(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉空間内を循環する高温内気である第１流体と低温室外空気である第２流体とを隣接して流し、前記第１流体と前記第２流体とを隔てる隔壁を介して、前記第１流体と前記第２流体との熱交換を行う熱交換器において、
前記第１流体を上方から下方へと流す第１流体通路が内部に形成される第１流体側箱体と、
前記第２流体を下方から上方へと流す第２流体通路が内部に形成される第２流体側箱体と、
前記第１流体通路と前記第２流体通路に、奥行き方向に対して同方向に傾斜して配置され、波状に多数曲折されたフィンとを有し、
前記フィンは傾斜面を有し、前記傾斜面に流体を貫通して流す通風穴が設けられたルーバフィンであり、
前記第２流体側箱体の下面に、前記第２流体通路へと前記第２流体を流入させる第２流体入口が形成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
密閉空間内を循環する高温内気である第１流体と低温室外空気である第２流体とを隣接して流し、前記第１流体と前記第２流体とを隔てる隔壁を介して、前記第１流体と前記第２流体との熱交換を行う熱交換器において、
前記第１流体を上方から下方へと流す第１流体通路が内部に形成される第１流体側箱体と、
前記第２流体を下方から上方へと流す第２流体通路が内部に形成される第２流体側箱体と、
前記第１流体通路と前記第２流体通路に、奥行き方向に対して同方向に傾斜して配置され、波状に多数曲折されたフィンとを有し、
前記各流体通路において前記フィンは複数に分割して配置されるとともに、分割配置された各フィンはそれぞれ異なった傾斜角度で配置され、
分割されたフィンのうち、
流体通路入口に近い入口側のフィンは、前記フィンの空気流れ下流側部位の上端が、前記フィンの空気流れ下流側部位と対向する箱体内壁から離れるように配されており、
前記第２流体側箱体の下面に、前記第２流体通路へと前記第２流体を流入させる第２流体入口が形成されていることを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温気体流である第１流体と、低温気体流である第２流体との熱交換を行う熱交換器に関する。
【０００２】
【発明の背景】
本発明者らは、高温の第１流体と、低温の第２流体とを熱交換する熱交換器として、図２の概略図に示す熱交換器を考案した（公知の技術ではない）。この熱交換器は、第１流体通路Ａおよび第２流体通路Ｂの内部に、多数曲折されたフィン２を傾斜配置したもので、従来の熱交換器（図７−ａに示す高温空気流と低温空気流とが直交して流れて熱交換を行う直交流式熱交換器や、図７−ｂに示す高温空気流と低温空気流とが対向して流れて熱交換を行う対向流式熱交換器など）に比較して、低圧損、且つ高い熱交換効率を実現したものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、本発明者らの考案した熱交換器のフィン２として、単に薄い板材をコルゲート状に曲げただけのものは（スリット等が無いもの）、図１（ａ）に示すように流体の流れが急激に曲がるため、圧力損失が大きい不具合がある（従来のものより低圧損ではある）。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、上記の事情に基づいて成されたもので、第１流体通路および第２流体通路の内部に、波状に多数曲折されたフィンを傾斜配置した熱交換器のさらなる低圧損化、および高効率化を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１の手段〕
第１流体通路および第２流体通路の内部に傾斜配置されるフィンに、通風穴と傾斜面とを有するルーバーフィンを用いたことにより、流体通路内の流れの曲がりが穏やかになり、結果的に流体の圧損を抑えることができる。
【０００８】
〔請求項２の手段〕
第１流体通路および第２流体通路の内部に傾斜配置されるフィンは、１つの流体通路内で複数に分割して配置されるとともに、分割配置された各フィンは、１つの流体通路内においてそれぞれ異なった傾斜角度で配置される。さらに、分割されたフィンのうち、流体通路入口に近い入口側のフィンは、フィン出口に対向する流体通路内壁と、フィン出口とが広がるように傾斜配置される。
フィン出口と流体通路内壁とを広げて、そのフィン出口を広くすることで、流体通路入口側の流量が増え、結果的にフィンを通過する流体の流速分布を均一化でき、熱交換器の熱効率を高めることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、複数の実施例および変形例を用いて説明する。
（第１実施例の構成）
