JP2012220137A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器に関し、より詳細には、冷凍サイクルやヒートポンプサイクル等を構成する熱交換器に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly to a heat exchanger that constitutes a refrigeration cycle, a heat pump cycle, and the like.
従来、例えば缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品を販売する自動販売機では、自動販売機本体である本体キャビネットの商品収容庫の内部(室内)や、機械室(室外)に冷凍サイクルやヒートポンプサイクル等の構成機器である熱交換器が設けられている。 Conventionally, for example, in vending machines that sell products such as canned beverages and beverages in plastic bottles, a refrigeration cycle is installed in the interior (indoors) of the product cabinet of the main body cabinet, which is the main body of the vending machine, and in the machine room (outdoors). A heat exchanger that is a component device such as a heat pump cycle is provided.
この種の熱交換器は、冷媒の流路が複数並設された扁平な冷媒通路管が蛇行する態様で延設され、この冷媒通路管の入口側には入口側ヘッダが、冷媒通路管の出口側には出口側ヘッダが接続されている。そして、冷媒通路管の垂直延在部位間にコルゲートフィンが接合配設されている。より詳細には、コルゲートフィンは、ルーバを切り起こしされており、上記冷媒通路管の垂直延在部位間に屈曲部外部が接合されて配設されている。(例えば、特許文献1参照)。 In this type of heat exchanger, a flat refrigerant passage pipe in which a plurality of refrigerant flow paths are juxtaposed is extended in a meandering manner, and an inlet-side header is provided on the inlet side of the refrigerant passage pipe. An outlet header is connected to the outlet side. A corrugated fin is joined and disposed between the vertically extending portions of the refrigerant passage tube. More specifically, the corrugated fin has a louver raised, and the bent portion outside is joined between the vertically extending portions of the refrigerant passage pipe. (For example, refer to Patent Document 1).
上述した特許文献1に提案されているような熱交換器を自動販売機の室外熱交換器として用いる場合には、フィン間の埃による目詰まりに注意する必要がある。つまり、上記熱交換器は、フィンの目詰まりによる熱交換量の減少を解決しなくてはならない。 When using the heat exchanger as proposed in Patent Document 1 described above as an outdoor heat exchanger of a vending machine, it is necessary to pay attention to clogging due to dust between the fins. In other words, the heat exchanger must solve the decrease in heat exchange amount due to fin clogging.
本発明は、上記実情に鑑みて、自動販売機の熱交換器として用いられる場合においても、塵、埃などによる目詰まりに対して熱交換量を確保できる熱交換器を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a heat exchanger that can secure a heat exchange amount against clogging due to dust, dust, etc. even when used as a heat exchanger of a vending machine. To do.
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る熱交換器は、複数の冷媒通路を並設させた扁平状を成し、かつ蛇行状に延設された冷媒通路管と、前記冷媒通路管における互いに平行に延在しながら隣接する上流側の平行延在部位と下流側の平行延在部位との相互間に熱的に接続され、該冷媒通路管を通過する冷媒と、自身の周囲を通過する流体との熱交換を促進させる複数のフィン部材とを備えた熱交換器において、前記フィン部材は波型形状に屈曲されて形成され、前記冷媒通路管の平行延在部位の間に水平設置したことを特徴とする。
また、本発明の請求項2に係る熱交換器は、上述した請求項1において、前記フィン部材において、波型形状に屈曲されて形成されたフィン山部とフィン谷部を略同一形状としたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a heat exchanger according to claim 1 of the present invention comprises a refrigerant passage pipe having a flat shape in which a plurality of refrigerant passages are arranged side by side and extending in a meandering manner, A refrigerant passing through the refrigerant passage tube that is thermally connected between the upstream parallel extension portion and the downstream parallel extension portion while extending in parallel with each other in the refrigerant passage tube; And a plurality of fin members that promote heat exchange with the fluid passing through the periphery of the heat exchanger. It is characterized by being installed horizontally.
A heat exchanger according to a second aspect of the present invention is the heat exchanger according to the first aspect described above, wherein, in the fin member, the fin crest and the fin trough formed by being bent into a corrugated shape have substantially the same shape. It is characterized by that.
