JP2021032428A - ヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】暖房時に、熱交換効率の低下を遅延させうるヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器を提供する。【解決手段】室外熱交換器４は、複数の扁平状冷媒流通管39と、隣り合う冷媒流通管39どうしの間に形成された１つの通風間隙41に配置された第１フィン42および第２フィン43とを備えている。第１フィン42および第２フィン43は、波頂部、波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部42c,43cよりなるとともに、連結部42c,43cに複数のルーバ45,46が設けられたコルゲート状である。第１フィン42および第２フィン43は、第１フィン42が風上側に位置するとともに第２フィン43が風下側に位置するように通風方向に間隔40をおいて配置されている。風上側の第１フィン42のフィンピッチが、風下側の第２フィン43のフィンピッチよりも広くなっている。【選択図】図４

Description

この発明は、ヒートポンプ式冷凍サイクルに用いられる室外熱交換器に関する。

この明細書および特許請求の範囲において、図２の上下、左右を上下、左右というものとする。

原動機としてエンジンおよびモータが用いられるハイブリッド自動車や、原動機としてモータが用いられる電気自動車などの比較的廃熱の少ない車両の車両用空調装置に用いられるヒートポンプ式冷凍サイクルとしては、圧縮機と、車室外に配置され、かつ冷房時に圧縮機で圧縮された冷媒から熱を放熱して凝縮させるとともに暖房時に減圧された冷媒に受熱させて蒸発させる室外熱交換器と、車室内に配置されかつ冷房時に減圧された冷媒に受熱させて蒸発させる室内エバポレータと、車室内に配置されかつ暖房時に圧縮機で圧縮された冷媒から熱を放熱して冷媒を凝縮させる室内コンデンサとを備えており、室外熱交換器が、長手方向を同方向に向けるとともに幅方向を通風方向に向け、さらに厚み方向を上下方向に向けた状態で上下方向に間隔をおいて配置された状態で上下方向に間隔をおいて配置された複数の扁平状冷媒流通管と、隣り合う冷媒流通管どうしの間の通風間隙に配置されたフィンとを備えており、フィンが、通風方向に延びかつ前記通風間隙を形成する２つの冷媒流通管のうちのいずれか一方に接合された波頂部、通風方向に延びかつ前記通風間隙を形成する２つの冷媒流通管のうちのいずれか他方に接合された波底部、および通風方向に延びかつ波頂部と波底部とを連結する連結部よりなるとともに、波頂部と波底部とが交互に形成されたコルゲート状であり、各通風間隙に１つのフィンが配置されているヒートポンプ式冷凍サイクルが周知である。

上述した周知のヒートポンプ式冷凍サイクルを用いた車両用空調装置においては、冬季などの暖房時に外気温が低くなると、室外熱交換器のフィンに着霜が発生し、室外熱交換器の隣り合う冷媒流通管どうしの間に形成された通風間隙が塞がれて熱交換効率が短時間で著しく低下し、その結果暖房能力が短時間で低下するという問題があった。

そこで、このような問題を解決したヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器として、長手方向を同方向に向けるとともに幅方向を通風方向に向け、さらに厚み方向を上下方向に向けた状態で上下方向に間隔をおいて配置された状態で上下方向に間隔をおいて配置された複数の扁平状冷媒流通管と、隣り合う冷媒流通管どうしの間の各通風間隙に配置された１つのフィンとを備えており、フィンが、通風方向に延びかつ前記通風間隙を形成する２つの冷媒流通管のうちのいずれか一方に接合された波頂部、通風方向に延びかつ前記通風間隙を形成する２つの冷媒流通管のうちのいずれか他方に接合された波底部、および通風方向に延びかつ波頂部と波底部とを連結する連結部よりなるとともに、波頂部と波底部とが交互に形成されたコルゲート状であり、フィンの風上側端部が冷媒流通管よりも風上側に突出しており、フィンの通風間隙に存在する部分が、ルーバが形成されかつ冷媒流通管内を流れる冷媒と通風間隙を流れる空気との熱交換のメインとなるメイン熱交換部となされ、フィンの風上側突出部が、ルーバが形成されておらずかつ霜を付着させる着霜部となされている室外熱交換器が提案されている（特許文献１参照）。

