(57)【要約】【課題】フィン、チューブ、及びフィンの表面に留まった凝縮水をより迅速に排出させるようにした熱交換器を提供すること。【解決手段】熱交換器が、流体が流入する流入管１と、熱交換した流体を外部に排出させる排出管３と、流入管１と排出管３間に配置されて、外周面に空気が通過するように所定の間隔で屈曲、形成されて、その表面に凝縮した凝縮水を一方側に案内する案内手段を配設した複数のフィン１０と、それらフィン１０間に配置されて、その内部を流体が通過しながらフィン１０の外周面を通過した空気と熱交換し、前記案内手段により案内された凝縮水を下方側に排出させる凝縮水排出路５を配設したチューブ２とを具備する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流入する流入管と、
熱交換した流体を外部に排出させる排出管と、
前記流入管と排出管間に配置されて、外周面に空気が通過するように所定の間隔で屈曲、形成されて、その表面に凝縮した凝縮水を一方側に案内する案内手段を配設した複数のフィンと、
それらフィン間に配置されて、その内部を流体が通過しながらフィンの外周面を通過した空気と熱交換し、前記案内手段により案内された凝縮水を下方側に排出させる凝縮水排出路を配設したチューブを具備する熱交換器。
【請求項２】
前記案内手段は、前記フィンに所定の間隔を以て屈曲配列される平面部に、チューブ側に長手方向に設けられた凝縮水案内溝であることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
前記平面部は、凝縮水案内溝に向かって所定の角度で傾斜するように形成されている請求項２記載の熱交換器。
【請求項４】
前記平面部は、ルーバーが形成される第１平面部と、前記凝縮水案内溝の周囲が平面の第２平面部とから形成されている請求項２記載の熱交換器。
【請求項５】
前記第１平面部と前記第２平面部は、所定周期に配置されている請求項４記載の熱交換器。
【請求項６】
前記凝縮水排出路は、前記凝縮水案内溝に接続され、前記チューブの長手方向に形成されている請求項２記載の熱交換器。
【請求項７】
前記凝縮水排出路は、前記チューブの両方側面に所定幅陥没されて形成されている請求項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】
本発明は熱交換器に関し、特に、熱交換器のチューブ及びフィンに凝縮する凝縮水の排出を円滑にた熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、熱交換器は、相互に異なる二つの流体を直接または間接的に接触させることで熱交換をする装置であって、主に暖房、空気調和、動力発生、廃熱回収、化学工程などの工業分野において、加熱器、冷却器、蒸発器、及び凝縮器などに使用されている。
特に、冷凍空調に使用される熱交換器は、湿気を含む空気が、熱交換のためにフィンを通過する時、チューブ内に供給される冷媒と熱交換しるものである。
【０００３】
このような熱交換器は、熱伝達を向上させるために空気との接触を高めるように表面の拡張されたフィンを有し、湿気を含む空気が、フィンを通過する時に、チューブ内に供給される低い温度の冷媒にと熱交換することになる。
【０００４】
図３は、従来の熱交換器の構成を示した斜視図である。従来の熱交換器は、流体が内部に流入される円筒状の流入管１０１と、該流入管１０１の長手方向に所定の間隔を以て離間配置され、該流入管１０１に連結されて、冷媒が通過しながら熱交換をする複数のチューブ１０２と、これらチューブ間に長手方向に形成されて、空気の接触面積を拡張させることで熱伝逹性能を向上させる複数のフィン１１０と、複数のチューブ１０２の他方端に連結されて、熱交換作用を終了した流体を集めて排出させる円筒状の排出管１０３とを含んでいる。
【０００５】
図４は、図３に示した熱交換器の一部分を拡大した部分斜視図である。各フィン１１０は、各チューブ１０２の片方面に取着されており、その取着された反対面に屈曲形成された複数の平面部１１２が所定の間隔を以て配列されている。各平面部１１２には、絶縁面積を高めるために所定の角度をなすように屈曲された複数のルーバー１１３が設けられている。
【０００６】
