JPH11141904A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JPH11141904A
JPH11141904A JP10144820A JP14482098A JPH11141904A JP H11141904 A JPH11141904 A JP H11141904A JP 10144820 A JP10144820 A JP 10144820A JP 14482098 A JP14482098 A JP 14482098A JP H11141904 A JPH11141904 A JP H11141904A
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JP
Japan
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heat exchanger
refrigerant
fin
fins
air
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JP10144820A
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English (en)
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Keika Tei
圭夏 鄭
Seikan Tei
聖翰 鄭
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Samsung Electronics Co Ltd
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Samsung Electronics Co Ltd
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    • F28D2001/0253Particular components
    • F28D2001/026Cores
    • F28D2001/0266Particular core assemblies, e.g. having different orientations or having different geometric features

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱交換器に設けられた冷媒管の形状と設置状
態を改善して熱交換効率を向上させることができるよう
にした熱交換器を提供する。 【解決手段】 空気が通過するように一定間隔で平行に
並んで設けられた多数のフィン52と、少なくとも二つ
以上の列をなしながら前記各フィン52に直角に挿設さ
れ、その内部には作動流体が流れる冷媒管51a,51
bと、を具備する熱交換器において、前記冷媒管51
a,51bは中空の楕円状であって、前記楕円状の冷媒
管51a,51bは、前記冷媒管の長軸aと前記フィン
の空気流入側の先端部との間の角度θが鋭角をなすよう
に設けられることを特徴とする。望ましくは、前記冷媒
管51a,51bの長軸aと前記フィンの空気流入側の
先端部との間の角度θが略45゜〜85゜である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器に係り、
特に冷媒管の形状を変更して熱交換効率を向上させるこ
とができる熱交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】熱交換器は、空気調和機などに設置され
て、冷媒管とフィンの外部を通過する外部空気と、冷媒
管の内部を流れる作動流体との間に熱交換が行われるよ
うにする機能を果たす。
【0003】図1は、従来の熱交換器を示した斜視図で
あり、図2は、従来の熱交換器のフィンの平面図であ
る。これに示した通り、熱交換器10には、多数の薄板
状のフィン12が一定間隔で平行に並んで、フィン12
には、少なくとも二つ以上の列をなしながら一定間隔で
配列される中空の円筒状の冷媒管11a,11bがフィ
ン12に直角に挿設される。前記冷媒管11a,11b
には、冷媒などの作動流体が流れるが、このような作動
流体は、冷媒管11a,11b及びフィン12を媒体と
して、これらの外部を通過する空気と熱交換をするよう
になる。この際、冷媒管11a,11bの面に接するよ
うに設置された薄板状のフィン12は、伝熱面積を広め
て外部空気との熱交換量を増大させる役割をする。
【0004】また、熱交換器10の各フィン12には、
多数のスリット(図示せず)がフィン12の面から突設
されて、これらのスリットは熱交換器10の伝熱面積を
さらに広めると共に、多くの空気が冷媒管11a,11
b側と接触しながら通過できるように数多く形成されて
いる。
【0005】しかし、このような従来の熱交換器におい
て、冷媒管11a,11bはその断面が円形に形成され
て、空気流入側の冷媒管11aと空気流出側の冷媒管1
1bとが互いに食い違うように配列されているので、冷
