JPH08170890A - クロスフィン熱交換器 - Google Patents
クロスフィン熱交換器Info
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- JPH08170890A JPH08170890A JP31350494A JP31350494A JPH08170890A JP H08170890 A JPH08170890 A JP H08170890A JP 31350494 A JP31350494 A JP 31350494A JP 31350494 A JP31350494 A JP 31350494A JP H08170890 A JPH08170890 A JP H08170890A
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- heat transfer
- air flow
- heat exchanger
- fins
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- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 フィン表面における境界層の形成を抑制して
伝熱管の下流側における渦列の発達を促進し以て高い伝
熱促進効果を達成する。 【構成】 複数の板状のフィン２，２，・・を貫通して
複数の伝熱管１，１，・・を取り付けるとともに、隣接
する伝熱管１，１間の間隙領域に複数の切起部３，３，
・・を形成してなるクロスフィン熱交換器において、上
記フィン２における上記伝熱管１よりも空気流Ａの上流
側に位置する部位に、該フィン２の表面から突出する複
数の凸部５，５，・・を空気流Ａの上流側を頂点とし下
流側に向かうに従って拡幅する略三角形を形成するよう
に点在配置してなる凸部群４を設ける。かかる構成とす
ることで、フィン２に流入する空気流Ａは、上記凸部群
４の各凸部５，５，・・に衝突することでその流れが乱
され該フィン２の表面に沿う流れの境界層の発達が効果
的に抑制されるとともに、境界層の発達が抑制されるこ
とでフィン２の表面近傍の空気流Ａの流速が高くなり渦
列の発達促進され、これらの相乗効果として高い熱伝達
率が達成される。
伝熱管の下流側における渦列の発達を促進し以て高い伝
熱促進効果を達成する。 【構成】 複数の板状のフィン２，２，・・を貫通して
複数の伝熱管１，１，・・を取り付けるとともに、隣接
する伝熱管１，１間の間隙領域に複数の切起部３，３，
・・を形成してなるクロスフィン熱交換器において、上
記フィン２における上記伝熱管１よりも空気流Ａの上流
側に位置する部位に、該フィン２の表面から突出する複
数の凸部５，５，・・を空気流Ａの上流側を頂点とし下
流側に向かうに従って拡幅する略三角形を形成するよう
に点在配置してなる凸部群４を設ける。かかる構成とす
ることで、フィン２に流入する空気流Ａは、上記凸部群
４の各凸部５，５，・・に衝突することでその流れが乱
され該フィン２の表面に沿う流れの境界層の発達が効果
的に抑制されるとともに、境界層の発達が抑制されるこ
とでフィン２の表面近傍の空気流Ａの流速が高くなり渦
列の発達促進され、これらの相乗効果として高い熱伝達
率が達成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、板状のフィンの表面
に多数の切起部を形成するとともに該フィンの一方の端
縁側から他方の端縁側に向けて空気流を流通させるよう
にしたクロスフィン熱交換器に関するものである。
に多数の切起部を形成するとともに該フィンの一方の端
縁側から他方の端縁側に向けて空気流を流通させるよう
にしたクロスフィン熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、かかるクロスフィン熱交換器
のフィン構造に関しては種々の提案がなされており、そ
の代表的なものとして例えば特開平４−８０５９７号公
報に開示される如きものがある。
のフィン構造に関しては種々の提案がなされており、そ
の代表的なものとして例えば特開平４−８０５９７号公
報に開示される如きものがある。
【０００３】ところで、上掲公知例にも開示されるよう
に、クロスフィン熱交換器は、所定ピッチで順次対向配
置された複数の板状のフィンをその板厚方向に貫通して
複数の伝熱管を千鳥状に取り付けるとともに、上記フィ
ンにおける空気流の流れ方向に直交する方向において隣
接する伝熱管間の間隙領域に複数の切起部を形成し、該
各切起部の前縁効果によって伝熱促進を図るようになっ
ている。従って、上記フィンのうち、空気流の流れ方向
において上記伝熱管の上流側及び下流側に対応する部位
は板状のまま残されている。
に、クロスフィン熱交換器は、所定ピッチで順次対向配
置された複数の板状のフィンをその板厚方向に貫通して
複数の伝熱管を千鳥状に取り付けるとともに、上記フィ
ンにおける空気流の流れ方向に直交する方向において隣
接する伝熱管間の間隙領域に複数の切起部を形成し、該
各切起部の前縁効果によって伝熱促進を図るようになっ
ている。従って、上記フィンのうち、空気流の流れ方向
において上記伝熱管の上流側及び下流側に対応する部位
は板状のまま残されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
