JP2003222489A - クロスフロー形多層向流式熱交換器 - Google Patents

クロスフロー形多層向流式熱交換器

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JP2003222489A JP2002064510A JP2002064510A JP2003222489A JP 2003222489 A JP2003222489 A JP 2003222489A JP 2002064510 A JP2002064510 A JP 2002064510A JP 2002064510 A JP2002064510 A JP 2002064510A JP 2003222489 A JP2003222489 A JP 2003222489A
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    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/025Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements
    • F28F3/027Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements with openings, e.g. louvered corrugated fins; Assemblies of corrugated strips

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】層状体内部のプレートフィンの巧みな配列によ
りクロスフロー形多層向流式とした。 【解決手段】45°斜め配置に高温流体プレートフィン
2と間隔6を配列し高温流体層1とし伝熱仕切板3を介
し45°斜め配置に低温流体プレートフィン5と間隔6
を配列し低温流体層4とし高温流体層1の直交する向き
に重ねる。また、高温流体プレートフィン2と間隔6を
対角に配列し高温流体層1とし、伝熱仕切板3を介し低
温流体プレートフィン5を間隔6と対角に配列し低温流
体層4として重ねた二通りがある。高温流体層1に高温
空気を、低温流体層4に低温空気を同時に送風すると、
高温空気と低温空気は高温流体プレートフィン2と低温
流体プレートフィン内部流体は向流となり、高温空気と
低温空気の温度は完全に逆転する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、クロスフロー形の
層状体で内部のプレートフィンの巧みな配列により対向
流式のクロスフロー形多層向流式熱交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】空調用の熱交換器は一般的に多層形直交
流熱交換器が用いられており、その構造は伝熱流体に平
行に設置されたフィン列が伝熱仕切板を介して直交する
向きに上下に重ね合わせることにより、各層間で熱交換
が行われる、また、必要とする伝熱面積は流体の流量に
応じ層を重ねることにより調節するもので、直交流熱交
換器の特性は高温流体の流れの方向と低温流体の流れの
方向が伝熱隔壁面で互いに直交するため、その構造上熱
交換は並流特性となるが、多層構造とすることで小体積
体でも著しい熱伝達面積を有し、熱伝達しにくい空気流
体の熱交換効率を50〜70%にしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、内径3
mm前後のダンボール板形直交流熱交換素子を用いた場
合の熱交換のロスが50%〜30%あるのが空気調和用
の熱交換器の現状であり、具体的には外気温−10℃屋
内気温+25℃で65%の熱交換換気扇で換気をした場
合+12.75℃の給気が得られるが、直交流型ではこ
こまでが限界で屋内気温+25℃に対し12.25℃の
熱交換のロスが生じる問題点がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、奥行きの短い
プレートフィンを45°斜め配置で間隔を設けて平行に
配列する場合と、奥行きの短いのプレートフィンを対角
に向けて間隔を設けて平行に配列する方法があるが、ど
ちらの方法においても伝熱仕切板を介して上下に重ね合
わせることにより、高温流体の流れの方向と低温流体の
流れの方向がプレートフィン内で加熱流体と受熱流体が
互いに対向することを特徴とし、且つ、平行に配列した
奥行きの短いプレートフィンに間隔を設けて配置するこ
とで、流体はプレートフィンとプレートフィンの間を通
過する際に乱流を生成することにより、熱伝達を一層促
進し熱交換率を向上させるもので、これにより熱交換効
率を限り無く100%に近付けることを実現し、よって
上記課題を解決するものである。
【0005】
【実施例】クロスフロー形多層向流式熱交換器は、図
1、図2、図3で示すように45°斜め配置に配列した
高温流体プレートフィン2と間隔6を連続して配列した
伝熱面を高温流体層1とし、伝熱仕切板3を介し45°
斜め配置に配列した低温流体プレートフィン5と間隔6
を連続して配列した伝熱面を低温流体層4とし、高温流
体層1の直交する向きにプレートフィンの高さと流体の
流量に応じ重ね合わせた多層構造にしてある。
【0006】クロスフロー形多層向流式熱交換器は、図
4、図5、図6で示すように高温流体プレートフィン2
と間隔6を連続して対角に配列した伝熱面を高温流体層
1とし、伝熱仕切板3を介し対角に配列した低温流体プ
レートフィン5を間隔6と連続して対角に配列した伝熱
面を低温流体層4とし、プレートフィンの高さと流体の
流量に応じ重ね合わせた多層構造にしてある。
