JPH0749191A - フィンチューブ型熱交換器 - Google Patents

フィンチューブ型熱交換器

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JPH0749191A
JPH0749191A JP923994A JP923994A JPH0749191A JP H0749191 A JPH0749191 A JP H0749191A JP 923994 A JP923994 A JP 923994A JP 923994 A JP923994 A JP 923994A JP H0749191 A JPH0749191 A JP H0749191A
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cut
fin
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heat transfer
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Kaoru Kato
薫 加藤
Hachiro Koma
八郎 小間
Masafumi Kawai
雅史 河合
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Matsushita Refrigeration Co
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 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、切り起こしによる乱流促進及び境界層
前縁効果を増大させ、大幅に熱伝達率を向上させた高性
能フィンチューブ型熱交換器を提供する。 【構成】 切り起こしの数は、上下の伝熱管13の中心
を通る中心想像線を中心に片側3列以上で、且つそのう
ちの1列を2個以上の切り起こしとし、中心想像線を基
準とした外側列の切り起こしの数はそのすぐ内側列の切
り起こしの数以上に増やすとともに、切り起こしと板状
フィン11とを接合する脚部は板状フィン気流の流入側
から中心想像線で囲まれる範囲においては、気流Bの方
向に向いて略ハの字状に板状フィン11の前縁の法線方
向と角度をなすとともに、板状フィン11の中心想像線
から気流Bの風下側に向かっては、脚部を逆ハの字状に
板状フィン11の前縁の法線方向と角度をなしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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
授受を行なうフィンチューブ型熱交換器に関するもので
ある。
【0002】
【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。
【0003】以下、図面を参照しながら従来のフィンチ
ューブ型熱交換器の一例について説明する。図3,図4
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に向って開口した切り起こし1
aを前記板状フィン1のフィンカラー2側のみに基板か
らの高さを等しくして形成している。切り起こし1a
は、温度境界層の発達を阻止するためのものである。3
は、伝熱管で、前記板状フィン1に挿通され拡管されて
フィンカラー2の内面に密着されている。伝熱管3は、
U字状に形成され、その両端はベンドにて連結する。4
a,4bは、前記伝熱管3の後流側にできる死水域を示
す。
【0004】
【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、切り起こし1aを伝熱管3間において気
流Aに垂直な方向に基盤部を残して設けていないため、
切り起こし1a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果が悪い。また、切り起こし1aの
前縁距離が短かく境界層前縁効果が少ない。また切り起
こし1aの脚部が板状フィン1の前縁の法線方向と一致
しており、切り起こし1aを通過した後も気流Aの方向
は変らず乱流促進が図れず、また、死水域4a,4bが
大きくなり、有効伝熱面積が減少する。また、切り起こ
し1aの脚部が気流A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。これにより切り起こし1aの効果が十分
生かされないという問題点を有していた。
【0005】そこで、本発明は、上記課題点に鑑み、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。さらに、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り起こしによる乱流促進
及び境界層前縁効果を増大させ、大幅に熱伝達率を向上
させた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。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明はこの目的を達成
するために、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交し
て挿通された伝熱管とから構成され、前記板状フィンに
は、上下の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常に間にはさんで、板状フィンの表
裏に交互に、気流の方向に多数列設け、隣接する板状フ
ィンの切り起こしの向きは、板状フィンの基盤に対して
同一方向に形成し、前記切り起こしの数は、上下の伝熱
管の中心を通る中心想像線を中心に片側3列以上で、且
つそのうちの1列を2個以上の切り起こしとし、前記中
心想像線を基準とした外側列の切り起こしの数はそのす
ぐ内側列の切り起こしの数以上に増やすとともに、前記
切り起こしと前記板状フィンとを接合する脚部は板状フ
ィン気流の流入側から前記中心想像線で囲まれる範囲に
おいては気流の方向に向いて略ハの字状に板状フィンの
前縁の法線方向と角度をなすとともに、板状フィンの前
記中心想像線から気流の風下側に向かっては、前記脚部
を逆ハの字状に板状フィンの前縁の法線方向と角度をな
している。
【0007】また、板状フィンの所定の位置に上下方向
に2個の切り起こしを設け、この2個の切り起こしは略
平行四辺形の形状に形成している。
【0008】また、板状フィンの所定の位置に上下方向
に3個の切り起こしを設け、中央の切り起こしは略等脚
台形上下の2個の切り起こしは略平行四辺形の形状に形
成している。
【0009】また、切り起こしは気流の風上側から中心
想像線に向かって3個,2個,1個の3列に形成し、中
心想像線から気流の風下側に向かって1個,2個,3個
の3列に形成するとともに、3個の切り起こしは、中央
のきりおこしは略等脚台形、上下の2個の切り起こしは
略平行四辺形の形状に形成するとともに、2個の切り起
こしは略平行四辺形の形状に、1個の切り起こしは略等
脚台形の形状に形成している。
【0010】さらに、切り起こしを前記中心想像線に対
して線対称に設けている。さらにまた、切り起こしの基
盤からの高さを板状フィンのピッチの略1/2とする。
【0011】
【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。
【0012】切り起こしを伝熱管間において気流Aに垂
直な方向に基盤を残して設けており、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前縁
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が板状フィン11のピッチPf の略1/2である
ため隣接する板状フィン間で切り起こしが均一に配置さ
れ気流速度が均一となる。また、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。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例のフィンチューブ型
熱交換器について図1〜図2を参照しながら説明する。
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13の
間に気流Bに開口した切り起こし14a,14b,14
cを、板状フィン11の基盤を間にはさんで、上下交互
に、この切り起こし14a〜14cと板状フィン11が
接合する脚部15a〜15c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、かつ、前記切り
起こし14a〜14cの数は板状フィン11の伝熱管1
3間の中心から板状フィン11端に向かって順次増やす
とともに切り起こし高さhは、板状フィン11のピッチ
f の略1/3に形成されている。16a,16bは前
記伝熱管13の後流側に生じる死水域を示す。
【0014】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〜14b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15a〜15cが多く前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〜14c
の板状フィン11と接合する脚部15a〜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〜15c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の後流側に回り込む
ので死水域16a,16bを減少させることができ有効
な伝熱面積を増加させることができる。また、切り起こ
し高さhが板状フィン11のピッチPf の略1/2であ
るため、隣接する板状フィン11間で切り起こし14a
〜14cが均一に配置され気流Bの速度が均一となり、
切り起こし14a〜14cを通る空気量が増し、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、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。
【0015】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
残して多数設けてあるため板状フィン11の強度も向上
する。
【0016】
【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
盤を間にはさんで、上下交互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
とともに切り起こし高さhを板状フィンのピッチPf
略1/2とするという構成を備えることにより、次の様
な効果を有する。
【0017】切り起こしの脚部が多く前縁距離が長くな
り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効率が向上する。切り起こしの脚部
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。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。
【0018】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】
【図1】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
【図2】図1のD−D′線における断面図
【図3】従来のフィンチューブ型熱交換器を示す部分側
面図
【図4】図3のC−C′線における断面図
【符号の説明】
11 板状フィン 13 伝熱管 14a,14b,14c 切り起こし 15a,15b,15c 脚部 h 切り起こし高さ Pf ピッチ B 気流

