JPH06123587A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JPH06123587A
JPH06123587A JP4273096A JP27309692A JPH06123587A JP H06123587 A JPH06123587 A JP H06123587A JP 4273096 A JP4273096 A JP 4273096A JP 27309692 A JP27309692 A JP 27309692A JP H06123587 A JPH06123587 A JP H06123587A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 パラレルフロ−型の熱交換器において、着霜
を有効に防止できる熱交換器を提供することを目的とす
るものである。 【構成】 幅方向を通風方向(イ)と略平行にして配置
された偏平状の熱交換パイプ1と、通風方向風下側に開
放する挿入孔6…を有しこの挿入孔6に上記熱交換パイ
プ1を挿入することでこの熱交換パイプ1と直交する状
態で組み合わされる帯板状の放熱フィン5とを具備し、
通風方向風下端から上記放熱フィン5の上記熱交換パイ
プ1が設けられた範囲の幅w1 と上記放熱フィン5の通
風方向の全幅w2 の比w2 /w1 を略1.2〜1.9と
したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、空気調和機
の室外機に組み込まれる熱交換器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、エアコン(空気調和機)の性能向
上およびコンパンクト化の要請から、より熱交換効率の
良い偏平管を用いたいわゆるパラレルフロ−型熱交換器
の研究が行われている。
【0003】ただし、一般的には、自動車等で用いられ
るもののように、帯板状の放熱フィンをジグザクに折曲
し、これを並列に配置された偏平管の対向面間に挟みこ
み、ろう付けすることにより製造されたものが多い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の一般
的なパラレルフロ−型の熱交換器には、以下のような解
決すべき課題がある。
【0005】すなわち、この熱交換器を室外側熱交換器
として用い、暖房運転する場合には、上記放熱フィンに
発生したドレンが凍結して着霜する場合がある。特に、
最初に空気が衝突する通風方向風上側の部分は着霜しや
すいが、この着霜が発達すると、空気の導入が妨げられ
熱交換性能が大幅に低下する場合がある。
【0006】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたもので、パラレルフロ−型の熱交換器において、着
霜を有効に防止できる熱交換器を提供することを目的と
するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の第1の手段
は、幅方向を通風方向と略平行にして配置され、内部に
熱交換媒体が流通する偏平状の熱交換パイプと、通風方
向風下側に開放する挿入孔を有しこの挿入孔に上記熱交
換パイプを挿入することでこの熱交換パイプと直交する
状態で組み合わされる帯板状の放熱フィンとを具備し、
上記放熱フィンの上記熱交換パイプが設けられた部分の
通風方向の幅w1 と上記放熱フィンの通風方向の全幅w
2 の比w2 /w1 を1.2〜1.9としたことを特徴と
するものである。
【0008】第2の手段は、上記第1の手段において、
上記放熱フィンの一面には、隣り合う放熱フィンの他面
と当接して、隣り合うフィン同士の間隔を規制する規制
部材が突設されていることを特徴とするものである。
【0009】
【作用】このような構成によれば、放熱フィンの通風方
向風上側端部の着霜を防止することが可能である。
【0010】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。図2は、この発明の熱交換器の全体図であ
る。この熱交換器は、例えば室外側の熱交換器として用
いられるものである。
【0011】図中1は熱交換パイプである。この熱交換
パイプ1は偏平形状をなし、内部は仕切られて複数の通
路1a…が形成されている。この熱交換パイプ1は、幅
方向を略水平にして配置され、かつ図に矢印(イ)で示
す通風方向と直交する縦方向に複数本並列に設けられて
いる。
【0012】また、この熱交換パイプ1は水平面内で略
コの字状に折曲され、その両端部は立設された第1、第
2のヘッダ2、3の側面に接続されている。すなわち、
冷媒は、まず上記第1、第2のヘッダ2、3にそれぞれ
供給され、この第1、第2のヘッダ2、3から各熱交換
