JPH02133793A - 空気式熱交換器 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、安価であって製作も容易であり耐久性、保守
管理も容易であるとともに熱伝達ヰ′も良好な空気式熱
交換器に関する。

〈従来の技術） 第７図は従来のフィン」イル型熱交換器の一例であって
、器体１内にフィン付管１７が設（−」られており、器
体１の下方には空気取入口１８、上方に【よ空気流出口
４、排気フッ・ン５が設しプられ、またフィン付管１７
の上方に洗滌用噴水管１９、器体１の底部に用水管２０
を有している。

この従来例は冷凍又はビートポンプ４ノイクルに適用リ
−る一例であって、リーイクルをピー１ヘボンブとして
、１なわちフィン付管１７を蒸発器」イルどして作動さ
せる場合、圧縮機６から管系１ｏを経て凝縮器７へ流入
した冷媒は、ここで液化（〕て人口１３から流入し出口
１４から流出づる流体に熱を放出する。液体冷媒は管系
９を軒て膨脹弁８で減口−されてフィン付管１７に入っ
て蒸発し冷ＩＩｎ用を遂行して再び圧縮機６に戻りリー
イクルを繰返す、。

−・方ＩＪＩ気ファン５により空気取入［］１８から流
入した空気はフィンイ・１管１７のへ１′、列管を流れ
て冷却さ１１空気流出［１４から流出する。洗滌用噴水
恒１９は一ライン信管１７の掃除及び除霜のためのもの
で・ある３、 このノイン二１イル４〜りの熱交換器は管の表面【４二
多数の一ツインを植設したフィンイ・１管を多数列、多
段層に１）【べることにより空気どの熱伝達率を良好に
−りるよう＋Ｊ、　；ｉｔ　−）　’−ｃいるが、構造
が複雑で゛製ｆ［ｂＩＩ数を曹ｌ）保守Ｖζ理も容易で
ないはかりでなく熱伝ｉ−室も高（５−ｊい欠点がある
。なＪ３冷舅目的の場合はノインイＮｊ管１７が空気式
凝縮器になり凝縮器７は冷水用蒸発器になるが配管系は
省略りる。。

また、第８図は、従来の流動層型熱交換器の−・例の−
・部の構造を示Ｊものであって、メッシコ網２３で支Ｊ
６ｉされたがラスビーズ等の流動′＃ＪＴ′−２４中に
裸自管２ｊｌが設置−）られ、裸直管２！１の上方には
スリン１へ状の噴「１７７をイ」りるスリン１〜板２６
が設けられている３、この装置ぐは気流がメック１網２
３を経てスリン１〜板２Ｇの噴［二１２７から裸直管２
５の下部に向けて噴射され、流動粒子２４を巻さ込み４
１がら裸１自↑へ２５の表面に固体接触をし、十’Ｔ−
波浪運動と共に空気と接触しながら熱交換が行われる。

この装置は熱伝達率ｔよ非常に良くなるが、メツシュ網
２３、スリット状の噴口２７、流動粒子２４から４【る
流動層等にＪ、すＩ＜１圧１氏抗が人であり（月１（１
が高いぽかりでなく、本装置を凝縮器や蒸発器として使
用する場合には、−二］イル面の霜除去の効果はあるも
のの戸外の気象条ｆｔに人さくノ１右され、雨や雪に弱
い欠点があり、まＩ、＝保守管理にも出費がかさむ等の
欠点を免れない１゜ （発明が解決しようとする課題） 従来技術には前記のように種々の問題がある９゜本発明
（よ前記の欠点を解消する熱交換器を１９ることを目的
とりるものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決Ｊるための１段） 本発明の空気式熱交換器は前記の目的を達成づるために 加熱又は冷却されるべき流体を流通さ１！るべさ配列管
を（１するとともに、該配列管の中心線に沿い適宜の間
隔をＪ３いてスリン１〜状の噴［１をイーする気流分配
板を設し−Ｊ、前記噴１」からジェット気流を前記配列
管の中心線トニ向【Ｊて噴射さｌするＪ、うにし・たこ
と により構成されるものである。

