JPH03194370A - 空気調和機用熱交換器 - Google Patents
空気調和機用熱交換器Info
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- JPH03194370A JPH03194370A JP33117089A JP33117089A JPH03194370A JP H03194370 A JPH03194370 A JP H03194370A JP 33117089 A JP33117089 A JP 33117089A JP 33117089 A JP33117089 A JP 33117089A JP H03194370 A JPH03194370 A JP H03194370A
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- Japan
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- heat exchanger
- windward
- fin
- air conditioner
- heat
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- 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
- F28D1/047—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 bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
- F28D1/0477—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 bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being bent in a serpentine or zig-zag
-
- 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
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
- F28F1/32—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements
- F28F1/325—Fins with openings
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Air Filters, Heat-Exchange Apparatuses, And Housings Of Air-Conditioning Units (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、空気調和機用熱交換器、特にヒートポンプ暖
房用の凝縮器に使用して好適なりロスフィンチューブ型
熱交換器の改良に関する。
房用の凝縮器に使用して好適なりロスフィンチューブ型
熱交換器の改良に関する。
ヒートポンプ型空気調和機によって室内を暖房する場合
、室内用熱交換器は凝縮器として使用し。
、室内用熱交換器は凝縮器として使用し。
室外用熱交換器は蒸発器として使用する。この場合、凝
縮器として使用することが可能な熱交換器の代表的なも
のは、所謂クロスフィンチューブ型熱交換器である。こ
の種の交換器は、熱伝導が良好な金属（例えばアルミニ
ウム、銅など）からなる多数の薄板（フィン）を所定の
間隔をおいて並置し、その風上側半部及び風下側半部に
夫々複数の伝熱管を全体として千鳥状になるように貫通
することによって構成される。
縮器として使用することが可能な熱交換器の代表的なも
のは、所謂クロスフィンチューブ型熱交換器である。こ
の種の交換器は、熱伝導が良好な金属（例えばアルミニ
ウム、銅など）からなる多数の薄板（フィン）を所定の
間隔をおいて並置し、その風上側半部及び風下側半部に
夫々複数の伝熱管を全体として千鳥状になるように貫通
することによって構成される。
圧縮機からの冷媒は、入口管から風下側の伝熱管に流入
し、フィンを通過する空気との間で熱交換を行った後、
風上側の伝熱管に流れ込む。風上側の伝熱管に流れ込ん
だ冷媒は、フィンを通過する空気との間で更に熱交換を
行った後、出口管から流出し、減圧器及び蒸発器を経由
して再び圧縮機に戻る。
し、フィンを通過する空気との間で熱交換を行った後、
風上側の伝熱管に流れ込む。風上側の伝熱管に流れ込ん
だ冷媒は、フィンを通過する空気との間で更に熱交換を
行った後、出口管から流出し、減圧器及び蒸発器を経由
