(57)【要約】【課題】フィンの切起こし片は、後流に発生する縦渦により、熱伝達率は向上するものの、熱交換器を通過する気体の通風抵抗が増大したり、熱交換器を蒸発器を氷点下で使用した際、特に熱伝達率の高い切起こし片に霜が付着しやすく、急激に霜が成長してしまい、通風抵抗が大幅に増大してしまうという課題を有する。【解決手段】フィン１０に屈曲形状または曲線形状の切込み１５を設けて、基本線１６で折り曲げてフィン面に略垂直に立ち上げた切起こし片１１を、気体が流出する風下側に多く、また伝熱管から離れるに従い多く配置することでフィン表面に均一に着霜させることができ、氷点下での霜の成長に伴う通風抵抗の増大を抑制できる。また、フィンカラー４３より高い立上げ片４７を設けることで、隣接するフィンとの距離を大きくでき、さらに通風抵抗の増大を抑制できる。【選択図】図８
2009275967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定のピッチで平行に積層されるとともに、その間を空気などの気体が流動する多数の平板状のフィンと、前記フィンに所定のピッチで設けた円状の貫通穴に挿入されるとともに、内部を水や冷媒などの流体が流動する伝熱管とで構成され、前記伝熱管は前記貫通穴の外周に垂直に立ち上げた円筒状のフィンカラーに密着接合されたフィンアンドチューブ式の熱交換器において、前記フィンに屈曲形状または曲線形状の切込みを設けて前記切込みの両端部を結ぶ直線を基本線とし、前記基本線で折り曲げてフィン面に略垂直に立ち上げた切起こし片を設け、前記基本線と前記気体の主流方向とのなす角度が傾斜を有し、かつ３５度以下で配置したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
伝熱管の中心軸に対し、気体の流入する風上側よりも気体の流出する風下側の前記切起こし片を多く配置したことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
切起こし片の数が、伝熱管から離れるに従い多く配置す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。
【請求項４】
フィンに四辺形の一辺を残して三辺を切り込んだ切込みを設け、残した一辺を基本線として前記基本線で折り曲げてフィン面に略垂直に立ち上げた立上げ片を形成し、前記立上げ片がフィンカラーの高さより高くなるようにして、前記フィンを積層するときの所定の間隔を規定するように構成し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】
立上げ片の平面が、気体の主流方向に対し、傾斜を有し、かつその角度を３５度以下の角度に形成することを特徴とする請求項４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、空気調和機、冷凍機、ヒートポンプ式給湯機などに使用され、多数積層された平板状のフィンの間を流動する空気などの気体と伝熱管内を流動する水や冷媒などの流体との間で熱を授受するフィンアンドチューブ式の熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、多数積層された平板状のフィンと伝熱管とで構成されるフィンアンドチューブ式の熱交換器は、図１３に示すように、一定のピッチで平行に積層されるとともに、その間を空気などの気体Ｗが流動する多数の平板状のフィン１０１と、これらのフィン１０１に略直角に所定のピッチで挿入され、内部を水や冷媒などの流体Ｒが流動する伝熱管１０４とで構成され、伝熱管１０４はフィン１０１の貫通穴の外周に垂直に立ち上げた円筒状のフィンカラー１０２に密着接合されている。また、フィン１０１には、スリット形成部分１０３に、図１０、図１１、図１２に示すような切起こし片１１１、１１２が設けられている。そして従来の熱交換器の切起こし片１１１は、図１２に示すように基部から先端部に向けて漸次幅狭となり、通過する空気に縦渦Ｓを発生させる翼部を平板フィンから切起こして形成する。この縦渦により、熱伝達率を向上させるというものである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２０７６８８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、上記従来の構成では切起こし片１１１の後流に発生する縦渦Ｓにより、熱伝達率は向上するものの、一方では、熱交換器を気体が通過する際の通風抵抗が増大してしまう。このため、切起こし片１１１の数が多くなるに従い通風抵抗が大幅に増大してしまうため、ファンに負担をかけてしまい、ファンモータの入力を増大させてしまう。
