JP2019105407A - 熱交換器 - Google Patents

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Abstract

【課題】熱交換部の位置決めの精度の低下を抑制できる熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器9は、第1熱交換部H1、第1係合部材11、第2熱交換部H2、及び第2係合部材12を備える。第1係合部材11は第1端面F1に取り付けられる。第2係合部材12は第2端面F2に取り付けられる。第1係合部材11は、第1方向に突出する第1係合部15を含む。第1方向は、第1端面F1に交差する方向を示す。第1係合部15は、第2方向に向かって窪んでいる第1凹部21を含む。第2方向は、第1端面F1の長手方向に沿っている。第2係合部材12は、第1方向に突出する第2係合部37を含む。第2係合部37は、第1切欠部32及び第2凹部33を含む。第2凹部33は、第1切欠部32の先端43から第3方向に向かって窪んでいる。第3方向は、第2方向に対して逆向きである。第1凹部21と第2凹部33とは係合する。【選択図】図3

Description

本発明は、熱交換器に関する。
特許文献1に記載された熱交換器は、多数のフィンを有する外側部と、多数のフィンを有する内側部と、固定部とを備える。固定部は、熱交換器の一側、つまり、外側部と内側部との一側を固定する。
具体的には、固定部は、側板と、補助側板とを含む。側板からはフランジが突出している。補助側板からは補助フランジが突出している。
そして、フランジに形成された係止片が、補助フランジに形成された溝状の係止部に嵌入される。その結果、自由端である熱交換器の一側が固定される。さらに、フランジの係止片には、補助フランジの係止部の周縁に対応するストッパーが設けられる。その結果、係止片が係止部から脱離することを抑制する。
特開平11−351789号公報
しかしながら、特許文献1に記載された熱交換器では、フランジの突出している方向に対しては、フランジの係止片が補助フランジの係止部から脱離する可能性がある。その結果、熱交換器の内側部(内側熱交換部)に対して外側部(外側熱交換部)の位置がずれて、外側部の位置決めの精度が低下する可能性がある。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱交換部の位置決めの精度の低下を抑制できる熱交換器を提供することにある。
本発明の一局面によれば、熱交換器は、第1熱交換部と、第1係合部材と、第2熱交換部と、第2係合部材とを備える。第1熱交換部は、第1伝熱管と、前記第1伝熱管の露出した第1端面とを有し、所定箇所で曲がっている。第1係合部材は、前記第1端面に取り付けられる。第2熱交換部は、第2伝熱管と、前記第2伝熱管の露出した第2端面とを有し、前記第1熱交換部に沿って曲がっている。第2係合部材は、前記第2端面に取り付けられる。前記第1係合部材は、第1方向に突出する第1係合部を含む。前記第1方向は、前記第1端面に交差し、前記第1端面から離れる方向を示す。前記第1係合部は、第2方向に向かって窪んでいる第1凹部を含む。前記第2方向は、前記第1端面の長手方向に沿っている。前記第2係合部材は、前記第1方向に突出する第2係合部を含む。前記第2係合部は、第1切欠部と、第2凹部とを含む。第1切欠部は、前記第2端面に向かって窪んでおり、開放端と前記開放端に対向する先端とを有する。第2凹部は、前記第1切欠部の前記先端から第3方向に向かって窪んでいる。前記第3方向は、前記第2方向に対して逆向きである。前記第1凹部と前記第2凹部とは係合する。
本発明によれば、熱交換部の位置決めの精度の低下を抑制できる。
(a)は、本発明の実施形態1に係る空気調和機を示す斜視図である。(b)は、実施形態1に係る室外機の内部を示す斜視図である。 (a)は、実施形態1に係る第1熱交換部及び第2熱交換部を示す斜視図である。(b)は、図2(a)の領域A1を拡大して示す斜視図である。 (a)は、実施形態1に係る第1熱交換部及び第2熱交換部を示す別の斜視図である。(b)は、図3(a)の領域A2を拡大して示す斜視図である。 実施形態1に係る係合部材を示す側面図である。 (a)は、図4の領域A3を拡大して示す側面図である。(b)は、実施形態1に係る第1係合部材を示す平面図である。(c)は、実施形態1に係る第1係合部材を示す斜視図である。 (a)は、実施形態1に係る第2係合部材を示す斜視図である。(b)は、実施形態1に係る第2係合部材を示す側面図である。 (a)は、実施形態1に係る第1係合部材と第2係合部材との係合前の状態を示す斜視図である。(b)は、実施形態1に係る第1係合部材と第2係合部材との係合前の状態を示す側面図である。(c)は、実施形態1に係る第1係合部材と第2係合部材との係合前の状態を示す平面図である。 実施形態1に係る第1係合部材と第2係合部材との係合後の状態を示す側面図である。 実施形態1に係る熱交換器の製造装置を示す斜視図である。 実施形態1に係る熱交換器の製造装置を示す側面図である。 (a)は、実施形態1に係る製造装置により曲げられている途中の熱交換器を示す側面図である。(b)は、実施形態1に係る製造装置により曲げられている途中の熱交換器の一部を拡大して示す斜視図である。 (a)は、本発明の実施形態2に係る第2係合部材を示す斜視図である。(b)は、実施形態2に係る第1係合部材及び第2係合部材を示す斜視図である。 (a)は、本発明の実施形態3に係る第2係合部材を示す斜視図である。(b)は、実施形態3に係る第2係合部材を示す斜視図である。 本発明の実施形態4に係る熱交換器の一部を示す斜視図である。 (a)は、実施形態4に係る熱交換器の第1係合部材と第2係合部材と第3係合部材とを示す斜視図である。(b)は、実施形態4に係る第2係合部材を示す斜視図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。また、実施形態において、X軸及びY軸は水平方向に略平行であり、Z軸は鉛直方向に略平行であり、X軸とY軸とZ軸とは互いに直交する。
(実施形態1)
