JPS61153392A - フイン付熱交換器 - Google Patents
フイン付熱交換器Info
- Publication number
- JPS61153392A JPS61153392A JP27795684A JP27795684A JPS61153392A JP S61153392 A JPS61153392 A JP S61153392A JP 27795684 A JP27795684 A JP 27795684A JP 27795684 A JP27795684 A JP 27795684A JP S61153392 A JPS61153392 A JP S61153392A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- tube
- flat plate
- tubes
- fins
- 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
本発明は空調機器分野、特に一台で蒸発器と凝縮器の機
能をはださなければならないヒートポンプ機器用のフィ
ン付熱交換器に関するものである。
能をはださなければならないヒートポンプ機器用のフィ
ン付熱交換器に関するものである。
従来の技術
従来この種の熱交換器は空気側伝熱面積の増大をはかる
ために第４図のような構成になっていた。
ために第４図のような構成になっていた。
すなわち、内部を冷媒が流動する偏平管１を蛇行状に曲
折させ直管部は一定間隔を有して平行に並毀てれ、この
平行偏平管１相互間に一定間隔の蛇行状に曲折されたコ
ルゲイトフィン２を水平方向に平行に介在させている。
折させ直管部は一定間隔を有して平行に並毀てれ、この
平行偏平管１相互間に一定間隔の蛇行状に曲折されたコ
ルゲイトフィン２を水平方向に平行に介在させている。
そして、コルゲイトフィン群２の間を気流が矢印３方向
に流動し冷媒と熱交換を行う 発明が解決しようとする問題点 このような構成のものは凝縮器として機能する場合は伝
熱性能がかなり良い。しかし、蒸発器として機能する場
合は水平方向に平行なコルゲイトフィン群２の間に凝縮
水６が滞留し、スムーズに流下しない。したがって、コ
ルゲイトフィン群２は厚い水膜に覆われて熱抵抗が増大
し、加えて気流の流動抵抗が増大して通過風量も減少す
るために熱交換量が著しく減少する。つまり、従来の構
成では凝縮器および蒸発器として機能する場合のそれぞ
れの伝熱性能の差が極端に大きいためにヒ−トポンプ機
器としては不向きであった。
に流動し冷媒と熱交換を行う 発明が解決しようとする問題点 このような構成のものは凝縮器として機能する場合は伝
熱性能がかなり良い。しかし、蒸発器として機能する場
合は水平方向に平行なコルゲイトフィン群２の間に凝縮
水６が滞留し、スムーズに流下しない。したがって、コ
ルゲイトフィン群２は厚い水膜に覆われて熱抵抗が増大
し、加えて気流の流動抵抗が増大して通過風量も減少す
るために熱交換量が著しく減少する。つまり、従来の構
成では凝縮器および蒸発器として機能する場合のそれぞ
れの伝熱性能の差が極端に大きいためにヒ−トポンプ機
器としては不向きであった。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決する本発明の技術的手段は、重力方向
に平行に並べられた平板フィン群に外径りの管群を気流
方向に平行に配列して直角に挿入し、気流方向管ピッチ
Ｌを１，２Ｄ’４Ｌ≦１．４Ｄとし、更に管群の段方向
管外径幅間隙部の平板フィン群に切り起し部を設けるも
のである。
に平行に並べられた平板フィン群に外径りの管群を気流
方向に平行に配列して直角に挿入し、気流方向管ピッチ
Ｌを１，２Ｄ’４Ｌ≦１．４Ｄとし、更に管群の段方向
管外径幅間隙部の平板フィン群に切り起し部を設けるも
のである。
作用
この技術的手段による作用を第３図により説明する。
第３図は重力方向に平行に所定間隔Ｓで並べられた平板
