JPH01181093A - フィン付熱交換器 - Google Patents

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、カーエアコン、家庭用ルームエアコンの蒸発
器あるいは凝縮器に使用されているプレートフィン型熱
交換器の改良に関する。

［従来の技術］ 従来、プレートフィン型熱交換器は一定間隔で平行に並
べられたフィン群と、このフィン群に交差する方向に挿
入された伝熱管群とから構成され、空気はフィンと平行
に一端から他端側に流れフィンとの間で熱交換する。一
方フインは熱伝導により伝熱管内の流体と熱交換をする
。

この伝熱管周囲の空気の伝熱機構は、熱伝導の良好な伝
熱管前方のうず流領域と、伝熱管後方の熱伝導の悪いう
ず流領域とより成り立っている。

例えば第６図に示すように低風速気流が伝熱管の回りを
流れる場合、伝熱管前方中央表面にできるよどみ点１０
０からの角度θが７０〜８０°で気流が剥離し、伝熱管
後流部では斜線で示した死水域１０１が生じる。この死
水域１０１での空気側の熱伝動率が著しく低下するので
、熱交換器としての伝熱性能が悪くなる。

この熱交換器の伝熱性能を向上させるため伝熱管の周囲
の空気のうず流の流れを変えて伝熱効率を上げる試みが
なされている。例えば特開昭５５−７５１９１号公報に
は、第７図に平面模式図、第８図に横断面図に示すよう
に、フィン１０４上の列方向に設けられた伝熱管１０５
闇の風上側に位置し、プレス加工により山形の切起し部
１０６を形成したフィン付熱交換器の開示がある。この
切起し部１０６は風上側においてのみ列方向に開口部１
０７を有し、この開口部１０７より風下側に向って一対
の案内片１０８が傾斜し、かつ収束するように形成され
ており、収束された先端１０９は隣接する伝熱管の中心
に向うている。空気の流れは切起し部の開口１０７より
入り込み（傾斜した案内片１０８で先端にて収束され）
フィン面１０９の下を流れる（第８図の破線矢印で示す
）流れとなり、伝熱管１０５の中心部に衝突する。

すなわちフィン部１０５の三角形状の突起１０６により
風の流れをフィン１０４下面の伝熱管１０５の最も伝熱
効率の高い所へ流れをぶつけることにより伝熱性能を向
上せんとするものである。

しかしこの場合は伝熱管以後で気流のうず流が剥離する
ことおよび死水域に対しての配慮がなされていないため
、伝熱管後方ではうず流の剥離がおきて空気側の伝熱効
率の向上が望めない。したがって全体としての熱交換効
率は著しく向上しない。また特開昭５５−９５０８９号
公報には、第９図に縦断面図を第１０図に平面模式図を
示すようにプレートフィン形熱交換器の伝熱！！１１０
の前後に円柱状の突起１１１を形成することにより伝熱
管１１０の周囲を流れる空気流を偏平楕円形状として空
気側の圧損を低下させて伝熱効率の向上を図るフィン付
熱交換器の開示がある。この熱交換器は第１０図の平面
模式図で示すように空気流は伝熱管１１０の周囲を楕円
状に流れる。従ってこの場合の死水域は少なくなり空気
流の圧損失は少なくなるが、伝熱管１１０の前方側に突
起部１１１があるため通常伝熱管１１０の先端部Ａで伝
熱効率が高くなることが知られているが、その先端部Ａ
には空気流が直接当らずフィン表面の円柱状突起１１１
に当る。この部分は伝熱管１１０先端部より温度が低い
個所であるため伝熱効率が悪い欠虞がある。くわえて円
筒状の突起１１１の後方には止水域１１４は小さいけれ
ども形成され空気側の伝熱が蝋くなる問題点を有してい
る。さらに特開昭５８−１５８４９６号公報には、第１
１図に模式図に示すように、伝熱管１１２の周囲の４個
所に円柱状突起１１３を設けて空気流の剥離を防いで伝
熱効率を向上させる旨のフィン付熱交換器の開示がある
。この場合は空気流の伝熱管１１２周辺での剥離は突起
１１３により防げるが通気の抵抗が大きくなり、たとえ
死水域を少なくすることができても空気流の圧損失のた
め、全体として空気側の伝熱効率を向上するには不十分
である。

