(57)【要約】【課題】複数の偏平チューブおよびその偏平チューブ間に設けられたコルゲートフィンを有すし、結露水の排水が良好に行われる蒸発器用熱交換器を提供する。【解決手段】偏平チューブ１１の幅よりコルゲートフィン１２の幅を狭くすることにより、偏平チューブ１１のコルゲートフィン１２両側に排水通路を形成し、結露水を効率よく流下させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略鉛直方向に立てられ並列に配置された複数の偏平チューブと、板状部材で形成され前記偏平チューブ間に配置されたコルゲートフィンを有する熱交換器において、前記偏平チューブの少なくとも前後一方の端面が上下に亘って前記コルゲートフィン端部より突出して配設されたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
略鉛直方向に立てられ並列に配置された複数の偏平チューブと、板状部材で形成され前記偏平チューブ間に配置されたコルゲートフィンを有する熱交換器において、前記偏平チューブの少なくとも前後一方の端面から前記コルゲートフィン端部が突出して配設されたことを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
略鉛直方向に立てられ並列に配置された複数の偏平チューブと、板状部材で形成され前記偏平チューブ間に配置されたコルゲートフィンを有する熱交換器において、前記コルゲートフィンは前記偏平チューブに接していない開放されている前記コルゲートフィンの放熱面における一方の端部がもう一方の端部より低い位置に開放されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
コルゲートフィンに切り起こし状のルーバーが複数構成され、偏平チューブの少なくとも前後一方の端面が上下に亘って前記コルゲートフィン端部より突出して配設されたことを特徴とする請求項３記載の熱交換器。
【請求項５】
コルゲートフィンに切り起こし状のルーバーが複数構成され、前記コルゲートフィンの端部が偏平チューブの端面から突出して配設されたことを特徴とする請求項３記載の熱交換器。
【請求項６】
略鉛直方向に立てられ並列に配置された複数の偏平チューブと、板状部材で形成され前記偏平チューブ間に配置されたコルゲートフィンを有する熱交換器において、前記コルゲートフィンの前記偏平チューブに接する部分が略へ字状に屈曲していることを特徴とする熱交換器。
【請求項７】
コルゲートフィンに切り起こし状のルーバーが複数構成され、偏平チューブの少なくとも前後一方の端面が上下に亘って前記コルゲートフィン端部より突出して配設されたことを特徴とする請求項６記載の熱交換器。
【請求項８】
コルゲートフィンに切り起こし状のルーバーが複数構成され、前記コルゲートフィンの端部が偏平チューブの端面から突出して配設されたことを特徴とする請求項６記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、蒸発器として、或いは蒸発器と凝縮器との間で切り替えられる兼用タイプの熱交換器として、エアコン等に用いられる、アルミニウム等の金属製熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、凝縮器として、図９に示されるように、多数本の偏平チューブ５１が、水平方向に並列状態に配置され、かつこれらの偏平チューブ５１の両端に左右一対の中空ヘッダー５２が連通状態に接続された、いわゆるマルチフロータイプ、或いはパラレルフロータイプと称される熱交換器が、低圧力損失、高熱交換性能、コンパクト化を実現しうるものとして、好んで使用される傾向にある。
【０００３】
なお、５３は偏平チューブ５１間に配置されたコルゲートフィン、５４、５５は中空ヘッダー５２に設けられた配管接続管部である。
【０００４】
