JPH11281279A

JPH11281279A - 熱交換器

Info

Publication number: JPH11281279A
Application number: JP7875498A
Authority: JP
Inventors: Osamu Hirohata; 治廣畑
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-03-26
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 1999-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】熱交換器に対して、熱交換用の空気が伝熱管
を通過する際に、特に伝熱管の後流域において流れの少
ない領域（澱み域、死水域）が形成され、この領域での
熱変換性能が低下していた。【解決手段】内部を流体が流動する伝熱管２と、一定
間隔で平行に並べられ、相互間を気体が流動するよう前
記伝熱管２に挿入された複数の平板フィン１とを備え、
送風される空気の流動方向に対して該伝熱管２の後方或
いは前方であって、該平板フィン１面上に渦生成切起部
５を形成した。さらに、前記渦生成切起部５は、気体の
流れに対して２０〜４５°の迎え角を持たせた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エアコン、冷蔵庫
など冷凍・冷蔵、空調分野で広く用いられているフィン
アンドチューブ型熱交換器において、熱交換器に渦生成
部材を有効的に付加することにより熱交換性能を促進さ
せる熱交換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から冷凍・冷蔵、空調機器等に用い
られるフィンアンドチューブ熱交換器においては、伝熱
管からの冷熱源を主流空気により効率的に伝達するする
ため、下記のような対策が取られている。

【０００３】１）フィン表面を波形等に形成し、伝熱面
積を増加させる。

【０００４】２）特開昭６０−０６０４９５号公報、特
開昭６３−６１８９３号公報等に見られるように、フィ
ン表面上に切起部を形成し、フィン表面における伝熱の
低下領域を減少させる。

【０００５】３）熱交換器にエネルギーを付加（例えば
熱交換器を振動、主流空気を揺動等）し、伝熱の低下領
域を破壊するといった方法手法がとられ、前述変換効率
の改善を図り、伝熱性能低下の少ない機器の提案が成さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術においては、主流空気が伝熱管を通過する際、特に後
流域において流れの少ない領域（澱み域、即ち、死水
域）が形成され、この領域での熱変換性能の低下は避け
られないという問題を有していた。

【０００７】そこで、本発明は前記問題点に基づいて成
されたものであり、伝熱管後流域に渦生成切起部を形成
することにより、熱交換器の伝熱管後流域を通過する空
気の活性化を図り、熱変換効率の促進を行うものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
内部を流体が流動する伝熱管と、一定間隔で平行に並べ
られ、相互間を気体が流動するよう前記伝熱管に挿入さ
れた複数の平板フィンとを備えた熱交換器において、送
風される空気の流れに対して該伝熱管の後方であって、
該平板フィン面上に渦生成切起部を形成したことを特徴
とした熱交換器である。

【０００９】請求項２記載の発明は、前記渦生成切起部
は、送風される空気の流れに対して２０〜４５°の迎え
角を持たせたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器
である。

【００１０】請求項３記載の発明は、前記渦生成切起部
は、該伝熱管の中心を対称にある一定の距離を保って１
対形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の熱交
換器である。

【００１１】請求項４記載の発明は、前記隣り合う渦生
成切起部を、前記平板フィン面の表裏に交互に切り起こ
したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の
熱交換器である。

【００１２】請求項５記載の発明は、前記平板フィン表
面に親水性処理を施したことを特徴とする請求項１乃至
４の何れかに記載の熱交換器である。

【００１３】請求項６記載の発明は、前記平板フィンの
下流空気流出流域の表面に親水性処理を施したことを特
徴とする請求項５記載の熱交換器である。

【００１４】請求項１記載の発明によれば、熱交換器を
構成する平板フィン面上、主流空気流路に対して伝熱管
後流域部に渦を生成する切起部を形成したものであり、
主流空気がフィン間を通過する際の伝熱管後部における
澱み領域をより活性化し、伝熱促進を図ったものであ
る。

【００１５】請求項２記載の発明によれば、前記切起部
を主流空気に対してある角度（２０〜４５°）としたの
で、圧力損失を増すことなく効率良く主流空気を活性化
することが可能である。

【００１６】請求項３記載の発明によれば、なお且つ伝
熱管中心に対してある一定の距離を保って対称に１対配
設きれているので、伝熱管後流死水域の空気の活性化が
より確実なものとなる。

