(57)【要約】【課題】端面エッジに潰れ箇所が存在しても流体をスムーズに流すことができ、熱交換性能の低下を防止できる熱交換器を提供する。【解決手段】第１及び第２流体が流出入される入口ヘッダ室１４及び出口ヘッダ室とこれら２つのヘッダ室間を連通する熱交換室１６とを有する第１及び第２流体流通室１２，１３を設け、この各流体流通室１２，１３にインナーフィン９を配置した熱交換器１であって、インナーフィン９の入口ヘッダ室１４側であって、且つ、その上面が入口ヘッダ室１４の内壁面１４ａとの間に流体流通スペース１９を介して配置された。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流出入される入口ヘッダ室（１４）及び出口ヘッダ室とこれら２つのヘッダ室間を連通する熱交換室（１６）とを有する流体流通室（１２），（１３）を設け、この流体流通室（１２），（１３）にインナーフィン（９）を配置した熱交換器（１）であって、
前記インナーフィン（９）の前記入口ヘッダ室（１４）側であって、且つ、その上面及び下面の少なくともいずれか一方が前記流体流通室（１２），（１３）の内壁面（１４ａ）との間に流体流通スペース（１９）を介して配置されたことを特徴とする熱交換器（１）。
【請求項２】
請求項１記載の熱交換器（１）であって、
前記インナーフィン（９）の前記入口ヘッダ室（１４）側であって、且つ、その上面及び下面の双方が前記流体流通室（１２），（１３）の内壁面（１４ａ）との間に流体流通スペース（１９）を介して配置されたことを特徴とする熱交換器（１）。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の熱交換器（１）であって、
前記インナーフィン（９）の前記入口ヘッダ室（１４）側を保持するフィン保持部（２０），（２１）を設けたことを特徴とする熱交換器（１）。
【請求項４】
請求項１〜請求項３記載の熱交換器（１）であって、
前記インナーフィン（９）の前記出口ヘッダ室側であって、且つ、その上面及び下面の少なくともいずれか一方が前記流体流通室（１２），（１３）の内壁面（１４ａ）との間に流体流通スペースを介して配置されたことを特徴とする熱交換器（１）。
【請求項５】
請求項４記載の熱交換器（１）であって、
前記インナーフィン（９）の前記出口ヘッダ室側であって、且つ、その上面及び下面の双方が前記流体流通室（１２），（１３）の内壁面（１４ａ）との間に流体流通スペースを介して配置されたことを特徴とする熱交換器（１）。
【請求項６】
請求項４又は請求項５記載の熱交換器（１）であって、
前記インナーフィン（９）の前記出口ヘッダ室側を保持するフィン保持部（２０），（２１）を設けたことを特徴とする熱交換器（１）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体流通室にインナーフィンが配置された熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の熱交換器としては、特許文献１及び特許文献２に開示されたものがある。
【０００３】
この熱交換器１００は、図７及び図８に示すように、積層された複数のチューブ体１０１と、この隣接するチューブ体１０１の間に配置された複数のアウターフィン１０２と、両端に配置されたチューブ体１０１に接続された入口パイプ（図示せず）及び出口パイプ（図示せず）とから主に構成されている。
【０００４】
各チューブ体１０１は、２枚のチューブシート１０３，１０４を接合して形成され、その内部に流体流通室１０５が形成されている。各流体流通室１０５は入口ヘッダ室１０５ａと出口ヘッダ室（図示せず）とこれらヘッダ室間を連通する熱交換室１０５ｂとから構成されている。各チューブ体１０１の隣接する入口ヘッダ室１０５ａ間、及び、出口ヘッダ室（図示せず）間は、連通孔１０６，（図示せず）を介して連通されている。このように連通された入口ヘッダ室１０５ａの一端側に入口パイプ（図示せず）が、出口ヘッダ室（図示せず）の一端側に出口パイプ（図示せず）がそれぞれ接続されている。又、各流体流通室１０５の熱交換室１０５ｂ内にはインナーフィン１０７が配置されている。
【０００５】
上記構成において、入口パイプから流入した第１流体は、各入口ヘッダ室１０５ａより各熱交換室１０５ｂに流入することによって分流され、各熱交換室１０５ｂを流れた後に出口ヘッダ室（図示せず）に流入し、ここで合流して出口パイプら流出される。又、隣接するチューブシート１０３，１０４間のアウターフィン１０２が配置された空間には第２流体（例えば空気）が流通される。そして、第１流体が熱交換室１０５ｂを流通する過程で第１流体と第２流体間で主に熱交換が行われる。この熱交換に際して、インナーフィン１０７は第１流体に広い面積で接触し、アウターフィン１０２は第２流体に広い面積で接触することによって互いの熱交換の促進に寄与する。
