JP2019219160A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、冷媒との熱交換によって空気から熱を回収する熱交換器に関する。 The present disclosure relates to a heat exchanger that recovers heat from air by exchanging heat with a refrigerant.
例えばヒートポンプシステムに設けられる蒸発器のように、冷媒との熱交換によって空気から熱を回収する熱交換器では、チューブの内側を通る低温の冷媒と、チューブの外側を通る空気との間で熱交換が行われる。このような熱交換器は、例えばヒートポンプシステムにおける室外機のように、暖房時には上記のように蒸発器として機能する一方、冷房時には凝縮器として機能するようなものであってもよい。 In a heat exchanger that recovers heat from air by exchanging heat with a refrigerant, such as an evaporator provided in a heat pump system, heat is transferred between a low-temperature refrigerant passing through the inside of the tube and air passing outside the tube. An exchange takes place. Such a heat exchanger may function as an evaporator as described above during heating, and may function as a condenser during cooling, as in an outdoor unit in a heat pump system, for example.
熱交換器を通過する空気には水蒸気が含まれている。このため、当該空気がチューブの外側を通る際に急激に冷却されると、水蒸気の一部が結露してそのまま凍結し、霜となってチューブやフィンの表面に付着する。チューブ等の表面に付着した霜が成長して大きくなると、最終的には、空気の通る流路が霜によって遮られてしまう。この場合、例えば循環する冷媒の温度を一時的に上昇させる等の除霜制御を行うにより、付着した霜を融解させて除去する必要がある。 The air passing through the heat exchanger contains water vapor. Therefore, when the air is rapidly cooled when passing through the outside of the tube, a part of the water vapor is condensed and freezes as it is, and becomes frost and adheres to the surface of the tube or the fin. When the frost attached to the surface of the tube or the like grows and becomes large, finally, the flow path through which the air passes is blocked by the frost. In this case, it is necessary to melt and remove the attached frost by performing defrost control such as temporarily increasing the temperature of the circulating refrigerant.
このような除霜制御の実行頻度は、可能な限り小さい方が好ましい。そこで、下記特許文献１に記載の熱交換器では、フィンのうち空気の主流方向における上流側端部を、チューブの上流側端部よりも更に上流側に向けて突出させている。このような構成においては、チューブの上流側端部に霜が付着して成長した後も、しばらくの間は、フィンのうち突出部分の側部（つまり、チューブの長手方向に沿った端部近傍）を通る空気の流れが確保される。これにより、除霜制御の実行頻度を従来よりも小さくすることができる。
It is preferable that the execution frequency of such defrost control be as small as possible. Therefore, in the heat exchanger described in
除霜制御が行われると、フィン等に付着していた霜は融解して水となる。当該水の一部は、フィンの隙間等に侵入して残留し、熱交換器を通過する空気の流れを阻害してしまうことがある。空気の流れを確保するためには、除霜制御の結果生じた水が、短時間のうちに外部へと排出されることが好ましい When the defrost control is performed, the frost adhering to the fins and the like is melted into water. Part of the water may enter the gaps between the fins and remain, thereby obstructing the flow of air passing through the heat exchanger. In order to secure the air flow, it is preferable that the water generated as a result of the defrost control is discharged to the outside in a short time.
上記特許文献１に記載されている熱交換器では、フィンの全体を一様に上流側に向けて突出させている。このような構成においては、それぞれのフィンのうち上流側の端部に付着した霜が、短時間のうちに繋がって一つの塊になってしまう。このように成長した霜が、その後の除霜制御によって融解すると、生じた水によって大きな水塊が形成され、その一部がフィンの隙間に侵入して残留しやすくなる傾向がある。このように、上記特許文献１に記載されている熱交換器は、その排水性能に関しては更なる改良の余地があった。
In the heat exchanger described in
本開示は、排水性能の高い熱交換器を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a heat exchanger having high drainage performance.
本開示に係る熱交換器は、冷媒との熱交換によって空気から熱を回収する熱交換器（１０）であって、内部を冷媒が通る複数のチューブ（２００）と、互いに隣り合うチューブの間に配置されるフィン（１００）と、を備える。フィンは波状に折り曲げられており、一方側のチューブに接合されている山部（１１０）と、他方側のチューブに接合されている谷部（１２０）とが、それぞれチューブの長手方向に沿って並ぶように形成されたものである。フィンのうち、互いに隣り合う山部と谷部との間の部分を板状部（１３０）としたときに、一つのフィンが有する複数の板状部には、第１板状部（１３１）と、第１板状部のうち、空気の主流方向に対して平行な方向である所定方向側の端部よりも、所定方向に向かって更に外側へと突出している第２板状部（１３２）と、が含まれている。 A heat exchanger according to the present disclosure is a heat exchanger (10) that recovers heat from air by heat exchange with a refrigerant, wherein a plurality of tubes (200) through which a refrigerant passes and tubes adjacent to each other are provided. And a fin (100) disposed on the fin. The fin is bent in a wave shape, and a ridge (110) joined to the tube on one side and a valley (120) joined to the tube on the other side respectively extend along the longitudinal direction of the tube. They are formed in a line. When the portion between the peaks and the valleys adjacent to each other among the fins is a plate-like portion (130), the plurality of plate-like portions of one fin have a first plate-like portion (131). And a second plate-shaped portion (132) of the first plate-shaped portion, which protrudes further outward in a predetermined direction from an end on a predetermined direction side parallel to the main flow direction of air. ), And is included.
このような構成の熱交換器では、一つのフィンが有する複数の板状部に、第１板状部と第２板状部とが含まれている。第２板状部は、第１板状部のうち所定方向側の端部よりも、当該所定方向に向かって更に外側へと突出している。尚、ここでいう「所定方向」とは、空気の主流方向に対して平行な方向であって、空気の主流に沿って下流側から上流側へと向かう方向、もしくはその逆の方向のことである。また、「空気の主流方向」とは、空気の様々な流れ方向において、最も主流をなす流れの方向のことである。 In the heat exchanger having such a configuration, the plurality of plate portions included in one fin include the first plate portion and the second plate portion. The second plate-shaped portion protrudes further outward in the predetermined direction than an end of the first plate-shaped portion on the predetermined direction side. Here, the “predetermined direction” is a direction parallel to the main flow direction of the air, a direction from the downstream side to the upstream side along the main flow of the air, or a direction opposite thereto. is there. Further, the “main air flow direction” refers to the direction of the flow that forms the most main flow in various air flow directions.
例えば、上記の「所定方向」が下流側から上流側へと向かう方向である場合、すなわち、第２板状部を、第１板状部よりも更に上流側に向かって突出させた場合には、第２板状部の端部に付着した霜は、第１板状部に付着した霜よりも上流側となる位置で成長する。このため、それぞれの霜が短時間のうちに繋がって一つの塊になってしまうことが防止される。それぞれの霜が互いに分離されたままの状態で除霜制御が開始されると、第２板状部の先端で生じた水は、第１板状部の先端で生じた水と繋がる前に下方側に移動し、外部に排出されることとなる。その結果、フィンに付着していた霜が融解しても、生じた水によって大きな水塊が形成されるような現象が抑制される。 For example, when the “predetermined direction” is a direction from the downstream side to the upstream side, that is, when the second plate-shaped portion is projected further upstream than the first plate-shaped portion. The frost attached to the end of the second plate portion grows at a position on the upstream side of the frost attached to the first plate portion. For this reason, it is prevented that each frost is connected in a short time and becomes one lump. When the defrost control is started in a state where the respective frosts are kept separated from each other, the water generated at the tip of the second plate-shaped part is lowered before being connected to the water generated at the tip of the first plate-shaped part. Side and is discharged to the outside. As a result, even if the frost adhering to the fin is melted, a phenomenon that a large water mass is formed by the generated water is suppressed.
尚、それぞれの霜が成長した繋がった後に除霜制御が開始されたとしても、第２板状部の端部に付着している水と、第１板状部の端部に付着している水とは、互いに分離された状態となりやすい。このため、全てのフィンを一様に上流側に突出させた構成に比べると、やはり熱交換器の排水性能は高くなる。 In addition, even if the defrost control is started after the respective frosts have grown and connected, the water adhered to the end of the second plate-shaped portion and the water adhered to the end of the first plate-shaped portion. Water tends to be separated from each other. Therefore, as compared with a configuration in which all the fins are uniformly protruded to the upstream side, the drainage performance of the heat exchanger is still higher.
また、上記の「所定方向」が上流側から下流側へと向かう方向である場合、すなわち、第２板状部を、第１板状部よりも更に下流側に向かって突出させた場合には、フィンの隙間に入り込んだ水が空気の主流方向に沿って下流側に移動した際に、当該水は第２板状部に沿ってその下流側端部まで移動する。つまり、第１板状部よりも下流側へと突出している部分まで移動する。当該水は、その後は第２板状部の下流側端部に沿って下方側へと移動し、外部に排出されることとなる。 Further, when the “predetermined direction” is a direction from the upstream side to the downstream side, that is, when the second plate-shaped portion is made to protrude further downstream than the first plate-shaped portion. When the water entering the gap between the fins moves downstream along the main flow direction of the air, the water moves along the second plate-shaped portion to the downstream end thereof. That is, it moves to a portion protruding downstream from the first plate-shaped portion. Thereafter, the water moves downward along the downstream end of the second plate-shaped portion, and is discharged to the outside.
このように、上記構成の熱交換器では、第２板状部を空気の主流方向に沿った上流側及び下流側のいずれに突出させた場合であっても、その排水性能を従来の構成に比べて高めることができる。 As described above, in the heat exchanger having the above configuration, even when the second plate-shaped portion is protruded on either the upstream side or the downstream side along the main flow direction of the air, the drainage performance is reduced to the conventional configuration. Can be increased compared to.
本開示によれば、排水性能の高い熱交換器が提供される。 According to the present disclosure, a heat exchanger having high drainage performance is provided.
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. To facilitate understanding of the description, the same components are denoted by the same reference numerals as much as possible in each drawing, and redundant description will be omitted.
本実施形態に係る熱交換器１０は、車両用空調装置が有するヒートポンプシステム（全体構成は不図示）の室外機として構成されている。熱交換器１０には、車両の外部から導入された空気が供給される。熱交換器１０では、後述のチューブ２００の内部を通る冷媒と、チューブ２００の外部を通る上記空気との間で熱交換が行われる。
The
暖房時においては、熱交換器１０が蒸発器として機能するようにヒートポンプシステムの状態が切り換えられる。これにより、熱交換器１０では、冷媒との熱交換によって熱が空気（外気）から回収される。一方、冷房時においては、熱交換器１０が凝縮器として機能するようにヒートポンプシステムの状態が切り換えられる。これにより、熱交換器１０では、車室内から回収された熱が空気（外気）へと放出される。
During heating, the state of the heat pump system is switched so that the
このような構成に替えて、熱交換器１０が、常に蒸発器として機能するようなものであってもよい。
Instead of such a configuration, the
尚、以下に説明する熱交換器１０の構成上の工夫点は、主に熱交換器１０が蒸発器として機能する場合を考慮したものとなっている。このため、以下では、熱交換器１０が蒸発器として機能することを前提として説明を行う。
Note that the configuration of the
図１に示されるように、熱交換器１０は、タンク１１と、タンク１２と、チューブ２００と、フィン１００と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
タンク１１は、外部から供給される冷媒を一時的に貯えるための容器である。タンク１１は、略円柱形状の細長い容器として形成されており、その長手方向を上下方向に沿わせた状態で配置されている。
The
タンク１１のうち、その上下方向において中央となる位置よりも上方側の部分には、受入部１６が形成されている。受入部１６は、外部から供給される冷媒を受け入れて、これをタンク１１の内部に流入させる部分である。受入部１６は、ヒートポンプシステムにおいて冷媒が流れる配管を接続するためのコネクタとして形成されている。
A receiving
タンク１２は、タンク１１と同様に、冷媒を一時的に貯えるための容器として設けられている。タンク１２は、略円柱形状の細長い容器として形成されており、その長手方向を上下方向に沿わせた状態で配置されている。タンク１２は、その長手方向がタンク１１の長手方向と平行となるように配置されている。
The
タンク１２のうち、その上下方向において中央となる位置よりも下方側の部分には、排出部１７が形成されている。排出部１７は、チューブ２００を通ってタンク１２に到達した冷媒を、外部に排出するための部分である。排出部１７は、タンク１１の受入部１６と同様に、ヒートポンプシステムにおいて冷媒が流れる配管を接続するためのコネクタとして形成されている。
A
チューブ２００は、流体の流れる流路が内部に形成された金属製の管であって、熱交換器１０に複数本備えられている。それぞれのチューブ２００は細長い直線状の管となっており、その一端がタンク１１に接続されており、その他端がタンク１２に接続されている。これにより、タンク１１の内部空間は、それぞれのチューブ２００を介して、タンク１２の内部空間と連通されている。
The
それぞれのチューブ２００は、その長手方向がタンク１１等の長手方向とは垂直となっている。つまり、それぞれのチューブ２００は水平方向に沿って伸びるように配置されている。また、それぞれのチューブ２００は、次に述べるフィン１００と共に、タンク１１等の長手方向（つまり上下方向）に沿って交互に積層された状態で保持されている。
The longitudinal direction of each
フィン１００は、金属板を波状に折り曲げることによって形成されたコルゲートフィンである。フィン１００は、上下方向において互いに隣り合うチューブ２００の間となる位置に配置されている。ヒートポンプシステムの動作中においては、空気の熱がチューブ２００を介して冷媒に伝達されるほか、フィン１００及びチューブ２００を介しても冷媒に伝達される。つまり、空気との接触面積がフィン１００によって大きくなっており、これにより空気と冷媒との熱交換が効率的に行われる。フィン１００の具体的な形状については後に説明する。
The
積層された全てのチューブ２００及びフィン１００が配置された部分は、空気と冷媒との間で熱交換が行われる部分であって、所謂「熱交換コア部」と称される部分である。熱交換コア部の上下両側となる位置には、金属板であるサイドプレート１４、１５が設けられている。サイドプレート１４、１５は、熱交換コア部を上下両側から挟み込むことにより、熱交換コア部を補強してその形状を維持するためのものである。
The portion where all the
尚、図１においては紙面奥側から紙面手前側に向かう方向がｘ方向となっており、同方向に沿ってｘ軸が設定されている。ｘ方向は、上記の熱交換コア部を空気が通過する方向である。また、ｘ方向に対して垂直な方向であって、タンク１１からタンク１２に向かう方向（つまり、チューブ２００の長手方向ともいえる）がｙ方向となっており、同方向に沿ってｙ軸が設定されている。更に、ｘ方向及びｙ方向のいずれに対しても垂直な方向であって、下方側から上方側に向かう方向がｚ方向となっており、同方向に沿ってｚ軸が設定されている。ｚ方向は、上記のチューブ２００及びフィン１００が積層されている方向である。以降においては、上記のように定義されたｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向を用いて説明を行う。図１以外の図を参照する場合においても同様である。
In FIG. 1, the direction from the back side of the paper to the front side of the paper is the x direction, and the x axis is set along the direction. The x direction is a direction in which air passes through the heat exchange core. Also, a direction perpendicular to the x direction and a direction from the
ヒートポンプシステムが動作しているときにおける冷媒の流れについて簡単に説明する。冷媒は、ヒートポンプシステムのうち熱交換器１０よりも上流側において不図示の膨張弁を通り、その温度及び圧力を低下させた状態で熱交換器１０に供給される。このとき、冷媒はそのほぼ全体が液相の状態となっている。当該冷媒は、受入部１６からタンク１１の内部に流入し、タンク１１の内部に一時的に貯えられる。その後、冷媒はそれぞれのチューブ２００の内部を通ってタンク１２に向かって流れる。
The flow of the refrigerant when the heat pump system is operating will be briefly described. The refrigerant passes through an expansion valve (not shown) on the upstream side of the
冷媒は、それぞれのチューブ２００の内部を流れる際において、熱交換コア部を通過する外部の空気によって加熱される。つまり、空気から冷媒へと熱が回収される。これにより、チューブ２００の内部を通る冷媒はその温度を上昇させ、その一部又は全部が液相から気相へと変化する。また、熱交換コア部を通過する空気は冷却され、その温度を低下させる。
When flowing through the inside of each
冷媒は上記のような熱交換に供された後、タンク１２の内部に一時的に貯えられる。その後、冷媒は排出部１７から排出され、ヒートポンプシステムにおいて熱交換器１０よりも下流側に配置された圧縮機（不図示）に向かって流れる。
The refrigerant is temporarily stored in the
尚、タンク１２等の内部がセパレータで仕切られており、冷媒がタンク１１とタンク１２との間を往復するような経路で流れるような構成としてもよい。
Note that the inside of the
熱交換器１０が備えるフィン１００の具体的な形状について、図２等を参照しながら説明する。図２は、図１に示されるフィン１００及びその近傍の構成を拡大して示すものである。図２においては、フィン１００と、これを間に挟む一対のチューブ２００とが示されている。
The specific shape of the
波状に折り曲げられているフィン１００のうち、ｚ方向側に向かって突出している部分の頂点は、ｚ方向側にあるチューブ２００に対して−ｚ方向側から当接しており、当該部分においてチューブ２００に接合されている。フィン１００のうち、上記のようにｚ方向側（上方側）のチューブ２００に接合されている部分のことを、以下では「山部１１０」とも称する。
The vertex of the portion of the
波状に折り曲げられているフィン１００のうち、−ｚ方向側に向かって突出している部分の頂点は、−ｚ方向側にあるチューブ２００に対してｚ方向側から当接しており、当該部分においてチューブ２００に接合されている。フィン１００のうち、上記のように−ｚ方向側（下方側）のチューブ２００に接合されている部分のことを、以下では「谷部１２０」とも称する。
Of the
このような山部１１０及び谷部１２０は、いずれも、チューブ２００の長手方向（つまりｙ方向）に沿って並ぶように形成されている。
Both the
フィン１００のうち、山部１１０と、これと隣り合う谷部１２０との間の部分は、概ねｚ方向に沿って伸びる板状の部分となっている。以下では、当該部分のことを「板状部１３０」とも称する。板状部１３０の大部分は、概ねその法線をｙ軸に沿わせた平板状となっている。フィン１００では、複数の板状部１３０が、ｙ方向に沿って並ぶように配置されている。
In the
フィン１００のうち、互いに隣り合う板状部１３０によって挟まれている空間は、熱交換に供される空気が通るための空間となっている。これらの空間のうち、山部１１０の−ｚ方向側（つまり下方側）にある方の空間のことを、以下では「山部空間ＳＰ１」とも称する。また、互いに隣り合う板状部１３０によって挟まれている空間のうち、谷部１２０のｚ方向側（つまり上方側）にある方の空間のことを、以下では「谷部空間ＳＰ２」とも称する。熱交換コア部を通る空気は、山部空間ＳＰ１及び谷部空間ＳＰ２のうちいずれか一方を通ることとなる。
In the
図３には、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面が示されている。尚、フィン１００は薄い金属板によって形成されているので、図３ではその断面が太線によって模式的に示されている。図３に示されるように、一つのフィン１００が有する複数の板状部１３０の形状は、互いに同一とはなっていない。複数の板状部１３０には、互いに形状の異なる第１板状部１３１と第２板状部１３２とが含まれており、本実施形態では、これらがチューブ２００の長手方向（つまりｙ方向）に沿って交互に並ぶように配置されている。
FIG. 3 shows a section taken along line III-III of FIG. Since the
第１板状部１３１では、空気の主流方向に沿った上流側（つまり−ｘ方向側）の端部の位置が、同方向に沿ったチューブ２００の端部の位置と概ね一致している。一方、第２板状部１３２では、空気の主流方向に沿った上流側（つまり−ｘ方向側）の端部が、同方向に沿った第１板状部１３１の端部の位置よりも更に上流側に向かって突出している。このように、本実施形態のフィン１００では、第１板状部１３１と、第１板状部１３１よりも−ｘ方向側に突出する第２板状部１３２とが、ｙ方向に沿って交互に並ぶように配置されている。尚、ここでいう「空気の主流方向」とは、空気の様々な流れ方向において、最も主流をなす流れの方向、すなわちｘ方向のことである。
In the first plate-shaped
第２板状部１３２が上記のように突出する方向である−ｘ方向は、空気の主流方向に対して平行な方向であって、空気の主流に沿って下流側から上流側へと向かう方向である。当該方向は、本実施形態における「所定方向」に該当する。第２板状部１３２は、第１板状部１３１のうち所定方向側の端部よりも、所定方向に向かって更に外側へと突出している。
The -x direction in which the second plate-shaped
図４には、上記のような形状のフィン１００が、ｘｙ平面に沿ってその全体が平坦となるように伸ばされた状態が示されている。図４に示されるフィン１００の状態は、波状に折り曲げられる直前の状態、ということもできる。同図においては、フィン１００のうち、折り曲げられて山部１１０となる部分が、符号１１０の付された点線によって示されている。同様に、フィン１００のうち、折り曲げられて谷部１２０となる部分が、符号１２０の付された点線によって示されている。
FIG. 4 shows a state in which the
第１板状部１３１及び第２板状部１３２を有するフィン１００は、図４に示されるような形状の板状部材を折り曲げることによって形成することができる。同図に示されるように、本実施形態では、第２板状部１３２のうち、空気の主流方向に沿った上流側に向かって突出している部分の形状が矩形となっている。
The
図３に戻って説明を続ける。それぞれの板状部１３０には、複数のルーバー１４０が形成されている。ルーバー１４０は、板状部１３０の一部を切り起こすことによって形成されたものである。ルーバー１４０は、山部空間ＳＰ１を流れる空気の一部を谷部空間ＳＰ２に流入させたり、谷部空間ＳＰ２を流れる空気の一部を山部空間ＳＰ１に流入させたりすることで、空気との熱交換を更に効率的に行うために設けられている。
Returning to FIG. 3, the description will be continued. A plurality of
図５に示されるのは、板状部１３０のうち−ｘ方向側の端部近傍の部分を、ｙ軸に沿って見ながら模式的に描いた図である。板状部１３０には、ｚ方向に沿って伸びる直線状の切り込みＣＴが複数形成されており、これらがｘ方向に沿って並んでいる。切り込みＣＴの両端部は、いずれも板状部１３０の端部までは伸びていない。
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a portion near an end on the −x direction side of the plate-shaped
板状部１３０のうち、互いに隣り合う切り込みＣＴの間に挟まれている短冊状の部分は、いずれもｚ軸に沿った回転軸の周りに回転するように変形している。このように変形したそれぞれの部分がルーバー１４０となっている。
The strip-shaped portions of the plate-shaped
図３に示されるように、板状部１３０のうちｘ軸に沿った中央よりも上流側（−ｘ方向側）の部分では、各ルーバー１４０は、上記短冊状の部分を上面視において時計回り方向に変形させることにより形成されている。このため、ルーバー１４０のうち、空気の主流方向に沿った上流側の端部が、いずれもｙ方向側に向けて突出した状態となっている。
As illustrated in FIG. 3, in a portion of the plate-shaped
一方、板状部１３０のうちｘ軸に沿った中央よりも下流側（ｘ方向側）の部分では、各ルーバー１４０は、上記短冊状の部分を上面視において反時計回り方向に変形させることにより形成されている。このため、ルーバー１４０のうち、空気の主流方向に沿った下流側の端部が、いずれもｙ方向側に向けて突出した状態となっている。
On the other hand, in a portion (x-direction side) downstream of the center along the x-axis of the plate-shaped
図３では、それぞれの板状部１３０に形成された複数のルーバー１４０のうち、最も−ｘ方向側となる位置に配置されたルーバー１４０の−ｘ方向側の端部が、符号ＵＴによって示されている。このような端部のことを、以下では「端部ＵＴ」とも称する。端部ＵＴは、板状部１３０が有するルーバー１４０のうち、空気の主流方向に沿った最も上流側の端部、ともいうことができる。
In FIG. 3, among the plurality of
第１板状部１３１における端部ＵＴは、山部空間ＳＰ１に向けて突出している。第２板状部１３２における端部ＵＴは、谷部空間ＳＰ２に向けて突出している。換言すれば、複数の板状部１３０のうち、ルーバー１４０の端部ＵＴが山部空間ＳＰ１に向けて突出しているものが、第１板状部１３１として形成されている。また、複数の板状部１３０のうち、ルーバー１４０の端部ＵＴが谷部空間ＳＰ２に向けて突出しているものが、第２板状部１３２として形成されている。
The end UT of the first plate-
フィン１００が以上に説明したように構成されていることの理由について、図６を参照しながら説明する。図６には、図３に示されるフィン１００の断面のうち、空気の主流方向に沿った上流側（つまり−ｘ方向側）の端部近傍の部分が、拡大して示されている。
The reason why the
熱交換器１０を通過する空気は、車両の外部から導入された空気であるから、当該空気には水蒸気が含まれている。このため、当該空気が熱交換コア部を通る際において急激に冷却されると、水蒸気の一部が結露してそのまま凍結し、霜となってチューブ２００やフィン１００の表面に付着する。このような霜の付着（着霜）は、フィン１００のうち空気が最初に触れる部分、すなわち−ｘ方向側の端部近傍において特に生じやすい。図６では、着霜が生じ始めてから一定の期間が経過した時点における、フィン１００の各部に付着した霜の外形を示す範囲が、着霜範囲ＦＲ１、ＦＲ２、ＦＲ３として示されている。
Since the air passing through the
着霜範囲ＦＲ１は、第１板状部１３１の−ｘ方向側の端部近傍に付着した霜の外形を示している。着霜範囲ＦＲ２は、第２板状部１３２の−ｘ方向側の端部近傍に付着した霜の外形を示している。着霜範囲ＦＲ３は、各ルーバー１４０の−ｘ方向側の端部近傍に付着した霜の外形を示している。着霜範囲ＦＲ２の大きさは、着霜範囲ＦＲ１の大きさと概ね等しい。着霜範囲ＦＲ３の大きさは、着霜範囲ＦＲ１や着霜範囲ＦＲ２の大きさに比べると小さい。
The frost formation range FR1 indicates the outer shape of the frost attached near the end of the
図６に示された状態から、各部に付着した霜がさらに成長して大きくなると、最終的には、空気の通る流路が全て霜によって遮られてしまう。この場合、除霜制御を行うことにより、付着した霜を融解させて除去する必要がある。除霜制御としては、例えば、蒸発器及び凝縮器のそれぞれに対する空気の供給を停止させた状態で冷媒を循環させ、これにより冷媒の温度を上昇させる制御等が挙げられる。 From the state shown in FIG. 6, when the frost attached to each part further grows and becomes large, finally, all the flow paths through which the air passes are blocked by the frost. In this case, it is necessary to melt and remove the attached frost by performing defrost control. As the defrosting control, for example, there is a control in which the refrigerant is circulated in a state where the supply of air to each of the evaporator and the condenser is stopped, thereby increasing the temperature of the refrigerant.
除霜制御が行われている期間においては、熱交換器１０における空気の回収を行うことができない。このため、霜が成長する速度を可能な限り遅くして、除霜制御が実行される頻度を抑制することが好ましい。
During the period in which the defrost control is being performed, the air cannot be collected in the
仮に、第２板状部１３２が本実施形態のように−ｘ方向側に突出しておらず、第１板状部１３１の形状と第２板状部１３２の形状とが互いに同一であるような場合（つまり、特開２０１３−１３９９９６号公報に記載されているようにフィン１００の全体を一様に上流側に向けて突出させた場合）には、着霜範囲ＦＲ１と着霜範囲ＦＲ２とが重なってしまう。この場合、山部空間ＳＰ１や谷部空間ＳＰ２に流入する空気の流れは、一部を除いて、比較的短時間のうちに霜によって遮られてしまうこととなる。その結果、除霜制御を頻繁に実行する必要が生じる。
Suppose that the second plate-
これに対し、本実施形態においては、それぞれのフィン１００が、第１板状部１３１と、これよりも−ｘ方向側に突出する第２板状部１３２と、を有している。このため、図３のように、着霜範囲ＦＲ１や着霜範囲ＦＲ２がある程度大きくなった後であっても、両者の間に形成された隙間を通って空気が山部空間ＳＰ１等に流入する。霜が成長した後であっても、熱交換器１０を通過する空気の流量が確保されるので、除霜制御が実行される頻度を抑制することができる。
On the other hand, in the present embodiment, each
特に本実施形態では、第１板状部１３１と第２板状部１３２とが、チューブ２００の長手方向（つまりｙ方向）に沿って交互に並ぶように配置されている。このため、互いに隣り合う板状部１３０の隙間の全てにおいて、通過する空気の流量を長時間に亘り確保することができる。
In particular, in the present embodiment, the first plate-
着霜が生じ始めてから、山部空間ＳＰ１の入口や谷部空間ＳＰ２の入口が全て霜によって塞がれてしまうまでの時間（以下では、当該時間のことを「閉塞時間」とも称する）の長さは、第２板状部１３２の突出量が大きくなるほど長くなる。ここでいう「突出量」とは、図４において「Ｌ」で示されるように、第１板状部１３１の−ｘ方向側端部から、第２板状部１３２の−ｘ方向側端部までの、ｘ軸に沿った距離のことである。
The length of time from the start of frost formation until the entrance of the mountain space SP1 and the entrance of the valley space SP2 are all closed by frost (hereinafter, this time is also referred to as “blockage time”). The length increases as the amount of protrusion of the second plate-
図７には、このような突出量と、閉塞時間との関係が示されている。同図の横軸は、突出量をミリメートルの単位で示すものである。同図の縦軸は、各突出量に対応した閉塞時間の大きさを、突出量が０のときの閉塞時間を基準（１．０）とした倍率によって示すものである。 FIG. 7 shows the relationship between the amount of protrusion and the closing time. The horizontal axis in the figure shows the amount of protrusion in units of millimeters. The vertical axis in the figure indicates the magnitude of the closing time corresponding to each protrusion amount by a magnification based on the closing time when the protrusion amount is 0 as a reference (1.0).
本発明者らが行った実験によれば、図７に示されるように、突出量が大きくなるほど閉塞時間は長くなり、突出量を３ｍｍとすれば閉塞時間は２倍以上に伸びることが確認された。 According to an experiment performed by the present inventors, as shown in FIG. 7, it was confirmed that the longer the protrusion amount, the longer the closing time, and the longer the protrusion amount was 3 mm, the longer the closing time was more than doubled. Was.
ところで、除霜制御が行われると、霜が融解して生じた水による目詰まりが発生しやすい。目詰まりが生じると、空気の流れが水によって遮られるだけでなく、当該水が再び短時間のうちに凍結するので、短時間のうちに再度の除霜制御が必要になるという問題も生じる。 By the way, when defrost control is performed, clogging due to water generated by melting of frost is likely to occur. When clogging occurs, not only is the flow of air blocked by water, but the water freezes again in a short time, so that a problem arises in that defrost control needs to be performed again in a short time.
−ｘ方向側への突出量が小さい第１板状部１３１においては、板状部１３０の上流側端部に付着した霜（着霜範囲ＦＲ１）と、ルーバー１４０の端部ＵＴに付着した霜（着霜範囲ＦＲ３）との間の距離が短くなっている。このため、除霜制御が行われると、それぞれの霜が融解して生じた水が合体して大きな水塊となってしまう。しかしながら、本実施形態では、第１板状部１３１が有するルーバー１４０の端部ＵＴが、山部空間ＳＰ１に向けて突出している。山部空間ＳＰ１の下方側（−ｚ方向側）の幅は比較的広くなっているので、端部ＵＴの近傍で大きな水塊が生じても、当該水塊は外部へと排出される。このため、上記のような目詰まりの発生は抑制される。
In the first plate-
一方、−ｘ方向側への突出量が大きい第２板状部１３２においては、板状部１３０の上流側端部に付着した霜（着霜範囲ＦＲ２）と、ルーバー１４０の端部ＵＴに付着した霜（着霜範囲ＦＲ３）との間の距離が長くなっている。このため、除霜制御が行われても、それぞれの霜が融解して生じた水が合体して大きな水塊となる可能性は小さい。第２板状部１３２におけるルーバー１４０の端部ＵＴは、谷部空間ＳＰ２に向けて突出している。谷部空間ＳＰ２の下方側（−ｚ方向側）の幅は比較的狭くなっているのであるが、上記のように大きな水塊が端部ＵＴの近傍で生じる可能性は小さいので、上記のような目詰まりの発生は谷部空間ＳＰ２においても抑制される。
On the other hand, in the second plate-shaped
本実施形態では、図４のようにフィン１００が波状に折り曲げられる前の状態においては、第１板状部１３１となる部分の幅Ｗ１と、第２板状部１３２となる部分の幅Ｗ２とが互いに等しくなっている。尚、ここでいう「幅」とは、ｙ方向（チューブ２００の長手方向ともいえる）に沿った寸法のことである。
In the present embodiment, before the
このような構成においては、図８に示されるように、１枚の板状部材ＰＬの中央を、矩形波状の線Ｌ１に沿って切断することにより、互いに概ね同一形状である一対のフィン１００（１００Ａ、１００Ｂ）を得ることができる。これにより、フィン１００を形成する際における材料の無駄を省くことができる。
In such a configuration, as shown in FIG. 8, by cutting the center of one plate-like member PL along a rectangular wave-shaped line L1, a pair of fins 100 ( 100A, 100B) can be obtained. Thereby, waste of material when forming the
フィン１００に第１板状部１３１及び第２板状部１３２を形成したことによるもう一つの効果について、図９を参照しながら説明する。図９は、熱交換器１０が備える複数のフィン１００の構成を、ｙ軸に沿って見ながら模式的に描いたものである。図９に示される点線ＤＬ１は、第１板状部１３１の−ｘ方向側の端部の位置を示している。図９においては、フィン１００のうち、点線ＤＬ１から−ｘ方向側に突出する第２板状部１３２のみが図示されており、第１板状部１３１については図示が省略されている。また、チューブ２００の図示も省略されている。
Another effect of forming the first plate-shaped
図９に示されるそれぞれの第２板状部１３２は、ｚ方向に沿って一列に並んでいる。つまり本実施形態では、第２板状部１３２のうち点線ＤＬ１から−ｘ方向側に突出している部分が、上下方向に沿って並んでいる。
The
図６の着霜範囲ＦＲ１、ＦＲ２、ＦＲ３で着霜が生じている状態において、除霜制御が開始されると、それぞれの霜は互いに分離された状態のまま融解して水となる。この場合、着霜範囲ＦＲ２で生じた水は、着霜範囲ＦＲ１で生じた水から分離された状態のまま、第２板状部１３２の先端に沿って、重力によって下方側へと移動する。図９では、このような水の流れが矢印ＡＲ１で示されている。
When defrosting control is started in a state where frost is formed in the frost ranges FR1, FR2, and FR3 in FIG. 6, each frost is melted into water while being separated from each other. In this case, the water generated in the frost formation range FR2 moves downward along the tip of the second plate-shaped
着霜範囲ＦＲ１、ＦＲ２で生じた水の一部は、チューブ２００の表面に沿ってｘ方向側へと移動し、熱交換コア部の内側に侵入する。図９では、このような水の流れが矢印ＡＲ２で示されている。熱交換コア部の内側に侵入した水は、空気の流れを阻害することとなるので、矢印ＡＲ２で示されるような水の流れは可能な限り小さくすることが好ましい。
Part of the water generated in the frost formation ranges FR1 and FR2 moves in the x direction along the surface of the
特開２０１３−１３９９９６号公報に記載されているように、フィン１００の全体を一様に上流側に向けて突出させた場合には、それぞれのフィン１００のうち上流側の端部に付着した霜が、短時間のうちに繋がって一つの塊になってしまう。このように成長した霜が、その後の除霜制御によって融解すると、生じた水によって大きな水塊が形成され、その一部がフィンの隙間に入り込んで残留しやすくなる傾向がある。つまり、図９の矢印ＡＲ２で示されるような水の流れが大きくなる傾向がある。
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-139996, when the
これに対し、本実施形態に係る熱交換器では、フィン１００の一部である第２板状部１３２を、他の部分である第１板状部１３１よりも−ｘ方向側に向けて突出させている。このような構成においては、第２板状部１３２の端部に付着した霜は、第１板状部１３１に付着した霜よりも上流側となる位置で成長する。このため、それぞれの霜が短時間のうちに繋がって一つの塊になってしまうことが防止される。それぞれの霜が互いに分離されたままの状態で除霜制御が開始されると、第２板状部１３２の先端で生じた水は、第１板状部１３１の先端で生じた水と繋がる前に下方側に移動し、図９の矢印ＡＲ１に沿って外部に排出されることとなる。その結果、フィン１００に付着していた霜が融解しても、生じた水によって大きな水塊が形成されるような現象が抑制される。これにより、矢印ＡＲ２のように、熱交換器コア部の内側に侵入するような水の流れが抑制される。
On the other hand, in the heat exchanger according to the present embodiment, the second plate-shaped
尚、第２板状部１３２の端部に付着した霜と、第１板状部１３１に付着した霜と、のそれぞれが成長し繋がった後に除霜制御が開始されたとしても、第２板状部１３２の端部に付着している水と、第１板状部１３１の端部に付着している水とは、融解の過程において互いに分離された状態となりやすい。このため、全てのフィン１００の板状部１３０を一様に上流側に突出させた構成に比べると、生じた水による大きな水塊の形成が抑制されるため、やはり熱交換器１０の排水性能は高くなる。
Even if the defrosting control is started after each of the frost attached to the end of the second plate-shaped
このように、本実施形態に係る熱交換器１０では、第２板状部１３２を、第１板状部１３１よりも−ｘ方向側に突出させることにより、図９の矢印ＡＲ１に沿った排水を促すための導水部材として機能させている。その結果、熱交換器１０の排水性能が従来の構成に比べて高められている。
As described above, in the
本発明者らは、以上のような熱交換器１０の排水性能を評価するために、熱交換器１０の全体を一旦水没させてから引き上げた後、所定時間が経過した時点における熱交換器１０の重量（水を含む重量）から、当初の熱交換器１０の重量（水を含まない重量）を差引いて得られる「保水量」を算出した。その結果、フィン１００の一部を突出させない従来の構成、すなわち、板状部１３０の全てが第１板状部１３１としたような構成に比べると、熱交換器１０では、上記のように測定される保水量が５０％以上減少した。つまり、フィン１００の一部である第２板状部１３２を突出させたことにより排水性能が向上した結果、熱交換器１０に貯えられてしまう水の量が大幅に減少することが確認された。
In order to evaluate the drainage performance of the
以上においては、第１板状部１３１と第２板状部１３２のとの間の境界が、それぞれの板状部１３０の境界（つまり山部１１０及び谷部１２０）と一致している場合の例について説明した。しかしながら、それぞれの境界が互いに正確には一致しておらず、僅かにずれているような構成であってもよい。
In the above, the case where the boundary between the first plate-shaped
図１０には、第１実施形態の変形例に係るフィン１００の形状が、図４と同様の方法によって示されている。図１０に示される一点鎖線１１１、１２１は、第１板状部１３１と第２板状部１３２のとの間の境界を示す線となっている。同図に示されるように、一点鎖線１１１の位置と山部１１０の位置とは互いに一致しておらず、ｙ軸に沿って僅かにずれた位置となっている。同様に、一点鎖線１２１の位置と谷部１２０の位置とは互いに一致しておらず、ｙ軸に沿って僅かにずれた位置となっている。
FIG. 10 shows the shape of the
このような構成では、一つの板状部１３０の全体が第１板状部１３１又は第２板状部１３２のいずれかとなっているのではなく、一つの板状部１３０の一部が第１板状部１３１となっており、残部が第２板状部１３２となっている。「複数の板状部１３０には第１板状部１３１と第２板状部１３２とが含まれる」との表現は、このような構成をも含むものである。このような構成の変形例であっても、本実施形態と同様の効果を奏する。
In such a configuration, the entirety of one plate-shaped
第２実施形態について、図１１を参照しながら説明する。本実施形態では、フィン１００の形状についてのみ第１実施形態と異なっており、その他の点については第1実施形態と同じである。
A second embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, only the shape of the
本実施形態では、第２板状部１３２のうち、空気の主流方向に沿った上流側（つまり−ｘ方向側）に向かって突出している部分の形状が、矩形とはなっておらず、−ｘ方向側に行くほどその幅が小さくなるような形状となっている。第２板状部１３２のうち最も−ｘ方向側の端部における縁は、ｙに沿った直線状となっている。このような態様でも、第１実施形態について説明したものと同様の効果を奏する。
In the present embodiment, the shape of the portion of the second plate-
第３実施形態について、図１２を参照しながら説明する。本実施形態でも、フィン１００の形状についてのみ第１実施形態と異なっており、その他の点については第1実施形態と同じである。
A third embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment also differs from the first embodiment only in the shape of the
本実施形態でも、第２板状部１３２のうち、空気の主流方向に沿った上流側（つまり−ｘ方向側）に向かって突出している部分の形状が、矩形とはなっておらず、−ｘ方向側に行くほどその幅が小さくなるような形状となっている。本実施形態では、第２板状部１３２のうち最も−ｘ方向側の端部における縁が、ｙに沿った直線状とはなっておらず、その幅が０となるように尖った形状となっている。このような態様でも、第１実施形態について説明したものと同様の効果を奏する。
Also in the present embodiment, the shape of the portion of the second plate-
第４実施形態について、図１３を参照しながら説明する。本実施形態でも、フィン１００の形状についてのみ第１実施形態と異なっており、その他の点については第1実施形態と同じである。
A fourth embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment also differs from the first embodiment only in the shape of the
本実施形態では、第２板状部１３２のうち、空気の主流方向に沿った上流側（つまり−ｘ方向側）に向かって突出している部分の形状が、矩形とはなっておらず、図１３に示されるような円弧状となっている。このような態様でも、第１実施形態について説明したものと同様の効果を奏する。
In the present embodiment, the shape of the portion of the second plate-
第５実施形態について、図１４を参照しながら説明する。本実施形態でも、フィン１００の形状についてのみ第１実施形態と異なっており、その他の点については第1実施形態と同じである。
A fifth embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment also differs from the first embodiment only in the shape of the
本実施形態では、第１板状部１３１及び第２板状部１３２は、チューブ２００の長手方向（ｙ方向）に沿って交互に並ぶようには形成されていない。本実施形態では、フィン１００の一部において、ｙ方向に沿って３つの第２板状部１３２が連続して並ぶように形成されている。このような態様でも、第１実施形態について説明したものと同様の効果を奏する。
In the present embodiment, the first plate-
第６実施形態について、図１５を参照しながら説明する。本実施形態でも、フィン１００の形状についてのみ第１実施形態と異なっており、その他の点については第１実施形態と同じである。
A sixth embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment also differs from the first embodiment only in the shape of the
本実施形態では、複数の板状部１３０に、第１板状部１３１と、第２板状部１３２Ａと、第２板状部１３２Ｂと、が含まれている。第２板状部１３２Ｂは、その−ｘ方向側端部が、第１板状部１３１の−ｘ方向側端部よりも更に−ｘ方向側に突出している部分である。第２板状部１３２Ａは、その−ｘ方向側端部が、第２板状部１３２Ｂの−ｘ方向側端部よりも更に−ｘ方向側に突出している部分である。これらは、ｙ方向に沿って、第１板状部１３１、第２板状部１３２Ｂ、第１板状部１３１、第２板状部１３２Ａ、の順で繰り返し並ぶように配置されている。このような態様でも、第１実施形態について説明したものと同様の効果を奏する。
In the present embodiment, the plurality of
第７実施形態について、図１６及び図１７を参照しながら説明する。本実施形態でも、フィン１００の形状についてのみ第１実施形態と異なっており、その他の点については第1実施形態と同じである。図１６では、本実施形態に係る熱交換器１０が備えるフィン１００の形状が、図３と同様の断面によって示されている。
A seventh embodiment will be described with reference to FIGS. This embodiment also differs from the first embodiment only in the shape of the
図１６に示されるように、本実施形態では、第２板状部１３２が−ｘ方向側ではなくｘ方向側へと突出している。つまり、第２板状部１３２のうちｘ方向側の端部が、第１板状部１３１のうちｘ方向側の端部よりも、ｘ方向側に向かって更に外側へと突出している。一方、第２板状部１３２のうち−ｘ方向側の端部の位置（ｘ座標）は、第１板状部１３１のうち−ｘ方向側の端部の位置（ｘ座標）と同じである。
As shown in FIG. 16, in the present embodiment, the second plate-
第２板状部１３２が上記のように突出する方向であるｘ方向は、空気の主流方向に対して平行な方向であって、空気の主流に沿って上流側から下流側へと向かう方向である。当該方向は、本実施形態における「所定方向」に該当する。このため、本実施形態においても、第２板状部１３２は、第１板状部１３１のうち所定方向側の端部よりも、所定方向に向かって更に外側へと突出している。
The x direction, which is the direction in which the second plate-shaped
図１７は、本実施形態に係る熱交換器１０が備える複数のフィン１００の構成を、ｙ軸に沿って見ながら模式的に描いたものである。図１７に示される点線ＤＬ２は、第１板状部１３１のｘ方向側の端部の位置を示している。図１７においては、フィン１００のうち、点線ＤＬ２からｘ方向側に突出する第２板状部１３２のみが図示されており、第１板状部１３１については図示が省略されている。また、チューブ２００の図示も省略されている。
FIG. 17 schematically illustrates the configuration of the plurality of
図１７に示されるそれぞれの第２板状部１３２は、ｚ方向に沿って一列に並んでいる。つまり本実施形態では、第２板状部１３２のうち点線ＤＬ２からｘ方向側に突出している部分が、上下方向に沿って並んでいる。
The
これまでに説明したように、熱交換器１０によって空気の冷却が行われると、フィン１００のうち−ｘ方向側の端部には着霜が生じる。その後、除霜制御が行われると、霜が融解し、生じた水の一部が熱交換コア部の内側へと侵入する。当該水は、空気の流れによって、第２板状部１３２の表面に沿ってｘ方向側へと移動する。図１７では、このような水の流れが矢印ＡＲ３で示されている。
As described above, when the air is cooled by the
上記のように移動した水は、矢印ＡＲ３に沿って、第２板状部１３２のうち点線ＤＬ２よりもｘ方向側に突出している部分まで移動する。当該部分では、水は第２板状部１３２の表面にのみ触れている状態なので、重力により落下しやすくなっている。このため、当該水は第２板状部１３２の先端に沿って、重力によって下方側へと移動する。図１７は、このような水の流れが矢印ＡＲ４で示されている。
The water that has moved as described above moves along the arrow AR3 to a portion of the second plate-
本実施形態では、第２板状部１３２を空気の主流方向に沿った下流側へと突出させることにより、矢印ＡＲ４に沿った排水を促すための導水部材として機能させている。その結果、熱交換器１０の排水性能が従来の構成に比べて高められている。
In the present embodiment, the second plate-shaped
このように、第２板状部１３２を、空気の主流方向に沿った上流側ではなく下流側へと突出させることによっても、熱交換器１０の排水性能を高めることができる。
As described above, the drainage performance of the
第８実施形態について、図１８及び図１９を参照しながら説明する。本実施形態でも、フィン１００の形状についてのみ第１実施形態と異なっており、その他の点については第1実施形態と同じである。図１８では、本実施形態に係る熱交換器１０が備えるフィン１００の形状が、図３と同様の断面によって示されている。
The eighth embodiment will be described with reference to FIGS. This embodiment also differs from the first embodiment only in the shape of the
図１８に示されるように、本実施形態では、第２板状部１３２が−ｘ方向側に突出していることに加えて、ｘ方向側へも突出している。つまり、第２板状部１３２のうち−ｘ方向側の端部が、第１板状部１３１のうち−ｘ方向側の端部よりも、−ｘ方向側に向かって更に外側へと突出しており、第２板状部１３２のうちｘ方向側の端部が、第１板状部１３１のうちｘ方向側の端部よりも、ｘ方向側に向かって更に外側へと突出している。
As shown in FIG. 18, in the present embodiment, in addition to the second plate-shaped
複数の第２板状部１３２のうち、上記のように−ｘ方向側に突出しているものは、空気の主流方向に沿った上流側における第１板状部１３１の端部よりも、更に上流側へと突出している「上流側第２板状部」に該当する。また、複数の第２板状部１３２のうち、上記のようにｘ方向側に突出しているものは、空気の主流方向に沿った下流側における第１板状部１３１の端部よりも、更に下流側へと突出している「下流側第２板状部」に該当する。本実施形態では、一つのフィン１００が有する複数の第２板状部１３２が、上記のような上流側第２板状部及び下流側第２板状部のそれぞれを含んでいる。
Of the plurality of
尚、本実施形態では、一つの第２板状部１３２が、上記のような上流側第２板状部及び下流側第２板状部のいずれにも該当している。このような態様に替えて、上流側第２板状部に該当する第２板状部１３２と、下流側第２板状部に該当する第２板状部１３２とが、互いに分かれているような態様であってもよい。
In the present embodiment, one
図１９は、本実施形態に係る熱交換器１０が備える複数のフィン１００の構成を、ｙ軸に沿って見ながら模式的に描いたものである。図１９に示される点線ＤＬ１は、第１板状部１３１の−ｘ方向側の端部の位置を示している。図１９に示される点線ＤＬ２は、第１板状部１３１のｘ方向側の端部の位置を示している。図１９においては、フィン１００のうち、点線ＤＬ１や点線ＤＬ２から突出する第２板状部１３２のみが図示されており、第１板状部１３１については図示が省略されている。また、チューブ２００の図示も省略されている。
FIG. 19 schematically illustrates a configuration of the plurality of
図１９に示されるそれぞれの第２板状部１３２は、ｚ方向に沿って一列に並んでいる。つまり本実施形態では、第２板状部１３２のうち点線ＤＬ１から−ｘ方向側に突出している部分が、上下方向に沿って並んでいる。同様に、第２板状部１３２のうち点線ＤＬ２からｘ方向側に突出している部分も、上下方向に沿って並んでいる。
The
図１９に示される矢印ＡＲ１、ＡＲ２は、図９に示される矢印ＡＲ１、ＡＲ２と同じものである。図９を参照しながら説明した第１実施形態と同様に、本実施形態でも、矢印ＡＲ１で示されるような水の流れ（つまり排水）が促進される。その結果、矢印ＡＲ２のように、熱交換器コア部の内側に侵入するような水の流れが抑制される。 Arrows AR1 and AR2 shown in FIG. 19 are the same as arrows AR1 and AR2 shown in FIG. Similarly to the first embodiment described with reference to FIG. 9, in the present embodiment, the flow of water (ie, drainage) as indicated by the arrow AR1 is promoted. As a result, as shown by the arrow AR2, the flow of water that enters the inside of the heat exchanger core is suppressed.
