JP2010025478A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】通風抵抗を小さく抑えつつ、結露水の排水を促すことが可能な空気調和装置の熱交換器を提供する。
【解決手段】第１フィン７１は、第１扁平伝熱管５１と第２扁平伝熱管５２との間に位置している。この第１フィン７１は、厚み方向が空気流れ方向に直交するように配置された板状部分を有し、第１扁平伝熱管５１と第２扁平伝熱管５２に接している。第２扁平伝熱管５２は、空気流れ方向における下流側の端部において、下流側傾斜部Ｌを有している。この下流側傾斜部Ｌは、上面側の高さ位置が下流側に向かうほど低くなるように形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、空気調和装置に用いられ、空冷式でかつ強制通風式の熱交換器に関する。

空気調和装置の熱交換器としては、例えば、水平方向に延びた伝熱管が複数本鉛直方向に並べられており、各伝熱管の間にフィンが配置されてなる、いわゆる積層型の熱交換器が用いられている。

このような積層型の熱交換器としては、例えば、以下の特許文献１に示すように、水平方向に延びている扁平伝熱管と、この扁平伝熱管が延びる方向に直行する面状に広がっており扁平伝熱管によって貫通されているフィンと、を有するものが提案されている。この特許文献１の熱交換器によると、扁平伝熱管の延びる方向と交差する方向を空気流方向としつつ、扁平伝熱管の扁平面を水平方向から傾斜させて風下側が風上側よりも下方に位置するように配置している。そして、フィンには、伝熱性能を向上させるために波形の起伏部が設けられており、その起伏部の稜線は、鉛直方向に延びている。

この熱交換器では、熱交換器が冷媒の蒸発器として機能する場合に、周囲空気に含まれる水分が結露水となってフィン面上に生じ、扁平伝熱管の上面に溜まることがあるが、その場合であっても、風下側が下方になるように扁平伝熱管が傾斜しているため、凝縮水の排水を促すことができるようにしている。これにより、扁平伝熱管上に結露水が滞留している場合よりも、排水を促した場合のほうが、熱交換器を通過する空気抵抗を小さく抑えることができ、熱交換効率を向上させることができている。
特開２００５−１２１３１８号公報

上述の特許文献１に記載の熱交換器では、扁平伝熱管とフィンが交互に積層された構成を有しており、扁平伝熱管の上面に溜まりがちであっても、風下側が下方になるように扁平伝熱管を傾斜させて配置することで凝縮水の排水を促すようにしている。

しかし、空気流れ方向が水平方向である場合において、上記特許文献１の熱交換器では、偏平伝熱管を傾斜させて配置させることにより、扁平伝熱管を水平方向に配置させる場合と比較して、熱交換器全体として空気流れに対する通風抵抗が増大してしまっている。このため、通風抵抗が増大することにより、熱交換の対象流体である空気の供給量が減少し、熱交換効率が低くなってしまっている。

本発明の課題は、通風抵抗を小さく抑えつつ、結露水の排水を促すことが可能な空気調和装置の熱交換器を提供することにある。

第１発明の熱交換器は、空気調和装置に用いられ、空冷式でかつ強制通風式の熱交換器であって、第１扁平伝熱管、第２扁平伝熱管およびフィンを備えている。第１扁平伝熱管は、下面側に、扁平面を有している。この扁平面は、強制通風により水平方向に生じる空気流れ方向に対して平行である水平面状に広がっている。第１扁平伝熱管は、空気流れ方向に対して直交している水平方向に冷媒を流す。第２扁平伝熱管は、第１扁平伝熱管の鉛直下方に配置されている。第２扁平伝熱管は、下面側に、扁平面を有している。この扁平面は、空気流れ方向に対して平行である水平面状に広がっている。第２扁平伝熱管は、第１扁平伝熱管の冷媒流れ方向と平行な方向に冷媒を流す。フィンは、少なくとも第１扁平伝熱管と第２扁平伝熱管との間に位置している。このフィンは、厚み方向が空気流れ方向に直交するように配置された板状部分を有し、第１扁平伝熱管と第２扁平伝熱管との少なくともいずれかに接している。第２扁平伝熱管は、空気流れ方向における下流側の端部において、下流側傾斜部を有している。この下流側傾斜部は、上面側の高さ位置が下流側に向かうほど低くなるように形成されている。ここで、水平には、正確な水平だけに限られず、水平方向から僅かに傾斜する場合も含まれ、実質的に水平であればよい。また、鉛直は、正確な鉛直だけに限られず、鉛直方向から僅かに傾斜する場合も含まれ、実質的に鉛直であればよい。

