JP2020063883A - 熱交換器及び空気調和機 - Google Patents

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Abstract

【課題】フィンの伝熱管の周囲の平面部が空気流れ方向の軸よりも空気流れ方向に略垂直な方向の軸が長い形状を有する構成を採用した場合に比較して、平面部に空気を流れ易くし、熱交換器の伝熱性能を向上させる。【解決手段】冷媒が流れる伝熱管と、伝熱管に略垂直に配置された複数のフィンとを含み、複数のフィンの各フィンは、伝熱管の周囲に伝熱管に沿った方向の起伏が形成された起伏部と、伝熱管と起伏部との間に伝熱管に略垂直に形成され、空気流れ方向の第1の軸が空気流れ方向に略垂直な方向の第2の軸よりも長い形状を有する平面部とを備えた熱交換器。【選択図】図3

Description

本発明は、熱交換器及び空気調和機に関する。
伝熱フィンにおいて、フィンカラーの周りには平坦な面を有する楕円状の座部分が形成されており、その座部分の周りには立ち上がり部(峰部)が形成されており、中間山部が段方向に隣接するフィンカラーの中間位置、又はフィンカラーの近傍の位置であり、且つフィンカラーの段方向における中心線上である谷稜線の位置に設けられているフィンチューブ型熱交換器は、知られている(例えば、特許文献1参照)。
国際公開WO2013/018270号公報
フィンの伝熱管の周囲の平面部が空気流れ方向の軸よりも空気流れ方向に略垂直な方向の軸が長い形状を有する構成を採用した場合、平面部に空気が流れ難くなるので、熱交換器の伝熱性能を向上させることができない。
本発明の目的は、フィンの伝熱管の周囲の平面部が空気流れ方向の軸よりも空気流れ方向に略垂直な方向の軸が長い形状を有する構成を採用した場合に比較して、平面部に空気を流れ易くし、熱交換器の伝熱性能を向上させることにある。
かかる目的のもと、本発明は、冷媒が流れる伝熱管と、伝熱管に略垂直に配置された複数のフィンとを含み、複数のフィンの各フィンは、伝熱管の周囲に伝熱管に沿った方向の起伏が形成された起伏部と、伝熱管と起伏部との間に伝熱管に略垂直に形成され、空気流れ方向の第1の軸が空気流れ方向に略垂直な方向の第2の軸よりも長い形状を有する平面部とを備えた熱交換器を提供する。
ここで、形状は、第1の軸の一方の端点である第1の点と、第1の軸の他方の端点である第2の点と、第2の軸の一方の端点である第3の点と、第2の軸の他方の端点である第4の点とを通る形状であってよい。
その場合、形状は、第1の点を通る第1の円の弧及び接線と、第2の点を通る第2の円の弧及び接線と、第3の点を通る第3の円の弧及び接線と、第4の点を通る第4の円の弧及び接線とからなる形状であってよい。そして、第1の円及び第2の円は、第1の軸上に中心を有し、第3の円及び第4の円は、第2の軸上に中心を有する、ものであってよく、第1の円及び第2の円は、第1の半径を有し、第3の円及び第4の円は、第1の半径よりも長い第2の半径を有する、ものであってよい。
また、形状は、第1の点と第2の点と第3の点と第4の点とを通る楕円からなる形状であってよい。そして、楕円は、第1の軸上に焦点を有する、ものであってよい。
更に、複数のフィンの各フィンは、第1の軸の長さの各フィンの空気流れ方向の長さに対する比率が0.6から0.85までの範囲内にある平面部を備えた、ものであってよい。
更に、起伏部は、空気流れ方向及び伝熱管に略垂直な少なくとも1つの折り曲げ部と、少なくとも1つの折り曲げ部で折り曲げることにより形成された少なくとも2つの斜面部とを備え、複数のフィンの各フィンは、少なくとも2つの斜面部の領域を切り起こすことにより形成された複数のルーバーを更に備えた、ものであってよい。その場合、複数のルーバーは、少なくとも2つの斜面部の全部の斜面部の領域を切り起こすことにより形成された、ものであってもよいし、少なくとも2つの斜面部の一部の斜面部の領域を切り起こすことにより形成された、ものであってもよい。
更にまた、複数のフィンの各フィンは、起伏部と平面部とをつなぐ傾斜部を更に含み、傾斜部は、第2の軸を平面部の外へ延長した先に設けられていない、ものであってよい。
また、本発明は、冷媒を流通させる配管と、配管を流通する冷媒と室外の空気との間で熱交換を行う室外熱交換器を有する室外機と、配管を流通する冷媒と室内の空気との間で熱交換を行う室内熱交換器を有する室内機とを含み、室外熱交換器及び室内熱交換器の少なくとも1つは、冷媒が流れる伝熱管と、伝熱管に略垂直に配置された複数のフィンとを含み、複数のフィンの各フィンは、伝熱管の周囲に伝熱管に沿った方向の起伏が形成された起伏部と、伝熱管と起伏部との間に伝熱管に略垂直に形成され、空気流れ方向の第1の軸が空気流れ方向に略垂直な方向の第2の軸よりも長い形状を有する平面部とを備えた空気調和機も提供する。
本発明によれば、フィンの伝熱管の周囲の平面部が空気流れ方向の軸よりも空気流れ方向に略垂直な方向の軸が長い形状を有する構成を採用した場合に比較して、平面部に空気を流れ易くし、熱交換器の伝熱性能を向上させることが可能となる。
本発明の実施の形態における空気調和機の概略構成図である。 本発明の実施の形態における熱交換器の斜視図である。 本発明の実施の形態におけるコルゲートフィンの一部を拡大して示した斜視図である。 本発明の実施の形態における座面の形状の例を示した図である。 座面の長軸長さHLが性能に与える影響について評価したデータを示した図である。 図5の評価結果を示したグラフである。 図2の平面状の熱交換器を2列並列に配置して曲げ加工を行う様子を示した図2の上方から見た平面図である。 (a)は、座面が円形状である場合の曲げに対する耐力について説明するための図であり、(b)は、座面がオーバル形状である場合の曲げに対する耐力について説明するための図である。 本発明の実施の形態の第1の変形例におけるコルゲートフィンを示した斜視図である。 本発明の実施の形態の第2の変形例におけるコルゲートフィンを示した斜視図である。
[本発明の実施の形態における空気調和機の構成]
図1は、本発明の実施の形態における空気調和機1の概略構成図である。空気調和機1は、例えば建物の屋外に設置される室外機10と、例えば建物内の各部屋に設置される複数の室内機20と、室外機10と室内機20との間に接続されてこれら室外機10及び室内機20に循環する冷媒が流通する配管30とを備えている。尚、図1に示す例では、1台の室外機10に対して2台の室内機20が接続されているが、1台の室外機10に対して1台又は3台以上の室内機20が接続されていてもよい。
室外機10は、温度の高い物体から低い物体へ熱を移動させる機器である室外熱交換器11と、室外熱交換器11に空気を当てて冷媒と空気との熱交換を促進させる室外送風機12と、凝縮された冷媒液を膨張気化させて低圧かつ低温にする室外膨張弁13とを備えている。また、冷媒の流路を切り換える四路切換弁14と、蒸発し切れなかった冷媒液を分離するアキュムレータ15と、冷媒を圧縮する圧縮機16とを備えている。四路切換弁14は、室外熱交換器11、アキュムレータ15及び圧縮機16とそれぞれ配管で接続されている。また、室外熱交換器11と室外膨張弁13とは配管で接続され、アキュムレータ15と圧縮機16とは配管で接続されている。尚、図1では、四路切換弁14の切換接続状態として、暖房運転を行う場合の状態を示している。
また、室外機10は、室外送風機12、室外膨張弁13、圧縮機16等の作動や、四路切換弁14の切り換え等を制御する制御装置17を備えている。ここで、制御装置17は、例えばマイコンにより実現される。
室内機20は、温度の高い物体から低い物体へ熱を移動させる機器である室内熱交換器21と、室内熱交換器21に空気を当てて冷媒と空気との熱交換を促進させる室内送風機22と、凝縮された冷媒液を膨張気化させて低圧かつ低温にする室内膨張弁23とを備えている。
配管30は、液化した冷媒が流通する液冷媒配管31と、ガス冷媒が流通するガス冷媒配管32とを有している。液冷媒配管31は、室内機20の室内膨張弁23と、室外機10の室外膨張弁13との間を冷媒が流通するように配置される。ガス冷媒配管32は、室外機10の四路切換弁14と、室内機20の室内熱交換器21のガス側との間を冷媒が通過するように配置される。
[本発明の実施の形態における熱交換器の構成]
図2は、本発明の実施の形態における熱交換器40の斜視図である。この熱交換器40は、図1に示した室外熱交換器11及び室内熱交換器21の少なくとも何れか一方に相当する。図示するように、熱交換器40は、フィンチューブ式の熱交換器であり、アルミ製の複数枚のフィン50と、銅又はアルミ製の略円形状の伝熱管60とを備えている。
