(57)【要約】  【課題】  空気側熱伝達率を向上させ、コンパクトかつ高性能なフィンチューブ熱交換器を実現する。  【解決手段】  複数の平板フィンと、平板フィンを貫通して段方向に配列した複数の伝熱管とを備え、隣り合う平板フィンによって空気流の流路を形成し、空気流と伝熱管内を流動する冷媒との間で熱交換を行うフィンチューブ熱交換器であって、段方向に隣り合う伝熱管の間の各平板フィン上に開口し空気流の主流方向に対して傾斜するスリットと、スリットに隣接して設けられ、スリットと一対となり、空気流の主流方向に対して傾斜する切り起こし部とを設け、一対のスリットおよび切り起こし部は、平板フィンと隣接する他の平板フィン上の一対のスリットおよび切り起こし部と、平板フィンの積層方向から見て交差して配置されている。【選択図】  図１
2008133992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに所定間隔を空けて平行に積層した複数の平板フィンと、前記平板フィンを貫通して段方向に配列した複数の伝熱管とを備え、前記段方向と略垂直方向に前記平板フィンの表面を流れる第１の流体と前記伝熱管の内部を流れる第２の流体とを熱交換させるフィンチューブ熱交換器であって、
前記段方向に隣り合う前記伝熱管の間の前記各平板フィン上に開口し前記第１の流体の主流方向に対して傾斜するスリットと、前記スリットに隣接して設けられ、前記スリットと一対となり、前記第１の流体の主流方向に対して傾斜する切り起こし部とを有し、
前記一対のスリットおよび切り起こし部は、前記平板フィンと隣接する他の平板フィン上の一対のスリットおよび切り起こし部と、前記平板フィンの積層方向から見て交差して配置されていることを特徴とするフィンチューブ熱交換器。
【請求項２】
前記伝熱管の段方向に隣接するそれぞれの前記スリットと前記切り起こし部は、前記伝熱管を挟んで「八」の字状に設けられていることを特徴とする、
請求項１に記載のフィンチューブ熱交換器。
【請求項３】
前記切り起こし部は、第１の流体の主流方向の上流側から下流側に向かって切り起こされたことを特徴とする、
請求項１または２に記載のフィンチューブ熱交換器。
【請求項４】
前記切り起こし部は、第１の流体の主流方向の上流側から下流側に向かってめくりとられたように切り起こされてなり、前記切り起こし部の横断面形状が上流側に向かって先細り状となるように湾曲または屈曲した形状で形成されている、
請求項１〜３のいずれかに記載のフィンチューブ熱交換器。
【請求項５】
前記切り起こし部の横断面の幅は、前記第１の流体の主流方向に向かって上流側から下流側に行くにしたがって大きくなり、前記切り起こし部の下流端において最大となる、
請求項１〜４のいずれかに記載のフィンチューブ熱交換器。
【請求項６】
前記切り起こし部の横断面形状は半円状である、
請求項１〜５のいずれかに記載のフィンチューブ熱交換器。
【請求項７】
前記切り起こし部の横断面形状は半楕円状である、
請求項１〜５のいずれかに記載のフィンチューブ熱交換器。
【請求項８】
前記切り起こし部の横断面形状はくさび形である、
請求項１〜５のいずれかに記載のフィンチューブ熱交換器。
【請求項９】
前記切り起こし部の切り起こし高さは、フィンピッチの１／２以上である、
請求項１〜８のいずれかに記載のフィンチューブ熱交換器。
【請求項１０】
前記第１の流体が空気であり、前記第２の流体が二酸化炭素であることを特徴とする、
