CN103649667B - 室外换热器及车辆用空调装置 - Google Patents

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Abstract

配置在具有沿着第一方向延伸的剖面形状的扁平管(5)之间的波纹翅片(6)包含多个板部(6A)及多个折回部(6B)。在各板部(6A)处沿着第一方向实质连续地形成有通过切开而相对于第一方向倾斜的多个天窗(7)。另外，各板部(6A)具有从折回部(6B)与扁平管(5)接合的接合区域(8)在第一方向上向上风侧伸出的延长部(60)。天窗(7)中最靠上风侧的最前列天窗(7a)全部配置在延长部(60)内。各板部(6A)在比最前列天窗(7a)靠上风侧的位置具有前端平面部(61)。前端平面部(61)的面积超过延长部(60)的面积的一半。

Description

室外换热器及车辆用空调装置
技术领域
本发明涉及室外换热器及使用了该室外换热器的车辆用空调装置。
背景技术
一直以来，例如在具备汽油发动机的机动车中，开放冷气时使用热泵，另一方面，开放暖气时利用了发动机的废热。近年来，发动机的废热量较少的混合动力车及无法利用发动机的废热的电动机动车普及，与之相应地开发出一种车辆用空调装置，该车辆用空调装置不仅在开放冷气时使用热泵，在开放暖气时也使用热泵。
例如在专利文献1中，公开有在热泵式的车辆用空调装置中使用的、在暖气运转时作为蒸发器而发挥功能的室外换热器。在该室外换热器中，如图17A及图17B所示，以彼此对置的方式排列扁平管110，使室外空气在上述扁平管之间沿着一方向流动。另外，在扁平管110之间配置有波纹翅片120。
波纹翅片120包含沿着扁平管110的延伸方向排列的多个板部121及与扁平管110接合的多个折回部122。各板部121比扁平管110向上风侧伸出。另外，在各板部121处，在由扁平管110夹持的区域通过切开形成有多个天窗130。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6-221787号公报
发明概要
发明要解决的课题
由于在暖气运转时，霜容易附着在板部121的上风侧的端部，因此，若如图17A所示使板部121向比扁平管110靠上风侧伸出，则能够抑制霜向该板部121的端部进行附着。
然而，在专利文献1的室外换热器中，热量从板部121的上风侧的端部向扁平管110活跃移动，依然有可能使霜集中附着在板部121的上风侧的端部。
发明内容
本发明鉴于上述情况，其目的在于，在室外换热器中，在暖气运转时抑制霜的附着。另外，本发明的目的还在于，提供使用该室外换热器的车辆用空调装置。
解决方案
即，本公开提供一种室外换热器，其中，
所述室外换热器具备：
扁平管，其具有沿着第一方向拉长的剖面形状，以彼此对置的方式排列在与所述第一方向正交的第二方向上，室外空气在这些扁平管之间从所述第一方向的一方侧朝向另一方侧流动，所述扁平管在内部流动有制冷剂；及
波纹翅片，其配置在相邻的所述扁平管之间，包含在与所述第一方向及所述第二方向正交的第三方向上排列的多个板部、及与相邻的所述扁平管择一接合的多个折回部，
在所述多个板部的各个板部上，沿着所述第一方向实质连续地形成有通过切开而相对于所述第一方向倾斜的多个天窗，
所述多个板部各自具有从所述多个折回部与所述扁平管接合的接合区域在所述第一方向上向上风侧伸出的延长部，
所述多个天窗中最靠上风侧的最前列天窗全部配置在所述延长部内，
所述多个板部各自在比所述最前列天窗靠上风侧的位置具有前端平面部作为所述延长部的一部分，
所述前端平面部的面积超过所述延长部的面积的一半。
另外，本公开提供一种车辆用空调装置，所述车辆用空调装置具备：制冷剂回路，其包含压缩制冷剂的压缩机、在向车厢内输送的空气与制冷剂之间进行换热的室内换热器、使制冷剂膨胀的膨胀机构、及上述室外换热器；及切换机构，其基于暖气运转与冷气运转来切换在所述制冷剂回路中流动的制冷剂的流动方向。
发明效果
根据上述结构，将天窗全部配置在从接合区域伸出的板部的延长部内，因此能够适当地抑制从板部的上风侧的端部向接合区域的热移动。另外，前端平面部形成得比最前列天窗长，因此能够抑制前端平面部处的换热。由此，在暖气运转时能够抑制霜向板部的上风侧的端部进行附着这一情况。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的室外换热器的示意性的主视剖视图。
图2是使用了图1所示的室外换热器的车辆用空调装置的结构图。
图3A是放大了图1所示的室外换热器的主要部分的俯视剖视图。
图3B是沿着图3A的IIIB-IIIB线的侧剖视图。
