(57)【要約】【課題】熱交換器の伝熱・流動損失性能を正確に予測し得る実機条件での強制対流モデルを提案する。【解決手段】プロペラファン１０と、平面型のプレートフィンチューブセット２０とを含む空調用室外機の設計方法において、プレートフィンチューブセットの前面風速の設計仕様をＵ，プロペラファンの直径をＤ、その回転軸線上の吸込側での流量測定位置をｘ，その流量測定位置ｘでの上記回転軸線を中心とする流量測定範囲の半径をｒとして、少なくとも異なる２箇所の流量測定位置ｘで所定の半径ｒにわたってそれぞれ実測した流量Ｑから各流量測定位置ｘでの平均流速Ｖａｖｅおよびｒ／Ｄを求めた後、横軸をｘ／Ｄ，一方の縦軸をＶａｖｅ／Ｕ，他方の縦軸をｒ／Ｄとする無次元化した３軸直交座標グラフ上に、ｘ／Ｄ対Ｖａｖｅ／Ｕとの関係およびｘ／Ｄ対ｒ／Ｄとの関係を示し、設計上目標とする上記前面風速Ｕとプロペラファンの直径Ｄとを上記３軸直交座標グラフにあてはめてプレートフィンチューブセットの設置位置および前面面積を決定する。【選択図】　　図５
2004053044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロペラファンからなる送風機と、上記送風機の吸込側に配置される平面型のプレートフィンチューブセットとを含む空調用室外機の設計方法において、
上記プレートフィンチューブセットの前面風速の設計仕様をＵ，上記プロペラファンの直径をＤ、上記プロペラファンＤの回転軸線上の吸込側での流量測定位置をｘ，その流量測定位置ｘでの上記回転軸線を中心とする流量測定範囲の半径をｒとして、
上記プロペラファンＤを回転させた状態で、少なくとも異なる２箇所の流量測定位置ｘで所定の半径ｒにわたってそれぞれ実測した流量Ｑから各流量測定位置ｘでの平均流速Ｖａｖｅおよびｒ／Ｄを求めた後、
横軸をｘ／Ｄ，一方の縦軸をＶａｖｅ／Ｕ，他方の縦軸をｒ／Ｄとする無次元化した３軸直交座標グラフ上に、ｘ／Ｄ対Ｖａｖｅ／Ｕとの関係およびｘ／Ｄ対ｒ／Ｄとの関係を示し、
空調用室外機の設計上目標とするプレートフィンチューブセットの前面風速Ｕと、その空調用室外機に用いるプロペラファンの直径Ｄとを上記３軸直交座標グラフにあてはめて、プレートフィンチューブセットの設置位置および前面面積を決定することを特徴とする空調用室外機の設計方法。
【請求項２】
上記各流量測定位置ｘでの流量Ｑを下記式（１）により求め、上記平均流速Ｖａｖｅを下記式（２）により算出し、上記ｘ／Ｄ，ｒ／Ｄについて下記式（３）および下記式（４）の関数をたてて、Ｖａｖｅ／Ｕ＝１となる上記ｘ／Ｄの位置を上記プレートフィンチューブセットの設置位置とするとともに、Ｖａｖｅ／Ｕ＝１のときのｒ／Ｄの値を無次元化した相当流路断面積の半径として、下記式（５）により上記プレートフィンチューブセットの前面面積ＦＳを求める請求項１に記載の空調用室外機の設計方法。
Ｑ＝∫Ｓ１２πＶａｄｒ…（１）
（ただし、Ｓ１；積分面積，ｒ；計算分割区域の半径，Ｖａ；計算面積中の平均流速）
Ｖａｖｅ＝Ｑ／Ｓ…（２）
（ただし、Ｓ；流速分布を示す面積）
ｘ／Ｄ＝ｆ（Ｖａｖｅ／Ｕ）…（３）
ｒ／Ｄ＝ｇ（ｆ（Ｖａｖｅ／Ｕ））…（４）
ＦＳ＝４ｒ２…（５）
【請求項３】
上記ｘ／Ｄの位置が０．５〜１．０の範囲内である請求項１または２に記載の空調用室外機の設計方法。
【請求項４】
上記プレートフィンチューブセットの実機上での長さスケールＤｅおよび速度スケールＶｅを下記式（６），（７）として定義する請求項１，２または３に記載の空調用室外機の設計方法。