【０００６】
ところで、上記熱交換器１００では、図８に詳しく示すように、入口ヘッダ室１０５ａや出口ヘッダ室（図示せず）と熱交換室１０５ｂとの境界線はストレート形状であるため、インナーフィン１０７の端面エッジ１０７ａ，１０７ｂもストレート形状に形成される。インナーフィン１０７をストレートに切断する場合には綺麗に切断できるため、潰れ（変形）箇所ができない。そのため、入口ヘッダ室１０５ａからの流体は端面エッジ１０７ｂよりスムーズにインナーフィン１０７内に流入し、流入した流体は他の端面エッジ１０７ｂよりスムーズに流出される。
【０００７】
【特許文献１】
特開平２−２４２０８９号公報
【０００８】
【特許文献２】
実開昭５２−４８１５３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、入口ヘッダ室１０５ａや出口ヘッダ室（図示せず）と熱交換室１０５ｂとの境界線がストレートではなく曲線等（一部曲線を含む）である熱交換器がある。このような構成の熱交換器では、インナーフィン１１０のヘッダ室側の箇所を、図９に示すように円形状に打ち抜いたり、図１０に示すように円弧形状の切欠形状にカットしたりして端面エッジ１１０ａを形成する必要がある。このようにインナーフィン１１０を曲線で切断すると、その切断面が綺麗でなく潰れ（変形）箇所ができる。インナーフィン１１０の端面エッジ１１０ａに潰れ（変形）箇所があると、流体が流れにくくなり、通路抵抗が上昇したり、流体分配が悪くなり、熱交換性能が低下するという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、端面エッジに潰れ箇所が存在しても流体をスムーズに流すことができ、熱交換性能の低下を防止できる熱交換器を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、流体が流出入される入口ヘッダ室及び出口ヘッダ室とこれら２つのヘッダ室間を連通する熱交換室とを有する流体流通室を設け、この流体流通室にインナーフィンを配置した熱交換器であって、前記インナーフィンの前記入口ヘッダ室側であって、且つ、その上面及び下面の少なくともいずれか一方が前記流体流通室の内壁面との間に流体流通スペースを介して配置されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１記載の熱交換器であって、前記インナーフィンの前記入口ヘッダ室側であって、且つ、その上面及び下面の双方が前記流体流通室の内壁面との間に流体流通スペースを介して配置されたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載の熱交換器であって、前記インナーフィンの前記入口ヘッダ室側を保持するフィン保持部を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１〜請求項３記載の熱交換器であって、前記インナーフィンの前記出口ヘッダ室側であって、且つ、その上面及び下面の少なくともいずれか一方が前記流体流通室の内壁面との間に流体流通スペースを介して配置されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項４記載の熱交換器であって、前記インナーフィンの前記出口ヘッダ室側であって、且つ、その上面及び下面の双方が前記流体流通室の内壁面との間に流体流通スペースを介して配置されたことを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５記載の熱交換器であって、前記インナーフィンの前記出口ヘッダ室側を保持するフィン保持部を設けたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、入口ヘッダ室の流体はインナーフィンの端面エッジよりインナーフィン内に流入すると共に流体流通スペースを経てインナーフィンの上面や下面からもインナーフィン内に流入する。従って、端面エッジに潰れ箇所が存在しても流体をインナーフィン内にスムーズに流すことができ、熱交換性能の低下を防止できる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、入口ヘッダ室の流体はインナーフィンの端面エッジよりインナーフィン内に流入すると共に流体流通スペースを経てインナーフィンの上面及び下面の双方からもインナーフィン内に流入する。