JP2021116982A - 熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【課題】凝縮水の排水性を向上させ、熱交換性能の向上を図る。【解決手段】熱交換器10は、扁平状の伝熱管12と、伝熱管12に対して上下方向の下側に配される下側サイドシート14と、伝熱管12と下側サイドシート14との間に配されていて蛇行しつつ延在するコルゲートフィン13と、を備え、下側サイドシート14には、コルゲートフィン13に当接されるフィン当接部30と、フィン当接部30に対して伝熱管12の幅方向について隣り合うよう位置していてコルゲートフィン13に対して間隔を空けて対向するよう配されるフィン対向部31と、が含まれる。【選択図】図2
Description
本明細書が開示する技術は、熱交換器に関する。
従来の熱交換器として下記特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1に記載された熱交換器は、間隔を置いて平行に配置された2本のヘッダパイプと、ヘッダパイプの間に複数配置され、内部に設けた冷媒通路をヘッダパイプの内部に連通させた偏平チューブと、偏平チューブ同士の間に配置されたコルゲートフィンを備える。複数の偏平チューブの中で最も外側に位置する偏平チューブの、外側に向いた偏平面には最外側コルゲートフィンが取り付けられる。熱交換器の下部に位置する最外側コルゲートフィンは、複数の偏平チューブが並ぶ方向の視線で下から見たとき、少なくとも一部が露出部となっている。
上記した特許文献1に記載された熱交換器では、下側の最外側コルゲートフィンの一部または全体が露出部となることで、下側の最外側コルゲートフィンのところに凝縮水が滞留しないようになっている。しかしながら、露出部は、下側の最外側コルゲートフィンの下側に配されるサイドプレートによって保護されることがないため、熱交換器の製造過程や製造後の搬送時などにおいて、外部の物体が干渉するおそれがあった。それを避けるには、露出部が生じないよう下側の最外側コルゲートフィンを全域にわたって下側のサイドプレートにて覆う必要があるが、そうすると下側のサイドプレートに凝縮水が滞留し易くなる問題が生じる。凝縮水が滞留すると、熱交換性能が低下するおそれがある。
本願明細書に記載の技術は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、凝縮水の排水性を向上させ、熱交換性能の向上を図ることを目的とする。
(1)本願明細書に記載の技術に関わる熱交換器は、扁平状の伝熱管と、前記伝熱管に対して上下方向の下側に配されるサイドシートと、前記伝熱管と前記サイドシートとの間に配されていて蛇行しつつ延在するコルゲートフィンと、を備え、前記サイドシートには、前記コルゲートフィンに当接されるフィン当接部と、前記フィン当接部に対して前記伝熱管の幅方向について隣り合うよう位置していて前記コルゲートフィンに対して間隔を空けて対向するよう配されるフィン対向部と、が含まれる。
(2)また、上記熱交換器は、上記(1)に加え、前記サイドシートは、前記コルゲートフィンの全域に対して下側に重なる形成範囲とされてもよい。
(3)また、上記熱交換器は、上記(1)または上記(2)に加え、前記フィン対向部は、前記フィン当接部から遠ざかるのに従って下り勾配となるよう傾斜した傾斜部を有してもよい。
(4)また、上記熱交換器は、上記(1)から上記(3)のいずれかに加え、前記サイドシートは、前記フィン当接部と前記フィン対向部とに連なっていて前記上下方向に沿って延在する上下延在部を有してもよい。
(5)また、上記熱交換器は、上記(1)から上記(4)のいずれかに加え、前記コルゲートフィンは、前記伝熱管と前記サイドシートとの間を横切るよう配される複数の伝熱部と、隣り合う前記伝熱部に連なる折り返し部と、を有しており、前記伝熱部には、前記伝熱管に対して前記幅方向について外側に突き出す突き出し部が設けられ、さらには前記突き出し部には、上下にそれぞれ延出する一対の延出部が設けられており、前記フィン対向部は、前記コルゲートフィンのうちの少なくとも下側の前記延出部に対して間隔を空けて対向するよう配されてもよい。
(6)また、上記熱交換器は、上記(5)に加え、前記伝熱管及び前記コルゲートフィンは、前記上下方向に沿って交互に繰り返し並ぶよう複数ずつ配されるのに対し、前記サイドシートは、最も下側に位置する前記コルゲートフィンに対して下側に配されており、前記伝熱管を挟んで上下に隣り合う前記コルゲートフィンのうちの上側の前記コルゲートフィンに備わる下側の前記延出部と、下側の前記コルゲートフィンに備わる上側の前記延出部と、が間隔を空けて上下に対向するよう配されており、前記フィン対向部は、前記サイドシートの上側に隣り合う前記コルゲートフィンに備わる下側の前記延出部との間の間隔が、上下に対向する前記延出部の間の間隔よりも大きくなるよう配されてもよい。
(7)また、上記熱交換器は、上記(6)に加え、前記コルゲートフィン及び前記サイドシートは、前記サイドシートの上側に隣り合う前記コルゲートフィンに備わる下側の前記延出部と前記フィン対向部との間の間隔が前記幅方向について一定となるよう構成されてもよい。
(8)また、上記熱交換器は、上記(5)から上記(7)のいずれかに加え、前記コルゲートフィンは、前記伝熱管と前記サイドシートとの間の空間を、隣り合う前記伝熱部とそれらに連なる前記折り返し部とによって囲まれる複数の通風路に区分しており、前記突き出し部及び前記延出部は、前記コルゲートフィンのうちの前記幅方向について前記通風路を流れる空気流の下流側の端部を構成してもよい。
(9)また、上記熱交換器は、上記(1)から上記(8)のいずれかに加え、前記フィン当接部は、前記サイドシートのうちの前記幅方向について中央側に配されるのに対し、前記フィン対向部は、対をなしていて前記幅方向について前記フィン当接部を両側から挟むよう配されてもよい。
(10)また、上記熱交換器は、上記(1)から上記(8)のいずれかに加え、前記フィン対向部は、前記サイドシートのうちの前記幅方向について一方の端部に配されるのに対し、前記フィン当接部は、前記幅方向についての他方の端部から前記フィン対向部に至るまで前記幅方向に沿って延在するよう配されてもよい。
(11)また、上記熱交換器は、上記(10)に加え、前記伝熱管及び前記コルゲートフィンは、前記上下方向に沿って交互に繰り返し並ぶよう複数ずつ配されるのに対し、前記サイドシートは、最も下側に位置する前記コルゲートフィンに対して下側に配されており、最も上側に位置する前記コルゲートフィンに対して上側に配される第2のサイドシートが備えられており、前記サイドシート及び前記第2のサイドシートは、同一部品とされてもよい。
(12)また、上記熱交換器は、上記(1)から上記(11)のいずれかに加え、前記コルゲートフィンと前記フィン対向部との間に介在するよう配されていて熱交換に伴って前記コルゲートフィンの表面に生じた凝縮水を前記フィン対向部に導く導水材が備えられてもよい。
(13)また、上記熱交換器は、上記(1)から上記(12)のいずれかに加え、前記伝熱管における前記コルゲートフィンとの対向面には、伝熱管側位置決め部が設けられるのに対し、前記コルゲートフィンにおける前記伝熱管との対向面には、前記伝熱管側位置決め部に対して凹凸嵌合される第1フィン側位置決め部が設けられており、前記フィン当接部における前記コルゲートフィンとの対向面には、サイドシート側位置決め部が設けられるのに対し、前記コルゲートフィンにおける前記フィン当接部との対向面には、前記サイドシート側位置決め部に対して凹凸嵌合される第2フィン側位置決め部が設けられてもよい。
(14)また、上記熱交換器は、上記(13)に加え、前記伝熱管側位置決め部及び前記サイドシート側位置決め部は、それぞれ凹状をなすのに対し、前記第1フィン側位置決め部及び前記第2フィン側位置決め部は、それぞれ凸状をなしてもよい。
本願明細書に記載の技術によれば、凝縮水の排水性を向上させ、熱交換性能の向上を図ることができる。
<実施形態1>
実施形態1を図1から図3によって説明する。本実施形態では、フィンチューブ式の熱交換器10の一例として、パラレルフロー型の熱交換器10を示す。なお、各図面にはX軸、Y軸及びZ軸を示しており、各軸方向が各図面で示した方向となるように描かれている。このうちZ軸方向は、鉛直方向とほぼ一致し、X軸方向及びY軸方向は、水平方向とほぼ一致している。また、特に断りがない限りは、上下の記載については鉛直方向を基準とする。
実施形態1を図1から図3によって説明する。本実施形態では、フィンチューブ式の熱交換器10の一例として、パラレルフロー型の熱交換器10を示す。なお、各図面にはX軸、Y軸及びZ軸を示しており、各軸方向が各図面で示した方向となるように描かれている。このうちZ軸方向は、鉛直方向とほぼ一致し、X軸方向及びY軸方向は、水平方向とほぼ一致している。また、特に断りがない限りは、上下の記載については鉛直方向を基準とする。
図1は、熱交換器10の概略構成を示す側面図である。熱交換器10は、図1に示すように、一対のヘッダ管11と、一対のヘッダ管11に接続される複数の伝熱管(チューブ)12と、伝熱管12と交互に繰り返し並ぶよう配される複数のコルゲートフィン13と、コルゲートフィン13群を上下から挟み込むよう配される一対のサイドシート14,15と、を備える。熱交換器10を構成するこれらヘッダ管11、伝熱管12、コルゲートフィン13、及びサイドシート14,15には、主要な材料として、比重が小さくて熱伝導性に優れたアルミニウムがそれぞれ用いられている。また、伝熱管12、コルゲートフィン13及びサイドシート14,15は、その並び方向がZ軸方向(上下方向)と一致している。なお、サイドシート14,15は、「サイドプレート」と呼ばれる場合もある。なお、図1は、あくまで熱交換器10の概略構成を示すものであり、伝熱管12及びコルゲートフィン13の具体的な積層数は図示以外にも適宜に変更可能である。
