(57)【要約】【課題】  突出し部を短くした場合、突出し部の風上側の先端は伝熱管と距離が短いため、伝熱部と温度が変わらないことがある。そのため、この突出し部の風上側の先端に霜が付着しやすくなり、従来と比較して通風路を塞ぐまでの時間が早くなる問題があった。【解決手段】  フィンは、通風路を形成する伝熱部と、伝熱部よりも風上側に突き出した突出し部とを有し、突出し部には、上部から下部にかけて形成された孔部があり、孔部の上端には隣接するフィンに向かって伸びる上タブが形成され、孔部の下端には隣接するフィンに向かって伸びる下タブが形成された。また、上タブと下タブは、孔部の上端または下端を折り目にしてフィンの一部を切り起こされたものである。さらに、孔部の風上側と風下側の両端それぞれに、通風方向に対し傾斜したルーバーが形成されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に配列される複数の伝熱管と、
前記複数の伝熱管と交差させ、左右に配列される板状の複数のフィンと、
上下に隣り合う前記伝熱管と、左右に隣り合う前記フィンに囲まれた複数の通風路を有する熱交換器であって、
前記フィンは、前記通風路を形成する伝熱部と、
前記伝熱部よりも風上側に突き出した突出し部とを有し、
前記突出し部には、上部から下部にかけて形成された孔部があり、
前記孔部の上端には隣接するフィンに向かって伸びる上タブが形成され、前記孔部の下端には隣接するフィンに向かって伸びる下タブが形成されたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記上タブと前記下タブは、前記孔部の上端または下端を折り目にしてフィンの一部が切り起こされたものであ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】
前記孔部の風上側と風下側の両端それぞれに、通風方向に対し傾斜したルーバーが形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝熱管とフィンとを備え、伝熱管内を流れる流体を空気と熱交換させる熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
伝熱管とフィンとを備えた熱交換器が知られている。この熱交換器では、複数の板状のフィンが互いに所定の間隔をおいて平行に積層されている。この積層されたフィン夫々に直交するように挿入された複数の伝熱管が、互いに一定の間隔をおいて上下に並んで配置されている。フィンの表面の風上側と風下側には、フィン同士の間隔を整えるために、フィンの一部を切り起こして形成されるタブが設けられている。
【０００３】
各々のフィンの表面の上下に隣り合う伝熱管の間の部分は、空気と伝熱管の間で熱を伝導させる伝熱部である。熱交換器を蒸発器として用いた場合、フィンが伝熱管を流れる冷媒により冷やされるため、伝熱管が氷点下であると、フィンの表面には霜が付着し、付着する霜の量が多いとフィンと伝熱管で囲まれて形成される通風路をふさいでしまう。そこで、フィンのうち特に伝熱部に通風路をふさぐほど霜が付着するまでの時間を遅らせるように、フィンの一部を伝熱管よりも風上側に突き出して形成した突出し部が設けられている。この突出し部の風上側の先端は伝熱管との距離が十分長いため、伝熱部ほど温度が下がることがなく、通風路をふさぐほど霜が付着するまでの時間を遅らせている。また、突出し部は伝熱部に近づくにつれて温度が下がるため、風が伝熱部と熱交換する前に、突出し部と熱交換して風の中の水分を減らすことができる。これにより、フィンと伝熱管に囲まれて形成される通風路が霜に塞がれるまでの時間を遅らせている。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−３１４８５号公報
【特許文献２】特開２００６−２９２３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
熱交換器の熱交換容量を大きくするために、熱交換器を通風方向に二つ並べて（２列で）使用することがある。この場合、フィンの突出し部があると、熱交換器の通風方向に対する厚さが大きくなるおそれがあった。そのため、各々の熱交換器の突出し部を熱交換器単体（１列）で使用する場合に比べて短くする。
【０００６】
上述の一例のように突出し部を短くした場合、突出し部の風上側の先端は伝熱管との距離が短くなるため、伝熱部との温度差が小さくなる。そのため、この突出し部の風上側の先端に霜が付着しやすくなり、従来と比較して通風路を塞ぐまでの時間が早くなるおそれがあった。
【０００７】
そこで、伝熱管からの熱の伝達を弱めるために、フィンにスリット（孔部）を形成する方法（特許文献２参照）を突出し部の風下側に適用することが考えられる。ところで、フィンの間隔を一定に保つ必要があるため、フィンの一部を切り起こして形成されるタブをフィンの風上側先端近くに設けている。そのため、風上側先端に突出し部を有するフィンにおいては、その突出し部にスリットとタブを同時に設ける必要がある。しかし、熱交換器の薄型化のため突出し部を短くする場合、突出し部にスリットとタブの両方を形成する余地がないという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、短い突出し部でもスリットとタブの両方を形成できる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】
