WO2022220159A1 - 熱交換器 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to heat exchangers.
- JP5563162B includes a plurality of flat tubes and corrugated fins provided between adjacent flat tubes, the plate portion of the corrugated fins has a plurality of louvers, and the plate portion is wider than the joining area with the flat tubes.
- An outdoor heat exchanger for a vehicle air conditioner is disclosed that has an extension projecting on the windward side.
- An object of the present invention is to suppress deterioration in the heat exchange performance of a heat exchanger.
- a plurality of heat exchangers for exchanging heat between a refrigerant circulating in a refrigeration cycle and outside air are arranged in parallel and arranged between a plurality of tubes through which the refrigerant flows and the adjacent tubes.
- louvers include a first louver formed most upstream in the outside air flow direction in the extension portion, and a first louver formed downstream of an upstream end portion of the tube in the outside air flow direction, and further arranged than the first louver.
- a second louver formed on the downstream side in the direction of flow of outside air, wherein the first louver and the second louver are formed at the same height over the entire height direction of the flat plate portion;
- the downstream end of the first louver is positioned upstream of the tip of the tube in the direction of the outside air flow, and is formed to have the same cut-and-raised height along the height direction of the downstream end.
- the fin has an extension projecting upstream from the tube in the outside air flow direction, and a plurality of louvers provided on the wall so as to be continuous along the outside air flow direction.
- FIG. 1 is a front view of a heat exchanger according to an embodiment of the invention.
- FIG. 2 is an enlarged front view illustrating tubes and fins.
- FIG. 3 is a perspective view explaining a tube and fins.
- FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG.
- FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
- FIG. 6 is a diagram explaining the action of the heat exchanger.
- FIG. 7 is a diagram explaining the operation of the heat exchanger.
- FIG. 8 is a schematic diagram illustrating occurrence of frost formation on the fins according to the comparative example.
- FIG. 9 is a schematic diagram illustrating the occurrence of frost formation on the fins.
- FIG. 10 is a cross-sectional view explaining a modification of the fin.
- a heat exchanger 100 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
- FIG. 1 is a front view of the heat exchanger 100.
- FIG. 1 is a front view of the heat exchanger 100.
- the heat exchanger 100 is mounted on a vehicle (not shown).
- the heat exchanger 100 is an outdoor heat exchanger in a refrigeration cycle of an air conditioner (not shown).
- the heat exchanger 100 exchanges heat between the refrigerant circulating in the refrigeration cycle and the outside air.
- the heat exchanger 100 functions as a condenser when the air conditioner performs cooling operation, and functions as an evaporator when the air conditioner performs heating operation.
- the heat exchanger 100 includes multiple tubes 1, a pair of tanks 2a and 2b, and multiple fins 3.
- the tube 1, the tanks 2a and 2b, and the fins 3 are made of metal such as aluminum, and are integrally joined together by brazing or the like.
- the tubes 1 are arranged in parallel and stacked at intervals. A flow path is formed in the tube 1 through which the coolant flows.
- the tube 1 is arranged so that the heat exchange surface 11 that contacts the fins 3 is horizontal.
- the tanks 2a and 2b are arranged so as to be connected to both ends of the tube 1 in the longitudinal direction.
- the tanks 2a and 2b are each arranged so as to be connected to the plurality of tubes 1 in the longitudinal direction.
- the tanks 2a and 2b temporarily store the refrigerant.
- Refrigerant that has been circulated through the refrigeration cycle and used for air conditioning flows into the tank 2a.
- the refrigerant that has flowed into the tank 2a flows through the plurality of tubes 1, respectively.
- the refrigerant exchanges heat with the outside air when flowing through the tubes 1 .
- the refrigerant that has flowed through the tube 1 flows into the tank 2b.
- the refrigerant that has flowed into the tank 2b circulates through the refrigeration cycle again and is used for air conditioning.
- Fins 3 are provided between adjacent tubes 1 and stacked alternately with tubes 1 .
- the fins 3 are formed in a wavy shape along the longitudinal direction of the tube 1 and joined to two adjacent tubes 1 .
