JP2012159256A - 空気調和機用熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】上下に隣り合う冷媒パスが個別に除霜される場合であっても、着霜を抑制することができる空気調和機用熱交換器を提供する。
【解決手段】上側冷媒パスＰ２を構成する複数の伝熱管１，２のうち、上側冷媒パスＰ２と下側冷媒パスＰ１との境界領域Ｂに隣接する位置にあり、かつ空気の流れに沿った方向の下流側に位置する下流側伝熱管２１は、これよりも上流側に位置し、かつ境界領域Ｂに隣接する位置にある上流側伝熱管１１よりも低い位置に設けられている。フィン３５は、フィン３５の表面に付着した水滴を下流側に案内するガイド部３１，３３を有している。ガイド部３１，３３は、少なくとも境界領域Ｂに設けられており、上流側から下流側に向かうにつれて下方に傾斜する傾斜方向に延びている。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気調和機に用いられる熱交換器に関するものである。

空気調和機の暖房運転時において外気の温度が低い場合、室外の熱交換器に着霜が生じることがあり、この霜を除去するために除霜が行われる。除霜の方式としては、例えば暖房運転を所定時間継続した後、四路切換弁を切り換えて冷媒回路を冷房サイクルにすることにより除霜する方式が知られている（逆サイクルデフロスト）。しかし、この方式では、除霜のための大きな熱量が得られる反面、除霜運転中には暖房運転を停止する必要があるので、その間の快適性が低下することがある。この点を改善するために、除霜運転を行いつつ暖房運転も継続可能な空気調和機が提案されている。

例えば特許文献１には、２つの冷媒パスを有する室外熱交換器を備え、各冷媒パスと絞り装置との間に電磁弁がそれぞれ配設された空気調和機が開示されている。この空気調和機では、一方の冷媒パスに冷媒を流して暖房運転を連続して行いつつ、他方の冷媒パスを電磁弁で閉じて室外ファンの空気の流れによって前記他方の冷媒パスの除霜を行う（風の熱量によるデフロスト）。

また、特許文献２には、圧縮機の吐出配管から室外熱交換器の入口側配管につながるバイパスを通じて吐出ガスを室外熱交換器に送り、この熱量により霜をとかす方式（正サイクルデフロスト）を採用した空気調和機が提案されている。この空気調和機は、２つの室外熱交換器（第１室外熱交換器及び第２室外熱交換器）と、２つの膨張弁（第１膨張弁及び第２膨張弁）とを備えている。第１室外熱交換器の除霜を行うときには、第１膨張弁を閉じて第１室外熱交換器に前記吐出ガスの一部を供給する一方で、第２膨張弁の絞り操作を行うことにより、除霜運転と暖房運転を同時に行う。

特開２０００−２７４７８０号公報 特開２００１−０５９６６４号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載されている除霜運転を行うだけでは、次のような理由からフィンにおいて局所的な着霜が生じることがある。

例えば上下に隣り合う２つの冷媒パスを含む熱交換器において、上側冷媒パスで除霜が行われているときには、これに隣り合う下側冷媒パスを用いて暖房運転が行われている。したがって、除霜中の上側冷媒パスと下側冷媒パスとの境界領域及びその近傍は、暖房運転中の下側冷媒パスによって冷却されるので、他の領域に比べて霜が溶けにくい環境にある。そして、上側冷媒パスの除霜運転が終了し、この上側冷媒パスの暖房運転が再開され、下側冷媒パスの除霜が開始された場合も同様であり、前記境界領域及びその近傍では他の領域に比べて霜が溶けにくい。

したがって、上側冷媒パスの除霜によって生じた水滴が前記境界領域に流下してそこに滞留したり、さらに流下して下側冷媒パスの領域に流れ込んだりすると、前記境界領域及びその近傍において着霜が生じやすい。しかも、上記のように冷媒パス毎に順に除霜運転が行われることにより着霜現象が繰り返されると、前記境界領域に霜が堆積することになる。

そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上下に隣り合う冷媒パスが個別に除霜される場合であっても、着霜を抑制することができる空気調和機用熱交換器を提供することにある。

(1) 本発明の空気調和機用熱交換器は、鉛直方向に配置される板状のフィン(35)と、前記フィン(35)を貫通し、内部を冷媒が流通する複数の伝熱管(1,2)とを備え、前記フィン(35)に沿って流れる空気と前記冷媒との間で熱交換する熱交換器である。前記複数の伝熱管(1,2)は、鉛直方向に配列されるとともに前記空気の流れに沿った方向に配列されている。この空気調和機用熱交換器は、上下に隣り合う上側冷媒パス(P2)と下側冷媒パス(P1)とを含む複数の冷媒の経路を有している。この空気調和機用熱交換器は、空気調和機に用いられて前記上側冷媒パス(P2)と前記下側冷媒パス(P1)が個別に除霜される。

前記上側冷媒パス(P2)を構成する複数の伝熱管(1,2)のうち、前記上側冷媒パス(P2)と前記下側冷媒パス(P1)との境界領域(B)に隣接する位置にあり、かつ前記空気の流れに沿った方向の下流側に位置する下流側伝熱管(21)は、これよりも上流側に位置し、かつ前記境界領域(B)に隣接する位置にある上流側伝熱管(11)よりも低い位置に設けられている。

