JP3942210B2 - Heat exchanger, room air conditioner and car air conditioner using this heat exchanger - Google Patents

Heat exchanger, room air conditioner and car air conditioner using this heat exchanger Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat exchanger which is excellent in mass productivity and reliability, and provided with measures for preventing the frost. SOLUTION: A plurality of flat tubes 10 are arranged in parallel with the prescribed intervals in the thickness direction. Corrugated fins 14 are interposed between the flat tubes 10, and a pair of hollow headers are arranged at each end of the tubes 10 in a continuously connected condition. A plurality of reinforcement ribs 14b are formed on a windward side part of the corrugated fins 14, and a plurality of louvers 14a are formed on a leeward side part thereof.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は熱交換器、特にヒートポンプ方式のルームエアコン用室外熱交換器や同方式のカーエアコン用の熱交換器として用いられる熱交換器、及びこの熱交換器を用いたルームエアコン並びにカーエアコンに関する。
【０００２】
【従来の技術およびその問題点】
従来、例えばカーエアコン用の熱交換器として、厚さ方向に所定間隔を隔てて平行状に配置された複数本の扁平チューブと、これら扁平チューブ相互間に介在配置されたコルゲートフィンと、前記チューブの両端に連通接続状態に配置された一対の中空ヘッダーとを備え、熱交換媒体を複数本のチューブを同時にパラレルに流通させるようになされた形式のものが、小形軽量でありながら高性能を発揮しうるものとして、近年急速に普及しつつある。
【０００３】
しかしながら、このようなタイプの熱交換器を、例えばヒートポンプ方式のルームエアコン用室外熱交換器として使用する場合、耐着霜性の点で問題があり、実用化されていないのが実状である。
【０００４】
かかる耐着霜性の改善策として、例えば特開平６ー１４７７８５号に示されているように、コルゲートフィンの風上側半分をルーバーレスとする一方、同風下側半分にルーバーを形成したものが提案されている。しかしながら、このようなコルゲートフィンを生産性の高いフィンロール成形機を用いて生産した場合、フィンに蛇行が生じてしまう。このため熱交換器に組み立てる際にコアセッティングが容易ではなく量産性を阻害するという難があった。また量産性を無視してコアセットしようとしても、ルーバーがコルゲートフィンの片側に偏った状態で形成されているため、フィンの座屈強度が弱く熱交換器コアの組立が容易ではない。しかもコルゲートフィンと扁平チューブとのブレージング不良が発生したりする不都合も生じ得る。
【０００５】
この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、量産性および信頼性の双方に優れ、かつ耐着霜対策の施された熱交換器、及びこの熱交換器を用いたルームエアコン並びにカーエアコンの提供を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、以下の手段を提供する。
（１）厚さ方向に所定間隔を隔てて平行状に配置された複数本の扁平チューブと、これら扁平チューブ相互間に介在配置されたコルゲートフィンと、前記チューブの両端に連通接続状態に配置された一対の中空ヘッダーとを備えた熱交換器において、前記コルゲートフィンは、風上側部分に複数個の補強リブが形成される一方、同風下側部分に複数のルーバーが形成されなるものであることを特徴とする熱交換器。
（２）前記扁平チューブは蛇行状に曲成されてなる前項１に記載の熱交換器。
（３）前記扁平チューブを水平状に配置しその左右両端部にヘッダーを垂直状に配置した前項１または２に記載の熱交換器。
（４）前記扁平チューブが、上下方向に沿って配置されると共に、該チューブの表面にその長さ方向に沿って１ないし複数の水切り用溝が形成されている、前項１に記載の熱交換器。
（５）前記水切り用溝が断面Ｖ字状に形成されている前項４に記載の熱交換器。
（６）前記水切り用溝が断面Ｕ字状に形成されている前項４に記載の熱交換器。
（７）前記水切り用溝は、チューブの内部に設けられた仕切兼補強壁の対応位置に形成されている前項４ないし６のいずれか１項に記載の熱交換器。
（８）前記水切り用溝は、チューブの内部に設けられた各仕切兼補強壁相互間に形成されている前項４ないし６のいずれか１項に記載の熱交換器。
（９）前記水切り用溝は溝半径が０．５〜１．０ｍｍである前項４ないし８のい ずれか１項に記載の熱交換器。
（１０）前記水切り用溝は、チューブの長さ方向の端部を除いて形成されている前項４ないし９のいずれか１項に記載の熱交換器。
（１１）前記扁平チューブが、上下方向に沿って配置されると共に、前記コルゲートフィンの前記チューブ当接箇所に水切り用凹陥部が形成されている、前項１に記載の熱交換器。
（１２）前記コルゲートフィンの山部稜線中央部に半径０．３〜１．２ｍｍの大きさの断面Ｕ字状の水切り用凹陥部を形成した前項１１記載の熱交換器。
（１３）前記コルゲートフィンの風上側端部は、扁平チューブの風上側端部から風上側に突出した状態となっている前項１、１１または１２のいずれか１項に記載の熱交換器。
