JPS6191495A - フイン付熱交換器 - Google Patents
フイン付熱交換器Info
- Publication number
- JPS6191495A JPS6191495A JP21354884A JP21354884A JPS6191495A JP S6191495 A JPS6191495 A JP S6191495A JP 21354884 A JP21354884 A JP 21354884A JP 21354884 A JP21354884 A JP 21354884A JP S6191495 A JPS6191495 A JP S6191495A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- standing wall
- heat transfer
- fin
- heat exchanger
- flow
- 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の蒸発器や凝縮器等に広く用いら
れている気体対気液２相流体（または液体）用のフィン
付熱交換器に関するものである。
れている気体対気液２相流体（または液体）用のフィン
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
近年、空調機器の低騒音化に伴なって熱交換器の前面風
速を１７Ｈ／ｓｅｃ以下にする設計傾向が強まっており
、このような低風速域における熱交換器の性能向上が課
題となっている。
速を１７Ｈ／ｓｅｃ以下にする設計傾向が強まっており
、このような低風速域における熱交換器の性能向上が課
題となっている。
従来、この種の熱交換器は第１図乙に示すように、一定
間隔で平行に並べられた平板フィン群１と、このフィン
群１に直角に挿入された伝熱管群２から構成され、空気
はフィン間を矢印方向に流動して管内流体と熱交換を行
う。そして、フィン群１相互間の伝熱管群２まわりの熱
流体特性は第１図すに示すように、伝熱管２に矢印方向
の低風速気流が流動する場合、伝熱管表面のよどみ点が
らの角度θが７ｏ〜ａ ｏ Ｏで流れが剥離し、伝熱管
後流部に斜線で示す死水域３が生じる為にこの死水域３
での空気側熱伝達率が著しく低下し、熱交換器としての
伝熱性能が低いという欠点を有していた。
間隔で平行に並べられた平板フィン群１と、このフィン
群１に直角に挿入された伝熱管群２から構成され、空気
はフィン間を矢印方向に流動して管内流体と熱交換を行
う。そして、フィン群１相互間の伝熱管群２まわりの熱
流体特性は第１図すに示すように、伝熱管２に矢印方向
の低風速気流が流動する場合、伝熱管表面のよどみ点が
らの角度θが７ｏ〜ａ ｏ Ｏで流れが剥離し、伝熱管
後流部に斜線で示す死水域３が生じる為にこの死水域３
での空気側熱伝達率が著しく低下し、熱交換器としての
伝熱性能が低いという欠点を有していた。
また、第１図Ｃに示すように、フィン群１の伝熱面上の
温度境界層４の厚さは気流の流入部からの距離の平方根
に比例して厚くなる為に空気側熱伝達率は気流の流入部
からの距離が増加すると共に著しく低下し、熱交換器と
しての伝熱性能が低いという欠点を有していた。
温度境界層４の厚さは気流の流入部からの距離の平方根
に比例して厚くなる為に空気側熱伝達率は気流の流入部
からの距離が増加すると共に著しく低下し、熱交換器と
しての伝熱性能が低いという欠点を有していた。
発明の目的
本発明は以上のような従来の欠点を除去するもので、特
に渦の発生に伴う気流の乱れの促進、境界層前縁効果、
及びフィン効率の改善、更に、伝熱管後流の死水域の減
少により空気側熱伝達率の著しい向上を実現し、フィン
付熱交換器の小型高性能化を図ることを目的とする。
に渦の発生に伴う気流の乱れの促進、境界層前縁効果、
及びフィン効率の改善、更に、伝熱管後流の死水域の減
少により空気側熱伝達率の著しい向上を実現し、フィン
付熱交換器の小型高性能化を図ることを目的とする。
発明の構成
本発明のフィン付熱交換器は、一定間隔で並べられ、そ
の間を気流が流動するフィンと、このフィンに直角に挿
入され、内部を流体が流動する伝熱管とから成り、伝熱
管間のフィンの一部に、立壁と、そのすぐ後流側のフィ
ン裏面に切り起しを複数個設け、この立壁および切り起
しを気流の流動方向に対して傾斜してなるものである。
の間を気流が流動するフィンと、このフィンに直角に挿
入され、内部を流体が流動する伝熱管とから成り、伝熱
管間のフィンの一部に、立壁と、そのすぐ後流側のフィ
ン裏面に切り起しを複数個設け、この立壁および切り起
