JP2015132468A - 空気調和機の熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【課題】製造時のフィンの撓みを抑制でき、且つ熱交換器を蒸発器として用いる場合の排水性を確保でき、更にフィンピッチ調整用の切り起こしによる熱交換効率の低下改善を図る。
【解決手段】フィン21において隣接する扁平管31の間の部分である伝熱部23は、風上側と風下側とのそれぞれにフィンピッチ調整用の切り起こし26、27を備え、少なくとも風上側の切り起こし26は、その切り起こし面が空気通過方向に沿うようにフィン21に配置されたものである。
【選択図】図3
【解決手段】フィン21において隣接する扁平管31の間の部分である伝熱部23は、風上側と風下側とのそれぞれにフィンピッチ調整用の切り起こし26、27を備え、少なくとも風上側の切り起こし26は、その切り起こし面が空気通過方向に沿うようにフィン21に配置されたものである。
【選択図】図3
Description
本発明は、空気調和機の熱交換器に属する。
従来より、空気調和機の室外機に用いられている熱交換器は、空気通過方向に空気が通過するように間隔を空けて積層された複数のフィンと、この複数のフィンに直交するように挿入され、空気通過方向に対して垂直方向の段方向へ複数段設けられた複数の伝熱管とを備えた構成とを有し、伝熱管には円管又は扁平管が用いられている。円管を用いた場合、風下側にカルマン渦が発生するため、伝熱性能が低下するが、扁平管を用いた場合、円管よりも風上側のRが小さく、円管に比べてカルマン渦が発生し難い。このため、円管よりも扁平管の方が伝熱性能低下、及び通風抵抗増加を抑制できる利点がある。
また、円管を用いた熱交換器を製造する場合には、フィンに円管を挿入後、円管を拡管することにより、円管とフィンとを密着させる方法が採用されている。一方、扁平管を用いた熱交換器を製造する場合には、扁平管は円管のように拡管することができないため、次の方法を採用している。すなわち、複数のフィンを整列させた後、フィンの空気通過方向の端部を切り欠いて形成された管挿入部に扁平管を挿入し、ろう付けにより扁平管とフィンとを密着させる方法を採用している。
この種の扁平管を用いた熱交換器では、複数のフィンを整列する際にフィンが撓むのを抑制するため、フィンに切り起こしを設けている(特許文献1参照)。この切り起こしは、切り起こされた先端部分が、隣接するフィンに当接することでフィン同士の間隔を調整する役割も有している。また、特許文献1では、熱交換器を蒸発器として用いる場合に、フィンの表面に発生する凝縮水の排水性を確保するため、フィンの風上側端を扁平管より風上側に突出させて段方向(上下方向)に連続する排水部を形成し、排水部を排水路として用いるようにしている。
ところで、近年の室外機の熱交換器は、小型化の観点から、室外機筐体内にL字状又はコ字形状に曲げられて搭載されることが多い。しかし、扁平管は、円管に比べて断面二次モーメントが大きいため、扁平管を用いた熱交換器で曲げ部を形成する際には、曲げに必要な荷重が大きくなる。
このように大きな荷重を曲げ加工の際に加えた場合、伝熱管より風上側に突出した排水部に曲げ荷重が作用する。この場合、フィンの強度が低いとフィン倒れが生じる可能性がある。フィン倒れが生じると、空気の流路を塞いでしまうため、熱交換器の伝熱性能低下、及び通風抵抗増加によるファン入力増加、騒音増加といった不都合が生じる。このため、曲げ部を有する扁平管熱交換器を製造するにあたっては、フィンの強度が必要となる。
そこで、従来よりフィンの強度を図る技術が提案されており、フィンにおいて段方向に隣り合う扁平管の間に形成される伝熱部と排水性を確保のための排水部とに渡る部分に、その部分を突出させたリブを形成するようにした技術がある(例えば、特許文献2参照)。
特許文献1では、排水部を設けることで排水性の確保が図られているものの、曲げ加工に対するフィン強度の向上については検討されていない。
また、特許文献2では、リブを設けることで、一定のフィンの強度向上が図られているものの、フィンの風下側端を扁平管よりも下流側に突出させた構成としているため、その下流突出部分による強度低下を招いていた。このため、製造時のフィンの撓みを抑制するといった要求に対し、その要求の確実性において改善の余地があった。
