JP3196257B2 - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JP3196257B2 JP27988791A JP27988791A JP3196257B2 JP 3196257 B2 JP3196257 B2 JP 3196257B2 JP 27988791 A JP27988791 A JP 27988791A JP 27988791 A JP27988791 A JP 27988791A JP 3196257 B2 JP3196257 B2 JP 3196257B2
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浩幸 山下
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は、空気調和機等におい
て空気を冷却あるいは加熱するものとして使用される熱
交換器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】空気調和機用として使用される熱交換器
としては、多数平行に配置された伝熱管と、該伝熱管に
対して直交する多数の板状フィンとからなるクロスフィ
ンタイプの熱交換器が良く知られているが、このような
タイプの熱交換器における伝熱性能の向上を図るため
に、フィン面に多数の切り起こし片を形成するフィン面
加工を施すことで、前縁効果を向上させることが行なわ
れている。
【0003】ところが、上記のようにしてフィン面加工
による伝熱性能の向上を図る場合、フィン面に切り起こ
し片が形成されていることに起因して、通風抵抗が増大
することとなるため、該通風抵抗を最小限に抑えること
が実用上重要となる。しかしながら、現状のクロスフィ
ンコイルタイプ(あるいは、コルゲートタイプ)の熱交
換器においては構造上から、流れの拡大・縮小・曲がり
等が生じやすいため限界がある。
【0004】一方、前縁効果をより積極的に利用するこ
とによって空気側における伝熱性能向上を図る試みとし
て、多数平行に配置された伝熱管と、該伝熱管の外周に
対してその管軸と平行に接合された多数の網目状フィン
とによって構成されるメッシュフィンタイプの熱交換器
の開発が進められている(例えば、実開昭61ー192
185号公報参照)。
【0005】ところが、メッシュフィンタイプの熱交換
器の場合、伝熱管と網目状フィンとの接合面積が大きく
とれない場合が生じ、伝熱性能の低下につながるおそれ
がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本願発明は、上記のよ
うな不具合を解消することを課題としてなされたもの
で、同一表面積(伝熱面積に相当)当たりの通風抵抗が
比較的小さいハニカム状フィンを用いることによって、
伝熱性能の向上および通風抵抗の低減を図ることを目的
とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明では、上
記課題を解決するための手段として、図面に示すよう
に、空気通路となる多数の六角形状筒体3,3・・を接
合してなるハニカム状フィン1と、該ハニカム状フィン
の両端部に接合された伝熱管2,2とからなる熱交換
器において、前記ハニカム状フィン1を、空気流通方向
に連続する複数の分割フィン1a,1a・・により構成
するとともに、隣合う分割フィン1a,1aにおける六
角形状筒体3,3・・を非重合状態となしている。
【0008】請求項2の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、前記請求項1記
載の熱交換器において、前記ハニカム状フィン1におけ
る各六角形状筒体3を、一端側から他端側に向かって傾
斜せしめている。
【0009】請求項3の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、前記請求項1あ
るいは2記載の熱交換器において、前記ハニカム状フィ
ン1における各六角形状筒体3に切り起こし片5を形成
している。
【0010】請求項4の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、前記請求項1、
2あるいは3記載の熱交換器において、前記ハニカム状
フィン1の端部における六角形状筒体3,3・・の各頂
角3aを構成する二辺3a1,3a1の途中を切除した部
分に前記伝熱管2を接合している。
【0011】
【作用】請求項1の発明では、上記手段によって次のよ
うな作用が得られる。
【0012】即ち、同一表面積(伝熱面積に相当)当た
りの通風抵抗が比較的小さくなるところから、通風抵抗
を抑えつつ伝熱性能の向上が図れることとなるし、各分
割フィン1aにおける開口端がそれぞれ前縁効果を発揮
することとなるところから、温度境界層の成長が可及的
に抑制されることとなるとともに、各分割フィンに付着
するドレンの排出容易となる。
【0013】請求項の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。
【0014】即ち、ハニカム状フィン1に付着するドレ
ンが六角形状筒体3を伝わって一端側から他端側へ速や
かに流下することとなる。
【0015】請求項の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。
