JP2012184920A - 空気調和機 - Google Patents
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Abstract
【課題】扁平管を用いた熱交換器を備えた空気調和機であって、冷媒循環量を削減して圧力損失の増大を抑制しても、熱交換性能を落とさない空気調和機を提供する。
【解決手段】空気調和機100は、吸込口1a及び吹出口1bが形成された筐体1と、筐体1に収容された送風ファン10及び熱交換器20と、を備えた空気調和機である。また、熱交換器20は、所定の間隔を介して積層された複数の平板フィン31と、平板フィン31に挿入され、平板フィン31の積層方向に沿って配置された複数の扁平管状の伝熱管36と、を有している。この空気調和機100は作動冷媒としてR32を使用するものであり、R32の空気調和機100への充填量は、作動冷媒としてR410Aを使用して空気調和機100と同一能力を発揮する空気調和機におけるR410Aの充填量よりも少ないものである。
【選択図】図1
【解決手段】空気調和機100は、吸込口1a及び吹出口1bが形成された筐体1と、筐体1に収容された送風ファン10及び熱交換器20と、を備えた空気調和機である。また、熱交換器20は、所定の間隔を介して積層された複数の平板フィン31と、平板フィン31に挿入され、平板フィン31の積層方向に沿って配置された複数の扁平管状の伝熱管36と、を有している。この空気調和機100は作動冷媒としてR32を使用するものであり、R32の空気調和機100への充填量は、作動冷媒としてR410Aを使用して空気調和機100と同一能力を発揮する空気調和機におけるR410Aの充填量よりも少ないものである。
【選択図】図1
Description
本発明は、所定の間隔を介して積層配置された平板フィンに扁平管が挿入された熱交換器を備えた空気調和機に関するものである。
所定の間隔を介して積層配置された平板フィンの切欠き部に扁平管が挿入された熱交換器が、従来より知られている。このような従来の熱交換器として、平板フィンと扁平管との間に空気よりも熱伝導率の高い接着剤(溶融樹脂剤)を充填し、平板フィンと扁平管との間の接触熱抵抗を低減することにより、熱交換性能を向上したものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
平板フィンの切欠き部に扁平管を挿入する際、切欠き部の加工誤差により、切欠き部の底辺部(平板フィンの端面部から形成される2つの直線部の各終端部を接続する箇所)と扁平管の短辺部とが接触しづらくなる傾向がある。つまり、両者の間の間隔が大きくなる傾向がある。このような場合、切欠き部の底辺部と扁平管の短辺部との間に充填される接着剤の層の厚みが増してしまう。このため、切欠き部の底辺部と扁平管の短辺部との間の接触熱抵抗が増大してしまうので、熱交換器の熱交換性能が低下してしまうという問題点があった。
また、扁平管を用いた熱交換器は、円管状の伝熱管を用いた熱交換器と比べ、冷媒流路が狭くなる。このため、同一の量の冷媒が循環する場合、扁平管を用いた熱交換器は、円管状の伝熱管を用いた熱交換器と比べ、圧力損失が大きくなるという課題があった。
本発明は、上記課題のうちの少なくとも1つを解決するためになされたものであり、扁平管を用いた熱交換器を備えた空気調和機であって、冷媒循環量を削減して圧力損失の増大を抑制しても、熱交換性能を落とさない空気調和機を提供することを目的とする。
本発明に係る空気調和機は、吸込口及び吹出口が形成された筐体と、該筐体に収容された送風ファン及び熱交換器と、を備えた空気調和機であって、前記熱交換器は、所定の間隔を介して積層された複数の平板フィンと、前記平板フィンに挿入され、前記平板フィンの積層方向に沿って配置された複数の扁平管と、を有し、作動冷媒としてR32を使用し、該R32の当該空気調和機への充填量は、作動冷媒としてR410Aを使用して当該空気調和機と同一能力を発揮する空気調和機におけるR410Aの充填量よりも少ないものである。
R32は、R410Aに比べて、同一温度における蒸発潜熱が大きくなる。このため、本発明のように空気調和機を構成することにより、冷媒循環量(つまり、冷媒の充填量)を削減して圧力損失の増大を抑制しても、熱交換性能を落とさない空気調和機を得ることができる。
実施の形態1.
