JPWO2020095798A1 - 熱交換器および空気調和機 - Google Patents
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Abstract
Description
空気調和機(110)について、図1を参照しながら説明する。
空気調和機(110)は、室外ユニット(111)および室内ユニット(112)を備える。室外ユニット(111)と室内ユニット(112)は、液側連絡配管(113)およびガス側連絡配管(114)を介して互いに接続される。空気調和機(110)では、室外ユニット(111)、室内ユニット(112)、液側連絡配管(113)およびガス側連絡配管(114)によって、冷媒回路(120)が形成される。
空気調和機(110)は、冷房運転と暖房運転を選択的に行う。
図2及び図3に示すように、本実施形態の熱交換器(10)は、一つの第1ヘッダ集合管(16)と、一つの第2ヘッダ集合管(17)と、多数の伝熱管(20)と、多数のフィン(30)とを備える。第1ヘッダ集合管(16)、第2ヘッダ集合管(17)、伝熱管(20)、及びフィン(30)は、何れもアルミニウム合金製の部材である。
第1ヘッダ集合管(16)と第2ヘッダ集合管(17)は、何れも両端が閉塞された細長い中空円筒状に形成される。図3において、熱交換器(10)の左端には第1ヘッダ集合管(16)が、熱交換器(10)の右端には第2ヘッダ集合管(17)が、それぞれ起立した状態で配置される。
図4に示すように、伝熱管(20)は、その一端から他端へ向かう伸長方向と直交する断面が、角の丸い長方形状となっている。この伝熱管(20)は、厚さよりも幅が長い扁平な形状の扁平管である。なお、伝熱管(20)の厚さは、図4における上下方向の長さであり、伝熱管(20)の幅は、図4における左右方向の長さである。複数の伝熱管(20)は、それぞれの伸長方向が概ね水平方向となり、且つそれぞれの幅方向に沿った側面が互いに向かい合う姿勢で配置される。また、複数の伝熱管(20)は、互いに一定の間隔をおいて上下に並んで配置される。
図4及び図5に示すように、フィン(30)は、概ね長方形板状に形成されたフィン本体(31)と、フィン本体(31)と一体に形成されたカラー部(32)とを備える。また、フィン本体(31)には、伝熱管(20)を差し込むための管用開口(33)が、複数形成される。フィン(30)は、平板状の素材にプレス加工等を施すことによって形成される。
フィン(30)のカラー部(32)について、図5〜図8を適宜参照しながら詳しく説明する。
開放端側突出片(40a)は、長手側縁部(34)から立ち上がった板状の部分である。開放端側突出片(40a)は、長手側縁部(34)のうち管用開口(33)の開放端(36)側の端部を含む部分に連続して形成される。つまり、開放端側突出片(40a)は、管用開口(33)の開放端(36)付近に配置される。
図5及び図6に示すように、管接合部(70)は、管用開口(33)の縁部のうち開放端側突出片(40a)が形成された部分以外の部分に形成される。つまり、管接合部(70)は、二つの長手側縁部(34)と一つの短手側縁部(35)に亘って形成される。管接合部(70)は、長手側縁部(34)及び短手側縁部(35)から立ち上がった板状の部分であり、平面視でU字形の壁状に形成される。また、管接合部(70)は、開放端側突出片(40a)と一体に形成される。
閉塞端側突出片(40b)は、閉塞端側接合部(60)と一体に形成される。閉塞端側突出片(40b)は、閉塞端側接合部(60)のうち管用開口(33)の開放端(36)から最も離れた部分(即ち、図6及び図8における最も下側の部分)に配置される。閉塞端側突出片(40b)は、閉塞端側接合部(60)の突端から閉塞端側接合部(60)と同じ方向へ延びる板状の部分である。閉塞端側突出片(40b)の突端部(46)は、管用開口(33)の外側(即ち、図6及び図8における下側)に湾曲している。なお、閉塞端側突出片(40b)の突端部(46)は、閉塞端側突出片(40b)の突端(47)と突端(47)付近の領域とを含む部分である。
上述したように、カラー部(32)は、平板状の素材であるアルミニウム合金製の板材に、複数回のプレス加工を施すことによって形成される。
上述したように、複数のフィン(30)は、それぞれのフィン本体(31)が向かい合い、それぞれの対応する管用開口(33)が一列に並ぶように配置される。そして、配列された各フィン(30)の管用開口(33)に、伝熱管(20)が差し込まれる。
