JPS63150589A - フイン付熱交換器 - Google Patents

フイン付熱交換器

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JPS63150589A
JPS63150589A JP29955786A JP29955786A JPS63150589A JP S63150589 A JPS63150589 A JP S63150589A JP 29955786 A JP29955786 A JP 29955786A JP 29955786 A JP29955786 A JP 29955786A JP S63150589 A JPS63150589 A JP S63150589A
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heat transfer
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fin
frost
fins
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JP29955786A
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Shigeo Aoyama
繁男 青山
Shinji Fujimoto
藤本 真嗣
Kaoru Kato
薫 加藤
Fumitoshi Nishiwaki
文俊 西脇
Hisao Kusuhara
尚夫 楠原
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Refrigeration Co
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/05316Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F28D1/05333Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、冷凍・空調用装置に広く用いられている、冷
媒と空気等の流体間で熱の授受き行うフィン付熱交換器
に関するものでどろ。
従来の技術 近年、ヒートポンプ式空気調和機の普及率が増大してき
ているが、これは、冷房運転時は、室内熱交換器を蒸発
器として、室外熱交換器を凝縮器として用い、暖房運転
時には、逆に、室内熱交換器を凝縮器として、室外熱交
換器を蒸発器として用いるものである。従来、この種の
フィン付熱交換器は、第6図に示すように、一定間隔で
平行に並べられたフィン1と、このフィンIK直角に挿
通された伝熱管2とからなり、気流3がフィン1間を流
れて、伝熱管2内部を流れる冷媒と熱交換を行う構成で
ある。更に、この様なフィン付熱交換器では小型、高性
能化を図るべく、空気側の熱伝達率を向上せしめて、空
気側の熱抵抗を低下させる工夫がなされている。
第6図及び第7図は、この様なフィン付熱交換器の従来
例を示したものである。第6図は平面図、第7図は第6
図のX−x断面図である。フィン4には、千鳥配列され
た伝熱管5間に気流と対向する二側辺部を開口した切り
起し6及び6′が設けられている。このフィン付熱交換
器に於いて伝熱管5の内部にはフロン等の冷媒が循環し
ておシ、その熱は伝熱管5からフィンカラ7を介して、
フィン4及び切り起し6,6′へ伝わる。一方、ファン
等によって送られる気流8は平板フィン4間を通過する
が、その際、温度の異なるフィ/4や切り起し6,6′
及び伝熱管5表面と熱の授受を行う。
特に、切9起し6,6′の各々には薄い温度境界層が形
成され、いわゆる境界層前縁効果によって、冷媒と空気
との熱交換の効率向上を図っている。
発明が解決しようとする問題点 前述の従来例は、フィン4に切り起し6,6′を有する
スリットフィンと称せられるもので、凝縮器として機能
する場合の伝熱性能はかなり良く、フィン表面に加工を
施していないフラットフィンと比較すると、フィン表面
の熱抵抗が約20〜30チ低下する。
しかしながら、暖房運転時には、室外熱交換器は蒸発器
として機能することになり、外気温が低下し、フィン4
あるいは伝熱管5の表面温度が0°C以下になると第8
図に示すように着霜が生じる。
即ち、境界層前縁効果のある部分から霜層8が形成され
る。そして、更に、運転を継続すると、境界層前縁効果
の大きい気流上流側に於いて、フィン4の基板部9と切
り起し6との隙間部が霜層8によって早期に閉塞され、
通風抵抗の増大と共に通風量の低下が生じ、熱交換量が
早期て大幅低下するために、気流下流側に設けられた切
り起し6′に付着する正量が少なKにも拘らず、除霜運
転に入らなければならず、即ち、気流下流側の切起し6
′が有効に機能せず、また、除霜運転の頻度が多いため
に室内の快適性を疎外するという問題点を有していた。
また、このことを防ぐため知、切り起し6の高さを高く
、即ち、平板フィン4のピッチを大きくすれば、同一能
力を得るため罠は熱交換器全体が大きくなってしまい、
小型化が図れないという問題点を有していた。
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、フィン表面形状を
工夫することによって、高効率化をはかると共に、伝熱
管径の工夫をも加えて、フィン付熱交換器の着霜時の性
能向上、即ち、着霜による通風抵抗の増大を抑えて長時
間暖房能力を維持することを目的とする。
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、一定間隔
で平行に並べられたフィンに1気流方向に伝熱管を複数
配列して直角に挿入し前記伝熱管径が気流上流側ほど小