フィンのうち、空気流の流れ方向において伝熱管の上流
側と下流側に対応する部位が板状のまま残されている
と、このフィンに対してその上流側の端縁（即ち、前
縁）側から空気流が流入し、これが伝熱管の回りを迂回
しつつ下流側の端縁（即ち、後縁）側に流通する場合、
該フィン表面に沿って空気流の境界層が生じる。そし
て、この境界層は次第に発達し、該境界層のフィン表面
からの厚さはフィンの前縁側から後縁側に向かうに従っ
て次第に拡大する傾向がある。
フィンのうち、空気流の流れ方向において伝熱管の上流
側と下流側に対応する部位が板状のまま残されている
と、このフィンに対してその上流側の端縁（即ち、前
縁）側から空気流が流入し、これが伝熱管の回りを迂回
しつつ下流側の端縁（即ち、後縁）側に流通する場合、
該フィン表面に沿って空気流の境界層が生じる。そし
て、この境界層は次第に発達し、該境界層のフィン表面
からの厚さはフィンの前縁側から後縁側に向かうに従っ
て次第に拡大する傾向がある。
【０００５】一方、伝熱管に空気流が衝突し、これが該
伝熱管の外周面に沿ってこれを迂回しながらフィン後縁
側に流れる場合、該伝熱管の回り及びこれより下流側に
おいては空気流が乱れてカルマン渦が空気流の流れ方向
に沿って列状に発生し、いわゆる渦列が生成されるが、
この渦列は空気流の乱れを伴うため伝熱管の下流側にお
けるフィンの伝熱促進に大きく寄与し、またこれが強い
ほど伝熱促進効果が高くなるとともに伝熱管の直下流領
域に生じる死水域の回復も促進される。従って、フィン
における熱伝達率の向上という観点からすれば、伝熱管
の下流側に強い渦列をしかも確実に発生させることが必
要となる。
伝熱管の外周面に沿ってこれを迂回しながらフィン後縁
側に流れる場合、該伝熱管の回り及びこれより下流側に
おいては空気流が乱れてカルマン渦が空気流の流れ方向
に沿って列状に発生し、いわゆる渦列が生成されるが、
この渦列は空気流の乱れを伴うため伝熱管の下流側にお
けるフィンの伝熱促進に大きく寄与し、またこれが強い
ほど伝熱促進効果が高くなるとともに伝熱管の直下流領
域に生じる死水域の回復も促進される。従って、フィン
における熱伝達率の向上という観点からすれば、伝熱管
の下流側に強い渦列をしかも確実に発生させることが必
要となる。
【０００６】しかしながら、上述のように、伝熱管の上
流側及び下流側に対応するフィン表面には境界層が生じ
ており、この境界層よりフィン表面寄りの領域は粘性抵
抗によって空気流の流速が低い。また、隣り合うフィン
同士の間隔、即ち、フィンピッチは比較的狭く、このた
め一方のフィン側に生じた境界層と他方側に生じて境界
層とがフィン間において近接し、空気流の流速の高い領
域は比較的少ない。これらの相乗作用として、伝熱管か
ら放出しその下流側に列状に発生する渦列の発達が抑制
され、結果的に渦列の発生により空気流の流れが乱され
ることで得られる伝熱促進効果が低く抑えられ、熱伝達
率の向上には自ずと限界があった。
流側及び下流側に対応するフィン表面には境界層が生じ
ており、この境界層よりフィン表面寄りの領域は粘性抵
抗によって空気流の流速が低い。また、隣り合うフィン
同士の間隔、即ち、フィンピッチは比較的狭く、このた
め一方のフィン側に生じた境界層と他方側に生じて境界
層とがフィン間において近接し、空気流の流速の高い領
域は比較的少ない。これらの相乗作用として、伝熱管か
ら放出しその下流側に列状に発生する渦列の発達が抑制
され、結果的に渦列の発生により空気流の流れが乱され
ることで得られる伝熱促進効果が低く抑えられ、熱伝達
率の向上には自ずと限界があった。
【０００７】そこで本願発明は、かかるフィン表面にお
ける境界層の形成を抑制して伝熱管の下流側における渦
列の発達を促進し以て高い熱伝達率を達成し、併せて伝
熱管による通風抵抗の低減を図らんとしてなされたもの
である。
ける境界層の形成を抑制して伝熱管の下流側における渦
列の発達を促進し以て高い熱伝達率を達成し、併せて伝
熱管による通風抵抗の低減を図らんとしてなされたもの
である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として次のような構成を採
用している。
を解決するための具体的手段として次のような構成を採
用している。
【０００９】本願の第１の発明では、図１〜図３に例示
するように、所定ピッチで順次対向配置された複数の板
状のフィン２，２，・・をその板厚方向に貫通して複数
の伝熱管１，１，・・を千鳥状に取り付けるとともに、
上記フィン２における空気流Ａの流れ方向に直交する方
向において隣接する伝熱管１，１間の間隙領域に複数の
切起部３，３，・・を形成してなるクロスフィン熱交換
器において、上記フィン２における上記伝熱管１よりも
空気流Ａの上流側に位置する部位に、該フィン２の表面
から突出する複数の凸部５，５，・・を空気流Ａの上流
側を頂点とし下流側に向かうに従って拡幅する略三角形
を形成するように点在配置してなる凸部群４を設けたこ
とを特徴としている。
するように、所定ピッチで順次対向配置された複数の板
状のフィン２，２，・・をその板厚方向に貫通して複数
の伝熱管１，１，・・を千鳥状に取り付けるとともに、
上記フィン２における空気流Ａの流れ方向に直交する方
向において隣接する伝熱管１，１間の間隙領域に複数の
切起部３，３，・・を形成してなるクロスフィン熱交換
