JPH02122198A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、空調機器、冷凍冷蔵機器などの冷却システム
に使用される熱交換器に関するものである。

従来の技術 近年、空調機器においては冷暖房機種いわゆるヒートポ
ンプが年々増加し、暖房運転時の室外側熱交換器への着
霜が問題となってきている。又、冷凍冷蔵機器において
も同様の問題を抱えておシ、熱交換器そのものの着霜対
策が切望されている。

２　ページ 以下図面を参照しながら従来の熱交換器の一例について
説明する。第３図は、従来の熱交換器の一部側面断面図
を、第４図は正面断面図を示す。

鉄、銅、アルミニウム等金属薄板である板状フィン１に
、伝熱管挿通孔を穿設すると共にフィンカラー２を等間
隔に立ち上げ、これに銅、アルミニウム等の金属管であ
る伝熱管３を挿通後、拡管等の手段によシ板状フィン１
に密着固定しである。

伝熱管３内部に冷媒を流動させ、その熱を伝熱管３に密
着・固定されたフィンカラー２からフィン１に伝えられ
る。一方、白抜き矢印４方向よシ気体を流動させフィン
１上を通過する際に気体と伝熱管３とフィン１との温度
差によシ熱の授受が行われ、この作用によシ冷媒と気体
との熱交換が連続的に行われるものである。

発明が解決しようとする課題 上記作用の中で、ヒートポンプの暖房運転時の室外側熱
交換器を例に取れば、白抜き矢印４方向よりの流入気体
の温度が低い場合、熱交換器の内部を流動する冷媒の蒸
発温度がｏ　”ｃ以下となシ、３　ベーン フィン表面や伝熱管周りのフィンカラ一部にまず凝縮水
が発生する。フィン表面が親水性の場合は、その凝縮水
は膜状となり、早期に氷結し、運転時間と共に着霜が進
み、霜が成長するにつれ、フィン間が目詰ｔ、ｂし、気
体の流動抵抗となシ、熱交換器の通風抵抗を招き、ひい
ては空気と冷媒との熱交換を妨げる。又、フィン表面が
撥水性の場合は、その凝縮水は液滴状となり、フィン表
面温度がかなり低下しても液滴の状態で、比較的長時間
保持される。この液滴の密度は、霜と比較し、数倍大き
い。しかしこの液滴もやがては氷結し、その後、空気中
の水分が霜として成長する。この際、霜は氷結水上に集
中して成長するため、氷結水１ケ所当シの霜成長は大き
く、霜高さ増加も著しく、フィンの目詰まりに至る。従
って、フィン表面が、親水性、撥水性いずれの場合も、
暖房運転を中断して逆サイクル等の手段によシ除霜運転
を行なうべき回数は頻繁となる。

すなわち、暖房能力の低下、暖房運転を中断することに
よる不快感及びエネルギー効率が悪くなる等の問題点が
あシ、熱交換器への着霜を低減する必要がある。

尚、ここで撥水性というのは、板状フィンの材料である
鉄、銅、アルミニウム等金属薄板の無処理表面のもつ表
面張力よりも高いものを言い、純水との接触角で表わす
と５００以上である表面を言い、又親水性とは、純水と
の接触角で６００未満である表面を言う。

課題を解決するだめの手段 上記課題を解決するため、本発明は一定間隔で多数並行
に並べられ、その間を気流が流動する板状フィンと、こ
の板状フィンに直角に挿通された伝熱管とから成る熱交
換器において、撥水性で且つ微細凹凸を付与した表面処
理を施したフィン材を板状フィンとして用いるものであ
る。

作　　用 フィン表面が撥水性である場合、フィン表面温度が０℃
以下となシ、空気中の水分が付着する場合、表面温度が
かなり低い場合でもいきなシ霜化せず、−旦凝縮水とし
て付着し、滴状の液体水分５　ページ として長時間保持される。その後、水分が氷結し、その
上に霜が付着し、着霜が進む。このため、本発明の構成
のように、板状フィンに撥水性で且つ微細凹凸を付与し
た表面処理を施すことにより、その撥水性効果によシ集
中する空気中の水分は、霜と比較し密度が数倍大きい液
体水分としてフィン表面に付着するとともに微細凹凸が
核となｐ、前記液体水分は、細かく分散した形でフィン
上に存在することになる。この水分もやがては氷結し、
その後、集中してくる空気中の水分は、氷結水上に霜と
して付着するものの、それまでの間、隣接するフィン間
の風路は大きく確保される。又、氷結水が分散している
ため、その付着する霜も分散し霜の高さ方向への成長は
抑えられる。このことによシ、熱交換器としては、霜層
によるフィン間の閉塞を遅らせることができる・。

実施例 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。第１図は、本発明の一実施例の熱交換器の一部側
面断面図を、第２図は、正面断面６　ページ 図を示したものである。第１図、第２図において、表面
が撥水性で且つ微細凹凸を付与した表面処理層６を設け
たアルミニウム製板状フィン５に、伝熱管挿通孔を穿設
すると共に、フィンカラー２を等間隔に立ち上げ、これ
に銅製伝熱管３を挿通後、拡管等の手段によシ板状フィ
ン６に密着固定し、本体を構成しである。以下、その作
用について説明する。伝熱管３内部に冷媒を流動させ、
その熱を伝熱管に密着固定されたフィンカラー２からフ
ィン６上に伝えられ、熱交換器に気体を流動させフィン
上を通過させて、気体とフィン５と伝熱管３との温度差
によシ熱の授受が行われ、冷媒と気体との熱交換が連続
的に行われる。熱交換器に流入する空気は冷却されフィ
ン表面上空気中の水分が凝縮してくる。しかし、フィン
表面が撥水性であるだめフィン表面が０℃以下でも、フ
ィン表面で氷結することはなく、微細凹凸部７を核とし
てその周囲に液体の水分の形で保持される。霜層に比較
し、液体水分は密度が数倍大きい。又、この水分が氷結
後も、氷結水が分散しているだめ、霜７　ベー／ も分散し、霜層の高さ方向への成長は抑えられる。

従って熱交換器の霜による閉塞を大幅に遅らすことがで
きる。

尚、本実施例による撥水面としては純水接触角１１０°
の４７フ化エチレン樹脂塗料を用い、付与する微細凹凸
としては、プラズマエツチングを施すことにより実現し
た。

撥水性表面処理材料としては、４フツ化エチレン及び６
フソ化プロピレンの共重合樹脂塗料、シリコン樹脂塗料
等の撥水性塗料、ステアリン酸。

ラウリン酸等の脂肪酸を表面に処理したもの等撥水性が
あれば何れも可能であり、微細凹凸付与方法は、他の粗
面化法、例えば、コロナ処理２機械的粗面化、セラミッ
クス微粉末の塗料中への分散等でも同様の効果が期待で
きる。ただし凹凸部の面粗度ば、１〜１０μｍが望まし
゛く、径は小さい方が良く、１０μｍ以下、望ましくは
２μｍ以下で且つ塗膜上に均一に分散している程良い。

以上のように、本実施例によれば板状フィンに、撥水性
で且つ微細凹凸を付与した表面処理を施すことにより、
霜層による熱交換器の閉塞を大幅に遅らせることができ
る。

発明の効果 以上のように本発明は、一定間隔で、多数平行に並べら
れ、その間を気流が流動する板状フィンと、この板状フ
ィンに直角に挿通された伝熱管とから成り、表面が撥水
性で且つ微細凹凸を付与した表面処理金族したフィン材
を用いて板状フィンを形成した熱交換器であるため、霜
層による閉塞を大巾に遅らせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の熱交換器の部分側面断面図
、第２図は同部分正面断面図、第３図は従来例の部分側
面断面図、第４図は同部分正面断面図である。 １．５・・・・・・板状フィン、６・・・・・・微細凹
凸付与撥水性表面処理層、７・・・・・・微細凹凸部。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名ト、 つ 第 弔 図 ／

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　一定間隔で多数平行に並らべられ、その間を気流が流
   動する板状フィンと、この板状フィンに直角に挿通され
   た伝熱管とからなり、前記板状フィンは撥水性で且つ微
   細凹凸を付与した表面処理を施したフィン材で構成した
   熱交換器。