JPH1089873A - 伝熱フィン - Google Patents
伝熱フィンInfo
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- JPH1089873A JPH1089873A JP24974796A JP24974796A JPH1089873A JP H1089873 A JPH1089873 A JP H1089873A JP 24974796 A JP24974796 A JP 24974796A JP 24974796 A JP24974796 A JP 24974796A JP H1089873 A JPH1089873 A JP H1089873A
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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
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】低風速下で如何にして、安定した縦渦を生成
し、フィン全体に縦渦を行き渡らせるかを解決する。 【解決手段】表面と裏面にウイングレット４ａ，４ｂを
交差させ取り付け、渦の打消合いを防止する。フィン２
間中央のみを堰き止めるウイングレットで渦を生成す
る。ウイングレットで流れを誘導し伝熱管１の後方の死
水域を減らす。
し、フィン全体に縦渦を行き渡らせるかを解決する。 【解決手段】表面と裏面にウイングレット４ａ，４ｂを
交差させ取り付け、渦の打消合いを防止する。フィン２
間中央のみを堰き止めるウイングレットで渦を生成す
る。ウイングレットで流れを誘導し伝熱管１の後方の死
水域を減らす。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は伝熱フィンに関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】空調機用熱交換器は、図１３に代表例を
示すように伝熱管１群に直交して多数のフィン２を挿入
し、両端のベンド管３で円管群を連結して管内に流す冷
媒通路を構成している。管内の冷媒が凝縮する際の凝固
熱をフィン間に流す空気に放熱したり、逆に蒸発する気
化熱でフィン間に流す空気を冷却する目的で使う。冷媒
側に比べて空気側の伝熱性能が悪いので、ルーバ３と呼
ぶフィン面を多数に切り込み立ち上げた細片により境界
層の発達を更新する、ウイングレット４と呼ぶ気流に迎
え角度を持つ細片により縦渦を発生させ、フィン面近く
と主流の空気を混合するなどの伝熱促進方法がとられて
いる。従来のウイングレットの形状は、図１４に示すよ
うにフィンの一部を三角形ないし矩形に切り起こした二
つの細片を流れに対して末広がりの対称形状に配置して
対で用いるペアウイングレットが多く検討されている。
ここで、縦渦について簡単に述べる。上流からの空気
は、ウイングレットを乗り越える際剥離渦を生じ、また
迎え角度θ＜９０度でウイングレットが作られ、流れ方
向の速度成分を有するので、流れと直角方向に回転しな
がら流れる縦渦が下流に持続的に形成される。図１５
は、図１４のＡ矢視図である。迎え角度θ，−θを対と
するペアウイングレット後方の縦渦は、時計回りと反時
計回りの対の渦を形成して、両者の渦がぶつかり打消合
うことがないので、持続し易い渦と言える。これに対し
て、同じ迎え角度のウイングレットを接近して取り付け
ると、後方には同一方向に回転しようとする渦が生じ、
互いに打消合うため、持続性が悪い渦になる。もう一つ
の縦渦の性質として、渦の中心がウイングレット根元側
のフィン面に片寄るので、天井側のフィン面より根元側
のフィン面の伝熱促進に有効である。
示すように伝熱管１群に直交して多数のフィン２を挿入
し、両端のベンド管３で円管群を連結して管内に流す冷
媒通路を構成している。管内の冷媒が凝縮する際の凝固
熱をフィン間に流す空気に放熱したり、逆に蒸発する気
化熱でフィン間に流す空気を冷却する目的で使う。冷媒
側に比べて空気側の伝熱性能が悪いので、ルーバ３と呼
ぶフィン面を多数に切り込み立ち上げた細片により境界
層の発達を更新する、ウイングレット４と呼ぶ気流に迎