フィン群６に外径りの円管群７を気流８方向に平行に管
ピッチＬの間隔で配列したフィン付熱交喚器において、
Ｓ、Ｄ、Ｌおよび気流速度ＵＦをパラメータとして冷却
実験および解析を行い、同一フィン動力ΔＰＵＦ（ΔＰ
は熱交換器を通過する気流の流動抵抗）基準の熱伝達率
αで伝熱性能を評価したものである。
フィン群６に外径りの円管群７を気流８方向に平行に管
ピッチＬの間隔で配列したフィン付熱交喚器において、
Ｓ、Ｄ、Ｌおよび気流速度ＵＦをパラメータとして冷却
実験および解析を行い、同一フィン動力ΔＰＵＦ（ΔＰ
は熱交換器を通過する気流の流動抵抗）基準の熱伝達率
αで伝熱性能を評価したものである。
なお、平板フィン群６には円管群７を貫通させるフィン
カラが設けてあり、円管群了は平板フィン群６に挿入し
た後、ロウ付加工によりフィンカラ部で固定されたもの
である。
カラが設けてあり、円管群了は平板フィン群６に挿入し
た後、ロウ付加工によりフィンカラ部で固定されたもの
である。
Ｌ≦１．４Ｄの範囲では気流の下流側の管が上流側の管
の死水域９にほぼ埋没することが気流の可視化実＠によ
り観察されるので、気流ｓＶｃ平行に配列した円管群７
は一つの偏平管として機能すると考えられる。
の死水域９にほぼ埋没することが気流の可視化実＠によ
り観察されるので、気流ｓＶｃ平行に配列した円管群７
は一つの偏平管として機能すると考えられる。
すなわち、気流方向管ピッチＬが小１くなると気流側で
は管群の熱伝達率は小さくなるが、フィン効率が良くな
り、フィンから管への熱流も気流方向とほぼ直角に最短
距離を移動するので熱交換器全体として熱伝達率は低下
しない。一方、気流方向管ピッチＬが小さくなると、気
流の流動抵抗は形状抵抗が減るので低下する。したがつ
τ伝熱性能が向上する。
は管群の熱伝達率は小さくなるが、フィン効率が良くな
り、フィンから管への熱流も気流方向とほぼ直角に最短
距離を移動するので熱交換器全体として熱伝達率は低下
しない。一方、気流方向管ピッチＬが小さくなると、気
流の流動抵抗は形状抵抗が減るので低下する。したがつ
τ伝熱性能が向上する。
ところが気流方向管ピッチＬをさらに小さくすると、凝
縮水が管群間で滞留し、フィン面上をスムーズに流下し
にりくすり、フィン面が厚い水膜で覆われて熱伝達率が
低下し、気流の流動抵抗が増大するので、伝熱性能が急
激に低下する。
縮水が管群間で滞留し、フィン面上をスムーズに流下し
にりくすり、フィン面が厚い水膜で覆われて熱伝達率が
低下し、気流の流動抵抗が増大するので、伝熱性能が急
激に低下する。
以上のことがらＬ−１，３Ｄで伝熱性能が最高になるが
、１．２ＤＳＬ≦１．４Ｄであれば実用上十分伝熱性能
が優れていることがわかる。
、１．２ＤＳＬ≦１．４Ｄであれば実用上十分伝熱性能
が優れていることがわかる。
実施例
以下、本発明の一実施例を第１，２図に基づいて説明す
る。
る。
１ｏは重力方向に平行に所定間隔で並べられた平板フィ
ン群である。１１は外径りの円管群でめり気流方向１２
に平行に配列し、その管ピッチＬを１．２Ｄ谷、Ｌ’；
１．４Ｄとしている。まに管群１１は気流方向１２に垂
直な方向、すなわち段方向に複数配列し、その管ピッチ
ＴＦｉＬより長くし、管群全体としては碁盤目形配列を
している。
ン群である。１１は外径りの円管群でめり気流方向１２
に平行に配列し、その管ピッチＬを１．２Ｄ谷、Ｌ’；
１．４Ｄとしている。まに管群１１は気流方向１２に垂
直な方向、すなわち段方向に複数配列し、その管ピッチ
ＴＦｉＬより長くし、管群全体としては碁盤目形配列を
している。
そして、円管群１１は平板フィン群１ｏにバーリング加
工等で設けたフィンカラ１３に直角に挿入され、拡管加
工もしくはロウ付加工により固定している。
工等で設けたフィンカラ１３に直角に挿入され、拡管加
工もしくはロウ付加工により固定している。
また、平板フィン群１ｏには円管群１１０段方向外径幅
間隙部１４、すなわち概略ＤＸ（Ｔ−Ｄ）の長方形部に
気流方向１２に開口部を有する切り起し部１６を設けて
いる。