［発明が解決しようとする課ＩＩ］ 本発明は上記のような課題に鑑みてなされたもので、伝
熱管の前面で発生したうず流をそのまま剥離させること
なく後方のフィン部に流れるような構造にすることによ
り伝熱を促進させること、および空気の通風抵抗を下げ
ることを目的とするものである。

［８題を解決するための手段］ 本発明のフィン付熱交換器は、平行に並べた平板フィン
群と、該フィン群に交差する方向に挿入された伝熱管群
、と、から構成されるフィン付熱交換器であって、 前記フィンは前記伝熱管に吹き付けられる空気流の下流
側に、該伝熱管に空気流が吹き付けられて形成されるう
ず流の流線に沿って折り曲げられた隔壁状の突起部を設
けたことを特徴とする。

フィンに設けられた突起部は、一対の板状の切起しで構
成したり、またフィンをプレスして台形状に打出しフィ
ンと略垂直な側面をもつ部分で構成することができる。

［作用］ 本発明のフィン付熱交換器では、伝熱管の下流側のフィ
ンの一部が伝熱管によって形成されろうず流の流線にそ
って折り曲げられた隔壁状の突起部となっている。この
ため伝熱管に衝突した空気は剥離することなく突起部に
そって流れる。このためフィンの突起部の熱伝達が向上
するとともに空気抵抗が小さくなる。

以下、本実施例により本発明を説明する。

［実施例１］ このフィン付熱交換器は、第１図に示すように一定間隔
で平行に並べられた、長方形状の金属製のフィン１群と
、これらフィン１群の両側に設けられ、両側端が外側に
折り曲げられた肉厚金属板製の側端フィン３とこれらフ
ィン１群および側端フィン３に交差する方向に挿入され
たチューブ状の伝熱管２群とから構成されている。

このフィン１群およびフィン両端部３にはそれぞれ同一
位置にカラ一部（図示せず）をもつ係合口を多数個有し
、各係合口の風下側には突起部（図示せず）が設けられ
ている。この伝導管２は熱伝導性のよい金属性のチュー
ブ状でフィン１群の係合口に挿入されカラ一部を介して
フィン１を一定間隔で平行に保持する。この伝熱管２は
Ｕ字形状を有するチューブをフィン１群の一方の側端フ
ィン３のカラ一部（図示せず）より挿入しフィン１群を
貫通している。他方の側端フィン３側においては０字状
の連結管（図示せず）により伝熱管２がそれぞれ連結さ
れ全体が連通した流れになる様に段違いに溶接などによ
り結合されている。

したがってフィン１群に交差された伝熱管２は一本のチ
ューブがつづら折り状に連らなった構成となっている。

そこで熱媒体が上記伝熱管２の流入により流入され排出
口より流出する間に伝熱管２とフィン１とにより吹きつ
けられる気体流との間で熱交換をおこなうことができる
。

つぎにフィン１の要部を第２図および第３図にもとづき
説明する。

フィン１はその要部を第２図および第３図に示すのよう
にプレスなどで打抜いて形成されたカラ一部５を有する
係合口が設けられている。この係合口には伝熱管２が挿
入されカラ一部５を介して係止されるものである。フィ
ン１上での係合口の下流側には、係合口周囲で形成され
る空気のうず流７の流線に沿った面形状を有する一対の
隔壁状の突起部４が形成されている。

この隔壁状の突起部４はフィン１をプレス等により切起
して、フィン１に対して垂直面として形成されている。

この突起部４は係合口に接近していることが空気流を乱
さないためには好ましいがプレス等の作成部分をある程
度設けることができる。この突起部４の伝熱管２側の端
部の幅は伝熱管２の直径とほぼ同一で他端部に向って先
細り形状となり気流の剥離を防ぐ形状となっている。

