JPH038479B2 - - Google Patents
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- JPH038479B2 JPH038479B2 JP59163311A JP16331184A JPH038479B2 JP H038479 B2 JPH038479 B2 JP H038479B2 JP 59163311 A JP59163311 A JP 59163311A JP 16331184 A JP16331184 A JP 16331184A JP H038479 B2 JPH038479 B2 JP H038479B2
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- JP
- Japan
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- airflow
- heat transfer
- fins
- cut
- raised
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- Expired - Lifetime
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- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
- F28F1/32—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements
- F28F1/325—Fins with openings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は空調機器分野の蒸発器や凝縮器等に広
く用いられている気体対気液２相流（または液
体）用のフイン付熱交換器に関するものである。
く用いられている気体対気液２相流（または液
体）用のフイン付熱交換器に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来の熱交換器は第１図の斜視図に示すように
一定間隔で平行に並べられたフイン群１とこのフ
イン群１に垂直に挿入された伝熱管群２から構成
され、気体はフイン間を矢印３方向に流動して管
内流体と熱交換を行う。フイン群１のフイン間の
気体の流動は第２図に示すように、伝熱管後流部
に斜線で示す死水域７，８が生ずるために、この
死水域での気体側熱伝達率が著しく低下し、伝熱
性能が悪いという欠点を有していた。
一定間隔で平行に並べられたフイン群１とこのフ
イン群１に垂直に挿入された伝熱管群２から構成
され、気体はフイン間を矢印３方向に流動して管
内流体と熱交換を行う。フイン群１のフイン間の
気体の流動は第２図に示すように、伝熱管後流部
に斜線で示す死水域７，８が生ずるために、この
死水域での気体側熱伝達率が著しく低下し、伝熱
性能が悪いという欠点を有していた。
また、平板フイン４の伝熱面上の温度境界層は
第３図の斜線部分９で示すように、平板フイン４
の気流上流側端面からの距離の平方根に比例して
境界層厚さが増大し、そのために気体側熱伝達率
は気流上流側端面からの距離が増加すると共に著
しく低下し、伝熱性能が悪いという欠点を有して
いた。
第３図の斜線部分９で示すように、平板フイン４
の気流上流側端面からの距離の平方根に比例して
境界層厚さが増大し、そのために気体側熱伝達率
は気流上流側端面からの距離が増加すると共に著
しく低下し、伝熱性能が悪いという欠点を有して
いた。
発明の目的
本発明は以上のような従来の欠点を除去するも
ので、特に伝熱管後流の死水域とフイン伝熱面上
の温度境界層厚さを減少させ、気体側熱伝達率の
著しい向上を実現させることにより、フイン付熱
交換器の小型高性能化を図ることを目的とするも
のである。
ので、特に伝熱管後流の死水域とフイン伝熱面上
の温度境界層厚さを減少させ、気体側熱伝達率の
著しい向上を実現させることにより、フイン付熱
交換器の小型高性能化を図ることを目的とするも
のである。
発明の構成
本発明のフイン付熱交換器は、一定間隔で平行
に並べられ、その間を気体が流動する平板フイン
と、この平板フインに垂直に挿入され内部を流体
が流動する伝熱管から構成され、伝熱管間の気流
上流側領域すなわち伝熱管中心を結ぶ直線と気流
上流側フイン前縁の間の領域には気流の流動方向
と傾斜させた（フイン前縁の法線から角度をもた
せた）切り起こし片を複数個平板フイン上に設
け、伝熱管間の気流下流側領域すなわち伝熱管中
心を結ぶ直線と気流下流側フイン後縁の間の領域
には上記切り起こし片と逆の方向に気流の流動方
