(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定間隔で平行に並べられ、相互間を気体が流動するフィンと、前記フィンを貫通し内部を流体が流動する複数の伝熱管とから構成され、前記フィンの表面に複数のスリットを設けたフィンとスリットの無いフラットなフィンとを交互に並べ、スリットを設けたフィンの表面に撥水性表面処理を、またフラットなフィンの表面に親水性表面処理を施したフィン付き熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気調和機や冷凍機器、自動車機器等の冷媒と空気等の流体間で熱の授受を行うフィン付き熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、フィン付熱交換器は機器設計の面からコンパクト化が要求されており、フィン表面にスリットやルーバーなどを設けたり、伝熱管の内面に溝やキャビティを設けたり、また伝熱管の細径化を図る等の工夫により大幅な小型高効率化が図られている。従来のフィン付熱交換器としては特開昭６１−２５２４９４号公報に開示されている形状が一般的である。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来のフィン付熱交換器を説明する。
図９は従来のフィン付熱交換器の斜視図である。図９において、１は一定間隔で平行に並べられたフィンで、２はフィン１を貫通し、気流方向に２列設けられた伝熱管である。図１０は図９の縦断面の部分拡大図、図１１は図１０のＡ−Ａ断面図である。図１０お呼び図１１において、３はフィン１の表面に設けられたスリットで、フィン１をほぼ一定の幅に切り起こして両面に設けられている。
【０００４】
以上のように構成されたフィン付き熱交換器について、以下その動作を説明する。
【０００５】
フィン１の相互間を流れる気流と伝熱管２の内部を流れる冷媒とがフィン１と伝熱管２を介して間接的に熱交換を行う。このとき、フィン１の表面にスリット３が設けられているため、フィン１の表面に生じる気流の温度境界層がスリット３によって更新され、フィン１と気流の間の熱伝達が促進されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成フィン付き熱交換器をヒートポンプエアコンの暖房運転時の室外機や冷凍機器の蒸発器など冷媒の蒸発温度が氷点以下となりフィン１の表面に着霜するような条件で使用すると、気流とフィン１の間の熱伝導率が極端に高いスリット３の前縁に着霜が集中する。特に気流方向の最前列では、気流と冷媒の温度差が大きいために着霜量が大きく、運転開始後すぐに着霜によってスリット３の前縁が閉塞してしまい、フィン付き熱交換器に流入する気流の風量が低下して熱交換量が急激に低下するという欠点があった。またその結果、除霜運転回数が増加し、ヒートポンプエアコンでは快適性の低下、また冷凍機器では食品鮮度など冷凍品質が低下するという欠点があった。
【０００７】
また着霜を抑える技術としてはフィンの表面に撥水性表面処理を施す方法があり、着霜によって閉塞するまでの時間をかなり延ばすことができると言われている。しかしこの方法は、比較的冷媒の温度が高くフィンの表面に水滴が結露するような条件では、スリットの部分に水滴がブリッジして残留するために通風抵抗が増大し、そのために風量が減り熱交換量が低下するばかりでなく、熱交換器背面へ水滴が飛散するという欠点もあった。
【０００８】
本発明は従来の課題を解決するもので、フィンと気流との熱伝達の促進を図りながら、着霜時の熱交換量の急激な低下を抑えるフィン付き熱交換器を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は、一定間隔で平行に並べられ、相互間を気体が流動するフィンと、フィンを貫通し内部を流体が流動する複数の伝熱管とから構成され、フィンの表面に複数のスリットを設けたフィンとフラットなフィンとを交互に並べたものである。
【００１２】
これにより、従来の発明と同様にスリットによって気流とフィンとの熱伝達の促進を図りながら、着霜によりスリットが閉塞しても隣接するフラットなフィンの近傍を気流が流れることができるため、熱交換器の全体としての流路の閉塞を遅らせることができ、風量の低下による熱交換量の急激な低下を抑えることができる。