この熱交換器では、第１偏平伝熱管も第２扁平伝熱管も、いずれも下面側において有している扁平面が水平に広がっているため、水平方向から傾斜させて配置されている場合と比較して、水平方向に流れている空気流れに対する通風抵抗を小さく抑えることができる。フィンの板状部分は、その厚み方向が空気流れ方向に直交するように配置されているため、この板状部分による通風抵抗についても小さく抑えることができている。そして、フィンは、第１扁平伝熱管と第２扁平伝熱管との少なくともいずれかに接しているため、熱交換に有効な伝熱面積を拡大させることができている。第２扁平伝熱管の空気流れ方向の下流側の端部において上面側の高さ位置が下流側に向かうほど低くなるように形成された下流側傾斜部が設けられているため、熱交換によって空気中の水分が冷やされて板状部材や第１扁平伝熱管等において結露水が生じ、第２扁平伝熱管の上面側に流れ落ちたとしても、空気流れによって下流側に導かれた結露水の排水を下流側傾斜部によって促すことができている。

これにより、第２扁平伝熱管の上面側に結露水が滞留することによる熱交換器の通風抵抗を、この結露水の排水を促すことで、小さく抑えることが可能になっている。

第２発明の熱交換器は、第１発明の熱交換器において、第２扁平伝熱管の空気流れ方向における下流側端点の高さ位置は、第２扁平伝熱管の鉛直方向下端側の高さ位置と、第２扁平伝熱管の鉛直方向上端側の高さ位置と、の平均高さ位置よりも下に位置している。

この熱交換器では、下流側傾斜部において、空気流れ方向における下流側の端点を結露水が通過する際には、ある程度の速度を確保することができ、第２扁平伝熱管の空気流れ方向における下流側端点において第２扁平伝熱管の下面側に引き込もうとする表面張力に打ち勝って、第２扁平伝熱管の下面側に結露水を導くことなく排水を促すことができる。

第３発明の熱交換器は、第１発明または第２発明の熱交換器において、下流側傾斜部は、空気流れ方向における下流側に向かうにつれて傾斜が徐々にきつくなるように湾曲して形成されている。

この熱交換器では、下流側傾斜部において、空気流れ方向における下流側の端点に近づくほど、鉛直方向下方に向かって流れ落ちる速度を上昇させることができるため、第２扁平伝熱管の空気流れ方向における下流側端点での表面張力に容易に打ち勝って、第２扁平伝熱管から結露水を離して排水を促すことができる。

第４発明の熱交換器は、第１発明から第３発明のいずれかの熱交換器において、第２扁平伝熱管は、空気流れ方向における上流側の端部において、上流側傾斜部を有している。
この上流側傾斜部は、上面側の高さ位置が上流側に向かうほど低くなるように形成されている。

この熱交換器では、第２扁平伝熱管の空気流れ方向の上流端近傍で生じた結露水を、空気流れ方向の下流側端部近傍まで導くことなく、上流側傾斜部によって迅速に排水させることができる。

第５発明の熱交換器は、第１発明から第４発明のいずれかの熱交換器において、フィンは、第２扁平伝熱管の空気流れ方向の下流側端部と上流側端部との間に位置している。フィンの空気流れ方向の下流側端部と下流側傾斜部とは近接している。

この熱交換器では、フィンにおいて結露水が生じたとしても、空気流れによって下流側に流されて下流側端部に集まった結露水について、近接している下流側傾斜部によって排水を促すことができる。

第６発明の熱交換器は、第１発明から第５発明のいずれかの熱交換器であって、線状部材をさらに備えている。この線状部材は、第１扁平伝熱管の空気流れ方向における下流側端点と、第２扁平伝熱管の空気流れ方向における下流側端点と、の両方に対して接触している。

この熱交換器では、第２扁平伝熱管の空気流れ方向の下流側端部で表面張力によって結露水が保持されるような場合であっても、線状部材によって排水を促すことができるようになる。

