(57)【要約】【課題】  エレメントの通路内でインナーフィンに沿って流通する流通媒体を幅方向へ分散させて略均一に流すことができ、流通媒体の流通抵抗を減らして冷却性能を向上できる熱交換器の提供。【解決手段】  インナーフィン６の両開口孔6a,6bの周辺に両シェル4,5との間で、インナーフィン６の長手方向端部の外周を内側へ切欠して幅方向へ延びるように設けた空間Ｏ１，Ｏ２と、インナーフィン６の開口孔6a,6bからエレメント２の幅方向に対向する周縁向けて切欠して設けた空間Ｏ３，Ｏ４とを備えることとした。【選択図】      図１０
2008039212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向両端部に連通孔が設けられた一対のシェルを有し、これら一対のシェルの周縁同士が接合されて内部に通路を構成するエレメントと、
前記エレメント内に収容され、前記両連通孔とそれぞれ対応する位置に開口孔を有するインナーフィンとを備える熱交換器において、
前記インナーフィンの両開口孔のうち少なくとも一方の開口孔の周辺に両シェルとの間で、前記インナーフィンの長手方向端部の外周を内側へ切欠して幅方向へ延びるように設けた空間と、前記インナーフィンの開口孔から前記エレメントの幅方向に対向する周縁の少なくとも一方に向けて切欠して設けた空間とを備え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、熱交換器に関し、特に、インナーフィンを収容したエレメントを備える熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、長手方向両端部に連通孔が設けられた一対のシェルを有し、これら一対のシェルの周縁同士が接合されて内部に通路を構成するエレメントと、エレメント内に収容され、両連通孔とそれぞれ対応する位置に開口孔を有するインナーフィンとを備える熱交換器の技術が公知になっている（特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００２−１０７０８２号公報
【特許文献２】特開平１１−７２２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の熱交換器にあっては、エレメントの通路内でインナーフィンに沿って流通する流通媒体の大部分が、両開口孔同士を直線的に繋ぐように流通してしまうため、主にインナーフィンの外周付近はあまり機能していないという問題点があった。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、エレメントの通路内でインナーフィンに沿って流通する流通媒体を幅方向へ分散させて略均一に流すことができ、流通媒体の流通抵抗を減らして冷却性能を向上できる熱交換器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１記載の発明では、長手方向両端部に連通孔が設けられた一対のシェルを有し、これら一対のシェルの周縁同士が接合されて内部に通路を構成するエレメントと、前記エレメント内に収容され、前記両連通孔とそれぞれ対応する位置に開口孔を有するインナーフィンとを備える熱交換器において、前記インナーフィンの両開口孔のうち少なくとも一方の開口孔の周辺に両シェルとの間で、前記インナーフィンの長手方向端部の外周を内側へ切欠して幅方向へ延びるように設けた空間と、前記インナーフィンの開口孔から前記エレメントの幅方向に対向する周縁の少なくとも一方に向けて切欠して設けた空間とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の請求項１記載の発明にあっては、長手方向両端部に連通孔が設けられた一対のシェルを有し、これら一対のシェルの周縁同士が接合されて内部に通路を構成するエレメントと、前記エレメント内に収容され、前記両連通孔とそれぞれ対応する位置に開口孔を有するインナーフィンとを備える熱交換器において、前記インナーフィンの両開口孔のうち少なくとも一方の開口孔の周辺に両シェルとの間で、前記インナーフィンの長手方向端部の外周を内側へ切欠して幅方向へ延びるように設けた空間と、前記インナーフィンの開口孔から前記エレメントの幅方向に対向する周縁の少なくとも一方に向けて切欠して設けた空間とを備えるため、エレメントの通路内でインナーフィンに沿って流通する流通媒体を幅方向へ分散させて略均一に流すことができ、流通媒体の流通抵抗を減らして冷却性能を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
