JPH0791873A - フィンアンドチューブ形熱交換器 - Google Patents

フィンアンドチューブ形熱交換器

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JPH0791873A
JPH0791873A JP23279093A JP23279093A JPH0791873A JP H0791873 A JPH0791873 A JP H0791873A JP 23279093 A JP23279093 A JP 23279093A JP 23279093 A JP23279093 A JP 23279093A JP H0791873 A JPH0791873 A JP H0791873A
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fin
tube
heat exchanger
flat
flat plate
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JP23279093A
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Masaaki Ito
正昭 伊藤
Mitsuo Kudo
光夫 工藤
Hiroshi Kogure
博志 小暮
Hiroshi Kusumoto
寛 楠本
Mari Uchida
麻理 内田
Ryoichi Hoshino
良一 星野
Nobuhiro Wakabayashi
信弘 若林
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Hitachi Ltd
Showa Aluminum Can Corp
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Hitachi Ltd
Showa Aluminum Corp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F28D1/05383—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits

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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、ルームエアコン、パッケージエアコ
ンなどの空調機用熱交換器に係り、特に着霜による目詰
りに強く、水切り性能にすぐれたヒートポンプ用熱交換
器を提供する。 【構成】平板フィン１の空気下流側から、切り欠き４を
設け、偏平管２を空気流れ５に対して、上り傾斜となる
ように挿入する。スリット３ａ、３ｂを、平板フィン１
の空気流れ下流側のみに設ける。 【効果】着霜による目詰りに強く、水切り性能にすぐ
れ、しかも伝熱性能の高いヒートポンプ用熱交換器を得
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ルームエアコン，パッ
ケージエアコンなどのヒートポンプ用熱交換器に係り、
室内熱交換器にも室外熱交換器にも適用可能であり、特
に暖房時室外熱交換器として使用した時、着霜性能を改
善するのに好適なフィンアンドチューブ形熱交換器に関
する。
【０００２】
【従来の技術】特開平２−２５１０９３号公報には、図
５に示すように、空気上流側から偏平管を挿入し、空気
流れ方向に対して偏平管断面が下り傾斜になっているフ
ィンアンドチューブ形熱交換器が開示されている。この
公知例のようにフィンアンドチュープ形熱交換器を蒸発
器として用いた場合、偏平管上面に滞溜する水滴が、す
みやかに空気下流側に移動し、排出されるので、通風抵
抗の増大を抑えることができる。
【０００３】又、実開平３−７９０５８号公報には、図
６に示すように、空気下流側から偏平管を挿入し、空気
流れ方向に対して偏平管断面が下り傾斜になっている例
が開示されている。この場合、偏平管の後縁は、平板フ
ィンの後縁より空気上流側に位置する必要がある。この
公知例により、着霜に対して強く、しかも水切り性能に
すぐれたフィンアンドチュープ形熱交換器が得られる。
【０００４】さらに製造方法に関しては、特開平５−６
０４８２号公報に記載のものが開示されており、製造時
の平板フィンと偏平管の固定を容易にする工夫がなされ
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術のうち
図５に示す場合においては、フィン前縁部分の着霜量が
多く、ここで目詰りする恐れがあるという問題がある。
又、図４に示す場合は、着霜性能には強くなるが、フィ
ン後縁が切れているため、水切り性能が低下する恐れが
あるという問題がある。
【０００６】本発明の第１の目的は、着霜に強く、水切
り性能にすぐれた熱交換器を得ることにある。
【０００７】第２の目的は資源の有効利用を図るため
に、リサイクルに適した素材の熱交換器を得ることにあ
る。
【０００８】第３の目的は、着霜に強いままで、伝熱性
能を向上させた熱交換器を得ることにある。
【０００９】第４の目的は、騒音の小さい熱交換器を得
ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために本発明のフィンアンドチューブ形熱交換器は、
複数の切り欠きを有する垂直な平板フィンに、偏平管を
側面から挿入してなるフィンアンドチューブ形熱交換器
において、該偏平管を空気流れの下流方向から挿入する
とともに、偏平管の断面が空気流れに対して上り傾斜と