しを気流の流動方向に対して傾斜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共
に説明する。第２図は本発明の一実施例のフィン付熱交
換器のフィンの平面図、第３図は第２図の人−入面断面
図、第４図は第３図のＢ部の斜視図、第６図は本発明の
他の実施例を示す斜視図、第６図は本発明の他の実施例
のフィン付熱交換器におけるフィンの平面図である。
に説明する。第２図は本発明の一実施例のフィン付熱交
換器のフィンの平面図、第３図は第２図の人−入面断面
図、第４図は第３図のＢ部の斜視図、第６図は本発明の
他の実施例を示す斜視図、第６図は本発明の他の実施例
のフィン付熱交換器におけるフィンの平面図である。
フィン６に一定間隔でバーリングさｎたフィンカラ部６
に伝熱管７が挿入されており、伝熱管７間のフィン５の
一部に、気流の流動方向８に対して傾斜角９を有した立
壁１ｏ及び、切り起し１１を設けている。立壁１０には
フィン６を起こし上けることによって鋭角な先端部１２
が形成されており、また、切り起し１１は立壁１ｏのす
ぐ後流側に立壁１０に対してフィン裏面方向に切り起こ
され、開口部１３を有している。
に伝熱管７が挿入されており、伝熱管７間のフィン５の
一部に、気流の流動方向８に対して傾斜角９を有した立
壁１ｏ及び、切り起し１１を設けている。立壁１０には
フィン６を起こし上けることによって鋭角な先端部１２
が形成されており、また、切り起し１１は立壁１ｏのす
ぐ後流側に立壁１０に対してフィン裏面方向に切り起こ
され、開口部１３を有している。
次に作用と効果を説明する。
流動方向８に流動する空気は立壁１０にぶつかると同時
に、垂直上方への流扛と立壁１０の前面壁に沿った流れ
を生じる。また、立壁１０は気流の流動方向８に対して
傾斜角９を有しているために、立壁１ｏの先端部１２で
は、気流が立壁１０の裏面へ回シ込み、立壁１ｏの前面
壁に沿った流れとの干渉によって、立壁１０の斜め後方
へ二次流れによる渦が発生する。この渦は、連続して並
べられた立壁１ｏの各々で発生し、干渉により消滅する
ものは少ない。そして、この渦の発生によって立壁１０
の後方には殆んど死水域は生じない。
に、垂直上方への流扛と立壁１０の前面壁に沿った流れ
を生じる。また、立壁１０は気流の流動方向８に対して
傾斜角９を有しているために、立壁１ｏの先端部１２で
は、気流が立壁１０の裏面へ回シ込み、立壁１ｏの前面
壁に沿った流れとの干渉によって、立壁１０の斜め後方
へ二次流れによる渦が発生する。この渦は、連続して並
べられた立壁１ｏの各々で発生し、干渉により消滅する
ものは少ない。そして、この渦の発生によって立壁１０
の後方には殆んど死水域は生じない。
° 一方、立壁１０の直後に、立壁１０と同様、気流の
流動方向８に対して傾斜して切り起し１１が設けられて
いる。この切り起し１１の開口部１３を気流が通過する
ことにより、切り起し１１に形成される温度境界層が薄
くなる、いわゆる境界層前縁効果と、切り起し１１で熱
交換された空気が、開口部１３を通過した後、フィン間
中央部のフィンとの温度差の大きい空気と混合する、い
わゆる混合効果とにより伝熱性能が向上する。更に、切
り起し１１の開口部１３を通過した気流と、前述した二
次流れによる渦とが更に干渉し、気流乱れを促進させる
ため、局所熱伝達率は大巾に増大する。また、この渦は
伝熱管７の後方へ掃き出されるため、伝熱管７の周囲に
生じて伝熱管７の後方に掃き出される馬蹄渦とともに伝
熱管Ｔ後流域に生じる死水域を減少させ、従って伝熱管
７の形状抵抗が減少し、圧損が低下すると同時に、伝熱
管Ｔ後流の熱伝達率が増大する。
流動方向８に対して傾斜して切り起し１１が設けられて
いる。この切り起し１１の開口部１３を気流が通過する
ことにより、切り起し１１に形成される温度境界層が薄
くなる、いわゆる境界層前縁効果と、切り起し１１で熱
交換された空気が、開口部１３を通過した後、フィン間
中央部のフィンとの温度差の大きい空気と混合する、い
わゆる混合効果とにより伝熱性能が向上する。更に、切
り起し１１の開口部１３を通過した気流と、前述した二
次流れによる渦とが更に干渉し、気流乱れを促進させる
ため、局所熱伝達率は大巾に増大する。また、この渦は
伝熱管７の後方へ掃き出されるため、伝熱管７の周囲に
生じて伝熱管７の後方に掃き出される馬蹄渦とともに伝
熱管Ｔ後流域に生じる死水域を減少させ、従って伝熱管
７の形状抵抗が減少し、圧損が低下すると同時に、伝熱
管Ｔ後流の熱伝達率が増大する。
また、立壁１ｏはフィン６を起こし上げることにより形
成されているため熱の移動を妨げることがなく、フィン
効率の改善が図れる。
