JP2015072105A - 熱交換器およびそれを備えた冷凍装置ユニット、冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器の有効長を延ばしつつ、その熱交換器を含む冷凍装置ユニットのサイズアップを抑制する。【解決手段】熱交換器は、第１曲げ部２２ｂ〜第７曲げ部２２ｎを曲げることによって平板状態から角筒状態となる熱交換器であって、第１板状部２２ａ〜第８板状部２２ｏを備えている。空気が第１板状部２２ａおよび第５板状部２２ｉの両方を通るように、第１板状部２２ａおよび第５板状部２２ｉは、重なって配置される。【選択図】図７

Description

本発明は、熱交換器およびそれを備えた冷凍装置ユニット、冷凍装置に関する。

従来から、空気調和装置やヒートポンプ給湯機の室外熱源ユニットとして、側面から空気を取り入れ熱交換後の空気を上方に吹き出すタイプのユニットが存在する。ビルの屋上に設置されることも多い、このタイプのユニットは、直方体の形状を有し、その内部に圧縮機、熱交換器、送風ファンなどが配備されている。

熱交換後の空気を上方に吹き出す室外熱源ユニットでは、例えば特許文献１（特開２００４−１５６７９９号公報）のユニットのように、平板状のものに対して複数回の曲げ加工を施して上面視においてＵ字状に成形した熱交換器が使われることが多い。

また、空気調和装置の室内ユニットの熱交換器では、特許文献２（特開平７−４７４２７号公報）に示されるように、平板状のものに対し３回の曲げ加工を施して角筒状に成形した熱交換器が存在する。天井に設置される室内ユニットにおいては、この角筒状の熱交換器がよく使われている。

上述のように、従来から平板状のものに２，３回の曲げ加工を施した熱交換器が存在しているが、最近では、熱交換器の有効長をさらに延ばしたいという要求がある。この要求に対し、互いに直交する３面あるいは４面から成る上述の各熱交換器について、各面の長さを長くして、それに伴ってユニット全体の幅や奥行きの寸法を大きくするという解決策は存在する。例えば、室外熱源ユニットのＵ字状の３面から成る熱交換器の中央の面の幅を大きくして、送風ファンを２つ並べて配備することも行われている。

しかし、熱交換器を内蔵するユニットのサイズが大きくなると、建物によってはスペースの観点からユニットの設置ができないという不具合が生じてしまう。

本発明の課題は、熱交換器の有効長を延ばしつつ、その熱交換器を含む冷凍装置ユニットのサイズアップを抑制することにある。

本発明の第１観点に係る熱交換器は、複数箇所を曲げることによって平板状態から角筒状態となる。この熱交換器は、内側空間と外側空間との間を流れる空気と、内部を流れる冷媒と、の間で熱交換を行わせる。また、熱交換器は、外側端部を含む第１板状部と、第２板状部と、第３板状部と、第４板状部と、第５板状部とを備えている。第２板状部は、第１曲げ部を介して第１板状部と連続する。第３板状部は、第２曲げ部を介して第２板状部と連続する。第４板状部は、第３曲げ部を介して第３板状部と連続する。第５板状部は、第４曲げ部を介して第４板状部と連続する。そして、この熱交換器では、空気が第１板状部および第５板状部の両方を通るように、第１板状部および第５板状部が重なって配置される。

ここでは、第１〜第４板状部に加えて第５板状部を熱交換器に形成し、その第５板状部と第１板状部とが重なる配置を採りつつ、第１，第５板状部の両方を空気が通るように熱交換器を構成している。このように第５板状部を設けて第１，第５板状部の両方に空気が通るように配置をすることで、本発明では熱交換器の有効長が延びる。一方、第１，第５板状部が重なる配置を採ることによって、本発明では、熱交換器の外形が大きくなり過ぎることはなく、熱交換器を含む冷凍装置ユニットのサイズアップが抑制される。

本発明の第２観点に係る熱交換器は、第１観点に係る熱交換器であって、第１曲げ部、第２曲げ部、第３曲げ部および第４曲げ部は、それぞれ９０°曲げられている。

ここでは、各曲げ部が９０°折り曲げられており、その結果、第１板状部および第５板状部が対向した状態となる。これにより、第１，第５板状部の両方を空気が通るときの偏流が抑えられる。また、熱交換器の外形も大きくなり過ぎない。

本発明の第３観点に係る熱交換器は、第１観点又は第２観点に係る熱交換器であって、第６板状部と、第７板状部と、第８板状部と、をさらに備えている。第６板状部は、第５曲げ部を介して第５板状部と連続する。第７板状部は、第６曲げ部を介して第６板状部と連続する。第８板状部は、第７曲げ部を介して第７板状部と連続する。そして、空気が第２板状部および第６板状部の両方を通るように、第２板状部および第６板状部が重なって配置される。また、空気が第３板状部および第７板状部の両方を通るように、第３板状部および第７板状部が重なって配置される。また、空気が第４板状部および第８板状部の両方を通るように、第４板状部および第８板状部が重なって配置される。