【０００４】
また、熱交換器を蒸発器として使用した場合、フィン表面に凝縮水が付着し、通常はフィン表面に沿って滴下するが、冷媒の温度が０℃以下では、凝縮水が霜となってフィン表面に付着し、その凝縮水は滴下することなくフィン表面に固着し、しだいにその霜が成長し、フィンとフィンの間を閉塞させてしまうことがある。熱伝達率の高い切起こし片の端部は、霜が付着しやすく、急激に霜が成長してしまうため、切起こし片１１１の数を多くできず、熱交換器の性能向上が抑えられてしまう。
【０００５】
さらに、切起こし片を均一に配置させた場合、熱交換器の気体の流入側である風上側では、気体中の水分量が多いため霜が付着しやすく、風上側の切起こし片に集中的に霜が付着するため短時間にフィン間が閉塞してしまう、というこれらの課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、熱交換器を気体が通過する際の通風抵抗の増大を抑制しながら熱伝達率を向上させ、熱交換性能を高めた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】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の熱交換器は、フィンに屈曲形状または曲線形状の切込みを設けて切込みの両端部を結ぶ直線を基本線とし、その基本線で折り曲げてフィン面に略垂直に立ち上げた切起こし片を設け、基本線と気体の主流方向とのなす角度が傾斜を有し、かつ３５度以下で配置したものである。また、伝熱管の中心に対し、気体が流出する風下側に設けた切起こし片の数が、気体の流入する風上側に設けた切起こし片
の数より多く配置する。さらに、切起こし片の数を伝熱管から離れるに従い多く配置する。さらに、フィンに四辺形の一辺を残して三辺を切り込んだ切込みを設け、残した一辺を基本線としてその基本線で折り曲げてフィン面に略垂直に立ち上げた立上げ片を形成する。この立上げ片の高さはフィンカラーの高さより高くなるように設定し、フィンを積層するときの所定の間隔を規定するように構成する。さらに、立上げ片の平面が、気体の主流方向に対し、傾斜を有し、かつその角度を３５度以下の角度に形成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の熱交換器は、フィンに屈曲形状または曲線形状の切込みを設け、切込みの両端部を結ぶ直線を基本線とし、その基本線で折り曲げてフィン面に略垂直に立ち上げた切起こし片を設け、基本線と気体の主流方向とのなす角度が傾斜を有し、かつ３５度以下で配置したものである。この構成により、垂直に立ち上げた切起こし片の先端部で熱伝達率の向上が図れると共に、基本線と気体の主流方向と傾斜を有し、かつそのなす角が３５度以下に配置することで、切起こし片の後流域の乱流を抑制でき、これにより通風抵抗の増大を抑制できる。したがって、フィン表面の切起こし片の数を多く設けても通風抵抗の増大を抑制できると共に、熱伝達率の向上を図ることができるというものである。
【０００９】
また、伝熱管の中心に対し、気体の流出する風下側に設けた切起こし片の数が、気体の流入する風上側に設けた切起こし片の数より多く配置することにより、伝熱管内を流れる冷媒の温度が０度以下の際にフィンに付着した水滴が霜となってフィン表面に氷結するが、気体中の水分の一部が風上側で付着し、水分が少なくなった気体が風下側に流れることで、風下側の切起こしに付着する水分すなわち霜が少なくなる。風上側では、切起こし片をまばらに配置することで、切起こし片に霜が多く付着してもフィン間を通過する流路が確保でき、風下側では切起こし片を多く配置しても気流中の水分が少ないため、霜の成長を抑制できる。これによりフィン間が霜により閉塞するまでの時間を長く保つことができる。
