JPS6247029Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、例えば空気調和機のように冷媒を作
動流体とする熱交換器に関し、特に円柱状の伝熱
管とこの伝熱管に直交して平行に並べられたフイ
ンとを有するフイン付熱交換器に関するものであ
る。

従来の技術 従来空調機器に利用されている熱交換器は、第
１図ａに示すように、一定間隔で平行に並べられ
た多数の平板フイン１とこの平板フインに直交
し、千鳥配列状に配置される多数の伝熱管２から
構成され、空気はフイン間を白ぬき矢印方向に流
動して管内流体と熱交換を行う。そして、平板フ
イン１まわりの熱流体特性は第１図ｂに示すよう
に平板フイン１の伝熱面上の温度境界層３の厚さ
は、気流の流入部からの距離の平方根に比例して
厚くなるために、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。さらに、伝熱管２まわりの熱流体特性は、
第１図ｃに示すように、伝熱管２に白ぬき矢印方
向の低風速気流が流動する場合、管表面のよどみ
点からの角度θが70〜80゜で流れが剥離し、管後
流部に斜線で示す止水域４が生じそのために、こ
の止水域４での空気側熱伝達率が著しく低下する
ので、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。

そこで従来は、平板フインの伝熱管と伝熱管と
の間隔部に複数の折曲舌片を設けたもの（例えば
実開昭54−115654号公報）や複数のスリツト状切
起こしを設けたもの（例えば実開昭52−7465号公
報）が考えられていた。

前者は、平板フインの一部を折り曲げてルーバ
ー状切り起こしを形成したものでフイン前縁を利
用して境界層の発達を抑制し、同時に切起し部に
よつて熱交換流体の乱流化を促進して伝熱効果を
高めるものであり、後者は平板フインの一部を風
の流入側及び流出側を開口とするように平行又は
傾斜させて立ち上げたもので、主に乱流作用の促
進を図つて前者と同様境界層の発達を抑制するも
のである。

考案が解決しようとする問題点 上記のように従来の構成は、熱交換流体の乱流
化により特に境界層の発達を抑制するものではあ
るが、伝熱管の後方に生じる止水域を有効に減少
することはできなかつた。熱交換効率を高めるた
めには、境界層の発達を抑制しフイン面での熱交
換効率を高めることも重要ではあるが、冷媒の流
れる伝熱管が最も温度が高い（低い）部分である
ことから、この伝熱管の後方に生じる止水域を減
少することがさらに重要である。

そこで本考案はこの止水域の減少を図ることを
主な目的とし、特に平板フイン近傍の伝熱管後方
の止水域に限らず、平板フインと平板フインとの
間に位置する伝熱管後方の止水域を減少すること
を目的とする。

問題点を解決するための手段 本考案は上記目的を達成するために、伝熱管の
段方向の間隙部の平板フインに、フイン表裏にわ
たつてルーバ状切り起しを連続にしてかつ切り起
しの方向を一定方向に多数設け、前記切り起しお
よび前記切り起しの残存する折曲片に、各々伝熱
管に対面する側辺部を設け、前記切り起こしおよ
び折曲片に設けた側辺部を、段方向に隣りあう伝
熱管の外壁の範囲外に位置させたものである。

作 用 上記構成により、伝熱管の前方より流れてきた
空気のうちフイン近傍の空気は、伝熱管のよどみ
点からの角度θが70〜80゜の点でこの伝熱管から
剥離しようとするが、この時切り起こし及び折曲
片に設けられた側辺部に衝突し、このはね返りに
よつて伝熱管後方へ流れ込むため、フイン近傍の
伝熱管後方の止水域を減少することができる。ま
たフイン表面を流れてきた空気の一部は側辺部を
有するルーバーによつてフイン裏面へ斜め方向に
規制されて流れる。従つてフインとフインとの間
に流れ込み伝熱管にあたつて管上より剥離しよう
とする空気の流れは、ルーバーによつて規制され
た気流に制約された伝熱管の後方へ流れ込むた
め、フインとフインとの間に位置する伝熱管の後
方に生じる止水域をも減少することができる。

実施例 以下、本考案の一実施例を第２図、第３図によ
り詳細に説明する。第２図ａは、フイン付熱交換
器の要部平面図であり、平板フイン１に一定間隔
でバーリングされたフインカラー部５に伝熱管
（図示なし）が直交して挿入されており、フイン
カラー部５は、一定間隔で千鳥配列状に配置され
ている。そして、伝熱管の段方向の間隙部の平板
フイン１には、フイン表裏にわたつて成形された
ルーバ状切り起こし６，７，８が連続にしてかつ
切り起こしの方向が一定方向となるように設けら
れている。切り起こしの残存せる折曲片９は、気
流に対し伝熱管の最先端より風上側に、折曲片１
０は、伝熱管の最後端より風下側に位置して設け
てある。すなわち折曲片９，１０は段方向に隣り
あう伝熱管の外壁の範囲外に配置してある。ルー
バ状切り起こし６，７，８及び折曲片９，１０
は、平板フイン１より立ち上げた側辺部１９，２
０，２１，２２，２３，２４，２５，２６を有
し、これら側辺部は伝熱管に適度な傾斜を保つて
対面し、壁面を形成している。相隣る列方向の伝
熱管の段方向の間隙部の平板フイン１にも、前記
と同様のルーバ状切り起こしが、切り起こし方向
が逆方向となる様に設けられている。第２図ｂ
は、第２図ａのＡ−A′矢視断面であり、１１，
１２，１３，１４はルーバ状切り起こしの開口部
である。