ここでは、さらに第６〜第８板状部を熱交換器に形成し、それらの第６〜第８板状部と第２〜第４板状部とが重なる配置を採りつつ、重なった両方の板状部に空気が通るように熱交換器を構成している。すなわち、重なっている第１板状部および第５板状部、第２板状部および第６板状部、第３板状部および第７板状部、第４板状部および第８板状部が、熱交換器の四面を構成する。このように各板状部を配置することで、熱交換器の有効長がさらに延びる一方、熱交換器の外形のサイズアップは小さく抑えられる。

本発明の第４観点に係る熱交換器は、第１観点から第３観点のいずれかに係る熱交換器であって、第（ｎ）板状部および第（ｎ＋４）板状部は、同じ方向に平行に延びるように配置されている。ｎは、１〜４の整数である。

ここでは、例えば、第１板状部および第５板状部だけが同じ方向に平行に延びていてもよいし、さらに重なって配置される他の２つの板状部が同じ方向に平行に延びていてもよい。第１板状部〜第８板状部まで存在する場合は、第１板状部および第５板状部、第２板状部および第６板状部、第３板状部および第７板状部、第４板状部および第８板状部が、それぞれ互いに平行に配置されていてもよい。

このように配置されることにより、第４観点に係る熱交換器では、平行に延びる２つの板状部の間のスペースが大きくなることの回避が容易となり、熱交換器の外形サイズを抑えることができる。

本発明の第５観点に係る熱交換器は、第４観点に係る熱交換器であって、平行に延びる第（ｎ）板状部および第（ｎ＋４）板状部の間の隙間寸法が、第（ｎ）曲げ部の内周縁の曲げ半径よりも小さい。

ここでは、第（ｎ）板状部および第（ｎ＋４）板状部を平行に配置しつつ、それらの板状部の間の隙間寸法を小さく抑える配置を採っている。これにより、さらに熱交換器の外形サイズが小さく抑えられる。例えば、第１曲げ部の内周縁の曲げ半径が７０ｍｍだった場合、第１板状部および第５板状部の間の隙間寸法をそれより小さい３０ｍｍにすれば、熱交換器の全体のサイズを抑えることができる。

本発明の第６観点に係る熱交換器は、第４観点に係る熱交換器であって、平行に延びる第（ｎ）板状部および第（ｎ＋４）板状部の間の隙間寸法（Ｇ１）が、９０ｍｍよりも小さい。

ここでは、第（ｎ）板状部および第（ｎ＋４）板状部を平行に配置しつつ、それらの板状部の間の隙間寸法を９０ｍｍまでの寸法に抑えている。これにより、さらに熱交換器の外形サイズが小さく抑えられる。

本発明の第７観点に係る冷凍装置ユニットは、第１観点から第６観点のいずれかに係る冷凍装置ユニットであって、熱交換器と、送風ファンとを備えている。熱交換器は、第１観点から第６観点のいずれかに係る熱交換器である。送風ファンは、上面視において内側空間に配置され、内側空間と外側空間との間の空気流れを生成する。

この冷凍装置の熱源ユニットあるいは利用ユニットは、熱交換器の内側空間あるいはその上下の空間に送風ファンを配置することで、ユニット全体の外形サイズを小さく抑えることができる。

本発明の第８観点に係る冷凍装置は、第３観点に係る熱交換器と、その熱交換器に冷媒を送り込む第１冷媒配管と、熱交換器を出た冷媒が流れる第２冷媒配管と、を備えている。熱交換器の第１板状部の外側端部には、第１接続部および第２接続部が形成されている。第１冷媒配管は、第１接続部に接続される。第２冷媒配管は、第２接続部に接続される。熱交換器の第８板状部の第７曲げ部とは反対側の端部には、冷媒折り返し部が形成されている。そして、第１冷媒配管から第１接続部に送り込まれた冷媒は、第８板状部の冷媒折り返し部において折り返され、第２接続部から第２冷媒配管へ流れる。

第８観点に係る冷凍装置では、重なっている第１板状部および第５板状部、第２板状部および第６板状部、第３板状部および第７板状部、第４板状部および第８板状部が四面を構成する熱交換器に対し、熱交換器の外側端部に形成された第１，第２接続部を冷媒の出入り口として使い、第１板状部から最も離れた第８板状部の冷媒折り返し部において冷媒を折り返す構成を採用している。これにより、外側にあって冷凍装置の製造工程においてアクセスが容易な熱交換器の第１，第２接続部に対して第１，第２冷媒配管を接続しやすいというメリットが生まれる。また、熱交換器の内側空間に面することになる第８板状部には冷媒折り返し部が形成され、冷凍装置を組み立てる際にアクセスが困難になることが多い熱交換器の内側空間での配管接続作業が不要になっているため、第８観点に係る冷凍装置は組み立て（製造）が行い易い装置となる。

第１観点に係る熱交換器によれば、熱交換器の有効長が延びる一方、熱交換器の外形が大きくなり過ぎることは抑制され、熱交換器を含む冷凍装置ユニットのサイズアップが抑えられる。

