JP5518104B2 - Heat exchanger, indoor unit, and outdoor unit - Google Patents

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Description

本発明は、熱交換器、並びに熱交換器を搭載した室内機および室外機に関するものである。   The present invention relates to a heat exchanger, and an indoor unit and an outdoor unit equipped with the heat exchanger.

従来の技術においては、天井埋込型の形態及び天井吊下型の形態の両方に対応することが可能な天井設置型の空気調和装置を提供するものが提案されている。その構成としては、空調室の天井に設置可能な空気調和装置であって、吸入口と吹出口とが形成された略矩形箱状のケーシングと、回転軸線が上下方向に延びるターボファンからなる送風ファンと、ケーシングの平面視において送風ファンの外周部を囲むように配置される4つの熱交換器とを備えている。この空気調和装置では、ケーシング内において、回転軸線が上下方向に延びるターボファンからなる送風ファンが配置され、かつ、4つの熱交換器がケーシングの平面視において送風ファンの外周部を囲むように配置されているため、ケーシングの高さ方向寸法のコンパクト化を実現することができる。これにより、天井埋込型の形態及び天井吊下型の形態の両方に対応するにあたり、ケーシング及びケーシング内に収容される部品の共通化を図ることができる(例えば、特許文献1参照)。   In the prior art, a device that provides a ceiling-mounted air conditioner that can accommodate both a ceiling-embedded type and a ceiling-suspended type has been proposed. As its configuration, an air conditioner that can be installed on the ceiling of an air-conditioning room, comprising a substantially rectangular box-shaped casing in which an inlet and an outlet are formed, and a turbofan whose rotation axis extends in the vertical direction A fan and four heat exchangers arranged so as to surround the outer peripheral portion of the blower fan in a plan view of the casing are provided. In this air conditioner, a blower fan composed of a turbofan whose rotation axis extends in the vertical direction is disposed in the casing, and the four heat exchangers are disposed so as to surround the outer peripheral portion of the blower fan in a plan view of the casing. Therefore, it is possible to reduce the size of the casing in the height direction. Thereby, in respond | corresponding to both the form of a ceiling embedding type and the form of a ceiling suspension type | mold, the common use of the components accommodated in a casing and a casing can be aimed at (for example, refer patent document 1).

特開2007−147144号公報(請求項3、第25図)JP 2007-147144 A (Claim 3, FIG. 25)

従来の技術では、四方向カセットに扁平管を搭載する場合、送風ファンの外周部を囲むように配置される4つの熱交換器を備えている。この場合、コーナー部で熱交換器の端部が合う構成となるが、実仕様においては熱交換器の合せ目からの風のバイパスが生じないよう、バイパス防止の板金やスペーサーなどが必要となり、高コストになるという課題があった。
また、熱交換器を一体型で構成した場合、コーナー部の曲げ時の内周と外周の差により内周側のフィンにしわが発生したり、外周側のフィンが扁平管から剥がれ、伝熱面積が減少して性能が著しく低下するという課題があった。
In the conventional technique, when a flat tube is mounted on a four-way cassette, the heat exchanger is provided with four heat exchangers arranged so as to surround the outer peripheral portion of the blower fan. In this case, the end of the heat exchanger fits in the corner, but in actual specifications, a bypass metal plate or spacer is required to prevent wind bypass from the joint of the heat exchanger. There was a problem of high costs.
In addition, when the heat exchanger is configured as an integral type, wrinkles occur on the inner fin due to the difference between the inner and outer circumferences when the corner is bent, or the outer fin is peeled off from the flat tube and the heat transfer area There is a problem that the performance is remarkably deteriorated due to a decrease in the number of particles.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、熱交換器を曲げ加工した際のフィン変形に伴うフィンの剥離を抑制し、性能低下を抑制することができる熱交換器、並びにそれを搭載した室内機および室外機を得るものである。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is a heat exchanger that can suppress the separation of fins due to fin deformation when the heat exchanger is bent, and can suppress performance degradation. And an indoor unit and an outdoor unit equipped with the same.

本発明に係る熱交換器は、間隔を空けて並列に配置された複数の扁平管と、前記複数の扁平管の両端部をそれぞれ接続する一対のヘッダと、隣接する前記扁平管の間に接合されたフィンとを備え、前記一対のヘッダの長手方向の少なくとも1箇所が曲げ加工されてなる熱交換器であって、前記フィンは、前記曲げ加工により引張変形する後縁に、前記曲げ加工される際に当該フィンの引張変形による変形量を吸収する山形形状の突起が形成されたものである。 The heat exchanger according to the present invention includes a plurality of flat tubes arranged in parallel at intervals, a pair of headers respectively connecting both ends of the plurality of flat tubes, and a joint between the adjacent flat tubes is provided with a fin, a heat exchanger in which at least one portion is bent is machined in the longitudinal direction of the pair of header, the fins, the trailing edge of the tensile by pre Symbol bending deformation, the bending those which are collision Kiga formed chevron shape to absorb the amount of deformation due to tensile deformation of the fins as they are.

本発明は、曲げ加工される際にフィンの変形量を吸収する山形形状の突起または切り欠きを形成したので、熱交換器を曲げ加工した際のフィン変形に伴うフィンの剥離を抑制し、性能低下を抑制することができる。   Since the present invention has formed a chevron-shaped projection or notch that absorbs the amount of deformation of the fin when bent, it suppresses the separation of the fin accompanying the deformation of the fin when bending the heat exchanger. The decrease can be suppressed.

