JP2006125658A - Heat exchanger - Google Patents

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Naotake Kokubu
尚武 國分
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a large-size heat exchanger of high reliability to the leakage of refrigerant, used in a cooling device applying a flammable refrigerant. <P>SOLUTION: In this heat exchanger in which the refrigerant is circulated, one heat exchanger 1 is constituted by connecting a plurality of fin tube assemblies 4 formed by inserting and fixing heat transfer tubes 2 to flat fins 3 stacked at intervals to each other, by joint pipes 5, thus the heat exchanger 1 of large size and high reliability to the leakage of refrigerant can be provided. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、可燃性冷媒を使用した冷凍サイクルに使用される熱交換器に関するものである。   The present invention relates to a heat exchanger used in a refrigeration cycle using a combustible refrigerant.

近年、地球のオゾン層を保護する観点から、自動販売機や冷蔵庫などにおける冷却装置の冷凍サイクルに使用されていた冷媒CFC(クロロフルオロカーボン)―12あるいはHCFC(ハイドロクロロフルオロカーボン)―22といった塩素原子を含んだ冷媒の使用が規制され、塩素原子を含まず、オゾン層を破壊しないHFC(ハイドロフルオロカーボン)冷媒への転換が進行している。   In recent years, from the viewpoint of protecting the earth's ozone layer, chlorine atoms such as refrigerant CFC (chlorofluorocarbon) -12 or HCFC (hydrochlorofluorocarbon) -22, which have been used in refrigeration cycles of cooling devices in vending machines and refrigerators, etc. Use of the contained refrigerant is regulated, and conversion to an HFC (hydrofluorocarbon) refrigerant that does not contain chlorine atoms and does not destroy the ozone layer is in progress.

従来、主にHCFC―22冷媒を用いていた自動販売機においては、その代替冷媒として、HFC冷媒の混合冷媒であるR―407Cが、CFC―12冷媒を用いていた冷蔵庫においては、その代替冷媒としてHFC134aが採用されている。   Conventionally, in vending machines that mainly used HCFC-22 refrigerant, R-407C, which is a mixed refrigerant of HFC refrigerant, is used as an alternative refrigerant, and in refrigerators that use CFC-12 refrigerant, the alternative refrigerant. HFC134a is adopted.

一方、これらR―407CなどのHFC冷媒は、オゾン層破壊はないものの、地球温暖化係数が高いため、地球温暖化に対しては不十分な冷媒となり、そのため地球温暖化係数の低い冷媒として、HFC冷媒に代わってHC(ハイドロカーボン)冷媒が使用されている。   On the other hand, these HFC refrigerants such as R-407C do not destroy the ozone layer, but because of their high global warming potential, they are inadequate for global warming, and as a refrigerant with a low global warming potential, HC (hydrocarbon) refrigerant is used instead of HFC refrigerant.

HC(ハイドロカーボン)冷媒は可燃性冷媒であり、漏洩時の爆発事故防止等の点から、冷凍空調機器に用いられる熱交換器の溶接部の低減、封入冷媒量の低減が重視されるようになってきた。また、地球資源の有効活用、消費電力抑制の観点から、冷凍空調機器に用いられる熱交換器の効率化が求められている。   HC (hydrocarbon) refrigerant is a flammable refrigerant. From the viewpoint of preventing explosion accidents at the time of leakage, etc., it is important to reduce the number of welded parts of heat exchangers used in refrigeration and air-conditioning equipment and to reduce the amount of enclosed refrigerant. It has become. In addition, from the viewpoint of effective use of earth resources and power consumption suppression, there is a demand for more efficient heat exchangers used in refrigeration and air conditioning equipment.

可燃性冷媒を使用する冷凍サイクルに使用される熱交換器としては、一本のパイプを連続蛇行曲げ加工したサーペンタインチューブを用いた熱交換器がある。   As a heat exchanger used in a refrigeration cycle using a combustible refrigerant, there is a heat exchanger using a serpentine tube obtained by continuously bending a single pipe.

図7は、特許文献1に記載された従来の熱交換器の斜視図である。   FIG. 7 is a perspective view of a conventional heat exchanger described in Patent Document 1. FIG.

図7に示すように、熱交換器1は内部を可燃性冷媒が流動する伝熱管2と、互いに間隔を取りながら重ねられ、伝熱管2を挿入されて固定される平板状フィン3とから構成され、伝熱管2は、一本のパイプを連続蛇行曲げ加工されたサーペンタインチューブである。伝熱管2内を流動する冷媒と平板状フィン3の隙間を流れる空気が伝熱管2及び平板状フィン3を介して熱交換するものである。   As shown in FIG. 7, the heat exchanger 1 includes a heat transfer tube 2 in which a combustible refrigerant flows and a flat fin 3 that is stacked while being spaced apart from each other and to which the heat transfer tube 2 is inserted and fixed. The heat transfer tube 2 is a serpentine tube obtained by continuously bending a single pipe. The air flowing through the gap between the refrigerant flowing in the heat transfer tube 2 and the flat fin 3 exchanges heat through the heat transfer tube 2 and the flat fin 3.

