JP2006046697A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器を蒸発器として動作させたときの着霜量を低減することができる冷凍装置を提供すること。
【解決手段】滑水性及び撥水性を有する表面処理が施されたプレートフィンと熱交換パイプ５とを有するクロスフィンアンドチューブ型熱交換器を室外側熱交換器２として用いた空気調和装置において、プレートフィンとしてスリットフィン３を用いる。室外側熱交換器２が蒸発器として動作しているときにスリットフィン３に凝縮する水滴は、スリット７に取り込まれて集合され、大きな水滴となる。水滴が大きくなると重量も大きくなるので、下方に流下しやすくなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、滑水性及び撥水性を有する熱交換面を備えた熱交換器を用いて構成される冷凍装置に関する。

一般的に、熱交換器を蒸発器として動作させる冷凍装置では、熱交換器と熱交換を行う空気の温度が低い場合や蒸発器での蒸発温度が低い場合に、熱交換器の熱交換面に霜が発生する。霜が発生すると熱交換器の熱交換能力が低下し、その結果、冷凍装置の冷凍能力も低下してしまう。

例えば、冷凍装置の一種であるヒートポンプ方式の空気調和装置では、暖房運転時に外気温度が低下すると蒸発器として動作している室外側熱交換器における蒸発温度が低下し、この室外側熱交換器に着霜する。着霜すると、室外側熱交換器の蒸発能力が低下し、その結果、空気調和装置の暖房能力が低下してしまう。そのため、空気調和装置では、室外側熱交換器に付着した霜を取り除くための除霜運転が適宜行われる。しかしながら、除霜運転が行われると、除霜運転方式によって異なることがあるが、暖房運転が休止されたり暖房能力が低下したりするため、暖房快感度が低下するという問題がある。そのため、熱交換器における着霜を遅らせて冷凍運転（冷凍装置の代表例であるヒートポンプ方式の空気調和装置の場合は特に暖房運転）の延長を図ることや、除霜運転時間の短縮を図ることが課題となっている。

このような課題に応えるものとして、着霜防止層を熱交換面に設けることによって蒸発器として動作している熱交換器への着霜量を低減しようとする方法が提案されている。この着霜防止層を設ける方法は、熱交換面の滑水性及び撥水性を大きくして着霜を防止する方法である。

着霜防止層を設ける方法として、例えば特許文献１には、特定のオルガノポリシロキサンの１００重量部に対して、シラノール基を有する特定のオルガノポリシロキサンを３〜７０重量部の割合にて含有する組成物を、熱交換面に塗布・硬化させて塗膜を形成することが記載されている。このように着霜防止層を設けて熱交換面の滑水性及び撥水性を大きくすることによって、熱交換器を蒸発器として動作させたときに熱交換面に凝縮する水滴が速やかに流れ落ちていくので、熱交換面における着霜量を低減することができる。
特開２００２−３２３２９８号公報

図１１は、従来の熱交換器の構成の概略を示す断面図である。熱交換器４２は、図１１（ａ）に示すように、いわゆるクロスフィンアンドチューブ型熱交換器であり、熱交換面を形成する多数のフラットフィン４３を互いに間隔をあけて空気流の流通方向４４に直交する方向に沿って並べると共に、これらのフラットフィン４３に対して、内部を冷媒が流通する熱交換パイプ４５を貫通させて構成されている。熱交換器４２では、フラットフィン４３は、長手方向が上下方向に平行になるように配置される。フラットフィン４３を貫通する熱交換パイプ４５は、複数段１列に配列され、フラットフィン４３の一端部から他端部まで長手方向に沿って等間隔に配置されている。フラットフィン４３の表面には例えば滑水性及び撥水性を有する塗膜が設けられており、滑水性及び撥水性が大きくなっている。

この熱交換器４２では図１１（ｂ）に示すように、蒸発器として動作しているときに凝縮する水滴４６は、フラットフィン４３が滑水性及び撥水性を有するので表面から突出し、水滴４６の高さ即ち隣接するフラットフィンに向かって突出する高さが高くなる。そのため、熱交換器４２には、空気流の通路の通風抵抗が大きくなり、フラットフィン４３の温度が低下するので、水滴４６が凍結して霜が発生しやすくなるという問題がある。

