JPH0886581A - クロスフィンチューブ形熱交換器 - Google Patents

クロスフィンチューブ形熱交換器

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JPH0886581A
JPH0886581A JP22211194A JP22211194A JPH0886581A JP H0886581 A JPH0886581 A JP H0886581A JP 22211194 A JP22211194 A JP 22211194A JP 22211194 A JP22211194 A JP 22211194A JP H0886581 A JPH0886581 A JP H0886581A
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JP
Japan
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cut
fin
raised
fins
heat exchanger
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Application number
JP22211194A
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English (en)
Inventor
Shoji Takaku
昭二 高久
Hiroshi Kogure
博志 小暮
Taichi Tanaami
太一 店網
Tadao Koike
忠夫 小池
Masaaki Ito
正昭 伊藤
Mitsuo Kudo
光夫 工藤
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
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Publication date
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Publication of JPH0886581A publication Critical patent/JPH0886581A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular 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
    • F28F1/24Tubular 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
    • F28F1/32Tubular 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
    • F28F1/325Fins with openings

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】フィン間に溜る凝縮水やフィンに付着する霜に
よる目詰りを防ぎ、高い熱伝達率を得ることのできるク
ロスフィンチューブ形熱交換器を提供する。 【構成】複数の切り起こし部4を有するクロスフィンチ
ューブ形熱交換器において、気流方向3から見た上記切
り起こし部4とフィン基体部5との間の間隔寸法が、隣
接する二つの伝熱管取付け穴7間の中央に近づくにした
がい大きくなるように形成し、複数種類の切り起こし形
状で構成される切り起こし部を形成する。 【効果】隣接するフィン間に凝縮水が滞留するのを防止
し、通風抵抗の増加するのを防ぐと共に高い熱伝達率を
得ることができ、さらに加工が容易にできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ルームエアコン、パッ
ケージエアコン、カーエアコン、除湿機等の空気調和
機、その他の冷凍機器に用いられる、凝縮器、蒸発器を
構成するクロスフィンチューブ形熱交換器に係り、特
に、湿り空気中で蒸発器として使用した場合に適するク
ロスフィンチューブ形熱交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、空気調和機等に使用される熱交換
器は、高性能、省スペース化の傾向が高まっている。こ
れに伴って、フィンとフィンとの間のフィン間隔寸法
や、伝熱管と伝熱管との間のパイプ間隔寸法が小さくな
ってきている。また、フィンには空気側の伝熱面積を増
加させるため、あるいは熱伝達率を高めるためにフィン
に複数の切り起こし部が設けられている。
【0003】従来のこの種熱交換器としては、図12に
示すように一定間隔寸法で平行に積層された多数のフィ
ン1と、この積層されたフィン1の面に対して、直角に
フィン1を貫通する複数の伝熱管2で構成されたものが
ある。図13はB−B’断面図であり、図13に示すよ
うにフィン1には伝熱面積を増加させるための、フィン
1の積層方向と気流方向3のそれぞれに直交する方向に
複数の切り起こし部4を設けている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】フィン間隔寸法やパイ
プ間隔寸法が小さくなると、フィンとフィンとの間や切
り起こし部に、凝縮水が毛細管現象若しく表面張力によ
