JP2015031490A - 熱交換器及び空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】扁平管とフィンとを備える熱交換器において、ドレン水をフィンの表面から排出しやすくする。【解決手段】フィン（36）における扁平管（33）の風下側端部の下側の部分に、稜線が上下方向に延びる山型の膨出部（52）を形成する。この膨出部（52）を、該膨出部（52）の稜線が扁平管（33）の下面の風下側端よりも風上側に、膨出部（52）の風下側端が扁平管（33）の風下側端よりも風下側に位置するように配置する。【選択図】図５

Description

本発明は、扁平管とフィンとを備え、扁平管内を流れる流体を空気と熱交換させる熱交換器及びこの熱交換器を備えた空気調和機に関するものである。

従来より、扁平管とフィンとを備えた熱交換器が知られている。例えば、特許文献１に記載された熱交換器では、左右方向に延びる複数の扁平管が互いに所定の間隔をおいて上下に並べられ、板状のフィンが互いに所定の間隔をおいて扁平管の伸長方向に並べられている。この熱交換器では、フィンと接触しながら流れる空気が、扁平管内を流れる流体と熱交換する。特許文献１の図５に記載されているように、この種の熱交換器のフィンには、伝熱を促進するためのルーバー（切り起こし部）や膨出部が形成される。特許文献１に記載されたフィンでは、ルーバーの風上側に膨出部が配置されている。

特開２０１２−１６３３１８号公報

ところで、空気調和機の冷媒回路には、冷媒を室外空気と熱交換させる室外熱交換器が設けられる。暖房運転中に蒸発器として動作している室外熱交換器では、空気中の水分が凝縮してドレン水となる場合がある。また、室外熱交換器での冷媒の蒸発温度が０℃を下回ると、空気中の水分が霜となって室外熱交換器に付着する。外気温が低い状態における暖房運転中には、室外熱交換器に付着した霜を融かすための除霜動作が、例えば所定時間が経過する毎に行われる。このため、除霜動作中にも、霜が融解することによってドレン水が生じる。

ここで、特許文献１に記載された熱交換器では、生成したドレン水が扁平管の風下側端面に沿って流れ落ちてくると、そのドレン水は、風下側のルーバーから順に供給され、その切り起こし端付近の隙間に保持されてしまう。このため、ドレン水をフィンの表面から排出しにくいという問題があった。この問題は、ファンが停止して空気が流れない除霜動作中に顕著となる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、扁平管とフィンとを備える熱交換器において、ドレン水をフィンの表面から排出しやすくすることにある。

第１の発明は、複数の扁平管（33）と、該扁平管（33）の延びる方向に配列された複数のフィン（36）とを備える熱交換器であって、上記フィン（36）における上記扁平管（33）の風下側端部の下側の部分には、稜線が上下方向に延びる山型の膨出部（52）が形成され、上記膨出部（52）は、該膨出部（52）の稜線が上記扁平管（33）の下面の風下側端よりも風上側に、上記膨出部（52）の風下側端が上記扁平管（33）の下面の風下側端よりも風下側に位置するように配置されていることを特徴とするものである。

第１の発明では、膨出部（52）が、該膨出部（52）の稜線が扁平管（33）の下面の風下側端よりも風上側に、膨出部（52）の風下側端が扁平管（33）の下面の風下側端よりも風下側に位置するように配置されているので、扁平管（33）の風下側端面に沿って流れて落ちてきたドレン水が膨出部（52）の風下側の斜面を伝って下方へ排出される。つまり、膨出部（52）の風下側の斜面は、扁平管（33）の風下側端面に沿って流れて落ちてきたドレン水を排出するための導水路となる。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記膨出部（52）の風上側の斜面には、上下方向に延びる切り起こし部（60a）が形成されていることを特徴とするものである。

第２の発明では、切り起こし部（60a）が、膨出部（52）の風上側の斜面に形成されているので、扁平管（33）の風下側端面に沿って流れ落ちてきたドレン水が切り起こし部（60a）を伝って下方へ排出される。

第３の発明は、上記第２の発明において、上記フィン（36）における上記膨出部（52）よりも風上側の部分には、上下方向に延びる風上側切り起こし部（60b）が上記切り起こし部（60a）に隣り合って形成され、上記風上側切り起こし部（60b）は、上記扁平管（33）の風下側端面に沿って流れ落ちてきたドレン水が上記風上側切り起こし部（60b）に達しないように、上記切り起こし部（60a）との間に間隔を空けて配置されていることを特徴とするものである。

ところで、切り起こし部（60）がフィン（36）の風下側の部分に連続して形成されると、扁平管（33）の風下側端面に沿って流れ落ちてきたドレン水が風下側の切り起こし部（60）から順に供給、保持されてしまう。このため、切り起こし部（60）に保持されるドレン水の量が増加する。

