JP2008215670A - Heat transfer fin, fin tube-type heat exchanger and refrigerating cycle device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、伝熱フィン、フィンチューブ型熱交換器および冷凍サイクル装置に関するものである。 The present invention relates to a heat transfer fin, a fin tube type heat exchanger, and a refrigeration cycle apparatus.
従来から、例えば、家庭用または自動車用の空気調和装置、冷凍・冷蔵装置、除湿機、給湯機等において、各種の伝熱フィンが用いられている。また、伝熱フィンと伝熱管とを組み合わせたフィンチューブ型熱交換器もよく用いられている。フィンチューブ型熱交換器は、所定のフィンピッチで並べられた複数の伝熱フィンと、これらのフィンを貫通する伝熱管とによって構成されている。 Conventionally, various heat transfer fins have been used in, for example, air conditioners, refrigeration / refrigeration apparatuses, dehumidifiers, water heaters, etc. for home use or automobiles. In addition, fin tube heat exchangers in which heat transfer fins and heat transfer tubes are combined are often used. The fin tube type heat exchanger is composed of a plurality of heat transfer fins arranged at a predetermined fin pitch and a heat transfer tube penetrating these fins.
このような熱交換器では、フィン表面を流れる流体の速度を増加させると、フィンの熱伝達率が大きくなる。ところが、フィン表面を流れる流体の速度が大きくなると、流体が熱交換器を通過する際の圧力損失が増加する。このように、熱交換器において、熱伝達率と圧力損失とは、トレードオフの関係にある。そこで、熱交換器の性能向上のために、圧力損失の増加を抑えつつ、熱伝達率を向上させることが望まれている。 In such a heat exchanger, increasing the velocity of the fluid flowing on the fin surface increases the heat transfer coefficient of the fin. However, as the velocity of the fluid flowing on the fin surface increases, the pressure loss when the fluid passes through the heat exchanger increases. Thus, in the heat exchanger, the heat transfer coefficient and the pressure loss are in a trade-off relationship. Therefore, in order to improve the performance of the heat exchanger, it is desired to improve the heat transfer rate while suppressing an increase in pressure loss.
従来より、熱伝達率の向上を目的として、フィン形状に工夫を施したものが知られている。例えば、特許文献1には、板状フィンを波状に折り曲げたコルゲートフィンが開示されている。コルゲートフィンによれば、平板状のフィンに比べて、伝熱面積が大きくなる。また、特許文献2には、フィン表面に微小なディンプルを多数設けたフィンチューブ型熱交換器が開示されている。特許文献2には、フィン上の多数のディンプルによって空気が伝熱管の風下側に誘導され、熱伝達率が向上する旨が記載されている。
しかしながら、特許文献1に開示されたコルゲートフィンでは、圧力損失が大きいという課題がある。 However, the corrugated fin disclosed in Patent Document 1 has a problem of large pressure loss.
特許文献2に開示されたフィンチューブ型熱交換器では、各ディンプルが小さいため、実際には、空気を伝熱管の風下側に誘導する効果が十分に得られにくく、思ったよりも伝熱性能が向上しないという課題がある。 In the fin tube type heat exchanger disclosed in Patent Document 2, since each dimple is small, in reality, it is difficult to sufficiently obtain the effect of inducing air to the lee side of the heat transfer tube, and the heat transfer performance is higher than expected. There is a problem of not improving.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧力損失の増加を抑制しつつ熱伝達率を向上させる新たなフィンおよびフィンチューブ型熱交換器を提供することにある。 This invention is made | formed in view of this point, The place made into the objective is providing the new fin and fin tube type heat exchanger which improve a heat transfer rate, suppressing the increase in pressure loss. It is in.
本発明に係る伝熱フィンは、所定の列方向に並ぶ複数の伝熱管挿通用の孔が形成された伝熱フィンであって、前記列方向に隣り合う孔の中心同士を結ぶ線分を基準線分、前記基準線分を垂直二等分する線を基準垂直線としたときに、前記基準線分よりも風上側に第1の隆起部が設けられ、前記基準線分よりも風下側に第2の隆起部が設けられ、前記伝熱フィンの前記基準垂直線に沿った断面形状は波形に形成され、前記第1の隆起部および前記第2の隆起部は、前記孔の側に流体を導く傾斜面を有し、前記孔の開口方向から見たときの前記各隆起部の等価直径は、前記孔の外径以上のものである。 The heat transfer fin according to the present invention is a heat transfer fin in which a plurality of heat transfer tube insertion holes arranged in a predetermined row direction are formed, and a line segment connecting the centers of holes adjacent to each other in the row direction is used as a reference. A first ridge is provided on the leeward side of the reference line segment, and a leeward side of the reference line segment when a line that bisects the reference line segment is a reference vertical line. A second raised portion is provided, and a cross-sectional shape along the reference vertical line of the heat transfer fin is formed in a corrugated shape, and the first raised portion and the second raised portion are fluids on the hole side. The equivalent diameter of each raised portion when viewed from the opening direction of the hole is greater than or equal to the outer diameter of the hole.