伝熱管2を、一本のパイプを連続蛇行曲げ加工されたサーペンタインチューブにすることで、溶接部を大幅に低減することができる。   By making the heat transfer tube 2 into a serpentine tube in which one pipe is continuously meandered and bent, the welded portion can be greatly reduced.

図8は、特許文献2に記載された従来の他の熱交換器の正面図である。   FIG. 8 is a front view of another conventional heat exchanger described in Patent Document 2. FIG.

図8に示すように、熱交換器1は、ヘアーピン8とリターンベンド9を溶接することにより冷媒経路を構成したもので、ヘアーピン8には平板状フィン3が密着している。特許文献1に記載された熱交換器に比べると溶接部が多くなるため、可燃性冷媒を用いた冷却システムに使用される例は少なく、多くはHFC冷媒やHCFC冷媒などに使用される。
特許第2555453号公報 特許第3198168号公報
As shown in FIG. 8, the heat exchanger 1 has a refrigerant path formed by welding a hairpin 8 and a return bend 9, and the flat fin 3 is in close contact with the hairpin 8. Compared to the heat exchanger described in Patent Document 1, the number of welds is increased, so there are few examples of use in a cooling system using a flammable refrigerant, and many are used for HFC refrigerant, HCFC refrigerant, and the like.
Japanese Patent No. 2555453 Japanese Patent No. 3198168

しかしながら、特許文献1に記載された従来の熱交換器は、伝熱管が一本の連続したパイプを蛇行曲げ加工したサーペンタインチューブであるため、パイプ一本当たりの全長が長く、曲げ加工を行なう前の真っ直ぐな状態のパイプを、曲げ加工工程までの一時的な間、保管するための多大なスペースを工場内に確保する必要がある。可燃性冷媒を使用する冷蔵庫や自動販売機に現在使用される熱交換器のパイプ全長は、最大でも10m程度であるが、さらに大きな熱交換器を必要とする冷却装置(例えば産業機器など)に、可燃性冷媒を使用することを想定した場合、特許文献1に記載された従来の熱交換器の伝熱管を構成するパイプ全長は数10mにも及ぶ。工場内に全長数10mものパイプを保管するスペースを確保することは困難であり、製造工程の観点から見ても大きなロスを生じ、製造は困難であるという課題を有していた。   However, since the conventional heat exchanger described in Patent Document 1 is a serpentine tube in which a heat transfer tube is meandering and bending a single continuous pipe, the total length per pipe is long and before the bending process is performed. It is necessary to secure a large space in the factory for storing the pipe in the straight state for a temporary period until the bending process. The total length of heat exchanger pipes currently used in refrigerators and vending machines that use flammable refrigerant is about 10 m at the maximum, but for cooling devices that require a larger heat exchanger (for example, industrial equipment) Assuming that a flammable refrigerant is used, the total length of the pipe constituting the heat transfer tube of the conventional heat exchanger described in Patent Document 1 reaches several tens of meters. It was difficult to secure a space for storing pipes with a total length of several tens of meters in the factory, and a large loss was generated from the viewpoint of the manufacturing process, which had the problem that manufacturing was difficult.

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、熱交換器の冷媒流動経路を、少なくとも一つは2箇所以上の曲げ部を有するように蛇行状に曲げ加工されて構成される伝熱管と、伝熱管端部同士をつなぐ継ぎ手配管とから構成することで、パイプ一本当たりの全長を短くすることができ、従来と同等の製造スペースで、特許文献2に記載された、大型でかつHFC冷媒やHCFC冷媒を用いた冷却装置に使用されるヘアーピンとリターンベンドを溶接することにより冷媒経路を構成する熱交換器に比べると冷媒漏れに対する信頼性の高い熱交換器を提供することができる。   The present invention solves the above-described conventional problems, and includes a heat transfer tube configured by bending a refrigerant flow path of a heat exchanger in a meandering manner so that at least one has two or more bent portions. The total length per pipe can be shortened by configuring the joint pipe connecting the heat transfer tube ends to each other, and the large and HFC described in Patent Document 2 in the same manufacturing space as before. By welding a hairpin and a return bend used in a cooling device using a refrigerant or an HCFC refrigerant, a heat exchanger with higher reliability against refrigerant leakage can be provided as compared with a heat exchanger that constitutes a refrigerant path.

上記従来の課題を解決するために、本発明の熱交換器は、互いに間隔を取りながら重ねられた平板状フィンに内部を可燃性冷媒が流動する伝熱管を挿入し固定したフィンチューブ組立品と、少なくとも2つ以上の前記フィンチューブ組立品の伝熱管端部同士をつなぐ継ぎ手配管とから構成され、前記伝熱管の少なくとも1つは2箇所以上の曲げ部を有するように蛇行状に曲げ加工されて構成されたものである。   In order to solve the above-described conventional problems, the heat exchanger of the present invention includes a fin tube assembly in which a heat transfer tube in which a combustible refrigerant flows is inserted and fixed to flat fins stacked while being spaced apart from each other. And at least two of the fin tube assemblies are joint pipes connecting the end portions of the heat transfer tubes, and at least one of the heat transfer tubes is bent in a meandering manner so as to have two or more bent portions. It is configured.

これによって、伝熱管一本当たりの全長が、一本の連続したパイプを蛇行曲げ加工したサーペンタインチューブで構成する場合に比べて短くなるため、曲げ加工を行なう前の真っ直ぐな状態のパイプを曲げ加工工程までの一時的な間、保管するためのスペースの低減が図れ、大型でかつHFC冷媒やHCFC冷媒を用いた冷却装置に使用されるヘアーピンとリターンベンドを溶接することにより冷媒経路を構成する熱交換器に比べると冷媒漏れに対する信頼性の高い熱交換器を提供することができる。   This shortens the overall length per heat transfer tube compared to a serpentine tube in which one continuous pipe is serpentine bent, so that the pipe in a straight state before bending is bent. The heat that constitutes the refrigerant path by welding the hairpin and return bend, which is large and used for the cooling device using HFC refrigerant or HCFC refrigerant, can be reduced for the temporary storage until the process. Compared to the exchanger, it is possible to provide a highly reliable heat exchanger against refrigerant leakage.

本発明は、大型でかつHFC冷媒やHCFC冷媒を用いた冷却装置に使用されるヘアーピンとリターンベンドを溶接することにより冷媒経路を構成する熱交換器に比べると冷媒漏れに対する信頼性の高い熱交換器を提供することができる。   The present invention is a large-sized heat exchanger that is more reliable for refrigerant leakage than a heat exchanger that forms a refrigerant path by welding a hairpin and a return bend used in a cooling device using HFC refrigerant or HCFC refrigerant. Can be provided.

請求項1に記載の発明は、互いに間隔を取りながら重ねられた平板状フィンに内部を可燃性冷媒が流動する伝熱管を挿入し固定したフィンチューブ組立品と、少なくとも2つ以上の前記フィンチューブ組立品の伝熱管端部同士をつなぐ継ぎ手配管とから構成され、前記伝熱管の少なくとも1つは2箇所以上の曲げ部を有するように蛇行状に曲げ加工されて構成されたものであり、少なくとも2つ以上の前記フィンチューブ組立品同士を継ぎ手配管で接続し一つの熱交換器を構成することで、従来の一本の連続したパイプを蛇行曲げ加工したサーペンタインチューブで冷媒経路を構成する場合に比べて、伝熱管一本当たりの全長が短くなる。そのため、製造工程において、曲げ加工を行なう前の真っ直ぐな状態のパイプを、曲げ加工工程までの一時的な間、保管するためのスペースを低減することができ、同一製造スペースで、従来に比べて大型でかつHFC冷媒やHCFC冷媒を用いた冷却装置に使用されるヘアーピンとリターンベンドを溶接することにより冷媒経路を構成する熱交換器に比べると溶接箇所数を大幅に低減することができるため、冷媒漏れに対する信頼性の高い熱交換器を提供することができる。例えば3列10段の熱交換器で比較した場合、溶接箇所数を30箇所から6箇所と、大幅に低減することが可能である。また、少なくとも2つ以上の前記フィンチューブ組立品同士を継ぎ手配管で接続し一つの熱交換器を構成することで、空気の流れ方向に対して平板状フィンを分割した形で配置することが可能となり、境界層前縁効果により高い熱交換能力を確保することが可能になる。また、平板状フィンや伝熱管又はフィンチューブ組立品を、複数の製品に対して効率的に兼用することが可能となり、材料コストを低減することができる。また、平板状フィンを配列する間隔(フィンピッチ)が異なる複数のフィンチューブ組立品から一つの熱交換器を構成することが可能となり、埃の目詰まりや着霜などの平板状フィン目詰まりによる性能劣化を、部分的に回避することができる。また、一つの熱交換器において、空気抵抗の高い部分のフィンピッチが疎に、低い部分のフィンピッチが密になるように構成することも可能であり、空気抵抗の均一化を図ることができ、熱交換能力を向上することができる。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a fin tube assembly in which a heat transfer tube in which a combustible refrigerant flows is inserted and fixed to flat fins stacked while being spaced apart from each other, and at least two fin tubes. It is composed of a joint pipe that connects the heat transfer tube ends of the assembly, and at least one of the heat transfer tubes is formed by bending in a meandering manner so as to have two or more bent portions, and at least When two or more fin tube assemblies are connected to each other by a joint pipe to form one heat exchanger, and a refrigerant path is formed by a serpentine tube obtained by meandering a single continuous pipe. In comparison, the overall length per heat transfer tube is shortened. Therefore, in the manufacturing process, the space for storing the pipe in a straight state before bending can be temporarily reduced until the bending process. Because the number of welding points can be greatly reduced compared to the heat exchanger that constitutes the refrigerant path by welding the hairpin and return bend that are large and used in the cooling device using HFC refrigerant or HCFC refrigerant, A highly reliable heat exchanger against refrigerant leakage can be provided. For example, when compared with three rows and ten stages of heat exchangers, the number of welding locations can be significantly reduced from 30 to 6 locations. Further, by connecting at least two or more fin tube assemblies with joint piping to form one heat exchanger, it is possible to arrange flat fins in the form of dividing the air flow direction. Thus, it is possible to ensure a high heat exchange capacity by the boundary layer leading edge effect. Further, it is possible to efficiently use flat fins, heat transfer tubes, or fin tube assemblies for a plurality of products, and the material cost can be reduced. In addition, it is possible to configure one heat exchanger from a plurality of fin tube assemblies having different intervals (fin pitches) for arranging flat fins, which is caused by clogging of flat fins such as clogging of dust and frost formation. Performance degradation can be partially avoided. In addition, in one heat exchanger, it is possible to configure the fin pitch of the portion with high air resistance to be sparse and the fin pitch of the low portion to be dense, so that the air resistance can be made uniform. , Heat exchange ability can be improved.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記伝熱管は、各列、又は各段ごとに継目無しになるように構成されることを特徴としたものであり、伝熱管を、各列、又は各段ごとに継目無しになるように構成することで、熱交換器の開口部形状が同一の場合(列数又は段数、フィン部長さが同一の場合)に伝熱管を兼用することができ、部品兼用の効率化による材料コスト低減をはかることができる。また、伝熱管を、各列、又は各段ごとに継目無しになるように構成することで、従来の一本の連続したパイプを蛇行曲げ加工したサーペンタインチューブで冷媒経路を構成する場合に比べて、伝熱管の配置を自由に設定することが可能になる。そのため、開口部形状や熱交換能力を考慮して、最適な伝熱管の配置をすることができる仕様の熱交換器を提供することができる。ここで、列方向とは平板状フィン表面に沿って熱交換器本体を空気が通過する方向で、段方向とは、平板状フィンに平行で、かつ列方向に直角な方向である。   The invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the heat transfer tube is configured to be seamless for each row or each stage. By configuring the heat tubes so that there is no seam for each row or each step, the heat transfer tubes when the shape of the opening of the heat exchanger is the same (when the number of rows or steps and the fin length are the same) The material cost can be reduced by improving the efficiency of the parts. In addition, by configuring the heat transfer tubes to be seamless for each row or each stage, compared to the conventional case where the refrigerant path is configured with a serpentine tube obtained by meandering a single continuous pipe. The arrangement of the heat transfer tubes can be freely set. For this reason, it is possible to provide a heat exchanger having a specification capable of optimally arranging the heat transfer tubes in consideration of the shape of the opening and the heat exchange capability. Here, the row direction is a direction in which air passes through the heat exchanger body along the flat fin surface, and the step direction is a direction parallel to the flat fin and perpendicular to the row direction.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記伝熱管は平面状に曲げ加工されたことを特徴としたものであり、平面状の伝熱管と継ぎ手配管により冷媒経路部が構成されることになり、冷媒経路部におけるパイプひねり加工部をなくすことができる。そのため、冷媒経路部を構成するパイプのひねり加工による加工硬化部分を無くすことができ、液圧拡管などによる、伝熱管とフィンの密着性を良化することができ、熱交換能力を向上することができる。また、伝熱管にひねり加工部が無いため、ひねり加工による機械的負荷がかからず、ひねり加工を施す場合に比べて、伝熱管の肉厚を薄くすることが可能となり、材料コストの低減を図ることができる。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 2, wherein the heat transfer tube is bent into a flat shape, and a refrigerant path portion is formed by a flat heat transfer tube and a joint pipe. Thus, the pipe twisting portion in the refrigerant path portion can be eliminated. Therefore, it is possible to eliminate the work hardening part by twisting the pipe constituting the refrigerant path part, improve the adhesion between the heat transfer tube and the fin by the hydraulic expansion pipe, etc., and improve the heat exchange capacity. Can do. In addition, since there is no twisting part in the heat transfer tube, the mechanical load due to twisting is not applied, and it is possible to reduce the wall thickness of the heat transfer tube compared to the case where twisting is performed, which reduces the material cost. Can be planned.

