JP2020200995A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器の耐食性を向上させる。【解決手段】熱交換器では、複数のフィンと、伝熱管３０とを備えている。複数のフィンは、穴が形成されている。伝熱管３０は、複数のフィンの穴を通過し、フィンと一体化している。フィンは、基板２０と、有機物層２５とを有している。基板２０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、穴が形成され、穴の周縁部から伝熱管３０の長手方向に延びるフィンカラー１６を有する。有機物層２５は、少なくともフィンカラー１６の端面１６ａに配置されている。フィンカラーの端面１６ａにおける有機物層の膜厚は、１０μｍ以上、２５０μｍ以下である。【選択図】図７Ａ

Description

本開示は、熱交換器に関する。

空気調和装置の熱交換器に用いられるアルミニウムフィンでは、アルミニウムの耐食性を向上させるために、アルミニウム基材の表面に耐食性塗膜層を形成することが行われている。（たとえば、特許文献１（特開２０１０−２２３５１４号公報）参照。）

従来、アルミニウム基材に耐食性塗布層を形成後に、それをフィンの大きさに切断することがある。そうすると、切断面に関しては、耐食性塗布層が形成されておらず、塗布層が形成されていない部分が熱交換器の表面に出ることになる。塩害が著しい地域では、耐食性塗布層が形成されていない部分が表面に出ていると、その部分から腐食が進行していく恐れがある。

第１観点の熱交換器は、複数のフィンと、伝熱管とを備えている。複数のフィンは、穴が形成されている。伝熱管は、複数のフィンの穴を通過し、フィンと一体化している。フィンは、基板と、有機物層とを有している。基板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、穴が形成され、穴の周縁部から伝熱管の長手方向に延びるフィンカラーを有する。有機物層は、少なくともフィンカラーの端面に配置されている。フィンカラーの端面における有機物層の膜厚は、１０μｍ以上、２５０μｍ以下である。

第１観点の熱交換器は、少なくともフィンカラーの端面に有機物層が配置されているので、基板の腐食が抑えられる。

第２観点の熱交換器は、第１観点の熱交換器のフィンであって、複数のフィンは、所定のフィンピッチ（ＦＰ）で並んでいる。フィンカラーは、第１部と、第２部とを有している。第１部は、伝熱管に接触している。第２部は、第１部の穴の周縁部の側とは反対側から、伝熱管から離れるように延びる。フィンカラーの端面は、第２部の先端の面である。伝熱管の中心線を含む面で切断したときの断面視において、第２部の長さ（Ｌ１）と、フィンピッチ（ＦＰ）とが、式１：Ｌ１＜０．５×ＦＰを満たす。

第２観点の熱交換器は、第２部の長さ（Ｌ１）が短いので、フィンカラーの端面に有機物層を配置しやすくなる。

第３観点の熱交換器は、第１観点又は第２観点の熱交換器であって、フィンカラーは、第１部と、第２部とを有している。第１部は、伝熱管に接触している。第２部は、第１部の穴の周縁部の側とは反対側から、伝熱管から離れるように延びる。フィンカラーの端面は、第２部の先端の面である。伝熱管の中心線を含む面で切断したときの断面視において、第２部の長さ（Ｌ１）と、基板の厚み（Ｔ）とが、式１：Ｌ１＜８×Ｔを満たす。

第３観点の熱交換器は、第２部の長さ（Ｌ１）が短いので、フィンカラーの端面に有機物層を配置しやすくなる。

第４観点の熱交換器は、第１観点〜第３観点のいずれかの熱交換器であって、有機物層は、基板の風上側の端面にも配置されている。

第４観点の熱交換器は、基板の風上側の端面にも有機物層が配置されているので、基板の腐食が抑えられる。

第５観点の熱交換器は、第４観点の熱交換器であって、基板の風上側の端面における有機物層の膜厚は、１０μｍ以上、２５０μｍ以下である。

第６観点の熱交換器は、第１観点〜第５観点のいずれかの熱交換器であって、有機物層は、基板の風上側の端面から連続する基板の表面にも配置されている。

第６観点の熱交換器は、基板の風上側の端面から連続する基板の表面にも有機物層が配置されているので、基板の腐食が抑えられる。

第７観点の熱交換器は、第１観点〜第６観点のいずれかの熱交換器であって、有機物層は、厚みが５μｍ以上、９５μｍ以下である疎水性の第１有機物層、を有する。

第７観点の熱交換器は、有機物層が、疎水性の第１有機物層を有するので、熱交換器を凝縮器として用いたときに、腐食が抑制される。

第８観点の熱交換器は、第７観点の熱交換器であって、第１有機物層は、ポリウレタン系、アクリル系、フッ素系、および、ポリエステル系のグループの中から選択した１の樹脂または組み合わせである。

