JP7164801B2 - Heat exchanger - Google Patents
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Description
熱交換器に関する。 It relates to heat exchangers.
空気調和装置などに用いられる熱交換器の中には、伝熱フィンプレートが貼りあわされて形成された細径伝熱管ユニットを有するものがある(例えば、特許文献1(特開2006-90636号公報)等)。 Among heat exchangers used in air conditioners and the like, there are those that have a small-diameter heat transfer tube unit formed by bonding heat transfer fin plates (for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-90636 publication), etc.).
低い温度環境で熱交換器を蒸発器として使用した場合、内部の熱流束分布により、一部分に集中的に着霜が生じることがある。そして、着霜が集中した箇所で風路閉塞が生じ、熱交換器の性能が低下することがある。 When a heat exchanger is used as an evaporator in a low temperature environment, frost formation may occur intensively in one area due to the heat flux distribution inside. Then, the air passage may be blocked at a location where frost is concentrated, and the performance of the heat exchanger may be degraded.
第1観点の熱交換器は、第1方向に延びる伝熱流路部及び伝熱補助部が第1方向に対して傾斜又は直交する第2方向に並んで形成される伝熱ユニットを有し、伝熱ユニットが第1方向及び第2方向のいずれとも異なる第3方向に複数配置されるものである。 A heat exchanger according to a first aspect has a heat transfer unit in which a heat transfer channel portion and a heat transfer auxiliary portion extending in a first direction are arranged side by side in a second direction that is inclined or perpendicular to the first direction, A plurality of heat transfer units are arranged in a third direction different from the first direction and the second direction.
また、第1観点の熱交換器では、伝熱ユニットが、第2方向における第1位置で膨出して伝熱流路部を形成する第1膨出部と、第1膨出部が形成される向きとは反対向きで第1位置に形成される平面部又は第1膨出部より小さく膨出する第2膨出部と、を有する。 Further, in the heat exchanger of the first aspect, the heat transfer unit is formed with the first bulging portion that bulges at the first position in the second direction to form the heat transfer flow path portion, and the first bulging portion. A flat portion formed at the first position in a direction opposite to the orientation or a second bulging portion that bulges smaller than the first bulging portion.
ここで、少なくとも一の伝熱ユニットは、一方の側で隣接する伝熱ユニットとは、第1膨出部が形成される面と、隣接する伝熱ユニットの第1膨出部が形成される面とが対向する向きに配置される。また、その伝熱ユニットは、他方の側で隣接する他の伝熱ユニットとは、平面部又は第2膨出部と、他の伝熱ユニットの平面部又は第2膨出部とが対向する向きに配置される。このような構成により、使用環境によっては熱交換性能を高めることができる。 Here, the at least one heat transfer unit and the adjacent heat transfer unit on one side have a surface on which the first bulge is formed and the first bulge of the adjacent heat transfer unit is formed. are arranged in a direction facing each other. In addition, the heat transfer unit is such that the flat portion or the second bulging portion of the other heat transfer unit faces the flat portion or the second bulging portion of the other heat transfer unit. placed in the direction With such a configuration, the heat exchange performance can be enhanced depending on the usage environment.
第2観点の熱交換器は、第1観点の熱交換器であって、隣接する伝熱ユニットにおける第1位置が第1方向視で重複しないように配置されている。そのため、隣接する伝熱ユニット間の風路の流路断面積が増加する。 The heat exchanger of the second aspect is the heat exchanger of the first aspect, and is arranged so that the first positions of adjacent heat transfer units do not overlap when viewed in the first direction. Therefore, the cross-sectional area of the air passage between adjacent heat transfer units increases.
第3観点の熱交換器は、第1観点又は第2観点の熱交換器であって、伝熱流路部の第1方向視における断面形状が、半円形状、楕円形状、扁平形状、翼型の上半分形状、及び/又は翼型の下半分形状のいずれか一つ又は任意の組み合わせである。このような熱交換器では、熱交換器に流入する風と流路部内の冷媒との熱交換を最適化することができる。 A heat exchanger according to a third aspect is the heat exchanger according to the first aspect or the second aspect, wherein the cross-sectional shape of the heat transfer channel portion as viewed in the first direction is a semicircular shape, an elliptical shape, a flat shape, or an airfoil shape. any one or any combination of the upper half shape of the airfoil and/or the lower half shape of the airfoil. In such a heat exchanger, it is possible to optimize the heat exchange between the air flowing into the heat exchanger and the refrigerant in the flow path.
第4観点の熱交換器は、第1観点から第3観点の熱交換器であって、伝熱ユニットには、伝熱流路部が複数形成されている。このような構成により、熱交換性能を高めることができる。 A heat exchanger according to a fourth aspect is the heat exchanger according to the first aspect to the third aspect, and the heat transfer unit is formed with a plurality of heat transfer flow paths. With such a configuration, heat exchange performance can be enhanced.
