JP3938109B2 - フィン付き熱交換器の製造方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機の室内ユニットに搭載されるフィン付き熱交換器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
以下に従来技術のフィン付き熱交換器について説明する。
【0003】
図4は、従来技術のフィン付き熱交換器のフィンをプレス加工した直後の1枚のフィンの平面図である。図5は、図4のフィンを連続プレス加工してできる2枚のフィンをプレスの送り方向に連続して並べたイメージ図である。
【0004】
図4におけるフィン1は、前面側熱交換器2となるフィン1の上端と背面側熱交換器3となるフィン1の上端が繋がった1枚のフィン1として連続プレス加工される。前面側熱交換器2のフィン1の風上前縁および風下後縁はそれぞれが、同じ鈍角をなす2本の直線部2―O−1と2―O−2、2―I−1と2−I―2および2本の直線2―O−1と2―O−2、2―I−1と2−I―2に接する1本の曲線部4―O、4―Iからなる略くの字状に形成されている。曲線部4―O、4―Iは楕円曲線、双曲線、スプラインなどがあるが、図4、図に5示すように円弧部4―O、4―Iとしている。風上前縁の円弧部4―Oと風下後縁の円弧部4―Iの曲率半径は同じである。背面側熱交換器3のフィン1の風上前縁および風下後縁は平行な直線3―O、3―Iで構成されている。したがって、図5に示すように、フィン1が連続プレス加工される場合、空気調和機の室内ユニットにフィン付き熱交換器の収納の都合上カットする必要がある廃材5、6、7が僅かだが出るが、他は無駄なく連続してフィンが造られる(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開平8−61685号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしなら、従来技術による熱交換器をエアコンの本体に収納した場合、エアコン本体の厚さが厚くなる。特に「く」の字の曲り角度の2等分線を連続プレス加工の送り方向にして、幅長さの異なる熱交換器を製作すると、多くの廃材が発生することになる。
【0007】
本発明は上記従来の問題点を解決するものを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
吸込み口と吹出し口が設けられた筐体とこの筐体に収納される貫流送風機から風回路を構成する空気調和機の室内ユニットに用いるフィン付き熱交換器において、前記フィン付き熱交換器は吸込み口から貫流送風機までの風回路の途中または貫流送風機から吹出し口までの風回路の途中に配置される前面側熱交換器と背面側熱交換器とから構成され、前記前面側熱交換器と前記背面側熱交換器はそれぞれ、所定の間隔に並べられ、その間を気体が流動する多数のフィンと、前記フィンに略直角に挿入され、内部を流体が流動する多数の伝熱管から構成され、前記前面側熱交換器の前記フィンの風上前縁および風下後縁はそれぞれが、同じ鈍角をなす2本の直線部および前記2本の直線の間を結ぶ1本の曲線部からなるように略くの字状に形成されていて、この1本の曲線部を挟む前記2本の直線部の風上前縁と風下後縁の距離が異なるフィン付き熱交換器を用いる。
【0009】
前記前面側熱交換器のフィンの風上前縁および風下後縁のそれぞれの前記曲線部を同じ形状にすることに、前記フィンを連続プレス加工する際、前記フィンの無駄な廃材をあまりつくることなく、効率的に生産することができる。
【0010】
前記前面側熱交換器の前記フィンの前記風上前縁および前記風下後縁のそれぞれの前記曲線部を円弧状にすることにより、フィンのプレス金型の加工およびメンテナンスが容易になる。
【0011】
前記背面側熱交換器の風上前縁および風下後縁が平行な直線で構成することにより、限られた空間により大きなフィン付き熱交換器を収納して、より大きな能力を発揮することができる。
【0012】
