JPH01200194A - クロスフィンチユーブ形熱交換器 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はルームエアコン等に用いられるクロスフィンチ
ューブ形熱交換器に関するものである。

〔発明の背景〕

クロスフィンチューブ形熱交換器の特性に於いて空気側
熱伝達率が管内側熱伝達率より２桁以上少い、このため
熱交換特性を効率よく向上させるにはフィンに切起し部
を設けることが行われる。

上記切起し部を、気流方向に対してその長手方向が交叉
するように設けると、切起し部先端の温度勾配および速
度勾配が増大し、この結果、第１図の如く伝熱代表寸法
（気流に対し、フィン先端から後端までの連続したフィ
ンの寸法、または、切起し部先端から後端までの寸法を
云う）の０．５乗に逆比例して熱伝達率を増大すること
ができるが、これと同時に流入損失および速度勾配も増
大し、通風抵抗を増加させる弊害がある。

この点に関し、従来の熱交換器を第２図〜第５図により
説明する。１はフィンで、平行に複数枚並べられてフィ
ン群を構成する。２−１はフィン１に設けられた長寸の
切起し部で、その切起し高さはフィンピッチの略１／２
に構成されている。

２−２はフィン１に設けられた短寸の切起し部で、その
切起し高さはフィン２−１と同様にフィンピッチの略１
／２に構成されている。３はフィン１に基盤目状に配設
された円筒状カラーで、複数列、多数段設けられている
。４は蛇行状の伝熱管で、前記フィン１群の円筒状カラ
ー３を貫通して直交しており複数列、多数段にわたって
設けられている。フィン１と伝熱管４と伝熱的に接触し
ている。而して、フィン１の切起し部２−１．２−２に
瞬接する列の切起し部２−１．２−２と基盤目状に配設
されている。

しかし、かかる熱交換器によれば、伝熱管４の周辺と切
起し部２−１の隙間を流れるＡ気流はフィン１の平板部
のみを通るため、伝熱的代表寸法が大きく、流入損失と
速度勾配とが少く１通風抵抗が低いものである。これに
対し、切起し部２−１．２−２を流れるＢ気流は、切起
し部２−１゜２−２によって多数構成された各フィン先
端の流入損失と、この部分の速度勾配とが大きく、通風
抵抗が非常に高いものである。従って、Ａ気流はＢ気流
とのフィン１における通風抵抗係数に大きなアンバラン
スが生じる。このため、第３図のＥ−Ｅ線・Ｆ−Ｆ線に
示す風速分布は第４図に示す如くＡ気流は非常に速くな
るが、Ｂ気流は非常に遅くなるものである。

この結果、フィン１の各部の熱伝達率は風速の影響を受
けて第５図の如くなる。即ち、Ａ気流の速い風速ＶＡ（
ｍ／ｓ）における熱伝達率αＡ（ｋｃａｌ／　ｒｄ　ｈ
　’Ｃ）は平板形伝熱であるために低い熱伝達率であり
、一方、Ｂ気流の遅い風速ＶＢ（ｍ／ｓ）における熱伝
達率αＢ　（ｋｃａｌ／　ｒｒ？　ｈ　’Ｃ）はフィン
先端形伝熱となるが風速が遅いために高い熱伝達率とは
ならない。従って、フィン１全体としての熱伝達熱ａ　
Ａ　−Ｂ　（ｋｃａｌ／　ｒｄ　ｈ　’Ｃ）はＡ気流に
おける熱伝達率αＡとＢ気流における熱伝達率αＢとの
中間の値となり、切起し部２−１゜２−２を設けたこと
による熱伝達率の向上はほとんどない。また、場合によ
っては逆に、各列の切起し部２−１．２−２が気流に対
して直列に連続していることによって、熱交換器全体の
通風抵抗が増加し、熱交換器を通過する風量が大幅に低
下し、熱交換器とＡ−Ｂ気流との平均温度差を減少させ
てしまい、熱交換器全体における熱交換能力をかえって
低下させてしまうものであった。

〔発明の目的〕

本発明はかかる問題を解消するためになされたものであ
る。

〔発明の概要〕

本発明は気流方向に複数列形成された円筒状のカラーを
具え且つ、互いに平行に複数枚配置されたフィンと、前
記カラー内に該カラーと伝熱的に接触するように設けら
れた伝熱管と、前記同列中のカラーとカラーとの間に気
流方向に対してその長手方向が交叉する切起し部とを働
え、前記切起し部が、前記カラーと気流方向に交互に配
置されるとともに、前記切起し部が、前記伝熱管の列の
中心線に対して中央側に配置された切起し部とこの切起
し部よりも長手方向寸法が大きく且つ、上記切起し部の
両外側に配置された切起し部とから成り、上記両外側に
配置された切起し部は、隣接する列の上記両外側の切起
し部と気流方向に対して重ねられたクロスフィンチュー
ブ形熱交換器としたものである。