複数枚のフィン50は、伝熱管60に直交するように予め定められた間隔で並べられている。また、伝熱管60は、各フィン50の挿通穴に挿通されるように平行に設けられている。伝熱管60は、図1の空気調和機1における配管30の一部となり、管内部を冷媒が流れる。ここで、冷媒としては、HC単一冷媒、HCを含む混合冷媒、R32、R410A、R407C、二酸化炭素の何れかを使用するとよい。そして、フィン50を介して熱を伝えることで空気との接触面となる伝熱面積が拡がり、伝熱管60内部を流れる冷媒と外部を流れる空気との間の熱交換を効率よく行うことが可能となる。
[本発明の実施の形態の概要]
図2のフィン50の表面には、伝熱促進のため、プレス加工により、波形にしてコルゲートを形成することがある。以下、このようにコルゲートが形成されたフィン50を「コルゲートフィン80」と呼ぶことにする。
このようなコルゲートフィン80では、カラーを形成するために、カラーの周りはコルゲートを形成せずに平面部とする必要がある。以下、この平面部を座面と呼ぶ。座面は、伝熱管に近いため、伝熱管を流れる流体の温度に近く、伝熱効率が良い。従って、座面に空気を流れ易くすると、熱交換能力が向上する。
そこで、本実施の形態では、座面を空気の流れ方向に長いオーバル形状とすることで、座面に空気を流れ易くし、伝熱性能を向上する。
[本発明の実施の形態のコルゲートフィン]
図3は、コルゲートフィン80の一部を拡大して示した斜視図である。図示するように、コルゲートフィン80には、山部81a,81b及び谷部81cが形成されている。そして、コルゲートフィン80は、図3で山部81aの左側にあるコルゲート面82aと、山部81aと谷部81cとの間にあるコルゲート面82bと、山部81bと谷部81cとの間にあるコルゲート面82cと、図3で山部81bの右側にあるコルゲート面82dとに分けられる。ここで、山部81a,81b及び谷部81cは、折り曲げ部の一例であり、コルゲート面82a〜82dは、斜面部の一例である。また、山部81a,81b及び谷部81cとコルゲート面82a〜82dとを合わせた部分は、起伏部の一例である。更に、コルゲートフィン80には、伝熱管60(図2参照)と面接触させるためのカラー84と、カラー84を形成するために必要な座面85とが形成されている。ここで、座面85は、平面部の一例である。
図4は、座面85の形状の例を示した図である。本実施の形態では、コルゲートフィン80の幅(以下、単に「フィン幅」という)をRPとし、隣り合う伝熱管60の間隔をSPとし、座面85の空気の流れ方向の軸の長さ(以下、単に「長軸長さ」という)をHLとし、座面85の空気の流れ方向に垂直な方向の軸の長さ(以下、単に「短軸長さ」という)をVLとする。また、伝熱管60の中心Oを通る空気の流れ方向の直線が座面85の形状と交差する2点のうち、左側の点を点Aとし、右側の点を点Bとする。そして、伝熱管60の中心Oを通る空気の流れ方向に垂直な直線が座面85の形状と交差する2点のうち、上側の点を点Cとし、下側の点を点Dとする。尚、座面85の空気の流れ方向の軸は、第1の軸の一例であり、座面85の空気の流れ方向に垂直な方向の軸は、第2の軸の一例である。また、点Aは、第1の軸の一方の端点である第1の点の一例であり、点Bは、第1の軸の他方の端点である第2の点の一例であり、点Cは、第2の軸の一方の端点である第3の点の一例であり、点Dは、第2の軸の他方の端点である第4の点の一例である。
ところで、本実施の形態では、座面85の形状を、空気の流れ方向に長いオーバル形状としている。本明細書において、オーバル形状とは、点Aを通る左の円の弧及び接線と、点Bを通る右の円の弧及び接線と、点Cを通る上の円の弧及び接線と、点Dを通る下の円の弧及び接線とからなる形状をいうものとする。この場合、左の円及び右の円は、空気の流れ方向の軸上に中心を有し、上の円及び下の円は、空気の流れ方向に垂直な方向の軸上に中心を有するのが好ましいが、そうでなくてもよい。更に、オーバル形状を空気の流れ方向に長くする方法として、左の円及び右の円が半径R1を有し、上の円及び下の円が半径R2を有するとし、半径R1よりも半径R2を長くする方法があるが、それ以外の方法でオーバル形状を空気の流れ方向に長くしてもよい。尚、点Aを通る左の円は、第1の点を通る第1の円の一例であり、点Bを通る右の円は、第2の点を通る第2の円の一例であり、点Cを通る上の円は、第3の点を通る第3の円の一例であり、点Dを通る下の円は、第4の点を通る第4の円の一例である。また、半径R1は、第1の半径の一例であり、半径R2は、第2の半径の一例である。
