JPH0293295A - 熱交換装置 - Google Patents
熱交換装置Info
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/003—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by using permeable mass, perforated or porous materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
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- F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
- F28D1/047—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
- F28D1/0477—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being bent in a serpentine or zig-zag
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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。
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、熱交換装置の伝熱体の熱伝達特性の改善に
関するものである。
関するものである。
［従来の技術］
第８図、第９図は、従来の熱交換装置の一例であるプレ
ートフィンチューブ熱交換器を示し、第８図は正面図、
第９図は第８図の■−に断面図である。一方の流体が流
れる管２は蛇行形状に形成され、管２は多数枚並べられ
たフィン３１を貫通するように形成され、管２とフィン
３１とは拡管手段によってＩｌ械的に圧接している。こ
れによって、管２内を流れる流体の熱は、管２からフィ
ン３１に伝達され、フィン３１の広い表面積からフィン
３１の間を流れる流体に伝達され熱交換が行われる。
ートフィンチューブ熱交換器を示し、第８図は正面図、
第９図は第８図の■−に断面図である。一方の流体が流
れる管２は蛇行形状に形成され、管２は多数枚並べられ
たフィン３１を貫通するように形成され、管２とフィン
３１とは拡管手段によってＩｌ械的に圧接している。こ
れによって、管２内を流れる流体の熱は、管２からフィ
ン３１に伝達され、フィン３１の広い表面積からフィン
３１の間を流れる流体に伝達され熱交換が行われる。
通常、管２内には水、油、Ｒ１２，Ｒ２２等の冷媒、プ
ラインのような流体が流れ、管２の外側すなわちフィン
３１の側には空気が流れる。管２内を流れる流体の熱伝
達率より管２外の空気の熱伝達率は小さいので、空気側
の熱のコンダクタンス（伝達率）を大きくするため、フ
ィン３１を付設して伝熱面積を大きくして交換熱量が大
きくなるようにしたものである。
ラインのような流体が流れ、管２の外側すなわちフィン
３１の側には空気が流れる。管２内を流れる流体の熱伝
達率より管２外の空気の熱伝達率は小さいので、空気側
の熱のコンダクタンス（伝達率）を大きくするため、フ
ィン３１を付設して伝熱面積を大きくして交換熱量が大
きくなるようにしたものである。
さて、温度差のある流体量の熱交換量Ｑは、Ｑ＝Ｋ −
Ａｏ・ΔＴ で与えられる。ここで、Ｋは全熱通過率、Ａｏは管外全
伝熱面積、ΔＴは両流体間の温度差である。
Ａｏ・ΔＴ で与えられる。ここで、Ｋは全熱通過率、Ａｏは管外全
伝熱面積、ΔＴは両流体間の温度差である。
熱交換量Ｑを大きくするためにはＫ −Ａｏを大きくす
ればよい、管２が銅管、フィン３１がアルミニウムであ
る熱交換装置では、Ｋ−Ａｎは、の逆数で与えられる。
ればよい、管２が銅管、フィン３１がアルミニウムであ
る熱交換装置では、Ｋ−Ａｎは、の逆数で与えられる。
ここで、Ａ、は管外面の伝熱面積、φはフィン効率、Ａ
ｆはフィン伝熱面積、α、は空気側熱伝達率、Ａｃはフ
ィンと管の接触面積、αＣは接触部相当熱伝達率、Ａ＋
は管内伝熱面積、αｉは管内熱伝達率である。
ｆはフィン伝熱面積、α、は空気側熱伝達率、Ａｃはフ
ィンと管の接触面積、αＣは接触部相当熱伝達率、Ａ＋
は管内伝熱面積、αｉは管内熱伝達率である。
［発明が解決しようとする課Ｍ］
熱交換装置の熱交換量Ｑを大きくするためにはＫ −Ａ
Ｏを大きくすればよく、上式の分母にある各数値を大き
くすればよい、装置全体の大きさがなるべく小形になる
ようにして、この要求に対応するには、フィンの面積と
枚数を増大させるのが最も有効であるが、製作コスト等
のため限度があり、熱交換−ＩＱを著しく大きくするこ
とは困難であるというような課題があった。
Ｏを大きくすればよく、上式の分母にある各数値を大き
