JP2020153540A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば車両用空気調和装置に用いられるヒートポンプサイクルにおいて、冷媒と空気とを熱交換するための熱交換器に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger for exchanging heat between a refrigerant and air in, for example, a heat pump cycle used in an air conditioner for a vehicle.
従来、この種の熱交換器としては、それぞれ上下方向に延びると共に水平方向に間隔をおいて配置された複数の直線部を有する一または複数のチューブと、一または複数のチューブにおける互いに隣り合う直線部の間を上下方向に延びる複数のコルゲートフィンと、を備えたものが知られている(特許文献1及び特許文献2参照)。
Conventionally, as this type of heat exchanger, one or more tubes having a plurality of straight lines extending in the vertical direction and arranged at intervals in the horizontal direction, and straight lines adjacent to each other in the one or more tubes. It is known that a plurality of corrugated fins extending in the vertical direction between the portions are provided (see
また、この種の熱交換器は、チューブの内側を流通する冷媒と、チューブの外側を流通する空気と、を熱交換させることによって、冷媒を吸熱させるヒートポンプサイクルの蒸発器として用いられる場合がある。 Further, this type of heat exchanger may be used as an evaporator of a heat pump cycle in which the refrigerant absorbs heat by exchanging heat between the refrigerant flowing inside the tube and the air flowing outside the tube. ..
ところで、ヒートポンプサイクルの蒸発器として用いられる熱交換器は、除霜運転によって生じる融解水や結露によって生じる凝縮水等のドレン水がコルゲートフィンの表面に付着する。コルゲートフィンの表面に付着したドレン水は、自重により下方に流れて、熱交換器から排除される。 By the way, in the heat exchanger used as the evaporator of the heat pump cycle, drain water such as molten water generated by defrosting operation and condensed water generated by dew condensation adheres to the surface of the corrugated fin. The drain water adhering to the surface of the corrugated fin flows downward due to its own weight and is discharged from the heat exchanger.
しかしながら、上述の熱交換器は、コルゲートフィンの上側において生じたドレン水が下方に流れることによって、コルゲートフィンの下側においてドレン水が滞留し易い。 However, in the above-mentioned heat exchanger, the drain water generated on the upper side of the corrugated fin flows downward, so that the drain water tends to stay on the lower side of the corrugated fin.
また、上述の熱交換器は、コルゲートフィンの下側にドレン水が滞留した場合に、コルゲートフィンに対する空気の接触面積が減少し、熱交換効率が低下するおそれがある。 Further, in the above-mentioned heat exchanger, when drain water stays under the corrugated fin, the contact area of air with the corrugated fin may decrease, and the heat exchange efficiency may decrease.
本発明の目的は、コルゲートフィンの下側におけるドレン水の滞留を抑制することで熱交換効率を向上し得る熱交換器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a heat exchanger capable of improving heat exchange efficiency by suppressing retention of drain water under the corrugated fin.
上記目的を達成するため、本発明の熱交換器は、それぞれ上下方向に延びると共に水平方向に間隔をおいて配置された複数の直線部を有し、第1流体を流通させる一または複数のチューブと、一または複数の前記チューブにおける互いに隣り合う前記直線部の間を上下方向に延びる複数のコルゲートフィンと、を備え、一または複数の前記チューブ内を流通する前記第1流体と前記チューブの外側を流通する第2流体とを熱交換させる熱交換器であって、前記コルゲートフィンは、前記直線部の外面に接続される頂部と、互いに隣り合う前記直線部の一方の外面に接続される前記頂部と他方の前記直線部の外面に接続される前記頂部との間に設けられた中間部と、を有し、前記コルゲートフィンには、前記中間部を切り起こすことによって伝熱促進片が設けられ、前記コルゲートフィンの下側の所定範囲に位置する前記伝熱促進片は、前記中間部に対して成す角度が、0度以上90度以下の範囲において、所定範囲外に位置する前記中間部と前記伝熱促進片とが成す角度よりも大きい、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, each heat exchanger of the present invention has a plurality of straight portions extending in the vertical direction and arranged at intervals in the horizontal direction, and one or a plurality of tubes through which the first fluid flows. And a plurality of corrugated fins extending in the vertical direction between the straight portions adjacent to each other in the one or a plurality of the tubes, and the first fluid flowing through the tube and the outside of the tube. A heat exchanger that exchanges heat with a second fluid flowing through the corrugated fin, wherein the corrugated fin is connected to a top surface connected to the outer surface of the straight line portion and one outer surface of the straight line portion adjacent to each other. It has an intermediate portion provided between the top portion and the top portion connected to the outer surface of the other straight portion, and the corrugated fin is provided with a heat transfer promoting piece by cutting up the intermediate portion. The heat transfer promoting piece located in a predetermined range below the corrugated fin is located outside the predetermined range in a range of 0 degrees or more and 90 degrees or less with respect to the intermediate portion. It is characterized in that it is larger than the angle formed by the heat transfer promoting piece and the heat transfer promoting piece.
