JP4426189B2 - 熱交換器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器に係るもので、詳しくは、熱交換の作用時に発生される凝縮水の排出を円滑にし得る熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、熱交換器は、相互異なる二つの流体を直接または間接的に接触させることで熱交換をする装置で、主に加熱器、冷却器、蒸発器、及び凝縮器等に使用される。
このような熱交換器の形式中、金属管を伝熱壁に用いるものが一般的に使用されていて、この形式としては、注水式、二重管式、フィン付き多管式、及び透管型式等がある。且つ、冷凍器及び空調器に使用される熱交換器としては、フィン付き多管式が主に使用されている。
【０００３】
図６は従来の冷凍機器に主に使用される熱交換器の斜視図で、図示されたように、従来の熱交換器は、熱交換をするための流体が流入される流入管１０２と、該流入管１０２の長さ方向に所定間隔をおいて複数連結されて、冷媒が通過しながら熱交換作用が行われる各チューブ１０４と、それらチューブ１０４間に一方端がそれぞれ装着されて、熱伝逹性能を向上させるために前記各チューブ１０４間を通過する空気の接触面積を拡張させる各フィン１０６と、前記各チューブ１０４の他方側の他方端部に連結されて、熱交換作用が終了された流体を集めて排出させる吐出管１０８と、を含んで構成されている。
【０００４】
且つ、前記各フィン１０６は、図７に示されたように、前記各チューブ１０４の一方側面に付着され、複数回継続して屈曲形成された平面状のベーススリット１１２が所定間隔をおいて配列され、それらベーススリット１１２の上面には、凝縮水の流路役割をする突出スリット１１４が所定幅を有して上方向に切欠形成され（図８参照）ることで、それらベーススリット１１２と突出スリット１１４間には所定大きさの隙間１１６がそれぞれ切削形成され、それら隙間１１６から凝縮水が排出される。
【０００５】
このように構成された従来の熱交換器の動作においては、流入管１０２に流入された流体が各チューブ１０４に分配されて、それらチューブ１０４を通過して吐出管１０８に集められて排出されるが、この時、前記各チューブ１０４を通過する流体と前記各チューブ１０４間に形成された各フィン１０６間を通過する空気とが相互交差されながら熱交換が行われる。
次いで、このような熱交換作用が行われる時、前記各チューブ１０４及び各フィン１０６の表面には、周辺空気中に含まれていた水分が凝縮される凝縮水が付着され、前記各チューブ１０４及び各フィン１０６の表面に付着された凝縮水は、前記ベーススリット１１２と突出スリット１１４間の隙間１１６を通して下方側に落ち、凝縮水受け（図示せず）に集められて外部に排出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このような従来の熱交換器においては、前記ベーススリットと突出スリットがそれぞれ水平に形成されるため、べーススリットの上面及び突出スリットの上面に凝縮水が留まる現象が発生されて、前記各フィン間を通過する空気の流動が妨害されて流動損失が発生され、それらベーススリット及び突出スリットの表面上の凝縮水膜が厚くなることで、熱交換性能が低下されるという不都合な点があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、各フィンの構造を改善して凝縮水の排出を円滑にすることで、それらフィンの表面に凝縮水が留まる現象を防止して空気の流動損失を低減させ、熱交換性能を向上し得る熱交換器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】
このような目的を達成するため、本発明に係る熱交換器においては、熱交換をするための流体が通過するように、所定間隔を有して配置される複数のチューブと、それらチューブにそれぞれ装着されて空気の接触面積を拡大させる複数のフィンと、を含んで構成され、前記各フィンは、表面に凝縮水が留まる現象を防止するために所定角傾斜して形成されることを特徴とする。
【０００９】
且つ、前記熱交換器の前記各フィンは、前記各チューブの一方側面に所定間隔を有して付着されるベーススリットと、それらベーススリットの上面に所定幅を有して突成される突出スリットと、から構成され、前記突出スリットは、所定角傾斜して形成されることを特徴とする。
前記熱交換器の前記突出スリットは、その幅方向に所定角傾斜して形成されることを特徴とする。
前記熱交換器の前記突出スリットは、前記空気が流動される方向に沿って下方側方向に所定角傾斜して形成されることを特徴とする。
【００１０】
前記熱交換器の前記各フィンは、前記各チューブの一方側面に所定間隔を有して付着される各ベーススリットと、それらベーススリットの上面に所定幅を有して突成される突出スリットと、から構成され、前記ベーススリットは、所定角傾斜して形成されることを特徴とする。