そして、最近、このマルチフロータイプの熱交換器を、蒸発器として適用することが種々試みられている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２０６０４１号公報（第５−６頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、蒸発器には、凝縮器と異なり、結露水を生じるという問題があり、上記のマルチフロー熱交換器をそのまま蒸発器に適用した場合、偏平チューブ５１が水平状態に配置されていることにより、熱交換中に熱交換器各部表面に生じた結露水の多くが排出されず、熱交換中、熱交換器表面に多量の水が滞溜して、通風抵抗を増加させ、かつ熱伝達性能を低下させてしまうという不具合を生じる。
【０００７】
そこで、図１０に示されるように、ヘッダー２を上下に配置して、偏平チューブ１を略鉛直方向に立てる構成とすることが考えられる。このような構成により、確かに、結露水の排出性能は、図９に示される熱交換器の場合よりも改善される。
【０００８】
しかし、この場合、結露水の流下が偏平チューブ２間に設けたコルゲートフィン３によって妨げられることになり、スムーズな排水がなされにくく、熱交換効率の面で、依然として良好とはいい難い。
【０００９】
本発明は、上記のような従来の欠点に鑑み、蒸発器として機能させる場合に、熱交換器コア部における結露水の排出性能を大幅に向上し、効率よい熱交換を実現することができる熱交換器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、略鉛直方向に立てられ並列に配置された複数の偏平チューブと、板状部材で形成され前記偏平チューブ間に配置されたコルゲートフィンを有する熱交換器において、前記偏平チューブの少なくとも前後一方の端面が上下に亘って前記コルゲートフィン端部より突出して配設されたことを特徴とする熱交換器を要旨とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の本発明は、略鉛直方向に立てられ並列に配置された複数の偏平チューブと、板状部材で形成され前記偏平チューブ間に配置されたコルゲートフィンを有する熱交換器において、前記偏平チューブの少なくとも前後一方の端面が上下に亘って前記コルゲートフィン端部より突出して配設することにより、偏平チューブが上下方向に向けられていることにより、結露水の排出が、熱交換管部によって妨げられることがない。
【００１２】
しかも、偏平チューブの端部がコルゲートフィンの端部より突出しているため、コルゲートフィンより突出した偏平チューブのコルゲートフィン側の端面および熱交換管部の端面が排水路として作用するため、結露水がコルゲートフィンによって妨げられることなく流下することができる。従って、結露水の流下がスムーズで高い結露水排出性能が実現される。
【００１３】
また請求項２記載の本発明は、コルゲートフィンの端部が偏平チューブの端部より突出しているため、熱交換管部の端面が排水路として作用するため、結露水がコルゲートフィンによって妨げられることなく流下することができる。
【００１４】
また、コルゲートフィンの端面の方が突出しているため、上側の結露水の流下に伴い、下側のコルゲートフィンの結露水が表面張力によって流下するので高い結露水排出性能が実現される。
【００１５】
次に、この発明をマルチフロータイプのアルミニウム製熱交換器に適用した実施例を説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１に示されるマルチフロー蒸発器において、１１は偏平チューブであり、その偏平チューブ１１は略鉛直方向に立てられて他の偏平チューブ（図示せず）と並列に配置され、上下端はそれぞれ筒状中空ヘッダー（図示せず）に密閉固定されている。そして、１２は偏平チューブ間に配置されたコルゲートフィンである。
【００１７】
中空ヘッダーは、片面又は両面にろう材層がクラッドされたアルミニウムブレージングシートを用い、パイプ状に成形してその両側縁部同士を突き合わせ状態となした円筒状のヘッダーパイプからなり、その両端開口がアルミニウム製のヘッダーキャップにて塞がれたものとなされている。
【００１８】
なお、パイプの突き合わせ両側縁部等は、熱交換器構成部材相互の一括ろう付けの際に接合されることが多い。また、ヘッダーの周側壁には、偏平チューブ１１の端部を挿入するチューブ挿入孔が形成されている。なお、ヘッダーとしては、押出型材、電縫管が使用されることもある。
【００１９】
