JPH09203593A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィン群のフィン表面に水滴の滞留を生じさ
せないようにして熱交換性能の向上を図る。 【解決手段】 フィン群のフィン１には伝熱管２を挿入
する挿入穴４をとりまくように略円または多角形状のリ
ング状凸部５を形成し、このリング状凸部５を気流方向
３に対して垂直方向の挿入穴４の下部が凸部未加工のフ
ィン面と同一の平坦部６になるようにしたものであり、
これによって、リング状凸部５内の水滴を滞留させるこ
となく、平坦部６より速やかに下方に排水することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として空気調和
機等の蒸発器として用いられる熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱交換器を図１１（ａ），
（ｂ）、図１２を用いて説明する。

【０００３】図１２は熱交換器の部分斜視図であり、熱
交換器は一定間隔で平行に並べられたフィン群１０１と
このフィン群１０１に直角に挿入し貫通する伝熱管群１
０２とから構成されている。気流１０３はフィン間を矢
印方向に流動して伝熱管群１０２の管内の流体と熱交換
を行う。

【０００４】また、図１１（ａ）はフィン群１０１のフ
ィンの部分平面図，（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図
であり、フィン１０４には伝熱管１０５の挿入穴１０６
をかこうように円形のリング状凸部１０７を有してい
る。１０８は伝熱管後流部の止水域である。この構成の
フィン形状においては、円形のリング状凸部１０７によ
り、伝熱管後流部の止水域１０８を減少させることがで
き、伝熱促進を図ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の熱交換器の構成では、蒸発器に用いた場合、フ
ィン１０４表面に凝縮した結露水が伝熱管１０５の下部
のリング状凸部１０７によって滞留し、水滴１０９が発
生する。このため、気流１０３の通過する抵抗が増加
し、熱交換性能を低下させるという課題があった。

【０００６】本発明は、上記課題を解決するもので、フ
ィン群表面に水滴の滞留を生じさせないようにして熱交
換性能の向上を図ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の熱交換器は、フィンに、伝熱管の挿入穴をと
りまくように略円または多角形状のリング状凸部を形成
するとともに、このリング状凸部は気流方向に対して垂
直方向の前記挿入穴の下部が凸部未加工のフィン面と同
一の平坦部を有するように構成したものであって、これ
により、凸部加工の平坦部が谷間となって、伝熱管の周
りに生じた結露水をこの谷間から速やかに下方に流出さ
せることができ、伝熱管まわりでの水滴の滞留を防止す
ることができる。このため、気流の通過する抵抗を抑制
でき、熱交換性能を向上することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、所定間隔で平行に並べられ、その間を気流が流動す
るフィン群と、このフィン群に直角に挿入し貫通して内
部に流体を流動する伝熱管群とを備え、前記フィン群の
フィンには、前記伝熱管群を挿入する挿入穴をとりまく
ように略円または多角形状のリング状凸部を形成し、こ
のリング状凸部を気流方向に対して垂直方向の前記貫通
穴の下部が凸部未加工のフィン面と同一の平坦部になる
ようにしたものであり、これによって、リング状凸部内
の水滴を滞留させることなく、平坦部より速やかに下方
に排水することができる。

【０００９】本発明の請求項２に記載の発明は、前記し
た請求項１のリング状凸部を、挿入穴の下部に加えて上
部にも凸部未加工のフィン面と同一の平坦部になるよう
にしたものであり、これによって、伝熱管の上方より流
れ落ちる水滴をリング状凸部で遮ることなく排水しやす
くすることができる。

【００１０】本発明の請求項３に記載の発明は、前記し
た請求項１または２のフィンを、気流方向に対して垂直
方向に山部と谷部が交互に連続する波型形状に形成した
ものであり、これによって、フィン表面の排水性の向上
に加えて、気流方向に対する伝熱面積を増大させること
ができ、乱流促進及び気流の再付着効果を高めることが
できる。

【００１１】本発明の請求項４に記載の発明は、所定間
隔で平行に並べられ、その間を気流が流動するフン群
と、このフィン群に直角に挿入し貫通して内部に流体を
流動する伝熱管群とを備え、前記フィン群のフィンに
は、前記伝熱管群を挿入する挿入穴をとりまくように略
円または多角形状のリング状凸部を形成し、このリング
状凸部はフィン表面よりリング状凸部の稜線までの高さ
を挿入穴中心の風上側より風下側が高くなるようにした
ものであり、これによって、伝熱管の風下側のリング状
凸部が障害となって、気流は伝熱管を回り込むようにな
り、止水域を従来のものより小さくすることができる。