また、特許文献2では、排水部にフィンピッチ調整用の切り起こしを設けているが、その切り起こし面が空気通過方向に対して傾斜して設けられている。このため、空気の流れを阻害して通風抵抗となり、熱交換効率の低下を招くという問題があった。
本発明はこのような点を鑑みなされたもので、製造時のフィンの撓みを抑制でき、且つ、熱交換器を蒸発器として用いる場合の排水性を確保でき、更にフィンピッチ調整用の切り起こしによる熱交換効率の低下を改善することが可能な空気調和機の熱交換器を得ることを目的とする。
本発明に係る空気調和機の熱交換器は、空気通過方向に空気が通過するように間隔を空けて積層された複数のフィンと、複数のフィンに直交するように挿入され、内部を冷媒が通過し、空気通過方向に対して垂直方向の段方向へ複数段設けられた複数の扁平管とを備えた熱交換部を備え、熱交換部が積層方向に曲げ部を有し、扁平管は、その断面の長軸方向が空気通過方向となるように、フィンの端部に設けられた管挿入部に挿入され、フィンにおいて隣接する扁平管の間の部分である伝熱部は、風上側と風下側とのそれぞれにフィンピッチ調整用の切り起こしを備え、少なくとも風上側の切り起こしは、その切り起こし面が空気通過方向に沿うようにフィンに配置されたものである。
本発明によれば、製造時のフィンの撓みを抑制でき、且つ、熱交換器を蒸発器として用いる場合の排水性を確保でき、更にフィンピッチ調整用の切り起こしによる熱交換効率の低下を改善することが可能な空気調和機の熱交換器を得ることができる。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る熱交換器を備えた室外機の分解斜視図である。図2は、図1の熱交換器の斜視図である。図1において室外機は、熱交換器1、ファン2及び圧縮機3等を備えている。図1の室外機は、いわゆる横吹タイプの室外機を示している。
図1は、本発明の実施の形態1に係る熱交換器を備えた室外機の分解斜視図である。図2は、図1の熱交換器の斜視図である。図1において室外機は、熱交換器1、ファン2及び圧縮機3等を備えている。図1の室外機は、いわゆる横吹タイプの室外機を示している。
熱交換器1は、図2の矢印で示す空気通過方向である列方向に配置された複数(ここでは2つ)の熱交換部11を有し、I字状に形成された複数列の熱交換部11に曲げ加工が施されてL字状に形成された構成を有している。各熱交換部11は、空気通過方向に空気が通過するように間隔を空けて積層された複数のフィン21と、この複数のフィン21に直交するように挿入され、空気通過方向に対して垂直方向の段方向(図2の上下方向)へ複数段設けられた複数の扁平管31とを備えた構成を有している。そして、扁平管31は、その断面の長軸方向が空気通過方向となるように、フィン21に配置され、フィン21にろう付けにより接合されている。なお、熱交換部11の列数は、2列に限らず3列以上としてもよい。また、熱交換器1の曲げ部12の形状はL字状に限らず、コ字状としてもよい。また、ここでは熱交換部11が複数列の構成を示したが、本発明は複数列に限定されず1列構成としてもよい。
図3は、図2のA−A断面図である。以下、図3を用いて熱交換器1の詳細な構成について説明する。
扁平管31は、内部が仕切られて複数の通路31aが形成されており、この各通路31aに冷媒が流れる。また、フィン21の風下側の端部には、扁平管31が挿入される管挿入部22が段方向(図3の上下方向)に所定間隔で複数形成されている。管挿入部22は、フィン21の風下側の端部から風上側に延びる細長い切り欠きで形成されており、この管挿入部22に風下側から扁平管31が挿入されるようになっている。
扁平管31は、内部が仕切られて複数の通路31aが形成されており、この各通路31aに冷媒が流れる。また、フィン21の風下側の端部には、扁平管31が挿入される管挿入部22が段方向(図3の上下方向)に所定間隔で複数形成されている。管挿入部22は、フィン21の風下側の端部から風上側に延びる細長い切り欠きで形成されており、この管挿入部22に風下側から扁平管31が挿入されるようになっている。
フィン21において隣接する管挿入部22の間の部分である伝熱部23の風上側には、フィン21の強度を高めるためのリブ24が形成されている。リブ24は、積層方向(図3において紙面に直交する方向)に突出する突部で構成される。図3には、伝熱部23の風上側のみにリブ24を設けた構成を示したが、図4に示すように更に伝熱部23の風下側にリブ25を設けてもよい。
フィン21の排水部28aは、扁平管31の風上側端よりも風上側に突出して設けられている。この排水部28aは上下方向に連続しており、熱交換器1を蒸発器として用いる際にフィン21の表面に発生する凝縮水を排水するための排水部として機能する。一方、フィン21の風下側端28bは扁平管31の風下側端の位置と同じであり、フィン21が扁平管31よりも風下側に突出しない構成となっている。図3、図4ではフィン21の風上側端部80は直線状の場合を示したが、扁平管31の左端よりも左側に位置していれば直線状でなくてもよい。
フィン21のリブ24より風上側と伝熱部23の風下側とにはそれぞれ、フィンピッチを調整するための切り起こし26、27が形成されている。切り起こし26、27は、フィン21を略矩形状に切り起こすことで形成される。すなわち、風上側の切り起こし26は、矩形の周囲4辺(図3のAB、BC、CD、DA)のうちの3辺に切り込みを入れ、残りの一辺(ここではDA)を支点に折り曲げることにより形成される。風下側の切り起こし27は、矩形の周囲4辺(図3のA1B1、B1C1、C1D1、D1A1)のうちの3辺に切り込みを入れ、残りの一辺(ここではD1A1)を支点に折り曲げることにより形成される。なお、切り起こし26、27の折り曲げ角は、ここでは直角としているが、直角に限られない。
そして、切り起こされた部分の先端部が、隣接するフィン21に当接することで、フィンピッチを調整(保持)している。つまり、切り起こし高さ=フィンピッチとなっている。
図1に示したように熱交換器1に曲げ部12を有する場合、熱交換器全体を曲げ加工する必要がある。熱交換器1の列数が2列以上の場合、それらをまとめて一度に曲げ加工を行うと加工工程が少なくて済む。一方、各列を別々に曲げ加工すると、加工工程が増加し、且つ各列毎に曲げRを変更する必要があり、更に各列を組み合わせたときに位置ずれが生じやすくなる。このため、一度に曲げ加工を行う方が好ましい。
しかし、2列以上の熱交換器1を一度に曲げ加工する場合、上述したように、フィン21の強度が低いとフィン倒れが生じる。そうすると、風の流路が塞がれ、熱交換器1の伝熱性能低下、通風抵抗増加によるファン入力の増加、騒音増大といった問題が発生する。このため、一度に曲げ加工を行うためにはフィン21の強度が必要となる。
図5は、図1の熱交換器の座屈強度を測定したときの装置図である。
熱交換器1は熱交換部11をここでは2つ備えているが、この座屈強度[N/m]の測定では、1つの熱交換部11に対して行う。測定は、熱交換部11の空気通過方向の両端のうちの一方側を土台40上に置き、おもり41により重力方向に熱交換部11に荷重を掛け、フィン21が座屈する荷重を測定する。この測定を、図6(a)〜(c)のそれぞれの熱交換部11について行い、座屈強度を算出した結果を表1に示す。なお、図6(b)は、フィン21が扁平管31より風上側に突出している排水部28aの突出長さXが図6(a)よりも長く、また、図6(c)は、フィン21が風上側と風下側共に扁平管31より突出している構成を示している。
熱交換器1は熱交換部11をここでは2つ備えているが、この座屈強度[N/m]の測定では、1つの熱交換部11に対して行う。測定は、熱交換部11の空気通過方向の両端のうちの一方側を土台40上に置き、おもり41により重力方向に熱交換部11に荷重を掛け、フィン21が座屈する荷重を測定する。この測定を、図6(a)〜(c)のそれぞれの熱交換部11について行い、座屈強度を算出した結果を表1に示す。なお、図6(b)は、フィン21が扁平管31より風上側に突出している排水部28aの突出長さXが図6(a)よりも長く、また、図6(c)は、フィン21が風上側と風下側共に扁平管31より突出している構成を示している。
表1に示すように、風上側及び風下側共にフィン21が扁平管31より突出している場合(図6(c))が最も座屈強度が小さく、風上側のみ突出している場合の方が座屈強度が大きく、その突出長さ(排水部28aの突出長さ)Xが短いほど座屈強度が大きいことがわかる。
次に、排水部28aの突出長さXを扁平管31の長軸方向の長さYで除算した値(=X/Y)と座屈強度との関係について検討する。
