JP2706497B2 - フィン付熱交換器 - Google Patents

フィン付熱交換器

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JP2706497B2 JP63319116A JP31911688A JP2706497B2 JP 2706497 B2 JP2706497 B2 JP 2706497B2 JP 63319116 A JP63319116 A JP 63319116A JP 31911688 A JP31911688 A JP 31911688A JP 2706497 B2 JP2706497 B2 JP 2706497B2
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輝彦 平
八郎 小間
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松下冷機株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、空緒機器、冷蔵庫等の冷却システムに使用
されるフィン付熱交換器に関するものである。
従来の技術 近年、空調機器,冷蔵庫等の小型化,低コスト化に伴
ない、その構成部品であるフィン付熱交換器は、増々性
能向上及び、低コスト化が要望されている。
以下、図面を参照しながら従来のフィン付熱交換器の
一例について説明する。第5図,第6図は従来のフィン
付熱交換器を示すものである。
図において、1は板状フィンである。2,2a,2b,2cは板
状フィン1に挿入されて密着された伝熱管で、内部を冷
媒が流動する。板状フィン1は列間で、温度の異なる伝
熱管2同士の熱移動を防ぐ目的で、列間で直線状に切断
されている。
なお、伝熱管2は管外径DがD≦8.5mmで、列ピッチP
rと段ピッチPhとの比がPr/Ph≦0.7である。
発明が解決しようとする課題 しかしながら従来の構成では、板状フィン1が、列間
で、直線状に分割され、伝熱管2の外径DがD≦8.5mm
で、列ピッチPrと段ピッチPhとの比がPr/Ph≦0.7である
ため、伝熱管2に対して板状フィン1の列方向のフィン
部が段方向のフィン部に対して短く、フィン効率が非常
に悪い。
また、段ピッチPhに対して、列ピッチPrを充分に大き
くしたならば、大型化及び、コストアップしてしまう。
また、フィン効率を上げるために管径を大きくとれ
ば、空気抵抗が増加し、大型化してしまう。
本発明は、従来の課題を解決するもので、小型化,低
コスト化と共に、列間で分割した板状フィンのフィン効
率を改善し、熱交換性能を大幅に向上させたフィン付熱
交換器を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために、本発明のフィン付熱交換
器は、千鳥状に配列され内部を冷媒が流動する複数の伝
熱管と、多数平行に並べられ前記伝熱管が貫通する板状
フィンとからなり、前記板状フィンが、前記伝熱管の列
間において、列間中心線の両側の各伝熱管から列方向に
隣接する伝熱管同士の距離の約半分の距離をもつ曲線又
は屈曲線を前記伝熱管の段方向に連続させた波状の列切
断線により分断され、この分断によりできた前記波状の
縁の凹凸が互いに噛み合うようになっているのである。
このとき、伝熱管は、列ピッチPrと段ピッチPhとの比
がPr/Ph≦0.7で、伝熱管の外径DがD≦8.5mmであるこ
とが好ましい。
作用 本発明では、伝熱管の列間において板状フィンが、列
間中心線の両側の各伝熱管から列方向に隣接する伝熱管
同士の距離の約半分の距離をもつ曲線又は屈曲線を伝熱
管の段方向に連続させた波状の列切断線により分断さ
れ、この分断によりできた波状の縁の凹凸が互いに噛み
合うようになっているので、各伝熱管から板状フィンの
縁までの熱伝導距離が、列方向に隣接する伝熱管同士の
距離の約半分になる部分が大幅に増えて、各伝熱管から
板状フィンの縁までの熱伝導距離のバラツキが小さくな
ることによりフィン効率が向上し、板状フィンの面積は
変わらずに低コストで、熱交換性能が向上する。
特に、伝熱管の列ピッチPrと段ピッチPhとの比がPr/P
h≦0.7で、伝熱管の外径DがD≦8.5mmである場合に、
