WO2019239520A1 - 熱交換器、熱交換器ユニット、及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

熱交換性能を向上させ、かつ排水性能及び着霜に対する耐力が向上した熱交換器、熱交換器ユニット、及び冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。この発明は、扁平管と、長手方向と該長手方向に直交する幅方向とに延びる板面を有する板状体で形成され、扁平管の管軸に板面が交差するように配置されると共に、互いに間隔を空けて配置された複数のフィンと、を備える。複数のフィンのそれぞれは、板状体に形成され、間隔を保持する第１の間隔保持部を備える。扁平管は、管軸に垂直な断面の長軸を幅方向に対し傾斜角度θに傾斜させて配置され、第１の間隔保持部は、板面に対し交差する方向に延在する立ち上がり面を有し、立ち上がり面は、傾斜角度θと同じ方向に傾斜している。

Description

熱交換器、熱交換器ユニット、及び冷凍サイクル装置

　本発明は、熱交換器、熱交換器を備えた熱交換器ユニット、及び冷凍サイクル装置に関し、特に伝熱管に設置されたフィンの間隔を保持する間隔保持部の構造に関する。

　従来の熱交換器において熱交換性能を向上させるために、断面が扁平多穴形状の伝熱管である扁平管を備えた熱交換器が知られている。このような熱交換器として、扁平管を管軸方向を左右方向に延びる様に配置し、上下方向に所定の間隔をおいて配置した熱交換器がある。このような熱交換器は、板状のフィンを扁平管の管軸方向に並べて配置されており、フィンの間を通過する空気と扁平管内を流れる流体との間で熱交換を行う。

　従来、フィンには、扁平管挿入部の周縁にフィンカラーが設けられている。フィンカラーは、先端を隣合ったフィンに当接させてフィンの間の距離を確保するが、近年扁平管の薄型化に伴い、フィンの扁平管挿入部の幅が狭くなり、扁平管挿入部の周縁に設けられたフィンカラーを所定の寸法まで立ち上げるのが困難になっている。そこで、特許文献１においては、フィンに扁平管挿入部の周縁以外の部分のフィンの一部を折り曲げて形成された間隔保持部が設けられ、隣合うフィンとの間隔が保持されている。フィンは、扁平管が挿入される挿入領域と、挿入領域の風下側に形成された延長領域とを備える。間隔保持部は、挿入領域と、延長領域とに形成され、延長領域の間隔保持部は、挿入領域の間隔保持部の真直後方に形成されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第５１７７３０７号公報

　しかし、特許文献１に示されている熱交換器は、フィンの一部を折り曲げて設けられた間隔保持部が、フィンの間を通過する空気の流れ方向に面を向けて設けられている。そのため、フィンの間の風路の面積が減少し、熱交換器の通風性が悪化するという課題があった。また、間隔保持部の面を空気の流れ方向に沿うように向けた場合、間隔保持部の面に着霜及び着霜の融解水が滞留し、熱交換器の排水性、除霜性が低下するという課題があった。さらに、特許文献１に示されている熱交換器においては、扁平管が断面形状の長手方向を水平にして配置されているため、扁平管上に水が滞留し、排水しにくいという課題があった。

　本発明は、上記のような課題を解決するためのものであり、排水性および通風性の低下を抑制し、着霜が発生した際に風路の閉塞が生じにくい熱交換器、熱交換器ユニット、及び冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。

　本発明に係る熱交換器は、扁平管と、長手方向と該長手方向に直交する幅方向とに延びる板面を有する板状体で形成され、前記扁平管の管軸に前記板面が交差するように配置されると共に、互いに間隔を空けて配置された複数のフィンと、を備え、前記複数のフィンのそれぞれは、前記板状体に形成され、前記間隔を保持する第１の間隔保持部を備え、前記扁平管は、前記管軸に垂直な断面の長軸を前記幅方向に対し傾斜角度θに傾斜させて配置され、前記第１の間隔保持部は、前記板面に対し交差する方向に延在する立ち上がり面を有し、前記立ち上がり面は、前記傾斜角度θと同じ方向に傾斜しているものである。

　本発明に係る熱交換器ユニットは、上記の熱交換器と、前記熱交換器に空気を送る送風機と、を備えるものである。

　本発明に係る冷凍サイクル装置は、上記の熱交換器ユニットを備えたものである。

　本発明によれば、上記構成により、間隔保持部がフィンの間隔を適正に保持できるため、着霜時に風路が閉塞するのが抑制され、除霜時には融解水の排水性も確保される。かつ、間隔保持部は、扁平管と同じ方向に傾斜しているため、扁平管に沿う空気流れの阻害を抑制し、フィン及び扁平管の間の通風性の低下を抑制できる。従って、熱交換器、熱交換器ユニット、及び冷凍サイクル装置は、熱交換性能を維持しつつ耐着霜性及び排水性が向上する。

実施の形態１による熱交換器を示す斜視図である。 実施の形態１に係る熱交換器が適用された冷凍サイクル装置の説明図である。 図１の熱交換器の断面構造の説明図である。 実施の形態１に係る熱交換器のフィンに設けられた間隔保持部の拡大図である。 実施の形態１に係る熱交換器のフィンに形成された間隔保持部の比較例としての間隔保持部の説明図である。 実施の形態１に係る熱交換器のフィンに形成された間隔保持部の変形例である間隔保持部の説明図である。 実施の形態１に係る熱交換器のフィンに形成された間隔保持部の変形例である間隔保持部の説明図である。 実施の形態１に係る熱交換器のフィンの比較例の熱交換器の断面構造の説明図である。 実施の形態１に係る熱交換器の変形例の熱交換器の断面構造の説明図である。 実施の形態１に係る熱交換器の変形例の熱交換器の断面構造の説明図である。 実施の形態１に係る熱交換器の変形例の熱交換器の断面構造の説明図である。 実施の形態１に係る熱交換器を通過する空気の流れの説明図である。 実施の形態２に係る熱交換器の断面構造の説明図である。 実施の形態３に係る熱交換器の断面構造の説明図である。

