JP2019020006A

JP2019020006A - 熱交換器及びそれを用いた空気調和機

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Publication number: JP2019020006A
Application number: JP2017136761A
Authority: JP
Inventors: 久保　次雄; Tsugio Kubo; 次雄久保; 洋輔小中; Yosuke Konaka
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-07-13
Filing date: 2017-07-13
Publication date: 2019-02-07
Also published as: CN109253540A; TW201908688A

Abstract

【課題】長期間にわたって良好な熱交換性能を維持可能な熱交換器及びそれを用いた空気調和機の提供。【解決手段】積層された複数のフィン１４の風上側のプレス切断面１４ｂに防汚材１６をコーティングした構成としてある。これにより、フィン１４のプレス切断面１４ｂに対する塵埃の付着を大幅に低減することができ、長期間使用していても塵埃付着等による目詰まり、つまり通風抵抗の増大を抑制することができる。したがって、長年使用していても高い熱交換効率を維持することができる。【選択図】図５

Description

本発明は防汚処理した熱交換器及びそれを用いた空気調和機に関するものである。

一般に熱交換器、例えば空気調和機に用いられる熱交換器は、送風ファンから送られてくる空気を冷風もしくは温風に変換するが、その際、空気中に含まれている塵埃が付着する。

この塵埃の付着によって熱交換器は、熱交換効率が低下したり、不快な臭気を発生したりするなどの障害が生じる。

したがって、熱交換器のフィンには防汚コーティングが施してある（例えば、特許文献１参照）。

図７は特許文献１記載の熱交換器を示し、この熱交換器のフィン１０１には防汚材１０２がコーティングしてある。

これにより、空気中の塵埃がフィン１０１に付着しにくくなり、塵埃が付着して通風抵抗が増大し熱交換効率が低下したり、不快な臭気が発生したりするのを低減することができる。

特開２００８−１４５０６４号公報

しかしながら、上記フィン１０１の防汚コーティングは予め素材の状態で施されているため、これをフィンにすべくプレスで打ち抜くと、そのプレス切断面は生地の状態のままとなる。そして、このプレス切断面は送風ファンからの風と向かい合っているため、そのプレス切断面に塵埃が付着していき、長年使用しているとプレス切断面に塵埃が堆積して目詰まり状態となる。その結果、使用時間に比例して熱交換効率が低下していく。

このように従来の防汚コーティングしたフィンは、フィン面そのものへの塵埃付着等による熱交換効率低下等の影響は低減しているものの、プレス切断面への塵埃付着等による熱交換効率低下は十分に低減できず、長期間使用するとフィンのプレス切断面、すなわち熱交換器の風と面する端面部分に塵埃が堆積し、これを除去するなどの必要があった。

本発明はこのような点に鑑みてなしたもので、プレス切断面への塵埃付着等を防止して長期間にわたって良好な熱交換性能を維持可能な熱交換器及びそれを用いた空気調和機の提供を目的としたものである。

本発明は上記目的を達成するため、フィンの風上側に面する切断面を防汚材によってコーティングした構成としてある。

これにより、フィンの切断面に対する塵埃の付着を大幅に低減することができ、長期間
使用していても塵埃付着等による目詰まり、つまり通風抵抗の増大を抑制することができる。したがって、長年使用していても高い熱交換効率を維持することができる。

本発明は、上記構成によって、長期間に亘って高い熱交換効率を発揮する熱交換器及びそれを用いた高性能な空気調和機を提供することができる。

本発明の実施の形態１における熱交換器を用いた空気調和機の斜視図同空気調和機の断面図同熱交換器の一部分を示す斜視図同熱交換器のフィン形状を示す拡大正面図同熱交換器のフィンのプレス切断面に施した防汚コーティングを示す模式図同熱交換器のフィンのプレス切断面へ防汚材をコーティングする方法の一例を示す説明図従来の熱交換器の防汚コーティングを示す模式図

第１の発明は、複数のフィンを積層して構成した熱交換器であって、前記フィンはその風上側の切断面に防汚材をコーティングした構成としてある。

これにより、フィンの切断面に対する塵埃の付着を大幅に低減することができ、長期間使用していても塵埃付着等による目詰まり、つまり通風抵抗の増大を抑制することができる。したがって、長年使用していても高い熱交換効率を維持することができる。

