JP2017198440A - 熱交換器及び空調機 - Google Patents

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Abstract

【課題】扁平管を伝熱フィンの切り欠きに差し込む熱交換器において、通風抵抗の増加及び結露水の排水性の悪化を抑えつつフィンピッチを確保できる品質の高い熱交換器を提供する。
【解決手段】複数の伝熱フィン31は、複数の扁平管を差し込む複数の切り欠き35が扁平管の幅方向に沿って形成されている。複数の伝熱フィン31は、自身に隣接する伝熱フィン31との隙間を形成するために各々の切り欠き35の周辺部に設けられた3つの立上部61,62,63を有している。3つの立上部61,62,63は、扁平管の中心を通り幅方向に延びる基準線RLを挟んで対向しないように配置されている。
【選択図】図2

Description

本発明は、熱交換器、特に空気と冷媒との間の熱交換に用いられる熱交換器に関する。
従来から、互いに平行に配置された複数の伝熱フィンとその伝熱フィンに差し込まれた複数の扁平管を備える、例えば特許文献1(特開2012−163318号公報)に記載されているような熱交換器が知られている。特許文献1では、扁平管の厚みが薄いために切り欠きも小さくなることから、隣接する伝熱フィン間の間隔を保持するために、伝熱フィンの一部を切り起こしたものをスペーサとして用いている。
本発明の課題は、扁平管を伝熱フィンの切り欠きに差し込む熱交換器において、通風抵抗の増加及び結露水の排水性の悪化を抑えつつフィンピッチを確保できる品質の高い熱交換器を提供することである。
本発明の第1観点に係る熱交換器は、冷媒流れ方向に対して垂直な断面形状の幅方向が送風方向に延びている複数の扁平管と、複数の扁平管を差し込む複数の切り欠きが扁平管の幅方向に沿って形成された複数の伝熱フィンと、を備え、複数の伝熱フィンは、自身に隣接する伝熱フィンとの隙間を形成するために各々の切り欠きの周辺部に設けられた少なくとも3つの立上部を有し、少なくとも3つの立上部が扁平管の中心を通り幅方向に延びる基準線を挟んで対向しないように配置されている。
本発明の第1観点に係る熱交換器においては、立上部が扁平管の中心を通り幅方向に延びる基準線を挟んで対向しないように配置されていることから、立上部の十分な立ち上り高さを確保できて立上部によってフィンピッチを確保することができる。また、立上部が3つ以上設けられることにより、互いに隣接する伝熱フィンの位置関係を安定させることができるので、ロウ付けされた伝熱フィンの強度を安定的に確保することができる。
本発明の第2観点に係る熱交換器は、第1観点の熱交換器において、複数の伝熱フィンは、基準線を挟んで対向する切り欠きの2つの長辺のそれぞれに立上部が複数ずつ配置されている、ものである。
本発明の第2観点に係る熱交換器においては、切り欠きの各長辺に立上部が複数あるので、複数の伝熱フィンを積み重ねるときに安定性が良くなる。
本発明の第3観点に係る熱交換器は、本発明の第2観点の熱交換器において、複数の伝熱フィンは、切り欠きの2つの長辺の立上部が、基準線に沿って交互に配置されている、ものである。
本発明の第3観点に係る熱交換器においては、2つの長辺の立上部が基準線に沿って交互に配置されていることから、立上部の高さを高くでき、扁平管の幅方向に垂直な扁平管の厚み方向の対応可能な範囲について厚みの薄いものの方の範囲を広げることができる。
本発明の第4観点に係る熱交換器は、第3観点の熱交換器において、複数の伝熱フィンは、切り欠きの2つの長辺の立上部が、切り欠きに倒し入れたときに互いに嵌め合わせることができるような波状に形成されている、ものである。
本発明の第4観点に係る熱交換器においては、2つの長辺の立上部が切り欠きに倒し入れたときに互いに嵌め合わせることができるような波状であることから、波状の立上部の頂部までの高さを高くできるとともに、切り欠きの切り欠かれた部材を最大限に活用できる。
本発明の第5観点に係る熱交換器は、第2観点の熱交換器において、複数の伝熱フィンは、各々の長辺の複数の立上部の形状が波形である、ものである。
本発明の第5観点に係る熱交換器においては、立上部が波形であることから、一方の長辺にある波形の立上部の頂点が他方の長辺にある波形の立上部の波底の部分に対応させられるので、複数の立上部を高く形成し易くなる。
本発明の第6観点に係る熱交換器は、第5観点の熱交換器において、複数の伝熱フィンは、2つの長辺の少なくとも一方の波形の立上部のうちの一端の立上部における波の頂点から他端の立上部における波の頂点までの距離が、扁平管の幅の3分の1以上である、ものである。
本発明の第6観点に係る熱交換器においては、2つの長辺の少なくとも一方の波形の立上部のうちの一端の立上部における波の頂点から他端の立上部における波の頂点までの距離が、扁平管の幅の3分の1以上であることから、長辺において隣接する伝熱フィンに当接する距離を扁平管の幅の3分の1以上に延ばすことができる。
本発明の第7観点に係る熱交換器は、第1観点から第6観点のいずれかの熱交換器において、複数の伝熱フィンは、切り欠きの最深部に少なくとも1つの立上部が配置されている、ものである。
本発明の第7観点に係る熱交換器においては、切り欠きの最深部に少なくとも1つの立上部が配置されていることから、切り欠きの基準線に沿う方向についての立上部が配置されている範囲の長さを長くできる。そして、最深部に配置された立上部は扁平管差込時の規制機能も有している。
本発明の第8観点に係る熱交換器は、第2観点から第7観点のいずれかの熱交換器において、送風方向から見た際に、切り欠きの一方の長辺に配置されている立上部と他方の長辺に配置されている立上部との間隔が最小となる高さが、立上部の高さの2分の1よりも小さい、ものである。
本発明の第8観点に係る熱交換器においては、送風方向から見た際に、立上部の間隔が最小となる高さが立上部の高さの2分の1よりも小さいことから、伝熱フィンの立上部が立ち上がっている主面の近傍で伝熱フィンと扁平管が十分に接する。この接続部と伝熱フィンの主面との距離を近づけることで、伝熱フィンと扁平管との間で良好な熱伝導が実現される。また、伝熱フィンの切り欠きに扁平管を挿入するときの引っ掛かりが防止され、引っ掛かることによって熱交換器の形状に狂いが生じるのを防ぐことができる。
本発明の第9観点に係る熱交換器は、第1観点から第8観点のいずれかの熱交換器において、複数の伝熱フィンは、互いに隣接する切り欠きの間に形成されて立上部とは逆に突出する突出部と突出部及び切り欠きの間に形成された平坦部とを有し、互いに隣接する伝熱フィンの一方の立上部が他方の平坦部に当接するように形成されている、ものである。
本発明の第9観点に係る熱交換器においては、互いに隣接する伝熱フィンの一方の立上部が他方の平坦部に当接するように形成されていることから、複数の伝熱フィンを積み重ねたときに立上部を突出部に留まらせずに平坦部に移動させ易くなるので、積み重ね作業の時間が容易となり製造コストを削減できる。
本発明の第10観点に係る熱交換器は、第1観点から第9観点のいずれかの熱交換器において、複数の伝熱フィンは、各々の立上部が切り欠きとは反対側にR状に折り曲げられたリフレア部を持ち、立上部の高さが最大となるリフレア部の位置が切り欠きの縁よりも所定距離だけ外側に配置されている、ものである。
本発明の第10観点に係る熱交換器は、立上部の高さが最大となるリフレア部の位置が切り欠きの縁よりも所定距離だけ外側に配置されていることから、切り欠き周辺の変形具合に影響されてフィンピッチに誤差が生じるのを防ぐことができる。
本発明の第1観点に係る熱交換器では、通風経路などに隣接フィン間の隙間のための余分な切り起しを設ける必要がなくなり、通風抵抗の増加及び結露水の排水性の悪化を抑制することができるとともに、フィンピッチ及び伝熱フィンの取付強度が安定した品質の高いものとなる。
本発明の第2観点に係る熱交換器では、複数の伝熱フィンの相互の位置関係について高い寸法精度を得ることができる。
本発明の第3観点又は第5観点に係る熱交換器では、厚みの薄い扁平管を採用し易くなって適用できる範囲が広がる。
本発明の第4観点に係る熱交換器では、厚みの薄い扁平管を用いても複数の伝熱フィンの相互の位置関係について高い寸法精度及び取付強度を得易くなる。
本発明の第6観点に係る熱交換器では、複数の伝熱フィンを積み上げるときに伝熱フィンを安定させ易くなり、伝熱フィン間の隙間が均一な熱交換器を得やすくなる。
本発明の第7観点に係る熱交換器では、積み重ねられた伝熱フィンの相互の寸法精度、伝熱フィンと扁平管との間の寸法精度及び取付強度を向上させることができる。
本発明の第8観点に係る熱交換器では、伝熱フィンと扁平管との間の良好な熱伝導を安定的に確保することができ、高い品質を保つことができる。
本発明の第9観点に係る熱交換器では、コストの削減を図って安価に提供できる。
本発明の第10観点に係る熱交換器では、積み重ねられた伝熱フィンの寸法精度を向上させることができる。
第1実施形態に係る熱交換器とその周辺の構造を示す断面図。 伝熱フィンの一部を拡大した部分拡大平面図。 図2のI-I線で切断した伝熱フィンの断面図。 伝熱フィンの側面図。 伝熱フィンの切り欠きの周辺を拡大した伝熱フィンの部分拡大平面図。 立上部の形成方法を説明するための伝熱フィンの材料の部分拡大平面図。 立上部の周辺を拡大した部分拡大断面図。 複数の伝熱フィンのスタックの状態を示す部分拡大断面図。 立上部の形状を説明するための部分拡大断面図。 (a)伝熱フィンの一部及び扁平管を拡大した部分拡大図、(b)扁平管のロウ付け箇所を説明するための伝熱フィンの拡大平面図、(c)伝熱フィンの一部を拡大した部分拡大平面図。 図10のII-II線で切断した伝熱フィン及び扁平管の断面図。 図10のIII-III線で切断した伝熱フィン及び扁平管の断面図。 複数の伝熱フィンのスタックの状態を示す部分拡大断面図。 立上部の形状を説明するための部分拡大断面図。 立上部の形成方法の他の例を説明するための伝熱フィンの材料の部分拡大平面図。 立上部の形成方法のさらに他の例を説明するための伝熱フィンの材料の部分拡大平面図。 立上部の形成方法のさらに他の例を説明するための伝熱フィンの材料の部分拡大平面図。
〈第1実施形態〉