請求項１〜９のいずれかに記載のフィンチューブ熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置などに用いられるフィンチューブ熱交換器に関するもので、特に、平板フィンの面上に各種の切り起こし部を設けて熱交換効率を向上させたフィンチューブ熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和装置などに用いられている従来のフィンチューブ熱交換器６００は、図１０に示すように、互いに所定間隔をおいて平行に配置された、アルミニウムなどの薄板からなる複数の平板フィン６０１と、平板フィン６０１の面に対して垂直に各平板フィン６０１を順次貫通して設けられた、銅管などからなる複数の伝熱管６０２とから構成されている。また、伝熱管６０２は、フィンチューブ熱交換器６００の端部において、Ｕベンドにより連結接合されている。従来のフィンチューブ熱交換器６００は、伝熱管６０２の内部をフロンなどの冷媒が流動し、各平板フィン６０１の間を空気流６０３が図１０の矢印で示す方向に流動することで、冷媒と空気との間で熱交換が行われる構成となっている。
【０００３】
近年、地球温暖化問題などの環境的な面から、あらゆる機器や装置に対して省エネルギー性が強く要求されている。省エネルギー性を実現する装置の１つに、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ２）を用いた空気調和装置が提案されている。冷媒として二酸化炭素（ＣＯ２）を用いることが、冷暖房のみならず、給湯なども含めた総合エネルギー効率の向上を可能にする大きな要素となっている。
【０００４】
また、二酸化炭素（ＣＯ２）を冷媒として空気と熱交換させる熱交換器では、二酸化炭素（ＣＯ２）を超臨界状態で作動させるために、冷媒配管を細管とすることで、冷媒側熱伝達率を大きくすることを可能としている。しかしながら、冷媒側熱伝達率に比べて空気側熱伝達率がかなり小さいために、熱交換器の伝熱性能は、空気側熱伝達率により律速されてしまう。
【０００５】
そこで、フィンチューブ熱交換器の平板フィン間を流動する空気側熱伝達率を向上させる目的で、平板フィンの面上に切り起こしやスリットなどを設け、平板フィン表面での温度境界層や速度境界層の発達を抑制する例や、伝熱管の後流域における死水域を減少させる例などが開示されている（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００６】
一方、単位体積あたりの空気側伝熱面積の増加と、空気側熱伝達率の向上を目的として、伝熱管を細管として空気側伝熱面を金網構造とした金網構造熱交換器も提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００７】
上述の空気側熱伝達率の向上策などによって、近年では、フィンチューブ熱交換器において、単純な平板フィンに比較して２倍以上の空気側熱伝達率を実現している。
【特許文献１】特開平８−３２７２７０号公報
【特許文献２】特開２０００−２９２０８７号公報
【特許文献３】特開２００１−１４７０８７号公報
【特許文献４】特開２００３−２９４３８４号公報
【非特許文献１】ジャーナル「機械の研究」、養賢堂、１９８９年、第４１巻・第１２号、ｐ．５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１〜４に開示されているフィンチューブ熱交換器においては、空気側熱伝達率を向上させる方法として、平板フィン間を流動する空気流の温度境界層の発達を抑制することや、伝熱管の後流域における死水域を減少させることを主眼としている。
【０００９】
しかしながら、二酸化炭素（ＣＯ２）を冷媒として用いた空気調和装置では、伝熱管内を流動する二酸化炭素（ＣＯ２）の超臨界時の熱伝達率が大きいため、冷媒側熱伝達率に見合うように、空気側熱伝達率をさらに向上させることが課題となっている。
【００１０】
また、非特許文献１に開示されているような金網構造熱交換器では、空気側伝熱面を金網構造とすることにより、金網の編み目を通過する空気流の乱流の発生が促進され、平板フィンを用いたフィンチューブ熱交換器に比べて、空気側熱伝達率を向上させることが実験的に見出されている。
【００１１】
しかしながら、このような金網構造熱交換器では、伝熱管と金網との接触熱抵抗が大きいことや、金網を構成する細線の熱抵抗が大きいこと、さらには熱交換器の量産性に劣るなどの課題を有している。
【００１２】
