JP2013245883A - フィンチューブ熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【課題】排水性の向上した、伝熱性能に優れたフィンチューブ熱交換器を提供すること。
【解決手段】複数の偏平管1と、隣り合う前記偏平管1の間に配設されるとともに、前記偏平管1と接合され、間隙を気流80が通過するコルゲートフィン2とを備え、前記コルゲートフィン2の表面には伝熱促進部(6、7、8)が形成され、前記コルゲートフィン2上で、かつ、前記偏平管1と前記コルゲートフィン2との接合部23と、前記伝熱促進部(6、7、8)との間に、流体経路(101、102、104)を設けたので、コルゲートフィン2の頂部21上に滞留する水分を、鉛直下方へと円滑に流下させて排水性を向上させるので、伝熱性能を向上させることができる。
【選択図】図2
【解決手段】複数の偏平管1と、隣り合う前記偏平管1の間に配設されるとともに、前記偏平管1と接合され、間隙を気流80が通過するコルゲートフィン2とを備え、前記コルゲートフィン2の表面には伝熱促進部(6、7、8)が形成され、前記コルゲートフィン2上で、かつ、前記偏平管1と前記コルゲートフィン2との接合部23と、前記伝熱促進部(6、7、8)との間に、流体経路(101、102、104)を設けたので、コルゲートフィン2の頂部21上に滞留する水分を、鉛直下方へと円滑に流下させて排水性を向上させるので、伝熱性能を向上させることができる。
【選択図】図2
Description
本発明は、特に冷媒と空気との熱交換に用いられるフィンチューブ熱交換器に関するものである。
従来のこの種の熱交換器は、図14に示すように、長手方向を鉛直方向(鉛直下方90)と略平行にして、所定のピッチで互いに平行に配置された複数の偏平管1と、これらの偏平管1の上端を連通接続する水平方向の上側ヘッダー10と、前記偏平管1の下端を連通接続する水平方向の下側ヘッダー11とを備える。
また、隣り合う偏平管1の間には、偏平管1との接合部をろう付けや接着などにより接合し、波形状に折り曲げ成形され、その間隙を気流80が通過するコルゲートフィン2が配設されている。
また、この種の熱交換器として、コルゲートフィン2の表面に、図15に示すような、フィンの一部を立ち上げて形成するルーバー6を設けたもの(例えば、特許文献1を参照。)、図16に示すような、2つの立ち上り辺によってコルゲートフィン2の表面から立ち上げられる切り起こし7を設けたもの(例えば、特許文献2を参照。)、また、図17に示すような、気流80に対して山部201と谷部202とが交互に並んで形成される起伏部9を設けたもの(例えば、特許文献3を参照。)がある。
これら伝熱促進部としてのルーバー6や切り起こし7により、気流の温度境界層を再形成し、また、伝熱促進部としての起伏部9により、気流の乱流化を促進することで伝熱性能の向上を図っている。
また、図18に示すように、熱交換器を、特に気体の冷却器として用いた場合に生じる凝縮水の排出を目的とし、コルゲートフィン2の頂部21を平坦な形状として、頂部21の内側での、凝縮水の捕水を低減させるもの(例えば、特許文献4を参照。)がある。
しかしながら、上記従来の構成では、図19に示すように、熱交換器の表面に生じる水分が、コルゲートフィン2と偏平管1との頂部21まで流れ落ちた後に、頂部21の上面に滞留して(滞留水20)、コルゲートフィン2の伝熱を阻害するとともに、通風抵抗を増大させ、熱交換能力の低下を招くという課題を有していた。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、熱交換器に生じる水分を円滑に流下させて排水性を向上させ、伝熱性能に優れたフィンチューブ熱交換器を提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明のフィンチューブ熱交換器は、複数の偏平管と、隣り合う前記偏平管の間に配設されるとともに、前記偏平管と接合され、間隙を気流が通過するコルゲートフィンとを備え、前記コルゲートフィンの表面には伝熱促進部が形成され、前記コルゲートフィン上で、かつ、前記偏平管と前記コルゲートフィンとの接合部と、前記伝熱促進部との間に、流体経路を設けることを特徴とする。
これにより、熱交換器表面に析出する水分を、流体経路によって鉛直下方へと誘導して流下させることができるので、熱交換器の排水性を向上させることができる。
本発明によれば、排水性の向上した、伝熱性能に優れたフィンチューブ熱交換器を提供することができる。