前記フィン(35)は、前記フィン(35)の表面に付着した水滴を前記下流側に案内するガイド部(31,33)を有しており、前記ガイド部(31,33)は、少なくとも前記境界領域(B)に設けられており、前記上流側から前記下流側に向かうにつれて下方に傾斜する傾斜方向に延びている。

冷媒パス毎に順に除霜が行われ、この除霜中に他の冷媒パスを用いて暖房運転が継続される場合には、上述したようにフィン(35)における境界領域(B)において着霜が特に生じやすい傾向にある。また、除霜中の上側冷媒パス(P2)において霜が溶けて生じる水滴は、重力によってフィン(35)の表面を流下しつつ、空気の流れに押されてフィン(35)の表面を下流側に移動する傾向にある。すなわち、前記水滴は、フィン(35)の表面を下流側に向かって斜め下方に移動する傾向にある。

これらの傾向、すなわち境界領域(B)における着霜傾向及び水滴の挙動の傾向に着目がなされることにより、本構成では、上側冷媒パス(P2)の複数の伝熱管のうち、境界領域(B)に隣接する下流側伝熱管(21)は、境界領域(B)に隣接する上流側伝熱管(11)よりも低い位置に設けられている。すなわち、下流側伝熱管(21)は、上流側伝熱管(11)に対して下流側に向かって斜め下方に位置している。しかも、本構成では、フィン(35)には、少なくとも境界領域(B)に、上流側から下流側に向かうにつれて下方に傾斜する傾斜方向に延びるガイド部(31,33)が設けられている。

したがって、例えば除霜中の上側冷媒パス(P2)の上流側伝熱管(11)において生じた水滴が下流側に向かって斜め下方に移動した場合であっても、上流側伝熱管(11)の斜め下方には、下流側伝熱管(21)が設けられているので、水滴が下側冷媒パス(P1)の領域に流れ込むのを抑制することができる。これにより、境界領域(B)近傍の下側冷媒パス(P1)の領域において着霜が生じるのを抑制できる。

しかも、上側冷媒パス(P2)の除霜により生じた水滴が境界領域(B)に流下した場合であっても、前記水滴は、前記傾斜方向に延びるガイド部(31,33)に沿って下流側に案内される。このようにガイド部(31,33)によって下流側に案内された水滴は、空気の流れにさらに押されてフィン(35)の下流側の端辺から排水されやすくなる。しかも、ガイド部(31,33)において複数の水滴が集合して下流側に案内される場合には、ガイド部(31,33)において水滴が大きくなるので、各水滴は落下しやすくなる。したがって、除霜により生じた水滴の排水性が向上する。

以上のように、境界領域(B)を基準として上側冷媒パス(P2)における下流側伝熱管(21)と上流側伝熱管(11)を本構成のように配置し、かつ境界領域(B)を基準としてガイド部(31,33)を本構成のように配置することにより、上側冷媒パスと下側冷媒パスが個別に除霜される場合であっても、境界領域(B)及びその近傍における着霜を効果的に抑制することができる。

(2) また、前記空気調和機用熱交換器において、前記ガイド部(31,33)は、前記フィンにおける前記空気の流れの上流側の端辺まで延びているのが好ましい。

この構成では例えばフィン(35)の上流側の端辺に沿って流下する水滴は、そのまま下方に移動するのではなく、ガイド部(31,33)によって捕捉され、このガイド部(31,33)に沿って確実に下流側に案内される。

(3) また、前記空気調和機用熱交換器において、前記ガイド部(31,33)は、前記フィンにおける前記空気の流れの下流側の端辺まで延びているのが好ましい。

この構成では、水滴は、ガイド部(31,33)に沿ってフィン(35)の下流側の端辺まで確実に案内される。これにより、水滴をフィンからより効果的に剥離させ、水滴の排水性をより高めることができる。

(4) 前記空気調和機用熱交換器において、前記ガイド部は、前記傾斜方向に延びるスリット(31)であり、前記スリット(31)は、前記境界領域(B)及びその近傍に偏在しているのが好ましい。

この構成では、前記ガイド部としての前記スリット(31)は、前記境界領域(B)及びその近傍に重点的に設けられている。前記境界領域(B)及びその近傍は、上記したように暖房運転中の下側冷媒パス(P1)の領域に水滴が流れ込むのを抑制するうえで重要な領域である。この重要な領域に設けられたガイド部によって水滴が下側冷媒パス(P1)の領域に流れ込むのが抑制される。その一方で、この重要な領域（前記境界領域(B)及びその近傍）以外の領域においては、前記スリット(31)は、相対的に少ないか又は設けられていない。したがって、フィン(35)の全面にわたってスリット(31)をほぼ均一に設ける場合と比較して、スリット(31)を設けることに起因するフィン(35)の熱交換面積の減少を抑制できる。

(5) 前記空気調和機用熱交換器において、前記ガイド部は、前記傾斜方向に延びるスリット(31)であり、前記スリット(31)は、前記下流側に向かうにつれて開口幅が大きくなる拡幅部(32)を有していてもよい。

スリット(31)に案内されて下流側に流れる水滴は、スリット(31)の幅方向両側に位置する表面に跨るようにして付着している。前記拡幅部(32)は下流側に向かうほど開口幅が大きくなるので、拡幅部(32)に到達した水滴は、下流側に向かうほどスリット(31)の両側に跨った状態を維持しにくくなる。これにより、この水滴は、スリット(31)の幅方向の一方側の表面から離れて他方側の表面にのみ付着した状態となり、空気の流れによってフィン(35)から剥離しやすくなる。

