JP2018048781A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】扁平面を上下に向けた状態で上下方向に沿って配置された複数の扁平管と、扁平管が挿入される切り欠き部が通風方向の風下側から風上側に沿って延びるように形成され、かつ、切り欠き部よりも通風方向の風上側に上下方向に隣り合う切り欠き部間に挟まれる複数のフィン主部と連続して延びるフィン風上部が形成された複数の伝熱フィンと、を有する熱交換器において、凝縮水の排水性能を向上させる。
【解決手段】伝熱フィン（６６）は、切り欠き部（６７）の周縁部からフィン積層方向の一方側に向かって延びるフィンカラー部（８３）を有する。フィンカラー部の上部（８３ａ）と扁平管（６３）の上側の扁平面（６４ａ）との間には、通風方向に沿って延びる隙間（Ｃ）を形成するとともに、フィンカラー上部（８３ａ）に、フィンカラー上部（８３ａ）の上側の空間（Ｓ）と隙間（Ｃ）とを連通させる窓部（９０）が形成されている。
【選択図】図８

Description

本発明は、熱交換器、特に、複数の扁平管と扁平管が挿入される切り欠き部を有する複数の伝熱フィンとを有する熱交換器に関する。

従来より、特許文献１（特開２０１２−２３３６８０号公報）に示すように、複数の扁平管と扁平管が挿入される切り欠き部を有する複数の伝熱フィンとを有する熱交換器がある。この熱交換器では、扁平管が、通風方向に交差するフィン積層方向に沿って延びている。また、この熱交換器では、伝熱フィンが、フィン積層方向に沿って積層されており、通風方向の風下側から風上側に沿って延びており複数の扁平管が挿入される複数の切り欠き部と、隣り合う切り欠き部間に挟まれる複数のフィン主部と、複数の切り欠き部よりも通風方向の風上側に複数のフィン主部と連続して延びるフィン風上部と、各切り欠き部の周縁部からフィン積層方向の一方側に向かって延びるフィンカラー部と、を有している。すなわち、この熱交換器の伝熱フィンには、扁平管が挿入される切り欠き部が通風方向の風下側から風上側に沿って延びるように形成され、かつ、切り欠き部よりも通風方向の風上側に隣り合う切り欠き部間に挟まれる複数のフィン主部と連続して延びるフィン風上部が形成されている。

上記特許文献１の熱交換器を、扁平管の扁平面を上下に向けた状態で上下方向に沿って配置して使用すると、伝熱フィンに付着した凝縮水は、フィン主部の通風方向の風下側の部分に集まり、切り欠き部の風下側の先端部から下方に落下することによって排水される。しかし、切り欠き部の風下側の先端部から凝縮水が落下するのは、凝縮水が自重で落下できる程度の大きさまで成長したときである。このため、このような凝縮水の排水構造では、フィン積層方向に隣り合うフィン主部間に挟まれたフィンカラー上部の上側の空間に凝縮水が溜まったままになりやすく、十分な排水性能を得ることが難しい。

本発明の課題は、扁平面を上下に向けた状態で上下方向に沿って配置された複数の扁平管と、扁平管が挿入される切り欠き部が通風方向の風下側から風上側に沿って延びるように形成され、かつ、切り欠き部よりも通風方向の風上側に上下方向に隣り合う切り欠き部間に挟まれる複数のフィン主部と連続して延びるフィン風上部が形成された複数の伝熱フィンと、を有する熱交換器において、凝縮水の排水性能を向上させることにある。

第１の観点にかかる熱交換器は、複数の扁平管と、複数の伝熱フィンと、を有している。扁平管は、扁平面が上下を向いた状態で上下方向に沿って配置されており、通風方向に交差するフィン積層方向に沿って延びている。伝熱フィンは、通風方向の風下側から風上側に沿って延びており複数の扁平管が挿入される複数の切り欠き部と、上下方向に隣り合う切り欠き部間に挟まれた複数のフィン主部と、複数の切り欠き部よりも通風方向の風上側に複数のフィン主部と連続して延びるフィン風上部と、各切り欠き部の周縁部からフィン積層方向の一方側に向かって延びるフィンカラー部と、を有しており、フィン積層方向に沿って積層されている。そして、ここでは、各フィンカラー部のうち扁平管の上側の扁平面である扁平上面に沿う部分をフィンカラー上部とすると、フィンカラー上部と扁平上面との間に、通風方向に沿って延びる隙間を形成するとともに、フィンカラー上部に、フィン積層方向に隣り合うフィン主部間に挟まれたフィンカラー上部の上側の空間と隙間とを連通させる窓部を形成している。

ここでは、伝熱フィンに付着した凝縮水を、フィンカラー上部に形成された窓部を通じて、フィンカラー上部の上側の空間からフィンカラー上部と扁平上面との間に形成された隙間に導くことができる。そして、この隙間に導かれた凝縮水は、隙間内を、切り欠き部の風下側の先端部ではなく、切り欠き部の風上側の先端部に向かって流れる。なぜなら、切り欠き部の風下側の先端部では、自重で落下できる程度の大きさに成長するまで凝縮水が落下しないのに対して、切り欠き部の風上側の先端部では、複数のフィン主部と連続するフィン風上部に繋がっており、切り欠き部の風上側の先端部からフィン風上部にスムーズに送ることができるからである。そして、このようにしてフィン風上部に送られた凝縮水は、フィン風上部を通じて下方に排水される。

このように、ここでは、フィンカラー上部に形成された窓部及びフィンカラー上部と扁平上面との間に形成された隙間を凝縮水の排水路として機能させて、フィン風上部を通じて凝縮水を排水するようにしているため、凝縮水の排水性能を向上させることができる。

第２の観点にかかる熱交換器は、第１の観点にかかる熱交換器において、フィンカラー上部が、先端に凹部を有しており、凹部が、窓部を形成している。

ここでは、窓部がフィンカラー上部の先端に設けられた凹部であるため、伝熱フィンにフィンカラー部を形成する際に容易に設けることができ、これにより、熱交換器のコストアップを抑えることができる。

第３の観点にかかる熱交換器は、第２の観点にかかる熱交換器において、凹部は、フィンカラー上部の先端に、通風方向に沿って複数形成されている。

ここでは、窓部（凹部）が通風方向に沿って複数形成されているため、伝熱フィンに付着した凝縮水をフィンカラー上部の上側の空間から隙間に速やかに導くことができ、これにより、凝縮水の排水性能をさらに向上させることができる。

第４の観点にかかる熱交換器は、第１〜第３の観点のいずれかにかかる熱交換器において、フィンカラー上部が、先端が上側に向かってＲ状に曲がったフレア部を有しており、隙間が、フレア部と扁平上面との間に形成されており、窓部が、フレア部に形成されている。

ここでは、隙間がフィンカラー上部の先端に設けられたフレア部と扁平上面との間に形成されており、かつ、窓部がフレア部に形成されているため、伝熱フィンをフィンカラーに形成する際に容易に設けることができ、これにより、熱交換器のコストアップを抑えることができる。

第５の観点にかかる熱交換器は、第１〜第４の観点のいずれかにかかる熱交換器において、フィンカラー上部が、フィン積層方向に隣り合う伝熱フィンに当接している。

ここでは、フィンカラー上部が凝縮水の排水路（窓部及び隙間）だけでなく、伝熱フィンのフィン積層方向間の間隔（フィンピッチ）を確保する機能も有している。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、フィンカラー上部に形成された窓部及びフィンカラー上部と扁平上面との間に形成された隙間を凝縮水の排水路として機能させて、フィン風上部を通じて凝縮水を排水するようにしているため、凝縮水の排水性能を向上させることができる。

本発明の一実施形態にかかる熱交換器としての室外熱交換器が採用された空気調和装置の概略構成図である。 室外ユニットの外観斜視図である。 室外ユニットの正面図（室外熱交換器以外の冷媒回路構成部品を除いて図示）である。 室外熱交換器の概略斜視図である。 図４の熱交換部の部分拡大図である。 図５の熱交換部を伝熱管の長手方向に沿う方向（フィン積層方向）から見た状態を示す部分拡大図である。 図６の部分拡大図である。 図７を通風方向の風上側から見た図である。 図７の拡大斜視図である。 フィンカラー部の形成方法を説明する図である。

以下、本発明にかかる熱交換器の実施形態及びその変形例について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる熱交換器の具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例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変更可能である。

（１）空気調和装置の構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる熱交換器としての室外熱交換器１１が採用された空気調和装置１の概略構成図である。

空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房及び暖房を行うことが可能な装置である。空気調和装置１は、主として、室外ユニット２と、室内ユニット３ａ、３ｂと、が接続されることによって構成されている。ここで、室外ユニット２と室内ユニット３ａ、３ｂとは、液冷媒連絡管４及びガス冷媒連絡管５を介して接続されている。すなわち、空気調和装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路６は、室外ユニット２と、室内ユニット３ａ、３ｂとが冷媒連絡管４、５を介して接続されることによって構成されている。

室外ユニット２は、室外（建物の屋上や建物の壁面近傍等）に設置されており、冷媒回路６の一部を構成している。室外ユニット２は、主として、アキュムレータ７、圧縮機８と、四路切換弁１０と、室外熱交換器１１と、室外膨張弁１２と、液側閉鎖弁１３と、ガス側閉鎖弁１４と、室外ファン１５と、を有している。各機器及び弁間は、冷媒管１６〜２２によって接続されている。

室内ユニット３ａ、３ｂは、室内（居室や天井裏空間等）に設置されており、冷媒回路６の一部を構成している。室内ユニット３ａは、主として、室内膨張弁３１ａと、室内熱交換器３２ａと、室内ファン３３ａと、を有している。室内ユニット３ｂは、主として、室内膨張弁３１ｂと、室内熱交換器３２ｂと、室内ファン３３ｂと、を有している。

冷媒連絡管４、５は、空気調和装置１を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管である。液冷媒連絡管４の一端は、室内ユニット２の液側閉鎖弁１３に接続され、液冷媒連絡管４の他端は、室内ユニット３ａ、３ｂの室内膨張弁３１ａ、３１ｂの液側端に接続されている。ガス冷媒連絡管５の一端は、室内ユニット２のガス側閉鎖弁１４に接続され、ガス冷媒連絡管５の他端は、室内ユニット３ａ、３ｂの室内熱交換器３２ａ、３２ｂのガス側端に接続されている。

（２）空気調和装置の動作
次に、図１を用いて、空気調和装置１の動作について説明する。空気調和装置１は、基本動作として、冷房運転及び暖房運転を行うことが可能である。

冷房運転時には、四路切換弁１０が冷房サイクル状態（図１の実線で示される状態）に切り換えられる。冷媒回路６において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機８に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機８から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁１０を通じて、室外熱交換器１１に送られる。室外熱交換器１１に送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の放熱器として機能する室外熱交換器１１において、室外ファン１５によって冷却源として供給される室外空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。室外熱交換器１１において放熱した高圧の液冷媒は、室外膨張弁１２、液側閉鎖弁１３及び液冷媒連絡管４を通じて、室内膨張弁３１ａ、３１ｂに送られる。室内膨張弁３１ａ、３１ｂに送られた冷媒は、室内膨張弁３１ａ、３１ｂによって冷凍サイクルの低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。室内膨張弁３１ａ、３１ｂで減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器３２ａ、３２ｂに送られる。室内熱交換器３２ａ、３２ｂに送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器３２ａ、３２ｂにおいて、室内ファン３３ａ、３３ｂによって加熱源として供給される室内空気と熱交換を行って蒸発する。これにより、室内空気は冷却され、その後に、室内に供給されることで室内の冷房が行われる。室内熱交換器３２ａ、３２ｂにおいて蒸発した低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡管５、ガス側閉鎖弁１４、四路切換弁１０及びアキュムレータ７を通じて、再び、圧縮機８に吸入される。

暖房運転時には、四路切換弁１０が暖房サイクル状態（図１の破線で示される状態）に切り換えられる。冷媒回路６において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機８に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機８から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁１０、ガス側閉鎖弁１４及びガス冷媒連絡管５を通じて、室内熱交換器３２ａ、３２ｂに送られる。室内熱交換器３２ａ、３２ｂに送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器３２ａ、３２ｂにおいて、室内ファン３３ａ、３３ｂによって冷却源として供給される室内空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。これにより、室内空気は加熱され、その後に、室内に供給されることで室内の暖房が行われる。室内熱交換器３２ａ、３２ｂで放熱した高圧の液冷媒は、室内膨張弁３１ａ、３１ｂ、液冷媒連絡管４及び液側閉鎖弁１３を通じて、室外膨張弁１２に送られる。室外膨張弁１２に送られた冷媒は、室外膨張弁１２によって冷凍サイクルの低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。室外膨張弁１２で減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器１１に送られる。室外熱交換器１１に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器１１において、室外ファン１５によって加熱源として供給される室外空気と熱交換を行って蒸発して、低圧のガス冷媒になる。室外熱交換器１１で蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁１０及びアキュムレータ７を通じて、再び、圧縮機８に吸入される。

（３）室外ユニットの構成
図２は、室外ユニット２の外観斜視図である。図３は、室外ユニット２の正面図（室外熱交換器１１以外の冷媒回路構成部品を除いて図示）である。

室外ユニット２は、ケーシング４０の側面から空気を吸い込んでケーシング４０の天面から空気を吹き出す上吹き型構造と呼ばれるものである。室外ユニット２は、主として、略直方体箱状のケーシング４０と、室外ファン１５と、圧縮機や室外熱交換器等の機器７、８、１１、四路切換弁や室外膨張弁等の弁１０、１２〜１４及び冷媒管１６〜２２等を含み冷媒回路６の一部を構成する冷媒回路構成部品と、を有している。尚、以下の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「前面」、「背面」は、特にことわりのない限り、図２に示される室外ユニット２を前方（図面の左斜前側）から見た場合の方向を意味している。

ケーシング４０は、主として、左右方向に延びる一対の据付脚４１上に架け渡される底フレーム４２と、底フレーム４２の角部から鉛直方向に延びる支柱４３と、支柱４３の上端に取り付けられるファンモジュール４４と、前面パネル４５と、を有している。

底フレーム４２は、ケーシング４０の底面を形成しており、底フレーム４２上には、室外熱交換器１１が設けられている。ここで、室外熱交換器１１は、ケーシング４０の背面及び左右両側面に面する平面視略Ｕ字形状の熱交換器であり、ケーシング４０の背面及び左右両側面を実質的に形成している。

室外熱交換器１１の上側には、ファンモジュール４４が設けられており、ケーシング４０の前面、背面及び左右両面の支柱４３よりも上側の部分と、ケーシング４０の天面と、を形成している。ここで、ファンモジュール４４は、上面及び下面が開口した略直方体形状の箱体に室外ファン１５が収容された集合体であり、上面の開口には吹出グリル４６が設けられている。

前面パネル４５は、前面側の支柱４３間に架け渡されており、ケーシング４０の前面を形成している。

ケーシング４０内には、室外ファン１５及び室外熱交換器１１以外の冷媒回路構成部品（図２においては、アキュムレータ７、圧縮機８及び冷媒管１６〜１８を図示）も収容されている。ここで、圧縮機８及びアキュムレータ７は、底フレーム４２上に設けられている。

（４）室外熱交換器の基本構成
図４は、室外熱交換器１１の概略斜視図である。図５は、図４の熱交換部６０の部分拡大図である。

室外熱交換器１１は、主として、室外空気と冷媒との熱交換を行う熱交換部６０と、熱交換部６０の一端側（ここでは、図４の左前端側）に設けられた冷媒分流器７０及び出入口ヘッダ７１と、熱交換部６０の他端側（ここでは、図４の右前端側）に設けられた中間ヘッダ７２と、を有している。室外熱交換器１１は、冷媒分流器７０、出入口ヘッダ７１、中間ヘッダ７２及び熱交換部６０のすべてが、アルミニウム製又はアルミニウム合金製のオールアルミ熱交換器であり、各部の接合は、炉中ロウ付け等のロウ付けによって行われている。