以下、本発明に係る熱交換器、この熱交換器を備えた空気調和機、及びこの熱交換器の製造方法について説明する。なお、本実施の形態1では、室外機と冷媒配管で接続される壁掛け型の室内機を例にして本発明を説明する。また、本実施の形態1で用いる図面は、各構成部材の大きさや形状が実際のものとは異なる場合がある。
以下、本発明に係る熱交換器、この熱交換器を備えた空気調和機、及びこの熱交換器の製造方法について説明する。なお、本実施の形態1では、室外機と冷媒配管で接続される壁掛け型の室内機を例にして本発明を説明する。また、本実施の形態1で用いる図面は、各構成部材の大きさや形状が実際のものとは異なる場合がある。
<全体構成>
図1は、本発明の実施の形態1に係る空気調和機100(より詳しくは、室内機)を示す縦断面図である。図2は、この空気調和機100の送風ファン10及び熱交換器20を示す斜視図である。また、図3は、この空気調和機100の送風ファン10及び熱交換器20を平板フィンに沿って切断した断面図である。なお、図2及び図3は、円管状の伝熱管23を用いた熱交換器21の図示を省略している。以下、これら図1〜図3を用いて、本実施の形態1に係る空気調和機100について説明する。
図1は、本発明の実施の形態1に係る空気調和機100(より詳しくは、室内機)を示す縦断面図である。図2は、この空気調和機100の送風ファン10及び熱交換器20を示す斜視図である。また、図3は、この空気調和機100の送風ファン10及び熱交換器20を平板フィンに沿って切断した断面図である。なお、図2及び図3は、円管状の伝熱管23を用いた熱交換器21の図示を省略している。以下、これら図1〜図3を用いて、本実施の形態1に係る空気調和機100について説明する。
空気調和機100は、筐体1、送風ファン10及び熱交換器20等を備えている。筐体1は、例えば略直方体形状をした箱体である。この筐体1には、上面部に吸込口1aが形成されており、下面部に吹出口1bが形成されている。筐体1の吹出口1bには、上下方向ベーンや左右方向ベーン等で構成された風向き調整機構6が設けられている。吸込口1aには、筐体1内に流入する空調空間の空気から粉塵等を除去するため、フィルター7が設けられている。また、筐体1には、送風ファン10及び熱交換器20が収容されている。
熱交換器20は、所定の間隙を介して送風ファン10の上方を覆うように設けられている。より詳しくは、熱交換器20は、送風ファン10の前方を覆う熱交換器20a、送風ファン10の上方前側を覆う熱交換器20b、及び送風ファン10の上方後側を覆う熱交換器20cを備えている。つまり、空気調和機100の風路は、吸込口1a、熱交換器20、送風ファン10及び吹出口1bを順に通る経路となる。なお、これら熱交換器20a〜20cは同様の構成となっており、円管状の伝熱管23を用いた熱交換器21、及び扁平管状の伝熱管36を用いた熱交換器30を備えている。なお、以下の説明において熱交換器20a〜20cを区別して説明する必要がない場合、アルファベットの記号(a〜c)を省略して説明する場合がある。
熱交換器21は、所定の間隙を介して積層された複数の平板フィン22と、これら平板フィン22を平板フィン22の積層方向(図1の紙面直交方向)に貫通する複数の伝熱管23(円管状の伝熱管)と、を備えている。本実施の形態1では、平板フィン22及び伝熱管23をアルミニウム又はアルミニウム合金で形成している。
熱交換器30は、所定の間隙を介して積層された複数の平板フィン31と、これら平板フィン31の積層方向(図1の紙面直交方向)に沿って設けられた複数の伝熱管36(扁平管)と、を備えている。本実施の形態1では、平板フィン31及び伝熱管36(扁平管)をアルミニウム又はアルミニウム合金で形成している。より詳しくは、伝熱管36(扁平管)は、公知の押し出し成形で形成している。一般的に、金属チューブの押し出し成形は、加熱された金属をダイス金型を通して押し出す事により金属チューブの形状が成型される。
