JP2006010200A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】 フィン表面熱伝達率の可及的向上を可能ならしめるとともに、蒸発器として作用させた場合のドレン排出を良好ならしめる。
【解決手段】 偏平管からなる伝熱管１，１・・と、該伝熱管１，１・・における偏平面１ａ，１ａ・・間に接合配置されるコルゲートフィン２，２・・とによって構成された熱交換器において、前記各コルゲートフィン２に、前記伝熱管１，１・・における偏平面１ａ，１ａ・・に対して直交する方向に延びるスリット３，３・・を形成し且つ該各スリット３の両側に位置するフィン面を屈曲させて山部４，４・・および谷部５，５・・を交互に形成して、前縁効果が強調され、フィン表面熱伝達率が大幅に向上するようにしている。
【選択図】 図３

Description

本願発明は、コルゲートタイプの熱交換器に関するものである。

空気調和機等において使用される熱交換器であって、偏平管からなる伝熱管と、該伝熱管における偏平面間に接合配置されるコルゲートフィンとによって構成されたコルゲートタイプの熱交換器は従来から良く知られている。

上記構成のコルゲートタイプの熱交換器において、省エネを目的とした性能向上の要求があり、このような要求に対処するために、コルゲートフィンに、流体の流入方向に対して斜め方向に切り起こされたルーバを形成したものが提案されている（特許文献１参照）。

実開平１−１０１０９１号公報。

上記特許文献１に開示されているコルゲートタイプの熱交換器の場合、コルゲートフィンのフィン効率の向上に限界があるとともに、蒸発器として作用させた場合にフィン表面に発生したドレンがフィン表面に滞留するおそれがあり、その結果、通風抵抗が増大し、風量が減少して性能低下を招くおそれがある。

本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、フィン表面熱伝達率の可及的向上を可能ならしめるとともに、蒸発器として作用させた場合のドレン排出を良好ならしめることを目的としている。

本願発明では、上記課題を解決するための第１の手段として、偏平管からなる伝熱管１，１・・と、該伝熱管１，１・・における偏平面１ａ，１ａ・・間に接合配置されるコルゲートフィン２，２・・とによって構成された熱交換器において、前記各コルゲートフィン２に、前記伝熱管１，１・・における偏平面１ａ，１ａ・・に対して直交する方向に延びるスリット３，３・・を形成し且つ該各スリット３の両側に位置するフィン面を屈曲させて山部４，４・・および谷部５，５・・を交互に形成している。

上記のように構成したことにより以下のような作用が得られる。

即ち、コルゲートフィン２に形成したスリット３の両側に位置するフィン面を屈曲させて山部４，４・・および谷部５，５・・を交互に形成したことにより、前縁効果が強調され、フィン表面熱伝達率が大幅に向上することとなる。その結果、フィン総括熱伝達率が向上し、性能向上に大いに寄与する。また、コルゲートフィン２が斜め格子状に接点Ｐ，Ｐ・・を有することとなるため、フィン表面に発生したドレンが伝熱管１の方へ流れ易くなる。その結果、ドレンの排出性が向上し、蒸発器として使用したときの性能低下を抑えることができる。

本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第２の手段として、上記第１の手段を備えた熱交換器において、前記山部４，４・・と谷部５，５・・とを、前記各スリット３に関して空気流れ方向Ｗに対応させることもでき、そのように構成した場合、前縁効果がより一層強調されることとなる。

本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第３の手段として、上記第１又は第２の手段を備えた熱交換器において、前記スリット３，３・・を、前記伝熱管１の偏平面１ａにおける幅方向に繰り返し形成することもでき、そのように構成した場合、コルゲートフィンの伝熱面積を大きくすることができる。

本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第４の手段として、上記第１、第２又は第３の手段を備えた熱交換器において、前記各伝熱管１の偏平面１ａに、上下方向に連続するドレン排出用の溝６を形成することもでき、そのように構成した場合、フィン表面に発生し、コルゲートフィン２の斜め格子状接点Ｐ，Ｐ・・を伝って伝熱管１の偏平面１ａに到達したドレンがドレン排出用の溝を介して下方に排出されることとなり、ドレンの排出性がより一層向上する。

本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第５の手段として、上記第１、第２、第３又は第４の手段を備えた熱交換器において、前記各コルゲートフィン２および前記各伝熱管１に、水はけ性をよくする表面処理を施すこともでき、そのように構成した場合、ドレンの排出性がさらにより一層向上する。

