(57)【要約】【課題】  熱交換器を蒸発器として使用した場合、この膨出部の風上側傾斜面には霜が付着し易い。また、膨出部の風上側傾斜面はフィンの表面より左右方向に突出しているため、左右方向に隣接するフィンとの間隔が狭くなり、フィン同士の間に霜が詰まり易い問題があった。【解決手段】  そこで、本発明は、複数の伝熱管と、複数の伝熱管と交差される板状の複数のフィンを有する熱交換器であって、フィンは、通風路を形成する伝熱部を備え、伝熱部の中の風上側には、フィンより垂直に突出して形成された第１垂直面がある。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に配列される複数の伝熱管と、
前記複数の伝熱管と交差し、左右に配列される板状の複数のフィンと、
上下に隣り合う前記伝熱管と、左右に隣り合う前記フィンに囲まれた複数の通風路を有する熱交換器であって、
前記フィンは、前記通風路を形成する伝熱部を備え、
前記伝熱部の中の風上側には、前記フィンより垂直に突出して形成された第１垂直面があることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器であって、
前記伝熱部の中で、前記第１垂直面よりも風下側には、前記第１垂直面が突出する方向と反対の方向に突出して形成された第２垂直面があることを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項２に記載の熱交換器であって、
前記第１垂直面を一端面に、前記第２垂直面を他端面とする凹部が形成されていることを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝熱管とフィンとを備え、伝熱管内を流れる流体を空気と熱交換させる熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
伝熱管とフィンとを備えた熱交換器が知られている。この熱交換器では、複数の板状のフィンが互いに所定の間隔をおいて平行に左右方向に積層されている。この積層されたフィン夫々に直交するように挿入された複数の伝熱管が、互いに一定の間隔をおいて上下に並んで配置されている。フィンの表面の風上側と風下側には、フィン同士の間隔を整えるために、フィンの一部を切り起こして形成されるタブ部が設けられている。このタブ部が隣接するフィンと接することで、フィン同士の間隔を整えることができる。
【０００３】
フィン１２０は、図８に示すように、上下に隣接する伝熱管１３０の間に伝熱部１２１を有している。この伝熱部１２１には、フィン１２０の強度を上げるために、フィン１２０をプレス加工することによってフィン１２０を膨出して形成された第１膨出部２１１と第２膨出部２１２がある。この第１膨出部２１１と第２膨出部２１２は山型に形成され、この山の頂がフィン１２０の上下方向に延びた形状をしている。この第１膨出部２１１と第２膨出部２１２は、図９に示すように、フィン１２０の通風方向の風上端から頂までの傾斜した部分である風上側傾斜面２１１ａ、２１２ａと、頂から通風方向の風下端までの傾斜した部分である風下側傾斜面２１１ｂ、２１２ｂを備えている。このうち第１膨出部２１１の風上側傾斜面２１１ａに接する空気の速度は速いため温度境界層が薄くなり、風上側傾斜面２１１ａと空気とが効率的に熱交換できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１４３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、熱交換器を蒸発器として使用した場合、この第１膨出部２１１の風上側傾斜面２１１ａには霜が付着し易い。また、第１膨出部２１１の風上側傾斜面２１１ａはフィン１２０の表面より左右方向に突出しているため、左右方向に隣接するフィン１２０との間隔が狭くなり、フィン１２０同士の間に霜が詰まり易い問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、フィン同士の間に霜が詰まりにくくしたフィンを備えた熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した問題を解決するために、本発明は、上下に配列される複数の伝熱管と、複数の伝熱管と交差し、左右に配列される板状の複数のフィンと、上下に隣り合う伝熱管と、左右に隣り合うフィンに囲まれた複数の通風路を有する熱交換器であって、フィンは、通風路を形成する伝熱部を備え、伝熱部の中の風上側には、フィンより垂直に突出して形成された第１垂直面があることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、伝熱部の中で、第１垂直面よりも風下側には、第１垂直面が突出する方向と反対の方向に突出して形成された第２垂直面があることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、第１垂直面を一端面に、第２垂直面を他端面とする凹部が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の熱交換器によれば、フィンの伝熱部の中の風上側に垂直面を設けることで、垂直面に霜を付着させて、霜を通風方向に成長させるため、フィン同士の間に霜を詰まりにくくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明にかかる熱交換器の全体を示した斜視図である。
