JP2012154492A - 熱交換器及び空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】隣り合うフィンの間に溜まるドレン水を速やかに排出できる熱交換器、及びこの熱交換器を有する空気調和機を提案する。
【解決手段】複数のフィン（35）は、隣り合う扁平管（33）の一方から他方に亘る板状に形成されて通風路（38）の側壁をなす複数の伝熱部（37）と、伝熱部（37）の風下側端部に連続的に形成されて通風路（38）の風下側に突出する突出板部（42）とをそれぞれ有し、上下に隣り合う突出板部（42）が、フィン（35）の厚さ方向において互い重なるように構成され、各突出板部（42）には、伝熱部（37）の風下側端部に沿うように延びるリブ（57）がそれぞれ形成される。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数の扁平管と、波形状の複数のフィンとを備えた熱交換器、及びこの熱交換器を備えた空気調和機に関するものである。

従来より、扁平管とフィンとを備えた熱交換器が知られている。例えば、特許文献１に記載された熱交換器では、左右方向に延びる複数の扁平管が互いに所定の間隔をおいて上下に並べられ、板状のフィンが互いに所定の間隔をおいて扁平管の伸長方向に並べられている。また、特許文献２や特許文献３に記載された熱交換器では、左右方向に延びる複数の扁平管が互いに所定の間隔をおいて上下に並べられ、隣り合う扁平管の間にコルゲートフィンが一つずつ設けられている。これらの熱交換器では、フィンと接触しながら流れる空気が、扁平管内を流れる流体と熱交換する。

特開２００３−２６２４８５号公報

ところで、空気調和機の冷媒回路には、冷媒を室外空気と熱交換させる室外熱交換器が設けられる。空気調和機の暖房運転中には、室外熱交換器が蒸発器として機能する。室外熱交換器での冷媒の蒸発温度が０℃を下回ると、空気中の水分が霜（即ち、氷）となって室外熱交換器に付着する。そこで、外気温が低い状態における暖房運転中には、室外熱交換器に付着した霜を融かすための除霜動作が、例えば所定時間が経過する毎に行われる。除霜動作中には、高温の冷媒が室外熱交換器へ供給され、室外熱交換器に付着した霜が冷媒によって暖められて融解する。その結果、室外熱交換器に付着していた霜は、融解してドレン水となって室外熱交換器から排出される。

一方、扁平管が上下に並んだ熱交換器は、空気調和機の室外熱交換器として用いることが可能である。しかし、この熱交換器では、扁平管の平坦な側面が上向きとなっているため、扁平管の上にドレン水が溜まりやすい。このため、このドレン水を複数のフィンの間から十分に排出できないことがある。このようにして、フィンの間にドレン水が残存すると、このドレン水が再び凍結して着霜量が多くなってしまう、という問題が生じる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、隣り合うフィンの間に溜まるドレン水を速やかに排出できる熱交換器、及びこの熱交換器を有する空気調和機を提案することである。

第１の発明は、平坦な側面が対向するように上下に配列され、内部に流体の通路（34）が形成される複数の扁平管（33）と、上下に蛇行する波板状に形成され、隣り合う扁平管（33）の間にそれぞれ配置されて通風路（38）を区画する複数の波板状のフィン（35）とを備えた熱交換器を対象としている。そして、この熱交換器は、上記複数のフィン（35）が、隣り合う扁平管（33）の一方から他方に亘る板状に形成されて上記通風路（38）の側壁をなす複数の伝熱部（37）と、該伝熱部（37）の風下側端部に連続的に形成されて上記通風路（38）の風下側に突出する突出板部（42）とをそれぞれ有し、上下に隣り合う突出板部（42）が、上記フィン（35）の厚さ方向において互い重なるように構成され、上記各突出板部（42）には、上記伝熱部（37）の風下側端部に沿うように延びるリブ（57）がそれぞれ形成されていることを特徴とする。

第１の発明では、上下に配列される各扁平管（33）の間にそれぞれフィン（35）が配置される。フィン（35）は、扁平管（33）の伸長方向に配列される複数の伝熱部（37）を含む波板状のいわゆるコルゲートフィンである。熱交換器（30）では、各伝熱部（37）の間に区画される通風路（38）を流れる空気と、扁平管（33）を流れる流体との間で熱交換が行われる。

ところで、扁平管（33）内を流れる流体の温度が０℃を下回る場合には、空気中の水分が霜となって伝熱部（37）の表面に付着する。この霜を融かす除霜中には、伝熱部（37）の表面において融解した水（ドレン水）が発生する。ここで、本発明では、伝熱部（37）よりも風下側に突出板部（42）を形成し、各突出板部（42）にそれぞれリブ（57）を形成している。このため、伝熱部（37）から風下側へ流れたドレン水は、このリブ（57）の表面に捕集される。リブ（57）に捕集された水は、徐々に肥大化しながら重力によってリブ（57）に沿うように下方へ流れ落ち、突出板部（42）の下端へ至る。本発明では、上下に隣り合う突出板部（42）が、フィン（35）の厚さ方向に重複するように配列されている。このため、突出板部（42）の下端近傍のドレン水は、その下側の突出板部（42）の上端部を伝わり、この突出板部（42）のリブ（57）に沿うように更に下方へ流れ落ちる。