前記熱交換器の前記各フィンは、前記各チューブの一方側面に所定間隔をおいて付着される各ベーススリットと、それらベーススリットの上面に所定幅を有して突成される突出スリットと、から構成され、前記各ベーススリット及び突出スリットは、それぞれ幅方向に所定角傾斜して形成されることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面を用いて説明する。
図１は本発明に係る熱交換器の斜視図である。
図示されたように、本発明に係る熱交換器は、熱交換をするための流体が流入される流入管２と、該流入管２の長さ方向に所定間隔をおいて一方端がそれぞれ連結されて、前記流入管２に流入された流体が通過しながら熱交換が行われる複数のチューブ４と、それらチューブ４の他方端がそれぞれ連結されて、熱交換作用を終了した流体が集められて排出される吐出管６と、前記各チューブ４間の一方側表面上にそれぞれ装着されて、それらチューブ４間を通過する空気の接触面積を拡大させる複数のフィン８と、を含んで構成されている。
【００１２】
前記流入管２及び吐出管６は、それぞれ所定長さを有する管状に形成されて、その長さ（横手）方向に所定間隔を有して複数のチューブ４の両方端がそれぞれ連結される。
図２は本発明に係る熱交換器の第１実施形態を示した一部拡大斜視図で、図３は本発明に係る熱交換器の第１実施形態を示した図２のＶ−Ｖ線断面図で、図示されたように、本発明に係る熱交換器の第１実施形態においては、前記各フィン８が、前記各チューブ４の一方側表面上に所定幅のしわが継続して屈曲形成されて、平面状のベーススリット１０が所定間隔を有して反復形成される構造となっている。
【００１３】
且つ、前記ベーススリット１０の上面には、凝縮水が排出される流路役割をする突出スリット１２が所定間隔を有して上方向に複数継続切欠突成されることで、それら突出スリット１２とベーススリット１０間には所定幅の隙間１６がそれぞれ切削形成され、それら隙間１６は凝縮水が排出される役割をすると共に、空気が通過する空気通路の役割をする。
又、前記突出スリット１２は、前記空気の流れと直角方向に所定長さを有して形成され、前記空気の通過方向に所定幅及び所定傾斜角（θ１）を有して形成されることで、前記突出スリット１２の表面に凝縮水が留まることを防止するようになっている。
【００１４】
即ち、前記突出スリット１２が傾斜角によりその突出スリット１２の表面上の凝縮水が付着されることなく、重力方向に円滑に排出される。
以下、このように構成された本発明に係る熱交換器の第１実施形態の動作に対して説明する。
流入管２を通して熱交換すべき流体が流入されると、該流体は、前記流入管２の長さ方向に連結された複数のチューブ４を通過しながら、それら各チューブ４間に装着された各フィン８間を通過する外気と相互交差されることで相互熱交換が行われ、熱交換が終了された前記流体は吐出管６に集められて排出される。
【００１５】
このような熱交換器は、熱交換の動作中、空気中に含まれていた水分が熱交換器のチューブ４とフィン８に付着されて凝縮水が発生され、該凝縮水は、重力により下方に移動されるが、この時、前記突出スリット１２は、空気の流動する下方向に所定角傾斜して形成されているため、前記凝縮水は突出スリット１２の表面に留まることなく、前記突出スリット１２とベーススリット１０間の隙間１６を通して円滑に排出される。
【００１６】
図４は本発明に係る熱交換器の第２実施形態を示した図２のＶ−Ｖ線断面図で、図示されたように、本発明に係る熱交換器の第２実施形態として、各フィン２６の各ベーススリット２０を幅方向にそれぞれ所定角傾斜して形成し、それらベーススリット２０の上面から所定幅を有してそれぞれ突出スリット２２を形成し、その他は第１実施形態と同様に構成することもできる。
【００１７】
即ち、前記ベーススリット２０は、空気が流動される方向に沿って下方側に所定角傾斜して形成されることで、前記ベーススリット２０の表面に付着される凝縮水がベーススリット２０の表面に留まらず、重力によって落ちて、それらベーススリット２０と突出スリット２２間の隙間２４を通して下方側に排出される。
【００１８】
図５は本発明に係る熱交換器の第３実施形態を示した図２のＶ−Ｖ線断面図で、図示されたように、本発明に係る熱交換器の第３実施形態として、各フィン３０がそれぞれ所定角傾斜して形成されたベーススリット３２と、それらベーススリット３２の上面から所定幅を有して所定角傾斜して突出される突出スリット３４と、から構成され、その他は前記第１実施形態と同様に構成することもできる。
【００１９】