（１４）前記コルゲートフィンのルーバーの切り起こし高さと補強リブの大きさは、Ｒ＞ａの関係となる前項１、１１ないし１３のいずれか１項に記載の熱交換器。
（１５）前記コルゲートフィンの補強リブが断面半円形状であり、補強リブの半径（Ｒ）と補強リブの数量との関係は、ルーバー加工時の残留応力と同等となる寸法（Ｒ）及び数量となるように設定する前項１、１１ないし１４のいずれか１項に記載の熱交換器。
（１６）いずれか一方のヘッダーあるいは双方のヘッダー内に、ヘッダー内を長さ方向に仕切る仕切板を設け、チューブ群によって構成される全冷媒通路を冷媒が蛇行状に流通するようにした前項１、４または１１のいずれか１項に記載の熱交換器。
（１７）前記水切り用凹陥部が形成されたコルゲートフィンと、水切り用溝が形成された扁平チューブとを組み合わせた前項１ないし１６のいずれか１項に記載の熱交換器。
（１８）前記コルゲートフィンを、扁平チューブと同一幅に設定した前項１、４または１１のいずれか１項に記載の熱交換器。
（１９）前項１ないし１８のいずれか１項に記載の熱交換器が用いられたヒートポンプ方式のルームエアコン。
（２０）前項１ないし１８のいずれか１項に記載の熱交換器が用いられたヒートポンプ方式のカーエアコン。
【０００７】
上記のように、この発明に係る熱交換器は、厚さ方向に所定間隔を隔てて平行状に配置された複数本の扁平チューブと、これら扁平チューブ相互間に介在配置されたコルゲートフィンと、前記チューブの両端に連通接続状態に配置された一対の中空ヘッダーとを備えた熱交換器において、前記コルゲートフィンは、風上側部分に複数個の補強リブが形成される一方、同風下側部分に複数のルーバーが形成されなるものであることを特徴とするものである。
【０００８】
この熱交換器における水切り対策として、前記各扁平チューブを、上下方向に沿って配置する共に、該チューブの表面にその長さ方向に沿って１ないし複数の水切り用溝を形成することが望ましい。このような溝付き扁平チューブは押出成形によって容易に製造することが可能である。
【０００９】
あるいはこのような溝付き扁平チューブに代えて、前記各扁平チューブを、上下方向に沿って配置すると共に、前記コルゲートフィンの前記チューブ当接箇所に水切り用凹陥部を形成するものとしても良い。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態を説明する。
【００１１】
図１ないし図４は、この発明の第１実施形態を示すものである。図１は、この発明をヒートポンプ用室外熱交換器に適用した場合の正面図を示すもので、この熱交換器（Ｈ）は、多数本の多孔扁平チューブ（１０）と、これらチューブ（１０）間に介在配置されたコルゲートフィン（１４）と、前記チューブ（１０）の両端に連通接続状態に配置された一対のヘッダー（１５）（１６）とを備えたものである。
【００１２】
前記扁平チューブ（１０）は、アルミニウム製の押出型材によるもので、図２および図３に示すように、内部に仕切兼補強壁（１１）を備えた多孔扁平チューブである。もっとも押出型材によらず電縫管を用いても良い。各チューブ（１０）は、それぞれ垂直に配置されると共に厚さ方向に所定間隔を隔てて左右方向に配列されている。
【００１３】
前記チューブ（１０）の表面には、図２および図３に示すように、長さ方向に沿って複数の断面ＶないしはＵ字状の水切り用溝（１２）が形設されている。この溝（１２）は、該熱交換器をエバポレータ（蒸発器）として使用した際にチューブ表面に結露した水滴を該溝（１２）に沿ってスムースに流下させるようにするためである。
【００１４】
図示実施形態にあっては、各仕切兼補強壁（１１）の対応位置に前記水切り用溝（１２）が形成されているが、その形成位置はこれに限定されるものではない。他に例えば、仕切兼補強壁相互間に形設しても良い。
【００１５】
上記水切り用溝（１２）の大きさとしては、良好な水切り性を発揮すると共にチューブ強度を著しく減ずることなく、しかもチューブ内部の冷媒通路（１３）を確保しうるものでなければならないことはいうまでもない。好ましくは溝半径は０．５〜１．０ｍｍ程度である。
【００１６】
なお、チューブの長さ方向の端部は、ヘッダー（１５）（１６）に形成されたチューブ挿入孔（１５ａ）（１６ａ）に差し込まれてろう付されるものであり、チューブ挿入孔の内周縁とチューブ端部外周面とが液密状態にろう付一体化されるようにしなければならない。このため実施形態のチューブ（１０）では長さ方向の端部を除いて前記水切り用溝（１２）を形成している。もっとも、水切り用溝（１２）をチューブ（１０）の全長に亘って予め形成しておき、チューブ端部に口明け矯正加工を施して該端部を溝のない平坦状にしても良い。このような口明け矯正は、既存の端部矯正工程で口明けパンチのスライド機構を付加すれば、加工時間を増大せしめることなく容易に行うことができる。
【００１７】
上述の如く、チューブ（１０）を垂直に配置すると共に、その表面に水切り溝（１２）を形成することにより、結露水の排水性が良好なものとなされている。前記コルゲートフィン（１４）は、扁平チューブ（１０）の幅より幅広状のシート材をコルゲート状に成形したものである。このシート材としては、前記扁平チューブ（１０）とのろう付一体化とのろう付一体化を容易に行うことができるようにする目的で、薄板状のアルミニウム製芯材の表裏両面にろう材層がクラッドされたアルミニウムブレージングシートが好適に使用される。
【００１８】
上記コルゲートフィン（１４）には、図２ないし図４に示すように、前記扁平チューブ（１０）の風下側半分に対応する部分にフィン高さ方向に沿って複数のルーバー（１４ａ）が平行状に切り起こされている。一方、同風上側半分に対応する部分には、やはりフィン高さ方向に沿って複数の断面半円形状の補強リブ（１４ｂ）が形成されている。かかる補強リブ（１４ｂ）はプレス成形により容易に形設することができるものである。そして該フィン（１４）は、その風下側端部を前記チューブ（１０）の風下側端部に揃えた状態で隣接する前記チューブ（１０）間に介在配置されてろう付一体化されている。かかるろう付はフィン（１４）の前記ろう材層により行われている。而して、フィン（１４）の風上側端部は、前記チューブ（１０）の風上側端部から風上側に突出した状態となっている。