え角度を持つ細片により縦渦を発生させ、フィン面近く
と主流の空気を混合するなどの伝熱促進方法がとられて
いる。従来のウイングレットの形状は、図１４に示すよ
うにフィンの一部を三角形ないし矩形に切り起こした二
つの細片を流れに対して末広がりの対称形状に配置して
対で用いるペアウイングレットが多く検討されている。
ここで、縦渦について簡単に述べる。上流からの空気
は、ウイングレットを乗り越える際剥離渦を生じ、また
迎え角度θ＜９０度でウイングレットが作られ、流れ方
向の速度成分を有するので、流れと直角方向に回転しな
がら流れる縦渦が下流に持続的に形成される。図１５
は、図１４のＡ矢視図である。迎え角度θ，−θを対と
するペアウイングレット後方の縦渦は、時計回りと反時
計回りの対の渦を形成して、両者の渦がぶつかり打消合
うことがないので、持続し易い渦と言える。これに対し
て、同じ迎え角度のウイングレットを接近して取り付け
ると、後方には同一方向に回転しようとする渦が生じ、
互いに打消合うため、持続性が悪い渦になる。もう一つ
の縦渦の性質として、渦の中心がウイングレット根元側
のフィン面に片寄るので、天井側のフィン面より根元側
のフィン面の伝熱促進に有効である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の公知例は、ウイ
ングレット後方に安定した縦渦ができる高風速下で有効
であった。しかし、空調機などフィン間風速が低い条件
では、消滅し易い不安定な縦渦になりがちで、十分な伝
熱促進効果が得られない。
ングレット後方に安定した縦渦ができる高風速下で有効
であった。しかし、空調機などフィン間風速が低い条件
では、消滅し易い不安定な縦渦になりがちで、十分な伝
熱促進効果が得られない。
【０００４】本発明の課題は、低風速下で如何にして、
安定した縦渦を生成し、フィン全体に縦渦を行き渡らせ
るかを解決して、伝熱促進を図ることにある。
安定した縦渦を生成し、フィン全体に縦渦を行き渡らせ
るかを解決して、伝熱促進を図ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】低風速下で安定した縦渦
を生成する手段として、 （１）ウイングレットの取り付け位置，迎え角度を交互
に変え、複数の渦が互いに打消合うことがないようにす
る。
を生成する手段として、 （１）ウイングレットの取り付け位置，迎え角度を交互
に変え、複数の渦が互いに打消合うことがないようにす
る。
【０００６】（２）風速が高い隣り合うフィン間中央の
みを堰き止めるウイングレットで渦を生成する。
みを堰き止めるウイングレットで渦を生成する。
【０００７】フィン全体に縦渦を行き渡らせる手段とし
て。
て。
【０００８】（３）フィン表面とフィン裏面に設けた複
数のウイングレットをＸ字状に交差させる。
数のウイングレットをＸ字状に交差させる。
【０００９】（４）片長の長いウイングレットで伝熱管
の後方に流れを誘導するなどの手段を用いた。
の後方に流れを誘導するなどの手段を用いた。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を、図１ないし図
５を参照して説明する。図１ないし図５は、本発明をク
ロスフィンチューブ熱交換器に適用した一実施例であ
る。図１は、図１１のクロスフィンチューブ熱交換器の
側面から見た一枚のフィンを部分的に取り出した平面図
である。また図２は、図１のＩ−Ｉ断面図である。同様
に図３，図４及び図５は、図１のウイングレット形状を
部分的に拡大した斜視図である。本発明の特徴は、フィ
ン表面およびフィン裏面にフィンの一部を板状に突起さ
せたウイングレットを設け、表面側のウイングレットの
稜線と、裏面側に取り付けたウイングレットの稜線が、
Ｘ字状に交差するように配置した。一つは、図１ないし
図４のように、フィン表面およびフィン裏面にフィンの
一部を板状に突起させたウイングレットを少なくとも裏
表四個設け、気流に対する等しい迎え角度（＋θ）の直
線上の接近して取り付けた二個の表面側のウイングレッ
ト４ａ，裏面側のウイングレット４ｂの稜線と、同様に
等しい迎え角度（−θ）で取り付けた二個の表側および
裏側のウイングレット４ａ′，４ｂ′の稜線が、Ｘ字状
に交差するように各ウイングレットを配置している。も