偏平チューブ１１は、内部が仕切壁１１ａにより複数の室に区画され、伝熱性能、耐圧性能が高められた、いわゆるハモニカチューブである。
【００２０】
コルゲートフィン１２は、偏平チューブ１１より狭い幅のシート材を、その長さ方向に向けてコルゲート状に屈曲成形して形成されたものである。
【００２１】
上記構成の蒸発器用熱交換器では、偏平チューブ１１やコルゲートフィン１２の表面に付着した結露水は、偏平チューブ１１のコルゲートフィン１２からはみ出した両側平面部１１ｂが排水路として機能し、コルゲートフィン１２の結露水をスムーズに流下することができる。
【００２２】
従って、従来のような、結露水による熱交換性能の大幅な低下を招くことがなく、熱交換効率のよい熱交換器を提供することができる。
【００２３】
（実施の形態２）
図２に示されるマルチフロー蒸発器において、１１は偏平チューブであり、その偏平チューブ１１は略鉛直方向に立てられて他の偏平チューブ（図示せず）と並列に配置され、上下端はそれぞれ筒状中空ヘッダー（図示せず）に密閉固定されている。そして、１３は偏平チューブ間に配置されたコルゲートフィンである。
【００２４】
なお、中空ヘッダーおよび偏平チューブ周辺の構造は実施の形態１と同様であるので説明は省略する。
【００２５】
コルゲートフィン１３は、偏平チューブ１１より幅の広いシート材をその長さ方向に向けてコルゲート状に屈曲成形して形成されたものである。
【００２６】
上記構成の蒸発器用熱交換器では、偏平チューブ１１やコルゲートフィン１３の表面に付着した結露水は、この偏平チューブ１１の端面１１ｃが結露水を排出する排水路として機能しスムーズに流下する。さらに偏平チューブ１１の幅が狭いので、結露水が流下する際に上の結露水が面張力により下のコルゲートフィン１３の結露水を誘って流下するので、さらに効率よく結露水を排出することができる。
【００２７】
従って、従来のような、結露水による熱交換性能の大幅な低下を招くことがなく、熱交換効率のよい熱交換器を提供することができる。
【００２８】
（実施の形態３）
図３に示されるマルチフロー蒸発器において、１１は偏平チューブであり、その偏平チューブ１１は略鉛直方向に立てられて他の偏平チューブ（図示せず）と並列に配置され、上下端はそれぞれ筒状中空ヘッダー（図示せず）に密閉固定されている。そして、１４は偏平チューブ間に配置されたコルゲートフィンである。
【００２９】
なお、中空ヘッダーおよび偏平チューブ周辺の構造は実施の形態１と同様であるので説明は省略する。
【００３０】
コルゲートフィン１４は偏平チューブ１１と手前側の偏平チューブ（図示せず）の間に偏平チューブ１１に接していない開放されたコルゲートフィン１４の端面１４ａが反対側の端面１４ｂに比べて低い位置に開放されているものである。つまり、コルゲートフィン１４は前後方向に傾きをもって構成されたものである。
【００３１】
このような蒸発器用熱交換器では、偏平チューブ１１やコルゲートフィン１４の表面に付着した結露水は、コルゲートフィンの傾斜に従って流下するので効率よく結露水を排出することができる。
【００３２】
従って、従来のような結露水による熱交換性能の大幅な低下を招くことが無く、熱交換効率の良い熱交換器を提供することができる。
【００３３】
（実施の形態４）
図４に示されるマルチフロー蒸発器において、１１は偏平チューブ、その偏平チューブ１１は略鉛直方向に立てられて他の偏平チューブ（図示せず）と並列に配置され、上下端はそれぞれ筒状中空ヘッダー（図示せず）に密閉固定されている。そして、１５は偏平チューブ間に配置されたコルゲートフィンである。
【００３４】
なお、中空ヘッダーおよび偏平チューブ周辺の構造は実施の形態１と同様であるので説明は省略する。
【００３５】
コルゲートフィン１５は、偏平チューブ１１より狭い幅のシート材を、その長さ方向に向けてコルゲート状に屈曲成形して形成され、偏平チューブ１１と手前側の偏平チューブ（図示せず）の間に開放されたコルゲートフィン１５の端面１５ａが反対側の端面１５ｂに比べて低い位置に開放されているものである。かつ放熱面１５ｃには切り起こし状のルーバー１５ｄが構成されているものである。
【００３６】
