JPWO2020012577A1 - 熱交換器、熱交換器ユニット、及び冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、実施の形態1による熱交換器100を示す斜視図である。図2は、実施の形態1に係る熱交換器100が適用された冷凍サイクル装置1の説明図である。図1に示された熱交換器100は、空気調和装置又は冷蔵庫等の冷凍サイクル装置1に搭載されるものである。冷凍サイクル装置1は、圧縮機3、四方弁4、室外熱交換器5、膨張装置6、及び室内熱交換器7を冷媒配管90により接続し、冷媒回路を構成したものである。例えば冷凍サイクル装置1が空気調和装置である場合には、冷媒配管90内には冷媒が流通し、四方弁4により冷媒の流れを切り換えることにより、暖房運転、冷凍運転、又は除霜運転に切り換えることができる。
実施の形態1に係る熱交換器100の効果について説明する。なお、実施の形態1に係る熱交換器100における排水促進作用の理解を容易とするため、以下では、熱交換器100が低温外気条件で蒸発器として運転する時の動作について説明する。その後、比較例の熱交換器1100の構成について説明し、実施の形態1に係る熱交換器100の排水促進作用を説明する。
図6〜図9は、実施の形態1に係る熱交換器100の変形例を示す側面図である。図6〜9も、図4と同じく、図1のz方向に熱交換器100を見た状態の図を示している。実施の形態1の熱交換器100のフィン30の形状は、図4に示される形状に限定されるものではない。フィン30は、ヘッダ側の端縁34を含むフィン30の一部分である第1の部分が下端ヘッダ50のヘッダ端面51よりもx方向にはみ出していれば良い。
実施の形態2に係る熱交換器200は、実施の形態1に係る熱交換器100に対し、フィン30を下端ヘッダ50からはみ出させる方向を変更したものである。換言すると、熱交換器ユニットにおいて、熱交換器100と送風ファン2との位置関係が、実施の形態1とは反対になっている。実施の形態2に係る熱交換器200においては、実施の形態1に対する変更点を中心に説明する。実施の形態2に係る熱交換器200の各部については、各図面において同一の機能を有するものは実施の形態1の説明で使用した図面と同一の符号を付して表示するものとする。
実施の形態2に係る熱交換器200によれば、熱交換器200を蒸発器として運用する時に、フィン230の風上側で集中的に生じる霜の融解水が、送風ファン2で送風された空気により、導水形状270を伝ってフィン240の先端端縁242側に導水される。導水形状270は、x方向沿って形成されており、伝熱管21のy方向に複数並べられている。また、導水形状270は、その端部と先端端縁242との間に間隔を持って設けられている。そのため、霜の融解水は、空気の流れによりフィン240側へ移動し、フィン240の先端端縁242付近で先端端縁242に沿って下方に流れ、ヘッダ側の端縁244の下方に排出される。従って、フィン230、240に付着した霜の融解水は、下端ヘッダ50の上面53に到達することなく熱交換器200の外に排出される。なお、実施の形態2に係る熱交換器200によれば、霜の融解水に限らず、フィン230、240の全域で生じる結露水ついても、風下側に排出することができる。これにより、下端ヘッダ50の上面53における凍結の進行及び拡大を抑制することができ、熱交換性能の低下を抑え、信頼性の向上も図ることができる。
実施の形態3に係る熱交換器300は、実施の形態1に係る熱交換器100に対し、フィン30の下端部の形状を変更したものである。実施の形態3に係る熱交換器300においては、実施の形態1に対する変更点を中心に説明する。実施の形態3に係る熱交換器300の各部については、各図面において同一の機能を有するものは実施の形態1の説明で使用した図面と同一の符号を付して表示するものとする。
上記のように構成されているため、熱交換器300は、伝熱管21と下端ヘッダ50の上面との境界部及びフィン330と下端ヘッダ50の上面との隙間において滞留した水がヘッダ側の端縁334を伝わって先端331から落下する。ヘッダ側の端縁334は、伝熱管21側から先端331側に向かうに従い、下端ヘッダ50の上面53の上方から下方に向かって傾斜している。上面53の滞留水は、毛管現象によりヘッダ側の端縁334の傾斜に沿って流れる。従って、伝熱管21及びフィン330を伝わって下端ヘッダ50の上面53に滞留した水が効率良く排出され、下端ヘッダ50の上面53における凍結の進行及び拡大を抑制することができ、熱交換性能の低下を抑え、信頼性の向上も図ることができる。
実施の形態4に係る熱交換器400は、実施の形態1に係る熱交換器100に対し、フィン30をコルゲートフィンに変更したものである。実施の形態4に係る熱交換器400においては、実施の形態1に対する変更点を中心に説明する。実施の形態4に係る熱交換器400の各部については、各図面において同一の機能を有するものは実施の形態1の説明で使用した図面と同一の符号を付して表示するものとする。
実施の形態4に係る熱交換器400、400aは、コルゲートフィン430が設けられているため、熱交換性能が高いという利点がある。また、コルゲートフィン430は、着霜の融解水及び結露水が下方に移動すると共に下端ヘッダ50の先端431から排出される。そのため、実施の形態1〜3と同様に熱交換器400、400aは、下端ヘッダ50の上面53における凍結の進行及び拡大を抑制することができ、熱交換性能の低下を抑え、信頼性の向上も図ることができる。
Claims (14)
- 並列に配置された複数の伝熱管と、
前記複数の伝熱管の少なくとも1つの伝熱管に接続されたフィンと、
前記複数の伝熱管の一方の端部に接続され、前記複数の伝熱管の並列する方向に沿った面であるヘッダ端面を有するヘッダと、を備え、
前記フィンは、
前記ヘッダ側の端縁を含む第1の部分と、前記第1の部分を除く第2の部分とを有し、前記複数の伝熱管の管軸に対し直交方向であって前記複数の伝熱管の並列する方向に対し交差する第1方向に向かって延設され、
前記第1方向における前記第1の部分の先端部は、
前記第1方向において前記ヘッダ端面よりもはみ出して位置しており、
前記第1方向における前記第2の部分の先端部は、
前記第1方向において前記ヘッダ端面よりも前記複数の伝熱管側に位置する、熱交換器。 - 前記複数の伝熱管のそれぞれの他方の端部側に位置する前記フィンの先端は、
前記ヘッダ端面よりも前記伝熱管側に位置し、
前記フィンの先端端縁は、
前記ヘッダ側に向かって前記第1方向に傾斜している、請求項1に記載の熱交換器。 - 前記フィンは、
表面に導水形状が形成されている、請求項1又は2に記載の熱交換器。 - 前記導水形状は、
前記第1方向に向かって前記ヘッダ側に傾斜している、請求項3に記載の熱交換器。 - 前記ヘッダ側の前記端縁は、
先端が前記複数の伝熱管側の端よりも前記ヘッダ側に位置する、請求項1〜4の何れか1項に記載の熱交換器。 - 前記複数の伝熱管は、
扁平管であり、断面形状の長軸が前記第1方向に沿って配置される、請求項1〜5の何れか1項に記載の熱交換器。 - 前記フィンは、
前記複数の伝熱管に接続された板状部材である、請求項1〜6の何れか1項に記載の熱交換器。 - 前記フィンは、
前記複数の伝熱管の間に設けられたコルゲートフィンである、請求項1〜7の何れか1項に記載の熱交換器。 - 前記コルゲートフィンは、
前記第1方向に向かって前記ヘッダ側に傾斜している、請求項8に記載の熱交換器。 - 請求項1〜9の何れか1項に記載の熱交換器を備える、熱交換器ユニット。
- 前記熱交換器に空気を送る送風ファンを更に備え、
前記熱交換器は、
前記フィンが延設されている側を風上側に向けて設置される、請求項10に記載の熱交換器ユニット。 - 前記熱交換器に空気を送る送風ファンを更に備え、
前記熱交換器は、
前記フィンが延設されている側を風下側に向けて設置される、請求項11に記載の熱交換器ユニット。 - 前記熱交換器は、
前記複数の伝熱管の他方の端部よりも下方に前記ヘッダを位置させて設置される、請求項10〜12の何れか1項に記載の熱交換器ユニット。 - 請求項10〜13の何れか1項に記載の熱交換器ユニットを備える、冷凍サイクル装置。
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