【００１９】
上記コルゲートフィン（１４）のルーバー（１４ａ）の切り起こし高さ（ａ）と補強リブ（１４ｂ）の大きさ、即ち図示実施形態では半径（Ｒ）との関係は、着霜時のフィン間自由通過面積を確保するために、Ｒ＞ａの関係となるようにすることが望ましい。また補強リブ（１４ｂ）の前記寸法（Ｒ）とその数量との関係は、ルーバー（１４ａ）加工時の残留応力と同等となる寸法（Ｒ）および数量となるように設定することが望ましい。
【００２０】
このようにコルゲートフィン（１４）として、風上側半分にルーバーを形成することなく補強リブ（１４ｂ）のみを形成し、風下側半分にルーバー（１４ａ）を形成することとしたのは、該熱交換器をエバポレータ（蒸発器）として作動させた場合に着霜領域を十分に確保し、除霜までの運転時間を可及的長くなるようにするためである。
【００２１】
なお、この実施形態ではコルゲートフィン（１４）の風上側をチューブ（１０）の風上側端部より風上側に突出せしめることにより、より一層着霜領域を大きく確保するようにしているが、勿論、このように突出させることなくコルゲートフィン（１４）としてチューブ幅と同じ幅を有するものを採用しうることも可能である。この場合でもルーバーをフィン幅全域に形成したもの較べて上記効果に優れたものとすることができる。また上述のとおり、ルーバー（１４ａ）と共に補強リブ（１４ｂ）を形成することにより、コルゲートフィン（１４）をフィンロール成形機で成形加工した場合でも蛇行が生じることがなくなり、コアセッティングを容易に行うことができる。また補強リブ（１４ｂ）の存在によりコルゲートフィン（１４）の座屈強度が向上されるので、熱交換器コアの組立が容易になり、かつブレージング上がりの歩留まり、ひいては品質の向上を図ることができるものである。
【００２２】
前記ヘッダー（１５）（１６）は、前記チューブ（１０）の上下端部に水平状に配設され、各チューブ端部が連通接続されている。
【００２３】
該ヘッダー（１５）（１６）は、アルミニウム製芯材の内面または外面、望ましくは両面にろう材層がクラッドされた一枚のアルミニウムブレージングシートを、断面略円形に曲成してその両側縁部どおしを突き合わせ状態にして、前記ろう材層によってろう付一体化されたものである。このヘッダー構成部材として、アルミニウム管の内面または外面あるいは内外両面にろう材層が被覆形成されたクラッド管が用いられている。このクラッド管は電縫溶接によって製作しても良く、あるいは押し出しやその他の方法によって製作しても良い。またろう材層としては、一般的には、Ｓｉ含有量が約６〜１３ｗｔ％程度のＡｌーＳｉ系合金が用いられる。
【００２４】
各ヘッダー（１５）（１６）には、その長さ方向に沿って所定間隔毎にチューブ挿入孔（１５ａ）（１６ａ）が穿設されると共に、該挿入孔（１５ａ）（１６ａ）に前記各扁平チューブ（１０）の対応する端部が挿入配置され、かつろう付により強固に、かつ液密状態に接合連結されている。
【００２５】
かかるろう付接合は、前記各チューブ挿入孔（１５ａ）（１６ａ）に扁平チューブ（１０）の端部を挿入し、かつ隣接するチューブ相互間にコルゲートフィン（１４）を介在配置せしめた仮組状態としたのち、これを炉中に搬入して真空ろう付等により一括ろう付することによって接合される。かかるろう付後においては、ヘッダー（１５）（１６）と扁平チューブ（１０）との接合部に充分なフィレットが形成され、ヘッダー（１５）（１６）と扁平チューブ（１０）とが隙間なく強固に接合一体化されたものとなり、かつ各チューブ（１０）とコルゲートフィン（１４）とが同様にろう付一体化されたものとなる。
【００２６】
このヘッダー（１５）（１６）と扁平チューブ（１０）とのろう付固定に際し、コルゲートフィン（１４）の材料としてろう付を被覆したブレージングシートを用いたり、あるいは扁平チューブ（１０）の材料として、外面にろう材層が被覆形成されたクラッド管を用いるものとすれば、ヘッダー（１５）（１６）と扁平チューブ（１０）とのろう付と同時に、扁平チューブ（１０）とコルゲートフィン（１４）とのろう付をも行うことができ、より一層熱交換器の生産性を向上しうる。
【００２７】
また、各ヘッダー（１５）（１６）の左右端部には閉塞用蓋体（１８）（１８）（１８）（１８）が、ろう付によって取着されている。かかるろう付はヘッダー（１５）（１６）に被覆された前記ろう材層あるいは更に蓋体（１８）に被覆されたろう材層によって行われる。更に、上部ヘッダー（１５）の左側上面には、上方突出状に冷媒入口管（１９）がろう付によって連結される一方、下部ヘッダー（１６）の右側下面には下方突出状に冷媒出口管（２０）がろう付によって連結されている。このろう付は、ヘッダー（１５）（１６）に被覆されたろう材層をもって行われるのが普通である。
【００２８】
なお、この実施形態では図示していないが、最外側のチューブ（１０）の外側面に更にコルゲートフィンを配置し、そのフィンの外側にサイドプレートを配置するようにしても良い。
【００２９】
また、この実施形態では採用されていないが、前記いずれか一方のヘッダーあるいは双方のヘッダー（１５）（１６）内に、該ヘッダー内を長さ方向に仕切る仕切板を設け、この仕切板の設置により、チューブ群によって構成される全冷媒通路を冷媒が蛇行状に流通するようにしても良い。
【００３０】
上記構成において、上部ヘッダー（１５）の冷媒入口管（１９）から流入した冷媒は、上部ヘッダー（１５）に流入したのち、各扁平チューブ（１０）を流下して下部ヘッダー（１６）に至り、冷媒出口管（２０）から熱交換器外へと流出する。そして各チューブ（１０）を流通する間に、扁平チューブ（１０）間に形成されたコルゲートフィン（１４）を含む空気流通間隙を流通する空気と熱交換を行う。
【００３１】
図５は他の実施形態にかかる熱交換器を示すものである。
【００３２】