第1の発明は、複数の偏平管と、隣り合う前記偏平管の間に配設されるとともに、前記偏平管と接合され、間隙を気流が通過するコルゲートフィンとを備え、前記コルゲートフィンの表面には伝熱促進部が形成され、前記コルゲートフィン上で、かつ、前記偏平管と
前記コルゲートフィンとの接合部と、前記伝熱促進部との間に、流体経路を設けることを特徴とするフィンチューブ熱交換器である。
前記コルゲートフィンとの接合部と、前記伝熱促進部との間に、流体経路を設けることを特徴とするフィンチューブ熱交換器である。
これにより、コルゲートフィン上に析出する水分が、流体経路によって鉛直下方へと誘導され、また、コルゲートフィンと偏平管との接合部に滞留する水分についても、その滞留量が増加するとともに、流体経路によって鉛直下方へと誘導して流下させることができるので、熱交換器の排水性を向上させ、伝熱性能を向上させることができる。
第2の発明は、特に第1の発明において、前記流体経路は、その一部が前記伝熱促進部と接するように形成されることを特徴とするフィンチューブ熱交換器である。
これにより、コルゲートフィン上に析出し、伝熱促進部に捕水された水分を、伝熱促進部と接するように形成される流体経路を介して誘導して、流下させることができるので、コルゲートフィン上に1つの流体流路が形成されることとなり、熱交換器としての排水性を向上させ、伝熱性能を向上させることができる。
第3の発明は、特に第1または第2の発明において、前記伝熱促進部は、2つの立ち上り辺を有する切り起こしであり、前記切り起こしに流体経路を設けることを特徴とするフィンチューブ熱交換器である。
これにより、特に切り起し立ち上り部に滞留しやすい水分を、切り起こしに設けた流体経路を介して円滑に流下させることができるので、熱交換器としての排水性を向上させ、伝熱性能を向上させることができる。
第4の発明は、特に第1または第2の発明において、前記伝熱促進部は、前記気流方向に対して山部および谷部が交互に並んで形成される起伏部であり、前記山部および前記谷部と前記コルゲートフィンの平坦部とを接続する傾斜面に、流体経路を設けることを特徴とするフィンチューブ熱交換器である。
これにより、特に、起伏部と、コルゲートフィンの平坦部とを接続する傾斜面に滞留しやすい水分を、傾斜面に設けた流体経路を介して円滑に流下させることができるので、熱交換器としての排水性を向上させ、伝熱性能を向上させることができる。
第5の発明は、特に第1〜第4のいずれかの発明において、前記偏平管の平面に、鉛直方向に形成される凹条と、一端が前記凹条に接し、前記凹条よりも幅の小さい溝部が形成されることを特徴とするフィンチューブ熱交換器である。
これにより、偏平管の表面に析出して、偏平管の表面を流下する水分が、凹条および溝部を介して鉛直下方へと円滑に誘導されるので、熱交換器としての排水性を向上させ、伝熱性能を向上させることができる。
第6の発明は、特に第1〜第5のいずれかの発明において、前記偏平管の内部を流通させる冷媒として、HFC冷媒、HFO冷媒、HC冷媒、CO2冷媒の少なくとも一つを含む冷媒を使用することを特徴とするフィンチューブ熱交換器である。
これにより、オゾン層の破壊を低減し、また、HC冷媒あるいはCO2冷媒は地球温暖化係数が小さいので、環境に配慮した空気調和機や冷凍機などの商品を提供することができる。また、偏平管を用いていることにより、これら冷媒の使用量を少なくすることができるので、熱交換器としての省エネルギー性をさらに向上させることができる。
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。
(実施の形態1)
本実施の形態における熱交換器の基本構成は、図14に示すように、長手方向を略鉛直方向にして、所定のピッチで互いに平行に配置された複数の偏平管1と、隣接する偏平管1の間に配置され、偏平管1と接合あるいは密着し、波形状に折り曲げ成形されて、その間隙を空気が通過するコルゲートフィン2とを備える。
本実施の形態における熱交換器の基本構成は、図14に示すように、長手方向を略鉛直方向にして、所定のピッチで互いに平行に配置された複数の偏平管1と、隣接する偏平管1の間に配置され、偏平管1と接合あるいは密着し、波形状に折り曲げ成形されて、その間隙を空気が通過するコルゲートフィン2とを備える。
また、隣り合う偏平管1の間には、偏平管1との接合部をろう付けや接着などにより接合し、波形状に折り曲げ成形され、その間隙を気流80が通過するコルゲートフィン2が配設されている。
図1は本実施の形態におけるフィンチューブ熱交換器の正面要部拡大図である。
図1に示すように、コルゲートフィン2は、頂部21と中間壁部22が交互に繰り返すように波形状に折曲げ形成され、偏平管2と接合部23にて接合されている。
ここで、頂部21は、一定の曲率を持ったアール形状に形成され、また、中間壁部22は、水平方向に対して所定角度傾斜するように傾いて形成される。これにより、コルゲートフィン2の表面に析出する水分を、中間壁部22に沿って、偏平管2へ向かって誘導することができる。なお、頂部21の形状は特に限定されず、例えば、頂部21が平坦状に形成されていてもよい。
図2は、本発明の実施の形態1におけるフィンチューブ熱交換器のコルゲートフィン2の要部拡大斜視図である。図2においては、説明のため、偏平管1の記載を省略する。
図2において、コルゲートフィン2には、気流80に対して開口し、コルゲートフィン2の平坦部から所定の傾斜角を有して立ち上げられた、伝熱促進部としての複数のルーバー6が、中間壁部22に設けられている。
さらに、ルーバー6が形成されていないコルゲートフィン2の表面で、かつ、ルーバー6と偏平管1との間の領域に、排水のための流体経路として、コルゲートフィン2の表裏を連通する切り込み101が、気流80に対して所定の間隔で、複数設けられている。
ここで、図2においては、切り込み101の一部は、ルーバー6とコルゲートフィン2の平坦部とが接続されている箇所を始端とし、接合部23が終端となるように形成されている。
ここで、切り込み101の幅は、毛細管現象が生じるような寸法に調整されていることが好ましい。
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。
以上のように、本実施の形態においては、コルゲートフィン2の表面に、気流80に対して開口する複数のルーバー6を設けたことにより、熱交換器に流入した空気は、フィン2に設けた複数のルーバー6を通り抜け、温度境界層前縁効果と、コルゲートフィン2の表裏にわたる気流の混合攪拌効果とによって、伝熱性能が向上し、熱交換能力を増大させることができる。
また、コルゲートフィン2の表面で、かつ、ルーバー6と偏平管2との間の領域に、切り込み101が設けられているので、特に、熱交換器を蒸発器として使用する場合には、コルゲートフィン2の表面に付着し、頂部21の上面に捕水される凝縮水は、毛細管現象によりコルゲートフィン2の裏側へと流れ、次に、コルゲートフィン2を伝って、鉛直下方へと流下する。さらに、水分は、傾斜した中間壁部22を伝って流れ、反対側の頂部21に到達する。
上記の動作が繰り返し行われることで、コルゲートフィン2に析出する水分を、中間壁部22、および、切り込み101を介して誘導して、鉛直下方へと随時流下させることができるので、排水性を向上させることができる。
また、切り込み101によって、コルゲートフィン2の伝熱面積の減少を抑制しながら排水性を向上させることができる。
なお、図2に示すように、切り込み101の一端が、ルーバー6まで延設され、さらに、ルーバー6と接するように形成されていると、ルーバー6とコルゲートフィン2との間に滞留しやすい水分を、切りこみ101にて誘導して、流下させることができるので、排水性がより向上する。
なお、本実施の形態では、切り込み101を、接合部23よりも鉛直上方の領域に設けているが、合わせて、接合部23よりも鉛直下方のルーバー6と、接合部23との間に設けてもよい。
これにより、頂部21に、接合部23を境として、切り込み101が対抗するように形成される。よって、接合部23の上面に滞留する水分が、切りこみ101を通じて、コルゲートフィン2の表裏を交互に通過しながら鉛直下方へと流下する。すなわち、熱交換器内に、水分が円滑に流下する流体流路が形成されることとなり、排水性をより向上させることができる。
なお、図3に示すように、切り込み101は、複数箇所に分かれて形成されていてもよい。
図3において、切り込み101は、頂部21に捕水される水分を流下させることを主目的とし、接合部23側に形成される切り込み101aと、ルーバー6で捕水される水分を流下させることを主目的とする切り込み101bとから形成される。
ここで切り込み101bは、ルーバー6とコルゲートフィン2の平坦部とが接続されている箇所を始端として、頂部21に向かって延びるように形成されている。
これにより、伝熱促進部としてのルーバー6に捕水される水分と、頂部21の上面に滞留する水分とを、別々の流路によって誘導して、水分を効率よく排出することができるので、排水性をより向上させることができる。
(実施の形態2)