媒管11a、11bとフィン12の外部を通過する外部
空気の流路が狭くなり、空気の圧力損失が大きく発生し
て熱交換効率が低下される問題点があった。
【0006】このような問題点を解決するための熱交換
器が、日本国特開昭61−268988号公報に開示さ
れているが、図3を参照してこれを説明する。これに示
した通り、冷媒管21a,21bは長軸xと短軸yから
成される中空の楕円状であって、前記長軸xが外部空気
の流れ方向と平行にフィン22に挿設される。このよう
に、冷媒管21a,21bを楕円状に形成させることに
よって、空気流入側の冷媒管21aと空気流出側の冷媒
管21bとの間の空気流路が拡大されて、空気の圧力損
失が減るようになる。
【0007】しかし、かかる熱交換器において、楕円状
の冷媒管を前記長軸が空気の流れ方向と平行に具備させ
れば、空気と冷媒管との間の接触面積が小さくなるよう
になって熱交換が十分に行わないだけでなく、曲率半径
が大きい冷媒管の上面に熱交換時発生する凝縮水が残存
して熱交換器の熱交換効率が低下される問題があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述した問
題点を解決するために案出されたもので、その目的は、
熱交換器に設けられた冷媒管の形状と設置状態を改善し
て熱交換効率を向上させることができるようにした熱交
換器を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】前述した本発明の目的を
達成するための本発明は、空気が通過するように一定間
隔で平行に並んで設けられた多数のフィンと、少なくと
も二つ以上の列をなしながら前記各フィンに直角に挿設
され、その内部には作動流体が流れる冷媒管を具備する
熱交換器において、前記冷媒管は中空の楕円状であっ
て、前記楕円状の冷媒管は、前記冷媒管の長軸と前記フ
ィンの空気流入側の先端部との間の角度が鋭角をなすよ
うに設けられることを特徴とする。
【0010】望ましくは、前記冷媒管の長軸と前記フィ
ンの空気流入側の先端部との間の角度が、略45゜〜8
5゜であることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明によるフィン形熱交換器の望ましい実施の形態を詳述
する。
【0012】図4は、本発明による熱交換器を示した斜
視図である。これに示した通り、熱交換器50には多数
の薄板状のフィン52が平行に備えられて、フィン52
には少なくとも二つ以上の列をなしながら一定間隔で配
列される冷媒管51a,51bがフィン52に直角に挿
設される。前記冷媒管51a,51bは中空の楕円状で
あって、その内部には冷媒などの作動流体が流れるが、
このような作動流体は冷媒管51a,51b及びフィン
52を媒体として、これらの外部を通過する空気と熱交
換をするようになる。この際、冷媒管51a,51bの
面に接するように設置された薄板状のフィン52は、伝
熱面積を広めて熱交換量を増大させる役割をする。
【0013】また、熱交換器50の各フィン52には、
多数のスリット(図示せず)がフィン52の面から突設
されて、これらのスリットは、熱交換器50の伝熱面積
をさらに広めると共に、多くの空気が冷媒管51a,5
1b側と接触しながら通過できるように数多く形成され
ている。
【0014】このような熱交換器50が備えられる空気
調和機では、一般に送風ファン(図示せず)により強制
的に空気が熱交換器50側に流入、流出されることによ
って熱交換が活発に行われる。
【0015】図5と図6は、本発明による熱交換器のフ
ィンを示した平面図である。これに示した通り、フィン
52には冷媒管51a,51bが少なくとも二つ以上の
列をなしながら一定間隔で配列されて、空気流入側の冷
媒管51aと空気流出側の冷媒管51bとは、熱交換効
率を考慮して互いに食い違うように備えられている。こ
の冷媒管51a,51bは、その断面が長軸aと短軸b
から成される楕円状に形成され、長軸aと短軸bとの長
さの比は、略1.1〜1.75であることが望ましい。
これは、長軸aが短軸bの長さに比べてあまりにも大き
ければ、冷媒管51a,51bがフィン52の外部に突
出される問題点が発生するためである。
【0016】また、前記楕円状の冷媒管51a,51b
は、冷媒管51a,51bの長軸aを延長した線c−c
とフィン52の空気流入側の先端部52aとの間の角度
θが鋭角をなすように形成されることが望ましい。これ
は、前記角度θが90゜になるように楕円状の冷媒管5
1a,51bを設置すれば、上述した通り、従来の円形
の冷媒管11a,11bを具備した熱交換器10(図1
参照)に比べて空気の圧力損失が低下されることはある
けれど、空気と冷媒管51a,51bとの間の熱交換が
十分に行われないだけでなく、曲率半径が大きい冷媒管
51a,51bの上面に凝縮水が残存して熱交換効率が
低下される問題が発生されるためである。さらに望まし
くは、前記冷媒管51a,51bの長軸aを延長した線
c−cとフィン52の空気流入側の先端部52aとの間
の角度θが略45゜〜85゜になるようにするが、これ
は後述する。このように、楕円状の冷媒管51a,51
