JPS6122757B2 - - Google Patents
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- JPS6122757B2 JPS6122757B2 JP9726779A JP9726779A JPS6122757B2 JP S6122757 B2 JPS6122757 B2 JP S6122757B2 JP 9726779 A JP9726779 A JP 9726779A JP 9726779 A JP9726779 A JP 9726779A JP S6122757 B2 JPS6122757 B2 JP S6122757B2
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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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はルームエアコンなどに使用されるクロ
スフインチユーブ式熱交換器に関するものであ
る。
スフインチユーブ式熱交換器に関するものであ
る。
従来のこの種熱交換器は第１図に示すようにア
ルミ板などで形成され、かつ管挿入孔（図示せ
ず）を任意数設けた適宜面積を有するフイン１を
数mmピツチで任意数並設し、前記管挿入孔に伝熱
管（図示せず）を貫通すると共に、拡管などの手
段などにより伝熱管とフイン１を密着して一体に
結合し、伝熱管端部をＵ字形のベンド管２を介し
て接続することにより、蛇行状の伝熱管通路を任
意数形成した構造からなる。
ルミ板などで形成され、かつ管挿入孔（図示せ
ず）を任意数設けた適宜面積を有するフイン１を
数mmピツチで任意数並設し、前記管挿入孔に伝熱
管（図示せず）を貫通すると共に、拡管などの手
段などにより伝熱管とフイン１を密着して一体に
結合し、伝熱管端部をＵ字形のベンド管２を介し
て接続することにより、蛇行状の伝熱管通路を任
意数形成した構造からなる。
上記伝熱管内には冷水、温水あるいは冷媒など
の熱交換流体が流通されると共に、伝熱管外のフ
イン間には他の熱交換流体（例えば空気）が適宜
流速で流通され、前記両流体が伝熱管壁およびフ
インを介して互に熱交換を行う。
の熱交換流体が流通されると共に、伝熱管外のフ
イン間には他の熱交換流体（例えば空気）が適宜
流速で流通され、前記両流体が伝熱管壁およびフ
インを介して互に熱交換を行う。
この場合、フイン１間を流通する空気流には流
れの境界層ができるから、境界層内の熱伝導は著
しく低下する。この温度境界層はフイン先端部よ
り下流に至るにしたがつて厚くなり、対向するフ
イン面上に形成される温度境界層はフイン先端か
らやや下流位置で合致し、同位置より下流部分で
は熱伝達が低下する。
れの境界層ができるから、境界層内の熱伝導は著
しく低下する。この温度境界層はフイン先端部よ
り下流に至るにしたがつて厚くなり、対向するフ
イン面上に形成される温度境界層はフイン先端か
らやや下流位置で合致し、同位置より下流部分で
は熱伝達が低下する。
上記のようなフラツトのフインを用いたクロス
フインチユーブ式熱交換器では、フイン表面に生
ずる空気流れの層流温度境界層のために熱伝達率
が低い。この空気側熱伝達率を向上させるには、
温度境界層の形式を妨げることが有効である。
フインチユーブ式熱交換器では、フイン表面に生
ずる空気流れの層流温度境界層のために熱伝達率
が低い。この空気側熱伝達率を向上させるには、
温度境界層の形式を妨げることが有効である。
このような見地からフイン面の形状を改良する
ことにより、温度境界層の形成を妨げる種々の提
案がなされている。例えば第２図および第３図に
示すものはフイン３面を波状に加工し、伝熱性能
の向上とフイン強度の増大をはかつたのである。
このフイン３間に流入する空気はフイン３間をや
や蛇行して流れるため、凸部では温度境界層は薄
くなつて熱伝達率は向上する。逆に凹部では滴渦
発生するため、温度境界層が厚くなつて熱伝達率
は低下するので、フイン全体として熱伝達率の上
昇は小さくなり、性能を大幅に向上させることは
困難である。
ことにより、温度境界層の形成を妨げる種々の提
案がなされている。例えば第２図および第３図に
示すものはフイン３面を波状に加工し、伝熱性能
の向上とフイン強度の増大をはかつたのである。
このフイン３間に流入する空気はフイン３間をや
や蛇行して流れるため、凸部では温度境界層は薄
くなつて熱伝達率は向上する。逆に凹部では滴渦
発生するため、温度境界層が厚くなつて熱伝達率