第5観点の熱交換器は、第4観点の熱交換器であって、伝熱ユニットには、第2方向に所定のピッチで伝熱流路部が形成されている。このような構成により、風路内の熱流束分布の変動を抑えることができる。 The heat exchanger according to the fifth aspect is the heat exchanger according to the fourth aspect, in which the heat transfer flow path portions are formed at a predetermined pitch in the second direction in the heat transfer unit. With such a configuration, fluctuations in the heat flux distribution in the air passage can be suppressed.
第6観点の熱交換器は、第5観点の熱交換器であって、伝熱ユニットには、第1方向視で第2方向の端部に伝熱補助部の一つである第1伝熱補助部が形成されている。また、第1伝熱補助部の第2方向における長さが、第2方向の所定のピッチよりも長いものとなっている。このような構成により、風路部での熱流束分布を均一化することができる。 The heat exchanger according to the sixth aspect is the heat exchanger according to the fifth aspect, wherein the heat transfer unit includes a first heat transfer auxiliary part, which is one of the heat transfer auxiliary parts, at the end in the second direction when viewed in the first direction. A thermal aid is formed. Further, the length of the first heat transfer auxiliary portion in the second direction is longer than the predetermined pitch in the second direction. With such a configuration, the heat flux distribution in the air passage can be made uniform.
第7観点の熱交換器は、第1観点から第6観点の熱交換器であって、伝熱ユニットには、第1方向視で第2方向の端部に伝熱補助部の一つである第1伝熱補助部が形成されている。また、隣接する伝熱ユニットにおいて、第1伝熱補助部の第2方向における長さを異なるようにして、端部を千鳥状に配置している。このような構成より、着霜による風路閉塞を回避又は遅延させることができる。 A heat exchanger according to a seventh aspect is the heat exchanger according to the first aspect to the sixth aspect, wherein the heat transfer unit includes one of the heat transfer auxiliary parts at the end portion in the second direction when viewed in the first direction. A first heat transfer aid is formed. Moreover, in the heat transfer units adjacent to each other, the first heat transfer auxiliary parts are arranged in a zigzag manner such that the lengths in the second direction of the first heat transfer auxiliary parts are different. With such a configuration, it is possible to avoid or delay air passage blockage due to frost formation.
第8観点の熱交換器は、第1観点から第7観点の熱交換器であって、伝熱ユニットが、第1方向視で直線状又は波形状に加工されている。これにより、熱交換性能が最適な熱交換器を提供できる。 A heat exchanger according to an eighth aspect is the heat exchanger according to the first aspect to the seventh aspect, in which the heat transfer unit is processed into a straight shape or a wavy shape when viewed from the first direction. This makes it possible to provide a heat exchanger with optimum heat exchange performance.
第9観点の熱交換器は、第1観点から第8観点の熱交換器であって、第1方向視で、伝熱ユニットの第2方向の端部に断熱材が塗布されている。したがって、その端部における温度の低下を抑えることができる。 A heat exchanger according to a ninth aspect is the heat exchanger according to the first aspect to the eighth aspect, wherein a heat insulating material is applied to the end portion of the heat transfer unit in the second direction when viewed in the first direction. Therefore, it is possible to suppress the temperature drop at the ends.
第10観点の熱交換器では、第1観点から第9観点の熱交換器であって、伝熱ユニットに、第1方向に沿って上下から接続し、冷媒の流路の一部を形成する上側ヘッダ及び下側ヘッダをさらに備える。このような構成により、結露水の排出が容易な熱交換器を実現できる。 The heat exchanger according to the tenth aspect is the heat exchanger according to the first aspect to the ninth aspect, wherein the heat transfer unit is connected to the heat transfer unit from above and below along the first direction to form part of the refrigerant flow path. It further comprises an upper header and a lower header. With such a configuration, it is possible to realize a heat exchanger from which condensed water can be easily discharged.
第11観点の空気調和装置は、第1観点から第10観点の熱交換器が搭載されたものである。 An air conditioner according to an eleventh aspect is equipped with the heat exchanger according to the first to tenth aspects.