〔発明の実施例〕 以下、本発明の詳細を第５図〜第８図に示す一実施例に
より説明する。６はフィンで、平行に多数枚並べられて
フィン群を構成する。７−１はフィン６に設けられた長
寸の切起し部で、その切起し高さはフィンピッチの略１
／２に構成されている。７−２はフィン６に設けられた
短寸の切起し部で、その切起し高さはフィンピッチの略
１／２に構成されている。８はフィン６に配設された円
筒状カラーで、気流方向に複数列設けられ、気流方向に
直交して多数段等間隔に設けられており、互いに隣接す
る列の段を格段間隔の半分ずらして千鳥状に配設されて
いる。９は蛇行状の伝熱管で、前記フィン６群の円筒状
カラー８を貫通して該フィン６群に直交して配設されて
いる。勿論、フィン６と伝熱管９とは伝熱的に接触して
いる。

而して、フィン６の切起し部７−１．７−２は伝熱管の
各段における中心線Ｇ−Ｇに交叉して伸び、且つ対称に
形成され、気流に対して長手方向が交叉し、伝熱管９の
各列における中心線Ｈ−Ｈ・Ｉ−Ｉに対して中央側に短
寸の切起し部７−２が設けられ、その両分側に長寸の切
起し部７−１が設けられ、伝熱管と同様に千鳥状に配設
されるともに隣接する列の長寸の切起し部と気流方向に
対して重ねられている。

かかる熱交換器によれば切起し部７−１．７−２を通っ
て流入したＣ気流は、隣接する列の伝熱管９の周辺部分
と長寸の切起し部７−１の端部を流れ、一方、伝熱管９
の周辺部分と長寸の切起し部７−１の端部を通って流入
したＤ気流は図に示す如く隣接する列の長寸の切起し部
７−１および短寸の切起し部７−２を流れる。このよう
に、これら両気流は通風抵抗の高い所と通風抵抗の少い
所を交互に通過する。これによってＣ気流とＤ気流の全
体としての通風抵抗はほぼ同一となり第６図Ｈ−Ｈ線・
Ｉ−Ｉ線に於ける風速分布を第８図に示す如く均一にで
きる。従って、伝熱的に有効な切起し部７−１．７−２
の部分の風速は第５図に示すよに従来のＶＢ（ｍ／ｓ）
よりＶＣ（ｍ／Ｓ）と大幅に早くなり、フィン６全体の
熱伝達率はαＣ（ｋｃａｌ／　ｒｒ？　ｈ　’Ｃ）とな
り、従来フィンの熱伝達率αＡ−Ｂ（ｋｃａｌ／ｉｈ’
ｃ）より、大幅に増加できる。又、熱交換器全体の通風
抵抗はあまり増加しない。これにより熱交換器全体の熱
交換能力を大幅に向上することができる。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば熱交換器に於ける気
流の風速分布を均一にすることにより、気流に交叉する
切起し部７−１．７−２に於ける風速を早くでき、フィ
ン６の熱伝達率を大幅に増加でき、これによって熱交換
能力を大幅に向上することができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はフィンの伝熱代表寸法とフィンの熱伝達率の関
係説明図、第２図は従来の熱交換器の斜視図、第３図は
同然交換器の平面図、第４図は第３図のＥ−Ｆ線・Ｆ−
Ｆ線における風速分布図、第５図は、風速とフィン熱伝
達率の関係説明図、第６図は本発明の熱交換器に用いる
フィンの平面図、第７図は第６図のＧ−Ｇ断面図、第８
図は第６図のＨ−Ｈ線・Ｉ−Ｉ線における風速分布図で
ある。 ６・・・フィン、７−１・・・長寸切起し部、７−２・
・・短寸切起し部、８・・・円筒状カラー、９・・・伝
熱管。 箔２図 ８３　図 Ｊ　　　　　　Ｔｃ　　　　　ｖＪ ａ遣Ｊ２ｏ）Ｆ（樫Ｓ） 第６０ 第７　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　気流方向に複数列形成された円筒状のカラーを具
   え且つ、互いに平行に複数枚配置されたフインと、前記
   カラー内に該カラーと伝熱的に接触するように設けられ
   た伝熱管と、前記同列中のカラーとカラーとの間に気流
   方向に対してその長手方向が交叉する切起し部とを備え
   、前記切起し部が、前記カラーと気流方向に交互に配置
   されたクロスフインチューブ形熱交換器において、前記
   切起し部が、前記伝熱管の列の中心線に対して中央側に
   配置された切起し部と、この切起し部の両外側に配置さ
   れた切起し部とから成り、上記両外側に配置された切起
   し部の長手方向の間隔を上記中央側に配置された切起し
   部の長手方向の間隔より小さくしてこれら切起し部の端
   部とカラーとの間に気流の流路を形成するようにし且つ
   、切起し部の長手方向中央部を流れる気流とカラー周囲
   の非切起し部を流れる気流との間を流れる気流が、隣接
   する伝熱管の列の上記両外側の切起し部と気流方向に対
   して重ねられるとともに上記両外側に配置された切起し
   部の長手方向に上記気流が交叉することを特徴とするク
   ロスフインチューブ形熱交換器。