第７発明の熱交換器は、第６発明の熱交換器において、線上部材は、鉛直方向に延びている。

この熱交換器では、第１扁平伝熱管や第２扁平伝熱管の下流側に集められた結露水を伝わせることで、排水をより促すことが可能になる。

第８発明の熱交換器は、第６発明の熱交換器において、線上部材は、鉛直方向から傾斜する方向に延びている。

この熱交換器では、第１扁平伝熱管や第２扁平伝熱管の下流側に集められた結露水を伝わせることで、排水をより促すことが可能になる。

第１発明では、第２扁平伝熱管の上面側に結露水が滞留することによる熱交換器の通風抵抗を、この結露水の排水を促すことで、小さく抑えることが可能になっている。

第２発明では、第２扁平伝熱管の下面側に結露水を導くことなく排水を促すことができる。

第３発明では、第２扁平伝熱管の空気流れ方向における下流側端点での表面張力に容易に打ち勝って、第２扁平伝熱管から結露水を離して排水を促すことができる。

第４発明では、空気流れ方向の下流側端部近傍まで導くことなく、上流側傾斜部によって迅速に排水させることができる。

第５発明では、空気流れによって下流側に流されて下流側端部に集まった結露水について、近接している下流側傾斜部によって排水を促すことができる。

第６発明では、第２扁平伝熱管の空気流れ方向の下流側端部で表面張力によって結露水が保持されるような場合であっても、線状部材によって排水を促すことができるようになる。

第７発明では、第１扁平伝熱管や第２扁平伝熱管の下流側に集められた結露水を伝わせることで、排水をより促すことが可能になる。

第８発明では、第１扁平伝熱管や第２扁平伝熱管の下流側に集められた結露水を伝わせることで、排水をより促すことが可能になる。

＜１＞本発明の熱交換器が用いられる空気調和装置について
本発明の熱交換器は、少なくとも空気調和装置における冷媒の蒸発器として用いることができるものである。本発明の熱交換器は、冷房運転と暖房運転とを切り換えることができる空気調和装置に用いられる場合には、冷媒の蒸発器として機能することができるだけでなく、冷媒の放熱器として機能することができるものであってもよい。

本発明の熱交換器は、空冷式でかつ強制通風式の熱交換器である。このため、空気調和装置には、本発明の熱交換器に対して空気流れを供給する送風機（図示せず）が備わっている。

ここで、送風機は、自己が生じさせる空気流れ方向に対して、熱交換器の下流側に配置されていてもよいし、上流側に配置されていてもよい。また、送風機が形成する空気流れは、送風流路を形成する他の部材等によって自在に空気流れ方向の向きを変更できる。ここでは、そのようにして自在に向きを変更した後で、熱交換器を通過する際には、熱交換器を略水平方向に通過するように配置されている。

そして、本発明の熱交換器が空気調和装置において冷媒の蒸発器として機能している際に、送風機から空気が供給される状態では、熱交換器は、送風機によって供給される空気を利用して熱交換が行われる。ここでの熱交換では、送風機によって供給される空気の熱によって、伝熱管の内部を流れる冷媒が暖められて、蒸発する。他方、熱交換器に供給され、熱交換器を通過した空気は、伝熱管の内部を流れる冷媒の熱によって冷やされて、温度が低下する。この際、熱交換器の表面温度が、供給される空気の温度よりも低い状態となっていることから、供給される空気が冷やされる際に、熱交換器の表面に結露水が生じることがある。

本発明の熱交換器は、結露水等の熱交換器表面に付着した水の排水を促す構造を有する熱交換器を提供するものである。

以下、本発明の一実施形態である熱交換器について、図面を参照しつつ説明する。

＜２＞熱交換器
（全体構成）
図１に、熱交換器１の外観斜視図を示す。

なお、図１に示されるように熱交換器１が見える側を正面側とし、背面側、左側面側、右側面側、上面側および底面側は正面側を基準として把握されるものとして、以下、説明する。

図２に、図１中においてＡで示す部分の部分拡大図を示す。

図３に、図２におけるＢ−Ｂ断面で扁平伝熱管５とフィン７とを詳細する側面視断面図を示す。なお、図３では、説明のために、フィン７のうち断面に位置していない部分も合わせて示している。

図４に、熱交換器１の部分拡大概略斜視図を示す。

熱交換器１は、分流ヘッダ２、合流ヘッダ３、扁平伝熱管５およびフィン７を備えている。

分流ヘッダ２には、図１中においてＲ１で示す方向から、液状態の冷媒や気液二相状態の冷媒が送り込まれる。そして、分流ヘッダ２に供給された冷媒は、扁平伝熱管５の複数の流路に別れて、合流ヘッダ３まで流れる。

合流ヘッダ３は、分流ヘッダ２と空気流れ方向成分において同様の位置に設けられており、扁平伝熱管５の複数の流路から流れてきた冷媒を合流させ、図１中においてＲ２で示す方向に冷媒を送り出す。

扁平伝熱管５は、図３、図４に示すように、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成形されており、鉛直方向に並んで配置される第１扁平伝熱管５１、第２扁平伝熱管５２および第３扁平伝熱管５３等を有している。