器において、上記フィン２における上記伝熱管１よりも
空気流Ａの上流側に位置する部位に、該フィン２の表面
から突出する複数の凸部５，５，・・を空気流Ａの上流
側を頂点とし下流側に向かうに従って拡幅する略三角形
を形成するように点在配置してなる凸部群４を設けたこ
とを特徴としている。
【００１０】本願の第２の発明では、図３に例示するよ
うに、上記第１の発明にかかるクロスフィン熱交換器に
おいて、上記凸部群４を上記フィン２の両表面にそれぞ
れ設けたことを特徴としている。
うに、上記第１の発明にかかるクロスフィン熱交換器に
おいて、上記凸部群４を上記フィン２の両表面にそれぞ
れ設けたことを特徴としている。
【００１１】本願の第３の発明では、図４〜図７に例示
するように、上記第１又は第２の発明において、上記凸
部５を、上記フィン２の一部をその一方の表面側から他
方の表面側へ膨出させて形成したことを特徴としてい
る。
するように、上記第１又は第２の発明において、上記凸
部５を、上記フィン２の一部をその一方の表面側から他
方の表面側へ膨出させて形成したことを特徴としてい
る。
【００１２】本願の第４の発明では、図６及び図７に例
示するように、上記第３の発明において、上記凸部５に
おける空気流Ａの下流側に対応する部位に、上記フィン
２の一方の表面側と他方の表面側とを連通させる通気孔
７を形成したことを特徴としている。
示するように、上記第３の発明において、上記凸部５に
おける空気流Ａの下流側に対応する部位に、上記フィン
２の一方の表面側と他方の表面側とを連通させる通気孔
７を形成したことを特徴としている。
【００１３】
【発明の作用・効果】本願発明ではかかる構成とするこ
とにより次のような作用・効果が得られる。
とにより次のような作用・効果が得られる。
【００１４】 本願の第１の発明にかかるクロスフィ
ン熱交換器では、フィン２における伝熱管１よりも空気
流Ａの上流側に位置する部位に、該フィン２の表面から
突出する複数の凸部５，５，・・を空気流Ａの上流側を
頂点とし下流側に向かうに従って拡幅する略三角形を形
成するように点在配置してなる凸部群４を設けているの
で、該フィン２に流入する空気流Ａは、上記凸部群４の
各凸部５，５，・・に衝突することでその流れが乱さ
れ、該フィン２の表面に沿う流れの境界層の発達が効果
的に抑制され、それだけ該フィン２における熱伝達率の
向上が期待できる。
ン熱交換器では、フィン２における伝熱管１よりも空気
流Ａの上流側に位置する部位に、該フィン２の表面から
突出する複数の凸部５，５，・・を空気流Ａの上流側を
頂点とし下流側に向かうに従って拡幅する略三角形を形
成するように点在配置してなる凸部群４を設けているの
で、該フィン２に流入する空気流Ａは、上記凸部群４の
各凸部５，５，・・に衝突することでその流れが乱さ
れ、該フィン２の表面に沿う流れの境界層の発達が効果
的に抑制され、それだけ該フィン２における熱伝達率の
向上が期待できる。
【００１５】また、フィン２の表面に沿う流れの境界層
の発達が抑制されることで、フィン２の表面近傍の空気
流Ａの流速が高くなり、伝熱管１の下流側に形成される
渦列の発達がこの高い流速によって促進されることか
ら、該伝熱管１の回り及びその下流側において空気が撹
乱され、かかる部分における伝熱促進によって熱伝達率
の向上が期待できる。
の発達が抑制されることで、フィン２の表面近傍の空気
流Ａの流速が高くなり、伝熱管１の下流側に形成される
渦列の発達がこの高い流速によって促進されることか
ら、該伝熱管１の回り及びその下流側において空気が撹
乱され、かかる部分における伝熱促進によって熱伝達率
の向上が期待できる。
【００１６】さらに、上記凸部群４が、複数の凸部５，
５，・・を空気流Ａの上流側に頂点を有する三角形を形
成する如く点在配置して構成されていることで、上記伝
熱管１に向かう空気流Ａがこの凸部群４によって左右へ
の分流作用を受け、該伝熱管１に直接衝突する空気量が
減少し、それだけ該伝熱管１の存在に起因する通風抵抗
が低減され熱伝達率の向上が期待できるものである。
５，・・を空気流Ａの上流側に頂点を有する三角形を形
成する如く点在配置して構成されていることで、上記伝
熱管１に向かう空気流Ａがこの凸部群４によって左右へ
の分流作用を受け、該伝熱管１に直接衝突する空気量が
減少し、それだけ該伝熱管１の存在に起因する通風抵抗
が低減され熱伝達率の向上が期待できるものである。
【００１７】 本願の第２の発明にかかるクロスフィ
ン熱交換器では、上記に記載の作用効果が期待できる
のに加えて、フィン２の両表面にそれぞれ凸部群４を設
けたことにより、該凸部群４による通風抵抗がフィン２
の両面側で均等化され、隣り合うフィン２，２間におけ
る空気流Ａの偏流が抑制されることで該各フィン２，２
において共に良好な伝熱促進効果が奏せられるものであ
る。
ン熱交換器では、上記に記載の作用効果が期待できる
のに加えて、フィン２の両表面にそれぞれ凸部群４を設
けたことにより、該凸部群４による通風抵抗がフィン２
の両面側で均等化され、隣り合うフィン２，２間におけ
る空気流Ａの偏流が抑制されることで該各フィン２，２
において共に良好な伝熱促進効果が奏せられるものであ
る。
【００１８】 本願の第３の発明にかかるクロスフィ
ン熱交換器では、上記又はに記載の作用効果が得ら
れるのに加えて、上記フィン２の一部をその一方の表面
側から他方の表面側へ膨出させることで上記凸部５，