また、本実施の形態では、山部81a,81b及び谷部81cと、座面85との間に、これらをつなぐ傾斜部の一例としての座斜面部87を設けている。この座斜面部87においては、頂点E,Fが山部81aに存在し、頂点G,Hが山部81bに存在している。一方、座斜面部87は、谷部81cには存在しない。つまり、線分CDを座面85の外ヘ延長した先には座斜面部87が存在しないようにしている。こうすることで、排水性が良くなって座面85に水が溜まり難くなるので、通風抵抗の増大を抑制することができる。
図5は、座面85の長軸長さHLが性能に与える影響について評価したデータを示した図である。図では、短軸長さVLを8.5mmで固定し、長軸長さHLを8.5mmとした円形状の座面85と、長軸長さHLを徐々に長くしたオーバル形状#1〜#4の座面85について、伝熱効率/空気抵抗の値を示している。尚、伝熱効率/空気抵抗の値は、円形状の座面85の場合の値を100とし、オーバル形状#1〜#4の座面85の場合の値は、円形状の座面85の場合の値に対する相対的な値で示している。
図6は、この評価結果を示したグラフである。このグラフから、座面85の長軸長さのフィン幅に対する比率を0.6から0.85までの範囲内の値とした場合に空気抵抗あたりの伝熱効率は大きくなることが分かる。
[本発明の実施の形態の効果]
本実施の形態では、座面85の長軸長さのフィン幅に対する比率を0.6から0.85までの範囲内の値としたことにより、空気抵抗あたりの伝熱性能が向上した。
また、本実施の形態では、座面85を空気の流れ方向に長い形状としたことにより、コルゲートフィン80の曲げ強度を確保することが可能となった。
以下、この曲げ強度の確保について詳細に説明する。
図2に示したような平面状の熱交換器40に対しては、一般的に、室外機10に入れるための曲げ加工が行われる。図7は、図2の平面状の熱交換器40を2列並列に配置して曲げ加工を行う様子を示した図2の上方から見た平面図である。曲げ加工を行う場合、ローラ94又は曲げ台95に当たるフィン先端部86には曲げに対する耐力が必要であり、耐力がないとフィン先端部86は曲がってしまう。これにより、空気通路が閉塞し、熱交換器40の曲げ部41に空気が流れなくなって性能が低下する。
図8(a),(b)は、曲げに対する耐力について説明するための図である。(a)は、座面85が円形状である場合を示し、(b)は、座面85がオーバル形状である場合を示す。フィン先端部86の曲げに対する耐力は座斜面部87の存在により、強くなる。ローラ94(図7参照)により力がかかる部分はフィン先端部86なので、フィン先端部86と座斜面部87との距離が短い方が曲げに対する耐力は大きくなる。即ち、(a)のように座面85を円形状にした場合の距離Xよりも、(b)のように座面85をオーバル形状にした場合の距離Yの方が短くなるので、耐力が大きくなる。(b)では、小さい曲げRでもコルゲートフィン80が倒れないので、熱交換器40の性能が改善する。
このように、曲げ強度を確保することにより、加工性が向上した。また、曲げ強度を確保することにより、コルゲートフィン80を空気の流れに沿わせる形状として効率の良い流れを生み出すことができ、その結果、通風圧損を低減できる。
[変形例]
図3では、コルゲート面82a〜82dにルーバー群を形成しない構成を採用したが、コルゲート面82a〜82dにルーバー群83a〜83dを形成した構成を第1の変形例として採用してもよい。
