JPH11173786A - ワッフルフィン付き熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な伝熱性能を確保し得るようにしたワッ
フルフィン付き熱交換器を提供する。 【解決手段】 複数枚のワッフルフィン１，１，・・
を、対向方向に隣り合う一方のワッフルフィン１の山部
１３と谷部１４が他方のワッフルフィン１の谷部１４と
山部１３にそれぞれ対応するように順次配置して、これ
ら各ワッフルフィン１，１，・・の間に形成される上記
各通風路３，３，・・を、冷却風Ａの流通方向において
その断面積が拡大する拡大通風路３ｂと断面積が縮小す
る縮小通風路３ｃとが交互に連続するように構成する。
かかる構成とすることで、上記通風路３内を冷却風Ａが
流れる際、該冷却風Ａは上記各拡大通風路３ｂ，３ｂ，
・・と各縮小通風路３ｃ，３ｃ，・・を順次通過する間
に膨張作用と収縮作用とを受けることから、上記ワッフ
ルフィン１，１，・・の表面における冷却風Ａの温度及
び流速の境界層の発達が可及的に抑制され、該各ワッフ
ルフィン１，１，・・における伝熱性能、特に熱交換器
が凝縮器として機能する場合における凝縮性能が高めら
れる。

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、ワッフルフィン
付き熱交換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、空気調和機の室外熱交換器は、
特に冬季の暖房運転時にフィンへの着霜という問題が生
じることから、通常は、スリットフィン等の高性能フィ
ンを用いず、比較的低性能のフラットフィンあるいはワ
ッフルフィンを用いることが多い。

【０００３】従って、室外熱交換器の開発に際しては、
フィン表面への着霜時間を長くすることと同時に、本来
的な機能である冷媒の凝縮及び蒸発性能を如何に保持す
るかが重要な課題となる。

【０００４】ところで、図７には、従来一般的なワッフ
ルフィン付き熱交換器Ｚ₀の要部を示している。この熱
交換器Ｚ₀は、板厚方向への交互の折り返しにより、一
方の側面側に突出した稜線をもつ山部３４と凹入した稜
線をもつ谷部３５とを板幅方向に交互に連続させた折曲
板構造の複数枚のフィン３１，３１，・・を、隣接する
一対のフィン３１，３１間において山部３４，３４，・
・同士、谷部３５，３５，・・同士がそれぞれ対応する
ように所定間隔をもって順次対向配置するとともに、こ
れら複数枚のフィン３１，３１，・・を板厚方向に貫通
して伝熱管３２，３２，・・を取り付けて構成されてい
る。従って、これら複数枚のフィン３１，３１，・・間
にそれぞれ形成される通風路３６，３６，・・は、フィ
ン３１の前縁３１ａから後縁３１ｂまで略同一の断面積
をもち且つジグザク状に屈曲する構造とされ、この通風
路３６，３６，・・内を上記前縁３１ａ側から後縁３１
ｂ側に向けて冷却風Ａが流通されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、かかる従来
構造の熱交換器Ｚ₀においては、次のような問題があっ
た。

【０００６】（１）上記通風路３６がその流通方向の全
長に亙って略同一の断面積をもつことから、フィン３１
の表面において冷却風Ａの温度及び流速の境界層が発達
し易く、この発達した境界層により伝熱性能が低下する
ことになる。かかる問題は、特に熱交換器Ｚ₀が凝縮器
として使用される場合にその問題がより顕著となる。

【０００７】（２）上記通風路３６がその流通方向の全
長に亙って略同一の断面積をもち、冷却風Ａの流速が該
通風路３６の全域において略同等となることから、熱交
換器Ｚ₀が蒸発器として機能する場合において、フィン
表面の除霜による融解水が重力により流下排出される場
合、冷却風Ａによる上記融解水のフィン幅方向における
集中作用が働かず、フィン３１の各部位で生じた融解水
はそれぞれその融解位置からそのまま流下排出されるの
で、例えば該融解水がフィン幅方向において集中され且
つ排出される場合に比して、該融解水の排水性が悪く、
伝熱性能（蒸発性能）が低下することになる。

【０００８】（３）上記通風路３６がその流通方向の全
長に亙って略同一の断面積をもつことから、フィン３１
の融解水の連続が、そのまま上記通風路３６の通路面積
の減少による通風抵抗の増加につながり、結果的に伝熱
性能が低下することになる。

【０００９】そこで本願発明は、良好な伝熱性能を確保
し得るようにしたワッフルフィン付き熱交換器を提供す
ることを目的としてなされたものである。

【００１０】

【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。

【００１１】本願の第１の発明では、図１に例示するよ
うに、板厚方向に交互に折曲されて山部１３と谷部１４
とが板幅方向に交互に連続する複数枚のワッフルフィン
１，１，・・を所定間隔をもって順次対向配置してこれ
ら各ワッフルフィン１，１，・・相互間の対向隙間を通
風路３，３，・・とするとともに、該各ワッフルフィン
１，１，・・を板厚方向に貫通して伝熱管２，２，・・
を取り付け、上記各通風路３，３，・・内を、上記ワッ
フルフィン１の板幅方向一端の前縁１ａ側から他端の後
縁１ｂ側に向けて冷却風Ａを流通させるようにしたワッ
フルフィン付き熱交換器において、上記複数枚のワッフ
ルフィン１，１，・・を、対向方向に隣り合う一方のワ
ッフルフィン１の山部１３と谷部１４が他方のワッフル
フィン１の谷部１４と山部１３にそれぞれ対応するよう
に順次配置して、これら各ワッフルフィン１，１，・・
の間に形成される上記各通風路３，３，・・を、冷却風
Ａの流通方向においてその断面積が拡大する拡大通風路
３ｂと断面積が縮小する縮小通風路３ｃとが交互に連続
する構成としたことを特徴としている。

【００１２】本願の第２の発明では、図１に例示するよ
うに、上記第１の発明にかかるワッフルフィン付き熱交
換器において、上記各ワッフルフィン１，１，・・の前
縁１ａ側と後縁１ｂ側の双方、又はこれら両者のいずれ
か一方に、冷却風Ａの流通方向に対して略平行な前縁側
平坦部１１及び後縁側平坦部１２、又は該前縁側平坦部
１１と後縁側平坦部１２のいずれか一方を設けること
で、上記通風３，３，・・の上流端と下流端、又は上流
端と下流端のいずれか一方に冷却風Ａの流通方向に略平
行に延びる平行通路部３ａ，３ａを形成したことを特徴
としている。

【００１３】本願の第３の発明では、図１に例示するよ
うに、上記第２の発明にかかるワッフルフィン付き熱交
換器において、少なくとも上記前縁側平坦部１１を設け
たもので、隣り合う上記一対のワッフルフィン１，１の
上記前縁側平坦部１１，１１の対向間隔Ｓ，Ｓを略同一
に設定したことを特徴としている。

【００１４】本願の第４の発明では、図２に例示するよ
うに、上記第２の発明にかかるワッフルフィン付き熱交
換器において、少なくとも上記前縁側平坦部１１を設け
たもので、隣り合う上記一対のワッフルフィン１，１の
上記前縁側平坦部１１，１１の対向間隔Ｓ₁，Ｓ₂を、上
記平行通路部３ａの直下流に上記拡大通風路３ｂが連続
している通風路３における上記対向間隔Ｓ₁が、上記平
行通路部３ａの直下流に上記縮小通風路３ｃが連続して
いる通風路３における上記対向間隔Ｓ₂よりも大きくな
るように設定したことを特徴としている。

【００１５】本願の第５の発明では、図１に例示するよ
うに、上記第１，第２、第３又は第４の発明にかかるワ
ッフルフィン付き熱交換器において、上記各ワッフルフ
ィン１，１，・・の上記山部１３及び谷部１４を折曲し
た断面形状としたことを特徴としている。

【００１６】本願の第６の発明では、図３に例示するよ
うに、上記第１，第２、第３又は第４の発明にかかるワ
ッフルフィン付き熱交換器において、上記各ワッフルフ
ィン１，１，・・の上記山部１３及び谷部１４を湾曲し
た断面形状としたことを特徴としている。

【００１７】本願の第７の発明では、図４に例示するよ
うに、上記第１，第２、第３，第４，第５又は第６の発
明にかかるワッフルフィン付き熱交換器において、上記
各ワッフルフィン１，１，・・を、その幅方向における
中心点Ｐを中心とする点対称の断面形状を有する如く構
成するとともに、上記中心点Ｐを通りフィン厚さ方向に
延びるフィン中心線Ｌ₁上に上記伝熱管２を取り付けた
ことを特徴としている。

【００１８】本願の第８の発明では、図５又は図６に例
示するように、上記第１，第２、第３，第４，第５又は
第６の発明にかかるワッフルフィン付き熱交換器におい
て、上記各ワッフルフィン１，１，・・を、その幅方向
における中心点Ｐを中心とする点対称の断面形状を有す
る如く構成するとともに、上記中心点Ｐを通りフィン厚
さ方向に延びるフィン中心線Ｌ₁に対して線対称の位置
に複数の上記伝熱管２，２を取り付けたことを特徴とし
ている。

【００１９】

【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。

【００２０】 本願の第１の発明にかかるワッフルフ
ィン付き熱交換器によれば、複数枚のワッフルフィン
１，１，・・を、対向方向に隣り合う一方のワッフルフ
ィン１の山部１３と谷部１４が他方のワッフルフィン１
の谷部１４と山部１３にそれぞれ対応するように順次配
置して、これら各ワッフルフィン１，１，・・の間に形
成される上記各通風路３，３，・・を、冷却風Ａの流通
方向においてその断面積が拡大する拡大通風路３ｂと断
面積が縮小する縮小通風路３ｃとが交互に連続するよう
に構成しているので、該通風路３内を冷却風Ａが流れる
際、該冷却風Ａは上記各拡大通風路３ｂ，３ｂ，・・と
各縮小通風路３ｃ，３ｃ，・・を順次通過する間に膨張
作用と収縮作用とを受けることから、上記ワッフルフィ
ン１，１，・・の表面における冷却風Ａの温度及び流速
の境界層の発達が可及的に抑制され、該各ワッフルフィ
ン１，１，・・における伝熱性能、特に熱交換器が凝縮
器として機能する場合における凝縮性能が高められるこ
とになる。

【００２１】また、上記通風路３内における冷却風Ａの
流速は、上記拡大通風路３ｂに対応する領域では低く、
上記縮小通風路３ｃに対応する領域では高くなることか
ら、特に熱交換器が蒸発器として機能する場合には、ワ
ッフルフィン１の表面に生じた融解水は冷却風Ａの流れ
によりその流速の低い上記各拡大通風路３ｂ，３ｂ，・
・側に集中され、且つ重力により流下排出されるので、
例えば従来のように上記融解水の集中作用が働かない場
合に比して、融解水の排水性能が向上し、それだけ熱交
換器の伝熱性能が向上することになる。

【００２２】さらに、融解水が通風路３の拡大通風路３
ｂ，３ｂ，・・に集中するが、この場合、この拡大通風
路３ｂ，３ｂ，・・は縮小通風路３ｃ，３ｃ，・・に比
してその通路断面積が大きいことから、融解水の付着が
通風路３全体としての通風抵抗に影響を与えることがほ
とんどなく、ワッフルフィン１の表面における融解水の
連続にかかわらず、良好な伝熱性能が確保されることに
なる。

【００２３】 本願の第２の発明にかかるワッフルフ
ィン付き熱交換器によれば、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
によれば、上記各ワッフルフィン１，１，・・の前縁１
ａ側と後縁１ｂ側の双方、又はこれら両者のいずれか一
方に、冷却風Ａの流通方向に対して略平行な前縁側平坦
部１１及び後縁側平坦部１２、又は該前縁側平坦部１１
と後縁側平坦部１２のいずれか一方を設けることで、上
記通風路３，３，・・の上流端と下流端、又は上流端と
下流端のいずれか一方に冷却風Ａの流通方向に略平行に
延びる平行通路部３ａ，３ａを形成しているので、上記
各通風路３，３，・・に流入する冷却風Ａは上記前縁側
平坦部１１により整流された状態で該通風路３に流入
し、また該通風路３，３，・・から後方へ吹き出される
冷却風Ａは上記後縁側平坦部１２により整流されて吹き
出されるので、例えばこれら前縁側平坦部１１あるいは
後縁側平坦部１２が設けられていない場合に比して、上
記各通風路３，３，・・を流通する冷却風Ａの流動抵抗
が低減され、延いては上記各ワッフルフィン１，１，・
・における伝熱作用が促進されるものである。

【００２４】 本願の第３の発明にかかるワッフルフ
ィン付き熱交換器によれば、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
によれば、少なくとも上記前縁側平坦部１１を設けたも
のにおいて、隣り合う上記一対のワッフルフィン１，１
の上記前縁側平坦部１１，１１の対向間隔Ｓ，Ｓを略同
一に設定しているので、上記各通風路３，３，・・のそ
れぞれにおける冷却風Ａの流量が可及的に均一化され、
冷却風Ａの偏流が防止されることで、より高い伝熱性能
の確保が可能となるものである。

【００２５】 本願の第４の発明にかかるワッフルフ
ィン付き熱交換器によれば、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
によれば、少なくとも上記前縁側平坦部１１を設けたも
のにおいて、隣り合う上記一対のワッフルフィン１，１
の上記前縁側平坦部１１，１１の対向間隔Ｓ₁，Ｓ₂を、
上記平行通路部３ａの直下流に上記拡大通風路３ｂが連
続している通風路３における上記対向間隔Ｓ₁が、上記
平行通路部３ａの直下流に上記縮小通風路３ｃが連続し
ている通風路３における上記対向間隔Ｓ₂よりも大きく
なるように設定しているので、直下流に流通抵抗の低い
拡大通風路３ｂが連続している部分においては、直下流
に流通抵抗の高い縮小通風路３ｃが連続している部分よ
りも通風路３の入口における断面積が大きくなる。この
結果、上記各対向間隔Ｓ₁，Ｓ₂の設定に際して、上記拡
大通風路３ｂと縮小通風路３ｃとの間における流通抵抗
の差を考慮することで、冷却風入口直後の流通抵抗に差
がある構成の熱交換器であるにも拘わらず、上記各通風
路３，３，・・間における冷却風Ａの流量の均一化を図
ることが可能となり、それだけ伝熱性能のより一層の向
上が図れることになる。

【００２６】 本願の第５の発明にかかるワッフルフ
ィン付き熱交換器によれば、上記，，又はに記
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、この発明によれば、上記ワッフルフィン１の上記
山部１３及び谷部１４を折曲した断面形状としているの
で、該ワッフルフィン１表面の融解水の拡大通風路３ｂ
への集中作用がより顕著となり、融解水の排水性能のよ
り一層の向上、延いては伝熱性能のより一層の向上が図
れるものである。

【００２７】 本願の第６の発明にかかるワッフルフ
ィン付き熱交換器によれば、上記，，又はに記
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、この発明によれば、上記各ワッフルフィン１，
１，・・の上記山部１３及び谷部１４を湾曲した断面形
状としているので、例えば上記ワッフルフィン１の上記
山部１３及び谷部１４を折曲構造とする場合に比して、
上記ワッフルフィン１の形状抵抗が少なく、それだけ上
記通風路３における冷却風Ａの流通がスムーズとなり、
より一層の伝熱性能の促進が可能となるものである。

【００２８】 本願の第７の発明にかかるワッフルフ
ィン付き熱交換器によれば、上記，，，，又
は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、この発明によれば、上記各ワッフルフィ
ン１，１，・・を、その幅方向における中心点Ｐを中心
とする点対称の断面形状を有する如く構成するととも
に、上記中心点Ｐを通りフィン厚さ方向に延びるフィン
中心線Ｌ₁上に上記伝熱管２を取り付けているので、同
一形状のワッフルフィン１，１，・・を用意し、これら
各ワッフルフィン１，１，・・をその平面方向において
順次１８０°づつ回転させた状態で対向配置すること
で、隣り合う一対のワッフルフィン１，１における一方
のワッフルフィン１の山部１３と他方のワッフルフィン
１の谷部１４と、一方のワッフルフィン１の谷部１４と
他方のワッフルフィン１の山部１３とを、それぞれ対応
させて上記拡大通風路３ｂ，３ｂ，・・と縮小通風路３
ｃ，３ｃ，・・とが交互に連続する通風路３をもち且つ
伝熱管２を単列配置した熱交換器を得ることができる。
即ち、この発明の如きフィン構成とすることで、単一の
プレス型により成形されたワッフルフィン１，１，・・
によって上記の如き構成の熱交換器を得ることができ、
例えば隣り合う一対のワッフルフィン１，１の一方と他
方とをそれぞれ専用のプレス型を用いて成形する場合に
比して、製造コストの低廉化が図れるものである。

【００２９】 本願の第８の発明にかかるワッフルフ
ィン付き熱交換器によれば、上記，，，，又
は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、この発明によれば、上記各ワッフルフィ
ン１，１，・・を、その幅方向における中心点Ｐを中心
とする点対称の断面形状を有する如く構成するととも
に、上記中心点Ｐを通りフィン厚さ方向に延びるフィン
中心線Ｌ₁に対して線対称の位置に複数の上記伝熱管
２，２を取り付けているので、同一形状のワッフルフィ
ン１，１，・・を用意し、これら各ワッフルフィン１，
１，・・をその平面方向において順次１８０°づつ回転
させた状態で対向配置することで、隣り合う一対のワッ
フルフィン１，１における一方のワッフルフィン１の山
部１３と他方のワッフルフィン１の谷部１４と、一方の
ワッフルフィン１の谷部１４と他方のワッフルフィン１
の山部１３とを、それぞれ対応させて上記拡大通風路３
ｂ，３ｂ，・・と縮小通風路３ｃ，３ｃ，・・とが交互
に連続する通風路３をもち且つ伝熱管２を複列配置した
熱交換器を得ることができる。即ち、この発明の如きフ
ィン構成とすることで、単一のプレス型により成形され
たワッフルフィン１，１，・・によって上記の如き構成
の熱交換器を得ることができ、例えば隣り合う一対のワ
ッフルフィン１，１の一方と他方とをそれぞれ専用のプ
レス型を用いて成形する場合に比して、製造コストの低
廉化が図れるものである。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本願発明にかかるワッフル
フィン付き熱交換器をいくつかの好適な実施形態に基づ
いて具体的に説明する。

【００３１】第１の実施形態 図１には、本願の請求項１，２，３及び５に記載の発明
が適用された第１の実施形態にかかかるワッフルフィン
付き熱交換器Ｚ₁を示している。この熱交換器Ｚ₁は、所
定間隔をもって順次対向配置された複数枚のワッフルフ
ィン１，１，・・と、該各ワッフルフィン１，１，・・
のそれぞれをその対向方向に貫通して配置された複数本
の伝熱管２，２，・・とを備えて構成される。尚、上記
伝熱管２，２，・・は、フィン幅方向の中央部におい
て、該ワッフルフィン１の長手方向に所定間隔をもって
配置されている（即ち、単列配置構造とされている）。

【００３２】上記ワッフルフィン１，１，・・は、プレ
ス成形により一体形成されるものであるが、この実施形
態においてはプレス成形方向と折曲形状との関係から、
該ワッフルフィン１，１，・・のそれぞれを以下に述べ
る形態の異なる二種類のワッフルフィンで構成してい
る。

【００３３】即ち、その一つは、図１においてフィン列
の最上段に示した形状のもの（以下、第１のワッフルフ
ィン１という）であって、他の一つは第２段目に示した
もの（以下、第２のワッフルフィン１という）である。

【００３４】第１のワッフルフィン１は、その板幅方向
の一端に位置する前縁１ａ側と他端に位置する後縁１ｂ
側とをそれぞれ平面でなる前縁側平坦部１１及び後縁側
平坦部１２とするとともに、これら前縁側平坦部１１と
後縁側平坦部１２の中間部位をその板厚方向に交互に折
曲させて、一方の側面１ｃ側に突出した稜線をもつ山部
１３と該一方の側面１ｃ側に凹入した稜線をもつ谷部１
４とを、上記前縁側平坦部１１から後縁側平坦部１２に
向かって、山部１３→谷部１４→山部１３→谷部１４→
山部１３と順次連続させた形状としている。そして、中
央の山部１３の頂部に対応する位置に、カラー１６を備
えた座１５を形成し、このカラー１６に上記伝熱管２を
挿通せしめている。

【００３５】尚、上記カラー１６は、バーリング加工に
より、上記ワッフルフィン１の他方の側面１ｄから一方
の側面１ｃ側に突出するように形成されている。このカ
ラー１６の形成方向が、プレス加工上、プレス成形方向
と同一方向とされることから、この第１のワッフルフィ
ン１の他に、次述の第２のワッフルフィン１が必要とな
るものである。

【００３６】上記第２のワッフルフィン１は、基本的に
は上記第１のワッフルフィン１と同ようの構造をもつも
のであって、該第１のワッフルフィン１と異なる点は上
記カラー１６の形成方向に対する上記山部１３及び谷部
１４の配置位置である。即ち、第２のワッフルフィン１
は、その板幅方向の一端に位置する前縁１ａ側と他端に
位置する後縁１ｂ側とをそれぞれ平面でなる前縁側平坦
部１１及び後縁側平坦部１２とするとともに、これら前
縁側平坦部１１と後縁側平坦部１２の中間部位をその板
厚方向に交互に折曲させて、一方の側面１ｃ側に凹入し
た稜線をもつ谷部１４と該一方の側面１ｃ側に突出した
稜線をもつ山部１３とを、上記前縁側平坦部１１から後
縁側平坦部１２に向かって、谷部１４→山部１３→谷部
１４→山部１３→谷部１４と順次連続させた形状として
いる。そして、中央の谷部１４の頂部に対応する位置
に、カラー１６を備えた座１５を形成し、このカラー１
６に上記伝熱管２を挿通せしめている。また、このカラ
ー１６は、バーリング加工により、上記ワッフルフィン
１の他方の側面１ｄから一方の側面１ｃ側に突出するよ
うに形成されている。