う一つは、図５のように表面に二個の長片のウイングレ
ット４ｃを、裏面に四個の短片４ｂを置き、各ウイング
レットの稜線がＸ字状に交差するようにしている。な
お、ウイングレットは、図３のようにフィン３に金型を
押しつけ局部的に伸ばす、図４のようにフィンの一部を
切り起こすなどで、突起させる。また、綺麗な縦渦を作
りやすくする意味で、ウイングレットの形状は、なるべ
く矩形板状に突起させる方が望ましい。また図２のよう
にウイングレットの高さは、フィンピッチｈの半分前後
が、主流とフィン近くの空気を混合するのに好適であ
る。次に作用を説明する。本発明のウイングレットは、
必ずフィンの裏と表の両面に突起させ、ウイングレット
の稜線をＸ字状に交差させている。以上に示したフィン
を積層したフィン間では、流れ方向に隣り合うウイング
レットの迎え角度が正方向，逆方向と交互に入れ替わ
り、少なくとも、流れ方向には絶えず同一方向の渦が形
成される。また、従来フィンは、ウイングレットを切り
起こしていない反対側のフィン表面近くに渦が行き渡ら
ず、必ずしも有効な伝熱促進が行えない欠点があった。
本実施例では、フィンの表と裏の複数箇所にウイングレ
ットを取り付けているので、フィン全体に渦が行き渡ら
せることができる。
５を参照して説明する。図１ないし図５は、本発明をク
ロスフィンチューブ熱交換器に適用した一実施例であ
る。図１は、図１１のクロスフィンチューブ熱交換器の
側面から見た一枚のフィンを部分的に取り出した平面図
である。また図２は、図１のＩ−Ｉ断面図である。同様
に図３，図４及び図５は、図１のウイングレット形状を
部分的に拡大した斜視図である。本発明の特徴は、フィ
ン表面およびフィン裏面にフィンの一部を板状に突起さ
せたウイングレットを設け、表面側のウイングレットの
稜線と、裏面側に取り付けたウイングレットの稜線が、
Ｘ字状に交差するように配置した。一つは、図１ないし
図４のように、フィン表面およびフィン裏面にフィンの
一部を板状に突起させたウイングレットを少なくとも裏
表四個設け、気流に対する等しい迎え角度（＋θ）の直
線上の接近して取り付けた二個の表面側のウイングレッ
ト４ａ，裏面側のウイングレット４ｂの稜線と、同様に
等しい迎え角度（−θ）で取り付けた二個の表側および
裏側のウイングレット４ａ′，４ｂ′の稜線が、Ｘ字状
に交差するように各ウイングレットを配置している。も
う一つは、図５のように表面に二個の長片のウイングレ
ット４ｃを、裏面に四個の短片４ｂを置き、各ウイング
レットの稜線がＸ字状に交差するようにしている。な
お、ウイングレットは、図３のようにフィン３に金型を
押しつけ局部的に伸ばす、図４のようにフィンの一部を
切り起こすなどで、突起させる。また、綺麗な縦渦を作
りやすくする意味で、ウイングレットの形状は、なるべ
く矩形板状に突起させる方が望ましい。また図２のよう
にウイングレットの高さは、フィンピッチｈの半分前後
が、主流とフィン近くの空気を混合するのに好適であ
る。次に作用を説明する。本発明のウイングレットは、
必ずフィンの裏と表の両面に突起させ、ウイングレット
の稜線をＸ字状に交差させている。以上に示したフィン
を積層したフィン間では、流れ方向に隣り合うウイング
レットの迎え角度が正方向，逆方向と交互に入れ替わ
り、少なくとも、流れ方向には絶えず同一方向の渦が形
成される。また、従来フィンは、ウイングレットを切り
起こしていない反対側のフィン表面近くに渦が行き渡ら
ず、必ずしも有効な伝熱促進が行えない欠点があった。
本実施例では、フィンの表と裏の複数箇所にウイングレ
ットを取り付けているので、フィン全体に渦が行き渡ら
せることができる。
【００１１】他の実施例を図６ないし図７に示す。図６
は、クロスフィンチューブ熱交換器の一枚のフィンを、
図１と同様に部分的に取り出した平面図である。また、
図７は、図６のII−II断面図である。この実施例の特徴
の一つ目は、フィン表面に板状に突起させたウイングレ
ット４ａの稜線と、フィン裏面に板状に突起させたウイ
ングレット４ｂの稜線が、Ｘ字状に交差するように配置
したウイングレット群を上流側に、流れと直交する方向
に切り込みを入れ立ち上げた複数の微細な細片群５を、
下流側のフィン面に配置した。また二つ目の特徴は、Ｘ