この実施形態の熱交換器は、基本構造においては前述の実施形態にかかる熱交換器と同様であり、対応箇所については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。 この熱交換器にあっては、扁平チューブ（１０）として前記実施形態において示したような水切り溝が形成されていないものが採用される代わりに、コルゲートフィン（１４）としてチューブ（１０）との接触部分、即ち山部稜線中央部に半径０．３〜１．２ｍｍ程度の大きさの断面Ｕ字状の水切り用凹陥部（１４ｃ）を形成したものが採用されている。この水切り用凹陥部（１４ｃ）は、フィン成形機内で容易に加工することができる。この実施形態のようにコルゲートフィン（１４）側に水切り用凹陥部（１４ｃ）を形成しても前記実施形態と同様の作用効果を奏するものである。また、扁平チューブ（１０）として水切り溝の形成されていない従来既知の例えば押出製チューブを用いても水切り性を確保できるという利点がある。
【００３３】
もっとも、この実施形態に示したような水切り用凹陥部（１４ｃ）が形成されたコルゲートフィン（１４）と、前記実施形態に示したような水切り用溝（１２）が形成された扁平チューブ（１０）とを組み合わせるようにしても良いことは言うまでもない。
【００３４】
更に、この実施形態におけるコルゲートフィン（１４）を、扁平チューブ（１０）と同一幅に設定したものを採用することもこの発明は許容するものである。
【００３５】
図６は更に他の実施形態を示すものであるが、前記両実施形態とは異なって、扁平チューブ（１０）として蛇行状に曲成したものが採用されている。それ以外の点については前記両実施形態と同様であり、対応箇所については同一符号を付してその説明を省略する。
【００３６】
なお、上記いずれの実施形態においてもヘッダーを上下位置に水平状に配置したものを示したが、チューブを水平状に配置しその左右両端部にヘッダーを垂直状に配置したものについてもこの発明は適用可能である。
【００３７】
【発明の効果】
この発明にかかる熱交換器のように、コルゲートフィンの風上側部分に複数個の補強リブが形成される一方、同風下側部分にのみ複数のルーバーが形成されることにより、コルゲートフィンの風上側部分がルーバーレスとなされた従来のものと同様に、該熱交換器をエバポレータ（蒸発器）として作動させた場合に着霜領域を十分に確保することができ、除霜までの運転時間を可及的長くすることができるのに加えて、次のような効果を有する。即ち、コルゲートフィンの風上側部分には補強リブが形成されているので、コルゲートフィンをフィンロール成形機で成形加工した場合でも蛇行が生じることがなくなり、コアセッティングを容易に行うことができる。また補強リブの存在によりコルゲートフィンの座屈強度が向上されるので、熱交換器コアの組立を容易に行うことができ、またブレージング上がりの歩留まりが向上し、ひいては品質の向上を図ることができる。
【００３８】
このようにこの発明によれば、量産性および信頼性の双方に優れ、かつ耐着霜対策の施された熱交換器を提供することができる。
【００３９】
また、扁平チューブを上下方向に沿って配置すると共に、該チューブの表面にその長さ方向に沿って１ないし複数の水切り用溝を形成することにより、結露水の排水性を向上することができる。
【００４０】
あるいは、扁平チューブを上下方向に沿って配置すると共に、コルゲートフィンのチューブ当接箇所に水切り用凹陥部を形成することによって、上記と同様に結露水の排水性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態にかかる熱交換器の全体正面図である。
【図２】図１のIIーII線の拡大断面図である。
【図３】上記熱交換器のコア部の部分拡大斜視図である。
【図４】図３のIVーIV線拡大断面図である。
【図５】他の実施形態にかかる熱交換器のコア部の部分拡大斜視図である。
【図６】更に他の実施形態にかかる熱交換器の全体正面図である。
【符号の説明】
１０ 扁平チューブ
１２ 水切り用溝
１４ コルゲートフィン
１４ａ ルーバー
１４ｂ 補強リブ
１４ｃ 水切り用凹陥部
１５ ヘッダー
１６ ヘッダー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat exchanger, in particular, an outdoor heat exchanger for a heat pump type room air conditioner or a heat exchanger for a car air conditioner of the same type , and a room air conditioner and a car air conditioner using the heat exchanger. .
[0002]
[Prior art and its problems]
Conventionally, for example, as a heat exchanger for a car air conditioner, a plurality of flat tubes arranged in parallel at a predetermined interval in the thickness direction, a corrugated fin interposed between the flat tubes, and the tube With a pair of hollow headers arranged in a continuous connection at both ends of the tube, and a type that allows a plurality of tubes to circulate through a heat exchange medium in parallel at the same time. As possible, it has been rapidly spreading in recent years.
[0003]
However, when such a type of heat exchanger is used as, for example, an outdoor heat exchanger for a heat pump type room air conditioner, there is a problem in terms of frost resistance, and it is actually not put into practical use.