して再び圧縮機に戻る。
冷媒の温度は、伝熱管を通過する間に可成り低下する。
そのため、風上側の伝熱管と風下側の伝熱管との間の温
度差、特に出口管付近の伝熱管と入口管付近の伝熱管と
の間の温度差は、少なくとも１０℃程度、運転条件によ
っては６０℃を越えることが屡々ある。しかも、商機熱
管が一組のフィンを共用しているため、風下側の温熱が
フィンを伝って不必要に風上側に移動する現象が発生し
、凝縮器としての熱効率が著しく低下する。
度差、特に出口管付近の伝熱管と入口管付近の伝熱管と
の間の温度差は、少なくとも１０℃程度、運転条件によ
っては６０℃を越えることが屡々ある。しかも、商機熱
管が一組のフィンを共用しているため、風下側の温熱が
フィンを伝って不必要に風上側に移動する現象が発生し
、凝縮器としての熱効率が著しく低下する。
風下側から風上側への熱伝導を遮断するには、フィンの
風上側半部と風下側半部との間を適当な長さ又は形状の
複数のスリットによって熱的に分離すれば良い（例えば
特開昭５８−１０８３９４号公報参照）。
風上側半部と風下側半部との間を適当な長さ又は形状の
複数のスリットによって熱的に分離すれば良い（例えば
特開昭５８−１０８３９４号公報参照）。
フィンの風上側半部と風下側半部との間を複数のスリッ
トによって熱的に分離すれば、風上側の熱は、スリット
相互間に残されたフィン接続部を通って移動せざるを慢
ず、熱伝導の経路が狭隘かつ長尺となって熱抵抗が増加
し、凝縮器としての熱効率を改善することができる。し
かしながら、熱の良導体であるフィン接続部がスリット
相互間に存在する以と、この種の熱交換器の熱効率は、
フィンの風上側と風下側とを熱的にも物理的にも完全に
分離切断した熱交換器の熱効率を超えることは絶対に不
可能である考えられていた。
トによって熱的に分離すれば、風上側の熱は、スリット
相互間に残されたフィン接続部を通って移動せざるを慢
ず、熱伝導の経路が狭隘かつ長尺となって熱抵抗が増加
し、凝縮器としての熱効率を改善することができる。し
かしながら、熱の良導体であるフィン接続部がスリット
相互間に存在する以と、この種の熱交換器の熱効率は、
フィンの風上側と風下側とを熱的にも物理的にも完全に
分離切断した熱交換器の熱効率を超えることは絶対に不
可能である考えられていた。
本発明の目的は、クロスフィンチューブ型熱交換器にお
いて、フィンの風上側半部と風下側半部との間に設ける
複数のスリットの形成条件を最適化することにより、フ
ィンの風上側と風下側とを熱的にも物理的にも完全に分
離切断した熱交換器の熱効率を超える良好な熱効率を得
ようとするものである。
いて、フィンの風上側半部と風下側半部との間に設ける
複数のスリットの形成条件を最適化することにより、フ
ィンの風上側と風下側とを熱的にも物理的にも完全に分
離切断した熱交換器の熱効率を超える良好な熱効率を得
ようとするものである。
本発明の熱交換器においては、フィンの風上側半部と風
下側半部との間に複数のスリットを設けるに当り、スリ
ット相互間に残されるフィン接続部を風上側伝熱管の段
ピッチの中間部付近に位置せしめるようにする。この場
合、フィン接続部の長さは、風上側伝熱管の段ピッチの
２％乃至３０％の範囲とし、できれば同ピッチの１０％
前後とすることが望ましい。
下側半部との間に複数のスリットを設けるに当り、スリ
ット相互間に残されるフィン接続部を風上側伝熱管の段
ピッチの中間部付近に位置せしめるようにする。この場
合、フィン接続部の長さは、風上側伝熱管の段ピッチの
２％乃至３０％の範囲とし、できれば同ピッチの１０％
前後とすることが望ましい。
フィン接続部は、風上側の伝熱管の段ピッチ毎に夫々設
けることが望ましいが、必要に応じて同ピッチの一つ置
き又は複数個置きに夫々設けることも可能である。風下
側の伝熱管は、その段ピッチを風上側の伝熱管と同一と
し、かつ１通過空気に対してフィン接続部の背後に位置
せしめることが望ましい。
けることが望ましいが、必要に応じて同ピッチの一つ置
き又は複数個置きに夫々設けることも可能である。風下
側の伝熱管は、その段ピッチを風上側の伝熱管と同一と
し、かつ１通過空気に対してフィン接続部の背後に位置
せしめることが望ましい。
本発明は、フィンの風上側と風下側とを熱的に完全に分
離するよりも、両者の間に一定の熱的相関関係を積極的
に持たせた方が、凝縮器としての熱効率をより一段と高
め得るという新しい知見に基づくものである。
離するよりも、両者の間に一定の熱的相関関係を積極的
に持たせた方が、凝縮器としての熱効率をより一段と高
め得るという新しい知見に基づくものである。
第１図は１本発明の基本概念を説明するための図面であ
る。同図において１１は、熱伝導が良好なアルミニウム
