(57)【要約】【課題】  コンデンサ等の熱交換器において熱交換媒体の圧力損失を低減し、熱交換効率向上させることが可能な熱交換器用切欠窓付きインナーフィンを安価に提供する。【解決手段】  熱交換器のインナーフィンは、その表裏面にそれぞれ反対方向へ突出する突条２、３を有する。突条間２、３には熱交換媒体の通路となる溝部４、５が形成される。これらの突条２、３を構成する壁部６には、隣り合う通路間を連通可能にする切欠窓１０、１１を形成する。また、この切欠窓１０，１１の入口底部に突出した堰部１２、１３を設けて、熱交換媒体が当るようにして熱交換媒体の分流攪拌を促進して熱交換効率を向上させるようにした。
2006521530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切欠窓を有する壁部により板材の表側と裏側とにそれぞれ形成され、かつ前記板材の長手方向に沿って伸びる複数条の突条と、互いに隣り合う前記突条間に設けられ、前記壁部により互いに隔成された、熱交換媒体の通路となる表側と裏側の溝部と、該隣接する溝部間を連通するように前記壁部に設けた切欠窓における熱交換媒体の入口の底部に前記溝部の底部から突出して前記熱交換媒体の分流攪拌を促進する堰部と、を有することを特徴とする熱交換器用切欠窓付きインナーフィン。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器用切欠窓付きインナーフィンにおいて、前記堰部が板材の表裏面側の両方の溝部の底部に形成されていることを特徴とする熱交換器用切欠窓付きインナーフィン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等用のコンデンサなどの熱交換器に設けられ熱交換媒体の通路を構成するチューブ内に装填され、熱交換効率を向上させるインナーフィンに関し、特に更なる熱交換効率の向上のためにインナーフィンの壁に設けられ通路から隣接する通路への熱交換媒体の流通を可能にする切欠窓を形成した熱交換器用切欠窓付きインナーフィンの技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような従来の熱交換器用切欠窓付きインナーフィンは、複数の矩形状穴を穿設した平板を矩形波形状に折り曲げられることによって、縦壁と横壁とが熱交換媒体の流れの方向に沿って連続して伸びる矩形状に形成されると共に、各縦壁に沿ってその縦壁の両側にある横壁の一部に亘ってスリットが形成されている。縦壁と横壁とは、熱交換媒体の流れを分流してそれら壁方向の流れとし、またスリットは、これらの分流された熱交換媒体がスリットを介して流れ部分的に混ざるようにされることで、渦を発生させて壁での境界層の発達が抑止されるようにしてある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２５５５４４９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、上記従来のインナーフィンにあっては、以下の問題を有している。
【０００４】
すなわち、縦壁および横壁は、これら間に設けたスリットを挟んで熱交換媒体の流れ方向に沿って段差なく伸びるように矩形状に折り曲げ形成されている。この構成によって、従来のインナーフィンでは、オフセットインナーフィンに比べて熱交換媒体の流れによって生じる圧力損失が低減されるものの、スリットを通しての通路間での分流は小さかった。この理由としては、縦壁および横壁が全体として熱交換媒体の流れ方向に沿って段差なく続いており、熱交換媒体が縦壁を挟んだ表裏の通路内を介して平行に等速で流れているためである。このように、スリットを介した隣り合う通路への分流が小さい結果、熱交換効率向上させる効果は、依然として小さかった。
【０００５】
また、突条は平板の幅方向に連続して形成されているので、熱交換媒体の通路を１枚の平板よりも長くしたい場合には、上記同様に突条が形成された板材を幅方向に複数並べて１枚のインナーフィンを形成しなければならず、製造コストの上昇を来たしていた。
【０００６】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、コンデンサ等の熱交換器において熱交換媒体の圧力損失を低減すると共に、熱交換効率向上させる効果の大きい熱交換器用切欠窓付きインナーフィンを安価に提供することにある。