特許文献１記載の室外熱交換器においては、フィンの風上側に突出した着霜部に着霜を発生させることにより、フィンの通風間隙に存在するメイン熱交換部への着霜の発生を抑制している。

特開平８−２９０１６号公報

しかしながら、特許文献１記載のヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器においては、各通風間隙に１つのコルゲート状フィンが配置されており、フィンの通風間隙内に存在するメイン熱交換部と風上側に突出した着霜部とが一体であるので、フィンの風上側突出部に発生した着霜が、フィンのメイン熱交換部にまで成長しやすくなること、フィンの着霜部にルーバが形成されていないので、着霜部への着霜効率が悪くなり、比較的水分を多く含んだ空気がフィンの通風間隙内に存在するメイン熱交換部に触れてメイン熱交換部にも比較的多くの着霜が発生すること、および各通風間隙に配置された１つのコルゲート状フィンのフィンピッチは全体に同一であるので、風上側に突出した着霜部に着霜が発生すると通風間隙の通風面積が減少することに起因して、冷媒流通管内を流れる冷媒と通風間隙を流れる空気との熱交換効率が短時間で低下し、その結果暖房能力が短時間で低下するおそれがある。

この発明の目的は、上記問題を解決し、暖房時に、熱交換効率の低下を遅延させうるヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。

1)長手方向および厚み方向を同方向に向けるとともに幅方向を通風方向に向けた状態で厚み方向に間隔をおいて配置された複数の扁平状冷媒流通管と、隣り合う冷媒流通管どうしの間の通風間隙に配置されたフィンとを備えたヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器であって、
１つの通風間隙内に、通風方向に延びかつ前記通風間隙を形成する２つの冷媒流通管のうちのいずれか一方に接合された波頂部、通風方向に延びかつ前記通風間隙を形成する２つの冷媒流通管のうちのいずれか他方に接合された波底部、および通風方向に延びかつ波頂部と波底部とを連結する連結部よりなるコルゲート状の第１フィンおよび第２フィンが、第１フィンが風上側に位置するとともに第２フィンが風下側に位置するように通風方向に間隔をおいて配置されており、風上側の第１フィンのフィンピッチが、風下側の第２フィンのフィンピッチよりも広くなっているヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器。

2)第１フィンおよび第２フィンの連結部に、それぞれ複数のルーバが設けられている上記1)記載のヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器。

3)第１フィンの通風方向の幅が第２フィンの通風方向の幅よりも狭くなっており、第１フィンが、第１フィンに着霜した際にも付着した霜が通風間隙の通風を妨げないようなフィンピッチを有する着霜許容フィンであり、第２フィンが、冷媒流通管内を流れる冷媒と通風間隙を流れる空気とのメイン熱交換フィンである上記1)または2)記載のヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器。

4)第１フィンの連結部が、波頂部から当該波頂部の両側に隣接する波底部に向かって冷媒流通管の長手方向に傾斜しており、１つの波頂部の両側に位置する連結部の傾斜方向が異なっている上記1)〜3)のうちのいずれかに記載のヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器。

5)第２フィンが、冷媒流通管よりも風下側に突出した突出部を有しており、当該突出部に、第２フィンに発生した結露水を下方に排水する排水部が設けられている上記1)〜4)のうちのいずれかに記載のヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器。

6)冷媒流通管が厚み方向を上下方向に向けた状態で上下方向に間隔をおいて配置されており、第１フィンおよび第２フィンの波頂部が、前記通風間隙を形成する２つの冷媒流通管のうちの上側の冷媒流通管に接合されるとともに、同波底部が、前記通風間隙を形成する２つの冷媒流通管のうちの下側の冷媒流通管に接合され、前記排水部が、第２フィンにおける前記突出部の波底部に形成された切り欠きからなる上記5)記載のヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器。

7)第２フィンの風上側端部に水滞留抑制部が形成されている上記1)〜6)のうちのいずれかに記載のヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器。