【００１７】請求項４記載の発明によれは、隣接する前
記切起部がフィン面に対して、表・裏といった具合に配
設されているので、フィンの両面（裏・表）における伝
熱管後流域の空気の活性化が効率よく促進される。

【００１８】請求項５記載の本発明によれは、空気が熱
交換器を通過する経路のフィン表面に親水性処理を施し
ているので、凝縮水の滞留に起因する主流空気の圧力損
失を増すことなく活性化が効率よく促進される。

【００１９】請求項６記載の本発明によれは、空気が熱
交換器を通過する経路の風下側（伝熱管より下流）フィ
ン表面において親水性処理を施しているので、主流空気
の圧力損失を増すことなく活性化が効率よく促進され
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態にか
かる熱交換器について、図１乃至図７と共に説明する。

【００２１】〔実施の形態１〕図１は、本発明の実施の
形態１にかかる熱交換器のフィン部分斜視図であり、図
２は、図１に示す熱交換器の平面図である。

【００２２】図１において、１は平板フィンであり、例
えば厚みの薄いアルミにより形成される。２は内部にフ
レオンガス等の冷媒が流れる銅製の伝熱管であり、３は
前記伝熱管２を前記平板フィン１に挿入するために当該
平板フィン１に設けられたカラー孔であり、４はフィン
面上にスリット形状に切り込み後、両方向（表、裏）に
段押し成型したルーバー部である。

【００２３】該熱交換器は、複数枚の平板フィン１を、
相互間を空気が流動するよう一定間隔で平行に並べ、各
平板フィン１のカラー孔３に前記伝熱管２を挿入後、拡
管等により平板フイン１を伝熱管２に固定してなる。

【００２４】前記構成によれば、伝熱管２内を流れる冷
媒の熱源は、伝熱管２からそれに圧接されているカラー
孔３及び平板フィン１を介し、平行に並べられたフィン
１、１間を通過する空気との温度差により熱の授受が行
われる。

【００２５】そして、上記熱交換器が蒸発器として用い
られる場合は、伝熱管２内の温度は低く設定されている
ため、当該熱交換器に流入する空気は冷却され、平板フ
ィン１の表面上に空気中の水分が凝縮する。また、凝縮
器として用いられる場合は、伝熱管２内の温度は高く設
定されているため、当該熱交換器に流入する空気は加熱
される。

【００２６】一般的な熱交換器におけるフィン１，１間
表面を通過する主流空気の流れとしては、図３に示すよ
うに、伝熱管２の前面より伝熱管２の外周に沿って流
れ、その後伝熱管２の直ぐ後流域に、流れが無く澱んだ
死水域を形成して流れている。

【００２７】そこで、図１及び図２に示すように、前記
伝熱管２の後流域に一対の渦生成切起部５を形成するこ
とにより、伝熱管２の外周に沿って流れてきた主流空気
は、前記渦生成切起部５を通過するとき、縦渦を形成す
る。この時、流れの一部は死水域への流入し、空気の活
性化が行われ、この伝熱管後流域での熱交換が促進され
る。

【００２８】このため、実施の形態１のかかる熱交換器
としては、フィンでの空気に対する熱交換を特別なエネ
ルギーを付加することなく促進することが可能となる。

【００２９】なお、渦生成切起部５が、図４に示すよう
に、主流空気の流れ方向に対して傾斜を持たせて、２０
〜４５°の迎え角、より適切には１５〜３０°の迎え角
を持たせたると共に、図２に示すように、伝熱管２の中
心を対称にある一定距離（ほぼ伝熱管２外径）を保って
一対形成してなる構成とするとよい。

【００３０】このように、渦生成切起部５に迎え角を持
たせ、かつ一対配設することにより、渦生成切起部５が
平板フィン間を通過する空気の伝熱管２後流域での活性
化をより確実なものとすることができる。

【００３１】〔実施の形態２〕図５は、本発明の実施の
形態２にかかる熱交換器の要部側面図である。実施の形
態２について、上述した実施の形態１と相違する点のみ
説明する。図５は主流空気の上流側から見た状態であ
る。

