JP5138513B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置に係り、特にフィンチューブタイプの熱交換器に関する。

空気調和装置の室内交換器等に使用される熱交換器において、複数のフィンが積層配置されるとともに複数の伝熱管が積層方向に沿ってフィンを貫通して配置されたフィンチューブタイプの熱交換器を備えたものが知られている。

このようなフィンチューブタイプの熱交換器において、室内機の前面部に設けられる前面部と室内機の前上面に設けられる上面部との間が折曲されて一体に構成されたフィンで構成されるフィン群が知られている。このようなフィン群には、折曲部によって、積層方向に延びる開放部が形成される。この開放部は例えばシール部で塞がれる。

シール部の取り付け方法として、シール部とは別体で構成された固定用の部品を使用するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

一方、図５及び図６に示すように、シール部に一体に設けられる固定具として、伝熱管に係合する係止部を有する一枚の平板状に一体形成された固定具が知られている。この固定具はフィンの積層の間隙よりも狭い寸法で構成される板状に構成され、固定具をフィンの積層の間隙に差込むと同時に、複数の係止部を伝熱管に係合させることにより、シール部を固定させている。
特開平１１−２６４５６４号公報

しかしながら、上記の技術には以下のような問題がある。すなわち、固定用の部品を別体で構成したものでは部品点数が多くなり、管理する必要が生じ、取り扱いが煩雑となるという問題がある。

一方、一枚の平板状に形成した固定具を用いる上記技術では、弾性を付与することが困難であるため、取り付け操作が困難となり、あるいは伝熱管や係止部を損傷しやすいという問題がある。

この発明は、上記の事情を考慮したもので、部品点数を増やすことなく、取り付け操作を容易にするとともに、取り付けの際に伝熱管や係止部を損傷することを防止することができる空気調和装置を提供することを目的とする。

本発明の一形態に係る空気調和装置は、間隙を存して積層される複数枚のフィンを有するフィン群と、前記複数枚のフィンの積層方向に貫通して配される伝熱管と、を有する熱交換器と、前記フィンの外周部分に配置され、前記フィン群に形成される開放部を塞ぐシール部と、前記シール部に設けられ、複数の前記フィンの積層方向における前記間隙より小さく構成され前記間隙に配され前記伝熱管に対して係止される係止部と、前記フィンの外側に配され弾性変形することにより前記係止部を変位させる弾性部と、を有する固定具と、を備え、前記弾性部は、前記フィン群の外側に配置され、積層方向における寸法が前記フィンの間の間隙よりも大きく構成されるとともにＵ字状に湾曲し、積層方向と交差する面内において湾曲が開閉するように撓む撓み部を有することを特徴とする。

この発明によれば、部品点数を増やすことなく、取付操作を容易にするとともに、取り付けの際に伝熱管や係止部を損傷することを防止することができる。

以下、この発明の第１実施形態について図１乃至図４を参照して説明する。図１は、間隙１２ｅから見た熱交換器１１の固定具３０が挿入される部位の側面図を示し、図２は熱交換器１１の斜視図を示している。図３はフィン群１３の斜視図を示す。図中矢印Ｘ，Ｙ，Ｚは、互いに直交する３方向をそれぞれ示している。

図１乃至図３に示すように、本実施形態に係る熱交換器１１は、例えば空気調和装置の室内機の内部に収容されるフィンチューブタイプの熱交換器１１であり、所定の間隙を存して積層される複数枚のフィン１２を有するフィン群１３と、複数枚のフィン１２をその厚さ方向に貫通して前記積層の方向に沿って配置される複数本の伝熱管１４を備えている。

複数の伝熱管１４は、例えば銅管等で構成され、空気調和装置の室内機の長手方向に沿って互いに平行に延びている。この伝熱管１４は、積層されたフィン１２を、図中矢印Ｘ方向に沿う厚さ方向、すなわち積層方向に、貫通している。

複数のフィン１２は、その厚さ方向が空気調和装置の長手方向（Ｘ方向）に沿うように配置され、厚み方向に複数枚積層されて並設されている。

フィン１２は、例えばアルミ等から構成され、それぞれ空気調和装置の前面部１３ａと前上部に位置する第１部１２ａと第２部１２ｂとを有し、これら第１部１２ａと第２部１２ｂとが折曲部１２ｃを介して連続して一体に形成されている。

折曲部１２ｃの外周面における図１中上部には、略Ｌ字状に切りかかれた切欠き部１２ｄが形成されている。複数のフィン１２にはそれぞれ伝熱管１４が貫通可能な複数の貫通孔１７が形成されている。

フィン群１３は、室内機の前面に配置される第１部１２ａが積層されてなる前面部１３ａと、室内機の上面に配置される第２部１２ｂが積層されてなる上面部１３ｂとを有している。フィン群１３の外周面には、切欠き部１２ｄが積層方向に連続することにより、積層方向に延びる開放部１５が構成されている。

開放部１５の外面は、一方側（図１中左側）に斜めに起立した第１面１５ａと、Ｙ方向に沿って他方側に延びる第２面１５ｂとを備えている。第２面１５ｂの途中部分には、段差１５ｃが形成されている。この開放部１５の外面に、シール部２０が取り付けられる。

シール部２０は、例えば合成樹脂からなり、前記積層方向に沿って延びるシール部材２１と、シール部材２１を固定するための固定具３０とが一体に形成されたモールド部品である。

シール部材２１は空気調和装置の長手方向に延び、開放部１５の外面の第１面１５ａ及び第２面１５ｂにそれぞれ倣う細長い板状の第１シール部２１ａと第２シール部２１ｂとを一体に有し、断面が略Ｌ字状に構成されている。

シール部材２１の長手方向両端にはそれぞれ熱交換器の左右に取り付けられる端板(図示せず)にねじ止めにより固定するための係止片が設けられている。

シール部材２１の長手方向の中央部分とその両側の複数（この実施形態では３）箇所に、固定具３０が夫々一体に設けられている。

固定具３０は、第１乃至第３の爪部(係止部)３１，３２,３３と、これら複数の爪部３１〜３３を弾性変形可能に連結する弾性部３４とを備えている。

第１〜第３の爪部３１，３２,３３は、複数の伝熱管１４のうち、折曲部１２ｃ近傍に配される第１の伝熱管１４ａと、第２の伝熱管１４ｂと、これらの間に配置される第３の伝熱管１４ｃに夫々係止される。

第１〜第３の爪部３１，３２,３３の積層方向における寸法である厚さ寸法は前記フィン１２の間の間隙１２ｅの寸法より小さく構成されている。

第１の爪部３１は、第１シール部２１ａの一方側にさらに延び、その先端の外面に伝熱管１４の外面に倣うように湾曲した第１凹部３１ａが形成されている。

弾性部３４は、第２シール部２１ｂの他方側の端部からＵ字形状に湾曲して延びる撓み部３５を有する。

弾性部３４は、フィン群１３の外側に配置され、積層方向における寸法がフィン１２の間隙１２ｅよりも大きく構成されるとともにＵ字状に湾曲した撓み部３５を有し、積層方向と交差する面内において湾曲が開閉するように撓むことにより弾性的に変形可能である。例えば撓み部３５の積層方向の寸法は第２の爪部３２が左右方向にゆがむことなく前後方向に撓むように作用させるため、略７〜１０ｍｍ程度に設定され、例えば複数枚のフィン１２にわたって配置される。

この撓み部３５の両端に夫々連続して第１の爪部３１及び第２の爪部３２が形成されている。撓み部３５は、湾曲が開閉するように撓み変形し、この撓み変形に伴って、爪部３１,３３と爪部３２とを互いに接離するように弾性変形させるばね部材として機能する。

第２の爪部３２は、撓み部３５の他方側の端部からさらに他方側に伸び、下方に湾曲して延びている。第２の爪部３２と撓み部３５とは、積層方向にテーパ状に寸法を増すように形成されたテーパ状部３６により連結されている。

第２の爪部３２の先端には、第２の伝熱管１４ｂの内側に案内するためのテーパ状の案内部３２ｂを有する返し部３２ａが形成されている。返し部３２ａは、第２の伝熱管１４ｂ側に突出している。

返し部３２ａの基端側には伝熱管１４の外面形状に倣う第２凹部３２ｃが形成されている。

第３の爪部３３は、第２シール部２１ｂの他方側の端部から図１中下方に伸び、その先端の一方側の面は、伝熱管１４の外面形状に倣う第３凹部３３ａが形成されている。

さらに、撓み部３５の一方側の外面から第１の爪部３１の基端部分の第１シール部２１ａにわたって板状に形成され、第１の爪部３１と撓み部３５とを連結する起立板状部３７が形成されている。

以上説明したように、撓み部３５の一方側の基端に第３の爪部３３が配され、さらに一方側に延びるシール部材２１を介した先に第１の爪部３１が配され、撓み部３５の他方側に第２の爪部３２が配される。

第１伝熱管１４と第３の伝熱管１４ｃの間にこれらの３つの爪部３１〜３３が係止されることにより、固定具３０がフィン群１３に係止される。

第１乃至第３の爪部３１〜３３は、フィン１２の積層方向に厚さを有する板状部材であり、撓み部３５はフィン１２の積層方向に直交する方向に厚さを有するとともに積層方向に幅を有する板状部材である。すなわち、爪部の板の厚み方向と、撓み部３５の板の厚み方向とは、互いに直交するようになっている。

ここでは、撓み部３５はフィン１２よりも外側に配置される構成となっているため、フィン１２の積層方向に幅が確保される。このため、撓み部３５が弾性的に撓み変形可能であり、積層方向すなわち伝熱管１４の延びる方向と直交する面において爪部31、32が開閉するように弾性変形可能となっている。

以下、図４を参照して本実施形態に係るシール部２０の取り付け工程について説明する。

まず、図４に示すように、フィン群１３の開放部１５に対して、シール部材２１を被せるとともに、第１の爪部３１を間隙に挿入する。ついで、第１の爪部３１の第１凹部３１ａを第１の伝熱管１４ａの外面に位置合わせする。

この状態で、図中矢印Ｒで示す方向に回動させるように、第２及び第３の爪部32,３３をフィン１２の間隙に挿入する。

すると、第２の伝熱管１４ｂの外面に、テーパ状の案内部３２ｂが当接する。さらに押し込むと、案内部３２ｂに案内されることにより、第２の爪部３２が図中破線で示すように、内側に弾性変形する。

さらに第２の爪部３２を押し込むと、返し部３２ａが第２の伝熱管１４ｂを乗越える。これにより、押し込み方向の力が解除され、弾性復元力により撓み部３５が元の形状に戻るとともに、第２の爪部３２が実線で示す形状に戻る。

以上により、第２凹部３２ｃに第２の伝熱管１４ｂが配置され、第２の伝熱管１４ｂに第２の爪部３２が係止される。一方、第３凹部３３ａに第３の伝熱管１４ｃの外面に位置決めされ、第３の伝熱管１４ｃに第３の爪部３３が係止される。

第１乃至第３の爪部３１〜３３の積層方向の寸法は、間隙の寸法より小さいため、フィン１２が損傷することが防止される。

すなわち、複数枚のフィン１２同士の間の間隙１２ｅにおいて、固定具３０のうちの第１乃至第３の爪部３１〜３３が伝熱管１４に係止される。一方、撓み部３５は、フィン１２の外周よりも外側に配置される。

本実施形態に係る空気調和装置によれば、以下のような効果が得られる。すなわち、フィン１２の外側に配置される撓み部３５を設けたことにより、複数の爪部３１〜３３を弾性的に変位させ、容易に取り付け作業を行うことができる。また、弾性変形可能としたため、伝熱管１４や爪部３１〜３３の損傷を防止することができる。