以上のように、複数の伝熱部（37）で発生したドレン水は、上下に配列される複数の突出板部（42）を伝うように、各々の突出板部（42）のリブ（57）に案内されながら下方へ流れ落ちていく。よって、各フィン（35）の間のドレン水が速やかに排出される。

第２の発明は、第１の発明において、上記各突出板部（42）の各リブ（57）は、該突出板部（42）の一方の側面に凸条（57a）を形成し、他方の側面に凹溝（57b）を形成していることを特徴とする。

第２の発明の突出板部（42）では、リブ（57）を形成することで、この突出板部（42）の一方の側面に凸条（57a）が形成され、他方の側面に凹溝（57b）が形成される。よって、突出板部（42）の一方の面では、凸条（57a）の表面にドレン水を補足し、このドレン水を凸条（57a）に沿うように下方へ流すことができる。また、突出板部（42）の他方の面では、凹溝（57b）の内部にドレン水を補足し、このドレン水を凹溝（57b）に沿うように下方へ流すことができる。

第３の発明は、第２の発明において、上記扁平管（33）の伸長方向に隣り合う上記突出板部（42）の各凸条（57a）及び各凹溝（57b）は、それぞれ同じ側の側面に形成されていることを特徴とする。

第３の発明では、隣り合う突出板部（42）において、同じ側の面（例えば第１の側面）に凸条（57a）が形成され、第１の側面と反対側の面（例えば第２の側面）に凹溝（57b）が形成される。これにより、隣り合う突出板部（42）の間では、一方のリブ（57）の凸条（57a）と他方のリブ（57）の凹溝（57b）との間にドレン水が捕集され、このドレン水は凸条（57a）と凹溝（57b）との双方に案内されるように下方へ流れ落ちていく。

第４の発明は、第１乃至第３のいずれか１つの発明において、上記各リブ（57）は、上記各突出板部（42）の上端から下端に亘ってそれぞれ形成されていることを特徴とする。

第４の発明の各突出板部（42）では、各々の上端から下端に亘ってリブ（57）が形成される。このため、あるリブ（57）を下方に流れたドレン水が、そのリブ（57）の下方にリブ（57）へ案内され易くなる。

第５の発明は、空気調和機（10）を対象とし、上記第１乃至第４のいずれか一つの発明の熱交換器（30）が設けられた冷媒回路（20）を備え、上記冷媒回路（20）において冷媒を循環させて冷凍サイクルを行うものである。

第５の発明では、上記第１乃至第４のいずれか一つの発明の熱交換器（30）が冷媒回路（20）に接続される。熱交換器（30）において、冷媒回路（20）を循環する冷媒は、扁平管（33）の通路（34）を流れ、通風路（39）を流れる空気と熱交換する。

本発明によれば、上下に隣り合うフィン（35）の下流側にそれぞれ突出板部（42）を形成し、上下に隣り合う突出板部（42）の一部をフィン（35）の厚さ方向に重複させている。そして、各突出板部（42）には、伝熱部（37）の風下側端部に沿うようにリブ（57）を形成している。このため、熱交換器（30）では、除霜中にドレン水が発生しても、各突出板部（42）のリブ（57）にドレン水を捕集して下方へ流すことができる。しかも、突出板部（42）のリブ（57）を流出したドレン水は、その下側の突出板部（42）に掛け渡された後、下側のリブ（57）に案内されて下方へ流れ落ちていく。その結果、上下に配列される伝熱部（37）で発生した各ドレン水を速やかに排出することができ、除霜に要する時間を短縮できる。

また、このように各突出板部（42）にそれぞれリブ（57）を形成することで、フィン（35）の強度を向上でき、フィン（35）の薄型化を図ることができる。

第２の発明のフィン（35）では、突出板部（42）の一方の面に凸条（57a）を形成し、他方の面に凹溝（57b）を形成するようにリブ（57）を設けている。これにより、凸条（57a）側の表面や、凹溝（57b）の内部にドレン水を補足し、このドレン水を速やかに下方へ流すことができる。

第３の発明では、扁平管（33）の伸長方向に隣接する各突出板部（42）において、凸条（57a）が形成される面と、凹溝（57b）が形成される面とが同じ方向を向いている。このため、各通風路（38）では、凸条（57a）と凹溝（57b）との間の間隔がそれぞれ等しくなる。その結果、熱交換器では、各通風路（38）において空気が偏流するのを抑制でき、熱交換の効率を向上できる。また、このようにすると、例えば隣り合う凸条（57a）同士が対向する構成と比較して、隣り合うリブ（57）の間でのドレン水の流路を十分に確保できる。従って、ドレン水を速やかに下方へ流すことができる。