向と傾斜させた（上記切り起こし片とフイン前縁
の法線のなす角度とは逆の方向に法線から角度を
もたせた）切り起こし片を、気流流側端面が上記
切り起こし片の気流側端面と段違いになるように
複数個平板フイン上に設置したものである。
に並べられ、その間を気体が流動する平板フイン
と、この平板フインに垂直に挿入され内部を流体
が流動する伝熱管から構成され、伝熱管間の気流
上流側領域すなわち伝熱管中心を結ぶ直線と気流
上流側フイン前縁の間の領域には気流の流動方向
と傾斜させた（フイン前縁の法線から角度をもた
せた）切り起こし片を複数個平板フイン上に設
け、伝熱管間の気流下流側領域すなわち伝熱管中
心を結ぶ直線と気流下流側フイン後縁の間の領域
には上記切り起こし片と逆の方向に気流の流動方
向と傾斜させた（上記切り起こし片とフイン前縁
の法線のなす角度とは逆の方向に法線から角度を
もたせた）切り起こし片を、気流流側端面が上記
切り起こし片の気流側端面と段違いになるように
複数個平板フイン上に設置したものである。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例のフイン付熱交換器を
図面とともに説明する。第４図ａは本発明による
一実施例の平板フインの平面図、第４図ｂは第４
図のAA′断面図である。
図面とともに説明する。第４図ａは本発明による
一実施例の平板フインの平面図、第４図ｂは第４
図のAA′断面図である。
平板フイン１０に一定間隔でバーリングされた
フインカラー部１１に伝熱管１２が挿入されてお
り、矢印１３方向に気流は流動する。伝熱管の段
方向（紙面内の上下方向）の伝熱管間の気流上流
側領域（第４図のの領域）には気流の流動方向
１３と傾斜させた切り起こし１４ａ〜１４ｃを平
板フイン１０上に複数個設置してあり、伝熱管間
の気流下流側領域（第４図のの領域）には上記
切り起こし１４ａ〜１４ｃと逆の方向に気流の流
動方向１３と傾斜させた切り起こし１５ａ，１５
ｂを、その気流上流側端面が上記切り起こし１４
ａ〜１４ｃの気流下流側端面と段違いになるよう
に平板フイン１０上に複数個設置してある。また
第４図に示した本発明の一実施例の構成に加え
て、第５図に示したように、伝熱管の気流下流側
領域に設置した切り起こし片１５ａ，１５ｂのさ
らに伝熱管下流側に、気流の流動方向と傾斜さ
せ、気流上流側から見て「ハ」の字形になるよう
に切り起こし２８ａ，１８ｂを設置すると、より
伝熱性能を高めることができる。
フインカラー部１１に伝熱管１２が挿入されてお
り、矢印１３方向に気流は流動する。伝熱管の段
方向（紙面内の上下方向）の伝熱管間の気流上流
側領域（第４図のの領域）には気流の流動方向
１３と傾斜させた切り起こし１４ａ〜１４ｃを平
板フイン１０上に複数個設置してあり、伝熱管間
の気流下流側領域（第４図のの領域）には上記
切り起こし１４ａ〜１４ｃと逆の方向に気流の流
動方向１３と傾斜させた切り起こし１５ａ，１５
ｂを、その気流上流側端面が上記切り起こし１４
ａ〜１４ｃの気流下流側端面と段違いになるよう
に平板フイン１０上に複数個設置してある。また
第４図に示した本発明の一実施例の構成に加え
て、第５図に示したように、伝熱管の気流下流側
領域に設置した切り起こし片１５ａ，１５ｂのさ
らに伝熱管下流側に、気流の流動方向と傾斜さ
せ、気流上流側から見て「ハ」の字形になるよう
に切り起こし２８ａ，１８ｂを設置すると、より
伝熱性能を高めることができる。
次に作用と効果を説明する。まず、伝熱管間の
気流上流側領域（第４図のの領域）には切り起
こし１４ａ〜１４ｃが気流方向１３と傾斜させて
設けられているため、切り起こし１４ａに衝突す
る気流には伝熱管方向へ偏向する流れ１９が誘起
される。この流れ１９は従来の平板フインに生ず
る死水域（第２図の７，８で示した死水域）へ向
かう流れであり、気流１８との作用により本発明
のフインでの死水域は第６図の斜線で示した部分
１６，１７のように、点線で示した従来フイン死
水域に比べて、非常に小さい。また、伝熱管後流
部に切り起こし２８を設けた場合には、伝熱管後
流部の死水域はさらに小さくなる。そのため特に
伝熱管後流部分での気体側熱伝達率は従来の平板
フインに比べて大きく、伝熱性能は改善される。
気流上流側領域（第４図のの領域）には切り起
こし１４ａ〜１４ｃが気流方向１３と傾斜させて
設けられているため、切り起こし１４ａに衝突す
る気流には伝熱管方向へ偏向する流れ１９が誘起
される。この流れ１９は従来の平板フインに生ず
る死水域（第２図の７，８で示した死水域）へ向
かう流れであり、気流１８との作用により本発明
のフインでの死水域は第６図の斜線で示した部分
１６，１７のように、点線で示した従来フイン死
水域に比べて、非常に小さい。また、伝熱管後流
