JPH11118380A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JPH11118380A
JPH11118380A JP27832997A JP27832997A JPH11118380A JP H11118380 A JPH11118380 A JP H11118380A JP 27832997 A JP27832997 A JP 27832997A JP 27832997 A JP27832997 A JP 27832997A JP H11118380 A JPH11118380 A JP H11118380A
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JP
Japan
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fin
heat transfer
transfer tube
cut
flat portion
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JP27832997A
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English (en)
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Isao Fujinami
功 藤波
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Daikin Industries Ltd
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Daikin Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 熱交換器において、フィン前縁部分の着霜抑
制と非着霜状態における高いフィン効率の確保とを両立
させる。 【解決手段】 フィン2Aの後縁2Ab寄りに偏心させ
て伝熱管3を配置するとともに、該伝熱管3よりも前縁
2Aa寄り部位に、該伝熱管3の中心を通ってフィン幅
方向に延びる第1平坦部11と該第1平坦部11に対し
てフィン長さ方向の両側にそれぞれ位置し且つ該フィン
長さ方向に延びる複数の切起し4,4,・・とを設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本願発明は、クロスフィン型
の熱交換器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、空気調和機用の熱交換器とし
て、伝熱管に対してこれに直交する方向に向けて複数枚
のフィンを取り付けて該フィンの前縁側から後縁側に向
けて冷却風を流通させることで該冷却風と上記伝熱管内
を流通する冷媒との間において熱交換を行わしめるよう
にした所謂クロスフィンタイプの熱交換器が広く使用さ
れている。
【0003】ところで、かかる熱交換器が室外機用熱交
換器として使用された場合、冬季の暖房運転時において
は、外気温度が0℃以下に下がると、フィン表面に着霜
を生じ、通風抵抗の増加により風量が低下して暖房能力
が低下するという問題があった。そして、かかるフィン
への着霜に起因する問題を解決するためのひとつの有効
な手段として、例えば実開昭61−161569号公報
にも開示されるように、フィンに対して伝熱管をフィン
幅方向の中心位置よりも後縁側に偏心させて配置し、フ
ィン前縁側のフィン効率を意識的に低下させて着霜を抑
制する技術が知られている。尚、このように伝熱管をフ
ィン後縁側に偏心配置するのは、フィン前縁部分は前縁
効果により高い伝熱効率が得られる反面、着霜が最も生
じ易い部位であることから、伝熱管をフィン前縁から遠
ざけることで該前縁部分のフィン効率を低下させるため
である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
着霜抑制の観点からフィンの前縁部分のフィン効率を低