くすればよい、装置全体の大きさがなるべく小形になる
ようにして、この要求に対応するには、フィンの面積と
枚数を増大させるのが最も有効であるが、製作コスト等
のため限度があり、熱交換−ＩＱを著しく大きくするこ
とは困難であるというような課題があった。
この発明は、上記のような課題を解消するためになされ
たもので、フィン伝熱面積Ａｔを増大させることにより
、熱交換量の大きな熱交換装置を得ることを目的とする
。
たもので、フィン伝熱面積Ａｔを増大させることにより
、熱交換量の大きな熱交換装置を得ることを目的とする
。
［課題を解決するための手段］
この発明に係る熱交換装置は、熱良導性の多孔体を管体
の外表面に接合させて設けたものである。
の外表面に接合させて設けたものである。
［作用］
この発明における熱交換装置は、フィンに相当するもの
として、管体の外表面に接触する熱良導性の多孔体を設
けたので、多孔体の大きな表面積のため、フィン伝熱面
積Ａｆに相当する伝熱面積が大きなものとなり、熱交換
量が増大する。
として、管体の外表面に接触する熱良導性の多孔体を設
けたので、多孔体の大きな表面積のため、フィン伝熱面
積Ａｆに相当する伝熱面積が大きなものとなり、熱交換
量が増大する。
［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
図乃至第７図はこの発明の一実施例による熱交換装置を
示し、第１図は正面図、第２図は第１実施例の断面図、
第３図は第２実施例の断面図、第４図は第３実施例の断
面図、第５図は多孔体の拡大断面図、第６図は第４実施
例の斜視図、第７図は第６図の一部拡大断面図である。
図乃至第７図はこの発明の一実施例による熱交換装置を
示し、第１図は正面図、第２図は第１実施例の断面図、
第３図は第２実施例の断面図、第４図は第３実施例の断
面図、第５図は多孔体の拡大断面図、第６図は第４実施
例の斜視図、第７図は第６図の一部拡大断面図である。
第１図及び第２図において、この熱交換装置は蛇行形状
の管体２の外面に接合するようにフィンに相当する熱良
導性の多孔体３が形成されて構成されている。この製造
手段としては、例えば、発泡形成されたウレタンフオー
ムなどの発泡樹脂を所望の多孔体３の形状に形成し、穴
をあけてそれに管体２と同じ形状のものを貫通させてお
き、ウレタンフオームと共にグラファイトなどを塗布し
て導電処理をした後、実際の管体２に入れ換える。
の管体２の外面に接合するようにフィンに相当する熱良
導性の多孔体３が形成されて構成されている。この製造
手段としては、例えば、発泡形成されたウレタンフオー
ムなどの発泡樹脂を所望の多孔体３の形状に形成し、穴
をあけてそれに管体２と同じ形状のものを貫通させてお
き、ウレタンフオームと共にグラファイトなどを塗布し
て導電処理をした後、実際の管体２に入れ換える。
それに、アルミニウム、銅、ニッケルなどのような熱の
良導体である金属を電気メッキする０次に樹脂の部分を
焼却して除去し、金属部を還元処理することによって、
その金属の多孔体３が残り、第１図、第２図に示す管体
２に金属の多孔体３が接合された熱交換装置を得ること
ができる。
良導体である金属を電気メッキする０次に樹脂の部分を
焼却して除去し、金属部を還元処理することによって、
その金属の多孔体３が残り、第１図、第２図に示す管体
２に金属の多孔体３が接合された熱交換装置を得ること
ができる。
なお、多孔体３は、従来と同様な多歇枚のフィン形状と
してもよく、多数のスリットを切った形状、多数の穴を
あけた形状としてもよく、これらを組み合わせた形状と
してもよい。
してもよく、多数のスリットを切った形状、多数の穴を
あけた形状としてもよく、これらを組み合わせた形状と
してもよい。
このようにして作られた多孔体３は比表面積が５００〜
１００００♂／ｒｎ”程度まで任意に変化させて発泡形
成させることができる。第８図、第９図に示すような従
来の熱交換装置では、比表面積がおおよそ１５００♂／
ｍ”であることから、この熱交換装置の伝熱面積は極め
て大きなものとすることができる。また、多孔体の孔径
は、３００μｍから１μｍ程度まで比表面積に対応して
変化させることができる。第５図は多孔体３の一例の拡
大断面を示す図である。第８図、第９図に示すような従
来の熱交換装置の等価直径が１〜２１程度であることを
考えると、この発明による多孔体３の孔径は極めて小さ
いことがわかる。強制対流熱伝達率α、は、その代表寸
法（この場合は孔径）が小さくなる程増大する。したが
って、この多孔体３の熱伝達率α、はそれ相当に大きい
。
１００００♂／ｒｎ”程度まで任意に変化させて発泡形
成させることができる。第８図、第９図に示すような従
来の熱交換装置では、比表面積がおおよそ１５００♂／
ｍ”であることから、この熱交換装置の伝熱面積は極め
て大きなものとすることができる。また、多孔体の孔径
は、３００μｍから１μｍ程度まで比表面積に対応して
変化させることができる。第５図は多孔体３の一例の拡
大断面を示す図である。第８図、第９図に示すような従
来の熱交換装置の等価直径が１〜２１程度であることを
考えると、この発明による多孔体３の孔径は極めて小さ
いことがわかる。強制対流熱伝達率α、は、その代表寸
法（この場合は孔径）が小さくなる程増大する。したが
って、この多孔体３の熱伝達率α、はそれ相当に大きい
。
また、前述の′！ＩＪ造手段によって得られた第１図。
第２図に示す熱交換装置では、管体２と多孔体３とが電
気メッキによって一体に結合されているので、従来の熱
交換装置の管体２とフィン３１とが機械的な圧接によっ
て接触していたのに対して、熱の伝達が十分であり、従
来の接触部に相当する部分の熱伝達率のαεも大きくな
っており、熱交換景の増大に寄与している。
気メッキによって一体に結合されているので、従来の熱
交換装置の管体２とフィン３１とが機械的な圧接によっ
て接触していたのに対して、熱の伝達が十分であり、従
来の接触部に相当する部分の熱伝達率のαεも大きくな
っており、熱交換景の増大に寄与している。
多孔体３は熱良導体である金属の粒子を管体２の周囲に
付着させ焼結させて製造することもできる。この製造手
段では粒子の大きさ、焼結密度等によって伝熱面積を調
整することができる。金属粒子の焼結によって形成され
た多孔体３の形状も前述と同様に各種の形状とすること
ができる。
付着させ焼結させて製造することもできる。この製造手
段では粒子の大きさ、焼結密度等によって伝熱面積を調
整することができる。金属粒子の焼結によって形成され
た多孔体３の形状も前述と同様に各種の形状とすること
ができる。
また、多孔体３に穴をあけ、その中に管体２を挿入し、
ハンダ付け、メッキ、圧接などの手段によって管体２と
多孔体３とを結合してもよい。
ハンダ付け、メッキ、圧接などの手段によって管体２と
多孔体３とを結合してもよい。
第３図はこの発明の第２実施例による熱交換装置の断面
図である。多孔体３が管体２を挟み込むような形状の２
個の多孔体３ａ、３ｂに分割されて製作され、管体２を
２個の多孔体３ａ、３ｂで両側から挟み込み、ハンダ付
け、メッキ、圧接などの手段によって管体２と多孔体３
ａ、３ｂとを結合したものである。
図である。多孔体３が管体２を挟み込むような形状の２
個の多孔体３ａ、３ｂに分割されて製作され、管体２を
２個の多孔体３ａ、３ｂで両側から挟み込み、ハンダ付
け、メッキ、圧接などの手段によって管体２と多孔体３
ａ、３ｂとを結合したものである。
第４図はこの発明の第３実施例による熱交換装置の断面
図である。これは、管体２の片側のみに多孔体３を前述
と同様な手段によって結合させたものである。
図である。これは、管体２の片側のみに多孔体３を前述
と同様な手段によって結合させたものである。
第６図はこの発明の第４実施例による熱交換装置の斜視
図、第７図は第６図の一部断面図である。
図、第７図は第６図の一部断面図である。
これは、蛇行形状の扁平管体２の間に金属の多孔体３が
接合して形成されている。多孔体３の形成は、扁平管体
２の間で発泡樹脂を発泡させ、導電処理した後、金属の
電気メッキを施し、樹脂部分を焼却除去する方法、また
は、金属の粒子を焼結させて形成する方法で行う。
接合して形成されている。多孔体３の形成は、扁平管体
２の間で発泡樹脂を発泡させ、導電処理した後、金属の
電気メッキを施し、樹脂部分を焼却除去する方法、また
は、金属の粒子を焼結させて形成する方法で行う。
なお、この発明は管体２が如何なる形状であっても適用
できるものである。
できるものである。
［発明の効果］
以上のように、この発明によれば、管体の外面に熱良導
性の多孔体を付着形成させたので、太きな伝熱面積が得
られ、交換！！量の大きい熱交換装置が得られる効果が
ある。
性の多孔体を付着形成させたので、太きな伝熱面積が得
られ、交換！！量の大きい熱交換装置が得られる効果が
ある。
第１図乃至第７図はこの発明の一実施例による熱交換装
置を示し、第１図は第１実施例の正面図、第２図は第１
実施例の断面図、第３図は第２実施例の断面図、第４図
は第３実施例の断面図、第５図は多孔体の拡大断面図、
第６図は第４実施例の斜視図、第７図は第６図の一部断
面図である。第８図は従来例による熱交換装置の正面図
、第９図は第８図の断面図である。 図において、２は管体、３は多孔体である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
置を示し、第１図は第１実施例の正面図、第２図は第１
実施例の断面図、第３図は第２実施例の断面図、第４図
は第３実施例の断面図、第５図は多孔体の拡大断面図、
第６図は第４実施例の斜視図、第７図は第６図の一部断
面図である。第８図は従来例による熱交換装置の正面図
、第９図は第８図の断面図である。 図において、２は管体、３は多孔体である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (3)
