JPH02136696A - 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、平板状のフィン基板にスリットフィン又はル
ーバ形フィンを設けてなるクロスフィン式熱交換器に係
り、特に、フィン基板の熱伝達率の向上対策に関する。

（従来の技術） 従来より、例えば特開昭６１−２１３５８号公報に開示
される如く、第７図に示すように、基板幅方向が気流流
通方向に一致するように配置される略矩形板状フィン基
Ｅ（ａ）に挿通孔（ｂ）。

・・・を基板縦方向に列状に設け、相隣る各挿通孔（ｂ
）、　　（ｂ）間に基板長手方向に多数のスリットフィ
ン（Ｃ）、・・・を設けるとともに、両側端におけるス
リットフィン（Ｃ）の中央部に、該スリットフィン（ｃ
）を横断する帯状フィン基板部（ｅ）、　　（ｅ）を設
けることにより、挿通孔（ｂ）・・・に挿通される熱媒
管とフィン基板（ａ）の両側端部との熱伝導特性を改善
して、フィン基板（ａ）の熱伝達率つまりフィン基板（
ａ）と気流との熱交換効率の向上を図ろうとするものは
公知の技術である。

（発明が解決しようとする課題） 一方、フィン基板（ａ）内における熱伝導特性を見ると
、上記従来のものでは次のような問題がある。

すなわち、例えば暖房運転時、フィン基板（ａ）におい
て、気流上流側の側端部付近が気流との熱交換によりい
ちはやく冷却される一方、気流下流側では主として熱交
換後の気流が流通するので、比較的冷却されていない。

その場合、上記従来のものでは、フィン基板（ａ）の各
種通孔（ｂ）。

（ｂ）間の中間部はスリットフィン（Ｃ）、・・・が形
成されているので、中央部におけるフィン基板（ａ）内
の熱伝導がスリットフィン（Ｃ）、・・・により分断さ
れている。したがって、気流下流側のフィン基板（ａ）
の温度を有効に上流側に伝導することかできず、フィン
基板（ａ）内の温度分布が大きくなり、その結果、総合
的なフィン拭板（ａ）の熱伝達率の向上が不十分となる
。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、フィン基板にルーバ形フィンやスリットフィンを
設けた場合、フィン基板内における気流上流側と下流側
との間の熱伝導特性を改善することにより、フィン基板
内の温度分布を比較的均一なものにして、フィン基板の
総合的な熱伝達率の向上を図ることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明の解決手段は、フィン基
板の長平方向に相隣る挿通孔間の中間部に、フィンを基
板幅方向に横断するフィン基板部を設け、かつ該フィン
基板部における空気抵抗の低下を防止するためのフィン
を気流流通方向下流側に設けることにある。

具体的には、第１図および第２図に示すように、基板幅
方向が気流流通方向に一致するように配置される略矩形
平板状のフィン基板（２）に、基板長手方向に複数の熱
媒管（１）挿通用の挿通孔（３）を列状に設け、かつフ
ィン基板（２）にその基板長手方向に平行な二長辺をブ
リッジ状に切起した多数のスリットフィン（５）又は一
長辺を切起して立上り変形させてなるルーバ形フィンを
基板幅方向に沿って互いに平行に多数設けたクロスフィ
ン式熱交換器を前提とする。

そして、上記スリットフィン（５）又はルーバ形フィン
を、基板長手方向に相隣る上記挿通孔（３）、　　（３
）間の基板幅方向の中央部（２ａ）においては、基板幅
方向に上記スリットフィン（５）又はルーバ形フィンを
横断して延びる帯状フィン基板部（７）を残すように設
け、かつ上記基板幅方向中央部（２ａ）よりも気流流通
方向下流側においては、上記帯状フィン基板部（７）に
対向位置するように設けたものである。

