JP2002062076A - 細径管型熱交換器 - Google Patents

細径管型熱交換器

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JP2002062076A JP2001201089A JP2001201089A JP2002062076A JP 2002062076 A JP2002062076 A JP 2002062076A JP 2001201089 A JP2001201089 A JP 2001201089A JP 2001201089 A JP2001201089 A JP 2001201089A JP 2002062076 A JP2002062076 A JP 2002062076A
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サイ キー オー
Dong Yeon Jang
ドン ヨン ジャン
Se Yoon Oh
セ ヨーン オー
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷媒管の細径化に適するように、冷却フィン
に設けられたスリットの個数、形状及び寸法を変更する
ことにより、空気側圧力損失を最小化し且つ熱伝達効率
を極大化する細径管型熱交換器を提供する。 【解決手段】 内部に冷媒が流れる冷媒管と、前記冷媒
管が1列以上配列された状態に取り付けられ、冷媒と空
気間の熱交換面積を確保する多数の冷却フィンとからな
る熱交換器において、前記冷媒管51を6mm以下の外
径を有する細径管とし、前記各冷却フィン53には上、
下方向の1列に配列された前記冷媒管51同士の間にそ
れぞれ冷却フィン53の幅方向に4列の突出面70が冷
却フィン53の基準面から打ち抜かれ、前記突出面70
と前記冷却フィン53の基準面との間に設けられる一対
の開口部からなるスリット60が4列に配列されて成る
ように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は細径管型熱交換器に
係り、特に冷媒管の細径化に適するように、冷却フィン
に設けられたスリットの個数、形状及び寸法を変更し
て、前記冷却フィンの設計を最適化した細径管型熱交換
器に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は一般的な熱交換器を示す斜視図、
図8は従来の技術に係る熱交換器に用いられる冷却フィ
ンの構造を示す斜視図、図9は図8のA−A線に沿った
断面図である。図7を参照すると、一般的な熱交換器
は、内部に冷媒が流れる冷媒管1と、前記冷媒管1が貫
いた状態に取り付けられ、冷媒と空気間の熱交換面積を
確保する多数の冷却フィン3とからなり、前記冷媒管1
を流れる冷媒と冷媒管1周囲の空気とを互いに熱交換さ
せるようになっている。
【0003】ここで、通常の熱交換器は、図7に示すよ
うに、前記冷媒管1が冷却フィン3に左、右2列1a、
1bに配列されて形成される。このような熱交換器の冷
却フィン3は、通常、図8及び図9に示すように、空気
との熱伝達効率を向上させるために多数のスリット10
が設けられている。ここで、前記スリット10は、図9
に示すように、冷却フィン3の基準面の一部位が一定間
隔を置いて上、下方向にプレス加工で打ち抜かれて突出
面10aが形成されることにより、冷却フィン3の基準
面と前記突出面10aとの間に空気が通過する開口部が
形成される。
【0004】次に、前記スリットの形状について図8及
び図9に基づいてさらに詳しく説明する。前記スリット
10は、冷却フィン3のうち冷媒管1が貫通する孔20
同士の間にそれぞれ形成されると共に、上、下に配列さ
れた1列の冷媒管を基準として前記冷却フィン3の幅方
向に総6列配置されるように形成される。それぞれのス
リット10は前記突出面10aと冷却フィン3の基準面
との間の左右側にそれぞれ位置した1対の開口部からな
る。
【0005】また、前記スリット10のうち第1列、第
3列、第5列のスリット11、13、15は上方に突設
され、第2列、第4列、第6列のスリット12、14、
16は下方に突設される。前記第1列のスリット11は
上、下方向に3個の単位スリットに分割形成され、前記
第2列及び第6列のスリット12、16は上、下方向に
2個の単位スリットに分割形成される。