字状に交差するように配置したウイングレットは、片長
さが異なる複数の片で構成しており、少なくとも稜線が
伝熱管１の軸心の方向に向いた片長さが長いウイングレ
ット４ｄを設けている。クロスフィンチューブ熱交換器
では、伝熱管後方に空気がよどむ死水域の存在が、高性
能化を阻害している。形状抵抗が大きい伝熱管後方に適
正量の新鮮な気流を送り込むには、伝熱管の軸心の方向
に向いた片長さが長いガイド板で、隣り合う伝熱管中央
の流れを堰き止め、伝熱管中央から伝熱管後方に流れを
誘導することが必要と考えられる。しかし、流れを誘導
した分だけ風量が少なくなるガイド板の下流のフィン面
は、風速の低下が避けられない。低風速では縦渦による
伝熱の促進効果が少ないことが知られている。したがっ
て、ガイド板の下流に縦渦の生成を目的にしたウイング
レットを取り付けるのは必ずしも得策でない。そこで、
この実施例では、伝熱管中央に上述した片長さが長いウ
イングレット４ｄを設け、空気は伝熱管１後方に誘導す
るが、管中央の一部の空気は、ウイングレットを横切
り、管中央の下流の細片群５を通過させている。すなわ
ち、低風速になるウイングレット４ｄの下流のフィン面
は、ウイングレット４ｄからの縦渦による気流の混合、
細片群５により境界層の更新する前縁効果の両作用で伝
熱を促進させている。
は、クロスフィンチューブ熱交換器の一枚のフィンを、
図１と同様に部分的に取り出した平面図である。また、
図７は、図６のII−II断面図である。この実施例の特徴
の一つ目は、フィン表面に板状に突起させたウイングレ
ット４ａの稜線と、フィン裏面に板状に突起させたウイ
ングレット４ｂの稜線が、Ｘ字状に交差するように配置
したウイングレット群を上流側に、流れと直交する方向
に切り込みを入れ立ち上げた複数の微細な細片群５を、
下流側のフィン面に配置した。また二つ目の特徴は、Ｘ
字状に交差するように配置したウイングレットは、片長
さが異なる複数の片で構成しており、少なくとも稜線が
伝熱管１の軸心の方向に向いた片長さが長いウイングレ
ット４ｄを設けている。クロスフィンチューブ熱交換器
では、伝熱管後方に空気がよどむ死水域の存在が、高性
能化を阻害している。形状抵抗が大きい伝熱管後方に適
正量の新鮮な気流を送り込むには、伝熱管の軸心の方向
に向いた片長さが長いガイド板で、隣り合う伝熱管中央
の流れを堰き止め、伝熱管中央から伝熱管後方に流れを
誘導することが必要と考えられる。しかし、流れを誘導
した分だけ風量が少なくなるガイド板の下流のフィン面
は、風速の低下が避けられない。低風速では縦渦による
伝熱の促進効果が少ないことが知られている。したがっ
て、ガイド板の下流に縦渦の生成を目的にしたウイング
レットを取り付けるのは必ずしも得策でない。そこで、
この実施例では、伝熱管中央に上述した片長さが長いウ
イングレット４ｄを設け、空気は伝熱管１後方に誘導す
るが、管中央の一部の空気は、ウイングレットを横切
り、管中央の下流の細片群５を通過させている。すなわ
ち、低風速になるウイングレット４ｄの下流のフィン面
は、ウイングレット４ｄからの縦渦による気流の混合、
細片群５により境界層の更新する前縁効果の両作用で伝
熱を促進させている。
【００１２】他の実施例を図８ないし図１０に示す。図
８は、クロスフィンチューブ熱交換器の一枚のフィンを
部分的に取り出した斜視図である。また、図９は、図８
のIII−III断面図、図１０は、ウイングレットの形状を
示す斜視図である。本実施例の特徴は、Ｘ字状に交差す
るウイングレットの根元の一部分を開放して、通風路を
形成した。すなわち、図８で、隣り合う伝熱管１の中央
の同じフィン面２から立ち上げる根元にスリット状に開
けた通風路６ａ，６ｂを設けたウイングレット４を、Ｘ
字状に交差して取り付けている。従来からのウイングレ
ットの天井側以外に、新たにウイングレットの根元側を
横切る流れを形成した。また図９のように、上流側の通
風路５ａと、下流側の通風路５ｂの通風面積は、フィン
との隙間ｇ１，ｇ２を調節して、流れ方向に大きさを変
えている。すなわち、ウイングレットの根元隙間ｇ２が
大きい上流の縦渦は、天井側のフィン２ａに、隙間ｇ２
が小さい下流の縦渦は、床側のフィン２ｂに多少片寄る
が、渦の回転方向は流れ方向で変化しないようにしてい
