JP2000205779A - 熱交換器、室外ユニット及び空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィン形状を工夫することにより、フィンの
熱伝達性能を向上させると共に、着霜による目詰まりで
暖房能力の低下を招くことのない熱交換器を提供する。 【解決手段】 冷媒を流す冷媒流路と、該冷媒流路の外
周面に接触して交差すると共に間隙部を形成するよう多
数並べられたフィン２とを具備し、前記間隙部を流れる
外気と前記冷媒とが熱交換するように構成された熱交換
器において、前記外気が流れ込む前記フィン２の入口側
端部をギャザー状に成形した波形成形部２ａを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機などに
用いられる熱交換器、暖房又は冷房により快適な室内環
境を提供する室外ユニット及び空気調和機に係り、特
に、室外熱交換器の性能を維持したまま室外ユニットの
サイズを小型化するのに用いて好適な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機は、室内ユニット及び室外ユ
ニットの二つの大きな構成要素からなっている。これら
の各ユニットには、冷媒と室内気との間及び冷媒と室外
気との間における熱交換を行う室内熱交換器及び室外熱
交換器が備えられている。

【０００３】これら室内熱交換器及び室外熱交換器は、
他に圧縮機、膨張弁等の要素を加えて冷媒回路を構成す
る要素になっている。冷媒はこの回路を物理的に循環す
ることで、熱的にも高温高圧気体、低温低圧気体、高温
高圧液体、低温低圧液体という状態変化の循環プロセス
を辿り、室内の冷暖房を実現することになる。なお、こ
の室内の冷暖房は、直接的には前記室内熱交換器内の冷
媒と室内気との熱交換により実現されることになる。

【０００４】ちなみに、暖房運転時は、圧縮機で高温高
圧の気体とされた気体冷媒を室内熱交換器に送出して、
当該冷媒と室内気との間で熱交換を行うことにより実現
される。また、冷房運転時は、高温高圧の気体冷媒を室
外熱交換器に送出して室外気と熱交換させて高温高圧の
液冷媒とし、これをさらに膨張弁に通すことで低温低圧
化させて室内熱交換器に送出し、この冷媒と室内気との
間で熱交換を行うことにより実現される。

【０００５】このような空気調和機の室外ユニットにお
いては、図１０に示すように、従来より外気を吸引する
室外ファン２２としてプロペラファンを使用している。
このようなプロペラファンで外気をユニット内へ吸い込
む方式は、外気の速度分布が均一になるため運転騒音が
静かである。また、室外熱交換器２１においては、冷媒
流路１と多数のフィン２より成るプレートフィンタイプ
と呼ばれる熱交換器が一般的に使用されている。図示の
例では、連続する冷媒流路１が水平方向に往復して多段
に配設され、各段の冷媒流路１は間隙部３を形成して上
下方向に配設された多数のフィン２と交差している。そ
して、各交差部分では、冷媒流路１の外周面とフィン２
とが接触しており、冷媒流路１内を流れる冷媒とフィン
２により形成された間隙部３を流れる外気とが効率よく
熱交換できるようになっている。なお、図１０におい
て、符号の２３は圧縮機、２４は室外ユニット制御部を
それぞれ示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、今後の空気
調和機においては、省エネルギーを優先する立場から熱
交換器の大型化が予想されている。しかし、熱交換器の
大型化は、これを収納する室内ユニット及び室外ユニッ
トを大型化させることになるので、コストの上昇や商品
性の低下という問題が生じてくる。

【０００７】そこで、従来の室外ユニットにおける室外
熱交換器を見ると、熱伝達率を向上させる目的から、フ
ィン２に対してルーバ又はスリット状の切り起こしを設
けている。しかしながら、このような切り起こしを設け
ると、外気温度が低い条件で暖房運転を実施したとき、
切り起こし部分、特にフィンの入口側に位置する切り起
こし部分に着霜して目詰まりが生じることがある。そし
て、切り起こし部分に目詰まりが生じると、急激に空気
の通過抵抗が増加し十分な通風ができなくなり、暖房能
力が低下するという問題があった。このような問題に対
処するためには、切り起こし部分のないいわゆるストレ
ートフィンと呼ばれているものを採用すればよい。しか
し、同等の性能を確保するためにはフィン２を幅広にす
る必要があるため、室外熱交換器及びこれを収納設置す
る室外ユニットが大型化するという問題が生じることと
なり、好ましいことではない。

【０００８】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであり、空気調和機の室外ユニットにおける室外熱交
換器のフィン形状を工夫することによってその性能を向
上させることにあり、特に、暖房運転時における着霜を
防止して暖房能力が低下するのを防止できるようにした
室外熱交換器、室外ユニット及び空気調和機の提供を目
的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために以下の手段を採用した。請求項１に記載の
熱交換器は、冷媒を流す冷媒流路と、該冷媒流路の外周
面に接触して交差すると共に間隙部を形成するよう多数
並べられたフィンとを具備し、前記間隙部を流れる外気
と前記冷媒とが熱交換するように構成された熱交換器に
おいて、前記外気が流れ込む前記フィンの入口側端部を
ギャザー状に成形したことを特徴とするものである。な
お、ギャザー状に波打つ入口側端部形状としては、たと
えば曲線又は直線を適宜組み合わせて構成される波形が
あり、その周期は一定又は不規則のいずれでもよい。