【００１０】
さらに、切起こし片の数を伝熱管から離れるに従い多く配置する。熱伝導による熱移動は伝熱管との距離が遠くなるに従い少なくなることから、伝熱管から離れたところに切起こし片を多く設けることで、伝熱管内を流れる冷媒の温度が０度以下の場合、切起こし片に付着する量を抑えることができ、霜によるフィン間の閉塞を抑制させることができる。
【００１１】
さらに、フィンに四辺形の一辺を残して三辺を切り込んだ切込みを設け、残した一辺を基本線とし、その基本線で折り曲げてフィン面に略垂直に立ち上げた立上げ片を形成し、立上げ片がフィンカラーの高さより高くなるようにして、フィンを積層するときの所定の間隔を規定するように構成する。フィンカラーは、プレス加工のしごき加工にて形成されるが、高さが高くなるに従い、フィンカラーの肉厚は薄くなり、先端に割れが生じたり、高さが不均一になるなど加工する際に不具合が発生する。本発明の構成では、フィン間の間隔を立上げ片で規制することで、フィン間の間隔を大きくすることができる。これにより、伝熱管内を流れる冷媒の温度が０度以下の際に、フィン表面や立上げ片に霜が付着しても通風抵抗の急激な増大を抑制することができる。
【００１２】
さらに、立上げ片の平面が、気体の主流方向に対し、傾斜を有し、かつその角度を３５度以下の角度に形成する。この構成により立上げ片に凝縮水が滞留することなく、付着しても速やかに滴下し、排水され、通風抵抗が異常に増大することはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の発明は、フィンに屈曲形状または曲線形状の切込みを設けて切込みの両端部を結ぶ直線を基本線とし、その基本線で折り曲げてフィン面に略垂直に立ち上げた切起こし片を設け、基本線と気体の主流方向と傾斜を有し、かつそのなす角度が３５度以下で配置し
たものである。この構成により、垂直に立ち上げた切起こし片の先端部で熱伝達率の向上が図れると共に、基本線と気体の主流方向とのなす角が３５度以下に配置することで、切起こし片の後流域の乱流を抑制でき、これにより通風抵抗の増大を抑制できる。したがって切起こし片の数を多く設けても通風抵抗の増大を抑制できると共に、熱伝達率の向上を図ることができるというものである。
【００１４】
第２の発明は、伝熱管の中心に対し、気体が流出する風下側に設けた切起こし片の数が、気体が流入する風上側に設けた切起こし片の数より多く配置することにより、熱交換器を蒸発器として使用した場合、特に伝熱管内を流れる冷媒の温度が０度以下の際にフィンに付着した水滴が霜となってフィン表面に氷結するが、風上側で気体中の水分の一部がフィン表面に凝縮した後に、水分が少なくなった気体が風下側に流れるため、風下側の切起こし片に付着する水分すなわち霜が少なくなり、風下側の切起こし片が多くても霜の成長を抑制できる。これによりフィン間が霜で閉塞するまでの時間を長く保つことができる。また、切起こしの数を風下側で多く配置することで、短時間でフィン間を閉塞することはなく、熱交換性能を向上させることができる。
【００１５】
第３の発明は、切起こし片の数を伝熱管から離れるに従い多く配置する。熱伝導による熱移動は伝熱管との距離が遠くなるに従い少なくなることから、伝熱管から離れたところに切起こし片を多く設けることで、伝熱管内を流れる冷媒の温度が０度以下の場合に、切起こし片に付着する量を抑えることができ、霜によるフィン間の閉塞を抑制させることができる。
【００１６】
第４の発明は、フィンに四辺形の一辺を残して三辺を切り込んだ切込みを設け、残した一辺を基本線として基本線で折り曲げてフィン面に略垂直に立ち上げた立上げ片を形成し、立上げ片の高さをフィンカラーの高さより高くなるようにして、フィンを積層するときの所定の間隔を規定するように構成する。フィンカラーは、プレス加工のしごき加工にて形成されるが、高さを高くするに従い、フィンカラーの肉厚は薄くなり、先端に割れが生じたり、高さが不均一になったりするなど加工する際に不具合が発生する。本発明の構成では、フィン間の間隔を立上げ片で規制することで、立上げ片の間隔を大きくすることができる。これにより、伝熱管内を流れる冷媒の温度が０度以下の際に、フィン表面や立上げ片に霜が付着しても、霜でフィン間が閉塞するまでの時間を長くすることができ、通風抵抗の急激な増大を抑制することができる。
