JPS6183893A - フイン付熱交換器 - Google Patents

フイン付熱交換器

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Publication number
JPS6183893A
JPS6183893A JP59203449A JP20344984A JPS6183893A JP S6183893 A JPS6183893 A JP S6183893A JP 59203449 A JP59203449 A JP 59203449A JP 20344984 A JP20344984 A JP 20344984A JP S6183893 A JPS6183893 A JP S6183893A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
airflow
cut
raised
slit
heat exchanger
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.)
Pending
Application number
JP59203449A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiyuki Tsuda
善行 津田
Hiroyoshi Tanaka
博由 田中
Masaaki Adachi
安立 正明
Shigeo Aoyama
繁男 青山
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Refrigeration Co
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Refrigeration Co, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Refrigeration Co
Priority to JP59203449A priority Critical patent/JPS6183893A/ja
Publication of JPS6183893A publication Critical patent/JPS6183893A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Landscapes

  • 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】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】 産業上の利用分野 本発明は空調機器分野の蒸発器や凝縮器等に広く用いら
れている気体対気液2相流(または液体)用のフィン付
熱交換器に関するものである。
従来例の構成とその問題点 従来の熱交換器は第1図の斜視図に示すように一定間隔
で平行に並べられた平板フィン群1と、このフィン群1
に垂直に挿入された伝熱管群2から構成され、気体はフ
ィン間を矢印3方向に流動して管内流体と熱交換を行う
。フィン群1のフィン間の気体の流動は、第2図に示す
ようになり、伝熱管5とその周囲に設けたフィンカラー
60気流後流部に斜線で示す死水成子、8が生ずる。そ
のため、この死水域でのフィンの気体側熱伝達率が著し
く低下し、伝熱性能が悪いという欠点を有していた。
また、平板フィン4の伝熱面上の温度境界層は第3図の
斜線部分9で示すように平板フィン4の気流上流側端面
(フィン前縁)からの距離が犬きくなると、その厚さが
増加し、そのために気体側熱伝達率はフィン前縁からの
距離が増加すると共に著しく低下し、伝熱性能が悪いと
いう欠点を有していた。
発明の目的 本発明は以上のような従来のフィン付熱交換器の欠点を
除去するもので、特に伝熱管後流部の死水域全減少させ
、またフィン伝熱面上の温度境界層厚さを減少させるこ
とにより、気体側熱伝達率の著しい向上を実現させ、フ
ィン付熱交換器の小型高性能化を図ることを目的とする
発明の構成 本発明のフィン付熱交換器は、所定間隔で平行に配され
た平板フィン群と、この平板フィン群に垂直に挿入され
内部を流体が流動する伝熱管から構成され、伝熱管間の
気流上流側領域すなわち伝熱管中心を結ぶ直線と気流上
流側のフィン端面(フィン前縁)の間の領域において、
気流の流動方向に傾斜させて複数個のスリット状切り起
こしAi平板ワイン上に設け、伝熱管間の気流下流側領
域すなわち伝熱管中心を結ぶ直線よシ気流下流側の領域
においては前記スリット状切り起こしAとは逆の方向に
傾斜させて複数個のスリット状切り起こしBを平板フィ
