JPS63720B2 - - Google Patents

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JPS63720B2
JPS63720B2 JP3515980A JP3515980A JPS63720B2 JP S63720 B2 JPS63720 B2 JP S63720B2 JP 3515980 A JP3515980 A JP 3515980A JP 3515980 A JP3515980 A JP 3515980A JP S63720 B2 JPS63720 B2 JP S63720B2
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JP
Japan
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fin
slit
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air flow
fins
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JP3515980A
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English (en)
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Inventor
Yoshihiro Aoki
Katsuhiko Ookochi
Isamu Taruya
Miki Yamanaka
Haruo Nakada
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Kogyo Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS56130596A publication Critical patent/JPS56130596A/ja
Publication of JPS63720B2 publication Critical patent/JPS63720B2/ja
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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)
  • Air Filters, Heat-Exchange Apparatuses, And Housings Of Air-Conditioning Units (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、空気調和機等に用いられるクロスフ
インコイル式熱交換器に関し、詳しくはフインベ
ースの一部を切り起して多数のスリツトフインを
空気流通方向に沿つて設けてなるいわゆるスリツ
トフイン形のフイン構造に関するものである。
最近、この種のクロスフインコイル式熱交換器
において、その性能の向上を図るため、フインと
して、従来のストレートワツフルフイン形に代わ
つて、前縁効果を利用して熱伝達率を向上し得る
スリツトフイン形のものが提案されている。すな
わち、この従来のスリツトフイン形熱交換器は、
第1図および第2図に示すように、フインベース
aの一部を切り起して、多数のスリツトフイン
b,b…を空気流通方向wに等ピツチでもつて設
けてなるフインユニツトcを形成し、該フインユ
ニツトcを空気流通方向wに対し直交する方向に
等ピツチでもつて多数配列するとともに、各フイ
ンユニツトc,c…のカラー部d,d…に熱媒管
eを嵌挿してなり、前記各スリツトフインb,b
…の前縁効果によつて空気側への熱伝達率を高め
るようにしたものである。
しかしながら、前記従来のスリツトフイン形の
ものにおいては、スリツトフインbの空気側への
熱伝達率のみを考慮したもので、スリツトフイン
b,b相互間の熱影響については何ら考慮されて
いないものであつた。そのため、流通空気に対し
て上流に位置するスリツトフインbの温度場内に
次位の下流のスリツトフインbが位置することに
より、該下流のスリツトフインbの空気との温度
差を大きくとることができず、その結果、その熱
移動量が抑制され、ひいては熱交換器の性能向上
を十分に図り得ないという問題があることが判明
した。すなわち、各スリツトフインb単位の熱流
束qは q=Q/A=h・ΔT Q:スリツトフインの全熱移動量(kcal/hr) A:スリツトフインの表面積(m2) h=熱伝達率(kcal/m2・hr℃) ΔT:スリツトフイン表面温度と周囲温度との
温度差(℃) となり、熱伝達率hを大きくするだけでなく、各
スリツトフインの温度差ΔTをも大きくすれば、
熱流束qが増大することが判る。
そこで、本発明者等はかかる点に鑑み、鋭意研
究の結果、流通空気の風速が層流境界層の範囲内
であるスリツトフイン形のクロスフインコイル式
熱交換器において、各スリツトフインの空気流通
方向に対する各スリツトフインのピツチ、スリツ
