JP2006266611A

JP2006266611A - 空気調和機の室外機

Info

Publication number: JP2006266611A
Application number: JP2005086116A
Authority: JP
Inventors: Yuji Ono; 裕司大野
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2006-10-05

Abstract

【課題】暖房運転時に室外熱交換器の熱交換効率を向上させることができる空気調和機の室外機を提供する。
【解決手段】本空気調和機の室外機は、室外熱交換器３がそれぞれ板状に形成され、板面を互いに平行にして所定のピッチＰで積層された複数の伝熱フィン３ａ、３ｂと、互いに離隔した複数箇所で伝熱フィン３ａ、３ｂを貫通している伝熱管３ｐとからなり、伝熱フィン３ａ、３ｂには、その板面方向から見て互いに隣接する伝熱フィン３ａ、３ｂ間で位置が重ならないように、伝熱管３ａ、３ｂ間に一方向に突出する切起しフィン３ａ_１、３ｂ_１が設けられる。
【選択図】図２

Description

本発明は空気調和機の室外機に係り、特に室外熱交換器の放熱フィンに形成される切起しの位置が改良された空気調和機の室外機に関する。

従来、空気調和機の室外機に設けられるフィンチューブ型の室内熱交換器は、伝熱管を熱交換空気流方向に１列又は複数列設けるとともに、熱交換効率を向上させるために各列の熱交換空気流方向とは直交する方向の伝熱管間に複数本の切起し（スリット）を設けている。

しかし、図１４に示すように、従来の室外熱交換器３において、所定ピッチで配列される伝熱フィン３ａのそれぞれの同じ位置に切起し３ａ_１を設けているため、暖房運転時において、図１５のように切起し３ａ_１に着霜し、隣り合う全ての伝熱フィン３ａ間の隙間が霜により塞がってしまい、熱交換器３を通過する空気流れに対して大きな抵抗として作用する。また、霜により塞がれた伝熱フィン３ａ間の隙間ｇ_１では熱交換はほとんど行なわれないため、伝熱フィン３ｐ上に配置された切起し３ａ_１は、室外機用熱交換器の着霜時の伝熱性能が大きく低下することの原因となっている。

なお、特許文献１には、熱交換性能を向上させるために切起しを設けた熱交換器が提案されているが、切起しを設けることにより、着霜が助長される。
特開平１１−１４２０２１号公報

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、暖房運転時に室外熱交換器の熱交換効率を向上させることができる空気調和機の室外機を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明に係る空気調和機の室外機は、吸込口と吹出口が設けられたユニット本体と、このユニット本体に収納された室外熱交換器と、この熱交換器に送風する電動ファンと、圧縮機を具備した空気調和機の室外機において、上記室外熱交換器は、それぞれ板状に形成され、板面を互いに平行にして所定のピッチで積層された複数の伝熱フィンと、互いに離隔した複数箇所で前記伝熱フィンを貫通している伝熱管とからなり、前記伝熱フィンには、その板面方向から見て互いに隣接する伝熱フィン間で位置が重ならないように、前記伝熱管間に一方向に突出する切起しが設けられたことを特徴とする。

本発明に係る熱交換器によれば、暖房運転時に室外熱交換器の熱交換効率を向上させることができる空気調和機の室外機を提供することができる。

以下、本発明の第１実施形態に係る空気調和機の室外機について添付図面を参照して説明する。

図１は本発明の第１実施形態に係る空気調和機の室外機の概念図、図２はこれに用いられる室内熱交換器の斜視図である。

図１に示すように、本第１実施形態に係る空気調和機の室外機１は、吸込口２ａと吹出口２ｂとベルマウス２ｃが設けられたユニット本体２を備え、このユニット本体２にはＬ字形状をなす室外熱交換器３が収容され、さらに、この熱交換器３に送風する電動ファン４、冷媒を圧縮する圧縮機５が収容されている。

図２及び図３に示すように、室外熱交換器３は、所定ピッチＰを有して積層され、互いの隙間に熱交換空気を流通させる複数枚の放熱フィン３ａ、３ｂと、これら放熱フィン３ａ、３ｂを貫通して設けられ、内部に熱交換媒体を導通させる伝熱管３ｐを具備している。なお、図中矢印は風の流れを示す。

