JPH07225091A - プレートフィン熱交換器 - Google Patents
プレートフィン熱交換器Info
- Publication number
- JPH07225091A JPH07225091A JP1728094A JP1728094A JPH07225091A JP H07225091 A JPH07225091 A JP H07225091A JP 1728094 A JP1728094 A JP 1728094A JP 1728094 A JP1728094 A JP 1728094A JP H07225091 A JPH07225091 A JP H07225091A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- offset
- fin
- heat exchanger
- fins
- flow direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 熱伝達率に秀れ、且つ圧力損失を小さくでき
るプレートフィン熱交換器の提供する。 【構成】 オフセットフィン１を構成する、流体の流れ
方向に分割して配置されるフィン３の間に、流れ方向の
隙間５を設けた。そして、この隙間５はオフセットフィ
ン３で形成される流路の面積が、流体の流れ方向に対し
て略一定の断面積になるように設定した。これにより、
従来のオフセットフィン１を具えるプレートフィン熱交
換器で不具合の原因となっていた、フィン分割・オフセ
ット部での流れの急縮小、急拡大が生じなくなり、圧力
損失を低減することができる。これに伴い、プレートフ
ィン熱交換器のコンパクト化、および敷地面積の低減化
ができる。
るプレートフィン熱交換器の提供する。 【構成】 オフセットフィン１を構成する、流体の流れ
方向に分割して配置されるフィン３の間に、流れ方向の
隙間５を設けた。そして、この隙間５はオフセットフィ
ン３で形成される流路の面積が、流体の流れ方向に対し
て略一定の断面積になるように設定した。これにより、
従来のオフセットフィン１を具えるプレートフィン熱交
換器で不具合の原因となっていた、フィン分割・オフセ
ット部での流れの急縮小、急拡大が生じなくなり、圧力
損失を低減することができる。これに伴い、プレートフ
ィン熱交換器のコンパクト化、および敷地面積の低減化
ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空冷復水器等のプレー
トフィン熱交換器の伝熱エレメントとして使用されるオ
フセットフィンに適用され、冷却媒体が通過する流路の
圧力損失を低減して、コンパクトにできるプレートフィ
ン熱交換器に関する。
トフィン熱交換器の伝熱エレメントとして使用されるオ
フセットフィンに適用され、冷却媒体が通過する流路の
圧力損失を低減して、コンパクトにできるプレートフィ
ン熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】空気を冷却媒体とする熱交換器に於い
て、コンパクト化を達成する為、板状のフィンを使用
し、熱伝達効率を良くしたプレートフィン熱交換器が用
いられている。また、このようなプレートフィン熱交換
器において、伝熱エレメントとして、図２に示すような
オフセットフィン０１を使用したものがある。このオフ
セットフィン０１は、図３に示すように流体（空気）流
れ方向０５に分割され、流れ方向０５に平行に配設され
て、さらに、冷媒流体の空気の流れ方向０５には、互い
違いに位相をずらした、いわゆる、オフセットを設けた
フィン０２で構成されている。
て、コンパクト化を達成する為、板状のフィンを使用
し、熱伝達効率を良くしたプレートフィン熱交換器が用
いられている。また、このようなプレートフィン熱交換
器において、伝熱エレメントとして、図２に示すような
オフセットフィン０１を使用したものがある。このオフ
セットフィン０１は、図３に示すように流体（空気）流
れ方向０５に分割され、流れ方向０５に平行に配設され
て、さらに、冷媒流体の空気の流れ方向０５には、互い
違いに位相をずらした、いわゆる、オフセットを設けた
フィン０２で構成されている。
【０００３】このように、空気の流れ方向０５にフィン
０２を分割し、かつ分割されたフィン０２の間にオフセ
ットを設けることにより、オフセットを設けないプレー
ンフィンを使用したものに比較して、フィン０２上の温
度境界層の発達を防ぎ、オフセットフィン０１前縁部の
高熱伝達率で、オフセットフィン０１全体の熱の授受が
行われるようにして高性能化が図られている。しかし、
従来のオフセットフィン０１では、図３のフィン分割・
オフセット部０３の詳細を示す、図４に示されるよう
に、空気の流れ方向０５に隣接する各フィン０２の間に
は、空気流れ方向０５の隙間０４がないようにして、フ
ィン０２が配置されているため、この部分での圧力損失
が生じ、プレーンフィンを使用したプレートフィン熱交
換器に比べ、流路抵抗が大きくなるという不具合があ
る。
０２を分割し、かつ分割されたフィン０２の間にオフセ
ットを設けることにより、オフセットを設けないプレー