図５は、図４の矢視線ＩＩ−ＩＩに沿う線断面図であり、フィン１１０の平面部１１２に対するルーバーを示したものである。図５を参照すると、ルーバー１１３は、平面部１１２の中央部を中心に所定幅切開されて、中央ルーバー１１３ａは凝縮水が留まらないように重力方向に所定の角度をなすように形成されて、該中央ルーバー１１３ａを中心に左右に対称形をなすように、上方側及び下方側に傾斜した一連の側面ルーバー１１３ｂが形成される。
【０００７】
従来の熱交換器のフィン１１０の平面部を成形する場合、上述したようなルーバー成形をする以外に、他の実施形態として、所定間隔を有する長方形の複数のスリットにすることもできる。
【０００８】
このように構成された従来の熱交換器では、流入管１０１に流入した流体がチューブ１０２に分配されて、該チューブ１０２を通過して排出管１０３に集められて外部に排出される。この時、チューブ１０２を通過する流体と、該チューブ１０２間に長手方向に配設された各フィン１１０の間を通過する空気とが相互に交差しながら熱交換する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、従来の熱交換器では、熱交換作用が行われる時、チューブ１０２及びフィン１１０の表面に凝縮水が留まることとなる。図５における矢印は、凝縮水がルーバーを通して排出されることを示したもので、特に、チューブ１０２及びフィン１１０の表面に留まった凝縮水によって、熱交換時に空気の流れ抵抗が発生し、熱交換性能を低下させるという問題がある。
【００１０】
また、フィン１１０とチューブ１０２に凝縮した凝縮水は、フィン１１０の平面部１１２に形成されたルーバー１１３を通して下方側に排出されるため、凝縮水の排出時間が長くなり、これによっても熱交換器の性能が低下するという問題がある。
【００１１】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、フィンとチューブの構造を改良して、フィン、チューブ、及びフィンの表面に留まった凝縮水をより迅速に排出させることで凝縮水が留まることを防止し、空気の流れを円滑にして熱交換性能を向上し得る熱交換器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係る熱交換器は、流体が流入する流入管と、熱交換した流体を外部に排出させる排出管と、前記流入管と排出管間に配置されて、外周面に空気が通過するように所定の間隔で屈曲配列されて、その表面に凝縮した凝縮水を一方側に案内する案内手段を配設した複数のフィンと、それらフィン間に配置されて、その内部を流体が通過しながらフィンの外周面を通過する空気との熱交換し、前記案内手段により案内された凝縮水を下方側に排出させる凝縮水排出路を配設したチューブを具備する。
前記フィンの平面部は、ルーバーが形成される第１平面部と、前記凝縮水案内溝の周囲が平面である第２平面部と、から形成されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明に係る凝縮水排出装置が備えた熱交換器の斜視図で、図２は図１の熱交換器の一部分を拡大して示した部分斜視図である。
【００１４】
本発明に係る熱交換器は、冷媒としての流体が内部に流入する流入管１と、熱交換した前記流体を外部に排出する排出管３と、流入管１と排出管３間に配置されて、外周面に空気が通過するように所定の間隔で屈曲、配列され、表面に凝縮した凝縮水を一方側に案内する案内手段を具備した複数のフィン１０と、それらフィン１０間に配置されて、その内部を流体が通過しながら各フィン１０の外周面を通過する空気と熱交換し、前記案内手段により案内された凝縮水を下方側に排出させる凝縮水排出路５を設けたチューブ２とを含んで構成されている。
【００１５】
流入管１及び排出管３は、それぞれ所定の長さを有する円筒状に形成されており、前記流体が流れる複数のチューブ２が、該流入管１及び排出管３の長手方向に所定の間隔を以て配設され、チューブ２の両端部がそれぞれ連結されている。
【００１６】
各フィン１０は、流入管１と排出管３間に長手方向に配置されて、外周面に空気が通過するように所定の間隔で屈曲、配列されている。
【００１７】