下させるようにした場合には、着霜が生じていない状態
では上記フィン前縁部分のフィン効率の低下分だけ熱交
換器の熱交換能力が低下することになる。また、フィン
前縁部分のフィン効率を低下させた結果、該前縁部分に
着霜が生じた場合の除霜時にはその除霜効率が低下し除
霜運転時間が長くなるという問題もあった。
【0005】そこで本願発明は、フィン前縁部分の着霜
の抑制と非着霜状態における高いフィン効率の確保とを
両立させるとともに、着霜が生じた状態における風量の
確保と除霜効率の向上とを図り得るようにした熱交換器
を提供することを目的としてなされたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として次のような構成を採
用している。
【0007】本願の第1の発明では、伝熱管3に対して
これに直交する方向にフィン2Aを取り付け、該フィン
2Aの幅方向の一端に位置する前縁2Aa側から他端に
位置する後縁2Ab側に向けて冷却風を流通させるよう
にした熱交換器において、上記伝熱管3を、上記フィン
2Aの幅方向における中心位置よりも上記後縁2Ab寄
りに偏心して配置するとともに、上記フィン2Aにおけ
る上記伝熱管3よりも上記前縁2Aa寄り部位に、該伝
熱管3の中心を通ってフィン幅方向に延びる直線Lに対
応して該フィン幅方向に延びる所定幅の平坦面で構成さ
れる第1平坦部11と、該第1平坦部11に対してフィ
ン長さ方向の両側にそれぞれ位置し且つ該フィン長さ方
向に延びる複数の切起し4,4,・・とを設けたことを
特徴としている。
【0008】本願の第2の発明では、上記第1の発明に
かかる熱交換器において、フィン長さ方向において隣接
する一方の伝熱管3側における上記切起し4のフィン長
さ方向端部4aと他方の伝熱管3側における上記切起し
4のフィン長さ方向端部4aとの間に、フィン幅方向に
延びる平坦面で構成される第2平坦部12を設けるとと
もに、該第2平坦部12のフィン長さ方向における寸法
Wを、上記伝熱管3の外径をDとしたとき、「W≧D/
2」となるように設定したことを特徴としている。
【0009】
【発明の効果】本願発明ではかかる構成とすることによ
り次のような効果が得られる。
【0010】 本願の第1の発明にかかる熱交換器
は、上記伝熱管3を、上記フィン2Aの幅方向における
中心位置よりも上記後縁2Ab寄りに偏心して配置する
とともに、上記フィン2Aにおける上記伝熱管3よりも
上記前縁2Aa寄り部位に、該伝熱管3の中心を通って
フィン幅方向に延びる直線Lに対応して該フィン幅方向
に延びる所定幅の平坦面で構成される第1平坦部11
と、該第1平坦部11に対してフィン長さ方向の両側に
それぞれ位置し且つ該フィン長さ方向に延びる複数の切
起し4,4,・・とを設けている。
【0011】従って、上記伝熱管3が上記フィン2Aの
フィン幅方向の中央よりも後縁2Ab寄りに偏心配置さ
れていることで、該伝熱管3がフィン幅方向の中央部に
配置されている場合に比して、該後縁2Ab部分のフィ
ン効率が低く、それだけ該前縁2Aa部分への着霜が抑
制されることになる。
【0012】一方、上記伝熱管3を上記フィン2Aの後
縁2Ab寄りに偏心配置したことによる前縁2Aa部分
のフィン効率の低下が、上記伝熱管3よりも前縁2Aa
寄り部分に上記切起し4,4,・・を設けて表面熱伝達
率を向上させることでフィン2A全体として高い伝熱性
能が確保され、非着霜状態における熱交換能力が良好に
維持されることになる。
【0013】さらに、上記切起し4,4,・・を設けた
ことで、暖房運転時には該切起し4,4,・・部分に着
霜を生じ易くなり、該切起し4,4,・・に生じた着霜
の除去が必要となる。この場合、該切起し4,4,・・
の除霜は上記伝熱管3側から該切起し4,4,・・への
熱伝達によって行われるが、この場合、該切起し4,
4,・・が上記第1平坦部11に対してその両側に位置
するように配置されているので、該第1平坦部11を介
して上記切起し4,4,・・に至る伝熱経路の経路長
は、例えば該第1平坦部11が設けられておらず上記切
起し4,4,・・がフィン長さ方向に連続している場合
のように上記伝熱管3から上記切起し4,4,・・の外