【数１】
2004053044.tif 000013
【数２】
2004053044.tif 000014
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調用室外機の設計方法に関し、さらに詳しく言えば、熱伝達効率の向上を図るため、空調用室外機に含まれるプロペラファンからなる送風機と平面型のプレートフィンチューブセットとの最適な位置関係を提供するコンパクト熱交換器の設計手法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空調用室外機に用いられるコンパクト熱交換器とは、一般に単位体積あたりの伝熱面積が５００〜７００ｍ２／ｍ３以上、水力直径が５ｍｍ以下の高性能熱交換器として定義されている（例えば、瀬下，藤井共著「コンパクト熱交換器」日刊工業新聞社１９９２年発行，参照）。
【０００３】
コンパクト熱交換器を設計するうえで、強制対流による熱伝達の計算は欠かせない項目の一つである。有効な強制対流の生成と利用には、プロペラファン（送風機）とプレートフィンチューブセット（熱交換器）との相対的な配置，プロペラファンの特性，それにプレートフィンチューブセットの寸法・形状およびその周辺機器の配置など多数の因子が関与する。
【０００４】
そのため、プレートフィンチューブセットの前面（入り口側）における風速を設計仕様どおりとした実機条件での強制対流モデルの提案は、コンパクト熱交換器の設計にとって重要である。
【０００５】
その基礎実験として、従来においては、曲面を有しない平面型のプレートフィンチューブセットを風洞内に設置し、均一な流れ場（プレートフィンチューブセットの前面風速を均一とした状態）で強制対流の伝熱特性の実験が行われ、その報告が日本機械学会論文集（Ｂ）５３，４８６（１９８７）５８１〜５８６および同論文集５８７〜５９２になされている。また、同様な実験結果の報告が、ｗｅｂｂ，Ｒ．Ｇ．，Ｈｅａｔ　Ｔｒａｎｓｆ．Ｅｎｇ．，１−３（１９８０），３３〜３９にもなされている。
【０００６】
この報告の中で、均一な流れ条件での強制対流に関する長さスケール（代表長さ）と速度スケール（代表流速）についての検討がなされ、熱交換器の伝熱・流動損失性能の相関式が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の均一な流れ場とした風洞実験では、実際問題としてプレートフィンチューブセットの前面風速を均一とすることが難しく、熱交換器の伝熱・流動損失性能を正確に予測することは困難である。
【０００８】
熱交換器の伝熱・流動損失性能を正確に予測するには、熱交換器の実機条件を考慮に入れて、プレートフィンチューブセットにおける複雑な流れ場を詳細に測定し、強制対流の効果を速度の強さにより評価したり、自由流れ容積を基準とした仮想的な平均流速により、強制対流域を分類することが重要である。
【０００９】
