JP6165360B2 - Heat exchanger and air conditioner - Google Patents
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Description
本発明は、ルームエアコン、パッケージエアコンなどの空気調和機で用いられる熱交換器、および、この熱交換器を備えた空気調和機に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger used in an air conditioner such as a room air conditioner and a packaged air conditioner, and an air conditioner including the heat exchanger.
従来、空気調和機の室外機に搭載されたコルゲートフィン型熱交換器において、暖房運転時に、風路を流れる空気は扁平管からコルゲートフィンを介して吸熱され、空気が保有していた水蒸気は過飽和状態となる。そして、扁平管およびコルゲートフィンの表面温度が0℃以下の時は過飽和水蒸気が氷となってそれら表面に着霜し、着霜が進行するとフィン間が閉塞されて通風抵抗が増加し、暖房性能が低下してしまうという課題があった。 Conventionally, in a corrugated fin type heat exchanger mounted on an outdoor unit of an air conditioner, air flowing through the air path is absorbed from the flat tube through the corrugated fin during heating operation, and the water vapor that the air has is oversaturated It becomes a state. When the surface temperature of the flat tube and the corrugated fin is 0 ° C. or lower, supersaturated water vapor becomes ice and forms frost on these surfaces. When the frost progresses, the fins are blocked and the ventilation resistance is increased. There was a problem that would decrease.
そこで、コルゲートフィンの一部が、扁平管の風上側端部よりも風上側に突き出したコルゲートフィン型熱交換器が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載のコルゲートフィン型熱交換器では、扁平管の風上側端部よりも風上側に突き出したコルゲートフィンの突き出し部が、扁平管からの伝熱距離が長くなっている。そのため、フィン効率(フィン内の熱伝導効率)が低下し、コルゲートフィンの表面温度が下がりにくくなるため、着霜量が低下し、フィン間が閉塞されてしまうのを抑制することができる。Therefore, a corrugated fin type heat exchanger in which a part of the corrugated fin protrudes further to the windward side than the windward end portion of the flat tube has been proposed (for example, see Patent Document 1).
In the corrugated fin heat exchanger described in
特許文献1に記載のような従来のコルゲートフィン型熱交換器において、伝熱促進(フィンと空気との熱伝達促進)のため、コルゲートフィンの突き出し部に、通風直交方向に形成された切り起こし部を設ける場合、フィン効率がさらに低下して切り起こし部への着霜が抑制される。 In the conventional corrugated fin heat exchanger as described in
しかし、一旦、コルゲートフィンの突き出し部または切り起こし部に着霜すると、除霜運転時に冷媒熱で霜を溶かす際、扁平管からコルゲートフィンを介して霜へ熱が伝わりにくく、除霜性能が低下するという課題があった。 However, once frost is formed on the corrugated fin protrusion or cut-and-raised portion, when frost is melted with refrigerant heat during defrosting operation, heat is not easily transferred from the flat tube to the frost via the corrugated fin, resulting in a decrease in defrosting performance. There was a problem to do.
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、伝熱促進しつつ、除霜性能の低下を抑制することができる熱交換器および空気調和機を得ることを目的としている。 This invention was made in order to solve the above subjects, and it aims at obtaining the heat exchanger and air conditioner which can suppress the fall of a defrosting performance, promoting heat transfer. .
本発明に係る熱交換器は、通風方向である前後方向と直交する左右方向に並設された複数の扁平管と、隣り合う前記扁平管の間に挟まれ、各頂点で前記扁平管と熱的に接続されたコルゲートフィンと、各前記扁平管の一端に接続された入口ヘッダと、各前記扁平管の他端に接続された出口ヘッダと、を備え、前記扁平管は上下方向に沿って配置されており、前記コルゲートフィンは、前記扁平管の前側端部よりも前側に突き出した突き出し部を有し、前記突き出し部には、前後方向に対して傾けて形成された第一切り起こし部が左右に複数設けられており、前記コルゲートフィンの隣り合う前記扁平管の間に挟まれた部分には、左右方向に形成された第二切り起こし部が設けられており、左右の前記第一切り起こし部の間には、隙間が形成され、前記第一切り起こし部は前記突き出し部に形成されたスリットを有し、複数の前記第一切り起こし部には、前記突き出し部において、前記スリットの長手方向の端が、風下側で前記扁平管に近づき、風上側で前記突き出し部の前側端部の中央に近づくように傾いたものが含まれており、水が前記スリットを流れる経路を有するものである。 The heat exchanger according to the present invention is sandwiched between a plurality of flat tubes juxtaposed in the left-right direction perpendicular to the front-rear direction, which is the ventilation direction, and the adjacent flat tubes, and the flat tube and the heat at each vertex. Connected corrugated fins, an inlet header connected to one end of each flat tube, and an outlet header connected to the other end of each flat tube, the flat tube extending in the vertical direction The corrugated fin has a protruding portion protruding forward from the front end portion of the flat tube, and the protruding portion is formed by inclining with respect to the front-rear direction. Are provided on the left and right, and a second cut-and-raised part formed in the left-right direction is provided in a portion sandwiched between the adjacent flat tubes of the corrugated fins, A gap is formed between the cut and raised parts. , Wherein the first cut-and-raised portion has a slit formed in the protruding portion, the raised portion a plurality of said first cutting, in the protruding portion, the longitudinal end of the slit, the flat leeward side The one that approaches the pipe and is inclined so as to approach the center of the front end of the protruding portion on the windward side has a path through which water flows through the slit .