【0007】高温流体層1に高温空気を、低温流体層4
に低温空気をそれぞれ同時に送風すると、高温空気と低
温空気は伝熱仕切板3を介し高温流体プレートフィン2
と低温流体プレートフィン5内で流れの方向は互いに対
向し直交流形に関わらず内部熱交換流体の流れは向流と
なる。
【0008】本熱交換器の交換熱量は、仕切板3を介し
直接高温空気と低温空気の熱通過の作用で行なわれる部
分と、高温空気と低温空気が高温流体プレートフィン2
と低温流体プレートフィン5を伝熱仕切板3を介し行な
われる部分の総計となるが、空気からプレートフィンへ
またはプレートフィンから空気へ熱伝達される際に大き
な伝熱抵抗となる熱伝達率を間隔6により改善して全体
としての熱交換効率を向上させる。
【0009】
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、奥行きの短い波形若しくは凸形のプレートフィンを
45°斜め配置で間隔を設けて配列するものであり、ま
た、請求項2の発明によれば奥行きの短い波形若しくは
凸形のプレートフィンを対角に向け平行配置で間隔を設
けて配列する、この両方の配列方法によりクロスフロー
形多層向流式熱交換器の製作が可能となり、向流式熱交
換器の特性である高温流体の温度降下の方向と低温流体
の温度上昇の方向が互いに対向するため、高温流体の温
度は低温流体の温度に近接し、また、低温流体の温度は
高温流体の温度に近接することにより熱交換器効率は限
り無く100%に近付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の発明に係るクロスフロー形多層向流
式熱交換器の構成を示す外観図である。
【図2】請求項1の発明に係るクロスフロー形多層向流
式熱交換器の内部構成を示す説明図である。
【図3】請求項1の発明に係るクロスフロー形多層向流
式熱交換器の内部での流体の流れを示す説明図である。
【図1】請求項2の発明に係るクロスフロー形多層向流
式熱交換器の構成を示す外観図である。
【図2】請求項2の発明に係るクロスフロー形多層向流
式熱交換器の内部構成を示す説明図である。
【図3】請求項2の発明に係るクロスフロー形多層向流
式熱交換器の内部での流体の流れを示す説明図である。
【符号の説明】 1…高温流体層 2…高温流体プレートフィン 3…伝熱仕切板 4…低温流体層 5…低温流体プレートフィン 6…間隔 7…天坂 8…底板 9…支柱
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成14年2月18日(2002.2.1
8)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の発明に係るクロスフロー形多層向流
式熱交換器の構成を示す外観図である。
【図2】請求項1の発明に係るクロスフロー形多層向流
式熱交換器の内部構成を示す説明図である。
【図3】請求項1の発明に係るクロスフロー形多層向流
式熱交換器の内部での流体の流れを示す説明図である。
【図4】請求項2の発明に係るクロスフロー形多層向流
式熱交換器の構成を示す外観図である。
【図5】請求項2の発明に係るクロスフロー形多層向流
式熱交換器の内部構成を示す説明図である。
【図6】請求項2の発明に係るクロスフロー形多層向流
式熱交換器の内部での流体の流れを示す説明図である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【図2】
【図4】
【図3】
【図5】
【図6】 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成14年4月25日(2002.4.2
5)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の発明に係るクロスフロー形多層向流
式熱交換器の構成を示す外観図である。
【図2】請求項1の発明に係るクロスフロー形多層向流
式熱交換器の内部構成を示す説明図である。
【図3】請求項1の発明に係るクロスフロー形多層向流
式熱交換器の内部での流体の流れを示す説明図である。
【図4】請求項2の発明に係るクロスフロー形多層向流
式熱交換器の構成を示す外観図である。
【図5】請求項2の発明に係るクロスフロー形多層向流
式熱交換器の内部構成を示す説明図である。
【図6】請求項2の発明に係るクロスフロー形多層向流
式熱交換器の内部での流体の流れを示す説明図である。
【符号の説明】 1…高温流体層 2…高温流体プレートフィン 3…伝熱仕切板 4…低温流体層 5…低温流体プレートフィン 6…間隔 7…天板 8…底板 9…支柱
【手続補正書】
【提出日】平成14年8月13日(2002.8.1
3)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】クロスフロー形多層向流式熱交換器
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、クロスフロー形の
層状体で内部のプレートフィンの巧みな配列により対向
流式のクロスフロー形多層向流式熱交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】空調用の熱交換器は一般的に多層形直交
流熱交換器が用いられており、その構造は伝熱流体に平
行に設置されたフィン列が伝熱仕切板を介して直交する
向きに上下に重ね合わせることにより、各層間で熱交換
が行われる、また、必要とする伝熱面積は流体の流量に
応じ層を重ねることにより調節するもので、直交流熱交
換器の特性は高温流体の流れの方向と低温流体の流れの
方向が伝熱隔壁面で互いに直交するため、その構造上熱
交換は並流特性となるが、多層構造とすることで小体積
