JPH0230696Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、伝熱管にフインを嵌装するクロスフ
イン形式の熱交換器に関するものである。

上記形式の熱交換器を例えばヒートポンプ式空
気調和機の室外側熱交換器に使用すると、暖房運
転時に外気温が低いとフイン表面温度が０℃以下
となり、着霜を生ずるが、着霜が増えてくるとフ
イン間が目詰りし、フイン間を流通する空気流に
対する抵抗となつたり、空気とフインとの間の伝
熱を阻害することとなり、除霜のために暖房運転
を中断しなければならなくなるという問題があつ
た。

フイン表面に対する着霜は、空気中の水分がフ
イン表面で凍結して付着することによつて生じる
が、この着霜現象は、フイン表面の処理方法によ
つて異なることが既に知られている。

第１図には、親水性表面処理を施したフインで
の着霜および融霜の状態（符号Ｘで示す）と疎水
性表面処理を施したフインでの着霜および融霜の
状態（符号Ｙで示す）とを、横軸に時間ｔをと
り、縦軸に通風抵抗△Paをとつて描いたグラフ
が示されている。

ここに親水性とは、相対的に表面張力が大きい
ものをさし、水が付着した時の接触角で40゜以下
のものをいい、疎水性とは、相対的に表面張力が
小さいものをさし、水が付着した時の接触角で約
100゜のものをいう。

これによると、疎水性表面処理を施したフイン
表面では、親水性表面処理を施したフイン表面よ
り着霜時における霜成長は遅いが、除霜時に水が
滴状となりフイン間にまたがり落ちにくく、通風
抵抗の回復率が悪いという欠点をもつ。従つて、
除霜後の暖房運転時に滞留水滴が核となり、フイ
ン間にまたがつた霜の成長が見られ、ひいては通
風抵抗の増大をもたらす結果となる。

これに対して、親水性表面処理を施したフイン
表面では、着霜時における霜成長は速いが、除霜
時における水はけが速く通風抵抗の回復率も良好
となつている。

一方、逆サイクル等による除霜運転を行なうと
暖房能力の低下、コールドドラフトによる不快感
およびエネルギー効率の低下をひき起すことか
ら、除霜運転回数および時間を可及的に減少せし
めることが望ましい。そのためには、伝熱管に嵌
装するフインとしては、着霜しにくく且つ水はけ
良好な（即ち除霜し易い）ものを使用することが
望ましい。

本考案は熱交換器における着霜および除霜につ
いての上記のような観察にもとづいてなされたも
ので、疎水性および親水性表面のそれぞれの長所
を生かしたフインを使用することによつて、フイ
ン表面において着霜時の霜の成長を遅らし且つ除
霜時の水はけ性を向上せしめることを目的とする
ものであり、かかる目的達成のため、隣り合うフ
インの相対向する面において、一方の面に疎水性
部を、他方の面に親水性部を全面あるいは部分的
に形成して、除霜時において疎水性部に生ずる水
滴を親水性部側へ吸引せしめて速やかに落下させ
るようにした構成および作用を特徴とする。

以下第２図ないし第４図に示す各実施例に基づ
いて本考案の熱交換器を説明すると、第２図ない
し第４図において、符号１はフイン、２は該フイ
ン１に嵌装された伝熱管を示し、又フイン１の表
面に付された符号Ａは疎水性部を、Ｂは親水性部
をそれぞれ示している。

本実施例の熱交換器は、例えば、ヒートポンプ
式空気調和機における室外側熱交換器として使用
されるものであり、空気と熱交換（即ち、空気を
冷却あるいは加熱）するものである。

第２図には、本考案の第１実施例が示されてお
り、この場合、各フイン１の一方の面に疎水性部
Ａを、また他方の面に親水性部Ｂを全面に亘つて
形成し、これらフイン１ａ，１ａ……を、疎水性
部Ａと親水性部Ｂとが互いに対向するように平行
に配列している。

第３図には、本考案の第２実施例が示されてお
り、この場合、両面に疎水性部Ａを形成したフイ
ン１ｂと、両面に親水性部Ｂを形成したフイン／
ｃとを交互に平行に配列している。

第４図には、本考案の第３実施例が示されてお
り、この場合、各フイン１両面に、上下方向に連
続する帯状の疎水性部Ａと親水性部Ｂとを交互に
形成し、これらのフイン１ｄ，１ｄ……を平行に
配列したとき、疎水性部Ａと親水性部Ｂとが互い
に対向するような寸法の帯状に形成して平行に配
列している。

なお、フイン表面に親水性を付与する方法とし
ては、例えば合成シリカを含む水性塗料等を塗布
する方法があり、これに対してフイン表面に疎水
性を付与する方法としては、例えば４フツ化エチ
レン等のフロン樹脂をコーテイングする方法があ
る。

又、前記疎水性あるいは親水性表面のどちらか
一方を無処理表面におきかえてもよいことは勿論
である。

上記各実施例に示す熱交換器をヒートポンプ式
空気調和機の室外側熱交換器として使用した時に
は、各フインは次のように作用する。

暖房運転時において外気温が低下して、フイン
１の表面温度が０℃以下になると、フイン１表面
への着霜が始まるが、霜の成長速度は、疎水性部
Ａでは遅く、親水性部Ｂでは速いというように霜
成長速度にちがいがある。

ここで、隣り合うフイン１，１においては、疎
水性部Ａと親水性部Ｂとが相対向しており、疎水
性部Ａで霜の成長速度が遅いため、フイン間を流
通する風の通風抵抗の増大が抑えられることとな
る結果、暖房運転継続時間が長くなる（即ち、除
霜運転回数が減少する）。

次に除霜運転時には、親水性部Ｂにおける融霜
が疎水性部Ａより先行し、該融霜がドレンとなつ
て流下する。一方、疎水性部Ａでは融霜時表面に
付着した滴状水ω（第５図イ図示）が静的、動的
合体により成長して、その高さｈがフインピツチ
Fpと同等になると（第５図ロ図示）、疎水性部Ａ
に対向する親水性部Ｂに接触し、表面張力の差に
よつて瞬時のうちに親水性部Ｂ側へ吸引されてし
まい（第５図ハ図示）、その後、親水性部Ｂに沿
つて速やかに流下する（第５図ニ図示）。即ち、
水滴滞留の大きな原因となる「水滴のフイン間の
またがり」という現象が起り得なくなる。従つ
て、除霜時における水はけ性が向上し且つ通風抵
抗の回復率も著しく向上することとなる。

又、第３実施例のように、同一面上において上
下に連続する帯状の疎水性部Ａと親水性部Ｂとを
交互に形成したものにおいては、同一面内におい
ても疎水性部Ａより親水性部Ｂへの水滴誘引が起
り、一層水はけ性が向上する。

更に、第６図図示の如くフイン１の一部を切起
してスリツト３を設けると、該スリツト３を通し
て疎水性部Ａからフイン裏面の親水性部Ｂへの水
滴誘引が起り得る。このような構造となし得るの
は、第１および第３実施例のようにフイン１両面
にそれぞれ疎水性部Ａと親水性部Ｂとを形成した
ものに限定される。

続いて本考案の熱交換器の効果を以下に列記す
る。

即ち、本考案によれば、 (1) 隣り合うフイン１，１の相対向する面におい
て、一方の面に疎水性部Ａを、他方の面に親水
性部Ｂを全面あるいは部分的に形成したので、
着霜時における通風抵抗の増大が抑えられるこ
ととなり、除霜運転回数の減少を計り得るとと
もに、着霜時のフアン動力の増加および暖房能
力の減少を可及的に抑えることができる。

(2) 除霜時には、疎水性部Ａの滴状水ωが対向す
る親水性部Ｂへ水滴誘引されることとなり、水
滴のフイン間へのまたがりが防止されて水はけ
性が向上し、除霜時間が短縮され且つ通風抵抗
の回復率が向上する結果、エネルギー効率の向
上およびコールドドラフトによる不快感の減少
を計り得る、 等の実用的な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、親水性表面処理を施したフインでの
着霜および融霜の状態（符号Ｘで示す）と、疎水
性表面処理を施したフインでの着霜および融霜の
状態（符号Ｙで示す）とを、横軸に時間ｔを、縦
軸に通風抵抗△Paをとつて描いたグラフ、第２
図ないし第４図は、それぞれ本考案の第１ないし
第３実施例にかかる熱交換器の横断平面図、第５
図イ〜ニは前記各実施例にかかる熱交換器の除霜
時における水滴の状態を説明するための略図、第
６図は第１および第３実施例にかかる熱交換器の
フインの変形例を示す縦断面図である。 １……フイン、２……伝熱管、Ａ……疎水性
部、Ｂ……親水性部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 空気と熱交換する熱交換器であつて、伝熱管
   ２，２……に多数のフイン１，１…を嵌装すると
   ともに、隣り合うフイン１，１の相対向する面に
   は、一方の面に疎水性部Ａを、他方の面に親水性
   部Ｂを全面あるいは部分的に形成したことを特徴
   とする熱交換器。