本発明に係る熱交換器によれば、コルゲートフィンは、扁平管の前側端部よりも前側に突き出した突き出し部を有し、突き出し部には、伝熱促進のため(第一)切り起こし部が設けられており、その切り起こし部は、通風方向である前後方向に対して傾けて形成されている。そのため、切り起こし部を通風直交方向に形成する場合に比べ、除霜運転時に、伝熱経路が切り起こし部によって分断されづらくなっている。その結果、コルゲートフィンの突き出し部および切り起こし部へ熱を十分に伝えることができ、除霜性能の低下を抑制することができる。 According to the heat exchanger according to the present invention, the corrugated fin has a protruding portion protruding forward from the front end portion of the flat tube, and the protruding portion is a (first) cut-and-raised portion for promoting heat transfer. The cut-and-raised portion is formed to be inclined with respect to the front-rear direction, which is the ventilation direction. Therefore, compared with the case where the cut-and-raised part is formed in the direction perpendicular to the wind, the heat transfer path is not easily divided by the cut-and-raised part during the defrosting operation. As a result, heat can be sufficiently transmitted to the protruding portion and the cut-and-raised portion of the corrugated fin, and a decrease in defrosting performance can be suppressed.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below. Moreover, in the following drawings, the relationship of the size of each component may be different from the actual one.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係るコルゲートフィン型熱交換器10を示す斜視図である。また、図2は、本発明の実施の形態1に係るコルゲートフィン型熱交換器10における扁平管1およびコルゲートフィン2の拡大正面図である。なお、図1中の矢印WFは、ファン31(後述する図4および図5参照)などにより発生した空気の流れ(通風方向)、矢印RFは、冷媒の流れをそれぞれ示しており、後述する図においても同様である。また、本実施の形態1で用いる「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」は、特段の断りがない限り、コルゲートフィン型熱交換器10を正面視した際の方向を示すものとする。
FIG. 1 is a perspective view showing a corrugated
図1および図2に示すように、本実施の形態1に係るコルゲートフィン型熱交換器10は、矢印WFの通風方向(前後方向)に対して直交する通風直交方向(左右方向)に並設された複数の扁平管1と、隣り合う扁平管1の間に挟まれ、各頂点2aで扁平管1と熱的に接続された蛇行状のコルゲートフィン2と、各扁平管1の一端(下端)に接続された入口ヘッダ3と、各扁平管1の他端(上端)に接続された出口ヘッダ4と、で構成されており、扁平管1を流れる冷媒と、隣り合う扁平管1とコルゲートフィン2とで囲まれた空間(以下、熱交換器風路と称する)を流れる空気とで、熱交換を行うものである。なお、各扁平管1は上下方向に沿って配置されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the corrugated
コルゲートフィン2は、一方の側から見た場合に頂点2aである山と谷とが交互に現れる形状の金属の薄板である。通風直交方向(左右方向)に隣り合う2つの扁平管1のうち、一方の扁平管1の表面にコルゲートフィン2の山が接合され、他方の扁平管1の表面にコルゲートフィン2の谷が接合される。コルゲートフィン2の山と谷とは通風方向(前後方向)に伸びた形状である。このため、コルゲートフィン2と扁平管1との接合箇所は通風方向(前後方向)に連続する直線状である。なお、接合箇所は接合のための幅を有する。また、山と谷とはフラットな面を有し、このフラットな面が扁平管1と接合される場合は、コルゲートフィン2と扁平管1との接合箇所は幅広な直線状となる。 The
図3は、本発明の実施の形態1に係るコルゲートフィン型熱交換器10における図2に示すA−A断面図である。また、図6は、本発明の実施の形態1に係るコルゲートフィン型熱交換器10における第一切り起こし部7を示す図である。なお、図6において、(a)は第一切り起こし部7の斜視図を、(b)は(a)のB−B断面図を、それぞれ示している。
図3に示すように、コルゲートフィン2の風上側(前側)には、扁平管1の風上側端部(前側端部)1aよりも風上側(前側)に突き出した突き出し部5が形成されている。また、コルゲートフィン2には、伝熱促進(フィンと空気との熱伝達促進)のための切り起こし部が複数設けられている。3 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 2 in the corrugated
As shown in FIG. 3, a protruding
突き出し部5には、扁平管1から突き出し部5の風上側端部(前側端部)の中央部に向かって放射状に、第一切り起こし部7が設けられている。この、通風方向(前後方向)に対して傾けて(斜めに)形成された第一切り起こし部7は、左右対称に二つ設けられている。図6に示すように、第一切り起こし部7は、コルゲートフィン2の突き出し部5の面(以下、突き出し面と称する)に二本のスリット(切れ目)を形成し、コルゲートフィン2の突き出し面に対して、上下いずれの方向にも切り起こされたルーバータイプである。 The
また、コルゲートフィン2の突き出し部5以外の部分、つまり、隣り合う扁平管1の間に挟まれた部分には、通風直交方向(左右方向)に形成された第二切り起こし部6が設けられており、第二切り起こし部6は通風方向(前後方向)に五つ並べて設けられている。 Further, a portion other than the protruding
図4は、本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室外機(サイドフロータイプ)を示す概略図である。また、図5は、本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室外機(トップフロータイプ)を示す概略図である。なお、図4および図5は、後述する実施の形態2でも用いるものとする。
コルゲートフィン型熱交換器10は、図4および図5に示すように、ファン31を備えた空気調和機の室外機に搭載され、室外機と配管接続された室内機との間で冷媒を循環させる冷凍サイクルを構成している。FIG. 4 is a schematic diagram showing the outdoor unit (side flow type) of the air conditioner according to
As shown in FIGS. 4 and 5, the corrugated
コルゲートフィン型熱交換器10を搭載する室外機としては、図4に示すサイドフロータイプと、図5に示すトップフロータイプとがある。
サイドフロータイプの室外機は、図4に示すように吹出し口32aが室外機本体30aの前面側の側面に設けられている。また、平面視してL字型のコルゲートフィン型熱交換器10aが搭載され、それと対向する室外機本体30aの側面に吸込み口33aが設けられている。そして、ファン31により発生した空気の流れにより、空気は吸込み口33aから室外機本体30aの内部に吸い込まれ、コルゲートフィン型熱交換器10aを通過する。その際、室内機(図示せず)から送られ、圧縮機34において圧縮された後、コルゲートフィン型熱交換器10aの扁平管内を流れる冷媒と、の間で熱交換する。その後、吹出し口32aから室外機本体30aの外部に吹き出される。As an outdoor unit on which the corrugated
As shown in FIG. 4, the side flow type outdoor unit has an
また、トップフロータイプの室外機は、図5に示すように吹出し口32bが室外機本体30bの上面に設けられている。また、平面視してコ字型のコルゲートフィン型熱交換器10bが搭載され、それと対向する室外機本体30bの側面に吸込み口33bが設けられている。そして、ファン31により発生した空気の流れにより、空気は吸込み口33bから室外機本体30bの内部に吸い込まれ、コルゲートフィン型熱交換器10bを通過する。その際、室内機(図示せず)から送られ、圧縮機34において圧縮された後、コルゲートフィン型熱交換器10bの扁平管内を流れる冷媒との間で熱交換する。その後、吹出し口32bから室外機本体30bの外部に吹き出される。 In addition, as shown in FIG. 5, the top flow type outdoor unit has an
次に、本実施の形態1に係るコルゲートフィン型熱交換器10の動作について説明する。
図1に示すように、ファン31により発生した空気の流れにより、空気はコルゲートフィン型熱交換器10に流入し、熱交換器風路を通過する際に、扁平管1内を流れる冷媒と熱交換し、コルゲートフィン型熱交換器10から流出する。Next, the operation of the corrugated
As shown in FIG. 1, the air flows into the corrugated
次に、冷媒の流れについて説明する。
暖房運転時、室内機で空気と熱交換し、放熱、液化後、減圧されて低温低圧の気液二相状態となって返液されてきた冷媒は、室外機に搭載された、蒸発器として動作するコルゲートフィン型熱交換器10に入口ヘッダ3から流入する。そして、扁平管1の内部を流れ、熱交換器風路を流れる空気と熱交換し、吸熱、蒸発後、出口ヘッダ4から流出し、再び室内機に流入することにより、冷凍サイクルを循環する。Next, the flow of the refrigerant will be described.
During heating operation, heat is exchanged with air in the indoor unit, and after radiating and liquefying, the refrigerant that has been decompressed and returned to a low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase state is used as an evaporator mounted on the outdoor unit. It flows into the corrugated fin
なお、暖房運転時において、熱交換器風路を流れる空気は扁平管1からコルゲートフィン2を介して吸熱され、空気が保有していた水蒸気は過飽和状態となる。そして、過飽和水蒸気が扁平管1およびコルゲートフィン2の表面に結露し、水となる。この水は、扁平管1の表面をつたって流れるとともに、コルゲートフィン2の突き出し面に形成されたスリットを通過してコルゲートフィン型熱交換器10の下部へ排水される。ここで、結露した量が多い場合または排水性が悪い場合は、コルゲートフィン2のフィン間の隙間に水が滞留して熱交換器風路が閉塞され、コルゲートフィン型熱交換器10の性能が低下し、暖房性能の低下を招くことになる。そこで、本実施の形態1に係るコルゲートフィン型熱交換器10では、扁平管1から突き出し部5の風上側端部(前側端部)の中央に向かって放射状に、第一切り起こし部7が形成されている。 During the heating operation, the air flowing through the heat exchanger air passage is absorbed from the
図7は、本発明の実施の形態1に係るコルゲートフィン型熱交換器10の排水路を示す斜視図である。なお、図7の矢印DFa、DFbは、排水過程における水の流れをそれぞれ示している。
図7に示すように、コルゲートフィン型熱交換器10の排水路の経路は二つあり、一つ目は、矢印DFbのように、水が第一切り起こし部7を設ける際にコルゲートフィン2の突き出し面に形成されたスリットを流れる経路である。二つ目は、矢印DFaのように、水が突き出し部5からコルゲートフィン2の頂点2aの近傍を流れ、扁平管1をつたって流れる経路である。この二つ目の経路では、扁平管1から突き出し部5の風上側端部(前側端部)の中央に向かって放射状に、第一切り起こし部7が形成されているため、第一切り起こし部7の導風効果によって、扁平管1をつたって流れる排水が促進される。
また、扁平管1およびコルゲートフィン2の表面温度が0℃以下の時は、過飽和水蒸気が氷となってそれら表面に着霜する。特に、切り起こし部では伝熱促進の効果が大きいため、着霜量が多くなる。FIG. 7 is a perspective view showing a drainage channel of corrugated fin-
As shown in FIG. 7, there are two drainage paths of the corrugated fin-
Moreover, when the surface temperature of the
次に、コルゲートフィン型熱交換器10に着霜し、熱交換器風路が閉塞されるなどにより、コルゲートフィン型熱交換器10の性能が低下し、暖房性能が低下すると、除霜運転に入る。 Next, when the corrugated
除霜運転では、通常、ファン31を停止し、冷凍サイクルを冷房運転に切り替えるなどにより、高温冷媒をコルゲートフィン型熱交換器10に流入させ、扁平管1およびコルゲートフィン2の表面に付着した霜を融解する。そして、融解された霜は水となり、扁平管1の表面に沿って、また、第一切り起こし部7を設ける際にコルゲートフィン2の突き出し面に形成されたスリットを通過して、コルゲートフィン型熱交換器10の下部へ排水される。その後、除霜が完了したら、再び暖房運転が開始される。 In the defrosting operation, usually, the
ここで、コルゲートフィン2に切り起こし部が形成されていると、その切り起こし部(を設ける際に形成されるスリット)によって、冷媒が流れる扁平管1側である風下側(後側)から風上側(前側)への伝熱経路が分断され、フィン効率(フィン内の熱伝導効率)が低下してしまう。そうすると、除霜運転時に、突き出し部5の風上側端部(前側端部)および切り起こし部へ冷媒からの熱を十分に伝えることができず、除霜時間が長くなってしまう。または、着霜によって熱交換器風路が閉塞された場合、暖房性能の低下を招くことになる。 Here, if the
そこで、本実施の形態1に係るコルゲートフィン型熱交換器10では、突き出し部5に、扁平管1から突き出し部5の風上側端部(前側端部)の中央部に向かって放射状に、第一切り起こし部7が形成されている。そのため、切り起こし部を通風直交方向(左右方向)に形成した場合に比べ、伝熱経路が切り起こし部によって分断されづらくなっている。その結果、除霜運転時に突き出し部5の風上側端部(前側端部)および第一切り起こし部7へ熱を十分に伝えることができ、除霜性能の低下を抑制することができる。つまり、除霜時間が長くなるのを抑制することができる。 Therefore, in the corrugated fin
また、左右の第一切り起こし部7の間に隙間が形成されているため、除霜運転時に、第一切り起こし部7に着霜した場合でも、熱交換器風路を確保することができ、暖房性能の低下を抑制することができる。 In addition, since a gap is formed between the left and right first cut-and-raised
本実施の形態1に係るコルゲートフィン型熱交換器10によれば、上記の効果を得るために、コルゲートフィン2のピッチ(隣り合う頂点2aの間隔)を広げて通常運転時の性能を犠牲にするなどの対策も不要である。 According to the corrugated
図8は、本発明の実施の形態1に係るコルゲートフィン型熱交換器10の変形例を示す図である。なお、図8は、図3と同様に図2に示すA−A断面図である。
本実施の形態1では、第一切り起こし部7の数を二つとしたが、それに限定されず、一つでもよい。また、図8に示すように、第一切り起こし部7を、扁平管1から突き出し部5の風上側端部(前側端部)の中央部に向かって放射状に、三つ以上設けてもよい。このように形成して第一切り起こし部7を多く設けることにより、暖房運転時に排水路である扁平管1への導風効果により排水性を向上させ、また、除霜運転時に除霜性能を低下させることなく、通常運転時に切り起こし部の前縁効果によって伝熱促進され、暖房性能を向上させることができる。FIG. 8 is a diagram showing a modification of the corrugated
In the first embodiment, the number of the first cut-and-raised
図9は、本発明の実施の形態1に係るコルゲートフィン型熱交換器10における第一切り起こし部7の第一の変形例を示す図である。また、図10は、本発明の実施の形態1に係るコルゲートフィン型熱交換器10における第一切り起こし部7の第二の変形例を示す図である。また、図11は、本発明の実施の形態1に係るコルゲートフィン型熱交換器10における第一切り起こし部7の第三の変形例を示す図である。また、図12は、本発明の実施の形態1に係るコルゲートフィン型熱交換器10における第一切り起こし部7の第四の変形例を示す図である。なお、図9〜図12において、(a)は第一切り起こし部7の各変形例の斜視図を、(b)は(a)のB−B断面図を、それぞれ示している。 FIG. 9 is a diagram showing a first modification of the first cut-and-raised
図9に示すように、本実施の形態1に係る第一切り起こし部7の第一の変形例(第一切り起こし部7a)は、コルゲートフィン2の突き出し面に対して、一方向(上方向)に切り起こされた(隆起した)スリットタイプである。
第一の変形例では、図6に示すルーバータイプに比べて伝熱性能は低減するが、スリットを隆起させた部分の面積(伝熱促進伝熱面積)増加およびフィン強度増加の効果が得られる。As shown in FIG. 9, the first modification (first cut and raised
In the first modification, the heat transfer performance is reduced as compared with the louver type shown in FIG. 6, but the effect of increasing the area (heat transfer promoting heat transfer area) of the raised portion of the slit and increasing the fin strength is obtained. .
また、図10に示すように、本実施の形態1に係る第一切り起こし部7の第二の変形例(第一切り起こし部7b)は、コルゲートフィン2の突き出し面に対して、一方向(上方向)に単純に折り曲げて、平面視して長方形状に切り起こされたタイプである。
第二の変形例では、図6に示すルーバータイプおよび図9に示すスリットタイプに比べて伝熱性能は低減するが、比較的簡単にスリット形成することができるため、製造の簡素化が図れる。Further, as shown in FIG. 10, the second modification (first cut and raised
In the second modified example, the heat transfer performance is reduced as compared with the louver type shown in FIG. 6 and the slit type shown in FIG. 9, but the slit can be formed relatively easily, so that the manufacturing can be simplified.
また、図11に示すように、本実施の形態1に係る第一切り起こし部7の第三の変形例(第一切り起こし部7c)は、コルゲートフィン2の突き出し面に対して、一方向(上方向)に折り曲げて、平面視して三角形状に切り起こされたタイプであり、突き出し部5の風上側端部(前側端部)に近づくにつれて、切り起こし高さが低くなっている。 As shown in FIG. 11, the third modified example (first cut and raised
図11に示す第一切り起こし部7cは、図10に示す第一切り起こし部7bに比べ、切り起こし部、つまり、第一切り起こし部の前縁効果によって伝熱促進される面積が大きくなっている。そのため、第三の変形例では、第二の変形例よりも切り起こし部による伝熱促進の効果を大きくすることができる。 The first cut-and-raised
また、図12に示すように、本実施の形態1に係る第一切り起こし部7の第四の変形例(第一切り起こし部7d)は、コルゲートフィン2の突き出し面に一本のスリットを形成し、コルゲートフィン2の突き出し面に対して、スリットで引き起こされていない、または、わずかにスリットで引き起こされて隙間が形成されたスリットタイプである。 As shown in FIG. 12, the fourth modified example (first cut and raised
図12に示す第一切り起こし部7dは、切り起こし部が小さく、切り起こし部による伝熱促進の効果は小さくなるが、フィン間隔が狭くなるのを抑制することができるため、着霜によって熱交換器風路が閉塞されることによる暖房性能の低下を抑制することができる。また、第一切り起こし部7dを設ける際にコルゲートフィン2の突き出し面に形成されたスリットを介して、除霜運転時に生じる水をコルゲートフィン型熱交換器20の下部へ排水することができる。つまり、スリットにより、排水する水の排水経路を確保することができる。 The first cut-and-raised
また、第一切り起こし部7dはスリットが小さく、伝熱経路が分断されづらくなっている。その結果、除霜運転時に突き出し部5の風上側端部(前側端部)および第一切り起こし部7dへ熱を十分に伝えることができ、除霜性能の低下を抑制することができる。つまり、除霜時間が長くなるのを抑制することができる。 Further, the first cut and raised
図13は、本発明の実施の形態1に係るコルゲートフィン型熱交換器10における第一切り起こし部7の第五の変形例を示す図である。また、図14は、本発明の実施の形態1に係るコルゲートフィン型熱交換器10におけるコルゲートフィン2の変形例を示す扁平管1およびコルゲートフィン2の拡大正面図である。なお、図13は、コルゲートフィン型熱交換器10におけるコルゲートフィン2および第一切り起こし部7を正面視した図である。
コルゲートフィン2は、隣り合う扁平管1の間に挟まれ、各頂点2aで扁平管1と熱的に接続されている。FIG. 13 is a diagram illustrating a fifth modification of the first cut-and-raised
The
図13に示すように、本実施の形態1に係る第一切り起こし部7の第五の変形例(第一切り起こし部7e)は、コルゲートフィン2(の突き出し部5)の通風直交方向(左右方向)における中央部の左右に二つ設けられている。そして、コルゲートフィン2の面に対して、左側の第一切り起こし部7e1は下方向に切り起こされており、右側の第一切り起こし部7e2は上方向に切り起こされている。つまり、第一切り起こし部7eは、コルゲートフィン2の各頂点2aの近傍において、外周側に切り起こされている。 As shown in FIG. 13, the fifth modified example (first cut and raised
コルゲートフィン2では、各頂点2aの近傍において、内周側でフィン間隔が狭くなっているが、図13に示すように、フィン間隔が広くなっている外周側に切り起こすことによって、第一切り起こし部7eが設けられた部分の通風が良好となる。つまり、第一切り起こし部7eをコルゲートフィン2の各頂点2aの近傍の外周側に設けることで、内周側に設ける場合に比べ、通風抵抗の増加を抑制することができ、暖房性能の低下を抑制することができる。また、左右の第一切り起こし部7eの間に隙間が形成されているため、除霜運転時に、第一切り起こし部7eに着霜した場合でも、熱交換器風路を確保することができ、暖房性能の低下を抑制することができる。 In the
以上、本実施の形態1に係るコルゲートフィン型熱交換器10によれば、突き出し部5には、伝熱促進のため第一切り起こし部7が左右に二つ設けられている。そして、その第一切り起こし部7は、扁平管1から突き出し部5の風上側端部(前側端部)の中央部に向かって放射状に形成れている。つまり、通風方向(前後方向)に対して傾けて形成されており、切り起こし部を通風直交方向(左右方向)に形成した場合に比べ、排水路である扁平管1への導風効果により水が排水されやすく、また、伝熱経路が切り起こし部によって分断されづらくなっている。その結果、暖房運転時に排水性が向上し、除霜運転時に突き出し部5の風上側端部(前側端部)および第一切り起こし部7へ熱を十分に伝えることができ、除霜性能の低下を抑制することができる。つまり、除霜時間が長くなるのを抑制することができる。 As described above, according to the corrugated
また、左右の第一切り起こし部7の間に隙間が形成されているため、除霜運転時に、第一切り起こし部7に結露、着霜した場合でも、熱交換器風路を確保することができ、暖房性能の低下を抑制することができる。 In addition, since a gap is formed between the left and right first cut-and-raised
なお、本実施の形態1に係るコルゲートフィン型熱交換器10における扁平管1およびコルゲートフィン2の基本構成は、排水路となる上下方向に配置された扁平管1と、隣り合う扁平管1との間に挟まれ、熱的に接合した蛇行状のコルゲートフィン2とであり、図2では、扁平管1と接合するコルゲートフィン2の頂部の形状は円弧状であるが、図14(a)に示すように、フラット形状でもよく、接合面積が大きくなって熱伝導が促進される。また、図14(b)に示すように、コルゲートフィン2は扁平管1に対して垂直な面を有する形状、つまり、扁平管1に対して垂直な面同士が互いに平行な形状でもよく、その形状によってコルゲートフィン2のピッチ(隣り合う頂点2aの間隔)の縮小が可能で実装面積が増加するため、熱交換性能が向上する。 In addition, the basic structure of the
なお、本実施の形態1に係るコルゲートフィン型熱交換器10を備えた空気調和機についても上記と同様の効果を得ることができる。 In addition, the effect similar to the above can be acquired also about the air conditioner provided with the corrugated fin
実施の形態2.