以下、実施例１を説明する。
なお、本実施例１では熱交換器を水冷式のオイルクーラに適用した場合について説明する。
図１は本発明の実施例１の熱交換器が採用されたオイルクーラの平面図、図２は図１のＳ２−Ｓ２線における断面図、図３は本実施例１のエレメントの分解図、図４は同分解斜視図（インナーフィンの一部は省略）、図５は図４のＳ５−Ｓ５線における断面図である
【０００９】
図６は本実施例１のエレメントの斜視図、図７は本実施例１のエレメントの積層を説明する図、図８は図２のＳ８−Ｓ８線における断面図であり、作用を説明する図である。
【００１０】
先ず、全体構成を説明する。
図１、２に示すように、本実施例１の熱交換器が採用されたオイルクーラ１は、複数（本実施例１では５個）のエレメント２が積層されたコア部３が備えられている。
【００１１】
図３、４に示すように、各エレメント２は、略皿状の一対のシェル4,5と、これら両シェル4,5の間に介装されるインナーフィン６で構成されている。
シェル４の長手方向両端部には連通孔４ａを有する円筒状の環状突起部４ｂがそれぞれ形成される一方、シェル５の長手方向両端部には連通孔５ａを有する円筒状の環状突起部５ｂがそれぞれ形成されている。
また、両シェル4,5の長手方向両端部の外周は円弧状の円弧部4c,5c（図４参照）がそれぞれ形成されている。
【００１２】
図４、５に示すように、インナーフィン６は、エレメント２の長手方向に延びる波板状に形成される他、その長手方向両端部におけるシェル4,5の各環状突起部の連通孔4a,5aとそれぞれ対応する位置には開口孔6a,6bが形成されている。
また、インナーフィン６の長手方向両端部の外周には、内側へ切欠された円弧状の切欠部６ｃがそれぞれ形成されている。
【００１３】
そして、図６に示すように、エレメント２は、インナーフィン６を収容した状態で両シェル4,5が最中状に重ねられてその周縁同士が接合されることにより、その内部に長手方向へ延びる通路２ａが形成される他、その長手方向両端部には、インナーフィン６の切欠部６ｃとエレメント２の円弧部4c,5cとの間で幅方向へ連通孔４ａ（５ａ）を囲むように円弧状に延びる空間Ｏ１,Ｏ２が形成されている。
【００１４】
また、図３に示すように、シェル４の環状突起部４ｂの外径Ｗ１は、シェル５の環状突起部５ｂの内径Ｗ２よりも小さく形成されており、これによって、図７に示すように、隣り合うエレメント２の間に環状のシートＳ１を介在させた状態で対向する環状突起部４ｂと環状突起部５ｂとが嵌合されて積層されることにより、コア部３が形成されている。
なお、コア部３の最下端のエレメント２の環状突起部５ｂは省略されて塞がれた状態となっている。
【００１５】
従って、図２に示すように、コア部３の一方側には、各エレメント２の一端側に連通する入口側通路Ｒ１が形成され、コア部３の他方側には、各エレメント２の他端側に連通する出口側通路Ｒ２が形成されている。
【００１６】
なお、本実施例１のオイルクーラ１を構成する全ての構成部材はアルミ製であり、各構成部材が接合する接合部のうち、少なくとも一方側にはろう材から成るクラッド層（ブレージングシート）が設けられ、これらは予め仮組みされた状態で図外の加熱炉に搬送されて熱処理されることにより各接合部が一体的にろう付け固定されている。
【００１７】
次に、作用を説明する。
このように構成されたオイルクーラ１は、図外のラジエータの下流側タンク内に収容される他、コア部３の最上端のエレメント２における入口側通路Ｒ１側の環状突起部４ｂに図外の入力ポートが挿入された状態で固定される一方、出口側通路Ｒ２側の環状突起部４ｂに図外の出力ポートが挿入された状態で固定される。
【００１８】
そして、図２に示すように、図外の入力ポートを介してコア部３の入口側通路Ｒ１に流入した高温なオイル（破線矢印で図示）は、各エレメント２の通路２ａ内でインナーフィン６に沿って流通する間に、図外のラジエータの下流側タンク内の低温な流通媒体と熱交換して冷却された後、出口側通路Ｒ２に流入して図外の出力ポートから排出され、オイルクーラ１として機能する。
【００１９】
ここで、従来の発明にあっては、エレメントの通路内でインナーフィンに沿って流通するオイルの大部分が、両開口孔同士を直線的に繋ぐように流通してしまうため、主にインナーフィンの外周付近はあまり機能していないという問題点があった。
また、インナーフィンの特に長手方向両端部の外周付近においてオイルが停滞し易く、冷却性能が低下する原因の１つとなっていることが判明した。
【００２０】