ここで、第３の発明では、切り起こし部（60a）に隣り合う風上側切り起こし部（60b）がフィン（36）における膨出部（52）よりも風上側の部分に形成され、扁平管（33）の風下側端面に沿って流れ落ちてきたドレン水が風上側切り起こし部（60b）に達しないように、切り起こし部（60a）との間に間隔を空けて配置されているので、そのドレン水は、切り起こし部（60）のうち切り起こし部（60a）よりも風上側のものに供給、保持されない。

第４の発明は、上記第３の発明において、上記フィン（36）における上記膨出部（52）よりも風上側の部分には、稜線が上下方向に延びる山型の風上側膨出部（53）が上記膨出部に隣り合って形成され、上記風上側切り起こし部（60b）は、上記風上側膨出部（53）の風下側の斜面に形成されていることを特徴とするものである。

第４の発明では、風上側膨出部（53）がフィン（36）における膨出部（52）よりも風上側の部分に形成され、風上側切り起こし部（60b）が風上側膨出部（53）の風下側の斜面に形成されている。

第５の発明は、上記第１乃至第４の何れか一つの発明の熱交換器（30）が設けられた冷媒回路（20）を備え、上記冷媒回路（20）において冷媒を循環させて冷凍サイクルを行うことを特徴とする空気調和機である。

第５の発明では、第１乃至第４の何れか一つの発明の熱交換器（30）が冷媒回路（20）に接続される。熱交換器（30）において、冷媒回路（20）を循環する冷媒は、扁平管（33）の通路（34）を流れ、通風路（40）を流れる空気と熱交換する。

本発明によれば、扁平管（33）の風下側端面に沿って流れて落ちてきたドレン水が膨出部（52）の風下側の斜面を伝って下方へ排出される。このため、ドレン水をフィン（36）の表面から排出しやすくなる。

また、上記第２の発明によれば、扁平管（33）の風下側端面に沿って流れ落ちてきたドレン水が切り起こし部（51）を伝って下方へ排出される。このため、ドレン水をフィン（36）の表面からより一層排出しやすくなる。

また、上記第３の発明によれば、扁平管（33）の風下側端面に沿って流れ落ちてきたドレン水は、切り起こし部（60）のうち切り起こし部（60a）よりも風上側のものに供給、保持されない。このため、切り起こし部（60）に保持されるドレン水の量を削減することができる。したがって、ドレン水をフィン（36）の表面からより一層排出しやすくなる。

また、切り起こし部（60a）をフィン（36）の平坦部に形成した場合と比較して、フィン（36）の強度向上及び伝熱促進を図ることができる。

また、上記第４の発明によれば、切り起こし部（60b）をフィン（36）の平坦部に形成した場合や膨出部（52）と風上側膨出部（53）との間の谷の部分に形成した場合と比較して、フィン（36）の強度向上及び伝熱促進を図ることができる。

実施形態１に係る熱交換器を備えた空気調和機の概略構成を示す冷媒回路図である。 実施形態１に係る熱交換器の概略構成を示す正面図である。 実施形態１に係る熱交換器の正面を示す一部断面図である。 実施形態１に係る熱交換器の正面の一部を拡大して示す断面図である。 図３のV−V断面の一部を拡大して示す熱交換器の断面図である。 実施形態１に係る熱交換器のフィンの一部を拡大して示す正面図である。 図６のVII−VII断面を示すフィンの断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の各実施形態に限定されるものではない。

《発明の実施形態１》
図１〜図７は、本発明に係る熱交換器の実施形態１を示している。なお、本実施形態の熱交換器（30）は、後述する空気調和機（10）の室外熱交換器（23）を構成している。

―空気調和機―
本実施形態の空気調和機（10）について、図１を参照しながら説明する。ここで、図１は、室外熱交換器（23）を備えた空気調和機（10）の概略構成を示す冷媒回路図である。

＜空気調和機の構成＞
空気調和機（10）は、室外ユニット（11）及び室内ユニット（12）を備えている。ここで、室外ユニット（11）及び室内ユニット（12）は、液側連絡配管（13）及びガス側連絡配管（14）を介して互いに接続されている。また、空気調和機（10）では、室外ユニット（11）、室内ユニット（12）、液側連絡配管（13）及びガス側連絡配管（14）により冷媒回路（20）が構成されている。

冷媒回路（20）には、圧縮機（21）、四方切換弁（22）、室外熱交換器（23）、膨張弁（24）及び室内熱交換器（25）が設けられている。ここで、圧縮機（21）、四方切換弁（22）、室外熱交換器（23）及び膨張弁（24）は、室外ユニット（11）に収容されている。そして、室外ユニット（11）には、室外熱交換器（23）へ室外空気を供給するための室外ファン（15）が設けられている。一方、室内熱交換器（25）は、室内ユニット（12）に収容されている。そして、室内ユニット（12）には、室内熱交換器（25）へ室内空気を供給するための室内ファン（16）が設けられている。