る。可視実験によれば、空調機など低風速の領域では、
従来の一通風路の場合、ウイングレット側面に沿う不安
定根元な流れがしばしば見られ、特にウイングレット先
端付近の下流に死水域が生じ易い。フィン根元付近を堰
き止めても、フィン表面付近は境界層に覆われているの
で、ウイングレットを横切る縦渦が生成しにくいためと
思われる。一方、この実施例の二通風路の場合、ウイン
グレット直後の下流に比較的安定した縦渦が見られた。
隣り合うフィン中央付近は先端からの加速流が加わり高
風速であり、フィン中央付近を堰き止める方が、縦渦を
生成し易いためと思われる。但し通風抵抗の面から、堰
き止めているウイングレットの面積はあまり大きくでき
ず、強い縦渦は生成しない特徴がある。したがって、フ
ィン下流まで到達して無駄な縦渦が生成し易い、空調機
など奥行きが小さい熱交換器の伝熱を促進するのに好適
な形状である。ウイングレット根元にスリット状の通風
路を作る方法は、図１０のように、フィン２にコ字状の
スリットを入れ立ち上げるなどが、考えられる。
８は、クロスフィンチューブ熱交換器の一枚のフィンを
部分的に取り出した斜視図である。また、図９は、図８
のIII−III断面図、図１０は、ウイングレットの形状を
示す斜視図である。本実施例の特徴は、Ｘ字状に交差す
るウイングレットの根元の一部分を開放して、通風路を
形成した。すなわち、図８で、隣り合う伝熱管１の中央
の同じフィン面２から立ち上げる根元にスリット状に開
けた通風路６ａ，６ｂを設けたウイングレット４を、Ｘ
字状に交差して取り付けている。従来からのウイングレ
ットの天井側以外に、新たにウイングレットの根元側を
横切る流れを形成した。また図９のように、上流側の通
風路５ａと、下流側の通風路５ｂの通風面積は、フィン
との隙間ｇ１，ｇ２を調節して、流れ方向に大きさを変
えている。すなわち、ウイングレットの根元隙間ｇ２が
大きい上流の縦渦は、天井側のフィン２ａに、隙間ｇ２
が小さい下流の縦渦は、床側のフィン２ｂに多少片寄る
が、渦の回転方向は流れ方向で変化しないようにしてい
る。可視実験によれば、空調機など低風速の領域では、
従来の一通風路の場合、ウイングレット側面に沿う不安
定根元な流れがしばしば見られ、特にウイングレット先
端付近の下流に死水域が生じ易い。フィン根元付近を堰
き止めても、フィン表面付近は境界層に覆われているの
で、ウイングレットを横切る縦渦が生成しにくいためと
思われる。一方、この実施例の二通風路の場合、ウイン
グレット直後の下流に比較的安定した縦渦が見られた。
隣り合うフィン中央付近は先端からの加速流が加わり高
風速であり、フィン中央付近を堰き止める方が、縦渦を
生成し易いためと思われる。但し通風抵抗の面から、堰
き止めているウイングレットの面積はあまり大きくでき
ず、強い縦渦は生成しない特徴がある。したがって、フ
ィン下流まで到達して無駄な縦渦が生成し易い、空調機
など奥行きが小さい熱交換器の伝熱を促進するのに好適
な形状である。ウイングレット根元にスリット状の通風
路を作る方法は、図１０のように、フィン２にコ字状の
スリットを入れ立ち上げるなどが、考えられる。
【００１３】他の実施例を図１１および図１２に示す。
図１１は、図１と同様のクロスフィンチューブ熱交換器
の一枚のフィンを部分的に取り出した正面図である。ま
た、図１２は、図１１のIV−IV断面図である。この実施
例は、流れ方向の奇数列の迎え角度（＋θ）に対し偶数
列の迎え角度（−θ）とウイングレットの向きを、流れ
方向の列ごとに交互に変え、かつ隣り合うウイングレッ
トの取り付け位置を、フィン表面とフィン裏面の交互に
変えているのが特徴である。すなわち、図１と異なる点
は、流れ方向の同じ列で異なる迎え角度（＋θ，−θ）
のウイングレットが混在しない。また、図１２のよう
に、表面側ウイングレット４ａ、および裏面側ウイング
レット４ｂのフィン１から板状に突起させる高さｈは、
フィンピッチの半分程度にするか、図９のように隣り合
うフィン間の中央にウイングレットを設け、ウイングレ
ットの根元および天井の両側に通風路を形成しても良
い。図１の実施例より低風速の領域では、同じ列の隣り
合うウイングレット間で渦が干渉して縦渦が生成しにく
くなる。すなわち、図１の実施例では、同じ列の隣り合