【００１２】本発明の請求項５に記載の発明は、前記し
た請求項４のリング状凸部を、さらに気流方向に対して
垂直方向の挿入穴の下部が凸部未加工のフィン面と同一
の平坦部になるようにしたものであり、これによって、
止水域の縮小化に加え、リング状凸部内の水滴を平坦部
より速やかに下方に排水することができる。

【００１３】本発明の請求項６に記載の発明は、前記し
た請求項５のリング状凸部を、挿入穴の下部に加えて上
部も凸部未加工のフィン面と同一の平坦部になるように
したものであり、これによって、止水域の縮小化に加え
フィンに生じた水滴を上下の平坦部によって速やかに下
方に排水することができる。

【００１４】本発明の請求項７に記載の発明は、前記し
た請求項４、５または請求項６記載のフィンを、気流方
向に対して垂直方向に山部と谷部が交互に連続する波型
形状に形成したものであり、これによって、止水域の縮
小化及びフィンに生じた水滴の下方への速やかな排水化
に加え、フィンの伝熱面積を増大させることができ、熱
交換性能をより一層向上することができる。

【００１５】本発明の実施の形態について、図１から図
１０を用いて説明する。 （実施の形態１）図１（ａ）は実施の形態１の熱交換器
のフィンの部分平面図，（ｂ）及び（ｃ）は（ａ）のＡ
−Ａ線及びＢ−Ｂ線での断面図である。図において、１
は平板状のフィン、２は内部を流体が流動する伝熱管２
であり、一定間隔で平行に並べられたフィン１に複数本
の伝熱管２が直角に貫通状に挿入されたもので、矢印方
向３から気流が流動する。フィン１には、伝熱管２の挿
入穴４をとりまくように略円形状（または多角形状）の
リング状凸部５を形成し、リング状凸部５は、挿入穴４
の下部（伝熱管２の下部）の一部のみが凸部未加工のフ
ィン面と同一の平坦部６となる形状にしている。このた
め、このフィン１を蒸発器に用いた場合、フィン１の表
面に結露水の付着が生じて表面を流れ落ちようとする
が、このとき、平坦部６によって、結露水はリング状凸
部５内で滞留することなく速やかに排水することができ
る。したがって、蒸発時に気流が熱交換器を通過する際
の抵抗を抑制でき、熱交換性能を向上することができ
る。

【００１６】（実施の形態２）本実施の形態２の熱交換
器は、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、前記
した実施の形態１のリング状凸部を、挿入穴４の下部に
加えて上部にも凸部未加工のフィン面と同一の平坦部８
を有する形状のリング状凸部７にしたものであり、これ
によって、伝熱管２の上方より流れ落ちる水滴を上部の
リング状凸部７で遮ることなく、上、下両平坦部６、８
によりフィン表面全体の水滴を一層速やかに下方に排水
することができる。したがって、蒸発時に気流が熱交換
器を通過する際の抵抗をより抑えることができ、熱交換
効率を一層向上することができる。

【００１７】（実施の形態３）本実施の形態３の熱交換
器は、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）及び図４（ａ），
（ｂ），（ｃ）に示すように、前記した実施の形態１ま
たは２のフィンを、さらに気流方向３に対して垂直方向
に山部９ａと谷部９ｂが交互に連続する波型形状のフィ
ン９に形成したものであり、これによって、このフィン
９を蒸発器に用いた場合、前記同様フィン表面の排水性
の向上に加えて、フィン９の山部９ａと谷部９ｂにより
伝熱面積が増大し、乱流促進及び気流の再付着効果によ
って伝熱促進を一層図ることができる。したがって、前
記同様蒸発時に気流が熱交換器を通過する際の抵抗が抑
制でき、さらに波型形状のフィン９によって熱交換性能
をより向上することができる。