第１扁平伝熱管５１、第２扁平伝熱管５２および第３扁平伝熱管５３等は、鉛直上側において水平方向に広がった扁平面Ｋと、鉛直下側とにおいて水平方向に広がった扁平面Ｍを有しており、長手方向が空気流れ方向に対して直交する向きであって水平方向となるように伸びている。このように、偏平伝熱管５は、扁平面が水平に広がっているため、水平方向から傾斜して配置される場合と比較して、水平方向に流れている空気流れに対する通風抵抗を小さく抑えることができる。

また、扁平伝熱管５の上流側の端部近傍においては、図３、図４に示すように、上流側に向かうにつれて下方に位置するように傾斜している上流側傾斜面Ｊが設けられている。扁平伝熱管５の下流側の端部近傍においては、下流側に向かうにつれて下方に位置するように傾斜している下流側傾斜面Ｌが設けられている。

これら第１扁平伝熱管５１、第２扁平伝熱管５２および第３扁平伝熱管５３等は、図３に示すように、いずれも、空気流れ方向に直交する方向である長手方向に冷媒を流すための複数の冷媒流路Ｐを有している、いわゆる多穴管と呼ばれる伝熱管となっている。これらの複数の冷媒流路Ｐは、伝熱管を扁平形状に形成させるために、伝熱管内において空気流れ方向に互いに平行になるように並んで設けられている。また、冷媒流路Ｐの管径は、非常に小さく、１つが、２５０μｍ×２５０μｍの正方形状となっており、いわゆるマイクロチャンネル熱交換器となっている。

フィン７は、図２、図３、図４の正面図に示すように、正面視において山部分と谷部分とが繰り返し形成されている波形状となっており、アルミニウム製またはアルミニウム合金製であり、第１扁平伝熱管５１、第２扁平伝熱管５２および第３扁平伝熱管５３等の間に、互いに分離して配置された第１フィン７１および第２フィン７２等を有している。フィン７は、山部分から谷部分までにかけて、平らに広がっている板状部分を有している。第１フィン７１および第２フィンは、図３に示すように、それぞれの板状部分に、伝熱面積を増大させるための切り込みＳを有している。なお、フィン７の板厚方向は、空気流れ方向に直交する方向となるように設けられている。これにより、フィン７を設けることによる通風抵抗を小さく抑えることができている。また、フィン７の肉厚は、０．１ｍｍである。なお、このフィン７には、切り込みＳ以外には、板厚方向に凹凸が設けられていない。

このフィン７は、図３、図４に示すように、空気流れ方向の上流端と下流端との両方が、扁平伝熱管５の空気流れ方向の上流端と下流端との間に位置している。すなわち、フィン７の空気流れ方向の幅は、扁平伝熱管５の空気流れ方向の幅よりも狭くなるように形成されており、扁平伝熱管５の空気流れ方向の幅の内側に収まるように配置されている。

第１フィン７１は、図２に示すように、第１扁平伝熱管５１と第２扁平伝熱管５２とによって挟まれるように配置されており、第１扁平伝熱管５１の下面側の扁平面に対して山部分の上面側が、第２扁平伝熱管５２の上面側の扁平面に対して谷部分の下面側が、それぞれ接している。第２フィン７１も同様に、第２扁平伝熱管５２と第３扁平伝熱管５３とによって挟まれるように配置されており、第２扁平伝熱管５２の下面側の扁平面に対して山部分の上面側が、第３扁平伝熱管５３の上面側の扁平面に対して谷部分の下面側が、それぞれ接している。

そして、扁平伝熱管５とフィン７とがこのように接している部分は、ロウ付け溶接されることで固着されている。このようにして、第１フィン７１および第２フィンは、扁平伝熱管５に固着されていることで、扁平伝熱管５内を流れる冷媒が有している熱を、扁平伝熱管５の表面だけでなく、フィン７の表面にも伝熱させることができる。これにより、熱交換器１の伝熱面積を増大させ、熱交換効率を向上させて、熱交換器１自体をコンパクト化させることができている。また、熱交換器１は、扁平伝熱管５とフィン７とが鉛直方向に交互に積み重ねられており、いわゆる積層型の熱交換器となっている。このように、熱交換器１は、積層型の熱交換器であるために、第３扁平伝熱管５３の上層に第２フィン７２を、第２フィン７２の上層に第２扁平伝熱管５２を、第２扁平伝熱管５２の上層に第１フィン７１を、第１フィン７１の上層に第１扁平伝熱管５１を、それぞれ積層配置させることができ、扁平伝熱管５の間隔は介在するフィン７によって容易に確保することができ、熱交換器の組立作業性を向上させることができる。