【００３７】従って、上記第１のワッフルフィン１と第
２のワッフルフィン１とを、上記各カラー１６，１６を
同方向に向けた状態において比較すると、これら両者は
上記座１５及びカラー１６部分を除いて、裏返しの形態
を有し、第１のワッフルフィン１における山部１３と谷
部１４が、第２のワッフルフィン１における谷部１４と
山部１３に、それぞれ対応している。

【００３８】以上のように形成された上記第１のワッフ
ルフィン１と第２のワッフルフィン１とを、それぞれ上
記カラー１６を同一方向に向けた状態で、相互に所定間
隔をもって交互に対向配置することで、図１に示すよう
に、隣り合う一対のワッフルフィン１，１間において、
その一方のワッフルフィン１の山部１３と他方のワッフ
ルフィン１の谷部１４と、一方のワッフルフィン１の谷
部１４と他方のワッフルフィン１の山部１３とが、それ
ぞれ対応した状態で列設された複数枚のワッフルフィン
１，１，・・からなるフィン列を備えた熱交換器Ｚ₁が
構成されるものである。

【００３９】従って、上記各ワッフルフィン１，１，・
・の間にそれぞれ形成される通風路３，３，・・は、そ
の前後両端がそれぞれ平行通路部３ａ，３ａとされると
ともに、これらの中間部位が拡大通風路３ｂと縮小通風
路３ｃとが交互に連続した形態とされる。尚、上記第１
のワッフルフィン１と第２のワッフルフィン１の形状の
相違に対応して、上記通風路３，３，・・としては、上
記平行通路部３ａの直下流側に拡大通風路３ｂが連続す
る形態のものと、上記平行通路部３ａの直下流側に縮小
通風路３ｃが連続する形態のものとの二種類が存在し、
これら二種類の通風路３，３，・・が伝熱管２の軸方向
に交互に並ぶことになる。

【００４０】また、この実施形態のものにおいては、上
記隣り合う一対のワッフルフィン１，１の前縁側平坦部
１１，１１間の間隔Ｓ（即ち、上記平行通路部３ａの幅
寸法）を全ての通風路３，３，・・において同一に設定
している。

【００４１】以上の如く構成された熱交換器Ｚ₁におい
ては、次のような作用効果が得られる。

【００４２】上記複数枚のワッフルフィン１，１，・・
を、対向方向に隣り合う一方のワッフルフィン１の山部
１３と谷部１４が他方のワッフルフィン１の谷部１４と
山部１３にそれぞれ対応するように順次配置して、これ
ら各ワッフルフィン１，１，・・の間に形成される上記
各通風路３，３，・・を、冷却風Ａの流通方向において
その断面積が拡大する拡大通風路３ｂと断面積が縮小す
る縮小通風路３ｃとが交互に連続するように構成してい
るので、該通風路３内を冷却風Ａが流れる際、該冷却風
Ａは上記各拡大通風路３ｂ，３ｂ，・・と各縮小通風路
３ｃ，３ｃ，・・を順次通過する間に膨張作用と収縮作
用とを受ける。従って、上記ワッフルフィン１，１，・
・の表面においては冷却風Ａの温度及び流速の境界層の
発達が可及的に抑制され、その結果、該各ワッフルフィ
ン１，１，・・における伝熱性能が高められることにな
る。尚、かかる効果は、特にこの熱交換器Ｚ₁を空気調
和機の室外機として利用し且つこれが凝縮器として機能
する場合に顕著となる。

【００４３】また、特に上記熱交換器Ｚ₁が空気調和機
の室外機として利用され且つこれが蒸発器として機能す
る場合には高い排水性が得られ、その結果、高い伝熱性
能（即ち、蒸発性能）が確保されることになる。即ち、
熱交換器Ｚ₁が室外機として利用され且つ蒸発器として
機能する場合には、上記ワッフルフィン１，１，・・の
表面には除霜により生じた融解水が付着するが、かかる
融解水は該ワッフルフィン１の表面を伝って重力により
流下排出される。この場合、この実施形態のものにおい
ては、上記通風路３が拡大通風路３ｂと縮小通風路３ｃ
とが交互に連続する構成とされ、該通風路３内における
冷却風Ａの流速は、上記拡大通風路３ｂに対応する領域
では低く、上記縮小通風路３ｃに対応する領域では高く
なる。従って、上記ワッフルフィン１の表面に生じた融
解水は、冷却風Ａの流れによりその流速の低い上記各拡
大通風路３ｂ，３ｂ，・・側に集中され、且つ集中した
状態において重力により流下排出されるので、例えば従
来のように上記融解水の集中作用が働かない場合に比し
て、融解水の排水性能が向上し、それだけ熱交換器の伝
熱性能が向上するものである。

【００４４】さらに、このように融解水が通風路３の拡
大通風路３ｂ，３ｂ，・・に集中するとしても、この拡
大通風路３ｂ，３ｂ，・・は縮小通風路３ｃ，３ｃ，・
・に比してその通路断面積が大きいことから、融解水の
付着が通風路３全体としての通風抵抗に影響を与えるこ
とがほとんどなく、ワッフルフィン１の表面における融
解水の連続にかかわらず、良好な伝熱性能が確保される
ことになる。尚、この場合、この実施形態のように、上
記ワッフルフィン１の上記山部１３及び谷部１４を折曲
した断面形状とすることで、融解水の上記拡大通風路３
ｂへの集中作用がより顕著となり、融解水の排水性能よ
り一層向上することになる。

【００４５】一方、この実施形態のものにおいては、上
記各ワッフルフィン１，１，・・の前縁１ａ側と後縁１
ｂ側の双方に、冷却風Ａの流通方向に対して略平行な上
記前縁側平坦部１１及び後縁側平坦部１２をそれぞれ設
けて、上記各通風路３，３，・・の上流端と下流端の双
方に冷却風Ａの流通方向に略平行に延びる上記平行通路
部３ａ，３ａを形成しているので、上記各通風路３，
３，・・に流入する冷却風Ａは上記前縁側平坦部１１に
より整流された状態で該通風路３に流入し、また該通風
路３，３，・・から後方へ吹き出される冷却風Ａは上記
後縁側平坦部１２により整流されて吹き出される。従っ
て、例えばこれら前縁側平坦部１１あるいは後縁側平坦
部１２が設けられていない場合に比して、上記各通風路
３，３，・・を流通する冷却風Ａの流動抵抗が低減さ
れ、延いては上記各ワッフルフィン１，１，・・におけ
る伝熱作用が促進されることになる。

【００４６】また、この実施形態のものにおいては、上
述のように、隣り合う上記一対のワッフルフィン１，１
の上記前縁側平坦部１１，１１の対向間隔Ｓ，Ｓを略同
一に設定しているので、上記各通風路３，３，・・のそ
れぞれにおける冷却風Ａの流量が可及的に均一化され、
冷却風Ａの偏流が防止されることで、より高い伝熱性能
の確保が可能となるものである。

【００４７】第２の実施形態 図２には、本願の請求項１，２，４及び５に記載の発明
が適用された第２の実施形態にかかかるワッフルフィン
付き熱交換器Ｚ₂を示している。この熱交換器Ｚ₂は、上
記第１の実施形態にかかる熱交換器Ｚ₁と略同一の構成
をもつものであって、該第１の実施形態における熱交換
器Ｚ₁と異なる点は、該熱交換器Ｚ₁においては上記各ワ
ッフルフィン１，１，・・の前縁側平坦部１１，１１，
・・間の対向間隔Ｓを全て同一に設定していたのに対し
て、この第２の実施形態にかかる熱交換器Ｚ₂において
は、この対向間隔を通風路３，３，・・の通路構成に対
応させて異ならせた点である。

【００４８】即ち、この実施形態にかかる熱交換器Ｚ₂
においては、隣り合う上記一対のワッフルフィン１，１
の上記前縁側平坦部１１，１１の対向間隔を、上記平行
通路部３ａの直下流に上記拡大通風路３ｂが連続してい
る通風路３における上記対向間隔Ｓ₁が、上記平行通路
部３ａの直下流に上記縮小通風路３ｃが連続している通
風路３における上記対向間隔Ｓ₂よりも大きくなるよう
に設定している。

【００４９】かかる構成とすることで、直下流に流通抵
抗の低い上記拡大通風路３ｂが連続している構成の通風
路３においては、直下流に流通抵抗の高い縮小通風路３
ｃが連続している構成の通風路３よりも冷却風Ａの入口
における断面積が大きくなる。この結果、上記各対向間
隔Ｓ₁，Ｓ₂の設定に際して、上記拡大通風路３ｂと縮小
通風路３ｃとの間における流通抵抗の差を考慮すること
で、冷却風入口直後の流通抵抗に差がある構成の熱交換
器Ｚ₂であるにも拘わらず、上記各通風路３，３，・・
間における冷却風Ａの流量の均一化を図ることが可能と
なり、それだけ伝熱性能のより一層の向上が図れること
になる。

【００５０】尚、この実施形態における熱交換器Ｚ₂に
おいても、上記の如き特有の作用効果の他に、上記第１
の実施形態における熱交換器Ｚ₁と同様の作用効果が奏
せられることは勿論である。

【００５１】第３の実施形態 図３には、本願の請求項１，２，３及び５に記載の発明
が適用された第３の実施形態にかかかるワッフルフィン
付き熱交換器Ｚ₃を示している。この熱交換器Ｚ₃は、上
記第１の実施形態にかかる上記熱交換器Ｚ₁がその各ワ
ッフルフィン１，１，・・の山部１３と谷部１４を共に
折曲形状としていたのに対して、この実施形態にかかる
熱交換器Ｚ₃においては上記各ワッフルフィン１，１，
・・における上記山部１３と谷部１４を共に湾曲した断
面形状としており、かかる点においてのみ上記第１の実
施形態における熱交換器Ｚ₁と異なる。

【００５２】従って、この第３の実施形態における熱交
換器Ｚ₃においては、上記第１の実施形態における上記
熱交換器Ｚ₁と同様の作用効果が得られるのに加えて、
次のような特有の作用効果が奏せられるものである。

【００５３】即ち、この熱交換器Ｚ₃においては、上記
各ワッフルフィン１，１，・・における上記山部１３と
谷部１４を共に湾曲した断面形状とすることで、例えば
上記ワッフルフィン１の上記山部１３及び谷部１４を折
曲形状とする場合に比して、該ワッフルフィン１の形状
抵抗が少なくなることから、上記通風路３における冷却
風Ａの流通がスムーズとなり、より一層の伝熱性能の促
進が可能となるものである。

【００５４】尚、この実施形態の熱交換器Ｚ₃において
も、上記第２の実施形態にかかる熱交換器Ｚ₂と同様
に、隣り合う一対のワッフルフィン１，１の前縁側平坦
部１１，１１間の対向間隔を、これに連続する拡大通風
路３ｂあるいは縮小通風路３ｃに応じて異なる寸法とす
ることも可能なことは勿論である。

【００５５】第４の実施形態 図４には、本願の請求項１，２，３，５及び７に記載の
発明が適用された第４の実施形態にかかかるワッフルフ
ィン付き熱交換器Ｚ₄を示している。この熱交換器Ｚ
₄は、上記第１〜第３の各実施形態にかかる熱交換器Ｚ₁
〜Ｚ₃が共に伝熱管２を単列配置した構成のものにおい
て、上記各ワッフルフィン１，１，・・を異なる形状の
二種類のプレス型を用いて成形することを前提とした構
成であったのに対して、この第４の実施形態にかかる熱
交換器Ｚ₄は、伝熱管２を単列配置した構成のものにお
いて上記各ワッフルフィン１，１，・・を単一のプレス
型を用いて成形することを前提とした構成である。

【００５６】即ち、この実施形態においては同一形状に
成形された複数枚のワッフルフィン１，１，・・を、そ
の対向配置に際して、交互に１８０°づつ平面上におい
て回転させて使用するものであり、このため、上記ワッ
フルフィン１を、その幅方向における中心点Ｐを中心と
する点対称の断面形状を有する如く構成するとともに、
上記中心点Ｐを通りフィン厚さ方向に延びるフィン中心
線Ｌ₁上に上記伝熱管２を取り付けるようにしている。

【００５７】かかる構成とすることで、上記ワッフルフ
ィン１に設けられるカラー１６の形成方向がプレス成形
方向に対応して一議的に決定されるにも拘わらず、かか
る同一構成のワッフルフィン１，１，・・を使用して上
述の如く拡大通風路３ｂと縮小通風路３ｃとが交互に連
続する構成の通風路３を形成することができるものであ
る。従って、例えば隣り合う一対のワッフルフィン１，
１の一方と他方とをそれぞれ専用のプレス型を用いて成
形する場合に比して、製造コストの低廉化が図れるもの
である。

【００５８】第５の実施形態 図５には、本願の請求項１，２，３，５及び８に記載の
発明が適用された第５の実施形態にかかかるワッフルフ
ィン付き熱交換器Ｚ₅を示している。この熱交換器Ｚ
₅は、上記第４の実施形態にかかる熱交換器Ｚ₄が伝熱管
２を単列配置したものにおいて上記各ワッフルフィン
１，１，・・を単一のプレス型を用いて成形できること
を前提とした構成であったのに対して、この第５に実施
形態にかかる熱交換器Ｚ₅は伝熱管２をフィン板幅方向
に二列に配置したものにおいて上記各ワッフルフィン
１，１，・・を単一のプレス型を用いて成形できること
を前提としたものである。

【００５９】即ち、この実施形態にかかる熱交換器Ｚ₅
においては、上記各ワッフルフィン１，１，・・を、そ
の幅方向における中心点Ｐを中心とする点対称の断面形
状を有する折曲構造とするとともに、上記中心点Ｐを通
りフィン厚さ方向に延びるフィン中心線Ｌ₁に対して線
対称の位置に上記各伝熱管２，２をそれぞれ取り付けて
構成されている。

【００６０】上記各ワッフルフィン１，１，・・をかか
る構成とすることで、同一形状の上記ワッフルフィン
１，１，・・をその平面方向において順次１８０°づつ
回転させた状態で対向配置することで、上述の如く隣り
合う一対のワッフルフィン１，１における一方のワッフ
ルフィン１の山部１３と他方のワッフルフィン１の谷部
１４と、一方のワッフルフィン１の谷部１４と他方のワ
ッフルフィン１の山部１３とを、それぞれ対応させて上
記拡大通風路３ｂ，３ｂ，・・と縮小通風路３ｃ，３
ｃ，・・とが交互に連続する通風路３をもち且つ伝熱管
２を複列配置した熱交換器Ｚ₅を得ることができるもの
である。従って、例えば隣り合う一対のワッフルフィン
１，１の一方と他方とをそれぞれ専用のプレス型を用い
て成形する場合に比して、製造コストの低廉化が図れる
ものである。

【００６１】第６の実施形態 図６には、本願の請求項１，２，３，５及び８に記載の
発明が適用された第６の実施形態にかかかるワッフルフ
ィン付き熱交換器Ｚ₆を示している。この熱交換器Ｚ
₆は、上記第５の上述にかかる熱交換器Ｚ₅と同様に、伝
熱管２をフィン板幅方向に二列に配置したものにおいて
上記各ワッフルフィン１，１，・・を単一のプレス型を
用いて成形できることを前提としたものである。そし
て、この熱交換器Ｚ₆が上記第５の実施形態にかかる熱
交換器Ｚ₅と異なる点は、上記各ワッフルフィン１，
１，・・における上記中心点Ｐに対応する部分を平坦部
１７とし、上記通風路３における上記平坦部１７に対応
する部分を平行通路部３ａとした点である。

【００６２】この実施形態における熱交換器Ｚ₆におい
ても、上記第５の実施形態にかかる熱交換器Ｚ₅と同様
の作用効果が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の第１の実施形態にかかるワッフルフ
ィン付き熱交換器の断面図である。

【図２】本願発明の第２の実施形態にかかるワッフルフ
ィン付き熱交換器の断面図である。

【図３】本願発明の第３の実施形態にかかるワッフルフ
ィン付き熱交換器の断面図である。

【図４】本願発明の第４の実施形態にかかるワッフルフ
ィン付き熱交換器の断面図である。

【図５】本願発明の第５の実施形態にかかるワッフルフ
ィン付き熱交換器の断面図である。

【図６】本願発明の第６の実施形態にかかるワッフルフ
ィン付き熱交換器の断面図である。

【図７】従来のワッフルフィン付き熱交換器の断面図で
ある。

【符号の説明】 １はワッフルフィン、１ａはフィンの前縁、１ｂはフィ
ンの後縁、２は伝熱管、３は通風路、３ａは平行通路
部、３ｂは拡大通風路、３ｃは縮小通風路、１１は前縁
側平坦部、１２は後縁側平坦部、１３は山部、１４は谷
部、１５は座、１６はカラー、１７は平坦部、Ｌ₁〜Ｌ₃
はフィン中心線、Ａは冷却風である。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板厚方向に交互に折曲されて山部（１
   ３）と谷部（１４）とが板幅方向に交互に連続する複数
   枚のワッフルフィン（１），（１），・・を所定間隔を
   もって順次対向配置してこれら各ワッフルフィン
   （１），（１），・・相互間の対向隙間を通風路
   （３），（３），・・とするとともに、該各ワッフルフ
   ィン（１），（１），・・を板厚方向に貫通して伝熱管
   （２），（２），・・を取り付け、上記各通風路
   （３），（３），・・内を、上記ワッフルフィン（１）
   の板幅方向一端の前縁（１ａ）側から他端の後縁（１
   ｂ）側に向けて冷却風（Ａ）を流通させるようにしたワ
   ッフルフィン付き熱交換器であって、 上記複数枚のワッフルフィン（１），（１），・・を、
   対向方向に隣り合う一方のワッフルフィン（１）の山部
   （１３）と谷部（１４）が他方のワッフルフィン（１）
   の谷部（１４）と山部（１３）にそれぞれ対応するよう
   に順次配置して、これら各ワッフルフィン（１），
   （１），・・の間に形成される上記各通風路（３），
   （３），・・を、冷却風（Ａ）の流通方向においてその
   断面積が拡大する拡大通風路（３ｂ）と断面積が縮小す
   る縮小通風路（３ｃ）とが交互に連続する構成としたこ
   とを特徴とするワッフルフィン付き熱交換器。
2. 【請求項２】 請求項１において、 上記各ワッフルフィン（１），（１），・・の前縁（１
   ａ）側と後縁（１ｂ）側の双方、又はこれら両者のいず
   れか一方に、冷却風（Ａ）の流通方向に対して略平行な
   前縁側平坦部（１１）及び後縁側平坦部（１２）、又は
   該前縁側平坦部（１１）と後縁側平坦部（１２）のいず
   れか一方を設けることで、上記通風路（３），（３），
   ・・の上流端と下流端、又は上流端と下流端のいずれか
   一方に冷却風（Ａ）の流通方向に略平行に延びる平行通
   路部（３ａ），（３ａ）が形成されていることを特徴と
   するワッフルフィン付き熱交換器。
3. 【請求項３】 請求項２において、 少なくとも上記前縁側平坦部（１１）が設けられたもの
   で、隣り合う上記一対のワッフルフィン（１），（１）
   の上記前縁側平坦部（１１），（１１）の対向間隔
   （Ｓ），（Ｓ）が略同一に設定されていることを特徴と
   するワッフルフィン付き熱交換器。
4. 【請求項４】 請求項２において、 少なくとも上記前縁側平坦部（１１）が設けられたもの
   で、隣り合う上記一対のワッフルフィン（１），（１）
   の上記前縁側平坦部（１１），（１１）の対向間隔（Ｓ
   ₁），（Ｓ₂）を、上記平行通路部（３ａ）の直下流に上
   記拡大通風路（３ｂ）が連続している通風路（３）にお
   ける上記対向間隔（Ｓ₁）が、上記平行通路部（３ａ）
   の直下流に上記縮小通風路（３ｃ）が連続している通風
   路（３）における上記対向間隔（Ｓ₂）よりも大きくな
   るように設定したことを特徴とするワッフルフィン付き
   熱交換器。
5. 【請求項５】 請求項１，２，３又は４において、 上記各ワッフルフィン（１），（１），・・の上記山部
   （１３）及び谷部（１４）が折曲した断面形状を有して
   いることを特徴とするワッフルフィン付き熱交換器。
6. 【請求項６】 請求項１，２，３又は４において、 上記各ワッフルフィン（１），（１），・・の上記山部
   （１３）及び谷部（１４）が湾曲した断面形状を有して
   いることを特徴とするワッフルフィン付き熱交換器。
7. 【請求項７】 請求項１，２，３，４，５又は６におい
   て、 上記各ワッフルフィン（１），（１），・・が、その幅
   方向における中心点（Ｐ）を中心とする点対称の断面形
   状を有しているとともに、 上記中心点（Ｐ）を通りフィン厚さ方向に延びるフィン
   中心線（Ｌ₁）上に上記伝熱管（２）が取り付けられて
   いることを特徴とするワッフルフィン付き熱交換器。
8. 【請求項８】 請求項１，２，３，４，５又は６におい
   て、 上記各ワッフルフィン（１），（１），・・が、その幅
   方向における中心点（Ｐ）を中心とする点対称の断面形
   状を有しているとともに、 上記中心点（Ｐ）を通りフィン厚さ方向に延びるフィン
   中心線（Ｌ₁）に対して線対称の位置に複数の上記伝熱
   管（２），（２）が取り付けられていることを特徴とす
   るワッフルフィン付き熱交換器。