(1)熱交換器の概要
熱交換器10は、内部を流れる流体と外部を流れる空気との間で熱交換を行なうものである。具体的には、図1に概念を示すように、熱交換器10には、冷媒が流入出するための第1配管41及び第2配管42が取り付けられる。また、熱交換器10の近傍には、熱交換器10に風を送るためのファン6が配置される。ファン6は熱交換器10に向かう空気流を発生させ、その空気流が熱交換器10を通過する際に、熱交換器10と空気との間で熱交換が行なわれる。なお、熱交換器10は、空気から熱を奪う蒸発器としても、空気に熱を放出する凝縮器(放熱器)としても機能し、空気調和装置等に搭載できるものである。
(1) Overview of Heat Exchanger The heat exchanger 10 exchanges heat between fluid flowing inside and air flowing outside. Specifically, as conceptually shown in FIG. 1, the
(2)熱交換器の詳細
(2-1)全体構成
熱交換器10は、図2に示すように、伝熱ユニット群15、第1ヘッダ21及び第2ヘッダ22を有する。
(2) Details of Heat Exchanger (2-1) Overall Configuration The
伝熱ユニット群15は、複数の伝熱ユニット30から構成される。また、伝熱ユニット群15は、ファン6により生じる空気流の方向が各伝熱ユニット30の間を通過するように配置される。各部材の配置についての詳細は後述する。
The heat
(2-2)ヘッダ
第1ヘッダ21は、図3に示すように、中空の部材で構成されており、ガス・液・気液二相の状態の冷媒が内部を流通可能に構成されている。そして、第1ヘッダ21は、伝熱ユニット30の上方で第1配管41と伝熱ユニット30とに接続する。また、第1ヘッダ21の下面には、伝熱ユニット30と接続するための接続面21Sが形成される。接続面21Sには、後述する伝熱流路部31の端部31eが挿入される連結孔が形成される。なお、図3は第3方向D3から見たときの第1ヘッダ21の断面状態を示している。第3方向D3の定義については後述する。
(2-2) Header The
第2ヘッダ22は、図4に示すように、第1ヘッダ21と同様に中空の部材で構成されており、ガス・液・気液二相の状態の冷媒が内部を流通可能に構成されている。そして、第2ヘッダ22は、伝熱ユニット30の下方で第2配管42と伝熱ユニット30とに接続する。また、第2ヘッダ22の上面には、伝熱ユニット30と接続するための接続面22Sが形成される。接続面22Sには、後述する伝熱流路部31の端部31eが挿入される連結孔が形成される。なお、図4は第3方向D3から見たときの第2ヘッダ22の断面状態を示している。第3方向D3の定義については後述する。
As shown in FIG. 4, the
(2-3)伝熱ユニット
(2-3-1)
伝熱ユニット30は、図5に示すように、「第1方向D1」に延びる複数の伝熱流路部31及び複数の伝熱補助部32が、第1方向D1に対して傾斜又は直交する「第2方向D2」に並んで形成されるものである。ここでは、伝熱流路部31は略半円筒形状であり、伝熱補助部32は略平板形状である。また、伝熱流路部31は、図6に示すように、第2方向D2に所定のピッチPPで並ぶように形成される。そして、このような伝熱ユニット30が、第1方向D1及び第2方向D2のいずれとも異なる「第3方向D3」に複数配置されることで、図7に示すような伝熱ユニット群15が形成される。ここでは、伝熱ユニット群15は、少なくとも3以上の伝熱ユニット30が積層状に配置される。
(2-3) Heat transfer unit (2-3-1)
As shown in FIG. 5, the
なお、説明の便宜上、第1方向D1、第2方向D2、第3方向D3は互いに直交するものとする。ただし、これらの方向D1~D3は完全に直交するものでなくても、互いに傾斜するものであれば、本実施形態に係る熱交換器10を実現することは可能である。
For convenience of explanation, it is assumed that the first direction D1, the second direction D2, and the third direction D3 are orthogonal to each other. However, the
伝熱ユニット30は、第1ヘッダ21及び第2ヘッダ22の接続面21S,22Sで、第1ヘッダ21及び第2ヘッダ22に接続する。具体的には、伝熱ユニット30の第1方向の端部は、図5に示すように、伝熱流路部31の端部31eが伝熱補助部32の端部32eから突出している。伝熱流路部31の端部31eは、第1ヘッダ21及び第2ヘッダ22の接続面21S,22Sに設けられた連結孔に挿入される。そして、この接続箇所がロウ付け等されることで、伝熱ユニット30が第1ヘッダ21及び第2ヘッダ22の間に固定される(図8参照)。
The
伝熱流路部31は、第1ヘッダ21及び第2ヘッダ22の間の冷媒の移動を可能にするものである。具体的には、伝熱流路部31の内部には略半円筒形状の通路が形成されており、この通路内を冷媒が移動する。なお、本実施形態に係る伝熱流路部31は第1方向D1に沿って直線状に形成される。
The heat transfer
伝熱補助部32は、隣接する伝熱流路部31の内部を流れる冷媒と周囲の空気との間の熱交換を促進するものである。ここでは、伝熱補助部32は、伝熱流路部31と同様に第1方向D1に延びるように形成され、隣接する伝熱流路部31に接するように配置される。伝熱補助部32は、伝熱流路部31と一体的に形成されるものでもよいし、別個に形成されるものでもよい。
The heat transfer
(2-3-2)