は低下するので、フイン全体として熱伝達率の上
昇は小さくなり、性能を大幅に向上させることは
困難である。
また第４図および第５図に示す従来のフイン５
は管挿入孔４を有する平板状のフイン基板５′に
管挿入孔４の管列方向と平行に多数の切込みを入
れ、この切込み細片を押し上げて多数の切起し片
６を形成すると共に、その切起しによりフイン基
板５′にスリツト７を開口させたものである。
は管挿入孔４を有する平板状のフイン基板５′に
管挿入孔４の管列方向と平行に多数の切込みを入
れ、この切込み細片を押し上げて多数の切起し片
６を形成すると共に、その切起しによりフイン基
板５′にスリツト７を開口させたものである。
上記フイン５を用いた熱交換器では、切起し片
６およびスリツト７により空気流れの温度境界層
を切断し、その形成および発達を妨げることによ
り伝熱性能の向上をはかつている。ところが上記
フイン５は波形フインに比べると、その性能はか
なり改善されているが、同一平面上の切起し片６
は互に近接して設けられているため、前置の切起
し片で発生した境界層は後置の切起し片の先端に
達するまでに完全に消減しないので、個々の切起
し片が十分な効果を発揮していない。また切起し
片６の存在によりフイン５の強度が低下するた
め、生産性に問題があるばかりでなく、フイン５
の板厚を薄くすることができない。
６およびスリツト７により空気流れの温度境界層
を切断し、その形成および発達を妨げることによ
り伝熱性能の向上をはかつている。ところが上記
フイン５は波形フインに比べると、その性能はか
なり改善されているが、同一平面上の切起し片６
は互に近接して設けられているため、前置の切起
し片で発生した境界層は後置の切起し片の先端に
達するまでに完全に消減しないので、個々の切起
し片が十分な効果を発揮していない。また切起し
片６の存在によりフイン５の強度が低下するた
め、生産性に問題があるばかりでなく、フイン５
の板厚を薄くすることができない。
さらに第６図および第７図に示す従来のフイン
９は管列方向と平行に山谷の稜線８を形成した波
形フイン基板９′に、第４図に示すフイン５を同
様に切起し片６′およびスリツト７′を形成して境
界層を薄くするようにしたものである。このフイ
ン９の性能は波形々状と切起し片の効果により向
上するが、フイン全体の波形々状が大きいため、
波形フインの場合と同様にフイン凹部の境界層が
厚いから熱伝達率を十分に向上させることが困難
である。
９は管列方向と平行に山谷の稜線８を形成した波
形フイン基板９′に、第４図に示すフイン５を同
様に切起し片６′およびスリツト７′を形成して境
界層を薄くするようにしたものである。このフイ
ン９の性能は波形々状と切起し片の効果により向
上するが、フイン全体の波形々状が大きいため、
波形フインの場合と同様にフイン凹部の境界層が
厚いから熱伝達率を十分に向上させることが困難
である。
上記フイン９を用いた熱交換器は、その伝熱性
能が波形基板の乱流促進作用で第２図のフイン３
より優れている。しかし切起し片６′自身は平板
状であるため、板厚を薄くすると外部よりの圧力
に屈しやすいから生産性に欠けるばかりでなく、
フインの板厚を大幅に薄くすることができない。
またフイン基板は波形であるため、製作工数が増
加してコスト高となる。
能が波形基板の乱流促進作用で第２図のフイン３
より優れている。しかし切起し片６′自身は平板
状であるため、板厚を薄くすると外部よりの圧力
に屈しやすいから生産性に欠けるばかりでなく、
フインの板厚を大幅に薄くすることができない。
またフイン基板は波形であるため、製作工数が増
加してコスト高となる。
本発明は上記欠点を解消し、生産性および熱交
換効率を向上させることを目的とするもので、平
板状のフイン基板の管列方向の隣接伝熱管の間の
フイン基板板に、フイン基板を平板状としたま
ま、フイン間を流通する流体の流通方向に直交す
る任意数の切込みを入れて細片を形成し、これら
の細片を橋状に起して山形状に成形すると共に、
複数のフインを並設したとき、流れの方向に沿つ
て、切起し細片が全体として波形になるように、
山形細片の相隣る縁部の高さ位置を互にずらして
形成されたフインをそなえることを特徴とするも
のである。
換効率を向上させることを目的とするもので、平
板状のフイン基板の管列方向の隣接伝熱管の間の
フイン基板板に、フイン基板を平板状としたま
ま、フイン間を流通する流体の流通方向に直交す
る任意数の切込みを入れて細片を形成し、これら
の細片を橋状に起して山形状に成形すると共に、
複数のフインを並設したとき、流れの方向に沿つ