第２観点に係る熱交換器によれば、第１，第５板状部の両方を空気が通るときの偏流が抑えられる。

第３観点に係る熱交換器によれば、熱交換器の有効長がさらに延びる一方、熱交換器の外形のサイズアップは小さく抑えられる。

第４観点に係る熱交換器によれば、平行に延びる２つの板状部の間のスペースが大きくなることの回避が容易となり、熱交換器の外形サイズを抑えることができる。

第５観点あるいは第６観点に係る熱交換器によれば、さらに熱交換器の外形サイズが小さく抑えられる。

第７観点に係る冷凍装置ユニットによれば、ユニット全体の外形サイズを小さく抑えることができる。

第８観点に係る冷凍装置によれば、組み立て（製造）が行い易くなる。

本発明の一実施形態に係る熱交換器を含む空気調和装置の冷媒回路図。 空気調和装置の室外ユニットの概略斜視図。 曲げ加工前の室外熱交換器の斜視図。 室外熱交換器の縦断面図。 室外熱交換器の冷媒パスを示す図。 室外熱交換器の前後の配管を示す図。 曲げ加工後の室外熱交換器の概略平面図。 変形例Ａに係る、曲げ加工後の室外熱交換器の概略平面図。 変形例Ｂに係る、曲げ加工後の室外熱交換器の概略平面図。 変形例Ｄに係る熱交換器の斜視図。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る室外熱交換器２０を含む室外ユニット３０と、それに接続される室内ユニット４０とから成る空気調和装置について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の１つの具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（１）空気調和装置の構成
（１−１）全体構成
図１は、本発明の一実施形態に係る冷凍装置である空気調和装置の冷媒回路を示す図である。図１において、空気調和装置は、冷房運転や暖房運転が可能な空気調和装置であり、室外ユニット３０と、複数の室内ユニット４０と、室外ユニット３０と室内ユニット４０とを接続するための液冷媒連絡配管９１およびガス冷媒連絡配管９２とを備えている。また、空気調和装置の各機器は、図示しない制御部によって制御される。

（１−２）室内ユニット
それぞれの室内ユニット４０は、室内熱交換器４２と、室内膨張弁４３と、室内ファン４４とを有している。室内熱交換器４２は、クロスフィン型熱交換器であり、室内空気との熱交換によって内部を流れる冷媒を蒸発又は凝縮させ、室内の空気を冷却又は加熱することができる。

室内熱交換器４２は、伝熱フィンと伝熱管とを備えている。伝熱フィンは、薄いアルミニウム製の平板であり、一枚の伝熱フィンには複数の貫通孔が形成されている。伝熱管は、伝熱フィンの貫通孔に挿入される円筒状の直管と、隣り合う直管の端部同士を連結するＵ字管とから成る。直管は、伝熱フィンの貫通孔に挿入された後、拡管機によって拡管加工され、伝熱フィンと密着する。

（１−３）室外ユニット
図１において、室外ユニット３０は、主に、アキュムレータ３１、圧縮機３２、四路切換弁３３、室外熱交換器２０、室外膨張弁３６、液冷媒側閉鎖弁３７およびガス冷媒側閉鎖弁３８を有し、これらが冷媒配管によって結ばれている。さらに、室外ユニット３０は、室外熱交換器２０に空気を通すための室外ファン３４も有している。

室外ユニット３０の外形は直方体であり、四隅に鉛直に延びる４つの柱３０ａが立っている。これらの柱３０ａの上には、中央に円形の空気吹出口が開けられた天板３０ｂが被せられている。また、隣り合う柱３０ａと柱３０ａとの間には、上部側板３０ｃと下部側板３０ｄとが渡されている。４つの側面それぞれにおいて、上部側板３０ｃと下部側板３０ｄとの間の開口は、室外ユニット３０の外部から内部空間へと空気を通すための空気吸込口となっている。

４つの柱３０ａの下部に四隅が固定されている室外ユニット３０の底板３０ｅには、上述の各部品が載置される。図２では、主要部品である圧縮機３２および室外熱交換器２０だけを示して他の部品の図示は省略しているが、室外ファン３４のファンモータも、アキュムレータ３１も、液冷媒側閉鎖弁３７およびガス冷媒側閉鎖弁３８も、底板３０ｅによって直接的に或いは間接的にサポートされている。

（２）空気調和装置の動作
（２−１）暖房運転時の冷媒の流れ
図１において、暖房運転時、四路切換弁３３は、点線で示す暖房サイクルの状態となる。すなわち、四路切換弁３３が、圧縮機３２の吐出側の冷媒配管とガス冷媒側閉鎖弁３８とを接続するとともに圧縮機３２の吸入側の冷媒配管と室外熱交換器２０のガス側の冷媒配管とを接続する。その結果、室外熱交換器２０が冷媒の蒸発器として機能し、かつ、室内熱交換器４２が冷媒の凝縮器として機能する。

（２−２）冷房運転時の冷媒の流れ
図１において、冷房運転時、四路切換弁３３が、実線で示す冷房サイクルの状態となる。すなわち、四路切換弁３３が、圧縮機３２の吐出側と室外熱交換器２０のガス側の冷媒配管とを接続するとともに圧縮機３２の吸入側の冷媒配管とガス冷媒側閉鎖弁３８とを接続する。その結果、室外熱交換器２０が冷媒の凝縮器として機能し、且つ、室内熱交換器４２が冷媒の蒸発器として機能する。