伝熱管３ｐは１列に配列され、多数の放熱フィン３ａ、３ｂに伝熱的に嵌着されている。

さらに、放熱フィン３ａ、３ｂの熱交換空気流方向と直交する方向で、伝熱管３ｐ間には、複数の切起し群３Ｇａ、３Ｇｂが設けられている。

切起し群３Ｇａは、複数例えば３個の切起し３ａ_１から成り、切起し群３Ｇｂも３個の切起し３ｂ_１から成っている。

伝熱フィン３ａ、３ｂに設けられる切起し群３Ｇａ、３Ｇｂ及び切起し３ａ_１、３ｂ_１は、板面方向（伝熱管の軸方向）から見て互いに隣接する伝熱フィンフィン３ａ、３ｂ間で位置が重ならないように配置されている。すなわち、同じ高さ位置に切起し群を持つ伝熱フィンが２枚以上連続して積層されないような構成になっている。

このような構造を有する室外熱交換器３は、室外機に組み込まれ、暖房運転で使用されるとき、室外熱交換器３は蒸発器として作用して低温になり、切起し３ａ_１、３ｂ_１に着霜する。図４及び図５に示すように、この霜により、伝熱フィン３ａ、３ｂ間の切起し３ａ_１、３ｂ_１が存在する隙間ｇ_１が塞がれることがあるが、例え隙間ｇ_１が塞がれても、その両側の伝熱フィン３ａ、３ｂ間の切起しが存在しない隙間ｇ_２には霜が発生しないため、室外熱交換器３を通過する空気の流路を確保することができ、空気流路が塞がることによる熱交換器性能の低下を最小限に抑えることができる。また、霜によって伝熱フィン３ａ、３ｂ間の隙間ｇ_１が塞がれても、塞がれる隙間ｇ_１は一つおきとなるため、全ての伝熱フィン３ａ、３ｂが裏表どちらかの面において空気と接触することができ、常に熱交換に寄与することが可能となる、室外熱交換器の一部分がまとまって塞がる場合と比べて風の流れの偏りが少なくなり平均的に熱交換が行なわれるなど、着霜時における熱交換器の伝熱性能を向上させることができる。

なお、図１１（ａ）〜（ｄ）は、本第１実施形態に用いられる室外熱交換器の伝熱フィンの製造方法を示したもので、所定の位置に切起しが形成されるように設定された第１の切起し成型プレス型と、この第１の切起し成型プレス型と点対称の形状を持つ第２の切起し成型プレス型を用意し、伝熱フィンの長さと略同一の幅を有するシート状に巻かれたアルミニウム薄板のフィン材３０から伝熱フィンを形成するようにしたものであり、１回の送り工程で伝熱フィン２枚分送る２枚送りとしたものである。

すなわち、図１１（ａ）に示す第１の工程では、１枚目及び２枚目の伝熱フィンとなる部分に同時に伝熱管挿通孔３０ｐを形成する。次にフィン材３０を伝熱フィンの幅２枚分送り、図１１（ｂ）に示す第２の工程では、１枚目及び２枚目の伝熱フィン部分の伝熱管挿通孔３０ｐ間に第１の切起し成型プレス型により複数の切起し群３Ｇａ、３Ｇｂを形成するとともに、３枚目及び４枚目の伝熱フィンとなる部分に同時に伝熱管挿通孔３０ｐを形成する。なお、複数の切起し群３Ｇａ、３Ｇｂは伝熱フィンの長手方向で位置が互いにずれている。次に図１１（ｃ）に示す第３の工程では、５枚目及び６枚目の伝熱フィンとなる部分に同時に伝熱管挿通孔３０ｐを形成する。さらに、次に図１１（ｄ）に示す第４の工程では、１枚目及び２枚目の伝熱フィン部分をそれぞれ切断して伝熱フィン３ａ、３ｂを形成するとともに、３枚目及び４枚目の伝熱フィン部分に第２の切起し成型プレス型により複数の切起し群３Ｇａ、３Ｇｂを形成し、５枚目及び６枚目の伝熱フィン部分の伝熱管挿通孔３０ｐ間に第１の切起し成型プレス型により複数の切起し群３Ｇａ、３Ｇｂを形成する。同図に示すように、１枚目及び２枚目の伝熱フィン部分と３枚目及び４枚目の伝熱フィン部分の切起し群３Ｇａ、３Ｇｂの位置は、２枚目と３枚目の伝熱フィン部分の境目を中心として点対称に形成される。３枚目及び４枚目の伝熱フィン部分と５枚目及び６枚目の伝熱フィン部分においても同様である。さらに、７枚目及び８枚目の伝熱フィンとなる部分に同時に伝熱管挿通孔３０ｐを形成する。以降も同様にして製造され、１枚目の伝熱フィンの上に、３枚目、５枚目、７枚目、すなわち、奇数枚目の伝熱フィンが積み重ねられ、また、２枚目の伝熱フィンの上に、４枚目、６枚目、８枚目、すなわち、偶数枚目の伝熱フィンが積み重ねられる。