本発明者らは、熱交換器の実機条件での伝熱・流動損失性能の相関式を整理する目的で、プレートフィンチューブセット周りの強制対流の流れ強さの分布を詳細に調べ、その結果、ファン特性を考慮した流れ場の長さスケールと速度スケールとを定義するに至り、ここに熱交換器の伝熱・流動損失性能を正確に予測し得る実機条件での強制対流モデルを提案する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、プロペラファンからなる送風機と、上記送風機の吸込側に配置される平面型のプレートフィンチューブセットとを含む空調用室外機の設計方法において、上記プレートフィンチューブセットの前面風速の設計仕様をＵ，上記プロペラファンの直径をＤ、上記プロペラファンＤの回転軸線上の吸込側での流量測定位置をｘ，その流量測定位置ｘでの上記回転軸線を中心とする流量測定範囲の半径をｒとして、上記プロペラファンＤを回転させた状態で、少なくとも異なる２箇所の流量測定位置ｘで所定の半径ｒにわたってそれぞれ実測した流量Ｑから各流量測定位置ｘでの平均流速Ｖａｖｅおよびｒ／Ｄを求めた後、横軸をｘ／Ｄ，一方の縦軸をＶａｖｅ／Ｕ，他方の縦軸をｒ／Ｄとする無次元化した３軸直交座標グラフ上に、ｘ／Ｄ対Ｖａｖｅ／Ｕとの関係およびｘ／Ｄ対ｒ／Ｄとの関係を示し、空調用室外機の設計上目標とするプレートフィンチューブセットの前面風速Ｕと、その空調用室外機に用いるプロペラファンの直径Ｄとを上記３軸直交座標グラフにあてはめて、プレートフィンチューブセットの設置位置および前面面積を決定することを特徴としている。
【００１１】
本発明において、上記各流量測定位置ｘでの流量Ｑは下記式（１）により求められ、上記平均流速Ｖａｖｅは下記式（２）により算出され、上記ｘ／Ｄ，ｒ／Ｄについて下記式（３）および下記式（４）の関数をたてて、Ｖａｖｅ／Ｕ＝１となる上記ｘ／Ｄの位置を上記プレートフィンチューブセットの設置位置とするとともに、Ｖａｖｅ／Ｕ＝１のときのｒ／Ｄの値を無次元化した相当流路断面積の半径として、下記式（５）により上記プレートフィンチューブセットの前面面積ＦＳが求められる。
Ｑ＝∫Ｓ１２πＶａｄｒ…（１）
（ただし、Ｓ１；積分面積，ｒ；計算分割区域の半径，Ｖａ；計算面積中の平均流速）
Ｖａｖｅ＝Ｑ／Ｓ…（２）
（ただし、Ｓ；流速分布を示す面積）
ｘ／Ｄ＝ｆ（Ｖａｖｅ／Ｕ）…（３）
ｒ／Ｄ＝ｇ（ｆ（Ｖａｖｅ／Ｕ））…（４）
ＦＳ＝４ｒ２…（５）
【００１２】
プロペラファンの吸込側における流量測定位置ｘ／Ｄは、測定点の数を含めて任意に決められてよいが、本発明において、ｘ／Ｄの位置は０．５〜１．０の範囲内であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明によれば、プレートフィンチューブセットの実機上での長さスケールＤｅおよび速度スケールＶｅを下記式（６），（７）として定義することができる。
【００１４】
【数３】
2004053044.tif 000003
【数４】
2004053044.tif 000004
【００１５】
【発明の実施の形態】
まず、図１に実験に用いた室外機の内部を透視した模式的な平面図を示す。この室外機内には、基本的な構成要素としてのプロペラファン１０とプレートフィンチューブセット２０とが備えられており、プロペラファン１０の周りにはベルマウス１１が配置されている。
【００１６】
プレートフィンチューブセット２０は、平面型でプロペラファン１０の吸込側に配置されている。この場合、プレートフィンチューブセット２０は、フロントパネル２１とサイドパネル２２とを含むＬ字型である。管配列は１列で、フィンピッチは１．８ｍｍ，フィン幅は１９．０５ｍｍであった。実験の際、管内の冷媒は非流動状態とした。
【００１７】
