(57)【要約】【課題】本発明は、空気調和器等に使用する熱交換器で、冷房運転時に低騒音で、通風抵抗が少なく、更に熱交換器下端以外からの水の滴下がない、信頼性の高い熱交換器を提供することを課題としている。【解決手段】通風回路内にフィンを所定間隔で平行に併設し、そのフィンの間を空気が流動する構成としたフィン群において、各フィンは波形状面を有し、空気の流入に際して各フィンにつき負圧となる面をエッチング加工面とした。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
風回路内にフィンを所定間隔で平行に併設し、前記フィンの間を空気が流動するように構成したフィン群と、前記フィン群に対して直角に貫通し、内部を流体が流動する伝熱管群とを備え、前記フィン群の各フィンは波形状面を有するとともに、前記フィン群への空気の流入に際して前記各フィンの表面圧力が負圧になる面をエッチング加工したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
風回路内にフィンを所定間隔で平行に併設し、前記フィン群への空気の流入方向から数えて１番目の波形状面の、空気の主流方向に対する傾斜を他の波形状面の傾斜よりも小さくしたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
風回路内にフィンを所定間隔で平行に併設し、前記フィン群への空気の流入方向から数えて１番目の波形状面の傾斜部の、空気の主流方向の長さを他の波形状面の傾斜部よりも長くしたことを特徴とする請求項１または２記載の熱交換器。
【請求項４】
風回路内にフィンを所定間隔で平行に併設し、前記各フィンにおいて、空気流入口側近傍に位置する部分には、ディンプルを所定間隔で設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項５】
風回路内にフィンを所定間隔で平行に併設し、前記各フィンにおいて、空気流入口側近傍に位置する部分には、切り欠き穴を所定間隔で設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載した熱交換器を備えた空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として空気調和機等に用いられている熱交換器で、水平面に対して所定の傾斜角度をなして設置されたものに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
天井埋め込みタイプの空気調和機を例にとって説明する。
【０００３】
天井埋め込みタイプの空気調和機は、図１３に示すような構成のものが知られている。即ち、複数のブレードからなるクロスフローファン１０１を中心にして、その前後にスタビライザ１０２とリアガイダ１０３とを配設し、スタビライザ１０２とリアガイダ１０３とで空気の吹出口１０４を形成し、この通風回路によって吸込口１０５から吸い込まれた空気が熱交換器１０６で熱交換される。熱交換器１０６全体が傾斜しているのは、空気調和機を設置する天井裏面の空間の高さに制約があり、その範囲内で熱交換器１０６の大きさを最大にして効率を高めようとするためである。
【０００４】
また、図１４に示したように熱交換器１０６はアルミニウム材で形成されたフィン１０７が所定の間隔で多数枚併設され、このフィン１０７で構成されるフィン群に複数本の伝熱管１０８を貫通させ、貫通部は拡管手段等にてフィン１０７に密着させている。そして、このフィン１０７には熱交換性能を上げるため切り起こし加工が施されている。
【０００５】
切り起こし加工による従来の切り起こし形状の一例を次に示す。
【０００６】
従来、この種のフィン付熱交換器は、例えば図１５に示されるような構成のものが一般であった。
【０００７】
即ち、各切り起こし部分の長手方向の辺の角度は、空気流の主流方向Ａに対して概ね直角である。
【０００８】
また、フィン表面に対して図１６（ａ）に示すものは表側にのみ切り起こし１０９が設けられており、また図１６（ｂ）に示すものでは表裏両側に交互に切り起こし１０９が設けられている。
【０００９】
