(57)【要約】【課題】フィンが設けられた側の流体の圧力損失の増大を招くことなく、熱伝達率を十分に高めることができる熱交換装置を提供する。【解決手段】熱交換装置３１には、管内を冷媒が流れる複数の伝熱管１が設けられている。伝熱管１の伸びる方向に、複数の伝熱板２が、その伝熱面が対向するようにして互いに一定の間隔をあけて積層されている。伝熱管１と伝熱板２とは、ろう付け等により接合されている。熱交換装置３１では、複数の伝熱板２の各間隙を気体が伝熱面に沿って流れ、気流１１が生じる。各伝熱板２の２つの伝熱面のうちの一方の伝熱面には、複数の弧が交互に連続的に起伏して伸びる形状、すなわち連続して波形につながる形状に形成されたワイヤ２１がワイヤボンディングにより接合されている。【選択図】        図１
2004340426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の伝熱板が、その伝熱面が対向するようにして互いに間隔をあけて積層され、隣り合う伝熱板の間を流体が伝熱面に沿って流れ、伝熱板と流体とが熱交換を行うようになっている熱交換装置において、
各伝熱板に、それぞれ、伝熱面上で流体の流れを横切る方向に起伏して伸びる弧形に形成され、弧の底部で伝熱面に接合された複数のワイヤが設けられていることを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】
各伝熱板の第１および第２の伝熱面に、それぞれ、上記ワイヤが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項３】
第１の伝熱面と第２の伝熱面とでは、ワイヤの伝熱面への接合箇所が、流体の流れ方向に互いにずれていることを特徴とする請求項２に記載の熱交換装置。
【請求項４】
第１の伝熱面に接合されたワイヤの伝熱面から弧の頂上部までの高さと、第２の伝熱面に接合されたワイヤの伝熱面から弧の頂上部までの高さの和が、隣り合う伝熱板の間隔に等しいことを特徴とする請求項２に記載の熱交換装置。
【請求項５】
各伝熱板の１つの伝熱面上において、流体の流れ方向に関して異なる複数の位置にそれぞれ上記ワイヤが設けられていて、
流体の流れ方向に隣り合うワイヤの伝熱面への接合箇所が、流体の流れを横切る方向に互いにずれていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項６】
各伝熱板の伝熱面に底部が接合されたワイヤの弧の頂上部が、該伝熱板と隣り合う伝熱板の伝熱面に接合されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項７】
伝熱面に垂直な回転軸を中心として回転する伝熱板が設けられ、伝熱板と伝熱面近傍の流体とが熱交換を行うようになっている熱交換装置において、
伝熱板の回転方向に互いに離間して伝熱面上に配置され、上記回転方向と交差する方向に起伏して伸びる弧形に形成され、弧の底部で伝熱面に接合された複数のワイヤが設けられていることを特徴とする熱交換装置。
【請求項８】
伝熱板が上記回転軸を中心とする円板状に形成されていて、
回転軸まわりの角度が異なる複数の位置に、それぞれ、上記ワイヤが伝熱板半径方向に起伏して伸びるように配置され、円周方向に隣り合うワイヤの伝熱面への接合箇所が伝熱板半径方向に互いにずれていることを特徴とする請求項７に記載の熱交換装置。
【請求項９】
上記ワイヤが、弧が連続した形態に形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の熱交換装置。
【請求項１０】
上記ワイヤが、細い第１のワイヤと太い第２のワイヤとで構成されていて、
第１のワイヤの弧の底部が伝熱面に接合される一方、第２のワイヤの弧の底部が、第１のワイヤと伝熱面との接合箇所で第１のワイヤに接合されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の熱交換装置。
【請求項１１】
上記ワイヤが、ワイヤボンディングにより接合されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の熱交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体と熱交換を行う伝熱板の伝熱面に、熱伝達率を向上させるワイヤが設けられた熱交換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