請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の発明において、前記平板状フィンは、フィンカラーを有することを特徴としたものである。これにより、平板状フィンと伝熱管の密着力が向上し、熱交換効率が向上し、可燃性冷媒の封入量を低減することができる。   According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the flat fin has a fin collar. Thereby, the contact | adhesion power of a flat fin and a heat exchanger tube improves, heat exchange efficiency improves, and the enclosure amount of a combustible refrigerant | coolant can be reduced.

請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の発明において、冷媒経路を複数経路で構成したことを特徴としたものであり、冷媒経路を複数経路で構成することで、伝熱管一本当たりに流れる冷媒の量を低減することができ、効率的な熱交換の促進、液冷媒の偏流の防止、管内圧力損失の低減が可能となり、熱交換効率が向上し、可燃性冷媒の封入量を低減することができる。   The invention according to claim 5 is characterized in that, in the invention according to any one of claims 1 to 4, the refrigerant path is constituted by a plurality of paths, and the refrigerant path is constituted by a plurality of paths. By configuring, the amount of refrigerant flowing per heat transfer tube can be reduced, enabling efficient heat exchange, preventing drift of liquid refrigerant, reducing pressure loss in the tube, and improving heat exchange efficiency. The amount of flammable refrigerant enclosed can be reduced.

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が、従来例または先に説明した実施の形態と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The same reference numerals are given to the same configurations as those of the conventional example or the embodiments described above, and detailed descriptions thereof will be omitted. The present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における熱交換器の斜視図である。図2は、同実施の形態におけるフィンチューブ組立品の斜視図である。図3は、同実施の形態における熱交換器の伝熱管の斜視図である。図4は、同実施の形態における熱交換器の伝熱管の他の実施例の斜視図である。図5は、同実施の形態における熱交換器の平板状フィンの斜視図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view of a heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the fin tube assembly in the same embodiment. FIG. 3 is a perspective view of a heat transfer tube of the heat exchanger in the same embodiment. FIG. 4 is a perspective view of another example of the heat transfer tube of the heat exchanger according to the embodiment. FIG. 5 is a perspective view of a flat fin of the heat exchanger in the same embodiment.

図1において、熱交換器1は、互いに間隔を取りながら重ねられた平板状フィン3に、内部を可燃性冷媒が流動する伝熱管2を挿入し固定した、図2に示すようなフィンチューブ組立品4と、少なくとも2つ以上のフィンチューブ組立品4同士をつなぐ継ぎ手配管5とから構成され、伝熱管2の少なくとも1つは、2箇所以上の曲げ部を有するように蛇行状に曲げ加工されて構成されているものである。   In FIG. 1, a heat exchanger 1 has a fin tube assembly as shown in FIG. 2, in which a heat transfer tube 2 in which a combustible refrigerant flows is inserted and fixed to flat fins 3 stacked while being spaced apart from each other. And at least one of the heat transfer tubes 2 is bent in a meandering manner so as to have two or more bent portions. It is configured.

伝熱管2内を流動する可燃性冷媒と空気が伝熱管2および平板状フィン3を介して熱交換される。   The combustible refrigerant flowing in the heat transfer tube 2 and air are heat-exchanged via the heat transfer tube 2 and the flat fins 3.

以上のように構成された熱交換器について、以下その動作、作用を説明する。   About the heat exchanger comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.

まず、真っ直ぐなパイプを蛇行状に曲げ加工した伝熱管2を平板状フィン3に挿入し、水や油等の液圧やその他の手段で伝熱管2と平板状フィン3を密着固定させることでフィンチューブ組立品4を構成する。   First, the heat transfer tube 2 obtained by bending a straight pipe into a meandering shape is inserted into the plate-like fin 3, and the heat transfer tube 2 and the plate-like fin 3 are tightly fixed by liquid pressure such as water or oil or other means. The fin tube assembly 4 is configured.

この拡管工程は、場合によっては省略され、伝熱管2を平板状フィン3に挿入するだけでフィンチューブ組立品4の形状を保持する場合や、熱交換器1の状態まで組み立てた後に拡管を行なう場合もある。   This tube expansion step is omitted in some cases, and when the shape of the fin tube assembly 4 is maintained only by inserting the heat transfer tube 2 into the flat fin 3, or after the heat exchanger 1 is assembled, the tube expansion is performed. In some cases.