【００１３】
さらに本発明は、一定間隔で平行に並べられ、相互間を気体が流動するフィンと、フィンを貫通し内部を流体が流動する複数の伝熱管とから構成され、フィンの表面に複数のスリットを設けたフィンとフラットなフィンとを交互に並べ、スリットを設けたフィンの表面に撥水性表面処理を、またフラットなフィンの表面に親水性表面処理を施したものである。
【００１４】
これにより、従来の発明と同様にスリットによって気流とフィンとの熱伝達の促進を図りながら、スリットを設けたフィンでは撥水性表面処理によって霜の形成及び成長を強力に遅らしてスリットでの熱伝達率の低下及び閉塞を遅らし、風量の低下による熱交換量の低下を大幅に抑えることができるとともに、撥水性表面処理の課題である結露時には、スリットにブリッドする水滴を隣接する親水性表面処理を施したフラットなフィンを通じて排水することができ、結露時の通風抵抗の増大や熱交換器背面への水飛びを抑えることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、一定間隔で平行に並べられ、相互間を気体が流動するフィンと、前記フィンを貫通し内部を流体が流動する複数の伝熱管とから構成され、前記フィンの表面に複数のスリットを設けたフィンとスリットの無いフラットなフィンとを交互に並べ、スリットを設けたフィンの表面に撥水性表面処理を、またフラットなフィンの表面に親水性表面処理を施したものであり、スリットによってフィンの表面に生じる温度境界層を更新して気流とフィンとの熱伝達の促進を図りながら、着霜によりスリットが閉塞しても隣接するフラットなフィンの近傍を気流が流れることができるため、熱交換器の全体としての流路の閉塞を遅らせることができ、風量の低下による熱交換量の急激な低下を抑えることができ、スリットを設けたフィンでは撥水性表面処理によって霜の形成及び成長を強力に遅らしてスリットでの熱伝達率の低下及び閉塞を遅らし、風量の低下による熱交換量の低下を大幅に抑えることができるとともに、撥水性表面処理の課題である結露時には、スリットにブリッジする水滴を隣接する親水性表面処理を施したフラットなフィンを通じて排水することができ、結露時の通風抵抗の増大や熱交換器背面への水飛びを抑えることができるという作用を有する。
【００１８】
【実施例】
以下本発明の一実施例について、図１から図８を用いて説明する。
【００１９】
（実施例１）
図１は、本発明の第１の実施例のフィン付き熱交換器の縦断面図の部分拡大図、図２は、図１のＢ−Ｂ断面図である。図１と図２において、４は一定間隔で平行に並べられたフィンである。２はフィン４を貫通し内部を流体が流動する複数の伝熱管であり、伝熱管２は従来の構成と同じものである。５はフィン４の表面を切り起こして設けられたスリットで、気流方向に対して最前列では、伝熱管２相互間のスリット５の無いフラット面６が気流と垂直な段方向で一段おきに残るように、また後列ではすべての段に設けられている。
【００２０】
以上のように構成されたフィン付き熱交換器について、以下その動作を説明する。
【００２１】
フィン４の相互間を流れる気流と伝熱管２の内部を流れる冷媒とがフィン４と伝熱管２を介して間接的に熱交換を行う。このとき、フィン４の表面にスリット５が設けられているため、フィン４の表面に生じる気流の温度境界層がスリット５によって更新され、フィン４と気流の間の熱伝達が促進される。またヒートポンプエアコンの暖房運転時の室外機や冷凍機器の蒸発器など冷媒の蒸発温度が氷点以下となりフィン４の表面が着霜するような条件で使用したときには、前述したようにスリット５によってフィン４の表面に生じる温度境界層を更新して気流とフィン４との熱伝達の促進を図りながら、着霜により熱交換量の大きい前列のスリット５が閉塞しても前列の一段おきに設けられたフラット面６を気流は流れることができるため、熱交換器の前列全体としての流路の閉塞を遅らせることができ、風量の低下による熱交換量の急激な低下を抑えることができる。
【００２２】
