JP2006162141A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】伝熱管と伝熱板で構成して、従来の細線等で構成される熱交換器と同等以上の熱伝達作用を得ることにより、高効率で品質安定性と量産性の向上及び、軽量化に優れた熱交換器を提供する。
【解決手段】熱交換器は、複数の伝熱管１と、少なくとも１枚の伝熱板２とを組み合わせた構成であって、伝熱板２の少なくとも１枚を伝熱面積の増大する波状の形状とし、かつ当該伝熱板２の表面に流れを乱す複数の切り欠き部３を設け、伝熱板２の波状の山部１１あるいは谷部１２に複数の伝熱管１を配置し、複数の伝熱管１と伝熱板２とを接触、固定する構成とすることにより、従来の熱交換器と同等以上の熱伝達作用を得ることが可能となり、高効率で品質安定性と量産性の向上ができるとともに、軽量化が図られる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、管内側に冷媒、管外側に空気を流し、熱交換を行う空気−冷媒式熱交換器の中で、特に小型高効率を実現する細管熱交換器に関する。

従来の空気−冷媒式熱交換器として代表的なものは、例えば特許文献１に開示されているようなエアコン等で用いられるフィン＆チューブ型の熱交換器があり、これは、図１７のように、多数の伝熱管２１の夫々の一端を流体の供給ヘッダ２２に直結するとともに、その他端を流体の排出ヘッダ２３に直結し、細線からなる流通抵抗体２５を、伝熱管２１の外側に接触させ、且つ各伝熱管２１と交差する方向に延在させて配置した熱交換装置であった。
そして近年、熱交換器の小型高効率化の要求により、コンパクト型の細管熱交換器として、例えば特許文献２に開示された図１８のような熱交換器が提案されている。
図において、３１は伝熱管、３２は細線、Ａは管外を流れる流体(空気)、Ｂは管内を流れる流体（冷媒）である。各伝熱管３１の間には伝熱管３１の表面を横切るように細線３２が配置されていて、伝熱管３１を縦糸、細線３２ａ及び細線３２ｂを横糸として畳織状に編み込んである。図１８には空気Ａの流れの様子が矢印で示されている。空気Ａが細線３２にあたると流れが乱され、細線３２の下に来た空気Ａは矢印に示すように、細線３２に沿って左右に伝熱管３１の表面を上昇する。その結果、空気Ａが伝熱管３１と接触する時間が長くなり、伝熱管３１との熱伝達作用は有効に行われ、熱交換効率の良い熱交換器が得られる。
特開昭６１−１５３３８８号公報（第６頁、第３図） 特開平７−１７４４７６号公報（第５頁、図１）

しかしながら、このような熱交換器を製造するためには、伝熱管３１を縦糸、細線３２を横糸として畳織状に編み込む必要がある。そして、伝熱管３１も細線３２も銅材を用いて多少は柔軟性を持たせているが、糸の繊維のように編み込む場合、縦糸である伝熱管３１は繰り返しの応力により弱くなり、亀裂を生じる可能性がある。また、縦糸である伝熱管３１を固定し、細線３２を編み込むことは難しく、品質安定性と量産性に課題を有している。

そこで本発明は、伝熱管と伝熱板で構成して、従来の細線等で構成される熱交換器と同等以上の熱伝達作用を得ることにより、高効率で品質安定性と量産性の向上及び、軽量化に優れた熱交換器を提供することを目的としている。

請求項１記載の本発明の熱交換器は、複数の伝熱管と、少なくとも１枚の伝熱板とを組み合わせた構成の熱交換器であって、前記伝熱板の少なくとも１枚を波状の形状とし、かつ当該伝熱板の表面に複数の切り欠き部または複数の切り起こし部を設け、前記伝熱板の波状の山部あるいは谷部に複数の前記伝熱管を配置し、複数の前記伝熱管と前記伝熱板とを接触、固定したことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の熱交換器において、複数の前記伝熱板を、１枚以上の波状の前記伝熱板と、１枚以上の平板状の前記伝熱板との組み合わせで構成したことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１から請求項２のいずれかに記載の熱交換器において、前記伝熱板の前記切り起こし部を、前記伝熱管に接触、固定したことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱交換器において、前記伝熱板の波状の山部及び谷部の曲率を、前記伝熱管の半径と等しくしたことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の熱交換器において、前記伝熱板と前記伝熱管とを、親水性を有するように施したことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の熱交換器において、前記伝熱板に、光触媒を塗布したことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の熱交換器において、複数の前記伝熱管の一端を第１のヘッダーに直結するとともに、複数の前記伝熱管の他端を第２のヘッダーに直結し、前記第１のヘッダーから複数の前記伝熱管を通り、前記第２のヘッダーに連通する流路を形成したことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項７に記載の熱交換器において、前記第１のヘッダー及び前記第２のヘッダーの内部に、仕切り板を設けたことを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の熱交換器において、複数の前記伝熱管の、それぞれの端面部における２本を連通するように接続し、少なくとも１つの連通する流路を形成したことを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の熱交換器において、複数の前記伝熱管は、少なくとも１本の伝熱管を、その流路を塞ぐことなく、複数回折り曲げて形成したことを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の熱交換器において、複数の前記伝熱管を、垂直に配置したことを特徴とする。
請求項１２記載の本発明は、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の熱交換器において、複数の前記伝熱管を水平に配置し、前記伝熱板と前記伝熱管とを垂直方向に直線状に連結する排水手段を形成したことを特徴とする。
請求項１３記載の本発明は、請求項１から請求項１２のいずれかに記載の熱交換器において、当該熱交換器を、垂直若しくは傾斜した姿勢で配置したことを特徴とする。
請求項１４記載の本発明は、請求項１から請求項１３のいずれかに記載の熱交換器において、当該熱交換器内の流路を流れる冷媒として二酸化炭素を用いたことを特徴とする。

本発明の熱交換器によれば、伝熱板を波状の形状とし、伝熱板の波状の山部あるいは谷部に伝熱管を配置し、伝熱管と伝熱板を接触、固定することにより、細線同等以上の熱伝達作用を得ることができ、高効率で品質安定性と量産性の向上及び、軽量化に優れた熱交換器を提供することできる。

