JPS6334489A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JPS6334489A JPS6334489A JP61176880A JP17688086A JPS6334489A JP S6334489 A JPS6334489 A JP S6334489A JP 61176880 A JP61176880 A JP 61176880A JP 17688086 A JP17688086 A JP 17688086A JP S6334489 A JPS6334489 A JP S6334489A
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- Japan
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- heat exchanger
- tube
- protrusions
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 13
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/42—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D1/00—Heat-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
- F28D1/02—Heat-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
- F28D1/04—Heat-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
- F28D1/053—Heat-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
- F28D1/0535—Heat-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 the conduits having a non-circular cross-section
- F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
- F28D1/05391—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits combined with a particular flow pattern, e.g. multi-row multi-stage radiators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/42—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
- F28F1/424—Means comprising outside portions integral with inside portions
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2215/00—Fins
- F28F2215/04—Assemblies of fins having different features, e.g. with different fin densities
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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。
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、複数の管路とこれに接合されたフィンとを有
する熱交換器に関するものであり、たとえば暖房装置に
用いられる熱交換器に関するものである。
する熱交換器に関するものであり、たとえば暖房装置に
用いられる熱交換器に関するものである。
従来、熱交換器の効率を高めるため、すなわち被熱交換
流体、例えば温水の管路であるチューブおよびフィンへ
の熱伝達率を高めるため、内壁が平滑で突起等のないフ
ラットチューブの代わりに突起チューブが用いられてい
た。突起チューブには、内壁から平径方向内方に半球状
の突起が突出したデインプルチューブ、またはチューブ
の軸線を横切る方向に延びる細長い突起が突出したりブ
チューブ、または半球状突起および綱長い突起が組み合
わされて設けられたチューブ等がある。これらの突起は
、チューブ外壁を押し込むことにより形成される。この
ような突起チューブを用いた熱交換４においては、被熱
交換流体の流れが乱されてチューブ表面温度が高められ
、暖房用空気との温度差が大きくなり良好な熱交換が行
われる。
流体、例えば温水の管路であるチューブおよびフィンへ
の熱伝達率を高めるため、内壁が平滑で突起等のないフ
ラットチューブの代わりに突起チューブが用いられてい
た。突起チューブには、内壁から平径方向内方に半球状
の突起が突出したデインプルチューブ、またはチューブ
の軸線を横切る方向に延びる細長い突起が突出したりブ
チューブ、または半球状突起および綱長い突起が組み合
わされて設けられたチューブ等がある。これらの突起は
、チューブ外壁を押し込むことにより形成される。この
ような突起チューブを用いた熱交換４においては、被熱
交換流体の流れが乱されてチューブ表面温度が高められ
、暖房用空気との温度差が大きくなり良好な熱交換が行
われる。
しかし、この種の熱交換器においては、突起チューブの
外壁にフィンを接合する場合、突起が形成されている部
位のチューブ外壁は凹んでおりフィンとの接合面積が不
充分で、接合状態は不完全なものであり、接合強度は低
下する。よって、熱交換器全体の強度も低下するという
問題があった。
外壁にフィンを接合する場合、突起が形成されている部
位のチューブ外壁は凹んでおりフィンとの接合面積が不
充分で、接合状態は不完全なものであり、接合強度は低
下する。よって、熱交換器全体の強度も低下するという
問題があった。
よって、本発明は、高い熱伝達率を維持し、なおかつ充
分な強度を有する熱交換器を提供することを目的とする
。
分な強度を有する熱交換器を提供することを目的とする
。
この目的を達成するため、本発明においては、管路に突
起チューブを用い、突起間の軸線方向の間隔を被熱交換
流体用入口部近傍部分では出口部近傍部分のそれに比し
て大きくするという手段を講じている。
起チューブを用い、突起間の軸線方向の間隔を被熱交換
流体用入口部近傍部分では出口部近傍部分のそれに比し
て大きくするという手段を講じている。
本発明によれば、管路の前半部は突起が粗く配設されて
゛いるが、管路前半部の被熱交換流体は、入口タンク内
で流れを乱されたまま流入しているので高い熱伝達率が
維持される。また、流れが整流され乱れのない被熱交換
流体が流れる管路の後半部には突起が密に配設されてい
るため、被熱交換流体の流れが乱されることで熱伝達率
の低下を防ぐことができる。更に、突起の間隔が異なる
ため、フィンの間隔と一致せず、全てのフィンが突起が
設けられたチューブの部位に接続されるということがな
くなり上述の問題が解消される。
゛いるが、管路前半部の被熱交換流体は、入口タンク内
で流れを乱されたまま流入しているので高い熱伝達率が
維持される。また、流れが整流され乱れのない被熱交換
流体が流れる管路の後半部には突起が密に配設されてい
るため、被熱交換流体の流れが乱されることで熱伝達率
の低下を防ぐことができる。更に、突起の間隔が異なる
ため、フィンの間隔と一致せず、全てのフィンが突起が
設けられたチューブの部位に接続されるということがな
くなり上述の問題が解消される。
本発明の作用・効采等は、以下に添付図面を参照して詳
細に述べる実施例の説明からより明らかになるであろう
。
細に述べる実施例の説明からより明らかになるであろう
。
第１図には、自動車用温水式暖房装置に用いられた本発
明の一実施例である熱交換器１が示されている。熱交換
器１は、被熱交換流体（本実施例の場合は温水）入口バ
イブ１１と入口タンク１２と入口ヘッダ１３とを有する
温水入口部１０と、温水出ロバイブ２１と出口タンク２
２と出口ヘッダ２３とを有する温水出口部２０と、これ
ら入口部１０と出口部２０との問を接続する８本の突起
チューブ３０で構成された管路と、チューブの全長に渡
ってこれらチューブに接合されたコルゲートフィン４０
とを備えている。暖房用空気は、図示しないファンによ
り紙面と垂直に流され、チューブ３０とコルゲートフィ
ン４０の間を通過する際にチューブ３０内の温水と熱交
換される。
明の一実施例である熱交換器１が示されている。熱交換
器１は、被熱交換流体（本実施例の場合は温水）入口バ
イブ１１と入口タンク１２と入口ヘッダ１３とを有する
温水入口部１０と、温水出ロバイブ２１と出口タンク２
２と出口ヘッダ２３とを有する温水出口部２０と、これ
ら入口部１０と出口部２０との問を接続する８本の突起
チューブ３０で構成された管路と、チューブの全長に渡
ってこれらチューブに接合されたコルゲートフィン４０
とを備えている。暖房用空気は、図示しないファンによ
り紙面と垂直に流され、チューブ３０とコルゲートフィ
ン４０の間を通過する際にチューブ３０内の温水と熱交
換される。
チューブ３０は、第２図に示されるように、偏平な楕円
形断面形状を有し、外壁を押し込んで形成された半球状
の突起３１が内壁から複数個突出しているデインプルチ
ューブである。入口部１０に接続される部分の突起３１
間の間隔Ｐ１は、出口部２０に接続される部分のそれＰ
２より大きくなっている。
形断面形状を有し、外壁を押し込んで形成された半球状
の突起３１が内壁から複数個突出しているデインプルチ
ューブである。入口部１０に接続される部分の突起３１
間の間隔Ｐ１は、出口部２０に接続される部分のそれＰ
２より大きくなっている。
この熱交換器においては、突起間の間隔が広いチューブ
前半部分は入口タンク内の乱れの影響で、流れが乱れて
いるため熱伝達率が高くチューブ表面温度が高くなって
いる。温水の流れにしたがって、チューブ表面温度が低
くなり、暖房用空気との温度差６丁が小さくなり、熱伝
達率も徐々に低下する。しかし、どの位置でもフラット
チューブより絶対値的には高い熱伝達率を保持すること
ができる。また、突起が密に配設されたチューブのの 後半部分を温水が流れる場合、突起により温水Ｖ流れが
乱されて乱流となる。これにより、温度差入Ｔが大きく
なり、熱伝達率が改善される。第３図には、本実施例の
チューブの長さに沿った熱伝達率の変化が実線で示され
ている。図中の一点鎖線は、この実施例と同一の構成で
フラットチューブを用いた従来の熱交換器における熱伝
達率の変化を示すものである。図から明らかな通り、フ
ラットチューブを用いた熱交換器に比して全体としての
熱伝達率が良好である。また、フィンとの接合が充分に
行われ大きな強度を有するフラットチューブを用いた熱
交換器に比してその強度は少し劣るが、フィンの間隔と
突起間隔が一致した場合には極端な強度低下をまね〈従
来の等間隔突起チューブを用いた熱交換器に比しては大
きな強度が得られる。これは、突起間隔が異なるためフ
ィンの位置が突起を設けられたチューブの部位と一致す
ることが極めて少ないからである。
前半部分は入口タンク内の乱れの影響で、流れが乱れて
いるため熱伝達率が高くチューブ表面温度が高くなって
いる。温水の流れにしたがって、チューブ表面温度が低
くなり、暖房用空気との温度差６丁が小さくなり、熱伝
達率も徐々に低下する。しかし、どの位置でもフラット
チューブより絶対値的には高い熱伝達率を保持すること
ができる。また、突起が密に配設されたチューブのの 後半部分を温水が流れる場合、突起により温水Ｖ流れが
乱されて乱流となる。これにより、温度差入Ｔが大きく
なり、熱伝達率が改善される。第３図には、本実施例の
チューブの長さに沿った熱伝達率の変化が実線で示され
ている。図中の一点鎖線は、この実施例と同一の構成で
フラットチューブを用いた従来の熱交換器における熱伝
達率の変化を示すものである。図から明らかな通り、フ
ラットチューブを用いた熱交換器に比して全体としての
熱伝達率が良好である。また、フィンとの接合が充分に
行われ大きな強度を有するフラットチューブを用いた熱
交換器に比してその強度は少し劣るが、フィンの間隔と
突起間隔が一致した場合には極端な強度低下をまね〈従
来の等間隔突起チューブを用いた熱交換器に比しては大
きな強度が得られる。これは、突起間隔が異なるためフ
ィンの位置が突起を設けられたチューブの部位と一致す
ることが極めて少ないからである。
上述の実施例では、突起チューブとして、デインプルチ
ューブが用いられているが、これに限られるものではな
い。例えば、第４図に示されるように、チューブ５０の
軸線を横切る方向に細長い突起５１が延在しているリブ
チューブを用いてもよく、これら半球状突起および［Ｉ
艮い突起を組み合わせて設けたものでもよい。また、第
２図の突起チューブ３０（全長２００履）では、入口部
１０近傍部分の突起間隔Ｐ１が２０ａｗ〜２５履であり
、順に連続的に５％〜１０％ずつ狭められ出口部近傍部
分での突起間隔Ｐ２は４ｓｗ〜６Ｉｌａとなっている。
ューブが用いられているが、これに限られるものではな
い。例えば、第４図に示されるように、チューブ５０の
軸線を横切る方向に細長い突起５１が延在しているリブ
チューブを用いてもよく、これら半球状突起および［Ｉ
艮い突起を組み合わせて設けたものでもよい。また、第
２図の突起チューブ３０（全長２００履）では、入口部
１０近傍部分の突起間隔Ｐ１が２０ａｗ〜２５履であり
、順に連続的に５％〜１０％ずつ狭められ出口部近傍部
分での突起間隔Ｐ２は４ｓｗ〜６Ｉｌａとなっている。
しかし、このように、突起間隔を連続的に変えるだけで
なく、段階的に変えても同様の効果が得られる。すなわ
ち、チューブ３０の全長を軸線方向に４つの部分に分割
し、入口部１ｏに最も近い部分内の突起の間隔を２０履
、つぎの部分の突起間隔を１５＃ｌ、またつぎの部分の
突起間隔を１０履、そして出口部２０に最も近い部分の
突起間隔を５履とするような構成でも同様の効果が得ら
れる。さらに、入口（出口）ヘッダを設けず、入口（出
口）パイプから分岐管等を介して各チューブに（から）
ｙＡ水を流す構成の入口（出口）部を設けてもよい。
なく、段階的に変えても同様の効果が得られる。すなわ
ち、チューブ３０の全長を軸線方向に４つの部分に分割
し、入口部１ｏに最も近い部分内の突起の間隔を２０履
、つぎの部分の突起間隔を１５＃ｌ、またつぎの部分の
突起間隔を１０履、そして出口部２０に最も近い部分の
突起間隔を５履とするような構成でも同様の効果が得ら
れる。さらに、入口（出口）ヘッダを設けず、入口（出
口）パイプから分岐管等を介して各チューブに（から）
ｙＡ水を流す構成の入口（出口）部を設けてもよい。
次に、第５図を参照して、別の実施例について説明する
。第５図の熱交換器１００は、第１図に示された熱交換
器１を２個直列に配設した構成であるということができ
る。温水バイブ１１から導入された温水は、入口タンク
１２および入口ヘッダ１３を経て第１の管路を構成する
８本の突起チューブ３０を流れ中間タンクヘッダ６０お
よび中間タンク６１に入る。さらに、温水は中間タンク
６１Ｊ３よび中間タンクヘッダ６０から第２の管路を構
成する８本の突起チューブ３０’を流れ、出口ヘッダ２
３および出口タンク２２を経て温水出ロバイブ２１から
排出される。この実施例では、入口バイブ１１から中間
タンク６１（前述の実施例の出口部に相当）までの間の
熱伝達率の変化は ４第３図の実線で示された線図に対
応する。また、中間タンク６１（前述の実施例の入口部
に相当）から出口バイブ２１までの間の熱伝達率の変化
も第３図の実線で示される縮図に対応する。
。第５図の熱交換器１００は、第１図に示された熱交換
器１を２個直列に配設した構成であるということができ
る。温水バイブ１１から導入された温水は、入口タンク
１２および入口ヘッダ１３を経て第１の管路を構成する
８本の突起チューブ３０を流れ中間タンクヘッダ６０お
よび中間タンク６１に入る。さらに、温水は中間タンク
６１Ｊ３よび中間タンクヘッダ６０から第２の管路を構
成する８本の突起チューブ３０’を流れ、出口ヘッダ２
３および出口タンク２２を経て温水出ロバイブ２１から
排出される。この実施例では、入口バイブ１１から中間
タンク６１（前述の実施例の出口部に相当）までの間の
熱伝達率の変化は ４第３図の実線で示された線図に対
応する。また、中間タンク６１（前述の実施例の入口部
に相当）から出口バイブ２１までの間の熱伝達率の変化
も第３図の実線で示される縮図に対応する。
以上説明したように、本発明においては、被熱交換流体
が乱されているため、チューブ表面温度が高く、熱交換
用空気との温度差６丁が大きい部分に突起を粗く配設し
、被熱交換流体に乱れがなく上記温度差ΔＴの小さい部
分には突起を密に配設したことにより、熱交換器全体と
しての被熱交換流体の流分をあまり減らすことなく熱伝
達率を高めることができる。さらに、突起間隔が異なる
のでフィンが突起が設けられたチューブの外壁と一致す
ることが極めて少ないので、フィンは突起が設けられて
いないチューブ外壁部分に完全に接合されるので充分な
強度が得られる。
が乱されているため、チューブ表面温度が高く、熱交換
用空気との温度差６丁が大きい部分に突起を粗く配設し
、被熱交換流体に乱れがなく上記温度差ΔＴの小さい部
分には突起を密に配設したことにより、熱交換器全体と
しての被熱交換流体の流分をあまり減らすことなく熱伝
達率を高めることができる。さらに、突起間隔が異なる
のでフィンが突起が設けられたチューブの外壁と一致す
ることが極めて少ないので、フィンは突起が設けられて
いないチューブ外壁部分に完全に接合されるので充分な
強度が得られる。
第１図は、本発明の一実施例の熱交換器を示す正面図、
第２図は、第１図の熱交換器に用いられているデインプ
ルチューブの斜視図、 第３図は、第１図の熱交換器と従来のものとのチューブ
に沿った熱伝達率の変化を比較する線図、第４図は、リ
ブチューブを示す破断斜視図、そして、 第５図は、別の実施例の正面図である。 １．１００・・・・・・熱交換器、 １０・・・・・・温水入口部、 ２０・・・・・・温水出口部、 ３ｏ・・・・・・突起チューブ、 ４０・・・・・・フィン。
ルチューブの斜視図、 第３図は、第１図の熱交換器と従来のものとのチューブ
に沿った熱伝達率の変化を比較する線図、第４図は、リ
ブチューブを示す破断斜視図、そして、 第５図は、別の実施例の正面図である。 １．１００・・・・・・熱交換器、 １０・・・・・・温水入口部、 ２０・・・・・・温水出口部、 ３ｏ・・・・・・突起チューブ、 ４０・・・・・・フィン。
Claims (4)
- （１） 被熱交換流体用入口部と、被熱交換流体用出口
部と、該入口部と該出口部との間を連通させ該被熱交換
流体を流す複数の管路と、該管路に接続されたフインと
を有する熱交換器において、前記管路が外壁を押し込ん
で半径方向内方に突出形成された突起が複数設けられた
突起部を有する突起チユーブ部分を備えており、該突起
間の軸線方向の間隔が前記入口部近傍部分では前記出口
部近傍部分のそれに比して大きくなつていることを特徴
とする熱交換器。 - （２） 特許請求の範囲第１項記載の熱交換器において
、突起間の前記間隔が前記入口部近傍部分から前記出口
部近傍部分に向かつて連続的に漸減していることを特徴
とする熱交換器。 - （３） 特許請求の範囲第１項記載の熱交換器において
、突起間の前記間隔が前記入口部近傍部分から前記出口
部近傍部分に向かつて段階的に漸減していることを特徴
とする熱交換器。 - （４） 特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれ
か一項に記載の熱交換器において、前記突起部が半球状
の突起または前記突起チユーブ部分の軸線を横切る方向
に延在する細長い突起またはそれらを組み合わせて有す
ることを特徴とする熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61176880A JPS6334489A (ja) | 1986-07-28 | 1986-07-28 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61176880A JPS6334489A (ja) | 1986-07-28 | 1986-07-28 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6334489A true JPS6334489A (ja) | 1988-02-15 |
Family
ID=16021384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61176880A Pending JPS6334489A (ja) | 1986-07-28 | 1986-07-28 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6334489A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5560425A (en) * | 1988-08-12 | 1996-10-01 | Calsonic Corporation | Multi-flow type heat exchanger |
| EP1058079A3 (en) * | 1999-05-31 | 2001-04-11 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Heat exchanger and method of making it |
| US6619379B1 (en) * | 1998-07-09 | 2003-09-16 | Behr Gmbh & Co. | Heat exchanger arrangement particularly for motor vehicle |
| WO2007113317A1 (en) * | 2006-04-05 | 2007-10-11 | Valeo Termico S.A. | Procedure for manufacture of a tube for conveyance of a fluid of a heat exchanger, and tube obtained by such procedure |
| US8997846B2 (en) | 2008-10-20 | 2015-04-07 | The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Heat dissipation system with boundary layer disruption |
| WO2019111349A1 (ja) * | 2017-12-06 | 2019-06-13 | 三菱電機株式会社 | 熱交換器、冷凍サイクル装置及び熱交換器の製造方法 |
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| JPS59500877A (ja) * | 1982-05-19 | 1984-05-17 | フオ−ド モ−タ− カンパニ− | タ−ビユレ−タラジエ−タチユ−ブ及びそれから得られたラジエ−タ構造体 |
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-
1986
- 1986-07-28 JP JP61176880A patent/JPS6334489A/ja active Pending
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