JPS5916693Y2 - Heat exchanger - Google Patents

Heat exchanger

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JPS5916693Y2
JPS5916693Y2 JP18019979U JP18019979U JPS5916693Y2 JP S5916693 Y2 JPS5916693 Y2 JP S5916693Y2 JP 18019979 U JP18019979 U JP 18019979U JP 18019979 U JP18019979 U JP 18019979U JP S5916693 Y2 JPS5916693 Y2 JP S5916693Y2
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JP
Japan
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gas
cooled
heat
heat exchanger
pipes
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JP18019979U
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JPS5699280U (en
Inventor
「ゆう」宏 高田
Original Assignee
株式会社中村自工
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Publication date
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、空気で空気を冷却する場合や、空気で他のガ
ス体を冷却する熱交換器に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a heat exchanger in which air is used to cool air or other gaseous bodies are cooled with air.

従来、例えばエンジンの過給機から出た空気を冷却する
インタークーラーのような空気対空気熱交換器では、一
般にクロスフロー形の熱交換素子を用いている。
Conventionally, air-to-air heat exchangers, such as intercoolers that cool air discharged from an engine's supercharger, generally use cross-flow type heat exchange elements.

第1図は、このクロスフロー形の熱交換素子を示したも
ので、1,2はタンク、3は扁平パイプ、4はこの扁平
パイプ3に直角に設けられたフィンである。
FIG. 1 shows this cross-flow type heat exchange element, where 1 and 2 are tanks, 3 is a flat pipe, and 4 is a fin provided at right angles to the flat pipe 3.

この熱交換素子は一般に扁平パイプ3の中を冷却される
ガスが通り、この扁平パイプに直交してその外部を冷却
するガスが流れる。
In this heat exchange element, gas to be cooled generally passes through a flat pipe 3, and gas to cool the outside thereof flows perpendicularly to this flat pipe.

このように両方のガスが直角の方向に流れるために、第
2図に示したように、冷却されるガスの入口温度をT1
、出口温度をT2とすると、冷却するガスの出口温度T
2は冷却されるガスの出口温度T2より低くなければな
らず、冷却されるガスの出口温度T2が冷却するガスの
出口温度t2より低くなることもあり得す、この冷却さ
れるガスと冷却するガスの出口温度の差を少なくするた
めに、放熱面積を大きく取り、総括伝熱係数を大きく取
って、所定の熱交換を行なっている。
Since both gases flow in perpendicular directions, the inlet temperature of the gas to be cooled is set to T1, as shown in FIG.
, the outlet temperature is T2, the outlet temperature T of the gas to be cooled is
2 must be lower than the outlet temperature T2 of the gas to be cooled, and the outlet temperature T2 of the gas to be cooled may be lower than the outlet temperature t2 of the gas to be cooled. In order to reduce the difference in gas outlet temperature, a large heat radiation area and a large overall heat transfer coefficient are used to perform a predetermined heat exchange.

しかしながら、この放熱面積を大きく取るために、第1
図に示した熱交換素子のコアの厚みhを大きくとる(h
方向のパイプ数を増す)と、冷却するガスの抵抗がコア
の厚みの増加分だけ増加してしまい、流量が減少するが
、この流量の減少分を補なうようなファンを使用した場
合は、ファンの入力が増大し、省エネルギーに反するも
のとなる。
However, in order to increase this heat dissipation area, the first
The thickness h of the core of the heat exchange element shown in the figure is increased (h
(increasing the number of pipes in the direction), the resistance of the cooling gas increases by the increase in core thickness, and the flow rate decreases, but if a fan is used to compensate for this decrease in flow rate, , the fan input increases, which goes against energy conservation.

また熱交換素子において、コアの横幅(w:h、lとは
直角方向の幅)を大きくすると、冷却されるガスの広が
りが大きく、内部ガスの流速にムラができるばかりでな
く、冷却するガスの流速が低下し、熱伝達率の低下も合
わさり、熱交換素子を大きくしても、大きくした分だけ
の効果が上がらないという欠点があった。
In addition, in a heat exchange element, if the width of the core (w: h, l is the width in the perpendicular direction) is increased, the spread of the cooled gas becomes large, which not only causes unevenness in the flow rate of the internal gas, but also causes The flow velocity of the heat exchange element decreases, and the heat transfer coefficient also decreases, so even if the heat exchange element is made larger, the effect of the increase in size does not increase.