【００１７】
第５の発明は、立上げ片の平面が、気体の主流方向に対し、傾斜を有し、かつその角度を３５度以下の角度に形成する。この構成により立上げ片に凝縮水が滞留することなく、付着しても速やかに滴下し、排水され、通風抵抗が異常に増大することはない。
【００１８】
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この発明が限定されるものではない。
【００１９】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について、図１〜図７にしたがい説明する。図１〜図３は実施の形態１の第１の形状、図４，図５は実施の形態１の第２の形状、図６，図７は実施の形態１の第３の形状である。
【００２０】
まず、実施の形態１の第１の形状について、図１〜図３に従い説明する。図１は第１の形状のフィンの正面図、図２は同底面図、図３は同斜視図である。図１〜図３において、フィンカラー１３の近傍で、段方向の縦中心線１３ａに対して気流１の上流側に切起こし片１１ａを、下流側に切起こし片１１ｂを、それぞれフィンカラー１３の上下に設けている。複数段設けたフィンカラー１３のそれぞれの近傍のフィン１０の表面に、三角形の２
辺に切込みを入れた屈曲形状の切込み１５ａ、１５ｂを設け、気流１の上流側の切込み１５ａの一端部１２ａと他端部１２ｂとの両端部を結ぶ直線を基本線１６ａとし、基本線１６ａで折り曲げてフィン面に垂直に立ち上げた切起こし片１１ａを設け、また、気流１の下流側の切込み１５ｂの一端部１２ｃと他端部１２ｄとの両端部を結ぶ直線を基本線１６ｂとし、基本線１６ｂで折り曲げてフィン面に垂直に立ち上げた切起こし片１１ｂとを設ける。
【００２１】
基本線１６ａは、気体の主流１の主流方向１ａとのなす角βａが３５度以下で配置し、しかも基本線１６ａの傾斜の方向は、主流１がフィンカラー１３の方に導く方向に傾斜している。基本線１６ａの傾斜の方向は、言い換えれば、フィンカラー１３の縦中心線１３ａと直交する横中心線１３ｂの方に向かって主流１を導く方向に傾斜している。また、基本線１６ｂも基本線１６ａと同様に、気体の主流１の主流方向１ｂとのなす角βｂが３５度以下で配置し、しかも基本線１６ｂの傾斜の方向は、横中心線１３ｂの方に主流１を導く方向に傾斜している。
【００２２】
以上のように構成された熱交換器について、以下その動作、作用を説明する。
【００２３】
本実施の形態においては、垂直に立ち上げた切起こし片１１ａ、１１ｂの先端部では境界層前縁効果により熱伝達率の向上が図れ、さらに、フィン１０の表面の切込み１５ａ、１５ｂの部分についても境界層前縁効果の作用により、熱伝達率の向上が図れ、熱交換性能を向上させることができる。また、基本線１６ａ、１６ｂと気体の主流１の主流方向１ａとのなす角βａ、βｂが３５度以下になるように配置することで、切起こし片１１ａ、１１ｂの後流の乱流を抑制でき、これにより通風抵抗の増大を抑制できる。これにより、切起こし片の数を多く設けても通風抵抗の増大を抑制できると共に、熱伝達率の向上を図ることができるというものである。
【００２４】
なお、切込み形状については、上記の第１の形状以外にいろいろな多角形の屈曲形状や円弧や自由な曲線形状などが考えられるが、例として次の第２の形状と第３の形状の２つを示す。
【００２５】
実施の形態１の第２の形状を、図４にその正面図、図５にその底面図を示す。図４、図５において、フィン２０の表面に、五角形の４辺に切込みを入れた屈曲形状の切込み２５ａ、２５ｂを設け、切込み２５ａの一端部２２ａと他端部２２ｂとの両端部を結ぶ直線を基本線２６ａ、また、切込み２５ｂの一端部２２ｃと他端部２２ｄとの両端部を結ぶ直線を基本線２６ｂとし、基本線２６ａで折り曲げてフィン２０の表面に垂直に立ち上げた切起こし片２１ａ、基本線２６ｂで折り曲げてフィン面に垂直に立ち上げた切起こし片２１ｂを設ける。基本線２６ａは、気体の主流１の主流方向１ａとのなす角βａが３５度以下で配置し、しかも基本線２６ａの傾斜の方向は、主流１がフィンカラー２３の方に導く方向、言い換えれば、フィンカラー２３の縦中心線２３ａと直交する横中心線２３ｂの方に向かって主流１を導く方向に傾斜している。また、基本線２６ｂも基本線２６ａと同様に、気体の主流１の主流方向１ｂとのなす角βｂが３５度以下で配置し、しかも基本線２６ｂの傾斜の方向は、横中心線２３ｂの方に主流１を導く方向に傾斜している。