以下、本発明の実施の形態2について説明するが、実施の形態1と重複するものについては(一部の)説明を省略し、実施の形態1と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
図15は、本発明の実施の形態2に係るコルゲートフィン型熱交換器20を示す斜視図である。また、図16は、本発明の実施の形態2に係るコルゲートフィン型熱交換器20における扁平管1およびコルゲートフィン2の拡大正面図である。また、図17は、図16に示すC−C断面図である。
Hereinafter, the second embodiment of the present invention will be described. However, the description of (a part of) the same as that of the first embodiment is omitted, and the same reference numerals are given to the same or corresponding parts as those of the first embodiment. Attached.
FIG. 15 is a perspective view showing a corrugated
図15および図16に示すように、本実施の形態2に係るコルゲートフィン型熱交換器10は、矢印WFの通風方向(前後方向)に対して直交する通風直交方向(左右方向)に並設された複数の扁平管1が、通風方向(前後方向)に二列設けられている。なお、各扁平管1は上下方向に沿って配置されている。また、通風直交方向(左右方向)に隣り合う扁平管1の間に挟まれ、各頂点2aで扁平管1と熱的に接続された蛇行状のコルゲートフィン2が設けられている。また、風上側(前側)の各扁平管1の一端(下端)には入口ヘッダ3が接続されており、風下側(後側)の各扁平管1の一端(下端)には出口ヘッダ4が接続されており、風上側(前側)の各扁平管1の他端(上端)および、風下側(後側)の各扁平管1の他端(上端)には中間ヘッダ11が接続されている。そして、扁平管1を流れる冷媒と、コルゲートフィン2のフィン間を流れる空気とで、熱交換を行うものである。 As shown in FIGS. 15 and 16, the corrugated
図17に示すように、コルゲートフィン2の風上側(前側)には、扁平管1の風上側端部(前側端部)1aよりも風上側(前側)に突き出した突き出し部5が形成されている。また、コルゲートフィン2には、伝熱促進のための切り起こし部が複数設けられている。 As shown in FIG. 17, a protruding
突き出し部5には、通風方向(前後方向)に対して傾けて(斜めに)形成された第一切り起こし部7が左右に二つ設けられており、それらは通風方向(前後方向)に対して同方向に傾けられている。 The projecting
また、コルゲートフィン2の突き出し部5以外の部分、つまり、隣り合う扁平管1の間に挟まれた部分には、通風直交方向(左右方向)に形成された第二切り起こし部6が設けられており、第二切り起こし部6は通風方向(前後方向)に五つ並べて設けられている。 Further, a portion other than the protruding
コルゲートフィン型熱交換器20は、図4および図5に示すように、ファン31を備えた空気調和機の室外機に搭載され、室外機と配管接続された室内機との間で冷媒を循環させる冷凍サイクルを構成している。 As shown in FIGS. 4 and 5, the corrugated
次に、本実施の形態2に係るコルゲートフィン型熱交換器20の動作について説明する。
図15に示すように、ファン31により発生した空気の流れにより、空気はコルゲートフィン型熱交換器20に流入し、熱交換器風路を通過する際に、扁平管1内を流れる冷媒と熱交換し、コルゲートフィン型熱交換器20から流出する。Next, operation | movement of the corrugated fin
As shown in FIG. 15, due to the air flow generated by the
次に、冷媒の流れについて説明する。
暖房運転時、室内機で空気と熱交換し、放熱、液化後、減圧されて低温低圧の気液二相状態となって返液されてきた冷媒は、室外機に搭載された、蒸発器として動作するコルゲートフィン型熱交換器20に入口ヘッダ3から流入する。そして、風上側(前側)の扁平管1の内部を流れ、中間ヘッダ11を通って風下側(後側)の扁平管1の内部を流れ、熱交換器風路を流れる空気と熱交換し、吸熱、蒸発後、出口ヘッダ4から流出し、再び室内機に流入することにより、冷凍サイクルを循環する。
なお、その他の動作については実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。Next, the flow of the refrigerant will be described.