ンフィンを使用したものに比較して、フィン０２上の温
度境界層の発達を防ぎ、オフセットフィン０１前縁部の
高熱伝達率で、オフセットフィン０１全体の熱の授受が
行われるようにして高性能化が図られている。しかし、
従来のオフセットフィン０１では、図３のフィン分割・
オフセット部０３の詳細を示す、図４に示されるよう
に、空気の流れ方向０５に隣接する各フィン０２の間に
は、空気流れ方向０５の隙間０４がないようにして、フ
ィン０２が配置されているため、この部分での圧力損失
が生じ、プレーンフィンを使用したプレートフィン熱交
換器に比べ、流路抵抗が大きくなるという不具合があ
る。
【０００４】すなわち、フィン分割・オフセット部０３
において、オフセットフィン０１で形成される流路を流
れる空気は、後流側のフィン０２の存在によって、急縮
小・急拡大が生じ圧力損失が大きくなるという不具合が
ある。空冷復水器等コンパクト化が要求される熱交換器
においては、この圧力損失は無視できないものとなって
おり、その改善が求められている。
において、オフセットフィン０１で形成される流路を流
れる空気は、後流側のフィン０２の存在によって、急縮
小・急拡大が生じ圧力損失が大きくなるという不具合が
ある。空冷復水器等コンパクト化が要求される熱交換器
においては、この圧力損失は無視できないものとなって
おり、その改善が求められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、オフセット
を設けない、プレーンフィンを使用した熱伝達率の良い
プレートフィンの熱伝達率に比較して、さらに、高熱伝
達率が達成されるオフセットフィンを使用し、しかも、
従来のオフセットフィンを使用したものに比較して、冷
媒流体の圧力損失を少なくして、コンパクトにできるプ
レートフィン熱交換を提供することを課題とする。
を設けない、プレーンフィンを使用した熱伝達率の良い
プレートフィンの熱伝達率に比較して、さらに、高熱伝
達率が達成されるオフセットフィンを使用し、しかも、
従来のオフセットフィンを使用したものに比較して、冷
媒流体の圧力損失を少なくして、コンパクトにできるプ
レートフィン熱交換を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このため、本発明のプレ
ートフィン熱交換器は次の手段とした、 （１）流体の流れ方向に隣接して設けられ、相互にオフ
セットが設けられたフィンの間に流れ方向の隙間を設け
た。 （２）隙間は、フィンで構成するオフセットフィンで形
成される流路面積が、オフセットフィンの何れの位置に
おいても、流体流れ方向の断面積を略等しくなる様にし
て設けた。
ートフィン熱交換器は次の手段とした、 （１）流体の流れ方向に隣接して設けられ、相互にオフ
セットが設けられたフィンの間に流れ方向の隙間を設け
た。 （２）隙間は、フィンで構成するオフセットフィンで形
成される流路面積が、オフセットフィンの何れの位置に
おいても、流体流れ方向の断面積を略等しくなる様にし
て設けた。
【０００７】
【作用】本発明のプレートフィン熱交換器は、上述の手
段の採用により、流体流れ方向に分割され、配設された
フィンの隣接するフィン間に流れ方向の隙間を設けるこ
とにより、フィン分割・オフセット部における流れ方向
の断面積に変動が生ぜず、流体の急縮小・急拡大による
圧力損失を小さくできる。従って、本発明のプレートフ
ィン熱交換器は、プレーンフィンを使用した、プレート
フィン熱交換器に比較して熱伝達率において秀れ、また
従来のオフセットフィンを使用したプレートフィン熱交
換器に比較して、圧力損失が少なく、何れに比べてもコ
ンパクトにできる。
段の採用により、流体流れ方向に分割され、配設された
フィンの隣接するフィン間に流れ方向の隙間を設けるこ
とにより、フィン分割・オフセット部における流れ方向
の断面積に変動が生ぜず、流体の急縮小・急拡大による
圧力損失を小さくできる。従って、本発明のプレートフ
ィン熱交換器は、プレーンフィンを使用した、プレート
フィン熱交換器に比較して熱伝達率において秀れ、また
従来のオフセットフィンを使用したプレートフィン熱交
換器に比較して、圧力損失が少なく、何れに比べてもコ
ンパクトにできる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明のプレートフィン熱交換器の実
施例を図面に基づき説明する。
施例を図面に基づき説明する。
【０００９】図１は、本発明のプレートフィン熱交換器
の一実施例を示す、図２の矢視Ａ−Ａでの平面図であ
る。図に示すように、オフセットフィン１は冷却媒体で
ある、空気の流れ方向２に分割され、流れ方向に平行に
されたフィン３からなり、空気の流路４を形成する。流
れ方向に隣接して配設されたフィン３の間には、流れ方
向に隙間５が形成されている。この隙間５は、空気の流
れ方向２の流路面積（断面積）がオフセットフィン１の
何れの場所においても同じになり、流路面積の変動によ
り通過する空気の急縮小・急拡大が生じないように決め
られている。
の一実施例を示す、図２の矢視Ａ−Ａでの平面図であ