图4是放大了图1所示的室外换热器的主要部分的主视图。
图5是表示干燥条件下的模拟结果的图表，是表示关于模型1、3、5在改变风速时的室外空气压力损失与单位风路截面面积的换热量之间的关系的图表。
图6是表示干燥条件下的模拟结果的图表，是表示模型1、2、4、5的室外空气压力损失与模型3的室外空气压力损失之比和风速之间的关系的图表。
图7A是表示结霜条件下的模拟结果的图表，是表示关于模型1、4、5结霜所引起的风路堵塞率的经时性变化的图表。
图7B是表示结霜条件下的模拟结果的图表，是表示关于模型1、4、5室外空气压力损失的经时性变化的图表。
图8是表示关于模型3、5除霜后的余水率的经时性变化的图表。
图9A是表示干燥条件下的模拟结果的图表，是表示模型7～10的室外空气压力损失与模型6的室外空气压力损失之比和天窗的倾斜角度之间的关系的图表。
图9B是表示干燥条件下的模拟结果的图表，是表示模型7～10的单位风路截面面积的换热量与模型6的单位风路截面面积的换热量之比和天窗的倾斜角度之间的关系的图表。
图10A是表示结霜条件下的模拟结果的图表，是表示关于模型6～10结霜所引起的风路堵塞率的经时性变化的图表。
图10B是表示结霜条件下的模拟结果的图表，是表示关于模型6～10室外空气压力损失的经时性变化的图表。
图11是表示干燥条件下的模拟结果的图表，是表示模型12～15的单位风路截面面积的换热量及室外空气压力损失与模型11的单位风路截面面积的换热量及室外空气压力损失之比、和延长部的长度之间的关系的图表。
图12A是表示结霜条件下的模拟结果的图表，是表示关于模型11、13、15结霜所引起的风路堵塞率的经时性变化的图表。
图12B是表示结霜条件下的模拟结果的图表，是表示关于模型11、13、15室外空气压力损失的经时性变化的图表。
图13是表示波纹翅片的制造工序的图。
图14是表示天窗的其他图案的图。
图15是变形例的车辆用空调装置的结构图。
图16是其他变形例的车辆用空调装置的结构图。
图17A是放大了在车辆用空调装置中使用的现有的室外换热器的主要部分的俯视剖视图。
图17B是沿着图17A的A-A线的侧剖视图。
具体实施方式
本公开的第一技术方案提供一种室外换热器，其中，
所述室外换热器具备：
扁平管，其具有沿着第一方向拉长的剖面形状，以彼此对置的方式排列在与所述第一方向正交的第二方向上，室外空气在这些扁平管之间从所述第一方向的一方侧朝向另一方侧流动，所述扁平管在内部流动有制冷剂；及
波纹翅片，其配置在相邻的所述扁平管之间，包含在与所述第一方向及所述第二方向正交的第三方向上排列的多个板部、及与相邻的所述扁平管择一接合的多个折回部，
在所述多个板部的各个板部上，沿着所述第一方向实质连续地形成有通过切开而相对于所述第一方向倾斜的多个天窗，
所述多个板部各自具有从所述多个折回部与所述扁平管接合的接合区域在所述第一方向上向上风侧伸出的延长部，
所述多个天窗中最靠上风侧的最前列天窗全部配置在所述延长部内，
所述多个板部各自在比所述最前列天窗靠上风侧的位置具有前端平面部作为所述延长部的一部分，
所述前端平面部的面积超过所述延长部的面积的一半。
第二技术方案在第一技术方案的基础上，提供一种室外换热器，所述最前列天窗以与所述前端平面部形成棱线的方式与所述前端平面部相连。根据这样的构造，在最前列天窗的上风侧的端部与前端平面部之间没有形成开口，因此不会使该开口结霜并被闭塞。
第三技术方案在第一技术方案的基础上，提供一种室外换热器，所述多个天窗的倾斜角度为15度以上25度以下。根据这样的构造，能够减小结霜所导致的室外空气的压力损失，并且在冷气运转时提高换热效率。
第四技术方案在第一技术方案的基础上，提供一种室外换热器，所述多个折回部各自形成为中央成为平面的形状，以便与所述扁平管进行面接触。根据这样的构造，在除霜时能够抑制水滞留在折回部的内侧。
第五技术方案在第一技术方案～第四技术方案中任一者的基础上，提供一种室外换热器，所述多个板部各自在比所述多个天窗中最靠下风侧的最后列天窗靠下风侧的位置具有后端平面部，在所述第一方向上，所述后端平面部的长度比所述前端平面部的长度长。根据这样的构造，由于后端平面部较长，因此能够改善余水率。
第六技术方案在第一技术方案～第五技术方案中任一者的基础上，提供一种室外换热器，所述多个天窗构成如下两个天窗组，其一是由包含所述最前列天窗在内的彼此平行的天窗构成的上风侧天窗组，其二是由相对于所述第一方向而向与所述最前列天窗的相反方向倾斜的天窗构成的下风侧天窗组，当从所述第二方向观察时，所述上风侧天窗组与所述下风侧天窗组呈线对称。根据这样的构造，能够均衡地配置上风侧天窗组与下风侧天窗组。