ン上に設置し、また前記スリット状切り起こしBの下流
側にスリット状切り起こしCまたは立壁りを気流の流動
方向に傾斜させて設けたものにおいて、前記スリット状
切り起こしA、B、Cの中央部を前記平板フィンと接続
している切り起こしの2側辺部よりも低くし、前記切り
起こし中央部に開口Sを設けたものである。
実施例の説明 以下、本発明の一実施例のフィン付熱交換器を図面と共
に説明する。第4図aは本発明による一実施例の平板フ
ィンの平面図、第4図すは第4図aのAA’面断面図で
ある。また、第6図a、bはそれぞれ第4図aのス’J
 y )状切り起こしのBB’面断面図、CC’面断面
図である。
平板フィン10に一定間隔でバーリングされたフィンカ
ラ一部11に伝熱管12が挿入されており、気流は矢印
13方向に流動する。平板フィン1oの伝熱管間の気流
上流領域(第4図aに領域1で示した領域)には気流の
流動方向13と傾斜させたスリット状切り起こしA (
14a〜14C)を設置し、伝熱管間の気流下流側領域
(第4図aに領域■で示した)には気流13に対して前
記スリット状切り起こしA (14a〜14C〕と逆の
方向に傾斜させたスリット状切り起こしB (16a。
15b)を設置しである。これらのスリット状切り起こ
しA(14a 〜14c )、B(15a。
15b)の形状は第5図に示すように、切り起こし中央
部19を切り起こし2側辺部17a、17bよりも低く
し、切り起こし中央部19には平板フィン開口部22に
つながる開口部2oを設けた形状である。
また、前記スリット状切り起こしB(15a 。
15b)の気流下流側に気流13の流動方向に傾斜させ
て立壁16a、16b’iz設け、立壁16a。
18bの気流下流側に開口部21′Jr、設けである。
次に作用と効果を、本発明のフィンでの気流の流動状態
を示した第6図と共に説明する。
伝熱管間の気流上流側領域には気流13と傾斜させてス
リット状切り起こしA(14a〜14Cンが設置されて
いるので、このスリット状切り起こしA(14a〜14
C)に衝突する気流または切り起こし近傍を流動する気
流は第6図に示したような流動状態になる。スリット状
切り起こしA(14a〜14C)近傍の気流は大別して
以下の40にの気流になり、おのおのの作用と効果を述
べる。
(1)スリット状切り起こしA (14a〜14c )
の2側辺部1了a、1了すの気流13に対向する面に沿
う気流23は、2側辺部17a、17bが気流に傾斜し
ているので、伝熱管の気流後流部(死水域)へ流入する
。そのため、伝熱管の気流後流部での死水域は従来の平
板フィンに比べて小さくなり、伝熱管の気体後流部での
熱伝達率は犬きくなる。
(匂 側辺部17aを乗り越える気流24は、側辺部が
前記のように気流13に対して傾斜しているので、側辺
部17aを乗り越えた後、旋回成分をもつようになる。
また、側辺部17aの平板フィン10からの高さは切り
起こし中央部19の高さより大きいので、気流24は中
央部19さらには平板フィン10へ再び付着するように
流動する。気流24がこのように流動すると、平板フィ
ン1oや切り起こし中央部19の面上に発達した温度境
界層を乱し、境界層厚さを薄くするので、フィンの気体
側熱伝達率の著しい向上が実現される。      −
(3)平板フィン10とスリット状切り起こしの中央部
190間へ流入する気流25は、この平板フィンと隣り
合う下側の同様の平板フィンに設置されたスリット状切
り起こしの影響を受け、中央部19に設けられた開口部
20から流出し、側辺部17bを2側辺連結部18を介
して乗り越えて下流側へ流動する。気流25が開口部2
0から流出する際、中央部19の上を流動してきた気流
と混合し、いわゆる気流の混合効果が期待される。また
開口部2oの気流後流側の切シ起こし中央部での境界層
前縁効果もある。側辺部1γb1乗り越えた後、気流2
6には気流24と同様に旋回成分が誘起され、この旋回
成分が平板フィン1oに発達する温度境界層厚さを薄く
するように作用する。さらに、スリット状切り起こしA
(14a、14b)では、気流24と共に気流26は気
流23と同様に伝熱管後流部の方向に流動するので、死
水域の減少にも効果があるっ以上のように、気流25の
旋回成分による作用、気流の混合効果および境界層前縁
効果によりフィンの気体側熱伝達率は向上する。
(4)2側辺部17a、17bの気流上流側端面の近傍
を流動する流れには前記の気流23の他に、2側辺部1
7a、17bの気流13に対向する面の背面における気
流26がある。この気流26ば、2側辺部17a 、 
17bの気流上流側端面の影響を受けて旋回成分を有す
るようになる。気流26の旋回成分は前記の気流25.
