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熱交換器用フィン及び熱交換器

国内特許コード P150011667
掲載日 2015年3月30日
出願番号 特願2010-059567
公開番号 特開2010-223578
出願日 平成22年3月16日(2010.3.16)
公開日 平成22年10月7日(2010.10.7)
優先権データ
  • 200910047770.0 (2009.3.19) CN
発明者
  • 唐 鼎
  • 彭 穎紅
  • 李 大永
  • 高橋 孝幸
  • 芦田 圭史
出願人
  • 上海交通大学
  • ダイキン工業株式会社
発明の名称 熱交換器用フィン及び熱交換器
発明の概要 【課題】 クロスフィンチューブ式熱交換器において、フィンカラーと伝熱管との密着度を改善させることである。
【解決手段】
フィンカラー(12)は、フィン本体部(11)との連結部分であるフィンカラー根元部(121)と、フィンカラー中間部(122)と、フィンカラーリフレア部(123)とにより構成され、フィンカラー(12)の断面形状は、スプライン曲線である。スプライン曲線の制御点として、フィンカラー中間部(122)の中間点(X1)、フィンカラー中間部(122)の第1端部(X2)、フィンカラー中間部(122)の第2端部(X3)のいずれか一つ以上を選択する。
【選択図】図4
従来技術、競合技術の概要 空気調和機用の熱交換器の一種として、クロスフィンチューブ式熱交換器がある。図12に示すように、従来のクロスフィンチューブ式熱交換器では、断面形状が直線であるL字型フィンカラー12’が使われ、L字型フィンカラー12’の直線部分と伝熱管2’の外周面との密着を図るものがある。しかし、拡管過程で、フィンカラーの直線部分の中間部に凹みが発生し、フィンカラー12’と伝熱管2’の外周面とが接触しない部分が生ずる。この場合、図13(a)に示すように、フィンカラーの直線部分の中間部において、フィンカラーと伝熱管の外周面との接触ギャップが大きく、フィンカラーと伝熱管との接触面積が減るため伝熱面積が減少する。また、図13(b)に示すように、フィンカラーと伝熱管の接触部分に応力集中が発生し、フィンカラーにひび割れなどが発生して接触熱伝達率が低下する場合がある。また、カラーの直線部分の応力分布が左右方向にずれやすいため、曲げモーメントが発生しフィンカラーが座屈して伝熱管との間にギャップが発生する。従って、断面形状が直線であるL字型フィンカラーを採用した場合、所定の熱交換量が得られないなどの問題が存在する。

フィンカラーと伝熱管の外周面との接触ギャップの発生を回避するため、図14に示す熱交換器用フィン21は、フィンカラーの3つの部分(22,23,24)にそれぞれ3つの曲げR(R1、R2、R3)を付け、さらにそれぞれの曲げRを滑らかに接触させ、全体的にフィンカラー形状を伝熱管側に凸とし、ストレート部分が存在しないようにしている(特許文献1)。このような形状のフィン21は、断面形状が直線であるL字型フィンカラーに比べて、フィンカラーと伝熱管との密着度が改善され、熱交換効率が向上された。

産業上の利用分野 本発明は、熱交換器用フィン及び熱交換器、特にクロスフィンチューブ式熱交換器用フィンとクロスフィンチューブ式熱交換器とに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
プレート状のフィン本体部(11)と、 前記フィン本体部(11)と交差する方向に延伸し、内部に貫通孔が形成される環状のフィンカラー(12)と、を備えた熱交換器用フィンにおいて、
前記フィンカラー(12)は、前記フィン本体部(11)との連結部分であるフィンカラー根元部(121)と、フィンカラー中間部(122)と、フィンカラーリフレア部(123)とにより構成されており、
前記フィンカラー(12)の断面形状は、前記フィンカラー中間部(122)の中間点(X1)の位置をスプライン曲線の制御点とし、フィンカラー中間部(122)の中間点(X1)、フィンカラー中間部(122)の第1端部(X2)、フィンカラー中間部(122)の第2端部(X3)、フィンカラーリフレア部の所定点C1、フィンカラー根元部の所定点C2を通るスプライン曲線である、
熱交換器用フィン。