本発明によれば、波型形状の放熱フィンが複数の冷媒通路を並設させた扁平状を成し、かつ蛇行状に延設された冷媒通路管間に水平に配置されるため、放熱フィンに付着した埃は波型形状のフィン谷部の上面側に堆積するが、フィン山部の下面側には堆積しない。これにより放熱フィンのフィン谷部の上面側に埃が堆積しても、放熱フィンのフィン山部の下面側は埃目詰まりが発生しないためフィン熱交換面積を確保することができ、熱交換性能を確保することができる。また、本発明の放熱フィンは前記冷媒通路管の平行延在部位の間に水平設置することにより、堆積した埃は刷毛やブラシを用いて除去したり、電動掃除機で容易に除去することができるため、埃堆積による熱交換性能低下をリカバリーすることができる。それにより熱交換器風路の風速低下および風量の低下を抑えることができ、冷却効率低下を防止することができるという効果を奏する。 According to the present invention, since the wave-shaped radiating fin has a flat shape in which a plurality of refrigerant passages are arranged side by side and is horizontally disposed between the refrigerant passage tubes extending in a meandering manner, The dust adhering to is deposited on the upper surface side of the corrugated fin valley, but is not deposited on the lower surface side of the fin crest. As a result, even if dust accumulates on the upper surface side of the fin valley portion of the radiating fin, dust clogging does not occur on the lower surface side of the fin ridge portion of the radiating fin, so that a fin heat exchange area can be secured and heat exchange performance Can be secured. Further, the heat dissipating fin of the present invention is horizontally installed between the parallel extending portions of the refrigerant passage tube, so that the accumulated dust can be removed with a brush or a brush or easily removed with an electric vacuum cleaner. Therefore, it is possible to recover the heat exchange performance degradation due to dust accumulation. Thereby, it is possible to suppress a decrease in the wind speed and a decrease in the air volume of the heat exchanger air passage, and it is possible to prevent the cooling efficiency from being decreased.
以下に添付図面を参照して、本発明に係る熱交換器の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図1は、発明の実施の形態である熱交換器が適用された自動販売機の斜視図である。
Hereinafter, preferred embodiments of a heat exchanger according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a vending machine to which a heat exchanger according to an embodiment of the invention is applied.
図2は、本発明の実施の形態である熱交換器が適用された自動販売機の内部構造を正面から見た場合を示す断面図である。ここで例示する自動販売機は、本体キャビネット1を備えている。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing the case where the internal structure of the vending machine to which the heat exchanger according to the embodiment of the present invention is applied is viewed from the front. The vending machine illustrated here includes a main body cabinet 1.
本体キャビネット1は、前面が開口した直方体の形態をなすものである。この本体キャビネット1には、その内部に例えば2つの断熱仕切板2によって仕切られた3つの独立した商品収容庫3が左右に並んだ態様で設けてある。この商品収容庫3は、缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品を所望の温度に維持した状態で収容するためのもので、断熱構造を有している。
図3は、図2に示した自動販売機の内部構造を示す断面側面図である。かかる図3に示すように、本体キャビネット1の前面には、外扉4及び内扉5が設けてある。外扉4は、本体キャビネット1の前面開口を開閉するためのものである。内扉5は、商品収容庫3の前面を開閉するためのものであり、商品収容庫3の前面に配され、商品を補充する際に開閉するものである。
The main body cabinet 1 is in the form of a rectangular parallelepiped whose front is open. The main body cabinet 1 is provided with three independent commodity containers 3 partitioned by, for example, two heat insulating partition plates 2 in a side-by-side manner. This product storage 3 is for storing products such as canned beverages and beverages containing plastic bottles while maintaining a desired temperature, and has a heat insulating structure.
FIG. 3 is a cross-sectional side view showing the internal structure of the vending machine shown in FIG. As shown in FIG. 3, an outer door 4 and an inner door 5 are provided on the front surface of the main body cabinet 1. The outer door 4 is for opening and closing the front opening of the main body cabinet 1. The inner door 5 is for opening and closing the front surface of the product storage 3 and is disposed on the front surface of the product storage 3 to open and close when replenishing products.