図3に示す熱交換部11を3列備えた熱交換器1に対して3列同時曲げを行った場合のフィン21の座屈を以下の方法で調べたところ、以下の結果が得られた。すなわち、排水部28aの突出長さXを変えて3列同時曲げを行い、フィン21が座屈しないか調べた。その結果、X/Y≦0.4のとき、座屈が生じなかった。
次に、排水量[g/s]とX/Yとの関係について検討する。
フィン21の突出長さXが短い場合、暖房運転時において室外機を蒸発器として用いる際に扁平管31及びフィン21で発生した凝縮水を排水できず、凝縮水が扁平管31及びフィン21に保持される。この場合、その保持部分で着霜して空気が流れなくなり、熱交換器1の性能が低下する。つまり、突出長さXと排水量との間には関係がある。
フィン21の突出長さXが短い場合、暖房運転時において室外機を蒸発器として用いる際に扁平管31及びフィン21で発生した凝縮水を排水できず、凝縮水が扁平管31及びフィン21に保持される。この場合、その保持部分で着霜して空気が流れなくなり、熱交換器1の性能が低下する。つまり、突出長さXと排水量との間には関係がある。
図7は、図3に示す熱交換部を3列備えた熱交換器における排水量とX/Yとの関係を表す図である。
図7より、X/Y<0.05の場合は、Xが長くなるほど排水量は増加し、X/Y≧0.05の場合は、排水量が一定となることがわかる。
図7より、X/Y<0.05の場合は、Xが長くなるほど排水量は増加し、X/Y≧0.05の場合は、排水量が一定となることがわかる。
次に、COPとX/Yとの関係について検討する。
図8は、図3に示す熱交換部を3列備えた熱交換器におけるCOPとX/Yとの関係を表す図である。
図8より、X/Y<0.05の間は、Xが長くなるほどCOPは増加し、X/Y≧0.05の場合は、Xが大きいほどCOPは緩やかに増加する。X/Y≧0.05の場合にXが大きいほどCOPが緩やかに増加するのは、Xが長くなるとフィン21の伝熱面積が増加し、熱交換器1の伝熱量が増加するためである。
図8は、図3に示す熱交換部を3列備えた熱交換器におけるCOPとX/Yとの関係を表す図である。
図8より、X/Y<0.05の間は、Xが長くなるほどCOPは増加し、X/Y≧0.05の場合は、Xが大きいほどCOPは緩やかに増加する。X/Y≧0.05の場合にXが大きいほどCOPが緩やかに増加するのは、Xが長くなるとフィン21の伝熱面積が増加し、熱交換器1の伝熱量が増加するためである。
以上の図7及び図8より、X/Y≧0.05のとき、排水性が確保され、COPが向上する。
従って、0.05≦X/Y≦0.4のとき、フィン21の座屈を防ぎ、排水性を確保することができる。
図4に示すように、風下側にもリブ25を備えた熱交換部11を3列備えた熱交換器においても同様の結果が得られ、0.05≦X/Y≦0.4のとき、フィン21の座屈を防ぎ、排水性を確保することができる。図3及び図4に示す熱交換部11を3列備えた熱交換器1において、フィン21の座屈が発生する確率を求めた結果、それぞれ0.9%、0.4%であり、図4に示す熱交換部11の方がフィン21の座屈が発生する確率を小さくすることができる。
図9は、図3の切り起こしの説明図である。図10は、風上側の切り起こし26の空気通過方向に対する角度αを変えたときの圧力損失[Pa]と角度α[゜]との関係を示す図である。図10は、風下側の切り起こし27が無く、フィンピッチを風上側の切り起こし26で調整する構成における圧力損失[Pa]と角度α[゜]との関係を示している。なお、切り起こし26の高さとフィンピッチとは等しい。
図10より、角度α=0°のとき、つまり切り起こし26の切り起こし面が空気通過方向に沿う場合、通風抵抗は最小となるため圧力損失が最も小さいことがわかる。そして、角度αが大きくなるほど、切り起こし26が流れの流路を塞ぐため、後流で渦が発生しやすくなり、圧損が増加している。
図11は、角度α=0°とし、風下側の切り起こし27の空気通過方向に対する角度βを変えたときの圧損[Pa]と角度β[゜]との関係を示す図である。この場合も角度β=0°のとき、通風抵抗は最小となり圧損が最小となる。しかし、角度βによる圧損の変化は角度αによる圧損の変化に比べて小さい。これは切り起こし27の風上側にあるリブ25が通風抵抗であるため、リブ25の後流で渦が発生し、切り起こし27に流入するためである。α=0°のとき、リブ25が排水路を流れる凝縮水にとって流路抵抗となる場合は、図3のABを扁平管31の左端よりも右側に配置してもよい。
なお、切り起こしが1箇所だけの場合、製造時にフィン21が撓み、フィンピッチがばらつく。このため、本実施の形態1では、切り起こしを風上側と風下側との両方にそれぞれ1箇所以上設け、計2箇所以上必要である。
以上説明したように、本実施の形態1によれば、以下の(1)〜(4)に示した特徴的な構成を備えたことにより、フィン21の座屈強度を高めることができるため、製造時のフィン21の撓みを抑制できる。また、熱交換器1を蒸発器として用いる場合の排水性を確保することができる。
(1)フィン21の伝熱部23の風上側及び風下側のそれぞれに1箇所以上のフィンピッチ調整用の切り起こし26、27を備え、少なくとも風上側の切り起こし26が、その切り起こし面が扁平管31の長軸方向に沿うように形成される。
(2)フィン21の少なくとも風上側は、扁平管31よりも風上側に突出して段方向(上下方向)に連続する排水部28aを形成しており、また、フィン21の風下側端28bは扁平管31よりも風下側に突出しない構成である。
(3)フィン21の伝熱部23の風上側に1つ以上のリブ24を備える。
(4)排水部28aの突出長さをX、扁平管31の長軸方向の長さをYとしたとき、0.05≦X/Y≦0.4とする。
(2)フィン21の少なくとも風上側は、扁平管31よりも風上側に突出して段方向(上下方向)に連続する排水部28aを形成しており、また、フィン21の風下側端28bは扁平管31よりも風下側に突出しない構成である。
(3)フィン21の伝熱部23の風上側に1つ以上のリブ24を備える。
(4)排水部28aの突出長さをX、扁平管31の長軸方向の長さをYとしたとき、0.05≦X/Y≦0.4とする。
また、本実施の形態1によれば、熱交換部11の列数が複数列の場合にはもちろんのこと、1列の場合にも、フィン21の座屈強度を高めることができるため、製造時のフィン21の撓みを抑制できる。
実施の形態2.
実施の形態2は、実施の形態1のフィン21に更にルーバー50を備えたものである。以下、実施の形態2が実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
実施の形態2は、実施の形態1のフィン21に更にルーバー50を備えたものである。以下、実施の形態2が実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
図12は、本発明の実施の形態2に係る熱交換器の熱交換部の縦断面図である。図13は、図12のルーバー50を示す図で、図13(a)は図12のA−A断面図、図13(b)は図12のB−B断面図である。
実施の形態2は、図4に示した実施の形態1のフィン21のリブ24とリブ25との間に、段方向に延びる複数のルーバー50を空気通過方向に並設した構成を有している。ルーバー50は、フィン21から切り起こされ、フィン21に対して傾斜した脚部51と、フィン21と平行な切り起こし部52とを有している。このようにルーバー50を設けたことにより、空気の乱れが発生し、乱流熱伝達率が向上することができる。なお、ここでは、ルーバー50を複数設けた構成を示したが、少なくとも1つ設けられていればよい。
実施の形態2は、図4に示した実施の形態1のフィン21のリブ24とリブ25との間に、段方向に延びる複数のルーバー50を空気通過方向に並設した構成を有している。ルーバー50は、フィン21から切り起こされ、フィン21に対して傾斜した脚部51と、フィン21と平行な切り起こし部52とを有している。このようにルーバー50を設けたことにより、空気の乱れが発生し、乱流熱伝達率が向上することができる。なお、ここでは、ルーバー50を複数設けた構成を示したが、少なくとも1つ設けられていればよい。
図14は、管外熱伝達率と前面速度との関係を示した図である。図14において薄線は図4に示したルーバー無しの熱交換器1の場合、濃線は、図12に示したルーバー有りの熱交換器1の場合を示している。
図14より、フィン21にルーバー50を備えた構成の方が、どの前面速度[m/s]においても管外熱伝達率[W/m2K]が大きいことが分かる。
図14より、フィン21にルーバー50を備えた構成の方が、どの前面速度[m/s]においても管外熱伝達率[W/m2K]が大きいことが分かる。
以上より、本実施の形態2によれば、実施の形態1と同様の効果を有すると共に、リブ24とリブ25との間にルーバー50を設けたことで、管外熱伝達率を向上することができる。
実施の形態3.
実施の形態3は、実施の形態2のルーバー50の積層方向の長さについて規定したものである。以下、実施の形態3が実施の形態2と異なる部分を中心に説明する。
実施の形態3は、実施の形態2のルーバー50の積層方向の長さについて規定したものである。以下、実施の形態3が実施の形態2と異なる部分を中心に説明する。
図15は、本発明の実施の形態3に係る熱交換器の熱交換部を空気通過方向から見た部分正面図である。
リブ24の高さをフィンピッチfpの0.3倍とし、ルーバー50の積層方向の長さHを、H=k×fpとする。この場合、管外熱伝達率とkとの関係は次の図16のようになる。
リブ24の高さをフィンピッチfpの0.3倍とし、ルーバー50の積層方向の長さHを、H=k×fpとする。この場合、管外熱伝達率とkとの関係は次の図16のようになる。
図16は、図15の熱交換器における管外熱伝達率とkとの関係を示す図である。
図16より、k≦0.3のとき、つまりルーバー50がリブ24の長さと同じかそれより低いとき、管外熱伝達率[W/m2K]は変わらない。しかし、k>0.3のとき、つまりルーバー50がリブ24の長さよりも長いとき、管外熱伝達率は大きくなる。これはルーバー50の風上側にリブ24があるため、k≦0.3のときは渦の状態でルーバー50に空気が流入し、渦の速度は小さい。このため、ルーバー50は管外熱伝達率に寄与しない。一方、k>0.3のときはルーバー50はリブ24よりも高さがあるため、ルーバー50に流入する空気に乱れが発生し、乱流熱伝達率が向上する。
図16より、k≦0.3のとき、つまりルーバー50がリブ24の長さと同じかそれより低いとき、管外熱伝達率[W/m2K]は変わらない。しかし、k>0.3のとき、つまりルーバー50がリブ24の長さよりも長いとき、管外熱伝達率は大きくなる。これはルーバー50の風上側にリブ24があるため、k≦0.3のときは渦の状態でルーバー50に空気が流入し、渦の速度は小さい。このため、ルーバー50は管外熱伝達率に寄与しない。一方、k>0.3のときはルーバー50はリブ24よりも高さがあるため、ルーバー50に流入する空気に乱れが発生し、乱流熱伝達率が向上する。
以上より、本実施の形態3によれば、実施の形態2と同様の効果を有すると共に、ルーバー50の積層方向の長さをリブ24の同方向の長さよりも長くしたことにより、管外熱伝達率を向上することができる。
実施の形態4.
