JPH10197183A - フィン付熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気調和機や冷凍機器、自動車機器等の冷媒
と空気等の流体間で熱の授受を行うフィン付熱交換器に
関し、フィン表面に空気中の水分が凝縮したときにフィ
ン付熱交換器の熱交換量を維持することを目的とする。 【解決手段】 フィン４の伝熱管２の列相互間の重力方
向に連続する排水溝５を設けることにより、気流上流の
フィン４ａの表面で凝縮した空気中の水分を気流下流へ
流入するのを防ぎ、気流下流のフィン４ｂの熱交換量の
低下を防ぐことにより、フィン付熱交換器の熱交換量を
維持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気調和機や冷凍機
器、自動車機器等の冷媒と空気等の流体間で熱の授受を
行うフィン付熱交換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、フィン付熱交換器は機器設計の面
からコンパクト化が要求されており、フィン表面にスリ
ットやルーバーなどを設ける等の工夫により高効率化が
図られている。

【０００３】従来のフィン付熱交換器は、特開昭６１−
２５２４９４号公報に開示されている。

【０００４】以下、図面を参照しながら上記従来のフィ
ン付熱交換器を説明する。図７は従来のフィン付熱交換
器の斜視図である。図７において、１は一定間隔で平行
に並べられたフィンで、２はフィン１を貫通し、内部を
流体が流動する伝熱管である。伝熱管２相互を連結する
ことにより、冷媒回路を構成している。図８は従来のフ
ィン付熱交換器の断面図であり、図９は図８におけるＡ
−Ａ断面図である。図８と図９において、３はフィン１
上に設けられたスリット状の切り起こしである。

【０００５】以上のように構成されたフィン付熱交換器
について、以下その動作を説明する。

【０００６】このフィン付熱交換器では、フィン１の間
を流れる気流と伝熱管２の管内を流れる冷媒との間で、
フィン１及び伝熱管２を介して熱交換が行なわれる。こ
の際、フィン１にはスリット状の切り起こし３が設けら
れており、この切り起こし３によって、フィン１間を流
れる気流の境界層を更新することで、気流とフィン１の
熱交換を促進し、その結果、気流と伝熱管内を流れる冷
媒との熱交換を促進している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、暖房運転時の蒸発器として機能した場
合、冷媒の蒸発温度が低下したとき、気流上流のフィン
１ａの表面に凝縮した空気中の水分は気流によりフィン
１を伝って、徐々に気流下流に流され、気流下流のフィ
ン１ｂに流入する。この凝縮水が、気流と気流下流のフ
ィン１ｂとの熱交換を阻害し、フィン付熱交換器の熱交
換量が低下するという欠点があった。

【０００８】本発明は従来の課題を解決するもので、暖
房運転時の蒸発器として機能した場合、冷媒の蒸発温度
が低下したとき、気流下流での熱交換量の低下を防ぐこ
とにより、フィン付熱交換器の熱交換量を維持すること
を目的とする。

【０００９】また、上記従来の構成では、暖房運転時の
蒸発器として機能した場合、冷媒の蒸発温度が低下した
とき、気流上流のフィン１ａの表面に凝縮した水分は、
気流上流においても気流とフィン１の熱交換を阻害し、
フィン付熱交換器の熱交換量が低下するという欠点があ
った。

【００１０】本発明の他の目的は、気流下流での熱交換
量の低下を防ぐとともに、気流上流での熱交換量の低下
を防ぐことにより、フィン付熱交換器の熱交換量を維持
することである。

【００１１】さらに、上記従来の構成では、暖房運転時
の蒸発器として機能した場合、冷媒の蒸発温度が低下
し、冷媒の蒸発温度が０℃以下になると、気流上流のフ
ィン１の表面に凝縮した水分は、熱交換量が大きい気流
の境界層を更新する切り起こし３の前縁部で、運転開始
後すぐに多量の着霜を生じ、切り起こし３とベースのフ
ィン１との隙間が目詰まりを起こすため、通風抵抗が増
大し、気流下流での熱交換が可能であるにも関わらず暖
房運転を停止し、除霜運転を開始するため、頻繁に除霜
運転を行わざるを得なくなるという欠点があった。

【００１２】本発明のさらに他の目的は、フィン付熱交
換器の熱交換量の低下を防ぐとともに、気流上流での着
霜を抑制することにより、フィン付熱交換器の熱交換量
を低下させることなく、暖房運転時間の延長を図ること
である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、フィンの伝熱管の列相互間に重力方向に連
続する排水溝を設けるものである。

【００１４】これにより、暖房運転時の蒸発器として機
能した場合、冷媒の蒸発温度が低下したとき、気流上流
のフィンの表面に凝縮した空気中の水分が気流下流へ流
入するのを防ぐことにより、気流下流のフィンの熱交換
量の低下を防ぎ、フィン付交換器の熱交換量を維持する
ことができる。

【００１５】また本発明は、フィンの伝熱管の列相互間
に重量方向に連続する排水溝を設けるとともに、気流上
流のフィン前縁から排水溝までのフィン表面に撥水性表
面処理を施したものである。

【００１６】これにより、暖房運転時の蒸発器として機
能した場合、冷媒の蒸発温度が低下したとき、気流上流
のフィンの表面に凝縮した空気中の水分が、気流下流へ
流入するのを伝熱管の列相互間の排水溝によって防ぐ。
また、気流上流のフィン前縁から排水溝までのフィン表
面に撥水性表面処理を施したため、この凝縮水が水滴と
なり、気流に流され易くすることにより、気流上流のフ
ィンの表面において、凝縮水が多量に、かつ速やかに排
水溝より排水される。これらにより、気流上流と下流と
もに熱交換量の低下を防ぎ、フィン付熱交換器の熱交換
量を維持することができる。

【００１７】さらに本発明は、フィンの伝熱管の列相互
間の重量方向に連続する排水溝を設け、気流上流のフィ
ン前縁から排水溝までのフィン表面に撥水性表面処理を
施し、さらにフィン前縁から排水溝までの部分をフラッ
トにしたものである。

【００１８】これにより、暖房運転時の蒸発器として機
能した場合、冷媒の蒸発温度が低下したとき、気流上流
のフィンの表面に凝縮した空気中の水分が、気流下流へ
流入するのを伝熱管の列相互間の排水溝によって防ぐ。
また、気流上流のフィン前縁から排水溝までのフィン表
面に撥水性表面処理を施したため、この凝縮水が水滴と
なり、気流に流され易くなるため、気流上流のフィンの
表面において、凝縮水が多量に、かつ速やかに排水され
る。これらにより、気流上流と下流ともに熱交換量の低
下を防ぎ、フィン付熱交換器の熱交換量を維持すること
ができる。さらに冷媒の蒸発温度が低下し、冷媒の蒸発
温度が０℃以下になったとき、切り起こしとベースのフ
ィンとの隙間の目詰まりをなくし、暖房運転時間延長が
できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、一定間隔で平行に並べられ、相互間を気体が流動す
るフィンと、フィンを貫通し、気流方向に複数列配置さ
れた伝熱管とから構成され、フィンの伝熱管の列相互間
に重量方向に連続する排水溝を設けたフィン付熱交換器
であり、フィンの伝熱管の列相互間に重力方向に連続す
る排水溝を設けることにより、気流上流のフィンの表面
に凝縮した空気中の水分が気流下流へ流入するのを防
ぎ、気流下流のフィンの熱交換量の低下を防ぎ、フィン
付熱交換器の熱交換量を維持することができるという作
用を有する。