　以下に、熱交換器、熱交換器ユニット、及び冷凍サイクル装置の実施の形態について説明する。以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。各図において、同一の符号を付した機器等については、同一の又はこれに相当する機器を表すものであって、これは明細書の全文において共通している。また、明細書全文に表れている構成要素の形態は、あくまで例示であって、本発明は明細書内の記載のみに限定されるものではない。特に構成要素の組み合わせは、各実施の形態における組み合わせのみに限定するものではなく、他の実施の形態に記載した構成要素を別の実施の形態に適用することができる。さらに、添字で区別等している複数の同種の機器等について、特に区別したり、特定したりする必要がない場合には、添字を省略して記載する場合がある。また、図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。なお、各図に示されるｘ、ｙ、ｚの各方向は、各図において共通の方向を示している。

　実施の形態１．
　図１は、実施の形態１による熱交換器１００を示す斜視図である。図２は、実施の形態１に係る熱交換器１００が適用された冷凍サイクル装置１の説明図である。図１に示された熱交換器１００は、空気調和装置又は冷蔵庫等の冷凍サイクル装置１に搭載されるものである。実施の形態１においては、空気調和装置の冷凍サイクル装置１を例示している。冷凍サイクル装置１は、圧縮機３、四方弁４、室外熱交換器５、膨張装置６、及び室内熱交換器７を冷媒配管９０により接続し、冷媒回路を構成したものである。冷凍サイクル装置１は、冷媒配管９０内には冷媒が流通し、四方弁４により冷媒の流れを切り換えることにより、暖房運転、冷凍運転、及び除霜運転を切り換えることができる。

　室外機８に搭載された室外熱交換器５及び室内機９に搭載された室内熱交換器７は、近傍に送風機２を備える。室外機８において送風機２は、室外熱交換器５に外気を送り込み、外気と冷媒との間で熱交換を行う。また、室内機９において送風機２は、室内熱交換器７に室内の空気を送り込み、室内の空気と冷媒との間で熱交換を行い、室内の空気の温度を調和する。また、熱交換器１００は、冷凍サイクル装置１において室外機８に搭載された室外熱交換器５及び室内機９に搭載された室内熱交換器７として用いることができ、凝縮器又は蒸発器として機能する。なお、ここでは、熱交換器１００が搭載された室外機８及び室内機９などの機器を、特に熱交換器ユニットと呼ぶ。

　図１に示される熱交換器１００は、２つの熱交換部１０、２０を備える。熱交換部１０、２０は、図１に示されるｘ方向に沿って直列に配置されている。ｘ方向は、熱交換部１０の扁平管３０の並列方向及び扁平管３０の管軸に対し垂直な方向であり、実施の形態１において、熱交換器１００に流入する空気は、ｘ方向に沿って流入する。よって、熱交換部１０、２０は、熱交換器１００の通風方向に沿って直列に配置されており、第１の熱交換部１０が風上側に配置され、第２の熱交換部２０が風下側に配置されている。熱交換部１０の両端にはヘッダ６０、６１が配置されており、ヘッダ６０とヘッダ６１との間を扁平管３０が接続している。熱交換部２０の両端にはヘッダ６０、６２が配置されており、ヘッダ６０とヘッダ６２との間を扁平管３０が接続している。冷媒配管９１からヘッダ６１に流入した冷媒は、熱交換部１０を通過し、ヘッダ６０を経て熱交換部２０に流入し、ヘッダ６２から冷媒配管９２へ流出する。なお、熱交換部１０と熱交換部２０とは、同じ構造であっても良いし、異なる構造であっても良い。

　図３は、図１の熱交換器１００の断面構造の説明図である。図３は、図１の熱交換器１００の熱交換部１０のｙ軸に垂直な断面Ａの一部を横方向から見た図を示している。熱交換部１０は、ｙ方向に管軸を向けた複数の扁平管３０をｚ方向に並列に並べて構成されている。扁平管３０は、内部に冷媒が流通し、熱交換器１００に送り込まれた空気と内部の冷媒との間で熱交換を行う。また、熱交換部１０は、板状体であるフィン４０の板面４８を扁平管３０の管軸に交差させるようにして、フィン４０が扁平管３０に取り付けられて構成されている。フィン４０は、扁平管３０が並列されている方向に長手方向を向けた矩形である。つまり、フィン４０は、ｚ方向に沿って長手方向を向けて延設されている。フィン４０は、ｘ方向の一方の端縁である第１の端縁４１が風上側に位置し、他方の端縁である第２の端縁４２が風下側に位置している。第２の端縁４２には、切り欠き部４４が形成されている。この切り欠き部４４に扁平管３０が嵌合している。なお、フィン４０の幅方向とは、フィン４０の長手方向に対し直交する方向を意味し、フィン４０の幅方向とｘ方向は一致する。また、図３において、扁平管３０が２つ表示されているが、このフィン４０の長手方向に沿って隣合って配置される２つの扁平管３０をそれぞれ第１の扁平管及び第２の扁平管と呼ぶ場合がある。

