JP2004028470A

JP2004028470A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2004028470A
Application number: JP2002186642A
Authority: JP
Inventors: Joji Sato; 佐藤　穣治; Seiichi Hata; 端　聖一
Original assignee: Toyo Radiator Co Ltd
Current assignee: Toyo Radiator Co Ltd
Priority date: 2002-06-26
Filing date: 2002-06-26
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】空気流５側の前面面積が小さく、コンパクトで耐圧性が高く製造し易い熱交換器の提供。
【解決手段】偏平チューブ１がその断面の長軸方向に蛇行状に曲折されて、全体が平坦な蛇行平面２を構成する。そしてその蛇行平面２の全体を横架するようにフィン３を配置する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫や飲料用自動販売機、空調機、除湿器等に使用する熱交換器であって、特に偏平な多穴チューブを用いたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
偏平な多穴チューブを用いた熱交換器は、通常図６に示す如く、偏平チューブ１がその断面の短軸方向に蛇行状に曲折し、その対向面間にコルゲート型のフィンを配置したものである。しかしながら、このようなコルゲートフィンを用いた熱交換器は、冷蔵庫，空調機等のエバポレータとして用いると、凝縮水の排出が困難であるためエバポレータには使用することができない。
それと共に、コアの平面方向にエアーを流通させることができない。即ち、図６において空気流５を矢印方向に流通せることができない。それに直交する方向のみエアーが流通する。そのためエアーの流通側の前面面積は大きくなる。
従来、凝縮水の排水を良好にするためには、プレート型のフィンを多数並列させ、円形パイプをそれらに貫通すると共に、各パイプ間をＵベンド連結管でろう付け接合して冷媒の蛇行流路を形成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
冷蔵庫または自動販売機等のチューブ内に流通する冷媒は、環境上の要求からイソブタン等の可燃ガス系を用いることが好ましい。このような可燃ガスは、円形パイプの継目等から漏れると危険である。
また、円形パイプはアルミニュームの押出管からなる偏平な多穴チューブに比べて耐圧性に劣る欠点がある。
そこで本発明は、可能な限りチューブの接続部が存在せず、漏れの起こし難い熱交換器であると共に、製造容易で凝縮水を排除し易い耐圧性熱交換器を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、偏平チューブ（１）　が、その断面の長軸方向に蛇行状に曲折されて、全体が偏平な蛇行平面（２）　を構成し、
その蛇行平面（２）　の全体を横架するようにフィン（３）　が配置され、
その偏平チューブ（１）　の外面側およびフィン（３）　側の流体が、前記蛇行平面（２）　に平行な方向に流通するように構成された熱交換器である。
【０００５】
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
夫々全体が偏平な第１の蛇行平面（２ａ）と、第２の蛇行平面（２ｂ）とが同一の偏平チューブ（１）　で連続して並列されると共に、夫々に別個の前記フィン（３）　が配置され、
夫々のフィン（３）　を含んで、両蛇行平面（２ａ，２ｂ）　が重ね合わされるように、偏平チューブ（１）　の一部でその断面の短径方向に曲折された熱交換器である。
【０００６】
請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２において、
前記フィン（３）　は、金属板が溝形に曲折され、その両側壁に前記偏平チューブ（１）　の幅に整合する切欠き部（４）　が定間隔に複数形成され、その切欠き部（４）　に前記偏平チューブ（１）　が嵌着固定され、
そのフィン（３）　の溝底が上方に位置されて、エバポレータとして使用される熱交換器である。
請求項４に記載の本発明は、請求項３において、
上下方向に隣接する夫々の前記フィン（３）　は、互いに溝形の側壁部が水平方向に位置ずれし且つ、互いに上下方向に接触しないように隙間ｔが設けられた熱交換器である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図１は本発明の熱交換器の要部斜視図であり、エバポレータとして用いるものである。そして図２はその製造方法の説明図であり、図３その偏平チューブ１における折り曲げ状態を示す説明図である。
この熱交換器は、アルミニューム製の押出多穴チューブからなる偏平チューブ１を用い、それを夫々全体が偏平な第１の蛇行平面２ａと第２の蛇行平面２ｂとに形成する。即ち、各蛇行平面２ａ，２ｂがその断面の長軸方向に蛇行状に曲折されている。そして第１の蛇行平面２ａ及び第２の蛇行平面２ｂが連通部６を介し、同一の偏平チューブ１で連続して並列されている。
【０００８】
次いで、その偏平チューブ１の上面側及び下面側に、多数のフィン３が配置される。夫々のフィン３はアルミニューム製金属板を溝形に形成し且つ、その両側壁部に定間隔に切欠き部４が形成されている。その切欠き部４の高さは偏平チューブ１の高さより低い。そして、そのフィン３の切欠き部４に偏平チューブ１の一方の平面側が嵌着され、偏平チューブ１の他方側の平面にフィン３の溝底外面側が接触する。このとき、上下に隣接する夫々のフィン３どうしは、水平方向に図１の如く半ピッチ分位置ずれｈし、且つ上下方向に図４の如く隙間ｔだけその端どうしが離間する。
【０００９】
それにより、本熱交換器をエバポレータとして用いるとき図１において、フィン３の側壁を流下する凝縮水を円滑に下方に流出することができる。即ち、隙間ｔをあけることにより、凝縮水が滞留するのを防ぎ、一方のフィンの壁面の端縁から他方のフィンの上面に凝縮水を円滑に受渡し、ついでそれを下方に流出することができるものとなる。
その偏平チューブ１の外面又はフィン３の外面は、ろう材が被覆されたものが用いられ、図２の組立て状態で、その組立体を高温の炉内に挿入し、ろう材を溶融し、次いでそれを冷却固化することにより、フィン３と偏平チューブ１との間を一体にろう付け固定する。
【００１０】
次いで、図２において第１の蛇行平面２ａと第２の蛇行平面２ｂとの連通部６において折り曲げ、図１の状態の熱交換器コアを形成する。即ち、図３において連通部６はその断面の短径方向に折り曲げられ、第１の蛇行平面２ａと第２の蛇行平面２ｂとが上下方向に重ね合わされる。このとき、隣接する上下のフィン３どうしは互いに隙間ｔだけ離間するように、偏平チューブ１がその連通部６で折り曲げられる。
【００１１】
これら第１の蛇行平面２ａ，第２の蛇行平面２ｂには予め多数のフィン３が配置され、折り曲げの結果、図１の如く全てのフィン３の溝形の底面が上面側に位置するように配置される。このような偏平チューブ１に冷媒が供給され、空気流５が第１の蛇行平面２ａ，第２の蛇行平面２ｂに平行する方向に流通される。この熱交換器をエバポレータとするとき、フィン３に付着した凝縮水は両側壁を順次下方に流下し円滑に外部に排除される。なお、図４は図２のＩＶ−ＩＶ矢視断面略図である。
【００１２】
次に、図５は本発明の熱交換器の他の実施の形態を示し、この例が前記第１の実施の形態と異なる点はフィン３のみである。
このフィン３は一枚の金属板をプレス成形によって、その各部を切り起こし形成し、多数の溝形要素を連結部７によって一体に連設したものである。そしてこの連結部７上に偏平チューブ１の平面がろう付けされる。このようにすることにより、偏平チューブ１とフィン３との接触面積を増大し、両者間の伝熱性を向上できる。
なお、本発明のフィン３は上記実施の形態に限定されるものでは勿論ない。
【００１３】
【発明の作用・効果】
本発明の熱交換器は、偏平チューブ１の断面の長軸方向にそれを蛇行状に曲折して、全体が偏平な蛇行平面２を構成し、その蛇行平面２の全体にフィン３が横架するように配置されている。そして偏平チューブ１の外面側及びフィン３側に流体が蛇行平面２に平行な方向に流通するように構成したものである。そのため、その偏平チューブ１の外面側流体の流通方向の前面面積を小さくして、省スペースでコンパクトな熱交換器を提供できる。
【００１４】
上記構成において、第１の蛇行平面２ａと第２の蛇行平面２ｂとを同一の偏平チューブ１で連続して並列し、第１の蛇行平面２ａと第２の蛇行平面２ｂとを重ね合わすように、偏平チューブ１の一部でその断面の短径方向に曲折することができる。この場合には、さらに熱容量の大きな熱交換器をコンパクトに形成することができる。
【００１５】
上記構成において、金属板を溝形に曲折してフィン３とし、そのフィン３の両側壁が下方に向くように配置してエバポレータを構成することができる。この場合には、フィン３の表面の凝縮水を円滑に下方に流下させることができる。
さらに、上下方向に隣接する夫々の前記フィン３は、互いに溝形の側壁部を水平方向に位置ずれさせ且つ、互いに上下方向に接触しないように隙間ｔを設けることが好ましい。この場合には、さらに、フィン３の表面の凝縮水を円滑に下方に流下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱交換器の第１の実施の形態を示す斜視略図。
【図２】同熱交換器の製造方法の説明図。
【図３】同製造方法において、偏平チューブ１の折り曲げ状態を示す説明図。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ矢視断面略図。
【図５】本発明の熱交換器の他の実施の形態を示す説明図。
【図６】従来型の熱交換器の斜視略図。
【符号の説明】
１　偏平チューブ
２　蛇行平面
２ａ　第１の蛇行平面
２ｂ　第２の蛇行平面
３　フィン
４　切欠き部
５　空気流
６　連通部
７　連結部
ｔ　隙間
ｈ　位置ずれ