第４の発明では、突出板部（42）の上端から下端に亘ってリブ（57）を形成することで、隣り合うリブ（57）同士の間でのドレン水の掛け渡しを確実に行うことができる。その結果、ドレン水を更に速やかに下方へ流すことができる。

図１は、実施形態１の熱交換器を備える空気調和機の概略構成を示す冷媒回路図である。 図２は、実施形態１の熱交換器の概略斜視図である。 図３は、実施形態１の熱交換器の正面を示す一部断面図である。 図４は、図３のIV-IV断面の一部を示す熱交換器の断面図である。 図５は、左右に隣り合う突出板部の縦断面図である。 図６は、実施形態１のフィンの斜視図である。 図７は、実施形態２の熱交換器の図４に相当する断面図である。 図８は、図７のVIII-VIII断面の一部を示す熱交換器の断面図である。 図９は、その他の実施形態の第１の例に係る熱交換器の図４相当図である。 図１０は、その他の実施形態の第２の例に係る熱交換器の図４相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。実施形態１の熱交換器（30）は、後述する空気調和機（10）の室外熱交換器（23）を構成している。

−空気調和機−
本実施形態の熱交換器（30）を備えた空気調和機（10）について、図１を参照しながら説明する。

〈空気調和機の構成〉
空気調和機（10）は、室外ユニット（11）及び室内ユニット（12）を備えている。室外ユニット（11）と室内ユニット（12）は、液側連絡配管（13）及びガス側連絡配管（14）を介して互いに接続されている。空気調和機（10）では、室外ユニット（11）、室内ユニット（12）、液側連絡配管（13）、及びガス側連絡配管（14）によって、冷媒回路（20）が形成されている。

冷媒回路（20）には、圧縮機（21）と、四方切換弁（22）と、室外熱交換器（23）と、膨張弁（24）と、室内熱交換器（25）とが設けられている。圧縮機（21）、四方切換弁（22）、室外熱交換器（23）、及び膨張弁（24）は、室外ユニット（11）に収容されている。室外ユニット（11）には、室外熱交換器（23）へ室外空気を供給するための室外ファン（15）が設けられている。一方、室内熱交換器（25）は、室内ユニット（12）に収容されている。室内ユニット（12）には、室内熱交換器（25）へ室内空気を供給するための室内ファン（16）が設けられている。

冷媒回路（20）は、冷媒が充填された閉回路である。冷媒回路（20）において、圧縮機（21）は、その吐出側が四方切換弁（22）の第１のポートに、その吸入側が四方切換弁（22）の第２のポートに、それぞれ接続されている。また、冷媒回路（20）では、四方切換弁（22）の第３のポートから第４のポートへ向かって順に、室外熱交換器（23）と、膨張弁（24）と、室内熱交換器（25）とが配置されている。

圧縮機（21）は、スクロール型またはロータリ型の全密閉型圧縮機（21）である。四方切換弁（22）は、第１のポートが第３のポートと連通し且つ第２のポートが第４のポートと連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートが第４のポートと連通し且つ第２のポートが第３のポートと連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わる。膨張弁（24）は、いわゆる電子膨張弁（24）である。

室外熱交換器（23）は、室外空気を冷媒と熱交換させる。室外熱交換器（23）は、本実施形態の熱交換器（30）によって構成されている。一方、室内熱交換器（25）は、室内空気を冷媒と熱交換させる。室内熱交換器（25）は、円管である伝熱管を備えたいわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器によって構成されている。

〈冷房運転〉
空気調和機（10）は、冷房運転を行う。冷房運転中には、四方切換弁（22）が第１状態に設定される。また、冷房運転中には、室外ファン（15）及び室内ファン（16）が運転される。

冷媒回路（20）では、冷凍サイクルが行われる。具体的に、圧縮機（21）から吐出された冷媒は、四方切換弁（22）を通って室外熱交換器（23）へ流入し、室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（23）から流出した冷媒は、膨張弁（24）を通過する際に膨張してから室内熱交換器（25）へ流入し、室内空気から吸熱して蒸発する。室内熱交換器（25）から流出した冷媒は、四方切換弁（22）を通過後に圧縮機（21）へ吸入されて圧縮される。室内ユニット（12）は、室内熱交換器（25）において冷却された空気を室内へ供給する。

〈暖房運転〉
空気調和機（10）は、暖房運転を行う。暖房運転中には、四方切換弁（22）が第２状態に設定される。また、暖房運転中には、室外ファン（15）及び室内ファン（16）が運転される。

冷媒回路（20）では、冷凍サイクルが行われる。具体的に、圧縮機（21）から吐出された冷媒は、四方切換弁（22）を通って室内熱交換器（25）へ流入し、室内空気へ放熱して凝縮する。室内熱交換器（25）から流出した冷媒は、膨張弁（24）を通過する際に膨張してから室外熱交換器（23）へ流入し、室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（23）から流出した冷媒は、四方切換弁（22）を通過後に圧縮機（21）へ吸入されて圧縮される。室内ユニット（12）は、室内熱交換器（25）において加熱された空気を室内へ供給する。