部に切り起こし２８を設けた場合には、伝熱管後
流部の死水域はさらに小さくなる。そのため特に
伝熱管後流部分での気体側熱伝達率は従来の平板
フインに比べて大きく、伝熱性能は改善される。
次に、本発明のフインでの気流の流動状態を第
７図に示す。切り起こし１４を乗り越える気流２
０は、平板フイン１０へ再び付着する方向へ偏向
し、この流れが切り起こし１４の間を通過し切り
起こし１４ａ〜１４ｃの後流側へまき込んでくる
気流２１と干渉することで、旋回成分を持つた流
れ２２，２４が発生する。そして、この旋回成分
を持つた流れ２２，２４は伝熱管間の気流下流側
領域に切り起こし１４ａ〜１４ｃと設置角度の異
なつた切り起こし１５ａ，１５ｂに衝突すること
により偏向されると共に、切り起こし１４ａ〜１
４ｃの間を通過してきた気流２３と干渉して切り
起こし１５ａ，１５ｂの後流部にさらに強い旋回
成分を持つた気流２５，２６を発生させる。この
ように強い旋回成分を持つ気流は平板フイン伝熱
面上の温度境界層に乱れを与えて、境界層厚さを
減少させるので、気体側熱伝達率の著しい向上を
実現させる。また、上記のような旋回成分を持つ
気流は、伝熱管まわりに発生し伝熱性能を高める
馬蹄形渦を強める作用もあるので、フインの伝熱
性能向上はさらに期待できる。
７図に示す。切り起こし１４を乗り越える気流２
０は、平板フイン１０へ再び付着する方向へ偏向
し、この流れが切り起こし１４の間を通過し切り
起こし１４ａ〜１４ｃの後流側へまき込んでくる
気流２１と干渉することで、旋回成分を持つた流
れ２２，２４が発生する。そして、この旋回成分
を持つた流れ２２，２４は伝熱管間の気流下流側
領域に切り起こし１４ａ〜１４ｃと設置角度の異
なつた切り起こし１５ａ，１５ｂに衝突すること
により偏向されると共に、切り起こし１４ａ〜１
４ｃの間を通過してきた気流２３と干渉して切り
起こし１５ａ，１５ｂの後流部にさらに強い旋回
成分を持つた気流２５，２６を発生させる。この
ように強い旋回成分を持つ気流は平板フイン伝熱
面上の温度境界層に乱れを与えて、境界層厚さを
減少させるので、気体側熱伝達率の著しい向上を
実現させる。また、上記のような旋回成分を持つ
気流は、伝熱管まわりに発生し伝熱性能を高める
馬蹄形渦を強める作用もあるので、フインの伝熱
性能向上はさらに期待できる。
さらに、第８図に示すようにフイン間を流動し
てきた気流が切り起こし１４ａ〜１４ｃ，１５
ａ，１５ｂに衝突する際には、その切り起こしを
乗り越える気流２０の他に、切り起こしの開孔部
を通つて隣り合うフイン間へ流入する気流２７も
発生し、この気流２７が流れの混合効果および開
孔部での境界層前縁効果を生じせしめ、フイン伝
熱面上の温度境界層の厚さを減少させるので、気
体側熱伝達率の向上は著しく、フイン付熱交換器
の伝熱性能を向上させる。
てきた気流が切り起こし１４ａ〜１４ｃ，１５
ａ，１５ｂに衝突する際には、その切り起こしを
乗り越える気流２０の他に、切り起こしの開孔部
を通つて隣り合うフイン間へ流入する気流２７も
発生し、この気流２７が流れの混合効果および開
孔部での境界層前縁効果を生じせしめ、フイン伝
熱面上の温度境界層の厚さを減少させるので、気
体側熱伝達率の向上は著しく、フイン付熱交換器
の伝熱性能を向上させる。
発明の効果
以上のように本発明のフイン付熱交換器は、伝
熱管まわりへの気流の偏向を生じさせると共に気
流中に強い旋回成分を誘起させ、またフイン間で
の気流の混合を促進させることにより、伝熱管後
流部の死水域を減少させ、フイン伝熱面上の温度
境界層の厚さを減少させるのでフインの気体側熱
伝達率は著しく向上し、フイン付熱交換器の小型
高性能化を達成できる。
熱管まわりへの気流の偏向を生じさせると共に気
流中に強い旋回成分を誘起させ、またフイン間で
の気流の混合を促進させることにより、伝熱管後
流部の死水域を減少させ、フイン伝熱面上の温度
境界層の厚さを減少させるのでフインの気体側熱
伝達率は著しく向上し、フイン付熱交換器の小型
高性能化を達成できる。
第１図は従来のフイン付熱交換器の斜視図、第
２図および第３図は第１図における平板フインで
の気流の流動状態の説明図、第４図ａは本発明の
一実施例のフイン付熱交換器におけるフインの平
面図、第４図ｂは第４図ａにおけるAA′面断面
図、第５図は、第４図に示した本発明の一実施例
の平板フインの伝熱性能をさらに高めるための一
手段を示したフインの平面図、第６図、第７図お
よび第８図は第４図のフインにおける気流の流動
状態の説明図である。 １０……平板フイン、１１……フインカラー、
１２……伝熱管、１３……気流、１４……伝熱管
間の気流上流側領域の切り起こし、１５……伝熱
管間の気流下流側領域の切り起こし、１６，１７
