JPH05106985A - コルゲートルーバフイン型熱交換器 - Google Patents
コルゲートルーバフイン型熱交換器Info
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- JPH05106985A JPH05106985A JP3270855A JP27085591A JPH05106985A JP H05106985 A JPH05106985 A JP H05106985A JP 3270855 A JP3270855 A JP 3270855A JP 27085591 A JP27085591 A JP 27085591A JP H05106985 A JPH05106985 A JP H05106985A
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- Japan
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- heat transfer
- louver
- corrugated
- fin
- heat exchanger
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- 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
- F28F1/126—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 consisting of zig-zag shaped fins
- F28F1/128—Fins with openings, e.g. louvered fins
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
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- Y10T29/49377—Tube with heat transfer means
- Y10T29/49378—Finned tube
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】コルゲ−トフィン１の湾曲端部１０の曲げ半径
Ｒが適切な値に設定されて優れた伝熱性能を奏し得るコ
ルゲートルーバフィン型熱交換器を提供する。 【構成】コルゲ−トフィン１の湾曲端部１０の曲げ半径
Ｒを拡大すると、コルゲ−トフィン１と伝熱管２との間
に長い（伝熱管の長手方向へ）フィレット部４が形成さ
れ、フィレット部４により伝熱管２とコルゲ−トフィン
１との間の熱抵抗が軽減される。しかしル−バ３は小型
となる。コルゲ−トフィン１の湾曲端部１０の曲げ半径
Ｒを短縮すると、コルゲ−トフィン１の直線部１１一杯
に形成されるル−バ３が大きくなり、ル−バ３の放熱性
能が向上する。しかし、フィレット部４が短くなる。湾
曲端部１０の曲げ半径は０．１４ｍｍから０．３７ｍｍ
の範囲内に設定した場合最高の伝熱効率が得られる。
Ｒが適切な値に設定されて優れた伝熱性能を奏し得るコ
ルゲートルーバフィン型熱交換器を提供する。 【構成】コルゲ−トフィン１の湾曲端部１０の曲げ半径
Ｒを拡大すると、コルゲ−トフィン１と伝熱管２との間
に長い（伝熱管の長手方向へ）フィレット部４が形成さ
れ、フィレット部４により伝熱管２とコルゲ−トフィン
１との間の熱抵抗が軽減される。しかしル−バ３は小型
となる。コルゲ−トフィン１の湾曲端部１０の曲げ半径
Ｒを短縮すると、コルゲ−トフィン１の直線部１１一杯
に形成されるル−バ３が大きくなり、ル−バ３の放熱性
能が向上する。しかし、フィレット部４が短くなる。湾
曲端部１０の曲げ半径は０．１４ｍｍから０．３７ｍｍ
の範囲内に設定した場合最高の伝熱効率が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコルゲートルーバフィン
型熱交換器に関する。
型熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開昭６３−６１８９２号公報は、平坦
表面部が互いに対面して平行配置される一対の偏平な伝
熱管と、湾曲端部及び直線部を交互に有し両伝熱管間を
蛇行しつつ前記伝熱管の長手方向へ配設されるコルゲ−
トフィンと、該コルゲ−トフィンの前記直線部を切り起
こして形成されるル−バと、前記コルゲ−トフィンの前
記湾曲端部を前記両伝熱管の前記平坦表面部にろう付け
するフィレット部とを備えるコルゲートルーバフィン型
熱交換器を開示している。
表面部が互いに対面して平行配置される一対の偏平な伝
熱管と、湾曲端部及び直線部を交互に有し両伝熱管間を
蛇行しつつ前記伝熱管の長手方向へ配設されるコルゲ−
トフィンと、該コルゲ−トフィンの前記直線部を切り起
こして形成されるル−バと、前記コルゲ−トフィンの前
記湾曲端部を前記両伝熱管の前記平坦表面部にろう付け
するフィレット部とを備えるコルゲートルーバフィン型
熱交換器を開示している。
【０００３】この種のコルゲートルーバフィン型熱交換
器におけるコルゲ−トフィンと伝熱管との接合部のろう
付け前及びろう付け後を図８及び図９に示す。ただしル
−バは図示省略する。コルゲ−トフィン１の湾曲端部１
０の外表面を伝熱管２に押し付けて加熱すると、伝熱管
２の表面にクラッドされたろう材５が溶融し、ろう材５
はその表面張力によりコルゲ−トフィン１と伝熱管２と
の接合部に集まり、フィレット部４となる。コルゲ−ト
フィン１の直線部１１には伝熱促進用のルーバ４が切り
起こされている。通常、ろう材５の厚さｔは１０〜４０
μｍ程度、コルゲ−トフィン１の湾曲端部１０の曲げ半
径Ｒは０．４〜０．７ｍｍ程度、例えば０．５４ｍｍ、
フィレット部４の長さＬｏは０．６〜１．３ｍｍ程度、
フィレット部４の高さｈは０．２〜０．６ｍｍ程度とす
るのが一般的である。
器におけるコルゲ−トフィンと伝熱管との接合部のろう
付け前及びろう付け後を図８及び図９に示す。ただしル
−バは図示省略する。コルゲ−トフィン１の湾曲端部１
０の外表面を伝熱管２に押し付けて加熱すると、伝熱管
２の表面にクラッドされたろう材５が溶融し、ろう材５
はその表面張力によりコルゲ−トフィン１と伝熱管２と
の接合部に集まり、フィレット部４となる。コルゲ−ト
フィン１の直線部１１には伝熱促進用のルーバ４が切り
起こされている。通常、ろう材５の厚さｔは１０〜４０
μｍ程度、コルゲ−トフィン１の湾曲端部１０の曲げ半
径Ｒは０．４〜０．７ｍｍ程度、例えば０．５４ｍｍ、
フィレット部４の長さＬｏは０．６〜１．３ｍｍ程度、
フィレット部４の高さｈは０．２〜０．６ｍｍ程度とす
るのが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】コルゲ−トフィン１の
湾曲端部１０の曲げ半径Ｒを小さくして、それによりコ
ルゲ−トフィン１の直線部１１の長さを稼ぐとともに直
線部１１一杯に熱伝達率の高いルーバ３（図１１参照）
を切り曲げればル−バ３を大きくできるので、ル−バ３
の高い放熱性能を利用して熱交換器の伝熱性能を向上で
きる筈である。例えば、曲げ半径がＲ２、直線部の長さ
がＬ２である図１１のル−バ３は、曲げ半径がＲ１、直
線部の長さがＬ１である図１０のル−バ３より約（Ｌ２
−Ｌ１）すなわち約２・（Ｒ１−Ｒ２）だけ長くなる。
湾曲端部１０の曲げ半径Ｒを小さくして、それによりコ
ルゲ−トフィン１の直線部１１の長さを稼ぐとともに直
線部１１一杯に熱伝達率の高いルーバ３（図１１参照）
を切り曲げればル−バ３を大きくできるので、ル−バ３
の高い放熱性能を利用して熱交換器の伝熱性能を向上で
きる筈である。例えば、曲げ半径がＲ２、直線部の長さ
がＬ２である図１１のル−バ３は、曲げ半径がＲ１、直
線部の長さがＬ１である図１０のル−バ３より約（Ｌ２
−Ｌ１）すなわち約２・（Ｒ１−Ｒ２）だけ長くなる。
【０００５】ところが、種々計算及び実験を行ったとこ
ろ、コルゲ−トフィン１の曲げ半径Ｒをますます短縮し
てゆくと伝熱性能がかえって低下してしまうことが明ら
かとなった。本発明は上記知見に鑑みなされたものであ
り、コルゲ−トフィンの湾曲端部の曲げ半径Ｒの適切な
