JP6036788B2 - 熱交換器 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施形態にかかる熱交換器としての室外熱交換器23を有する空気調和装置1の概略構成図である。
室内ユニット4は、室内に設置されており、冷媒回路10の一部を構成している。室内ユニット4は、主として、室内熱交換器41を有している。
室外ユニット2は、室外に設置されており、冷媒回路10の一部を構成している。室外ユニット2は、主として、圧縮機21と、四路切換弁22と、室外熱交換器23と、膨張弁24と、液側閉鎖弁25と、ガス側閉鎖弁26とを有している。
冷媒連絡管5、6は、空気調和装置1を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管であり、設置場所や室外ユニット2と室内ユニット4との組み合わせ等の設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用される。
次に、図1を用いて、空気調和装置1の基本動作について説明する。空気調和装置1は、基本動作として、冷房運転及び暖房運転を行うことが可能である。
冷房運転時には、四路切換弁22が冷房サイクル状態(図1の実線で示される状態)に切り換えられる。
暖房運転時には、四路切換弁22が暖房サイクル状態(図1の破線で示される状態)に切り換えられる。
次に、図1〜図4を用いて、室外ユニット2の基本構成について説明する。ここで、図2は、室外ユニット2の外観を示す斜視図である。図3は、室外ユニット2の天板57を取り外した状態を示す平面図である。図4は、室外ユニット2の天板57、前板55、56及び側板53、54を取り外した状態を示す斜視図である。尚、以下の説明においては、「上」、「下」、「左」、「右」、「鉛直」や「前面」、「側面」、「背面」、「天面」、「底面」等の文言は、特にことわりのない限り、ファン吹出グリル55b側の面を前面とした場合における方向や面を意味する。
次に、図1〜図6を用いて、室外熱交換器23の基本構成について説明する。ここで、図5は、室外熱交換器23の概略斜視図である。図6は、図5の熱交換部60の部分拡大図である。尚、以下の説明においては、方向や面を表す文言は、特にことわりのない限り、室外熱交換器23が室外ユニット2に載置された状態を基準とした方向や面を意味する。
熱交換部60は、室外熱交換器23の風上側の部分を構成する風上側熱交換部61と、室外熱交換器23の風下側の部分を構成する風下側熱交換部62とを有しており、室外ファン36の駆動によって発生するユニットケーシング51内における室外空気の通過方向に対して2列の熱交換部61、62が並んだ構成を有している。風上側熱交換部61は、風下側熱交換部62よりもユニットケーシング51の側面(ここでは、左側面)及び背面に近い側に配置されている。すなわち、熱交換部60のうち室外空気の通過方向に対してファン吸入口53a、53b寄りの風上側に位置する部分が風上側熱交換部61であり、風上側熱交換部61よりもファン吸入口53a、53bから遠い側の風下側に位置する部分が風下側熱交換部62である。そして、風上側熱交換部61は、室外熱交換器23の上部を構成する風上側メイン熱交換部61aと、室外熱交換器23の下部を構成する風上側サブ熱交換部61bとを有している。また、風下側熱交換部62は、室外熱交換器23の上部を構成する風下側メイン熱交換部62aと、室外熱交換器23の下部を構成する風下側サブ熱交換部62bとを有している。
冷媒分流器70は、液冷媒管35と出入口ヘッダ71の下部との間に接続されている。冷媒分流器70は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製の鉛直方向に延びる部材である。冷媒分流器70は、液冷媒管35を通じて流入する冷媒を分流して出入口ヘッダ71の下部に導いたり、出入口ヘッダ71の下部を通じて流入する冷媒を合流して液冷媒管35に導くようになっている
<出入口ヘッダ>
出入口ヘッダ71は、熱交換部60のうち風上側熱交換部61の一端側(ここでは、右端側)に設けられている。そして、出入口ヘッダ71には、風上側熱交換部61を構成する伝熱管63の一端(ここでは、右端)が接続されている。出入口ヘッダ71は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製の鉛直方向に延びる部材である。出入口ヘッダ71の内部空間は、バッフル(図示せず)によって上下に仕切られており、その上部空間が風上側メイン熱交換部61aを構成する伝熱管63の一端(ここでは、右端)に連通し、その下部空間が風上側サブ熱交換部61bを構成する伝熱管63の一端(ここでは、右端)に連通している。そして、出入口ヘッダ71の上部は、第1ガス冷媒管33に接続されており、風上側メイン熱交換部61aと第1ガス冷媒管33との間で冷媒をやりとりするようになっている。また、出入口ヘッダ71の下部は、冷媒分流器70に接続されており、冷媒分流器70との間で冷媒をやりとりするようになっている。