……死水域、１８〜２７……フイン間での気流、
２８……切り起こし。
２図および第３図は第１図における平板フインで
の気流の流動状態の説明図、第４図ａは本発明の
一実施例のフイン付熱交換器におけるフインの平
面図、第４図ｂは第４図ａにおけるAA′面断面
図、第５図は、第４図に示した本発明の一実施例
の平板フインの伝熱性能をさらに高めるための一
手段を示したフインの平面図、第６図、第７図お
よび第８図は第４図のフインにおける気流の流動
状態の説明図である。 １０……平板フイン、１１……フインカラー、
１２……伝熱管、１３……気流、１４……伝熱管
間の気流上流側領域の切り起こし、１５……伝熱
管間の気流下流側領域の切り起こし、１６，１７
……死水域、１８〜２７……フイン間での気流、
２８……切り起こし。
Claims (1)
- １ 所定間隔で平行に配されたフイン群と、前記
フイン群を貫通する伝熱管を具備し、前記フイン
群には前記伝熱管の段方向の伝熱管間に切り起こ
し片群を設け、前記切り起こし片群を、気流上流
部ではフイン前縁の法線方向から所定の角度をな
す複数個の切り起こし片、気流下流部では前記気
流上流側切り起こし片と逆の角度にフイン前縁の
法線方向から角度をもたせた複数個の切り起こし
片から構成し、気流上流側と気流下流側で設けた
切り起こし片を互いに段違いに設置したフイン付
熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16331184A JPS6141893A (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | フイン付熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16331184A JPS6141893A (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | フイン付熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6141893A JPS6141893A (ja) | 1986-02-28 |
| JPH038479B2 true JPH038479B2 (ja) | 1991-02-06 |
Family
ID=15771416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16331184A Granted JPS6141893A (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | フイン付熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6141893A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007077968A1 (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | National University Corporation Yokohama National University | 伝熱装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5730587B2 (ja) * | 1974-07-25 | 1982-06-29 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5730587U (ja) * | 1980-07-24 | 1982-02-17 |
-
1984
- 1984-08-02 JP JP16331184A patent/JPS6141893A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5730587B2 (ja) * | 1974-07-25 | 1982-06-29 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007077968A1 (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | National University Corporation Yokohama National University | 伝熱装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6141893A (ja) | 1986-02-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |