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JPH0829085A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

Info

Publication number
JPH0829085A
JPH0829085A JP16179194A JP16179194A JPH0829085A JP H0829085 A JPH0829085 A JP H0829085A JP 16179194 A JP16179194 A JP 16179194A JP 16179194 A JP16179194 A JP 16179194A JP H0829085 A JPH0829085 A JP H0829085A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fin
air
frost
heat exchanger
fins
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP16179194A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Kusumoto
寛 楠本
Masaaki Ito
正昭 伊藤
Mitsuo Kudo
光夫 工藤
Mitsutaka Shizutani
光隆 静谷
Mari Uchida
麻理 内田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP16179194A priority Critical patent/JPH0829085A/ja
Publication of JPH0829085A publication Critical patent/JPH0829085A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00Problems to be solved
    • F25B2500/01Geometry problems, e.g. for reducing size

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】冷凍・空調装置に使用され、着霜を伴うフィン
付管形熱交換器で、空気流の流入側のフィン間隔が大き
くなるように熱交換器を円筒面状に形成し、霜によるフ
ィン前縁部での空気流路の閉塞を抑えながら、フィン全
面に一様な着霜を生じさせ、運転時間の延長を可能とす
る熱交換器を提供する。 【構成】着霜を伴うフィン付管形熱交換器で、空気流の
流入側のフィン間隔が大きくなるように熱交換器を円筒
面状に形成し、さらに空気流の上流側および下流側のフ
ィン長さを変化させ、さらにフィン群の後縁部および前
縁部に凹部と凸部を交互に隣り合うフィンの凹凸部の位
相が異なるように設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、冷凍・空調装置の蒸発
器として使用される熱交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の冷凍・空調装置は、一つまたは複
数の蒸発器と凝縮器により、冷蔵庫や冷凍庫内を循環す
る空気を冷却したり、屋内の冷暖房等を行っている。冷
凍装置、および暖房運転時の空調装置の蒸発器では、多
くの場合、空気中の水蒸気が相変化を起こし凝結して蒸
発器上に霜として付着し霜層を形成する。この霜層は、
空気流の流路を塞ぎ、また伝熱の抵抗体として蒸発器の
性能低下を引き起こす主な原因となる。
【0003】従来この霜対策の方法として、フィンピッ
チを大きくして霜による空気流路の閉塞を遅らせたり、
伝熱性能の悪いフィンを使用して着霜量自体を少なくす
るなどの方法が採られてきた。また、特開昭63−220094
号公報に示された着霜の多い空気流上流側のフィン長さ
を隣接するフィン間で異なるように設けた方法,特開昭
61−256192号公報に示されたフィン前縁部に熱伝導性の
悪い部材を設ける方法,特開昭61−27494 号公報に示さ
れたフィン前縁部に凹部と凸部を交互に隣り合うフィン
の凹凸部の位相が異なるように設ける方法などが考えら
れている。これら公報にある方法は、フィン前縁部での
着霜を抑制したり、またフィン前縁部での実質的なフィ
ン間隔を大きくして、霜によるフィン間の閉塞時間の延
長を意図したものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の方法に
よってもフィン前縁部での霜の付着は避けられず、時間
の経過にともなって空気流路は狭まり閉塞に至る。その
ため、定期的に冷却面上の着霜を融解して除去する除霜
運転を行う必要があった。
【0005】このように、蒸発器として使用される熱交
換器は着霜の問題があるために、高性能・小形化が達成
できず、しかも除霜過程では余分なエネルギを消費する
などの問題点を含んでいる。
【0006】本発明の目的は冷凍・空調装置に使用さ
れ、着霜を伴うフィン付管形熱交換器において、霜によ
