(57)【要約】【課題】  扁平伝熱管およびコルゲートフィンを備えてなる熱交換器において、組み立て時の作業を良くすると共に、蒸発器として利用した時のコルゲートフィンの凝縮水の排出性能を向上させた熱交換器を提供する。【解決手段】  本発明の熱交換器では、コルゲートフィンの屈曲部が上下方向で対向するように配置され、上側の屈曲部を切り開くことで切片部を形成し、形成した切片部と下側の屈曲部を当接させる。これにより、熱交換器で発生した凝縮水は切片部と屈曲部を経由して排水される。また、コルゲートフィンの屈曲部と扁平伝熱管の側面とが接する箇所に水抜き部を形成することで、屈曲部の上部に溜まった凝縮水が水抜き部を通過して排水される。【選択図】  図３
2014047975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のヘッダと、
前記ヘッダに両端が接続されて上下方向に平行に配置された複数本の扁平伝熱管と、
前記複数本の扁平伝熱管の間に配置され波形形状をしたフィンとを備えた熱交換器であって、
前記フィンの幅を前記扁平伝熱管の幅よりも大きく形成することで同フィンが前記扁平伝熱管より一部はみ出させ、同フィンのはみ出した端部を、前記フィンの下側の波形形状の先端部を切り開くことで一対の切片部を形成し、
前記切片部が、下隣りのフィンの上側の波形形状の先端部である屈曲部と当接することを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記フィンのうち、上側の波形形状の先端部を一部切り欠くことで凹部を形成し、形成した凹部に前記扁平伝熱管を配置したことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器
【請求項３】
前記屈曲部と前記扁平伝熱管の側面とが接する箇所に水抜き部を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関わり、より詳細には扁平伝熱管を備えたパラレルフロー型の熱交換器（以下、ＰＦＣと記載）の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２本のヘッダの間に複数の扁平伝熱管を配置して扁平伝熱管内部の冷媒通路をヘッダの内部に連通させるとともに、扁平伝熱管の間にコルゲートフィンを配置したＰＦＣはカーエアコンなどに広く利用されている。このＰＦＣについて、図５を基に説明する。
【０００３】
ＰＦＣ２００は、一対のパイプ状のヘッダ２０２Ａ、２０２Ｂと、扁平伝熱管２０１と波形に屈曲させて形成されたコルゲートフィン２０３と、保護板であるサイドプレート２１１で構成されている。
扁平伝熱管２０１は、平行に配置されたヘッダ２０２Ａ、２０２Ｂの間に上下に所定の間隔をもって複数配置され、それぞれの両端はヘッダ２０２Ａ、２０２Ｂに連通している。また、コルゲートフィン２０３は波形の頂部（屈曲部）が扁平伝熱管２０１に接するようにそれぞれの扁平伝熱管２０１の間、および扁平管２０１とサイドプレート２１１との間に配置されている。
【０００４】
右側のヘッダ２０２Ａには、冷媒が流入する流入口２０２Ａ３と、冷媒が流出する流出口２０２Ａ４が設けられている。また、ヘッダ２０２Ａは内部に設置された仕切板２１０によって上段側冷媒供給部２０２Ａ１と下段側冷媒導出部２０２Ａ２に分割されており、上段側冷媒供給部２０２Ａ１に流入口２０２Ａ３が設けられ、下段側冷媒導出部２０２Ａ２に流出口２０２Ａ４が設けられている。この仕切板２１０により、扁平伝熱管２０１は上段側冷媒供給部２０２Ａ１と接続される上段側と、下段側冷媒導出部２０２Ａ２と接続される下段側に分けられる。
【０００５】
扁平伝熱管２０１は、図６に示すように、内側に複数の冷媒流通穴２０１Ａを有する多孔構造となっており、図５に示すように、右側のヘッダ２０２Ａの上段側冷媒供給部２０２Ａ１を介して外部より導入分配された冷媒を上段側にある扁平伝熱管２０１の各冷媒流通穴２０１Ａに均等に流し、コルゲートフィン２０３を介して内部の冷媒と外部の空気との間で効率良く熱交換を行うようになっている。
【０００６】