(6) 前記空気調和機用熱交換器において、前記ガイド部は、前記傾斜方向に延びる凸部(33)であってもよく、この場合において、前記凸部(33)は、前記フィン(35)の前記上流側の縁部から前記フィン(35)の前記下流側の縁部までほぼ連続して形成されていてもよい。

ガイド部がスリット(31)の場合には、前記上流側の縁部から前記下流側の縁部まで連続して形成することは困難であるが、ガイド部が凸部(33)である場合には、前記上流側の縁部から前記下流側の縁部まで連続して形成することができる。

以上説明したように、本発明によれば、除霜運転時の排水性に優れた空気調和機用熱交換器を提供することができる。

本発明の一実施形態にかかる空気調和機用熱交換器を示す正面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 前記空気調和機用熱交換器の変形例１を示す図である。 （Ａ）は、前記空気調和機用熱交換器の変形例２を示す図であり、（Ｂ）は、この変形例２における水滴の挙動の一例を示す図である。 （Ａ）は、前記空気調和機用熱交換器の変形例３を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＶＢ−ＶＢ線断面図である。 （Ａ）は、前記空気調和機用熱交換器の変形例４を示す図であり、（Ｂ）は、前記空気調和機用熱交換器の変形例５を示す図である。 （Ａ）は、前記空気調和機用熱交換器の変形例６を示す図であり、（Ｂ）は、着霜過程の一例を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

＜空気調和機の全体構成＞
図１に示す本実施形態の空気調和機用熱交換器５１は、図略の空気調和機に用いられる。この空気調和機は、利用ユニットと熱源ユニットとを備えている。前記利用ユニットは、利用側熱交換器、利用側膨張弁、利用側ファンなどを有している。前記熱源ユニットは、圧縮機、四路切換弁、熱源側熱交換器、熱源側膨張弁、アキュムレータ、熱源側ファンなどを有している。これらの利用ユニット及び熱源ユニットの各機器は、液冷媒配管及びガス冷媒配管で接続され、冷媒回路を構成している。本実施形態の空気調和機用熱交換器５１は、前記熱源ユニットに用いられる前記熱源側熱交換器である。

前記空気調和機は、前記四路切換弁を切り換えることにより、冷房運転及び暖房運転を行うことができる。また、前記空気調和機は、外気温度が低い環境下において暖房運転を行うことによって熱源側熱交換器５１に生じた霜を、除霜運転により除去することができる。後述するように、本実施形態の熱源側熱交換器５１は、複数の冷媒パスを有している。そして、前記空気調和機は、熱源側熱交換器５１の冷媒パス毎に除霜運転が可能であり、除霜運転中の冷媒パス以外の冷媒パスを用いて暖房運転を継続することができる。

冷媒パス毎に除霜運転を行いつつ他の冷媒パスを用いて暖房運転を継続するための空気調和機の全体構成は、特に限定されない。この全体構成としては、例えば特許文献１に開示されているような風の熱量によるデフロスト方式、特許文献２に開示されているような正サイクルデフロスト方式などの種々の方式を採用できる。

＜熱源側熱交換器＞
図１に示すように、本実施形態の熱源側熱交換器５１は、金属製の薄板状の複数のフィン３５と、各フィン３５に形成された図略の貫通孔に挿通されて各フィン３５に接した状態で取り付けられた金属製の複数の伝熱管１，２とを含む。複数のフィン３５は、隣同士が所定の間隔をあけられた状態で厚み方向に配列されている。各フィン３５は、鉛直方向に平行な方向に延びる姿勢で配置されている。

各伝熱管は、その長手方向が水平方向に延びる姿勢で配置されている。各伝熱管の端部は、近傍の他の伝熱管の端部とＵ字管部３（３ａ，３ｂ）により連結されている。複数の伝熱管１，２の内部には冷媒が流れる。この熱源側熱交換器５１では、フィン３５同士の隙間をフィン３５の表面に沿って流れる空気と、各伝熱管内を流れる冷媒とを熱交換させる。

なお、本実施形態において、鉛直方向とは、重力の方向に厳密に平行な方向のみを意味しているのではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で重力の方向に対して多少傾斜している場合も含む。また、水平方向とは、重力の方向に厳密に直交する方向のみを意味しているのではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で重力の方向に直交する方向対して多少傾斜している場合も含む。

前記熱源ユニットにおいて、図略の熱源側ファンは、熱源側熱交換器５１に対して、空気の流れＡの上流側又は下流側に配設されている。この熱源側ファンの運転により、前記熱源ユニットにおいて空気の流れＡ（図２参照）が生じて、この空気が熱源側熱交換器５１のフィン３５間を通過する。フィン３５間を通過する空気の流れＡは水平方向を向いている。ただし、ここでいう水平方向の空気の流れは、前記熱源側ファンを熱源側熱交換器５１に対して上述のように配置して運転したときに生じる流れであるので、重力の方向に厳密に直交する方向のみを意味しているのではない。本実施形態において、水平方向の空気の流れとは、例えば図２において、熱源側熱交換器５１よりも右側の領域から左側の領域に向かって熱源側熱交換器５１のフィン３５間を横方向に通過する空気の流れ全般を含む概念である。

