| 【発明の名称】 |
フィン・チューブ型の熱交換器 |
| 【発明者】 |
【氏名】チン デ ヒョン
【氏名】ラ ビョン チョル
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| 【要約】 |
【課題】熱交換器を構成する伝熱管を６mm以下の細径管として圧力損失の低減を図り、熱交換性能の低下を防止したフィン・チューブ型熱交換器を提供する。
【解決手段】所定の間隙をあけて多数個配置してあり、各々の面上には所定の間隙をあけて形成された結合孔２１０を前記面上に対して少なくとも１以上の段をなすように配置してあり、前記各段に形成された各々の結合孔２１０の間の何れか一側の面上には空気の流動方向に対応して開口された状態でその面を基準として同一方向に向かってそれぞれ突出した突出片と前記突出片の両側面をなして空気の流動を案内する立状片とからなるスリット２２０を全体的に５列の群をなすようにそれぞれ形成してある冷却フィン２００と；前記各冷却フィン２００の結合孔を貫通して結合され、ほぼ５〜６ｍｍ以下の管径を有し、その内部に沿って冷媒が流動する伝熱管１００と；を備えて構成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 所定の間隙をあけて多数個配置してあり、各々の面上には所定の間隙をあけて形成された結合孔を前記面上に対して少なくとも１以上の段をなすように配置してあり、前記各段に形成された各々の結合孔の間の何れか一側の面上には、空気の流動方向に対応して開口された状態でその面を基準として同一方向に向かってそれぞれ突出した突出片と前記突出片の両側面をなして空気の流動を案内する立状片とからなるスリットを全体的に５列の群をなすようにそれぞれ形成してある冷却フィンと；前記各冷却フィンの結合孔を貫通して結合され、ほぼ５〜６ｍｍ以下の管径を有し、その内部に沿って冷媒が流動する伝熱管と；を備えることを特徴とするフィン・チューブ型の熱交換器。
【請求項２】 各列のスリットのうち空気の流入の始まる側を基準として第１列、第２列、第４列、及び第５列をなすスリットは、第３列をなすスリットの位置した方向に行くほど開口部位の漸次縮小する等脚台形状をなすようにその立状片を所定の角度に傾斜して形成し、前記第３列をなすスリットは、開口部位の幅を全体的に同一にして長方形状をなすようにその立状片を形成することを特徴とする請求項１記載のフィン・チューブ型の熱交換器。
【請求項３】 冷却フィンの面上に形成された各結合孔のうち同一段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその側部に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離は１９ｍｍ〜２０ｍｍになるように配置し、冷却フィンの面上に形成された各結合孔のうち、互いに異なる段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその下段に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離は１０ｍｍ〜１１ｍｍになるように配置することを特徴とする請求項１記載のフィン・チューブ型の熱交換器。
【請求項４】 所定の間隙をあけて多数個積置してあり、面上には所定の間隙をあけて形成された結合孔を前記面上に対して少なくとも１以上の段をなすように配置してあり、前記各段に形成された各々の結合孔の間の何れか一側の面上には、空気の流動方向に対応して開口された状態でその面を基準として同一方向に向かってそれぞれ突出した突出片と前記突出片の両側面をなして空気の流動を案内する立状片とからなるスリットを全体的に５列の群をなすようにそれぞれ形成してあり、前記５列の群をなすスリットのうち、空気の流動方向を基準として第１列及び第５列に位置するスリットはそれぞれ３つの単位スリットに分割されて構成されるとともに、第２列、第３列、及び第４列に位置するスリットはそれぞれ単一化した状態で構成される冷却フィンと；前記各冷却フィンの結合孔を貫通して結合され、ほぼ５〜６ｍｍの管径を有し、その内部に沿って冷媒が流動する伝熱管と；を備えることを特徴とするフィン・チューブ型の熱交換器。
【請求項５】 第１列及び第５列に位置する３つの単位スリットのうちその中央に位置する単位スリットは相互間の間側に行くほど開口部位の漸次縮小する等脚台形状をなすように該立状片を所定の角度に傾斜して形成し、その両端に位置する各単位スリットは前記中央に位置する単位スリットに向かって傾斜した平行四辺形状をなすように該立状片を所定の角度に傾斜して形成し、第２列及び第４列に位置する単位スリットは第３列に位置する単位スリット側に行くほど開口部位の漸次縮小する等脚台形状をなすように該立状片を所定の角度に傾斜して形成し、第３列に位置する単位スリットは開口部位を全体的に同一にして長方形状をなすように該立状片を形成することを特徴とする請求項４記載のフィン・チューブ型の熱交換器。
【請求項６】 冷却フィンの面上に形成された各結合孔のうち同一段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその側部に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離は１９ｍｍ〜２０ｍｍになるように配置し、冷却フィンの面上に形成された各結合孔のうち、互いに異なる段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその下段に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離は１０ｍｍ〜１１ｍｍになるように配置することを特徴とする請求項４記載のフィン・チューブ型の熱交換器。
【請求項７】 所定の間隙をあけて多数個積置してあり、面上には所定の間隙をあけて形成された結合孔を前記面上に対して少なくとも１以上の段をなすように配置してあり、前記各段に形成された各々の結合孔の間の何れか一側の面上には、空気の流動方向に対応して開口された状態でその面を基準として同一方向に向かって突出形成した突出片と前記突出片の両側面をなして空気の流動を案内する立状片とからなるスリットを全体的に４列の群をなすようにそれぞれ形成してあり、前記各列のスリットは２つの単位スリットにそれぞれ分割されて構成される冷却フィンと；前記各冷却フィンの結合孔を貫通して結合され、ほぼ５〜６ｍｍ以下の管径を有し、その内部に沿って冷媒が流動する伝熱管と；を備えることを特徴とするフィン・チューブ型の熱交換器。
【請求項８】 空気の流入される方向を基準として第２列に位置する各単位スリットと第３列に位置する各単位スリットとの間の中央を基準として第１列及び第２列に位置する各単位スリットは群の中央部位に向かって傾斜した平行四辺形状をなすように該立状片を漸次的に内向傾斜して形成し、第３列及び第４列に位置する各単位スリットは前記第１列及び第３列に位置する各単位スリットと対称状態をなすように該立状片を漸次的に外向傾斜して形成することを特徴とする請求項７記載のフィン・チューブ型の熱交換器。
【請求項９】 冷却フィンの面上に形成された各結合孔のうち同一段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその側部に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離は１９ｍｍ〜２０ｍｍになるように配置し、冷却フィンの面上に形成された各結合孔のうち、互いに異なる段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその下段に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離は１０ｍｍ〜１１ｍｍになるように配置することを特徴とする請求項７記載のフィン・チューブ型の熱交換器。
【請求項１０】 所定の間隙をあけて多数個積置してあり、面上には所定の間隙をあけて形成された結合孔を前記面上に対して少なくとも１以上の段をなすように配置してあり、前記各段に形成された各々の結合孔の間の何れか一側の面上には、空気の流動方向に対応して開口された状態でその面を基準として同一方向に向かってそれぞれ突出した突出片と前記突出片の両側面をなして空気の流動を案内する立状片とからなるスリットを全体的に４列の群をなすようにそれぞれ形成してあり、前記４列のスリットのうち空気の流動方向を基準として第１列及び第４列に位置するスリットはそれぞれ３つの単位スリットに分割されて構成されるとともに、第２列及び第３列に位置するスリットはそれぞれ単一化した状態で構成される冷却フィンと；前記各冷却フィンの結合孔を貫通して結合され、ほぼ５〜６ｍｍの管径を有し、その内部に沿って冷媒が流動する伝熱管と；を備えることを特徴とするフィン・チューブ型の熱交換器。
【請求項１１】 第１列及び第４列をなす３つに分割された単位スリットのうちその中央に位置する単位スリットは全体的に第２列或いは第３列側に行くほど開口部位の漸次縮小する等脚台形状をなすように該立状片を所定の角度に傾斜して形成し、その両端に位置する単位スリットは前記中央に位置する単位スリットに向かって傾斜した平行四辺形状をなすように該立状片を所定の角度に傾斜して形成し、第２列及び第３列をなすスリットは相互間の列側に行くほど開口部位の漸次縮小する等脚台形状をなすように該立状片を所定の角度に傾斜して形成することを特徴とする請求項１０記載のフィン・チューブ型の熱交換器。