[0004]
As a measure for improving the frost resistance, for example, as shown in JP-A-6-147785, a louver is formed on the leeward half of the leeward side of the corrugated fin while a louver is formed on the leeward side of the corrugated fin. Has been. However, when such corrugated fins are produced using a fin roll forming machine with high productivity, the fins meander. For this reason, when assembling the heat exchanger, the core setting is not easy, and there is a problem that mass productivity is hindered. Even if trying to set the core ignoring mass productivity, the louver is formed in a state of being biased to one side of the corrugated fin, so that the buckling strength of the fin is weak and it is not easy to assemble the heat exchanger core. In addition, there may be a disadvantage that a brazing defect between the corrugated fin and the flat tube occurs.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and is a heat exchanger that is excellent in both mass productivity and reliability and that has been subjected to anti-frosting measures , and a room air conditioner using this heat exchanger. The purpose is to provide a car air conditioner .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the following means are provided.
(1) A plurality of flat tubes arranged in parallel at a predetermined interval in the thickness direction, corrugated fins interposed between the flat tubes, and connected to both ends of the tubes. In the heat exchanger having a pair of hollow headers, the corrugated fin has a plurality of reinforcing ribs formed on the leeward portion and a plurality of louvers formed on the leeward portion. A heat exchanger characterized by
(2) The heat exchanger according to item 1 above, wherein the flat tube is bent in a serpentine shape.
(3) The heat exchanger according to item 1 or 2, wherein the flat tubes are arranged horizontally and headers are arranged vertically at both left and right ends thereof.
(4) The heat exchange according to item 1, wherein the flat tube is disposed along the vertical direction, and one or more draining grooves are formed along the length direction of the tube surface. vessel.
(5) The heat exchanger according to item 4, wherein the draining groove is formed in a V-shaped cross section.
(6) The heat exchanger according to item 4 above, wherein the draining groove is formed in a U-shaped cross section.
(7) The heat exchanger according to any one of (4) to (6), wherein the draining groove is formed at a corresponding position of a partition / reinforcing wall provided inside the tube.
(8) The heat exchanger according to any one of (4 ) to (6), wherein the draining groove is formed between the partition / reinforcing walls provided inside the tube.
(9) A heat exchanger according to the preceding paragraph 4 to 1 Section 8 Neu Zureka is the draining groove is a groove radius 0.5 to 1.0 mm.
(10) The heat exchanger according to any one of items 4 to 9, wherein the draining groove is formed except for an end portion in a length direction of the tube.
(11) The heat exchanger according to item 1, wherein the flat tube is disposed along the vertical direction, and a draining recess is formed at the tube contact portion of the corrugated fin.
(12) The heat exchanger according to 11 above, wherein a draining recess having a U-shaped cross section with a radius of 0.3 to 1.2 mm is formed at a central part of the ridge line of the corrugated fin.
(13) The heat exchanger according to any one of (1), (11), and (12), wherein the windward end portion of the corrugated fin protrudes from the windward end portion of the flat tube toward the windward side.
(14) The heat exchanger according to any one of the preceding items 1, 11 to 13, wherein the cut-and-raised height of the louver of the corrugated fin and the size of the reinforcing rib have a relationship of R> a.
(15) The reinforcing rib of the corrugated fin has a semicircular cross section, and the relationship between the radius (R) of the reinforcing rib and the quantity of the reinforcing rib is a dimension (R) and quantity equivalent to the residual stress during louver processing. 15. The heat exchanger according to any one of the preceding items 1, 11 to 14, which is set to be
(16) The preceding item 1 in which a partition plate for partitioning the header in the length direction is provided in one or both headers, and the refrigerant circulates in a meandering manner in all the refrigerant passages constituted by the tube groups. The heat exchanger according to any one of 4 and 11.
(17) The heat exchanger according to any one of the preceding items 1 to 16, wherein the corrugated fin in which the drainage recess is formed and the flat tube in which the drainage groove is formed are combined.
(18) The heat exchanger according to any one of the preceding items 1, 4, or 11, wherein the corrugated fin is set to have the same width as the flat tube.
(19) A heat pump type room air conditioner using the heat exchanger according to any one of items 1 to 18.
(20) A heat pump type car air conditioner using the heat exchanger according to any one of items 1 to 18.
[0007]
As described above, the heat exchanger according to the present invention includes a plurality of flat tubes arranged in parallel at a predetermined interval in the thickness direction, and corrugated fins interposed between the flat tubes, In the heat exchanger having a pair of hollow headers arranged in a communication connection state at both ends of the tube, the corrugated fin has a plurality of reinforcing ribs formed on the windward side portion, while A plurality of louvers are formed.
[0008]
As measures against draining in this heat exchanger, it is desirable to arrange each of the flat tubes along the vertical direction and to form one or more draining grooves along the length direction on the surface of the tube. Such a grooved flat tube can be easily manufactured by extrusion.
[0009]
Or it replaces with such a flat tube with a groove | channel, and it is good also as what forms each said flat tube along the up-down direction, and forms the recess part for draining in the said tube contact location of the said corrugated fin.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below.
[0011]
1 to 4 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a front view when the present invention is applied to an outdoor heat exchanger for a heat pump. This heat exchanger (H) includes a large number of porous flat tubes (10) and these tubes (10). A corrugated fin (14) disposed between them and a pair of headers (15) and (16) disposed in communication connection at both ends of the tube (10).
[0012]
The flat tube (10) is made of an aluminum extrusion mold, and as shown in FIGS. 2 and 3, is a porous flat tube having a partition and reinforcing wall (11) inside. Of course, an electric resistance welded tube may be used regardless of the extrusion mold material. Each tube (10) is arranged vertically and arranged in the left-right direction at a predetermined interval in the thickness direction.
[0013]
As shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of cross-sectional V or U-shaped draining grooves (12) are formed on the surface of the tube (10) along the length direction. This groove (12) is for allowing water droplets condensed on the tube surface to flow down smoothly along the groove (12) when the heat exchanger is used as an evaporator (evaporator).