　扁平管３０は、フィン４０の幅方向に対し断面の長軸を傾斜角度θだけ傾けられており、フィン４０の第１の端縁４１側に位置する第１の端部３１が、第２の端縁４２側に位置する第２の端部３２よりも下方に位置している。フィン４０の第２の端縁４２に設けられた切り欠き部４４も、フィン４０の幅方向に対して傾斜角度θだけ傾いて設けられている。

　フィン４０は扁平管３０の管軸方向に沿って複数配置されている。隣合うフィン４０同士は、所定の隙間を空けて配置されており、フィン４０の間を空気が通過する様に構成されている。隣合うフィン４０同士の間隔を確保するために、フィン４０には第１の間隔保持部５０ａ及び第２の間隔保持部５０ｂが形成されている。以下、第１の間隔保持部５０ａと第２の間隔保持部５０ｂとを総称して、間隔保持部５０と表現する場合がある。間隔保持部５０は、板状体であるフィン４０の一部を折り曲げて形成されており、板面４８に対し交差する方向に立設されている。

　図４は、実施の形態１に係る熱交換器１００のフィン４０に設けられた間隔保持部５０の拡大図である。図４（ａ）は、図３の矢印Ｃ方向から見た図であり、フィン４０の板面４８に平行かつ間隔保持部５０の立ち上がり面５３に平行な方向から見た図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の、Ｂ－Ｂにおける断面の垂直方向から見た間隔保持部５０の構造の説明図である。間隔保持部５０は、隣合うフィン４０に向かって立設されており、先端が隣合うフィン４０の板面４８に当接している。間隔保持部５０の先端は、曲げられており、当接部５２を形成している。実施の形態１において、間隔保持部５０の立ち上がり面５３は、フィン４０の板面４８に対して略垂直に延在している。間隔保持部５０は、フィン４０の一部を板面４８に交差する方向に折り曲げて形成されている。間隔保持部５０のｚ方向逆側には、間隔保持部５０に隣接して開口部５１が形成されている。なお、第１の間隔保持部５０ａに隣接している開口部５１ａを第１の開口部、第２の間隔保持部５０ｂに隣接している開口部５１ｂを第２の開口部と呼ぶ場合がある。また、第１の間隔保持部５０ａの立ち上がり面５３ａを第１の立ち上がり面、第２の間隔保持部５０ｂの立ち上がり面５３ｂを第２の立ち上がり面と呼ぶ場合がある。

　図５は、実施の形態１に係る熱交換器１００のフィン４０に形成された間隔保持部５０の比較例としての間隔保持部１５０ｃの説明図である。図５は、図４（ｂ）と同じ方向から見た図である。比較例の間隔保持部１５０ｃは、フィン１４０の一部を図５のｚ方向逆側に向かって折り曲げて形成されている。つまり、図５のｚ方向逆側を重力方向に合わせて熱交換器１００を設置した場合に、間隔保持部１５０ｃは、フィン１４０の一部を重力方向に折り曲げて形成されている。そして、立ち上がり面１５３ｃは、板面４８に略垂直に形成されている。この場合、間隔保持部１５０ｃの上に開口部１５１ｃが形成されている。間隔保持部１５０ｃに結露水又は霜の融解水が流下してきた場合、立ち上がり面１５３ｃに水が溜まるだけでなく、毛管現象により開口部１５１ｃの縁にも水が付着する。さらに、間隔保持部１５０ｃの下側にも水滴が垂下するように付着するため、間隔保持部１５０ｃ及び開口部１５１ｃは、図５の点線１８０で囲まれる領域に水を保持する。一方、実施の形態１に係る間隔保持部５０及び開口部５１には、図４（ｂ）の点線８０に示されるように、間隔保持部５０の下側に垂下するように水滴が付着するだけであるため、比較例の間隔保持部１５０ｃ及び開口部１５１ｃと比較して保持される水の量が少ない。つまり、比較例の間隔保持部１５０ｃ及び開口部１５１ｃに対し、実施の形態１に係る間隔保持部５０及び開口部５１は、水を保持しにくく、排水性が高い。

　図３に示される様に、実施の形態１においては、間隔保持部５０は、フィン４０の長手方向において、２本の扁平管３０の間に２箇所設けられている。間隔保持部５０は、フィン４０の幅方向に並べて配置されており、フィン４０同士の間隔が安定して確保できるように配置されている。フィン４０の第１の端縁４１側に配置されている第１の間隔保持部５０ａは、上下方向に並べて配置されている扁平管３０の第１の端部３１の下端同士を結んだ第１の仮想線Ｌ１上に位置している。

　第１の間隔保持部５０ａの立ち上がり面５３ａは、フィン４０をｙ方向から見た時、つまり板面４８に垂直な方向から見た時に扁平管３０の傾斜角度θと同じ方向に傾斜しており、傾斜角度α１となっている。傾斜角度θ及び傾斜角度α１は、扁平管３０の管軸に垂直な断面においてｘ軸に対して傾斜している角度であり、言い換えるとフィン４０の幅方向に水平な直線に対して傾斜している角度である。第１の間隔保持部５０ａの立ち上がり面５３ａの傾斜角度α１は、０＜α１≦θとなるように設定されている。