図１２は、従来の熱交換器の他の構成の概略を示す断面図である。熱交換器５２は、図１１に示す熱交換器４２と同様に、フラットフィン４３を用いたクロスフィンアンドチューブ型熱交換器である。熱交換器４２との相違点は、熱交換器５２では、フラットフィン４３が流通方向４４に直交する方向に沿って並べられてなるフィン列が、流通方向４４に沿って２列配列されていることである。なお、フィン列は、１列であっても３列以上であってもよい。

この熱交換器５２では、蒸発器として動作しているときに凝縮する水滴４６が、フラットフィン４３が滑水性及び撥水性を有するので、空気流によって押されて下流側に移動しやすい。熱交換器５２では、上流側部位は下流側部位に比べて空気流との熱交換量が多いので、下流側のフィン温度は上流側のフィン温度よりも低くなる。そのため、熱交換器５２には、下流側に移動した水滴が凍結して霜が発生しやすくなるという問題がある。

本発明は、熱交換器を蒸発器として動作させたときの着霜量を低減することができる冷凍装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、滑水性及び撥水性を有する表面処理が施されたフィンと熱交換パイプとを有するクロスフィンアンドチューブ型熱交換器を用いた冷凍装置において、
前記熱交換器は、蒸発器として動作しているときにフィン表面に凝縮する水滴が下方に流下するのを促進する流下促進機構を備えることを特徴とする冷凍装置である。

請求項２記載の発明は、前記流下促進機構は、前記水滴を集合させる水滴集合機構であることを特徴としている。
請求項３記載の発明は、前記水滴集合機構は、前記フィンに形成されたスリットであることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、前記水滴集合機構は、前記フィンに形成されたルーバーであることを特徴としている。
請求項５記載の発明は、前記流下促進機構は、前記水滴を下方に案内する水滴案内機構であることを特徴としている。

請求項６記載の発明は、前記水滴案内機構は、前記フィンに形成された上下方向に延びる導水路であることを特徴としている。
請求項７記載の発明は、前記導水路は、前記フィンの上下方向の全体にわたって形成されていることを特徴としている。

請求項８記載の発明は、前記導水路は、前記熱交換パイプよりも空気流の流通方向下流側に形成されていることを特徴としている。
請求項９記載の発明は、前記導水路は、リブであることを特徴としている。

請求項１０記載の発明は、前記導水路は、ワッフルであることを特徴としている。
請求項１１記載の発明は、前記導水路は、上下方向に間隔をあけて形成された複数の切れ目で構成されることを特徴としている。

請求項１２記載の発明は、前記水滴案内機構は、前記熱交換器を空気流の流通方向における上流側熱交換部と下流側熱交換部とに区分し、その間に設けられた隙間又はその間のフィンに設けられた切れ目であることを特徴としている。

請求項１記載の発明によれば、蒸発器として動作しているときにフィン表面に凝縮する水滴は、流下促進機構によって下方に流下するのが促進される。これによって、フィン表面が滑水性及び撥水性を有することによって水滴が流下しやすいことに加えて、流下促進機構によってさらに水滴の下方への流下が促進されるので、速やかに水滴を下方に流下させて例えば下方に配置されているドレンパンに排水させることができる。したがって、フィン表面に付着した水滴が滑水性及び撥水性によって隣接するフィンに向かって突出したときでも、水滴は速やかに下方に流下されるので、通風抵抗の増加が抑制されてフィン表面の温度低下が抑制される。また、熱交換器のフィンにおける下流側部位は上流側部位に比べて温度が低くなるが、流下促進機構によって水滴が温度の低い下流側部位に流れていくことが抑制される。したがって、温度が低い下流側部位で水滴が凍結することが抑制される。このように、フィン表面の温度低下が抑制されると共に、温度が低い下流側部位で水滴が凍結することが抑制されることによって、フィン表面で水滴が凍って霜が成長することが抑制され、その結果、着霜量を減少させることができる。

請求項２記載の発明によれば、フィン表面に凝縮する水滴は、水滴集合機構によって集合する。水滴集合機構とは、例えばフィンに形成されたメニスカス構造つまり凹凸構造で実現される。水滴は凹部に流入することで集合され、また凸部の周囲に付着することで集合される。水滴が集合すると徐々に水滴が大きくなっていくので、水滴の重量が大きくなり、下方に流下しやすくなる。これによって、速やかに水滴を下方に流下させて排水することができると共に、水滴が温度の低い下流側部位に流れていくのを抑制することができる。