本実施形態に係る伝熱ユニット30の具体的な形態について図9を用いて説明する。なお、図9は図7の一部拡大図である(図7の点線部に相当)。
(2-3-2)
A specific form of the
本実施形態に係る伝熱ユニット30(30a,30b,30cを含む)は、図9に示すように、第2方向D2における第1位置L1(L1a,L1b,L1cを含む)で膨出して伝熱流路部31を形成する第1膨出部31p(31pa,31pb,31pcを含む)と、第1膨出部31pが形成される向きとは反対向きで第1位置L1に形成される平面部31q(31qa,31qb,31qcを含む)とを有する。なお、「第1位置」は伝熱ユニット毎に定義されており、伝熱ユニット30aの第1位置L1aと、伝熱ユニット30b,30cの第1位置L1b,L1cとは異なる位置を意味する。
As shown in FIG. 9, the heat transfer unit 30 (including 30a, 30b, and 30c) according to the present embodiment swells at a first position L1 (including L1a, L1b, and L1c) in the second direction D2 to conduct heat transfer. A first bulging portion 31p (including 31pa, 31pb, and 31pc) forming the heat
また、少なくとも一の伝熱ユニット30aが、一方の側で隣接する伝熱ユニット30bとは、第1膨出部31paが形成される面と、隣接する伝熱ユニット30bの第1膨出部31pbが形成される面とが対向する向きに配置される。また、その伝熱ユニット30aは、他方の側で隣接する他の伝熱ユニット30cとは、平面部31qaが形成される面と、他の伝熱ユニット30cの平面部31qcが形成される面とが対向する向きに配置される。
In addition, at least one
(2-4)冷媒流路
熱交換器10が蒸発器として用いられるときには、ファン6により生じた空気流Wが図10に示すように第2方向D2に沿って流れる。この状態で、熱交換器10に、第2配管42から液相の冷媒Fが流入する。続いて、冷媒Fは、第2配管42から第2ヘッダ22に流入する。そして、冷媒Fは、第2ヘッダ22に接続された伝熱流路部31を経由して下方から上方に向けて流れる。冷媒Fは、伝熱流路部31を流れている間に空気流Wと熱交換を行う。これにより冷媒Fは蒸発して気相に変化する。そして、気相の冷媒Fが第1配管41から流出する。
(2-4) Refrigerant Flow Path When the
熱交換器10が凝縮器として用いられるときには、蒸発器のときとは逆向きに冷媒Fが流れる。すなわち、第1配管41から気相の冷媒Fが流入し、第2配管42から液相の冷媒Fが流出する。
When the
(3)熱交換器10の製造方法
伝熱ユニット30は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属材料から製造される。具体的には、まず、図5の断面形状に相当する型を用いて金属材料の押出成形が行なわれ、伝熱流路部31及び伝熱補助部32が一体的に形成される。続いて、伝熱補助部32の一部を切除して切欠部33が設けられる。例えば、切欠部33は、伝熱補助部32の複数箇所を打ち抜きによって切除することによって形成される。
(3) Manufacturing Method of
第1ヘッダ21及び第2ヘッダ22は、金属材料を管状に加工することによって製造される。第1ヘッダ21及び第2ヘッダ22には、伝熱流路部31の端部31eを挿入するための連結孔が設けられる。連結孔は例えばドリルによって形成される円形の貫通孔である。
The
熱交換器10の組み立ては、第1ヘッダ21及び第2ヘッダ22の連結孔に、伝熱ユニット30の伝熱流路部31の端部31eが挿入される。これにより、伝熱補助部32の端部32eが第1ヘッダ21及び第2ヘッダ22の接続面21S,22Sに接触する状態になる。この接触箇所において、伝熱ユニット30と第1ヘッダ21及び第2ヘッダ22がロウ付け等されて固定される。
The
(4)特徴
(4-1)
以上説明したように、本実施形態に係る熱交換器10は、第1方向D1に延びる伝熱流路部31及び伝熱補助部32が第1方向D1に対して傾斜又は直交する第2方向D2に並んで形成される伝熱ユニット30を有する。ここで、伝熱ユニット30は、第1方向D1及び第2方向D2のいずれとも異なる第3方向D3に複数配置され、伝熱ユニット群15を形成する。
(4) Features (4-1)
As described above, in the
また、本実施形態に係る熱交換器10では、伝熱ユニット30(30a,30b,30cを含む)が、第2方向D2における第1位置L1(L1a,L1b,L1cを含む)で膨出して伝熱流路部31を形成する第1膨出部31p(31pa,31pb,31pcを含む)と、第1膨出部が形成される向きとは反対向きで第1位置L1に形成される平面部31q(31qa,31qb,31qcを含む)とを有する。
Further, in the
また、少なくとも一の伝熱ユニット30aが、一方の側で隣接する伝熱ユニット30bとは、第1膨出部31paが形成される面と、隣接する伝熱ユニット30bの第1膨出部30pbが形成される面とが対向する向きに配置される。また、その伝熱ユニット30aは、他方の側で隣接する他の伝熱ユニット30cとは、平面部31qaが形成される面と、他の伝熱ユニット30cの平面部31qcが形成される面とが対向する向きに配置される。
Further, at least one
このような構成により、熱交換器10が蒸発器として用いられた場合、平面部31qa,31qc同士等が対向する風路において、空気流が素通りするので、着霜の発生量を抑制することができる。これにより、使用環境によっては熱交換性能を高めることができる。