伝熱壁を介して２つの流体間で熱交換を行わせる熱交換装置において、一方の流体と他方の流体とで熱伝達率が大幅に異なる場合は、一般に、伝熱壁の、熱伝達率が小さい方の流体側の伝熱面に、伝熱面積を大きくするためのフィンが設けられる。例えば、特許文献１には、伝熱管の外表面に、ワイヤボンディング装置を用いてワイヤ（ワイヤフィン）を接合し、伝熱管の外表面側の伝熱面積を大きくした熱交換装置が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平３−１４４２９３号公報（第２頁右上欄、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ワイヤボンディング装置を用いて伝熱管の外表面にワイヤが接合されたこの種の熱交換装置では、ワイヤの直径が非常に小さいので（例えば、数１０μｍ〜数１００μｍ）、伝熱管外表面からのワイヤの高さを高くすると、ワイヤのフィン効率が低下し、伝熱管の外表面側における熱伝達を十分に高めることができない。
【０００５】
ここで、フィン効率を高めるためにワイヤの高さを抑制すると、ワイヤの高さが、隣り合う伝熱管のピッチに比べて大幅に小さくなる場合がある。この場合、隣り合う２つの伝熱管において、一方の伝熱管のワイヤの頂上部と他方の伝熱管のワイヤの頂上部との間にかなり大きい間隙が生じる。その結果、伝熱管の外側を流れる流体のかなりの部分が、ワイヤが設けられている領域を流れずに上記間隙を流れるといったバイパス流れが発生してしまう。このため、伝熱管の外表面側における熱伝達率を十分に高めることができない。
【０００６】
なお、バイパス流れの発生を防止するために、ワイヤの高さに応じて伝熱管のピッチを小さくするといった対応も考えられるが、この場合は、伝熱管の外側を流れる流体の圧力損失の大幅な増大を招くといった不具合が生じる。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、フィンが設けられた側の流体の圧力損失の増大を招くことなく、フィンが設けられた側の熱伝達率を十分に高めることができる熱交換装置を提供することを解決すべき課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた本発明にかかる熱交換装置は、複数の伝熱板が、その伝熱面が対向するようにして互いに間隔をあけて積層され、隣り合う伝熱板の間を流体（例えば、気体）が伝熱面に沿って流れ、伝熱板と流体とが熱交換を行うようになっている熱交換装置において、各伝熱板に、それぞれ、伝熱面上で流体の流れを横切る方向（例えば、直交する方向）に起伏して伸びる弧形に形成され、弧の底部（谷部）で伝熱面に接合された複数のワイヤ（ワイヤフィン）が設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
実施の形態１．
まず、本発明の実施の形態１を説明する。図１（ａ）および図１（ｂ）は、それぞれ、実施の形態１にかかる熱交換装置の斜視図および断面図である。これらの図に示すように、実施の形態１にかかる熱交換装置３１はプレートフィンチューブ熱交換器であり、この熱交換装置３１には、管内を冷媒が流れる複数の伝熱管１が設けられている。
【００１０】
そして、伝熱管１の伸びる方向（図１（ｂ）では左右方向）に、複数の伝熱板２（プレートフィン）が、その伝熱面（広がり面）が対向するようにして互いに一定の間隔をあけて積層されている。すなわち、伝熱管１は、伝熱板２の伝熱面と直交する方向に伸びている。なお、伝熱管１と伝熱板２とは、はんだ付け、ろう付け、溶接等により接合（融合）されている。
【００１１】
この熱交換装置３１では、複数の伝熱板２の各間隙を気体が伝熱面に沿って流れ、気流１１が生じるようになっている。そして、各伝熱板２の２つの伝熱面のうちの一方（図１（ｂ）では左側）の伝熱面（以下、「第１の伝熱面」といい、他方の伝熱面を「第２の伝熱面」という。）には、複数の弧が交互に連続的に起伏して伸びる形状、すなわち連続して波形につながる形状に形成されたワイヤ２１（ワイヤフィン）が接合されている。なお、ワイヤ２１は、弧の底部（谷部）で伝熱面に接合（融合）されている。ここで、各ワイヤ２１は、伝熱板２の第１の伝熱面上で、気体の流れ方向すなわち気流１１の進む方向（以下、「気流方向」という。）に一定の間隔をあけて、気流方向と直角に交差する方向（以下、「気流交差方向」という。）に起伏して伸びる形態で配置されている。
