JPS61110889A - フイン付熱交換器 - Google Patents
フイン付熱交換器Info
- Publication number
- JPS61110889A JPS61110889A JP23261784A JP23261784A JPS61110889A JP S61110889 A JPS61110889 A JP S61110889A JP 23261784 A JP23261784 A JP 23261784A JP 23261784 A JP23261784 A JP 23261784A JP S61110889 A JPS61110889 A JP S61110889A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air flow
- fins
- heat transfer
- respect
- upstream side
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- 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】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は空気を熱源とするヒートポンプ式空気調和機等
の室外熱交換器として利用されるフィン付熱交換器に関
するものである。
の室外熱交換器として利用されるフィン付熱交換器に関
するものである。
従来例の構成とその問題点
空気を熱源とするヒートポンプ式空気調和機等の暖房あ
るいは給湯運転において、室外熱交換器は蒸発器として
機能し、周囲空気温度が低下すると蒸発温度が０℃以下
になう、空気中の水蒸気が霜として付着し、霜層を形成
する。この場合、周囲空気と熱交換器伝熱面温度に相当
する飽和湿シ空気の絶対温度差が一番大きい気流上流側
端部に霜層が形成されやすい。そしてこの霜層による通
過風量の減少と断熱作用によシ熱交換量が著しく減少し
ていくために除霜が必要である。
るいは給湯運転において、室外熱交換器は蒸発器として
機能し、周囲空気温度が低下すると蒸発温度が０℃以下
になう、空気中の水蒸気が霜として付着し、霜層を形成
する。この場合、周囲空気と熱交換器伝熱面温度に相当
する飽和湿シ空気の絶対温度差が一番大きい気流上流側
端部に霜層が形成されやすい。そしてこの霜層による通
過風量の減少と断熱作用によシ熱交換量が著しく減少し
ていくために除霜が必要である。
第１図に従来の熱交換器のフィンの正面図を示す。この
第１図に示すように内部を気流と熱交換を行う流体が流
動する複数の伝熱管１に、フィン２．３が垂直に所定間
隔で交互に挿入されている。
第１図に示すように内部を気流と熱交換を行う流体が流
動する複数の伝熱管１に、フィン２．３が垂直に所定間
隔で交互に挿入されている。
その間を気流が矢印４方向に流動して熱交換を行う。フ
ィン２，３は気流上流側端部が気流に垂直な方向、すな
わち段方向に凹部５と凸部６を交互に有するように切シ
欠いている。このような構成の為に、第２図ａ、ｂに示
す伝熱管１のｎおよびｎ＋１段目の断面図で明らかなよ
うに、気流上流側端部では各段において長いフィンと短
いフィンが管軸方向に交互に並びフィンの上流側端部の
間隔が広くなるために、着霜時に霜層７でフィン間が閉
塞され除霜が必要になる迄の運転時間を長くできるもの
である０しかし、フィン２，３を切り欠くために伝熱面
積が減少して熱交換量が減少するという欠点を有してい
た０また熱交換量減少を防止するために、フィンにスリ
ット状切り起こしを設けて伝熱促進を行うことが考えら
れるが、スリット状切シ起こしによる伝熱促進は境界層
前縁効果によるものであるためスリット状切り起こしの
部分での物質伝達が促進され、霜層が形成されて伝熱促
進としての効果を果たさないばかりか、この部分が短時
間で閉塞し、通過風量が減少して熱交換量が短時間で著
しく低下するという欠点を有していた。
ィン２，３は気流上流側端部が気流に垂直な方向、すな
わち段方向に凹部５と凸部６を交互に有するように切シ
欠いている。このような構成の為に、第２図ａ、ｂに示
す伝熱管１のｎおよびｎ＋１段目の断面図で明らかなよ
うに、気流上流側端部では各段において長いフィンと短
いフィンが管軸方向に交互に並びフィンの上流側端部の
間隔が広くなるために、着霜時に霜層７でフィン間が閉
塞され除霜が必要になる迄の運転時間を長くできるもの
である０しかし、フィン２，３を切り欠くために伝熱面
積が減少して熱交換量が減少するという欠点を有してい
た０また熱交換量減少を防止するために、フィンにスリ
ット状切り起こしを設けて伝熱促進を行うことが考えら
れるが、スリット状切シ起こしによる伝熱促進は境界層
前縁効果によるものであるためスリット状切り起こしの
部分での物質伝達が促進され、霜層が形成されて伝熱促
進としての効果を果たさないばかりか、この部分が短時
間で閉塞し、通過風量が減少して熱交換量が短時間で著
しく低下するという欠点を有していた。
発明の目的
本発明は前記従来の欠点を除去し、伝熱性能の良いフィ
ン付熱交換器を提供することを目的とする。
ン付熱交換器を提供することを目的とする。
発明の構成
上記目的を達するため、本発明のフィン付熱交換器は、
フィンの気流上流側端部に凹部と凸部を交互に設け、さ
らに、フィンに気流流動方向に対して傾斜した複数の立
壁を設け、伝熱管の軸方向にフィンの上流側端部の凹部
と凸部が交互に位置するように複数のフィンを配列して