成されているため熱の移動を妨げることがなく、フィン
効率の改善が図れる。
しかし、立壁１０の高さを高くする必要がある場合、製
作時に多少の困難を伴うため、第５図に示す様に製作を
容易にする形状が考えられる。
作時に多少の困難を伴うため、第５図に示す様に製作を
容易にする形状が考えられる。
第５図は、本発明による他の実施例を示し、１４は立壁
である。この実施例では、切り起し１１の開口部１３の
面積が大きくなるため、開口部１３を通過する空気量が
増し、混合効果の促進とともに、立壁１４の先端部１２
にて生じる二次渦と干渉して生じる渦が更に大きくなり
、熱伝達率の一層の増大が図れる。
である。この実施例では、切り起し１１の開口部１３の
面積が大きくなるため、開口部１３を通過する空気量が
増し、混合効果の促進とともに、立壁１４の先端部１２
にて生じる二次渦と干渉して生じる渦が更に大きくなり
、熱伝達率の一層の増大が図れる。
また、本実施例では、立壁１０及び切り起こし１１が伝
熱管７の間で「ハ」の字型に配置されているか、これは
後列の伝熱管アの周囲に生じる馬ｂ１１ＴＩ渦の形成を
促進する目的であり、例えば、第６図に示すように伝熱
管７の中央部に衝突する空気流が阻害されない配置であ
れば、「ハ」の字型配置の場合と同様に良好な馬ｙＩη
渦が形成される。
熱管７の間で「ハ」の字型に配置されているか、これは
後列の伝熱管アの周囲に生じる馬ｂ１１ＴＩ渦の形成を
促進する目的であり、例えば、第６図に示すように伝熱
管７の中央部に衝突する空気流が阻害されない配置であ
れば、「ハ」の字型配置の場合と同様に良好な馬ｙＩη
渦が形成される。
更に、本実施例では、各立壁１０及び切り起し１１を同
一長さ、同一高さ、気流方向に対して同一傾斜角度とし
ているが、この長さを下流側ほど長く、高さを下流側ほ
ど高く、傾斜角度を下流側ほど大きくしても、同様な効
果か得られる。
一長さ、同一高さ、気流方向に対して同一傾斜角度とし
ているが、この長さを下流側ほど長く、高さを下流側ほ
ど高く、傾斜角度を下流側ほど大きくしても、同様な効
果か得られる。
発明の効果
以上のように本発明のフィン付熱交換器は、一定間隔で
平行に並べられ、その間を気流が流動するフィンと、こ
のフィンに直角に挿入され内部を流体が流動する伝熱管
から構成され、伝熱管間のツインの一部に、立壁とその
すぐ後流側のフィン裏面に切り起しを複数個設け、この
立壁および切り起しを気流の流動方向に対して傾斜しで
あるため、以下の効果が奏せられる。
平行に並べられ、その間を気流が流動するフィンと、こ
のフィンに直角に挿入され内部を流体が流動する伝熱管
から構成され、伝熱管間のツインの一部に、立壁とその
すぐ後流側のフィン裏面に切り起しを複数個設け、この
立壁および切り起しを気流の流動方向に対して傾斜しで
あるため、以下の効果が奏せられる。
■ 立壁の斜め後方へ二次筒が発生し、気流の乱れによ
り熱伝達率の高い領域が生じる。
り熱伝達率の高い領域が生じる。
■ 切り起しを空気流が通過することにより、境界層前
縁効果、混合効果が得られ、伝熱性能が向上する。
縁効果、混合効果が得られ、伝熱性能が向上する。
■ 立壁により生じる渦と切り起しを通過してくる気流
とが干渉し、気流の乱れを促進し、熱伝達率が向上する
。
とが干渉し、気流の乱れを促進し、熱伝達率が向上する
。
■ 立壁及び切り起しによって生じる渦と伝熱管まわり
に発生した馬蹄渦とが伝熱管後流域に廻り込むように流
れ、伝熱管後流域の死水域が著しく減少し、伝熱性能が
向上する。
に発生した馬蹄渦とが伝熱管後流域に廻り込むように流
れ、伝熱管後流域の死水域が著しく減少し、伝熱性能が
向上する。
■ 立壁がフィンを起こし上けることによシ形成さｎて
いるためフィン効率が改善され、伝熱性能が向上する。
いるためフィン効率が改善され、伝熱性能が向上する。
以上の様に、空気側熱伝達率か著しく向上し、フィン付
熱交換器の小型高性能化を達成できる。
熱交換器の小型高性能化を達成できる。
第１図は従来のフィン付熱交換器の説明図、第２図は本
発明の一実施例におけるフィン付熱交換器のフィンの平
面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線断面図、第４図は第２
図のＢ部の斜視図、第５図は本発明の他の実施例におけ
る要部斜視図、第６図は本発明のさらに他の実施例にお
けるフィンの平面図である。 ５・・・・・・フィン、７・・・・・・伝熱管、８・・
・・・・気流の流動方向、１０・・・・・・立壁、１１
・・・・・・切り起し。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 （０，’） （ｂ）（Ｃ） 第２図 第４図 第５図