る。図に示すように、オフセットフィン１は冷却媒体で
ある、空気の流れ方向２に分割され、流れ方向に平行に
されたフィン３からなり、空気の流路４を形成する。流
れ方向に隣接して配設されたフィン３の間には、流れ方
向に隙間５が形成されている。この隙間５は、空気の流
れ方向２の流路面積（断面積）がオフセットフィン１の
何れの場所においても同じになり、流路面積の変動によ
り通過する空気の急縮小・急拡大が生じないように決め
られている。
【００１０】即ち、フィン３の厚みを０．３m/m 、間隔
を２．６m/m 、高さをｈf とした場合について述べる
と、フィン３の流路面積（２．６−０．３）ｈf と同等
の流路面積を、フィン分割・オフセット部７の流れ方向
２で確保するためには、流れ方向２に隣接する上流側の
フィン３の後端上部（下部）と、下流側のフィン先端下
部（上部）の間隔ｌを（２．６−０．３）／２とすれば
良く、従って、隙間を０．６m/m としている。
を２．６m/m 、高さをｈf とした場合について述べる
と、フィン３の流路面積（２．６−０．３）ｈf と同等
の流路面積を、フィン分割・オフセット部７の流れ方向
２で確保するためには、流れ方向２に隣接する上流側の
フィン３の後端上部（下部）と、下流側のフィン先端下
部（上部）の間隔ｌを（２．６−０．３）／２とすれば
良く、従って、隙間を０．６m/m としている。
【００１１】この様に、上流側のフィン３の後端と、後
流側の先端との間に隙間を設けることにより、オフセッ
トフィン１の全域において、空気の流れ方向の流路面積
を一定にできることにより、オフセットフィン１で形成
される流路中を流れる空気の圧力損失を低減できる。
流側の先端との間に隙間を設けることにより、オフセッ
トフィン１の全域において、空気の流れ方向の流路面積
を一定にできることにより、オフセットフィン１で形成
される流路中を流れる空気の圧力損失を低減できる。
【００１２】比較のため、隙間を設けない、従来のオフ
セットフィンにおけるフィン分割・オフセット部の流路
面積の変化を見ると、フィン０１の間の流路面積が２．
３ｈ f であるのに対して、フィン分割・オフセット部０
４での流路面積は２．０ｈfで、約１５％の流路面積に
縮小・拡大が生じることがわかる。この流路面積の変動
は、３０％以上の圧力損失を引起す。
セットフィンにおけるフィン分割・オフセット部の流路
面積の変化を見ると、フィン０１の間の流路面積が２．
３ｈ f であるのに対して、フィン分割・オフセット部０
４での流路面積は２．０ｈfで、約１５％の流路面積に
縮小・拡大が生じることがわかる。この流路面積の変動
は、３０％以上の圧力損失を引起す。
【００１３】次に、流路面積の縮小・拡大により生じる
プレートフィン熱交換器のコンパクト化への影響につい
て述べる。例として、ファンにより空気を強制的にオフ
セットフィン群に通風し、蒸気タービンの低圧蒸気を復
水する空冷復水器を取り上げる。この場合、高性能な復
水器においても、ランニングコストが従来の復水器と同
一、またはそれ以下であるように、ファン動力を一定に
する必要がある。ファン動力Ｈは、数１に示すように、
空気流量Ｗと圧力損失ΔＰに比例する。
プレートフィン熱交換器のコンパクト化への影響につい
て述べる。例として、ファンにより空気を強制的にオフ
セットフィン群に通風し、蒸気タービンの低圧蒸気を復
水する空冷復水器を取り上げる。この場合、高性能な復
水器においても、ランニングコストが従来の復水器と同
一、またはそれ以下であるように、ファン動力を一定に
する必要がある。ファン動力Ｈは、数１に示すように、
空気流量Ｗと圧力損失ΔＰに比例する。
【００１４】
【数１】
【００１５】数１でも明らかなように、ΔＰが小さいほ
ど空気流量Ｗを大きくすることが可能である。ここで、
空冷復水器の必要伝熱面積Ａは、数２ないし数５から得
られる。
ど空気流量Ｗを大きくすることが可能である。ここで、
空冷復水器の必要伝熱面積Ａは、数２ないし数５から得
られる。
【００１６】
【数２】
【００１７】
【数３】
【００１８】
【数４】
【００１９】
【数５】
【００２０】これらの数式において、Ａは必要伝熱面
積、Ｃは管内面基準から外面基準への面積補正、ｈa は
空気側熱伝達率、ｈw は蒸気側熱伝達率、Ｋは熱貫流
率、Ｑは交換熱量、ｒm は管の熱抵抗、ｒf は汚れによ
る熱抵抗、Ｔは流体温度、ΔＴは対数平均温度差、添字
のain は空気入口温度、aoutは空気出口温度、win は蒸
気入口温度、woutは蒸気（復水）出口温度である。空気
流量Ｗを大きくした場合、数３においてｈが大きく、数
４においてＴaoutが高くなるため、熱貫流率Ｋ、及び対
数平均温度差ΔＴが大きくなり必要伝熱面積Ａが小さく
なる。伝熱面積減少率及び敷地面積削減率の具体的数値
は、空冷復水器の設計条件により異なってくるが、何れ
にしても、圧力損失ΔＰの低減により、伝熱面積Ａを少
なくすることができ、空冷復水器をコンパクトにできる
とともに、空冷復水器設置のための敷地面積の削減に連
げることができる。
積、Ｃは管内面基準から外面基準への面積補正、ｈa は
空気側熱伝達率、ｈw は蒸気側熱伝達率、Ｋは熱貫流
