JPH0435732Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0435732Y2 JPH0435732Y2 JP1986102365U JP10236586U JPH0435732Y2 JP H0435732 Y2 JPH0435732 Y2 JP H0435732Y2 JP 1986102365 U JP1986102365 U JP 1986102365U JP 10236586 U JP10236586 U JP 10236586U JP H0435732 Y2 JPH0435732 Y2 JP H0435732Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat transfer
- protrusion
- protrusion element
- protruding
- passage
- 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.)
- Expired
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本考案は、略板状のエレメントを積層した熱交
換器に関するものである。
換器に関するものである。
（従来技術及びその問題点）
この種の熱交換器に関して従来から例えば実公
昭50−15641号、特開昭52−41946号が知られてい
る。この従来例では、波板状のエレメントを複数
枚積層して、エレメントの間に通路を形成してあ
る。また、平板状のエレメントに針状の突起を形
成して、通路を流れる気流の流れを乱して伝熱効
率を向上させるようにした従来例も知られてい
る。
昭50−15641号、特開昭52−41946号が知られてい
る。この従来例では、波板状のエレメントを複数
枚積層して、エレメントの間に通路を形成してあ
る。また、平板状のエレメントに針状の突起を形
成して、通路を流れる気流の流れを乱して伝熱効
率を向上させるようにした従来例も知られてい
る。
しかしながら、以上の従来例では総括伝熱係数
（Ｕ値）の向上に余地が残されており、熱交換効
率の点で充分ではなく、更に熱交換効率を向上さ
せた熱交換器が要望されている。
（Ｕ値）の向上に余地が残されており、熱交換効
率の点で充分ではなく、更に熱交換効率を向上さ
せた熱交換器が要望されている。
（考案の目的）
本考案は、略板状のエレメントを積層した熱交
換器において、一層熱交換効率を向上させること
ができる熱交換器を提供することを目的としてい
る。
換器において、一層熱交換効率を向上させること
ができる熱交換器を提供することを目的としてい
る。
（考案の構成）
(1) 技術的手段
本考案は、長方形の山及び谷がプレス成形され
て格子状に凹凸のある波形プレート状のエレメン
ト１０が通路１４，１６をへだてて複数枚積層さ
れた熱交換器であつて、上記の山及び谷は横向き
に長い長方形の第１の突起素子１８ａの４個が千
鳥状に配置されて一方へ突出し、その中央にそれ
らと90度向きの異なる縦向きに長い長方形の第２
の突起素子１８ｂが他方へ突出する姿勢で配置さ
れたものの組合せからなり、上記の山となる第１
の突起素子１８ａは突出方向に急角度に傾斜した
上流側部分２０とそれに続き逆方向に緩やかに傾
斜した下流側部分２２とが頂上で滑らかに連続し
ており、上記第２の突起素子１８ｂは上記第１の
突起素子１８ａと突出方向のみが異なる同一形状
を備え、各エレメント１０の９方の通路１４では
第１の流体が第１突起素子１８ａの上流側部分２
０から下流側部分２２をへて略台形断面をなす第
２突起素子１８ｂ部分へと横方向へ流れ、他方の
通路１６では第２の流体が第２突起素子１８ｂの
上流側部分から下流側部分をへて略台形断面をな
す第１突起素子部分へと縦方向へ流れるように構
成したことを特徴とする熱交換器である。
て格子状に凹凸のある波形プレート状のエレメン
ト１０が通路１４，１６をへだてて複数枚積層さ