このような蒸発器用熱交換器では、偏平チューブ１１やコルゲートフィン１５の表面に付着した結露水は、コルゲートフィンの傾斜に従って流下し、さらに、偏平チューブ１１のコルゲートフィン１５からはみ出した両側平面部１１ｂが排水路として機能するので、効率よく結露水を排出することができる。
【００３７】
さらに、傾斜した放熱面１５ｃに切り起こし状のルーバー１５ｄが設けられているので、通風抵抗が増加することもない。従って、従来のように結露水による熱交換効率の大幅な低下を招くことの無い、より熱交換効率の高い熱交換器を提供することができる。
【００３８】
（実施の形態５）
図５に示されるマルチフロー蒸発器において、１１は偏平チューブであり、その偏平チューブ１１は略鉛直方向に立てられて他の偏平チューブ（図示せず）と並列に配置され、上下端はそれぞれ筒状中空ヘッダー（図示せず）に密閉固定されている。そして、１６は偏平チューブ間に配置されたコルゲートフィンである。
【００３９】
なお、中空ヘッダーおよび偏平チューブ周辺の構造は実施の形態１と同様であるので説明は省略する。
【００４０】
コルゲートフィン１６は、偏平チューブ１１より広い幅のシート材を、その長さ方向に向けてコルゲート状に屈曲成形して形成され、偏平チューブ１と手前側の偏平チューブ（図示せず）の間に開放されたコルゲートフィン１６の端面１６ａが反対側の端面１６ｂに比べて低い位置に開放されているものである。かつ、放熱面１６ｃには切り起こし状のルーバー１６ｄが構成されているものである。
【００４１】
このような蒸発器用熱交換器では、偏平チューブ１１やコルゲートフィン１６の表面に付着した結露水は、コルゲートフィンの傾斜に従って流下し、偏平チューブ１１の端面１１ｃが結露水を排出する排水路として機能しスムーズに流下する。
【００４２】
さらに偏平チューブ１１の幅が狭いので、結露水が流下する際に上の結露水が表面張力により下の偏平チューブ１１の両側のコルゲートフィン１６の結露水を誘って流下するので、さらに効率よく結露水を排出することができる。
【００４３】
さらに、傾斜した放熱面１６ｃに切り起こし状のルーバー１６ｄが設けられているので、通風抵抗が増加することもない。
【００４４】
従って、従来のように結露水による熱交換効率の大幅な低下を招くことの無い、さらに熱交換効率の高い熱交換器を提供することができる。
【００４５】
（実施の形態６）
図６に示されるマルチフロー蒸発器において、１１は偏平チューブであり、その偏平チューブ１１は略鉛直方向に立てられて他の偏平チューブ（図示せず）と並列に配置され、上下端はそれぞれ筒状中空ヘッダー（図示せず）に密閉固定されている。そして、１７は偏平チューブ間に配置されたコルゲートフィンである。
【００４６】
コルゲートフィン１７は偏平チューブ１１に接する部分が略へ字状に屈曲して構成されているものである。
【００４７】
なお、中空ヘッダーおよび偏平チューブ周辺の構造は実施の形態１と同様であるので説明は省略する。
【００４８】
このような蒸発器用熱交換器では、偏平チューブ１１やコルゲートフィン１７の表面に付着した結露水は、コルゲートフィン１７の両側の放熱面１７ａおよび１７ｂに沿って流下し、偏平チューブ１１の端面１１ｃが結露水を排出する排水路として機能し、スムーズに流下する。
【００４９】
このとき、コルゲートフィン１７の両側の放熱面１７ａおよび１７ｂの距離が短いので結露水の流下が起こりやすく、かつ、上からの結露水の流下による表面張力で下のコルゲートフィン１７の結露水が放熱面１７ａおよび１７ｂの長さが短いので、よりスムーズに結露水を排出することができる。
【００５０】
従って、従来のように結露水による熱交換効率の大幅な低下を招くことの無く、熱交換効率の良い熱交換器を提供することができる。
【００５１】
なお、図６に示す実施の形態では、コルゲートフィン１７が偏平チューブ１１に接する部分を略へ字状に屈曲して構成しているが、偏平チューブ１１に接する部分は両端に向かって下方に傾斜する構成であれば、同様の作用効果が得られるものであり、円弧状であっても良い。
【００５２】
（実施の形態７）