第２の発明は、第１の発明において、上記防汚材は親水性の材料としてある。

これにより、熱交換した空気中の水分がフィンのプレス切断面で凝縮するような場合であっても当該凝縮水は親水作用によって風下側にスムーズに排出することができ、かつ、空気中に油滴等が混ざっていてもこの油滴は親水作用によって形成される水膜の表面を転がって風下側に排出されるようになる。したがって、空気中の塵埃はフィンの切断面に付着堆積することなく風下側へと排出され、目詰まり防止作用をより確実なものとして長期間に亘って高い熱交換効率を維持することができる。

第３の発明は、第１または第２の発明において、前記フィンは風上側に面する切断面のみ防汚コーティングを施し、当該切断面近傍以外のフィン面はプレコート素材のままとした構成としてある。

これにより、プレス成形後のフィン全体を防汚材液中に浸漬して切断面を防汚コーティングする場合のような熱交換効率の低下、すなわち素材状態で防汚コーティングされているフィン面が二重のコーティング層となることによる熱交換効率の低下を防止でき、より高い熱交換効率を発揮するものとすることができる。つまり、風上側切断面を防汚コーティングしたことによる熱交換効率向上効果が風上側に面する切断面以外のフィン面の二重防汚コーティングによる熱交換効率低下作用によって低減してしまうのを防止でき、効率よく熱交換効率を向上させることができる。

第４の発明は、第１〜第３の発明において、前記フィンは多数の切り起し片を備え、前記切り起し片の最も風上側の切り起し片の風上側端面に防汚コーティングを施した構成としてある。

これにより、切り起し片の風上側端面への塵埃の付着による通風抵抗の増大をも低減することができ、さらに高い熱交換効率を発揮する熱交換器とすることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態では、室内機と室外機を冷媒配管及び制御用配線等により接続して構成したセパレート型空気調和機を例にして説明するが、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

図１〜図４はセパレート型空気調和機の室内機を示している。図１〜図４、特に図２に示すように、室内機の外観を構成する本体１は、空気を吸い込む吸込み口２と、熱交換された空気を吹き出す吹出し口３とを備えている。吸込み口２は、本体１の天面部分の吸込み開口２ａに本体前面の開口部分２ｂを合わせた形となっている。また、本体１は、本体１の前面を覆う前面パネル４を備えている。

本体１の内部には、室内空気に含まれる塵埃を補足するためのフィルタ５と、取り入れた室内空気を熱交換する熱交換器６と、吸込み口２からフィルタ５を通して取り入れた室内空気を熱交換器６で熱交換して吹出し口３から室内に吹き出すための気流を発生させる貫流式のファン７とが設けられている。

吹出し口３には、当該吹出し口３を開閉するとともに、空気の吹出し方向を上下方向に変更することができる上下風向変更板８が設けられている。また、ファン７の下流側から吹出し口３の上流側に至る通風路９には、空気の吹出し方向を左右に変更することができる複数枚の左右風向変更羽根１０が設けられている。

さらに、前記本体１の天面と前面パネル４とフィルタ５との間には電装ユニット１１が配置してあり、前記ファン７、上下風向変更板８、左右風向変更羽根１０、圧縮機等を制御して当該空気調和機の運転を制御するようになっている。また、前記本体１の前面部分には上記電装ユニット１１によって制御される空気調和機の運転状態を表示する表示部１２が設けてある。

次に、上記熱交換器６について図３〜図６を用い説明する。図３は熱交換器の一部分を示す斜視図、図４は同熱交換器のフィン形状を示す拡大正面図、図５は同熱交換器のフィンのプレス切断面に施した防汚コーティングを示す模式図、図６は同熱交換器のフィンのプレス切断面へ防汚材をコーティングする方法の一例を示す説明図である。

図３〜図６において、この熱交換器６はアルミニウム薄板からなる多数のフィン１４にパイプ１３を貫設して構成してあり、図２に示すよう略く字状に組み合わせて形成してある。そして上記フィン１４のフィン面１４ａには図４に示すように多数の切り起し片１５が切り起し形成してある。