【００１２】
かくして、伝熱管１内の冷媒は伝熱管１（内面）と熱交換を行い、伝熱管１の外側（以下、「管外側」という。）を流れる気体（気流１１）は、主として伝熱板２およびワイヤ２１と熱交換を行い、従として伝熱管１（外面）と熱交換を行う。つまり、熱交換装置３１全体としては、伝熱管１内の冷媒と管外側の気体（気流１１）とが、伝熱管１と伝熱板２とワイヤ２１とを介して熱交換を行う。
【００１３】
かかる構成の熱交換装置３１においては、伝熱板２の第１の伝熱面上のワイヤ２１により管外側の伝熱面積が増加し、ワイヤ２１まわりの熱伝達率が高くなり、ひいては伝熱板２全体としての熱伝達が増加する。このため、熱交換装置３１に流入した気流１１が、積層された伝熱板２の間隙を通過する際の熱交換量が非常に多くなる。
【００１４】
この熱交換装置３１において、ワイヤ２１の底部は、例えば、半導体ワイヤボンディング装置などを用いて、ワイヤボンディングにより伝熱板２の第１の伝熱面に接合されている。ここで、ワイヤボンディング材としては、例えば銅やアルミなどが最適である。一般的に高性能なヒートシンクの代表とされるピンフィンは、鍛造、切削等により製造される関係上、その直径（太さ）は１ｍｍ程度である。これに対して、ワイヤボンディングにより接合されるワイヤ２１の直径（太さ）は数１０μｍ〜数１００μｍである。
【００１５】
一般に、円柱まわりに該円柱を横切る方向の気流が生じた場合、円柱の直径が小さいほど、円柱のまわりに生じる温度境界層の厚みが薄くなり、円柱まわりにおける熱伝達率が高くなる。したがって、この熱交換装置３１では、前記のとおりワイヤ２１の直径が非常に小さいので、ワイヤ２１まわりでの熱伝達率が非常に高くなる。さらに、この熱交換装置３１では、ワイヤ２１により、管外側（気体側）の伝熱面積を増加させることができるほか、伝熱板２の間を通過する気流１１を積極的に乱れさせることによる伝熱促進効果も期待することができる。
【００１６】
例えば、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、伝熱管１の外壁面にワイヤ２１を直接接合した場合、伝熱管１のピッチを大きくして伝熱管１相互の距離（ないしは間隔）を大きくすると、気流１１の大部分は、ある伝熱管１に接合されているワイヤ２１の頂上部と、該伝熱管１と隣り合う伝熱管１に接合されているワイヤ２１の頂上部との間を流れるバイパス流れとなり、ワイヤ２１まわりを迂回して流れる。このため、ワイヤ２１まわりでの熱伝達率を十分に高めることはできない。
【００１７】
ここで、このようなバイパス流れを回避するため、伝熱管１相互の距離（ないしは間隔）を小さくすると、気流１１の圧力損失が大幅に増大する。一方、伝熱管１相互の距離（ないしは間隔）はそのままにして、ワイヤ２１の管接合部から頂上部までの高さを大きくすることによりバイパス流れを防止しても、ワイヤ２１の直径が数１０μｍ〜数１００μｍであり、ワイヤ２１まわりの熱伝達率が非常に高いので、熱交換（伝熱）がワイヤ２１の底部近傍部で行われるため、頂上近傍部は熱交換に寄与しなくなる。このため、ワイヤ２１のフィン効率が低下する。すなわち、熱交換に寄与しないワイヤ２１の占める割合が多くなり、ワイヤ材の浪費を招く。
【００１８】
そこで、本発明の実施の形態１にかかる熱交換装置３１では、圧力損失の大幅ないし急激な増大を避けるため、一般的に管外側の圧力損失が低いプレートフィンチューブ熱交換器をベースとした上で、高い熱伝達率が得られるように、伝熱板２の第１の伝熱面にワイヤボンディング装置を用いてワイヤ２１を接合している。
【００１９】
ここで、隣り合う２つの伝熱板１の間隔を、弧形のワイヤ２１の伝熱面から頂上部までの高さと同等にすれば、前記のようなバイパス流れの発生を防止することができる。この場合、圧力損失が増加することになるが、この圧力損失はその大部分が摩擦損失により生じるので、形状損失が支配的な図２（ａ）、（ｂ）に示す構造の熱交換装置に比べれば、圧力損失の増加は非常に小さい。