【００２０】本発明の請求項２に記載の発明は、気流上
流のフィン前縁から排水溝までのフィン表面に撥水性表
面処理を施した請求項１に記載のフィン付熱交換器であ
り、フィンの伝熱管の列相互間に重力方向に連続する排
水溝を設け、かつ気流上流のフィン前縁から排水溝まで
のフィン表面に撥水性表面処理を施すことで、気流上流
のフィンの表面に凝縮した空気中の水分が、気流下流へ
流入するのを防ぐとともに、この凝縮水が水滴となり、
気流に流され易くすることにより、気流上流のフィンの
表面において、凝縮した水分が速やかに排水溝により排
水され、気流上流と下流ともに熱交換量の低下を防ぎ、
フィン付熱交換器の熱交換量を維持することができると
いう作用を有する。

【００２１】本発明の請求項３に記載の発明は、気流上
流のフィン前縁から排水溝までの部分をフラットにした
請求項２記載のフィン付熱交換器であり、フィンの伝熱
管の列相互間に重力方向に連続する排水溝を設け、かつ
気流上流のフィン前縁から排水溝までのフィン表面に撥
水性表面処理を施し、かつ気流上流のフィン前縁から排
水溝までの部分をフラットにすることにより、切り起こ
しとベースのフィンとの隙間の目詰まりをなくし、暖房
運転時間の延長ができるという作用を有する。また、気
流上流のフィンの表面に凝縮した空気中の水分が、気流
下流へ流入するのを防ぐとともに、気流上流のフィンの
表面に凝縮した空気中の水分が水滴となり、気流に流さ
れ易くなるため、気流上流のフィンの表面において、凝
縮した水分が速やかに排水され、気流上流と下流ともに
熱交換量の低下を防ぎ、フィン付熱交換器の熱交換量を
維持することができるという作用を有する。

【００２２】

【実施例】以下、本発明によるフィン付熱交換器の実施
例について、図面を参照しながら説明する。なお、従来
と同一構成については、同一付号を付して詳細な説明を
省略する。

【００２３】（実施例１）図１は本発明の実施例１によ
るフィン付熱交換器の断面図であり、図２は図１のＢ−
Ｂ断面図である。

【００２４】図において２は伝熱管であり、従来の構成
と同じものである。４は一定間隔で平行に並べられたフ
ィンで、５はフィン４の伝熱管２の列相互間に力量方向
に連続して続けられた排水溝である。

【００２５】以上のように構成されたフィン付熱交換器
について、以下暖房運転時の蒸発器として機能した場合
の動作を説明する。

【００２６】このフィン付熱交換器では、フィン４の間
を流れる気流と伝熱管２の管内を流れる冷媒との間で、
フィン４及び伝熱管２を介して熱交換が行なわれる。こ
の際、冷媒の蒸発温度が低下すると、気流上流のフィン
４ａの表面に空気中の水分が凝縮する。

【００２７】この凝縮水は、気流により、フィン４ａに
沿って気流下流へ流され、フィン４の伝熱管２の列相互
管の力量方向に連続する排水溝５に流入する。排水溝５
に流入した凝縮水は、重力方向に排水溝５に沿って排出
される。

【００２８】このため、気流とフィン４との熱交換を阻
害する気流上流のフィン４ａで凝縮した凝縮水が、気流
下流のフィン４ｂへ流入するのを防ぎ、気流下流のフィ
ン４ｂと気流の熱交換量の低下を防ぎ、フィン付熱交換
器の熱交換量を維持することができる。

【００２９】以上のように本実施例のフィン付熱交換器
は、フィン４の伝熱管２の列相互間に重力方向に連続す
る排水溝５を設けることにより、気流上流のフィン４ａ
の表面に凝縮した空気中の水分が気流下流へ流入するの
を防ぎ、気流下流のフィン４ｂの熱交換量の低下を防
ぎ、フィン付熱交換器の熱交換量を維持することができ
る。

【００３０】（実施例２）図３は本発明の実施例２によ
るフィン付熱交換器の断面図であり、図４は図３のＣ−
Ｃ断面図である。

【００３１】同図において、２は伝熱管であり、従来の
構成と同じものである。６は一定間隔で平行に並べられ
たフィンで、７はフィン６の伝熱管２の列相互間に重力
方向に連続する排水溝である。８はフィン６の前縁から
排水溝７までの間の気流上流のフィン６ａの表面に施さ
れた撥水性表面処理である。

【００３２】以上のように構成されたフィン付熱交換器
について、以下暖房運転時の蒸発器として機能した場合
の動作を説明する。

【００３３】このフィン付熱交換器では、フィン６の間
を流れる気流と伝熱管２の管内を流れる冷媒との間で、
フィン６及び伝熱管２を介して熱交換が行なわれる。こ
の際、冷媒の蒸発温度が低下すると、気流上流のフィン
６ａの表面に空気中の水分が凝縮する。気流上流のフィ
ン６ａには撥水性表面処理が施されているため、この凝
縮水は水滴となり、気流に流されやすくなる。このた
め、凝縮水は気流により排水溝７へ多量にかつ速やかに
導かれ、排水溝７によって重力方向に排出される。

【００３４】これにより、気流上流のフィン６ａの表面
と気流の熱交換を阻害する凝縮水が、多量にかつ速やか
に排出されることと、気流下流のフィン６ｂへの流入を
防ぐことにより、気流上流のフィン６ａと気流下流のフ
ィン６ｂとの両方で気流との熱交換量の低下を防ぎ、フ
ィン付熱交換器の熱交換量を維持することができる。

【００３５】以上のように本実施例のフィン付熱交換器
は、フィン６の伝熱管２の列相互間に重力方向に連続す
る排水溝７を設け、かつ気流上流のフィン６ａの前縁か
ら排水溝７までのフィン６ａ表面に撥水性表面処理８を
施したことにより、気流上流のフィン６ａの表面に凝縮
した空気中の水分が、気流下流へ流入するのを防ぐとと
もに、この凝縮水が水滴となり、気流に流され易くする
ことにより、気流上流のフィン６ａの表面において、凝
縮した水分が多量にかつ速やかに排水溝７により排水さ
れ、気流上流のフィン６ａと気流下流のフィン６ｂとの
両方で熱交換量の低下を防ぎ、フィン付熱交換器の熱交
換量を維持することができる。

【００３６】（実施例３）図５は本発明の実施例３によ
るフィン付熱交換器の断面図であり、図６は図５のＤ−
Ｄ断面図である。

【００３７】同図において、２は伝熱管であり、従来の
構成と同じものである。９は一定間隔で平行に並べられ
たフィンで、１０はフィン９の伝熱管２の列相互間の重
力方向に連続する排水溝である。１１はフィン９の前縁
から排水溝１０までの間の気流上流のフィン９ａの表面
に施された撥水性表面処理である。また気流上流のフィ
ン９ａは切り起こし等が無くフラットになっている。

【００３８】以上のように構成されたフィン付熱交換器
について、以下暖房運転時の蒸発器として機能した場合
の動作を説明する。

【００３９】このフィン付熱交換器では、フィン９の間
を流れる気流と伝熱管２の管内を流れる冷媒との間で、
フィン９及び伝熱管２を介して熱交換が行なわれる。こ
の際、冷媒の蒸発温度が低下すると、気流上流のフィン
９ａの表面に空気中の水分が凝縮する。

【００４０】気流上流のフィン９ａの表面には撥水性表
面処理１１が施されているため、この凝縮水は水滴とな
り、かつ気流上流のフィン９ａは抵抗となるスリット状
の切り起こしがなくフラットになっているため、非常に
気流に流されやすくなる。このため、凝縮水は気流によ
り、排水溝１０へ多量に、かつ速やかに導かれ、排水溝
１０によって重力方向に排出される。

【００４１】これにより、気流上流のフィン９ａの表面
からフィン９ａと気流の熱交換を阻害する凝縮水が、多
量にかつ速やかに排出されることと、気流下流のフィン
９ｂへの流入を防ぐことにより、フィン９と気流との熱
交換量の低下を防ぎ、フィン付熱交換器の熱交換量を維
持することができる。

【００４２】さらに冷媒の蒸発温度が低下し、冷媒の蒸
発温度が０℃以下になったとき、気流上流のフィン９ａ
にスリット状の切り起こしがなくフラットなため、従来
例のように切り起こしとベースのフィン９との隙間が目
詰まりを起こすことはなく、通風抵抗の増大を抑えるこ
とができ、暖房運転時間を延長することができる。

【００４３】以上のように本実施例のフィン付熱交換器
は、フィン９の伝熱管２の列相互間に重力方向に連続す
る排水溝１０を設け、かつ気流上流のフィン９ａ前縁か
ら排水溝１０までのフィン９ａ表面に撥水性表面処理１
１を施し、かつ気流上流のフィン９ａ前縁から排水溝１
０までの部分をフラットにすることにより、切り起こし
とベースのフィン９との隙間の目詰まりをなくし、暖房
運転時間の延長ができる。

【００４４】また、気流上流のフィン９ａの表面に凝縮
した空気中の水分が、気流下流のフィン９ｂへ流入する
のを防ぐとともに、気流上流のフィン９ａの表面に凝縮
した空気中の水分が水滴となり、気流に流され易くなる
ため、気流上流のフィン９ａの表面において、排水溝１
０により凝縮した水分が多量にかつ速やかに排水され、
気流上流のフィン９ａと気流下流のフィン９ｂとの両方
で熱交換量の低下を防ぎ、フィン付熱交換器の熱交換量
を維持することができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、一定間隔
で平行に並べられ、相互間を気体が流動するフィンと、
フィンを貫通し、気流方向に複数列配置された伝熱管と
から構成され、フィンの伝熱管の列相互間の重力方向に
連続する排水溝を設けたので、気流下流のフィンの熱交
換量の低下を防ぎ、フィン付熱交換器の熱交換量を維持
することができる。

【００４６】また、気流上流のフィン前縁から排水溝ま
でのフィン表面に撥水性表面処理を施したので、気流上
流と下流ともに熱交換量の低下を防ぎ、フィン付熱交換
器の熱交換量を維持することができる。

【００４７】さらに、気流上流のフィン前縁から排水溝
までの部分をフラットにしたので、気流下流での熱交換
量の低下を防ぐとともに、気流上流での着霜を抑制する
ことにより、フィン付熱交換器の熱交換量を低下させる
ことなく、暖房運転時間の延長を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるフィン付熱交換器の実施例１の断
面図

【図２】図１のＢ−Ｂ断面図

【図３】本発明によるフィン付熱交換器の実施例２の断
面図

【図４】図３のＣ−Ｃ断面図

【図５】本発明によるフィン付熱交換器の実施例３の断
面図

【図６】図５のＤ−Ｄ断面図

【図７】従来のフィン付熱交換器の斜視図

【図８】従来のフィン付熱交換器の断面図

【図９】図８のＡ−Ａ断面図

【符号の説明】

２ 伝熱管 ４，４ａ，４ｂ フィン ５ 排水溝 ６，６ａ，６ｂ フィン ７ 排水溝 ８ 撥水性表面処理 ９，９ａ，９ｂ フィン １０ 排水溝 １１ 撥水性表面処理

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定間隔で平行に並べられ、相互間を気
   体が流動するフィンと、前記フィンを貫通し、気流方向
   に複数列配置された伝熱管とから構成され、前記フィン
   の前記伝熱管の列相互間に重力方向に連続する排水溝を
   設けたフィン付熱交換器。
2. 【請求項２】 気流上流のフィン前縁から排水溝までの
   フィン表面に撥水性表面処理を施した請求項１に記載の
   フィン付熱交換器。
3. 【請求項３】 気流上流のフィン前縁から排水溝までの
   部分をフラットにした請求項２に記載のフィン付熱交換
   器。