【００１０】このような熱交換器によれば、外気が流れ
込んでくるフィンの入口側端部をギャザー状に波打たせ
たので、入口側においてフィンの表面積が増すと共に、
前縁効果も拡大する。

【００１１】請求項２に記載の室外ユニットは、外気と
冷媒との間で熱交換を行う室外熱交換器と、該室外熱交
換器又は室内熱交換器に高温高圧の気体冷媒を送出する
圧縮機と、前記外気を吸引して前記室外熱交換器を通過
せしめる室外ファンと、各種電気回路素子よりなる室外
ユニット制御部と、これらの各機器を収納する筐体とを
具備し、前記室外熱交換器が、冷媒を流す冷媒流路と、
該冷媒流路の外周面に接触して交差すると共に間隙部を
形成するよう多数並べられたフィンとを具備し、前記間
隙部を流れる外気と前記冷媒とが熱交換するように構成
された熱交換器であって、前記外気が流れ込む前記フィ
ンの入口側端部をギャザー状に成形したことを特徴とす
るものである。

【００１２】このような室外ユニットによれば、室外熱
交換器に対して外気が流れ込んでくるフィンの入口側端
部をギャザー状に波打たせたので、熱交換器入口側のフ
ィン表面積が増すと共に、前縁効果も拡大する。このた
め、フィンの熱伝達率が向上するので、大型化しなくて
も室外熱交換器の性能を高めることができる。また、切
り起こし部のように目詰まりの原因になる部分がフィン
の入口側端部にないので、着霜による暖房能力の低下を
防止することもできる。

【００１３】請求項３に記載の空気調和機は、外気と冷
媒との間で熱交換を行う室外熱交換器と、該室外熱交換
器又は室内熱交換器に高温高圧の気体冷媒を送出する圧
縮機と、前記外気を吸引して前記室外熱交換器を通過せ
しめる室外ファンと、各種電気回路素子よりなる室外ユ
ニット制御部と、これらの各機器を収納する筐体とを具
備し、前記室外熱交換器が、冷媒を流す冷媒流路と、該
冷媒流路の外周面に接触して交差すると共に間隙部を形
成するよう多数並べられたフィンとを具備し、前記間隙
部を流れる外気と前記冷媒とが熱交換するように構成さ
れた熱交換器であって、前記外気が流れ込む前記フィン
の入口側端部をギャザー状に成形した室外ユニットと、
吸込口から室内気を吸い込みかつ吹出口から吹き出すた
めの室内ファンと、前記室内気と室外ユニットから供給
された冷媒との間で熱交換を行う室内熱交換器と、各種
電気回路素子よりなる室内ユニット制御部とを具備して
なる室内ユニットと、を備えたことを特徴とするもので
ある。

【００１４】このような空気調和機によれば、室外ユニ
ットの性能を室外熱交換器及び室外ユニットの大型化を
伴うことなく達成できる。また、切り起こし部のように
目詰まりの原因になる部分がフィンの入口側端部にない
ので、着霜による暖房能力の低下を防止することもでき
る。

【００１５】請求項４に記載の熱交換器は、冷媒を流す
冷媒流路と、該冷媒流路の外周面に接触して交差すると
共に間隙部を形成するよう多数並べられたフィンとを具
備し、前記間隙部を流れる外気と前記冷媒とが熱交換す
るように構成された熱交換器において、前記フィンの面
に、前記外気が流れ込む前縁部を円弧状にした突起を設
けたことを特徴とするものである。なお、前縁部が円弧
状の突起としては、具体的には楕円柱、円柱及び半卵状
突起等がある。

【００１６】このような熱交換器によれば、前縁部が円
弧状の突起をフィンの面に設けたことにより、間隙部を
流れる外気が突起の存在により増速されるので、熱伝達
率が向上する。また、フィンの表面積が増すので、これ
によっても熱伝達率が向上する。

【００１７】請求項５に記載の室外ユニットは、外気と
冷媒との間で熱交換を行う室外熱交換器と、該室外熱交
換器又は室内熱交換器に高温高圧の気体冷媒を送出する
圧縮機と、前記外気を吸引して前記室外熱交換器を通過
せしめる室外ファンと、各種電気回路素子よりなる室外
ユニット制御部と、これらの各機器を収納する筐体とを
具備し、前記室外熱交換器が、冷媒を流す冷媒流路と、
該冷媒流路の外周面に接触して交差すると共に間隙部を
形成するよう多数並べられたフィンとを具備し、前記間
隙部を流れる外気と前記冷媒とが熱交換するように構成
された熱交換器であって、前記フィンの面に、前記気体
が流れ込む前縁部を円弧状にした突起を設けたことを特
徴とするものである。