中間ヘッダ72は、熱交換部60のうち風下側熱交換部62の一端側(ここでは、右端側)に設けられている。そして、中間ヘッダ72には、風下側熱交換部62を構成する伝熱管63の一端(ここでは、右端)が接続されている。中間ヘッダ72は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された鉛直方向に延びる部材である。中間ヘッダ72の内部空間は、バッフル(図示せず)によって上下に仕切られており、その上部空間が風下側メイン熱交換部62aを構成する伝熱管63の一端(ここでは、右端)に連通し、その下部空間が風下側サブ熱交換部62bを構成する伝熱管63の一端(ここでは、右端)に連通している。また、中間ヘッダ72の上部空間や下部空間は、熱交換部60のパス数に応じて、バッフル(図示せず)によって複数の空間に仕切られており、中間連絡管73等を通じて上部空間と下部空間とが連通している。そして、中間ヘッダ72は、風下側メイン熱交換部62aと風下側サブ熱交換部62bとの間で冷媒をやりとりするようになっている。
連結ヘッダ74は、熱交換部60の他端側(ここでは、左前端側)に設けられている。そして、連結ヘッダ74には、熱交換部60を構成する伝熱管63の他端(ここでは、左前端)が接続されている。連結ヘッダ74は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製の鉛直方向に延びる部材である。連結ヘッダ74には、風上側熱交換部61を構成する伝熱管63の他端(ここでは、左前端)と風下側熱交換部62を構成する伝熱管63の他端(ここでは、左前端)とを連通させるための連結空間が形成されている。そして、連結ヘッダ74は、風上側熱交換部61と風下側熱交換部62との間で冷媒をやりとりするようになっている。
次に、図3〜図12を用いて、伝熱フィン66の詳細構成について説明する。ここで、図7は、図6の熱交換部60を伝熱管63の長手方向に沿う方向から見た状態を示す部分拡大図である。図8は、伝熱フィン66の要部を示す図である。図9は、図8のI−I断面図である。図10は、図8のII−II断面図、III−III断面図、及び、IV−IV断面図である。図11は、図8を管挿入方向の手前側から見た図、及び、管挿入方向の奥側から見た図である。図12は、図8のV−V断面図である。
伝熱フィン66は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製の板材をプレス加工することによって形成された一方向に長い(ここでは、縦長の)板状フィンである。
まず、伝熱フィン66には、複数のフィン中間部81に、平坦面85をなす台座部84が伝熱フィン66を膨出させることによって形成されている。台座部84は、フィン中間部81の管挿入方向の中央付近の部分に配置されている。ここで、平坦面85は、その全体が伝熱フィン66の基面66aよりも伝熱管63の長手方向の一方側(ここでは、図7、8の紙面手前側)に突出した位置に配置されている。
次に、伝熱フィン66には、伝熱管63の長手方向に隣り合う伝熱フィン66間の間隔を保持するための第1フィンタブ90が伝熱フィン66を切り起こすことによって形成されており、第1フィンタブ90が、フィン中間部81とフィン手前部82との境界部を跨って配置されている。ここで、第1フィンタブ90は、伝熱フィン66の基面66aよりも伝熱管63の長手方向の一方側(ここでは、図7、8の紙面手前側)に突出した略四角形状の小片である。第1フィンタブ90が伝熱管63の長手方向に隣り合う伝熱フィン66の基面66aに当接することによって、伝熱フィン66間の間隔を保持するようになっている。また、ここでは、第1フィンタブ90は、伝熱フィン66の管段方向の中央付近で、かつ、台座部84の管挿入方向の手前側の部分に配置されている。
次に、伝熱フィン66には、台座部85の管挿入方向の手前側及び奥側にリブ部92、96が伝熱フィン66を膨出させることによって形成されている。台座部85の管挿入方向の手前側に配置される手前側リブ部92は、管挿入方向に沿って延びる手前側第1リブ部93及び手前側第2リブ94と、管挿入方向に交差する方向(管段方向)に沿って延びる手前側第3リブ95と、を有している。台座部85の管挿入方向の奥側に配置される奥側リブ部96は、管挿入方向に沿って延びる奥側第1リブ部97及び奥側第2リブ98と、管挿入方向に交差する方向(管段方向)に沿って延びる奥側第3リブ99と、を有している。ここで、リブ部92、96は、伝熱フィン66の基面66aよりも伝熱管63の長手方向の一方側(ここでは、図7、8の紙面手前側)に膨出している。
<A>
上記の実施形態にかかる熱交換器としての室外熱交換器23においては、伝熱フィン66に台座部84を形成しているが、その平坦面85には何も形成されていない。しかし、これに限定されるものではなく、例えば、図13に示すように、伝熱性能の向上を図る目的で、台座部84の平坦面85に、伝熱フィン66を切り起こすことによって、ルーバー86を形成するようにしてもよい。
上記の実施形態にかかる熱交換器としての室外熱交換器23においては、第1フィンタブ90を、管段方向に沿って配置されている複数のフィン手前部82及び対応する複数のフィン中間部81のすべてに配置するようにしている。しかし、これに限定されるものではなく、例えば、図14に示すように、第1フィンタブ90を複数のフィン手前部82及び対応する複数のフィン中間部81の複数段ごとに配置するようにしてもよい。
上記の実施形態にかかる熱交換器としての室外熱交換器23においては、手前側リブ部92が第1フィンタブ90の管挿入方向の手前側を除く3方を囲んでいるが、これに限定されるものではない。例えば、ここでは図示しないが、手前側リブ部92が第1フィンタブ90の管挿入方向の手前側も含む4方を囲むようにしてもよい。
上記の実施形態にかかる熱交換器としての室外熱交換器23においては、フィン手前部82が室外空気の通過方向に対して風上側に配置され、フィン奥部83が室外空気の通過方向に対して風下側に配置されているが、これに限定されるものではなく、フィン手前部82が室外空気の通過方向に対して風下側に配置され、フィン奥部83が室外空気の通過方向に対して風上側に配置されていてもよい。
上記の実施形態にかかる熱交換器としての室外熱交換器23においては、台座部84の伝熱フィン66の基面66aからの突出高さが管挿入部80の突出高さ以上に設定されているが、これに限定されるものではなく、台座部84の突出高さが管挿入部80の突出高さよりも低くてもよい。
上記の実施形態にかかる熱交換器としての室外熱交換器23においては、伝熱フィン66にフィン手前部82が存在しているが、これに限定されるものではなく、フィン手前部82が存在せず、フィン中間部81の管挿入方向の手前側の端部が伝熱フィン66の管挿入方向の手前側の端部になっていてもよい。
上記の実施形態にかかる熱交換器としての室外熱交換器23においては、伝熱管63が室外空気の通過方向に2列並んだ形式の熱交換器を例に挙げているが、これに限定されるものではなく、1列であってもよいし、3列以上であってもよい。
63 伝熱管(扁平管)
64 扁平面
66 伝熱フィン(差込フィン)
66a 基面
67 切り欠き部
80 管挿入部
81 フィン中間部
82 フィン手前部
83 フィン奥部
84 台座部
85 平坦面
85a 第1辺
85b 第2辺
85c 第3辺
85d 第4辺
86 ルーバー
92 手前側リブ部(リブ部)
96 奥側リブ部(リブ部)
Claims (4)
- 扁平面(64)が対向した状態で所定の管段方向に沿って配置される複数の扁平管(63)と、前記管段方向及び前記扁平管の長手方向に交差する管挿入方向に沿って延びる前記扁平管を差し込むための複数の切り欠き部(67)が形成されており前記扁平管の長手方向に沿って配置される複数の差込フィン(66)と、を備えた熱交換器において、
前記切り欠き部のうち前記扁平管が差し込まれた状態で前記扁平管に接する部分を管挿入部(80)とすると、前記差込フィンのうち前記管段方向に隣り合う前記管挿入部間に挟まれる複数のフィン中間部(81)には、平坦面(85)をなす台座部(84)が前記差込フィンを膨出させることによって形成されており、
前記平坦面は、前記管挿入方向に沿って延びる互いに平行な第1辺(85a)及び第2辺(85b)と、前記第1辺及び前記第2辺の前記管挿入方向の手前側の端部同士を結ぶ第3辺(85c)と、前記第1辺及び前記第2辺の前記管挿入方向の奥側の端部同士を結ぶ第4辺(85d)と、を有しており、
前記台座部の前記管挿入方向の手前側及び奥側には、前記管挿入方向に沿って延びるリブ部(92、96)が前記差込フィンを膨出させることによって形成されており、
前記リブ部は、前記第3辺及び前記第4辺と連続して配置されている、
熱交換器(23)。 - 前記平坦面(85)は、その全体が前記差込フィン(66)の基面(66a)よりも前記扁平管(63)の長手方向の一方側に突出した位置に配置されている、
請求項1に記載の熱交換器(23)。 - 前記差込フィン(66)には、前記複数のフィン中間部(81)の前記管挿入方向の手前側の端部から前記管挿入方向の手前側に向かってそれぞれ延びるフィン手前部(82)と、前記複数のフィン中間部の前記管挿入方向の奥側の端部から前記管挿入方向の奥側に向かって前記複数のフィン中間部の前記管挿入方向の奥側の端部と連続して延びるフィン奥部(83)と、が形成されており、
前記リブ部(92、96)は、前記フィン中間部と前記フィン手前部との境界部、及び、前記フィン中間部と前記フィン奥部との境界部を跨って配置されている、
請求項1又は2に記載の熱交換器(23)。 - 前記台座部(85)は、前記差込フィン(66)を切り起こしてなるルーバー(86)を有している、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱交換器(23)。
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