JP2007101111A - フィン付き熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フィンの風上前縁および風上後縁の直線部にそれぞれ最近接となる伝熱管11の外径中心と、風上前縁もしくは風上後縁との最短距離が、同一伝熱管列で一定でない略くの字状の前面側熱交換器20のフィンと略矩形の背面側熱交換器40のフィンを構成して凝縮水がフィンに沿って流れ易く構成し、それらが繋がり、直径が異なるフィンカラーを組み合わせた1枚のフィンとして連続プレス加工する。
【選択図】図1
Description
凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際の冷媒入口寄りの伝熱管、または蒸発器として使用する際の冷媒出口寄りの伝熱管として用い、小さい方の外径の前記伝熱管については、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際には、大きい方の外径の前記伝熱管より冷媒下流側の伝熱管として、または蒸発器として使用する際には、大きい方の外径の前記伝熱管より冷媒上流側の伝熱管として用い、また、低循環量で小能力の熱交換器の構成を必要とする場合はそれぞれ2パスを用いて冷媒を流すようにしたものである。
熱交換器において、列方向に隣接する2つの伝熱管の間において、内部を流れる冷媒同士に温度差がある場合、前記2つの伝熱管の列間中央部のフィンに、段方向および一部を列方向に概略沿う方向で切り込みを設け、更には、フィン前縁から完全に後加工で切断可能となるように外径2〜4.5mmの穴を設けたものである。
以下、本発明の実施の形態1に係るフィン付き熱交換器およびその製造方法について、図面を参照しながら説明する。
風下側後縁部とのそれぞれは、互いにその延長線の交差部分の角度θ1およびθ2が同じ鈍角をなす2本の直線部22、23および32、33と、これら2本の直線部22、23と32、33との間をそれぞれ結ぶ各1本の曲線部24、34とからなる略くの字形状に形成されている。ここで、直線部22と32および23と33は、それぞれ平行にされている。また、曲線部24、34としての形状は、楕円曲線、双曲線、スプラインなどがあるが、風上側縁部の曲線部24と、風下側縁部の曲線部34とは、同じ寸法形状にされている。なお、本実施の形態では、図1〜図4に示すように、風上側縁部の曲線部24と、風下側縁部の曲線部34とを円弧形状にするとともに、それらを同じ曲率半径で形成している。また、背面側熱交換器40のフィン41の風上側前縁部および風下側後縁部は平行な直線部42、43で構成されている。
ィンカラー12と伝熱管11とを密着させるために、伝熱管11を拡管し、そしてフィン13を前面側熱交換器20と背面側熱交換器40との境界部で切断して、前面側熱交換器20と背面側熱交換器40とに分離する。
192が設けられるとともに、これら各切り起こし141、151、161、171、181、191、142、152、162、172、182、192のフィンカラー12寄りの箇所、すなわち伝熱管11寄りの箇所に設けられた切り起こし141、151、161、171、181、191、142、152、162、172、182、192の立ち上がり部141a、151a、161a、142a、152aは、伝熱管11の円周に概略沿う方向で形成されている。
直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機5から遠い側の領域の風上前縁23と風下後縁33との距離に等しくしたので、前面側熱交換器20のフィン21の上端部と背面側熱交換器41のフィン41の上端部とが繋がった状態の1枚のフィンとすることができ、したがって高い生産性でもって連続プレス加工を行うことができる。
入口寄りの伝熱管11eまたは蒸発器として使用する際の冷媒出口寄りの伝熱管11eの外径を6〜8mmの範囲で且つ他のいずれの伝熱管11a、11b、11c、11dよりも太くするとともに2列および1列構成の気体の流れの風下側の列に配置して2パスで用いるので、空気と冷媒との温度差に関し対向流的な配置による性能向上が得られるとともに、管内の熱伝達率は若干低下するが、冷媒流通抵抗を大幅に低下させることができ、したがって熱交換能力を大幅に増大させることができる。
図5は本発明の実施の形態2に係るフィン付き熱交換器についての部分拡大図であり、また、上記実施の形態と重複する内容と原理は省き、同一機能を示すものであれば同一番号にて図面を参照しながら以下に説明する。
留しても還流送風機5に吸い込まれることがない。
2 筐体
3a、3b 吸込み口
4 吹出し口
5 貫流送風機
10 フィン付き熱交換器
11、11a、11c、11d、11e 伝熱管
12 フィンカラー
13、21、41 フィン
17、19 切り込み
18 切断しない部分
20 前面側熱交換器
22、23、42 直線状の風上前縁
32、33、43 直線状の風下後縁
24 曲線状の風上前縁
34 曲線状の風下後縁
40 背面側熱交換器
Claims (8)
- 前面側に吸込み口がおよび下面側に吹出し口がそれぞれ設けられた筐体と、前記筐体に収納される貫流送風機とから風回路を構成し、前記吸込み口から貫流送風機までの風回路の途中または貫流送風機から吹出し口までの風回路の途中に配置される前面側熱交換器と背面側熱交換器とを備え、前記前面側熱交換器および前記背面側熱交換器は、多数のフィンと内部を冷媒が流動する多数の伝熱管とを有し、前記前面側熱交換器におけるフィンを、その風上前縁および風下後縁がそれぞれが同じ鈍角をなす2本の直線部並びにこれら2本の直線の間を結ぶ1本の曲線部により、略くの字状に形成するとともに、略くの字状に形成された前記フィンの直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機に近い側の領域における風上前縁と風下後縁との距離を18〜27にするとともに、当該フィン部に挿入される伝熱管、および当該フィンの曲線状の風上前縁と曲線状の風下後縁とで挟まれた領域の部分に挿入される伝熱管の外径を6.0〜8.0にして気体の主流方向に沿う方向となる列方向に2列および1列配置し、また、貫流送風機から遠い側の領域および背面側熱交換器の領域における風上前縁と風下後縁との距離を27〜30mmにすると共に、当該フィン部に挿入される伝熱管およびにおけるフィンの風上前縁の直線部と風下後縁の直線部とで挟まれた部分に挿入される伝熱管の外径を4.0〜7.0mmにするとともに、気体の主流方向に沿う列方向に伝熱管を3列で配置したことを特徴とするフィン付き熱交換器。
- 前面側熱交換器におけるフィンの直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機から遠い側の領域および背面側熱交換器におけるフィンの風上前縁の直線部と風下後縁の直線部とで挟まれた部分に挿入される伝熱管を2種類または2種類以上の外径の伝熱管で構成し、且つ大きい方の外径の伝熱管を、気体の流れの最も風上の列に配置するとともに、低循環量で小能力の熱交換器を必要とする場合は、当該フィン付き熱交換器を凝縮器またはガスクーラーとして使用する際の冷媒出口寄りの伝熱管として、または蒸発器として使用する際の冷媒入口寄りの伝熱管として、1パスを用い、小さい方の外径の伝熱管については、当該フィン付き熱交換器を凝縮器またはガスクーラーとして使用する際には、大きい方の外径の前記伝熱管より冷媒上流側の伝熱管として、または蒸発器として使用する際には、大きい方の外径の伝熱管より冷媒下流側の伝熱管として、4パスを用いて、それぞれ冷媒を流すようにし、一方、貫流送風機に近い側の領域のフィン部および当該フィンの曲線状の風上前縁と曲線状の風下後縁とで挟まれた領域の部分にそれぞれ挿入される伝熱管を2種類の外径の伝熱管で構成し、且つ大きい方の外径の前記伝熱管を、気体の流れの最も風下の列に配置するとともに、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際の冷媒入口寄りの伝熱管、または蒸発器として使用する際の冷媒出口寄りの伝熱管として用い、小さい方の外径の前記伝熱管については、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際には、大きい方の外径の前記伝熱管より冷媒下流側の伝熱管として、または蒸発器として使用する際には、大きい方の外径の前記伝熱管より冷媒上流側の伝熱管として用い、また、低循環量で小能力の熱交換器の構成を必要とする場合はそれぞれ2パスを用いて冷媒を流すようにしたことを特徴とする請求項1に記載のフィン付き熱交換器。