【００２０】
かくして、本発明の実施の形態１にかかる熱交換装置３１においては、圧力損失の増大を抑制ないし防止しつつ、伝熱板２の第１の伝熱面に接合された弧形のワイヤ２１により管外側（気体側）の熱伝達率を十分に大きくすることができ、かつその製造コストを低減することができる。
【００２１】
なお、実施の形態１では、熱交換装置３１はプレートフィンチューブ熱交換器であるが、本発明は、プレートフィンチューブ熱交換器に限定されるわけではなく、伝熱面にワイヤ２１を接合することができる伝熱板２を備えたすべての熱交換装置に適用することができるのはもちろんである。つまり、本発明にかかる熱交換装置３１は、伝熱板２の伝熱面にワイヤ２１を接合するだけで製作することができるので、本発明によれば、極めて容易にかつ安価に、高性能の熱交換装置を実現することができる。
また、この熱交換装置３１は、管外側で気体（気流１１）を強制対流させるものに限定されるわけではなく、気体（気流１１）を自然対流させるものであってもよい。
【００２２】
実施の形態２．
以下、図３（ａ）、（ｂ）を参照しつつ、本発明の実施の形態２を説明する。ただし、実施の形態２にかかる熱交換装置は、図１（ａ）、（ｂ）に示す実施の形態１にかかる熱交換装置と多くの共通点を有するので、説明の重複を避けるため、以下では主として実施の形態１と異なる点を説明する。なお、図３（ａ）、（ｂ）において、図１（ａ）、（ｂ）に示す熱交換装置の構成要素と共通の構成要素には、同一の参照番号が付されている。
【００２３】
図３（ａ）および図３（ｂ）は、それぞれ、実施の形態２にかかる熱交換装置の斜視図および断面図である。これらの図に示すように、実施の形態２にかかる熱交換装置３１もプレートフィンチューブ熱交換器であり、基本的には、実施の形態１と同様に、伝熱管１と伝熱板２とワイヤ２１とを備えている。ただし、各伝熱板２の両伝熱面、すなわち第１および第２の伝熱面に、それぞれ、ワイヤ２１が接合されている。その他の点は、実施の形態１と同様である。
【００２４】
かくして、実施の形態２にかかる熱交換装置３１でも、基本的には、実施の形態１にかかる熱交換装置３１と同様に、圧力損失の増大を抑制ないし防止しつつ、管外側の熱伝達率を十分に大きくすることができ、かつその製造コストを低減することができる。さらに、各伝熱板２の両伝熱面にワイヤ２１が接合されているので、実施の形態１に比べてワイヤ２１の数が増え、管外側の伝熱面積が大きくなる。このため、より高性能の熱交換装置を実現することができる。
【００２５】
なお、実施の形態２にかかる熱交換装置３１においては、隣り合う２つの伝熱板２の間隔を、隣り合う伝熱板２の対向する伝熱面のワイヤ２１の頂上部同士が当接するところまで縮めれば、バイパス流れを防止することができる。
【００２６】
実施の形態３．
以下、図４（ａ）、（ｂ）を参照しつつ、本発明の実施の形態３を説明する。ただし、実施の形態３にかかる熱交換装置は、図１（ａ）、（ｂ）に示す実施の形態１にかかる熱交換装置と多くの共通点を有するので、説明の重複を避けるため、以下では主として実施の形態１と異なる点を説明する。なお、図４（ａ）、（ｂ）において、図１（ａ）、（ｂ）に示す熱交換装置の構成要素と共通の構成要素には、同一の参照番号が付されている。
【００２７】
図４（ａ）に示すように、前記の実施の形態１にかかる熱交換装置３１では、各伝熱板２の第１の伝熱面上に、それぞれ気流交差方向に起伏して伸びる複数の弧形のワイヤ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ……（３つのみ図示）が、気流方向に一定の間隔で離間して配置されている。ここで、各ワイヤ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの第１の伝熱面への接合箇所は、気流交差方向に関して同一位置にある。つまり、ワイヤ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの伝熱板２の第１の伝熱面への接合箇所は、すべて、ワイヤ２１ａの接合箇所を通って気流方向に伸びる直線４１（以下、「ワイヤ接合線４１」という。）上にある。
【００２８】