選択により優れた伝熱性能を奏し得るコルゲートルーバ
フィン型熱交換器を提供することをその目的としてい
る。
ろ、コルゲ−トフィン１の曲げ半径Ｒをますます短縮し
てゆくと伝熱性能がかえって低下してしまうことが明ら
かとなった。本発明は上記知見に鑑みなされたものであ
り、コルゲ−トフィンの湾曲端部の曲げ半径Ｒの適切な
選択により優れた伝熱性能を奏し得るコルゲートルーバ
フィン型熱交換器を提供することをその目的としてい
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のコルゲートルー
バフィン型熱交換器は、平坦表面部が互いに対面して平
行配置される一対の偏平な伝熱管と、湾曲端部及び直線
部を交互に有し両伝熱管間を蛇行しつつ前記伝熱管の長
手方向へ配設されるコルゲ−トフィンと、該コルゲ−ト
フィンの前記直線部を切り起こして形成されるル−バ
と、前記コルゲ−トフィンの前記湾曲端部を前記両伝熱
管の前記平坦表面部にろう付けするフィレット部とを備
えるコルゲートルーバフィン型熱交換器において、前記
ル−バは前記コルゲ−トフィンの前記各直線部の全長に
わたって切り起こされ、かつ、前記コルゲ−トフィンの
前記両湾曲端部の曲げ半径は０．１４ｍｍから０．３７
ｍｍの範囲内に設定されていることを特徴としている。
バフィン型熱交換器は、平坦表面部が互いに対面して平
行配置される一対の偏平な伝熱管と、湾曲端部及び直線
部を交互に有し両伝熱管間を蛇行しつつ前記伝熱管の長
手方向へ配設されるコルゲ−トフィンと、該コルゲ−ト
フィンの前記直線部を切り起こして形成されるル−バ
と、前記コルゲ−トフィンの前記湾曲端部を前記両伝熱
管の前記平坦表面部にろう付けするフィレット部とを備
えるコルゲートルーバフィン型熱交換器において、前記
ル−バは前記コルゲ−トフィンの前記各直線部の全長に
わたって切り起こされ、かつ、前記コルゲ−トフィンの
前記両湾曲端部の曲げ半径は０．１４ｍｍから０．３７
ｍｍの範囲内に設定されていることを特徴としている。
【０００７】
【作用及び発明の効果】伝熱管内の流体の熱は、伝熱管
壁、伝熱管とコルゲ−トフィンの接合部（フィレット部
経由を含む）、コルゲ−トフィンと伝わり、大半がル−
バから、一部がコルゲ−トフィンのルーバ以外の部分及
び伝熱管から外気に伝達される。コルゲ−トフィンの湾
曲端部の曲げ半径を０．１４ｍｍから０．３７ｍｍの範
囲内に設定すると、曲げ半径を０．１４ｍｍより短縮し
た場合及び０．３７ｍｍより長大化した場合より伝熱性
能を向上できることが理論解析及び実験により証明され
た。
壁、伝熱管とコルゲ−トフィンの接合部（フィレット部
経由を含む）、コルゲ−トフィンと伝わり、大半がル−
バから、一部がコルゲ−トフィンのルーバ以外の部分及
び伝熱管から外気に伝達される。コルゲ−トフィンの湾
曲端部の曲げ半径を０．１４ｍｍから０．３７ｍｍの範
囲内に設定すると、曲げ半径を０．１４ｍｍより短縮し
た場合及び０．３７ｍｍより長大化した場合より伝熱性
能を向上できることが理論解析及び実験により証明され
た。
【０００８】
【実施例】本発明のコルゲートルーバフィン型熱交換器
の要部断面図を図１に示す。アルミ系合金を素材とする
偏平な伝熱管２が間隔Ｈｆを隔てて平行に配設されてお
り、両伝熱管２の平坦表面部２０は平行に対面してい
る。両伝熱管２の間にコルゲ−トフィン１が配設され、
コルゲ−トフィン１は両伝熱管２間を蛇行しつつ伝熱管
２の長手方向へ延在している。コルゲ−トフィン１は、
断面円弧形状の湾曲端部１０と、両側の湾曲端部１０を
結ぶ平板形状の直線部１１とを交互に有し、アルミ薄板
を波状に折り曲げて形成される。コルゲ−トフィン１は
従来と同じく成形ロ−ラにより容易に成形される。
の要部断面図を図１に示す。アルミ系合金を素材とする
偏平な伝熱管２が間隔Ｈｆを隔てて平行に配設されてお
り、両伝熱管２の平坦表面部２０は平行に対面してい
る。両伝熱管２の間にコルゲ−トフィン１が配設され、
コルゲ−トフィン１は両伝熱管２間を蛇行しつつ伝熱管
２の長手方向へ延在している。コルゲ−トフィン１は、
