JP2004101074A

JP2004101074A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2004101074A
Application number: JP2002263915A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Makihara; 牧原　正径
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2004-04-02
Anticipated expiration: 2022-09-10
Also published as: JP3903888B2

Abstract

【課題】低コストに製造でき、かつ熱交換効率を維持したまま、排水性を改善し水飛びを低減できるルーバー付きフィンを備えた熱交換器の提供。
【解決手段】熱交換器は、内部に冷媒が流れる偏平チューブ２と、その両側面２２、２２にロウ付けされたコルゲートフィン３を備える。コルゲートフィン３は、切り起こし６が列設されルーバー６０となっている。切り起こし６は、両隅部６１、６１の切り起こし角度α＝６０度に設定され、中間部６２は切り起こし角度β＝３０度に設定されている。これにより、水滴は両隅部６１、６１から迅速に下方に流下し、排出される。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷凍装置のエバポレータなど気体の冷却に使用される熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などの空調装置には、冷房用のエバポレータとして、平行したチューブの間にコルゲートフィンを接合した熱交換器が使用される。コルゲートフィンには、気流との熱交換効率を増大させるため、気流と交差する方向の切り起こし列（ルーバー）が設けられる。切り起しは、フィンに、気流に交差する方向の直線的な切り込みを平行して等間隔に列設し、切り込みの全幅がほぼ一定の傾斜となるようにプレス成形される。
【０００３】
近年、熱交換性能の向上の為、コルゲートフィンの山高さ、フィンピッチを小さくする傾向にあるが、そうすると排水性の低下と水飛びの増大を生じる。熱交換器の表面で気流中の水分により生じた結露は、迅速に下方に流下させ排出させることが、熱交換効率の増大および水飛びの防止のために重要である。このため、コルゲートフィンの中間部や折り曲げ部に排水穴を開けたものが提案され（特許文献１参照）、ルーバーの非成形部に排水穴を開けたものが公知である（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
実開昭６１−１２８５７８号公報（図５、図６）。
【特許文献２】
実開昭６２−３４６７５号公報（図１）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これらは、いずれもコルゲートフィンに穴開け加工を必要とし、コルゲートフィンの形成工程が複雑になるとともに、穴開け際にスクラップが発生するためスクラップ処理が必要となり、生産性が低下する。また、コルゲートフィンとチューブとの接合面積が低減するため、コルゲートフィンからチューブへの熱移動が妨げられ熱交換効率（冷却性能）が低下するという問題が生じる。
【０００６】
この発明の目的は、スクラップ処理が不要で、高い熱交換効率が得られるとともに、排水性を改善でき水飛びを低減させることが可能なルーバー付きフィンを備えた熱交換器の提供にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、平行したチューブ間に、気流と交差する方向に切り起こし列を有するフィンを接合した熱交換器において、切り起こしの隅部の切り起こし角度を中間部の切り起こし角度より大きく設定している。このため、凝縮水は切り起こし角度の大きい隅部から円滑に下方に流下し、水飛びが低減できるとともに、フィンからチューブへの熱移動が円滑に行われる。切り起こし角度の大きい隅部は、切り起こしの両側に設けることが望ましい。この発明のフィンは、コルゲートフィンが一般的であるが、プレートフィンに適用することも可能である。
【０００８】