て、切起し細片が全体として波形になるように、
山形細片の相隣る縁部の高さ位置を互にずらして
形成されたフインをそなえることを特徴とするも
のである。
以下本発明の実施例を図面を参照して設明す
る。
る。
第８図および第９図は本発明に使用されるフイ
ン基板１１を示したもので、このフイン基板１１
には薄い板状のフイン材に伝熱管（図示せず）の
挿入されるカラー１０をそなえる管挿入孔４が加
工成形により任意数設けられている。そのフイン
基板１１の管挿入孔４間の平板部には、第１０図
に示すようにフイン間を流通する流体の流通方向
Ａに直交する多数の切込み１２を入れて多数の細
片１３ａ、１３ｂ……１３ｎを形成する。
ン基板１１を示したもので、このフイン基板１１
には薄い板状のフイン材に伝熱管（図示せず）の
挿入されるカラー１０をそなえる管挿入孔４が加
工成形により任意数設けられている。そのフイン
基板１１の管挿入孔４間の平板部には、第１０図
に示すようにフイン間を流通する流体の流通方向
Ａに直交する多数の切込み１２を入れて多数の細
片１３ａ、１３ｂ……１３ｎを形成する。
このように細片１３ａ、１３ｂ……１３ｎを形
成した平板状のフイン基板１１を第１１図に示す
ように、高さの異なる逆山形状のプレス形１４ａ
〜１４ｎを有する上型１４および高さの異なる山
形状のプレス形１５ａ〜１５ｎを有する下型１５
の間に挿入し、この上、下型１４，１５により細
片１３ａ、１３ｂ……１３ｎをプレス加工して橋
状にフイン基板の上下に押し出す。このプレス加
工により切込み細片１３ａ、１３ｂ、……１３ｎ
は第１２図、第１３図に示すように、稜線１８ａ
〜１８ｎをそれぞれ有する鈍角状の山形細片１６
ａ〜１６ｎに形成されると共に、相隣る山形細片
例えば１６ａ、１６ｂの縁部１７ａ、１７ｂは互
にずれ、かつその稜線１８ａ、１８ｂも高さが異
なるように形成される。また各山形細片１６ａ〜
１６ｎの押し出し高さ、すなわち稜線１８ａ〜１
８ｎの高さは第１４図の２点鎖線で示すように、
全体として波形に配置されている。
成した平板状のフイン基板１１を第１１図に示す
ように、高さの異なる逆山形状のプレス形１４ａ
〜１４ｎを有する上型１４および高さの異なる山
形状のプレス形１５ａ〜１５ｎを有する下型１５
の間に挿入し、この上、下型１４，１５により細
片１３ａ、１３ｂ……１３ｎをプレス加工して橋
状にフイン基板の上下に押し出す。このプレス加
工により切込み細片１３ａ、１３ｂ、……１３ｎ
は第１２図、第１３図に示すように、稜線１８ａ
〜１８ｎをそれぞれ有する鈍角状の山形細片１６
ａ〜１６ｎに形成されると共に、相隣る山形細片
例えば１６ａ、１６ｂの縁部１７ａ、１７ｂは互
にずれ、かつその稜線１８ａ、１８ｂも高さが異
なるように形成される。また各山形細片１６ａ〜
１６ｎの押し出し高さ、すなわち稜線１８ａ〜１
８ｎの高さは第１４図の２点鎖線で示すように、
全体として波形に配置されている。
本実施例では山形細片１６ａ〜１６ｎの山形部
の形状をすべて等しいよう形成したが、その形状
をフイン間を流通する流体の流れに適応するよう
に形成してもよい。このように形成すれば、伝熱
性能を向上させることができる利点がある。
の形状をすべて等しいよう形成したが、その形状
をフイン間を流通する流体の流れに適応するよう
に形成してもよい。このように形成すれば、伝熱
性能を向上させることができる利点がある。
次に本実施例、すなわち上記のように形成され
たフインを用いたクロスフインチユーブ式熱交換
器の作用について説明する。
たフインを用いたクロスフインチユーブ式熱交換
器の作用について説明する。
熱交換流体が矢印Ａのように熱交換器に流入す
ると、各フインはその山形細片１６ａ〜１６ｎが
流通方向Ａとほゞ直交するように形成されている
ため、フイン面に沿つて流れる流体の温度境界層
は発達しないうちに寸断される。さらに山形細片
１６ａ〜１６ｎに沿つて発達しようとする温度境
界層は山形細片の中央部の稜線１８ａ〜１８ｎに
より、その後流側では成層化が著しく阻害され
る。したがつてフイン間を流通する熱交換流体の
流れは複雑に乱れるから、フインと熱交換流体と
の間の熱交換効率は大幅に向上する。
ると、各フインはその山形細片１６ａ〜１６ｎが
流通方向Ａとほゞ直交するように形成されている
ため、フイン面に沿つて流れる流体の温度境界層
は発達しないうちに寸断される。さらに山形細片
１６ａ〜１６ｎに沿つて発達しようとする温度境
界層は山形細片の中央部の稜線１８ａ〜１８ｎに
より、その後流側では成層化が著しく阻害され
る。したがつてフイン間を流通する熱交換流体の