またコアの長さlを増加すると、内部を通過する冷却さ
れるガスの流通抵抗が増加し、冷却効率はコアの長さを
増加した程には増加しないという欠点があった。
Furthermore, when the length l of the core is increased, the flow resistance of the gas to be cooled passing through the inside increases, and there is a drawback that the cooling efficiency does not increase as much as the length of the core increases.

本考案は、上記従来例の欠点を解消するために、内部を
流れる流体と逆方向に外部流体を流して、小型でも熱交
換効率を増加させるようにした熱交換器を提供するもの
である。
The present invention provides a heat exchanger in which an external fluid flows in the opposite direction to the fluid flowing inside the heat exchanger, thereby increasing the heat exchange efficiency even though the heat exchanger is small in size, in order to eliminate the drawbacks of the conventional example.

以下、図面により実施例を詳細に説明する。Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

まず、本考案の実施例を説明する前に、原理を説明する
First, before explaining the embodiments of the present invention, the principle will be explained.

この逆交流の熱交換器の基礎理論は、昭和31年4月に
発行された日本機械学会編集の伝熱工学資料に記載され
ている。
The basic theory of this reverse AC heat exchanger is described in the heat transfer engineering materials edited by the Japan Society of Mechanical Engineers published in April 1955.

第3図に示したように、ユニット数NTUと温度効率φ
との関係は、内外流体の水当量比(各流体の重量流量と
比熱を掛けた値の比)が1の時、直交流の場合のφがN
TU=3で約0.61(但し水当量の大きい側が混合す
る条件において)程度であるのに対し、逆交流の場合の
それは約0.74であり、第4図に示したように、冷却
されるガスの出口温度T2を冷却するガスの出口温度t
2よりも低くすることが可能である。
As shown in Figure 3, the number of units NTU and temperature efficiency φ
The relationship between
When TU=3, it is about 0.61 (provided that the side with the larger water equivalent mixes), whereas in the case of reverse AC, it is about 0.74, and as shown in Figure 4, the cooling The exit temperature t of the gas that cools the exit temperature T2 of the gas
It is possible to make it lower than 2.

第5図は、逆交流の基本的なコアの部分(即ち熱交換を
行なう部分)を示したもので、前述の伝熱工学資料の中
にも、冷却される流体と冷却する流体が矢印A、Bで示
したように、互いに逆向きになる形で表現されており、
この伝熱工学資料から逆交流熱交換器は容易に考えられ
るが、気体対気体の場合には、内側気体(冷却される気
体)の通過抵抗による圧力低下分は350〜400 m
mAq程度になり、外部気体のそれはファンの持つ一般
的な性能から50〜80 mmAqの静圧程度が考えら
れるため、流れに沿った方向の長さで、その圧力低下分
以内に入るルーバーコルゲートフィン又はコルゲートフ
ィンを設ける必要がある。
Figure 5 shows the basic core part of reverse AC (that is, the part that performs heat exchange), and in the heat transfer engineering materials mentioned above, the fluid to be cooled and the fluid to be cooled are indicated by the arrows A. , as shown in B, are expressed in opposite directions,
Based on this heat transfer engineering material, a reverse AC heat exchanger can be easily considered, but in the case of gas-to-gas, the pressure drop due to the passage resistance of the inner gas (gas to be cooled) is 350 to 400 m
mAq, and the static pressure of the external gas is considered to be around 50 to 80 mmAq based on the general performance of the fan, so the louver corrugated fins whose length in the direction along the flow can be within that pressure drop. Or it is necessary to provide corrugated fins.