本発明の実施の形態1に係る熱交換器の曲げ加工後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after the bending process of the heat exchanger which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る四方向カセット型室内機の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the four-way cassette type indoor unit according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る熱交換器の曲げ加工の変形過程を示す図である。It is a figure which shows the deformation | transformation process of the bending process of the heat exchanger which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るフィンの前縁または後縁のリブ及び変形状態を示す図である。It is a figure which shows the rib and deformation | transformation state of the front edge of the fin which concerns on Embodiment 1 of this invention, or a rear edge. 本発明の実施の形態1に係るリブの各部寸法を説明する図である。It is a figure explaining each part dimension of the rib which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る切り欠きまたは波型フィンを示す図である。It is a figure which shows the notch or corrugated fin which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2に係るトップフロー型室外機の概観図である。It is a general-view figure of the top flow type outdoor unit which concerns on Embodiment 2 of this invention.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る熱交換器の曲げ加工後の状態を示す図である。
図1において、本実施の形態における熱交換器100は、扁平管1、フィン2、液ヘッダ3、ガスヘッダ4、液入口5、およびガス出口6を備えている。
この熱交換器100は、例えば空気調和機の室内機や室外機に搭載され、熱交換器100を通過する空気と、扁平管1内を流通する冷媒とを熱交換するものである。なお、室内機および室外機の詳細は後述する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a state after bending of the heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, the heat exchanger 100 in the present embodiment includes a flat tube 1, fins 2, a liquid header 3, a gas header 4, a liquid inlet 5, and a gas outlet 6.
The heat exchanger 100 is mounted on, for example, an indoor unit or an outdoor unit of an air conditioner, and exchanges heat between air passing through the heat exchanger 100 and refrigerant circulating in the flat tube 1. Details of the indoor unit and the outdoor unit will be described later.

扁平管1は、長手方向が鉛直方向(重力方向)になるように、間隔を空けて並列に複数配置されている。隣接する扁平管1の間には、例えばアルミ製の波形状に加工されたフィン2(コルゲートフィン)がロウ付け接合されている。液ヘッダ3は、水平方向に配置され、長手方向の側面にほぼ等間隔に複数の孔が形成されており、ここに扁平管1の一端が接続される。また、液ヘッダ3の片側には冷房運転時に冷媒が流入する液入口5が設けられており、他方側は閉塞されている。ガスヘッダ4は、水平方向に、かつ、液ヘッダ3に対向するように配置され、長手方向の側面にほぼ等間隔に複数の孔が形成されており、ここに扁平管1の一端が接続される。また、ガスヘッダ4の片側には冷房運転時に冷媒が流出するガス出口6が設けられており、他方側は閉塞されている。
なお、ここではフィン2としてコルゲートフィンを示しているが、これに限るものではなく、積層された板状のフィンへ扁平管1を挿入するプレートフィン構成、またはフィン前縁側が扁平管形状に切り取られ横方向からパイプを挿入するプレートフィン構成でも良い。
A plurality of the flat tubes 1 are arranged in parallel at intervals such that the longitudinal direction is the vertical direction (gravity direction). Between adjacent flat tubes 1, fins 2 (corrugated fins) processed into a corrugated shape made of, for example, aluminum are brazed and joined. The liquid header 3 is arranged in a horizontal direction, and a plurality of holes are formed at substantially equal intervals on a side surface in the longitudinal direction, and one end of the flat tube 1 is connected to the liquid header 3. In addition, a liquid inlet 5 through which refrigerant flows during cooling operation is provided on one side of the liquid header 3, and the other side is closed. The gas header 4 is arranged in the horizontal direction so as to face the liquid header 3, and a plurality of holes are formed at substantially equal intervals on the side surface in the longitudinal direction, and one end of the flat tube 1 is connected thereto. . A gas outlet 6 through which refrigerant flows out during cooling operation is provided on one side of the gas header 4 and the other side is closed.
In addition, although the corrugated fin is shown here as the fin 2, the present invention is not limited to this, and a plate fin configuration in which the flat tube 1 is inserted into the laminated plate-like fins, or the fin leading edge side is cut into a flat tube shape. Alternatively, a plate fin configuration in which a pipe is inserted from the lateral direction may be used.

なお、液ヘッダ3およびガスヘッダ4は、本発明における「一対のヘッダ」に相当する。   The liquid header 3 and the gas header 4 correspond to “a pair of headers” in the present invention.

次に、上記熱交換器100を搭載した室内機200について説明する。
なお、本実施の形態では、天井埋込形の四方向カセット型室内機を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
Next, the indoor unit 200 equipped with the heat exchanger 100 will be described.
In this embodiment, a ceiling-embedded four-way cassette type indoor unit will be described as an example, but the present invention is not limited to this.

図2は、本発明の実施の形態1に係る四方向カセット型室内機の縦断面図である。
図2に示すように、四方向カセット型の室内機200は、部屋217に対し上方が天板210aとなる向きに設置される。天板210aの周りには側板210bが取り付けられ、部屋217に向け開口するように筐体210が設置される。室内機200の下方には、平面視で略四角形状の化粧パネル211が取り付けられ部屋217に面している。化粧パネル211の中央付近には、室内機200内への空気の吸込口となる吸込グリル211aと、吸込グリル211a通過後の空気を除塵するフィルタ212とを備えている。また、化粧パネル211の各辺には、空気の吹出口となるパネル吹出口211bが、化粧パネル211の各辺に沿って形成されている。各パネル吹出口211bには、風向ベーン213を備えている。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the four-way cassette type indoor unit according to Embodiment 1 of the present invention.
As shown in FIG. 2, the four-way cassette type indoor unit 200 is installed in a direction in which the top is a top plate 210 a with respect to a room 217. A side plate 210b is attached around the top plate 210a, and the casing 210 is installed so as to open toward the room 217. Below the indoor unit 200, a substantially rectangular decorative panel 211 in a plan view is attached and faces the room 217. In the vicinity of the center of the decorative panel 211, there are provided a suction grill 211a serving as a suction port for air into the indoor unit 200, and a filter 212 for removing dust after passing through the suction grill 211a. In addition, on each side of the decorative panel 211, a panel outlet 211b serving as an air outlet is formed along each side of the decorative panel 211. Each panel outlet 211b includes a wind vane 213.