５，・・が形成されているので、該凸部５，５，・・を
フィンのプレス成形時に同時に形成することができ、例
えば該凸部５，５，・・をフィンの成形工程とは別工程
で成形する場合に比して、フィン成形工数が少なくてす
み、それだけ低コスト化が図れるものである。
ン熱交換器では、上記又はに記載の作用効果が得ら
れるのに加えて、上記フィン２の一部をその一方の表面
側から他方の表面側へ膨出させることで上記凸部５，
５，・・が形成されているので、該凸部５，５，・・を
フィンのプレス成形時に同時に形成することができ、例
えば該凸部５，５，・・をフィンの成形工程とは別工程
で成形する場合に比して、フィン成形工数が少なくてす
み、それだけ低コスト化が図れるものである。
【００１９】 本願の第４の発明にかかるクロスフィ
ン熱交換器では、上記に記載の作用効果に加えて、上
記凸部５における空気流Ａの下流側に対応する部位に、
上記フィン２の一方の表面側と他方の表面側とを連通さ
せる通気孔７を形成しているので、該凸部５の突出側と
は反対のフィン表面側（即ち、通風抵抗の少ない側）を
流れる空気流Ａの一部が上記通気孔７を通って他方の表
面側へ流れることとなりフィン２の両表面側における通
風量の均等化が促進され、それだけフィン２における熱
伝達率が向上するものである。
ン熱交換器では、上記に記載の作用効果に加えて、上
記凸部５における空気流Ａの下流側に対応する部位に、
上記フィン２の一方の表面側と他方の表面側とを連通さ
せる通気孔７を形成しているので、該凸部５の突出側と
は反対のフィン表面側（即ち、通風抵抗の少ない側）を
流れる空気流Ａの一部が上記通気孔７を通って他方の表
面側へ流れることとなりフィン２の両表面側における通
風量の均等化が促進され、それだけフィン２における熱
伝達率が向上するものである。
【００２０】
【実施例】以下、本願発明のクロスフィン熱交換器を添
付図面に基づいて具体的に説明する。
付図面に基づいて具体的に説明する。
【００２１】第１実施例 図１には、本願発明の第１実施例にかかるクロスフィン
熱交換器Ｚ1の要部を示している。このクロスフィン熱
交換器Ｚ1は、複数の板状のフィン２，２，・・（ここ
では１枚のフィン２のみを図示している）をその板厚方
向に所定間隔をもって順次対向配置するとともに、これ
ら各フィン２，２，・・を板厚方向に貫通して複数本の
伝熱管１，１，・・を千鳥状に取り付けて構成されてい
る。即ち、上記フィン２上には、上記複数の伝熱管１，
１，・・が、空気流Ａの流れ方向の上流側に位置する前
縁２ａ寄りと下流側に位置する後縁２ｂ寄りとの前後二
列に、且つ空気流Ａの流れ方向に直交する方向に所定間
隔をもって並ぶとともに、前列側の各伝熱管１，１，・
・の中間位置に後列側の各伝熱管１，１，・・が位置し
ている。
熱交換器Ｚ1の要部を示している。このクロスフィン熱
交換器Ｚ1は、複数の板状のフィン２，２，・・（ここ
では１枚のフィン２のみを図示している）をその板厚方
向に所定間隔をもって順次対向配置するとともに、これ
ら各フィン２，２，・・を板厚方向に貫通して複数本の
伝熱管１，１，・・を千鳥状に取り付けて構成されてい
る。即ち、上記フィン２上には、上記複数の伝熱管１，
１，・・が、空気流Ａの流れ方向の上流側に位置する前
縁２ａ寄りと下流側に位置する後縁２ｂ寄りとの前後二
列に、且つ空気流Ａの流れ方向に直交する方向に所定間
隔をもって並ぶとともに、前列側の各伝熱管１，１，・
・の中間位置に後列側の各伝熱管１，１，・・が位置し
ている。
【００２２】さらに、このフィン２の前列に属する各伝
熱管１，１，・・の管間に対応する間隙領域と後列に属
する各伝熱管１，１，・・の管間に対応する間隙領域に
は、それぞれ空気流Ａの流れ方向に直交する方向に延び
る複数の切起部３，３，・・が形成されている。従っ
て、上記各伝熱管１，１，・・の空気流Ａの流れ方向の
前後両側の領域は板状のまま残された状態となってい
る。ここで、この実施例においては、本願発明を適用し
て、この板状に残された部分のうち、各伝熱管１，１，
・・の空気流Ａの上流側に対応する部位に次述する凸部
群４，４，・・をそれぞれ形成している。
熱管１，１，・・の管間に対応する間隙領域と後列に属
する各伝熱管１，１，・・の管間に対応する間隙領域に
は、それぞれ空気流Ａの流れ方向に直交する方向に延び
る複数の切起部３，３，・・が形成されている。従っ
て、上記各伝熱管１，１，・・の空気流Ａの流れ方向の
前後両側の領域は板状のまま残された状態となってい
る。ここで、この実施例においては、本願発明を適用し
て、この板状に残された部分のうち、各伝熱管１，１，
・・の空気流Ａの上流側に対応する部位に次述する凸部
群４，４，・・をそれぞれ形成している。
【００２３】上記凸部群４は、図４に示す如く半球状突
起でなる三個の凸部５，５，５を、そのうちの一つの凸
部５が空気流Ａの流れ方向において上記伝熱管１の軸心
を通る直線上に位置し、他の二つの凸部５，５が上記一
つの凸部５よりも下流側においてそれぞれ上記伝熱管１
の両側部に位置し、これら三つの凸部５，５，５を直線
で結ぶと該各凸部５，５，５をそれぞれ頂点とする三角
形が形成されるように所定間隔をもって点在配置して構
成される。尚、この凸部５は、図４に示すように、上記
フィン２にプレス加工を施して上記切起部３，３，・・
を切り起こし成形する時に同時に膨出成形される。
起でなる三個の凸部５，５，５を、そのうちの一つの凸