、銅などの金属からなるフィンである。図面では便宜上
−枚のフィンしか示されていないが、実際には多数のフ
ィンを所定の間隔をおいて並べて配置する。１．２ａ及
び１２ｂは、フィン１１の風上側半部（図面左ａ）及び
風下側半部（図面右側）を貫通して設けた夫々複数本の
伝熱管である。矢印Ａは、熱交換器に対する空気の通過
方向を示す。伝熱管］、２ａ及び１２ｂは全体として千
鳥状に配置する。圧縮機からの冷媒は、右上から流入し
、風下側の伝熱管１２ｂを順次通過した後、熱交換器下
部において風上側の伝熱管１．２ａに流れ込み、聞伝熱
イａを順次通過して左上から流出する。
る。同図において１１は、熱伝導が良好なアルミニウム
、銅などの金属からなるフィンである。図面では便宜上
−枚のフィンしか示されていないが、実際には多数のフ
ィンを所定の間隔をおいて並べて配置する。１．２ａ及
び１２ｂは、フィン１１の風上側半部（図面左ａ）及び
風下側半部（図面右側）を貫通して設けた夫々複数本の
伝熱管である。矢印Ａは、熱交換器に対する空気の通過
方向を示す。伝熱管］、２ａ及び１２ｂは全体として千
鳥状に配置する。圧縮機からの冷媒は、右上から流入し
、風下側の伝熱管１２ｂを順次通過した後、熱交換器下
部において風上側の伝熱管１．２ａに流れ込み、聞伝熱
イａを順次通過して左上から流出する。
１５は、フィン１１の風上側半部と風下側半部とを熱的
に分離するための複数のスリットであり、ここでは、打
抜等によって形成した短冊状の細長い開口として示され
ている。これらのスリット１５は、フィンの一部である
一定の長さの接続部１Ｇを残して縦方向（空気の通過向
Ａと直角の方向）に並べて形成される。
に分離するための複数のスリットであり、ここでは、打
抜等によって形成した短冊状の細長い開口として示され
ている。これらのスリット１５は、フィンの一部である
一定の長さの接続部１Ｇを残して縦方向（空気の通過向
Ａと直角の方向）に並べて形成される。
説明の便宜上、スリット１５の長さをＬ、フィン接続部
１６の長さをＳ１両伝熱管の列ピッチ（風上側伝熱管１
２ａと風下側伝熱管１２ｂとの間の間隔）をＰｌ、風上
側伝熱管１２ａの段ピッチ（風上側伝熱管１２ａの相互
間の間隔）をＰ２、風上側伝熱管１２ａの位置に対する
フィン接続部１６の変位量をＨとして表現する。なお、
簡単のため、風下側伝熱管１２ｂの段ピッチは、風上側
伝熱管１２ａの段ピッチと同じのＰ２であると仮定し、
風下側伝熱管１２ｂは。
１６の長さをＳ１両伝熱管の列ピッチ（風上側伝熱管１
２ａと風下側伝熱管１２ｂとの間の間隔）をＰｌ、風上
側伝熱管１２ａの段ピッチ（風上側伝熱管１２ａの相互
間の間隔）をＰ２、風上側伝熱管１２ａの位置に対する
フィン接続部１６の変位量をＨとして表現する。なお、
簡単のため、風下側伝熱管１２ｂの段ピッチは、風上側
伝熱管１２ａの段ピッチと同じのＰ２であると仮定し、
風下側伝熱管１２ｂは。
風上側伝熱管１２ａに対して１段ピッチＰ２の丁度半分
だけ変位して配列されているものと仮定する。
だけ変位して配列されているものと仮定する。
本発明者等は、段ピッチＰ２に対するフィン接続部１６
の相対位置（Ｈ／Ｐ２）及び同接続部の相対長（Ｓ／Ｐ
２）が凝縮器としての熱交換特性に密接な関係があると
予測のもとで、その最適値を計算及び実測によって求め
ることとした。その結果を第２図及び第３図に示す。こ
こで、縦軸はフィンｊ１にスリット１５を全く設けない
場合を１とした熱交換能力比を示す。
の相対位置（Ｈ／Ｐ２）及び同接続部の相対長（Ｓ／Ｐ
２）が凝縮器としての熱交換特性に密接な関係があると
予測のもとで、その最適値を計算及び実測によって求め
ることとした。その結果を第２図及び第３図に示す。こ
こで、縦軸はフィンｊ１にスリット１５を全く設けない
場合を１とした熱交換能力比を示す。
計算と実験は、市販の標準的な伝熱管及びフィンを使用
し、流入空気温度を０℃、風上側伝熱管１．２ａの温度
を６０℃、風下側伝熱管１２ｂの温度を１００℃、伝熱
管の列ピッチＰ、を１２．５＋１ｍ、段ピッチＰ２を２
５ｍｍ、スリット１５の幅を１ 、５ ｍｍ、流入空気
の速度を０．５ｍ／ｓｅｅに設定することによって行な
った。
し、流入空気温度を０℃、風上側伝熱管１．２ａの温度
を６０℃、風下側伝熱管１２ｂの温度を１００℃、伝熱
管の列ピッチＰ、を１２．５＋１ｍ、段ピッチＰ２を２
５ｍｍ、スリット１５の幅を１ 、５ ｍｍ、流入空気
の速度を０．５ｍ／ｓｅｅに設定することによって行な
った。
第２図の特性曲線は、フィン接続部１６の相対長（Ｓ／
Ｐ、）を０．２に固定し、同接続部の相対位置（Ｈ／Ｐ
２）を変化させた場合における能力比の変化を示す。同
図から明らかなように、凝縮器としての熱交換能力は、
Ｈ／Ｐ２＝０．５の場合、換言すれば、フィン接続部１