本発明によれば、ドレン水が滞留し易いコルゲートフィンの下側の排水性を向上させることができるので、コルゲートフィンの下側におけるドレン水の滞留を抑制することができ、熱交換効率を向上させることができる。 According to the present invention, since the drainage property on the lower side of the corrugated fin where drain water tends to stay can be improved, the retention of drain water on the lower side of the corrugated fin can be suppressed and the heat exchange efficiency is improved. Can be made to.
(実施形態1)
以下、本発明の実施形態1に係る熱交換器について、図1〜図5を参照しながら説明する。ただし、以下に説明される実施形態は、本発明のいくつかの例を示すものであって、本発明の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本発明の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本発明の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the heat exchanger according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. However, the embodiments described below show some examples of the present invention and do not limit the contents of the present invention. Moreover, not all of the configurations and operations described in each embodiment limit the contents of the present invention. Moreover, not all of the configurations and operations described in each embodiment are essential as the configurations and operations of the present invention. The same components are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
[ヒートポンプサイクルの概略構成]
本発明の実施形態1に係る熱交換器を備えたヒートポンプサイクル1の概略構成について図1を用いて説明する。
[Outline configuration of heat pump cycle]
The schematic configuration of the
図1に示すように、本発明の熱交換器は、例えば車両用空気調和装置が備えているヒートポンプサイクル1に接続された室外熱交換器10に適用されるものである。ヒートポンプサイクル1は、室外熱交換器10の他に、圧縮機2と、室内熱交換器3と、膨張弁4と、四方弁5と、を冷媒管6で互いに接続することによって、構成されている。
As shown in FIG. 1, the heat exchanger of the present invention is applied to, for example, an
ヒートポンプサイクル1は、圧縮機2から吐出された冷媒を、室内熱交換器3、膨張弁4、室外熱交換器10、の順に流通させることによって、暖房運転を行う。また、ヒートポンプサイクル1は、圧縮機2から吐出された冷媒を、室外熱交換器10、膨張弁4、室内熱交換器3の順に流通させることによって、冷房運転を行う。ヒートポンプサイクル1は、四方弁5によって冷媒の流路を切り替えることで暖房運転と冷房運転とが切り替えられる。
The
[熱交換器の構成]
次に、本発明の実施形態1に係る熱交換器について図2〜図5を用いて説明する。尚、以下の説明においては、適宜図1を参酌する。
[Construction of heat exchanger]
Next, the heat exchanger according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 5. In the following description, FIG. 1 will be referred to as appropriate.
図2に示すように、室外熱交換器10は、それぞれ水平方向に延びると共に互いに上下に間隔をおいて配置された一対のヘッダタンク20と、一対のヘッダタンク20の間においてそれぞれ上下方向(鉛直方向)に延びると共に水平方向に間隔をおいて配置された複数のチューブ30と、互いに隣り合うチューブ30の間を上下方向に延びる複数のコルゲートフィン40と、を備えている。
As shown in FIG. 2, the
ヘッダタンク20は、アルミニウム等の金属から成る円筒状の部材の軸方向の両端をそれぞれ蓋部材21によって閉塞することによって形成されている。ヘッダタンク20の外周部には、ヘッダタンク20の軸方向に所定間隔をおいて各チューブ30の端部が接続される。また、ヘッダタンク20は、内部が仕切り板22によって軸方向に仕切られている。
The
上側のヘッダタンク20の一端側には、冷媒を流入させる冷媒流入口23が設けられている。上側のヘッダタンク20の他端側には、冷媒を流出させる冷媒流出口24が設けられている。
A
チューブ30は、アルミニウム等の金属を押出成形によって扁平形状に形成した部材である。チューブ30は、直線状に延びる直線部30aを有し、直線部30aの両端部がヘッダタンク20に接続される。
The
コルゲートフィン40は、図3に示すように、アルミニウム等の金属板を波形が上下方向に連続するように形成した部材である。コルゲートフィン40は、チューブ30の外面に接続される頂部41と、互いに隣り合うチューブ30のうち、一方のチューブ30の外面に接続される頂部41と他方のチューブ30の外面に接続される頂部41との間に設けられた中間部42と、を有している。中間部42は、水平方向に対して傾斜するように設けられている。
As shown in FIG. 3, the
また、コルゲートフィン40は、図2及び図3に示すように、下側におけるドレン水の滞留し易い滞留範囲(線分mよりも下方)に位置する下側コルゲートフィン40bと、滞留範囲外(線分mよりも上方)に位置する上側コルゲートフィン40aと、で構成されている。線分mは、滞留範囲と滞留範囲外との境界を示す。尚、滞留範囲は、熱交換器が使用される温度又は湿度等の環境条件に応じて設定される。本実施形態1では、下側のヘッダタンク20から線分mまでの高さが、熱交換器の高さに対して例えば1/5である。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the