部５が空気流Ａの流れ方向において上記伝熱管１の軸心
を通る直線上に位置し、他の二つの凸部５，５が上記一
つの凸部５よりも下流側においてそれぞれ上記伝熱管１
の両側部に位置し、これら三つの凸部５，５，５を直線
で結ぶと該各凸部５，５，５をそれぞれ頂点とする三角
形が形成されるように所定間隔をもって点在配置して構
成される。尚、この凸部５は、図４に示すように、上記
フィン２にプレス加工を施して上記切起部３，３，・・
を切り起こし成形する時に同時に膨出成形される。
【００２４】また、この実施例においては、フィン２に
形成される上記複数の凸部群４，４，・・は、それを構
成する各凸部５，５，・・の突出方向を同一方向に設定
している。従って、このフィン２においては、その両表
面のうちの一方の表面側のみに上記凸部群４が形成され
た状態となる。
形成される上記複数の凸部群４，４，・・は、それを構
成する各凸部５，５，・・の突出方向を同一方向に設定
している。従って、このフィン２においては、その両表
面のうちの一方の表面側のみに上記凸部群４が形成され
た状態となる。
【００２５】かかる構成のフィン２，２，・・を備えた
クロスフィン熱交換器Ｚ1においては、図１に矢印Ａで
示すように各フィン２，２，・・に対してその前縁２ａ
側から後縁２ｂ側に向けて空気流Ａが流れる場合、上記
各切起部３，３，・・における前縁効果によって伝熱促
進が図られるとともに、各伝熱管１，１，・・の空気流
Ａの流れ方向における前後の領域においても次述する如
く伝熱促進が図られ、結果的にフィン２全体として高い
熱伝達率が達成されるものである。
クロスフィン熱交換器Ｚ1においては、図１に矢印Ａで
示すように各フィン２，２，・・に対してその前縁２ａ
側から後縁２ｂ側に向けて空気流Ａが流れる場合、上記
各切起部３，３，・・における前縁効果によって伝熱促
進が図られるとともに、各伝熱管１，１，・・の空気流
Ａの流れ方向における前後の領域においても次述する如
く伝熱促進が図られ、結果的にフィン２全体として高い
熱伝達率が達成されるものである。
【００２６】即ち、フィン２における伝熱管１の前後領
域は板状の基本構成をもつことから、該伝熱管１の上流
側領域においては空気流Ａの流れに境界層が発生し下流
側に向かうに従ってこれが発達することから、この発達
した境界層によって、本来ならば上記伝熱管１の回りか
らその下流側にかけて発生する渦列の発達が抑制され、
該渦列による空気流Ａの流れの撹乱作用に基づく伝熱促
進効果が減殺されることは既述の通りである。
域は板状の基本構成をもつことから、該伝熱管１の上流
側領域においては空気流Ａの流れに境界層が発生し下流
側に向かうに従ってこれが発達することから、この発達
した境界層によって、本来ならば上記伝熱管１の回りか
らその下流側にかけて発生する渦列の発達が抑制され、
該渦列による空気流Ａの流れの撹乱作用に基づく伝熱促
進効果が減殺されることは既述の通りである。
【００２７】ところが、この実施例においては、各伝熱
管１，１，・・の上流側にそれぞれ凸部群４，４，・・
を形成していることから、該各伝熱管１，１，・・の上
流側においては、該凸部群４の各凸部５，５，・・の邪
魔板効果によって空気流Ａはその流れが乱されて乱流化
し、これによって伝熱管１の上流側における伝熱促進が
図られる。また、伝熱管１の上流側における空気流Ａの
乱流化によって境界層の発達そのものが効果的に抑制さ
れ、フィン２の表面に沿う流速の低い空気層の層厚さが
薄くなる（換言すれば、境界層の外側の流速の高い空気
層がフィン２の表面に近づく）。この結果、例えフィン
ピッチが比較的小さくても隣り合うフィン２，２間を流
速の高い空気流Ａが流れることから、上記境界層による
渦列の発達の抑制作用が可及的に消滅し、該渦列が良好
に発達して伝熱管１の下流側における伝熱作用を促進さ
せることになるものである。さらに、この発達した渦列
によって、伝熱管１の直下流側に発生する死水域の回復
が促進され、有効伝熱面積の増加による熱伝達率の向上
も期待できる。
管１，１，・・の上流側にそれぞれ凸部群４，４，・・
を形成していることから、該各伝熱管１，１，・・の上
流側においては、該凸部群４の各凸部５，５，・・の邪
魔板効果によって空気流Ａはその流れが乱されて乱流化
し、これによって伝熱管１の上流側における伝熱促進が
図られる。また、伝熱管１の上流側における空気流Ａの
乱流化によって境界層の発達そのものが効果的に抑制さ
れ、フィン２の表面に沿う流速の低い空気層の層厚さが
薄くなる（換言すれば、境界層の外側の流速の高い空気
層がフィン２の表面に近づく）。この結果、例えフィン
ピッチが比較的小さくても隣り合うフィン２，２間を流
速の高い空気流Ａが流れることから、上記境界層による
渦列の発達の抑制作用が可及的に消滅し、該渦列が良好
に発達して伝熱管１の下流側における伝熱作用を促進さ
せることになるものである。さらに、この発達した渦列
によって、伝熱管１の直下流側に発生する死水域の回復
が促進され、有効伝熱面積の増加による熱伝達率の向上
も期待できる。
【００２８】このように、この実施例のクロスフィン熱
交換器Ｚ1においては、フィン２に凸部群４を設けると
いう簡単な構成により、該フィン２の熱伝達率を確実に
高めることができるものである。
交換器Ｚ1においては、フィン２に凸部群４を設けると
いう簡単な構成により、該フィン２の熱伝達率を確実に