従って、流体の熱交換室への流入を更にスムーズにできる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２の発明の効果に加え、流体の動圧や振動によってインナーフィンの入口ヘッダ室側が流体流通スペース側に変移するのをフィン保持部によって阻止できる。従って、流体の動圧や振動によってインナーフィンの入口ヘッダ室側が破断するのを防止できる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、インナーフィン内を流れて来た流体は、インナーフィンの端面エッジより出口ヘッダ室側に流出すると共にインナーフィンの上面や下面からも流体流通スペースを介して出口ヘッダ室に流出する。従って、端面エッジに潰れ箇所が存在しても流体を出口ヘッダ室にスムーズに流すことができ、熱交換性能の低下をより有効に防止できる。
【００２１】
請求項５の発明によれば、請求項４の発明の効果に加え、インナーフィン内を流れて来た流体は、インナーフィンの端面エッジより出口ヘッダ室側に流出すると共にインナーフィンの上面及び下面の双方からも流体流通スペースを介して出口ヘッダ室に流出する。従って、流体の出口ヘッダ室への流出を更にスムーズにできる。
【００２２】
請求項６の発明によれば、請求項４又は請求項５の発明の効果に加え、流体の動圧や振動によってインナーフィンの出口ヘッダ室側が流体流通スペース側に変移するのをフィン保持部によって阻止できる。従って、流体の動圧や振動によってインナーフィンの出口ヘッダ室側が破断するのを防止できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１〜図３は本発明の第１実施形態を示し、図１は熱交換器１の全体斜視図、図２は熱交換器１の分解斜視図、図３は図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００２５】
図１及び図２に示すように、熱交換器１は、コア部２と、このコア部２に流体を流入する２本の第１及び第２入口パイプ３，４と、コア部２から流体を流出する２本の第１及び第２出口パイプ５，６とから構成されている。
【００２６】
コア部２は、交互に積層配置され、それぞれ略偏平方形状を有する複数の第１チューブシート７及び第２チューブシート８と、この隣接される第１及び第２チューブシート７，８の間にそれぞれ介在された複数のインナーフィン９と、積層された第１及び第２チューブシート７、８の両端に配置された上サイドプレート１０及び下サイドプレート１１とから構成されている。
【００２７】
図３に示すように、積層された第１及び第２チューブシート７，８の間には、第１流体流通室１２と第２流体流通室１３とが上下方向に交互に設けられている。第１及び第２流体流通室１２，１３は、上方から見て方形状の一角に配置された入口ヘッダ室１４と、この入口ヘッダ室１４の対角線上の一角に配置された出口ヘッダ室（図示せず）とこれら２つのヘッダ室１４，（図示せず）間を連通する熱交換室１６とからそれぞれ構成されている。入口ヘッダ室１４及び出口ヘッダ室（図示せず）は、熱交換室１６に対しその底面が同じ高さであるが、上面が高く設定されている。
【００２８】
又、各第１流体流通室１２の隣接する入口ヘッダ室１４間、及び、隣接する出口ヘッダ室（図示せず）間は連通孔１７，（図示せず）を介してそれぞれ連通されている。各第２流体流通室１３の隣接する入口ヘッダ室１４間、及び、隣接する出口ヘッダ室（図示せず）間も連通孔１８を介してそれぞれ連通されている。そして、このように連通された第１及び第２流体流通室１７，１８の各入口ヘッダ室１４に第１入口パイプ３及び第２入口パイプ４が、第１及び第２流体流通室１７，１８の各出口ヘッダ室（図示せず）に第１出口パイプ５及び第２出口パイプ６がそれぞれ接続されている。
【００２９】
図２に示すように、各インナーフィン９は、入口ヘッダ室１４側から出口ヘッダ室側へと流体を流通できる例えばオフセットフィンであり（図２、図３では詳細形状を省略）、第１及び第２流体流通室１２，１３と同一寸法の四角形状を基本形状とし、この基本形状に対し４角を円弧状に切断された平面形状を有している。そして、詳細には、図３に示すように、インナーフィン９は、円弧状に切断された端面エッジ９ａ又は９ｂが入口ヘッダ室１４に突出して配置され、入口ヘッダ室１４に突出されたインナーフィン９の上面が入口ヘッダ室１４の内壁面１４ａとの間に流体流通スペース１９を介して配置されている。又、インナーフィン９は、円弧状に切断された端面エッジ９ｃ又は９ｄが出口ヘッダ室（図示せず）に突出して配置され、出口ヘッダ室（図示せず）に突出されたインナーフィン９の上面が出口ヘッダ室（図示せず）の内壁面との間に流体流通スペース（図示せず）を介して配置されている。