流れは複雑に乱れるから、フインと熱交換流体と
の間の熱交換効率は大幅に向上する。
本実施例のフインは、フイン基板を平板状とし
たまま異なる高さに山形状細片を切起すものであ
り、従つてパイプ周囲が平板状であるため、従来
の波形フイン基板（第２図）により作られたフイ
ンのようにパイプ周囲が波形のものに比べて、パ
イプ近傍を流れる空気の圧力損失を著しく減少さ
せることができる。
たまま異なる高さに山形状細片を切起すものであ
り、従つてパイプ周囲が平板状であるため、従来
の波形フイン基板（第２図）により作られたフイ
ンのようにパイプ周囲が波形のものに比べて、パ
イプ近傍を流れる空気の圧力損失を著しく減少さ
せることができる。
第１５図は本発明品と従来品Ａ（第２図のフイ
ンを用いた熱交換器）、同Ｂ（第４図のフインを
用いた熱交換器）および同Ｃ（第６図のフインを
用いた熱交換器）との熱交換器率（伝熱性能）を
比較した結果であり、実線Ｂは本発明フイン、破
線C1は従来品Ａ、一点鎖線C2は従来品Ｂ、二点
鎖線C3は従来品Ｃを示す。この図より発明品は
従来品Ａ〜Ｃに比べて熱交換効率が大幅に向上し
ていることが明らかである。
ンを用いた熱交換器）、同Ｂ（第４図のフインを
用いた熱交換器）および同Ｃ（第６図のフインを
用いた熱交換器）との熱交換器率（伝熱性能）を
比較した結果であり、実線Ｂは本発明フイン、破
線C1は従来品Ａ、一点鎖線C2は従来品Ｂ、二点
鎖線C3は従来品Ｃを示す。この図より発明品は
従来品Ａ〜Ｃに比べて熱交換効率が大幅に向上し
ていることが明らかである。
本発明は、フイン基板の上、下方向に山形細片
を橋状に切起すようにしているので、第１４図に
示すように、山形細片の切り起し高さは、最大の
もの（Hmax）でも、フインピツチＰの1/2以下
と小さくすることができる。
を橋状に切起すようにしているので、第１４図に
示すように、山形細片の切り起し高さは、最大の
もの（Hmax）でも、フインピツチＰの1/2以下
と小さくすることができる。
フイン基板の片方にのみ山形細片を切り起した
場合には、切り起し高さの最大のものは、フイン
ピツチＰと同じ位まで大きくしなければらない。
場合には、切り起し高さの最大のものは、フイン
ピツチＰと同じ位まで大きくしなければらない。
山形細片の切り起し高さが大きいと、山形細片
の根本部が切れて、山形細片がとれてしまうこと
が起り易くなる。本発明により、山形細片の切り
起し高さが小さくなる事により、山形細片の根本
部の切れを防止でき、生産性が大きく向上する。
また、山形細片の根本部の切れがない事により、
パイプから伝熱によつて伝わつた熱が山形細片の
細片上まで良好に伝えることができ、伝熱性能の
低下を防ぐことができる。
の根本部が切れて、山形細片がとれてしまうこと
が起り易くなる。本発明により、山形細片の切り
起し高さが小さくなる事により、山形細片の根本
部の切れを防止でき、生産性が大きく向上する。
また、山形細片の根本部の切れがない事により、
パイプから伝熱によつて伝わつた熱が山形細片の
細片上まで良好に伝えることができ、伝熱性能の
低下を防ぐことができる。
この効果は、フインの板厚が薄くなるほど大き
くなる。すなわち、山形細片の切り起し高さが小
さくなれば、それだけフインの板厚を薄くでき、
材料費を著るしく軽減できる。
くなる。すなわち、山形細片の切り起し高さが小
さくなれば、それだけフインの板厚を薄くでき、
材料費を著るしく軽減できる。
また、山形細片をフイン基板の上、下に切起し
ているので、フインの強度が増加し、ハンドリン
グ性の増進により生産効率を向上させることがで
きる。
ているので、フインの強度が増加し、ハンドリン
グ性の増進により生産効率を向上させることがで
きる。
第１図はクロスフインチユーブ式熱交換器の斜
視図、第２図および第３図は従来フインＡの平面
図および第２図のイ−イ線断面図、第４図および
第５図は従来フインＢの平面図および第４図のロ
−ロ線断面図、第６図および第７図は従来フイン
Ｃの平面図および第６図のハ−ハ線断面図、第８
図および第９図は本発明に使用されるフインの加
工前のフイン基板の平面図および第８図のニ−ニ
線断面図、第１０図および第１１図は本発明に使
用されるフインの加工々程をそれぞれ示す平面図
および断面図、第１２図は本発明に使用されるフ
インの平面図、第１３図は第１２図のホ−ホ線断
面図、第１４図は本発明の熱交換器に取付けられ
たフインの配置状態を示す断面図、第１５図は本
発明品と従来品との熱伝達率の比較線図である。 １１……フイン基板、１２……切込み、１６ａ
〜１６ｎ……山形細片、１７ａ〜１７ｎ……縁
部、１８ａ〜１８ｎ……稜線。