トフインの段数およびその空気流通方向と直交す
る方向の高さピツチ、並びに各スリツトフインの
空気流通方向幅等を適切に選定することによつ
て、スリツトフインの製作上の問題もなく、熱移
動量が大幅に改善されることを見出し、本発明を
完成するに至つたものである。
すなわち、本発明は、流通空気の風速を層流境
界層の範囲内とし、フインベースの一部を切り起
して多数のスリツトフインを空気流通方向に沿つ
て設けてなるクロスフインコイル式熱交換器にお
いて、上記フインベースには、空気流通方向に沿
つて連続的にかつ高低2段に階段状に切り起され
た低段スリツトフインと高段スリツトフインとか
らなるスリツトフイン群の複数個が、スリツトフ
イン群間にスリツトフインを切り起した後の残部
のフインベースを介在せしめて空気流通方向に等
ピツチでもつて設けられているとともに、各スリ
ツトフイン群における低段スリツトフインと高段
スリツトフインとが、空気流通方向wと直交する
方向に位置する相隣る他のフインベースまでの間
にほぼ均等間隔に位置しており、上記スリツトフ
イン群の各スリツトフインおよびスリツトフイン
群間に残された残部のフインベースのそれぞれの
空気流通方向幅が等しい幅に形成されていて、空
気流通方向に対するスリツトフイン群における低
段スリツトフイン、高段スリツトフインおよび残
部のフインベースの各々のピツチがそれぞれの空
気流通方向幅の3倍に設定され、さらに、空気流
通方向に対して直交する方向のフインベースのピ
ツチを1.5〜2.5mmとし、該フインベースの板厚を
0.1〜0.2mmとしたときに、各スリツトフインおよ
び残部のフインベースの空気流通方向幅を1〜2
mmに設定したことを特徴とするものである。
以下、本発明を第3図以下に示す実施例に基づ
いて詳細に説明する。
第3図ないし第6図は本発明の一実施例である
クロスフインコイル式熱交換器を示し、1は空気
流通方向wに対して直交する方向に配設された熱
媒管であつて、該熱媒管1には、例えば、アルミ
ニウム製の多数のフインユニツト2,2…が空気
流通方向wに対して直交する方向に等ピツチtで
もつて嵌挿支持されてなり、流通空気の風速を層
流境界層の範囲内として使用されるものである。
そして、前記各フインユニツト2は、フインベー
ス3の上下方向の等間隔位置に、前記フインユニ
ツトのピツチtと等しい高さを有し前記熱媒管
1,1…が嵌挿されるカラー部4,4…を備えて
いるとともに、各フインベース3には、該フイン
ベース3の一部を空気流通方向wに沿つて連続的
にかつ高低2段に切り起して上流側に切り起し高
さの低い低段スリツトフイン5aを、下流側に切
り起し高さの高い高段スリツトフイン5bを有し
てなるスリツトフイン群5が空気流通方向wに等
ピツチp1でもつて多数設けられている。該各スリ
ツトフイン群5,5…の低段スリツトフイン5a
と高段スリツトフイン5bとは、各々の空気流通
方向幅を等しい幅l1に形成され、かつスリツトフ
イン群5,5…間に残された残部のフインベース
3aの空気流通方向幅とも等しく形成されている
とともに、空気流通方向wに対して直交する方向
に位置する隣りの他のフインベース3までの間
(ピツチt間)にほぼ均等間隔に配設されている。
よつて、空気流通方向wに対する低段スリツトフ
イン5a、高段スリツトフイン5b及び残部のフ
インベース3aの各々のピツチ(すなわちピツチ
p1)は上流側のぞれぞれ対応するスリツトフイン
5a又は5b及び残部のフインベース3aの空気
流通方向幅l1の3倍に、すなわちp1=3l1に設定さ
れている。
また、第7図は変形例を示し、第3図〜第6図
に示す実施例とは逆に、2段スリツトフイン群5
を空気流通方向wに対して上流側に高段スリツト
フイン5b、下流側に低段スリツトフイン5aを
設けて形成した例であり、この場合にもp1=3l1
となる。
さらに、具体的には、空気流通方向wに対して
直交する方向のフインベース3のピツチtを1.5
〜2.5mmに、フインベース3の板厚を0.1〜0.2mmに
設け、流通空気の風速を層流境界層の範囲内とし
た場合には空気流通方向に対する各スリツトフイ
ン5a,5b…の各ピツチp1が上流側の対応する
スリツトフイン5a,5b…の空気流通方向幅l1
の3倍に設定されているとともに、各スリツトフ
イン5a,5b…の空気流通方向幅l1が1〜2mm
に設定されている。
次に、各スリツトフイン5a,5b…の空気流
通方向に対する各スリツトフイン5a,5b…の
ピツチp1を、上流側の対応するスリツトフイン5
a,5b…の空気流通方向幅l1の3倍に設定した
理由について考察にするに、第8図に示すよう
に、スリツトフインの空気流通方向幅lが2.0mm、
その厚みが0.05mmであり、スリツトフインの表面
温度Tsが50℃、周囲温度T∞が35℃であるクロ
スフインコイル式熱交換器に対し、流通空気の風
速vが層流境界層の範囲内である1m/Sec、2
m/Secおよび3m/Secの風速とした3つの場
合においてスリツトフインの上流端から空気流通
方向に対して下流側の任意の位置xにおける温度