8)水滞留抑制部が、第２フィンの一部に形成されかつ風上端から風下側に向かう切り欠きからなる上記7)記載のヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器。

9)水滞留抑制部を構成する切り欠きが、第２フィンにおける波底部から当該波底部の両側に位置する２つの連結部のうちの少なくともいずれか一方の連結部にかけて形成されている上記8)記載のヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器。

上記1)〜9)のヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器によれば、暖房時には、第１フィンに比較的多くの着霜が発生し、水分量が減らされた空気が第２フィンに触れるので、水分量の少ない空気と冷媒流通管を流れる冷媒とが第２フィンを介して熱交換を行うことになり、その結果第２フィンへの着霜の発生を遅らせることが可能になる。また、第１フィンと第２フィンとが間隔をおいて配置されているので、第１フィンに発生した着霜が第２フィンまで成長することが抑制され、その結果第２フィンへの着霜の発生を遅らせることが可能になる。さらに、風上側の第１フィンのフィンピッチが、風下側の第２フィンのフィンピッチよりも広くなっているので、第１フィンに着霜が発生した場合にも、第２フィンが配置されている部分では通風間隙の通風面積の低下が抑制され、その結果第２フィンを介して行われる通風間隙を流れる空気と冷媒流通管を流れる冷媒との熱交換効果が比較的長時間維持される。以上の結果、第２フィンを介して行われる通風間隙を流れる空気と冷媒流通管を流れる冷媒との熱交換効率の低下を遅延させることが可能になり、暖房能力の短時間での低下を抑制することができる。

上記2)のヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器によれば、第１フィンに発生する着霜量を効果的に増やすことができ、第２フィンに触れる空気が含む水分量を大幅に減らすことができる。したがって、水分量の一層少ない空気と冷媒流通管を流れる冷媒とが第２フィンを介して熱交換を行うことになり、その結果第２フィンへの着霜の発生を効果的に遅らせることが可能になる。

上記3)のヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器によれば、着霜許容フィンである第１フィンに着霜が発生した場合にも、メイン熱交換フィンである第２フィンが配置されている部分では通風間隙の通風面積の低下が効果的に抑制される。

上記4)のヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器によれば、第１フィンの連結部における通風間隙を流れる空気と触れる面積が比較的大きくなるので、第１フィンに比較的多くの着霜を発生させることができ、第２フィン側へ流れる空気中の水分量を効果的に減少させることができる。しかも、第１フィンに着霜が発生した場合にも、第１フィンの隣り合う連結部間に比較的大きな通風空間を確保することができる。したがって、第２フィンを介して行われる通風間隙を流れる空気と冷媒流通管を流れる冷媒との熱交換効率の低下を効果的に遅延させることができ、その結果暖房能力の短時間での低下を抑制することが可能になる。

上記5)および6)のヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器によれば、暖房時に第１フィンおよび第２フィンの表面に結露した水や、第１フィンおよび第２フィンに付着した霜を除霜した際に発生した水が、通風間隙を流れる風により風下側に移動させられ、第２フィンの突出部の排水部から下方に排水される。したがって、これらの水を効率良く排水することが可能になる。

上記7)〜9)のヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器によれば、暖房時に第１フィンの表面に結露した水や、第１フィンに付着した霜を除霜した際に発生した水が、通風間隙を流れる風により風下側に移動させられた際に、水滞留抑制部の働きによって第２フィンの風上側端部に滞留して波頂部、波底部および連結部に跨って水膜が形成されることが防止される。当該水膜が形成されると、第２フィン側への空気の流れに対する通風抵抗となり、第２フィンを介して行われる通風間隙を流れる空気と冷媒流通管を流れる冷媒との熱交換効率が低下するおそれがある。

この発明による室外熱交換器が用いられているヒートポンプ式冷凍サイクルを備えた車両用空調装置を示す概略図である。 図１の車両用空調装置の室外熱交換器の全体構成を示す一部切り欠き正面図である。 図２の要部拡大図である。 図２のＡ−Ａ線拡大断面図である。 図２の室外熱交換器の要部を示す部分拡大斜視図である。 図２の室外熱交換器の風下側の第２フィンの風上端部を示す部分拡大斜視図である。 図２の室外熱交換器の風下側の第２フィンの風下端部を示す部分拡大斜視図である。 室外熱交換器の風上側の第１フィンの変形例を示す図３相当の図である。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