しかし、上記のような形状の熱交換器では、図１７で示したように冷房運転時に凝縮水１１０がフィン１０７の間及び切り起こし部でブリッジしやすく、通風抵抗が増し、能力が著しく低下する。
【００１０】
これに対して、いろいろな試みが従来から行われており、例えば、図１８に示したような一対策案例がある。この対策案では、熱交換性能を上げるための切り起こし加工のかわりに、波形状加工が施されている。この波形状部１１１は、切り起こし形状に比べて冷房運転時に凝縮水がブリッジしにくいが、切り起こし形状に比べて、空気側の熱伝達率が低く、それを向上するためには各フィン１０７の間隔を小さくする必要がある。
【００１１】
しかし、フィン１０７同士の間隔が狭い場合、空気の流れの乱れから、騒音の増加と通風抵抗の増加が発生する。このメカニズムを図１９に示す。
【００１２】
フィン表面を空気が流動する時、フィンの各部分は空気の主流方向に対して所定の角度をなしている。
【００１３】
このため、フィン表面に発生する空気圧力は場所により異なる。即ち、空気の主流に対し、離れるように面して置かれた面には負圧が生じ、近づくように面しておかれた面には正圧が生じる。
【００１４】
図１９において空気流がフィン１０７の正圧面１０７ａから負圧面１０７ｂに流れるとこの面で空気流が負圧面１０７ｂから剥離し、このとき生じる乱流が騒音となる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、空気流の乱れが少なく、低騒音で通風抵抗が少ない、また隣り合ったフィンに付着した凝縮水が互いに結合して空気の通路を塞ぎ、通風抵抗が増大することを防ぐとともに、フィンから風回路への凝縮水の滴下を防ぎ、信頼性を確保したフィン付熱交換器とそのフィン付熱交換器を備えた空気調和機を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を決するための手段】
この課額を解決するために本発明は、通風回路内にフィンを所定間隔で平行に併設し、前記フィンの間を空気が流動するように構成したフィン群と、前記フィン群に対して直角に貫通し、内部を流体が作動する伝熱管群とを備え、前記フィン群の各フィンは波形状面を有するとともに、前記フィン群への空気の流入に際して前記各フィンの表面圧力が負圧になる面をエッチング加工したものである。
【００１７】
上記手段により、フィン群への空気の流入に際して空気圧が負圧になる面をエッチング面とする構成をとることにより、負圧面における空気流の剥離を抑制し、空気流の乱れの少ない、低騒音で、しかも通風抵抗の少ないフィン付熱交換器とそのフィン付熱交換器を備えた空気調和機を提供することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の目的は、各請求項に記載した構成を実施の形態とすることにより達成できるので、以下には各請求項記載の構成にその構成による作用効果を併記し、併せて請求項記載の構成のうち説明を必要とする特定用語については詳細な説明を加えて本発明における実施の形態の説明とする。
【００１９】
請求項１記載の発明は、風回路内にフィンを所定間隔で平行に併設し、前記フィンの間を空気が流動するように構成したフィン群と、前記フィン群に対して直角に貫通し、内部を流体が流動する伝熱管群とを備え、前記フィン群の各フィンは波形状面を有するとともに、前記フィン群への空気の流入に際して前記各フィンの表面圧力が負圧になる面をエッチング加工したものである。
【００２０】
上記請求項１記載の発明を実施の形態としたフィン付熱交換器は、フィン群への空気の流入に際して負圧になる面のみをエッチング加工面とする構成をとることにより、負圧面における空気流の剥離を抑制し、空気流の乱れの少ない、低騒音で、しかも通風抵抗の少ないフィン付熱交換器を提供することができる。
【００２１】
請求項２記載の発明は、風回路内にフィンを所定間隔で平行に併設し、前記フィン群への空気の流入方向から数えて１番目の波形状面の、空気の主流方向に対する傾斜を他の波形状面の傾斜よりも小さくしたものである。
【００２２】
