(57)【要約】【課題】熱交換効率が高い熱交換器を提供する。【解決手段】一定間隔で多数平行に配置され、その間を気体が流動する板状フィン１０と、前記板状フィン１０に直角に挿入され、気流方向と直角方向に複数段設けられると共に、気流方向に複数列設けられた伝熱管１３を備え、風上側の前記板状フィン１０の幅を、風下側の前記板状フィン１０の幅より大きく設定し、かつ、前記風上側の前記伝熱管１３の体積を、風下側の前記伝熱管１３の体積より大きく設定したもので、これによって、熱交換器に入ってくる気流と風上側の板状フィン１０との間の熱流速は、同気流と風下側の板状フィン１０との間の熱流速と不均一が少なくなり、風上側の板状フィン１０が着霜し難くなり、高効率な熱交換器を提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定間隔で多数平行に配置され、その間を気体が流動する板状フィンと、前記板状フィンに直角に挿入され、気流方向と直角方向に複数段設けられると共に、気流方向に複数列設けられた伝熱管を備え、風上側の前記板状フィンの幅を、風下側の前記板状フィンの幅より大きく設定し、かつ、前記風上側の前記伝熱管の体積を、風下側の前記伝熱管の体積より大きく設定したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
風上側の板状フィンに挿入された伝熱管の本数が、風下側の板状フィンに挿入された伝熱管の本数よりも多いことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
板状フィンは、気流方向に向かって、山谷の起伏を繰り返す形状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項４】
風上側の板状フィン以外の板状フィンに、開口部を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項５】
風上側の板状フィン以外の板状フィンにある伝熱管を、前記板状フィンの幅方向の中心線よりも気体の風下側に配置したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調機器や給湯機器等に使用される熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の熱交換器として、図６に示されるような室外機５０に用いられているフィンチューブ型の熱交換器が一般的で、それは、冷媒の伝熱管５１とフィン５２とから構成されている。フィン５２の幅寸法については、同じフィン幅が気流方向に並んでいるか、フィン５２の凍結防止あるいは着霜のしにくさを考慮した場合は、風上側のフィン幅Ｗ１を風下側のフィン幅Ｗ２よりも小さくして、風上側フィン５２の凍結防止と除霜が入り難くなるようにした熱交換器がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−２４７４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の熱交換器の構成では、風上側のフィン幅Ｗ１が風下側のフィン幅Ｗ２より小さいために、熱交換器に入ってくる気流とフィン５２の熱流速に着目すると、風上側の熱流速が、風下側の熱流速より大きくなって熱流速分布が不均一となるために、風上側のフィン５２が着霜しやすくなるという課題を有していた。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、着霜し難く除霜も効果的に行える高効率な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】
前記従来の課題を解決するために、本発明の熱交換器は、一定間隔で多数平行に配置され、その間を気体が流動する板状フィンと、前記板状フィンに直角に挿入され、気流方向と直角方向に複数段設けられると共に、気流方向に複数列設けられた伝熱管を備え、風上側の前記板状フィンの幅を、風下側の前記板状フィンの幅より大きく設定し、かつ、前記風上側の前記伝熱管の体積を、風下側の前記伝熱管の体積より大きく設定したもので、これによって、熱交換器に入ってくる気流と風上側の板状フィンとの間の熱流速は、同気流と風下側の板状フィンとの間の熱流速と不均一が少なくなり、風上側の板状フィンが着霜し難くなり、高効率な熱交換器を提供することができる。
【０００６】
また、本発明のような伝熱管の配置とすることで、フィン幅が広くても冷媒と気流の間の熱交換を促進でき、熱交換器の効率を上げることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の熱交換器は、着霜がし難く、熱交換を効率的に行う省エネ性に優れたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、一定間隔で多数平行に配置され、その間を気体が流動する板状フィンと、前記板状フィンに直角に挿入され、気流方向と直角方向に複数段設けられると共に、気流方向に複数列設けられた伝熱管を備え、風上側の前記板状フィンの幅を、風下側の前記板状フィンの幅より大きく設定し、かつ、前記風上側の前記伝熱管の体積を、風下側の前記伝熱管の体積より大きく設定したもので、これによって、熱交換器に入ってくる気流と風上側の板状フィンとの間の熱流速は、同気流と風下側の板状フィンとの間の熱流速と不均一が少なくなり、風上側の板状フィンが着霜し難くなり、高効率な熱交換器を提供する
ことができる。
【０００９】
第２の発明は、特に、第１の発明の風上側の板状フィンに挿入された伝熱管の本数が、風下側の板状フィンに挿入された伝熱管の本数よりも多いもので、着霜後の除霜を効率的に行うことができる。
【００１０】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の板状フィンは、気流方向に向かって、山谷の起伏を繰り返す形状を有するもので、気流との熱交換量を増加させ、熱交換器の熱交換効率を向上させることができる。
【００１１】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の風上側の板状フィン以外の板状フィンに、開口部を設けたもので、除霜時の板状フィンの熱伝達低下の影響を少なくしつつ、気流を乱流的にして熱伝達を促進させ、高効率な熱交換器を作ることができる。
【００１２】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の風上側の板状フィン以外の板状フィンにある伝熱管を、前記板状フィンの幅方向の中心線よりも気体の風下側に配置したもので、熱交換器をＬ型の形状に折り曲げるときにフィン倒れが少なくなるので、熱交換率が高く、製造面でより高品質の熱交換器を作ることができる。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における熱交換器の構成図である。
【００１５】
