JP5958744B2

JP5958744B2 - フィンチューブ熱交換器

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Publication number: JP5958744B2
Application number: JP2012093326A
Authority: JP
Inventors: 健二名越; 横山　昭一; 昭一横山; 岡市　敦雄; 敦雄岡市; 雅也本間; 周平大坪
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-04-16
Filing date: 2012-04-16
Publication date: 2016-08-02
Anticipated expiration: 2032-04-16
Also published as: JP2013221678A; WO2013157212A1

Description

本発明は、フィンチューブ熱交換器に関する。

フィンチューブ熱交換器は、所定間隔で並べられた複数のフィンと、複数のフィンを貫通する伝熱管とによって構成されている。空気は、フィンとフィンとの間を流れて伝熱管の中の流体と熱交換する。

図９は、従来のフィンチューブ熱交換器に使用されたフィンの平面図である。フィン１は、気流方向において山部４と谷部６とが交互に現れるように成形されている。このようなフィンは、一般に「コルゲートフィン」と呼ばれている。コルゲートフィンによれば、伝熱面積を増やす効果だけでなく、気流３を蛇行させることによって温度境界層を薄くする効果が得られる。

フィンチューブ熱交換器に共通する１つの技術課題として、排水性能に関する課題がある。フィンの表面に水（凝縮水）が付着すると効率的な熱交換が阻害されるので、フィンの表面から速やかに水が排除されることが望ましい。例えば、特許文献１には、排水スリットを有するフィンが記載されている。特許文献１に記載されたフィンを図１０に示す。フィン１１には、伝熱管７の下方のドレン滞留域から斜め下に向かって延びる排水スリット８が設けられている。

実開昭６４−２２１８６号公報

特許文献１に記載された技術は、曲げられていないフィン（いわゆるフラットフィン）を想定したものであり、その応用範囲は必ずしも広くない。そのため、コルゲートフィンに適用できる技術が望まれている。

本発明は、コルゲートフィンを用いたフィンチューブ熱交換器の排水性能を改善することを目的とする。

すなわち、本発明は、
空気の流路を形成するために平行に並べられた複数のフィンと、
前記複数のフィンを貫通しており、前記空気と熱交換する媒体が内部を流れるように構成された伝熱管とを備え、
前記フィンは、気流方向における少なくとも１つの位置に山部を有するコルゲートフィンであって、前記伝熱管が嵌められた複数の貫通孔と、互いに隣り合う前記貫通孔の間において前記フィンを貫通する形で前記山部の稜線上に形成された排水促進孔と、前記伝熱管の周囲に形成された管周囲部と、前記山部を形成するように前記気流方向に対して傾いている第１傾斜部と、前記管周囲部と前記第１傾斜部を互いに接続している第２傾斜部とを有し、
前記排水促進孔は、前記第２傾斜部に接している一端部と、前記第２傾斜部から離れている他端部とを有する、フィンチューブ熱交換器を提供する。

本発明によれば、フィンを貫通する形で山部の稜線上に排水促進孔が形成されている。山部の近傍でフィンに付着した水及び伝熱管の近傍でフィンに付着した水は、それぞれ、排水促進孔を通じてフィンの表側からフィンの裏側へと導かれる。つまり、水は、フィンの裏側で谷部に集められる。谷部に集められた水は、谷部を伝って下方に流れる。その結果、フィンの表面から水が効率的に排除される。

本発明の第１実施形態に係るフィンチューブ熱交換器の斜視図図１のフィンチューブ熱交換器に用いられたフィンの平面図図２Ａに示すフィンのIIB-IIB線に沿った断面図図２Ａに示すフィンのIIC-IIC線に沿った断面図従来のフィンの作用説明図本実施形態のフィンの作用説明図従来のフィンの別の作用説明図本実施形態のフィンの別の作用説明図変形例１に係るフィンの平面図変形例２に係るフィンの平面図変形例３に係るフィンの平面図スリットの拡大断面図別のスリットの拡大断面図第２実施形態に係るフィンの平面図図７Ａに示すフィンのVIIB-VIIB線に沿った断面図図７Ａに示すフィンのVIIC-VIIC線に沿った断面図変形例４に係るフィンの平面図変形例５に係るフィンの平面図変形例６に係るフィンの平面図従来のコルゲートフィンの平面図特許文献１に記載されたフィンの平面図

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態によって本発明が限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態のフィンチューブ熱交換器１００は、空気Ａ（気体）の流路を形成するために平行に並べられた複数のフィン３１と、これらのフィン３１を貫通する伝熱管２１とを備えている。フィンチューブ熱交換器１００は、伝熱管２１の内部を流れる媒体Ｂと、フィン３１の表面に沿って流れる空気Ａとを熱交換させるように構成されている。媒体Ｂは、例えば、二酸化炭素、ハイドロフルオロカーボンなどの冷媒である。伝熱管２１は、１本につながっていてもよいし、複数本に分かれていてもよい。

フィン３１は、前縁３０ａ及び後縁３０ｂを有する。前縁３０ａ及び後縁３０ｂは、それぞれ、直線状である。

本明細書では、フィン３１の長手方向を段方向と定義し、フィン３１の並び方向を高さ方向と定義し、段方向及び高さ方向の両方に垂直な方向を気流方向（空気Ａの流れ方向）と定義する。段方向は、前縁３０ａ又は後縁３０ｂに平行な方向である。気流方向、高さ方向及び段方向は、それぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に対応している。段方向は、例えば、重力方向に平行である。気流方向は、例えば、水平方向に平行である。

本実施形態のフィン３１は、伝熱管２１の中心を通り、気流方向に垂直な平面に関して、対称の構造を有している。従って、熱交換器１００を組み立てるときに、フィン３１の方向を考慮する必要がない。

図２Ａ〜図２Ｃに示すように、フィン３１は、典型的には、長方形かつ平板の形状を有する。本実施形態において、フィン３１は一定の間隔（フィンピッチＦＰ）で並べられている。ただし、高さ方向に関して互いに隣り合う２つのフィン３１の間隔は必ずしも一定である必要はなく、異なっていてもよい。フィンピッチＦＰは、例えば、１．０〜１．５ｍｍの範囲に調整されている。図２Ｂに示すように、フィンピッチＦＰは、隣り合う２つのフィン３１の距離で表される。

前縁３０ａを含む一定幅の部分及び後縁３０ｂを含む一定幅の部分は、気流方向に平行である。ただし、これらの部分は、成形時にフィン３１を金型に固定するために使用される部分であり、フィン３１の性能に大きな影響を及ぼさない。

フィン３１の材料として、打ち抜き加工された肉厚０．０５〜０．８ｍｍのアルミニウム製の平板を好適に使用できる。フィン３１の表面にベーマイト処理、親水性塗料の塗布などの親水性処理が施されていてもよい。親水性処理に代えて、撥水処理が施されていてもよい。

フィン３１には、複数の貫通孔３７ｈが段方向に沿って一列かつ等間隔で形成されている。複数の貫通孔３７ｈの各中心を通る直線は段方向に平行である。複数の貫通孔３７ｈのそれぞれに伝熱管２１が嵌められている。貫通孔３７ｈの周りにはフィンカラー３７がフィン３１の一部によって形成されており、このフィンカラー３７と伝熱管２１とが密着している。貫通孔３７ｈの直径は、例えば１〜２０ｍｍであり、４ｍｍ以下であってもよい。貫通孔３７ｈの直径は、伝熱管２１の外径に一致している。段方向に互いに隣り合う貫通孔３７ｈの中心間距離（管ピッチ）は、例えば、貫通孔３７ｈの直径の２〜３倍である。気流方向におけるフィン３１の長さは、例えば、１５〜２５ｍｍである。

図２Ａ〜図２Ｃに示すように、フィン３１は、気流に対して起伏を有するフィンである。フィン３１は、気流方向における少なくとも１つの位置に山部３４を有する。フィン３１は、典型的には、気流方向において山部３４と谷部３６とが交互に現れるように成形されている。山部３４及び谷部３６は、隣り合う伝熱管２１の間に位置している。山部３４は、気流方向に対して交差する方向に延びる稜線を含む。谷部３６は、気流方向に対して交差する方向に延びる谷線を含む。隣り合う伝熱管２１の間において、山部３４の稜線及び谷部３６の谷線は、それぞれ、段方向に平行である。すなわち、フィン３１は、コルゲートフィン（波板の形状に成形されたフィン）と呼ばれるフィンである。フィンカラー３７の突出方向と同じ方向に突出している部分を「山部３４」と定義すると、本実施形態において、フィン３１は、気流方向において２つの山部３４と１つの谷部３６とを有する。気流方向において、谷部３６の位置は伝熱管２１の中心の位置に一致している。ただし、谷部３６と伝熱管２１との位置関係、及び山部３４と伝熱管２１との位置関係は特に限定されない。山部３４の数及び谷部３６の数も特に限定されない。なお、フィン３１に形成された起伏のうち、前縁３０ａから最も近い位置に形成された部分を「山部３４」と定義することもできる。