[0014]
In the illustrated embodiment, the draining groove (12) is formed at a corresponding position of each partition / reinforcing wall (11), but the forming position is not limited to this. In addition, for example, it may be formed between the partition and reinforcing walls.
[0015]
As the size of the draining groove (12), it should be said that the draining groove (12) must be able to exhibit good draining performance and not significantly reduce the tube strength and secure the refrigerant passage (13) inside the tube. Not too long. Preferably, the groove radius is about 0.5 to 1.0 mm.
[0016]
In addition, the edge part of the length direction of a tube is inserted and brazed to the tube insertion hole (15a) (16a) formed in header (15) (16), and the inner periphery of a tube insertion hole And the tube end outer peripheral surface must be brazed and integrated in a liquid-tight state. For this reason, in the tube (10) of the embodiment, the draining groove (12) is formed except for the end portion in the length direction . However, the draining groove (12) may be formed in advance over the entire length of the tube (10), and the end of the tube may be subjected to a scouring correction process to make the end flat without a groove. Such puncture correction can be easily performed without increasing the processing time if a slide mechanism for a puncture punch is added in the existing edge correction process.
[0017]
As described above, the drainage of the condensed water is made favorable by arranging the tube (10) vertically and forming the draining groove (12) on the surface thereof. The corrugated fin (14) is formed by corrugating a sheet material wider than the flat tube (10). As this sheet material, a brazing material is provided on both the front and back sides of a thin plate-like aluminum core for the purpose of easily performing the brazing integration with the flat tube (10). An aluminum brazing sheet with a clad layer is preferably used.
[0018]
As shown in FIGS. 2 to 4, the corrugated fin (14) has a plurality of louvers (14 a) parallel to the portion corresponding to the leeward half of the flat tube (10) along the fin height direction. It has been cut up. On the other hand, a plurality of semicircular reinforcing ribs (14b) are formed along the fin height direction at the portion corresponding to the upper half of the same wind. The reinforcing rib (14b) can be easily formed by press molding. The fin (14) is brazed and integrated between the adjacent tubes (10) with the leeward side end aligned with the leeward side end of the tube (10). Such brazing is performed by the brazing material layer of the fin (14). Thus, the windward end portion of the fin (14) protrudes from the windward end portion of the tube (10) to the windward side.
[0019]
The relationship between the height (a) of the louver (14a) of the corrugated fin (14) and the size of the reinforcing rib (14b), that is, the radius (R) in the illustrated embodiment is free between fins during frost formation. In order to secure the passage area, it is desirable to satisfy the relationship of R> a. The relationship between the dimension (R) of the reinforcing rib (14b) and the quantity thereof is desirably set so as to have a dimension (R) and quantity equivalent to the residual stress at the time of processing the louver (14a).
[0020]
Thus, as the corrugated fin (14), only the reinforcing rib (14b) is formed without forming the louver in the leeward half, and the louver (14a) is formed in the leeward half, the heat exchange vessel was sufficient frost area when operated as an evaporator, in order to be as long as possible the operating time until the defrosting.
[0021]
In this embodiment, the corrugated fin (14) has a windward side projecting from the windward side end of the tube (10) to the windward side so as to ensure a larger frosting area. It is also possible to employ a corrugated fin (14) having the same width as the tube width without protruding. Even in this case, the above effect can be improved as compared with the case where the louver is formed over the entire fin width. Further, as described above, by forming the reinforcing rib (14b) together with the louver (14a), the corrugated fin (14) is prevented from meandering even when it is molded by a fin roll molding machine, and the core setting is easily performed. be able to. Further, since the buckling strength of the corrugated fin (14) is improved by the presence of the reinforcing rib (14b), the assembly of the heat exchanger core is facilitated, the yield of the brazing is increased, and the quality can be improved. Is.
[0022]
The headers (15) and (16) are horizontally disposed at the upper and lower ends of the tube (10), and the ends of the tubes are connected in communication.
[0023]
The headers (15) and (16) are formed by bending an aluminum brazing sheet having a brazing filler metal layer clad on the inner surface or outer surface, preferably both surfaces of an aluminum core, into a substantially circular cross section and having both side edges. The brazing material is brazed and integrated with the brazing material layer in a butted state. As this header component member, a clad tube is used in which a brazing filler metal layer is formed on the inner surface, outer surface or both inner and outer surfaces of an aluminum tube. This clad tube may be manufactured by electro-welding, or may be manufactured by extrusion or other methods. As the brazing material layer, an Al-Si alloy having a Si content of about 6 to 13 wt% is generally used.
[0024]
Each header (15) (16) is provided with tube insertion holes (15a) (16a) at predetermined intervals along the length direction thereof, and the insertion holes (15a) (16a) are provided with the respective Corresponding ends of the flat tube (10) are inserted and arranged, and are joined and connected firmly and brazed by brazing.
[0025]
The brazed joint is a temporarily assembled state in which the end of the flat tube (10) is inserted into each of the tube insertion holes (15a) (16a), and corrugated fins (14) are interposed between adjacent tubes. After that, they are joined by carrying them into a furnace and brazing them together by vacuum brazing or the like. After such brazing, a sufficient fillet is formed at the joint between the header (15) (16) and the flat tube (10), and the header (15) (16) and the flat tube (10) are strong without any gaps. The tubes (10) and the corrugated fins (14) are similarly brazed and integrated.
[0026]
When brazing and fixing the header (15) (16) and the flat tube (10), a brazing sheet coated with brazing is used as a material for the corrugated fin (14), or as a material for the flat tube (10), If a clad tube with a brazing material layer formed on the outer surface is used, the flat tube (10) and the corrugated fin (14) are simultaneously brazed with the header (15) (16) and the flat tube (10). And brazing can be performed, and the productivity of the heat exchanger can be further improved.