【０００９】
上述した問題を解決するために、本発明は、上下に配列される複数の伝熱管と、複数の伝熱管と交差させ、左右に配列される板状の複数のフィンと、上下に隣り合う伝熱管と、左右に隣り合うフィンに囲まれた複数の通風路を有する熱交換器であって、フィンは、通風路を形成する伝熱部と、伝熱部よりも風上側に突き出した突出し部とを有し、突出し部には、上部から下部にかけて形成された孔部があり、孔部の上端には隣接するフィンに向かって伸びる上タブが形成され、孔部の下端には隣接するフィンに向かって伸びる下タブが形成された。
【００１０】
また、上タブと下タブは、孔部の上端または下端を折り目にしてフィンの一部が切り起こされたものである。
【００１１】
また、孔部の風上側と風下側の両端それぞれに、通風方向に対し傾斜したルーバーが形成されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の熱交換器によれば、短い突出し部でも孔部とタブの両方を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明にかかる熱交換器の全体を示した斜視図である。
【図２】本発明にかかる熱交換器の全体を示した正面図である。
【図３】図２の切断線Ａ−Ａにおける断面図である。
【図４】図３の切断線Ｂ−Ｂ、切断線Ｃ−Ｃにおける断面図である。
【図５】本発明にかかる突出し部の詳細を示した断面図である。
【図６】本発明の別実施形態にかかる図２の切断線Ａ−Ａにおける断面図である。
【図７】本発明の別実施形態にかかる突出し部の詳細を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態に関する熱交換器１００は、図１と図２に示すように、フィン１２０と扁平管１３０を備えた熱交換器である。
【００１５】
熱交換器１００は、第１ヘッダ１１０ａと、第２ヘッダ１１０ｂと、複数の扁平管１３０と、複数のフィン１２０とを備えている。第１ヘッダ１１０ａ、第２ヘッダ１１０ｂ、扁平管１３０、フィン１２０はいずれもアルミニウム合金製の部材であり、各々の接合は蝋付けによって行われている。
【００１６】
第１ヘッダ１１０ａと第２ヘッダ１１０ｂは、両方とも長手方向の両端が閉鎖された細長い円筒状に形成されている。熱交換器１００の一端側に第１ヘッダ１１０ａが配置され、熱交換器１００の他端側に第２ヘッダ１１０ｂが配置される。なお、第１ヘッダ１１０ａと第２ヘッダ１１０ｂのそれぞれの長手方向を熱交換器１００の上下方向とする。
【００１７】
扁平管１３０は、断面形状が長円形あるいは角の丸い矩形となった伝熱管であり、フィン１２０と直交する方向に延びている。また、扁平管１３０には、冷媒が流れる冷媒流路が複数本配置され、この冷媒流路は扁平管１３０の長手方向の一端と他端の間に、長手方向の一端から他端にかけて延びて形成され、扁平管１３０の幅方向に等間隔で配置されている。熱交換器１００において、各扁平管１３０は、各々の上側の面と下側の面が対向するように、熱交換器１００の熱交換効率と通風抵抗などを考慮して決定した間隔である第１の間隔ｄ１をおいて上下に並んで配置されている。各扁平管１３０は、一端を第１ヘッダ１１０ａに挿入し、他端を第２ヘッダ１１０ｂに挿入している。なお、扁平管１３０の長手方向を左右方向とする。
【００１８】
フィン１２０は、金属板をプレス加工することによって、縦長の板形状に形成されている。フィン１２０には、図３に示すように、フィン１２０の短手方向の一端からフィン１２０の短手方向の他端に向かって延びる横長の切り欠き部１４０が、フィン１２０の長手方向（上下方向）に所定の間隔をおいて多数形成されている。この切り欠き部１４０に扁平管１３０が差し込まれることで、扁平管１３０は上下方向に第１の間隔ｄ１をおいて配置される。また、フィン１２０は、図１に示すように、扁平管１３０の長手方向（左右方向）に熱交換器１００の熱交換効率と通風抵抗などを考慮して決定した間隔である第２の間隔ｄ２をおいて複数枚配置される。図２に示すように、上下に隣り合う扁平管１３０と、左右に隣り合うフィン１２０に囲まれた通風路１５０が、上下方向と左右方向それぞれに複数並んで形成される。なお、図２では複数の通風路１５０のうち１つを代表して図示している。フィン１２０と扁平管１３０はそれぞれで直交しており、図３に示すように、フィン１２０の表面のうち、複数の通風路の一つと接すると共に、上下に隣り合う扁平管１３０の間に位置する面が、斜線の矢印で示す空気と熱交換する伝熱部１２１となる。また、切欠き部１４０より他端側にある面が、フィン１２０の上端１２０ａから下端１２０ｂまで連続して形成された流水部（連通部）１２２となる。なお、斜線の矢印がある側を風上側、反対側を風下側とする。
【００１９】
フィン１２０の伝熱部１２１には、フィン１２０の一部を扁平管１３０よりも風上側に延長して突き出した突出し部１５０が設けられている。この突出し部１５０はフィン１２０と同じ厚さであり、通風方向に約4mmの長さＬの長方形に形成されている。
【００２０】