冷媒回路（20）は、冷媒が充填された閉回路である。ここで、冷媒回路（20）において、圧縮機（21）は、その吐出側が四方切換弁（22）の第１のポートに接続されていると共に、その吸入側が四方切換弁（22）の第２のポートに接続されている。また、冷媒回路（20）では、四方切換弁（22）の第３のポートから第４のポートへ向かって順に、室外熱交換器（23）、膨張弁（24）及び室内熱交換器（25）が配置されている。

圧縮機（21）は、スクロール型又はロータリ型の全密閉型圧縮機である。また、四方切換弁（22）は、第１のポートが第３のポートと連通し且つ第２のポートが第４のポートと連通する第１状態（図１に破線で示す状態）と、第１のポートが第４のポートと連通し且つ第２のポートが第３のポートと連通する第２状態（図１に実線で示す状態）とに切り換わる。ここで、膨張弁（24）は、いわゆる電子膨張弁である。

室外熱交換器（23）は、室外空気を冷媒と熱交換させる。一方、室内熱交換器（25）は、室内空気を冷媒と熱交換させる。ここで、室内熱交換器（25）は、円管である伝熱管を備えたいわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器により構成されている。なお、室外熱交換器（23）は、上述したように、本実施形態の熱交換器（30）により構成されている。

＜空気調和機の冷房運転＞
空気調和機（10）は、冷房運転を行う。ここで、冷房運転中には、四方切換弁（22）が第１状態に設定される。また、冷房運転中には、室外ファン（15）及び室内ファン（16）が運転される。

冷媒回路（20）では、冷凍サイクルが行われる。具体的に、圧縮機（21）から吐出された冷媒は、四方切換弁（22）を通って室外熱交換器（23）へ流入し、室外空気へ放熱して凝縮する。そして、室外熱交換器（23）から流出した冷媒は、膨張弁（24）を通過する際に膨張してから室内熱交換器（25）へ流入し、室内空気から吸熱して蒸発する。さらに、室内熱交換器（25）から流出した冷媒は、四方切換弁（22）を通過後に圧縮機（21）へ吸入されて圧縮される。ここで、室内ユニット（12）は、室内熱交換器（25）において冷却された空気を室内へ供給するように構成されている。

＜空気調和機の暖房運転＞
空気調和機（10）は、暖房運転を行う。ここで、暖房運転中には、四方切換弁（22）が第２状態に設定される。また、暖房運転中には、室外ファン（15）及び室内ファン（16）が運転される。

冷媒回路（20）では、冷凍サイクルが行われる。具体的に、圧縮機（21）から吐出された冷媒は、四方切換弁（22）を通って室内熱交換器（25）へ流入し、室内空気へ放熱して凝縮する。そして、室内熱交換器（25）から流出した冷媒は、膨張弁（24）を通過する際に膨張してから室外熱交換器（23）へ流入し、室外空気から吸熱して蒸発する。さらに、室外熱交換器（23）から流出した冷媒は、四方切換弁（22）を通過後に圧縮機（21）へ吸入されて圧縮される。ここで、室内ユニット（12）は、室内熱交換器（25）において加熱された空気を室内へ供給するように構成されている。

＜空気調和機の除霜動作＞
上述したように、暖房運転中には、室外熱交換器（23）が蒸発器として機能する。そして、外気温が低い運転条件では、室外熱交換器（23）における冷媒の蒸発温度が０℃を下回る場合があり、この場合には、室外空気中の水分が霜となって室外熱交換器（23）に付着する。そこで、空気調和機（10）は、例えば、暖房運転の継続時間が所定値（例えば数十分）に達する毎に、除霜動作を行う。

除霜動作を開始する際には、四方切換弁（22）が第２状態から第１状態へ切り換わり、室外ファン（15）及び室内ファン（16）が停止する。ここで、除霜動作中の冷媒回路（20）では、圧縮機（21）から吐出された高温の冷媒が室外熱交換器（23）へ供給される。そして、室外熱交換器（23）では、その表面に付着した霜が冷媒により暖められて融解する。さらに、室外熱交換器（23）において放熱した冷媒は、膨張弁（24）及び室内熱交換器（25）を順に通過し、その後に圧縮機（21）へ吸入されて圧縮される。ここで、除霜動作が終了すると、暖房運転が再開される。つまり、四方切換弁（22）が第１状態から第２状態へ切り換わり、室外ファン（15）及び室内ファン（16）の運転が再開される。

−熱交換器−
室外熱交換器（23）を構成する熱交換器（30）について、図２〜図７を参照しながら説明する。ここで、図２は、本実施形態の熱交換器（30）の概略構成を示す正面図である。

また、図３は、熱交換器（30）の正面を示す一部断面図である。また、図４は、熱交換器（30）の正面の一部を拡大して示す断面図である。また、図５は、図３のV−V断面の一部を拡大して示す熱交換器（30）の断面図である。また、図６は、熱交換器（30）のフィン（36）の一部を拡大して示す正面図である。また、図７は、図６のVII−VII断面を示すフィン（36）の断面図である。

