JP2004177040A

JP2004177040A - ヒートポンプ用室外熱交換器

Info

Publication number: JP2004177040A
Application number: JP2002345609A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sugio; 孝杉尾; Shoichi Yokoyama; 昭一横山; Shigeto Yamaguchi; 成人山口
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2004-06-24
Also published as: KR20040047603A; CN1504699A

Abstract

【課題】除霜時にフィン面上に残る水を熱交換器外に確実に排出することにより、氷結する虞のないパラレルフロー型のヒートポンプ用室外熱交換器を提供すること。
【解決手段】平行に配置された複数の扁平チューブとコルゲートフィンからなるヒートポンプ室外機熱交換器のコルゲートフィン４の波型の谷線と稜線を熱交換器奥行き方向に傾斜させるようにした。またコルゲートフィンの山形の谷線と稜線が、通風方向における中央を頂点とする山形形状とした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ルームエアコン，パッケージエアコン等に使用されるパラレルフロー型のヒートポンプ用室外熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パラレルフロー熱交換器においては、平行に配置された複数の扁平チューブとコルゲートフィンとが通風方向に直交する方向に交互に積層され、各扁平チューブの両端は１対の中空ヘッダに連結されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このようなヒートポンプ用室外熱交換器が凝縮器として使用される場合、即ちエアコンが冷房用として使用される場合、着霜・除霜に対する考慮は払われていないのが一般的である。
【０００４】
図５はヒートポンプ用室外熱交換器全体の斜視図であり、図６はその一部の拡大図である。
【０００５】
図５及び図６に示されるように、平行に配置された多数の扁平チューブ２０の間には扁平チューブ２０と熱的に接続されたコルゲートフィン２２が挟み込まれている。扁平チューブ２０の通風方向の奥行ＴＤとコルゲートフィン２２の通風方向の奥行ＦＤは同一となるように設定されており、扁平チューブ２０の両端とコルゲートフィン２２の両端は面一となっている。コルゲートフィン２２には、複数のルーバ２４が通風方向に形成されており、通風方向における上流側のルーバ２４ａと下流側のルーバ２４ｂは同一形状ではあるが、逆方向に傾斜している。
【０００６】
通風空気Ａはコルゲートフィン２２の間に流入してルーバ２４の隙間を流れながらコルゲートフィン２２を通過するにつれて通風空気Ａの有する冷熱（または温熱）を放出し、扁平チューブ２０の中に設けられた多数の小孔２０ａの中を流れる蒸発性媒体２６に伝達する。蒸発性媒体２６の流れ方向は、エアコンの冷房運転の場合、図６の矢印Ｍの方向とは逆方向になり、暖房運転の場合、矢印Ｍの方向となる。平行に配置された扁平チューブ２０の両端は上下の中空ヘッダ２８に連結されており、中空ヘッダ２８が蒸発性媒体２６の出入口を形成している。熱交換器の左右端には端板３０が取り付けられており、コルゲートフィン２２を保護している。
【０００７】
なお、扁平チューブ２０内に形成される小孔２０ａの内面には、小さな凹凸を設けて伝熱促進を図ることもある。
【０００８】
【特許文献１】
特公平３−４５３００号公報（第３頁、図４）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のヒートポンプ用室外熱交換器には、以下のような問題がある。
【００１０】
エアコンが暖房運転をしている場合、室外熱交換器に送られる通風空気Ａは冷たく、その上扁平チューブ２０が蒸発器として動作して、コルゲートフィン２２を介して通風空気Ａから凝縮の潜熱を奪うので、通風空気Ａはコルゲートフィン２２の間を通過する間に更に次第に冷却される。このため、空気Ａが保有していた水蒸気は過飽和状態となり、扁平チューブ２０やコルゲートフィン２２の壁面温度が０℃以下の時は過飽和水蒸気が氷となってこれら壁面に着霜し、時間と共に生長して、遂には通風路を閉塞するに至る。
【００１１】
このような着霜がある程度以上進行すると、暖房性能が低下するため、冷媒を逆流させるなどして、除霜運転を行う。除霜運転に入ると、扁平チューブ２０やコルゲートフィン２２表面の霜が溶けて、コルゲートフィン２２に設けられたルーバ２４を介して下方に流れ落ちる。
