JPH0237293A - プレートフィンチューブ形熱交換器 - 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】

この発明は空気調和機などに用い、伝熱チューブの内、
外を流れろ流体間で熱交換するプレー１−フィンチュー
ブ形熱交換器に関するものである。

【従来の技術】

第６図は例文ば特開昭５８−２８９９１号公報に示され
た従来のプレートフィンチューブ形熱交換器の部分垂直
断面図である。第６図において、１は伝熱チューブ、２
は熱伝導性のよい金属薄板からなるフィンであり、多数
のプレートフィン２が所定間隔で平行に配置されて平行
フィン群が構成され、この７２１２群に、伝熱チューブ
群を構成するチューブ１の直管部が所定間隔で上下に平
行に配設されているとともに直交して貫通され、チュー
ブ１の両端部がＵ字状部で適宜接続されている。また、
３は上記フィン２の基板面から突出させ、チューブ１を
嵌挿してチューブ１とフ、イン２とを熱的に接合させろ
ためのフィンカラ一部、４および５はフィン２のチュー
ブ１間の部分から空気からなる流体の流れ方向Ａと直交
する方向に切起した短、長細片である。これらの細片４
，５は、上下方向に長（上記流れ方向Ａに短い長方形状
で、短細片４が流れ方向Ａのチューブ１中心側に配置さ
れ、長細片が流れ方向Ａの上流、下流側に配置され、チ
ューブ１を取り巻くようにこれらの外周近（の部分を残
し、上下チューブ１に対し流れ方向Ａの上流側、下流側
に対称に形成され、上記基板面からの立ち上がり端部４
ａ、５ａが流れ方向と平行に形成されている。２ａ、２
ｂはフィン２の流れ方向Ａに対する前縁、後縁である。 上記のように構成されたプレートフィノチュブ形熱交換
器は、フィン２に切起し細片４，５を形成したことによ
り、液体と〕、（ン２との間に高い熱伝導率を得ている
。また、フィン２に対しチューブ１を前後方向および上
下方向に基盤目状または千鳥状に配列し、フィン２の前
、後縁２ａ。 ２ｂとこれらに最も近い細片５との間の流体の流れ方向
の寸法を、中央部の非細片形成部の約磯に形成した場合
のフィンの熱伝達効率を高めろとともに、通風抵抗を減
少させ得るようにしている。

【発明が解決しようとする課題］ 従来のプレートフィンチューブ形熱交換器は、以上のよ
うに構成されているので、第７図に示すように、流体の
流れ方向Ａのチューブ１下流側に大きな流体のよどみ部
つまり死領域８が生し、フィン２のうちの死領域８の範
囲では伝熱性能が著しく低下し、熱交換器全体の伝熱特
性が悪化し、また死領域が大きいので、チューブ】の形
状抵抗が大きく、通風抵抗が大きくなるという問題点が
あった。 この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、チューブ下流側に形成されろ死領域を小さ
くすることにより、フィ、の伝熱性能を向上させるとと
もに、液体の流通抵抗の増加を抑えることができるプレ
ートフィンチューブ形熱交換器を得ることを目的として
いる。

【課題を解決するための手段】

乙の発明に係るプレートフィンチューブ形２８　交換器
は、プレー１、フィンに切起しによる細片をチューブを
取り巻（ように形成し、上記チューブの中心と対応する
位置より上記流れ方向下流側の適所の細片からチューブ
の下流端と対応する位置より下流側に下流端を配置した
細片に至る複数の細片に形成したフィンの基板面からの
立ち上がり端部を、流れ方向に対しチューブ方向へそれ
ぞれ傾斜させ、上記端部の傾斜角度を２０゜＜３５゜の
細片から３５゜＜７０゜の細片まで上記流れ方向上流側
の細片から下流側の細片に向って３５°以下の差で増大
させたものである。

【作　　用］ この発明におけるプレートフィンチューブ形熱交換器は、チューブと細片との間に流入する空気のような流体を、チューブの中心より下流側と対応する部分で細片の立ち上がり端部が流体の流れ方向に対してチューブ側に傾斜し、傾斜角度が上記流れ方向下流側になるにしたがって増大させであることによって、スムーズにチューブの下流側に導くことができ、チューブの下流側にてきろ死領域を小さくすることができ、このため、流体の剥離をなくすことができろ。 【実施例】

