JPH01179894A

JPH01179894A - フィン付熱交換器

Info

Publication number: JPH01179894A
Application number: JP62333311A
Authority: JP
Inventors: Hisao Kusuhara; 尚夫楠原; Shotaro Ito; 正太郎伊東
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-12-29
Filing date: 1987-12-29
Publication date: 1989-07-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は空気調和機などに用いられるフィン付熱交換器
に関するものである。

従来の技術フィン付熱交換器は第１１図のように構成されている。

所定間隔で互いに平行に並べられた多数のフィンｌを、
伝熱管２がフィン長手方向■の複数個所で貫通している
。フィンｌは伝熱管２の外周面に密着して取り付けられ
ており、フィン長手方向Ｉとは交差する方向〔以下、通
気方向と呼ぶ〕のＡ方向から吸い込まれた空気はフィン
ｌの間を通ってＢ方向へ放出され、伝熱管２を流れる冷
媒とフィン１を介して熱交換している。３は並設された
多数のフィンを両回１から固定しているエンドプレー１
・である。

このようなフィン付熱交換器では、空気側熱伝達率の向
上のために従来ではフィン１の形状として第１２図〜第
１７図に示すようなものが試みられていた。

第１２図と第１３図に示す第１のフィン１ａは、伝熱管
２ａと２ｂの間のフィン表面にルーバ４を形成して、温
度境界層を減少させたものであり、第１４図と第１５図
に示す第２のフィン１ｂは、伝熱管２ａと２ｂの間のフ
ィン表面にフィン長手方向Ｉに交互にスリン）・５を形
成して、温度境界層を減少させるとともに伝熱管２ａ　
、　２ｂの後部まで空気を誘引させて死水域を減少させ
たものである。これらはルーバ４およびスリン１−５の
前端面での境界層前縁効果を狙ったものである。

しかし、第１１第２のフィンｌａ、ｌｂを使用した従来
のフィン付熱交Ｊ３！器では、空気調和機の室外機に使
用した場合には、暖房時洗ルーバ４、スリット５の前端
面から着霜が生じて成長するため、通風抵抗が急激に増
し、その影響によυ着霜現象は加速度的に増長され能力
は急激に低下する。そのため、着霜する場合には第１６
図と第１７図に示す第３のフィンＩＣが使用されている
。

第３のフィンＩＣは、伝熱管２ａと２ｂの間に一方の面
Ｃから見て山部６ａ、６ｂと谷部７形成されており、空
気は山部６ａから谷部７を経て山部６ｂへと順に流れて
空気側熱交換に寄与する。この第３のフィン１ｃでは着
霜が生じ始める個所がフィンｌｃの先端部８の一個所の
みであって、着霜防止を達成できる。

発明が解決しようとする問題点このような表面形状の第３のフィンｌｃでは、第１、第
２のフィンｌａ、ｌｂに見られた着霜を低減できるけれ
ども、第１８図に示すように第１、第２のフィンｌａ、
ｌｂに比べて空気側熱伝達率が劣っており、省スベーヌ
化が要求されている空気調和機などに使用する熱交換器
として好ましくない。

本発明は空気側熱伝達率が良好で、しかも着霜現象を抑
えることができるフィン付熱交換器を提供することを目
的とする。

問題点を解決するだめの手段本発明のフィン付熱交換器は、所定間隔で互いに平行に
並べられた多数のフィンと、＠記フィンをフィン長手方
向の複数個所で貫通し、外周面に各フィンが熱結合した
伝熱管とを備え、各フィン間をフィン長手方向と交差す
る方向に通気するように構成し、前記フィンには、通気
方向に沿って山部と谷部が交互に連続し、フィン長手方
向に互いに隣接する伝熱管の間にはその山部と谷部の稜
線を５本以上設けたことを特徴とする。

第２の発明では所定間隔で互いに平行に並べられた多数
のフィンには、通気方向に沿って山部と谷部を交互に形
成し、フィン長手方向にも山部と谷部を形成したことを
特徴とする。

作　　用この構成によると、ルーバやスリットを設けない波形状
であるため着霜現象が低減される。しかも、フィン表面
でフィン長手方向に互いに隣接する伝熱管の間にはその
山部と谷部の稜線を５本以上設けて、従来よりも波形の
条数を増大させたため、通気方向に対して谷部の後方と
山部の後部において発生する良好な空気側熱伝達部の面
積が増大して、空気側熱伝達率が向上する。

また、第２の発明によると、通気方向だけでなく、フィ
ン長手方向にも山部と谷部を形成したため、伝熱管の後
部にも良好に空気が流れて伝熱管の後部の死水域が減少
し、空気側熱伝達率がさらに向上する。