パイプ1に分流するようになっている。
【0013】また、上記複数本の熱交換パイプ1…に
は、高さ方向に長尺なる帯板状の放熱フィン5が、通風
方向(イ)と平行な状態で同方向に複数枚積層されて組
み合わされている。次に、この放熱フィン5の構成につ
いて図1を参照して説明する。
【0014】この放熱フィン5は、厚さ約0.2mm程
度のアルミニウム製の帯状の薄板である。この放熱フィ
ン5には、長手方向に沿って、上記熱交換パイプ1が設
けられる間隔eで、この放熱フィン5が挿入される挿入
孔6…が複数個形成されている。
【0015】この挿入孔6…は、上記放熱フィン1の通
風方向風下側の一端に開放し、この開放側から図に矢印
(ロ)で示すように熱交換パイプ1が挿入されるように
なっている。したがって、この放熱フィン1を同方向に
複数枚積層保持し、上記各挿入孔6…に各熱交換パイプ
5…を挿入することで、図2に示すように上記放熱フィ
ン5と熱交換パイプ1は組み合わされる。なお、この挿
入孔6の周部は図1(a)、(b)に示すように立ち上
げ加工され、上記熱交換パイプ1の外周面を保持する保
持片7となっている。
【0016】一方、隣り合う挿入孔6、6間には、この
放熱フィン5の長手方向に沿うスリット8…が所定間隔
で複数本設けられている。このスリット8…により分割
されたフィン部9は、図1(b)に示すように、交互に
反対側に突出するように成形されている。これにより、
このフィン部9に空気を有効に接触させ、熱交換性能を
向上させるようになっている。
【0017】また、図に10で示すものは、隣合う放熱
フィン5との間隔を規制するためにこの放熱フィン5の
一面側に立ち上げ加工された間隔規制部(規制部材)で
ある。この規制部10により、上記放熱フィン5を積層
した状態でも、隣り合う放熱フィン5…同士は接触する
ことなく常に一定の間隔が保たれるように規制されるよ
うになっている。
【0018】また、上記放熱フィン5の全幅w2 と、こ
の放熱フィン5の上記熱交換パイプ1の設けられた幅
(放熱フィン5の風下側端から上記スリット8が設けら
れた範囲)w1 の比は、w2 /w1 =1.2〜1.9と
なるように形成されている。すなわち、この放熱フィン
5の風上側端部5aは、上記熱交換パイプ1の風上側端
から所定量風上側に延出されて設けられている。
【0019】次に、上述のように放熱フィン5の風上側
端部5aを上記熱交換パイプ1から所定幅延出させ、か
つw2 /w1 =1.2〜1.9と設定した理由について
説明する。まず、風上側端部5aを熱交換パイプ1から
所定幅延出させた理由は、以下のとうりである。
【0020】すなわち、この室外側の熱交換器は、蒸発
器として用いられるために、上記放熱フィン5の表面で
冷却された水蒸気が凝縮しドレンが発生する。しかし、
風上側端部5aは上下方向に連続しているので、放熱フ
ィン1の表面で凝縮したドレンは、その部分で着霜する
前にこの部分を伝って放熱フィン1の下側に排出されや
すい。このため、着霜防止に有効である。
【0021】また、外気が最初に接触する放熱フィン1
の風上側の端部に特にドレンが発生しやすい。図3に示
すように、仮に風上側端部5a´の幅が狭い場合には、
図3にA示すように、発生したドレンがこの風上側端部
5a´に着霜し、通風を妨げることとなる。
【0022】しかし、この発明のように風上側端部5a
の幅を大きくとることで、この部分の温度は、熱交換パ
イプ1の温度と比較して高くなる。したがって、この部
分に集中して着霜することは少なくなり、着霜は放熱フ
ィン5の全幅に亘って平均化される。このことにより、
放熱フィン5…間を風が有効に通過するようになり通風
抵抗が低下することが少なく熱交換能力が維持されると
考えられる。次に、この比w2 /w1 を決定するために
行った実験の結果について説明する。
【0023】なお、実験に使用した空気調和機は、定格
暖房能力4.2KWのものと、2℃定格暖房能力4.2
KWのもので、上記w1 を16mmに固定し、放熱フィ
ン5の積層ピッチは1.2mmとする。
【0024】図4(a)、(b)に示すグラフは、縦軸
にw2 /w1 =1.15の場合の暖房能力を100%と
した場合の暖房能力比率をとり、横軸に比w2 /w1
とったものである。
【0025】w2 /w1 =1.15の付近では、風上側
端部5aの延出量が少ないため、この部分の温度は熱交
換パイプ1の温度とあまり変わらず低温となる。このた
め、この分に着霜が生じ通風が妨げられるために暖房能
力はあまり良くない。また、w2 /w1 =2.0の付近
では、放熱フィン5の全幅w2 が大きくなる(32m
m)が、かえって通風抵抗が増え暖房能力は低下する。
【0026】一方、w2 /w1 =1.2〜1.9の付近