次にフィンチューブ組立品4の伝熱管2同士を継ぎ手配管5で、溶接などにて接続することで熱交換器1を構成する。伝熱管2と継ぎ手配管5の接続手段は溶接やロー付けが一般的であるが、双方の材質などにより最適な手段も変わってくるため、冷媒漏れに対する信頼性を確保できる方法であれば手段は問わない。   Next, the heat exchanger 1 is configured by connecting the heat transfer tubes 2 of the fin tube assembly 4 with the joint pipe 5 by welding or the like. The connection means between the heat transfer pipe 2 and the joint pipe 5 is generally welded or brazed, but the optimum means varies depending on the material of both, so if the method can ensure the reliability against refrigerant leakage, the means is It doesn't matter.

このような構成にすることで、従来の熱交換器1のように一本の連続したパイプを蛇行曲げ加工したサーペンタインチューブで冷媒経路を構成する場合に比べて、同一の大きさの熱交換器で比較した場合、パイプ単品当たりの全長を短くすることができる。   By adopting such a configuration, a heat exchanger having the same size as that of the conventional heat exchanger 1 compared to the case where the refrigerant path is formed by a serpentine tube obtained by meandering and bending a single continuous pipe. In comparison, the total length per single pipe can be shortened.

これにより、蛇行曲げ加工する前の真っ直ぐな状態のパイプを保管するスペースの低減を図ることができ、同一製造スペースで、従来に比べて大型でかつHFC冷媒やHCFC冷媒を用いた冷却装置に使用されるヘアーピンとリターンベンドを溶接することにより冷媒経路を構成する熱交換器に比べると冷媒漏れに対する信頼性の高い熱交換器を提供することができる。   As a result, it is possible to reduce the space for storing the pipe in a straight state before the meandering bending process, and the same manufacturing space is used for a cooling device that is larger than conventional and uses HFC refrigerant or HCFC refrigerant. By welding the hairpin and the return bend that are made, it is possible to provide a heat exchanger that is more reliable against refrigerant leakage than a heat exchanger that constitutes the refrigerant path.

また、互いに間隔を取りながら重ねられた平板状フィン3に、伝熱管2を挿入し固定した、図2に示すような複数のフィンチューブ組立品4同士を、継ぎ手配管5で接続することにより熱交換器1を構成することで、空気の流れ方向に対して平板状フィン3を分割した形で配置することが可能となり、境界層前縁効果により高い熱交換能力を確保することが可能になる。   Further, a plurality of fin tube assemblies 4 as shown in FIG. 2, in which the heat transfer tubes 2 are inserted and fixed to the flat plate fins 3 that are stacked while being spaced apart from each other, are connected to each other by a joint pipe 5. By configuring the exchanger 1, it is possible to arrange the flat fins 3 in a divided form with respect to the air flow direction, and it is possible to ensure a high heat exchange capacity by the boundary layer leading edge effect. .

また、平板状フィン3や伝熱管2、又はフィンチューブ組立品4を複数の製品に対して効率的に兼用することが可能となり、材料コストを低減することができる。また、少なくとも2つ以上のフィンチューブ組立品4同士を継ぎ手配管で接続し一つの熱交換器を構成することで、平板状フィン3の配列の間隔(フィンピッチ)が異なる複数のフィンチューブ組立品4から一つの熱交換器1を構成することが可能となり、部分的に埃の目詰まりや着霜などの平板状フィン3の目詰まりによる性能劣化を回避することができる。また、一つの熱交換器1において、空気抵抗の高い部分のフィンピッチが疎に、低い部分のフィンピッチが密になるように構成することも可能であり、空気抵抗の均一化を図ることができ、熱交換能力を向上することができる。   Further, the flat fin 3, the heat transfer tube 2, or the fin tube assembly 4 can be efficiently used for a plurality of products, and the material cost can be reduced. Further, a plurality of fin tube assemblies having different arrangement intervals (fin pitches) of the plate-like fins 3 by connecting at least two fin tube assemblies 4 with joint pipes to form one heat exchanger. Four to one heat exchanger 1 can be configured, and performance degradation due to clogging of the flat fins 3 such as clogging of dust and frosting can be avoided. In addition, in one heat exchanger 1, it is possible to configure the fin pitch of the portion with high air resistance to be sparse and the fin pitch of the low portion to be dense so that the air resistance can be made uniform. And heat exchange capability can be improved.