以上のように本実施例のフィン付き熱交換器は、一定間隔で平行に並べられ、相互間を気体が流動するフィン４と、フィン４を貫通し内部を流体が流動する複数の伝熱管２とから構成され、気流方向に対して最前列に位置するフィン４の表面の伝熱管２相互間に、連続する複数のスリット５とスリット５の無いフラット面６とを気流と垂直な段方向で交互に設けることにとより、スリット５によって気流とフィン４との熱伝達の促進を図りながら、着霜により熱交換量の大きい前列のスリット５が閉塞しても前列の一段おきに設けられたフラット面６を気流は流れることができるため、熱交換器の前列全体としての流路の閉塞を遅らせることができ、風量の低下による熱交換量の急激な低下を抑えることができる。
【００２３】
（実施例２）
図３と図４は、本発明の第２の実施例のフィン付き熱交換器の縦断面図の部分拡大図、図５は、図３及び図４のＣ−Ｃ縦断面図である。図３から図５において、７ａ，７ｂは一定間隔で平行に並べられたフィンである。２はフィン７ａ，７ｂを貫通し内部を流体が流動する複数の伝熱管であり、伝熱管２は従来の構成と同じものである。８はフィン７ａの表面にきり起こして設けられた複数のスリットであり、スリット８を設けたフィン７ａとスリット８の無いフラットなフィン７ｂとが交互に並べられている。
【００２４】
以上のように構成されたフィン付き熱交換器について、以下その動作を説明する。
【００２５】
フィン７ａ，７ｂの相互間を流れる気流と伝熱管２の内部を流れる冷媒とがフィン７ａ，７ｂと伝熱管２を介して間接的に熱交換を行う。このとき、フィン７ａの表面にスリット８が設けられているため、フィン７ａの表面に生じる気流の温度境界層がスリット８によって更新され、フィン７ａと気流の間の熱伝達が促進される。またヒートポンプエアコンの暖房運転時の室外機や冷凍機器の蒸発器など冷媒の蒸発温度が氷点以下となりフィン７ａ，７ｂの表面が着霜するような条件で使用したときには、前述したようにスリット８によってフィン７ａの表面に生じる温度境界層を更新して気流とフィン７ａとの熱伝達の促進を図りながら、着霜によりスリット８が閉塞しても隣接するフラットなフィン７ｂの近傍を気流が流れることができるため、熱交換器の全体としての流路の閉塞を遅らせることができ、風量の低下による熱交換量の急激な低下を抑えることができる。
【００２６】
以上のように本実施の形態のフィン付き熱交換器は、一定間隔で平行に並べられ、相互間を気体が流動するフィン７ａ，７ｂと、フィン７ａ，７ｂを貫通し内部を流体が流動する複数の伝熱管２とから構成され、表面に複数のスリット８を設けたフィン７ａとフラットなフィン７ｂとを交互に並べることにより、スリット８によってフィン７ａの表面に生じる温度境界層を更新して気流とフィン７ａとの熱伝達の促進を図りながら、着霜によりスリット８が閉塞しても隣接するフラットなフィン７ｂの近傍を気流が流れることができるため、熱交換器の全体としての流路の閉塞を遅らせることができ、風量の低下による熱交換量の急激な低下を抑えることができる。
【００２７】
（実施例３）
図６と図７は、本発明の第３の実施例のフィン付き熱交換器の縦断面の部分拡大図、図８は、図６及び図７のＤ−Ｄ断面図である。図６から図８において、９ａ，９ｂは一定間隔で平行に並べられたフィンである。２はフィン９ａ，９ｂを貫通し内部を流体が流動する複数の伝熱管であり、伝熱管２は従来の構成と同じものである。１０はフィン９ａの表面に切り起こして設けられた複数のスリットであり、スリット１０を設けたフィン９ａとスリット１０の無いフラットなフィン９ｂとが交互に並べられている。さらに、フィン９ａのスリット１０の表面には撥水性表面処理１１が、フラットなフィン９ｂの表面には親水性表面処理１２が施してある。
【００２８】
以上のように構成されたフィン付き熱交換器について、以下その動作を説明する。
【００２９】
