(57)【要約】【課題】熱伝達効率を向上する熱交換器を提供することを目的とする。【解決手段】並列に配置されて内部に液体が流通する複数の偏平チューブ１と、複数の偏平チューブ１の間に配置される複数の円筒フィン４とを備え、複数の偏平チューブ１の間に気体を円筒フィン４の延在方向に沿うように流通させて偏平チューブ１内の液体と熱交換し得る熱交換器であって、円筒フィン４は、偏平チューブ１の間を流通する気体に対して旋回流を生じさせる螺旋部７を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に配置されて内部に液体が流通する複数の偏平チューブと、複数の偏平チューブの間に配置される複数の円筒フィンとを備え、複数の偏平チューブの間に気体を円筒フィンの延在方向に沿うように流通させて偏平チューブ内の液体と熱交換し得る熱交換器であって、前記円筒フィンは、偏平チューブの間を流通する気体に対して旋回流を生じさせる螺旋部を備えたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
偏平チューブの平面に沿うように円筒フィンを並べて円筒フィンの配列を構成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】
円筒フィンの配列を複数段で積層したことを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
偏平チューブの間で一列の円筒フィンが一方の偏平チューブの平面に接すると共に他列の円筒フィンが他方の偏平チューブの平面に接するように構成したことを特徴とする請求項３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、ラジエータ等の熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両に配置されるラジエータの熱交換器は、図５に示す如く、並列して配置されて内部に冷却液が流通する複数の偏平チューブ１と、複数の偏平チューブ１の間に配置されて両側の偏平チューブ１の平面２に接するコルゲートフィン３とを備えており、エンジンから流下する高温の冷却液を冷却する際には、走行や冷却ファンからの風をコルゲートフィン３を配する空間へ流し、コルゲートフィン３及び偏平チューブ１を介して高温の冷却液を冷却するようにしている。
【０００３】
また、コルゲートフィン３を用いたラジエータの熱交換器の例には、放熱面積を増やすように、コルゲートフィン３にルーバーを設けて約１．４倍程度の熱伝達効率を向上させるものがある。
【０００４】
更に、ラジエータの熱交換器の他例では、並列して配置されて内部に冷却液が流通する複数の偏平チューブと、複数の偏平チューブの間に配置されて両側の偏平チューブの平面２に接するピンフィンや針金フィンとを備え、同様に、高温の冷却液を、走行や冷却ファンからの風により偏平チューブ及びピンフィンや針金フィンを介して冷却するようにしているものがある（例えば、特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特開昭６２−２４２７９４号公報
【特許文献２】特開平７−１５９０７３号公報
【特許文献３】特開２００７−３１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年、車両の排ガス規制の強化によりエンジンへの負荷が増加する傾向にあるため、ラジエータの冷却性を高めるように、熱伝達効率を向上することが強く求められている。また、コルゲートフィン３にルーバーを設けた場合は、圧損が増加して熱伝達効率を好適に向上することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、熱伝達効率を向上する熱交換器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、並列に配置されて内部に液体が流通する複数の偏平チューブと、複数の偏平チューブの間に配置される複数の円筒フィンとを備え、複数の偏平チューブの間に気体を円筒フィンの延在方向に沿うように流通させて偏平チューブ内の液体と熱交換し得る熱交換器であって、前記円筒フィンは、偏平チューブの間を流通する気体に対して旋回流を生じさせる螺旋部を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
而して、このようにすれば、円筒フィンの延在方向に沿って流通する気体に対し、円筒フィンの螺旋部により旋回流を与えるので、気体の流通する距離を伸ばし、コルゲートフィンによる層流の冷却に比べて熱伝達効率を向上することができる。また、ルーバー付きコルゲートフィンに比べて圧損を大幅に低減し、熱伝達効率を向上することができる。
【０００９】
また、本発明において、偏平チューブの平面に沿うように円筒フィンを並べて円筒フィンの配列を構成することが好ましく、このようにすれば、気体に対して旋回流を与えると同時に、放熱面積を適切に増やして熱伝達効率を向上することができる。
【００１０】
また、本発明において、円筒フィンの配列を複数段で積層することが好ましく、このようにすれば、気体に対して適切に旋回流を与えると同時に、放熱面積を好適に増やして熱伝達効率を一層向上することができる。
【００１１】
また、本発明において、偏平チューブの間で一列の円筒フィンが一方の偏平チューブの平面に接すると共に他列の円筒フィンが他方の偏平チューブの平面に接するように構成することが好ましく、このようにすれば、熱伝達を容易にして熱伝達効率を一層向上することができる。
【発明の効果】
【００１２】