図１において、本実施の形態における熱交換器は、風上側フィン１１と、風下側フィン１２から構成され、風上側フィン１１、風下側フィン１２のそれぞれは、一定間隔で多数平行に配された複数枚の板状フィン１０と、板状フィン１０に直角方向から挿入される伝熱管１３を備えている。
【００１６】
本実施の形態では、風上側フィン１１の板状フィン１０の幅Ｌ１を、風下側フィン１２の板状フィン１０の幅Ｌ２よりも大きく設定している。
【００１７】
また、本実施の形態では、風上側フィン１１内の伝熱管１３の体積は、風下側フィン１１内の伝熱管１３の体積より大きく構成されている。
【００１８】
以上のように構成された本実施の形態における熱交換器について、以下その動作、作用を説明する。
【００１９】
まず、気流が風上側フィン１１に流入すると、熱の授受を行なった後、風下側フィン１２と熱の授受を行なう。このとき、風上側フィン１１、風下側フィン１２のそれぞれの板状フィン１０のフィン幅寸法の関係が、Ｌ１＞Ｌ２に設定されているので、各列の伝熱管１３が分担する交換熱量（熱流速）が平均化され、特に気流の温度が低い場合に起こりやすかった、１列目での着霜が起こりにくくなり、高効率に熱交換を行うことができる。
【００２０】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における熱交換器の構成図である。なお、上記実施の形態における熱交換器と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００２１】
本実施の形態における熱交換器は、図２に示すように、風上側フィン１１内にある伝熱
管１３の本数を、風下側フィン１２内にある本数よりも多くしたものである。
【００２２】
以上のように構成された本実施の形態における熱交換器について、以下その動作、作用を説明する。
【００２３】
まず、板状フィン１０での着霜や除霜が繰り返して発生する場合、特に熱交換器の下部では、氷の融け残りが起こりやすく、氷が、板状フィン１０間を埋めてしまうと、気流の流路が塞がれ、気流と板状フィン１０が熱交換をしなくなる。
【００２４】
しかしながら、本実施の形態では、風上側フィン１１内にある伝熱管１３の本数が、風下側フィン１２内にある伝熱管１３の本数よりも多く、特に、風上側フィン１１の下部に多い本数があると、着霜や除霜時においても氷の融け残りが少なくなり、所定の熱交換量を確保しやすくなって、熱交換効率を高められる。
【００２５】
（実施の形態３）
図３（ａ）は、本発明の実施の形態３における熱交換器の板状フィンの平面図、（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。上記実施の形態における熱交換器と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００２６】
本実施の形態は、図３に示すように、板状フィン１０に、気流方向に向かって、山谷の起伏を繰り返すように稜線２１を設けたものである。
【００２７】
以上のように構成された本実施の形態における熱交換器について、以下その動作、作用を説明する。
【００２８】
まず、板状フィン１０に、稜線２１を有する起伏を設けることにより、気流と熱交換量を増加させ、熱交換器の熱交換効率を向上させることができる。
【００２９】
（実施の形態４）
図４（ａ）は、本発明の実施の形態４における熱交換器の板状フィンの平面図、（ｂ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。上記実施の形態における熱交換器と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３０】
本実施の形態は、図４に示すように、風上側フィン１１以外（＝風下側フィン１２）に、開口部２２を設けたものである。
【００３１】
以上のように構成された本実施の形態における熱交換器について、以下その動作、作用を説明する。
【００３２】
まず、風上側フィン１１に開口部２２を設けると、除霜の際、その開口部２２により板状フィン１０の熱伝達が阻害され、板状フィン１０の熱伝達の効率が低下する。一方、開口部２２を設けると気流が乱気流的になり、熱伝達が促進され、熱交換器の効率が向上する。そこで、着霜量が一番多い風上側フィン１１以外（＝風下側フィン１２）に、開口部２２を設けることで、除霜時の板状フィン１０の熱伝達低下の影響を少なくしつつ、気流を乱流的にして熱伝達を促進させ、高効率な熱交換器を作ることができる。
【００３３】
（実施の形態５）
図５は、本発明の実施の形態５における熱交換器の板状フィンの平面図である。上記実施の形態における熱交換器と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
本実施の形態における熱交換器は、図５に示すように、風上側フィン１１以外（＝風下側フィン１２）の板状フィン１０にある伝熱管１３を、板状フィン１０の幅方向の中心線よりも気体風下側に配置したものである。
【００３５】
以上のように構成された本実施の形態における熱交換器について、以下その動作、作用を説明する。
【００３６】
まず、風上側フィン１１以外（＝風下側フィン１２）にある伝熱管１３を、板状フィン１０の幅方向の中心線よりも気体風下側に配置したことで、熱交換器をＬ型の形状に折り曲げるときにフィン倒れが少なくなるので、熱交換率が高く、製造面でより高品質の熱交換器を作ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明にかかる熱交換器は、着霜し難く除霜も効率的に行え、気流と高い熱交換性能を有するので、高効率な熱交換が必要な産業用・家庭用の空調機器や給湯機等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態１における熱交換器の構成図
【図２】本発明の実施の形態２における熱交換器の構成図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態３における熱交換器の板状フィンの平面図（ｂ）図３（ａ）のＡ−Ａ’断面図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態４における熱交換器の板状フィンの平面図（ｂ）図４（ａ）のＢ−Ｂ’断面図
【図５】本発明の実施の形態５における熱交換器の板状フィンの平面図
【図６】従来の熱交換器を搭載した空調機器の室外機の断面図
【符号の説明】
【００３９】
１０  板状フィン
１１  風上側フィン
１２  風下側フィン
１３  伝熱管
２１  稜線
２２  開口部
５０  室外機
５１  伝熱管
５２  フィン
Ｌ１、Ｌ２  フィン幅
Ｗ１、Ｗ２  フィン幅
【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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