（作用） 以上の構成により、本発明では、例えば暖房運転時にお
ける凝縮器に使用した場合、フィン基板（２）の基板幅
方向中央部（２ａ）に、各スリットフィン（５）又はル
ーバ形フィンを横断して気流流通方向（基板幅方向）に
延びる帯状フィン基板部（７）が形成されているので、
フィン基板（２）の気流上流側で熱交換が行われ、熱交
換により冷却されると、フィン基板（２）の基板幅方向
中央部（２ａ）のフィン基板部（７）を通じて比較的高
温状態にある気流下流側から上流側に熱伝導が生じる。

すなわち、上流側では、挿通孔（３）、・・・に挿通さ
れる熱媒管（１）たけでなく、フィン基板（２）の高温
部との間でも熱伝導が行われることになり、冷却熱が速
やかに拡散してフィン基板（２）内の温度分布が比較的
均一化される。

一方、基板幅方向中央部（２ａ）の気流下流側には、ス
リットフィン（５）又はルーバ形フィンがフィン基板部
（７）に対向位置するように設けられているので、フィ
ン基板部（７）における空気抵抗の低下を招くことがな
く、気流の突き抜けが有効に防止される。

以上のことにより、フィン基板（２）全体の総金的な熱
伝達率が向上することになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、第１図〜第５図の図面
に基づき説明する。

第１図〜第３図は本発明の第１実施例を示し、（２）は
空気調和装置の熱交換器に配置されるフィン基板であっ
て、該フィン基板（２）は略矩形平板状に形成され、基
板幅方向を気流流通方向に一致させて設置されている。

該フィン基板（２）には、熱媒管たる熱交換器のコイル
（１）挿通用の挿通孔（３）、・・・が基板幅方向の中
心線（ｇ）に中心位置を有するようにフィン基板（２）
の長手方向に一列に配置され、該挿通孔（３）、・・・
を除いたフィン基板（２）には、基板長手方向に平行な
スリット（４）、・・・を多数穿設し、上下短辺（５ｃ
）、　　（５ｄ）をフィン基板（２）に接続せしめてス
リット（４）を形成した２つの長辺（５ａ）、　　（５
ｂ）をブリッジ状に切起してなるスリットフィン（５）
、・・・が設けられている。

該スリットフィン（５）、・・・は、基板幅方向に相隣
接して配置されている４対のスリットフィン（５）、・
・・と、中心線（Ω）上の単一のスリットフィン（５）
とからなり、上記対になったスリットフィン（５）、　
　（５）は、第３図に示すように、中心線（Ω）の気流
上流側では、１対のスリットフィン（５）、　　（５）
のうち気流上流側をフィン基板（２）面に対して図中上
側に、気流下流側を図中下方にそれぞれブリッジ状に切
起されている。

また、中心線ＣＤ）から気流下流側では、上記上流側と
逆の関係になるように、つまり、第１図の中心線Ｃ１，
＞を含む鉛直面に関して両側で対称になるように形成さ
れている。なお、′中心線（ｆｌ’）上のスリットフィ
ン（５）は、第３図において上方に切起されている。

ここで、本発明の特徴として、基板縦方向で相隣る挿通
孔（３）、　　（３）の間の基板幅方向中央部（２ａ）
においては、基板幅方向に上記中心線（１）上のスリッ
トフィン（５）およびその両側の各１対のスリットフィ
ン（５）、・・・を横断して延びる帯状フィン基板部（
７）を残すように形成されている。

また、両側端側の各スリットフィン（５）は、該スリッ
トフィン（５）を基板幅方向に横断する２箇所の側端フ
ィン基板部（８）、・・・を残すように基板長手方向に
３分割されていて、そのうち中央のスリットフィン（５
）が上記帯状フィン基板部（７）に対向位置するように
配置されている。