（冷媒の流れ）
以上の構成を有する熱交換器１に対して冷媒が流れ込み、熱交換器１から冷媒が流れ出る態様を説明する。

まず、分流ヘッダ２に対して液冷媒もしくは気液二相状態の冷媒が流入し、各第１扁平伝熱管５１、第２扁平伝熱管５２および第３扁平伝熱管５３等の各冷媒流路Ｐに概ね均等に分流される。

第１扁平伝熱管５１、第２扁平伝熱管５２および第３扁平伝熱管５３等の各冷媒流路Ｐを流れる間に、送風機によって供給される空気によってフィン７および扁平伝熱管５自体が暖められることで、内部を流れている冷媒も暖められる。このようにして冷媒に熱が加わることで、冷媒流路Ｐを通過する過程で、冷媒は徐々に蒸発して気相状態となっていく。なお、この過程において、熱交換器１の表面は、冷媒の熱によって冷やされた空気中の水分が結露水となって付着した状態となっている。

そして、ほぼ気相状態となった冷媒は、第２扁平伝熱管５２および第３扁平伝熱管５３等の各冷媒流路Ｐを通過した後、合流ヘッダ３によって合流され、１つの冷媒流れとなって、熱交換器１から流出していく。

（扁平伝熱管５の上流側傾斜面Ｊおよび下流側傾斜面Ｌ）
扁平伝熱管５の上流側傾斜面Ｊは、図４において示すように、上流側に向かうにつれて下方に位置する面が、冷媒流路Ｐの長手方向と平行に延びて形成されている。また、下流側傾斜面Ｌも、下流側に向かうにつれて下方に位置する面が、冷媒流路Ｐの長手方向と平行に延びて形成されている。

なお、この扁平伝熱管５の上流側傾斜面Ｊは、図３、図４に示すように、フィン７の空気流れ方向の上流側端部近傍から傾斜が始まっており、扁平伝熱管５の上流側端部までこの傾斜が続くように形成されている。扁平伝熱管５の下流側傾斜面Ｌも同様に、フィン７の空気流れ方向の下流側端部近傍から傾斜が始まっており、扁平伝熱管５の下流側端部までこの傾斜が続くように形成されている。

ここでの上流側傾斜面Ｊおよび下流側傾斜面Ｌの傾斜角度は、結露水が保持されることのないように、平均的な大きさの結露水が表面張力によって傾斜面に保持されることのない程度にきつく傾斜しており、ここでは水平面に対して４５度の傾斜となっている。

（結露水の排水）
上述のように、熱交換器１が冷媒の蒸発器として機能している場合には、熱交換器１の表面に結露水が生じる。そして、この結露水は、熱交換器１の通風抵抗を増大させるため、熱交換器１の表面に滞留し続けてしまうと、熱交換効率を良好に保つことができなくなってしまう。

これに対して、本実施形態の熱交換器１の扁平伝熱管５には、空気流れ方向の下流端に下流側傾斜面Ｌと、上流端に上流側傾斜面Ｊがそれぞれ設けられている。

このため、図５に示すように、例えば、第２扁平伝熱管５２の上方に位置している第１扁平伝熱管５１や第１フィン７１において生じて、第２扁平伝熱管５２の上面側の扁平面に流れ落ちてきた結露水は、空気流れＦによって空気流れ方向の下流側の下流側傾斜面Ｌまで導かれて、この下流側傾斜面Ｌの傾斜によって下方に排水されやすくなっている。また、扁平伝熱管５において空気流れ方向の上流端近傍に付着した結露水は、上流端に設けられた上流側傾斜面Ｊの傾斜によって下方に排水されやすくなっている。このため、熱交換器１において生じた結露水は、熱交換器１の扁平伝熱管５の表面において滞留することなく、空気流れＦと下流側傾斜面Ｌおよび上流側傾斜面Ｊによって、より下方に排水されやすくなっており、熱交換器１の通風抵抗を小さく抑えることができている。

＜３＞本実施形態の熱交換器の特徴
従来の熱交換器９０１は、例えば、図１７に示すように、冷媒流路Ｐを有する扁平伝熱管９５１、９５２、９５３と、その扁平伝熱管９５１，９５２，９５３の間に配置されたフィン９７１，９７２によって構成されている。そして、フィン９７１、９７２には、鉛直方向に伸びるスリットＳが設けられている。この従来の熱交換器９０１では、熱交換器９０１の表面で生じた結露水が扁平伝熱管９５１、９５２、９５３の上面側の扁平面に付着した場合には、下流側に流されにくく、扁平伝熱管９５１、９５２、９５３が結露水を保持して、結露水が空気流れ方向における同じ位置に留まってしまい、通風抵抗が増大してしまっている。