本発明に係るフィンチューブ型熱交換器は、互いに間隔を空けて並べられた複数のフィンと、前記フィンを貫通する複数の伝熱管とを備え、前記フィンの表面側を流れる第1の流体と前記伝熱管の内部を流れる第2の流体とを熱交換させるフィンチューブ型熱交換器であって、前記伝熱管には、前記第1の流体の流れ方向と交差する所定の列方向に並ぶ第1および第2の伝熱管が含まれ、前記伝熱フィンには、前記伝熱管の延びる方向から見て、前記第1の伝熱管の中心と前記第2の伝熱管の中心とを結ぶ線分を基準線分、前記基準線分を垂直二等分する線を基準垂直線としたときに、前記基準線分よりも風上側に第1の隆起部が設けられ、前記基準線分よりも風下側に第2の隆起部が設けられ、前記伝熱フィンの前記基準垂直線に沿った断面形状は波形に形成され、前記第1の隆起部および前記第2の隆起部は、前記第1の流体を前記第1の伝熱管側および前記第2の伝熱管側に導く傾斜面を有し、前記各伝熱管の延びる方向から見た前記各隆起部の等価直径は、前記各伝熱管の外径以上のものである。 The finned tube heat exchanger according to the present invention includes a plurality of fins arranged at intervals and a plurality of heat transfer tubes that penetrate the fins, and a first fluid that flows on the surface side of the fins, A finned tube heat exchanger for exchanging heat with a second fluid flowing inside the heat transfer tube, wherein the heat transfer tube includes a first tube arranged in a predetermined row direction intersecting with the flow direction of the first fluid. 1 and a second heat transfer tube are included, and the heat transfer fin includes a line segment connecting the center of the first heat transfer tube and the center of the second heat transfer tube when viewed from the direction in which the heat transfer tube extends. Is a reference line segment, and a line that bisects the reference line segment is a reference vertical line, a first ridge is provided on the windward side of the reference line segment, and the leeward side of the reference line segment. A second raised portion is provided on a side of the heat transfer fin along the reference vertical line; The shape is formed in a corrugated shape, and the first and second raised portions have inclined surfaces that guide the first fluid to the first heat transfer tube side and the second heat transfer tube side. The equivalent diameter of each raised portion viewed from the extending direction of each heat transfer tube is greater than or equal to the outer diameter of each heat transfer tube.
前記第1の隆起部または前記第2の隆起部には、切り欠き部が形成されていることが好ましい。 It is preferable that a notch is formed in the first raised portion or the second raised portion.
前記切り欠き部は、前記隆起部における前記第1の流体の流れ方向の中央よりも風上側に形成されていることが好ましい。 It is preferable that the notch is formed on the windward side from the center of the raised portion in the flow direction of the first fluid.
前記切り欠き部は、前記基準垂直線から風上側または風下側に開いた略V字状に形成され、前記切り欠き部の前記第1の伝熱管側の延長線上に前記第1の伝熱管の中心が位置し、前記切り欠き部の前記第2の伝熱管側の延長線上に前記第2の伝熱管の中心が位置することが好ましい。 The notch is formed in a substantially V-shape that opens to the leeward or leeward side from the reference vertical line, and the notch of the first heat transfer tube is on an extension line on the first heat transfer tube side of the notch. It is preferable that the center is located and the center of the second heat transfer tube is located on an extension line of the notch portion on the second heat transfer tube side.
前記第1の隆起部および前記第2の隆起部は、楕円丘状に形成されていることが好ましい。 It is preferable that the first raised portion and the second raised portion are formed in an elliptical hill shape.
前記伝熱フィンおよび前記伝熱管は、前記伝熱管の列方向と交差する段方向に複数設けられ、前記段方向に隣り合うフィン同士は、前記伝熱管の延びる方向にずれていることが好ましい。 It is preferable that a plurality of the heat transfer fins and the heat transfer tubes are provided in a step direction intersecting with the row direction of the heat transfer tubes, and fins adjacent to each other in the step direction are shifted in the extending direction of the heat transfer tubes.