本発明の第1実施形態に係る熱交換器について図1乃至図9を用いて説明する。
(1)熱交換器
図1に示されているように、熱交換器91は、第1熱交換部96と第2熱交換部97を備えている。第1熱交換部96は、風上側に配置され、第2熱交換部97は、風下側に配置されている。第1熱交換部96も第2熱交換部97も、複数段並んだ扁平管21と、複数の扁平管21と交差する複数の伝熱フィン31とを有している。扁平管21と伝熱フィン31とは実質的に直交する。図1に示されている第1熱交換部96と第2熱交換部97の伝熱フィン31は、それぞれ1枚ずつであるが、図1に示されている伝熱フィン31と隣接する他の伝熱フィン31が、図1の伝熱フィン31と平行に配置されている。
(1−1)扁平管21の構成
図1に示されているように、1つの扁平管21の中には、複数の流路21aが風上から風下にかけて一列に並べて形成されており、各流路21aの中を冷媒が流れる。言い換えると、扁平管21は、各流路21aの冷媒流れ方向に対して垂直な断面形状の幅方向が送風方向(矢印Ar9の方向)に延びている。
(1−2)伝熱フィン31の構成
図2には、伝熱フィン31の一部がさらに拡大して示されている。伝熱フィン31は、扁平管21を差し込む切り欠き35が形成される風上側の主部33及び、切り欠き35の開口端35aと反対側に位置する風下側の連通部34を有している。伝熱フィン31においては、複数の扁平管21を差し込む複数の切り欠き35が扁平管21の幅方向に沿って形成されている。つまり、切り欠き35は、送風方向(矢印Ar9の方向)に延びている。図2の矢印Ar9の方向に扁平管21が差し込まれる。連通部34には、凝縮水の排水を助ける導水リブ36が形成されている。導水リブ36は、プレス加工された溝から延びる部分であり、伝熱フィン31の一方主面f1から見ると凸状構造が導水リブ36に沿って上下に長く延びており、一方主面f1の反対側の他方主面から見ると凹状構造が導水リブ36に沿って上下に長く延びている。
図3には、図2のI−I線で切断した断面が示されている。また、図4には、図2に示された伝熱フィン31の送風方向(矢印Ar9の方向)に対して垂直な方向から見た状態が示されている。図3及び図4に示されているように、伝熱フィン31の一方主面f1の側には、カラー部60が形成されている。伝熱フィン31の他方主面f2の側にブリッジ状に突出した複数の切り起こし部37が形成されている。カラー部60は、伝熱フィン31の平面視(扁平管21が延びる方向に沿って見た場合)において、切り欠き35を取り囲むようにU字型に形成されている。そして、切り欠き35に挿入された扁平管21は、カラー部60にロウ付けされて固定される。
(2)カラー部60の構成
図5には、図2に示されたカラー部60の周辺が拡大して示されている。複数の伝熱フィン31は、自身に隣接する伝熱フィン31との隙間を形成するために各々の切り欠き35の周辺部に設けられた3種類の立上部61,62,63を、カラー部60に有している。ここでは、カラー部60は、6つの波形の立上部61、5つの波形の立上部62、及び1つの立上部63を含んでいる。従って、カラー部60に含まれる立上部61,62,63の数は12である。立上部61,62,63が扁平管21の中心を通り幅方向に延びる基準線RLを挟んで対向しないように少なくとも3つ配置され、ここでは12の立上部61,62,63が対向しないように配置されている。
また、複数の伝熱フィン31には、基準線RLを挟んで対向する切り欠き35の2つの長辺68,69のそれぞれに立上部61,62が複数ずつ配置されている。さらに詳細には、長辺68に6つの立上部61が配置され、長辺69には5つの立上部62が配置されている。そして、これら6つの立上部61と5つの立上部62は、基準線RLに沿って交互に配置されている。これら長辺68,69は、扁平管21に形成される平らな面に沿う直線状の部分である。立上部61が形成されている部分の長さL1及び立上部62が形成されている部分の長さL2は、いずれも扁平管21の幅W1の2分の1よりも大きくなるように配置されている。また、複数の伝熱フィン31では、切り欠き35の最深部67に少なくとも1つの立上部63が配置されている。ここでは、立上部63が1つだけ配置されているが、立上部63を例えば二股に形成して複数設けることもできる。この立上部63は、扁平管21の差込時の規制機能を有している。つまり、扁平管21は、立上部63に当接するまで切り欠き35に押し込まれる。
立上部61,62は、図6に示されているように、切り欠き35の2つの長辺68,69の立上部61,62が、切り欠き35に倒し入れたときに互いに嵌め合わせることができるように波状に形成されている。立上部61,62の波形状を形成するためには、例えばプレス加工によって波形状の切断線70を伝熱フィン31の材料の金属板に形成すればよい。
図7に示されているように、伝熱フィン31は、送風方向から見た際に、切り欠き35の一方の長辺68に配置されている立上部61と他方の長辺69に配置されている立上部62との間隔が最小値D1となる所の高さh1が、立上部61,62の高さh2の2分の1よりも小さくなるように構成されている。言い換えると、立上部61,62の頂部61a,61bから間隔が最小値D1となる位置までの高さh3が、間隔が最小値D1となる所の高さh1よりも小さいということであり(h1<h3)、この間隔が最小値D1となる箇所が伝熱フィン31の一方主面f1に近づけられているということを意味している。
図8には、多数スタックされた伝熱フィン31のうちの3つの伝熱フィン31が示されている。互いに隣接する伝熱フィン31の隙間は、カラー部60によって形成される。言い換えると、互いに隣接する伝熱フィン31は、所定のフィンピッチPtを有している。このフィンピッチPtは、互いに隣接する一方主面f1の間隔に等しい。
図8に示されているようにスタックされた複数の伝熱フィン31は、隣接する伝熱フィン31のカラー部60の立上部61,62が当接する平坦部である台座65を有している。複数の伝熱フィン31は、互いに隣接する切り欠き35の間に形成されて立上部61,62とは逆に突出する突出部として切り起こし部37を有している。このような突出部は、切り起こし部37に限られるものではなく、例えば打ち出された箇所であってもよい。各伝熱フィン31の台座65は、この切り起こし部37と切り欠き35との間に形成されている。このように、台座65が設けられているため、熱交換器91を組み立てるときに、3枚以上の多数の伝熱フィン31をスタックすると、立上部61,62は、自動的に突出部である切り起こし部37から滑り落ちて台座65に集まる。複数の伝熱フィン31を積み重ねたときに立上部61,62を切り起こし部37の所に留まらせずに台座65に移動させ易くなるので、積み重ね作業の時間の短縮により製造の手間や製造に掛かる時間を省いて製造コストを削減できる。台座65と立上部61,62とが互いに当接し易くするために、図9に示されているように、切り欠き35の縁66から切り起こし部37までの距離X3よりも、切り欠き35の縁66から立上部61,62の端部までの距離X1が小さく設定されている。
図9に示されているように、各伝熱フィン31では、立上部61が切り欠き35とは反対側にR状に折り曲げられたリフレア部41が形成されており、立上部62が切り欠き35とは反対側にR状に折り曲げられたリフレア部42が形成されている。立上部61,62の立ち上げ高さが最大なるリフレア部41,42の頂部61a,62aの位置が切り欠き35の縁66よりも所定距離X2だけ外側に配置されている。この距離X2は、平坦な台座65が切り欠き35の縁66からの距離X4よりも大きくなるように設定されている。立上部61,62の高さによりフィンピッチPtが均等に保たれるようにすることを考えると、距離X2が距離X4よりも0.2mm以上大きく設定されること(X2−X4≧0.2mm)が好ましい。
(3)変形例
(3−1)変形例1A
上記第1実施形態のカラー部60には、切り欠き35の最深部に立上部63が形成されていたが、この立上部63は省くこともできる。
(3−2)変形例1B
上記第1実施形態では、波形に形成されている立上部61,62が正弦波に似た曲線を描いているが、立上部61,62が呈する波形は必ずしも曲線である必要はなく、例えば三角形や四角形が繰り返されるような形状もここでいう波形に含まれる。
(3−3)変形例1C
上記第1実施形態では、伝熱フィン31の風下側が連通しているが(図1参照)、伝熱フィンは、風上側が連通するような配置でも良い。
(3−4)変形例1D
本発明の第1実施形態に係る熱交換器は、空調機の室内機、空調機の室外機又は車用の熱交換器などに適用できる。
(4)特徴
(4−1)
図2乃至図5を用いて説明したように、複数の伝熱フィン31のカラー部60の立上部61,62,63が、扁平管21の中心を通り幅方向に延びる基準線RLを挟んで対向しないように配置されている。このことから、立上部61,62,63の十分な立ち上り高さを確保できて立上部61,62,63によってフィンピッチPt(図8参照)を確保することができる。また、立上部61,62,63が3つ以上設けられることにより、互いに隣接する伝熱フィン31の位置関係を安定させることができるので、ロウ付けされた伝熱フィン31の強度を安定的に確保することができる。その結果、通風経路などに互いに隣接するフィン間の隙間を形成するために従来のように余分な切り起しを設ける必要がなくなり、通風抵抗の増加及び結露水の排水性の悪化を抑制することができるとともに、フィンピッチPt及び伝熱フィン31の取付強度が安定した品質の高いものとなる。3つ以上設けられる立上部の組み合わせとしては、例えば、2つの立上部61と1つの立上部62、又は1つの立上部61と2つの立上部62のような組み合わせであってもよい。
(4−2)
上記第1実施形態では、切り欠き35の各長辺68,69に立上部61,62が複数あるので、複数の伝熱フィン31を積み重ねるときに安定性が良くなる。安定性が良くなるということは、互いに隣接する伝熱フィン31の位置関係が精度よく決定されるということである。従って、複数の伝熱フィン31は、互いの位置関係について高い寸法精度を得ることができる。
(4−3)
