JPS5897A - タ−ビュレンスプロモ−タ付き伝熱面装置 - 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】 本発明は、熱交換器においで熱伝達の促進をはかれるよ
うにしたタービュレンスプロモータ（乱れ促進体）付き
伝熱面装置に関する。

従来より、熱交換器として、熱媒体としての流体（例え
ば空気）の流れに沿い単に伝熱面を配設したものがある
が、このような従来のものでは、流体に乱れを生じさせ
ることができないので、伝熱効率が非常に悪いという問
題点がある０ そこで、第１図に示すようにタービュレンスグロモータ
背後に、剥離と再付着とをともなう流れを形成すべく、
流路壁面である伝熱面１上に流れに直交する平板状ター
ビーレンスプロモータ２を立設したものも提案されてい
るが、このような従来の手段では、平板状タービーレン
スプロモータ２を立設することにともなう流路向流動抵
抗の増大が著しく、流体駆動に要するポンプ動力の増大
を招く欠点があり、７ノ・温度差エネルギー利用時など
ポンプ動力とし、て小さなエネルギーしか使えないもの
に対し、伝熱面としての性能に限界を生じて、熱伝達の
効率も低いという欠点がある。

本発明は、これらの二律背反的な問題点を解決しようと
するもので、熱媒体としての流体の流れの乱れを促進し
、しかも流動抵抗を小さくして、効率の高い熱伝達を実
現できるようにしタタービュレンスプロモータ付き伝熱
面装置を提供することを目的とする。

このため、本発明のタービュレンスプロモータ付き伝熱
面装置は、熱媒体としての流体の流れに沿い配設された
伝熱面上に、上記流体の流れと交叉する方向に立設され
た板状のタービーレンスプロモータをそなえ、ｎｏ板状
ター　ヒュレンスプロモータに上記流体の流れの乱れを
促進するとともに流動抵抗を小さくするだめの貫通路が
多数形成されていることを特徴としている０以下、図面
により本発明の実施例について説明すると、第２図はそ
の第１実施例としてのタービュレンスプロモータ付き伝
熱面装置の要部を示す模式図であり、熱媒体としての流
体（空気）の流れに沿い伝熱面１が配設されている０そ
して、上記空気の流れに直交する方向に、平板状タービ
ュレンスプロモータ３が複数立設されている。

一！り、各タービュレンスグロモータ３には、貫通路と
してのスリット３ａが多数形成されており、これにより
流体の乱れを促進できるとともに、流動抵抗を小さくで
きるのである。

第３図は本発明の第２実施例としてのタービーレンスプ
ロモータ付き伝熱面装置の要部を示す模式図であり、第
３図中、第２図と同じ符号はほぼ同様の部分を示してい
る。

この第２実施例の場合は、伝熱面ｌ上に、貫通路として
の小孔４ａを多数穿設された平板状タービーレンスプロ
モータ（以下「多孔板型タービュレンスプロモータ」と
いう。）４が複数空気の流れに直交するように立設され
ている。

上述の構成により、第１図に示すような従来ノタービュ
レンスプロモータ付き伝熱面装置に比較して、本発明の
装置は流動抵抗を小さくすることができるとともに、空
気流の乱れを促進することができるので、伝熱促進が大
きなタービュレンスプロモータ付き伝熱面装置を実現で
きるのである。

その詳細を実験例に則して比較してみれば、タービュレ
ンスプロモータの熱伝達特性および流動抵抗特性は、プ
ロモータの高さｅ、プロモータのピッチｐ１　プロモー
タの空陣率β、プロモータの高さと同方向の流路代表寸
法ｄ、流速Ｕなどにより変化（これらの現実的数値は、
例えばｅ／ｄ＝０．０２〜０．２．　ｐ／ｅ−ｓ　〜５
０．β＝１０〜５０％）するが１例えば、１５０ｍＸ４
５＋ｍの矩型流路に流れる流速ｕ＝ＩＱｍ／秒程度の空
気流に対し、　　’ｅ＝５．Ｑｍ＋１　ｐ＝７９＋ｍ、
β＝２３％の多孔板型タービュレンスプロモータ４を設
置スルト、タービュレンスプロモータを立設しない伝熱
面装置に比較して、熱伝達特性は約３倍に、流動抵抗は
約８倍に増大する。