座標系は、プロペラファン１０のセンターを座標原点とし、その回転軸（モータ１２の回転軸）に平行な方向をｘ方向，室外機の設置面に垂直な方向（高さ方向）をｙ方向，そしてｘ−ｙ面に垂直な方向（設置状態において左右方向）をｚ方向とする右手座標系とした。ｘ方向については、プロペラファン１０の吸込側を「−」としている。
【００１８】
プロペラファン１０の直径Ｄは４６５ｍｍで、プロペラの先端からモータ１２の背面までの距離は０．４８Ｄ（２２３．２ｍｍ）である。座標原点からｘ＝−０．５Ｄ，−０．７５Ｄおよび−１．０Ｄの流れ方向に対する３断面を流れ強さの計測位置とし、ｙ方向およびｚ方向の計測間隔は０．０５Ｄ刻みとした。表１に流れ強さの計測位置をまとめて示す。
【００１９】
【表１】
2004053044.tif 000005
【００２０】
また、プロペラファン１０の速度強さの分布特性の計測は、同じ座標系において、プレートフィンチューブセット２０および周囲の他の機械要素を外した条件下で行った（ベルマウス１１は残した）。この速度強さの計測位置は、座標原点からｘ＝−０．５０Ｄと−１．０Ｄの流れ方向に対する２断面とした。
【００２１】
なお、プレートフィンチューブセット２０の前面風速を１．５ｍ／ｓとした仕様において、熱交換器の最小自由通過容積を基準とした代表長さＤｅ＝５．８ｍｍと、プロペラファン１０の直径Ｄを基準とした代表長さＤ＝４６５ｍｍとにより流れ場のレイノルズ数を算出したところ、５８０と４．６×１０４であった。
【００２２】
計測手段については、流れ強さの測定には無指向性球形風速計測プローブ（カノマックス社製，１５０４）を用い、これらの測定データを処理する測定器本体として多点風速計（カノマックス社製，６６０４）を用いた。
【００２３】
無指向性球形風速計測プローブは、移動精度が０．８ｍｍで、移動範囲が流れ方向に５００ｍｍ，スパン方向（ｚ方向）に８００ｍｍ，上下方向（ｙ方向）に７００ｍｍである３次元トラバース装置に取り付けた。
【００２４】
〔実験結果およびその考察〕
まず、プロペラファン１０の吸込特性について、図２（ａ），（ｂ）に座標原点からｘ／Ｄ＝−０．５（２３２．５ｍｍ）とｘ／Ｄ＝−１（４６５ｍｍ）の各計測位置でのファンの吸込領域における速度強さの等値線を示す。
【００２５】
図２（ａ），（ｂ）の縦軸と横軸は、上下方向距離とスパン方向距離をプロペラファン１０の直径Ｄで無次元化（ｙ／Ｄ，ｚ／Ｄ）し、速度強さはプレートフィンチューブセット２０の前面風速の設計仕様Ｕ（Ｕ＝１．５ｍ／ｓ）で無次元化（Ｖ／Ｕ）している。なお、図２には紙面の都合上、得られた測定データのｙ−ｚ面の第１象限のもののみを示している。
【００２６】
図２（ａ）を参照すると、ｘ／Ｄ＝−０．５の計測位置で、０．５＞ｙ／Ｄとｚ／Ｄ＞０．１５の範囲においては、Ｖ／Ｕの大きさは１．５〜２．５（２．２５〜３ｍ／ｓ）である。さらに、ｙおよびｚの正方向に０．６５＞ｙ／Ｄとｚ／Ｄ＞０．５の範囲で、Ｖ／Ｕの大きさは１〜１．５（１．５〜２．２５ｍ／ｓ）となる。
【００２７】
このことから、プロペラファン１０の直径範囲では流れが速く、１．３Ｄ（６０４．５ｍｍ）の範囲までは、プレートフィンチューブセット２０の前面風速仕様１．５ｍ／ｓの流れ強さを保っていることが分かる。なお、図２（ａ）中、ｙ／Ｄ＜０．１５とｚ／Ｄ＜０．１５の範囲で流速が急に低下しているのは、モータ１２の直径に相当する領域であるためである。また、図２（ａ）中、０．２５＞ｚ／Ｄ＞０．１５の範囲で流れ強さが急激に変化しているのは、プロペラファン１０を固定する治具の存在による。
【００２８】