図9は、この第1の変形例におけるコルゲートフィン80を示した斜視図である。図示するように、このコルゲートフィン80にも、山部81a,81b及び谷部81cが形成されている。そして、コルゲートフィン80も、図9で山部81aの左側にあるコルゲート面82aと、山部81aと谷部81cとの間にあるコルゲート面82bと、山部81bと谷部81cとの間にあるコルゲート面82cと、図9で山部81bの右側にあるコルゲート面82dとに分けられる。ここで、山部81a,81b及び谷部81cは、折り曲げ部の一例であり、コルゲート面82a〜82dは、斜面部の一例である。また、山部81a,81b及び谷部81cとコルゲート面82a〜82dとを合わせた部分は、起伏部の一例である。また、この第1の変形例において、コルゲート面82a〜82dにはルーバー群83a〜83dが形成されている。即ち、この第1の変形例では、コルゲート面82a〜82dの全部の面にルーバー群83a〜83dが形成されている。更に、コルゲートフィン80には、伝熱管60(図2参照)と面接触させるためのカラー84と、カラー84を形成するために必要な座面85とが形成されている。ここで、座面85は、平面部の一例である。
また、図9では、コルゲート面82a〜82dの全部の面にルーバー群83a〜83dが形成された構成を採用したが、コルゲート面82a,82dにルーバー群83a,83dが形成され、コルゲート面82b,82cにルーバー群が形成されない構成を第2の変形例として採用してもよい。
図10は、この第2の変形例におけるコルゲートフィン80を示した斜視図である。図示するように、このコルゲートフィン80にも、山部81a,81b及び谷部81cが形成されている。そして、コルゲートフィン80も、図10で山部81aの左側にあるコルゲート面82aと、山部81aと谷部81cとの間にあるコルゲート面82bと、山部81bと谷部81cとの間にあるコルゲート面82cと、図10で山部81bの右側にあるコルゲート面82dとに分けられる。ここで、山部81a,81b及び谷部81cは、折り曲げ部の一例であり、コルゲート面82a〜82dは、斜面部の一例である。また、山部81a,81b及び谷部81cとコルゲート面82a〜82dとを合わせた部分は、起伏部の一例である。また、この第2の変形例において、コルゲート面82a,82dにはルーバー群83a,83dが形成されているが、コルゲート面82b,82cにはルーバー群が形成されていない。即ち、この第2の変形例では、コルゲート面82a〜82dのうち外側の面にのみルーバー群83a,83dが形成されている。更に、コルゲートフィン80には、伝熱管60(図2参照)と面接触させるためのカラー84と、カラー84を形成するために必要な座面85とが形成されている。ここで、座面85は、平面部の一例である。
更に、上記では、コルゲートフィン80において、コルゲート面は4面としたが、これには限らない。山部及び谷部で4回以上曲げることにより、コルゲート面は5面以上としてもよい。
加えて、図4では、座面85をオーバル形状としたが、この限りではない。座面85は、楕円形状としてもよい。この場合、楕円は、空気の流れ方向の軸上に焦点を有するのが好ましいが、そうでなくてもよい。本実施の形態では、第1の点と第2の点と第3の点と第4の点とを通る楕円からなる形状の一例として、楕円形状を用いている。
また、これをより一般化して、座面85の形状は、第1の点と第2の点と第3の点と第4の点とを通る形状としてもよい。
1…空気調和機、10…室外機、11…室外熱交換器、20…室内機、21…室内熱交換器、30…配管、40…熱交換器、50…フィン、60…伝熱管、80…コルゲートフィン、81a,81b…山部、81c…谷部、82a〜82d…コルゲート面、83a〜83d…ルーバー群、84…カラー、85…座面

Claims (13)

  1. 冷媒が流れる伝熱管と、
    前記伝熱管に略垂直に配置された複数のフィンと
    を含み、
    前記複数のフィンの各フィンは、
    前記伝熱管の周囲に当該伝熱管に沿った方向の起伏が形成された起伏部と、
    前記伝熱管と前記起伏部との間に当該伝熱管に略垂直に形成され、空気流れ方向の第1の軸が当該空気流れ方向に略垂直な方向の第2の軸よりも長い形状を有する平面部と
    を備えたことを特徴とする熱交換器。
  2. 前記形状は、前記第1の軸の一方の端点である第1の点と、前記第1の軸の他方の端点である第2の点と、前記第2の軸の一方の端点である第3の点と、前記第2の軸の他方の端点である第4の点とを通る形状であることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
  3. 前記形状は、前記第1の点を通る第1の円の弧及び接線と、前記第2の点を通る第2の円の弧及び接線と、前記第3の点を通る第3の円の弧及び接線と、前記第4の点を通る第4の円の弧及び接線とからなる形状であることを特徴とする請求項2に記載の熱交換器。