【０００７】
本発明に係る熱交換器用切欠窓付きインナーフィンは、切欠窓を有する壁部により板材の表側と裏側とにそれぞれ形成され、かつ板材の長手方向に沿って伸びる複数条の突条と、互いに隣り合う突条間に設けられ、壁部により互いに隔成された、熱交換媒体の通路となる表側と裏側の溝部と、隣接する溝部間を連通するように壁部に設けた切欠窓における熱交換媒体の入口の底部に溝部の底部から突出して前記熱交換媒体の分流攪拌を促進する堰部と、を有する。
【０００８】
好ましくは、堰部を板材の表裏側面の両方に設けた各溝部の底部に形成するようにする。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成のインナーフィンでは、突条を板材の長手方向に連続して形成しているので、熱交換媒体の通路となる溝部が直線状に形成され、この通路内における熱交換媒体の流通抵抗を小さくできるとともに、このようなインナーフィンを１枚の板材で安価に形成できる。また、壁部に形成した切欠窓とこの切欠窓の底部に溝部の底部から突出した堰部とを設けたことによって、溝部の底部に沿って流れる熱交換媒体が堰部に当たって攪拌され、隣り合う溝部間の分流が大きくなる。その結果、境界層の形成が妨げられて熱交換媒体とインナーフィン、チューブとの間における熱交換効率を向上させることが可能となる。
【００１０】
堰部を板材の表裏側面の両方に設けた各溝部の底部に形成するようにした場合、板材の表裏側面の両方に設けた溝部の底部に形成された堰部により表裏両側から熱交換媒体が攪拌されるので、熱交換媒体の攪拌作用がその分さらに大きくなり、境界層の形成を抑止して熱交換効率を向上させる効果が大きくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
[実施例１]
まず、本発明の第１の実施の形態に係るインナーフィンの構成を説明する。
【００１２】
図１において、板材1は、所定幅を有しインナーフィンとなるよう形成されるものであり、表側と裏側とに向かって交互に突出する複数の突条２，３と、隣り合う表側の突条２、２間に形成した表側の溝部４と、隣り合う裏側の突条３、３間に形成した裏側の溝部５とを有している。
【００１３】
突条２、３は、板材１の表面側と裏面側とに板材１の長手方向に沿ってそれぞれは位置する。すなわち、表側の各突条２は、隣り合う側壁７とこれらの側壁７を表側で接続する表側の底部８とを有する壁部６から形成し、また裏側の各突条３は、隣り合う側壁７とこれらの側壁７を裏側で接続する裏側の底部９とを有する壁部６から形成する。したがって、表側と裏側の溝部４、５は、各々熱交換媒体の通路として作用するが、これらの壁部６によって互いに隔成するようにしている。
【００１４】
側壁７は、板材１の長手方向に沿って段差なしに形成し、その長手方向の一部に切欠窓１０、１１を設けてある。これらの切欠窓１０、１１を通じて、隣り合う表側と裏側との溝部４、５間を連通するようにしている。これらの切欠窓１０、１１は上下一方の底部８、９を切欠き、かつ他方の底部９、８に向かって側壁７を削ぎ落とすことにより、形成する。この成形については、より詳細に後述する。
【００１５】
この結果、切欠窓１０、１１の部分を拡大した図２に示すごとく、削ぎ落とされた側壁７の材料部分は、移動して他方の底部９、８上にそれぞれ累積し、側壁７に形成された切欠窓１０、１１の入口底部に溝部４、５の底部８、９から板材１の幅方向に突出する堰部１２、１３が形成されることとなる。
【００１６】
図３は図１、２に示した切欠窓１０、１１をロール成形によって形成する状態を示したものである。板材１は、この前工程で突条２、３をロール成形にて形成した後、切欠窓形成工程においてそのまま連続して上下ロール１４、１５間の位置に送り込む。
【００１７】
この上下のロール１４、１５は、複数の大径プレート１６、１７と複数の小径プレート１８、１９とを、突条２、３が形成された板材1の幅方向に交互に複数枚ずつ重ね合わせて構成し、小径プレート１８、１９には、これら外周面の周方向一部には上下の切刃２０、２１を大径プレート１６、１７の高さ位置まで突出して形成している。
【００１８】
