JP3047806B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は熱交換器に関し、
より詳しくは空気調和機に用いられる折り曲げ形状の熱
交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の空気調和機の中には、図３に示す
ように、上面グリル１０６および前面グリル１０７を有
する本体１０１内に、略円筒形の送風機１０３と、その
送風機１０３を取り囲むように折り曲げて配置された熱
交換器１０２を備えたものがある。空気調和機の運転時
には、室内の空気が上面グリル１０６および前面グリル
１０７を通して本体１０１内に取り込まれ、エアフィル
タ１０８、熱交換器１０２および送風機１０３を通り、
本体１０１から風向調節用フラップ１０４を有する吹出
口１０５を通して室内に吹き出される。このような折り
曲げ形状の熱交換器１０２によれば、本体１０１の上下
方向の寸法を小型化することができる。

【０００３】上記熱交換器１０２は、空気に接触して熱
の授受を行うために、図３において紙面に垂直な方向に
所定の間隔を隔てて積み重なるように配列されたフィン
１１１と、フィン１１１の積層方向両端に配された一対
の補強用の管板１２１，１２２（図２参照）を有してい
る。各フィン１１１は、本来は一方向に細長く延びるリ
ボン状のものであり、長手方向に並ぶ伝熱管挿通用の複
数の貫通穴１１２を有している。各フィン１１１のうち
の折り曲げるべき箇所には、それぞれ片側（送風機１０
３側）の側辺から切れ込むスリット１１５を形成するこ
とにより（両側の側辺にスリットが形成されることもあ
る）、フィンの残りの部分よりも幅が狭いネック部１１
７が形成されている。なお、熱交換器１０２の前面側と
背面側とを区分する最も大きく折り曲げられる箇所Ａで
は、各フィン１１１の上面グリル１０６側の側辺のみに
スリット１１６が設けられている。管板１２１，１２２
は、フィン１１１と略同形でフィン１１１よりも厚いも
のであり、フィン１１１の貫通穴１１２およびスリット
１１５と対応する箇所にそれぞれ図示しない貫通穴およ
びスリットを有している。熱交換器１０２の最も大きく
折り曲げられる箇所Ａでは、各管板１２１，１２２は分
離されており、図２（上方から見た断面）に示すよう
に、折り曲げによって管板の縁部同士が衝突するのを避
けるために、各管板１２１，１２２の一方の縁部１２１
ａ，１２２ａに、フィン１１１との間に管板の厚さ分だ
け隙間を形成するように予め段差１３１，１３２が設け
られている。なお、折り曲げ角度を設定するために、一
方の縁部１２１ａ，１２２ａの内面にそれぞれ図示しな
い穴が形成され、他方の縁部１２１ｂ，１２２ｂの外面
にそれぞれ上記穴と係合し得る爪１４１が形成されてい
る。そして、図３に示すように、各フィン１１１、管板
１２１，１２２の対応する貫通穴１１２に伝熱管１１３
を挿通した状態で、各フィン１１１のネック部１１７の
両側に連なる部分１１４，１１４に対してフィン面に沿
ってスリット１１５を閉じる向きに曲げモーメントが加
えられてネック部１１７が折り曲げられ、同時に両端の
管板１２１，１２２もスリットを閉じる向きに折り曲げ
られる。なお、最大折り曲げ箇所Ａでは、各フィン１１
１はフィン面に沿ってスリット１１６を開く向きに折り
曲げられる。このとき、図２に示すように、最大折り曲
げ箇所Ａでは、左側の管板１２１の一方の縁部１２１ａ
が他方の縁部１２１ｂの外側に重なるとともに、右側の
管板１２２の一方の縁部１２２ａが他方の縁部１２２ｂ
の外側に重なる。このようにして、各折り曲げ箇所がそ
れぞれ所定の角度だけ折り曲げられ、この結果、本体１
０１内での取付位置に適合した折り曲げ形状の熱交換器
１０２が構成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
にして折り曲げを行った場合、各フィン１１１のネック
部１１７にフィン面に対して垂直な段差が生じて、例え
ば図２に示すように、最大折り曲げ箇所Ａでフィン１１
１の背面側の部分１４４Ｂが前面側の部分１４４Ｆに対
して左側へずれる。このため、左側の管板１２１の重な
り部分１２１ａ，１２１ｂの間に左右方向の隙間Δが生
じるという問題がある。なお、フィン１１１の背面側の
部分１４４Ｂが前面側の部分１４４Ｆに対して右側へず
れる場合は、逆に、右側の管板１２２の重なり部分１２
２ａ，１２２ｂの間に左右方向の隙間が生じる。このよ
うに、従来の熱交換器では、左側または右側の管板の重
なり部分に隙間が生じる。このため、空気調和機の運転
時にこの隙間Δを通して空気がバイパスして、本体１０
１内に結露が発生する不具合が生じる。

【０００５】ここで、隙間Δを通して空気がバイパスす
るのを防ぐために、隙間Δをシール材で塞ぐ手段が知ら
れているが、そのようなシール材を設けるとコストが高
くつくことになる。

【０００６】そこで、この発明の目的は、折り曲げ形状
の熱交換器であって、フィンの積層方向両端に配された
各管板の重なり部分に隙間が生じるのを防止できる熱交
換器を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の熱交換器は、所定の隙間を隔てて
積み重なるように配列されたリボン状の複数のフィン
と、上記フィンの積層方向両端に配された管板と、上記
各フィンおよび管板の対応する複数の貫通穴に挿通され
た複数の伝熱管とを備え、上記各フィンにそれぞれ側辺
から切れ込むようにスリットが形成され、上記各フィン
が上記スリットの箇所でそれぞれフィン面に沿って折り
曲げられるとともに、各端における管板のうち上記フィ
ンの折り曲げ箇所の両側に相当する二つの部分が重なる
状態で、上記各フィンの上記スリットで区分された二つ
の部分のうちの一方の部分が他方の部分に対して上記積
層方向一端側にずれている熱交換器であって、上記各管
板の上記二つの部分が上記フィンの積層方向へのずれに
より互いに密着されるように、上記各管板の上記二つの
部分のうち上記一方の側の部分を上記ずれの向きに関し
て上記他方の側の部分の後に配置したことを特徴とす
る。

【０００８】この請求項１の熱交換器では、各端におけ
る管板のうち各フィンの折り曲げ箇所の両側に相当する
二つの部分が重なる状態で、上記各管板の上記二つの部
分のうち上記一方の側の部分を上記ずれの向きに関して
上記他方の側の部分の後に配置しているので、上記各管
板の上記二つの部分が上記フィンの積層方向へのずれに
より互いに密着される。したがって、上記各管板の重な
り部分に隙間が生じなくなる。この結果、空気調和機の
本体内に結露が生じるような不具合が防止される。ま
た、各管板の重なり部分に隙間が生じないことから、隙
間を塞ぐためのシール材を設ける必要がなく、コストが
上昇することもない。

【０００９】請求項２に記載の熱交換器は、請求項１に
記載の熱交換器において、上記各管板の上記二つの部分
のうち外側となる部分は内側となる部分を抱くようにＬ
字状に外方へ屈曲し、かつ、上記各管板の上記二つの部
分の間に互いに係合する係合部が存することを特徴とす
る。

【００１０】この請求項２の熱交換器では、上記各管板
の上記二つの部分のうち外側となる部分はＬ字状に外方
へ屈曲しているので、上記各フィンの折り曲げに伴っ
て、上記二つの部分は互いに衝突することがなく密に重
なり、上記係合部によって互いに係合される。したがっ
て、上記各フィンの折り曲げ角度が簡単に設定され、か
つ設定後に一定に保たれる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の熱交換器の実施
の形態を詳細に説明する。

【００１２】図１はこの発明を具体化した熱交換器の要
部を示している。同図(a)は熱交換器の最大折り曲げ箇
所Ａを側方から見たところ、同図(b)は同図(a)における
Ｂ−Ｂ線矢視断面をそれぞれ示している。なお、簡単の
ため、図３中に示した構成要素と同一の構成要素には同
一の符号を用いている。

【００１３】この熱交換器は、全体として、図３中に示
した熱交換器１０２と同様に、空気に接触して熱の授受
を行うために、紙面に垂直な方向に所定の間隔を隔てて
積み重なるように配列されたフィン１１１と、フィン１
１１の積層方向両端に配された一対の補強用の管板２
１，２２(図１(b)参照）を有している。各フィン１１１
は、本来は一方向に細長く延びるリボン状のものであ
り、長手方向に並ぶ伝熱管挿通用の複数の貫通穴１１２
を有している。各フィン１１１のうちの折り曲げるべき
箇所には、それぞれ片側（送風機１０３側）の側辺から
切れ込こむスリット１１５を形成することにより(両側
の側辺にスリットが形成されることもある)、フィンの
残りの部分よりも幅が狭いネック部１１７が形成されて
いる。なお、熱交換器１０２の前面側と背面側とを区分
する最も大きく折り曲げられる箇所Ａでは、各フィン１
１１の上面グリル１０６側の側辺のみにスリット１１６
が設けられている。折り曲げを行った場合、各フィン１
１１のネック部１１７にフィン面に対して垂直な段差が
生じて、図１(b)に示すように、フィン１１１の背面側
の部分１４４Ｂが前面側の部分１４４Ｆに対して左側へ
ずれるものとする。

【００１４】管板２１，２２は、フィン１１１と略同形
でフィン１１１よりも厚いものであり、図１(a)に示す
ように、フィン１１１の貫通穴１１２およびスリット１
１５と対応する箇所にそれぞれ貫通穴１２およびスリッ
ト１５を有している。図１(b)に示すように、この熱交
換器のうち最も大きく折り曲げられる箇所Ａでは、各管
板２１，２２は分離されており、折り曲げによって管板
の縁部同士が衝突するのを避けるために、左側の管板２
１の前面側の縁部２１ｂは、管板２１の厚さ分の段差３
１が設けられてＬ字状に外方に屈曲している。また、右
側の管板２２の背面側の縁部２２ａは、管板２２の厚さ
分の段差３２が設けられてＬ字状に外方に屈曲してい
る。

【００１５】最大折り曲げ箇所Ａの折り曲げ角度を設定
するために、図１(c)に示すように、左側の管板２１の
背面側の縁部２１ａの外面に断面凸状の突起４１が形成
され、この管板２１の前面側の縁部２１ｂの内面に上記
突起４１と係合し得る断面凹状の受け部５１が形成され
ている。また、図１(d)に示すように、右側の管板２２
の前面側の縁部２２ｂの外面に断面凸状の突起４２が形
成され、この管板２２の背面側の縁部２２ａの内面に上
記突起４２と係合し得る断面凹状の受け部５２が形成さ
れている。この例では、係合部としての突起４１，４２
や受け部５１，５２が管板２１，２２をかしめて形成さ
れているが、これに限られるものではない。例えば、突
起４１，４２は管板を切り起こしてなる鋭利な爪であっ
ても良く、受け部５１，５２は管板を貫通した穴であっ
ても良い。

【００１６】この熱交換器を折り曲げ形状にする場合、
図１(a)および図３に示すように、各フィン１１１、管
板２１，２２の対応する貫通穴１１２，１２に伝熱管１
１３を挿通し、伝熱管（最大折り曲げ箇所Ａの両隣の伝
熱管を除く）１１３の端部同士をＵ字管１９で接続し、
各フィン１１１、管板２１，２２、伝熱管１１３および
Ｕ字管１９を一体に固定した状態で、各フィン１１１の
ネック部１１７の両側に連なる部分１１４，１１４に対
してフィン面に沿ってスリット１１５を閉じる向きに曲
げモーメントが加えられてネック部１１７が折り曲げら
れ、同時に両端の管板２１，２２もスリット１５を閉じ
る向きに折り曲げられる。なお、最大折り曲げ箇所Ａで
は、各フィン１１１はフィン面に沿ってスリット１１６
を開く向きに折り曲げられる。このようにして、各折り
曲げ箇所がそれぞれ所定の角度だけ折り曲げられ、その
後、最大折り曲げ箇所Ａの両隣の伝熱管１１３同士がＵ
字管１９で接続される。この結果、図３に示した熱交換
器１０２と同様に、本体１０１内での取付位置に適合し
た折り曲げ形状の熱交換器が構成される。

【００１７】図１(b)に示すように、最大折り曲げ箇所
Ａでは、折り曲げに伴って、左側の管板２１の背面側の
縁部２１ａが上記ずれの向きに関して前面側の縁部２１
ｂの後ろに配置される。上記折り曲げによって、上記各
フィン１１１の背面側の部分１１４Ｂが前面側の部分１
１４Ｆに対して左側にずれ、これに伴って上記管板２１
の背面側の縁部２１ａが左側にずれようとするけれど
も、このずれは上記管板２１の前面側の縁部２１ｂによ
って抑制される。上記管板２１の前面側の縁部２１ｂの
段差３１は管板２１の厚さ分に設定されているから、上
記管板２１の前面側の縁部２１ｂと背面側の縁部２１ａ
とは密に重なる状態となる。

【００１８】これとともに、上記折り曲げに伴って、右
側の管板２２の背面側の縁部２２ａが上記ずれの向きに
関して前面側の縁部２２ｂの後ろに配置される。上記折
り曲げによって、上記各フィン１１１の背面側の部分１
１４Ｂが前面側の部分１１４Ｆに対して左側にずれ、こ
れに伴って上記管板２２の背面側の縁部２２ａが左側に
ずれようとするけれども、このずれは上記管板２２の前
面側の縁部２２ｂによって抑制される。上記管板２２の
背面側の縁部２２ａの段差３２は管板２２の厚さ分に設
定されているから、上記管板２２の前面側の縁部２２ｂ
と背面側の縁部２２ａとは密に重なる状態となる。