bを傾斜するように設置すれば、熱交換時発生する凝縮
水は傾斜した冷媒管51a,51bとフィン52に沿っ
て下部に容易に流れることである。
【0017】図6は、従来の熱交換器と本発明による熱
交換器の熱伝逹係数を比較して表したグラフである。
【0018】これに示した通り、本発明による楕円状の
冷媒管51a,51bを熱交換器50に設置した場合
に、フィン52の空気流入側の先端部52aと冷媒管5
1a,51bの長軸aを延長した線c−cがなす角度θ
を変化させるによって熱交換器50の熱伝逹係数hの値
は変化する。
【0019】これを詳述すれば、前記角度θが90゜で
ある場合には、本発明による楕円状の冷媒管51a,5
1bが備えられた熱交換器50の熱伝逹係数h2と、従
来の円形の冷媒管11a,11bが備えられた熱交換器
10の熱伝逹係数h1とはほとんど同じであるが、角度
θがだんだん小さくなるほど外部空気と冷媒管51a,
51bが接触する部分が増加することによって熱交換器
50の熱伝逹係数h2は上昇するようになる。例をあげ
れば、角度θが50゜である場合の熱伝逹係数h2は、
角度θが90゜である場合より略18%程上昇する。
【0020】しかし、前記角度θが小さくなるほど熱交
換器50の熱伝逹係数h2は上昇するけれど、相対的に
冷媒管51a,51bとフィン52の外部を通過する空
気の圧力損失も上昇するために、前記熱伝逹係数h2と
空気の圧力損失を考慮して、フィン52の空気流入側の
先端部52aと冷媒管51a,51bの長軸aを延長し
た線c−cがなす角度θを略45゜〜85゜とすること
が望ましい。
【0021】このように構成された本発明による熱交換
器の作動を説明すれば次の通りである。
【0022】熱交換器50の冷媒管51a,51bの内
部に冷媒などの作動流体が流れ、空気調和機の内部に備
えられる送風ファン(図示せず)により強制的に流入さ
れた空気が各フィン52の間を通過することによって、
冷媒管51a,51b及びフィン52を媒体として熱交
換をするようになる。そして、冷媒管51a,51bと
フィン52の外部を通過する空気は、フィン52に形成
されたスリット(図示せず)にぶつけられ、このような
スリットの抵抗により空気がフィン52の面とさらに接
触することによって熱交換が活発に行われる。また、冷
媒管51a,51bが楕円状で形成され、フィン52の
空気流入側の先端部52aを基準として傾斜しているの
で、空気の圧力損失が減少されると同時に熱伝逹係数が
増加することによって熱交換効率が向上される。
【0023】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による熱交換
器において、冷媒管を楕円状に形成することによって冷
媒管とフィンの外部を通過する空気の圧力損失が減少
し、また、前記楕円状の冷媒管をフィンの空気流入側の
先端部を基準として所定の角度傾くように設置すること
によって、熱交換器と外部空気との熱伝逹効率が向上さ
れるだけでなく、冷媒管及びフィンの面に生成される凝
縮水が円滑に排出されて、熱交換器の性能が向上される
利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の熱交換器を示した斜視図である。
【図2】 従来の熱交換器のフィンの第1実施形態を示
した平面図である。
【図3】 従来の熱交換器のフィンの第2実施形態を示
した平面図である。
【図4】 本発明による熱交換器を示した斜視図であ
る。
【図5】 本発明による熱交換器のフィンを示した平面
図である。
【図6】 本発明による熱交換器のフィンを示した平面
図である。
【図7】 従来の熱交換器と本発明による熱交換器の熱
伝逹係数を比較して表したグラフである。
【符号の説明】
50 熱交換器 51a 冷媒管 51b 冷媒管 52 フィン a 長軸 b 短軸 θ 角度

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空気が通過するように一定間隔で平行に
    並んで設けられた多数のフィンと、少なくとも二つ以上
    の列をなしながら前記各フィンに直角に挿設され、その
    内部には作動流体が流れる冷媒管と、を具備する熱交換
    器において、前記冷媒管は中空の楕円状であって、前記
    楕円状の冷媒管は、前記冷媒管の長軸と前記フィンの空
    気流入側の先端部との間の角度が鋭角をなすように設け
    られることを特徴とする熱交換器。
  2. 【請求項2】 前記冷媒管の長軸と前記フィンの空気流
    入側の先端部との間の角度が、略45゜〜85゜である
    ことを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
  3. 【請求項3】 前記冷媒管の長軸と短軸の長さの比が、
    略1.1〜1.75であることを特徴とする請求項1に
    記載の熱交換器。
JP10144820A 1997-11-03 1998-05-26 熱交換器 Pending JPH11141904A (ja)

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