JP2622513B2 - フィン・チューブ熱交換器 - Google Patents
フィン・チューブ熱交換器Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular 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
- F28F1/24—Tubular 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 and extending transversely
- F28F1/32—Tubular 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 and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements
- F28F1/325—Fins with openings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
- F28F13/12—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2215/00—Fins
- F28F2215/08—Fins with openings, e.g. louvers
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Air Filters, Heat-Exchange Apparatuses, And Housings Of Air-Conditioning Units (AREA)
- Devices For Blowing Cold Air, Devices For Blowing Warm Air, And Means For Preventing Water Condensation In Air Conditioning Units (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はフィン・チューブ熱
交換器に関するもので、特に、平板フィンの面上に各種
の切り起こし部を設けて熱交換効率を向上させた、フィ
ン・チューブ熱交換器に関するものである。
交換器に関するもので、特に、平板フィンの面上に各種
の切り起こし部を設けて熱交換効率を向上させた、フィ
ン・チューブ熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】空気調和装置などに用いられている従来
のフィン・チューブ熱交換器の一般的な構造を図４に示
す。互いに所定間隔をおいて平行に配置した複数枚の平
板フィン１と、各平板フィン１をフィン面に垂直に、順
次に貫通していくように設けた伝熱管２とから構成され
ている。流体が各平板フィン１の間を、フィン面に平行
に矢印方向に流動して、伝熱管２内の媒体と熱交換を行
うしくみになっている。
のフィン・チューブ熱交換器の一般的な構造を図４に示
す。互いに所定間隔をおいて平行に配置した複数枚の平
板フィン１と、各平板フィン１をフィン面に垂直に、順
次に貫通していくように設けた伝熱管２とから構成され
ている。流体が各平板フィン１の間を、フィン面に平行
に矢印方向に流動して、伝熱管２内の媒体と熱交換を行
うしくみになっている。
【０００３】図５に示したように、従来のフィン・チュ
ーブ熱交換器の場合には、平板フィン１の表面近くに現
れる温度境界層３が、流体が流入して最初に到達する平
板フィン１の先端部から下流に行くにつれて厚くなる構
造となる。このため、平板フィン１の面を通して伝熱管
２内の媒体と流体との間で行われる熱交換に係る熱伝達
率は、平板フィン１の先端部から下流部分に行くに従っ
て著しく低下していく。このために交換熱量が制限さ
れ、熱交換効率の低下を招いていた。
ーブ熱交換器の場合には、平板フィン１の表面近くに現
れる温度境界層３が、流体が流入して最初に到達する平
板フィン１の先端部から下流に行くにつれて厚くなる構
造となる。このため、平板フィン１の面を通して伝熱管
２内の媒体と流体との間で行われる熱交換に係る熱伝達
率は、平板フィン１の先端部から下流部分に行くに従っ
て著しく低下していく。このために交換熱量が制限さ
れ、熱交換効率の低下を招いていた。
【０００４】また、図６に示すように、伝熱管２の周囲
においては、低速流体が伝熱管２に向かって矢印方向に
平行に流動していく場合、伝熱管２の軸を中心に上下約
７０度から８０度以上の角度方向に対しては熱伝達率が
低下する。すなわち、伝熱管２の後方に斜線で示す無効
空間４（死水領域、剥離域など）が生じる。このような