実施の形態4は、実施の形態2のルーバー50の段方向の長さについて規定したものである。以下、実施の形態4が実施の形態2と異なる部分を中心に説明する。
実施の形態4は、実施の形態2のルーバー50の段方向の長さについて規定したものである。以下、実施の形態4が実施の形態2と異なる部分を中心に説明する。
図17は、本発明の実施の形態4に係る熱交換器の熱交換部の縦断面図である。
リブ24及びリブ25の段方向の長さL1と、複数のルーバー50のうち、最も長いルーバー50の段方向の長さL2とが、L2=k×L1の関係とする。ここでL1は、リブ24、25と扁平管31との間のフラット部60が撓まない、最大の長さである。そして、リブ24、25の高さをフィンピッチの0.3倍とし、ルーバー50の高さをフィンピッチの0.6倍とした場合の管外熱伝達率とkの関係は次の図18のようになる。
リブ24及びリブ25の段方向の長さL1と、複数のルーバー50のうち、最も長いルーバー50の段方向の長さL2とが、L2=k×L1の関係とする。ここでL1は、リブ24、25と扁平管31との間のフラット部60が撓まない、最大の長さである。そして、リブ24、25の高さをフィンピッチの0.3倍とし、ルーバー50の高さをフィンピッチの0.6倍とした場合の管外熱伝達率とkの関係は次の図18のようになる。
図18は、図17の熱交換器における管外熱伝達率とkとの関係を示す図である。
図18より、kが大きいほど管外熱伝達率[W/m2K]は大きくなり、k=1で最大となる。これはkが大きいほどルーバー50による乱流熱伝達が促進され、管外熱伝達率が大きくなるためである。
図18より、kが大きいほど管外熱伝達率[W/m2K]は大きくなり、k=1で最大となる。これはkが大きいほどルーバー50による乱流熱伝達が促進され、管外熱伝達率が大きくなるためである。
以上より、本実施の形態4によれば、実施の形態2と同様の効果を有すると共に、リブ24、25とルーバー50とのそれぞれの段方向の長さを略等しくすることにより、管外熱伝達率を向上することができる。なお、ここでは実施の形態2においてルーバー50の長さを規定する例を説明したが、実施の形態3においてルーバー50の長さを規定する構成としてもよい。この場合、更に管外熱伝達率を向上することができる。
実施の形態5.
上記実施の形態1〜4のそれぞれの構成に更に、フィン21において切り起こし26の段方向両側に更にリブ70を設けた構成としてもよい。
上記実施の形態1〜4のそれぞれの構成に更に、フィン21において切り起こし26の段方向両側に更にリブ70を設けた構成としてもよい。
図19(a)は、図4に示した実施の形態1の構成にリブ70を設けた図、図19(b)は、図12に示した実施の形態2の構成にリブ70を設けた図を示している。
このように構成したことにより、各実施の形態1〜4のそれぞれの効果に加え、リブ70により更にフィン21の強度を高めることができ、製造時のフィン21の撓みを更に抑制することが可能な熱交換器を得ることができる。
なお、上記では、室外機がいわゆる横吹タイプの例を示したが、図20に示すように上吹きタイプの室外機にも本発明の熱交換器を適用できる。この場合も、上記と同様の効果を得ることができる。
1 熱交換器、2 ファン、3 圧縮機、11 熱交換部、12 曲げ部、21 フィン、22 管挿入部、23 伝熱部、24 リブ、25 リブ、26 切り起こし、27 切り起こし、28a 排水部、28b 風下側端、31 扁平管、31a 通路、40 土台、41 おもり、50 ルーバー、51 脚部、52 切り起こし部、60 フラット部、70 リブ、80 フィン風上側端部。
Claims (3)
- 空気通過方向に空気が通過するように間隔を空けて積層された複数のフィンと、前記複数のフィンに直交するように挿入され、内部を冷媒が通過し、前記空気通過方向に対して垂直方向の段方向へ複数段設けられた複数の扁平管とを備えた熱交換部を備え、前記熱交換部が積層方向に曲げ部を有し、
前記扁平管は、その断面の長軸方向が前記空気通過方向となるように、前記フィンの端部に設けられた管挿入部に挿入され、
前記フィンにおいて隣接する前記扁平管の間の部分である伝熱部は、風上側と風下側とのそれぞれにフィンピッチ調整用の切り起こしを備え、
少なくとも風上側の前記切り起こしは、その切り起こし面が前記空気通過方向に沿うように前記フィンに配置されたことを特徴とする空気調和機の熱交換器。 - 風下側の前記切り起こしの切り起こし面が前記空気通過方向に沿うように前記フィンに配置されていることを特徴とする請求項1記載の空気調和機の熱交換器。
- 前記フィンは、前記扁平管の端よりも突出して前記段方向に連続する排水部を形成し、
前記フィンの前記排水部の突出長さをX、前記扁平管の前記長軸方向の長さをYとしたとき、0.05≦X/Y≦0.4としたことを特徴とする請求項2記載の空気調和機の熱交換器。
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