板状フィンが列間で直線状に分割された従来のものより
もフィン効率を大きく向上させることができる。
実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。
第1図は、本発明の第1の実施例におけるフィン付熱
交換器を板状フィンに平行な平面で切断したときの断面
図を示すものである。なお、従来品と同一構成について
は同一符号を付与してその説明を省略する。
本実施例のフィン付熱交換器は、千鳥状に配列され内
部を冷媒が流動する複数の伝熱管2a,2b,2cと、多数平行
に並べられ伝熱管2a,2b,2cが貫通する板状フィン11とか
らなり、板状フィン11が、伝熱管2a,2b,2cの列間におい
て、列間中心線3の両側の各伝熱管2a,2b,2cから列方向
に隣接する伝熱管2a,2c同士の距離の約半分の距離をも
つ台形状の屈曲線を伝熱管2a,2b,2cの段方向に連続させ
た台形波状の列切断線により分断され、この分断により
できた台形波状の縁の凹凸が互いに噛み合うようになっ
ている。
その結果、板状フィン11の列切断線が伝熱管2aの近傍
では伝熱管2aからの距離が列間中心線3よりも遠くな
り、段方向に隣接する伝熱管2aと伝熱管2bとの中心部近
傍では、伝熱管2aからの距離が列間中心線3よりも近く
なっている。
また、板状フィン11の列方向の両端部においても、板
状フィンの縁が列間と同じように台形波状に切断されて
いる。
ここで、伝熱管2a,2b,2cの管外径DはD≦8.5mmであ
り、かつ、伝熱管2a,2b,2cの列ピッチPrと段ピッチPhと
の比がPr/Ph≦0.7としている。
以上のように構成された本実施例のフィン付熱交換器
について、以下その作用を説明する。
本実施例のフィン付熱交換器は、板状フィン11が、伝
熱管2a,2b,2cの列間において、列間中心線3の両側の各
伝熱管2a,2b,2cから列方向に隣接する伝熱管2a,2c同士
の距離の約半分の距離をもつ台形状の屈曲線を伝熱管2
a,2b,2cの段方向に連続させた台形波状の列切断線によ
り分断され、この分断によりできた台形波状の縁の凹凸
が互いに噛み合うようになっているので、各伝熱管2a,2
b,2cから板状フィン11の縁までの熱伝導距離が、列方向
に隣接する伝熱管2a,2c同士の距離の約半分になる部分
が大幅に増えて、各伝熱管2a,2b,2cから板状フィン11の
縁までの熱伝導距離のバラツキが小さくなることにより
フィン効率が向上し、板状フィン11の面積は変わらずに
低コストで、熱交換性能が向上する。
また、板状フィン11の列方向の両端部においても、板
状フィンの縁が列間と同じように台形波状に切断されて
いるため、板状フィンは材料コストを上昇させることな
くフィン効率を向上できる。
第3図は、伝熱管外径D=8.5mmでの列ピッチPrと段
ピッチPhとの比Pr/Phとフィン効率との関係を示してい
る。
第3図に示されているように、本実施例のフィン付熱
交換器A1のフィン効率は、従来例のフィン付熱交換器B1
のフィン効率に対して列ピッチPrと段ピッチPhとの比が
Pr/Ph≦0.7において、大幅に向上している。
第4図は、列ピッチPrと段ピッチPhとの比がPr/Ph≦
0.7での伝熱管外径Dとフィン効率との関係を示してい
る。
第4図に示されているように、本実施例のフィン付熱
交換器A2のフィン効率は、従来例のフィン付熱交換器B2
のフィン効率に対して、伝熱管外径DがD≦8.5mmにお
いて、大幅に向上している。
以下、本発明の第2の実施例について、第2図を参照
しながら説明する。なお、第1の実施例と同一構成につ
いては、同一符号を付与して説明を省略する。
本実施例のフィン付熱交換器は、千鳥状に配列され内
部を冷媒が流動する複数の伝熱管2a,2b,2cと、多数平行
に並べられ伝熱管2a,2b,2cが貫通する板状フィン12a,12
bとからなり、板状フィン12a,12bが、伝熱管2a,2b,2cの
列間において、列間中心線3の両側の各伝熱管2a,2b,2c
から列方向に隣接する伝熱管2a,2c同士の距離の約半分
の距離をもつ台形状の屈曲線を伝熱管2a,2b,2cの段方向
に連続させた台形波状の列切断線により分断され、この
分断によりできた台形波状の縁の凹凸が互いに噛み合う
ようになっている。