　フィン４０は、扁平管３０が挿入されている切り欠き部４４の間の領域である中間領域４３に第２の間隔保持部５０ｂが形成されている。第２の間隔保持部５０ｂの立ち上がり面５３ｂも、第１の間隔保持部５０ａの立ち上がり面５３ｂと同様に扁平管３０の傾斜方向と同じ方向に傾斜している。第２の間隔保持部５０ｂは、傾斜角度α２となっており、０＜α２≦θとなるように設定されている。傾斜角度α２も、扁平管３０の管軸に垂直な断面においてｘ軸に対して傾斜している角度であり、言い換えるとフィン４０の幅方向に水平な直線に対して傾斜している角度である。

　＜間隔保持部５０の変形例＞
　図６は、実施の形態１に係る熱交換器１００のフィン４０に形成された間隔保持部５０の変形例である間隔保持部１５０ａの説明図である。図６（ａ）は、図４（ａ）に対応し、図６（ｂ）は、図４（ｂ）に対応している。実施の形態１に係る熱交換器１００のフィン４０に設けられた第１の間隔保持部５０ａ、第２の間隔保持部５０ｂは、例えば、図６に示される様な間隔保持部１５０ａのような構造であっても良い。間隔保持部１５０ａは、フィン１４０の板面１４８ａに２つのスリットを入れ、そのスリットの間の部分を板面１４８ａから突出させて形成されている。従って、間隔保持部１５０ａは、板面１４８ａと２箇所で接続されている。図６において、間隔保持部１５０ａの上側に位置する面が、立ち上がり面１５３ａである。立ち上がり面１５３ａは、ｙ方向から見た時に、間隔保持部５０の立ち上がり面５３と同様に熱交換器１００において、扁平管３０と同じ方向に傾斜している。

　図７は、実施の形態１に係る熱交換器１００のフィン４０に形成された間隔保持部５０の変形例である間隔保持部１５０ｂの説明図である。図７（ａ）は、図４（ａ）に対応し、図７（ｂ）は、図４（ｂ）に対応している。間隔保持部１５０ｂは、フィン１４０の板面１４８ｂから矩形に突出させて形成されている。図７において、間隔保持部１５０ｂの上側に位置する面が、立ち上がり面１５３ｂである。立ち上がり面１５３ｂは、ｙ方向から見た時に、間隔保持部５０の立ち上がり面５３と同様に熱交換器１００において、扁平管３０と同じ方向に傾斜している。

　＜熱交換器１００の排水作用について＞
　実施の形態１に係る熱交換器１００の効果について説明する。なお、実施の形態１に係る熱交換器１００における排水性の理解を容易とするため、以下では、熱交換器１００が低温外気条件で蒸発器として運転する時の動作について説明する。その後、比較例の熱交換器１１００の構成について説明し、実施の形態１に係る熱交換器１００の排水作用を説明する。

　図８は、実施の形態１に係る熱交換器１００のフィン４０の比較例の熱交換器１１００の断面構造の説明図である。図８は、図３と同様に扁平管３０の管軸に垂直な断面を示している。比較例の熱交換器１１００に係るフィン１０４０においても、扁平管３０の間の領域に間隔保持部１０５０ａ、１０５０ｂが形成されている。間隔保持部１０５０ａ、１０５０ｂは、フィン１０４０の一部を折り曲げて形成されており、立ち上がり面１０５３ａ、１０５３ｂはフィン１０４０の幅方向に水平に形成されている。また、間隔保持部１０５０ａ、１０５０ｂの下方に隣接して開口部１０５１ａ、１０５１ｂがそれぞれ形成されている。

　冷凍サイクル装置１の運転中において、フィン１０４０は、上方から結露水又は霜の融解水が流下してくる。その際、間隔保持部１０５０ａ、１０５０ｂの立ち上がり面１０５３ａ、１０５３ｂの上にも水が流下してくる。比較例の熱交換器１１００においては、間隔保持部１０５０ａ、１０５０ｂが水平に形成されているため、立ち上がり面１０５３ａ、１０５３ｂ上に水が滞留し、排出されない。そのため、立ち上がり面１０５３ａ、１０５３ｂの上の水が凍結し、それを基点に凍結部が拡がり、風路を閉塞したり、熱交換器１１００の破損の原因となる。

　一方、実施の形態１に係る熱交換器１００においては、第１の間隔保持部５０ａと第２の間隔保持部５０ｂが傾斜しているため、立ち上がり面５３ａ、５３ｂ上の水は重力を受けて速やかに排出され、下方に流下される。このように構成されていることにより、熱交換器１００は、隣合ったフィン４０との間に適正な隙間が確保され、かつ第１の間隔保持部５０ａの立ち上がり面５３の上に流下してきた水が滞留しない。そのため、熱交換器１００は排水性が高く、フィン４０の間の風路の閉塞もなく、熱交換性能が損なわれることがない。

　なお、熱交換器１００の通風抵抗を抑制し、地球温暖化への影響を少なくするため、冷凍サイクル装置１の冷媒充填量を減少させるために、扁平管３０は、短軸を小さくする、即ち薄型化されている。これに伴い、フィン４０の間隔を適正に確保するためのフィンカラーを切り欠き部４４の周縁に設けようとした場合、フィン４０を挿入する切り欠き部４４の幅が狭く、切り欠き部４４の周縁に設けられたフィンカラーを所定の寸法まで立ち上げるのが困難になっている。しかし、実施の形態１に係る熱交換器１００のように、フィン４０に間隔保持部５０を設けることにより、フィン４０同士の間隔が適正に確保することができる。

