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JP2015152209A - heat exchanger - Google Patents

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JP2015152209A
JP2015152209A JP2014025471A JP2014025471A JP2015152209A JP 2015152209 A JP2015152209 A JP 2015152209A JP 2014025471 A JP2014025471 A JP 2014025471A JP 2014025471 A JP2014025471 A JP 2014025471A JP 2015152209 A JP2015152209 A JP 2015152209A
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heat exchanger
flat tube
header collecting
tubes
flat
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雅也 本間
Masaya Honma
雅也 本間
欣公 田積
Yoshitaka Tazumi
欣公 田積
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Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat exchanger capable of improving drainability of condensed water and increasing heat exchange efficiency.SOLUTION: A heat exchanger 10 includes: header collection tubes 11a and 11b; a plurality of flat tubes 12 that have both ends connected to the header collection tubes 11a and 11b, respectively; and fins 13 that are brought into contact with the adjacent flat tubes 12 of the plurality of flat tubes 12, respectively. At least one recess 15 is formed in an opposed manner in each of the header collection tubes 11a and 11b. At least one of the plurality of flat tubes 12 is connected between the opposed recesses 15.

Description

本発明は、冷媒と流体との熱交換を行う熱交換器に関する。   The present invention relates to a heat exchanger that performs heat exchange between a refrigerant and a fluid.

冷媒と流体との熱交換を行う熱交換器は、凝縮器または蒸発器として作用する。熱交換器が凝縮器として作用する場合、冷媒配管内を流れる高温の冷媒と冷媒配管外を流れる流体(例えば、空気)とで熱交換が行われ、その流体は高温の冷媒により加熱される。また、熱交換器が蒸発器として作用する場合、冷媒配管内を流れる低温の冷媒と冷媒配管外を流れる流体(例えば、空気)とで熱交換が行われ、その流体は低温の冷媒により冷却される。冷却された流体からは、その湿り具合にもよるが、通常、冷却温度における飽和水蒸気圧を超える分の水が凝縮水として発生し、蒸発器の表面に結露する。この凝縮水は、蒸発器の熱交換性能の低下または通風抵抗の増加を招くため、効率良く排出されることが望まれる。例えば特許文献1には、凝縮水の排水性の向上させる蒸発器が開示されている。   The heat exchanger that performs heat exchange between the refrigerant and the fluid acts as a condenser or an evaporator. When the heat exchanger acts as a condenser, heat exchange is performed between a high-temperature refrigerant flowing in the refrigerant pipe and a fluid (for example, air) flowing outside the refrigerant pipe, and the fluid is heated by the high-temperature refrigerant. When the heat exchanger functions as an evaporator, heat exchange is performed between a low-temperature refrigerant flowing in the refrigerant pipe and a fluid (for example, air) flowing outside the refrigerant pipe, and the fluid is cooled by the low-temperature refrigerant. The Although it depends on the wetness of the cooled fluid, water exceeding the saturated water vapor pressure at the cooling temperature is usually generated as condensed water and condensed on the surface of the evaporator. Since this condensed water causes a decrease in heat exchange performance of the evaporator or an increase in ventilation resistance, it is desired that the condensed water be efficiently discharged. For example, Patent Document 1 discloses an evaporator that improves the drainage of condensed water.

特許文献1の蒸発器では、凝縮水の滞留位置付近におけるフィンピッチが疎に形成されている。これにより、凝縮水の滞留を抑制でき、その結果、熱交換効率を向上させることができるとしている。   In the evaporator of Patent Document 1, the fin pitch is formed sparsely in the vicinity of the condensed water staying position. Thereby, stagnation of condensed water can be suppressed, and as a result, heat exchange efficiency can be improved.

特開2004−150710号公報JP 2004-150710 A

しかしながら、特許文献1の蒸発器では、フィンピッチが疎に形成された部分において、空気の流速低下による熱伝達率の低下、フィンの枚数減少による伝熱面積の低下、および前縁効果の低下等が生じる。そのため、滞留した凝縮水を排水できるものの、熱交換効率を大きく向上させることができないという課題がある。   However, in the evaporator of Patent Document 1, in the portion where the fin pitch is sparsely formed, the heat transfer rate is reduced due to the decrease in the air flow rate, the heat transfer area is decreased due to the decrease in the number of fins, and the leading edge effect is reduced. Occurs. Therefore, although the accumulated condensed water can be drained, there is a problem that the heat exchange efficiency cannot be greatly improved.

本発明の目的は、凝縮水の排水性を向上させ、かつ、熱交換効率を向上させることである。   An object of the present invention is to improve drainage of condensed water and improve heat exchange efficiency.