請求項３記載の発明によれば、スリットに水滴が付着して集合し、大きな水滴が形成される。これによって、水滴の重量が大きくなり、下方に流下しやすくなる。したがって、速やかに水滴を下方に流下させて排水することができると共に、水滴が温度の低い下流側部位に流れていくのを抑制することができる。また、スリットによって空気流に乱れが生じ、熱交換を促進することができる。

請求項４記載の発明によれば、ルーバーに水滴が付着して集合し、大きな水滴が形成される。これによって、水滴の重量が大きくなり、下方に流下しやすくなる。したがって、速やかに水滴を下方に流下させて排水することができると共に、水滴が温度の低い下流側部位に流れていくのを抑制することができる。また、ルーバーによって空気流に乱れが生じるので、熱交換を促進することができる。

請求項５記載の発明によれば、フィン表面に凝縮する水滴は、水滴案内機構によって下方に案内される。したがって、フィン表面が滑水性及び撥水性を有することによって水滴が流下しやすいことに加えて、水滴案内機構によってさらに水滴の下方への流下が促進されるので、速やかに水滴を下方に流下させることができる。これによって、速やかに水滴を下方に流下させて排水することができると共に、水滴が温度の低い下流側部位に流れていくのを抑制することができる。

請求項６記載の発明によれば、フィン表面に凝縮する水滴は、フィンに形成された上下方向に延びる導水路によって下方に案内される。したがって、速やかに水滴を下方に流下させて排水することができると共に、水滴が温度の低い下流側部位に流れていくのを抑制することができる。

請求項７記載の発明によれば、導水路がフィンの上下方向の全体にわたって形成されているので、水滴をフィンの上部から下方に向かってより速やかに流下させることができる。

請求項８記載の発明によれば、熱交換パイプよりも空気流の流通方向下流側に導水路が形成されるが、熱交換パイプよりも空気流の流通方向下流側の部位は上流側の部位に比べてフィンの温度が低い部位である。したがって、温度が低い部位の水滴を速やかに流下させることができるので、フィン表面での霜の発生が一層抑制され、着霜量をより低減させることができる。

請求項９記載の発明によれば、フィン表面に凝縮する水滴は、リブに沿って下方に案内されるので、速やかに水滴を下方に流下させることができる。したがって、速やかに水滴を下方に流下させて排水することができると共に、水滴が温度の低い下流側部位に流れていくのを抑制することができる。リブの形成は容易であるので、本発明を容易に実施することができる。また、リブによって空気流に乱れが生じるので、熱交換を促進することができる。

請求項１０記載の発明によれば、フィン表面に凝縮する水滴は、ワッフル形状に沿って下方に案内されるので、速やかに水滴を下方に流下させることができる。したがって、速やかに水滴を下方に流下させて排水することができると共に、水滴が温度の低い下流側部位に流れていくのを抑制することができる。また、ワッフルによって空気流に乱れが生じるので、熱交換を促進することができる。

請求項１１記載の発明によれば、フィン表面に凝縮する水滴は、複数の切れ目に沿って下方に案内されるので、速やかに水滴を下方に流下させることができる。したがって、速やかに水滴を下方に流下させて排水することができると共に、水滴が温度の低い下流側部位に流れていくのを抑制することができる。また、切れ目部分はフィンがない部分であるので、切れ目部分の温度はその周囲の温度よりも高くなり、切れ目部分で水滴が凍ることが抑制される。したがって、水滴の流下促進によって通風抵抗の増大が抑制されてフィン表面の温度低下が抑制されると共に、水滴の凍結による霜の発生が抑制されるので、フィン表面の着霜量を低減することができる。また、切れ目の形成は容易であるので、本発明を容易に実施することができる。

請求項１２記載の発明によれば、フィン表面に凝縮する水滴は、上流側熱交換部と下流側熱交換部との間の隙間又は２つの熱交換部の間のフィンに設けられた切れ目に沿って、下方に案内される。これによって、速やかに水滴を下方に流下させて排水することができる。また、下流側熱交換部の周辺は上流側熱交換部の周辺に比べて温度が低くなるが、上記隙間又は切れ目によって、水滴が温度の低い下流側熱交換部の周辺に流れていくことを防止できる。これによって、温度が低い下流側熱交換部の周辺で水滴が凍結することを抑制することができる。

以下、本発明の冷凍装置の実施形態を、図面を参照しながら説明する。以下の説明では、冷凍装置の一種であるヒートポンプ方式の空気調和装置について説明する。本発明は、熱交換器、特に室外側熱交換器が流下促進機構を備えることが特徴である。流下促進機構とは、熱交換器が蒸発器として動作しているときにフィン表面に凝縮する水滴を下方に流下するのを促進する機構である。流下促進機構には、水滴を集合させる水滴集合機構と、水滴を下方に案内する水滴案内機構とが含まれる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態である空気調和装置を、図１〜図４を参照しながら説明する。第１実施形態では、室外側熱交換器が流下促進機構としての水滴集合機構を備える場合を説明する。

図１は、本発明の第１実施形態である空気調和装置１に用いられる室外側熱交換器２の構成を示す図であり、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は（ａ）の切断面線ａ１−ａ１から見た断面図である。また図２は、空気調和装置１の冷媒回路図である。

空気調和装置１では、図２に示すように、室外側熱交換器２、膨張弁９、室内側熱交換器１０、四路切換弁１１及び圧縮機１２が冷媒配管で接続されて冷媒回路が構成されている。冷房運転時には、四路切換弁１１は図２に示す実線側に設定される。この状態で、圧縮機１２から吐出した冷媒は、四路切換弁１１、室外側熱交換器２、膨張弁９、室内側熱交換器１０、四路切換弁１１の順番で循環して圧縮機１２に吸入される。このような冷媒の循環によって、室外側熱交換器２は凝縮器として動作し、室内側熱交換器１０は蒸発器として動作する。凝縮器として動作する室外側熱交換器２では、ガス冷媒が室外空気と熱交換を行って液冷媒になり、これによって冷媒は室外空気に対して放熱する。蒸発器として動作する室内側熱交換器１０では、冷媒が室内空気と熱交換を行って蒸発してガス冷媒になり、これによって室内空気は冷媒によって吸熱されて冷却される。

一方、暖房運転時には、四路切換弁１１は図２に示す破線側に設定される。この状態で、圧縮機１２から吐出した冷媒は、四路切換弁１１、室内側熱交換器１０、膨張弁９、室外側熱交換器２、四路切換弁１１の順番で循環して圧縮機１２に吸入される。このような冷媒の循環によって、室内側熱交換器１０が凝縮器として動作し、室外側熱交換器２が蒸発器として動作する。凝縮器として動作する室内側熱交換器１０では、ガス冷媒が室内空気と熱交換を行って凝縮し、これによって室内空気は冷媒からの放熱によって加熱される。蒸発器として動作する室外側熱交換器２では、冷媒は室外空気と熱交換を行って蒸発してガス冷媒になり、これによって冷媒は室外空気から吸熱する。

室外側熱交換器２は、図１に示すように、いわゆるクロスフィンアンドチューブ型熱交換器であり、熱交換面を形成する多数のスリットフィン３を互いに間隔をあけて空気流の流通方向４に直交する方向に沿って並べると共に、これらのスリットフィン３に対して、内部を冷媒が流通する熱交換パイプ５を貫通させて構成されている。室外側熱交換器２の下方には、ドレンパン６が配置されている。

室外側熱交換器２では、スリットフィン３は、長手方向が上下方向に平行になるように配置される。スリットフィン３を貫通する熱交換パイプ５は、複数段１列に配列され、スリットフィン３の一端部から他端部まで長手方向に沿って等間隔に配置されている。スリットフィン３には、多数のスリット７が形成されている。図１（ａ）では、４つのスリット７が、熱交換パイプ５の間の部位に上下方向に延びて形成されているが、スリット７の数や形成する部位はこれに限るものではない。また、スリットフィン３の表面には滑水性及び撥水性を有する塗膜が形成されており、滑水性及び撥水性が大きくなっている。

水滴集合構造とは、フィンに形成されたメニスカス構造つまり凹凸構造で実現される。スリットフィン３においては、スリット７における切り起こし部分７ａが凸部に相当し、切り起こしによって形成された空間７ｂが凹部に相当している。したがって、室外側熱交換器２では、スリット７が水滴集合機構に相当する。水滴８は、図３に示すようにスリット７に取り込まれて集合していく。