第七技术方案在第一技术方案～第六技术方案中任一者的基础上，提供一种室外换热器，所述室外换热器还具备一对集管，该一对集管连接有所述扁平管的两端，且沿着所述第二方向延伸，所述第一方向及所述第二方向为水平方向，所述第三方向为竖直方向。根据这样的构造，室外换热器的构造变得简单，并且除霜后的排水变得容易。
第八技术方案在第七技术方案的基础上，提供一种室外换热器，在所述一对集管各自的内部设有一个或多个分隔板，该分隔板将所述扁平管划分成制冷剂的流动方向交替相反的多个管组，所述波纹翅片配置在构成所述多个管组中至少在暖气运转时供制冷剂最初流动的蒸发上游管组的扁平管之间。根据这样的构造，在暖气运转时蒸发上游管组的温度变得最低。因此，即使仅将具备第一技术方案的特征的波纹翅片配置在构成蒸发上游管组的扁平管间也可获得上述的效果。
第九技术方案在第一技术方案～第八技术方案中任一者的基础上，提供一种室外换热器，所述最前列天窗全部配置在所述第一方向上的比所述延长部的中央位置靠下风侧的位置。根据这样的构造，适当地确保从接合区域到板部的上风侧的端部之间的距离。因而，能够适当地抑制从板部的上风侧的端部向接合区域的热移动。
第十技术方案在第一技术方案～第九技术方案中任一者的基础上，提供一种室外换热器，与所述最前列天窗邻接的所述天窗的一部分配置在所述第一方向上的所述延长部的后端位置。根据这样的构造，能够将最前列天窗全部可靠地配置在延长部。
第十一技术方案在第一技术方案～第十技术方案中任一者的基础上，提供一种室外换热器，所述多个天窗的在所述第二方向上的长度彼此相同。根据这样的构造，天窗的形成变得容易。
第十二技术方案在第一技术方案～第十一技术方案中任一者的基础上，提供一种室外换热器，所述延长部的长度在所述第一方向上为1.5mm以上3.5mm以下。
在现有结构中，在暖气运转时，霜容易附着在板部121的上风侧的端部，因此如图17A所示若将板部121比扁平管110向上风侧伸出，则能够抑制霜向该端部进行附着这一情况。然而，在冷气运转时，室外换热器作为冷凝器而发挥功能，因此当板部121比扁平管110伸出时，作为换热器整体的单位体积的换热效率降低。相反，从冷气运转时的换热效率的观点出发，减小板部121从扁平管110的伸出量是有效的，但在这样的结构下，在暖气运转时，霜容易附着在板部121的上风侧的端部。这样，难以兼顾在暖气运转时抑制霜的附着及在冷气运转时获得良好的换热效率。
第十二技术方案是鉴于上述情况，其目的在于，在热泵式的车辆用空调装置所使用的室外换热器中，能够兼顾在暖气运转时抑制霜的附着及在冷气运转时获得良好的换热效率。
然而，在专利文献1中记载有板部从扁平管伸出的长度为2～5mm左右。然而，由于扁平管的两端带有圆度，因此该带有圆度的部分无助于从扁平管向波纹翅片的热传递。即，谋求板部从折回部与扁平管相接触的区域伸出，未必需要从扁平管伸出。第十二技术方案是基于这样的观点而完成的。
根据第十二技术方案，由于将从接合区域伸出的板部的延长部的长度抑制得较短，能够在冷气运转时获得良好的换热效率。另外，在该延长部内配置有天窗，因此能够减少从接合区域向板部的上风侧的端部的热移动量，从而能够在暖气运转时抑制霜向该端部进行附着这一情况。
第十三技术方案提供一种车辆用空调装置，其具备：制冷剂回路，其包含压缩制冷剂的压缩机、在向车厢内输送的空气与制冷剂之间进行换热的室内换热器、使制冷剂膨胀的膨胀机构、及技术方案1所述的室外换热器；及切换机构，其基于暖气运转与冷气运转来切换在所述制冷剂回路中流动的制冷剂的流动方向。
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，以下的说明涉及本发明的一例，本发明并不限定于此。
在图1中表示本发明的一实施方式的室外换热器13。该室外换热器13在图2所示那样的热泵式的车辆用空调装置10中使用。因此，首先参照图2对车辆用空调装置10进行说明，然后对室外换热器13进行详细说明。
<车辆用空调装置>
车辆用空调装置10能够切换冷气运转与暖气运转，具备使制冷剂循环的制冷剂回路2。需要说明的是，作为制冷剂，除了R134a、R410A、HFO-1234yf、HFO-1234ze、CO2等之外，还能够利用其他的HFC系、HC系等。
制冷剂回路2包含压缩机11、四通阀12、室外换热器13、膨胀阀14及室内换热器15，上述设备11～15通过第一流路21～第六流路26进行连接。具体来说，压缩机11的吸入口11a及压缩机11的排出口11b各自经由第六流路26及第一流路21而与四通阀12的两个端口连接。四通阀12的剩余两个端口各自经由第二流路22及第五流路25而与室外换热器13及室内换热器15连接。室外换热器13及室内换热器15各自经由第三流路23及第四流路24而与膨胀阀14连接。需要说明的是，也可以在第六流路26上设有储压器。
四通阀12相当于本发明的切换机构，将在制冷剂回路2中流动的制冷剂的流动方向在冷气运转时切换为虚线箭头C所示的第一方向，在暖气运转时切换为实线箭头H所示的第二方向。第一方向是从压缩机11排出的制冷剂按照室外换热器13、膨胀阀14及室内换热器15的顺序通过而返回到压缩机11的方向，第二方向是从压缩机11排出的制冷剂按照室内换热器15、膨胀阀14及室外换热器13的顺序通过而返回到压缩机11的方向。
压缩机11被省略图示的电动马达驱动，将从吸入口11a吸入的制冷剂压缩而从排出口11b排出。电动马达可以配置在压缩机11的内部，也可以配置在外部。
室外换热器13例如配置在机动车的前侧，在由车辆的行驶及风扇17供给来的室外空气与制冷剂之间进行换热。室外换热器13在冷气运转时作为冷凝器而发挥功能，在暖气运转时作为蒸发器而发挥功能。
膨胀阀14是使制冷剂膨胀的膨胀机构的一例。需要说明的是，作为膨胀机构，也可以采用从膨胀的制冷剂回收动力的容积型的膨胀机等。
室内换热器15配置在管道32内，在由鼓风机31向车厢内输送的空气与制冷剂之间进行换热。需要说明的是，由鼓风机31获取到管道32内的空气可以是室外空气与室内空气中的任一者，也可以是两者。室内换热器15在冷气运转时作为蒸发器而发挥功能，在暖气运转时作为冷凝器而发挥功能。
<室外换热器>
如图1所示，室外换热器13具备在内部流动有制冷剂的多个扁平管5及连接有扁平管5的两端的一对集管4A、4B。扁平管5具有向第一方向(与纸面正交的方向)拉长的剖面形状，以彼此对置的方式配置在与第一方向正交的第二方向上。一对集管4A、4B沿着第二方向延伸。以下，为了方便说明，将第一方向称作X方向，将第二方向称作Y方向，将与第一方向及第二方向正交的第三方向称作Z方向。
在本实施方式中，X方向及Y方向为水平方向，Z方向为竖直方向。换言之，一对集管4A、4B沿着水平方向延伸，配置在其间的扁平管5沿着竖直方向延伸。但是，扁平管5并非一定需要沿着竖直方向延伸，也可以沿着倾斜方向或水平方向延伸。另外，一对集管4A、4B并非一定需要沿着水平方向延伸，也可以沿着竖直方向延伸。
在扁平管5之间，室外空气从X方向的一方侧朝向另一方侧流动。另外，在各扁平管5的内部配置有将流动有制冷剂的流路在X方向上进行分割的多个隔壁50(参照图3A)。
在相邻的扁平管5之间配置有波纹翅片6。在本实施方式中，在全部的扁平管5之间配置有相同形状的波纹翅片6。需要说明的是，波纹翅片6也可以配置在最外侧的扁平管5与同其对置的侧壁(未图示)之间。
在一对集管4A、4B处设有与第二流路22相连的第一流动口41及与第三流路23相连的第二流动口42。即，在室外换热器13作为冷凝器而发挥功能的冷气运转时，第一流动口41实现流入口的作用，并且第二流动口42实现流出口的作用，在室外换热器13作为蒸发器而发挥功能的暖气运转时，第二流动口42实现流入口的作用，并且第一流动口41实现流出口的作用。在本实施方式中，第一流动口41设置在位于上方的集管4A，第二流动口42设置在位于下方的集管4B。
在一对集管4A、4B各自的内部设有一个或多个分隔板45，由此，扁平管5被分成制冷剂的流动方向变得交替相反的多个管组51～53。需要说明的是，在图1中，仅将暖气运转时的制冷剂的流动方向由实线箭头来表示。
多个管组51～53由最靠近第二流动口42的蒸发上游管组51、最靠近第一流动口41的蒸发下游管组52、及位于上述构件之间的一个或多个中间管组53构成。管组51～53的数量例如为3以上6以下。
在本实施方式中，由于第一流动口41与第二流动口42设置在不同集管上，因此在一对集管4A、4B的内部各设置一个分隔板45，而使管组51～53的数量为奇数，是三个。但是，当管组51～53的数量成为偶数时，也可以将第一流动口41与第二流动口42设置在相同的集管上。
构成管组51～53各自的扁平管5的根数优选从蒸发上游管组51向蒸发下游管组52而阶段性增加。例如，如本实施方式那样，将管组51～53的数量设为三个的情况下，蒸发上游管组51由19根扁平管5构成，中间管组53由21根扁平管5构成，蒸发下游管组51由22根扁平管5构成。需要说明的是，图1中，利用很少根数的扁平管5来示意性表示室外换热器13。
接着，参照图3A及图3B以及图4，详细说明波纹翅片6。
波纹翅片6包含在Z方向上排列的多个板部6A及与相邻的扁平管5择一接合的多个折回部6B。板部6A呈沿着X方向延伸的长方形，折回部6B将板部6A的宽度方向上的两端部彼此连结。即，一个板部6A与位于其两侧的板部6A的一半及上述构件之间的两个折回部6B形成一个波。