【００２６】
さらに、実施の形態１の第３の形状を、図６にその正面図、図７にその底面図を示す。図６、図７において、フィン３０の表面に、円弧形状の切込み３５ａ、３５ｂを設け、切込み３５ａの両端部３２ａと３２ｂを結ぶ直線を基本線３６ａ、また、切込み３５ｂの一端部３２ｃと他端部３２ｄとを結ぶ直線を基本線３６ｂとし、基本線３６ａで折り曲げてフィン３０の表面に垂直に立ち上げた切起こし片３１ａ、基本線３６ｂで折り曲げてフィン３０の表面に垂直に立ち上げた切起こし片３１ｂを設ける。基本線３６ａは、気体の主流１の主流方向１ａとのなす角βａが３５度以下で配置し、しかも基本線３６ａの傾斜の
方向は、主流１がフィンカラー３３の方に導く方向、言い換えれば、フィンカラー３３の縦中心線３３ａと直交する横中心線３３ｂの方に向かって主流１を導く方向に傾斜している。また、基本線３６ｂも基本線３６ａと同様に、気体の主流１の主流方向１ｂとのなす角βｂが３５度以下で配置し、しかも基本線３６ｂの傾斜の方向は、横中心線３３ｂの方に主流１を導く方向に傾斜している。
【００２７】
上記２つの形状についての動作と作用については、実施の形態１の第１の形状と同等の動作と作用を有するもので、特に説明は省略する。
【００２８】
なお、切込みの形状については上に記載した他にも、円弧形状が楕円形状だったり、円弧と屈曲とを組み合わせたり、曲線と直線とを組み合わせたりして形成しても同様の効果を有する。さらに、複数の切起こし片は、それぞれの大きさや形状が異なっても良いし、また、気流の主流とのなす角度が異なっても良い。
【００２９】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について、図８、図９にしたがい説明する。実施の形態２は、実施の形態１の動作と作用の効果を、切起こし片の数を増やし、最適に配置することでさらに有効に活かすものであり、一つの切起こし片の説明は実施の形態１と同様な作用であるため省略する。
【００３０】
図８は実施の形態２のフィンの正面図、図９は同底面図である。図８、図９において、２つのフィンカラー４３間のフィン表面の領域を、フィンカラー４３の図面上水平方向の横中心線５０ａとフィンカラー４３間を均等に２分割する中間線５０ｃと、横中心線５０ａと中間線５０ｃ間を均等に２分割する分割線５０ｂで領域を区分けし、フィンカラー４３に近い領域Ａとフィンカラーから遠い領域Ｂに分割している。フィン４０の表面には、三角形の２辺に切込みを入れ、切込みの両端を結ぶ基本線で折り曲げた三角形状の切起こし片４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ、４１ｇ、４１ｈ、４１ｉ）を設ける。切起こし片４１は、中間線５０ｃを線対称とし、フィン４０の表面に配置している。他の構成から線対称でない切起こし片４１を符号４１ｊで示す。切起こし片４１はいずれもフィンカラー４３の横中心線の方に主流１を導く方向に傾斜している。
【００３１】
以上のように構成された熱交換器について、以下その動作、作用を説明するが、実施の形態１で説明した切起こし片の効果については、同様の効果を有するもので説明は省略する。また、説明は主に領域Ａ、Ｂに配置されたものについて説明し、中間線５０ｃと対称な切起こし片４１については、同様の効果を有するものであり、説明は省略する。
【００３２】