熱交換器（30）は、図２及び図３に示すように、第１ヘッダ集合管（31）、第２ヘッダ集合管（32）、複数の扁平管（33）及び複数のフィン（36）を備えている。ここで、第１ヘッダ集合管（31）、第２ヘッダ集合管（32）、扁平管（33）及びフィン（36）は、何れもアルミニウム合金製の部材により構成され、互いにロウ付けにより接合されている。

熱交換器（30）は、図２及び図３に示すように、上側の主熱交換領域（1）と、下側の補助熱交換領域（2）とに区分されている。ここで、主熱交換領域（1）には、図２及び図３に示すように、第１主熱交換部（1a）、第２主熱交換部（1b）及び第３主熱交換部（1c）が下から上に向かって順に設けられている。また、補助熱交換領域（2）には、図２及び図３に示すように、第１補助熱交換部（2a）、第２補助熱交換部（2b）及び第３補助熱交換部（2c）が下から上に向かって順に設けられている。なお、各熱交換領域（1,2）に形成される熱交換部（1a〜1c,2a〜2c）の個数は、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。

第１ヘッダ集合管（31）及び第２ヘッダ集合管（32）は、図２及び図３に示すように、両端が閉塞された細長い中空円筒状にそれぞれ形成されている。なお、図２及び図３では、熱交換器（30）の左端に第１ヘッダ集合管（31）が起立した状態に設けられ、熱交換器（30）の右端に第２ヘッダ集合管（32）が起立した状態に設けられている。

第１ヘッダ集合管（31）の内部空間は、図３及び図４に示すように、アルミニウム合金製の仕切板（31a）により上側空間（81）及び下側空間（82）に仕切られている。

上側空間（81）は、主熱交換領域（1）に対応した主連通空間を構成している。ここで、上側空間（81）は、図３に示すように、主熱交換領域（1）の各主熱交換部（1a〜1c）に設けられた全ての扁平管（33）と連通している。

下側空間（82）は、補助熱交換領域（2）に対応した補助連通空間を構成している。そして、下側空間（82）は、図３及び図４に示すように、連通用貫通孔（98a）及びスリット孔（99a）が形成されたアルミニウム合金製の上側横仕切板（31b）、連通用貫通孔（98b）及びスリット孔（99b）が形成されたアルミニウム合金製の下側横仕切板（31c）、並びに連通用開口部（96a,96b）及び連通用貫通孔（97）が形成されたアルミニウム合金製の縦仕切板（31d）により、第１補助熱交換部（2a）に対応する第１連通室（82a）、第２補助熱交換部（2b）に対応する第２連通室（82b）、第３補助熱交換部（2c）に対応する第３連通室（82c）、及び第１〜第３連通室（82a〜82c）に連通する混合室（83）に仕切られている。ここで、上側横仕切板（31b）及び下側横仕切板（31c）に形成されたスリット孔（99a,99b）には、図４に示すように、縦仕切板（31d）が挿入されている。また、図３及び図４に示すように、最も下方に位置する第１連通室（82a）は、第１補助熱交換部（2a）に設けられた全ての扁平管（33）と連通し、第１連通室（82a）の上方に位置する第２連通室（82b）は、第２補助熱交換部（2b）に設けられた全ての扁平管（33）と連通し、最も上方に位置する第３連通室（82c）は、第３補助熱交換部（2c）に設けられた全ての扁平管（33）と連通している。

下側空間（82）の混合室（83）には、図３及び図４に示すように、アルミニウム合金製の液側接続管（6）の一方端が接続されている。ここで、液側接続管（6）の他方端は、図１及び図２に示すように、室外熱交換器（23）と膨張弁（24）とを繋ぐ銅製の配管（17）に継手（不図示）を介して接続されている。

上側空間（81）には、図３に示すように、その上下方向のほぼ中央にアルミニウム合金製のガス側接続管（7）の一方端が接続されている。ここで、ガス側接続管（7）の他方端は、図１及び図２に示すように、室外熱交換器（23）と四方切換弁（22）の第３のポートとを繋ぐ銅製の配管（18）に継手（不図示）を介して接続されている。

第２ヘッダ集合管（32）の内部空間は、図３に示すように、主熱交換領域（1）に対応した主連通空間（91）と、補助熱交換領域（2）に対応した補助連通空間（92）とに区分されている。

主連通空間（91）は、図３に示すように、アルミニウム合金製の２枚の仕切板（32a）により第１〜第３部分空間（91a〜91c）に仕切られている。ここで、図３に示すように、最も下方に位置する第１部分空間（91a）は、第１主熱交換部（1a）に設けられた全ての扁平管（33）と連通し、第１部分空間（91a）の上方に位置する第２部分空間（91b）は、第２主熱交換部（1b）に設けられた全ての扁平管（33）と連通し、最も上方に位置する第３部分空間（91c）は、第３主熱交換部（1c）に設けられた全ての扁平管（33）と連通している。