発明の一実施例におけるフィン付熱交換器のフィンの平
面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線断面図、第４図は第２
図のＢ部の斜視図、第５図は本発明の他の実施例におけ
る要部斜視図、第６図は本発明のさらに他の実施例にお
けるフィンの平面図である。 ５・・・・・・フィン、７・・・・・・伝熱管、８・・
・・・・気流の流動方向、１０・・・・・・立壁、１１
・・・・・・切り起し。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 （０，’） （ｂ）（Ｃ） 第２図 第４図 第５図
Claims (3)
- （１） 一定間隔で並べられ、その間を気流が流動する
フィンと、前記フィンに直角に挿入され、内部を流体が
流動する伝熱管とから成り、前記伝熱管間の前記フィン
の一部に、立壁とそのすぐ後流側のフィン裏面に切り起
しを複数個設け、この立壁および切り起しを気流の流動
方向に対して傾斜してなるフィン付熱交換器。 - （２） 立壁及び切り起しの長さを気流下流側ほど徐々
に長くした特許請求の範囲第１項記載のフィン付熱交換
器。 - （３） 立壁及び切り起しの気流流動方向に対する傾斜
角度を気流下流側ほど徐々に大きくした特許請求の範囲
第１項記載のフィン付熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21354884A JPS6191495A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | フイン付熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21354884A JPS6191495A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | フイン付熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6191495A true JPS6191495A (ja) | 1986-05-09 |
Family
ID=16641020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21354884A Pending JPS6191495A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | フイン付熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6191495A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010230290A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | Panasonic Corp | フィン付き熱交換器 |
| JP2011043251A (ja) * | 2009-08-19 | 2011-03-03 | Panasonic Corp | フィン付き熱交換器 |
| US8381802B2 (en) | 2005-12-28 | 2013-02-26 | National University Corporation Yokohama National University | Heat transfer device |
-
1984
- 1984-10-11 JP JP21354884A patent/JPS6191495A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8381802B2 (en) | 2005-12-28 | 2013-02-26 | National University Corporation Yokohama National University | Heat transfer device |
| JP2010230290A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | Panasonic Corp | フィン付き熱交換器 |
| JP2011043251A (ja) * | 2009-08-19 | 2011-03-03 | Panasonic Corp | フィン付き熱交換器 |
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