ここで、熱交換器の伝熱管の少なくとも一方の端部は、冷媒流路を合流・分岐するために、複雑に配管接続されることとなる。この配管接続を容易とするため、本実施の形態1に係る熱交換器30では、各伝熱管36(扁平管)の一方の端部にジョイント50を接続している。このジョイント50は、伝熱管36(扁平管)側の端部が伝熱管36に対応した扁平管形状となっており、伝熱管36(扁平管)側と反対側の端部が円管形状となっている。そして、ジョイント50の円管部分を円管(図示せず)で接続することにより、各伝熱管36(扁平管)の冷媒流路を合流・分岐している。なお、各伝熱管36(扁平管)の他方の端部は、湾曲配管51によって隣接する伝熱管36(扁平管)と接続されている。なお、本実施の形態1では、ジョイント50をアルミニウム又はアルミニウム合金で形成している。
また、本実施の形態1では、伝熱管36(扁平管)の内部を隔壁39によって複数の冷媒流路39aに分割している。(後述の図5参照)これにより、伝熱管36(扁平管)内を流れる冷媒と伝熱管36(扁平管)との熱交換面積が隔壁39の表面積分だけ増加するので、伝熱管36(扁平管)の熱伝達率が向上する。伝熱管36(扁平管)の内部に設けられたこれら隔壁39は、伝熱管36(扁平管)の耐圧性の向上にも寄与しており、伝熱管36(扁平管)の変形(膨らむこと)を抑制する効果もある。また、本実施の形態1では、熱交換器30を通風方向(図1に示す白抜き矢印)に沿って2列に配置しており、1列目の熱交換器30の伝熱管36(扁平管)と2列目の熱交換器30の伝熱管36(扁平管)が千鳥状に配置されている。また、各伝熱管36(扁平管)は、扁平形状の長手方向が通風方向に沿うように配置されている。なお、本実施の形態1では、伝熱管36内を4つの冷媒流路39aに分割しているが、伝熱管36内に形成される冷媒流路39aの数は任意である。
このように扁平管状の伝熱管36を配置した熱交換器30は、円管状の伝熱管を用いた熱交換器と比較して、通風抵抗が軽減され、送風ファン10の動力を小さく抑えることができる。このため、送風ファン10の消費電力を削減することができる。また、このように扁平管状の伝熱管36を配置した熱交換器30は、円管状の伝熱管を用いた熱交換器と比較して、伝熱管を薄くして通風抵抗を減らした分だけ段数(通風方向と直角な方向に並べられた伝熱管の数)を増やすことができ、熱交換効率を高められるという効果も得られる。
また、本実施の形態1に係る熱交換器20a〜20cのそれぞれは、扁平管状の伝熱管36を用いた熱交換器30の上流側に、円管状の伝熱管23を用いた熱交換器21を配置している。風上側に円管状の伝熱管23を用いた熱交換器21を配置することにより、扁平管状の伝熱管36を配置した熱交換器30に流入する前の空気を、円管状の伝熱管23で整流することができる。このため、扁平管状の伝熱管36を配置した熱交換器30に流入する空気は、扁平管状の伝熱管36の長径方向に対して平行に導かれ、熱交換器20a〜20cの圧力損失を最小の状態に保つことができる。
また、本実施の形態1では、熱交換器20a〜20cが凝縮器(放熱器)として機能する暖房運転時、熱交換器30の伝熱管36(扁平管)を通過した冷媒が熱交換器21の伝熱管23(円管)へ流入するように、伝熱管36(扁平管)と伝熱管23とが配管接続されている。そして、伝熱管36(扁平管)と伝熱管23とは、伝熱管23が1系統の冷媒流路となるように配管接続されている。このため、暖房運転時、複数系統の冷媒流路から伝熱管23(円管)に流入した冷媒は、伝熱管23(円管)で合流して冷媒流速が増加する。これにより、円管である伝熱管23によって圧力損失を抑えつつ、伝熱管23に位置する熱伝達率の低い液冷媒(過冷却)部の熱交換効率をより向上させることができる。したがって、熱交換器21と熱交換器30のトータルとして熱交換効率が向上するという効果も得られる。
なお、本実施の形態1に係る空気調和機100は熱交換器20を流れる冷媒(作動冷媒)の種類について特に限定するものではないが、扁平管状の伝熱管36を用いた熱交換器30を備える熱交換器20には、作動冷媒としてR32を用いるとよい。