[0027]
In addition, closing lids (18) (18) (18) (18) are attached to the left and right ends of the headers (15) (16) by brazing. Such brazing is performed by the brazing material layer coated on the headers (15) and (16) or the brazing material layer coated on the lid (18). Further, a refrigerant inlet pipe (19) is connected to the upper left side of the upper header (15) in an upward projecting manner by brazing, while a refrigerant outlet pipe ( 20) are connected by brazing. This brazing is usually performed with a brazing material layer coated on the headers (15) and (16).
[0028]
Although not shown in this embodiment, a corrugated fin may be further arranged on the outer surface of the outermost tube (10), and a side plate may be arranged outside the fin.
[0029]
Although not adopted in this embodiment, a partition plate for partitioning the inside of the header in the length direction is provided in either one of the headers or both headers (15) (16). Thus, the refrigerant may circulate in a meandering manner in the entire refrigerant passage constituted by the tube group.
[0030]
In the above configuration, the refrigerant flowing in from the refrigerant inlet pipe (19) of the upper header (15) flows into the upper header (15), then flows down each flat tube (10) to the lower header (16), It flows out of the heat exchanger from the refrigerant outlet pipe (20). And while circulating each tube (10), it heat-exchanges with the air which distribute | circulates the air circulation gap containing the corrugated fin (14) formed between the flat tubes (10).
[0031]
FIG. 5 shows a heat exchanger according to another embodiment.
[0032]
The basic structure of the heat exchanger of this embodiment is the same as that of the heat exchanger according to the above-described embodiment, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted. In this heat exchanger, instead of adopting the flat tube (10) in which the draining groove as shown in the above embodiment is not formed, the corrugated fin (14) is connected to the tube (10). A contact portion, that is, a drainage recess (14c) having a U-shaped section with a radius of about 0.3 to 1.2 mm is formed at the center of the ridge line . The draining recess (14c) can be easily processed in the fin molding machine. Even if the drainage recess (14c) is formed on the corrugated fin (14) side as in this embodiment, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained. Moreover, there is an advantage that the drainage property can be ensured even if a conventionally known tube made of, for example, extrusion, in which a draining groove is not formed as the flat tube (10).
[0033]
However, the corrugated fin (14) in which the recessed portion (14c) for draining as shown in this embodiment is formed, and the flat tube (10) in which the groove (12) for draining as shown in the above embodiment is formed. Needless to say, it may be combined with.
[0034]
Further, the present invention allows the corrugated fin (14) in this embodiment to have the same width as the flat tube (10).
[0035]
FIG. 6 shows still another embodiment, but unlike the two embodiments, a flat tube (10) bent in a meandering shape is employed. The other points are the same as in both the above-described embodiments, and the corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0036]
In any of the above embodiments, the header is horizontally arranged at the top and bottom positions, but the present invention also applies to the case where the tubes are horizontally arranged and the headers are vertically arranged at both left and right ends thereof. Applicable.
[0037]
【The invention's effect】
As in the heat exchanger according to the present invention, a plurality of reinforcing ribs are formed on the windward side portion of the corrugated fin, while a plurality of louvers are formed only on the windward side portion of the corrugated fin. parts similar to those of the prior art was made with the louver-less, it is possible to sufficiently secure the frost area when actuating the heat exchanger as an evaporator, allowed the operation time to defrost In addition to being able to be made as long as possible, it has the following effects. That is, since the reinforcing rib is formed on the windward side portion of the corrugated fin, no meandering occurs even when the corrugated fin is molded by a fin roll molding machine, and the core setting can be easily performed. In addition, since the buckling strength of the corrugated fins is improved by the presence of the reinforcing ribs, the heat exchanger core can be easily assembled, the yield of the brazing can be improved, and the quality can be improved. .
[0038]
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a heat exchanger that is excellent in both mass productivity and reliability and is provided with anti-frosting measures.
[0039]
Moreover, while disposing the flat tube along the vertical direction and forming one or a plurality of draining grooves along the length direction on the surface of the tube, it is possible to improve the drainage of condensed water. .
[0040]
Alternatively, the drainage of condensed water can be improved in the same manner as described above by arranging the flat tube along the vertical direction and forming the draining recess at the tube contact portion of the corrugated fin.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall front view of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
FIG. 3 is a partially enlarged perspective view of a core portion of the heat exchanger.
4 is an enlarged sectional view taken along line IV-IV in FIG.
FIG. 5 is a partially enlarged perspective view of a core portion of a heat exchanger according to another embodiment.