補助連通空間（92）は、２枚の仕切板（32b）により第４〜第６部分空間（92a〜92c）に仕切られている。ここで、図３に示すように、最も下方に位置する第４部分空間（92a）は、第１補助熱交換部（2a）に設けられた全ての扁平管（33）と連通し、第４部分空間（92a）の上方に位置する第５部分空間（92b）は、第２補助熱交換部（2b）に設けられた全ての扁平管（33）と連通し、最も上方に位置する第６部分空間（92c）は、第３補助熱交換部（2c）に設けられた全ての扁平管（33）と連通している。

第２ヘッダ集合管（32）では、図３に示すように、第２部分空間（91b）及び第４部分空間（92a）が第１接続用配管（8）を介して互いに接続され、第３部分空間（91c）及び第５部分空間（92b）が第２接続用配管（9）を介して互いに接続され、第１部分空間（91a）及び第６部分空間（92c）が互いに連続している。

したがって、熱交換器（30）では、第１主熱交換部（1a）及び第３補助熱交換部（2c）が直列に接続され、第２主熱交換部（1b）及び第１補助熱交換部（2a）が直列に接続され、第３主熱交換部（1c）及び第２補助熱交換部（2b）が直列に接続されている。

扁平管（33）は、図５に示すように、例えば、長円形状の横断面を有し、複数の流体通路（34）が互いに並行に延びるように設けられた伝熱管である。ここで、熱交換器（30）において、複数の扁平管（33）は、図３〜図５に示すように、扁平な面が互いに対向するように一定の間隔で上下に並んで配列されている。また、各扁平管（33）は、図３及び図４に示すように、その一方の端部が第１ヘッダ集合管（31）に接続されていると共に、その他方の端部が第２ヘッダ集合管（32）に接続されている。

フィン（36）は、図３及び図４に示すように、扁平管（33）の延びる方向に互いに一定の間隔で配置されている。つまり、フィン（36）は、扁平管（33）の延びる方向と実質的に直交するように配置されている。詳しくは後述するが、各フィン（36）では、上下に隣り合う一対の扁平管（33）の間の中間領域（71）に複数の膨出部（52〜55）が設けられている。

熱交換器（30）では、図３及び図４に示すように、上下に隣り合う一対の扁平管（33）の間の空間が、フィン（36）により複数の通風路（40）に区画されている。そして、熱交換器（30）は、扁平管（33）の流体通路（34）を流れる冷媒を、通風路（40）を流れる空気と熱交換させるように構成されている。

フィン（36）は、例えば、金属板をプレス加工することにより形成された縦長の板状フィンである。

フィン（36）には、図５及び図６に示すように、図中左側の側方に開口して、フィン（36）の幅方向、すなわち、空気の通過方向に延びる細長い切り欠き部（45）が、複数の扁平管（33）に対応して複数形成されている。ここで、フィン（36）では、複数の切り欠き部（45）が、図５及び図６に示すように、フィン（36）の長手方向（上下方向）に一定の間隔で形成され、複数の切り欠き部（45）に複数の扁平管（33）がそれぞれ差し込まれている。そして、扁平管（33）は、フィン（36）の切り欠き部（45）に差し込まれた状態で切り欠き部（45）の内縁部とロウ付けにより接合されている。

フィン（36）は、図５に示すように、上下に隣り合う一対の扁平管（33）の間に配置された複数の中間領域（71）、各中間領域（71）から切り欠き部４５の開口側（図中左側の風上側）に突出して互いに離間する複数の突出領域（72）、及び複数の中間領域（71）を図中右側の風下側で連結する連結領域（73）を有している。

フィン（36）の連結領域（73）には、図５及び図６に示すように、平面視でＬ字状の第１膨出部（51）が複数設けられ、上下に隣り合う一対の第１膨出部（51）の間には、第１スペーサ部（47）が設けられている。また、フィン（36）の連結領域（73）には、図５〜図７に示すように、横断面が逆Ｖ字状に形成された導水用リブ（49）が上下方向に延びるように設けられている。ここで、第１膨出部（51）は、フィン本体（36a）の厚さ方向に膨出して山形に形成されている。また、第１スペーサ部（47）は、フィン本体（36a）を切り起こして形成された略台形状の小片であり、小片の突出した端部が隣のフィン（36）に当接することにより、隣り合うフィン（36）同士の間隔を保持するように構成されている。

フィン（36）の各中間領域（71）には、図５及び図６に示すように、風下側から風上側に向かって、第２〜第５膨出部（52〜55）が順に設けられている。ここで、第２〜第５膨出部（52〜55）は、図５及び図６に示すように、横断面の頂角による稜線が切り欠き部（45）の延びる方向と直交する方向（上下方向）に延びるようにフィン本体（36a）の厚さ方向に膨出して山形にそれぞれ形成されている。

