JPS6140920B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱交換器用フインに関する。

一般に空気調和機の空気熱交換器、特に蒸発器
においては、空気調和機作動中のフインの表面温
度は大気の露点以下になるため、大気中の水分が
水滴となつてフイン表面に付着する。特に自動車
用の空気調和器のようにフインの間隙が１〜３mm
と狭い小型熱交換器では、各フイン間に形成され
る空気通路に水滴が付着し、空気の通過部分が減
少して通風抵抗が増大し、このため通過風量が減
少して熱交換量が低下するという不都合がある。
この際、圧延されたままの材料から形成され表面
に凹凸のない平滑な従来のフイン（以下、平滑フ
インという）では、大気中の水分が表面に玉状で
多量に停滞付着し、空気通過部分が閉塞されて通
気部の減少が著しく熱交換量の低下も著しく、従
つて熱交換効率が悪化するという欠点がある。

本発明の目的は、フイン表面の水滴の付着が少
なく水切り性の良い熱交換効率の良い熱交換器用
フインを提供するにある。

本発明は、物の表面を粗面化することにより水
滴付着量の少ない水切り性の良い面になるという
濡れ現象に着目してなされたもので、フイン表面
にピツチの異なる凹凸を多重に形成することによ
り、前記目的を達成しようとするものである。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る熱交換器用フインが使用
される小型熱交換器の一例を示すものである。図
において、小型熱交換器としての蒸発器１は複数
本の蛇管２を備え、これらの蛇管２の一端はそれ
ぞれ分配管３を介して分配器４に接続されるとと
もに、他端は集合管５を介して集合室ヘツダ６に
連結されている。また、前記蛇管２の外周には所
定間隔をおいて、該蛇管２に直交する方向にフイ
ン７が複数枚取付けられている。これらのフイン
７の間隔は例えば１〜３mm程度とされている。

このような構成において、図示しない膨張弁か
ら分配器４に送られてきた低圧液体冷媒は、分配
管３を通つて可蛇管２内に流入し、この蛇管２内
を流通する際に、該蛇管２の外面に流通する空気
と熱交換して空気を冷却するとともに、自身は蒸
発して低圧ガス冷媒となり、集合管５をへて集合
室ヘツダ６に至り、図示しないコンプレツサーへ
と移行する。この際、前記フイン７間を通つて流
通して冷却される空気に含まれる水分は、フイン
７の表面に擬縮して付着することとなる。このフ
イン７の表面への通過空気中の水分の凝縮は、熱
交換をする必要上避けえないため、フイン７の表
面に付着する水分を如何に早く流下させるかが問
題となる。このため本発明においては、フイン７
の表面に異なるピツチの凹凸を多重に形成して付
着した水分を膜状にしてただちに流下させるよう
にして、各フイン７間の空間を水滴による閉塞か
ら防止したものである。

次に第２図ないし第４図により本発明のフイン
の表面形状につき説明する。これらの第２図ない
し第４図は縦寸法を1000倍に、横寸法を100倍に
した表面粗さを示している。第２図はフイン７の
表面にシヨツトプラスト加工、圧延加工、化学的
エツチング加工などにより数10μｍ（例えば20μ
ｍ）程度の表面粗さとなるように第１の凹凸を形
成した場合のフイン表面の粗さを示している。こ
の際、シヨツトプラスト加工はアルミナの粉を吹
付けて加工し、圧延加工はロールの表面に所定の
粗さ面を形成し、このロール表面をフイン素材の
表面に押圧して凹凸を転写することにより加工
し、さらに化学的エツチングは所定の酸などの化
学液でフイン素材の表面をとかして加工するもの
である。

第３図はフイン７の表面に前述と同様にシヨツ
トプラスト、圧延加工、化学的エツチング加工な
どにより数μｍ（例えば３〜５μｍ）の表面粗さ
となるように第２の凹凸を形成た場合のフイン７
の表面粗さを示している。

第４図は第２図に示した第１の凹凸を形成した
フイン７の表面上に第３図に示した第２の凹凸を
重ねて形成したフイン７の表面の粗さを示すもの
で、この二重のピツチで凹凸が形成されたフイン
７の表面形状が本発明のフイン７の一実施例であ
る。

このようにフイン７の表面にピツチの異なる凹
凸を多重に形成すれば、小さいピツチの凹凸と大
きいピツチの凹凸との相乗作用により、付着水分
はフイン７の表面に大きな水滴となることなく膜
状に付着していわゆる濡れ面を形成し、ただちに
フイン７の表面に沿つて流下することになる。即
ち、フイン７の表面に凝縮した水分は、小さな凹
凸により容易に膜状となり、大きな凹凸の凹部に
保持され、大きな凹凸による排水溝の作用によつ
てフイン７の鉛直下方に速やかに流下する。