図２に示すように、複数の伝熱管１，２は、鉛直方向に配列されているとともに空気の流れＡに沿った方向に配列されている。具体的には、熱源側熱交換器５１は、複数の伝熱管１が鉛直方向にほぼ等間隔に並ぶ列Ｄ１と、複数の伝熱管２が鉛直方向にほぼ等間隔に並ぶ列Ｄ２とを有し、列Ｄ１が空気の流れＡに沿った方向の上流側に位置し、列Ｄ２が列Ｄ１よりも下流側に位置している。

複数の伝熱管１，２は、複数の冷媒の経路を構成している。複数の冷媒の経路は、冷媒パスＰ１と、この冷媒パスＰ１の上方に隣接する冷媒パスＰ２と、この冷媒パスＰ２の上方に隣接する冷媒パスＰ３とを含む。隣り合う冷媒パス同士の境目は、図２において二点鎖線Ｌで示している。

前記空気調和機では、冷媒パスＰ１の除霜運転中は、冷媒パスＰ２及び冷媒パスＰ３を用いて暖房運転を継続し、冷媒パスＰ２の除霜運転中は、冷媒パスＰ１及び冷媒パスＰ３を用いて暖房運転を継続し、冷媒パスＰ３の除霜運転中は、冷媒パスＰ１及び冷媒パスＰ２を用いて暖房運転を継続する。

例えば冷媒パスＰ２は、列Ｄ１における８つの伝熱管１１〜１８と、列Ｄ２における８つの伝熱管２１〜２８と、これらを伝熱管の端部において連結する複数のＵ字管部３（３ａ，３ｂ）とを含む。図１に示すように、複数のＵ字管部３ａは、熱源側熱交換器５１の幅方向の一方側（図１では右側）の端部に配設されており、複数のＵ字管部３ｂは、熱源側熱交換器５１の幅方向の他方側（図１では左側）の端部に配設されている。

図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である図２では、各Ｕ字管部３ａを実線で描いており、各Ｕ字管部３ｂを破線で描いているが、実際には各Ｕ字管部３は、熱源側熱交換器５１の前記一方側の端部又は他方側の端部において伝熱管同士を連結している。したがって、図２では、各Ｕ字管部３によって前記一方側の端部又は他方側の端部において連結される伝熱管の組合せを示している。

また、図２に示すように、冷媒パスＰ２では、列Ｄ１の伝熱管１２に冷媒流入管４が接続され、列Ｄ１の伝熱管１８及び列Ｄ２の伝熱管２８に冷媒流出管５がそれぞれ接続される。本実施形態では、冷媒流入管４及び２つの冷媒流出管５は、熱源側熱交換器５１の前記一方側の端部（図１では右側）に配設されている。

冷媒流入管４を通じて冷媒パスＰ２に流入した冷媒は、伝熱管１２、伝熱管１１、伝熱管２１及び伝熱管２２の順に各伝熱管内を流れる。伝熱管２２は、２方向に分岐したＵ字管部３ａによって伝熱管１３と伝熱管２３に連結されている。したがって、伝熱管２２内を流れる冷媒は、２方向に分岐して伝熱管１３と伝熱管２３に流れる。伝熱管１３に流れた冷媒は、伝熱管１４、伝熱管１５、伝熱管１６、伝熱管２７及び伝熱管２８を経て冷媒流出管５に流出する。伝熱管２３に流れた冷媒は、伝熱管２４、伝熱管２５、伝熱管２６、伝熱管１７及び伝熱管１８を経て冷媒流出管５に流出する。

冷媒パスＰ２において、列Ｄ２の最下部に位置する伝熱管２１は、列Ｄ１の最下部に位置する伝熱管１１よりも低い位置に設けられている。列Ｄ２の下から２番目に位置する伝熱管２２は、列Ｄ１の伝熱管１１よりも高い位置で、かつ列Ｄ１の下から２番目に位置する伝熱管１２よりも低い位置に設けられている。列Ｄ１及び列Ｄ２の他の伝熱管１，２についても同様の規則で配列されている。すなわち、列Ｄ２の伝熱管２１〜２８と列Ｄ１の伝熱管１１〜１８は、高さ方向に交互に配置されている。

冷媒パスＰ２とこの下方に位置する冷媒パスＰ１に着目すると、上側の冷媒パスＰ２を構成する複数の伝熱管１，２のうち、下側の冷媒パスＰ１に隣接する位置にあり、かつ空気の流れＡに沿った方向の下流側に位置する下流側伝熱管２１は、これよりも上流側に位置する上流側伝熱管１１よりも低い位置に設けられている。

なお、他の冷媒パスの構成も冷媒パスＰ２と同様であるのでその説明を省略する。

各フィン３５は、列Ｄ１の上下に隣り合う伝熱管１，１同士の間の領域に隆起部３７を有し、列Ｄ２の上下に隣り合う伝熱管２，２同士の間の領域に隆起部３７を有している。各隆起部３７は、フィン３５の他の領域よりも若干突出しており、空気がフィン３５間を流れるときに乱流を生じさせる役割を果たす。これにより、熱交換の効率が向上する。

各フィン３５は、フィン３５の表面に付着した水滴を空気の流れＡの下流側に案内する複数のスリット３１を有している。各スリット３１は、空気の流れＡの上流側から下流側に向かうにつれて下方に傾斜する傾斜方向に延設されている。各スリット３１は、フィン３５を貫通する貫通孔である。

