JP2017133790A

JP2017133790A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2017133790A
Application number: JP2016015883A
Authority: JP
Inventors: 和弘角口; Kazuhiro Tsunoguchi; 亮長島; Ryo Nagashima; 和博川▲崎▼; Kazuhiro Kawasaki; 達広尾崎; Tatsuhiro Ozaki
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2017-08-03

Abstract

【課題】扁平管は断面形状が長円形あるいは角の丸い矩形となった伝熱管であるため、熱交換器をＬ字状に屈曲する場合、扁平管がフィンに固定されているため、屈曲する前と同じように扁平管の平坦面が上下方向を向いた状態に曲げる必要があり、扁平管が曲がりにくく、また扁平管内の冷媒流路が塞がれるおそれがあった。そこで、本発明は、扁平管内の冷媒流路を塞ぐことなく、熱交換器を容易にＬ字状に屈曲させることを目的とする。【解決手段】そこで、本発明の熱交換器は、第１扁平管部を上下方向に配列した第１扁平管群を形成し、第２扁平管部を上下方向に配列した第２扁平管群を形成し、曲げ部を上下方向に配列した曲げ部群を形成し、フィンを複数配列したフィン群を形成し、フィン群は第１フィン群と第２フィン群を有し、第１フィン群は第１扁平管群と交差し、第２フィン群は第２扁平管群と交差する。【選択図】図１

Description

本発明は、扁平管とフィンとを備え、扁平管内を流れる冷媒と空気を熱交換させる熱交換器に関するものである。

室外機内に設置され、アルミニウムで形成された扁平管とフィンを備えた熱交換器が知られている。図１２に示すように、この熱交換器４００では、複数の板状のフィン４２０が互いに所定の間隔をおいて平行に積層されている。この積層されたフィン４２０の夫々に交差するように挿入された複数の扁平管４３０が、互いに一定の間隔をおいて上下に並んで配置されている。扁平管４３０は断面形状が長円形あるいは角の丸い矩形となった伝熱管であり、配置された時に扁平管４３０の平坦面が互いに平行になるように上下方向に配列されている。また、扁平管４３０の内部には図示しない冷媒が流れる冷媒流路が複数本設けられている。この熱交換器４００は図示しない室外機内に設置するため、Ｌ字型に曲げて形成されている。（特許文献１参照）

特開２０１３−２５２５６０号公報

扁平管４３０は断面形状が長円形あるいは角の丸い矩形となった伝熱管であり、扁平管４３０がフィン４２０に固定されている。このような熱交換器４００をＬ字状に屈曲する場合、屈曲する前と同じように扁平管４３０の平坦面が上下方向を向いた状態に曲げる必要があり、扁平管４３０が曲りにくく、また扁平管４３０内の冷媒流路が塞がれるおそれがあった。

そこで、本発明は、扁平管内の冷媒流路を塞ぐことなく、熱交換器を容易にＬ字状に屈曲させることを目的とする。

上述した問題を解決するために、本発明の熱交換器は、複数のＬ字状の扁平管と、複数の板状のフィンを備え、扁平管は、第１扁平管部と、第２扁平管部と、第１扁平管部と第２扁平管部を繋ぐ曲げ部を有し、第１扁平管部は、上下方向に配列されて第１扁平管群を形成し、第２扁平管部は、上下方向に配列されて第２扁平管群を形成し、曲げ部は、上下方向に配列されて曲げ部群を形成し、フィンは、複数配列されてフィン群を形成し、フィン群は、第１フィン群と第２フィン群を有し、第１フィン群は、第１扁平管群と交差し、第２フィン群は、第２扁平管群と交差することを特徴とする。

また、本発明の熱交換器は、扁平管の曲げ部は外周側が上方に反っていることを特徴とする。

また、本発明の熱交換器は、曲げ部群には、上下に配列される曲げ部の間に波状のコルゲートフィンが配置されることを特徴とする。

本発明の熱交換器によれば、扁平管内の冷媒流路を塞ぐことなく、熱交換器を容易にＬ字状に屈曲させることができる。

本発明の第１実施形態にかかる熱交換器の全体を示した斜視図である。本発明の第１実施形態にかかる熱交換器の全体を示した正面図である。図１の切断線Ａ−Ａにおける断面を示した図である。図１の切断線Ｂ−Ｂにおける断面を示した図である。本発明の第１実施形態にかかる曲げ加工される前の熱交換器を上面から示した上面図である。本発明の第１実施形態にかかる曲げ加工される前の熱交換器を正面から示した正面図である。本発明の第１実施形態にかかる熱交換器を上面から示した上面図である。本発明の第２実施形態にかかる熱交換器の全体を示した斜視図である。本発明の第２実施形態にかかる図８の切断線Ｃ−Ｃにおける断面図である。本発明の第３実施形態にかかる熱交換器の全体を示した斜視図である。本発明の第３実施形態にかかる図１０の切断線Ｄ−Ｄにおける断面図である。従来にかかる熱交換器の全体を示した斜視図である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に関する熱交換器１００は、図１と図２に示すように、フィン１２０と扁平管１３０を備えた熱交換器である。