また、板状フィン11の列方向の両端部においては、板
状フィンの縁が列間と異なって直線状に切断されてい
る。
以上のように構成された本実施例のフィン付熱交換器
について、以下その作用を説明する。
本実施例のフィン付熱交換器は、板状フィン12a,12b
が、伝熱管2a,2b,2cの列間において、列間中心線3の両
側の各伝熱管2a,2b,2cから列方向に隣接する伝熱管2a,2
c同士の距離の約半分の距離をもつ台形状の屈曲線を伝
熱管2a,2b,2cの段方向に連続させた台形波状の列切断線
により分断され、この分断によりできた台形波状の縁の
凹凸が互いに噛み合うようになっているので、列間で
は、各伝熱管2a,2b,2cから板状フィン12a,12bの縁まで
の熱伝導距離が、列方向に隣接する伝熱管2a,2c同士の
距離の約半分になる部分が大幅に増えて、各伝熱管2a,2
b,2cから板状フィン12a,12bの縁までの熱伝導距離のバ
ラツキが小さくなることによりフィン効率が向上する。
また、板状フィン11の列方向の両端部においては、板
状フィンの縁が列間と異なって直線状に切断されている
ため、フィン付熱交換器の容積は変化しない。
なお、第1の実施例、第2の実施例では、列切断線を
台形波状の屈曲線にしたが、なめらかな曲線としても同
様の効果が得られる。
発明の効果 以上のように本発明のフィン付熱交換器は、千鳥状に
配列され内部を冷媒が流動する複数の伝熱管と、多数平
行に並べられ前記伝熱管が貫通する板状フィンとからな
り、前記板状フィンが、前記伝熱管の列間において、列
間中心線の両側の各伝熱管から列方向に隣接する伝熱管
同士の距離の約半分の距離をもつ曲線又は屈曲線を前記
伝熱管の段方向に連続させた波状の列切断線により分断
され、この分断によりできた前記波状の縁の凹凸が互い
に噛み合うようになっているので、材料コストを上昇さ
せることなく、コンパクトで、各伝熱管から板状フィン
の縁までの熱伝導距離が、列方向に隣接する伝熱管同士
の距離の約半分になる部分が大幅に増えて、各伝熱管か
ら板状フィンの縁までの熱伝導距離のバラツキが小さく
なることによりフィン効率が向上し、板状フィンの面積
は変わらずに低コストで、熱交換性能が向上する。
特に、伝熱管の列ピッチPrと段ピッチPhとの比がPr/P
h≦0.7で、伝熱管の外径DがD≦8.5mmである場合に、
板状フィンが列間で直線状に分割された従来のものより
もフィン効率を大きく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例におけるフィン付熱交換
器を板状フィンに平行な平面で切断したときの断面図、
第2図は本発明の第2の実施例におけるフィン付熱交換
器を板状フィンに平行な平面で切断したときの断面図、
第3図は第1の実施例におけるフィン付熱交換器の列ピ
ッチと段ピッチとの比とフィン効率との関係を示す特性
図、第4図は第1の実施例における伝熱管外径とフィン
効率との関係を示す特性図、第5図は従来のフィン付熱
交換器を板状フィンに平行な平面で切断したときの断面
図、第6図は同従来のフィン付熱交換器の斜視図であ
る。 11,12a,12b……板状フィン、2a,2b,2c……伝熱管、3…
…列間中心線、Pr……列ピッチ、Ph……段ピッチ、D…
…伝熱管外径。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】千鳥状に配列され内部を冷媒が流動する複
    数の伝熱管と、多数平行に並べられ前記伝熱管が貫通す
    る板状フィンとからなり、前記板状フィンが、前記伝熱
    管の列間において、列間中心線の両側の各伝熱管から列
    方向に隣接する伝熱管同士の距離の約半分の距離をもつ
    曲線又は屈曲線を前記伝熱管の段方向に連続させた波状
    の列切断線により分断され、この分断によりできた前記
    波状の縁の凹凸が互いに噛み合うようになっていること
    を特徴とするフィン付熱交換器。
  2. 【請求項2】伝熱管は、列ピッチPrと段ピッチPhとの比
    がPr/Ph≦0.7で、伝熱管の外径DがD≦8.5mmである請
    求項1記載のフィン付熱交換器。
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