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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交し
    て挿通された伝熱管とから構成され、前記板状フィンに
    は、上下の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常に間にはさんで、板状フィンの表
    裏に交互に、気流の方向に多数列設け、隣接する板状フ
    ィンの切り起こしの向きは、板状フィンの基盤に対して
    同一方向に形成し、前記切り起こしの数は、上下の伝熱
    管の中心を通る中心想像線を中心に片側3列以上で、且
    つそのうちの1列を2個以上の切り起こしとし、前記中
    心想像線を基準とした外側列の切り起こしの数はそのす
    ぐ内側列の切り起こしの数以上に増やすとともに、前記
    切り起こしと前記板状フィンとを接合する脚部は板状フ
    ィン気流の流入側から前記中心想像線で囲まれる範囲に
    おいては気流の方向に向いて略ハの字状に板状フィンの
    前縁の法線方向と角度をなすとともに、板状フィンの前
    記中心想像線から気流の風下側に向かっては、前記脚部
    を逆ハの字状に板状フィンの前縁の法線方向と角度をな
    したことを特徴とするフィンチューブ型熱交換器。
  2. 【請求項2】前記板状フィンの所定の位置に上下方向に
    2個の切り起こしを設け、この2個の切り起こしは略平
    行四辺形の形状に形成し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. 【請求項3】前記板状フィンの所定の位置に上下方向に
    3個の切り起こしを設け、中央の切り起こしは略等脚台
    形上下の2個の切り起こしは略平行四辺形の形状に形成
    し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。
  4. 【請求項4】前記切り起こしは気流の風上側から中心想
    像線に向かって3個,2個,1個の3列に形成し、中心
    想像線から気流の風下側に向かって1個,2個,3個の
    3列に形成するとともに、3個の切り起こしは、中央の
    きりおこしは略等脚台形、上下の2個の切り起こしは略
    平行四辺形の形状に形成するとともに、2個の切り起こ
    しは略平行四辺形の形状に、1個の切り起こしは略等脚
    台形の形状に形成し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。
  5. 【請求項5】前記切り起こしを前記中心想像線に対して
    線対称に設けた特許請求の範囲第1項又は第2項又は第
    3項又は第4項記載のフィンチューブ型熱交換器。
  6. 【請求項6】前記切り起こしの基盤からの高さを板状フ
    ィンのピッチの略1/2とする特許請求の範囲第1項又
    は第2項又は第3項又は第4項記載のフィンチューブ型
    熱交換器。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100205993A1 (en) * 2008-02-20 2010-08-19 Mitsubishi Electric Corporation Heat exchanger arranged in ceiling-buried air conditioner and ceiling-buried air conditioner
CN106052462A (zh) * 2016-06-24 2016-10-26 西安科技大学 一种矿井空冷器用波纹翅片换热结构及其设计方法
CN113654383A (zh) * 2021-07-28 2021-11-16 祥博传热科技股份有限公司 相变式冷却系统用的高效换热器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6046631A (ja) * 1983-08-25 1985-03-13 Fujitsu Ltd 誤動作防止回路

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