スリット型タービュレンスプロモータ３を有するものも
多孔板型のもの４と同様に比較してみると、熱伝達特性
は多孔板型のものとほぼ等しく、−実流動抵抗は約１２
倍となる。

とこロチ、タービュレンスプロモータの性能比較として
、ポンプ動カ一定の条件下で熱伝達性能を比較すると、
流速ｕ＝１０（ｍ７秒）のとき、本発明の多孔板型ター
ビュレンスプロモータ４を有するものは、β−２３係の
とき、タービーレンスプロモータを設置しない伝熱面に
対し５０〜８０％の伝熱促進を実現する。同様に、本発
明のスリット型タービュレンスブロモータ３を有するも
のは、β＝５０％のとき、２０〜５０係の伝熱促進を実
現する。

これに対し従来の平板型のものは、０〜３５％程度の伝
熱促進が実現されるにすぎない。

上述のごとく、実験例に則した各データの平均的値をタ
ービュレンスプロモータを持たない各係数で正規化した
比について、流速ｕ−１０（ｍ７秒）の場合を次表に示
す。

ここで、摩擦係数と、は、流動抵抗と流速とから計算さ
れる、流速によらないタービーレンスプロモータ付き伝
熱面の抵抗を示すもので、流動抵抗を流速の２乗で割算
したものである。

前表の伝熱促進具合に示されるように、多孔板型タービ
ュレンスプロモータ４を有するものが特にすぐれた熱伝
達の効率を示している。

なお、これら多孔板型およびスリット型のタービュレン
スグロモータ４．３を有するものは流速の小さな場合に
、特に効果がある。

さらに、板状のタービュレンスプロモータの材質は、攪
拌の作用に関する限り無関係となっているが、熱伝導性
のよいものを使用することによって、フィン効果が重畳
され、より熱伝達を促進することが考えられる０なお、
熱媒体としての流体としては、空気のほか、適宜の気体
や液体を用いることができる０ またこの流体は伝熱面に対し熱を与えるものでも奪うも
のでもよい０ 以上詳述したように、本発明のタービーレンスプロモー
タ付き伝熱面装置によれば次のような利点ないし効果が
得られる。

（１）熱媒体としての流体の流れの乱れを促進し、しか
も流動抵抗を小さくして、効率の高い熱伝達を実現でき
る。

（２）同一の大きさの熱交換器であれば、このタービュ
レンスプロモータの設置ニよす、熱交換量一定の条件で
ポンプ動力が軽減でき、ポンプ動カ一定の条件では熱交
換量を増加できる０ （３）同一の熱交換量であれば、このタービーレンスプ
ロモータの設置により、熱交換器の大きざが小さくなる
。

（４）製作も容易で実用性がきわめて高い０

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のタービユレンスプロモータ付き伝熱面装
置の要部を示す模式°図であり、第２図は本発明の第１
実施例としてのタービーレンスプロモータ付き伝熱面装
置の要部を示す模式図であり、第３図は本発明の第２実
施例としてのタービユレンスプロモータ付き伝熱面装置
の要部を示す模式図である。 １・・伝熱面、３・・スリット型タービーレンスグロモ
ータ、３ａ・・貫通路としてのスリット、４・・多孔板
型タービーレンスプロモータ、４ａ・・貫通路としての
小孔。 代理人　弁理士　　飯沼　義　彦 第１図 第２図 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱媒体としての流体の流れに沿い配設された伝熱
   面上に、上記流体の流れと交叉する方向に立設された板
   状のタービーレンスプロモータヲソナえ、同板状タービ
   ーレンスプロモータに上記流体の流れの乱れを促進する
   とともに流動抵抗を小さくするだめの貫通路が多数形成
   されていることを特徴とする、タービユレンスプロモー
   タ付き伝熱面装置。
2. （２）上記板状タービュレンスプロモータに多数のスリ
   ットが形成された特許請求の範囲第１項に記載のタービ
   ーレンスブロモータ付キ伝熱面装置。
3. （３）上記板状タービュレンスプロモータが多孔板とし
   て構成された特許請求の範囲第１項に記載のタービユレ
   ンスプロモータ付き伝熱面装置。