これに対して、本実施形態の熱交換器１は、扁平伝熱管５において、空気流れ方向の下流端に下流側傾斜面Ｌが形成されている。さらに、フィン７は、この扁平伝熱管５の下流側傾斜面Ｌよりも上流側に配置されている。

このため、熱交換器１の上方のフィン７の表面において生じて、下方の扁平伝熱管５の上面側の扁平面Ｋ上に滴り落ちてきた結露水は、空気流れＦによって下流側傾斜面Ｌにまで導かれると、その後は、下流側傾斜面Ｌの傾斜に沿って下方に流れ落ちて排水される。

また、熱交換器１の扁平伝熱管５の上流側には上流側傾斜面Ｊが設けられているため、熱交換器１の上方のフィン７の表面において生じて、下方の扁平伝熱管５の上面側の扁平面Ｋ上の上流側傾斜面Ｊ近傍に滴り落ちてきた結露水は、その後は、上流側傾斜面Ｊの傾斜に沿って下方に流れ落ちて排水される。

これにより、結露水が扁平伝熱管５において滞留することによる通風抵抗を小さく抑えることができている。このため、熱交換器１に滞留している結露水を少なくして、通風抵抗を小さく抑え、熱交換効率を向上させることができている。

＜４＞変形例
上記実施形態では、本発明の一実施形態を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、以下のような種々の変更が可能である。

（Ａ）
上記実施形態の熱交換器１では、下流側傾斜面Ｌに沿って結露水が流れ落とされる態様を例に挙げて説明した。

しかし，本発明はこれに限られるものではない。例えば、図６、図７に示す熱交換器２０１のように、第１扁平伝熱管５１、第２扁平伝熱管５２および第３扁平伝熱管５３のいずれの下流端にも接触しており、鉛直方向に延びている排水ガイド線Ｂをさらに設けていてもよい。

この排水ガイド線Ｂは、図７の背面図に示すように、フィン７の波形状のうちの谷部分と扁平伝熱管５の上面側の扁平面とが接触している部分の下流側近傍において、扁平伝熱管５の下流端に接触するように設けられている。

この熱交換器２０１は、図８に示すように、上流側の第１扁平伝熱管５１や第１フィン７１において生じた結露水が、第２扁平伝熱管５２の上面側の扁平面に滴り落ちてきた場合には、空気流れＦによって下流側傾斜面Ｌまで導かれて傾斜面を流れ落ちる。ここで扁平伝熱管５の下端における表面張力に耐えきれない程度の大きさの水滴はそのまま落下して排水され、耐えることのできる程度の大きさの水滴は扁平伝熱管５の下端で保持されたまま左右に移動することで排水ガイド線Ｂの近傍まで移動して排水ガイド線Ｂを介して下方に排水される。

また、上流側の第１扁平伝熱管５１や第１フィン７１において生じた結露水が、第１フィン７１の谷部分に集まってきた場合には、空気流れＦによって第１フィン７１の下流端近傍まで導かれることで下流側傾斜面Ｌにまで導かれて傾斜面を流れ落ちる。そして、この谷部分から流れ落ちた結露水は、背面視において谷部分に対応して設けられている排水ガイド線Ｂを伝うことで、下方に排水される。

これにより、空気流れＦに対する熱交換器２０１による通風抵抗を小さく抑えることができている。

なお、この排水ガイド線Ｂがフィン７と接触している位置としては、上述のフィン７の谷部分には限られず、フィン７の下流側端部で接触していれば、排水効果を向上させることができる。

（Ｂ）
上記実施形態の変形例Ａの熱交換器２０１では、扁平伝熱管５の下流端にのみ排水ガイド線Ｂを設けた場合について例に挙げて説明した。

しかし，本発明はこれに限られるものではない。例えば、図９に示す熱交換器３０１のように、さらに扁平伝熱管５の上流端においても下流端と同様に排水ガイド線Ｂを設けてもよい。この場合には、扁平伝熱管５の上流端近傍において生じた結露水の排水を促進させることができるようになる。