コルゲートフィン40は、上下に隣り合う中間部42の上下方向の間隔が、下側コルゲートフィン40bと上側コルゲートフィン40aとで異なり、図4に示すように、下側コルゲートフィン40bにおける上下方向の間隔T2が、上側コルゲートフィン40aにおける上下方向の間隔T1よりも大きくなっている。ここで、上下に隣り合う中間部42によって形成されている空間には、白抜き矢印の示す方向に空気が流通する。
In the
また、図3及び図4に示すように、コルゲートフィン40の中間部42には、中間部42の部材を切り起こすことによって冷媒と熱交換する空気に対する伝熱を促進するための複数の伝熱促進片43が空気の流通方向に沿って設けられている。伝熱促進片43は、図4に示すように、中間部42に連結する連結部43aと、先端が空気の流通方向上流側に向くように連結部43aから延出して中間部42から上方に切り起こされた第1切り起こし片43bと、先端が空気の流通方向下流側に向くように連結部43aから延出して中間部42から下方に切り起こされた第2切り起こし片43cと、を有している。
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the
連結部43a、第1切り起こし片43b及び第2切り起こし片43cによって形成される面は、平面を成している。中間部42には、第1切り起こし片43b及び第2切り起こし片43cを切り起こすことによってスリット44が形成される。下側コルゲートフィン40bにおける第1切り起こし片43b及び第2切り起こし片43cの中間部42に対して成す角度θ2は、上側コルゲートフィン40aにおける第1切り起こし片43b及び第2切り起こし片43cの中間部42に対して成す角度θ1よりも大きい。
このように、角度θ2を角度θ1よりも大きい角度で傾斜させることによって、ドレン水の滞留し易い下側コルゲートフィン40bの排水性は、上側コルゲートフィン40aの排水性よりも向上する。これにより、下側コルゲートフィン40bにおけるドレン水は、滞留することなく室外熱交換器10から排除される。
The surface formed by the connecting
By inclining the angle θ2 at an angle larger than the angle θ1 in this way, the drainage property of the lower
但し、角度θ1及び角度θ2は、0度以上90度以下の範囲の角度であり、連結部43a、第1切り起こし片43b及び第2切り起こし片43cの表面に付着したドレン水がその自重によりスリット44から下方に流れるような角度であれば良い。
尚、角度θ2が90度を超える場合、下側コルゲートフィン40bにおける伝熱促進片43の傾斜方向は、上側コルゲートフィン40aにおける伝熱促進片43の傾斜方向に対して反転する。
即ち、上側コルゲートフィン40aではドレン水が空気の流通方向下流側から流通方向上流側に向けて下方へと流れ、下側コルゲートフィン40bではドレン水が空気の流通方向上流側から流通方向下流側に向けて下方へと流れる。
このような場合、上側コルゲートフィン40aから下側コルゲートフィン40bに流れてきたドレン水は、下側コルゲートフィン40bでは上側コルゲートフィン40aとは反転した方向に流れるため、排水性が低下する。
従って、角度θ2は、角度θ1よりも大きく、0度以上90度以下の範囲の角度であることが望ましい。
However, the angle θ1 and the angle θ2 are angles in the range of 0 degrees or more and 90 degrees or less, and the drain water adhering to the surfaces of the connecting
When the angle θ2 exceeds 90 degrees, the inclination direction of the heat
That is, in the upper
In such a case, the drain water flowing from the upper
Therefore, it is desirable that the angle θ2 is larger than the angle θ1 and is in the range of 0 degrees or more and 90 degrees or less.
尚、本実施形態1における角度θ1及び角度θ2は、コルゲートフィン40の表面粗さ(Ra)を0.87μm以上1.11μm以下の範囲、結露によって伝熱促進片43の表面に付着する凝縮水(ドレン水)を4×10−3μm3とした場合、42度以上90度以下の範囲が好ましい。
上記条件とすることにより、伝熱促進片43の表面に付着したドレン水は、その自重によりスリット44から下方に流れやすくなる。このため、下側コルゲートフィン40bにおいてドレン水の滞留が抑制される。
The angles θ1 and θ2 in the first embodiment have a surface roughness (Ra) of the
Under the above conditions, the drain water adhering to the surface of the heat
また、図4に示すように、コルゲートフィン40の上下方向の間隙、即ち、上下に隣り合う伝熱促進片43を有する中間部42の間に形成される空間の上下方向の幅は、下側コルゲートフィン40bと上側コルゲートフィン40aとで異なる。下側コルゲートフィン40bにおける上下方向の幅t2は、上側コルゲートフィン40aにおける上下方向の幅t1以上である。
Further, as shown in FIG. 4, the vertical width of the space formed between the
[熱交換器の排水の説明]
次に、本発明の実施形態1に係る熱交換器の排水について図2〜図5を用いて説明する。尚、以下の説明においては、適宜図1を参酌する。
[Explanation of heat exchanger drainage]
Next, the drainage of the heat exchanger according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 5. In the following description, FIG. 1 will be referred to as appropriate.
室外熱交換器10において、図2に示すように、冷媒流入口23から上側のヘッダタンク20に流入してきた冷媒は、ヘッダタンク20及びチューブ30を流通した後、冷媒流出口24から流出する。ヘッダタンク20及びチューブ30を流通する冷媒は、仕切り板22によってヘッダタンク20内が軸方向に仕切られているため、矢印に示すように幅方向一方から他方に向かって蛇行するように流通する。
In the
車室A外が低温の環境下において暖房運転を実行すると、室外熱交換器10に結露又は着霜が生じる場合がある。室外熱交換器10に結露が生じた場合には、結露による凝縮水(ドレン水)が、チューブ30の外面、及び、コルゲートフィン40の表面に付着した状態になる。また、室外熱交換器10に付着した霜を除去するために除霜運転を実行した場合には、高温の冷媒によって霜を融解することにより発生した融解水(ドレン水)が、チューブ30の外面、及び、コルゲートフィン40の表面に付着した状態になる。
If the heating operation is performed in an environment where the outside of the vehicle compartment A is low in temperature, dew condensation or frost formation may occur on the
チューブ30の外面、及び、コルゲートフィン40の表面に付着したドレン水は、自重によってチューブ30及びコルゲートフィン40に沿って下方に流れて室外熱交換器10から排除される。
The drain water adhering to the outer surface of the
伝熱促進片43の表面に付着したドレン水は、図5(a)及び図5(b)に示すように、連結部43a、第1切り起こし片43b及び第2切り起こし片43cで形成されている平面を伝ってスリット44から下方に流れる。
As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the drain water adhering to the surface of the heat
このとき、下側コルゲートフィン40bにおける第1切り起こし片43b及び第2切り起こし片43cは、中間部42に対して成す角度θ2が、図5(b)に示すように、上側コルゲートフィン40aにおける第1切り起こし片43b及び第2切り起こし片43cの中間部42に対して成す角度θ1よりも大きい。これによって、下側コルゲートフィン40bに位置する伝熱促進片43の表面に付着しているドレン水50には、重力成分が大きく作用する。
At this time, the angle θ2 formed by the first cut-up
このため、下側コルゲートフィン40bに位置する伝熱促進片43に付着したドレン水50は、上側コルゲートフィン40aから落下してきたドレン水50とともに、連結部43a、第1切り起こし片43b及び第2切り起こし片43cで形成されている平面を伝ってスリット44から下方へと流れる。
Therefore, the
換言すれば、下側コルゲートフィン40bは、上側コルゲートフィン40aよりも排水性が高いため、下側コルゲートフィン40bにおいてドレン水50が滞留することなく排除される。
In other words, since the lower
また、下側コルゲートフィン40bにおける上下に隣り合う中間部42の上下方向の間隔T2は、図5(a)及び図5(b)に示すように、上側コルゲートフィン40aにおける上下に隣り合う中間部42の上下方向の間隔T1よりも大きい。また、上下に隣り合う伝熱促進片43を有する中間部42の間に形成される空間の上下方向の幅t2が上側コルゲートフィン40aの上下方向の幅t1以上である。
Further, as shown in FIGS. 5A and 5B, the vertical spacing T2 of the vertically adjacent
これによって、下側コルゲートフィン40bにおいて、第1切り起こし片43b及び第2切り起こし片43cが角度θ1よりも大きい角度θ2で切り起こされても、上下に隣り合う伝熱促進片43を有する中間部42の間に形成される空間の上下方向の幅が確保される。
As a result, in the lower
このため、下側コルゲートフィン40bでは、排水性が向上し、ドレン水50の滞留が抑制される。また、下側コルゲートフィン40bの間隙における空気の流通が妨げられなくなることによって、下側コルゲートフィン40bでは上側コルゲートフィン40aよりも流通抵抗が増大することを防止できる。
Therefore, in the lower
[実施形態1による効果]
以上のように、本実施形態1の熱交換器は、それぞれ上下方向に延びると共に水平方向に間隔をおいて配置され、扁平形状に形成された直線部30aを有し、内部に冷媒を流通させる複数のチューブ30と、互いに隣り合うチューブ30の間を上下方向に延びる複数のコルゲートフィン40と、を備えている。また、本実施形態1の熱交換器は、チューブ30内を流通する第1流体としての冷媒と、チューブ30の外側を流通する第2流体としての空気と、を熱交換させている。そして、コルゲートフィン40の中間部42を切り起こすことによって設けられた伝熱促進片43は、下側コルゲートフィン40bにおいて、0度以上90度以下の範囲内で上側コルゲートフィン40aの角度θ1よりも大きい角度θ2で傾斜している。
[Effect of Embodiment 1]
As described above, the heat exchangers of the first embodiment each extend in the vertical direction and are arranged at intervals in the horizontal direction, have
このため、本実施形態1では、ドレン水50が滞留し易いコルゲートフィン40の下側の排水性を向上させることができるので、コルゲートフィン40の下側におけるドレン水50の滞留を抑制することができ、熱交換効率を向上させることができる。
Therefore, in the first embodiment, the drainage property on the lower side of the
また、本実施形態1では、下側コルゲートフィン40bにおける上下に隣り合う中間部42の上下方向の間隔T2が、上側コルゲートフィン40aの上下方向の間隔T1よりも大きい。
Further, in the first embodiment, the vertical distance T2 of the vertically adjacent
このため、本実施形態1では、下側コルゲートフィン40bでの上下に隣り合う中間部42の間におけるドレン水50の滞留がより抑制されるため、排水性が向上する。
Therefore, in the first embodiment, the retention of the
また、本実施形態1では、下側コルゲートフィン40bにおける上下に隣り合う伝熱促進片43を有する中間部42の間に形成される空間の上下方向の幅t2が、上側コルゲートフィン40aの上下方向の幅t1以上である。