図4は、本発明の実施の形態2における熱交換器のフィンの要部拡大斜視図、図5(a〜(c)は、本発明の実施の形態2における熱交換器のフィンに設けた、各種形状の筋状の凹部の断面図である。
図4は、本発明の実施の形態2における熱交換器のフィンの要部拡大斜視図、図5(a〜(c)は、本発明の実施の形態2における熱交換器のフィンに設けた、各種形状の筋状の凹部の断面図である。
本実施の形態において、他の実施の形態と同一の部分については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図4において、コルゲートフィン2には、気流80に対して開口し、コルゲートフィン2に対して2つの立ち上り辺を有する、伝熱促進部としての切り起こし7が複数設けられている。
さらに、切り起こし7が形成されていないコルゲートフィン2の表面で、かつ、切り起こし7と偏平管2との間の領域に、排水のための流体経路として、筋状の凹部102が、気流80に沿って所定の間隔で、複数設けられている。
図4に示す、凹部102は、切り起こし7が気流80に対して開口した箇所を始端とし、接合部23に向かって形成されている。
ここで、凹部102は、接合部23を境として、鉛直上方および鉛直下方の双方に渡って連続して形成されている。すなわち、コルゲートフィン2の所定の階層に形成されている切り起こし7から、隣接する下方の階層に形成されている切り起こし7に向かって連続して形成されている。
なお、凹部102の開口部の幅は、毛細管現象が生じるような寸法に調整されていることが好ましい。
また、凹部102の形状は特に限定されず、例えば、図5(a)〜(c)に示すように、断面形状が、三角形の凹部102、台形の凹部102aおよび四角形の凹部102bであってもよい。
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。
以上のように、本実施の形態においては、コルゲートフィン2の表面で、かつ、切り起こし7と偏平管2との間の領域に、筋状の凹部102を設けたことにより、コルゲートフィン2の剛性を維持しながら、コルゲートフィン2の表面に析出する水分を毛細管現象により誘引して、偏平管1とコルゲートフィン2との接合部23へと誘導する。
さらに、凹部102は、接合部23を境として、接続部23の鉛直上方および鉛直下方の領域の双方に連続して形成されているので、水分は、凹部102を伝って鉛直下方へと誘導されて流下する。よって、排水性を向上させることができる。
また、筋状の凹部102は、気体の乱流化を促進するので、伝熱を促進し、熱交換性能を向上させることができる。
なお、図6に示すように、凹部102に加えて、流体経路としての切り込み105を設けてもよい。ここで、図6においては、切りこみ105は、切り起こし7の一部を始端として形成されている。
この場合、図6に示すように、凹部102は、切り起こし7とは接しておらず、また、切り起こし7の立ち上り部に捕水される水分を流下させることを主目的として、切り込み105が設けられている。ここで、切り込み105は、切り起こし7の立ち上り部の両脇を始端とし、頂部21に向かって延びるように形成されている。
また、切り込み105の幅は、毛細管現象が生じるような寸法に調整されていることが好ましい。
これにより、切り起こし7に捕水される水分が主に流下する流路と、頂部21の上面に滞留する水分が主に流れる流路とを分離して、表面張力による水分の滞留を抑制するので、排水性をより向上させることができる。
また、図7に示すように、切り起こし7に捕水される水分を流下させるために、切り起こし7に、流体経路としての小孔106を設けてもよい。ここで、図7においては、小孔106は、切り起こし7の立ち上り部の稜線上に形成されている。
なお、小孔106の直径は、毛細管現象が生じるような寸法に調整されていることが好ましい。
これにより、切り起こし7の上面に付着する水分を、切り起こし7の裏側へと誘導して流下させることができるので、排水性をより向上させることができる。
なお、小孔106は、図7に示すような略円形の小孔106の形状以外にも、例えば、略楕円形の小孔106aや、菱形の小孔106b、三角形の小孔106cでもよいが、加工が比較的容易な略円形の小孔106が推奨される。
(実施の形態3)
図8は、本発明の実施の形態3における熱交換器のフィンの要部拡大斜視図である。
図8は、本発明の実施の形態3における熱交換器のフィンの要部拡大斜視図である。