フィン３１は、さらに、平坦部３５、第１傾斜部３８及び第２傾斜部３９を有する。平坦部３５は、フィンカラー３７に隣接している部分であって、貫通孔３７ｈの周囲に形成された管周囲部である。平坦部３５は、平面視で円環の形状を有する。平坦部３５の表面は、気流方向に平行で高さ方向に垂直である。ただし、平坦部３５が気流方向に対して僅かに傾いていてもよい。複数の第１傾斜部３８は、それぞれ、山部３４及び谷部３６を形成するように気流方向に対して傾いた部分である。第１傾斜部３８は、フィン３１において最も広い面積を占有している。第１傾斜部３８の表面は平坦である。第２傾斜部３９は、平坦部３５と第１傾斜部３８との間の高さの違いを解消するように、平坦部３５と第１傾斜部３８とを滑らかに接続している部分である。第２傾斜部３９の表面は緩やかな曲面で構成されている。平坦部３５及び第２傾斜部３９は、凹状に形成されている。

第１傾斜部３８と第２傾斜部３９との境界部分に適度なアール（例えば、Ｒ０．５ｍｍ〜Ｒ２．０ｍｍ）が付与されていてもよい。同様に、山部３４と第２傾斜部３９との境界部分に適度なアール（例えば、Ｒ０．５ｍｍ〜Ｒ２．０ｍｍ）が付与されていてもよい。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、フィン３１は、さらに、互いに隣り合う２つの貫通孔３７ｈの間において山部３４の稜線上に形成された排水促進孔２３を有する。排水促進孔２３は、フィン３１を貫通している孔である。

コルゲートフィンにおいて、水は、山部の近傍でフィンに付着しやすい。なぜなら、山部の稜線において、フィンが高い熱伝達率を有するからである。同様に、水は、伝熱管の近傍でフィンに付着しやすい。さらに、水は山部を避けて流れる傾向を有する。

排水促進孔２３によれば、山部３４の近傍でフィン３１に付着した水及び伝熱管２１の近傍でフィン３１に付着した水をフィン３１の表側（本実施形態ではフィンカラー３７が形成されている側）からフィン３１の裏側へと導くことができる。山部３４は、フィン３１の裏側で谷部を構成しているので、水は、フィン３１の裏側で谷部に集められる。谷部に集められた水は、谷部を伝って下方に流れる。その結果、フィン３１の表面から水が効率的に排除される。

本実施形態では、気流方向において２つの山部３４が形成されている。すなわち、フィン３１は、気流方向における複数の位置に山部３４を有するＭ形コルゲートフィンである。排水促進孔２３は、２つの山部３４の稜線上のそれぞれに形成されている。この場合、２つの山部３４のそれぞれにおいて排水促進孔２３による排水効果を得ることができる。また、本実施形態によれば、フィン３１は、上下対称であり、左右対称である。従って、フィンチューブ熱交換器１００の組み立てが容易である。ただし、排水促進孔２３は、複数の山部３４から選ばれる少なくとも１つに形成されていてもよいし、複数の山部３４から選ばれる１つにのみ形成されていてもよい。本実施形態を例に挙げると、少なくとも気流方向の上流側に位置している山部３４の稜線上に排水促進孔２３が形成されていることが望ましい。なぜなら、気流方向の上流側に位置している山部３４は、下流側に位置している山部３４の熱伝達率よりも高い熱伝達率を有しており、その近傍に水が付着しやすいからである。

本明細書において、「排水促進孔２３が稜線上に形成されている」とは、排水促進孔２３の少なくとも一部が山部３４の稜線に重なっていることを意味する。ただし、例えば、加工精度の問題で排水促進孔２３が稜線から少しずれていたとしても、そのような排水促進孔２３は稜線上に形成されているとみなすことができる。

図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂを参照して、排水促進孔２３の作用を詳細に説明する。

図３Ａに示すように、従来のフィン１によれば、谷部６の近傍でフィン１に付着した水（太い破線）は、谷部６に集まり、谷部６に沿って比較的スムーズに下方（重力方向）に流れる。しかし、山部４の近傍でフィン１に付着した水（細い破線）は、山部４を避けるので特定の場所に集まりにくい。そのため、山部４の近傍でフィン１に付着した水は、下方に流れにくく、フィン１の表面から排除されにくい。