これに対し、本実施例１のオイルクーラ１では、各エレメント２の長手方向両端部に、インナーフィン６の切欠部６ｃとエレメント２の円弧部4c,5cとの間で幅方向へ円弧状に延びる空間Ｏ１，Ｏ２が形成されているため、図８に示すように、開口孔６ａから通路２ａに導入されたオイル（破線矢印で図示）の一部は空間Ｏ１に流入してインナーフィン６の幅方向へ分散した後、インナーフィン６に沿って流通し、これによって、通路２ａ内でインナーフィン６に沿って流通するオイルを略均一に流通させて流通抵抗を減少できると同時に放熱性能を大幅に向上できる。
【００２１】
また、オイルの一部は、空間Ｏ２に流入した後で開口孔６ｂへ排出され、これによって、流通抵抗をさらに低減できる。
【００２２】
また、空間Ｏ２を省略したり、空間Ｏ１を省略して空間Ｏ２のみを形成した場合に比べて、オイルの流通の初期段階においてオイルをスムーズに幅方向へ分散させて流通させることができる。加えて、上流側の高温なオイルの方が下流側の冷却されたオイルに比べて分散し易く、好適となる。
【００２３】
従って、本実施例１のオイルクーラ１では、従来品に比べて各構成部材の小型化やエレメント２の積層数の削減を図ることができ、全体の大幅な小型化と製造コスト削減も可能となる。
【００２４】
次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例１の熱交換器にあっては、長手方向両端部に連通孔4a,5aが設けられた一対のシェル4,5を有し、これら一対のシェル4,5の周縁同士が接合されて内部に通路２ａを構成するエレメント２と、エレメント２内に収容され、両連通孔4a,5aとそれぞれ対応する位置に開口孔6a,6bを有するインナーフィン６とを備える熱交換器において、インナーフィン６の両開口孔6a,6bの周辺にエレメント２との間で幅方向へ延びる空間Ｏ１，Ｏ２を設けたため、エレメント２内のインナーフィン６に沿って流通するオイルを幅方向へ分散させて略均一に流すことができ、オイルの流通抵抗を減らして冷却性能を向上できる。
【００２５】
また、インナーフィン６の一部を切欠して空間Ｏ１，Ｏ２を設けたため、エレメント２を加工する場合に比べて安価で簡単に製造できる。
【００２６】
また、インナーフィン６の長手方向端部の外周を内側へ切欠して空間Ｏ１を設けたため、従来からオイルの停滞が生じやすいインナーフィン６の長手方向端部の外周付近のオイルを確実に流通させることができ、冷却性能を向上できる。
【００２７】
また、インナーフィン６の両開口孔6a,6bのうちオイルの上流側に対応する開口孔６ａの周辺に空間を設けたため、オイルの流通の初期段階において流通媒体をスムーズに幅方向へ分散させて流通させることができる。
加えて、上流側の高温なオイルの方が下流側の冷却されたオイルに比べて分散し易く、好適となる。
【実施例２】
【００２８】
以下、実施例２を説明する。
なお、本実施例２において実施例１と同一構成部材については同一の符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。
図９は本発明の実施例２のインナーフィンを示す斜視図（一部省略）、図１０は本実施例２の作用を説明する図である。
【００２９】
図９に示すように、本実施例２のオイルクーラ１では、インナーフィン６の開口孔6a,6bが幅方向中心２１から外れた位置に配置されると共に、開口孔6a,6bの一部から開口部6a,6bが幅方向中心２１から偏在している方向とは逆の方向で幅方向へ略長方形状に切欠された切欠部22a,22bが設けられている点が実施例１と異なる。
【００３０】
これに伴って、図１０に示すように、実施例１で説明した空間Ｏ１，Ｏ２に加えて、切欠部22a,22bによってシェル4,5との間で、インナーフィン６の開口孔6a,6bからエレメント２の幅方向に対向する周縁2b,2cのうち、開口部6a,6bが幅方向中心２１から偏在している方向とは逆の方向に位置する周縁部に向けて切欠して設けた空間Ｏ３，Ｏ４が形成されることとなる。
【００３１】
従って、インナーフィン６の両開口孔6a,6bが幅方向中心２１から外れた位置に配置される場合、エレメント２の通路内を流通するオイルはさらに不均一に流通し易くなってしまうが、本実施例２では、空間Ｏ３，Ｏ４を介して流通媒体の一部を、流通量が少なくなる幅方向へ均一に分散させることができ、インナーフィン６に沿って流通するオイルを略均一流通させることができる。
【００３２】
さらに、切欠部22a,22bによってオイルの流通抵抗を減少でき、エレメント２の小型化、ひいてはコア部３の小型化が可能となる。
なお、切欠部22a,22bの長さは、放熱性能と流通抵抗の要求仕様により決定される。
