JPH01305297A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はプレートフィンタイプの熱交換器の構造の改
良に関するものである。

〔従来の技術〕

第７図及び第８図は、例えば実公昭６１−３７゛　９８
８号公報に記載された従来の熱交換器を示す断面図であ
る。

図において、１は例えば波形に屈曲したフィン基板であ
って、該フィン基板１には、その波形の稜線上に熱媒管
２が挿通可能な挿通穴３．３・・・が前後（第８図では
左右）に２列、千鳥配列状に多数穿設され、該挿通穴３
，３・・・の中心を結ぶ直線■　（すなわち稜線）に平
行に幅の狭いスリット４゜４・・・が前記挿通穴３を取
り巻くようにそのごく周辺のみを残して、相互にほぼ平
行に多数穿設されているとともに、該スリット４に対応
して、前記挿通穴３例の両短辺５ａ、５ｂ及び−長辺５
ｃ（又は５ｄ）をフィン基板ｌに接続せしめた状態で所
定の傾斜角度に立ち上がり変形させてなるルーバ形の立
ち上がりフィン５，５・・・が多数連続して形成されて
、フィンユニットプレート６が構成されている。このフ
ィンユニットプレート６は多数、その挿通穴３，３・・
・にて熱媒管２．２・・・に所定のフィン間隔をもって
嵌挿されてクロスフィンコイル７が形成され、熱交換流
体の気流Ｗを前記スリット４にほぼ直角に流通させるよ
うにして、この発明に係る熱交換器が構成されている。

そして、前記フィン基板１は空気の気流Ｗに流通方向に
対して傾斜して波形に屈曲しており、前記ルーバ形量ち
上がりフィン５は、挿通穴３，３・・・を結ぶ直線■　
（稜線）に対して上流側では風下のフィン基板１上に位
置した長辺５ｄを折り目として前方に向かってフィン基
板面上方（図では下方）に傾斜する一方、下流側では風
上のフィン基板１上に位置した長辺５Ｃを折り目として
後方に向かって基板上方（図では下方）に傾斜するよう
に形成されているとともに、気流Ｗの流通方向に対して
前記フィン基板１０波形傾斜角度α１と略等しい傾斜角
度α２でもってフィン基板面とは対称方向にそれぞれ傾
斜するように形成されている。

次に、この従来の熱交換器の動作について説明する。フ
ィン基板ｌにスリット４及び立ち上がりフィン５を挿通
穴３のごく周辺を残して多数向けたことにより、フィン
ユニットプレート６が熱媒管２に嵌挿支持されるための
強度を確保しつつ、伝熱性能の優れた立ち上がりフィン
５部分が大部分の面積を占めるために、伝熱効果が著し
く向上することになる。特に、前記立ち上がりフィン５
は、挿通穴３例の両短辺５ａ、５ｂ及び−長辺５Ｃ又は
５ｄがフィン基板１に接続されて形成されているため、
立ち上がりフィン５からフィン基板１を介して熱媒管２
に十分伝熱され、伝熱性能を一層向上させることができ
る。

しかも、第８図に示すように、各フィンユニットプレー
ト６．６間に形成される流体通路Ｂを流通する熱交換流
体の気流Ｗはその主流Ｗａが直線１より上流側では前方
に向かって立ち上がる立ち上がりフィン５によってスリ
ット４を通って上方に屈曲して流れ、下流側では後方に
向かって立ち上がる立ち上がりフィン５によって下方に
屈曲して流れるので、立ち上がりフィン５，５間を通っ
た主流Ｗａとフィンユニットプレート６．６間を直進す
る分流ｗｂとが衝突混合して渦流を生せしめるとともに
、全体として主流Ｗａが上方流れの後に下方の流れとな
って波形状に大きく方向を変える一方、分流ｗｂがフィ
ン基板１の波形に沿って下方流れの後に上方の流れとな
って波形状に大きく方向を変えて流れることにより、大
きな乱流を生ぜしめ、それに伴って主流Ｗａと分流ｗｂ
とが激しく混合することになり、よって熱交換流体の乱
流化を著しく増長されて、熱交換流体とフィンユニット
６との間の熱伝導率を著しく向上させることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の熱交換器は以上のように構成されているので、熱
伝達率を著しく助長させることができ、このため、伝熱
面積を低減させても同一熱交換量が得られる。しかしな
がら、例えばフィンユニットプレートの幅（第１図中Ｌ
）を低減させた熱交換器を、ヒートポンプ式空気調和機
の室外機に使用し、暖房運転すると切り起しのない熱交
換器に比べ伝熱面積の低下により付着する霜の厚さが大
きく、特にフィンユニットプレートの前縁で急速に霜が
成長し目詰まりし、暖房能力が低下するので、霜取回数
が多くなり室内の温度の変動の増大や総合的な空気調和
機全体の運転効率が低下するという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、霜によるフィンの目詰まりが起こるまでの時
間を延長させることにより、霜取回数を減らし室内の温
度変動を低く押さえ、空気調和機全体の運動効率を向上
することができる熱交換器を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る熱交換器は、フィンの切り起しを熱交換
される気流の下流側にだけ設け、上流側には設けないも
のである。

