JPS63197884A - フイン付熱交換器 - Google Patents
フイン付熱交換器Info
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- JPS63197884A JPS63197884A JP3037187A JP3037187A JPS63197884A JP S63197884 A JPS63197884 A JP S63197884A JP 3037187 A JP3037187 A JP 3037187A JP 3037187 A JP3037187 A JP 3037187A JP S63197884 A JPS63197884 A JP S63197884A
- Authority
- JP
- Japan
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- heat exchanger
- fins
- thermal conducting
- area
- conducting pipe
- Prior art date
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- Pending
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005273 aeration Methods 0.000 abstract 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 11
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
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Landscapes
- 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、空調、冷凍等に使用され冷媒と空気等の流体
間で熱の授受を行う熱交換器に関するものである。
間で熱の授受を行う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８図に示したように、Ｕベ
ンドにより互いに接続された伝熱管１とアルミ等を材料
とするフィン２よりな９、伝熱管１の内部を流れる冷媒
とフィン２間を流れる空気３が熱交換を行う構成を有し
ていた。この様な熱交換器は近年、小型、高性能化が要
求されているが、騒音等の観点からフィン間の空気流速
は低く抑えられているため管内側の熱抵抗に比して空気
側の熱抵抗は高い。そこで現在は空気側の伝熱面積を拡
大することで管内側の熱抵抗との差を減少させる様に工
夫している。しかしながら、伝熱面を拡大することには
物理的な限界が存在するとともに、経済性、省スペース
性等の点から問題もあり、空気側の熱抵抗を低下させる
ことがこの様な熱交換器に於て重要な課題となっている
。
ンドにより互いに接続された伝熱管１とアルミ等を材料
とするフィン２よりな９、伝熱管１の内部を流れる冷媒
とフィン２間を流れる空気３が熱交換を行う構成を有し
ていた。この様な熱交換器は近年、小型、高性能化が要
求されているが、騒音等の観点からフィン間の空気流速
は低く抑えられているため管内側の熱抵抗に比して空気
側の熱抵抗は高い。そこで現在は空気側の伝熱面積を拡
大することで管内側の熱抵抗との差を減少させる様に工
夫している。しかしながら、伝熱面を拡大することには
物理的な限界が存在するとともに、経済性、省スペース
性等の点から問題もあり、空気側の熱抵抗を低下させる
ことがこの様な熱交換器に於て重要な課題となっている
。
第６図及び第７図は、従来の熱交換器の一例を示したも
のである。第６図は平面図、第７図は側面図である。伝
熱管４の内部はフロン等の冷媒が循環しており、その冷
媒の熱が伝熱管４からフィンカラー５へ伝わり、フィン
６へ伝わる。フィン６の前方からは空気７が流動してフ
ィン６間を通過するが、その際に温度の異なったフィン
６の表面から冷媒から伝わる熱の授受を行うのである。
のである。第６図は平面図、第７図は側面図である。伝
熱管４の内部はフロン等の冷媒が循環しており、その冷
媒の熱が伝熱管４からフィンカラー５へ伝わり、フィン
６へ伝わる。フィン６の前方からは空気７が流動してフ