６が風上側伝熱管１２ｂの段ピッチの中間部付近にある
場合に最大となる。
Ｐ、）を０．２に固定し、同接続部の相対位置（Ｈ／Ｐ
２）を変化させた場合における能力比の変化を示す。同
図から明らかなように、凝縮器としての熱交換能力は、
Ｈ／Ｐ２＝０．５の場合、換言すれば、フィン接続部１
６が風上側伝熱管１２ｂの段ピッチの中間部付近にある
場合に最大となる。
次に、第２図の測定結果に基づき、フィン接続部１６の
相対位置（Ｈ／Ｐ’２）を最適値の０．５に固定し、同
接続部の相対長（Ｓ／Ｐ２）を変化させて見た。その結
果が第３図の特性曲線である。同図から明らかなように
、凝縮器としての熱交換能力は。
相対位置（Ｈ／Ｐ’２）を最適値の０．５に固定し、同
接続部の相対長（Ｓ／Ｐ２）を変化させて見た。その結
果が第３図の特性曲線である。同図から明らかなように
、凝縮器としての熱交換能力は。
Ｓ／Ｐ２＝０．１の場合（フィン接続部１６の長さＳが
段ピッチＰ２の１／１０である場合）に最大となる。し
かも、その値は、Ｓ／Ｐ２＝Ｏの場合（フィン１１が連
続スリットによって完全に分断されている場合）よりも
寧ろ大きい。
段ピッチＰ２の１／１０である場合）に最大となる。し
かも、その値は、Ｓ／Ｐ２＝Ｏの場合（フィン１１が連
続スリットによって完全に分断されている場合）よりも
寧ろ大きい。
これまでの斯界の常識に従えば、熱の良導体であるフィ
ン接続部が少しでも残っている場合は、風下側から風上
側への熱伝導を完全に阻止することができず、凝縮器と
しての熱効率はその分だけ必ず悪くなる（フィンが連続
スリットによって完全に分断されている場合より良くな
る筈がない）。
ン接続部が少しでも残っている場合は、風下側から風上
側への熱伝導を完全に阻止することができず、凝縮器と
しての熱効率はその分だけ必ず悪くなる（フィンが連続
スリットによって完全に分断されている場合より良くな
る筈がない）。
現に第３図でも、フィン接続部の長さＳが段ピッチＰ２
の３０％を超える場合（Ｓ／Ｐ、＞０．３）には、凝縮
器としての能力比は、フィンが連続スリットによって完
全に分断されている場合（Ｓ／ｐ２＝ｏ）に比較して明
らかに低下している。
の３０％を超える場合（Ｓ／Ｐ、＞０．３）には、凝縮
器としての能力比は、フィンが連続スリットによって完
全に分断されている場合（Ｓ／ｐ２＝ｏ）に比較して明
らかに低下している。
それでは、何故、Ｓ／Ｐ、＝０．１の場合（正確にはＳ
／Ｐ２＜０．３の場合）に限って、このような予想外の
熱交換能力極大化現象が発生するのであろうか０本発明
者等は、次のように理解している。
／Ｐ２＜０．３の場合）に限って、このような予想外の
熱交換能力極大化現象が発生するのであろうか０本発明
者等は、次のように理解している。
フィンを連続スリットによって完全に分離した場合は、
風下側の熱が風上側に移動すること自体は有効に阻止し
得るが、その反面、フィンの風上側半部の温度、特に風
上側伝熱管の段ピッチの中間部付近の温度が異常に低下
してその部分の熱効率が悪くなる。それ故、高温である
風下側の熱を必要最小限の量だけ風上側に分流させ、そ
の部分の温度を高く維持すれば、凝縮器としての熱効率
を一段と向上させることができる。フィン接続部を風上
側伝熱管の段ピッチの中間部付近に位置せしめた場合に
能力比が最大となるのは、そのためである。
風下側の熱が風上側に移動すること自体は有効に阻止し
得るが、その反面、フィンの風上側半部の温度、特に風
上側伝熱管の段ピッチの中間部付近の温度が異常に低下
してその部分の熱効率が悪くなる。それ故、高温である
風下側の熱を必要最小限の量だけ風上側に分流させ、そ
の部分の温度を高く維持すれば、凝縮器としての熱効率
を一段と向上させることができる。フィン接続部を風上
側伝熱管の段ピッチの中間部付近に位置せしめた場合に
能力比が最大となるのは、そのためである。
尤も、分流させる熱の量が必要以上に多いと、好ましく
ない温度低下が風下側に発生して凝縮器としての熱効率
が却って悪くなる。しかし、フィン接続部の長さＳを段
ピッチの２％乃至３ｏ％の範囲（望ましくは段ピッチの
１０％前後）に選定することにより、風上側への熱の分
流量が適正化され、凝縮器としての熱効率を一段と高め
ることができる。ここで、フィン接続部の長さＳを段ピ
ッチの２％乃至３０％の範囲としたのは、２％未満であ
ると、フィン１１の風上側半部と風下側半部とが熱的の
みならず機械的にも事実上分離してしまうからであり、
３０％を超えると、風上側への熱の分流量が多過ぎ、却
って熱効率の低下が生ずるからである。
ない温度低下が風下側に発生して凝縮器としての熱効率
が却って悪くなる。しかし、フィン接続部の長さＳを段
ピッチの２％乃至３ｏ％の範囲（望ましくは段ピッチの