【００１９】このように、この熱交換器では、フィン１
１１の積層方向両端に配された管板２１，２２の縁部が
それぞれ密に重なり、重なり部分に隙間が生じることが
ない。したがって、空気調和機の本体内に結露が生じる
ような不具合を防止することができる。また、管板の重
なり部分に隙間が生じないことから、隙間を塞ぐための
シール材を設ける必要がなく、コストが上昇することも
ない。

【００２０】また、上記折り曲げによって、左側の管板
２１の背面側の縁部２１ａの外面に設けられた突起４１
と、この管板２１の前面側の縁部２１ｂの内面に設けら
れた受け部５１とが係合する。これとともに、右側の管
板２２の前面側の縁部２２ｂの外面に設けられた突起４
２と、この管板２２の背面側の縁部２２ａの内面に設け
られた受け部５２とが係合する。したがって、上記各フ
ィン１１１および管板２１，２２の折り曲げ角度を簡単
に設定でき、かつ設定後に一定に保つことができる。な
お、上記突起４１，４２はそれぞれ各管板２１，２２の
外面に設けられているので、上記突起４１，４２が管板
２１，２２とフィン１１１との間に隙間を作ることはな
い。

【００２１】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の熱
交換器では、各端における管板のうち各フィンの折り曲
げ箇所の両側に相当する二つの部分が重なる状態で、上
記各管板の上記二つの部分のうち上記一方の側の部分を
上記ずれの向きに関して上記他方の側の部分の後に配置
しているので、上記各管板の上記二つの部分が上記フィ
ンの積層方向へのずれにより互いに密着される。したが
って、上記各管板の重なり部分に隙間が生じるのを防止
できる。この結果、空気調和機の本体内に結露が生じる
ような不具合を防止できる。また、各管板の重なり部分
に隙間が生じないことから、隙間を塞ぐためのシール材
を設ける必要がなく、コストが上昇することもない。

【００２２】請求項２の熱交換器では、上記各管板の上
記二つの部分のうち外側となる部分はＬ字状に外方へ屈
曲しているので、上記各フィンの折り曲げに伴って、上
記二つの部分は互いに衝突することがなく密に重なり、
上記係合部によって互いに係合される。したがって、上
記各フィンおよび管板の折り曲げ角度を簡単に設定で
き、かつ設定後に一定に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態の熱交換器の最も大き
く折り曲げられた箇所を示す図である。

【図２】 従来の熱交換器の最も大きく折り曲げられた
箇所を示す図である。

【図３】 折り曲げ形状の熱交換器を備えた空気調和機
を示す図である。

【符号の説明】

１２，１１２ 貫通穴 １５，１１５，１１６ スリット ２１，２２ 管板 ３１，３２ 段差 ４１，４２ 突起 ５１，５２ 受け部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F28F 1/32 F24F 1/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の隙間を隔てて積み重なるように配
   列されたリボン状の複数のフィン（１１１）と、上記フ
   ィン（１１１）の積層方向両端に配された管板（２１，
   ２２）と、上記各フィン（１１１）および管板（２１，
   ２２）の対応する複数の貫通穴（１１２，１２）に挿通
   された複数の伝熱管（１１３）とを備え、上記各フィン
   （１１１）にそれぞれ側辺から切れ込むようにスリット
   （１１６）が形成され、上記各フィン（１１１）が上記
   スリット（１１６）の箇所でそれぞれフィン面に沿って
   折り曲げられるとともに、各端における管板（２１，２
   ２）のうち上記フィン（１１１）の折り曲げ箇所の両側
   に相当する二つの部分（２１ａ，２１ｂ；２２ａ，２２
   ｂ）が重なる状態で、上記各フィン（１１１）の上記ス
   リット（１１６）で区分された二つの部分のうちの一方
   の部分（１１４Ｂ）が他方の部分（１１４Ｆ）に対して
   上記積層方向一端側にずれている熱交換器であって、 上記各管板（２１，２２）の上記二つの部分（２１ａ，
   ２１ｂ；２２ａ，２２ｂ）が上記フィン（１１１）の積
   層方向へのずれにより互いに密着されるように、上記各
   管板（２１，２２）の上記二つの部分のうち上記一方の
   側の部分（２１ａ，２２ａ）を上記ずれの向きに関して
   上記他方の側の部分（２１ｂ，２２ｂ）の後に配置した
   ことを特徴とする熱交換器。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の熱交換器において、 上記各管板（２１，２２）の上記二つの部分のうち外側
   となる部分（２１ｂ，２２ａ）は内側となる部分（２１
   ａ，２２ｂ）を抱くようにＬ字状に外方へ屈曲し、か
   つ、上記各管板（２１，２１）の上記二つの部分（２１
   ａ，２１ｂ；２２ａ，２２ｂ）の間に互いに係合する係
   合部（４１，５１；４２，５２）が存することを特徴と
   する熱交換器。