（３）室外熱交換器の構成
次に、室外熱交換器の構成について詳述する。

室外熱交換器２０は、積層型の熱交換器であって、室外空気との熱交換によって内部を流れる冷媒を凝縮又は蒸発させることができる。室外ファン３４が回転することによって、室外ユニット３０の周囲から空気（外気）が取り込まれ、室外熱交換器２０を通って室外ファン３４へと空気が流れる。室外熱交換器２０において熱交換された空気は、天板３０ｂの円形の空気吹出口から上方に向けて吹き出される。

（３−１）曲げ加工前の室外熱交換器の構造および室外熱交換器の前後の配管
図３は、室外熱交換器２０の曲げ加工前の外観斜視図である。室外熱交換器２０は、複数回の曲げ加工を経て、最終的には図２や図７に示すように角筒形状となって使用されるが、図３は、曲げ加工前の室外熱交換器２０を示している。

室外熱交換器２０は、図３〜図６に示すように、ヘッダ２１，２３と、それらの間に配置される熱交換部２２とから構成されている。熱交換部２２は、空気との熱交換を行う本体部分であり、扁平多穴管５３および差込フィン５４から成っている。

扁平多穴管５３は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で成形されており、伝熱面となる上下の平面部と、冷媒が流れる複数の内部流路５３ａ（図４参照）を有している。扁平多穴管５３は、平面部を上下に向けた状態で、間隔をあけて複数段配列されている。

差込フィン５４は、図４に示す形状のアルミニウム製またはアルミニウム合金製のフィンであり、扁平多穴管５３に接している。両ヘッダ２１，２３の間に配列された複数段の扁平多穴管５３に対して差込フィン５４を差し込めるように、差込フィン５４には、水平に細長く延びる複数の切り欠き５４ａが形成されている。これらの差込フィン５４の切り欠き５４ａの形状は、図４に示すように、扁平多穴管５３の断面の外形にほぼ一致している。

ヘッダ２１，２３は、上下方向に複数段配列された扁平多穴管５３の両端に連結されている。ヘッダ２１，２３は、扁平多穴管５３を支持する機能と、冷媒を扁平多穴管５３の内部流路５３ａに導く機能と、内部流路５３ａから出てきた冷媒を集合させる機能とを有している。ヘッダ２１は、図５に示すように、仕切り板２１ａ，２１ｂ，２１ｃによって、内部空間が４つの空間２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇに仕切られている。ヘッダ２３は、仕切り板２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄによって、内部空間が５つの空間２３ｅ，２３ｆ，２３ｇ，２３ｈ，２３ｉに仕切られている。これらのヘッダ２１，２３内の各内部空間に、扁平多穴管５３のほか、図５および図６に示す連絡配管５５，５６と、分流器３５から延びる細管５７，５８，５９と、四路切換弁３３から延びる冷媒配管３９とが接続されている。

図６に示すように、冷房サイクルの運転において圧縮機３２から流れてくる高圧のガス冷媒は、冷媒配管３９を介してヘッダ２１の上部空間２１ｄに流入してくる。このガス冷媒は、扁平多穴管５３を通ってヘッダ２３の５つの内部空間のうち上の３つの空間２３ｅ，２３ｆ，２３ｇに流れ、それぞれ折り返され、下のほうに配置されている扁平多穴管５３を通ってヘッダ２１の４つの内部空間２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇのうち下の３つの空間２１ｅ，２１ｆ，２１ｇに流れていく。扁平多穴管５３を通過するときに液化した冷媒は、さらにヘッダ２１の下の３つの内部空間２１ｅ，２１ｆ，２１ｇから、細管５７，５８，５９を通って分流器３５でまとめられ、室外膨張弁３６へと流れる。暖房サイクルの暖房運転においては、冷媒の流れる向きが逆となる。

（３−２）曲げ加工後の室外熱交換器の構造
上述の図３に示す平板状態の室外熱交換器２０は、９０°に７回折り曲げられて、図２や図７に示す角筒状態に変わり、角筒状態の室外熱交換器２０が室外ユニット３０に搭載される。

曲げ加工後の室外熱交換器２０を上から見た平面図を、図７に示す。筒状の室外熱交換器２０は、その内部を流れる冷媒と、外側空間ＯＳから内側空間ＩＳへと流れる空気（図７の一点鎖線の矢印を参照）と、の間で熱交換を行わせる部品である。室外熱交換器２０は、図３に示す平板状態のものを７回折り曲げることによって、外側端部を含む第１板状部２２ａと、第２板状部２２ｃと、第３板状部２２ｅと、第４板状部２２ｇと、第５板状部２２ｉと、第６板状部２２ｋと、第７板状部２２ｍと、第８板状部２２ｏとの８面を持つものとなる。なお、図３に示す平板状態の室外熱交換器２０は、実寸であれば両ヘッダ２１，２３の間にある熱交換部２２がもっと長いものになるが、図３では熱交換部の左右長さを短縮して表している。

第２板状部２２ｃは、第１曲げ部２２ｂを介して第１板状部２２ａと連続する。第３板状部２２ｅは、第２曲げ部２２ｄを介して第２板状部２２ｃと連続する。第４板状部２２ｇは、第３曲げ部２２ｆを介して第３板状部２２ｅと連続する。第５板状部２２ｉは、第４曲げ部２２ｈを介して第４板状部２２ｇと連続する。第６板状部２２ｋは、第５曲げ部２２ｊを介して第５板状部２２ｉと連続する。第７板状部２２ｍは、第６曲げ部２２ｌを介して第６板状部２２ｋと連続する。第８板状部２２ｏは、第７曲げ部２２ｎを介して第７板状部２２ｍと連続する。