複数のスリット３１は、フィン３５において、空気の流れＡの上流側の領域に設けられた複数の第１スリット３１ａと、空気の流れＡの下流側の領域に設けられた複数の第３スリット３１ｃと、これらの領域の間の領域に設けられた複数の第２スリット３１ｂとを有している。各第１スリット３１ａは、フィン３５の上流側の端辺まで達する孔であり、空気の流れＡの上流側の方向に開口している。各第３スリット３１ｃは、フィン３５の下流側の端辺まで達する孔であり、空気の流れＡの下流側の方向に開口している。

各第１スリット３１ａの下流側端部は、列Ｄ１の上下に隣り合う伝熱管１同士の間の領域に位置している。具体的には、各第１スリット３１ａの下流側端部は、列Ｄ１の各伝熱管１の半径方向の中心を結んだ直線上にほぼ位置している。

各第２スリット３１ｂの上流側端部は、列Ｄ１の上下に隣り合う伝熱管１同士の間の領域に位置している。具体的には、各第２スリット３１ｂの上流側端部は、列Ｄ１の各伝熱管１の半径方向の中心を結んだ直線上にほぼ位置している。各第２スリット３１ｂの下流側端部は、列Ｄ２の上下に隣り合う伝熱管２同士の間の領域に位置している。具体的には、各第２スリット３１ｂの下流側端部は、列Ｄ２の各伝熱管２の半径方向の中心を結んだ直線上にほぼ位置している。

各第３スリット３１ｃの上流側端部は、列Ｄ２の上下に隣り合う伝熱管２同士の間の領域に位置している。具体的には、各第３スリット３１ｃの上流側端部は、列Ｄ２の各伝熱管２の半径方向の中心を結んだ直線上にほぼ位置している。

第１スリット３１ａ、第２スリット３１ｂ及び第３スリット３１ｃは、階段状に並ぶスリット群を構成している。本実施形態の熱源側熱交換器５１は、複数のスリット群を有している。例えば、１つのスリット群は、下流側端部が伝熱管１３の真下にある第１スリット３１ａと、上流側端部が伝熱管１２の真下にあり、下流側端部が伝熱管２２の真下にある第２スリット３１ｂと、上流側端部が伝熱管２１の真下にある第３スリット３１ｃとからなる。

図２に示すように、各スリット群は、第１スリット３１ａ、第２スリット３１ｂ及び第３スリット３１ｃの順に上流側から下流側に向かって階段状に下降している。また、第１スリット３１ａの下流側端部の鉛直方向下方に第２スリット３１ｂの上流側端部が位置し、第２スリット３１ｂの下流側端部の鉛直方向下方に第３スリット３１ｃの上流側端部が位置している。したがって、例えば第１スリット３１ａに流下してきた水滴は、この第１スリット３１ａが含まれるスリット群に沿って下流側に案内される経路をたどることが可能になる。

また、フィン３５における空気の流れＡの上流側の端辺及びその近傍は、着霜しやすい領域である。前述したように、本実施形態では、空気の流れＡの上流側の領域に設けられた各第１スリット３１ａは、フィン３５の上流側の端辺まで達する孔であり、空気の流れＡの上流側の方向に開口している。したがって、例えばフィン３５の上流側の端辺に沿って流下する水滴は、そのまま下方に移動するのではなく、いずれかの第１スリット３１ａによって捕捉され、この第１スリット３１ａに沿って確実に下流側に案内される。

また、本実施形態では、空気の流れＡの下流側の領域に設けられた各第３スリット３１ｃは、フィン３５の下流側の端辺まで達する孔であり、空気の流れＡの下流側の方向に開口している。したがって、水滴は、第３スリット３１ｃに沿ってフィン３５の下流側の端辺まで確実に案内される。これにより、水滴をフィンからより効果的に剥離させ、水滴の排水性をより高めることができる。

上側の冷媒パスＰ２と下側の冷媒パスＰ１との間の境界領域Ｂ及びその近傍は、暖房運転中の下側の冷媒パスＰ１の領域に水滴が流れ込むのを抑制するうえで重要な領域である。したがって、少なくとも境界領域Ｂ及びその近傍にはスリット３１が設けられている。なお、本実施形態では、各フィン３５において、境界領域Ｂ及びその近傍だけでなく、上記のような規則性に基づいて複数のスリット群がフィン３５の全面にわたってほぼ均一に配設されている。

以上説明したように、本実施形態では、上下に隣り合う上側冷媒パスＰ２と下側冷媒パスＰ１とを含む複数の冷媒の経路を有している。そして、例えば上側冷媒パスＰ２において除霜が行われると、霜が溶けて生じる水滴は、前記傾斜方向に延設されたスリット３１に流下し、このスリット３１に沿って下流側に案内される。このように複数の水滴がスリット３１において集合して下流側に案内されるので、スリット３１において水滴が大きくなる。これにより、各水滴は落下しやすくなるので、熱交換器において除霜運転時の排水性を向上させることができる。

また、本実施形態では、上側冷媒パスＰ２において、下側冷媒パスＰ１に隣接する位置にある複数の伝熱管のうち、空気の流れＡに沿った方向の下流側に位置する下流側伝熱管２１は、これよりも上流側に位置する上流側伝熱管１１よりも低い位置に設けられている。すなわち、下流側伝熱管２１は、上流側伝熱管１１に対して下流側に向かって斜め下方に位置している。したがって、上流側伝熱管１１において生じた水滴が下流側に向かって斜め下方に移動した場合であっても、上流側伝熱管１１の斜め下方には、下流側伝熱管２１が設けられているので、水滴が下側冷媒パスＰ１の領域に流れ込むのを抑制することができる。本実施形態では、除霜運転を行いつつ暖房運転を継続する場合に、除霜運転時の排水性に優れているので、前述したような逆サイクルデフロストを実行するのを極力控えることができ、場合によってはノンストップの暖房運転も可能になる。