本実施の形態において、他の実施の形態と同一の部分については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図8において、コルゲートフィン2には、気流80に対して開口し、コルゲートフィン2に対して、2つの立ち上り辺を有する、伝熱促進部としての切り起こし7が複数設けられている。
また、切り起こし7が形成されていないコルゲートフィン2の表面で、かつ、切り起こし7と偏平管1との間の領域に、排水のための流体経路として、筋状の凹部103aが気流80に対して所定の間隔で、複数設けられている。
図8に示す、凹部103aは、切り起こし7が気流80に対して開口した箇所を始端として、接合部23に向かって形成されている。
ここで、凹部103aは、接合部23を境として、鉛直上方および鉛直下方の双方に渡って連続して形成されている。すなわち、コルゲートフィン2の所定の階層に形成されている切り起こし7から、隣接する下方の階層に形成されている切り起こし7に向かって連続して形成されている。
さらに、コルゲートフィン2の表面には、排水のための流体経路として、水平方向に対して傾斜するように傾いて形成され、凹部103aの間をつなぐように形成される、筋状の凹部103bが設けられている。ここで凹部103bは、凹部103aよりも、幅寸法および深さ寸法が小さくなるように設定される。
なお、凹部103aおよび凹部103bの開口部の幅は、毛細管現象が生じるような寸法に調整されていることが好ましい。
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。
以上のように、本実施の形態においては、コルゲートフィン2の表面で、かつ、切り起こし7と偏平管2との間の領域に、筋状の凹部103aを設けたことにより、コルゲートフィン2の剛性を維持しながら、コルゲートフィン2の表面に析出する水分を毛細管現象により誘引して、偏平管1とコルゲートフィン2との接合部23へと誘導する。
また、凹部103aは、接合部23を境として、鉛直上方および鉛直下方の領域の双方に形成されているので、水分は、凹部103aを伝って頂部21の下方へと誘導されて流下し、よって、排水性を向上させることができる。
さらに、凹部103aをつなぐように凹部103bが形成されていることから、凹部103aによって誘導されない水分についても、凹部103bによって誘導されて排出することができるので、排水性をより向上させることができる。
よって、通風抵抗の増大を抑制することとなり、伝熱性能を向上することができるとともに、凹部103aと凹部103bは気流を乱す効果を有するので、伝熱を促進し、熱交換性能を向上させることができる。
(実施の形態4)
図9は、本発明の実施の形態3における熱交換器のフィンの要部拡大斜視図、図10は、本発明の実施の形態4における熱交換器のフィンの空気通過方向の拡大断面図である。なお、図9においては、説明のため、偏平管1の記載を省略する。
図9は、本発明の実施の形態3における熱交換器のフィンの要部拡大斜視図、図10は、本発明の実施の形態4における熱交換器のフィンの空気通過方向の拡大断面図である。なお、図9においては、説明のため、偏平管1の記載を省略する。
本実施の形態において、他の実施の形態と同一の部分については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図9および図10に示すように、コルゲートフィン2の表面には、気流80に対して直角方向に延びる稜線を有する山部201と谷部202とが、気流80に対して交互に複数並んで形成された、伝熱促進部としての起伏部9が設けられている。また、谷部202の稜線には切り込み203が形成されている。
また、起伏部9が形成されていないコルゲートフィン2上で、かつ、起伏部9と偏平管1との間の領域に、排水のための流体経路として、小孔104が設けられている。
ここで、切り込み203の幅寸法、および、小孔104の直径は、毛細管現象が生じるような寸法に調整されていることが好ましい。なお、小孔104の形状は特に限定されない。
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。
本実施の形態においては、熱交換器に流入した空気は、起伏部9を乗り越えながら流れ、気流の乱流化が促進されるので、伝熱性能を向上させることができる。
また、熱交換器を空気調和機の室外熱交換器として用いた場合、暖房運転時に外気が低温になると、コルゲートフィン2の表面に霜が付着する。