端部側に迂回して伝熱される場合に比して可及的に短く
なり、従って、上記伝熱管3から上記各切起し4,4,
・・により効率良く熱が伝達され、上記各切起し4,
4,・・の着霜がより迅速に除去され、それだけ除霜時
間の短縮が図れるものである。
【0014】 本願の第2の発明にかかる熱交換器に
よれば、上記に記載の効果に加えて次のような特有の
効果が奏せられる。即ち、この発明では、フィン長さ方
向において隣接する一方の伝熱管3側における上記切起
し4のフィン長さ方向端部4aと他方の伝熱管3側にお
ける上記切起し4のフィン長さ方向端部4aとの間に、
フィン幅方向に延びる平坦面で構成される第2平坦部1
2を設けるとともに、該第2平坦部12のフィン長さ方
向における寸法Wを、上記伝熱管3の外径をDとしたと
き、「W≧D/2」となるように設定している。
【0015】従って、上記フィン2Aの上記切起し4,
4,・・部分に着霜を生じると、理論上はその着霜分だ
け冷却風の通路面積が減少し通風抵抗が大きくなるが、
この発明では上記切起し4,4,・・が上記伝熱管3よ
りも前縁2Aa寄り部位、即ち、元々通風量が少ない部
位に設けられており、該切起し4,4,・・に着霜を生
じてもこれによる通風量の減少は少ないことに加えて、
フィン長さ方向に隣接する一方の伝熱管3側の切起し
4,4,・・と他方の伝熱管3側の切起し4,4,・・
との間、即ち、最も通風抵抗が低く通風量が多い部位
に、上記伝熱管3の外径をDとしたときその幅寸法Wが
「W≧D/2」となるように設定された通風抵抗の小さ
い上記第2平坦部12が設けられることで該部位におけ
る通風量が確保されており、これらの相乗効果として、
上記切起し4,4,・・への着霜に拘わらず十分な通風
量が確保されるものである。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本願発明にかかる熱交換器
を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。図1に
は、本願発明の実施形態にかかる熱交換器1を示してい
る。この熱交換器1は、平坦な薄帯板で構成されるフィ
ン2と該フィン2をその板厚方向に貫通して且つ前後二
列に配置された複数本の伝熱管3,3,・・とを備えて
構成されている。尚、この実施形態のものにおいては、
上記フィン2を、その前縁2a寄りに位置する一列目の
各伝熱管3,3,・・に対応するフィン2Aと後縁2b
寄りに位置する二列目の各伝熱管3,3,・・に対応す
るフィン2Bとを一体化した形態としているが、実質的
には同図の鎖線L0を境として前縁2a側のフィン2A
と後縁2b側のフィン2Bとに区別されるものである。
そして、この実施形態のものにおいては、上記フィン2
A側の構造に本願発明を適用したものである。従って、
以下においては、主として、上記フィン2A側の構造等
について説明する。
【0017】上記フィン2A側においては、該フィン2
Aのフィン幅方向の中央よりも後縁2Ab寄り位置に偏
心させて、一列目管列を構成する上記各伝熱管3,3,
・・を配置している(即ち、伝熱管3と前縁2Aaとの
間隔を「S1」、伝熱管3と後縁2Abとの間隔を
「S2」としたとき、「S1>S2」)。そして、上記フ
ィン2Aにおける上記伝熱管3よりも前縁2Aa寄り部
位には、次述する第1平坦部11と複数の切起し4,
4,・・とが形成されている。
【0018】上記切起し4,4,・・は、上記フィン2
Aの一部をフィン長さ方向方向に延びる短冊状に切り起
こしてなるものであって、上記伝熱管3の中心を通って
フィン幅方向に延びる直線Lをフィン長さ方向に挟んで
両側にそれぞれ二列に配置されている。そして、上記直
線Lの一方側に位置する切起し4,4と他方側に位置す
る切起し4,4との間は、上記伝熱管3からフィン幅方
向に上記前縁2Aaまで延び平坦面でなる第1平坦部1
1とされている。即ち、上記第1平坦部11をフィン長
さ方向に挟んだ両側に上記切起し4,4,・・がそれぞ
れ配置されている。
【0019】また、フィン長さ方向において隣接する一
方の伝熱管3と他方の伝熱管3との関係においては、該
一方の伝熱管3側に対応する上記切起し4,4,・・の
外端部4aと他方の伝熱管3側に対応する上記切起し
4,4,・・の外端部4aとを、フィン長さ方向におい
て所定寸法Wをもって離間させている。従って、この一
方の伝熱管3に対応する切起し4,4,・・と他方の伝
熱管3に対応する切起し4,4,・・との間には、所定
幅寸法をもち且つ上記フィン2Aの前縁2Aaから後縁
2Abに跨がって延びる平坦面でなる第2平坦部12が
形成される。尚、上記第2平坦部12の幅寸法Wは、上
記伝熱管3の外径を「D」としたとき、「W≧D/2」
となるように適宜設定される。
【0020】一方、上記フィン2の後縁2b寄りに位置
する上記フィン2B側においては、二列目管群を構成す
る複数の伝熱管3,3,・・が、フィン幅方向の略中央
(即ち、その前縁2Baと後縁2Bbとの略中央)に位
置するようにして取り付けられている。尚、この場合、
フィン幅方向(即ち、冷却風Aの流通方向)において、
一列目の各伝熱管3,3,・・の管間位置のそれぞれに
二列目の各伝熱管3,3,・・のそれぞれが位置するよ
うに一列目の各伝熱管3,3,・・と二列目の各伝熱管
3,3,・・の配置位置が相対的に設定されている。
【0021】かかる構成とされた熱交換器1において
は、次のような特有の作用効果が奏せられる。
【0022】先ず、上記各伝熱管3,3,・・が上記フ
ィン2Aのフィン幅方向の中央よりも後縁2Ab寄りに
偏心配置されているので該各伝熱管3,3,・・から上
記前縁2Aaまでの距離が長くなり、例えば各伝熱管
3,3,・・がフィン幅方向の中央部に配置されている
場合に比して、該後縁2Ab部分のフィン効率が低くな
っている。従って、フィン効率が低下した分だけ上記前
縁2Aa部分への着霜が抑制されることになる。
【0023】一方、このように上記各伝熱管3,3,・
・をフィン2Aの後縁2Ab側に偏心配置して前縁2A
a部分のフィン効率を下げた構成とすると、該前縁2A
a部分への着霜は抑制できる反面、該前縁2Aaに着霜
が生じていない状態においては上記フィン効率の低下分
だけ熱交換器1全体としての熱交換能力が低下するとい
う問題が生じることは既述の通りである。ところが、こ
の実施形態のものにおいては、上記各伝熱管3,3,・
・よりも前縁2Aa寄り部分に、高い表面熱伝達率が得
られる上記切起し4,4,・・を設けているので、上記
各伝熱管3,3,・・を上記フィン2Aの後縁2Ab寄
りに偏心配置したことによる上記フィン2Aの前縁2A
a部分におけるフィン効率の低下が上記各切起し4,
4,・・の表面熱伝達率によって補填され、フィン2A
全体としての伝熱性能は、例えば各伝熱管3,3,・・
をフィン2Aのフィン幅方向の中央部に配置した構成の
場合におけると同等程度あるいはそれ以上の伝熱性能が
確保され、上記各伝熱管3,3,・・の偏心配置にも拘
わらず高い熱交換能力が得られることになる。
【0024】さらに、上述のように、上記フィン2Aの
上記伝熱管3よりも前縁2Aa寄り部位に上記切起し
4,4,・・を設けたことで、暖房運転時には該切起し
4,4,・・部分に着霜を生じ易くなり、着霜が生じた
場合の除霜対象部位は主として上記切起し4,4,・・
部分となる。そして、該切起し4,4,・・に生じた着
霜の除霜は、上記伝熱管3側から該切起し4,4,・・
側への熱伝達によって行われる。この場合、この実施形
態のものにおいては、上記切起し4,4,・・が上記第
1平坦部11に対してその両側に位置するように配置さ
れているので、図1に実線矢印Hで示すように、該第1
平坦部11が上記伝熱管3から上記切起し4,4,・・
への伝熱経路となり、特に最も前縁2Aa寄りに位置す
る切起し4側への伝熱経路長さは、例えば該第1平坦部
11が設けられておらず上記切起し4,4,・・がフィ
ン長さ方向に連続している場合のように、上記伝熱管3
からの熱が図1に破線矢印H0で示すように上記切起し
4,4,・・の外端部側へ迂回した伝熱経路を介して伝
熱される構成のものに比して、可及的に短くなる。この
結果、除霜運転時には、上記伝熱管3から上記各切起し