断面円弧形状の湾曲端部１０と、両側の湾曲端部１０を
結ぶ平板形状の直線部１１とを交互に有し、アルミ薄板
を波状に折り曲げて形成される。コルゲ−トフィン１は
従来と同じく成形ロ−ラにより容易に成形される。
【０００９】ル−バ３が、コルゲ−トフィン１の直線部
１１をその全長にわたって切り起こして形成されてい
る。すなわちコルゲ−トフィン１の直線部１１に切れ目
を入れ、切れ目の両端を結ぶ直線に沿って所定角度（図
６参照）に曲げることによりル−バ３が形成される。当
然のことながら、ル−バ３の切り起こし高さはコルゲ−
トフィン１の前記長手方向へのピッチの半分以下であ
る。ル−バ３は従来と同じく切り曲げ成形機によって容
易に成形される。
１１をその全長にわたって切り起こして形成されてい
る。すなわちコルゲ−トフィン１の直線部１１に切れ目
を入れ、切れ目の両端を結ぶ直線に沿って所定角度（図
６参照）に曲げることによりル−バ３が形成される。当
然のことながら、ル−バ３の切り起こし高さはコルゲ−
トフィン１の前記長手方向へのピッチの半分以下であ
る。ル−バ３は従来と同じく切り曲げ成形機によって容
易に成形される。
【００１０】伝熱管２の外表面にはろう材がメッキされ
ており、ろう付け時に溶融されたろう材の表面張力によ
りろう材はコルゲ−トフィン１と伝熱管２との接合部に
集まり、フィレット部４となる。ここで、コルゲ−トフ
ィン１の湾曲端部１０の曲げ半径Ｒは０．１４ｍｍから
０．３７ｍｍ、ろう材５の厚さは１０〜４０μｍ程度、
フィレット部４の長さＬｏは０．６〜１．３ｍｍ程度、
フィレット部４の高さは０．２〜０．６ｍｍ程度にし
た。なお、湾曲端部１０の曲げ半径Ｒは湾曲端部１０の
外表面半径である。更に、両伝熱管２間の間隔Ｈｆは３
〜１０ｍｍ程度、伝熱管２の肉厚は０．０９〜０．４ｍ
ｍ程度、ル−バ３の切り起こし高さはルーバ角度θにお
きかえると１５°〜３０°程度とした。
ており、ろう付け時に溶融されたろう材の表面張力によ
りろう材はコルゲ−トフィン１と伝熱管２との接合部に
集まり、フィレット部４となる。ここで、コルゲ−トフ
ィン１の湾曲端部１０の曲げ半径Ｒは０．１４ｍｍから
０．３７ｍｍ、ろう材５の厚さは１０〜４０μｍ程度、
フィレット部４の長さＬｏは０．６〜１．３ｍｍ程度、
フィレット部４の高さは０．２〜０．６ｍｍ程度にし
た。なお、湾曲端部１０の曲げ半径Ｒは湾曲端部１０の
外表面半径である。更に、両伝熱管２間の間隔Ｈｆは３
〜１０ｍｍ程度、伝熱管２の肉厚は０．０９〜０．４ｍ
ｍ程度、ル−バ３の切り起こし高さはルーバ角度θにお
きかえると１５°〜３０°程度とした。
【００１１】このコルゲートルーバフィンの伝熱性能を
以下に数値解析する。本発明者は、ル−バ３の伝熱（放
熱）性能が優れているのでルーバ３の長さＬ（図１参
照）を大きくすれば伝熱性能が向上する点、及び、フィ
レット部４が大きいと伝熱管２からフィレット部４を通
じてコルゲ−トフィン１への伝熱効率が向上し、それに
より伝熱性能（熱伝達率）が向上する点に着目した。
以下に数値解析する。本発明者は、ル−バ３の伝熱（放
熱）性能が優れているのでルーバ３の長さＬ（図１参
照）を大きくすれば伝熱性能が向上する点、及び、フィ
レット部４が大きいと伝熱管２からフィレット部４を通
じてコルゲ−トフィン１への伝熱効率が向上し、それに
より伝熱性能（熱伝達率）が向上する点に着目した。
【００１２】更に本発明者は、フィレット部４を大きく
するには湾曲端部１０の曲げ半径Ｒを大きくせざるを得
ないが、曲げ半径Ｒを大きくすると直線部１１が短縮さ
れてル−バ３が小型となってしまうので、上記両伝熱性
能向上策が両立しない点に気がついた。図５は今回用い
た伝熱メカニズムの理論解析モデルであり、自動車用ラ
ジェ−タを例にとって計算した。
するには湾曲端部１０の曲げ半径Ｒを大きくせざるを得
ないが、曲げ半径Ｒを大きくすると直線部１１が短縮さ
れてル−バ３が小型となってしまうので、上記両伝熱性
能向上策が両立しない点に気がついた。図５は今回用い
た伝熱メカニズムの理論解析モデルであり、自動車用ラ
ジェ−タを例にとって計算した。