図１９に示される矢印ＡＲ３、ＡＲ４は、図１７に示される矢印ＡＲ３、ＡＲ４と同じものである。図９を参照しながら説明した第１実施形態と同様に、本実施形態でも、第２板状部１３２を空気の主流方向に沿った下流側へと突出させることにより、矢印ＡＲ４に沿った排水を促すための導水部材として機能させている。その結果、熱交換器１０の排水性能が高められている。
Arrows AR3 and AR4 shown in FIG. 19 are the same as arrows AR3 and AR4 shown in FIG. Similarly to the first embodiment described with reference to FIG. 9, in the present embodiment, the drainage along the arrow AR4 is formed by projecting the second plate-shaped
このように、本実施形態では、−ｘ方向側及びｘ方向側のそれぞれに第２板状部１３２を突出させることで、熱交換コア部の上流側部分における排水性能（矢印ＡＲ１）と、熱交換コア部の下流側部分における排水性能（矢印ＡＲ４）と、の両方が高められている。
As described above, in the present embodiment, by projecting the second plate-
第９実施形態について、図２０乃至図２２を参照しながら説明する。本実施形態でも、フィン１００の形状についてのみ第１実施形態と異なっており、その他の点については第1実施形態と同じである。
The ninth embodiment will be described with reference to FIGS. This embodiment also differs from the first embodiment only in the shape of the
図２０は、本実施形態に係る熱交換器１０が備える複数のフィン１００の構成を、ｙ軸に沿って見ながら模式的に描いたものである。図２０に示される点線ＤＬ１は、第１板状部１３１の−ｘ方向側の端部の位置を示している。図２０においては、フィン１００のうち、点線ＤＬ１から−ｘ方向側に突出する第２板状部１３２のみが図示されており、第１板状部１３１については図示が省略されている。また、チューブ２００の図示も省略されている。
FIG. 20 schematically illustrates the configuration of the plurality of
図２０に示されるそれぞれの第２板状部１３２は、ｚ方向に沿って一列に並んでいる。つまり本実施形態では、第２板状部１３２のうち点線ＤＬ１から−ｘ方向側に突出している部分が、上下方向に沿って並んでいる。
The
それぞれの第２板状部１３２のうち、点線ＤＬ１から−ｘ方向側に突出している部分には、下方側に向けて突出する水案内部１３３が形成されている。ここで、空気の主流に沿って下流側から上流側へと向かう方向を「所定方向」とすれば、水案内部１３３が形成されている位置は、第２板状部１３２のうち、所定方向側における第１板状部１３１の端部よりも、所定方向に向かって更に外側へと突出している部分、ともいうことができる。
In each of the second plate-
図２１に示されるのは、本実施形態に係る熱交換器１０のうちフィン１００及びその近傍の部分を、−ｘ方向側から見て描いた図である。同図に示されるように、フィン１００に形成された水案内部１３３は、当該フィン１００の一つ下にあるチューブ２００と重なる位置まで伸びている。
FIG. 21 is a diagram illustrating the
図２０に示されるように、水案内部１３３の下端と、その一つ下にある第２板状部１３２の上端との間は近接している。このため、水案内部１３３に沿って下方側に水が移動すると、当該水は、その一つ下にある第２板状部１３２に触れた後、当該第２板状部１３２に沿って更に下方側へと移動しやすくなっている。このように、本実施形態では、それぞれの第２板状部１３２に水案内部１３３が形成されていることで、図９に示される第１実施形態に比べて、矢印ＡＲ１で示されるような水の流れ（つまり排水）が更に促進される。その結果、矢印ＡＲ２のように、熱交換器コア部の内側に侵入するような水の流れが抑制される。
As shown in FIG. 20, the lower end of the
本実施形態では、第２板状部１３２のうち水案内部１３３が形成されている部分の形状が、第１実施形態と同様に矩形となっている。このような態様に替えて、図１１乃至１３に示したような形状の第２板状部１３２に、水案内部１３３が形成されていることとしてもよい。
In the present embodiment, the shape of the portion of the second plate-shaped
図２２には、本実施形態に係るフィン１００の形状が、図４と同様の方法によって示されている。本実施形態でも、図２２のようにフィン１００が波状に折り曲げられる前の状態においては、第１板状部１３１となる部分の幅Ｗ１と、第２板状部１３２となる部分の幅Ｗ２とが互いに等しくなっている。尚、ここでいう「幅」とは、ｙ方向に沿った寸法のことである。
FIG. 22 shows the shape of the
図２３を参照しながら、本実施形態の変形例に係るフィン１００の製造方法について説明する。この変形例では、第２板状部１３２の突出部分のうち、水案内部１３３よりも手前側部分の幅が、第９実施形態における当該幅よりも狭くなっている。また、水案内部１３３が下方側に向けて突出する長さは、第９実施形態における当該長さよりも長くなっている。このような構成においては、図２３に示されるように、１枚の板状部材ＰＬの中央を線Ｌ２に沿って切断することにより、互いに概ね同一形状である一対のフィン１００（１００Ａ、１００Ｂ）を得ることが可能となる。これにより、フィン１００を形成する際における材料の無駄を省くことができる。
With reference to FIG. 23, a method for manufacturing the
第１０実施形態について、図２４、図２５を参照しながら説明する。本実施形態でも、フィン１００の形状についてのみ第１実施形態と異なっており、その他の点については第1実施形態と同じである。
The tenth embodiment will be described with reference to FIGS. This embodiment also differs from the first embodiment only in the shape of the
図２４は、本実施形態に係る熱交換器１０が備える複数のフィン１００の構成を、ｙ軸に沿って見ながら模式的に描いたものである。図２４に示される点線ＤＬ１は、第１板状部１３１の−ｘ方向側の端部の位置を示している。図２４に示される点線ＤＬ２は、第１板状部１３１のｘ方向側の端部の位置を示している。図２４においては、フィン１００のうち、点線ＤＬ１や点線ＤＬ２から突出する第２板状部１３２のみが図示されており、第１板状部１３１については図示が省略されている。また、チューブ２００の図示も省略されている。
FIG. 24 schematically illustrates the configuration of the plurality of
本実施形態では、図１９の第８実施形態と同様に、第２板状部１３２が−ｘ方向側に突出していることに加えて、ｘ方向側へも突出している。つまり、第２板状部１３２のうち−ｘ方向側の端部が、第１板状部１３１のうち−ｘ方向側の端部よりも、−ｘ方向側に向かって更に外側へと突出しており、第２板状部１３２のうちｘ方向側の端部が、第１板状部１３１のうちｘ方向側の端部よりも、ｘ方向側に向かって更に外側へと突出している。
In the present embodiment, similarly to the eighth embodiment of FIG. 19, in addition to the second plate-shaped
図２４に示されるそれぞれの第２板状部１３２は、ｚ方向に沿って一列に並んでいる。つまり本実施形態では、第２板状部１３２のうち点線ＤＬ１から−ｘ方向側に突出している部分が、上下方向に沿って並んでいる。同様に、第２板状部１３２のうち点線ＤＬ２からｘ方向側に突出している部分も、上下方向に沿って並んでいる。
The
本実施形態では、第２板状部１３２のうち点線ＤＬ１から−ｘ方向側に突出している部分（つまり上流側第２板状部の突出部分）に、図２０の第９実施形態と同様の水案内部１３３が形成されている。また、第２板状部１３２のうち点線ＤＬ２からｘ方向側に突出している部分（つまり下流側第２板状部の突出部分）にも、下方側に向けて突出する水案内部１３３が形成されている。尚、図２５には、上記のようなフィン１００の形状が、図４と同様の方法によって示されている。
In the present embodiment, a portion of the
このように、本実施形態では、上流側第２板状部のうち、第１板状部１３１の上流側の端部よりも更に上流側へと突出している部分、及び、下流側第２板状部のうち、第１板状部１３１の下流側の端部よりも更に下流側へと突出している部分、のそれぞれに、下方側に向けて突出する水案内部１３３が形成されている。
As described above, in the present embodiment, of the upstream-side second plate-like portion, the portion protruding further upstream than the upstream-side end of the first plate-
図２４に示される矢印ＡＲ１、ＡＲ２は、図２０に示される矢印ＡＲ１、ＡＲ２と同じものである。図２０を参照しながら説明した第９実施形態と同様に、本実施形態でも、矢印ＡＲ１で示されるような水の流れ（つまり排水）が、水案内部１３３によって更に促進される。その結果、矢印ＡＲ２のように、熱交換器コア部の内側に侵入するような水の流れが抑制される。
Arrows AR1 and AR2 shown in FIG. 24 are the same as arrows AR1 and AR2 shown in FIG. Similarly to the ninth embodiment described with reference to FIG. 20, in this embodiment, the flow of water (that is, drainage) indicated by the arrow AR1 is further promoted by the
図２４に示される矢印ＡＲ３、ＡＲ４は、図１７に示される矢印ＡＲ３、ＡＲ４と同じものである。図１７を参照しながら説明した第７実施形態と同様に、本実施形態でも、第２板状部１３２を空気の主流方向に沿った下流側へと突出させることにより、矢印ＡＲ４に沿った排水を促すための導水部材として機能させている。