  4. 前記第1の円及び前記第2の円は、前記第1の軸上に中心を有し、
    前記第3の円及び前記第4の円は、前記第2の軸上に中心を有することを特徴とする請求項3に記載の熱交換器。
  5. 前記第1の円及び前記第2の円は、第1の半径を有し、
    前記第3の円及び前記第4の円は、前記第1の半径よりも長い第2の半径を有することを特徴とする請求項3に記載の熱交換器。
  6. 前記形状は、前記第1の点と前記第2の点と前記第3の点と前記第4の点とを通る楕円からなる形状であることを特徴とする請求項2に記載の熱交換器。
  7. 前記楕円は、前記第1の軸上に焦点を有することを特徴とする請求項6に記載の熱交換器。
  8. 前記複数のフィンの各フィンは、前記第1の軸の長さの当該各フィンの空気流れ方向の長さに対する比率が0.6から0.85までの範囲内にある前記平面部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
  9. 前記起伏部は、
    前記空気流れ方向及び前記伝熱管に略垂直な少なくとも1つの折り曲げ部と、
    前記少なくとも1つの折り曲げ部で折り曲げることにより形成された少なくとも2つの斜面部と
    を備え、
    前記複数のフィンの各フィンは、
    前記少なくとも2つの斜面部の領域を切り起こすことにより形成された複数のルーバーを更に備えたことを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
  10. 前記複数のルーバーは、前記少なくとも2つの斜面部の全部の斜面部の前記領域を切り起こすことにより形成されたことを特徴とする請求項9に記載の熱交換器。
  11. 前記複数のルーバーは、前記少なくとも2つの斜面部の一部の斜面部の前記領域を切り起こすことにより形成されたことを特徴とする請求項9に記載の熱交換器。
  12. 前記複数のフィンの各フィンは、
    前記起伏部と前記平面部とをつなぐ傾斜部を更に含み、
    前記傾斜部は、前記第2の軸を前記平面部の外へ延長した先に設けられていないことを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
  13. 冷媒を流通させる配管と、
    前記配管を流通する前記冷媒と室外の空気との間で熱交換を行う室外熱交換器を有する室外機と、
    前記配管を流通する前記冷媒と室内の空気との間で熱交換を行う室内熱交換器を有する室内機と
    を含み、
    前記室外熱交換器及び前記室内熱交換器の少なくとも1つは、
    前記冷媒が流れる伝熱管と、
    前記伝熱管に略垂直に配置された複数のフィンと
    を含み、
    前記複数のフィンの各フィンは、
    前記伝熱管の周囲に当該伝熱管に沿った方向の起伏が形成された起伏部と、
    前記伝熱管と前記起伏部との間に当該伝熱管に略垂直に形成され、空気流れ方向の第1の軸が当該空気流れ方向に略垂直な方向の第2の軸よりも長い形状を有する平面部と
    を備えたことを特徴とする空気調和機。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7436895B1 (ja) 2022-08-12 2024-02-22 ダイキン工業株式会社 熱交換器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0229597A (ja) * 1988-07-15 1990-01-31 Matsushita Refrig Co Ltd 熱交換器
JPH0262279U (ja) * 1988-10-20 1990-05-09
JPH08178573A (ja) * 1994-12-22 1996-07-12 Daikin Ind Ltd クロスフィン熱交換器
WO2013018270A1 (ja) * 2011-08-01 2013-02-07 パナソニック株式会社 フィンチューブ型熱交換器
JP2014020580A (ja) * 2012-07-12 2014-02-03 Panasonic Corp フィンチューブ型熱交換器