【請求項１２】 冷却フィンの面上に形成された各結合孔のうち同一段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその側部に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離は１９ｍｍ〜２０ｍｍになるように配置し、冷却フィンの面上に形成された各結合孔のうち、互いに異なる段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその下段に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離は１０ｍｍ〜１１ｍｍになるように配置することを特徴とする請求項１０記載のフィン・チューブ型の熱交換器。
【請求項１３】 所定の間隙をあけて多数個積置してあり、面上には所定の間隙をあけて形成された結合孔を前記面上に対して少なくとも１以上の段をなすように配置してあり、前記各段に形成された各々の結合孔の間の何れか一側の面上には、空気の流動方向に対応して開口された状態でその面を基準として同一方向に向かって突出形成した突出片と前記突出片の両側面をなして空気の流動を案内する立状片とからなるスリットを全体的に４列の群をなすようにそれぞれ形成してあり、前記４列の群をなすスリットのうち空気の流動方向を基準として第１列及び第４列に位置するスリットは３つの単位スリットにそれぞれ分割されて構成されるとともに、第２列及び第３列に位置するスリットはそれぞれ２つの単位スリットに分割されて構成される冷却フィンと；前記各冷却フィンの結合孔を貫通して結合され、ほぼ５〜６ｍｍ以下の管径を有し、その内部に沿って冷媒が流動する伝熱管と；を備えることを特徴とするフィン・チューブ型の熱交換器。
【請求項１４】 第１列及び第４列に位置する３つの単位スリットのうちその中央に位置する単位スリットは全体的に第２列に位置するスリット側に行くほど開口部位の漸次縮小する等脚台形状をなすように該立状片を所定の角度に傾斜して形成し、その両側に位置する各単位スリットは前記中央に位置する単位スリットに向かって空気を流動させる平行四辺形状をなすように該立状片を所定の角度に内向傾斜して形成し、第２列及び第３列に位置する２つの単位スリットは相互間の中央に向いて空気を流動させる平行四辺形状をなすように該立状片を所定の角度に内向傾斜して形成することを特徴とする請求項１３記載のフィン・チューブ型の熱交換器。
【請求項１５】 冷却フィンの面上に形成された各結合孔のうち同一段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその側部に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離は１９ｍｍ〜２０ｍｍになるように配置し、冷却フィンの面上に形成された各結合孔のうち、互いに異なる段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその下段に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離は１０ｍｍ〜１１ｍｍになるように配置することを特徴とする請求項１３記載のフィン・チューブ型の熱交換器。
【請求項１６】 所定の間隙をあけて多数個積置してあり、面上には所定の間隙をあけて形成された結合孔を前記面上に対して少なくとも１以上の段をなすように配置してあり、前記各段に形成された各々の結合孔の間の何れか一側の面上には、空気の流動方向に対応して開口された状態でその面を基準として同一方向に向かって突出形成した突出片と前記突出片の両側面をなして空気の流動を案内する立状片とからなるスリットを全体的に４列の群をなすようにそれぞれ形成してあり、前記４列の群をなすスリットのうち空気の流動方向を基準として第１列及び第４列に位置するスリットはそれぞれ２つの単位スリットに分割されて構成されるとともに、第２列及び第３列に位置するスリットはそれぞれ単一化した状態で構成される冷却フィンと；前記各冷却フィンの結合孔を貫通して結合され、ほぼ５〜６ｍｍ以下の管径を有し、その内部に沿って冷媒が流動する伝熱管と；を備えることを特徴とするフィン・チューブ型の熱交換器。
【請求項１７】 第１列及び第４列に位置する２つの単位スリットは空気の流動方向に沿って相互間の中央側に傾斜した平行四辺形状をなすように該立状片を所定の角度に傾斜して形成し、第２列及び第３列に位置するスリットは相互対応した状態で相互間に行くほど開口部位の漸次縮小する等脚台形状をなすように該立状片を所定の角度に傾斜して形成することを特徴とする請求項１６記載のフィン・チューブ型の熱交換器。
【請求項１８】 冷却フィンの面上に形成された各結合孔のうち同一段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその側部に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離は１９ｍｍ〜２０ｍｍになるように配置し、冷却フィンの面上に形成された各結合孔のうち、互いに異なる段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその下段に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離は１０ｍｍ〜１１ｍｍになるように配置することを特徴とする請求項１６記載のフィン・チューブ型の熱交換器。
【請求項１９】 所定の間隙をあけて多数個積置してあり、面上には所定の間隙をあけて形成された結合孔を前記面上に対して少なくとも１以上の段をなすように配置してあり、前記各段に形成された各々の結合孔の間の何れか一側の面上には、空気の流動方向に対応して開口された状態でその面を基準として同一方向に向かってそれぞれ突出した突出片と前記突出片の両側面をなして空気の流動を案内する立状片とからなるスリットを全体的に５列の群をなすようにそれぞれ形成してあり、前記５列の群をなすスリットのうち、空気の流動方向を基準として第１列及び第５列に位置するスリットはそれぞれ３つの単位スリットに分割されて構成され、第２列及び第４列に位置するスリットはそれぞれ２つの単位スリットに分割されて構成され、第３列に位置するスリットは単一化した状態で構成される冷却フィンと；前記各冷却フィンの結合孔を貫通して結合され、ほぼ５〜６ｍｍの管径を有し、その内部に沿って冷媒が流動する伝熱管と；を備えることを特徴とするフィン・チューブ型の熱交換器。
【請求項２０】 第１列及び第５列に位置する３つの単位スリットのうちその中央に位置する単位スリットは相互間の間側に行くほど開口部位の漸次縮小する等脚台形状をなすように該立状片を所定の角度に傾斜して形成し、その両端に位置する各単位スリットは前記中央に位置する単位スリットに向かって傾斜した平行四辺形状をなすように該立状片を所定の角度に傾斜して形成し、第２列及び第４列に位置する２つの単位スリットは第３列に位置するスリットの中央側に向いて傾斜した平行四辺形状をなすように該立状片を所定の角度に傾斜して形成し、第３列に位置するスリットは開口部位を全体的に同一にして長方形状をなすように該立状片を形成することを特徴とする請求項１９記載のフィン・チューブ型の熱交換器。
【請求項２１】 冷却フィンの面上に形成された各結合孔のうち同一段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその側部に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離は１９ｍｍ〜２０ｍｍになるように配置し、冷却フィンの面上に形成された各結合孔のうち、互いに異なる段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその下段に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離は１０ｍｍ〜１１ｍｍになるように配置することを特徴とする請求項１９記載のフィン・チューブ型の熱交換器。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はフィン・チューブ型の熱交換器に関し、特に製造コストの低減を図り、その効率を従来の熱交換器に比べて高くし、更に圧力損失に因るモータの消費電力を低減させるべくそのサイズを小型化して構成するフィン・チューブ型の熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、熱交換器とは冷・暖房サイクルに適用される器機のことであり、主にその内部を流動する冷媒とその外部を流動する気体との間の熱交換のために使用され、空気等の流体の間で熱の授受を行う。
【０００３】図２２〜図２４は熱交換器の中でフィン・チューブ型の熱交換器を示している。この類の熱交換器は板状の冷却フィンを多数個積置して流体の流れる伝熱管１０の形成方向に対して直交状態になるように構成して伝熱面積を広げることで熱交換効果を極大化したものである。すなわち、前記各冷却フィンの面上には多数の結合孔２１が前記冷却フィン２０の長辺方向に沿って形成され、前記各結合孔２１には伝熱管１０が貫通して結合される。この際、前記結合孔は図面上において冷却フィン２０の上段部及び下段部の２段をなしながらジグザグ状に形成してある。また、前記冷却フィン２０の結合孔２１とその同一段の側部に形成された結合孔２１との間には空気の流動方向（冷却フィンの短辺方向）に沿って開口された多数のスリット２２が形成される。前記スリット２２は、空気の流動が行われるように開口された部位を形成する多数の突出片２２ａと、前記スリット２２の両側面をなし、前記突出片２２ａの開口部位に流入された空気が伝熱管の周囲に従って旋回しながら熱交換されるように誘導する立状片２２ｂとからなる。この際、前記突出片２２ａは冷却フィン２０の前面と後面に各々交互に突出形成される。