間隙部１４、すなわち概略ＤＸ（Ｔ−Ｄ）の長方形部に
気流方向１２に開口部を有する切り起し部１６を設けて
いる。
なお、平板フィン群１０の気流方向両端と円管群１１の
距離Ｂは管間間隙距離（＝、 Ｌ −Ｄ ）より丑＜シ
ているー。１６は側板である。
距離Ｂは管間間隙距離（＝、 Ｌ −Ｄ ）より丑＜シ
ているー。１６は側板である。
このような構成により、円管群１１内を矢印１７方向に
流動する冷媒と平板フィン群１０間を矢印１２方向に流
動する空気が熱交換を行う。
流動する冷媒と平板フィン群１０間を矢印１２方向に流
動する空気が熱交換を行う。
次に、この一実施例の構成における作用を説明する。
先ず、気流方向管ピッチＬが１．２Ｄ≦Ｌ＜、１．ａＤ
であるから、前述のように凝縮水は円管群１１間に滞留
せず、フィン群１０面をスムーズに流下し、気流１２に
平行に配置した管群１１は一つの偏平管として機能し、
段方向管ピッチＴを長くして、はぼ平行平板流れが実現
できるために蒸発器としての伝熱性能が向上する。
であるから、前述のように凝縮水は円管群１１間に滞留
せず、フィン群１０面をスムーズに流下し、気流１２に
平行に配置した管群１１は一つの偏平管として機能し、
段方向管ピッチＴを長くして、はぼ平行平板流れが実現
できるために蒸発器としての伝熱性能が向上する。
また、蒸発温度がＯ’Ｃ以下の場合空気中の水蒸気がフ
ィン面で凝縮し霜層を形成するため除昂が必要とでる。
ィン面で凝縮し霜層を形成するため除昂が必要とでる。
この場合円管群１１内を高温冷媒を流動させると管ピッ
チＬが小さいために先ず気流方向Ｖこ平行な管間のフィ
ン群１ｏｖＣ例着した霜層が融解され融解水が流下する
通路が確保できるので除霜時間を短縮できる。
チＬが小さいために先ず気流方向Ｖこ平行な管間のフィ
ン群１ｏｖＣ例着した霜層が融解され融解水が流下する
通路が確保できるので除霜時間を短縮できる。
づらに、平板フィン群１ｏには円管群１１の段方向外径
幅間隙部１４に切り起し部１６を設けているので、境界
層前縁効果と流れの混合効果により凝縮器および蒸発器
としての伝熱性能が向上すると共に、円管群１１の段方
向管間幅間隙部はフラットであるから凝縮水がスムーズ
に流下できる通路が確保できる。
幅間隙部１４に切り起し部１６を設けているので、境界
層前縁効果と流れの混合効果により凝縮器および蒸発器
としての伝熱性能が向上すると共に、円管群１１の段方
向管間幅間隙部はフラットであるから凝縮水がスムーズ
に流下できる通路が確保できる。
なお、本実施例ではフィンカラ１３を設けているが、フ
ィンカラを設けずに平板フィン群１ｏと管群をロウ付は
加工で固定した場合も、フィン板厚は管径りに比べて十
分小さいから、１゜２Ｄ≦Ｌ４１．４Ｄの範囲で同様に
伝熱性能を高くできる。
ィンカラを設けずに平板フィン群１ｏと管群をロウ付は
加工で固定した場合も、フィン板厚は管径りに比べて十
分小さいから、１゜２Ｄ≦Ｌ４１．４Ｄの範囲で同様に
伝熱性能を高くできる。
発明の効果
以上のように本発明は、重力方向に平行に所定間隔で並
べられその間を気体が流動する平板フィン群と、この平
板フィン群に直角に挿入され内部分流体が流動する外径
りの管群から構成し、前記管群を気流方向ｖｃ ｑ−行
に碁盤目形配列し、気流方向管ピッチＬを１．２Ｄ≦Ｌ
Ｓ１．４Ｄとし、さらに前記管群の段方向管外径幅間隙
部の前記平板フィン群に切り起し部を設けたフィン付熱
交換器であるから、次のような効果を有する。
べられその間を気体が流動する平板フィン群と、この平
板フィン群に直角に挿入され内部分流体が流動する外径
りの管群から構成し、前記管群を気流方向ｖｃ ｑ−行
に碁盤目形配列し、気流方向管ピッチＬを１．２Ｄ≦Ｌ
Ｓ１．４Ｄとし、さらに前記管群の段方向管外径幅間隙
部の前記平板フィン群に切り起し部を設けたフィン付熱
交換器であるから、次のような効果を有する。
（１） 蒸発器として機能する場合、凝縮水は気流方
向管群間に滞留せず、平板フィン群間をスムーズに流下