図5及び図6を用いて説明したように、2つの長辺68,69の立上部61,62が基準線RLに沿って交互に配置されていることから、立上部61,62の高さを高くできる。立上部61,62は、切り欠き35の箇所に在った金属片を立ち上げて形成されるものであるから、高さが自ずと切り欠き35の箇所に在った金属片の大きさで制限されてしまう。しかし、基準線RLに沿って交互に配置されていることから、基準線RLを境に立上部が分けて形成される場合に比べて、図6のように切断するときの立上部61,62の頂部61a,61bから長辺68,69までの距離は長くなる。従って、扁平管21の幅方向に対して垂直な方向の厚みの薄いものでも、立上部61,62の頂部61a,61bから長辺68,69までの長さを確保し易くなる。その結果、扁平管21の厚みが薄くても立上部61,62の頂部61a,61bから長辺68,69までの長さを確保でき、扁平管21の厚み方向の対応可能な範囲について厚みの薄いものにも対応できるようになる。
(4−4)
2つの長辺68,69の立上部61,62が切り欠き35に倒し入れたときに互いに嵌め合わせることができるような波状であることから、波状の立上部61,62の頂部61a,61bまでの高さを高くできるとともに、切り欠き35の切り欠かれた部材を最大限に活用できる。厚みの薄い扁平管21を用いても複数の伝熱フィン31の相互の位置関係について高い寸法精度及び取付強度を得易くなる。
(4−5)
図5に示されているように、切り欠き35の最深部67に少なくとも1つの立上部63が配置されていることから、切り欠き35の基準線RLに沿う方向についての立上部61,62,63が配置されている範囲の長さを長くできる。つまり、立上部63がない場合には立上部配置範囲の長さはL1又はL2であるが、立上部63がある場合には立上部配置範囲の長さがL3まで延長される。この最深部67に配置された立上部63は扁平管差込時の規制機能も有している。その結果、積み重ねられた伝熱フィン31の相互の寸法精度、伝熱フィン31と扁平管21との間の寸法精度及び取付強度を向上させることができる。
(4−6)
図7を用いて説明したように、送風方向から見た際に、立上部61,62の間隔が最小値D1をとる所の高さh1が立上部61,62の高さh2の2分の1よりも小さいことから、伝熱フィン31の立上部61,62が立ち上がっている主面f1の近傍で伝熱フィン31と扁平管21とが十分に接する。また、伝熱フィン31の切り欠き35に扁平管21を挿入するときの引っ掛かりが防止され、引っ掛かることによって熱交換器91の形状に狂いが生じるのを防ぐことができる。また、伝熱フィン31の主面f1と扁平管21との間の距離を近づけることで、伝熱フィン31と扁平管21との間で良好な熱伝導が実現される。その結果、積み重ねられた伝熱フィン31の相互の寸法精度、伝熱フィン31と扁平管21との間の寸法精度及び取付強度を向上させることができる。
(4−7)
図8を用いて説明したように、互いに隣接する伝熱フィン31の一方の立上部61,62が他方の台座65(平坦部の例)に当接するように形成されていることから、複数の伝熱フィン31を積み重ねたときに立上部61,62を切り起こし部37(突出部の例)に留まらせずに台座65に移動させ易くなるので、積み重ね作業の時間の短縮により製造コストを削減できる。このように製造コストの削減を図ることによって熱交換器91を安価に提供できる。
(4−8)
図9を用いて説明したように、立上部61,62の高さが最大となるリフレア部41,42の位置61a,62aが切り欠き35の縁66よりも所定距離X2(≧X4)だけ外側に配置されていることから、切り欠き35周辺の変形具合に影響されてフィンピッチPt(図8参照)に誤差が生じるのを防ぐことができる。そのような構成により、積み重ねられた伝熱フィンの寸法精度を向上させることができる。
〈第2実施形態〉
本発明の第2実施形態に係る熱交換器について図10乃至図17を用いて説明する。
(5)熱交換器
第2実施形態に係る熱交換器は、図10(a)に示されている伝熱フィン31Aの細部を除いて、図1に示されている第1実施形態の熱交換器91と同様の構成を有しており、第2実施形態に係る熱交換器91も第1熱交換部96と第2熱交換部97を備えている。そして、第2実施形態においては、第1熱交換部96と第2熱交換部97は、複数段並んだ扁平管21A(図10(a)参照)と、複数の扁平管21Aと交差する複数の伝熱フィン31Aとを有している。第2実施形態の複数の扁平管21Aと複数の伝熱フィン31Aの位置関係及び扁平管21Aの構成は、第1実施形態の複数の扁平管21と複数の伝熱フィン31の位置関係及び扁平管21の構成と実質的に同じであるので説明を省略する。
(5−1)伝熱フィン31Aの構成
図10(a)、図10(b)及び図10(c)には、伝熱フィン31Aの一部が拡大して示されている。図10(a)には扁平管21Aが切り欠き35に挿入された状態の伝熱フィン31Aが示され、図10(c)には扁平管21Aが切り欠き35に挿入されていない状態の伝熱フィン31Aが示されている。図10(b)は扁平管21Aと伝熱フィン31のロウ付け箇所を説明するための図である。
伝熱フィン31Aにおいても、扁平管21Aを差し込む切り欠き35が風上側の主部33に形成されており、風下側の連通部34が切り欠き35の開口端35aとは反対側に位置する。このように、伝熱フィン31Aの基本的な構成は、伝熱フィン31と同様であり、伝熱フィン31Aも、導水リブ36及び、一方主面f1に形成されたカラー部60を有している。カラー部60に扁平管21Aが接触している部分は、図10(b)に斜線で示されている部分である。このようにカラー部60に扁平管21Aが接触している部分がロウ付けされる。図10(b)に斜線で示されているように、平面視においてU字状に扁平管21Aをカラー部60に接触させるには、平面視における切り欠き35の形状を扁平管21Aの外形の形状に実質的に一致させればよい。
(6)カラー部60の構成
複数の伝熱フィン31Aは、自身に隣接する伝熱フィン31Aとの隙間を形成するために各々の切り欠き35の周辺部に設けられた3種類の立上部61,62,63を、カラー部60に有している。ここでは、カラー部60は、7つの波形の立上部61、8つの波形の立上部62、及び1つの波形の立上部63を含んでいる。長辺68の両端の部分における立上部61は、1つの波形を十分に形成していないので1つの立上部61として数えていない。従って、カラー部60に含まれる立上部61,62,63の数は全部で16である。このように、立上部61,62,63が扁平管21Aの中心を通り幅方向に延びる基準線RLを挟んで対向しないように少なくとも3つ配置され、ここでは12の立上部61,62,63が対向しないように配置されている。また、複数の伝熱フィン31Aには、基準線RLを挟んで対向する切り欠き35の2つの長辺68,69のそれぞれに波形の立上部61,62が複数ずつ配置されている。複数の立上部61と複数の立上部62が基準線RLに沿って交互に配置されている点は、第1実施形態と同様である。長辺68,69は、扁平管21Aに形成される平らな面に沿う直線状の部分である。切り欠き35の2つの長辺68,69の立上部61,62が、切り欠き35に倒し入れたときに互いに嵌め合わせることができるように波状に形成されているのも第1実施形態と同様である。
図10(b)に示されているように、長辺68の一端の立上部61における波の頂点P1と他端の立上部61における波の頂点P2までの距離X5は、扁平管21Aの幅W2の3分の1以上になるように設定されている。同様に、長辺69の一端の立上部62における波の頂点P3と他端の立上部62における波の頂点P4までの距離X6は、扁平管21Aの幅W2の3分の1以上になるように設定されている。
扁平管21Aは、立上部63に当接するまで切り欠き35に押し込まれて、図10(b)に斜線で示されているU字状の領域部分r1の全域で、伝熱フィン31Aに接触する。図11及び図12には、図10(a)に示されたカラー部60のII−II線に沿った断面及びIII−III線に沿った断面が示されている。立上部61,62は、図11に示されている接触部P5で、扁平管21Aの平らな面22に接触している。また、カラー部60は、波形の立上部61,62以外のところ(接触部P6)でも、扁平管21Aの平らな面22に接触している。
図13には、多数スタックされた伝熱フィン31Aのうちの3つの伝熱フィン31Aが示されている。互いに隣接する伝熱フィン31Aの隙間は、カラー部60によって形成され、複数の伝熱フィン31AのフィンピッチPtである。複数の伝熱フィン31Aも、第1実施形態の伝熱フィン31と同様に、台座65及び切り起こし部37を有している。台座65と立上部61,62とが互いに当接し易くするために、図14に示されているように、切り欠き35の縁66から切り起こし部37までの距離X3よりも、切り欠き35の縁66から立上部61,62の端部までの距離X1が小さく設定されている。
また、図14に示されているように、各伝熱フィン31Aでは、立上部61が切り欠き35とは反対側にR状に折り曲げられたリフレア部43が形成されており、立上部62が切り欠き35とは反対側にR状に折り曲げられたリフレア部44が形成されている。図14に示されている第2実施形態のリフレア部43,44が、図9に示されている第1実施形態のリフレア部41,42と異なっている点は、リフレア部43,44が主部33の長手方向に沿って真っ直ぐに延びている点である。このようにリフレア部43,44が真っ直ぐ延びている場合は、先端が主部33に近づくようにリフレア部41,42が斜めに延びている場合に比べて、送風抵抗が小さくなる。
立上部61,62の立ち上げ高さが最大なるリフレア部43,44の頂部61a,62aの位置が切り欠き35の縁66よりも所定距離X2だけ外側に配置されている。第2実施形態では、リフレア部43,44の頂部61a,62aが平坦になるが、所定距離X2は、平坦な頂部61a,62aのうちの縁66に最も近いところまでの距離で定義される。この距離X2は、平坦な台座65が切り欠き35の縁66からの距離X4よりも大きくなるように設定されている。立上部61,62の高さによりフィンピッチPtが均等に保たれるようにすることを考えると、距離X2が距離X4よりも0.2mm以上大きく設定されること(X2−X4≧0.2mm)が好ましい。
(7)変形例
(7−1)変形例2A
上記第2実施形態のカラー部60においても、第1実施形態と同様に、切り欠き35の最深部に立上部63の形成を省くこともできる。
(7−2)変形例2B
上記第2実施形態では、波形に形成されている立上部61,62が正弦波に似た曲線を描いているが、立上部61,62が呈する波形は必ずしも曲線である必要はなく、例えば三角形や四角形が繰り返されるような形状であってもよいことは第1実施形態と同様である。
また、上記第1実施形態及び第2実施形態では、各長辺68,69において複数の波形の立上部61,62がそれぞれ連続する場合について説明した。しかし、複数の波形の立上部61,62は連続していなくてもよい。例えば、図15に示されているように、波形の立上部61,62が途中でと切れる部分r2があってもよい。
また、上記第1実施形態及び第2実施形態では、各長辺68,69において波形の立上部61,62が繰り返されるときの波長が一定であった。しかし、複数の波形の立上部61,62が繰り返されるときの波長は、例えば、図16に示されているように、一定でなくてもよい。
また、上記第1実施形態及び第2実施形態では、各長辺68,69において波形の立上部61,62が1つずつ交互に繰り返される場合について説明したが、繰り返し方はこのような場合に限られるものではない。例えば図17に示されているように、2つの立上部62の間に3つの立上部61が配置される構成であってもよい。
(7−3)変形例2C
上記第2実施形態では、伝熱フィン31Aの風下側が連通しているが(図1参照)、伝熱フィンは、風上側が連通するような配置でも良い。
(7−4)変形例2D
本発明の第2実施形態に係る熱交換器は、空調機の室内機、空調機の室外機又は車用の熱交換器などに適用できる。
(8)特徴
(8−1)
第2実施形態に係る熱交換器91も、第1実施形態の熱交換器91と同様に、(4−1)から(4−8)で説明した作用・効果と同様の作用効果を奏する。
(8−2)
上述の熱交換器91においては、複数の伝熱フィン31,31Aは、各々の長辺68,69の複数の立上部61,62の形状が波形である。このように、立上部61,62が波形であることから、一方の長辺68または長辺69にある波形の立上部61または立上部62の頂点が他方の長辺69または長辺68にある波形の立上部61または立上部62の波底の部分に対応させられるので、各長辺68,69において複数の立上部61,62を高く形成し易くなる。例えば、図10(c)に示されている立上部61の頂点P11が、立上部62の波底の部分B1に対応する。また、立上部62の頂点P12が、立上部61の波底の部分B2に対応する。複数の立上部61,62を高く形成し易くなるので、厚みの薄い扁平管21,21Aを採用し易くなって熱交換器に対する適用範囲が広がる。
波形の立上部61,62を形成する場合に、切断線70で切断して分離する場合について説明したが、立上部61,62を分離する方法は切断線70に限られるものではなく、例えば、立上部61,62の間に細い溝を形成して分離してもよい。このような場合でも、各長辺68,69において複数の立上部61,62を高く形成し易くなる効果を奏する。
なお、立上部が頂点を持たない場合、例えば立上部の頂点の箇所が基準線RLに平行になっている場合には、最も距離が小さくなるような箇所を測る。
(8−3)
第2実施形態の熱交換器91において、複数の伝熱フィン31Aは、2つの長辺68,69の波形の立上部61,62のうちの一端の立上部61,62における波の頂点P1,P3から他端の立上部61,62における波の頂点P2,P4までの距離X5,X6が、扁平管21Aの幅の3分の1以上である。つまり、長辺68,69において隣接する伝熱フィン31Aに当接する距離を扁平管21Aの幅の3分の1以上に延ばして、複数の伝熱フィン31Aを積み上げるときに伝熱フィン31Aを安定させ易くなり、伝熱フィン31A間の隙間が均一な熱交換器91が得やすくなっている。また、上記第1実施形態の熱交換器91においても、複数の伝熱フィン31は、2つの長辺68,69の波形の立上部61,62のうちの一端の立上部61,62における波の頂点から他端の立上部61,62における波の頂点までの距離X5,X6が、扁平管21Aの幅の3分の1以上であり、第2実施形態と同様の効果を奏する。
21,21A 扁平管
31,31A 伝熱フィン
35 切り欠き
37 切り起こし部(突出部の例)
61,62,63 立上部
65 台座(平坦部の例)
67 最深部
68,69 長辺
91 熱交換器
96 第1熱交換部
97 第2熱交換部
特開2012−163318号公報
本発明は、熱交換器及び空調機、特に空気と冷媒との間の熱交換に用いられる熱交換器及びそのような熱交換器を備える空調機に関する。
従来から、互いに平行に配置された複数の伝熱フィンとその伝熱フィンに差し込まれた複数の扁平管を備える、例えば特許文献1(特開2012−163318号公報)に記載されているような熱交換器が知られている。特許文献1では、扁平管の厚みが薄いために切り欠きも小さくなることから、隣接する伝熱フィン間の間隔を保持するために、伝熱フィンの一部を切り起こしたものをスペーサとして用いている。
しかし、特許文献1に記載されているように、切り起こしを送風方向に垂直に配置した場合、通風抵抗が増大する。そこで、通風抵抗の増大を避けるために切り起こしを送風方向に平行に配置することも考えられるが、切り起こしを送風方向に平行に配置した場合には、結露水の排水性が悪化する。
本発明の課題は、扁平管を伝熱フィンの切り欠きに差し込む熱交換器において、通風抵抗の増加及び結露水の排水性の悪化を抑えつつフィンピッチを確保できる品質の高い熱交換器、及びそのような熱交換器を備える空調機を提供することである。
本発明の第1観点に係る熱交換器は、冷媒流れ方向に対して垂直な断面形状の幅方向が送風方向に延びている複数の扁平管と、複数の扁平管を差し込む複数の切り欠きが扁平管の幅方向に沿って形成された複数の伝熱フィンと、を備え、複数の伝熱フィンは、自身に隣接する伝熱フィンとの隙間を形成するために各々の切り欠きの周辺部に設けられた少なくとも3つの立上部を有し、少なくとも3つの立上部が扁平管の中心を通り幅方向に延びる基準線を挟んで対向しないように配置され、基準線を挟んで対向する切り欠きの2つの長辺のそれぞれに立上部が複数ずつ配置され、各々の長辺の複数の立上部の形状が波形であり、2つの長辺の少なくとも一方の波形の立上部のうちの一端の立上部における波の頂点から他端の立上部における波の頂点までの距離が、扁平管の幅の3分の1以上である。
本発明の第1観点に係る熱交換器においては、立上部が扁平管の中心を通り幅方向に延びる基準線を挟んで対向しないように配置されていることから、立上部の十分な立ち上り高さを確保できて立上部によってフィンピッチを確保することができる。また、立上部が3つ以上設けられることにより、互いに隣接する伝熱フィンの位置関係を安定させることができるので、ロウ付けされた伝熱フィンの強度を安定的に確保することができる。
本発明の第2観点に係る熱交換器は、第1観点の熱交換器において、複数の伝熱フィンは、基準線を挟んで対向する切り欠きの2つの長辺のそれぞれに立上部が複数ずつ配置されている、ものである。
また、切り欠きの各長辺に立上部が複数あるので、複数の伝熱フィンを積み重ねるときに安定性が良くなる。
また、立上部が波形であることから、一方の長辺にある波形の立上部の頂点が他方の長辺にある波形の立上部の波底の部分に対応させられるので、複数の立上部を高く形成し易くなる。
さらに、2つの長辺の少なくとも一方の波形の立上部のうちの一端の立上部における波の頂点から他端の立上部における波の頂点までの距離が、扁平管の幅の3分の1以上であることから、長辺において隣接する伝熱フィンに当接する距離を扁平管の幅の3分の1以上に延ばすことができる。
本発明の第2観点に係る熱交換器は、冷媒流れ方向に対して垂直な断面形状の幅方向が送風方向に延びている複数の扁平管と、複数の扁平管を差し込む複数の切り欠きが扁平管の幅方向に沿って形成された複数の伝熱フィンと、を備え、複数の伝熱フィンは、自身に隣接する伝熱フィンとの隙間を形成するために各々の切り欠きの周辺部に設けられた少なくとも3つの立上部を有し、少なくとも3つの立上部が扁平管の中心を通り幅方向に延びる基準線を挟んで対向しないように配置され、基準線を挟んで対向する切り欠きの2つの長辺のそれぞれに立上部が複数ずつ配置され、送風方向から見た際に、切り欠きの一方の長辺に配置されている立上部と他方の長辺に配置されている立上部との間隔が最小となる高さが、立上部の高さの2分の1よりも小さい、ものである。
本発明の第2観点に係る熱交換器においては、立上部が扁平管の中心を通り幅方向に延びる基準線を挟んで対向しないように配置されていることから、立上部の十分な立ち上り高さを確保できて立上部によってフィンピッチを確保することができる。また、立上部が3つ以上設けられることにより、互いに隣接する伝熱フィンの位置関係を安定させることができるので、ロウ付けされた伝熱フィンの強度を安定的に確保することができる。
また、切り欠きの各長辺に立上部が複数あるので、複数の伝熱フィンを積み重ねるときに安定性が良くなる。
さらに、送風方向から見た際に、立上部の間隔が最小となる高さが立上部の高さの2分の1よりも小さいことから、伝熱フィンの立上部が立ち上がっている主面の近傍で伝熱フィンと扁平管が十分に接する。この接続部と伝熱フィンの主面との距離を近づけることで、伝熱フィンと扁平管との間で良好な熱伝導が実現される。また、伝熱フィンの切り欠きに扁平管を挿入するときの引っ掛かりが防止され、引っ掛かることによって熱交換器の形状に狂いが生じるのを防ぐことができる。
本発明の第3観点に係る熱交換器は、冷媒流れ方向に対して垂直な断面形状の幅方向が送風方向に延びている複数の扁平管と、複数の扁平管を差し込む複数の切り欠きが扁平管の幅方向に沿って形成された複数の伝熱フィンと、を備え、複数の伝熱フィンは、自身に隣接する伝熱フィンとの隙間を形成するために各々の切り欠きの周辺部に設けられた少なくとも3つの立上部を有し、少なくとも3つの立上部が扁平管の中心を通り幅方向に延びる基準線を挟んで対向しないように配置され、互いに隣接する切り欠きの間に形成されて立上部とは逆に突出する突出部と突出部及び切り欠きの間に形成された平坦部とを有し、互いに隣接する伝熱フィンの一方の立上部が他方の平坦部に当接するように形成されている、ものである。
本発明の第3観点に係る熱交換器においては、立上部が扁平管の中心を通り幅方向に延びる基準線を挟んで対向しないように配置されていることから、立上部の十分な立ち上り高さを確保できて立上部によってフィンピッチを確保することができる。また、立上部が3つ以上設けられることにより、互いに隣接する伝熱フィンの位置関係を安定させることができるので、ロウ付けされた伝熱フィンの強度を安定的に確保することができる。
また、互いに隣接する伝熱フィンの一方の立上部が他方の平坦部に当接するように形成されていることから、複数の伝熱フィンを積み重ねたときに立上部を突出部に留まらせずに平坦部に移動させ易くなるので、積み重ね作業の時間が容易となり製造コストを削減できる。
本発明の第4観点に係る空調機は、第1観点、第2観点または第3観点に係る熱交換器を備える。
本発明の第1観点に係る熱交換器または第4観点に係る空調機では、通風経路などに隣接フィン間の隙間のための余分な切り起しを設ける必要がなくなり、通風抵抗の増加及び結露水の排水性の悪化を抑制することができるとともに、フィンピッチ及び伝熱フィンの取付強度が安定した品質の高いものとなる。また、複数の伝熱フィンの相互の位置関係について高い寸法精度を得ることができる。また、厚みの薄い扁平管を採用し易くなって適用できる範囲が広がる。さらに、複数の伝熱フィンを積み上げるときに伝熱フィンを安定させ易くなり、伝熱フィン間の隙間が均一な熱交換器を得やすくなる。
本発明の第2観点に係る熱交換器または第4観点に係る空調機では、通風経路などに隣接フィン間の隙間のための余分な切り起しを設ける必要がなくなり、通風抵抗の増加及び結露水の排水性の悪化を抑制することができるとともに、フィンピッチ及び伝熱フィンの取付強度が安定した品質の高いものとなる。また、複数の伝熱フィンの相互の位置関係について高い寸法精度を得ることができる。さらに、伝熱フィンと扁平管との間の良好な熱伝導を安定的に確保することができ、高い品質を保つことができる。
本発明の第3観点に係る熱交換器または第4観点に係る空調機では、通風経路などに隣接フィン間の隙間のための余分な切り起しを設ける必要がなくなり、通風抵抗の増加及び結露水の排水性の悪化を抑制することができるとともに、フィンピッチ及び伝熱フィンの取付強度が安定した品質の高いものとなる。また、コストの削減を図って安価に提供できる。
第1実施形態に係る熱交換器とその周辺の構造を示す断面図。 伝熱フィンの一部を拡大した部分拡大平面図。 図2のI-I線で切断した伝熱フィンの断面図。 伝熱フィンの側面図。 伝熱フィンの切り欠きの周辺を拡大した伝熱フィンの部分拡大平面図。 立上部の形成方法を説明するための伝熱フィンの材料の部分拡大平面図。 立上部の周辺を拡大した部分拡大断面図。 複数の伝熱フィンのスタックの状態を示す部分拡大断面図。 立上部の形状を説明するための部分拡大断面図。 (a)伝熱フィンの一部及び扁平管を拡大した部分拡大図、(b)扁平管のロウ付け箇所を説明するための伝熱フィンの拡大平面図、(c)伝熱フィンの一部を拡大した部分拡大平面図。 図10のII-II線で切断した伝熱フィン及び扁平管の断面図。 図10のIII-III線で切断した伝熱フィン及び扁平管の断面図。 複数の伝熱フィンのスタックの状態を示す部分拡大断面図。 立上部の形状を説明するための部分拡大断面図。 立上部の形成方法の他の例を説明するための伝熱フィンの材料の部分拡大平面図。 立上部の形成方法のさらに他の例を説明するための伝熱フィンの材料の部分拡大平面図。 立上部の形成方法のさらに他の例を説明するための伝熱フィンの材料の部分拡大平面図。
〈第1実施形態〉
本発明の第1実施形態に係る熱交換器について図1乃至図9を用いて説明する。
(1)熱交換器
図1に示されているように、熱交換器91は、第1熱交換部96と第2熱交換部97を備えている。第1熱交換部96は、風上側に配置され、第2熱交換部97は、風下側に配置されている。第1熱交換部96も第2熱交換部97も、複数段並んだ扁平管21と、複数の扁平管21と交差する複数の伝熱フィン31とを有している。扁平管21と伝熱フィン31とは実質的に直交する。図1に示されている第1熱交換部96と第2熱交換部97の伝熱フィン31は、それぞれ1枚ずつであるが、図1に示されている伝熱フィン31と隣接する他の伝熱フィン31が、図1の伝熱フィン31と平行に配置されている。
(1−1)扁平管21の構成
図1に示されているように、1つの扁平管21の中には、複数の流路21aが風上から風下にかけて一列に並べて形成されており、各流路21aの中を冷媒が流れる。言い換えると、扁平管21は、各流路21aの冷媒流れ方向に対して垂直な断面形状の幅方向が送風方向(矢印Ar9の方向)に延びている。
(1−2)伝熱フィン31の構成
図2には、伝熱フィン31の一部がさらに拡大して示されている。伝熱フィン31は、扁平管21を差し込む切り欠き35が形成される風上側の主部33及び、切り欠き35の開口端35aと反対側に位置する風下側の連通部34を有している。伝熱フィン31においては、複数の扁平管21を差し込む複数の切り欠き35が扁平管21の幅方向に沿って形成されている。つまり、切り欠き35は、送風方向(矢印Ar9の方向)に延びている。図2の矢印Ar9の方向に扁平管21が差し込まれる。連通部34には、凝縮水の排水を助ける導水リブ36が形成されている。導水リブ36は、プレス加工された溝から延びる部分であり、伝熱フィン31の一方主面f1から見ると凸状構造が導水リブ36に沿って上下に長く延びており、一方主面f1の反対側の他方主面から見ると凹状構造が導水リブ36に沿って上下に長く延びている。
図3には、図2のI−I線で切断した断面が示されている。また、図4には、図2に示された伝熱フィン31の送風方向(矢印Ar9の方向)に対して垂直な方向から見た状態が示されている。図3及び図4に示されているように、伝熱フィン31の一方主面f1の側には、カラー部60が形成されている。伝熱フィン31の他方主面f2の側にブリッジ状に突出した複数の切り起こし部37が形成されている。カラー部60は、伝熱フィン31の平面視(扁平管21が延びる方向に沿って見た場合)において、切り欠き35を取り囲むようにU字型に形成されている。そして、切り欠き35に挿入された扁平管21は、カラー部60にロウ付けされて固定される。
(2)カラー部60の構成
図5には、図2に示されたカラー部60の周辺が拡大して示されている。複数の伝熱フィン31は、自身に隣接する伝熱フィン31との隙間を形成するために各々の切り欠き35の周辺部に設けられた3種類の立上部61,62,63を、カラー部60に有している。ここでは、カラー部60は、6つの波形の立上部61、5つの波形の立上部62、及び1つの立上部63を含んでいる。従って、カラー部60に含まれる立上部61,62,63の数は12である。立上部61,62,63が扁平管21の中心を通り幅方向に延びる基準線RLを挟んで対向しないように少なくとも3つ配置され、ここでは12の立上部61,62,63が対向しないように配置されている。
また、複数の伝熱フィン31には、基準線RLを挟んで対向する切り欠き35の2つの長辺68,69のそれぞれに立上部61,62が複数ずつ配置されている。さらに詳細には、長辺68に6つの立上部61が配置され、長辺69には5つの立上部62が配置されている。そして、これら6つの立上部61と5つの立上部62は、基準線RLに沿って交互に配置されている。これら長辺68,69は、扁平管21に形成される平らな面に沿う直線状の部分である。立上部61が形成されている部分の長さL1及び立上部62が形成されている部分の長さL2は、いずれも扁平管21の幅W1の2分の1よりも大きくなるように配置されている。また、複数の伝熱フィン31では、切り欠き35の最深部67に少なくとも1つの立上部63が配置されている。ここでは、立上部63が1つだけ配置されているが、立上部63を例えば二股に形成して複数設けることもできる。この立上部63は、扁平管21の差込時の規制機能を有している。つまり、扁平管21は、立上部63に当接するまで切り欠き35に押し込まれる。
立上部61,62は、図6に示されているように、切り欠き35の2つの長辺68,69の立上部61,62が、切り欠き35に倒し入れたときに互いに嵌め合わせることができるように波状に形成されている。立上部61,62の波形状を形成するためには、例えばプレス加工によって波形状の切断線70を伝熱フィン31の材料の金属板に形成すればよい。
図7に示されているように、伝熱フィン31は、送風方向から見た際に、切り欠き35の一方の長辺68に配置されている立上部61と他方の長辺69に配置されている立上部62との間隔が最小値D1となる所の高さh1が、立上部61,62の高さh2の2分の1よりも小さくなるように構成されている。言い換えると、立上部61,62の頂部61a,61bから間隔が最小値D1となる位置までの高さh3が、間隔が最小値D1となる所の高さh1よりも小さいということであり(h1<h3)、この間隔が最小値D1となる箇所が伝熱フィン31の一方主面f1に近づけられているということを意味している。
図8には、多数スタックされた伝熱フィン31のうちの3つの伝熱フィン31が示されている。互いに隣接する伝熱フィン31の隙間は、カラー部60によって形成される。言い換えると、互いに隣接する伝熱フィン31は、所定のフィンピッチPtを有している。このフィンピッチPtは、互いに隣接する一方主面f1の間隔に等しい。
図8に示されているようにスタックされた複数の伝熱フィン31は、隣接する伝熱フィン31のカラー部60の立上部61,62が当接する平坦部である台座65を有している。複数の伝熱フィン31は、互いに隣接する切り欠き35の間に形成されて立上部61,62とは逆に突出する突出部として切り起こし部37を有している。このような突出部は、切り起こし部37に限られるものではなく、例えば打ち出された箇所であってもよい。各伝熱フィン31の台座65は、この切り起こし部37と切り欠き35との間に形成されている。このように、台座65が設けられているため、熱交換器91を組み立てるときに、3枚以上の多数の伝熱フィン31をスタックすると、立上部61,62は、自動的に突出部である切り起こし部37から滑り落ちて台座65に集まる。複数の伝熱フィン31を積み重ねたときに立上部61,62を切り起こし部37の所に留まらせずに台座65に移動させ易くなるので、積み重ね作業の時間の短縮により製造の手間や製造に掛かる時間を省いて製造コストを削減できる。台座65と立上部61,62とが互いに当接し易くするために、図9に示されているように、切り欠き35の縁66から切り起こし部37までの距離X3よりも、切り欠き35の縁66から立上部61,62の端部までの距離X1が小さく設定されている。