図1(a)〜図8を参照して、本発明の実施形態1に係る空気調和機100を説明する。まず、図1(a)及び図1(b)を参照して、空気調和機100を説明する。図1(a)は、空気調和機100を示す斜視図である。空気調和機100は空気調和を行う。
図1(a)に示すように、空気調和機100は、室外機1と、室内機200と、配管300とを備える。室外機1と室内機200とは配管300によって接続される。その結果、配管300を通して、室外機1と室内機200との間で冷媒が循環する。室内機200は、熱交換器(不図示)と、送風機(不図示)とを含む。室内機200は室内に設置される。室外機1は、筐体3を含む。室外機1は室外に設置される。
図1(b)は、室外機1の内部を示す斜視図である。図1(b)に示すように、室外機1は、送風機5と、圧縮機7と、熱交換器9と、四方弁のような各種部品(不図示)とを備える。送風機5と、圧縮機7と、熱交換器9と、各種部品とは、筐体3に収容される。送風機5は、空気を吸い込んで、風として空気を送り出す。圧縮機7は冷媒を圧縮する。
熱交換器9は、異なる熱エネルギーを有する2つの流体間で熱エネルギーを交換する。実施形態1では、熱交換器9は、空気と冷媒との間で熱エネルギーを交換する。熱交換器9は、第1熱交換部H1と、第2熱交換部H2とを備える。第1熱交換部H1は、第2熱交換部H2に対して外側に位置する。第1熱交換部H1は、所定箇所P1と所定箇所P2とで曲がっている。第2熱交換部H2は、第1熱交換部H1に沿って曲がっている。そして、第1熱交換部H1と第2熱交換部H2とは、互いに重なるように設置される。実施形態1では、熱交換器9は、平面視U字状(コの字状)の形状を有しているが、これに限らず、所定箇所1箇所のみで曲がっている形状(L字状)であってもよい。
なお、図面の簡略化のため図示を省略したが、第1熱交換部H1及び第2熱交換部H2の各々は、複数のフィンを有する。フィンの各々は、略平板状であり、略矩形形状を有する。フィンの各々は、鉛直方向に沿って延びている。第1熱交換部H1及び第2熱交換部H2の各々において、複数のフィンは一定間隔で配置されている。
次に、図2(a)〜図3(b)を参照して、第1熱交換部H1及び第2熱交換部H2を説明する。図2(a)及び図3(a)は、第1熱交換部H1及び第2熱交換部H2を示す斜視図である。図2(b)は、図2(a)の領域A1を拡大して示す斜視図である。図3(b)は、図3(a)の領域A2を拡大して示す斜視図である。
図2(a)及び図3(a)に示すように、熱交換器9は、係合部材10をさらに備える。係合部材10は、一対の第1係合部材11と、連結部材13とを含む。熱交換器9は、一対の第2係合部材12をさらに備える。一対の第2係合部材12は、それぞれ、一対の第1係合部材11に対応して配置される。第1係合部材11及び第2係合部材12の各々は、例えば、金属製の管板である。
図2(b)及び図3(b)に示すように、第1熱交換部H1は、第1伝熱管51と、第1伝熱管51の露出した第1端面F1とさらに有する。第1伝熱管51には冷媒が流れる。第1伝熱管51は、第1端面F1で折り返される。そして、第1熱交換部H1の内部において、複数のフィンを貫通して、各フィンに対して略直交するように延びている。第1伝熱管51の複数の折り返し部分の各々は、湾曲しており、第1端面F1から露出している。
第1端面F1は、所定方向D0に沿って延びている。実施形態1では所定方向D0は鉛直方向である。第1係合部材11は、第1端面F1に取り付けられる。一対の第1係合部材11のうち、一方の第1係合部材11は、第1端面F1の上端に位置し、他方の第1係合部材11は、第1端面F1の下端に位置する。連結部材13は第1端面F1に取り付けられる。第1端面F1は、最外側に位置するフィン面である。
第2熱交換部H2は、第2伝熱管52と、第2伝熱管52の露出した第2端面F2とをさらに有する。第2伝熱管52には冷媒が流れる。第2伝熱管52は、第2端面F2で折り返される。そして、第2熱交換部H2の内部において、複数のフィンを貫通して、各フィンに対して略直交するように延びている。第2伝熱管52の複数の折り返し部分の各々は、湾曲しており、第2端面F2から露出している。第2端面F2は、最外側に位置するフィン面である。
第2端面F2は、所定方向D0に沿って延びている。第2係合部材12は、第2端面F2に取り付けられる。一対の第2係合部材12のうち、一方の第2係合部材12は、第2端面F2の上端に位置し、他方の第2係合部材12は、第2端面F2の下端に位置する。
第1係合部材11と第2係合部材12とは互いに係合する。その結果、第1熱交換部H1と第2熱交換部H2とが連結される。
次に、図4〜図5(c)を参照して、係合部材10を説明する。図4は、係合部材10を示す側面図である。図4に示すように、係合部材10は、所定方向D0に沿って延びる。係合部材10において、連結部材13は、一対の第1係合部材11を連結する。具体的には、一対の第1係合部材11と連結部材13とは単一の部材を構成している。一枚の板をプレス成型することで、一対の第1係合部材11と連結部材13とが形成される。
図5(a)は、図4の領域A3を拡大して示す側面図である。つまり、図5(a)は、第1係合部材11を拡大して示している。図5(b)は、第1係合部材11を示す平面図である。図5(c)は、第1係合部材11を示す斜視図である。
図5(a)〜図5(c)に示すように、第1係合部材11は、第1係合部15と、第1平板部19とを含む。第1平板部19は、平板形状を有し、第1端面F1に対向する。
第1係合部15は、第1方向D1に突出する。第1方向D1は、第1端面F1に交差し、第1端面F1から離れる方向を示す。実施形態1では、第1方向D1は、第1端面F1に対して略直交するとともに、所定方向D0に対して略直交する。
第1係合部15は、第1凹部21と、第1張出部23と、第1爪部25とを含む。第1張出部23は、略平板形状を有し、第1平板部19から第1方向D1に張り出している。第1爪部25は、第1張出部23の先端から、第2係合部材12(図3(b))の側に屈曲している。具体的には、第1爪部25は、第2係合部材12の側に略直角に屈曲している。第1爪部25は、略平板形状を有する。