熱交換部６０は、室外熱交換器１１の上部を構成するメイン熱交換部６１と、室外熱交換器１１の下部を構成するサブ熱交換部６２と、を有している。

熱交換部６０は、扁平管からなる多数の伝熱管６３と、差込フィンからなる多数の伝熱フィン６６とにより構成された差込フィン式の熱交換部である。伝熱管６３は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製であり、伝熱面となる扁平面６４と、冷媒が流れる多数の小さな内部流路６５を有する扁平多穴管である。多数の伝熱管６３は、扁平面６４が上下を向いた状態で上下方向に沿って複数段配置されており、長手方向の一端（ここでは、図４の左前端）が出入口ヘッダ７１に接続され、長手方向の他端（ここでは、図４の右前端）が中間ヘッダ７２に接続されている。すなわち、多数の伝熱管６３は、出入口ヘッダ７１と中間ヘッダ７２との間に配置されている。伝熱管６３は、その長手方向がケーシング４０の側面（ここでは、左右両側面）及び背面に沿う水平方向、すなわち、通風方向に交差する方向（フィン積層方向）に平行に延びている。伝熱フィン６６は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製であり、伝熱管６３の長手方向に沿う方向（フィン積層方向）に間隔を空けて複数配置されている。伝熱フィン６６は、通風方向の風下側から風上側に沿って延びており複数の伝熱管６３が挿入される多数の切り欠き部６７が形成されている。ここでは、伝熱管６３の扁平面６４が向く方向が上下方向であり、かつ、伝熱管６３の長手方向がケーシング４０の側面（ここでは、左右両側面）及び背面に沿う水平方向であるため、切り欠き部６７が延びる方向は、伝熱管６３の長手方向に交差する水平方向を意味しており、ケーシング４０内における通風方向とも略一致している。切り欠き部６７は、伝熱管６３が通風方向の風下側から風上側に向かって挿入されるように水平方向に細長く延びている。そして、ここでは、多数の伝熱管６３は、メイン熱交換部６１を構成する伝熱管群と、サブ熱交換部６２を構成する伝熱管群と、に区分されている。

冷媒分流器７０は、液冷媒管２０と出入口ヘッダ７１の下部との間に接続されている。冷媒分流器７０は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製の鉛直方向に延びる部材である。冷媒分流器７０は、液冷媒管３５を通じて流入する冷媒を分流して出入口ヘッダ７１の下部に導いたり、出入口ヘッダ７１の下部を通じて流入する冷媒を合流して液冷媒管１９に導くようになっている
出入口ヘッダ７１は、熱交換部６０の一端側（ここでは、図４の左前端側）に設けられている。そして、出入口ヘッダ７１には、熱交換部６１を構成する伝熱管６３の一端（ここでは、左前端）が接続されている。出入口ヘッダ７１は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製の鉛直方向に延びる部材である。出入口ヘッダ７１の内部空間は、バッフル（図示せず）によって上下に仕切られており、その上部空間がメイン熱交換部６１を構成する伝熱管６３の一端（ここでは、左前端）に連通し、その下部空間がサブ熱交換部６２を構成する伝熱管６３の一端（ここでは、左前端）に連通している。そして、出入口ヘッダ７１の上部は、ガス冷媒管１９に接続されており、熱交換部６０とガス冷媒管１９との間で冷媒をやりとりするようになっている。また、出入口ヘッダ７１の下部は、冷媒分流器７０に接続されており、冷媒分流器７０との間で冷媒をやりとりするようになっている。

中間ヘッダ７２は、熱交換部６０の他端側（ここでは、図４の右前端側）に設けられている。そして、中間ヘッダ７２には、熱交換部６０を構成する伝熱管６３の他端（ここでは、右前端）が接続されている。中間ヘッダ７２は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された鉛直方向に延びる部材である。中間ヘッダ７２の内部空間は、バッフル（図示せず）によって上下に仕切られており、その上部空間がメイン熱交換部６１を構成する伝熱管６３の他端（ここでは、右前端）に連通し、その下部空間がサブ熱交換部６２を構成する伝熱管６３の他端（ここでは、右前端）に連通している。また、中間ヘッダ７２の上部空間や下部空間は、熱交換部６０のパス数に応じて、バッフル（図示せず）によって複数の空間に仕切られており、連通管７３等を通じて上部空間と下部空間とが連通している。そして、中間ヘッダ７２は、メイン熱交換部６１とサブ熱交換部６２との間で冷媒をやりとりするようになっている。

（５）伝熱フィンの詳細構成
図６は、図５の熱交換部６０を伝熱管６３の長手方向に沿う方向（フィン積層方向）から見た状態を示す部分拡大図である。図７は、図６の部分拡大図である。図８は、図７を通風方向の風上側から見た図である。図９は、図７の拡大斜視図である。図１０は、フィンカラー部８３の形成方法を説明する図である。

＜基本形状＞
伝熱フィン６６は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製の板材をプレス加工することによって形成された一方向に長い（ここでは、縦長の）板状フィンであり、フィン積層方向（伝熱管６３の長手方向に沿う方向）に沿って積層されている。

伝熱フィン６６の多数の切り欠き部６７は、伝熱フィン６６の上下方向に所定の間隔を空けて形成されている。伝熱フィン６６は、上下方向に隣り合う切り欠き部６７間に挟まれた複数のフィン主部８１と、複数の切り欠き部６７よりも通風方向の風上側に複数のフィン主部８１と連続して延びるフィン風上部８２と、を有している。また、各切り欠き部６７の周縁部には、フィン積層方向の一方側（図６、７においては紙面手前側、図８においては紙面右側）に向かって延びるフィンカラー部８３が形成されている。ここで、各フィンカラー部８３のうち伝熱管６３の上側の扁平面である扁平上面６４ａに沿う部分をフィンカラー上部８３ａとし、各フィンカラー部８３のうち伝熱管６３の下側の扁平面である扁平下面６４ｂに沿う部分をフィンカラー下部８３ｂとする。

フィン主部８１には、伝熱フィン６６を膨出させることによって、台座部８４が形成されている。台座部８４は、フィン積層方向の他方側（図６、７においては紙面奥側、図８においては紙面左側）に向かって略長方形状の平坦面をなすように膨出している。台座部８４の平坦面には、伝熱フィン６６を切り起こすことによって、複数のルーバー８５が形成されている。これにより、フィン主部８１の強度を向上させつつ、伝熱性能の向上が図られている。

フィン風上部８２には、伝熱フィン６６を膨出させることによって、第１リブ８６が形成されている。第１リブ８６は、フィン積層方向の他方側（図６、７においては紙面奥側、図８においては紙面左側）に向かって通風方向に沿って膨出している。ここでは、第１リブ８６が２つあり、台座部８４の風上側の端部と一体化している。これにより、フィン風上部８２の強度を向上させている。また、フィン風上部８２には、伝熱フィン６６を膨出させることによって、第２リブ８７が形成されている。第２リブ８７は、フィン積層方向の他方側（図６、７においては紙面奥側、図８においては紙面左側）に向かってフィンカラー部８３の風上側の端部の風上側の位置に形成されている。

そして、このような基本形状をなす伝熱フィン６６が採用された室外熱交換器１１において、伝熱フィン６６に付着した凝縮水をフィン主部８１の通風方向の風下側の部分から排水させるためには、切り欠き部６７の風下側の先端部において、凝縮水が自重で落下できる程度の大きさまで成長する必要がある。このため、切り欠き部６７の風下側の先端部から凝縮水をスムーズに排出することができず、フィン積層方向に隣り合うフィン主部８１間に挟まれたフィンカラー上部８３ａの上側の空間Ｓ（図７〜図９参照）に凝縮水が溜まったままになりやすく、その結果、十分な排水性能を得ることが難しい。

そこで、ここでは、伝熱フィン６６に付着した凝縮水の排水性能を向上させるために、フィンカラー部８３及びその近傍部分に対して、以下のような工夫を施している。

＜凝縮水の排水性能を向上させるための構造＞
まず、室外熱交換器１１では、フィンカラー上部８３ａと扁平上面６４ａとの間に、通風方向に沿って延びる隙間Ｃを形成するとともに、フィンカラー上部８３ａに、フィン積層方向に隣り合うフィン主部８１間に挟まれたフィンカラー上部８３ａの上側の空間Ｓと隙間Ｃとを連通させる窓部９０を形成している。

具体的には、ここでは、フィンカラー上部８３ａの先端に、上側に向かってＲ状に曲がったフレア部９１ａが形成されており、フレア部９１ａと扁平上面６４ａとの間に、隙間Ｃが形成されている。

また、ここでは、フィンカラー上部８３ａの先端（ここでは、フレア部９１ａ）が、三角形の波形状に凹凸しており、三角形の波形状の凹凸の凹部が窓部９０を形成している。窓部９０（凹部）は、フィンカラー上部８３ａの先端（ここでは、フレア部９１ａ）に、通風方向に沿って複数形成されている。

フレア部９１ａ（窓部９０を含む）が先端に形成されたフィンカラー上部８３ａを含むフィンカラー部８３は、図１０に示すように、伝熱フィン６６を構成する板状素材に対して、三角形の波形状の凹凸を含む切断線６６ａ（図１０の実線）を形成しておき、バーリング加工等によって切断線６６ａを切り開きつつ、切断線６６ａの周囲を囲む折目線６６ｂ（図１０の破線）から立ち上がるように起こすことによって形成されている。これにより、折目線６６ｂが切り欠き部６７の周縁部を形成し、折目線６６ｂから立ち上がる部分がフィンカラー上部８３ａ及びフィンカラー下部８３ｂを含むフィンカラー部８３を形成することになる。このとき、フィンカラー上部８３ａの先端だけでなく、フィンカラー下部８３ｂの先端にも、三角形の波形状の凹凸を有するフレア部９１ｂが形成される。但し、フィンカラー下部８３ｂのフレア部９１ｂは、フィンカラー上部８３ａのフレア部９１ａとは逆に、下側に向かってＲ状に曲がっている。

尚、フィンカラー上部８３ａの先端及びフィンカラー下部８３ｂの先端は、図１０に示すように、フィンカラー８３を切り起こす前は、三角形の波形状の凹凸を含む切断線６６ａの位置で嵌め合わさったような状態になっている。このため、フィンカラー下部８３ｂのフレア部９１ｂの三角形の波形状の凹部は、フィンカラー上部８３ａのフレア部９１ａの三角形の波形状の凹凸の凸部に対向し、フィンカラー下部８３ｂのフレア部９１ｂの三角形の波形状の凸部は、フィンカラー上部８３ａのフレア部９１ａの三角形の波形状の凹凸の凹部に対向するように形成されている。そして、フィンカラー部８３のフィンカラー上部８３ａ及びフィンカラー下部８３ｂは、図８に示すように、フィン積層方向に隣り合う伝熱フィン６６に当接している。

上記のような隙間Ｃ及び窓部９０によって、図７〜図９に示すように、伝熱フィン６６に付着した凝縮水を、フィンカラー上部８３ａに形成された窓部９０を通じて、フィンカラー上部８３ａの上側の空間Ｓからフィンカラー上部８３ａと扁平上面６４ａとの間に形成された隙間Ｃに導くことができる。そして、この隙間Ｃに導かれた凝縮水は、隙間Ｃ内を、切り欠き部６７の風下側の先端部（図７及び図９の紙面右側の端部）ではなく、切り欠き部６７の風上側の先端部（図７及び図９の紙面左側の端部）に向かって流れる。なぜなら、切り欠き部６７の風下側の先端部では、自重で落下できる程度の大きさに成長するまで凝縮水が落下しないのに対して、切り欠き部６７の風上側の先端部では、複数のフィン主部８１と連続するフィン風上部８２に繋がっており、切り欠き部６７の風上側の先端部からフィン風上部８２にスムーズに送ることができるからである。そして、このようにしてフィン風上部８２に送られた凝縮水は、図７及び図９に示すように、フィン風上部８２を通じて下方に排水される。

このように、ここでは、フィンカラー上部８３ａに形成された窓部９０及びフィンカラー上部８３ａと扁平上面６４ａとの間に形成された隙間Ｃを凝縮水の排水路として機能させて、フィン風上部８２を通じて凝縮水を排水するようにしているため、凝縮水の排水性能を向上させることができる。

また、ここでは、上記のように、窓部９０がフィンカラー上部８３ａの先端に設けられた凹部であるため、伝熱フィン６６にフィンカラー部８３を形成する際に容易に設けることができ、これにより、室外熱交換器１１のコストアップを抑えることができる。

また、ここでは、上記のように、窓部９０（凹部）が通風方向に沿って複数形成されているため、伝熱フィン６６に付着した凝縮水をフィンカラー上部８３ａの上側の空間Ｓから隙間Ｃに速やかに導くことができ、これにより、凝縮水の排水性能をさらに向上させることができる（図７及び図９参照）。

また、ここでは、上記のように、隙間Ｃがフィンカラー上部８３ａの先端に設けられたフレア部９１ａと扁平上面６４ａとの間に形成されており、かつ、窓部９０がフレア部９１ａに形成されているため、伝熱フィン６６をフィンカラー部８３に形成する際に容易に設けることができ、これにより、室外熱交換器１１のコストアップを抑えることができる。

さらに、ここでは、上記のように、フィンカラー上部８３ａが凝縮水の排水路（窓部９０及び隙間Ｃ）だけでなく、伝熱フィン６６のフィン積層方向間の間隔（フィンピッチ）を確保する機能も有している。このため、従来の伝熱フィンに形成されるフィンタブと呼ばれる部分を省略することができる。

（６）変形例
＜Ａ＞
上記実施形態では、窓部９０が三角形の波形状の凹凸の凹部によって形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、窓部９０が四角形や正弦曲線の波形状等の凹凸の凹部によって形成されるものであってもよい。また、窓部９０は穴であってもよいが、上記のように、フィンカラー部８３をバーリング加工等の切り起こしによって形成する際の容易性を考慮すれば、凹部のほうが好ましい。

＜Ｂ＞
上記実施形態では、伝熱フィン６６に台座部８４、ルーバー８５及びリブ８６、８７が形成されているが、これらの部分が形成されている位置が異なっている伝熱フィンや、これらの部分が形成されていない伝熱フィンであってもよい。

＜Ｃ＞
上記実施形態では、上吹き型の室外ユニット２に設けられる室外熱交換器１１を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、他の形式の室外ユニットに設けられる室外熱交換器であってもよいし、室外ユニット以外の機器に設けられる熱交換器であってもよい。

本発明は、複数の扁平管と扁平管が挿入される切り欠き部を有する複数の伝熱フィンとを有する熱交換器に対して、広く適用可能である。

１１ 室外熱交換器（熱交換器）
６３ 伝熱管（扁平管）
６４ 扁平面
６４ａ 扁平上面
６６ 伝熱フィン
６７ 切り欠き部
８１ フィン主部
８２ フィン風上部
８３ フィンカラー部
８３ａ フィンカラー上部
９０ 窓部
９１ａ フレア部
Ｃ 隙間