１０％前後）に選定することにより、風上側への熱の分
流量が適正化され、凝縮器としての熱効率を一段と高め
ることができる。ここで、フィン接続部の長さＳを段ピ
ッチの２％乃至３０％の範囲としたのは、２％未満であ
ると、フィン１１の風上側半部と風下側半部とが熱的の
みならず機械的にも事実上分離してしまうからであり、
３０％を超えると、風上側への熱の分流量が多過ぎ、却
って熱効率の低下が生ずるからである。
第１表は、幾つかのフィン形態の熱交換器を試作し、流
出空気の温度と熱交換の能力比を実測した結果を整理し
たものである。設定条件は、流入空気の速度が０．４ｍ
／ｓｅｅであることのほかは第２図及び第３図の場合と
同様である。なお、フィン接続部の設定位置の詳細につ
いては、第４図を参照願いたい。
出空気の温度と熱交換の能力比を実測した結果を整理し
たものである。設定条件は、流入空気の速度が０．４ｍ
／ｓｅｅであることのほかは第２図及び第３図の場合と
同様である。なお、フィン接続部の設定位置の詳細につ
いては、第４図を参照願いたい。
木表を見れば１本発明の条件を満足する試作品５ （Ｈ
／Ｐ２＝０．５、Ｓ／Ｐ２＝０．１）は、出口空気の温
度及び熱交換の能力比の何れにおいても分離フィン型の
試作品２ （Ｓ／Ｐ２＝Ｏ）に勝っていることが自ずか
ら明らかであろう。
／Ｐ２＝０．５、Ｓ／Ｐ２＝０．１）は、出口空気の温
度及び熱交換の能力比の何れにおいても分離フィン型の
試作品２ （Ｓ／Ｐ２＝Ｏ）に勝っていることが自ずか
ら明らかであろう。
なお、風下側伝熱管の段ピッチを風上側伝熱管の段ピッ
チと同一にすること及び風下側伝熱管を通過空気に対し
てフィン接続部の背後に位置せしめることは、風上側の
フィンの温度を最適化するための望ましい条件ではある
が、必ずしも必要不可欠な条件でない。フィン接続部を
風上側伝熱管の段ピッチの中間部付近に位置せしめると
いう条件を満足させれば、上記条件を満足させない場合
であっても、風上側のフィンの当該部分に風下側の熱を
分流させることが一応可能であるからである。
チと同一にすること及び風下側伝熱管を通過空気に対し
てフィン接続部の背後に位置せしめることは、風上側の
フィンの温度を最適化するための望ましい条件ではある
が、必ずしも必要不可欠な条件でない。フィン接続部を
風上側伝熱管の段ピッチの中間部付近に位置せしめると
いう条件を満足させれば、上記条件を満足させない場合
であっても、風上側のフィンの当該部分に風下側の熱を
分流させることが一応可能であるからである。
フィン接続部を風上側伝熱管の段ピッチ毎に配置するこ
とも、必ずしも必要不可欠の条件ではない。熱交換器の
使用条件等の如何によっては、風上側伝熱管の段ピッチ
の一つ置き又は複数個置きにフィン接続部を配置するこ
とで所望の効果を得ることが充分に可能である。
とも、必ずしも必要不可欠の条件ではない。熱交換器の
使用条件等の如何によっては、風上側伝熱管の段ピッチ
の一つ置き又は複数個置きにフィン接続部を配置するこ
とで所望の効果を得ることが充分に可能である。
以下、実施例を参照して本発明を更に詳細に説明する。
第５図は、ヒートポンプ型の空気調和機を暖房機として
使用する場合の冷凍サイクルを示す。同図において、１
は圧縮機、２は四方弁、３は室内側熱交換器、４は減圧
器、５は室外側熱交換器、６は室外側送風機、７は室内
側送風機である。
使用する場合の冷凍サイクルを示す。同図において、１
は圧縮機、２は四方弁、３は室内側熱交換器、４は減圧
器、５は室外側熱交換器、６は室外側送風機、７は室内
側送風機である。
圧縮機１によって圧縮された冷媒は、実線矢印で示すよ
うに、四方弁２を通って室内側熱交換器３に流れ込む。
うに、四方弁２を通って室内側熱交換器３に流れ込む。
同熱交換器は、凝縮器として作用し、温熱を放出して室
内の空気を暖める。室内側熱交換器３を通過した冷媒は
、減圧器４によって減圧されて室外側熱交換器５に至る
。同然交換器は、蒸発器として作用し、室外の空気から
熱を吸収する。室外側熱交換器５を通過した冷媒は、四
方弁２を通って圧縮機１に戻り、同圧縮機によって再び
圧縮される。
内の空気を暖める。室内側熱交換器３を通過した冷媒は
、減圧器４によって減圧されて室外側熱交換器５に至る
。同然交換器は、蒸発器として作用し、室外の空気から
熱を吸収する。室外側熱交換器５を通過した冷媒は、四
方弁２を通って圧縮機１に戻り、同圧縮機によって再び
圧縮される。
室内側熱交換器３は、第６図（ａ）乃至（ｃ）に示す構
造となっている。同図において、矢印Ａは熱交換器３に
対する空気の通過方向を示す。１１は。
造となっている。同図において、矢印Ａは熱交換器３に
対する空気の通過方向を示す。１１は。
所定の間隔をおいて並置された多数のフィン、１２ａ及