左側のヘッダ２０２Ｂを介して折り返され、分配される冷媒は、下段側にある扁平伝熱管２０１の各冷媒流通穴２０１Ａを均等に流れ、コルゲートフィン２０３を介して内部の冷媒と外部の空気との間で効率良く熱交換を行うようになっている。
【０００７】
下段側にある扁平伝熱管２０１を出た冷媒は、右側のヘッダ２０２Ａの下段側冷媒導出部２０２Ａ２を介して、冷媒回路に流出する。
【０００８】
コルゲートフィン２０３は、板材を波形に複数回折り曲げて形成したものである。図５に示すように、このコルゲートフィン２０３の長さ寸法Ｌ２１は扁平伝熱管２０１の長手方向の長さ寸法Ｌ２０と略同一である。次に、コルゲートフィン２０３を側面から見た場合の断面図を図６に示す。コルゲートフィン２０３の幅寸法Ｈ２１は扁平伝熱管２０１の幅寸法Ｈ２０と同じあるいはやや小さい寸法としている。また、波形の頂部である屈曲部を除く扁平な面には、所定の間隔で複数の凸状の切起し片２０３Ａが配置されており、この切り起し片２０３Ａによって冷媒と空気との間の熱交換性能が高くなるように構成されている。
【０００９】
上述のように、扁平伝熱管２０１およびコルゲートフィン２０３を備えたＰＦＣ２００は、図５に示すように、扁平伝熱管２０１を水平状態に設置しているため、ＰＦＣ２００を蒸発器として機能させている時にコルゲートフィン２０３表面で発生した凝縮水が、扁平伝熱管２０１の表面に流下して、更に、図示しない送風機で発生する空気流の上流側から下流側方向に次第に滞留することで、凝縮水が集まって空気通路を塞ぐことによりＰＦＣ２００の通風抵抗が増大する。したがって、ＰＦＣ２００を蒸発器として利用した場合、通風抵抗の増大により空気の流れが悪くなり、熱交換効率が下がる問題があった。
【００１０】
この問題を解決する方法として、特許文献１に示すような方法がある。特許文献１について、図７と図８を基に説明する。図７は特許文献１のＰＦＣを側面から見た場合の一部を示した断面図であり、図８は特許文献１のＰＦＣを正面から見た場合の一部を拡大した正面拡大図である。図７に示すように、コルゲートフィン３０３の幅寸法Ｈ３１を扁平伝熱管３０１の幅寸法Ｈ３０より大きくし、図８に示すように、コルゲートフィン３０３の扁平伝熱管３０１よりも外側の部分を切り開いて、縁部３０４を形成している。そして、上下の縁部３０４の先端３０４Ａを突き合わせて接合している。これにより、扁平伝熱管３０１の表面の空気流の下流側に滞留している凝縮水が縁部３０４を伝わり下まで流れることで、熱交換器の排水性能を向上させ、熱交換効率が下がる問題を解決している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−１０１８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特許文献１の方法では、図８に示すように、コルゲートフィン３０３の縁部３０４の先端３０４Ａを上下で正確に突き合わせ接合する必要があるため、コルゲートフィン３０３を組み立てる時の作業に精密さが要求される。従って、製造コストが上昇し、ＰＦＣが高価になるという問題があった。
【００１３】
そこで、本発明は、組み立てを簡易にしつつ排水性能を向上させた熱交換器を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決し目的を達成するために、本発明の熱交換器は、一対のヘッダと、前記ヘッダに両端が接続されて上下方向に平行に配置された複数本の扁平伝熱管と、前記複数本の扁平伝熱管の間に配置され波形形状をしたフィンとを備えた熱交換器であって、前記フィンの幅を前記扁平伝熱管の幅よりも大きく形成することで同フィンが前記扁平伝熱管より一部はみ出させ、同フィンのはみ出した端部を、前記フィンの下側の波形形状の先端部を切り開くことで一対の切片部を形成し、前記フィンのうち、上側の波形形状の先端部を一部切り欠くことで凹部を形成し、形成した凹部に前記扁平伝熱管を配置し、前記切片部が、下隣りのフィンの上側の波形形状の先端部である屈曲部と当接している。また、前記屈曲部と前記扁平伝熱管の側面とが接する箇所に水抜き部を備えている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の熱交換器によれば、組み立てを簡易にしつつ、排水性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明にかかる熱交換器を示した図である。
【図２】本発明にかかる熱交換器を側面から見た場合の一部を示した断面図である。
【図３】本発明にかかる熱交換器を正面から見た場合の一部を拡大した正面拡大図である。
【図４】本発明にかかる熱交換器のフィンを拡大した斜視図である。
【図５】従来の熱交換器を示した図である。
【図６】従来の熱交換器を側面から見た場合の一部を示した断面図である。
【図７】特許文献１の熱交換器を側面から見た場合の一部を示した断面図である。
【図８】特許文献１の熱交換器を正面から見た場合の一部を拡大した正面拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、図面に基づいて、本発明にかかる熱交換器の実施例を詳細に説明する。
【００１８】
本発明の熱交換器は、図１に示すようにＰＦＣに関するものである。本発明の熱交換器１００は、一対のパイプ状のヘッダ１０２Ａ、１０２Ｂと、扁平伝熱管１０１と波形に屈曲させて形成されたコルゲートフィン１０３と、保護板であるサイドプレート１１１で構成されている。
扁平伝熱管１０１は、平行に配置されたヘッダ１０２Ａ、１０２Ｂの間に上下に所定の間隔をもって複数配置され、それぞれの両端はヘッダ１０２Ａ、１０２Ｂに連通している。サイドプレート１１１は、最上段のコルゲートフィン１０３上面および最下段のコルゲートフィン１０３下面とそれぞれ接続するとともに両端が各ヘッダ１０２Ａ、１０２Ｂに接続されている。また、コルゲートフィン１０３は波形の頂部（屈曲部）が扁平伝熱管１０１に接するようにそれぞれの扁平伝熱管１０１の間、および扁平管１０１とサイドプレート１１１との間に配置されている。
【００１９】
右側のヘッダ１０２Ａには、冷媒が流入する流入口１０２Ａ３と、冷媒が流出する流出口１０２Ａ４が設けられている。また、ヘッダ１０２Ａは内部に設置された仕切板１１０によって上段側冷媒供給部１０２Ａ１と下段側冷媒導出部１０２Ａ２に分割されており、上段側冷媒供給部１０２Ａ１に流入口１０２Ａ３が設けられ、下段側冷媒導出部１０２Ａ２に流出口１０２Ａ４が設けられている。この仕切板１１０により、扁平伝熱管１０１は上段側冷媒供給部１０２Ａ１と接続される上段側と、下段側冷媒導出部１０２Ａ２と接続される下段側に分けられる。
【００２０】
扁平伝熱管１０１は、図２に示すように、内側に複数の冷媒流通穴１０１Ａを有する多孔構造となっており、図１に示すように、右側のヘッダ１０２Ａの上段側冷媒供給部１０２Ａ１を介して外部より導入分配された冷媒を上段側にある扁平伝熱管１０１の各冷媒流通穴１０１Ａに均等に流し、コルゲートフィン１０３を介して内部の冷媒と外部の空気との間で効率良く熱交換を行うようになっている。
【００２１】
左側のヘッダ１０２Ｂを介して折り返され、分配される冷媒は、下段側にある扁平伝熱管１０１の各冷媒流通穴１０１Ａを均等に流れ、コルゲートフィン１０３を介して内部の冷媒と外部の空気との間で効率良く熱交換を行うようになっている。
【００２２】
下段側にある扁平伝熱管１０１を出た冷媒は、右側のヘッダ１０２Ａの下段側冷媒導出部１０２Ａ２を介して、冷媒回路に流出する。
【００２３】
コルゲートフィン１０３は、板材を波形に複数回折り曲げて形成したものである。図１に示すように、このコルゲートフィン１０３の長さ寸法Ｌ１１は扁平伝熱管１０１の長手方向の長さ寸法Ｌ１０と略同一とされている。また、図２に示すように、コルゲートフィン１０３の幅寸法Ｈ１１は扁平伝熱管１０１の幅寸法Ｈ１０よりも大きい寸法としている。コルゲートフィン１０３の上下の端部である屈曲部を除く扁平な面には所定の間隔で複数の凸状の切起し片１０３Ａが配置されており、この切り起し片１０３Ａによって冷媒と空気との間の熱交換性能が高くなるように構成されている。
【００２４】
また、コルゲートフィン１０３の幅寸法Ｈ１１を扁平伝熱管１０１の幅寸法Ｈ１０よりも大きく形成する一方、図２、図３に示すように、コルゲートフィン１０３の下側の屈曲部１０６Ａの扁平伝熱管１０１からはみ出す両端部１０６Ｂ、１０６Ｂをそれぞれ切り開くことで一対の切片部１０４を形成している。切片部１０４の先端は八の字形に伸ばされている。この切片部１０４と下側に配置されるコルゲートフィン１０３の上側の屈曲部１０６Ｂとが当接するようにコルゲートフィン１０３は配置されている。これにより、コルゲートフィン１０３で発生した凝縮水が切片部１０４を経由して屈曲部１０６Ｂを伝って、下に向かって流れることができる。
【００２５】
コルゲートフィン１０３は、図４に示すように、扁平伝熱管１０１をコルゲートフィン１０３の上部に配置するために、コルゲートフィン１０３を扁平伝熱管１０１の厚さとほぼ同じだけ切り欠くことで凹ませた凹部１０３Ｂを形成している。この凹部１０３Ｂの両側を大きく切り欠くことで、屈曲部１０６Ｂと扁平伝熱管１０１との間に隙間ができ、屈曲部１０６Ｂ上に溜まった凝縮水が流れる水抜き部１０５を形成している。なお、水抜き部１０５は屈曲部１０６Ｂ上に孔を開けて形成しても良く、屈曲部１０６Ｂ上に溜まった凝縮水が流れる形状であれば良い。
【００２６】
なお、本発明の熱交換器１００において、コルゲートフィン１０３を扁平伝熱管１０１に蝋付けによって取り付ける作業について説明する。初めに、作業者は扁平伝熱管１０１に蝋材を付けてから、コルゲートフィン１０３を扁平伝熱管１０１の上に置く。この作業を繰り返して、コルゲートフィン１０３と扁平伝熱管１０１を何層も積み重ねる。そして、作業者は一番上にある扁平伝熱管１０１に上から力を加えることで、コルゲートフィン１０３の切片部１０４と下側に配置されるコルゲートフィン１０３の上側にある屈曲部１０６Ｂとを当接させる。
【００２７】
組み立てた後、作業者は組み立てた熱交換器１００を炉に入れて加熱する。加熱されることで蝋材は溶ける。蝋材が十分に溶けた後、作業者は炉から熱交換器１００を取り出して、蝋材を冷やして固まらせる。これにより、扁平伝熱管１０１とコルゲートフィン１０３を固定することが出来る。なお、本発明の熱交換器１００は上記の蝋付けによる固定方法に限定したものではなく、扁平伝熱管１０１とコルゲートフィンの両方に蝋材を付けてから組み立てても良く、また、扁平伝熱管１０１にコルゲートフィンを組み立てた後に蝋材を吹き付けても良く、扁平伝熱管１０１とコルゲートフィン１０３を固定することが出来れば良い。
【００２８】
上記の構成により、本発明の熱交換器１００では、扁平伝熱管１０１に溜まった凝縮水は空気流によりコルゲートフィンの切片部１０４まで流れ、切片部１０４に当接されている屈曲部１０６Ｂを経由して下に向かって流れる。切片部１０４と屈曲部１０６Ｂが連続するように当接させたことで、凝縮水の排水通路を形成している。また、水抜き部１０５が屈曲部１０６Ｂの上部と連続しているため、屈曲部１０６Ｂ上に溜まった水が水抜き部１０５を経由して流すことができ、凝縮水の排水通路を形成させることが出来る。
【００２９】
なお、本発明の熱交換器は、コルゲートフィン１０３のうち、扁平伝熱管１０１と当接する箇所である凹部１０３Ｂを形成しているが、必ずしも形成する必要はない。屈曲部１０６Ｂの曲率が十分小さい場合、扁平伝熱管１０１の厚さよりも切片部１０４が長くなる。この場合では、コルゲートフィン１０３に凹部１０３Ｂを形成しなくても切片部１０４が、下側に配置されたコルゲートフィンの屈曲部１０６Ｂに当接させることができる。
【００３０】
以上より、本発明の熱交換器は、蒸発器として利用した場合にも、凝縮水の排出性能を向上させることができる熱交換器を、簡単な作業で組み立てることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１００    熱交換器
１０１    扁平伝熱管
１０２Ａ  右側ヘッダ
１０２Ｂ  左側ヘッダ
１０３    コルゲートフィン
１０４    切片部
１０５    水抜き部
１０６    屈曲部
１１０    仕切板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014047975.tif 000008
【図７】
2014047975.tif 000009
【図８】
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