JPS63294494A

JPS63294494A - 熱交換器

Info

Publication number: JPS63294494A
Application number: JP13086687A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Nakabo; 正中坊
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1987-05-27
Filing date: 1987-05-27
Publication date: 1988-12-01

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・クーラ、カー・クーラ等に使用され
るプレートフィン式の熱交換器において。

特にフィンの構造を改良することにより、耐食性。

熱交換効率の向上を図った熱交換器に関する。

〔従来技術］ルーム・ターラ、カー・クーラ等に使用される空冷式の
プレートフィン式熱交換器は、一般に冷媒を通す伝熱管
と該伝熱管に接触して大きな熱交換面積を取るための多
数のプレートフィンとからなる。そして、該プレートフ
ィンの間を流す空気との熱交換を効率的に行わせるため
、空気流に乱流を生ぜしめたり、空気との接触面積を大
きくするようプレートフィンの形状について種々のｋＸ
がなされている。

しかして、従来、この種の熱交換器は２例えば第９図に
示すごとく２伝熱管２を貫通させたプレートフィン１に
該プレートフィンｌ自体の一部を適宜の箇所において切
り曲げたり、切り起こしたりした多数の突起（以下、切
曲突起という）３を設けたものが実用に供されている。

これは、上記の切曲突起３により、プレートフィン１の
間を流れる空気Ｆに乱流をおこさせて、プレートフィン
ｌとの接触面積を大ならしめ、プレートフィンｌと空気
Ｆとの熱交換効率を高めたものである。また、これは、
空気Ｆがプレートフィンｌの上記切曲突起１１の間から
他側へ流出又は他側から流入するようにして、上記熱交
換効率を向上させようとするものである。

また、同様にプレートフィンに山形の切り起こし部（切
曲突起）を設けたものも提案されている（特開昭５５−
７５１９０）。

しかしながら、かかる構造の熱交換器は、多数の切曲突
起の形成により、プレートフィンが多くの断面を有する
こととなり、腐食し易く、耐食性に劣る。また、切曲突
起に対して紙、糸、その他のゴミ等の異物が付着し易く
、そのため使用中にプレートフィンの間の通風抵抗が増
大し、熱交換量が減少することがある。また、プレート
フィンの温度がこの間を流れる空気等の流体の飽和温度
より低い場合には、この流体の一部が凝縮して生ずる液
体が切曲突起の間に留まり１通風抵抗が増大し、熱交換
効率が低下する。

〔解決すべき問題点］本発明は、前記従来技術に迄み、プレートフィンの構造
に検討を重ね、ゴミ等の異物の付着がなく５熱交換効率
及び耐食性に優れたプレートフィン式の熱交換器を提供
しようとするものである。

〔問題点の解決手段］本発明は、複数のプレートフィンと、該プレートフィン
に挿通した複数の伝熱管とから成ると共に、上記プレー
トフィン上には伝熱管の間に三角錐状の突起を配設した
ことを特徴とする熱交換器にある。

本発明において、三角錐状の突起はプレートフィン自体
をプレスすること、或いは三角錐状の突起をプレートフ
ィン上に接合することによって配設する。しかして９重
要なことは、この三角錐状の突起は前記従来技術で述べ
た切曲突起のように。

空気等の流体がプレートフィンの他側へ流通する孔（切
曲突起形成によって生した空孔）を有してないことであ
る。それ故５本発明においては、プレートフィン間の流
体は三角錐状の突起と伝熱管の間で乱流を生しさせなが
ら通過するのみで、プレートフィンの反対側へ流出する
ことはない。

また、三角錐状の突起の形状は、その底辺における三角
形状が正三角形、二等辺三角形成いは三辺の長さが異な
る三角形（第２〜４図）など特に限定するものではない
が５実施例の第２〜４図に示すごとり、緩やかな斜面と
急激な斜面とで構成される矢しり形状とすることが好ま
しい。この矢しり形状の場合には、その先端（鋭利な部
分）から後端の方向に流体が流れた場合、その後端付近
において多くの乱流が生し、熱交換効率が向上する。