〈除霜動作〉
上述したように、暖房運転中には、室外熱交換器（23）が蒸発器として機能する。外気温が低い運転条件では、室外熱交換器（23）における冷媒の蒸発温度が０℃を下回る場合があり、この場合には、室外空気中の水分が霜となって室外熱交換器（23）に付着する。そこで、空気調和機（10）は、例えば暖房運転の継続時間が所定値（たとえは数十分）に達する毎に、除霜動作を行う。

除霜動作を開始する際には、四方切換弁（22）が第２状態から第１状態へ切り換わり、室外ファン（15）及び室内ファン（16）が停止する。除霜動作中の冷媒回路（20）では、圧縮機（21）から吐出された高温の冷媒が室外熱交換器（23）へ供給される。室外熱交換器（23）では、その表面に付着した霜が冷媒によって暖められて融解する。室外熱交換器（23）において放熱した冷媒は、膨張弁（24）と室内熱交換器（25）を順に通過し、その後に圧縮機（21）へ吸入されて圧縮される。除霜動作が終了すると、暖房運転が再開される。つまり、四方切換弁（22）が第１状態から第２状態へ切り換わり、室外ファン（15）及び室内ファン（16）の運転が再開される。

−実施形態１の熱交換器−
空気調和機（10）の室外熱交換器（23）を構成する本実施形態の熱交換器（30）について、図２〜６を適宜参照しながら説明する。

〈熱交換器の全体構成〉
図２及び図３に示すように、本実施形態の熱交換器（30）は、一つの第１ヘッダ集合管（31）と、一つの第２ヘッダ集合管（32）と、多数の扁平管（33）と、多数のフィン（35）とを備えている。第１ヘッダ集合管（31）、第２ヘッダ集合管（32）、扁平管（33）、及びフィン（35）は、何れもアルミニウム合金製の部材であって、互いにロウ付けによって接合されている。

第１ヘッダ集合管（31）と第２ヘッダ集合管（32）は、何れも両端が閉塞された細長い中空円筒状に形成されている。図３では、熱交換器（30）の左端に第１ヘッダ集合管（31）が立設され、熱交換器（30）の右端に第２ヘッダ集合管（32）が立設されている。つまり、第１ヘッダ集合管（31）と第２ヘッダ集合管（32）は、それぞれの軸方向が上下方向となる姿勢で設置されている。

図４にも示すように、扁平管（33）は、その断面形状が扁平な長円形あるいは角の丸い矩形となった伝熱管である。熱交換器（30）において、複数の扁平管（33）は、その伸長方向が左右方向となり、且つそれぞれの平坦な側面が互いに向かい合う姿勢で配置されている。また、複数の扁平管（33）は、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。各扁平管（33）は、その一端部が第１ヘッダ集合管（31）に挿入され、その他端部が第２ヘッダ集合管（32）に挿入されている。

図４に示すように、各扁平管（33）には、複数の流体通路（34）が形成されている。各流体通路（34）は、扁平管（33）の伸長方向に延びる通路である。各扁平管（33）において、複数の流体通路（34）は、扁平管（33）の伸長方向と直交する幅方向に一列に並んでいる。各扁平管（33）に形成された複数の流体通路（34）は、それぞれの一端が第１ヘッダ集合管（31）の内部空間に連通し、それぞれの他端が第２ヘッダ集合管（32）の内部空間に連通している。熱交換器（30）へ供給された冷媒は、扁平管（33）の流体通路（34）を流れる間に空気と熱交換する。

フィン（35）は、上下に蛇行するコルゲートフィンであって、上下に隣り合う扁平管（33）の間に配置されている。詳しくは後述するが、フィン（35）には、伝熱部（37）と中間板部（41）とが複数ずつ形成されている。各フィン（35）では、その中間板部（41）がロウ付けによって扁平管（33）に接合される。

〈フィンの構成〉
図６に示すように、フィン（35）は、一定幅の金属板を折り曲げることによって形成されたコルゲートフィンであって、上下に蛇行する波板状となっている。フィン（35）には、扁平管（33）の伸長方向に沿って、伝熱部（37）と中間板部（41）とが交互に形成されている。つまり、フィン（35）には、隣り合う扁平管（33）の間に配置されて扁平管（33）の伸長方向に並ぶ複数の伝熱部（37）が設けられている。また、フィン（35）には、突出板部（42）が形成されている。

伝熱部（37）は、上下に隣り合う扁平管（33）の一方から他方に亘る板状の部分である。伝熱部（37）は、隣り合う扁平管（33）の間にそれぞれ区画される通風路（38）の側壁を構成している。伝熱部（37）では、風上側の端部が前縁（39）となっている。図６では図示を省略するが、伝熱部（37）には、複数のルーバー（50,60）が形成されている。中間板部（41）は、扁平管（33）の平坦な側面に沿った板状の部分であって、左右に隣り合う伝熱部（37）の上端同士または下端同士に連続している。伝熱部（37）と中間板部（41）のなす角度は、概ね直角となっている。