このカラ一部５を有する係合口と突起部４とが形成され
たフィン１には、伝熱管２が挿入係止されてフィン付熱
交換器の要部を形成している。

導入される熱交換用の空気流は白ぬき矢印の方向より侵
入し、伝熱管２に当り周囲でうず流７を形成して下流側
に流れる。この際空気流は下流側に設けである隔壁に沿
って馬てい形状のうず流７となって流れる。従ってこの
空気流は伝熱管２の後方で気流が剥離して乱流となるの
を阻止するため通風抵抗を下げることができる。また伝
熱管２の前面で伝熱を受けた気流が後方での隔壁に面接
することによりフィン１との接触面積が増加し空気への
伝熱効率を一段と高めることができ熱交換性能の向上し
たフィン付熱交換器となる。

（実施例２） このフィン付熱交換器は実施例１と同様であり以下に相
違点のみを説明する。

本実施例の要部を第４図および第５図に示すようにフィ
ン１上にはカラ一部５を有する係合口、と、係合口の下
流側に台形形状の突起部６が設けである。この台形の突
起部６はフィン１をプレスにより打ち出して形成したも
ので上面への開口がないものである。この台形の側面板
はうず流の流線に沿った隔壁面を形成している。この台
形形状の突起部６の伝熱管側の端部の幅が伝熱管２の直
径とほぼ同一で他端部に向って先細り形状を形成してい
るのは実施例１と同じである。

第５図は第４因の要部の側面図であり突起部６はフィン
１に対して垂直な側面を有する。従って実施例１の場合
と同様に流入気流は伝熱管２の後方で剥離して気流を形
成することなく隔壁面に沿って流れ空気側の伝熱効率の
向上および通風抵抗を低下させる。このフィン付熱交換
器の熱交換効率は実施例１の場合とほぼ同一である。

［発明の効果］ プレートフィンの伝熱管の後方死水域部に折り曲げまた
は切り起しによる突起部を形成することにより、伝熱管
の前方で発生し伝熱を受けたうず流は突起部に沿って後
方に流れる。従って前方で発生したうす流領域は、その
まま後方まで延びるとともに、フィンの突起部により熱
伝達する面が増加する。したがって空気側での熱伝達が
良好となる。一方、前方で発生したうずが剥離すること
な（後方まで流れるため伝熱管に発生する流体抵抗を大
巾に軽減することができる。さらに伝熱管の後方で通常
発生する死水域がな（なるため伝熱性能の悪い部分がほ
とんどなくなり、全体として伝熱性能が良くなり効率の
高い熱交換器となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はフィン付熱交換器の斜視図、第２図は実施例１
のフィン付熱交換器の模式横断面図、第３図は第２図の
縦断面図、第４図は実施例２のフィン付熱交換器の模式
断面図、第５図は第４図の縦断面図、第６図は伝熱管の
気流を説明する模式図、第７図〜第１１図は従来例のフ
ィン付熱交換器を示すもので、第７図は三角突起部を有
するフィンの平面模式図、第８図は縦断面図、第９図は
円筒突起を有するフィンの縦断面図、第１０図は第９図
の平面模式図、第１１図は突起部の側部に有する平面模
式図である。 １．３・・・フィン　　　２・・・伝熱管７・・・うす
流　　　　　４．６・・・突起部特許出願人　　　　日
本電装株式会社 代理人　　　　　弁理士　　大川　宏 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１ｏ図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　平行に並べたフィン群と、該フィン群に交差する方向
   に挿入された伝熱管群と、から構成されるフィン付熱交
   換器であって、 前記フィンは、前記伝熱管に吹き付けられる空気流の下
   流側に、該伝熱管に空気流が吹き付けられて形成される
   うず流の流線に沿って折り曲げられた隔壁状の突起部を
   設けたことを特徴とするフィン付熱交換器。