JP2006010210A

JP2006010210A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2006010210A
Application number: JP2004187853A
Authority: JP
Inventors: Isao Fujinami; 功藤波; Katsuhiro Kawabata; 克宏川端; Yutaka Shibata; 豊柴田; Norie Nishiguchi; 憲岐西口
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2004-06-25
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2006-01-12

Abstract

【課題】空気流れ方向に連設された複数の熱交ユニットにおける境界層の発達を抑制することで性能向上を図る。
【解決手段】偏平管からなる伝熱管１，１・・と、該伝熱管１，１・・における偏平面１ａ，１ａ・・間に接合配置されるコルゲートフィンとによって構成された複数個の熱交ユニットＡ，Ａ・・を空気流れ方向Ｗに連設してなる熱交換器において、隣り合う熱交ユニットＡ，Ａにおける伝熱管１，１・・の配列を、空気流れ方向Ｗにおいてずらして、空気流れ方向Ｗにおいて下流側に位置する熱交ユニットＡにおける伝熱管１，１・・の前縁効果が強調され、空気流れ方向Ｗにおいて下流側に位置する熱交ユニットＡにおける伝熱管１，１・・での境界層の発達を抑制できるようにしている。
【選択図】図２

Description

本願発明は、コルゲートタイプの熱交換器に関するものである。

空気調和機等において使用される熱交換器であって、偏平管からなる伝熱管と、該伝熱管における偏平面間に接合配置されるコルゲートフィンとによって構成されたコルゲートタイプの熱交換器は従来から良く知られており、この種のコルゲートタイプの熱交換器を２列以上の複数列連設して使用する場合がある（特許文献１参照）。

特許第３３５８３８０号公報。

上記特許文献１に開示されているコルゲートタイプの熱交換器は、例えば図９および図１０に示すように、偏平管からなる伝熱管１，１・・と、該伝熱管１，１・・における偏平面１ａ，１ａ・・間に接合配置されるコルゲートフィン２，２・・とによって構成された複数個の熱交ユニットＡ，Ａ・・を空気流れ方向Ｗに連設してなっており、隣り合う熱交ユニットＡ，Ａにおける伝熱管１，１・・の配列は、空気流れ方向Ｗにおいて同列とされている。符号７，８は上下ヘッダーである。

上記のように構成された熱交換器の場合、空気流れ方向Ｗにおいて上流側に位置する熱交ユニットＡにおける伝熱管１，１・・と下流側に位置する熱交ユニットＡにおける伝熱管１，１・・とが空気流れ方向に同列とされているため、境界層が発達し易いこととなり、下流側に位置する熱交ユニットＡの性能が低下してしまうという不具合が発生するおそれがある。

本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、空気流れ方向に連設された複数の熱交ユニットにおける境界層の発達を抑制することで性能向上を図ることを目的としている。

本願発明では、上記課題を解決するための第１の手段として、偏平管からなる伝熱管１，１・・と、該伝熱管１，１・・における偏平面１ａ，１ａ・・間に接合配置されるコルゲートフィン２，２・・とによって構成された複数個の熱交ユニットＡ，Ａ・・を空気流れ方向Ｗに連設してなる熱交換器において、隣り合う熱交ユニットＡ，Ａにおける伝熱管１，１・・の配列を、空気流れ方向Ｗにおいてずらしている。

上記のように構成したことにより以下のような作用が得られる。

即ち、隣り合う熱交ユニットＡ，Ａにおける伝熱管１，１・・の配列を、空気流れ方向Ｗにおいてずらしたことにより、空気流れ方向Ｗにおいて下流側に位置する熱交ユニットＡにおける伝熱管１，１・・の前縁効果が強調されることとなる。その結果、空気流れ方向Ｗにおいて下流側に位置する熱交ユニットＡにおける伝熱管１，１・・での境界層の発達が抑制されることとなり、当該熱交ユニットＡにおける性能向上を図ることができる。

本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第２の手段として、上記第１の手段を備えた熱交換器において、前記各熱交ユニットＡを、空気流れ方向Ｗにおいて複数に小型分割された伝熱管１，１・・を備えて構成することもでき、そのように構成した場合、熱交ユニットＡを湾曲あるいは屈曲させる必要が生じたとき、当該湾曲あるいは屈曲作業を容易に行うことができる。