また、三角錐状の突起は伝熱管の周囲において流体流れ
のガイどの役目もするものであるから、その長さは伝熱
管の直径（幅）の１ないし２倍としておくことが好まし
い。これより、小さい場合は流体が伝熱管周りでシジー
トパスして多くの乱流を生じ難く、これより長いと伝熱
管の配置間隙が大きくなり過ぎる。また、三角錐状の突
起の高さはプレートフィン間の間隙の２５％以上とする
ことが好ましく、これより低いと多くの乱流が生し難く
熱交換効率が余り高くない。

次に、三角錐状突起の配置は、基本的には伝熱管の間に
、プレートフィン間を流れる流体に乱流を起こさせると
共にプレートフィンと流体との接触面積が大きくなるよ
うに配設する。しかして。

好ましくは５三角錐状の突起は、流体の主流方向に沿っ
て伝熱管の両側に一対づつ配設する。この場合には、流
体が三角錐状の突起によって伝熱管の方向にガイドされ
ることとなり、伝熱管の周囲において第６，７図に示す
ごとく多くの乱流が生し、熱交換効率が一層向上する。

更に、三角錐状の突起と伝熱管との配置関係を考慮すれ
ば５第１実施例の第１図に示すごとく。

先ず伝熱管２は千鳥状に配列し、三角錐状の突起４は上
記のごとく伝熱管２の両側に一対づづ配設すると共に該
一対の三角錐状の突起４１．４２は流体の上流側に向け
て開いた状態に設ける。このようにすることによって、
同図に示すごとく、流体Ａの殆どは一対の三角錐状の突
起４１．４２の間に配置されている伝熱管２に向けて流
れ込み。

伝熱管２に衝突すると共に、更に一対の三角錐状の突起
によりガイドされて伝熱管２の後方に増速して流れ１渦
流を発生させる（第６，７図）、そのため、伝熱管２の
後方に通常生ずる死水域６は極めて小さくなる。それ故
、伝熱管と三角錐状の突起とを上記のごとき配置関係と
することによって、一層熱伝達率を向上させることがで
き、優れた熱交換効率を得ることができる（詳細は実施
例参照）。

また、第２実施例の第８図に示すごとく、上記一対の三
角錐状の突起を流体の上流側に向けて開いたものと、下
流側に向けて開いたものとを適宜配置することもできる
。この場合には、流体の流れ方向を変えた場合でも、１
１３２いはプレートフィンの配置方向には関係なく、高
い熱交換効率が得られる（詳細は実施例参照）。

また１本発明にがかる熱交換器は、プレートフィン間を
流れる流体から熱を奪う方式のいわゆるクーラーとして
５また上記流体に熱を与えるいわゆるヒーターとして、
いずれにも用いることができるものである。また、プレ
ートフィン間を流す流体は、空気に限らす５窒素ガス、
フロンガス等の気体、或いは水等の液体も用いることが
できる。

また、伝熱管を流す熱媒体は多くの場合液体であるが、
気体を用いることもでき、またその媒体は冷却媒体、加
熱媒体いずれの場合もある。

〔作　用〕

本発明においては、三角錐状の突起はプレートフィン上
において伝熱管の間に配設され、前記従来技術のごとく
切曲突起ではないので、流体はプレートフィンの間のみ
を流れる。また、この流体はその多くが上記三角錐状の
突起によってガイドされて流れるが、その流れ方向には
伝熱管がある。

それ故、流体は伝熱管に衝突し、その周囲に多くの乱流
を発生する。また、三角錐状の突起の後方においても多
くの乱流を発生する。

〔効　果〕本発明によれば、前記三角錐状の突起は前記のごとき切
曲突起ではないので、流体はプレートフィンの間のみを
流れる。そのため、流体中に混入してくる紙屑、糸屑等
のゴミなど異物がプレートフィンに付着することがない
。また、前記従来技術のごとく、流体の一部が切曲突起
に留まるということもない。それ故、従来の如く使用中
に熱交換量が減少することがない。