また、室内機200の内部には、回転軸が鉛直方向に配置された遠心型送風機であるターボファン201と、ターボファン201の吸込風路を形成するベルマウス214と、ターボファン201を回転駆動するファンモーター215と、ターボファン201の下流側に囲むように立設された熱交換器100とを備えている。熱交換器100は、上述したように扁平管1が鉛直方向に配置されたパラレルフロー型熱交換器であり、接続配管により図示しない室外機と接続され冷媒が循環される。また、熱交換器100は、ターボファン201を囲むように略ロ字状に形成されている(図1参照)。
また、室内機200の下面中央部にはユニット吸込口210cを有し、このユニット吸込口210cの周囲にはユニット吹出口210dを有している。そして、吸込グリル211a、ユニット吸込口210c、ユニット吹出口210d、および、パネル吹出口211bが連通している。
なお、上記の説明では、遠心型送風機としてターボファン201を用いる場合を説明したが本発明はこれに限るものではない。例えばシロッコファンやラジアルファン等を用いても良い。
Further, inside the indoor unit 200, a turbo fan 201 that is a centrifugal blower having a rotation shaft arranged in a vertical direction, a bell mouth 214 that forms a suction air passage of the turbo fan 201, and the turbo fan 201 are driven to rotate. The fan motor 215 that heats up and the heat exchanger 100 that stands up to surround the downstream side of the turbo fan 201 are provided. The heat exchanger 100 is a parallel flow type heat exchanger in which the flat tubes 1 are arranged in the vertical direction as described above, and is connected to an outdoor unit (not shown) through a connection pipe to circulate refrigerant. Further, the heat exchanger 100 is formed in a substantially square shape so as to surround the turbofan 201 (see FIG. 1).
In addition, a unit suction port 210c is provided at the center of the lower surface of the indoor unit 200, and a unit air outlet 210d is provided around the unit suction port 210c. And the suction grille 211a, the unit suction inlet 210c, the unit blower outlet 210d, and the panel blower outlet 211b are connected.
In the above description, the case where the turbo fan 201 is used as the centrifugal blower has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a sirocco fan or a radial fan may be used.

なお、「ユニット吸込口210c」は、本発明における「吸込口」に相当する。
また、「ユニット吹出口210d」は、本発明における「吹出口」に相当する。
The “unit suction port 210c” corresponds to the “suction port” in the present invention.
The “unit outlet 210d” corresponds to the “outlet” in the present invention.

上述したように、本実施の形態における熱交換器100は、長手方向(ヘッダが延びる方向)の3箇所が略90°に曲げ加工されて略ロ字状に形成されている。
次に、このような曲げ加工とフィン2の変形について説明する。
As described above, the heat exchanger 100 according to the present embodiment is formed in a substantially square shape by bending three portions in the longitudinal direction (direction in which the header extends) to approximately 90 °.
Next, the bending process and the deformation of the fin 2 will be described.

図3は、本発明の実施の形態1に係る熱交換器の曲げ加工の変形過程を示す図である。図3(a)は、曲げ加工前の熱交換器100を示し、図3(b)は、1箇所を曲げ加工した後の熱交換器100を示している。
図3(a)に示すように、熱交換器100の曲げ加工は、上部黒塗り矢印部を治具等で抑えながら、白抜き矢印部を上部に持ち上げてL曲げを行う。これにより、図3(b)に示す曲げ形状を実現する。本実施の形態における熱交換器100が搭載される四方向カセット型の室内機200では、このような曲げ工程を3箇所行い、ユニット形態に合う四角形状に成形する。
このような曲げ加工においては、圧縮変形するフィン2の前縁(内周側)が縮まり肉厚が厚くなるとともにしわが寄ったり、引張変形するフィン2の後縁(外周側)が延びて肉厚が薄くなる。このため、フィン2が扁平管1から剥がれたり、切れたりする場合がある。本実施の形態における熱交換器100は、このようなフィンの変形量を吸収する山形形状の突起または切り欠きをフィン2に形成する。
FIG. 3 is a diagram showing a deformation process of the bending process of the heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention. Fig.3 (a) shows the heat exchanger 100 before a bending process, and FIG.3 (b) has shown the heat exchanger 100 after bending one place.
As shown in FIG. 3 (a), the bending of the heat exchanger 100 is performed by bending the white arrow portion upward while holding the upper black arrow portion with a jig or the like to perform L bending. Thereby, the bending shape shown in FIG. In the four-way cassette type indoor unit 200 on which the heat exchanger 100 according to the present embodiment is mounted, such a bending process is performed at three places to form a square shape that matches the unit form.
In such a bending process, the front edge (inner peripheral side) of the fin 2 that undergoes compressive deformation shrinks and the wall thickness increases, wrinkles approach, or the rear edge (outer peripheral side) of the fin 2 that undergoes tensile deformation extends to increase the thickness. The thickness becomes thinner. For this reason, the fin 2 may be peeled off or cut off from the flat tube 1. The heat exchanger 100 according to the present embodiment forms a chevron-shaped protrusion or notch in the fin 2 to absorb such a deformation amount of the fin.

図4は、本発明の実施の形態1に係るフィンの前縁または後縁のリブ及び変形状態を示す図である。図4(a)は斜視図であり、図4(b)は上面図である。
図4(a)および図4(b)に示すように、フィン2の平面部には、伝熱促進のため、切り起こしにより形成した複数のスリット13が設けられている。なお、スリット13は省略しても良い。
また、本実施の形態におけるフィン2は、曲げ加工により圧縮変形する前縁、および、曲げ加工により引張変形する後縁に、曲げ加工される際に当該フィン2の変形量を吸収する山形形状のリブ14(突起)が設けられている。このリブ14を設けることにより、熱交換器100が図4(b)の実線矢印で示すように曲げられた場合でも、フィン2の変形量がリブ14で吸収され、扁平管1からのフィン2の剥離を抑制することができる。
FIG. 4 is a diagram showing a rib on the front edge or the rear edge of the fin according to Embodiment 1 of the present invention and a deformed state. 4A is a perspective view, and FIG. 4B is a top view.
As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the flat portion of the fin 2 is provided with a plurality of slits 13 formed by cutting and raising to promote heat transfer. Note that the slit 13 may be omitted.
In addition, the fin 2 in the present embodiment has a chevron shape that absorbs the deformation amount of the fin 2 when bent at the front edge that is compressively deformed by bending and the rear edge that is tensile deformed by bending. Ribs 14 (protrusions) are provided. By providing the rib 14, even when the heat exchanger 100 is bent as shown by the solid line arrow in FIG. 4B, the deformation amount of the fin 2 is absorbed by the rib 14, and the fin 2 from the flat tube 1 is absorbed. Peeling can be suppressed.

なお、本実施の形態では、リブ14を前縁と後縁とに設ける場合を説明するが、本発明はこれに限るものではなく、曲げ加工により圧縮変形する前縁、および、曲げ加工により引張変形する後縁の少なくとも一方にリブ14を設ける構成でよい。   In this embodiment, the case where the ribs 14 are provided on the front edge and the rear edge will be described. However, the present invention is not limited to this, and the front edge that is compressively deformed by bending and the tension by bending. The rib 14 may be provided on at least one of the rear edges to be deformed.

ここで、リブ14の詳細を図5により説明する。
図5は、本発明の実施の形態1に係るリブの各部寸法を説明する図である。
図5(a)は上面図を示し、図5(b)は(a)のA−A断面を示し、図5(c)は、フィン2の曲げ部断面を示している。
リブ14の各部寸法は、熱交換器100の曲げ半径に依存してフィン2の前縁の縮みや後縁の伸びの影響を考慮して決定する。伸び部分については、フィン2の肉厚が小さくなっている。
例えば、図5(a)に示すように、リブ14は、平面視においてフィン2の前縁または後縁を底辺とした二等辺三角形状に形成される。
また、図5(c)に示すように、扁平管1の配置間隔である段ピッチをDp、曲げ加工により圧縮変形するフィン2の前縁(フィン内周側)の曲率半径をR1、曲げ加工により引張変形するフィン2の後縁(フィン外周側)の曲率半径をR2とする。
このとき、曲げのない半径R1とR2の中間位置(=(R1+R2)/2)に対する最外周R2の位置でのフィン2の伸び長さは、L曲げ部分を1/4とする円周全体では式(1)のように表される。
π(2×R2−(R1+R2))=π(R2−R1) (1)
また、半径方向の中間位置における伝熱管の円周全体での個数Nは、式(2)で表される。
N=π(R1+R2)/Dp (2)
従って、段ピッチ間の後縁の伸び長さは、式(3)で表される。
π(R2−R1)/N=(R2−R1)/(R2+R1)×Dp (3)
Here, details of the rib 14 will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a diagram for explaining dimensions of each part of the rib according to the first embodiment of the present invention.
5A shows a top view, FIG. 5B shows the AA cross section of FIG. 5A, and FIG. 5C shows the cross section of the bent portion of the fin 2. FIG.
The dimension of each part of the rib 14 is determined in consideration of the shrinkage of the front edge of the fin 2 and the extension of the rear edge depending on the bending radius of the heat exchanger 100. As for the stretched portion, the thickness of the fin 2 is small.
For example, as shown in FIG. 5A, the rib 14 is formed in an isosceles triangle shape with the front edge or the rear edge of the fin 2 as a base in a plan view.
Further, as shown in FIG. 5C, the step pitch that is the arrangement interval of the flat tubes 1 is Dp, the radius of curvature of the front edge (fin inner peripheral side) of the fin 2 that is compressed and deformed by bending is R1, and bending is performed. Let R2 be the radius of curvature of the rear edge (fin outer periphery side) of the fin 2 that undergoes tensile deformation.
At this time, the extension length of the fin 2 at the position of the outermost periphery R2 with respect to the intermediate position (= (R1 + R2) / 2) between the radii R1 and R2 without bending is as follows: It is expressed as equation (1).
π (2 × R2− (R1 + R2)) = π (R2−R1) (1)
In addition, the number N of the entire circumference of the heat transfer tubes at the intermediate position in the radial direction is expressed by Expression (2).
N = π (R1 + R2) / Dp (2)
Therefore, the length of extension of the trailing edge between the step pitches is expressed by Expression (3).
π (R2-R1) / N = (R2-R1) / (R2 + R1) × Dp (3)

また、リブ14の二等辺の長さをr、曲げ加工後の頂角の角度をθとすれば、リブ14の最外周長さ(曲げ加工後の底辺の長さ)は、式(4)のように書ける。
2×r×sin(θ/2) (4)
Further, if the length of the isosceles side of the rib 14 is r, and the angle of the apex angle after the bending process is θ, the outermost peripheral length of the rib 14 (the length of the bottom side after the bending process) is expressed by the equation (4). It can be written as
2 × r × sin (θ / 2) (4)

そして、曲げ加工される際に変形するフィン2に形成されたリブ14は、式(5)に示すように、リブ14を高さゼロとなるまで展開した際の底辺長さが段ピッチ間の最外周側フィンの伸び長さに比べて大きければ、フィン2の曲げに伴う応力影響によるフィン2の亀裂や扁平管1からの剥がれを吸収できることになる。
2×r×sin(θ/2) > (R2−R1)/(R2+R1)×Dp (5)
ここで、式(1)〜(5)の長さの単位は、例えば「m」である。
And the rib 14 formed in the fin 2 which deform | transforms when bending is carried out, as shown to Formula (5), the base length at the time of expand | deploying the rib 14 until it becomes zero height is between step pitches. If it is larger than the extended length of the outermost peripheral fin, the crack of the fin 2 and the peeling from the flat tube 1 due to the influence of stress accompanying the bending of the fin 2 can be absorbed.
2 * r * sin ([theta] / 2)> (R2-R1) / (R2 + R1) * Dp (5)
Here, the unit of length in the formulas (1) to (5) is, for example, “m”.

なお、このようなリブ14は、隣接する扁平管1の間に複数形成するようにしても良い。曲げ半径が小さいほど多く形成されるのが望ましい。   A plurality of such ribs 14 may be formed between the adjacent flat tubes 1. It is desirable that the smaller the bending radius, the larger the number.

上記の例では、リブ14の形状を二等辺の長さrと曲げ後の開き角度θとで規定したが、リブ14の高さHでも規定することができる。すなわち、図5(b)に示すように、リブ14は、側面視において前縁または後縁を底辺とした三角形状に形成され、この三角形の高さをHとするとき、リブ14を高さゼロとなるまで展開した際の底辺長さが式(6)を満たせば、フィン2の曲げに伴う応力影響によるフィン亀裂や扁平管からの剥がれを吸収できることになる。
H > (R2−R1)/(R2+R1)×Dp (6)
In the above example, the shape of the rib 14 is defined by the length r of the isosceles side and the opening angle θ after bending, but can also be defined by the height H of the rib 14. That is, as shown in FIG. 5B, the rib 14 is formed in a triangular shape with the front edge or the rear edge as the bottom in a side view, and when the height of the triangle is H, the rib 14 is If the base length when expanded to zero satisfies Equation (6), it is possible to absorb fin cracks and peeling from the flat tube due to the stress effect associated with the bending of the fins 2.
H> (R2-R1) / (R2 + R1) × Dp (6)

実際には、式(5)または式(6)の少なくとも1つを満たすリブ形状が選定される。   Actually, a rib shape that satisfies at least one of the equations (5) and (6) is selected.

なお、上記の説明ではフィン2の変形量を吸収する山形形状のリブ14を設ける場合を説明したが、切り欠き15を設けても良い。例えば図6(a)に示すように、熱交換器100の曲げ加工時に、フィン2の前縁が上下に重なり、かつフィン2の後縁が左右に開くよう、切り欠き15を設ける。このような切り欠き15は、曲げ半径が小さい場合には隣接する扁平管1の間に複数形成しても良い。   In the above description, the case where the chevron-shaped rib 14 that absorbs the deformation amount of the fin 2 is provided has been described, but the notch 15 may be provided. For example, as shown in FIG. 6A, when the heat exchanger 100 is bent, the notches 15 are provided so that the front edges of the fins 2 overlap each other and the rear edges of the fins 2 open to the left and right. A plurality of such cutouts 15 may be formed between adjacent flat tubes 1 when the bending radius is small.

さらに、フィン2として、スリット13を設けないコルゲートフィンを用いる場合、コルゲートフィン自体を波型形状とした波型コルゲートフィン16を用いる構成としても良い。
例えば図6(b)に示すように、曲げ加工により圧縮変形する前縁から曲げ加工により引張変形する後縁に連続し、曲げ加工される際に当該フィン2の変形量を吸収する波型形状の突起を形成する。このような波型コルゲートフィン16においても、曲げ半径が小さい場合には隣接する扁平管1の間に波型を複数形成しても良い。
また、この波型コルゲートフィン16において、波型形状の振幅を高さHとし、波型形状(例えば、正弦波形状)を三角形状で近似すれば、上記と同様に、式(6)を満たす波型形状とすれば、波型コルゲートフィン16の曲げに伴う応力影響によるフィン亀裂や扁平管からの剥がれを吸収できることになる。
Furthermore, when using the corrugated fin which does not provide the slit 13 as the fin 2, it is good also as a structure which uses the corrugated fin 16 which made the corrugated fin itself corrugated.
For example, as shown in FIG. 6B, a wave shape that is continuous from a leading edge that is compressively deformed by bending to a trailing edge that is tensilely deformed by bending and absorbs the deformation amount of the fin 2 when bent. Protrusions are formed. Also in such a corrugated corrugated fin 16, a plurality of corrugations may be formed between adjacent flat tubes 1 when the bending radius is small.
Further, in this corrugated corrugated fin 16, when the amplitude of the corrugated shape is set to the height H and the corrugated shape (for example, a sine wave shape) is approximated by a triangular shape, the equation (6) is satisfied as described above. If the corrugated shape is adopted, it is possible to absorb fin cracks and peeling from the flat tube due to the stress caused by the bending of the corrugated corrugated fins 16.

ところで、四方向カセット型に搭載される従来の円管熱交換器は、円管が水平方向に配置され、ユニット高さの制約から冷媒分岐数を増加することが困難であった。すなわち、冷媒の分岐数を段数以上に増加する場合、熱交換器の長手方向の途中に冷媒の取り出し配管が必要となり、熱交換器の長手方向を短くする構造となってしまう。
本実施の形態では、扁平管1の長手方向を重力方向(鉛直方向)に設置し、冷媒の分岐数を増加できるパラレルフロー構成としたので、冷媒の圧力損失が低く抑えられ、特にHFO−1234yfなどの低圧冷媒を用いる際に高性能の空調機(室内機、室外機)を得ることができる。加えて、フィン2が水平方向に配置されているため、熱交換器100の通風抵抗が抑えられ、ターボファン7の吹出し風速の旋回成分が熱交換器100のフィン2の表面に衝突して生じる衝突損失(風路損失)を低減でき、従来に比べ大風量、低騒音の空調機が得られる。
By the way, in the conventional circular pipe heat exchanger mounted on the four-way cassette type, the circular pipes are arranged in the horizontal direction, and it is difficult to increase the number of refrigerant branches due to the restriction on the unit height. That is, when the number of branches of the refrigerant is increased to more than the number of stages, a refrigerant take-out pipe is required in the middle of the heat exchanger in the longitudinal direction, and the longitudinal direction of the heat exchanger is shortened.
In the present embodiment, the longitudinal direction of the flat tube 1 is installed in the gravitational direction (vertical direction), and the parallel flow configuration in which the number of refrigerant branches can be increased, so that the pressure loss of the refrigerant can be kept low, particularly HFO-1234yf. When using a low-pressure refrigerant such as, high-performance air conditioners (indoor units and outdoor units) can be obtained. In addition, since the fins 2 are arranged in the horizontal direction, the ventilation resistance of the heat exchanger 100 is suppressed, and the swirling component of the blown air speed of the turbofan 7 collides with the surface of the fins 2 of the heat exchanger 100. Collision loss (wind path loss) can be reduced, and an air conditioner with a large air volume and low noise can be obtained.

以上のように本実施の形態においては、フィン2は、曲げ加工により圧縮変形する前縁、および、曲げ加工により引張変形する後縁の少なくとも一方に、曲げ加工される際に当該フィン2の変形量を吸収する山形形状のリブ14または切り欠き15が形成されている。また、曲げ加工される際に変形量を吸収する波型形状が形成された波型コルゲートフィン16を設けている。
このため、熱交換器100を曲げ加工する際に生じる前縁(内周側)及び後縁(外周側)のフィン2の伸び、および縮みが吸収され、扁平管1からのフィン2の剥離を抑制することができ、曲げ加工をした場合でも性能低下を抑制することができる。よって、高性能の室内機200を提供することができる。
また、フィン剥離が生じないことから、腐食や埃詰まりなどの信頼性も向上する。
As described above, in the present embodiment, the fin 2 is deformed when the fin 2 is bent into at least one of the leading edge that is compressively deformed by bending and the trailing edge that is tensilely deformed by bending. A chevron-shaped rib 14 or notch 15 is formed to absorb the amount. In addition, a corrugated corrugated fin 16 having a corrugated shape that absorbs deformation when bent is provided.
For this reason, the expansion | swelling and shrinkage | contraction of the front edge (inner peripheral side) and rear edge (outer peripheral side) fin 2 which arise when bending the heat exchanger 100 are absorbed, and peeling of the fin 2 from the flat tube 1 is absorbed. It is possible to suppress the degradation of performance even when bending is performed. Therefore, the high-performance indoor unit 200 can be provided.
Further, since the fins do not peel off, reliability such as corrosion and dust clogging is improved.

また本実施の形態においては、室内機200のターボファン201とユニット吹出口210dとの間に、熱交換器100を扁平管1の長手方向が鉛直方向となるように配置している。
このため、熱交換器100のフィン2が水平方向に配置され、ターボファン201から吹出される旋回流のフィン表面での衝突損失(通風抵抗)を低減し、大風量や低騒音の効果が得られる。さらに、冷媒分岐数を段数以上に増加できて冷媒の圧力損失が低く抑えられるため、高性能の室内機200を提供することができる。
Further, in the present embodiment, the heat exchanger 100 is arranged between the turbo fan 201 of the indoor unit 200 and the unit outlet 210d so that the longitudinal direction of the flat tube 1 is the vertical direction.
For this reason, the fins 2 of the heat exchanger 100 are arranged in the horizontal direction, reducing the collision loss (ventilation resistance) on the fin surface of the swirling flow blown out from the turbo fan 201, and obtaining the effect of large air volume and low noise. It is done. Furthermore, since the number of refrigerant branches can be increased to more than the number of stages and the pressure loss of the refrigerant can be kept low, the high-performance indoor unit 200 can be provided.

実施の形態2.
本実施の形態では、上述した熱交換器100を室外機300に搭載した形態について説明する。
なお、本実施の形態では、トップフロー型室外機を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
Embodiment 2. FIG.
In the present embodiment, a mode in which the above-described heat exchanger 100 is mounted on the outdoor unit 300 will be described.
In this embodiment, a top flow type outdoor unit will be described as an example, but the present invention is not limited to this.

図7は実施の形態2に係るトップフロー型室外機の概観図である。
図7に示すように、トップフロー型の室外機300は、箱状に形成された筐体310と、筐体310の側面の開口により形成されたユニット吸込口308と、ユニット吸込口308に沿うように筐体310内に配置された熱交換器100と、筐体310の天面の開口により形成されたユニット吹出口309と、このユニット吹出口309を覆うように通風可能に設けられたファンガード311と、このファンガード311の内部に設置されたプロペラファン312とを備えている。なお、熱交換器100は、上記実施の形態1と同様に、扁平管1が鉛直方向に配置されたパラレルフロー型熱交換器であり、接続配管により図示しない室内機と接続され冷媒が循環される。
この室外機300は、例えばビル用マルチの室外機などに用いられ、ビルの屋上などに設置される。
なお、ユニット吸込口308を形成する筐体310の側面は、2面、3面、4面のいずれでも良い。また、ユニット吸込口308が形成される側面に応じて、熱交換器100を適宜配置する。例えば、ユニット吸込口308を3面に形成する場合には、熱交換器100は、長手方向(ヘッダが延びる方向)の2箇所が略90°に曲げ加工されて略コ字状に形成する。
FIG. 7 is an overview of a top flow type outdoor unit according to Embodiment 2. FIG.
As shown in FIG. 7, the top flow type outdoor unit 300 includes a box-shaped housing 310, a unit suction port 308 formed by an opening on the side surface of the housing 310, and the unit suction port 308. In this way, the heat exchanger 100 arranged in the housing 310, a unit air outlet 309 formed by the opening on the top surface of the housing 310, and a fan provided so as to allow ventilation to cover the unit air outlet 309 A guard 311 and a propeller fan 312 installed inside the fan guard 311 are provided. The heat exchanger 100 is a parallel flow type heat exchanger in which the flat tubes 1 are arranged in the vertical direction as in the first embodiment. The heat exchanger 100 is connected to an indoor unit (not shown) through a connection pipe so that refrigerant is circulated. The
This outdoor unit 300 is used, for example, in a multi-building outdoor unit for buildings, and is installed on the roof of a building.
In addition, the side surface of the housing 310 forming the unit suction port 308 may be any of two, three, and four surfaces. Further, the heat exchanger 100 is appropriately arranged according to the side surface on which the unit suction port 308 is formed. For example, when the unit suction port 308 is formed on three surfaces, the heat exchanger 100 is formed in a substantially U shape by bending two portions in the longitudinal direction (direction in which the header extends) at approximately 90 °.

なお、「ユニット吸込口308」は、本発明における「吸込口」に相当する。
また、「ユニット吹出口309」は、本発明における「吹出口」に相当する。
また、「プロペラファン312」は、本発明における「送風機」に相当する。
The “unit suction port 308” corresponds to the “suction port” in the present invention.
The “unit outlet 309” corresponds to the “air outlet” in the present invention.
Further, the “propeller fan 312” corresponds to the “blower” in the present invention.

このように構成された室外機300により、プロペラファン312が回転すると、筐体310側面のユニット吸込口308から空気が吸い込まれ、熱交換器100を通過後、垂直方向の流れとなって、筐体310上部に形成されたユニット吹出口309から上向きに吹き出される。このようなトップフロー型の構成では、プロペラファン312に距離が近い部分の風量が多くなり、結果として熱交換器100の高さ方向に風速(風量)分布が生じる。   When the propeller fan 312 is rotated by the outdoor unit 300 configured as described above, air is sucked from the unit suction port 308 on the side surface of the casing 310 and passes through the heat exchanger 100 to become a vertical flow. The air is blown upward from a unit air outlet 309 formed at the top of the body 310. In such a top flow type configuration, the air volume at a portion close to the propeller fan 312 increases, and as a result, a wind speed (air volume) distribution is generated in the height direction of the heat exchanger 100.