他方、図４（ｂ）に示すように、実施の形態３にかかる熱交換装置３１では、気流方向に一定の間隔で離間して配置されている複数のワイヤ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの第１の伝熱面への接合箇所は、隣り合うワイヤ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ同士（例えば、ワイヤ２１ａとワイヤ２１ｂ、あるいは、ワイヤ２１ｂとワイヤ２１ｃ）では、気流交差方向に互いにずれている。なお、この接合箇所のずれは、各接合箇所の気流交差方向の間隔の１／２（ワイヤ接合線４１の間隔の１／２）である。つまり、ワイヤ２１ａから気流方向に１つ飛びの位置にあるワイヤ２１ｃの接合箇所はワイヤ接合線４１上にあるが、これら以外のワイヤ２１ｂ……の接合箇所は、ワイヤ接合線４１上にはなく、隣り合うワイヤ接合線４１の中間位置にある。その他の点は、実施の形態１と同様である。
【００２９】
かくして、実施の形態３にかかる熱交換装置３１でも、基本的には、実施の形態１にかかる熱交換装置３１と同様に、圧力損失の増大を抑制ないし防止しつつ、管外側の熱伝達率を十分に大きくすることができ、かつその製造コストを低減することができる。さらに、隣り合うワイヤ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの接合箇所が気流交差方向にずれているので、あるワイヤ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの弧間の空間部をワイヤ２１ａ、２１ｂ、２１ｃに接触せずに通過した気流１１は、すぐ下流側のワイヤ２１ａ、２１ｂ、２１ｃに接触（衝突）することになる。このため、より高性能の熱交換装置を実現することができる。
【００３０】
実施の形態４．
以下、図５（ａ）、（ｂ）を参照しつつ、本発明の実施の形態４を説明する。ただし、実施の形態４にかかる熱交換装置は、図１（ａ）、（ｂ）に示す実施の形態１にかかる熱交換装置と多くの共通点を有するので、説明の重複を避けるため、以下では主として実施の形態１と異なる点を説明する。なお、図５（ａ）、（ｂ）において、図１（ａ）、（ｂ）に示す熱交換装置の構成要素と共通の構成要素には、同一の参照番号が付されている。
【００３１】
図５（ａ）および図５（ｂ）は、それぞれ、実施の形態４にかかる熱交換装置の要部の斜視図および断面図である。これらの図に示すように、実施の形態４にかかる熱交換装置３１もプレートフィンチューブ熱交換器であり、基本的には、実施の形態１と同様に、伝熱管（図示せず）と伝熱板２とワイヤ２１とを備えている。ただし、各伝熱板２の両伝熱面、すなわち第１および第２の伝熱面に、それぞれ、ワイヤ２１が接合されている。そして、各伝熱板２において、第１の伝熱面と第２の伝熱面とでは、ワイヤ２１の伝熱面への接合箇所が気流方向に互いにずれている。なお、この接合箇所のずれは、第１の伝熱面または第２の伝熱面の各接合箇所の気流方向の間隔の１／２である。
【００３２】
したがって、隣り合う２つの伝熱板２において、一方の伝熱板２の第１の伝熱面（または第２の伝熱面）に接合されたワイヤ２１と、他方の伝熱板２の第２の伝熱面（または第１の伝熱面）に接合されたワイヤ２１とは、それぞれの伝熱面への接合箇所が気流方向に互いにずれている。つまり、両伝熱板２間では、一方の伝熱板２のワイヤ２１と他方の伝熱板２のワイヤとが、気流方向に交互に並んでいる。その他の点は、実施の形態１と同様である。
【００３３】
かくして、実施の形態４にかかる熱交換装置３１でも、基本的には、実施の形態１にかかる熱交換装置３１と同様に、圧力損失の増大を抑制ないし防止しつつ、管外側の熱伝達率を十分に大きくすることができ、かつその製造コストを低減することができる。さらに、隣り合う２つの伝熱板２の間では、一方の伝熱板２のワイヤ２１と他方の伝熱板２のワイヤとが、気流方向に交互に並んでいるので、ｚ軸方向に積層される各伝熱板２の間隔を小さくすることができる。このため、積層することができる伝熱板２の枚数が増え、より高性能の熱交換装置を実現することができる。
【００３４】
なお、この実施の形態４にかかる熱交換装置３１では、ワイヤ２１の接合点（伝熱面）からの高さ（ｚ軸方向）が均一であれば、ｚ軸方向に隣り合う２つの伝熱板２の間隔（伝熱面間距離）は、ワイヤ２１の高さと同じになるまで狭めることができる。
【００３５】
実施の形態５．
