JP2003194487A

JP2003194487A - フィンチューブ

Info

Publication number: JP2003194487A
Application number: JP2001401153A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Usui; 正佳臼井
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2003-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】フィン部材の表面積を増大し放熱による熱交
換機能を向上する事ができる。また、フィン部材に形成
した凹凸部により、流体の渦巻状の乱流を発生させ、境
界層の剥離による放熱効果により熱交換機能を更に向上
する事ができる。【解決手段】金属管１の外周に金属材よりなるフィン
部材２を螺旋状に巻き付けてなるフィンチューブ８に於
いて、フィン部材２の表面に、フィン部材２の表面とは
垂直方向に凹凸部３を形成する。この凹凸部３は、フィ
ン部材２の表面に、平面形状が円形の凹部４を設けてい
る。そして、この凹部４を一方の面５から他方の面６側
に円錐状に湾曲して突設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車や建設機械の油
冷却管、居住用空間の温湿度を調整する空調機、食品の
鮮度を保って保存する冷凍冷蔵庫、化学設備の反応塔等
に広く使用されるフィンチューブに係るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上述のごときフィンチューブとし
ては、特開平９ー４２５７３号公報記載の発明の如く、
金属管の外周面に、一定幅で両側面ともに平滑で長尺な
金属板を、螺旋状に巻き付けてフィン部材を形成してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ごとき従来技術では、フィン部材が両側面ともに平滑な
ものとしているから、フィン部材での放熱性を高めるた
めに十分な表面積が得られないと共に螺旋状に巻き付け
たフィン部材の、フィン間の流体の流速が遅く、境界層
が厚いため、放熱による熱交換機能を十分に発揮し得な
い欠点を有している。

【０００４】本発明は上述の如き課題を解決しようとす
るもので、フィン部材の放熱性を高めるために十分な表
面積を得ると共に、フィン部材の表面の凹凸によって、
流体の流れに渦巻き流を生じさせ、この渦巻き流によっ
て境界層の剥離を行い、フィンチューブとしての放熱に
よる熱交換機能を高めることを可能にしようとするもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の如き課
題を解決するため、金属管の外周に金属材よりなるフィ
ン部材を螺旋状に巻き付けてなるフィンチューブに於い
て、フィン部材の表面に、フィン部材の表面とは垂直方
向に凹凸部を形成して成るものである。

【０００６】また、凹凸部は、フィン部材の表面に、平
面形状が円形の凹部を設けて形成したものであっても良
い。

【０００７】また、凹凸部は、平面形状が円形の凹部
を、一方の面から他方の面側に円錐状に湾曲して突設し
たものであっても良い。

【０００８】また、凹凸部は、平面形状が円形の凹部
を、一方の面にのみ形成し、他方の面を平滑に形成した
ものであっても良い。

【０００９】また、凹凸部は、平面形状が円形の凹部の
中央に、円錐状突起を突出して形成したものであっても
良い。

【００１０】また、凹凸部は、平面形状が円形の凹部
を、一方の面から他方の面側に円錐状に湾曲して突設し
たものを、フィン部材の放射方向に於いて少なくとも１
個形成したものであっても良い。

【００１１】また、凹凸部を複数個形成した場合は、少
なくともその一つをフィン部材の一方の面に突出し、少
なくとも他の一つを他方の面に突出したものであっても
良い。

【００１２】また、凹凸部は、平面形状が円形の凹部を
一方の面から他方の面側に円錐状に湾曲して突出すると
共に中央部に、一方の面から他方の面に貫通する貫通孔
をもうけて形成したものであっても良い。

【００１３】また、凹凸部は、平面形状が非円形の凹部
を一方の面から他方の面側に突設すると共に凹凸形状を
断面Ｌ字形状としたものであっても良い。

【００１４】

【作用】本発明は、上述の如く構成したものであるか
ら、フィン部材の表面積を増大し放熱による熱交換機能
を向上する事ができる。また、フィン部材に形成した凹
凸部により、流体の渦巻状の乱流を発生させ、境界層の
剥離による放熱効果により熱交換機能を更に向上する事
ができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に於て説明す
れば、(１)は金属管で、鉄、ステンレス、銅、真鍮、ア
ルミニュウム等により、管径３０ｍｍ以下の比較的細径
に形成している。この金属管(１)の外周には、長尺な帯
板の一側縁を金属管(１)の外周に密着して螺旋状に巻き
回すことにより、フィン部材(２)を形成している。この
フィン部材(２)は、鉄、ステンレス、銅、真鍮、アルミ
ニュウム等により形成し、金属管(１)の外周面と接触す
る部分を、ろう付け、溶接等により金属管(１)に固定し
ている。