【実施例３】
【００３３】
以下、実施例３を説明する。
なお、本実施例３において実施例１、２と同一構成部材については同一の符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。
図１１は本発明の実施例３のインナーフィンを示す斜視図（一部省略）、図１２は本実施例３の作用を説明する図である。
【００３４】
図１１に示すように、本実施例３のオイルクーラ１では、インナーフィン６の開口孔6a,6bが幅方向中心２１に配置されると共に、インナーフィン６の開口孔6a,6bの一部から幅両側方向へ略長方形状に切欠された切欠部33a,33bが設けられている点が実施例１と異なる。
【００３５】
これに伴って、図１２に示すように、実施例１で説明した空間Ｏ１，Ｏ２に加えて、切欠部33a,33bによってシェル4,5との間で、インナーフィン６の開口孔6a,6bからエレメント２の幅方向に対向する周縁2b,2cに向けて切欠して設けた空間Ｏ５，Ｏ６が形成されることとなる。
【００３６】
従って、本実施例３では、空間Ｏ５，Ｏ６を介して流通媒体の一部を、流通量が少なくなる幅方向へ均一に分散させることができ、インナーフィン６に沿って流通するオイルを略均一流通させることができる。
【００３７】
さらに、切欠部33a,33bによってオイルの流通抵抗を減少でき、エレメント２の小型化、ひいてはコア部３の小型化が可能となる。
なお、切欠部33a,33bの長さは、放熱性能と流通抵抗の要求仕様により決定される。
【００３８】
以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
また、熱交換器は水冷式のオイルクーラ１に限らず、空冷式のオイルクーラ、コンデンサ、またはインタークーラ等の一般的な熱交換器に適用でき、これに伴って流通媒体の種類も異なる。
また、開口孔及び空間の具体的な形状、位置、形成数等についても適宜設定できる。
【００３９】
また、本実施例では、インナーフィン６の一部を切欠して空間Ｏ１〜Ｏ６を形成したが、シェル4,5の一部を外側に膨出させて空間と同様の空間を形成することもできる。
【００４０】
また、本実施例では、インナーフィン６を波板状に形成した形状としたが、所謂オフセットフィンを用いても同様の効果が得られる。
【００４１】
さらに、図１３に示すように、実施例１で説明した切欠部６ｃを省略して実施例２、３で説明した切欠部22a,22b（切欠部33a,33b）を複数形成しても良い。しかしながら、この場合には、インナーフィン６の長手方向両端部の外周付近にオイルが停滞し易くなるため、あまり好ましくない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例１の熱交換器が採用されたオイルクーラの平面図である。
【図２】図１のＳ２−Ｓ２線における断面図である。
【図３】本実施例１のエレメントの分解図である。
【図４】本実施例１のエレメントの分解斜視図（インナーフィンの一部は省略）である。
【図５】図４のＳ５−Ｓ５線における断面図である。
【図６】本実施例１のエレメントの斜視図である。
【図７】本実施例１のエレメントの積層を説明する図である。
【図８】図２のＳ８−Ｓ８線における断面図であり、作用を説明する図である。
【図９】本発明の実施例２のインナーフィンの斜視図（一部省略）である。
【図１０】本実施例２の作用を説明する図である。
【図１１】本発明の実施例３のインナーフィンの斜視図（一部省略）である。
【図１２】本実施例３の作用を説明する図である。
【図１３】その他の実施例のインナーフィンの斜視図（一部省略）である。
【符号の説明】
【００４３】
Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４  空間
Ｒ１  入口側通路
Ｒ２  出口側通路
Ｓ１  シート
１  オイルクーラ
２  エレメント
２ａ  通路
３  コア部
４、５  シェル
４ａ、５ａ  連通孔
４ｂ、５ｂ  環状突起部
４ｃ、５ｃ  円弧部
６  インナーフィン
６ａ、６ｂ  開口孔
６ｃ  切欠部
２１  幅方向中心
２２ａ、２２ｂ、３３ａ、３３ｂ  切欠部
【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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【図１３】
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