Txを測定し、その測定結果を第8図に示す。第
8図は両対数で表示し、横軸に、距離xに対する
スリツトフインの空気流通方向幅lの比x/lを
とり、縦軸に、位置xにおける周囲温度T∞との
温度差(Tx−T∞)に対するスリツトフイン表
面における周囲温度T∞との温度差(Ts−T∞)
の比(Tx−T∞)/(Ts−T∞)をとつて表示
したものである。
第8図によりx/lが小さくなるに従つて、
(Tx−T∞)/(Ts−T∞)は徐々に増し、
x/l=3のとき(Tx−T∞)/(Ts−T∞)
=0.3となり、このx/l=3を境として3より
小さくなると、急激に増大する特性を示す。すな
わち、このことは、x/lが3より小さいと、上
流側スリツトフインの下流側スリツトフインへの
温度影響が大きく、下流側スリツトフインの熱移
動量が抑制されるのに対し、x/lが3以上にな
ると、この温度影響は比較的少なく、後位のスリ
ツトフインの熱移動量が増大することを示すもの
であり、よつてx/lは3以上に、すなわちスリ
ツフインのピツチpは3l以上に設定することが好
ましい。しかし、x/lを3より大に、すなわち
スリツトフイン群におけるスリツトフインの段数
を3段以上とすると、この段数の増大に対して温
度影響の低下効果がさほど増さず、しかも最高段
のスリツトフインの切り起し高さが極めて高くな
り、その立上り部にクビレや割れが生じて本来の
スリツトフイン効果を発揮できないという製作上
の問題が生じる。以上のことから、p=3lに設定
したのである。
また、空気流通方向に対して直交する方向のフ
インベース3,3間のピツチtについては、通常
の小形の空気調和機では熱媒管1として例えば外
径が9.5mm,12.7mm等の小径のものが用いられて
いるため、前記熱媒管1を通すためのフインベー
ス3のカラー部4の高さが1.5〜2.5mmの範囲内に
設定されており、よつてこのカラー部4の高さに
よつて決定されるフインベース3,3間のピツチ
tも前記範囲内、すなわち1.5〜2.5mmの範囲内に
限定されることになる。また、フインベース3の
板厚は、0.1mm以下では、加工性よりの限界以下
となり、加工が不可能となるのに対し、0.2mm以
上では小形化が著しく損われるので、0.1〜0.2mm
の範囲内に設定するのが好ましい。さらに、層流
境界層の範囲内の流通空気の風速とは通常の小形
の空気調和機では、4m/Sec以上になると通風
抵抗が急激に増大して、運転音が増大すると共に
冷媒側熱移動量が飽和するために一般に4m/
Sec以下に設定され、通常は0.6〜3m/Secに設
定されている。
さらに、スリツトフインの空気流通方向幅lに
ついて考察するに、クロスフインコイル式熱交換
器におけるフインとして、第1図および第2図に
示す如き従来の1段のスリツトフイン形のもの、
第3図ないし第6図に示す如き2段のスリツトフ
イン群を有するもの、3段のスリツトフイン群を
有するもの、および4段のスリツトフイン群を有
するもののそれぞれに対して、風速が1m/
Sec,2m/Sec,3m/Secの場合における熱交
換能力を測定し、1段のスリツトフインの場合の
熱交換能力に対する倍率、すなわち能力倍率で比
較し、その結果を第9図〜第11図に示す。尚、
フインベース全体の空気流通方向幅を22mm、フイ
ンベース間のピツチtを2mm、フインベースの板
厚を0.12mmとして測定した。
第9図〜第11図より明らかなように、2段な
いし4段のスリツトフイン群を有するものにおい
ては従来の1段のスリツトフインのものに較べ
て、能力倍率、すなわち熱交換能力が著しく増大
し、特にlが2mm以下では急激な増大を示して好
ましいが、1mm以下ではスリツトフイン加工上の
限界となるため、よつて、スリツトフインを2段
連続的に設けることと併せて、スリツトフインの
空気流通方向幅lは1〜2mmの範囲内に設定され
るのが好ましい。
さらにまた、2段のスリツトフイン群5におけ
る各スリツトフイン5a,5b…を隣りのフイン
ベース3までの間にほぼ均等に配設することによ
り、前記スリツトフイン相互間の温度場の影響を
可及的に少なくすることができ、各スリツトフイ
ンの熱移動量の増大をより一層図ることが可能と
なる。
以上説明したように、本発明によれば、流通空
気の風速を層流境界層の範囲内とし、フインベー
スの一部を切り起して多数のスリツトフインを設
けてなるクロスフインコイル式熱交換器におい
て、前記スリツトフインを連続的にかつ階段状に
2段設けてスリツトフイン群を形成し、空気流通
方向に対するスリツトフイン群の各スリツトフイ
ンおよびスリツトフイン群間に残された残部のフ
インベースのそれぞれのピツチを、対応する各ス
リツトフインおよび残部のフインベースの各々の
空気流通方向幅の3倍に設定し、さらに、空気流
通方向に対して直交する方向のフインベースのピ
ツチを1.5mm〜2.5mmとし、該フインベースの板厚
を0.1〜0.2mmとしたときに、各スリツトフインお
よび残部のフインベースの空気流通方向幅を1〜
2mmに設定したことにより、スリツトフインの立
上り部にクビレ等を生じるなどの製作上の問題を
