JPH11108575A - ウイングレット付き熱交換器 - Google Patents

ウイングレット付き熱交換器

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JPH11108575A
JPH11108575A JP27084097A JP27084097A JPH11108575A JP H11108575 A JPH11108575 A JP H11108575A JP 27084097 A JP27084097 A JP 27084097A JP 27084097 A JP27084097 A JP 27084097A JP H11108575 A JPH11108575 A JP H11108575A
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JP
Japan
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heat transfer
winglet
louvers
fin
louver
Prior art date
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Pending
Application number
JP27084097A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeo Tanaka
武雄 田中
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH11108575A publication Critical patent/JPH11108575A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular 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
    • F28F1/24Tubular 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
    • F28F1/32Tubular 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
    • F28F1/325Fins with openings

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • 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】空気熱交換器は、ルーバの微細化により高性能
化を図ってきたが、剛性が低下してフィンが変形し易く
なり、新鮮な空気に触れる位置にルーバを配置する加工
が困難になってきた。 【解決手段】流れ方向に並ぶ複数の微細ルーバの上流付
近のルーバ面または該ルーバの先端面に、流れと直交す
る方向の複数の箇所に縦渦を生成する微細なウイングレ
ットを配置した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、空冷式熱交換器に
用いる伝熱フィンに係る。
【0002】
【従来の技術】空冷式熱交換器に用いる伝熱フィンは、
大別して積層した多数のフィンと交差して円管を挿入し
た伝熱管からなるクロスフィンチューブ形式、および短
冊状のフィン,扁平管を交互に積層したコンパクト形式
がある。いずれも、フィン面を微細に切り起こしたルー
バを、供給する新鮮な空気にできるだけ触れる位置に設
け、伝熱面を覆う境界層が大きくなるのを阻止する前縁
効果を利用して、伝熱促進を図っている。この方法のル
ーバは特公平7−109353 号公報のように気流に対して迎
え角度を持たない、すなわち、フィン面に基本的な平行
を保ち、通風抵抗が低い形状のもの(平面ルーバ)が多
く用いられている。
【0003】もう一つの伝熱促進方法は、迎え角度を持
つウイングレットをフィン面に配置して、発生する渦で
気流を乱す方法である。この方法のフィンは、実公平6
−45183 号公報のように三角翼形のウイングレットを用
いるなどで発生させた縦渦(フィン面に垂直方向の渦)
を利用する上記公知例が公開されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】空調機用熱交換器を高
性能化する一つの課題は、ルーバの微細化が著しく進
み、剛性が低下してフィンが変形し、理想的と考えられ
る新鮮な空気に触れる位置にルーバを配置する加工が困
難になってきていることである。フィン剛性を高めるた
め、山形のルーバなどが用いられる。しかし、通風抵抗
を少なくするため、山の折り曲げ角度を小さくしようと
すると、流れ方向のルーバが同一の流線上に重なる、ル
ーバの背面に死水域が生じるなど、ルーバを微細化する
効果が低下してしまう。
【0005】本発明の目的は、同一の流線上にルーバが
重なるのを防止すると同時に、ルーバ背面の死水域を少
なくすることで空気熱交換器の高性能化するフィン形状
を示すウイングレット付き熱交換器を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】流れ方向に並ぶ複数の微
細ルーバの上流付近のルーバ面または該ルーバの先端面
に、流れと直交する方向の複数の箇所に縦渦を生成する
微細なウイングレットを配置した。
【0007】
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例の伝熱フィ
ンについて、図面を参照しながら説明する。図1および
図2は本発明の一実施例を示す。この実施例は、斜視図
で示す図8のように平行に並べた多数のフィン1aに複
数の伝熱管2を挿入してなるクロスフィンチューブ式熱
交換器7の伝熱フィン1に係る。空調機では、隣合うフ
ィン1間を流れる空気により、伝熱管2内を流れる冷媒
を気化、あるいは凝固させる目的で用いられる。なお図
1は、図8の伝熱管軸方向から見た正面図で、便宜的に
一枚のフィンの流れ方向の伝熱管の一列について、部分
的に表示している。また図2は、積層した伝熱フィン間
の切り起こしウイングレットの形状を示す図1のI−I
方向から見た断面図である。
【0008】本発明の伝熱フィン1は、少なくとも空気
が流入する上流の伝熱フィン面の頂部を上流側に傾斜さ
せた片持ち梁状の突起片からなるウイングレットを、フ
ィン端面に平行な複数の箇所に取り付け、該ウイングレ
ットの下流のフィン面の端面に平行な切り込みを入れ、
両端支持状に立ち上げた複数のルーバを配置したことを
特徴とする。
【0009】すなわち、空気が流入する先端付近に片持
ち梁状の切り起こしたウイングレット4および、その下
流に両端支持梁状の切り起こしたルーバ6と二つの異な
る形状の細片を、フィン面に設けている。ウイングレッ
ト4は、フィン1先端面と平行な複数の位置のフィン母
材面5を三角形等の形状で切り起こした微細片で、図2
のように傾斜角度βだけ上流側に傾けている。ウイング