以下、図６（ａ）、（ｂ）を参照しつつ、本発明の実施の形態５を説明する。ただし、実施の形態５にかかる熱交換装置は、図１（ａ）、（ｂ）に示す実施の形態１にかかる熱交換装置と多くの共通点を有するので、説明の重複を避けるため、以下では主として実施の形態１と異なる点を説明する。なお、図６（ａ）、（ｂ）において、図１（ａ）、（ｂ）に示す熱交換装置の構成要素と共通の構成要素には、同一の参照番号が付されている。
【００３６】
図６（ａ）および図６（ｂ）は、それぞれ、実施の形態５にかかる熱交換装置の要部の断面図である。これらの図に示すように、実施の形態５にかかる熱交換装置３１もプレートフィンチューブ熱交換器であり、基本的には、実施の形態１と同様に、伝熱管１と伝熱板２とワイヤ２１とを備えている。ただし、各伝熱板２の第１の伝熱面に底部が接合されたワイヤ２１の頂上部は、該伝熱板２と隣り合う伝熱板２（図６（ａ）では左側、図６（ｂ）ではｚ方向）の第２の伝熱面に熱的に接合されている。その他の点は、実施の形態１と同様である。
【００３７】
かくして、実施の形態５にかかる熱交換装置３１でも、基本的には、実施の形態１にかかる熱交換装置３１と同様に、圧力損失の増大を抑制ないし防止しつつ、管外側の熱伝達率を十分に大きくすることができ、かつその製造コストを低減することができる。さらに、各伝熱板２の第１の伝熱面に底部が接合されたワイヤ２１の頂上部が隣の伝熱板２の第２の伝熱面に接合されているので、各ワイヤ２１には両伝熱板２から熱が伝わり、または各ワイヤ２１から両伝熱板２に熱が伝わる。このため、より高性能の熱交換装置を実現することができる。
【００３８】
実施の形態６．
以下、図７（ａ）〜（ｃ）を参照しつつ、本発明の実施の形態６を説明する。ただし、実施の形態６にかかる熱交換装置は、図１（ａ）、（ｂ）に示す実施の形態１にかかる熱交換装置と多くの共通点を有するので、説明の重複を避けるため、以下では主として実施の形態１と異なる点を説明する。なお、図７（ａ）〜（ｃ）において、図１（ａ）、（ｂ）に示す熱交換装置の構成要素と共通の構成要素には、同一の参照番号が付されている。
【００３９】
図７（ａ）に示すように、実施の形態６にかかる熱交換装置３１では、各伝熱板２の第１の伝熱面に、実施の形態１におけるワイヤ２１に代えて、針状のピン２４が接合されている。その他の点は、実施の形態１と同様である。この熱交換装置３１でも、基本的には、実施の形態１にかかる熱交換装置３１と同様に、圧力損失の増大を抑制ないし防止しつつ、管外側の熱伝達率を十分に大きくすることができ、かつその製造コストを低減することができる。
【００４０】
なお、実施の形態１では、ワイヤ２１は、多数の弧が連続したものであるが、弧の数が１つまたは少数（例えば、２つ、３つ…）であるワイヤを用いてもよい。また、実施の形態１では、ワイヤ２１は、各弧の頂上部の高さ（ｚ軸方向）、弧の弦および弧のピッチが一定のものである。しかし、これらは一定でなくてもよい。
【００４１】
したがって、例えば図７（ｂ）に示すように、伝熱板２の伝熱面に、弧の頂上部の高さや、弧の弦あるいはピッチが互いに異なる複数種の、単一の弧または少数の弧からなるワイヤ２５を接合してもよい。また、１つのワイヤ２５の弧の両端に位置する伝熱板２の伝熱面との接触箇所と、それと隣り合うワイヤ２５の伝熱板２の伝熱面との接触箇所との間隔（弧の弦、ピッチに相当）も一定である必要はない。これらは、ワイヤ２５を接合する箇所の態様に応じて、便宜選択すれば良い。また、所定の周期で、複数の弧形のワイヤ２５を設置してもよい。いずれの場合も、基本的には、実施の形態１にかかる熱交換装置３１と同様の作用・効果を奏する。
【００４２】
また、図６（ｃ）に示すように、伝熱板２に、細い第１のワイヤ２６と、太い第２のワイヤ２７とを接合してもよい（ダブルワイヤ）。ここで、第１のワイヤ２６の弧の底部は伝熱板２の伝熱面に接合され、他方第２のワイヤ２７の弧の底部は、第１のワイヤ２６と伝熱面との接合箇所で第１のワイヤ２６に接合されている。この熱交換装置３１では、第１のワイヤ２６と第２のワイヤ２７とは、機能、作用あるいは効果の面では、基本的には実施の形態１におけるワイヤ２１と同一である。
【００４３】