なるようにフィン面上に切り欠きを設けたことを特徴と
するものである。
【００１１】上記第２の目的を達成するために本発明の
フィンアンドチューブ形熱交換器は、前記平板フィンお
よび偏平管の素材をアルミニウムあるいはアルミニウム
合金とし、前記平板フィンと該平板フィンの切り欠きに
挿入された偏平管をアルミニウムろう付けしたものであ
る。
【００１２】上記第３の目的を達成するために本発明の
フィンアンドチューブ形熱交換器は、前記平板フィンの
空気上流側は、平担あるいは波形とし、偏平管前縁より
空気下流側の平板フィンにのみにスリットあるいはルー
バを設けたものである。
【００１３】上記第４の目的を達成するために本発明の
フィンアンドチューブ形熱交換器は、前記空気流れの最
下流側に位置するスリットあるいはルーバの切り起こし
端部の角度を、空気流れに対して末広がり形状にしたも
のである。又、前記偏平管の後縁部が、前記平板フィン
の後縁部より空気流れの上流側に配置されているもので
ある。請求項４に記載のフィンアンドチューブ形熱交換
器。
【００１４】
【作用】上記のように構成しているので、第１に、偏平
管を空気下流側から挿入したので、偏平管は平板フィン
の中心に対して空気下流側にずれて位置することにな
る。その結果、フィン前縁部のフィン効率は低下し、蒸
発器の場合フィン先端の温度が上昇し、空気との温度差
が小さくなるので、この部分での着霜量が減り、霜によ
る目詰りが生じにくくなる。一方、偏平管を、空気流れ
方向に対して上り傾斜に設置することにより、凝縮水あ
るいは除霜水は、偏平管上面に沿って偏平管前縁部に到
り、そこから平板フィンを伝って流れ落ちるので、良好
な水切り性能を得ることができる。
【００１５】第２に、平板フィンおよび偏平管の両方
を、アルミニウムまたはアルミニウム合金とし、両者を
アルミニウムろう付けしたので、フィンと偏平管を分離
する必要がなく、熱交換器そのままをリサイクル部品と
して回収することができる。
【００１６】第３に、平板フィンの下流側のみに、スリ
ットあるいはルーバを設けることにより、着霜性能を低
下させることなく、伝熱性能を向上させることができ
る。すなわち、着霜量が比較的少ないフィン下流側にの
み、スリットあるいはルーバを設けたので、そこで霜に
よる目詰りが生じることはなく、着霜性能を低下させる
ことはない。
【００１７】第４に、空気流れの最下流側に位置するス
リットあるいはルーバの切り起こし端部の角度を、空気
流れに対して末広がりにしたので、空気が偏平管の後に
回り込み、その結果熱交換器出口における風速分布が均
一に近くなり、ファンによる騒音を低減させる効果があ
る。
【００１８】又、偏平管後端を、平板フィン後縁より空
気上流側に位置するように設置したので、風速分布を均
一にする効果がさらに強まり、騒音低減を一層効果的に
することができる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１から図４を用
いて説明する。図１は、本実施例のフィンアンドチュー
ブ形熱交換器の斜視図、図２は、図１で示したフィンア
ンドチューブ形熱交換器を、フィン１に沿って切断した
縦断面図、図３は、偏平管２をフィンの空気下流側にず
らしたことによる効果を説明する図、図４は風切り音の
低減効果を説明する図である。
【００２０】図１に示すように、平板フィン１が多数
枚、垂直に並んでおり、フィン１に直交して偏平管２
が、フィン１の空気下流方向から挿入されている。偏平
管２は、左右のヘッダ７に挿入され、冷媒が流れる。冷
媒の流れを矢印８で示す。偏平管２の位置は、空気流れ
５に対して、フィンの下流側に位置している。このよう
な形態の熱交換器を、ヒートポンプルームエアコン，パ
ッケージエアコンの室外熱交換器、室内熱交換器として
用いることができる。
【００２１】図２に示すように、冷媒は、偏平管２の小
孔内を流れつつ、蒸発したり、凝縮したりする。流入空
気５は、冷媒の蒸発潜熱で冷却されたり、凝縮潜熱で加
熱されたりする。偏平管２は、平板フィン１の中央より
空気下流側にずれて位置しており、しかも空気流れ方向
に上り傾斜に設置されている。フィン１には、切り欠き
４が設けられており、切り欠きの内部に偏平管２が挿入
されており、切り欠きの奥行が、偏平管２の幅より長い
ので、偏平管２の後端は、フィン後縁１より空気上流側
に位置している。
【００２２】蒸発器として用いた場合に生じる凝縮水
は、偏平管２の前縁部より水滴６となって、フィン面上
を流れ落ちる。この時、偏平管を空気下流側から挿入し
たので、偏平管は平板フィンの中心に対して空気下流側
にずれて位置することになる。その結果、フィン前縁部
のフィン効率は低下し、蒸発器の場合フィン先端の温度
が上昇し、空気との温度差が小さくなるので、この部分
での着霜量が減り、霜による目詰りが生じにくくなる。
一方、偏平管を、空気流れ方向に対して上り傾斜に設置
することにより、凝縮水あるいは除霜水は、偏平管上面
に沿って偏平管前縁部に到り、そこから平板フィンを伝
って流れ落ちるので、良好な水切り性能を得ることがで
きる。
【００２３】又、平板フィンおよび偏平管の両方を、ア
ルミニウムまたはアルミニウム合金とし、両者をアルミ
ニウムろう付けするのがよく、フィンと偏平管を分離す
る必要がなく、熱交換器そのままをリサイクル部品とし
て回収することができる。
【００２４】フィン１に切り起こされるスリット３ａ、
３ｂ（短柵状の切り起こし）あるいはルーバ（よろい戸
状の切り起こし）は、フィン１の空気下流側に限られて
おり、このように構成することにより、着霜性能を低下
させることなく、伝熱性能を向上させることができる。