次に、図２（ｂ）を参照して、ｘ／Ｄ＝−１の計測位置で、ｙ／Ｄ＜０．４５とｚ／Ｄ＜０．４５の範囲の流れ強さは、０．９〜１．０５（１．３５〜１．５８ｍｍ）を示し、ｘ／Ｄ＝−０．５での分布結果と対比すると、Ｖ＞１．５ｍ／ｓの領域は測定断面の中心に向けて急速に収斂している。このことから、プロペラファン１０の吸込側のコア領域（流れがほぼ均一に分布する領域）が短く、運動エネルギーは−０．４８Ｄ＜ｘ／Ｄ＜−１Ｄ（−０．４８Ｄ＞ｘ／Ｄはモータ１２の寸法制限内）の範囲に集中していることが分かる。
【００２９】
図２の測定結果から、プロペラファン１０の速度強さの分布特徴に対して、プレートフィンチューブセット２０の前面風速が設計仕様どおりとなる設置位置を見つけだすことができる。
【００３０】
図３は、横軸が流れ方向の計測位置ｘ／Ｄで、縦軸が速度比Ｖ／Ｕであり、ｙ／Ｄおよびｚ／Ｄの値をパラメータとする相関グラフである。これによると、ｙ／Ｄとｚ／Ｄとがともに＜０．６（半径）の範囲で流れの強さが設計仕様の１．５ｍ／ｓ（Ｖ／Ｕ＝１）より大きくなるプレートフィンチューブセット２０の設置位置はｘ／Ｄ＜−０．６２５であることが分かる。
【００３１】
さらに、−０．６２５＜ｘ／Ｄ＜−１の範囲では、プロペラファン１０により生成される強制対流の流れ場の強さが、ｙ／Ｄとｚ／Ｄとがともに＜０．６の領域では実測値で約１ｍ／ｓである。
【００３２】
次に、図４（ａ），（ｂ）に、プレートフィンチューブセット２０の設置位置（後面側）をｘ／Ｄ＝−０．６４とした場合（図３参照）、代表として流れ方向ｘ／Ｄ＝−０．５と、ｘ／Ｄ＝−０．７５（プレートフィンチューブセット２０の前面から５１ｍｍの位置）の２箇所で測定した流れ強さの分布状態を示す。
【００３３】
まず、図４（ａ）を参照して、プレートフィンチューブセット２０から流れ出る側のｘ／Ｄ＝−０．５における計測位置での分布を観察する。ｙ／Ｄの各計測位置において、Ｖ／Ｕのスパン方向（ｚ方向）の分布はほぼ１〜２．５の範囲内に収まっている。
【００３４】
この範囲から、はみ出しているデータはいずれもプロペラファン１０を固定している治具やモータ１２の影響もしくはプレートフィンチューブセット２０の上下境界位置（筐体の天板と底板）の影響によるものである。
【００３５】
図３の結果と比べると、プレートフィンチューブセット２０のフィン間を通過した流れは著しく動圧が低下しており、これは熱輸送の機能を果たしていると考察される。
【００３６】
一方、プレートフィンチューブセット２０のｘ軸に対して垂直の流れ分布は、上述のはみ出しデータを除いて、ｘ軸と平行な面に存在する流れ分布より、ｙ方向の各計測位置での計測結果の変動は少ない。これは、プロペラ側面の縁と計測位置との距離の変化によるものと考えられる。
【００３７】
次に、図４（ｂ）を参照して、プレートフィンチューブセット２０の入り口近傍であるｘ／Ｄ＝−０．７５における測定データを調べてみる。出口側のｘ／Ｄ＝−０．５における速度強さの分布と比べて、Ｖ／Ｕのスパン方向の分布はほぼ１〜１．２の範囲内にあるが、両側減少およびプレートフィンチューブセット２０の折り曲げ部分は最小値となっている。
【００３８】
左側の領域（ｚ／Ｄ＞−０．５）において、速度強さが低下する原因は、図１に示したように、プレートフィンチューブセット２０の近傍の構造によるものと推測される。
【００３９】
〔相当流路断面積の定義〕
強制対流流路の強さおよび濡れ範囲（空気が流動する範囲）を定量的に評価するには、相当流路断面積の定義が必要である。本発明では、上記の実験結果に基づいて、相当流路断面積を次のように定義する。