【0006】このように前記冷却フィン3にスリット1
0が形成されると、前記スリット10によって熱境界層
の厚さが薄くなって空気側の平均熱伝達係数が高くな
り、結果的に熱交換器の熱交換性能が向上する。ところ
が、今に至るまで用いられている従来の熱交換器は、7
mmまたは9.52mmの外径を有する冷媒管1を使用
するもので、最近熱交換器の製造コスト低減及び空気側
の圧力損失低減などのいろいろな利点を得るために台頭
している冷媒管1の細径管化の趨勢に適しない。
【0007】従って、前記冷媒管1の外径を縮小する必
要があるが、このように冷媒管1を細径管に変える場
合、前記冷却フィン3の幅及び前記冷却フィン3に設け
られた各スリット10の配置及び形状は、全て7mmま
たは9.52mmの管径を有する冷媒管1に合わせて設
定されているため、前記冷却フィン3及びスリット10
の配置及び形状を細径管に適した形態に最適化しなけれ
ばならない。
【0008】前記冷媒管1を細径管に変え且つ各スリッ
ト10の配置及び形状を既存のまま維持すると、冷媒管
1の外径縮小によって冷却フィン3の幅が狭くなった状
態なので、各スリット10の幅が極小化され、前記冷却
フィン3の製造が現実的に不可能となるという問題が生
ずる。
【0009】なお、前記冷媒管1を細径化する場合に
は、冷却フィン3の効率低下を防止するために、前記冷
却フィン3の幅減少による熱交換面積の減少を単位冷媒
管長さ当り冷却フィンの個数を増加させる方式で解消す
るが、この際、前記冷却フィン3に既存と同じ形のスリ
ット10を穿設すると、空気側の圧力損失が大きく増加
して前記冷媒管1として細径管を使用する長所がなくな
る。
【0010】即ち、前記冷媒管1の細径化に伴い、冷却
フィン3間のピッチが減った状態で既存の如く総6列の
スリット10が両方向に突設された冷却フィン3をその
まま使用すると、冷媒管1に細径管を使用しても、熱交
換器に対する送風抵抗が増加してファンの駆動力が増加
するという問題が発生する。従って、前記冷媒管1に細
径管を適用した熱交換器を使用するためには、細径化さ
れた冷媒管1に相応しい配置と形状でスリット10が設
けられた冷却フィン3を開発する必要がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる問題点
を解決するためのもので、その目的は冷媒管の細径化に
適するように、冷却フィンに設けられたスリットの個
数、形状及び寸法を変更することにより、空気側圧力損
失を最小化し且つ熱伝達効率を極大化する細径管型熱交
換器を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明による細径管型熱交換器は、内部に冷媒が流れ
る冷媒管と、前記冷媒管が1列以上配列された状態に取
り付けられ、冷媒と空気間の熱交換面積を確保する多数
の冷却フィンとからなる熱交換器において、前記冷媒管
を6mm以下の外径を有する細径管とし、前記各冷却フ
ィンには上、下方向の1列に配列された前記冷媒管同士
の間にそれぞれ冷却フィンの幅方向に4列の突出面が冷
却フィンの基準面から打ち抜かれ、前記突出面と前記冷
却フィンの基準面との間に設けられる一対の開口部から
なるスリットが4列に配列されたことを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付図に
基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係る細径管型
熱交換器に用いられる冷却フィンの構造を示す平面図で
ある。図2は図1のB−B線に沿った断面図、図3は本
発明に係る冷却フィンを拡大して示す部分平面図、図4
は図1のC−C線に沿った断面図、図5は図1のD−D
線に沿った断面図、図6は冷媒管が2列に配列された冷
却フィンの平面図である。
【0014】本発明に係る細径管型熱交換器は、図1乃
至図3に示すように、内部に冷媒が流れる冷媒管51
と、前記冷媒管51が貫いた状態に取り付けられ、冷媒
と空気間の熱交換面積を確保する多数の冷却フィン53
とからなるもので、前記冷媒管51を6mm以下の外径
を有する細径管とし、前記各冷却フィン53には上、下
方向の1列に配列された冷媒管51を基準として前記冷
媒管51同士の間に冷却フィン53の幅方向に総4列の
スリット60が設けられる。
【0015】ここで、各スリット60は、冷却フィン5
