JP3028452B2 - Tube element for stacked heat exchanger - Google Patents

Tube element for stacked heat exchanger

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JP3028452B2
JP3028452B2 JP5300956A JP30095693A JP3028452B2 JP 3028452 B2 JP3028452 B2 JP 3028452B2 JP 5300956 A JP5300956 A JP 5300956A JP 30095693 A JP30095693 A JP 30095693A JP 3028452 B2 JP3028452 B2 JP 3028452B2
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beads
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tube element
longitudinal direction
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邦彦 西下
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、積層型熱交換器の特
にチューブエレメントに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laminated heat exchanger, and more particularly to a tube element.

【0002】[0002]

【従来の技術】フィンとチューブエレメントとを交互に
積層した熱交換器において、熱交換効率を高める手段と
して、従来より、チューブエレメントの熱交換媒体通路
にビードを形成し、熱交換媒体の流れを拡散すると共
に、熱交換媒体との接触面積を大きくすることが考えら
れている。本出願人においても、チューブエレメントを
構成する成形プレートに多数の丸ビードを一体にプレス
成形したものを用いており、従来製品化されているもの
は、図8に示されるように、チューブエレメント41の
熱交換媒体通路6を流れる熱交換媒体の流方向と直角に
なるビード列を多数形成し、それぞれのビード列は均等
の間隔に配置された複数のビード20を有し、図におい
ては、n列目が5個のビードで構成されている場合に、
n+1列目が6個のビードで構成され、以下、これを繰
り返すように設けられており、隣合うビード列のビード
とは、熱交換媒体通路6の形成方向(図において上下方
向)に投影した場合に重ならないように配置されてい
る。また、一つ置きのビード列においては、全てのビー
ドが熱交換媒体通路6の形成方向に投影した場合に重な
るようになっており、全体として均一な密度でビード2
0が形成されている。
2. Description of the Related Art In a heat exchanger in which fins and tube elements are alternately stacked, a bead is conventionally formed in a heat exchange medium passage of a tube element to increase the heat exchange efficiency so that the heat exchange medium flows. It is considered to diffuse and increase the contact area with the heat exchange medium. In the present applicant, too, a large number of round beads are integrally press-formed on a forming plate constituting a tube element, and the conventional product is a tube element 41 as shown in FIG. Are formed at a right angle to the flow direction of the heat exchange medium flowing through the heat exchange medium passage 6 of each of the above. Each of the bead rows has a plurality of beads 20 arranged at equal intervals. If the row consists of 5 beads,
The (n + 1) th row is composed of six beads, and is provided so as to be repeated thereafter. The beads of the adjacent bead row are projected in the direction of forming the heat exchange medium passage 6 (vertical direction in the figure). They are arranged so that they do not overlap. Further, in every other bead row, all the beads overlap when projected in the direction in which the heat exchange medium passage 6 is formed, and the beads 2 have a uniform density as a whole.
0 is formed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】例えば、図9のように
流体の進行方向に順次障害物Aが複数配置されている場
合には、ある障害物Aに当たった流体は、その流れが障
害物Aの両脇に広がって後方の障害物Aに当たることな
く流れ、所謂死水域を形成することが知られており、上
記従来のチューブエレメント4のビード20において
も、死水域が形成されて熱交換にあまり寄与していない
ビード20が存在することが予想される。このような死
水域のビードは通路抵抗を低減するうえでむしろ無いほ
うがよく、通路抵抗を小さくして熱交換媒体を少しでも
多く流して熱交換を促進したほうが好ましい。
For example, when a plurality of obstacles A are sequentially arranged in the traveling direction of the fluid as shown in FIG. It is known that it spreads on both sides of A and flows without hitting the obstacle A behind, and forms a so-called dead water area. In the bead 20 of the conventional tube element 4 as well, a dead water area is formed and heat exchange is performed. It is expected that there is a bead 20 that does not significantly contribute to the above. Such a bead in the dead water area should be rather absent in reducing the passage resistance, and it is preferable to reduce the passage resistance and flow the heat exchange medium as much as possible to promote heat exchange.

【0004】また、上記死水域の問題に加え、熱交換媒
体は、最短流路を流れようとするので、例えば、図8の
チューブエレメントのように、U字状の熱交換媒体通路
6を有するものにあっては、中央の突条10に沿って流
れようとする。従来のチューブエレメントは、ビードが
通路全体に均一な密度で等間隔に形成されていたので、
通路全体として通路抵抗に差がなく、したがって、熱交
換媒体は突条に沿って流れてしまい、チューブエレメン
トの上部脇のように、熱交換媒体の淀む領域が形成され
てしまう。
[0004] In addition to the problem of the dead water area, since the heat exchange medium tends to flow through the shortest flow path, for example, it has a U-shaped heat exchange medium passage 6 like a tube element in FIG. In an object, it tends to flow along the central ridge 10. In conventional tube elements, beads are formed at equal intervals at a uniform density throughout the passage,
There is no difference in passage resistance in the entire passage, and therefore, the heat exchange medium flows along the ridge, and a stagnation region of the heat exchange medium is formed as in the upper side of the tube element.