うウイングレットの縦渦の回転方向が同じなため、同じ
列の隣り合うウイングレット間で渦が打消合う。このよ
うな低風速の領域では、本実施例のように、片長さのや
や長いウイングレットを用い縦渦を生成させ、さらに同
じ迎え角度を持つ表面側ウイングレット４ａと裏面側ウ
イングレット４ｂを、対峙して取り付け、流れ方向の同
じ列では、時計周りと反時計回りの渦を交互に生成さ
せ、渦が打消合うことがないようにするのが肝要であ
る。
図１１は、図１と同様のクロスフィンチューブ熱交換器
の一枚のフィンを部分的に取り出した正面図である。ま
た、図１２は、図１１のIV−IV断面図である。この実施
例は、流れ方向の奇数列の迎え角度（＋θ）に対し偶数
列の迎え角度（−θ）とウイングレットの向きを、流れ
方向の列ごとに交互に変え、かつ隣り合うウイングレッ
トの取り付け位置を、フィン表面とフィン裏面の交互に
変えているのが特徴である。すなわち、図１と異なる点
は、流れ方向の同じ列で異なる迎え角度（＋θ，−θ）
のウイングレットが混在しない。また、図１２のよう
に、表面側ウイングレット４ａ、および裏面側ウイング
レット４ｂのフィン１から板状に突起させる高さｈは、
フィンピッチの半分程度にするか、図９のように隣り合
うフィン間の中央にウイングレットを設け、ウイングレ
ットの根元および天井の両側に通風路を形成しても良
い。図１の実施例より低風速の領域では、同じ列の隣り
合うウイングレット間で渦が干渉して縦渦が生成しにく
くなる。すなわち、図１の実施例では、同じ列の隣り合
うウイングレットの縦渦の回転方向が同じなため、同じ
列の隣り合うウイングレット間で渦が打消合う。このよ
うな低風速の領域では、本実施例のように、片長さのや
や長いウイングレットを用い縦渦を生成させ、さらに同
じ迎え角度を持つ表面側ウイングレット４ａと裏面側ウ
イングレット４ｂを、対峙して取り付け、流れ方向の同
じ列では、時計周りと反時計回りの渦を交互に生成さ
せ、渦が打消合うことがないようにするのが肝要であ
る。
【００１４】
【発明の効果】フィンの裏と表の両面に交差するウイン
グレットを配置して、流れ方向の縦渦が互いに打消合う
ことがないようにした。ウイングレットの根元および天
井の両側に通風路を形成して、隣り合うフィン間中央の
風速が高い領域で縦渦を生成させた。これより、低風速
下で安定した持続性の高い縦渦が得られる。ウイングレ
ットをフィンの裏と表の複数箇所に取り付け、フィン全
体に縦渦が行き渡る。伝熱管後方に流れを誘導し死水域
を減少させる問題点である、流れの誘導で風速が低下す
る伝熱管中央，下流のフィン面は、切り起こした微細片
の境界層更新する方法で解決した。以上により、空調機
など低風速の領域で、安定した縦渦を、フィン全体に縦
渦を行き渡らせ、伝熱促進を可能にした。
グレットを配置して、流れ方向の縦渦が互いに打消合う
ことがないようにした。ウイングレットの根元および天
井の両側に通風路を形成して、隣り合うフィン間中央の
風速が高い領域で縦渦を生成させた。これより、低風速
下で安定した持続性の高い縦渦が得られる。ウイングレ
ットをフィンの裏と表の複数箇所に取り付け、フィン全
体に縦渦が行き渡る。伝熱管後方に流れを誘導し死水域
を減少させる問題点である、流れの誘導で風速が低下す
る伝熱管中央，下流のフィン面は、切り起こした微細片
の境界層更新する方法で解決した。以上により、空調機
など低風速の領域で、安定した縦渦を、フィン全体に縦
渦を行き渡らせ、伝熱促進を可能にした。
【図１】本発明の一実施例の伝熱フィンの正面図。
【図２】図１のＩ−Ｉ断面図。
【図３】図１のＸ字状に交差する一対のウイングレット
形状を示す斜視図。
形状を示す斜視図。
【図４】図１のＸ字状に交差するウイングレットの製作
方法を示す斜視図。
方法を示す斜視図。
【図５】図１のＸ字状に交差するウイングレットの製作
方法を示す斜視図。
方法を示す斜視図。
【図６】本発明の他の実施例の伝熱フィンの正面図。
【図７】図６のII−II断面図。
【図８】本発明の他の実施例の伝熱フィンの正面図。
【図９】図８のIII−III断面図。
【図１０】図８のウイングレットの製作方法を示す斜視
図。
図。
【図１１】本発明の他の実施例の伝熱フィンの正面図。
【図１２】図１１のIV−IV断面図。