体でも著しい熱伝達面積を有し、熱伝達しにくい空気流
体の熱交換効率を50〜70%にしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、内径3
mm前後のダンボール板形直交流熱交換素子を用いた場
合の熱交換のロスが50%〜30%あるのが空気調和用
の熱交換器の現状であり、具体的には外気温−10℃屋
内気温+25℃で65%の熱交換換気扇で換気をした場
合+12.75℃の給気が得られるが、直交流型ではこ
こまでが限界で屋内気温+25℃に対し12.25℃の
熱交換のロスが生じる問題点がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、奥行きの短い
プレートフィンを45°斜め配置で間隔を設けて平行に
配列することで、伝熱仕切板を介して上下に重ね合わせ
ることにより、高温流体の流れの方向と低温流体の流れ
の方向がプレートフィン内で加熱流体と受熱流体が互い
に対向することを特徴とし、且つ、平行に配列した奥行
きの短いプレートフィンに間隔を設けて配置すること
で、流体はプレートフィンとプレートフィンの間を通過
する際に乱流を生成することにより、熱伝達を一層促進
し熱交換率を向上させるもので、これにより熱交換効率
を限り無く100%に近付けることを実現し、よって上
記課題を解決するものである。
【0005】
【実施例】クロスフロー形多層向流式熱交換器は、図
1、図2、図3で示すように45°斜め配置に配列した
高温流体プレートフィン2と間隔6を連続して配列した
伝熱面を高温流体層1とし、伝熱仕切板3を介し45°
斜め配置に配列した低温流体プレートフィン5と間隔6
を連続して配列した伝熱面を低温流体層4とし、高温流
体層1の直交する向きにプレートフィンの高さと流体の
流量に応じ重ね合わせた多層構造にしてある。
【0006】高温流体層1に高温空気を、低温流体層4
に低温空気をそれぞれ同時に送風すると、高温空気と低
温空気は伝熱仕切板3を介し高温流体プレートフィン2
と低温流体プレートフィン5内で流れの方向は互いに対
向し直交流形に関わらず内部熱交換流体の流れは向流と
なる。
【0007】本熱交換器の交換熱量は、伝熱仕切板3を
介し直接高温空気と低温空気の熱通過の作用で行なわれ
る部分と、高温空気と低温空気が高温流体プレートフィ
ン2と低温流体プレートフィン5を伝熱仕切板3を介し
行なわれる部分の総計となるが、空気からプレートフィ
ンへまたはプレートフィンから空気へ熱伝達される際に
大きな伝熱抵抗となる熱伝達率を間隔6により改善して
全体としての熱交換効率を向上させる。
【0008】
【発明の効果】以上のように、奥行きの短い波形若しく
は凸形のプレートフィンを45°斜め配置で間隔を設け
て配列するものであり、クロスフロー形多層向流式熱交
換器の製作が可能となり、向流式熱交換器の特性である
高温流体の温度降下の方向と低温流体の温度上昇の方向
が互いに対向するため、高温流体の温度は低温流体の温
度に近接し、また、低温流体の温度は高温流体の温度に
近接することにより熱交換器効率は限り無く100%に
近付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の発明に係るクロスフロー形多層向流
式熱交換器の構成を示す外観図である。
【図2】請求項1の発明に係るクロスフロー形多層向流
式熱交換器の内部構成を示す説明図である。
【図3】請求項1の発明に係るクロスフロー形多層向流
式熱交換器の内部での流体の流れを示す説明図である。
【符号の説明】 1…高温流体層 2…高温流体プレートフィン 3…伝熱仕切板 4…低温流体層 5…低温流体プレートフィン 6…間隔 7…天板 8…底板 9…支柱
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【図2】
【図3】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】伝熱面の形状はクロスフロー形の層状体
    で、構造は奥行きの短い波形若しくは凸形の45°斜め
    配置のプレートフィンを平行に配列し、伝熱仕切板を介
    して上下に重ね合わせることにより、プレートフィン間
    隔を設ける特徴のクロスフロー形多層向流式熱交換器。
  2. 【請求項2】伝熱面の形状はクロスフロー形の層状体
    で、構造は奥行きの短い波形若しくは凸形のプレートフ
    ィンを対角に向け平行に配列し、伝熱仕切板を介して上
    下に重ね合わせることにより、プレートフィンに間隔を
    設ける特徴のクロスフロー形多層向流式熱交換器。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006313030A (ja) * 2005-05-06 2006-11-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd プレートフィン式熱交換器およびその製造方法
JP2007292373A (ja) * 2006-04-24 2007-11-08 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 熱交換器及び熱交換型改質器
JP2008175513A (ja) * 2007-01-22 2008-07-31 Kusakabe Kk プレートフィン型熱交換器およびそれを用いた温風暖房機
WO2010082382A1 (ja) * 2009-01-15 2010-07-22 住友精密工業株式会社 一次伝面型熱交換器

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