って溜り易くなり、通風抵抗が増大して伝熱性能が低下
する。このような問題を解決するためには凝縮水が溜り
にくい形状の切り起こし部を設ける必要がある。上記切
り起こし部4は、気流方向にフィンを切り起こさない部
分(以下フィン基体部とする)5と交互に設置されてい
る。このような形状にすることにより、伝熱性能が大き
く向上すると考えられていた。しかし、この形状では、
湿り空気中での水分の凝縮が起こり易い状態で使用した
場合に、切り起こし部4とフィン基体部5とに囲まれた
開口部6に、凝縮水が滞留しやすくなっていた。これ
は、フィン間隔寸法が、切り起こし部4によって小さく
なり、例えば、切り起こし高さ寸法が、フィン間隔寸法
の2分の1である場合は、実質的にフィン間隔寸法は2
分の1になってしまい、凝縮水が毛細管現象若しく表面
張力によって溜り易くなっていた。これに加えて、上記
開口部6の幅寸法が小さいため、この開口部6の内周縁
に表面張力が働いて水膜が生じやすくなっており、且
つ、この開口部6の内周縁の一部と上記フィン間隔寸法
の2分の1の切り起こし部6の縁とが連続してこれまた
表面張力が働いて水膜が生じやすくなっている、これら
が組み合わされた状態であることから、切り起こし部4
の周辺部分は凝縮水が滞留し易くなっていた。
【0005】また、一旦凝縮水が滞留してしまうと、凝
縮水の表面張力とフィン1への付着力が均衡して開口部
に目詰りを生じてしまう。さらに上記したように、フィ
ン間隔寸法やパイプ間隔寸法が小さくなってきているこ
とから、切り起こし部4の立ち上げ高さが限定され、よ
り目詰りが生じやすい状況になっており、これにより通
風抵抗が増加し伝熱性能が低下するという欠点があっ
た。
【0006】この欠点を補うために従来から様々な工夫
がなされており、特開昭61−6588号公報には熱伝
達率の向上および凝縮水によってフィン全体が目詰りす
ることがなく、通風抵抗の増大を防ぐための工夫点につ
いて開示されている。
【0007】この従来技術によれば、切り起こし部とフ
ィン基体部とのいずれにも少なくとも2種類以上の異な
る形状の波形フィンで形成し、それぞれ隣接する切り起
こし部、フィン基体部どうしの波形フィンが空気流の方
向から見て重なり合うことのないように配置し、かつ隣
接する波形フィンが交差することがないように配置して
いる。このようなルーバの配置にすることにより下流側
の波形フィンは上流側の波形フィンの温度境界層の外側
に位置するので熱伝達率が向上し、また凝縮水によりフ
ィン全体が目詰りすることがなく、通風抵抗の急激な増
大を防止している。
【0008】このように、熱伝達率の向上および凝縮水
の滞留によるフィンの目詰りを防ぐ工夫がなされてお
り、その効果も期待できるが、この従来技術の切り起こ
し部の切り起こし形状は、熱伝達率を向上させるために
少なくとも4種類以上必要でありフィンの加工が困難で
ある。
【0009】本発明の目的は、加工が容易にでき、凝縮
水によるフィン全体の目詰りを防ぐ効果を得るためにな
されたものであり、凝縮水によるフィンの目詰りをなく
すことにより通風抵抗の増加を防ぎ、高い伝熱性能を有
するクロスフィンチューブ形熱交換器を提供することに
ある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的は、互いに間隔
を設けて平行に積層された多数のフィンと、このフィン
の積層方向と平行にフィンを貫通する複数の伝熱管とで
構成され、上記フィンに、気流方向に直交する方向に長
い複数の切り起こし部を設けたクロスフィンチューブ形
熱交換器において、上記切り起こし部は、隣接するフィ
ン基体部または切り起こし部との気流方向から見た間隔
寸法が上記伝熱管と伝熱管との間の中央に近づくにした
がって大きくなるように形成され、上記伝熱管と伝熱管
との間の切り起こし部が、複数の切り起こし形状の組合
せで切り起こし群を構成するクロスフィンチューブ形熱
交換器とすることにより、達成される。
【0011】
【作用】気流方向から熱交換器を見た場合、切り起こし
部と、これに隣接するフィン基体部または切り起こし部
で形成される開口部は、伝熱管間の中央部分を最大にし
て、伝熱管に近づくにしたがい小さくなって、楔状にな
るため、切り起こし部中央の開口部の幅が広い部分に凝
縮水が溜りにくい。また、上記開口部に水膜が形成され
た場合においても、凝縮水の表面張力とフィンへの付着
力の関係により、凝縮水は上記開口部の幅が狭い方向
(伝熱管の方向)に引き寄せられる力が強いため開口部
中央の幅が広い部分の水膜を破り、凝縮水によるフィン
の目詰りをすることがなく通風抵抗の増加を防ぐことが
できる。
【0012】
【実施例】以下、本発明によるクロスフィンチューブ形
熱交換器の各実施例を、図面に沿って説明する。
【0013】図1は、本発明の第一の実施例に係るクロ
スフィンチューブ形熱交換器に供せられるフィンの一部
を示す斜視図である。
【0014】図1において、1はフィンの一部を示し、
3はフィン1に対する気流方向、4は切り起こし部、5
は隣接する切り起こし部4の間に設けられたフィン基体
部、7は伝熱管2を貫通させるために設けた取付け穴を
示している。
【0015】図1に示すように切り起こし部4は、気流
方向3から見た切り起こし部4と隣接するフィン基体部
5との間隔寸法が、隣接する2つの伝熱管取付け穴7間