突出板部（42）は、各伝熱部（37）の風下側の端部に連続して形成された板状の部分である。突出板部（42）は、上下に延びる細長い板状に形成され、扁平管（33）よりも風下側に突出している。また、突出板部（42）は、その上端が伝熱部（37）の上端よりも上方に突き出し、その下端が伝熱部（37）の下端よりも下方に突き出ている。図４に示すように、熱交換器（30）では、扁平管（33）を挟んで上下に隣り合うフィン（35）の突出板部（42）が、互いに実質的に接触する。つまり、熱交換器（30）では、上下に隣り合う突出板部（42）の一部（上端部及び下端部）がフィン（35）の厚さ方向において互いに重複している。

図４に示すように、フィン（35）の伝熱部（37）及び突出板部（42）には、複数のルーバー（50,60）が形成されている。各ルーバー（50,60）は、伝熱部（37）及び突出板部（42）を切り起こすことによって形成されている。つまり、各ルーバー（50,60）は、伝熱部（37）及び突出板部（42）に複数のスリット状の切り込みを入れ、隣り合う切り込みの間の部分を捩るように塑性変形させることによって形成されている。

各ルーバー（50,60）の長手方向は、伝熱部（37）の前縁（39）と実質的に平行（即ち、実質的には鉛直方向）となっている。つまり、各ルーバー（50,60）の長手方向は、上下方向となっている。伝熱部（37）では、上下方向に延びる複数のルーバー（50,60）が、風上側から風下側へ向かって並んで形成されている。

伝熱部（37）における風上寄りの領域に形成された七本のルーバーは、風上側ルーバー（50）を構成している。つまり、伝熱部（37）では、最も風上側に形成されたルーバーを含む互いに隣り合った七本のルーバーが、風上側ルーバー（50）を構成している。また、風上側ルーバー（50）が形成された領域に隣接する風下寄りの領域に形成された七本のルーバーは、風下側ルーバー（60）を構成している。

このように、伝熱部（37）には、風上側から風下側へ向かって順に、七本の風上側ルーバー（50）と、七本の風下側ルーバー（60）とが形成されている。なお、上述した各ルーバー（50,60）の数は、単なる一例である。

フィン（35）の伝熱部（37）のうちルーバー（50,60）以外の部分は、切り起こしや凹凸の無い平坦な領域となっている。具体的に、伝熱部（37）では、伝熱部（37）の下端と風上側ルーバー（50）の間の平坦な領域が第１下側平坦部（83）を構成し、伝熱部（37）の下端と風下側ルーバー（60）の間の平坦な領域が第２下側平坦部（84）を構成している。
第１下側平坦部（83）の高さは、風上側から風下側に向かうにつれて徐々に小さくなっている。第１下側平坦部（83）の高さは、第２下側平坦部（84）の高さよりも小さくなっている。

図４及び図５に示すように、各突出板部（42）には、１本の導水用リブ（57）がそれぞれ形成されている。導水用リブ（57）は、突出板部（42）の風下側の端部に沿って上下に延びている。図５に示すように、導水用リブ（57）は、突出板部（42）の一方の面に凸条（57a）を形成し、他方の面に凹溝（57b）を形成している。扁平管（33）の伸長方向に隣り合う各突出板部（42）では、同一の側面にそれぞれ凸条（57a）が形成され、該凸条（57a）が形成される面と反対側の面にそれぞれ凹溝（57b）が形成されている。

同様に、上下に隣り合う各突出板部（42）では、同一の側面にそれぞれ凸条（57a）が形成され、該凸条（57a）が形成される面と反対側の面にそれぞれ凹溝（57b）が形成されている。上下に隣り合う導水用リブ（57）は、鉛直方向において概ね一致するように配置されている。

本実施形態では、導水用リブ（57）の上端が突出板部（42）の上端よりもやや低い位置にあり、導水用リブ（57）の下端は突出板部（42）の下端よりもやや高い位置にある。また、本実施形態では、導水用リブ（57）が、隣り合う突出板部（42）の重なる部位よりもやや風下側に形成されている。

−除霜動作中における霜とドレン水の状態−
上述したように、本実施形態の熱交換器（30）は、空気調和機（10）の室外熱交換器（23）を構成している。空気調和機（10）は暖房運転を行うが、室外熱交換器（23）における冷媒の蒸発温度が０℃を下回る運転状態では、室外空気中の水分が霜となって室外熱交換器（23）に付着する。このため、空気調和機（10）は、室外熱交換器（23）に付着した霜を融かすための除霜動作を行う。除霜動作中には、霜が融解することによってドレン水が生成する。

除霜動作の開始直前には、フィンの伝熱部（37）に多量の霜が付着し、隣り合う伝熱部（37）の間の空間が霜によって殆ど塞がれた状態となる。図４に示す本実施形態の伝熱部（37）では、特に風上側寄りに形成される風上側ルーバー（50）の表面の着霜量が多くなる。しかしながら、風上側ルーバー（50）の下側には、第１下側平坦部（83）に沿って隙間が形成され、この隙間を空気が流れ易くなっている。このため、伝熱部（37）では、風下側ルーバー（60）の下部にも空気中の水分が霜として付着し易くなる。