- Outside air introduced by a running vehicle or an outdoor fan (not shown) passes around the plurality of tubes 1 and fins 3 . Therefore, the refrigerant flowing inside the tube 1 can exchange heat with the outside air via the surface of the tube 1 and the fins 3 .
- the fins 3 facilitate heat exchange between the refrigerant and the outside air.
- the plurality of tubes 1 and fins 3 of the heat exchanger 100 function as a core 9 that exchanges heat between the refrigerant flowing through the tubes 1 and the outside air passing around.
- FIG. 2 is an enlarged front view illustrating the tube 1 and the fins 3.
- FIG. 3 is a perspective view explaining the tube 1 and the fins 3.
- FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG.
- FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
- the fin 3 has a contact portion 31, a wall portion 32, an extension portion 35, and a louver 36.
- the contact portion 31 and the wall portion 32 are connected in a wave shape.
- a plurality of contact portions 31 are provided, and alternately contact one side and the other side of the adjacent tubes 1 .
- the contact portion 31 is formed in a flat plate shape.
- the contact portion 31 is joined to the heat exchange surface 11 of the tube 1 by brazing or the like.
- a plurality of wall portions 32 are provided, and connect adjacent contact portions 31 so as to connect adjacent tubes 1 .
- the wall portion 32 has a flat plate portion 33 and an arc portion 34 .
- the flat plate portion 33 is formed in a flat plate shape.
- the flat plate portions 33 are arranged so as to be inclined in opposite directions so as to be staggered.
- a louver 36 is provided on the flat plate portion 33 .
- the arc portion 34 bends in an arc shape from the flat plate portion 33 toward the contact portion 31 .
- the flat plate portion 33 and the contact portion 31 are connected by a smooth curved surface.
- the extension part 35 protrudes upstream from the tube 1 in the outside air flow direction by extending the contact part 31 and the wall part 32 .
- the length LP [mm] of the planar portion 35a of the extension portion 35 where the louver 36 is not provided is greater than the length LL [mm] of the louver forming portion 35b of the extension portion 35 provided with the louver 36. is also short. This is because if the flat portion 35a of the extended portion 35 is long, the heat exchange performance may deteriorate.
- a plurality of louvers 36 are provided on the flat plate portion 33 so as to be continuous along the outside air flow direction.
- the downstream end 36b of the most upstream louver 36 in the outside air flow direction is a linear cut-and-raised end positioned upstream of the tip 12 of the tube 1 in the outside air flow direction. That is, the most upstream louver 36 (first louver) in the outside air flow direction is entirely located upstream of the tip 12 of the tube 1 in the outside air flow direction.
- the triangular portion above and below the downstream end 36b which is the straight cut-and-raised end of the louver 36, simply connects the downstream end 36b of the louver 36 and the wall 32 of the fin 3. It is only part. That is, in FIG. 3, the downstream end portion 36b is the downstream end portion of the louver 36 which is cut and raised in a straight line, and does not include the upper and lower triangular portions.
- the most upstream louver 36 in the outside air flow direction is a single louver (one side open louver) 361 in which only the downstream end portion 36b is cut and raised on one side surface of the wall portion 32 .
- Another louver 36 (second louver) provided continuously downstream of the one louver 361 has a downstream end portion 36 b cut and raised on one side surface of the wall portion 32 and an upstream end portion 36 a that extends from the other side surface of the wall portion 32 .
- Both louvers (louvers open on both sides) 362 are cut and raised on the side surfaces of the .
- the louver 36 is not formed on the arc portion 34.
- the louver 36 is formed over the entire height direction of the flat plate portion 33 of the wall portion 32 .
- the louver 36 can be formed as large as the height H [mm] (see FIG. 2) over the entire flat plate portion 33, so that outside air can be prevented from bypassing the louver 36 and flowing downstream. Therefore, it is possible to prevent the formation of frost downstream in the direction of flow of outside air.