第1凹部21は、第2方向D2に向かって窪んでいる。第2方向D2は、第1端面F1の長手方向に沿っている。つまり、第2方向D2は、第1端面F1の長手方向に略平行である。第1端面F1の長手方向は、所定方向D0に略平行である。実施形態1では、第2方向D2は鉛直上方を向いている。第1凹部21は、第1張出部23の先端に位置する。
第1係合部材11は、第1突出部17をさらに含む。第1突出部17と第1係合部15とは、所定方向D0に隣り合う。第1突出部17は、第1方向D1に突出する。具体的には、第1突出部17は、第1係合部15の先端に対して第1方向D1に更に突出している。第1突出部17は、第1ベース部27と、第1屈曲部29と、第1孔部31とを含む。
第1ベース部27は、略平板形状を有し、第1平板部19から第1方向に突出する。第1屈曲部29は、第1ベース部27の先端から第2端面F2に向かって屈曲している。具体的には、第1屈曲部29は、第1端面F1に直交する方向に対して傾斜している。更に具体的には、第1屈曲部29と第1ベース部27とが鋭角を形成するように、第1屈曲部29は第1ベース部27に対して屈曲している。第1屈曲部29は、略平板形状を有する。
第1孔部31は、第1ベース部27の先端、つまり、第1屈曲部29の基端に位置する。第1孔部31は、第1突出部17を貫通している。第1孔部31は、第1端面F1の長手方向に沿って延びる長孔を有する。
図5(b)に示すように、第1係合部材11の一部の距離は第1距離L1である。第1距離L1は、第1係合部15の第1爪部25と第1突出部17の第1屈曲部29の先端との間の第1方向D1に沿った距離を示す。換言すれば、第1距離L1は、第1係合部15の第1凹部21と第1突出部17の第1屈曲部29の先端との間の第1方向D1に沿った距離を示す。
次に、図6(a)及び図6(b)を参照して、第2係合部材12を説明する。図6(a)は、第2係合部材12を示す斜視図である。図6(b)は、第2係合部材12を示す側面図である。図6(a)及び図6(b)に示すように、第2係合部材12は、第2係合部37と、第2平板部39とを含む。第2平板部39は、平板形状を有し、第2端面F2に対向する。
第2係合部37は、略平板形状を有し、第2平板部39から、第1方向D1に突出する。第2係合部37は、第1切欠部32と、第2凹部33とを含む。第1切欠部32は、第2端面F2に向かって窪んでいる。第1切欠部32は、開放端41と、開放端41に対向する先端43と、一対の縁45とを有する。
第2凹部33は、第1切欠部32の先端43から第3方向D3に向かって窪んでいる。第3方向D3は、第2方向D2に対して逆向きである。実施形態1では、第3方向D3は鉛直下方を向いている。具体的には、第1切欠部32の先端43は、第3方向D3に延びており、第3方向D3側の端(図中下側の端)と第2方向D2側の端(図中上側の端)とを有する。そして、第2凹部33は、第1切欠部32の先端43の第3方向D3側の端から、第3方向D3に向かって窪んでいる。また、第2凹部33は、第3方向D3側の先端(図中、下側の端)と、第2方向D2側の開放端(図中、上側の端)とを有する。
第1切欠部32の一対の縁45は、互いに対向し、第1切欠部32の先端43に対して第2端面F2から離れるように延びている。以下、説明の便宜上、一対の縁45のうち一方の縁45(図中、上側の縁45)を「第1縁45」と記載し、他方の縁45(図中、下側の縁45)を「第2縁45」と記載する場合がある。第1縁45は、第1切欠部32の先端43から延びる。具体的には、第1縁45は、第1切欠部32の先端43の第2方向D2側の端から延びる。一方、第2縁45は、第2凹部33の開放端の第1方向D1側の端から延びる。
一対の縁45のうちの少なくとも1つの縁45は、第1切欠部32の開放端41が第1切欠部32の先端43に対して広がるように、第2端面F2に直交する方向に対して傾斜している。実施形態1では、一対の縁45は、第1切欠部32の先端43に対して末広がりになるように構成される。一対の縁45のうちの一方の縁45、つまり、第1縁45は、平坦縁47を有する。平坦縁47は第2凹部33と対向する。平坦縁47は、第1切欠部32の先端43から、第2端面F2に略直交する方向に対して略平行に延びている。具体的には、平坦縁47は、第1切欠部32の先端43の第2方向D2側の端から延びている。
第2係合部材12は、第2突出部35をさらに含む。第2突出部35と第2係合部37とは、所定方向D0に隣り合う。第2突出部35は、第2平板部39から、第1方向D1に突出する。具体的には、第2突出部35は、第2係合部37に対して第1方向D1に突き出ている。第2突出部35は、略平板形状を有するとともに、略矩形形状を有する。第2突出部35の先端部に位置する2つの角部は面取りされている。
図6(b)に示すように、第2係合部材12の一部の距離は第2距離L2である。第2距離L2は、第2係合部37の第1切欠部32の開放端41と第2突出部35の先端との間の第1方向D1に沿った距離を示す。第2距離L2は第1距離L1(図5(b)参照)よりも長い。
次に、図2(b)、図3(b)、図5(c)、及び図6(a)を参照して、第1係合部材11と第2係合部材12との係合状態を説明する。図2(b)及び図3(b)に示すように、第1係合部材11の第1爪部25が、第2係合部材12の第1切欠部32に嵌まり込んでいる。その結果、図5(c)に示す第1係合部材11の第1凹部21と、図6(a)に示す第2係合部材12の第2凹部33とは係合する。加えて、第1凹部21は第2方向D2に窪んでおり、第2凹部33は第2方向D2と逆の第3方向D3に窪んでいる。
従って、実施形態1によれば、第1凹部21が第2凹部33から第2方向D2に交差する方向に脱離することと、第2凹部33が第1凹部21から第2方向D2に交差する方向に脱離することとを抑制できる。その結果、第1係合部材11の取り付けられた第1熱交換部H1が第2方向D2に交差する方向に移動することと、第2係合部材12の取り付けられた第2熱交換部H2が第2方向D2に交差する方向に移動することとを規制できる。
換言すれば、第1熱交換部H1及び第2熱交換部H2の位置決めの精度の低下を抑制できる。第2方向D2に交差する方向は、例えば、第2方向D2に直交する方向である。例えば、実施形態1では、第2方向D2は鉛直方向に略平行であるため、第1熱交換部H1及び第2熱交換部H2の水平方向の位置決めの精度の低下を抑制できる。