従来の円管熱交換器では、円管が水平方向に配置されているので、熱交換器の上部の冷媒パスと下部の冷媒パスとで熱交換量の不均一が生じる。このため、例えば暖房運転時に上部パス出口の冷媒が過熱状態となり、下部パス出口の冷媒が気液二相状態となる不均一分配が生じることとなる。
一方、本実施の形態における室外機300は、熱交換器100を、扁平管1の長手方向が鉛直方向に配置するパラレルフロー構成としたため、冷媒パス間で生じる不均一分配を防止できる。また、不均一分配を防止できるので、扁平管1を水平方向に配置する場合と比較して、冷媒の分岐数(パス数)を大幅に増加させることができる。よって、熱交換器100を流通する冷媒の圧力損失が低く抑えられ、高性能の空気調和機を得ることができる。
In the conventional circular pipe heat exchanger, since the circular pipes are arranged in the horizontal direction, the heat exchange amount is nonuniform between the upper refrigerant path and the lower refrigerant path of the heat exchanger. For this reason, the refrigerant | coolant of an upper path exit will be in an overheated state, for example at the time of heating operation, and the non-uniform distribution which the refrigerant | coolant of a lower path exit will be in a gas-liquid two-phase state will arise.
On the other hand, since the outdoor unit 300 in the present embodiment has a parallel flow configuration in which the heat exchanger 100 is arranged in the vertical direction in the longitudinal direction of the flat tube 1, it is possible to prevent uneven distribution between refrigerant paths. In addition, since uneven distribution can be prevented, the number of refrigerant branches (number of passes) can be significantly increased as compared with the case where the flat tubes 1 are arranged in the horizontal direction. Therefore, the pressure loss of the refrigerant flowing through the heat exchanger 100 can be kept low, and a high-performance air conditioner can be obtained.

以上のように本実施の形態においても、熱交換器100を曲げ加工する際に生じる前縁(内周側)及び後縁(外周側)のフィン2の伸び、および縮みが吸収され、扁平管1からのフィン2の剥離を抑制することができ、曲げ加工をした場合でも性能低下を抑制することができる。よって、高性能の室外機300を提供することができる。また、フィン剥離が生じないことから、腐食や埃詰まりなどの信頼性も向上する。   As described above, also in the present embodiment, the expansion and contraction of the fins 2 at the front edge (inner peripheral side) and the rear edge (outer peripheral side) that occur when the heat exchanger 100 is bent are absorbed, and the flat tube Separation of the fins 2 from 1 can be suppressed, and even when bending is performed, deterioration in performance can be suppressed. Therefore, the high performance outdoor unit 300 can be provided. Further, since the fins do not peel off, reliability such as corrosion and dust clogging is improved.

1 扁平管、2 フィン、3 液ヘッダ、4 ガスヘッダ、5 液入口、6 ガス出口、7 ターボファン、13 スリット、14 リブ、15 切り欠き、16 波型コルゲートフィン、100 熱交換器、200 室内機、201 ターボファン、210 筐体、210a 天板、210b 側板、210c ユニット吸込口、210d ユニット吹出口、211 化粧パネル、211a 吸込グリル、211b パネル吹出口、212 フィルタ、213 風向ベーン、214 ベルマウス、215 ファンモーター、217 部屋、300 室外機、308 ユニット吸込口、309 ユニット吹出口、310 筐体、311 ファンガード、312 プロペラファン。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flat tube, 2 fin, 3 liquid header, 4 gas header, 5 liquid inlet, 6 gas outlet, 7 turbofan, 13 slit, 14 rib, 15 notch, 16 wave type corrugated fin, 100 heat exchanger, 200 indoor unit , 201 turbo fan, 210 housing, 210a top plate, 210b side plate, 210c unit inlet, 210d unit outlet, 211 decorative panel, 211a inlet grille, 211b panel outlet, 212 filter, 213 wind direction vane, 214 bellmouth, 215 Fan motor, 217 rooms, 300 outdoor units, 308 unit inlet, 309 unit outlet, 310 housing, 311 fan guard, 312 propeller fan.

Claims (10)

