JPH0252993A - フィンチューブ型熱交換器 - 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、空調機器、冷蔵庫等の冷却システムに使用さ
れ、冷媒と空気等の流体間で熱の授受を行うフィンチュ
ーブ型熱交換器に関するものである。

従来の技術 近年、空調機器の小型、薄型化に伴ない、その構成部品
であるフィンチューブ型熱交換器は、増々性能向上が要
望されている。

以下、図面を参照しながら従来のフィンチュブ型熱交換
器の一例について説明する。第３図。

第４図は従来のフィンチューブ型熱交換器を示す。

１は板状フィンで、フィンカラー２を等間隔で立上げ、
このフィンカラー２間に、気流Ａに向かって開口した切
り起こし１ａ〜１ｄを板状フィン１の基盤に対して、上
下に連続して設けである。切り起こし１ａ〜１ｄは温度
境界層の゛発達を阻止し性能向上を狙ったものである。

３は伝熱管で、前記板状フィン１に挿通されて拡管され
フィンカラー２の内面に密着されている。伝熱管３の両
端は、ベツドにて連結され、Ｕ字状に形成されている。

４ａ、４ｂは前記伝熱管３の後流側にできる死水域を示
す。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、切シ起こし１ａ〜
１ｄが伝熱管３間において気流Ａに垂直な方向に、基盤
部を残さず連続に上下に設けられているため、切り起こ
し１ａ〜１ｄに対する伝熱管３前後からの平均熱伝導距
離が長くフィン効率も悪い。また切り起こし１ａ〜１ｄ
の前縁距離が短かぐ境界層前縁効果が小さい。また、小
型化を狙いとし、フィンのピッチＰｆ　　を詰めようと
しても隣接する板状フィン１の切り起こし１ａと１ｂ。

１ｃと１ｄが当たるため、ピッチＰｆ　　金切り起こし
の高さｈの２倍までしか詰めれない。この時、ピッチを
変えると空気抵抗や空気側熱伝達率の変動が激しい。ま
た、切り起こし１ａ〜１ｄの脚部が板状フィン１の旧縁
の法線方向と一致しており切り起こし１ａ〜１ｄを通過
した後も、気流Ａの方向は変わらず、乱流促進が図れな
いばかりか、死水域４ａ、４ｂが大きくなり、有効伝熱
面積が減少する。さらに切り起こし１８〜１ｄの脚部が
気流入方向に対して前後に並んでいるため、流れに対す
る抵抗が集中しており、流速分布が不均一となっている
。以上より切り起こし１ａ〜１ｄの効果が十分生かされ
ないという課題を有して、かた。

そこで、本発明は、上記課題に濫み切り起こしの前縁距
離を長くし境界層前縁効果を増大させるとともにフィン
効率を低下させない。また乱流促進を図り、気流を伝熱
管後流側に回すことで、死水域を減少させ有効伝熱面積
を増大させる。また、流れに対する抵抗を分散すること
で、伝熱管間及び隣接する板状フィン間で気流の速度を
均一化し切υ起こしによる乱流促進及び境界層前縁効果
を増大させ、切り起こしの高さの２倍よりもピッチを詰
めることで、空気側熱伝達率及び空気抵抗の変化の少な
い、大巾に性能を向上させた小型高性能フィンチューブ
型熱交換器を提供するものである。

課題を解決するだめの手段 本発明は、上記課題を解決するため、板状フィンには、
ｍ１記伝熱管の間に、気流に開口した切り起こし金、板
状フィンの基盤を間にはさんで、上下交互に、且つ切り
起こしの高さｈを、板状フィンのピッチＰｔ　　に対し
てｈ≧３．４ｐ、　　とするとともに、この切り起こし
は板状フィンと接合する脚部が板状フィンの前縁の法線
方向と角度をなすように設け、かつ、切り起こしの数を
板状フィンの伝熱管間の中心から板状フィンの端に向か
って順次増やし、脚部が気流方向の前後で重ならないよ
うに形成するという構成を備えたものである。