るフィン前縁部での空気流路の閉塞を抑えながら、フィ
ン全面に一様な着霜を生じさせ、運転時間の延長を可能
とする熱交換器を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、冷凍・空
調装置に用いられ、着霜を伴うフィン付管形熱交換器に
おいて、空気流の流入側のフィン間隔が大きくなるよう
に熱交換器を円筒面状に成形することにより達成され
る。
【0008】
【作用】上記のような構成により、空気流流入側のフィ
ン間隔は大きくなる。熱交換にともなって、フィン面に
は霜の付着が生じるが、空気流路の閉塞を招きやすいフ
ィン前縁部では、フィン間隔が大きくとられているた
め、空気流路は確保され空気流速の低下が抑えられる。
また、空気流の流れ方向に沿ってフィン間隔が狭くなる
ため空気流は加速流となり、空気流下流側のフィン面で
の熱伝達の向上と付着する霜の一様化が図られる。ま
た、形成される霜層も背の低い密なものとなるため、空
気流下流側のフィン間隔の狭い部分でも、霜による空気
流路の閉塞は遅れることになる。したがって、着霜が生
じても空気流路が確保されるため、霜による伝熱性能の
低下を抑えて、運転時間を延長することが可能となる。
【0009】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明す
る。
【0010】図1は本発明の一実施例を示す。低温の冷
媒が内部を流動する管群2と多数のフィン群3が固定さ
れたフィン付き管形熱交換器1は、空気流4の流入側の
フィン間隔が大きくなるように熱交換器1が円筒面状に
形成されている。
【0011】空気流4に含まれる水分は、熱交換器1を
通過する際、霜としてフィン群3上に付着する。時間の
経過にともなって形成される霜層5により空気流路6は
狭められるが、多くの霜が発生しやすいフィン前縁部7
はフィン間隔が大きくなっているため、霜層5による空
気流路6の縮小が抑えられる。また、フィン群3の間を
流れる空気流5は流れ方向に加速される増速流れとな
り、空気流下流側のフィン面に形成される霜層5は背の
低い密なものとなるため、フィン後縁部8でも霜層によ
る空気流路の閉塞が遅らされる。したがって、空気流路
の閉塞を抑えながら熱交換が行えることができるため、
除霜運転に至るまでの運転時間を延長することが可能と
なる。
【0012】図2は図1の詳細を示す。フィンピッチを
δ,フィン厚さをt,伝熱管の曲率半径をρ,空気流上
流側のフィン長さをL1 ,空気流下流側のフィン長さを
2とすると、フィン前縁部7でのフィン間隔δ1 ,フ
ィン後縁部8でのフィン間隔δ2 は次式で表わされる。
【0013】
【数1】 δ1=δ(1+L1/ρ)−t …(数1)
【0014】
【数2】 δ2=δ(1−L2/ρ)−t …(数2) したがって、数1の右辺第2項に相当する分だけフィン
前縁部7の間隔が大きくなり、逆にフィン後縁部8の間
隔は小さくなる。また、その大きさは上式からわかるよ
うに曲率半径とフィン長さで決まってくる。
【0015】なお、本実施例は、図3に示すような複数
の偏平管9とフィン3とからなる熱交換器にも適用でき
る。
【0016】また、本実施例で曲率中心近くに環流ファ
ン10等の送風装置を設けると、フィン全面にわたって
一様な風速分布となるため、熱交換器の性能が向上す
る。
【0017】図4は本発明の他の実施例を示す。低温の
冷媒が内部を流動する管群2と多数並べられたフィン群
3が固定されたフィン付き管形熱交換器1は、空気流4
の流入側のフィン間隔が大きくなるように熱交換器1が
円筒面状に形成され、さらにフィン群2の後縁部8に凹
部13と凸部14が交互に隣り合うフィンの凹凸部の位
相が異なるように設けられている。
【0018】図2で示したように、本実施例の熱交換器
ではフィン後縁部8のフィン間隔は狭まり、条件によっ
てはこの部分で閉塞してしまう。フィン間隔を大きくす
るため空気流下流側のフィン11の長さを短くすると、
伝熱面積が小さくなり総合的な交換熱量は減少してしま
う。そこで、図4に示すように、フィン後縁部8に凹部
13と凸部14を交互に形成し、隣り合うフィンの凹凸
部の位相が異なるように設けると、フィン後縁部8にお
けるフィン間隔が大きくとれ、しかも伝熱面積の減少を
抑えることができる。したがって、伝熱面積の減少を抑
えて霜層による空気流路の閉塞を遅らせることが可能と
なる。
【0019】また、フィン前縁部にも凹部と凸部を隣り
合うフィンの凹凸部の位相が異なるように設けることに
より、霜層による空気流路の閉塞をさらに遅らせること
が可能となる。
【0020】図5は本発明の他の実施例を示したもので
ある。低温の冷媒が内部を流動する管群2と多数並べら
れたフィン群3が固定されたフィン付き管形熱交換器1
は、空気流5の流入側のフィン間隔が大きくなるように
熱交換器1が円筒面状に形成され、さらにフィン3が空
気流上流側のフィン12の長さと空気流下流側のフィン
11の長さが隣り合うフィンで異なるように取り付けら
れている。
【0021】この構成により、フィン前縁部7aでは、
実質のフィン間隔が大きくなり、霜層による空気流路の