次に本発明の第２実施形態に係る空気調和機の室外機について説明する。

上記第１実施形態は切起しが伝熱管間一つおきに設けられるのに対して、本第２実施形態は切起しが伝熱管間複数個おきに設けられるものである。

例えば、図６に示すように、室外熱交換器３の伝熱フィン３ｃ、３ｄに設けられる切起し３ｃ１、３ｄ１は、伝熱管３ｐ間複数個例えば２個おきに設けられている。

これにより、図７に示すように、例え隙間ｇ_１が塞がれても、その両側の伝熱フィン３ｃ、３ｄ間の切起しが存在しない隙間ｇ_２には霜が発生しないため、室外熱交換器３を通過する空気の流路を確保することができ、空気流路が塞がることによる熱交換器性能の低下を最小限に抑えることができる。

また、本発明の第３実施形態に係る空気調和機の室外機について説明する。

上記第１実施形態は切起しが伝熱管間一つおきに設けられるのに対して、本第３実施形態は切起しが設けられた伝熱フィンと切起しが設けられていない伝熱フィンを交互に積層したものである。

例えば、図８に示すように、室外熱交換器３の切起し３ｅ_１が設けられた伝熱フィン３ｅと切起しが設けられていない伝熱フィン２ｆが交互に積層されている。

これにより、図９及び図１０に示すように、例え伝熱フィン３ｅ、３ｆ間に切起し３ｅ_１が存在する隙間ｇ_１が塞がれても、その伝熱フィン３ｅ、３ｆ間に切起しが存在しない隙間ｇ_２には霜が発生しないため、室外熱交換器３を通過する空気の流路を確保することができ、空気流路が塞がることによる熱交換器性能の低下を最小限に抑えることができる。

なお、図１２（ａ）〜（ｄ）は、本第３実施形態に用いられる室外熱交換器の伝熱フィンの製造方法を示したもので、所定の位置に切起しが形成されるように設定された切起し成型プレス型により、伝熱フィンの長さと略同一の幅を有するシート状に巻かれたアルミニウム薄板のフィン材３１から伝熱フィンを形成するようにしたものであり、１回の送り工程で伝熱フィン１枚分送る１枚送りとしたものである。

すなわち、図１２（ａ）に示す第１の工程では、１枚目の伝熱フィンとなる部分に伝熱管挿通孔３１ｐを形成する。次にフィン材３１を伝熱フィンの幅１枚分送り、図１２（ｂ）に示す第２の工程では、１枚目の伝熱フィン部分の伝熱管挿通孔３１ｐ間に切起し成型プレス型により複数の切起し３ｅ_１を形成するとともに、２枚目の伝熱フィンとなる部分に伝熱管挿通孔３１ｐを形成する。次に図１２（ｃ）に示す第３の工程では、１枚目の伝熱フィン部分を切断して伝熱フィン３ｅを形成するとともに、３枚目の伝熱フィンとなる部分に伝熱管挿通孔３０ｐを形成する。次に図１２（ｄ）に示す第４の工程では、２枚目の伝熱フィン部分を切断して伝熱フィン３ｆを形成し、１枚目の伝熱フィン３ｅ上に積み重ねるとともに、３枚目の伝熱フィン部分の伝熱管挿通孔３１ｐ間に切起し成型プレス型により複数の切起し３ｅ_１を形成するとともに、４枚目の伝熱フィンとなる部分に伝熱管挿通孔３１ｐを形成する。以下、切起しを有する伝熱フィン３ｅと切起しを有さない伝熱フィン３ｆを交互（１枚飛び）に製造し、順次積み重ねて製造する。