図１はこの発明による室外熱交換器が用いられているヒートポンプ式冷凍サイクルを備えた車両用空調装置を概略的に示す。図２は図１の車両用空調装置のヒートポンプ式冷凍サイクルに用いられている室外熱交換器の全体構成を示し、図３〜図７は図２の室外熱交換器の要部の構成を示す。

以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。

図１において、ハイブリッド自動車や電気自動車に好適に用いられる車両用空調装置は、ヒートポンプ式冷凍サイクル(1)と空調ケース(2)とを備えている。

ヒートポンプ式冷凍サイクル(1)は、圧縮機(3)と、車室外に配置され、かつ冷房時に圧縮機(3)で圧縮された冷媒から熱を放熱させるとともに暖房時に減圧された冷媒に熱を受熱させて蒸発させる室外熱交換器(4)と、車室内に配置され、かつ暖房時に圧縮機(3)で圧縮された冷媒から熱を放熱させる室内コンデンサ(5)と、冷房時に室外熱交換器(4)を通過した冷媒を減圧する第１減圧器としての膨張弁(6)と、車室内に配置され、かつ冷房時に膨張弁(6)で減圧された冷媒に熱を受熱させて蒸発させる室内エバポレータ(7)と、暖房時に室内コンデンサ(5)を通過した冷媒を減圧する第２減圧器としての固定絞り弁(8)と、固定絞り弁(8)と並列に設けられ、かつ冷房時に固定絞り弁(8)への冷媒の流れを阻止するとともに暖房時に固定絞り弁(8)のみに冷媒が流れるようにする開閉弁(9)と、冷房時に室内エバポレータ(7)を通過した冷媒を気液２相に分離するとともに、暖房時に室外熱交換器(4)を通過した冷媒を気液２相に分離する気液分離器(10)とを備えており、これらの機器が配管(11)により接続されている。

配管(11)における室外熱交換器(4)の冷媒流出側と気液分離器(10)の冷媒流入側との間には、冷房時のみに冷媒が流れる第１冷房時冷媒流通部(12)、および暖房時のみに冷媒が流れる第１暖房時冷媒流通部(13)が並列状に設けられており、第１冷房時冷媒流通部(12)に膨張弁(6)および室内エバポレータ(7)が配置されている。室外熱交換器(4)から流出した冷媒が第１冷房時冷媒流通部(12)と第１暖房時冷媒流通部(13)とに分流する部分には三方弁(14)が設けられている。また、配管(11)における室内コンデンサ(5)の冷媒流出側と室外熱交換器(4)の冷媒流入側との間には、冷房時のみに冷媒が流れる第２冷房時冷媒流通部(15)、および暖房時のみに冷媒が流れる第２暖房時冷媒流通部(16)が並列状に設けられており、第２冷房時冷媒流通部(15)に開閉弁(9)が設けられ、第２暖房時冷媒流通部(16)に固定絞り弁(8)が設けられている。

したがって、配管(11)は、開閉弁(9)および三方弁(14)の働きによって、冷房時に冷媒を圧縮機(3)、室内コンデンサ(5)、室外熱交換器(4)、膨張弁(6)、室内エバポレータ(7)および気液分離器(10)の間の冷房用回路で循環させ、暖房時に冷媒を圧縮機(3)、室内コンデンサ(5)、固定絞り弁(8)、室外熱交換器(4)および気液分離器(10)の間の暖房用回路で循環させる。

冷房時には、冷媒は、圧縮機(3)で圧縮されて室内コンデンサ(5)を通過した後に室外熱交換器(4)に送られ、室外熱交換器(4)で熱を放熱して凝縮し、ついで膨張弁(6)により減圧された後に室内エバポレータ(7)で熱を奪って蒸発し、ついで気液分離器(10)で気液分離された後に圧縮機(3)に戻される（図１破線矢印参照）。暖房時には、冷媒は、圧縮機(3)で圧縮された後に室内コンデンサ(5)で熱を放熱して凝縮し、ついで固定絞り弁(8)により減圧された後に室外熱交換器(4)で熱を奪って蒸発し、ついで気液分離器(10)で気液分離された後に圧縮機(3)に戻される（図１実線矢印参照）。