この構成を実施の形態とすることにより請求項１記載の発明の作用、効果に加えて、ここでの通風抵抗が著しく低減される作用効果がある。
【００２３】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明のフィン付熱交換器において、前記フィン群への空気の流入方向から数えて１番目の波形状面の傾斜部を他の傾斜部よりも長くしたものである。この構成を実施の形態とすることにより、請求項１または２記載の発明の作用効果に加えて、各フィンの波形状面は良好な空気側熱伝達を保ちながら、フィン表面に付着した凝縮水の流れを良くする作用効果を奏する。
【００２４】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のフィン付熱交換器の各フィンにおいて、前記フィン群への空気流入口側近傍に位置する部分には、前記フィンの端面と平行してディンプルを所定間隔で設けたものである。従って、この構成を実施の形態とすることにより、請求項１ないし３のいずれかに記載の発明の作用効果に加えて、水滴がディンプルで保持されディンプルに沿って水滴は熱交換器の下方に誘導されることにより、フィン途中で水滴が滴下することがないフィン付熱交換器を提供することができる。
【００２５】
請求項５記載の発明では、請求項４記載の発明におけるディンプルに代えて、各フィンにおいて、フィン群への空気流入口側近傍に位置する部分には、前記フィンの端面と平行して切り欠き穴を所定間隔で設けたものである。従って、この構成を実施の形態とすることにより、請求項１ないし３のいずれかに記載の発明の作用効果に加えて、水滴が切り欠き穴で保持され、切り欠き穴の列に沿って熱交換器の下方端部に誘導されることにより、熱交換器の下端部以外から凝縮水が風回路内に滴下することがないフィン付熱交換器を提供することができる。
【００２６】
請求項６記載の発明は、上記した請求項１ないし５のいずれかに記載したフィン付熱交換器を備えた空気調和機である。従って、この構成を実施の形態とした空気調和機は前記各請求項に記載した作用効果を奏するフィン付熱交換器を備えることにより、優れた機能の空気調和機を実現することができる。
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１２に基づいて説明する。なお、従来例と同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する。
【００２８】
（実施の形態１）
先ず、図１及び図２により、本発明の実施の形態１について説明する。
【００２９】
図１において、空気は矢印Ａより矢印Ｂへ流れる。フィン１には、波形状加工による波形状面が施されており、エッチング加工によるエッチング加工面２はフィン１の負圧面にのみ構成されている。
【００３０】
また、Ｃは、フィン表面に付着した凝縮水が下方へ流れていく際の大まかな経路である。
【００３１】
空気は、図２に示したように正圧面３から項点４で方向転換し、負圧面に回り込んだ後、エッチング加工面２に沿って剥離することなくスムーズに流れる。従って、フィン間隔が小さくても、低騒音で通風抵抗の少ない、熱交換器を提供できる。なお、図２においてＰはフィン１に対して直角に貫通し内部を流体が流動する伝熱管を示す。
【００３２】
（実施の形態２）
次に、図３及び図４により、本発明の実施の形態２について説明する。図３において、空気は矢印Ａより矢印Ｂへ流れる。フィン１には、波形状加工が施されており、エッチング加工によるエッチング加工面２はフィン１の負圧面にのみ施されている。
【００３３】
ここで、空気が流入する側の最上流ののフィンの波形状面の流入空気の主流に対する傾斜が他の波形状面の傾斜より少ないため、ここでの通風抵抗が、著しく低減される。
【００３４】
更に、空気は、図４に示すように正圧面３から項点４で方向転換し、負圧面に回り込んだ後、エッチングされたエッチング加工面２に沿って剥離することなくスムーズに流れる。従って、上記したフィン付熱交換器を備えることによりフィン間隔が小さくても、低騒音で通風抵抗の少ない、空気調和機を提供できる。
【００３５】
（実施の形態３）