【００１８】このような室外ユニットによれば、室外熱
交換器を構成するフィンの面に前縁部が円弧状の突起を
設けたので、間隙部を流れる外気が増速されると共に、
フィン表面積が増す。このため、フィンの熱伝達率が向
上するので、大型化しなくても室外熱交換器の性能を高
めることができる。また、切り起こし部のように目詰ま
りの原因になる部分がフィンの入口側端部にないので、
着霜による暖房能力の低下を防止することもできる。

【００１９】請求項６に記載の空気調和機は、外気と冷
媒との間で熱交換を行う室外熱交換器と、該室外熱交換
器又は室内熱交換器に高温高圧の気体冷媒を送出する圧
縮機と、前記外気を吸引して前記室外熱交換器を通過せ
しめる室外ファンと、各種電気回路素子よりなる室外ユ
ニット制御部と、これらの各機器を収納する筐体とを具
備し、前記室外熱交換器が、冷媒を流す冷媒流路と、該
冷媒流路の外周面に接触して交差すると共に間隙部を形
成するよう多数並べられたフィンとを具備し、前記間隙
部を流れる外気と前記冷媒とが熱交換するように構成さ
れた熱交換器であって、前記フィンの面に、前記気体が
流れ込む前縁部を円弧状にした突起を設けた室外ユニッ
トと、吸込口から室内気を吸い込みかつ吹出口から吹き
出すための室内ファンと、前記室内気と室外ユニットか
ら供給された冷媒との間で熱交換を行う室内熱交換器
と、各種電気回路素子よりなる室内ユニット制御部とを
具備してなる室内ユニットと、を備えたことを特徴とす
るものである。

【００２０】このような空気調和機によれば、室外ユニ
ットの性能を室外熱交換器及び室外ユニットの大型化を
伴うことなく達成できる。また、切り起こし部のように
目詰まりの原因になる部分がフィンの入口側端部にない
ので、着霜による暖房能力の低下を防止することもでき
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明による室外ユニット
及び空気調和機の実施の形態について、図を参照して説
明する。図１は空気調和機の全体構成を示す説明図であ
る。空気調和機は、室内ユニット１０及び室外ユニット
２０から構成されている。これら室内ユニット１０及び
室外ユニット２０は、冷媒が導通する冷媒配管３０や図
示しない電気配線等により接続されている。冷媒配管３
０は２本備えられており、冷媒は、その一方において室
内ユニット１０から室外ユニット２０へ、また他方にお
いて室外ユニット２０から室内ユニット１０へと流れる
ことになる。

【００２２】室内ユニット１０は、ベース１１と前面パ
ネル１２とが一体的に構成されたものとなっている。ベ
ース１１には、フィンチューブ型の室内熱交換器１３、
略円筒形状のクロスフローファン（ファン）１４等の各
種機器が備えられている。ベース１１には、この他室内
ユニット１０に関する種々の動作制御等を行うため、各
種電気回路素子から構成された室内ユニット制御部１５
が備えられている。室内ユニット制御部１５には、運転
状況やエラーモードを表示するための適当なインジケー
タ１５ａが備えられている。このインジケータ１５ａ
は、前面パネル１２に設けられた透視部１２ａにより、
外部から確認可能となっている。なお、ベース１１の後
方には、据え付け板１６が備えられ、これにより室内ユ
ニット１０を室内の壁等に設置することが可能となって
いる。

【００２３】前面パネル１２には、吸込グリル（吸込
口）１２ｂが前面及び上面のそれぞれに形成されてい
る。室内の空気（室内気）は、これら吸込グリル１２ｂ
により多方向から室内ユニット１０内に吸い込まれるよ
うになっている。ちなみに、吸込グリル１２ｂの背後に
はエアフィルタ１７が備えられており、吸い込まれた空
気等の粉塵を除く働きをしている。また、前面パネル１
２には、その下方に吹出口１２ｃが形成されており、こ
こから暖められた空気あるいは冷やされた空気が吹き出
されるようになっている。なお、この空気吸込及び空気
吹出は、前記クロスフローファン１４が回転することに
よって行われる。

【００２４】上述した室内ユニット１０は、各種の運転
操作を行う操作部として、リモートコントローラ４０を
備えている。このリモートコントローラ４０には各種ス
イッチ等が設けられており、空気調和機の運転操作信号
を室内ユニット制御部１５の受信部（図示省略）へ向け
て送信することができる。なお、空気調和機の運転操作
は、室内ユニットの適所に設けられた図示省略のスイッ
チ類でも一部実施可能である。

【００２５】室外ユニット２０には、筐体２０ａ内に室
外熱交換器２１、プロペラファン２２、圧縮機２３、室
外ユニット制御部２４等が備えられている。室外熱交換
器２１は、周囲に多数のフィンを備えた冷媒配管により
構成されており、冷媒と室外気との熱交換を実現するた
めのものである。一般的な室外ユニット２０では、図１
０に示したように、この室外熱交換器２１が筐体２０ａ
の背面及び左（又は右）側面部にＬ字状に配設されてい
る。

【００２６】プロペラファン２２は、筐体２０ａ内に外
気を吸引する機能を有している。このプロペラファン２
２が作動することにより、室外熱交換器２１を通過して
筐体２０ａ内へ入り筐体前面へ抜けるという外気の空気
流を生じさせることができ、このような空気流によって
新たな空気を常に筐体２０ａ内に取り込んで、室外熱交
換器２１における熱交換効率の向上を図っている。

【００２７】なお、前記室外熱交換器２１及びプロペラ
ファン２２が外部と向き合う筐体２０ａの各面には、そ
れぞれフィンガード２０ｂ及びファンガード２０ｃが設
けられている。一方のフィンガード２０ｂは、前述した
室外熱交換器２１のフィンが外部からの不意の衝撃によ
り破損することなどがないように設けられているもので
ある。他方のファンガード２０ｃも、これと同様にプロ
ペラファン２２を外部衝撃から保護することを一つの目
的とするとともに、外気に含まれる粉塵等を筐体２０ａ
内に取り込ませないことを目的として備えられているも
のである。

【００２８】圧縮機２３は、低温低圧の気体冷媒を、高
温高圧の気体冷媒に変換して吐出するものであり、冷媒
回路を構成する部品の中では最も中心的な働きを担うも
のである。ちなみに冷媒回路とは、この圧縮機２３に加
えて、上記した室内熱交換器１３、室外熱交換器２１、
冷媒配管３０、膨張弁、及び冷媒の流れ方向を規定する
四方弁（膨張弁及び四方弁は共に不図示）等から概略構
成され、冷媒を室内ユニット１０と室外ユニット２０と
の間で循環させる回路である。

【００２９】室外ユニット制御部２４は、前記プロペラ
ファン２２、圧縮機２３、その他室外ユニット２０に備
えられた各種機器に関する動作制御等を行うもので、各
種電気回路素子から構成されているものである。

【００３０】室外ユニット２０には、上記の他、筐体２
０ａを支持するとともに外部振動等の影響を回避するた
め、台座２０ｄが備えられている。また、前記圧縮機２
３のメンテナンス等を容易に実施できるようにするた
め、たとえば前記圧縮機２３に近い筐体２０ａの壁に対
して取り外し可能な部材２０ｅを設けるなど、サービス
性にも配慮をしている。

【００３１】以下では、これらの構成よりなる空気調和
機の作用について、暖房運転時及び冷房運転時のそれぞ
れの場合に分けて説明する。まず、暖房運転時には、圧
縮機２３で高温高圧の気体とされた冷媒は、冷媒配管３
０を通り室内ユニット１０の室内熱交換器１３に送られ
る。室内ユニット１０内では、クロスフローファン１４
により吸込グリル１２ｂから取り込まれた室内気に対し
て、室内熱交換器１３を通過する高温高圧の気体冷媒か
ら熱が与えられる。このことにより、前面パネル１２下
方の吹出口１２ｃから温風が吹き出されることになる。
また同時に、高温高圧の気体冷媒は、前記室内熱交換器
１３において凝縮液化し、高温高圧の液冷媒となる。

【００３２】この高温高圧の液冷媒は、再び冷媒配管３
０を通って室外ユニット２０における室外熱交換器２１
に送られる。室外ユニット２０では、プロペラファン２
２により筐体２０ａ内に取り込まれた新しい室外気か
ら、室外熱交換器２１を通過する高温高圧の液冷媒が熱
を奪うことになる。高温高圧の液冷媒は、このことによ
り蒸発気化して低温低圧の気体冷媒となる。これが再び
圧縮機２３に送出され、以後上記過程を繰り返すことに
なる。

【００３３】次に、冷房運転時には、冷媒は上記とは逆
方向に冷媒回路中を流れる。すなわち、圧縮機２３で高
温高圧の気体とされた冷媒が、冷媒配管３０を通過して
室外熱交換器２１に送られ、室外気に熱を与えて凝縮液
化し、高温高圧の液冷媒となる。この高温高圧の液冷媒
は、図示しない膨張弁を通過して低温低圧の液冷媒とな
り、再び冷媒配管３０を通り室内熱交換器１３に送られ
る。低温低圧の液冷媒は、ここで室内気から熱を奪って
当該室内気を冷却するとともに、冷媒自身は蒸発気化し
て低温低圧の気体冷媒となる。これが再び圧縮機２３に
送出され、以後上記過程を繰り返すことになる。

【００３４】これらの運転は、室内ユニット１０内に収
められた室内ユニット制御部１５及び室外ユニット２０
内に収められた室外ユニット制御部２４が協調すること
によって制御される。