【００３０】
上記構成において、第１入口パイプ３から流入した第１流体は、各第１流体流通室１２を分流し、各第１流体流通室１２を流れた後に合流して第１出口パイプ５から流出される。第２入口パイプ４から流入した第２流体は、各第２流体流通室１３を分流し、各第２流体流通室１３を流れた後に合流して第２出口パイプ６から流出される。そして、第１流体及び第２流体が各熱交換室１６を流通する過程で第１流体と第２流体間で主に熱交換が行われる。この熱交換に際して、第１流体流通室１２内のインナーフィン９は第１流体に広い面積で接触し、第２流体流通室１３内のインナーフィン９が第２流体に広い面積で接触することによって互いの熱交換を促進させる。
【００３１】
上記流体の流通過程にあって、図３にて矢印で示すように、入口ヘッダ室１４の第１及び第２流体はインナーフィン９の端面エッジ９ａ，９ｂよりインナーフィン９内に流入すると共に流体流通スペース１９を経てインナーフィン９の上面からもインナーフィン９内に流入する。従って、端面エッジ９ａ，９ｂに潰れ箇所が存在しても第１及び第２流体をインナーフィン９内にスムーズに流すことができる。
【００３２】
また、インナーフィン９内を流れて来た第１及び第２流体は、インナーフィン９の端面エッジ９ｃ，９ｄより出口ヘッダ室１５側に流出すると共にインナーフィン９の上面からも流体流通スペース（図示せず）を介して出口ヘッダ室（図示せず）に流出する。従って、端面エッジ９ｃ，９ｄに潰れ箇所が存在しても第１及び第２流体を出口ヘッダ室（図示せず）にスムーズに流すことができる。以上よりインナーフィン９の端面エッジ９ａ〜９ｄに潰れ箇所があっても熱交換性能が低下しない。
【００３３】
尚、この第１実施形態では、インナーフィン９の入口ヘッダ室１４側と出口ヘッダ室側の両方に流体流通スペース１９，（図示せず）を設けたが、いずれか一方に設けた場合にも熱交換性能の低下を防止できる。しかし、両方に設けた方が通路抵抗の上昇や流体分配の悪化を確実に防止でき、好ましいと考えられる。
【００３４】
尚、この第１実施形態では、インナーフィン９の入口ヘッダ室１４側であって、且つ、その上面が入口ヘッダ室１４の内壁面１４ａとの間に流体流通スペース１９を介して配置したが、インナーフィン９の入口ヘッダ室１４側であって、且つ、その下面が入口ヘッダ室１４の内壁面１４ａとの間に流体流通スペースを介して配置されるようにしても良い。
【００３５】
図４は本発明の第２実施形態を示し、熱交換器１の入口ヘッダ室１４の要部断面図である。図４に示すように、この第２実施形態では、入口ヘッダ室１４は各熱交換室１６に対しその底面が低く、且つ、上面が高く設定されている。そして、インナーフィン９は、円弧状に切断された端面エッジ９ａ又は９ｂが入口ヘッダ室１４に突出して配置され、入口ヘッダ室１４に突出されたインナーフィン９の上面及び下面の双方が入口ヘッダ室１４の内壁面１４ａとの間に流体流通スペース１９を介してそれぞれ配置されている。
【００３６】
他の構成は、前記第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００３７】
この第２実施形態によれば、入口ヘッダ室１４の流体はインナーフィン９の端面エッジ９ａ又は９ｂよりインナーフィン９内に流入すると共に流体流通スペース１９を経てインナーフィン９の上面及び下面の双方からもインナーフィン９内に流入する。従って、流体のインナーフィン９内への流入を更にスムーズにできる。
【００３８】
又、第２実施形態の変形例としては次のものが考えられる。つまり、出口ヘッダ室（図示せず）は、各熱交換室１２に対しその底面が低く、且つ、上面が高く設定される。そして、インナーフィン９は、円弧状に切断された端面エッジが出口ヘッダ室（図示せず）に突出して配置され、出口ヘッダ室（図示せず）に突出されたインナーフィン９の上面及び下面の双方が出口ヘッダ室（図示せず）の内壁面との間に流体流通スペース（図示せず）を介してそれぞれ配置されている。
【００３９】
このように構成すれば、インナーフィン９内を流れて来た流体は、インナーフィン９の端面エッジより出口ヘッダ室側に流出すると共にインナーフィン９の上面及び下面の双方からも流体流通スペース（図示せず）を介して出口ヘッダ室（図示せず）に流出する。従って、流体の出口ヘッダ室（図示せず）への流出を更にスムーズにできる。
【００４０】