ヘッダ管11は、芯材の片方の面にろう材をクラッドしてなる、片面クラッド材により構成されている。一対のヘッダ管11は、それぞれ円筒状をなしており、軸線が互いに並行し且つZ軸方向と一致するよう配されている。一対のヘッダ管11のうちの一方(図1の右側)のヘッダ管11には、冷媒が出入りする入口管16及び出口管17が接続されている。各ヘッダ管11の内部には、冷媒の流路を分割(分流)するための仕切り板11Aがそれぞれ設けられている。この仕切り板11Aによって冷媒は、一対のヘッダ管11の間を、伝熱管12を介して複数回行き来するようになっている。
図2は、熱交換器10を構成する一部の伝熱管12及びコルゲートフィン13の断面図である。伝熱管12は、図1及び図2に示すように、内部において複数の流路12Aが一列に横並びする多孔構造となっており、複数の流路12Aの並び方向に沿って横長な扁平状をなしている。伝熱管12は、押出加工により製造されるものであり、その押し出し方向が伝熱管12の長さ方向(流路12Aの軸線方向)と一致している。伝熱管12における各流路12Aの周面には、突起12A1が設けられている。伝熱管12は、長さ方向がX軸方向と、幅方向(流路12Aの並び方向)がY軸方向と、厚さ方向(高さ方向)がZ軸方向と、それぞれ一致するよう配されている。伝熱管12は、長さ方向についての両端部が一対のヘッダ管11の周面に形成された開口に差し込まれた状態でろう付されており、それにより各流路12Aがヘッダ管11の内部空間に連通した状態で接続されている。伝熱管12は、扁平な外面12Sが互いに対向するよう複数がZ軸方向について一定の間隔(詳しくは後述するコルゲートフィン13の高さ寸法分程度の間隔)を空けて並んで配されており、その並び数が後述するコルゲートフィン13の並び数よりも1つ少ない。伝熱管12における扁平な外面12Sは、水平方向(X軸方向及びY軸方向)に沿った面とされている。また、伝熱管12の表面には、防食を図るために亜鉛が塗装されるのが好ましいが、必ずしもその限りではない。
コルゲートフィン13に先んじてサイドシート14,15の概略的な構成について説明する。一対のサイドシート14,15には、図1に示すように、コルゲートフィン13群を構成する最下段のコルゲートフィン13に対して下側に位置する下側サイドシート(サイドシート)14と、最上段のコルゲートフィン13に対して上側に位置する上側サイドシート(第2のサイドシート)15と、が含まれる。これら一対のサイドシート14,15は、いずれも伝熱管12に並行する形で延在しており、長さ方向がX軸方向と、幅方向がY軸方向と、厚さ方向がZ軸方向と、それぞれ一致するよう配されている。一対のサイドシート14,15は、熱交換器10においてZ軸方向について上下の端に位置しており、次述するコルゲートフィン13の保護板として機能する。下側サイドシート14は、最下段に位置する伝熱管12に対してZ軸方向について下側に間隔(詳しくは後述するコルゲートフィン13の高さ寸法分程度の間隔)を空けた位置に配されている。上側サイドシート15は、最上段に位置する伝熱管12に対してZ軸方向について上側に間隔を空けた位置に配されている。サイドシート14,15は、一対のヘッダ管11の周面に対して近接または当接した配置とされているが、伝熱管12と同様に、一対のヘッダ管11の周面に形成された開口に差し込まれた状態でろう付されていても構わない。なお、各サイドシート14,15と隣り合う伝熱管12との間の間隔は、隣り合う伝熱管12の間の間隔と等しくされる。
コルゲートフィン13に関し、まず概略的な構成について図1を用いて説明する。コルゲートフィン13は、芯材の両方の面にろう材をそれぞれクラッドしてなる、両面クラッド材により構成されており、X軸方向に沿って細長い帯状の母材を折り曲げるなどして成形されている。コルゲートフィン13は、図1に示すように、波形に屈曲された蛇行形状をなしていて、伝熱管12の長さ方向(X軸方向)に沿って延在している。コルゲートフィン13は、Z軸方向について伝熱管12の厚さ寸法分程度の間隔を空けて複数が並んでおり、各伝熱管12及び各サイドシート14,15に対してZ軸方向について上下に隣り合うよう複数が配されている。コルゲートフィン13は、上記のような蛇行形状とされることで、伝熱管12に対して上下に隣り合う空間を複数の通風路50に区画している。この通風路50は、Y軸方向について両側に開放されており、その片側から送風機によって送風されるようになっている。複数のコルゲートフィン13には、Z軸方向について隣り合う伝熱管12の間に介在するよう配されるものと、Z軸方向について伝熱管12とサイドシート14,15との間に介在するよう配されるものと、が含まれており、前者が最上段及び最下段以外に位置し、後者が最上段及び最下段に位置している。これらのコルゲートフィン13は、伝熱管12やサイドシート14,15に対してろう付されている。これにより、隣り合う伝熱管12の間に介在していて最上段及び最下段以外に位置する各コルゲートフィン13は、自身に対して上下に位置する各伝熱管12との間で熱交換することができる。なお、本実施形態ではろう付による固着を例示しているが、後に説明する実施形態2のように接着剤を用いた固着であっても構わない。また、伝熱管12とサイドシート14,15との間に介在していて最上段及び最下段に位置する2つのコルゲートフィン13は、自身に対して上側または下側に位置する伝熱管12との間で熱交換することができるとともに、自身に対して下側または上側に位置する各サイドシート14,15によってZ軸方向について外側から覆われて保護が図られている。各コルゲートフィン13は、通風路50に存在する空気との間で熱交換を行うものとされる。
改めてコルゲートフィン13の詳しい構成について図2及び図3を適宜に用いて説明する。図3は、熱交換器10を構成する一部の伝熱管12、コルゲートフィン13及び下側サイドシート14の側面図である。コルゲートフィン13は、図2及び図3に示すように、隣り合う伝熱管12の間または伝熱管12とサイドシート14,15との間を横切るよう配される複数の伝熱部20と、隣り合う伝熱部20に連なる複数の折り返し部21と、を有する。複数の伝熱部20は、いずれもZ軸方向及びX軸方向に対して傾斜状をなしており、隣り合うものが互いに逆向きに傾いている。従って、隣り合う伝熱部20は、Z軸方向についての一方の端部と他方の端部とで間の間隔が異なっており、間隔が狭い側の端部がそれぞれ折り返し部21に連なっている。このような構成の伝熱部20及び折り返し部21によって仕切られる通風路50は、Y軸方向から視て略三角形をなしている。本実施形態では、通風路50において図2の左側が空気流の上流側(風上側)であり、図2の右側が空気流の下流側(風下側)である。なお、通風路50に対して空気流の上流側と下流側との少なくとも一方に、空気流を生み出すための送風機が備えられていてもよい。コルゲートフィン13は、上下に蛇行しつつ延在していることから、複数の折り返し部21には、X軸方向に沿って並ぶ複数の伝熱部20に対してZ軸方向について上側に位置するものと、Z軸方向について下側に位置するものと、が含まれている。
伝熱部20には、図2及び図3に示すように、Z軸方向に沿って延在するルーバー(切り起こし片)22が設けられている。ルーバー22は、自身の延在方向(Z軸方向)に沿う両側縁部が伝熱部20から切り離されるのに対して延在方向についての両端部が伝熱部20に連ねられていて両持ち状に切り起こされている。ルーバー22は、切り起こされることで伝熱部20の板面に対して水平方向について傾斜状をなしている。ルーバー22の側縁部と伝熱部20との間には、スリットが存在し、このスリットを通して隣り合う通風路50間が連通されるとともに空気の行き来が可能とされている。このような構成のルーバー22により通風路50に存在する空気に対する伝熱効率が向上し、熱交換性能の向上が図られている。ルーバー22は、自身の幅方向であるY軸方向について間隔を空けて複数が並んで配されており、それぞれの伝熱部20に対する連なり位置がZ軸方向についてほぼ同じになるよう揃えられている。これらのルーバー22は、延在方向がZ軸方向と一致しているから、熱交換器10を蒸発器として使用し、熱交換に伴ってルーバー22の表面に凝縮水が生じた場合でも、その凝縮水がルーバー22を伝って落下し易くなる。これにより、ルーバー22において凝縮水の滞留が生じ難くなるので、通風路50における空気とコルゲートフィン13との間の伝熱効率が向上し、熱交換性能が向上する。一方、折り返し部21は、伝熱管12やサイドシート14,15に対する対向面が伝熱管12やサイドシート14,15に対して面接触する形で当接されるとともにろう付されている。なお、本実施形態ではろう付による固着を例示しているが、後に説明する実施形態2のように接着剤を用いた固着であっても構わない。