【００４０】
まず、流れ方向の異なる２箇所の計測位置での流量Ｑを求める。ここでは、その異なる２箇所の計測位置を例えばｘ／Ｄ＝−０．５とｘ／Ｄ＝−１とし、ｘ／Ｄ＝−０．５の位置においては図２（ａ）の例えばＶ／Ｕ＞１以上を示す領域での流量Ｑ−０．５を求め、ｘ／Ｄ＝−１の位置では図２（ｂ）の例えばＶ／Ｕ＞０．４５以上を示す領域での流量Ｑ−１を求める。流量Ｑ−０．５，Ｑ−１を求める計算式は次式（１）による。
Ｑ＝∫Ｓ１２πＶａｄｒ…（１）
（ただし、Ｓ１；積分面積，ｒ；計算分割区域の半径，Ｖａ；計算面積中の平均流速）
【００４１】
次に、流量Ｑ（Ｑ−０．５，Ｑ−１）から次式（２）により、各計測位置位置ｘ／Ｄ＝−０．５とｘ／Ｄ＝−１とにおける平均流速Ｖａｖｅ−０．５，Ｖａｖｅ−１をそれぞれ求める。
Ｖａｖｅ＝Ｑ／Ｓ…（２）
（ただし、Ｓ；流速分布を示す面積（Ｓ＝πｒ２））
【００４２】
この計算結果を表２に示す。なお、Ｕはプレートフィンチューブセット２０の前面風速の設計仕様値で１．５ｍ／ｓである。
【００４３】
【表２】
2004053044.tif 000006
【００４４】
この表２において、強制対流流路の強さＶａｖｅは、ｘ／Ｄ＝−０．５の位置で１．２，ｘ／Ｄ＝−１の位置で０．７であることを示している。また、濡れ範囲ｒ／Ｄは、ｘ／Ｄ＝−０．５の位置で０．７，ｘ／Ｄ＝−１の位置で０．９５であることを示している。
【００４５】
図５は、横軸をｘ／Ｄ，左側の縦軸をＶａｖｅ／Ｕ，右側の縦軸をｒ／Ｄとする無次元化した３軸直交座標グラフ上に、上記表２によるｘ／Ｄ対Ｖａｖｅ／Ｕとの関係およびｘ／Ｄ対ｒ／Ｄとの関係を示したものである。
【００４６】
ここで、ｘ／Ｄ，ｒ／Ｄは、次式（３）および次式（４）の関数によって表される。
ｘ／Ｄ＝ｆ（Ｖａｖｅ／Ｕ）…（３）
ｒ／Ｄ＝ｇ（ｆ（Ｖａｖｅ／Ｕ））…（４）
【００４７】
本発明において、Ｖａｖｅ／Ｕ＝１のときのｒ／Ｄの値を無次元化した相当流路断面積（πｒ２）の半径ｒとする。これにより、上記式（３），（４）または図５から、プレートフィンチューブセット２０の設置位置ｘ／Ｄが一義的に決められ、また、プレートフィンチューブセット２０の前面面積ＦＳも次式（５）により決めることができる。
ＦＳ＝４ｒ２…（５）
【００４８】
〔強制対流流れ場尺度の定義〕
流れの様式を把握するために、流れ場のレイノルズ数の計算は必要である。すなわち、流れ場を評価する長さスケール（代表長さ）と速度スケール（代表流速）を見いだすことが重要である。
【００４９】
従来においては、均一な入り口流速条件に対して、自由流れ容積を基準とした仮想的な長さスケールもしくは最小自由通過容積を基準とした代表長さスケールが提案されているが、流れ場の全体を着目しての長さスケールについては特に定義はなされていない。
【００５０】
本発明によれば、上記のようにＶａｖｅ／Ｕ＝１のときの半径ｒにより相当流路断面積（πｒ２）が定義されるため次式（６），（７）により、プロペラファン１０およびプレートフィンチューブセット２０を含む熱交換器の実機上での長さスケール（Ｄｅ）と速度スケール（Ｖｅ）とが定義される。なお、式（７）中のρａはチューブ（管）外側流体の密度（ｋｇ／ｍ３）で、ρａｉは最小自由通過容積を通過する流体の密度（ｋｇ／ｍ３）である。
【００５１】
【数５】
2004053044.tif 000007
【数６】
2004053044.tif 000008