（Ｃ）
上記変形例Ａ、Ｂの熱交換器２０１、３０１では、扁平伝熱管５の下流端や上流端に排水ガイド線Ｂが設けられている場合を例に挙げて説明した。

しかし，本発明はこれに限られるものではない。例えば、図１０に示す熱交換器４０１のように、第１扁平伝熱管５１、第２扁平伝熱管５２および第３扁平伝熱管５３のいずれの下流端にも接触しており、背面視において斜めに延びている複数の交差しているラインで構成された排水ガイド網Ｘをさらに設けていてもよい。

この排水ガイド網Ｘは、図１１の背面図に示すように、フィン７の波形状のうちの谷部分と扁平伝熱管５の上面側の扁平面とが接触している部分の下流側近傍において、交差部分を位置させつつ扁平伝熱管５の下流端に接触するように設けられている。

この熱交換器３０１は、上述した変形例Ａ、Ｂと同様に、下流側傾斜面Ｌを沿うように流れてきた結露水の下方への排水を促すことができる。また、比較的結露水が集まりやすいフィン７の谷部分の下流側において、ラインが交差している部分が位置しているため、変形例Ａ、Ｂの構成よりも排水を促すことができるようになっている。

（Ｄ）
上記実施形態の変形例Ｃの熱交換器４０１では、扁平伝熱管５の下流端にのみ排水ガイド網Ｘを設けた場合について例に挙げて説明した。

しかし，本発明はこれに限られるものではない。例えば、図１２に示す熱交換器５０１のように、さらに扁平伝熱管５の上流端においても下流端と同様に排水ガイド網Ｘを設けてもよい。この場合には、扁平伝熱管５の上流端近傍において生じた結露水の排水を促進させることができるようになる。

（Ｅ）
上記実施形態の熱交換器１では、扁平伝熱管５の横断面視における形状が、略台形状である場合について例に挙げて説明した。

しかし，本発明はこれに限られるものではない。例えば、図１３に示す熱交換器６０１の扁平伝熱管６５１、６５２、６５３ように、上流側傾斜面Ｊが設けられていない形状であってもよい。

上流側において結露水が生じることが少ない場合や、送風機による空気流れＦが非常に強いために上流側傾斜面Ｊの傾斜を結露水が登っていってしまうような場合には、このように上流側傾斜面Ｊを設けない構成のほうが排水を促すことができる。

（Ｆ）
上記実施形態の熱交換器１では、扁平伝熱管５の上面側には扁平面Ｋが設けられている場合を例に挙げて説明した。

しかし，本発明はこれに限られるものではない。例えば、図１４に示す熱交換器７０１の扁平伝熱管７５１、７５２、７５３ように、上面側が略円弧形状となるように設けられていてもよい。

（Ｇ）
上記実施形態の熱交換器１では、扁平伝熱管５の上面側には扁平面Ｋおよび下流側傾斜面Ｌが設けられている場合を例に挙げて説明した。

しかし，本発明はこれに限られるものではない。例えば、図１５に示す熱交換器８０１の扁平伝熱管８５１、８５２、８５３ように、上面側には、扁平面Ｋおよび略円弧形状の下流側傾斜湾曲面Ｎが設けられていてもよい。

（Ｈ）
上記実施形態の熱交換器１では、扁平伝熱管５の上面側には扁平面Ｋおよび下流側傾斜面Ｌが設けられている場合を例に挙げて説明した。

しかし，本発明はこれに限られるものではない。例えば、図１６に示す熱交換器８１１の扁平伝熱管８８１、８８２、８８３ように、上面側には上方に膨らんでいる略円弧形状の湾曲面Ｎを形成しつつ、下面側には水平方向に広がる扁平面Ｍおよび下面側上流端近傍および下面側下流端近傍に設けられて下方に膨らんでいる略円弧形状の湾曲面Ｙが設けられていてもよい。

この熱交換器８１１の扁平伝熱管８８１，８８２、８８３の上流端および下流端の鉛直方向の高さ位置は、扁平伝熱管８８１、８８２、８８３の鉛直方向の上端と下端との間に位置するように設けられている。

この場合であっても、上面側の湾曲面Ｎに沿って流れ落ちる結露水は、端部において保持されることなく排水される。

（Ｉ）
上述した実施形態では、フィン７の形状が波形状である場合を例に挙げて説明した。

しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、板状部分が鉛直方向に延びるように設けられたものであってもよい。

（Ｊ）
上述した実施形態では、積層型の熱交換器を例に挙げて説明した。

しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、上記実施形態においては扁平伝熱管５によって不連続となっているフィン７を、扁平伝熱管５よりも空気流れ方向に突出した部分を設けて連続化させるように形成したクロスフィンチューブ型の熱交換器であってもよい。