本発明は、冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器において、平板フィン間を流動する空気流を混合させて乱流を積極的に発生させ、その一方で、伝熱面を細分化して伝熱面の代表長さを短くすることにより、空気側熱伝達率を向上させ、特に、二酸化炭素（ＣＯ２）を冷媒として伝熱管を細管とした熱交換器において、好適な熱交換器を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するために、本発明におけるフィンチューブ熱交換器は、互いに所定間隔を空けて平行に積層した複数の平板フィンと、前記平板フィンを貫通して段方向に配列した複数の伝熱管とを備え、前記段方向と略垂直方向に前記平板フィンの表面を流れる第１の流体と前記伝熱管の内部を流れる第２の流体とを熱交換させるフィンチューブ熱交換器であって、
前記段方向に隣り合う前記伝熱管の間の前記各平板フィン上に開口し前記第１の流体の主流方向に対して傾斜するスリットと、前記スリットに隣接して設けられ、前記スリットと一対となり、前記第１の流体の主流方向に対して傾斜する切り起こし部とを有し、
前記一対のスリットおよび切り起こし部は、前記平板フィンと隣接する他の平板フィン上の一対のスリットおよび切り起こし部と、前記平板フィンの積層方向から見て交差して配置されているものである。
【００１４】
前記伝熱管の段方向に隣接するそれぞれの前記スリットと前記切り起こし部は、前記伝熱管を挟んで「八」の字状に設けられているものである。
【００１５】
前記切り起こし部は、第１の流体の主流方向の上流側から下流側に向かって切り起こされたものである。
【００１６】
前記切り起こし部は、第１の流体の主流方向の上流側から下流側に向かってめくりとられたように切り起こされてなり、前記切り起こし部の横断面形状が上流側に向かって先細り状となるように湾曲または屈曲した形状で形成されているものである。
【００１７】
前記切り起こし部の横断面の幅は、前記第１の流体の主流方向に向かって上流側から下流側に行くにしたがって大きくなり、前記切り起こし部の下流端において最大となっていてもよい。
【００１８】
前記切り起こし部の横断面形状は半円状、または、半楕円状、または、くさび形であってもよい。
【００１９】
前記切り起こし部の切り起こし高さは、フィンピッチの１／２以上であってもよい。
【００２０】
また、前記第１の流体が空気であり、前記第２の流体が二酸化炭素であってもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のフィンチューブ熱交換器によれば、伝熱管を挟んで「八」の字状となるように空気流の主流方向に対して傾斜するように形成された切り起こし部に、平板フィン間を流動する空気流が衝突して流路変更し、上記空気流の一部がスリットを通過して積極的に平板フィンを介して隣接する流路に流入することで、流路変更により引き起こされる乱流発生の促進効果を向上させて、空気側熱伝達率を向上させた熱交換器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図１、図２、図４においては、平板フィン１１０の長手方向を「段」、短手方向を「列」として説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるフィンチューブ熱交換器１００の構成を示す斜視図、図２は、図１におけるフィンチューブ熱交換器１００を平板フィン１１０の面方向から見た平面図、図３は、図１におけるフィンチューブ熱交換器１００を第１の流体である空気流１２０の主流方向から見た側面図である。
【００２４】
図１〜図３に示すように、本発明の実施の形態１におけるフィンチューブ熱交換器１００は、複数のアルミニウム薄板からなる平板フィン１１０と、複数の銅管からなる伝熱管１３０とにより構成され、冷媒として第２の流体である二酸化炭素を用いている。平板フィン１１０は、第１の流体である空気流１２０の主流方向に対して平行になるように配置され、伝熱管１３０は、空気流１２０の主流方向に対して垂直になるように、平板フィン１１０を貫通して配列されている。