【００５２】
また、自由流れ容積の和を基準とした計算上の仮想的な平均流速Ｖａｖｅと速度スケールＶｅとの関係は、次式（８）よって表される。なお、式（８）において、ＰＦはフィンピッチで、Ｓ１は段（管配列）ピッチである。
【００５３】
【数７】
2004053044.tif 000009
【００５４】
〔Ｖｅによる流れ場の分類〕
Ｖａｖｅ／Ｕ＝１のとき、ｘ／Ｄの位置における速度スケールＶｅは上記式（８）より次式（９）に書き換えられる。
【００５５】
【数８】
2004053044.tif 000010
【００５６】
この速度スケールＶｅの値を閾値として定義すれば、図１の座標系において、ｘ／Ｄの位置により強制対流領域は２つに分類することができる。すなわち、強制対流領域は、図５に示すように、Ｖｅより大きな強制対流強さが得られ、相当流路断面積が減少する第１領域Ａと、Ｖｅより小さな強制対流強さが得られ、相当流路断面積が増大する第２領域Ｂとに分類される。
【００５７】
参考までに、プロペラファン１０およびプレートフィンチューブセット２０を含む熱交換器のレイノルズ数Ｒｅとヌセルト数Ｎｕは、よく知られている次式（１０），（１１）から計算することができる。
【００５８】
【数９】
2004053044.tif 000011
【数１０】
2004053044.tif 000012
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、プロペラファンの直径Ｄと、プレートフィンチューブセットの前面風速の設計仕様Ｕが決まれば、Ｖａｖｅ／Ｕ＝１より上記式（３），式（４）または図５からプレートフィンチューブセットの設置位置ｘ／Ｄおよび相当流路断面積（πｒ２）が求められる。また、上記式（６），式（７）より、強制対流流れ場の長さスケール（Ｄｅ）と速度スケール（Ｖｅ）が計算される。
【００６０】
したがって、ｘ／Ｄの位置に配置されたプレートフィンチューブセットにおいて、半径ｒの濡れ範囲内が前面風速の設計仕様Ｕを満たすことになる。また、ｘ／ＤはＶａｖｅ／Ｕの関数であるため、自由流れ容積を基準とした仮想的な平均流速Ｖｅにより、図５に例示するように、強制対流領域を分類することができる。
【００６１】
このように、プロペラファンとプレートフィンチューブセットの前面風速の設計仕様Ｕに基づいて作成された本発明のモデルにより、実機の相互位置関係，相当流路断面積およびプレートフィンチューブセットの前面面積を適格に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実験に用いられた室外機の構成を示す模式的な平面図。
【図２】上記実験で得られたプロペラファンの吸込特性を示すグラフ。
【図３】上記実験で得られたプレートフィンチューブセットの設置位置とプロペラファンによる流れ場の強さの関係を示すグラフ。
【図４】上記実験で得られたプレートフィンチューブセット周辺の速度変化を示すグラフ。
【図５】本発明によって分類された強制対流領域を示す説明図。
【符号の説明】
１０　プロペラファン
１１　ベルマウス
１２　モータ
２０　プレートフィンチューブセット
【図１】
2004053044.tif 000015
【図２】
2004053044.tif 000016
【図３】
2004053044.tif 000017
【図４】
2004053044.tif 000018
【図５】
2004053044.tif 000019