するために伝熱性能が著しく向上する。
向管群間に滞留せず、平板フィン群間をスムーズに流下
するために伝熱性能が著しく向上する。
（２）気流方向に配列した管群が一つの偏平管として機
能して流動抵抗が減少し平行平板流れが実現できるため
に伝熱性能が向上し、切り起し部を設けることによりさ
らに向上する。
能して流動抵抗が減少し平行平板流れが実現できるため
に伝熱性能が向上し、切り起し部を設けることによりさ
らに向上する。
は本発明の作用説明図、第４図は従来例を示す斜視図で
ある。 １０・・・・・平板フィン群、１１・・・・・・管群、
１４・・・・・・段方向管外径幅間隙部、１６・・・・
・・切り起し部。 ｌＯ・・・ｇｆネ及々ン群 ／１．−１菅 群 ／に・・・僧１ 級 第１図 １５・・・切り赳し告ｐ ｔ・・・気′Ａ、方向管 ／Ｊ 手４多フイ）詳 フ 看 ４ψ ａＴシ２ルビ（オｌ／Ｉ ′Ａ 第４図
ある。 １０・・・・・平板フィン群、１１・・・・・・管群、
１４・・・・・・段方向管外径幅間隙部、１６・・・・
・・切り起し部。 ｌＯ・・・ｇｆネ及々ン群 ／１．−１菅 群 ／に・・・僧１ 級 第１図 １５・・・切り赳し告ｐ ｔ・・・気′Ａ、方向管 ／Ｊ 手４多フイ）詳 フ 看 ４ψ ａＴシ２ルビ（オｌ／Ｉ ′Ａ 第４図
Claims (2)
- （１）重力方向に平行に所定間隔で並べられその間を気
体が流動する平板フィン群と、この平板フィン群に直角
に挿入され内部を流体が流動する外径Ｄの管群から構成
され、前記管群を気流方向に平行に碁盤目形配列し、気
流方向管ピッチＬを１．２Ｄ≦Ｌ≦１．４Ｄとするフィ
ン付熱交換器。 - （２）管群の段方向管外径幅間隙部の前記平板フィン群
に切り起し部を設けた特許請求の範囲第１項記載のフィ
ン付熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27795684A JPS61153392A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | フイン付熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27795684A JPS61153392A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | フイン付熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61153392A true JPS61153392A (ja) | 1986-07-12 |
Family
ID=17590614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27795684A Pending JPS61153392A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | フイン付熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61153392A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5738168A (en) * | 1995-12-08 | 1998-04-14 | Ford Motor Company | Fin tube heat exchanger |
-
1984
- 1984-12-26 JP JP27795684A patent/JPS61153392A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5738168A (en) * | 1995-12-08 | 1998-04-14 | Ford Motor Company | Fin tube heat exchanger |
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