上記フィン１４は予め素材の状態で防汚材がコーティングしてあり、プレスによって打ち抜き成型してある。

そして、上記フィン１４の風上側に面する切断面（以下、プレス切断面と称す）１４ｂには防汚材１６がコーティングしてある。

上記プレス切断面１４ｂにコーティングする防汚材１６は特に親水性の材料で形成してある。例えばこの例では図５に示すように、シリカ粒子１７とフッ素化合物粒子１８を混合させて構成してあるが、親水性を持つものであれば特に限定されるものではない。

上記防汚材１６は、図６に示すように、熱交換器完成状態としたフィン１４の風上側のプレス切断面１４ｂに防汚材１６を含浸させたスポンジ状の転写部材１９を圧接させて転写形成してある。なお、このプレス切断面１４ｂへの防汚材１６のコーティング方法は特に限定するものではなく、スプレー等によって行ってもよいものである。

さらに、この熱交換器６ではフィン１４に設けた切り起し片１５のうち、少なくとも最も風上側の切り起し片１５ａの風上側端面に防汚材１６がコーティングしてある。この切り起し片１５の防汚材１６は刷毛塗り等によって形成してある。

以上のように構成された熱交換器及びそれを用いた空気調和機について、次にその作用効果について説明する。

まず空気調和機の動作を簡単に説明しておくと、この空気調和機は、吸込み口２から吸い込んだ空気を熱交換器６で熱交換して吹出し口３より吹出し、部屋の空調を行う。そしてその運転状態は外装板に設けた表示部１２によって点灯表示される。

ここで上記熱交換器６は吸込み口２から吸い込んだ空気の流れと対向する側のフィン端面、すなわちフィン１４の風上側のプレス切断面１４ｂに防汚材１６がコーティングしてある。

したがって、空気中に含まれる塵埃の付着はプレス切断面１４ｂへの付着を軽減され、風上側で目詰まり状態になるのを抑止することができ、熱交換効率を高く維持することができる。

詳述すると、本実施の形態の防汚材１６は親水性の材料で形成してあるから、空気中に含まれる塵埃の付着はフィン１４のプレス切断面１４ｂに衝突すると防汚材１６のフッ素化合物粒子１８によりはじかれて風下側に吹き飛ばされ付着が効果的に軽減される。また、空気中に含まれる油滴等もフッ素化合物粒子１８によりはじかれて風下側に吹き飛ばされ付着が軽減される。

また、冷房等によってフィン１４の表面に凝縮水が発生するような場合、この凝縮水はシリカ粒子１７が持つ親水性により薄い膜となって風下側に流れ、排出される。

したがって、凝縮水がその表面張力でプレス切断面１４ｂに残存し、当該部分に塵埃が付着して堆積するのを軽減することができる。

これと同時に油滴等も上記凝縮水が薄い膜状となることからその表面を転がるように風下側へと流れる。よって、親油性の場合に生じるような凝縮水と油滴が混ざり合って薄い膜状となることによりその一部がプレス切断面１４ｂに付着残存するようなことを防止でき、強力に排出することができる。

以上のようなことから、この熱交換器６では、塵埃や水滴、油滴等がフィン１４のプレス切断面１４ｂに付着堆積して目詰まり状態となるのを大幅に抑制することができ、長期間使用していても高い熱交換効率を発揮することができる。

下記表１はフィンのプレス切断面に上記防汚材１６をコーティングした本発明品の効果を示すもので、プレス切断面を生地のままとしたもの（比較例１）と、プレス切断面に親水性の防汚材をコーティングしたもの（比較例２）とを同条件で試験した結果である。

試験は、所定サイズの空間を持つ試験装置内にエアコン室内機を設置し、これを通常運転してホコリの付着状態を観察し評価した。塵埃は、綿ホコリ→ＪＩＳ紛体の微細埃→油煙の順に発生させた。

上記表１に示すように、本発明品は、比較例１に対して塵埃付着が少なく、プレス切断面の防汚コーティングによる効果が高いことを確認できた。また、親水親油の防汚コーティング処理した比較例２についても、防汚効果はあることは確認できたが、親水性の防汚コーティングの方が、明らかに効果が高いことが確認できた。

また、本実施の形態で示す熱交換器は、次のような効果も備えているので、以下説明する。すなわち、熱交換器の防汚材１６のコーティングは風上側に面するプレス切断面１４ｂのみとし、当該プレス切断面近傍以外のフィン面１４ａは防汚コーティングされているプレコート素材のままとしてある。