上記構成において、白ぬき矢印方向に空気を流
動させた場合の実施例の作用を以下に述べる。第
３図は第２図ａのＡ−A′矢視断面における気流
の流れを示した図である。矢印の向きに気流が流
れると、気流はルーバ状切り起こし６，７，８の
開口部１１，１２，１３，１４を滑らかに通過し
て行く。その結果、平板フイン１上に設けられ
た、ルーバ状切り起こし６，７，８及び折曲片
９，１０の熱流体特性は気流に対して、流れ方向
の距離の短いフインが並んで配置した状態と同じ
になり、伝熱面上に発達する温度境界層も薄くな
つて空気側熱伝達率が著しく向上し熱交換器の伝
熱性能の向上が実現できる。しかも、相隣る列方
向に設けられたルーバ状切り起こしの方向も、前
列と逆方向であるため、ルーバ状切り起こしを通
過する気流は方向を変えられ、他のフインとの間
をジグザグ状に流れるため、気流の混合がより一
層促進され、空気側熱伝達率がさらに向上する。
さらに又ルーバ状切り起こし６，７，８、折曲片
９，１０の有する平板フイン１より立ち上がる側
辺部１９，２０，２１，２２，２３，２４，２
５，２６が伝熱管に適度な傾斜を保つて対面し、
壁面を形成するため、伝熱管近傍を流れる気流は
側辺部で制御される伝熱管からの剥離が防止され
て、伝熱管壁に沿つて流動する。しかも、折曲片
９が伝熱管の気流に対する最先端よりもさらに上
流側、及び折曲片１０が、伝熱管の気流１２に対
する最後端よりもさらに下流側、すなわち伝熱管
の外壁の範囲外に配置してあるため、これらが気
流の誘導壁およびはね返しを果して上記の伝熱管
周りの流れの剥離防止作用の働きがより強められ
る。その結果、気流は伝熱管後流部にも入り込
み、止水域の減少が顕著になり、空気側熱伝達率
が大幅に向上し、伝熱性能が著しく向上した熱交
換器が実現できる。

さらに又、本考案のルーバ状切り起こし６，
７，８は、フイン表裏にわたつて形成されている
ので、平板フイン面からのルーバ高さｈをさほど
大きくとらなくても、開口部１１，１２，１３，
１４の通路面積を十分に広くとれるので、フイン
間隔ｌを狭くしても、気流は開口部１１，１２，
１３，１４を抵抗なく通過することができ、高密
度、小型高性能交換器が実現できる。

考案の効果 本考案は、切り起こしおよびこの切り起こしの
残存する折曲片に各々伝熱管に対面する側辺部を
設け、この側辺部を段方向に隣りあう伝熱管の外
壁の範囲外に位置させているので、伝熱管の前方
より流れてきた空気のうちフイン近傍の空気は、
伝熱管のよどみ点からの角度θが70〜80゜の点で
この伝熱管から剥離しようとするが、この時切り
起こし及び折曲片に設けられた側辺部に衝突し、
このはね返りによつて伝熱管後方へ流れ込むた
め、フイン近傍の伝熱管後方の止水域を減少する
ことができる。またフイン表面を流れてきた空気
の一部は側辺部を有するルーバーによつてフイン
裏面へ斜め方向に規制された流れとなる。従つて
フインとフインとの間に流れ込み伝熱管にあたつ
て剥離しようとする空気の流れは、ルーバーによ
つて規制された気流に制約されて伝熱管の後方へ
流れ込むため、フインとフインの間に位置する伝
熱管の後方に生じる止水域をも減少することがで
きる。

以上のように本考案によれば、フイン近傍に位
置する伝熱管の後方に生ずる止水域だけでなくフ
インとフインとの間に位置する伝熱管の後方に生
ずる止水域をも減少することができるため、熱交
換効率の向上を図ることができる。また相隣る列
方向に設けた切り起こしの方向を前列と逆方向と
することによりフイン間を流れる気流の混合作用
を促進しさらに熱交換効率を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは従来のフイン付熱交換器の斜視図、
第１図ｂ、第１図ｃは同熱交換器における熱流体
特性図、第２図ａは本発明の一実施例によるフイ
ン付熱交換器の要部平面図、第２図ｂは第２図ａ
のＡ−A′矢視断面、第３図は本考案のフイン付
熱交換器における空気の流れ状態図である。 １……平板フイン、２……伝熱管、６，７，８
……ルーバ状切り起こし、９，１０……折曲片、
１１，１２，１３，１４……ルーバ状切り起こし
開口部、１９……折曲片９の側辺部、２０……折
曲片１０の側辺部、２１，２２……切り起こし６
の側辺部、２３，２４……切り起こし７の側辺
部、２５，２６……切り起こし８の側辺部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一定間隔で平行に並べられた多数の平板フイン
   と、この平板フインに直交し、気流方向に対し千
   鳥配列状に配置される多数の円柱状の伝熱管から
   構成され、前記伝熱管の段方向の間隙部の前記平
   板フインに、フイン表裏にわたつてルーバ状切り
   起しを連続にしてかつ切り起しの方向を一定方向
   に多数設け、前記切り起しおよび前記切り起しの
   残存する折曲片に各々伝熱管に対面する側辺部を
   設け、相隣る列方向の伝熱管の段方向の間隙部に
   多数設けられた切り起しの方向は前記切り起しと
   逆方向とし、前記切り起しや折曲片に設けられた
   側辺部を、段方向に隣りあう伝熱管の外壁の範囲
   外に位置せしめたフイン付熱交換器。