本実施の形態においては、フィンカラー４３の図面上垂直方向の縦中心線５１に対し、気体が流入する風上側に３つの切起こし片４１ａ、４１ｂ、４１ｃと、縦中心線５１上に１つの切起こし片４１ｄと、風下側に５つの切起こし片４１ｅ、４１ｆ、４１ｇ、４１ｈ、４１ｉを配置する。フィンカラー４３に挿入され、フィンカラー４３と密着された伝熱管４４内を流れる冷媒の温度が０℃以下の場合、気流の水分がフィン４０の表面に結露し、フィン４０の表面では霜となって付着するが、霜は熱伝達率の高い部分で、特に切起こし片４１部分に集中して付着する。切起こし片４１の数を風上側で少なくすることで、気流の水分の一部は風上側のフィン４０の表面に凝縮するため、風下側の気流内の水分量は減少し、風下側で付着する霜量も減少する。このように熱伝達率の高い切起こし片４１を風下側より風上側の方を少なくすることで、気流に含まれる水分量が多い風上側では、霜が付着しやすい切起こし片４１が少なく、気流に含まれる水分量が少なくなった風下側では熱伝達率の高い切起こし片４１を多く設けることで、フィン４０の表面に付着する霜の量を均一に付着させることができ、これにより積層されたフィン４０間を通過する際の通風抵抗の増大を抑制でき、風量低下による能力の低下を抑制できる。
【００３３】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３について、図８、図９にしたがい説明する。実施の形態３は、実施の形態１及び実施の形態２の動作と作用の効果については同様の効果を有するもので、切起こし片の配置をさらに最適にすることで、切起こし片を有効に活かすものであり、実施の形態１及び実施の形態２と同様の作用については省略する。
【００３４】
図８、図９において、フィンカラー４３の横中心線５０ａに近い切起こし片４１ａ、４１ｇ、次に近いところに４１ｃ、４１ｅ、４１ｈ、離れたところに４１ｂ、４１ｄ、４１ｆ、４１ｉを配置する。
【００３５】
以上のように構成された熱交換器について、以下その動作、作用を説明する。
【００３６】
伝熱管４４は、フィンカラー４３に挿入され、密着固定されている。伝熱管４４内を流れる冷媒の温度とフィンの温度の差は、伝熱管４４から離れるに従い温度差が大きくなり、逆にフィン４０の温度と空気との温度差は小さくなることから、局所の熱交換量は小さくなる。つまり、フィンカラー４３から離れるに従い、フィン４０の表面の温度は空気温度に近くなり、温度差が小さくなることから、局所の熱交換能力は小さくなるということである。ここで、熱交換器を蒸発器として使用し、伝熱管４４内を流れる冷媒の温度が０℃以下の場合、フィンカラー４３に近い切起こし片４１ａ、４１ｇは温度が低く、熱交換量も大きいことから付着する霜の量も多い。これに対し、フィンカラー４３から離れている切起こし片４１ｂ、４１ｄ、４１ｆ、４１ｉの温度は上昇し、空気温度との差が小さくなり、熱交換量も少なく、霜の付着する量も少なくなる。このように切起こし片４１の数をフィンカラー４３から離れるに従い多くすることで、熱交換性能を高めるとともに霜の付着による急激な通風抵抗の上昇を抑制でき、熱交換能力を高めることができる。
【００３７】
なお、図８では、切起こし片４１ｂ、４１ｄ、４１ｆ、４１ｉが、気流の主流１と同じ方向で同一直線状に配置しているが、少なくとも直ぐ後ろの切起こし片とは重ならない千鳥状に配置することで、風上側の切起こし片で発生した境界層に埋没することなく、より高性能化を図ることも可能である。
【００３８】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４について、図８、図９にしたがい説明する。実施の形態４は、実施の形態１から実施の形態３の動作と作用の効果については同様の効果を有するもので、立上げ片を設けることでフィン間を広くすることにより、熱交換器を蒸発器として使用し、伝熱管内を流れる冷媒の温度が０℃以下の場合、霜の付着による通風抵抗の急激な増加を抑制できると言うものである。
【００３９】
図８、図９において、フィンカラー４３の近傍に、四辺形の一辺を残して三辺を切り込んだ切込み４８ａ、４８ｂを設け、残した一辺を基本線４９ａ、４９ｂとして基本線４９ａ、４９ｂで折り曲げてフィン４０の表面に略垂直に立ち上げた立上げ片４７ａ、４７ｂを形成する。立上げ片４７ａ、４７ｂの高さｈａは、フィンカラー４３の高さｈｆより高く形成する。また、基本線４９ａ、４９ｂと気体の主流１の主流方向１ｃとのなす角βｃが３５度以下で配置し、しかも基本線４９ａ、４９ｂの傾斜の方向は、実施の形態３までに説明した切起こし片４１と同様に、主流１がフィンカラー４３の横中心線５０ａに導く方向に傾斜している。