这样的波纹翅片6通过卷带齿轮方式而连续地形成。在卷带齿轮方式中，如图13所示那样，依次使用材料供给装置91、翅片形成装置92、翅片间距调整装置93及翅片切断装置94等各装置。在材料供给装置91处，在卷状的翅片材料上涂覆油，并且以规定的速度进行抽出工序。在翅片形成装置92处，进行在使用一对辊模具将翅片材料形成为波纹形状的同时形成多个天窗7的工序。一对辊模具在外周部形成有翅片形成用的齿。在翅片形成用的齿的侧部形成有用于切开天窗7的未图示的细齿。在翅片间距调整装置93处，进行使用在外周部形成有翅片间距调整用的齿的一对其他辊模具而将形成为波纹形状的翅片材料调整成规定的间距的工序。在翅片切断装置94处，进行将形成为波纹形状的翅片材料切割为规定长度而连续地形成多个波纹翅片6的工序。波纹翅片6通过卷带齿轮方式而连续地形成，因此，例如不需要利用冲压加工对狭缝进行后序加工等。
在本实施方式中，各折回部6B形成为中央成为平面的形状，以使其与扁平管5进行面接触。但是，折回部6B也可以整体上弯曲，以使其与扁平管5进行线接触。
各板部6A具有从折回部6B与扁平管5接合的接合区域8在X方向上向上风侧伸出的延长部60。在本实施方式中，板部6A也从接合区域8向下风侧伸出，板部6A的下风侧的端部在X方向上位于与扁平管5的下风侧的端部相同的位置。
延长部60的长度优选为1.5mm以上3.5mm以下，以使得板部6A的上风侧的端部在X方向上尽可能地接近接合区域8。
另外，在各板部6A处，通过切开而相对于X方向倾斜的多个天窗7沿着X方向而实质连续地形成。在此，“实质连续”是指如下概念：不仅包含全部天窗完全连续的情况，也包含在特定的天窗间存在切开用切入间隔的2倍以下的平面部的情况。在本实施方式中，全部天窗7完全连续。
天窗7构成上风侧天窗组71与下风侧天窗组72。上风侧天窗组71由包含天窗7中最靠上风侧的最前列天窗7a在内的彼此平行的天窗7构成。下风侧天窗组72由相对于X方向而向最前列天窗7a的相反方向倾斜的天窗7构成，包含天窗7中最靠下风侧的最后列天窗7b。在本实施方式中，当从Y方向观察时，上风侧天窗组71与下风侧天窗组72呈线对称。另外，上风侧天窗组71及下风侧天窗组72的Y方向上的长度彼此相同。
上风侧天窗组71的除两端的天窗7及下风侧天窗组72的除两端的天窗7成为相对于板部6A而向Z方向的两侧突出的双凸天窗。另一方面，最前列天窗7a及最后列天窗7b以及上风侧天窗组71的后端及下风侧天窗组72的前端的天窗7成为相对于板部6A而仅向Z方向的一方侧突出的半凸天窗。双凸天窗通过将一对切入部所夹持的部分以绕其中间线旋转的方式进行挤出而形成。因此，双凸天窗的倾斜方向上的长度与切入间隔相等。半凸天窗通过将基线(从切入部离开切入间隔的一半的线)与切入部所夹持的部分以绕基线旋转的方式进行挤出而形成。因此，半凸天窗的倾斜方向上的长度与切入间隔的一半相等。通过这样的形成方法，天窗7的Y方向上的两端部经由Z方向拧压部而与板部6A相连。
当天窗7的倾斜角度过小时，虽能够减小成为结霜所导致的室外空气的压力损失，但冷气运转时的换热效率变差。另一方面，当天窗7的倾斜角度过大时，虽能够在冷气运转时提高换热效率，但室外空气的压力损失增大。从这样的观点出发，天窗7的倾斜角度优选为15度以上25度以下。
另外，在本实施方式中，最前列天窗7a配置在板部6A的延长部60内。最前列天窗7a全部配置在X方向上的比延长部60的中央位置靠下风侧的位置。具体来说，最前列天窗7a的下风侧的端部在X方向上与接合区域8的端部一致或位于比其靠上风侧的位置，使得最前列天窗7a全部存在于延长部60内。需要说明的是，与最前列天窗7a邻接的天窗7配置为该天窗7的上风侧的1/3的位置与X方向上的延长部60的后端位置一致。
另外，各板部6A在比最前列天窗7a靠上风侧的位置具有前端平面部61作为延长部60的一部分，并且在比最后列天窗7b靠下风侧的位置具有后端平面部62。前端平面部61的面积超过延长部60的面积的一半。即，前端平面部61的X方向上的长度形成得比最前列天窗7a长。具体来说，前端平面部61的X方向上的长度是最前列天窗7a的X方向上的长度的大约2倍。前端平面部61及后端平面部62从切开加工性的观点出发，优选具有1mm以上的长度。另外，从除霜时的排水性的观点出发，优选的是，在X方向上，后端平面部62的长度L2比前端平面部61的长度L1长。更优选的是，后端平面部62的长度L2是前端平面部61的长度L1的1.5倍以上，进一步优选的是，后端平面部62的长度L2是前端平面部61的长度L1的2.0倍以上。