次に、図５及び図６により、本発明の実施の形態３について説明する。図５において、空気は矢印Ａより矢印Ｂへ流れる。フィンには、波形状加工による波形状面が施されており、エッチング加工によるエッチング加工面２はフィン１の負圧面のみに施されている。空気は、図６に示すように正圧面３から頂点４で方向転換し、負圧面に回り込んだ後、エッチングされたエッチング加工面２に沿って剥離することなくスムーズに流れる。
【００３６】
また、前記フィン群の各フィン１の空気流入口側近傍にディンプル５を所定の間隔でフィンの端面近傍に設けた構成をとることにより、水滴がディンプル５で保持されディンプル５に沿って熱交換器の下方に誘導され、滴下することがない。従って、上記したフィン付熱交換器を備えることによりフィン間隔が小さくても、低騒音で通風抵抗の少ない、しかも、凝縮水が風回路内へ滴下することのない空気調和機を提供できる。
【００３７】
（実施の形態４）
次に、図７及び図８により、本発明の実施の形態４について説明する。図７において、空気は矢即Ａより矢印Ｂへ流れる。フィン１には、波形状加工による波形状面が施されており、エッチング加工によるエッチング加工面２はフィン１の負圧面のみに施されている。空気は、図８に示すように正圧面３から頂点４で方向転換し、負圧面に回り込んだ後、エッチングされたエッチング加工面２に沿って剥離することなくスムーズに流れる。
【００３８】
また、前記フィン群の各フィン１の空気流入口側近傍に切り欠き６を所定の間隔でフィン端面近傍に設けた構成をとることにより、凝縮水が切り欠き６で保持され切り欠き６に沿って熱交換器の下方に誘導され、熱交換器下端以外から滴下することがない。従って、フィン間隔が小さくても、低騒音で通風抵抗の少ない、しかも、水滴の滴下することのない熱交換器を提供できる。
【００３９】
（実施の形態５）
次に、図９及び図１０により、本発明の実施の形態５について説明する。図９において、空気は矢印Ａより矢印Ｂへ流れる。フィンには、波形状加工による波形状面が施されており、エッチング加工によるエッチング加工面２はフィンの負圧面のみに施されている。空気は、図１０に示すように正圧面３から項点４で方向転換し、負圧面に回り込んだ後、エッチングされたエッチング加工面２に沿って剥離することなくスムーズに流れる。
【００４０】
ここで、空気が流入する１番目のフィン１の波形状面の傾斜が他の波形状面の傾斜より少ないため、ここでの通風抵抗が、著しく低減される。また、前記フィン群の各フィンの空気流入口側近傍にディンプル５を所定の間隔でフィン端面と平行に設けた構成をとることにより、水滴がディンプル５で保持されディンプル５に沿って熱交換器の下方に誘導され、熱交換器の下端以外から滴下することがない。
【００４１】
従って、フィン間隔が小さくても、低騒音で通風抵抗の少ない、しかも、水滴が滴下することのない熱交換器を提供できる。
【００４２】
（実施の形態６）
次に、図１１及び図１２により、本発明の実施の形態６について説明する。図１１において、空気は矢印Ａより矢印Ｂへ流れる。フィン１には、波形状加工による波形状面が施されており、エッチング加工によるエッチング加工面２はフィンの負圧面のみに施されている。空気は、正圧面３から頂点４で方向転換し、負圧面に回り込んだ後、エッチングされたエッチング加工面２に沿って剥離することなくスムーズに流れる。
【００４３】
ここで、空気が流入する１番目のフィン１の波形状面の傾斜が少なくしかもその傾斜部７ａが他の傾斜部７ｂより長いので、ここでの通風抵抗が、著しく低減される。しかも各波形状面は空気側熱伝達を保ちながらドレン水の流れを良くする。また、前記フィン群の各フィン１の空気流入口側近傍に切り欠き穴６を所定の間隔でフィン端面と平行に設けた構成をとることにより、水滴が切り欠き穴６で保持され切り欠き穴６に沿って熱交換器の下方に誘導され、熱交換器下端以外から滴下することがない。
【００４４】
従って、フィン間隔が小さくても、低騒音で通風抵抗の少ない、しかも、水の滴下することのない、空気調和機を提供できる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本願発明は、通風回路内に、所定間隔で平行に併設し、前記フィンの間を空気が流動するように構成したフィン群と、前記フィン群に対して直角に挿入し、内部を流体が流動する伝熱管群とを備えていて、前記フィン群の各フィンは波形状面を有するとともに、前記フィン群への空気の流入に際して前記各フィンの負圧になる面をエッチング加工面とした構成をとっている。