（変形例１）
図３は、熱源側熱交換器５１の変形例１を示している。この変形例１では、複数のスリット３１は、冷媒パスＰ２とその下方に位置する冷媒パスＰ１との間の境界領域Ｂ及びその近傍に偏在し、冷媒パスＰ３とその下方に位置する冷媒パスＰ２との間の境界領域Ｂ及びその近傍に偏在している。言い換えると、この変形例１では、図２の熱源側熱交換器５１のように複数のスリット３１がフィン３５の全面にわたってほぼ均一に配設されているのではなく、複数のスリット３１が境界領域Ｂ及びその近傍に重点的に設けられている。その一方で、それ以外の領域にはスリット３１は設けられていない。例えば冷媒パスＰ２では、この冷媒パスＰ２の鉛直方向の中央領域Ｃにはスリット３１は設けられていない。

図３において冷媒パスＰ２と冷媒パスＰ１に着目すると、これらの境界領域Ｂ及びその近傍には、階段状に並ぶスリット群が２つ設けられている。２つのうち上方のスリット群は、下流側端部が冷媒パスＰ２の伝熱管１３の真下にある第１スリット３１ａと、上流側端部が冷媒パスＰ２の伝熱管１２の真下にあり、下流側端部が冷媒パスＰ２の伝熱管２２の真下にある第２スリット３１ｂと、上流側端部が冷媒パスＰ２の伝熱管２１の真下にある第３スリット３１ｃとからなる。下方のスリット群は、下流側端部が冷媒パスＰ２の伝熱管１１の真下にある第１スリット３１ａと、上流側端部が冷媒パスＰ１の伝熱管１８の真下にあり、下流側端部が冷媒パスＰ１の伝熱管２８の真下にある第２スリット３１ｂと、上流側端部が冷媒パスＰ１の伝熱管２７の真下にある第３スリット３１ｃとからなる。

このように境界領域Ｂを挟むようにして上下に複数のスリット群が重点的に設けられていることにより、次のような効果が得られる。例えば冷媒パスＰ２において除霜運転が行われ、これと同時に冷媒パスＰ１を用いて暖房運転が行われている場合、２つのスリット群のうち、前記上方のスリット群は、冷媒パスＰ２において生じた水滴を冷媒パスＰ１の領域に極力入り込まないようにする役割を有している。また、前記下方のスリット群は、冷媒パスＰ２において生じた水滴が仮に冷媒パスＰ１の領域に入り込んだ場合であっても、その水滴が冷媒パスＰ１において再び霜になる前に下方のスリット群に沿って下流側に適切に案内することができる。

この変形例１では、スリット３１は、境界領域Ｂ及びその近傍に重点的に設けられている。境界領域Ｂ及びその近傍は、暖房運転中の下側冷媒パスＰ１の領域に水滴が流れ込むのを抑制するうえで重要な領域である。この重要な領域に設けられたスリット３１によって水滴が下側冷媒パスＰ１の領域に流れ込むのが抑制される。その一方で、この重要な領域以外の領域Ｃにおいては、スリット３１は設けられていない。したがって、フィン３５の全面にわたってスリット３１をほぼ均一に設ける場合と比較して、スリット３１を設けることに起因するフィン３５の熱交換面積の減少を抑制できる。

（変形例２）
図４（Ａ）は、熱源側熱交換器５１の変形例２を示す図であり、図４（Ｂ）は、この変形例２における水滴の挙動の一例を示す図である。図４（Ａ）に示すように、この変形例２では、各第３スリット３１ｃは、下流側に向かうにつれて開口幅が大きくなる拡幅部３２を有している。この拡幅部３２は、第３スリット３１ｃの下流側の端部近傍に設けられている。拡幅部３２の下流側端部は、空気の流れＡの下流側の方向に開口している。

拡幅部３２では、第３スリット３１ｃの周縁のうち下側の周縁の一部が下流側に向かうにつれて第３スリット３１ｃの延設方向３１１から離隔する方向に傾斜が大きくなっている。

図４（Ｂ）に示すように、第３スリット３１ｃに案内されて下流側に流れる水滴Ｗは、第３スリット３１ｃの上流側に位置しているときには、第３スリット３１ｃの幅方向両側に位置する表面に跨るようにして付着している。この水滴Ｗが第３スリット３１ｃの下流側に移動して拡幅部３２に到達すると、拡幅部３２は下流側に向かうほど開口幅が大きくなるので、下流側に向かうほど第３スリット３１ｃの両側に跨った状態を維持しにくくなる。これにより、この水滴Ｗは、第３スリット３１ｃの幅方向の一方側の表面から離れて他方側の表面にのみ付着した状態となり、空気の流れＡによってフィン３５から剥離しやすくなる。