レット4は、下流に縦渦を供給するものである。
【0010】水流可視実験により、良好な縦渦が生じる
条件を調べた結果、ウイングレットの寸法は、伝熱フィ
ン1の積層間隔であるフィンピッチpfに対して、底辺
長さが1倍、高さhwが2倍、段ピッチstが2倍、傾
斜角βが30度前後が適正と思われる。該ウイングレッ
トの下流のフィン面は、フィン端面に平行な複数の微細
な切り込みを、隣合う伝熱管挿入口3付近まで入れて立
ち上げた両端支持梁状のルーバ6を、配置している。流
れ方向の断面で見た隣合うルーバ6は、図2のように、
フィン母材面5からの高さが、互いに重ならないように
配列している。
【0011】また、ルーバの剛性を得るため、図1のよ
うに隣合う伝熱管挿入口3の中央で折り曲げ、上流側か
ら見たルーバ端面を山形にする、または側面から見たル
ーバ断面形状を、図2のような平坦面に替えて、癖を付
ける程度の微小な山角度で折り曲げた山形にしても良
い。
【0012】本発明の他の一実施例を、図3ないし図5
に示す。なお図3は、図1と同様な正面図である。また
図4は、図3のII−II矢方向から見た断面図である。同
様に図5は、図3のIII−III矢方向から見た断面図であ
る。この実施例の特徴は、フィン両端付近に、端面と平
行な稜線を有する山形などの折り曲げ状ルーバ6bを配
置して、該折り曲げルーバ6bの表面に複数のウイング
レット4を取り付けていることである。同じ折り曲げル
ーバ6bの上流側に取り付ける前置ウイングレット4d
と下流側に取り付ける後置ウイングレット4eは、流れ
と直交する方向に位置を替えて千鳥状に配列する。
【0013】また、三角形などの一片を根元に片持ち梁
状に切り起こした微細な突起であるウイングレット4
は、図4および図5の側面図に示すように、折り曲げル
ーバの平面部6cに対して傾斜角度α=20ないし50
度前後で上流側に傾けて取り付け、切り込み穴を介して
折り曲げルーバの腹側の空間6dに空気が流入,流出し
易いようにしている。なお、フィン中央部は、前述の実
施例と同様に、端面と平行に切り込み立ち上げた細片で
なる複数の平面ルーバ6aを配置している。
【0014】本発明の他の一実施例を、図6および図7
に示す。なお図6は、図1と同様な正面図である。また
図7は、図6のIV−IV矢方向から見た断面図である。こ
の実施例の特徴は、折り曲げルーバ6bの上流端に三角
形のウイングレット4を流れと直交する方向の複数の箇
所に取り付けていることである。具体的には、上流側に
位置する前置ルーバ6cと、折り曲げルーバ6bの間を
切断する際に、折り曲げルーバ側の複数の箇所に三角形
などの微細突起を形成できる一つ文字状の切り込みを入
れ切断後、折り曲げルーバ側の微細な突起をさらに折り
曲げウイングレット4を形成している。
【0015】なお、ウイングレット4の取り付け位置
は、図5の折り曲げルーバ6bのみではなく、フィン端
面と平行に切り込み立ち上げた微細なルーバ群6aの上
流側のルーバの流れと直交する方向の先端の複数の箇所
で片持ち梁状に折り曲げ、気流に迎え角度を有する微細
な突起部を設けてなるウイングレットを配置しても良
い。
【0016】次にヒートポンプ空調機用屋内熱交換器に
本発明を適用した場合を例に、作用を述べる。
【0017】微細化に伴うルーバの変形は、拡管作業時
にフィンに不均一な応力が生じるため起きると考えら
れ、主としてフィン側面から見たルーバ断面がフィンの
垂直方向にずれたり、本来流れに平行で迎え角度がない
ように設計されたものが、気流に対して迎え角度を持つ
ような形で現れる。その結果、ルーバの背面に死水域が
生じる、あるいは下流のルーバが同じ流線上に重なり、
伝熱性能が低下する。
【0018】図3のように変形が大きいフィン両端のル
ーバを山形にして剛性を得る対策は、従来から行われて
いる。しかし、折り曲げルーバ6bの腹側の空間6dお
よび背面6eの流れが淀み、死水域を形成する欠点が生
じる。これらの死水域を少なくするには、気流を乱すの
が一つの方法である。図1および図6の実施例では、ウ
イングレット4により生成した縦渦は、下流の平面ルー
バ6a付近の気流を乱すので、ルーバ背面の死水域が少
なくなる。また同時に、ルーバ間に形成される流線が時
間と共に変動するので、変形により見掛けの上で重なる
下流ルーバが、同じ流線上に重なるのを防止できる。
【0019】図3の実施例では、フィン上流端側の折り
曲げルーバ6bの前置ウイングレット4dの切り込み口
から折り曲げルーバ6bの腹側6dに流入した空気は、
後置ウイングレット4eに向かって流れ、切り込み口か
ら下流の平面ルーバ6aに向かう微弱な流れを形成す
る。この微弱な流れは、折り曲げルーバ6bの腹側の空
間の死水域を少なくすると同時に、変形で生じる下流の
ルーバ背面の死水域も少なくする。
【0020】
【発明の効果】従来のルーバを微細化する方法に加え、
上流側のルーバ面に、局所的に配置したウイングレット
で生じる縦渦により、ルーバおよび伝熱管の背面の気流
を乱すことで、ルーバ背面に死水域が生じる、ルーバが
重なるなど拡管時のフィンの変形による性能低下を防止
できるなどの効果があり、縦渦により気流を混合する伝
熱促進を局部的に併用することで、従来からの微細ルー
バによる境界層の更新原理を最大限に発揮して、高性能
な伝熱フィンを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例に係る伝熱フィンの形状を示
す正面図である。
【図2】図1のΙ−Ι矢印線の方向から見た断面図であ
る。
【図3】本発明の他の実施例に係る伝熱フィンの形状を
示す正面図である。
【図4】本発明の他の実施例を示す図3のII−II矢印線
の方向から見た断面図である。
【図5】本発明の他の実施例に係る伝熱フィンの形状を
示す図3のIII−III矢印線の方向から見た断面図であ
る。
【図6】本発明の他の実施例に係る伝熱フィンの形状を
示す正面図である。
【図7】本発明の他の実施例を示す図6のIV−IV矢印線
の方向から見た断面図である。
【図8】空調機用熱交換器に用いられるクロスフィン付
き熱交換器の斜視図である。
【符号の説明】
1…伝熱フィン、2…伝熱管、3…伝熱管挿入口、4…
ウイングレット、5…フィン母材、6…ルーバ、7…ク
ロスフィン付き熱交換器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】薄い平板状のフィンを平行に複数並べ積層
    したフィン間に流れる空気を冷却または加熱する伝熱フ
    ィンを有する熱交換器において、少なくとも空気が流入
    する上流の伝熱フィン面の頂部を上流側に傾斜させた片
    持ち梁状の突起からなるウイングレットを、フィン端面
    に平行な複数の箇所に取り付け、該ウイングレットの下
    流のフィン面の端面に平行な切り込みを入れ、両端支持
    状に立ち上げた複数のルーバを配置したことを特徴とす
    るウイングレット付き熱交換器。
JP27084097A 1997-10-03 1997-10-03 ウイングレット付き熱交換器 Pending JPH11108575A (ja)

