(57)【要約】【課題】フィンの間隙を小さくしても空気側の圧力損失が小さく、このためコンパクト化が可能で、しかも熱交換効率に優れた熱交換器を提供すること。【解決手段】冷媒が流れるパイプと、このパイプがフィン孔１４に挿通されて、前記冷媒と前記パイプの外側を流れる空気との間の熱交換効率を高めるフィン１２とを備えた熱交換器であって、前記フィン１２のフィンピッチが１．１ｍｍ〜１．４ｍｍで、前記フィン１２には切り起こし１６が設けられ、この切り起こし１６は隣り合うフィン孔１４とフィン孔１４との間に間隔をおいて平行に設けられ、かつ、前記切り起こし１６の延長線と前記フィン孔１４の中心同士を結ぶ直線とのなす角度が５゜〜１０゜に設定されている。【選択図】図４
2008202907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が流れるパイプと、このパイプがフィン孔に挿通されて、前記冷媒と前記パイプの外側を流れる空気との間の熱交換効率を高めるフィンとを備えた熱交換器であって、
前記フィンのフィンピッチが１．１ｍｍ〜１．４ｍｍで、前記フィンには切り起こしが設けられ、この切り起こしは隣り合うフィン孔とフィン孔との間に間隔をおいて平行に設けられ、かつ、前記切り起こしの延長線と前記フィン孔の中心同士を結ぶ直線とのなす角度が５゜〜１０゜に設定されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記切り起こしのうち、下流側に位置する切り起こしが、上流側に位置する切り起こしの境界層の影響を受けない領域または受けにくい領域に位置するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
冷媒が流れるパイプと、このパイプがフィン孔に挿通されて、前記冷媒と前記パイプの外側を流れる空気との間の熱交換効率を高めるフィンとを備えた熱交換器であって、
段ピッチを列ピッチで除した値が２以上となるように設定されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
死水領域をフィン有効部で除した値が０．１以下となるように設定されていることを特徴とする請求項３に記載の熱交換器。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の熱交換器を備えた室内ユニットを具備してなることを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関し、特に、冷房・暖房兼用の空気調和機に用いるに好適な熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷房・暖房兼用の空気調和機に用いるに好適な熱交換器としては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。
【特許文献１】特開平１１−１８３０７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に開示された熱交換器は、当時としては空気側の圧力損失が小さく、しかも熱交換効率に優れた熱交換器であったが、時代の流れとともに、熱交換器のさらなる性能向上およびコンパクト化が求められている。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、フィンの間隙を小さくしても空気側の圧力損失が小さく、このためコンパクト化が可能で、しかも熱交換効率に優れ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】
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る熱交換器は、冷媒が流れるパイプと、このパイプがフィン孔に挿通されて、前記冷媒と前記パイプの外側を流れる空気との間の熱交換効率を高めるフィンとを備えた熱交換器であって、前記フィンのフィンピッチが１．１ｍｍ〜１．４ｍｍで、前記フィンには切り起こしが設けられ、この切り起こしは隣り合うフィン孔とフィン孔との間に間隔をおいて平行に設けられ、かつ、前記切り起こしの延長線と前記フィン孔の中心同士を結ぶ直線とのなす角度が５゜〜１０゜に設定されている。
【０００６】
本発明に係る熱交換器によれば、各切りおこしの傾斜角θが５度〜１０度に設定されているので、圧力損失（通風抵抗）を低減させることができるとともに、熱交換効率（熱伝達率）を向上させることができる。
【０００７】
上記熱交換器において、前記切り起こしのうち、下流側に位置する切り起こしが、上流側に位置する切り起こしの境界層の影響を受けない領域または受けにくい領域に位置するように形成されているとさらに好適である。
【０００８】