伝熱特性も熱交換効率の低下を招いていた。
においては、低速流体が伝熱管２に向かって矢印方向に
平行に流動していく場合、伝熱管２の軸を中心に上下約
７０度から８０度以上の角度方向に対しては熱伝達率が
低下する。すなわち、伝熱管２の後方に斜線で示す無効
空間４（死水領域、剥離域など）が生じる。このような
伝熱特性も熱交換効率の低下を招いていた。
【０００５】平板フィン１の面上にスリット部を設けた
構造のフィン・チューブ熱交換器に、実開昭５５−１１
０９９５号公報に開示されているものがある。このフィ
ン・チューブ熱交換器に用いられている平板フィン１を
図７に示す。平板フィン１の面上、伝熱管２を設けてい
ない空いた領域に、スリット部５ａ、５ｂ、５ｃ、５
ｄ、５ｅ、５ｆが設けられている。スリット部５ａ、５
ｃ、５ｅ及びスリット部５ｂ、５ｄ、５ｆは、平板フィ
ン１の各面上の所定箇所を所定幅に山形に切り起こして
形成し、図８に示したように平板フィン１の片面とその
裏面に交互に突起するように設けられている。
構造のフィン・チューブ熱交換器に、実開昭５５−１１
０９９５号公報に開示されているものがある。このフィ
ン・チューブ熱交換器に用いられている平板フィン１を
図７に示す。平板フィン１の面上、伝熱管２を設けてい
ない空いた領域に、スリット部５ａ、５ｂ、５ｃ、５
ｄ、５ｅ、５ｆが設けられている。スリット部５ａ、５
ｃ、５ｅ及びスリット部５ｂ、５ｄ、５ｆは、平板フィ
ン１の各面上の所定箇所を所定幅に山形に切り起こして
形成し、図８に示したように平板フィン１の片面とその
裏面に交互に突起するように設けられている。
【０００６】上記のように、平板フィン１の面上に突起
したスリット部を設けることにより、平板フィン１表面
から離れて流動している流体との熱のやり取りを促進
し、従来からあるフィン・チューブ熱交換器の熱交換効
率を改善することができる。
したスリット部を設けることにより、平板フィン１表面
から離れて流動している流体との熱のやり取りを促進
し、従来からあるフィン・チューブ熱交換器の熱交換効
率を改善することができる。
【０００７】しかし、熱伝達の行われる各部をさらに局
所的にみると、上流側に位置するスリット部５ａ、５ｂ
の付近では温度境界層３が未発達であって伝熱特性は良
いが、下流側に位置するスリット部５ｃ、５ｄ、５ｅ、
５ｆは、上流側に位置するスリット部５ａ、５ｂによっ
て形成され発達した温度境界層３の範囲内にあるため、
交換熱量の増加は十分でなく、上流側に位置するスリッ
ト部に比較して伝熱特性は良くない。
所的にみると、上流側に位置するスリット部５ａ、５ｂ
の付近では温度境界層３が未発達であって伝熱特性は良
いが、下流側に位置するスリット部５ｃ、５ｄ、５ｅ、
５ｆは、上流側に位置するスリット部５ａ、５ｂによっ
て形成され発達した温度境界層３の範囲内にあるため、
交換熱量の増加は十分でなく、上流側に位置するスリッ
ト部に比較して伝熱特性は良くない。
【０００８】また、上記のように構成したスリット部に
よっては、伝熱管２の後方に生じる、伝熱特性の悪い無
効空間４を低減することはできず、この点からの熱交換
効率の改善は図られていない。
よっては、伝熱管２の後方に生じる、伝熱特性の悪い無
効空間４を低減することはできず、この点からの熱交換
効率の改善は図られていない。
【０００９】さらに、上記のような熱交換器の構成で
は、各平板フィン１の間を流動する流体は相互に混合さ
れずに、平板フィン１に挟まれた各スペースを独立に通
過して熱交換を行うため、平板フィン１表面に沿って温
度境界層が発達しやすく、このような平板フィン１表面
では熱伝達率が低下しがちであった。
は、各平板フィン１の間を流動する流体は相互に混合さ
れずに、平板フィン１に挟まれた各スペースを独立に通
過して熱交換を行うため、平板フィン１表面に沿って温
度境界層が発達しやすく、このような平板フィン１表面
では熱伝達率が低下しがちであった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の発明者は、上
記のような従来技術の考察の結果、従来のフィン・チュ
ーブ熱交換器の熱交換効率を効果的に向上させ、性能改
善を図るためには、以下の諸点に注意を払って従来の熱
交換器に改良を加えればいいと考えた。
記のような従来技術の考察の結果、従来のフィン・チュ
ーブ熱交換器の熱交換効率を効果的に向上させ、性能改
善を図るためには、以下の諸点に注意を払って従来の熱
交換器に改良を加えればいいと考えた。
【００１１】発達した温度境界層３の存在下、特に層
流境界層の存在下では、交換熱量を効果的に増加させる
ことはできない。温度境界層３の発達を抑制する、流体