Further, in the first embodiment, the vertical width t2 of the space formed between the
このため、本実施形態1では、下側コルゲートフィン40bに位置する伝熱促進片43を角度θ1よりも大きい角度θ2で中間部42から切り起こしても、下側コルゲートフィン40bの間隙における空気の流通が妨げられなくなる。これによって、下側コルゲートフィン40bでは、上側コルゲートフィン40aよりも流通抵抗が増大することを防止できる。
Therefore, in the first embodiment, even if the heat
また、本実施形態1では、連結部43aと、第1切り起こし片43bと、第2切り起こし片43cと、で形成される面が平面を成している。
Further, in the first embodiment, the surface formed by the connecting
このため、本実施形態1では、下側コルゲートフィン40bに位置する伝熱促進片43の表面に付着したドレン水50を確実に、スリット44から下方に向かって排除することができる。
Therefore, in the first embodiment, the
(実施形態2)
続いて、本発明の実施形態2に係る熱交換器について、図6及び図7を用いて説明する。尚、以下の説明においては、適宜図4及び図5を参酌する。
(Embodiment 2)
Subsequently, the heat exchanger according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. In the following description, FIGS. 4 and 5 will be referred to as appropriate.
図6及び図7に示すように、本実施形態2におけるコルゲートフィン40は、図4及び図5と同様に、下側コルゲートフィン40bと、上側コルゲートフィン40aと、で構成されており、下側コルゲートフィン40bにおける角度θ2が上側コルゲートフィン40aにおける角度θ1よりも大きい。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
本実施形態2における角度θ1及び角度θ2は、実施形態1の角度θ1及び角度θ2と同様に、0度以上90度以下の範囲の角度であり、連結部431a、432a、第1切り起こし片431b、432b、及び、第2切り起こし片431c、432cの表面に付着したドレン水50がその自重によりスリット44から下方に流れるような角度であれば良い。
The angle θ1 and the angle θ2 in the second embodiment are angles in the range of 0 degree or more and 90 degrees or less, similarly to the angle θ1 and the angle θ2 of the first embodiment, and the connecting
本実施形態2におけるコルゲートフィン40は、図4及び図5と同様に、下側コルゲートフィン40bにおける上下方向の幅t2が上側コルゲートフィン40aにおける上下方向の幅t1以上となるように形成されている。これらは、実施形態1と同様に、滞留範囲(線分mよりも下方)において排水性が高い。また、図4及び図5と同様に、上下に隣り合う中間部42によって形成されている空間には、白抜き矢印の示す方向に空気が流通する。
Similar to FIGS. 4 and 5, the
但し、図6及び図7に示すように、本実施形態2におけるコルゲートフィン40は、実施形態1におけるコルゲートフィン40とは異なり、空気の流通方向において中間部42の略中央に転換部45を有している。また、本実施形態2における伝熱促進片は、実施形態1の伝熱促進片43と異なり、転換部45を境にして傾斜方向が反転している。以下、実施形態1との相違点を中心に説明する。
However, as shown in FIGS. 6 and 7, the
本実施形態2におけるコルゲートフィン40の中間部42には、図6に示すように、転換部45を所定位置として、転換部45よりも空気の流通方向上流側に位置する伝熱促進片431と、転換部45よりも空気の流通方向下流側に位置する伝熱促進片432と、が空気の流通方向に沿って複数設けられている。
As shown in FIG. 6, the
転換部45よりも空気の流通方向上流側に位置する伝熱促進片431は、連結部431aと、第1切り起こし片431bと、第2切り起こし片431cと、を有している。連結部431aは、中間部42に連結されている。第1切り起こし片431bは、先端が空気の流通方向下流側に向くように連結部431aから延出して中間部42から上方に切り起こされている。第2切り起こし片431cは、先端が空気の流通方向上流側に向くように連結部431aから延出して中間部42から下方に切り起こされている。第2切り起こし片431cは、第1切り起こし片431bよりも空気の流通方向上流側に配置されている。
The heat
転換部45よりも空気の流通方向下流側に位置する伝熱促進片432は、連結部432aと、第1切り起こし片432bと、第2切り起こし片432cと、を有している。連結部432aは、中間部42に連結されている。第1切り起こし片432bは、先端が空気の流通方向上流側に向くように連結部432aから延出して中間部42から上方に切り起こされている。第2切り起こし片432cは、先端が空気の流通方向下流側に向くように連結部431aから延出して中間部42から下方に切り起こされている。第2切り起こし片432cは、第1切り起こし片432bよりも空気の流通方向下流側に配置されている。
The heat
これにより、転換部45よりも空気の流通方向上流側に位置する伝熱促進片431は、図7(a)及び図7(b)に示すように、表面に付着したドレン水50を、連結部431a、第1切り起こし片431b及び第2切り起こし片431cで形成されている平面を伝わらせて、空気の流通方向下流側から流通方向上流側に向けて下方へと流す。そして、ドレン水50は、下側コルゲートフィン40bにおいて中間部42の空気の流通方向上流側の端部へと案内され、熱交換器から排除される。
As a result, the heat
また、転換部45よりも空気の流通方向下流側に位置する伝熱促進片432は、表面に付着したドレン水50を、連結部432a、第1切り起こし片432b及び第2切り起こし片432cで形成されている平面を伝わらせて、空気の流通方向上流側から流通方向下流側に向けて下方へと流す。そして、ドレン水50は、下側コルゲートフィン40bにおいて中間部42の空気の流通方向下流側の端部へと案内され、熱交換器から排除される。
Further, the heat
尚、角度θ2が90度を超える場合、下側コルゲートフィン40bにおける伝熱促進片43の傾斜方向は、上側コルゲートフィン40aにおける伝熱促進片43の傾斜方向に対して反転する。