び１２ｂは、フィン１１の風上側半部及び風下側半部に
所定の間隔をもって貫通せしめられた複数の伝熱管であ
る。
び１２ｂは、フィン１１の風上側半部及び風下側半部に
所定の間隔をもって貫通せしめられた複数の伝熱管であ
る。
風上側伝熱管１２ａ及び風下側伝熱管１２ｂは、第６図
（ａ）に示すように全体として千鳥状に配置する。名伝
熱管の端部は垂直方向に隣接する他の伝熱管の端部に順
繰りに連結し、かつ、最下部の風上側伝熱管の端部は同
じく最下部の風下側伝熱管の端部に連結し、全体として
一つの連続した冷媒通路を形成する。圧縮機からの冷媒
は、右上の入口管１３から流入し、風下側の伝熱管１２
ｂを通過した後、風上側の伝熱管１２ａを通って左上の
出口管１４から流出する。
（ａ）に示すように全体として千鳥状に配置する。名伝
熱管の端部は垂直方向に隣接する他の伝熱管の端部に順
繰りに連結し、かつ、最下部の風上側伝熱管の端部は同
じく最下部の風下側伝熱管の端部に連結し、全体として
一つの連続した冷媒通路を形成する。圧縮機からの冷媒
は、右上の入口管１３から流入し、風下側の伝熱管１２
ｂを通過した後、風上側の伝熱管１２ａを通って左上の
出口管１４から流出する。
フィン１１の中央縦方向（空気の通過方向Ａと直角の方
向）には、所定の長さのフィン接続部１６を残して複数
のスリット１５が形成されている。なお、ここでは、ス
リット１５が一定の幅及び長さを有する開口として記載
されているが、風上側と風下側との間の熱伝導を妨げる
機能を有するものであれば、他の任意の形状のスリット
を使用することができる。従って、例えば、所定の間隔
ごとにフィン材に線状の切込を入れ、互いに反対側にず
らせて曲げることによってスリットを構成しても構わな
い。但し、互いにずれ合ったフィン材の切込縁相互間に
所定の空隙を設けるか、切込縁同士がせいぜい線接触す
る程度とすることにより、風上側と風下側との間の熱伝
導が生じないように配慮する必要がある。
向）には、所定の長さのフィン接続部１６を残して複数
のスリット１５が形成されている。なお、ここでは、ス
リット１５が一定の幅及び長さを有する開口として記載
されているが、風上側と風下側との間の熱伝導を妨げる
機能を有するものであれば、他の任意の形状のスリット
を使用することができる。従って、例えば、所定の間隔
ごとにフィン材に線状の切込を入れ、互いに反対側にず
らせて曲げることによってスリットを構成しても構わな
い。但し、互いにずれ合ったフィン材の切込縁相互間に
所定の空隙を設けるか、切込縁同士がせいぜい線接触す
る程度とすることにより、風上側と風下側との間の熱伝
導が生じないように配慮する必要がある。
フィン接続部１６は、風上側伝熱管１２ｂの段ピッチの
中間部付近に位置せしめる。前述した理由により、フィ
ン接続部１６の長さは１段ピッチの２％乃至３０％の範
囲、できれば段ピッチの１０％前後とすることが望まし
い。なお、本実施例の場合は、風下側伝熱管］、２ｂの
段ピッチは、風上側伝熱管１２ａの段ピッチと同一に選
定され、しかも、個々の風下側伝熱管１２ｂは、通過空
気に対してフィン接続部１６の背後に位置するように配
設されている。このような配置を採用すれば、フィンの
風上側半部の温度制御を容易に最適化することができる
。
中間部付近に位置せしめる。前述した理由により、フィ
ン接続部１６の長さは１段ピッチの２％乃至３０％の範
囲、できれば段ピッチの１０％前後とすることが望まし
い。なお、本実施例の場合は、風下側伝熱管］、２ｂの
段ピッチは、風上側伝熱管１２ａの段ピッチと同一に選
定され、しかも、個々の風下側伝熱管１２ｂは、通過空
気に対してフィン接続部１６の背後に位置するように配
設されている。このような配置を採用すれば、フィンの
風上側半部の温度制御を容易に最適化することができる
。
本発明を採用することにより、凝縮器としてのクロスフ
ィンチューブ型熱交換器の熱効率を従来の常識を超えて
一段と改善することができる。しかも、フィン接続部１
６の長さを段ピッチの２％乃至３０％の範囲に設定し得
るということは、充分な機械的強度を有する熱交換器を
安価に製造できることを意味し、この面でも実用的価値
が高い。
ィンチューブ型熱交換器の熱効率を従来の常識を超えて
一段と改善することができる。しかも、フィン接続部１
６の長さを段ピッチの２％乃至３０％の範囲に設定し得
るということは、充分な機械的強度を有する熱交換器を
安価に製造できることを意味し、この面でも実用的価値
が高い。
第１図は本発明の基本概念を説明するためのクロスフィ
ンチューブ型熱交換器の概要図、第２図及び第３図はフ
ィン接続部の相対位置及び相対長の最適値を求めるため
の実験結果を示す曲線図、第４図は各種試作品のフィン
接続部配置を示す図面、第５図はヒートポンプ型空気調