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1915742A (en) * 1930-11-28 1933-06-27 Manuf Generale Metallurg Sa Heat exchange apparatus
US3645330A (en) * 1970-02-05 1972-02-29 Mcquay Inc Fin for a reversible heat exchanger
US3796258A (en) * 1972-10-02 1974-03-12 Dunham Bush Inc High capacity finned tube heat exchanger
JPS5926237B2 (ja) * 1978-06-21 1984-06-25 株式会社日立製作所 熱交換器
HU181107B (en) * 1980-04-22 1983-06-28 Orszagos Koolaj Gazipari Plate floor heat exchanger
US4691768A (en) * 1985-12-27 1987-09-08 Heil-Quaker Corporation Lanced fin condenser for central air conditioner
US4705105A (en) * 1986-05-06 1987-11-10 Whirlpool Corporation Locally inverted fin for an air conditioner
US4923002A (en) * 1986-10-22 1990-05-08 Thermal-Werke, Warme-Kalte-Klimatechnik GmbH Heat exchanger rib
US4727737A (en) * 1986-12-31 1988-03-01 Heil-Quaker Home Systems, Inc. Method and apparatus for bending a heat exchanger coil
US5056594A (en) * 1990-08-03 1991-10-15 American Standard Inc. Wavy heat transfer surface
JP2661356B2 (ja) * 1990-10-22 1997-10-08 松下電器産業株式会社 フィン付き熱交換器
JP2834339B2 (ja) * 1991-02-21 1998-12-09 松下電器産業株式会社 フィン付き熱交換器
JP3259510B2 (ja) * 1994-04-08 2002-02-25 ダイキン工業株式会社 フィン付熱交換器
TW340180B (en) * 1995-09-14 1998-09-11 Sanyo Electric Co Heat exchanger having corrugated fins and air conditioner having the same
US5927393A (en) * 1997-12-11 1999-07-27 Heatcraft Inc. Heat exchanger fin with enhanced corrugations
JP2004085013A (ja) 2002-08-23 2004-03-18 Daikin Ind Ltd 熱交換器
US7261147B2 (en) * 2003-05-28 2007-08-28 Lg Electronics Inc. Heat exchanger
US6889759B2 (en) * 2003-06-25 2005-05-10 Evapco, Inc. Fin for heat exchanger coil assembly
US7021370B2 (en) * 2003-07-24 2006-04-04 Delphi Technologies, Inc. Fin-and-tube type heat exchanger
KR100518854B1 (ko) * 2003-09-02 2005-09-30 엘지전자 주식회사 열교환기
KR100543599B1 (ko) * 2003-09-15 2006-01-20 엘지전자 주식회사 열교환기