【図２】本発明にかかる熱交換器の全体を示した正面図である。
【図３】図２の切断線Ａ−Ａにおける断面図である。
【図４】図３の切断線Ｂ−Ｂにおける断面図である。
【図５】別実施形態における図３の切断線Ｂ−Ｂにおける断面図である。
【図６】本発明にかかる熱交換器の第２実施形態を図２の切断線Ａ−Ａにおける断面図である。
【図７】図６の切断線Ｃ−Ｃにおける断面図である。
【図８】従来にかかる熱交換器の断面図である。
【図９】図８の切断線Ｄ−Ｄにおける断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態に関する熱交換器１００は、図１と図２に示すように、フィン１２０と扁平管１３０を備えた熱交換器である。図１は、本発明にかかる熱交換器１００の全体を示した斜視図である。図２は、本発明にかかる熱交換器１００の全体を示した正面図である。図３は、図２の切断線Ａ−Ａにおける断面図である。図４は、図３の切断線Ｂ−Ｂにおける断面図である。図５は、別実施形態における図３の切断線Ｂ−Ｂにおける断面図である。図６は、本発明にかかる熱交換器１００の別実施形態を図２の切断線Ａ−Ａにおける断面図である。図７は、図６の切断線Ｃ−Ｃにおける断面図である。
【００１３】
図１と図２に示すように、熱交換器１００は、第１ヘッダ１１０ａと、第２ヘッダ１１０ｂと、複数の扁平管１３０と、複数のフィン１２０とを備えている。第１ヘッダ１１０ａ、第２ヘッダ１１０ｂ、扁平管１３０、フィン１２０はいずれもアルミニウム合金製の部材であり、各々の接合は蝋付けによって行われている。
【００１４】
第１ヘッダ１１０ａと第２ヘッダ１１０ｂは、両方とも長手方向の両端が閉鎖された細長い円筒状に形成されている。熱交換器１００の一端側に第１ヘッダ１１０ａが配置され、熱交換器１００の他端側に第２ヘッダ１１０ｂが配置される。なお、第１ヘッダ１１０ａと第２ヘッダ１１０ｂのそれぞれの長手方向を熱交換器１００の上下方向とする。
【００１５】
扁平管１３０は多孔構造であり、断面形状が長円形あるいは角の丸い矩形となった伝熱管であり、後述するフィン１２０と直交する方向に延びている。また、扁平管１３０には、冷媒が流れる冷媒流路が複数本配置され、この冷媒流路は扁平管１３０の長手方向の一端と他端の間に、長手方向の一端から他端にかけて延びて形成され、扁平管１３０の幅方向に等間隔で配置されている。熱交換器１００において、各扁平管１３０は、各々の上側の面と下側の面が対向するように、熱交換器１００の熱交換能力と通風抵抗などを考慮して決定した間隔である第１の間隔ｄ１をおいて上下に並んで配置されている。各扁平管１３０は、一端を第１ヘッダ１１０ａに挿入し、他端を第２ヘッダ１１０ｂに挿入している。なお、扁平管１３０の長手方向を左右方向とする。
【００１６】
フィン１２０は、金属板をプレス加工することによって、縦長の板形状に形成されている。フィン１２０には、図３に示すように、フィン１２０の短手方向の一端からフィン１２０の短手方向の他端に向かって延びる横長の切り欠き部１４０が、フィン１２０の長手方向（上下方向）に所定の間隔をおいて多数形成されている。この切り欠き部１４０に扁平管１３０が差し込まれることで、扁平管１３０は上下方向に第１の間隔ｄ１をおいて配置される。また、フィン１２０は、図１に示すように、扁平管１３０の長手方向（左右方向）に熱交換器１００の熱交換能力と通風抵抗などを考慮して決定した間隔である第２の間隔ｄ２をおいて複数枚配置される。図２に示すように、上下に隣り合う扁平管１３０と、左右に隣り合うフィン１２０に囲まれた通風路１５０が、上下方向と左右方向それぞれに複数並んで形成される。なお、図２では複数の通風路１５０のうち１つを代表して図示している。フィン１２０と扁平管１３０は互いに直交しており、図３に示すように、フィン１２０の表面のうち、複数の通風路の一つと接すると共に、上下に隣り合う扁平管１３０の間に位置する面が、斜線の矢印で示す空気と熱交換する伝熱部１２１となる。また、フィン１２０の一部で切欠き部１４０よりフィン１２０の他端側にある面が、フィン１２０の上端１２０ａから下端１２０ｂまで連続して形成された流水部（連通部）１２２となる。なお、斜線の矢印がある側を風上側、反対側を風下側とする。また、本実施例では流水部（連通部）１２２をフィン１２０の風下側に形成しているが、本発明はこれに限定したものではなく、風上側に形成してもよい。
【００１７】