With such a configuration, when the
なお、第1膨出部31pa,31pb同士が対向する風路では、空気流の縮流が発生し、その風路に着霜が集中的に発生し易くなる。しかし、そのような着霜が生じた場合であったとしても、使用環境によっては、図11に示すような略同一の膨出部が伝熱ユニット15Xの両面に形成される熱交換器に比して、熱交換器全体における熱交換性能を高めることができる。 In the air passages where the first bulging portions 31pa and 31pb face each other, contraction of the air flow occurs, and frost tends to occur intensively in the air passages. However, even if such frosting occurs, depending on the environment of use, the heat exchanger may not have substantially the same bulging portions as shown in FIG. As a result, the heat exchange performance of the entire heat exchanger can be enhanced.
(4-2)
また、本実施形態に係る熱交換器10は、図9に示すように、第1方向D1から見たときに、隣接する伝熱ユニット30a,30bにおける第1位置La,Lbが重複しないように配置されている。換言すると、隣接する伝熱ユニット30a,30b間の風路で、第1膨出部30pa,30pbが千鳥状に配置されている。そのため、図11に示すように膨出部同士が近接する構成に比して、隣接する伝熱ユニット31a,31b間の風路の流路断面積を増加させることができる。したがって、熱交換器10を低い温度環境(例えば摂氏7度以下)で蒸発器として用いたときに、着霜による風路閉塞をさらに抑制することができる。
(4-2)
Further, as shown in FIG. 9, the
(4-3)
また、本実施形態に係る伝熱ユニット30には、伝熱流路部31が複数形成されている。このような構成により、熱交換性能を高めることができる。ただし、本実施形態に係る伝熱ユニット30は、一組の伝熱流路部31及び伝熱補助部32から構成されるものであってもよい。
(4-3)
A plurality of heat transfer
(4-4)
また、本実施形態に係る伝熱ユニット30には、第2方向D2に所定のピッチPPで伝熱流路部31が形成されている(図6参照)。このような構成により、風路内の熱流束分布の変動を抑えることができる。結果として、熱交換器10を低い温度環境(例えば摂氏7度以下)で蒸発器として用いたときに、着霜の局所的な発生を抑制できる。
(4-4)
Further, in the
(4-5)
また、本実施形態に係る熱交換器10は、第1方向D1に沿って上下から伝熱ユニット30に接続し、冷媒流路の一部を形成する第1ヘッダ21(上側ヘッダ)及び第2ヘッダ22(下側ヘッダ)をさらに備える。このような構成により、伝熱ユニット30の長手方向を鉛直方向に向けることができ、付着した水(結露水等)を容易に排出できる。また、組立性・加工性を高めることもできる。
(4-5)
Further, the
ただし、本実施形態に係る熱交換器10は、第1ヘッダ21及び第2ヘッダ22を上下方向に代えて左右方向に設ける構成を排除するものではない。
However, the
(4-6)
また、本実施形態に係る熱交換器10は、各伝熱ユニット30を、金属材料の押出成形によって単一の部材から形成することができる。また、打ち抜きにより複数の切欠部33を一度に形成することができる。したがって、組立性・加工性の高い熱交換器10を提供できる。
(4-6)
Further, in the
(5)変形例
(5-1)変形例A
本実施形態に係る熱交換器10は、伝熱ユニット30が、平面部31qに代えて、第1膨出部31pより小さく膨出する第2膨出部を有するものでもよい。この場合でも、上記と同様の議論が成立する。
(5) Modification (5-1) Modification A
In the
(5-2)変形例B
また、本実施形態に係る伝熱流路部31は、上述したものに限られず、他の形態であってもよい。例えば、伝熱流路部31を第1方向D1からみたときの断面形状が、半円形状、楕円形状、扁平形状、翼型の上半分形状、及び/又は翼型の下半分形状のいずれか一つ又は任意の組み合わせであってもよい。要するに、熱交換器10は、熱交換性能を最適化する形状を採用することができる。
(5-2) Modification B
Moreover, the heat
(5-3)変形例C
また、本実施形態に係る熱交換器10は、伝熱ユニット30が、第1方向D1から見て、第2方向D2の端部に伝熱補助部32g(第1伝熱補助部)を有するものでもよい。ここでは、伝熱補助部32gの第2方向D2における長さは、第2方向D2の所定のピッチPPよりも長くなるように形成される。換言すると、熱交換器10は、図12に示すように、第1方向D1からみたときに、伝熱ユニット30における第2方向D2の端部に、他の伝熱補助部32よりも長い伝熱補助部32g(第1伝熱補助部)が形成されるものでもよい。このような熱交換器10では、最風上側の伝熱流路部31gと隣接する伝熱補助部32gとの間の距離が長いので、最風上側の伝熱流路部31gから伝熱補助部32gへの伝熱量を下げることができる。これにより、伝熱ユニット30表面上の熱流束分布を均一化することができる。結果として、熱交換器10を低い温度環境(例えば摂氏7度以下)で蒸発器として用いたときに、風路の入口部に着霜が局所的に発生するのを抑制又は回避することができる。
