JPH10281674A - 室外機用クロスフィン熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワッフルフィンを備えた室外機用クロスフィ
ン熱交換器において、フィン表面の水捌け性の改善と通
風性の改善により、高い熱交換性能を得る。 【解決手段】 フィン１の座部４の上部４ｃ及び下部４
ｄをそれぞれワッフル部１３の端部から上記座部４の中
心側に向けて鋭角で拡開する角状形態とする。かかる構
成とすることで、除霜運転によりフィン表面に沿って流
下する水は、この鋭角部分の稜線２１，２２に沿ってス
ムーズに下方へ流下し、上記座部４における水捌け性が
良好となる。この結果、上記座部４における残水量が可
及的に低減され、この残水の氷結による通風抵抗の上昇
が可及的に抑制され、暖房運転時間が長くなる分だけ暖
房性能が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、室外機用クロス
フィン熱交換器に関し、さらに詳しくはワッフルフィン
を備えたクロスフィン熱交換器におけるフィン構造の改
善に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に室外機用のクロスフィン熱交換器
においては、空調機の暖房運転時に室外機が蒸発器とし
て機能する場合、外気温度が低いと室外空気が熱交換器
を通過する際、フィン表面に着霜を生じ、熱交換性能が
低下する。従って、かかる場合には、除霜運転を行って
着霜を融かし、水としてフィン表面から落下排出して熱
交換性能の回復を図る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、フィン表面
において着霜が最も多いのは伝熱管取付用の座部の空気
流上流部分及び該座部の回りである。従って、この座部
の水捌け性が悪いと、除霜により融けた水が座部の回り
に溜まって凍り、フィン表面に着氷し、熱交換器におけ
る通風抵抗が急激に上昇し、早期に除霜運転が必要とな
り、その結果、暖房運転時間が短縮され、それだけ暖房
性能が悪化するという問題が生じる。

【０００４】そして、かかる暖房性能の悪化という問題
は、フィンとしてワッフルフィンを採用した熱交換器に
おいて最も顕著となる。即ち、ワッフルフィンは、板材
を板厚方向に交互に折曲させた構成であることから、該
フィンに平坦な座部を設けた場合、該座部がワッフル部
に対してフィン表面から凹状に陥没するような形態とな
るからである。

【０００５】そこで本願発明は、ワッフルフィンを備え
た室外機用クロスフィン熱交換器において、フィン表面
の水捌け性を改善するとともに、併せて通風性を改善
し、これらによって高い熱交換性能を得ることを目的と
してなされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として次のような構成を採
用している。

【０００７】本願の第１の発明では、板厚方向両側へ交
互に折曲されてなるワッフル部に平坦な伝熱管取付用の
座部を設けるとともに該ワッフル部の折曲稜線が上下方
向に延出するように配置されたフィンと、該フィンの上
記座部を貫通して配置される伝熱管とを備え、上記ワッ
フル部の折曲稜線に略直交する方向に空気流を流すよう
にした室外機用クロスフィン熱交換器において、上記座
部の上部及び下部をそれぞれ上記ワッフル部の端部から
上記座部の中心側に向けて鋭角で拡開する角状形態とし
たことを特徴としている。

【０００８】本願の第２の発明では、板厚方向両側へ交
互に折曲されてなるワッフル部に平坦な伝熱管取付用の
座部を設けるとともに該ワッフル部の折曲稜線が上下方
向に延出するように配置されたフィンと、該フィンの上
記座部を貫通して配置される伝熱管とを備え、上記ワッ
フル部の折曲稜線に略直交する方向に空気流を流すよう
にした室外機用クロスフィン熱交換器において、上記座
部の空気流上流側に位置する前部と下流側に位置する後
部とを空気流に対向する壁部をもたない開口状としたこ
とを特徴としている。

【０００９】本願の第３の発明では、板厚方向両側へ交
互に折曲されてなるワッフル部に平坦な伝熱管取付用の
座部を設けるとともに該ワッフル部の折曲稜線が上下方
向に延出するように配置されたフィンと、該フィンの上
記座部を貫通して配置される伝熱管とを備え、上記ワッ
フル部の折曲稜線に略直交する方向に空気流を流すよう
にした室外機用クロスフィン熱交換器において、上記座
部の上部及び下部をそれぞれ上記ワッフル部の端部から
上記座部の中心側に向けて鋭角で拡開する角状形態とす
るとともに、上記座部の空気流上流側に位置する前部と
下流側に位置する後部とを空気流に対向する壁部をもた
ない開口状としたことを特徴としている。