【０００４】従って、冷却サイクルの動作により伝熱管１０の冷媒流入側から流入される冷媒は前記伝熱管内を通過する過程で前記伝熱管１０を冷却させて前記伝熱管の温度を低下させるし、熱交換器の外部から伝達される熱源（空気）はファン（図示せず）の回転により各冷却フィン２０間を通過する。前記各冷却フィン間を通過する空気は伝熱管１０、冷却フィン２０、突出片２２ａ等に伝達された冷媒と熱交換を行う。又、この時には流動する空気が前記冷却フィン２０の各スリット２２により開口部位を通過する途中で前記各スリット２２にぶつかって気流が乱流化される。前記乱流化された空気は前記スリット２２の側面をなす各立状片２２ｂによってその流動を案内されて伝熱管１０の周り部位に沿って流れ、これにより熱交換効果を更に促進させることができる。
【０００５】一方、前述したような構成をなすフィン・チューブ型の熱交換器の中で冷却フィンに形成された各スリットは、前記冷却フィンの何れか一段に形成された結合孔の中心とその側部に形成された他の結合孔の中心とを連結した線上より空気の流動方向に従って互いに対応した状態で３列ずつ合計６列の群をなして形成してある。前記冷却フィンの他段にも前述した構成と同様な構成をなしている。また、前記冷却フィンの各段に形成された６列のスリットのうち空気流入側に形成された第１列のスリット及びその反対側に形成された最終列のスリットは３つの単位スリットに形成されており、他列のスリットの突出高さに比べて比較的に高く形成されている。これにより、流動する空気の乱流化を促進させる。
【０００６】従来では前述したようにフィン・チューブ型の熱交換器の改善方向を単純に乱流化を促進させて熱交換性能を向上させるに主力を注いだが、これは大幅的な圧力損失の上昇に起因して莫大な電力を消費させるとともにモータの損傷及び騒音の発生をもたらした。更に、その製造コストが高くかかる問題点があった。又、現在の一般的な傾向は小型化の達成にある。しかし、前述した従来の熱交換器の構造ではこれを達成し難く、ついに小型化した製品への適用は容易でない。すなわち、従来ではφ９．５２ｍｍ、φ７ｍｍ等の管径からなる伝熱管を用いるので、各冷却フィンの幅をこれにあわせて設定し、前記各冷却フィンに形成された各スリットの配置並びにその形状もやはりこれにあわせて設定している。従って、伝熱管の管径を縮小させて小型の熱交換器を製造しても各冷却フィンの幅Ｗ1を縮小させるには限界がある。これは各スリットの配置並びに構成による特性に起因し、その形状をそのまま適用する場合には過度の乱流によってファン動力の増加を誘発し、これにより莫大な電力消費及びモータの損傷をもたらす問題点があった。また、従来の冷却フィンの各スリットのなす列数が６列のことを顧慮する際、前記冷却フィンの幅を狭めるための工程がかなり難しくなり、これにより現実的には生産的な問題に直結してその製造が不可能であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、熱交換器を構成する伝熱管を６ｍｍ以下の管径を有する細径管として圧力損失の低減を図り、熱交換性能の低下を防止し得るよう新たな形態の熱交換器を提供することにある。本発明の他の目的は、最適の熱交換効率を得るとともにその製造のためのコストの低減を図り、代替冷媒の対応の可能な細径管型の熱交換器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達するための本発明の第１形態によれば、所定の間隙をあけて多数個配置してあり、各々の面上には所定の間隙をあけて形成された結合孔を前記面上に対して少なくとも１以上の段をなすように配置してあり、前記各段に形成された各々の結合孔の間の何れか一側の面上には空気の流動方向に対応して開口された状態でその面を基準として同一方向に向かってそれぞれ突出した突出片と前記突出片の両側面をなして空気の流動を案内する立状片とからなるスリットを全体的に５列の群をなすようにそれぞれ形成してある冷却フィンと；前記各冷却フィンの結合孔を貫通して結合され、ほぼ５〜６ｍｍ以下の管径を有し、その内部に沿って冷媒が流動する伝熱管と；を備えることを特徴とするフィン・チューブ型の熱交換器を提供する。
【０００９】上記目的を達するための本発明の第２形態によれば、所定の間隙をあけて多数個積置してあり、面上には所定の間隙をあけて形成された結合孔を前記面上に対して少なくとも１以上の段をなすように配置してあり、前記各段に形成された各々の結合孔の間の何れか一側の面上には空気の流動方向に対応して開口された状態でその面を基準として同一方向に向かってそれぞれ突出した突出片と前記突出片の両側面をなして空気の流動を案内する立状片とからなるスリットを全体的に５列の群をなすようにそれぞれ形成してあり、前記５列の群をなすスリットのうち、空気の流動方向を基準として第１列及び第５列に位置するスリットはそれぞれ３つの単位スリットに分割されて構成されるとともに、第２列、第３列、及び第４列に位置するスリットはそれぞれ単一化した状態で構成される冷却フィンと；前記各冷却フィンの結合孔を貫通して結合され、ほぼ５〜６ｍｍの管径を有し、その内部に沿って冷媒が流動する伝熱管と；を備えることを特徴とするフィン・チューブ型の熱交換器を提供する。
【００１０】上記目的を達するための本発明の第３形態によれば、所定の間隙をあけて多数個積置してあり、面上には所定の間隙をあけて形成された結合孔を前記面上に対して少なくとも１以上の段をなすように配置してあり、前記各段に形成された各々の結合孔の間の何れか一側の面上には空気の流動方向に対応して開口された状態でその面を基準として同一方向に向かって突出形成した突出片と前記突出片の両側面をなして空気の流動を案内する立状片とからなるスリットを全体的に４列の群をなすようにそれぞれ形成してあり、前記各列のスリットは２つの単位スリットにそれぞれ分割されて構成される冷却フィンと；前記各冷却フィンの結合孔を貫通して結合され、ほぼ５〜６ｍｍ以下の管径を有し、その内部に沿って冷媒が流動する伝熱管と；を備えることを特徴とするフィン・チューブ型の熱交換器を提供する。
【００１１】上記目的を達するための本発明の第４形態によれば、所定の間隙をあけて多数個積置してあり、面上には所定の間隙をあけて形成された結合孔を前記面上に対して少なくとも１以上の段をなすように配置してあり、前記各段に形成された各々の結合孔の間の何れか一側の面上には空気の流動方向に対応して開口された状態でその面を基準として同一方向に向かってそれぞれ突出した突出片と前記突出片の両側面をなして空気の流動を案内する立状片とからなるスリットを全体的に４列の群をなすようにそれぞれ形成してあり、前記４列のスリットのうち空気の流動方向を基準として第１列及び第４列に位置するスリットはそれぞれ３つの単位スリットに分割されて構成されるとともに、第２列及び第３列に位置するスリットはそれぞれ単一化した状態で構成される冷却フィンと；前記各冷却フィンの結合孔を貫通して結合され、ほぼ５〜６ｍｍの管径を有し、その内部に沿って冷媒が流動する伝熱管と；を備えることを特徴とするフィン・チューブ型の熱交換器を提供する。
【００１２】上記目的を達するための本発明の第５形態によれば、所定の間隙をあけて多数個積置してあり、面上には所定の間隙をあけて形成された結合孔を前記面上に対して少なくとも１以上の段をなすように配置してあり、前記各段に形成された各々の結合孔の間の何れか一側の面上には空気の流動方向に対応して開口された状態でその面を基準として同一方向に向かって突出形成した突出片と前記突出片の両側面をなして空気の流動を案内する立状片とからなるスリットを全体的に４列の群をなすようにそれぞれ形成してあり、前記４列の群をなすスリットのうち空気の流動方向を基準として第１列及び第４列に位置するスリットは３つの単位スリットにそれぞれ分割されて構成されるとともに、第２列及び第３列に位置するスリットはそれぞれ２つの単位スリットに分割されて構成される冷却フィンと；前記各冷却フィンの結合孔を貫通して結合され、ほぼ５〜６ｍｍ以下の管径を有し、その内部に沿って冷媒が流動する伝熱管と；を備えることを特徴とするフィン・チューブ型の熱交換器を提供する。
【００１３】上記目的を達するための本発明の第６形態によれば、所定の間隙をあけて多数個積置してあり、面上には所定の間隙をあけて形成された結合孔を前記面上に対して少なくとも１以上の段をなすように配置してあり、前記各段に形成された各々の結合孔の間の何れか一側の面上には空気の流動方向に対応して開口された状態でその面を基準として同一方向に向かって突出形成した突出片と前記突出片の両側面をなして空気の流動を案内する立状片とからなるスリットを全体的に４列の群をなすようにそれぞれ形成してあり、前記４列の群をなすスリットのうち空気の流動方向を基準として第１列及び第４列に位置するスリットはそれぞれ２つの単位スリットに分割されて構成されるとともに、第２列及び第３列に位置するスリットはそれぞれ単一化した状態で構成される冷却フィンと；前記各冷却フィンの結合孔を貫通して結合され、ほぼ５〜６ｍｍ以下の管径を有し、その内部に沿って冷媒が流動する伝熱管と；を備えることを特徴とするフィン・チューブ型の熱交換器を提供する。
【００１４】上記目的を達するための本発明の第７形態によれば、所定の間隙をあけて多数個積置してあり、面上には所定の間隙をあけて形成された結合孔を前記面上に対して少なくとも１以上の段をなすように配置してあり、前記各段に形成された各々の結合孔の間の何れか一側の面上には空気の流動方向に対応して開口された状態でその面を基準として同一方向に向かってそれぞれ突出した突出片と前記突出片の両側面をなして空気の流動を案内する立状片とからなるスリットを全体的に５列の群をなすようにそれぞれ形成してあり、前記５列の群をなすスリットのうち、空気の流動方向を基準として第１列及び第５列に位置するスリットはそれぞれ３つの単位スリットに分割されて構成され、第２列及び第４列に位置するスリットはそれぞれ２つの単位スリットに分割されて構成され、第３列に位置するスリットは単一化した状態で構成される冷却フィンと；前記各冷却フィンの結合孔を貫通して結合され、ほぼ５〜６ｍｍの管径を有し、その内部に沿って冷媒が流動する伝熱管と；を備えることを特徴とするフィン・チューブ型の熱交換器を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成に係る好適な各実施形態を図１〜図２１を参照して詳しく説明する。まず、本発明は、多数のスリット２２０が群をなしながら形成された冷却フィン２００と、前記各冷却フィンに形成された各結合孔２１０に貫通して結合された伝熱管１００とから大きく構成される。本発明のフィン・チューブ型の熱交換器の伝熱管１００の管径Ｄ2（５〜６ｍｍ）は従来の熱交換器の伝熱管１０の管径Ｄ1（９．５２ｍｍ、７ｍｍ）に比べて小さく形成され、本発明のフィン・チューブ型の熱交換器の冷却フィン２００の幅Ｗ2は従来の熱交換器の冷却フィン２０の幅Ｗ1に比べて小さく形成される。これにより、その詳細な構造もやはり相違する。
【００１６】図１は本発明の第１実施形態に係るフィン・チューブ型の熱交換器を示す要部断面図で、図２は図１のII−II線の断面図で、図３は図２の‘Ａ’部を拡大して示す状態図である。本発明の第１実施形態では、冷却フィン２００の各段（上部段及び下部段）に多数の群をなして形成される各スリット２２０を各群毎に５列をなすように配置する。そして、冷却フィン２００の面上に形成された各結合孔２１０のうち同一段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその側部に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離Ｐ1は１９ｍｍ〜２０ｍｍになるように配置する。また、冷却フィン２００の面上に形成された各結合孔２１０のうち、互いに異なる段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその下段に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離Ｐ2は１０ｍｍ〜１１ｍｍになるように配置する。この際、前記結合孔と結合孔との間の段方向距離及び列方向距離が前述の範囲から外れる場合、急激に熱交換性能が低下するとともにその製造コストが大きく上昇する。この点を顧慮する際、前述した本発明の範囲の通りに構成することが好ましい。
【００１７】前記５列の群をなす各スリット２２１、２２２、２２３、２２４、２２５はそれぞれ単一片として形成し、冷却フィン２００の何れか一面を基準として全体的に同一方向に向かって突出させる。これは、フィン・チューブ型の熱交換器の特徴上各冷却フィン間の狭い間隙によって発生する空気流動の深刻な乱流化に起因する急激な圧力損失をできるだけ防止し、これに起因して発生する騒音を防止するためである。すなわち、スリット２２０を構成する突出片２２０ａを冷却フィン２００の両面のうち何れか一面を基準として同一方向に向かって突出させることにより、前記各冷却フィン間を通過する空気の流動を円滑にする。この際、前記各スリットの突出距離は全体的に同一にし、ほぼ各冷却フィン２００の間の間隙の冷却フィンピッチＰ3の１／２になるようにして、各スリット２２０が空気とは円滑に接触するが空気の流動に対しては大きく影響を及ぼさないようにする。
【００１８】また、上記のように構成される各スリット２２０は、全体的に冷却フィン２００の各結合孔２１０に貫通して結合される伝熱管１００の周り方向に沿って空気の流動を案内するように形成する。すなわち、前記スリット２２０の各立状片２２０ｂのなす各々の角度が適正角度になるように形成する。この際、前記各立状片のなす角度は、冷却フィン２００に形成された結合孔２１０の周囲に沿って仮想の円Ｃを形成するに際して各スリットの列のつくる方向に沿って仮想に形成する線と前記仮想の円に接する接線（各スリット２２０の両側端から前記仮想の円の中心へ形成された仮想の線）Ｌとがなす角度θと同一或いは類似に形成する。これにより、空気の通過後、伝熱管１００の後流側に発生可能な空気流動の滞り現象を防止することができる。
【００１９】このような立状片による各スリットの形状は図３の通りである。すなわち、空気の流入の始まる側を基準として第１列、第２列、第４列、第５列をなす各スリット２２１、２２２、２２４、２２５は第３列をなすスリット２２３の位置する方向に行くほど開口部位の漸次縮小する等脚台形状をなし、前記第３列をなすスリット２２３は開口部位の幅が全体的に同一である長方形状をなす。
【００２０】以下、このように構成された本発明の第１実施形態のフィン・チューブ型の熱交換器により室内空気が伝熱管１００の内部を流動する冷媒と熱交換される過程を更に具体的に説明する。まず、伝熱管１００の冷媒流入側より流入された冷媒は前記伝熱管を通過する過程で伝熱管１００並びにこれに接触した状態で積置された各冷却フィン２００にその熱を伝達する。この際、空気はファン（図示せず）の回転により熱交換器の外部から流動し、前記流動する空気は各冷却フィン２００の間を通過し、この過程で前記冷却フィンに形成された各スリット２２０を通過する。これにより各冷却フィン２００及び前記各スリット２２０に伝達された熱は前記各冷却フィンの間を流動する空気と熱交換を行い、これにより低温化された空気は流動を続けた後、室内に吐き出される。これにより、室内の冷房がなされる。
【００２１】一方、前記冷却フィンに形成された各々のスリット２２１、２２２、２２３、２２４、２２５のうち第１列をなすスリット２２１、第２列をなすスリット２２２、第４列をなすスリット２２４、第５列をなすスリット２２５は第３列をなすスリット２２３側に行くほどその長さの短くなる等脚台形状をなしている。この点を顧慮する際、各冷却フィン２００の間を通過する空気は上記通過過程中で混合される。更に、上記過程中で各スリットを通過する空気は前記各スリットの側面になる立状片２２０ｂによってその流動の案内を受けて各伝熱管１００の周りに沿って流れる。これにより、前記空気は前記伝熱管並びに各スリットに伝達された熱と熱交換され、伝熱管１００の後流側で発生可能な滞り部の形成は防止される。すなわち、本発明の構成により圧力損失は大きくなく且つ熱交換性能は向上する。即ち、各スリット２２１、２２２、２２３、２２４、２２５が冷却フィン２００の何れか一面を基準として全体的に同一方向に向かって突出されることにより気流の円滑な流動が可能であり、又上記のように流動する空気の流動方向が各立状片により伝熱管の周りに円滑に誘導されることにより全体的な熱交換性能が向上する。
【００２２】図４は本発明の第２実施形態に係るフィン・チューブ型の熱交換器を示す要部断面図で、図５は図４のIII−III線の断面図で、図６は図５の‘Ｂ’部を拡大して示す状態図である。本発明の第２実施形態では、冷却フィン２００の各段（上部段及び下部段）に多数の群をなして形成される各スリット２２０を各群毎に５列をなすように配置する。そして、冷却フィン２００の面上に形成された各結合孔２１０のうち同一段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその側部に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離Ｐ1は１９ｍｍ〜２０ｍｍになるように配置する。また、冷却フィン２００の面上に形成された各結合孔２１０のうち、互いに異なる段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその下段に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離Ｐ2は１０ｍｍ〜１１ｍｍになるように配置する。
【００２３】この際、前記５列の群をなす各スリット２２０のうち、空気の流動方向を基準として第１列及び第５列に位置するスリットはそれぞれ３つの単位スリット２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２５ａ、２２５ｂ、２２５ｃに分割して構成し、第２列、第３列、及び第４列に位置するスリット２２２、２２３、２２４は一体として単一化して構成する。また、上記のような配列を有する各スリット２２０は冷却フィン２００の何れか一面を基準として全体的に同一方向に向かって突出形成する。この際、前記各スリットの突出距離は全体的に同一にし、ほぼ各冷却フィン２００の間の間隙の冷却フィンピッチＰ3の１／２になるようにして、各スリット２２０が空気とは円滑に接触するが空気の流動に対しては大きく影響を及ぼさないようにする。
【００２４】また、上記のように構成される各スリット２２０は全体的に冷却フィン２００の各結合孔２１０を貫通する伝熱管１００の周り方向に沿って空気の流動を案内するように形成する。このような構成は、円滑な空気の流動を可能にし各スリットを通過する空気の乱流化を円滑にして熱交換性能の向上を誘導するためのものである。これの為に前記スリットを構成する各立状片を所定の角度に傾斜して形成する。この際、前記立状片のなす角度は、冷却フィン２００に形成された結合孔２１０の周囲に沿って仮想の円Ｃを形成するに際して各スリットの列のつくる方向に沿って仮想に形成する線と前記仮想の円に接する接線（各スリット２２０の両側端から前記仮想の円の中心へ形成された仮想の線）Ｌとがなす角度θと同一或いは類似に形成する。
【００２５】この立状片２２０ｂによる各スリットの形状は図６の通りである。すなわち、空気の流入の始まる側を基準として第１列及び第５列に配置された３つの単位スリット２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２５ａ、２２５ｂ、２２５ｃのうち中央側に位置する単位スリット２２１ｂ、２２５ｂは相互間の列側に行くほど開口部位の漸次縮小する等脚台形状をなす。そして、前記単位スリット２２１ｂ、２２５ｂの両端に位置する各単位スリット２２１ａ、２２１ｃ、２２５ａ、２２５ｃは前記中央に位置する単位スリット２２１ｂ、２２５ｂに向かって傾斜した平行四辺形状をなす。また、第２列及び第４列を構成するスリット２２２、２２４は相互間の列側に行くほど開口部位の漸次縮小する等脚台形状をなし、第３列を構成するスリット２２３は全体的に開口部位が同一である長方形状をなす。
【００２６】以下、このように構成された本発明の第２実施形態のフィン・チューブ型の熱交換器により室内空気が伝熱管１００の内部を流動する冷媒と熱交換される過程を更に具体的に説明する。まず、伝熱管１００の冷媒流入側より流入された冷媒は前記伝熱管を通過する過程で伝熱管１００並びにこれに接触した状態で積置された各冷却フィン２００にその熱を伝達する。この際、空気はファン（図示せず）の回転により熱交換器の外部から流動し、前記流動する空気は各冷却フィン２００の間を通過し、この過程で前記冷却フィンの各群をなすスリットのうち第１列に位置するスリットの開口部位を通過する。この際、前記第１列のスリットは３つの単位スリット２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃに分割されているので、これに流入される空気の流速分布は前記各スリットにより案内されて全体的に均一である。又、上記したように各スリットの内部に沿って流動する空気は第２列のスリット２２２、第３列のスリット２２３、及び第４列のスリット２２４を順次通過する過程で伝熱管１００を介して冷却フィン２００に伝達された冷媒の潜熱と熱交換を行う。そして、前記空気は第５列のスリット２２５を通過する過程で拡散され、冷却フィン２００の他段に形成された結合孔側に排出されながら前記結合孔に結合された伝熱管１００の潜熱と再び熱交換する。
【００２７】また、上記過程中には、各冷却フィン２００に形成されたスリット２２０の各突出片２２０ａが気流の流動方向に従って開口された状態で突出形成されているから空気が前記各スリットの開口部位を介して通過する。このように、各々のスリット２２０を通過する空気は前記スリットを構成する立状片２２０ｂによってその流動を案内される。この際、前記各立状片は全体的に伝熱管１００の円周方向に従って傾斜しているので、流動する気流は前記立状片によって流動の案内を受けながら伝熱管１００の周りに沿って流動する。これにより、流動する気流の影響が伝熱管１００の後方側にまで円滑に及ぶようになって従来の伝熱管の後方側に形成される気流の死領域の発生が防止される。更に、前記立状片による気流の流動方向の変更により各スリット２２０を通過する空気が前記各々の立状片２２０ｂにより流動案内される過程で乱流化され、これにより熱伝達率が上昇して一層円滑に熱交換される。上記のような空気の乱流化はその程度が大きくなく、熱交換性能を低下させない程度である。これは、各冷却フィン２００に形成された各スリット２２０が前記冷却フィンの何れか一面を基準として同一方向のみに向かって突出してあって円滑な空気の流動が可能であるからである。
【００２８】しかし、前述した作用にも係わらずに熱交換性能が低下しないことは、本発明に係るフィン・チューブ型の熱交換器の構成において各冷却フィン２００の間の間隙Ｐ3が従来に比べて狭く配置され、更に各冷却フィン２００を貫通する伝熱管と伝熱管との間の距離Ｐ1、Ｐ2が短くなったからである。
【００２９】図７は本発明の第３実施形態に係るフィン・チューブ型の熱交換器を示す要部断面図で、図８は図７のIV−IV線の断面図で、図９は図８の‘Ｃ’部を拡大して示す状態図である。本発明の第３実施形態では、冷却フィン２００の各段（上部段及び下部段）に多数の群をなして形成される各スリット２２０を各群毎に４列をなすように配置する。そして、冷却フィン２００の面上に形成された各結合孔２１０のうち同一段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその側部に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離Ｐ1は１９ｍｍ〜２０ｍｍになるように配置する。また、冷却フィン２００の面上に形成された各結合孔２１０のうち、互いに異なる段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその下段に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離Ｐ2は１０ｍｍ〜１１ｍｍになるように配置する。
【００３０】この際、前記４列の群をなす各スリット２２０は、各列毎にそれぞれ２つの単位スリット２２１ａ、２２１ｂ、２２２ａ、２２２ｂ、２２３ａ、２２３ｂ、２２４ａ、２２４ｂに分割して構成する。このような構成は、円滑な空気の流動を可能にし各スリット２２０を通過する空気の乱流化を円滑にして熱交換性能の向上を誘導するためのものである。また、上記のような配列を有する各スリット２２０は冷却フィン２００の何れか一面を基準として全体的に同一方向に向かって突出形成する。この際、前記各スリットの突出距離は全体的に同一にし、ほぼ各冷却フィン２００の間の間隙の冷却フィンピッチＰ3の１／２になるようにして、各スリット２２０が空気とは円滑に接触するが空気の流動に対しては大きく影響を及ぼさないようにする。
【００３１】また、上記のように構成される各スリット２２０は全体的に冷却フィン２００の各結合孔２１０を貫通する伝熱管１００の周り方向に沿って空気の流動を案内するように形成する。これの為に前記スリット２２０の各立状片２２０ｂを所定の角度に傾斜して形成する。この際、前記立状片のなす角度は、冷却フィン２００に形成された結合孔２１０の周囲に沿って仮想の円Ｃを形成するに際して各スリット２２０の列のつくる方向に沿って仮想に形成する線と前記仮想の円に接する接線（各スリット２２０の両側端から前記仮想の円の中心へ形成された仮想の線）Ｌとがなす角度θと同一或いは類似に形成する。
【００３２】この立状片による各スリットの形状は図９の通りである。すなわち、空気の流入の始まる方向から第２列に位置する各単位スリット２２２ａ、２２２ｂと第３列に位置する各単位スリット２２３ａ、２２３ｂとの間を基準として第１列及び第２列に配置された各単位スリット２２１ａ、２２１ｂ、２２２ａ、２２２ｂは群の中央部位に向かって傾斜した平行四辺形状をなす。また、第３列及び第４列に位置する各単位スリット２２３ａ、２２３ｂ、２２４ａ、２２４ｂはそれぞれ前記第１列及び第３列に位置する各単位スリットと対称する形態の平行四辺形状をなす。
【００３３】以下、このように構成された本発明の第３実施形態のフィン・チューブ型の熱交換器により室内空気が伝熱管１００の内部を流動する冷媒と熱交換される過程を更に具体的に説明する。まず、伝熱管１００の冷媒流入側より流入された冷媒は前記伝熱管を通過する過程で伝熱管１００並びにこれに接触した状態で積置された各冷却フィン２００にその熱を伝達する。この際、空気はファン（図示せず）の回転により熱交換器の外部から流動し、前記流動する空気は各冷却フィン２００の間を通過し、この過程で４列の群をなす各スリット２２０のうち第１列に配置されたスリットの開口部位を通過する。この際、前記第１列のスリットは２つの単位スリット２２１ａ、２２１ｂに分割され、その各々の立状片２２０ｂは流入される空気を中央側に集めることができるように傾斜して形成される。これにより、これを通過する空気は各単位スリット２２１ａ、２２１ｂを通過する過程で各立状片２２０ｂによって流路案内されて中央側に集められるとともに、該流路の合しによって乱流化される。又、上記のように第１列の各単位スリット２２１ａ、２２１ｂを通過した空気は第２列及び第３列の各単位スリット２２２ａ、２２２ｂ、２２３ａ、２２３ｂを順次通過する過程で前記各スリットの各立状片２２０ｂによって流路案内されて全体的に均一な流速分布になる。更に、上記のように流動する空気は第４列に配置された２つの単位スリット２２４ａ、２２４ｂを通過する過程で前記各単位スリットの立状片２２０ｂによって流路案内されて前記群をなすスリット２２０の各両側部位に位置する伝熱管１００の後方側に分散されるとともに継続的な熱交換が行われる。すなわち、前述したように、何れか一群の各スリット２２０を通過する空気は前記各スリットを構成する立状片２２０ｂによってその流れの案内を受けて伝熱管１００の円周方向に沿って流動する。又、前述の作用により流動する気流の影響が伝熱管１００の後方側にまで円滑に及ぶようになって前記伝熱管１００の後方側に形成される気流の死領域の発生が防止される。
【００３４】一方、上記したように、冷却フィン２００に多数の群をなしながら形成された各スリット２２０は前記各群毎にそれぞれ４列の配置をなし、その各々の列は２分割された状態で単位スリットをなし、このように配置された各単位スリットはその各々の形状をなしつつ空気の流動を必要による方向に案内することにより、気流の乱流化の発生による円滑な熱交換性能を得ることができる。又、各冷却フィン２００に形成された各スリット２２０が前記冷却フィンの何れか一面を基準として同一方向のみに向かって突出してあるので、一層円滑な空気の流動が可能である。更に、空気が各冷却フィン２００の間を通過する過程で発生可能な圧力損失が防止される。
【００３５】しかし、前述した作用にも係わらずに熱交換性能が低下しないのは、本発明に係るフィン・チューブ型の熱交換器の構成において各冷却フィン２００の間の間隙Ｐ3が従来に比べて狭く配置され、更に各冷却フィン２００を貫通する伝熱管と伝熱管との間の距離Ｐ1、Ｐ2が短くなったからである。
【００３６】図１０は本発明の第４実施形態に係るフィン・チューブ型の熱交換器を示す要部断面図で、図１１は図１０のＶ−Ｖ線の断面図で、図１２は図１１の‘Ｄ’部を拡大して示す状態図である。本発明の第４実施形態では、冷却フィン２００の各段（上部段及び下部段）に多数の群をなして形成される各スリット２２０を各群毎に４列をなすように配置する。そして、冷却フィン２００の面上に形成された各結合孔２１０のうち同一段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその側部に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離Ｐ1は１９ｍｍ〜２０ｍｍになるように配置する。また、冷却フィン２００の面上に形成された各結合孔２１０のうち、互いに異なる段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその下段に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離Ｐ2は１０ｍｍ〜１１ｍｍになるように配置する。
【００３７】この際、前記４列の群をなす各スリット２２０のうち空気の流入方向を基準として第１列及び第４列に位置するスリットはそれぞれ３つの単位スリット２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２４ａ、２２４ｂ、２２４ｃに分割して構成し、第２列及び第３列に位置するスリット２２２、２２３は一体として単一化して構成する。また、上記のような配列を有する各スリット２２０は冷却フィン２００の何れか一面を基準として全体的に同一方向に向かって突出形成する。この際、前記各スリットの突出距離は全体的に同一にし、ほぼ各冷却フィン２００の間の間隙の冷却フィンピッチＰ3の１／２になるようにして、各スリット２２０が空気とは円滑に接触するが空気の流動に対しては大きく影響を及ぼさないようにする。
【００３８】また、上記のような配列を有する各スリット２２０は全体的に冷却フィン２００の各結合孔２１０を貫通する伝熱管１００の周り方向に沿って空気の流動を案内するように形成する。これの為に前記スリット２２０の各立状片２２０ｂを所定の角度に傾斜して形成する。この際、前記立状片のなす角度は、冷却フィン２００に形成された結合孔２１０の周囲に沿って仮想の円Ｃを形成するに際して各スリットの列のつくる方向に沿って仮想に形成する線と前記仮想の円に接する接線（各スリット２２０の両側端から前記仮想の円の中心へ形成された仮想の線）Ｌとがなす角度θと同一或いは類似に形成する。
【００３９】この立状片２２０ｂによる各スリットの形状は図１２の通りである。すなわち、空気の流動の始まる側を基準として第１列及び第４列に配置される３つの単位スリット２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２４ａ、２２４ｂ、２２４ｃのうち中央側に位置する単位スリット２２１ｂ、２２４ｂは、その正面からみるとき、全体的に第２列又は第３列のスリット２２２、２２３側に行くほど開口部位の漸次縮小する等脚台形状をなす。そして、前記単位スリット２２１ｂ、２２４ｂの両側に位置する各々の単位スリット２２１ａ、２２１ｃ、２２４ａ、２２４ｃは前記中央に位置する各単位スリット２２１ｂ、２２４ｂに向かって傾斜した平行四辺形状をなす。また、第２列及び第３列に配置される各スリット２２２、２２３は相互間の列側に行くほど開口部位の漸次縮小する等脚台形状をなす。
【００４０】以下、このように構成された本発明の第４実施形態のフィン・チューブ型の熱交換器により室内空気が伝熱管１００の内部を流動する冷媒と熱交換される過程を更に具体的に説明する。まず、伝熱管１００の冷媒流入側より流入された冷媒は前記伝熱管を通過する過程で伝熱管１００並びにこれに接触した状態で積置された各冷却フィン２００にその熱を伝達する。この際、空気はファン（図示せず）の回転により熱交換器の外部から流動し、前記流動する空気は各冷却フィン２００の間を通過し、この過程で前記冷却フィンの各群をなすスリットのうち第１列に位置するスリットの開口部位を通過する。この際、前記第１列のスリットは３つの単位スリット２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃに分割してあるので、これに流入される空気の流速分布は前記各スリットの案内を受けて全体的に均一である。又、上記のように各スリットの内部に沿って流動する空気は第２列のスリット２２２、第３列のスリット２２３、及び第４列の各単位スリット２２４ａ、２２４ｂ、２２４ｃを順次通過する過程で伝熱管１００を介して冷却フィン２００に伝達された冷媒の潜熱と熱交換を行う。
【００４１】また、上記過程中には、各冷却フィン２００に形成されたスリット２２０の各突出片２２０ａが気流の流動方向に沿って開口された状態で突出形成されているから空気が前記各スリットの開口部位を介して通過する。このように、各々のスリット２２０を通過する空気は前記スリットを構成する立状片２２０ｂによってその流動を案内される。この際、前記各立状片は全体的に伝熱管１００の円周方向に従って傾斜しているので、前記立状片によって流動の案内を受けながら伝熱管１００の周りに従って流動する。これにより、流動する気流の影響が伝熱管１００の後方側にまで円滑に及ぶようになって従来の伝熱管の後方側に形成される気流の死領域の発生が防止される。また、前記立状片による気流の流動方向の変更により各スリット２２０を通過する空気が前記各々の立状片２２０ｂにより流動案内される過程で乱流化され、これにより熱伝達率が上昇して一層円滑な熱交換が行われる。上記のような空気の乱流化はその程度が大きくなく、熱交換性能を低下させない程度である。これは、各冷却フィン２００に形成された各スリット２２０が前記冷却フィンの何れか一面を基準として同一方向のみに向かって突出してあって円滑な空気の流動が可能であるからである。
【００４２】しかし、前述した作用にも係わらずに熱交換性能が低下しないのは、本発明に係るフィン・チューブ型の熱交換器の構成において各冷却フィン２００の間の間隙Ｐ3が従来に比べて狭く配置され、更に各冷却フィン２００を貫通する伝熱管と伝熱管との間の距離Ｐ1、Ｐ2が短くなったからである。
【００４３】図１３は本発明の第５実施形態によるフィン・チューブ型の熱交換器を示す要部断面図で、図１４は図１３のVI−VI線の断面図で、図１５は図１４の‘Ｅ’部を拡大して示す状態図である。本発明の第５実施形態では、冷却フィン２００の各段（上部段及び下部段）に多数の群をなして形成される各スリット２２０を各群毎に４列をなすように配置する。そして、冷却フィン２００の面上に形成された各結合孔２１０のうち同一段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその側部に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離Ｐ1は１９ｍｍ〜２０ｍｍになるように配置する。また、冷却フィン２００の面上に形成された各結合孔２１０のうち互いに異なる段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその下段に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離Ｐ2は１０ｍｍ〜１１ｍｍになるように配置する。
【００４４】この際、前記４列の群をなす各スリット２２０のうち空気の流入方向を基準として第１列及び第４列に位置するスリットはそれぞれ３つの単位スリット２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２４ａ、２２４ｂ、２２４ｃに分割して構成し、第２列及び第３列に位置するスリットはそれぞれ２つの単位スリット２２２ａ、２２２ｂ、２２３ａ、２２３ｂに分割して構成する。また、上記のような配列を有する各スリット２２０は冷却フィン２００の何れか一面を基準として全体的に同一方向に向かって突出形成する。この際、前記各スリットの突出距離は全体的に同一にし、ほぼ各冷却フィン２００の間の間隙の冷却フィンピッチＰ3の１／２になるようにして、各スリット２２０が空気とは円滑に接触するが空気の流動に対しては大きく影響を及ぼさないようにする。