すなわち、フィン基板部（７）における空気抵抗の低下
を防止するようになされている。

したがって、上記実施例では、スリットフィン（５）、
・・・が基板幅方向中央部（７）において、基板幅方向
にスリットフィン（５）を・・・接続して延びる帯状フ
ィン基板部（７）が形成されているので、フィン基板（
２）内における熱伝導特性が改善され、フィン基板（２
）の気流下流側の熱が上流側に速やかに伝導される。す
なわち、上記従来のもののように、スリットフィン（５
）、・・・によってフィン基板（２）の中央部（２ａ）
付近に基板幅方向に亘ってスリットフィン（５）、・・
・が形成されているものでは、基板幅方向の熱伝導が遮
られるので、フィン基板（２）の気流上流側で熱交換が
なされても、下流側での熱交換量は比較的少ない。した
がって、例えば暖房運転中の室内熱交換器において、フ
ィン基板（２）の上記中央部（２ａ）付近の気流上流側
は気流との熱交換により冷却されるが、下流側は比較的
高温状態にある。その結果、基板全体では熱交換が十分
行われず、フィン基板（２）の総合的な熱伝達率の向上
が不十分となる。

それに対し、上記実施例では、フィン基板（２）の基板
幅方向中央部（２ａ）において、気流上流側で熱交換に
より冷却されると、比較的高温状態にある気流下流側か
ら上流側に熱伝導が生じる。

すなわち、上流側では、挿通孔（３）、・・・に挿通さ
れるコイル（１）だけでなく、フィン基板（２）の幅方
向中央部（２ａ）よりも気流流通方向下流にある比較的
高温部からも熱伝導を受けることになり、冷却熱が速や
かに拡散することとなる。よって、フィン基板（２）全
体の熱伝達率が増大するのである。

第５図は、暖房運転時のフィン基板（２）の基板幅方向
における温度分布と、気流の平均空気温度とについて、
上記従来のものと上記第１実施例によるものと、さらに
、比較例として、第６図のような基板幅方向全体に亘っ
て延びた帯状フィン基板部（７）を有するもの、つまり
帯状フィン基板部（７）に対向位置するスリットフィン
（５）が設けられていない構造にしたものとを比較した
値を示す。図中、実線が上記第１実施例によるもの、破
線が上記従来のもの、−点鎖線が第６図の比較例のもの
の値である。

ここで、フィン基板（２）の温度を比較すると、気流上
流側では、従来のものに比べて本発明によるものの温度
が高い。すなわち、気流下流側からの熱伝導率により、
フィン基板（２）内における温度分布が比較的均一化さ
れているのがわかる。

また、上記第６図の比較例のものでは、フィン基板（２
）内における熱伝導率がよいため、フィン基板（２）の
気流上流側における温度は本発明のものよりもさらに高
い。

一方、フィン基板（２）との熱交換を行った平均空気温
度について見ると、従来のものと比較例のものとはそれ
ほど差がなく、本発明のものでは平均空気温度が両者に
比べてかなり高くなっている。すなわち、従来のもので
は、中央部（２ａ）における熱伝導の分断に起因するフ
ィン基板（２）の温度の不均一により、比較例のもので
はフィン基板（２）の温度分布は均一化されていてもフ
ィン基板部（７）における気流の突き抜けにより、それ
ぞれ総合的な熱伝達率が低下している。それに対し、本
発明では、フィン基板（２）の温度分布が比較的均一化
されるとともに、フィン基板部（７）への気流の突抜け
が有効に防止されているので、フィン基板（２）と気流
との間の総合的な熱伝達率が向上し、その結果、熱交換
効率が向上するのである。

なお、上記第１実施例では、基板幅方向中央部（２ａ）
の気流上流側および下流側にスリットフィン（５）、　
　（５）を設けたが、下流側たけにスリットフィン（５
）を設けてもよい。第４図はそのような構成を有する第
２実施例を示し、本実施例では、スリットフィン（５）
、・・・が基板幅方向中央部（２ａ）の気流下流側の側
端のみ、帯状フィン基板部（７）に対向位置するように
形成されていて、気流上流側では帯状フィン基板部（７
）が基板幅方向にスリットフィン（５）を横断して延び
ている。その他の構成は、上記第１実施例と同様である
。