の流動を乱流化して乱流境界層への遷移を促進する、あ
るいは温度境界層３の範囲外で伝熱特性の向上を図るよ
うにする、等の工夫が必要である。
流境界層の存在下では、交換熱量を効果的に増加させる
ことはできない。温度境界層３の発達を抑制する、流体
の流動を乱流化して乱流境界層への遷移を促進する、あ
るいは温度境界層３の範囲外で伝熱特性の向上を図るよ
うにする、等の工夫が必要である。
【００１２】伝熱管２の後方に生じる無効空間４を低
減して、伝熱管２内の媒体と、伝熱管２の後方に位置す
る流体との間で行われ得る熱交換を有効に活用する。
減して、伝熱管２内の媒体と、伝熱管２の後方に位置す
る流体との間で行われ得る熱交換を有効に活用する。
【００１３】平板フィンの面上に突起部等を配置し
て、流体を伝熱管２の後方に導くようにすれば、無効空
間４の低減を図ることができる。合わせてまた、突起部
の構造、配置などを工夫することにより、流体の混合と
拡散を誘導して、流動の乱流化を促すことができる。
て、流体を伝熱管２の後方に導くようにすれば、無効空
間４の低減を図ることができる。合わせてまた、突起部
の構造、配置などを工夫することにより、流体の混合と
拡散を誘導して、流動の乱流化を促すことができる。
【００１４】例えば平板フィン１に適宜孔等を設ける
などして、流体が平板フィン１に沿って流動している途
中で、平板フィン１の裏面に侵入できるようにすれば、
発達した温度境界層３は孔部で寸断されるし、流体の流
動の乱流化も促進できる。
などして、流体が平板フィン１に沿って流動している途
中で、平板フィン１の裏面に侵入できるようにすれば、
発達した温度境界層３は孔部で寸断されるし、流体の流
動の乱流化も促進できる。
【００１５】本発明の目的は、前記種々の課題を平板フ
ィン１表面の構造に改良を加えることによって解決し、
従来の熱交換器の熱交換効率を効果的に向上させて性能
改善を図ったフィン・チューブ熱交換器を提供すること
にある。
ィン１表面の構造に改良を加えることによって解決し、
従来の熱交換器の熱交換効率を効果的に向上させて性能
改善を図ったフィン・チューブ熱交換器を提供すること
にある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、互いに所定間隔をおいて平行に配置した
複数枚の平板フィン１と、各平板フィン１を順次に貫通
していくように設けた伝熱管２とから構成され、各平板
フィン１の間に流体を流すことにより、流体と伝熱管２
内の媒体との間で熱交換が行われるようにしたフィン・
チューブ熱交換器において、伝熱管２の周囲に沿って流
体の流動を誘導する、突起したスリット部からなるスリ
ット形切り起こし群２０を、平板フィン１の各面上、伝
熱管２の周囲に設けた。
に本発明では、互いに所定間隔をおいて平行に配置した
複数枚の平板フィン１と、各平板フィン１を順次に貫通
していくように設けた伝熱管２とから構成され、各平板
フィン１の間に流体を流すことにより、流体と伝熱管２
内の媒体との間で熱交換が行われるようにしたフィン・
チューブ熱交換器において、伝熱管２の周囲に沿って流
体の流動を誘導する、突起したスリット部からなるスリ
ット形切り起こし群２０を、平板フィン１の各面上、伝
熱管２の周囲に設けた。
【００１７】またさらに、スリット形切り起こし群２０
に加えて、平板フィン１の片面から裏面に流体の流動を
誘導する、開口を有する第１及び第２のルーバ形切り起
こし部３０ａ、３０ｂを、平板フィン１の各面上、伝熱
管２の上流側周辺部と下流側周辺部に各々設けた。
に加えて、平板フィン１の片面から裏面に流体の流動を
誘導する、開口を有する第１及び第２のルーバ形切り起
こし部３０ａ、３０ｂを、平板フィン１の各面上、伝熱
管２の上流側周辺部と下流側周辺部に各々設けた。
【００１８】特に、前記のスリット形切り起こし群２０
は、以下で紹介する実施例のように、平板フィン１の各
面上の所定箇所を所定幅に山形に切り起こして形成した
複数のスリット部から構成し、各スリット部は、伝熱管
２から離れた部分ほど厚みを大きくとり、各スリット部
の開口が一致して伝熱管２の円周方向を向いて、伝熱管
２を取り囲むように配置して構成することができる。
は、以下で紹介する実施例のように、平板フィン１の各
面上の所定箇所を所定幅に山形に切り起こして形成した
複数のスリット部から構成し、各スリット部は、伝熱管
２から離れた部分ほど厚みを大きくとり、各スリット部
の開口が一致して伝熱管２の円周方向を向いて、伝熱管
２を取り囲むように配置して構成することができる。
【００１９】また特に、前記の第１及び第２のルーバ形
切り起こし部３０ａ、３０ｂは、以下で紹介する実施例
のように、流体の流動に対して９０度未満の角度で突起