また、切り起こしの隅部は、中間部に比較して気流速度が小さく、かつ露結の主な発生源であるチューブの側面に近いため、水飛びの発生が確実に防止できるとともに、迅速な排水に有効である。さらに、隅部の切り起こし角度を大きくした切り起こし列（ルーバー）は、プレス型の成形のみで容易に形成できる。このためコストアップの原因である加工の複雑化やスクラップの発生コストは、生じない。
【０００９】
さらに、両隅部の切り起こし角度αを中間部の切り起こし角度βの１．５倍以上、２．５倍以下に設定することが望ましい。従来のエバポレータ用コルゲートフィン式熱交換器では、切り起こし角度αは３５度程度が一般的である。この発明では、両隅部の切り起こし角度αは７０度±１０度の範囲が排水性の観点から好適であり、切り起こし角度αの部分の幅ｗは切り起こしの全幅Ｗの２０％〜４０％の範囲が適当である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、自動車の空調装置内に設置され冷凍装置のエバポレータとして使用される熱交換器１を示す。熱交換器１は、蛇行状に曲げられて内部を冷媒が流れる偏平チューブ２と、該偏平チューブ２の直線部分２１の両側面２２、２２にロウ付けされたコルゲートフィン３とからなる。この実施例では、偏平チューブ２は略Ｗ字形を呈し、両端に入口管２３および出口管２４が設けられている。
【００１１】
コルゲートフィン３は、金属条を蛇行状に曲げて形成され、半円筒状の湾曲部４と平板部５とからなる。平板部５には、切り起こし６が列設され切り起こし列（ルーバー）６０となっている。湾曲部４は、先端が側面２２に当接してロウ付けされている。左右両側のコルゲートフィン３Ａ、３Ｂの外側の湾曲部４の先端は、偏平チューブ２の外側面に固着されたサイドプレート１１の内面にロウ付けされている（図２参照）。この湾曲部４の先端には、コルゲートフィン３と偏平チューブ２との接触面積を低減させるような欠落部は存在しないため、コルゲートフィン３から偏平チューブ２への熱伝導は円滑に行われ、高い冷却性能が得られる。
【００１２】
切り起こし６は、図３に示す如く、コルゲートフィン３の板幅方向に平行して直線状に多数の切れ目Ａを入れ、切れ目Ａの両側が上下逆の方向の切り起こし６となるように塑性変形させる。プレス成形により、ルーバー６０を構成する切り起こし６が一度に形成でき、コルゲートフィン３に穴開け加工を行う場合のようにスクラップは発生しない。ルーバー６０を構成する切り起こし６は、ほぼ中央部で、切り起こし方向が逆転している。
【００１３】
この実施例では、切り起こし６は、両隅部６１、６１が切り起こし角度α＝６０度に設定され、中間部６２は切り起こし角度β＝３０度に設定されている。全幅Ｗに対する切り起こし角度α＝６０度の部分（両隅部６１、６１）の幅ｗの割合は２０％となっている。これにより、両隅部６１、６１では、図３の（イ）に示す平面図の如く上下方向に透視開口６３が生じ、図４に矢印Ｙで示す如く、水滴は迅速に下方に流下し、コルゲートフィン３に付着した滞留時間が短縮される。
【００１４】
エバポレータでは、熱交換器１内で冷媒が気化するため、偏平チューブ２およびコルゲートフィン３の表面で結露が生じ易い。結露した水滴は、側面２２を伝って流下し、側面２２と至近距離にある両隅部６１、６１を通じて迅速に下方に落下する。側面２２の付近は、直線部分２１、２１の中間部に比較し、空調空気の流速が遅い。このため、水滴が空調空気流に飛ばされ、下流に設置されているヒータコアやエアミックスドアに付着したり、各種の吹出口から車室に浸入する、いわゆる水飛びの発生も確実に防止できる。
【００１５】
〔変形例〕
切り起こし角度αの大きい両隅部６１、６１は、この実施例の如く、切り起こし６の両側に設けることが望ましいが、左右両側のコルゲートフィン３Ａ、３Ｂなどでは片側だけに設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の熱交換器の正面図である。
【図２】図１の要部を拡大した斜視図である。
【図３】切り起こし列の平面図および正面断面図である。
【図４】切り起こし列の側面断面図である。
【符号の説明】
１　　熱交換器
２　　偏平チューブ
３　　コルゲートフィン
４　　湾曲部
５　　平板部
６　　切り起こし
６０　切り起こし列（ルーバー）
６１　隅部
６２　中間部

Claims

平行したチューブ間に、気流と交差する方向に切り起こし列を有するフィンを接合した熱交換器において、前記切り起こし列を構成する切り起こしは、隅部の切り起こし角度が、中間部の切り起こし角度より大きく設定されていることを特徴とする熱交換器。