(57)【要約】【課題】運転状況、すなわち低速時、高速時に係らず、圧力損失を低減させて放熱効果の確保を図った、熱交換器を提供する。【解決手段】外枠部材で囲った一面に、チューブ２を張り巡らせ、これらチューブ２間に熱放散性を向上させるためのフィン３を蛇行状に配設し、チューブ２間のフィン３幅方向に沿って、複数のルーバ４を切り起し形成した熱交換器１において、フィン３における幅方向に流れる空気流の前方側と後方側に形成するルーバ４のうち、適所に、他の部位に形成するルーバ４に比較して、幅の狭いルーバ４を形成する構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面に張り巡らせたチューブ（２）間に熱放散性を向上させるためのフィン（３）を蛇行状に配設し、このフィン（３）幅方向に沿って、複数のルーバ（４）を切り起し形成した熱交換器（１）において、
フィン（３）におけるルーバ（４）のうち、適所に、他の部位に形成するルーバ（４）に比較して、幅の狭いルーバ（４）を形成する構成としたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記フィン（３）のうち、互いに隣接するフィン（３）において、一方のフィン（３）幅方向の後方側に形成するルーバ（４）を、他の部位に形成するルーバ（４）に比較して、幅の狭いルーバ（４）とする構成としたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記フィン（３）のうち、フィン（３）幅方向の後方側に形成するルーバ（４）を、一部、他の部位に形成するルーバ（４）に比較して、幅の狭いルーバ（４）とする構成としたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記フィン（３）のうち、互いに隣接するフィン（３）において、一方のフィン（３）に形成するルーバ（４）を、他方のフィン（３）に形成するルーバ（４）に比較して、幅の狭いルーバ（４）とする構成としたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記フィン（３）のうち、後方側に形成するルーバ（４）を、前方側に形成するルーバ（４）に比較して、幅の狭いルーバ（４）を形成する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転状況、すなわち低速時、高速時に係らず、圧力損失を低減させて放熱効果の確保を図った、熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱交換器として、ラジエータのコア部には、外枠部材で囲った一面に、エンジンで高温化した冷却水を通流させるチューブを張り巡らせ、チューブ外周に熱放散性を向上させるためのフィンを蛇行状に配設するという、いわゆるコルゲートフィンタイプといわれるものがある。
これらフィン表面には空気流通方向に所定幅の多数のルーバを切り起こし形成し、ルーバ間に空気流を通過させることで、放熱効果を確保するようにしている。
【０００３】
しかしながら、この放熱効果は、空気流の流入側から流出側に向かって減衰してしまう。
例えば厚幅ラジエータでは、空気流方向の後方空気温度上昇が大きく、空気−フィンの温度差が低減するため、後方ルーバは放熱効果に寄与しなくなる。
一方、薄幅ラジエータでは、ルーバを細密化することにより、放熱効果を高めることはできるが、上述の厚幅ラジエータでは、放熱量の上昇は小さいのに、空気の通過に当たって圧力損失が増大するため、実車性能Ｑｖの向上は困難である。
【０００４】
以上のようなラジエータの放熱効果を高めるために、これまで、特許文献１に示すように、後方のルーバにおける圧力損失の低減化するべく、後方ルーバのピッチ（幅寸法）を粗く（大きく）、あるいは角度を寝かせる（切起し角度を小さくする）などの対策を施して、実車性能Ｑｖの向上を図っている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−８３６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この方式による製品のベンチマーク結果は、低速条件においては、当初の目標である、実車性能Ｑｖの向上を見ることができたが、高速条件においては、放熱量が低減し、実車性能Ｑｖの低下が見られた。
本発明は、上記課題を改善するために提案されたものであって、運転状況、すなわち低速時、高速時に係らず、圧力損失を低減させて放熱効果の確保を図った、熱交換器を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を改善するために、請求項１に記載の発明は、一面に張り巡らせたチューブ（２）間に熱放散性を向上させるためのフィン（３）を蛇行状に配設し、このフィン（３）幅方向に沿って、複数のルーバ（４）を切り起し形成した熱交換器（１）において、
フィン（３）におけるルーバ（４）のうち、適所に、他の部位に形成するルーバ（４）に比較して、幅の狭いルーバ（４）を形成する構成としたことを特徴とする。
ルーバ（４）の幅寸法を、所定の値より幅狭の寸法にすることにより、高速時ではルーバ（４）間を空気が流れるようになり、放熱量、圧力損失共に増大するが、低速時では、ルーバ（４）間を空気が流れずに、放熱性能、圧力損失共に低下する。