【００１８】（実施の形態４）本実施の形態４の熱交換
器は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、フィン１に
は、伝熱管２の挿入穴４をとりまくように略円形状（ま
たは多角形状）のリング状凸部１０を形成しいる。そし
て、このリング状凸部１０は、フィン面よりリング状凸
部１０の稜線１０ａまでの高さを挿入穴４の中心の風上
側の高さｈより風下側の高さＨが高くなるようにしたも
のである。これにより、この高さの差（Ｈ−ｈ）によっ
て、気流方向３に対して伝熱管２の風下側のリング状凸
部１０が障害となって、気流は伝熱管２を回り込むよう
になる。このため、止水域１１を従来のものより小さく
することができ、そのぶん伝熱促進をより図ることがで
きる。また、伝熱管２の風上側では、高さｈを低くする
ことで熱交換器を通過する気流の抵抗を抑制することが
でき、これらにより、熱交換器の伝熱性能をより向上す
ることができる。

【００１９】（実施の形態５）本実施の形態５の熱交換
器は、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、前記
した実施の形態４のリング状凸部を、矢印方向３からの
気流に対して垂直方向の挿入穴４の下部に凸部未加工の
フィン面と同一の平坦部１３を有する形状のリング状凸
部１２にしたものである。これによって、前記の稜線１
２ａの高さの差（Ｈ−ｈ）による止水域１１の改良とと
もに、平坦部１３によるリング状凸部１２内の水滴の早
期排水により、熱交換効率をさらに向上することができ
る。

【００２０】（実施の形態６）本実施の形態６の熱交換
器は、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、前記
した実施の形態５のリング状凸部を、挿入穴４の下部に
加えて上部にも凸部未加工のフィン面と同一の平坦部１
５を有する形状のリング状凸部１４にしたものであり、
稜線１４ａの高さの差（Ｈ−ｈ）による止水域１１の縮
小化に加え、上、下の平坦部１３、１５により、上方よ
りの水滴及びリング状凸部１４内の水滴を滞留させるこ
となく、下方に速やかに排水することができ、熱交換効
率をさらに層向上することができる。

【００２１】（実施の形態７）本実施の形態７の熱交換
器は、図８（ａ），（ｂ），（ｃ）、図９（ａ），
（ｂ），（ｃ）及び図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）に示
すように、前記した実施の形態４、５または６のフィン
を、気流方向３に対して垂直方向に山部９ａと谷部９ｂ
が交互に連続する波型形状のフィン９にしたものであ
り、これによって、前述の止水域１１の縮小化またはこ
れに加えて平坦部１３、１５による水滴の排水性の向上
を図りながら、波型形状のフィン９によって伝熱面積を
増大させ、熱交換性能をより一層向上することができ
る。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明の熱交換器は、フ
ィンに伝熱管の挿入穴をとりまくように略円または多角
形状のリング状凸部を形成し、かつこのリング状凸部を
気流方向に対して垂直方向の挿入穴の下部が凸部未加工
のフィン面と同一の平坦部となるようにしたものであ
り、これによって、リング状凸部内の結露水を平坦部よ
り速やかに下方に排水することができる。したがって、
蒸発時に気流が熱交換器を通過する際の抵抗が抑制で
き、熱交換性能を向上することができる。

【００２３】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載のリング状凸部を、挿入穴の下部に加えて上部に
も凸部未加工のフィン面と同一の平坦部を有するように
したものであり、これによって、伝熱管の上方より流れ
落ちる水滴をリング状凸部で遮ることなく下方に流れや
すくし、全体の水滴をより速やかに排水することがで
き、気流の水滴による抵抗を一層抑制することができ
る。

【００２４】さらに、請求項３に記載の発明は、請求項
１または２に記載のフィンを、気流方向に対して垂直方
向に山部と谷部が交互に連続する波型形状に形成したも
のであり、これによって、フィン表面の排水性の向上に
加えて、気流方向に対して伝熱面積が増大し、乱流促進
及び気流の再付着効果により伝熱促進を図ることができ
る。

【００２５】また、請求項４に記載の発明は、フィンの
挿入穴のまわりに形成したリング状凸部を、フィン表面
からリング状凸部の稜線までの高さが挿入穴の中心の風
上側より風下側を高くするようにしたものであり、これ
によって、止水域を従来のものより小さくすることがで
き、そのぶん伝熱促進を図ることができる。また、伝熱
管の風上側では、稜線の高さを低くすることで熱交換器
を通過する気流の抵抗を抑制することができ、熱交換器
の伝熱性能をより向上することができる。

【００２６】また、請求項５に記載の発明は、請求項４
に記載のリング状凸部を、気流方向に対して垂直方向の
挿入穴の下部が凸部未加工のフィン面と同一の平坦部に
なる形状にしたものであり、これによって、止水域の縮
小化に加え、リング状凸部内の水滴を滞留させることな
く速やかに下方に排水することができる。