特開２０１２−２３３６８０号公報

本発明は、熱交換器、特に、複数の扁平管と扁平管が挿入される切り欠き部を有する複数の伝熱フィンとを有する熱交換器に関する。

従来より、特許文献１（特開２０１２−２３３６８０号公報）に示すように、複数の扁平管と扁平管が挿入される切り欠き部を有する複数の伝熱フィンとを有する熱交換器がある。この熱交換器では、扁平管が、通風方向に交差するフィン積層方向に沿って延びている。また、この熱交換器では、伝熱フィンが、フィン積層方向に沿って積層されており、通風方向の風下側から風上側に沿って延びており複数の扁平管が挿入される複数の切り欠き部と、隣り合う切り欠き部間に挟まれる複数のフィン主部と、複数の切り欠き部よりも通風方向の風上側に複数のフィン主部と連続して延びるフィン風上部と、各切り欠き部の周縁部からフィン積層方向の一方側に向かって延びるフィンカラー部と、を有している。すなわち、この熱交換器の伝熱フィンには、扁平管が挿入される切り欠き部が通風方向の風下側から風上側に沿って延びるように形成され、かつ、切り欠き部よりも通風方向の風上側に隣り合う切り欠き部間に挟まれる複数のフィン主部と連続して延びるフィン風上部が形成されている。

上記特許文献１の熱交換器を、扁平管の扁平面を上下に向けた状態で上下方向に沿って配置して使用すると、伝熱フィンに付着した凝縮水は、フィン主部の通風方向の風下側の部分に集まり、切り欠き部の風下側の先端部から下方に落下することによって排水される。しかし、切り欠き部の風下側の先端部から凝縮水が落下するのは、凝縮水が自重で落下できる程度の大きさまで成長したときである。このため、このような凝縮水の排水構造では、フィン積層方向に隣り合うフィン主部間に挟まれたフィンカラー上部の上側の空間に凝縮水が溜まったままになりやすく、十分な排水性能を得ることが難しい。

本発明の課題は、扁平面を上下に向けた状態で上下方向に沿って配置された複数の扁平管と、扁平管が挿入される切り欠き部が通風方向の風下側から風上側に沿って延びるように形成され、かつ、切り欠き部よりも通風方向の風上側に上下方向に隣り合う切り欠き部間に挟まれる複数のフィン主部と連続して延びるフィン風上部が形成された複数の伝熱フィンと、を有する熱交換器において、凝縮水の排水性能を向上させることにある。

第１の観点にかかる熱交換器は、複数の扁平管と、複数の伝熱フィンと、を有している。扁平管は、上下を向いた状態の扁平面を有しており、上下方向に沿って配置されるとともに通風方向に交差するフィン積層方向に沿って延びている。伝熱フィンは、通風方向の風下側から風上側に沿って延びており複数の扁平管が挿入される複数の切り欠き部と、上下方向に隣り合う切り欠き部間に挟まれた複数のフィン主部と、複数の切り欠き部よりも通風方向の風上側に複数のフィン主部と連続して延びるフィン風上部と、各切り欠き部の周縁部からフィン積層方向の一方側に向かって延びるフィンカラー部と、を有しており、フィン積層方向に沿って積層されている。そして、ここでは、各フィンカラー部のうち扁平管の上側の扁平面である扁平上面に沿う部分をフィンカラー上部とすると、フィンカラー上部と扁平上面との間に、通風方向に沿って延びる隙間を形成するとともに、フィンカラー上部に、フィン積層方向に隣り合うフィン主部間に挟まれたフィンカラー上部の上側の空間と隙間とを連通させる窓部を形成している。

ここでは、伝熱フィンに付着した凝縮水を、フィンカラー上部に形成された窓部を通じて、フィンカラー上部の上側の空間からフィンカラー上部と扁平上面との間に形成された隙間に導くことができる。そして、この隙間に導かれた凝縮水は、隙間内を、切り欠き部の風下側の先端部ではなく、切り欠き部の風上側の先端部に向かって流れる。なぜなら、切り欠き部の風下側の先端部では、自重で落下できる程度の大きさに成長するまで凝縮水が落下しないのに対して、切り欠き部の風上側の先端部では、複数のフィン主部と連続するフィン風上部に繋がっており、切り欠き部の風上側の先端部からフィン風上部にスムーズに送ることができるからである。そして、このようにしてフィン風上部に送られた凝縮水は、フィン風上部を通じて下方に排水される。

このように、ここでは、フィンカラー上部に形成された窓部及びフィンカラー上部と扁平上面との間に形成された隙間を凝縮水の排水路として機能させて、フィン風上部を通じて凝縮水を排水するようにしているため、凝縮水の排水性能を向上させることができる。

しかも、ここでは、フィンカラー上部が、先端が上側に向かってＲ状に曲がったフレア部を有しており、隙間が、フレア部と扁平上面との間に形成されており、窓部が、フレア部に形成されている。

ここでは、隙間がフィンカラー上部の先端に設けられたフレア部と扁平上面との間に形成されており、かつ、窓部がフレア部に形成されているため、伝熱フィンをフィンカラーに形成する際に容易に設けることができ、これにより、熱交換器のコストアップを抑えることができる。

第２の観点にかかる熱交換器は、第１の観点にかかる熱交換器において、フィンカラー上部が、先端に凹部を有しており、凹部が、窓部を形成している。

ここでは、窓部がフィンカラー上部の先端に設けられた凹部であるため、伝熱フィンにフィンカラー部を形成する際に容易に設けることができ、これにより、熱交換器のコストアップを抑えることができる。

第３の観点にかかる熱交換器は、第２の観点にかかる熱交換器において、凹部は、フィンカラー上部の先端に、通風方向に沿って複数形成されている。

ここでは、窓部（凹部）が通風方向に沿って複数形成されているため、伝熱フィンに付着した凝縮水をフィンカラー上部の上側の空間から隙間に速やかに導くことができ、これにより、凝縮水の排水性能をさらに向上させることができる。

第４の観点にかかる熱交換器は、第１〜第３の観点のいずれかにかかる熱交換器において、フィンカラー上部が、フィン積層方向に隣り合う伝熱フィンに当接している。

ここでは、フィンカラー上部が凝縮水の排水路（窓部及び隙間）だけでなく、伝熱フィンのフィン積層方向間の間隔（フィンピッチ）を確保する機能も有している。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、フィンカラー上部に形成された窓部及びフィンカラー上部と扁平上面との間に形成された隙間を凝縮水の排水路として機能させて、フィン風上部を通じて凝縮水を排水するようにしているため、凝縮水の排水性能を向上させることができる。

本発明の一実施形態にかかる熱交換器としての室外熱交換器が採用された空気調和装置の概略構成図である。 室外ユニットの外観斜視図である。 室外ユニットの正面図（室外熱交換器以外の冷媒回路構成部品を除いて図示）である。 室外熱交換器の概略斜視図である。 図４の熱交換部の部分拡大図である。 図５の熱交換部を伝熱管の長手方向に沿う方向（フィン積層方向）から見た状態を示す部分拡大図である。 図６の部分拡大図である。 図７を通風方向の風上側から見た図である。 図７の拡大斜視図である。 フィンカラー部の形成方法を説明する図である。

以下、本発明にかかる熱交換器の実施形態及びその変形例について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる熱交換器の具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例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変更可能である。

（１）空気調和装置の構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる熱交換器としての室外熱交換器１１が採用された空気調和装置１の概略構成図である。

空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房及び暖房を行うことが可能な装置である。空気調和装置１は、主として、室外ユニット２と、室内ユニット３ａ、３ｂと、が接続されることによって構成されている。ここで、室外ユニット２と室内ユニット３ａ、３ｂとは、液冷媒連絡管４及びガス冷媒連絡管５を介して接続されている。すなわち、空気調和装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路６は、室外ユニット２と、室内ユニット３ａ、３ｂとが冷媒連絡管４、５を介して接続されることによって構成されている。

室外ユニット２は、室外（建物の屋上や建物の壁面近傍等）に設置されており、冷媒回路６の一部を構成している。室外ユニット２は、主として、アキュムレータ７、圧縮機８と、四路切換弁１０と、室外熱交換器１１と、室外膨張弁１２と、液側閉鎖弁１３と、ガス側閉鎖弁１４と、室外ファン１５と、を有している。各機器及び弁間は、冷媒管１６〜２２によって接続されている。

室内ユニット３ａ、３ｂは、室内（居室や天井裏空間等）に設置されており、冷媒回路６の一部を構成している。室内ユニット３ａは、主として、室内膨張弁３１ａと、室内熱交換器３２ａと、室内ファン３３ａと、を有している。室内ユニット３ｂは、主として、室内膨張弁３１ｂと、室内熱交換器３２ｂと、室内ファン３３ｂと、を有している。

冷媒連絡管４、５は、空気調和装置１を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管である。液冷媒連絡管４の一端は、室内ユニット２の液側閉鎖弁１３に接続され、液冷媒連絡管４の他端は、室内ユニット３ａ、３ｂの室内膨張弁３１ａ、３１ｂの液側端に接続されている。ガス冷媒連絡管５の一端は、室内ユニット２のガス側閉鎖弁１４に接続され、ガス冷媒連絡管５の他端は、室内ユニット３ａ、３ｂの室内熱交換器３２ａ、３２ｂのガス側端に接続されている。

（２）空気調和装置の動作
次に、図１を用いて、空気調和装置１の動作について説明する。空気調和装置１は、基本動作として、冷房運転及び暖房運転を行うことが可能である。

冷房運転時には、四路切換弁１０が冷房サイクル状態（図１の実線で示される状態）に切り換えられる。冷媒回路６において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機８に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機８から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁１０を通じて、室外熱交換器１１に送られる。室外熱交換器１１に送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の放熱器として機能する室外熱交換器１１において、室外ファン１５によって冷却源として供給される室外空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。室外熱交換器１１において放熱した高圧の液冷媒は、室外膨張弁１２、液側閉鎖弁１３及び液冷媒連絡管４を通じて、室内膨張弁３１ａ、３１ｂに送られる。室内膨張弁３１ａ、３１ｂに送られた冷媒は、室内膨張弁３１ａ、３１ｂによって冷凍サイクルの低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。室内膨張弁３１ａ、３１ｂで減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器３２ａ、３２ｂに送られる。室内熱交換器３２ａ、３２ｂに送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器３２ａ、３２ｂにおいて、室内ファン３３ａ、３３ｂによって加熱源として供給される室内空気と熱交換を行って蒸発する。これにより、室内空気は冷却され、その後に、室内に供給されることで室内の冷房が行われる。室内熱交換器３２ａ、３２ｂにおいて蒸発した低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡管５、ガス側閉鎖弁１４、四路切換弁１０及びアキュムレータ７を通じて、再び、圧縮機８に吸入される。

暖房運転時には、四路切換弁１０が暖房サイクル状態（図１の破線で示される状態）に切り換えられる。冷媒回路６において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機８に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機８から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁１０、ガス側閉鎖弁１４及びガス冷媒連絡管５を通じて、室内熱交換器３２ａ、３２ｂに送られる。室内熱交換器３２ａ、３２ｂに送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器３２ａ、３２ｂにおいて、室内ファン３３ａ、３３ｂによって冷却源として供給される室内空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。これにより、室内空気は加熱され、その後に、室内に供給されることで室内の暖房が行われる。室内熱交換器３２ａ、３２ｂで放熱した高圧の液冷媒は、室内膨張弁３１ａ、３１ｂ、液冷媒連絡管４及び液側閉鎖弁１３を通じて、室外膨張弁１２に送られる。室外膨張弁１２に送られた冷媒は、室外膨張弁１２によって冷凍サイクルの低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。室外膨張弁１２で減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器１１に送られる。室外熱交換器１１に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器１１において、室外ファン１５によって加熱源として供給される室外空気と熱交換を行って蒸発して、低圧のガス冷媒になる。室外熱交換器１１で蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁１０及びアキュムレータ７を通じて、再び、圧縮機８に吸入される。

（３）室外ユニットの構成
図２は、室外ユニット２の外観斜視図である。図３は、室外ユニット２の正面図（室外熱交換器１１以外の冷媒回路構成部品を除いて図示）である。

室外ユニット２は、ケーシング４０の側面から空気を吸い込んでケーシング４０の天面から空気を吹き出す上吹き型構造と呼ばれるものである。室外ユニット２は、主として、略直方体箱状のケーシング４０と、室外ファン１５と、圧縮機や室外熱交換器等の機器７、８、１１、四路切換弁や室外膨張弁等の弁１０、１２〜１４及び冷媒管１６〜２２等を含み冷媒回路６の一部を構成する冷媒回路構成部品と、を有している。尚、以下の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「前面」、「背面」は、特にことわりのない限り、図２に示される室外ユニット２を前方（図面の左斜前側）から見た場合の方向を意味している。

ケーシング４０は、主として、左右方向に延びる一対の据付脚４１上に架け渡される底フレーム４２と、底フレーム４２の角部から鉛直方向に延びる支柱４３と、支柱４３の上端に取り付けられるファンモジュール４４と、前面パネル４５と、を有している。

底フレーム４２は、ケーシング４０の底面を形成しており、底フレーム４２上には、室外熱交換器１１が設けられている。ここで、室外熱交換器１１は、ケーシング４０の背面及び左右両側面に面する平面視略Ｕ字形状の熱交換器であり、ケーシング４０の背面及び左右両側面を実質的に形成している。

室外熱交換器１１の上側には、ファンモジュール４４が設けられており、ケーシング４０の前面、背面及び左右両面の支柱４３よりも上側の部分と、ケーシング４０の天面と、を形成している。ここで、ファンモジュール４４は、上面及び下面が開口した略直方体形状の箱体に室外ファン１５が収容された集合体であり、上面の開口には吹出グリル４６が設けられている。

前面パネル４５は、前面側の支柱４３間に架け渡されており、ケーシング４０の前面を形成している。

ケーシング４０内には、室外ファン１５及び室外熱交換器１１以外の冷媒回路構成部品（図２においては、アキュムレータ７、圧縮機８及び冷媒管１６〜１８を図示）も収容されている。ここで、圧縮機８及びアキュムレータ７は、底フレーム４２上に設けられている。

（４）室外熱交換器の基本構成
図４は、室外熱交換器１１の概略斜視図である。図５は、図４の熱交換部６０の部分拡大図である。

室外熱交換器１１は、主として、室外空気と冷媒との熱交換を行う熱交換部６０と、熱交換部６０の一端側（ここでは、図４の左前端側）に設けられた冷媒分流器７０及び出入口ヘッダ７１と、熱交換部６０の他端側（ここでは、図４の右前端側）に設けられた中間ヘッダ７２と、を有している。室外熱交換器１１は、冷媒分流器７０、出入口ヘッダ７１、中間ヘッダ７２及び熱交換部６０のすべてが、アルミニウム製又はアルミニウム合金製のオールアルミ熱交換器であり、各部の接合は、炉中ロウ付け等のロウ付けによって行われている。

熱交換部６０は、室外熱交換器１１の上部を構成するメイン熱交換部６１と、室外熱交換器１１の下部を構成するサブ熱交換部６２と、を有している。

熱交換部６０は、扁平管からなる多数の伝熱管６３と、差込フィンからなる多数の伝熱フィン６６とにより構成された差込フィン式の熱交換部である。伝熱管６３は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製であり、伝熱面となる扁平面６４と、冷媒が流れる多数の小さな内部流路６５を有する扁平多穴管である。多数の伝熱管６３は、扁平面６４が上下を向いた状態で上下方向に沿って複数段配置されており、長手方向の一端（ここでは、図４の左前端）が出入口ヘッダ７１に接続され、長手方向の他端（ここでは、図４の右前端）が中間ヘッダ７２に接続されている。すなわち、多数の伝熱管６３は、出入口ヘッダ７１と中間ヘッダ７２との間に配置されている。伝熱管６３は、その長手方向がケーシング４０の側面（ここでは、左右両側面）及び背面に沿う水平方向、すなわち、通風方向に交差する方向（フィン積層方向）に平行に延びている。伝熱フィン６６は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製であり、伝熱管６３の長手方向に沿う方向（フィン積層方向）に間隔を空けて複数配置されている。伝熱フィン６６は、通風方向の風下側から風上側に沿って延びており複数の伝熱管６３が挿入される多数の切り欠き部６７が形成されている。ここでは、伝熱管６３の扁平面６４が向く方向が上下方向であり、かつ、伝熱管６３の長手方向がケーシング４０の側面（ここでは、左右両側面）及び背面に沿う水平方向であるため、切り欠き部６７が延びる方向は、伝熱管６３の長手方向に交差する水平方向を意味しており、ケーシング４０内における通風方向とも略一致している。切り欠き部６７は、伝熱管６３が通風方向の風下側から風上側に向かって挿入されるように水平方向に細長く延びている。そして、ここでは、多数の伝熱管６３は、メイン熱交換部６１を構成する伝熱管群と、サブ熱交換部６２を構成する伝熱管群と、に区分されている。

冷媒分流器７０は、液冷媒管２０と出入口ヘッダ７１の下部との間に接続されている。冷媒分流器７０は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製の鉛直方向に延びる部材である。冷媒分流器７０は、液冷媒管３５を通じて流入する冷媒を分流して出入口ヘッダ７１の下部に導いたり、出入口ヘッダ７１の下部を通じて流入する冷媒を合流して液冷媒管１９に導くようになっている
出入口ヘッダ７１は、熱交換部６０の一端側（ここでは、図４の左前端側）に設けられている。そして、出入口ヘッダ７１には、熱交換部６１を構成する伝熱管６３の一端（ここでは、左前端）が接続されている。出入口ヘッダ７１は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製の鉛直方向に延びる部材である。出入口ヘッダ７１の内部空間は、バッフル（図示せず）によって上下に仕切られており、その上部空間がメイン熱交換部６１を構成する伝熱管６３の一端（ここでは、左前端）に連通し、その下部空間がサブ熱交換部６２を構成する伝熱管６３の一端（ここでは、左前端）に連通している。そして、出入口ヘッダ７１の上部は、ガス冷媒管１９に接続されており、熱交換部６０とガス冷媒管１９との間で冷媒をやりとりするようになっている。また、出入口ヘッダ７１の下部は、冷媒分流器７０に接続されており、冷媒分流器７０との間で冷媒をやりとりするようになっている。

中間ヘッダ７２は、熱交換部６０の他端側（ここでは、図４の右前端側）に設けられている。そして、中間ヘッダ７２には、熱交換部６０を構成する伝熱管６３の他端（ここでは、右前端）が接続されている。中間ヘッダ７２は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された鉛直方向に延びる部材である。中間ヘッダ７２の内部空間は、バッフル（図示せず）によって上下に仕切られており、その上部空間がメイン熱交換部６１を構成する伝熱管６３の他端（ここでは、右前端）に連通し、その下部空間がサブ熱交換部６２を構成する伝熱管６３の他端（ここでは、右前端）に連通している。また、中間ヘッダ７２の上部空間や下部空間は、熱交換部６０のパス数に応じて、バッフル（図示せず）によって複数の空間に仕切られており、連通管７３等を通じて上部空間と下部空間とが連通している。そして、中間ヘッダ７２は、メイン熱交換部６１とサブ熱交換部６２との間で冷媒をやりとりするようになっている。

（５）伝熱フィンの詳細構成
図６は、図５の熱交換部６０を伝熱管６３の長手方向に沿う方向（フィン積層方向）から見た状態を示す部分拡大図である。図７は、図６の部分拡大図である。図８は、図７を通風方向の風上側から見た図である。図９は、図７の拡大斜視図である。図１０は、フィンカラー部８３の形成方法を説明する図である。

＜基本形状＞
伝熱フィン６６は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製の板材をプレス加工することによって形成された一方向に長い（ここでは、縦長の）板状フィンであり、フィン積層方向（伝熱管６３の長手方向に沿う方向）に沿って積層されている。

伝熱フィン６６の多数の切り欠き部６７は、伝熱フィン６６の上下方向に所定の間隔を空けて形成されている。伝熱フィン６６は、上下方向に隣り合う切り欠き部６７間に挟まれた複数のフィン主部８１と、複数の切り欠き部６７よりも通風方向の風上側に複数のフィン主部８１と連続して延びるフィン風上部８２と、を有している。また、各切り欠き部６７の周縁部には、フィン積層方向の一方側（図６、７においては紙面手前側、図８においては紙面右側）に向かって延びるフィンカラー部８３が形成されている。ここで、各フィンカラー部８３のうち伝熱管６３の上側の扁平面である扁平上面６４ａに沿う部分をフィンカラー上部８３ａとし、各フィンカラー部８３のうち伝熱管６３の下側の扁平面である扁平下面６４ｂに沿う部分をフィンカラー下部８３ｂとする。

フィン主部８１には、伝熱フィン６６を膨出させることによって、台座部８４が形成されている。台座部８４は、フィン積層方向の他方側（図６、７においては紙面奥側、図８においては紙面左側）に向かって略長方形状の平坦面をなすように膨出している。台座部８４の平坦面には、伝熱フィン６６を切り起こすことによって、複数のルーバー８５が形成されている。これにより、フィン主部８１の強度を向上させつつ、伝熱性能の向上が図られている。

フィン風上部８２には、伝熱フィン６６を膨出させることによって、第１リブ８６が形成されている。第１リブ８６は、フィン積層方向の他方側（図６、７においては紙面奥側、図８においては紙面左側）に向かって通風方向に沿って膨出している。ここでは、第１リブ８６が２つあり、台座部８４の風上側の端部と一体化している。これにより、フィン風上部８２の強度を向上させている。また、フィン風上部８２には、伝熱フィン６６を膨出させることによって、第２リブ８７が形成されている。第２リブ８７は、フィン積層方向の他方側（図６、７においては紙面奥側、図８においては紙面左側）に向かってフィンカラー部８３の風上側の端部の風上側の位置に形成されている。

そして、このような基本形状をなす伝熱フィン６６が採用された室外熱交換器１１において、伝熱フィン６６に付着した凝縮水をフィン主部８１の通風方向の風下側の部分から排水させるためには、切り欠き部６７の風下側の先端部において、凝縮水が自重で落下できる程度の大きさまで成長する必要がある。このため、切り欠き部６７の風下側の先端部から凝縮水をスムーズに排出することができず、フィン積層方向に隣り合うフィン主部８１間に挟まれたフィンカラー上部８３ａの上側の空間Ｓ（図７〜図９参照）に凝縮水が溜まったままになりやすく、その結果、十分な排水性能を得ることが難しい。

そこで、ここでは、伝熱フィン６６に付着した凝縮水の排水性能を向上させるために、フィンカラー部８３及びその近傍部分に対して、以下のような工夫を施している。

＜凝縮水の排水性能を向上させるための構造＞
まず、室外熱交換器１１では、フィンカラー上部８３ａと扁平上面６４ａとの間に、通風方向に沿って延びる隙間Ｃを形成するとともに、フィンカラー上部８３ａに、フィン積層方向に隣り合うフィン主部８１間に挟まれたフィンカラー上部８３ａの上側の空間Ｓと隙間Ｃとを連通させる窓部９０を形成している。

具体的には、ここでは、フィンカラー上部８３ａの先端に、上側に向かってＲ状に曲がったフレア部９１ａが形成されており、フレア部９１ａと扁平上面６４ａとの間に、隙間Ｃが形成されている。

また、ここでは、フィンカラー上部８３ａの先端（ここでは、フレア部９１ａ）が、三角形の波形状に凹凸しており、三角形の波形状の凹凸の凹部が窓部９０を形成している。窓部９０（凹部）は、フィンカラー上部８３ａの先端（ここでは、フレア部９１ａ）に、通風方向に沿って複数形成されている。

フレア部９１ａ（窓部９０を含む）が先端に形成されたフィンカラー上部８３ａを含むフィンカラー部８３は、図１０に示すように、伝熱フィン６６を構成する板状素材に対して、三角形の波形状の凹凸を含む切断線６６ａ（図１０の実線）を形成しておき、バーリング加工等によって切断線６６ａを切り開きつつ、切断線６６ａの周囲を囲む折目線６６ｂ（図１０の破線）から立ち上がるように起こすことによって形成されている。これにより、折目線６６ｂが切り欠き部６７の周縁部を形成し、折目線６６ｂから立ち上がる部分がフィンカラー上部８３ａ及びフィンカラー下部８３ｂを含むフィンカラー部８３を形成することになる。このとき、フィンカラー上部８３ａの先端だけでなく、フィンカラー下部８３ｂの先端にも、三角形の波形状の凹凸を有するフレア部９１ｂが形成される。但し、フィンカラー下部８３ｂのフレア部９１ｂは、フィンカラー上部８３ａのフレア部９１ａとは逆に、下側に向かってＲ状に曲がっている。

尚、フィンカラー上部８３ａの先端及びフィンカラー下部８３ｂの先端は、図１０に示すように、フィンカラー８３を切り起こす前は、三角形の波形状の凹凸を含む切断線６６ａの位置で嵌め合わさったような状態になっている。このため、フィンカラー下部８３ｂのフレア部９１ｂの三角形の波形状の凹部は、フィンカラー上部８３ａのフレア部９１ａの三角形の波形状の凹凸の凸部に対向し、フィンカラー下部８３ｂのフレア部９１ｂの三角形の波形状の凸部は、フィンカラー上部８３ａのフレア部９１ａの三角形の波形状の凹凸の凹部に対向するように形成されている。そして、フィンカラー部８３のフィンカラー上部８３ａ及びフィンカラー下部８３ｂは、図８に示すように、フィン積層方向に隣り合う伝熱フィン６６に当接している。

上記のような隙間Ｃ及び窓部９０によって、図７〜図９に示すように、伝熱フィン６６に付着した凝縮水を、フィンカラー上部８３ａに形成された窓部９０を通じて、フィンカラー上部８３ａの上側の空間Ｓからフィンカラー上部８３ａと扁平上面６４ａとの間に形成された隙間Ｃに導くことができる。そして、この隙間Ｃに導かれた凝縮水は、隙間Ｃ内を、切り欠き部６７の風下側の先端部（図７及び図９の紙面右側の端部）ではなく、切り欠き部６７の風上側の先端部（図７及び図９の紙面左側の端部）に向かって流れる。なぜなら、切り欠き部６７の風下側の先端部では、自重で落下できる程度の大きさに成長するまで凝縮水が落下しないのに対して、切り欠き部６７の風上側の先端部では、複数のフィン主部８１と連続するフィン風上部８２に繋がっており、切り欠き部６７の風上側の先端部からフィン風上部８２にスムーズに送ることができるからである。そして、このようにしてフィン風上部８２に送られた凝縮水は、図７及び図９に示すように、フィン風上部８２を通じて下方に排水される。

このように、ここでは、フィンカラー上部８３ａに形成された窓部９０及びフィンカラー上部８３ａと扁平上面６４ａとの間に形成された隙間Ｃを凝縮水の排水路として機能させて、フィン風上部８２を通じて凝縮水を排水するようにしているため、凝縮水の排水性能を向上させることができる。

また、ここでは、上記のように、窓部９０がフィンカラー上部８３ａの先端に設けられた凹部であるため、伝熱フィン６６にフィンカラー部８３を形成する際に容易に設けることができ、これにより、室外熱交換器１１のコストアップを抑えることができる。

また、ここでは、上記のように、窓部９０（凹部）が通風方向に沿って複数形成されているため、伝熱フィン６６に付着した凝縮水をフィンカラー上部８３ａの上側の空間Ｓから隙間Ｃに速やかに導くことができ、これにより、凝縮水の排水性能をさらに向上させることができる（図７及び図９参照）。

また、ここでは、上記のように、隙間Ｃがフィンカラー上部８３ａの先端に設けられたフレア部９１ａと扁平上面６４ａとの間に形成されており、かつ、窓部９０がフレア部９１ａに形成されているため、伝熱フィン６６をフィンカラー部８３に形成する際に容易に設けることができ、これにより、室外熱交換器１１のコストアップを抑えることができる。

さらに、ここでは、上記のように、フィンカラー上部８３ａが凝縮水の排水路（窓部９０及び隙間Ｃ）だけでなく、伝熱フィン６６のフィン積層方向間の間隔（フィンピッチ）を確保する機能も有している。このため、従来の伝熱フィンに形成されるフィンタブと呼ばれる部分を省略することができる。

（６）変形例
＜Ａ＞
上記実施形態では、窓部９０が三角形の波形状の凹凸の凹部によって形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、窓部９０が四角形や正弦曲線の波形状等の凹凸の凹部によって形成されるものであってもよい。また、窓部９０は穴であってもよいが、上記のように、フィンカラー部８３をバーリング加工等の切り起こしによって形成する際の容易性を考慮すれば、凹部のほうが好ましい。

＜Ｂ＞
上記実施形態では、伝熱フィン６６に台座部８４、ルーバー８５及びリブ８６、８７が形成されているが、これらの部分が形成されている位置が異なっている伝熱フィンや、これらの部分が形成されていない伝熱フィンであってもよい。

＜Ｃ＞
上記実施形態では、上吹き型の室外ユニット２に設けられる室外熱交換器１１を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、他の形式の室外ユニットに設けられる室外熱交換器であってもよいし、室外ユニット以外の機器に設けられる熱交換器であってもよい。

本発明は、複数の扁平管と扁平管が挿入される切り欠き部を有する複数の伝熱フィンとを有する熱交換器に対して、広く適用可能である。

１１ 室外熱交換器（熱交換器）
６３ 伝熱管（扁平管）
６４ 扁平面
６４ａ 扁平上面
６６ 伝熱フィン
６７ 切り欠き部
８１ フィン主部
８２ フィン風上部
８３ フィンカラー部
８３ａ フィンカラー上部
９０ 窓部
９１ａ フレア部
Ｃ 隙間

特開２０１２−２３３６８０号公報

Claims (5)

1. 扁平面（６４）が上下を向いた状態で上下方向に沿って配置されており、通風方向に交差するフィン積層方向に沿って延びる複数の扁平管（６３）と、
   前記通風方向の風下側から風上側に沿って延びており前記複数の扁平管が挿入される複数の切り欠き部（６７）と、上下方向に隣り合う前記切り欠き部間に挟まれた複数のフィン主部（８１）と、前記複数の切り欠き部よりも前記通風方向の風上側に前記複数のフィン主部と連続して延びるフィン風上部（８２）と、前記各切り欠き部の周縁部から前記フィン積層方向の一方側に向かって延びるフィンカラー部（８３）と、を有しており、前記フィン積層方向に沿って積層される複数の伝熱フィン（６６）と、
   を備えた、
   熱交換器において、
   前記各フィンカラー部のうち前記扁平管の上側の扁平面である扁平上面（６４ａ）に沿う部分をフィンカラー上部（８３ａ）とすると、前記フィンカラー上部と前記扁平上面との間に、前記通風方向に沿って延びる隙間（Ｃ）を形成するとともに、前記フィンカラー上部に、前記フィン積層方向に隣り合う前記フィン主部間に挟まれた前記フィンカラー上部の上側の空間と前記隙間とを連通させる窓部（９０）を形成する、
   熱交換器（１１）。
2. 前記フィンカラー上部は、先端に凹部を有しており、
   前記凹部が、前記窓部を形成している、
   請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記凹部は、前記フィンカラー上部の先端に、前記通風方向に沿って複数形成されている、
   請求項２に記載の熱交換器。
4. 前記フィンカラー上部は、先端が上側に向かってＲ状に曲がったフレア部（９１ａ）を有しており、
   前記隙間は、前記フレア部と前記扁平上面との間に形成されており、
   前記窓部は、前記フレア部に形成されている、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱交換器。
5. 前記フィンカラー上部は、前記フィン積層方向に隣り合う前記伝熱フィンに当接している、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱交換器。

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