本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機と放熱器と膨張機構と蒸発器とが順に接続されてなる冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置であって、前記蒸発器が前記フィンチューブ型熱交換器であるものである。 The refrigeration cycle apparatus according to the present invention is a refrigeration cycle apparatus including a refrigerant circuit in which a compressor, a radiator, an expansion mechanism, and an evaporator are connected in order, and the evaporator is the finned tube heat exchanger. It is what is.
本発明によれば、圧力損失の増加を抑制しつつ熱伝達率を向上させる新たな伝熱フィンおよびフィンチューブ型熱交換器を実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the new heat-transfer fin and fin tube type heat exchanger which improve a heat transfer rate can be implement | achieved, suppressing the increase in pressure loss.
《冷凍サイクル装置の構成》
図1に示すように、本実施形態に係るフィンチューブ型熱交換器10は、冷凍サイクル装置1に搭載されている。冷凍サイクル装置1の冷媒回路は、圧縮機2と、放熱器3と、膨張弁等からなる膨張機構5と、蒸発器としてのフィンチューブ型熱交換器10とが順に環状に接続されることによって構成されている。放熱器3は室内に設置され、放熱器3に対しては室内送風機4が設けられている。なお、放熱器3は、冷媒を凝縮させるものであってもよく、冷媒を凝縮させないものであってもよい。フィンチューブ型熱交換器10は室外に設置されている。フィンチューブ型熱交換器10に対しては、室外送風機6が配置されている。
<< Configuration of refrigeration cycle apparatus >>
As shown in FIG. 1, a finned
《フィンチューブ型熱交換器の構成》
図2に示すように、フィンチューブ型熱交換器10は、所定間隔ごとに平行に並べられた複数のフィン13と、これらのフィン13を貫通する複数の伝熱管12とを備えている。フィンチューブ型熱交換器10は、フィン13の表面側を流れる第1の流体と、伝熱管12の内部を流れる第2の流体とを熱交換させるものである。なお、ここでフィン13の表面側とは、伝熱管12の外表面が露出していない場合にはフィン13の表面をいい、伝熱管12の外表面が露出している場合にはフィン13および伝熱管12の表面をいう。本実施形態では、フィン13の表面側には空気Aが流れ、伝熱管12の内部には冷媒が流れる。
《Fin tube heat exchanger configuration》
As shown in FIG. 2, the fin tube
フィン13は長方形状の略波板状に形成されており、図示のY方向に沿って並べられている。本実施形態では、フィン13は一定のフィンピッチFP(図4参照)で並べられている。フィンピッチFPは、例えば1.0〜3.0mm等である。ただし、フィンピッチFPは必ずしも一定である必要はなく、異なっていてもよい。なお、図4に示すように、フィンピッチFPは、隣り合う2枚のフィン13の中心位置間の距離で表される。フィン13には、例えば、打ち抜き加工された肉厚0.08〜0.2mmのアルミニウム製の板状体などを好適に用いることができる。フィン13の表面には、ベーマイト処理または親水性塗料の塗布などの親水性処理か、あるいは撥水性処理が施されていることが好ましい。
The
図2に示すように、本実施形態では、伝熱管12は2列設けられている。各列の伝熱管12は、フィン13の長手方向(以下、単にZ方向あるいは列方向という)に沿って直線状に配列されている。図3に示すように、Y方向から見て、1列目の伝熱管12と2列目の伝熱管12とは、Z方向に管ピッチPPの1/2だけずれている。すなわち、伝熱管12は千鳥状に配置されている。なお、管ピッチPPは、列方向に隣り合う伝熱管12の中心同士の距離で表される。伝熱管12の外径Dは、例えば1〜20mmである。伝熱管12は、拡管されることによってフィンカラー13aと密着しており、フィンカラー13aに嵌合されている。なお、伝熱管12は、内面が平滑な平滑管であってもよく、溝付き管であってもよい。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, two rows of
図4に示すように、1列目のフィン13と2列目のフィン13とは、Y方向にずれている。詳しくは、本実施形態では、1列目のフィン13と2列目のフィン13とは、Y方向にフィンピッチFPの1/2だけずれている。
As shown in FIG. 4, the
フィンチューブ型熱交換器10は、空気Aの流れ方向(X方向)がフィン13の積層方向(Y方向)および伝熱管12の列方向(Z方向)とほぼ直交するような姿勢で設置される。ただし、十分な熱交換量を確保できる限り、気流方向はX方向から若干傾斜していてもよい。