これに対し、本実施形態のフィン３１によれば、伝熱管２１と伝熱管２１との間において山部３４の稜線上に排水促進孔２３が形成されている。この場合、フィン３１に付着した水（破線）が毛細管現象によって排水促進孔２３に吸い込まれてフィン３１の裏側へと導かれる。フィン３１の裏側に導かれた水は、谷部に沿って、そのまま下方に流れる。このように、排水促進孔２３は、毛細管現象によってフィン３１の表側からフィン３１の裏側に水を導く能力を有する。

次に、図４Ａに示すように、従来のフィン１によれば、水Ｗは、伝熱管２の周囲においてフィン１の表面に付着する。水Ｗは、フィン１の折れ目に沿って下方に流れ、平坦部５及び傾斜部９に滞留し始める。水Ｗの一部は、谷部６に沿って溢れ出し、さらに、下方に流れる。しかし、水Ｗの残部は、表面張力によって平坦部５及び傾斜部９に取り残され、下方に流れることなく、伝熱管２の周囲に滞留する。以降の運転において、水Ｗが空気の流れを妨げ、かつ大きな熱抵抗となるので、熱交換器の性能は大幅に低下する。

これに対し、本実施形態のフィン３１は、次のような作用及び効果を奏する。図４Ｂに示すように、水Ｗは、伝熱管２１の周囲においてフィン３１の表面に付着する。水Ｗは、フィン３１の折れ目に沿って下方に流れ、平坦部３５及び第２傾斜部３９に滞留し始める。水Ｗの一部は、谷部３６に沿って溢れ出し、さらに、下方に流れる。水Ｗの残部は、表面張力（毛細管現象）及び重力の影響により、排水促進孔２３を通じて、フィン３１の表側からフィン３１の裏側へと浸透する。フィン３１の裏側において、山部３４は谷部を構成し、谷部３６は山部を構成する。従って、水Ｗが排水促進孔２３を通じて到達する先には谷部が待ち構えている。排水促進孔２３を通じてフィン３１の裏側に浸透した水Ｗは、谷部に沿って下方に流れる（図中破線部）。このようにして、水Ｗは、フィン３１の表面から十分に排除される。その結果、フィンチューブ熱交換器１００の本来の性能が発揮され続ける。

排水促進孔２３の形状は特に限定されない。本実施形態では、排水促進孔２３として、スリット２３（細長い孔）が採用されている。スリット２３は、山部３４の稜線に平行な長手方向を有している。スリット２３によれば、山部３４の近傍に存在する水を速やかにフィン３１の裏側に導くことができる。スリット２３の長手方向は、山部３４の稜線に対して傾斜していてもよい。例えば、スリット２３が山部３４の稜線を横切る形で形成されていたとしても、一定の排水効果を得ることができる。ただし、山部３４の稜線に平行なスリット２３は容易に形成できる。

図２Ａに示すように、スリット２３（排水促進孔）は、第２傾斜部３９に接している。詳細には、スリット２３は、その両端部が第２傾斜部３９にそれぞれ接するように段方向に延びている。より詳細には、スリット２３の端部は、第１傾斜部３８と第２傾斜部３９との境界に位置している。このような構成によれば、平坦部３５及び第２傾斜部３９に滞留した水がスリット２３にスムーズに集められ、フィン３１の裏側に導かれる。ただし、一定の集水作用が発揮される限りにおいて、スリット２３の端部の位置は特に限定されない。

例えば、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、スリット２３の端部が第２傾斜部３９から離れていてもよい。図５Ａに示すように、変形例１に係るフィン１３１において、スリット２３は、第２傾斜部３９に接している一端部と、第２傾斜部３９から離れている他端部とを有する。図５Ｂに示すように、変形例２に係るフィン２３１において、スリット２３は、第２傾斜部３９から離れている両端部を有する。これらの変形例によっても水をフィン１３１及び２３１の表側からフィン１３１及び２３１の裏側へと導くことができる。また、これらの変形例では、フィン１３１及び２３１に短めのスリット２３が形成されている。そのため、これらの変形例は、フィン１３１及び２３１の強度低下を防止する観点で優れている。他方、図２Ａを参照して説明したように、スリット２３の両端部が第２傾斜部３９に接していると、より優れた排水効果が得られる。排水効果（例えば、排水に必要な時間）は、スリット２３の長さに応じて変化する傾向にある。

フィン１３１及び２３１において、スリット２３は、気流方向の特定の位置に形成された山部３４の稜線上であって、段方向で互いに隣り合う貫通孔３７ｈの間に１つのみ形成されている。ただし、気流方向の特定の位置に形成された山部３４の稜線上であって、段方向で互いに隣り合う貫通孔３７ｈの間に複数のスリット２３が形成されていてもよい。

スリット２３の幅は特に限定されない。ただし、スリット２３は、毛細管現象によってフィン３１の表側からフィン３１の裏側へと水を導くことができる幅Ｇを有していることが好ましい。

スリット２３の幅Ｇは、例えば、０．０１〜１ｍｍ（好ましくは、０．０５〜０．３ｍｍ）の範囲に調節されうる。フィンピッチＦＰを基準にすると、スリットの幅Ｇは、０．００５ＦＰ＜Ｇ＜ＦＰ（好ましくは、０．０２５ＦＰ＜Ｇ＜０．３ＦＰ）の関係を満足するように調節されうる。幅Ｇがこのような範囲に調節されていると、水は、フィン３１の表側からフィン３１の裏側へとスムーズに導かれる。「フィンピッチＦＰ」は、互いに隣り合うフィンの間隔を意味する。

スリット２３の断面形状も特に限定されない。スリット２３の断面形状の具体例を図６Ａ及び図６Ｂに示す。図６Ａに示すスリット２３は、厚さ方向に沿ってフィン３１にせん断荷重を加えることによって形成されうる。すなわち、スリット２３の長手方向に垂直な断面を観察したとき、スリット２３の一方の側（左側）における第１傾斜部３８とスリット２３の他方の側（右側）における第１傾斜部３８との間に段差が付与されることによってスリット２３が形成されている。

図６Ｂに示すスリット２３は、鋭利な刃物（例えば、金型に組み込まれたもの）をフィン３１の一方の面から山部３４に突き刺すことによって形成されうる。すなわち、スリット２３の長手方向に垂直な断面を観察したとき、スリット２３の一方の側（左側）と他方の側（右側）とのそれぞれにおいて第１傾斜部３８が弓形に変形することによってスリット２３が形成されていてもよい。いずれの形状のスリット２３よっても、フィン３１の排水性能を改善する効果を得ることができる。なお、スリット２３を形成するためのフィン３１の加工方法は上記の方法に限定されない。スリット２３を形成するときの加工の方向も特に限定されない。

図６Ａに示すように、スリット２３の２つのエッジ２３ｊ及び２３ｋのうち、気流方向（Ｘ方向）の下流側に位置しているエッジ２３ｋは、気流方向の上流側に位置しているエッジ２３ｊよりも高さ方向（Ｙ方向）の上側に位置していてもよい。この場合、スリット２３の近傍におけるフィン３１の熱伝達率が高まる。

排水促進孔の具体例はスリットに限定されない。図５Ｃに示すように、変形例３に係るフィン３３１は、排水促進孔として、ピンホール２４を有している。このようなピンホール２４もスリット２３と同じ能力、すなわち、毛細管現象によってフィン３３１の表側から裏側に水を導く能力を有する。従って、ピンホール２４によってもフィン３３１の排水性能が改善される。また、ピンホール２４は、フィン３３１の強度低下を防止する観点及び生産性の観点で優れている。

ピンホール２４の形状は円形に限定されない。ピンホール２４は、平面視で円形、楕円形、多角形などの種々の形状を有していてもよい。ピンホール２４の大きさは、毛細管現象によって水をフィン３３１の表側からフィン３３１の裏側へと導くことができる大きさであることが好ましい。例えば、ピンホール２４は、平面視で０．０１〜１ｍｍの範囲の直径ｄを有している。ピンホール２４が円形以外の平面視形状を有している場合、「直径ｄ」は、ピンホール２４を平面視することによって特定される図形の等価直径を意味する。「等価直径」とは、ある図形の面積と等しい面積を有する円の直径を意味する。

フィン３３１は、気流方向の特定の位置に形成された山部３４の稜線上であって、段方向で互いに隣り合う貫通孔３７ｈの間に形成された複数のピンホール２４（排水促進孔）を有する。複数のピンホール２４が形成されていると、スリット２３による排水効果に近い排水効果を期待できる。ただし、ピンホール２４の数は特に限定されない。気流方向の特定の位置に形成された山部３４の稜線上であって、段方向で互いに隣り合う貫通孔３７ｈの間にピンホール２４が１つのみ形成されていてもよい。

ヒートポンプシステムの室外機に本実施形態のフィンチューブ熱交換器１００を使用したとき、排水性能の改善によって得られる利益は飛躍的に高まる。

一般に、外気温度が０℃に近づくと、室外機に組み込まれたフィンチューブ熱交換器のフィンの表面に霜が堆積し始める。霜は、フィンチューブ熱交換器の性能を大きく損なうので、霜を溶かして除去するための運転、いわゆるデフロスト運転を定期的に実施する必要がある。ところが、従来のフィン１によれば、霜が溶けることによって生じた水をフィン１の表面から十分に排除することが難しい。そのため、霜が溶けることによって生じた水の一部はそのままフィン１の表面に残存し、デフロスト運転の終了後に再凍結する。つまり、霜の融解と残存水の凍結に無駄なエネルギーが消費される。再凍結によって霜（又は氷）がフィン１の表面に堆積すると、デフロスト運転のインターバルを短縮する必要性にも迫られる。

これに対し、図３Ｂ及び図４Ｂを参照して説明したように、本実施形態のフィンチューブ熱交換器１００は優れた排水性能を有しているので、デフロスト運転によって生じた水は、速やかにフィン３１の表面から排除される。これにより、無駄なエネルギーの消費、デフロスト運転のインターバルの短縮といった不利益を回避することができる。デフロスト運転後には、水がフィン３１の表面から十分に排除されているので、フィンチューブ熱交換器１００の本来の性能が確実に発揮される。

（第２実施形態）
図７Ａ〜図７Ｃに示すように、第２実施形態に係るフィン４３１は、気流方向における１つの位置にのみ山部３４を有するＶ形コルゲートフィンである。本実施形態のフィン４３１は、第１実施形態のフィン３１と同様に、平坦部３５、第１傾斜部３８、第２傾斜部３９及びスリット２３を有する。スリット２３は、互いに隣り合う貫通孔３ｈの間においてフィン４３１を貫通する形で山部３４の稜線上に形成されている。フィン４３１は、第１傾斜部３８を１対のみ有する。すなわち、気流方向の１つの位置にのみ山部３４が形成されている点を除き、本実施形態のフィン４３１の構成要素は、同一参照符号で示すように、第１実施形態のフィン３１のそれらと同じである。従って、技術的な矛盾の無い限りにおいて、第１実施形態の全ての説明は、本実施形態のフィン４３１にも援用されうる。

本実施形態のフィン４３１においても、第１実施形態のフィン３１と同じように、スリット２３によって排水性能が改善する。

本実施形態のフィン４３１はＶ形コルゲートフィンである。そのため、スリット２３を通じて、フィン４３１の表側から裏側へと導かれた水は、全て１つの谷部に集められる。つまり、Ｍ形コルゲートフィン（第１実施形態）に比べて、より多くの水が１つの谷部に集められるので、集められた水は下方に簡単に流れる。このように、本実施形態のフィン４３１の排水性能は、第１実施形態のフィン３１（Ｍ形コルゲートフィン）の排水性能と同等又はそれを上回る。気流方向の長さが一定ならば、Ｖ形コルゲートフィンの表面積は、Ｍ形コルゲートフィンの表面積を上回る。そのため、Ｖ形コルゲートフィンの熱交換性能は、Ｍ形コルゲートフィンの熱交換性能と同等又はそれを上回る。

図７Ａに示すように、スリット２３は、その両端部が第２傾斜部３９にそれぞれ接するように段方向に延びている。詳細には、スリット２３の端部は、第１傾斜部３８と第２傾斜部３９との境界に位置している。このような構成によれば、平坦部３５及び第２傾斜部３９に滞留した水がスリット２３にスムーズに集められ、フィン３１の裏側に導かれる。ただし、一定の集水作用が発揮される限りにおいて、スリット２３の端部の位置は特に限定されない。