(5-3) Modification C
Further, in the
さらに、本実施形態に係る熱交換器10は、図13に示すように、隣接する伝熱ユニット30において、伝熱補助部32gの第2方向D2における長さを異なるようにして、端部を千鳥状に配置するものでもよい。このような熱交換器では、風路の入口部に断面積の広い部分が形成される。したがって、熱交換器10を低い温度環境(例えば摂氏7度以下)で蒸発器として用いたときに、風路の入口部における着霜を抑制又は回避することができる。
Furthermore, as shown in FIG. 13, in the
(5-4)変形例D
また、本実施形態に係る熱交換器10は、第1方向D1からみたときに、伝熱ユニット30が直線状だけでなく波形状に加工されるものでもよい。伝熱ユニット30が直線状の場合は風路抵抗を抑えることができる。一方、伝熱ユニット30が波形状の場合は空気流と冷媒との熱交換量を増やすことができる。要するに、使用環境に応じて、熱交換性能が最適な熱交換器を提供できる。
(5-4) Modification D
Further, in the
(5-5)変形例E
また、本実施形態に係る熱交換器10は、第1方向D1からみたときに、伝熱ユニット30の第2方向D2の風上側の端部に断熱材Iが塗布されるものであってもよい(図14,15参照)。これにより、当該端部における温度の低下を抑えることができる。結果として、熱交換器10を低い温度環境(例えば摂氏7度以下)で蒸発器として用いたときに、着霜を抑制でき、風路閉塞を回避又は遅らせることができる。
(5-5) Modification E
Further, in the
なお、図14,15に示す例では、伝熱ユニット30の上記端部が伝熱補助部32gである。さらに、この最風上側の伝熱補助部32g(第1伝熱補助部)は閉塞された形状である。ここで、「閉塞された形状」とは、穴や切込み等がない形状であり、フラットな形状のことをいう。これにより、除霜運転時の排水性をさらに高めることができる。
14 and 15, the end portion of the
補足すると、伝熱補助部32gに穴や切り込み等が形成されていると、その穴や切り込み等に、霜が解けて生じた水が保水されることがある。そして、その場合には、保水した箇所が次の着霜の起点となることがある。これに対し、変形例Eに係る熱交換器10では、伝熱補助部32gが穴や切込み等がない形状であるので、除霜運転後に生じる着霜を抑制できる。
Supplementally, if holes, cuts, or the like are formed in the auxiliary
(5-6)変形例F
また、本実施形態に係る熱交換器10では、空気流Wが生じる第2方向D2に少なくとも1回は冷媒流路が折り返されるものでもよい。例えば、図16に示すような冷媒流路を採るものであってもよい。なお、ここでは、第2ヘッダ22の内部が風上側の風上第2ヘッダ22Uと風下側の風下第2ヘッダ22Lとに区分けれ、第2配管42が風上第2ヘッダ22Uに接続され、第1配管41が風下第2ヘッダ22Lに接続される。
(5-6) Modification F
Further, in the
このような構成では、圧力損失に起因して、風上側の風上伝熱流路部31(以下、風上伝熱流路部31Uともいう)における冷媒温度が高くなる。そのため、熱交換器10を蒸発器として用いたときに、風上伝熱流路部31Uでの熱交換量が抑制される。これにより、伝熱ユニット群15内での位置に応じた熱流束の変動を抑えることができる。結果として、熱交換器10を低い温度環境(例えば摂氏7度以下)で蒸発器として用いたときに、局所的に着霜が生じることを回避することができ、熱交換性能の優れた熱交換器を提供することができる。
In such a configuration, due to pressure loss, the refrigerant temperature in the windward heat transfer channel portion 31 (hereinafter also referred to as the windward heat transfer channel portion 31U) increases. Therefore, when the
また、このような構成では、第2配管42から流入する冷媒Fの全てを一旦、風上側の伝熱流路部に流すので、風上側の伝熱流路部31Uで冷媒が蒸発しきってしまう事態を回避できる。結果として、熱交換器10の熱交換性能を最適化できる。
In addition, in such a configuration, all of the refrigerant F flowing from the
(5-7)変形例G
本実施形態に係る熱交換器10は、伝熱管とフィンとが一方向に並ぶベッセル型熱交換器(細径多管式熱交換器)への適用が可能であるが、これに限られるものではない。例えば、マイクロチャネル型熱交換器(扁平多穴管式熱交換器)への適用も可能である。
(5-7) Modification G
The
<他の実施形態>
以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
<Other embodiments>
Although the embodiments have been described above, it will be appreciated that various changes in form and detail may be made without departing from the spirit and scope of the claims.