【００１６】また、このフィン部材(２)は、表面に、フ
ィン部材(２)の表面とは垂直方向に凹凸部(３)を形成し
ている。この凹凸部(３)は、図１、図２に示す如く、フ
ィン部材(２)の表面に、平面形状が円形となる凹部(４)
を設けて形成し、平面形状が円形の凹部(４)を、一方の
面(５)から他方の面(６)側に円錐状に湾曲して突設して
いる。この凹凸部(３)は、金属管(１)の外周面に固定す
る前のフィン部材(２)に予め形成し、この凹凸部(３)を
設けたフィン部材(２)を金属管(１)の表面に巻き付け固
定するもので、図１、図９は、この巻き付け過程を示す
側面図である。このように、平面形状が円形の凹部(４)
を、一方の面(５)から他方の面(６)側に円錐状に湾曲し
て凹凸部(３)を形成することにより、一方の面(５)と他
方の面(６)に凹部(４)または突部(７)が形成され、フィ
ン部材(２)の表面積を増大し放熱による熱交換機能を向
上する事ができる。また、フィン部材(２)の両面に凹部
(４)または突部(７)が形成される事により、凹凸部(３)
により、フィン部材(２)の両面に流体の渦巻状の乱流を
発生させ、境界層の剥離による放熱効果により熱交換機
能を更に向上する事ができるものである。

【００１７】また、上記の凹凸部(３)は、図１、図２に
示す如く、一方の面(５)から他方の面(６)側への湾曲し
た突部(７)を比較的小さなものとしているが、図３に示
す如く他方の面(６)側への湾曲した突部(７)を比較的大
きなものとしても良い。このように他方の面(６)側への
湾曲した突部(７)を大きなものとすれば、フィン部材
(２)の表面積も大きなものとなり、流体の渦巻状の乱流
を大きく発生させ、境界層の剥離による放熱効果により
熱交換機能を向上する事ができる。しかし、突部(７)を
大きなものとすれば、それだけ製造に手数を要するもの
となるし、金属管(１)の表面を流れる流体の流動抵抗を
増すものとなるから、突部(７)の突出量、大きさ等は、
フィンチューブ(８)の使用目的に応じて任意に調整する
ものである。

【００１８】また、凹凸部(３)は、図１、図２及び図３
に示す如く、フィン部材(２)の放射方向に於いて１個形
成したものであっても良いし、第２実施例では、図６に
示す如く、フィン部材(２)の放射方向に於いて複数個形
成したものであっても良い。また、この場合の複数個形
成した凹凸部(３)は、その一つの突部(７)をフィン部材
(２)の一方の面(５)に突出し、他の一つの突部(７)を、
他方の面(６)に突出させることもできる。

【００１９】また、第３実施例では、凹凸部(３)は、図
４に示す如く、平面形状が円形のリング状とした凹部
(４)を、一方の面(５)にのみ形成し、他方の面(６)を平
滑に形成している。この実施例では一方の面(５)にのみ
凹凸部(３)が形成されているから、前記第１実施例の如
く大きな表面積と熱交換機能を得ることはできない。し
かし、一方の面(５)にのみ凹凸部(３)を形成するもので
あるから、成形が容易であると共に金属管(１)の表面を
流れる流体の流動抵抗を低下させる事ができる。

【００２０】また、第４実施例では、凹凸部(３)は、図
５に示す如く、平面形状が円形の凹部(４)の中央に、円
錐状の突部(７)を突出形成している。この実施例では、
フィン部材(２)の一方の面(５)にのみ、凹部(４)及び突
部(７)を形成しており、他方の面(６)は平滑に形成し、
他方の面(６)に於ける流体の流動抵抗を減少させると共
に、一方の面での大きな表面積と大きな熱交換機能を得
ることを可能としている。その結果、金属管(１)に螺旋
状に巻き回したフィン部材(２)は、全体として流体の流
動抵抗を少なくしながら大きな熱交換機能を得ることを
可能としたものである。

【００２１】また、第５実施例では、凹凸部(３)は、図
７に示す如く、平面形状が円形の凹部(４)を、一方の面
(５)から他方の面(６)側に円錐状に湾曲して突出すると
共に中央部に、一方の面(５)から他方の面(６)に貫通す
る貫通孔(１０)を設けて形成している。この実施例では
凹凸部(３)に貫通孔(１０)を設けた結果、螺旋状に巻き
回されたフィン部材(２)の一方の面(５)から他方の面
(６)側に、また他方の面(６)から一方の面(５)側に流体
が貫通し、境界層の剥離が確実に行われ、優れた熱交換
機能を得ることが可能となる。