最前列天窗7a通过形成为上述的半凸天窗，以与前端平面部61形成棱线的方式与前端平面部61相连。同样地，最后列天窗7b也以与后端平面部62形成棱线的方式与后端平面部62相连。
如以上说明那样，在本实施方式的室外换热器13中，由于将从接合区域8伸出的板部6A的延长部60的长度抑制得较短，因此能够在冷气运转时获得良好的换热效率。另外，由于在从接合区域8伸出的板部6A的延长部60内配置有天窗7全部，因此能够适当抑制从板部6A的上风侧的端部向接合区域8的热移动。另外，前端平面部61形成得比最前列天窗7a长，因此能够抑制前端平面部61处的换热。由此，能够抑制在暖气运转时霜向板部6A的上风侧的端部进行附着这一情况。
另外，在本实施方式中，各折回部6B形成为中央成为平面的形状，使其与扁平管5进行面接触。因此，能够抑制在除霜时水滞留在折回部6B的内侧。
(模拟实验)
以下，对为了确认本实施方式的效果而进行的模拟实验进行说明。
首先，作为解析条件，设定了作为制冷剂而使用R134a的两个条件。第一个条件是为了评价暖气运转时的结霜的影响而将制冷剂的温度设定为-5℃、并且将室外空气的干球温度设定为2℃、将湿球温度设定为1℃的结霜条件。第二个条件是为了评价冷气运转时的性能而假设在暖气运转中不产生结霜、即根据结霜条件解除了设定湿球温度的干燥条件。根据干燥条件能够评价冷气运转时的性能的理由如下所述。
在上述的干燥条件与冷气运转时，因制冷剂进行蒸发或凝缩的不同而使相对于制冷剂的导热率不同，但相对于室外空气的导热率取决于翅片形状与风速，因而是恒定的。计算室外换热器的换热量时使用的传热系数是作为来自相对于制冷剂的导热率的制冷剂侧热阻力与来自相对于室外空气的导热率的空气侧热阻力的合计值的倒数而求得的。然而，由于制冷剂侧热阻力与空气侧热阻力相比非常小，因此在干燥条件与冷气运转下能够将传热系数视作恒定。因此，能够根据干燥条件下的换热量来预测冷气运转时的换热量。
同样地，室外换热器处的室外空气压力损失在干燥条件与冷气运转时因流入的室外空气的温度而导致密度不同，与此相应地，绝对值变化数％左右，但通过相对地观察干燥条件下的压力损失，能够预测冷气运转时的压力损失。
接着，制作出图3A及图3B及图4所示那样的基本构成单位的五个模型1～5。在这些模型1～5中，仅将前端平面部61的长度L1与后端平面部62的长度L2设为变量，除此之外的尺寸设为相同。具体来说，在各模型中将L1/L2通过以下方式设定。即，在模型3处，板部6A在X方向上成为对称，在模型1、2处天窗7设置在靠下风侧，在模型4、5处天窗7设置在靠上风侧。
模型1：4.3mm/1.5mm
模型2：3.3mm/2.5mm
模型3：2.9mm/2.9mm
模型4：2.3mm/3.5mm
模型5：1.8mm/4.0mm
作为共用尺寸，将扁平管5的宽度(剖面形状的长轴)设为17.8mm，将厚度(剖面形状的短轴)设为2.2mm，并且将波纹翅片6的厚度1设为0.08mm，将X方向的进深设为19.8mm，将Y方向的宽度设为8.9mm，将板部6A的间距设为1.8mm(即，波长为3.6mm)。另外，将扁平管5的角部分的半径设为0.9mm，使波纹翅片6的下风侧的端部在X方向上与扁平管5的端部一致。因此，延长部60的长度为2.9mm，接合区域8的长度为16.0mm。
另外，关于天窗7，将切入间隔设为1.4mm，将相对于X方向的角度设为20度，形成图7B所示那样的结构。即，仅使模型5具有最前列天窗7a配置在延长部60内的结构(在模型4处，L1+0.7cos20°＝2.96，最前列天窗7a从延长部60露出0.06mm)。
将向室外换热器供给的室外空气的风速变为2.0m/s、4.0m/s、6.0m/s，求得干燥条件下的板部6A的单位风路截面面积的换热量及室外空气压力损失。其中的模型1、3、5的结果表示在图5中。根据图5可知，在模型5处，与模型1、3相比，在同等的换热量下将冷气运转时的室外空气压力损失抑制5％左右。
为了从其他观点来检验上述情况，以长久以来通常采用的板部6A在X方向上对称的结构的模型3为基准，将模型1、2、4、5的室外空气压力损失根据风速如何变化表示在图6中。
根据图6可知，在模型5中，相对于模不存在型3，在冷气运转时无论何种风速均较大改善室外空气压力损失。与此相对地，在模型1、4中，相对于模型3，仅在风速较小时改善室外空气压力损失，在模型2中，基本不存在与模型3的不同。
接着，对于模型1、4、5，解析在结霜条件下室外空气的风速为2.5m/s时，由于结霜使风路堵塞率及室外空气压力损失如何经时性变化。将其结果表示在图7A及图7B中。根据图7A及图7B可知，在模型5中，将基于结霜的风路堵塞率及室外空气压力损失抑制得最小。
