JP2013120007A - Heat exchanger and cooling system using the same - Google Patents

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Masaki Sunada
正樹 砂田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an economical heat exchanger which increases the strength of a side plate in a dog-bone type heat exchanger with independent fins for the improvement of heat exchange efficiency and performs an excellent frosting/defrosting operation.SOLUTION: Because corrugating processing is applied to a surface of a side plate 5 to make a ridge line parallel with a vertical direction, a flat seat 7 is formed at a peripheral edge of a long hole 4, and a slender flat groove 8 is formed in a step direction, ventilation resistance can be reduced to drastically improve heat exchange efficiency, and furthermore, the strength of the side plate can be increased to eliminate a bend or tear, thereby improving rigidity as a heat exchanger.

Description

本発明は、家庭用あるいは業務用冷蔵庫、さらにはショーケース等において、冷却器(蒸発器)として用いられる所謂ドッグボーン型フィンアンドチューブ式熱交換器及びそれを用いた冷却システムに関するものである。   The present invention relates to a so-called dogbone type fin-and-tube heat exchanger used as a cooler (evaporator) in a household or commercial refrigerator, a showcase or the like, and a cooling system using the same.

近年、例えば家庭用冷蔵庫においては本体の外寸を固定し、庫内容量を大きくする傾向にあり、これに起因して冷却システム関連部品は、年々コンパクト化が要求されている。また、業務用冷蔵庫においては、省エネルギーモデルの発売が本格化し、これに起因して冷却システム関連部品のさらなる高効率化が要求されている。   In recent years, for example, home refrigerators tend to fix the outer dimensions of the main body and increase the internal capacity, and as a result, cooling system-related parts are required to be more compact year by year. In commercial refrigerators, the launch of energy-saving models has begun in earnest, and as a result, higher efficiency of cooling system-related parts is required.

そのような中で、熱交換器もコンパクト化や高効率化の要求が高まっている。   Under such circumstances, there is an increasing demand for compactness and high efficiency of heat exchangers.

一方で、原材料高騰により部品材料の合理化の要求も高まり、熱交換器性能を高めることと併せて、材料の薄肉合理化が求められている。   On the other hand, the demand for rationalization of component materials has increased due to soaring raw materials, and in addition to improving the performance of heat exchangers, there has been a demand for rationalization of thin materials.

その一例として、プレートフィンに加工された、所謂ドッグボーン型の長孔に、サーペンタイン状の冷媒チューブを挿入してなり、且つ、経済的なアルミニウムパイプを用いることが可能で、高効率化要素を備えた、ドックボーン型熱交換器が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。   For example, a serpentine refrigerant tube is inserted into a so-called dogbone-shaped long hole processed into a plate fin, and an economical aluminum pipe can be used. There are known dockbone heat exchangers (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

図9から図12は、上記特許文献1及び特許文献2に記載された従来の熱交換器を示すものである。   9 to 12 show conventional heat exchangers described in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above.

図9は従来の熱交換器の正面図、図10はA−A断面を表す側面断面図、図11はB−B断面を表す平面断面図であり、図12は、従来の側板を表す正面図である。   9 is a front view of a conventional heat exchanger, FIG. 10 is a side sectional view showing an AA section, FIG. 11 is a plan sectional view showing a BB section, and FIG. 12 is a front view showing a conventional side plate. FIG.

上記従来の熱交換器101の構成は、直管部及び曲管部が連続して複数の列および段が千鳥状に形成されるよう所定のピッチで蛇行状に曲げ加工された冷媒チューブ102と、矩形部104aおよび矩形部104aの両側短辺に設けた円弧部104bからなる長孔104を板面に複数設け、且つ、少なくとも2列ごとに独立したプレートフィン103と、少なくとも4列分以上のプレート幅を有する側板105を具備し、プレートフィン103を複数相互に間隔を有して配置し、側板105を両端または片端に複数配置し、長孔104に冷媒チューブ102を貫通させた熱交換器である。   The configuration of the conventional heat exchanger 101 includes a refrigerant tube 102 bent in a meandering manner at a predetermined pitch so that a plurality of rows and stages are formed in a staggered manner in which a straight pipe portion and a curved pipe portion are continuously formed. In addition, a plurality of long holes 104 each including a rectangular portion 104a and an arc portion 104b provided on both short sides of the rectangular portion 104a are provided on the plate surface, and at least two rows of independent plate fins 103 and at least four rows or more are provided. A heat exchanger having a side plate 105 having a plate width, a plurality of plate fins 103 arranged at intervals, a plurality of side plates 105 arranged at both ends or one end, and a refrigerant tube 102 penetrating through a long hole 104 It is.

以上のように構成された熱交換器101について、以下その動作を説明する。   The operation of the heat exchanger 101 configured as described above will be described below.