した突起部を有して流体に対して開口しているように形
成することができる。
切り起こし部３０ａ、３０ｂは、以下で紹介する実施例
のように、流体の流動に対して９０度未満の角度で突起
した突起部を有して流体に対して開口しているように形
成することができる。
【００２０】上記のように構成した平板フィン１を図４
に例示した従来のフィン・チューブ熱交換器に用いれ
ば、前記のスリット形切り起こし群２０、第１及び第２
のルーバ形切り起こし部３０ａ、３０ｂは、平板フィン
１の間を流動する流体に対してそれぞれ次のように作用
する。
に例示した従来のフィン・チューブ熱交換器に用いれ
ば、前記のスリット形切り起こし群２０、第１及び第２
のルーバ形切り起こし部３０ａ、３０ｂは、平板フィン
１の間を流動する流体に対してそれぞれ次のように作用
する。
【００２１】すなわち、スリット形切り起こし群２０に
よって、流体が伝熱管２の脇に流入していく際には、流
体の進行方向に対し平板フィン１面上でそれと直角方向
に隣合って並んで位置する、２つの伝熱管２に沿って流
入してきた流体は、２つの伝熱管２の脇の領域において
合流して相互に混合し合い、混合した流体が伝熱管２の
脇を離れて後方へ流出していく際には、流体は前記２つ
の伝熱管２の後方に回り込んで扇状に拡散して流出して
いくようになる。
よって、流体が伝熱管２の脇に流入していく際には、流
体の進行方向に対し平板フィン１面上でそれと直角方向
に隣合って並んで位置する、２つの伝熱管２に沿って流
入してきた流体は、２つの伝熱管２の脇の領域において
合流して相互に混合し合い、混合した流体が伝熱管２の
脇を離れて後方へ流出していく際には、流体は前記２つ
の伝熱管２の後方に回り込んで扇状に拡散して流出して
いくようになる。
【００２２】また、第１のルーバ形切り起こし部３０ａ
によって、伝熱管２に向かって流動してきた流体の一
部、すなわち、特に平板フィン１に隣接して温度境界層
３を形成していた流体部分が、ルーバ形切り起こし部３
０ａを通過して、平板フィン１の裏面にその流動路を変
更するようになる。
によって、伝熱管２に向かって流動してきた流体の一
部、すなわち、特に平板フィン１に隣接して温度境界層
３を形成していた流体部分が、ルーバ形切り起こし部３
０ａを通過して、平板フィン１の裏面にその流動路を変
更するようになる。
【００２３】さらに、第２のルーバ形切り起こし部３０
ｂによって、スリット形切り起こし群２０によって伝熱
管２の脇から伝熱管２の後方に誘導されて流出してきた
流体が、ルーバ形切り起こし部３０ｂを通過して、平板
フィン１の裏面にその流動路を変更するようになる。
ｂによって、スリット形切り起こし群２０によって伝熱
管２の脇から伝熱管２の後方に誘導されて流出してきた
流体が、ルーバ形切り起こし部３０ｂを通過して、平板
フィン１の裏面にその流動路を変更するようになる。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例について、図
１、図２及び図３に基づいて説明する。本実施例では、
互いに所定間隔をおいて平行に配置した複数枚の平板フ
ィン１と、各平板フィン１を順次に貫通していくように
設けた伝熱管２とから構成され、各平板フィン１の間に
流体を流すことにより、流体と伝熱管２内の媒体との間
で熱交換が行われるようにした従来のフィン・チューブ
熱交換器に改良を加え、スリット形切り起こし群２０と
第１及び第２のルーバ形切り起こし部３０ａ、３０ｂ
を、平板フィン１表面上に次のように設けた。
１、図２及び図３に基づいて説明する。本実施例では、
互いに所定間隔をおいて平行に配置した複数枚の平板フ
ィン１と、各平板フィン１を順次に貫通していくように
設けた伝熱管２とから構成され、各平板フィン１の間に
流体を流すことにより、流体と伝熱管２内の媒体との間
で熱交換が行われるようにした従来のフィン・チューブ
熱交換器に改良を加え、スリット形切り起こし群２０と
第１及び第２のルーバ形切り起こし部３０ａ、３０ｂ
を、平板フィン１表面上に次のように設けた。
【００２５】スリット形切り起こし群２０は、次の１０
箇所のスリット部によって構成した。各スリット部は、
平板フィン１の面上の各部を図１に示したような配置
で、所定幅の基盤部２１を間において山形に切り起こし
て形成した。各々のスリット部は、伝熱管２から離れた
部分ほど厚みを大きくとり、各スリット部の開口が一致
して伝熱管２の円周方向を向いて、伝熱管２を取り囲む
ように配置する。
箇所のスリット部によって構成した。各スリット部は、
平板フィン１の面上の各部を図１に示したような配置
で、所定幅の基盤部２１を間において山形に切り起こし
て形成した。各々のスリット部は、伝熱管２から離れた