【請求項2】
前記フィンカラー(12)の断面形状は、複数のスプライン曲線を連続的に結んで形成されており、
そのうち、前記複数のスプライン曲線は、
前記フィンカラー中間部(122)の中間点(X1)と、前記フィンカラー中間部(122)の第1端部(X2)と、前記フィンカラー中間部(122)の第2端部(X3)との三点を通る第1スプライン曲線と、
前記フィンカラーリフレア部(123)の所定点(C1)と、前記フィンカラー中間部(122)の前記フィンカラーリフレア部(123)側の第1端部(X2)とを通る第2スプライン曲線と、
前記フィンカラー根元部(121)の所定点(C2)と前記フィンカラー中間部(122)の前記フィンカラー根元部(121)側の第2端部(X3)とを通る第3スプライン曲線と、
を含む、請求項1に記載の熱交換器用フィン。

【請求項3】
前記複数のスプライン曲線は、非一様有理Bスプラインであり、
前記フィンカラー中間部(122)の中間点(X1)、前記フィンカラー中間部(122)の第1端部(X2)、前記フィンカラー中間部(122)の第2端部(X3)の各座標の関係は、



そのうち、0<N1<1、0<N2<1、C1、C2は所定値
である、
請求項2に記載の熱交換器用フィン。

【請求項4】
プレート状のフィン本体部(11)と、前記フィン本体部(11)と交差する方向に延伸し、内部に貫通孔が形成される環状のフィンカラー(12)と、を備えた熱交換器用フィン(1)と、
前記貫通孔に挿入され、拡管により前記複数のフィン(1)のフィンカラー(12)と密着接触された複数の伝熱管(3)と、を備え、
前記フィンカラー(12)の断面形状は前記フィンカラー中間部(122)の中間点(X1)の位置をスプライン曲線の制御点とし、フィンカラー中間部(122)の中間点(X1)、フィンカラー中間部(122)の第1端部(X2)、フィンカラー中間部(122)の第2端部(X3)、フィンカラーリフレア部の所定点C1、フィンカラー根元部の所定点C2を通るスプライン曲線である、
クロスフィンチューブ式熱交換器。

【請求項5】
前記フィンカラー(12)の断面形状は、複数のスプライン曲線を連続的に結んで形成されており、
そのうち、前記複数のスプライン曲線は、
前記フィンカラー中間部(122)の中間点(X1)と、前記フィンカラー中間部(122)の第1端部(X2)と、前記フィンカラー中間部(122)の第2端部(X3)との三点を通る第1スプライン曲線と、
前記フィンカラーリフレア部(123)の所定点(C1)と、前記フィンカラー中間部(122)の前記フィンカラーリフレア部(123)側の第1端部(X2)とを通る第2スプライン曲線と、
前記フィンカラー根元部(121)の所定点(C2)と前記フィンカラー中間部(122)の前記フィンカラー根元部(121)側の第2端部(X3)とを通る第3スプライン曲線と、
を含む、請求項4に記載のクロスフィンチューブ式熱交換器。

【請求項6】
前記複数のスプライン曲線は、非一様有理Bスプラインであり、
前記フィンカラー中間部(122)の中間点(X1)、前記フィンカラー中間部(122)の第1端部(X2)、前記フィンカラー中間部(122)の第2端部(X3)の各座標の関係は、



そのうち、0<N1<1、0<N2<1、C1、C2は所定値
である、
請求項5に記載のクロスフィンチューブ式熱交換器。
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2010059567thum.jpg
出願権利状態 公開
分野
  • 機械工学;照明;加熱;武器;爆破
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