The finned
次に、フィン13の詳細な構成について説明する。前述したように、フィン13には、フィンカラー13aが形成されている。フィンカラー13aの内側には、伝熱管挿通用の孔12aが形成されている。
Next, a detailed configuration of the
フィン13は、ほぼ全体が略波板状に形成されている。ただし、フィン13における伝熱管12の周囲部は、平板状に形成されている(図4参照)。また、図3に示すように、フィン13は、第1隆起部14Aおよび第2隆起部14Bを備えている。
The
第1隆起部14Aは、第2隆起部14Bよりも風上側に配置されている。本実施形態では、伝熱管12の延びる方向(すなわちY方向)から見て、列方向に隣り合う伝熱管12
の中心C同士を結ぶ線分を基準線分L1、基準線分L1を垂直二等分する線を基準垂直線L2としたときに、第1隆起部14Aは基準線分L1よりも風上側に設けられ、第2隆起部14Bは基準線分L1よりも風下側に設けられている。
The first raised
When the line segment connecting the centers C of the two is the reference line segment L1, and the line that bisects the reference line segment L1 is the reference vertical line L2, the first raised
第1隆起部14Aおよび第2隆起部14Bは、X方向から見たときに、両伝熱管12の中心Cの間に位置している。本実施形態では、第1隆起部14Aおよび第2隆起部14Bは、Z方向に細長い長円丘状に形成されている(図3における二点鎖線参照)。詳しくは、第1隆起部14Aおよび第2隆起部14Bは、楕円丘状に形成されている。第1隆起部14Aおよび第2隆起部14BのZ方向の両端には、伝熱管12に向かって空気を導く傾斜面15が形成されている。なお、第1隆起部14Aおよび第2隆起部14Bは、伝熱管12側に向かって空気を導く傾斜面を有する隆起部であればよく、それらの形状は楕円丘状に限定されるわけではない。第1隆起部14Aおよび第2隆起部14Bは、他の形状、例えば、円丘、円錐、楕円錐、四角錐状(いわゆるピラミッド形)などの形状を有する隆起部であってもよい。
14 A of 1st protruding parts and the 2nd protruding
Y方向から見たときの第1隆起部14Aおよび第2隆起部14Bのそれぞれの大きさは、伝熱管12の大きさと等しいか、それ以上である。すなわち、Y方向から見たときに、第1隆起部14Aおよび第2隆起部14Bのフィン基面への投影面となる楕円(以下、単に投影面楕円という。)の面積は、それぞれ伝熱管12の面積と同等以上に設定されている。言い換えると、第1隆起部14Aおよび第2隆起部14Bの投影面楕円の等価直径dは、伝熱管12の外径D以上である。なお、第1隆起部14Aおよび第2隆起部14Bの投影面楕円の面積をSとすると、πd2/4=Sである。本実施形態では、第1隆起部14Aおよび第2隆起部14Bの投影面楕円の長径は伝熱管12の外径Dよりも大きく、短径も伝熱管12の外径Dよりも大きい。
Each size of the first raised
図4に示すように、第1隆起部14Aおよび第2隆起部14Bのフィン基面からの高さHは、フィンピッチFPよりも小さい。ただし、第1隆起部14Aおよび第2隆起部14Bの高さHの値は特に限定されず、例えば、フィンピッチFPの1/3〜2/3であってもよく、他の数値であってもよい。
As shown in FIG. 4, the height H from the fin base surface of the first raised
第1隆起部14Aには第1切り欠き部17Aが形成され、第2隆起部14Bには第2切り欠き部17Bが形成されている。第1隆起部14Aの風上側は、風上側に向かって下る下り面18Aとなっており(図4参照)、第1切り欠き部17Aは、この下り面18Aに形成されている。したがって、第1切り欠き部17Aは、第1隆起部14Aの中央よりも風上側に形成されている。同様に、第2隆起部14Bの風上側は、風上側に向かって下る下り面18Bとなっており、第2切り欠き部17Bは、この下り面18Bに形成されている。したがって、第2切り欠き部17Bは、第2隆起部14Bの中央よりも風上側に形成されている。
The first raised
図3に示すように、第1切り欠き部17Aおよび第2切り欠き部17Bは、略V字状に形成されている。具体的には、第1切り欠き部17Aは風下側に向かって開いた略V字状に形成され、第2切り欠き部17Bは風上側に向かって開いた略V字状に形成されている。さらに、第1切り欠き部17Aは、V字状の延長線L3上に伝熱管12の中心Cが位置するように配置されている。言い換えると、第1切り欠き部17Aは、第1切り欠き部17Aの両側に位置する伝熱管12の半径方向に延びている。同様に、第2切り欠き部17Bは、V字状の延長線L4上に伝熱管12の中心Cが位置するように配置されている。すなわち、第2切り欠き部17Bは、第2切り欠き部17Bの両側に位置する伝熱管12の半径方向に延びている。
As shown in FIG. 3, the
《フィンチューブ型熱交換器における空気の流れ》
次に、フィンチューブ型熱交換器10における空気の流れについて説明する。
《Air flow in finned tube heat exchanger》