【００２５】
平板フィン１１０の面上には、平板フィン１１０を切り起こして形成した複数の切り起こし部と、上記切り起こしによって形成された複数のスリットが、各段において全ての隣り合う伝熱管１３０の間に設けられている。上記スリットにより、平板フィン１１０を介してそれぞれ隣接する流路が連通している。また、平板フィン１１０の表面には、ベーマイト処理または親水性塗料の塗布などの親水性処理が施されている。
【００２６】
伝熱管１３０は、内面が平滑な平滑管であっても、溝付き管であってもよく、図示していないが、フィンチューブ熱交換器１００の端部において、Ｕベンドなどによって接続されることで、冷媒流路を形成している。
【００２７】
平板フィン１１０の板厚は、０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ、特には０．１ｍｍ以上であることが好ましい。伝熱管１３０の外径は、１ｍｍ〜２０ｍｍ、特には４ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態１におけるフィンチューブ熱交換器１００を、さらに詳細に説明する。
【００２９】
図１〜図３に示すように、平板フィン１１０は、平板フィン１１１〜１１３の３枚で構成され、それぞれ所定の間隔ｄを有して、互いに平行になるように積層されている。伝熱管１３０は、伝熱管１３１〜１３９の９本で構成され、平板フィン１１０の列方向に２列に分かれて、所定ピッチで配列されている。すなわち、空気流１２０の主流方向から見て、上流側の１列目に伝熱管１３１〜１３５、下流側の２列目に伝熱管１３６〜１３９が配列されている。また、平板フィン１１０の段方向において、１列目の伝熱管１３１〜１３５と２列目の伝熱管１３６〜１３９がそれぞれ交互になるように配列されており、全体として千鳥配列となっている。
【００３０】
例えば、平板フィン１１１の面上には、隣り合う伝熱管１３１と伝熱管１３２との間に、平板フィン１１１を切り起こして形成した切り起こし部１４１と、上記切り起こしによって形成されたスリット１５１が設けられている。同様に、伝熱管１３２と伝熱管１３３との間には、切り起こし部１４２とスリット１５２、伝熱管１３３と伝熱管１３４との間には、切り起こし部１４３とスリット１５３、伝熱管１３４と伝熱管１３５との間には、切り起こし部１４４とスリット１５４とが設けられている。また、２列目の伝熱管１３６〜１３９においても、上記同様、隣り合う伝熱管の間には切り起こし部とスリットがそれぞれ設けられている。
【００３１】
各切り起こし部は、平板フィン１１１の一部を空気流１２０の上流側から下流側に向かって、平板フィン１１１の面に対して垂直に切り起こすことで形成されている。すなわち、各切り起こし部は、空気流１２０の主流方向に対して、常に各スリットよりも下流となるように配置されている。これにより、伝熱管１３０近傍での乱流の発生を促進し、伝熱管１３０の伝熱特性を向上させることができる。
【００３２】
また、図２に示すように、伝熱管１３１と伝熱管１３２との間に設けられた切り起こし部１４１は、空気流１２０の主流方向から見て、左端部１４１ｓが右端部１４１ｒよりも上流側となるように、空気流１２０の主流方向に対して傾斜して形成されている。また、伝熱管１３２と伝熱管１３３との間に設けられた切り起こし部１４２は、空気流１２０の主流方向から見て、右端部１４２ｒが左端部１４２ｓよりも上流側となるように、空気流１２０の主流方向に対して傾斜して形成されている。すなわち、切り起こし部１４１と切り起こし部１４２とは、伝熱管１３２を挟んで「八」の字状となるように、空気流１２０の主流方向に対して左右対称に傾斜して形成されている。
【００３３】
上記傾斜は、切り起こし部１４３、１４５、１４７に対しては切り起こし部１４１と同様、切り起こし部１４４、１４６、１４８に対しては切り起こし部１４２と同様になされている。また、結果として、スリット１５１〜１５８もそれぞれ、切り起こし部１４１〜１４８に対応した形状となっている。