空調ケース(2)は、車室内空気と車室外空気とが適当な比率（０〜１００％）で導入される空気導入部(20)と、空気導入部(20)に連なって設けられた空気通路(21)と、空気通路(21)から分岐して互いに並列状に設けられた第１分岐通路(22)および第２分岐通路(23)とを備えている。空気導入部(20)に送風機(24)が配置され、空気通路(21)に室内エバポレータ(7)が配置され、第２分岐通路(23)に室内コンデンサ(5)が配置されている。また、空調ケース(2)に、第１分岐通路(22)および第２分岐通路(23)の上流端を開閉し、室内エバポレータ(7)を通過した後第１分岐通路(22)を流れる空気量と、室内エバポレータ(7)を通過した後第２分岐通路(23)を流れる空気量とを調節するダンパ(25)が設けられている。

そして、上述した車両用空調装置におけるヒートポンプ式冷凍サイクル(1)の室外熱交換器(4)として、本発明の室外熱交換器が用いられている。

図２に示すように、室外熱交換器(4)は、長手方向を上下方向に向けるとともに左右方向に間隔をおいて配置されたアルミニウム製右ヘッダタンク(30)およびアルミニウム製左ヘッダタンク(31)と、両ヘッダタンク(30)(31)間に設けられた熱交換コア部(32)とを備えている。

右ヘッダタンク(30)の上部に、冷房時に圧縮機(3)により圧縮された高圧の冷媒が流入するとともに、暖房時に固定絞り弁(8)により減圧された低圧の冷媒が流入する冷媒入口（図示略）が形成されるとともに、冷媒入口に通じるアルミニウム製入口部材(33)がろう材により接合されている。以下、ろう材による接合をろう付というものとする。右ヘッダタンク(30)の下部に、冷房時に冷媒が膨張弁(6)に向かって流出するとともに、暖房時に冷媒が気液分離器(10)に向かって流出する冷媒出口（図示略）が形成されるとともに、冷媒出口に通じる出口部材(34)がろう付されている。

右ヘッダタンク(30)は、右ヘッダタンク(30)の上部に設けられかつ入口部材(33)から冷媒入口を通して冷媒が流入する第１ヘッダ(35)と、第１ヘッダ(35)に対して右ヘッダタンク(30)の長手方向下側に隣接して設けられかつ出口部材(34)から冷媒出口を通して冷媒が流出する第２ヘッダ(36)とを有する。左ヘッダタンク(31)は、左ヘッダタンク(31)の全体に設けられた１つの第３ヘッダ(37)を有する。右ヘッダタンク(30)の第１ヘッダ(35)と第２ヘッダ(36)は、右ヘッダタンク(30)内を仕切部材(38)により上下２つの区画に分割することにより形成されている。

熱交換コア部(32)は、長手方向を左右方向に向けるとともに厚み方向を上下方向に向け、さらに幅方向を通風方向（図２の紙面表裏方向）に向けた状態で両ヘッダタンク(30)(31)間に上下方向に間隔をおいて配置され、かつ左右両端部が両ヘッダタンク(30)(31)に接続された複数のアルミニウム製扁平状冷媒流通管(39)と、隣り合う冷媒流通管(39)どうしの間に形成された通風間隙(41)に配置されて冷媒流通管(39)にろう付されたアルミニウム製第１および第２フィン(42)(43)とを備えている。また、上下両端の冷媒流通管(39)の外側に、当該冷媒流通管(39)と間隔をおくようにアルミニウム製サイドプレート(44)が配置されており、上下両端の冷媒流通管(39)と上下両サイドプレート(44)との間にも通風間隙(41)が形成され、当該通風間隙(41)にも第１および第２フィン(42)(43)が配置されて冷媒流通管(39)およびサイドプレート(44)にろう付されている。