Next, the flow of air in the finned
図5に示すように、フィン13の前方から流れてきた空気A1は、始めに、第1隆起部14Aに衝突する。前述したように、第1隆起部14Aは楕円丘状に形成され、両伝熱管12側に空気を導く傾斜面15を有しているので、第1隆起部14Aに衝突した空気A1は、第1隆起部14Aを乗り越していく空気A2と、第1隆起部14Aの傾斜面15に沿って伝熱管12側に導かれる空気A3とに分かれる。
As shown in FIG. 5, the air A1 flowing from the front of the
第1隆起部14Aに乗り上げた空気A2の一部は、さらに第1切り欠き部17Aの上を通り越していき、空気A2の残りは、第1切り欠き部17Aを通過し、フィン13の裏側に入り込む。この際、いわゆる前縁効果によって、第1切り欠き部17Aの風下側に薄い温度境界層が形成される。そのため、第1切り欠き部17Aの風下側の局所的な熱伝達率が向上する。また、空気A2がフィン13の表側から裏側に向かって第1切り欠き部17Aを通過するので、フィン13の着霜を遅らせることができる。
Part of the air A2 riding on the first raised
一方、第1隆起部14Aの傾斜面15に沿って流れる空気A3は、伝熱管12の近傍を流れる。伝熱管12の近傍部分では、フィン13の熱伝導に伴う温度低下が少ないので、フィン13と空気との間の温度差が大きい。そのため、空気A3が伝熱管12の近傍を流れることにより、熱交換が促進される。
On the other hand, the air A3 flowing along the
第2隆起部14Bにおいても、一部の空気A4は第2隆起部14Bを乗り越し、他の空気A5は第2隆起部14Bの傾斜面15に沿って伝熱管12側に導かれる。第2隆起部14Bを乗り越えていく空気A4は、第2切り欠き部17Bにおける前縁効果によって、温度境界層が薄くなる。そのため、第2切り欠き部17Bの風下側における局所的な熱伝達率が向上する。傾斜面15に沿って流れる空気A5は、空気A5と温度差の大きな伝熱管12側に導かれるので、熱交換が促進される。特に、空気A5は、伝熱管12の後方に回り込むので、伝熱管12の後方のいわゆる死水域が少なくなる。したがって、フィン13の平均熱伝達率が向上する。
Also in the second raised
また、本実施形態においては、第1切り欠き部17Aおよび第2切り欠き部17Bは、伝熱管12の半径方向に延びている。そのため、第1切り欠き部17Aおよび第2切り欠き部17Bを設けたことによるフィン効率の低下が抑制される。例えば、図6(a)に示すように、切り欠き部50が伝熱管12の半径方向と交差している場合には、フィンを伝わる熱流40の流れは、切り欠き部50によって遮断される。そのため、切り欠き部50が熱抵抗となり、フィン効率が低下することになる。これに対し、本実施形態では、図6(b)に示すように、第1切り欠き部17Aは伝熱管12の半径方向に延びているので、フィンを伝わる熱流40の流れは、第1切り欠き部17Aによって遮断されにくい。そのため、第1切り欠き部17Aは熱抵抗となりにくい。したがって、本実施形態によれば、第1切り欠き部17Aを設けたにも拘わらず、フィン効率の低下は抑制される。なお、第2切り欠き部17Bについても、第1切り欠き部17Aと同様である。
In the present embodiment, the first cutout portion 17 </ b> A and the second cutout portion 17 </ b> B extend in the radial direction of the
《熱交換器の製造方法》
次に、上記フィン13ならびにフィンチューブ型熱交換器10の製造方法について説明する。まず、上述の第1隆起部14Aおよび第2隆起部14Bに対応する隆起形状の型と、第1切り欠き部17Aおよび第2切り欠き部17Bを設けるための型とを作製する。次に、板状のフィン13に第1切り欠き部17Aおよび第2切り欠き部17B用の型を当て、プレス加工によって第1切り欠き部17Aおよび第2切り欠き部17Bを形成する。そして、第1切り欠き部17Aおよび第2切り欠き部17Bを形成したフィン13に、第1隆起部14Aおよび第2隆起部14Bに対応する隆起形状の型を当て、プレス加工によって第1隆起部14Aと第2隆起部14Bとを形成する。さらに、伝熱管12が貫通する所
定位置に孔を設け、フィンカラー13aを形成する。その後、必要枚数のフィン13を、決められたフィンピッチで並べ、それらフィン13に伝熱管12を貫通させ、伝熱管12とフィン13とを拡管接合する。これにより、フィンチューブ型熱交換器10が得られる。
<< Production Method of Heat Exchanger >>
Next, the manufacturing method of the said
《性能比較シミュレーション》
表1に、従来のコルゲートフィン(フィンを波状に折り曲げたフィン。例えば、特開昭64−90995号公報の第1図および第2図参照)を備えたフィンチューブ型熱交換器と、本実施形態のフィンチューブ型熱交換器とを比較したシミュレーション結果を示す。表1のNo.1は従来のコルゲートフィン、No.2は上記実施形態において第1切り欠き部17Aおよび第2切り欠き部17Bを設けないフィン、No.3は上記実施形態のフィンの場合を示す。なお、本シミュレーションにあたっては、フィンの厚みは0.1mm、フィンピッチは1.49mm、伝熱管の外径は7mm、前面風速Vairは1m/sとした。表1における圧力損失の数値は、No.1の熱交換器の圧力損失を基準(=1)とし、それに対する比率を表している。