では、このような欠点がなく、放熱フィン5の面積増加
が熱交換に有効に働くと共に、風上側端部5aの温度が
熱交換パイプ1よりも高くなるから着霜がこの部分に集
中せず均一化する。この結果として暖房能力が向上す
る。なお、この測定は、騒音が一定になるように、送風
量を調整した結果である。したがって、実際に用いる場
合にも同様の結果を奏するものである。
【0027】ただし、図5に示すように、空気側熱伝達
率と通風抵抗の上昇を調べた場合には、経済的にはw2
/w1 =1.2〜1.6程度にしておくほうが良好であ
るこのような構成によれば、以下に説明する効果があ
る。まず、第1には、上述したように、風上側端部に集
中して着霜することを防止できる結果、熱交換能力の高
い熱交換器を得ることができる効果がある。
【0028】第2に、上記風上側端部5aに比較して風
の絶対的湿度が低下する放熱フィン5の中央部にスリッ
ト8…を設け、フィン部9を形成したことにより、この
フィン部9に着霜することは少なくなるので、放熱フィ
ン5の性能を良好に保つことができる。
【0029】第3に、図2に示すように熱交換器をコの
字形状に折曲する場合、折曲の内側に熱交換パイプ1…
を配置しているので、折曲時に折曲治具により放熱フィ
ン5…を破壊することが少なくなる。第4に、放熱フィ
ン5に間隔規制部10を突設したので、隣合う放熱フィ
ン5、5同士が接触することが防止され、熱交換性能を
維持することができる。なお、この発明は、上記一実施
例に限定されるものではなく発明の要旨を変更しない範
囲で種々変形可能である。
【0030】例えば、上記一実施例では、上記風上側端
部5aは平面状としていたが図6(a)、(b)に5a
´´で示すように、波状に形成するようにしても良い。
このような構成によれば、特に通過する空気が湿り空気
の場合に、ドレンを有効に放熱フィン10の下側に排出
することができるので有効である。
【0031】
【発明の効果】以上述べたように、この発明の第1の構
成は、幅方向を通風方向と略平行にして配置され、内部
に熱交換媒体が流通する偏平状の熱交換パイプと、通風
方向風下側に開放する挿入孔を有しこの挿入孔に上記熱
交換パイプを挿入することでこの熱交換パイプと直交す
る状態で組み合わされる帯板状の放熱フィンとを具備
し、上記放熱フィンの上記熱交換パイプが設けられた部
分の通風方向の幅w1 と上記放熱フィンの通風方向の全
幅w2 の比w2 /w1 を1.2〜1.9としたものであ
る。
【0032】第2の構成は、上記第1の構成において、
上記放熱フィンの一面には、隣り合う放熱フィンの他面
と当接して、隣り合うフィン同士の間隔を規制する規制
部材が突設されているものである。
【0033】このような構成によれば、第1に放熱フィ
ンの風上側端部に集中して着霜することが有効に防止さ
れるから、通風が妨げられず、熱交換能力を維持するこ
とができる効果がある。また、隣り合う放熱フィンが接
触することが防止されるので、熱交換能力を維持するこ
とができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、この発明の一実施例の要部を示す側
面図、(b)はI−I線に沿う横断面図。
【図2】同じく、全体斜視図。
【図3】同じく、着霜を説明する説明図。
【図4】(a)は、同じく、2℃暖房能力の実験結果を
示すグラフ、(b)は、定格暖房能力の実験結果を示す
グラフ。
【図5】(a)は、同じく、空気側熱伝達率の上昇を示
すグラフ、(b)は、通風抵抗の上昇を示すグラフ
【図6】(a)は、他の実施例を示す側面図、(b)
は、同じくVI−VI線に沿う横断面図。
【符号の説明】
1…熱交換パイプ、5…放熱フィン、(イ)…通風方
向。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 幅方向を通風方向と略平行にして配置さ
    れ、内部に熱交換媒体が流通する偏平状の熱交換パイプ
    と、通風方向風下側に開放する挿入孔を有しこの挿入孔
    に上記熱交換パイプを挿入することでこの熱交換パイプ
    と直交する状態で組み合わされる帯板状の放熱フィンと
    を具備し、上記放熱フィンの上記熱交換パイプが設けら
    れた部分の通風方向の幅w1 と上記放熱フィンの通風方
    向の全幅w2 の比w2 /w1 を1.2〜1.9としたこ
    とを特徴とする熱交換器。
  2. 【請求項2】 上記放熱フィンの一面には、隣り合う放
    熱フィンの他面と当接して、隣り合うフィン同士の間隔
    を規制する規制部材が突設されていることを特徴とする
    請求項1記載の熱交換器。
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