JPS63189795A - フイン付熱交換器 - Google Patents

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 本発明はルームエアコン等に用いられるフィン付熱交換
器に関するものである。

従来の技術 近年のフィン付熱交換器の性能向上は目ざましいものが
あり、例えば、昭和６１年１１月５日付の電波新聞の記
載記事に示される様に、伝熱管の死水域を大幅に減少さ
せることにより大幅に性能の向上を図った熱交換器が開
発されている。

以下、図面を参照しながら、上述したような従来の熱交
換器の一実施例について説明を行なう。

第６図は従来の熱交換器の斜視図を示すものである。第
６図において、Ａは熱交換器本体で、フィン１と外径〜
が４日程度の細管伝熱管２より形成されている。フィン
１は第７図に示す様にフィン１に伝熱管２を挿入する穴
を有するフィンカラー４を設け、フィンカラー１ａは段
ピツチｂを列ピツチＣより大きくし列ピツチＣを小さく
し、上流のフィンカラーの投影面上に下流のフィンカラ
ーを配置している。

第８図は伝熱管２の外観図、第９図は伝熱管の拡管加工
前素管の拡大断面図を示すものである。

第８図において６は伝熱管２の内面に設けられた溝で第
９図に示す様に山頂部６と谷底部７によりほぼ台形状に
形成している。

次に熱交換器Ａの組立方法について述べる。熱交換器Ａ
は第６図に示す様に、フィン１を複数枚積み重ね、Ｕ字
形に成形した伝熱管２をフィン１のフィンカラー１ａ、
Ｉｂ内に挿入し、伝熱管２の内径よりわずかに大きい直
径の拡管具３を第６図のように伝熱管２の中に押し込ん
で、伝熱管２を内部より拡管し、第８図に示す様にフィ
ン１のフィンカラー４に伝熱管２を密着させることによ
り構成される。以上の様に構成された熱交換器について
、以下その動作について説明する。

まず、フィン１の間をＦ方向に空気流が流れ、伝熱管２
の管内を熱媒体が流れる。そして伝熱管２とフィン１を
介して熱媒体と空気流の間で熱交換が行なわれる。その
際伝熱管２の外径を４４ｍと細径化し且つ内面溝付管と
し、段ピツチｂを小さく、列ピツチＣを小さくしている
ので、伝熱管２の後部で生じる死水域の大幅な減少と、
フィン効率の向上によ、る空気側性能の向上と管内側担
当直径の減少による管内熱伝達率の向上が図れ熱交換器
の性能を大幅に向上できるというものである。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、伝熱管を細管とし
、且つ内面に溝付としている為、拡管具による拡管が難
しいだけでなく、拡管により伝熱管の溝形状が変形しや
すいので、溝形状の山頂部の幅を広くする必要があり内
面溝付管の性能を充分に生かした高性能な熱交換器を実
用化するには至っていない・又、フィンピッチはフィン
カラーを当接させて設定しているが伝熱管の外径Ｄ０を
４ｔｔｘｒとしたときのフィンカラーの高さは１ｆｌ程
度が限界であり、フィンピッチが自由に設定できないと
いう問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、組立が容易で内面溝付管の
溝形状が組立後も変形せず、且つフィンピッチも伝熱管
の外径寸法に関係なく、比較的自由に製造できる高性能
な熱交換器を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の熱交換器は、内面
に溝を設けた細径の伝熱管とフィン幅を伝熱管の外径の
２〜３倍とし気流方向のフィンの両端に一端が開口され
た伝熱管の外径と略同寸法の開口幅を有するフィンカラ
ーを配置したフィンとを備え、伝熱管をフィンカラーの
開口部より挿入固着して熱交換器を構成し、前列のフィ
ンカラーの後流側近傍のフィン表面にはフィンピッチを
規制するための前記フィンカラーの高さより高い凸部を
設け、伝熱管の内面の溝形状を溝の山幅りと溝の谷底幅
Ｗの比がＷ／Ｄ＝１以上で山幅Ｄ−ｏ、１ｓ醪以下、山
高さＨ＝ｏ、１１ＩＩＩ＋以上の小幅の略三角形状の溝
を設けたという構成を備えたものである。

作　　用 本発明は上記した構成によって、伝熱管を拡管すること
なく細径の伝熱管を内面溝形状を変形させることなくフ
ィンに容易固着できるので高性能な伝熱管の性能を充分
に活用することができる。