以上のように、本実施形態の熱交換器（30）では、第１下側平坦部（83）の高さを第２下側平坦部（84）の高さよりも大きくすることで、伝熱部（37）の風上側の領域ばかりに霜が集中して付着することを回避できる。よって、暖房運転中において、霜の局所的な付着に起因して熱交換器（30）の性能が損なわれるまでの時間を長くできる。よって、暖房運転が開始されてから除霜動作が開始するまでの時間が長くなるので、暖房運転の継続時間も長くなる。

除霜動作が開始されると、熱交換器（30）に付着した霜は、冷媒によって暖められて次第に融けてゆく。上述したように、伝熱部（37）では、特に風上側ルーバー（50）の表面の着霜量が多くなるため、この領域で融解する水（ドレン水）の量も多くなる。これに対し、風上側ルーバー（50）の下側の第１下側平坦部（83）は、その高さが第２下側平坦部（84）の高さよりも大きくなっている。このため、風上側ルーバー（50）の下側には、ドレン水を排出するための隙間が十分に確保される。従って、風上側ルーバー（50）に付着した霜が融けることによって生成したドレン水は、第１下側平坦部（83）を伝って速やかに下方へ流れ落ちてゆき、下側の扁平管（33）の上面にまで至る。

このようにしてドレン水を速やかに下方に排出できると、伝熱部（37）の熱が風上側ルーバー（50）の表面に残存する霜に移動し易くなる。よって、本実施形態では、風上側ルーバー（50）の表面の霜の融解に要する時間を短くでき、除霜動作の継続時間も短くなる。

通常、除霜動作の終了直後の熱交換器（30）では、霜は残存していないがドレン水は存在する状態となる。除霜動作中に生成したドレン水は、風下側へ流れていく。この際、本実施形態では、下側平坦部（83,84）の高さが風下側に向かうにつれて小さくなっており、特に最も風下側の第２下側平坦部（84）の高さが小さくなっている。このため、扁平管（33）の上面に溜まったドレン水は、毛管現象によって風下側へ引き込まれてゆく。つまり、除霜動作中には室外ファン（15）が停止しており、扁平管（33）の上面が概ね水平面となっているにも拘わらず、ドレン水が風下側へ移動してゆく。

風上側に移動したドレン水は、突出板部（42）の導水用リブ（57）に至る。このドレン水は、導水用リブ（57）の凸条（57a）の表面、あるいは凹溝（57b）の内部を伝って、重力によって下方へ流れ落ちていく。突出板部（42）を流れ落ちたドレン水は、その下側の突出板部（42）に掛け渡され、この突出板部（42）の導水用リブ（57）に案内されて更に下方へ流れ落ちていく。これにより、ドレン水は、最も下側に位置するフィン（35）まで流れ落ち、その後にドレンパン等の排水経路へ送られる。

−実施形態１の効果−
上記実施形態１によれば、上下に隣り合うフィン（35）の下流側にそれぞれ突出板部（42）を形成し、上下に隣り合う突出板部（42）の一部をフィン（35）の厚さ方向に重複させている。そして、各突出板部（42）には、伝熱部（37）の風下側端部に沿うように導水用リブ（57）を形成している。このため、熱交換器（30）では、除霜中にドレン水が発生しても、各突出板部（42）の導水用リブ（57）にドレン水を捕集して下方へ流すことができる。しかも、突出板部（42）の導水用リブ（57）を流出したドレン水は、その下側の突出板部（42）に掛け渡された後、再度、導水用リブ（57）に案内されて下方へ流れ落ちていく。その結果、上下に配列される伝熱部（37）で発生した各ドレン水を速やかに下側に排出することができ、除霜に要する時間を短縮できる。

また、このように各突出板部（42）にそれぞれ導水用リブ（57）を形成することで、フィン（35）の強度を向上でき、フィン（35）の薄型化を図ることができる。

また、各フィン（35）では、突出板部（42）の一方の面に凸条（57a）を形成し、他方の面に凹溝（57b）を形成するように導水用リブ（57）を設けている。これにより、凸条（57a）側の表面や、凹溝（57b）の内部にドレン水を補足し、このドレン水を速やかに下方へ流すことができる。

更に、扁平管（33）の伸長方向に隣接する各突出板部（42）において、凸条（57a）が形成される面と、凹溝（57b）が形成される面とが同じ方向を向いている（図５を参照）。このため、隣り合う突出板部（42）の間では、凸条（57a）と凹溝（57b）との間にドレン水を案内するための流路を形成できる。その結果、例えば隣り合う凸状（57a）同士の間に流路を形成する構成と比較して、ドレン水を速やかに下方へ流すことができる。また、各通風路（38）では、隣り合う導水用リブ（57）の間に形成されるピッチが概ね均一となるため、各通風路（38）において、空気を均等に流すことができる。その結果、熱交換器（30）の熱交換の効率を十分に得ることができる。

〈実施形態１の変形例〉
上記実施形態の熱交換器（30）の各フィン（35）では、隣り合う突出板部（42）において、凸条（57a）と凹溝（57b）とが互いに同一方向を向いている。しかしながら、隣り合う突出板部（42）において、一対の凸条（57a）が互いに対向し、一対の凹溝（57b）が互いに対向するとともに、向かい合う一対の凸状（57a）と、向かい合う一対の凹溝（57b）とが扁平管（33）の伸長方向において交互に並ぶように導水用リブ（57）を構成してもよい。この構成では、コルゲート状に折り返される前の状態のフィン（35）において、一本の導水用リブ（57）を成形し、その後にフィン（35）を折り返すことで、各突出板部（42）にそれぞれ導水用リブ（57）を形成できる。即ち、この構成では、突出板部（42）毎にそれぞれ導水用リブ（57）を成形する場合と比較して、導水用リブ（57）を簡易に設けることができる。従って、熱交換器（30）の製造時間や製造コストを低減できる。

《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２について説明する。

実施形態２に係る熱交換器（30）は、上記実施形態１とフィン（35）に形成される伝熱促進部の構成が異なるものである。具体的に、実施形態２のフィン（35）には、実施形態１の伝熱促進部であるルーバー（50,60）に代わって、複数のワッフル部（51,52,53）が形成されている。

図７及び図８に示すように、フィン（35）の伝熱部（37）及び突出板部（42）には、複数のワッフル部（51,52,53）が形成されている。ワッフル部（51,52,53）は、通風路（38）側に向かって膨出し、且つ上下に縦長に形成された膨出部を構成している。ワッフル部（51,52,53）は、伝熱部（37）の一部をプレス加工等により塑性変形させることで成形される。各ワッフル部（51,52,53）は、その下端部が上端部よりも風下寄りに位置するように、鉛直方向に対して斜めに傾斜する方向に延びている。

各ワッフル部（51,52,53）は、上下に縦長の一対の台形面（54,54）と、上下に扁平な一対の三角面（55,55）とを有している。一対の台形面（54,54）は、これらの間に稜線をなす山折り部（56）を形成するように通風方向に隣り合っている。一対の三角面（55,55）は、山折り部（56）を挟んで上下に形成されている。

伝熱部（37）では、風上側から風下側に向かって複数のワッフル部（51,52,53）が並んで形成されている。これらのワッフル部（51,52,53）は、伝熱部（37）の風上側に形成される１つの風上側ワッフル部（51）と、伝熱部（37）の風下側に形成される２つの風下側ワッフル部（53,53）と、風上側ワッフル部（51）と風下側ワッフル部（53）との間に形成される１つの中間ワッフル部（52）とで構成されている。

風上側ワッフル部（51）の上端は、風下側ワッフル部（53）の上端よりも低い位置にある。また、中間ワッフル部（52）の上端と風下側ワッフル部（53）の上端とは、概ね同じ高さにある。風上側ワッフル部（51）の上端、中間ワッフル部（52）の上端、及び風下側ワッフル部（53）の上端は、上側の扁平管（33）の平坦面と略平行となっている。

風上側ワッフル部（51）の下端は、風下側ワッフル部（53）の下端よりも高い位置にある。風上側ワッフル部（51）の下端は、風上側よりも風下側の方が低い位置となるように、斜めに傾斜している。中間ワッフル部（52）の下端も、風上側よりも風下側の方が低い位置となるように、斜めに傾斜している。風下側ワッフル部（53）の下端は、扁平管（33）の平坦面と略平行となっている。

フィン（35）には、ワッフル部（51,52,53）よりも下流側に導水用リブ（57）が形成されている。具体的に、導水用リブ（57）は、各突出板部（42）にそれぞれ１本ずつ形成されている。導水用リブ（57）は、突出板部（42）の風下側の端部に沿って上下に延びている。図８に示すように、導水用リブ（57）は、突出板部（42）の一方の面に凸条（57a）を形成し、他方の面に凹溝（57b）を形成している。実施形態１と同様、上下に隣り合う各突出板部（42）、及び扁平管（33）の伸長方向に隣り合う各突出板部（42）では、いずれも同じ側の側面にそれぞれ凸条（57a）が形成されている。また、上下に隣り合う導水用リブ（57）は、鉛直方向において概ね一致するように配置されている。本実施形態では、導水用リブ（57）の上端が突出板部（42）の上端よりもやや低い位置にあり、導水用リブ（57）の下端は突出板部（42）の下端よりもやや高い位置にある。なお、各導水用リブ（57）を突出板部（42）の上端から下端に亘って形成してもよい。

伝熱部（37）の側面のうちワッフル部（51,52,53）や導水用リブ（57）が形成されていない領域は、平坦な面となっている。各ワッフル部（51,52,53）の下端と、該ワッフル部（51,52,53）の下側の扁平管（33）との間には、平坦部（51a,51b,51c）が形成されている。

より詳細に、伝熱部（37）では、風上側ワッフル部（51）の下端と、下側の扁平管（33）との間に第１平坦部（51a）が形成され、中間ワッフル部（52）の下端と、下側の扁平管（33）との間に第２平坦部（52a）が形成され、風下側ワッフル部（53）の下端と、下側の扁平管（33）との間に第３平坦部（53a）が形成されている。伝熱部（37）では、第１平坦部（51a）の高さが風上側から風下側に向かうにつれて小さくなっている。また、伝熱部（37）では、第２平坦部（52a）の高さも、風上側から風下側に向かうにつれて小さくなっている。さらに、伝熱部（37）では、第１平坦部（51a）の高さが第３平坦部（53a）の高さよりも小さくなっている。

−実施形態２の効果−
実施形態２の熱交換器（30）では、伝熱部（37）に複数のワッフル部（51,52,53）を形成することで、伝熱性能を向上できる。このワッフル部（51,52,53）は、ルーバー（50,60）のように切れ目を要しないため、このような切れ目の内部にドレン水が貯まり込んでしまうことも防止できる。加えて、風上側ワッフル部（51）の下側に第１平坦部（51a）を形成することで、風上側ワッフル部（51）の表面で発生したドレン水を速やかに下方へ排出できる。更に、扁平管（33）の上側に溜まったドレン水を、第３平坦部（53a）側の隙間から毛管現象を利用して風下側へ引き込むことができる。更に、各ワッフル部（51,52,53）の表面で発生したドレン水を、各ワッフル部（51,52,53）の傾斜方向に沿うように風下側へ案内できる。

以上のようにして、突出板部（42）に移動したドレン水は、導水用リブ（57）の凸条（57a）の表面や凹溝（57b）の内部に捕集される。このドレン水は、下側の突出板部（42）に掛け渡った後、この突出板部（42）の導水用リブ（57）に沿って更に下方へ流れる。その結果、上下に配列される伝熱部（37）で発生した各ドレン水を速やかに下側に排出することができ、除霜動作に要する時間を短縮できる。

〈その他の実施形態〉
上述した実施形態については、以下のような構成としてもよい。

図９に示すように、上記実施形態１及び２において、導水用リブ（57）を突出板部（42）の上端から下端に亘るように鉛直方向に延ばすようにしてもよい。これにより、図９の例では、導水用リブ（57）に案内されて下方へ流れ落ちたドレン水が、その下方の導水用リブ（57）へ案内され易くなる。つまり、この例では、隣り合う導水用リブ（57）の間でのドレン水の掛け渡しが円滑となる。従って、ドレン水を速やかに下側へ排出することができる。

また、図１０に示すように、隣り合う突出板部（42）の各重複部の間に跨るように、導水用リブ（57）を鉛直方向に延ばすようにしてもよい。この構成では、上下に隣り合う導水用リブ（57）の端部同士が互いに嵌合するように接続する。その結果、隣り合う導水用リブ（57）の間でのドレン水の掛け渡しが一層円滑となるため、ドレン水を更に速やかに下側に排出することができる。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、複数の扁平管と、波形状の複数のフィンとを備えた熱交換器について有用である。

10 空気調和機
30 熱交換器
33 扁平管
34 流体の通路（流体通路）
35 フィン
38 通風路
42 突出板部
57 リブ
57a 凸条
57b 凹溝

Claims (5)

1. 平坦な側面が対向するように上下に配列され、内部に流体の通路（34）が形成される複数の扁平管（33）と、上下に蛇行する波板状に形成され、隣り合う扁平管（33）の間にそれぞれ配置されて通風路（38）を区画する複数の波板状のフィン（35）とを備えた熱交換器であって、
   上記複数のフィン（35）は、隣り合う扁平管（33）の一方から他方に亘る板状に形成されて上記通風路（38）の側壁をなす複数の伝熱部（37）と、該伝熱部（37）の風下側端部に連続的に形成されて上記通風路（38）の風下側に突出する突出板部（42）とをそれぞれ有し、上下に隣り合う突出板部（42）が、上記フィン（35）の厚さ方向において互い重なるように構成され、
   上記各突出板部（42）には、上記伝熱部（37）の風下側端部に沿うように延びるリブ（57）がそれぞれ形成されていることを特徴とする熱交換器。
2. 請求項１において、
   上記各突出板部（42）の各リブ（57）は、該突出板部（42）の一方の側面に凸条（57a）を形成し、他方の側面に凹溝（57b）を形成していることを特徴とする熱交換器。
3. 請求項２において、
   上記扁平管（33）の伸長方向に隣り合う上記突出板部（42）の各凸条（57a）及び各凹溝（57b）は、それぞれ同じ側の側面に形成されていることを特徴とする熱交換器。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、
   上記各リブ（57）は、上記各突出板部（42）の上端から下端に亘ってそれぞれ形成されていることを特徴とする熱交換器。
5. 請求項１乃至４のいずれか一つに記載の熱交換器（30）が設けられた冷媒回路（20）を備え、
   上記冷媒回路（20）において冷媒を循環させて冷凍サイクルを行うことを特徴とする空気調和機。

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