実施例以下、本発明の実施例を第１図〜第１０図に基づいて説
明する。なお、従来例を示す第１６図と同様の作用をな
すものには同一の符号を付けて説明する。

第１図と第２図は第１の発明の第１の実施例を示し、次
の点が従来例を示す第１６図とは異なっている。第１図
では伝熱管２ａと２ｂの間のフィン表面には山部６ａ、
６ｂ、６ｃとその中央の谷部７ａが形成されて通気方向
に山部と谷部の稜線の数が３本であったが、この第１の
実施例では山部６ａ、６ｂ、６Ｃと谷部７ａ　、　７ｂ
が形成されて通気方向に山部と谷部の稜線の数が５本で
きるように通気方向に山部と谷部が交互に連続して形成
されている。第１図と第２図では通気方向に２段に伝熱
管が貫゛通しており、同様に山部６ｄ、６ｅ、６ｆｓ谷
部７ｃ、７ｄ、７ｅが形成されている。

第３図はフィンの山部、谷部と空気側熱伝達の様子を示
し、Ａ方向からＢ方向に油気された場合に、山部６の後
方位ｆａＤと谷部７の底部の後方位１ｄＥにおいて他の
部分に比べて良好な熱伝達が行われていることがわかる
、したがって、第１図と第２図に示したように、フィン
１のｉＩ＜而に従来よりも多い山部と谷部を設けること
によって、空気側熱伝達率を、第１２図〜第１５図に示
したルーバやスリット付きのフィンのそれに近づけるこ
とができる。第１の実施例ではルーバやスリットがフィ
ンｌの表面に形成されていないため、着霜現象を低減す
ることもできる。

第４図と第５図は第２の実施例を示し、第１の実施例に
比べて山部と谷部の数を増加させて、空験によると、フ
ィンの幅が２０１１ｍ程度、風速１ｍ程度では、伝熱管
２ａと２ｂの間のフィン表面における山部と谷部の稜線
の数が５本以上で空気側熱伝導率の向上を確認すること
ができた。なお、第３図に図示したように山部６に空気
が衝突して剥離した流れはｍ］述の位置りで再付着して
熱伝達率が向」ニするが、空気の剥離によって空気の流
れの悪いｆｆｆ［Ｆが形成されて熱伝達率の低下も発生
する。

つまり、山部と谷部の数が増加すれば再付着点の数は増
加するが、熱伝達率の低い部分も増えて、必ずしもトー
タルの熱伝達が増加するとは言えない。前述の実験によ
ると稜線の数が５本から７木栓度でトータルの熱伝達が
高くなることが確認された。

第６図は第１、第２の実施例のフィン形状、第１６図に
示した従来のフィン形状の風速と空気側熱伝達率の関係
を示し、第１１第２の実施例のフィン形状の方が優れて
いることがわかる。

第７図〜第９図は第２の発明の実施例を示し、ここでは
第３の実施例と称す。第７図は千鳥足状に伝熱管を２段
に貫通させた場合で、第１列目には伝熱管２ａ、２ｂ・
・第２列目には伝熱管１２ａ、１２ｂ・・・が通ってい
る。そして、第１列目と第２列目の伝熱管の間を縫うよ
うに通気方向に延長された曲線１３ａ、１３ｂ、１３ｃ
、１３ｄ、−でフィン１のフィン長手方向１を複数の区
間””　ｎ　＋Ｌｎ＋　Ｉ　＋Ｌｎ＋２　＋Ｌｎ＋５　
”・に分割して、隣接する区間ＬｎとＩ、ｎ　４−１　
＋　Ｌｎ　＋　ＩとＬｎ　＋　２　＋　Ｌｎ　＋　２と
Ｌ　ｎ　＋　３・・・では通気方向に形成された山部と
谷部の位相をずらせてフィン長手方向Ｉにも山部と谷部
が形成されており、区間Ｌｎ４−１　＋Ｌｎ＋５では山
部６ａ、６ｂ。

６ｃ、−・、谷部７ａ、７ｂ、７ｃ　−、区間り。＋２
では山部６′ａ。

６’ｂ、６’ｃ、谷部７’ａ、７’ｂ、７’ｃ、が形成
されている。

このように隣接する区間で位相をずらせて通気方向とフ
ィン長手方向に山部と谷部を形成したため、隣接する区
間との接続部にはそれぞれの前記曲線１．３　ａ＝　１
３　ｅに沿って菱形の傾斜面１４が連なって形成きれて
いる。第９図は第７図の一部拡大図で、山部の両端に位
置する傾斜面１４ａ　、　１４．ｃ　、　１４ｅ　、　
１４ｇは伝熱管２ａの側に向って下降するよう傾斜し、
１４’ａ。