【0005】以上のことから、チューブエレメントのビ
ードの配列には、更なる改良の余地がある。
[0005] In view of the above, there is room for further improvement in the arrangement of the beads of the tube element.

【0006】そこで、この発明においては、死水域に配
されるビードを低減させる点と通路抵抗の調整によって
流体を拡散させる点とを考慮しつつチューブエレメント
のビードの配列を改良し、熱交換効率の向上を図るよう
にしたチューブエレメントを提供することを課題として
いる。
[0006] Therefore, in the present invention, distribution to dead water areas is performed.
To improve the heat exchange efficiency by improving the arrangement of the bead of the tube element while considering the point of reducing the bead to be formed and the point of diffusing the fluid by adjusting the passage resistance. It is an issue.

【0007】[0007]

【課題を達成するための手段】しかして、請求項1の発
明の要旨とするところは、フィンと交互に複数段に積層
され、2枚の成形プレートを合わせて熱交換媒体の通路
が形成されていると共に前記通路の内側に前記成形プレ
ートからビードが突出形成されている積層型熱交換器の
チューブエレメントにおいて、前記2枚の成形プレート
の一方から突出するビードは他方から突出するビードと
接合しており、各々の成形プレートに形成される前記ビ
ードを前記通路の長手方向に対して垂直方向に等間隔に
並べた多数のビード列として配置し、この多数のビード
列は、第1の間隔で前記ビードを点在するビード列と前
記第1の間隔とは異なる第2の間隔で前記ビードを点在
するビード列とが前記通路の長手方向に所定の規則性を
もって交互に配され、前記長手方向において互いに隣り
合う2つのビード列は、各々のビード列を構成するビー
ドが前記長手方向に対して垂直方向で異なる位置に点在
していることにある。
The gist of the present invention resides in that the fins and the fins are alternately stacked in a plurality of stages, and a passage of the heat exchange medium is formed by combining two forming plates. And the molding preform inside the passage.
In the tube element of the laminated heat exchanger in which a bead is formed so as to protrude from the sheet, the two forming plates
A bead projecting from one of the
The vias that are joined and formed on each molding plate
At equal intervals perpendicular to the longitudinal direction of the passage.
Arrange as many rows of beads side by side
The rows are in front of a row of beads interspersed with said beads at a first interval.
The beads are interspersed at a second interval different from the first interval.
Bead rows having a predetermined regularity in the longitudinal direction of the passage.
Are arranged alternately next to each other in the longitudinal direction.
The two matching bead rows are the beads that make up each bead row.
Are scattered at different positions in the direction perpendicular to the longitudinal direction.
That you are doing.

【0008】また、請求項2の発明の要旨とするところ
は、フィンと交互に複数段に積層され、2枚の成形プレ
ートを合わせて熱交換媒体の通路が形成されていると共
に前記通路の内側に前記成形プレートからビードが突出
形成されている積層型熱交換器のチューブエレメントに
おいて、前記2枚の成形プレートの一方から突出するビ
ートは他方から突出するビードと接合しており、各々の
成形プレートに形成される前記ビードを前記通路の長手
方向に対して垂直方向に整列した多数のビード列として
配置し、この多数のビード列は、前記ビードの欠落した
部分を有する数種類のビード列を前記長手方向に所定の
規則性をもって配することで前記ビードの欠落した部分
によって前記通路にビードの存在しない道筋を形成して
おり、前記長手方向において互いに隣り合う2つのビー
ド列は、各々のビード列を構成するビードが前記長手方
向に対して垂直方向で異なる位置に点在していることに
ある。
The gist of the invention of claim 2 is that the fins are alternately stacked in a plurality of stages, a passage of the heat exchange medium is formed by combining two forming plates, and the inside of the passage is formed. In the tube element of the laminated heat exchanger having a bead projecting from the forming plate, a bead projecting from one of the two forming plates.
The plate is joined with a bead projecting from the other
The bead formed in the forming plate is extended along the length of the passage.
As many rows of beads aligned perpendicular to the direction
Place this multiple bead row on the missing bead
A plurality of types of bead rows each having a predetermined portion
Missing part of the bead by arranging with regularity
To form a bead-free path in the passage
Two beads adjacent to each other in the longitudinal direction.
The row of beads is such that the beads constituting each row of beads are
That is, it is scattered at different positions in the direction perpendicular to the direction .