作　　　用 本発明は、上記の構成を備えているため次の様な作用が
ある。

切り起こしを伝熱管間において、気流に垂直な方向に基
盤を残して上下に設けており、切り起こし脚部が多く前
縁距離が長くなるとともに、伝熱管前後からの平均熱伝
導距離も短かくなりフィン効率も向上する。切り起こし
の板状フィンと接合する脚部が板状フィンの旧縁の法線
方向と角度をなしているため、この脚部で渦が発生し乱
流促進が図れるとともに、伝熱管後流側の死水域が減少
し有効伝熱面積が増大する。また、切り起こしの高さｈ
と板状フィンのピッチＰｉ　　との関係がｈ≧！ＡＰＩ
　　であるため、隣接する板状フィン間において、気流
は必ず全ての切り起こし部を通過し、気流速度が埼−と
なるとともにこの範囲内において、ピッチＰｆ　　の変
化に対する空気側熱伝達率及び空気抵抗の変動が小さい
。さらに、脚部が気流方向の前後で重ならないように形
成しているため、上流側の影響を受けず、脚部での渦の
発生を促進するとともに、流れに対す゛る抵抗が分散し
伝熱管間においても気流速度が均一化される。

実施例 以下、本発明の一実施例のフィンチューブ型熱交換器に
ついて第１図〜第２図を参照しながら説明スる。１１．
は板状フィンで、フィンカラー１２を等間隔に立ち上げ
ている。１３は伝熱管で前記板状フィン１１を嵌挿して
いる。前記板状フィン１１には、前記伝熱管１３０間に
気流Ｂに開口した切り起こし１４ａ　、　１４ｂ　、　
１４ｃを、板状フィン１１の基盤を間にはさんで且つ、
切り起こし高さｈを板状フィン１１のピッチＰｆ　　に
対してｈ≧％Ｐ（とするとともにこの切り起こし１４ａ
〜１４０と板状フィン１１が接合する脚部１６ａ〜１５
ｃが板状フィン１１の前縁の法線方向と角度をなすよう
に設けられ、さらに、前記切り起こし１４ａ〜１４ｃの
数は板状フィン１１の伝熱管１３間の中心から板状フィ
ン１１端に向かってｌ＠次増やして形成されている。１
ｅａ、１ａｂは前記伝熱管１３の後流側に生じる死水域
を示す。

次にこの一実施例の構成に於ける作用を説明する。

切り起こし１４ａ〜１４ｃが板状フィン１１の基盤を残
し、中心から板状フィン端に向かって１枚、２枚、３枚
と順次増やして形成され、気流Ｂに垂直な方向に基盤を
残して設けており切り起こし１４ａ　〜１４ｃの脚部１
５ａ　〜１５ｃが多く　ｉ’＋Ｊ縁距離が長くなるとと
もに、伝熱管１３前後からの平均熱伝導距離も短かくな
りフィン効率も向上する。ま・た切り起こし１４ａ〜１
４ｃの板状フィン１１と接合する脚部１６ａ〜１５ｃが
板状フィン１１の前縁の法線方向と角度をなしているた
め、この脚部１５ａ〜１５０で渦が発生し乱流促進が図
れる。と同時に、気流Ｂが伝熱管１３の後流側に回シ込
むので死水域１６ａ、１６ｂを減少させることができ有
効な伝熱面積ケ項加させることができる。また切り起こ
しの高さｈと板状フィン１１のピッチＰＨとの関係がｈ
≧３／２Ｐ　ｆ　であるため、隣接する板状フィン１１
間で、切り起こし１４ａ〜１４０が互いにかみ合った形
で配置されるため、気流Ｂの速度も均一化され、気流Ｂ
の全てが起り起こし１４ａ〜１４Ｇを通過し、境界層前
縁効果。

乱流促進効果を増大させるとともに、ピッチＰ。

の変化に対して空気側熱伝達率及び空気抵抗の変動が小
さい使い勝手の良い熱交換器となる。

さらに、脚部１５ａ〜１５ｃが気流Ｂ方向の前後で重な
らないように形成しているため、上流側の影響を受けず
に、脚部１５ａ〜１５ｃでの渦の発生を促進するととも
に、流れに対する抵抗が分散し、伝熱管１３間において
も、気流Ｂの速度が均一化される。