本願発明の第１の手段によれば、偏平管からなる伝熱管１，１・・と、該伝熱管１，１・・における偏平面１ａ，１ａ・・間に接合配置されるコルゲートフィン２，２・・とによって構成された熱交換器において、前記各コルゲートフィン２に、前記伝熱管１，１・・における偏平面１ａ，１ａ・・に対して直交する方向に延びるスリット３，３・・を形成し且つ該各スリット３の両側に位置するフィン面を屈曲させて山部４，４・・および谷部５，５・・を交互に形成して、前縁効果が強調され、フィン表面熱伝達率が大幅に向上するようにしたので、フィン総括熱伝達率が向上し、性能向上に大いに寄与するという効果がある。また、コルゲートフィン２が斜め格子状に接点Ｐ，Ｐ・・を有することとなるため、フィン表面に発生したドレンが伝熱管１の方へ流れ易くなり、ドレンの排出性が向上し、蒸発器として使用したときの性能低下を抑えることができるという効果もある。

本願発明の第２の手段におけるように、上記第１の手段を備えた熱交換器において、前記山部４，４・・と谷部５，５・・とを、前記各スリット３に関して空気流れ方向Ｗに対応させることもでき、そのように構成した場合、前縁効果がより一層強調されることとなる。

本願発明の第３の手段におけるように、上記第１又は第２の手段を備えた熱交換器において、前記スリット３，３・・を、前記伝熱管１の偏平面１ａにおける幅方向に繰り返し形成することもでき、そのように構成した場合、コルゲートフィンの伝熱面積を大きくすることができる。

本願発明の第４の手段におけるように、上記第１、第２又は第３の手段を備えた熱交換器において、前記各伝熱管１の偏平面１ａに、上下方向に連続するドレン排出用の溝６を形成することもでき、そのように構成した場合、フィン表面に発生し、コルゲートフィン２の斜め格子状接点Ｐ，Ｐ・・を伝って伝熱管１の偏平面１ａに到達したドレンがドレン排出用の溝を介して下方に排出されることとなり、ドレンの排出性がより一層向上する。

本願発明の第５の手段におけるように、上記第１、第２、第３又は第４の手段を備えた熱交換器において、前記各コルゲートフィン２および前記各伝熱管１に、水はけ性をよくする表面処理を施すこともでき、そのように構成した場合、ドレンの排出性がさらにより一層向上する。

以下、添付の図面を参照して、本願発明の好適な実施の形態について説明する。

この熱交換器は、図１ないし図３に示すように、偏平管からなる伝熱管１，１・・と、該伝熱管１，１・・における偏平面１ａ，１ａ・・間に接合配置されるコルゲートフィン２，２・・とによって構成されている。符号７，８は上下ヘッダーである。

前記各コルゲートフィン２には、図４に示すように、前記伝熱管１，１における偏平面１ａ，１ａに対して直交する方向に延びるスリット３が形成されており、該スリット３の両側に位置するフィン面を屈曲させて山部４，４・・および谷部５，５・・が交互に形成されている。そして、前記山部４，４・・と谷部５，５・・とは、前記スリット３に関して空気流れ方向Ｗに対応せしめられている。また、前記伝熱管１の偏平面１ａには、上下方向に連続するドレン排出用の溝６が形成されている。

上記のように構成された熱交換器においては、次のような作用効果が得られる。

即ち、コルゲートフィン２に形成したスリット３の両側に位置するフィン面を屈曲させて山部４，４・・および谷部５，５・・を交互に形成したことにより、前縁効果が強調され、フィン表面熱伝達率が大幅に向上することとなる。その結果、フィン総括熱伝達率が向上し、性能向上に大いに寄与するという効果が得られる。また、コルゲートフィン２が斜め格子状に接点Ｐ，Ｐ・・を有することとなるため、フィン表面に発生したドレンが伝熱管１，１の方へ流れ易くなり、ドレンの排出性が向上し、蒸発器として使用したときの性能低下を抑えることができるという効果も得られる。

しかも、前記山部４，４・・と谷部５．５・・とを、前記スリット３に関して空気流れ方向Ｗに対応させているため、前縁効果がより一層強調されることとなる。

また、伝熱管１の偏平面１ａには、上下方向に連続するドレン排出用の溝６が形成されているので、フィン表面に発生し、コルゲートフィン２の斜め格子状接点Ｐ，Ｐ・・を伝って伝熱管１の偏平面１ａに到達したドレンがドレン排出用の溝６を介して下方に排出されることとなり、ドレンの排出性がより一層向上する。

ところで、前記各コルゲートフィン２および各伝熱管１の片面あるいは両面に水はけ性をよくする表面処理を施すのが望ましい。このようにすると、ドレンの排出性がさらにより一層向上することとなる。