《Performance comparison simulation》
Table 1 shows a fin-tube heat exchanger equipped with conventional corrugated fins (fins in which the fins are bent into a wave shape; see, for example, FIGS. 1 and 2 of JP-A-64-90995), and the present embodiment. The simulation result which compared with the fin tube type heat exchanger of a form is shown. No. in Table 1 1 is a conventional corrugated fin, No. 1; No. 2 is a fin in which the
表1から分かるように、本実施形態のフィンチューブ型熱交換器10によれば、コルゲートフィンを備えた従来のフィンチューブ型熱交換器に比べて、熱交換量は若干低下する。しかし、前方から流れてきた空気Aが第1隆起部14Aおよび第2隆起部14Bを回避するように流れ、主流の空気流速の直交方向成分の増加がコルゲートフィンと比較して相対的に軽減されるため、圧力損失が大幅に低下することが分かる。また、第1切り欠き部17Aおよび第2切り欠き部17Bを設けた場合も、第1切り欠き部17Aおよび第2切り欠き部17Bによる伝熱阻害の影響が小さいため、フィン効率の低下がないことが分かる。さらに、第1切り欠き部17Aおよび第2切り欠き部17Bの前縁効果により、伝熱性能の改善が認められる。
As can be seen from Table 1, according to the finned
《実施形態の効果》
以上のように、本実施形態に係るフィンチューブ型熱交換器10によれば、フィン13の基準線分L1よりも上流側に第1隆起部14Aが形成され、基準線分L1よりも風下側に第2隆起部14Bが形成され、フィン13の基準垂直線L2に沿った断面形状が波形に形成されている。そのため、これら第1隆起部14Aおよび第2隆起部14Bによって、フィン13の伝熱面積を大きくすることができる。
<< Effects of the Embodiment >>
As described above, according to the finned
さらに、本実施形態に係るフィンチューブ型熱交換器10では、第1隆起部14Aおよび第2隆起部14Bは、空気を伝熱管12側に導く傾斜面15を有している。そのため、空気と温度差の大きな伝熱管12側に空気を積極的に供給することができる。したがって、伝熱性能を向上させることができる。
Furthermore, in the finned
また、本実施形態に係るフィンチューブ型熱交換器10によれば、第1隆起部14A、
第2隆起部14Bに、それぞれ切り欠き部17A、17Bが形成されている。そのため、いわゆる前縁効果により、第1隆起部14Aおよび第2隆起部14Bの局所熱伝達率を向上させることができ、ひいてはフィン13の平均熱伝達率を向上させることが可能となる。
Moreover, according to the finned
特に、本実施形態では、切り欠き部17A、17Bは、それぞれ第1隆起部14A、第2隆起部14Bの風上側に形成されている。したがって、前縁効果をより効果的に享受することができ、フィン13の平均熱伝達率を効果的に向上させることが可能となる。
In particular, in this embodiment, the
また、本実施形態によれば、切り欠き部17A、17Bは、略V字状に形成され、それらの延長線L3、L4上に伝熱管12の中心Cが位置するように配設されている。そのため、切り欠き部17A、17Bによるフィン効率の低下が抑制され、全体として高いフィン効率を実現することができる。したがって、伝熱性能を向上させることができる。
Further, according to the present embodiment, the
本実施形態に係るフィンチューブ型熱交換器10によれば、第1隆起部14Aおよび第2隆起部14Bは、楕円丘状に形成されている。したがって、比較的簡単な構成により、伝熱面積を拡大しつつ、伝熱管12側に空気を良好に導くことができる。また、空気の圧力損失を低く抑えることができる。
According to the finned
また、本実施形態に係るフィンチューブ型熱交換器10によれば、1列目のフィン13と2列目のフィン13とは、伝熱管12の延びる方向にずれている。そのため、2列目のフィン13の前縁において、温度境界層が再度形成される。したがって、2列目のフィン13においても、いわゆる前縁効果を得ることができ、高い伝熱性能を発揮することができる。
Further, according to the finned
本実施形態に係るフィンチューブ型熱交換器10は、冷凍サイクル装置の蒸発器として用いられている。そのため、フィンチューブ型熱交換器10のフィン13には、霜が発生する場合がある。しかし、本実施形態では、フィン13に第1隆起部14Aおよび第2隆起部14Bが形成されており、空気は、フィン13の第1隆起部14Aおよび第2隆起部14Bの切り欠き部17A、17Bを通過するので、霜がフィン13の表面に滞留しにくい。そのため、着霜を遅らせることができ、耐フロスト性を向上させることができる。