フィン９ａ，９ｂの相互間を流れる気流と伝熱管２の内部を流れる冷媒とがフィン９ａ，９ｂと伝熱管２を介して間接的に熱交換を行う。このとき、フィン９ａの表面にスリット１０が設けられているため、フィン９ａの表面に生じる気流の温度境界層がスリット１０によって更新され、フィン９ａと気流の間の熱伝達が促進される。またヒートポンプエアコンの暖房運転時の室外機や冷凍機器の蒸発器など冷媒の蒸発温度が氷点以下となりフィン９ａ，９ｂの表面が着霜するような条件で使用したときには、前述したようにスリット１０によってフィン９ａの表面に生じる温度境界層を更新して気流とフィン９ａとの熱伝達の促進を図りながら、スリット１０を設けたフィン９ａでは撥水性表面処理１１によって霜の形成及び成長を強力に遅らしてスリット１０の熱伝達率の低下及び閉塞を遅らし、風量の低下による熱交換量の低下を大幅に抑えることができるとともに、撥水性表面処理１１の課題である結露時には、スリット１０にブリッジして残留する水滴を隣接する親水性表面処理１２を施したフラットなフィン９ｂを通じて排水することができ、結露時の通風抵抗の増大や熱交換器背面への水飛びを抑えることができる。
【００３０】
以上のように本実施の形態のフィン付き熱交換器は、一定間隔で平行に並べられ、相互間を気体が流動するフィン９ａ，９ｂと、フィン９ａ，９ｂを貫通し内部を流体が流動する複数の伝熱管２とから構成され、表面に複数のスリット１０を設けたフィン９ａとフラットなフィン９ｂとを交互に並べ、さらにフィン９ａのスリット１０の表面に撥水性表面処理１１を、フラットなフィン９ｂの表面に親水性表面処理１２を施すことにより、スリット１０を設けたフィン９ａでは撥水性表面処理１１によって霜の形成及び成長を強力に遅らしてスリット１０での熱伝達率の低下及び閉塞を遅らし、風量の低下による熱交換量の低下を大幅に抑えることができるとともに、撥水性表面処理１１の課題である結露時には、スリット１０にブリッジして残留する水滴を隣接する親水性表面処理１２を施したフラットなフィン９ｂを通じて排水することができ、結露時の通風抵抗の増大や熱交換器背面への水飛びを抑えることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、一定間隔で平行に並べられ、相互間を気体が流動するフィンと、フィンを貫通し内部を流体が流動する複数の伝熱管とから構成され、表面に複数のスリットを設けたフィンとフラットなフィンとを交互に並べることにより、スリットによってフィンの表面に生じる温度境界層を更新して気流とフィンとの熱伝達の促進を図りながら、着霜によりスリットが閉塞しても隣接するフラットなフィンの近傍を気流が流れることができるため、熱交換器の全体としての流路の閉塞を遅らせることができ、風量の低下による熱交換量の急激な低下を抑えることができる。
【００３３】
さらに、スリットを設けたフィンの表面に撥水性表面処理を、フラットなフィンの表面に親水性表面処理を施すことにより、スリットを設けたフィンでは撥水性表面処理によって霜の形成及び成長を強力に遅らしてスリットでの熱伝達率の低下及び閉塞を遅らし、風量の低下による熱交換量の低下を大幅に抑えることができるとともに、撥水性表面処理の課題である結露時には、スリットにブリッジして残留する水滴を隣接する親水性表面処理を施したフラットなフィンを通じて排水することができ、結露時の通風抵抗の増大や熱交換器背面への水飛びを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフィン付き熱交換器の第１の実施例の縦断面の部分拡大図
【図２】図１のＢ−Ｂ断面図
【図３】本発明によるフィン付き熱交換器の第２の実施例のスリットを設けたフィンを示す縦断面の部分拡大図
【図４】同実施例のフラットなフィンを示す縦断面の部分拡大図
【図５】図３及び図４のＣ−Ｃ断面図
【図６】本発明によるフィン付き熱交換器の第３の実施例のスリットを設けたフィンを示す縦断面の部分拡大図
【図７】同実施例のフラットなフィンを示す縦断面の拡大図
【図８】図６及び図７のＤ−Ｄ断面図
【図９】従来のフィン付き熱交換器の斜視図
【図１０】従来のフィン付き熱交換器の縦断面の部分拡大図
【図１１】図１０のＡ−Ａ断面図
【符号の説明】
２  伝熱管
４  フィン
５  スリット
６  フラット面
７ａ，７ｂ  フィン
８  スリット
９ａ，９ｂ  フィン
１０  スリット
１１  撥水性表面処理
１２  親水性表面処理
【図１】
0003761262.tif 000002
【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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