即ち、上側コルゲートフィン40aの空気の流通方向上流側ではドレン水50が空気の流通方向下流側から流通方向上流側に向けて下方へと流れ、下側コルゲートフィン40bの空気の流通方向上流側ではドレン水50が空気の流通方向上流側から流通方向下流側に向けて下方へと流れる。
また、上側コルゲートフィン40aの空気の流通方向下流側ではドレン水50が空気の流通方向上流側から流通方向下流側に向けて下方へと流れ、下側コルゲートフィン40bの空気の流通方向下流側ではドレン水50が空気の流通方向下流側から流通方向上流側に向けて下方へと流れる。
このような場合、上側コルゲートフィン40aでは転換部45を境にしてドレン水50が中間部42の外側に向けて流れるのに対して、下側コルゲートフィン40bでは転換部45を境にしてドレン水50が中間部42の内側に向けて流れるため、排水性が低下する。
従って、角度θ2は、角度θ1よりも大きく、0度以上90度以下の範囲の角度であることが望ましい。
When the angle θ2 exceeds 90 degrees, the inclination direction of the heat
That is, on the upstream side of the upper
Further, on the downstream side of the upper
In such a case, in the upper
Therefore, it is desirable that the angle θ2 is larger than the angle θ1 and is in the range of 0 degrees or more and 90 degrees or less.
[実施形態2による効果]
以上のように、本実施形態2によれば、転換部45よりも空気の流通方向上流側の場合、ドレン水50は、伝熱促進片431によって、下側コルゲートフィン40bにおける中間部42の空気の流通方向上流側の端部へと案内され熱交換器から排除される。また、本実施形態2によれば、転換部45よりも空気の流通方向下流側の場合、ドレン水50は、伝熱促進片432によって、下側コルゲートフィン40bにおける中間部42の空気の流通方向下流側の端部へと案内され熱交換器から排除される。このため、本実施形態2によれば、転換部45を境にして伝熱促進片の傾斜方向を反転させることによって、排水性がより向上する。
[Effect of Embodiment 2]
As described above, according to the second embodiment, in the case of the upstream side in the air flow direction from the
(変形例)
続いて、本実施形態2の変形例に係る熱交換器について、図8及び図9を用いて説明する。尚、以下の説明においては、適宜図6及び図7を参酌する。
(Modification example)
Subsequently, the heat exchanger according to the modified example of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9. In the following description, FIGS. 6 and 7 will be referred to as appropriate.
本変形例では、図8に示すように、空気の流通方向において転換部45が中間部42の略中央よりも流通方向上流側に設けられていても良い。この場合、上側コルゲートフィン40aにおける伝熱促進片431は、角度θ1よりも大きい角度θ3で傾斜している。また、下側コルゲートフィン40bにおける伝熱促進片431は、角度θ2よりも大きい角度θ4で傾斜している。
In this modification, as shown in FIG. 8, the
但し、角度θ3及び角度θ4は、角度θ1及び角度θ2と同様に0度以上90度以下の範囲の角度である。また、角度θ3及び角度θ4は、連結部431a、第1切り起こし片431b及び第2切り起こし片431cの表面に付着したドレン水50がその自重によりスリット44から下方に流れるような角度であれば良い。
However, the angle θ3 and the angle θ4 are angles in the range of 0 degree or more and 90 degrees or less like the angle θ1 and the angle θ2. Further, the angles θ3 and θ4 are angles such that the
尚、本変形例における角度θ2及び角度θ4が90度を超える場合、実施形態2における角度θ2が90度を超える場合と同様に、下側コルゲートフィン40bにおける伝熱促進片43の傾斜方向は、上側コルゲートフィン40aにおける伝熱促進片43の傾斜方向に対して反転する。
即ち、上側コルゲートフィン40aの空気の流通方向上流側ではドレン水50が空気の流通方向下流側から流通方向上流側に向けて下方へと流れ、下側コルゲートフィン40bの空気の流通方向上流側ではドレン水50が空気の流通方向上流側から流通方向下流側に向けて下方へと流れる。
また、上側コルゲートフィン40aの空気の流通方向下流側ではドレン水50が空気の流通方向上流側から流通方向下流側に向けて下方へと流れ、下側コルゲートフィン40bの空気の流通方向下流側ではドレン水50が空気の流通方向下流側から流通方向上流側に向けて下方へと流れる。
このような場合、上側コルゲートフィン40aでは転換部45を境にしてドレン水50が中間部42の外側に向けて流れるのに対して、下側コルゲートフィン40bでは転換部45を境にしてドレン水50が中間部42の内側に向けて流れるため、排水性が低下する。
従って、本変形例における角度θ2及び角度θ4は、実施形態2における角度θ2と同様に、角度θ1及び角度θ3よりも大きく、0度以上90度以下の範囲の角度であることが望ましい。
When the angle θ2 and the angle θ4 in this modification exceed 90 degrees, the inclination direction of the heat
That is, on the upstream side of the upper
Further, on the downstream side of the upper
In such a case, in the upper
Therefore, it is desirable that the angle θ2 and the angle θ4 in the present modification are larger than the angle θ1 and the angle θ3 and are in the range of 0 degrees or more and 90 degrees or less, similarly to the angle θ2 in the second embodiment.