すなわち、本開示は、上記各実施形態そのままに限定されるものではない。本開示は、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。また、本開示は、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の開示を形成できるものである。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素は削除してもよいものである。さらに、異なる実施形態に構成要素を適宜組み合わせてもよいものである。 That is, the present disclosure is not limited to the embodiments described above. In the implementation stage, the present disclosure can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the present disclosure. In addition, the present disclosure can form various disclosures by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in each of the above embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiments. Furthermore, the components may be combined as appropriate in different embodiments.
10 熱交換器
21 第1ヘッダ(上側ヘッダ)
22 第2ヘッダ(下側ヘッダ)
30 伝熱ユニット
30a 伝熱ユニット(一の伝熱ユニット)
30b 伝熱ユニット(一方の側で隣接する伝熱ユニット)
30c 伝熱ユニット(他方の側で隣接する伝熱ユニット)
31 伝熱流路部
31p 第1膨出部
31q 平面部
32 伝熱補助部
32g 第2方向端部の伝熱補助部(第1伝熱補助部)
D1 第1方向
D2 第2方向
D3 第3方向
I 断熱材
L1 第1位置
L2 第2位置
10
22 second header (bottom header)
30
30b heat transfer unit (adjacent heat transfer unit on one side)
30c heat transfer unit (adjacent heat transfer unit on the other side)
31 Heat transfer channel portion 31p First swelling portion
D1 First direction D2 Second direction D3 Third direction I Heat insulating material L1 First position L2 Second position
Claims (13)
複数の前記伝熱ユニットの各々は、第1面、及び、前記第1面とは反対に位置する第2面を有し、
前記第1面には、前記第2方向における第1位置(L1)で膨出して前記伝熱流路部を形成する第1膨出部(31p,31pa,31pb,31pc)が設けられ、
前記第2面には、前記第1位置に形成される平面部(31q,31qa,31qb,31qc)又は前記第1膨出部より小さく膨出する第2膨出部が設けられ、
前記複数の伝熱ユニットは、第1伝熱ユニット(30a)、前記第1伝熱ユニットに隣接する第2伝熱ユニット(30b)、及び、前記第1伝熱ユニットに隣接する第3伝熱ユニット(30c)を有し、
前記第1伝熱ユニット(30a)と前記第2伝熱ユニット(30b)との前記第3方向(D3)における離間距離であって、前記第1伝熱ユニット(30a)の前記第1面において前記第2伝熱ユニット(30b)の前記第1面に向かって前記第3方向(D3)に最も近接している部位と、前記第2伝熱ユニット(30b)の前記第1面において前記第1伝熱ユニット(30a)の前記第1面に向かって前記第3方向(D3)に最も近接している部位とによって規定される離間距離は第1間隙であり、
前記第1伝熱ユニット(30a)と前記第3伝熱ユニット(30c)との前記第3方向(D3)における離間距離であって、前記第1伝熱ユニット(30a)の前記第2面において前記第3伝熱ユニット(30c)の前記第2面に向かって前記第3方向(D3)に最も近接している部位と、前記第3伝熱ユニット(30c)の前記第2面において前記第1伝熱ユニット(30a)の前記第2面に向かって前記第3方向(D3)に最も近接している部位とによって規定される離間距離は第2間隙であり、
前記第1間隙と前記第2間隙は異なる、
熱交換器。 A heat transfer unit in which a heat transfer channel portion (31) extending in a first direction (D1) and a heat transfer auxiliary portion (32) are formed side by side in a second direction (D2) inclined or perpendicular to the first direction. (30, 30a, 30b, 30c), and a plurality of the heat transfer units are arranged in a third direction (D3) different from the first direction and the second direction. hand,
each of the plurality of heat transfer units has a first surface and a second surface opposite to the first surface;
The first surface is provided with first bulging portions (31p, 31pa, 31pb, 31pc) that bulge at a first position (L1) in the second direction to form the heat transfer flow path portion,
The second surface is provided with a flat portion (31q, 31qa, 31qb, 31qc) formed at the first position or a second bulging portion that bulges smaller than the first bulging portion,
The plurality of heat transfer units includes a first heat transfer unit (30a), a second heat transfer unit (30b) adjacent to the first heat transfer unit, and a third heat transfer unit (30b) adjacent to the first heat transfer unit. having a unit (30c),
A separation distance in the third direction (D3) between the first heat transfer unit (30a ) and the second heat transfer unit (30b ), which is the first surface of the first heat transfer unit (30a) In the portion closest to the first surface of the second heat transfer unit (30b) in the third direction (D3), and the first surface of the second heat transfer unit (30b), the a first gap defined by the portion closest to the first surface of the first heat transfer unit (30a) in the third direction (D3) ;