【００４０】
以上のように構成された熱交換器について、以下その動作、作用を説明する。
【００４１】
隣接するフィン４０の間隔の規定を、フィンカラー４３の高さｈｆより、立上げ片４７
ａ、４７ｂの高さｈａの方を高くすることでフィン間隔を規制することから、切込み４８ａ、４８ｂの形状しだいで隣接するフィンとの距離を規定でき、フィンの間隔も大きくすることができる。これにより、伝熱管４４内を流れる冷媒の温度が０度以下の際に、フィン４０の表面や切起こし片４１ａ〜４１ｊに霜が付着しても、積層されたフィン４０の間を通過する気流の通風抵抗の急激な増大を抑制することができる。
【００４２】
また、立上げ片４７ａ、４７ｂの基本線４９ａ、４９ｂが、気体の主流方向１ｃに対して傾斜を有し、その角度βｃを３５度以下の角度に形成することで、立上げ片４７ａ、４７ｂの平面が水平でないことから、立上げ片４７ａ、４８ｂに凝縮水が滞留することなく、付着しても速やかに滴下し、排水され、通風抵抗が異常に増大することはない。また、主流方向１ｃとなす角を３５度以下にすることで、立上げ片４７ａの後流部分での乱流の発生を抑制でき、通風抵抗の増大を抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明にかかる熱交換器は、気体の冷却器として用いる機器に使用した場合、特に伝熱管内を流れる冷媒の温度が０℃以下の場合に有効で、フィンの表面に付着した霜が成長しても急激な通風抵抗の上昇を抑制でき、熱交換器の通過する風量の減少を抑制することで、熱交換性能の高いものを提供するものである。したがって、空気調和機や冷凍機などに使用され、多数積層された平板状のフィンの間を流動する空気などの気体と伝熱管内を流動する水や冷媒などの流体との間で熱を授受するフィンアンドチューブ式の熱交換器に広く適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態１の第１の形状のフィンの正面図
【図２】本発明の実施の形態１の第１の形状のフィンの底面図
【図３】本発明の実施の形態１の第１の形状のフィンの斜視図
【図４】本発明の実施の形態１の第２の形状のフィンの正面図
【図５】本発明の実施の形態１の第２の形状のフィンの底面図
【図６】本発明の実施の形態１の第３の形状のフィンの正面図
【図７】本発明の実施の形態１の第３の形状のフィンの底面図
【図８】本発明の実施の形態２〜４のフィンの正面図
【図９】本発明の実施の形態２〜４のフィンの底面図
【図１０】従来例のフィンの正面図
【図１１】従来例のフィンの底面図
【図１２】従来例のフィンの斜視図
【図１３】フィンアンドチューブ熱交換器の斜視図
【符号の説明】
【００４５】
１  気体の主流
１ａ、１ｂ、１ｃ  気体の主流方向
１０、２０、３０、４０  フィン
１１ａ、１１ｂ  切起こし片
２１ａ、２１ｂ  切起こし片
３１ａ、３１ｂ  切起こし片
４１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ、４１ｇ、４１ｈ、４１ｉ、４１ｊ  切起こし片
１２ａ、１２ｃ、２２ａ、２２ｃ、３２ａ、３２ｃ  切込みの一端部
１２ｂ、１２ｄ、２２ｂ、２２ｄ、３２ｂ、３２ｄ  切込みの他端部
１３、２３、３３、４３  フィンカラー
１３ａ、２３ａ、３３ａ  フィンカラーの横中心線
１３ｂ、２３ｂ、３３ｂ  フィンカラーの縦中心線
１５ａ、１５ｂ、２５ａ、２５ｂ、３５ａ、３５ｂ  切起こし片の切込み
１６ａ、１６ｂ、２６ａ、２６ｂ、３６ａ、３６ｂ  切起こし片の基本線
４７ａ、４７ｂ  立上げ片
４８ａ、４８ｂ  立上げ片の切込み
４９ａ、４９ｂ  立上げ片の基本線
５０ａ  フィンカラーの横中心線
５０ｂ  分割線
５０ｃ  中間線
５１  フィンカラーの縦中心線
βａ、βｂ  切起こし片の基本線と主流方向のなす角度
βｃ  切起こし片の基本線と主流方向のなす角度
ｈａ  立上げ片の高さ
ｈｆ  フィンカラーの高さ
【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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