また、本変形例における角度θ3及び角度θ4は、角度θ1及び角度θ2と同様に、コルゲートフィン40の表面粗さ(Ra)を0.87μm以上1.11μm以下の範囲、結露によって伝熱促進片431、432の表面に付着する凝縮水(ドレン水50)を4×10−3μm3とした場合、42度以上90度以下の範囲が好ましい。
上記条件とすることにより、伝熱促進片43の表面に付着したドレン水は、その自重によりスリット44から下方に流れやすくなる。このため、下側コルゲートフィン40bにおいてドレン水の滞留が抑制される。
Further, the angle θ3 and the angle θ4 in this modified example have a surface roughness (Ra) of the
Under the above conditions, the drain water adhering to the surface of the heat
本変形例における伝熱促進片431は、図9(a)及び図9(b)に示すように、表面に付着したドレン水50を、連結部431a、第1切り起こし片431b及び第2切り起こし片431cで形成されている平面を伝わらせて、空気の流通方向下流側から流通方向上流側に向けて下方に流す。そして、ドレン水50は、下側コルゲートフィン40bにおいて中間部42の空気の流通方向上流側の端部へと案内され、熱交換器から排除される。
As shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), the heat
このように、本変形例によれば、転換部45を中間部42の略中央よりも空気の流通方向上流側に設けると共に、空気の流通方向上流側に位置する伝熱促進片431の傾斜を流通方向下流側に位置する伝熱促進片432よりも大きくしている。このため、転換部45よりも空気の流通方向上流側では、空気の流通に妨げられることなく、伝熱促進片431の表面に付着したドレン水50が下方へと流れる。
As described above, according to this modification, the
[その他]
上述の各実施形態において、本発明の熱交換器は、車両用空気調和装置の室外熱交換器10に適用したものを示したが、冷媒と空気とを熱交換させるものに限られず、流体と流体とを熱交換させつつドレン水の排除が必要な熱交換器であれば、本発明の熱交換器を適用できる。
[Other]
In each of the above-described embodiments, the heat exchanger of the present invention is applied to the
また、上述の各実施形態において、上下に配置されたヘッダタンク20の間にそれぞれ上下方向に延びるとともに水平方向に間隔をおいて配置された複数のチューブ30を示したが、これに限られないものとする。チューブ30は、例えば複数の直線部と、隣り合う直線部を接続する頂部と、で構成される蛇行形状の1本のチューブでも良い。この場合、コルゲートフィン40は、チューブの隣り合う直線部の間に上下方向に延びるように設けられている。
Further, in each of the above-described embodiments, a plurality of
また、上述の各実施形態において、除霜運転によって生じた融解水が室外熱交換器10から排水されていく過程を説明したが、本発明の熱交換器は冷房運転によって生じた凝縮水の排水にも有効である。この場合、本発明の熱交換器は、室内熱交換器3に適用される。
Further, in each of the above-described embodiments, the process of draining the molten water generated by the defrosting operation from the
また、上述の各実施形態において、角度θ2を角度θ1よりも大きくすることによってコルゲートフィン40の排水性を向上させているが、コルゲートフィン40の表面粗さを滑らかにすることによってコルゲートフィン40の排水性を更に向上させることができる。この場合のコルゲートフィン40の表面粗さ(Ra)は0.27μm以上0.33μm以下の範囲が好ましいものとする。
Further, in each of the above-described embodiments, the drainage property of the
1 ヒートポンプサイクル
2 圧縮機
3 室内熱交換器
4 膨張弁
5 四方弁
6 冷媒管
10 室外熱交換器(熱交換器)
20 ヘッダタンク
21 蓋部材
22 仕切り板
23 冷媒流入口
24 冷媒流出口
30 チューブ
30a 直線部
40 コルゲートフィン
40a 上側コルゲートフィン
40b 下側コルゲートフィン
41 頂部
42 中間部
43 伝熱促進片
431 伝熱促進片
431a 連結部
431b 第1切り起こし片
431c 第2切り起こし片
432 伝熱促進片
432a 連結部
432b 第1切り起こし片
432c 第2切り起こし片
43a 連結部
43b 第1切り起こし片
43c 第2切り起こし片
44 スリット
45 転換部
50 ドレン水
1 Heat pump cycle 2
20
Claims (6)
前記コルゲートフィンは、前記直線部の外面に接続される頂部と、互いに隣り合う前記直線部の一方の外面に接続される前記頂部と他方の前記直線部の外面に接続される前記頂部との間に設けられた中間部と、を有し、
前記コルゲートフィンには、前記中間部を切り起こすことによって伝熱促進片が設けられ、
前記コルゲートフィンの下側の所定範囲に位置する前記伝熱促進片は、前記中間部に対して成す角度が、0度以上90度以下の範囲において、所定範囲外に位置する前記中間部と前記伝熱促進片とが成す角度よりも大きい、
ことを特徴とする熱交換器。 One or more tubes for passing the first fluid and the straight portions adjacent to each other in the one or more tubes, each having a plurality of straight portions extending in the vertical direction and arranged at intervals in the horizontal direction. A heat exchanger comprising a plurality of corrugated fins extending in the vertical direction between the tubes and exchanging heat between the first fluid flowing in the tube and the second fluid flowing outside the tube. There,
The corrugated fin is between a top connected to the outer surface of the straight portion and a top connected to one outer surface of the straight portions adjacent to each other and a top connected to the outer surface of the other straight portion. Has an intermediate part provided in
The corrugated fin is provided with a heat transfer promoting piece by cutting up the intermediate portion.