【0016】即ち、ハニカム状フィン1の前縁効果に加
えて切り起こし片5による前縁効果も期待されることと
なり、温度境界層の成長がより一層抑制されることとな
る。
【0017】請求項の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。
【0018】即ち、伝熱管2とハニカム状フィン1の接
触部が多くなり、フィン効率が向上せしめられることと
なる。
【0019】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、空気通路とな
る多数の六角形状筒体3,3・・を接合してなるハニカ
ム状フィン1の両端部に伝熱管2を接合して、同一表面
積(伝熱面積に相当)当たりの通風抵抗が比較的小さく
なるようにしたので、通風抵抗を抑えつつ伝熱性能の向
上が図れることとなり、高伝熱性能、低通風抵抗の新規
な熱交換器が得られるという優れた効果がある。また、
ハニカム状フィン1を空気流通方向に連続する複数の分
割フィン1a,1a・・により構成するとともに、隣合
う分割フィン1a,1aにおける六角形状筒体3,3・
・を非重合状態となして、各分割フィン1aにおける開
口端がそれぞれ前縁効果を発揮し得るようにしたので、
温度境界層の成長が可及的に抑制されることとなり、高
伝熱性能が確保できるという優れた効果ある。さら
に、各分割フィン1aに付着するドレンの排出経路が短
くなるところから、ドレン排出が容易となるという優れ
た効果もある。
【0020】請求項の発明によれば、請求項記載の
熱交換器において、前記ハニカム状フィン1における各
六角形状筒体3を、一端側から他端側に向かって傾斜せ
しめたので、ハニカム状フィン1に付着するドレンが六
角形状筒体3を伝わって一端側から他端側へ速やかに流
下することとなり、ドレン排出性がより一層向上すると
いう優れた効果がある。
【0021】請求項の発明によれば、請求項1あるい
は2記載の熱交換器において、ハニカム状フィン1にお
ける各六角形状筒体3に切り起こし片5を形成して、ハ
ニカム状フィン1の前縁効果に加えて切り起こし片5に
よる前縁効果も期待されるようにしたので、温度境界層
の成長がより一層抑制されることとなり、より高い伝熱
性能が確保できるという優れた効果がある。
【0022】請求項の発明によれば、請求項1、2
るいは3記載の熱交換器において、ハニカム状フィン1
の端部における六角形状筒体3,3・・の各頂角3aを
構成する二辺3a1,3a1の途中を切除した部分に伝熱
管2を接合するようにしたので、伝熱管2とハニカム状
フィン1の接触部が多くなって、フィン効率が向上せし
められることとなり、より高い伝熱性能を確保できると
いう優れた効果がある。
【0023】
【実施例】以下、添付の図面を参照して、本願発明の幾
つかの好適な実施例を説明する。
【0024】実施例1 図1および図2には、本願発明の実施例1にかかる熱交
換器が示されている。本実施例は、請求項の発明に対
応するものである。
【0025】本実施例の熱交換器は、空気通路となる多
数の六角形状筒体3,3・・を接合してなるハニカム状
フィン1と、該ハニカム状フィン1の両端部に接合され
た伝熱管2,2とによって構成されている。
【0026】前記ハニカム状フィン1における各六角形
状筒体3の形状は、伝熱管2,2方向の寸法L1がこれ
と直交する方向の寸法L2より長くなるように設定され
ている。このことにより、ハニカム状フィン1における
六角形状筒体3,3・・の密度が増大することとなっ
て、フィン効率の向上に大いに寄与する。なお、ハニカ
ム状フィン1は、同一表面積(伝熱面積に相当)当たり
の通風抵抗が比較的小さいものとされている。
【0027】また、前記各伝熱管2は、空気流通方向に
薄い偏平管により構成されており、その内部には、複数
の冷媒通路4,4・・が形成されている。このようにす
ることにより、伝熱管2,2部分を通過する空気流の通
風抵抗を大幅に低減できるのである。
【0028】そして、ハニカム状フィン1における伝熱
管接合部は、ハニカム状フィン1の端部における六角形
状筒体3,3・・の各頂角3aを構成する二辺3a1
3a1の途中を切除した部分とされている。このように
することにより、伝熱管2とハニカム状フィン1の接触
部が多くなって、フィン効率が向上せしめられる。
【0029】上記のように構成された熱交換器は次のよ
うに作用する。
【0030】ハニカム状フィン1における六角形状筒体
3,3・・内を流通する空気流Wは、伝熱管2,2内の
冷媒通路4,4・・を流通する冷媒の温熱あるいは冷熱
を伝導されるハニカム状フィン1により加熱あるいは冷
却されることとなるが、同一表面積(伝熱面積に相当)
当たりの通風抵抗が比較的小さいハニカム状フィン1を
用い且つ伝熱管2を偏平管としたことにより、通風抵抗
を抑えつつ伝熱性能の向上を図り得ることとなり、高伝
熱性能、低通風抵抗の新規な熱交換器が得られるのであ
る。
【0031】なお、上記実施例では、一対の伝熱管2,
2間にハニカム状フィン1を接合したものについて説明
したが、平行に配置された複数の伝熱管間それぞれハニ
カム状フィンを接合するようにしてもよい。
【0032】実施例2 図3および図4には、本願発明の実施例2にかかる熱交