第９観点の熱交換器は、第７観点の熱交換器であって、第１有機物層は、ポリウレタン系樹脂である。

第９観点の熱交換器は、第１有機物層として、ポリウレタン系樹脂を用いているので、耐候性に優れている。

第１０観点の熱交換器は、第７観点〜第９観点のいずれかの熱交換器であって、有機物層は、第１有機物層と基板との間に位置する第２有機物層、をさらに有する。第２有機物層は、疎水性のエポキシ系またはエポキシジンク系樹脂である。

第１０観点の熱交換器のフィンにおける第２有機物層は、第１有機物層と基板との接着性を改善する。

空気調和装置の冷媒回路図。 室外機の概略を示す上面図。 室外機の概略を示す前面図。 熱交換器の後面図。 熱交換器のフィン１０ａ〜１０ｃの配列を示す平面図。 熱交換器のフィン１０ａの平面模式図。 熱交換器のフィン１０ａの有機物層２５の構成を模式的に示す断面図。 熱交換器のフィン１０ａの断面模式図。 熱交換器のフィンカラー１６の断面模式図（有機物層の図示は省略）。 熱交換器のフィン１０の製造方法を示すフローチャート。 熱交換器のフィン１１０ａの断面模式図。 熱交換器のフィンカラー１１６の断面模式図（有機物層の図示は省略）。

（１）全体構成
空気調和装置１００の冷媒回路を、図１に示す。また、空気調和装置１００の室外機５０の概略を、図２Ａ、２Ｂに示す。図２Ａは、室外機５０を上から見た上面図である。図２Ｂは、前から見た前面図である。図には、適宜、前、後、右、左、上、下の向きを矢印で記入してある。

本実施形態の空気調和装置１００の冷媒回路は、図１に示すように、圧縮機１と、熱交換器４（凝縮器）と、膨張弁５と、熱交換器６（蒸発器）とを備えている。本実施形態の室外機５０は、仕切り板８によって、図２Ａの右側の機械室と、左側の熱交換室とに分けられている。機械室には、圧縮機１と膨張弁５とが配置されている。熱交換室には、熱交換器４（凝縮器）と、熱交換器４に空気を送るファン３とが配置されている。本実施形態の室内機（図示せず）は、熱交換器６（蒸発器）と、熱交換器６に空気を送るファン７とを有している。本実施形態においては、２つの熱交換器において、冷媒の流れを変更して、凝縮器と蒸発器とを切り換えて用いることは無い。言い換えると、本実施形態の空気調和装置は、冷房専用機である。

本実施形態の空気調和装置１００の室外機５０においては、図２Ａまたは２Ｂに示すように、筐体２の中に、室外熱交換器４（凝縮器）、熱交換器４に空気を送るためのファン３、圧縮機１が配置されている。筐体２の後面、左側面、前面には、空気が通過するように穴が開けられている。ファン３を回転させることによって、空気は、後面、または、左側面より、筐体の内部に取り込まれ、熱交換器４を通過する間に冷媒と熱交換を行い、前面に排出される。

（２）室外熱交換器４
本実施形態の室外熱交換器４（凝縮器）の概略の上面図、前面図は図２Ａ、２Ｂに、一部分を後面から見た図を図３に、フィン１０ａ〜１０ｃの配列を図４に示す。このフィンは、いわゆるワッフルフィンである。

本実施形態の熱交換器４は、伝熱管３０と、フィン１０とを備えている。伝熱管３０は内部に冷媒を流す。フィン１０は、穴１７を有し、穴１７に挿入された伝熱管３０と接触している。フィン１０は、冷媒と空気の熱交換を促進する。

熱交換器４は、筐体２の左側面と後面に沿って、直線部分４ｂが配置され、その間に湾曲部４ａが配置され、全体としてＬ字形状となっている。伝熱管３０もほぼ同様の形状である。伝熱管３０は金属製である。伝熱管３０の材料は、主として、アルミニウムまたは銅である。

図２Ａの熱交換器４のＡＡ断面の図を、図４に示す。図４は、フィン１０ａ〜１０ｃの配置を示す図である。本実施形態においては、もっとも風上のフィン１０ａから、風下に向かってフィン１０ｂ、フィン１０ｃが３列に並べられている。フィンの配列は、熱交換量に応じて、１列、２列であっても良い。

フィン１０ａと１０ｃは同じ形である。フィン１０ｂも基本的に同じ形であるが、高さ方向に、フィン１０ａまたはフィン１０ｃにおいて隣接する伝熱管３０の中間の高さに、フィン１０ｂに隣接する伝熱管３０は配列されている。