間隔を空けて並列に配置された複数の扁平管と、
前記複数の扁平管の両端部をそれぞれ接続する一対のヘッダと、
隣接する前記扁平管の間に接合されたフィンと
を備え、前記一対のヘッダの長手方向の少なくとも1箇所が曲げ加工されてなる熱交換器であって、
前記フィンは、前記曲げ加工により引張変形する後縁に、前記曲げ加工される際に当該フィンの引張変形による変形量を吸収する山形形状の突起が形成された
ことを特徴とする熱交換器。
A plurality of flat tubes arranged in parallel at intervals;
A pair of headers respectively connecting both ends of the plurality of flat tubes;
A heat exchanger comprising a fin joined between the adjacent flat tubes, wherein at least one place in the longitudinal direction of the pair of headers is bent;
The fins, the trailing edge of the tensile by pre Symbol bending deformation, heat exchange, characterized in that the amount of deformation due to tensile deformation of the fins is collision Kiga formed chevron shape to absorb when it is the bent vessel.
隣接する前記扁平管の間に、前記山形形状の突起を複数形成した
ことを特徴とする請求項1記載の熱交換器。
Between adjacent said flat tubes, the heat exchanger according to claim 1, characterized in that the impact force of the chevron shape forming a plurality.
前記一対のヘッダの長手方向の少なくとも1箇所が略90°に曲げ加工され、
前記突起は
平面視において前記前縁または前記後縁を底辺とした二等辺三角形状に形成され、二等辺の長さをr、頂角の角度をθとし、
前記一対のヘッダの長手方向における前記扁平管の配置間隔である段ピッチをDp、
前記曲げ加工により圧縮変形する前記フィンの前縁の曲率半径をR1、
前記曲げ加工により引張変形する前記フィンの後縁の曲率半径をR2とした場合、
2×r×sin(θ/2) > (R2−R1)/(R2+R1)×Dp
なる関係を満たす
ことを特徴とする請求項1または2記載の熱交換器。
At least one place in the longitudinal direction of the pair of headers is bent at approximately 90 °,
The collision caused is,
It is formed in an isosceles triangle shape with the leading edge or the trailing edge as a base in plan view, the length of the isosceles is r, and the apex angle is θ,
A step pitch which is an arrangement interval of the flat tubes in the longitudinal direction of the pair of headers is Dp,
The radius of curvature of the leading edge of the fin that is compressed and deformed by the bending process is R1,
When the radius of curvature of the trailing edge of the fin that undergoes tensile deformation by the bending process is R2,
2 × r × sin (θ / 2)> (R2−R1) / (R2 + R1) × Dp
The heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein the following relationship is satisfied.
前記一対のヘッダの長手方向の少なくとも1箇所が略90°に曲げ加工され、
前記突起は、
側面視において前記前縁または前記後縁を底辺とした三角形状に形成され、三角形の高さをHとし、
前記一対のヘッダの長手方向における前記扁平管の配置間隔である段ピッチをDp、
前記曲げ加工により圧縮変形する前記フィンの前縁の曲率半径をR1、
前記曲げ加工により引張変形する前記フィンの後縁の曲率半径をR2とした場合、
H > (R2−R1)/(R2+R1)×Dp
なる関係を満たす
ことを特徴とする請求項1または2記載の熱交換器。
At least one place in the longitudinal direction of the pair of headers is bent at approximately 90 °,
The protrusion is
In a side view, it is formed in a triangular shape with the front edge or the rear edge as the base, and the height of the triangle is H,
A step pitch which is an arrangement interval of the flat tubes in the longitudinal direction of the pair of headers is Dp,
The radius of curvature of the leading edge of the fin that is compressed and deformed by the bending process is R1,
When the radius of curvature of the trailing edge of the fin that undergoes tensile deformation by the bending process is R2,
H> (R2-R1) / (R2 + R1) × Dp
The heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein the following relationship is satisfied.
間隔を空けて並列に配置された複数の扁平管と、
前記複数の扁平管の両端部をそれぞれ接続する一対のヘッダと、
隣接する前記扁平管の間に接合されたフィンと
を備え、前記一対のヘッダの長手方向の少なくとも1箇所が曲げ加工されてなる熱交換器であって、
前記フィンは、コルゲートフィンにより構成され、
前記曲げ加工により圧縮変形する前縁から前記曲げ加工により引張変形する後縁に連続し、前記曲げ加工される際に当該フィンの前記後縁の引張変形による変形量及び当該フィンの前記前縁の圧縮変形による変形量を吸収する波型形状の突起が形成された
ことを特徴とする熱交換器。
A plurality of flat tubes arranged in parallel at intervals;
A pair of headers respectively connecting both ends of the plurality of flat tubes;
A heat exchanger comprising a fin joined between the adjacent flat tubes, wherein at least one place in the longitudinal direction of the pair of headers is bent;
The fin is constituted by a corrugated fin,
Edge continuously after tensile deformation by the bending from the front edge to compressive deformation by the bending, the bending when being processed, the front edge of the deformation amount and the fins by the tensile deformation of the trailing edge of the fin A heat exchanger characterized in that corrugated projections are formed to absorb deformation due to compression deformation .
隣接する前記扁平管の間に、前記波型形状の突起を複数形成した
ことを特徴とする請求項5記載の熱交換器。
The heat exchanger according to claim 5, wherein a plurality of the corrugated protrusions are formed between the adjacent flat tubes.
前記一対のヘッダの長手方向の少なくとも1箇所が略90°に曲げ加工され、
前記突起は、
波型形状の振幅をHとし、
前記一対のヘッダの長手方向における前記扁平管の配置間隔である段ピッチをDp、
前記曲げ加工により圧縮変形する前記フィンの前縁の曲率半径をR1、
前記曲げ加工により引張変形する前記フィンの後縁の曲率半径をR2とした場合、
H > (R2−R1)/(R2+R1)×Dp
なる関係を満たす
ことを特徴とする請求項5または6記載の熱交換器。
At least one place in the longitudinal direction of the pair of headers is bent at approximately 90 °,
The protrusion is
Let the amplitude of the corrugated shape be H,
A step pitch which is an arrangement interval of the flat tubes in the longitudinal direction of the pair of headers is Dp,
The radius of curvature of the leading edge of the fin that is compressed and deformed by the bending process is R1,
When the radius of curvature of the trailing edge of the fin that undergoes tensile deformation by the bending process is R2,
H> (R2-R1) / (R2 + R1) × Dp
The heat exchanger according to claim 5 or 6, wherein the following relationship is satisfied.
吸込口および吹出口を有する筐体と、
前記筐体の略中央部に設けられ、前記吸込口より空気を吸い込み、該空気を放射状に吹き出す遠心型送風機と、
前記遠心型送風機と前記吹出口との間に、前記扁平管の長手方向が鉛直方向となるように配置された、請求項1〜7の何れか一項に記載の熱交換器と
を備えたことを特徴とする室内機。
A housing having an inlet and an outlet;
A centrifugal blower that is provided at a substantially central portion of the housing, sucks air from the suction port, and blows out the air radially;
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 7, wherein the heat exchanger is disposed between the centrifugal blower and the outlet so that a longitudinal direction of the flat tube is a vertical direction. An indoor unit characterized by that.
前記熱交換器は、略ロ字状に形成され、前記遠心型送風機を囲むように設置された
ことを特徴とする請求項8記載の室内機。
The indoor unit according to claim 8, wherein the heat exchanger is formed in a substantially square shape and is installed so as to surround the centrifugal blower.
側面に吸込口を有し上面に吹出口を有する筐体と、
前記吸込口に沿うよう前記筐体内に、前記扁平管の長手方向が鉛直方向となるように配置された、請求項1〜7の何れか一項に記載の熱交換器と、
前記筐体の上部に配置され、前記吸込口から空気を吸い込み、前記熱交換器を通過した空気を前記吹出口から吹き出す送風機と
を備えたことを特徴とする室外機。
A housing having a suction port on the side surface and a blower outlet on the upper surface;
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 7, which is disposed in the casing so as to be along the suction port so that a longitudinal direction of the flat tube is a vertical direction.
An outdoor unit that is disposed at an upper part of the casing, and includes a blower that sucks air from the suction port and blows out the air that has passed through the heat exchanger from the blower outlet.
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