本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第３の手段として、上記第１又は第２の手段を備えた熱交換器において、前記各伝熱管１の偏平面１ａに、上下方向に連続するドレン排出用の溝６を形成することもでき、そのように構成した場合、フィン表面に発生し、フィン面を伝わって伝熱管１の偏平面１ａに到達したドレンがドレン排出用の溝６を介して下方に排出されることとなり、ドレンの排出性がより一層向上する。

本願発明の第１の手段によれば、偏平管からなる伝熱管１，１・・と、該伝熱管１，１・・における偏平面１ａ，１ａ・・間に接合配置されるコルゲートフィン２，２・・とによって構成された複数個の熱交ユニットＡ，Ａ・・を空気流れ方向Ｗに連設してなる熱交換器において、隣り合う熱交ユニットＡ，Ａにおける伝熱管１，１・・の配列を、空気流れ方向Ｗにおいてずらして、空気流れ方向Ｗにおいて下流側に位置する熱交ユニットＡにおける伝熱管１，１・・の前縁効果が強調されるようにしたので、空気流れ方向Ｗにおいて下流側に位置する熱交ユニットＡにおける伝熱管１，１・・での境界層の発達が抑制されることとなり、当該熱交ユニットＡにおける性能向上を図ることができるという効果がある。

本願発明の第２の手段におけるように、上記第１の手段を備えた熱交換器において、前記各熱交ユニットＡを、空気流れ方向Ｗにおいて複数に小型分割された伝熱管１，１・・を備えて構成することもでき、そのように構成した場合、熱交ユニットＡを湾曲あるいは屈曲させる必要が生じたとき、当該湾曲あるいは屈曲作業を容易に行うことができる。

本願発明の第３の手段におけるように、上記第１又は第２の手段を備えた熱交換器において、前記各伝熱管１の偏平面１ａに、上下方向に連続するドレン排出用の溝６を形成することもでき、そのように構成した場合、フィン表面に発生し、フィン面を伝わって伝熱管１の偏平面１ａに到達したドレンがドレン排出用の溝６を介して下方に排出されることとなり、ドレンの排出性がより一層向上する。

以下、添付の図面を参照して、本願発明の好適な実施の形態について説明する。

この熱交換器は、図１ないし図３に示すように、偏平管からなる伝熱管１，１・・と、該伝熱管１，１・・における偏平面１ａ，１ａ・・間に接合配置されるコルゲートフィン２，２・・とによって構成された複数個（本実施の形態の場合、３個）の熱交ユニットＡ，Ａ，Ａを空気流れ方向Ｗに連設してなっている。符号７，８は、各熱交ユニットＡにおける上下ヘッダーである。

この場合、各熱交ユニットＡは、空気流れ方向Ｗにおいて複数に小型分割された伝熱管１，１・・を備えて構成されている。また、図２に示すように、隣り合う熱交ユニットＡ，Ａにおける伝熱管１，１・・の配列は、空気流れ方向Ｗにおいてずらされている。さらに、前記各伝熱管１の偏平面１ａには、上下方向に連続するドレン排出用の溝６が形成されている（図３参照）。

上記のように構成したことにより、空気流れ方向Ｗにおいて下流側に位置する熱交ユニットＡにおける伝熱管１，１・・の前縁効果が強調されることとなる。その結果、空気流れ方向Ｗにおいて下流側に位置する熱交ユニットＡにおける伝熱管１，１・・での境界層の発達が抑制されることとなり、当該熱交ユニットＡにおける性能向上を図ることができる。また、各熱交ユニットＡを、空気流れ方向Ｗにおいて複数に小型分割された伝熱管１，１・・を備えて構成したことにより、熱交ユニットＡを湾曲あるいは屈曲させる必要が生じたとき、当該湾曲あるいは屈曲作業を容易に行うことができる。例えば、図４（イ）あるいは（ロ）に示すように、熱交ユニットＡ，Ａを湾曲させる場合においても容易に作業できる。ここで、図４（イ）の場合、ヘッダー７，８が熱交ユニットＡ，Ａ毎に分割されており、図４（ロ）の場合、ヘッダー７，８が熱交ユニットＡ，Ａにおいて共用できるように一体化されている。また、図５に示すように、熱交ユニットＡ，Ａの一端側を直角に屈曲させる場合においても容易に作業できる。なお、この場合、熱交換器は、２個の熱交ユニットＡ，Ａよりなっている
さらに、各伝熱管１の偏平面１ａに、上下方向に連続するドレン排出用の溝６を形成したことにより、フィン表面に発生し、フィン面を伝わって伝熱管１の偏平面１ａに到達したドレンがドレン排出用の溝６を介して下方に排出されることとなり、ドレンの排出性がより一層向上する。