第２膨出部（52）（膨出部）は、フィン（36）における扁平管（33）の風下側端部の下側の部分に形成されている。第２膨出部（52）は、該第２膨出部（52）の稜線が扁平管（33）の下面の風下側端（扁平管（33）の風下側端面の下端）よりも風上側に、第２膨出部（52）の風下側端が扁平管（33）の下面の風下側端よりも風下側に位置するように配置されている。本実施形態の熱交換器（30）では、第２膨出部（52）の風下側端が扁平管（33）の風下側端よりも風下側に位置している。各第２膨出部（52）における風下側の斜面は、上下方向に並んで形成されている。第２膨出部（52）における風下側の斜面の下端部には、第１膨出部（51）の風上側端部が形成されている。第３膨出部（53）（風上側膨出部）は、フィン（36）における第２膨出部（52）よりも風上側の部分に該第２膨出部（52）に隣り合って形成されている。

また、図５及び図６に示すように、第２膨出部（52）の風上側ならびに第３膨出部（53）の風下側及び風上側の各斜面には、上下方向に延びる３つのルーバー（60）がそれぞれ設けられている。さらに、図５及び図６に示すように、第４膨出部（54）の風下側の斜面には、上下方向に延びる２つのルーバー（60）が設けられている。つまり、フィン（36）には、複数のルーバー（60）が空気の通過方向に並んで形成されている。ここで、ルーバー（60）は、フィン本体（36a）に対応する第２〜第４膨出部（52〜54）の稜線と平行に延びるようにスリット状の切り込みを入れ、隣り合う一対の切り込みの間の部分又は１つの切り込みの側方の部分を捩るように塑性変形させることにより形成されている。各ルーバー（60）は、その周囲の膨出部（52〜54）の斜面に対して傾斜している。

第３膨出部（53）の風下側の斜面に設けられたルーバー（60）のうち最も風下側の風上側ルーバー（60b）（風上側切り起こし部）は、第２膨出部（52）の風上側の斜面に設けられたルーバー（60）のうち最も風上側の風下側ルーバー（60a）（切り起こし部）に隣り合う。風上側ルーバー（60b）は、扁平管（33）の風下側端面に沿って流れ落ちてきたドレン水が風上側ルーバー（60b）に達しないように、風下側ルーバー（60a）との間に間隔を空けて配置されている。

なお、図５及び図６に示すように、フィン（36）の風下側の端部に配置された第２膨出部（52）では、風下側の斜面にルーバー（60）が設けられていない。また、第２膨出部（52）と第３膨出部（53）との間の谷の部分、第３膨出部（53）と第４膨出部（54）との間の谷の部分、及び第４膨出部（54）と第５膨出部（55）との間の谷の部分にも、ルーバー（60）が設けられていない。

フィン（36）の各突出領域（72）には、図５及び図６に示すように、第２スペーサ部（48）が設けられ、第２スペーサ部（48）を囲むように平面視でコ字状（Ｕ字状）の第６膨出部（56）が設けられている。ここで、第２スペーサ部（48）は、フィン本体（36a）を切り起こして形成された略台形状の小片であり、小片の突出した端部が隣のフィン（36）に当接することにより、隣り合うフィン（36）同士の間隔を保持するように構成されている。また、第６膨出部（56）は、フィン本体（36a）の厚さ方向に膨出して山形に形成されている。

第５膨出部（55）と第６膨出部（56）との間の谷の部分には、横断面の頂角による稜線が切り欠き部（45）の延びる方向と直交する方向に延びるようにフィン本体（36a）の厚さ方向に膨出して山形に形成され、第５膨出部（55）の斜面と第６膨出部（56）の斜面とを連結する第７膨出部（57）が設けられている。ここで、第７膨出部（57）の両端は、第７膨出部（57）を介して互いに隣り合う第５膨出部（55）の両端、及び第６膨出部（56）の第７膨出部（57）に沿う部分の両端よりも内側に位置している。

上述の如く構成された熱交換器（30）では、各フィン（36）に第１〜第７膨出部（51〜57）が設けられているので、第１〜第７膨出部（51〜57）の山形の形状による補強効果が得られることにより、凹凸の無い平板状のフィンよりも各フィン（36）の強度が向上している。

上述の如く構成された熱交換器（30）では、扁平管（33）の延びる方向に隣り合うフィン（36）同士の間に通風路（40）が形成され、風上側から風下側に順に設けられた第６膨出部（56）、第７膨出部（57）、第５膨出部（55）、第４膨出部（54）、第３膨出部（53）、第２膨出部（52）及び第１膨出部（51）により各通風路（40）が蛇行する形状になっており、また、第２〜第４膨出部（52〜54）の斜面にルーバー（60）が設けられ、通風路（40）における空気の流れが乱されているので、凹凸の無い平板状のフィンや膨出部だけが形成されたフィンよりも、通風路（40）を流れる空気とフィン（36）との間の熱伝達が促進されている。