換器が示されている。本実施例は、請求項1および4
発明に対応するものである。
【0033】本実施例の場合、ハニカム状フィン1を空
気流通方向に連続する複数の分割フィン1a,1a・・
により構成するとともに、隣合う分割フィン1a,1a
における六角形状筒体3,3を、伝熱管2の長手方向
(図示の場合、横方向)にずらして非重合状態となして
いる。
【0034】このようにすることにより、各分割フィン
1aにおける開口端がそれぞれ前縁効果を発揮し得るこ
ととなり、温度境界層の成長が可及的に抑制され、高伝
熱性能が確保できる。各分割フィン1aに付着するドレ
ンの排出経路が短くなるところから、ドレン排出が容易
となる。その他の構成および作用効果は実施例1と同様
なので説明を省略する。
【0035】実施例3 図5および図6には、本願発明の実施例3にかかる熱交
換器が示されている。本実施例は、請求項1および4
発明に対応するものである。
【0036】本実施例の場合も、ハニカム状フィン1
は、実施例2の場合と同様に分割フィン1a,1a・・
により構成されているが、隣合う分割フィン1a,1a
は、伝熱管2の方向(図示の場合、縦方向)にずらされ
て非重合状態とされている。その他の構成および作用効
果は実施例2と同様なので説明を省略する。
【0037】実施例4 図7には、本願発明の実施例4にかかる熱交換器が示さ
れている。本実施例は、請求項1、2および4の発明に
対応するものである。
【0038】本実施例の場合、ハニカム状フィン1の分
割フィン1a,1a・・における六角形状筒体3を一端
側から他端側に向かって傾斜させることによって、ドレ
ンの排出を容易ならしめるようにしている。その他の構
成および作用効果は実施例2と同様なので説明を省略す
る。
【0039】実施例5 図8には、本願発明の実施例5にかかる熱交換器が示さ
れている。本実施例は、請求項1、2、3および4の発
明に対応するものである。
【0040】本実施例の場合、ハニカム状フィン1にお
ける各六角形状筒体3の頂角3aを構成する二辺3
1,3a1に切り起こし片5,5を形成して、前縁効果
を増加せしめるようにしている。その他の構成および作
用効果は実施例2と同様なので説明を省略する。
【0041】本願発明は、上記各実施例の構成に限定さ
れるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て適宜設計変更可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の実施例1にかかる熱交換器の部分正
面図である。
【図2】本願発明の実施例1にかかる熱交換器の側面図
である。
【図3】本願発明の実施例2にかかる熱交換器の部分正
面図である。
【図4】本願発明の実施例2にかかる熱交換器の側面図
である。
【図5】本願発明の実施例3にかかる熱交換器の部分正
面図である。
【図6】本願発明の実施例3にかかる熱交換器の側面図
である。
【図7】本願発明の実施例4にかかる熱交換器の側面図
である。
【図8】本願発明の実施例5にかかる熱交換器の部分正
面図である。
【符号の説明】
1はハニカム状フィン、1aは分割フィン、2は伝熱
管、3は六角形状筒体、3aは頂角、3a1は辺、5は
切り起こし片、L1は六角形状筒体3の縦寸法、L2は六
角形状筒体3の横寸法。
フロントページの続き (72)発明者 田中 順一郎 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工 業株式会社堺製作所 金岡工場内 (56)参考文献 特開 平4−263496(JP,A) 実開 昭62−70276(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F28F 1/30

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空気通路となる多数の六角形状筒体
    (3),(3)・・を接合してなるハニカム状フィン
    (1)と、該ハニカム状フィン(1)の両端部に接合さ
    れた伝熱管(2),(2)とからなる熱交換器であっ
    て、前記ハニカム状フィン(1)を、空気流通方向に連
    続する複数の分割フィン(1a),(1a)・・により
    構成するとともに、隣合う分割フィン(1a),(1
    a)における六角形状筒体(3),(3)・・を非重合
    状態となしたことを特徴とする熱交換器。
  2. 【請求項2】 前記ハニカム状フィン(1)における各
    六角形状筒体(3)を、一端側から他端側に向かって傾
    斜せしめたことを特徴とする前記請求項1記載の熱交換
    器。
  3. 【請求項3】 前記ハニカム状フィン(1)における各
    六角形状筒体(3)に切り起こし片(5)を形成したこ
    とを特徴とする前記請求項1あるいは2記載の熱交換
    器。
  4. 【請求項4】 前記ハニカム状フィン(1)の端部にお
    ける六角形状筒体(3),(3)・・の各頂角(3a)
    を構成する二辺(3a1),(3a1)の途中を切除した
    部分に前記伝熱管(2)を接合したことを特徴とする前
    記請求項1、2あるいは3記載の熱交換器。
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