JPS633183A - 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 本発明は冷凍・空調機器分野の蒸発器や凝縮器に広く用
いられている気体対気液二相流体（または液体）用のフ
ィン付熱交換器に関するものである。

従来の技術 従来、この種の熱交換器は第６図から第８図に示すよう
に、内部を冷媒が流動する偏平伝熱管１を蛇行状に折曲
させ、その直管部は一定間隔を有して平行に並設し、こ
の平行な偏平伝熱管１相互間に一定間隔で蛇行状に曲折
された伝熱フィン２を水平方向に介在させている。そし
て、伝熱フィン２の間を気流が矢印３の方向に流動し、
偏平伝熱管１内を流動する冷媒と熱交換を行う構成であ
った。

このような熱交換器には、近年、小型化、高性能化が要
求されておシ、その１つとして空気側の熱抵抗を減少さ
せるために、例えば第７図に示すような伝熱フィン２表
面に適当な工夫が施されてきた。この場合、フィン表面
上において二側辺部を開口してルーバ状切り起し４を設
けることにより伝熱性能の向上を図っている。

発明が解決しようとする問題点 このような構成のものは、円管の伝熱管を用いる場合よ
り、伝熱管後流て生じる死水域の大きさが小さくなるた
め、通風抵抗が低減できる。また１、ルーツ潅切り起し
３力砿（ハ）袷では伝熱フィン２先端から生じる温度境
界層の厚みがフィン下流に向うに従って増すため、局所
熱伝達率が高い領域は伝熱フィン２の先端部にとどめら
れるの【対して、複数のルーバ状切り起し４により境界
層が断続的に発達するという、いわゆる境界層前縁効果
により広範囲で局所熱伝達率を高くとれ、全体の平均熱
伝達率も向上する。しかしながら、従来のよう江同じ幅
のルーバ状切り起し４を伝熱フィン２の上流側から下流
側まで設けているという構成では第８図に示すように偏
平伝熱管１の先端から生じる温度境界層６内に下流側の
ルーバ状切り起し４の一部が覆われてしまう形になυ（
第８図中の斜線部で示す）、下流側に行くに従って局所
熱伝達率が低下し、十分にルーバ状切り起し４が活かさ
れていないという問題があった。

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、−定間隔
で平行に並べられ、その間を気流が流動する平板フィン
と、この平板フィンに直角に挿通され、内部を流体が流
動する偏平伝熱管とから構成され、前記偏平伝熱管の気
流方向の管ピッチより気流に直角方向の管ピッチを大き
くし、かつ、偏平伝熱管の長軸を気流方向に対して角度
をもたせ、かつ、偏平伝熱管間の平板フィン上に、気流
方向に開口した複数の切り起しを設けたものである。

作　　用 この技術的手段による作用は次のようになる。

すなわち、上記のように、平板フィンに挿通された偏平
伝熱管の気流方向の管ピッチより気流に直角方向の管ピ
ッチが大きい場合において、偏平伝熱管の長軸を気流方
向に対して角度をもたせ、かつ、偏平伝熱管間の平板フ
ィン上に、気流方向に開口した複数の切り起しを設けて
いるため、偏平伝熱管に沿う流れと気流方向の流れとが
作用し合って、偏平伝熱管後流に生じる死水域の面積が
大巾に減少し、かつ、−偏平伝熱管の先端から生じる温
度境界層の発達が抑えることができる。従って、通風抵
抗の増大を抑えながら、切り起しの境界層前縁効果を十
分に活かすことができ、伝熱性能が大巾に向上する。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面（て基づいて説明す
る。

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すフィン付熱
交換器で、第１図はその要部平面図、第２図は第１図の
Ｘ−Ｘ断面図である。

６は一定間隔で平行に並べられ、その間を気流が流動す
る平版フィン、了は平板フィン６上てバーリング加工さ
れたフィンカラ、８は平板フィン６に直角に挿通され、
その内部を冷媒が流動する偏平伝熱管で、この偏平伝熱
管８が長軸を気流方向９に対して角度を有するように設
けられ、かつ、それぞれの偏平伝熱管８は気流の上流側
にある偏平伝熱管８の下流側への投影面と部分的な重な
りを有し、各列毎の偏平伝熱管８の長軸が同一直線上に
存在する。

また、偏平伝熱管８間の平板フィン６上に気流方向９に
対向する二側辺部を開口した切り起し１Ｑが平板フィン
６を基板として上下に設けられており、その切り起し１
０の脚部が気流方向９に対して角度を有している。

次に、この一実施例の構成における作用を説明する。

偏平伝熱管８の長軸が気流方向９に対して角度を有する
ように設けられ、かつ、各偏平伝熱管８が気流の上流側
にある偏平伝熱管８の下流側への投影面と部分的な重な
りを有しているために、駕平伝熱管８後流に第２図の矢
印１１で示すような流れ込みが生じ、偏平伝熱管８後流
に生じる死水域１２の大きさが大巾に減少して伝熱に寄
与する面積が増大すると共に、偏平伝熱管８の先端から
生じる温度境界層の発達を抑えることができるために切
や起し１０による境界層前縁効果が平板フィン６の下流
側においても十分発揮され、フィン表面の熱伝達が向上
する。