During heating operation, heat is exchanged with air in the indoor unit, and after radiating and liquefying, the refrigerant that has been decompressed and returned to a low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase state is used as an evaporator mounted on the outdoor unit. It flows from the
Since other operations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
図18は、本発明の実施の形態2に係るコルゲートフィン型熱交換器20における暖房運転時の扁平管1およびコルゲートフィン2の着霜状況を示す図である。また、図19は、本発明の実施の形態2に係るコルゲートフィン型熱交換器20における除霜運転時の扁平管1およびコルゲートフィン2の着霜状況を示す図である。また、図20は、本発明の実施の形態2に係るコルゲートフィン型熱交換器20の排水路を示す斜視図である。なお、図18および図19は、図17と同様に図16に示すC−C断面図である。また、図20の矢印DFa、DFb、DFc、および、DFdは、除霜運転時に生じる水の流れをそれぞれ示している。 FIG. 18 is a diagram illustrating a frosting state of the
コルゲートフィン2上において、風速分布が小さいところは着霜量が少なく、風速分布が大きいところは着霜量が多くなる。図18および図19に示すように、本実施の形態2では、第一切り起こし部7による導風効果により、風向が通風直交方向(左右方向)に少し曲げられた方向に風速分布が形成される。そして、図18に示す着霜部(着霜している部分)40のように、前後方向(通風方向)に分散して着霜するため、突き出し部5の風上側端部(前側端部)に集中して着霜する場合に比べて、着霜量が少ない。そのため、着霜量が少ない部分、つまり、通風抵抗が比較的小さい部分が確保されやすく、コルゲートフィン型熱交換器20の前面側(風上側)全体を閉塞しにくくすることができる。 On the
図20に示すように、第一切り起こし部7は、蛇行状のコルゲートフィン2の各面の傾斜方向に合わせて、通風方向(前後方向)に対して傾けられており、上下方向に対して交互に左右逆方向に傾けられている。つまり、コルゲートフィン2の右側から左側に向かって傾斜している面に対しては、風上側(前側)から風下側(後側)に向かって左方向に傾けられた第一切り起こし部7αが設けられている。また、コルゲートフィン2の左側から右側に向かって傾斜している面に対しては、風上側(前側)から風下側(後側)に向かって右方向に傾けられた第一切り起こし部7βが設けられている。 As shown in FIG. 20, the first cut and raised
図18に示す着霜部40の霜は、除霜運転時に融解されて水となるため、その水をコルゲートフィン型熱交換器10の下部へ排水するために、図20に示すように、コルゲートフィン型熱交換器20には、排水路が形成されている。前記排水路の経路は二つあり、一つ目は、矢印DFcおよび矢印DFdのように、水が、第一切り起こし部7を設ける際にコルゲートフィン2の突き出し面に形成されたスリットを流れる経路である。二つ目は、矢印DFaおよび矢印DFbのように、水が、突き出し部5からコルゲートフィン2の頂点2aの近傍を流れ、風上側(前側)の扁平管1と風下側(後側)の扁平管1との間を流れる経路である。この二つ目の経路では、第一切り起こし部7を、蛇行状のコルゲートフィン2の傾斜方向に合わせて通風方向(前後方向)に対して傾けて設けることにより、重力を利用して、水を風上側(前側)の扁平管1と風下側(後側)の扁平管1との間へ導きやすくなっている。 Since the frost of the
以上のように、本実施の形態2では、扁平管1が、通風方向(前後方向)に二列設けられているため、水がスリットを流れる経路と扁平管1をつたう経路とに加え、風上側(前側)の扁平管1と風下側(後側)の扁平管1との間を流れる経路が形成されている。そのため、扁平管1を一列のみ設けた場合に扁平管1をつたって重力により排水されることに加え、風上側(前側)の扁平管1と風下側(後側)の扁平管1との間に形成された隙間の毛管力で吸引されて、コルゲートフィン型熱交換器10の下部へ排水しやすく排水性が向上し、また、除霜後に通風させると上記の導風効果により、排水性をさらに向上させることができる。なお、導風効果による排水性向上は、除霜運転時だけではなく、通常の暖房運転時に扁平管1またはコルゲートフィン2の表面に結露した場合でも、水の扁平管1への排水を促進するのに効果を奏する。 As described above, in the second embodiment, since the
なお、コルゲートフィン2の突き出し部5に、通風方向(前後方向)に対して同方向に傾けられた第一切り起こし部7が左右に二つ設けられている場合、一方は扁平管1から放射状の位置に形成されてないため、実施の形態1に比べて除霜性能は低下することになる。しかし、第一切り起こし部7が設けられているコルゲートフィン2の突き出し部5は、比較的着霜量が少ないため、除霜性能の低下の影響は小さく、また、実施の形態1より導風効果が促進され、除霜運転に入るまでの時間を長くすることができる効果の方が大きい。 When the first cut-and-raised
図21は、図17に示すD−D断面図である。
図21に示すように、コルゲートフィン2の通風直交方向(左右方向)における中央部の厚みが、他の部分(左右両端部)に比べて厚く形成されている。このようにすることで、突き出し部5の風上側端部(前側端部)に着霜した場合、除霜運転時に、フィン全体の厚みを厚くする場合とほぼ同等のフィン効率の向上が図れる。そのため、突き出し部5の風上側端部(前側端部)および第一切り起こし部7へ熱を十分に伝えることができ、除霜性能の低下を抑制することができる。つまり、除霜時間が長くなるのを抑制することができる。21 is a cross-sectional view taken along the line DD shown in FIG.