4,4,・・へ効率良く熱が伝達され、該各切起し4,
4,・・部分における除霜がより迅速に行われ、除霜時
間の短縮化による暖房特性の向上が期待できることにな
る。
【0025】また、上記フィン2Aの上記切起し4,
4,・・部分に着霜を生じると、理論上はその着霜分だ
け冷却風の通路面積が減少し通風抵抗が大きくなるが、
この発明では上記切起し4,4,・・が上記伝熱管3よ
りも前縁2Aa寄り部位、即ち、元々通風量が少ない部
位に設けられており該切起し4,4,・・に着霜を生じ
てもこれによる通風量の減少は少ないこと、及びフィン
長さ方向において隣接する一方の伝熱管3側における上
記切起し4のフィン長さ方向端部4aと他方の伝熱管3
側における上記切起し4のフィン長さ方向端部4aとの
間に、上記伝熱管3の外径をDとしたときフィン長さ方
向における幅寸法Wが「W≧D/2」となるように設定
された上記第2平坦部12が形成され、最も通風量の多
い伝熱管の中間部位の通風抵抗が低く抑えられ十分な通
風量が確保されること、の相乗効果として、上記切起し
4,4,・・への着霜に拘わらず熱交換器1全体として
十分な通風量が確保されることになる。
【0026】その他 (1) 上記実施形態においては、二列の伝熱管群を備
えた熱交換器1を例にとって説明しているが、本願発明
はかかる構成のものに限定されるものではなく、例えば
伝熱管群が一列のもの、あるいは三列以上のものにも適
用できることは勿論である。
【0027】(2) 上記実施形態においては、上記フ
ィン2としてプレートフィンを採用したものを例にとっ
て説明しているが、他の実施形態においては該フィン2
としてワッフルフィンを採用することもできるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の実施形態にかかる熱交換器の断面図
である。
【符号の説明】
1は熱交換器、2はフィン、3は伝熱管、4は切起し、
11は第1平坦部、12は第2平坦部である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 伝熱管(3)に対してこれに直交する方
    向にフィン(2A)を取り付け、該フィン(2A)の幅
    方向の一端に位置する前縁(2Aa)側から他端に位置
    する後縁(2Ab)側に向けて冷却風を流通させるよう
    にした熱交換器であって、 上記伝熱管(3)が、上記フィン(2A)の幅方向にお
    ける中心位置よりも上記後縁(2Ab)寄りに偏心して
    配置されているとともに、 上記フィン(2A)における上記伝熱管(3)よりも上
    記前縁(2Aa)寄り部位には、該伝熱管(3)の中心
    を通ってフィン幅方向に延びる直線(L)に対応して該
    フィン幅方向に延びる所定幅の平坦面で構成される第1
    平坦部(11)と、該第1平坦部(11)に対してフィ
    ン長さ方向の両側にそれぞれ位置し且つ該フィン長さ方
    向に延びる複数の切起し(4),(4),・・とが設け
    られていることを特徴とする熱交換器。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 フィン長さ方向において隣接する一方の伝熱管(3)側
    における上記切起し(4)のフィン長さ方向端部(4
    a)と他方の伝熱管(3)側における上記切起し(4)
    のフィン長さ方向端部(4a)との間に、フィン幅方向
    に延びる平坦面で構成される第2平坦部(12)が設け
    られるとともに、該第2平坦部(12)のフィン長さ方
    向における寸法(W)が、上記伝熱管(3)の外径を
    (D)としたとき、「W≧D/2」となるように設定さ
    れていることを特徴とする熱交換器。
JP27832997A 1997-10-13 1997-10-13 熱交換器 Pending JPH11118380A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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