【００１２】
しかしながら、上述した従来の構成では、流れ落ちずにコルゲートフィン２２上に滞留する水滴もあり、除霜時、このようにコルゲートフィン２２上に滞留した水滴は、除霜運転から暖房運転に復帰すると氷結し、次回の除霜運転では溶けず、最悪の場合、氷が徐々に成長していくという場合もあった。
【００１３】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、除霜時にフィン面上に残る水を熱交換器外に確実に排出することにより、氷結する虞のないパラレルフロー型のヒートポンプ用室外熱交換器を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、平行に配置された複数の扁平チューブとコルゲートフィンとが通風方向に直交する方向に交互に積層されてなるパラレルフロー型のヒートポンプ用室外熱交換器において、前記コルゲートフィンの波型の谷線と稜線を熱交換器奥行き方向に傾斜させたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、前記コルゲートフィンの波型の谷線と稜線が、通風方向における中央を頂部とする山型形状であることを特徴とする。
【００１６】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記コルゲートフィンのルーバ面の水平面からの角度が、前記コルゲートフィンの波型の谷線と稜線の水平面からの傾斜角度より小さいことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、前記コルゲートフィンのルーバ面が略水平であることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１にかかるパラレルフロー型のヒートポンプ用室外熱交換器の一部を示しており、その全体図は図５に示される従来構成のものと略同一である。
【００１９】
ヒートポンプ用室外熱交換器では、平行に配置された多数の扁平チューブ２の間に、扁平チューブ２と熱的に接続されたコルゲートフィン４が挟み込まれている。各扁平チューブ２は略垂直に立設され、扁平チューブ２の通風方向の奥行ＴＤとコルゲートフィン４の通風方向の奥行ＦＤは同一となるように設定されており、扁平チューブ２の両端とコルゲートフィン４の両端は面一となっている。コルゲートフィン４には、波型の谷線と稜線との間の各面に空気の主流方向に対し直交する方向に所定の幅で切り込みを入れ、この切り込みにより形成された帯状部を所定角度捩ることにより形成された空気の主流方向に開口する複数のルーバ６が設けられており、通風方向における上流側のルーバ６ａと下流側のルーバ６ｂとは同一形状である。
【００２０】
なお、コルゲートフィン４の波型の谷線と稜線は、熱交換器奥行き方向に向かって上昇するように傾斜した状態で扁平チューブ２に接合されている。
【００２１】
平行に配置された扁平チューブ２の両端は、上下一対の中空ヘッダに接続されており、中空ヘッダが蒸発性媒体８の出入口を形成している。熱交換器の左右端には端板が取り付けられており、コルゲートフィン４を保護している（図５参照）。
【００２２】
通風空気Ａはコルゲートフィン４を通り抜ける間に通風空気Ａの有する温熱（または冷熱）を効率良く伝達して、扁平チューブ２の中に設けられた多数の小孔２ａの中を流れる蒸発性媒体８を加熱（または冷却）する。小孔２ａの内面には小さな凹凸が設けられており、伝熱促進を図っている。エアコンの暖房運転の場合、蒸発性媒体８は加熱されて蒸発し、図１の矢印Ｍの方向に流れる。
【００２３】
着霜発生条件下のエアコン暖房運転では、熱交換器に霜が付き熱交換器の温度が下がると、除霜運転に入る。除霜運転に入ると、蒸発性媒体８はエアコンの暖房運転の場合とは逆に、熱交換器に熱を与えながら凝縮する。この熱によって、フィン表面の霜は融解して水となり、コルゲートフィン４の傾斜したフィン面に沿ってフィン下端面まで流れ、扁平チューブ２に沿って流れ落ちる。流れ落ちた水は、熱交換器外に排出されるため、氷結の虞がない。
【００２４】
なお、図１の構成においては、コルゲートフィン４は、通風方向下流側に向かって上昇するように傾斜しているが、逆に通風方向下流側に向かって下降するように傾斜させてもよい。
【００２５】
実施の形態２．
図２は本発明の実施の形態２にかかるパラレルフロー型のヒートポンプ用室外熱交換器の一部を示しており、特にルーバ６の断面形状を示している。
【００２６】