ィン６間を通過するが、その際に温度の異なったフィン
６の表面から冷媒から伝わる熱の授受を行うのである。
この作用によって冷媒と空気の熱交換が連続的に行われ
る。
る。
発明が解決しようとする問題点
第６図及び第７図に示した従来例はちどシ管配列のフラ
ットフィンと呼ばれるものであるが、この管配列は基盤
目状に管配列したものより熱伝達率が高く一般に良く使
用されている。それは、第６図のドツトで示した様に、
１列目の伝熱管４の後流域に生じる兆水域の大きさが２
列目の伝熱管４の存在によυ大きくなるのを抑えられて
いるためである。しかしながら、この場合でも全伝熱面
積のうち死水域が占める割合は２０〜３０％もある。即
ち、全体の２〜３割も無効な部分が存在するわけで、か
つ死水域が大きいということはそれだけ通風抵抗が大き
いことも意味し、熱交換器及び送風機の小型化の妨げと
なっていた。
ットフィンと呼ばれるものであるが、この管配列は基盤
目状に管配列したものより熱伝達率が高く一般に良く使
用されている。それは、第６図のドツトで示した様に、
１列目の伝熱管４の後流域に生じる兆水域の大きさが２
列目の伝熱管４の存在によυ大きくなるのを抑えられて
いるためである。しかしながら、この場合でも全伝熱面
積のうち死水域が占める割合は２０〜３０％もある。即
ち、全体の２〜３割も無効な部分が存在するわけで、か
つ死水域が大きいということはそれだけ通風抵抗が大き
いことも意味し、熱交換器及び送風機の小型化の妨げと
なっていた。
そこで、本発明はフィンの形状を工夫することによシ、
通風抵抗の増大を抑え、かつ、熱伝達率を向上させ、コ
ンパクトで高性能なフィン付熱交換器を得ようとするも
のである。
通風抵抗の増大を抑え、かつ、熱伝達率を向上させ、コ
ンパクトで高性能なフィン付熱交換器を得ようとするも
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本発明の技術的手段は、伝熱管の
気流方向に対する投影面上に一部が重なるよう伝熱管近
傍の、フィン上に伝熱管断面積よシ小さい面積で、かつ
、フィン間隔のに以上、かつＺ以下の高さを有する有す
る突起を設けるものである。
気流方向に対する投影面上に一部が重なるよう伝熱管近
傍の、フィン上に伝熱管断面積よシ小さい面積で、かつ
、フィン間隔のに以上、かつＺ以下の高さを有する有す
る突起を設けるものである。
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、フィンに挿通された伝熱管の
気流方向に対する投影面上に、一部が重なるよう伝熱管
近傍のフィン上に突起を設けているため、伝熱管表面か
らはく離した流れが突起によって伝熱管後流に回り込み
伝熱管後流に生じる死水域の増大が大巾に抑えられ有効
伝熱面積が大巾に増大する。第５図に、突起の高さｈと
送風機動力Δｐ−ｕＦ（Δｐ：通風抵抗、ｕｐ：熱交換
器前面風速）基準の熱伝達率ａの関係を示す。突起の高
さｈは低すぎても、高すぎても有効でないことがわかシ
、突起の加工性を考慮してＫ ｐ ｆ ＜：ｈ＜％ｐｆ
が最適であるといえる。（ｐｆ：フィン間隔）更に突起
自体の大きさは、伝熱管の断面積より小さいため、通風
抵抗はほとんど増大しない。従って、通風抵抗の増大を
抑えながら、有効伝熱面積の増大が可能となり、熱交換
器の伝熱特性が大巾に向上する。
気流方向に対する投影面上に、一部が重なるよう伝熱管
近傍のフィン上に突起を設けているため、伝熱管表面か
らはく離した流れが突起によって伝熱管後流に回り込み
伝熱管後流に生じる死水域の増大が大巾に抑えられ有効
伝熱面積が大巾に増大する。第５図に、突起の高さｈと
送風機動力Δｐ−ｕＦ（Δｐ：通風抵抗、ｕｐ：熱交換
器前面風速）基準の熱伝達率ａの関係を示す。突起の高
さｈは低すぎても、高すぎても有効でないことがわかシ
、突起の加工性を考慮してＫ ｐ ｆ ＜：ｈ＜％ｐｆ
が最適であるといえる。（ｐｆ：フィン間隔）更に突起
自体の大きさは、伝熱管の断面積より小さいため、通風
抵抗はほとんど増大しない。従って、通風抵抗の増大を
抑えながら、有効伝熱面積の増大が可能となり、熱交換
器の伝熱特性が大巾に向上する。
実施例
以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。
。
第１図は本発明の一実施例のフィン付熱交換器の平面図
、第２図は第１図の側面図である。１゜は千鳥状配列さ
