JP6686531B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、伝熱管とフィンとを備え、伝熱管内を流れる流体を空気と熱交換させる熱交換器に関するものである。

伝熱管とフィンとを備えた熱交換器が知られている。この熱交換器では、複数の板状のフィンが互いに所定の間隔をおいて平行に左右方向に積層されている。この積層されたフィン夫々に直交するように挿入された複数の伝熱管が、互いに一定の間隔をおいて上下に並んで配置されている。フィンの表面の風上側と風下側には、フィン同士の間隔を整えるために、フィンの一部を切り起こして形成されるタブ部が設けられている。このタブ部が隣接するフィンと接することで、フィン同士の間隔を整えることができる。

さらに、熱交換器の熱交換能力を上げるために、タブ部をスリット形状にしたいわゆるスリットフィンがある。このタブ部は、フィンの上下方向に１対の切り込みを入れて、タブ部の一端と他端がフィンと接続した状態で切り起こされている。このタブ部を切り起こした後のフィンには孔が形成される。上述のようにフィンを積層すると、このタブ部が孔に入り込むため、フィンの間隔を整えることができない。そこで、特許文献１では、隣接するフィンに形成されるタブ部同士を向い合せにして、このタブ部同士を接触させることでタブ部が孔に入り込むことを防ぎフィンの間隔を整えている。

特開２００５−１１４３０７号公報

しかし、この方法ではタブ部同士を向い合せにするために、２種類のフィンを用意する必要がある。そのため、コストが増加し、生産性も悪くなる問題があった。

そこで、本発明は、フィンの間隔を整えるタブ部をスリット形状にすると共に、１種類のフィンだけでフィンピッチを確保できるようにした熱交換器を提供することを目的とする。

上述した問題を解決するために、本発明は、上下に配列される複数の伝熱管と、複数の伝熱管と交差させ、左右に配列される板状の複数のフィンと、上下に隣り合う伝熱管と、左右に隣り合うフィンに囲まれた複数の通風路を有する熱交換器であって、フィンには隣接するフィンに接するタブ部と、孔部があり、タブ部はその一端部と他端部がフィンと連続し、また一端部と他端部以外の部分である一側部と他側部はフィンと離間し、タブ部には、フィンと離間している一側部または他側部のうち少なくとも片側が凹凸に形成され、孔部は、孔部の一端が一端部と連続し、孔部の他端が他端部と連続し、また一端部と他端部以外の部分である一側孔部と他側孔部のうち、凹凸に形成された一側部または他側部と対向する側が凹凸に形成され、タブ部に形成された凹凸と孔部に形成された凹凸の形状が異なることを特徴とする。

本発明の熱交換器によれば、フィンの間隔を整えるタブ部をスリット形状に形成させると共に、１種類のフィンだけでフィンピッチを確保できる。

本発明にかかる熱交換器の全体を示した斜視図である。 本発明にかかる熱交換器の全体を示した正面図である。 図２の切断線Ａ−Ａにおける断面図である。 （ａ）は図３の切断線Ｂ−Ｂにおける断面図である。（ｂ）は（ａ）が切り起こされる前の断面図である。 （ａ）はタブ部の斜視図である。（ｂ）タブ部の断面図である。（ｃ）はタブ部と孔部を上方から示した図である。

本発明の実施形態に関する熱交換器１００は、図１と図２に示すように、フィン１２０と扁平管１３０を備えた熱交換器である。

熱交換器１００は、第１ヘッダ１１０ａと、第２ヘッダ１１０ｂと、複数の扁平管１３０と、複数のフィン１２０とを備えている。第１ヘッダ１１０ａ、第２ヘッダ１１０ｂ、扁平管１３０、フィン１２０はいずれもアルミニウム合金製の部材であり、各々の接合は蝋付けによって行われている。

第１ヘッダ１１０ａと第２ヘッダ１１０ｂは、両方とも長手方向の両端が閉鎖された細長い円筒状に形成されている。熱交換器１００の一端側に第１ヘッダ１１０ａが配置され、熱交換器１００の他端側に第２ヘッダ１１０ｂが配置される。なお、第１ヘッダ１１０ａと第２ヘッダ１１０ｂのそれぞれの長手方向を熱交換器１００の上下方向とする。

扁平管１３０は多孔構造であり、断面形状が長円形あるいは角の丸い矩形となった伝熱管であり、後述するフィン１２０と直交する方向に延びている。また、扁平管１３０には、冷媒が流れる冷媒流路が複数本配置され、この冷媒流路は扁平管１３０の長手方向の一端と他端の間に、長手方向の一端から他端にかけて延びて形成され、扁平管１３０の幅方向に等間隔で配置されている。熱交換器１００において、各扁平管１３０は、各々の上側の面と下側の面が対向するように、熱交換器１００の熱交換能力と通風抵抗などを考慮して決定した間隔である第１の間隔ｄ１をおいて上下に並んで配置されている。各扁平管１３０は、一端を第１ヘッダ１１０ａに挿入し、他端を第２ヘッダ１１０ｂに挿入している。なお、扁平管１３０の長手方向を左右方向とする。