次に、一対のサイドシート14,15の詳しい構成について説明する。先に、上側サイドシート15について説明する。上側サイドシート15は、図2に示すように、流路12Aを有さない点を除いては伝熱管12と同様の構成とされる。上側サイドシート15は、上下に扁平な外面15Sを一対有しており、そのうちの下側の外面15Sが、最上段に位置する伝熱管12における上側を向いた扁平な外面12Sと対向するよう配されている。上側サイドシート15における下側の外面15Sには、最上段に位置するコルゲートフィン13における上側の各折り返し部21が、Y軸方向についてほぼ全長にわたって面接触する形で当接されるとともにろう付されている。なお、本実施形態ではろう付による固着を例示しているが、後に説明する実施形態2のように接着剤を用いた固着であっても構わない。
下側サイドシート14は、図2及び図3に示すように、上記した上側サイドシート15とは構成が異なっており、最下段に位置するコルゲートフィン13に対してY軸方向について部分的に当接される構成となっている。詳しくは、下側サイドシート14には、上記したコルゲートフィン13における下側の各折り返し部21に対してY軸方向について部分的に当接されるフィン当接部30と、フィン当接部30に対してY軸方向について隣り合うよう位置していてコルゲートフィン13に対してZ軸方向について間隔を空けて対向するよう配されるフィン対向部31と、が含まれている。このような構成によれば、熱交換器10を蒸発器として使用し、熱交換に伴って下側サイドシート14の表面に凝縮水が生じた場合、フィン当接部30の表面に存在する凝縮水がコルゲートフィン13に接するのに対し、フィン対向部31の表面に存在する凝縮水はコルゲートフィン13に接し難くなる。下側サイドシート14の表面に存在する凝縮水は、コルゲートフィン13に接すればコルゲートフィン13によって流動が規制されるのに対し、コルゲートフィン13に接しなければコルゲートフィン13によって流動が規制されることが避けられる。従って、フィン対向部31の表面に存在する凝縮水は、フィン当接部30の表面に存在する凝縮水に比べると、流動性が高く保たれていて滞留が生じ難くなっている。これにより、下側サイドシート14での凝縮水の滞留に起因する熱交換性能の低下が抑制される。このように、熱交換効率が向上すれば、コルゲートフィン13の表面に親水層(親水性樹脂層)をプレコートしなくても熱交換器10の熱交換性能が十分なものとなるので、熱交換器10を例えばエアーコンディショナの蒸発器(エバポレータ)に適用することが可能となる。
フィン当接部30は、図2及び図3に示すように、下側サイドシート14においてY軸方向について中央側に配されている。従って、フィン当接部30は、最下段に位置するコルゲートフィン13における下側の各折り返し部21のうちのY軸方向についての中央部に対して選択的に当接されている。フィン対向部31は、下側サイドシート14においてY軸方向について両端側に対をなすよう配されている。対をなすフィン対向部31は、Y軸方向について中央側に位置するフィン当接部を両側から挟む配置とされる。従って、対をなすフィン対向部31は、最下段に位置するコルゲートフィン13における下側の各折り返し部21のうちのY軸方向について中央部を両側から挟む両端側部分に対してそれぞれZ軸方向について間隔を空けて対向するよう配されている。各フィン対向部31は、コルゲートフィン13に対しては非接触状態に保たれている。このようにすれば、Y軸方向についてフィン当接部30を両側から挟む一対のフィン対向部31によって下側サイドシート14での凝縮水の流動性が十分に担保される。これにより、凝縮水を良好に排水することができる。これらフィン当接部30及びフィン対向部31を含む下側サイドシート14は、コルゲートフィン13の全域に対して下側に重なる形成範囲とされる。つまり、下側サイドシート14は、下側から視てコルゲートフィン13が露出しない形成範囲、言い換えると下側からコルゲートフィン13が見えない構造となっているので、コルゲートフィン13を全域にわたって下側サイドシート14によって保護することができる。
フィン対向部31は、図2に示すように、フィン当接部30から遠ざかるのに従って下り勾配となるよう傾斜した傾斜部32と、傾斜部32に連なる脚部33と、を有する。詳しくは、傾斜部32は、上端部がフィン当接部30に連なるのに対し、下端部が脚部33に連なっており、上端部から下端部に向けてほぼ一定の下り勾配となるようY軸方向及びZ軸方向に対して傾斜している。このようにすれば、熱交換器10を蒸発器として使用し、熱交換に伴って下側サイドシート14の表面に凝縮水が生じた場合、傾斜部32の表面に存在する凝縮水は、傾斜部32の下り勾配によって下向きの流動が促進され、円滑に脚部33に至った後に排水される。これにより、下側サイドシート14での凝縮水の滞留がより生じ難くなる。これに対し、フィン対向部31と対向するコルゲートフィン13における下側の端面(フィン対向部31との対向面)は、X軸方向から視てY軸方向に沿う直線状をなしており、途中に凹凸を有していない。従って、コルゲートフィン13と傾斜部32との間のZ軸方向についての間隔は、脚部33(傾斜部32の下端部)からフィン当接部30(傾斜部32の上端部)に近づくのに従って連続的に漸次小さくなるのに対し、フィン当接部30から脚部33に近づくのに従って連続的に漸次大きくなる傾向とされており、Y軸方向についての端位置にて最大となる。コルゲートフィン13と傾斜部32との間に空けられた空間は、X軸方向から視て略直角三角形状をなしている。傾斜部32は、下端部がコルゲートフィン13におけるY軸方向についての端部に対して対向する形成範囲とされる。脚部33は、Z軸方向に沿う直線状をなしており、傾斜部32の下端部から下向きに延出している。なお、脚部33の下側には、凝縮水を貯留することが可能なドレンパンが配されていても構わない。対をなすフィン対向部31は、X軸方向から視て左右対称形状とされているので、下側サイドシート14も同様の対称形状とされる。
以上説明したように本実施形態の熱交換器10は、扁平状の伝熱管12と、伝熱管12に対して上下方向の下側に配される下側サイドシート(サイドシート)14と、伝熱管12と下側サイドシート14との間に配されていて蛇行しつつ延在するコルゲートフィン13と、を備え、下側サイドシート14には、コルゲートフィン13に当接されるフィン当接部30と、フィン当接部30に対して伝熱管12の幅方向について隣り合うよう位置していてコルゲートフィン13に対して間隔を空けて対向するよう配されるフィン対向部31と、が含まれる。
このようにすれば、複数の流路12Aを有する伝熱管12とコルゲートフィン13との間で熱交換が行われるとともに、コルゲートフィン13と下側サイドシート14との間で熱交換が行われる。コルゲートフィン13は、その下側に配される下側サイドシート14のフィン当接部30が当接されることで、支持が図られている。伝熱管12、コルゲートフィン13及び下側サイドシート14の各表面には、熱交換器10を蒸発器として使用した場合、熱交換に伴って凝縮水が生じ得る。この凝縮水は、伝熱管12及びコルゲートフィン13に対して下側に位置する下側サイドシート14の表面に滞留し易くなっており、凝縮水の滞留が生じると、熱交換性能の低下が懸念される。
その点、下側サイドシート14には、フィン当接部30に対して伝熱管12の幅方向について隣り合うよう位置していてコルゲートフィン13に対して間隔を空けて対向するよう配されるフィン対向部31が含まれており、フィン当接部30の表面に存在する凝縮水がコルゲートフィン13に接するのに対し、フィン対向部31の表面に存在する凝縮水はコルゲートフィン13に接し難くなる。下側サイドシート14の表面に存在する凝縮水は、コルゲートフィン13に接すればコルゲートフィン13によって流動が規制されるのに対し、コルゲートフィン13に接しなければコルゲートフィン13によって流動が規制されることが避けられる。従って、フィン対向部31の表面に存在する凝縮水は、フィン当接部30の表面に存在する凝縮水に比べると、流動性が高く保たれていて滞留が生じ難くなっている。これにより、下側サイドシート14での凝縮水の滞留に起因する熱交換性能の低下が抑制される。
また、下側サイドシート14は、コルゲートフィン13の全域に対して下側に重なる形成範囲とされる。このようにすれば、下側サイドシート14によってコルゲートフィン13が下側に露出することが避けられる。従って、コルゲートフィン13を全域にわたって下側サイドシート14によって保護することができる。
また、フィン対向部31は、フィン当接部30から遠ざかるのに従って下り勾配となるよう傾斜した傾斜部32を有する。このようにすれば、熱交換器10を蒸発器として使用し、熱交換に伴って下側サイドシート14の表面に凝縮水が生じた場合、傾斜部32の表面に存在する凝縮水は、傾斜部32の下り勾配によって下向きの流動が促進される。これにより、下側サイドシート14での凝縮水の滞留がより生じ難くなる。
また、フィン当接部30は、下側サイドシート14のうちの幅方向について中央側に配されるのに対し、フィン対向部31は、対をなしていて幅方向についてフィン当接部30を両側から挟むよう配される。このようにすれば、幅方向についてフィン当接部30を両側から挟む一対のフィン対向部31によって下側サイドシート14での凝縮水の流動性が十分に担保される。これにより、凝縮水を良好に排水することができる。
<実施形態2>
実施形態2を図4または図5によって説明する。この実施形態2では、コルゲートフィン113の構成を変更するとともに、伝熱管112、コルゲートフィン113及びサイドシート114,115を位置決めするための位置決め構造を追加したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
実施形態2を図4または図5によって説明する。この実施形態2では、コルゲートフィン113の構成を変更するとともに、伝熱管112、コルゲートフィン113及びサイドシート114,115を位置決めするための位置決め構造を追加したものを示す。なお、上記した実施形態1と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
まず、コルゲートフィン113の構成に係る変更点について説明する。本実施形態に係るコルゲートフィン113に備わる伝熱部120には、図4に示すように、Y軸方向(幅方向、流路112Aの並び方向)について伝熱管112の外側に突き出す突き出し部23が設けられ、さらに突き出し部23には上下に延出する一対の延出部24,25が設けられている。突き出し部23は、伝熱部120のうちのY軸方向について図4の右側、つまり通風路150における空気流の下流側(風下側)の端部に連なるよう選択的に配されている。従って、突き出し部23と、突き出し部23から上下に延出する一対の延出部24,25と、は、コルゲートフィン113のうちのY軸方向について通風路150を流れる空気流の下流側の端部を構成している、と言える。このようにすれば、熱交換器110を蒸発器として使用し、熱交換に伴って伝熱部120の表面に凝縮水が生じた場合、その凝縮水を、空気流を利用して突き出し部23及び各延出部24,25に向けて円滑に流動させることができ、コルゲートフィン113での凝縮水の滞留を抑制することができる。突き出し部23は、図5に示すように、伝熱部120に並行するようZ軸方向及びX軸方向に対して傾斜状をなしていることから、伝熱部120の延長部位であると言える。従って、伝熱部120は、突き出し部23が延長形成される分だけ表面積が大きくなっており、それにより熱交換性能がより向上する。また、X軸方向について隣り合う突き出し部23は、X軸方向について隣り合う伝熱部120の間の間隔と同じ間隔を空けて互いに対向している。
一対の延出部24,25には、図4に示すように、突き出し部23に対して下側に位置する下側延出部24と、突き出し部23に対して上側に位置する上側延出部25と、が含まれている。最上段及び最下段以外に位置する各コルゲートフィン113に備わる一対の延出部24,25は、いずれも伝熱管112に対してZ軸方向について重なる位置関係とされる。これに対し、最下段に位置するコルゲートフィン113に備わる上側延出部25は、最下段に位置する伝熱管112に対してZ軸方向について重なる位置関係とされる。最下段に位置するコルゲートフィン113に備わる下側延出部24は、下側サイドシート114に対してZ軸方向について重なる位置関係とされる。最上段に位置するコルゲートフィン113に備わる下側延出部24は、最上段に位置する伝熱管112に対してZ軸方向について重なる位置関係とされる。最上段に位置するコルゲートフィン113に備わる上側延出部25は、上側サイドシート115に対してZ軸方向について重なる位置関係とされる。このように、各コルゲートフィン113に備わる一対ずつの延出部24,25には、伝熱管112に対してZ軸方向について重なるものが含まれており、これらは「管重なり部」であると言える。一方、最上段及び最下段に位置する各コルゲートフィン113に備わる一対ずつの延出部24,25には、サイドシート114,115に対してZ軸方向について重なるものが含まれており、これらは「サイドシート重なり部」であると言える。このように、一対の延出部24,25は、熱交換器110に備わる全てのコルゲートフィン113に設けられており、そのことを利用して全てのコルゲートフィン113が同一部品となっている。これにより、熱交換器110における部品の共通化が図られている。
下側延出部24及び上側延出部25は、図5に示すように、X軸方向について互いに隣り合う突き出し部23にそれぞれ対して連なるとともに、折り返し部121に対してX軸方向について重なるよう配されている。従って、下側延出部24及び上側延出部25に連なる2つの突き出し部23と、下側延出部24及び上側延出部25に対してX軸方向について重なる折り返し部121に連なる2つの伝熱部120と、がそれぞれ連なる関係とされる。下側延出部24及び上側延出部25は、Y軸方向から視て略U字型をなしており、一方の端部が一方の突き出し部23に、他方の端部が一方の突き出し部23に対して隣り合う他方の突き出し部23に、それぞれ連なっている。このような構成によれば、コルゲートフィン113の製造に際して例えば展開形状の母材を折り曲げるなどして製造する場合には、母材のうちの折り返し部121を構成する部分と各延出部24,25を構成する部分とがY軸方向に沿って並ぶ位置関係となることから、生産性に優れる。なお、一対の延出部24,25が上記のような構成とされるのに伴い、折り返し部121は、Z軸方向について当接対象の伝熱管112や各サイドシート114,115とは反対側に向けて延出する形で屈曲形成されている。これにより、コルゲートフィン113の表面積が増加し、コルゲートフィン113の熱交換性能が向上する。
下側延出部24及び上側延出部25は、図5に示すように、X軸方向について互いに隣り合う突き出し部23におけるZ軸方向についての端部のうち、間隔が狭い側(折り返し部121側)の端部にそれぞれ連ねられている。ここで、突き出し部23は、伝熱部120と同様に、X軸方向について隣り合うものが互いに逆向きに傾いている。このため、下側延出部24及び上側延出部25は、X軸方向について交互に繰り返し並ぶよう配列されている。下側延出部24及び上側延出部25は、蛇行形状のコルゲートフィン113においていずれもZ軸方向について外向きに突き出し部23から延出している、と言える。伝熱管112を挟んでZ軸方向について隣り合うコルゲートフィン113は、間に介在する伝熱管112に対してZ軸方向について重なる位置関係となる下側延出部24と上側延出部25とが互いに対向するよう、X軸方向についての配置が調整されている。すなわち、伝熱管112を挟んで上下に隣り合うコルゲートフィン113のうちの上側のコルゲートフィン113に備わる下側延出部24と、下側のコルゲートフィン113に備わる上側延出部25と、が間隔を空けて上下に対向するよう配されている。互いに対向する下側延出部24及び上側延出部25は、間に僅かな間隔が空くよう近接して配されており、互いに非接触とされる。つまり、下側延出部24及び上側延出部25は、Z軸方向についての延出寸法が、伝熱管112の厚さ寸法の半分以下の大きさとされる。また、下側延出部24及び上側延出部25は、図4に示すように、それぞれの延出端がY軸方向に沿って直線状をなしている。これにより、上下に対向する下側延出部24と上側延出部25との間の間隔は、Y軸方向についての位置に拘わらず一定とされる。このような構成によれば、熱交換器110を蒸発器として使用し、熱交換に伴って伝熱部120の表面に凝縮水が生じた場合、凝縮水は、その伝熱部120に連なる突き出し部23からその下側延出部24へと流れてから、その下側延出部24に対して下側にて間隔を空けて対向する上側延出部25へと流れる。このとき、下側延出部24の表面に存する凝縮水が、間隔を空けて対向する上側延出部25に接する大きさにまで成長すれば、その凝縮水は間隔を空けて対向する上側延出部25へと流されることから、上下に対向する2つの下側延出部24と上側延出部25との間の間隔を極力狭く設定するのがスムーズな排水を促す上で好ましい。以上により、凝縮水の滞留に起因する熱交換効率の低下が生じ難くなる。
そして、下側サイドシート114に備えられて対をなすフィン対向部131には、図4に示すように、最下段に位置していて下側サイドシート114の上側に隣り合うコルゲートフィン113に備わる下側延出部24に対してZ軸方向について間隔を空けて対向するよう配されるものが含まれている。詳しくは、対をなすフィン対向部131のうち、Y軸方向について通風路150を流れる空気流の下流側(図4の右側)に位置するフィン対向部131は、下側延出部24に対して下側に間隔を空けた形で対向配置されている。このようにすれば、最下段に位置するコルゲートフィン113に備わる下側延出部24から落下した凝縮水は、フィン対向部131上に乗ると、フィン対向部131との間に間隔が空けられた下側延出部24には接し難くなっているので、高い流動性が担保される。これにより、凝縮水は、フィン対向部131から円滑に脚部33に至った後に排水されるようになっており、下側サイドシート114での凝縮水の滞留が生じ難くなる。もって、熱交換性能の低下が抑制される。特に、下側延出部24は、Y軸方向について通風路150を流れる空気流の下流側の端部に位置しており、他の部位に比べると多くの凝縮水が流れ込む部位であることから、下側サイドシート114のうちの下側延出部24からの凝縮水が落下する部位がフィン対向部131とされることで、多くの凝縮水の排水が効率化され、それにより熱交換性能の低下が効果的に抑制される。
下側延出部24と対向するフィン対向部131の構成を詳しく説明する。下側延出部24と対向するフィン対向部131は、図4に示すように、傾斜部132及び脚部133に加えて、Y軸方向に沿ってほぼ真っ直ぐに延在する水平延在部34を有する。水平延在部34は、傾斜部132の下端部(フィン当接部130側とは反対側の端部)と、脚部133の上端部と、に連なっており、下側サイドシート114におけるY軸方向についての端位置(通風路150を流れる空気流の下流側の端部)に配されている。そして、水平延在部34は、最下段に位置するコルゲートフィン113に備わる下側延出部24に対して間隔を空けて対向するよう配されている。水平延在部34と下側延出部24との間に空けられた間隔は、伝熱管112を挟んで隣り合うコルゲートフィン113に備えられて上下に対向する上側延出部25と下側延出部24との間の間隔よりも大きくなっている。このように、フィン対向部131と対向する下側延出部24との間の間隔が相対的に大きくされることで、フィン対向部131の表面に存する凝縮水が下側延出部24に対して接し難くなり、それにより流動性が高く保たれる。しかも、フィン対向部131の水平延在部34と下側延出部24との間に空けられる間隔は、Y軸方向について一定となっているから、同間隔が局所的に小さくなることが避けられる。これにより、フィン対向部131の表面に存する凝縮水が下側延出部24に対してより接し難くなるので、流動性がより高く保たれる。これに対し、伝熱管112を挟んで上下に隣り合うコルゲートフィン113のうちの上側のコルゲートフィン113に備わる下側延出部24と、下側のコルゲートフィン113に備わる上側延出部25と、の間の間隔が相対的に小さくされることで、上下に対向する下側延出部24と上側延出部25との間で凝縮水が重力を利用して流動し易くなっている。なお、対をなすフィン対向部131のうち下側延出部24とは対向しない側のフィン対向部131は、水平延在部34を有していない。このため、下側サイドシート114は、X軸方向から視て左右非対称形状となっている。
次に、伝熱管112、コルゲートフィン113及びサイドシート114,115の位置決め構造について説明する。伝熱管112、コルゲートフィン113及びサイドシート114,115には、図4に示すように、凹凸嵌合することで互いをY軸方向について位置決めするための位置決め構造が設けられている。伝熱管112及びコルゲートフィン113を位置決めするための位置決め構造は、伝熱管112におけるコルゲートフィン113との対向面に設けられる伝熱管側位置決め部12Bと、コルゲートフィン113における伝熱管112との対向面に設けられていて伝熱管側位置決め部12Bに対して凹凸嵌合される第1フィン側位置決め部26と、から構成されている。なお、互いに凹凸嵌合される伝熱管側位置決め部12B及び第1フィン側位置決め部26の設置数は、一致していればよく、具体的な数値は適宜に変更可能である。コルゲートフィン113及び下側サイドシート114を位置決めするための位置決め構造は、下側サイドシート114のフィン当接部130におけるコルゲートフィン113との対向面に設けられる下側サイドシート側位置決め部(サイドシート側位置決め部)35と、コルゲートフィン113におけるフィン当接部130との対向面に設けられていて下側サイドシート側位置決め部35に対して凹凸嵌合される第2フィン側位置決め部27と、から構成されている。なお、互いに凹凸嵌合される下側サイドシート側位置決め部35及び第2フィン側位置決め部27の設置数は、一致していればよく、具体的な数値は適宜に変更可能である。コルゲートフィン113及び上側サイドシート115を位置決めするための位置決め構造は、上側サイドシート115におけるコルゲートフィン113との対向面に設けられる上側サイドシート側位置決め部15Aと、コルゲートフィン113における上側サイドシート115との対向面に設けられていて上側サイドシート側位置決め部15Aに対して凹凸嵌合される第3フィン側位置決め部28と、から構成されている。なお、互いに凹凸嵌合される上側サイドシート側位置決め部15A及び第3フィン側位置決め部28の設置数は、一致していればよく、具体的な数値は適宜に変更可能である。
なお、本実施形態では、コルゲートフィン113がろう材を含んでおらず、伝熱管112、コルゲートフィン113及びサイドシート114,115が接着剤を介して固着されるようになっている。この接着剤は、コルゲートフィン113の芯材に対して予めクラッドされていてもよいが、それ以外にも伝熱管112及びコルゲートフィン113の組み付け作業を行う前にコルゲートフィン113に対して塗布するようにしても構わない。前者においては、ろう付時の高温(例えば600℃程度)の炉よりも低温(例えば100℃〜200℃程度)の炉に入れられることで、芯材にクラッドされた接着剤を溶融させ、固着を図ることができる。このように接着剤を用いて伝熱管112、コルゲートフィン113及びサイドシート114,115を固着する製造方法を採る場合には、接着剤による固着に先立って伝熱管112、コルゲートフィン113及びサイドシート114,115を組み付ける際に、伝熱管側位置決め部12Bと第1フィン側位置決め部26とを凹凸嵌合させ、下側サイドシート側位置決め部35と第2フィン側位置決め部27とを凹凸嵌合させ、上側サイドシート側位置決め部15Aと第3フィン側位置決め部28とを凹凸嵌合させることで、伝熱管112、コルゲートフィン113及びサイドシート114,115をY軸方向について適切に位置決めすることができる。これにより、作業性の向上を図ることができる。また、接着剤が経年劣化によって機能喪失した場合においても、伝熱管112、コルゲートフィン113及びサイドシート114,115の間に位置ずれが生じ難くなる効果が得られる。なお、上記のように接着剤を用いて伝熱管112、コルゲートフィン113及びサイドシート114,115を固着する場合には、伝熱管112をヘッダ管に対して接着剤を用いて固着することも可能である。その場合は、ヘッダ管に用いる部材として、ろう材が芯材にクラッドされていない非クラッド材を用いることが可能である。
伝熱管側位置決め部12Bは、図4に示すように、伝熱管112における幅方向(Y軸方向)についての中央位置に配されており、扁平な外面112Sを局所的にZ軸方向に沿って凹ませることで形成されていて凹状をなしている。伝熱管側位置決め部12Bは、伝熱管112における上下2つの扁平な外面112Sにそれぞれ設けられている。伝熱管側位置決め部12Bは、伝熱管112の長さ方向(X軸方向)に沿って全長にわたって延在する溝状に形成されている。このように伝熱管側位置決め部12Bが凹状をなしていれば、伝熱管112が押出加工により製造された後に搬送や保管のために巻回される場合、伝熱管側位置決め部12Bが巻回の妨げとなることが避けられる。具体的には、仮に伝熱管側位置決め部が凸状をなす場合には、巻回時に伝熱管側位置決め部が伝熱管112の外面に干渉して傷を付けるおそれがあるのに対し、伝熱管側位置決め部12Bが凹状をなしていれば、上記のような干渉を回避することができる。これにより、伝熱管112に係る生産性の向上を図る上で好適となる。伝熱管112の外面112Sに伝熱管側位置決め部12Bを凹み形成するのに伴い、複数の流路112Aのうち、伝熱管側位置決め部12Bに対してY軸方向について重なる位置関係のものが重ならないものよりもZ軸方向について狭められている。
下側サイドシート側位置決め部35は、図4に示すように、下側サイドシート114のフィン当接部130における幅方向(Y軸方向)についての中央位置に配されており、コルゲートフィン113との対向面を局所的にZ軸方向に沿って凹ませることで形成されていて凹状をなしている。下側サイドシート側位置決め部35は、下側サイドシート114の長さ方向(X軸方向)に沿って全長にわたって延在する溝状に形成されている。このように下側サイドシート側位置決め部35が凹状をなしていれば、下側サイドシート114が押出加工により製造された後に搬送や保管のために巻回される場合、下側サイドシート側位置決め部35が巻回の妨げとなることが避けられる。具体的には、仮に下側サイドシート側位置決め部が凸状をなす場合には、巻回時に下側サイドシート側位置決め部が下側サイドシート114の外面に干渉して傷を付けるおそれがあるのに対し、下側サイドシート側位置決め部35が凹状をなしていれば、上記のような干渉を回避することができる。これにより、下側サイドシート114に係る生産性の向上を図る上で好適となる。上側サイドシート側位置決め部15Aは、上側サイドシート115における幅方向についての中央位置に配されており、コルゲートフィン113と対向する扁平な外面115Sを局所的にZ軸方向に沿って凹ませることで形成されていて凹状をなしている。上側サイドシート側位置決め部15Aは、上側サイドシート115の長さ方向に沿って全長にわたって延在する溝状に形成されている。なお、上側サイドシート115を押出加工により製造する場合においても、上記した伝熱管112及び下側サイドシート114の場合と同様に、上側サイドシート側位置決め部15Aに起因して搬送や保管のための巻回が妨げられることが避けられる。
第1フィン側位置決め部26、第2フィン側位置決め部27及び第3フィン側位置決め部28は、図4に示すように、いずれもコルゲートフィン113におけるY軸方向についての中央位置に配されており、伝熱部120を局所的にZ軸方向に沿って突出させることで形成されていて凸状をなしている。第1フィン側位置決め部26は、最上段及び最下段以外に位置する各コルゲートフィン113においては、伝熱部120における上下2つの縁部にそれぞれ設けられているものの、最上段及び最下段に位置する各コルゲートフィン113においては、伝熱部120における上側または下側の縁部に設けられている。第2フィン側位置決め部27は、最下段に位置するコルゲートフィン113の伝熱部120における下側の縁部に設けられている。第3フィン側位置決め部28は、最上段に位置するコルゲートフィン113の伝熱部120における上側の縁部に設けられている。このような第1フィン側位置決め部26、第2フィン側位置決め部27及び第3フィン側位置決め部28は、設置対象のコルゲートフィン113に備わる全ての伝熱部120にそれぞれ設けられている。従って、伝熱管112の全長にわたって延在する伝熱管側位置決め部12Bには、各コルゲートフィン113が有する複数の伝熱部120のそれぞれに設けられた複数の第1フィン側位置決め部26が一括して凹凸嵌合される。同様に、下側サイドシート114の全長にわたって延在する下側サイドシート側位置決め部35には、最下段に位置するコルゲートフィン113が有する複数の伝熱部120のそれぞれに設けられた複数の第2フィン側位置決め部27が一括して凹凸嵌合される。また、上側サイドシート115の全長にわたって延在する上側サイドシート側位置決め部15Aには、最上段に位置するコルゲートフィン113が有する複数の伝熱部120のそれぞれに設けられた複数の第3フィン側位置決め部28が一括して凹凸嵌合される。なお、第1フィン側位置決め部26の突出寸法は、伝熱管側位置決め部12Bの凹み寸法よりも小さくされている。同様に、第2フィン側位置決め部27の突出寸法は、下側サイドシート側位置決め部35の凹み寸法よりも小さくされている。また、第3フィン側位置決め部28の突出寸法は、上側サイドシート側位置決め部15Aの凹み寸法よりも小さくされている。
