外気流通方向の上流端縁2cを折り返すことにより、その先端縁を湾曲させたものである。
このコルゲートフィン２は、次の工程により製作される。
帯状金属板の幅方向の一方端部（熱交換器使用時にコルゲートフィン２の外気流通方向の上流端縁2cとなる部分）を全長に渡り折り返して、縁折り部６を形成する。縁折り部６は、その帯状金属板の長手方向に平行に形成する。次いで、図示しない一対の成形ロール間に縁折り後の帯状金属板を供給し、コルゲートフィンを得る。
この縁折り部６の折返しの根元部分は、外気流通方向の上流端縁2cであり、その縦断面は、図２（Ａ）、（Ｂ）の如く、円弧状の湾曲形状となっており、そこに塵埃堆積防止手段５を形成している。
【００１７】
第２実施例の場合、縁折り部６の先端部の端面6aと偏平チューブ１の円弧部1bとの干渉を避ける必要がある。
そこで、図２（Ｂ）に示す如く、コルゲートフィン２の縁折り部６の端面6aを、偏平チューブの円弧部1bと接触しない程度に、それを突出させる。このとき、端面6aと円弧部1bとの間には僅かな隙間が設けられる。
そして、コルゲートフィン２の外気流通方向の上流端縁2cは、偏平チューブ１の円弧部1bの先端に整合させるか、円弧部1bの先端より上流側に位置させる。
このような縁折り部６を有するコルゲートフィンの場合も、コルゲートフィン２の外気流通方向の上流端縁2cが滑らかな湾曲形状に形成されているため、第１実施例と同様の効果が得られる。
【００１８】
（第３実施例）
第１実施例および第２実施例のような塵埃堆積防止手段５は、コルゲートフィン２のみならず、プレートフィン９を用いた熱交換器についても同様に適用できるものである。特に、第２実施例のコルゲートフィン２の外気流通方向の上流端縁2cに縁折り部６を設けて、塵埃堆積防止手段５を形成する方法は、このプレートフィン９の場合、蛇行曲折させずに製造できるため、容易に製造できる。
【００１９】
図４に示す如く、プレートフィン９は、その平坦部9aに円形チューブ10を挿通する多数の挿通孔9bが設けられる。このプレートフィン９を多数並列し、挿入孔9bに円形チューブ10を挿通する。このとき、挿通孔9bの内周は、円形チューブ10の外周よりも僅かに大に形成し、拡開治具を円形チューブ10に圧入して、それを拡開する。それにより、円形チューブ10の外面とプレートフィン９とを圧着固定して、コア３が形成される。円形チューブ10は、偏平チューブであってもよい。その場合にはプレートフィンとチューブはろう付される。
そして、プレートフィン９の外気流通方向の上流端縁9cは、プレートフィン９の端部が折り返されて、縁折り部６を設けて塵埃堆積防止手段５を形成している。そして、縁折り部６はプレートフィン９の長手方向に平行に形成する。。
【００２０】
（第４実施例）
図５は、本発明の第４実施例を示す熱交換器に用いられるプレートフィンの要部断面図である。
この例は、第３実施例の変形例である。第３実施例では、プレートフィン９の外気流通方向の上流端縁9cは、その端部が折り返されて、縁折り部６が形成され、塵埃堆積防止手段５を設けている。さらに、縁折り部６の端面6aを断面三角形状に押しつぶし、又は削ることにより、先端の全長に渡り傾斜部を設ける。この傾斜部の縦断面は、図５に示す如く、プレートフィン９の端部を折り返した時に、折り返した面がプレートフィンの表面に重ね合わさるとともに、それに対抗する折返し面は上流側から下流側に行くにしたがって、下がるように形成される。
このようにすることにより、プレートフィン９からバリ４を可及的になくすことができる。なお、この第４実施例はコルゲートフィン型熱交換器に用いるコルゲートフィン２にも適用できるものである。
【符号の説明】
【００２１】
１  偏平チューブ
1a  平坦部
1b  円弧部
２  コルゲートフィン
2a  折返し部
2b  フィン平面部
2c  上流端縁
３  コア
４  バリ
【００２２】
５  塵埃堆積防止手段
６  縁折り部
6a  端面
７  塵埃
８  外気
９  プレートフィン
9a  平坦部
9b  挿通孔
9c  上流端縁
10  円形チューブ
【図１】
2015135208.tif 000003
【図２】
2015135208.tif 000004
【図３】
2015135208.tif 000005
【図４】
2015135208.tif 000006
【図５】
2015135208.tif 000007
【図６】
2015135208.tif 000008