The finned
《変形例》
なお、上記実施形態は、フィンチューブ型熱交換器10が室外熱交換器として用いられるものであったが、フィンチューブ型熱交換器10は、室外熱交換器に限定されるわけではなく、室内熱交換器として用いられてもよいことは勿論である。また、フィンチューブ型熱交換器10は、蒸発器に限らず、放熱器等として用いられてもよい。また、伝熱管の内部を流れる第2の流体は、冷媒に限らず、水、ブライン等の他の流体であってもよい。
<Modification>
In the above embodiment, the finned
以上説明したように、本発明は、伝熱フィン、それを備えたフィンチューブ型熱交換器、並びに、それを備えた冷凍サイクル装置、例えば、ヒートポンプシステムおよびそれを用いた給湯機、家庭用または自動車用の空気調和装置、冷蔵庫等について有用である。 As described above, the present invention relates to a heat transfer fin, a fin tube type heat exchanger including the same, and a refrigeration cycle apparatus including the heat transfer fin, for example, a heat pump system and a water heater using the same, domestic or This is useful for automobile air conditioners, refrigerators, and the like.
1 冷凍サイクル装置
2 圧縮機
3 放熱器
5 膨張弁(膨張機構)
10 フィンチューブ型熱交換器
12 伝熱管
12a 伝熱管挿通用の孔
13 フィン(伝熱フィン)
14A 第1隆起部
14B 第2隆起部
15 傾斜面
17A 第1切り欠き部
17B 第2切り欠き部
A 空気(第1の流体)
L1 基準線分
L2 基準垂直線
L3 第1切り欠き部の延長線
L4 第2切り欠き部の延長線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Refrigeration cycle apparatus 2 Compressor 3 Radiator 5 Expansion valve (expansion mechanism)
DESCRIPTION OF
14A
L1 Reference line segment L2 Reference vertical line L3 Extension line of the first notch L4 Extension line of the second notch
Claims (8)
前記列方向に隣り合う孔の中心同士を結ぶ線分を基準線分、前記基準線分を垂直二等分する線を基準垂直線としたときに、前記基準線分よりも風上側に第1の隆起部が設けられ、前記基準線分よりも風下側に第2の隆起部が設けられ、
前記伝熱フィンの前記基準垂直線に沿った断面形状は波形に形成され、
前記第1の隆起部および前記第2の隆起部は、前記孔の側に流体を導く傾斜面を有し、
前記孔の開口方向から見たときの前記各隆起部の等価直径は、前記孔の外径以上である伝熱フィン。 A heat transfer fin in which a plurality of heat transfer tube insertion holes arranged in a predetermined row direction are formed,
When a line segment connecting the centers of the holes adjacent to each other in the column direction is a reference line segment, and a line that bisects the reference line segment vertically is a reference vertical line, the first on the windward side from the reference line segment. Is provided, and a second ridge is provided on the leeward side of the reference line segment,
The cross-sectional shape along the reference vertical line of the heat transfer fin is formed in a waveform,
The first raised portion and the second raised portion have inclined surfaces for guiding fluid to the hole side,
The heat transfer fin, wherein an equivalent diameter of each raised portion when viewed from the opening direction of the hole is equal to or larger than the outer diameter of the hole.