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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100670717B1 (ko) * 2004-01-23 2007-01-19 후지 덴키 리테일 시스템즈 가부시키가이샤 열교환기
WO2007091561A1 (ja) * 2006-02-06 2007-08-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. フィンチューブ型熱交換器
CN102435085A (zh) * 2010-09-28 2012-05-02 日立空调·家用电器株式会社 翅管式换热器及设置了该翅管式换热器的空调机
CN103162563A (zh) * 2013-03-11 2013-06-19 海尔集团公司 换热器
JP2016031176A (ja) * 2014-07-28 2016-03-07 井上ヒーター株式会社 熱交換器用フィンおよびこれを備えた熱交換器
CN105485885A (zh) * 2010-09-28 2016-04-13 日立空调·家用电器株式会社 空调机
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
US20180100659A1 (en) * 2015-03-30 2018-04-12 Mitsubishi Electric Corporation Heat exchanger and air-conditioning apparatus
CN109906351A (zh) * 2016-11-14 2019-06-18 三菱电机株式会社 热交换器、热交换器的制造方法及翅片组装品
JP2020106267A (ja) * 2020-04-01 2020-07-09 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100670717B1 (ko) * 2004-01-23 2007-01-19 후지 덴키 리테일 시스템즈 가부시키가이샤 열교환기
WO2007091561A1 (ja) * 2006-02-06 2007-08-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. フィンチューブ型熱交換器
US9086243B2 (en) 2006-02-06 2015-07-21 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Fin-tube heat exchanger
CN102435085A (zh) * 2010-09-28 2012-05-02 日立空调·家用电器株式会社 翅管式换热器及设置了该翅管式换热器的空调机
CN105485885A (zh) * 2010-09-28 2016-04-13 日立空调·家用电器株式会社 空调机
CN105485885B (zh) * 2010-09-28 2019-08-02 日立江森自控空调有限公司 空调机
CN103162563A (zh) * 2013-03-11 2013-06-19 海尔集团公司 换热器
JP2016031176A (ja) * 2014-07-28 2016-03-07 井上ヒーター株式会社 熱交換器用フィンおよびこれを備えた熱交換器
US20180100659A1 (en) * 2015-03-30 2018-04-12 Mitsubishi Electric Corporation Heat exchanger and air-conditioning apparatus
CN109906351A (zh) * 2016-11-14 2019-06-18 三菱电机株式会社 热交换器、热交换器的制造方法及翅片组装品
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
JP2020106267A (ja) * 2020-04-01 2020-07-09 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置

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