Arrows AR3 and AR4 shown in FIG. 24 are the same as arrows AR3 and AR4 shown in FIG. Similarly to the seventh embodiment described with reference to FIG. 17, in the present embodiment, the drainage along the arrow AR <b> 4 is formed by projecting the second plate-shaped
更に、本実施形態では、第２板状部１３２のうち点線ＤＬ２からｘ方向側に突出している部分にも水案内部１３３が形成されている。これにより、当該部分においても、矢印ＡＲ４に沿った排水が水案内部１３３によって更に促進される。
Further, in the present embodiment, a
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。 The embodiment has been described with reference to the specific examples. However, the present disclosure is not limited to these specific examples. Those in which those skilled in the art appropriately change the design of these specific examples are also included in the scope of the present disclosure as long as they have the features of the present disclosure. The components included in the specific examples described above and the arrangement, conditions, shapes, and the like of the components are not limited to those illustrated, and can be appropriately changed. The elements included in each of the specific examples described above can be appropriately changed in combination as long as there is no technical contradiction.
１０：熱交換器
１００：フィン
１１０：山部
１２０：谷部
１３０：板状部
１３１：第１板状部
１３２：第２板状部
２００：チューブ
10: heat exchanger 100: fin 110: peak 120: valley 130: plate 131: first plate 132: second plate 200: tube
Claims (9)
内部を冷媒が通る複数のチューブ（２００）と、
互いに隣り合う前記チューブの間に配置されるフィン（１００）と、を備え、
前記フィンは波状に折り曲げられており、一方側の前記チューブに接合されている山部（１１０）と、他方側の前記チューブに接合されている谷部（１２０）とが、それぞれ前記チューブの長手方向に沿って並ぶように形成されたものであって、
前記フィンのうち、互いに隣り合う前記山部と前記谷部との間の部分を板状部（１３０）としたときに、
一つの前記フィンが有する複数の前記板状部には、
第１板状部（１３１）と、
前記第１板状部のうち、空気の主流方向に対して平行な方向である所定方向側の端部よりも、前記所定方向に向かって更に外側へと突出している第２板状部（１３２）と、が含まれている熱交換器。 A heat exchanger (10) for recovering heat from air by heat exchange with a refrigerant,
A plurality of tubes (200) through which the refrigerant passes;
A fin (100) disposed between the tubes adjacent to each other.
The fins are bent in a wave shape, and a peak (110) joined to the tube on one side and a valley (120) joined to the tube on the other side are each formed in a longitudinal direction of the tube. It is formed so as to line up along the direction,
When a portion of the fin between the crest and the valley adjacent to each other is a plate-like portion (130),
In the plurality of plate-shaped portions that one fin has,
A first plate portion (131);
Of the first plate-like portion, a second plate-like portion (132) protruding further outward in the predetermined direction from an end portion on a predetermined direction side parallel to the main flow direction of air. ), And contains a heat exchanger.
それぞれの前記チューブは水平方向に沿って伸びるように配置されており、
前記山部は上方側の前記チューブに接合され、前記谷部は下方側の前記チューブに接合されており、
それぞれの前記板状部には、その一部を切り起こすことによってルーバー（１４０）が形成されており、
互いに隣り合う前記板状部の間に挟まれた空間のうち、前記谷部の上方側にある方の空間を谷部空間（ＳＰ２）とし、前記山部の下方側にある方の空間を山部空間（ＳＰ１）としたときに、
前記第１板状部では、これに形成された前記ルーバーのうち空気の主流方向に沿った最も上流側の端部が、前記山部空間に向けて突出しており、
前記第２板状部では、これに形成された前記ルーバーのうち空気の主流方向に沿った最も上流側の端部が、前記谷部空間に向けて突出している、請求項６に記載の熱交換器。 The first plate-shaped portion and the second plate-shaped portion are formed so as to be alternately arranged along a longitudinal direction of the tube,
Each of the tubes is arranged to extend along a horizontal direction,
The crest is joined to the upper tube, the valley is joined to the lower tube,
A louver (140) is formed in each of the plate-like portions by cutting and raising a part thereof.
Of the spaces sandwiched between the plate-shaped portions adjacent to each other, the space above the valley is referred to as a valley space (SP2), and the space below the ridge is referred to as a mountain. When the space (SP1) is used,
In the first plate-shaped part, the most upstream end of the louver formed along the main flow direction of the air protrudes toward the crest space,
The heat of claim 6, wherein, in the second plate-shaped portion, the most upstream end of the louver formed along the main flow direction of the louver protrudes toward the valley space. Exchanger.
空気の主流方向に沿った上流側における前記第１板状部の端部よりも、更に上流側へと突出している上流側第２板状部と、
空気の主流方向に沿った下流側における前記第１板状部の端部よりも、更に下流側へと突出している下流側第２板状部と、が含まれている、請求項１に記載の熱交換器。 In the plurality of second plate-shaped portions,
An upstream second plate-like portion that projects further upstream than an end of the first plate-like portion on the upstream side along the main flow direction of air;
2. The downstream second plate-shaped portion, which protrudes further downstream than the end of the first plate-shaped portion on the downstream side along the main flow direction of air, is included. Heat exchanger.
前記下流側第２板状部のうち、前記第１板状部の下流側の端部よりも更に下流側へと突出している部分、のそれぞれには、下方側に向けて突出する水案内部が形成されている、請求項８に記載の熱交換器。 A portion of the upstream-side second plate-shaped portion that projects further upstream than an upstream end of the first plate-shaped portion; and
A water guide portion protruding downward is provided on each of the portion of the downstream second plate-shaped portion that protrudes further downstream than the downstream end of the first plate-shaped portion. The heat exchanger according to claim 8, wherein
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