（作用） 本発明の空気式熱交換器において配列管の中心線に沿い
設（−」られた気流分配板のスリッ］〜状の１１ｆ４　
［１ｂｌ　＋ら気流が該配列管の中心線に向いジ■ツ１
〜状に噴出し前記配列管の周囲に二１７７ンダ効果に基
く気流の流れが形成され、これにＪ、り気流と配列管面
ひいては管内の流体どの熱伝達が良好に行ねれ従来のフ
ィン付管に比べて４ないし５倍の断熱効率が得られると
ともに保守管理も容易どなる。

（実施例） 本発明の空気式熱交換器の第１の実施例を第１図ど第２
図により説明号る。

１は空気式熱交換器の器体、２は裸管又はローツイン管
（以上、甲に１裸′ｉへ１と乙う）、３は空気流入［１
，４は空気流出に］、５）番ま刊気ファン、９．１０は
冷凍機の管系、６は圧縮機、７は凝縮器、８は膨張弁、
１１は気流分配板としてのスリン１へ板、１２はスリン
１〜状の噴口である。

この実施例は空気式熱交換器を冷凍又はヒ］ヘポンプサ
イクルに適用づる一例であって、リイクルをビー１〜ポ
ンプどして、すイｒわち裸管２を蒸発器コイルどして作
動させる場合、圧縮機６から管系１０を経て凝縮器７へ
流入した冷媒は、ここで液化して入口１３から流入し出
口１４がら流出づる流体に熱を放出づる。液体媒体は管
系９を１￥て膨張材８で減圧されて裸管２に入って蒸発
し冷却作用を遂行して再び圧縮機６に戻り十ノーイクル
を繰返１．３一方、排気ファン５により空気流入口３が
ら流入した低風圧の空気は裸管２の直−トのスリット板
１１の多数のスリン［・状の噴口１２がらジェット気流
として裸管２の下部に向けて噴射される。スリット状の
噴口１２は第２図に示すように配ＴＪＩＪ管である裸管
２の長手方向に１ａっだ直下に開孔されているので、裸
管２の全長にロリ、所謂」アンダ効果による［空気の流
れ−１を裸管２の管周面に生じて裸管２を包絡し、熱伝
達率をきわめて良好にする３゜本実施例の熱伝達率Ｋ　
ｋｃａｌ／　ｒｄ浦　℃を従来のノインニ］イル型の熱
交換器ど％の比で比べると、フィンコイル型の１に対し
て４〜５倍の高い熱伝達率が１υられる。

また本実施例を流動層ｑすの熱交換器と対比すると、全
面風速２ｍ７ｓｅｃとしてフィンコイル型の熱伝達率の
値は３３　ｋｃａｌ／がｈ　℃である。本実施例の１３
０　ｋｃａｌ／　ｍ、ｈ、　”Ｃｒに対し流動層型は１
６０　ｋｃａｌ／　ｒｄ　、ｈ℃と高いが、後者は流動
層と網があるため構造が複鮪で空気抵抗が犬であり、外
気天候に影響されることが大ぎく、管理も必要となる欠
点がある。これに対し本実施例は［ｉがきわめて単純で
前記のような欠点がない。

第３図は本発明の空気式熱交換器の第２の実施例である
。第１の実施例は配列管としての裸管２群が一つの群で
あったが、第３図においては３群にすなり１５３段の層
に構成されている。そして各市の上部にはスリット状の
噴［］を１１−するスリット板１１がそれぞれ設けられ
ており、空気流入口３から流入した空気は３段の層に分
流し、ぞれぞれの層の配列管においてぞれそ゛れ第１の
実施例と全く同様な］アンダ効宋を発揮して良好な熱伝
達率が達成される。

第４図は本発明の第３の実施例である。第１の実施例（
第１図）と空気の流れる方向が逆どなっており、空気は
空気流入口４ａから給気フ７／ン５ａによって供給され
、器体１内をＦ方へ流れで、空気流出口１８から流出す
る１、２０は排気管である１、第１の実施例と空気の流
れる１ノ向は逆であるが、ぞの作用は同一である。

第５図は本発明の第４の実施例である。第２の実施例（
第３図）と空気の流れる方向が逆となっており、空気は
空気流入口４ａから給気ファン５ａによって供給され、
器体１内を下方へ流れ空気流出口１８から流出づ−る。