水滴８が集合すると徐々に水滴８が大きくなっていくので、水滴８の重量が大きくなり、下方に流下しやすくなる。したがって、スリットフィン３の表面が滑水性及び撥水性を有することによって水滴が流下しやすいことに加えて、水滴集合機構であるスリット７によってさらに水滴８の下方への流下が促進されるので、速やかに水滴８を下方に流下させてドレンパン６に排水させることができる。したがって、スリットフィン３表面に付着した水滴８が滑水性及び撥水性によって隣接するフィンに向かって突出したときでも、水滴８は速やかに下方に流下されるので、通風抵抗の増大が抑制されてフィン表面の温度低下が抑制される。

また、スリットフィン３における下流側部位は上流側部位に比べて温度が低くなるが、スリット７によって水滴８が温度の低い下流側部位に流れていくことが抑制される。したがって、温度が低い下流側部位で水滴８が凍結することが抑制される。

図４は、他の水滴集合機構を備えた室外側熱交換器２ａの構成例を示す断面図である。この室外側熱交換器２ａでは、図４（ａ）に示すように、スリットフィン３に代えてルーバーフィン１３を用いている。ルーバーフィン１３においては、ルーバー１４における切り起こし部分１４ａが凸部に相当し、切り起こしによって形成された空間１４ｂが凹部に相当している。したがって、室外側熱交換器２ａでは、ルーバー１４が水滴集合機構に相当する。水滴８は、図４（ｂ）に示すようにルーバー１４に取り込まれて集合していく。

水滴８が集合すると徐々に水滴８が大きくなっていくので、水滴８の重量が大きくなり、下方に流下しやすくなる。したがって、ルーバーフィン１３の表面が滑水性及び撥水性を有することによって水滴が流下しやすいことに加えて、水滴集合機構であるルーバー１４によってさらに水滴８の下方への流下が促進されるので、速やかに水滴８を下方に流下させてドレンパン６に排水させることができる。したがって、ルーバーフィン１３表面に付着した水滴８が滑水性及び撥水性によって隣接するフィンに向かって突出したときでも、水滴８は速やかに下方に流下されるので、通風抵抗の増大が抑制されてフィン表面の温度低下が抑制される。

また、ルーバーフィン１３における下流側部位は上流側部位に比べて温度が低くなるが、ルーバー１４によって水滴８が温度の低い下流側部位に流れていくことが抑制される。したがって、温度が低い下流側部位で水滴８が凍結することが抑制される。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、スリットフィン３やルーバーフィン１３の表面温度の低下が抑制されると共に、温度が低い下流側部位で水滴８が凍結することが抑制されるので、スリットフィン３やルーバーフィン１３の表面で水滴８が凍って霜が成長することが抑制され、その結果、着霜量を減少させることができる。

（２）上記実施形態では、水滴集合機構としてスリット７やルーバー１４を用いているので、スリット７やルーバー１４によって空気流に乱れが生じ、熱交換を促進することができると共に、着霜量を低減させることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を、図５〜図１０を参照しながら説明する。第２実施形態では、室外側熱交換器が流下促進機構としての水滴案内機構を備える場合を説明する。なお、第２の実施形態は、第１の実施形態の室外側熱交換器２の構造を変更したものであるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。

図５（ａ）は、第２実施形態である空気調和装置１に用いられる室外側熱交換器２ｂの断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の切断面線ａ２−ａ２から見た断面図である。室外側熱交換器２ｂは、クロスフィンアンドチューブ型熱交換器であり、熱交換面を形成する多数のプレートフィン１５を互いに間隔をあけて空気流の流通方向４に直交する方向に沿って並べると共に、これらのプレートフィン１５に対して、内部を冷媒が流通する熱交換パイプ５を貫通させて構成されている。熱交換器４２では、プレートフィン１５は、長手方向が上下方向に平行になるように配置されると共に、プレートフィン１５が流通方向４に直交する方向に沿って並べられてなるフィン列が、流通方向４に沿って２列配列されている。なお、フィン列は、１列であっても３列以上であってもよい。プレートフィン１５を貫通する熱交換パイプ４５は、各プレートフィン１５に対して複数段１列に配列されており、プレートフィン１５の一端部から他端部まで長手方向に沿って等間隔に配置されている。プレートフィン１５の表面には滑水性及び撥水性を有する塗膜が形成されており、滑水性及び撥水性が大きくなっている。