また、伝熱管の間に設けた三角錐状の突起によって、前
記のごとく流体は多くの乱流を生じ、プレートフィン及
び伝熱管と良く接触して、熱交換効率を一層尚める。

また、上記三角錐状の突起は切曲突起ではないので、プ
レートフィン自体が多くの断面部分を有しておらず、そ
のためプレートフィンは耐食性に倭れている。

〔実施例〕

第１実施例本例の熱交換器は２第１ないし第７図に示すごとく、伝
熱管２の両側に設けた一対の三角錐状の突起４１．．４
２を、流体Ａの上流方向に開いて配置したものである。

第１図はその概念図、第２図は平面断面口、第３図は第
２図の１［１−Ｉ１１線に沿う継断面図、第４図は三角
錐状の突起の断面図、第５図は流体流れを示す図、第６
及び７図は伝熱管２の周りの流体流れを示す図である。

まず１本例の装置は、第１ないし３図に示すごとく、プ
レートフィン１上に三角錐状の突起４を設け１　この三
角錐状の突起４の間には伝熱管２を貫通配置したもので
ある。伝熱管２は、千鳥状に配置しである。

そして、三角錐状の突起４は、伝熱管２の両側に位置し
、この両側の三角錐状突起を一対の突起４１．４２とす
るものである。しかして　この−対の突起４１．４２は
空気等の流体Ａの上流方向に開いた状態に配置しである
。また、三角錐状の突起は、第２図に示すごとく、その
平面図は鋭い先端部を有すると共に後方に至るに従って
末広がりとなる矢しり形状である。また、その断面図は
。

第４図に示すごとく、前部４複数は緩やかな傾斜を、後
部４１１は急激な傾斜を有し、またその下側には三角錐
状突起の形成によって生した空間部４１３を有する。こ
の三角錐状の突起４は、プレートフィンｌ自体をプレス
することによって形成した。

また、プレートフィン１は上記のごとく多数の三角錐状
の突起４を有すると共に、上記一対の突起４１．４２の
間には伝熱管２を貫通配設するための孔１３と、該孔１
３の周囲に立設したバリーリング複数とを有する。バリ
ーリング複数は、プレートフィン１の間隙を保つと共に
プレートフィンｌと伝熱管２との熱伝導を向上させる役
目も有する。

次に１本例における作用効果につき述べる。

第１及び第５図において、上流（左方向）から流入して
きた流体のうち、伝熱管２に向かって流入する流れＡは
、前記突起４１．４２の間に位置する伝熱管２に衝突し
て第６，７図に示すごとく渦流７０を７また伝熱管２の
後方では下流Ａ１１を生ずる。しかして、この流れＡは
突起４１，４２によってガイドされるので、伝熱管２０
周りの流速は一層高くなり、乱流促進効果が極めて大き
い、そして、この乱流は更に突起４１．４２によってガ
イドされ、主としてその下流の伝熱管２が存在しない突
起４２．４１の間隙に流入する。ここでの流れＢは、渦
流を余り生ずることがないが。

その通路が狭いために流速が増加し、大きな流速となっ
た流れＢは下流の一対の突起４１．４２の間へ突入し流
れＡとしてその中にある伝熱管２に大きな力で衝突し、
前記のごとく、シかしそれより大きな乱流を生ずる。し
かして、また伝熱管２の後方においては、流れＡは狭い
流れＣとなり流速は増加する。そのため、伝熱管２の後
方では激しい乱流が生じ、その結果いわゆる死水域６は
極めて小さくなり、熱交換効率が向上する。

また、第１及び第５図において、当初、上流より突起４
２と４１の間に流入した流れＢは、ここでは余り乱流を
生しないが、その下流においては流れＡとなって伝熱管
２に衝突して前記のごとき乱流を形成し、流れＣ１更に
は再び流れＢとなって前記のごとき流れを形成する。