高めることができるものである。
【００２９】第２実施例 図２には、本願発明の第２実施例にかかるクロスフィン
熱交換器Ｚ2の要部を示している。このクロスフィン熱
交換器Ｚ2は、その基本構成を上記第１実施例のクロス
フィン熱交換器Ｚ1と同じにするものであって、これと
異なる点は、上記第１実施例のクロスフィン熱交換器Ｚ
1においては凸部群４を三つの凸部５，５，５で構成し
ていたのに対して、この実施例のクロスフィン熱交換器
Ｚ2においては該凸部群４を多数の凸部５，５，・・で
構成しこれら全体で三角形状を形成した点である。
熱交換器Ｚ2の要部を示している。このクロスフィン熱
交換器Ｚ2は、その基本構成を上記第１実施例のクロス
フィン熱交換器Ｚ1と同じにするものであって、これと
異なる点は、上記第１実施例のクロスフィン熱交換器Ｚ
1においては凸部群４を三つの凸部５，５，５で構成し
ていたのに対して、この実施例のクロスフィン熱交換器
Ｚ2においては該凸部群４を多数の凸部５，５，・・で
構成しこれら全体で三角形状を形成した点である。
【００３０】従って、この実施例のクロスフィン熱交換
器Ｚ2においては、基本的に上記第１実施例のクロスフ
ィン熱交換器Ｚ1の場合と同様の作用効果が得られるこ
とは勿論であるが、凸部群４を構成する凸部５の数が多
い分だけ境界層の発達の抑制作用が高く、それだけ上記
第１実施例のクロスフィン熱交換器Ｚ1よりもさらに高
い熱伝達率を実現することが可能となるものである。
器Ｚ2においては、基本的に上記第１実施例のクロスフ
ィン熱交換器Ｚ1の場合と同様の作用効果が得られるこ
とは勿論であるが、凸部群４を構成する凸部５の数が多
い分だけ境界層の発達の抑制作用が高く、それだけ上記
第１実施例のクロスフィン熱交換器Ｚ1よりもさらに高
い熱伝達率を実現することが可能となるものである。
【００３１】第３実施例 図３には、本願発明の第３実施例にかかるクロスフィン
熱交換器Ｚ3を示している。この実施例のクロスフィン
熱交換器Ｚ3は、フィン２の各伝熱管１，１，・・の上
流側部位に、○で示される複数の凸部５，５，・・でな
る４，・・と、●で示される複数の凸部５，５，・・で
なる凸部群４とを並設したものである。但し、○で示さ
れる凸部５は紙面の手前側に膨出し、●で示される凸部
５は紙面の前方側に膨出しており、従って、このクロス
フィン熱交換器Ｚ3は、上記二つの実施例におけるクロ
スフィン熱交換器Ｚ1，Ｚ2の場合と異なって、フィン２
の両表面にそれぞれ凸部群４を形成したものと言える。
熱交換器Ｚ3を示している。この実施例のクロスフィン
熱交換器Ｚ3は、フィン２の各伝熱管１，１，・・の上
流側部位に、○で示される複数の凸部５，５，・・でな
る４，・・と、●で示される複数の凸部５，５，・・で
なる凸部群４とを並設したものである。但し、○で示さ
れる凸部５は紙面の手前側に膨出し、●で示される凸部
５は紙面の前方側に膨出しており、従って、このクロス
フィン熱交換器Ｚ3は、上記二つの実施例におけるクロ
スフィン熱交換器Ｚ1，Ｚ2の場合と異なって、フィン２
の両表面にそれぞれ凸部群４を形成したものと言える。
【００３２】かかる構成とすることで、フィン２の両面
においてそれぞれ凸部群４，４による境界層の抑制作用
が得られ、また各凸部５，５，・・による通風抵抗がフ
ィン２の両面で可及的に均等化されることから、上記各
実施例の場合よりもさらに高い熱伝達率を実現できるも
のである。
においてそれぞれ凸部群４，４による境界層の抑制作用
が得られ、また各凸部５，５，・・による通風抵抗がフ
ィン２の両面で可及的に均等化されることから、上記各
実施例の場合よりもさらに高い熱伝達率を実現できるも
のである。
【００３３】ここで、上記凸部５の他の構造例について
説明すると、上記各実施例においてはその凸部５を図４
に示す如き半球状突起として説明したが、本願発明の他
の実施例においては、該凸部５として例えば図５に示す
ように三角錐状の突起など種々の形状を選択できるもの
である。
説明すると、上記各実施例においてはその凸部５を図４
に示す如き半球状突起として説明したが、本願発明の他
の実施例においては、該凸部５として例えば図５に示す
ように三角錐状の突起など種々の形状を選択できるもの
である。
【００３４】さらに、図４及び図５に示す凸部５は、共
に盲状に形成されているが、本願発明の他の実施例にお
いては例えば、図６あるいは図７に示すように凸部５の
側壁のうち、空気流Ａの下流側に対応する部位に所定大
きさの通気孔７を形成しても良い。かかる構成とすれ
ば、上記通気孔７を通って凸部５の裏面側から表面側に
空気流Ａの一部が流通するところから、例えフィン２の
一方の表面側のみに凸部５，５，・・を形成しているよ
うな場合であっても、この通気孔７を通って流れる空気
流Ａによって該フィン２の両面側の通風量が可及的に均
等化され、さらに高い熱伝達率を実現することが可能と
なるものである。
に盲状に形成されているが、本願発明の他の実施例にお
いては例えば、図６あるいは図７に示すように凸部５の
側壁のうち、空気流Ａの下流側に対応する部位に所定大
きさの通気孔７を形成しても良い。かかる構成とすれ
ば、上記通気孔７を通って凸部５の裏面側から表面側に
空気流Ａの一部が流通するところから、例えフィン２の
一方の表面側のみに凸部５，５，・・を形成しているよ
うな場合であっても、この通気孔７を通って流れる空気