- 前面側熱交換器におけるフィンの直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機から遠い側の領域および背面側熱交換器におけるフィンの風上前縁の直線部と風下後縁の直線部とで挟まれた部分に挿入される伝熱管を2種類または2種類以上の外径の伝熱管で構成し、且つ大きい方の外径の伝熱管を、気体の流れの最も風上の列に配置するとともに、高循環量で大能力の熱交換器を必要とする場合は、当該フィン付き熱交換器を凝縮器またはガスクーラーとして使用する際の冷媒出口寄りの伝熱管として、または蒸発器として使用する際の冷媒入口寄りの伝熱管として2パスを用い、小さい方の外径の伝熱管については、当該フィン付き熱交換器を凝縮器またはガスクーラーと
して使用する際には、大きい方の外径の前記伝熱管より冷媒上流側の伝熱管として、または蒸発器として使用する際には、大きい方の外径の伝熱管より冷媒下流側の伝熱管として、5または6パスを用いて、それぞれ冷媒を流すようにし、一方、貫流送風機に近い側の領域のフィン部および当該フィンの曲線状の風上前縁と曲線状の風下後縁とで挟まれた領域の部分にそれぞれ挿入される伝熱管を2種類の外径の伝熱管で構成し、且つ大きい方の外径の前記伝熱管を、気体の流れの最も風下の列に配置するとともに、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際の冷媒入口寄りの伝熱管、または蒸発器として使用する際の冷媒出口寄りの伝熱管として用い、小さい方の外径の前記伝熱管については、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際には、大きい方の外径の前記伝熱管より冷媒下流側の伝熱管として、または蒸発器として使用する際には、大きい方の外径の前記伝熱管より冷媒上流側の伝熱管として用い、また、高循環量で大能力の熱交換器の構成を必要とする場合はそれぞれ3パス以上を用いて冷媒を流すようにしたことを特徴とする請求項1に記載のフィン付き熱交換器。 - 前面側熱交換器におけるフィンの直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機から遠い側の領域のフィン部に挿入される伝熱管および背面側熱交換器におけるフィンの風上前縁の直線部と風下後縁の直線部とで挟まれた部分の伝熱管3列の配置ピッチを、13.5〜16mmにし、貫流送風機に近い側の領域のフィン部に挿入される伝熱管を気体の主流方向に沿う方向となる列方向に2列および1列配置し、前記気体の主流方向に直角方向となる段方向に前記伝熱管の配置ピッチを15〜31mmとしたことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のフィン付き熱交換器。
- 伝熱管とフィンの風上前縁または風下後縁との最短距離を、1.0mm以上とし、更には貫流送風機に最も近い前面側熱交換器の風下後縁と前記貫流送風機との距離を10mm以上としたことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のフィン付き熱交換器。
- 前面側熱交換器におけるフィン部の切り起こしの数を、貫流送風機に最も近い側の領域において部分的に減らしたことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のフィン付き熱交換器。
- 列方向に隣接する2つの伝熱管の間において、内部を流れる冷媒同士に温度差がある場合、前記2つの伝熱管の列間中央部のフィンに、段方向および一部を列方向に概略沿う方向で切り込みを設け、更には、フィン前縁から完全に後加工で切断可能となるように外径2〜4.5mmの穴を設けたことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載のフィン付き熱交換器。
- 伝熱管の内部を流動する冷媒として、HFC冷媒、HC冷媒および二酸化炭素のいずれか一つを用いたことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載のフィン付き熱交換器。
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