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JPS59107190A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

Info

Publication number
JPS59107190A
JPS59107190A JP21750482A JP21750482A JPS59107190A JP S59107190 A JPS59107190 A JP S59107190A JP 21750482 A JP21750482 A JP 21750482A JP 21750482 A JP21750482 A JP 21750482A JP S59107190 A JPS59107190 A JP S59107190A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core
louver
fin
pitch
range
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP21750482A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Yamaguchi
山口 孝二
Mitsuo Okano
岡野 光雄
Yukio Abe
幸夫 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NIPPON RADIATOR CO Ltd
Marelli Corp
Original Assignee
NIPPON RADIATOR CO Ltd
Nihon Radiator Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NIPPON RADIATOR CO Ltd, Nihon Radiator Co Ltd filed Critical NIPPON RADIATOR CO Ltd
Priority to JP21750482A priority Critical patent/JPS59107190A/ja
Publication of JPS59107190A publication Critical patent/JPS59107190A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/126Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
    • F28F1/128Fins with openings, e.g. louvered fins

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、自動車用ラジェータ及び自動車用暖房装置
のヒータコア等として使用される熱交換器に関し、特に
コアを構成するコルゲートフィンの改良に関するもので
ある。
熱交換器、例えば自動車用ラジェータにおいて、機関冷
却液と冷却空気との間の熱交換を行うコルゲートフーイ
ン形コアは、冷却空気流と平行な方向に2列ないし3列
に配置した冷却液°流通用の扁平チューブと、空気流れ
方向と平行する扁平チューブ間に介在され、かつチュー
ブ配列の全長に亘る長さの幅を有するコルゲートフィン
と、扁平チューブの両端をそれぞれ水密に圧入した入口
及び出口側の座板とから構成され、そして各座板には冷
却液の入口及び出口タンクがそれぞれ取り付けられた構
造になっている。
この種方式の従来のラジェータに用いられているコルゲ
ートフィンの幅及びピッチは、放熱性能、空気抵抗など
の点から比較的大きくとって、l、ラジェータの薄形、
軽量化の面で問題がある−ところで近年では、自動車の
小型軽量化及び排気ガス対策のだめの機器などを設ける
関係上、二/ジンルーム内の空間スペースが小さくなシ
、これに伴いラジェータの設置場所も空間的に制限され
、ラジェータの薄形軽量化が望まれている。
この発明は上記要求を満足すべくなされたもので、放熱
性能を向上させ、かつコアの薄形化、軽量化及び低コス
ト化を可能にしたコルゲートフィン付き熱交換器を提供
することを目的とする。
以下、この発明の一実施例を図面について説明する。
第1図及び第2図はこの発明にかかるコルゲートフィン
構造方式を熱交換器、さらに詳しくは自動車用ラジェー
タに適用した場合のものである。
同図において、1はラジェータを構成するコルゲートフ
ィン形コアであシ、該コア1は、冷却空気の流れ方向X
と平行に配列した金属製の扁平チューブ1αと、この扁
平チューブ1a、la間に接触状態に介在された金属製
のコルゲートフイ71bと、上記扁平チューブ1cLの
上下端をそれぞれ水密に圧入固定した入口及び出口側座
板IC11dとから構成され、そして上記入口側座板I
Cには、図示しないエンジンのウォータジャケットから
の冷却液を導入する入口タンク2が取り付けられている
とともに、上記出口側座板1dにはコア1の扁平チュー
ブ1cLを通過した冷却液を集合しエンジンのウォータ
ジャケットに供給する出口タンク3が取シ伺けられてい
る。