前記伝熱管には、前記第1の流体の流れ方向と交差する所定の列方向に並ぶ第1および第2の伝熱管が含まれ、
前記伝熱フィンには、前記伝熱管の延びる方向から見て、前記第1の伝熱管の中心と前記第2の伝熱管の中心とを結ぶ線分を基準線分、前記基準線分を垂直二等分する線を基準垂直線としたときに、前記基準線分よりも風上側に第1の隆起部が設けられ、前記基準線分よりも風下側に第2の隆起部が設けられ、
前記伝熱フィンの前記基準垂直線に沿った断面形状は波形に形成され、
前記第1の隆起部および前記第2の隆起部は、前記第1の流体を前記第1の伝熱管側および前記第2の伝熱管側に導く傾斜面を有し、
前記各伝熱管の延びる方向から見たときの前記各隆起部の等価直径は、前記各伝熱管の外径以上であるフィンチューブ型熱交換器。 A plurality of fins arranged at intervals from each other; a plurality of heat transfer tubes penetrating the fins; a first fluid flowing on a surface side of the fins; and a second fluid flowing inside the heat transfer tubes; A finned tube heat exchanger for exchanging heat,
The heat transfer tubes include first and second heat transfer tubes arranged in a predetermined row direction intersecting the flow direction of the first fluid,
The heat transfer fin has a reference line segment connecting the center of the first heat transfer tube and the center of the second heat transfer tube as viewed from the direction in which the heat transfer tube extends, and the reference line segment is vertical. When the bisecting line is a reference vertical line, a first ridge is provided on the leeward side of the reference line segment, and a second ridge is provided on the leeward side of the reference line segment,
The cross-sectional shape along the reference vertical line of the heat transfer fin is formed in a waveform,
The first raised portion and the second raised portion have inclined surfaces that guide the first fluid to the first heat transfer tube side and the second heat transfer tube side,
The fin tube type heat exchanger in which the equivalent diameter of each raised portion when viewed from the extending direction of each heat transfer tube is equal to or larger than the outer diameter of each heat transfer tube.
前記第1の隆起部または前記第2の隆起部に、切り欠き部が形成されているフィンチューブ型熱交換器。 The finned tube heat exchanger according to claim 2,
A finned tube heat exchanger in which a notch is formed in the first raised portion or the second raised portion.
前記切り欠き部は、前記隆起部における前記第1の流体の流れ方向の中央よりも風上側に形成されているフィンチューブ型熱交換器。 The finned tube heat exchanger according to claim 3,
The notch portion is a finned tube heat exchanger formed on the windward side from the center of the raised portion in the flow direction of the first fluid.
前記切り欠き部は、前記基準垂直線から風上側または風下側に開いた略V字状に形成され、
前記切り欠き部の前記第1の伝熱管側の延長線上に前記第1の伝熱管の中心が位置し、
前記切り欠き部の前記第2の伝熱管側の延長線上に前記第2の伝熱管の中心が位置するフィンチューブ型熱交換器。 The finned tube heat exchanger according to claim 3,
The notch is formed in a substantially V-shape opened from the reference vertical line to the leeward or leeward side,
The center of the first heat transfer tube is located on the extension line on the first heat transfer tube side of the notch,
A finned tube heat exchanger in which the center of the second heat transfer tube is located on an extension line of the cutout portion on the second heat transfer tube side.
前記第1の隆起部および前記第2の隆起部は、楕円丘状に形成されているフィンチューブ型熱交換器。 The finned tube heat exchanger according to claim 1,
The said 1st protruding part and the said 2nd protruding part are fin tube type heat exchangers formed in the elliptical hill shape.
前記伝熱フィンおよび前記伝熱管は、前記伝熱管の列方向と交差する段方向に複数設けられ、
前記段方向に隣り合うフィン同士は、前記伝熱管の延びる方向にずれているフィンチューブ型熱交換器。 The finned tube heat exchanger according to claim 1,
A plurality of the heat transfer fins and the heat transfer tubes are provided in the step direction intersecting the row direction of the heat transfer tubes,
The fin tube type heat exchanger in which the fins adjacent to each other in the step direction are displaced in the direction in which the heat transfer tube extends.
前記蒸発器は、請求項2〜7のいずれか一つに記載のフィンチューブ型熱交換器である冷凍サイクル装置。 A refrigeration cycle apparatus including a refrigerant circuit in which a compressor, a radiator, an expansion mechanism, and an evaporator are connected in order,
The said evaporator is a refrigerating-cycle apparatus which is a finned tube type heat exchanger as described in any one of Claims 2-7.
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