ところで、本実施の形態にかかる熱交換器を構成する各熱交ユニットＡにおけるコルゲートフィン２は、以下のように構成することもできる。

即ち、コルゲートフィン２には、図６ないし図８に示すように、伝熱管１，１における偏平面１ａ，１ａに対して直交する方向に延びるスリット３が形成されており、該スリット３の両側に位置するフィン面を屈曲させて山部４，４・・および谷部５，５・・が交互に形成されている。そして、前記山部４，４・・と谷部５，５・・とは、前記スリット３に関して空気流れ方向Ｗに対応せしめられている。また、前記伝熱管１の偏平面１ａには、上下方向に連続するドレン排出用の溝６が形成されている。

上記のように構成した場合、コルゲートフィン２における前縁効果が強調され、フィン表面熱伝達率が大幅に向上することとなる。その結果、フィン総括熱伝達率が向上し、性能向上に大いに寄与することとなる。また、コルゲートフィン２が斜め格子状に接点Ｐ，Ｐ・・を有することとなるため、フィン表面に発生したドレンが伝熱管１，１の方へ流れ易くなり、ドレンの排出性が向上し、蒸発器として使用したときの性能低下を抑えることができる。

本願発明の実施の形態にかかる熱交換器の斜視図である。本願発明の実施の形態にかかる熱交換器の一部を切除した平面図である。本願発明の実施の形態にかかる熱交換器における伝熱管の平面図である。本願発明の実施の形態にかかる熱交換器（この場合、２個の熱交ユニットよりなっている）を湾曲させた状態を示す側面図であり、（イ）はヘッダーが分割されたタイプの場合を示し、（ロ）はヘッダーが一体化されたタイプの場合を示す。本願発明の実施の形態にかかる熱交換器（この場合、２個の熱交ユニットよりなっている）の一端側を直角に屈曲させた状態を示す平面図である。本願発明の実施の形態にかかる熱交換器の変形例を示す要部拡大正面図である。本願発明の実施の形態にかかる熱交換器の変形例を示す要部平面図である。本願発明の実施の形態にかかる熱交換器の変形例におけるコルゲートフィンの拡大斜視図である。従来のコルゲートタイプの熱交換器の斜視図である。従来のコルゲートタイプの熱交換器の平面図である。

符号の説明

１は伝熱管
１ａは偏平面
２はコルゲートフィン
６は溝
Ａは熱交ユニット
Ｗは空気流れ方向

Claims

偏平管からなる伝熱管（１），（１）・・と、該伝熱管（１），（１）・・における偏平面（１ａ），（１ａ）・・間に接合配置されるコルゲートフィン（２），（２）・・とによって構成された複数個の熱交ユニット（Ａ），（Ａ）・・を空気流れ方向（Ｗ）に連設してなる熱交換器であって、隣り合う熱交ユニット（Ａ），（Ａ）における伝熱管（１），（１）・・の配列を、空気流れ方向（Ｗ）においてずらしたことを特徴とする熱交換器。
前記各熱交ユニット（Ａ）を、空気流れ方向（Ｗ）において複数に小型分割された伝熱管（１），（１）・・を備えて構成したことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
前記各伝熱管（１）の偏平面（１ａ）には、上下方向に連続するドレン排出用の溝（６）を形成したことを特徴とする請求項１および２のいずれか一項記載の熱交換器。