【００２７】さらに、請求項６に記載の発明は、請求項
５に記載のリング状凸部を、挿入穴の下部に加えて上部
にも凸部未加工のフィン面と同室の平坦部を有する形状
にしたものであり、これによって、止水域の縮小化に加
え、上方よりの水滴及びリング状凸部内の水滴を滞留さ
せることなく、下方に速やかに排水することができ、熱
交換効率をより一層向上することができる。

【００２８】また、請求項７に記載の発明は、請求項
４、５または６に記載のフィンを、気流方向に対して垂
直方向に山部と谷部が交互に連続する波型形状に形成し
たものであり、これによって、止水域の縮小化またはそ
れに加えてフィン表面の排水性の向上とともに、フィン
の伝熱面積を増大させることができ、熱交換性能をさら
に一層向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１の熱交換器のフ
ィンの部分平面図 （ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図 （ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図

【図２】（ａ）は同実施の形態２の熱交換器のフィンの
部分平面図 （ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図 （ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図

【図３】（ａ）は同実施の形態３の熱交換器のフィンの
部分平面図 （ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図 （ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図

【図４】（ａ）は同実施の形態３の熱交換器のフィンの
部分平面図 （ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図 （ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図

【図５】（ａ）は同実施の形態４の熱交換器のフィンの
部分平面図 （ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図

【図６】（ａ）は同実施の形態５の熱交換器のフィンの
部分平面図 （ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図 （ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図

【図７】（ａ）は同実施の形態６の熱交換器のフィンの
部分平面図 （ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図 （ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図

【図８】（ａ）は同実施の形態７の熱交換器のフィンの
部分平面図 （ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図 （ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図

【図９】（ａ）は同実施の形態７の熱交換器のフィンの
部分平面図 （ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図 （ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図

【図１０】（ａ）は同実施の形態７の熱交換器のフィン
の部分平面図 （ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図 （ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図

【図１１】（ａ）は従来の熱交換器のフィンの部分平面
図 （ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図

【図１２】同熱交換器の部分斜視図

【符号の説明】

１，９ フィン ２ 伝熱管 ３ 気流方向 ４ 挿入穴 ５，７，１０，１２，１４ リング状凸部 ６，８，１３，１５ 平坦部 ９ａ 山部 ９ｂ 谷部 １０ａ，１２ａ，１４ａ 稜線

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定間隔で平行に並べられるとともに、そ
   の間を気流が流動するフィン群と、このフィン群に直角
   に挿入し貫通して内部に流体を流動する伝熱管群とを備
   え、前記フィン群のフィンには前記伝熱管群を挿入する
   挿入穴をとりまくように略円または多角形状のリング状
   凸部を形成し、このリング状凸部を気流方向に対して垂
   直方向の前記挿入穴の下部が凸部未加工のフィン面と同
   一の平坦部になるようにした熱交換器。
2. 【請求項２】リング状凸部を、挿入穴の下部に加えて上
   部も凸部未加工のフィン面と同一の平坦部になるように
   した請求項１記載の熱交換器。
3. 【請求項３】フィンを、気流方向に対して垂直方向に山
   部と谷部が交互に連続する波型形状にした請求項１また
   は２記載の熱交換器。
4. 【請求項４】所定間隔で平行に並べられるとともに、そ
   の間を気流が流動するフィン群と、このフィン群に直角
   に挿入し貫通して内部に流体を流動する伝熱管群とを備
   え、前記フィン群のフィンには前記伝熱管群を挿入する
   挿入穴をとりまくように略円または多角形状のリング状
   凸部を形成し、このリング状凸部はフィン面よりリング
   状凸部の稜線までの高さを挿入穴中心の風上側より風下
   側が高くなるようにした熱交換器。
5. 【請求項５】リング状凸部は、気流方向に対して垂直方
   向の挿入穴の下部が凸部未加工のフィン面と同一の平坦
   部になるようにした請求項４記載の熱交換器。
6. 【請求項６】リング状凸部は、挿入穴の下部に加えて上
   部も凸部未加工のフィン面と同一の平坦部になるように
   した請求項５記載の熱交換器。
7. 【請求項７】フィンを、気流方向に対して垂直方向に山
   部と谷部が交互に連続する波型形状にした請求項４、５
   または６記載の熱交換器。