このとき、温度境界層前縁効果で高性能を得るルーバーや切り起こしが形成されていると、伝熱性能が良好なルーバーおよび切り起こしの前縁に霜が集中して付着し、付着した霜によりコルゲートフィン2が目詰まりを起こして、通風抵抗が増大する。しかしながら、起伏部9による乱流促進によって、伝熱性能を向上させる本実施の形態では、このような現象が生じず、暖房性能の急激な減退を抑制することができる。
また、本実施の形態では、フィン2の表面に設けた起伏部9の谷部202の稜線に切り込み203を設けている。
これにより、本実施の形態の熱交換器を、コルゲートフィン2の表面に霜が付かない条件で使用したときには、切り込み203の温度境界層前縁効果により、伝熱性能の向上を図ることができる。
一方、本実施の形態の熱交換器を、コルゲートフィン2の表面に霜が付く条件で使用したときには、温度境界層前縁効果により局所熱伝達率が高い切り込み203が早く着霜する。
しかし、切り込み203が霜で閉塞しても、稜線が気流に直角方向に延びる山部201と谷部202を交互に並べた起伏部9としての性能を維持することができ、暖房性能の急激な減退を抑制することができる。
また、特に、本実施の形態の熱交換器を蒸発器として用いた場合、気体との熱交換により、コルゲートフィン2の表面に生じる凝縮水は、切り込み203に誘引されて流下する。なお、切り込み203は谷部202の稜線だけでなく、山部201の稜線に設けてもよい。
また、起伏部9が形成されていないコルゲートフィン2の表面で、かつ、起伏部9と偏平管1との間の領域に、排水のための流体経路として、コルゲートフィン2の表裏を連通する小孔104が設けられている。
これにより、特に、熱交換器を蒸発器として使用する場合には、コルゲートフィン2の表面に付着し、頂部21の上面に保水される凝縮水を毛細管現象によりコルゲートフィン2の裏側へと誘引して、さらに、コルゲートフィン2の頂部21に沿って鉛直下方へと誘導する。誘導された水分は、その後、中間壁部22を伝って流れ、反対側の頂部21に到達する。
上記のように、コルゲートフィン2に析出する水分を、中間壁部22および小孔104によって下方へと誘導することができるので、排水性を向上させることができる。
また、小孔104によって、コルゲートフィン2上の熱伝達性能を維持しながら排水性を向上させることができる。
なお、本実施の形態では、小孔104を、接合部23よりも鉛直上方の領域に設けているが、合わせて、前記接合部23よりも鉛直下方の起伏部9と、前記接合部23との間に設けてもよい。
これにより、接合部23を境として、小孔104が対抗するように、ほぼ対称位置に形成される。よって、接合部23の上面に滞留する水分が、小孔104を通じて、コルゲートフィン2の表裏を交互に通過しながら鉛直下方へと流下する。すなわち、熱交換器に水分が流下する流体流路が形成されることとなり、排水性を向上させることができる。
また、図11および図12に示すように、起伏部9の、山部201の端点とコルゲートフィン2の平坦部とをつなぐ傾斜面に、流体経路としての切り込み105や、凹み108を設け、また、山部201の稜線上に筋状の凹部107を設けることで、起伏部9に析出する凝縮水をより円滑に流下させることができる。
ここで、切り込み105は、山部201の端点からコルゲートフィン2の平坦部に向かって形成し、また、山部201の端点を始端として、傾斜面の線上に形成することで排水性を向上させることができる。
また、凹部107の形状は特に限定されず、その断面が、三角形、台形および四角形などの各形状であっても同様の効果を有する。
(実施の形態5)
図13は、本発明の実施の形態5における熱交換器の拡大斜視図である。
図13は、本発明の実施の形態5における熱交換器の拡大斜視図である。
本実施の形態において、他の実施の形態と同一の部分については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図13に示すように、偏平管1の平面部には、排水のための流体経路として、偏平管1の長手方向すなわち略鉛直方向に延び、幅が0.7mm以上2mm以下の凹条109が、偏平管1の幅方向に所定の間隔をおいて複数設けられている。
また、凹条109と繋がり、水平方向に対して、30°以内の傾斜角を有し、幅が0.7mm以下の複数の溝110が設けられている。
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。
以上のように、本実施の形態においては、偏平管1の平面部に、排水のための流体経路として、偏平管1の長手方向すなわち略鉛直方向に延び、幅が0.7mm以上2mm以下の凹条109と、前記凹条109と繋がり、水平方向に対して所定の角度傾斜した、幅が0.7mm以下の複数の溝110が設けられている。