本実施形態の熱交換器(10)は、厚さよりも幅が長い扁平管(20)と、該扁平管(20)に固定された複数のフィン(30)とを備える。複数のフィン(30)は、それぞれが板状に形成されたフィン本体(31)を有し、それぞれのフィン本体(31)が互いに向かい合うように配置される。複数のフィン(30)のそれぞれには、扁平管(20)を差し込むための管用開口(33)が形成される。フィン(30)における管用開口(33)の縁部は、管用開口(33)に差し込まれた扁平管(20)の幅方向に延びる部分が長手側縁部(34)である。フィン(30)の管用開口(33)は、長手側縁部(34)の一端側の端部が開放端(36)となって長手側縁部(34)の他端側の端部が閉塞端(37)となる切り欠き状に形成される。フィン(30)には、開放端側突出片(40a)と、長手側接合部(50)とが形成される。開放端側突出片(40a)は、長手側縁部(34)からフィン本体(31)と交わる方向へ突出し、フィン本体(31)と交わる方向において長手側縁部(34)とは逆側に位置する突端部(41)が隣のフィン(30)のフィン本体(31)に接する。長手側接合部(50)は、長手側縁部(34)から開放端側突出片(40a)と同じ側に突出し、フィン本体(31)と交わる方向における高さが開放端側突出片(40a)よりも低い。長手側接合部(50)は、管用開口(33)に差し込まれた扁平管(20)に接する。開放端側突出片(40a)は、フィン(30)の長手側縁部(34)に沿う方向の長さが、長手側接合部(50)よりも短い。
本実施形態の熱交換器(10)において、開放端側突出片(40a)は、長手側接合部(50)よりも、管用開口(33)の上記開放端(36)の近くに配置される。
本実施形態の熱交換器(10)において、開放端側突出片(40a)及び長手側接合部(50)は、管用開口(33)に差し込まれた扁平管(20)を挟んで向かい合う一対の長手側縁部(34)のそれぞれに設けられる。
本実施形態の熱交換器(10)では、管用開口(33)の一対の長手側縁部(34)のそれぞれに設けられた開放端側突出片(40a)が互いに向かい合い、管用開口(33)の一対の長手側縁部(34)のそれぞれに設けられた長手側接合部(50)が互いに向かい合う。
本実施形態の熱交換器(10)において、フィン(30)における管用開口(33)の縁部は、管用開口(33)の上記閉塞端(37)に面する部分が短手側縁部(35)であり、長手側縁部(34)に開放端側突出片(40a)が設けられ、短手側縁部(35)に閉塞端側突出片(40b)が設けられる。
本実施形態の熱交換器(10)において、フィン(30)は、扁平管(20)の幅方向に沿った方向がフィン(30)の幅方向であり、フィン(30)の幅方向における管用開口(33)の長さは、フィン(30)の幅の半分よりも長く、フィン(30)の長手側縁部(34)に設けられた開放端側突出片(40a)は、フィン(30)の幅方向の中央よりも管用開口(33)の開放端(36)に近い。
本実施形態の熱交換器(10)において、長手側縁部(34)に設けられた開放端側突出片(40a)は、管用開口(33)の開放端(36)側に位置する側部(43)が、開放端側突出片(40a)の基端から突端へ向かって管用開口(33)の閉塞端側に傾斜している。
本実施形態の空気調和機(110)は、本実施形態の熱交換器(10)が設けられた冷媒回路(120)を備え、冷媒回路(120)において冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う。そして、本実施形態の熱交換器(10)を備えた空気調和機(110)が実現される。
図6に示すように、本実施形態の熱交換器(10)のフィン(30)では、開放端側突出片(40a)の突端(42)の形状が、開放端側突出片(40a)の伸長方向に蛇行する波形状となっている。一つのカラー部(32)に設けられた一対の開放端側突出片(40a)は、それぞれの突端部(41)の形状が相補的な形状となっている。
上記実施形態の熱交換器(10)のフィン(30)は、図10に示すように、管接合部(70)が開放端側突出片(40a)と別体に形成されていてもよい。つまり、フィン(30)のカラー部(32)では、開放端側突出片(40a)と、管接合部(70)の長手側接合部(50)とが互いに分断されていてもよい。
上記実施形態の熱交換器(10)は、図11に示すように、伝熱管(20)の伸長方向において曲がった形状となっていてもよい。図11に示す熱交換器(10)は、伝熱管(20)をその伸長方向の1ヶ所で曲げることによって、平面視でL字状に形成される。なお、上記の各実施形態と変形例の熱交換器(10)は、伝熱管(20)をその伸長方向の複数箇所で曲げた形状であってもよい。
上記の実施形態と変形例の熱交換器(10)において、フィン(30)及びヘッダ集合管(16,17)は、接合材として接着剤を用いた接合(即ち、接着)によって、伝熱管(20)に固定されていてもよい。その場合、接着剤としては、熱伝導率の高い接着剤を用いるのが望ましい。