このような熱交換器によれば、下流側に位置する切り起こしが、上流側に位置する切り起こしの境界層の影響を受けない場所（領域）または受けにくい場所（領域）に位置するように形成されているので、熱交換効率（熱伝達率）をさらに向上させることができる。
【０００９】
本発明に係る熱交換器は、冷媒が流れるパイプと、このパイプがフィン孔に挿通されて、前記冷媒と前記パイプの外側を流れる空気との間の熱交換効率を高めるフィンとを備えた熱交換器であって、段ピッチを列ピッチで除した値が２以上となるように設定されている。
【００１０】
本発明に係る熱交換器によれば、段ピッチ／列ピッチ≧２となるように設定されているので、パイプ間を流れる空気の流速を遅く（低く）することができ、フィンの奥行き長さを短くすることができて、圧力損失（通風抵抗）を低減させることができるとともに、フィンの高さ方向に沿って切り起こしの長さを大きく取ることができ、熱交換効率（熱伝達率）を向上させることができる。
【００１１】
上記熱交換器において、死水領域をフィン有効部で除した値が０．１以下となるように設定されているとさらに好適である。
【００１２】
このような熱交換器によれば、死水領域／フィン有効部≦０．１となるように設定されているので、圧力損失（通風抵抗）をさらに低減させることができるとともに、熱交換効率（熱伝達率）をさらに向上させることができる。
【００１３】
本発明に係る空気調和機においては、フィンの間隙を小さくしても空気側の圧力損失が小さく、このためコンパクト化が可能で、しかも熱交換効率に優れた熱交換器を具備しているので、低いファン動力で交換熱量を確保することができ、ランニングコストの低減化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、フィンの間隙を小さくしても空気側の圧力損失（通風抵抗）を低減させることができるとともに、熱交換効率（熱伝達率）を向上させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る熱交換器の一実施形態を図１ないし図６に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る熱交換器を具備した室内ユニットの一具体例を示す断面図、図２は図１に示す熱交換器の平面図、図３は図１および図２に示す熱交換器の正面図、図４は図３のＡ−Ａ矢視断面図である。
【００１６】
図１に示すように、空気調和機の室内ユニット１は、吸込グリル２と、エアフィルタ３と、ケーシング４と、複数個（本実施形態では３個）のメイン熱交換器５ａと、複数個（本実施形態では３個）のサブ熱交換器５ｂと、ドレンパン６ａ，６ｂと、タンジェンシャルファン７と、ルーバ８と、フラップ９とを主たる要素として構成されている。
【００１７】
空気調和機が冷房運転された時、室内ユニット１のタンジェンシャルファン７が回転し、室内の空気は吸込グリル２、エアフィルタ３、熱交換器５ａ，５ｂを通って冷やされ、ルーバ８およびフラップ９で風向を決められ室内に吹出される。室外ユニット（図示せず）の圧縮機で圧縮され吐出された冷媒は、凝縮器で放熱し液化する。この冷媒液は、室内ユニット１の熱交換器５ａ，５ｂに分配され、これら熱交換器５ａ，５ｂに設けられたパイプ１１を通過しながら吸熱し、パイプ１１の外側を流れる空気を冷却したあと再び室外ユニットの圧縮器に戻される。
【００１８】
一方、暖房運転時、室内ユニット１のタンジェンシャルファン７が回転し、室内の空気は、吸込グリル２、エアフィルタ３、熱交換器５ａ，５ｂを通って暖められて、ルーバ８およびフラップ９で風向を決められて室内に吹出される。室外ユニット（図示せず）の圧縮機から吐出された冷媒は、熱交換器５ａ，５ｂに分配され、これら熱交換器５ａ，５ｂに設けられたパイプ１１中で凝縮して空気を暖める。この冷媒液は、室外ユニットの室外熱交換器で蒸発し、屋外の空気より吸熱したあと、ガス化して圧縮機に戻る。
【００１９】
さて、このような空気調和機の室内ユニット１にあっては、大きさ、すなわち、外形寸法を変えずに大能力を得たいというコンパクト化の要求がある。そのため、熱交換器５ａ，５ｂのパイプ１１は、例えば、外径６．３５ｍｍ、肉厚０．２〜０．３ｍｍの薄い銅管で構成されており、パイプ１１の外側には、例えば、０．０９〜０．１２ｍｍの厚さのアルミ材料等から成形されたフィン１２が介装されている。このため、フィン１２には、図３および図４に示すように、パイプ１１を挿入するためのフィン孔１４が形成されている。また、パイプ１１とフィン１２の間の熱抵抗（接触抵抗）を減らすために、パイプ１１を拡管し、フィン１２との隙間をなくしている。
【００２０】