なお、実施にあたりフイン７の表面に形成する
凹凸は前記第４図に示す実施例のように、異なる
二重のピツチのものに限らず、三重以上の多重に
形成しても良く、またこれらの凹凸の形成の方法
も前記加工法に限定されない。

本実施例では、転写ロールの表面にまず径の大
きい金属のかたまりをぶつけて粗い凹凸を形成
し、その上に径の小さい金属粉をシヨツトプラス
トして小さい凹凸を形成し、このロールによつて
アルミ素材に圧延転写した。

第５図〜第７図および第８図は本発明の効果を
確認するための図である。

第５図〜第７図は冷却状態にあるフインを同一
条件で大気中に位置させた場合におけるフイン表
面形状の違いによる水分の付着状態の相違を示す
図である。すなわち、第５図は従来の凹凸を形成
しない平滑フインの表面状態を示し、水滴が玉状
となつておりフイン表面に沿つて流下することな
くその場にとどまつており、水切り性が悪いこと
を示している。このように水切り性が悪いと第１
図のようにフイン間隔の狭い熱交換器においては
フイン間の空間を水滴で閉塞してしまい、フイン
間を流通する空気の通気抵抗が上がり、熱交換器
の熱交換性能を著しく害することとなる。また、
このフインの表面に付着した水滴がブロアからの
送風により冷風吹出口から飛散して使用者に非常
に不快感を与えることもある。第６図は平滑なフ
インの表面に第２図に示すような大きな凹凸のみ
を形成したフインの表面に付着する水分の状態を
示し、第５図の平滑フインと比べて濡れ現象によ
る水切りの効果はあるが、水分を水切りの良い膜
状に充分できず、玉状と膜状との混成された状態
となつている。なお、第３図のように比較的小さ
いピツチの凹凸のみを平滑フインの表面に形成し
た場合もほぼ第６図と同様な状態となることが確
認されている。第７図は本発明による第４図のよ
うな表面形状のフインに付着した水分の状態を示
すもので、ほぼ全面にわたり膜状となつて付着し
ているため、水切り性が非常に良好であることが
解る。

第８図は第１図で示すような熱交換器におい
て、熱交換器前面の風速ｖ_f（ｍ／ｓ）を横軸に
取り、通気抵抗Δｐ（mmAq）を縦軸に取つた図
である。図中、白丸で結ぶ直線Ａは本発明に係る
フインの特性を示し、黒丸で結ぶ直線Ｂは平滑フ
インに比較的大きいピツチの凹凸のみを設けたフ
インの特性を示し、さらにＸ印で結ぶ直線Ｃは従
来の平滑フインによる特性を示している。この図
によれば、前面風速の全域で単なる凹凸を設けた
フインより、本発明のフインが0.3mmAq〜0.5mm
Aqだけ通気抵抗が低下し、水切り性能が充分向
上していることが解る。

上述のように本発明によれば、水切り性がよく
表面に玉状の水滴の付着がきわめて少ない熱交換
器用フインを提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用する熱交換器の一例を示
す概略平面図、第２図は比較的大きいピツチの凹
凸を形成したフインの表面粗さを示す説明図、第
３図は比較的小さなピツチの凹凸を形成したフイ
ンの表面粗さを示す説明図、第４図は比較的大き
いピツチの凹凸上に比較的小さいピツチの凹凸を
形成した本発明のフインの表面粗さの一実施例を
示す説明図、第５図は従来の平滑フインにおける
水滴付着状態を示す説明図（参考写真あり）、第
６図は従来の平滑フインに単なる凹凸のみを設け
たフインの水滴付着状態を示す説明図（参考写真
あり）、第７図は本発明のフインの水滴付着状態
を示す説明図（参考写真あり）、第８図は従来の
平滑フイン、従来の平滑フインに単なる凹凸を設
けたフインおよび本発明のフインをそれぞれ用い
て構成された熱交換器における前面風速と通気抵
抗との関係を示す線図である。 １……蒸発器、７……フイン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 冷媒が流れる管路の周囲に配設した熱交換器
   用フインにおいて、前記フインの表面に深さが15
   〜20μでピツチがその約10倍の大きな波状の凹凸
   と、該大きな波状の凹凸の表面に形成された深さ
   が３〜５μでピツチがその約10倍の小さな波状の
   凹凸とから成る粗面を設けたことを特徴とする熱
   交換器用フイン。