以上説明したように本実施形態によれば、コルゲートフィン113は、伝熱管112と下側サイドシート114との間を横切るよう配される複数の伝熱部120と、隣り合う伝熱部120に連なる折り返し部121と、を有しており、伝熱部120には、伝熱管112に対して幅方向について外側に突き出す突き出し部23が設けられ、さらには突き出し部23には、上下にそれぞれ延出する一対の延出部24,25が設けられており、フィン対向部131は、コルゲートフィン113のうちの少なくとも下側延出部(下側の延出部)24に対して間隔を空けて対向するよう配される。このようにすれば、伝熱部120は、伝熱管112に対して幅方向について外側に突き出す突き出し部23を有する分だけ表面積が大きくなるから、熱交換性能がより向上する。しかも、突き出し部23に設けられた一対の延出部24,25は、上下にそれぞれ延出しているから、熱交換器110を蒸発器として使用し、熱交換に伴って伝熱部120の表面に凝縮水が生じた場合、その凝縮水を、突き出し部23及び延出部24,25を経由することで効率的に流動させることができ、コルゲートフィン113での凝縮水の滞留を抑制することができる。その上で、下側サイドシート114のフィン対向部131は、コルゲートフィン113のうちの少なくとも下側延出部24に対して間隔を空けて対向するよう配されているから、下側延出部24から落下した凝縮水は、フィン対向部131上に乗ってから下側延出部24に接し難くなり、高い流動性が担保される。これにより、下側サイドシート114での凝縮水の滞留が生じ難くなるから、熱交換性能の低下が抑制される。また、コルゲートフィン113は、延出部24,25が一対とされているので、熱交換器110に複数用いられる場合において部品の共通化を図る上で好適となる。
また、伝熱管112及びコルゲートフィン113は、上下方向に沿って交互に繰り返し並ぶよう複数ずつ配されるのに対し、下側サイドシート114は、最も下側に位置するコルゲートフィン113に対して下側に配されており、伝熱管112を挟んで上下に隣り合うコルゲートフィン113のうちの上側のコルゲートフィン113に備わる下側延出部24と、下側のコルゲートフィン113に備わる上側延出部(上側の延出部)25と、が間隔を空けて上下に対向するよう配されており、フィン対向部131は、下側サイドシート114の上側に隣り合うコルゲートフィン113に備わる下側延出部24との間の間隔が、上下に対向する延出部24,25の間の間隔よりも大きくなるよう配されている。このように、伝熱管112を挟んで上下に隣り合うコルゲートフィン113のうちの上側のコルゲートフィン113に備わる下側延出部24と、下側のコルゲートフィン113に備わる上側延出部25と、の間の間隔が相対的に小さくされることで、上下に対向する延出部24,25の間で凝縮水が重力を利用して流動し易くなる。これに対し、フィン対向部131と対向する下側延出部24との間の間隔が相対的に大きくされることで、フィン対向部131の表面に存する凝縮水が下側延出部24に対して接し難くなり、それにより流動性が高く保たれる。
また、コルゲートフィン113及び下側サイドシート114は、下側サイドシート114の上側に隣り合うコルゲートフィン113に備わる下側延出部24とフィン対向部131との間の間隔が幅方向について一定となるよう構成される。このようにすれば、フィン対向部131と対向する下側延出部24との間の間隔が局所的に小さくなることが避けられるから、フィン対向部131の表面に存する凝縮水が下側延出部24に対してより接し難くなり、それにより流動性がより高く保たれる。
また、コルゲートフィン113は、伝熱管112と下側サイドシート114との間の空間を、隣り合う伝熱部120とそれらに連なる折り返し部121とによって囲まれる複数の通風路150に区分しており、突き出し部23及び延出部24,25は、コルゲートフィン113のうちの幅方向について通風路150を流れる空気流の下流側の端部を構成する。このようにすれば、熱交換器110を蒸発器として使用し、熱交換に伴って伝熱部120の表面に凝縮水が生じた場合、その凝縮水は、通風路150を流れる空気流によって下流側、つまり突き出し部23及び延出部24,25へと移動し易くなっているので、コルゲートフィン113での凝縮水の滞留を抑制することができる。延出部24,25に達した凝縮水が下側サイドシート114のフィン対向部131上に落下してから円滑に排水される。
また、伝熱管112におけるコルゲートフィン113との対向面には、伝熱管側位置決め部12Bが設けられるのに対し、コルゲートフィン113における伝熱管112との対向面には、伝熱管側位置決め部12Bに対して凹凸嵌合される第1フィン側位置決め部26が設けられており、フィン当接部130におけるコルゲートフィン113との対向面には、下側サイドシート側位置決め部(サイドシート側位置決め部)35が設けられるのに対し、コルゲートフィン113におけるフィン当接部130との対向面には、下側サイドシート側位置決め部35に対して凹凸嵌合される第2フィン側位置決め部27が設けられている。このようにすれば、伝熱管112とコルゲートフィン113とを組み付ける際に、伝熱管側位置決め部12Bと第1フィン側位置決め部26とが凹凸嵌合されることで、伝熱管112とコルゲートフィン113との位置決めを図ることができる。下側サイドシート114とコルゲートフィン113とを組み付ける際に、下側サイドシート側位置決め部35と第2フィン側位置決め部27とが凹凸嵌合されることで、下側サイドシート114とコルゲートフィン113との位置決めを図ることができる。特に、伝熱管112及び下側サイドシート114にプレコートした接着剤によって伝熱管112及び下側サイドシート114とコルゲートフィン113との固定を図る場合などにおける作業性の向上を図ることができる。
また、伝熱管側位置決め部12B及び下側サイドシート側位置決め部35は、それぞれ凹状をなすのに対し、第1フィン側位置決め部26及び第2フィン側位置決め部27は、それぞれ凸状をなす。このようにすれば、伝熱管112及び下側サイドシート114の製造に際して伝熱管112及び下側サイドシート114をそれぞれ巻回するとき、いずれも凹状をなす伝熱管側位置決め部12B及び下側サイドシート側位置決め部35が巻回の妨げとなることが避けられる。これにより、伝熱管112及び下側サイドシート114に係る生産性の向上を図る上で好適となる。
<実施形態3>
実施形態3を図6によって説明する。この実施形態3では、上記した実施形態2に導水材18を追加したものを示す。なお、上記した実施形態2と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
実施形態3を図6によって説明する。この実施形態3では、上記した実施形態2に導水材18を追加したものを示す。なお、上記した実施形態2と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係るコルゲートフィン213とフィン対向部231との間には、図6に示すように、導水材18が介在するよう配されている。なお、図6では、導水材18の形成範囲を網掛け状にして図示している。導水材18は、吸水性に優れた不織布やウレタン系材料などからなる断熱材などからなり、熱交換器210を蒸発器として使用し、熱交換に伴ってコルゲートフィン213の表面に凝縮水が生じた場合、その凝縮水をフィン対向部231に導くためのものである。導水材18は、コルゲートフィン213とフィン対向部231との間に空けられた空間を充填する形でほぼ隙間無く設置されており、コルゲートフィン213及びフィン対向部231における各対向面に対してほぼ全域にわたって接触している。このような構成によれば、熱交換に伴ってコルゲートフィン213の表面に生じた凝縮水は、コルゲートフィン213とフィン対向部231との間に介在するよう配される導水材18によってフィン対向部231へと円滑に導かれることで、排水が促される。これにより、下側サイドシート214に凝縮水がより滞留し難くなる。
以上説明したように本実施形態によれば、コルゲートフィン213とフィン対向部231との間に介在するよう配されていて熱交換に伴ってコルゲートフィン213の表面に生じた凝縮水をフィン対向部231に導く導水材18が備えられる。このようにすれば、熱交換器210を蒸発器として使用し、熱交換に伴ってコルゲートフィン213の表面に凝縮水が生じた場合、その凝縮水は、コルゲートフィン213とフィン対向部231との間に介在するよう配される導水材18によってフィン対向部231に導かれることで、排水が促される。これにより、下側サイドシート214に凝縮水がより滞留し難くなる。