A separation distance in the third direction (D3) between the first heat transfer unit (30a ) and the third heat transfer unit (30c ), which is the second surface of the first heat transfer unit (30a) in the portion closest to the second surface of the third heat transfer unit (30c) in the third direction (D3), and on the second surface of the third heat transfer unit (30c), the a second gap defined by the portion closest to the second surface of the first heat transfer unit (30a) in the third direction (D3) ;
the first gap and the second gap are different;
Heat exchanger.
請求項1に記載の熱交換器。 the second gap is larger than the first gap;
A heat exchanger according to claim 1.
請求項1又は請求項2に記載の熱交換器。 none of the plurality of heat transfer units has the flat portion and does not have the second bulging portion;
A heat exchanger according to claim 1 or claim 2.
請求項1から3のいずれか1項に記載の熱交換器。 The first positions of adjacent heat transfer units are arranged so as not to overlap when viewed in the first direction.
A heat exchanger according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から4のいずれか1項に記載の熱交換器。 The cross-sectional shape of the heat transfer channel portion when viewed in the first direction is any one or any of a semicircular shape, an elliptical shape, a flat shape, an upper half shape of an airfoil, and/or a lower half shape of an airfoil. is a combination of
A heat exchanger according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から5のいずれか1項に記載の熱交換器。 A plurality of the heat transfer channel portions are formed in the heat transfer unit,
A heat exchanger according to any one of claims 1 to 5.
請求項6に記載の熱交換器。 The heat transfer channel portion is formed in the heat transfer unit at a predetermined pitch (PP) in the second direction,
A heat exchanger according to claim 6.
前記第1伝熱補助部の前記第2方向における長さが、前記第2方向の所定のピッチ(PP)よりも長い、
請求項7に記載の熱交換器。 In the heat transfer unit, a first heat transfer auxiliary portion (32g), which is one of the heat transfer auxiliary portions, is formed at an end portion in the second direction when viewed in the first direction,
The length of the first heat transfer auxiliary part in the second direction is longer than the predetermined pitch (PP) in the second direction,
A heat exchanger according to claim 7.
隣接する伝熱ユニットにおいて、第1伝熱補助部の前記第2方向における長さを異なるようにして、前記端部を千鳥状に配置している、
請求項1から8のいずれか1項に記載の熱交換器。 A first heat transfer auxiliary portion, which is one of the heat transfer auxiliary portions, is formed at an end portion of the heat transfer unit in the second direction when viewed in the first direction,
In adjacent heat transfer units, the end portions are arranged in a staggered manner such that the lengths of the first heat transfer auxiliary portions in the second direction are different.
A heat exchanger according to any one of claims 1 to 8.
請求項1から9のいずれか1項に記載の熱交換器。 The heat transfer unit is processed into a straight shape or a wavy shape when viewed from the first direction,
A heat exchanger according to any one of claims 1 to 9.
請求項1から10のいずれか1項に記載の熱交換器。 A heat insulating material (I) is applied to an end portion of the heat transfer unit in the second direction when viewed in the first direction,
A heat exchanger according to any one of claims 1 to 10.
請求項1から11のいずれか1項に記載の熱交換器。 An upper header (21) and a lower header (22) that are connected to the heat transfer unit from above and below along the first direction and form a part of the flow path of the refrigerant,
A heat exchanger according to any one of claims 1 to 11.
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