扁平管状の伝熱管36を用いた熱交換器20(より詳しくは、熱交換器30部分)は、円管状の伝熱管を用いた熱交換器と比べ、冷媒流路が狭くなる。このため、同一の量の冷媒が循環する場合、扁平管状の伝熱管36を用いた熱交換器20(より詳しくは、熱交換器30部分)は、円管状の伝熱管を用いた熱交換器と比べ、圧力損失が大きくなる。しかしながら、R32は、R410Aに比べて、同一温度における蒸発潜熱が大きくなるので、より少ない冷媒循環量で同一能力を発揮することが可能となる。このため、扁平管状の伝熱管36を用いた熱交換器20の作動冷媒としてR32を使用すれば、R410Aを作動冷媒とした場合に比べ、同一能力を出すための冷媒循環量を少なくすることができる。つまり、熱交換効率が高いという扁平管状の伝熱管36を用いた熱交換器20(より詳しくは、熱交換器30部分)の利点を十分に活かしつつ冷媒の圧力損失の増大を緩和することができるという点で、扁平管状の伝熱管36を用いた熱交換器20(より詳しくは、熱交換器30部分)とR32冷媒の組合せは相性が良い。
ここで、R32は、微燃性により冷媒充填量に制限が設けられている。しかしながら、扁平管状の伝熱管36を用いた熱交換器20は、冷媒流路が狭いので熱交換器20内の内容積を小さく抑えることができ、冷媒量削減の方向にも対応しやすい。環境規制により冷媒が制限されて微燃性を有するR32のような冷媒を選択せざるを得なくなった場合、冷媒量削減の規制をクリアしつつ熱交換性能を落とさない空気調和機100を提供するためには、扁平管状の伝熱管36を用いて熱交換器20を構成することが、有力な手段の一つである。
<伝熱管36(扁平管)の平板フィン31への取り付け構造>
続いて、伝熱管36(扁平管)の平板フィン31への取り付け構造について説明する。
続いて、伝熱管36(扁平管)の平板フィン31への取り付け構造について説明する。
図4は、本発明の実施の形態1に係る平板フィン31の切欠き部32近傍を示す斜視図である。また、図5は、本発明の実施の形態1に係る平板フィン31に伝熱管36(扁平管)を取り付けた状態を示す断面図である。この図5は、平板フィン31に沿って切断した断面図である。
本実施の形態1に係る伝熱管36(扁平管)は、長辺部37が略直線形状となっており、短辺部38が略円弧形状となった扁平管である。この伝熱管36(扁平管)は、平板フィン31の端面部に形成された切欠き部32に挿入され、接着剤で固定されている。
より詳しくは、平板フィン31(例えば、厚さが略0.1mm)は、例えば略長方形状をしている。そして、長手方向となる端面部の一方には、この長手方向と直交するように、伝熱管36(扁平管)が挿入される複数の切欠き部32が、略等ピッチで形成されている。この切欠き部32は、伝熱管36(扁平管)の長辺部37と対向する直線部33、及び伝熱管36(扁平管)の短辺部38と対向する底辺部34で構成されている。また、平板フィン31の底辺部34は、伝熱管36(扁平管)に対応した形状となっている。つまり、本実施の形態1では、平板フィン31の底辺部34は、伝熱管36(扁平管)の短辺部38と同様に、略円弧形状となっている。
切欠き部32の直線部33間の長さは、伝熱管36(扁平管)の長辺部37間の長さ(つまり、伝熱管36の厚み)よりも若干小さく形成されている。このため、本実施の形態1では、伝熱管36(扁平管)を切欠き部32へ圧入することとなる。なお、平板フィン31の強度を確保するため、図5に示す寸法D(「切欠き部32の底辺部34」と「切欠き部32が形成されていない側の長手方向の端面部」との距離)を、所定の寸法(例えば1mm〜2mm)以上としている。
また、切欠き部32の端面部にはフィンカラーが形成されている。より詳しくは、直線部33の端面部には、その端面部が切り起こされてフィンカラー33aが形成されている。底辺部34には、その端面部が切り起こされてフィンカラー34aが形成されている。切欠き部32の端面部にフィンカラー(フィンカラー33a及びフィンカラー34a)を形成することにより、切欠き部32と伝熱管36(扁平管)との接触面積が向上し、両者の間の熱伝達効率が向上する。また、平板フィン31には、隣接する切欠き部32の間に、スリット35が切り起こし形成されている。スリット35を形成することにより、平板フィン31の表面の温度境界層を分断・更新でき、平板フィン31間を流れる空気と平板フィン31との間の熱交換効率が向上する。
図5に示すように、伝熱管36(扁平管)は、所定の間隔を介して積層配置された平板フィン31の切欠き部32に圧入される。そして、伝熱管36(扁平管)と切欠き部32(より詳しくは、切欠き部32のフィンカラー33a,34a)とを接着剤で固定することにより、伝熱管36(扁平管)は平板フィン31に固定される。