【図１３】クロスフィンチューブ式熱交換器の構成を示
す斜視図。
す斜視図。
【図１４】従来のウイングレット形状を示す斜視図。
【図１５】従来のウイングレットが生成する縦渦の回転
方向を示す図１４のＡ矢視図。
方向を示す図１４のＡ矢視図。
１…伝熱管、２…フィン、２ａ…天井側フィン、２ｂ…
床側フィン、３…ベンド管、４ａ…表面側ウイングレッ
ト、４ｂ…裏面側ウイングレット、５…微細片、６…通
風路。
床側フィン、３…ベンド管、４ａ…表面側ウイングレッ
ト、４ｂ…裏面側ウイングレット、５…微細片、６…通
風路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鹿園 直毅 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】伝熱管など伝熱壁面と連結して垂直方向に
立ち上げ積層した複数のほぼ平行な薄い板状のフィンの
間に流体を流して、上記伝熱壁面と流体の温度差で熱を
伝える伝熱フィンにおいて、 上記フィンの表面および上記フィンの裏面に上記フィン
の一部を板状に突起させたウイングレットを設け、表面
側の上記ウイングレットの稜線と、裏面側に取り付けた
上記ウイングレットの稜線が、Ｘ字状に交差するように
配置したことを特徴とする伝熱フィン。 - 【請求項２】伝熱管など伝熱壁面と連結して垂直方向に
立ち上げ積層した複数のほぼ平行な薄い板状のフィンの
間に流体を流して、上記伝熱壁面と流体の温度差で熱を
伝える伝熱フィンにおいて、 上記フィンの表面および上記フィンの裏面にフィンの一
部を板状に突起させたウイングレットを少なくとも裏表
四個設け、気流に対する迎え角度が等しい直線上の接近
して取り付けた二個の表面側のウイングレットの稜線
と、同様に取り付けた二個の裏面側のウイングレットの
稜線が、Ｘ字状に交差するように配置したことを特徴と
する伝熱フィン。 - 【請求項３】上記フィンの一部を板状に突起させた上記
ウイングレットの形状が、根元の一部分を開放してお
り、上記ウイングレットと突起側の上記フィンの間にス
リット状の通風路を形成している請求項１に記載の伝熱
フィン。 - 【請求項４】伝熱管など伝熱壁面と連結して垂直方向に
立ち上げ積層した複数のほぼ平行な薄い板状のフィンの
間に流体を流して、上記伝熱壁面と流体の温度差で熱を
伝える伝熱フィンにおいて、 上記フィンの表面に板状に突起させたウイングレットの
稜線と、上記フィンの裏面に板状に突起させたウイング
レットの稜線が、Ｘ字状に交差するように配置したウイ
ングレット群を上流側に、流れと直交する方向に切り込
みを入れ立ち上げた複数の微細な細片を、下流側の上記
フィン面に配置したことを特徴とする伝熱フィン。 - 【請求項５】上記フィンの表面に板状に突起させた上記
ウイングレットの稜線と、上記フィンの裏面に板状に突
起させた上記ウイングレットの稜線が、Ｘ字状に交差す
るように配置した上記ウイングレットは、片長さが異な
る複数の片で構成しており、少なくとも稜線が伝熱管の
軸心の方向に向いた片長さが長い請求項１に記載の伝熱
フィン。 - 【請求項６】伝熱管など伝熱壁面と連結して垂直方向に
立ち上げ積層した複数のほぼ平行な薄い板状のフィンの
間に流体を流して、伝熱壁面と流体の温度差で熱を伝え
る伝熱フィンにおいて、 上記フィンの表面および上記フィンの裏面に上記フィン
の一部を板状に突起させたウイングレットを設け、流れ
方向の奇数列の上記ウイングレットの迎え角度（＋θ）
に対し、偶数列の上記ウイングレットの迎え角度（−
θ）と上記ウイングレットの向きを、流れ方向の列ごと
に交互に変え、かつ隣り合う上記ウイングレットの取り
付け位置を、上記フィンの表面と上記フィンの裏面の交
互に変えていることを特徴とする伝熱フィン。 - 【請求項７】上記フィンの一部を板状に突起させた上記
ウイングレットの形状が、根元の一部分を開放してお
り、上記ウイングレットと上記突起側の上記フィンの間
にスリット状の通風路を形成している請求項６に記載の