【００１３】図５において、αｗは水側熱伝達率であっ
て、水と伝熱管２との間の熱伝達率をいう。伝熱管２の
肉厚方向の熱抵抗は実際には小さいので以下においては
無視する。αｆＬはルーバ部熱伝達率であって、直線部
１１及びル−バ３と外気との間の熱伝達率をいう。αｆ
Ｓは非ルーバ部熱伝達率であって、湾曲端部１０と外気
との間の熱伝達率をいう。αｔはチュ−ブ表面熱伝達率
であって、伝熱管２と外気との間の熱伝達率をいう。な
お、フィレット部４の外表面には非ルーバ部熱伝達率を
与えた。また水温Ｔω及び空気温度Ｔａは一定とし、定
常熱伝導解析を実施した。また、各ル−バ３の形状は伝
熱管長手方向において図６のような形状と仮定して差分
法数値解析を行ってαｆＬを求めた。αｆＳ、αｔは層
流平板熱伝達の式を用いて計算し、αωは円管内乱流式
より求めた。
て、水と伝熱管２との間の熱伝達率をいう。伝熱管２の
肉厚方向の熱抵抗は実際には小さいので以下においては
無視する。αｆＬはルーバ部熱伝達率であって、直線部
１１及びル−バ３と外気との間の熱伝達率をいう。αｆ
Ｓは非ルーバ部熱伝達率であって、湾曲端部１０と外気
との間の熱伝達率をいう。αｔはチュ−ブ表面熱伝達率
であって、伝熱管２と外気との間の熱伝達率をいう。な
お、フィレット部４の外表面には非ルーバ部熱伝達率を
与えた。また水温Ｔω及び空気温度Ｔａは一定とし、定
常熱伝導解析を実施した。また、各ル−バ３の形状は伝
熱管長手方向において図６のような形状と仮定して差分
法数値解析を行ってαｆＬを求めた。αｆＳ、αｔは層
流平板熱伝達の式を用いて計算し、αωは円管内乱流式
より求めた。
【００１４】これらの条件を入力して有限要素法にて定
常熱解析を行うことにより、各部位の表面温度分布を計
算し、これにより以下の数式１で外気への放熱量Ｑａを
まず最初に求め、この放熱量Ｑａを水外気温度差（Ｔｗ
−Ｔａ）で割ってこの熱交換器の単位温度当たりの放熱
量ＫａＦａを求め、このＫａＦａを数式３に代入して総
空気側熱伝達率αａを求める。
常熱解析を行うことにより、各部位の表面温度分布を計
算し、これにより以下の数式１で外気への放熱量Ｑａを
まず最初に求め、この放熱量Ｑａを水外気温度差（Ｔｗ
−Ｔａ）で割ってこの熱交換器の単位温度当たりの放熱
量ＫａＦａを求め、このＫａＦａを数式３に代入して総
空気側熱伝達率αａを求める。
【００１５】
【数式１】Ｑａ＝Σαｉ（Ｔｉ−Ｔａ）Ｆｉ ＝ΣαｆＬ（ＴｆＬｉ−Ｔａ）ＦｆＬｉ ＋ΣαｆＳ（ＴｆＳｉ−Ｔａ）ＦｆＳｉ ＋Σαｔ（Ｔｔｉ−Ｔａ）Ｆｔｉ ＝Σαｊ（Ｔｗ−Ｔｊ）Ｆｊ ここで、αｉは空気側各表面部の熱伝達率であって、上
記したαｆＬ、αｆＳ、αｔを順次選択する。Ｔｉは空
気側各表面部の温度であってαｉと同様に、直線部１１
の各部表面温度ＴｆＬｉ、湾曲端部１０の各部表面温度
ＴｆＳｉ、伝熱管２の各部表面温度Ｔｔｉを順次選択す
る。Ｆｉは空気側各表面部の面積であってαｉ、Ｔｉと
同様に、直線部１１の各部面積ＦｆＬｉ、湾曲端部１０
の各部面積ＦｆＳｉ、伝熱管２の各部面積Ｆｔｉを順次
選択する。同様に、αｊは水側各表面部の熱伝達率であ
って、伝熱管２の長手方向各部における熱伝達率を順次
選択し、それに合わせて水側各表面部の温度Ｔｊを順次
選択する。Ｋａは水側から空気側までの熱通過率であ
り、Ｆａはこの熱交換器の空気側放熱面積の和であって
ＦｆＬ＋ＦｆＳ＋Ｆｔに等しい。
記したαｆＬ、αｆＳ、αｔを順次選択する。Ｔｉは空
気側各表面部の温度であってαｉと同様に、直線部１１
の各部表面温度ＴｆＬｉ、湾曲端部１０の各部表面温度
ＴｆＳｉ、伝熱管２の各部表面温度Ｔｔｉを順次選択す
る。Ｆｉは空気側各表面部の面積であってαｉ、Ｔｉと
同様に、直線部１１の各部面積ＦｆＬｉ、湾曲端部１０
の各部面積ＦｆＳｉ、伝熱管２の各部面積Ｆｔｉを順次
選択する。同様に、αｊは水側各表面部の熱伝達率であ
って、伝熱管２の長手方向各部における熱伝達率を順次
選択し、それに合わせて水側各表面部の温度Ｔｊを順次
選択する。Ｋａは水側から空気側までの熱通過率であ
り、Ｆａはこの熱交換器の空気側放熱面積の和であって
ＦｆＬ＋ＦｆＳ＋Ｆｔに等しい。
【００１６】