このような特性を利用することで、低速、高速共に、放熱効果を確保し、実車性能が向上する。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、フィン（３）のうち、互いに隣接するフィン（３）において、一方のフィン（３）幅方向の後方側に形成するルーバ（４）を、他の部位に形成するルーバ（４）に比較して、幅の狭いルーバ（４）とする構成としたことを特徴とする。
これにより、低速時には、一方のフィン（３）の後方側の幅の狭いルーバ（４）間は、空気は通過せず、圧力損失は低減化する。
一方、高速時には、そのような幅の狭いルーバ（４）間も空気が流れることにより、放熱効果を確保することができる。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、フィン（３）のうち、フィン（３）幅方向の後方側に形成するルーバ（４）を、一部、他の部位に形成するルーバ（４）に比較して、幅の狭いルーバ（４）とする構成としたことを特徴とする。
これにより、低速時には、フィン（３）の後方側のうち、幅の狭いルーバ（４）間は、空気は通過せず、圧力損失は低減化する。
一方、高速時には、そのような幅の狭いルーバ（４）間も空気が流れることにより、放熱効果を確保することができる。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、フィン（３）のうち、互いに隣接するフィン（３）において、一方のフィン（３）に形成するルーバ（４）を、他方のフィン（３）に形成するルーバ（４）に比較して、幅の狭いルーバ（４）とする構成としたことを特徴とする。
これにより、低速時には、幅の狭いルーバ（４）を形成したフィン（３）は、空気は通過せず、圧力損失は低減化する。
一方、高速時には、そのような幅の狭いルーバ（４）を形成したフィン（３）全体に亘って空気が流れることにより、放熱効果を確保することができる。
【００１１】
さらに、請求項５に記載の発明は、フィン（３）のうち、後方側に形成するルーバ（４）を、前方側に形成するルーバ（４）に比較して、幅の狭いルーバ（４）を形成する構成としたことを特徴とする。
これにより、低速時には、幅の狭いルーバ（４）を形成したフィン（３）この後方側は、空気は通過せず、圧力損失は低減化する。
一方、高速時には、そのような幅の狭いルーバ（４）を形成した後方部側も空気が流れることにより、放熱効果を確保することができる。
【００１２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に本発明にかかる熱交換器１の要部を模式的に示す。この熱交換器１は、車両に搭載されるラジエータであって、全体構成は、外枠部材で囲った一面に、複数のチューブ２（図示省略）を張り巡らせ、これらチューブ２間に熱放散性を向上させるためのフィン３を蛇行状に配設している。図１では、その一部のみを拡大的に示している。
この場合、熱交換器１（以下、ラジエータ１）には、車両からの被冷却流体を流すチューブ２間に、蛇行状に配設したフィン３を備え、フィン３幅方向に沿って、複数のルーバ４を切り起し形成している。
このような構成により、車両の走行によって、導入される空気が矢印に示すように、チューブ２間におけるフィン３幅方向に沿って流れることで、フィン３幅方向に沿って形成されたルーバ４間を通過させ、熱放散性を高めるようにしている。
【００１４】
そこで、フィン３幅方向に沿って形成されたルーバ４について、さらに詳細に説明する。
ルーバ４は、フィン３の幅方向に沿って複数、所定幅（ルーバーピッチＬｐと称す。）、適宜角度、切り起こして形成されている。例えば、空気が流入するフィン３の幅方向前方側は、空気を向かい入れやすくするために、適宜な仰角をもって切り起こされている。そして、フィン３の幅方向中間を境に、フィン３の幅方向後方側は、前方側に向かって、俯角をなすように切り起こされている。
なお、空気がルーバ４間を効果的に流れることが、熱拡散を効果的になす上で重要な要素となるため、それは、ルーバ４の切り起し角度が一定であるならば、流入する空気の速度、およびルーバーピッチＬｐに依存することがわかっている。
すなわち、ここでは、ルーバ４の幅寸法を、所定の値より幅狭の寸法にすることにより、高速ではルーバ４間を空気が流れるようになり、放熱量、圧力損失共に増大するが、低速では、ルーバ４間を空気が流れずに、放熱性能、圧力損失共に低下する。
このような特性を利用することで、低速、高速共に、放熱効果を確保し、実車性能を向上させるようにしている。
【００１５】
従って本発明では、ルーバ４は、以下のように切り起し形成される。なお、ここでは、流入する空気の速度条件を与えた場合を想定している。この場合の空気の速度条件としては、例えば低速条件で４ｍ／ｓ，４０Ｌ／ｍｉｎ、高速条件で８ｍ／ｓ，１００Ｌ／ｍｉｎが与えられた場合を想定している。
【００１６】
（第１実施形態）
例えば、図２では、フィン３のうち、互いに隣接するフィン３において、一方のフィン３の後方側に形成するルーバ４を、他の部位に形成するルーバ４ｗに比較して、幅の狭いルーバ４ｎとする構成としている。