視図、第２図および第３図は従来フインＡの平面
図および第２図のイ−イ線断面図、第４図および
第５図は従来フインＢの平面図および第４図のロ
−ロ線断面図、第６図および第７図は従来フイン
Ｃの平面図および第６図のハ−ハ線断面図、第８
図および第９図は本発明に使用されるフインの加
工前のフイン基板の平面図および第８図のニ−ニ
線断面図、第１０図および第１１図は本発明に使
用されるフインの加工々程をそれぞれ示す平面図
および断面図、第１２図は本発明に使用されるフ
インの平面図、第１３図は第１２図のホ−ホ線断
面図、第１４図は本発明の熱交換器に取付けられ
たフインの配置状態を示す断面図、第１５図は本
発明品と従来品との熱伝達率の比較線図である。 １１……フイン基板、１２……切込み、１６ａ
〜１６ｎ……山形細片、１７ａ〜１７ｎ……縁
部、１８ａ〜１８ｎ……稜線。
Claims (1)
- １ 適宜面積のフインを任意数並設し、これらの
並設フインに複数本の伝熱管を貫通して密着保持
し、伝熱管内の熱交換流体とフイン間を流通する
熱交換流体が伝熱管およびフインを介して熱交換
するクロスフインチユーブ式熱交換器において、
管列方向の隣接伝熱管の間のフイン基板に、フイ
ン間を流通する流体の流通方向に直交する切込み
を入れて任意数の細片を形成し、フイン基板を平
板状としたままフイン基板の上、下方向にこれら
の細片を橋状に起して山形状に成形すると共に、
その山形細片の相隣る縁部の高さ位置を互にずら
して構成したフインを複数個形成し、これらのフ
インを、その山形細片が前記流体の流通方向に沿
つて全体として波形になるように並設することを
特徴とする熱交換器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9726779A JPS5623699A (en) | 1979-08-01 | 1979-08-01 | Heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9726779A JPS5623699A (en) | 1979-08-01 | 1979-08-01 | Heat exchanger |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5623699A JPS5623699A (en) | 1981-03-06 |
| JPS6122757B2 true JPS6122757B2 (ja) | 1986-06-02 |
Family
ID=14187752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9726779A Granted JPS5623699A (en) | 1979-08-01 | 1979-08-01 | Heat exchanger |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5623699A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4550776A (en) * | 1983-05-24 | 1985-11-05 | Lu James W B | Inclined radially louvered fin heat exchanger |
| US4705105A (en) * | 1986-05-06 | 1987-11-10 | Whirlpool Corporation | Locally inverted fin for an air conditioner |
| US7261147B2 (en) * | 2003-05-28 | 2007-08-28 | Lg Electronics Inc. | Heat exchanger |
| KR100518854B1 (ko) * | 2003-09-02 | 2005-09-30 | 엘지전자 주식회사 | 열교환기 |
| KR100543599B1 (ko) * | 2003-09-15 | 2006-01-20 | 엘지전자 주식회사 | 열교환기 |
-
1979
- 1979-08-01 JP JP9726779A patent/JPS5623699A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5623699A (en) | 1981-03-06 |
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