伝熱フィン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24974796A JPH1089873A (ja) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | 伝熱フィン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24974796A JPH1089873A (ja) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | 伝熱フィン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1089873A true JPH1089873A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=17197623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24974796A Pending JPH1089873A (ja) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | 伝熱フィン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1089873A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101346742B1 (ko) * | 2011-12-30 | 2014-01-02 | 이근형 | 열교환기 |
| CN106595368A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-04-26 | 国电南京自动化股份有限公司 | 一种翅片管换热器 |
| WO2017136819A1 (en) | 2016-02-04 | 2017-08-10 | Evapco, Inc. | Arrowhead fin for heat exchange tubing |
| US20180100659A1 (en) * | 2015-03-30 | 2018-04-12 | Mitsubishi Electric Corporation | Heat exchanger and air-conditioning apparatus |
| JP2019158333A (ja) * | 2018-03-14 | 2019-09-19 | リーム マニュファクチァリング カンパニー | 熱交換器フィン |
| USD906268S1 (en) | 2018-09-11 | 2020-12-29 | Rheem Manufacturing Company | Heat exchanger fin |
-
1996
- 1996-09-20 JP JP24974796A patent/JPH1089873A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101346742B1 (ko) * | 2011-12-30 | 2014-01-02 | 이근형 | 열교환기 |
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| WO2017136819A1 (en) | 2016-02-04 | 2017-08-10 | Evapco, Inc. | Arrowhead fin for heat exchange tubing |
| US10823513B2 (en) | 2016-02-04 | 2020-11-03 | Evapco, Inc. | Arrowhead fin for heat exchange tubing |
| CN106595368A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-04-26 | 国电南京自动化股份有限公司 | 一种翅片管换热器 |
| JP2019158333A (ja) * | 2018-03-14 | 2019-09-19 | リーム マニュファクチァリング カンパニー | 熱交換器フィン |
| 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 |
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