又フィンの凸部の高さを調節することにより任意のフィ
ンピッチが自由に設定でき、且つ前記凸部にて前列のフ
ィンカラーに挿入した伝熱管の後流に生じる死水域を減
少させることができ、空気側の性能の向上させることが
できる。

実施例 以下本発明の一実施例の熱交換器について図面を参照し
ながら説明する。第１図は本発明の一実施例の熱交換器
の斜視図１．第２図は第１図のＡ−Ａ′断面の要部断面
拡大図、第３図は第２図のＢ−Ｂ′断面図、第４図は本
発明の一実施例の伝熱管の溝形状を示す要部断面拡大図
を示すものである。

第１図において１ｏはフィン、１１は伝熱管であり、多
数のフィン１ｏに多数の伝熱管１１を並列に配列固定し
熱交換器Ｃを形成している。フィ、ン１ｏは伝熱管１１
の外径ｄの２〜３倍のフィン幅ｅとしており、フィン１
０には伝熱管１１を挿入するフィンカラー１２．１２’
を設けている。フィンカラー１２．１２’は第２図に示
す様に気流方向Ｆのフィン１０の両端にそれぞれ対向す
る様に設けられ、一端が開口された略Ｕ溝形状としてい
る。

フィンカラー１２．１２’の開口幅ａは伝熱管１１の外
径ｄと略同寸法とし本実施例ではｄ−４ｔｔｍとしてい
る。１３はフィンピッチを規制するための凸部で、凸部
１３の外径は伝熱管１１より小さくフィンカラー１２の
カラ一部高さｂより高くしている。凸部１３は第３図に
示す様に開口部１３ａを有し、先端を開口部１３ａより
小さくなる様に形成している。凸部１３は前列のフィン
カラー１２の後流側近傍に設けており後列のフィンカラ
ー１２’の高さ方向のピッチＣの略中央付近になる様に
配列し、前列のフィンカラー１２と後列のフィンカラー
１２’と凸部１３を１組として６０’以下の頂角θを有
する三角形状に配列される様にしている。

伝熱管１１は蛇行状に折シ曲けられた外径ｄｍ４ｍの細
管とし伝熱管１１の内面には第４図に示す様に略三角形
状をした先細の溝１４が多数設けている。溝１４は山幅
りと谷幅Ｗの比がＷ／Ｄ−１以上テ山幅Ｄ　＝０．１５
ｍ以下、山高さＨ＝０．１ｍｍ以上としている。

次に熱交換器Ａの組立て方法について述べる。

まずフィン１０の凸部１３の開口部１３ａに後列のフィ
ン１０′の凸部を連続的に挿入し、数百枚のフィン１０
．１０’・・・・・・１０ｎを積層する。その後、蛇行
状に折り曲げられた伝熱管１１を、フィン１゜の両端に
設けられたフィンカラー１２．１２’に挿入し、圧接あ
るいはロー付や、接着材等を用いて伝熱管１１をフィン
カラー１２．１２’に固着して熱交換器Ａを構成する。

以上の様に構成された熱交換器について、以下第２図〜
４図を用いてその動作を説明する。まずフィン１０の間
をＦ方向に空気流が流れ、伝熱管１１の管内を気液二相
液の熱媒体が流れる。そして伝熱管１１とフィン１０を
介して熱媒体と空気流の間で熱交換が行なわれる。その
際空気流は前列のフィンカラー１２の後部で流れが淀む
死水域という現象が生じるが、フィンカラー１２の後流
に設けた凸部１３とフィンカラー１２／により第２図の
ｆに示す様に死水域を縮少させることができる。又伝熱
管１１の内面を流れる気液二相流の熱媒体は液流が溝の
谷幅Ｗの部分を流れ、液面より溝１４の山高さＨが高く
なるので管内の熱伝達率を大幅に向上できる。