【００３２】本実施の形態２にかかる熱交換器は、伝熱
管２の後流域に、図２に示すように一対形成された渦生
成切起部５において、一つを平板フィン１の上面側、残
りを平板フィン１の下面側に切り起し成型したものであ
り、この構成により伝熱管２の平板フィン１両面（表・
裏面）に生成される死水域において、主流空気の活性化
を図ることが可能である。

【００３３】〔実施の形態３〕図６は、本発明の実施の
形態３にかかる熱交換器の断面図である。本実施の形態
について、上述した実施の形態１と相違する点のみ説明
する。

【００３４】本実施の形態４にかかる熱交換器は、平板
フィン１表面全体に対して親水性処理を施すことによ
り、複雑に形成された部所（渦生成切起部５）への凝縮
水の滞留による主流空気の流路損失を大きくすることで
防止できる。

【００３５】〔実施の形態４〕図７は、本発明の実施の
形態４にかかる熱交換器の断面図である。本実施の形態
について、上述した実施の形態５と相違する部分のみを
説明する。

【００３６】本実施の形態４にかかる熱交換器は、平板
フィン１の主流空気風下部１ａに対して親水性処理を施
すことにより、複雑に形成された部所への凝縮水の滞留
による主流空気の流路損失を大きくすることを防止で
き、より熱変換効率の低下を防止できる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
記載の熱交換器によれば、渦生成切起部にて伝熱管後流
に生じる死水域における空気の活性化を行い、熱変換効
率の向上を促進することができるとともに、生産性の向
上、低コストが図れる。

【００３８】また、本発明の請求項２記載の熱交換器に
よれば、前記渦生成切起部に迎え角を持たすことによ
り、死水域における空気の活性化をより確実なものとす
ることができる。

【００３９】さらに、本発明の請求項３記載の熱交換器
によれば、前記渦生成切起部を一対配設した構成として
いるため、伝熱管外周両サイドから死水域における空気
の活性化が確実なものとなり、主流空気への熱変換効率
をより促進することができる。

【００４０】加えて、本発明の請求項４記載の熱交換器
によれば、フィン両面に前記渦生成切起部を形成してい
るため、空気のさらなる活性化を促進することができ
る。

【００４１】加えて、本発明の請求項５記載の熱交換器
によれば、平板フィン表面への凝縮水の滞留が抑制でき
るとともに、気体の流路損失を極端に大きくすることを
防止できる。

【００４２】加えて、本発明の請求項６記載の熱交換器
によれば、平板フィン表面への凝縮水の滞留が抑制でき
るとともに、親水性処理による熱変換性能低下を最小限
にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１にかかる熱交換器の平板
フィンの部分斜視図である。

【図２】図１の熱交換器の平板フィンの平面図である。

【図３】一般的な熱交換器における平板フィンの平面図
である。

【図４】図２のＡ−Ａにおける熱交換器の平板フィンの
要部断面図である。

【図５】本発明の実施の形態２にかかる熱交換器の平板
フィンの要部側面図である。

【図６】本発明の実施の形態３にかかる熱交換器の平板
フィンの平面図である。

【図７】本発明の実施の形態４にかかる熱交換器の平板
フィンの平面図である。

【符号の説明】

１平板フィン２伝熱管３カラー孔４ルーバー部５渦生成切起部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部を流体が流動する伝熱管と、一定間
隔で平行に並べられ、相互間を気体が流動するよう前記
伝熱管に挿入された複数の平板フィンとを備えた熱交換
器において、送風される空気の流れに対して該伝熱管の後方であっ
て、該平板フィン面上に渦生成切起部を形成したことを
特徴とした熱交換器。
【請求項２】前記渦生成切起部は、送風される空気の
流れに対して２０〜４５°の迎え角を持たせたことを特
徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】前記渦生成切起部は、該伝熱管の中心を
対称にある一定の距離を保って１対形成したことを特徴
とする請求項１又は２記載の熱交換器。
【請求項４】前記隣り合う渦生成切起部を、前記平板
フィン面の表裏に交互に切り起こしたことを特徴とする
請求項１乃至３の何れかに記載の熱交換器。
【請求項５】前記平板フィン表面に親水性処理を施し
たことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の熱
交換器。
【請求項６】前記平板フィンの下流空気流出流域の表
面に親水性処理を施したことを特徴とする請求項５記載
の熱交換器。