図9に示されているように、各伝熱フィン31では、立上部61が切り欠き35とは反対側にR状に折り曲げられたリフレア部41が形成されており、立上部62が切り欠き35とは反対側にR状に折り曲げられたリフレア部42が形成されている。立上部61,62の立ち上げ高さが最大なるリフレア部41,42の頂部61a,62aの位置が切り欠き35の縁66よりも所定距離X2だけ外側に配置されている。この距離X2は、平坦な台座65が切り欠き35の縁66からの距離X4よりも大きくなるように設定されている。立上部61,62の高さによりフィンピッチPtが均等に保たれるようにすることを考えると、距離X2が距離X4よりも0.2mm以上大きく設定されること(X2−X4≧0.2mm)が好ましい。
(3)変形例
(3−1)変形例1A
上記第1実施形態のカラー部60には、切り欠き35の最深部に立上部63が形成されていたが、この立上部63は省くこともできる。
(3−2)変形例1B
上記第1実施形態では、波形に形成されている立上部61,62が正弦波に似た曲線を描いているが、立上部61,62が呈する波形は必ずしも曲線である必要はなく、例えば三角形や四角形が繰り返されるような形状もここでいう波形に含まれる。
(3−3)変形例1C
上記第1実施形態では、伝熱フィン31の風下側が連通しているが(図1参照)、伝熱フィンは、風上側が連通するような配置でも良い。
(3−4)変形例1D
本発明の第1実施形態に係る熱交換器は、空調機の室内機、空調機の室外機又は車用の熱交換器などに適用できる。
(4)特徴
(4−1)
図2乃至図5を用いて説明したように、複数の伝熱フィン31のカラー部60の立上部61,62,63が、扁平管21の中心を通り幅方向に延びる基準線RLを挟んで対向しないように配置されている。このことから、立上部61,62,63の十分な立ち上り高さを確保できて立上部61,62,63によってフィンピッチPt(図8参照)を確保することができる。また、立上部61,62,63が3つ以上設けられることにより、互いに隣接する伝熱フィン31の位置関係を安定させることができるので、ロウ付けされた伝熱フィン31の強度を安定的に確保することができる。その結果、通風経路などに互いに隣接するフィン間の隙間を形成するために従来のように余分な切り起しを設ける必要がなくなり、通風抵抗の増加及び結露水の排水性の悪化を抑制することができるとともに、フィンピッチPt及び伝熱フィン31の取付強度が安定した品質の高いものとなる。3つ以上設けられる立上部の組み合わせとしては、例えば、2つの立上部61と1つの立上部62、又は1つの立上部61と2つの立上部62のような組み合わせであってもよい。
(4−2)
上記第1実施形態では、切り欠き35の各長辺68,69に立上部61,62が複数あるので、複数の伝熱フィン31を積み重ねるときに安定性が良くなる。安定性が良くなるということは、互いに隣接する伝熱フィン31の位置関係が精度よく決定されるということである。従って、複数の伝熱フィン31は、互いの位置関係について高い寸法精度を得ることができる。
(4−3)
図5及び図6を用いて説明したように、2つの長辺68,69の立上部61,62が基準線RLに沿って交互に配置されていることから、立上部61,62の高さを高くできる。立上部61,62は、切り欠き35の箇所に在った金属片を立ち上げて形成されるものであるから、高さが自ずと切り欠き35の箇所に在った金属片の大きさで制限されてしまう。しかし、基準線RLに沿って交互に配置されていることから、基準線RLを境に立上部が分けて形成される場合に比べて、図6のように切断するときの立上部61,62の頂部61a,61bから長辺68,69までの距離は長くなる。従って、扁平管21の幅方向に対して垂直な方向の厚みの薄いものでも、立上部61,62の頂部61a,61bから長辺68,69までの長さを確保し易くなる。その結果、扁平管21の厚みが薄くても立上部61,62の頂部61a,61bから長辺68,69までの長さを確保でき、扁平管21の厚み方向の対応可能な範囲について厚みの薄いものにも対応できるようになる。
(4−4)
2つの長辺68,69の立上部61,62が切り欠き35に倒し入れたときに互いに嵌め合わせることができるような波状であることから、波状の立上部61,62の頂部61a,61bまでの高さを高くできるとともに、切り欠き35の切り欠かれた部材を最大限に活用できる。厚みの薄い扁平管21を用いても複数の伝熱フィン31の相互の位置関係について高い寸法精度及び取付強度を得易くなる。
(4−5)
図5に示されているように、切り欠き35の最深部67に少なくとも1つの立上部63が配置されていることから、切り欠き35の基準線RLに沿う方向についての立上部61,62,63が配置されている範囲の長さを長くできる。つまり、立上部63がない場合には立上部配置範囲の長さはL1又はL2であるが、立上部63がある場合には立上部配置範囲の長さがL3まで延長される。この最深部67に配置された立上部63は扁平管差込時の規制機能も有している。その結果、積み重ねられた伝熱フィン31の相互の寸法精度、伝熱フィン31と扁平管21との間の寸法精度及び取付強度を向上させることができる。
(4−6)
図7を用いて説明したように、送風方向から見た際に、立上部61,62の間隔が最小値D1をとる所の高さh1が立上部61,62の高さh2の2分の1よりも小さいことから、伝熱フィン31の立上部61,62が立ち上がっている主面f1の近傍で伝熱フィン31と扁平管21とが十分に接する。また、伝熱フィン31の切り欠き35に扁平管21を挿入するときの引っ掛かりが防止され、引っ掛かることによって熱交換器91の形状に狂いが生じるのを防ぐことができる。また、伝熱フィン31の主面f1と扁平管21との間の距離を近づけることで、伝熱フィン31と扁平管21との間で良好な熱伝導が実現される。その結果、積み重ねられた伝熱フィン31の相互の寸法精度、伝熱フィン31と扁平管21との間の寸法精度及び取付強度を向上させることができる。
(4−7)
図8を用いて説明したように、互いに隣接する伝熱フィン31の一方の立上部61,62が他方の台座65(平坦部の例)に当接するように形成されていることから、複数の伝熱フィン31を積み重ねたときに立上部61,62を切り起こし部37(突出部の例)に留まらせずに台座65に移動させ易くなるので、積み重ね作業の時間の短縮により製造コストを削減できる。このように製造コストの削減を図ることによって熱交換器91を安価に提供できる。
(4−8)
図9を用いて説明したように、立上部61,62の高さが最大となるリフレア部41,42の位置61a,62aが切り欠き35の縁66よりも所定距離X2(≧X4)だけ外側に配置されていることから、切り欠き35周辺の変形具合に影響されてフィンピッチPt(図8参照)に誤差が生じるのを防ぐことができる。そのような構成により、積み重ねられた伝熱フィンの寸法精度を向上させることができる。
〈第2実施形態〉
本発明の第2実施形態に係る熱交換器について図10乃至図17を用いて説明する。
(5)熱交換器
第2実施形態に係る熱交換器は、図10(a)に示されている伝熱フィン31Aの細部を除いて、図1に示されている第1実施形態の熱交換器91と同様の構成を有しており、第2実施形態に係る熱交換器91も第1熱交換部96と第2熱交換部97を備えている。そして、第2実施形態においては、第1熱交換部96と第2熱交換部97は、複数段並んだ扁平管21A(図10(a)参照)と、複数の扁平管21Aと交差する複数の伝熱フィン31Aとを有している。第2実施形態の複数の扁平管21Aと複数の伝熱フィン31Aの位置関係及び扁平管21Aの構成は、第1実施形態の複数の扁平管21と複数の伝熱フィン31の位置関係及び扁平管21の構成と実質的に同じであるので説明を省略する。
(5−1)伝熱フィン31Aの構成
図10(a)、図10(b)及び図10(c)には、伝熱フィン31Aの一部が拡大して示されている。図10(a)には扁平管21Aが切り欠き35に挿入された状態の伝熱フィン31Aが示され、図10(c)には扁平管21Aが切り欠き35に挿入されていない状態の伝熱フィン31Aが示されている。図10(b)は扁平管21Aと伝熱フィン31のロウ付け箇所を説明するための図である。
伝熱フィン31Aにおいても、扁平管21Aを差し込む切り欠き35が風上側の主部33に形成されており、風下側の連通部34が切り欠き35の開口端35aとは反対側に位置する。このように、伝熱フィン31Aの基本的な構成は、伝熱フィン31と同様であり、伝熱フィン31Aも、導水リブ36及び、一方主面f1に形成されたカラー部60を有している。カラー部60に扁平管21Aが接触している部分は、図10(b)に斜線で示されている部分である。このようにカラー部60に扁平管21Aが接触している部分がロウ付けされる。図10(b)に斜線で示されているように、平面視においてU字状に扁平管21Aをカラー部60に接触させるには、平面視における切り欠き35の形状を扁平管21Aの外形の形状に実質的に一致させればよい。
(6)カラー部60の構成
複数の伝熱フィン31Aは、自身に隣接する伝熱フィン31Aとの隙間を形成するために各々の切り欠き35の周辺部に設けられた3種類の立上部61,62,63を、カラー部60に有している。ここでは、カラー部60は、7つの波形の立上部61、8つの波形の立上部62、及び1つの波形の立上部63を含んでいる。長辺68の両端の部分における立上部61は、1つの波形を十分に形成していないので1つの立上部61として数えていない。従って、カラー部60に含まれる立上部61,62,63の数は全部で16である。このように、立上部61,62,63が扁平管21Aの中心を通り幅方向に延びる基準線RLを挟んで対向しないように少なくとも3つ配置され、ここでは12の立上部61,62,63が対向しないように配置されている。また、複数の伝熱フィン31Aには、基準線RLを挟んで対向する切り欠き35の2つの長辺68,69のそれぞれに波形の立上部61,62が複数ずつ配置されている。複数の立上部61と複数の立上部62が基準線RLに沿って交互に配置されている点は、第1実施形態と同様である。長辺68,69は、扁平管21Aに形成される平らな面に沿う直線状の部分である。切り欠き35の2つの長辺68,69の立上部61,62が、切り欠き35に倒し入れたときに互いに嵌め合わせることができるように波状に形成されているのも第1実施形態と同様である。