れた熱交換器であつて、上記の山及び谷は横向き
に長い長方形の第１の突起素子１８ａの４個が千
鳥状に配置されて一方へ突出し、その中央にそれ
らと90度向きの異なる縦向きに長い長方形の第２
の突起素子１８ｂが他方へ突出する姿勢で配置さ
れたものの組合せからなり、上記の山となる第１
の突起素子１８ａは突出方向に急角度に傾斜した
上流側部分２０とそれに続き逆方向に緩やかに傾
斜した下流側部分２２とが頂上で滑らかに連続し
ており、上記第２の突起素子１８ｂは上記第１の
突起素子１８ａと突出方向のみが異なる同一形状
を備え、各エレメント１０の９方の通路１４では
第１の流体が第１突起素子１８ａの上流側部分２
０から下流側部分２２をへて略台形断面をなす第
２突起素子１８ｂ部分へと横方向へ流れ、他方の
通路１６では第２の流体が第２突起素子１８ｂの
上流側部分から下流側部分をへて略台形断面をな
す第１突起素子部分へと縦方向へ流れるように構
成したことを特徴とする熱交換器である。
(2) 作用
傾斜角度が急な突起素子の上流側部分に気流を
衝突させて気流の流れを乱し、熱伝達率の高い乱
流熱伝達域を形成し、突起素子の下流側部分で気
流を滑かに次の突起素子に導き、再び乱流熱伝達
域を形成して、熱交換効率を向上させる。
衝突させて気流の流れを乱し、熱伝達率の高い乱
流熱伝達域を形成し、突起素子の下流側部分で気
流を滑かに次の突起素子に導き、再び乱流熱伝達
域を形成して、熱交換効率を向上させる。
（実施例）
本考案を採用した熱交換器を示す第１図におい
て、１０は略板状のエレメントである。エレメン
ト１０の平面形状は、略正方形をなしている。こ
のエレメント１０は第１Ａ図に示すように上下縁
部と左右縁部を交互に衝合し、溶接部１２を溶接
して組立てられている。したがつて、互いに隣接
するエレメント１０の間に通路１４，１６が形成
されている。
て、１０は略板状のエレメントである。エレメン
ト１０の平面形状は、略正方形をなしている。こ
のエレメント１０は第１Ａ図に示すように上下縁
部と左右縁部を交互に衝合し、溶接部１２を溶接
して組立てられている。したがつて、互いに隣接
するエレメント１０の間に通路１４，１６が形成
されている。
第２図に示すように、通路１４には矢印Ｘに沿
つて例えば高温の空気が横方向に流れ、通路１６
には矢印Ｙ方向に例えば低温の空気が縦方向に流
通し、熱交換するようになつている。
つて例えば高温の空気が横方向に流れ、通路１６
には矢印Ｙ方向に例えば低温の空気が縦方向に流
通し、熱交換するようになつている。
次に、エレメント１０のより詳細な構造を示す
第３図で、１８ａ，１８ｂは夫々突起素子であ
る。突起素子１８ａは矢印Ｘ方向に流れる気流に
対応したものであり、突起素子１８ｂは矢印Ｙ方
向に流れる気流に対応したもので、即ち、気流の
方向性にかかわらず同一条件になるように設定し
てある。
第３図で、１８ａ，１８ｂは夫々突起素子であ
る。突起素子１８ａは矢印Ｘ方向に流れる気流に
対応したものであり、突起素子１８ｂは矢印Ｙ方
向に流れる気流に対応したもので、即ち、気流の
方向性にかかわらず同一条件になるように設定し
てある。
突起素子１８ａと突起素子１８ｂは、互いに交
互に隣接して縦横５列に配列されている。第３図
のＣ矢視図である第３Ｃ図に示すように、突起素
子１８ａはエレメント１０の上面側に向つてプレ
ス加工で略山形をなして張り出しており、第３図
のＤ矢視図である第３Ｄ図に示すように突起素子
１８ｂはエレメント１０の下面側に略山形をなし
て張り出している。したがつて、第３図のＡ−Ａ
断面図である第３Ａ図およびＢ−Ｂ断面図である
第３Ｂ図に示すように、縦横の各列では略山形の
断面と平坦な略台形の断面とが交互に隣接してい
る。
互に隣接して縦横５列に配列されている。第３図
のＣ矢視図である第３Ｃ図に示すように、突起素
子１８ａはエレメント１０の上面側に向つてプレ
ス加工で略山形をなして張り出しており、第３図
のＤ矢視図である第３Ｄ図に示すように突起素子
１８ｂはエレメント１０の下面側に略山形をなし