フィン１２は、フィンピッチＰｆ（隣り合うフィン１２とフィン１２との間隔）が１．１ｍｍ〜１．４ｍｍ（本実施形態では、メイン熱交換器５ａのフィンピッチＰｆを１．２ｍｍ、サブ熱交換器５ｂのフィンピッチＰｆを１．４ｍｍに設定されている。）で、フィン１２には、図３に示すように、隣り合うフィン孔１４の中心同士を結ぶ直線に平行に多数の切りおこし１６が設けられている。また、フィン１２の段ピッチＰ１（隣り合うフィン孔１４の中心同士の高さ方向の距離）は２２．４ｍｍ、列ピッチＰ２（隣り合うフィン孔１４の中心同士の奥行き方向の距離）は１１ｍｍに設定されている。すなわち、段ピッチＰ１を列ピッチＰ２で除した値が２以上となるように設定されている。さらに、死水領域（フィン非有効部）Ｄ（図３において斜線で示す領域）をフィン有効部（段ピッチＰ１に列ピッチＰ２を乗じた値）で除した値が０．１以下となるように設定されている。
なお、フィンピッチＰｆが１．１ｍｍ未満であると、空気抵抗が過大となり、風量、性能が低下し、また騒音が大きくなる傾向にあり、１．４ｍｍを超えると、熱交換効率が低下し易く、また熱交換器をコンパクトにし難い。
【００２１】
切りおこし１６は、隣り合うフィン孔１４とフィン孔１４との間において平行に６本ずつ設けられ、かつ、各切りおこし１６の幅Ｌｆは１．１ｍｍ、傾斜角θは５度〜１０度（最も好ましくは８．５度）に設定されている。また、図４において中央部に位置する２枚の切り起こし１６、すなわち、図４において左から３番目の切り起こし１６および右から３番目の切り起こし１６はそれぞれ、図４において両端部に位置する２枚の切り起こし１６、すなわち、図４において左から１番目の切り起こし１６および右から１番目の切り起こし１６と略同じ高さに位置するように形成されている。
【００２２】
本実施形態に係る熱交換器５ａ，５ｂによれば、各切りおこし１６の傾斜角θが５度〜１０度（最も好ましくは８．５度）に設定されているので、圧力損失（通風抵抗）を低減させることができるとともに、熱交換効率（熱伝達率）を向上させることができる。
また、下流側に位置する切り起こし１６が、上流側に位置する切り起こし１６の境界層の影響を受けない場所（領域）または受けにくい場所（領域）に位置するように形成されているので、熱交換効率（熱伝達率）をさらに向上させることができる。
さらに、段ピッチＰ１／列ピッチＰ２≧２となるように設定されているので、パイプ１１間を流れる空気の流速を遅く（低く）することができ、フィン１２の奥行き長さを短くすることができて、圧力損失（通風抵抗）をさらに低減させることができるとともに、フィン１２の高さ方向に沿って切り起こし１６の長さを大きく取ることができ、熱交換効率（熱伝達率）をさらに向上させることができる。
さらにまた、死水領域Ｄ／フィン有効部≦０．１となるように設定されているので、圧力損失（通風抵抗）をより一層低減させることができるとともに、熱交換効率（熱伝達率）をより一層向上させることができる。
【００２３】
なお、各切り起こし１６の幅Ｌｆを１．１ｍｍ、傾斜角θを８．５度、段ピッチＰ１／列ピッチＰ２≧２、死水領域Ｄ／フィン有効部≦０．１となるように設定し、フィンピッチＰｆを１．１ｍｍ〜１．４ｍｍの範囲で変化させて試験を行った結果、空気側フィン平均熱伝達率αａ（Ｗ／ｍ２Ｋ）を空気側圧力損失ΔＰａ（Ｐａ）で除した値として、１４．５〜１８．６という値を得た。また、各切り起こしの幅Ｌｆを１．２ｍｍ、傾斜角θを２０度となるように設定された従来の熱交換器を用いて、フィンピッチＰｆを１．３ｍｍ〜１．６ｍｍの範囲で変化させて試験を行った結果、空気側フィン平均熱伝達率αａ（Ｗ／ｍ２Ｋ）を空気側圧力損失ΔＰａ（Ｐａ）で除した値として、９．４〜１３．４という値を得た。このように、本発明に係る熱交換器によれば、従来のものよりも圧力損失（通風抵抗）を低減させることができるとともに、熱交換効率（熱伝達率）を向上させることができることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱交換器を具備した室内ユニットの一具体例を示す断面図である。
【図２】図１に示す熱交換器の平面図である。
【図３】図１および図２に示す熱交換器の正面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    室内ユニット
５ａ  熱交換器
５ｂ  熱交換器
１１    パイプ
１２    フィン
１４    フィン孔
１６    切り起こし
Ｄ      死水領域
Ｌｆ    フィンピッチ
Ｐ１    段ピッチ
Ｐ２    列ピッチ
θ      傾斜角
【図１】
2008202907.tif 000003
【図２】
2008202907.tif 000004
【図３】
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【図４】
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