なお、この変形例２では、図４（Ａ），（Ｂ）において図示を省略しているが、上下に並ぶ冷媒パスと冷媒パスとの間の境界領域Ｂにもスリット３１が設けられている。

（変形例３）
図５（Ａ）は、熱源側熱交換器５１の変形例３を示す図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＶＢ−ＶＢ線断面図である。図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、この変形例３では、スリット３１に代えてガイド部としての凸部３３が複数設けられている。各凸部３３は、空気の流れＡの上流側から下流側に向かうにつれて下方に傾斜する傾斜方向に延設されている。各凸部は、図５（Ｂ）に示すような凸形状が上流側端部から下流側端部まで連続している。

複数の凸部３３は、フィン３５において、空気の流れＡの上流側の領域に設けられた複数の第１凸部３３ａと、空気の流れＡの下流側の領域に設けられた複数の第３凸部３３ｃと、これらの領域の間の領域に設けられた複数の第２凸部３３ｂとを有している。各第１凸部３３ａは、図３の変形例１における第１スリット３１ａと同様の位置に設けられている。各第２凸部３３ｂは、図３の変形例１における第２スリット３１ｂと同様の位置に設けられている。各第３凸部３３ｃは、図３の変形例１における第３スリット３１ｃと同様の位置に設けられている。

この変形例３では、変形例１のスリット３１と同様の位置に凸部３３を設けたとしても、フィン３５の表面積が変形例１のように減少しないので、変形例１に比べて熱交換の効率を高めることができる。

なお、この変形例３では、図５（Ａ），（Ｂ）において図示を省略しているが、上下に並ぶ冷媒パスと冷媒パスとの間の境界領域Ｂにも凸部３３が設けられている。

（変形例４，５）
図６（Ａ）は、熱源側熱交換器５１の変形例４を示す図であり、図６（Ｂ）は、熱源側熱交換器５１の変形例５を示す図である。変形例４では、各凸部３３は、フィン３５の上流側の縁部からフィン３５の下流側の縁部までほぼ連続して形成されている。ガイド部が凸部３３である場合には、各凸部３３を前記上流側の縁部から前記下流側の縁部まで連続して形成することができる。このように各凸部３３が連続した形態である場合、各凸部３３に流下した水滴は、その凸部３３に沿ってフィン３５の下流側の縁部まで案内されやすくなり、排水性をより向上させることができる。

また、変形例４のように各凸部３３をフィン３５の上流側の縁部からフィン３５の下流側の縁部までほぼ連続して形成すると、例えばフィン３５の材質や厚みなどによってはフィン３５が凸部３３の部分において折れ曲がることがある。その場合には、図６（Ｂ）の変形例５のような形態とすることで折れ曲がりを抑制しつつ排水性を向上させることができる。

この変形例５では、フィン３５に長尺凸部３３ｄと、この長尺凸部３３ｄよりも延設方向の長さが小さい短尺凸部３３ｅとが形成されている。長尺凸部３３ｄは、フィン３５の上流側の縁部から下流側の縁部の近傍まで延設されており、短尺凸部３３ｅは、長尺凸部３３ｄの下方に配置され、フィン３５の下流側の縁部の近傍のみに形成されている。この変形例５では、各長尺凸部３３ｄに流下した水滴は、その長尺凸部３３ｄに沿ってフィン３５の下流側の縁部近傍まで案内された後、その下方に位置する短尺凸部３３ｅに流下して短尺凸部３３ｅに沿ってフィン３５の下流側の縁部まで案内される。このように水滴が長尺凸部３３ｄに沿ってフィン３５の下流側の縁部近傍まで案内されるので、排水性に優れている。また、長尺凸部３３ｄ及び短尺凸部３３ｅが共にフィン３５の上流側の縁部から下流側の縁部まで連続していないので、フィン３５の折れ曲がりも抑制できる。

なお、この変形例４，５では、図６（Ａ），（Ｂ）において図示を省略しているが、上下に並ぶ冷媒パスと冷媒パスとの間の境界領域Ｂにも凸部３３が設けられている。

（変形例６）
これまで説明した各実施形態では、ガイド部がフィンの上流側の領域、中央の領域、及び下流側の領域に設けられている場合を例示したが、これに限定されない。例えば図７（Ａ）に示す変形例６のように、スリット３１などのガイド部が少なくとも最上流境界領域Ｂ１に配設された形態であってもよい。この最上流境界領域Ｂ１は、上側冷媒パスＰ２を構成する複数の伝熱管のうち空気の流れＡに沿った方向の最上流に位置する伝熱管１１と、下側冷媒パスＰ１を構成する複数の伝熱管のうち前記最上流に位置する伝熱管１８との間の領域である。特に最上流境界領域Ｂ１には、他の部位よりも霜Ｆが堆積しやすいからである。具体的には、次の通りである。

すなわち、冷媒パス毎に順に除霜が行われ、この除霜中に他の冷媒パスを用いて暖房運転が継続される場合には、次のような着霜現象が生じることがある。例えば図７（Ｂ）に示す熱交換器において、上側冷媒パスＰ２で除霜が行われているときには、これに隣り合う下側冷媒パスＰ１を用いて暖房運転が行われている。したがって、除霜中の上側冷媒パスＰ２のうち下側冷媒パスＰ１との境界領域及びその近傍は、霜が溶けにくい環境にある。そして、上側冷媒パスＰ２の除霜運転が終了し、上側冷媒パスＰ２の暖房運転が再開され、下側冷媒パスＰ１の除霜が開始された場合も同様であり、前記境界領域及びその近傍では霜が溶けにくい。この現象に加え、さらに、図７（Ｂ）に示すように複数の列（列Ｄ１，Ｄ２）を有する熱交換器においては、空気の流れＡに沿った方向の最上流の列Ｄ１（すなわち空気が最初にあたる伝熱管の列）、及び列Ｄ１の近傍のフィン３５の表面に特に着霜Ｆが生じやすい。