各フィン１０は所定の間隔で屈曲されており、ルーバー成形をした中央ルーバー１３ａ（従来の１１３ａと同一）と側面ルーバー１３ｂ（従来の１１３ｂと同一）とを設けた第１平面部１２ａと、該第１平面部と同様に所定の間隔で屈曲されて、ルーバー１３やスリットのような穴成形をしない平板状の第２平面部１２ｂとから構成されている。
【００１８】
第１平面部の中央ルーバー１３ｂは、フィン１０の絶縁面積を拡大させるために、平面部１２の中央部を中心に左右対称形をなすように所定幅切開した後、平面部１２の中央部に凝縮水が留まらないように、中央部を中心に左右両側に所定の角度を有して傾斜していて、側面ルーバー１３ｂは、中央ルーバー１３ｂを中心に左右側面に対称形をなすように上方側及び下方側に所定の角度で傾斜している。
【００１９】
第２平面部１２ｂは、第１平面部１２ａと所定周期を有して反復的に形成されるか、または、所定周期とは関係なしに所定間隔反復的に形成される。
フィンの平面部１２には、凝縮水をチューブ２の一方側に案内する案内手段が設けられている。
【００２０】
各フィン１０の案内手段としては、それらフィン１０に所定の間隔を以て屈曲配列される第１平面部１２ａ及び第２平面部１２ｂに、チューブ２の長手方向に設けられた凝縮水案内溝４を形成することができる。
【００２１】
平面部１２は、凝縮水案内溝４に向かって所定の角度で傾斜するように形成される。
この時、凝縮水案内溝４は、フィン１０の平面部１２中、第２平面部１２ｂのみに形成されることもあり、第１平面部１２ａに形成されることもある。
【００２２】
第１平面部には、ルーバー１３の代りに、凝縮水を下方側に移動させるために、従来のフィンのような長方形ホール状のスリットが形成することもできる。
凝縮水を下方側に排出させる凝縮水排出路５が、チューブ２に設けられており、フィン１０の凝縮水案内手段と連結されて、チューブ２の長手方向に延設されてる。
【００２３】
凝縮水排出路５は、チューブの両方側面２ａに所定の深さ及び幅で陥没するように長手方向に延設されている。
以下、このように構成された本発明に係る熱交換器の作用を説明する。
【００２４】
前記熱交換器では、流入管１に流入した流体は、それぞれチューブ２に分配され、この時、チューブ２を通過する流体は、フィン１０の外周面に接して流動する外部空気と熱交換し、チューブ２を通過して熱交換した流体は、排出管３に流入した後、熱交換器の外部に移動する。
【００２５】
このように熱交換器が動作する場合、チューブ２とフィン１０に凝縮水が留まると、この凝縮水は、フィン１０の第１または第２平面部１２に形成された凝縮水案内溝４に案内されて、チューブ２の方へ迅速に流れ、その流れ込んだ凝縮水とチューブ２の表面に生成された凝縮水は、チューブの両方側面２ａに形成された凝縮水排出路５に流れ込み、重力により下方側に迅速に排出される。
【００２６】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る熱交換器によれば、熱交換する間、チューブ及びフィンの表面で凝縮した凝縮水が、チューブの両方側面の中央部に形成された凝縮水排出路を通して下方側に迅速に排出されて、各フィンの間に凝縮水が留まる現象が低減され、熱交換性能が向上するという効果を奏する。
【００２７】
本発明によれば、更に、フィンの第１または第２平面部に形成された凝縮水案内溝によって、フィンの外周面に形成された凝縮水が凝縮水排出路の形成されたチューブに迅速に流れ、凝縮水の排出時間が短縮されるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る熱交換器の構成を示した斜視図である。
【図２】本発明に係る熱交換器の一部分を拡大して示した部分斜視図である。
【図３】従来の熱交換器の構成を示した斜視図である。
【図４】従来の熱交換器の一部分を拡大して示した部分斜視図である。
【図５】図４の矢視線ＩＩ−ＩＩに沿う線断面図である。
【符号の説明】
１…流入管
２…チューブ
２ａ…チューブの両方側面
３…排出管
４…凝縮水案内溝
５…凝縮水排出路
１２ａ…第１平面部
１２ｂ…第２平面部
１３…ルーバー
【図１】
2004085170.tif 000003
【図２】
2004085170.tif 000004
【図３】
2004085170.tif 000005
【図４】
2004085170.tif 000006
【図５】
2004085170.tif 000007