の中央に近づくにしたがい大きくなるように傾斜した形
状に形成されている。したがって、切り起こし部4の中
央は隣接するフィン基体部7との間隔寸法が大きくなっ
ていることから凝縮水による目詰りを防ぐことができ
る。これをさらに図2あるいは図3を用いて詳しく説明
する。
【0016】図2は図1の平面図、図3は図2における
各切り起こし部4をA−A’矢視から見た4A,4B,
4C,4D,4E位置の断面模式図であり、傾斜した形
状の切り起こし部4とフィン基体部5との最大間隔寸法
を大きく設定できることが分かる。これにより切り起こ
し部4とフィン基体部5の間にできる空間に表面張力に
よる凝縮水の溜りができにくく、水溜りによる水膜がで
きた場合においても、凝縮水がもつ表面張力とフィンへ
の付着力との関係により、切り起こし部4とフィン基体
部5との間隔寸法の小さい方向に引き寄せられるため、
切り起こし部の中央部で水膜が破断して流下し、凝縮水
が滞留することを防ぐことができる。したがって、凝縮
水の目詰まりによる通風抵抗の増加を防止できる。
【0017】また、図4は最大立ち上げ位置を伝熱管2
の中心間より上部に設けた時の実施例であり、中心位置
を重力方向から見て上方に設けることにより、水膜が切
れたときに水分の量が下方の方が多くなり、フィン1か
らの水滴の落下を早めることが出来、露付時の通風抵抗
の増大を少なくできる効果がある。
【0018】また図5は、三角山の代わりのアール形状
を付けたものであり、このような形状にすることによ
り、角部分がなくなり、立上り加工をするときの立上り
部の切断不良と言うようなことを無くすことが出来る。
【0019】さらに図6や図7の如く、最大立ち上げ部
である中心位置を重力方向に対して交互にずらしたり、
各切り起こし部4A,4B,4C,4D,4Eの最大立ち上げ高さ、あ
るいは切り起こし部中央の角度に差をもたせると、図2
にある気流方向5から見た各切り起こし部が重ならない
ように設定できるため、上流側の切り起こし部の温度境
界層内に、下流側の切り起こし部が入るのを防止して、
下流側の切り起こし部で熱交換しなくなるのを防止し、
熱伝達性能を向上させることができる。
【0020】図8は本発明の第二の実施例に係るクロス
フィンチューブ形熱交換器に供せられるフィンの一部を
示す斜視図である。図8において、切り起こし部4およ
び伝熱管取付け穴7は、気流方向3の下流側に位置する
ように配置している。このような形状にすることで、フ
ィンの風上側部分の温度が図1のフィンの風上側部分の
温度よりも高い温度になって、これによってフィンの風
上側部分に霜が付きにくくなる。しかも、フィン風上側
部分で、ある程度熱交換して冷却及び除湿された空気が
切り起こし部4に流入するため、切り起こし部4に霜が
付きにくなり、切り起こし部4での部分的な霜詰りが防
止できる。
【0021】図9は本発明の第三の実施例に係るクロス
フィンチューブ形熱交換器に供せられるフィンの一部を
示す斜視図である。これは、第二の実施例で述べた効果
をさらに発展させたものであり、風上側に切り起こしの
ないフィン8を、風下側に切り起こしのあるフィン1を
配置したものである。このように配置することにより熱
交換器の風上から風下までの全体に均一化して着霜し、
部分的な霜詰り防止効果を高めることができる。即ち、
気流方向3から流入する空気は、風上側の切り起こしの
ないフィン8で冷却されると共に、空気中の水分が霜に
なって減少する。この冷却され且つ水分が減少した空気
が風下側の切り起こし部のあるフィン1に流入するの
で、フィン1での着霜は減少する。これにより、切り起
こし部4での実質的なフィン間隔寸法が小さくなるフィ
ン1であっても、着霜状態時のフィン1間の空気の流れ
る隙間面積は、着霜状態時のフィン8の空気の流れる隙
間面積と大きく変わらないようになる。
【0022】図10は本発明の第四の実施例に係るクロ
スフィンチューブ形熱交換器に供せられるフィンの一部
を示す斜視図である。これは、図9の実施例で述べた効
果をさらに発展させたものであり、風上側に配置した切
り起こしのないフィン8の伝熱管取付け穴7を風下側の
フィン先端方向に偏心させたものである。このような形
状にして、フィン8の先端部の温度を高くすることによ
って、フィン8の先端部に極端に多くの霜が付くことの
ないようにして、部分的な霜詰り防止効果をさらに高め
ることができる。
【0023】図11は本発明の第五の実施例に係るクロ
スフィンチューブ形熱交換器に供せられるフィンの一部
を示す斜視図である。これは、図10の実施例で述べた
効果をさらに発展させたものであり、風下側に配置した
切り起こしを有するフィン1の伝熱管取付け穴7を風下
側のフィン先端方向に偏心させたものである。このよう
な形状にすることで、フィン1の先端部の温度を高くし
て、フィン1の先端部に極端に多くの霜が付くことのな
いようにして、部分的な霜詰り防止効果をさらに高める
ことができる。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、凝縮水や着霜によって
フィンが目詰りせず、通風抵抗の増加を防ぐことがで
き、空気側熱伝達率が高い高性能なクロスフィンチュー
ブ形熱交換器を提供することができ、さらに加工の容易