本発明の熱交換器は、結露水の排水を促して通風抵抗を小さく抑えることが可能になるため、空気調和装置において冷媒の蒸発器として機能することが可能な熱交換器に適用する場合に特に有用である。

本実施形態の熱交換器の概略外観斜視図である。 図１においてＡで示す部分の部分拡大図である。 図２においてＢ−Ｂで示す面で切断した場合の横断面図である。 熱交換器の概略斜視図である。 熱交換器において結露水が排水される様子を示す図である。 変形例（Ａ）にかかる熱交換器の横断面図である。 変形例（Ａ）にかかる熱交換器の空気流れ方向下流側からみた平面図である。 変形例（Ａ）にかかる熱交換器において結露水が排水される様子を示す図である。 変形例（Ｂ）にかかる熱交換器の横断面図である。 変形例（Ｃ）にかかる熱交換器の横断面図である。 変形例（Ｃ）にかかる熱交換器の空気流れ方向下流側からみた平面図である。 変形例（Ｄ）にかかる熱交換器の横断面図である。 変形例（Ｅ）にかかる熱交換器の横断面図である。 変形例（Ｆ）にかかる熱交換器の横断面図である。 変形例（Ｇ）にかかる熱交換器の横断面図である。 変形例（Ｈ）にかかる熱交換器の横断面図である。 従来の積層型熱交換器の横断面図である。

符号の説明

１ 熱交換器
２ 分流ヘッダ
３ 合流ヘッダ
５ 扁平伝熱管
７ フィン
５１〜５３ 第１扁平伝熱管〜第３扁平伝熱管
７１〜７２ 第１フィン〜第２フィン
Ｊ 上流側傾斜面
Ｌ 下流側傾斜面
Ｐ 冷媒流路
Ｓ ガイド部

Claims (8)

1. 空気調和装置に用いられ、空冷式でかつ強制通風式の熱交換器（１）であって、
   前記強制通風により水平方向に生じる空気流れ方向に対して平行である水平面状に広がっている扁平面を下面側に有しており、前記空気流れ方向に対して直交している水平方向に冷媒を流す第１扁平伝熱管（５１）と、
   前記第１扁平伝熱管の鉛直下方に配置され、前記空気流れ方向に対して平行である水平面状に広がっている扁平面を下面側に有しており、前記第１扁平伝熱管の冷媒流れ方向と平行な方向に冷媒を流す第２扁平伝熱管（５２）と、
   少なくとも前記第１扁平伝熱管と前記第２扁平伝熱管との間に位置しており、厚み方向が前記空気流れ方向に直交するように配置された板状部分を有し、前記第１扁平伝熱管と前記第２扁平伝熱管との少なくともいずれかに接しているフィン（７１）と、
   を備え、
   前記第２扁平伝熱管（５２）は、前記空気流れ方向における下流側の端部において、上面側の高さ位置が下流側に向かうほど低くなるように形成された下流側傾斜部（Ｌ）を有している、
   熱交換器（１）。
2. 前記第２扁平伝熱管の前記空気流れ方向における前記下流側端点の高さ位置は、前記第２扁平伝熱管の鉛直方向下端側の高さ位置と、前記第２扁平伝熱管の鉛直方向上端側の高さ位置と、の平均高さ位置よりも下に位置している、
   請求項１に記載の熱交換器（１）。
3. 前記下流側傾斜部（Ｌ）は、前記空気流れ方向における下流側に向かうにつれて傾斜が徐々にきつくなるように湾曲して形成されている、
   請求項１または２に記載の熱交換器（１）。
4. 前記第２扁平伝熱管（５２）は、前記空気流れ方向における上流側の端部において、上面側の高さ位置が上流側に向かうほど低くなるように形成された上流側傾斜部（Ｊ）を有している、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換器（１）。
5. 前記フィン（７１）は、前記第２扁平伝熱管の前記空気流れ方向の下流側端部と上流側端部との間に位置しており、
   前記フィン（７１）の前記空気流れ方向の下流側端部と前記下流側傾斜部とは近接している、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の熱交換器（１）。
6. 前記第１扁平伝熱管（５１）の前記空気流れ方向における下流側端点と、前記第２扁平伝熱管（５２）の前記空気流れ方向における下流側端点と、の両方に対して接触している線上部材（Ｂ）をさらに備えた、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の熱交換器（１）。
7. 前記線上部材（Ｂ）は、鉛直方向に延びている、
   請求項６に記載の熱交換器（１）。
8. 前記線上部材（Ｂ）は、鉛直方向から傾斜する方向に延びている、
   請求項６に記載の熱交換器（１）。

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