この場合、フィン３幅方向前方側、すなわち、図中、左半分のルーバ４ｗには、例えばルーバピッチＬｐ＝０．７のものを用いており、隣り合うフィン３のうち、一方のフィン３の後方側のルーバ４ｎには、例えばルーバピッチＬｐ＝０．５のものを用いている。
【００１７】
このような構成のラジエータ１では、図示するように、低速時（例えば４ｍ／ｓ，４０Ｌ／ｍｉｎ）には、フィン３の前方側のルーバ４ｗ（Ｌｐ＝０．７）群間は通過し、フィン３の後方側は、幅の狭いルーバ４ｎ（Ｌｐ＝０．５）間は、空気は通過しない。従って、点線で示すように空気は流れ、圧力損失は低減化する。
【００１８】
一方、高速時（例えば８ｍ／ｓ，１００Ｌ／ｍｉｎ）には、幅の広いほうのルーバ４ｗ（Ｌｐ＝０．７）群間は勿論、幅の狭いルーバ４ｎ（Ｌｐ＝０．５）間も空気が流れることにより、実線で示すようなルートで空気が流通し、放熱効果を確保することができる。
【００１９】
（第２実施形態）
また、本発明のラジエータ１では、フィン３におけるルーバ４の配置構成は、図３のようにすることができる。
この場合のルーバ４の配置構成では、フィン３のうち、フィン３の後方側に形成するルーバ４を、一部、他の部位に形成するルーバ４ｗ（例えばＬｐ＝０．７）に比較して、幅の狭いルーバ４ｎ（例えばＬｐ＝０．５）としている。
【００２０】
このような構成とすれば、図示するように、低速時には、フィン３の前方側のルーバ４ｗ（Ｌｐ＝０．７）群間は通過し、フィン３の後方側は、幅の狭いルーバ４ｎ（Ｌｐ＝０．５）間を避けて、幅の広いルーバ４ｗ（Ｌｐ＝０．７）群間を通過する。従って、点線で図示するように空気は流れ、圧力損失は低減化する。
【００２１】
一方、高速時には、幅の広いほうのルーバ４ｗ（Ｌｐ＝０．７）群間は勿論、フィン３の後方側は、幅の狭いルーバ４ｎ（Ｌｐ＝０．５）間も空気が流れることにより、実線で図示するようなルートで空気が流通し、放熱効果を確保することができる。
【００２２】
（第３実施形態）
また、本発明のラジエータ１では、フィン３におけるルーバ４の配置構成は、図４のようにすることができる。
この場合のルーバ４の配置構成では、互いに隣接するフィン３において、一方のフィン３に形成するルーバ４を、他方のフィン３に形成するルーバ４ｗ（例えばＬｐ＝０．７）に比較して、幅の狭いルーバ４ｎ（例えばＬｐ＝０．５）とする構成とすることができる。
【００２３】
このような構成とすれば、図示するように、低速時には、幅の広いルーバ４ｗ（Ｌｐ＝０．７）を形成したフィン３の前方側、後方側のルーバ４群間を通過し、幅の狭いルーバ４ｎ（Ｌｐ＝０．５）を形成した、フィン３側は通過せず、点線で図示するように空気は流れ、圧力損失は低減化する。
【００２４】
一方、高速時には、幅の広いほうのルーバ４ｗ（Ｌｐ＝０．７）群間は勿論、幅の狭いルーバ４ｎ（Ｌｐ＝０．５）を形成したフィン３側も空気が流れることにより、実線で図示するようなルートで空気が流通し、放熱効果を確保することができる。
【００２５】
（第４実施形態）
さらに、本発明のラジエータ１では、フィン３におけるルーバ４の配置構成は、図５のようにすることができる。
この場合、フィン３には、後方側に形成するルーバ４を、前方側に形成するルーバ４ｗ（Ｌｐ＝０．７）に比較して、幅の狭いルーバ４ｎ（Ｌｐ＝０．５）を形成する構成としている。
【００２６】
このような構成とすることにより、低速時には、幅の狭いルーバ４ｎを形成したフィン３の後方側は、点線で示すように空気は通過せず、圧力損失は低減化する。
一方、高速時には、そのような幅の狭いルーバ４ｎを形成した後方部側も空気が流れることにより、実線で図示するようなルートで空気が流通し、放熱効果を確保することができる。
【００２７】
以上のように本発明では、ルーバ４の幅寸法を、所定の値より幅狭の寸法にすることにより、高速ではルーバ４間を空気が流れるようにし、低速では、ルーバ４間を空気が流れないようにして、圧力損失等の兼ね合いから、低速、高速共に、放熱効果を確保し、実車性能を向上させることができる。
ここで、上述した第１〜第４実施形態による放熱量Ｑｗ，圧力損失Ｄｐａ，実車性能Ｑｖの効果を比較すると、図６に示すように、概ね、低速時、高速時共に、放熱効果を確保し、実車性能を向上させることができ、特に第１、第２実施形態が好ましい効果を発揮するといえる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明にかかる熱交換器の要部の、模式的斜視図である。
【図２】図１に示す熱交換器の第１実施形態におけるフィンの、Ａ−Ａ線に沿って切断した、切断断面図である。
【図３】図１に示す熱交換器の第２実施形態におけるフィンの、Ａ−Ａ線に沿って切断した、切断断面図である。
【図４】図１に示す熱交換器の第３実施形態におけるフィンの、Ａ−Ａ線に沿って切断した、切断断面図である。
【図５】図１に示す熱交換器の第４実施形態におけるフィンの、Ａ−Ａ線に沿って切断した、切断断面図である。
【図６】本発明にかかる熱交換器の第１〜第４実施形態による放熱量，圧力損失，実車性能の指標を示した、表である。
【符号の説明】
【００２９】
１    熱交換器
２    チューブ
３    フィン
４    ルーバ
【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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