これらのことから、図７（Ｂ）に示すように、上側冷媒パスＰ２と下側冷媒パスＰ１との境界領域のうち、上側冷媒パスＰ１の伝熱管１１と、下側冷媒パスＰ１の伝熱管１８との間の最上流境界領域Ｂ１は、特に着霜しやすい。そして、除霜により生じた水滴が最上流境界領域Ｂ１に流下してそこに滞留すると、その水滴が再び霜となることがある。この着霜現象が繰り返されると、最上流境界領域Ｂ１に霜Ｆが堆積する。

したがって、図７（Ａ）に示すように、スリット３１などのガイド部が少なくとも最上流境界領域Ｂ１に配設されていることにより、たとえ水滴が最上流境界領域Ｂ１に流下したとしても、この水滴はガイド部によって下流側に案内される。これにより、最上流境界領域Ｂ１に水滴が滞留するのが抑制されるので、最上流境界領域Ｂ１に霜が堆積するのを抑制できる。

（他の実施形態）
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。

例えば前記実施形態では、図２などに示すように、伝熱管の列が２列（列Ｄ１と列Ｄ２）設けられている場合を例示したが、３列以上であってもよい。例えば３列（列Ｄ１、列Ｄ２及び列Ｄ３）に伝熱管が配列されている場合、上側冷媒パスＰ２を構成する複数の伝熱管のうち、下側冷媒パスＰ１に隣接する位置にある伝熱管は３つ存在することになる。これら３つの伝熱管は、次のように配置される。すなわち、３つの伝熱管のうち、上流側の列Ｄ１の伝熱管が最も高い位置にあり、下流側の列Ｄ３の伝熱管が最も低い位置にあり、中央の列Ｄ２の伝熱管が列Ｄ１の伝熱管と列Ｄ３の伝熱管の間の高さに位置する。伝熱管の列が４列以上の場合も同様である。

また、前記実施形態では、各冷媒パスが各列８つの伝熱管により構成されている場合を例示したが、これに限定されない。例えば各冷媒パスが各列６つの伝熱管により構成されていてもよく、各冷媒パスが各列４つの伝熱管により構成されていてもよく、他の構成であってもよい。また、冷媒パス毎に伝熱管の本数が異なっていてもよい。

１（１１〜１８） 伝熱管
２（２１〜２８） 伝熱管
３（３ａ，３ｂ） Ｕ字管部
３１ スリット
３２ 拡幅部
３３ 凸部
３５ フィン
５１ 空気調和機用熱交換器
Ｂ 境界領域
Ｅ 冷媒パスの入口
Ｏ 冷媒パスの出口
Ｐ（Ｐ１〜Ｐ３） 冷媒パス

Claims (6)

1. 鉛直方向に配置される板状のフィン(35)と、前記フィン(35)を貫通し、内部を冷媒が流通する複数の伝熱管(1,2)とを備え、前記フィン(35)に沿って流れる空気と前記冷媒との間で熱交換する熱交換器であり、前記複数の伝熱管(1,2)が鉛直方向に配列されるとともに前記空気の流れに沿った方向に配列されており、上下に隣り合う上側冷媒パス(P2)と下側冷媒パス(P1)とを含む複数の冷媒の経路を有し、空気調和機に用いられて前記上側冷媒パス(P2)と前記下側冷媒パス(P1)が個別に除霜される空気調和機用熱交換器において、
   前記上側冷媒パス(P2)を構成する複数の伝熱管(1,2)のうち、前記上側冷媒パス(P2)と前記下側冷媒パス(P1)との境界領域(B)に隣接する位置にあり、かつ前記空気の流れに沿った方向の下流側に位置する下流側伝熱管(21)は、これよりも上流側に位置し、かつ前記境界領域(B)に隣接する位置にある上流側伝熱管(11)よりも低い位置に設けられており、
   前記フィン(35)は、前記フィン(35)の表面に付着した水滴を前記下流側に案内するガイド部(31,33)を有しており、前記ガイド部(31,33)は、少なくとも前記境界領域(B)に設けられており、前記上流側から前記下流側に向かうにつれて下方に傾斜する傾斜方向に延びている空気調和機用熱交換器。
2. 前記ガイド部(31,33)は、前記フィン(35)における前記空気の流れの上流側の端辺まで延びている、請求項１に記載の空気調和機用熱交換器。
3. 前記ガイド部(31,33)は、前記フィン(35)における前記空気の流れの下流側の端辺まで延びている、請求項１又は２に記載の空気調和機用熱交換器。
4. 前記ガイド部は、前記傾斜方向に延びるスリット(31)であり、
   前記スリット(31)は、前記境界領域(B)及びその近傍に偏在している、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機用熱交換器。
5. 前記ガイド部は、前記傾斜方向に延びるスリット(31)であり、
   前記スリット(31)は、前記下流側に向かうにつれて開口幅が大きくなる拡幅部(32)を有している、請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和機用熱交換器。
6. 前記ガイド部は、前記傾斜方向に延びる凸部(33)であり、
   前記凸部(33)は、前記フィン(35)の前記上流側の縁部から前記フィン(35)の前記下流側の縁部までほぼ連続して形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機用熱交換器。

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