これにより、まずプレス切断面１４ｂの防汚コーティングは、図６に示すように防汚材１６を含浸させた転写部材１９をフィン１４のプレス切断面１４ｂに圧接させるだけで形成でき、簡単かつ短時間で防汚コーティングを行うことができる。

また、フィン１４は、予め防汚コーティングがされているフィン面１４ａが二重に防汚コーティングされることがないので、二重コーティングによる熱交換効率の低下を抑制でき、フィン面１４ａでの熱交換効率を高く維持することができる。

すなわち、フィン１４のプレス切断面１４ｂに防汚コーティングする方法として、例えば、プレス成形後のフィン全体を防汚材液中に浸漬してプレス切断面に防汚コーティングを施すことが考えられる。しかしながら、この場合、素材状態で防汚コーティングされているフィン面１４ａが二重のコーティング層となる。また、フィン１４の下端部や切り起し片１５の切り起し根元部等に防汚材が流下集中して厚くなる。これにより、熱交換効率の低下を招く。

しかしながら、プレス切断面１４ｂのみ防汚材１６をコーティングして当該プレス切断面近傍以外のフィン面１４ａはプレコート素材のままとすれば、フィン面１４ａの二重防汚コーティングや防汚材の集中による熱交換効率の低下を防止できる。

つまり、風上側のプレス切断面１４ｂを防汚コーティングしたことによる熱交換効率向上効果がフィン面１４ａの二重防汚コーティングによる熱交換効率低下作用によって低減してしまうのを防止でき、効率よく熱交換効率を向上させることができる。

なお、フィン１４のプレス切断面１４ｂ近傍は前記転写部材１９による転写や切り起し片１５の風上側端面の刷毛塗り等によって防汚材１６がコーティングされるが、ごくわずかな面積であり、防汚材１６の二重コーティングによる影響は無視できる。

また、上記フィン１４には多数の切り起し片１５設けて熱交換効率を高めてあるが、この切り起し片１５の最も風上側に位置する切り起し片１５ａの風上側端面には防汚材１６がコーティングしてある。

従って、前記フィン１４のプレス切断面１４ｂと同様、当該切り起し片１５ａの端面で塵埃や水滴、油滴等が着堆積して目詰まり状態となるのを大幅に抑制することができる。よって一段と高い熱交換効率を発揮させることができる。

また、上記のように構成した熱交換器６は空気調和機に用いることによって長期間に亘って良好な熱交換効率を発揮することができ、高性能な空気調和機とすることができる。

以上、本発明に係る熱交換器とそれを用いた空気調和機について、上記実施の形態を用いて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、熱交換器はプレートフィン型熱交換器を例示したが、プレート積層型熱交換器やその他の熱交換器であってもよく、特に限定されるものではない。また、防汚材もシリカ粒子とフッ素化合物粒子の混合材料を例示したが、これ以外の親水性を持つ材料であってもよいものである。つまり、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

以上のように本発明は、長期間に亘って高い熱交換効率を発揮する熱交換器及びそれを用いた高性能な空気調和機を提供することができる。したがって、一般用はもちろん、業務用の空気調和機にも幅広く適用することができる。

１本体
２吸込み口
３吹出し口
４前面パネル
５フィルタ
６熱交換器
７ファン
８上下風向変更板
９通風路
１０左右風向変更羽根
１１電装ユニット
１２表示部
１３パイプ
１４フィン
１４ａフィン面
１４ｂプレス切断面（切断面）
１５、１５ａ切り起し片
１６防汚材
１７シリカ粒子
１８フッ素化合物粒子
１９転写部材

Claims

複数のフィンを積層して構成した熱交換器であって、前記フィンはその風上側の切断面に防汚材をコーティングした熱交換器。
防汚材は親水性の材料とした請求項１に記載の熱交換器。
フィンは風上側に面する切断面のみ防汚コーティングを施し、当該切断面近傍以外のフィン面はプレコート素材のままとした請求項１または２に記載の熱交換器。
フィンは多数の切り起し片を備え、前記切り起し片の最も風上側の切り起し片の風上側端面に防汚コーティングを施した請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱交換器。
本体内にファンとファンからの風を冷風または温風に変換する熱交換器とを備え、前記熱交換器は請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱交換器とした空気調和機。