図２において、コルゲートフィン４のルーバ６面の水平面に対する角度θａを、コルゲートフィン４の波型の谷線あるいは稜線の水平面に対する傾斜角度θｂより小さく設定している。図２においては、特にθａ＝０（水平）に設定しているが、必ずしもθａ＝０である必要はない。
【００２７】
かかる構成によれば、通風空気Ａがコルゲートフィン４を通り抜ける際の通風抵抗が少なくなるという効果を奏する。
【００２８】
実施の形態３．
図３は本発明の実施の形態３にかかるパラレルフロー型のヒートポンプ用室外熱交換器の一部を示している。
【００２９】
図３に示されるように、コルゲートフィン４のルーバ形成面は、通風方向における中央が頂部となるように山型形状（逆Ｖ字状）に形成されている。すなわち、通風方向上流側においては、コルゲートフィン４の波型の谷線と稜線は、熱交換器奥行き方向に向かって上昇するように傾斜した状態で扁平チューブ２に接合される一方、通風方向における中央部（頂部）から下流側においては、コルゲートフィン４の波型の谷線と稜線は、熱交換器奥行き方向に向かって下降するように傾斜した状態で扁平チューブ２に接合されている。
【００３０】
かかる構成によれば、着霜発生条件下の除霜運転時、フィン表面の霜が融解して発生した水は、コルゲートフィン４の通風方向における手前側及び奥行き側の両方向に傾斜したフィン面に沿って、フィン下端面まで流れ、扁平チューブ２に沿って流れ落ちる。流れ落ちた水は、熱交換器外に排出されるため、氷結の虞がない。
【００３１】
実施の形態４．
図４は本発明の実施の形態４にかかるパラレルフロー型のヒートポンプ用室外熱交換器の一部を示しており、特にルーバ６の断面形状を示している。
【００３２】
図４において、コルゲートフィン４のルーバ６面の水平面に対する角度θａ（上流側及び下流側とも同一）を、コルゲートフィン４の波型の谷線あるいは稜線の水平面に対する傾斜角度θｂ（上流側及び下流側とも同一）より小さく設定している。図４においては、特にθａ＝０（水平）に設定しているが、必ずしもθａ＝０である必要はない。
【００３３】
かかる構成によれば、通風空気Ａがコルゲートフィン４を通り抜ける際の通風抵抗が少なくなるという効果を奏する。
【００３４】
なお、上記各実施の形態では、扁平チューブ２の通風方向の奥行ＴＤとコルゲートフィン４の通風方向の奥行ＦＤは同一で、両端を面一に設定しているが、扁平チューブ２の通風方向の奥行ＴＤがコルゲートフィン４の通風方向の奥行ＦＤより大きくても、小さくてもかまわないし、双方の位置を通風方向にずらすこともできる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
本発明にかかるパラレルフロー型のヒートポンプ用室外熱交換器によれば、コルゲートフィンの波型の谷線と稜線を熱交換器奥行き方向に傾斜させるようにしたので、除霜時にフィン面上に残る水を傾斜したフィン面に沿って熱交換器外に排出することができ、氷結の虞のないヒートポンプ用室外熱交換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるヒートポンプ用室外熱交換器の部分斜視部である。
【図２】本発明の実施の形態２にかかるヒートポンプ用室外熱交換器のルーバ部の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態３にかかるヒートポンプ用室外熱交換器の部分斜視部である。
【図４】本発明の実施の形態４にかかるヒートポンプ用室外熱交換器のルーバ部の断面図である。
【図５】本発明及び従来のパラレルフロー型のヒートポンプ用室外熱交換器の全体斜視図である。
【図６】従来のパラレルフロー型のヒートポンプ用室外熱交換器の部分斜視図である。
【符号の説明】
２扁平チューブ、２ａ扁平チューブ内小孔、４コルゲートフィン、
６，６ａ，６ｂルーバ、８蒸発性媒体、Ａ通風空気。

Claims

平行に配置された複数の扁平チューブとコルゲートフィンとが通風方向に直交する方向に交互に積層されてなるパラレルフロー型のヒートポンプ用室外熱交換器において、
前記コルゲートフィンの波型の谷線と稜線を熱交換器奥行き方向に傾斜させたことを特徴とするヒートポンプ用室外熱交換器。
前記コルゲートフィンの波型の谷線と稜線が、通風方向における中央を頂部とする山型形状であることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ用室外熱交換器。
前記コルゲートフィンのルーバ面の水平面からの角度が、前記コルゲートフィンの波型の谷線と稜線の水平面からの傾斜角度より小さいことを特徴とする請求項１あるいは２に記載のヒートポンプ用室外熱交換器。
前記コルゲートフィンのルーバ面が略水平であることを特徴とする請求項３に記載のヒートポンプ用室外熱交換器。