したがって、本実施例においても、帯状フィン基板部（
７）の気流流通方向下流側においてスリットフィン（５
）が対向位置するように形成されているので、帯状フィ
ン基板部（７）の空気抵抗の低下は有効に防止されてい
る。つまり、帯状フィン基板部（７）への気流の突抜け
が有効に防止され、よって、上記第１実施例と同様の効
果を発揮することができる。

また、実施例は省略するが、上記スリットフィン（５）
の代りに、一長辺を切起して立上り変形させたルーバ形
フィンを基板長手方向に多数設けて、該ルーバ形フィン
を、相隣る挿通孔（３）。

（３）間における基板幅方向中央部（２ａ）においては
、基板幅方向にルーバ形フィンを横断して延びる帯状フ
ィン基板部（７）を残すように設け、かつ基板幅方向中
央部（２ａ）よりも気流流通方向下流側においては、上
記帯状フィン基板部（７）に対向位置するように設けて
もよい。その場合にも、上記第１．第２実施例と同様の
効果を発揮しうろことは容易に理解される。

さらに、上記実施例では、挿通孔（３）、・・・を〜列
に配置した例を説明したが、本発明は、複数列の挿通孔
（３）、・・・を有するもの、例えばフィン基板（２）
の長手方向に複数列の挿通孔（３）。

・・・を千鳥配列状に設けたものについても、上記実施
例と同様に適用しうるちのである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、多数のスリット
フィン又はルーバ形フィンを設けてなるフィン基板にお
いて、挿通孔間の拭板幅方向中央部にスリットフィンを
横断して基板幅方向に延びる帯状フィン基板部を残すと
ともに、基板幅方向中央部よりも気流下流側では、スリ
ットフィン又はルーバ形フィンを帯状フィン基板部に対
向位置するように設けたので、フィン基板内の基板幅方
向中央部における気流下流側から気流上流側への熱伝導
特性を改善して基板内の温度分布を比較的均一化する表
ともに、帯状フィン基板部における空気抵抗の低下によ
る気流の突抜けを有効に防止することができ、よって、
フィン基板の総合的な熱伝達率の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の実施例を示し、第１図は第１
実施例に係るフィン基板の平面図、第２図は第１図の■
−■線断面図、第３図は第１図の■−■線断面図、第４
図は第２実施例に係るフィン基板の平面図、第５図はフ
ィン基板の中央部の基板幅方向に対する基板温度と平均
空気温度の分布状態を示す特性図である。第６図は比較
例に係るフィン基板の平面図である。第７図は従来のフ
ィン基板の構造を示す平面図である。 （１）・・・コイル（熱媒管）、（２）・・・フィン基
板、（２ａ）・・・中央部、（３）・・・挿通孔、（５
）・・・スリットフィン、（７）・・・フィン基板部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板幅方向が気流流通方向に一致するように配置
   される略矩形平板状のフィン基板（２）に、基板長手方
   向に複数の熱媒管（１）挿通用の挿通孔（３）を列状に
   設け、かつフィン基板（２）にその基板長手方向に平行
   な二長辺をブリッジ状に切起した多数のスリットフィン
   （５）又は一長辺を切起して立上り変形させてなるルー
   バ形フィンを基板幅方向に沿って互いに平行に多数設け
   たクロスフィン式熱交換器において、上記スリットフィ
   ン（５）又はルーバ形フィンは、基板長手方向に相隣る
   上記挿通孔（３）、（３）間の基板幅方向中央部（２ａ
   ）においては、基板幅方向に上記スリットフィン（５）
   又はルーバ形フィンを横断して延びる帯状フィン基板部
   （７）を残すように設けられ、かつ上記基板幅方向中央
   部（２ａ）よりも気流流通方向下流側においては、上記
   帯状フィン基板部（７）に対向位置するように設けられ
   ていることを特徴とする熱交換器。