室外熱交換器２０では、空気が第１板状部２２ａおよび第５板状部２２ｉの両方を通るように、第１板状部２２ａおよび第５板状部２２ｉが重なって配置される。また、空気が第２板状部２２ｃおよび第６板状部２２ｋの両方を通るように、第２板状部２２ｃおよび第６板状部２２ｋが重なって配置される。また、空気が第３板状部２２ｅおよび第７板状部２２ｍの両方を通るように、第３板状部２２ｅおよび第７板状部２２ｍが重なって配置される。また、空気が第４板状部２２ｇおよび第８板状部２２ｏの両方を通るように、第４板状部２２ｇおよび第８板状部２２ｏが重なって配置される。この配置を採るために、第１曲げ部２２ｂ、第２曲げ部２２ｄ、第３曲げ部２２ｆ、第４曲げ部２２ｈ、第５曲げ部２２ｊ、第６曲げ部２２ｌおよび第７曲げ部２２ｎは、それぞれ９０°だけ曲げられている。

このように、各曲げ部２２ｂ，２２ｄ，２２ｆ，２２ｈ，２２ｊ，２２ｌ，２２ｎが９０°曲げられているため、第（ｎ）板状部および第（ｎ＋４）板状部は、同じ方向に平行に延びるように配置される。ｎは、１〜４の整数である。

そして、平行に延びる第（ｎ）板状部および第（ｎ＋４）板状部の間の隙間寸法Ｇ１は、第（ｎ）曲げ部の内周縁の曲げ半径よりも小さくなっている。ここでは、各曲げ部２２ｂ，２２ｄ，２２ｆ，２２ｈ，２２ｊ，２２ｌ，２２ｎは、内周縁の曲げ半径Ｒが７０ｍｍ〜８０ｍｍである。そして、隙間寸法Ｇ１は、３０ｍｍである。ここでは、第１板状部２２ａと第５板状部２２ｉとの隙間寸法も、第２板状部２２ｃと第６板状部２２ｋとの隙間寸法も、第３板状部２２ｅと第７板状部２２ｍとの隙間寸法も、第４板状部２２ｇと第８板状部２２ｏとの隙間寸法も、全て同じ寸法Ｇ１になるように曲げ加工を行っている。

なお、このように隙間寸法Ｇ１を小さくするため、ここでは特許文献２（特開平７−４７４２７号公報）に示される公知の曲げ加工の方法を用いている。すなわち、室外熱交換器２０の曲げ加工において、曲げ部２２ｂ，２２ｄ，２２ｆ，２２ｈ，２２ｊ，２２ｌ，２２ｎを把持するのではなく、そこから少し離れた部位を把持して、把持した部位が所定の軌跡を描きながら９０°回転するように曲げ加工を行う。

また、曲げ加工方法として、別の方法を採用することもできる。例えば、曲げ型の湾曲面に熱交換器を押し当てて巻き付ける方法を採用しつつ、その曲げ型を長手方向に引き抜く方法を採れば、その曲げ型の湾曲面の内周縁の曲げ半径Ｒよりも小さい隙間寸法Ｇ１を実現することができる。

このように曲げ加工が施されて、熱交換部２２に７つの曲げ部２２ｂ，２２ｄ，２２ｆ，２２ｈ，２２ｊ，２２ｌ，２２ｎが形成された角筒状の室外熱交換器２０は、図２に示すように、室外ユニット３０の底板３０ｅの上に載置される。室外熱交換器２０の内側空間ＩＳには、圧縮機３２やアキュムレータ３１，室外ファン３４のファンモータなどが配置される。室外ファン３４のプロペラは、室外熱交換器２０の内側空間ＩＳの上方に配置される。上面視において、室外ファン３４は、室外熱交換器２０の内側空間ＩＳに配置されることになる。

（４）空気調和装置の室外熱交換器および室外ユニットの特徴
（４−１）
本実施形態に係る室外熱交換器２０では、第１〜第４板状部２２ａ，２２ｃ，２２ｅ，２２ｇに加え、第５板状部２２ｉを形成し、その第５板状部２２ｉと第１板状部２２ａとが重なる配置を採りつつ、第１，第５板状部２２ａ，２２ｉの両方を空気（外気）が通るように曲げ加工を行っている。

また、さらに第６〜第８板状部２２ｋ，２２ｍ，２２ｏをさらに形成し、それぞれ第２〜第４板状部２２ｃ，２２ｅ，２２ｇと重なる配置を採っている。

このため、室外熱交換器２０の有効長が非常に長くなっており、能力が上がっている。

一方、第１，第５板状部２２ａ，２２ｉなどが重なる配置を採ることによって、有効長に比して室外熱交換器２０の外形寸法が許容範囲に収まっており、室外ユニット３０のサイズアップが抑制されている。