図７に示されるマルチフロー蒸発器において、１１は偏平チューブであり、その偏平チューブ１１は略鉛直方向に立てられて他の偏平チューブ（図示せず）と並列に配置され、上下端はそれぞれ筒状中空ヘッダー（図示せず）に密閉固定されている。そして、１８は偏平チューブ間に配置されたコルゲートフィンである。
【００５３】
コルゲートフィン１８は偏平チューブ１１に接する断面が屈曲して構成されており、そのコルゲートフィン１８の端面１８ａ、１８ｂは偏平チューブ１１の端面より内側に構成されさらに、コルゲートフィン１８の放熱面１８ｃ、１８ｄには切り起こし状のルーバー１８ｅが設置されている。
【００５４】
なお、中空ヘッダーおよび偏平チューブ周辺の構造は実施の形態１と同様であるので説明は省略する。
【００５５】
このような蒸発器用熱交換器では、偏平チューブ１１やコルゲートフィン１８の表面に付着した結露水はコルゲートフィン１８の両側の放熱面１８ｃおよび１８ｄに沿って流下し、偏平チューブ１１の両側の平面部１１ｂが排水路として機能するので効率よく結露水を排出することができる。
【００５６】
放熱面１８ｃおよび１８ｄは屈曲しているためその長さが短く結露水の流下が容易となり、上からの流下水による表面張力で放熱面１８ｃ、１８ｄの結露水はよりスムーズに排出することができる。
【００５７】
さらに、放熱面１８ｃ、１８ｄには切り起こし状のルーバー１８ｅが設置され、通風抵抗が小さくなるため通風量が増加して熱交換効率が高くなる。従って、従来のように結露水による熱交換効率の大幅な低下を招くことが無く、さらに熱交換効率の高い熱交換器を提供することができる。
【００５８】
（実施の形態８）
図８に示されるマルチフロー蒸発器において、１１は偏平チューブであり、その偏平チューブ１１は略鉛直方向に立てられて他の偏平チューブ（図示せず）と並列に配置され、上下端はそれぞれ筒状中空ヘッダー（図示せず）に密閉固定されている。そして、１９は偏平チューブ間に配置されたコルゲートフィンである。
【００５９】
コルゲートフィン１９は偏平チューブ１１に接する断面が屈曲して構成されており、そのコルゲートフィン１９の端面１９ａ、１９ｂは偏平チューブ１１の端面１１ｅより突出している。
【００６０】
なお、中空ヘッダーおよび偏平チューブ周辺の構造は実施の形態１と同様であるので説明は省略する。
【００６１】
さらに、コルゲートフィン１９の放熱面１９ｃ、１９ｄには切り起こし状のルーバー１９ｅが設置されている。
【００６２】
このような蒸発器用熱交換器では、偏平チューブ１１やコルゲートフィン１９の表面に付着した結露水は両側に傾斜した放熱面１９ｃ、１９ｄに沿って流下し、偏平チューブ１１の端面１１ｅが排水路として機能し、効率よく結露水を排出することができる。
【００６３】
放熱面１９ｃ、１９ｄは屈曲しているため偏平管１１に比べてその長さが短くなるので結露水の排出が容易となる。また、排水路である偏平管１１の端面１１ｅの幅は狭いため、上側からの流下水による表面張力が作用しやすく、偏平管１１の両側のコルゲートフィン１９の結露水を効率よく排出することができる。
【００６４】
さらに、放熱面１９ｃ、１９ｄはその端面１９ａ、１９ｂが偏平チューブ１１より突出しているため、面積を大きく取ることができるので熱交換効率を高くすることができる。
【００６５】
さらに放熱面１９ｃ、１９ｄには切り起こし状のルーバー１９ｅが構成されているので、放熱面が大きくしたにもかかわらず通風抵抗が小さくなり通風量が増加して熱交換効率をより高くすることができる。
【００６６】
従って、従来のように結露水による熱交換効率の大幅な低下を招くことが無く、さらに効率の高い熱交換器を提供することができる。
【００６７】
なお、本発明は、偏平チューブ材を蛇行状に曲成して熱交換器コアを形成した、いわゆるサーペンタインタイプの熱交換器にも適用され得るものである。また、蒸発器専用の熱交換器として用いられるものに限らず、切替えにより蒸発器とも凝縮器ともなる兼用タイプの熱交換器にも適用され得る。
【００６８】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、請求項１に記載の本発明によれば、偏平チューブの少なくとも前後一方の端面が上下に亘ってコルゲートフィン端部より突出して配設されたことにより、偏平管のコルゲートフィン側の面の両端が排水路として機能し、上側のコルゲートフィンから流下した結露水が偏平チューブの両側の排水路で排出されるので表面張力により下側のコルゲートフィンの結露水を効率よく排出することができる。