流Ａによって該フィン２の両面側の通風量が可及的に均
等化され、さらに高い熱伝達率を実現することが可能と
なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１実施例にかかるクロスフィン熱
交換器の要部側面図である。
交換器の要部側面図である。
【図２】本願発明の第２実施例にかかるクロスフィン熱
交換器の要部側面図である。
交換器の要部側面図である。
【図３】本願発明の第３実施例にかかるクロスフィン熱
交換器の要部側面図である。
交換器の要部側面図である。
【図４】図１に示した凹部の形状説明図である。
【図５】図１に示した凹部の形状説明図である。
【図６】図１に示した凹部の形状説明図である。
【図７】図１に示した凹部の形状説明図である。
１は伝熱管、２はフィン、２ａはフィンの前縁、２ｂは
フィンの後縁、３は切起部、４は凸部群、５は凸部、７
は通気孔、Ａは空気流、Ｚ1〜Ｚ3はクロスフィン熱交換
器である。
フィンの後縁、３は切起部、４は凸部群、５は凸部、７
は通気孔、Ａは空気流、Ｚ1〜Ｚ3はクロスフィン熱交換
器である。
フロントページの続き (72)発明者 沼田 光春 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 笠井 一成 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内
Claims (4)
- 【請求項１】 所定ピッチで順次対向配置された複数の
板状のフィン（２），（２），・・をその板厚方向に貫
通して複数の伝熱管（１），（１），・・を千鳥状に取
り付けるとともに、上記フィン（２）における空気流
（Ａ）の流れ方向に直交する方向において隣接する伝熱
管（１），（１）間の間隙領域に複数の切起部（３），
（３），・・を形成してなるクロスフィン熱交換器であ
って、 上記フィン（２）における上記伝熱管（１）よりも空気
流（Ａ）の上流側に位置する部位に、該フィン（２）の
表面から突出する複数の凸部（５），（５），・・を空
気流（Ａ）の上流側を頂点とし下流側に向かうに従って
拡幅する略三角形を形成するように点在配置してなる凸
部群（４）を設けたことを特徴とするクロスフィン熱交
換器。 - 【請求項２】 請求項１において、上記凸部群（４）が
上記フィン（２）の両表面にそれぞれ設けられているこ
とを特徴とするクロスフィン熱交換器。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、上記凸部
（５）が、上記フィン（２）の一部をその一方の表面側
から他方の表面側へ膨出させて形成されていることを特
徴とするクロスフィン熱交換器。 - 【請求項４】 請求項３において、上記凸部（５）にお
ける空気流（Ａ）の下流側に対応する部位に、上記フィ
ン（２）の一方の表面側と他方の表面側とを連通させる
通気孔（７）が形成されていることを特徴とするクロス
フィン熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31350494A JPH08170890A (ja) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | クロスフィン熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31350494A JPH08170890A (ja) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | クロスフィン熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08170890A true JPH08170890A (ja) | 1996-07-02 |
Family
ID=18042113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31350494A Pending JPH08170890A (ja) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | クロスフィン熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08170890A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1756505A1 (en) * | 2004-06-14 | 2007-02-28 | Advanced Heat Transfer LLC | Enhanced heat exchanger apparatus and method |
| EP1507126A3 (de) * | 2003-08-09 | 2008-09-24 | Eichenauer Heizelemente GmbH & Co.KG | Vorrichtung zum Erwärmen von Gasströmen und Heizlamelle einer solchen Vorrichtung |
| WO2010096796A3 (en) * | 2009-02-23 | 2010-11-04 | Trane International Inc. | Heat exchanger |