　＜第１の間隔保持部の変形例＞
　図９は、実施の形態１に係る熱交換器１００の変形例の熱交換器１００ａの断面構造の説明図である。変形例の熱交換器１００ａは、フィン４０の切り欠き部４４が設けられていない第１の端縁４１側の領域に第１の間隔保持部５０ａが配置されている。つまり、フィン４０の第１の端縁４１側に配置されている第１の間隔保持部５０ａは、少なくともｚ方向に並べて配置されている扁平管３０の第１の端部３１同士を結んだ第１の仮想線Ｌ１に重ならないように配置されている。

　変形例の熱交換器１００ａにおいては、第１の間隔保持部５０ａは、例えば第１の仮想線Ｌ１から１ｍｍ以上離して配置されている。このように第１の間隔保持部５０ａが配置されることにより、扁平管３０の上の水が扁平管３０の第１の端部３１から流下したときに、第１の間隔保持部５０ａと扁平管３０の第１の端部３１との間の排水領域ｈに水が流れる。重力方向とフィン４０の長手方向が一致している場合、排水領域ｈに水の流れを阻害するものが配置されていないため、変形例の熱交換器１００ａは、熱交換器１００に対しさらに排水性が高まる。

　図１０は、実施の形態１に係る熱交換器１００の変形例の熱交換器１００ｂの断面構造の説明図である。変形例の熱交換器１００ｂは、第１の間隔保持部５０ａがフィン４０の２つの隣合う切り欠き部４４の間である中間領域４３に配置されている。つまり、フィン４０の第１の端縁４１側に配置されている第１の間隔保持部５０ａは、図１０においてｚ方向に並べて配置されている扁平管３０の第１の端部３１同士を結んだ第１の仮想線Ｌ１に重ならず、かつ中間領域４３に配置されている。

　変形例の熱交換器１００ｂにおいては、フィン４０の切り欠き部４４が設けられていない第１の端縁４１側の領域に第１の間隔保持部５０ａが配置されていないため、図１０の上方からの水の流れを阻害することがない。また、扁平管３０の上面３３に溜まった水が扁平管３０の第１の端部３１から流下したときに、扁平管３０の第１の端部３１よりも第１の端縁４１側に位置する排水領域ｈを水が流れる。重力方向とフィン４０の長手方向、つまり図１０のｚ方向が一致している場合、排水領域ｈに水の流れを阻害するものが配置されていないため、変形例の熱交換器１００ｂは、熱交換器１００に対しさらに排水性が高まる。

　図１１は、実施の形態１に係る熱交換器１００の変形例の熱交換器１００ｃの断面構造の説明図である。変形例の熱交換器１００ｃは、フィン４０を扁平管３０の第２の端部３２よりも風下側に延ばしたものである。フィン４０が風下側に延長されているのに合わせて、切り欠き部４４も風下側に長く形成されており、切り欠き部４４のうち第２の端縁４２側の領域は、何も配置されていない。実施の形態１に係る熱交換器１００は、第２の端縁４２と扁平管３０の第２の端部３２とがｘ方向においてほぼ同じ位置にある。一方、変形例の熱交換器１００ｃは、フィン４０の第２の端縁４２が扁平管３０の第２の端部３２からｘ方向に離れて位置している。そして、第２の間隔保持部５０ｂは、中間領域４３のうち、フィン４０の幅方向において扁平管３０の風下側の端部である第２の端部３２とフィン４０の第２の端縁４２との間の領域に配置されている。第２の間隔保持部５０ｂを扁平管３０よりも下流側に配置することにより、熱交換器１００ｃは、第２の間隔保持部５０ｂが設けられたことによる熱交換性能の低下が抑制される。

　なお、実施の形態１に係る熱交換器１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、フィン４０の中間領域４３に第２の間隔保持部５０ｂが形成されているが、フィン４０同士の間隔が適正に確保できれば、第２の間隔保持部５０ｂが設けられていなくとも良い。また、間隔保持部５０は、扁平管３０の間ごとに全箇所に設けられていなくとも良く、設置箇所は適宜変更することができる。また、必ずしも第１の間隔保持部５０ａと第２の間隔保持部５０ｂとをセットで設ける必要はなく、第１の間隔保持部５０ａ又は第２の間隔保持部５０ｂの何れか一方のみを設ける箇所があっても良い。

　＜熱交換器１００の通風性について＞
　図１２は、実施の形態１に係る熱交換器１００を通過する空気の流れの説明図である。図１２は、熱交換器１００のフィン４０の第１の端縁４１を風上側に向けた状態を示している。熱交換器１００は、第１の間隔保持部５０ａ及び第２の間隔保持部５０ｂが設けられていることにより、フィン４０の間隔が適正に保たれているため、フィン４０及び扁平管３０の間を空気が通過し、扁平管３０内を流動する流体と空気との間で熱交換が行われる。流入する空気の流れに対し扁平管３０が傾斜しているため、熱交換器１００に入った空気は、扁平管３０の上面３３に当たり、流れの向きが変化する。

　熱交換器１００のフィン４０同士の間には、第１の間隔保持部５０ａ及び第２の間隔保持部５０ｂが設けられている。第１の間隔保持部５０ａの立ち上がり面５３ａ及び第２の間隔保持部５０ｂの立ち上がり面５３ｂは、扁平管３０の傾斜角度θと同じ方向に傾斜しているため、空気の流れを阻害しにくい構成になっている。さらに、第１の間隔保持部５０ａの立ち上がり面５３ａの傾斜角度α１は、扁平管３０の傾斜角度θよりも小さくなっており、緩やかに空気の流れ方向を変更するため、通風性を損なうことがない。また、第２の間隔保持部５０ｂの立ち上がり面５３ｂの傾斜角度α２は、扁平管３０の傾斜角度θに近い値に設定されており、隣合った扁平管３０の間の中間領域４３において空気の流れを阻害しない構成になっている。