【００４６】
従って、フィン群への空気の流入に際して負圧になる面をエッチング加工面とした構成をとることにより、フィン面より空気流の剥離を抑制し、空気流の乱れの少ない、低騒音で、しかも通風抵抗の少ない熱交換器を提供することができる。
【００４７】
また本願発明は、請求項１記載のフィン付熱交換器において、前記フィン群への空気の流入方向から数えて１番目の波形状面の傾斜を他の波形状面の傾斜よりも少なくしたものである。
【００４８】
従って、ここでの通風抵抗が、著しく低減される。
【００４９】
また本願発明は、請求項１または２記載の本発明の構成に加えて、前記フィン群への空気の流入方向から数えて１番目の波形状面の傾斜部を他の傾斜部よりも長くしたので空気側熱伝達を保ちながらドレン水の流れを良くする。
【００５０】
また本願発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明の構成に加えて、各フィンにおいて、フィン群への空気流入口側近傍に、前記フィン端面と平行してディンプルを所定間隔で設けたものである。従って、請求項１〜３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、水滴がディンプルで保持されディンプルに沿って熱交換器の下方に誘導されることにより、フィン途中で水滴が滴下することがない熱交換器を提供することができる。
【００５１】
また本願発明では、請求項４記載の発明におけるディンプルに代えて、各フィンにおいて、フィン群への空気流入口側近傍に、前記フィン端面と平行して切り欠き穴を所定間隔で設けたものである。従って、請求項１〜３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、水滴が切り欠き穴の切り起しで保持され切り起しに沿って熱交換器の下方に誘導されることにより、熱交換器の下端以外から凝縮水が滴下することのない熱交換器を提供することができる。
【００５２】
また本願発明は、前記請求項１ないし５のいずれかに記載のフィン付熱交換器を備えた空気調和機であり、低騒音で通風抵抗が少なく、しかも熱交換器の下端以外から凝縮水が滴下することのない空気調和機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるフィン付熱交換器の斜面図
【図２】同フィン付熱交換器の要部断面図
【図３】本発明の実施の形態２におけるフィン付熱交換器の斜面図
【図４】同フィン付熱交換器の要部断面図
【図５】本発明の実施の形態３におけるフィン付熱交換器の斜面図
【図６】同フィン付熱交換器の要部断面図
【図７】本発明の実施の形態４におけるフィン付熱交換器の斜面図
【図８】同フィン付熱交換器の要部断面図
【図９】本発明の実施の形態５におけるフィン付熱交換器の斜面図
【図１０】同フィン付熱交換器の要部断面図
【図１１】本発明の実施の形態６におけるフィン付熱交換器の斜面図
【図１２】同フィン付熱交換器の要部断面図
【図１３】空気調和機の構造を示した要部断面図
【図１４】同空気調和機の熱交換器の一部分解斜視図
【図１５】従来例のフィン付熱交換器の斜面図
【図１６】（ａ）従来例のフィン付熱交換器の要部断面図
（ｂ）他の従来例のフィン付熱交換器の要部断面図
【図１７】従来例におけるフィンの一部拡大断面図
【図１８】対策案のフィン付熱交換器の要部断面図
【図１９】対策案における課題点を示したフィンの要部断面図
【符号の説明】
１　フィン
２　エッチング加工面（負圧面）
３　正圧面
４　頂点
５　ディンプル
６　切り欠き
７ａ　一番目の傾斜部
７ｂ　他の部分の傾斜部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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