上記の実施形態と各変形例の熱交換器(10)には、親水性の樹脂などがコーティングされていてもよい。熱交換器(10)にコーティングを施す工程は、接合工程が終了した後(即ち、フィン(30)及びヘッダ集合管(16,17)がロウ付けによって伝熱管(20)に固定された後)に行われる。
上記実施形態の熱交換器(10)のフィン(30)は、各カラー部(32)に複数の閉塞端側突出片(40b)が形成されていてもよい。ここでは、本変形例のフィン(30)について、図12〜図14を参照しながら説明する。
20 伝熱管(扁平管)
30 フィン
31 フィン本体
33 管用開口
34 長手側縁部
36 開放端
37 閉塞端
40 第1突出片
40a 開放端側突出片(第1突出片)
40b 閉塞端側突出片(第1突出片)
50 長手側接合部(第2突出片)
Claims (8)
- 厚さよりも幅が長い扁平管(20)と、該扁平管(20)に固定された複数のフィン(30)とを備える熱交換器であって、
複数の上記フィン(30)は、それぞれが板状に形成されたフィン本体(31)を有し、それぞれの上記フィン本体(31)が互いに向かい合うように配置され、
複数の上記フィン(30)のそれぞれには、上記扁平管(20)を差し込むための管用開口(33)が形成され、
上記フィン(30)における上記管用開口(33)の縁部は、該管用開口(33)に差し込まれた上記扁平管(20)の幅方向に延びる部分が長手側縁部(34)であり、
上記フィン(30)の上記管用開口(33)は、上記長手側縁部(34)の一端側の端部が開放端(36)となって該長手側縁部(34)の他端側の端部が閉塞端(37)となる切り欠き状に形成され、
上記フィン(30)には、
上記長手側縁部(34)から上記フィン本体(31)と交わる方向へ突出し、突端部(41)が隣の上記フィン(30)の上記フィン本体(31)に接する第1突出片(40)と、
上記長手側縁部(34)から上記第1突出片(40)と同じ側に突出し、上記フィン本体(31)と直交する突出量方向における突出量が上記第1突出片(40)よりも小さい第2突出片(50)とが形成され、
上記第2突出片(50)は、上記管用開口(33)に差し込まれた上記扁平管(20)に接し、
上記第1突出片(40)は、上記フィン(30)の上記長手側縁部(34)に沿う方向の長さが、上記第2突出片(50)よりも短い
ことを特徴とする熱交換器。 - 請求項1において、
上記第1突出片(40)は、上記第2突出片(50)よりも、上記管用開口(33)の上記開放端(36)の近くに配置されている
ことを特徴とする熱交換器。 - 請求項2において、
上記第1突出片(40)及び上記第2突出片(50)は、上記管用開口(33)に差し込まれた上記扁平管(20)を挟んで向かい合う一対の上記長手側縁部(34)のそれぞれに設けられている
ことを特徴とする熱交換器。 - 請求項3において、
上記管用開口(33)の一対の上記長手側縁部(34)のそれぞれに設けられた上記第1突出片(40)が互いに向かい合い、
上記管用開口(33)の一対の上記長手側縁部(34)のそれぞれに設けられた上記第2突出片(50)が互いに向かい合っている
ことを特徴とする熱交換器。 - 請求項1乃至4のいずれか一つにおいて、
上記フィン(30)における上記管用開口(33)の縁部は、上記管用開口(33)の上記閉塞端(37)に面する部分が短手側縁部(35)であり、
上記第1突出片(40)は、上記フィン(30)の上記長手側縁部(34)と上記短手側縁部(35)のそれぞれに設けられている
ことを特徴とする熱交換器。 - 請求項5において、
上記フィン(30)は、上記扁平管(20)の幅方向に沿った方向が該フィン(30)の幅方向であり、
上記フィン(30)の幅方向における上記管用開口(33)の長さは、上記フィン(30)の幅の半分よりも長く、
上記フィン(30)の上記長手側縁部(34)に設けられた上記第1突出片(40)は、上記フィン(30)の幅方向の中央よりも上記管用開口(33)の上記開放端(36)に近い
ことを特徴とする熱交換器。 - 請求項2乃至6のいずれか一つにおいて、
上記長手側縁部(34)に設けられた上記第1突出片(40)は、上記管用開口(33)の上記開放端(36)側に位置する側部(43)が、上記第1突出片(40)の基端から突端へ向かって上記管用開口(33)の上記閉塞端(37)側に傾斜している
ことを特徴とする熱交換器。 - 請求項1乃至7のいずれか一つの熱交換器(10)が設けられた冷媒回路(120)を備え、
上記冷媒回路(120)において冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う
ことを特徴とする空気調和機。
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