上記した本発明の熱交換器によれば、円筒フィンの延在方向に沿うように流通する気体に対し、円筒フィンの螺旋部により旋回流を与えるので、熱伝達効率を向上することができる等の種々の優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１〜図４は本発明を実施する形態の一例を示すもので、ラジエータの熱交換器は、並列して配置されて内部に冷却液（液体）が流通する複数の偏平チューブ１と、複数の偏平チューブ１の間に配置される複数の円筒フィン４とを備えて構成されている。
【００１５】
複数の円筒フィン４は、夫々、同径の円筒体で構成されると共に、偏平チューブ１の平面２に沿うように複数本が互いに接して並べられて一列の配列を構成しており、また、円筒フィン４の配列は、偏平チューブ１の間の幅方向（偏平チューブ１の平面２と直交する方向）の沿って二段で積層し、一列の円筒フィン４が一方の偏平チューブ１の平面２に接すると共に他列の円筒フィン４が他方の偏平チューブ１の平面２に接するように配置されている。
【００１６】
また、円筒フィン４の二段目の配列は、図１、図３に示す如く、一段目の配列に対し、配列方向（円筒フィン４の径方向で且つ偏平チューブ１の平面２の延在方向）に沿って円筒フィン４の半径分の距離をずらして配置し、１個の円筒フィン４に対して一段目側の円筒フィン４が２個接触するようにしている。ここで、円筒フィン４の二段目の配列は、図４に示す如く、一段目の配列に対し、配列方向（円筒フィン４の径方向で且つ偏平チューブ１の平面２の延在方向）で同じ位置に配置し、１個の円筒フィン４に対して一段目側の円筒フィン４が１個接触するようにしても良い。
【００１７】
更に、円筒フィン４の外周面５及び内周面６には、図２に示す如く、円筒フィンの延在方向（軸方向）に沿って所定のリードピッチにより形成された螺旋部７が備えられている。ここで、螺旋部７は、内周面６に凸部を形成して構成することが特に好ましく、また螺旋部７は内周面６のみに備えられても良い。
【００１８】
以下、本発明を実施する形態例の作用を説明する。
【００１９】
ラジエータの熱交換器によりエンジン等から流下する高温の冷却液を冷却する際には、偏平チューブ１に高温の冷却液を流下させると同時に、複数の偏平チューブ１の間に風（気体）を円筒フィン４の延在方向に沿うように流通させる。
【００２０】
次に、風は、円筒フィン４の外方空間と内部空間とを流下して、夫々の空間で円筒フィン４の螺旋部７により旋回流を生じ、風の流れを活性化して円筒フィン４の伝熱面表層における風の境界層を縮小化すると共に風の流通する距離を伸して流下する。
【００２１】
これにより、旋回流の風は、円筒フィン４及び偏平チューブ１を介して冷却液と熱交換し、高温の冷却液を冷却する。
【００２２】
ここで、実際に、螺旋部７を備えた円筒フィン４と、従来のコルゲートフィン３（ルーバー無し）とを熱伝達率で比較した際には、円筒フィン４の螺旋部７による旋回流の冷却の場合に、コルゲートフィン３による層流の冷却に比べて約２０％の熱伝達率向上が得られた。
【００２３】
而して、このようにすれば、円筒フィン４の延在方向に沿って流通する風（気体）に対し、円筒フィン４の螺旋部７により旋回流を与えるので、風（気体）の流通する距離を伸ばし、コルゲートフィンや単純な筒体による層流の冷却に比べて熱伝達効率を向上することができる。また、ルーバー付きコルゲートフィンに比べて圧損を大幅に低減し、熱伝達効率を向上することができる。更に、円筒フィン４の外周面５及び内周面６を熱交換可能な面とするので、放熱面積を大幅に増やして熱伝達効率を一層向上することができる。また、熱伝達効率が向上するので、ラジエータ等の熱交換器を小型化することができる。ここで、内周面６に凸部を形成して螺旋部７を構成した場合には、旋回流を好適に与えることができる。
【００２４】
また、本発明の実施例において、偏平チューブ１の平面２に沿うように円筒フィン４を並べて円筒フィン４の配列を構成すると、風（気体）に対して旋回流を与えると同時に、放熱面積を適切に増やして熱伝達効率を向上することができる。
【００２５】
また、本発明の実施例において、円筒フィン４の配列を複数段で積層すると、風（気体）に対して適切に旋回流を与えると同時に、放熱面積を好適に増やして熱伝達効率を一層向上することができる。ここで、円筒フィン４の配列は、偏平チューブ１の間の幅方向へ二段で配置することが最も好ましく、これよりも段数が多くなると円筒フィン４の半径が小さくなって圧力損失が増し、円筒フィン４が一段の場合には、二段の場合に比べて熱伝熱効率が低下する。
【００２６】
また、本発明の実施例において、偏平チューブ１の間で一列の円筒フィン４が一方の偏平チューブ１の平面２に接すると共に他列の円筒フィン４が他方の偏平チューブ１の平面２に接するように構成すると、熱伝達を容易にして熱伝達効率を一層向上することができる。
【００２７】
尚、本発明の熱交換器は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、気体が高温の液体を冷却するのみならず、気体が低温の液体を昇温しても良いこと、熱交換器はラジエータに限定されるものでなく、車両以外の他の機器に適用されるものでも良いこと、旋回流を生じて熱伝達効率を向上させるならば円筒フィンは他の配置でも良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す斜視図である。
【図２】円筒フィンの螺旋部を示す拡大図である。
【図３】円筒フィンの配列を二段で積層すると共に円筒フィンの一列を他列に対してずらして配置した構成を示す正面図である。
【図４】円筒フィンの配列を二段で積層すると共に円筒フィンの一列を他列と同じ状態で配置した構成を示す正面図である。
【図５】従来の熱交換器の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  偏平チューブ
２  平面
４  円筒フィン
７  螺旋部
【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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