【００６９】
請求項２に記載の本発明によれば、偏平チューブの少なくとも前後一方の端面からコルゲートフィン端部が突出して配設されたことにより、放熱面が広くなるとともに、偏平チューブのコルゲートフィンと接していない端面が排水路として機能する。
【００７０】
そのため、上側のコルゲートフィンから流下した結露水が偏平チューブの端面を流下するときに表面張力により偏平チューブの両側のコルゲートフィンの結露水を流下させるので、より効率よく結露水を排出することができる。
【００７１】
請求項３に記載の本発明によれば、コルゲートフィンは屈曲部分が偏平チューブに接するように波形状に形成されており、かつ偏平チューブに接していない開放されているコルゲートフィンの放熱面における一方の端部がもう一方の端部より低い位置に開放されていることにより、偏平管やコルゲートフィンの結露水は傾斜に沿って流下するので効率よく排水することができるので結露水による熱交換効率の大幅な低下を抑制することができる。
【００７２】
請求項４および請求項５に記載の本発明は、請求項３の構成に加えて偏平チューブとコルゲートフィンの幅に差をつけることにより、結露水の排水路を形成するものであり、結露水をさらに効率よく排水することができるので結露水による熱交換効率の大幅な低下をさらに抑制することができる。
【００７３】
請求項６記載の本発明によれば、コルゲートフィンの偏平チューブに接する部分が略へ字状に屈曲していることにより、偏平チューブやコルゲートフィンの結露水はコルゲートフィンの放熱面の傾斜に沿って流下する。
【００７４】
このとき、放熱面が屈曲しているので流下する長さが短くなるので、より効率よく排水することが可能となり、結露水による熱交換効率の大幅な低下を抑制することができる。
【００７５】
請求項７および請求項８に記載の本発明は、請求項６の構成に加えて偏平チューブとコルゲートフィンの幅に差をつけることにより、結露水の排水路を形成するものであり、結露水をさらに効率よく排水することができるので結露水による熱交換効率の大幅な低下をさらに抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における熱交換器の要部斜視図
【図２】本発明の実施の形態２における熱交換器の要部斜視図
【図３】本発明の実施の形態３における熱交換器の要部斜視図
【図４】本発明の実施の形態４における熱交換器の要部斜視図
【図５】本発明の実施の形態５における熱交換器の要部斜視図
【図６】本発明の実施の形態６における熱交換器の要部斜視図
【図７】本発明の実施の形態７における熱交換器の要部斜視図
【図８】本発明の実施に形態８における熱交換器の要部斜視図
【図９】従来の熱交換器の正面図
【図１０】従来の熱交換器の正面図
【符号の説明】
１  チューブ
２  ヘッダー
１１  偏平チューブ
１１ａ  仕切壁
１１ｂ  平面部
１１ｃ  偏平チューブ端面
３、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、５３  コルゲートフィン
１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９  端面
１５ｃ、１６ｃ、１７ａ、１７ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１９ｃ、１９ｄ  放熱面
１５ｄ、１６ｄ、１８ｅ、１９ｅ  ルーバー
【図１】
2004177082.tif 000003
【図２】
2004177082.tif 000004
【図３】
2004177082.tif 000005
【図４】
2004177082.tif 000006
【図５】
2004177082.tif 000007
【図６】
2004177082.tif 000008
【図７】
2004177082.tif 000009
【図８】
2004177082.tif 000010
【図９】
2004177082.tif 000011
【図１０】
2004177082.tif 000012