【0009】[0009]

【作用】したがって、請求項1においては、熱交換媒体
が流れる通路の長手方向に、第1の間隔でビードを点在
したビード列と、第1の間隔とは異なる第2の間隔でビ
ードを点在したビード列とを所定の規則性をもって交互
に配し、通路の長手方向において隣り合う2つのビード
列のビードを通路の長手方向と垂直方向で異なる位置に
点在していることから、通路にビードの点在密度が粗と
なる部分、即ち、ビードが配置されない死水域を規則的
に形成することが可能となり、また、均一な密度でビー
ドが配置されるチューブエレメントに比べて通路抵抗を
小さくして熱交換媒体の流れを促進させることができ
る。
Therefore, in the first aspect, the heat exchange medium
Beads at the first interval in the longitudinal direction of the passage where the air flows
Beads at a second interval different from the first interval.
Alternately with a bead row interspersed with a predetermined regularity
Two beads adjacent to each other in the longitudinal direction of the passage
Row of beads at different locations in the longitudinal and vertical directions of the aisle
Since the beads are scattered, the density of beads
Part, that is, dead water area where beads are not placed is regular
In addition, the flow resistance of the heat exchange medium can be promoted by reducing the passage resistance as compared with a tube element in which beads are arranged at a uniform density.

【0010】また、請求項2においては、ビードの欠落
した部分を有する数種類のビード列を所定の規則性をも
って通路の長手方向に配し、この長手方向において互い
に隣り合う2つのビード列のビードを通路の長手方向と
垂直方向で異なる位置に点在させると共に、各ビード列
に形成された前記ビードの欠落している部分によって前
記通路にビードが存在しない道筋を形成するようにして
いるので、この道筋によって通路にビードの点在密度が
粗となる部分、即ち、ビードが配置されない死水域を形
成することができ、ビードが配されてしまうような死水
域を低減することができると共に、ビードが存在しない
道筋は他の部分に比べて通路抵抗が小さくなることか
ら、熱交換媒体は、この道筋を通って流れやすくなり、
突条を跨ぐように通路がU字状に形成される場合でも突
条に沿って偏って流れる不都合がなくなり、通路全体に
行き渡るようになる。
[0010] In the second aspect, the bead is missing.
Several types of bead trains with
In the longitudinal direction of the passage and in this longitudinal direction
The beads of two bead rows adjacent to the longitudinal direction of the passage
Vertically scattered at different positions and each bead row
Formed by the missing part of the bead
So that there is no bead in the passage
This way, this path will increase the bead density
The rough part, that is, the dead water area where the beads are not placed
Dead water that can be formed and beaded
Area can be reduced and there are no beads
Does the path have less passage resistance than other parts?
The heat exchange medium is easier to flow through this path,
Even if the passage is formed in a U-shape to straddle the ridge,
The inconvenience that flows unevenly along the strip is eliminated, and
You will be around.

【0011】[0011]

【実施例】以下、この発明の実施例を図面により説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】図1及び図2において、第1実施例が示さ
れており、積層型熱交換器1は、フィン2とチューブエ
レメント3とを交互に複数段積層した例えば4パス方式
のエバポレータであり、チューブエレメント3は、2枚
の成形プレート4,4をその周縁で接合して形成されて
おり、一端側にエア上流側とエア下流側の2つのタンク
5を、これらタンク5間から他端側にかけて熱交換媒体
を通す熱交換媒体通路6をそれぞれ有している。
FIGS. 1 and 2 show a first embodiment, in which a laminated heat exchanger 1 is, for example, a four-pass evaporator in which fins 2 and tube elements 3 are alternately laminated in a plurality of stages. , The tube element 3 is formed by joining two forming plates 4 and 4 at the peripheral edge thereof, and has two tanks 5 on the air upstream side and the air downstream side on one end side and the other end between the tanks 5 on the other end side. Each has a heat exchange medium passage 6 through which the heat exchange medium passes.

【0013】成形プレート4は、アルミニウム製のプレ
ートをプレス加工して形成されているもので、図2にも
示されるように、一端に椀状の2つのタンク形成用膨出
部8,8が形成されると共に、これに続いて通路形成用
膨出部9が形成されており、この通路形成用膨出部9に
2つのタンク形成用膨出部8,8の間から成形プレート
4の他端近傍まで延びる突条10が形成されている。そ
して、各タンク形成用膨出部8は、通路形成用膨出部9
より大きく膨出しており、突条10は、成形プレート4
をその周縁で接合する際に他方の突条と接合され、熱交
換媒体通路6をチューブエレメント3の他端近くまで仕
切って全体をU字状にしている。尚、両側端のチューブ
エレメント3aにおいては、外側の成形プレートが平坦
状に形成されている。
The forming plate 4 is formed by pressing an aluminum plate. As shown in FIG. 2, two bowl-shaped bulging portions 8, 8 are formed at one end. At the same time, a passage-forming bulging portion 9 is formed, and the passage-forming bulging portion 9 is provided between the two tank-forming bulging portions 8, 8. A ridge 10 extending to near the end is formed. Each tank forming bulging portion 8 is provided with a passage forming bulging portion 9.
The ridge 10 is larger than the ridge 10 and
Is joined to the other ridge when joining at the periphery thereof, and the heat exchange medium passage 6 is partitioned to near the other end of the tube element 3 to form a U-shape as a whole. In the tube elements 3a at both ends, the outer forming plate is formed flat.

【0014】そして、隣合うチューブエレメント3のタ
ンク5は、それぞれの成形プレート4のタンク形成用膨
出部8で突き合わされており、ほぼ中央のチューブエレ
メントの片側に形成される盲タンク5aを除いてタンク
形成用膨出部8に形成された連通孔13を介して連通し
ている。
The tanks 5 of the adjacent tube elements 3 are abutted by the bulging portions 8 for forming the tanks of the respective forming plates 4, except for a blind tank 5a formed on one side of the substantially central tube element. Thus, they communicate with each other through communication holes 13 formed in the bulging portion 8 for tank formation.

【0015】また、両側端のチューブエレメント3aに
は、フィン2を介してエンドプレート14が接合され、
このエンドプレート14との間にタンク5に通じる出入
口部15が設けられている。この出入口部15は、2つ
の椀状部材16a,16bを結合して形成されているも
ので、その一端が開口して配管が接続できるようになっ
ている。
An end plate 14 is joined to the tube elements 3a at both ends via the fins 2,
An entrance / exit portion 15 communicating with the tank 5 is provided between the end plate 14 and the end plate 14. The entrance 15 is formed by connecting two bowl-shaped members 16a and 16b, and one end thereof is opened so that piping can be connected.

【0016】しかして、一方の出入口部15から入る熱
交換媒体は、ほぼ半分のチューブエレメントの盲タンク
5a側のタンク5に入り、そこから熱交換媒体通路6を
突条10に沿って上昇し、該突条10の上方をUターン
して下降し、盲タンク5a側と反対側のタンクに至る。
その後、残り約半分のチューブエレメント3のタンクに
平行移動し、再び熱交換媒体通路6を突条10に沿って
上昇し、該突条10の上方をUターンして下降し、盲タ
ンク5a側のタンク5から他方の出入口部15を介して
流出する。このため、熱交換媒体の熱は、熱交換媒体通
路6を流れる過程において、フィン2に伝達され、フィ
ン間を通過する空気と熱交換される。
Thus, the heat exchange medium entering from one of the inlet / outlet portions 15 enters the tank 5 on the side of the blind tank 5a of substantially half of the tube element, and rises along the heat exchange medium passage 6 along the ridge 10 from there. The U-turn is made above the ridge 10 and descends to reach the tank on the side opposite to the blind tank 5a side.
After that, it moves parallel to the remaining half of the tube element 3 tank, rises again along the heat exchange medium passage 6 along the ridge 10, makes a U-turn above the ridge 10, and descends, and goes to the blind tank 5a side From the tank 5 through the other entrance 15. For this reason, the heat of the heat exchange medium is transmitted to the fins 2 and exchanged with the air passing between the fins in the process of flowing through the heat exchange medium passage 6.

【0017】このような熱交換器を構成するチューブエ
レメント3の成形プレート4には、ビード20が一体に
プレス成形されており、このビード20は、成形プレー
ト4の内面より内側に突出しており、互いに接合される
成形プレート4のビード20と接合し、熱交換効率の向
上に寄与している。
A bead 20 is integrally formed on the forming plate 4 of the tube element 3 constituting such a heat exchanger, and the bead 20 projects inward from the inner surface of the forming plate 4. It joins with the bead 20 of the molding plate 4 joined to each other, and contributes to the improvement of the heat exchange efficiency.

【0018】ビード20は、熱交換媒体通路6の形成方
(長手方向)に対して垂直方向に等間隔に並べた多数
のビード列として形成されており、隣合うそれぞれのビ
ード列のビード間隔が異なっている。この実施例におい
ては、n段面に5個のビードが間隔aで等間隔に設けら
れているとすると、n+1段目に3個のビードが間隔b
で等間隔に設けられており、n+2段目に再び間隔aの
5個のビードが、n+3段目に間隔bの3個のビードが
という具合に、間隔aのビード列(Aとする)と間隔b
のビード列とが繰り返し形成されている。しかも、間隔
bは、間隔aの2倍の大きさとなっており、図2から明
らかなように、間隔bのビード列は、通路の長手方向と
垂直方向でビードの位置が異なる2種類あり(B1,B
2とする)、長手方向にA→B1→A→B2→A→B1
→A→B2と所定の規則性をもって配されている。
The beads 20 are formed as a number of bead rows arranged at regular intervals in a direction perpendicular to the direction (longitudinal direction) of the heat exchange medium passage 6, and the adjacent bead rows have a bead interval. Is different. In this embodiment, assuming that five beads are provided at regular intervals at an interval a on the n-stage surface, three beads are arranged at an interval b at the (n + 1) -th stage.
In the n + 2 step, there are five beads at the interval a again, and at the n + 3 step, three beads at the interval b, and so on. Interval b
Are repeatedly formed. In addition, the interval b is twice as large as the interval a .
As can be seen, the row of beads at the interval b corresponds to the longitudinal direction of the passage.
There are two types of beads with different bead positions in the vertical direction (B1, B
2), A → B1 → A → B2 → A → B1 in the longitudinal direction
→ A → B2 with a predetermined regularity.

【0019】隣合うビード列の各ビード20は、熱交換
媒体通路6の長手方向(図において上下方向)に投影し
た際に重ならないように配置されており、換言すれば、
各々のビード列を構成するビードが熱交換媒体通路6の
長手方向に対して垂直方向で異なる位置に点在してお
り、この実施例においては、あるビードから隣の列の最
も近接したビードが、熱交換媒体通路の長手方向に対し
て30度の傾きとなるように配置されており、30度方
向に見た場合にも、間隔aで配列されているビード群
と、間隔bで配列されているビード群とが交互に現われ
る規則正しいパターンが形成されている。
Each bead 20 in the adjacent bead row is arranged so as not to overlap when projected in the longitudinal direction (vertical direction in the figure) of the heat exchange medium passage 6, in other words,
The beads constituting each bead row are connected to the heat exchange medium passage 6.
Dotted at different positions in the vertical direction to the longitudinal direction
In this embodiment, the closest bead in the next row from a certain bead is arranged so as to be inclined at 30 degrees with respect to the longitudinal direction of the heat exchange medium passage. Also in this case, a regular pattern in which the bead groups arranged at the interval a and the bead groups arranged at the interval b appear alternately is formed.

【0020】また、チューブエレメント4の他の実施例
(第2実施例)として、図3に示されるように、ビード
が熱交換媒体通路6の形成方向(長手方向)に対して垂
直方向に整列された多数のビード列として形成され、
り合うビード列において、ビード20が形成されていな
い領域を異ならせ、隣合うビード列のビードが形成され
ていない領域をつなげて、ビードが存在しない道筋21
を熱交換媒体通路6の長手方向と異なる方向に形成する
ようにしてもよい。この実施例においては、図3から明
らかなように、ビードの欠落した5種類のビード列を通
路の長手方向に所定の規則性をもって配することで、ビ
ードの存在しない道筋21を形成しており、長手方向に
おいて互いに隣り合う2つのビード列においては、ビー
ド列を構成するビードが長手方向に対して垂直方向で異
なる位置に点在されており、従来のビードの欠落のない
均一にビードが形成されたチューブエレメント(図8参
照)に対し、通路6の長手方向と30度の傾きを持たせ
た蛇行する道筋21を形成するようにしている。
Further, as another embodiment of the tube element 4 (second embodiment), as shown in FIG. 3, the bead
Is perpendicular to the forming direction (longitudinal direction) of the heat exchange medium passage 6.
It is formed as a large number of bead rows aligned in a vertical direction. In adjacent bead rows, areas where the beads 20 are not formed are different, and areas where no beads of the adjacent bead rows are formed are connected to form beads. Path 21 that doesn't exist
May be formed in a direction different from the longitudinal direction of the heat exchange medium passage 6. In this embodiment, FIG.
As you can see, through the five rows of beads with missing beads
By arranging it with a predetermined regularity in the longitudinal direction of the road,
Forming a path 21 where no cables exist,
In two adjacent bead rows,
The beads that make up the row are different in the direction perpendicular to the longitudinal direction.
Scattered in the same position, without missing the conventional beads
The tube element having uniformly formed beads (see FIG. 8) is inclined at 30 degrees with respect to the longitudinal direction of the passage 6.
A meandering path 21 is formed .

【0021】したがって、第1及び第2実施例のいずれ
においても、死水域でのビードを減らし、これによっ
て、熱交換効率を損なわずに、通路抵抗の小さい領域を
熱交換媒体通路6の全体に形成し、この通路抵抗の小さ
い領域への熱交換媒体の流通を促進して、チューブエレ
メント全体に淀むことなく熱交換媒体を行き渡らせ、逆
に熱交換効率の向上を図ることができる。
Therefore, in each of the first and second embodiments, the bead in the dead water area is reduced, so that the area having a small passage resistance is formed in the entire heat exchange medium passage 6 without deteriorating the heat exchange efficiency. The heat exchange medium can be formed to promote the flow of the heat exchange medium to the region having a small passage resistance, to spread the heat exchange medium without stagnation over the entire tube element, and conversely to improve the heat exchange efficiency.

【0022】以上のようなビード配列を有するチュブエ
レメントを従来のチューブエレメントと比較して評価す
るに当たり、本出願人は、以下の実験を試みた。
In evaluating the tube element having the above-described bead arrangement in comparison with a conventional tube element, the present applicant attempted the following experiment.

【0023】従来のチューブエレメント、第1実施例の
チューブエレメント(以下、タイプ1という)、第2実
施例のチューブエレメント(以下、タイプ2という)の
それぞれにおいて、図4に示されるように、通路形成用
膨出部9の一方の片表面全体にシリコン接着剤を用いて
発熱板22を取付け、それら全体を覆うように断熱材3
0を設け、発熱板22に交流電源を接続して一定量の熱
を各チューブエレメント4に与え、均一に加熱する。そ
して、一定量の水道水を長さ500mmの入口パイプ2
3を通してチューブエレメント4に供給し、一方のタン
クから熱交換媒体通路を介して他方のタンクへ導き、出
口パイプ24より排出する。入口パイプ23より供給さ
れる水道水は流量計25で検出されるようになってお
り、5cc/sec、10cc/sec、20cc/secと水道水の流量
を変えてそれぞれのチューブエレメントの表面温度を測
定することとした。その結果を図5乃至図7のサーモグ
ラフィックで示す。
In each of the conventional tube element, the tube element of the first embodiment (hereinafter referred to as type 1), and the tube element of the second embodiment (hereinafter referred to as type 2), as shown in FIG. A heat generating plate 22 is attached to one entire surface of the forming bulging portion 9 using a silicone adhesive, and the heat insulating material 3 is covered so as to cover the entire surface.
0, an AC power supply is connected to the heat generating plate 22, and a certain amount of heat is applied to each tube element 4 to uniformly heat it. Then, a certain amount of tap water is supplied to the inlet pipe 2 having a length of 500 mm.
It is supplied to the tube element 4 through 3 and is led from one tank to the other tank via the heat exchange medium passage, and is discharged from the outlet pipe 24. Tap water supplied from the inlet pipe 23 is detected by the flow meter 25, and the surface temperature of each tube element is changed by changing the flow rate of tap water to 5 cc / sec, 10 cc / sec, and 20 cc / sec. It was decided to measure. The results are shown by the thermographics in FIGS.

【0024】また、水道水を5cc/sec、10cc/sec、2
0cc/secと変えて、それぞれの場合についてチューブエ
レメント4の入口及び出口に設けられた熱電対26、2
7により、温度読取装置28で入口と出口の水温差(°
C)を測定した。その結果を表1に示す。
Further, tap water is supplied at 5 cc / sec, 10 cc / sec,
0 cc / sec, the thermocouples 26, 2 provided at the inlet and outlet of the tube element 4 in each case.
7, the temperature difference between the inlet and outlet (°
C) was measured. Table 1 shows the results.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】また、入口パイプ23に形成された入口静
圧孔31と、出口パイプ24に形成された出口静圧孔3
2を介して、出入口の圧力を圧力計33で測定し、チュ
ーブエレメント4の通水抵抗(mmHg)を求めた。表2に
その結果を示す。
An inlet static pressure hole 31 formed in the inlet pipe 23 and an outlet static pressure hole 3 formed in the outlet pipe 24.
2, the pressure at the entrance and exit was measured by the pressure gauge 33, and the water resistance (mmHg) of the tube element 4 was determined. Table 2 shows the results.

【0027】[0027]

【表2】 [Table 2]

【0028】更に、熱交換媒体通路6の形成方向と直角
方向において熱交換にどの程度ばらつきがあるのかを観
るために、チューブエレメント4の表面(発熱板が設け
られた側と反対側の表面)の所定の複数箇所(24か
所)に設けられた熱電対群29により、流体の流れ方向
と直角方向の温度差(°C)の平均を測定した。その結
果を表3に示す。
Further, in order to observe how much the heat exchange varies in the direction perpendicular to the direction in which the heat exchange medium passage 6 is formed, the surface of the tube element 4 (the surface opposite to the side where the heat generating plate is provided) The average of the temperature difference (° C.) in the direction perpendicular to the flow direction of the fluid was measured by a thermocouple group 29 provided at a plurality of predetermined locations (24 locations). Table 3 shows the results.

【0029】[0029]

【表3】 [Table 3]

【0030】出入口の温度差にあっては、大きければ大
きいほど熱交換が活発に行われていることを示すもの
で、実験結果によれば、タイプ1もタイプ2も従来品と
殆ど変わらないか若干大きくなり、5 cc/sec や20cc
/secの流量に対しては、タイプ1はタイプ2よりも温度
差が大きくなる。
The difference in temperature between the entrance and the exit indicates that the larger the difference, the more active the heat exchange is. According to the experimental results, the type 1 and the type 2 are almost the same as the conventional products. Slightly larger, 5cc / sec or 20cc
For a flow rate of / sec, type 1 has a larger temperature difference than type 2.

【0031】通水抵抗においては、タイプ1もタイプ2
も、5cc/secでは従来品より大きくなったが、10cc/s
ec、20cc/secの流量では従来品より小さく、実際の熱
交換器での流速が10cc/sec前後であることを鑑みれ
ば、いずれも通路抵抗が小さくなったとみてよい。ま
た、タイプ2は、タイプ1よりも通水抵抗が小さい。
In terms of water flow resistance, type 1 and type 2
Although it was larger than the conventional product at 5 cc / sec, it was 10 cc / s
At ec, the flow rate of 20 cc / sec is smaller than that of the conventional product, and in view of the fact that the actual flow rate in the heat exchanger is around 10 cc / sec, it can be considered that the passage resistance is reduced in any case. In addition, type 2 has smaller water flow resistance than type 1.

【0032】また、図5乃至図7の等温線が水平(熱交
換媒体通路に対して直角)であるほうが、あるいは、表
3から見て温度差が小さいほど、均等に熱交換されてい
るので望ましいわけであり、タイプ1及びタイプ2は、
いずれも従来品に比べて優れているといえる。
The heat exchange is more uniform when the isotherms in FIGS. 5 to 7 are horizontal (perpendicular to the heat exchange medium passage) or as the temperature difference is smaller in Table 3. This is desirable, and type 1 and type 2
All can be said to be superior to conventional products.

【0033】したがって、これら実験データは、タイプ
1及びタイプ2が、ビード数が従来品に比べて少なくな
っているにもかかわらず熱交換特性がよくなっているこ
とを示しており、これらタイプのチューブエレメント
は、死水域でのビードが削減され、従来品よりも熱交換
媒体が通路全体に淀むことなく行き渡るようなビード配
列となっているといえる。
Therefore, these experimental data show that Type 1 and Type 2 have improved heat exchange properties despite the fact that the number of beads is smaller than that of the conventional product. It can be said that the tube element has a bead arrangement in which the bead in the dead water area is reduced and the heat exchange medium spreads over the whole passage without stagnation than the conventional product.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上述べたように、請求項1の発明によ
れば、第1の間隔のビード列と第2の間隔のビード列と
を所定の規則性をもって通路の長手方向に交互に配し、
この長手方向において隣り合う2つのビード列のビード
を長手方向と垂直方向で異なる位置に点在させ、また、
請求項2の発明によれば、ビードの欠落している部分が
異なる数種類のビード列を所定の規則性をもって通路の
長手方向に配し、この長手方向において隣り合う2つの
ビード列のビードを長手方向と垂直方向で異なる位置に
点在させると共に、各ビード列に形成されたビードの欠
落している部分によって通路にビードを有しない道筋を
形成するようにしたので、死水域に配されるビードや通
路抵抗を減少させるビード配置を提供することができ、
熱交換媒体を通路全体に行き渡らせて淀みをなくし、結
果として熱交換効率を高めることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, a bead row at the first interval and a bead row at the second interval are provided.
Are arranged alternately in the longitudinal direction of the passage with a predetermined regularity,
Beads of two adjacent bead rows in this longitudinal direction
Are scattered at different positions in the longitudinal direction and the vertical direction, and
According to the invention of claim 2, the missing portion of the bead is
Several different types of bead trains can be
Arranged in the longitudinal direction, two adjacent ones in this longitudinal direction
Position the beads in the row of beads differently in the longitudinal and vertical directions
In addition to interspersing the beads,
The path that has no bead in the passage by the dropped part
Bead and water distribution in the dead water area.
Bead arrangement to reduce road resistance ,
The heat exchange medium can be spread over the entire passage to eliminate stagnation, and as a result, the heat exchange efficiency can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、積層型熱交換器の実施例を示す一部を
切り欠いた正面図である。
FIG. 1 is a partially cutaway front view showing an embodiment of a laminated heat exchanger.

【図2】積層型熱交換器のチューブエレメントに用いら
れる成形プレート例(タイプ1)を示す図である。
FIG. 2 is a view showing an example (type 1) of a forming plate used for a tube element of a laminated heat exchanger.

【図3】積層型熱交換器のチューブエレメントに用いら
れる他の成形プレート例(タイプ2)を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing another example of a forming plate (type 2) used for a tube element of a laminated heat exchanger.

【図4】チューブエレメントの性能を評価するための実
験装置を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an experimental device for evaluating the performance of a tube element.

【図5】図5は、水道水の流量を5cc/secとした場合の
チューブエレメントのサーモグラフィックを示し、
(a)は従来のチューブエレメントを、(b)はタイプ
1のチューブエレメントを、(c)はタイプ2のチュー
ブエレメントをそれぞれ示す。
FIG. 5 shows a thermographic of the tube element when the flow rate of tap water is 5 cc / sec,
(A) shows a conventional tube element, (b) shows a type 1 tube element, and (c) shows a type 2 tube element.

【図6】図6は、水道水の流量を10cc/secとした場合
のチューブエレメントのサーモグラフィックを示し、
(a)は従来のチューブエレメントを、(b)はタイプ
1のチューブエレメントを、(c)はタイプ2のチュー
ブエレメントをそれぞれ示す。
FIG. 6 shows a thermographic of a tube element when the flow rate of tap water is 10 cc / sec;
(A) shows a conventional tube element, (b) shows a type 1 tube element, and (c) shows a type 2 tube element.

【図7】図7は、水道水の流量を10cc/secとした場合
のチューブエレメントのサーモグラフィックを示し、
(a)は従来のチューブエレメントを、(b)はタイプ
1のチューブエレメントを、(c)はタイプ2のチュー
ブエレメントをそれぞれ示す。
FIG. 7 shows a thermographic of the tube element when the flow rate of tap water is 10 cc / sec,
(A) shows a conventional tube element, (b) shows a type 1 tube element, and (c) shows a type 2 tube element.

【図8】積層型熱交換器の従来のチューブエレメントを
示す図である。
FIG. 8 is a view showing a conventional tube element of a laminated heat exchanger.

【図9】障害物がある場合の流体の流れを示す説明図で
ある。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a flow of a fluid when there is an obstacle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 積層型熱交換器 2 フィン 3 チューブエレメント 4 成形プレート 6 熱交換媒体通路 20 ビード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stacked heat exchanger 2 Fin 3 Tube element 4 Forming plate 6 Heat exchange medium passage 20 Bead

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F28F 3/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F28F 3/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 フィンと交互に複数段に積層され、2枚
の成形プレートを合わせて熱交換媒体の通路が形成され
ていると共に前記通路の内側に前記成形プレートからビ
ードが突出形成されている積層型熱交換器のチューブエ
レメントにおいて、前記2枚の成形プレートの一方から突出するビードは他
方から突出するビードと接合しており、各々の成形プレ
ートに形成される前記ビードを前記通路の長手方向に対
して垂直方向に等間隔に並べた多数のビード列として配
置し、この多数のビード列は、第1の間隔で前記ビード
を点在するビード列と前記第1の間隔とは異なる第2の
間隔で前記ビードを点在するビード列とが前記通路の長
手方向に所定の規則性をもって交互に配され、前記長手
方向において互いに隣り合う2つのビード列は、各々の
ビード列を構成するビードが前記長手方向に対して垂直
方向で異なる位置に点在している ことを特徴とする積層
型熱交換器のチューブエレメント。
1. A heat exchange medium passage is formed by alternately stacking a plurality of fins with a plurality of tiers, and a bead protrudes from the formation plate inside the passage. In the tube element of the stacked heat exchanger, the beads protruding from one of the two forming plates are the other.
With the bead projecting from
The bead formed in the seat is aligned in the longitudinal direction of the passage.
As many rows of beads at equal intervals in the vertical direction.
The plurality of bead rows are arranged at a first interval.
And a second row different from the first interval
The row of beads interspersed with the beads at intervals is the length of the passage.
Alternately arranged in the hand direction with a predetermined regularity,
Two bead rows adjacent to each other in the direction
Beads constituting a row of beads are perpendicular to the longitudinal direction.
A tube element for a stacked heat exchanger, wherein the tube element is scattered at different positions in directions .
【請求項2】 フィンと交互に複数段に積層され、2枚
の成形プレートを合わせて熱交換媒体の通路が形成され
ていると共に前記通路の内側に前記成形プレートから
ードが突出形成されている積層型熱交換器のチューブエ
レメントにおいて、前記2枚の成形プレートの一方から突出するビートは他
方から突出するビードと接合しており、各々の成形プレ
ートに形成される前記ビードを前記通路の長手方向に対
して垂直方向に整列した多数のビード列として配置し、
この多数のビード列は、前記ビードの欠落した部分を有
する数種類のビード列を前記長手方向に所定の規則性を
もって配することで前記ビードの欠落した部分によって
前記通路にビードの存在しない道筋を形成しており、前
記長手方向において互いに隣り合う2つのビード列は、
各々のビード列を構成するビードが前記長手方向に対し
て垂直方向で異なる位置に点在している ことを特徴とす
る積層型熱交換器のチューブエレメント。
2. A are stacked in a plurality of stages alternate with fins, two inside the bi from the molding plate <br/> over de of the passageway together with the molding plates together passages of the heat exchange medium is formed In the tube element of the laminated type heat exchanger in which the protrusions are formed, the beats protruding from one of the two forming plates are the other.
With the bead projecting from
The bead formed in the seat is aligned in the longitudinal direction of the passage.
And place them in a number of vertically aligned rows of beads,
The multiple bead rows have missing portions of the beads.
Several types of bead rows having a predetermined regularity in the longitudinal direction.
By distributing it by the missing part of the bead
Forming a bead-free path in the passage,
Two bead rows adjacent to each other in the longitudinal direction are:
The beads constituting each bead row are aligned with the longitudinal direction.
Characterized in that they are scattered in different positions in the vertical direction .
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