また、図3(b)に示すように、第2係合部材12の第1切欠部32に、第1係合部材11の第1爪部25が嵌まっている。従って、第1係合部15が、第2係合部37から第2方向D2及び第3方向D3に脱離することを抑制できる。その結果、第1熱交換部H1及び第2熱交換部H2の位置決めの精度の低下を更に抑制できる。例えば、実施形態1では、第2方向D2は鉛直方向に略平行であるため、第1熱交換部H1及び第2熱交換部H2の鉛直方向の位置決めの精度の低下を抑制できる。
特に、図6(b)に示すように、第1切欠部32の一方の縁45は平坦縁47を有する。従って、縁45の全領域が傾斜している場合と比較して、第1凹部21と第2凹部33とが一旦係合した後に、第1凹部21が第2凹部33から外れることを抑制できる。
さらに、図2(b)及び図3(b)に示すように、第2係合部材12の第2突出部35は、第1係合部材11の第1孔部31に挿入されている。従って、第2突出部35が第2方向D2及び第3方向D3に脱離することを抑制できる。例えば、実施形態1では、第2方向D2は鉛直方向に略平行であるため、第1熱交換部H1及び第2熱交換部H2の鉛直方向の位置決めの精度の低下を更に抑制できる。
次に、図7(a)〜図8を参照して、第1係合部材11と第2係合部材12との係合の手順を説明する。図7(a)は、第1係合部材11と第2係合部材12との係合前の状態を示す斜視図である。図7(b)は、第1係合部材11と第2係合部材12との係合前の状態を示す側面図である。図7(c)は、第1係合部材11と第2係合部材12との係合前の状態を示す平面図である。図8は、第1係合部材11と第2係合部材12との係合後の状態を示す側面図である。
図7(a)〜図7(c)に示すように、第1係合部材11と第2係合部材12とを係合する際に、第1端面F1と第2端面F2との差Lが小さくなると、まず、第2係合部材12の第2突出部35の先端が、第1係合部材11の第1屈曲部29の内面に当接する。第2突出部35の先端が第1屈曲部29の内面に当接した時点では、第1係合部材11の第1爪部25は第2係合部材12の第1切欠部32に嵌まり込んでいない。従って、第1係合部材11の第1凹部21と第2係合部材12の第2凹部33とは係合していない。第2係合部材12での第2距離L2(図6(b)参照)が第1係合部材11での第1距離L1(図5(b)参照)よりも長いからである。
そして、第1端面F1と第2端面F2との差Lが更に小さくなると、第2突出部35の先端が第1屈曲部29の内面に沿って第1孔部31に向かって案内される。つまり、第2突出部35の先端が傾斜方向D4に案内される。その結果、第1熱交換部H1の側面SF1と第2熱交換部H2の側面SF2とが接近する。側面SF1と側面SF2とは対向している。傾斜方向D4は、第1屈曲部29の傾斜と略同一である。
第2突出部35の先端が傾斜方向D4に更に案内されると、図8に示すように、第2突出部35が第1孔部31に挿入される。第2突出部35が第1孔部31に挿入されている状態では、第1熱交換部H1の側面SF1と第2熱交換部H2の側面SF2とは、隣接しているか、又は、接触している。
実施形態1によれば、第1屈曲部29が第2突出部35を傾斜方向D4に案内するため、第2突出部35を第1孔部31に容易に挿入できる。例えば、第1熱交換部H1の側面SF1と第2熱交換部H2の側面SF2とに多少の間隔がある場合でも、第1屈曲部29が第2突出部35を傾斜方向D4に案内することにより、第2突出部35を第1孔部31に容易に挿入できる。
特に、第2距離L2を第1距離L1よりも長くして、第1爪部25が第1切欠部32に嵌まり込む前に、第2突出部35の第1孔部31への案内を開始できる。その結果、第2突出部35の第1孔部31への案内に伴って、第1爪部25が第1切欠部32に嵌まり込むように、第1爪部25を案内できる。
すなわち、図7(a)〜図7(c)及び図8に示すように、第2突出部35の先端が傾斜方向D4に案内される過程において、第1爪部25が第2係合部37の第1切欠部32に嵌まり込み、第1切欠部32の縁45によって、第1爪部25及び第1凹部21が第1切欠部32の先端43に向かって案内される。その結果、第1爪部25が第1切欠部32の先端43に当接するとともに、第1凹部21と第2凹部33とが係合する。
特に、図8に示すように、第1切欠部32の少なくとも1つの縁45は、第1切欠部32の開放端41が広がるように、第2端面F2に直交する方向に対して傾斜している。従って、実施形態1によれば、第1係合部15が、第1切欠部32に対して第4方向D4Aに多少ずれていた場合でも、第1切欠部32の縁45によって、第1爪部25を第1切欠部32の先端43まで容易に案内できる。第4方向D4Aは、第1端面F1及び第2端面F2の長手方向に略平行である。
例えば、第1係合部15が、第1切欠部32に対して第4方向D4Aの一側W1にずれていた場合は、一対の縁45の一側W1の縁45が、第1爪部25及び第1凹部21を第1切欠部32の先端43に向かって案内する。例えば、第1係合部15が、第1切欠部32に対して第4方向D4Aの他側W2にずれていた場合は、一対の縁45の他側W2の縁45が、第1爪部25及び第1凹部21を第1切欠部32の先端43に向かって案内する。
次に、図9〜図11(b)を参照して、熱交換器9の製造装置400及び製造方法を説明する。図9は、熱交換器9の製造装置400を示す斜視図である。図10は、製造装置400を示す側面図である。図11(a)は、製造装置400により曲げられている途中の熱交換器9を示す側面図である。図11(b)は、製造装置400により曲げられている途中の熱交換器9の一部を拡大して示す斜視図である。
図9及び図10に示すように、製造装置400は、平板状の第1挟持部402と、平板状の可動部404と、第2挟持部406とを備える。図11(a)に示すように、製造装置400は、熱交換器9の曲げ機として機能する。熱交換器9の製造方法は、工程S1〜工程S7を含む。
図9及び図10に示すように、工程S1において、第1挟持部402と可動部404とが、水平に設置される。
次に、工程S3において、第1熱交換部H1と第2熱交換部H2とが、第1挟持部402上及び可動部404上に重ねて設置される。工程S3は、「設置工程」の一例に相当する。
具体的には、第1熱交換部H1及び第2熱交換部H2の各々は、扁平な略平板形状を有するとともに、略矩形形状を有する。
第1熱交換部H1は、第1伝熱管51の露出した第1端面F1と、第1反対端面f1と、一対の第1直交端面G1とを有する。第1反対端面f1と第1端面F1とで複数のフィンを挟んでおり、第1反対端面f1は、第1端面F1の反対側に位置する。第1反対端面f1は第1端面F1に略平行である。一対の第1直交端面G1は、略平行であり、第1端面F1に直交する。第2挟持部406は、第1端面F1の長手方向LDに沿って延びている。
第2熱交換部H2は、第2伝熱管52の露出した第2端面F2と、第2反対端面f2と、一対の第2直交端面G2とを有する。第2反対端面f2と第2端面F2とで複数のフィンを挟んでおり、第2反対端面f2は、第2端面F2の反対側に位置する。第2反対端面f2は第2端面F2に略平行である。一対の第2直交端面G2は、略平行であり、第2端面F2に直交する。
第1端面F1に直交する方向における第1熱交換部H1の長さは、第2端面F2に直交する方向における第2熱交換部H2の長さよりも長い。つまり、第1直交端面G1の長さは、第2直交端面G2の長さよりも長い。
そして、工程S3では、第1熱交換部H1の第1反対端面f1と第2熱交換部H2の第2反対端面f2とが面一になるように、かつ、第1熱交換部H1の第1直交端面G1と第2熱交換部H2の第2直交端面G2とが面一になるように、第1熱交換部H1と第2熱交換部H2とが、第1挟持部402上及び可動部404上に重ねて設置される。第1端面F1と第2端面F2とは略平行である。
次に、工程S5において、第1挟持部402と第2挟持部406とは、第1熱交換部H1と第2熱交換部H2とを挟み、第1熱交換部H1及び第2熱交換部H2を固定する。
次に、図11(a)に示すように、工程S7において、可動部404は、第1端面F1の長手方向LD(図9)に沿って、第1熱交換部H1と第2熱交換部H2とを所定箇所P1で曲げる。工程S7は、「曲げ工程」の一例に相当する。
具体的には、第1熱交換部H1及び第2熱交換部H2が曲がるにつれて、第1端面F1と第2端面F2との差L(図10参照)が小さくなる。そして、図11(b)に示すように、第2係合部材12の第2突出部35が第1係合部材11の第1屈曲部29に接近し、更に、第2突出部35が第1屈曲部29に案内されて第1孔部31に挿入される。一方、第2突出部35が第1屈曲部29に案内される過程において、第1爪部25が第1切欠部32に嵌まり込み、更に、第1凹部21と第2凹部33とが係合する。
工程S7の完了によって、第1熱交換部H1と第2熱交換部H2とが曲げられるとともに、第1係合部材11と第2係合部材12とが係合する。その結果、第1熱交換部H1と第2熱交換部H2とが連結されて、熱交換器9が製造される。なお、可動部404は、例えば、第1熱交換部H1及び第2熱交換部H2を略U字状又は略L字状に曲げる。
以上、図9〜図11(b)を参照して説明したように、実施形態1に係る熱交換器9の製造方法よれば、第1熱交換部H1及び第2熱交換部H2を曲げる際に、第1係合部材11及び第2係合部材12を使用して、第1熱交換部H1及び第2熱交換部H2を連結している。その結果、第1熱交換部H1と第2熱交換部H2との間に多少の位置ずれがあった場合でも、第1係合部材11と第2係合部材12との係合が進行するに従って位置ずれが修正されて、第1熱交換部H1と第2熱交換部H2とを容易に連結できる。
(実施形態2)
図12(a)及び図12(b)を参照して、本発明の実施形態2に係る熱交換器9を説明する。実施形態2に係る熱交換器9の第2係合部材12Aが突起部75を有する点で、実施形態2は実施形態1と異なる。以下、実施形態2が実施形態1と異なる点を主に説明する。
図12(a)は、実施形態2に係る第2係合部材12Aを示す斜視図である。図12(b)は、第1係合部材11及び第2係合部材12Aを示す斜視図である。図12(a)に示すように、第2係合部材12Aの第2突出部35Aは突起部75を有する。突起部75は、第2突出部35Aの先端から第2方向D2に突起する。突起部75は、略三角形状である。
図12(b)に示すように、第2突出部35Aが第1孔部31に挿入されると、突起部75が第1ベース部27の先端に引っ掛かる。その結果、実施形態2によれば、第2突出部35Aが第1孔部31から脱離することを更に抑制できる。なお、第2係合部材12Aのその他の構成は、実施形態1に係る第2係合部材12の構成と同様である。第2係合部材12Aは、例えば、金属製の管板である。
(実施形態3)
図13(a)及び図13(b)を参照して、本発明の実施形態3に係る熱交換器9を説明する。実施形態3に係る熱交換器9の第2係合部材12Bがテーパー形状を有する点で、実施形態3は実施形態1と異なる。以下、実施形態3が実施形態1と異なる点を主に説明する。
図13(a)は、実施形態3に係る第2係合部材12Bを示す斜視図である。図13(b)は、第2係合部材12Bを示す側面図である。図13(a)及び図13(b)に示すように、第2係合部材12Bの第2突出部35Bは、テーパー形状を有する。従って、実施形態3によれば、第2突出部35Bを第1孔部31(図5)に更に円滑に案内できる。なお、第2係合部材12Bのその他の構成は、実施形態1に係る第2係合部材12の構成と同様である。第2係合部材12Bは、例えば、金属製の管板である。
(実施形態4)
図14〜図15(b)を参照して、本発明の実施形態4に係る熱交換器9Aを説明する。実施形態4に係る熱交換器9Aが、第3熱交換部H3を有する点で、実施形態4は実施形態1と異なる。以下、実施形態4が実施形態1と異なる点を主に説明する。
まず、図14を参照して、実施形態4に係る熱交換器9Aを説明する。図14は、熱交換器9Aの一部を示す斜視図である。図14に示すように、熱交換器9Aは、実施形態1に係る熱交換器9の構成に加えて、第3熱交換部H3をさらに備える。
第3熱交換部H3は第2熱交換部H2に隣接する。そして、第3熱交換部H3は、第2熱交換部H2よりも、第1熱交換部H1から離れた位置に配置される。第2熱交換部H2は第1熱交換部H1と第3熱交換部H3との間に配置される。図面の簡略化のために図示を省略したが、第3熱交換部H3は、第2熱交換部H2に沿って曲がっている。そして、第2熱交換部H2と第3熱交換部H3とは、互いに重なるように設置される。なお、第3熱交換部H3は、第1熱交換部H1と同様に、複数のフィン(不図示)を有する。
第3熱交換部H3は、一対の第3係合部材73をさらに備える。また、熱交換器9Aは、実施形態1に係る一対の第2係合部材12に代えて、一対の第2係合部材12Cを備える。一対の第2係合部材12Cは互いに分離されている。第2係合部材12A及び第3係合部材73の各々は、例えば、金属製の管板である。
次に、図14、図15(a)及び図15(b)を参照して、第3熱交換部H3、第2係合部材12C、及び第3係合部材73を説明する。図15(a)は、第1係合部材11と第2係合部材12Cと第3係合部材73とを示す斜視図である。図15(a)は、説明の便宜のため、第2係合部材12Cが第1係合部材11及び第3係合部材73と係合する前の状態を示している。図15(b)は、第2係合部材12Cを示す斜視図である。
図14及び図15(a)に示すように、第3熱交換部H3は、第3伝熱管53と、第3伝熱管53の露出した第3端面F3とをさらに有する。第3伝熱管53には冷媒が流れる。第3伝熱管53は、第3端面F3で折り返される。そして、第3熱交換部H3の内部において、複数のフィンを貫通して、各フィンに対して略直交するように延びている。第3伝熱管53の複数の折り返し部分の各々は、湾曲しており、第3端面F3から露出している。第3端面F3は、最外側に位置するフィン面である。
第3端面F3は、所定方向D0に沿って延びている。第3係合部材73は、第3端面F3に取り付けられる。一対の第3係合部材73のうち、一方の第3係合部材73は、第3端面F3の上端に位置し、他方の第3係合部材73は、第3端面F3の下端に位置する。
第3係合部材73と第2係合部材12Cとは互いに係合する。その結果、第3熱交換部H3と第2熱交換部H2とが連結される。加えて、実施形態1と同様に、第2係合部材12Cと第1係合部材11とは互いに係合する。その結果、第2熱交換部H2と第1熱交換部H1とが連結される。
図15(a)に示すように、第3係合部材73は、第3係合部37bと、第3平板部39bとを含む。第3平板部39bは、平板形状を有し、第3端面F3に対向する。
第3係合部37bは、略平板形状を有し、第3平板部39bから、第1方向D1に突出する。第3係合部37bは、第2切欠部32bと、第3凹部33bとを含む。第2切欠部32bは、第3端面F3に向かって窪んでいる。
第2切欠部32bは、開放端41と、開放端41に対向する先端43と、一対の縁45とを有する。
第3凹部33bは、第2切欠部32bの先端43から第3方向D3に向かって窪んでいる。具体的には、第2切欠部32bの先端43は、第3方向D3に延びており、第3方向D3側の端(図中下側の端)と第2方向D2側の端(図中上側の端)とを有する。そして、第3凹部33bは、第2切欠部32bの先端43の第3方向D3側の端から、第3方向D3に向かって窪んでいる。また、第3凹部33bは、第3方向D3側の先端(図中、下側の端)と、第2方向D2側の開放端(図中、上側の端)とを有する。
第2切欠部32bの一対の縁45は、互いに対向し、第2切欠部32bの先端43に対して第3端面F3から離れるように延びている。以下、説明の便宜上、一対の縁45のうち一方の縁45(図中、上側の縁45)を「第1縁45」と記載し、他方の縁45(図中、下側の縁45)を「第2縁45」と記載する場合がある。第1縁45は、第2切欠部32bの先端43から延びる。具体的には、第1縁45は、第2切欠部32bの先端43の第2方向D2側の端から延びる。一方、第2縁45は、第3凹部33bの開放端の第1方向D1側の端から延びる。
一対の縁45のうちの少なくとも1つの縁45は、第2切欠部32bの開放端41が第2切欠部32bの先端43に対して広がるように、第3端面F3に直交する方向に対して傾斜している。実施形態4では、一対の縁45は、第2切欠部32bの先端43に対して末広がりとなるように構成される。一対の縁45のうちの一方の縁45、つまり、第1縁45は、平坦縁47を有する。平坦縁47は第3凹部33bと対向する。平坦縁47は、第2切欠部32bの先端43から、第3端面F3に略直交する方向に対して略平行に延びている。具体的には、平坦縁47は、第2切欠部32bの先端43の第2方向D2側の端から延びている。
第3係合部材73は、第3突出部35bをさらに含む。第3突出部35bと第3係合部37bとは、所定方向D0に隣り合う。第3突出部35bは、第3平板部39bから、第1方向D1に突出する。具体的には、第3突出部35bは、第3係合部37bに対して第1方向D1に突き出ている。第3突出部35bは、略平板形状を有するとともに、略矩形形状を有する。第3突出部35bの先端部に位置する2つの角部は面取りされている。
次に、図15(a)及び図15(b)を参照して、第2係合部材12Cを説明する。図15(a)及び図15(b)に示すように、第2係合部材12Cは、実施形態1に係る第2係合部材12の構成に加えて、第4係合部15aを含む。第4係合部15aは、第1方向D1に突出する。第4係合部15aは、第4凹部21aと、第2張出部23aと、第2爪部25aとを含む。第2張出部23aは、略平板形状を有し、第2平板部39から第1方向D1に張り出している。第2爪部25aは、第2張出部23aの先端から、第3係合部材73の側に屈曲している。具体的には、第2爪部25aは、第3係合部材73の側に略直角に屈曲している。第2爪部25aは、略平板形状を有する。
第4凹部21aは、第2方向D2に向かって窪んでいる。第4凹部21aは、第2張出部23aの先端に位置する。
第2係合部材12Cは、第4突出部17aをさらに含む。第4突出部17aと第4係合部15aとは、所定方向D0に隣り合う。第4突出部17aは、第1方向D1に突出する。具体的には、第4突出部17aは、第4係合部15aの先端に対して第1方向D1に更に突出している。第4突出部17aは、第2ベース部27aと、第2屈曲部29aと、第2孔部31aとを含む。
第2ベース部27aは、略平板形状を有し、第2平板部39から第1方向に突出する。第2屈曲部29aは、第2ベース部27aの先端から第3端面F3に向かって屈曲している。具体的には、第2屈曲部29aは、第2端面F2に直交する方向に対して傾斜している。更に具体的には、第2屈曲部29aと第2ベース部27aとが鋭角を形成するように、第2屈曲部29aは第2ベース部27aに対して屈曲している。第2屈曲部29aは、略平板形状を有する。
第2孔部31aは、第2ベース部27aの先端、つまり、第2屈曲部29aの基端に位置する。第2孔部31aは、第4突出部17aを貫通している。第2孔部31aは、第2端面F2の長手方向に沿って延びる長孔を有する。
以上、図14、図15(a)、及び図15(b)を参照して説明したように、第2係合部材12Cの第4係合部15aの構成は、実施形態1に係る第1係合部材11の第1係合部15の構成と同様である。加えて、第3係合部材73の第3係合部37bの構成は、実施形態1に係る第2係合部材12の第2係合部37の構成と同様である。従って、第1係合部15及び第2係合部37と同様に、第4係合部15aと第3係合部37bとが係合する。つまり、第4係合部15aの第4凹部21aと第3係合部37bの第3凹部33bとが係合する。
従って、実施形態4によれば、第1凹部21と第2凹部33との係合の効果と同様に、第2熱交換部H2及び第3熱交換部H3の位置決めの精度の低下を抑制できる。加えて、第2係合部材12Cは第2凹部33を有しているため、実施形態1と同様に、第1熱交換部H1及び第2熱交換部H2の位置決めの精度の低下を抑制できる。
また、第2係合部材12Cの第4突出部17aの構成は、実施形態1に係る第1係合部材11の第1突出部17の構成と同様である。加えて、第3係合部材73の第3突出部35bの構成は、実施形態1に係る第2係合部材12の第2突出部35の構成と同様である。従って、第1突出部17及び第2突出部35と同様に、第3突出部35bが第4突出部17aに挿入される。つまり、第3突出部35bが第4突出部17aの第2孔部31aに挿入される。
従って、実施形態4によれば、第2突出部35の第1孔部31への挿入の効果と同様に、第2熱交換部H2及び第3熱交換部H3の位置決めの精度の低下を抑制できる。加えて、第2係合部材12Cは第2突出部35を有しているため、実施形態1と同様に、第1熱交換部H1及び第2熱交換部H2の位置決めの精度の低下を抑制できる。
さらに、実施形態4によれば、第2屈曲部29aが第3突出部35bを第2孔部31aまで案内する。その結果、例えば、第2熱交換部H2の側面と第3熱交換部H3の側面とに多少の間隔がある場合でも、第3突出部35bを第2孔部31aに容易に挿入できる。
なお、実施形態4では、第2係合部材12Cが第1係合部材11と同様の構成及び機能を有しており、第3係合部材73が実施形態1に係る第2係合部材12と同様の構成及び機能を有している。例えば、第2係合部材12Cは、第1係合部材11と同様の第1距離L1(図5(b)参照)を有し、第3係合部材73は、実施形態1に係る第2係合部材12と同様の第2距離L2(図6(b)参照)を有する。
以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である(例えば、下記に示す(1)、(2))。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質、形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
(1)実施形態1〜実施形態4の熱交換器9及び熱交換器9Aは、空気調和機100への適用に限定されない。例えば、熱交換器9及び熱交換器9Aは、ヒートポンプ式の給湯機の室外機、ヒートポンプ式の洗濯機の乾燥装置、又は、除湿機に適用できる。
(2)実施形態4では、3つの熱交換部(第1熱交換部H1〜第3熱交換部H3)を備えたが、第2係合部材12Cを追加することにより、4つ以上の熱交換部を連結できる。
本明細書は、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)
本願に開示する熱交換器の製造方法を実行することで、前記熱交換器が製造される。前記熱交換器は、第1伝熱管と、前記第1伝熱管の露出した第1端面と、前記第1端面の反対側に位置する第1反対端面と、前記第1端面に直交する一対の第1直交端面とを有する平板状の第1熱交換部と、前記第1端面に取り付けられる第1係合部材と、第2伝熱管と、前記第2伝熱管の露出した第2端面と、前記第2端面の反対側に位置する第2反対端面と、前記第2端面に直交する一対の第2直交端面とを有する平板状の第2熱交換部と、前記第2端面に取り付けられる第2係合部材とを備える。前記第1係合部材は、第1方向に突出する第1係合部を含む。前記第1方向は、前記第1端面に交差し、前記第1端面から離れる方向を示す。前記第2係合部材は、前記第1方向に突出する第2係合部を含む。前記第1係合部は、第2方向に向かって窪んでいる第1凹部を含む。前記第2方向は、前記第1端面の長手方向に沿っている。前記第2係合部は、前記第2端面に向かって窪んでおり、開放端と前記開放端に対向する先端とを有する第1切欠部と、前記第1切欠部の前記先端から第3方向に向かって窪んでいる第2凹部とを含む。前記第3方向は、前記第2方向に対して逆向きである。前記第1端面に直交する方向における前記第1熱交換部の長さは、前記第2端面に直交する方向における前記第2熱交換部の長さよりも長い。
上記の熱交換器の製造方法は、設置工程と、曲げ工程とを含む。設置工程においては、前記第1熱交換部の前記第1反対端面と前記第2熱交換部の前記第2反対端面とが面一になるように、かつ、前記第1熱交換部の前記第1直交端面と前記第2熱交換部の前記第2直交端面とが面一になるように、前記第1熱交換部と前記第2熱交換部とを重ねて設置する。曲げ工程においては、前記第1端面の前記長手方向に沿って、前記第1熱交換部と前記第2熱交換部とを所定箇所で曲げる。前記曲げ工程において、前記第1凹部と前記第2凹部とが係合する。
(付記2)
本願に開示する熱交換器の製造方法において、前記第1係合部材は、前記第1方向に突出する第1突出部をさらに含む。前記第1突出部は、前記第1方向に突出する第1ベース部と、前記第1ベース部の先端から前記第2端面に向かって屈曲している第1屈曲部と、前記第1ベース部の前記先端に位置し、前記第1突出部を貫通する第1孔部とを含む。前記第1屈曲部は、前記第2端面に直交する方向に対して傾斜している。前記第2係合部材は、前記第1方向に突出する第2突出部をさらに含む。前記曲げ工程において、前記第2突出部は、前記第1屈曲部に案内されて前記第1孔部に挿入される。
本発明は、熱交換器を提供するものであり、産業上の利用可能性を有する。
9、9A 熱交換器
11 第1係合部材
12、12A〜12C 第2係合部材
15 第1係合部
15a 第4係合部
17 第1突出部
17a 第4突出部
21 第1凹部
21a 第4凹部
27 第1ベース部
27a 第2ベース部
29 第1屈曲部
29a 第2屈曲部
31 第1孔部
31a 第2孔部
32 第1切欠部
32b 第2切欠部
33 第2凹部
33b 第3凹部
35、35A、35B 第2突出部
35b 第3突出部
37 第2係合部
37b 第3係合部
51 第1伝熱管
52 第2伝熱管
53 第3伝熱管
73 第3係合部材
75 突起部
H1 第1熱交換部
H2 第2熱交換部
H3 第3熱交換部

Claims (7)

  1. 第1伝熱管と、前記第1伝熱管の露出した第1端面とを有し、所定箇所で曲がっている第1熱交換部と、
    前記第1端面に取り付けられる第1係合部材と、
    第2伝熱管と、前記第2伝熱管の露出した第2端面とを有し、前記第1熱交換部に沿って曲がっている第2熱交換部と、
    前記第2端面に取り付けられる第2係合部材と
    を備え、
    前記第1係合部材は、第1方向に突出する第1係合部を含み、
    前記第1方向は、前記第1端面に交差し、前記第1端面から離れる方向を示し、
    前記第1係合部は、第2方向に向かって窪んでいる第1凹部を含み、
    前記第2方向は、前記第1端面の長手方向に沿っており、
    前記第2係合部材は、前記第1方向に突出する第2係合部を含み、
    前記第2係合部は、
    前記第2端面に向かって窪んでおり、開放端と前記開放端に対向する先端とを有する第1切欠部と、
    前記第1切欠部の前記先端から第3方向に向かって窪んでいる第2凹部と
    を含み、
    前記第3方向は、前記第2方向に対して逆向きであり、
    前記第1凹部と前記第2凹部とは係合する、熱交換器。
  2. 前記第2係合部の前記第1切欠部は、互いに対向する一対の縁を有し、
    前記一対の縁は、前記第1切欠部の前記先端に対して前記第2端面から離れるように延びており、
    前記一対の縁のうちの少なくとも1つの縁は、前記第1切欠部の前記開放端が前記第1切欠部の前記先端に対して広がるように、前記第2端面に直交する方向に対して傾斜している、請求項1に記載の熱交換器。
  3. 前記第1係合部材は、前記第1方向に突出する第1突出部をさらに含み、
    前記第1突出部は、
    前記第1方向に突出する第1ベース部と
    前記第1ベース部の先端から前記第2端面に向かって屈曲している第1屈曲部と、
    前記第1ベース部の前記先端に位置し、前記第1突出部を貫通する第1孔部と
    を含み、
    前記第1屈曲部は、前記第2端面に直交する方向に対して傾斜しており、
    前記第2係合部材は、前記第1方向に突出する第2突出部をさらに含み、
    前記第2突出部は、前記第1孔部に挿入されている、請求項1又は請求項2に記載の熱交換器。
  4. 前記第2係合部材での第2距離は、前記第1係合部材での第1距離よりも長く、
    前記第1距離は、前記第1係合部の前記第1凹部と前記第1突出部の前記第1屈曲部の先端との間の前記第1方向に沿った距離を示し、
    前記第2距離は、前記第2係合部の前記第1切欠部の前記開放端と前記第2突出部の先端との間の前記第1方向に沿った距離を示す、請求項3に記載の熱交換器。
  5. 前記第2突出部は、前記第2突出部の先端から前記第2方向に突起する突起部を有するか、又は、テーパー形状を有する、請求項3又は請求項4に記載の熱交換器。
  6. 第3伝熱管と、前記第3伝熱管の露出した第3端面とを有し、前記第2熱交換部に沿って曲がっている第3熱交換部と、
    前記第3端面に取り付けられる第3係合部材と
    をさらに備え、
    前記第3係合部材は、前記第1方向に突出する第3係合部を含み、
    前記第3係合部は、
    前記第3端面に向かって窪んでおり、開放端と前記開放端に対向する先端とを有する第2切欠部と、
    前記第2切欠部の前記先端から前記第3方向に向かって窪んでいる第3凹部と
    を含み、
    前記第2係合部材は、前記第1方向に突出する第4係合部をさらに含み、
    前記第4係合部は、前記第2方向に向かって窪んでいる第4凹部を含み、
    前記第3凹部と前記第4凹部とは係合する、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の熱交換器。
  7. 前記第3係合部材は、前記第1方向に突出する第3突出部をさらに含み、
    前記第2係合部材は、前記第1方向に突出する第4突出部をさらに含み、
    前記第4突出部は、
    前記第1方向に突出する第2ベース部と
    前記第2ベース部の先端から前記第3端面に向かって屈曲している第2屈曲部と、
    前記第2ベース部の前記先端に位置し、前記第2ベース部を貫通する第2孔部と
    を含み、
    前記第2屈曲部は、前記第3端面に直交する方向に対して傾斜しており、
    前記第3突出部は、前記第2孔部に挿入されている、請求項6に記載の熱交換器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024016664A1 (zh) * 2022-07-22 2024-01-25 青岛海尔空调器有限总公司 用于换热器的换热器管板、换热器及空调器

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