このように構成された熱交換器30においては、平板フィン31と伝熱管36(扁平管)が、両者の間に形成された接着剤の層を介して熱交換を行うこととなる。このため、この接着剤の層の厚さが熱交換器30の熱交換性能に影響する。つまり、熱交換器30の熱交換性能を良好にするためには、この接着剤の層の厚さを薄くすることが望ましい。
しかしながら、切欠き部32の加工誤差により、各平板フィン31の寸法Dにバラツキが生じてしまう。つまり、一般的に、平板フィン31は、部材を平板フィンの短手方向長さずつピッチ送りし、プレス加工で切断することにより形成される。このため、ピッチ送りの精度(つまり、切欠き部32の直線部33に沿った方向の送り精度)分、各平板フィン31の寸法Dにバラツキが生じてしまう。
このため、伝熱管36(扁平管)を平板フィン31の切欠き部32に圧入した際、寸法Dの大きな平板フィン31の切欠き部32の底辺部34に伝熱管36(扁平管)の短辺部38が接触したところで、伝熱管36は切欠き部32に圧入できなくなってしまう。つまり、寸法Dの小さな平板フィン31の切欠き部32の底辺部34と伝熱管36(扁平管)の短辺部38との間の間隔が広くなってしまう。換言すると、寸法Dの小さな平板フィン31の切欠き部32の底辺部34と伝熱管36(扁平管)の短辺部38との間に形成される接着剤の層は、その厚みが増してしまう。このため、平板フィン31(より詳しくは、切欠き部32の底辺部34)と伝熱管36(扁平管)との間の接触熱抵抗が増大してしまい、熱交換器30の熱交換性能が低下してしまう恐れがある。
そこで、本実施の形態1に係る熱交換器30では、伝熱管36(扁平管)と切欠き部32(より詳しくは、切欠き部32のフィンカラー33a,34a)とを固定する接着剤を、充填範囲によって使い分けている。
つまり、接着剤の層の厚みが増加してしまう切欠き部32の底辺部34と伝熱管36(扁平管)の短辺部38との間には、高熱伝導性接着剤62(本発明の第2接着剤に相当)を用いている。これにより、切欠き部32の底辺部34と伝熱管36(扁平管)の短辺部38との間に形成される接着剤の層が厚くなった場合でも、両者の間の熱交換を良好にし、熱交換器30の熱交換性能の低下を抑制することができる。本実施の形態1では、高熱伝導性接着剤62として、熱伝導率2W/(m・K)以上の接着剤を用いている。高熱伝導性接着剤62の熱伝導率は、後述する接着剤61の熱伝導率の10倍以上となっている。
なお、本実施の形態1では、金属材、カーボン材又はガラス材等で形成した粒子62a(例えば、粒子径数十μm)を接着剤に含有し、高熱伝導性接着剤62の熱伝導率を向上させている。このとき、平板フィン31及び伝熱管36(扁平管)と同様の材料となるアルミニウム又はアルミニウム合金で形成した粒子を接着剤に含有させるとよい。平板フィン31及び伝熱管36(扁平管)が異種金属間腐食作用で腐食してしまうことを防止できる。
一方、切欠き部32に伝熱管36を圧入する本実施の形態1に係る熱交換器30においては、切欠き部32の直線部33と伝熱管36の長辺部37との間は隙間が小さい(又は無い)ので、粒子62aが含有された高熱伝導性接着剤62を両者の間に充填することは難しい。このため、切欠き部32の直線部33と伝熱管36の長辺部37との間には、粒子62aが含有されていない接着剤61(本発明の第1接着剤に相当)を用いる。なお、接着剤61は、空気よりも熱伝導率の高いものであればよい。本実施の形態1では、接着剤61として、熱伝導率0.2W/(m・K)程度の接着剤を用いている。接着剤61の種類は特に限定されないが、比較的低コストで流動性が良く加水分解を起こさないエポキシ系接着剤が好ましい。
<熱交換器30の製造方法>
続いて、熱交換器30の製造方法(より詳しくは、伝熱管36の平板フィン31への取り付け方法)について説明する。
続いて、熱交換器30の製造方法(より詳しくは、伝熱管36の平板フィン31への取り付け方法)について説明する。
図6及び図7は、本発明の実施の形態1に係る伝熱管36(扁平管)の平板フィン31への取り付け方法を示す説明図である。
(第1工程)