一つのフィン１０に配置される、伝熱管３０を挿入する穴１７の数は、たとえば、２０〜７０である。

フィン１０の幅は、たとえば、１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。

フィンピッチＦＰは、たとえば、０．５ｍｍ以上４．００ｍｍ以下である。１．３ｍｍ以上１．７ｍｍ以下がより好ましい。

（３）フィン１０ａ
図４のもっとも風上側に配置されているフィン１０ａを示した図を、図５に示す。図５のＢＢ断面図に相当するのが、図７Ａ、図７Ｂの模式図である。ただし、図７Ａは、室外機５０に組み込まれた熱交換器４の状態と同様に、フィン１０ａを複数重ねた状態で、切断した断面図である。図７Ｂは、図７Ａのフィンカラー１６の拡大した断面図である。また、図６は、フィン１０ａの断面の有機物層２５の構成を模式的に示したものである。

フィン１０は、基板２０と、有機物層２５とを備えている。

基板２０の厚みは、０．０５ｍｍ以上、０．１５ｍｍ以下である。より好ましくは、０．９ｍｍ以上、０．１２ｍｍ以下である。本実施形態においては、厚みが約０．１１５ｍｍである。基板２０の材料は、アルミニウムまたはアルミニウム合金である。基板２０の材料は、アルミニウムを９５％以上９９．９％以下含んでも良い。耐食性塗布層が形成されていても良い。

基板２０は、風上側の端面１１、風上側の表面１３、フィンカラー１６、風下側の表面１４、風下側の端面１２を有している。フィンカラー１６は、フィンカラーの端面１６ａを有している。

基板２０は、リボン状に細長い板であり、その長手方向に等間隔に穴１７が形成されている。穴１７には、伝熱管３０が挿入される。フィン１０には、穴１７の周囲にフィンカラー１６が形成されている。フィンカラー１６は、図７Ａに示すように、基板の表面１３に垂直な方向に延びている。フィンカラー１６によって、フィン１０と伝熱管３０の接触が面的に広がっている。フィンカラー１６は、基板２０の表面１３とは反対側に、端面１６ａを有している。端面１６ａは、フィンカラー１６の先端の面である。

図７Ａから判る様に、有機物層２５は、少なくとも、風上側のフィンカラーの端面１６ａに形成されている。また、有機物層２５は、フィン１０ａの基板２０の風上側の表面１３と、風上側端面１１との上にも形成されている。有機物層２５の厚みは、必ずしも一様ではない。伝熱管の挿入される穴１７よりも風上側の端面１１において、有機物層２５の膜厚は厚く、風下側の端面１２（図５参照）においては、有機物層２５の膜厚は薄く形成されるか、ほとんど形成されない。図４の複数列のフィン１０ａ〜１０ｃで比べると、最も風上側のフィン１０ａの表面の有機物層の膜厚は、風下側のフィン１０ｂ、１０ｃの表面の有機物層２５の膜厚よりも厚い。本実施形態においては、基板２０の風上側端面１１の有機物層２５の厚みは、６５μｍであり、風上側のフィンカラー端面１６ａの有機物層２５の厚みは、５７μｍである。基板２０の表面の最も有機物層２５が厚い部分での厚みは、２１６μｍである。基板２０の風上側端面１１の有機物層２５の厚みは、たとえば、１０μｍ以上２５０μｍ以下である。２５μｍ以上２２０μｍ以下が好ましい。風上側のフィンカラー端面１６ａにおいては、有機物層２５の膜厚は、たとえば、１０μｍ以上２５０μｍ以下である。１５μｍ以上２２０μｍ以下が好ましい。なお、本明細書において、有機物層２５の膜厚範囲を議論するときには、有機物層２５の膜厚は、特に断りが無い場合、最も風上側のフィン１０ａで議論する。そして、フィン１０ａにおいて、積層された複数のフィン１０ａのうちの最端部でない一のフィン１０ａを任意に抽出して、その基板２０の風上側のフィンカラー端面１６ａで最も厚い部分の膜厚または、風上側端面１１で最も厚い部分の膜厚で議論する。以下、第１有機物層２３、第２有機物層２２の場合も同様である。

有機物層２５は、図６に示すように、第１有機物層２３と、第２有機物層２２とを含む。

第１有機物層２３は、有機物層２５のうちで、最表面に形成されている。第１有機物層は、基板２０の両表面と、風上側端面１１、風上側のフィンカラー１６（フィンカラーの端面１６ａを含む）の上に形成されている。第１有機物層２３は、特に風上側表面１３、風上側端面１１に厚く形成され、風下側表面１４、風下側端面１２には、より薄く形成されるか、ほとんど形成されない。第１有機物層２３の厚みは、たとえば、５μｍ以上９５μｍ以下である。１０μｍ以上８５μｍ以下が好ましい。第１有機物層２３は、疎水性有機化合物である。第１有機物層２３は、ポリウレタン系、アクリル系、フッ素系、および、ポリエステル系のグループの中から選択した１の樹脂または組み合わせである。本実施形態においては、ポリウレタン系の樹脂を用いている。ポリウレタン系樹脂は、耐候性に優れている。また、入手が容易で、コストも低い。