フィン１２０は、金属板をプレス加工することによって、縦長の板形状に形成されている。フィン１２０には、図３に示すように、フィン１２０の短手方向の一端からフィン１２０の短手方向の他端に向かって延びる横長の切り欠き部１４０が、フィン１２０の長手方向（上下方向）に所定の間隔をおいて多数形成されている。この切り欠き部１４０に扁平管１３０が差し込まれることで、扁平管１３０は上下方向に第１の間隔ｄ１をおいて配置される。また、フィン１２０は、図１に示すように、扁平管１３０の長手方向（左右方向）に熱交換器１００の熱交換能力と通風抵抗などを考慮して決定した間隔である第２の間隔ｄ２をおいて複数枚配置される。図２に示すように、上下に隣り合う扁平管１３０と、左右に隣り合うフィン１２０に囲まれた通風路１５０が、上下方向と左右方向それぞれに複数並んで形成される。なお、図２では複数の通風路１５０のうち１つを代表して図示している。フィン１２０と扁平管１３０は互いに直交しており、図３に示すように、フィン１２０の表面のうち、複数の通風路の一つと接すると共に、上下に隣り合う扁平管１３０の間に位置する面が、斜線の矢印で示す空気と熱交換する伝熱部１２１となる。また、フィン１２０の一部で切欠き部１４０よりフィン１２０の他端側にある面が、フィン１２０の上端１２０ａから下端１２０ｂまで連続して形成された流水部（連通部）１２２となる。なお、斜線の矢印がある側を風上側、反対側を風下側とする。

フィン１２０には、図３に示すように、フィン１２０の一部を扁平管１３０よりも風上側に延長して突き出した突出し部１７０が設けられている。突出し部１７０には、フィン１２０同士の間隔を整えるためのタブ部１６０が設けられる。このタブ部１６０はフィン１２０に通風方向と直交する上下方向に２本並列に切り込みを入れて切り起こし、図５に示すように、通風路１５０に向けて立ち上げたものである。タブ部１６０の周縁のうちフィン１２０と連続する一端部１６０ａと他端部１６０ｂ以外にある部分である一側部１６０ｃと他側部１６０ｄはフィン１２０と離間し凹凸が形成され、具体的にはノコギリ歯または三角波のようなギザギザ形状に形成された第１突部１６１が形成される。また、タブ部１６０を切り起こした後に形成される孔部１６４のうち、タブ部１６０の一側部１６０ｃを立ち上げることにより形成された一側孔部１６４ｃと、他側部１６０ｄを立ち上げることにより形成された他側孔部１６４ｄにも、ノコギリ歯または三角波のようなギザギザ形状の第２突部１６５が形成される。しかし、タブ部１６０は立ち上げられた時に引き伸ばされるため、突部１６１の形状が孔部１６４の第２突部１６５の形状と異なる。これにより、フィン１２０を積層してタブ部１６０が隣接するフィン１２０に接したとき、タブ部１６０の突部１６１が隣接するフィンの孔部１６４の両側部１６０ｃ、１６０ｄの縁部に接触することができるため、タブ部１６０によってフィン１２０同士の間隔を整えることができる。

なお、突部１６１の形状は本実施形態に限定したものではなく、例えば波形状や不規則な突部が並ぶなど適宜変更してもよい。また、本実施例のタブ部１６０は上下方向を向いているが、本発明はこれに限定したものではなく、適宜変更しても良い。

以上より、本発明は、フィン１２０に突部１６１を備えたタブ部１６０を形成することで、１種類のフィン１２０でフィン同士の間隔を整えることができる。

１００ 熱交換器
１２０ フィン
１３０ 扁平管
１６０ タブ部

Claims (1)

1. 上下に配列される複数の伝熱管と、
   前記複数の伝熱管と交差させ、左右に配列される板状の複数のフィンと、
   上下に隣り合う前記伝熱管と、左右に隣り合う前記フィンに囲まれた複数の通風路を有する熱交換器であって、
   前記フィンには隣接するフィンに接するタブ部と、孔部があり、
   前記タブ部はその一端部と他端部が前記フィンと連続し、また前記一端部と前記他端部以外の部分である一側部と他側部は前記フィンと離間し、
   前記タブ部には、前記フィンと離間している前記一側部または前記他側部のうち少なくとも片側が凹凸に形成され、
   前記孔部は、前記孔部の一端が前記一端部と連続し、前記孔部の他端が前記他端部と連続し、また前記一端部と前記他端部以外の部分である一側孔部と他側孔部のうち、凹凸に形成された一側部または他側部と対向する側が凹凸に形成され、前記タブ部に形成された凹凸と前記孔部に形成された凹凸の形状が異なることを特徴とする熱交換器。

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