Claims

偏平チューブ（１）　が、その断面の長軸方向に蛇行状に曲折されて、全体が偏平な蛇行平面（２）　を構成し、
その蛇行平面（２）　の全体を横架するようにフィン（３）　が配置され、
その偏平チューブ（１）　の外面側およびフィン（３）　側の流体が、前記蛇行平面（２）　に平行な方向に流通するように構成された熱交換器。
請求項１において、
夫々全体が偏平な第１の蛇行平面（２ａ）と、第２の蛇行平面（２ｂ）とが同一の偏平チューブ（１）　で連続して並列されると共に、夫々に別個の前記フィン（３）　が配置され、
夫々のフィン（３）　を含んで、両蛇行平面（２ａ，２ｂ）　が重ね合わされるように、偏平チューブ（１）　の一部でその断面の短径方向に曲折された熱交換器。
請求項１または請求項２において、
前記フィン（３）　は、金属板が溝形に曲折され、その両側壁に前記偏平チューブ（１）　の幅に整合する切欠き部（４）　が定間隔に複数形成され、その切欠き部（４）　に前記偏平チューブ（１）　が嵌着固定され、
そのフィン（３）　の溝底が上方に位置されて、エバポレータとして使用される熱交換器。
請求項３において、
上下方向に隣接する夫々の前記フィン（３）　は、互いに溝形の側壁部が水平方向に位置ずれし且つ、互いに上下方向に接触しないように隙間ｔが設けられた熱交換器。