本発明の一態様に係る熱交換器は、冷媒と流体との熱交換を行う熱交換器であって、2つのヘッダ集合管と、前記2つのヘッダ集合管のそれぞれに両端が接続された複数の扁平管と、前記複数の扁平管のうち隣り合う扁平管のそれぞれと接するフィンと、を備え、前記2つのヘッダ集合管のそれぞれには少なくとも1つの凹部が対向するように形成され、前記対向する凹部間には前記複数の扁平管のうち少なくとも1つが接続される構成を採る。   A heat exchanger according to one aspect of the present invention is a heat exchanger that performs heat exchange between a refrigerant and a fluid, and includes two header collecting pipes and a plurality of both ends connected to the two header collecting pipes. And a fin that contacts each of the adjacent flat tubes of the plurality of flat tubes, and each of the two header collecting tubes is formed so that at least one recess is opposed to the flat tube. A configuration is adopted in which at least one of the plurality of flat tubes is connected between the recessed portions.

本発明は、凝縮水の排水性を向上させ、かつ、熱交換効率を向上させることができる。   The present invention can improve drainage of condensed water and improve heat exchange efficiency.

本発明の実施の形態1に係る熱交換器の構成の一例を示す正面図The front view which shows an example of a structure of the heat exchanger which concerns on Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態2に係る熱交換器の構成の一例を示す正面図The front view which shows an example of a structure of the heat exchanger which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る熱交換器の構成の一例を示す正面図The front view which shows an example of a structure of the heat exchanger which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4に係る熱交換器の構成の一例を示す正面図The front view which shows an example of a structure of the heat exchanger which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5に係る扁平管と凹部との接続部近傍の一例を示す斜視図The perspective view which shows an example of the connection part vicinity of the flat tube and recessed part which concerns on Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態5に係る扁平管と凹部との接続部近傍の一例を示す断面図Sectional drawing which shows an example of the connection part vicinity of the flat tube which concerns on Embodiment 5 of this invention, and a recessed part 本発明の実施の形態6に係る扁平管と凹部との接続部近傍の一例を示す斜視図The perspective view which shows an example of the connection part vicinity of the flat tube and recessed part which concerns on Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態6に係る扁平管と凹部との接続部近傍の一例を示す断面図Sectional drawing which shows an example of the connection part vicinity of the flat tube which concerns on Embodiment 6 of this invention, and a recessed part

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は一例であり、本発明はその実施の形態により限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiment described below is an example, and the present invention is not limited to the embodiment.

(実施の形態1)
本発明の実施の形態1に係る熱交換器10について図1を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係る熱交換器10の構成の一例を示す正面図である。この熱交換器10は、凝縮器または蒸発器として作用する。なお、以下では、熱交換器10は、ヒートポンプ装置に用いられるものとして説明するが、これに限定されない。
(Embodiment 1)
A heat exchanger 10 according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a front view showing an example of the configuration of the heat exchanger 10 according to Embodiment 1 of the present invention. This heat exchanger 10 acts as a condenser or an evaporator. In addition, below, although the heat exchanger 10 is demonstrated as what is used for a heat pump apparatus, it is not limited to this.

例えば、熱交換器10が凝縮器として作用する場合、熱交換器10には、ヒートポンプ装置の圧縮機(図示せず)により高温高圧に圧縮された冷媒が流入し、その冷媒と流体との間で熱交換が行われる。これによって、冷媒が凝縮し、流体が加熱される。冷媒としては、例えば、フロン系冷媒(R22等)、代替フロン(R134a、R410A、R32等)、自然冷媒(二酸化炭素、炭化水素等)などが用いられる。流体としては、例えば、空気または水が挙げられるが、以下では流体が空気である場合を例に説明する。   For example, when the heat exchanger 10 acts as a condenser, a refrigerant compressed to a high temperature and a high pressure by a compressor (not shown) of the heat pump device flows into the heat exchanger 10, and between the refrigerant and the fluid. Heat exchange takes place at. As a result, the refrigerant is condensed and the fluid is heated. As the refrigerant, for example, chlorofluorocarbon refrigerant (R22, etc.), alternative chlorofluorocarbon (R134a, R410A, R32, etc.), natural refrigerant (carbon dioxide, hydrocarbon, etc.) and the like are used. Examples of the fluid include air and water. In the following, a case where the fluid is air will be described as an example.

また、例えば、熱交換器10が蒸発器として作用する場合、熱交換器10には、冷凍・空調サイクル装置の減圧装置(図示せず)により減圧されて低温低圧となった冷媒が流入し、その冷媒と空気との間で熱交換が行われる。これによって、冷媒が蒸発し、空気が冷却される。   Also, for example, when the heat exchanger 10 acts as an evaporator, the refrigerant that has been depressurized by the decompression device (not shown) of the refrigeration / air conditioning cycle device to become a low temperature and low pressure flows into the heat exchanger 10. Heat exchange is performed between the refrigerant and air. As a result, the refrigerant evaporates and the air is cooled.

熱交換器10は、ヘッダ集合管11a、11b、扁平管12、フィン13を備える。   The heat exchanger 10 includes header collecting pipes 11a and 11b, flat pipes 12, and fins 13.

図1の例では、ヘッダ集合管11aとヘッダ集合管11bは、平行に配置される。なお、ヘッダ集合管11aとヘッダ集合管11bとは、平行な配置に限定されない。   In the example of FIG. 1, the header collecting pipe 11a and the header collecting pipe 11b are arranged in parallel. The header collecting pipe 11a and the header collecting pipe 11b are not limited to the parallel arrangement.

また、ヘッダ集合管11a、11bには、それぞれ、凸部14と凹部15が交互に形成されている。ヘッダ集合管11a側の凸部14とヘッダ集合管11b側の凸部14の間には、扁平管12が接続されている。同様に、ヘッダ集合管11a側の凹部15とヘッダ集合管11b側の凹部15の間にも、扁平管12が接続されている。   In addition, the header collecting pipes 11a and 11b are formed with convex portions 14 and concave portions 15 alternately. A flat tube 12 is connected between the convex portion 14 on the header collecting pipe 11a side and the convex portion 14 on the header collecting pipe 11b side. Similarly, the flat tube 12 is connected between the recess 15 on the header collecting pipe 11a side and the recess 15 on the header collecting pipe 11b side.

ヘッダ集合管11aが冷媒の入口であり、ヘッダ集合管11bが冷媒の出口である場合、冷媒の流れは次のようになる。すなわち、冷媒は、ヒートポンプ装置の冷媒管からヘッダ集合管11aへ流入し、各扁平管12に分流し、ヘッダ集合管11bにて集合し、ヘッダ集合管11bからヒートポンプ装置の冷媒管へ流出する。   When the header collecting pipe 11a is the refrigerant inlet and the header collecting pipe 11b is the refrigerant outlet, the refrigerant flows as follows. That is, the refrigerant flows into the header collecting pipe 11a from the refrigerant pipe of the heat pump device, is divided into the flat tubes 12, gathers at the header collecting pipe 11b, and flows out from the header collecting pipe 11b to the refrigerant tube of the heat pump device.

また、ヘッダ集合管11aが冷媒の出口であり、ヘッダ集合管11bが冷媒の入口である場合、冷媒の流れは次のようになる。すなわち、冷媒は、ヒートポンプ装置の冷媒管からヘッダ集合管11bへ流入し、各扁平管11に分流し、ヘッダ集合管11aにて集合し、ヘッダ集合管11aからヒートポンプ装置の冷媒管へ流出する。   Further, when the header collecting pipe 11a is the refrigerant outlet and the header collecting pipe 11b is the refrigerant inlet, the flow of the refrigerant is as follows. That is, the refrigerant flows into the header collecting pipe 11b from the refrigerant pipe of the heat pump device, is divided into each flat tube 11, gathers at the header collecting pipe 11a, and flows out from the header collecting pipe 11a to the refrigerant tube of the heat pump device.

図1の例では、複数の扁平管12は、ヘッダ集合管11a、11bに対して垂直に接続される。なお、複数の扁平管12は、ヘッダ集合管11a、11bに対して垂直な配置に限定されない。   In the example of FIG. 1, the plurality of flat tubes 12 are connected perpendicularly to the header collecting tubes 11a and 11b. The plurality of flat tubes 12 are not limited to the arrangement perpendicular to the header collecting tubes 11a and 11b.

また、図1の例では、複数の扁平管12は、一定間隔をおいて互いに平行に配置される。なお、複数の扁平管12は、一定間隔をおいた互いに平行な配置に限定されない。   In the example of FIG. 1, the plurality of flat tubes 12 are arranged in parallel to each other at a constant interval. In addition, the some flat tube 12 is not limited to the mutually parallel arrangement | positioning with a fixed space | interval.

また、図1の例では、各扁平管12の長さは全て同じである。また、対向する2つの凸部14間に接続された扁平管12は、両端がそれぞれヘッダ集合管11a、11bの内部に挿入されている(図中の点線部分参照)。一方、対向する2つの凹部15間に接続された扁平管12も、両端がそれぞれヘッダ集合管11a、11bの内部に挿入されている(図示略)。ただし、凹部15間の扁平管12は、凸部14間の扁平管12に比べて、管のほぼ全体(管の長手方向における表面の大部分)が外部に露出している。なお、複数の扁平管12の長さは全て同じでなくてもよい。   Moreover, in the example of FIG. 1, all the length of each flat tube 12 is the same. Moreover, both ends of the flat tube 12 connected between the two convex portions 14 facing each other are inserted into the header collecting tubes 11a and 11b, respectively (see dotted line portions in the figure). On the other hand, both ends of the flat tube 12 connected between the two opposing recesses 15 are inserted into the header collecting tubes 11a and 11b, respectively (not shown). However, in the flat tube 12 between the concave portions 15, almost the entire tube (most part of the surface in the longitudinal direction of the tube) is exposed to the outside as compared with the flat tube 12 between the convex portions 14. Note that the lengths of the plurality of flat tubes 12 may not all be the same.

また、各扁平管12の内部には、冷媒が流れる複数の孔(図示せず)が設けられ、管の厚みが略一定となるよう形成されている。孔の断面形状は、例えば、四角形の4つの角に丸みを持たせた形、四角形、楕円形などが挙げられる。また、孔は、例えば、3mm以下の水力直径となるように形成されている。   Each flat tube 12 is provided with a plurality of holes (not shown) through which a coolant flows so that the thickness of the tube is substantially constant. Examples of the cross-sectional shape of the hole include a shape in which four corners of a rectangle are rounded, a rectangle, and an ellipse. The hole is formed to have a hydraulic diameter of 3 mm or less, for example.

フィン13は、隣り合う扁平管12のそれぞれに接するように設けられる板状の部材である。フィン13は、例えば、金属などの熱伝導性の材料により形成される。フィン13を設けることにより、空気側の伝熱面積を拡大することができ、熱交換効率を向上させることができる。   The fin 13 is a plate-like member provided so as to be in contact with each of the adjacent flat tubes 12. The fins 13 are made of, for example, a heat conductive material such as metal. By providing the fins 13, the heat transfer area on the air side can be expanded, and the heat exchange efficiency can be improved.

通常、蒸発器として作用する熱交換器を湿り空気が通過する際、扁平管またはフィンの表面に、冷却温度における飽和水蒸気量を超える水分が凝縮水として発生する。そこで、本実施の形態の熱交換器10では、ヘッダ集合管11a、11bに凹部15を形成し、対向する2つの凹部15の間に扁平管12を接続することを特徴とする。   Normally, when humid air passes through a heat exchanger that acts as an evaporator, moisture exceeding the saturated water vapor amount at the cooling temperature is generated as condensed water on the surface of the flat tube or fin. Therefore, the heat exchanger 10 of the present embodiment is characterized in that a recess 15 is formed in the header collecting pipes 11a and 11b, and the flat tube 12 is connected between the two opposing recesses 15.

これにより、熱交換器10の最下部(端部)にあるフィン13と、凹部15において扁平管12が接続されている面との間の距離d1は、従来の構成における距離d2よりも長くなる。距離d2とは、ヘッダ集合管11a、11bに凸部14および凹部15が形成されていない従来の構成において、熱交換器10の最下部にあるフィン13と、ヘッダ集合管11bの凸部14において扁平管12が接続されている面との間の距離である。よって、熱交換器10が蒸発器として作用する場合、熱交換器10の最下部にあるフィン13と、凹部15において扁平管12が接続されている面との間に凝縮水が架橋しなくなる。すなわち、凝縮水の滞留を防止でき、排水性が向上する。   Thereby, the distance d1 between the fin 13 in the lowermost part (end part) of the heat exchanger 10 and the surface to which the flat tube 12 is connected in the recess 15 is longer than the distance d2 in the conventional configuration. . The distance d2 means that in the conventional configuration in which the convex portions 14 and the concave portions 15 are not formed in the header collecting pipes 11a and 11b, the fins 13 at the bottom of the heat exchanger 10 and the convex portions 14 of the header collecting pipe 11b This is the distance from the surface to which the flat tube 12 is connected. Therefore, when the heat exchanger 10 acts as an evaporator, the condensed water does not bridge between the fin 13 at the lowermost part of the heat exchanger 10 and the surface of the recess 15 to which the flat tube 12 is connected. That is, condensate water can be prevented from staying and drainage performance is improved.

また、凝縮水の滞留の防止により、本実施の形態では、フィンピッチまたはフィン面積を変更せずに、熱交換器10の最下部にあるフィン13の面と、凹部15において扁平管12が接続されている面との間の風路閉塞を防止することができる。したがって、本実施の形態では、凝縮水の排水性の向上を実現しつつ、熱交換器10の基本的な伝熱性能を低下させることなく、熱交換器10が蒸発器として作用する場合の熱交換効率を向上させることができる。   Further, in the present embodiment, the flat tube 12 is connected to the surface of the fin 13 at the lowermost part of the heat exchanger 10 and the concave portion 15 without changing the fin pitch or the fin area in order to prevent the condensate from staying. It is possible to prevent the air passage from being blocked with the surface that is being used. Therefore, in the present embodiment, the heat in the case where the heat exchanger 10 acts as an evaporator without lowering the basic heat transfer performance of the heat exchanger 10 while realizing improved drainage of condensed water. Exchange efficiency can be improved.

また、熱交換効率が向上することにより、本実施の形態では、熱交換器10の小型化および低コスト化、ランニングコストの低減を実現することができる。   Further, by improving the heat exchange efficiency, in the present embodiment, the heat exchanger 10 can be reduced in size and cost, and the running cost can be reduced.

また、本実施の形態では、ヘッダ集合管11aとヘッダ集合管11bとの間隔を広げることなく、熱交換器10の最下部にあるフィン13と、凹部15において扁平管12が接続されている面との間の距離d1を確保できる。よって、熱交換器10の小型化を実現することができる。   Moreover, in this Embodiment, the surface where the flat tube 12 is connected in the fin 13 in the lowest part of the heat exchanger 10, and the recessed part 15 without widening the space | interval of the header collecting pipe 11a and the header collecting pipe 11b. The distance d1 can be secured. Therefore, size reduction of the heat exchanger 10 is realizable.

なお、図1において、熱交換器10を正面から見たときの凸部14および凹部15の形状は、四角形、三角形、それらの形状の角に丸みを持たせた形状、または、略半円形状などでもよい(後述の各実施の形態も同様)。   In addition, in FIG. 1, when the heat exchanger 10 is seen from the front, the shape of the convex part 14 and the recessed part 15 is a square, a triangle, the shape which rounded the corner of those shapes, or a substantially semicircle shape. (Embodiments described later are also the same).

また、熱交換器10の製造には、材料として例えばアルミニウムが用いられ、各部は炉中ロウ付けにより一体成形される。これにより、軽量・小容積の熱交換器10を低コストで製造することができる(後述の各実施の形態も同様)。   For manufacturing the heat exchanger 10, for example, aluminum is used as a material, and each part is integrally formed by brazing in a furnace. As a result, the heat exchanger 10 having a light weight and a small volume can be manufactured at low cost (the same applies to the embodiments described later).

(実施の形態2)
本発明の実施の形態2に係る熱交換器10について図2を用いて説明する。図2は、本発明の実施の形態2に係る熱交換器10の構成の一例を示す正面図である。なお、図2において、図1と同じ構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
(Embodiment 2)
A heat exchanger 10 according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a front view showing an example of the configuration of the heat exchanger 10 according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 2, the same components as those in FIG.

図2における図1との違いは、凸部14において扁平管12が接続されている面の幅が、扁平管12の厚みとほぼ同じである点である。   2 is different from FIG. 1 in that the width of the surface of the convex portion 14 to which the flat tube 12 is connected is substantially the same as the thickness of the flat tube 12.

これにより、熱交換器10が蒸発器として作用する場合、凸部14において扁平管12が接続されている面には、凝縮水が滞留する場所がほぼ無くなる。そのため、熱交換器10の最下部にあるフィン13の面と、凸部14において扁平管12が接続されている面との間に凝縮水が架橋しなくなる。また、凝縮水が凸部14付近の扁平管12を覆うことがなくなる。すなわち、凝縮水の滞留を防止でき、排水性が向上する。   Thereby, when the heat exchanger 10 acts as an evaporator, there is almost no place where condensed water stays on the surface of the convex portion 14 to which the flat tube 12 is connected. Therefore, the condensed water does not bridge between the surface of the fin 13 at the lowermost part of the heat exchanger 10 and the surface of the convex portion 14 to which the flat tube 12 is connected. Further, the condensed water does not cover the flat tube 12 near the convex portion 14. That is, condensate water can be prevented from staying and drainage performance is improved.

また、本実施の形態では、上述した実施の形態1の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。すなわち、本実施の形態では、凝縮水の滞留の防止により、フィンピッチまたはフィン面積を変更せずに、熱交換器10の最下部にあるフィン13の面と、凸部14において扁平管12が接続されている面との間の風路閉塞を防止することができる。したがって、本実施の形態では、熱交換器10の基本的な伝熱性能を低下させることなく、熱交換器10が蒸発器として作用する場合の熱交換効率をさらに向上させることができる。   In addition to the effects of the first embodiment described above, the present embodiment can provide the following effects. That is, in the present embodiment, the flat tube 12 is formed on the surface of the fin 13 at the bottom of the heat exchanger 10 and the convex portion 14 without changing the fin pitch or the fin area by preventing the condensate from staying. It is possible to prevent air passage blockage between the connected surfaces. Therefore, in this Embodiment, the heat exchange efficiency in case the heat exchanger 10 acts as an evaporator can further be improved, without reducing the basic heat-transfer performance of the heat exchanger 10. FIG.

また、本実施の形態では、凸部14よりも凹部15の幅が広く形成されている。これにより、気流が凹部15へ流入する際の抵抗が小さくなるため、凹部15へ気流が流れやすくなる。したがって、本実施の形態では、凝縮水の排水性の向上を実現しつつ、熱交換器10が蒸発器として作用する場合の熱交換効率をさらに向上させることができる。   Further, in the present embodiment, the width of the concave portion 15 is wider than the convex portion 14. Thereby, since the resistance when the airflow flows into the recess 15 is reduced, the airflow easily flows into the recess 15. Therefore, in this Embodiment, the heat exchange efficiency in case the heat exchanger 10 acts as an evaporator can further be improved, implement | achieving the drainage improvement of condensed water.

また、熱交換効率が向上することにより、本実施の形態では、熱交換器10の小型化および低コスト化、ランニングコストの低減を実現することができる。   Further, by improving the heat exchange efficiency, in the present embodiment, the heat exchanger 10 can be reduced in size and cost, and the running cost can be reduced.