【００４５】また、上記のように構成される各スリット２２０は全体的に冷却フィン２００の各結合孔２１０を貫通する伝熱管１００の周り方向に沿って空気の流動を案内するように形成する。これの為に前記スリット２２０の各立状片２２０ｂを所定の角度に傾斜して形成する。この際、前記立状片のなす角度は、冷却フィン２００に形成された結合孔２１０の周囲に沿って仮想の円Ｃを形成するに際して各スリットの列のつくる方向に沿って仮想に形成する線と前記仮想の円に接する接線（各スリット２２０の両側端から前記仮想の円の中心へ形成された仮想の線）Ｌとがなす角度θと同一或いは類似に形成する。
【００４６】この立状片２２０ｂによる各スリットの形状は図１５の通りである。すなわち、空気の流動の始まる側を基準として第１列及び第４列に配置される３つの単位スリット２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２４ａ、２２４ｂ、２２４ｃのうちその中央側に位置する単位スリット２２１ｂ、２２４ｂは、第２列に位置するスリット側に行くほど開口部位の漸次縮小する等脚台形状をなす。そして、前記単位スリット２２１ｂ、２２４ｂの両端に位置する各単位スリット２２１ａ、２２１ｃ、２２４ａ、２２４ｃは前記中央に位置する各単位スリット２２１ｂ、２２４ｂに向かって傾斜した平行四辺形状をなす。また、第２列及び第３列に配置される２つの単位スリット２２２ａ、２２２ｂ、２２３ａ、２２３ｂは相互間の中央側に向かって空気の流動の行われる平行四辺形状をなす。
【００４７】以下、このように構成された本発明の第５実施形態のフィン・チューブ型の熱交換器により室内空気が伝熱管１００の内部を流動する冷媒と熱交換される過程を更に具体的に説明する。まず、伝熱管１００の冷媒流入側より流入された冷媒は前記伝熱管を通過する過程で伝熱管１００並びにこれに接触した状態で積置された各冷却フィン２００にその熱を伝達する。この際、空気はファン（図示せず）の回転により熱交換器の外部から流動し、前記流動する空気は各冷却フィン２００の間を通過し、この過程で４列の群をなす各スリットの第１列に位置する各単位スリットの開口部位を通過する。この際、前記第１列のスリットは３つの単位スリット２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃに分割されており、その各々の立状片２２０ｂは流入される空気を中央側に集めることができるように互いに異なる傾斜角をなして形成されている。これにより、これを通過する空気は各単位スリット２２１ａ、２２１ｂ、、２２１ｃを通過する過程で各立状片２２０ｂによって流路の流れの案内を受けて中央側に集まる。これと同時に、前記流路の合しによって乱流化されて熱交換性能が向上する。また、上記のように第１列の各単位スリット２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃを通過した空気は第２列及び第３列の各単位スリット２２２ａ、２２２ｂ、２２３ａ、２２３ｂを順次通過し、かかる過程で前記空気の流動が前記各スリットの各立状片２２０ｂによって流路案内されて流速分布が均一化される。この後、上記のように流動する空気は第４列に配置された３つの単位スリット２２４ａ、２２４ｂ、２２４ｃを通過する過程で前記各単位スリットの立状片２２０ｂによる流路の案内を受けて前記群をなすスリット２２０の各両側部位に位置する伝熱管１００の後方側に向かって分散されることにより継続的な熱交換が行われる。
【００４８】すなわち、前述したように、何れか一群をなす各スリット２２０を通過する空気は前記各スリットを構成する立状片２２０ｂによってその流れの案内を受けて伝熱管１００の円周方向に沿って流動し、これにより一層円滑な熱交換を行うとができる。又、前述した作用により気流の影響が伝熱管１００の後方側にまで円滑に及ぶようになって前記伝熱管１００の後方側に形成される気流の死領域の発生が防止される。また、前記立状片による気流の流動方向の変更により各スリット２２０を通過する空気が前記各々の立状片により流動案内される過程で乱流化され、これにより熱伝達率が上昇して一層円滑な熱交換が行われる。更に、各冷却フィン２００に形成された各スリット２２０が前記冷却フィンの何れか一面を基準として同じ方向のみに向かって突出してあるので、より円滑な空気の流動が可能であり、空気が各冷却フィン２００の間を通過する過程で発生可能な圧力損失が未然に防止される。
【００４９】しかし、前述した作用にも係わらずに熱交換性能が低下しないのは、本発明に係るフィン・チューブ型の熱交換器の構成において各冷却フィン２００の間の間隙Ｐ3が従来に比べて狭く配置され、更に各冷却フィン２００を貫通する伝熱管と伝熱管との間の距離Ｐ1、Ｐ2が短くなったからである。
【００５０】図１６は本発明の第６実施形態に係るフィン・チューブ型の熱交換器を示す要部断面図で、図１７は図１６のVII−VII線の断面図で、図１８は図１７の‘Ｆ’部を拡大して示す状態図である。本発明の第６実施形態では、冷却フィン２００の各段（上部段及び下部段）に多数の群をなして形成される各スリット２２０を各群毎に４列をなすように配置形成する。そして、冷却フィン２００の面上に形成された各結合孔２１０のうち同一段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその側部に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離Ｐ1は１９ｍｍ〜２０ｍｍになるように配置する。また、冷却フィン２００の面上に形成された各結合孔２１０のうち、互いに異なる段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその下段に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離Ｐ2は１０ｍｍ〜１１ｍｍになるように配置する。
【００５１】前記４列の群をなす各スリット２２０のうち空気の流入方向を基準として第１列及び第４列に位置するスリットはそれぞれ２つの単位スリット２２１ａ、２２１ｂ、２２４ａ、２２４ｂに分割して構成し、第２列及び第３列に位置するスリット２２２、２２３は一体として単一化して構成する。このような構成は、円滑な空気の流動を可能にして熱伝達性能の向上を図るとともに空気側の圧力損失を低減するためのものである。また、上記のような配列を有する各スリット２２０は冷却フィン２００の何れか一面を基準として全体的に同一方向に向かって突出形成する。これは各冷却フィン２００間の狭い間隙に起因して発生可能な急激な圧力損失の誘発を防止するためである。すなわち、各々のスリット２２０を構成する突出片２２０ａを冷却フィン２００の両面のうち何れか一面を基準として同一方向に沿って開口された状態になるようにして、前記各冷却フィンの間を通過する空気の流動を円滑にする。この際、前記各スリットの突出距離は全体的に同一にし、ほぼ各冷却フィン２００の間の間隙の冷却フィンピッチＰ3の１／２になるようにして、各スリット２２０が空気とは円滑に接触するが空気の流動に対しては大きく影響を及ぼさないようにする。
【００５２】また、上記のように構成される各スリット２２０は全体的に冷却フィン２００の各結合孔２１０を貫通して結合される伝熱管１００の周り方向に沿って空気の流動を案内するように形成する。すなわち、前記スリット２２０を構成する各立状片２２０ｂのなす角度が適正角度になるように形成する。この際、前記各立状片のなす角度は、冷却フィン２００に形成された結合孔２１０の周囲に沿って仮想の円Ｃを形成するに際して各スリットの列のつくる方向に沿って仮想に形成する線と前記仮想の円に接する接線（各スリット２２０の両側端から前記仮想の円の中心へ形成された仮想の線）Ｌとがなす角度θと同一或いは類似に形成する。これにより、前記立状片の案内を受けて流動する空気の通過後に伝熱管の後流側で発生可能な空気流動の滞り現象を防止することができる。
【００５３】この立状片による各スリットの形状は図１８の通りである。すなわち、空気の流入される側を基準として第１列及び第４列に配置される２つの単位スリット２２１ａ、２２１ｂ、２２４ａ、２２４ｂは相互間の中央側に向かって内向傾斜した平行四辺形状をなし、第２列及び第３列に配置される各スリット２２２、２２３は相互間の列側に行くほど開口部位の漸次縮小する等脚台形状をなす。この際、前記２つの単位スリットの両側面になる立状片２２０ｂのうち各単位スリット２２１ａ、２２１ｂ、２２４ａ、２２４ｂの内側に位置する立状片は、図示したように傾斜角度無しに形成することにより圧力損失の低減を図り、これにより送風騒音が減少するようにする。
【００５４】以下、このように構成された本発明の第６実施形態のフィン・チューブ型の熱交換器により室内空気が伝熱管１００の内部を流動する冷媒と熱交換される過程を更に具体的に説明する。まず、伝熱管１００の冷媒流入側より流入された冷媒は前記伝熱管を通過する過程で伝熱管１００並びにこれに接触した状態で積置された各冷却フィン２００にその熱を伝達する。この際、空気はファン（図示せず）の回転により熱交換器の外部から流動し、前記流動する空気は各冷却フィン２００の間を通過し、この過程で前記冷却フィンに形成された４列の群をなす各スリットの第１列に位置する各単位スリットの開口部位を通過する。この際、前記第１列のスリットは２つの単位スリット２２１ａ、２２１ｂに分割されているので、これに流入される空気の流速分布は前記各スリットの案内を受けて全体的に均一になる。又、上記のように各スリットの内部に沿って流動する空気は第４列に配置された２つの単位スリット２２４ａ、２２４ｂを通過する過程で前記各単位スリットの立状片２２０ｂによる流路の案内を受けて各群をなすスリット２２０の各両側部位に位置する伝熱管１００の後方側に向かって分散されることにより継続的な熱交換が行われる。すなわち、前述したように、何れか一群をなす各スリット２２０を通過する空気は各スリットを構成する立状片２２０ｂによってその流れの案内を受けて伝熱管１００の円周方向に沿って流動し、これにより一層円滑な熱交換を行う。又、前述した作用により気流の影響が伝熱管１００の後方側にまで円滑に及ぶようになって伝熱管１００の後方側に形成される気流の死領域の発生が防止される。
【００５５】一方、上記したように、冷却フィン２００に多数の群をなしながら形成される各スリット２２０が前記各群毎にそれぞれ４列の配置をなすので、より円滑な空気の流動が可能であり、各冷却フィン２００の間への空気流動による圧力損失が防止される。また、各冷却フィン２００に形成された各スリット２２０は前記冷却フィンの何れか一面を基準として同一方向のみに向かって突出されているので、より円滑な空気の流動が可能であり、空気が各冷却フィン２００の間を通過する過程で発生可能な圧力損失が防止される。
【００５６】しかし、前述した作用にも係わらずに熱交換性能が低下しないのは、本発明に係るフィン・チューブ型の熱交換器の構成において各冷却フィン２００間の間隙Ｐ3が従来に比べて狭く配置され、更に各冷却フィン２００を貫通する伝熱管と伝熱管との間の距離Ｐ1、Ｐ2が短くなったからである。
【００５７】図１９は本発明の第７実施形態によるフィン・チューブ型の熱交換器を示す要部断面図で、図２０は図１９のVIII−VIII線の断面図で、図２１は図２０の‘Ｇ’部を拡大して示す状態図である。本発明の第７実施形態では、冷却フィン２００の各段（上部段及び下部段）に多数の群をなして形成される各スリット２２０を各群毎に５列をなすように配置する。そして、前記冷却フィン２００の面上に形成された各結合孔２１０のうち同一段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその側部に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離Ｐ1は１９ｍｍ〜２０ｍｍになるように配置する。また、冷却フィン２００の面上に形成された各結合孔２１０のうち、互いに異なる段に形成された何れか一つの結合孔の中心とその下段に形成された他の一つの結合孔の中心との間の距離Ｐ2は１０ｍｍ〜１１ｍｍになるように配置する。
【００５８】この際、前記５列の群をなす各スリット２２０のうち空気の流動方向を基準として第１列及び第５列に位置するスリットはそれぞれ３つの単位スリット２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２５ａ、２２５ｂ、２２５ｃに分割して構成し、第２列及び第４列に位置するスリットはそれぞれ２つの単位スリット２２２ａ、２２２ｂ、２２４ａ、２２４ｂに分割して構成し、第３列に位置するスリット２２３は一体として単一化して構成する。また、上記のような配列を有する各スリット２２０は冷却フィン２００の何れか一面を基準として全体的に同一方向に向かって突出形成する。この際、前記各スリットの突出距離は全体的に同一にし、ほぼ各冷却フィン２００の間の間隙の冷却フィンピッチＰ3の１／２になるようにして、各スリット２２０が空気とは円滑に接触するが空気の流動に対しては大きく影響を及ぼさないようにする。
【００５９】また、前記スリット２２０を構成する各立状片２２０ｂは冷却フィン２００に形成された結合孔２１０の周囲に沿って仮想の円Ｃを形成するに際して各スリットの列のつくる方向に沿って仮想に形成する線と前記仮想の円に接する接線（各スリットの両側端から前記仮想の円の中心へ形成された仮想の線）Ｌとがなす角度θと同一或いは類似に形成する。
【００６０】この立状片２２０ｂによる各スリットの形状は図２１の通りである。すなわち、空気の流動の始まる側を基準として第１列及び第５列に配置される３つの単位スリット２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２５ａ、２２５ｂ、２２５ｃのうち中央側に位置する単位スリット２２１ｂ、２２５ｂは相互間の列側に行くほど開口部位の漸次縮小する等脚台形状をなす。そして、前記単位スリット２２１ｂ、２２５ｂの両側に位置する各単位スリット２２１ａ、２２１ｃ、２２５ａ、２２５ｃは前記中央に位置する単位スリット２２１ｂ、２２５ｂに向かって傾斜した平行四辺形状をなす。また、第２列及び第４列に配置される２つの単位スリット２２２ａ、２２２ｂ、２２４ａ、２２４ｂは第３列に配置されるスリット２２３の中央側に向かって傾斜した平行四辺形状をなし、第３列に配置されるスリット２２３はその開口部位が全体的に長方形状になるように形成する。
【００６１】以下、このように構成された本発明の第７実施形態のフィン・チューブ型の熱交換器により室内空気が伝熱管１００の内部を流動する冷媒と熱交換される過程を更に具体的に説明する。まず、伝熱管１００の冷媒流入側より流入された冷媒は前記伝熱管を通過する過程で伝熱管１００並びにこれに接触した状態で積置された各冷却フィン２００にその熱を伝達する。この際、空気はファン（図示せず）の回転により熱交換器の外部から流動し、前記流動する空気は各冷却フィン２００の間を通過し、この過程で各冷却フィンの各群をなすスリットのうち第１列に位置する各単位スリットの開口部位を通過する。この際、前記第１列のスリットは３つの単位スリット２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃに分割されているので、これに流入される空気の流速分布は前記各スリットの案内を受けて全体的に均一になる。また、上記のように各スリットの内部に沿って流動する空気は第２列に配置されて２つに分割された各単位スリット２２２ａ、２２２ｂを通過する過程で空気の流速分布が一層均一となり、空気の乱流化がもう一度行われる。続いて第３列に配置されたスリット２２３を通過した後第４列に配置された２つの単位スリット２２４ａ、２２４ｂ及び第５列に配置された３つの単位スリット２２５ａ、２２５ｂ、２２５ｃをそれぞれ通過する過程で再び熱交換を行うとともに、前記各単位スリットの形状的な特徴により冷却フィン２００の他段側に向かって拡散される。前述したような空気流路の集中及び拡散は各スリット２２０を構成する各々の立状片２２０ｂによりその流動の案内を受け、前記立状片による流動の案内により空気の流動が特に伝熱管１００の円周方向に沿って流れるので、一層円滑な熱交換を行うことができる。又、前述した作用により気流の影響が伝熱管１００の後方側にまで円滑に及ぶようになって前記伝熱管の後方側に形成される気流の死領域の発生が防止される。
【００６２】一方、前記本発明の各実施形態による空気の乱流化はその程度が大きくなく、熱交換性能を低下させない程度である。これは、各冷却フィン２００に形成された各スリット２２０が前記冷却フィンの何れか一面を基準として同一方向のみに向かって突出されているからである。
【００６３】しかし、前述した作用にも係わらずに熱交換性能が低下しないのは、本発明に係るフィン・チューブ型の熱交換器の構成において各冷却フィン２００の間の間隙Ｐ3が従来に比べて狭く配置され、更に各冷却フィン２００を貫通する伝熱管と伝熱管との間の距離Ｐ1、Ｐ2が短くなったからである。
【００６４】
【発明の効果】本発明の効果は以下の通りである。まず、本発明は、各伝熱管の列間距離及び段間距離を最適の状態になるよう設計値を調節することにより、圧力損失は減少させ、熱交換性能は従来と同等或いはその以上に上昇させる効果がある。これは、同じ熱伝達性能に対してより低い電力を消費するようになって消費電力の低減を果たすことができる。又、熱交換器の動作に起因して発生する騒音もはやり減少するので、使用者の信頼性を向上させることができる。更に、前述した本発明により熱交換器を製造するための伝熱管の使用量を減少させることができるので、その製造に係る製造コストの低減を図ることができ、熱交換器の小型化を図ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９０００１６６９
【氏名又は名称】エルジー電子株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年１２月７日（２０００．１２．７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７７５１７
【弁理士】
【氏名又は名称】石田 敬 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１９４０８４（Ｐ２００１−１９４０８４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年７月１７日（２００１．７．１７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−３７２２５２（Ｐ２０００−３７２２５２） |
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