特許 6672890 熱交換器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6672890

(24)【登録日】2020年3月9日

(45)【発行日】2020年3月25日

(54)【発明の名称】熱交換器

(51)【国際特許分類】

   F28F 1/32 20060101AFI20200316BHJP

   F28D 1/053 20060101ALI20200316BHJP

【ＦＩ】

   F28F1/32 R

   F28F1/32 X

   F28D1/053 A

【請求項の数】2

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2016-38266(P2016-38266)

(22)【出願日】2016年2月29日

(65)【公開番号】特開2017-155988(P2017-155988A)

(43)【公開日】2017年9月7日

【審査請求日】2019年2月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006611

【氏名又は名称】株式会社富士通ゼネラル

(72)【発明者】

【氏名】深谷 昌春

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 俊太郎

【審査官】 庭月野 恭

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１８５４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０２４４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５８−１０７４８０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５１−０９８８６０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第０３２２３１５３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２８Ｆ １／３２

Ｆ２８Ｄ １／０５３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上下に配列される複数の伝熱管と、
前記複数の伝熱管と交差させ、左右に配列される板状の複数のフィンと、
上下に隣り合う前記伝熱管と、左右に隣り合う前記フィンに囲まれた複数の通風路を有する熱交換器であって、
前記フィンには隣接するフィンに接するタブ部と、孔部があり、
前記タブ部はその一端部と他端部が前記フィンと連続し、また前記一端部と前記他端部以外の部分は前記フィンと離間し、
前記タブ部は、前記一端部を含む一端側タブ部と、前記他端部を含む他端側タブ部を有し、
前記孔部は前記一端部が連続する一端側孔部と、前記他端部が連続する他端側孔部を有し、
前記一端側孔部と前記他端側孔部が孔部頂部で連続し、
前記一端側タブ部と前記他端側タブ部がタブ部頂部で連続し、
前記一端側タブ部の幅と前記他端側タブ部の幅が異なり、
前記タブ部頂部の位置が、前記孔部頂部の位置よりも前記一端側孔部と前記他端側孔部のうち幅が狭い方に寄っていることを特徴とする熱交換器。

【請求項2】

前記タブ部が、通風方向に沿って形成され、
前記一端側タブ部または前記他端側タブ部のどちらか一方が、
前記タブ部と前記フィンが連続する端を底辺とし、前記タブ部の中央付近を頂部とした多角形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、伝熱管とフィンとを備え、伝熱管内を流れる流体を空気と熱交換させる熱交換器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

伝熱管とフィンとを備えた熱交換器が知られている。この熱交換器では、複数の板状のフィンが互いに所定の間隔をおいて平行に左右方向に積層されている。この積層されたフィン夫々に直交するように挿入された複数の伝熱管が、互いに一定の間隔をおいて上下に並んで配置されている。フィンの表面の風上側と風下側には、フィン同士の間隔を整えるために、フィンの一部を切り起こして形成されるタブ部が設けられている。このタブ部が隣接するフィンと接することで、フィン同士の間隔を整えることができる。

【0003】

さらに、熱交換器の熱交換能力を上げるために、タブ部をスリット形状にしたいわゆるスリットフィンがある。このタブ部は、フィンの上下方向に１対の切り込みを入れて、タブ部の一端と他端がフィンと接続した状態で切り起こされている。このタブ部を切り起こした後のフィンには孔が形成される。上述のようにフィンを積層すると、このタブ部が孔に入り込むため、フィンの間隔を整えることができない。そこで、特許文献１では、隣接するフィンに形成されるタブ部同士を向い合せにして、このタブ部同士を接触させることでタブ部が孔に入り込むことを防ぎフィンの間隔を整えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５−１１４３０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、この方法ではタブ部同士を向い合せにするために、２種類のフィンを用意する必要がある。そのため、コストが増加し、生産性も悪くなる問題があった。

【0006】

そこで、本発明は、フィンの間隔を整えるタブ部をスリット形状にすると共に、１種類のフィンだけでフィンピッチを確保できるようにした熱交換器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した問題を解決するために、本発明は、上下に配列される複数の伝熱管と、複数の伝熱管と交差させ、左右に配列される板状の複数のフィンと、上下に隣り合う伝熱管と、左右に隣り合うフィンに囲まれた複数の通風路を有する熱交換器であって、フィンには隣接するフィンに接するタブ部と、孔部があり、タブ部はその一端部と他端部がフィンと連続し、また一端部と他端部以外の部分はフィンと離間し、タブ部は、一端部を含む一端側タブ部と、他端部を含む他端側タブ部を有し、孔部は一端部が連続する一端側孔部と、他端部が連続する他端側孔部を有し、一端側孔部と他端側孔部が孔部頂部で連続し、一端側タブ部と他端側タブ部がタブ部頂部で連続し、一端側タブ部の幅と他端側タブ部の幅が異なり、タブ部頂部の位置が、孔部頂部の位置よりも一端側孔部と他端側孔部のうち幅が狭い方に寄っていることを特徴とする。

【0008】

また、タブ部が、通風方向に沿って形成され、一端側タブ部または他端側タブ部のどちらか一方が、タブ部とフィンが連続する端を底辺とし、タブ部の中央付近を頂部とした多角形状に形成されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明の熱交換器によれば、フィンの間隔を整えるタブ部をスリット形状に形成させると共に、１種類のフィンだけでフィンピッチを確保できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明にかかる熱交換器の全体を示した斜視図である。

【図2】本発明にかかる熱交換器の全体を示した正面図である。

【図3】図２の切断線Ａ−Ａにおける断面図である。

【図4】（ａ）は図３の切断線Ｂ−Ｂにおける断面図である。（ｂ）は（ａ）が切り起こされる前の断面図である。

【図5】（ａ）はタブ部の斜視図である。（ｂ）タブ部の断面図である。（ｃ）はタブ部と孔部を上方から示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の実施形態に関する熱交換器１００は、図１と図２に示すように、フィン１２０と扁平管１３０を備えた熱交換器である。

【0012】

熱交換器１００は、第１ヘッダ１１０ａと、第２ヘッダ１１０ｂと、複数の扁平管１３０と、複数のフィン１２０とを備えている。第１ヘッダ１１０ａ、第２ヘッダ１１０ｂ、扁平管１３０、フィン１２０はいずれもアルミニウム合金製の部材であり、各々の接合は蝋付けによって行われている。

【0013】

第１ヘッダ１１０ａと第２ヘッダ１１０ｂは、両方とも長手方向の両端が閉鎖された細長い円筒状に形成されている。熱交換器１００の一端側に第１ヘッダ１１０ａが配置され、熱交換器１００の他端側に第２ヘッダ１１０ｂが配置される。なお、第１ヘッダ１１０ａと第２ヘッダ１１０ｂのそれぞれの長手方向を熱交換器１００の上下方向とする。

【0014】

扁平管１３０は多孔構造であり、断面形状が長円形あるいは角の丸い矩形となった伝熱管であり、後述するフィン１２０と直交する方向に延びている。また、扁平管１３０には、冷媒が流れる冷媒流路が複数本配置され、この冷媒流路は扁平管１３０の長手方向の一端と他端の間に、長手方向の一端から他端にかけて延びて形成され、扁平管１３０の幅方向に等間隔で配置されている。熱交換器１００において、各扁平管１３０は、各々の上側の面と下側の面が対向するように、熱交換器１００の熱交換能力と通風抵抗などを考慮して決定した間隔である第１の間隔ｄ１をおいて上下に並んで配置されている。各扁平管１３０は、一端を第１ヘッダ１１０ａに挿入し、他端を第２ヘッダ１１０ｂに挿入している。なお、扁平管１３０の長手方向を左右方向とする。

【0015】

フィン１２０は、金属板をプレス加工することによって、縦長の板形状に形成されている。フィン１２０には、図３に示すように、フィン１２０の短手方向の一端からフィン１２０の短手方向の他端に向かって延びる横長の切り欠き部１４０が、フィン１２０の長手方向（上下方向）に所定の間隔をおいて多数形成されている。この切り欠き部１４０に扁平管１３０が差し込まれることで、扁平管１３０は上下方向に第１の間隔ｄ１をおいて配置される。また、フィン１２０は、図１に示すように、扁平管１３０の長手方向（左右方向）に熱交換器１００の熱交換能力と通風抵抗などを考慮して決定した間隔である第２の間隔ｄ２をおいて複数枚配置される。図２に示すように、上下に隣り合う扁平管１３０と、左右に隣り合うフィン１２０に囲まれた通風路１５０が、上下方向と左右方向それぞれに複数並んで形成される。なお、図２では複数の通風路１５０のうち１つを代表して図示している。フィン１２０と扁平管１３０は互いに直交しており、図３に示すように、フィン１２０の表面のうち、複数の通風路の一つと接すると共に、上下に隣り合う扁平管１３０の間に位置する面が、斜線の矢印で示す空気と熱交換する伝熱部１２１となる。また、フィン１２０の一部で切欠き部１４０よりフィン１２０の他端側にある面が、フィン１２０の上端１２０ａから下端１２０ｂまで連続して形成された流水部（連通部）１２２となる。なお、斜線の矢印がある側を風上側、反対側を風下側とする。

【0016】

フィン１２０には、図３に示すように、フィン１２０の一部を扁平管１３０よりも風上側に延長して突き出した突出し部１７０が設けられている。突出し部１７０には、フィン１２０同士の間隔を整えるためのタブ部１６０が設けられる。このタブ部１６０はフィン１２０に通風方向に対して並列に２本の切り込みを入れて切り起こし、通風路１５０に向けて立ち上げたものである。タブ部１６０は通風方向の両端でフィン１２０と連続し、図５に示すように、タブ部１６０を立ち上げた後のフィン１２０には孔部１６４が形成される。タブ部１６０は、通風方向の風上側に形成される一端側タブ部１６１と風下側に形成される他端側タブ部１６２を有する。一端側タブ部１６１はタブ部１６０とフィン１２０が連続する両端のうち一端部である風上側端部１６０ａでフィン１２０と連続し、通風方向に細長い長方形状に形成される。他端側タブ部１６２はタブ部１６０とフィン１２０が連続する両端のうち他端部である風下側端部１６０ｂでフィン１２０と連続している。さらに、他端側タブ部１６２は一端側タブ部１６１と連続する箇所をタブ部頂部１６３とし、風下側端部１６０ｂを底辺とした三角形状に形成される。一方、孔部１６４も一端側孔部１６６と他端側孔部１６７を有する。一端側孔部１６６は一端側タブ部１６１を立ち上げることにより形成された孔であり、通風方向に細長い長方形状に形成される。他端側孔部１６７は他端側タブ部１６２を立ち上げることにより形成された孔であり、一端側孔部１６６と連続する箇所を孔部頂部１６５とし、他端側タブ部１６２とフィン１２０が連続する辺を底辺とした三角形状に形成される。図５に示すように、フィン１２０を上下方向から見たとき、他端側タブ部１６２のタブ部頂部１６３は、他端側孔部１６７の孔部頂部１６５よりも通風方向の風上側に位置するように他端側タブ部１６２が通風方向に延出されながら、立ち上げられている。つまり、一端側タブ部の幅と他端側タブ部の幅が異なり、タブ部頂部の位置が、孔部頂部の位置よりも一端側孔部１６６と他端側孔部１６７のうち幅が狭い方に寄っている。これにより、フィン１２０を積層してタブ部１６０が隣接するフィン１２０に接したとき、このタブ部頂部１６３より幅が拡がる他端側タブ部１６２の両側が、一端側孔部１６６の周縁に当接するため、タブ部１６０によってフィン１２０同士の間隔を整えることができる。また、他端側タブ部１６２が三角形状に形成されることでデルタ翼として機能し、熱交換器１００の熱交換効率を向上させることができる。なお、他端側タブ部１６２に風下側からフィン１２０に渡ってリブを形成して、タブ部１６０の強度を上げてもよい。

【0017】

なお、タブ部１６０がフィン１２０の間隔を整えやすいように、本実施形態ではフィン１２０の通風方向の風上側端部近くである突出し部１７０にタブ部１６０を形成しているが、本発明はこれに限定したものではなく、タブ部１６０はフィン１２０上であればどこでもよく、適宜変更しても良い。また、本実施例のタブ部１６０は通風方向を向いているが、本発明はこれに限定したものではなく、適宜変更しても良い。

【0018】

なお、本実施形態では、他端側タブ部１６２が三角形状に形成されているが、本発明はこれに限定したものではなく、一端側タブ部１６１が三角形状に形成されていてもよい。また、本発明は一端側タブ部１６１または他端側タブ部１６２が三角形状であることに限定したものではなく、多角形状に適宜変更してもよい。

【0019】

以上より、本発明は、フィン１２０に一端側タブ部１６１と他端側タブ部１６２を備えたタブ部１６０を形成することで、１種類のフィン１２０でフィン同士の間隔を整えることができる。

【符号の説明】

【0020】

１００ 熱交換器
１２０ フィン
１３０ 扁平管
１６０ タブ部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】