FIG. 6 is an overall front view of a heat exchanger according to still another embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Flat tube 12 Draining groove 14 Corrugated fin 14a Louver 14b Reinforcement rib 14c Draining recess 15 Header 16 Header

Claims (20)

厚さ方向に所定間隔を隔てて平行状に配置された複数本の扁平チューブと、これら扁平チューブ相互間に介在配置されたコルゲートフィンと、前記チューブの両端に連通接続状態に配置された一対の中空ヘッダーとを備えた熱交換器において、
前記コルゲートフィンは、風上側半分に対応する部分にルーバーを形成することなく複数個の補強リブが形成される一方、同風下側半分に対応する部分に複数のルーバーが形成されてなるものであることを特徴とする熱交換器。A plurality of flat tubes arranged in parallel at a predetermined interval in the thickness direction, corrugated fins interposed between the flat tubes, and a pair of the tubes arranged in a connected state at both ends of the tubes In a heat exchanger with a hollow header,
The corrugated fins, while, a plurality of louvers in the portion corresponding to the leeward side half is formed with a plurality of reinforcing ribs are formed without forming a louver at a portion corresponding to the windward side half A heat exchanger characterized by that. 前記扁平チューブは蛇行状に曲成されてなる請求項１に記載の熱交換器。  The heat exchanger according to claim 1, wherein the flat tube is bent in a meandering shape. 前記扁平チューブを水平状に配置しその左右両端部にヘッダーを垂直状に配置した請求項１または２に記載の熱交換器。  The heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein the flat tubes are arranged horizontally and headers are arranged vertically at both left and right ends thereof. 前記扁平チューブが、上下方向に沿って配置されると共に、該チューブの表面にその長さ方向に沿って１ないし複数の水切り用溝が形成されている、請求項１に記載の熱交換器。  2. The heat exchanger according to claim 1, wherein the flat tube is disposed along the vertical direction, and one or more draining grooves are formed along a length direction of the surface of the tube. 前記水切り用溝が断面Ｖ字状に形成されている請求項４に記載の熱交換器。  The heat exchanger according to claim 4, wherein the draining groove has a V-shaped cross section. 前記水切り用溝が断面Ｕ字状に形成されている請求項４に記載の熱交換器。  The heat exchanger according to claim 4, wherein the draining groove has a U-shaped cross section. 前記水切り用溝は、チューブの内部に設けられた仕切兼補強壁の対応位置に形成されている請求項４ないし６のいずれか１項に記載の熱交換器。  The heat exchanger according to any one of claims 4 to 6, wherein the draining groove is formed at a position corresponding to a partition / reinforcing wall provided inside the tube. 前記水切り用溝は、チューブの内部に設けられた各仕切兼補強壁相互間に形成されている請求項４ないし６のいずれか１項に記載の熱交換器。  The heat exchanger according to any one of claims 4 to 6, wherein the draining groove is formed between the partition / reinforcing walls provided inside the tube. 前記水切り用溝は溝半径が０．５〜１．０ｍｍである請求項４ないし８のいずれか１項に記載の熱交換器。  The heat exchanger according to any one of claims 4 to 8, wherein the groove for draining has a groove radius of 0.5 to 1.0 mm. 前記水切り用溝は、チューブの長さ方向の端部を除いて形成されている請求項４ないし９のいずれか１項に記載の熱交換器。  The heat exchanger according to any one of claims 4 to 9, wherein the draining groove is formed excluding an end portion in a length direction of the tube. 前記扁平チューブが、上下方向に沿って配置されると共に、前記コルゲートフィンの前記チューブ当接箇所に水切り用凹陥部が形成されている、請求項１に記載の熱交換器。  The heat exchanger according to claim 1, wherein the flat tube is disposed along the vertical direction, and a draining recess is formed at the tube contact portion of the corrugated fin. 前記コルゲートフィンの山部稜線中央部に半径０．３〜１．２ｍｍの大きさの断面Ｕ字状の水切り用凹陥部を形成した請求項１１記載の熱交換器。  The heat exchanger according to claim 11, wherein a draining recess having a U-shaped cross section having a radius of 0.3 to 1.2 mm is formed at a central part of a ridge line of the corrugated fin. 前記コルゲートフィンの風上側端部は、扁平チューブの風上側端部から風上側に突出した状態となっている請求項１、１１または１２のいずれか１項に記載の熱交換器。  13. The heat exchanger according to claim 1, wherein the windward end portion of the corrugated fin protrudes upward from the windward end portion of the flat tube. 前記コルゲートフィンのルーバーの切り起こし高さと補強リブの大きさは、Ｒ＞ａの関係となる請求項１、１１ないし１３のいずれか１項に記載の熱交換器。  14. The heat exchanger according to claim 1, wherein the corrugated fin louver cut-and-raised height and the size of the reinforcing rib have a relationship of R> a. 前記コルゲートフィンの補強リブが断面半円形状であり、補強リブの半径（Ｒ）と補強リブの数量との関係は、ルーバー加工時の残留応力と同等となる寸法（Ｒ）及び数量となるように設定する請求項１、１１ないし１４のいずれか１項に記載の熱交換器。  The reinforcing ribs of the corrugated fins are semicircular in cross section, and the relationship between the radius (R) of the reinforcing ribs and the number of reinforcing ribs is the size (R) and the number that are equivalent to the residual stress during louver processing. The heat exchanger according to any one of claims 1, 11 to 14, wherein いずれか一方のヘッダーあるいは双方のヘッダー内に、ヘッダー内を長さ方向に仕切る仕切板を設け、チューブ群によって構成される全冷媒通路を冷媒が蛇行状に流通するようにした請求項１、４または１１のいずれか１項に記載の熱交換器。  The partition plate which partitions the inside of a header in the length direction in either one header or both headers is provided, and the refrigerant circulates in a meandering manner in all refrigerant passages constituted by the tube group. Or the heat exchanger of any one of 11. 前記水切り用凹陥部が形成されたコルゲートフィンと、水切り用溝が形成された扁平チューブとを組み合わせた請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の熱交換器。  The heat exchanger according to any one of claims 1 to 16, wherein the corrugated fin in which the draining recess is formed and the flat tube in which the draining groove is formed. 前記コルゲートフィンを、扁平チューブと同一幅に設定した請求項１、４または１１のいずれか１項に記載の熱交換器。  The heat exchanger according to claim 1, wherein the corrugated fin is set to have the same width as the flat tube. 請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の熱交換器が用いられたヒートポンプ方式のルームエアコン。  A heat pump type room air conditioner in which the heat exchanger according to any one of claims 1 to 18 is used. 請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の熱交換器が用いられたヒートポンプ方式のカーエアコン。  A heat pump type car air conditioner in which the heat exchanger according to any one of claims 1 to 18 is used.
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