- louver 36 located upstream of the tip 12 of the tube 1 on each wall 32. That is, only one louver 36 protrudes upstream from the tip 12 of the tube 1 . Two or more louvers 36 projecting entirely upstream of the tip 12 of the tube 1 may be provided. Heavy frost does not occur. Therefore, in the heat exchanger 100, the louver 36, which protrudes entirely upstream of the tip 12 of the tube 1, is made into a single louver, thereby suppressing an increase in the flow resistance of the outside air and suppressing a decrease in heat exchange performance. ing.
- FIG. 6 is a diagram for explaining the action of the heat exchanger 100, showing a state before frost formation F occurs.
- FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the heat exchanger 100, and shows a state after frost formation F occurs.
- FIG. 8 is a schematic diagram illustrating occurrence of frost F on the fins according to the comparative example.
- FIG. 9 is a schematic diagram illustrating the formation of frost F on the fins 3. As shown in FIG.
- the fin 3 has an extension portion 35 projecting upstream from the tube 1 in the outside air flow direction, and a plurality of louvers 36 provided on the wall portion 32 so as to be continuous along the outside air flow direction. .
- Outside air passes between the tubes 10 in a normal state in which frost F does not occur on the heat exchanger 100 . Therefore, the refrigerant flowing inside the tube 1 exchanges heat with the outside air via the surface of the tube 1 and the fins 3 .
- frost formation F may occur on the most upstream louver 36 in the outside air flow direction.
- the downstream end 36b of the most upstream louver 36 is located upstream of the tip 12 of the tube 1 in the outside air flow direction. Therefore, since the frost F is concentrated on the most upstream louver 36, the frost F is less likely to occur further downstream. Even if the frost F is concentrated on the most upstream louver 36, a gap remains between it and the tip 12 of the tube 1. - ⁇ Therefore, the outside air entering through this gap passes between the tubes 1, so that heat can be exchanged between the refrigerant and the outside air. Therefore, deterioration of the heat exchange performance of the heat exchanger 100 can be suppressed.
- frost F When the frost F increases and closes the gap between the tube 10 and the tip 12, for example, a high-temperature refrigerant compressed by a compressor (not shown) of a refrigeration cycle is circulated in the tube 1 for defrosting. Start operation (hot gas operation). As a result, at a position downstream in the flow direction of the outside air where the frost F is relatively thin, the frost F immediately melts into water when the defrosting operation is performed.
- the tube 1 is arranged so that the heat exchange surface 11 in contact with the fins 3 is horizontal. Since the frost F is a porous body, the water adhering downstream in the flow direction of the outside air travels along the heat exchange surface 11 and moves upstream in the flow direction of the outside air, and the frost F formed on the most upstream louver 36 by capillary action. absorbed by After that, when the frost F formed on the extended portion 35 melts away, the defrosting is completed. In this way, the downstream end 36b of the most upstream louver 36 is located upstream of the tip 12 of the tube 1 in the direction of the flow of outside air, thereby facilitating drainage during the defrosting operation.
- the heat exchanger 100 for exchanging heat between the refrigerant circulating in the refrigeration cycle and the outside air includes a plurality of tubes 1 arranged in parallel through which the refrigerant flows, and fins provided between adjacent tubes 1 through which the outside air passes. 3, and the fins 3 have a plurality of contact portions 31 that alternately contact one side and the other side of the adjacent tubes 1, and connect the adjacent contact portions 31 so as to connect the adjacent tubes 1.
- a plurality of wall portions 32 extending from the contact portion 31 and the wall portion 32 to protrude from the tube 1 upstream in the outside air flow direction;
- the wall portion 32 has a flat plate portion 33 formed in a flat plate shape and an arc portion 34 curved in an arc shape from the flat plate portion 33 toward the contact portion 31.
- the louver 36 are the first louver formed most upstream in the outside air flow direction in the extension portion 35, and the first louver formed downstream of the upstream end of the tube 1 in the outside air flow direction in the outside air flow direction.
- the first louver and the second louver are formed at the same height over the entire height direction of the flat plate portion 33, and the downstream end of the first louver 36b is positioned upstream of the tip of tube 1 in the direction of flow of outside air, and is formed to have the same cut-and-raised height over the height direction of downstream end 36b.
- the fin 3 has an extension 35 projecting upstream from the tube 1 in the outside air flow direction, and a plurality of louvers 36 provided on the wall 32 so as to be continuous along the outside air flow direction.
- the downstream end 36b of the most upstream first louver is located upstream of the tip 12 of the tube 1 in the direction of the outside air flow, even if frost F occurs on the first louver, the tube 1 There is a gap left between Therefore, the outside air entering through the gaps passes between the tubes 1, so that heat can be exchanged between the refrigerant and the outside air. Therefore, deterioration of the heat exchange performance of the heat exchanger 100 can be suppressed.
- the most upstream louver 36 in the outside air flow direction is the single louver 361
- the other louvers 36 provided downstream of the single louver 361 are both louvers 362 .
- the most upstream louver 36 in the outside air flow direction may be both louvers 362 like the other louvers 36 . Also in this case, it is possible to suppress deterioration of the heat exchange performance of the heat exchanger 100, as in the above-described embodiment.
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Abstract
冷凍サイクルを循環する冷媒と外気との間で熱交換を行う熱交換器100は、平行に並べて複数設けられ冷媒が流通するチューブ1と、隣り合うチューブ1の間に設けられ外気が通過するフィン3と、を備え、フィン3は、隣り合うチューブ1の一方と他方とに交互に当接する複数の接触部31と、隣り合うチューブ1の間を連結するように隣り合う接触部31どうしを連結する複数の壁部32と、接触部31及び壁部32が延長されてチューブ1から外気流れ方向の上流に突出する延長部35と、外気流れ方向に沿って連続するように壁部32に複数設けられるルーバ36と、を有し、外気流れ方向の最上流のルーバ36の下流端部36bは、チューブ1の外気流れ方向の先端12よりも上流に位置する。
Description
本発明は、熱交換器に関する。
JP5563162Bには、複数の扁平チューブと、隣り合う扁平チューブの間に設けられるコルゲートフィンと、を備え、コルゲートフィンのプレート部は複数のルーバを有し、プレート部は扁平チューブとの接合領域よりも風上側に張り出す延長部を有する車両用空調装置の室外熱交換器が開示されている。
しかしながら、JP5563162Bの室外熱交換器では、車両用空調装置が暖房運転を行っている際に、外気に含まれる水蒸気が冷却されて、延長部に着霜が発生するおそれがある。延長部に着霜が発生すると、外気が扁平チューブに直接接触しなくなるので、室外熱交換器の熱交換性能が低下する。
本発明は、熱交換器の熱交換性能の低下を抑制することを目的とする。
本発明のある態様によれば、冷凍サイクルを循環する冷媒と外気との間で熱交換を行う熱交換器は、平行に並べて複数設けられ冷媒が流通するチューブと、隣り合う前記チューブの間に設けられ外気が通過するフィンと、を備え、前記フィンは、隣り合う前記チューブの一方と他方とに交互に当接する複数の接触部と、隣り合う前記チューブの間を連結するように隣り合う前記接触部どうしを連結する複数の壁部と、前記接触部及び前記壁部が延長されて前記チューブから外気流れ方向の上流に突出する延長部と、前記外気流れ方向に沿って連続するように前記壁部に複数設けられるルーバと、を有し、前記壁部は、平板状に形成される平板部と、前記平板部から前記接触部に向かって円弧状に曲がる円弧部とを有し、前記ルーバは、前記延長部において、前記外気流れ方向の最上流に形成される第1のルーバと、前記チューブにおける前記外気流れ方向の上流端部よりも下流側において、前記第1のルーバよりも前記外気流れ方向の下流側に形成される第2のルーバとからなり、前記第1のルーバと前記第2のルーバとは、前記平板部の高さ方向全体にわたる同一の高さに形成され、前記第1のルーバの下流端部は、前記チューブの前記外気流れ方向の先端よりも上流に位置し、前記下流端部の高さ方向に渡って同一の切り起し高さに形成される。
上記態様では、フィンは、チューブから外気流れ方向の上流に突出する延長部と、外気流れ方向に沿って連続するように壁部に複数設けられるルーバと、を有する。これにより、外気温度が低い中で暖房運転を行うと、外気に含まれる水蒸気が冷却されて、外気流れ方向の最上流の第1のルーバに着霜が発生するおそれがある。しかしながら、最上流の第1のルーバに集中して着霜が発生するので、それよりも下流の第2のルーバには着霜が発生しにくくすることができる。また、最上流の第1のルーバの下流端部は、チューブの外気流れ方向の先端よりも上流に位置するので、当該第1のルーバに着霜が発生しても、チューブとの間には隙間が残っている。よって、この隙間から入った外気がチューブの間を通過することで、冷媒と外気との間で熱交換を行うことができる。したがって、熱交換器の熱交換性能の低下を抑制することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る熱交換器100について説明する。
まず、図1を参照して、熱交換器100の全体構成について説明する。図1は、熱交換器100の正面図である。
熱交換器100は、車両(図示省略)に搭載される。熱交換器100は、空調装置(図示省略)の冷凍サイクルにおける室外熱交換器である。熱交換器100は、冷凍サイクルを循環する冷媒と外気との間で熱交換を行う。熱交換器100は、空調装置が冷房運転を行う際には凝縮器として機能し、空調装置が暖房運転を行う際には蒸発器として機能する。
熱交換器100は、複数のチューブ1と、一対のタンク2a,2bと、複数のフィン3と、を備える。チューブ1,タンク2a,2b,及びフィン3は、アルミニウムなどの金属によって形成され、ろう付け等によって互いに接合されて一体になる。
チューブ1は、平行に並べて設けられ、間隔を空けて積層される。チューブ1内には、冷媒が流通する流路が形成される。チューブ1は、フィン3と当接する熱交換面11が水平になるように配置される。
タンク2a及びタンク2bは、チューブ1の長手方向の両端部と各々接続されるように配置される。タンク2a及びタンク2bは、複数のチューブ1に長手方向から接続されるようにそれぞれ配置される。タンク2a及びタンク2bは、冷媒を一時的に貯蔵する。
タンク2aには、冷凍サイクルを循環して空調に用いられた後の冷媒が流入する。タンク2aに流入した冷媒は、複数のチューブ1内をそれぞれ流通する。冷媒は、チューブ1を流通する際に外気との間で熱交換を行う。
タンク2bには、チューブ1内を流通した冷媒が流れ込む。タンク2bに流れ込んだ冷媒は、再び冷凍サイクルを循環して空調に用いられる。