前記フィン付き熱交換器の前記フィンを連続プレス加工する際、送り方向に対して前記熱交換器を傾斜させて、前記前面側熱交換器が、送り方向幅が同一となるように熱交換器を製造することにより、廃材の発生を極めて減少させることになる。
【0013】
前記前面側熱交換器の下部を薄くして、空気調和機本体の厚さサイズを減少させることができる。
【0014】
【実施の形態】
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。
【0015】
図1は、フィン付き熱交換器のフィンをプレス加工した直後の1枚のフィンの平面図である。図2は、図1のフィンを連続プレス加工してできる数枚のフィンをプレスの送り方向に連続して並べたイメージ図である。図3は、フィン付き熱交換器を収納した空気調和機の室内ユニットの縦断面図である。
【0016】
図1において、フィン1は、図3において前面側熱交換器2となるフィン1の上端と図3において背面側熱交換器3となるフィン1の上端が繋がった1枚のフィン1として連続プレス加工される。前面側熱交換器2のフィン1の風上前縁および風下後縁はそれぞれが、同じ鈍角をなす2本の直線部2―O―1と2―O―2、2―I―1と2−I―2及び2本の直線2―O―1と2―O―2、2―I―1と2−I―2に接する1本の曲線部4―O、4―Iからなる略くの字状に形成されている。曲線部4―O、4―Iは楕円曲線、双曲線、スプラインなどがある。ここで、2―O―1と2―I―1の平均距離をA、2―O―2と2−I―2の平均距離をBとした場合、B<Aの関係が成り立つ。これは、この1本の曲線部を挟む前記前面熱交換器の幅長さ(前記フィンの風上前縁と風下後縁の距離)すなわちAとBが異なることを特徴とするフィン付き熱交換器である。熱交換器の幅長さの小さいBを、前面熱交換器の下部に配置することにより、本体厚さを小さくすることができる。また、熱交換器能力を向上させる観点から、風速の速い領域に熱交換器の幅長さの大きいものを配置するのが有効である。
【0017】
ここで、この曲線部4―O、4―Iを同形状にすると、連続プレス加工する際、前記フィンの無駄な廃材をあまりつくることなく、効率的に生産することができる。
【0018】
また、この曲線部4―O、4―Iを円弧部にすることにより、フィンのプレス金型の加工およびメンテナンスが容易になる
また、2本の直線部2―O―1と2―I―1、2―O―2と2−I―2が平行になるように平行な直線で構成することにより、限られた空間により大きなフィン付き熱交換器を収納して、より大きな能力を発揮することができる。
【0019】
図2に示すように図1のフィンを連続プレス加工してできる2枚のフィンをプレスの送り方向に連続して並べたイメージ図で説明できる。ここで、2―O―1と2―I―1の平均距離をA、2―O―2と2−I―2の平均距離をBとして、折曲がった熱交換器の上下の角度をTとして、プレス加工する時の送り方向と折曲がった熱交換器の上下の厚さ方向の角度α、βとして、プレス加工する時の送り幅をXとすると以下の関係式が成り立つ。
【0020】
COS α =A / X COS β = B / X
β = α + T
ここで、A、B、Tの値は既知であり、未知数は、α、β、Xであるので、3種の関係式から一意に決定することができる。これにり、送り方向幅を同一になるように熱交換器を製造することによって、廃材の発生を極めて減少させることになる。
【0021】
図3に示すように、フィン付き熱交換器を収納した空気調和機の室内ユニットである。このような形態にすることにより、室内機の本体の厚さに大きく影響を及ぼすファンの前面(上流)に熱交換器の厚さの小さいものを挿入することにより、本体厚さを減少することができる。また、風速の大きい箇所に熱交換器の厚さを増加させて、熱交換器能力を向上させることができる。
【0022】
【発明の効果】