【００２２】また、この貫通孔(１０)は図７に示す如
く、フィン部材(２)に１個形成しても良いし、フィン部
材(２)の放射方向に複数個形成しても良い。また、第６
実施例では、図８に示す如く、フィン部材(２)の金属管
(１)側に、平面形状が円形の凹部(４)の、一方の面(５)
から他方の面(６)側に円錐状に湾曲して突設し、第１の
凹凸部(３)を形成すると共に、この第１の凹凸部(３)か
ら放射方向の外周に第２の凹凸部(３)を形成している。
この第２の凹凸部(３)は、平面形状が円形の凹部(４)
を、一方の面(５)から他方の面(６)側に円錐状に湾曲し
て突出すると共に中央部に、一方の面(５)から他方の面
(６)に貫通する貫通孔(１０)を設けて形成している。こ
の場合は、１個の凹凸部(３)を形成する場合よりも、フ
ィン部材(２)の表面積を大きくすると共に境界層の剥離
が確実に行われ、優れた熱交換機能を得ることが可能と
なるものである。

【００２３】また、第７実施例に於いて凹凸部(３)は、
図９に示す如く、平面形状が非円形の凹部(４)を、一方
の面(５)から他方の面(６)側に突設すると共に、凹凸部
(３)の形状を断面Ｌ字形状としている。この、断面Ｌ字
形状とした凹凸部(３)は、フィン部材(２)の放射方向軸
に対して非対称形に形成する。前述した各実施例では、
凹凸部(３)をフィン部材(２)の放射方向軸に対して対称
形に形成したが、本実施例では凹凸部(３)をフィン部材
(２)の放射方向軸に対して非対称形に形成し、フィン部
材(２)が流体と接触した時に、対称形に形成した場合よ
りも強い渦巻流を発生させ、流体の乱流によって境界層
の剥離効果を高める事を可能にするものである。

【００２４】

【発明の効果】本発明は上述の如く構成したものである
から、フィン部材の表面積を増大し放熱による熱交換機
能を向上する事ができる。また、フィン部材に形成した
凹凸部により、流体の渦巻状の乱流を発生させ、境界層
の剥離による放熱効果により熱交換機能を更に向上する
事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フィン部材の巻き付け固定状態の金属管の側面
図。

【図２】第１実施例の凹凸部の部分拡大断面図。

【図３】凹凸部を大きくした第１実施例の部分拡大断面
図。

【図４】第３実施例の凹凸部の部分拡大断面図。

【図５】第４実施例の凹凸部の部分拡大断面図。

【図６】第２実施例の凹凸部の部分拡大断面図。

【図７】第５実施例の凹凸部の部分拡大断面図。

【図８】第６実施例の凹凸部の部分拡大断面図。

【図９】第７実施例の凹凸部の部分拡大断面図。

【符号の説明】

１金属管２フィン部材３凹凸部４凹部５一方の面６他方の面８フィンチューブ９円錐状突起１０貫通孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属管の外周に金属材よりなるフィン部
材を螺旋状に巻き付けてなるフィンチューブに於いて、
フィン部材の表面に、フィン部材の表面とは垂直方向に
凹凸部を形成したことを特徴とするフィンチューブ。
【請求項２】凹凸部は、フィン部材の表面に、平面形
状が円形の凹部を設けて形成したものであることを特徴
とする請求項１のフィンチューブ。
【請求項３】凹凸部は、平面形状が円形の凹部を、一
方の面から他方の面側に円錐状に湾曲して突設したこと
を特徴とする請求項１または２のフィンチューブ。
【請求項４】凹凸部は、平面形状が円形の凹部を、一
方の面にのみ形成し、他方の面を平滑に形成したことを
特徴とする請求項１または２のフィンチューブ。
【請求項５】凹凸部は、平面形状が円形の凹部の中央
に、円錐状突起を突出して形成したことを特徴とする請
求項１または２のフィンチューブ。
【請求項６】凹凸部は、平面形状が円形の凹部を一方
の面から他方の面側に円錐状に湾曲して突設したもの
を、フィン部材の放射方向に於いて少なくとも１個形成
したことを特徴とする請求項１、２または３のフィンチ
ューブ。
【請求項７】凹凸部を複数個形成した場合は、少なく
ともその一つをフィン部材の一方の面に突出し、少なく
とも他の一つを他方の面に突出したことを特徴とする請
求項１、２または３のフィンチューブ。
【請求項８】凹凸部は、平面形状が円形の凹部を一方
の面から他方の面側に円錐状に湾曲して突出すると共に
中央部に、一方の面から他方の面に貫通する貫通孔をも
うけて形成したことを特徴とする請求項１、２または３
のフィンチューブ。
【請求項９】凹凸部は、平面形状が非円形の凹部を一
方の面から他方の面側に突設すると共に凹凸形状を断面
Ｌ字形状としたことを特徴とする請求項１のフィンチュ
ーブ。