また、上記コルゲートフィン1b−は、厚さ0.05〜
006陥の黄銅又はアルミニウム板利をサインカーブの
波形状に折曲げ成形したものからなり、そのフィンピッ
チPfは1.7 TM1程度になっているとともに、フ
ィン1bの波形頂部とこれに接触する扁平チー−プ14
とはロー付けによシ一体化されている。また、フィン1
bの平、板部分には、第3図に示す如く冷却空気の流れ
方向Xと直角に多数のルーバ4が切シ起しによシ一体に
形成され、このときのルーバピッチLWは07〜1.3
 trrrhに設定され、その切シ起しによるルーバ角
度θは325°〜40°に設定されている。まだコア1
の幅Cば10〜20mmであり、チューブピッチPTは
85〜14mmの範囲に設定されるものである。
次に上述する如き値に設定したコルゲートフィンをラジ
ェータに適用したとき、ラジェータの放熱性能向上及び
薄形化ができる理由について説明する。
そこで、捷ず第1図に示すコア1の寸法をtl=610
.  t z=360と固定し、コア1の幅、即ちフィ
ン1hの幅Cを種々変化させたときOラジェータの放熱
性能に及ぼす影響を調べて見た。
第4図は縦軸に熱貫流率Kをとシ、横軸にコア1の厚さ
Cをとって、コアlの厚さCを変化させたときの熱貫流
率にの測定結果を表したものである3、ただし、ルーバ
角度θ=28°、ルーバピッチLW=1.0、冷却空気
の流速V a = 10 m / s 。
冷却液流量G w = 120 t / minとする
この第4図において、特性曲線Iはフィンの高さ=5醇
、特性曲線■はフィンの高さ=6−1特性曲線■はフィ
ンの高さ一7祁としたときのもので、コア1の幅Cを漸
次減少させると、熱質流率には増加し、特にコア10幅
Cが20mm付近になると急上昇し、101幅付近では
最高値になることが認められた。このことはフィン1b
のルーバ角度θ、ルーバピッチLw及びフィン高さHl
fを適性値に設定すれば、コア1の幅Cを薄くできるこ
とを意味する。
また、第5図はコアサイズを610X360、フィンピ
ッチP f ”” 1.7胴、ルーバ角度θ=28°、
ルーバピッチL W−1,Orim 、冷却空気の流速
■α= 10 m / s 、冷却液流量G W: 1
201 / min、。
フィン高さHf= 7 wnとしたときのラジェータの
放熱率Hとコア厚さCとの実験結果を表わしたものであ
る。
この第5図の特性曲線■からも明らかなように、コア1
の厚さCを漸次減少させれば、コア1の放熱面積が減少
し、放熱率Hも2次カーブで減少するが、放熱率Hは放
熱面積に比例したものとならない。例えばコア1の厚さ
Cが16脳と13mmをとって比較した場合、16關の
厚さを基準にすると、13+IImのコア1の放熱面積
は16陥の厚さのコア1よI)19%と減少するが、第
4図からも明らかなように熱貫流率Kが大きいため、そ
の上昇分に対応して実質的な放熱率は15%の減少にと
どまることが認められる。
また、第6図はコアサイズを610X360゜フィンピ
ッチP f= 1.7爺、ルーバ角度θ=28°、ルー
バピッチL w= 1.0 mm、、冷却空気の流速V
a== 10 m / s 、冷却液流量GW: 12
01/rn、in。
フィン高さHf= 7 mmとしたときのラジエータコ
アの空気損失△Pαとコア厚さCとの実験結果を表わし
たものである。
この第6図の特性曲線■からも明らかなようにコア1の
厚さCを漸次減少させると、その空気損失△Paば1次
曲線的に減少し、コア1の厚さが薄い程有利となる。例
えばコア1の厚さCが16mmと13咽をとって比較し
た場合、16筋の厚さを基準にすると、13■のコアの
空気損失△Paは16mmのものよ920%減少できる
ことが認められている。
以上ハルーハ角度θ−28°、ルーバピッチLw=10
にしたときの実験結果であるが、フィン高さHfが5〜
7 mmに変化してもコアの厚さを10〜20rtrm
の範囲に設定することが放熱性能、空気損失の点から最
も有利であることが分かる。
」二記のように第4図及び第5図の測定結果からも明ら
かな如くフィンの構造を上述した設定値にしておけば、
熱貫流量及び放熱率も必要十分なものとなるのであるが
、自動車の小型軽量化が進むと、薄形で放熱性能のさら
に高いものが望捷れてくる。
そこで、この発明は一ルーバ角度θを325°〜40°
の範囲に設定すれば、放熱率、即ちコアの放熱性能をよ
逆向上できるのである。以下、その理由を実験結果に基
づいて説明する。
第7図は第1図に示すコア1の寸法11.  t2をそ
れぞれ268咽、  330Mとし、かつフィンピッチ
P f= 1.1 rrrm、フィン高さHf−7m1
冷却空気の流速■α= i 0 m / sとしたとき
の熱貫流率にとルーバ角度θとの実験結果を示すもので
ある。
この第7図において、特性曲線■はルーバピッチLw=
08、特性曲線■はルーバピッチL w =10、特性
曲線■はルーバピッチL w = 1.3に設定したと
きのもので、ルーバ角度θを漸次増力口させると、熱貫
流率には大きくなり、そしてルーバ角度θが30°附近
から上昇率が急に大きくなり、400附近まで急昇カー
ブとなることが認められ辷、また、第8図はコアサイズ
を268X330、フィンピッチP f= 1. i■