−除霜動作中に生成したドレン水の排出−
上述したように、本実施形態の熱交換器（30）は、空気調和機（10）の室外熱交換器（23）を構成している。空気調和機（10）は暖房運転を行うが、室外熱交換器（23）における冷媒の蒸発温度が０℃を下回る運転状態では、室外空気中の水分が霜となって室外熱交換器（23）に付着する。このため、空気調和機（10）は、室外熱交換器（23）に付着した霜を融かすための除霜動作を行う。除霜動作中には、霜が融解することによってドレン水が生成する。

除霜動作中に生成したドレン水の排出を図５を参照しながら説明する。

除霜動作の開始直前には、フィン（36）に多量の霜が付着し、隣り合うフィン（36）の間の空間が霜によって殆ど塞がれた状態となる。

除霜動作が開始されると、熱交換器（30）に付着した霜は、冷媒によって暖められて次第に融けてゆく。生成したドレン水は流れ落ちてゆく。

熱交換器（30）では、扁平管（33）の上面が概ね水平な面である。このため、除霜動作中に生成したドレン水は、隣り合うフィン（36）同士の隙間に保持され、扁平管（33）の上面に溜まる。

扁平管（33）の上面に溜まったドレン水は、扁平管（33）の上面に沿って風上側及び風下側へ移動してゆく。風上側へ移動してきたドレン水は、扁平管（33）における断面形状がＲ形の風上側端面に沿って流れ落ちてゆく。一方、風下側へ移動してきたドレン水は、扁平管（33）における断面形状がＲ形の風下側端面に沿って流れ落ちてゆく（図５に示す矢印参照）。

扁平管（33）の風下側端面に沿って流れ落ちてきたドレン水の一部は、扁平管（33）の下面の風下側端（扁平管（33）の風下側端面の下端）において滴となる。滴となったドレン水は垂れ落ちて、第２膨出部（52）の風下側の斜面を伝って下方へ排出される（図５に示す矢印参照）。つまり、第２膨出部（52）の風下側の斜面は、扁平管（33）の風下側端面に沿って流れ落ちてきたドレン水を排出するための導水路となる。そして、第２膨出部（52）の風下側の斜面を伝って下方へ排出されたドレン水は、該第２膨出部（52）の下側の第２膨出部（52）の風下側の斜面に供給される。該下側の第２膨出部（52）の風下側の斜ゆく面に供給されたドレン水は、該風下側の斜面を伝って下方へ排出される。

扁平管（33）の風下側端面に沿って流れ落ちてきたドレン水の一部は、扁平管（33）の下面に沿って風上側へ移動してゆく。風上側へ移動してきたドレン水は、第２膨出部（52）の風上側の斜面を伝って流れ落ちて第２膨出部（52）の風上側の斜面に設けられたルーバー（60）に供給される。第２膨出部（52）の風上側の斜面に設けられたルーバー（60）に供給されたドレン水は、空気の通過方向に隣り合うルーバー（60）の切り起こし端の間に入り込み、その間に保持される。ルーバー（60）に保持されたドレン水は、重力の作用で下方へ流れてゆく（図５に示す矢印参照）。

上述したように、熱交換器（30）では、第３膨出部（53）の風下側の斜面に設けられた風上側ルーバー（60b）が、扁平管（33）の風下側端面に沿って流れ落ちてきたドレン水が風上側ルーバー（60b）に達しないように、第２膨出部（52）の風上側の斜面に設けられた風下側ルーバー（60a）との間に間隔を空けて配置されている。このため、扁平管（33）の風下側端面に沿って流れ落ちてきたドレン水は、風下側ルーバー（60a）よりも風上側のルーバー（60）に供給、保持されない。つまり、扁平管（33）の風下側端面に沿って流れ落ちてきたドレン水は、ルーバー（60）のうち第２膨出部（52）の風上側の斜面に設けられた３つのルーバー（60）のみに供給、保持される。

以上のようにして、除霜動作中に生成したドレン水は下方へ排出されてゆく。こうして、熱交換器（30）の水はけ性が確保されている。

−実施形態１の効果−
以上により、本実施形態によれば、第２膨出部（52）が、該第２膨出部（52）の稜線が扁平管（33）の下面の風下側端よりも風上側に、第２膨出部（52）の風下側端が扁平管（33）の下面の風下側端よりも風下側に位置するように配置されているので、扁平管（33）の風下側端面に沿って流れて落ちてきたドレン水が第２膨出部（52）の風下側の斜面を伝って下方へ排出される。つまり、第２膨出部（52）の風下側の斜面は、扁平管（33）の風下側端面に沿って流れて落ちてきたドレン水を排出するための導水路となる。このため、ドレン水をフィン（36）の表面から排出しやすくなる。

また、風下側ルーバー（60a）が、第２膨出部（52）の風上側の斜面に形成されているので、扁平管（33）の風下側端面に沿って流れ落ちてきたドレン水が風下側ルーバー（60a）を伝って下方へ排出される。このため、ドレン水をフィン（36）の表面からより一層排出しやすくなる。