部分ほど厚みを大きくとり、各スリット部の開口が一致
して伝熱管２の円周方向を向いて、伝熱管２を取り囲む
ように配置する。
【００２６】伝熱管２の上流側周辺部に、伝熱管２を
中心に対称に、所定間隔をおいて各々配置した、第１及
び第２のスリット部６ａ、６ｂ 伝熱管２の下流側周辺部に、伝熱管２を中心に対称
に、かつ、第１及び第２のスリット部６ａ、６ｂとも対
称に、所定間隔をおいて各々配置した、第３及び第４の
スリット部７ａ、７ｂ 第１及び第２のスリット部６ａ、６ｂの下流側に、伝
熱管２を中心に対称に、所定間隔をおいて各々配置し
た、第５及び第６のスリット部８ａ、８ｂ 第３及び第４のスリット部７ａ、７ｂの上流側に、伝
熱管２を中心に対称に、かつ、第５及び第６のスリット
部８ａ、８ｂとも対称に、所定間隔をおいて各々配置し
た、第７及び第８のスリット部９ａ、９ｂ 第５及び第６のスリット部８ａ、８ｂと、第７及び第
８のスリット部９ａ、９ｂとの間で、流体の流動方向に
所定間隔をおいて各々配置した、第９及び第１０のスリ
ット部１０ａ、１０ｂ 第１ないし第８のスリット部６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ、
８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂは、伝熱管２の脇に流入してき
た流体を合流させ、また後方に扇状に発散させるのに適
するよう、伝熱管２を中心に周囲を取り囲んで行くよう
に相互に所定の角度を与えて配置し、各スリット部の各
開口が一致して伝熱管２の円周方向を向くようにする。
中心に対称に、所定間隔をおいて各々配置した、第１及
び第２のスリット部６ａ、６ｂ 伝熱管２の下流側周辺部に、伝熱管２を中心に対称
に、かつ、第１及び第２のスリット部６ａ、６ｂとも対
称に、所定間隔をおいて各々配置した、第３及び第４の
スリット部７ａ、７ｂ 第１及び第２のスリット部６ａ、６ｂの下流側に、伝
熱管２を中心に対称に、所定間隔をおいて各々配置し
た、第５及び第６のスリット部８ａ、８ｂ 第３及び第４のスリット部７ａ、７ｂの上流側に、伝
熱管２を中心に対称に、かつ、第５及び第６のスリット
部８ａ、８ｂとも対称に、所定間隔をおいて各々配置し
た、第７及び第８のスリット部９ａ、９ｂ 第５及び第６のスリット部８ａ、８ｂと、第７及び第
８のスリット部９ａ、９ｂとの間で、流体の流動方向に
所定間隔をおいて各々配置した、第９及び第１０のスリ
ット部１０ａ、１０ｂ 第１ないし第８のスリット部６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ、
８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂは、伝熱管２の脇に流入してき
た流体を合流させ、また後方に扇状に発散させるのに適
するよう、伝熱管２を中心に周囲を取り囲んで行くよう
に相互に所定の角度を与えて配置し、各スリット部の各
開口が一致して伝熱管２の円周方向を向くようにする。
【００２７】同じ理由で、第１のスリット部６ａと第２
のスリット部６ｂとの間隔は、第５のスリット部８ａと
第６のスリット部８ｂとの間隔よりも大きくなるように
各スリット部を配置する。第３のスリット部７ａと第４
のスリット部７ｂとの間隔は、第７のスリット部９ａと
第８のスリット部９ｂとの間隔よりも大きくなるように
各スリット部を配置する。さらに、第１ないし第４のス
リット部６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂは、第５ないし第８の
スリット部８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂよりも大きな厚みの
スリットとなるよう形成する。
のスリット部６ｂとの間隔は、第５のスリット部８ａと
第６のスリット部８ｂとの間隔よりも大きくなるように
各スリット部を配置する。第３のスリット部７ａと第４
のスリット部７ｂとの間隔は、第７のスリット部９ａと
第８のスリット部９ｂとの間隔よりも大きくなるように
各スリット部を配置する。さらに、第１ないし第４のス
リット部６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂは、第５ないし第８の
スリット部８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂよりも大きな厚みの
スリットとなるよう形成する。
【００２８】また、各スリット部の突起は、第１、第
２、第７、第８及び第９の各スリット部６ａ、６ｂ、９
ａ、９ｂ、１０ａにおいては平板フィン１の同一の片面