以上のように本実施例によれば、内面に山幅りと谷幅Ｗ
の比がＷ／Ｄ＝１以上で山幅Ｄ＝０．１５ｍ以下、山高
さＨ＝ｏ、１■以上とする略三角形状の溝１４を多数設
けた細径の伝熱管１１と、フィン幅ｅを伝熱管１１の外
径ｄの２〜３倍とし気流方向のフィンの両端に一端が開
口された伝熱管１１の外径ｄと略同寸法の開口幅ａを有
するフィンカラー１２．１２’を配置し前列のフィンカ
ラー１２の後流側近傍のフィン１０の表面にフィンカラ
ー１２．１２’の高さｂより高い凸部を設けたフィン１
０とを備え、フィン１ｏの凸部１３を当り面として多数
重ねて積層したフィン１０のフィンカラー１２．１２’
部に伝熱管１１を挿入固着し熱交換器を構成するもので
あるから、伝熱管１１の内面の溝１４形状を変形させる
ことがなく、管内の熱伝達率の大幅に向上できる。又フ
ィンピッチは伝熱管１１の外径ｄに関係なく凸部１３に
より設定できるので伝熱管１１が細径になっても従来と
同様のフィンピッチが容易に得ることができる。又、フ
ィン幅ｅを伝熱管１１の外径ｄの２〜３倍と細くすると
共にフィンカラー１２の後流側近傍に設けた凸部１３と
後列のフィンカラー１２′により前列のフィンカラー１
２で生じる死水域を大幅に減少できるので、空気側熱伝
達率を大幅に向上できるので安価で組立てが容易な熱交
換器を得ることができる。

発明の効果 以上の様に本発明は、内面に略三角形状の溝を多数設け
た細径の伝熱管と、フィン幅を伝熱管の外径ｄの２〜３
倍とし気流方向のフィンの両端に一端が開口された伝熱
管の外径ｄと略同寸法の開口幅ａを有するフィンカラー
を配置し、前列のフィンカラーの後流側近傍のフィンの
表面にフィンカラーの高さｂより高い凸部を設けたフィ
ンとを備え、フィンの凸部を当り面として多数重ねて積
層したフィンのフィンカラ一部に伝熱管を挿入固着し熱
交換器を構成するものであるから、伝熱管の内面の溝形
状を変形させることがなく管内の熱伝達率を大幅に向上
できる。又フィンピッチは伝熱管の外径ｄに関係なく凸
部により設定できるので伝熱管が細径になっても従来と
同様のフィンピッチが容易に得ることができる。又フィ
ン幅を小さくし且つ前列のフィンカラーの後流側近傍に
設けた凸部により前列のフィンカシ−で生じる死水域を
大幅に減少できるので空気側熱伝達率を大幅に向上でき
るので安価で組立てが容易な熱交換器を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における熱交換器の斜視図、
第２図は第１図のＡ−Ａ／断面の要部断面拡大図、第３
図は第２図のＢ−Ｂ／断面図、第４図は本発明の一実施
例の伝熱管の溝形状を示す要部断面拡大図、第５図は従
来の熱交換器の斜視図、第６図は従来の熱交換器の一般
的な製造方法である拡管工程の説明図、第７図は第６図
のフィン形状図、第８図は第１図の要部正面拡大図、第
９図は第６図の伝熱管の外観図、第１０図は同伝熱管の
溝形状を示す要部断面拡大図である。 １０・・・・・・フィン、１１・・・・・・伝熱管、１
２．１２’・・・・トフィ／カラー、１３・・・・・・
凸部、１４・・・・・・溝。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｌＯ
・−フィン 第　ｌ　図　　　　　　　　　　ｌｌ・−猛弦管第２図
　　　第３図 第５図 第　６　図 第７図　　　　　嬉８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　内面に略三角形状の溝を多数設けた細径の伝熱
   管と、フィン幅を伝熱管の外径ｄの２〜３倍とし気流方
   向のフィンの両端に一端が開口された伝熱管の外径ｄと
   略同寸法の開口幅ａを有するフィンカラーを配置し、前
   列のフィンカラーの後流側近傍のフィンの表面にフィン
   カラーの高さｂより高い凸部を設けたフィンとを備え、
   伝熱管をフィンカラーの両端に設けた開口部より挿入し
   固着したことを特徴とするフィン付熱交換器。
2. （２）　伝熱管の内面の溝を溝の山幅Ｄと溝の谷幅Ｗの
   比Ｗ／Ｄ＝１以上で、溝の山幅Ｄ＝０．１５ｍｍ以下，
   山高さＨ＝０．１ｍｍ以上の小幅の略三角形状としたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のフィン付熱
   交換器。