（４−２）
室外熱交換器２０では、重なっている第１板状部２２ａおよび第５板状部２２ｉ、第２板状部２２ｃおよび第６板状部２２ｋ、第３板状部２２ｅおよび第７板状部２２ｍ、第４板状部２２ｇおよび第８板状部２２ｏが、４つの側面を構成している。そして、７つの曲げ部２２ｂ，２２ｄ，２２ｆ，２２ｈ，２２ｊ，２２ｌ，２２ｎを、それぞれ９０°折り曲げる曲げ加工を行っている。この結果、重なっている第（ｎ）板状部および第（ｎ＋４）板状部（例えば、第１板状部２２ａおよび第５板状部２２ｉ）が平行に延び、互いに対向した状態となっている。これにより、重なっている第（ｎ）板状部および第（ｎ＋４）板状部の両方を空気が通るときの空気の偏流が抑えられている。

（４−３）
室外熱交換器２０では、４つの側面それぞれで、第（ｎ）板状部および第（ｎ＋４）板状部を平行に配置しつつ、それらの板状部の間の隙間寸法Ｇ１を小さく抑える配置を採っている。これにより、室外熱交換器２０の外形サイズが小さく抑えられている。室外熱交換器２０では、各曲げ部２２ｂ，２２ｄ，２２ｆ，２２ｈ，２２ｊ，２２ｌ，２２ｎの内周縁の曲げ半径Ｒが７０ｍｍ〜８０ｍｍであり、各隙間寸法Ｇ１が３０ｍｍである。

室外ユニットの奥行き寸法が７００〜８００ｍｍであるときには、圧縮機３２や室外ファン３４などの設置スペースを考えると、室外熱交換器２０の隙間寸法Ｇ１を９０ｍｍ以下に抑えることが好ましい。

（４−４）
空気調和装置の室外ユニット３０は、室外熱交換器２０の内側空間ＩＳおよびその上方の空間に室外ファン３４のファンモータおよびプロペラを配置しており、角筒状の室外熱交換器２０を採用する室外ユニット３０の内部スペースが有効に利用されている。

（４−５）
空気調和装置の室外ユニット３０では、室外熱交換器２０の外側のヘッダ２１に、冷房運転時に冷媒を送り込み暖房運転時に冷媒が出てくる冷媒配管３９と、暖房運転時に冷媒を送り込み暖房運転時に冷媒が出てくる細管５７，５８，５９とが接続されている。具体的には、ヘッダ２１の上部空間２１ｄに冷媒配管３９が接続され、ヘッダ２１の下の３つの空間２１ｅ，２１ｆ，２１ｇに細管５７，５８，５９が接続されている。一方、室外熱交換器２０の第８板状部２２ｏの第７曲げ部２２ｎとは反対側の端部に位置するヘッダ２３には、ヘッダ２３とともに冷媒折り返し部となる連絡配管５５，５６が設けられている。そして、外側のヘッダ２１から熱交換部２２を通って内側のヘッダ２３に流れてきた冷媒は、連絡配管５５，５６を通って折り返され、再び熱交換部２２を通って外側のヘッダ２１へと戻り、室外熱交換器２０の外に出ていく。

このように、室外熱交換器２０の外側のヘッダ２１および内側のヘッダ２３に、冷媒の出入り口および折り返し部を設けているため、室外ユニット３０の製造工程においてアクセスが容易な室外熱交換器２０に対する冷媒配管３９や細管５７，５８，５９の接続作業が容易になっている。室外熱交換器２０の内側空間ＩＳに面することになる第８板状部２２ｏには平板状態において既に冷媒折り返し部となる連絡配管５５，５６が接続されているため、角筒状になった後に室外熱交換器２０の内側のヘッダ２３にアクセスする必要がないためである。

（５）変形例
（５−１）変形例Ａ
上記の実施形態では、４つの側面の全てにおいて、２つの板状部が対向して重なる構成を採っているが、４つの側面のうち１つの側面のみで板状部を重ねる構成を採ってもよい。例えば、障害物が少なく空気が通りやすい１面だけにおいて２つの板状部を重ねる構成を採ることが想定される。

具体的には、図８に示すように、第１〜第５板状部２ａ，２ｃ，２ｅ，２ｇ，２ｉおよび第１〜第４曲げ部２ｂ、２ｄ、２ｆ、２ｈから成る熱交換部が、両ヘッダ２１，２３の間に配置される熱交換器である。この熱交換器を冷凍装置のユニットに設置する場合、４つの面のうち、熱交換器や電装品ボックスなどの障害物の影響が少なく空気流れの抵抗が少ない面に、重なって配置される第１板状部２ａおよび第５板状部２ｉを配置することになる。

（５−２）変形例Ｂ
上記の実施形態では、全ての曲げ部２２ｂ，２２ｄ，２２ｆ，２２ｈ，２２ｊ，２２ｌ，２２ｎを９０°曲げているが、図９に示すような、一部の曲げ部の角度を９０°以外にした熱交換器７０も有用である。

図９の熱交換器７０は、その内部を流れる冷媒と、外側空間ＯＳから内側空間ＩＳへと流れる空気と、の間で熱交換を行わせる部品である。熱交換器７０は、平板状態の熱交換器を７回折り曲げることによって、外側端部を含む第１板状部７２ａと、第２板状部７２ｃと、第３板状部７２ｅと、第４板状部７２ｇと、第５板状部７２ｉと、第６板状部７２ｋと、第７板状部７２ｍと、第８板状部７２ｏとの８面を持つものとなる。