和機の暖房時の冷凍サイクルを示す系統図、第６図は本
発明に係る熱交換器の一実施例を示す図面である。なお
、第６図（ａ）は熱交換器の斜視図、第６図（ｂ）は同
図（ａ）のＩ−Ｉ断面図、第６図（ｃ）は同図（ａ）の
ｎ−ｎ断面図である。 く符号の説明〉 １１・・・熱交換器のフィン、１２ａ・・・熱交換器の
風上側伝熱管、１２ｂ・・・熱交換器の風下側伝熱管、
１５・・・スリット、１６・・・フィン接続部
ンチューブ型熱交換器の概要図、第２図及び第３図はフ
ィン接続部の相対位置及び相対長の最適値を求めるため
の実験結果を示す曲線図、第４図は各種試作品のフィン
接続部配置を示す図面、第５図はヒートポンプ型空気調
和機の暖房時の冷凍サイクルを示す系統図、第６図は本
発明に係る熱交換器の一実施例を示す図面である。なお
、第６図（ａ）は熱交換器の斜視図、第６図（ｂ）は同
図（ａ）のＩ−Ｉ断面図、第６図（ｃ）は同図（ａ）の
ｎ−ｎ断面図である。 く符号の説明〉 １１・・・熱交換器のフィン、１２ａ・・・熱交換器の
風上側伝熱管、１２ｂ・・・熱交換器の風下側伝熱管、
１５・・・スリット、１６・・・フィン接続部
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、多数のフィンを並べて配置し、その風上側半部及び
風下側半部に夫々複数の伝熱管を全体として千鳥状に貫
通させ、かつ、フィンの風上側半部と風下側半部とを複
数のスリットによって熱的に分離したクロスフィンチュ
ーブ型熱交換器において、スリットとスリットとの間に
残されたフィンの接続部は、風上側の伝熱管の段ピッチ
の中間部付近に位置せしめられていることを特徴とする
空気調和機用熱交換器。 ２、風下側の伝熱管は、その段ピッチを風上側の伝熱管
と同一とし、かつ、通過空気に対して上記フィン接続部
の背後に夫々位置せしめられていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の空気調和機用熱交換器。 ３、上記フィン接続部の長さは、風上側の伝熱管の段ピ
ッチの２％乃至３０％の範囲に選定されていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の空気調和機用熱交
換器。 ４、上記フィン接続部の長さは、風上側の伝熱管の段ピ
ッチの１０％前後に選定されていることを特徴とする特
許請求の範囲第３項記載の空気調和機用熱交換器。 ５、上記フィン接続部は、風上側の伝熱管の段ピッチ毎
に夫々設けられていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の空気調和機用熱交換器。 ６、上記フィン接続部は、風上側の伝熱管の段ピッチの
一つ置き又は複数個置きに夫々設けられていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の空気調和機用熱交
換器。 ７、室内用熱交換器を凝縮器として使用し、室外用熱交
換器を蒸発器として使用するヒートポンプ型空気調和機
において、少なくとも上記室内用熱交換器は、特許請求
の範囲第１項乃至第６項の何れか一に記載された熱交換
器であることを特徴とする空気調和機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1331170A JP2753354B2 (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 空気調和機用熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1331170A JP2753354B2 (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 空気調和機用熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03194370A true JPH03194370A (ja) | 1991-08-26 |
| JP2753354B2 JP2753354B2 (ja) | 1998-05-20 |
Family
ID=18240669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1331170A Expired - Fee Related JP2753354B2 (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 空気調和機用熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2753354B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998019126A1 (fr) | 1996-10-31 | 1998-05-07 | Daikin Industries, Ltd. | Echangeur de chaleur pour conditionneurs d'air |