As shown in FIG. 21, the thickness of the central portion of the
なお、上記のようにコルゲートフィン2の厚みの変化を、突き出し部5の風上側端部(前側端部)のみとした場合が最も効率的であるが、コルゲートフィン2の通風方向(前後方向)全体にわたって同じような厚みの変化があってもよい。その場合、風下側(後側)のコルゲートフィン2に着霜した場合にも、除霜性能を向上させることができる。 It is most efficient when the thickness of the
以上、本実施の形態2に係るコルゲートフィン型熱交換器20によれば、突き出し部5には、伝熱促進のため第一切り起こし部7が左右に二つ設けられている。そして、その第一切り起こし部7は、通風方向(前後方向)に対して同方向に傾けられているため、実施の形態1よりも導風効果が促進され、除霜運転に入るまでの時間を長くすることができる。 As described above, according to the corrugated
また、扁平管1が、通風方向(前後方向)に二列設けられており、水がスリットを流れる経路に加え、風上側(前側)の扁平管1と風下側(後側)の扁平管1との間を流れる経路が形成されている。そのため、扁平管1を一列のみ設けた場合に比べ、コルゲートフィン型熱交換器10の下部へ排水しやすく排水性が向上し、また、除霜後に通風させると上記の導風効果により、排水性をさらに向上させることができる。 The
また、コルゲートフィン2の通風直交方向(左右方向)における中央部の厚みが、他の部分(左右両端部)に比べて厚く形成されており、除霜運転時に、フィン全体の厚みを厚くする場合とほぼ同等のフィン効率の向上が図れる。そのため、突き出し部5の風上側端部(前側端部)および第一切り起こし部7へ熱を十分に伝えることができ、除霜性能の低下を抑制することができる。つまり、除霜時間が長くなるのを抑制することができる。 Further, the thickness of the central portion of the
なお、本実施の形態2に係るコルゲートフィン型熱交換器20を備えた空気調和機についても上記と同様の効果を得ることができる。 Note that the same effect as described above can be obtained for the air conditioner including the corrugated
1 扁平管、2 コルゲートフィン、2a 頂点、3 入口ヘッダ、4 出口ヘッダ、5 突き出し部、6 第二切り起こし部、7 第一切り起こし部、7a 第一切り起こし部、7b 第一切り起こし部、7c 第一切り起こし部、7d 第一切り起こし部、7e
第一切り起こし部、7e1 第一切り起こし部、7e2 第一切り起こし部、7α 第一切り起こし部、7β 第一切り起こし部、10 コルゲートフィン型熱交換器、10a
コルゲートフィン型熱交換器、10b コルゲートフィン型熱交換器、11 中間ヘッダ、20 コルゲートフィン型熱交換器、30a 室外機本体、30b 室外機本体、31 ファン、32a 吹出し口、32b 吹出し口、33a 吸込み口、33b 吸込み口、34 圧縮機、40 着霜部。1 flat tube, 2 corrugated fin, 2a apex, 3 inlet header, 4 outlet header, 5 protruding portion, 6 second cut and raised portion, 7 first cut and raised portion, 7a first cut and raised portion, 7b first cut and raised
First cut and raised portion, 7e1 First cut and raised portion, 7e2 First cut and raised portion, 7α First cut and raised portion, 7β First cut and raised portion, 10 Corrugated fin heat exchanger, 10a
Corrugated fin type heat exchanger, 10b Corrugated fin type heat exchanger, 11 Intermediate header, 20 Corrugated fin type heat exchanger, 30a Outdoor unit body, 30b Outdoor unit body, 31 Fan, 32a Air outlet, 32b Air outlet, 33a Suction Mouth, 33b Suction port, 34 Compressor, 40 Frosting part.
Claims (8)
隣り合う前記扁平管の間に挟まれ、各頂点で前記扁平管と熱的に接続されたコルゲートフィンと、
各前記扁平管の一端に接続された入口ヘッダと、
各前記扁平管の他端に接続された出口ヘッダと、を備え、
前記扁平管は上下方向に沿って配置されており、
前記コルゲートフィンは、前記扁平管の前側端部よりも前側に突き出した突き出し部を有し、
前記突き出し部には、前後方向に対して傾けて形成された第一切り起こし部が左右に複数設けられており、前記コルゲートフィンの隣り合う前記扁平管の間に挟まれた部分には、左右方向に形成された第二切り起こし部が設けられており、
左右の前記第一切り起こし部の間には、隙間が形成され、
前記第一切り起こし部は前記突き出し部に形成されたスリットを有し、
複数の前記第一切り起こし部には、前記突き出し部において、前記スリットの長手方向の端が、風下側で前記扁平管に近づき、風上側で前記突き出し部の前側端部の中央に近づくように傾いたものが含まれており、
水が前記スリットを流れる経路を有する
熱交換器。 A plurality of flat tubes juxtaposed in the left-right direction perpendicular to the front-rear direction, which is the ventilation direction;
A corrugated fin sandwiched between adjacent flat tubes and thermally connected to the flat tube at each apex;
An inlet header connected to one end of each said flat tube;
An outlet header connected to the other end of each of the flat tubes,
The flat tube is arranged along the vertical direction,
The corrugated fin has a protruding portion protruding to the front side from the front end portion of the flat tube,
The protruding portion is provided with a plurality of first cut-and-raised portions formed at an angle with respect to the front-rear direction, and a portion sandwiched between the adjacent flat tubes of the corrugated fin includes a left-right portion A second cut-and-raised part formed in the direction is provided,
A gap is formed between the left and right first cut and raised portions ,
The first cut and raised portion has a slit formed in the protruding portion,
In the plurality of first cut-and-raised parts, in the projecting part, the longitudinal end of the slit approaches the flat tube on the leeward side and approaches the center of the front end part of the projecting part on the leeward side. Includes tilted ones,
A heat exchanger having a path through which water flows through the slit .
て放射状に形成されている
請求項1に記載の熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1, wherein the first cut and raised portion is formed radially from the flat tube toward a central portion of a front end portion of the protruding portion.
請求項1に記載の熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1, wherein the first cut-and-raised part is formed by being inclined in the same direction with respect to the front-rear direction.
方向に傾けて形成されている
請求項3に記載の熱交換器。 The heat exchanger according to claim 3, wherein the first cut-and-raised portion is formed so as to be inclined in an inclination direction of each surface of the corrugated fin from the front side toward the rear side.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the flat tubes are provided in two rows in the front-rear direction.
成されている
請求項1〜5のいずれか一項に記載の熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 5, wherein the corrugated fin is formed such that a thickness of a central portion in a left-right direction is thicker than other portions.
前記突き出し部に一本の前記スリットを形成したスリットタイプである
請求項1〜6のいずれか一項に記載の熱交換器。 The first cut and raised portion is
It is a slit type which formed the said slit in the said protrusion part, The heat exchanger as described in any one of Claims 1-6.
前記熱交換器に空気を送風するファンと、を備え、
前記熱交換器は、
前記突き出し部が風上側に配置されている
空気調和機。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 7,
A fan for blowing air to the heat exchanger,
The heat exchanger is
The air conditioner in which the protruding portion is disposed on the windward side.
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