次に、本願発明の熱交換器を構成するコルゲートフィン２における幾つかの変形例について説明する。

変形例１
図５（イ）、（ロ）には、本願発明の変形例１が示されている。この場合、上述の実施の形態において説明したと同様な構成であって、スリット３が、伝熱管１の偏平面１ａにおける幅方向（換言すれば、空気流れ方向Ｗ）に繰り返し形成されている。このようにすると、コルゲートフィン２の伝熱面積を大きくすることができる。

変形例２
図６（イ）、（ロ）には、本願発明の変形例２が示されている。この場合、上述の実施の形態において説明したと同様な構成のものが２段繰り返されている。即ち、空気流れ方向Ｗに３本のスリット３，３，３が形成されており、これらのスリット３，３，３の両側のフィン面が屈曲されている。この場合、最上流側の山部４および谷部５が最下流側の谷部５および山部４とがそれぞれ対応する一方、上流側から２番目の山部４および谷部５が上流側から３番目の谷部５および山部４とがそれぞれ対応することとなっている。このようにすると、前縁効果がより一層強調される。

変形例３
図７（イ）、（ロ）には、本願発明の変形例３が示されている。この場合、上述の実施の形態において説明したと同様な構成とされているが、山部４および谷部５の高さおよび深さが空気流れ方向Ｗと直交する方向において不規則とされている。

変形例４
図８（イ）、（ロ）には、本願発明の変形例４が示されている。この場合、前述の変形例２のものが空気流れ方向Ｗに複数繰り返されている。このようにすると、コルゲートフィン２の伝熱面積を大きくすることができる。

変形例５
図９（イ）、（ロ）には、本願発明の変形例５が示されている。この場合、前述の変形例３のものが空気流れ方向Ｗに複数繰り返されている。このようにすると、コルゲートフィン２の伝熱面積を大きくすることができる。

本願発明の実施の形態にかかる熱交換器の斜視図である。 本願発明の実施の形態にかかる熱交換器における要部拡大正面図である。 本願発明の実施の形態にかかる熱交換器における要部拡大平面図である。 本願発明の実施の形態にかかる熱交換器におけるコルゲートフィンの要部拡大斜視図である。 本願発明の実施の形態にかかる熱交換器におけるコルゲートフィンの変形例１を示すものであり、（イ）は平面図、（ロ）は正面図である。 本願発明の実施の形態にかかる熱交換器におけるコルゲートフィンの変形例２を示すものであり、（イ）は平面図、（ロ）は正面図である。 本願発明の実施の形態にかかる熱交換器におけるコルゲートフィンの変形例３を示すものであり、（イ）は平面図、（ロ）は正面図である。 本願発明の実施の形態にかかる熱交換器におけるコルゲートフィンの変形例４を示すものであり、（イ）は平面図、（ロ）は正面図である。 本願発明の実施の形態にかかる熱交換器におけるコルゲートフィンの変形例５を示すものであり、（イ）は平面図、（ロ）は正面図である。

符号の説明

１は伝熱管
１ａは偏平面
２はコルゲートフィン
３はスリット
４は山部
５は谷部
６は溝
Ｐは格子状の接点
Ｗは空気流れ方向

Claims (5)

1. 偏平管からなる伝熱管（１），（１）・・と、該伝熱管（１），（１）・・における偏平面（１ａ），（１ａ）・・間に接合配置されるコルゲートフィン（２），（２）・・とによって構成された熱交換器であって、前記各コルゲートフィン（２）には、前記伝熱管（１），（１）・・における偏平面（１ａ），（１ａ）・・に対して直交する方向に延びるスリット（３），（３）・・を形成し且つ該各スリット（３）の両側に位置するフィン面を屈曲させて山部（４），（４）・・および谷部（５），（５）・・を交互に形成したことを特徴とする熱交換器。
2. 前記山部（４），（４）・・と谷部（５），（５）・・とを、前記各スリット（３）に関して空気流れ方向（Ｗ）に対応させたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
3. 前記スリット（３），（３）・・を、前記伝熱管（１）の偏平面（１ａ）における幅方向に繰り返し形成したことを特徴とする請求項１および２のいずれか一項記載の熱交換器。
4. 前記各伝熱管（１）の偏平面（１ａ）には、上下方向に連続するドレン排出用の溝（６）を形成したことを特徴とする請求項１、２および３のいずれか一項記載の熱交換器。
5. 前記各コルゲートフィン（２）および前記各伝熱管（１）には、水はけ性をよくする表面処理を施したことを特徴とする請求項１、２、３および４のいずれか一項記載の熱交換器。
   

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