第1工程は、接着剤の層の厚みが増加してしまう切欠き部32の底辺部34と伝熱管36(扁平管)の短辺部38との間に、高熱伝導性接着剤62を充填する工程である。ここで、高熱伝導性接着剤62は、粒子62aが含有されているため、高粘度となる。このため、切欠き部32に伝熱管36(扁平管)を圧入した後に高熱伝導性接着剤62を流し込むことは難しい。そこで、第1工程では、図6(a)に示すように、平板フィン31の切欠き部32に伝熱管36(扁平管)を圧入する前に、伝熱管36(扁平管)の短辺部38に高熱伝導性接着剤62を塗布する。このとき、平板フィン31の切欠き部32に伝熱管36(扁平管)を圧入した際、切欠き部32の底辺部34と伝熱管36(扁平管)の短辺部38との間から高熱伝導性接着剤62がはみ出す程度に、高熱伝導性接着剤62を塗布しておくことが好ましい。
第1工程は、接着剤の層の厚みが増加してしまう切欠き部32の底辺部34と伝熱管36(扁平管)の短辺部38との間に、高熱伝導性接着剤62を充填する工程である。ここで、高熱伝導性接着剤62は、粒子62aが含有されているため、高粘度となる。このため、切欠き部32に伝熱管36(扁平管)を圧入した後に高熱伝導性接着剤62を流し込むことは難しい。そこで、第1工程では、図6(a)に示すように、平板フィン31の切欠き部32に伝熱管36(扁平管)を圧入する前に、伝熱管36(扁平管)の短辺部38に高熱伝導性接着剤62を塗布する。このとき、平板フィン31の切欠き部32に伝熱管36(扁平管)を圧入した際、切欠き部32の底辺部34と伝熱管36(扁平管)の短辺部38との間から高熱伝導性接着剤62がはみ出す程度に、高熱伝導性接着剤62を塗布しておくことが好ましい。
なお、高熱伝導性接着剤62を塗布する箇所は、伝熱管36(扁平管)の短辺部38に限らず、切欠き部32の底辺部34でもよい。伝熱管36(扁平管)の短辺部38及び切欠き部32の底辺部34の双方に高熱伝導性接着剤62を塗布しても勿論よい。
(第2工程)
第2工程では、図6(b)に示すように、平板フィン31の切欠き部32に伝熱管36(扁平管)を圧入する。このとき、余分な高熱伝導性接着剤62の一部は、切欠き部32の直線部33と伝熱管36(扁平管)の長辺部37との間に流れ込もうとする。しかしながら、切欠き部32の直線部33と伝熱管36(扁平管)の長辺部37との間では、高熱伝導性接着剤62の粒子62aにせん断力が発生する。このため、伝熱管36(扁平管)の長辺部37と短辺部38の境界近傍では、高熱伝導性接着剤62の層が不均一となる。つまり、当該箇所では、切欠き部32と伝熱管36(扁平管)との間に、空気の層が形成される場合がある。
第2工程では、図6(b)に示すように、平板フィン31の切欠き部32に伝熱管36(扁平管)を圧入する。このとき、余分な高熱伝導性接着剤62の一部は、切欠き部32の直線部33と伝熱管36(扁平管)の長辺部37との間に流れ込もうとする。しかしながら、切欠き部32の直線部33と伝熱管36(扁平管)の長辺部37との間では、高熱伝導性接着剤62の粒子62aにせん断力が発生する。このため、伝熱管36(扁平管)の長辺部37と短辺部38の境界近傍では、高熱伝導性接着剤62の層が不均一となる。つまり、当該箇所では、切欠き部32と伝熱管36(扁平管)との間に、空気の層が形成される場合がある。
(第3工程)
第3工程は、切欠き部32の直線部33と伝熱管36(扁平管)の長辺部37との間に、接着剤61を充填する工程である。ここで、第1工程において切欠き部32の直線部33と伝熱管36(扁平管)の長辺部37との間に接着剤61を塗布し、本第3工程を省略する方が良いようにも思われる。しかしながら、第1工程において接着剤61を塗布してしまうと、切欠き部32に伝熱管36(扁平管)を圧入する際、切欠き部32の直線部33等で接着剤61が削ぎ取られてしまう。このため、第1工程において接着剤61を塗布してしまうと、切欠き部32の直線部33と伝熱管36(扁平管)の長辺部37との間に、接着剤61を均一に充填できなくなってしまう。つまり、切欠き部32の直線部33と伝熱管36(扁平管)の長辺部37との間に、空気の層が形成される場合がある。また、第2工程で上述したように、伝熱管36(扁平管)の長辺部37と短辺部38の境界近傍でも切欠き部32と伝熱管36(扁平管)との間に、空気の層が形成される場合がある。
第3工程は、切欠き部32の直線部33と伝熱管36(扁平管)の長辺部37との間に、接着剤61を充填する工程である。ここで、第1工程において切欠き部32の直線部33と伝熱管36(扁平管)の長辺部37との間に接着剤61を塗布し、本第3工程を省略する方が良いようにも思われる。しかしながら、第1工程において接着剤61を塗布してしまうと、切欠き部32に伝熱管36(扁平管)を圧入する際、切欠き部32の直線部33等で接着剤61が削ぎ取られてしまう。このため、第1工程において接着剤61を塗布してしまうと、切欠き部32の直線部33と伝熱管36(扁平管)の長辺部37との間に、接着剤61を均一に充填できなくなってしまう。つまり、切欠き部32の直線部33と伝熱管36(扁平管)の長辺部37との間に、空気の層が形成される場合がある。また、第2工程で上述したように、伝熱管36(扁平管)の長辺部37と短辺部38の境界近傍でも切欠き部32と伝熱管36(扁平管)との間に、空気の層が形成される場合がある。
そこで、第3工程では、切欠き部32に伝熱管36(扁平管)を圧入した後、切欠き部32の直線部33と伝熱管36(扁平管)の長辺部37との間に、接着剤61を充填している。より詳しくは、図7(c)に示すように、切欠き部32に伝熱管36(扁平管)を圧入した後、切欠き部32の直線部33と伝熱管36(扁平管)の長辺部37との間に、ディスペンサー65等から接着剤61を滴下する。これにより、切欠き部32の直線部33と伝熱管36(扁平管)の長辺部37との間に滴下した接着剤61は、毛細管現象によって、切欠き部32の直線部33と伝熱管36(扁平管)の長辺部37との間に流れ込む。このため、図7(d)に示すように、切欠き部32の直線部33と伝熱管36(扁平管)の長辺部37との間には、接着剤61が均一に(空気の層が形成されることなく)充填される。また、伝熱管36(扁平管)の長辺部37と短辺部38の境界近傍にも、接着剤61が均一に(空気の層が形成されることなく)充填される。つまり、高熱伝導性接着剤62と接着剤61との境界面は、両者が隙間無く接している状態となる。したがって、平板フィン31と伝熱管36(扁平管)との間の熱交換を良好にでき、熱交換器30の熱交換性能の低下を抑制することができる。
また、本第3工程のように接着剤61を充填することにより、以下のような効果を得ることもできる。
例えば、第1工程で塗布した高熱伝導性接着剤62の量では、切欠き部32の底辺部34と伝熱管36(扁平管)の短辺部38との間に高熱伝導性接着剤62を十分に充填できない場合がある。このような場合、伝熱管36(扁平管)の長辺部37と短辺部38の境界近傍には隙間(空気の層)が形成されてしまう。しかしながら、本第3工程のように、切欠き部32に伝熱管36(扁平管)を圧入した後に接着剤61を流し込むことにより、伝熱管36(扁平管)の長辺部37と短辺部38の境界近傍に形成された隙間へ接着剤61を充填することができる。つまり、本第3工程のように接着剤61を充填することにより、切欠き部32の底辺部34と伝熱管36(扁平管)の短辺部38との間に高熱伝導性接着剤62を十分に充填できなかった場合でも、平板フィン31と伝熱管36(扁平管)との間の熱交換を良好にでき、熱交換器30の熱交換性能の低下を抑制することができる。
例えば、第1工程で塗布した高熱伝導性接着剤62の量では、切欠き部32の底辺部34と伝熱管36(扁平管)の短辺部38との間に高熱伝導性接着剤62を十分に充填できない場合がある。このような場合、伝熱管36(扁平管)の長辺部37と短辺部38の境界近傍には隙間(空気の層)が形成されてしまう。しかしながら、本第3工程のように、切欠き部32に伝熱管36(扁平管)を圧入した後に接着剤61を流し込むことにより、伝熱管36(扁平管)の長辺部37と短辺部38の境界近傍に形成された隙間へ接着剤61を充填することができる。つまり、本第3工程のように接着剤61を充填することにより、切欠き部32の底辺部34と伝熱管36(扁平管)の短辺部38との間に高熱伝導性接着剤62を十分に充填できなかった場合でも、平板フィン31と伝熱管36(扁平管)との間の熱交換を良好にでき、熱交換器30の熱交換性能の低下を抑制することができる。