26と同様の作用により、平板フィン10の温度境界層
厚さを薄くするので、フィンの気体側熱伝達率は向上す
る 次に、伝熱管間の気流下流側領域(領域II)にはスリ
ット状切り起こしA (14z、〜14C)と逆の方向
に気流13に傾斜させてスリット抜切9起こしB(15
a、15b)が設置されており、その作用と効果は以下
の通りである。
スリット状切り起こしB(16a、15b)の形状はス
リット状切り起こしA (14a〜14C〕と同様であ
るので、スリット状切り起こしB(16a。
15b)の作用と効果は前記の切り起こしA(14a〜
14C)の場合と同様であるが、切り起こしB(15a
、15b)には切り起こしA(14a〜14C)で誘起
された旋回成分をもつ気流が衝突するので、さらに多様
な旋回成分を有する気流が誘起され、温度境界層厚さを
薄くする作用が著しく、フィンの気体側熱伝達率は著し
く向上する。
次に、前記切り起こしB(15a、15b)の気流下流
側に設置した立壁16a、16bの作用と効果を説明す
る。立壁16a 、 16bも前記切り起こしA(14
a 〜14c)、B(15a。
15b)と同様に気流13の流動方向に傾斜させて設置
されているので、立壁16a、16bにより誘起される
気流は大別して以下の3種になる。
(1)立壁16a、16bに沿う気流27は前記の気流
23と同様に、伝熱管の気流後流部へ偏向する流れであ
るので、死水域の減少に効果があり、伝熱管後流部での
フィンの伝熱性能を向上させる。
(2)立壁16a 、 1 abff、乗り越える気流
28は前記の気流24と同様に、立壁16a、16bを
乗り越えると、旋回成分が誘起され、これによる温度境
界層を薄くする作用は、フィンの気体側熱伝達率を向上
させる。さらに、気流28は平板フィン1oに再び付着
する様に流動するので、気流28の再付着点でのフィン
の気体側熱伝達率は大きい。
(3)立壁16a、16bの気流下流側に開口部21が
設置されている場合は、この開口部21全通して気流2
9が流動する。この気流29にも旋回成分が誘起されて
おり、平板フィン上の温度境界層厚さを薄くして気体側
熱伝達率を向上させている他に、開口部21での境界層
前縁効果もあり、平板フィンの気体側熱伝達率の向上は
著しい。
発明の効果 以上のように本発明のフィン付熱交換器は、伝熱管の気
流後流部の死水域を減少させ、気流の旋回成分による平
板フィン上の温度境界層厚さを薄くする効果と共に気体
の混合効果および境界層前縁効果を利用することにより
、平板フィンの気体側熱伝達率を著しく向上させ、フィ
ン付熱交換器の小型高性能化を達成させる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例のフィン付熱交換器の斜視図、第2図お
よび第3図は第1図における平板フィンでの気流の流動
状態の説明図、第4図aは本発明の一実施例のフィン付
熱交換器におけるフィンのCC’面断面図、第6図は第
4図のフィンにおける気流の流動状態の説明図である。 10・・・・・・平板フィン、11・・・・・・フィン
カラー、12・・・・・・伝熱管、13・・・・・・気
流、14・・・・・・スリ。 ト状切り起こし、15・・・・・・スリット状切り起こ
し、16a、16b・・・・・立壁、17・・・・・・
スリット状切り起こしの側辺部、18・・・・・・2側
辺連絡部、19・・・・・・スリット状切り起こし中央
部、20・・・・中央部の開口部、21・・・・・・立
壁16の開口部、22・・・・・平板フィン開口部、2
3〜29・・・・・気流。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第 
4 図 (O−) 第5図 (勾 ?ど (b)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一定間隔で平行に並べられ、その間を気流が流動
    する平板フィンと、前記平板フィンに垂直に挿入され内
    部を流体が流動する伝熱管から構成され、前記平板フィ
    ンの前記伝熱管に対する前記気流の上流側領域に前記気
    流の流動方向に傾斜させて設けた複数のスリット状切り
    起こしAおよび前記気流の下流側領域に前記スリット状
    切り起こしAとは逆の方向へ前記気流の流動方向に傾斜
    させて設けたスリット状切り起こしBを設け、前記切り
    起こしA、Bの中央部を前記平板フィンと接続している
    前記切り起こしA、Bの2側辺部より低くしたフィン付
    熱交換器。
  2. (2)スリット状切り起こしBの気流の下流側に、前記
    気流の流動方向に傾斜させて設けたスリット状切り起こ
    しCの中央部を、平板フィンと接続している2側辺部よ
    り低くした特許請求の範囲第1項記載のフィン付熱交換
    器。
  3. (3)スリット状切り起こしA、B、Cの切り起こし中
    央部に開口部を設けた特許請求の範囲第2項記載のフィ
    ン付熱交換器。
  4. (4)スリット状切り起こしCに代えて立壁Dを設けた
    特許請求の範囲第2項記載のフィン付熱交換器。
JP59203449A 1984-09-28 1984-09-28 フイン付熱交換器 Pending JPS6183893A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6349761B1 (en) * 2000-12-27 2002-02-26 Industrial Technology Research Institute Fin-tube heat exchanger with vortex generator
US7337831B2 (en) * 2001-08-10 2008-03-04 Yokohama Tlo Company Ltd. Heat transfer device

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