本発明のフィン付き熱交換器は、上記実施の形態から明らかなように空気調和機の室内ユニットに用いる前面側熱交換器と背面側熱交換器から構成されるフィン付き熱交換器の形態およびその製造方法により、前面側熱交換器のフィンの風上前縁および風下後縁をそれぞれ、同じ鈍角をなす2本の長い直線部および2本の直線の間で2本の直線に接する1本の短い曲線部からなる略くの字状に形成し、風上前縁の曲線部と風下後縁の曲線部は同じ形状とし、背面側熱交換器のフィンの風上前縁および風下後縁は平行な直線で形成して、この1本の曲線部を挟む2本の直線部の風上前縁と風下後縁の距離が異なるようにする。そして、ファンの直前(上流側)に前記熱交換器の厚さの小さい方を配置することにより、空気調和機の室内ユニットの本体厚さを小さくすることができる。
【0023】
また、流入領域の風速分布を解析して風速の速い領域に、熱交換器の幅の大きいものを配置することにより、熱交換器能力を向上させることができる。
【0024】
また、風上前縁の曲線部と風下後縁の曲線部は同じ形状にすることにより、連続プレス加工する際、前記フィンの無駄な廃材をあまりつくることなく効率的に生産することができる。
【0025】
また、風上前縁の曲線部と風下後縁の曲線部は同じ円弧形状にすることにより、フィンのプレス金型の加工およびメンテナンスが容易になる。
【0026】
また、前記背面側熱交換器の風上前縁および風下後縁が平行な直線で構成することにより、室内機の限られた空間により大きなフィン付き熱交換器を収納して、より大きな能力を発揮することができる。
【0027】
また、フィン付き熱交換器の前記フィンを連続プレス加工する際、送り方向に対して前記熱交換器を傾斜させて、前記1本の曲線部を挟む幅長さ(前記フィンの風上前縁と風下後縁の距離)が異なる前記前面側熱交換器が、送り方向幅を同一になるように熱交換器を製造することにより、1枚のフィンとして連続プレス加工するので、あまりフィン材の廃材を出さず、効率的に安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のフィン付き熱交換器のフィン平面図
【図2】図1のフィンを2枚、プレスの送り方向に連続して並べたイメージ図
【図3】本発明の実施例のフィン付き熱交換器を収納した空気調和機の室内ユニットの縦断面図
【図4】従来例のフィン付き熱交換器のフィン平面図
【図5】従来例の図4のフィンを2枚、プレスの送り方向に連続して並べたイメージ図
【符号の説明】
1 フィン
2 前面熱交換器
2−O−1 前面熱交換器の風上前縁上部
2−O−2 前面熱交換器の風上前縁下部
2−I−1 前面熱交換器の風下前縁上部
2−I−2 前面熱交換器の風下前縁下部
3 背面熱交換器
3―O 背面熱交換器風上前縁
3―I 背面熱交換器風下前縁
4―O 曲線部前縁
4−I 曲線部後縁
5、6、7 廃材
A 前面側熱交換器上部幅長さ
B 前面側熱交換器下部幅長さ
X プレス加工時の送り幅
T 折曲がった熱交換器の上下の角度
α プレス加工時の送り方向と折曲がった上部熱交換器の厚さ方向の角度
β プレス加工時の送り方向と折曲がった下部熱交換器の厚さ方向の角度

Claims (1)

  1. 吸込み口と吹出し口が設けられた筐体と、この筐体に収納される貫流送風機とから風回路を構成する空気調和機の室内ユニットに用いるフィン付き熱交換器であって、前記フィン付き熱交換器は吸込み口から貫流送風機までの風回路の途中、または貫流送風機から吹出し口までの風回路の途中に配置される前面側熱交換器と背面側熱交換器とから構成され、前記前面側熱交換器と前記背面側熱交換器はそれぞれ、所定の間隔で並べられ、その間を気体が流動する多数のフィンと、前記フィンに略直角に挿入され、内部を流体が流動する多数の伝熱管から構成され、前記前面側熱交換器の前記フィンの風上前縁および風下後縁はそれぞれが、同じ鈍角をなす2本の直線部および前記2本の直線の間を結ぶ1本の曲線部からなるように略くの字状に形成されていて、この1本の曲線部を挟む前記2本の直線部の風上前縁と風下後縁の距離が異なるフィン付き熱交換器において、前記フィン付き熱交換器の前記フィンを連続プレス加工する際、送り方向に対して前記熱交換器を傾斜させて、前記前面側熱交換器が、送り方向幅が同一となるように熱交換器を製造するフィン付き熱交換器の製造方法。
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