また、図3に示すように、熱交換器1において、伝熱管2を、各列、又は各段ごとに継目無しになるように構成することで、熱交換器1の開口部形状が同一の場合(列数又は段数、フィン部長さが同一の場合)に伝熱管2を兼用することができ、部品兼用の効率化による材料コスト低減をはかることができる。また、伝熱管2を、各列、又は各段ごとに継目無しになるように構成することで、従来の一本の連続したパイプを蛇行曲げ加工したサーペンタインチューブで冷媒経路を構成する場合に比べて、伝熱管2の配置を自由に設定することが可能になる。そのため、開口部形状や熱交換能力を考慮して、最適な伝熱管2の配置をすることができる仕様の熱交換器1を提供することができる。   Further, as shown in FIG. 3, in the heat exchanger 1, the heat transfer tubes 2 are configured so as to be seamless for each row or each stage, so that the opening shape of the heat exchanger 1 is the same. In this case (when the number of rows or the number of stages and the fin portion length are the same), the heat transfer tube 2 can also be used, and the material cost can be reduced by increasing the efficiency of the parts. In addition, by configuring the heat transfer tubes 2 so as to be seamless for each row or each stage, compared to the case where the refrigerant path is configured by a serpentine tube obtained by meandering a single continuous pipe. Thus, the arrangement of the heat transfer tubes 2 can be freely set. For this reason, it is possible to provide the heat exchanger 1 having a specification capable of optimally arranging the heat transfer tubes 2 in consideration of the opening shape and the heat exchange capability.

また、図4に示すように、熱交換器1において、伝熱管2を平面状に曲げ加工することにより、冷媒経路部におけるパイプひねり加工部をなくすことができる。そのため、冷媒経路部を構成するパイプのひねり加工による加工硬化部分がゼロになり、液圧拡管などによる、伝熱管2と平板状フィン3の密着性を良化することができ、熱交換能力を向上することができる。   Moreover, as shown in FIG. 4, in the heat exchanger 1, the pipe twist process part in a refrigerant | coolant path | route part can be eliminated by bending the heat exchanger tube 2 in planar shape. Therefore, the work hardening part by twisting of the pipe constituting the refrigerant path part becomes zero, the adhesion between the heat transfer pipe 2 and the flat fin 3 by the hydraulic expansion pipe or the like can be improved, and the heat exchange capability is improved. Can be improved.

また、図5に示すように、熱交換器1において、平板状フィン3にフィンカラー6を設けることにより、平板状フィン3と伝熱管2の密着力を向上することができ、熱交換能力を向上することができる。   Moreover, as shown in FIG. 5, in the heat exchanger 1, by providing the fin collar 6 in the flat fin 3, the adhesive force of the flat fin 3 and the heat exchanger tube 2 can be improved, and heat exchange capability is improved. Can be improved.

(実施の形態2)
図6は、本発明の実施の形態2における熱交換器の斜視図である。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a perspective view of the heat exchanger according to Embodiment 2 of the present invention.

図6において、熱交換器1は、冷媒経路を5経路にしている。   In FIG. 6, the heat exchanger 1 has five refrigerant paths.

以上のように構成された熱交換器について、以下その動作、作用を説明する。   About the heat exchanger comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.

熱交換器1は、冷媒経路を5経路で構成したものである。従来の一本の連続したパイプを蛇行曲げ加工したサーペンタインチューブで冷媒経路を構成する熱交換器では、冷媒経路が一本の連続したパイプであるので、冷媒経路を複数経路で構成することは不可能である。   The heat exchanger 1 includes five refrigerant paths. In a conventional heat exchanger in which a refrigerant path is constituted by a serpentine tube obtained by meandering a single continuous pipe, the refrigerant path is a single continuous pipe. Is possible.

熱交換器1は、冷媒経路を複数経路で構成することで、伝熱管一本当たりに流れる冷媒の量を低減し、効率的な熱交換の促進、液冷媒の偏流の防止、管内圧力損失の低減が可能となり、熱交換効率が向上し、冷媒充填量を削減することができ、冷媒に可燃性冷媒を用いた場合の冷媒漏れによる発火の危険性を減少することができる。   The heat exchanger 1 includes a plurality of refrigerant paths, thereby reducing the amount of refrigerant flowing per heat transfer tube, promoting efficient heat exchange, preventing liquid refrigerant drift, and reducing the pressure loss in the pipe. Reduction is possible, heat exchange efficiency is improved, the amount of refrigerant filling can be reduced, and the risk of ignition due to refrigerant leakage when a combustible refrigerant is used as the refrigerant can be reduced.