【００３５】以下では、本発明の特徴的な部分について
説明する。上述した室外ユニット２０には室外熱交換器
２１が設けられているが、この室外熱交換器２１は、図
１０に示すように、冷媒流路１と多数のフィン２とによ
り構成されている。冷媒流路１は、冷媒を流す管材をＵ
字状に折り返すことで水平方向に何度も往復させた流路
であり、その両端はいずれも冷媒回路に接続されてい
る。このような冷媒流路１に対して、上下方向に所定の
間隔で並べられた多数のフィン２が交差し、各交差部で
は、冷媒流路１の外周面に対してフィン２が熱伝達可能
に接触している。なお、各フィン２間に形成された多数
の間隙部３は、プロペラファン２２の作動により筐体２
０ａ内に吸引された外気が通過する流路となる。

【００３６】このように構成されている室外熱交換器２
１のフィン２に関して、第１の実施形態を図２ないし図
４に示して説明する。この第１の実施形態においては、
外気が流れ込んでくるフィン２の入口側端部をギャザー
状に波打たせたフィン形状になっている。なお、図２な
いし図４において、符号の４は冷媒流路１を通す貫通
孔、矢印Ｖは外気の流れ方向を示している。

【００３７】図２（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態に
おける第１実施例を示したものである。この第１実施例
では、フィン２の入口側端部を一定周期の曲線で構成さ
れた波形に成形することで、ギャザー状に波打たせた形
状にしてある。この波形成形部２ａは、フィン２におけ
る外気流れ方向幅Ｗ（図２（ｂ）参照）の一部に設けら
れており、残る後方部分は平坦面２ｂになっている。な
お、上述した波形は、入口側端部から後方へ向けて徐々
に小さくなって平坦面２ｂに吸収されており、少なくと
も冷媒通路１が通る貫通孔４が配置される面は、平坦面
になっている。

【００３８】このようなフィン形状を採用すると、吸入
した外気が最初に通過する波形成形部２ａの先端部分に
おいて、外気の流れを正面から受ける端面の長さが増し
て前縁効果を拡大する。さらに、この波形成形部２ａに
おいては、その表面積も拡大される。従って、室外熱交
換器２１と最も温度差がある状態の新鮮な外気が通過す
るフィン２の波形成形部２ａでは、前縁効果の拡大と表
面積の拡大との相乗効果によって熱伝達率が向上するの
で、フィン２全体としての熱伝達率も向上することにな
る。この結果、室外熱交換器２１の性能を向上させるこ
とができ、室外熱交換器２１及び室外ユニット２０の小
型化が可能になる。なお、このような波形成形部２ａを
備えているフィン２は、切り起こし部のように着霜によ
る目詰まりが発生するような部分がなく、従って、たと
えば外気温が低い場合の暖房運転時であっても、着霜に
よる暖房能力の低下を防止することができる。

【００３９】図３は、上述したフィン２における波形成
形部２ａの他の実施例を示したものである。図３（ａ）
は、第１の実施形態における第２実施例を示したもので
あり、フィン２の入口側端部を一定周期の直線で構成さ
れた波形に成形することで、ギャザー状に波打たせた形
状にしてある。この波形成形部２ａも、フィン２におけ
る外気流れ方向幅Ｗの一部に設けられており、残る後方
部分については上述した第１実施例と同様に平坦面２ｂ
となっている。なお、この場合の波形も、上述した第１
実施例と同様に入口側端部から後方へ向けて徐々に小さ
くなって、やがて平坦面２ｂに吸収される。

【００４０】このような波形を備えたフィン２の形状と
しても、上述した第１実施例と同様に、前縁効果の拡大
及び表面積の拡大が達成される。従って、フィン２の熱
伝達率が向上し、室外熱交換器２１の性能向上に貢献す
ることができる。もちろん、この場合においても、着霜
による暖房能力の低下を防止できることは言うまでもな
い。

【００４１】図３（ｂ）は、第１の実施形態における第
３実施例を示したものであり、フィン２の入口側端部を
長短が交互する一定周期の直線で構成された波形に成形
することで、ギャザー状に波打たせた形状にしてある。
この波形成形部２ａも、フィン２における外気流れ方向
幅Ｗの一部に設けられており、残る後方部分は上述した
第１実施例及び第２実施例と同様に平坦面２ｂとなって
いる。なお、この場合の波形も、上述した第１実施例及
び第２実施例と同様にして、入口側端部から後方へ向け
て徐々に小さくなって、やがて平坦面２ｂに吸収され
る。

【００４２】このような波形を備えたフィン２の形状と
しても、上述した第１実施例及び第２実施例と同様に、
前縁効果の拡大及び表面積の拡大が達成されるので、フ
ィン２の熱伝達率が向上し、室外熱交換器２１の性能向
上に貢献することができる。この場合においても、着霜
による暖房能力の低下を防止できることはもちろんであ
る。