閉塞が遅らされる。また、フィン前縁部7bでは、付着
する霜は多くなるが、隣接するフィン面上には背の低い
密な霜層5が形成されているため、空気流路は確保され
閉塞に至る時間は延長される。また、フィン後縁部8で
は実施例3と同様な効果が得られる。したがって、伝熱
面積の減少を招かずに霜による空気流路の閉塞を遅らせ
ることができる。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、冷凍・空調装置に使用
され、着霜を伴うフィン付管形熱交換器で、空気流の流
入側のフィン間隔が大きくなるように熱交換器を円筒状
に形成し、さらに空気流の上流側および下流側のフィン
長さを変化させ、さらにフィン群の後縁部および前縁部
に凹部と凸部を交互に隣り合うフィンの凹凸部の位相が
異なるように設けることによって、霜による空気流路の
閉塞を遅延し伝熱性能の低下を抑えて、運転時間の延長
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す熱交換器の横断面図。
【図2】本発明の一実施例を示す熱交換器の部分説明
図。
【図3】本発明の他の実施例を示す熱交換器の部分斜視
図。
【図4】本発明の他の実施例を示す熱交換器の部分説明
図。
【図5】本発明の他の実施例を示す熱交換器の部分説明
図。
【符号の説明】
1…フィン付き管形熱交換器、2…管群、3…フィン
群、4…空気流、5…霜層、7…フィン前縁部、8…フ
ィン後縁部、10…送風機、11…空気流下流側のフィ
ン、12…空気流上流側のフィン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 静谷 光隆 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 内田 麻理 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】冷凍・空調用装置に使用され、低温の冷媒
    が内部を流動する管群とこの管群に固定されその間を空
    気が流れる多数のフィン群とで構成されるフィン付き管
    形熱交換器において、前記フィン群の空気流入側のフィ
    ンの間隔が大きくなるように、円筒面状に形成したこと
    を特徴とする熱交換器。
JP16179194A 1994-07-14 1994-07-14 熱交換器 Pending JPH0829085A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16179194A JPH0829085A (ja) 1994-07-14 1994-07-14 熱交換器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16179194A JPH0829085A (ja) 1994-07-14 1994-07-14 熱交換器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0829085A true JPH0829085A (ja) 1996-02-02

Family

ID=15741984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16179194A Pending JPH0829085A (ja) 1994-07-14 1994-07-14 熱交換器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0829085A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006068210A1 (ja) * 2004-12-24 2006-06-29 Toshiba Carrier Corporation 空気調和装置の室外機
JP2013113517A (ja) * 2011-11-30 2013-06-10 Sanyo Electric Co Ltd 熱交換器および空気調和装置の室外ユニット
JP2013113516A (ja) * 2011-11-30 2013-06-10 Sanyo Electric Co Ltd 熱交換器および空気調和装置の室外ユニット

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2006068210A1 (ja) * 2004-12-24 2006-06-29 Toshiba Carrier Corporation 空気調和装置の室外機
JP2013113517A (ja) * 2011-11-30 2013-06-10 Sanyo Electric Co Ltd 熱交換器および空気調和装置の室外ユニット
JP2013113516A (ja) * 2011-11-30 2013-06-10 Sanyo Electric Co Ltd 熱交換器および空気調和装置の室外ユニット

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