【００１０】本願の第４の発明では、上記第１又は第３
の発明にかかる室外機用クロスフィン熱交換器におい
て、上記座部の上部及び下部の稜線が直線状とされてい
ることを特徴としている。

【００１１】本願の第５の発明では、上記第１又は第３
の発明にかかる室外機用クロスフィン熱交換器におい
て、上記座部の上部及び下部の稜線を該座部の中心側へ
突出する円弧線状としたことを特徴としている。

【００１２】本願の第６の発明では、上記第２又は第３
の発明にかかる室外機用クロスフィン熱交換器におい
て、上記フィンにおける上記座部よりも空気流上流側位
置と空気流下流側位置の少なくともいずれか一方に、空
気流方向に平行に且つ上記座部と略同一面状態に延出す
るフラット部を設けたことを特徴としている。

【００１３】

【発明の効果】本願発明ではかかる構成とすることによ
り次のような効果が得られる。

【００１４】 本願の第１の発明にかかる室外機用ク
ロスフィン熱交換器によれば、上記フィンの座部の上部
及び下部をそれぞれ上記ワッフル部の端部から上記座部
の中心側に向けて鋭角で拡開する角状形態としているの
で、除霜運転によりフィン表面に沿って流下する水は、
この鋭角部分の稜線に沿ってスムーズに下方へ流下し、
上記座部における水捌け性が良好となる。この結果、上
記座部における残水量が可及的に低減され、この残水の
氷結による通風抵抗の上昇が可及的に抑制され、暖房運
転時間が長くなる分だけ暖房性能が向上することにな
る。

【００１５】 本願の第２の発明にかかる室外機用ク
ロスフィン熱交換器によれば、上記フィンの座部の空気
流上流側に位置する前部と下流側に位置する後部とを空
気流に対向する壁部をもたない開口状としているので、
空気流に対する上記ワッフル部及び座部による形状抵抗
が小さくなり、伝熱管回り及び該伝熱管の背後の死水域
に空気が流れ込み易くなる。この結果、死水域が減少
し、それに伴ってフィンの有効伝熱面積が増大すること
となり、それだけ暖房性能の向上が期待できるものであ
る。

【００１６】 本願の第３の発明にかかる室外機用ク
ロスフィン熱交換器によれば、上記フィンの上記座部の
上部及び下部をそれぞれ上記ワッフル部の端部から上記
座部の中心側に向けて鋭角で拡開する角状形態とすると
ともに、上記座部の空気流上流側に位置する前部と下流
側に位置する後部とを空気流に対向する壁部をもたない
開口状としているので、上記及び上記に記載の効果
が同時に達成され、暖房性能がより一層高められるもの
である。

【００１７】 本願の第４の発明にかかる室外機用ク
ロスフィン熱交換器によれば、上記座部の上部及び下部
の稜線を直線状としているので、該稜線が上下方向に向
かって鋭角で拡開することと併せて、フィン表面の水は
上記稜線を伝ってよりスムーズに流下排出されることと
なり、上記座部の水捌け性がより高められることとな
る。

【００１８】 本願の第５の発明にかかる室外機用ク
ロスフィン熱交換器によれば、上記第１又は第３の発明
にかかる室外機用クロスフィン熱交換器において、上記
フィンの座部の上部及び下部の稜線を該座部の中心側へ
突出する円弧線状としているので、例えば上記稜線が直
線状とされている場合に比して、上記座部の上部におい
ては流下する水の流入側となる上端側の稜線勾配が、ま
た上記座部の下部においては流下する水の流出側となる
下端側の稜線勾配が、それぞれ大きくなり、それだけ上
記座部の水捌け性がさらに高められることになる。

【００１９】 本願の第６の発明にかかる室外機用ク
ロスフィン熱交換器によれば、上記フィンにおける上記
座部よりも空気流上流側位置と空気流下流側位置の少な
くともいずれか一方に、空気流方向に平行に且つ上記座
部と略同一面状態に延出するフラット部を設けているの
で、該フラット部はワッフル部に比して形状抵抗が小さ
いことから、上記座部の前部と後部とを開口状としたこ
との効果がさらに高められ、死水域のより一層の減少に
よってフィンの有効伝熱面積がさらに増大し、より高い
暖房性能が得られることになる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本願発明を幾つかの好適な
実施形態に基づいて具体的に説明する。

【００２１】第１の実施形態（図１、図２及び図１１を
参照） 図１及び図２には、本願発明の第１の実施形態にかかる
ワッフルフィン型の室外機用クロスフィン熱交換器１の
要部を示しており、同各図において、符号２はフィン、
３は伝熱管である。

【００２２】上記フィン２は、その前縁部２ａ寄りと後
縁部２ｂ寄りの前後両端部をそれぞれフラット部１１，
１２とするとともに、これらの中間部分には板材を板厚
方向に交互に折曲して複数の傾斜面１３Ａ〜１３Ｄを形
成してなるワッフル部１３が設けられている。このワッ
フル部１３は、その折曲線が空気流に直交する方向に延
出する如く形成されるが、その場合、該ワッフル部１３
をその長手方向の途中で中断させ、この中断部分に次述
の座部４を設けている。

【００２３】上記座部４は、上記前後一対のフラット部
１１，１２と略同一面を構成する平坦面とされるととも
に、該座部４の中央部にはバーリング加工によりフィン
カラー５が設けられ、且つ該フィンカラー５内には上記
伝熱管３が挿通せしめられている。

【００２４】ここで、この実施形態においては、本願発
明を適用して、上記座部４の上部４ｃ（即ち、該座部４
よりも上方側に位置するワッフル部１３の下端との境界
部分）と、該座部４の下部４ｄ（即ち、該座部４よりも
下方側に位置するワッフル部１３の上端との境界部分）
とを、それぞれ上記伝熱管３側（即ち、上記座部４の中
心側）に向かって鋭角の角度αをもって次第に拡開する
角状形態とするとともに、該上部４ｃと下部４ｄの前後
一対の前部稜線２１と後部稜線２２とを共に直線状とし
ている。また、上記座部４の前部４ａと後部４ｂとは、
ともに空気流の流れ方向において開口した状態となって
いる。

【００２５】かかる構成とすることで次のような特有の
効果が得られる。即ち、上記フィン２の座部４の上部４
ｃ及び下部４ｄをそれぞれ上記ワッフル部１３の端部か
ら上記座部４の中心側に向けて鋭角で拡開する角状形態
とすることで、除霜運転によりフィン２の表面に沿って
流下する水は、上記各稜線２１，２２に沿ってスムーズ
に下方へ流下する。従って、上記座部４が上下のワッフ
ル部１３，１３の間に形成されているにも拘わらず、該
座部４における水捌け性が良好となる。この結果、上記
座部４における残水量が可及的に低減され、この残水の
氷結による通風抵抗の上昇が可及的に抑制され、暖房運
転時間が長くなる分だけ暖房性能が向上することにな
る。

【００２６】また、上記フィン２の座部４の空気流上流
側に位置する前部４ａと下流側に位置する後部４ｂとを
空気流に対向する壁部をもたない開口状としているの
で、空気流に対する上記ワッフル部１３及び座部４によ
る形状抵抗が小さくなる。この結果、伝熱管３の回り及
び該伝熱管３の背後の死水域に空気が流れ込み易くな
り、それだけ死水域が減少し、それに伴ってフィン２の
有効伝熱面積が増大することとなり、高い暖房性能が実
現されることになる。

【００２７】尚、図１１には、上記熱交換器１を蒸発器
として機能させる場合における蒸発性能を、上記座部４
の上部４ｃと下部４ｄとをこの実施形態の如く鋭角とし
た場合と、鈍角とした場合とについて、「蒸発能力比」
と「送風の抵抗比」とを実験により検証し、これを性能
曲線としたものを示している。この性能曲線から、上記
座部４の上部４ｃと下部４ｄとを共に鋭角とした場合の
方が、これらを共に鈍角とする場合に比して、良好な蒸
発性能が得られることが解る。

【００２８】第２の実施形態（図３及び図４を参照） 図３及び図４には、本願発明の第２の実施形態にかかる
ワッフルフィン型の室外機用クロスフィン熱交換器１の
要部を示している。この実施形態の熱交換器１は、上記
第１の実施形態の熱交換器１では上記座部４の前側と後
側の双方にフラット部１１，１２を設け且つこれらの間
に上記ワッフル部１３を設けていたのに対して、上記座
部４の後側（フィン後縁部２ｂ寄り）のみにフラット部
１２を形成し、これ以外の部位はこれを複数の傾斜面１
３Ａ〜１３Ｆを連ねてなるワッフル部１３としたもので
ある。

【００２９】また、上記座部４の上部４ｃと下部４ｄを
共に上記伝熱管３に向かって鋭角で次第に拡開する角状
形態とし、且つその前部稜線２１，２２を直線状とした
ことは上記第１の実施形態の熱交換器１と同様である
が、上記座部４の前側をもワッフル部１３としたこと
で、上記座部４の上部４ｃの前部稜線２１と下部４ｄの
前部稜線２１との間には円弧状の連続稜線２３が形成さ
れている。

【００３０】かかる構成とすることで、上記伝熱管３の
前方側にフラット部よりも形状抵抗の大きいワッフル部
１３が設けられていることで、上記第１の実施形態の熱
交換器１よりも上記伝熱管３の回り及び該伝熱管３の背
後の死水域への空気の流れ込みが若干劣り、上記フィン
２の有効伝熱面積が減少するものの、上記第１の実施形
態の熱交換器１とほぼ同等の暖房性能が得られるもので
ある。

【００３１】第３の実施形態（図５及び図６を参照） 図５及び図６には、本願発明の第３の実施形態にかかる
ワッフルフィン型の室外機用クロスフィン熱交換器１の
要部を示している。この実施形態の熱交換器１は、上記
第１の実施形態の熱交換器１では上記座部４の前側と後
側の双方にフラット部１１，１２を設け且つこれらの間
に上記ワッフル部１３を設けていたのに対して、上記座
部４の前側（フィン前縁部２ａ寄り）のみにフラット部
１１を形成し、これ以外の部位はこれを複数の傾斜面１
３Ａ〜１３Ｆを連ねてなるワッフル部１３としたもので
ある。

【００３２】また、上記座部４の上部４ｃと下部４ｄを
共に上記伝熱管３に向かって鋭角で次第に拡開する角状
形態とし、且つその前部稜線２１，２２を直線状とした
ことは上記第１の実施形態の熱交換器１と同様である
が、上記座部４の後ろ側をもワッフル部１３としたこと
で、上記座部４の上部４ｃの後部稜線２２と下部４ｄの
後部稜線２２との間には円弧状の連続稜線２３が形成さ
れている。

【００３３】かかる構成とすることで、上記伝熱管３の
後方側にフラット部よりも形状抵抗の大きいワッフル部
１３が設けられていることで、上記第１の実施形態の熱
交換器１よりも上記伝熱管３の回り及び該伝熱管３の背
後の死水域への空気の流れ込みが若干劣り、上記フィン
２の有効伝熱面積が減少するものの、上記第１の実施形
態の熱交換器１とほぼ同等の暖房性能が得られるもので
ある。

【００３４】第４の実施形態（図７及び図８を参照） 図７及び図８には、本願発明の第４の実施形態にかかる
ワッフルフィン型の室外機用クロスフィン熱交換器１の
要部を示している。この実施形態の熱交換器１は、上記
第１の実施形態の熱交換器１では上記座部４の前側と後
側の双方にフラット部１１，１２を設け且つこれらの間
に上記ワッフル部１３を設けていたのに対して、上記フ
ィン２の全域を複数の傾斜面１３Ａ〜傾斜面１３Ｈを連
ねてなるワッフル部１３としたものである。

【００３５】また、上記座部４の上部４ｃと下部４ｄを
共に上記伝熱管３に向かって鋭角で次第に拡開する角状
形態とし、且つその前部稜線２１，２２を直線状とした
ことは上記第１の実施形態の熱交換器１と同様である
が、上記座部４の前側と後側の双方を共にワッフル部１
３としたことで、上記座部４の上部４ｃの前部稜線２１
と下部４ｄの前部稜線２１との間、及び上記座部４の上
部４ｃの後部稜線２２と下部４ｄの後部稜線２２との間
に、それぞれ円弧状の連続稜線２３，２３が形成されて
いる。

【００３６】かかる構成とすることで、上記伝熱管３の
前方側及び後方側にフラット部よりも形状抵抗の大きい
ワッフル部１３がそれぞれ設けられていることで、上記
第１の実施形態の熱交換器１よりも上記伝熱管３の回り
及び該伝熱管３の背後の死水域への空気の流れ込みが若
干劣り、上記フィン２の有効伝熱面積が減少するもの
の、上記第１の実施形態の熱交換器１とほぼ同等の暖房
性能が得られるものである。

【００３７】第５の実施形態（図９及び図１０を参照） 図９及び図１０には、本願発明の第５の実施形態にかか
るワッフルフィン型の室外機用クロスフィン熱交換器１
の要部を示している。この実施形態の熱交換器１は、上
記第１の実施形態にかかる熱交換器１と基本構成を同じ
とするものであって、該第１の実施形態の熱交換器１と
異なる点は、上記第１の実施形態の熱交換器１において
は、上記座部４の上部４ｃと下部４ｄの鋭角部分の前部
稜線２１及び後部稜線２２を共に直線状としていたのに
対して、この実施形態の熱交換器１においては上記鋭角
部分の前部稜線２１及び後部稜線２２を共に、上記伝熱
管３側に突出する円弧線状とした点である。

【００３８】かかる構成とすることで、例えば上記各実
施形態のように、上記稜線２１，２２が直線状とされて
いる場合に比して、上記座部４の上部４ｃにおいては流
下する水の流入側となる上端側の稜線勾配が、また上記
座部４の下部４ｄにおいては流下する水の流出側となる
下端側の稜線勾配が、それぞれ大きくなり、それだけ上
記座部４の水捌け性がさらに高められ、より一層の暖房
性能の向上が期待できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の第１の実施形態にかかる室外機用ク
ロスフィン熱交換器の側面図である。

【図２】図１のII-II断面図である。

【図３】本願発明の第２の実施形態にかかる室外機用ク
ロスフィン熱交換器の側面図である。

【図４】図３のIV-IV断面図である。

【図５】本願発明の第３の実施形態にかかる室外機用ク
ロスフィン熱交換器の側面図である。

【図６】図５のVI-VI断面図である。

【図７】本願発明の第４の実施形態にかかる室外機用ク
ロスフィン熱交換器の側面図である。

【図８】図７のVIII-VIII断面図である。

【図９】本願発明の第５の実施形態にかかる室外機用ク
ロスフィン熱交換器の側面図である。

【図１０】図９のX-X断面図である。

【図１１】本願発明にかかる室外機用クロスフィン熱交
換器の蒸発性能説明図である。

【符号の説明】

１は熱交換器、２はフィン、３は伝熱管、４は座部、４
ａは前部、４ｂは後部、４ｃは上部、４ｄは下部、５は
フィンカラー、１１及び１２はフラット部、１３はワッ
フル部、２１は前部稜線、２２は後部稜線、２３は連続
稜線である。

フロントページの続き (72)発明者 沼田 光春 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 蛭子 毅 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板厚方向両側へ交互に折曲されてなるワ
   ッフル部に平坦な伝熱管取付用の座部を設けるとともに
   該ワッフル部の折曲稜線が上下方向に延出するように配
   置されたフィンと、該フィンの上記座部を貫通して配置
   される伝熱管とを備え、上記ワッフル部の折曲稜線に略
   直交する方向に空気流を流すようにした室外機用クロス
   フィン熱交換器であって、 上記座部の上部及び下部をそれぞれ上記ワッフル部の端
   部から上記座部の中心側に向けて鋭角で拡開する角状形
   態としたことを特徴とする室外機用クロスフィン熱交換
   器。
2. 【請求項２】 板厚方向両側へ交互に折曲されてなるワ
   ッフル部に平坦な伝熱管取付用の座部を設けるとともに
   該ワッフル部の折曲稜線が上下方向に延出するように配
   置されたフィンと、該フィンの上記座部を貫通して配置
   される伝熱管とを備え、上記ワッフル部の折曲稜線に略
   直交する方向に空気流を流すようにした室外機用クロス
   フィン熱交換器であって、 上記座部の空気流上流側に位置する前部と下流側に位置
   する後部とを空気流に対向する壁部をもたない開口状と
   したことを特徴とする室外機用クロスフィン熱交換器。
3. 【請求項３】 板厚方向両側へ交互に折曲されてなるワ
   ッフル部に平坦な伝熱管取付用の座部を設けるとともに
   該ワッフル部の折曲稜線が上下方向に延出するように配
   置されたフィンと、該フィンの上記座部を貫通して配置
   される伝熱管とを備え、上記ワッフル部の折曲稜線に略
   直交する方向に空気流を流すようにした室外機用クロス
   フィン熱交換器であって、 上記座部の上部及び下部をそれぞれ上記ワッフル部の端
   部から上記座部の中心側に向けて鋭角で拡開する角状形
   態とするとともに、 上記座部の空気流上流側に位置する前部と下流側に位置
   する後部とを空気流に対向する壁部をもたない開口状と
   したことを特徴とする室外機用クロスフィン熱交換器。
4. 【請求項４】 請求項１又は３において、 上記座部の上部及び下部の稜線が直線状とされているこ
   とを特徴とする室外機用クロスフィン熱交換器。
5. 【請求項５】 請求項１又は３において、 上記座部の上部及び下部の稜線が該座部の中心側へ突出
   する円弧線状とされていることを特徴とする室外機用ク
   ロスフィン熱交換器。
6. 【請求項６】 請求項２又は３において、 上記フィンにおける上記座部よりも空気流上流側位置と
   空気流下流側位置の少なくともいずれか一方に、空気流
   方向に平行に且つ上記座部と略同一面状態に延出するフ
   ラット部が設けられていることを特徴とする室外機用ク
   ロスフィン熱交換器。