また、図１３（ａ）〜（ｄ）に示すように、１回の送り工程で伝熱フィン２枚分送る２枚送りとしても伝熱フィンを製造することもできる。

すなわち、図１３（ａ）に示す第１の工程では、１枚目及び２枚目の伝熱フィンとなる部分に伝熱管挿通孔３１ｐを形成する。次にフィン材３１を伝熱フィンの幅２枚分送り、図１３（ｂ）に示す第２の工程では、１枚目及び２枚目の伝熱フィン部分の伝熱管挿通孔３１ｐ間に切起し成型プレス型により複数の切起し３ｅ_１を形成するとともに、３枚目及び４枚目の伝熱フィンとなる部分に伝熱管挿通孔３１ｐを形成する。次に図１２（ｃ）に示す第３の工程では、１枚目及び２枚目の伝熱フィン部分をそれぞれ切断して伝熱フィン３ｅを形成するとともに、５枚目および６枚目の伝熱フィンとなる部分に伝熱管挿通孔３１ｐを形成する。次に図１２（ｄ）に示す第４の工程では、３枚目及び４枚目の伝熱フィン部分をそれぞれ切断して伝熱フィン３ｆを形成し、１枚目の伝熱フィン３ｅ上に３枚目の伝熱フィン３ｆを、２枚目の伝熱フィン３ｅ上に４枚目の伝熱フィン３ｆをそれぞれ積み重ねる。また、５枚目及び６枚目の伝熱フィン部分の伝熱管挿通孔３１ｐ間に切起し成型プレス型により複数の切起し３ｅ_１を形成するとともに、７枚目及び８枚目の伝熱フィンとなる部分に伝熱管挿通孔３１ｐを形成する。以下、切起しを有する伝熱フィン３ｅと切起しを有さない伝熱フィン３ｆを２枚毎に製造し、順次積み重ねて製造する。

上述のように各実施形態の空気調和機の室外機によれば、暖房運転時、切起しに着霜し、切起しが存在する伝熱フィン間の隙間が塞がれても、切起しが存在しない隙間には着霜がなく、空気の流れを確保することができ、暖房運転時の室外熱交換器の熱交換効率を向上させることができる空気調和機の室外機が実現される。

本発明に係る空気調和機の室外機の概念図。本発明の第１実施形態に係る空気調和機の室外機に用いられる室内熱交換器の斜視図。本発明の第１実施形態に係る空気調和機の室外機に用いられる室内熱交換器の側面図。本発明の第１実施形態に係る空気調和機の室外機に用いられる室内熱交換器の使用状態の側面図。本発明の第１実施形態に係る空気調和機の室外機に用いられる室内熱交換器の使用状態の平面図。本発明の第２実施形態に係る空気調和機の室外機に用いられる室内熱交換器の側面図。本発明の第２実施形態に係る空気調和機の室外機に用いられる室内熱交換器の使用状態の側面図。本発明の第３実施形態に係る空気調和機の室外機に用いられる室内熱交換器の側面図。本発明の第３実施形態に係る空気調和機の室外機に用いられる室内熱交換器の使用状態の側面図。本発明の第３実施形態に係る空気調和機の室外機に用いられる室内熱交換器の使用状態の平面図。（ａ）〜（ｄ）本発明の第１実施形態における伝熱フィンの製造方法の概念図。（ａ）〜（ｄ）本発明の第３実施形態における伝熱フィンの製造方法の概念図。（ａ）〜（ｄ）本発明の第３実施形態における伝熱フィンの製造方法の概念図。従来の空気調和機の室外機に用いられる室内熱交換器の側面図。従来の空気調和機の室外機に用いられる室内熱交換器の使用状態の側面図。

符号の説明

１…空気調和機の室外機、２…ユニット本体、３…室外熱交換器、３ａ…放熱フィン、３ｂ…放熱フィン、３ｐ…伝熱管、３Ｇａ…切起し群、３Ｇｂ…切起し群、３ａ_１…切起し、３ｂ_１…切起し、４…電動ファン、５…圧縮機。

Claims

吸込口と吹出口が設けられたユニット本体と、このユニット本体に収納された室外熱交換器と、この熱交換器に送風する電動ファンと、圧縮機を具備した空気調和機の室外機において、前記室外熱交換器は、それぞれ板状に形成され、板面を互いに平行にして所定のピッチで積層された複数の伝熱フィンと、互いに離隔した複数箇所で前記伝熱フィンを貫通している伝熱管とからなり、前記伝熱フィンには、その板面方向から見て互いに隣接する伝熱フィン間で位置が重ならないように、前記伝熱管間に一方向に突出する切起しが設けられたことを特徴とする空気調和機の室外機。
前記室外熱交換器は、切起しが設けられた伝熱フィンと切起しが設けられない伝熱フィンが、交互に積層されることを特徴とする請求項１記載の空気調和機の室外機。
前記室外熱交換器の隣接する伝熱フィンは、互いにフィンの長手方向の異なる位置に切起しが設けられることを特徴とする請求項１記載の空気調和機の室外機。