この図３の例では、上下の切刃２０、２１が板材1の長手方向の同じ位置に設けられているので、上下から切欠窓１０、１１を形成する際の幅方向の加工動力が相殺されて安定したロール成形が行える。
【００１９】
以上説明したように、切欠窓１０、１１を形成した板材1は、次工程の走行切断機によって所定の長さに切断し、インナーフィンを形成する。
【００２０】
図４は、図３のロール成形によって形成された切欠窓１０、１１の配置パターンの一例を示すもので、同図中、円で示した一群ＧＡが裏側から、またその隣の一群ＧＢが表側からそれぞれ加工したものである。
【００２１】
このような切欠窓１０、１１の配置パターンや長手方向のピッチは、任意に設定することができる。このため、設計の自由度が増し、工程設定も容易となる。
【００２２】
上記で説明した方法で形成したインナーフィンは、図外のチューブ内に装填し、溝部４、５が熱交換媒体の通路として作用するようにしている。
【００２３】
次に、上記で述べた熱交換器用切欠窓付きインナーフィンの作用およびその効果を説明する。
【００２４】
熱交換器のチューブ内に装填されたインナーフィンの溝部４、５内には、熱交換媒体を流通させ、インナーフィンの壁部6との間で熱交換を行う。この場合、壁部６が長手方向に沿って段差なく形成されているので、溝部４、５も直線状に形成されることとなり、その結果、熱交換媒体の流通抵抗は小さくなって通路内を熱交換媒体が流れることに起因した圧力低下は減少する。
【００２５】
また、溝部４、５の底部８、９には堰部１２、１３を形成していて、これらを切欠窓１０、１１の入口底部にて突出させている。したがって、底部８、９に沿って流れてきた熱交換媒体は、堰部１２、１３に衝突して堰部１２、１３により巻き上げられるので、切欠窓１０、１１を介しての溝部４、５間での分流を促進することになる。この結果、これら底部８、９および側壁７を含む全ての壁部６において境界層が形成されるのを効果的に抑制して、熱交換効率を飛躍的に向上することができる。
【００２６】
以上、本発明の熱交換器用切欠窓付きインナーフィンを実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成については、この実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００２７】
例えば、堰部１２、１３は表がと裏側との一方の溝部にのみに形成してもよく、この場合でも熱交換媒体の分流を促進する作用を奏することはいうまでもない。
【００２８】
また、本発明の切欠窓付きインナーフィンを、突条に直交する方向に熱交換媒体を流通させようなオイルクーラ等に使用することも可能である。この場合、堰部による攪拌の効果を高めることができる。
【００２９】
また、切欠窓形成工程は、所定の長さに板材を切断する切断工程の後でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の熱交換器用切欠窓付きインナーフィンは、自動車等のコンデンサのような熱交換器に用いられ、これらの熱交換器の熱交換媒体通路を構成するチューブ内に装填されるインナーフィンに利用するのに最適である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態の切欠窓付きインナーフィンを形成した板材の斜視図である。
【図２】図1の板材の堰部と切欠窓とを形成した板材の一部を示す拡大断面図である。
【図３】図1に示したインナフィンとなる波状の板が切欠窓と堰部とを有するようにロール成形する状態を示す図である。
【図４】図１のインナーフィンの切欠窓の配置パターンの一例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１            板材
２、３        突条
４、５        溝部
６            壁部
１０、１１    切欠窓
１２、１３    堰部
【図１】
2006521530.tif 000003
【図２】
2006521530.tif 000004
【図３】
2006521530.tif 000005
【図４】
2006521530.tif 000006
【国際調査報告】
2006521530.tif 000007
2006521530.tif 000008
2006521530.tif 000009