3の基準面の一部位が上方に打ち抜かれて突出面70が
形成されることにより、前記突出面70と冷却フィン5
3の基準面との間に設けられる。よって、前記スリット
60はそれぞれ前記突出面70と冷却フィン53の基準
面との間の左右側に位置した1対の開口部からなる。
【0016】即ち、第1列のスリット61を例に取る
と、前記スリット61は、図2に示すように、冷却フィ
ン53の基準面と突出面71間の左右側に設けられた1
対の開口部61a、61bからなり、前記開口部を介し
て空気が流動するので、冷媒と空気との熱交換が促進さ
れる。一方、前記突出面70のうち第1列及び第4列の
突出面71、74は上、下方向にそれぞれ2つの単位面
に分割形成され、第2列及び第3列の突出面72、73
はそれぞれ一つの単位面からなる。
【0017】また、前記各突出面70及びスリット60
はいずれも同一の方向に突設される。このように前記冷
却フィン53に突出面70を同一の方向に突出させる理
由は、冷媒管51の細径管化に伴って冷却フィン53同
士間のピッチが減り、前記冷却フィン53同士の間に前
記突出面70を両方向に突出させ得るほどの空間がない
からである。
【0018】更に、前記第1列及び第4列のスリット6
1、64を形成する突出面71、74の各単位面71
a、71b;74a、74bは、図3に示すように、突
出面70の幅方向中心線CL1から上、下側に位置した
端が前記突出面70の長手方向中心線LC2側に行くほ
ど、前記突出面70の幅方向中心線CL1に向かって近
くなるように傾いて突出する。
【0019】この際、前記各単位面71a、71b;7
4a、74bは、外側端のみ傾くように形成された菱形
にしてもよく、図示されていないが、両側端が傾くよう
に形成された平行四辺形にしてもよい。また、前記第2
列、第3列のスリット62、63を形成する突出面7
2、73は、前記突出面70の長手方向中心線CL2側
に行くほど縮小される等角梯形状に突出し、前記各突出
面70及びスリット60は冷却フィン53の長手方向中
心線CL2を基準として互いに対称するように配置され
る。
【0020】そして、前記各突出面70及びスリット6
0は、上、下端をそれぞれ連結した線の軌跡が、前記冷
媒管51と同一の中心を有し且つその直径が前記冷媒管
51の外径の2倍以下となる仮想円Cを描くように形成
される。このように前記各突出面70及びスリット60
の長手方向の端を連結した線が仮想円Cを描くように形
成すると、冷却フィン53の間に流入した空気が冷媒管
51の周りを流れるようになり、前記冷媒管51から空
気への熱伝達が促進される。
【0021】この際、前記仮想円Cの直径を冷媒管51
の外径の2倍以下と制限したのは、前記冷媒管51とス
リット60の端との距離を適切に維持しながら、前記ス
リット60の長さも最大限確保できるようにするためで
ある。また、前記各スリット60を形成する突出面70
は、図4及び図5に示すように、冷却フィン53に連結
される両端の立上り部71a’、71b’、72’、7
3’、74a’、74b’と、前記立上り部を互いに連
結して前記冷却フィン53の基準面との間にスリット6
1、62、73、64を形成する突出した平面部71
a、71b、72、73、74a、74bとからなり、
前記各立上り部は空気の円滑な流れのために冷却フィン
53の表面に対して所定角度傾くように形成される。
【0022】また、前記第4列の突出面74から前記冷
却フィン53の幅方向の端までの間隔Ltは、突出面7
0及びスリット60の正確な形成及び加工の際に用いら
れるプレスの耐久性確保のためにそれぞれ0.5mm以
上となるように形成される。また、前記突出面70は、
同一の幅Wsをもつように形成されると共に、同一の間
隔をもつように配置される。
【0023】一方、本発明に係る熱交換器は、通常、図
6に示すように、冷媒管51が冷却フィン53に2列に
配列される。この際、このように冷媒管51が2列に配
列された熱交換器は、それぞれの冷却フィン53に取り
付けられた冷媒管51が互いにジグザグ状にずれて配置
されるように構成されている。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る細径
管型熱交換器は、冷媒管の細径化に適するように冷却フ
ィンに設けられたスリットの個数を減少させると共に、
前記スリットの形状及び寸法を変更して前記冷却フィン
の設計を最適化することにより、熱交換器の製造コスト