【数式２】Ｑａ＝Ｋａ・Ｆａ・（Ｔω−Ｔａ）
【００１７】
【数式３】１／（ＫａＦａ）＝１／（αａＦａ）＋１／
（αωＦω） ここで、αωは水側表面部の総熱伝達率であり、Ｆωは
水側表面部の受熱面積である。１／（ＫａＦａ）はこの
熱交換器の全体としての熱抵抗と見做すことができ、１
／（αａＦａ）は伝熱管から外気までの熱抵抗と見做す
ことができ、１／（αωＦω）は水から伝熱管までの熱
抵抗と見做すことができる。
（αωＦω） ここで、αωは水側表面部の総熱伝達率であり、Ｆωは
水側表面部の受熱面積である。１／（ＫａＦａ）はこの
熱交換器の全体としての熱抵抗と見做すことができ、１
／（αａＦａ）は伝熱管から外気までの熱抵抗と見做す
ことができ、１／（αωＦω）は水から伝熱管までの熱
抵抗と見做すことができる。
【００１８】なお、フィレット部４の形状は、実験デ−
タに基づいて作成された図７のグラフにろう材の膜厚ｔ
を当てはめて求めた。数値解析により算出した曲げ半径
Ｒと空気側総熱伝達率αａとの関係を図２に示す。空気
側総熱伝達率αａはろう材膜厚ｔと曲げ半径Ｒとに依存
し、ろう材膜厚ｔの各値に対して最高値を有する。最高
値を結ぶ線Ｍは、ろう材膜厚ｔの増加とともに曲げ半径
Ｒ増加方向へシフトしている。
タに基づいて作成された図７のグラフにろう材の膜厚ｔ
を当てはめて求めた。数値解析により算出した曲げ半径
Ｒと空気側総熱伝達率αａとの関係を図２に示す。空気
側総熱伝達率αａはろう材膜厚ｔと曲げ半径Ｒとに依存
し、ろう材膜厚ｔの各値に対して最高値を有する。最高
値を結ぶ線Ｍは、ろう材膜厚ｔの増加とともに曲げ半径
Ｒ増加方向へシフトしている。
【００１９】空気側総熱伝達率αａが各ろう材膜厚ｔに
おいて最高値より１％だけ減少した範囲を図２に斜線領
域で示す。この斜線領域から、通常、実用されるろう材
膜厚１０〜４０μｍにおいて０．１４〜０．３７ｍｍの
曲げ半径Ｒ内とすれば、優れた空気側総熱伝達率αａを
得られることがわかる。なお上記数値解析において、フ
ィレット部４の長さは０．９ｍｍ、両伝熱管２の間の間
隔Ｈｆは８ｍｍ、伝熱管２の肉厚は０．１３ｍｍ、ル−
バ３の切り起こし高さはルーバ角度θで２３°、外気流
速は４ｍ／ｓ、コルゲ−トフィン１のピッチＰｆは２．
２５ｍｍを大体想定している。ただし、ろう材厚さ以外
の上記ファクタ−は湾曲端部１０の曲げ半径Ｒ変更によ
る空気側総熱伝達率αａの変化にあまり関連しないの
で、ろう材厚さ以外の上記ファクタ−を通常の設計範囲
で変動しても図２の特性は成立することが判っている。
当然、ル−バ３は直線部１１一杯に形成されている。
おいて最高値より１％だけ減少した範囲を図２に斜線領
域で示す。この斜線領域から、通常、実用されるろう材
膜厚１０〜４０μｍにおいて０．１４〜０．３７ｍｍの
曲げ半径Ｒ内とすれば、優れた空気側総熱伝達率αａを
得られることがわかる。なお上記数値解析において、フ
ィレット部４の長さは０．９ｍｍ、両伝熱管２の間の間
隔Ｈｆは８ｍｍ、伝熱管２の肉厚は０．１３ｍｍ、ル−
バ３の切り起こし高さはルーバ角度θで２３°、外気流
速は４ｍ／ｓ、コルゲ−トフィン１のピッチＰｆは２．
２５ｍｍを大体想定している。ただし、ろう材厚さ以外
の上記ファクタ−は湾曲端部１０の曲げ半径Ｒ変更によ
る空気側総熱伝達率αａの変化にあまり関連しないの
で、ろう材厚さ以外の上記ファクタ−を通常の設計範囲
で変動しても図２の特性は成立することが判っている。
当然、ル−バ３は直線部１１一杯に形成されている。
【００２０】フィレット部４の長さＬｏは湾曲端部１０
の曲げ半径Ｒに主として依存して決定されるが、限りな
くＲを小さくした場合は、余分なろう材は流れおち、フ
ィレット部４は湾曲端部１０と直線部１１と境界までし
か形成されないものとした。また、フィレット部４の長
さＬｏはろう材厚さによっても多少異なる。すなわち、
ろう材厚さが増加すると、湾曲端部１０の曲げ半径Ｒが
同じでもフィレット部４のフィレット部４の長さＬｏは
多少増加する。
の曲げ半径Ｒに主として依存して決定されるが、限りな
くＲを小さくした場合は、余分なろう材は流れおち、フ