上記商品収容庫3には、商品収納ラック6、搬出機構7及び搬出シュータ8が設けてある。商品収納ラック6は、商品を上下方向に沿って並ぶ態様で収納するためのものである。搬出機構7は、商品収納ラック6の下部に設けてあり、この商品収納ラック6に収納された商品群の最下位にある商品を1つずつ搬出するためのものである。搬出シュータ8は、搬出機構7から搬出された商品を外扉4に設けられた商品取出口4aに導くためのものである。 The product storage 3 is provided with a product storage rack 6, a carry-out mechanism 7 and a carry-out shooter 8. The commodity storage rack 6 is for storing commodities in a manner arranged in the vertical direction. The carry-out mechanism 7 is provided at the lower part of the product storage rack 6 and is used to carry out the products at the bottom of the product group stored in the product storage rack 6 one by one. The carry-out shooter 8 is for guiding the product carried out from the carry-out mechanism 7 to the product take-out port 4 a provided in the outer door 4.
そして搬出シュータ8の下方域には室内熱交換器24及びヒータHが配設してある。室内熱交換器24は、背面ダクトDの前面側に配設してある。この室内熱交換器24は、機械室9に配設された圧縮機21、室外熱交換器22は、本実施の形態である熱交換器であり、膨張機構23と冷媒配管25を通じて順次接続されて冷媒回路(冷凍サイクル)20を形成している。 An indoor heat exchanger 24 and a heater H are disposed below the carry-out shooter 8. The indoor heat exchanger 24 is disposed on the front side of the rear duct D. The indoor heat exchanger 24 is a compressor 21 disposed in the machine room 9, and the outdoor heat exchanger 22 is a heat exchanger according to the present embodiment, and is sequentially connected through an expansion mechanism 23 and a refrigerant pipe 25. Thus, a refrigerant circuit (refrigeration cycle) 20 is formed.
圧縮機21は、吸引口を通じて冷媒を吸引し、吸引した冷媒を圧縮して高温高圧の状態(高温高圧冷媒)にして吐出口より吐出するものである。室外熱交換器22は、通過する冷媒を凝縮させるものである。より詳細に説明すると、圧縮機21で圧縮され、かつ吐出口から吐出されて冷媒配管25を通じて送出された冷媒を、凝縮ファン12で取り込んだ周囲空気と熱交換させて凝縮させるものである。膨張機構23は、通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。 The compressor 21 sucks the refrigerant through the suction port, compresses the sucked refrigerant to be in a high-temperature and high-pressure state (high-temperature and high-pressure refrigerant), and discharges it from the discharge port. The outdoor heat exchanger 22 condenses the refrigerant that passes therethrough. More specifically, the refrigerant compressed by the compressor 21 and discharged from the discharge port and sent out through the refrigerant pipe 25 is condensed by exchanging heat with the ambient air taken in by the condensing fan 12. The expansion mechanism 23 is for adiabatic expansion by reducing the pressure of the refrigerant passing therethrough.
これら冷媒回路20で冷媒循環させることにより、圧縮機21で圧縮された冷媒が室外熱交換器22で凝縮され、その後に膨張機構23で断熱膨張されて室内熱交換器24を通過する。冷媒が室内熱交換器24を通過する際に、該室内熱交換器24が配設された商品収容庫3の内部空気(室内空気)との間で熱交換が行われて、自身が蒸発して内部空気を冷却する。蒸発した冷媒は圧縮機21に吸引される。 By circulating the refrigerant in the refrigerant circuit 20, the refrigerant compressed by the compressor 21 is condensed by the outdoor heat exchanger 22, and then adiabatically expanded by the expansion mechanism 23 and passes through the indoor heat exchanger 24. When the refrigerant passes through the indoor heat exchanger 24, heat is exchanged with the internal air (indoor air) of the product storage 3 in which the indoor heat exchanger 24 is disposed, and the refrigerant evaporates. To cool the internal air. The evaporated refrigerant is sucked into the compressor 21.
冷却された内部空気は室内送風ファンF1の駆動により商品収容庫3の内部を移動し、これにより該商品収容庫3の商品収納ラック6に収納された商品は所望の温度(例えば5℃)に冷却されることになる。 The cooled internal air moves through the interior of the product storage 3 by driving the indoor blower fan F1, whereby the product stored in the product storage rack 6 of the product storage 3 is brought to a desired temperature (for example, 5 ° C.). It will be cooled.
ヒータHは、室内送風ファンF1の前方域に配設してある。このヒータHは通電状態となることにより周囲空気を加熱するものである。ヒータHにより加熱された空気は、室内送風ファンF1の駆動により商品収容庫3の内部を移動し、これにより該商品収容庫3の商品収納ラック6に収納された商品は所望の温度(例えば55℃)に加熱されることになる。 The heater H is disposed in the front area of the indoor fan F1. The heater H heats the surrounding air when energized. The air heated by the heater H moves inside the product storage 3 by driving the indoor blower fan F1, so that the product stored in the product storage rack 6 of the product storage 3 has a desired temperature (for example, 55). ° C).
図4及び図5は、それぞれ図3に示した室外熱交換器22を模式的に示すものであり、図4は正面図であり、図5は本発明にかかる放熱フィン222の拡大図である。ここで例示する室外熱交換器22は、冷媒通路管221と、放熱フィン222と、入口管223と、出口管224とを備えて構成してある。 4 and 5 schematically show the outdoor heat exchanger 22 shown in FIG. 3, respectively, FIG. 4 is a front view, and FIG. 5 is an enlarged view of the radiating fins 222 according to the present invention. . The outdoor heat exchanger 22 exemplified here includes a refrigerant passage pipe 221, a heat radiation fin 222, an inlet pipe 223, and an outlet pipe 224.
冷媒通路管221は、左右に蛇行して形成してある。そして空気の流れる方向に直角にある。入口管223は、冷媒通路管221の入口側端部に接続してあり、出口管224は、冷媒通路管221の出口側端部に接続してある。放熱フィン222は、波型形状に屈曲されて形成され、冷媒通路管221に挟まれるようにして上下にろう付け接合されている。これにより冷媒通路管221を通過する潜熱は、放熱フィン222により外部へ放熱されている。 The refrigerant passage tube 221 is formed to meander from side to side. And it is perpendicular to the direction of air flow. The inlet pipe 223 is connected to the inlet side end of the refrigerant passage pipe 221, and the outlet pipe 224 is connected to the outlet side end of the refrigerant passage pipe 221. The heat radiating fins 222 are bent and formed in a wave shape, and are joined by brazing up and down so as to be sandwiched between the refrigerant passage tubes 221. As a result, the latent heat passing through the refrigerant passage tube 221 is radiated to the outside by the radiation fins 222.
本実施の形態である、室外熱交換器22においては、図5に示すように、放熱フィン222のフィン谷部227の上面側には凝縮ファン12による通風によって埃225が堆積していくため、放熱フィン222上面側からの熱交換量が低下する。しかし、放熱フィン222のフィン山部226の下面側には埃225の付着や堆積はなく、放熱フィン222下面側からの熱交換量は低下しない。従来のルーバ切り起こしフィンや、フィンアンドチューブなどでは、ルーバ部や垂直方向に並列した放熱フィン間全体に埃が堆積していくため、放熱フィン全面から熱交換量が低下する。また、放熱フィンの隙間の奥側に入り込んだ埃の除去は困難であり、一度低下した熱交換量を元通り復元させることは事実上不可能である。 In the outdoor heat exchanger 22 according to the present embodiment, as shown in FIG. 5, dust 225 accumulates on the upper surface side of the fin valley portion 227 of the radiating fins 222 due to the ventilation by the condensing fan 12. The amount of heat exchange from the upper surface side of the radiating fin 222 is reduced. However, there is no adhesion or accumulation of dust 225 on the lower surface side of the fin crest portion 226 of the radiating fin 222, and the amount of heat exchange from the lower surface side of the radiating fin 222 does not decrease. In conventional louver cut-and-raised fins, fin-and-tubes, and the like, dust accumulates throughout the louver part and between the radiating fins juxtaposed in the vertical direction, so the amount of heat exchange from the entire surface of the radiating fins decreases. Moreover, it is difficult to remove dust that has entered the back side of the gap between the heat dissipating fins, and it is virtually impossible to restore the amount of heat exchange once reduced.
このように、本発明は、波型形状の放熱フィン222が複数の冷媒通路を並設させた扁平状を成し、かつ蛇行状に延設された冷媒通路管221の間に水平に配置されるために、埃225は波型形状のフィンのフィン谷部227の上面側に堆積するが、フィン山部226の下面側には堆積しない。これにより、放熱フィン222の全体に埃225が堆積することがないため、フィン熱交換面積を確保することができ、熱交換性能を確保することができる。 Thus, in the present invention, the wave-shaped radiating fins 222 have a flat shape in which a plurality of refrigerant passages are arranged side by side, and are horizontally disposed between the refrigerant passage tubes 221 extending in a meandering manner. Therefore, the dust 225 accumulates on the upper surface side of the fin valley portion 227 of the corrugated fin, but does not accumulate on the lower surface side of the fin crest portion 226. Thereby, since dust 225 does not accumulate on the whole radiation fin 222, a fin heat exchange area can be secured and heat exchange performance can be secured.
また、従来の切り起こしフィンやフィンアンドチューブ式熱交換器のフィン間に深く堆積し目詰まりした埃は、ブラシや電動掃除機を用いても容易に除去できないが、本発明の放熱フィン222は波型水平配置のために、堆積した埃は刷毛またはブラシを用いて除去したり、電動掃除機で容易に除去することができるため、埃堆積による熱交換性能低下をリカバリーすることが容易である。そのため、熱交換器の風速低下および風量の低下を抑えることができ、冷却効率低下を防止することができる。 In addition, dust that has accumulated and clogged deeply between the fins of a conventional cut-and-raised fin or fin-and-tube heat exchanger cannot be easily removed using a brush or an electric vacuum cleaner. Because of the corrugated horizontal arrangement, the accumulated dust can be removed with a brush or brush or easily with an electric vacuum cleaner, making it easy to recover the heat exchange performance degradation due to dust accumulation . Therefore, it is possible to suppress a decrease in the wind speed and a decrease in the air volume of the heat exchanger, and it is possible to prevent a decrease in cooling efficiency.
以上のように、本発明に係る波型形状の放熱フィンを有した熱交換器は、埃による熱交換性能低下を防ぎ、自動販売機等において商品を冷却等するのに用いられる冷凍サイクル等を構成する冷媒回路に有用である。 As described above, the heat exchanger having the wave-shaped radiating fins according to the present invention prevents the heat exchange performance from being deteriorated by dust and has a refrigeration cycle used for cooling products in vending machines and the like. It is useful for the refrigerant circuit which comprises.
1 本体キャビネット
20 冷媒回路
21 圧縮機
22 室外熱交換器
221 冷媒通路管
222 放熱フィン
223 入口管
224 出口管
225 埃
226 フィン山部
227 フィン谷部
23 膨張機構
24 室内熱交換器
25 冷媒配管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main body cabinet 20 Refrigerant circuit 21 Compressor 22 Outdoor heat exchanger 221 Refrigerant passage pipe 222 Radiation fin 223 Inlet pipe 224 Outlet pipe 225 Dust 226 Fin peak part 227 Fin trough part 23 Expansion mechanism 24 Indoor heat exchanger 25 Refrigerant piping
Claims (2)
前記冷媒通路管における互いに平行に延在しながら隣接する上流側の平行延在部位と下流側の平行延在部位との相互間に熱的に接続され、該冷媒通路管を通過する冷媒と、自身の周囲を通過する流体との熱交換を促進させる複数のフィン部材と
を備えた熱交換器において、
前記フィン部材は波型形状に屈曲されて形成され、前記冷媒通路管の平行延在部位の間に水平設置したことを特徴とする熱交換器。 A refrigerant passage pipe having a flat shape in which a plurality of refrigerant passages are arranged side by side and extending in a meandering manner;
A refrigerant that is thermally connected between the upstream parallel extending portion and the downstream parallel extending portion while extending in parallel with each other in the refrigerant passage tube, and passes through the refrigerant passage tube; A heat exchanger comprising a plurality of fin members that facilitate heat exchange with a fluid passing through the surroundings of the heat exchanger,
2. The heat exchanger according to claim 1, wherein the fin member is formed by being bent into a corrugated shape, and is horizontally installed between the parallel extending portions of the refrigerant passage tube.
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