【００４３】ところで、上述した第１実施例ないし第３
実施例では、いずれの場合においても曲線又は直線を一
定周期に連続させて波形を形成しているが、必ずしも一
定周期にする必要はない。また、直線と曲線とを適宜組
み合わせて、一定周期又は不規則な波形を形成してもよ
い。すなわち、フィン２の入口側端部をギャザー状に成
形して、その前縁効果を拡大すると共に、表面積をも拡
大することが重要なポイントである。

【００４４】続いて、第１の実施形態における第４実施
例を図４に示して説明する。この実施例では、フィン２
の入口側端部をギャザー状（図示の例では第１実施例に
示した波形を採用）に成形すると共に、後方の平坦面２
ｂに切り起こし５を併設している。すなわち、着霜によ
る目詰まりは新鮮な外気が流れ込むフィン２の入口側で
発生しやすいことに着目して、入口側を熱伝達率が高く
て目詰まりが生じにくいギャザー状にし、かつ、その後
方には目詰まりの問題がなければ熱伝達率の向上に有効
なことが判明している切り起こし５を多数設けてある。
このようにすれば、前縁効果の拡大、フィン表面積の拡
大及び切り起こし５の存在が協働することによってフィ
ン２全体の熱伝達率が向上するので、ギャザー状単独よ
りも高性能な室外熱交換器２０を提供できる。なお、切
り起こし５と併設する波形形状は、上述した各実施例に
示したものが有効であることは言うまでもない。

【００４５】次に、本発明の第２の実施形態を図５ない
し図９に示して説明する。この第２の実施形態では、フ
ィン２の面に、外気が流れ込む前縁部ｆを円弧状にした
突起６を設けてある。なお、図５ないし図９において、
符号の４は冷媒流路１を通す貫通孔、矢印Ｖは外気の流
れ方向を示している。

【００４６】図５（ａ），（ｂ）は、第２の実施形態に
おける第１実施例を示したものである。この第１実施例
では、薄い板状のフィン２の面、すなわち間隙部３を形
成する各フィン３の対向面に突起６を多数形成してあ
る。この突起６は、フィン２の平坦面から卵を長軸方向
に２分割したような半卵状に突出するものであり、その
前縁部ｆ、すなわち新鮮な外気が流れ込む方向から見た
正面が円弧状になっている。なお、この突起６の寸法
は、一般的な熱交換器２１において、その高さ及び幅が
共に０．５ｍｍ程度と小さなものである。

【００４７】このような突起６を設けると、図６に示す
ように、比較的狭い間隙部３に流れ込んできた新鮮な外
気は突起６の前縁部ｆに当たって分流すると共にその流
路を狭められるので、結果的に間隙部３内で流速を増す
増速作用が生じる。このようにして外気を増速させる
と、フィン２の熱伝達率が向上するので、室外熱交換器
２１の性能も向上させることができる。また、この場合
においても、着霜により目詰まりを生じる切り起こしが
ないので、低外気温時の暖房運転で暖房能力の低下を招
くようなことはない。なお、上述した突起６を多数設け
ることは、フィン２の表面積を増すことにもなるので、
これによっても熱伝達率を向上させることができる。す
なわち、上述した増速作用と表面積の増大とによって、
フィン２の熱伝達率を大きく向上させることが可能にな
る。

【００４８】さて、上述したような突起６の配置には、
図５に示したような千鳥配列が効果的である。また、突
起６の配置は、図５（ｂ）に示すように、各フィン２の
同方向の面（図示の例では上面側）に全ての突起６を突
出させて各フィン単独で千鳥配列を形成してもよいし、
あるいは、フィン２の両面に交互に突出する突起６を設
けて、隣接するフィン２からそれぞれ突出する突起６に
より千鳥配列を形成してもよい。なお、図５（ｂ）にお
いては、図示の都合により３枚のフィン２が並んで示さ
れているが、実際にはもっと多数のフィン２が存在して
いる。

【００４９】図７（ａ），（ｂ）は、第２の実施形態に
おける第２実施例を示したものであり、突起６の形状が
楕円柱状になっている。この場合も、突起６の前縁部ｆ
は円弧状となり、流れ込んできた外気を増速する増速作
用が生じる。従って、上述した第１実施例と同様に、増
速作用及び表面積増大によりフィン２の熱伝達率が向上
し、そして室外熱交換器２１の性能も向上する。また、
この場合においても、着霜により目詰まりを生じる切り
起こしがないので、低外気温時の暖房運転で暖房能力の
低下を招くようなことはない。

【００５０】図８（ａ），（ｂ）は、第２の実施形態に
おける第３実施例を示したものであり、突起６の形状が
円柱状になっている。この場合も、突起６の前縁部ｆは
円弧状となり、流れ込んできた外気を増速する増速作用
が生じる。従って、上述した第１実施例及び第２実施例
と同様に、増速作用及び表面積増大によりフィン２の熱
伝達率が向上し、そして室外熱交換器２１の性能も向上
する。また、この場合においても、着霜により目詰まり
を生じる切り起こしがないので、低外気温時の暖房運転
で暖房能力の低下を招くようなことはない。