すなわち、着霜量が比較的少ないフィン下流側にのみ、
スリットあるいはルーバを設けたので、そこで霜による
目詰りが生じることはなく、着霜性能を低下させること
はない。
【００２５】さらに最下流側のスリット３ｂの切り起こ
し端部は、空気流れ方向に対して末広がりになってい
る。このように構成することにより、空気が偏平管の後
に回り込み、その結果熱交換器出口における風速分布が
均一に近くなり、ファンによる騒音を低減させる効果が
ある。
【００２６】又、偏平管後端を、平板フィン後縁より空
気上流側に位置するように設置したので、風速分布を均
一にする効果がさらに強まり、騒音低減を一層効果的に
することができる。
【００２７】このことを詳細に図３、図４を用いて説明
する。
【００２８】図３に示すように、横軸に空気流れ方向を
とり、縦軸に温度をとって、空気温度Ａとフィン温度Ｂ
の分布を示す。この場合は着霜条件での蒸発器としての
温度分布で、空気は流れ方向に次第に冷却され、フィン
の温度は、偏平管から最も離れたフィン前縁で少し上が
っている。その結果、空気温度Ａとフィン温度Ｂとの温
度差が均一に近くなり、フィン前縁部に着く霜の量が減
り、フィン前縁部における霜による目詰りを防ぐことが
できる。
【００２９】図４に示すように、空気流れ方向最下流の
スリットの切り起こし端部を末広がりにしたこと、偏平
管後端をフィン後縁より空気上流側にずらしたことによ
り、右側のグラフに示すように、熱交換器出口における
風速分布が、ＤからＣに改善され、風切り音を低減する
ことができる。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、第１に着霜による目詰
りがしにくく、水切り性能にすぐれたヒートポンプ用熱
交換器を得ることができる。
【００３１】第２にリサイクルに好適な空調用熱交換器
を得ることができる。
【００３２】第３に着霜による目詰りがしにくく、水切
り性能にすぐれ、かつ、伝熱性能の高いヒートポンプ用
熱交換器を得ることができる。
【００３３】第４にファン騒音の小さい空調用熱交換器
を得ることができる。
【００３４】第５にファン騒音をさらに小さくした空調
用熱交換器を得ることができる。
【００３５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すフィンアンドチューブ
形熱交換器の斜視図である。
【図２】本実施例のフィンアンドチューブ形熱交換器の
部分縦断面図である。
【図３】本実施例のフィンアンドチューブ形熱交換器の
耐着霜性能向上効果を説明する図である。
【図４】本実施例のフィンアンドチューブ形熱交換器の
風切音低減効果を説明する図である。
【図５】従来のフィンアンドチューブ形熱交換器の部分
縦断面図である。
【図６】従来のフィンアンドチューブ形熱交換器の部分
縦断面図である。
【符号の説明】
１…平板フィン、２…偏平管、３ａ…スリット、３ｂ…
スリット、４…切り欠き、５…空気流れ、６…水滴、７
…ヘッダ、８…冷媒流れ、Ａ…空気温度、Ｂ…フィン温
度、Ｃ…本発明の風速分布、Ｄ…公知例の風速分布。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小暮 博志 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所リビング機器事業部内 (72)発明者 楠本 寛 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 内田 麻理 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 星野 良一 大阪府堺市海山町６丁224番地 昭和アル ミニウム株式会社内 (72)発明者 若林 信弘 大阪府堺市海山町６丁224番地 昭和アル ミニウム株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の切り欠きを有する垂直な平板フィン
    に、偏平管を側面から挿入してなるフィンアンドチュー
    ブ形熱交換器において、該偏平管を空気流れの下流方向
    から挿入するとともに、偏平管の断面が空気流れに対し
    て上り傾斜となるようにフィン面上に切り欠きを設けた
    ことを特徴とするフィンアンドチューブ形熱交換器。
  2. 【請求項２】前記平板フィンおよび偏平管の素材をアル
    ミニウムあるいはアルミニウム合金とし、前記平板フィ
    ンと該平板フィンの切り欠きに挿入された偏平管をアル
    ミニウムろう付けした請求項１に記載のフィンアンドチ
    ューブ形熱交換器。
  3. 【請求項３】前記平板フィンの空気上流側は、平担ある
    いは波形とし、偏平管前縁より空気下流側の平板フィン
    にのみにスリットあるいはルーバを設けた請求項１に記
    載のフィンアンドチューブ形熱交換器。
  4. 【請求項４】前記空気流れの最下流側に位置するスリッ
    トあるいはルーバの切り起こし端部の角度を、空気流れ
    に対して末広がり形状にした請求項１に記載のフィンア
    ンドチュ−ブ形熱交換器。
  5. 【請求項５】前記偏平管の後縁部が、前記平板フィンの
    後縁部より空気流れの上流側に配置されている請求項４
    に記載のフィンアンドチューブ形熱交換器。
JP23279093A 1993-09-20 1993-09-20 フィンアンドチューブ形熱交換器 Pending JPH0791873A (ja)

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