なるものである。
フィンの気流上流側端部に凹部と凸部を交互に設け、さ
らに、フィンに気流流動方向に対して傾斜した複数の立
壁を設け、伝熱管の軸方向にフィンの上流側端部の凹部
と凸部が交互に位置するように複数のフィンを配列して
なるものである。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例のフィン付熱交換器を図面とと
もに説明する。第３図ａ、ｂは本発明の一実施例のフィ
ン付熱交換器のフィンの正面図である。
もに説明する。第３図ａ、ｂは本発明の一実施例のフィ
ン付熱交換器のフィンの正面図である。
８は内部を気流と熱交換を行う流体が流動する複数の伝
熱管、９，１ｏは垂直に所定間隔交互に配置されたフィ
ンで、これらのフィン９，１０に設けられた孔１１に伝
熱管８が挿入されている０フィン９，１０間を送風機（
図示せず）により生じた気流が矢印１２方向に流動する
。フィン９，１゜は気流上流側端部が気流に垂直な方向
に凹部１３と凸部１４を交互に有するように切シ欠いて
いる。
熱管、９，１ｏは垂直に所定間隔交互に配置されたフィ
ンで、これらのフィン９，１０に設けられた孔１１に伝
熱管８が挿入されている０フィン９，１０間を送風機（
図示せず）により生じた気流が矢印１２方向に流動する
。フィン９，１゜は気流上流側端部が気流に垂直な方向
に凹部１３と凸部１４を交互に有するように切シ欠いて
いる。
また気流下流側端部は、気流上流側端部の凹部１３には
凸部１４が、凸部１４には凹部１３がそれぞれ対応する
ように切り欠いている。また気流流動方向に対して傾斜
させた複数の立壁１５ａ〜１５ｄをフィンを切り起こし
て設けている０ 第４図ａ、ｂはそれぞれ伝熱管８のｎおよび（ｎ＋１）
段目の断面を上から見た図であるが、フィン９，１ｏを
交互に配列されることにより、気流上流側端部は各段に
おいて長いフィンと短いフィンが管軸方向に交互に並ん
だ配置になる。複数の伝熱管８内を流動する流体は、複
数の伝熱管８とフィン９，１ｏを介して気流と熱交換を
行う。
凸部１４が、凸部１４には凹部１３がそれぞれ対応する
ように切り欠いている。また気流流動方向に対して傾斜
させた複数の立壁１５ａ〜１５ｄをフィンを切り起こし
て設けている０ 第４図ａ、ｂはそれぞれ伝熱管８のｎおよび（ｎ＋１）
段目の断面を上から見た図であるが、フィン９，１ｏを
交互に配列されることにより、気流上流側端部は各段に
おいて長いフィンと短いフィンが管軸方向に交互に並ん
だ配置になる。複数の伝熱管８内を流動する流体は、複
数の伝熱管８とフィン９，１ｏを介して気流と熱交換を
行う。
１６は霜層である０
このような構成であるために次のような作用、効果を有
する。
する。
本実施例のフィン付熱交換器が凝縮器として作用する場
合には、複数の立壁１５ａ〜１６ｄに衝突した気流は複
数の立壁１５ａ〜１５ｄの傾斜により伝熱管８方向へ偏
向する気流１７となる。従って気流１７により伝熱管８
の後流部に生ずる死水域は、従来フィンの死水域に比べ
て非常に減少する。そのために伝熱性能が向上する。次
にフィン９，１ｏでの気流状態を第５図に示す。立壁１
５ｂを乗シ超えた気流１８はフィン９，１０へ再び付着
する方向へ偏向し、気流１９と干渉することで旋回成分
をもった気流２ｏが発生する０さらに、立壁１５ａ〜１
５ｄ間を通過する気流２１と干渉することで強い旋回成
分をもった気流２２が発生する。このような旋回成分を
もった気流２２はフィン９，１０上の境界層に乱れを与
えて境界層厚さを減少させるので熱伝達率は著しく向上
する。
合には、複数の立壁１５ａ〜１６ｄに衝突した気流は複
数の立壁１５ａ〜１５ｄの傾斜により伝熱管８方向へ偏
向する気流１７となる。従って気流１７により伝熱管８
の後流部に生ずる死水域は、従来フィンの死水域に比べ
て非常に減少する。そのために伝熱性能が向上する。次
にフィン９，１ｏでの気流状態を第５図に示す。立壁１
５ｂを乗シ超えた気流１８はフィン９，１０へ再び付着
する方向へ偏向し、気流１９と干渉することで旋回成分
をもった気流２ｏが発生する０さらに、立壁１５ａ〜１
５ｄ間を通過する気流２１と干渉することで強い旋回成
分をもった気流２２が発生する。このような旋回成分を
もった気流２２はフィン９，１０上の境界層に乱れを与
えて境界層厚さを減少させるので熱伝達率は著しく向上
する。
本
次げ実施例のフィン付熱交換器が蒸発器として作用する
場合には、フィン付熱交換器の気流上流側端部は各段ご
とに管軸方向のフィン端部の間隔が広くなるために、着
霜時に霜層１６でフィン間が閉塞され除霜が必要になる
迄の運転時間を看しく長くできる。また複数の立壁１５
ａ〜１５ｄによる伝熱促進は、前述のように境界層前縁
効果によるものではなく、偏向気流による死水域の減少
および旋回成分をもった気流によるフィンの境界層厚さ
減少効果によるものであるため、立壁自体に霜層が形成
されて閉塞されることなく、伝熱促進としての効果が損
なわれずに伝熱性能は著しく向上する。また伝熱管８の
段数が奇数であれば本実施例のフィン１ｏはフィ／９を
上下逆にしたもので良いから、母材からフィン９，１０
を製作する場合、材料取シが効率よく行え、残材を非常
に少なくできる。また段数が複数の場合には、気流上流
側端部の凹部には凹部が、凸部には凸部がそれぞれ対応
するように切シ欠けば、同様の効果が得られる。
場合には、フィン付熱交換器の気流上流側端部は各段ご
とに管軸方向のフィン端部の間隔が広くなるために、着
霜時に霜層１６でフィン間が閉塞され除霜が必要になる