ここで、第２のワイヤ２７の弧の頂上部（山）の高さ（ｚ軸方向）は、第１のワイヤ２６のそれより高いので、フィン効率の低下が懸念される。しかし、太い第２のワイヤ２７の断面積は、細い第１のワイヤ２６の断面積よりも大きいので、第２のワイヤ２７のフィン効率の低下はほとんど生じない。
さらに、両ワイヤ２６、２７の断面は円形である必要はなく、楕円形、多角形でも良く、とくには限定されない。なお、これは、他の実施の形態におけるワイヤ２１でも同様である。
【００４４】
実施の形態７．
以下、図８を参照しつつ、本発明の実施の形態７を説明する。
図８は、実施の形態７にかかる熱交換装置の斜視図である。図８に示すように、この熱交換装置では、円板形の回転伝熱板２９が設けられ、該回転伝熱板２９は、その伝熱面に垂直な回転軸５１を中心として、Ｐ方向に回転するようになっている。そして、回転伝熱板２９とその伝熱面近傍の気体（流体）とが熱交換を行うようになっている。そして、回転伝熱板２９の伝熱面には、その中心まわりに所定の角度を隔てて、複数の連続した弧形のワイヤ２８（ワイヤフィン）が、伝熱板半径方向に起伏して伸びるように配置され、弧の底部で伝熱面に接合されている。
【００４５】
この熱交換装置においては、回転する回転伝熱板２９伝熱面上の気流の境界層が分断され、また気流を積極的に乱れさせることによって伝熱面上での熱伝達率の向上を図ることができる。さらに、伝熱面積も大きくなるので、高性能の熱交換装置を実現することができる。
【００４６】
また、実施の形態７にかかる熱交換装置において、実施の形態３と同様の技術思想に基づいて、円周方向に隣り合うワイヤ２８の伝熱面への接合箇所を、伝熱板半径方向に互いにずらせてもよい。この場合、回転伝熱板２９の伝熱面上で、回転軸５１から周縁部に向かって起伏して伸びる弧形のワイヤ２８と伝熱面との接合点が、必ずしも同一半径上にあるとは限らない構成となる。かかる構成により、実施の形態３と同様の作用・効果が得られる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明にかかる熱交換装置においては、伝熱板の伝熱面上に、流体の流れを横切る方向に起伏して伸びる弧形のワイヤが接合されているので、圧力損失の増大を抑制ないし防止しつつ、熱伝達率を十分に大きくすることができ、かつその製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は実施の形態１にかかる熱交換装置の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す熱交換装置の断面図である。
【図２】（ａ）は伝熱管の外面にワイヤを接合した熱交換装置の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す熱交換装置の断面図である。
【図３】（ａ）は実施の形態２にかかる熱交換装置の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す熱交換装置の断面図である。
【図４】（ａ）は実施の形態１にかかる熱交換装置のワイヤの配置形態を示す斜視図であり、（ｂ）は実施の形態３にかかる熱交換装置のワイヤの配置形態を示す斜視図である。
【図５】（ａ）は実施の形態４にかかる熱交換装置の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す熱交換装置のＡ−Ａ断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、実施の形態５にかかる熱交換装置の断面図である。
【図７】（ａ）は実施の形態６にかかる熱交換装置の斜視図であり、（ｂ）は実施の形態６にかかる熱交換装置の変形例の断面図であり、（ｃ）は実施の形態６にかかる熱交換装置のもう１つの変形例の断面図である。
【図８】実施の形態７にかかる熱交換装置の斜視図である。
【符号の説明】
１  伝熱管、  ２  伝熱板、  １１  気流、  ２１  ワイヤ、  ２４  ピン、２６  第１のワイヤ、  ２７  第２のワイヤ、  ２８  ワイヤ、  ２９  回転伝熱板、  ３１  熱交換装置、  ４１  ワイヤ接合線、  ５１  回転軸。
【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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