フィン3は、隣り合うチューブ1の間に設けられ、チューブ1と交互に積層される。フィン3は、チューブ1の長手方向に沿って波状に形成され、隣接する2つのチューブ1と接合される。複数のチューブ1とフィン3の周囲には、車両の走行又は室外ファン(図示省略)によって導入される外気が通過する。そのため、チューブ1の内部を流通する冷媒は、チューブ1の表面とフィン3とを介して、外気との間で熱交換を行うことができる。このように、フィン3は、冷媒と外気との間の熱交換を促進させる。
熱交換器100の複数のチューブ1とフィン3とは、チューブ1内を流通する冷媒と周囲を通過する外気との間で熱交換を行うコア9として機能する。
次に、図2から図5を参照して、フィン3について詳細に説明する。図2は、チューブ1とフィン3とについて説明する正面の拡大図である。図3は、チューブ1とフィン3とについて説明する斜視図である。図4は、図2におけるIV-IV断面図である。図5は、図2におけるV-V断面図である。
図2及び図3に示すように、フィン3は、接触部31と、壁部32と、延長部35と、ルーバ36と、を有する。接触部31と壁部32とは、波状に連なっている。
図2に示すように、接触部31は、複数設けられ、隣り合うチューブ1の一方と他方とに交互に当接する。接触部31は、平板状に形成される。接触部31は、ろう付け等によってチューブ1の熱交換面11と接合される。
壁部32は、複数設けられ、隣り合うチューブ1の間を連結するように隣り合う接触部31どうしを連結する。壁部32は、平板部33と、円弧部34と、を有する。
平板部33は、平板状に形成される。平板部33は、互い違いになるように反対方向に傾斜して並ぶ。平板部33には、ルーバ36が設けられる。
円弧部34は、平板部33から接触部31に向かって円弧状に曲がる。円弧部34が設けられることで、平板部33と接触部31とは、滑らかな曲面によって連結される。
図3に示すように、延長部35は、接触部31及び壁部32が延長されてチューブ1から外気流れ方向の上流に突出する。
図4に示すように、延長部35におけるルーバ36が設けられない平面部35aの長さLP[mm]は、延長部35におけるルーバ36が設けられるルーバ形成部35bの長さLL[mm]よりも短い。これは、延長部35のうち平面部35aの長さが長いと熱交換性能が悪化するおそれがあるためである。
図4及び図5に示すように、ルーバ36は、外気流れ方向に沿って連続するように平板部33に複数設けられる。外気流れ方向の最上流のルーバ36の下流端部36bは、チューブ1の外気流れ方向の先端12よりも上流に位置する直線状の切り起こし端部である。即ち、外気流れ方向の最上流のルーバ36(第1のルーバ)は、その全体がチューブ1の外気流れ方向の先端12よりも上流に位置する。なお。図3において、ルーバ36の直線状の切り起こし端部である下流端部36bよりも上下にある三角形部分は、ルーバ36の下流端部36bとフィン3の壁部32とを単に接続しているだけの部位である。すなわち、図3において、下流端部36bは、ルーバ36のうち、直線状に切り起こされた下流側の端部であって、上下の三角形部分は含まない。
図5に示すように、外気流れ方向の最上流のルーバ36は、下流端部36bのみが壁部32の一方の側面に切り起こされる片ルーバ(片側開口ルーバ)361である。片ルーバ361の下流に連続して設けられる他のルーバ36(第2のルーバ)は、下流端部36bが壁部32の一方の側面に切り起こされるとともに上流端部36aが壁部32の他方の側面に切り起こされる両ルーバ(両側開口ルーバ)362である。
なお、ルーバ36は、円弧部34には形成されない。ルーバ36は、壁部32のうち平板部33の高さ方向全体にわたって形成される。これにより、ルーバ36を平板部33の全体にわたる高さH[mm](図2参照)まで大きく形成することができるので、外気がルーバ36をバイパスして下流に流れることを防止できる。したがって、外気流れ方向の下流に着霜が発生することを防止できる。
各々の壁部32にてチューブ1の先端12よりも上流に位置するルーバ36の下流端部36bは一つである。即ち、チューブ1の先端12よりも上流に全体が突出しているルーバ36は一つである。チューブ1の先端12よりも上流に全体が突出しているルーバ36を二つ以上にしてもよいが、最上流のルーバ36に集中して着霜が発生するので、二つ目のルーバ36には大きな着霜は発生しない。そこで、熱交換器100では、チューブ1の先端12よりも上流に全体が突出しているルーバ36を一つにすることで、外気の流通抵抗の上昇を抑制しながら熱交換性能の低下を抑制している。
次に、図6から図9を参照して、熱交換器100の作用について説明する。図6は、熱交換器100の作用について説明する図であり、着霜Fが発生する前の状態を示す図である。図7は、熱交換器100の作用について説明する図であり、着霜Fが発生した後の状態を示す図である。図8は、比較例に係るフィンへの着霜Fの発生について説明する模式図である。図9は、フィン3への着霜Fの発生について説明する模式図である。
図6に示すように、フィン3は、チューブ1から外気流れ方向の上流に突出する延長部35と、外気流れ方向に沿って連続するように壁部32に複数設けられるルーバ36と、を有する。熱交換器100に着霜Fが発生していない通常の状態では、外気はチューブ10の間を通過する。そのため、チューブ1の内部を流通する冷媒は、チューブ1の表面とフィン3とを介して、外気との間で熱交換を行う。
図7に示すように、外気温度が低い中で暖房運転を行うと、外気に含まれる水蒸気が冷却されて、外気流れ方向の最上流のルーバ36に着霜Fが発生するおそれがある。
具体的に説明すると、図8に示す比較例では、チューブ1の先端12よりも上流に全体が突出しているルーバ36は一つもない。この場合、最上流のルーバ36に集中して発生した着霜Fがチューブ1の先端12に接触し、外気の流路を塞ぐおそれがある。
これに対して、図9に示すように、熱交換器100では、最上流のルーバ36の下流端部36bは、チューブ1の外気流れ方向の先端12よりも上流に位置する。そのため、最上流のルーバ36に集中して着霜Fが発生するので、それよりも下流には着霜Fが発生しにくくすることができる。最上流のルーバ36に集中して着霜Fが発生しても、チューブ1の先端12との間には隙間が残っている。よって、この隙間から入った外気がチューブ1の間を通過することで、冷媒と外気との間で熱交換を行うことができる。したがって、熱交換器100の熱交換性能の低下を抑制することができる。
その後、着霜Fが大きくなってチューブ10の先端12との間の隙間を塞いだとしても、隙間を塞ぐまでの時間は、熱交換器100によって冷媒と外気との間で熱交換を行うことができる。よって、熱交換器100を使用可能な時間を延長することができる。
着霜Fが大きくなってチューブ10の先端12との間の隙間を塞いだ場合には、例えば冷凍サイクルのコンプレッサ(図示省略)にて圧縮された高温の冷媒をチューブ1内に流通させる除霜運転(ホットガス運転)を行う。これにより、外気流れ方向下流の比較的着霜Fが薄い位置では、除霜運転を行うと着霜Fがすぐに溶けて水になる。
このとき、チューブ1は、フィン3と当接する熱交換面11が水平になるように配置されている。着霜Fは多孔質体であるため、外気流れ方向下流に付着した水は、熱交換面11を伝って外気流れ方向上流に移動し、毛細管現象によって最上流のルーバ36に発生した着霜Fに吸収される。その後、延長部35に発生した着霜Fが溶け落ちると、除霜が完了する。このように、最上流のルーバ36の下流端部36bは、チューブ1の外気流れ方向の先端12よりも上流に位置することで、除霜運転時の排水を行いやすくできる。
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
冷凍サイクルを循環する冷媒と外気との間で熱交換を行う熱交換器100は、平行に並べて複数設けられ冷媒が流通するチューブ1と、隣り合うチューブ1の間に設けられ外気が通過するフィン3と、を備え、フィン3は、隣り合うチューブ1の一方と他方とに交互に当接する複数の接触部31と、隣り合うチューブ1の間を連結するように隣り合う接触部31どうしを連結する複数の壁部32と、接触部31及び壁部32が延長されてチューブ1から外気流れ方向の上流に突出する延長部35と、外気流れ方向に沿って連続するように壁部32に複数設けられるルーバ36と、を有し、壁部32は、平板状に形成される平板部33と、平板部33から接触部31に向かって円弧状に曲がる円弧部34とを有し、ルーバ36は、延長部35において、外気流れ方向の最上流に形成される第1のルーバと、チューブ1における外気流れ方向の上流端部よりも下流側において、第1のルーバよりも外気流れ方向の下流側に形成される第2のルーバとからなり、第1のルーバと第2のルーバとは、平板部33の高さ方向全体にわたる同一の高さに形成され、第1のルーバの下流端部36bは、チューブ1の外気流れ方向の先端よりも上流に位置し、下流端部36bの高さ方向に渡って同一の切り起し高さに形成される。
この構成では、フィン3は、チューブ1から外気流れ方向の上流に突出する延長部35と、外気流れ方向に沿って連続するように壁部32に複数設けられるルーバ36と、を有する。これにより、外気温度が低い中で暖房運転を行うと、外気に含まれる水蒸気が冷却されて、外気流れ方向の最上流の第1のルーバに着霜Fが発生するおそれがある。しかしながら、最上流の第1のルーバに集中して着霜Fが発生するので、それよりも下流の第2のルーバには着霜Fが発生しにくくすることができる。また、最上流の第1のルーバの下流端部36bは、チューブ1の外気流れ方向の先端12よりも上流に位置するので、当該第1のルーバに着霜Fが発生しても、チューブ1との間には隙間が残っている。よって、この隙間から入った外気がチューブ1の間を通過することで、冷媒と外気との間で熱交換を行うことができる。したがって、熱交換器100の熱交換性能の低下を抑制することができる。
その後、着霜Fが大きくなってチューブ10の先端12との間の隙間を塞いだとしても、隙間を塞ぐまでの時間は、熱交換器100によって冷媒と外気との間で熱交換を行うことができる。よって、熱交換器100を使用可能な時間を延長することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
例えば、上記実施形態では、外気流れ方向の最上流のルーバ36は、片ルーバ361であり、片ルーバ361の下流に設けられる他のルーバ36は、両ルーバ362である。しかしながら、図10に示すように、外気流れ方向の最上流のルーバ36は、他のルーバ36と同様に両ルーバ362であってもよい。この場合にも上記実施形態と同様に、熱交換器100の熱交換性能の低下を抑制することができる。
Claims (6)
- 冷凍サイクルを循環する冷媒と外気との間で熱交換を行う熱交換器であって、
平行に並べて複数設けられ冷媒が流通するチューブと、
隣り合う前記チューブの間に設けられ外気が通過するフィンと、を備え、
前記フィンは、
隣り合う前記チューブの一方と他方とに交互に当接する複数の接触部と、
隣り合う前記チューブの間を連結するように隣り合う前記接触部どうしを連結する複数の壁部と、
前記接触部及び前記壁部が延長されて前記チューブから外気流れ方向の上流に突出する延長部と、
前記外気流れ方向に沿って連続するように前記壁部に複数設けられるルーバと、を有し、
前記壁部は、平板状に形成される平板部と、前記平板部から前記接触部に向かって円弧状に曲がる円弧部とを有し、
前記ルーバは、前記延長部において、前記外気流れ方向の最上流に形成される第1のルーバと、前記チューブにおける前記外気流れ方向の上流端部よりも下流側において、前記第1のルーバよりも前記外気流れ方向の下流側に形成される第2のルーバとからなり、
前記第1のルーバと前記第2のルーバとは、前記平板部の高さ方向全体にわたる同一の高さに形成され、
前記第1のルーバの下流端部は、前記チューブの前記外気流れ方向の先端よりも上流に位置し、前記下流端部の高さ方向に渡って同一の切り起し高さに形成される、
ことを特徴とする熱交換器。 - 請求項1に記載の熱交換器であって、
前記第1のルーバは、前記下流端部のみが前記壁部の一方の側面に切り起こされる片ルーバであり、
前記第2のルーバは、前記下流端部が前記壁部の一方の側面に切り起こされるとともに上流端部が前記壁部の他方の側面に切り起こされる両ルーバである、
ことを特徴とする熱交換器。 - 請求項1又は2に記載の熱交換器であって、
前記延長部における前記第1のルーバが設けられない平面部の長さは、前記延長部における前記第1のルーバが設けられるルーバ形成部よりも短い、
ことを特徴とする熱交換器。 - 請求項1から3のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
各々の前記壁部にて前記チューブの前記先端よりも上流に位置する前記第1のルーバの前記下流端部は一つである、
ことを特徴とする熱交換器。 - 請求項1から4のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
前記チューブは前記フィンと当接する熱交換面が水平になるように配置される、
ことを特徴とする熱交換器。 - 請求項1から5のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
前記壁部は、前記接触部に向かって円弧状に曲がる円弧部を有し、
前記ルーバは、前記円弧部には形成されない、
ことを特徴とする熱交換器。
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