迄の運転時間を看しく長くできる。また複数の立壁１５
ａ〜１５ｄによる伝熱促進は、前述のように境界層前縁
効果によるものではなく、偏向気流による死水域の減少
および旋回成分をもった気流によるフィンの境界層厚さ
減少効果によるものであるため、立壁自体に霜層が形成
されて閉塞されることなく、伝熱促進としての効果が損
なわれずに伝熱性能は著しく向上する。また伝熱管８の
段数が奇数であれば本実施例のフィン１ｏはフィ／９を
上下逆にしたもので良いから、母材からフィン９，１０
を製作する場合、材料取シが効率よく行え、残材を非常
に少なくできる。また段数が複数の場合には、気流上流
側端部の凹部には凹部が、凸部には凸部がそれぞれ対応
するように切シ欠けば、同様の効果が得られる。
なお、本実施例においてはフィン９，１Ｑを切り起こし
て立壁１５ａ〜１５ｄを設けたが、他の加工法により立
壁を設けても同様の効果があることはいうまでもない。
て立壁１５ａ〜１５ｄを設けたが、他の加工法により立
壁を設けても同様の効果があることはいうまでもない。
発明の効果
以上のように本発明のフィン付熱交換器は、伝熱管後流
部の死水域を減少させ、さらにフィン上の境界層厚さを
減少させる効果が得られ伝熱性能は著しく向上し、気流
上流側端部は各段ごとに管軸方向のフィン間隔が広くな
るために、着霜時に霜層でフィン間が閉塞され除霜が必
要になる迄の運転時間を著しく長くできる。さらに立壁
による伝熱促進は、境界層前縁効果によるものでなく死
水域の減少および境界層厚さの減少効果によるものであ
るから、立壁自体に霜層が形成されて閉基されることな
く、伝熱促進としての効果が損なわれずに伝熱性能は著
しく向上する。
部の死水域を減少させ、さらにフィン上の境界層厚さを
減少させる効果が得られ伝熱性能は著しく向上し、気流
上流側端部は各段ごとに管軸方向のフィン間隔が広くな
るために、着霜時に霜層でフィン間が閉塞され除霜が必
要になる迄の運転時間を著しく長くできる。さらに立壁
による伝熱促進は、境界層前縁効果によるものでなく死
水域の減少および境界層厚さの減少効果によるものであ
るから、立壁自体に霜層が形成されて閉基されることな
く、伝熱促進としての効果が損なわれずに伝熱性能は著
しく向上する。
第１図ａおよびｂは従来のフィン付熱交換器のフィンの
平面図、第２図ａおよびｂは同フィン付熱交換器の水平
断面図、第３図ａおよびｂは本発明の一実施例における
フィン付熱交換器の平面図、第４図ａおよびｂは同フィ
ン付熱交換器の水平断面図、第５図は同フィン付熱交換
器のフィンの要部斜視図である。 ８・・・・・・伝熱管、９，１ｏ・・・・・・フィン、
１３・・・・・・凹部、１４・・・・・・凸部、１５ａ
、１５ｂ、１５ｃ。 １ｓｄ・・・・・・立壁。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１ 図 （動
（ｂ〕掌 ２ 図 （Ｃしリ （ｂ〕１
！３ 図
平面図、第２図ａおよびｂは同フィン付熱交換器の水平
断面図、第３図ａおよびｂは本発明の一実施例における
フィン付熱交換器の平面図、第４図ａおよびｂは同フィ
ン付熱交換器の水平断面図、第５図は同フィン付熱交換
器のフィンの要部斜視図である。 ８・・・・・・伝熱管、９，１ｏ・・・・・・フィン、
１３・・・・・・凹部、１４・・・・・・凸部、１５ａ
、１５ｂ、１５ｃ。 １ｓｄ・・・・・・立壁。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１ 図 （動
（ｂ〕掌 ２ 図 （Ｃしリ （ｂ〕１
！３ 図
Claims (1)
- 流動する気流中に置かれたフィンと、このフィンに挿入
され気流の垂直方向に配置された伝熱管とを備え、前記
フィンには気流上流側端部に凹部と凸部を交互に設け、
さらに気流流動方向に対して傾斜した複数の立壁を設け
、前記伝熱管の軸方向にフィンの気流上流側端部の凹部
と凸部が交互に位置するように複数のフィンを配列した
フィン付熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23261784A JPS61110889A (ja) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | フイン付熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23261784A JPS61110889A (ja) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | フイン付熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61110889A true JPS61110889A (ja) | 1986-05-29 |
Family
ID=16942133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23261784A Pending JPS61110889A (ja) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | フイン付熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61110889A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007004456A1 (ja) * | 2005-07-01 | 2007-01-11 | Daikin Industries, Ltd. | フィンチューブ型熱交換器 |