另外，对于模型3、5，解析在对附着的霜进行除霜、之后将风速2.5m/s的室外空气供给到室外换热器时，余水率如何经时性变化。将其结果表示在图8中。根据图8可知，在模型5中，与模型3相比余水率得到改善。这是由于后端平面部62较长。
另外，制作出从模型5将板部6A的间距变更为1.5mm、并且使天窗7的倾斜角度变化的五个模型6～10。具体的倾斜角度如下所述。
模型6：30度
模型7：25度
模型8：20度
模型9：15度
模型10：10度
关于模型6～10，将向室外换热器供给的室外空气的风速变为2.0m/s、4.0m/s、6.0m/s，求得干燥条件下的室外空气压力损失及单位风路截面面积的换热量。以长久以来通常采用的天窗的倾斜角度为30度的结构的模型6为基准，将模型7～10的室外空气压力损失及换热量根据倾斜角度如何变化表示在图9A及图9B中。根据图9A及图9B可知，若天窗的倾斜角度为15度～25度，则在冷气运转时能够抑制换热量的降低且改善室外空气压力损失。
接着，关于模型6～10，解析在结霜条件下室外空气的风速为2.5m/s时由于结霜使风路堵塞率及室外空气压力损失如何经时性变化。将其结果表示在图10A及图10B中。由图9A及图9B及图10A及图10B可知，若天窗的倾斜角度为15度～25度，则可以较高维持冷气运转时的性能并且抑制暖气运转时的结霜所造成的影响。
另外，制作出从模型5将板部6A的间距变更为1.5mm并且在固定天窗7相对于扁平管5的位置的状态下使延长部60的长度发生变化、换言之将前端平面部61的长度L1设为变量的五个模型11～15。在各模型11～15处，延长部60的长度/前端平面部61的长度L1如下所述。
模型11：1.5mm/0.4mm
模型12：1.9mm/0.8mm
模型13：2.9mm/1.8mm(与模型5相同)
模型14：3.5mm/2.4mm
模型15：4.9mm/3.8mm
接着，对于模型11～15，求得在干燥条件下室外空气的风速为2.5m/s时的单位风路截面面积的换热量及室外空气压力损失。以延长部60的长度最短(即，加工最困难)的模型11为基准，将模型12～15的换热量及室外空气压力损失如何根据延长部60的长度进行变化的情况表示在图11中。
根据图11可知，在冷气运转时，延长部60的长度越增长而室外空气压力损失越线形增加。另一方面，单位风路截面面积的换热量虽在延长部60的长度为3.5mm为直线形增加，但当延长部60的长度超过3.5mm时增加量降低。这表示，在考虑到波纹翅片6的X方向上的进深逐渐增长、即室外换热器逐渐变大时，在延长部60的长度超过3.5mm时作为室外换热器整体的单位体积下的换热效率逐渐降低。因而，延长部60的长度优选为3.5mm以下。
另外，对于模型11～15，解析在结霜条件下室外空气的风速为2.5m/s时，由于结霜使风路堵塞率及室外空气压力损失如何经时性变化。将其结果表示在图12A及图12B中。根据图12A及图12B可知，即便延长部60的长度增长，结霜所带来的影响也不会那样变化。
(变形例)
在上述实施方式中，在全部扁平管5间配置有在延长部60内配置了最前列天窗7a的波纹翅片6。然而，在暖气运转时管组51～53中的制冷剂最初流过的蒸发上游管组51的温度变得最低，因此在延长部60内配置有最前列天窗7a的波纹翅片6至少配置在构成蒸发上游管组51的扁平管5间即可。例如，也可以仅在蒸发上游管组51处采用在延长部60内配置有最前列天窗7a的波纹翅片6，在其他管组52、53处采用在延长部60内没有配置最前列天窗7a的波纹翅片。
另外，最前列天窗7a未必需要与前端平面部61相连。例如，如图14所示，也可以将最前列天窗7a及最后列天窗7b设为相对于板部6A而向Z方向的两侧突出的双凸天窗。但是，在这种情况下，在最前列天窗7a的上风侧的端部与前端平面部61之间形成开口，因此该开口有可能因结霜而被闭塞。从防止上述情况的观点出发，优选的是，如上述实施方式那样，使最前列天窗7a与前端平面部61相连。
另外，如图14所示，例如，也可以在上风侧天窗组71与下风侧天窗组72之间，设置位于与前端平面部61及后端平面部62相同的平面上的、切入间隔的两倍以下的中央平面部63。此时，与中央平面部63接近的天窗7处霜的附着量有可能增多，因此优选在中央平面部63处设置沿着Y方向延伸的狭缝64(例如，宽度为0.1mm)。
另外，车辆用空调装置10的结构并不限于图2所示的结构。例如，车辆用空调装置10也可以具有图15所示那样的结构或图16所示那样的结构。