本考案は、上記の点を考慮して構成されたもので、流体
の流れ方向の距離を、内外流体の通過方向に対して垂直
な面の幅よりも短かくし、また内部流体のコアへの出入
ロバイブは、外部気体の流れにさかられない所(例えば
コアの側部またはコアより離した所)に設け、内部気体
側の導入通路と、熱交換器の壁とを同一部材で連結し、
内部通路を形成したものである。
The present invention was constructed taking the above points into consideration, and the distance in the fluid flow direction is made shorter than the width of the plane perpendicular to the direction of passage of the internal and external fluids, and the distance between the internal and external fluids is reduced to the core. The inlet/outlet lobe is provided in a place where it is not affected by the flow of external gas (for example, on the side of the core or in a place away from the core), and the introduction passage on the internal gas side and the wall of the heat exchanger are connected with the same member,
It has an internal passage.

第6図、第7図は、本考案の1実施例を示したもので、
5,6は平行に設けられた気体出入ロバイブ、7.8は
これらの出入ロバイブ5,6からそれぞれ直角方向に突
出し、一定間隔毎に並設された複数の流路部で、それぞ
れパイプ5,6と連通している。
Figures 6 and 7 show one embodiment of the present invention.
Reference numerals 5 and 6 denote gas inlet/outlet levers provided in parallel; numerals 7 and 8 denote a plurality of flow path portions protruding perpendicularly from the gas inlet/outlet levers 5 and 6 and arranged in parallel at regular intervals; It communicates with 6.

9は2つの流路部群の間で、互いに対向する流路部7.
8間をつなぎ、外部にそれぞれ放熱フィン10(ルーバ
ーコルゲートフィン)を設けた複数の放熱部であり、こ
の各放熱部9は2枚の薄板に凹み11を設けて接合され
たもので、この凹みで内部に多数の通路が形成される。
Reference numeral 9 denotes flow path portions 7.9 facing each other between the two flow path portion groups.
These are a plurality of heat dissipating parts each having a heat dissipating fin 10 (louver corrugated fin) on the outside connecting the two thin plates. A large number of passages are formed inside.

第8図は、本考案の他の実施例を示したもので、第6図
と同一符号のものは同一の部分を示しているが、この実
施例では、放熱部9に凹みを設ける代りに、内部にルー
バーフィン12を設けた点が異なっている。
FIG. 8 shows another embodiment of the present invention, in which the same reference numerals as in FIG. 6 indicate the same parts, but in this embodiment, instead of providing a recess in the heat radiation part 9 , is different in that a louver fin 12 is provided inside.

このように構成された本実施例において、一般に冷却さ
れる気体側のガスのもつ水当量が多いため、放熱部9の
内外に設けられたルーバーフィン10.12を(即ち、
具体的には各気体側の伝熱面積比)を、その水当量の比
にしておけば、圧力低下の傾向と一致し、熱交換器を性
能よく設計することができる。
In this embodiment configured in this way, since the gas to be cooled generally has a large amount of water, the louver fins 10 and 12 provided inside and outside of the heat dissipation section 9 are
Specifically, by setting the heat transfer area ratio of each gas side to the ratio of their water equivalents, the heat exchanger can be designed with good performance because it matches the tendency of pressure drop.

例えば、内側の静圧350〜400 mmAq :外側
の静圧=1:1/3(水当量)とすることができるとと
もに、内外気体の密度及び要求静圧により適宜補正する
ことができる。
For example, the static pressure inside can be set to 350 to 400 mmAq: the static pressure outside = 1:1/3 (water equivalent), and can be appropriately corrected depending on the density of the internal and external gases and the required static pressure.