図10(b)に示されているように、長辺68の一端の立上部61における波の頂点P1と他端の立上部61における波の頂点P2までの距離X5は、扁平管21Aの幅W2の3分の1以上になるように設定されている。同様に、長辺69の一端の立上部62における波の頂点P3と他端の立上部62における波の頂点P4までの距離X6は、扁平管21Aの幅W2の3分の1以上になるように設定されている。
扁平管21Aは、立上部63に当接するまで切り欠き35に押し込まれて、図10(b)に斜線で示されているU字状の領域部分r1の全域で、伝熱フィン31Aに接触する。図11及び図12には、図10(a)に示されたカラー部60のII−II線に沿った断面及びIII−III線に沿った断面が示されている。立上部61,62は、図11に示されている接触部P5で、扁平管21Aの平らな面22に接触している。また、カラー部60は、波形の立上部61,62以外のところ(接触部P6)でも、扁平管21Aの平らな面22に接触している。
図13には、多数スタックされた伝熱フィン31Aのうちの3つの伝熱フィン31Aが示されている。互いに隣接する伝熱フィン31Aの隙間は、カラー部60によって形成され、複数の伝熱フィン31AのフィンピッチPtである。複数の伝熱フィン31Aも、第1実施形態の伝熱フィン31と同様に、台座65及び切り起こし部37を有している。台座65と立上部61,62とが互いに当接し易くするために、図14に示されているように、切り欠き35の縁66から切り起こし部37までの距離X3よりも、切り欠き35の縁66から立上部61,62の端部までの距離X1が小さく設定されている。
また、図14に示されているように、各伝熱フィン31Aでは、立上部61が切り欠き35とは反対側にR状に折り曲げられたリフレア部43が形成されており、立上部62が切り欠き35とは反対側にR状に折り曲げられたリフレア部44が形成されている。図14に示されている第2実施形態のリフレア部43,44が、図9に示されている第1実施形態のリフレア部41,42と異なっている点は、リフレア部43,44が主部33の長手方向に沿って真っ直ぐに延びている点である。このようにリフレア部43,44が真っ直ぐ延びている場合は、先端が主部33に近づくようにリフレア部41,42が斜めに延びている場合に比べて、送風抵抗が小さくなる。
立上部61,62の立ち上げ高さが最大なるリフレア部43,44の頂部61a,62aの位置が切り欠き35の縁66よりも所定距離X2だけ外側に配置されている。第2実施形態では、リフレア部43,44の頂部61a,62aが平坦になるが、所定距離X2は、平坦な頂部61a,62aのうちの縁66に最も近いところまでの距離で定義される。この距離X2は、平坦な台座65が切り欠き35の縁66からの距離X4よりも大きくなるように設定されている。立上部61,62の高さによりフィンピッチPtが均等に保たれるようにすることを考えると、距離X2が距離X4よりも0.2mm以上大きく設定されること(X2−X4≧0.2mm)が好ましい。
(7)変形例
(7−1)変形例2A
上記第2実施形態のカラー部60においても、第1実施形態と同様に、切り欠き35の最深部に立上部63の形成を省くこともできる。
(7−2)変形例2B
上記第2実施形態では、波形に形成されている立上部61,62が正弦波に似た曲線を描いているが、立上部61,62が呈する波形は必ずしも曲線である必要はなく、例えば三角形や四角形が繰り返されるような形状であってもよいことは第1実施形態と同様である。
また、上記第1実施形態及び第2実施形態では、各長辺68,69において複数の波形の立上部61,62がそれぞれ連続する場合について説明した。しかし、複数の波形の立上部61,62は連続していなくてもよい。例えば、図15に示されているように、波形の立上部61,62が途中でと切れる部分r2があってもよい。
また、上記第1実施形態及び第2実施形態では、各長辺68,69において波形の立上部61,62が繰り返されるときの波長が一定であった。しかし、複数の波形の立上部61,62が繰り返されるときの波長は、例えば、図16に示されているように、一定でなくてもよい。
また、上記第1実施形態及び第2実施形態では、各長辺68,69において波形の立上部61,62が1つずつ交互に繰り返される場合について説明したが、繰り返し方はこのような場合に限られるものではない。例えば図17に示されているように、2つの立上部62の間に3つの立上部61が配置される構成であってもよい。
(7−3)変形例2C
上記第2実施形態では、伝熱フィン31Aの風下側が連通しているが(図1参照)、伝熱フィンは、風上側が連通するような配置でも良い。
(7−4)変形例2D
本発明の第2実施形態に係る熱交換器は、空調機の室内機、空調機の室外機又は車用の熱交換器などに適用できる。
(8)特徴
(8−1)
第2実施形態に係る熱交換器91も、第1実施形態の熱交換器91と同様に、(4−1)から(4−8)で説明した作用・効果と同様の作用効果を奏する。
(8−2)
上述の熱交換器91においては、複数の伝熱フィン31,31Aは、各々の長辺68,69の複数の立上部61,62の形状が波形である。このように、立上部61,62が波形であることから、一方の長辺68または長辺69にある波形の立上部61または立上部62の頂点が他方の長辺69または長辺68にある波形の立上部61または立上部62の波底の部分に対応させられるので、各長辺68,69において複数の立上部61,62を高く形成し易くなる。例えば、図10(c)に示されている立上部61の頂点P11が、立上部62の波底の部分B1に対応する。また、立上部62の頂点P12が、立上部61の波底の部分B2に対応する。複数の立上部61,62を高く形成し易くなるので、厚みの薄い扁平管21,21Aを採用し易くなって熱交換器に対する適用範囲が広がる。
波形の立上部61,62を形成する場合に、切断線70で切断して分離する場合について説明したが、立上部61,62を分離する方法は切断線70に限られるものではなく、例えば、立上部61,62の間に細い溝を形成して分離してもよい。このような場合でも、各長辺68,69において複数の立上部61,62を高く形成し易くなる効果を奏する。
なお、立上部が頂点を持たない場合、例えば立上部の頂点の箇所が基準線RLに平行になっている場合には、最も距離が小さくなるような箇所を測る。
(8−3)
第2実施形態の熱交換器91において、複数の伝熱フィン31Aは、2つの長辺68,69の波形の立上部61,62のうちの一端の立上部61,62における波の頂点P1,P3から他端の立上部61,62における波の頂点P2,P4までの距離X5,X6が、扁平管21Aの幅の3分の1以上である。つまり、長辺68,69において隣接する伝熱フィン31Aに当接する距離を扁平管21Aの幅の3分の1以上に延ばして、複数の伝熱フィン31Aを積み上げるときに伝熱フィン31Aを安定させ易くなり、伝熱フィン31A間の隙間が均一な熱交換器91が得やすくなっている。また、上記第1実施形態の熱交換器91においても、複数の伝熱フィン31は、2つの長辺68,69の波形の立上部61,62のうちの一端の立上部61,62における波の頂点から他端の立上部61,62における波の頂点までの距離X5,X6が、扁平管21Aの幅の3分の1以上であり、第2実施形態と同様の効果を奏する。
21,21A 扁平管
31,31A 伝熱フィン
35 切り欠き
37 切り起こし部(突出部の例)
61,62,63 立上部
65 台座(平坦部の例)
67 最深部
68,69 長辺
91 熱交換器
96 第1熱交換部
97 第2熱交換部
特開2012−163318号公報

Claims (10)

  1. 冷媒流れ方向に対して垂直な断面形状の幅方向が送風方向に延びている複数の扁平管(21,21A)と、
    複数の前記扁平管を差し込む複数の切り欠き(35)が前記扁平管の前記幅方向に沿って形成された複数の伝熱フィン(31,31A)と、
    を備え、
    複数の前記伝熱フィンは、自身に隣接する前記伝熱フィンとの隙間を形成するために各々の前記切り欠きの周辺部に設けられた少なくとも3つの立上部(61,62,63)を有し、少なくとも3つの前記立上部が前記扁平管の中心を通り前記幅方向に延びる基準線を挟んで対向しないように配置されている、熱交換器。
  2. 複数の前記伝熱フィンは、前記基準線を挟んで対向する前記切り欠きの2つの長辺(68,69)のそれぞれに前記立上部が複数ずつ配置されている、
    請求項1に記載の熱交換器。
  3. 複数の前記伝熱フィンは、前記切り欠きの2つの前記長辺の前記立上部(61,62)が、前記基準線に沿って交互に配置されている、
    請求項2に記載の熱交換器。
  4. 複数の前記伝熱フィンは、前記切り欠きの2つの前記長辺の前記立上部が、前記切り欠きに倒し入れたときに互いに嵌め合わせることができるような波状に形成されている、
    請求項3に記載の熱交換器。
  5. 複数の前記伝熱フィンは、各々の前記長辺の複数の前記立上部の形状が波形である、
    請求項2に記載の熱交換器。
  6. 複数の前記伝熱フィンは、2つの前記長辺の少なくとも一方の波形の前記立上部のうちの一端の前記立上部における波の頂点から他端の前記立上部における波の頂点までの距離が、前記扁平管の幅の3分の1以上である、
    請求項5に記載の熱交換器。
  7. 複数の前記伝熱フィンは、前記切り欠きの最深部(67)に少なくとも1つの前記立上部(63)が配置されている、
    請求項1から6のいずれか一項に記載の熱交換器。