に、第３、第４、第５、第６及び第１０の各スリット部
７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ、１０ｂにおいては平板フィン
１の前記片面の裏面に現れるように、平板フィン１を切
り起こす。このようにすれば、スリット形切り起こし群
２０は、平板フィン１の片面とその裏面に交互に突起す
る各スリット部が順に並んだ、図２に示した構造のもの
となる。上記のように、所定幅の基盤部２１を間にお
き、かつ、各スリット部が平板フィン１の両面に交互に
突起するように各スリット部を配置すれば、連続した温
度境界層を避けた、より効果的な熱伝達が行われる。
２、第７、第８及び第９の各スリット部６ａ、６ｂ、９
ａ、９ｂ、１０ａにおいては平板フィン１の同一の片面
に、第３、第４、第５、第６及び第１０の各スリット部
７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ、１０ｂにおいては平板フィン
１の前記片面の裏面に現れるように、平板フィン１を切
り起こす。このようにすれば、スリット形切り起こし群
２０は、平板フィン１の片面とその裏面に交互に突起す
る各スリット部が順に並んだ、図２に示した構造のもの
となる。上記のように、所定幅の基盤部２１を間にお
き、かつ、各スリット部が平板フィン１の両面に交互に
突起するように各スリット部を配置すれば、連続した温
度境界層を避けた、より効果的な熱伝達が行われる。
【００２９】また、本実施例では、第１及び第２のルー
バ形切り起こし部３０ａ、３０ｂは、平板フィン１の面
上、伝熱管２の上流側周辺部と下流側周辺部の所定位置
に切込みを入れ、切込みの両端に所定角度のねじりを加
えて、平板フィン１の両面に突起するように形成する。
伝熱管２の上流側周辺部に位置する第１のルーバ形切り
起こし部３０ａ、伝熱管２の下流側周辺部に位置する第
２のルーバ形切り起こし部３０ｂともに、平板フィン１
の片面を流動する流体を裏面に導くよう、平板フィン
１、すなわち、流体の流動に対して９０度未満の角度で
突起した突起部を有して、流体が流入し易い開口部とな
るように形成する。
バ形切り起こし部３０ａ、３０ｂは、平板フィン１の面
上、伝熱管２の上流側周辺部と下流側周辺部の所定位置
に切込みを入れ、切込みの両端に所定角度のねじりを加
えて、平板フィン１の両面に突起するように形成する。
伝熱管２の上流側周辺部に位置する第１のルーバ形切り
起こし部３０ａ、伝熱管２の下流側周辺部に位置する第
２のルーバ形切り起こし部３０ｂともに、平板フィン１
の片面を流動する流体を裏面に導くよう、平板フィン
１、すなわち、流体の流動に対して９０度未満の角度で
突起した突起部を有して、流体が流入し易い開口部とな
るように形成する。
【００３０】
【発明の効果】本発明によるフィン・チューブ熱交換器
によれば、まず、スリット形切り起こし群２０によっ
て、伝熱管２の脇の領域において、流入する流体の混合
と後方へ流出する流体の拡散が図られ、流体の乱流化に
よって熱伝達率が向上するとともに、伝熱管２の後方に
生ずる無効空間４を低減して、交換熱量を向上させるこ
とができる。
によれば、まず、スリット形切り起こし群２０によっ
て、伝熱管２の脇の領域において、流入する流体の混合
と後方へ流出する流体の拡散が図られ、流体の乱流化に
よって熱伝達率が向上するとともに、伝熱管２の後方に
生ずる無効空間４を低減して、交換熱量を向上させるこ
とができる。
【００３１】また、通常、平板フィン１または伝熱管２
から離れて流動する流体部分ほど交換熱量は小さいの
で、スリット形切り起こし群２０を構成する各スリット
部を、伝熱管２から離れた部分ほど厚みを大きくとって
形成すれば、伝熱管２相互間の中央部付近を流動する交
換熱量の小さい流体部分を熱交換に有効に寄与させるこ
とができる。
から離れて流動する流体部分ほど交換熱量は小さいの
で、スリット形切り起こし群２０を構成する各スリット
部を、伝熱管２から離れた部分ほど厚みを大きくとって
形成すれば、伝熱管２相互間の中央部付近を流動する交
換熱量の小さい流体部分を熱交換に有効に寄与させるこ
とができる。
【００３２】また、第１のルーバ形切り起こし部３０ａ
によれば、平板フィン１の面上に沿って発達してきた温
度境界層３を寸断できるし、流体の突起部への衝突や裏
面の流体との混合によって流動の乱流化も促進でき、熱
伝達率が向上して熱交換を有効に行わせることができ
る。
によれば、平板フィン１の面上に沿って発達してきた温
度境界層３を寸断できるし、流体の突起部への衝突や裏
面の流体との混合によって流動の乱流化も促進でき、熱
伝達率が向上して熱交換を有効に行わせることができ
る。