在图15所示的结构中，在第一流路21中，设有副室内换热器16，其进行由鼓风机31向车厢内输送的空气与制冷剂的换热。该副室内换热器16在管道32内配置在室内换热器15的下风侧。另外，副室内换热器16配置成在管道32内使经由该副室内换热器16的第一风路与未经由该副室内换热器16的第二风路分层。在这样的结构下，能够使被室内换热器15加热的车厢内循环空气被副室内换热器16进一步加热，能够获得提高暖气能力的效果。
在图16所示的结构中，在第六流路26内设有副室内换热器16，其进行由鼓风机31向车厢内输送的空气与制冷剂的换热。该副室内换热器16在管道32内配置在室内换热器15的上风侧。另外，副室内换热器16配置成在管道32内经由该副室内换热器16的第一风路与未经由该副室内换热器16的第二风路分层。在这样的结构下，能够在冷气运转时利用两个换热器15、16对车厢内循环空气进行冷却，能够在暖气运转时利用副室内换热器16对车厢内循环空气进行除湿。
另外，作为对在制冷剂回路2中流动的制冷剂的流动方向进行切换的切换机构，在四通阀12以外例如也能够使用两个三通阀的组合或所谓的桥接回路等。

Claims (12)

1.一种室外换热器，其中，
所述室外换热器具备：
扁平管，其具有沿着第一方向拉长的剖面形状，以彼此对置的方式排列在与所述第一方向正交的第二方向上，室外空气在这些扁平管之间从所述第一方向的一方侧朝向另一方侧流动，所述扁平管在内部流动有制冷剂；及
波纹翅片，其配置在相邻的所述扁平管之间，包含在与所述第一方向及所述第二方向正交的第三方向上排列的多个板部、及与相邻的所述扁平管择一接合的多个折回部，
在所述多个板部的各个板部上，沿着所述第一方向实质连续地形成有通过切开而相对于所述第一方向倾斜的多个天窗，
所述多个板部各自具有从所述多个折回部与所述扁平管接合的接合区域在所述第一方向上向上风侧伸出的延长部，
所述多个天窗中最靠上风侧的最前列天窗全部配置在所述延长部内，
所述多个板部各自在比所述最前列天窗靠上风侧的位置具有前端平面部作为所述延长部的一部分，
所述前端平面部的面积超过所述延长部的面积的一半，
所述最前列天窗全部配置在所述第一方向上的比所述延长部的中央位置靠下风侧的位置处。
2.根据权利要求1所述的室外换热器，其中，
所述最前列天窗是以与所述前端平面部形成棱线的方式与所述前端平面部相连、且相对于所述板部而仅向所述第三方向的一方侧突出的半凸天窗。
3.根据权利要求1所述的室外换热器，其中，
所述多个天窗的倾斜角度为15度以上25度以下。
4.根据权利要求1所述的室外换热器，其中，
所述多个折回部各自形成为中央成为平面的形状，以便与所述扁平管进行面接触。
5.根据权利要求1所述的室外换热器，其中，
所述多个板部各自在比所述多个天窗中最靠下风侧的最后列天窗靠下风侧的位置具有后端平面部，
在所述第一方向上，所述后端平面部的长度比所述前端平面部的长度长。
6.根据权利要求1所述的室外换热器，其中，
所述多个天窗构成如下两个天窗组，其一是由包含所述最前列天窗在内的彼此平行的天窗构成的上风侧天窗组，其二是由相对于所述第一方向而向与所述最前列天窗的相反方向倾斜的天窗构成的下风侧天窗组，
当从所述第二方向观察时，所述上风侧天窗组与所述下风侧天窗组呈线对称。
7.根据权利要求1所述的室外换热器，其中，
所述室外换热器还具备一对集管，该一对集管连接有所述扁平管的两端，且沿着所述第二方向延伸，
所述第一方向及所述第二方向为水平方向，所述第三方向为竖直方向。
8.根据权利要求7所述的室外换热器，其中，
在所述一对集管各自的内部设有一个或多个分隔板，该分隔板将所述扁平管划分成制冷剂的流动方向交替相反的多个管组，
所述波纹翅片配置在构成所述多个管组中至少在具有所述室外换热器的空调装置的暖气运转时供制冷剂最初流动的蒸发上游管组的扁平管之间。
9.根据权利要求1所述的室外换热器，其中，
与所述最前列天窗邻接的所述天窗的一部分配置在所述第一方向上的所述延长部的后端位置。
10.根据权利要求1所述的室外换热器，其中，
所述多个天窗的在所述第二方向上的长度彼此相同。
11.根据权利要求1所述的室外换热器，其中，
所述延长部的长度在所述第一方向上为1.5mm以上3.5mm以下。
12.一种车辆用空调装置，其中，
所述车辆用空调装置具备：
制冷剂回路，其包含压缩制冷剂的压缩机、在向车厢内输送的空气与制冷剂之间进行换热的室内换热器、使制冷剂膨胀的膨胀机构、及权利要求1所述的室外换热器；及
切换机构，其基于暖气运转与冷气运转来切换在所述制冷剂回路中流动的制冷剂的流动方向。
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