| WO2007077968A1 (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | National University Corporation Yokohama National University | 伝熱装置 |
| US7337831B2 (en) | 2001-08-10 | 2008-03-04 | Yokohama Tlo Company Ltd. | Heat transfer device |
| WO2008041635A1 (fr) | 2006-10-02 | 2008-04-10 | Daikin Industries, Ltd. | Échangeur de chaleur de type tube à ailettes |
| WO2008114775A1 (ja) | 2007-03-19 | 2008-09-25 | Daikin Industries, Ltd. | 熱交換器用フィン、並びにガイド及びその使用方法 |
| WO2009145115A1 (ja) * | 2008-05-27 | 2009-12-03 | ダイキン工業株式会社 | フィンチューブ型熱交換器 |
| US20170321969A1 (en) * | 2014-11-14 | 2017-11-09 | Stefani S.P.A. | Fin for a finned pack for heat exchangers, as well as heat exchanger |
| US11592238B2 (en) | 2017-11-23 | 2023-02-28 | Watergen Ltd. | Plate heat exchanger with overlapping fins and tubes heat exchanger |
-
1984
- 1984-11-05 JP JP23261784A patent/JPS61110889A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7337831B2 (en) | 2001-08-10 | 2008-03-04 | Yokohama Tlo Company Ltd. | Heat transfer device |
| JP4626422B2 (ja) * | 2005-07-01 | 2011-02-09 | ダイキン工業株式会社 | フィンチューブ型熱交換器 |
| JP2007010280A (ja) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | Daikin Ind Ltd | フィンチューブ型熱交換器 |
| WO2007004456A1 (ja) * | 2005-07-01 | 2007-01-11 | Daikin Industries, Ltd. | フィンチューブ型熱交換器 |
| JP4982870B2 (ja) * | 2005-12-28 | 2012-07-25 | 国立大学法人横浜国立大学 | 伝熱装置 |
| WO2007077968A1 (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | National University Corporation Yokohama National University | 伝熱装置 |
| US8381802B2 (en) | 2005-12-28 | 2013-02-26 | National University Corporation Yokohama National University | Heat transfer device |
| WO2008041635A1 (fr) | 2006-10-02 | 2008-04-10 | Daikin Industries, Ltd. | Échangeur de chaleur de type tube à ailettes |
| US8613307B2 (en) | 2006-10-02 | 2013-12-24 | Daikin Industries, Ltd. | Finned tube heat exchanger |
| WO2008114775A1 (ja) | 2007-03-19 | 2008-09-25 | Daikin Industries, Ltd. | 熱交換器用フィン、並びにガイド及びその使用方法 |
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| US10948244B2 (en) * | 2014-11-14 | 2021-03-16 | Stefani S.P.A. | Fin for a finned pack for heat exchangers, as well as heat exchanger |
| US11592238B2 (en) | 2017-11-23 | 2023-02-28 | Watergen Ltd. | Plate heat exchanger with overlapping fins and tubes heat exchanger |
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