突出し部１５０には、孔部１９１が設けられる。この孔部１９１の周囲には、タブ１６１、１６２とルーバー１８１、１８２が設けられている。孔部１９１は突出し部１５０の上部と下部を繋ぐ孔である。風上側のタブである上タブ１６１、下タブ１６２はフィン１２０を切り起こして形成された板状の切り起こし片であり、孔部１９１の上端と下端の２箇所に、図４（ｂ）に示すように通風方向と平行に、かつフィン１２０との角度が垂直になるように形成されている。ルーバー１８１、１８２は、フィン１２０を切り起こして形成された板状の切り起こし片であり、孔部１９１の風上側と風下側の両端に、図４（ａ）に示すように通風方向に対し例えば約５度傾斜するように形成されている。なお、上タブ１６１、下タブ１６２は図４（ｂ）において前述で定義した左右方向で同じ方向に向いているが本発明はこれに限定したものではなく、後述する上タブ１６１を右方向に、下タブ１６２を左方向にとそれぞれ逆の方向に折り曲げてもよい。
【００２１】
なお、流水部（連通部）１２２には、隣接するフィン１２０同士の間隔を整えるための図示しない風下側のタブが設けられている。
【００２２】
タブ１６１、１６２とルーバー１８１、１８２と孔部１９１を形成する手順について図５を基に以下に説明する。突出し部１５０の風上側の上部には、突出し部１５０の風上側先端１５０ａより約1mm（Ｌ１）下流の位置に、突出し部１５０の上端に向かって略矩形状に切り起こすことで形成される上タブ１６１がある。この上タブ１６１は切り起こされた時の高さが約1.5mm（Ｈ２）ある。同様に、突出し部１５０の風上側の下部には、突出し部１５０の風上側先端１５０ａより約1mm（Ｌ１）下流の位置に、突出し部１５０の下端に向かって略矩形状に切り起こすことで形成される下タブ１６２がある。この下タブ１６２も切り起こされた時の高さが約1.5mm（Ｈ２）ある。これらの上タブ１６１と下タブ１６２は、矩形の周囲４辺のうち上端側または下端側以外の３片に切り込みを入れて、残りの上端側の１辺１６１ａまたは下端側の１辺１６２ａを折り目にして折り曲げることにより形成される。上タブ１６１と下タブ１６２は、通風方向に対し約1.5mm（Ｌ２）の幅がある。なお、上タブ１６１と下タブ１６２が突出し部１５０の風上側先端１５０ａより約1mm（Ｌ１）下流の位置にあるのは、隣接するフィン１２０同士の間隔を整えるための上タブ１６１と下タブ１６２を突出し部１５０の風上側先端１５０ａにできるだけ近づけると共に、突出し部１５０の風上側先端１５０ａと上タブ１６１または下部切り起こし部１６２との間にある突出し部１５０の一部１５１が折れない強度を有する幅を確保するためである。
【００２３】
上タブ１６１と下タブ１６２を切り起こすことによって形成された各々の孔の中心を通る切り込み１６３を突出し部１５０に入れる。この切り込み１６３の長さ、つまりルーバー１８１、１８２の上下方向の幅の長さは約2.5mm（Ｈ３）である。この切り込み１６３と上タブ１６１の下端側の１辺１６１ａまたは下タブ１６２の上端側の１辺１６２ａによって形成された切り起こし片を、フィン１２０と連続する辺１８１ａ、１８２ａをそれぞれ折り目にして突出し部１５０に対してそれぞれ、前述で定義した左右方向に逆向きに傾斜するように起こす。この起こされた切り起こし片のそれぞれがルーバー１８１、１８２となる。また、切り起こされて形成された孔が孔部１９１の一部となる。このルーバー１８１、１８２を形成したことにより、ルーバー１８１、１８２の先端では空気の境界層が薄くなって高い熱伝達率が得られるという前縁効果が生じる。一方、孔部１９１を形成したことにより、扁平管１３０から伝熱した熱を突出し部の風上側先端１５０ａに伝えにくくしている。よって、突出し部１５０の風上側先端１５０ａに霜が大量に付着するまでの時間を遅らせることができる。なお、孔部１９１の上下方向の長さＨ１は約5.5mmであり、上タブ１６１の高さＨ２とルーバー１８１、１８２の長さＨ３と下タブ１６２の高さＨ２を合計した長さになる。
【００２４】
以上より、本発明は、上タブ１６１、下タブ１６２、ルーバー１８１、１８２を孔部１９１の周囲に形成することで、従来の方法ではタブと孔部の両方を形成する余地のない短い突出し部１５０でもタブと孔部の両方を形成することができる。
【００２５】
また、本実施例では、孔部１９１の一部を形成するために、ルーバー１８１、１８２を形成しているが本発明はこれに限定したものではなく、図６と図７に示すように、孔部１９１の一部を形成するために突出し部１５０の一部を切り欠くことで形成してもよい。
【００２６】
なお、本実施例では、伝熱管が扁平管の場合について説明したが、本発明はこれに限定したものではなく、伝熱管が円筒の形状をした所謂フィンアンドチューブ型の熱交換器に用いてもよい。また、実施例で示した数字は一例であり、本発明は熱交換器の大きさに応じて適宜変更してもよく、これに限定したものではない。
【符号の説明】
【００２７】
１００    熱交換器
１２０    フィン
１３０    扁平管
１５３    熱伝達部
１６１    上タブ
１６２    下タブ
１８１、１８２    ルーバー
１９１    孔部
【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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