以下、この発明の一実施例を図について説明する。 第１図は一実施例の部分垂直断面図、第２図。 第３図は第１図のＩＩ−ＩＩ線、　Ｉ［−Ｉ線断面図、
第４図は作用説明図、第５図は熱交換器全体の概略斜視
図である。 第１図ないし第５図において、ｌは伝熱チューブ、２は
プレー１、）、ｒン、２ａ、２ｂはこれらのフィン２の
前、後縁、３はフィンカラ一部、４９６．７は細片であ
る。これらの細片４，６．７は、上記フィン２の基板面
２Ｃから交互に一側および他側に切起して空気のような
流体の流れ方向Ａにチューブ１を取り巻くように上、下
チューブ１間にそれぞれ配設されている。チューブ１の
中心Ｏと対応する位置およびその上記流れ方向Ａ下流側
に隣接する短い細片４の基板面２Ｃから斜めに立ち上が
る立ち上がり端部４ａは、流体Ａの流れ方向と平行に形
成されている。短い細片４の流れ方向Ａ上流側に隣接す
る中間長さの細片６は、短い細片４より上下方向の長さ
が若干長く、細片６の基板面２Ｃから斜めに立ち上がる
立ち上がり端部６ａは流れ方向Ａに対し角度σ、たけチ
ューブ１方向へ傾斜が設けられている。細片６の流れ方
向Ａ下流側に隣接する長い細片７は細片６より上下方向
の長さが若干長く、長い細片７の基板面２Ｃから斜めに
立ち上がる立ち上がり端部７ａは流れ方向Ａに対し角度
ａ２だけ傾斜が設けられている。 そして、立ち上がり端部６ａの傾斜角度α、は、２０°
〈α、く３５°、具体的には３０°にしてあり、立ち上
がり端部７ａの傾斜角度α２は、３５゜＜α２〈７０６
　　（α２−σ、）＜３５゜具体的には４５６にしであ
る。また、立ち上がり端部４ａ、６ａ、７ａとフィンカ
ラー３の外周との間隔Ｃば２−より小さくフィンの強度
上加工に耐えられる寸法以上にしてあり、細片６．細片
７の流れ方向Ａの長さ寸法をａ、ｂとし、フィンカラー
の外径寸法をｄとすると、ａ）ｄ／４．ｄ＞ｃｌ／４．
（ａ十ｂ）＞ｄ／２の関係にしてあゆ、チューブ１の中
心０と対応する位置から細片６．細片７の流れ方向Ａ下
流端までの長さ寸法をｅ、ｆとすると、ｄ／３＜ｅ＜ｄ
／２，２／３ｄ＜ｆ＜３／４ｄの関係にしてあり、長細
片７の下流端はフィンカラー３の下流端より流れ方向下
流側に配置してあり、さらに立ち上がり端部４ａ、６ａ
、７ａが基板面２ｃから立ち上がる角度は互いに等しく
しである。なお、チューブ１の中心０と対応する位置よ
り流れ方向Ａ上流側の細片４．細片６．細片７は、上述
した下流側のものと対称に形成され、また、この実施例
の上述した以外の構成は、第６図に示す従来のものと同
様である。 次に、この実施例によろ熱交換器の作用を第５図につい
て説明する。空気からなる流体は、フィン２の長子方向
と直角な流れ方向Ａでフィン２の前縁２ａから流入する
が、チューブ１の付近ではこれらの外周面に沿ってＡ、
に示すように流れる。 すなわち、デユープ１の外周面近くを通過する流体Ｚよ
、流れ方向Ａに対しチューブ１方向に角度α、たけ傾斜
させた細片６の立ち上がり端部６ａに沿って流れ、さら
にチューブ１方向に角度α２だけ傾↑゛Ｉさせた細片７
の立ち上がり端部７ａに沿って流れ、チューブ１の下流
側に流入する。このため、チューブｌ下流側に生ずる死
領域８が著しく小さくなり、フィン２の伝熱性能が向上
するとともに、チューブ１の形状抵抗が減少する。乙の
場合に、死領域８を減少させて伝熱性能の向上と形状抵
抗の減少を図るには細片６の立ち上がり端部６ａの角度
α、を大きくし、チューブ１下流側の死領域８となる部
分への流体である空気の流入を促進すればよいが、α、
〉３５°にすると立ち上がり端部６ａで流体の流れの剥
離を生し通風抵抗が増加する。そこで、細片６の立ち上
がり端部６ａはα、＜３５６　これらより下流側の細片
７の立ち上がり端部７ａはα２〉３５°　（σ２−α）
く３５゜の角度で徐々にチューブ１方向に傾斜させるこ
とによす、流体の全体の流れ方向として立ち上がり端部
６ａ、７ａての流れの剥離を生ずることなく、流体の流
れ方向を大きな角度で曲げることを可能としている。な
お、立ち上がり端部７ａの傾斜角度が７０°を越又ると
チューブ１上、下の流体が干渉する不都合が生ずる。さ
らに、第５図において、フィン２の細片６，７内を流れ
ろ流体である空気流Ａ２についても、立ち上がり端部６
ａ、７ａに沿って上述したＡ、の場合と同様に剥離を生
ずることなしに流れることになる。 このため、細片に直交する流体の流速は、細片の全長に
わたって概ね一様となり、細片に設けたことによる境界
層分断による伝熱促進効果が有効に得られる。なお、細
片６の立ち上がり端部６ａを２０°未満の角度で傾斜さ
せたのでは、細片７の立ち上がり端部７ａの角度に上述
した上限があるので、死領域を十分に小さくできない。 なお、上記実施例では、細片６．細片７の立ち上がり端
部の２組で、流体をチューブ１方向へそれぞれ傾斜させ
たが、この発明は、例えば２０゜４０°、６０°で流体
の流れ方向に対しチューブ方向に傾斜する立ち上がり端
部をもつ３組の短。 長細片を、チューブの中心と対応する位置からチューブ
の下流端と対応する位置より下流側までフィンに形成す
るなど、立ち上がり端部が傾斜する細片の組数および上
記端部の傾斜角度をこの発明の要旨を逸脱しない範囲で
変更できる。また、この発明は、チューブの中心と対応
する位置から流体の流れ方向上流側の細片の立ち上がり
端部は、流体が滑らかに流れれば下流側のものと必ずし
も対称にしなくてもよい。