【００５１】続いて、第２の実施形態における第４実施
例を図９に示して説明する。この実施例では、フィン２
の入口側に位置する略半分の面に突起（図示の例では第
１実施例に示した半卵形を採用）６を形成すると共に、
略後方の半分を平坦面にして切り起こし５を併設してい
る。すなわち、着霜による目詰まりは新鮮な外気が流れ
込むフィン２の入口側で発生しやすいことに着目して、
入口側を熱伝達率が高くて目詰まりが生じにくい突起６
の形成面とし、かつ、その後方には目詰まりの問題がな
ければ熱伝達率の向上に有効なことが判明している切り
起こし５を設けてある。このようにすれば、フィン２の
全面に切り起こし５を設けたものと比較して着霜がしに
くいものとなり、また、入口側が単なる平坦面で後方に
切り起こし５を設けたものより熱伝達率が高いものとな
るので、高性能な室外熱交換器２０を提供できるように
なる。なお、切り起こし５と併設する突起６の形状は、
上述した各実施例に示したものが有効であることは言う
までもない。

【００５２】このように、フィン２の面に突起６を形成
して増速作用及び表面積増大により熱伝達率を向上させ
ると、同じ性能が得られる寸法形状のストレートフィン
（平板状フィン）と比較して、フィンの幅（奥行き）を
狭めることが可能になる。従って、このフィン２を使用
する室外熱交換器２１及びこの室外熱交換器２１を収納
設置する室外ユニット２０は、性能を維持したまま小型
化が可能となる。換言すれば、室外ユニット２０の寸法
が同じであれば、フィン２を大きくできる分だけその性
能を上げることが可能になる。

【００５３】

【発明の効果】上述した本発明の熱交換器、室外ユニッ
ト及び空気調和機によれば、下記のような効果を奏す
る。 （１） ギャザー状の波形又は突起を形成することによ
り、着霜による目詰まりが発生しやすい切り起こしを設
けなくてもフィンの熱伝達率を高めることができるの
で、特に、外気温度が低い場合の暖房運転時において、
着霜を原因とする暖房能力の低下を防止できる。 （２） フィンの熱伝達率を向上させることができるの
で、同性能を維持して熱交換器及び室外ユニットの外径
寸法を小さくすることが可能になる。このような小型化
により、室外ユニットの設置スペースが小さくなるの
で、空気調和機の商品性向上に大きな効果を奏する。 （３） 熱交換器及び室外ユニットの外径寸法を同じに
すれば、フィンの熱伝達率が向上した分だけ性能を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る室外ユニット及び空気調和機の
一実施形態を示す部分断面斜視図である。

【図２】 本発明に係るフィン形状の第１の実施形態に
関するもので、（ａ）は曲面を組み合わせた波形を示す
第１実施例の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図で
ある。

【図３】 本発明に係るフィン形状の第１の実施形態に
関するもので、（ａ）は直線を組み合わせた波形を示す
第２実施例の斜視図、（ｂ）は同じく長短２種類の直線
を組み合わせた波形を示す第３実施例の斜視図である。

【図４】 本発明に係るフィン形状の第１の実施形態に
関するもので、波形と切り起こしとを併設した第４実施
例の斜視図である。

【図５】 本発明に係るフィン形状の第２の実施形態に
関するもので、（ａ）は突起形状の第１実施例として半
卵形を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。

【図６】 突起における増速作用を説明するための図で
ある。

【図７】 本発明に係るフィン形状の第２の実施形態に
関するもので、（ａ）は突起形状の第２実施例として楕
円柱形を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。

【図８】 本発明に係るフィン形状の第２の実施形態に
関するもので、（ａ）は突起形状の第３実施例として円
柱形を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。

【図９】 本発明に係るフィン形状の第２の実施形態に
関するもので、突起と切り起こしとを併設した第４実施
例の平面図である。

【図１０】 従来の室外ユニットにおける室外熱交換器
の構成及び配置を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 冷媒流路 ２ フィン ２ａ 波形成形部 ３ 間隙部 ５ 切り起こし ６ 突起 １０ 室内ユニット １１ ベース １２ 前面パネル １２ｂ 吸込グリル（吸込口） １２ｃ 吹出口 １３ 室内熱交換器 １４ クロスフローファン（ファン） １５ 室内ユニット制御部 ２０ 室外ユニット ２０ａ 筐体 ２１ 室外熱交換器 ２２ プロペラファン（室外ファン） ２３ 圧縮機 ２４ 室外ユニット制御部 ３０ 冷媒配管 ４０ リモートコントローラ（操作部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 吉典 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱重工業株式会社名古屋研究所内 (72)発明者 古沢 雄二 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱重工業株式会社名古屋研究所内 Ｆターム(参考） 3L054 BA05 BB03