第２板状部７２ｃは、第１曲げ部７２ｂを介して第１板状部７２ａと連続する。第３板状部７２ｅは、第２曲げ部７２ｄを介して第２板状部７２ｃと連続する。第４板状部７２ｇは、第３曲げ部７２ｆを介して第３板状部７２ｅと連続する。第５板状部７２ｉは、第４曲げ部７２ｈを介して第４板状部７２ｇと連続する。第６板状部７２ｋは、第５曲げ部７２ｊを介して第５板状部７２ｉと連続する。第７板状部７２ｍは、第６曲げ部７２ｌを介して第６板状部７２ｋと連続する。第８板状部７２ｏは、第７曲げ部７２ｎを介して第７板状部７２ｍと連続する。

熱交換器７０では、空気が第１板状部７２ａおよび第５板状部７２ｉの両方を通るように、第１板状部７２ａおよび第５板状部７２ｉが重なって配置される。また、空気が第２板状部７２ｃおよび第６板状部７２ｋの両方を通るように、第２板状部７２ｃおよび第６板状部７２ｋが重なって配置される。また、空気が第３板状部７２ｅおよび第７板状部７２ｍの両方を通るように、第３板状部７２ｅおよび第７板状部７２ｍが重なって配置される。また、空気が第４板状部７２ｇおよび第８板状部７２ｏの両方を通るように、第４板状部７２ｇおよび第８板状部７２ｏが重なって配置される。そして、第１曲げ部７２ｂ、第２曲げ部７２ｄ、第５曲げ部７２ｊおよび第６曲げ部７２ｌは、それぞれ９０°だけ曲げられている。第３曲げ部７２ｆおよび第７曲げ部７２ｎは、それぞれ１２０°曲げられている。そして、第４曲げ部７２ｈは、６０°曲げられている。

このように、各曲げ部２２ｂ，２２ｄ，２２ｆ，２２ｈ，２２ｊ，２２ｌ，２２ｎの角度が設定されているため、第（ｎ）板状部および第（ｎ＋４）板状部は、同じ方向に平行に延びるように配置される。ｎは、１〜４の整数である。

また、図９に示すように、第３曲げ部７２ｆおよび第７曲げ部７２ｎの曲げ角度が１２０°、第４曲げ部７２ｈの曲げ角度が６０°であるため、熱交換器７０では、外側のヘッダ７１の近傍に平面的なスペースＳＰが確保されている。この熱交換器７０を搭載する冷凍装置のユニットにおいては、平面的なスペースＳＰを利用して、冷媒配管や膨張弁などを配置したり、電装品ボックスを配置したりすることが可能になる。

（５−３）変形例Ｃ
上記の実施形態では、扁平多穴管５３、差込フィン５４およびヘッダ２１，２３を有する積層型の熱交換器を室外熱交換器２０として採用しているが、室外熱交換器として、室内熱交換器４２と同じく円筒状の伝熱管が伝熱フィンの貫通孔に挿入される、いわゆるクロスフィン型の熱交換器を採用してもよい。

また、室外熱交換器として、プレート熱交換器を積層したものを用いることもできる。

（５−４）変形例Ｄ
上記の実施形態では、扁平多穴管５３、差込フィン５４およびヘッダ２１，２３を有する積層型の熱交換器を室外熱交換器２０として採用しているが、他の構造を持つ積層型の熱交換器を採用することもできる。

例えば、図１０に示す、扁平多穴管１５３、波形フィン１５４およびヘッダ１２１，１２３を有する熱交換器１２０でも良い。波形フィン１５４は、波形に折り曲げられたアルミニウム製またはアルミニウム合金製のフィンである。波形フィン１５４は、上下に隣接する扁平多穴管１５３に挟まれた通風空間に配置され、谷部および山部が扁平多穴管１５３の平面部と接触するものである。

（５−５）
上記の実施形態では、空気調和装置の熱源ユニットである室外ユニット３０に配備される室外熱交換器２０に対して本発明を適用しているが、本発明は、他の冷凍装置のユニットに適用することもできる。例えば、特許文献２（特開平７−４７４２７号公報）に示される室内ユニットの室内熱交換器に対して本発明を適用してもよい。

２０ 室外熱交換器
２１，７１ ヘッダ
２１ｄ ヘッダの上部空間（第１接続部／第２接続部）
２１ｅ〜２１ｇ ヘッダの下の３つの空間（第２接続部／第１接続部）
２２ 熱交換部
２ａ，２２ａ，７２ａ 第１板状部
２ｂ，２２ｂ，７２ｂ 第１曲げ部
２ｃ，２２ｃ，７２ｃ 第２板状部
２ｄ，２２ｄ，７２ｄ 第２曲げ部
２ｅ，２２ｅ，７２ｅ 第３板状部
２ｆ，２２ｆ，７２ｆ 第３曲げ部
２ｇ，２２ｇ，７２ｇ 第４板状部
２ｈ，２２ｈ，７２ｈ 第４曲げ部
２ｉ，２２ｉ，７２ｉ 第５板状部
２２ｊ，７２ｊ 第５曲げ部
２２ｋ，７２ｋ 第６板状部
２２ｌ，７２ｌ 第６曲げ部
２２ｍ，７２ｍ 第７板状部
２２ｎ，７２ｎ 第７曲げ部
２２ｏ，７２ｏ 第８板状部
２３，７３ ヘッダ（冷媒折り返し部）
３４ 室外ファン（送風ファン）
３９ 冷媒配管（第１接続部／第２接続部）
５５，５６ 連絡配管（冷媒折り返し部）
５７，５８，５９ 細管（第２接続部／第１接続部）
Ｇ１ 隙間寸法
ＩＳ 内側空間
ＯＳ 外側空間

特開２００４−１５６７９９号公報 特開平７−４７４２７号公報

Claims (8)

1. 複数箇所を曲げることによって平板状態から角筒状態となり、内側空間（ＩＳ）と外側空間（ＯＳ）との間を流れる空気と、内部を流れる冷媒と、の間で熱交換を行わせる熱交換器であって、
   外側端部を含む第１板状部（２ａ，２２ａ，７２ａ）と、
   第１曲げ部（２ｂ，２２ｂ，７２ｂ）を介して前記第１板状部と連続する第２板状部（２ｃ，２２ｃ，７２ｃ）と、
   第２曲げ部（２ｄ，２２ｄ，７２ｄ）を介して前記第２板状部と連続する第３板状部（２ｅ，２２ｅ，７２ｅ）と、
   第３曲げ部（２ｆ，２２ｆ，７２ｆ）を介して前記第３板状部と連続する第４板状部（２ｇ，２２ｇ，７２ｇ）と、
   第４曲げ部（２ｈ，２２ｈ，７２ｈ）を介して前記第４板状部と連続する第５板状部（２ｉ，２２ｉ，７２ｉ）と、
   を備え、
   前記空気が前記第１板状部および前記第５板状部の両方を通るように、前記第１板状部および前記第５板状部が重なって配置される、
   熱交換器（２０）。
2. 前記第１曲げ部（２ｂ，２２ｂ）、前記第２曲げ部（２ｄ，２２ｄ）、前記第３曲げ部（２ｆ，２２ｆ）および前記第４曲げ部（２ｈ，２２ｈ）は、９０°曲げられている、
   請求項１に記載の熱交換器。
3. 第５曲げ部（２２ｊ，７２ｊ）を介して前記第５板状部と連続する第６板状部（２２ｋ，７２ｋ）と、
   第６曲げ部（２２ｌ，７２ｌ）を介して前記第６板状部と連続する第７板状部（２２ｍ，７２ｍ）と、
   第７曲げ部（２２ｎ，７２ｎ）を介して前記第７板状部と連続する第８板状部（２２ｏ，７２ｏ）と、
   をさらに備え、
   前記空気が前記第２板状部および前記第６板状部の両方を通るように、前記第２板状部および前記第６板状部が重なって配置され、
   前記空気が前記第３板状部および前記第７板状部の両方を通るように、前記第３板状部および前記第７板状部が重なって配置され、
   前記空気が前記第４板状部および前記第８板状部の両方を通るように、前記第４板状部および前記第８板状部が重なって配置される、
   請求項１又は２に記載の熱交換器。
4. 前記第（ｎ）板状部および前記第（ｎ＋４）板状部は、同じ方向に平行に延びるように配置されている、
   請求項１から３のいずれかに記載の熱交換器。
5. 平行に延びる前記第（ｎ）板状部および前記第（ｎ＋４）板状部の間の隙間寸法（Ｇ１）が、前記第（ｎ）曲げ部の内周縁の曲げ半径よりも小さい、
   請求項４に記載の熱交換器。
6. 平行に延びる前記第（ｎ）板状部および前記第（ｎ＋４）板状部の間の隙間寸法（Ｇ１）が、９０ｍｍよりも小さい、
   請求項４に記載の熱交換器。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の熱交換器（２０）と、
   上面視において前記内側空間（ＩＳ）に配置され、前記内側空間（ＩＳ）と前記外側空間（ＯＳ）との間の空気流れを生成する、送風ファン（３４）と、
   を備えた冷凍装置ユニット。
8. 請求項３に記載の熱交換器と、
   前記熱交換器に冷媒を送り込む第１冷媒配管（３９／５７〜５９）と、
   前記熱交換器を出た冷媒が流れる第２冷媒配管（５７〜５９／３９）と、
   を備え、
   前記第１板状部（２２ａ，７２ａ）の外側端部には、第１接続部（２１ｄ／２１ｅ〜２１ｇ）および第２接続部（２１ｅ〜２１ｇ／２１ｄ）が形成されており、
   前記第１冷媒配管が前記第１接続部に接続され、前記第２冷媒配管が前記第２接続部に接続され、
   前記第８板状部（２２ｏ，７２ｏ）の前記第７曲げ部（２２ｎ，７２ｎ）とは反対側の端部には、冷媒折り返し部（２３，７３，５５，５６）が形成されており、
   前記第１冷媒配管から前記第１接続部に送り込まれた冷媒は、前記第８板状部の冷媒折り返し部において折り返され、前記第２接続部から前記第２冷媒配管へ流れる、
   冷凍装置。

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