なお、凸部14において扁平管12が接続されている面の幅は、図2に示す幅(凸部14の頂部から底部に向かって広くなる構成)に限定されない。例えば、凸部14の頂部から底部に向かって幅が狭くなってもよいし、凸部14の頂部から底部に向かって幅が一定であってもよい。   Note that the width of the surface of the convex portion 14 to which the flat tube 12 is connected is not limited to the width shown in FIG. 2 (configuration that increases from the top to the bottom of the convex portion 14). For example, the width may be narrower from the top to the bottom of the convex portion 14, or the width may be constant from the top to the bottom of the convex portion 14.

(実施の形態3)
本発明の実施の形態3に係る熱交換器10について図3を用いて説明する。図3は、本発明の実施の形態3に係る熱交換器10の構成の一例を示す正面図である。なお、図3において、図1と同じ構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
(Embodiment 3)
A heat exchanger 10 according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a front view showing an example of the configuration of the heat exchanger 10 according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 3, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図3における図1、2との違いは、各扁平管12が凹部15にのみ接続されている点である。   The difference between FIGS. 1 and 2 in FIG. 3 is that each flat tube 12 is connected only to the recess 15.

ヘッダ集合部11a、11bに凸部14および凹部15が形成されていない従来の構成では、扁平管12は、ヘッダ集合部11a、11bのそれぞれに所定の長さ挿入されて接続される。   In the conventional configuration in which the convex portions 14 and the concave portions 15 are not formed in the header aggregate portions 11a and 11b, the flat tube 12 is inserted and connected to the header aggregate portions 11a and 11b by a predetermined length.

これに対し、図3に示す本実施の形態の熱交換器10では、全ての扁平管12が、対向する2つの凹部15間にのみ接続されているため、ヘッダ集合管11a、11bの内部に挿入されている部分が存在しない。すなわち、全ての扁平管12は、管全体が露出した状態となっている。よって、本実施の形態では、各扁平管12の全ての部分がヘッダ集合管11a、11bの外側を流れる空気と熱交換できる。これにより、扁平管12の伝熱面を有効に利用できる。   On the other hand, in the heat exchanger 10 of the present embodiment shown in FIG. 3, all the flat tubes 12 are connected only between the two concavities 15 facing each other, and therefore, inside the header collecting tubes 11 a and 11 b. There is no inserted part. That is, all the flat tubes 12 are in a state where the entire tube is exposed. Therefore, in this embodiment, all the portions of each flat tube 12 can exchange heat with the air flowing outside the header collecting tubes 11a and 11b. Thereby, the heat-transfer surface of the flat tube 12 can be utilized effectively.

よって、本実施の形態では、上述した実施の形態1、2の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。すなわち、本実施の形態では、従来の構成においてヘッダ集合管11a、11bの外側を流れる空気と熱交換できなかった扁平管12の一部が、ヘッダ集合管11a、11bの外側を流れる空気と熱交換することができる。したがって、本実施の形態では、熱交換に寄与する有効な伝熱面積が増加し、熱交換効率をさらに向上させることができる。   Therefore, in this embodiment, in addition to the effects of the first and second embodiments, the following effects can be obtained. That is, in this embodiment, a part of the flat tube 12 that cannot exchange heat with the air flowing outside the header collecting pipes 11a and 11b in the conventional configuration is replaced with the air and heat flowing outside the header collecting pipes 11a and 11b. Can be exchanged. Therefore, in this embodiment, the effective heat transfer area contributing to heat exchange is increased, and the heat exchange efficiency can be further improved.

また、熱交換効率が向上することにより、本実施の形態では、熱交換器10の小型化および低コスト化、ランニングコストの低減を実現することができる。   Further, by improving the heat exchange efficiency, in the present embodiment, the heat exchanger 10 can be reduced in size and cost, and the running cost can be reduced.

(実施の形態4)
本発明の実施の形態4に係る熱交換器10について図4を用いて説明する。図4は、本発明の実施の形態4に係る熱交換器10の構成の一例を示す正面図である。なお、図4において、図1と同じ構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
(Embodiment 4)
A heat exchanger 10 according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a front view showing an example of the configuration of the heat exchanger 10 according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 4, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図4における図1〜3との違いは、ヘッダ集合管11a、11bのそれぞれに1つの凹部15が形成され、その対向する2つの凹部15間に複数の扁平管12が接続されている点である。   The difference between FIGS. 1 to 3 in FIG. 4 is that one recess 15 is formed in each of the header collecting pipes 11a and 11b, and a plurality of flat tubes 12 are connected between the two opposing recesses 15. is there.

これにより、本実施の形態では、上述した実施の形態1〜3の効果を得ることができる。   Thereby, in this Embodiment, the effect of Embodiment 1-3 mentioned above can be acquired.

(実施の形態5)
本発明の実施の形態5について図5および図6を用いて説明する。図5は、本発明の実施の形態5に係る扁平管12と凹部15との接続部近傍の一例を示す斜視図である。図6は、図5に示す接続部近傍の一例を示す断面図(図1中のA−A断面を示す図)である。なお、図5および図6において、図1と同じ構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
(Embodiment 5)
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a perspective view showing an example of the vicinity of the connecting portion between the flat tube 12 and the recess 15 according to Embodiment 5 of the present invention. 6 is a sectional view showing an example of the vicinity of the connection portion shown in FIG. 5 and 6, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

本実施の形態では、図5および図6に示すように、扁平管12と凹部15とが接続された面(以下、接続面という)を所定の角度θ(30°<θ<60°)だけ扁平管12の幅方向(換言すれば、気流方向B)から傾斜させる。これにより、凹部15に滞留する凝縮水が傾斜面を流れて排水される。   In the present embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, a surface (hereinafter referred to as a connection surface) where the flat tube 12 and the recess 15 are connected is defined by a predetermined angle θ (30 ° <θ <60 °). The flat tube 12 is inclined from the width direction (in other words, the airflow direction B). Thereby, the condensed water staying in the recess 15 flows and drains through the inclined surface.

よって、本実施の形態では、熱抵抗になっていた扁平管12周りの凝縮水の量をさらに減らすことができるため、熱交換効率をさらに向上させることができる。   Therefore, in this Embodiment, since the quantity of the condensed water around the flat tube 12 used as thermal resistance can further be reduced, heat exchange efficiency can further be improved.

また、熱交換効率が向上することにより、本実施の形態では、熱交換器10の小型化および低コスト化、ランニングコストの低減を実現することができる。   Further, by improving the heat exchange efficiency, in the present embodiment, the heat exchanger 10 can be reduced in size and cost, and the running cost can be reduced.

また、凝縮水の排水性がさらに向上することにより、本実施の形態では、材料の信頼性および耐久性が向上するとともに、暖房運転時に着霜しにくくなり、暖房性能を向上させることができる。   Further, by further improving the drainage of the condensed water, in the present embodiment, the reliability and durability of the material are improved, and frost formation is difficult during heating operation, thereby improving the heating performance.

なお、上述した接続面を傾斜させる構成は、上記実施の形態1〜4における熱交換器10に適用できる。また、上記説明では、凹部15における接続面の傾斜について説明したが、凸部14と扁平管12との接続面も上記同様に傾斜させてもよい。   In addition, the structure which inclines the connection surface mentioned above is applicable to the heat exchanger 10 in the said Embodiment 1-4. In the above description, the inclination of the connection surface in the concave portion 15 has been described. However, the connection surface between the convex portion 14 and the flat tube 12 may be inclined in the same manner as described above.

また、接続面は、気流方向Bに対して所定角度θ傾斜してもよいし(図5、図6に示す傾斜)、または、気流方向Bと逆方向に対して所定角度θ傾斜してもよいが、排水性をより向上させるためには、気流方向Bに対して所定角度θ傾斜する方が好ましい。あるいは、接続面は、気流方向Bに対する所定角度θの傾斜と、気流方向Bと逆方向に対する所定角度θの傾斜との両方を備えた形状であってもよい。   Further, the connection surface may be inclined at a predetermined angle θ with respect to the airflow direction B (inclination shown in FIGS. 5 and 6) or may be inclined at a predetermined angle θ with respect to the direction opposite to the airflow direction B. However, in order to further improve the drainage, it is preferable to incline the predetermined angle θ with respect to the airflow direction B. Alternatively, the connection surface may have a shape having both an inclination of the predetermined angle θ with respect to the airflow direction B and an inclination of the predetermined angle θ with respect to the direction opposite to the airflow direction B.

(実施の形態6)
本発明の実施の形態6について図7および図8を用いて説明する。図7は、本発明の実施の形態6に係る扁平管12と凹部15との接続部近傍の一例を示す斜視図である。図8は、図7に示す接続部近傍の一例を示す断面図(図1中のA−A断面を示す図)である。なお、図7および図8において、図1と同じ構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
(Embodiment 6)
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a perspective view showing an example of the vicinity of the connecting portion between the flat tube 12 and the recess 15 according to Embodiment 6 of the present invention. 8 is a cross-sectional view showing an example of the vicinity of the connecting portion shown in FIG. 7 and 8, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

本実施の形態では、図7および図8に示すように、扁平管12と凹部15とが接続された面、すなわち接続面を、所定の曲率を有する形状にする。これにより、気流は、湾曲した接続面に沿って流れる。   In the present embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, the surface where the flat tube 12 and the recess 15 are connected, that is, the connection surface is formed into a shape having a predetermined curvature. Thereby, an airflow flows along the curved connection surface.

よって、本実施の形態では、凹部15を流れる気流の剥離を抑制できるため、気流の通風抵抗を低減させることができる。   Therefore, in this Embodiment, since peeling of the airflow which flows through the recessed part 15 can be suppressed, the ventilation resistance of airflow can be reduced.

また、通風抵抗の増加を抑制できることにより、本実施の形態では、ファン入力が低下するため、経済性の向上または低環境負荷を実現できる。   Further, since the increase in ventilation resistance can be suppressed, the fan input is reduced in the present embodiment, so that economic improvement or low environmental load can be realized.

また、通風抵抗の増加を抑制できることにより、本実施の形態では、低騒音化を実現することができる。   Moreover, since the increase in ventilation resistance can be suppressed, in this Embodiment, noise reduction can be implement | achieved.

なお、上述した接続面を湾曲させる構成は、上記実施の形態1〜4における熱交換器10に適用できる。また、上記説明では、凹部15における接続面の湾曲について説明したが、凸部14と扁平管12との接続面も上記同様に湾曲させてもよい。   In addition, the structure which curves the connection surface mentioned above is applicable to the heat exchanger 10 in the said Embodiment 1-4. In the above description, the bending of the connection surface in the concave portion 15 has been described. However, the connection surface of the convex portion 14 and the flat tube 12 may be curved in the same manner as described above.

また、接続面の形状は、風下側が風上側より曲率半径が小さくなるような翼形状が好適であるが、その形状に限定されない。   Further, the shape of the connection surface is preferably a wing shape such that the leeward side has a smaller radius of curvature than the leeward side, but is not limited to that shape.

本発明に係る熱交換器は、ヒートポンプ装置の熱交換器の他に、例えば、排熱または未利用熱を利用した発電装置の蒸発器、冷水を循環させて冷房等を行うシステムの熱交換器等に適用できる。   The heat exchanger according to the present invention includes, in addition to the heat exchanger of the heat pump device, for example, an evaporator of a power generation device using exhaust heat or unused heat, a heat exchanger of a system that performs cooling or the like by circulating cold water Applicable to etc.

10 熱交換器
11a、11b ヘッダ集合管
12 扁平管
13 フィン
14 凸部
15 凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heat exchanger 11a, 11b Header collecting pipe 12 Flat tube 13 Fin 14 Convex part 15 Concave part

Claims (8)

冷媒と流体との熱交換を行う熱交換器であって、
2つのヘッダ集合管と、
前記2つのヘッダ集合管のそれぞれに両端が接続された複数の扁平管と、
前記複数の扁平管のうち隣り合う扁平管のそれぞれと接するフィンと、を備え、
前記2つのヘッダ集合管のそれぞれには少なくとも1つの凹部が対向するように形成され、
前記対向する凹部間には前記複数の扁平管のうち少なくとも1つが接続される、
熱交換器。
A heat exchanger for exchanging heat between a refrigerant and a fluid,
Two header collecting pipes,
A plurality of flat tubes having both ends connected to each of the two header collecting tubes;
A fin in contact with each of the adjacent flat tubes among the plurality of flat tubes,
Each of the two header collecting pipes is formed so as to face at least one recess,
At least one of the plurality of flat tubes is connected between the opposing concave portions,
Heat exchanger.
前記凹部間に接続された扁平管の略全体が外部に露出する、
請求項1に記載の熱交換器。
A substantially entire flat tube connected between the recesses is exposed to the outside;
The heat exchanger according to claim 1.
前記凹部において前記扁平管が接続された面は、前記扁平管の幅方向に対して所定の角度傾斜している、
請求項1または2に記載の熱交換器。
The surface to which the flat tube is connected in the recess is inclined at a predetermined angle with respect to the width direction of the flat tube.
The heat exchanger according to claim 1 or 2.
前記凹部において前記扁平管が接続された面は、所定の曲率を有する、
請求項1または2に記載の熱交換器。
The surface to which the flat tube is connected in the recess has a predetermined curvature,
The heat exchanger according to claim 1 or 2.
前記2つのヘッダ集合管のそれぞれには前記凹部に隣接する少なくとも1つの凸部が対向するように形成される、
請求項1から4のいずれか1項に記載の熱交換器。
Each of the two header collecting pipes is formed so that at least one convex portion adjacent to the concave portion is opposed.
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 4.
前記対向する凸部間には前記複数の扁平管のうち少なくとも1つが接続される、
請求項5に記載の熱交換器。
At least one of the plurality of flat tubes is connected between the opposing convex portions,
The heat exchanger according to claim 5.
前記凸部において前記扁平管が接続された面は、前記扁平管の幅方向に所定の角度傾斜している、
請求項5または6に記載の熱交換器。
The surface to which the flat tube is connected in the convex portion is inclined at a predetermined angle in the width direction of the flat tube.
The heat exchanger according to claim 5 or 6.
前記凸部において前記扁平管が接続された面は、所定の曲率を有する、
請求項5または6に記載の熱交換器。
The surface to which the flat tube is connected in the convex portion has a predetermined curvature,
The heat exchanger according to claim 5 or 6.
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