更に、気流方向９に対して角度を有する切り起し１Ｑの
脚部から、脚部に沿う流れと気流方向９の流れとが作用
し合って渦流が生じ、平板フィン６間を流れる気流の乱
流促進が活発になυ、フィン表面の熱伝達率が向上する
。

次に、発明の他の実施例について説明する。

第３図及び第４図は本発明の他の実施例を示すフィン付
熱交換器で、第３図はその要部平面図、第４図は第３図
のＹ−Ｙ断面図である。この実施例では、偏平伝熱管８
ａ及び８ｂの長軸と気流方向９とのなす角度をそれぞれ
α、βとした場合てα〉βとし、かつ、各列毎の偏平伝
熱管８の長軸が同一直線上に存在しないように偏平伝熱
管８を設置している。また、切り起し１０の脚部が気流
方向９に対してなす角度も、σ、βの大きさに応じて変
えている。

この実施例の構成ておける作用を説明する。この場合、
各列毎の偏平伝熱管８の長軸が同一直線上に存在しない
ように偏平伝熱管８の設置しているため、単に、偏平伝
熱管８を基盤配列あるいは千鳥配列した場合では実現し
得ない気流の流れが生じ、かつ、α〉βとすることによ
り、気流下流側の偏平伝熱管８ｂ後流に生じる死水域の
増大を抑えること知よって、前述の実施例より死水域の
面積を減少させることができる。また、切り起し１０の
脚部を偏平伝熱管間に沿って設置することにより、切り
起し１０部分を通過する気流速度と偏平伝熱管８まわシ
の流速との均一化が図れ、それにより、切り起し１０に
よる境界層前縁効果が一層発揮され、伝熱性能は大巾に
向上する。

以上、２つの実施例について説明したが、いづれの実施
例も、気流速度が上昇するに従って、偏平伝熱管１の先
端から発達する温度境界層５の影響による性能低下が著
しい従来例に比べて、第６図に示すように、フ／Δｐ（
ｃ（：熱交換器の平均熱伝達率、Ｊｐ：通風抵抗）は大
きく上回ることがわかる。

発明の効果 以上のように本発明は、−定間隔で平行に並べられ、そ
の間を気流が流動する平板フィンと、この平板フィンに
直角に挿通され、内部を流体が流動する偏平伝熱管とか
ら構成され、前記偏平伝熱管の気流方向の管ピッチより
気流に直角方向の管ピンチを大きくシ、かつ、偏平伝熱
管の長軸を気流方向に対して角度をもたせ、かつ、偏平
伝熱管間の平板フィン上に、気流方向く開口した複数の
切り起しを設けることによって、次のような効果を有す
る。すなわち、偏平伝熱管後流への流れ込みにより偏平
伝熱管後流に生じる死水域の大きさが減少すると共に、
偏平伝熱管先端から生じる温度境界層の発達を抑えるこ
とができるために切り起しによる境界層前線効果が十分
発揮でき、伝熱性能が大巾に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２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及び要部断面図、第３図及び第４図
は本発明の他の実施例によるフィン付熱交換器の要部平
面図及び要部断面図、第５図は本発明及び従来例に関す
る性能評価図、第６図は従来のフィン付熱交換器の斜視
図、第７図は同フィン付熱交換器の要部斜使図、第８図
は同フィン付熱交換器の要部断面図である。 ６・・・・・・平板フィン、８・・・・・・偏平伝熱管
、７・・・・・・フィンカラ、９・・・・・・気流方向
、１０・・・・・・切シ起し。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名６一
−−平版フィン ７−−−フインカラ １０−一一切り身φし 第　２　図 第３図 箒、。　　　　　　　　　　とδｂ−−−傷平伝熟琶第
６図 第５図 気菖礼象尺 第７図　　　第８図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　一定間隔で平行に並べられ、その間を気流が流
   動する平板フィンと、この平板フィンに直角に挿通され
   内部を流体が流動する偏平伝熱管とから構成され、前記
   偏平伝熱管の気流方向の管ピッチより気流に直角方向の
   管ピッチを大きくし、かつ、偏平伝熱管の長軸を気流方
   向に対して角度を有し、かつ、偏平伝熱管間の平板フィ
   ン上に、気流方向に開口した複数の切り起しを設けたフ
   ィン付熱交換器。
2. （２）　気流方向に複数列配列された各偏平伝熱管が、
   気流の上流側にあるいづれかの偏平伝熱管の下流側への
   投影面と部分的な重なりを有する特許請求の範囲第１項
   記載のフィン付熱交換器。
3. （３）　気流方向に開口した切り起しの脚部が気流方向
   に対して角度を有する特許請求の範囲第１項記載のフィ
   ン付熱交換器。
4. （４）　偏平伝熱管の長軸の気流方向に対する角度が前
   記各偏平伝熱管毎に異なる特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載のフィン付熱交換器。