即ち、前記ベーススリット３２は、空気が流動される方向に沿って下方側に所定角傾斜して形成され、前記突出スリット３４も空気が流動される方向に沿って下方側に所定角傾斜して形成されることで、前記ベーススリット３２の表面に付着される凝縮水がベーススリット３２の表面に留まらず、重力により落ちると同時に、前記突出スリット３４の表面に付着された凝縮水も突出スリット３４の表面に留まらず、重力により落ちて、前記ベーススリット３２と突出スリット３４間の隙間３６を通して下方側に排出される。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る熱交換器においては、熱交換器の各フィンをなすベーススリット又は突出スリットが幅方向に所定角傾斜して形成されることで、前記ベーススリットと突出スリットとに付着される凝縮水がベーススリットと突出スリットとの表面に留まらず、重力方向に円滑に排出されるようにすることで、前記ベーススリットと突出スリット間の隙間及び各フィン間の通路の空気の流動が円滑に行われるという効果がある。
且つ、各フィンの表面に凝縮水膜が形成されることを防止して、熱交換性能を向上し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る熱交換器の構成を示した斜視図である。
【図２】本発明に係る熱交換器の第１実施形態を示した一部拡大図である。
【図３】本発明に係る熱交換器の第１実施形態を示した図２のＶ−Ｖ線断面図である。
【図４】本発明に係る熱交換器の第２実施形態を示した図２のＶ−Ｖ線断面図である。
【図５】本発明に係る熱交換器の第３実施形態を示した図２のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】従来の熱交換器の構成を示した斜視図である。
【図７】従来の熱交換器の構成を示した一部拡大図である。
【図８】従来の熱交換器のベーススリットを示す断面図である。
【符号の説明】
２…流入管
４…チューブ
６…吐出管
８…フィン
１０…ベーススリット
１２…突出スリット
１６…隙間
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器に係るもので、詳しくは、熱交換の作用時に発生される凝縮水の排出を円滑にし得る熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、熱交換器は、相互異なる二つの流体を直接または間接的に接触させることで熱交換をする装置で、主に加熱器、冷却器、蒸発器、及び凝縮器等に使用される。
このような熱交換器の形式中、金属管を伝熱壁に用いるものが一般的に使用されていて、この形式としては、注水式、二重管式、フィン付き多管式、及び透管型式等がある。且つ、冷凍器及び空調器に使用される熱交換器としては、フィン付き多管式が主に使用されている。
【０００３】
図６は従来の冷凍機器に主に使用される熱交換器の斜視図で、図示されたように、従来の熱交換器は、熱交換をするための流体が流入される流入管１０２と、該流入管１０２の長さ方向に所定間隔をおいて複数連結されて、冷媒が通過しながら熱交換作用が行われる各チューブ１０４と、それらチューブ１０４間に一方端がそれぞれ装着されて、熱伝逹性能を向上させるために前記各チューブ１０４間を通過する空気の接触面積を拡張させる各フィン１０６と、前記各チューブ１０４の他方側の他方端部に連結されて、熱交換作用が終了された流体を集めて排出させる吐出管１０８と、を含んで構成されている。
【０００４】
且つ、前記各フィン１０６は、図７に示されたように、前記各チューブ１０４の一方側面に付着され、複数回継続して屈曲形成された平面状のベーススリット１１２が所定間隔をおいて配列され、それらベーススリット１１２の上面には、凝縮水の流路役割をする突出スリット１１４が所定幅を有して上方向に切欠形成され（図８参照）ることで、それらベーススリット１１２と突出スリット１１４間には所定大きさの隙間１１６がそれぞれ切削形成され、それら隙間１１６から凝縮水が排出される。
【０００５】
このように構成された従来の熱交換器の動作においては、流入管１０２に流入された流体が各チューブ１０４に分配されて、それらチューブ１０４を通過して吐出管１０８に集められて排出されるが、この時、前記各チューブ１０４を通過する流体と前記各チューブ１０４間に形成された各フィン１０６間を通過する空気とが相互交差されながら熱交換が行われる。
次いで、このような熱交換作用が行われる時、前記各チューブ１０４及び各フィン１０６の表面には、周辺空気中に含まれていた水分が凝縮される凝縮水が付着され、前記各チューブ１０４及び各フィン１０６の表面に付着された凝縮水は、前記ベーススリット１１２と突出スリット１１４間の隙間１１６を通して下方側に落ち、凝縮水受け（図示せず）に集められて外部に排出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このような従来の熱交換器においては、前記ベーススリットと突出スリットがそれぞれ水平に形成されるため、べーススリットの上面及び突出スリットの上面に凝縮水が留まる現象が発生されて、前記各フィン間を通過する空気の流動が妨害されて流動損失が発生され、それらベーススリット及び突出スリットの表面上の凝縮水膜が厚くなることで、熱交換性能が低下されるという不都合な点があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、各フィンの構造を改善して凝縮水の排出を円滑にすることで、それらフィンの表面に凝縮水が留まる現象を防止して空気の流動損失を低減させ、熱交換性能を向上し得る熱交換器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】
このような目的を達成するため、本発明に係る熱交換器においては、熱交換をするための流体が通過するように、所定間隔を有して配置される複数のチューブと、それらチューブにそれぞれ装着されて空気の接触面積を拡大させる複数のフィンと、を含んで構成され、前記各フィンは、表面に凝縮水が留まる現象を防止するために所定角傾斜して形成されることを特徴とする。
【０００９】
且つ、前記熱交換器の前記各フィンは、前記各チューブの一方側面に所定間隔を有して付着されるベーススリットと、それらベーススリットの上面に所定幅を有して突成される突出スリットと、から構成され、前記突出スリットは、所定角傾斜して形成されることを特徴とする。
前記熱交換器の前記突出スリットは、その幅方向に所定角傾斜して形成されることを特徴とする。
前記熱交換器の前記突出スリットは、前記空気が流動される方向に沿って下方側方向に所定角傾斜して形成されることを特徴とする。
【００１０】
前記熱交換器の前記各フィンは、前記各チューブの一方側面に所定間隔を有して付着される各ベーススリットと、それらベーススリットの上面に所定幅を有して突成される突出スリットと、から構成され、前記ベーススリットは、所定角傾斜して形成されることを特徴とする。
前記熱交換器の前記各フィンは、前記各チューブの一方側面に所定間隔をおいて付着される各ベーススリットと、それらベーススリットの上面に所定幅を有して突成される突出スリットと、から構成され、前記各ベーススリット及び突出スリットは、それぞれ幅方向に所定角傾斜して形成されることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面を用いて説明する。
図１は本発明に係る熱交換器の斜視図である。
図示されたように、本発明に係る熱交換器は、熱交換をするための流体が流入される流入管２と、該流入管２の長さ方向に所定間隔をおいて一方端がそれぞれ連結されて、前記流入管２に流入された流体が通過しながら熱交換が行われる複数のチューブ４と、それらチューブ４の他方端がそれぞれ連結されて、熱交換作用を終了した流体が集められて排出される吐出管６と、前記各チューブ４間の一方側表面上にそれぞれ装着されて、それらチューブ４間を通過する空気の接触面積を拡大させる複数のフィン８と、を含んで構成されている。
【００１２】
前記流入管２及び吐出管６は、それぞれ所定長さを有する管状に形成されて、その長さ（横手）方向に所定間隔を有して複数のチューブ４の両方端がそれぞれ連結される。
図２は本発明に係る熱交換器の第１実施形態を示した一部拡大斜視図で、図３は本発明に係る熱交換器の第１実施形態を示した図２のＶ−Ｖ線断面図で、図示されたように、本発明に係る熱交換器の第１実施形態においては、前記各フィン８が、前記各チューブ４の一方側表面上に所定幅のしわが継続して屈曲形成されて、平面状のベーススリット１０が所定間隔を有して反復形成される構造となっている。
【００１３】
且つ、前記ベーススリット１０の上面には、凝縮水が排出される流路役割をする突出スリット１２が所定間隔を有して上方向に複数継続切欠突成されることで、それら突出スリット１２とベーススリット１０間には所定幅の隙間１６がそれぞれ切削形成され、それら隙間１６は凝縮水が排出される役割をすると共に、空気が通過する空気通路の役割をする。
又、前記突出スリット１２は、前記空気の流れと直角方向に所定長さを有して形成され、前記空気の通過方向に所定幅及び所定傾斜角（θ１）を有して形成されることで、前記突出スリット１２の表面に凝縮水が留まることを防止するようになっている。
【００１４】
即ち、前記突出スリット１２が傾斜角によりその突出スリット１２の表面上の凝縮水が付着されることなく、重力方向に円滑に排出される。
以下、このように構成された本発明に係る熱交換器の第１実施形態の動作に対して説明する。
流入管２を通して熱交換すべき流体が流入されると、該流体は、前記流入管２の長さ方向に連結された複数のチューブ４を通過しながら、それら各チューブ４間に装着された各フィン８間を通過する外気と相互交差されることで相互熱交換が行われ、熱交換が終了された前記流体は吐出管６に集められて排出される。