- （１）管体の内外に温度差のある流体を流し両流体間で
熱交換をさせるようにした熱交換装置において、熱良導
性の多孔体を前記管体の外表面に接合させて設けたこと
を特徴とする熱交換装置。 - （２）前記多孔体は、発泡樹脂を導電処理し、該導電処
理された発泡樹脂に金属の電気メッキを施し、該電気メ
ッキが施された発泡樹脂の樹脂部分を焼却除去して形成
したことを特徴とする請求項（１）記載の熱交換装置。 - （３）前記多孔体は、金属粒子を焼結させて形成したこ
とを特徴とする請求項（１）記載の熱交換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24527288A JPH0293295A (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | 熱交換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24527288A JPH0293295A (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | 熱交換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0293295A true JPH0293295A (ja) | 1990-04-04 |
Family
ID=17131212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24527288A Pending JPH0293295A (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | 熱交換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0293295A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0930480A3 (en) * | 1997-12-26 | 2000-05-24 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Heat exchanger |
| US6142222A (en) * | 1998-05-23 | 2000-11-07 | Korea Institute Of Science And Technology | Plate tube type heat exchanger having porous fins |
| JP2010507063A (ja) * | 2006-10-16 | 2010-03-04 | サステイナブル・エンジン・システム・リミテッド | 熱交換器 |
| CN102581584A (zh) * | 2011-01-06 | 2012-07-18 | 鑫昇科技股份有限公司 | 制造热交换器盘管的方法 |
| WO2018096095A1 (de) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | Dbk David + Baader Gmbh | Fluidheizer |
-
1988
- 1988-09-29 JP JP24527288A patent/JPH0293295A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0930480A3 (en) * | 1997-12-26 | 2000-05-24 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Heat exchanger |
| US6142222A (en) * | 1998-05-23 | 2000-11-07 | Korea Institute Of Science And Technology | Plate tube type heat exchanger having porous fins |
| JP2010507063A (ja) * | 2006-10-16 | 2010-03-04 | サステイナブル・エンジン・システム・リミテッド | 熱交換器 |
| CN102581584A (zh) * | 2011-01-06 | 2012-07-18 | 鑫昇科技股份有限公司 | 制造热交换器盘管的方法 |
| WO2018096095A1 (de) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | Dbk David + Baader Gmbh | Fluidheizer |
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