| US6142220A (en) * | 1996-10-02 | 2000-11-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Finned heat exchanger |
| WO2007088964A1 (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-09 | Daikin Industries, Ltd. | 空気調和装置 |
| CN103148643A (zh) * | 2011-12-06 | 2013-06-12 | 日立空调·家用电器株式会社 | 空调机 |
| US20140284031A1 (en) * | 2013-03-25 | 2014-09-25 | Lg Electronics Inc. | Heat exchanger |
| JP2015169364A (ja) * | 2014-03-06 | 2015-09-28 | 昭和電工株式会社 | 熱交換器およびそのプレートフィン |
| US9976820B2 (en) | 2013-05-15 | 2018-05-22 | Mitsubishi Electric Corporation | Stacking-type header, heat exchanger, and air-conditioning apparatus |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS486050U (ja) * | 1971-06-03 | 1973-01-23 | ||
| JPS4819656U (ja) * | 1971-07-15 | 1973-03-06 | ||
| JPS5049757A (ja) * | 1973-09-03 | 1975-05-02 | ||
| JPS58108394A (ja) * | 1981-12-21 | 1983-06-28 | Hitachi Ltd | 熱交換器 |
-
1989
- 1989-12-22 JP JP1331170A patent/JP2753354B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS486050U (ja) * | 1971-06-03 | 1973-01-23 | ||
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| JPS5049757A (ja) * | 1973-09-03 | 1975-05-02 | ||
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| WO2007088964A1 (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-09 | Daikin Industries, Ltd. | 空気調和装置 |
| CN103148643A (zh) * | 2011-12-06 | 2013-06-12 | 日立空调·家用电器株式会社 | 空调机 |
| CN103148643B (zh) * | 2011-12-06 | 2015-06-10 | 日立空调·家用电器株式会社 | 空调机 |
| US20140284031A1 (en) * | 2013-03-25 | 2014-09-25 | Lg Electronics Inc. | Heat exchanger |
| US9976820B2 (en) | 2013-05-15 | 2018-05-22 | Mitsubishi Electric Corporation | Stacking-type header, heat exchanger, and air-conditioning apparatus |
| JP2015169364A (ja) * | 2014-03-06 | 2015-09-28 | 昭和電工株式会社 | 熱交換器およびそのプレートフィン |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2753354B2 (ja) | 1998-05-20 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |