JP2013139978A - Heat exchanger - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat exchanger capable of maintaining heat exchange performance, even if frost deposition occurs.SOLUTION: A fin tube heat exchanger 11 comprises a plurality of plate fins 20 and a tube 10 which penetrates a tube hole 21 formed at each of the plate fins 20 in the thickness direction, and with a refrigerant flowing therethrough. The plate fins 20 have easy-to-pass parts 231 with air easily passing therethrough, and difficult-to-pass parts 232 in which air is more difficult to pass than the easy-to-pass parts 231. The whole of the plate fins 20 including the easy-to-pass parts 231 and the difficult-to-pass parts 232 forms a continuous face, and is formed symmetric with a center line C1 for dividing an air flow flowing between and among the plate fins 20 into an upstream side and a downstream side. The easy-to-pass parts 231 are arranged at the upstream side and the downstream side rather than the tube 10. The difficult-to-pass parts 232 are arranged at the upstream side and the downstream side rather than an intermediate region 220 gripped by the tube 10 which is aligned in a direction perpendicular to the air flow.

Description

本発明は、プレートフィンおよびチューブを備えたフィンチューブ型の熱交換器に関する。   The present invention relates to a fin tube type heat exchanger including plate fins and tubes.

空気調和機や冷凍機に用いられる熱交換器として、フィンチューブ型熱交換器が知られている。このフィンチューブ型熱交換器は、間隔をおいて多数積層されるプレート状のフィンと、このプレートフィンを積層方向に貫通するチューブとを備えている。そして、プレートフィン間を通過する空気と、チューブ内を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。
さらに、室外機に用いられるフィンチューブ型熱交換器は、暖房運転時に蒸発器として作用することから、外気温度が低いとプレートフィンに着霜が生じて空気の流通路が閉塞し、風量が減少して性能が低下することが懸念される。そのため、室外機に用いられるフィンチューブ型熱交換器では、一般的に、プレートフィンに切り起こしを設けない。空気との熱伝達率が高い切り起こし片は、着霜を生じ易いためである。
この種の熱交換器の効率(性能)を高めるために、プレートフィンを波形にしたり、山部を設けることがされている。例えば、特許文献1では、プレートフィンには、プレート表面から突出する山部が、空気流の上流側、下流側(以下、単に上流側、下流側ということがある)にそれぞれ形成されている。さらに、空気流の方向と直交する方向に並ぶチューブ間の領域にも、山部を形成している。
また、プレートフィンを波形にした特許文献2では、暖房運転時にプレートフィンの上流側の端縁から着霜が生じて成長するためフィン間が着霜で目詰まりする課題に対応して、空気流の方向におけるプレートフィンの中心よりも下流側にチューブを配置している。そうすると、チューブを通すチューブ孔がプレートフィンの中心線に対して偏心した位置に配置されるので、プレートフィンは、上流側と下流側とに二等分する中心線に非対称な形状となる。
Fin tube type heat exchangers are known as heat exchangers used in air conditioners and refrigerators. The finned tube heat exchanger includes plate-like fins that are stacked at intervals and a tube that penetrates the plate fins in the stacking direction. And heat exchange is performed between the air which passes between plate fins, and the refrigerant | coolant which flows through the inside of a tube.
Furthermore, since the finned tube heat exchanger used in the outdoor unit acts as an evaporator during heating operation, if the outside air temperature is low, frosting occurs on the plate fins, the air flow path is blocked, and the air volume is reduced. As a result, there is a concern that the performance deteriorates. Therefore, in the fin tube type heat exchanger used for the outdoor unit, generally, the plate fin is not cut and raised. This is because the cut-and-raised piece having a high heat transfer coefficient with air is likely to form frost.
In order to increase the efficiency (performance) of this type of heat exchanger, the plate fins are corrugated or provided with ridges. For example, in Patent Document 1, peak portions protruding from the plate surface are formed on the plate fin on the upstream side and the downstream side of the air flow (hereinafter sometimes simply referred to as the upstream side and the downstream side), respectively. Furthermore, peaks are also formed in the region between the tubes arranged in a direction orthogonal to the direction of air flow.
Further, in Patent Document 2 in which the plate fins are corrugated, in response to the problem of clogging between the fins due to the formation of frost from the upstream edge of the plate fin during heating operation, The tube is arranged downstream from the center of the plate fin in the direction of. If it does so, since the tube hole which lets a tube pass will be arrange | positioned in the position eccentric with respect to the centerline of a plate fin, a plate fin will become an asymmetrical shape about the centerline which bisects to an upstream and downstream.

特開2008−128569号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2008-128569 特開2000−193389号公報JP 2000-193389 A

暖房運転時に蒸発器として機能する室外機の熱交換器は、よく知られているように、外気温が低いと、プレートフィンの上流側、特に空気との熱伝達率が高いプレートフィンの上流に位置する山部で着霜が生じ易い。
着霜により、プレートフィン間の空気流路が狭くなると、プレートフィン間を通過する風量が減少するため熱交換性能が低下してしまう。
以上に加えて、プレートフィンを特許文献2のように非対称に形成すると、プレートフィンをプレス加工する際にプレートフィンの内部応力が対称とならないために、プレートフィンがねじれるおそれがある。
As is well known, the heat exchanger of an outdoor unit that functions as an evaporator during heating operation is located upstream of the plate fins, particularly upstream of the plate fins having a high heat transfer coefficient with air, when the outside air temperature is low. Frost is likely to occur at the peak portion.
When the air flow path between the plate fins becomes narrow due to frost formation, the air volume passing between the plate fins decreases, so that the heat exchange performance deteriorates.
In addition to the above, if the plate fin is formed asymmetrically as in Patent Document 2, the plate fin may be twisted because the internal stress of the plate fin is not symmetric when the plate fin is pressed.

本発明は、上記の課題に基づいて、着霜が生じても高い熱交換性能を維持できる上、加工性にも優れる熱交換器を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a heat exchanger that can maintain high heat exchange performance even when frost is formed and has excellent workability based on the above-described problems.

熱交換器への着霜をなくすことは困難であるため、本発明者は、着霜してもプレートフィン間を通過する風量の減少を抑えることを検討した。つまり、空気はチューブの間を通過し、チューブの位置およびその近傍は空気流路として殆ど機能していないことから、空気の上流側において、チューブに向けて空気を誘導することにより、チューブおよびその近傍に対して優先的に着霜させることを着想した。   Since it is difficult to eliminate frost formation on the heat exchanger, the present inventor has studied to suppress a decrease in the amount of air that passes between the plate fins even when frost formation occurs. In other words, air passes between the tubes, and the position of the tube and the vicinity thereof hardly function as an air flow path. Therefore, by guiding the air toward the tube on the upstream side of the air, the tube and its tube The idea was to preferentially frost the neighborhood.

以上の着想に基づく本発明の熱交換器は、互いに間隔をおいて配置される複数のプレートフィンと、複数のプレートフィンの各々に形成されるチューブ孔を厚み方向に貫通し、内部を冷媒が流れるチューブと、を備えている。
プレートフィンは、プレートフィン間を流れる空気流が通過し易い通過容易部と、通過容易部よりも空気流が通過し難い通過困難部とを備えている。このプレートフィンは、通過容易部および通過困難部を含めた全体が、連続した面をなすとともに、空気流の上流側と下流側とに二等分する中心線に対称に形成されている。
通過容易部は、チューブよりも上流側および下流側にそれぞれ配置されている。
通過困難部は、空気流に直交する方向に並ぶチューブに挟まれた中間領域よりも上流側および下流側に配置されている。
The heat exchanger according to the present invention based on the above idea passes through a plurality of plate fins arranged at intervals from each other and tube holes formed in each of the plurality of plate fins in the thickness direction, and a refrigerant is contained inside. A flowing tube.
The plate fin includes an easy-to-pass portion through which an air flow flowing between the plate fins easily passes, and a difficult-to-pass portion through which the air flow does not pass easily compared to the easy-to-pass portions. The entire plate fin including the easy passage portion and the difficult passage portion forms a continuous surface and is formed symmetrically with respect to a center line that bisects the upstream side and the downstream side of the air flow.
The easy-to-pass portions are respectively arranged on the upstream side and the downstream side of the tube.
The difficult-to-pass portions are arranged on the upstream side and the downstream side of the intermediate region sandwiched between the tubes arranged in the direction orthogonal to the air flow.

本発明の熱交換器によれば、通過容易部から相対的に多い風量で空気を流入させることにより、外気温が低く、着霜が生じるとき、通過容易部およびその下流側の近傍への着霜を促進している。そうすると、通過困難部およびそれよりも下流側に位置するチューブ間の中間領域への着霜量が減る。
ここで、通過容易部およびその近傍へ着霜したとしても、その部分は、元々チューブが障壁となって空気が流れ難いため、全体の風量を確保する上での影響が小さい。通過困難部および中間領域への着霜が抑制されていれば、空気流路が閉塞されることが起こり難い。つまり、着霜が生じたとしても、それに伴う風量低下を避けられるので、熱交換性能を維持できる。
しかも、通過容易部および通過困難部を含むプレートフィンの全体が連続した面をなしている。通過容易部および通過困難部は、例えば、プレートフィンを厚み方向に変形させて凹凸を施すことによって形成される。本発明は、一端で不連続な箇所が生じる切り起こし片がプレートフィンに形成されない点でも、着霜抑制に寄与できる。
その上、下流側にも通過容易部および通過困難部が形成されているので、上流側から流入した空気が通過容易部から抜けていく。このように通過容易部に向けて空気が案内されることで、チューブの下流側にできる死水域が縮小するので、有効に熱交換が行われる伝熱面積が増大する。これにより、高い熱交換性能を実現できる。
さらには、プレートフィンが対称な形状とされていることにより、プレートフィンをプレス加工により形成する際に生じる残留応力が対称となり、加工時にねじれ難いので、プレートフィンを容易に製作することができる。
According to the heat exchanger of the present invention, when the outside air temperature is low and frosting occurs by allowing air to flow from the easily passing portion with a relatively large air volume, Promotes frost. If it does so, the amount of frost formation to the intermediate region between the difficult passage part and the tube located downstream rather than it will reduce.
Here, even if frost is formed on the easy-to-pass portion and its vicinity, the portion has a small influence on securing the entire air volume because the tube originally becomes a barrier and it is difficult for air to flow. If frost formation on the difficult-to-pass portion and the intermediate region is suppressed, it is difficult for the air flow path to be blocked. In other words, even if frost formation occurs, the air volume reduction associated therewith can be avoided, so that the heat exchange performance can be maintained.
And the whole plate fin including the easy passage part and the difficult passage part has comprised the continuous surface. The easy-to-pass part and the difficult-to-pass part are formed, for example, by deforming the plate fins in the thickness direction to make irregularities. The present invention can also contribute to the suppression of frost formation in that a cut-and-raised piece in which a discontinuous portion is formed at one end is not formed on the plate fin.
In addition, since the easy-to-pass part and the difficult-to-pass part are formed on the downstream side, the air flowing in from the upstream side escapes from the easy-to-pass part. By guiding the air toward the easily passing portion in this way, the dead water area formed on the downstream side of the tube is reduced, so that the heat transfer area where heat exchange is effectively performed increases. Thereby, high heat exchange performance is realizable.
Furthermore, since the plate fins have a symmetrical shape, the residual stress generated when the plate fins are formed by press working becomes symmetric, and the plate fins can be easily manufactured because they are difficult to twist during processing.

本発明における通過容易部および通過困難部は、次のような種々の具体的形態として構成することができる。本発明では、通過容易部および通過困難部を含むプレートフィン全体が、連続した面をなすので、プレートフィンの一部を切り起こし、その切り起こし片の一端で不連続な箇所が生じる構成と比較して、空気の流れを制御する通過容易部および通過困難部の種々の形態を容易に実現できる。
第1の形態として、通過困難部は、プレートフィンの表面から突出する凸部とされ、通過容易部は、高さが通過困難部よりも低い。
第1の形態では、通過容易部の高さをプレートフィンの表面と同じ高さとすることができる。
第2の形態として、通過容易部は、空気流の方向における寸法が通過困難部よりも細い。
The easy passage portion and the difficult passage portion in the present invention can be configured as various specific forms as follows. In the present invention, since the entire plate fin including the easy passage portion and the difficult passage portion forms a continuous surface, a part of the plate fin is cut up and compared with a configuration in which a discontinuous portion is generated at one end of the cut and raised piece. Thus, various forms of the easy passage portion and the difficult passage portion that control the air flow can be easily realized.
As a 1st form, a difficult passage part is made into the convex part which protrudes from the surface of a plate fin, and the easy passage part has a height lower than a difficult passage part.
In the 1st form, the height of the easy passage part can be made the same height as the surface of a plate fin.
As a 2nd form, the dimension in the direction of an air flow is narrower than the difficulty passage part in the easy passage part.

以上の第1、第2のいずれの形態においても、通過容易部および通過困難部を上流側に備えることにより、上記と同様に、着霜が生じても熱交換性能を維持できる効果が得られる。
これに加えて、下流側にも通過容易部および通過困難部を備えていることにより、上述したように、死水域の縮小によって高い熱交換性能を実現できる。
In any of the first and second embodiments described above, by providing the easy-to-pass part and the difficult-to-pass part on the upstream side, the effect of maintaining the heat exchange performance even when frost is formed can be obtained as described above. .
In addition to this, by providing the easy passage portion and the difficult passage portion on the downstream side, as described above, high heat exchange performance can be realized by reducing the dead water area.

また、本発明では、空気流の方向と直交する方向における通過容易部の寸法を長さL、チューブ孔の直径をD、直交する方向におけるチューブ孔間ピッチをDpとすると、L/Dは、下記式を満足することが好ましい。

Figure 2013139978
In the present invention, if the dimension of the easy-to-pass portion in the direction orthogonal to the air flow direction is length L, the diameter of the tube holes is D, and the pitch between the tube holes in the orthogonal direction is Dp, L / D is It is preferable to satisfy the following formula.
Figure 2013139978

さらに、本発明では、通過容易部が、上流側において、平面視でチューブに向けて突出し、通過困難部が、上流側において、平面視で中間領域とは反対側に向けて突出し、通過容易部と通過困難部との間には、空気流に直交する方向に対して傾斜する傾斜部が設けられていることが好ましい。
この発明では、通過困難部に到達した空気が傾斜部によって通過容易部に案内されるため、チューブに向けて空気を誘導する効果が促進される。このため、チューブおよびその近傍に対して着霜する効果がさらに顕著となる。
Further, in the present invention, the easy-to-pass portion protrudes toward the tube in a plan view on the upstream side, and the difficult-to-pass portion protrudes toward the opposite side to the intermediate region in the plan view on the upstream side. It is preferable that an inclined portion that is inclined with respect to a direction orthogonal to the air flow is provided between the first and second difficult passage portions.
In this invention, since the air that has reached the difficult-to-pass portion is guided to the easy-to-pass portion by the inclined portion, the effect of inducing air toward the tube is promoted. For this reason, the effect of frosting on the tube and the vicinity thereof is further remarkable.

そして、本発明では、プレートフィンは、中間領域に、プレートフィンの表面から突出する山部を有し、山部は、チューブに向けて下る斜面を有することが好ましい。
プレートフィン間には、空気流のチューブへの衝突によって乱流が存在するところ、本発明では、山部の斜面に沿って、本来の空気流の流れと直交する方向に空気を導き、乱流を促進している。こうすることで熱伝達が促進されるため、熱交換性能を向上させることができる。
また、山部の斜面はチューブに向けて下っているので、中間領域に流入した空気が、この斜面によりチューブの側面に向けて案内される。これにより、チューブの下流側に回り込む風量が増えて死水域がより縮小されるので、熱交換性能のさらなる向上に寄与できる。
And in this invention, it is preferable that a plate fin has the peak part which protrudes from the surface of a plate fin in an intermediate | middle area | region, and a peak part has a slope which goes down toward a tube.
Where turbulent flow exists between the plate fins due to the collision of the air flow with the tube, in the present invention, air is guided along the slope of the mountain portion in a direction orthogonal to the flow of the original air flow, Promotes. In this way, heat transfer is promoted, so that the heat exchange performance can be improved.
Further, since the slope of the mountain portion is lowered toward the tube, the air flowing into the intermediate region is guided toward the side surface of the tube by this slope. Thereby, since the air volume which goes around to the downstream side of a tube increases and a dead water area is reduced more, it can contribute to the further improvement of heat exchange performance.

本発明の熱交換器によれば、着霜が生じても、高い熱交換性能を維持できる上、加工性にも優れる。   According to the heat exchanger of the present invention, even if frost formation occurs, high heat exchange performance can be maintained and workability is also excellent.

第1実施形態に係るフィンチューブ型熱交換器の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view showing a schematic structure of a fin tube type heat exchanger concerning a 1st embodiment. 第1実施形態のプレートフィンの平面図である。It is a top view of the plate fin of a 1st embodiment. (A)は、図2の3A−3A線矢視図であり、(B)は、図2の3B−3B線矢視図である。(A) is a 3A-3A arrow directional view of FIG. 2, (B) is a 3B-3B arrow directional view of FIG. 図2の4−4線矢視図である。FIG. 4 is a view taken along line 4-4 in FIG. 2. プレートフィンの通過容易部および通過困難部による作用を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action by the easy passage part and the difficult passage part of a plate fin. プレートフィンにおける死水域を示す図である。It is a figure which shows the dead water area in a plate fin. 熱交換性能比率を示すグラフである。It is a graph which shows a heat exchange performance ratio. 第2実施形態のプレートフィンの平面図である。It is a top view of the plate fin of a 2nd embodiment. 熱交換性能比率を示すグラフである。It is a graph which shows a heat exchange performance ratio. 第3実施形態のプレートフィンの平面図である。It is a top view of the plate fin of a 3rd embodiment. 第4実施形態のプレートフィンの平面図である。It is a top view of the plate fin of a 4th embodiment.

以下、添付図面に示す実施形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
なお、以降の説明では、それまでに説明した構成と同様のものには同じ符号を付し、その説明を省略または簡略にする。
〔第1実施形態〕
図1に示す第1実施形態のフィンチューブ熱交換器1は、空気調和機の室外機に搭載されている。この熱交換器1は、間隔をおいて多数重ねられるプレートフィン20と、これらのプレートフィン20を厚み方向に貫通する銅等の金属製のチューブ10とを備えている。チューブ10の外径は例えば5〜8mm,重なり合うプレートフィン20間のピッチは例えば1.0mm〜1.6mmが好適である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
In the following description, the same components as those described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.
[First Embodiment]
The finned-tube heat exchanger 1 of 1st Embodiment shown in FIG. 1 is mounted in the outdoor unit of an air conditioner. The heat exchanger 1 includes plate fins 20 that are stacked many times at intervals, and a tube 10 made of metal such as copper that penetrates the plate fins 20 in the thickness direction. The outer diameter of the tube 10 is preferably 5 to 8 mm, for example, and the pitch between the overlapping plate fins 20 is preferably 1.0 mm to 1.6 mm, for example.

チューブ10は、プレートフィン20をそれらの積層方向の一方端202から貫通する多数のヘアピンチューブ11と、積層方向の他方端201において隣り合うヘアピンチューブ11の端部同士を連結するUベンド12とから構成されている。チューブ10内には、その一方の端部10Aから図示しない冷媒が導入され、他方の端部10Bから導出される。
なお、2本以上のチューブ10を熱交換器1に設けることもできる。
The tube 10 includes a large number of hairpin tubes 11 that penetrate the plate fins 20 from one end 202 in the stacking direction, and a U bend 12 that connects the ends of the adjacent hairpin tubes 11 at the other end 201 in the stacking direction. It is configured. In the tube 10, a refrigerant (not shown) is introduced from one end portion 10 </ b> A and led out from the other end portion 10 </ b> B.
Two or more tubes 10 can be provided in the heat exchanger 1.

プレートフィン20は、図2に具体的形状を示すように、プレートフィン20間に向けて図示しない送風ファンによって導かれる空気流の方向(図2のX方向。以下、幅方向。)に直交する長手方向(図2のY方向)に細長い短冊状に形成されている。プレートフィン20には、チューブ10が通される複数のチューブ孔21が形成されている。このプレートフィン20は、必要とされる熱交換容量に応じて複数枚が配置される。   As shown in a specific shape in FIG. 2, the plate fins 20 are orthogonal to the direction of the air flow (X direction in FIG. 2, hereinafter referred to as the width direction) guided by a blower fan (not shown) between the plate fins 20. It is formed in a strip shape elongated in the longitudinal direction (Y direction in FIG. 2). A plurality of tube holes 21 through which the tube 10 is passed are formed in the plate fin 20. A plurality of plate fins 20 are arranged according to the required heat exchange capacity.

チューブ孔21の周縁には、プレートフィン20の表面から立ち上がるカラー21Aが形成されている。このカラー21Aの内周面に、チューブ10(図1)の外周が密着している。
また、チューブ孔21は、等しいピッチDpで長手方向Yに並んでいる。ここで、幅方向Xに隣り合うプレートフィン20同士で、各々のチューブ孔21の形成位置を(Dp/2)だけ相互にずらしてある。
A collar 21 </ b> A rising from the surface of the plate fin 20 is formed at the periphery of the tube hole 21. The outer periphery of the tube 10 (FIG. 1) is in close contact with the inner peripheral surface of the collar 21A.
Further, the tube holes 21 are arranged in the longitudinal direction Y at the same pitch Dp. Here, between the plate fins 20 adjacent in the width direction X, the formation positions of the tube holes 21 are shifted from each other by (Dp / 2).

各プレートフィン20は、一方の面(表面)側に、複数の山部22と、空気流の上流側に位置する複数の第1凸部23と、空気流の下流側に位置する複数の第2凸部24と、を有している。
山部22は、長手方向Yに隣り合うチューブ孔21の間の領域である中間領域220に形成されている。本実施形態では、1つの中間領域220に2つの山部22が、幅方向Xに並んで形成されている。
山部22の高さは、重なり合うプレートフィン20間のピッチの例えば40〜70%が好適である。
この山部22は、頂点22Aを中心にして、幅方向Xに下る斜面と、長手方向Yに下る斜面とを有している(図3(A)、(B))。つまり、山部22は、四角錘状の形態を有している。頂点22Aは、長手方向Yに隣り合うチューブ孔21の孔中心間の中点と一致する。
このような山部22は、その裾がカラー21Aから少し離れるように形成されており、カラー21Aの基端外周には、勾配のない環状の平坦部210(図3(A))が形成されている。この平坦部210の高さは、プレートフィン20における基準の高さとされている。
なお、山部22の斜面は、平坦面に限らず、曲面としてもよい。これは、第1凸部23、第2凸部24も同様である。
Each plate fin 20 has, on one surface (surface) side, a plurality of ridges 22, a plurality of first protrusions 23 located on the upstream side of the air flow, and a plurality of first protrusions located on the downstream side of the air flow. 2 convex portions 24.
The peak portion 22 is formed in an intermediate region 220 that is a region between the tube holes 21 adjacent in the longitudinal direction Y. In the present embodiment, two peak portions 22 are formed side by side in the width direction X in one intermediate region 220.
The height of the peak portion 22 is preferably, for example, 40 to 70% of the pitch between the overlapping plate fins 20.
The mountain portion 22 has a slope that goes down in the width direction X and a slope that goes down in the longitudinal direction Y with the apex 22A as the center (FIGS. 3A and 3B). That is, the peak portion 22 has a quadrangular pyramid shape. The vertex 22A coincides with the midpoint between the hole centers of the tube holes 21 adjacent in the longitudinal direction Y.
Such ridges 22 are formed such that their hems are slightly separated from the collar 21A, and an annular flat portion 210 (FIG. 3A) having no gradient is formed on the outer periphery of the base end of the collar 21A. ing. The height of the flat portion 210 is a reference height for the plate fin 20.
Note that the slope of the mountain portion 22 is not limited to a flat surface, and may be a curved surface. The same applies to the first convex portion 23 and the second convex portion 24.

第1凸部23は、山部22よりも上流側に設けられており、山部22と同様に、頂点26を中心にして、幅方向Xに下る斜面(図3(B))と、長手方向Yに下る斜面(図4)とを有する山形の形状を有している。なお、頂点26は、長手方向Yの位置が頂点22Aと一致し、頂点22Aよりも高さが低い。
また、本実施形態では、第1凸部23の勾配の終端27(図4)は、チューブ孔21に掛かる位置(チューブ孔21の孔中心の横)まで到達している。この終端27では、プレートフィン20表面(平坦部210)からの高さが「0」であってもよい。
第2凸部24は、山部22よりも下流側に設けられており、第1凸部23と同様に、頂点26を中心にして、幅方向Xに下る斜面(図3(B))と、長手方向Yに下る斜面(図4)とを有する山形の形状を有している。
The first convex portion 23 is provided on the upstream side of the peak portion 22, and similarly to the peak portion 22, a slope (FIG. 3 (B)) with a vertex 26 as a center and descending in the width direction X and a longitudinal direction. It has a mountain shape with a slope (FIG. 4) descending in the direction Y. Note that the vertex 26 has a position in the longitudinal direction Y that coincides with the vertex 22A and is lower than the vertex 22A.
Further, in the present embodiment, the terminal end 27 (FIG. 4) of the gradient of the first convex portion 23 has reached the position that hangs on the tube hole 21 (next to the hole center of the tube hole 21). At the terminal end 27, the height from the surface of the plate fin 20 (flat portion 210) may be “0”.
The 2nd convex part 24 is provided in the downstream rather than the peak part 22, and like the 1st convex part 23, it is the slope (FIG. 3 (B)) which goes down in the width direction X centering | focusing on the vertex 26. And an angled shape having a slope (FIG. 4) descending in the longitudinal direction Y.

以上のように、プレートフィン20には、空気流の上流側から下流側に向けて、第1凸部23、2つの山部22、および第2凸部24が順に配置されている。ここで、チューブ10よりも上流側には、第1凸部23の裾(終端27)が達しているだけである。したがって、プレートフィン20に向けて導かれた空気に対して、第1凸部23が設けられた領域よりも、チューブ10の上流側の方が、抵抗が小さい。そうすると、送風ファンから導かれた空気は、第1凸部23を乗り越えるよりも、チューブ10の上流側からプレートフィン20に流入する。つまり、チューブ20の上流側は空気が通過し易い通過容易部231となり、逆に、第1凸部23は空気が通過し難い通過困難部232として機能する。
第1凸部23と同様の第2凸部24が形成されていることにより、チューブ20の下流側は通過容易部241となり、第2凸部24は通過困難部242として機能する。通過容易部231,241はチューブ10を間に挟んで互いに対向している。また、通過困難部232,242は中間領域220を間に挟んで互いに対向している。
As described above, the first convex portion 23, the two peak portions 22, and the second convex portion 24 are sequentially arranged on the plate fin 20 from the upstream side to the downstream side of the air flow. Here, only the bottom (end 27) of the first convex portion 23 reaches the upstream side of the tube 10. Therefore, the resistance on the upstream side of the tube 10 is smaller with respect to the air guided toward the plate fins 20 than in the region where the first protrusions 23 are provided. Then, the air guided from the blower fan flows into the plate fin 20 from the upstream side of the tube 10 rather than over the first convex portion 23. That is, the upstream side of the tube 20 is an easy-to-pass part 231 through which air easily passes, and conversely, the first convex part 23 functions as a difficult-to-pass part 232 through which air hardly passes.
Since the second convex part 24 similar to the first convex part 23 is formed, the downstream side of the tube 20 becomes the easy passage part 241, and the second convex part 24 functions as the difficult passage part 242. The easy passage portions 231 and 241 face each other with the tube 10 interposed therebetween. Further, the difficult passage portions 232 and 242 face each other with the intermediate region 220 interposed therebetween.

第1、第2凸部23,24の高さはいずれも、図3(B)に示すように、中間領域220の2つの山部22,22の高さよりも低い。第1,第2凸部23,24の頂点26の高さは,山部22の頂点22Aの高さの例えば40〜60%が好適である。これにより、プレートフィン20間に流入した空気が第1凸部23を乗り越え、山部22,22に流通するとともに、第2凸部24を乗り越えて隣接するプレートフィン20へと流入する。   The heights of the first and second convex portions 23 and 24 are both lower than the heights of the two peak portions 22 and 22 of the intermediate region 220 as shown in FIG. The height of the vertex 26 of the first and second convex portions 23 and 24 is preferably, for example, 40 to 60% of the height of the vertex 22A of the peak portion 22. As a result, the air that has flowed in between the plate fins 20 gets over the first convex part 23 and circulates to the mountain parts 22, 22, and gets over the second convex part 24 and flows into the adjacent plate fins 20.

以上のように構成されたプレートフィン20は、図2に示すように、プレートフィン20を上流端部20A側と下流端部20B側とに二等分する中心線C1に対称(平面視で対称)に形成されている。また、図3(B)に示すように、それらの断面形状もまた、上流端部20A側と下流端部20B側とに二等分する中心線C2に対称に形成されている。   As shown in FIG. 2, the plate fin 20 configured as described above is symmetrical with respect to the center line C1 that bisects the plate fin 20 into the upstream end 20A side and the downstream end 20B side (symmetric in plan view). ). Further, as shown in FIG. 3B, their cross-sectional shapes are also formed symmetrically with respect to a center line C2 that is equally divided into the upstream end 20A side and the downstream end 20B side.

空気調和機の運転時には、図1に示すように、プレートフィン20間に向けて、送風ファンから空気(外気)が導かれる。この空気と、チューブ10内を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。
本実施形態では、山部22、および第1、第2凸部23,24が形成されており、それらに空気が衝突して伝熱促進効果が得られるので、熱交換性能が向上する。
During operation of the air conditioner, as shown in FIG. 1, air (outside air) is guided from the blower fan toward the plate fins 20. Heat exchange is performed between this air and the refrigerant flowing in the tube 10.
In the present embodiment, the peak portion 22 and the first and second convex portions 23 and 24 are formed, and air collides with them to obtain a heat transfer acceleration effect, so that the heat exchange performance is improved.

プレートフィン20間に流入した空気は、上流端部20Aから下流端部20Bに向けて流れ、下流端部20Bから、隣接するプレートフィン20の上流端部20Aへと流入する。隣り合うプレートフィン20同士でチューブ孔21の位置をDp/2ずらすことにより、空気流がチューブ10の間を縫って流れ易くしてある。   The air flowing between the plate fins 20 flows from the upstream end 20A toward the downstream end 20B, and flows from the downstream end 20B to the upstream end 20A of the adjacent plate fin 20. By shifting the position of the tube hole 21 between adjacent plate fins 20 by Dp / 2, the air flow is easily sewn between the tubes 10.

暖房運転時、外気温が低いと、空気と熱交換する冷媒の温度も低下し、プレートフィン20の温度が0℃以下となるため、プレートフィン20、20間を流通する空気中に含まれる水分がプレートフィン20の表面に霜となって析出する。特に、空気との熱伝達率が高い上流端部20Aで着霜が生じ易い。
その上流端部20Aの中でも、冷媒温度の近くまで温度が低下するチューブ10の近傍で特に、着霜が生じ易い。
さらに、カラー21Aおよびチューブ10の側面は、空気が衝突するために熱伝達率が高いので、着霜が生じ易い。
During the heating operation, if the outside air temperature is low, the temperature of the refrigerant that exchanges heat with the air also decreases, and the temperature of the plate fin 20 becomes 0 ° C. or less, so the moisture contained in the air flowing between the plate fins 20, 20 Is deposited as frost on the surface of the plate fin 20. In particular, frost formation is likely to occur at the upstream end 20A having a high heat transfer coefficient with air.
Among the upstream end portion 20A, frost formation is likely to occur particularly in the vicinity of the tube 10 where the temperature decreases to near the refrigerant temperature.
Further, the side surfaces of the collar 21 </ b> A and the tube 10 have high heat transfer rates due to collision of air, so that frost formation is likely to occur.

以上の点に鑑みて、通過容易部231および通過困難部232を空気流の上流側に設けることで、熱交換器1に流入する空気を通過容易部231に誘導する。そうすると、通過容易部231およびその下流側に位置するカラー21Aおよびチューブ10の側面に着霜が優先的に生じる。一方で、通過困難部232を通過する空気の量が相対的に減るので、通過困難部232およびそれよりも下流側に位置する中間領域220への着霜量を減らせる。   In view of the above points, by providing the easy-to-pass part 231 and the difficult-to-pass part 232 on the upstream side of the airflow, the air flowing into the heat exchanger 1 is guided to the easy-to-pass part 231. If it does so, frosting arises preferentially in the side surface of the collar 21A and the tube 10 which are located in the passage easy part 231 and its downstream side. On the other hand, since the amount of air passing through the difficult-to-pass portion 232 is relatively reduced, the amount of frost on the difficult-to-pass portion 232 and the intermediate region 220 located on the downstream side can be reduced.

ここで、通過容易部231の近傍で顕著に着霜が生じても、その部分は元々、カラー21Aやチューブ10の側面の存在によって空気が流れ難い。したがって、プレートフィン20間を流れる全体の風量に与える影響が小さい。冷媒と空気との熱交換への寄与が最も大きい中間領域220およびその近傍への着霜が抑制されるので、空気流路が閉塞するのを回避できる。つまり、本実施形態によると、着霜が生じたとしても、それによる風量低下を避けられる。   Here, even if frosting is remarkably generated in the vicinity of the easy-to-pass portion 231, the air hardly flows due to the presence of the collar 21A or the side surface of the tube 10 from the beginning. Therefore, the influence on the entire air volume flowing between the plate fins 20 is small. Since the frost formation on the intermediate region 220 having the largest contribution to the heat exchange between the refrigerant and the air and the vicinity thereof is suppressed, the air flow path can be prevented from being blocked. That is, according to this embodiment, even if frosting occurs, a decrease in the air volume due to the frost formation can be avoided.

また、本実施形態によると、熱交換器1に流入する空気流の一部を通過容易部231に誘導する分、第1凸部23、つまり通過困難部232を通過する風量は減少するものの、その減少分は限定的であり、プレートフィン20間を流れる全体の風量は十分に確保される。   In addition, according to the present embodiment, the amount of air passing through the first convex portion 23, that is, the difficult passage portion 232 is reduced by a part of the air flow flowing into the heat exchanger 1 being guided to the easy passage portion 231. The amount of decrease is limited, and the entire air volume flowing between the plate fins 20 is sufficiently secured.

以上は、プレートフィン20の上流端部20Aにおける作用効果であったが、本実施形態によれば、プレートフィン20の下流端部20Bにおいても、次のような作用効果が得られる。
チューブ10を間に挟んで第1凸部23と対向する第2凸部24にも、空気抵抗が小さい通過容易部241が形成されている。このため、図5に示すように、第1凸部23の通過容易部231から流入した空気は、チューブ10の外周に沿って、チューブ10よりも下流に回り込む。
これにより、図6に模式的に示すように、死水域253が図6(B)に示すように縮小するので(死水域252)、有効に熱交換が行われる伝熱面積が増大し、プレートフィン20全体の熱交換性能が向上する。なお、死水域とは、空気の流れが遅いために熱伝達率が低くなり、伝熱領域として有効に機能しない領域を言う。
ここで、山部22や第1凸部23の高さをより高くしても伝熱面積が増大するが、この場合は、圧力損失(空気圧損)が増大するので、同等の熱交換性能を得るには送風ファンの入力が増大する。これに対して、死水域を縮小させれば、送風ファンの入力増大を伴わずに、熱交換性能を向上させることができる。
The above is the operation and effect at the upstream end 20A of the plate fin 20. However, according to the present embodiment, the following operation and effect can be obtained at the downstream end 20B of the plate fin 20 as well.
An easy-to-pass portion 241 having low air resistance is also formed on the second convex portion 24 that faces the first convex portion 23 with the tube 10 interposed therebetween. For this reason, as shown in FIG. 5, the air that has flowed in from the easy-to-pass portion 231 of the first convex portion 23 wraps downstream of the tube 10 along the outer periphery of the tube 10.
Thereby, as schematically shown in FIG. 6, since the dead water area 253 is reduced as shown in FIG. 6B (dead water area 252), the heat transfer area where heat exchange is effectively performed increases, and the plate The heat exchange performance of the entire fin 20 is improved. The dead water area refers to an area that has a low heat transfer rate due to a slow air flow and does not function effectively as a heat transfer area.
Here, the heat transfer area increases even if the height of the peak portion 22 or the first convex portion 23 is increased, but in this case, the pressure loss (pneumatic loss) increases, so the equivalent heat exchange performance is achieved. In order to obtain, the input of a ventilation fan increases. On the other hand, if the dead water area is reduced, the heat exchange performance can be improved without increasing the input of the blower fan.

図7は、通過容易部231,241の高さを変えたときの、熱交換性能比率を計算した結果を示している。ここでの高さは、本実施形態では、第1、第2凸部23,24の終端27(図4)でのプレートフィン20表面からの高さである。
図7の横軸は、通過困難部232,242の高さを1.0としたときの、通過容易部231,241の高さを示している。また、図7の縦軸は、熱交通風動力を一定としたときの熱交換性能比率を示している。ここで、熱交通風動力は、空気圧損と風量との積であり、熱交換器1への送風ファンの入力に相当する。
通過容易部231,241の高さが通過困難部232,242の高さより低くなると、熱交換性能が次第に向上する。これは、通過容易部231,241が低くなったことで空気圧損が減少する効果と、死水域の減少による有効伝熱面積増大の効果が合わさったことによる。
以上のように、通過容易部231,241の高さを低くすることによって、熱交換器1への送風ファン入力に対する熱交換性能を向上させることができる。
FIG. 7 shows the result of calculating the heat exchange performance ratio when the heights of the easy passage portions 231 and 241 are changed. In this embodiment, the height here is the height from the surface of the plate fin 20 at the terminal ends 27 (FIG. 4) of the first and second convex portions 23 and 24.
The horizontal axis of FIG. 7 indicates the height of the easy passage portions 231 and 241 when the height of the difficult passage portions 232 and 242 is 1.0. Moreover, the vertical axis | shaft of FIG. 7 has shown the heat exchange performance ratio when heat traffic wind power is made constant. Here, the heat traffic wind power is the product of the air pressure loss and the air volume, and corresponds to the input of the blower fan to the heat exchanger 1.
When the height of the easy passage portions 231 and 241 is lower than the height of the difficult passage portions 232 and 242, the heat exchange performance is gradually improved. This is because the effect of reducing the air pressure loss due to the lower easy passage portions 231 and 241 is combined with the effect of increasing the effective heat transfer area due to the reduction of the dead water area.
As described above, by reducing the height of the easy-to-pass portions 231 and 241, the heat exchange performance with respect to the blower fan input to the heat exchanger 1 can be improved.

上記の効果に加え、本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
プレートフィン20は、その上流端部20A側と下流端部20B側とが対称な形状とされている。したがって、プレートフィン20をプレス加工する際に生じる残留応力もまた対称となるので、加工時にねじれ難く、それを矯正する手間が省ける。
In addition to the above effects, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
The plate fin 20 has a symmetrical shape on the upstream end 20A side and the downstream end 20B side. Therefore, since the residual stress generated when the plate fin 20 is pressed is also symmetric, it is difficult to twist during the processing, and the labor for correcting it can be saved.

また、山部22が長手方向Yにも斜面を有している。プレートフィン20間を流れる空気流には、カラー21Aやチューブ10への衝突によって乱流が生じるが、その乱流が長手方向Yの斜面に沿った流れによって促進される。これにより、伝熱が促進され、熱交換性能が向上する。
これに加えて、その山部22の斜面はチューブ10に向けて下っているので、中間領域220に流入した空気が、この斜面によりチューブ10に向けて案内される。これにより、チューブ10の下流側に回り込む風量が増えて死水域がより縮小されるので、熱交換性能のさらなる向上に寄与できる。
Further, the peak portion 22 has a slope in the longitudinal direction Y. In the airflow flowing between the plate fins 20, turbulent flow is generated by collision with the collar 21 </ b> A and the tube 10, but the turbulent flow is promoted by the flow along the slope in the longitudinal direction Y. Thereby, heat transfer is accelerated | stimulated and heat exchange performance improves.
In addition to this, since the slope of the peak portion 22 is lowered toward the tube 10, the air flowing into the intermediate region 220 is guided toward the tube 10 by this slope. Thereby, since the air volume which goes around to the downstream side of the tube 10 increases and a dead water area is reduced more, it can contribute to the further improvement of heat exchange performance.

〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態について、図8、図9を参照して説明する。なお、図8では、中間領域220に形成された山部22の図示が省略されている。以降の実施形態の各図においても同様である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 8, the illustration of the peak portion 22 formed in the intermediate region 220 is omitted. The same applies to the drawings of the following embodiments.

プレートフィン30の上流端部30Aには、長手方向Yに等間隔をおいて複数の第1凸部332が形成されている。第1凸部332は、プレートフィン30の表面から一定の高さ(例えば、第1実施形態における頂点26と同じ高さ)で突出しており、通過困難部として機能する。この第1凸部332は、中間領域220の上流側に設けられている。第1凸部332は、一定の高さで形成される点を除いては、第1実施形態の第1凸部23と同様に形成されている。
そして、長手方向Yで隣り合う第1凸部332の間の領域が、上流端部20Aに形成された通過容易部331とされている。
A plurality of first convex portions 332 are formed at equal intervals in the longitudinal direction Y at the upstream end portion 30 </ b> A of the plate fin 30. The first convex portion 332 protrudes from the surface of the plate fin 30 at a certain height (for example, the same height as the vertex 26 in the first embodiment), and functions as a difficult passage portion. The first convex portion 332 is provided on the upstream side of the intermediate region 220. The 1st convex part 332 is formed similarly to the 1st convex part 23 of a 1st embodiment except for the point formed with fixed height.
And the area | region between the 1st convex parts 332 adjacent in the longitudinal direction Y is the easy passage part 331 formed in 20 A of upstream ends.

プレートフィン30の下流端部30Bにも、第1凸部332と同様の第2凸部342が形成されており、隣り合う第2凸部342間の領域が、下流端部30Bに形成された通過容易部341とされている。
なお、通過容易部331,341はプレートフィン20の表面と同じ高さであるが、第1凸部332,342よりも背が低い突部としてもよい。また、第1凸部332,342の上端は平坦な面とされているが、階段状にしてもよい。以降の実施形態でも同様である。
A second convex portion 342 similar to the first convex portion 332 is also formed at the downstream end portion 30B of the plate fin 30, and a region between the adjacent second convex portions 342 is formed at the downstream end portion 30B. The passage easy portion 341 is used.
The easy passage portions 331 and 341 have the same height as the surface of the plate fin 20, but may be protrusions shorter than the first convex portions 332 and 342. Moreover, although the upper end of the 1st convex part 332,342 is made into the flat surface, you may make it step shape. The same applies to the following embodiments.

後述する図9で参照するように、複数のチューブ孔21は、長手方向Yにおいて所定のピッチDpで並んでいる。また、チューブ孔21の径はDとされ、通過容易部331(通過容易部341も同じ)の長手方向Yの寸法は長さLとされている。長さLは、隣り合う第1凸部33間の距離(あるいは、第2凸部34間の距離)に等しい。   As will be described later with reference to FIG. 9, the plurality of tube holes 21 are arranged at a predetermined pitch Dp in the longitudinal direction Y. The diameter of the tube hole 21 is D, and the dimension in the longitudinal direction Y of the easy-to-pass portion 331 (the same for the easy-to-pass portion 341) is the length L. The length L is equal to the distance between the adjacent first protrusions 33 (or the distance between the second protrusions 34).

上記のように構成された本実施形態によっても、第1実施形態と同様の作用効果が得られる。つまり、通過容易部331およびその近傍に着霜が生じ易くなる一方、第1凸部332およびその近傍では着霜が抑制されるので、着霜に伴う風量低下を避けられる。
加えて、下流端部30Bの通過容易部341により、チューブ10の下流側に回り込む風量が増えることで死水域が縮小する(図6参照)。これによって、熱交換性能が向上する。したがって、着霜が生じたとしても、高い熱交換性能を実現できる。
Also according to the present embodiment configured as described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. That is, frost formation is likely to occur in the easy-to-pass portion 331 and the vicinity thereof, while frost formation is suppressed in the first convex portion 332 and the vicinity thereof, so that a reduction in the air volume accompanying the frost formation can be avoided.
In addition, the dead water area is reduced by increasing the amount of air flowing around the downstream side of the tube 10 by the easy passage portion 341 of the downstream end 30B (see FIG. 6). This improves the heat exchange performance. Therefore, even if frost formation occurs, high heat exchange performance can be realized.

さて、通過容易部331,341と、通過困難部である第1、第2凸部332,342との長手方向Yにおける長さの配分により、熱交換性能比率が変わることが、図9に示す計算結果によって確かめられている。
図9の横軸は、(L/D)すなわち、チューブ孔21の径Dに対する、通過容易部331,341の長さである。そして縦軸は、図7と同様に、熱交通風動力を一定としたときの熱交換性能比率を示している。また、破線、実線はそれぞれ、Dpが相対的に大、小のときの特性を示している。
Now, it is shown in FIG. 9 that the heat exchange performance ratio varies depending on the length distribution in the longitudinal direction Y between the easy-to-pass portions 331 and 341 and the first and second convex portions 332 and 342 that are difficult to pass portions. It is confirmed by the calculation result.
The horizontal axis in FIG. 9 is (L / D), that is, the length of the easy-to-pass portions 331 and 341 with respect to the diameter D of the tube hole 21. And the vertical axis | shaft has shown the heat exchange performance ratio when heat traffic wind power is made constant like FIG. The broken line and the solid line indicate the characteristics when Dp is relatively large and small, respectively.

ここで、破線、実線のいずれの特性とも、長さLが径D以上(L/D≧1)になると、熱交換性能比率の増大率が大きくなることがわかる。長さLが径Dよりも小さければ(L/D<1)、カラー21Aおよびチューブ10が空気流の障壁となり、通過容易部341における空気通過量をあまり増やせないので、死水域はさほど縮小されず、熱交換性能向上への寄与が小さい。すなわち、L/Dは1以上にするのが好ましい。   Here, it can be seen that the increase rate of the heat exchange performance ratio increases when the length L is equal to or greater than the diameter D (L / D ≧ 1) in both the broken line and solid line characteristics. If the length L is smaller than the diameter D (L / D <1), the collar 21A and the tube 10 serve as an air flow barrier, and the amount of air passing through the easy passage portion 341 cannot be increased so much, so that the dead water area is greatly reduced. The contribution to improving heat exchange performance is small. That is, L / D is preferably 1 or more.

一方、破線、実線のいずれも、ある点をピークに熱交換性能比率が減少に転じる。したがって、第1、第2凸部332,342の寸法を定めるときには、この点を考慮することが望まれる。   On the other hand, in both the broken line and the solid line, the heat exchange performance ratio starts decreasing at a certain point. Therefore, it is desirable to consider this point when determining the dimensions of the first and second convex portions 332 and 342.

第1、第2凸部332,342の長さは(Dp−L)で表されるが、風量が最小となるように、第1凸部332とチューブ10で上流端30A側の流路を閉塞し、第2凸部342とチューブ10で下流端部30B側の流路を閉塞するように第1、第2凸部332,342を配置した場合には、第1、第2凸部332,342の長さは(Dp−D)で表される。
ここで、第1、第2凸部332,342の設置によって十分な伝熱促進効果が得られるか否かは、第1、第2凸部332,342の長さ(Dp−L)が(Dp−D)の1/2となる点を分岐点としており、十分な伝熱促進効果を得るには、(Dp−L)が(Dp−D)の1/2以上である必要がある。これを式に表すと、次の式(1)となる。これを変形すると、高い熱交換性能比率を実現できるL/Dの好適な上限が得られ、上記の下限と共に示せば、式(2)となる。この式(2)が示す範囲(図9に破線、実線でそれぞれ示した範囲)によれば、熱交換性能をより確実に向上させることができる。
The lengths of the first and second convex portions 332 and 342 are represented by (Dp−L). The first convex portion 332 and the tube 10 provide a flow path on the upstream end 30A side so that the air volume is minimized. When the first and second convex portions 332 and 342 are arranged so as to close and close the flow path on the downstream end 30B side with the second convex portion 342 and the tube 10, the first and second convex portions 332 are disposed. , 342 is represented by (Dp-D).
Here, whether the first and second convex portions 332 and 342 provide a sufficient heat transfer acceleration effect depends on the length (Dp−L) of the first and second convex portions 332 and 342 ( A point that is ½ of Dp−D) is a branch point, and in order to obtain a sufficient heat transfer enhancement effect, it is necessary that (Dp−L) is ½ or more of (Dp−D). This is expressed by the following formula (1). When this is deformed, a suitable upper limit of L / D that can realize a high heat exchange performance ratio is obtained, and if shown together with the above lower limit, Equation (2) is obtained. According to the range indicated by the formula (2) (the ranges indicated by the broken line and the solid line in FIG. 9), the heat exchange performance can be improved more reliably.

Figure 2013139978
Figure 2013139978

Figure 2013139978
Figure 2013139978

ここで、第1実施形態、および後述する実施形態をはじめ、通過容易部および通過困難部が如何なる形状をとろうとも、図9に示したのと同様の計算結果が得られ、通過容易部と、通過困難部との長手方向Yにおける長さの配分によって熱交換性能比率が変わるので、L/Dは、式(2)の範囲であることが好ましい。   Here, the same calculation results as shown in FIG. 9 are obtained regardless of the shapes of the first embodiment and the later-described embodiments, such as the easy passage portion and the difficult passage portion. Since the heat exchange performance ratio varies depending on the length distribution in the longitudinal direction Y with the difficult-to-pass portion, L / D is preferably in the range of the formula (2).

〔第3実施形態〕
次に、本発明の第3実施形態について、図10を参照して説明する。
プレートフィン50の上流端部50Aには、長手方向Yの一端から他端まで連続するとともに、第1凸部53が形成されている。第1凸部53は、チューブ20の上流側では幅が細く、中間領域220の上流側では幅が太い。第1凸部53の幅が細い部分は、太い部分に比べて空気抵抗が少ないため、空気が通過し易い。このため、細い部分が通過容易部531とされ、太い部分が通過困難部532とされている。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The upstream end portion 50A of the plate fin 50 is continuous from one end to the other end in the longitudinal direction Y, and a first convex portion 53 is formed. The first convex portion 53 has a narrow width on the upstream side of the tube 20 and a wide width on the upstream side of the intermediate region 220. The portion where the width of the first convex portion 53 is narrow has less air resistance than the thick portion, and therefore air easily passes therethrough. For this reason, the narrow portion is the easy passage portion 531 and the thick portion is the difficult passage portion 532.

下流端部50Bにも、第1凸部53と同様に形成された第2凸部54が形成されている。第2凸部54は、チューブ孔21を挟んで通過容易部531に対向する通過容易部541と、中間領域220を挟んで通過困難部532に対向する通過困難部542とを有している。
このような本実施形態によっても、第1実施形態と同様の作用効果が得られる。
A second convex portion 54 formed in the same manner as the first convex portion 53 is also formed in the downstream end portion 50B. The second convex portion 54 includes an easy passage portion 541 that faces the easy passage portion 531 across the tube hole 21, and a difficult passage portion 542 that faces the difficult passage portion 532 across the intermediate region 220.
Also according to this embodiment, the same operational effects as those of the first embodiment can be obtained.

以上、第1実施形態〜第3実施形態により、プレートフィンの上流側および下流側のそれぞれに、通過容易部および通過困難部を形成する手法をいくつか例示したが、2以上の手法を組み合わせて、通過容易部および通過困難部を形成することもできる。   As described above, according to the first to third embodiments, several methods of forming the easy passage portion and the difficult passage portion are illustrated on the upstream side and the downstream side of the plate fin, respectively, but two or more methods are combined. In addition, an easy-to-pass part and a difficult-to-pass part can be formed.

また、図2には、4列のプレートフィン20を個別にプレス成形する例を示したが、必要な列数のプレートフィン20に相当するサイズの素材をプレス成形することにより、複数のプレートフィンを一体的に形成することもできる。   FIG. 2 shows an example in which four rows of plate fins 20 are individually press-molded. However, a plurality of plate fins 20 can be formed by press-molding a material having a size corresponding to the required number of plate fins 20. Can also be formed integrally.

〔第4実施形態〕
上記各実施形態で述べたプレートフィンの上流側でのチューブ10に向けた空気誘導効果は、通過容易部と通過困難部との間に、長手方向Yに対して傾斜する傾斜部を備える構成によって促進させることができる。
例えば、上記第1実施形態で述べた構成に傾斜部を適用すると、図11に示すような構成となる。
プレートフィン40の上流端部40Aには、長手方向Yの一端から他端まで連続し、平面視で波状に蛇行した第1凸部43が形成されている。
第1凸部43は、図4に示した第1凸部23と同様に高さに勾配が付けられており、それによってチューブ10の上流側に通過容易部431が形成されるとともに、中間領域220の上流側に通過困難部432が形成されている。
そして、通過容易部431が、下流側(チューブ10)に向けて凸となるように湾曲するとともに、通過困難部432が、上流側(中間領域220とは反対側)に向けて凸となるように湾曲している。これらの通過容易部431と通過困難部432との間に傾斜部Rが形成される。
[Fourth Embodiment]
The air induction effect toward the tube 10 on the upstream side of the plate fin described in each of the above embodiments is configured by including an inclined portion that is inclined with respect to the longitudinal direction Y between the easy passage portion and the difficult passage portion. Can be promoted.
For example, when the inclined portion is applied to the configuration described in the first embodiment, the configuration shown in FIG. 11 is obtained.
The upstream end portion 40A of the plate fin 40 is formed with a first convex portion 43 that is continuous from one end to the other end in the longitudinal direction Y and meanders in a wavy shape in plan view.
The first convex portion 43 has a height gradient similar to the first convex portion 23 shown in FIG. 4, whereby an easy-to-pass portion 431 is formed on the upstream side of the tube 10, and the intermediate region A difficult passage portion 432 is formed on the upstream side of 220.
The easy-to-pass portion 431 is curved so as to be convex toward the downstream side (tube 10), and the difficult-to-pass portion 432 is convex toward the upstream side (the side opposite to the intermediate region 220). Is curved. An inclined portion R is formed between the easy passage portion 431 and the difficult passage portion 432.

一方、下流端部40Bにも、第1凸部43と同様に波状に蛇行した第2凸部44が形成されている。第1、第2凸部43,44は、中心線C1に対称に形成されている。
この第2凸部44も、第1凸部43と同様に高さに勾配が付けられており、それによってチューブ10の下流側に通過容易部441が形成されるとともに、中間領域220の下流側に通過困難部442が形成されている。
第1凸部43および第2凸部44は、幅が一定に形成されている。なお、第1凸部43および第2凸部44には、図3(B)に示すように、幅方向Xにも勾配が付けられていてもよい。
On the other hand, in the downstream end portion 40B, a second convex portion 44 meandering like a wave is formed similarly to the first convex portion 43. The first and second convex portions 43 and 44 are formed symmetrically with respect to the center line C1.
Similarly to the first convex portion 43, the second convex portion 44 has a gradient in height, thereby forming an easy passage portion 441 on the downstream side of the tube 10, and downstream of the intermediate region 220. The passage difficult part 442 is formed.
The first convex portion 43 and the second convex portion 44 are formed with a constant width. Note that the first convex portion 43 and the second convex portion 44 may have a gradient in the width direction X as shown in FIG.

上流端部40Aから流入しようとする空気は、通過困難部432に到達した分も傾斜部Rによって通過容易部431に案内されるので、通過困難部432よりも通過容易部431からより多くの空気が下流に向けて流入する。このように、チューブ10に向けて空気を誘導する効果が促進されるので、チューブ10およびその近傍に対して着霜する効果がさらに顕著となる。
なお、通過容易部と通過困難部との間に、長手方向Yに対して傾斜する傾斜部Rを備える構成は、第2実施形態や第3実施形態にも適用できる。
The air that is about to flow in from the upstream end 40A is guided to the easy-to-pass part 431 by the inclined part R even as it reaches the difficult-to-pass part 432, so that more air from the easy-to-pass part 431 than the difficult to pass part 432 Flows in downstream. As described above, since the effect of inducing air toward the tube 10 is promoted, the effect of frosting the tube 10 and the vicinity thereof is further remarkable.
In addition, the structure provided with the inclination part R which inclines with respect to the longitudinal direction Y between an easy passage part and a difficult passage part is applicable also to 2nd Embodiment or 3rd Embodiment.

上記で述べた以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。   In addition to those described above, the configurations described in the above embodiments can be selected or modified as appropriate to other configurations without departing from the gist of the present invention.

1 フィンチューブ熱交換器
10 チューブ
20,30,40,50 プレートフィン
20A,30A,40A,50A 上流端部
20B,30B,40B,50B 下流端部
21 チューブ孔
21A カラー
22 山部
22A 頂点
23 第1凸部
24 第2凸部
26 頂点
27 終端
43 第1凸部
44 第2凸部
53 第1凸部
54 第2凸部
210 平坦部
220 中間領域
231 通過容易部
232 通過困難部
241 通過容易部
242 通過困難部
252,253 死水域
331 通過容易部
332 第1凸部
341 通過容易部
342 第2凸部
431 通過容易部
432 通過困難部
441 通過容易部
442 通過困難部
531 通過容易部
532 通過困難部
541 通過容易部
542 通過困難部
R 傾斜部
1 Fin Tube Heat Exchanger 10 Tube 20, 30, 40, 50 Plate Fin 20A, 30A, 40A, 50A Upstream End 20B, 30B, 40B, 50B Downstream End 21 Tube Hole 21A Collar 22 Mountain 22A Vertex 23 First Convex part 24 Convex part 26 Vertex 27 Terminal part 43 First convex part 44 Second convex part 53 First convex part 54 Second convex part 210 Flat part 220 Middle area 231 Easy passage part 232 Difficult part 241 Easy part 242 Passing difficulty part 252, 253 Dead water area 331 Easy passing part 332 First convex part 341 Easy passing part 342 Second convex part 431 Easy passing part 432 Difficult part 441 Easy passing part 442 Easy passing part 531 Easy passing part 532 Easy passing part 541 Easy passage portion 542 Difficult passage portion R Inclined portion

Claims (7)

互いに間隔をおいて配置される複数のプレートフィンと、
前記複数のプレートフィンの各々に形成されるチューブ孔を厚み方向に貫通し、内部を冷媒が流れるチューブと、を備え、
前記プレートフィンは、
前記プレートフィン間を流れる空気流が通過し易い通過容易部と、前記通過容易部よりも前記空気流が通過し難い通過困難部と、を備え、前記通過容易部および前記通過困難部を含めた全体が、連続した面をなすとともに、当該プレートフィンを前記空気流の上流側と下流側とに二等分する中心線に対称に形成され、
前記通過容易部は、前記チューブよりも前記上流側および下流側にそれぞれ配置され、
前記通過困難部は、前記空気流に直交する方向に並ぶ前記チューブに挟まれた中間領域よりも前記上流側および前記下流側に配置される、
ことを特徴とする熱交換器。
A plurality of plate fins spaced apart from each other;
A tube that penetrates the tube hole formed in each of the plurality of plate fins in the thickness direction, and the refrigerant flows through the inside.
The plate fin is
An easy-to-pass part through which the air flow flowing between the plate fins easily passes, and a difficult-to-pass part through which the air flow is less likely to pass than the easy-to-pass part. The whole forms a continuous surface and is formed symmetrically with respect to a center line that bisects the plate fin into an upstream side and a downstream side of the air flow,
The easy-to-pass portions are respectively disposed on the upstream side and the downstream side of the tube,
The difficult passage portion is disposed on the upstream side and the downstream side of an intermediate region sandwiched between the tubes arranged in a direction orthogonal to the air flow.
A heat exchanger characterized by that.
前記通過困難部は、前記プレートフィンの表面から突出する凸部とされ、
前記通過容易部は、高さが前記通過困難部よりも低い、
請求項1に記載の熱交換器。
The passage difficult portion is a convex portion protruding from the surface of the plate fin,
The easy passage part has a height lower than the difficult passage part,
The heat exchanger according to claim 1.
前記通過容易部の高さは、前記プレートフィンの表面と同じである、
請求項2に記載の熱交換器。
The height of the easy passage portion is the same as the surface of the plate fin.
The heat exchanger according to claim 2.
前記空気流の方向と直交する方向における前記通過容易部の寸法を長さL、
前記チューブ孔の直径をD、
前記直交する方向における前記チューブ孔間ピッチをDpとすると、
L/Dは、下記式を満足する、
請求項1から3のいずれか一項に記載の熱交換器。
Figure 2013139978
The dimension of the easy passage part in a direction orthogonal to the direction of the air flow is a length L,
The diameter of the tube hole is D,
When the pitch between the tube holes in the orthogonal direction is Dp,
L / D satisfies the following formula:
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3.
Figure 2013139978
前記通過容易部は、前記空気流の方向における寸法が前記通過困難部よりも細い、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 easy-to-pass part has a dimension in the air flow direction that is narrower than the difficult-to-pass part. 前記通過容易部が、前記上流側において、平面視で前記チューブに向けて突出し、
前記通過困難部が、前記上流側において、平面視で前記中間領域とは反対側に向けて突出し、
通過容易部と通過困難部との間には、前記空気流に直交する方向に対して傾斜する傾斜部が設けられている、
請求項1から5のいずれか一項に記載の熱交換器。
The easy-to-pass portion protrudes toward the tube in a plan view on the upstream side,
The difficult-to-pass portion protrudes toward the opposite side of the intermediate region in plan view on the upstream side;
Between the easy-to-pass part and the difficult-to-pass part, an inclined part that is inclined with respect to a direction orthogonal to the air flow is provided,
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 5.
前記プレートフィンは、前記中間領域に、前記プレートフィンの表面から突出する山部を有し、
前記山部は、前記チューブに向けて下る斜面を有する、請求項1から6のいずれか一項に記載の熱交換器。
The plate fin has a peak portion protruding from the surface of the plate fin in the intermediate region,
The said peak part is a heat exchanger as described in any one of Claim 1 to 6 which has a slope which goes down toward the said tube.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016043340A1 (en) * 2014-09-19 2016-03-24 株式会社ティラド Corrugated fins for heat exchanger
EP3144624A4 (en) * 2014-05-15 2018-02-14 Mitsubishi Electric Corporation Heat exchanger, and refrigeration cycle device provided with heat exchanger
CN113906267A (en) * 2019-05-20 2022-01-07 赛峰集团 Optimized heat exchange system for a turbomachine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001317890A (en) * 2000-05-01 2001-11-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Heat exchanger with fin
US20050045316A1 (en) * 2003-09-02 2005-03-03 Oh Sai Kee Heat exchanger

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001317890A (en) * 2000-05-01 2001-11-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Heat exchanger with fin
US20050045316A1 (en) * 2003-09-02 2005-03-03 Oh Sai Kee Heat exchanger
JP2005077083A (en) * 2003-09-02 2005-03-24 Lg Electronics Inc Heat exchanger

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3144624A4 (en) * 2014-05-15 2018-02-14 Mitsubishi Electric Corporation Heat exchanger, and refrigeration cycle device provided with heat exchanger
WO2016043340A1 (en) * 2014-09-19 2016-03-24 株式会社ティラド Corrugated fins for heat exchanger
CN106716041A (en) * 2014-09-19 2017-05-24 株式会社T.Rad Corrugated fins for heat exchanger
JPWO2016043340A1 (en) * 2014-09-19 2017-07-13 株式会社ティラド Corrugated fin for heat exchanger
US9995539B2 (en) 2014-09-19 2018-06-12 T.Rad Co., Ltd. Corrugated fins for heat exchanger
CN113906267A (en) * 2019-05-20 2022-01-07 赛峰集团 Optimized heat exchange system for a turbomachine
CN113906267B (en) * 2019-05-20 2024-03-22 赛峰集团 Optimized heat exchange system for a turbomachine

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