図１〜図４は第１実施例の熱交換器を示すもので、図１は流体の流れを示す説明図、図２は第１流体が流れる第１流体通路と第２流体が流れる第２流体通路の概略図、図３はフィンの要部斜視図、図４は第１流体と第２流体の流れ方向を示す説明図である。
【００１０】
熱交換器は、アルミニウムや黄銅など熱伝導性に優れた金属材によって形成されるもので、第１流体（高温気体流、例えば密閉空間内を循環する高温空気）が流れる第１流体通路Ａ（図２のａ参照）と、第２流体（低温気体流、例えば室外空気）が流れる第２流体通路Ｂ（図２のｂ参照）とが、長方形状の隔壁１を介して交互に多数配置されたものである。
具体的に、各第１流体通路Ａおよび各第２流体通路Ｂは、図２の（ａ）、（ｂ）に示すように、上下方向に長い立方形状の箱体状に設けられるものである。
【００１１】
この実施例に示す第１流体通路Ａは、上面後方に第１流体入口Ａｉが設けられるとともに、下面前方に第１流体出口Ａｏが設けられている。
同様に、この実施例に示す第２流体通路Ｂは、下面前方に第２流体入口Ｂｉが設けられるとともに、上面後方に第２流体出口Ｂｏが設けられている。
【００１２】
フィン２は、第１、第２流体通路Ａ、Ｂの奥行き方向に対して傾斜して配置される。具体的には、フィン２は、フィン長（流体が通過する幅）が、第１、第２流体通路Ａ、Ｂより狭い薄板で、長方形状を呈する第１、第２流体通路Ａ、Ｂの略対角線方向に配置されるもので、図２に示すように、第１、第２流体通路Ａ、Ｂの長手方向（上下方向）に対して同一方向に前傾した状態で配置される。
【００１３】
フィン２は、図３に示すルーバフィンであって、流体を貫通して流す通風穴３が多数設けられており、第１、第２流体通路Ａ、Ｂ内を流れる第１、第２流体がフィン２を横切ることが可能に設けられている。
【００１４】
（第１実施例の作動）
第１流体通路Ａに第１流体が流れ、第２流体通路Ｂに第２流体が流れると、図４の（ａ）、（ｂ）に示すように、第１流体と第２流体は、フィン２の通過時において、互いに対向する対向流となり、フィン２および隔壁１を介して熱交換を行う。
この時の各第１流体通路Ａ内における第１流体の流れを図１（ｂ）に示す。各第１流体通路Ａ内に配置されたフィン２には、多数の通風穴３が設けられているため、フィン２を横切る流体が発生する。このため、各第１流体通路Ａ内における第１流体の曲がりが穏やかになる。
同様に、各第２流体通路Ｂ内も、フィン２に設けられた多数の通風穴３によって第２流体の曲がりが穏やかになる。
【００１５】
（第１実施例の効果）
本実施例の熱交換器は、上記の作動で示したように、フィン２に多数の通風穴３が設けられて各第１、第２流体通路Ａ、Ｂ内における流体の曲がりが穏やかになるため、第１、第２流体通路Ａ、Ｂ内を流れる第１、第２流体の圧損が小さくなり、結果的に流速が増して熱交換効率が上昇するとともに、図示しないファンの負荷が軽減される。
【００１９】
（第２実施例）
図５は流体通路内における流体の流れを示す説明図である。
この実施例は、フィン２を分割するとともに、分割フィン２Ａ、２Ｂをそれぞれ異なった傾斜角度で配置して、フィン２を通過する流速分布を均一化するものである。
【００２１】
この実施例では、分割された流体通路入口ｉｎ側の分割フィン２Ａの傾斜角度を小さくし、そのフィン出口と流体通路内壁とを広げてフィン出口を広くしたものである。これによって、分割フィン２Ａ側の流量が増え、結果的にフィン２を通過する流体の流速分布を均一化でき、熱交換器の熱効率を高めることができる。
【００２２】
（変形例）
上記の各実施例では、図６（ａ）に示すように、流体通路入口ｉｎを流体通路の上面に設けるとともに、流体通路出口ｏｕｔを流体通路の下面に設ける例を示したが、図６（ｂ）〜（ｄ）に示すように、流体通路入口ｉｎおよび流体通路出口ｏｕｔの位置を変更しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】流体の流れを示す説明図である（第１実施例）。
【図２】第１、第２流体通路を示す概略斜視図である（第１実施例）。
【図３】フィンの要部斜視図である（第１実施例）。
【図４】第１、第２流体の流れ方向を示す説明図である（第１実施例）。
【図５】  流体の流れを示す説明図である（第２実施例）。
【図６】  流体の流れを示す説明図である（変形例）。
【図７】  熱交換器の要部斜視図である。
【符号の説明】
Ａ    第１流体通路
Ｂ    第２流体通路
１    隔壁
２    フィン
３    通風穴
ｉｎ  流体通路入口
ｏｕｔ  流体通路出口
【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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