【００１５】
このような熱交換器は、熱交換の動作中、空気中に含まれていた水分が熱交換器のチューブ４とフィン８に付着されて凝縮水が発生され、該凝縮水は、重力により下方に移動されるが、この時、前記突出スリット１２は、空気の流動する下方向に所定角傾斜して形成されているため、前記凝縮水は突出スリット１２の表面に留まることなく、前記突出スリット１２とベーススリット１０間の隙間１６を通して円滑に排出される。
【００１６】
図４は本発明に係る熱交換器の第２実施形態を示した図２のＶ−Ｖ線断面図で、図示されたように、本発明に係る熱交換器の第２実施形態として、各フィン２６の各ベーススリット２０を幅方向にそれぞれ所定角傾斜して形成し、それらベーススリット２０の上面から所定幅を有してそれぞれ突出スリット２２を形成し、その他は第１実施形態と同様に構成することもできる。
【００１７】
即ち、前記ベーススリット２０は、空気が流動される方向に沿って下方側に所定角傾斜して形成されることで、前記ベーススリット２０の表面に付着される凝縮水がベーススリット２０の表面に留まらず、重力によって落ちて、それらベーススリット２０と突出スリット２２間の隙間２４を通して下方側に排出される。
【００１８】
図５は本発明に係る熱交換器の第３実施形態を示した図２のＶ−Ｖ線断面図で、図示されたように、本発明に係る熱交換器の第３実施形態として、各フィン３０がそれぞれ所定角傾斜して形成されたベーススリット３２と、それらベーススリット３２の上面から所定幅を有して所定角傾斜して突出される突出スリット３４と、から構成され、その他は前記第１実施形態と同様に構成することもできる。
【００１９】
即ち、前記ベーススリット３２は、空気が流動される方向に沿って下方側に所定角傾斜して形成され、前記突出スリット３４も空気が流動される方向に沿って下方側に所定角傾斜して形成されることで、前記ベーススリット３２の表面に付着される凝縮水がベーススリット３２の表面に留まらず、重力により落ちると同時に、前記突出スリット３４の表面に付着された凝縮水も突出スリット３４の表面に留まらず、重力により落ちて、前記ベーススリット３２と突出スリット３４間の隙間３６を通して下方側に排出される。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る熱交換器においては、熱交換器の各フィンをなすベーススリット又は突出スリットが幅方向に所定角傾斜して形成されることで、前記ベーススリットと突出スリットとに付着される凝縮水がベーススリットと突出スリットとの表面に留まらず、重力方向に円滑に排出されるようにすることで、前記ベーススリットと突出スリット間の隙間及び各フィン間の通路の空気の流動が円滑に行われるという効果がある。
且つ、各フィンの表面に凝縮水膜が形成されることを防止して、熱交換性能を向上し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る熱交換器の構成を示した斜視図である。
【図２】本発明に係る熱交換器の第１実施形態を示した一部拡大図である。
【図３】本発明に係る熱交換器の第１実施形態を示した図２のＶ−Ｖ線断面図である。
【図４】本発明に係る熱交換器の第２実施形態を示した図２のＶ−Ｖ線断面図である。
【図５】本発明に係る熱交換器の第３実施形態を示した図２のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】従来の熱交換器の構成を示した斜視図である。
【図７】従来の熱交換器の構成を示した一部拡大図である。
【図８】従来の熱交換器のベーススリットを示す断面図である。
【符号の説明】
２…流入管
４…チューブ
６…吐出管
８…フィン
１０…ベーススリット
１２…突出スリット
１６…隙間
Claims (2)
- 熱交換をするための流体が通過するように所定間隔を有して配置された複数のチューブと、それらチューブ間にそれぞれ装着されて空気の接触面積を拡大させる複数のフィンと、を含んで構成される熱交換器であって、
前記各フィンは、前記各チューブの一方側面に所定間隔を有して装着されるベーススリットと、前記ベーススリットの上面に所定幅を有して突出して形成される突出スリットと、を有し、
前記突出スリットは、前記空気が流動する方向と並んで形成され、
前記ベーススリットは、前記空気が流動する方向に沿って下方側に所定角傾斜して形成されることを特徴とする熱交換器。 - 前記下方側に傾斜したベーススリットは、隣接する前記突出スリット間に位置することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
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