  8. 複数の前記伝熱フィンは、送風方向から見た際に、前記切り欠きの一方の前記長辺に配置されている前記立上部と他方の前記長辺に配置されている前記立上部との間隔が最小となる高さが、前記立上部の高さの2分の1よりも小さい、
    請求項2から7のいずれか一項に記載の熱交換器。
  9. 複数の前記伝熱フィンは、互いに隣接する前記切り欠きの間に形成されて前記立上部とは逆に突出する突出部(37)と前記突出部及び前記切り欠きの間に形成された平坦部(65)とを有し、互いに隣接する前記伝熱フィンの一方の前記立上部が他方の前記平坦部に当接するように形成されている、
    請求項1から8のいずれか一項に記載の熱交換器。
  10. 複数の前記伝熱フィンは、各々の前記立上部が前記切り欠きとは反対側にR状に折り曲げられたリフレア部を持ち、前記立上部の高さが最大となる前記リフレア部の位置(61a,62a)が前記切り欠きの縁よりも所定距離だけ外側に配置されている、
    請求項1から9のいずれか一項に記載の熱交換器。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019239519A1 (ja) 2018-06-13 2019-12-19 三菱電機株式会社 熱交換器、熱交換器ユニット、及び冷凍サイクル装置
WO2020095798A1 (ja) 2018-11-07 2020-05-14 ダイキン工業株式会社 熱交換器および空気調和機
WO2020196592A1 (ja) 2019-03-28 2020-10-01 株式会社富士通ゼネラル 熱交換器

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019190727A (ja) * 2018-04-25 2019-10-31 パナソニックIpマネジメント株式会社 熱交換器
US11236951B2 (en) * 2018-12-06 2022-02-01 Johnson Controls Technology Company Heat exchanger fin surface enhancement
JP2020159616A (ja) * 2019-03-26 2020-10-01 株式会社富士通ゼネラル 空気調和機
JP7357207B2 (ja) * 2019-11-26 2023-10-06 株式会社ノーリツ 熱交換器およびこれを備えた温水装置
US11835306B2 (en) * 2021-03-03 2023-12-05 Rheem Manufacturing Company Finned tube heat exchangers and methods for manufacturing same
JP2022148602A (ja) * 2021-03-24 2022-10-06 東芝キヤリア株式会社 熱交換器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09310993A (ja) * 1996-05-22 1997-12-02 Nippon Light Metal Co Ltd 熱交換器の製造方法及び熱交換器
JPH1078295A (ja) * 1996-09-03 1998-03-24 Nippon Light Metal Co Ltd 熱交換器
WO2016038652A1 (ja) * 2014-09-08 2016-03-17 三菱電機株式会社 熱交換器及び熱交換器の板状フィンの製造方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2656808A (en) * 1947-03-07 1953-10-27 Kramer Trenton Co Method of producing heat exchange elements
JPH03184645A (ja) * 1989-12-11 1991-08-12 Hidaka Seiki Kk 熱交換器用フィン及びその製造法
JPH0493594A (ja) * 1990-08-08 1992-03-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd フィン付き熱交換器
US5582246A (en) * 1995-02-17 1996-12-10 Heat Pipe Technology, Inc. Finned tube heat exchanger with secondary star fins and method for its production
GB2409511B (en) * 2001-05-04 2005-11-30 Calsonic Kansei Uk Ltd Heat exchanger system
US20110030932A1 (en) * 2009-08-07 2011-02-10 Johnson Controls Technology Company Multichannel heat exchanger fins
JP2011208823A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Furukawa Electric Co Ltd:The 熱交換器の製造方法
KR20120044847A (ko) * 2010-10-28 2012-05-08 삼성전자주식회사 열교환기 및 그 핀
ES2558783T3 (es) 2011-01-21 2016-02-08 Daikin Industries, Ltd. Intercambiador de calor y acondicionador de aire
JP2012172892A (ja) * 2011-02-21 2012-09-10 Sumitomo Light Metal Ind Ltd フィン・アンド・チューブ型熱交換器
RU2557812C2 (ru) * 2011-03-01 2015-07-27 Мицубиси Электрик Корпорейшн Теплообменник, холодильник, снабженный теплообменником и устройство кондиционирования воздуха, снабженное теплообменником
JP5863956B2 (ja) * 2012-04-26 2016-02-17 三菱電機株式会社 熱交換器、熱交換器の製造方法、及び、空気調和機
JP2013245884A (ja) * 2012-05-28 2013-12-09 Panasonic Corp フィンチューブ熱交換器
JP2014074513A (ja) * 2012-10-03 2014-04-24 Panasonic Corp フィンチューブ熱交換器、ヒートポンプ装置及び伝熱フィン
EP2725311B1 (en) * 2012-10-29 2018-05-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Heat exchanger
US10082344B2 (en) * 2015-03-02 2018-09-25 Mitsubishi Electric Coporation Fin-and-tube heat exchanger and refrigeration cycle apparatus including the same
JP6710205B2 (ja) * 2015-05-29 2020-06-17 三菱電機株式会社 熱交換器及び冷凍サイクル装置
CN105043153A (zh) * 2015-07-28 2015-11-11 成信绿集成股份有限公司 一种用于低低温省煤器的新型换热管
US20180320989A1 (en) * 2016-02-24 2018-11-08 Mitsubishi Electric Corporation Heat exchanger
JP6805055B2 (ja) * 2017-04-05 2020-12-23 リンナイ株式会社 フィンチューブ式熱交換器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09310993A (ja) * 1996-05-22 1997-12-02 Nippon Light Metal Co Ltd 熱交換器の製造方法及び熱交換器
JPH1078295A (ja) * 1996-09-03 1998-03-24 Nippon Light Metal Co Ltd 熱交換器
WO2016038652A1 (ja) * 2014-09-08 2016-03-17 三菱電機株式会社 熱交換器及び熱交換器の板状フィンの製造方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019239519A1 (ja) 2018-06-13 2019-12-19 三菱電機株式会社 熱交換器、熱交換器ユニット、及び冷凍サイクル装置
JPWO2019239519A1 (ja) * 2018-06-13 2020-12-17 三菱電機株式会社 熱交換器、熱交換器ユニット、及び冷凍サイクル装置
US11384997B2 (en) 2018-06-13 2022-07-12 Mitsubishi Electric Corporation Heat exchanger, heat exchanger unit, and refrigeration cycle apparatus
WO2020095798A1 (ja) 2018-11-07 2020-05-14 ダイキン工業株式会社 熱交換器および空気調和機
US11788799B2 (en) 2018-11-07 2023-10-17 Daikin Industries, Ltd. Heat exchanger and air conditioner
WO2020196592A1 (ja) 2019-03-28 2020-10-01 株式会社富士通ゼネラル 熱交換器
US11828544B2 (en) 2019-03-28 2023-11-28 Fujitsu General Limited Heat exchanger

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