１４’ｃ　、　１４．’ｅ、１４’ｇは伝熱管２ｂの側
に向って下降するよう傾斜し、谷部の両端に位置する傾
斜面１４ｂ、１４ｄ。

１４ｆ　、　１４ｈと１４’ｂ　、　１４’ｄ　、　１
４’ｆ　、　１４’ｈは区間り。＋２の内側に向って下
降するよう傾斜しており、Ａ方向から流れ込んだ空気は
、連なって形成された各傾斜面１４ａ　〜１４ｈ　・＝
　、　ｌ−４’ａ　〜１．４’ｈ−によって伝熱ｖ２ａ
、２ｂΩ後部の死水域Ｇ１ても空気が誘導され、死水域
の減少による′！ｉ、気ｔＩｉｌｌ熱伝達率の向上の効
果が加わって、空気側熱伝達率が従来に比べてさらに向
上する。

第１０図は第２、第３の実施例のフィン形状の風速と空
気側熱伝達率の関係を示し、第３の実施例の方が優れて
いることがわかる。

発明の効果以上のように本発明によれば、フィンには、通気方向に
沿って山部と谷部が交互に連続し、フィン長手方向に互
いに隣接する伝熱管の間にはその山部と谷部の稜線を５
本以上設けたため、従来よシも気流の再付着点が増加し
て空気側熱伝達率が向上する。しかも、ルーバやスリッ
トが設けられていないため、着霜現象が従来と同じよう
に低減することができ、空気側熱伝達率の向上と着霜低
減の両方を満足できる理想的な熱交換器となるものであ
る。

第２の発明によると、前記フィンには、通気方向とフィ
ン長手方向に山部と谷部を形成して、伝熱管の後方への
空気の流れを改善できるため、伝熱管の後方の死水域が
減少して、空気熱伝達率がより向上するものである。

【図面の簡単な説明】

第１（２）は第１の発明の第１の実施例のフィンの要部
平面図、第２図は第１図のＩ２−Ｘ２’線に沿う断面拡
大図、第３図は熱伝達率向上の原理説明図、第４図は第
２の実施例のフィンの要部平面図、第５図は第４図のＩ
３−Ｘ３’線に沿う断面拡大図、第６図はフィンの風速
と熱伝達率の特性図、第７図は第２の発明の実施例のフ
ィンの要部平面図、第８図は第７図のＩ４−Ｘ４’線に
沿う断面拡大図、第９図は第７図の要部拡大図、第１０
図はフィンの風速と熱伝達率の特性図、第１１図はフィ
ン付熱交換器の外観斜視図、第１２図と第１３図、第１
４図と第１５図は従来のフィン形状を表す平面図と断面
図、第１６図は別の従来例のフィン形状を表す平面図、
第１７図は第１６図のＸｌ、−Ｘｉ’線に沿う断面拡大
図、第１８図は従来のフィン形状の特性図である。１−フイ７．２ａ、２ｂ−伝熱管、６ａ　〜６ｃ　、　
６　’　ａ　〜６’　ｃ・・・山部、７ａ、７ｂ、７’
ａ、７’ｂ−谷部、Ａ　、　Ｂ　＝−通気方向、■・・
・フィン長手方向。代理人　　　森　　本　　義　　弘（Ｉ２）第３図ＤＥ第４図１第１１図ＬｊＶＦ区遼）第１１図第１２図第１３図第７４図第７Ｓ図第ｙｌ　「１’Ｈ第７７図第１ノ図一１６！ＶＦ　（ｕ）

Claims

【特許請求の範囲】

１．　所定間隔で互いに平行に並べられた多数のフィン
と、前記フィンをフィン長手方向の複数個所で貫通し、
外周面に各フィンが熱結合した伝熱管とを備え、各フィ
ン間をフィン長手方向と交差する方向に通気するよう構
成し、前記フィンには、通気方向に沿って山部と谷部が
交互に連続し、フィン長手方向に互いに隣接する伝熱管
の間にはその山部と谷部の稜線を５本以上設けたフィン
付熱交換器。
２．　所定間隔で互いに平行に並べられた多数のフィン
と、前記フィンをフィン長手方向の複数個所で貫通し、
外周面に各フィンが熱結合した伝熱管とを備え、各フィ
ン間をフィン長手方向と交差する方向に通気するように
構成し、前記フィンには、通気方向に沿って山部と谷部
を交互に形成し、フィン長手方向にも山部と谷部を形成
したフィン付熱交換器。
３．　通気方向に沿って交互に形成された山部と谷部を
フィン長手方向の複数の区間に分割して、隣接する区間
相互では山部と谷部の位相を通気方向にずらせて、フィ
ン長手方向に山部と谷部を形成したことを特徴とする特
許請求の範囲第２項記載のフィン付熱交換器。