て張り出している。したがつて、第３図のＡ−Ａ
断面図である第３Ａ図およびＢ−Ｂ断面図である
第３Ｂ図に示すように、縦横の各列では略山形の
断面と平坦な略台形の断面とが交互に隣接してい
る。
例えば通路１４の拡大断面図である第４図のよ
うに、突起素子１８ａの上流側部分２０は比較的
急角度で傾斜しており、この上流側部分２０に矢
印Ｘに沿つて流れてくる気流を衝突させて乱流を
形成し、乱流熱伝達域Ｔの範囲で熱伝達率の高い
乱流熱伝達域を形成している。
うに、突起素子１８ａの上流側部分２０は比較的
急角度で傾斜しており、この上流側部分２０に矢
印Ｘに沿つて流れてくる気流を衝突させて乱流を
形成し、乱流熱伝達域Ｔの範囲で熱伝達率の高い
乱流熱伝達域を形成している。
上流側部分２０の下流側には緩やかに傾斜した
下流側部分２２が形成されており、この下流側部
分２２において乱流熱伝達域Ｔで形成された乱流
状態をそのまま滑かな傾斜面に沿わしながら気流
を案内するようになつている。したがつて、前述
のように略台形断面をなしている突起素子１８ｂ
を隔てて次の突起素子１８ａに気流が衝突する場
合には上流側部分２０で再び熱伝達率の良い乱流
熱伝達域Ｔが形成されるように配慮されている。
下流側部分２２が形成されており、この下流側部
分２２において乱流熱伝達域Ｔで形成された乱流
状態をそのまま滑かな傾斜面に沿わしながら気流
を案内するようになつている。したがつて、前述
のように略台形断面をなしている突起素子１８ｂ
を隔てて次の突起素子１８ａに気流が衝突する場
合には上流側部分２０で再び熱伝達率の良い乱流
熱伝達域Ｔが形成されるように配慮されている。
なお、通路１６でも同様に気流が突起素子１８
ｂに沿つて案内されて突起素子１８ｂ毎に乱流熱
伝達域Ｔを形成している。
ｂに沿つて案内されて突起素子１８ｂ毎に乱流熱
伝達域Ｔを形成している。
以上のように通路１４では矢印Ｘ方向の気流か
らエレメント１０に熱伝達され、通路１６ではエ
レメント１０から気流に熱伝達されるようになつ
ている。
らエレメント１０に熱伝達され、通路１６ではエ
レメント１０から気流に熱伝達されるようになつ
ている。
次に作用を説明する。まず第４図に示すよう
に、例えば通路１４では、突起素子１８ａの上流
側部分２０に矢印Ｘ方向の気流が衝突して、乱流
熱伝達域Ｔの範囲で高熱伝達率の乱流熱伝達が行
なわれる。下流側部分２２では乱流の気流をその
まま下流に向つて案内し、隣接する突起素子１８
ａの間に配置されている突起素子１８ｂを経て次
の突起素子１８ａに衝突し、再び上流側部分２０
で気流が乱流になり、乱流熱伝達域Ｔで乱流熱伝
達が行なわれる。
に、例えば通路１４では、突起素子１８ａの上流
側部分２０に矢印Ｘ方向の気流が衝突して、乱流
熱伝達域Ｔの範囲で高熱伝達率の乱流熱伝達が行
なわれる。下流側部分２２では乱流の気流をその
まま下流に向つて案内し、隣接する突起素子１８
ａの間に配置されている突起素子１８ｂを経て次
の突起素子１８ａに衝突し、再び上流側部分２０
で気流が乱流になり、乱流熱伝達域Ｔで乱流熱伝
達が行なわれる。
したがつて、通路１４を流れる気流からエレメ
ント１０へは、突起素子１８ａの上流側部分２０
近傍で乱流熱伝達域Ｔが形成され、高熱伝達率の
乱流熱伝達で伝熱される。
ント１０へは、突起素子１８ａの上流側部分２０
近傍で乱流熱伝達域Ｔが形成され、高熱伝達率の
乱流熱伝達で伝熱される。
一般に、熱伝達の性能を示す総括熱伝達係数、
すなわちＵ値は Ｕ＝１／１／h1＋δ／λ＋１／h2 …(1) h1，h2：境膜伝熱係数 λ：エレメント材料の熱伝導率 δ：板厚 で表される。境膜伝熱係数h1，h2の影響が大き
いことが(1)式により分るが、この境膜伝熱係数
h1，h2を本エレメントの表面形状により増大さ
せることができる。このため伝熱係数h1，h2が
大きくなれば、Ｕ値も当然に大きくなり、単位面
積当りの熱伝達量が多い。
すなわちＵ値は Ｕ＝１／１／h1＋δ／λ＋１／h2 …(1) h1，h2：境膜伝熱係数 λ：エレメント材料の熱伝導率 δ：板厚 で表される。境膜伝熱係数h1，h2の影響が大き