【００３３】さらに、第２のルーバ形切り起こし部３０
ｂによれば、伝熱管２の後方で、平板フィン１の裏面に
流体が侵入していくので、流体の乱流化を促進して無効
空間４を低減させることができ、通常は熱交換に十分に
寄与することのできない伝熱管２の後方領域を熱交換に
有効に活用することができる。
ｂによれば、伝熱管２の後方で、平板フィン１の裏面に
流体が侵入していくので、流体の乱流化を促進して無効
空間４を低減させることができ、通常は熱交換に十分に
寄与することのできない伝熱管２の後方領域を熱交換に
有効に活用することができる。
【図１】本発明によるフィン・チューブ熱交換器の平板
フィン面を示した平面図である。
フィン面を示した平面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】図２のＣ周囲部分の拡大図である。
【図４】従来のフィン・チューブ熱交換器を示した斜視
図である。
図である。
【図５】図４の平板フィン周囲に生じる温度境界層を説
明した図である。
明した図である。
【図６】図４の伝熱管周囲に生じる無効空間を説明した
図である。
図である。
【図７】従来の他のフィン・チューブ熱交換器に用いら
れる平板フィン面を示した平面図である。
れる平板フィン面を示した平面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ断面図である。
１ 平板フィン ２ 伝熱管 ３ 温度境界層 ４ 無効空間 ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ スリット部 ６ａ、６ｂ 第１、第２のスリット部 ７ａ、７ｂ 第３、第４のスリット部 ８ａ、８ｂ 第５、第６のスリット部 ９ａ、９ｂ 第７、第８のスリット部 １０ａ、１０ｂ 第９、第１０のスリット部 ２０ スリット形切り起こし群 ２１ 基盤部 ３０ａ、３０ｂ 第１、第２のルーバ形切り起こし部
Claims (3)
- 【請求項１】 互いに所定間隔をおいて平行に配置した
複数枚の平板フィン（１）と、前記の各平板フィン
（１）を順次に貫通していくように設けた伝熱管（２）
とから構成され、前記の各平板フィン（１）の間に流体
を流すことにより、流体と前記伝熱管（２）内の媒体と
の間で熱交換が行われるようにしたフィン・チューブ熱
交換器において、前記伝熱管（２）の周囲に沿って流体
の流動を誘導する、突起したスリット部からなるスリッ
ト形切り起こし群（２０）を、前記平板フィン（１）の
各面上、前記伝熱管（２）の周囲に設けたこと、及び、
前記平板フィン（１）の片面から裏面に流体の流動を誘
導する、開口を有する第１及び第２のルーバ形切り起こ
し部（３０ａ、３０ｂ）を、前記平板フィン（１）の各
面上、前記伝熱管（２）の上流側周辺部と下流側周辺部
に各々設けたことを特徴とするフィン・チューブ熱交換
器。 - 【請求項２】 前記スリット形切り起こし群（２０）
は、前記平板フィン（１）の各面上の所定箇所を、所定
幅に山形に切り起こして形成した複数のスリット部から
なり、前記の各スリット部は、前記伝熱管（２）から離
れた部分ほど厚みを大きくとり、かつ、前記の各スリッ
ト部の開口が一致して伝熱管２の円周方向を向いて、伝
熱管（２）を取り囲むように配置していることを特徴と
する、請求項１に記載のフィン・チューブ熱交換器。 - 【請求項３】 前記第１及び第２のルーバ形切り起こし
部（３０ａ、３０ｂ）は、前記流体の流動に対して９０
度未満の角度で突起した突起部を有して前記流体に対し
開口していることを特徴とする、請求項１または２に記
載のフィン・チューブ熱交換器。
Applications Claiming Priority (2)
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08327270A JPH08327270A (ja) | 1996-12-13 |
| JP2622513B2 true JP2622513B2 (ja) | 1997-06-18 |
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Family Applications (1)
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| US5975200A (en) * | 1997-04-23 | 1999-11-02 | Denso Corporation | Plate-fin type heat exchanger |
| BR9801850A (pt) * | 1998-03-30 | 2000-03-21 | Multibras Eletrodomesticos Sa | Trocador de calor tubo-aleta. |