れた伝熱管であり、内部を冷媒が循環している。その冷
媒の有する熱は、伝熱管１゜からフィンカラー１１、フ
ィン１２へと順次伝えられ、気流方向１３に流動する空
気と熱の授受を行う。そして、伝熱管１ｏの気流方向１
３に対する投影面１４上に、一部が重なるように、伝熱
管１゜の後流域近傍に伝熱管１ｏの断面積より小さい半
球状突起１５をフィン１２の表裏面に設けている。
、第２図は第１図の側面図である。１゜は千鳥状配列さ
れた伝熱管であり、内部を冷媒が循環している。その冷
媒の有する熱は、伝熱管１゜からフィンカラー１１、フ
ィン１２へと順次伝えられ、気流方向１３に流動する空
気と熱の授受を行う。そして、伝熱管１ｏの気流方向１
３に対する投影面１４上に、一部が重なるように、伝熱
管１゜の後流域近傍に伝熱管１ｏの断面積より小さい半
球状突起１５をフィン１２の表裏面に設けている。
また、半球状突起１５の高さｈは、フィン１２間隔ｐｆ
の約％である。
の約％である。
次に、この一実施例の構成における作用を説明する。
伝熱管１０の気流方向１３に対する投影面１４上に一部
が重なる様伝熱管１０近傍に半球状突起１６を設けてい
るため、伝熱管１ｏの表面からはく離した流れが半球状
突起１５によってよに伝熱管１ｏの後方に回り込むよう
に流れるため、伝熱管１０後流域に生じる死水域１６の
面積が大巾に減少する。また、半球状突起１５はフィン
１２の表裏面に、かつ、はぼ隣接するように対を成して
設けられているため、フィン１２の表裏面において伝熱
管１０の死水域１６の大きさが減少する。
が重なる様伝熱管１０近傍に半球状突起１６を設けてい
るため、伝熱管１ｏの表面からはく離した流れが半球状
突起１５によってよに伝熱管１ｏの後方に回り込むよう
に流れるため、伝熱管１０後流域に生じる死水域１６の
面積が大巾に減少する。また、半球状突起１５はフィン
１２の表裏面に、かつ、はぼ隣接するように対を成して
設けられているため、フィン１２の表裏面において伝熱
管１０の死水域１６の大きさが減少する。
従って、伝熱に寄与する面積が大巾に増加するため、（
特に、気流方向１３に対して２列目の伝熱管１ｏの死水
域１６は、１列目の死水域とほとんど同じ大きさになる
）、フィン１２の表面熱伝達率が大巾に向上する。そし
て、この半球状突起１６は、伝熱管１０の断面積よシ小
さく、かつ、高さｈはフィン間隔ｐｆの％以下であるの
で、半球状突起１６の後流に生じる死水域はごくわずか
であシ、従って、半球状突起１６の設置による通風抵抗
の増加はほとんどない。
特に、気流方向１３に対して２列目の伝熱管１ｏの死水
域１６は、１列目の死水域とほとんど同じ大きさになる
）、フィン１２の表面熱伝達率が大巾に向上する。そし
て、この半球状突起１６は、伝熱管１０の断面積よシ小
さく、かつ、高さｈはフィン間隔ｐｆの％以下であるの
で、半球状突起１６の後流に生じる死水域はごくわずか
であシ、従って、半球状突起１６の設置による通風抵抗
の増加はほとんどない。
これらの作用の結果、本実施例によると、熱伝達率の大
巾な向上が図れ、フィン付熱交換器の小型高性能化が可
能となる。
巾な向上が図れ、フィン付熱交換器の小型高性能化が可
能となる。
次に、本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の一つを示し
たものであり、第３図は平面図、第４図は第３図の側面
図である。２ｏは伝熱管であり、内部を冷媒が循環して
おり、その冷媒の有する熱は、伝熱管２０からフィンカ
ラ２１、フィン２２へと順次伝えられる。一方、気流方
向２３に流動する空気流は、フィン２２間を通過する際
に、冷媒から伝えられた熱を、空気の接する面を介して
間接的に熱交換する。
たものであり、第３図は平面図、第４図は第３図の側面
図である。２ｏは伝熱管であり、内部を冷媒が循環して
おり、その冷媒の有する熱は、伝熱管２０からフィンカ
ラ２１、フィン２２へと順次伝えられる。一方、気流方
向２３に流動する空気流は、フィン２２間を通過する際
に、冷媒から伝えられた熱を、空気の接する面を介して
間接的に熱交換する。
伝熱管２ｏｂ及び２０ｃは気流側に設置された伝熱管２
０ａの投影面に半分だけ重なる様装置されている。そし
て、伝熱管２ｏの各々の、気流方向２３に対する投影面
上に一部が重なるように、伝熱管２ｏの後方のフィン２
０の表裏面上に、伝熱管２０の断面積よシ小さい翼形突
起２４をフィン２２上に設けている。また、翼形突起２