The heat transfer promoting piece located in a predetermined range below the corrugated fin has the intermediate portion located outside the predetermined range and the intermediate portion located outside the predetermined range in an angle formed with respect to the intermediate portion of 0 degrees or more and 90 degrees or less. Larger than the angle formed by the heat transfer promoter pieces,
A heat exchanger characterized by that.
請求項1に記載の熱交換器。 According to claim 1, the distance between the plurality of corrugated fins in the vertical direction of the intermediate portions vertically adjacent to each other in the predetermined range is larger than the vertical distance between the intermediate portions vertically adjacent to each other in the predetermined range. The heat exchanger described.
請求項2に記載の熱交換器。 The space formed between the intermediate portions having the heat transfer promoting pieces adjacent to each other vertically between the straight portions adjacent to each other has the width in the vertical direction in the predetermined range but the second width outside the predetermined range. The heat exchanger according to claim 2, which is equal to or larger than the vertical width of the fluid flow path.
請求項1乃至3のいずれかに記載の熱交換器。 The heat transfer promoting piece is formed from a connecting portion connected to the intermediate portion, a first cut-up piece extending from the connecting portion and cut up in one direction in the vertical direction with respect to the intermediate portion, and the connecting portion. It has a second cut-up piece that extends and is cut up on the other side in the vertical direction with respect to the intermediate part, and is formed by the connecting portion, the first cut-up piece, and the second cut-up piece. The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface forms a flat surface.
前記第1切り起こし片は、前記中間部に対して上方に切り起こされ、
前記第2切り起こし片は、前記中間部に対して下方に切り起こされ、
前記中間部における所定位置よりも前記第2流体の流通方向上流側に位置する前記伝熱促進片は、前記第1切り起こし片が、前記第2切り起こし片に対して前記第2流体の流通方向下流側に配置され、
前記中間部における前記所定位置よりも前記第2流体の流通方向下流側に位置する前記伝熱促進片は、前記第1切り起こし片が、前記第2切り起こし片に対して前記第2流体の流通方向上流側に配置されている
請求項4に記載の熱交換器。 A plurality of the heat transfer promoting pieces are provided in the intermediate portion along the flow direction of the second fluid.
The first cut-up piece is cut up upward with respect to the intermediate portion.
The second cut-up piece is cut up downward with respect to the intermediate portion.
In the heat transfer promoting piece located on the upstream side in the flow direction of the second fluid from the predetermined position in the intermediate portion, the first cut-up piece flows the second fluid to the second cut-up piece. Located on the downstream side of the direction,
In the heat transfer promoting piece located downstream of the predetermined position in the intermediate portion in the flow direction of the second fluid, the first cut-up piece is the second fluid with respect to the second cut-up piece. The heat exchanger according to claim 4, which is arranged on the upstream side in the distribution direction.
請求項5に記載の熱交換器。 The heat transfer promoting piece located upstream of the predetermined position in the intermediate portion in the flow direction of the second fluid has an angle formed with respect to the intermediate portion in the flow direction of the second fluid than the predetermined position. The heat exchanger according to claim 5, wherein the heat transfer promoting piece located on the downstream side is larger than the angle formed with respect to the intermediate portion.
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