例えば、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、スリット２３の端部が第２傾斜部３９から離れていてもよい。図８Ａに示すように、変形例４に係るフィン５３１において、スリット２３は、第２傾斜部３９に接している一端部と、第２傾斜部３９から離れている他端部とを有する。図８Ｂに示すように、変形例５に係るフィン６３１において、スリット２３は、第２傾斜部３９から離れている両端部を有する。これらの変形例によっても水をフィン５３１及び６３１の表側からフィン５３１及び６３１の裏側へと導くことができる。また、これらの変形例では、フィン５３１及び６３１に短めのスリット２３が形成されている。そのため、これらの変形例は、フィン５３１及び６３１の強度低下を防止する観点で優れている。他方、図２Ａを参照して説明したように、スリット２３の両端部が第２傾斜部３９に接していると、より優れた排水効果が得られる。

第１実施形態と同じように、本実施形態においても、排水促進孔はスリット２３に限定されない。図８Ｃに示すように、変形例６に係るフィン７３１は、排水促進孔として、ピンホール２４を有する。このようなピンホール２４もスリット２３と同じ能力、すなわち、毛細管現象によってフィン７３１の表側から裏側に水を導く能力を有する。従って、ピンホール２４によってもフィン７３１の排水性能が改善される。また、ピンホール２４は、フィン７３１の強度低下を防止する観点及び生産性の観点で優れている。

また、第１実施形態で説明したように、スリット２３及びピンホール２４の数も特に限定されない。山部３４の稜線上に存在する限りにおいて、ピンホール２４の位置も特に限定されない。

本発明のフィンチューブ熱交換器は、空気調和装置、給湯装置、暖房装置などに用いられるヒートポンプに有用である。特に、冷媒を蒸発させるための蒸発器に有用である。

２１伝熱管
２３スリット（排水促進孔）
２４ピンホール（排水促進孔）
３０ａ前縁
３０ｂ後縁
３１，１３１，２３１，３３１，４３１，５３１，６３１，７３１フィン
３４山部
３５平坦部
３６谷部
３７フィンカラー
３７ｈ貫通孔
３８第１傾斜部
３９第２傾斜部
１００フィンチューブ熱交換器

Claims

空気の流路を形成するために平行に並べられた複数のフィンと、
前記複数のフィンを貫通しており、前記空気と熱交換する媒体が内部を流れるように構成された伝熱管とを備え、
前記フィンは、気流方向における少なくとも１つの位置に山部を有するコルゲートフィンであって、前記伝熱管が嵌められた複数の貫通孔と、互いに隣り合う前記貫通孔の間において前記フィンを貫通する形で前記山部の稜線上に形成された排水促進孔と、前記伝熱管の周囲に形成された管周囲部と、前記山部を形成するように前記気流方向に対して傾いている第１傾斜部と、前記管周囲部と前記第１傾斜部を互いに接続している第２傾斜部とを有し、
前記排水促進孔は、前記第２傾斜部に接している一端部と、前記第２傾斜部から離れている他端部とを有する、フィンチューブ熱交換器。
前記排水促進孔は、毛細管現象によって前記フィンの表側から前記フィンの裏側に水を導く能力を有する、請求項１に記載のフィンチューブ熱交換器。
前記排水促進孔がスリットである、請求項１又は２に記載のフィンチューブ熱交換器。
前記スリットが前記稜線に平行な長手方向を有する、請求項３に記載のフィンチューブ熱交換器。
互いに隣り合う前記フィンの間隔をＦＰ、前記スリットの幅をＧと定義したとき、
０．００５ＦＰ＜Ｇ＜ＦＰの関係を満足する、請求項３又は４に記載のフィンチューブ熱交換器。
前記排水促進孔がピンホールである、請求項１又は２に記載のフィンチューブ熱交換器。
前記スリットは、長手方向に垂直な断面において、一方の側と他方の側とのそれぞれについて前記第１傾斜部が弓形に変形することによって形成されている、請求項３〜５のいずれか１項に記載のフィンチューブ熱交換器。
前記フィンは、前記気流方向の特定の位置に形成された前記山部の前記稜線上であって、前記フィンの長手方向で互いに隣り合う前記貫通孔の間において複数の前記排水促進孔を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のフィンチューブ熱交換器。
前記フィンは、前記気流方向における１つの位置にのみ前記山部を有するＶ形コルゲートフィンである、請求項１〜８のいずれか１項に記載のフィンチューブ熱交換器。
前記フィンは、前記気流方向における複数の位置に前記山部を有するＭ形コルゲートフィンである、請求項１〜８のいずれか１項に記載のフィンチューブ熱交換器。