熱交換器１００は、第１ヘッダ１１０ａと、第２ヘッダ１１０ｂと、複数の扁平管１３０と、複数のフィン１２０とを備えている。第１ヘッダ１１０ａ、第２ヘッダ１１０ｂ、扁平管１３０、フィン１２０はいずれもアルミニウム合金製の部材であり、各々の接合は蝋付けによって行われている。

第１ヘッダ１１０ａと第２ヘッダ１１０ｂは、両方とも長手方向の両端が閉鎖された細長い円筒状に形成されている。熱交換器１００の一端側に第１ヘッダ１１０ａが配置され、熱交換器１００の他端側に第２ヘッダ１１０ｂが配置される。なお、第１ヘッダ１１０ａと第２ヘッダ１１０ｂのそれぞれの長手方向を熱交換器１００の上下方向とする。この上下方向と直交する面を水平方向と平行になる面として、以下の説明を行う。

扁平管１３０は、断面形状が長円形あるいは角の丸い矩形となった伝熱管であり、扁平管１３０の平坦面１３９が上下方向を向いて、上下に複数配列されている。この扁平管１３０は上方から見てＬ字状に曲げられている。また、扁平管１３０には、冷媒が流れる冷媒流路が複数本形成され、この冷媒流路は扁平管１３０のＬ字の一端と他端の間に、この一端から他端にかけて延び、扁平管１３０の断面のうち長手方向（扁平管の幅方向）に等間隔で配置されている。また、扁平管１３０は、第１ヘッダ１１０ａに接続される直線状の第１扁平管部１３１と、第２ヘッダ１１０ｂに接続される直線状の第２扁平管部１３２と、第１扁平管部１３０ａと第２扁平管部１３０ｂを繋ぐ曲線状に曲げられた曲げ部１３３を備えている。この第１扁平管部１３１と第２扁平管部１３２と曲げ部１３３により、扁平管１３０はＬ字状に形成される。この曲げ部１３３は弧状に曲げられている。曲げ部１３３は曲げられると同時にねじられており、曲げ部１３３の外周側１３３ｏｕｔが上方に反っている。また、曲げ部１３３は第１扁平管部１３１と第２扁平管部１３２とは異なり後述するフィン１２０が設けられていない。なお、第１扁平管部１３１の長手方向を熱交換器１００の左右方向とし、第２扁平管部１３２の長手方向を熱交換器１００の前後方向とする。また、扁平管１３０の幅方向が熱交換器１００の通風方向となる。

フィン１２０は、金属板をプレス加工することによって、長方形状に形成されている。フィン１２０には、図２と図３に示すように、フィン１２０の短手方向の一端からフィン１２０の短手方向の他端に向かって延びる横長の切り欠き部１４０が、フィン１２０の長手方向（熱交換器１００の上下方向）に所定の間隔をおいて多数形成されている。この切り欠き部１４０（図３では１４０ａ〜１４０ｌ）に扁平管１３０（図３では１３１ａから１３０ｌ）が差し込まれることで、扁平管１３０は上下方向に第１の間隔ｄ１をおいて配置される。また、フィン１２０は、図２に示すように熱交換器１００の左右方向に、熱交換器１００の熱交換能力と通風抵抗などを考慮して決定した間隔である第２の間隔ｄ２をおいて複数枚配置される。上下に隣り合う扁平管１３０と、左右に隣り合うフィン１２０に囲まれた通風路１５０が、上下方向と左右方向それぞれに複数並んで形成される。なお、図２では複数の通風路１５０のうち１つを代表して図示している。フィン１２０と扁平管１３０はそれぞれで交差しており、図３に示すように、フィン１２０の表面のうち、複数の通風路の一つと接すると共に、上下に隣り合う扁平管１３０の間に位置する面が、斜線の矢印で示す空気と熱交換する伝熱部１２１となる。また、切欠き部１４０より他端側にある面が、フィン１２０の上端１２０ａから下端１２０ｂまで連続して形成された流水部（連通部）１２２となる。

次に、この熱交換器１００の製造手順について、図５と図６と図７を基に説明する。

まず、図５と図６に示すように、曲げ加工される前の熱交換器１００について説明する。この熱交換器１００では、扁平管１３０は直線状であり、上下に配列されることで扁平管群１３５を形成している。第１扁平管部１３１も上下に配列されることで第１扁平管群１３６を形成し、第２扁平管部１３２も上下に配列されることで第２扁平管群１３７を形成し、曲げ部１３３も上下に配列されることで曲げ部群１３８を形成している。一方、フィン１２０も複数枚配列されることでフィン群１２５を形成し、このフィン群１２５が第１フィン群１２６と第２フィン群１２７を有している。扁平管群１３５のうち、第１扁平管群１３６には第１フィン群１２６が交差し、フィン１２０が熱交換器１００の左右方向に上述の第２の間隔ｄ２をおいて配列される。第２扁平管群１３７には第２フィン群１２７が交差し、フィン１２０が熱交換器１００の左右方向に上述の第２の間隔ｄ２をおいて配列される。曲げ部群１３８にはフィン１２０は配列されない。

図５と図６に示す熱交換器１００を曲げ加工する場合、図７に示すように、曲げ部群１３８が曲げられて形成される。この時、図４に示すように、各曲げ部１３３は外周側１３３ｏｕｔが上方に反り、内周側１３３ｉｎが下方に反っている。また、曲げ部１３３のうち、第１扁平管部１３１と接続される一端と、第２扁平管部１３２と接続される他端の両端は平坦面が上下方向に向いており、曲げ部１３３の中央に向かうにつれて徐々に外周側１３３ｏｕｔと内周側１３３ｉｎの反りが大きくなっている。このように反らせることで、扁平管１３０を容易に曲げ易くなるため、扁平管１３０内の冷媒流路が塞がれない。

以上より、本発明の第１実施形態の熱交換器１００は、扁平管群１３５のうち曲げ部群１３８がフィン１２０と接合されていないため、扁平管１３０を反りやすくなり、熱交換器１００をＬ字状に容易に屈曲させ易くなる。なお、本実施形態では上下方向を図面の上下と合わせて説明しているが本発明はこれに限定したものではなく、熱交換器を上下反転して設置した場合など熱交換器の設置された向きに応じて適宜変更してもよい。

（第２実施形態）
第２実施形態は図８と図９に示すように、第１実施形態とは曲げ加工をした後に曲げ部群１３８にコルゲートフィン２２０を配置した点が異なる。異なる箇所だけを以下に説明する。第２実施形態の曲げ部群１３８には、上下方向に配列される曲げ部１３３の間に形成される通風空間に波状のコルゲートフィン２２０が設置される。このコルゲートフィン２２０により、空気と熱交換できる熱交換器２００の表面積が増えるため、第１実施形態よりも熱交換能力が大きくなる。

（第３実施形態）
第３実施形態は図１０と図１１に示すように、第１実施形態とは曲げ加工をした後に曲げ部群１３８にフィン３２０を配置した点が異なる。異なる箇所だけを以下に説明する。第３実施形態では、フィン３２０に設けられる切り欠き部３４０（図１１では３４０ａ〜３４０ｌ）が曲げ部１３３（図１１では１３３ａ〜１３３ｌ）の傾斜の向きに合わせて斜めに切り欠いて形成されている。このフィン３２０を曲げ部群１３８に接合している。これにより、空気と熱交換できる熱交換器３００の表面積が増えるため、第１実施形態よりも熱交換能力が大きくなる。

１００熱交換器
１２０フィン
１３０扁平管

Claims

複数のＬ字状の扁平管と、複数の板状のフィンを備え、
前記扁平管は、第１扁平管部と、第２扁平管部と、同第１扁平管部と同第２扁平管部を繋ぐ曲げ部を有し、
前記第１扁平管部は、上下方向に配列されて第１扁平管群を形成し、
前記第２扁平管部は、上下方向に配列されて第２扁平管群を形成し、
前記曲げ部は、上下方向に配列されて曲げ部群を形成し、
前記フィンは、複数配列されてフィン群を形成し、
前記フィン群は、第１フィン群と第２フィン群を有し、
前記第１フィン群は、前記第１扁平管群と交差し、
前記第２フィン群は、前記第２扁平管群と交差することを特徴とする熱交換器。
前記扁平管の曲げ部は外周側が上方に反っていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
前記曲げ部群には、上下に配列される前記曲げ部の間に波状のコルゲートフィンが配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。