さく、かつ、フィンの伝熱管間部分が気流上流側より下
流側に向かって、平坦状、波形状あるいは突起状、そし
て、切り起し形状で構成されているものである。
作  用 この技術的手段による作用は次のようになる。
蒸発器として用いて着霜する場合、気流上流側のフィン
前縁部や伝熱管周囲部に集中して霜層が発達するが、伝
熱管径が気流上流側ほど小さく設けられているため、気
流上靴側のフィン前縁部の総括熱伝達率がそれほど高く
ならなく、従って、着霜量が抑えられる。また、気流上
流側の管径の小さい伝熱管周囲に着霜しても気流通風路
が十分確保される。そして、湿分を含んだ空気が気流下
流側へ、即ち、平坦部から波形状部、あるいは突起部切
シ起し部と次第に熱伝達が高いフィン部分を通過する際
に各部分にて徐々に着霜していくため、全体的にほぼ均
一な着霜が生じる。その結果、着霜早期における、霜に
よる目詰シ、通風抵抗の増大及び、通風量の低下が抑え
られ、長時間暖房能力が維持できる。
また、結露する場合、気流方向の伝熱管間隔が、結露し
やすい上流側ほど大きいため、凝縮水が気流方向の伝熱
管間に滞留して風路を閉塞することがない。その結果、
結露時の通風抵抗増大、通風量の低下が抑えられ、熱交
換能力を維持できる。
実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
第1図及び第2図は本発明の一実施例のフィン付熱交換
器であり、第1図はその平面図、第2図は第1図のY−
Y断面図である。また、第3図は着露時の平面図、第4
図は着霜時のZ−2平面図である。10は一定間隔で平
行に並べら几たフィンで、11a、11b及び11cは
フィン10(て挿通された伝熱管であり、その周囲にバ
ーリング加工されたフィンカラー12が嵌合されている
伝熱管11a、11bの内部は冷媒が流動しており、そ
の冷媒の有する熱は、伝熱管11、フィンカラー12、
フィン10、フィン1o上に設けられた波形状部13及
び、切り起し部14へと1項次伝えられる。一方、空気
流は、74710間を通過する際に、冷媒から伝えられ
た熱を、空気の接する面を介して間接的に交換する。
伝熱管11は、気流方向15の上流側ほど管径が小さく
、即ち、気流方向15及びそれに直角な方向の伝熱管間
隔ph及びPdが、上流側ほど大きく設けられている。
そして、伝熱管11間のフィン10上には、気流上流側
より、平坦部、波形状部13及び切り起し部14が設け
られている。
次に、この一実施例の、構成における作用を説明する。
まず、このフィン付熱交換器が蒸発器として機能し、蒸
発温度が0°C以下になった場合は、着霜が生じ、第3
図及び第4図に示すように、気流上流側のフィン10の
前縁部や伝熱管11の周囲に鞘層16が生じるが、気流
最上流側の伝熱管11aの管径は最も小さいだめ、フィ
ン10の前縁部に2けるフィン効率は管径が大きい場合
より低くなるため前縁部の総括熱伝達率はそれほど高く
ならなく、従って、霜層i6の発達が抑えられる。また
、伝熱管11aの周囲に着霜しても通風路が十分確保さ
れている。そして、湿分を含んだ空気が気流下流側へ、
RDち、平坦部から波形状部13、切り起し部14と次
第に熱伝達率が高い部分を通過する際に、それぞれの部
分で徐々に着霜していくため全体的にほぼ均一な着露状
態となる。その結果、着露早期に於ける、鞘による目詰
り、通風抵抗の増大及び通風量の低下が抑えられ、長時
間暖房能力を維持できる。
また、蒸発温度がO’C以上で、かつ、空気の露点以下
の場合には、結露が生じるが、気流方向15の伝熱管間
隔Pdが結露しやすい上流側ほど大きいため、凝縮水が
伝熱管10間に滞留して風路を閉塞することがない。そ
の結果、結露時の通風抵抗増大1通風量の低下が抑えら
れ、熱交換能力を維持できる。
発明の効果 以上のように本発明は、伝熱管径を気流上流側ほど小さ
くし、かつ、フィンの伝熱管部分を気流上流側から平坦
状、波形状、あるいは突起状そして、切り起し形状で構
成することにより、蒸発器として機能する場合、着露早
期における、霜による目詰り、通風抵抗の増大、及び通
風量の低下が抑えられ、長時間暖房能力を維持すること
ができると共に、結露時の通風抵抗の増大1通風量の低
下が抑えられ、熱交換能力を推持できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例によるフィン付熱交換器の要
部平面図、第2図は第1図のY−Y断面図、第3図は第
1図の着霜時の状態を示す平面図、第4図は第2図の着
霜時の状態を示す断面図、第5図は従来のフィン付熱交
換器の斜視図、第6図は第5図の要部平面図、第7図は
第6図のx−x断面図、第8図は第6図の着霜時のX−
x断面図である。 10・・・・・・フィン、11a、11b、11c・・
・・・・伝熱管、13・・・・・・波形状部、14・・
・・・・切り起し部、15・・・・・・気流方向。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名10
−−−フィン 1/a、 llb、llc −−−4Rm管13−大形
状部 第2図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  一定間隔で平行に並べられ、相互間を気体が流動する
    フィンと、前記フィンを貫通し内部を流体が流動する、
    気流方向に複数列配置された伝熱管とから構成され、前
    記伝熱管径が気流上流側ほど小さく、かつ、フィンの伝
    熱管間部分は、気流上流側より下流側に向かって、平坦
    状、波形状、あるいは突起状、そして切り起し形状であ
    るフィン付熱交換器。
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