【００３４】
以上、平板フィン１１１を例に挙げて説明したが、平板フィン１１３の切り起こし部１８１〜１８８およびスリット１９１〜１９８については、平板フィン１１１と同様である。一方、平板フィン１１２の切り起こし部１６１〜１６８およびスリット１７１〜１７８については、対応位置関係にある平板フィン１１１の切り起こし部１４１〜１４８およびスリット１５１〜１５８の傾斜方向とそれぞれ逆になるように形成されている。すなわち、各平板フィンに設けられたスリットと切り起こし部の傾斜方向が、図２に示すように、平板フィン１１１と平板フィン１１２、および平板フィン１１２と平板フィン１１３において、それぞれ交差するように形成されている。
【００３５】
また、本発明の実施の形態１において、各切り起こし部の高さｈは、流路２０および流路２１の幅、すなわち、隣り合う平板フィン間における各間隔ｄとそれぞれ同一であってもよいが、図３に示すように、各間隔ｄの１／２以上の高さになるように形成されていることが好ましい。間隔ｄの１／２以上の高さがあれば、流路２０および流路２１を流れる空気流１２０が、各切り起こし部に衝突することによって流路変更し、各スリットを通過して平板フィンを介して隣接する流路に、空気流１２０の一部を流入させることができる。
【００３６】
次に、本発明の実施の形態１におけるフィンチューブ熱交換器１００での空気流１２０の流れについて、詳細に説明する。
【００３７】
図１に示すように、本発明の実施の形態１におけるフィンチューブ熱交換器１００では、平板フィン１１１と平板フィン１１２とによって空気流１２０の流路２０が形成され、平板フィン１１２と平板フィン１１３とによって空気流１２０の流路２１が形成されている。
【００３８】
例えば、空気流１２０のうち、流路２０に流入した流れＡは、伝熱管１３３と熱交換しながら流路２０内を流れていくと共に、その一部は平板フィン１１２に形成された切り起こし部１６２、１６３によって流路変更されて、流れＢおよびＣとなる。そして、流れＢおよびＣは、平板フィン１１２に設けられたスリット１７２、１７３をそれぞれ通過して、平板フィン１１２を介して隣接する流路２１内に流入し、流路２１内を流れる空気流１２０と混合する。一方、流路２１に流入した空気流１２０も、同様に流路２１内を流れていくと共に、その一部が平板フィン１１３に形成された切り起こし部１８１、１８２によって流路変更され、平板フィン１１３に設けられたスリット１９１、１９２をそれぞれ通過して、平板フィン１１３の反対側の面に流出する。
【００３９】
このように、フィンチューブ熱交換器１００内に流入した空気流１２０の一部が、各切り起こし部に衝突して流路変更する際、および、各スリットを通過して平板フィンを介して隣接する流路内の空気流１２０と混合する際に、乱流を発生させて、空気側熱伝達率を増加させることができる。
【００４０】
スリットの開口面積は、スリットを通過して平板フィンを介して隣接する流路に流入する空気流１２０の流入量を十分確保して乱流の発生を促進させるために、大きい方が望ましい。また、切り起こし部とスリットは、その両側に位置する伝熱管への熱抵抗を均一にする点で、隣り合う伝熱管の中心部に設けることが望ましい。
【００４１】
したがって、本発明の実施の形態１のフィンチューブ熱交換器１００によれば、平板フィン間を流れる空気流１２０の流路変更により、伝熱管１３０近傍での乱流の発生を促進させて、平板フィン面での温度境界層の発達を抑制することができる。その結果、空気側熱伝達率を向上させ、特に伝熱管内を流れる冷媒が管内熱伝達率の大きい二酸化炭素などの場合には、伝熱特性をさらに向上させることができる。
【００４２】
なお、本発明の実施の形態１では、平板フィン１１０の列方向に伝熱管１３０が２列に配列されたフィンチューブ熱交換器１００について説明したが、伝熱管１３０が１列の場合でも、３列以上の場合でも、共に有効であることは勿論である。特に、二酸化炭素を冷媒として伝熱管１３０を細管とした場合には、伝熱管１３０が１列以上配列されていれば、空気側熱伝達率を向上させて、高性能の熱交換器を実現することは十分可能である。