　また、図９に示される変形例の熱交換器１００ａにおいては、第１の間隔保持部５０ａが扁平管３０よりも風上側に位置しているためより傾斜角度α１を小さくすることにより通風性を損わない構成になる。図１０に示される変形例の熱交換器１００ｂにおいては、第１の間隔保持部５０ａは、中間領域４３に位置しており、扁平管３０の第１の端部３１よりも風下側に位置しているため、傾斜角度α１を扁平管３０の傾斜角度θに近い値に設定すると良い。

　なお、上記においては、熱交換器１００のフィン４０の第１の端縁４１に対し直角方向から空気が流入する状態を説明したが、例えば熱交換器１００を重力方向に対して傾斜させて配置する場合もある。扁平管３０、第１の間隔保持部５０ａ、及び第２の間隔保持部５０ｂのそれぞれの傾斜角度は、熱交換器１００が配置される環境に応じて適宜設定すればよい。

　（実施の形態１の効果）
　実施の形態１に係る熱交換器１００、１００ａ、１００ｂは、第１の間隔保持部５０ａを扁平管３０と同方向に傾斜させているため、フィン４０の上方から流れてくる水が第１の間隔保持部５０ａに滞留するのが抑制される。また、第１の間隔保持部５０ａの立ち上がり面５３ａの傾斜角度α１は、０＜α１≦θの関係になっているため、熱交換器１００、１００ａ、１００ｂに流入する空気の流れを阻害しにくい。従って、熱交換器１００、１００ａ、１００ｂは、熱交換性能を維持しつつ耐着霜性及び排水性が向上する。さらに、扁平管３０の短軸がフィン４０の配列間隔より小さい場合であっても、第１の間隔保持部５０ａによりフィン４０同士の間の隙間も適正に確保することができる。

　実施の形態２．
　実施の形態２に係る熱交換器２００は、実施の形態１に係る熱交換器１００に対し、第１の間隔保持部５０ａの配置を変更したものである。実施の形態２に係る熱交換器２００においては、実施の形態１に対する変更点を中心に説明する。実施の形態２に係る熱交換器２００の各部については、各図面において同一の機能を有するものは実施の形態１の説明で使用した図面と同一の符号を付して表示するものとする。

　図１３は、実施の形態２に係る熱交換器２００の断面構造の説明図である。図１３は、図１の扁平管３０の管軸に垂直な断面を示している。熱交換器２００のフィン２４０には、第１の端縁２４１側に第１の間隔保持部２５０ａが設けられている。第１の間隔保持部２５０ａは、上下方向に並べて配置されている扁平管３０の第１の端部３１同士を結んだ第１の仮想線Ｌ１よりも第１の端縁４１側に位置している。また、扁平管３０の上面３３から扁平管３０の断面形状の長手方向に延ばした仮想線Ｌａと扁平管３０の下面３４から扁平管３０の断面長手方向に延ばした仮想線Ｌｂとの間に、第１の間隔保持部２５０ａが位置している。換言すると、扁平管３０を断面の長手方向に沿った方向に投影した領域に第１の間隔保持部２５０ａが配置されている。

　第１の間隔保持部２５０ａと扁平管３０の第１の端部３１とは、所定の距離をもって位置している。扁平管３０が配置されている部分は、フィン２４０に切り欠き部４４が形成されているため、切り欠き部４４と第１の間隔保持部２５０ａとは離して形成される。また、実施の形態２においては、第１の間隔保持部２５０ａの傾斜角度α１を扁平管３０の傾斜角度θとほぼ同じに設定されているが、これに限定されるものではなく、０＜α１≦θの値をとることができる。

　（実施の形態２の効果）
　実施の形態２に係る熱交換器２００によれば、水が滞留し易い扁平管３０の上面３３の延長線上の近傍に第１の間隔保持部２５０ａが配置されている。そのため、扁平管３０の上面３３の水が第１の端部３１まで来ると毛管現象により第１の間隔保持部２５０ａ側に誘導され、扁平管３０から排水される。また、第１の間隔保持部２５０ａが傾斜角度α１で傾いているため、扁平管３０から誘導された水は、第１の間隔保持部２５０ａの上からも排出され易い。熱交換器２００は、扁平管３０の上面３３及び下面３４の表面の水が第１の間隔保持部２５０ａにより第１の端縁４１側に誘導されやすい。そのため、実施の形態１に係る熱交換器１００、１００ａ、１００ｂと比較して、熱交換器２００は、扁平管３０の上面３３及び下面３４に残留する水がの量が減少しやすいという利点がある。また、第１の間隔保持部２５０ａは、扁平管３０を断面の長手方向に向かって投影した領域に配置されており、フィン２４０の第１の端縁４１側からの空気の流れを扁平管３０の上面３３に流すよう形成されているため、熱交換器２００の通風性を損なうことがない。

　なお、実施の形態２に係る熱交換器２００は、第１の間隔保持部２５０ａ及び開口部２５１ａの少なくとも一方が仮想線Ｌａと仮想線Ｌｂとの間に配置されていれば、扁平管３０の上面３３の水を排出する効果を得ることが出来る。