<実施形態4>
実施形態4を図7によって説明する。この実施形態4では、上記した実施形態2からサイドシート314,315の構成を変更したものを示す。なお、上記した実施形態2と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
実施形態4を図7によって説明する。この実施形態4では、上記した実施形態2からサイドシート314,315の構成を変更したものを示す。なお、上記した実施形態2と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態に係る下側サイドシート314に備わるフィン対向部331は、図7に示すように、下側サイドシート314のうちのY軸方向について一方(図7の右側)の端部にのみ1つ配されている。フィン対向部331は、Y軸方向に沿う直線状をなしており、その全域が水平延在部334となっている。これに対し、フィン当接部330は、下側サイドシート314のうちのY軸方向についての他方(図7の左側)の端部からフィン対向部331に至るまでY軸方向に沿って延在するよう配されている。このような構成によれば、熱交換器310に外力が作用した場合でも、その外力をY軸方向に沿って延在するフィン当接部330によってしっかりと受けることができる。これにより、熱交換器310の耐衝撃性能が向上する。
そして、下側サイドシート314は、図7に示すように、フィン当接部330とフィン対向部331とに連なっていてZ軸方向(上下方向)に沿って延在する上下延在部36を有する。上下延在部36は、フィン当接部330における他方の端部からの延出端部と、フィン対向部331におけるフィン当接部330側の端部と、に連なっており、その延在長さが、突き出し部323からの下側延出部324の延出長さよりも大きい。これにより、フィン対向部331と対向する下側延出部324との間に十分に大きな間隔が空けられている。また、熱交換器310を蒸発器として使用し、熱交換に伴って下側サイドシート314の表面に凝縮水が生じた場合、フィン当接部330の表面に存する凝縮水を、上下延在部36に伝わせて下側に流動させることでフィン対向部331に至らせることができる。さらには、フィン対向部331は、上下延在部36によってフィン当接部330に連ねられる水平延在部334のみからなり、上記した実施形態1〜3に記載した傾斜部32を有していないので、フィン当接部330におけるY軸方向についての形成範囲が最大限に確保されている。これにより、熱交換器310の耐衝撃性能がより向上している。なお、フィン対向部331は、その全域が水平延在部334となっていることから、フィン対向部331と対向する下側延出部324との間は、上記した実施形態2と同様に、Y軸方向についての位置に拘わらず一定とされる。また、下側サイドシート側位置決め部335は、フィン当接部330における上下の両面に対をなす形で設けられている。
上側サイドシート315は、図7に示すように、上記した下側サイドシート314と同一部品とされている。すなわち、上側サイドシート315は、最上段に位置するコルゲートフィン313に当接されるフィン当接部330と、最上段に位置するコルゲートフィン313に備わる上側延出部325に対して間隔を空けて対向するフィン対向部331と、フィン当接部330及びフィン対向部331に連なる上下延在部36と、を有する。このうちのフィン当接部330は、上側サイドシート315のうちのY軸方向についての他方(図7の左側)の端部からフィン対向部331に至るまでY軸方向に沿って延在するよう配されている。従って、熱交換器310に外力が作用した場合には、その外力を上側サイドシート315のフィン当接部330と、下側サイドシート314のフィン当接部330と、によってしっかりと受けることができる。これにより、熱交換器310の耐衝撃性能がより向上する。また、上側サイドシート側位置決め部315Aは、上側サイドシート315のフィン当接部330における上下の両面に対をなす形で設けられている。このように、上側サイドシート315が下側サイドシート314と同一部品とされることで、熱交換器310の構成部品に係る品種数を削減することができる。
以上説明したように本実施形態によれば、下側サイドシート314は、フィン当接部330とフィン対向部331とに連なっていて上下方向に沿って延在する上下延在部36を有する。このようにすれば、上下延在部36が上下方向に沿って延在する分だけ、フィン対向部331とコルゲートフィン313との間に空けられる間隔を大きくすることができる。また、熱交換器310を蒸発器として使用し、熱交換に伴って下側サイドシート314の表面に凝縮水が生じた場合、フィン当接部330の表面に存する凝縮水を、上下延在部36に伝わせて下側に流動させることでフィン対向部331に至らせることができる。
また、フィン対向部331は、下側サイドシート314のうちの幅方向について一方の端部に配されるのに対し、フィン当接部330は、幅方向についての他方の端部からフィン対向部331に至るまで幅方向に沿って延在するよう配される。このようにすれば、フィン当接部330が幅方向について下側サイドシート314における他方の端部からフィン当接部330に至るまで幅方向に沿って延在しているから、熱交換器310に外力が作用した場合でも、その外力をフィン当接部330によってしっかりと受けることができる。これにより、熱交換器310の耐衝撃性能が向上する。
また、伝熱管312及びコルゲートフィン313は、上下方向に沿って交互に繰り返し並ぶよう複数ずつ配されるのに対し、下側サイドシート314は、最も下側に位置するコルゲートフィン313に対して下側に配されており、最も上側に位置するコルゲートフィン313に対して上側に配される上側サイドシート(第2のサイドシート)315が備えられており、下側サイドシート314及び上側サイドシート315は、同一部品とされる。このようにすれば、下側サイドシート314及び上側サイドシート315が同一部品とされることで、熱交換器310の構成部品に係る品種数を削減することができる。しかも、下側サイドシート314及び上側サイドシート315は、いずれもフィン当接部330が幅方向について他方の端部からフィン当接部330に至るまで幅方向に沿って延在しているから、熱交換器310に外力が作用した場合でも、その外力を上下の各フィン当接部330によってしっかりと受けることができる。これにより、熱交換器310の耐衝撃性能がより向上する。
<他の実施形態>
本明細書が開示する技術は、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も技術的範囲に含まれる。
本明細書が開示する技術は、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も技術的範囲に含まれる。
(1)ヘッダ管、伝熱管、コルゲートフィン及び各サイドシートの接合に関し、ろう付や接着剤による固着以外にも液圧拡管によって接合を行っても構わない。その場合、サイドシートとして伝熱管と同じ流路を有するものを用いれば、サイドシートとコルゲートフィンとの接合を液圧拡管によって行うことが可能となる。
(2)コルゲートフィンの表面に親水層(親水性樹脂層)をプレコートしても構わない。親水層によりコルゲートフィンの表面張力が小さくなるので、凝縮水の流動が促進され、凝縮水の滞留を防ぐ上で好適となる。なお、コルゲートフィンに親水層をプレコートする場合は、上記した実施形態2〜4のように低温での固着が可能な接着剤を用いて接合を行うのが好ましい。
(3)下側サイドシートは、コルゲートフィンの一部を除いた部分に対して下側に重なる形成範囲とされていても構わない。その場合、コルゲートフィンの一部が下側サイドシートから露出した状態となる。なお、上側サイドシートについても同様に形成範囲を変更することが可能である。
(4)下側サイドシートは、コルゲートフィンに対して下側に重ならない部分を有していても構わない。当該部分は、コルゲートフィンに当接せず且つコルゲートフィンに対して間隔を空けて対向することもない。なお、上側サイドシートについても同様に形成範囲を変更することが可能である。
(5)下側サイドシートにおけるフィン当接部及びフィン対向部のY軸方向についての配置及び形成範囲などは、適宜に変更可能である。例えば、実施形態1〜3のように、フィン対向部が対をなして備えられる構成において、フィン当接部がY軸方向についていずれか一方の端部寄りに偏在していても構わない。
(6)フィン当接部は、下側サイドシートにおいてY軸方向について離れた位置に複数設けられていても構わない。例えば、フィン当接部が2つ設けられる場合には、2つのフィン当接部が下側サイドシートにおいてY軸方向についての両端位置に配されるとともに、コルゲートフィンにおけるY軸方向についての両端部分に対して当接されていても構わない。これ以外にも、フィン当接部の具体的な設置数や配置は適宜に変更可能である。
(7)フィン対向部は、下側サイドシートにおいてY軸方向について離れた位置に3つ以上設けられていても構わない。
(8)実施形態2〜4に記載された位置決め構造は、接着剤を用いて伝熱管とコルゲートフィンとの固着を行う場合に限らず、実施形態1のようにろう付により伝熱管とコルゲートフィンとの固着を行う場合にも適用可能である。
(9)実施形態2〜4に記載された位置決め構造の設置数は、適宜に変更可能である。