この室外側熱交換器２ｂでは、各プレートフィン１５に上下方向に延びるリブ１６が形成されている。リブ１６は、プレートフィン１５の上端から下端まで全体にわたって形成されており、各プレートフィン４３に１本ずつ形成されている。さらに、リブ１６は、プレートフィン１５における流通方向４４の下流側、即ち熱交換パイプ５よりも下流側に形成されている。

プレートフィン１５の表面に凝縮する水滴は、プレートフィン１５に形成された上下方向に延びるリブ１６によって下方に案内される。したがって、プレートフィン１５の表面が滑水性及び撥水性を有することによって水滴が流下しやすいことに加えて、リブ１６によってさらに水滴の下方への流下が促進されるので、速やかに水滴を下方に流下させて排水することができる。したがって、プレートフィン１５の表面に付着した水滴８が滑水性及び撥水性によって隣接するフィンに向かって突出したときでも、水滴８は速やかに下方に流下されるので、通風抵抗の増大が抑制されてプレートフィン１５の表面温度の低下が抑制される。

また、リブ１６によって水滴８が温度の低い下流側部位に流れていくことが抑制される。したがって、温度が低い下流側部位で水滴８が凍結することを抑制することができる。
図６（ａ）は、室外側熱交換器２ｂの他の構成例を示す断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の切断面線ａ３−ａ３から見た断面図である。リブ１６は、図６に示すように、各プレートフィン１５に複数本（図６では４本）ずつ形成してもよい。

図７（ａ）は、他の導水路を備えた室外側熱交換器２ｃの断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）の切断面線ａ４−ａ４から見た断面図である。室外側熱交換器２ｃでは、プレートフィン１５に導水路として上下方向に間隔をあけて形成された複数の切れ目１７が形成されている。

プレートフィン１５の表面に凝縮する水滴８は、複数の切れ目１７に沿って下方に案内されるので、速やかに水滴８を下方に流下させることができる。また、切れ目１７はフィンがない部分であるので、切れ目１７付近の温度はその周囲の温度よりも高くなり、切れ目１７付近で水滴８が凍ることが抑制される。したがって、水滴８の流下促進によって通風抵抗の増大が抑制されてプレートフィン１５の表面温度の低下が抑制されると共に、水滴８の凍結による霜の発生が抑制される。また、切れ目１７の形成は容易であるので、容易に実施することができる。

図８（ａ）は、さらに他の導水路を備えた室外側熱交換器２ｄの断面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の切断面線ａ５−ａ５から見た断面図である。室外側熱交換器２ｄでは、プレートフィン１５に代えてワッフルフィン１８が用いられている。ワッフルフィン１８においては、ワッフル形状によって形成された溝部１８ａが導水路に相当する。

ワッフルフィン１８の表面に凝縮する水滴８は、ワッフル形状による溝部１８ａに沿って下方に案内されるので、速やかに水滴８を下方に流下させて排水することができる。これによって、通風抵抗の増大が抑制されてワッフルフィン１８の表面温度の低下が抑制される。また、ワッフル形状であるので空気流に乱れが生じ、熱交換を促進することができる。

図９は、他の水滴案内機構を備えた室外側熱交換器２ｅの断面図である。室外側熱交換器２ｅは、熱交換面を形成する多数のプレートフィン１５を互いに間隔をあけて空気流の流通方向４に直交する方向に沿って並べると共に、これらのプレートフィン１５に対して、内部を冷媒が流通する熱交換パイプ５を貫通させて構成されている。室外側熱交換器２ｅでは、プレートフィン１５は、長手方向が上下方向に平行になるように配置されると共に、プレートフィン１５が流通方向４に直交する方向に沿って並べられてなるフィン列が、流通方向４に沿って２列配列されている。熱交換パイプ５は、各プレートフィン１５に対して複数段１列に配列されており、プレートフィン１５の一端部から他端部まで長手方向に沿って等間隔に配置されている。プレートフィン１５の表面には滑水性及び撥水性を有する塗膜が形成されており、滑水性及び撥水性が大きくなっている。