　実施の形態３．
　実施の形態３に係る熱交換器３００は、実施の形態１に係る熱交換器１００に対し、第２の間隔保持部５０ｂの配置を変更したものである。実施の形態３に係る熱交換器３００においては、実施の形態１に対する変更点を中心に説明する。実施の形態３に係る熱交換器３００の各部については、各図面において同一の機能を有するものは実施の形態１の説明で使用した図面と同一の符号を付して表示するものとする。

　図１４は、実施の形態３に係る熱交換器３００の断面構造の説明図である。図１４は、図１の扁平管３０の管軸に垂直な断面を示している。熱交換器３００のフィン３４０は、扁平管３０が挿入されている切り欠き部４４の間の領域である中間領域３４３に第２の間隔保持部３５０ｂが形成されている。熱交換器３００は、扁平管３０が傾斜しているため、図１２に示される様にフィン３４０の第１の端縁４１側から空気が流れ込むと扁平管３０に沿って空気が通過する。

　第２の間隔保持部３５０ｂは、第１の端縁４１側から見た時に、つまり図１４において熱交換器３００に空気が流れ込む方向から見た時に扁平管３０に遮蔽された領域に配置されている。つまり、フィン３４０の第１の端縁４１側から見て扁平管３０の裏側ある遮蔽領域３４５に第２の間隔保持部３５０ｂが配置されている。更に言うと、２つの切り欠き部４４の間の中間領域３４３のうち、扁平管３０の第１の端部３１の下端からフィン３４０の幅方向に水平に引いた第２の仮想線Ｌ２と、扁平管３０の下面３４との間の領域である遮蔽領域３４５に第２の間隔保持部３５０ｂが配置されている。

　実施の形態３に係る熱交換器３００においては、実施の形態１の熱交換器１００、１００ａ、１００ｂと同様に第１の間隔保持部５０ａが配置されていても良いし、実施の形態２の熱交換器２００と同様に第１の間隔保持部２５０ａが配置されていても良い。又は、熱交換器３００においては、フィン３４０に第２の間隔保持部３５０ｂのみが設けられる構成でも良い。

　（実施の形態３の効果）
　実施の形態３に係る熱交換器３００によれば、遮蔽領域３４５に第２の間隔保持部３５０ｂが配置されているため、通過する空気の流れを阻害することなくフィン３４０同士の確保することができる。扁平管３０の下側の遮蔽領域３４５は、空気の流れの上流側から見ると扁平管３０によって遮蔽された部分であり、空気の流れが澱む領域となる。そのため、フィン３４０の間を通過する空気の流れのうち主な部分は、遮蔽領域３４５から下方の領域を通過するため、第２の間隔保持部３５０ｂはフィン３４０の間を通過する空気の流れに与える影響が少ない。よって、熱交換器３００は、通風性を確保しつつフィン３４０同士の間隔を精度良く保つことができる。また、第２の間隔保持部３５０ｂは、実施の形態１及び実施の形態２と同様に扁平管３０と同じ方向に傾斜しているため、排水性も高い。なお、実施の形態３においては、第２の間隔保持部３５０ｂの傾斜角度α２は、扁平管３０の傾斜角度θよりも大きく設定することもできる。図１４に示されるように、フィン３４０の長手方向に対し垂直方向に空気が流入する場合は、第２の間隔保持部３５０ｂが配置される遮蔽領域３４５は、空気の流れが澱む領域であるため、熱交換器３００の通風性に対し影響が少ないためである。

　１　冷凍サイクル装置、２　送風機、３　圧縮機、４　四方弁、５　室外熱交換器、６　膨張装置、７　室内熱交換器、８　室外機、９　室内機、１０　（第１の）熱交換部、２０　（第２の）熱交換部、３０　扁平管、３１　第１の端部、３２　第２の端部、３３　上面、３４　下面、４０　フィン、４１　第１の端縁、４２　第２の端縁、４３　中間領域、４４　切り欠き部、４８　板面、５０　間隔保持部、５０ａ　第１の間隔保持部、５０ｂ　第２の間隔保持部、５１　開口部、５２　当接部、５３　立ち上がり面、５３ａ　立ち上がり面、５３ｂ　立ち上がり面、６０　ヘッダ、６１　ヘッダ、６２　ヘッダ、９０　冷媒配管、９１　冷媒配管、９２　冷媒配管、１００　熱交換器、１００ａ　熱交換器、１００ｂ　熱交換器、１００ｃ　熱交換器、１４０　フィン、１４８ａ　板面、１４８ｂ　板面、１５０　間隔保持部、１５０ａ　間隔保持部、１５０ｂ　間隔保持部、１５１　開口部、１５３　立ち上がり面、１５３ａ　立ち上がり面、１５３ｂ　立ち上がり面、１８０　点線、２００　熱交換器、２４０　フィン、２４１　第１の端縁、２５０ａ　第１の間隔保持部、２５１ａ　開口部、３００　熱交換器、３４０　フィン、３４３　中間領域、３４５　遮蔽領域、３５０ｂ　第２の間隔保持部、１０４０　フィン、１０５０ａ　間隔保持部、１０５０ｂ　間隔保持部、１０５１ａ　開口部、１０５１ｂ　開口部、１０５３ａ　立ち上がり面、１０５３ｂ　立ち上がり面、１１００　熱交換器、Ｃ　矢印、Ｌ１　仮想線、Ｌ２　仮想線、Ｌ３　仮想線、Ｌａ　仮想線、Ｌｂ　仮想線、ｈ　排水領域、α１　傾斜角度、α２　傾斜角度、θ　傾斜角度。