| WO2011033767A1 (ja) * | 2009-09-16 | 2011-03-24 | パナソニック株式会社 | フィンチューブ熱交換器 |
| WO2012102053A1 (ja) * | 2011-01-27 | 2012-08-02 | パナソニック株式会社 | フィンチューブ型熱交換器 |
| CN111043892A (zh) * | 2018-10-15 | 2020-04-21 | 林内株式会社 | 传热翅片 |
| USD906268S1 (en) | 2018-09-11 | 2020-12-29 | Rheem Manufacturing Company | Heat exchanger fin |
| US10921065B2 (en) | 2018-03-14 | 2021-02-16 | Rheem Manufacturing Company | Heat exchanger fin |
| US20220325959A1 (en) * | 2021-04-07 | 2022-10-13 | Ecoinnovation Technologies Incorporée | Modular heat exchanger and method of assembly thereof |
-
1994
- 1994-12-16 JP JP31350494A patent/JPH08170890A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1507126A3 (de) * | 2003-08-09 | 2008-09-24 | Eichenauer Heizelemente GmbH & Co.KG | Vorrichtung zum Erwärmen von Gasströmen und Heizlamelle einer solchen Vorrichtung |
| EP1756505A4 (en) * | 2004-06-14 | 2012-12-05 | Luvata Grenada Llc | IMPROVED HEAT EXCHANGER APPARATUS AND METHOD |
| EP1756505A1 (en) * | 2004-06-14 | 2007-02-28 | Advanced Heat Transfer LLC | Enhanced heat exchanger apparatus and method |
| EP2399095A4 (en) * | 2009-02-23 | 2014-04-02 | Trane Int Inc | Heat Exchanger |
| EP2399095A2 (en) * | 2009-02-23 | 2011-12-28 | Trane International Inc. | Heat exchanger |
| CN102326048A (zh) * | 2009-02-23 | 2012-01-18 | 特灵国际有限公司 | 热交换器 |
| WO2010096796A3 (en) * | 2009-02-23 | 2010-11-04 | Trane International Inc. | Heat exchanger |
| WO2011033767A1 (ja) * | 2009-09-16 | 2011-03-24 | パナソニック株式会社 | フィンチューブ熱交換器 |
| US8978743B2 (en) | 2009-09-16 | 2015-03-17 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Fin tube heat exchanger |
| WO2012102053A1 (ja) * | 2011-01-27 | 2012-08-02 | パナソニック株式会社 | フィンチューブ型熱交換器 |
| US10921065B2 (en) | 2018-03-14 | 2021-02-16 | Rheem Manufacturing Company | Heat exchanger fin |
| USD906268S1 (en) | 2018-09-11 | 2020-12-29 | Rheem Manufacturing Company | Heat exchanger fin |
| CN111043892A (zh) * | 2018-10-15 | 2020-04-21 | 林内株式会社 | 传热翅片 |
| CN111043892B (zh) * | 2018-10-15 | 2023-05-02 | 林内株式会社 | 传热翅片 |
| US20220325959A1 (en) * | 2021-04-07 | 2022-10-13 | Ecoinnovation Technologies Incorporée | Modular heat exchanger and method of assembly thereof |
| US11835301B2 (en) * | 2021-04-07 | 2023-12-05 | Ecoinnovation Technologies Incorporée | Modular heat exchanger and method of assembly thereof |
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