室外側熱交換器２ｅでは、２つのフィン列の間に隙間１９が設けられている。つまり、空気流の流通方向４の上流側フィン列が上流側熱交換部２０となり、下流側フィン列が下流側熱交換部２１となり、上流側熱交換部２０と下流側熱交換部２１との間に隙間１９が設けられている。この隙間１９が、水滴案内機構に相当する。隙間１９の長さＰは、プレートフィン１５のフィンピッチＦＰ以上に設定されている。

プレートフィン１５の表面に凝縮する水滴８は、上流側熱交換部２０と下流側熱交換部２１との間の隙間１９に沿って、下方に案内されるので、速やかに水滴８を下方に流下させることができる。また、下流側熱交換部２１の周辺は上流側熱交換部２０の周辺に比べて温度が低くなるが、隙間１９によって、水滴８が温度の低い下流側熱交換部２１の周辺に流れていくことを防止できる。これによって、温度が低い下流側熱交換部２１の周辺で水滴８が凍結することを抑制することができる。

図１０（ａ）は、さらに他の水滴案内機構を備えた室外側熱交換器２ｆの断面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の切断面線ａ６−ａ６から見た断面図である。室外側熱交換器２ｆは、熱交換面を形成する多数のプレートフィン１５を互いに間隔をあけて空気流の流通方向４に直交する方向に沿って並べると共に、これらのプレートフィン１５に対して、内部を冷媒が流通する熱交換パイプ５を貫通させて構成されている。室外側熱交換器２ｆでは、プレートフィン１５は、長手方向が上下方向に平行になるように配置される。熱交換パイプ５は、プレートフィン１５に対して複数段２列に配列されており、各熱交換パイプ列においてはプレートフィン１５の一端部から他端部まで長手方向に沿って等間隔に配置されている。プレートフィン１５の表面には滑水性及び撥水性を有する塗膜が形成されており、滑水性及び撥水性が大きくなっている。

室外側熱交換器２ｅでは、２つのフィン列の間に、上端部近傍から下端部近傍まで延びる切れ目２２が設けられている。つまり、空気流の流通方向４の上流側の熱交換パイプ列を含む部位が上流側熱交換部２０となり、下流側の熱交換パイプ列を含む部位が下流側熱交換部２１となり、上流側熱交換部２０と下流側熱交換部２１との間に切れ目２２が設けられている。この切れ目２２が、水滴案内機構に相当する。

プレートフィン１５の表面に凝縮する水滴８は、上流側熱交換部２０と下流側熱交換部２１との間のフィンに設けられた切れ目２２に沿って、下方に案内されるので、速やかに水滴８を下方に流下させることができる。また、下流側熱交換部２１の周辺は上流側熱交換部２０の周辺に比べて温度が低くなるが、切れ目２２によって、水滴８が温度の低い下流側熱交換部２１の周辺に流れていくことを防止できる。これによって、温度が低い下流側熱交換部２１の周辺で水滴８が凍結することを抑制することができる。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、フィンの表面温度の低下が抑制されると共に、温度が低い下流側部位で水滴８が凍結することが抑制されるので、フィン表面で水滴８が凍って霜が成長することが抑制され、その結果、着霜量を減少させることができる。

（２）導水路をフィンの上下方向の全体にわたって形成することによって、水滴８をフィンの上部から下方に向かってより速やかに流下させることができるので、フィン表面での霜の発生が一層抑制され、着霜量を低減することができる。

（３）導水路を熱交換パイプ５よりも空気流の流通方向下流側に形成することによって、上流側に比べて温度が低い下流側部位の水滴８を速やかに流下させることができるので、フィン表面での霜の発生が一層抑制され、着霜量をより低減させることができる。

（４）導水路として、リブ１６、ワッフル形状（溝部１８ａ）又は上下方向に間隔をあけて形成された複数の切れ目１７で形成することによって、導水路によって空気流に乱れが生じるので、熱交換を促進することができる。また、導水路を容易に形成することができる。

（５）水滴案内機構として、上流側熱交換部２０と下流側熱交換部２１との間に設けられた隙間１９又は上流側熱交換部２０と下流側熱交換部２１との間のフィンに設けられた切れ目２２を形成することによって、水滴８が温度の低い下流側熱交換部２１の周辺に流れていくことを防止できる。これによって、温度が低い下流側熱交換部２１の周辺で水滴８が凍結することを抑制することができる。したがって、フィン表面での霜の発生が抑制され、着霜量を低減させることができる。