第２の実施例と空気の流れる方向は逆であるが、その作
用は同一である。

第６図ｔよ本発明の第５の実施例である。本実施例では
空気式熱交換器１の器体が立方体に形成され、その４つ
の側面及び底面に配列管としてのの裸管２が側面に沿っ
て垂直１ノ向及び底面に沿って水平方向にそれぞれ設置
されるとともに、これらの裸管２の各内側に気流分配板
が適宜の間隔をおいでそれぞれ設置され、かつこれらの
気流分配板にはぞれぞれ対面１ノＣいる各裸管２の中心
線に沿ってスリット状の噴口１２が形成されている。こ
の実施例によれば、器体内の空間の利用が有効に行われ
るので小ざな寸法の器体によって熱交換量の大きなもの
が容易に得られる。

第９図に本発明の熱交換器と従来の流動層型及びフィン
」イル型の熱交換器の実施の一例について熱伝達率Ｋを
比較し−Ｃ示し−Ｃいる。１１気フアンによって熱交換
器に流入した空気の流速（前面風速）が０．１−５．０
ｍ／ｓｅｃである場合、従来技術と本発明の実施例では
図のようなに値の変化を示す。これによれば、流動層の
粒子のメツシュが２９７・〜・４２０伽の流動層型の熱
交換器のに値が最も高く、粒子のメッシコが７１０〜１
０００翔及び１４１０・〜２０００殉ｌの流動層型の熱
交換器と本発明の空気式熱交換器のに値がこれに次ぎ、
フィンコイルをの熱交換器のに値が最も低いことが分る
。

なお本発明の実施例ではスリブ１〜状の噴に１から噴射
するジェット気流の流速は３ｏｎ、”ｓｅｃとなる（熱
交換器の全横断面積に対しスリンｉ・状噴口の横断面積
の総和が約８％とし又）。

〔発明の効果〕

本発明は配列管の中心線に沿いスリッＩ〜状の噴口を有
する気流分配板を甲に設（）るという構造であるので、
従来技術に比べ構造が単純であり、］二作も簡単である
にも拘らず、熱伝達率は良々ｆ−（・ある。フィンコイ
ル型は内部の掃除に道具がうまく入らずメンテナンスが
困難であるが、本発明では、汚れや埃りの洗滌も容易で
ある。

更に冬期に外気熱源蒸発器に使用した場合、管の水滴を
本発明のジェッ１へ気流で吹き飛ばＪことによって管下
面に何着り−る水滴の氷結づる（二とが防止できる。

一方、流動層型のように圧損が人とならず、また流動層
型のものに比べて流動粒子材料や不蝕性メッシ１網など
が不要となる。また、流動層Ａ１の熱交換器は、流動粒
子を用いるので昼間や天候の良いときの’？＋勅には問
題がないが、夜間とか悪天候等の気象条例の悪いときに
は流動粒子の濡れに基く流動状態の不良化がおこる＋１
３ぞれがあり所謂、全天候型の熱交換器とは吉い難いが
、本発明の空気式熱交換器は前記のような欠点がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の空気式熱交換器の一実施例につきその
作動の全体を説明するフローシートダレグラム、第２図
は第１図の実施例の要部の斜視図、第３図ないし第６図
はそれぞれ異なる実施例の要部の概略図、第７図は従来
技術のフィンコイル型の熱交換器の作動の全体を説明ヂ
るフローシトダイＡ７グラム、第８図は従来技術の流動
層型の熱交換器の要部の説明図、第９図は本発明の空気
式熱交換器と従来技術の熱伝ｌ″ｉ′率にどの比較実験
グラフを示す。 １・・空気式熱交換器の器体、２・・配列管としての裸
管又はローフイン？へ、１１・・気流分配板どしてのス
リット板、１２・・スリン１−状の噴］］］。 昭和６３年１ １月１５日

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱又は冷却されるべき流体を流通させるべき配
   列管を有するとともに、該配列管の中心線に沿い適宜の
   間隔をおいてスリット状の噴口を有する気流分配板を設
   け、前記噴口からジェット気流を前記配列管の中心線に
   向けて噴射させるようにしたことを特徴とする空気式熱
   交換器。
2. （２）配列管が裸管又はローフィン管によって構成され
   ている請求項１記載の空気式熱交換器。
3. （３）配列管を複数段毎に群とし、多数の群からなる多
   数層の各群毎にスリット状の噴口を有する気流分配板を
   有する請求項１又は２記載の空気式熱交換器。
4. （４）配列管群が立方体に組み込まれた請求項１ないし
   ３記載の空気式熱交換器。