まず、プレートフィン103を複数相互に間隔を有して配置し、冷媒チューブ102を長孔104に貫通させるに際し、冷媒チューブ102の曲管部を頭にして長孔104の周縁にバーリング形成されたカラーの根元側から挿入するが、一般的に冷媒チューブ102とプレートフィン103の密着性を高めるために、冷媒チューブ102の外径と長孔104の円弧部104bの内径は略同径になっていることと、冷媒チューブ102の直管部の製直性、または千鳥状に形成された冷媒チューブの角度や曲げピッチなどの精度の問題で、挿入抵抗が少なからずあることや、プレートフィン103は、少なくとも2列ごとに独立しているため、冷媒チューブ102が貫通していくにあたり、プレートフィン103の端部周縁だけしか保持できないので、実際には、図9および図11に示すようにプレートフィン103には反りやねじれが発生し易くなっている。なお、プレートフィン103の
材料薄肉化によるコスト合理化もこの現象に拍車を掛けている。
First, a plurality of plate fins 103 are arranged with a space between each other, and when penetrating the refrigerant tube 102 through the long hole 104, a burring is formed on the periphery of the long hole 104 with the curved pipe portion of the refrigerant tube 102 as a head. Although it is inserted from the base side of the collar, generally, the outer diameter of the refrigerant tube 102 and the inner diameter of the arc portion 104b of the long hole 104 are substantially the same in order to improve the adhesion between the refrigerant tube 102 and the plate fin 103. Due to the fact that the straight tube portion of the refrigerant tube 102 is straight and the accuracy of the angle and bending pitch of the refrigerant tube formed in a staggered manner, the insertion resistance is not a little. Since at least every two rows are independent, only the edge of the plate fin 103 can be held as the refrigerant tube 102 penetrates. In, in practice, warp or torsion becomes liable to occur in the plate fin 103 as shown in FIGS. 9 and 11. Note that cost rationalization by reducing the material thickness of the plate fin 103 has spurred this phenomenon.

また、上記熱交換器101の両端または片端に側板105を複数配置することで、プレートフィン103は、少なくとも2列ごとに独立し、間隔を有して複数配置しているので、冷媒チューブ102を複数のプレートフィン103に貫通後密着固定させても、プレートフィン103の配置部分では、熱交換器101は2列ごとに分断している。よって、端部に配置した側板105により、本来境界層前縁効果を狙って間隔を置いて配置していた形状を固定させる効果がある。しかしながら、近年進む材料薄肉化により、プレートフィン103と略同じ板厚の側板105では、図9に示すように、2列ごとに分断配置したプレートフィン103が接近・接触するようになっている。側板105の強度不足により、図9の左端では、折れ曲がったり、右端では引きちぎれたりしており、熱交換器101として全体が変形するようになっており、複数枚を配置することで強度アップを図っているのが現状である。   In addition, by arranging a plurality of side plates 105 at both ends or one end of the heat exchanger 101, the plate fins 103 are independent at least every two rows and are arranged at intervals. Even if the plate fins 103 are fixed tightly after passing through the plurality of plate fins 103, the heat exchanger 101 is divided into two rows at the portion where the plate fins 103 are disposed. Therefore, the side plate 105 arranged at the end portion has an effect of fixing the shape which is originally arranged at an interval aiming at the boundary layer leading edge effect. However, due to the recent thinning of the material, the side plate 105 having substantially the same thickness as the plate fin 103 is brought into contact with and in contact with the plate fins 103 that are divided in two rows as shown in FIG. Due to insufficient strength of the side plate 105, it is bent at the left end in FIG. 9 or torn off at the right end, so that the entire heat exchanger 101 is deformed. This is the current situation.

また、材料の薄肉化を行っても、プレートフィンの強度を確保し、熱交換性能を高める手段の一例として、プレートフィンの表面に波形のコルゲート成形を施した熱交換器が知られている(例えば、特許文献3、特許文献4参照)。   Further, as an example of means for ensuring the strength of the plate fins and improving the heat exchange performance even if the material is thinned, a heat exchanger having a corrugated corrugated shape on the surface of the plate fins is known ( For example, see Patent Document 3 and Patent Document 4).

これら従来の熱交換器(図示せず)のプレートフィンに施されたコルゲート形状は、風向きに対し稜線が略垂直になるよう且つ、コルゲートの山高さを比較的高くして、熱交換する空気の乱流促進を狙ったものである。また円穴周辺に成形されたフラット座により、プレートフィンの強度が高くなり、熱交換器の曲げ加工に対する強度向上に寄与している。   The corrugated shape applied to the plate fins of these conventional heat exchangers (not shown) is such that the ridge line is substantially perpendicular to the wind direction and the height of the corrugated peak is relatively high so that the heat exchange air It aims to promote turbulence. Further, the flat seats formed around the circular holes increase the strength of the plate fins and contribute to the improvement of the strength of the heat exchanger against bending.

特開平4−86491号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-86491 特開平11−333539号公報JP 11-333539 A 実公平07−17955号公報No. 07-17955 特許第4607470号公報Japanese Patent No. 4607470

しかしながら、従来の熱交換器101の構成では、側板105が強度不足であるために、2列ごとに分断配置したプレートフィン103が接近・接触したり、側板105が折れ曲がったり、引きちぎれたりしており、熱交換器101として全体が変形するようになっている。   However, in the configuration of the conventional heat exchanger 101, since the side plate 105 is insufficient in strength, the plate fins 103 divided and arranged every two rows approach or contact each other, or the side plate 105 is bent or torn. The entire heat exchanger 101 is deformed.

したがって、プレートフィン103を、少なくとも2列ごとに分断した状態で配置構成することで、熱交換器101として境界層前縁効果により熱交換性能を向上させることに寄与していたものが、プレートフィン103の接近・接触により熱交換器性能の低下や、冷却運転時の偏着霜を引き起こすという課題を有していた。   Therefore, by arranging the plate fins 103 in a state of being divided at least every two rows, what contributes to improving the heat exchange performance by the boundary layer leading edge effect as the heat exchanger 101 is the plate fins. Due to the approach / contact of 103, there was a problem that the heat exchanger performance was deteriorated and uneven frost was caused during cooling operation.

また、熱交換器101の変形により筐体への取り付け誤差が生じるという課題も有していた。   In addition, there is a problem that an error in mounting to the housing occurs due to deformation of the heat exchanger 101.

また、側板105には反りやねじれが発生し易くなっている。特に、側板105の材料を薄肉化すればする程、反りやねじれはより発生し易くなる。側板105が反ったりねじれたりすることで、少なからず熱交換器101の通風抵抗は高くなり、強制通風させる送風機の特性に依るが一般的に風量が低下し、熱交換量が低くなるという課題を有していた
Further, the side plate 105 is likely to be warped or twisted. In particular, as the material of the side plate 105 is made thinner, warping and twisting are more likely to occur. As the side plate 105 is warped or twisted, the ventilation resistance of the heat exchanger 101 is increased to some extent, and generally depends on the characteristics of the blower for forced ventilation, but the air volume generally decreases, and the heat exchange amount decreases. Had.

また、側板105の強度アップには、側板105の表面にコルゲート成形を施し円穴周辺にフラット座を成形するのがよいが、反りやねじれを改善するものではなく、従来例のような風向きに対し稜線が略垂直になるようにコルゲート成形すると、通風抵抗が高くなってしまい、やはり熱交換量が低くなるという課題を有していた。   In order to increase the strength of the side plate 105, it is better to corrugate the surface of the side plate 105 and form a flat seat around the circular hole. On the other hand, when corrugated so that the ridgeline is substantially vertical, the ventilation resistance is increased, and the heat exchange amount is also decreased.

本発明は上記従来の課題を解決するもので、ドッグボーン型熱交換器における側板の反りやねじれを改善し、通風抵抗を低減することと、側板の強度アップを図ることで、折れ曲がりや引きちぎれを無くし、熱交換器としての剛性を高めることで、変形の改善を行い、着霜・除霜の信頼性をも考慮した高効率且つ経済的な熱交換器とそれを用いた冷却システムを提供することを目的とするものである。   The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and improves bending and torsion of the side plate in the dog bone type heat exchanger, reduces ventilation resistance, and increases the strength of the side plate, thereby preventing bending and tearing. Eliminating and improving the rigidity as a heat exchanger improves the deformation and provides a highly efficient and economical heat exchanger that takes into account the reliability of frosting and defrosting and a cooling system using the heat exchanger It is for the purpose.

上記従来の課題を解決するために、本発明の熱交換器は、直管部及び曲管部が連続して複数の列および段が千鳥状に形成されるよう所定のピッチで蛇行状に曲げ加工された冷媒チューブと、矩形部および前記矩形部の両側短辺に設けた円弧部からなる長孔を板面に複数設け、且つ、少なくとも2列ごとに独立したプレートフィンと、前記長孔を板面に複数設けた、少なくとも4列分以上のプレート幅を有する側板を具備し、前記プレートフィンを複数相互に間隔を有して配置し、前記側板を両端または片端に複数配置し、前記長孔に前記冷媒チューブを貫通させたものであって、前記プレートフィンと側板の表面には、稜線が列数方向に平行になるように、段方向に波形のコルゲート成形を施し、且つ、前記長孔周縁部には、平らなフラット座を形成し、且つ、段方向に細長く平らなフラット溝を形成したものである。   In order to solve the above-described conventional problems, the heat exchanger according to the present invention is bent in a meandering manner at a predetermined pitch so that a plurality of rows and stages are formed in a staggered manner in which a straight pipe portion and a curved pipe portion are continuously formed. A plurality of long holes made of a processed refrigerant tube, a rectangular portion and arc portions provided on both short sides of the rectangular portion are provided in the plate surface, and at least two rows of independent plate fins, and the long holes A plurality of side plates having a plate width of at least four rows or more provided on the plate surface, a plurality of the plate fins arranged at intervals, a plurality of the side plates arranged at both ends or one end, and the length The refrigerant tube is passed through a hole, and the corrugated corrugation is applied in the step direction so that the ridge line is parallel to the column number direction on the surface of the plate fin and the side plate. Flat perimeter around the hole Forming a, and is obtained by forming a slender flat flat groove in the column direction.

これにより、ドッグボーン型熱交換器における側板の反りやねじれを改善し、通風抵抗を低減することと、側板の強度アップを図ることで、折れ曲がりや引きちぎれを無くし、熱交換器としての剛性を高めることで、変形の改善を行い、着霜・除霜の信頼性をも考慮した高効率且つ経済的な熱交換器とそれを用いた冷却システムを提供することができる。   This improves side plate warpage and torsion in dog-bone heat exchangers, reduces ventilation resistance and increases side plate strength, eliminates bending and tearing, and increases rigidity as a heat exchanger Thus, the deformation can be improved, and a highly efficient and economical heat exchanger that takes into account the reliability of frosting and defrosting and a cooling system using the heat exchanger can be provided.

本発明の熱交換器とそれを用いた冷却システムは、ドッグボーン型熱交換器における側板の反りやねじれを改善し、通風抵抗を低減することと、側板の強度アップを図ることで、折れ曲がりや引きちぎれを無くし、熱交換器としての剛性を高めることで、変形の改善を行い、着霜・除霜の信頼性をも考慮した高効率且つ経済的な熱交換器とそれを用いた冷却システムを提供することができる。   The heat exchanger of the present invention and the cooling system using the heat exchanger improve the warping and twisting of the side plate in the dog bone type heat exchanger, reduce the ventilation resistance, and increase the strength of the side plate, so that bending and A high-efficiency and economical heat exchanger that improves deformation and eliminates tearing and improves rigidity as a heat exchanger and also considers the reliability of frosting and defrosting, and a cooling system using the heat exchanger Can be provided.

本発明の実施の形態1における熱交換器の正面図The front view of the heat exchanger in Embodiment 1 of this invention 同実施の形態1における熱交換器の側面A−A線断面図Side surface AA line sectional view of the heat exchanger in Embodiment 1 同実施の形態1における熱交換器の平面B−B線断面図Plane BB sectional view of the heat exchanger in the first embodiment 同実施の形態1における側板の正面図Front view of the side plate in the first embodiment 同実施の形態1における他の側板の正面図Front view of another side plate in the first embodiment 本発明の実施の形態2における側板の正面図Front view of a side plate in Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施の形態3における側板の正面図Front view of a side plate in Embodiment 3 of the present invention 本発明の実施の形態4における冷却システムの模式図The schematic diagram of the cooling system in Embodiment 4 of this invention 従来の熱交換器の正面図Front view of conventional heat exchanger 同熱交換器の側面A−A線断面図Side view along the line AA of the heat exchanger 同熱交換器の平面B−B線断面図Cross-sectional view of plane B-B of the heat exchanger 従来の側板の正面図Front view of conventional side plate

請求項1に記載の発明は、直管部及び曲管部が連続して複数の列および段が千鳥状に形成されるよう所定のピッチで蛇行状に曲げ加工された冷媒チューブと、矩形部および前記矩形部の両側短辺に設けた円弧部からなる長孔を板面に複数設け、且つ、少なくとも2列ごとに独立したプレートフィンと、前記長孔を板面に複数設けた、少なくとも4列分以上のプレート幅を有する側板を具備し、前記プレートフィンを複数相互に間隔を有して配置し、前記側板を両端または片端に複数配置し、前記長孔に前記冷媒チューブを貫通させたものであって、前記プレートフィンと側板の表面には、稜線が列数方向に平行になるように、段方向に波形のコルゲート成形を施し、且つ、前記長孔周縁部には、平らなフラット座を形成し、且つ、段方向に細長く平らなフラット溝を形成したものである。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a refrigerant tube bent in a meandering manner at a predetermined pitch so that a plurality of rows and stages are formed in a staggered manner in which a straight pipe portion and a curved pipe portion are continuously formed, and a rectangular portion And a plurality of long holes made of circular arc portions provided on both short sides of the rectangular portion on the plate surface, and at least four plate fins that are independent at least every two rows, and a plurality of the long holes are provided on the plate surface. A side plate having a plate width equal to or greater than a row is provided, a plurality of the plate fins are arranged at intervals, a plurality of the side plates are arranged at both ends or one end, and the refrigerant tube is passed through the long hole. The surface of the plate fin and the side plate is corrugated in the step direction so that the ridge line is parallel to the row number direction, and the flat perimeter of the slot is flat. Forms a seat and narrows in the step direction Ku is obtained by forming a flat flat groove.

かかる構成とすることにより、ドッグボーン型熱交換器における側板の反りやねじれを改善し、通風抵抗を低減することと、側板の強度アップを図ることで、折れ曲がりや引きちぎれを無くし、熱交換器としての剛性を高めることで、変形の改善を行い、着霜・除霜の信頼性をも考慮した高効率且つ経済的な熱交換器とそれを用いた冷却システムを提供することができる。   By adopting such a structure, the warp and twist of the side plate in the dog bone type heat exchanger are improved, the ventilation resistance is reduced, and the strength of the side plate is increased, so that bending and tearing are eliminated, and as a heat exchanger By improving the rigidity, it is possible to provide a highly efficient and economical heat exchanger in which deformation is improved and reliability of frost formation and defrosting is considered, and a cooling system using the heat exchanger.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の熱交換器において、フラット溝を、コルゲートの稜線と略垂直になるよう形成したものである。   According to a second aspect of the present invention, in the heat exchanger according to the first aspect, the flat groove is formed so as to be substantially perpendicular to the ridgeline of the corrugation.

かかる構成とすることにより、通風抵抗の増加をさせることなく且つ、側板の反りやねじれは略消滅し、隣接するフィンに接触するなどの問題は解決されるので、偏着霜などの発生がなくなり、除霜信頼性も向上し、高効率且つ経済的な熱交換器を提供することができる。   By adopting such a configuration, problems such as the side plate warping and twisting substantially disappearing and contact with adjacent fins can be solved without increasing the draft resistance, and the occurrence of uneven frost or the like is eliminated. The defrosting reliability is also improved, and a highly efficient and economical heat exchanger can be provided.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の熱交換器において、フラット溝を、側板の端部に形成したものである。   According to a third aspect of the present invention, in the heat exchanger according to the second aspect, a flat groove is formed at an end portion of the side plate.

かかる構成とすることにより、側板の端部にフラット溝を形成すると、水滴落下の妨げになり難い構成であるため、着霜時に風路閉塞し難くなり、冷却能力の低下が遅くなる。また、着霜目詰まりの回避、除霜後の冷却性能の維持も可能となり、高い信頼性を実現し、高効率且つ経済的な熱交換器を提供することができる。   By adopting such a configuration, if a flat groove is formed at the end of the side plate, it is difficult to prevent water droplets from dropping, so that the air passage is difficult to block during frost formation, and the cooling capacity is slowed down. In addition, it is possible to avoid clogging of frost and maintain the cooling performance after defrosting, realizing high reliability, and providing a highly efficient and economical heat exchanger.

請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の熱交換器において、フラット溝を、千鳥状に配列された長孔と略垂直になるよう形成したものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the heat exchanger according to the first aspect, the flat grooves are formed so as to be substantially perpendicular to the long holes arranged in a staggered manner.

かかる構成とすることにより、フラット溝を長孔と垂直にすることで、側板のねじれ防止と水滴落下性も同時に解決できる。   By adopting such a configuration, it is possible to solve the problem of preventing the side plate from twisting and dropping the water droplets at the same time by making the flat groove perpendicular to the long hole.

請求項5に記載の発明は、圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器と、前記蒸発器に強制通風させる送風機とを備えている冷却システムにおいて、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載した熱交換器を蒸発器として用いた冷却システムである。   Invention of Claim 5 is a cooling system provided with the compressor, the condenser, the decompression device, the evaporator, and the air blower forcibly ventilating the evaporator. It is a cooling system using the heat exchanger as described in any one as an evaporator.

かかる構成とすることにより、冷却システムとして、省エネ特性に優れたものとなり、高効率且つ経済的な冷却システムを提供することができる。   With this configuration, the cooling system has excellent energy saving characteristics, and a highly efficient and economical cooling system can be provided.

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。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that 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正面図、図2は、図1のA−A線による同熱交換器の側面からの断面図、図3は、図1のB−B線による同熱交換器の平面側からの断面図である。図4は、同実施の形態1における側板の正面図、図5は、同実施の形態1における別の側板の正面図である。
(Embodiment 1)
1 is a front view of a heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the heat exchanger taken along line AA in FIG. 1, and FIG. It is sectional drawing from the plane side of the same heat exchanger by -B line. 4 is a front view of a side plate in the first embodiment, and FIG. 5 is a front view of another side plate in the first embodiment.

図1、図2及び図3において、熱交換器1は、内部を冷媒が流動する冷媒チューブ2と、所定間隔毎に配置された複数のプレートフィン3と、両端に配置された側板5を具備している。   1, 2, and 3, the heat exchanger 1 includes a refrigerant tube 2 in which a refrigerant flows, a plurality of plate fins 3 arranged at predetermined intervals, and side plates 5 arranged at both ends. doing.

冷媒チューブ2は、アルミ製あるいはアルミ合金製の一本の管体を、直管部と曲管部が連続し、段(左右)方向Xおよび列(上下)方向Yにおいて千鳥状に複数となるよう蛇行状に曲げ加工されたサーペンタインチューブであり、曲管部を形成する接続管を用いることなく一本の冷媒流路を形成している。   The refrigerant tube 2 is a single tube made of aluminum or aluminum alloy, and a straight pipe portion and a curved pipe portion are continuous, and a plurality of the refrigerant tubes 2 are staggered in the step (left and right) direction X and the row (up and down) direction Y. The serpentine tube is bent in a meandering manner, and forms one refrigerant flow path without using a connecting pipe that forms a curved pipe portion.

そして、2列ごとに独立した複数のプレートフィン3に形成された複数の長孔4と、熱交換器1の全幅分のプレート幅を有する側板5に形成された複数の長孔4とを、冷媒チューブ2の曲管部が貫通することにより、冷媒チューブ2の直管部がプレートフィン3と密着した構成となっている。   Then, a plurality of long holes 4 formed in the plurality of plate fins 3 independent every two rows, and a plurality of long holes 4 formed in the side plate 5 having a plate width corresponding to the full width of the heat exchanger 1, The straight tube portion of the refrigerant tube 2 is in close contact with the plate fin 3 by passing through the bent tube portion of the refrigerant tube 2.

図4及び図5において、側板5に加工された長孔4は、矩形部4aと円弧部4bを有し、矩形部4aの両側短辺に円弧部4bがそれぞれ連続して長穴状に形成されている。 また、側板5の表面には、稜線6aが列数方向に平行になるように、段方向に波形のコルゲート6が加工されており、且つ、長孔4の周縁部には、平らなフラット座7が形成され、且つ、段方向に細長く平らなフラット溝8も形成されている。   4 and 5, the long hole 4 processed in the side plate 5 has a rectangular portion 4a and a circular arc portion 4b, and the circular arc portion 4b is formed in a long hole shape continuously on both short sides of the rectangular portion 4a. Has been. Further, a corrugated corrugation 6 is processed in the step direction on the surface of the side plate 5 so that the ridge line 6a is parallel to the column number direction, and a flat flat seat is formed in the peripheral portion of the long hole 4. 7 is formed, and a flat groove 8 that is elongated and flat in the step direction is also formed.

以上のように構成された熱交換器1について、以下その動作、作用を説明する。   About the heat exchanger 1 comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.

まず、側板5の表面に加工されたコルゲート6は、稜線6aが列数方向に平行であり、すなわち風向き(Y方向)対しても平行となっているので、コルゲート加工によって通風抵抗を増加させてはいない。   First, the corrugated 6 processed on the surface of the side plate 5 has the ridge line 6a parallel to the column number direction, that is, parallel to the wind direction (Y direction). No.

また、側板5を両端に配置し、冷媒チューブ2を長孔4に貫通させるに際し、冷媒チューブ2の曲管部を頭にして長孔4の周縁にバーリング形成されたカラーの根元側から挿入するが、一般的に冷媒チューブ2とプレートフィン3の密着性を高めるために、冷媒チューブ2の外径と長孔4の円弧部4bの内径は略同径になっていることと、冷媒チューブ2の直管部の製直性、または千鳥状に形成された冷媒チューブ2の角度や曲げピッチなどの精度の問題で、挿入抵抗が少なからずあることにより、熱交換器1は、側板5に反りやねじれが発生し易い構成となっている。なお、側板5の板厚を薄くしていくとより一層反りやねじれが発生し易い構成になってしまう。そこで、側板5の表面にコルゲート6を加工し、且つ千鳥配列の長孔4の周縁部に平らなフラット座7を形成し、フラット座7と連結した形で、段方向に細長く平らなフラット溝8も形成していることで、側板5の反りやねじれが改善され、また、折れ曲がりや引きちぎれが無くなる。さらに、熱交換器1としての剛性が高まることで、変形の改善がなされ、着霜・除霜の信頼性をも考慮した高効率且つ経済的な熱交換器とそれを用いた冷却システムを提供することができる。   Further, the side plates 5 are arranged at both ends, and when the refrigerant tube 2 is passed through the long hole 4, the bent tube portion of the refrigerant tube 2 is used as a head, and is inserted from the base side of the collar that is burring around the long hole 4. However, in general, in order to improve the adhesion between the refrigerant tube 2 and the plate fin 3, the outer diameter of the refrigerant tube 2 and the inner diameter of the arc portion 4b of the long hole 4 are substantially the same, and the refrigerant tube 2 The heat exchanger 1 warps against the side plate 5 due to the straightness of the straight pipe portion or the accuracy of the angle and bending pitch of the refrigerant tubes 2 formed in a staggered manner, and the insertion resistance is not a little. It is the structure which is easy to generate | occur | produce and a twist. In addition, when the plate | board thickness of the side plate 5 is made thin, it will become the structure in which a curvature and a twist are easy to generate | occur | produce further. Therefore, the corrugate 6 is processed on the surface of the side plate 5 and the flat flat seat 7 is formed on the peripheral edge of the staggered long hole 4 and is connected to the flat seat 7 so as to be elongated in the step direction. By forming 8 as well, warping and twisting of the side plate 5 are improved, and bending and tearing are eliminated. Furthermore, by improving the rigidity of the heat exchanger 1, the deformation is improved, and a highly efficient and economical heat exchanger considering the reliability of frosting and defrosting and a cooling system using the heat exchanger are provided. can do.

つまり、側板5の強度が低いと、前述のように反りやねじれ、折れ曲がりや引きちぎれが発生し、熱交換器1としても変形してしまうので、通風抵抗が増加したり、2列ごとに独立したプレートフィン3の列方向間隔が狭くなったりする。よって、熱交換性能の低下や偏着霜が起こり、除霜不足などの問題が起こるので、側板5の強度を増すために、枚数
を増やしたり、板厚を厚くしたりする必要がある。したがって、着霜・除霜の信頼性をも考慮した高効率且つ経済的な熱交換器とそれを用いた冷却システムを提供できないこととなる。
That is, if the strength of the side plate 5 is low, warping, twisting, bending and tearing occur as described above, and the heat exchanger 1 is also deformed, so that the ventilation resistance is increased or every two rows are independent. An interval in the row direction of the plate fins 3 may be narrowed. Therefore, since a problem such as a decrease in heat exchange performance or uneven frost occurs and problems such as insufficient defrosting occur, it is necessary to increase the number of plates or increase the plate thickness in order to increase the strength of the side plate 5. Therefore, it is impossible to provide a highly efficient and economical heat exchanger considering the reliability of frosting / defrosting and a cooling system using the heat exchanger.

なお、図4に示すように、フラット溝8は、フラット座7と連結して一直線上に整列し側板5の端部まで加工されているが、図5に示すように、フラット溝8は一直線上に並ぶ必要はなく、他の形態の側板5であってもよい。   As shown in FIG. 4, the flat groove 8 is connected to the flat seat 7 and aligned in a straight line and processed to the end of the side plate 5. However, as shown in FIG. 5, the flat groove 8 is straight. It is not necessary to line up on a line, and the side plate 5 of another form may be sufficient.

以上のように、ドッグボーン型熱交換器における側板の反りやねじれを改善し、通風抵抗を低減することと、側板の強度アップを図ることで、折れ曲がりや引きちぎれを無くし、熱交換器としての剛性を高めることで、変形の改善を行い、着霜・除霜の信頼性をも考慮した高効率且つ経済的な熱交換器とそれを用いた冷却システムを提供することができる。   As described above, by improving the warpage and twisting of the side plate in the dogbone heat exchanger, reducing the ventilation resistance and increasing the strength of the side plate, there is no bending or tearing, and rigidity as a heat exchanger By improving the above, it is possible to provide a highly efficient and economical heat exchanger that improves deformation and also takes into account the reliability of frosting and defrosting, and a cooling system using the heat exchanger.

(実施の形態2)
図6は、実施の形態2における側板の正面図である。なお、先の実施の形態1と同様の構成要件については、同一の符号を付して説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a front view of a side plate in the second embodiment. The same constituent elements as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.

以上のように構成された側板5を使った熱交換器1の動作、作用を、以下に説明する。   The operation and action of the heat exchanger 1 using the side plate 5 configured as described above will be described below.

まず、フラット溝8を、コルゲート6の稜線6aと略垂直になるようし、且つフラット溝8を、側板5の端部に形成する。   First, the flat groove 8 is formed to be substantially perpendicular to the ridge line 6 a of the corrugate 6, and the flat groove 8 is formed at the end of the side plate 5.

側板5の表面にコルゲート6を加工すると、側板5の反りが一定方向に限定される。そして同時にフラット座7及びフラット溝8を形成することで、その反りは略なくなり、隣接するプレートフィン3に接触するなどの問題が解決される。さらに、側板5の端部にフラット溝8を形成すると、水滴落下の妨げになり難い構成であるため、着霜時に風路閉塞し難くなり、冷却能力の低下が遅くなる。また、着霜目詰まりの回避、除霜後の冷却性能の維持も可能となり、高い信頼性を実現し、高効率且つ経済的な熱交換器を提供することができる。   When the corrugate 6 is processed on the surface of the side plate 5, the warp of the side plate 5 is limited to a certain direction. At the same time, by forming the flat seat 7 and the flat groove 8, the warpage is substantially eliminated and the problem of contacting the adjacent plate fin 3 is solved. Furthermore, if the flat groove 8 is formed at the end of the side plate 5, the structure is unlikely to hinder the drop of water droplets. Therefore, it is difficult to block the air passage during frost formation, and the cooling capacity is slowed down. In addition, it is possible to avoid clogging of frost and maintain the cooling performance after defrosting, realizing high reliability, and providing a highly efficient and economical heat exchanger.

(実施の形態3)
図7は、実施の形態3における側板の正面図である。なお、先の実施の形態1と同様の構成要件については、同一の符号を付して説明する。
(Embodiment 3)
FIG. 7 is a front view of a side plate in the third embodiment. The same constituent elements as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.

以上のように構成された側板5を使った熱交換器1の動作、作用を、以下に説明する。   The operation and action of the heat exchanger 1 using the side plate 5 configured as described above will be described below.

まず、フラット溝8を、千鳥状に配列された長孔4と略垂直になるよう形成する。すると、長孔4は、側板5に対して、一定の角度で斜めに配置されており、且つコルゲート6の稜線6aに対しても同様に斜めに配置されている。したがって、長孔4と側板5には斜めに応力が発生し易くなっている状態を打ち消す方向の応力を側板5に加えることができる。よって、フラット溝8を長孔4と垂直にすることで、プレートフィンのねじれ防止と水滴落下性も同時に解決できる。   First, the flat grooves 8 are formed so as to be substantially perpendicular to the long holes 4 arranged in a staggered manner. Then, the long holes 4 are arranged obliquely at a fixed angle with respect to the side plate 5, and are also arranged obliquely with respect to the ridge line 6 a of the corrugated 6. Therefore, it is possible to apply a stress to the side plate 5 in a direction that cancels a state in which the long hole 4 and the side plate 5 are likely to be stressed obliquely. Therefore, by making the flat groove 8 perpendicular to the long hole 4, it is possible to simultaneously solve the plate fin twist prevention and the water drop dropping property.

(実施の形態4)
図8は、実施の形態4における冷却システムの模式図である。本冷却システムは、圧縮機9と、凝縮器10と、減圧装置11と、蒸発器12と、蒸発器12に強制通風させる送風機13とを備えている。さらに、実施の形態1から実施の形態3のいずれかに記載した熱交換器を蒸発器12として用いた冷却システムである。
(Embodiment 4)
FIG. 8 is a schematic diagram of a cooling system according to the fourth embodiment. The present cooling system includes a compressor 9, a condenser 10, a decompression device 11, an evaporator 12, and a blower 13 that forcibly ventilates the evaporator 12. Furthermore, the cooling system uses the heat exchanger described in any one of the first to third embodiments as the evaporator 12.

前述の熱交換器1は高いコストパフォーマンスを持つものであり、本冷却システムに搭載することにより、省エネ特性に優れたものとなり、高効率且つ経済的な冷却システムを提供することができる。   The above-described heat exchanger 1 has high cost performance, and by being mounted on this cooling system, it has excellent energy saving characteristics and can provide a highly efficient and economical cooling system.

本発明にかかる熱交換器とそれを用いた冷却システムは、着霜・除霜の信頼性を考慮したコストパフォーマンスの高いものなので、冷蔵庫、自販機等のように家庭用から産業用に亘る冷凍機器の冷却器、あるいは放熱器として幅広く利用することができるものである。   Since the heat exchanger according to the present invention and the cooling system using the heat exchanger have high cost performance in consideration of the reliability of frosting and defrosting, refrigeration equipment for household use to industrial use such as refrigerators and vending machines. It can be widely used as a cooler or heat radiator.

1 熱交換器
2 冷媒チューブ
3 プレートフィン
4 長孔
4a 矩形部
4b 円弧部
5 側板
6 コルゲート
6a 稜線
7 フラット座
8 フラット溝
9 圧縮機
10 凝縮器
11 減圧装置
12 蒸発器
13 送風機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat exchanger 2 Refrigerant tube 3 Plate fin 4 Long hole 4a Rectangular part 4b Arc part 5 Side plate 6 Corrugate 6a Ridge line 7 Flat seat 8 Flat groove 9 Compressor 10 Condenser 11 Decompression device 12 Evaporator 13 Blower

Claims (5)

直管部及び曲管部が連続して複数の列および段が千鳥状に形成されるよう所定のピッチで蛇行状に曲げ加工された冷媒チューブと、矩形部および前記矩形部の両側短辺に設けた円弧部からなる長孔を板面に複数設け、且つ、少なくとも2列ごとに独立したプレートフィンと、前記長孔を板面に複数設けた、少なくとも4列分以上のプレート幅を有する側板を具備し、前記プレートフィンを複数相互に間隔を有して配置し、前記側板を両端または片端に複数配置し、前記長孔に前記冷媒チューブを貫通させた熱交換器であって、前記プレートフィンと側板の表面には、稜線が列数方向に平行になるように、段方向に波形のコルゲート成形を施し、且つ、前記長孔周縁部には、平らなフラット座を形成し、且つ、段方向に細長く平らなフラット溝を形成したことを特徴とする熱交換器。 A straight tube portion and a curved tube portion are continuously formed in a plurality of rows and stages in a staggered manner so that the refrigerant tube is bent in a meandering manner at a predetermined pitch, and the rectangular portion and the short sides on both sides of the rectangular portion. A side plate having a plate width of at least four rows or more, in which a plurality of long holes made of circular arc portions are provided on the plate surface, and at least two rows of independent plate fins, and a plurality of the long holes are provided on the plate surface. A heat exchanger in which a plurality of the plate fins are arranged at intervals, a plurality of the side plates are arranged at both ends or one end, and the refrigerant tube is penetrated through the long hole. Corrugated corrugation is applied in the step direction so that the ridge line is parallel to the row number direction on the surface of the fin and the side plate, and a flat flat seat is formed on the periphery of the long hole, and A flat groove that is elongated in the step direction. Heat exchanger, characterized in that the formed. 前記フラット溝は、前記コルゲートの稜線と略垂直になるよう形成された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 flat groove is formed so as to be substantially perpendicular to a ridgeline of the corrugate. 前記フラット溝を、前記側板の端部に形成し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 flat groove is formed at an end of the side plate. 前記フラット溝は、前記千鳥状に配列された長孔と略垂直になるよう形成された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 flat groove is formed to be substantially perpendicular to the long holes arranged in a staggered manner. 圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器と、前記蒸発器に強制通風させる送風機とを備えている冷却システムにおいて、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載した熱交換器を蒸発器として用いたことを特徴とする冷却システム。 The heat exchange according to any one of claims 1 to 4, wherein the cooling system includes a compressor, a condenser, a decompression device, an evaporator, and a blower for forcibly ventilating the evaporator. A cooling system characterized by using an evaporator as an evaporator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016003795A (en) * 2014-06-16 2016-01-12 三菱電機株式会社 Fin tube-type heat exchanger and its manufacturing method

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