【００４３】
以上より、本発明の実施の形態１のフィンチューブ熱交換器１００によれば、空気側熱伝達率を高めることが可能な金網構造熱交換器を、フィンチューブ熱交換器で実現するこ
とができ、金網構造熱交換器で課題であった伝熱管との接触熱抵抗の課題を解決して、総合伝熱性能に優れたフィンチューブ熱交換器を実現することができる。
【００４４】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２におけるフィンチューブ熱交換器１００ａの構成を示す斜視図であり、図５は、図４のＬ−Ｌ断面線における伝熱管１３２付近の部分横断面図である。
【００４５】
本発明の実施の形態２が実施の形態１と異なるのは、切り起こし部の形状であり、その他の構成要素については、実施の形態１と同じである。したがって、実施の形態１と同じ構成要素については同一の符号を用い、その詳細な説明については省略する。
【００４６】
図４、図５に示すように、本発明の実施の形態２における切り起こし部１４１ａ〜１４８ａ、１６１ａ〜１６８ａ、１８１ａ〜１８８ａは、平板フィン１１１ａ、１１２ａ、１１３ａの一部を空気流１２０の上流側から下流側に向かってめくりとるように切り起こすことで、各切り起こし部の横断面形状が空気流１２０の上流側に向かって前端部が先細りした形状、具体的には、半円状になるように形成されている。上記半円の内径は、例えば０．２ｍｍ〜１．０ｍｍであり、各切り起こし部の横断面の幅は、空気流１２０が流れる上流側から下流側に行くにしたがって大きくなり、各切り起こし部の下流端において最大となっている。すなわち、各切り起こし部の下流端が、最も平板フィンから離れるように形成されている。なお、ここで「切り起こし部の下流端」とは、切り起こされた部分の先端部のことである。
【００４７】
従来のピンフィン等のような、横断面が円柱状の伝熱促進体では、空気流の下流側部分、すなわち、空気流の上流側から見て円柱状の伝熱促進体により陰になる部分は死水域となるため、上記下流側部分の熱伝達率は低くなる。
【００４８】
しかしながら、本発明の実施の形態２における切り起こし部１４１ａ〜１４８ａ、１６１ａ〜１６８ａ、１８１ａ〜１８８ａによれば、横断面が空気流１２０の上流側に向かって先細りした形状、特に半円状であるため、死水域を低減して温度境界層の発達をより一層抑制することができ、熱伝達率をさらに効果的に向上させることができる。
【００４９】
なお、本発明の実施の形態２における各切り起こし部の高さｈも、実施の形態１と同様に、平板フィン間の各間隔ｄと同一であってもよいが、各間隔ｄの１／２以上の高さになるように形成されていることが好ましい。これにより、切り起こし部による空気流の流路変更を確実に行うことで、流路内で空気流を混合させて、温度境界層を薄くすることができるため、乱流の発生を促進させ、さらに空気側熱伝達率を向上させることができる。
【００５０】
したがって、本発明の実施の形態２におけるフィンチューブ熱交換器１００ａによれば、従来のフィンチューブ熱交換器６００に比べて、空気側熱伝達率を大幅に向上させることができ、冷媒側熱伝達率と同一の熱交換能力を持つ非常にコンパクトな熱交換器を実現することができる。
【００５１】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３のフィンチューブ熱交換器１００ｂにおける伝熱管１３２付近の部分横断面図である。
【００５２】
本発明の実施の形態３が実施の形態１と異なるのは、切り起こし部の形状であり、その他の構成要素については、実施の形態１と同じである。したがって、実施の形態１と同じ構成要素については同一の符号を用い、その詳細な説明については省略する。
【００５３】