率、Ｑは交換熱量、ｒm は管の熱抵抗、ｒf は汚れによ
る熱抵抗、Ｔは流体温度、ΔＴは対数平均温度差、添字
のain は空気入口温度、aoutは空気出口温度、win は蒸
気入口温度、woutは蒸気（復水）出口温度である。空気
流量Ｗを大きくした場合、数３においてｈが大きく、数
４においてＴaoutが高くなるため、熱貫流率Ｋ、及び対
数平均温度差ΔＴが大きくなり必要伝熱面積Ａが小さく
なる。伝熱面積減少率及び敷地面積削減率の具体的数値
は、空冷復水器の設計条件により異なってくるが、何れ
にしても、圧力損失ΔＰの低減により、伝熱面積Ａを少
なくすることができ、空冷復水器をコンパクトにできる
とともに、空冷復水器設置のための敷地面積の削減に連
げることができる。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のプレートフ
ィン熱交換器によれば、特許請求の範囲に示す構成によ
り、オフセットフィンで形成される冷媒流体の通路面積
を略一定して、特に、従来不具合が生じていたオフセッ
トフィンのフィン分割・オフセット部の急縮小・急拡大
による圧力損失を低減できる。この圧力損失低減によ
り、プレートフィン熱交換器の低熱面積化が計れ、コン
パクトにでき、これにより敷地面積を少なくすることが
できる。
ィン熱交換器によれば、特許請求の範囲に示す構成によ
り、オフセットフィンで形成される冷媒流体の通路面積
を略一定して、特に、従来不具合が生じていたオフセッ
トフィンのフィン分割・オフセット部の急縮小・急拡大
による圧力損失を低減できる。この圧力損失低減によ
り、プレートフィン熱交換器の低熱面積化が計れ、コン
パクトにでき、これにより敷地面積を少なくすることが
できる。
【図１】本発明のプレートフィン熱交換器の１実施例に
係るオフセットフィンの詳細を示す平面図。
係るオフセットフィンの詳細を示す平面図。
【図２】オフセットフィンの斜視図。
【図３】従来のオフセットフィンの平面図。
【図４】図３のフィン分割・オフセット部の詳細を示す
平面図である。
平面図である。
１ オフセットフィン ２ 空気の流れ方向 ３ フィン ４ 流路 ５ 隙間 ７ フィン分割・オフセット部
Claims (1)
- 【請求項１】 流体の流れ方向に隣接するフィンの間に
オフセットを設けたオフセットフィンを具えるプレート
フィン熱交換器において、流体の流れ方向に隣接する前
記フィンの間に前記オフセットフィンで形成される流体
の流路面積を一定にする隙間を設けたことを特徴とする
プレートフィン熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1728094A JPH07225091A (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | プレートフィン熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1728094A JPH07225091A (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | プレートフィン熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07225091A true JPH07225091A (ja) | 1995-08-22 |
Family
ID=11939575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1728094A Withdrawn JPH07225091A (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | プレートフィン熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07225091A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001349685A (ja) * | 2000-04-17 | 2001-12-21 | Nordon Cryogenie Snc | プレート型熱交換器及びそれ用の部分的にオフセットした波形フィン |
-
1994
- 1994-02-14 JP JP1728094A patent/JPH07225091A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001349685A (ja) * | 2000-04-17 | 2001-12-21 | Nordon Cryogenie Snc | プレート型熱交換器及びそれ用の部分的にオフセットした波形フィン |
| JP4524052B2 (ja) * | 2000-04-17 | 2010-08-11 | ファイブズ クリオ | プレート型熱交換器及びそれ用の部分的にオフセットした波形フィン |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010508 |