すなわち複数列の切り起しフィンが連続して形成される
フィンユニットプレートを積層し、熱媒管を各フィンユ
ニットプレートに対応して穿設された挿通穴に挿通して
構成するプレートフィンタイプ熱交換器において、熱交
換される気流の下流側にのみ切り起しフィンを形成する
熱交換器である。

〔作　用〕

この発明に係る熱交換器は、気流上流側にフィンの切り
起しを形成しないので、この上流側部分の熱伝達率が低
下し、フィンユニットプレート全体にわたって熱伝達率
を均一に近づけることができ、よって霜の成長も均一と
なり、フィンユニットプレート間の目詰まりするまでの
時間を延長できる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図〜第６図において説
明する。従来例を示す第７図〜第１０図と同じ部分につ
いては同一の符号を付して説明を省略する。すなわち、
第１図において１はフィン基板、２は熱媒管、３は挿通
穴、４はスリット、５は切り起して形成される立ち上が
りフィン、６はフィンユニットプレート、７はフィンユ
ニットプレートを積層したプレートフィンタイプ熱交換
器で、前述した従来例と同じであり説明を省略する。

しかし、気流Ｗの上流側である熱媒管列２ａの間のフィ
ン基板１ａには、スリット４及び立ち上がりフィン５が
設けられておらず、気流Ｗの下流側である熱媒管列２ｂ
の間のフィン基板１ｂにだけ、スリット４及び立ち上が
りフィン５が設けられている。

熱交換器７に霜８が着く場合、従来例を示す第３図のよ
うに気流Ｗの上流側のフィン基板１ａ上で厚く成長する
。これは前縁効果といわれるもので、上流側のフィン基
板ｌａ上の方が下流側のフィン基板ｌｂ上よりも熱伝達
率が良いためである。

この発明の熱交換器は、気流Ｗの上流側のフィン基板ｌ
ａ上にスリット４及び立ち上がりフィン５を設けないの
で、この部分の熱伝達率を低下させることができ、フィ
ンユニットプレート６上の熱伝達率分布を上流側と下流
側とでより均一化させることができる。このため、第４
図のように、フィンユニットプレート６上に局部的に霜
がつくことを防止できる。

このことを時間的な経過に従って説明する。第３図に示
す従来のフィンユニットプレート６上に、気流Ｗの上流
側から、ｆ、　　ｇ、　　ｈ、　　ｉと４点を代表点に
とり、この４点の霜の成長及び暖房能力を示したのが第
５図である。霜の成長は霜の厚さＴをフィンユニットプ
レート６の間の間隔Ｐで除した着霜厚さＴ／Ｐで表され
る。二〇着霜厚さＴ／Ｐが１になったときｔ、が目詰ま
りを起こしたときで、気流がフィンユニットプレート６
の間を通らなくなるので暖房能力が著しく低下する。そ
して、ｆのＴ／Ｐが早く１になってしまうので全体とし
ての暖房能力が低下する。

第４図に示す本実施例のフィンユニットプレート６で、
ｆ、ｇ、ｈ、ｉと同じ位置にそれぞれｊ。

ｋ、ｍ、ｎの点をとり、時間経過をみると、第６図のよ
うになる。着霜厚さＴ／Ｐはｊ、に、ｍ。

ｎどの点でも同様に成長するため、霜の総発生量が同一
でも目詰まりするときｔｌまでの時間は長くなる。

なお、前記実施例では　切り起しフィンはフィンの片側
にスリットを入れ所定の傾斜角度に立ち上げ変形させて
なる、いわゆるルーバ形のものであったが、この発明に
係るフィンは、この立ち上げ方によらず、他の切り起し
フィンにおいても上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、熱交換器のフィンユ
ニットプレートの切り起しフィンを、気流の上流側には
形成しないように構成したので、上流側にのみ霜が付く
ことを防止でき霜によるフィンユニットプレート間の目
詰まりの時間間隔が長くでき、霜取り回数を低減し、室
内の温度変動を抑制し、空気調和機全体の運動効率の向
上を得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の熱交換器に係る一実施例を示す熱交
換器の部分平面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第
３図は従来の熱交換器に霜が付く様子を示す断面図、第
４図はこの発明の実施例の熱交換器に霜が付（様子を示
す断面図、第５図は従来例として示した第３図の霜の成
長及び暖房能力の時間的な経過を示す図、第６図はこの
発明の実施例を示す第４図の霜の成長及び暖房能力の時
間的な経過を示す説明図、第７図は従来の熱交換器のフ
ィンユニットプレートの部分平面図、第８図は第７図の
フィンユニットプレートのＣ−Ｃ断面図、第９図は第７
図のフィンの１つを示す拡大断面図、第１０図は第９図
の斜視図である。 １・・・フィン基板、２・・・熱媒管、３・・・挿通穴
、４・・・スリット、５・・・立ち上がりフィン、６・
・・フィンユニットプレート、７・・・プレートフィン
タイプ熱交換器。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　複数列の切り起しフィンが連続して形成されるフィン
   ユニットプレートを積層し、熱媒管を各フィンユニット
   プレートに対応して穿設された挿通穴に挿通して構成す
   るプレートフィンタイプ熱交換器において、熱交換され
   る気流の下流側にのみ切り起しフィンを形成したことを
   特徴とする熱交換器。