【発明の効果】

以上説明したように、この発明によれば、プレートフィ
ンに切起しによる細片をチューブ間に形成し、上記細片
のチューブの中心と対応する位置よすｒｌｆＥ体の流れ
方向下流側の立ち上がり端部を複数に分けてチューブ方
向へ傾斜させたことにより、流体の流れに剥離を生ずる
ことなく、滑らかにチューブ下流側に導き、死領域を小
さくすることができるので、流通抵抗が小さく伝熱性能
が向上した高性能のプレートフィンチューブ形熱交換器
を得ることができろという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるプレートフィンチュ
ーブ形熱交換器を示す部分垂直断面図、第２図および第
３図は第１図の■−■綿および■−■線に沿う断面図、
第４図は上記実施例の作用説明図、第５図は上記実施例
の熱交換器全体を示す概略斜視図、第６図は従来例のプ
レートフィンチューブ形熱交換器を示す部分垂直断面図
、第７図は同作用説明図である。 １・・伝熱チューブ、２　・プレー１−フィン、２０基
板面、３−フィンカラ一部、４，５．６・細片、５ａ、
６ａ　　立ち上がり端部。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　平行フィン群にこのフィン群と直交する伝熱チューブ
   群を貫通させ、上記フィン群を構成するプレートフィン
   に、流体の流れ方向と直交する方向に切起した多数の細
   片を、上記チューブ群を構成するチューブ間にチューブ
   を取り巻くようにこれらの外周近くの部分を残して、互
   いに平行に上記流れ方向に形成したプレートフィンチュ
   ーブ形熱交換器において、上記チューブの中心と対応す
   る位置より上記流れ方向下流側の適所の細片からチュー
   ブの下流端と対応する位置より下流側に下流端を配置し
   た細片に至る複数の細片に形成したフィンの基板面から
   の立ち上がり端部を、流れ方向に対しチューブ方向へそ
   れぞれ傾斜させ、上記端部の傾斜角度を２０゜＜３５゜
   の細片から３５゜＜７０゜の細片まで上記流れ方向上流
   側の細片から下流側の細片に向って３５゜以下の差で増
   大させたことを特徴とするプレートフィンチューブ形熱
   交換器。