以上説明したように、本考案によれば、逆交流方式を採
用することにより第4図の特性、即ち、冷却される気体
の出口温度を冷却する気体の出口温度よりも低くするこ
とが可能になるとともに、要求圧力低下に合わせて内外
気体の流路にフィンを設け、伝熱面積比を適当に設定す
ることにより、総括伝熱係数を増大することができ、従
って、放熱部が小さくなるばかりでなく、冷却される気
体の出入口温度差を高くとれるため、外側を流れる気体
の量を少なくすることができ、装置全体をコンパクトに
することができる。
As explained above, according to the present invention, by adopting the reverse AC system, it is possible to achieve the characteristics shown in Fig. 4, that is, to make the outlet temperature of the cooled gas lower than the outlet temperature of the cooled gas. At the same time, by providing fins in the internal and external gas flow paths in accordance with the required pressure drop and appropriately setting the heat transfer area ratio, the overall heat transfer coefficient can be increased, and the heat dissipation area will become smaller. In addition, since the temperature difference between the inlet and outlet of the gas to be cooled can be set high, the amount of gas flowing outside can be reduced, and the entire device can be made compact.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、従来の気体対気体の熱交換器の断面図、第2
図は、第1図の熱交換器の温度場を示した図、第3図は
、NTUとφとの関係を示した図、第4図は逆交流の温
度場を示した図、第5図は、逆交流の基本図、第6図、
第7図は、本考案の実施例の正面図及び側面図、第8図
は、本考案の他の実施例の一部断面斜視図である。 5.6・・・・・・出入ロバイブ、7,8・・・・・・
流路部、9・・・・・・放熱部、10・・・・・・放熱
フィン、11・・・・・・凹部、12・・・・・−ルー
バーコルゲートフィン。
Figure 1 is a cross-sectional view of a conventional gas-to-gas heat exchanger;
The figures show the temperature field of the heat exchanger in Fig. 1, Fig. 3 shows the relationship between NTU and φ, Fig. 4 shows the temperature field of reverse alternating current, and Fig. 5 shows the temperature field of the heat exchanger in Fig. 1. The figure is the basic diagram of reverse alternating current, Figure 6,
7 is a front view and a side view of an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a partially sectional perspective view of another embodiment of the present invention. 5.6... Input and exit lobby, 7,8...
Flow path section, 9... Heat dissipation section, 10... Heat dissipation fin, 11... Concave portion, 12... Louver corrugated fin.

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] (1)ある間隔をあけて平行に配設された第1及び第2
のパイプと、該第1及び第2のパイプからそれぞれの軸
方向に対して直角方向でかつ同一方向に突出するととも
に一定間隔毎に並設され、それぞれ前記第1及び第2の
パイプに連通ずる第1及び第2の流路部群と、該第1及
び第2の流路部群の間で互いに対向する流路部間をつな
ぎ、その外側にそれぞれ放熱フィンが設けられた放熱部
群とから構成され、前記第1及び第2のパイプのいずれ
か一方から被冷却気体を導入して他方から排出させ、そ
の被冷却気体が前記放熱部群を流れる方向とは逆方向に
、前記放熱部群の間隙部に冷却気体を流すことを特徴と
する熱交換器。
(1) A first and a second set arranged in parallel with a certain distance between them.
pipes projecting from the first and second pipes in the same direction and at right angles to their respective axial directions, and arranged in parallel at regular intervals, communicating with the first and second pipes, respectively. a first and second channel group; a heat radiating section group connecting the opposing channel sections between the first and second channel groups, and each having a heat radiating fin on the outside thereof; The gas to be cooled is introduced from either one of the first and second pipes and discharged from the other, and the gas to be cooled flows through the heat radiation part group in the opposite direction to the direction in which the gas to be cooled flows through the heat radiation part group. A heat exchanger characterized by flowing cooling gas into the gap between the groups.
(2)前記各放熱部は、被冷却体の流れ方向に沿った凹
部を複数有し、内部に複数の流路が形成されていること
を特徴とする実用新案登録請求の範囲第(1)項記載の
熱交換器。
(2) Each of the heat radiating parts has a plurality of recesses along the flow direction of the object to be cooled, and a plurality of flow paths are formed inside, Utility Model Registration Claim No. (1) Heat exchanger as described in section.
(3)前記各放熱部は、その内部にルーバーコルゲート
フィンが設けられていることを特徴とする実用新案登録
請求の範囲第(1)項記載の熱交換器。
(3) The heat exchanger according to claim (1), wherein each of the heat radiating parts is provided with a louvered corrugated fin therein.
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JPS5699280U JPS5699280U (en) 1981-08-05
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JP2531398B2 (en) * 1986-10-28 1996-09-04 石川島播磨重工業株式会社 Plate fin type heat exchanger and method for manufacturing the same

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