JPWO2007108386A1 (ja) * 2006-03-23 2009-08-06 パナソニック株式会社 フィンチューブ型熱交換器、熱交換器用フィンおよびヒートポンプ装置
JP4169079B2 (ja) * 2006-10-02 2008-10-22 ダイキン工業株式会社 フィンチューブ型熱交換器
US7721794B2 (en) * 2007-02-09 2010-05-25 Lennox Industries Inc. Fin structure for heat exchanger
KR20110055839A (ko) * 2009-11-20 2011-05-26 삼성전자주식회사 열교환기 및 이를 갖는 공기조화기
KR20120119469A (ko) * 2011-04-21 2012-10-31 엘지전자 주식회사 열교환기
USD700689S1 (en) * 2011-04-21 2014-03-04 Waterfurnace International Inc. Heat exchanger fin assembly
WO2013001744A1 (ja) * 2011-06-29 2013-01-03 パナソニック株式会社 フィンチューブ型熱交換器
JP5836708B2 (ja) * 2011-09-02 2015-12-24 キヤノン株式会社 端末装置、情報処理方法及びプログラム
JP5958771B2 (ja) * 2011-10-11 2016-08-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 フィンチューブ熱交換器
JP2013221682A (ja) 2012-04-16 2013-10-28 Panasonic Corp フィンチューブ熱交換器
CN105164487B (zh) * 2013-04-09 2017-08-01 松下知识产权经营株式会社 导热鳍片、热交换器以及冷冻循环装置
WO2014167845A1 (ja) * 2013-04-12 2014-10-16 パナソニック株式会社 フィンチューブ熱交換器、及び、冷凍サイクル装置
JP6337742B2 (ja) 2014-11-04 2018-06-06 パナソニックIpマネジメント株式会社 フィンチューブ熱交換器
FR3038977B1 (fr) * 2015-07-17 2019-08-30 Valeo Systemes Thermiques Echangeur de chaleur a ailettes comprenant des persiennes ameliorees
US11326842B2 (en) * 2018-09-21 2022-05-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Heat exchanger and air conditioner having the same
CN113532180A (zh) * 2020-04-16 2021-10-22 约克广州空调冷冻设备有限公司 换热器及其翅片

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0229597A (ja) * 1988-07-15 1990-01-31 Matsushita Refrig Co Ltd 熱交換器
JPH0262279U (ja) * 1988-10-20 1990-05-09
JPH08178573A (ja) * 1994-12-22 1996-07-12 Daikin Ind Ltd クロスフィン熱交換器
WO2013018270A1 (ja) * 2011-08-01 2013-02-07 パナソニック株式会社 フィンチューブ型熱交換器
JP2014020580A (ja) * 2012-07-12 2014-02-03 Panasonic Corp フィンチューブ型熱交換器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7436895B1 (ja) 2022-08-12 2024-02-22 ダイキン工業株式会社 熱交換器

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