(10)実施形態2〜4に記載された突き出し部及び各延出部は、コルゲートフィンのうちのY軸方向について両端部にそれぞれ設けられていても構わない。その場合、実施形態2,3の構成においては、対をなすフィン対向部がコルゲートフィンのうちのY軸方向について両端部に設けられる各下側延出部に対して間隔を空けて対向するよう配されることになる。また、実施形態4の構成においては、フィン対向部を下側サイドシートにおけるY軸方向についての両端部にそれぞれ対をなすよう設けるのが好ましい。
(11)実施形態2〜4に記載された突き出し部及び各延出部は、コルゲートフィンのうちのY軸方向について空気流の上流側に選択的に配されていても構わない。その場合、実施形態2の構成においては、水平延在部をY軸方向について空気流の上流側に配置するのが好ましい。また、実施形態4の構成においては、フィン対向部(水平延在部)をY軸方向について空気流の上流側に配置するのが好ましい。
(12)実施形態2〜4に記載された位置決め構造は、凹凸関係が逆転していてもよい。その場合、各フィン側位置決め部がいずれも凹状をなすのに対し、伝熱管側位置決め部、上側サイドシート側位置決め部及び下側サイドシート側位置決め部がいずれも凸状をなすことになる。
(13)実施形態3,4に記載された構成から位置決め構造を省略することも可能である。その場合、ヘッダ管、伝熱管、コルゲートフィン及び各サイドシートの接合に関しては、ろう付や液圧拡管を用いるのが好ましいが、必ずしもその限りではない。
(14)実施形態4に記載された構成の下側サイドシートに傾斜部を追加することも可能である。その場合、追加される傾斜部に代えて上下延在部を省略することもできるが、上下延在部を傾斜部と併存させることもできる。また、追加される傾斜部に代えて水平延在部を省略することもでき、その場合はフィン対向部が傾斜部によって構成されることになる。
(15)ルーバーは、切り起こし以外にも、例えば伝熱部を部分的に叩き出すことで形成されていても構わない。
(16)ルーバーは、延在方向がZ軸方向に対して交差するよう配されていても構わない。例えば、ルーバーの延在方向がY軸方向と一致していても構わないし、Z軸方向及びY軸方向に対して傾いていても構わない。
(17)コルゲートフィンの折り返し回数や折り返し周期などは適宜に変更可能である。
(18)コルゲートフィンの折り返し部は、伝熱管や各サイドシートに対して線接触または点接触していても構わない。
(19)実施形態2〜4に記載された上側延出部と下側延出部は、上下方向について非対称形状であっても構わない。例えば、最下段に位置するコルゲートフィンに備わる上側延出部が、上側に隣り合うコルゲートフィンに備えられる下側延出部に対して間隔を空けずに接触する構成であっても構わない。
(20)実施形態1に記載した構成(位置決め構造を有さない構成)において、ヘッダ管、伝熱管、コルゲートフィン及び各サイドシートの接合に関し、接着剤による固着を行っても構わない。
(21)ヘッダ管、伝熱管、コルゲートフィン及び各サイドシートに用いる具体的な部材は、クラッド材(片面クラッド材、両面クラッド材を含む)、非クラッド材など適宜に変更可能である。
10,110,210,310…熱交換器、12,112,312…伝熱管、12B…伝熱管側位置決め部、13,113,213,313…コルゲートフィン、14,114,214,314…下側サイドシート(サイドシート)、15,115,315…上側サイドシート(第2のサイドシート)、18…導水材、20,120…伝熱部、21,121…折り返し部、23,323…突き出し部、24,324…下側延出部(下側の延出部)、25,325…上側延出部(上側の延出部)、26…第1フィン側位置決め部、27…第2フィン側位置決め部、30,130,330…フィン当接部、31,131,231,331…フィン対向部、32,132…傾斜部、35,335…下側サイドシート側位置決め部(サイドシート側位置決め部)、36…上下延在部、50,150…通風路
Claims (14)
- 扁平状の伝熱管と、
前記伝熱管に対して上下方向の下側に配されるサイドシートと、
前記伝熱管と前記サイドシートとの間に配されていて蛇行しつつ延在するコルゲートフィンと、を備え、
前記サイドシートには、前記コルゲートフィンに当接されるフィン当接部と、前記フィン当接部に対して前記伝熱管の幅方向について隣り合うよう位置していて前記コルゲートフィンに対して間隔を空けて対向するよう配されるフィン対向部と、が含まれる熱交換器。 - 前記サイドシートは、前記コルゲートフィンの全域に対して下側に重なる形成範囲とされる請求項1記載の熱交換器。
- 前記フィン対向部は、下り勾配となるよう傾斜した傾斜部を有する請求項1または請求項2記載の熱交換器。
- 前記サイドシートは、前記フィン当接部と前記フィン対向部とに連なっていて前記上下方向に沿って延在する上下延在部を有する請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の熱交換器。
- 前記コルゲートフィンは、前記伝熱管と前記サイドシートとの間を横切るよう配される複数の伝熱部と、隣り合う前記伝熱部に連なる折り返し部と、を有しており、
前記伝熱部には、前記伝熱管に対して前記幅方向について外側に突き出す突き出し部が設けられ、さらには前記突き出し部には、上下にそれぞれ延出する一対の延出部が設けられており、
前記フィン対向部は、前記コルゲートフィンのうちの少なくとも下側の前記延出部に対して間隔を空けて対向するよう配される請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の熱交換器。 - 前記伝熱管及び前記コルゲートフィンは、前記上下方向に沿って交互に繰り返し並ぶよう複数ずつ配されるのに対し、前記サイドシートは、最も下側に位置する前記コルゲートフィンに対して下側に配されており、
前記伝熱管を挟んで上下に隣り合う前記コルゲートフィンのうちの上側の前記コルゲートフィンに備わる下側の前記延出部と、下側の前記コルゲートフィンに備わる上側の前記延出部と、が間隔を空けて上下に対向するよう配されており、
前記フィン対向部は、前記サイドシートの上側に隣り合う前記コルゲートフィンに備わる下側の前記延出部との間の間隔が、上下に対向する前記延出部の間の間隔よりも大きくなるよう配されている請求項5記載の熱交換器。 - 前記コルゲートフィン及び前記サイドシートは、前記サイドシートの上側に隣り合う前記コルゲートフィンに備わる下側の前記延出部と前記フィン対向部との間の間隔が前記幅方向について一定となるよう構成される請求項6記載の熱交換器。
- 前記コルゲートフィンは、前記伝熱管と前記サイドシートとの間の空間を、隣り合う前記伝熱部とそれらに連なる前記折り返し部とによって囲まれる複数の通風路に区分しており、
前記突き出し部及び前記延出部は、前記コルゲートフィンのうちの前記幅方向について前記通風路を流れる空気流の下流側の端部を構成する請求項5から請求項7のいずれか1項に記載の熱交換器。 - 前記フィン当接部は、前記サイドシートのうちの前記幅方向について中央側に配されるのに対し、前記フィン対向部は、対をなしていて前記幅方向について前記フィン当接部を両側から挟むよう配される請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の熱交換器。
- 前記フィン対向部は、前記サイドシートのうちの前記幅方向について一方の端部に配されるのに対し、前記フィン当接部は、前記幅方向についての他方の端部から前記フィン対向部に至るまで前記幅方向に沿って延在するよう配される請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の熱交換器。
- 前記伝熱管及び前記コルゲートフィンは、前記上下方向に沿って交互に繰り返し並ぶよう複数ずつ配されるのに対し、前記サイドシートは、最も下側に位置する前記コルゲートフィンに対して下側に配されており、
最も上側に位置する前記コルゲートフィンに対して上側に配される第2のサイドシートが備えられており、
前記サイドシート及び前記第2のサイドシートは、同一部品とされる請求項10記載の熱交換器。 - 前記コルゲートフィンと前記フィン対向部との間に介在するよう配されていて熱交換に伴って前記コルゲートフィンの表面に生じた凝縮水を前記フィン対向部に導く導水材が備えられる請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の熱交換器。
- 前記伝熱管における前記コルゲートフィンとの対向面には、伝熱管側位置決め部が設けられるのに対し、前記コルゲートフィンにおける前記伝熱管との対向面には、前記伝熱管側位置決め部に対して凹凸嵌合される第1フィン側位置決め部が設けられており、
前記フィン当接部における前記コルゲートフィンとの対向面には、サイドシート側位置決め部が設けられるのに対し、前記コルゲートフィンにおける前記フィン当接部との対向面には、前記サイドシート側位置決め部に対して凹凸嵌合される第2フィン側位置決め部が設けられている請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の熱交換器。 - 前記伝熱管側位置決め部及び前記サイドシート側位置決め部は、それぞれ凹状をなすのに対し、前記第1フィン側位置決め部及び前記第2フィン側位置決め部は、それぞれ凸状をなす請求項13記載の熱交換器。
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