なクロスフィンチューブ形熱交換器を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施例に係るフィンの一部を示
す斜視図
【図2】図1のフィンの平面図
【図3】図2におけるA−A’矢視からみた4A乃至4
Eの実施例断面図
【図4】図2におけるA−A’矢視からみた4A乃至4
Eの実施例断面図
【図5】図2におけるA−A’矢視からみた4A乃至4
Eの実施例断面図
【図6】図2におけるA−A’矢視からみた4A乃至4
Eの実施例断面図
【図7】図2におけるA−A’矢視からみた4A乃至4
Eの実施例断面図
【図8】本発明の第二の実施例に係るフィンの一部を示
す斜視図
【図9】本発明の第三の実施例に係るフィンの一部を示
す斜視図
【図10】本発明の第四の実施例に係るフィンの一部を
示す斜視図
【図11】本発明の第五の実施例に係るフィンの一部を
示す斜視図
【図12】従来例に係るクロスフィンチューブ形熱交換
【図13】図4におけるB−B’断面図
【符号の説明】
1,8…フィン、2…伝熱管、3…気流方向、4,4
A,4B,4C,4D,4E…切り起こし部、5…フィ
ン基体部、6…開口部、7…伝熱管取付け穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小池 忠夫 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株 式会社日立製作所リビング機器事業部内 (72)発明者 伊藤 正昭 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 工藤 光夫 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 (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いに間隔を設けて平行に積層された多数
    のフィンと、このフィンの積層方向と平行にフィンを貫
    通する複数の伝熱管とで構成され、上記フィンに、気流
    方向に直交する方向に長い複数の切り起こし部を設けた
    クロスフィンチューブ形熱交換器において、上記切り起
    こし部は、隣接するフィン基体部または切り起こし部と
    の気流方向から見た間隔寸法が上記伝熱管と伝熱管との
    間の中央に近づくにしたがって大きくなるように形成さ
    れ、上記伝熱管と伝熱管との間の切り起こし部が、複数
    の切り起こし形状の組合せで切り起こし群を構成するこ
    とを特徴とするクロスフィンチューブ形熱交換器。
  2. 【請求項2】請求項1において、上記伝熱管と伝熱管と
    の間の切り起こし部が、3種類以下の複数の切り起こし
    形状の組合せで切り起こし群を構成することを特徴とす
    るクロスフィンチューブ形熱交換器。
  3. 【請求項3】請求項1において、上記切り起こし部とフ
    ィン基体部を気流方向に交互に形成し、フィン積層方向
    と同一方向に切り起こし部を切り起こし、気流方向から
    見た切り起こし部とフィン基体部との最大間隔がフィン
    ピッチを最大値にできるように形成したことを特徴とす
    るクロスフィンチューブ形熱交換器。
  4. 【請求項4】請求項1または請求項3において、上記伝
    熱管の位置がフィンの気流方向中央よりも気流方向の下
    流側に偏心されたことを特徴とするクロスフィンチュー
    ブ形熱交換器。
  5. 【請求項5】請求項1乃至請求項4のいずれかにおい
    て、切り起こし部を有するフィンの気流方向上流側に、
    切り起こし部のないフィンで構成されたフィンクロスフ
    ィンチューブ形熱交換器を設置されたことを特徴とする
    クロスフィンチューブ形熱交換器。
  6. 【請求項6】請求項5において、切り起こし部のないフ
    ィンで構成されたクロスフィンチューブ形熱交換器の伝
    熱管の位置が、フィンの気流方向中央よりも気流方向の
    下流側に偏心されたことを特徴とするクロスフィンチュ
    ーブ形熱交換器。
JP22211194A 1994-09-16 1994-09-16 クロスフィンチューブ形熱交換器 Pending JPH0886581A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100484911B1 (ko) * 2002-03-09 2005-04-22 위니아만도 주식회사 열교환기
KR100502295B1 (ko) * 2002-03-08 2005-07-20 위니아만도 주식회사 열교환기
JP2011144953A (ja) * 2010-01-12 2011-07-28 Mitsubishi Electric Corp フィンチューブ型熱交換器およびこれを用いた空調装置
JP2017161186A (ja) * 2016-03-11 2017-09-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 フィンチューブ熱交換器
CN117433335A (zh) * 2023-12-21 2024-01-23 福建省江南冷却科技有限公司 一种扰波流冷却换热设备

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