以上、本実施の形態1では、短辺部38が略円弧形状となった伝熱管36(扁平管)を例に説明したが、伝熱管36(扁平管)の断面形状はこれに限られるものではない。例えば図8に示すように、短辺部38が略直線形状となった(断面形状が略長方形状の)伝熱管36(扁平管)においても本発明を実施することができる。
短辺部38が略直線形状となった伝熱管36(扁平管)を用いる場合、平板フィン31の底辺部34は、伝熱管36(扁平管)の短辺部38に対応した略直線形状となる。このような形状の切欠き部32においても、切欠き部32の加工誤差によって各平板フィン31の寸法Dにバラツキが生じてしまい、寸法Dの小さな平板フィン31の切欠き部32の底辺部34と伝熱管36(扁平管)の短辺部38との間に形成される接着剤の層が厚くなってしまう。
しかしながら、短辺部38が略直線形状となった伝熱管36(扁平管)を用いる場合であっても、接着剤の層の厚みが増加してしまう切欠き部32の底辺部34と伝熱管36(扁平管)の短辺部38との間に高熱伝導性接着剤62を充填し、切欠き部32の直線部33と伝熱管36(扁平管)の長辺部37との間に、接着剤61を充填すればよい。このように高熱伝導性接着剤62及び接着剤61を切欠き部32と伝熱管36(扁平管)との間に充填することにより、平板フィン31と伝熱管36(扁平管)との間の熱交換を良好にでき、熱交換器30の熱交換性能の低下を抑制することができる。
1 筐体、1a 吸込口、1b 吹出口、6 風向き調整機構、7 フィルター、10 送風ファン、20(20a〜20c) 熱交換器、21 熱交換器、22 平板フィン、23 伝熱管(円管)、30 熱交換器、31 平板フィン、32 切欠き部、33 直線部、33a フィンカラー、34 底辺部、34a フィンカラー、35 スリット、36 伝熱管(扁平管)、37 長辺部、38 短辺部、39 隔壁、39a 冷媒流路、50 ジョイント、51 湾曲配管、61 接着剤、62 高熱伝導性接着剤、62a 粒子、65 ディスペンサー、100 空気調和機。
Claims (6)
- 吸込口及び吹出口が形成された筐体と、
該筐体に収容された送風ファン及び熱交換器と、
を備えた空気調和機であって、
前記熱交換器は、所定の間隔を介して積層された複数の平板フィンと、前記平板フィンに挿入され、前記平板フィンの積層方向に沿って配置された複数の扁平管と、を有し、
作動冷媒としてR32を使用し、
該R32の当該空気調和機への充填量は、作動冷媒としてR410Aを使用して当該空気調和機と同一能力を発揮する空気調和機におけるR410Aの充填量よりも少ないことを特徴とする空気調和機。 - 前記扁平管は、その内部が隔壁によって複数の冷媒流路に分割されていることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
- 前記扁平管は、扁平形状の長手方向が通風方向に沿うように配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の空気調和機。
- 前記熱交換器は、通風方向に沿って2列に配置されており、
1列目の前記熱交換器の前記扁平管と2列目の前記熱交換器の前記扁平管とは、千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の空気調和機。 - 前記吸込口に、前記筐体に流入する空気から粉塵等を除去するフィルターを備え、
前記吹出口に風向き調整機構を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の空気調和機。 - 前記吸込口は前記筐体の上面部に形成され、
前記吹出口は前記筐体の下面部に形成され、
前記熱交換器は、前記送風ファンの前方を覆う第1の熱交換器、前記送風ファンの上方前側を覆う第2の熱交換器、及び、前記送風ファンの上方後側を覆う第3の熱交換器を備えていることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の空気調和機。
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