いことが(1)式により分るが、この境膜伝熱係数
h1，h2を本エレメントの表面形状により増大さ
せることができる。このため伝熱係数h1，h2が
大きくなれば、Ｕ値も当然に大きくなり、単位面
積当りの熱伝達量が多い。
また通路１６においても同様である。
（考案の効果）
以上説明したように本考案によれば、エレメン
ト１０に突起素子１８ａ，１８ｂを形成し、突起
素子１８ａ，１８ｂを急傾斜の上流側部分２０と
緩やかな下流側部分２２で形成したので、例えば
通路１４では、突起素子１８ａの上流側部分２０
に矢印Ｘ方向の気流が衝突して、乱流熱伝達域Ｔ
の範囲で高熱伝達率の乱流熱伝達で熱を伝えるこ
とができ、しかも、下流側部分２２では乱流の気
流をそのまま下流に向つて案内し、隣接する突起
素子１８ａの間に配置されている突起素子１８ｂ
を経て次の突起素子１８ａに衝突させることがで
き、再び上流側部分２０で気流を乱流にして、乱
流熱伝達域Ｔで乱流熱伝達を行なうことができ
る。
ト１０に突起素子１８ａ，１８ｂを形成し、突起
素子１８ａ，１８ｂを急傾斜の上流側部分２０と
緩やかな下流側部分２２で形成したので、例えば
通路１４では、突起素子１８ａの上流側部分２０
に矢印Ｘ方向の気流が衝突して、乱流熱伝達域Ｔ
の範囲で高熱伝達率の乱流熱伝達で熱を伝えるこ
とができ、しかも、下流側部分２２では乱流の気
流をそのまま下流に向つて案内し、隣接する突起
素子１８ａの間に配置されている突起素子１８ｂ
を経て次の突起素子１８ａに衝突させることがで
き、再び上流側部分２０で気流を乱流にして、乱
流熱伝達域Ｔで乱流熱伝達を行なうことができ
る。
したがつて、前記(1)式の総括伝熱係数Ｕ値を大
きくして、エレメント１０の単位面積当りの熱伝
達量を従来より増やして熱伝達効率を大幅に向上
することができる。
きくして、エレメント１０の単位面積当りの熱伝
達量を従来より増やして熱伝達効率を大幅に向上
することができる。
更に本考案においては下流側部分２２が上流側
部分２２の背後に滑らかに連続しかつ傾斜が緩や
かである為、乱流熱伝達域Ｔの乱流が下流側部分
２２に滞留する恐れがなく（死水域ができず）、
適度に乱れた状態で通路１４を流れ、しかも下流
側部分２２に突起素子１８ｂの背面でできる低い
台形断面の部分が滑らかに連続するので、エレメ
ント１０と乱れた流体との接触の機会が増し、流
路損失を増すことなく熱伝達効率を高めることが
できる。本考案のように長方形の山と谷を組合せ
た長方形波形プレートと楕円形波形プレートの十
字向流の場合に付き伝熱性能を比較し、同時に流
れの可視化実験を行つたところ、伝熱係数は楕円
形波形プレートに比べて本考案品の方が略６パー
セント増加しており、又各山の部分で乱れが発生
しているにもかかわらず谷の部分に死水域が全く
認められなかつた。
部分２２の背後に滑らかに連続しかつ傾斜が緩や
かである為、乱流熱伝達域Ｔの乱流が下流側部分
２２に滞留する恐れがなく（死水域ができず）、
適度に乱れた状態で通路１４を流れ、しかも下流
側部分２２に突起素子１８ｂの背面でできる低い
台形断面の部分が滑らかに連続するので、エレメ
ント１０と乱れた流体との接触の機会が増し、流
路損失を増すことなく熱伝達効率を高めることが
できる。本考案のように長方形の山と谷を組合せ
た長方形波形プレートと楕円形波形プレートの十
字向流の場合に付き伝熱性能を比較し、同時に流
れの可視化実験を行つたところ、伝熱係数は楕円
形波形プレートに比べて本考案品の方が略６パー
セント増加しており、又各山の部分で乱れが発生
しているにもかかわらず谷の部分に死水域が全く
認められなかつた。
第１図は本考案を採用した熱交換器を示す正面
図、第１Ａ図は第１図のＡ部拡大図、第２図は第
１図の要部拡大斜視図、第３図はエレメントの側
面図、第３Ａ図は第３図のＡ−Ａ断面図、第３Ｂ
図は第３図のＢ−Ｂ断面図、第３Ｃ図は第３図の
Ｃ矢視図、第３Ｄ図は第３図のＤ矢視図、第４図
は通路の要部拡大断面図である。 １０……エレメント、１２……溶接部、１４，