また、風下側ルーバー（60a）に隣り合う風上側ルーバー（60b）がフィン（36）における第２膨出部（52）よりも風上側の部分に形成され、扁平管（33）の風下側端面に沿って流れ落ちてきたドレン水が風上側ルーバー（60b）に達しないように、風下側ルーバー（60a）との間に間隔を空けて配置されているので、そのドレン水は、ルーバー（60）のうち風下側ルーバー（60a）よりも風上側のものに供給、保持されない。このため、ルーバー（60）に保持されるドレン水の量を削減することができる。したがって、ドレン水をフィン（36）の表面からより一層排出しやすくなる。

また、風下側ルーバー（60a）が第２膨出部（52）の風上側の斜面に形成されているので、ルーバー（60a）をフィン（36）の平坦部に形成した場合と比較して、フィン（36）の強度向上及び伝熱促進を図ることができる。

また、第３膨出部（53）がフィン（36）における第２膨出部（52）よりも風上側の部分に形成され、風上側ルーバー（60b）が第３膨出部（53）の風下側の斜面に形成されているので、ルーバー（60b）をフィン（36）の平坦部に形成した場合や第２膨出部（52）と風上側膨出部（53）との間の谷の部分に形成した場合と比較して、フィン（36）の強度向上及び伝熱促進を図ることができる。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

上記実施形態では、扁平管（33）の横断面を角部が円弧状に形成された略長方形としたが、これに限らず、例えば、その横断面を長方形としてもよい。この場合、扁平管（33）の風下側端面が垂直面となる。

また、上記実施形態では、第２膨出部（52）の風上側の斜面に設けられたルーバー（60a）に隣り合うルーバー（60b）を第３膨出部（53）の風下側の斜面に設けたが、これに限らず、例えば、フィン（36）の平坦部に設けてもよい。

また、上記実施形態では、複数の扁平管（33）を水平に配列したが、これに限らず、例えば、コンパクトな設置スペースを実現するために、ロウ付けを行った後、扁平な面が水平に保持されるように各扁平管（33）を略Ｌ字状に折り曲げてもよい。

また、上記実施形態では、中間領域（71）に４つの第２〜第５膨出部（52〜55）を設け、第２〜第４膨出部（52〜54）の斜面に２つ又は３つのルーバー（60）を設けたが、中間領域（71）に設ける膨出部の数や膨出部に設けるルーバーの数は、これに限定されない。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、扁平管とフィンとを備え、扁平管内を流れる流体を空気と熱交換させる熱交換器について有用である。

１０ 空気調和機
２０ 冷媒回路
２３ 室外熱交換器
３０ 熱交換器
３３ 扁平管
３４ 流体通路
３６ フィン
４０ 通風路
５２ 第２膨出部（膨出部）
５３ 第３膨出部（風上側膨出部）
６０ ルーバー（切り起こし部）
６０ａ 風下側ルーバー（切り起こし部）
６０ｂ 風上側ルーバー（風上側切り起こし部）

Claims (5)

1. 複数の扁平管（33）と、該扁平管（33）の延びる方向に配列された複数のフィン（36）とを備える熱交換器であって、
   上記フィン（36）における上記扁平管（33）の風下側端部の下側の部分には、稜線が上下方向に延びる山型の膨出部（52）が形成され、
   上記膨出部（52）は、該膨出部（52）の稜線が上記扁平管（33）の下面の風下側端よりも風上側に、上記膨出部（52）の風下側端が上記扁平管（33）の下面の風下側端よりも風下側に位置するように配置されていることを特徴とする熱交換器。
2. 請求項１において、
   上記膨出部（52）の風上側の斜面には、上下方向に延びる切り起こし部（60a）が形成されていることを特徴とする熱交換器。
3. 請求項２において、
   上記フィン（36）における上記膨出部（52）よりも風上側の部分には、上下方向に延びる風上側切り起こし部（60b）が上記切り起こし部（60a）に隣り合って形成され、
   上記風上側切り起こし部（60b）は、上記扁平管（33）の風下側端面に沿って流れ落ちてきたドレン水が上記風上側切り起こし部（60b）に達しないように、上記切り起こし部（60a）との間に間隔を空けて配置されていることを特徴とする熱交換器。
4. 請求項３において、
   上記フィン（36）における上記膨出部（52）よりも風上側の部分には、稜線が上下方向に延びる山型の風上側膨出部（53）が上記膨出部に隣り合って形成され、
   上記風上側切り起こし部（60b）は、上記風上側膨出部（53）の風下側の斜面に形成されていることを特徴とする熱交換器。
5. 請求項１乃至４の何れか一つに記載の熱交換器（30）が設けられた冷媒回路（20）を備え、
   上記冷媒回路（20）において冷媒を循環させて冷凍サイクルを行うことを特徴とする空気調和機。

Images