フィン１２０には、図３に示すように、フィン１２０の一部を扁平管１３０よりも風上側に延長して突き出した突出し部１７０が設けられている。また、フィン１２０の伝熱部１２１には、フィン１２０をプレス加工することによって形成される、フィン１２０の上下方向に細長く突出した第１リブ１６１と第２リブ１６２が設けられる。この第１リブ１６１と第２リブ１６２はフィン１２０の表面より垂直に立ち上がっており、第１リブ１６１と第２リブ１６２の断面はコ字状となっている。突出し部１７０の風下側の端部の近傍にある伝熱部１２１に第１リブ１６１が設けられ、伝熱部１２１のうち通風方向の中央寄り、つまり第１リブ１６１の風下側に第２リブ１６２が設けられている。第１リブ１６１と第２リブ１６２は、図４に示すようにフィン１２０の同じ面（表面１２０ｘ）から突き出されている。第１リブ１６１の風上側の側面には第１垂直面である風上側面１６１ａが形成される。この構造により、第１リブ１６１の風上側面１６１ａに速度の速い空気が衝突するため、フィン１２０と空気とが効率良く熱交換することができる。また、熱交換器１００を蒸発器として機能させた場合、霜は第１リブ１６１の風上側面１６１ａに対し垂直となる方向である通風方向に付着して積層される。よって、隣接するフィン１２０に向かっては霜が積層されにくいため、霜がフィン１２０同士の隙間を塞ぐようなことは抑えることができる。また、本実施形態では第１リブ１６１と第２リブ１６２共に、フィン１２０に対し垂直に立ち上がっているが、本発明はこれに限定したものではなく、製作時の角度の許容差の範囲の傾きが本発明に含まれる。この角度の許容差は例えば、±１°である。また、第１リブ１６１と第２リブ１６２共に風上側に傾ける場合については、第１垂直面または第２垂直面に霜が付着し、隣接するフィン１２０に向かっては霜が積層されにくい本発明の効果が得られる角度までは傾けてもよい。さらに、垂直面である風上側面１６１ａと連続し、第１リブ１６１と第２リブ１６２の頂部分１６１ｃ、１６２ｃが、本実施形態では平面状に形成されているが、本発明はこれに限定されたものではなく、曲面状や斜めなどに形成してもよい。また、頂部分１６１ｃ、１６２ｃの角をＲ状に形成してもよい。
【００１８】
なお、本実施形態では第１リブ１６１と第２リブ１６２がフィン１２０から同じ方向に突出しているが本発明はこれに限定したものではなく、図５に示すように、第１リブ１６１と第２リブ１６２をフィン１２０から逆方向に突出させてもよい。第２リブ１６２も第１リブ１６１と同様に風上側の側面には第２垂直面である風上側面１６２ａが形成される。この場合、フィン１２０の表面１２０ｘおよび裏面１２０ｙに沿って流れるそれぞれの空気が第１リブ１６１の風上側面１６１ａまたは第２リブ１６２の風上側面１６２ａに衝突するため、フィン１２０と空気とが従来の膨出部より効率良く熱交換することができる。また、熱交換器１００を蒸発器として機能させた場合、霜は第１リブ１６１の風上側面１６１ａと第２リブ１６２の風上側面１６２ａに対し垂直となる方向である通風方向に付着して積層される。よって、隣接するフィン１２０に向かっては霜が積層されにくいため、霜がフィン１２０同士の隙間を塞ぐようなことを抑えることができる。
【００１９】
また、本実施形態では、フィン１２０の伝熱部１２１に、第１リブ１６１と第２リブ１６２とリブを２箇所設けているが本発明はこれに限定したものではなく、図６と図７に示すように、伝熱部１２１にはフィン１２０より突出して形成される凹部１８０を設けてもよい。この凹部１８０のうちフィン１２０の表面１２０ｘにある風上側の一端面には、第１垂直面である風上側垂直面１８０ａが形成される。この風上側垂直面１８０ａに速度の速い空気が衝突するため、フィン１２０と空気とが効率良く熱交換することができる。また、凹部１８０のうちフィン１２０の裏面１２０ｙにある風下側の他端面には、第２垂直面である風下側垂直面１８０ｂが形成される。この風下側垂直面１８０ｂにも速度の速い空気が衝突するため、フィン１２０と空気とがより効率良く熱交換することができる。また、熱交換器１００を蒸発器として機能させた場合、霜は凹部１８０の表面１２０ｘにある風上側垂直面１８０ａと裏面１２０ｙにある風下側垂直面１８０ｂに対し垂直となる方向である通風方向に付着して積層される。よって、隣接するフィン１２０に向かっては霜が積層されにくいため、霜がフィン１２０同士の隙間を塞ぐようなことを抑えることができる。また、本実施形態では、フィン１２０を凹部１８０の形状にプレス加工するだけで、第１垂直面と第２垂直面を同時に形成することができる。
【００２０】
以上より、本発明は、フィンの伝熱部に形成されたリブまたは凹部に形成される垂直面によって、霜を通風方向に積層させるため、フィン同士の間に霜を詰まりにくくできる。
【符号の説明】
【００２１】
１００    熱交換器
１２０    フィン
１２１    伝熱部
１３０    扁平管
１５０    通風路
１６０    タブ部
１６１    第１リブ
１６１ａ    風上側面
１６２    第２リブ
１６２ａ    風上側面
１８０    凹部
１８０ａ    風上側垂直面
１８０ｂ    風下側垂直面
【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】
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【図７】
2018071860.tif 000009
【図８】
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【図９】
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