１６……通路、１８ａ，１８ｂ……突起素子、２
０……上流側部分、２２……下流側部分。
図、第１Ａ図は第１図のＡ部拡大図、第２図は第
１図の要部拡大斜視図、第３図はエレメントの側
面図、第３Ａ図は第３図のＡ−Ａ断面図、第３Ｂ
図は第３図のＢ−Ｂ断面図、第３Ｃ図は第３図の
Ｃ矢視図、第３Ｄ図は第３図のＤ矢視図、第４図
は通路の要部拡大断面図である。 １０……エレメント、１２……溶接部、１４，
１６……通路、１８ａ，１８ｂ……突起素子、２
０……上流側部分、２２……下流側部分。
Claims (1)
- 長方形の山及び谷がプレス形成されて格子状に
凹凸のある波形プレート状のエレメント１０が通
路１４，１６をへだてて複数枚積層された熱交換
器であつて、上記の山及び谷は横向きに長い長方
形の第１の突起素子１８ａの４個が千鳥状に配置
されて一方へ突出し、その中央にそれらと90度向
きの異なる縦向きに長い長方形の第２の突起素子
１８ｂが他方へ突出する姿勢で配置されたものの
組合せからなり、上記の山となる第１の突起素子
１８ａは突出方向に急角度に傾斜した上流側部分
２０とそれに続き逆方向に緩やかに傾斜した下流
側部分２２とが頂上で滑らかに連続しており、上
記第２の突起素子１８ｂは上記第１の突起素子１
８ａと突出方向のみが異なる同一形状を備え、各
エレメント１０の一方の通路１４では第１の流体
が第１突起素子１８ａの上流側部分２０から下流
側部分をへて略台形断面をなす第２突起素子１８
ｂ部分へと横方向へ流れ、他方の通路１６では第
２の流体が第２突起素子１８ｂの上流側部分から
下流側部分をへて略台形断面をなす第１突起素子
部分へと縦方向へ流れるように構成したことを特
徴とする熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986102365U JPH0435732Y2 (ja) | 1986-07-03 | 1986-07-03 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986102365U JPH0435732Y2 (ja) | 1986-07-03 | 1986-07-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6312085U JPS6312085U (ja) | 1988-01-26 |
| JPH0435732Y2 true JPH0435732Y2 (ja) | 1992-08-24 |
Family
ID=30973950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1986102365U Expired JPH0435732Y2 (ja) | 1986-07-03 | 1986-07-03 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0435732Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5206032B2 (ja) * | 2008-03-06 | 2013-06-12 | パナソニック株式会社 | 熱交換器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS496559U (ja) * | 1972-04-19 | 1974-01-21 | ||
| JPS5237659U (ja) * | 1975-09-10 | 1977-03-17 |
-
1986
- 1986-07-03 JP JP1986102365U patent/JPH0435732Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6312085U (ja) | 1988-01-26 |
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