本発明の第１の実施の形態による熱交換器は、複数の伝熱管と、少なくとも１枚の伝熱板とを組み合わせた構成の熱交換器の、伝熱板の少なくとも１枚を波状の形状とし、かつ当該伝熱板の表面に複数の切り欠き部または複数の切り起こし部を設け、伝熱板の波状の山部あるいは谷部に複数の伝熱管を配置し、複数の伝熱管と伝熱板とを接触、固定したものである。本実施の形態によって、空気の流れを乱す切り欠き部等を有し、波状形状の伝熱面積を増大した伝熱板で伝熱管からの熱伝導を確実に行うことにより、熱交換器の効率向上、品質安定性と量産性の向上を図ることができる。
また本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による熱交換器おいて、複数の伝熱板を、１枚以上の波状の伝熱板と、１枚以上の平板状の伝熱板との組み合わせで構成したものである。本実施の形態によって、更に伝熱管との接触面積を増大し、熱伝導を確実に行い、効率向上、品質安定性と量産性の向上を図るとともに、熱交換器をさまざまな形状にすることにより、いろいろな製品に対する収納性の向上も図ることができる。
また本発明の第３の実施の形態は、第１から第２の実施の形態による熱交換器おいて、伝熱板の切り起こし部を、伝熱管に接触、固定したものである。本実施の形態によって、伝熱板と伝熱管の接触面積を増大するとともに、接触を確実にすることにより、熱伝導を向上させ、効率向上、品質安定性と量産性の向上を図ることができる。
また本発明の第４の実施の形態は、第１から第３の実施の形態による熱交換器おいて、伝熱板の波状の山部及び谷部の曲率を、伝熱管の半径と等しくしたものである。本実施の形態によって、伝熱管と波状の伝熱板の接触面積が増大するとともに、伝熱管の位置決めが容易になることにより、効率向上、品質安定性と量産性の向上を図ることができる。
また本発明の第５の実施の形態は、第１から第４の実施の形態による熱交換器おいて、伝熱板と伝熱管とを、親水性を有するように施したものである。本実施の形態により、伝熱板表面で生じた凝縮水を、親水性の作用により伝熱板の表面に水がとどまることがなく排水するため、水による風路の閉鎖や、性能低下を防止することにより、効率向上と品質安定性の向上を図ることができる。
また本発明の第６の実施の形態は、第１から第５の実施の形態による熱交換器おいて、伝熱板に、光触媒を塗布したものである。本実施の形態によって、熱交換器に付着しやすい粉塵等の汚れを落とすことにより、効率向上と品質安定性の向上を図ることができる。
また本発明の第７の実施の形態は、第１から第６の実施の形態による熱交換器おいて、複数の伝熱管の一端を第１のヘッダーに直結するとともに、複数の伝熱管の他端を第２のヘッダーに直結し、第１のヘッダーから複数の伝熱管を通り、第２のヘッダーに連通する流路を形成したものである。本実施の形態により、伝熱管内を流れる冷媒の流路が形成されるとともに、熱交換器としての強度を確保することができ、品質安定性と量産性の向上を図ることができる。
また本発明の第８の実施の形態は、第７の実施の形態による熱交換器おいて、第１のヘッダー及び第２のヘッダーの内部に、仕切り板を設けたものである。本実施の形態によって、伝熱管内を流れる冷媒の流路を長くすることにより、熱交換効率の向上、品質安定性と量産性の向上を図ることができる。
また本発明の第９の実施の形態は、第１から第６の実施の形態による熱交換器おいて、複数の伝熱管の、それぞれの端面部における２本を連通するように接続し、少なくとも１つの連通する流路を形成したものである。本実施の形態によって、ヘッダーを用いることなく流路を形成することにより、熱交換器の量産性の向上及び軽量化を図ることができる。
また本発明の第１０の実施の形態は、第１から第６の実施の形態による熱交換器おいて、複数の伝熱管は、少なくとも１本の伝熱管を、その流路を塞ぐことなく、複数回折り曲げて形成したものである。本実施の形態によって、伝熱管の接続部分の溶接箇所を減らすことにより、漏れの低減、溶接工程の削減ができ、熱交換器の品質安定性と量産性の向上、及び軽量化を図ることができる。
また本発明の第１１の実施の形態は、第１から第１０の実施の形態による熱交換器おいて、複数の伝熱管を、垂直に配置したものである。本実施の形態により、熱交換器上で凝縮した水を伝熱管に伝わせて速やかに排水することができ、熱交換器の効率向上と品質安定性の向上を図ることができる。
また本発明の第１２の実施の形態は、第１から第１０の実施の形態による熱交換器おいて、複数の伝熱管を水平に配置し、伝熱板と伝熱管とを垂直方向に直線状に連結する排水手段を形成したものである。本実施の形態により、熱交換器上で凝縮した水を垂直方向に直線状に連結した排水手段に伝わせて速やかに排水することができ、熱交換器の効率向上と品質安定性の向上を図ることができる。
また本発明の第１３の実施の形態は、第１から第１２の実施の形態による熱交換器おいて、熱交換器を、垂直若しくは傾斜した姿勢で配置したものである。本実施の形態により、熱交換器の凝縮水を速やかに排水することができ、熱交換器の効率向上と品質安定性の向上を図ることができる。
また本発明の第１４の実施の形態は、第１から第１３の実施の形態による熱交換器おいて、熱交換器内の流路を流れる冷媒として二酸化炭素を用いたものである。熱交換器が高圧での熱交換も可能な構成であるので、本実施の形態によって、環境破壊の防止を図ることができる。

以下本発明の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。
図１及び図２は、本発明による第１実施例の熱交換器を示す概略図（側面図）及び本実施例の熱交換器を示す斜視図である。
本実施例の熱交換器は、図１，図２のように複数の伝熱管１と波状の伝熱板２とで構成され、複数の伝熱管１は、波状の伝熱板２の山部１１あるいは谷部１２に配置され、接触している伝熱板２にロウ付けやメッキ等で確実に溶着され、固定されている構成である。
なお、伝熱管１の外径は３ｍｍ以下の細径管を用い、その肉厚は中を流れる流体の耐圧、製造上の面から０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度のものが好ましい。またその材料であるが、銅、アルミニウム、それらの合金類、及びステンレス系の材料を用いている。伝熱管１のピッチ（間隔）は、伝熱管１の直径の２倍以上、３倍程度が好ましい。
そして、図２のように、波状の伝熱板２の表面には複数の切り欠き部３があり、図面上部より伝熱板２に向かって空気Ａが流れるときに、空気Ａがこの切り欠き部３を通り、図面下部に流れることができる構成となっている。
なお、伝熱板２の材料としては伝熱管１との接着や溶着性の相性や信頼性の関係で、銅、アルミニウム、それらの合金類、及びステンレス系の材料を用いる。また伝熱板２の波の高さは伝熱管１の半径以上、直径以下が好ましい。また波のピッチ（山部から山部の距離）は、伝熱管１のピッチによって決まり、伝熱管１の直径の２倍以上、３倍程度になる。また切り欠き部３の開口面積の総和は伝熱板２の表面積の半分以下が好ましい。
さらに、伝熱板２として、あらかじめロウ材をコーティングした板を用い、プレスにより全体の波状形状及び、切り欠き部３を成型し、伝熱管１を波状の山部あるいは谷部に配置した後に、ロウ付け炉の中でロウ材を溶融し、伝熱管１と伝熱板２を確実に接着することにより、接触熱抵抗も低減され、伝熱板が確実にフィンとして作用することができる。特に伝熱管の径も小さく、フィンピッチも狭い本実施例の熱交換器ではその効果は大きい。

以上のように本実施例の構成では、伝熱板２を波状の形状として伝熱面積を増大することにより、かつ空気Ａが伝熱板２の複数の切り欠き部３を通る際に流れが乱れることにより、伝熱板２の表面での熱伝達が促進され、伝熱管１内を流れる冷媒と有効に熱交換が行われ、小型で高効率の熱交換器を得ることができる。
なお、本実施例の熱交換器については、切り欠き部３を設ける構成で説明を行ったが、図を用いての説明は省略するが、伝熱板２の表面に切り起こし部を設ける構成でも良く、その切り起し部を例えばルーバー形状やスリット形状にし、空気を流した際に切り起こし部で流れを乱すことができるため、熱伝達を促進する効果は同じである。
さらに、伝熱板２に複数の凹凸部を設けて伝熱面積を更に増大する構成とすることにより、伝熱をより促進する効果が得られる。
また、本実施例の伝熱板２はプレス成型を用いているため、従来例の様な細線を編み込んだ熱交換器に比べ、量産性が優れ、かつ伝熱管と伝熱板はロウ付けで確実に行われるため、品質安定性の優れた熱交換器を提供することができる。
さらに、本実施例では伝熱管１と伝熱板２をロウ付けで接着しているが、ハンダや、メッキ等を用いての接着や、熱伝導性の優れた接着剤を用いても良く、用意に確実に接着できればその効果は同じである。

図３は、本発明による第２実施例の熱交換器を示す概略図であり、図３（ａ）及び図３（ｂ）はその平面図及び側面図である。また図４から図９は第２実施例の変形例の熱交換器を示す概略図（側面図）であり、本第２実施例及びその変形例の熱交換器は、複数の伝熱板から成る構成が特徴になっている。
図３に示す本実施例の熱交換器は、複数の伝熱管１と、例えば２枚の波状の伝熱板２ａとで構成されている。伝熱板２ａの山部１１の高さは伝熱管１の半径と同等であり、２枚の伝熱板２ａで伝熱管１を挟み込むような配置になっている。そして、図３の熱交換器では、伝熱管１のピッチＰは直径Ｄの約２倍になっているが、効率と空気側の圧力損失から、ＰとＤの関係をＤ＜＝Ｐ＜＝３Ｄ程度とする構成の熱交換器が望ましい。
また、図４に示す本実施例の変形例の熱交換器では、更に３枚の波状の伝熱板２ａと伝熱管１とを高密度に配置することにより、伝熱面積の増大と併せ、高効率化を行うことができる構成としている。この場合の伝熱管１のピッチＰと直径Ｄの関係は、２Ｄ＜＝Ｐが望ましい。
図５に示す本実施例の他の変形例の熱交換器の構成は、波状の伝熱板２と平板状の伝熱板２ｂとの組み合わせである。また、図６に示す本実施例の他の変形例では、１枚の波状の伝熱板２と、２枚の平板状の伝熱板２ｂとの構成で熱交換器を形成している。
図７に示す本実施例の他の変形例の熱交換器の構成は、波状の伝熱板２と伝熱管１との組み合わせであるが、伝熱管１が、平行に構成した２枚の波状の伝熱板２間の、それぞれの山部１１と谷部１２の部分に配置している。このような伝熱管１を千鳥配列にする構成により、小型で高効率な熱交換器を形成することができる。また、図８に示す本実施例の他の変形例の熱交換器のような、２枚の波状の伝熱板２と１枚の平板状の伝熱板２ｂとを組み合わせて千鳥配列を形成する構成でも良い。
さらに、図９に示す本実施例の他の変形例の熱交換器は、波状の伝熱板２ｃと平板状の伝熱板２ｂとの組み合わせの構成であり、波状の伝熱板２ｃの山の高さが伝熱管１の直径と同等の形状になっている。

本発明の第２の実施例では、以上のように複数の伝熱板が、波状あるいは平板状であり、これらの伝熱板と伝熱管との組み合わせによってさまざまな形状の熱交換器が構成されている。このような構成であれば、熱交換器を製品内に収める場合の仕様、収納スペース、形状により、熱交換器を設計する場合に有用であり、そのさまざまな形状において、小型で高効率な熱交換器を提供することができる。

図１０は、本発明による第３実施例の熱交換器を示す斜視図である。
本実施例の熱交換器は、図１０のように波状の伝熱板２上に複数の切り欠き部３を形成するとともに、その切り欠き部３の部分を切り起こすように加工して、伝熱管１の表面まで延ばした短冊状（尻尾状）の切り起こし部４を形成する構成である。
そして、例えば予めロウ材をコーティングした板を用い、プレスにより全体の波状及び、切り起こし部４を成型し、その切り起こし部４を伝熱管１の表面に接触するようにした後に、ロウ付け炉の中でロウ材を溶融し、伝熱管１と伝熱板２を確実に固定・接着する構成となっている。
本実施例の熱交換器では、特に切り起こし部４が伝熱管１に接触、固定されているため、伝熱管１との接触面積が増えるとともに、その接触が確実になり、接触熱抵抗もさらに低減され、その効率を向上することができる。

本発明による第４実施例の熱交換器は、伝熱管と伝熱板の接触熱抵抗を減らすために、例えば伝熱管と伝熱板の接触する面積を増やすように、伝熱管と接触する波状の伝熱板の山部及び谷部の曲率を、伝熱管の半径と同一にする構成（図示せず）である。
この実施例の熱交換器により、波状の伝熱板と伝熱管が接触する面積が増大し、接触熱抵抗を低減するので、その効率を向上することができる。また前述の効果の他に、波状の伝熱板の曲率を同じにすることにより、伝熱管の位置決めが容易になり、量産時の生産の効率化と品質安定化を行うことができる。

本発明による第５実施例の熱交換器は、伝熱管と伝熱板が親水性を有するように、予め表面処理を施すか、熱交換器として組み終わった後に表面処理を施す構成（図示せず）である。
これは、本実施例のような小型の熱交換器では、空気の通過する流路の開口面積が狭くなっているため、冷却用の熱交換器として使用する場合には、結露（凝縮水）を生じることがあり、その結露した水分が空気流路（例えば図２に示す空気Ａが通る複数の切り欠き部３の部分）を塞いでしまう。そのため結露水を速やかに排出するために親水性を有するようにしているものである。なお、撥水性も同じように水を排出するように考えられるが、伝熱板との表面張力が大きいため、逆に狭い切り欠き部や切り起こし部で保持（ブリッジ）されてしまい、空気流路を塞いでしまうので望ましくない。
本実施例の構成では、親水性を有しているため、結露水を速やかに排出し、空気流路を塞ぐことなく熱交換を行うことができるので、性能低下を起こさず、信頼性も安定した熱交換器を提供することができる。

本発明による第６実施例の熱交換器は、伝熱板に酸化チタン等の光触媒が塗布されている構成（図示せず）である。
これは、本実施例のような小型の熱交換器では、空気の通過する流路の開口面積が狭くなっているため、ごみ等の付着が生じやすく、空気流路を塞いでしまう恐れがあるからである。
本実施例の構成では、光触媒を塗布することにより、光等により付着した汚れを落とすことができるため、空気流路を塞ぐことなく常に熱交換器の表面を清潔に保つとともに、性能低下を起こさず、信頼性も安定した熱交換器を提供することができる。

本発明による第７実施例の熱交換器について、図１１を参照して説明する。
図１１に示す本実施例の熱交換器は、複数の伝熱管１と、波状の伝熱板２で構成され、伝熱管１の一端を第１のヘッダー５に、他端を第２のヘッダー６に挿入し、固定した構成である。
本実施例では、第１と第２のヘッダー５，６には予め伝熱管１のピッチに合わせて接続可能な穴を開けてある。また、伝熱管１と第１と第２のヘッダー５，６との固定は、伝熱管１若しくは第１と第２のヘッダー５，６の伝熱管１との接続部に、予めロウ材をコーティングすることにより、炉中で伝熱管１と伝熱板２の固定と、同時に第１と第２のヘッダー５，６の固定も行う。
これにより冷媒が、図面下部から第１のヘッダー５に入り、第１のヘッダー５内で複数の伝熱管１に分流し、伝熱管１内を矢印Ｂの水平方向に流れる際に、空気（図示せず）と熱交換を行った後に、第２のヘッダー６で合流し、図面下部より冷媒が流れ出ることになる。
本実施例の熱交換器では、冷媒を複数の伝熱管に漏れることなく確実に流すためのヘッダーの固定は、炉中にて伝熱管と伝熱板と同時に行うことができるため、熱交換器としての強度を確保することができるとともに、製造工程を増やすことなく、効率的に量産することができる。

本発明による第８実施例の熱交換器について、図１２を参照して説明する。
図１２に示す本実施例の熱交換器は、第７実施例の熱交換器と同じ構成であるが、第１のヘッダー５と、第２のヘッダー６内に仕切り板７を設けた構成を特徴にしている。
すなわち、第１のヘッダー５内に仕切り板７を２箇所に、第２のヘッダー６内に仕切り板７を１箇所に挿入する。この仕切り板７により、第１のヘッダー５の下部に入った冷媒は、矢印Ｃの方向（図面右方向）に図面下部の伝熱管１内を流れ、第２のヘッダー６に入った後、図面上部の伝熱管１から再び第１のヘッダー５に向かって矢印Ｃの逆方向（図面左方向）に流れ、更に繰り返し左右方向に流れた後、第１のヘッダー５の上部から流出する。
このような本実施例では、実施例７の熱交換器に比べ、伝熱管を流れる冷媒の距離、即ち流路が長くなっており、十分に冷媒と空気の熱交換を行うことができ、高効率で製造工程を増やすことなく、効率的に量産できる熱交換器を提供することができる。

なお、本実施例では、第１のヘッダー５内に２個の仕切り板７を、第２のヘッダー６内に１個の仕切り板７を挿入した構成としたが、第１のヘッダー５内にのみ１個の仕切り板７を挿入する構成でも良く、同様な効果が得られる。即ち、第１のヘッダー５内にｎ個、第２のヘッダー６内に（ｎ−１）個の仕切り板７を挿入する構成でも良い（ただし、ｎは自然数）。さらに、第１のヘッダー５内にｎ個、第２のヘッダー６内にもｎ個の仕切り板７を挿入し、冷媒を第１のヘッダー５から流入して第２のヘッダー６から流出させる構成でも可である。

本発明による第９実施例の熱交換器について、図１３を参照して説明する。
本実施例の熱交換器は、図１３のように複数の伝熱管１と波状の伝熱板２とで構成され、伝熱管１の一端は隣り合う他の伝熱管１と連通できるような連結管８で接続される。また伝熱管１の他端でも同様に連結管８を接続することにより、１つの連通した流路を形成する構成である。
なお、図１３の本実施例の構成では１本の流路で示したが、連結管８の数を減らすことにより複数の流路を形成する構成も可能である。即ち、熱交換器の大きさ、流れる冷媒流量や風量によって最適な仕様（構成）を決めればよい。
本実施例の熱交換器では、連結管８を用いて熱交換器を形成することにより、第７実施例及び第８実施例のようなヘッダーを用いて形成する熱交換器に比べて、容易に製造することができるとともに、軽量化が図られる。
また、第７実施例及び第８実施例の伝熱管とヘッダーの熱容量の異なる場合の接続として炉中ロウ付けが必要であるが、本実施例では小型のバーナーやトーチ等を用いたロウ付けが可能になり、製造時の設備投資の軽減ができ、さらに生産性が向上し、製造時の省エネルギー化を行うことができる。

本発明による第１０実施例の熱交換器について、図１４を参照して説明する。
本実施例では、図１４のように伝熱管１は流路を塞ぐことなく複数回折り曲げられて１つの流路を形成し、波状の伝熱板２と組み合わせることにより熱交換器を構成している。
本実施例の構成では、伝熱管はロウ付け等による接続がなくなるため、ロウ付け不良の発生確率を大幅に低減することができ、熱交換器の品質を向上することができる。また、第９実施例に比べて更なる軽量化を図ることができる。

本発明による第１１実施例の熱交換器について、図１５を参照して説明する。
本実施例の熱交換器の構成では、図１５に示すように伝熱管１が垂直に配置される姿勢としている。
このような本実施例の熱交換器では、冷房時の室内機のように熱交換器で凝縮水が生じた場合に、垂直な伝熱管１を伝わせて凝縮水を重力方向に速やかに流すことができ、凝縮水による空気流路の閉塞を防止することにより、性能を劣化させることなく品質安定性を向上することができる。

本発明による第１２実施例の熱交換器について、図１６を参照して説明する。
本実施例の熱交換器の構成では、図１６に示すように伝熱管１や伝熱板２（の山部１１）を水平方向に配置し、伝熱板２と伝熱管１を垂直方向に直線状に連結する排水手段の細線９を取り付けている。
このような本実施例の熱交換器において、凝縮水は垂直な細線９を伝わり、重力方向に速やかに流れて、凝縮水による空気流路の閉塞を防止することにより、性能を劣化させることなく品質安定性を向上することができる。
なお、本実施例では、排水手段として細線９を用いた構成としたが、伝熱板２等に直線状の溝等を形成して排水する構成にすることも可能であり、その効果は同じである。

本発明による第１３実施例の熱交換器は、複数の伝熱管を垂直若しくは傾斜した姿勢で配置する構成（図示せず）である。
本実施例の熱交換器では、垂直若しくは傾斜した姿勢で配置されることにより、凝縮水を速やかに排水することができ、凝縮水による空気流路の閉塞を防止することにより、性能を劣化させることなく品質安定性を向上することができる。

本発明による第１４実施例の熱交換器は、その熱交換器に流す冷媒として、環境にやさしい二酸化炭素を用いる構成（図示せず）である。
二酸化炭素を冷媒として冷凍サイクルを運転する場合、高圧側は臨界圧を超えた圧力で行われる。そのため熱交換器に耐圧性が要求され、第１実施例から本実施例の熱交換器のような細径管をロウ付けする構成であれば、耐圧を十分に確保することができ、高圧でも使用可能となる。従って、熱交換器内の流路を流れる冷媒として二酸化炭素を用いることにより、環境破壊の防止を図ることができる。

本発明にかかる熱交換器は、空調用を始めとするあらゆる熱交換器として利用することができる。

本発明による第１実施例の熱交換器を示す概略図 本実施例の熱交換器を示す斜視図 （ａ）は、本発明による第２実施例の熱交換器を示す平面図、（ｂ）は、本発明による第２実施例の熱交換器を示す側面図 第２実施例の変形例の熱交換器を示す概略図 第２実施例の他の変形例の熱交換器を示す概略図 第２実施例の他の変形例の熱交換器を示す概略図 第２実施例の他の変形例の熱交換器を示す概略図 第２実施例の他の変形例の熱交換器を示す概略図 第２実施例の他の変形例の熱交換器を示す概略図 本発明による第３実施例の熱交換器を示す斜視図 本発明による第７実施例の熱交換器を示す概略図 本発明による第８実施例の熱交換器を示す概略図 本発明による第９実施例の熱交換器を示す概略図 本発明による第１０実施例の熱交換器を示す概略図 本発明による第１１実施例の熱交換器を示す概略図 本発明による第１２実施例の熱交換器を示す概略図 従来の熱交換器の概略図 従来の細管熱交換器の概略図

符号の説明

１ 伝熱管
２，２ａ，２ｂ，２ｃ 伝熱板
３ 切り欠き部
４ 切り起こし部
５ 第１のヘッダー
６ 第２のヘッダー
７ 仕切り板
８ 連結管
９ 細線
１１ 山部
１２ 谷部
Ａ 空気
Ｂ，Ｃ，Ｄ 冷媒の流れ

Claims (14)

1. 複数の伝熱管と、少なくとも１枚の伝熱板とを組み合わせた構成の熱交換器であって、
   前記伝熱板の少なくとも１枚を波状の形状とし、かつ当該伝熱板の表面に複数の切り欠き部または複数の切り起こし部を設け、前記伝熱板の波状の山部あるいは谷部に複数の前記伝熱管を配置し、複数の前記伝熱管と前記伝熱板とを接触、固定したことを特徴とする熱交換器。
2. 複数の前記伝熱板を、１枚以上の波状の前記伝熱板と、１枚以上の平板状の前記伝熱板との組み合わせで構成したことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記伝熱板の前記切り起こし部を、前記伝熱管に接触、固定したことを特徴とする請求項１から請求項２に記載の熱交換器。
4. 前記伝熱板の波状の山部及び谷部の曲率を、前記伝熱管の半径と等しくしたことを特徴とする請求項１から請求項３に記載の熱交換器。
5. 前記伝熱板と前記伝熱管とを、親水性を有するように施したことを特徴とする請求項１から請求項４に記載の熱交換器。
6. 前記伝熱板に、光触媒を塗布したことを特徴とする請求項１から請求項５に記載の熱交換器。
7. 複数の前記伝熱管の一端を第１のヘッダーに直結するとともに、複数の前記伝熱管の他端を第２のヘッダーに直結し、前記第１のヘッダーから複数の前記伝熱管を通り、前記第２のヘッダーに連通する流路を形成したことを特徴とする請求項１から請求項６に記載の熱交換器。
8. 前記第１のヘッダー及び前記第２のヘッダーの内部に、仕切り板を設けたことを特徴とする請求項７に記載の熱交換器。
9. 複数の前記伝熱管の、それぞれの端面部における２本を連通するように接続し、少なくとも１つの連通する流路を形成したことを特徴とする請求項１から請求項６に記載の熱交換器。
10. 複数の前記伝熱管は、少なくとも１本の伝熱管を、その流路を塞ぐことなく、複数回折り曲げて形成したことを特徴とする請求項１から請求項６に記載の熱交換器。
11. 複数の前記伝熱管を、垂直に配置したことを特徴とする請求項１から請求項１０に記載の熱交換器。
12. 複数の前記伝熱管を水平に配置し、前記伝熱板と前記伝熱管とを垂直方向に直線状に連結する排水手段を形成したことを特徴とする請求項１から請求項１０に記載の熱交換器。
13. 当該熱交換器を、垂直若しくは傾斜した姿勢で配置したことを特徴とする請求項１から請求項１２に記載の熱交換器。
14. 当該熱交換器内の流路を流れる冷媒として二酸化炭素を用いたことを特徴とする請求項１から請求項１３に記載の熱交換器。
    

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