４の高さｈは、フィン間隔ｐｆの約％である。
０ａの投影面に半分だけ重なる様装置されている。そし
て、伝熱管２ｏの各々の、気流方向２３に対する投影面
上に一部が重なるように、伝熱管２ｏの後方のフィン２
０の表裏面上に、伝熱管２０の断面積よシ小さい翼形突
起２４をフィン２２上に設けている。また、翼形突起２
４の高さｈは、フィン間隔ｐｆの約％である。
次に、この一実施例の構成における作用を説明する。こ
の実施例では、伝熱管２０を千鳥状に配置されておらず
、かつ、翼形突起２４が翼形状で構成されている。
の実施例では、伝熱管２０を千鳥状に配置されておらず
、かつ、翼形突起２４が翼形状で構成されている。
従って、第一の実施例で述べた作用に加えて、以下のよ
うな作用が生じる。すなわち、翼形突起２４が、伝熱管
２ｏからはく離した流れを、そのまま伝熱管２ｏ後流域
に回り込ませることによって伝熱管２ｏの死水域２５が
大巾に減少する。更に、翼形突起２４に沿う流れと乗り
越える流れとによって矢印２６に示す様な二次流れ（渦
）が発生し、これによって、主流の一部を攪拌し、気流
とフィン２２表面の熱伝達率が向上する。その上、伝熱
管２０ａ 、２０ｂ 、２０ｃは徴収−列となっている
ため、伝熱管群間の熱流の移動を阻害することがなく、
フィン効率も高く、気流方向２３に直角方向の伝熱管２
０間では、はぼ矩形流路流れになっておシ、高い表面熱
伝達率が得られる。
うな作用が生じる。すなわち、翼形突起２４が、伝熱管
２ｏからはく離した流れを、そのまま伝熱管２ｏ後流域
に回り込ませることによって伝熱管２ｏの死水域２５が
大巾に減少する。更に、翼形突起２４に沿う流れと乗り
越える流れとによって矢印２６に示す様な二次流れ（渦
）が発生し、これによって、主流の一部を攪拌し、気流
とフィン２２表面の熱伝達率が向上する。その上、伝熱
管２０ａ 、２０ｂ 、２０ｃは徴収−列となっている
ため、伝熱管群間の熱流の移動を阻害することがなく、
フィン効率も高く、気流方向２３に直角方向の伝熱管２
０間では、はぼ矩形流路流れになっておシ、高い表面熱
伝達率が得られる。
発明の効果
以上のように本発明は、一定間隔で平行に並べられ、そ
の間を気流が流動するフィンと、このフィンに直角に挿
入され、内部を流体が流動する伝熱管とから構成し、伝
熱管の気流方向に対する投、 彩画上に、一部が重なる
よう伝熱管近傍フィン上に伝熱管断面積よシ小さい面積
でかつ、フィン間隔のに以上かつ％以下の高さを有する
突起を設けるフィン付熱交換器であるため、通風抵抗を
増やさずに、伝熱管後流の死水域面積の大巾な縮小が図
れ、有効伝熱面積が増大する。従って、フィンの有する
熱伝達率が大巾に向上し、小型で、高性能なフィン付熱
交換器が実現できる。
の間を気流が流動するフィンと、このフィンに直角に挿
入され、内部を流体が流動する伝熱管とから構成し、伝
熱管の気流方向に対する投、 彩画上に、一部が重なる
よう伝熱管近傍フィン上に伝熱管断面積よシ小さい面積
でかつ、フィン間隔のに以上かつ％以下の高さを有する
突起を設けるフィン付熱交換器であるため、通風抵抗を
増やさずに、伝熱管後流の死水域面積の大巾な縮小が図
れ、有効伝熱面積が増大する。従って、フィンの有する
熱伝達率が大巾に向上し、小型で、高性能なフィン付熱
交換器が実現できる。
第１図は本発明の一実施例によるフィン付熱交換器の平
面図、第２図は同側面図、第３図は本発明の他の実施例
によるフィン付熱交換器の平面図、第４図は同側面図、
第５図は本発明の特性図、第６図は従来例を示すフィン
付熱交換器の平面図、第７図は同側面図、第８図は同斜
視図である。 １０．２０．２０ａ 、２０ｂ 、２０ｃｍ−−−−−
伝熱管、１２，２２・・・・・・フィン、１３ 、２３
・・・・・・気流方向、１４・・・・・・投影面、１５
・・・・・・半球状突起、２４・・・・・・翼形突起。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｌθ
−−−イ云Ｒへ引【 １２− フィン ノ３−−−気う芹ξ方【弓 １４− 設彩画 第２図 ２０ａ、、２０ｂ、ＺＯｃ−！云Ｍ’ｔｚｚ −フォア ２３・−気流方間 Ｚ４−翼形突起 第３図 第５図 ”Ａ 宏 突Ｊ唖の高さ 呪 第６図 第７図 第８図
面図、第２図は同側面図、第３図は本発明の他の実施例
によるフィン付熱交換器の平面図、第４図は同側面図、