第２有機物層２２は、第１有機物層２３と、基板２０との間に用いられる。第２有機物層２２の厚みは、たとえば、５μｍ以上１５５μｍ以下である。１５μｍ以上１３５μｍ以下が好ましい。第２有機物層２２は、第１有機物層２３と基板２０との密着性を向上させるために用いられる。第２有機物層２２は、疎水性有機化合物である。第２有機物層は、エポキシ系またはエポキシジンク系の樹脂である。エポキシジンク系の樹脂を用いる場合は、第２有機物層２２の下地にさらに別の有機物層を配置するのが好ましい。

（４）熱交換器４のフィン１０の製造方法
次に、熱交換器４のフィン１０の製造方法について、図面を用いて、説明する。図８は、熱交換器の製造法を示す、フローチャートである。

まず、基板２０の材料として金属板を準備する（Ｓ１０１）。

リボン状、長方形形状のフィン１０の形になるように、金属板を切断して基板２０とする（Ｓ１０２）。そうすると、金属板の切断面（基板２０の端面１１、１２）には、有機物層２５は、配置されていない。

次に、長方形状の基板２０に、穴１７を複数開ける（Ｓ１０３）。この穴１７は、伝熱管３０を挿入するためのものである。穴１７を開けた後で、穴の周囲にフィンカラー１６を形成する（Ｓ１０４）。

次に、フィン１０を穴１７が揃うように、フィン１０を一定の間隔（フィンカラー１６の高さ）で配置し、伝熱管３０を穴１７に挿入する（Ｓ１０５）。

次に、伝熱管３０の拡管を行い、伝熱管３０とフィン１０を一体化する。

次に、伝熱管３０とフィン１０を一体化したものを必要な列数だけ並べる。そうして、伝熱管３０とフィン１０を一体化したものの伝熱管３０に対して、曲げ加工を行う（Ｓ１０６）。言い換えると、熱交換器４の湾曲部４ａを形成する（図２Ａ参照）。

伝熱管３０とフィン１０を一体化したものに対して、有機物を吹き付けて、基板２０の端面１１および表面１３、あるいはフィンカラー１６に有機物層２５を形成する（Ｓ１０６）。有機物層の厚みは、１０μｍ以上２５０μｍ以下である。有機物を吹き付ける方向は、熱交換器４において、空気の流れる方向と、同じである。たとえば、図２Ａや図７Ａの白抜きの矢印の向きである。有機物の塗布は、２段階で行われ、２種類の有機物が吹き付けられる。先に吹き付けられる有機物は、疎水性エポキシ系樹脂である。これによって、第２有機物層２２が形成される。次に、別の有機物が吹き付けられ、第１有機物層２３が形成される。この有機物も、疎水性有機化合物であり、ポリウレタン系、アクリル系、および、ポリエステル系のグループの中から選択した１の樹脂または組み合わせである。

ステップＳ１０７では、３列のフィン１０ａ〜１０ｃに対して有機物が吹き付けられる。しかし、ステップＳ１０７において、有機物層２５が十分な厚みに形成されるのは、３列に配置されたフィン１０ａ〜１０ｃの内で、最も風上側に配置されるフィン１０ａだけである。また、フィン１０ａの表面のうち穴１７よりも風上側表面１３のさらに風上側の部分に、十分な厚みの有機物層２５が形成される。

図７Ｂに示すように、本実施形態の熱交換器４では、フィンカラー１６は、伝熱管３０に接触している第１部２６１と、第１部２６１の穴１７の周縁部の側とは反対側から、伝熱管３０から離れるように延びる第２部２６２を有している。

図７Ｂにおいて、上下に延びる点線で示すＢＯＲは、フィンカラー１６のうち伝熱管３０に接触している部分（第１部２６１）と接触していない部分（第２部２６２）との境界である。言い換えると、第１部２６１と第２部２６２との境界ＢＯＲは、フィンカラー１６の先端部分が伝熱管３０から離れ始めるポイントである。

図７Ｂに示すように、フィンカラー１６の端面１６ａから境界ＢＯＲまでの長さＬ１を、第２部２６２の長さと定義する。フィンカラー１６の端面１６ａは、第２部２６２の先端の面である。湾曲している第２部２６２の厚みの中心を結んだ曲線の長さが、第２部２６２の長さＬ１である。この第２部２６２の長さＬ１と、フィンピッチＦＰとが、
式１：Ｌ１＜０．５×ＦＰ
を満たしている。

また、伝熱管３０の中心線を含む面で切断したときの断面視において、第２部２６２の長さＬ１と、基板２０の厚みＴとが、
式１：Ｌ１＜８×Ｔ
を満たしている。

本実施形態の熱交換器４のフィン１０の製造方法では、図８のステップＳ１０３において、基板２０に穴１７を複数開ける段階で、バーリングの立ち上げの高さ寸法を小さくしている。また、ステップＳ１０４では、穴１７を開けた後、穴１７の周囲にフィンカラー１６を形成する段階で、プレス加工におけるパンチのストロークを短くしている。これにより、図７Ｂに示すように、第２部２６２の長さＬ１を小さくすることができている。

（５）特徴
（５−１）
本実施形態の熱交換器４は、複数のフィン１０と、伝熱管３０とを備えている。複数のフィン１０には、穴１７が形成されている。伝熱管３０は、複数のフィン１０の穴１７を通過し、フィン１０と一体化されている。フィン１０は、基板２０と、有機物層２５とを有している。基板２０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、穴１７が形成され、穴１７の周縁部から伝熱管３０の長手方向に延びるフィンカラー１６を有する。有機物層２５は、少なくともフィンカラー１６の端面１６ａに配置されている。フィンカラー１６の端面１６ａにおける有機物層の膜厚は、１０μｍ以上、２５０μｍ以下である。

アルミニウム基材に耐食性塗布層を形成後に、基材をフィンの大きさに切断するとともに、穴を形成すると、耐食性塗布層は、基板の端面１１やフィンカラー１６の端面１６ａに存在しなくなる。しかしながら、本実施形態の熱交換器４は、フィンカラーの端面１６ａに１０μｍ以上の有機物層２５が配置されるため、基板２０の腐食が抑制される。

また、有機物層２５の厚みが２５０μｍを超えると、フィン１０の熱伝達性能が低下するが、本実施形態の熱交換器４では、フィン１０の熱伝達性能が低下することが抑えられている。

（５−２）
本実施形態の熱交換器４では、複数のフィン１０が、所定のフィンピッチＦＰで並んでいる。フィンカラー１６は、第１部２６１と、第２部２６２とを有している。第１部２６１は、伝熱管３０に接触している。第２部２６２は、第１部２６１の穴１７の周縁部の側とは反対側から、伝熱管３０から離れるように延びる。フィンカラー１６の端面１６ａは、第２部２６２の先端の面である。伝熱管３０の中心線を含む面で切断したときの断面視（図７Ａ、図７Ｂ）において、第２部２６２の長さＬ１と、フィンピッチＦＰとが、
式１：Ｌ１＜０．５×ＦＰ
を満たす。

上述の図７Ａ、図７Ｂに示すフィンカラー１６が形成されているフィン１０ａの代わりに、図９Ａに示すフィン１１０ａを使うことも考えられる。しかし、図９Ｂに示すように、フィンカラー１１６の端面１１６ａからフィンカラー１１６が伝熱管３０に接する面までの長さＬ２は、図７Ｂに示す第２部２６２の長さＬ１と比較して長くなっているここで図７Ａに示すように、フィン１０ａの中心線と第２部２６２の接線とが交差する角度をα１とする。また図９Ａに示すようにフィン１１０ａの中心線と、フィンカラー１１６の端面１１６ａを通るフィンカラー１１６の接線とが交差する角度を、α２とする。そして、図７Ａ、図７Ｂに示すフィンカラー１６の端面１６ａが基板２０の風上側端面１１を向いているのに対し、図９Ａ、図９Ｂに示すフィンカラー１１６の端面１１６ａは、長さＬ２が長いため、伝熱管３０が延びる方向に傾いており、角度α２は４５°以上である。このため、図９Ａ、図９Ｂに示すフィンカラー１１６の場合、フィン１１０ａに風上側から有機物が吹き付けられても、フィンカラー１１６の端面１１６ａに十分な厚みの有機物層２５が形成されない恐れが残る。その対策として、フィンカラー１１６の端面１１６ａに有機物層２５を厚く配置されるまで有機物を吹き付け続けると、基板の他の部分の有機物層２５が厚くなり、フィン１１０ａの熱伝達性能が低下する恐れが出てくる。

したがって、図７Ａ、図７Ｂに示すフィンカラー１６のほうが、図９Ａ、図９Ｂに示すフィンカラー１１６よりも、熱交換器の耐食性の観点及び熱伝達性能の確保から好ましい形状であると言える。図７Ｂに示すように第２部２６２の長さＬ１が短ければ、角度α１が３０°以下なので、基板２０の有機物層２５が厚くなりすぎずに、フィン１０ａの基板２０の風上側のフィンカラー１６の端面１６ａに有機物層２５を十分配置することができる。これにより、フィン１０ａの腐食が抑制され、フィン１０ａの熱伝達性能が低下も抑えられる。

（５−３）
本実施形態の熱交換器４では、フィンカラー１６は、第１部２６１と、第２部２６２とを有している。第１部２６１は、伝熱管３０に接触している。第２部２６２は、第１部２６１の穴１７の周縁部の側とは反対側から、伝熱管３０から離れるように延びる。フィンカラー１６の端面１６ａは、第２部２６２の先端の面である。伝熱管３０の中心線を含む面で切断したときの断面視において、第２部２６２の長さＬ１と、基板の厚みＴとが、
式１：Ｌ１＜８×Ｔ
を満たす。

図７Ｂに示すように第２部２６２の長さＬ１が短ければ、基板２０の風上側のフィンカラー１６の端面１６ａに十分な厚みの有機物層２５を配置することができるため、フィン１０ａの腐食が抑制される。

（５−４）
本実施形態の熱交換器４では、有機物層２５は、基板２０の風上側の端面にも配置されている。

基板２０の風上側の端面にも有機物層２５が配置されているため、フィン１０ａの腐食が抑制される。

（５−５）
本実施形態の熱交換器４では、基板２０の風上側の端面における有機物層２５の膜厚は、１０μｍ以上、２５０μｍ以下である。

厚み１０μｍ以上の有機物層２５を基板２０の風上側の端面に配置することにより、フィン１０ａの腐食がより確実に抑制される。

また、有機物層２５の厚みが２５０μｍを超えると、フィン１０の熱伝達性能が低下するが、本実施形態の熱交換器４は、フィン１０の熱伝達性能の低下が抑えられている。

（５−６）
本実施形態の熱交換器４では、有機物層２５は、基板２０の風上側の端面から連続する基板２０の表面にも配置されている。

第１有機物層２３および第２有機物層２２を端面１１だけでなく、風上側の表面１３にも配置することにより、より、十分な腐食防止効果が得られる。

（５−７）
本実施形態の熱交換器４では、有機物層２５は、厚みが５μｍ以上、９５μｍ以下である疎水性の第１有機物層２３を有する。

本実施形態の熱交換器４のフィン１０は、冷房専用の空気調和装置１００に用いられる室外熱交換器４に特に適している。塩分の多い多湿の環境で使用する場合は、疎水性のコーティングにより、塩分を含む水分のフィンへの付着を防ぎ、腐食防止効果を上げる。

（５−８）
本実施形態の熱交換器４では、第１有機物層２３は、ポリウレタン系、アクリル系、フッ素系、および、ポリエステル系のグループの中から選択した１の樹脂または組み合わせである。ポリウレタン系樹脂が特に好ましい。ポリウレタン系樹脂は、耐候性に優れている。コストも低く、入手も容易である。

（５−９）
本実施形態の熱交換器４では、有機物層２５は、第１有機物層２３と基板２０との間に位置する第２有機物層２２、をさらに有する。第２有機物層２２は、疎水性のエポキシ系またはエポキシジンク系樹脂である。

第２有機物層２２は、第１有機物層２３と、基板２０または第３有機物層２１との密着性を改善する。

（５−１０）
本実施形態の有機物層２５が形成されている端面１１は、風上側の端面１１である。また、複数のフィン１０ａ〜１０ｃが風上から風下に向かって複数列配列される場合には、最も風上側に配列されるフィン１０ａの風上側端面１１である。

最も上流側のフィン１０ａの有機物層２５の平均の厚みは、１０μｍ以上である。中央、下流側のフィン１０ｂ、１０ｃの有機物層２５の平均の厚みは、１０μｍ未満又は０である。

塩分、水分を多量に含む空気の環境に、熱交換器がさらされた場合、最も耐食性がシビアになるのは、風上側の端面１１であり、この部分に十分な厚みの有機物層を配置することにより、十分な腐食防止効果を得ることができる。

（５−１１）
本実施形態の熱交換器のフィンの製造方法は、（ａ）〜（ｃ）を含む。（ａ）では、アルミニウムまたはアルミニウム合金を含む金属板を用意する（Ｓ１０１）。（ｂ）では、金属板を切断して基板とする（Ｓ１０２）。（ｃ）では、基板２０の表面および切断面に、有機物層を形成する（Ｓ１０７）。

本実施形態の熱交換器のフィンの製造方法は、基板を切断した後に、基板の切断面に、有機物層を形成する。逆に有機物層を基板の表面に形成した後で、基板を切断すれば、切断面に有機物層は形成されない。本実施形態の熱交換器のフィンの製造方法は、切断面に有機物層を有しており、基板の腐食が抑制される。

また、（ｃ）における、有機物層の形成は、吹き付け法により行われる。吹きつけは、熱交換器の風上側より、有機物を基板の端面に向かって吹き付けることによって、行われる。

吹きつけ法による、有機物の塗布は、膜厚は一様にならないが、必要な部分に必要な厚みの有機膜層を形成することができる。本実施形態のフィン１０ａは、より塩分や水分を含んだ空気に多くさらされる風上側のフィンカラーの端面１６ａ、風上側端面１１、風上側の表面１３に厚く有機物層２５を形成することができる。逆に、風下側のフィンカラーの端面、風下側端面１２、風下側の表面１４には薄く有機物層２５を形成する。この部分に厚く有機物層を形成すると熱交換効率が低下する。

また、（ｃ）で形成する有機物層は、最表面に疎水性の第１有機物層を有する。したがって、（５−７）で説明したのと同じ理由で、有機物層を冷房専用空気調和装置の室外熱交換器に用いた場合に、腐食が抑制される。

第１有機物層は、ポリウレタン系、アクリル系、フッ素系、および、ポリエステル系のグループの中から選択した１の樹脂または組み合わせである。

（５−１２）
本実施形態の熱交換器のフィンの製造方法は、さらに、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）を含む。

（ｄ）では、基板に複数の穴を開ける（Ｓ１０３）。（ｄ）は、（ａ）の後、（ｃ）の前である。

（ｅ）では、基板に複数のフィンカラーを形成する（Ｓ１０４）。（ｅ）は、（ｄ）の後、（ｃ）の前である。

（ｆ）では、穴に伝熱管を挿入し、拡管を行い、前記フィンと、前記伝熱管を一体化させる（Ｓ１０５）。（ｆ）は、（ｅ）の後、（ｃ）の前である。

（ｇ）では、フィンと一体化された伝熱管の曲げ加工を行う（Ｓ１０６）。（ｇ）は、（ｆ）の後、（ｃ）の前である。

本実施形態の熱交換器のフィンの製造方法は、（ａ）、（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｃ）の順に実施される。したがって、いずれにしても、金属板を切断して、基板とした後に、基板の切断面に、有機物層を形成するので、切断面に有機物層を有しており、基板の腐食が抑制される。

（５−１３）
本実施形態の熱交換器のフィンの製造方法の（ｃ）において、基板２０の風上側のフィンカラーの端面１６ａ、風上側端面１１、風上側の表面１３に、風下側のフィンカラーの端面、風下側端面１２、風下側の表面１４よりも厚く有機物層２５を形成する。

したがって、本実施形態の熱交換器４のフィン１０ａは、より塩分や水分を含んだ空気に多くさらされる風上側のフィンカラーの端面１６ａ、風上側端面１１、風上側の表面１３に厚く有機物層２５を形成するため、腐食が抑制される。また、風下側のフィンカラーの端面、風下側端面１２、風下側の表面１４の有機物層２５をより薄くすることにより、熱交換効率の低下を防止できる。

基板の風上側の表面の有機物層の厚みは、１０μｍ以上２５０μｍ以下である。１０μｍ以上の膜厚の有機物層を形成することにより、より腐食防止効果を高めることができる。

（６）変形例
（６−１）変形例１Ａ
第１実施形態では、図１に示すように、一の冷媒回路に、室外熱交換器４と、室内熱交換器６が、一つずつ、接続されている場合であった。変形例１Ａでは、一の冷媒回路に複数の室内熱交換器が接続されている。更に室内熱交換器それぞれに膨張機構が接続されていてもよい。その他の構成は、第１実施形態と同様である。この場合も第１実施形態と同様の効果が得られる。

また、室外熱交換器４が複数の場合、または、室外熱交換器４と室内熱交換器６がともに複数の場合も、同様である。

（６−２）変形例１Ｂ
第１実施形態では、フィンがワッフルフィンの場合について説明した。変形例１Ｂでは、フィンは切り起こしフィンである。その他の構成は、第１実施形態と同様である。この場合、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。

（６−３）変形例１Ｃ
第１実施形態では、熱交換器４の湾曲部４ａが１箇所である場合であった。変形例１Ｃにおいては、熱交換器４は、湾曲部４ａを有さない。言い換えると、熱交換器４は、直線部４ｂのみで構成されている。その他の構成は、第１実施形態と同様である。この場合、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。

なお、変形例１Ｃの場合、熱交換器のフィンの製造方法において、伝熱管を曲げるステップＳ１０６は不要である。したがって、伝熱管を拡管し基板に固定した（Ｓ１０５）あとで、基板に有機物層を形成してもよい（Ｓ１０７）。

（６−４）変形例１Ｄ
第１実施形態では、熱交換器４の湾曲部４ａが１箇所である場合であった。変形例１Ｄにおいては、熱交換器４の湾曲部４ａが２箇所存在する。室外機５０の筐体２の３側面（左、後、右）に、熱交換器４が２箇所で折り曲げられて配置されている。ファン３は、筐体２の上部に配置され、熱交換器４で熱交換した空気は、筐体２の上部より上向きに吹出される。その他の構成は、第１実施形態と同様である。この場合、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。

また、熱交換器４は、室外機５０の筐体２の４側面に配置されていてもよい。

（６−５）変形例１Ｅ
第１実施形態では、空気調和装置が冷房専用の空気調和装置である場合であった。空気調和装置が冷房暖房切換可能な空気調和装置であってもよい。この場合、暖房時には、室外熱交換器は、蒸発器として用いられる。

以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

１ 圧縮機
２ 筐体
３、７ ファン
４ 室外熱交換器
５ 膨張弁
６ 室内熱交換器
１０、１０ａ〜１０ｃ、１１０ａ フィン
１１ 風上側端面
１２ 風下側端面
１３ 風上側表面
１４ 風下側表面
１６、１１６ フィンカラー
１６ａ、１１６ａ フィンカラーの端面
１７ 穴
２０ 基板
２２ 第２有機物層
２３ 第１有機物層
２５ 有機物層
３０ 伝熱管
５０ 室外機
１００ 空気調和装置
２６１ 第１部
２６２ 第２部

特開２０１０−２２３５１４号公報

Claims (10)

1. 穴が形成されている、複数のフィン（１０）と、
   前記複数のフィンの穴（１７）を通過し、前記フィンと一体化している伝熱管（３０）と、
   を備え、
   前記フィンは、
   アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、前記穴が形成され、前記穴の周縁部から前記伝熱管の長手方向に延びるフィンカラー（１６、１１６）を有する、基板（２０）と、
   少なくとも前記フィンカラーの端面（１６ａ、１１６ａ）に配置されている有機物層（２５）と、
   を有し、
   前記フィンカラーの端面（１６ａ、１１６ａ）における前記有機物層の膜厚は、１０μｍ以上、２５０μｍ以下である、
   熱交換器。
2. 前記複数のフィンは、所定のフィンピッチ（ＦＰ）で並んでおり、
   前記フィンカラーは、
   前記伝熱管に接触している第１部（２６１）と、
   前記第１部の前記穴の周縁部の側とは反対側から、前記伝熱管から離れるように延びる第２部（２６２）と、
   を有し、
   前記フィンカラーの端面（１６ａ）は、前記第２部の先端の面であり、
   前記伝熱管の中心線を含む面で切断したときの断面視において、前記第２部の長さ（Ｌ１）と、前記フィンピッチ（ＦＰ）とが、
   式１：Ｌ１＜０．５×ＦＰ
   を満たす、
   請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記フィンカラーは、
   前記伝熱管に接触している第１部（２６１）と、
   前記第１部の前記穴の周縁部の側とは反対側から、前記伝熱管から離れるように延びる第２部（２６２）と、
   を有し、
   前記フィンカラーの端面（１６ａ）は、前記第２部の先端の面であり、
   前記伝熱管の中心線を含む面で切断したときの断面視において、前記第２部の長さ（Ｌ１）と、前記基板の厚み（Ｔ）とが、
   式２：Ｌ１＜８×Ｔ
   を満たす、
   請求項１又は２に記載の熱交換器。
4. 前記有機物層は、前記基板の風上側の端（１１）にも配置されている、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換器。
5. 前記基板の風上側の端面における前記有機物層の膜厚は、１０μｍ以上、２５０μｍ以下である、
   請求項４に記載の熱交換器。
6. 前記有機物層（２５）は、前記基板の風上側の端面（１１）から連続する前記基板の表面（１３）にも配置されている、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の熱交換器。
7. 前記有機物層は、
   厚みが５μｍ以上、９５μｍ以下である疎水性の第１有機物層（２３）、
   を有する、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の熱交換器。
8. 前記第１有機物層は、ポリウレタン系、アクリル系、フッ素系、および、ポリエステル系のグループの中から選択した１の樹脂または組み合わせである、
   請求項７に記載の熱交換器。
9. 前記第１有機物層は、ポリウレタン系樹脂である、
   請求項７に記載の熱交換器。
10. 前記有機物層は、
    前記第１有機物層と前記基板との間に位置する第２有機物層（２２）、
    をさらに有し、
    前記第２有機物層は、疎水性のエポキシ系またはエポキシジンク系樹脂である、
    請求項７から９のいずれか１項に記載の熱交換器。

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