ィレット部４は湾曲端部１０と直線部１１と境界までし
か形成されないものとした。また、フィレット部４の長
さＬｏはろう材厚さによっても多少異なる。すなわち、
ろう材厚さが増加すると、湾曲端部１０の曲げ半径Ｒが
同じでもフィレット部４のフィレット部４の長さＬｏは
多少増加する。
【００２１】上記したろう材膜厚ｔと最適フィン曲げ半
径の関係を書き直したのが図３であり、斜線領域は空気
側総熱伝達率αａが最高値から１％だけ減少した範囲を
示す。なお、総空気側熱伝達率αａの１％程度の低下
は、放熱量に換算した場合０．５％減程度であるので、
ほとんど同等とみなすことができる。
径の関係を書き直したのが図３であり、斜線領域は空気
側総熱伝達率αａが最高値から１％だけ減少した範囲を
示す。なお、総空気側熱伝達率αａの１％程度の低下
は、放熱量に換算した場合０．５％減程度であるので、
ほとんど同等とみなすことができる。
【００２２】次に、実測により上記理論解析結果を確認
した。図４にその結果を示す。計算値は各ろう材厚さに
おける最適な曲げ半径Ｒを採用した場合の空気側総熱伝
達率αａである。実測値（黒丸点）はよく理想特性線に
合致している。
した。図４にその結果を示す。計算値は各ろう材厚さに
おける最適な曲げ半径Ｒを採用した場合の空気側総熱伝
達率αａである。実測値（黒丸点）はよく理想特性線に
合致している。
【図１】本発明の一実施例を示す模式断面図
【図２】図１の熱交換器における空気側総熱伝達率αａ
と湾曲端部の曲げ半径Ｒとろう材膜厚ｔとの関係を示す
グラフ
と湾曲端部の曲げ半径Ｒとろう材膜厚ｔとの関係を示す
グラフ
【図３】図１の熱交換器における空気側総熱伝達率αａ
の最高値−１％の範囲と曲げ半径Ｒとろう材膜厚ｔとの
関係を示すグラフ
の最高値−１％の範囲と曲げ半径Ｒとろう材膜厚ｔとの
関係を示すグラフ
【図４】空気側総熱伝達率αａとろう材膜厚ｔとの最高
計算値及び実測値
計算値及び実測値
【図５】空気側総熱伝達率αａ数値解析モデルを示す
図、
図、
【図６】ル−バ形状及び配置を示す図
【図７】ろう材膜厚ｔとフィレット部高さｈとフィレッ
ト部長さＬｏとの関係を示すグラフ
ト部長さＬｏとの関係を示すグラフ
【図８】従来のコルゲートルーバフィン型熱交換器のコ
ルゲ−トフィンと伝熱管との接合部を示す模式断面図
ルゲ−トフィンと伝熱管との接合部を示す模式断面図
【図９】従来のコルゲートルーバフィン型熱交換器のコ
ルゲ−トフィンと伝熱管との接合部を示す模式断面図
ルゲ−トフィンと伝熱管との接合部を示す模式断面図
【図１０】従来のコルゲートルーバフィン型熱交換器の
コルゲ−トフィンと伝熱管との接合部を示す模式断面図
コルゲ−トフィンと伝熱管との接合部を示す模式断面図
【図１１】従来のコルゲートルーバフィン型熱交換器の
コルゲ−トフィンと伝熱管との接合部を示す模式断面図
コルゲ−トフィンと伝熱管との接合部を示す模式断面図
１はコルゲ−トフィン、２は伝熱管、３はルーバ、４は
フィレット部、１０は湾曲端部、１１は直線部、
フィレット部、１０は湾曲端部、１１は直線部、
Claims (1)
- 【請求項１】平坦表面部が互いに対面して平行配置され
る一対の偏平な伝熱管と、湾曲端部及び直線部を交互に
有し両伝熱管間を蛇行しつつ前記伝熱管の長手方向へ配
設されるコルゲ−トフィンと、該コルゲ−トフィンの前
記直線部を切り起こして形成されるル−バと、前記コル
ゲ−トフィンの前記湾曲端部を前記両伝熱管の前記平坦
表面部にろう付けするフィレット部とを備えるコルゲー
トルーバフィン型熱交換器において、 前記ル−バは前記コルゲ−トフィンの前記各直線部の全
長にわたって切り起こされ、かつ、前記コルゲ−トフィ
ンの前記両湾曲端部の曲げ半径は０．１４ｍｍから０．
３７ｍｍの範囲内に設定されていることを特徴とするコ
ルゲートルーバフィン型熱交換器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3270855A JP2949963B2 (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | コルゲートルーバフィン型熱交換器 |