図６に示すように、本発明の実施の形態３における切り起こし部１４１ｂ〜１４８ｂ、１６１ｂ〜１６８ｂ、１８１ｂ〜１８８ｂは、平板フィン１１１ｂ、１１２ｂ、１１３ｂの一部を空気流１２０の上流側から下流側に向かってめくりとるように切り起こすことで、横断面形状が空気流１２０の上流側に向かって前端部が先細りした形状、具体的には、半楕円状になるように形成されている。
【００５４】
本発明の実施の形態３における各切り起こし部の楕円率（短径ａと長径ｂとの比率＝ａ／ｂ）は、例えば図６に示す切り起こし部１４２ｂと切り起こし部１６２ｂのように、互いに等しくてもよく、あるいはそれぞれ異なっていてもよい。
【００５５】
図７（ａ）に、楕円率の説明図、図７（ｂ）に、楕円率に対する表面平均熱伝達率および圧力損失のシミュレーション結果を示す。図７（ｂ）では、切り起こし部が楕円率＝１（半円状）の時の表面平均熱伝達率および圧力損失を基準（＝１）として表している。
【００５６】
図７（ｂ）から分かるように、楕円率が０．３３よりも大きく、かつ１未満の場合には、半楕円状の切り起こし部が、半円状の切り起こし部よりも、さらに圧力損失を低減させつつ、熱伝達率を同等以上に保つことができる。
【００５７】
したがって、本発明の実施の形態３における切り起こし部１４１ｂ〜１４８ｂ、１６１ｂ〜１６８ｂ、１８１ｂ〜１８８ｂは、実施の形態２と同様、温度境界層を薄くして乱流の発生を促進することができ、空気側熱伝達率を向上させることができる。特に、本発明の実施の形態３では、各切り起こし部の形状を、長径ｂが空気流１２０の方向と平行となるように形成された半楕円状としているため、実施の形態２よりも圧力損失をより一層低減させることができる。
【００５８】
また、本発明の実施の形態３における各切り起こし部の楕円率を、０．３３よりも大きく、かつ１未満に設定すれば、半円状の切り起こし部に比べて、熱伝達率を同等以上に保ちつつ、さらに圧力損失の低減を図ることができる。
【００５９】
（実施の形態４）
図８は、本発明の実施の形態４のフィンチューブ熱交換器１００ｃにおける伝熱管１３２付近の部分横断面図であり、図９は、図８の変形例を示す部分横断面図である。
【００６０】
本発明の実施の形態４が実施の形態１と異なるのは、切り起こし部の形状であり、その他の構成要素については、実施の形態１と同じである。したがって、実施の形態１と同じ構成要素については同一の符号を用い、その詳細な説明については省略する。
【００６１】
図８に示すように、本発明の実施の形態４における切り起こし部１４１ｃ〜１４８ｃ、１６１ｃ〜１６８ｃ、１８１ｃ〜１８８ｃは、平板フィン１１１ｃ、１１２ｃ、１１３ｃの一部を空気流１２０の上流側から下流側に向かってめくりとるように切り起こすことで、横断面形状が空気流１２０の上流側に向かって前端部が先細りした形状、具体的には、略くさび形になるように形成されている。
【００６２】
したがって、本発明の実施の形態４における切り起こし部１４１ｃ〜１４８ｃ、１６１ｃ〜１６８ｃ、１８１ｃ〜１８８ｃは、実施の形態２と同様、温度境界層を薄くして乱流の発生を促進することができ、空気側熱伝達率を向上させることができる。また、本発明の実施の形態４における各切り起こし部の前端部は、実施の形態２、３とは異なり、中央部から前端から後端に至るまで上方に広がり続けているので、各切り起こし部の後端においても、温度境界層を薄くして乱流の発生をさらに促進することができ、空気側熱伝達率
をより一層向上させることができる。
【００６３】
また、本発明の実施の形態４における各切り起こし部の前端は、図８の切り起こし部１４２ｃ、１６２ｃに示すように丸まっていたが、必ずしも丸まっている必要はなく、図９の切り起こし部１４２ｄ、１６２ｄに示すように、上記前端が屈曲して尖っていてもよい。
【００６４】