これにより、偏平管1の表面に析出した水分や、コルゲートフィン2の頂部21の上面に滞留する水分が、凹条109および溝110によって誘導されて流下するので、排水性が向上し、伝熱性能を向上することができる。
なお、凹条109と溝110の幅はいずれも、毛細管現象が作用するような寸法に設定するとともに、凹条109において、溝110によって誘導された水分が合流することから、凹条109の幅を溝110の幅以上の大きさとしている。
なお、偏平管1の内部を流通させる冷媒として、HFC冷媒、HFO冷媒、HC冷媒、CO2冷媒の少なくとも1つ、または、それらの混合冷媒を使用し、さらに偏平管を利用することで、冷媒の使用量を低減することができる。
これにより、オゾン層の破壊がなく、また、HC冷媒あるいはCO2冷媒は、地球温暖化係数が小さいので、地球環境に配慮した空気調和機や冷凍機を実現することができる。
なお、実施の形態1〜4にて記載した伝熱促進部と流体経路は、それぞれ組み合わせて使用してもよい。
以上のように、本発明にかかるフィンチューブ熱交換器は、伝熱促進部と偏平管の間に形成される流体経路によって、排水性を向上させることができるので、空気調和装置、給湯装置、暖房装置などに用いられる熱交換器に適用することができる。
1 偏平管
2 コルゲートフィン
6 ルーバー(伝熱促進部)
7 切り起こし(伝熱促進部)
9 起伏部(伝熱促進部)
80 気流
90 鉛直下方
101、101a、101b、105 切り込み(流体経路)
102、102a、102b、103a、103b、107 凹部(流体経路)
104,106、106a、106b、106c 小孔(流体経路)
108 凹み(流体経路)
109 凹条(流体経路)
110 溝(流体経路)
201 山部
202 谷部
2 コルゲートフィン
6 ルーバー(伝熱促進部)
7 切り起こし(伝熱促進部)
9 起伏部(伝熱促進部)
80 気流
90 鉛直下方
101、101a、101b、105 切り込み(流体経路)
102、102a、102b、103a、103b、107 凹部(流体経路)
104,106、106a、106b、106c 小孔(流体経路)
108 凹み(流体経路)
109 凹条(流体経路)
110 溝(流体経路)
201 山部
202 谷部
Claims (6)
- 複数の偏平管と、隣り合う前記偏平管の間に配設されるとともに、前記偏平管と接合され、間隙を気流が通過するコルゲートフィンとを備え、前記コルゲートフィンの表面には伝熱促進部が形成され、前記コルゲートフィン上で、かつ、前記偏平管と前記コルゲートフィンとの接合部と、前記伝熱促進部との間に、流体経路を設けることを特徴とするフィンチューブ熱交換器。
- 前記流体経路は、その一部が前記伝熱促進部と接するように形成されることを特徴とする請求項1に記載のフィンチューブ熱交換器。
- 前記伝熱促進部は、2つの立ち上り辺を有する切り起こしであり、前記切り起こしに流体経路を設けることを特徴とする請求項1または2に記載のフィンチューブ熱交換器。
- 前記伝熱促進部は、前記気流方向に対して山部および谷部が交互に並んで形成される起伏部であり、前記山部および前記谷部と前記コルゲートフィンの平坦部とを接続する傾斜面に、流体経路を設けることを特徴とする請求項1または2に記載のフィンチューブ熱交換器。
- 前記偏平管の平面に、鉛直方向に形成される凹条と、一端が前記凹条に接し、前記凹条よりも幅の小さい溝部が形成されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のフィンチューブ熱交換器。
- 前記偏平管の内部を流通させる冷媒として、HFC冷媒、HFO冷媒、HC冷媒、CO2冷媒の少なくとも一つを含む冷媒を使用することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱交換器。
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JP2012120437A JP2013245883A (ja) | 2012-05-28 | 2012-05-28 | フィンチューブ熱交換器 |
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- 2012-05-28 JP JP2012120437A patent/JP2013245883A/ja active Pending
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