さらに、撓み部３５をフィン群１３の外側に配置する構成により、積層方向における寸法を確保することができ、Ｕ字に湾曲させた板状とすることにより、単純な構成で撓み量を大きく取ることが出来る。したがって、フィン１２の位置を気にすることなく容易に取り付け作業を行うことができ、作業性が向上する。

なお、比較例として図５及び図６に示す平板状の固定具１３０では、図５に示すように複数の爪部１３１〜１３３を１つの間隙に挿入する場合には、固定具１３０全体をフィン１２の間隙よりも薄い板状に構成する必要があるため弾性変形させることが困難となる。このため、伝熱管１４に係止させることが困難となる。

また、図６に示すように異なる間隙１１２ａ，１１２ｂに夫々爪部１３１〜１３３を挿入する場合には爪部１３１〜１３３を連結する連結部分１３４がフィン１２に衝突するため、フィン１２を損傷させる原因となる。

さらに、通常、折曲部を有する熱交換器は製造上の誤差から若干の角度の際が生じ、伝熱管の間隔が均一でない場合があるため、固定用の爪を一体に設けるとずれが生じ、シール性の確保が困難となり、また、取り付け時に伝熱管を破損させる場合が生じていたが、本実施形態によれば弾性を付与したことによりシール性を向上するとともに、伝熱管１４の破損も防止できる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、固定具３０は３つの爪部３１〜３３を有する場合について例示したが、第３の爪部３３を省略して互いに接離する２つの爪部３１，３２のみを有する構成としてもよい。また、隣接する伝熱管１４に夫々爪部を係止させたが、別の伝熱管１４が介在する場合も同様に本発明を適用できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
（１）
間隙を存して積層される複数枚のフィンを有するフィン群と、前記複数枚のフィンの積層方向に貫通して配される伝熱管と、を有する熱交換器と、
前記フィンの外周部分に配置され、前記フィン群に形成される開放部を塞ぐシール部と、
前記シール部に設けられ、複数の前記フィンの積層方向における前記間隙に配され前記伝熱管に対して係止される係止部と、前記フィンの外側に配され弾性変形することにより前記係止部を変位させる弾性部と、を有する固定具と、
を備えたことを特徴とする空気調和装置。

本発明の第１実施形態に係る熱交換器を示す側面図。 同実施形態に係るシール部材及び固定具を示す斜視図。 同実施形態に係るフィン群を示す斜視図。 同実施形態に係るシール部材及び固定具の取付工程を示す説明図。 シール部材及び固定具の一例の取付構造を示す斜視図。 シール部材及び固定具の一例の取付工程を示す説明図。

符号の説明

１１…熱交換器、１２…フィン、１２ｃ…折曲部、１２ｄ…切欠き部、１２ｅ…間隙、
１３…フィン群、１４…伝熱管、１５…開放部、１７…貫通孔、２０…シール部、
２１…シール部材、３０…固定具、３１…第１の爪部、３２…第２の爪部、
３３…第３の爪部、３４…弾性部、３５…撓み部。

Claims (1)

1. 間隙を存して積層される複数枚のフィンを有するフィン群と、前記複数枚のフィンの積層方向に貫通して配される伝熱管と、を有する熱交換器と、
   前記フィンの外周部分に配置され、前記フィン群に形成される開放部を塞ぐシール部と、
   前記シール部に設けられ、複数の前記フィンの積層方向における前記間隙より小さく構成され前記間隙に配され前記伝熱管に対して係止される係止部と、前記フィンの外側に配され弾性変形することにより前記係止部を変位させる弾性部と、を有する固定具と、
   を備え、
   前記弾性部は、前記フィン群の外側に配置され、積層方向における寸法が前記フィンの間の間隙よりも大きく構成されるとともにＵ字状に湾曲し、積層方向と交差する面内において湾曲が開閉するように撓む撓み部を有することを特徴とする空気調和装置。

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