なお、上述した本発明の実施の形態１〜４においては、平板フィン１１０としてアルミニウム薄板、伝熱管１３０として銅管を用いたが、上記に限られることはなく、平板フィン１１０に銅などの薄板、伝熱管１３０にアルミニウムなどの金属管を用いることができる。さらには、平板フィン１１０と伝熱管１３０とを銅やアルミニウムなどの同一材料で構成し、予め伝熱管１３０の表面にフラックスなどを塗布して半田槽でディッピングし、ロウ付けすることによって、接触熱抵抗を低減するように構成してもよい。また、アルミニウム薄板からなる平板フィン１１０にカラーを形成し、銅管からなる伝熱管１３０を拡管することによって、伝熱的な接合を行っても良い。
【００６５】
また、平板フィン１１１〜１１３の各先端部の横断面は長方形としたが、半円状、半楕円状、またはくさび形等であってもよい。半円状、半楕円状、またはくさび形等にすることにより、空気流１２０がフィンチューブ熱交換器へ流入する際の空気抵抗を低減させ、空気側熱伝達率をさらに向上させることができる。
【００６６】
また、本発明の実施の形態１〜４においては、平板フィン１１１〜１１３がそれぞれ間隔ｄを有して積層されているが、必ずしも一定間隔である必要はなく、それぞれ異なっていてもよい。
【００６７】
また、本発明の実施の形態１〜４におけるフィンチューブ熱交換器では、伝熱管１３０の列数を２列としたが、１列であっても、３列以上であってもよい。
【００６８】
また、伝熱管１３０の列数が２列以上の場合、平板フィンは全列に共通した１枚の平板フィンであっても、列毎に分割された複数の平板フィンであってもよい。例えば、伝熱管１３０の列数が２列の場合、伝熱管１３０の１列目が貫通した平板フィンと、伝熱管１３０の２列目が貫通した平板フィンとが分離されていてもよく、さらには伝熱管１３０の１列目が貫通した平板フィンの間に、伝熱管１３０の２列目が貫通した平板フィンが位置するようにずらして配置されていてもよい（図示せず）。伝熱管１３０の本数や平板フィン１１０の枚数は、必要とする能力によって増減させることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明のフィンチューブ熱交換器は、空気調和用熱交換器、または、給湯などのヒートポンプ用熱交換器などとして利用することができ、特に家庭用や産業用、さらには自動車用などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるフィンチューブ熱交換器の構成を示す斜視図
【図２】図１の平面図
【図３】図１の空気流の主流方向から見た側面図
【図４】本発明の実施の形態２におけるフィンチューブ熱交換器の構成を示す斜視図
【図５】図４のＬ−Ｌ断面線における部分横断面図
【図６】本発明の実施の形態３におけるフィンチューブ熱交換器の部分横断面図
【図７】（ａ）楕円率の説明図  （ｂ）楕円率と平均熱伝達率および圧力損失との関係を示す図
【図８】本発明の実施の形態４におけるフィンチューブ熱交換器の部分横断面図
【図９】図８の変形例を示す部分横断面図
【図１０】従来のフィンチューブ熱交換器の構成を示す斜視図
【符号の説明】
【００７１】
２０、２１  流路
１００、６００  フィンチューブ熱交換器
１１０、１１１、１１２、１１３、６０１  平板フィン
１２０、６０３  空気流
１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、６０２  伝熱管
１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６、１６７、１６８、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７、１８８  切り起こし部
１４１ｒ、１４２ｒ  右端部
１４１ｓ、１４２ｓ  左端部
１４２ｔ、１６２ｔ  先端部
１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１９１、１９２、１９３、１９４
スリット
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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