上記のごとく１本例の熱交換器によれば、プレートフィ
ン１間を流れる流体は、伝熱管２の両側に配した一対の
三角錐状の突起４１．４２によって大きな乱流を呈する
。そのため、該熱交換器は高い熱交換効率を発揮する。

また１通常伝熱管２の後方に生ずる。熱交換効率の低い
いわゆる死水域６は、上記突起４１．４２の存在によっ
て極めて小さい。

また、上記三角錐状の突起４はプレートフィン１を開い
た切曲突起ではないので、ゴミ等の異物が付着すること
がなく、使用中に熱交換効率が低下することもない。ま
た、上記切曲突起を有してないので、耐食性にも優れて
いる。

第２実施例本例は、第８図に示すごとく、第１実施例と同様に伝熱
管２は千鳥状に配列し、伝熱管２の両側には矢じり状の
三角錐状突起４を配置するが、伝熱管２の両側の一対の
三角錐状突起の方向を異にするものである。即ち、左方
向からＲ，Ｓ、Ｔ及びＵの各列に配置した伝熱管２に対
して、一対の突起をＲ列では左方向に開口する突起４１
．４２とし、８列では右方向に開口する突起４５，４６
゜またＴ列ではＲ列と、Ｕ列では８列と同様に開口させ
るものである。つまり、開口方向を交互に設けるもので
ある。

本例の熱交換器によれば、前記第１実施例と同様の効果
が得られるほか、流体を左方向（Ｄ）又は右方向（Ｅ）
いずれの方向から流す場合にも優れた熱交換効率を発揮
する。また、プレートフィンの組付けを左右方向に関係
なく行うことができる。

【図面の簡単な説明】第１ないし第７図は本発明の第１実施例を示し。第１図は伝熱管と三角錐状の突起の配置及び流体流れの
概念図、第２図はプレートフィン上面の平面図、第３回
は第２図の■−■線に沿う矢視断面図、第４図は第２図
のＴＶ−ＴＶ線に沿う三角錐状の突起の矢視断面図５第
５図は流体流れを示す図。第６及び第７図は伝熱管回りの流体流れ模様を示す図で
第６図は側面方向、第７図は平面方向を示す図５第８図
は第２実施例における第１図と同様の概念図、第９図は
従来の熱交換器におけるプレートフィンの斜視図である
。１０８．プレートフィン。２１９．伝熱管、　　　　　３．、、切曲突起。４０９．三角錐状の突起。４１．４２．、、一対の突起、６．、、死水域。Ａ、　Ｂ、Ｃ，Ｄ、　０．流体流れ。第１図第８図手続補正書（）拭）昭和６２年　９月　１日熱　　交　　換　　器３補正をする者事件との関係　　特許出願人４代　理　人５補正指令の日付７補正の内容明細書の記載を次のように補正する。（１）第１４頁第２０行に、「第１ないし」とあるを「
第１図ないし」とする。（２）第１５頁第６行に、「第６及び」とあるを「第６
図及びＪとする。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数のプレートフィンと、該プレートフィンに挿
通した複数の伝熱管とから成ると共に、上記プレートフ
ィン上には伝熱管の両側に三角錐状の突起を配設したこ
とを特徴とする熱交換器。
（２）伝熱管は千鳥状に配列し、三角錐状の突起は該伝
熱管の両側に配設して、この一対の突起はプレートフィ
ンの間を流れる流体の上流側に向けて開いた形状に配列
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の熱
交換器。
（３）伝熱管は千鳥状に配列し、三角錐状の突起は該伝
熱管の両側に配設して、この一対の突起はプレートフィ
ンの間を流れる流体の上流側に向けて開いた形状に配列
したものと、下流側に向けて開いた形状に配列したもの
とを適宜配設したことを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載の熱交換器。
（４）三角錐状の突起の長さは伝熱管の直径又は幅の１
ないし２倍であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載の熱交換器。