生じることなく、スリツトフインの前縁効果によ
る熱伝達率の向上と併せて、各スリツトフインお
よび残部フインベースの空気側との温度差を可及
的に大きくとることができるので、小形化を図り
ながら熱移動量を著しく増大させることができ、
熱交換能力の優れたクロスフインコイル式熱交換
器を提供することができるものである。
加えて、前記スリツトフイン群のスリツトフイ
ンを、空気流通方向に対して直交する方向に位置
する隣りのフインベースまでの間にほぼ均等に配
設すると共に、各スリツトフイン及び残部のフイ
ンベースの空気流通方向幅を等しくしたので、直
交方向の温度場の熱影響を可及的に少なくすると
同時に、各スリツトフイン等のピツチの条件を満
足させながら、同一フインベース当りのスリツト
フインの数を最大にすることができ、熱移動量を
さらに増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例を示す側面図、第2図は第1図
の―線断面図である。第3図ないし第6図は
本発明の一実施例を示し、第3図は概略斜視図、
第4図は側面図、第5図は第4図の―線断面
図、第6図は第4図の―線断面図であり、第
7図は変形例を示す第5図相当図である。第8図
はスリツトフインの空気流通方向の下流側位置に
おける温度を測定した測定結果図、第9図ないし
第11図はそれぞれ風速1m/Sec,2m/Sec
および3m/Secの場合での1段〜4段のスリツ
トフインにおけるスリツトフインの空気流通方向
幅に対する熱交換能力倍率を示す測定結果図であ
る。 1…熱媒管、2…フインユニツト、3…フイン
ベース、3a…残部のフインベース、4…カラー
部、5…スリツトフイン群、5a,5b…スリツ
トフイン、w…空気流通方向、t…フインベース
のピツチ、p1…スリツトフインのピツチ、l1…ス
リツトフインの空気流通方向幅。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 流通空気の風速を層境界層の範囲内とし、フ
    インベース3の一部を切り起して多数のスリツト
    フイン5a,5b…を空気流通方向wに沿つて設
    けてなるクロスフインコイル式熱交換器におい
    て、上記フインベース3には、空気流通方向wに
    沿つて連続的にかつ高低2段に階段状に切り起さ
    れた低段スリツトフイン5aと高段スリツトフイ
    ン5bとからなるスリツトフイン群5の複数個
    が、スリツトフイン群5,5間にスリツトフイン
    5a,5bを切り起した後の残部のフインベース
    3aを介在せしめて空気流通方向wに等ピツチp1
    でもつて設けられているとともに、各スリツトフ
    イン群5における低段スリツトフイン5aと高段
    スリツトフイン5bとが、空気流通方向wと直交
    する方向に位置する相隣る他のフインベース3ま
    での間にほぼ均等間隔に位置しており、上記スリ
    ツトフイン群5の各スリツトフイン5a,5bお
    よびスリツトフイン群5,5間に残された残部の
    フインベース3aのそれぞれの空気流通方向幅が
    等しい幅l1に形成されていて、空気流通方向wに
    対する各スリツトフイン群5における低段スリツ
    トフイン5a、高段スリツトフイン5bおよび残
    部のフインベース3aの各々のピツチp1がそれぞ
    れの空気流通方向幅l1の3倍に設定され、さら
    に、空気流通方向wに対して直交する方向のフイ
    ンベース3,3…のピツチtを1.5〜2.5mmとし、
    該フインベース3,3…の板厚を0.1〜0.2mmとし
    たときに、各スリツトフイン5a,5bおよび残
    部のフインベース3aの空気流通方向幅l1を1〜
    2mmに設定したことを特徴とするクロスフインコ
    イル式熱交換器。
JP3515980A 1980-03-18 1980-03-18 Cross-fin coil type heat exchanger Granted JPS56130596A (en)

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JPS56130596A JPS56130596A (en) 1981-10-13
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ID=12434093

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02100820A (ja) * 1988-06-20 1990-04-12 Nachi Fujikoshi Corp 油穴付き転造タップ
US10995990B2 (en) 2015-12-22 2021-05-04 K.S. Premier Products Co., Ltd Rotary dryer with multi-drying chambers

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