図５は本発明の第３実施形態を示し、熱交換器１の入口ヘッダ室１４の要部分解斜視図である。図５に示すように、この第３実施形態では、流体流通スペース１９を形成する側の第１チューブシート７や第２チューブシート８に、入口ヘッダ室１４側に突出するフィン保持部であるビード部２０が設けられている。ビード部２０は連通孔１７（１８）を中心に４箇所に形成され、プレス成型で製作できる。インナーフィン９の適所には、円形の切り抜きによる端面エッジ９ａが形成されている。そして、インナーフィン９の入口ヘッダ室１４側に突出された箇所は、４つのビード部２０によって保持されている。
【００４１】
他の構成は、前記第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００４２】
この第３実施形態によれば、流体の動圧や振動によってインナーフィン９の入口ヘッダ室１４側が流体流通スペース１９側に変移するのをビード部２０によって阻止できる。従って、流体の動圧や振動によってインナーフィン９の入口ヘッダ室１４側が破断するのを防止できる。
【００４３】
図６は本発明の第４実施形態を示し、熱交換器１の入口ヘッダ室１４の要部分解斜視図である。図６に示すように、この第４実施形態では、流体流通スペース１９を形成する側の第１チューブシート７や第２チューブシート８に、入口ヘッダ室１４側に突出するフィン保持部であるエンボス部２１が設けられている。エンボス部２１は連通孔１７（１８）を中心として４箇所に形成され、プレス成型で製作できる。インナーフィン９の適所には、円形の切り抜きによる端面エッジ９ａが形成されている。そして、インナーフィン９の入口ヘッダ室１４側に突出された箇所は、４つのエンボス部２１によって保持されている。この第４実施形態でも第３実施形態と同様の理由により、流体の動圧や振動によってインナーフィン９の入口ヘッダ室１４側が破断するのを防止できる。
【００４４】
又、第３及び第４実施形態の変形例としては次のものが考えられる。即ち、上記したフィン保持部（ビード部２０やエンボス部２１）を出口ヘッダ室（図示せず）側に設ける。このように構成すれば、流体の動圧や振動によってインナーフィン９の出口ヘッダ室側が流体流通スペース側に変移するのをフィン保持部によって阻止できる。従って、流体の動圧や振動によってインナーフィン９の出口ヘッダ室側が破断するのを防止できる。
【００４５】
尚、上記各実施形態及び変形例では、インナーフィン９はその端面エッジ９ａ〜９ｄの形状が円弧や円形状であるが、これ以外の形状であっても良いことはもちろんである。
【００４６】
尚、上記各実施形態及び変形例では、コア部２に第１流体流通室１２と第２流体流通室１３とを交互に密閉状態で設けた熱交換器１に本発明を適用したが、従来例で示した構造の熱交換器であって、ヘッダ室と熱交換室の境界線が一部でも曲線であるものにも同様に適用できることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、熱交換器の全体斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示し、熱交換器の分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態を示し、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示し、熱交換器の入口ヘッダ室の要部断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態を示し、熱交換器の入口ヘッダ室の要部分解斜視図である。
【図６】本発明の第４実施形態を示し、熱交換器の入口ヘッダ室の要部分解斜視図である。
【図７】従来例の熱交換器の要部断面図である。
【図８】従来例のチューブシートのインナーフィンの斜視図である。
【図９】従来例の他のインナーフィンの斜視図である。
【図１０】従来例の更に他のインナーフィンの斜視図である。
【符号の説明】
１  熱交換器
９  インナーフィン
１２  第１流体流通室（流体流通室）
１３  第２流体流通室（流体流通室）
１４  入口ヘッダ室
１４ａ  内壁面
１６  熱交換室
１９  流体流通スペース
２０  ビード部（フィン保持部）
２１  エンボス部（フィン保持部）
【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】
2005003277.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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