第５図は本発明の特性図、第６図は従来例を示すフィン
付熱交換器の平面図、第７図は同側面図、第８図は同斜
視図である。 １０．２０．２０ａ 、２０ｂ 、２０ｃｍ−−−−−
伝熱管、１２，２２・・・・・・フィン、１３ 、２３
・・・・・・気流方向、１４・・・・・・投影面、１５
・・・・・・半球状突起、２４・・・・・・翼形突起。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｌθ
−−−イ云Ｒへ引【 １２− フィン ノ３−−−気う芹ξ方【弓 １４− 設彩画 第２図 ２０ａ、、２０ｂ、ＺＯｃ−！云Ｍ’ｔｚｚ −フォア ２３・−気流方間 Ｚ４−翼形突起 第３図 第５図 ”Ａ 宏 突Ｊ唖の高さ 呪 第６図 第７図 第８図
Claims (2)
- （１）一定間隔で平行に並べられ、その間を気流が流動
するフィンと、このフィンに直角に挿通され、内部を流
体が流動する伝熱管とから構成され、前記伝熱管の気流
方向に対する投影面上に、一部が重なるよう伝熱管近傍
のフィン上に伝熱管の断面積より小さい面積で、かつフ
ィン間隔の１／４以上かつ１／２以下の高さを有する突
起を設けたフィン付熱交換器。 - （２）突起をフィンの表裏面に設けた特許請求の範囲第
１項記載のフィン付熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3037187A JPS63197884A (ja) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | フイン付熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3037187A JPS63197884A (ja) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | フイン付熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63197884A true JPS63197884A (ja) | 1988-08-16 |
Family
ID=12302013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3037187A Pending JPS63197884A (ja) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | フイン付熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63197884A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0949641A (ja) * | 1995-07-13 | 1997-02-18 | Samsung Electronics Co Ltd | 空気調和機の熱交換器 |
| US20110132020A1 (en) * | 2008-08-07 | 2011-06-09 | Sanden Corporation | Heat exchanger and heat pump device using the same |
-
1987
- 1987-02-12 JP JP3037187A patent/JPS63197884A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0949641A (ja) * | 1995-07-13 | 1997-02-18 | Samsung Electronics Co Ltd | 空気調和機の熱交換器 |
| US20110132020A1 (en) * | 2008-08-07 | 2011-06-09 | Sanden Corporation | Heat exchanger and heat pump device using the same |
| US9593886B2 (en) * | 2008-08-07 | 2017-03-14 | Sanden Holdings Corporation | Heat exchanger and heat pump device using the same |
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