以上より、境界層前縁効果、フィン効率向上。

乱流促進、死水域減少効果、気流速度の均一化を同時に
引出すことが可能となり熱交換器の伝熱性能は著しく向
上する。また切り起こし１４ａ〜１４ｃが基盤部を残し
て多数段けであるため板状フィン１１０強度も向上する
。さらに、フィンのピッチの変化に対する伝熱性能の変
動が少ないため設計しやすい小型高効率熱交換器が実現
できる。

発明の効果 以上のように本発明のフィンチューブ型熱交換器は一定
間隔で多数平行に並べられ、その間を気流が流動する板
状フィンと、この板状フィンに直角に挿通された伝熱管
とから構成され、板状フィンには、伝熱管の間に、気流
に開口した切り起こしを板状フィンの基盤を問にはさん
で、上下交互に且つ、切り起こし高さｈを板状フィン１
１のピッチＰＩ　　に対してｈ≧％Ｐ、　とするととも
にこの切り起こしの板状フィンと接合する脚部が板状フ
ィンの前縁の法線方向と角度をなすように設け、かつ、
切り起こしの数を板状フィンの伝熱管間の中心から板状
フィン端に向かって順次増やし脚部が気流方向の前後で
重ならないように形成するという１１１ｇ成を備えるこ
とにより、次のし兵な効果を有する。

切り起こし０脚部が多く前縁距離が長くな９境界層前縁
効果を増大させる。また、平均熱伝導距離が短かくなり
フィン動勢が向上する。切り起こし０脚部より渦が発生
し、乱流促進が図れると同時に死水域が減少し有効伝熱
面積を増加させることができる。さらに、隣接する板状
フィン間及び、伝熱管間において気流の速度を均一化す
ることができ、境界層前縁効果及び乱流促進効果を増大
させることができる。さらにフィンピッチの変化に対す
る伝熱性能の変動が小さいため設計しやすい小型高効率
熱交換器が実現できる。また、板状フィンの「こし」が
強くなるという２次的な効果も生じる。

以上の効果より、伝熱性能は飛躍的に向上し、小型で高
性能なフィンチューブ型熱交換器が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるフィンチューブ型熱
交換器を示す部分側面図、第２図は第１図のＤ−Ｄ’断
面Ｎ、第３１は従来のフィンチュプ型熱交換器を示す部
分同面１図、第４図は第３図のＣ−Ｃ’［ｉ；ｌ［面図
金示す。 １１・・・・・・板状フィン、１３・・・・・・伝熱管
、１４ａ。 １４ｂ、１４Ｃ・・・・・・切り起こし、１ｓａ、１５
ｂ。 １５Ｃ・・・・・・脚部、ｈ・・・・・・切り起こし高
さ、Ｐｓ・・・・・・ピッチ、Ｂ・・・・・・気流。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名１１
−一一利受［フィン １３−　　　伝　帆　管

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一定間隔で多数平行に並べられ、その間を気流が
   流動する板状フィンと、この板状フィンに直角に挿通さ
   れた伝熱管とから構成され、前記板状フィンには、前記
   伝熱管の間に、気流に開口した切り起こしを、板状フィ
   ンの基盤を間にはさんで、上下交互に、且つ、切り起こ
   しの高さｈを板状フィンのピッチＰ＿ｆに対して、ｈ≧
   １／２Ｐ＿ｆとしたフィンチューブ型熱交換器。
2. （２）切り起こしの数を板状フィンの伝熱管間の中心か
   ら板状フィン端に向かって順次増やして設けた特許請求
   の範囲第１項記載のフィンチューブ型熱交換器。
3. （３）切り起こしを板状フィンと接合する脚部が板状フ
   ィンの前縁の法線方向と角度を成すように設けた特許請
   求の範囲第１項または、第２項記載のフィンチューブ型
   熱交換器。
4. （４）切り起こしの板状フィンと接合する脚部が気流方
   向の前後で重ならないように形成した特許請求の範囲第
   １項または第２項または第３項記載のフィンチューブ型
   熱交換器。