| KR100484913B1 (ko) * | 2002-03-09 | 2005-04-22 | 위니아만도 주식회사 | 열교환기 |
| SG172489A1 (en) * | 2009-12-14 | 2011-07-28 | Metals S Pte Ltd Gy | Radiator core |
| CN102087079A (zh) * | 2011-02-23 | 2011-06-08 | 浙江工业大学 | 放射式强化换热翅片 |
| JP6236784B2 (ja) * | 2013-01-10 | 2017-11-29 | 株式会社ノーリツ | 熱交換器および給湯器 |
| CN107275873B (zh) * | 2016-04-06 | 2020-11-20 | 富士康(昆山)电脑接插件有限公司 | 插头连接器模组 |
| DE102018117457A1 (de) | 2018-07-19 | 2020-01-23 | Kelvion Machine Cooling Systems Gmbh | Wärmetauscher |
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| JPS60162134A (ja) * | 1984-01-31 | 1985-08-23 | Matsushita Seiko Co Ltd | 空気調和機等の熱交換器 |
| DE3406682A1 (de) * | 1984-02-24 | 1985-09-05 | GEA GmbH, 4630 Bochum | Waermeaustauscher |
| JPS60194293A (ja) * | 1984-03-14 | 1985-10-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | フイン付熱交換器 |
| JPS61153496A (ja) * | 1984-12-27 | 1986-07-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | フイン付熱交換器 |
| JPS61243289A (ja) * | 1985-04-18 | 1986-10-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | フイン付熱交換器 |
| JPS6226494A (ja) * | 1985-07-24 | 1987-02-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | フィン付熱交換器 |
| JPS62266391A (ja) * | 1986-05-09 | 1987-11-19 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | 熱交換器 |
| JPH0670555B2 (ja) * | 1987-01-23 | 1994-09-07 | 松下冷機株式会社 | フィンチューブ型熱交換器 |
| JPH0480597A (ja) * | 1990-07-20 | 1992-03-13 | Hitachi Ltd | クロスフインチューブ形熱交換器 |
| JPH04136692A (ja) * | 1990-09-27 | 1992-05-11 | Kubota Corp | 熱交換器用フィン |
-
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- 1995-05-25 KR KR2019950011432U patent/KR0133025Y1/ko not_active IP Right Cessation
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- 1996-04-10 US US08/630,581 patent/US5685367A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-17 JP JP8123412A patent/JP2622513B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1996-05-23 IT IT96RM000357A patent/IT1285139B1/it active IP Right Grant
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