| US07/960,322 US5271458A (en) | 1991-10-18 | 1992-10-13 | Corrugated louver fin type heat exchanging device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3270855A JP2949963B2 (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | コルゲートルーバフィン型熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05106985A true JPH05106985A (ja) | 1993-04-27 |
| JP2949963B2 JP2949963B2 (ja) | 1999-09-20 |
Family
ID=17491921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3270855A Expired - Lifetime JP2949963B2 (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | コルゲートルーバフィン型熱交換器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5271458A (ja) |
| JP (1) | JP2949963B2 (ja) |
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| WO2020184198A1 (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社デンソー | 熱交換器 |
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| DE102008007608A1 (de) | 2008-02-04 | 2009-08-06 | Behr Gmbh & Co. Kg | Wärmeübertrager mit Rohren |
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| CN101526324B (zh) * | 2009-04-13 | 2010-07-28 | 三花丹佛斯（杭州）微通道换热器有限公司 | 翅片、具有该翅片的换热器和换热器装置 |
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| CN101865574B (zh) | 2010-06-21 | 2013-01-30 | 三花控股集团有限公司 | 换热器 |
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| JP2018132247A (ja) * | 2017-02-15 | 2018-08-23 | 富士電機株式会社 | 自動販売機 |
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-
1991
- 1991-10-18 JP JP3270855A patent/JP2949963B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-10-13 US US07/960,322 patent/US5271458A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2949963B2 (ja) | 1999-09-20 |
| US5271458A (en) | 1993-12-21 |
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Legal Events
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