上記各実施形態では、冷凍装置の一種であるヒートポンプ方式の空気調和装置を例にとり説明したけれども、たとえば冷蔵庫や冷凍庫に本発明を適用してもよい。

本発明は、滑水性及び撥水性を有する熱交換面を備えた熱交換器を用いて構成される冷凍装置に適用することができる。例えば、家庭用及び業務用の空気調和装置、家庭用及び業務用の冷凍庫、家庭用及び業務用の冷蔵庫、家庭用及び業務用の給湯装置などの除霜を必要とする装置に有用である。

（ａ）は本発明の第１実施形態である空気調和装置１に用いられる室外側熱交換器２の構成を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の切断面線ａ１−ａ１から見た断面図。 空気調和装置１の冷媒回路図。 室外側熱交換器２における水滴の集合状態を示す断面図。 （ａ）及び（ｂ）は他の水滴集合機構を備えた室外側熱交換器２ａの構成例を示す断面図。 （ａ）は第２実施形態である空気調和装置１に用いられる室外側熱交換器２ｂの断面図、（ｂ）は（ａ）の切断面線ａ２−ａ２から見た断面図。 （ａ）は室外側熱交換器２ｂの他の構成例を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の切断面線ａ３−ａ３から見た断面図。 （ａ）は他の導水路を備えた室外側熱交換器２ｃの断面図、（ｂ）は（ａ）の切断面線ａ４−ａ４から見た断面図。 （ａ）はさらに他の導水路を備えた室外側熱交換器２ｄの断面図、（ｂ）は（ａ）の切断面線ａ５−ａ５から見た断面図。 他の水滴案内機構を備えた室外側熱交換器２ｅの断面図。 （ａ）はさらに他の水滴案内機構を備えた室外側熱交換器２ｆの断面図、（ｂ）は（ａ）の切断面線ａ６−ａ６から見た断面図。 （ａ）及び（ｂ）は従来の熱交換器の構成の概略を示す断面図。 従来の熱交換器の他の構成の概略を示す断面図。

符号の説明

１…空気調和装置、２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ…室外側熱交換器、３…スリットフィン、４…流通方向、５…熱交換パイプ、６…ドレンパン、７…スリット、８…水滴、９…膨張弁、１０…室内側熱交換器、１１…四路切換弁、１２…圧縮機、１３…ルーバーフィン、１４…ルーバー、１５…プレートフィン、１６…リブ、１７，２２…切れ目、１８…ワッフルフィン、１９…隙間、２０…上流側熱交換部、２１…下流側熱交換部

Claims (12)

1. 滑水性及び撥水性を有する表面処理が施されたフィンと熱交換パイプとを有するクロスフィンアンドチューブ型熱交換器を用いた冷凍装置において、
   前記熱交換器は、蒸発器として動作しているときにフィン表面に凝縮する水滴が下方に流下するのを促進する流下促進機構を備えることを特徴とする冷凍装置。
2. 前記流下促進機構は、前記水滴を集合させる水滴集合機構であることを特徴とする請求項１記載の冷凍装置。
3. 前記水滴集合機構は、前記フィンに形成されたスリットであることを特徴とする請求項２記載の冷凍装置。
4. 前記水滴集合機構は、前記フィンに形成されたルーバーであることを特徴とする請求項２記載の冷凍装置。
5. 前記流下促進機構は、前記水滴を下方に案内する水滴案内機構であることを特徴とする請求項１記載の冷凍装置。
6. 前記水滴案内機構は、前記フィンに形成された上下方向に延びる導水路であることを特徴とする請求項５記載の冷凍装置。
7. 前記導水路は、前記フィンの上下方向の全体にわたって形成されていることを特徴とする請求項６記載の冷凍装置。
8. 前記導水路は、前記熱交換パイプよりも空気流の流通方向下流側に形成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の冷凍装置。
9. 前記導水路は、リブであることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の冷凍装置。
10. 前記導水路は、ワッフルであることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の冷凍装置。
11. 前記導水路は、上下方向に間隔をあけて形成された複数の切れ目で構成されることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の冷凍装置。
12. 前記水滴案内機構は、前記熱交換器を空気流の流通方向における上流側熱交換部と下流側熱交換部とに区分し、その間に設けられた隙間又はその間のフィンに設けられた切れ目であることを特徴とする請求項５記載の冷凍装置。

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