冷媒経路を複数経路で構成する手段としては、図6に示すように分流器7を用いて伝熱管2の端部同士を接続するのが一般的であるが、冷媒をそれぞれの経路に均等に分流できれば手段は問わない。   As a means for configuring the refrigerant path by a plurality of paths, the ends of the heat transfer tubes 2 are generally connected to each other by using a flow divider 7 as shown in FIG. Any means can be used as long as it can be divided.

また、蛇行状に曲げ加工された伝熱管2と伝熱管2同士を接続する継ぎ手配管5によって冷媒経路が構成されているため、冷媒経路の分け方は自由に設定することができるが、冷媒分流の均一性、製造工程におけるロス及び部品兼用の効率化などを考えると、伝熱管2を、各列、又は各段ごとに継目無しになるように構成し、それぞれの伝熱管2の端部同士を分流器7で接続するような仕様が望ましい。   In addition, since the refrigerant path is constituted by the heat transfer pipe 2 bent in a serpentine shape and the joint pipe 5 that connects the heat transfer pipes 2, the refrigerant path can be freely set. The heat transfer tubes 2 are configured to be seamless for each row or each stage, considering the uniformity of the manufacturing process, the loss in the manufacturing process, and the efficiency of the combined use of parts, and the ends of the heat transfer tubes 2 are connected to each other. It is desirable that the specifications be such that they are connected by the shunt 7.

以上のように、本発明にかかる熱交換器は、大型でかつHFC冷媒やHCFC冷媒を用いた冷却装置に使用されるヘアーピンとリターンベンドを溶接することにより冷媒経路を構成する熱交換器に比べると冷媒漏れに対する信頼性が高いので、可燃性冷媒を用いた冷蔵庫、自動販売機はいうまでもなく、産業機器などより大きな熱交換器を必要とする冷却装置に適用できる。   As described above, the heat exchanger according to the present invention is larger than the heat exchanger that forms a refrigerant path by welding a hairpin and a return bend used in a cooling device using an HFC refrigerant or an HCFC refrigerant. Therefore, it can be applied to a cooling device that requires a larger heat exchanger such as industrial equipment, as well as a refrigerator and a vending machine using a flammable refrigerant.

本発明の実施の形態1における熱交換器の斜視図The perspective view of the heat exchanger in Embodiment 1 of this invention 同実施の形態におけるフィンチューブ組立品の斜視図The perspective view of the fin tube assembly in the embodiment 同実施の形態における熱交換器の伝熱管の斜視図The perspective view of the heat exchanger tube of the heat exchanger in the embodiment 同実施の形態における熱交換器の伝熱管の他の実施例の斜視図The perspective view of the other Example of the heat exchanger tube of the heat exchanger in the embodiment 同実施の形態における熱交換器の平板状フィンの斜視図The perspective view of the flat fin of the heat exchanger in the embodiment 本発明の実施の形態2における熱交換器の斜視図The perspective view of the heat exchanger in Embodiment 2 of this invention 従来の熱交換器の斜視図A perspective view of a conventional heat exchanger 従来の他の熱交換器の正面図Front view of another conventional heat exchanger

符号の説明Explanation of symbols

1 熱交換器
2 伝熱管
3 平板状フィン
4 フィンチューブ組立品
5 継ぎ手配管
6 フィンカラー
1 Heat Exchanger 2 Heat Transfer Tube 3 Flat Fin 4 Fin Tube Assembly 5 Joint Piping 6 Fin Collar

Claims (5)

互いに間隔を取りながら重ねられた平板状フィンに内部を可燃性冷媒が流動する伝熱管を挿入し固定したフィンチューブ組立品と、少なくとも2つ以上の前記フィンチューブ組立品の伝熱管端部同士をつなぐ継ぎ手配管とから構成され、前記伝熱管の少なくとも1つは2箇所以上の曲げ部を有するように蛇行状に曲げ加工されて構成された熱交換器。   A fin tube assembly in which a heat transfer tube in which a flammable refrigerant flows is inserted and fixed to flat fins stacked while being spaced apart from each other, and at least two heat transfer tube ends of the fin tube assembly are connected to each other. A heat exchanger configured to be bent in a meandering manner so that at least one of the heat transfer tubes has two or more bent portions. 前記伝熱管は、各列、又は各段ごとに継目無しになるように構成されることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。   The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat transfer tubes are configured to be seamless for each row or each stage. 前記伝熱管は平面状に曲げ加工されたことを特徴とする請求項2に記載の熱交換器。   The heat exchanger according to claim 2, wherein the heat transfer tube is bent into a flat shape. 前記平板状フィンは、フィンカラーを有することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の熱交換器。   The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the flat fin has a fin collar. 冷媒経路を複数経路で構成したことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の熱交換器。   The heat exchanger according to any one of claims 1 to 4, wherein the refrigerant path includes a plurality of paths.
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