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を流す冷媒流路と、該冷媒流路の外
   周面に接触して交差すると共に間隙部を形成するよう多
   数並べられたフィンとを具備し、前記間隙部を流れる外
   気と前記冷媒とが熱交換するように構成された熱交換器
   において、 前記外気が流れ込む前記フィンの入口側端部をギャザー
   状に成形したことを特徴とする熱交換器。
2. 【請求項２】 外気と冷媒との間で熱交換を行う室外熱
   交換器と、該室外熱交換器又は室内熱交換器に高温高圧
   の気体冷媒を送出する圧縮機と、前記外気を吸引して前
   記室外熱交換器を通過せしめる室外ファンと、各種電気
   回路素子よりなる室外ユニット制御部と、これらの各機
   器を収納する筐体とを具備し、 前記室外熱交換器が、冷媒を流す冷媒流路と、該冷媒流
   路の外周面に接触して交差すると共に間隙部を形成する
   よう多数並べられたフィンとを具備し、前記間隙部を流
   れる外気と前記冷媒とが熱交換するように構成された熱
   交換器であって、前記外気が流れ込む前記フィンの入口
   側端部をギャザー状に成形したことを特徴とする室外ユ
   ニット。
3. 【請求項３】 外気と冷媒との間で熱交換を行う室外熱
   交換器と、該室外熱交換器又は室内熱交換器に高温高圧
   の気体冷媒を送出する圧縮機と、前記外気を吸引して前
   記室外熱交換器を通過せしめる室外ファンと、各種電気
   回路素子よりなる室外ユニット制御部と、これらの各機
   器を収納する筐体とを具備し、前記室外熱交換器が、冷
   媒を流す冷媒流路と、該冷媒流路の外周面に接触して交
   差すると共に間隙部を形成するよう多数並べられたフィ
   ンとを具備し、前記間隙部を流れる外気と前記冷媒とが
   熱交換するように構成された熱交換器であって、前記外
   気が流れ込む前記フィンの入口側端部をギャザー状に成
   形した室外ユニットと、 吸込口から室内気を吸い込みかつ吹出口から吹き出すた
   めの室内ファンと、前記室内気と室外ユニットから供給
   された冷媒との間で熱交換を行う室内熱交換器と、各種
   電気回路素子よりなる室内ユニット制御部とを具備して
   なる室内ユニットと、を備えたことを特徴とする空気調
   和機。
4. 【請求項４】 冷媒を流す冷媒流路と、該冷媒流路の外
   周面に接触して交差すると共に間隙部を形成するよう多
   数並べられたフィンとを具備し、前記間隙部を流れる外
   気と前記冷媒とが熱交換するように構成された熱交換器
   において、 前記フィンの面に、前記外気が流れ込む前縁部を円弧状
   にした突起を設けたことを特徴とする熱交換器。
5. 【請求項５】 外気と冷媒との間で熱交換を行う室外熱
   交換器と、該室外熱交換器又は室内熱交換器に高温高圧
   の気体冷媒を送出する圧縮機と、前記外気を吸引して前
   記室外熱交換器を通過せしめる室外ファンと、各種電気
   回路素子よりなる室外ユニット制御部と、これらの各機
   器を収納する筐体とを具備し、 前記室外熱交換器が、冷媒を流す冷媒流路と、該冷媒流
   路の外周面に接触して交差すると共に間隙部を形成する
   よう多数並べられたフィンとを具備し、前記間隙部を流
   れる外気と前記冷媒とが熱交換するように構成された熱
   交換器であって、前記フィンの面に、前記気体が流れ込
   む前縁部を円弧状にした突起を設けたことを特徴とする
   室外ユニット。
6. 【請求項６】 外気と冷媒との間で熱交換を行う室外熱
   交換器と、該室外熱交換器又は室内熱交換器に高温高圧
   の気体冷媒を送出する圧縮機と、前記外気を吸引して前
   記室外熱交換器を通過せしめる室外ファンと、各種電気
   回路素子よりなる室外ユニット制御部と、これらの各機
   器を収納する筐体とを具備し、前記室外熱交換器が、冷
   媒を流す冷媒流路と、該冷媒流路の外周面に接触して交
   差すると共に間隙部を形成するよう多数並べられたフィ
   ンとを具備し、前記間隙部を流れる外気と前記冷媒とが
   熱交換するように構成された熱交換器であって、前記フ
   ィンの面に、前記気体が流れ込む前縁部を円弧状にした
   突起を設けた室外ユニットと、 吸込口から室内気を吸い込みかつ吹出口から吹き出すた
   めの室内ファンと、前記室内気と室外ユニットから供給
   された冷媒との間で熱交換を行う室内熱交換器と、各種
   電気回路素子よりなる室内ユニット制御部とを具備して
   なる室内ユニットと、を備えたことを特徴とする空気調
   和機。