Claims (17)

1. 　扁平管と、
   　長手方向と該長手方向に直交する幅方向とに延びる板面を有する板状体で形成され、前記扁平管の管軸に前記板面が交差するように配置されると共に、互いに間隔を空けて配置された複数のフィンと、を備え、
   　前記複数のフィンのそれぞれは、
   　前記板状体に形成され、前記間隔を保持する第１の間隔保持部を備え、
   　前記扁平管は、
   　前記管軸に垂直な断面の長軸を前記幅方向に対し傾斜角度θに傾斜させて配置され、
   　前記第１の間隔保持部は、
   　前記板面に対し交差する方向に延在する立ち上がり面を有し、
   　前記立ち上がり面は、
   　前記傾斜角度θと同じ方向に傾斜している、熱交換器。
2. 　前記複数のフィンは、
   　前記幅方向の一方の端縁である第１の端縁と、
   　前記幅方向の他方の端縁である第２の端縁と、を有し、
   　前記第２の端縁に切り欠き部が形成され、
   　前記扁平管は、
   　前記切り欠き部に挿入され、
   　前記幅方向において前記第１の端縁側に位置する前記扁平管の第１の端部が、前記第２の端縁側に位置する前記扁平管の第２の端部よりも下方に位置する、請求項１に記載の熱交換器。
3. 　前記扁平管は、
   　前記複数のフィンのそれぞれの前記長手方向において隣合って配置される第１の扁平管及び第２の扁平管の何れかであり、
   　前記複数のフィンは、
   　前記第１の扁平管が挿入される前記切り欠き部と前記第２の扁平管が挿入される前記切り欠き部との間に形成された中間領域を有し、
   　前記第１の間隔保持部は、
   　前記中間領域よりも前記第１の端縁側に配置される、請求項２に記載の熱交換器。
4. 　前記複数のフィンは、
   　前記第１の間隔保持部を立設することにより前記板面に形成される第１の開口部を備え、
   　前記第１の開口部は、
   　前記第１の間隔保持部の下方に位置する、請求項３に記載の熱交換器。
5. 　前記第１の間隔保持部及び前記第１の開口部の少なくとも一方は、
   　前記扁平管を前記長軸の沿った方向に投影した領域内に配置される、請求項４に記載の熱交換器。
6. 　前記扁平管は、
   　前記複数のフィンのそれぞれの前記長手方向において隣合って配置される第１の扁平管及び第２の扁平管の何れかであり、
   　前記複数のフィンは、
   　前記第１の扁平管が挿入される前記切り欠き部と前記第２の扁平管が挿入される前記切り欠き部との間に中間領域が形成され、
   　前記第１の間隔保持部は、
   　前記中間領域に配置される、請求項２に記載の熱交換器。
7. 　前記第１の間隔保持部は、
   　前記第１の扁平管及び前記第２の扁平管のそれぞれの前記第１の端縁側に位置する第１の端部を繋いだ第１の仮想線上に配置される、請求項６に記載の熱交換器。
8. 　前記第１の間隔保持部は、
   　前記扁平管の端部のうち、前記第１の端縁側に位置する第１の端部から前記幅方向に延ばした第２の仮想線よりも前記扁平管側に配置される、請求項７に記載の熱交換器。
9. 　前記複数のフィンは、
   　前記第１の間隔保持部を立設することにより前記板面に形成される第１の開口部を備え、
   　前記第１の開口部は、
   　前記第１の間隔保持部の下方に位置する、請求項６～８の何れか１項に記載の熱交換器。
10. 　前記第１の間隔保持部の前記立ち上がり面の傾斜角度αは、
    　前記扁平管の前記傾斜角度θ以下である、請求項１～９の何れか１項に記載の熱交換器。
11. 　前記第１の間隔保持部の前記立ち上がり面の傾斜角度αは、
    　前記扁平管の前記傾斜角度θよりも大きい、請求項９に記載の熱交換器。
12. 　前記複数のフィンは、
    　前記第１の間隔保持部よりも前記第２の端縁側に位置し、前記間隔を保持する第２の間隔保持部を更に備え、
    　前記第２の間隔保持部は、
    　前記板面に対し交差して延在する第２の立ち上がり面を有し、
    　前記第２の立ち上がり面は、
    　前記扁平管の前記傾斜角度θと同方向に傾斜して配置される、請求項３～７の何れか１項に記載の熱交換器。
13. 　前記第２の間隔保持部は、
    　前記中間領域に配置される、請求項１２に記載の熱交換器。
14. 　前記第２の間隔保持部は、
    　前記第１の扁平管及び前記第２の扁平管のそれぞれの前記第１の端縁側に位置する第１の端部から前記フィンの前記幅方向に延ばした第２の仮想線よりも前記扁平管側に配置される、請求項１２に記載の熱交換器。
15. 　前記第２の間隔保持部を立設することにより前記板面に形成される第２の開口部は、
    　前記第２の間隔保持部の下方に位置する、請求項１２～１４の何れか１項に記載の熱交換器。
16. 　請求項１～１５の何れか１項に記載の熱交換器と、
    　前記熱交換器に空気を送る送風機と、を備える、熱交換器ユニット。
17. 　請求項１６に記載の熱交換器ユニットを備えた冷凍サイクル装置。

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