、フィン高さHf−7咽、冷却空気の流速V a = 
10 m / sとしたときの放熱率Hとルーバ角度θ
との実験結果を表わしたものである。同図において、特
性曲線■はルーバピッチLw−08、特性曲線Xはルー
バピッチL w−1,0%特性曲線XはルーバピッチL
w=13としたときの特性図であって、これら特性曲線
からも明らかなように、ルーバ角度θを変化させると、
放熱率Hはルーバ角度θが30°附近から40°附近の
範囲において急上昇していることが認められる3゜ さらにまた、第9図はコアサイズを268X330、 
 フィンピッチP f−1,1% フィン高さHf=7
胴、ルーバピッチL w = 1.0 %冷却空気の流
速V a : 10 m / sとしたときの゛空気損
失△Pαとルーバ角度θとの関係を実験結果から得だも
のであり、同図からも明らかなようにルーバ角度θを漸
次増加させると、コアの空気損失△PcLはルーバ角度
θが40°附近から急速に上昇し、それ以下では空気損
失△Pa、の変化率は比較的小さくゆるやかになってい
ることが認められた。
したがって、上記第7図〜第9図の実験結果から云える
ことは、ルーバ角度θを325°〜40°に設定してお
けば、熱貫流率K及び放熱率Hを、空気損失△paにそ
れ程の影響を与えることなく増大させることができ、こ
のことはルーバ角度θを30°以下に設定したものより
もコアの放熱性能が向上し、かつコアの薄形化が容易と
なるのである。
なお、ルーバピッチLWは小さく、ルーバの枚数が多い
程熱質流率Kを増大させることは理論的に証明されてい
るものであシ、その傾向は第7図。
第8図からも明らかである。しかし、ルーバピッチLW
を小さくすることは現状のフィン加工上制約があり、0
7瑞程度が限度である。したがって、より熱貫流率Kを
増大させようとするにはこの発明に述べた如くルーバ角
度θを325°〜40°に設定することが現段階で最も
効果的で、かつ実用的である。
以上述べた通りこの発明によれば、コルゲート7イン形
熱交換器において、コルゲートフィンの空気流と平行、
となる方向の幅Cを10〜20 mmとシ、カつコルゲ
ートフィンのルーバピッチL w ヲ07〜13とし、
これに加えてルーバ角度θを325°〜40°と設定し
たので、空気抵抗をそれ程増大させることなくルーバ角
度30°以下に設定したものに比し、コアの放熱性能を
大幅に向上でき、かつコアの薄形化もさらに促進できる
とともに、熱交換器の軽量化及び低コスト化も可能にな
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明にかかる熱交換器をラジェータに適用
した場合の一例を示す正面図、第2図はこの発明におけ
るコアの一部を示す斜視図、第3図はこの発明における
コルゲートフィンの断面図、第4図〜第6図はと9発明
における実験結果をグラフに表わしたもので、第4図は
熱貫流率とコア厚さとの関係を示す特性図、第5図は放
熱率とコア厚さとの関係を示す特性図、第6図は空気損
失とコアj阜さとの関係を示す特性図である。また、第
7図〜第9図はこの発明における実験結果をグラフに表
わしたもので、第7図は熱貫流率とルーバ角度との関係
を示す特性図、第8図は放熱率とルーバ角度との関係を
示す特性図、第9図は空気損失とルーバ角度との関係を
示す特性図である。 1・ コア、1α・・・扁平チューブ、1b・コルゲー
トフィン、1G、1d・・・座板、2 ・入口タンク、
3 ・出口タンク、4 ・ルーバ。 特 許 出 願 人   日本ラヂヱーター株式会社、
1.ニア、、T−,1、 代 理 人 弁理士  古  谷  史  jJ%’ 
、””:j/9とニア′ 第2図 第3図 第 4 図 コア厚ごC(1先) コアlI−′:ICC会)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. コア及び入口、出口タンクを有するコルゲートフィン形
    熱交換器において、コアに対する空気流と平行になる方
    向のコルゲートフィンの幅Cを10〜20間とし、かつ
    上記コルゲートフィンに形成されだルーバのピンチLw
    を07〜13覗とするとともに、上記ルーバの角度θを
    32.5°〜40゜としたことを特徴とする熱交換器。
JP21750482A 1982-12-10 1982-12-10 熱交換器 Pending JPS59107190A (ja)

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JP21750482A JPS59107190A (ja) 1982-12-10 1982-12-10 熱交換器

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JPS59107190A true JPS59107190A (ja) 1984-06-21

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ID=16705267

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