節減及び小型化が可能となり、空気側圧力損失が減少
し、熱伝達効率が向上して、熱交換性能及び生産性が極
大化されるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る細径管型熱交換器に用いられる冷
却フィンの構造を示す平面図である。
【図2】図1のB−B線に沿った断面図である。
【図3】本発明に係る冷却フィンを拡大して示す一部平
面図である。
【図4】図1のC−C線に沿った断面図である。
【図5】図1のD−D線に沿った断面図である。
【図6】本発明に係る冷媒管が2列に配列された冷却フ
ィンの平面図である。
【図7】一般的な熱交換器を示す斜視図である。
【図8】従来の技術に係る熱交換器に用いられる冷却フ
ィンの構造を示す斜視図である。
【図9】図8のA−A線に沿った断面図である。
【符号の説明】
51…冷媒管 53…冷却フィン 60…スリット 70…突出面 C…各突出面の端を連結した線の軌跡が描く仮想円 CL1…突出面の幅方向中心線 CL2…突出面の長手方向中心線 Ls…突出面の間隔 Ws…突出面の幅
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オー セ ヨーン 大韓民国,ソウル 158−077,ヤンチュン −ク,シンジュンク−ドン,モクドン ア パートメント 326 ナンバー1204−506 (72)発明者 リー ウーク ヨン 大韓民国,キュンキ−ド 423−060,カン ミュン−シ,ハーン−ドン ジュコン ア パートメント ナンバー1008−909

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部に冷媒が流れる冷媒管と、前記冷媒
    管が1列以上配列された状態に取り付けられ、冷媒と空
    気間の熱交換面積を確保する多数の冷却フィンとからな
    る熱交換器において、 前記冷媒管を6mm以下の外形を有する細径管とし、 前記各冷却フィンには、上、下方向の1列に配列された
    前記冷媒管同士の間にそれぞれ冷却フィンの幅方向に4
    列の突出面が冷却フィンの基準面から打ち抜かれて、前
    記それぞれの突出面と前記冷却フィンの基準面との間に
    設けられた1対の開口部からなるスリットが4列に配列
    されたことを特徴とする細径管型熱交換器。
  2. 【請求項2】 前記各突出面はいずれも同一の方向に突
    設されたことを特徴とする請求項1記記載の細径管型熱
    交換器。
  3. 【請求項3】 前記突出面のうち第1列及び第4列の突
    出面を互いに離隔した2つの単位面とし、第2列及び第
    3列の突出面を一つの単位面とすることを特徴とする請
    求項1記載の細径管型熱交換器。
  4. 【請求項4】 前記突出面は、上、下側端が前記突出面
    の長手方向中心線側に行くほど前記突出面の幅方向中心
    線に向かって近くなるように傾いて形成されたことを特
    徴とする請求項1記載の細径管型熱交換器。
  5. 【請求項5】 前記各突出面は突出面の長手方向中心線
    を基準として互いに対称するように配置されたことを特
    徴とする請求項1記載の細径管型熱交換器。
  6. 【請求項6】 前記各突出面は、その長手方向の端を連
    結した線の軌跡が、冷却フィンを貫いた冷媒管と同一の
    中心を有するように形成されたことを特徴とする請求項
    1記載の細径管型熱交換器。
  7. 【請求項7】 前記軌跡はその直径が前記冷媒管外径の
    2倍以下となる仮想円を描くことを特徴とする請求項6
    記載の細径管型熱交換器。
  8. 【請求項8】 前記各突出面は、冷却フィンの表面に連
    結される両端の立上り部と、前記立上り部を互いに連結
    する表面部とからなり、 前記各立上り部は冷却フィンの基準面に対して所定の角
    度傾くように形成されたことを特徴とする請求項1記載
    の細径管型熱交換器。
  9. 【請求項9】 前記突出面のうち冷却フィンの最縁部に
    位置した4列の突出面は、前記冷却フィンの幅方向の端
    から0.5mm以上離隔するように形成されたことを特
    徴とする請求項1記載の細径管型熱交換器。
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