図３〜図７に示すように、熱交換コア部(32)の各通風間隙(41)内に配置された第１および第２フィン(42)(43)は、それぞれ通風方向に延びかつ通風間隙(41)を形成する２つの冷媒流通管(39)のうちのいずれか一方、ここでは上側の冷媒流通管(39)にろう付された波頂部(42a)(43a)、通風方向に延びかつ通風間隙(41)を形成する２つの冷媒流通管(39)のうちのいずれか他方、ここでは下側の冷媒流通管(39)にろう付された波底部(42b)(43b)、および通風方向に延びかつ波頂部(42a)(43a)と波底部(42b)(43b)とを連結する連結部(42c)(43c)よりなるコルゲート状であり、連結部(42c)(43c)に幅方向に延びる複数のルーバ(45)(46)が通風方向に間隔をおいて設けられたものである。なお、図３および図５〜図７においては、ルーバ(45)(46)の図示を省略する。第１フィン(42)および第２フィン(43)は、第１フィン(42)が風上側に位置するとともに、第２フィン(43)が風下側に位置するように通風方向に間隔(40)をおいて配置されている。

風上側の第１フィン(42)の連結部(42c)は、波頂部(42a)から当該波頂部(42a)の両側に隣接する波底部(42b)に向かって冷媒流通管(39)の長手方向（左右方向）に傾斜しており、１つの波頂部(42a)の両側に位置する連結部(42c)の傾斜方向が異なっている。すなわち、１つの波頂部(42a)の左側の連結部(42c)は、波頂部(42a)の左側に隣接する波底部(42b)に向かって左方に傾斜し、同じく右側の連結部(42c)は、波頂部(42a)の右側に隣接する波底部(42b)に向かって右方に傾斜している。風下側の第２フィン(43)の連結部(43c)は、波頂部(43a)から当該波頂部(43a)の両側に隣接する波底部(43b)に向かって下方にほぼ真っ直ぐに延びている。風上側の第１フィン(42)のフィンピッチ(P1)は、風下側の第２フィン(43)のフィンピッチ(P2)よりも広くなっている。両フィン(42)(43)のフィンピッチ(P1)(P2)は、隣り合う波頂部(42a)(43a)および波底部(42b)(43b)の左右方向の中心どうしの間隔である。

また、風上側の第１フィン(42)の通風方向の幅は、風下側の第２フィン(43)の通風方向の幅よりも狭くなっており、第１フィン(42)が、第１フィン(42)に着霜した際にも付着した霜が通風間隙(41)の通風を妨げないようなフィンピッチ(P1)を有する着霜許容フィンとなり、第２フィン(43)が、冷媒流通管(39)内を流れる冷媒と通風間隙(41)を流れる空気とのメイン熱交換フィンとなっている。

第２フィン(43)は、冷媒流通管(39)よりも風下側に突出した突出部(47)を有しており、突出部(47)に、第２フィン(43)に発生した結露水を下方に排水する排水部(48)が設けられている。排水部(48)は、第２フィン(43)における突出部(47)の波底部(43b)から当該波底部(43b)の両側に位置する２つの連結部(43c)における波底部(43b)寄りの部分にかけて形成された切り欠き(49)からなる。なお、排水部(48)を構成する切り欠きは、少なくとも波底部(43b)に形成されていればよい。また、下端の通風間隙(41)に配置された第２フィン(43)には、下側サイドプレート(44)よりも風下側に突出した突出部(47)を有しており、当該突出部(47)に、上記と同様な切り欠きからなる排水部(48)が設けられている。

また、第２フィン(43)の風上側端部に、第２フィン(43)の一部に形成されかつ風上端から風下側に向かう切り欠き(51)からなる水滞留抑制部(50)が設けられている。水滞留抑制部(50)を構成する切り欠き(51)は、第２フィン(43)における波底部(43b)から波底部(43b)の両側に位置する２つの連結部(43c)のうちの少なくともいずれか一方、ここではいずれか一方の連結部(43c)にかけて形成されている。

熱交換コア部(32)には、連続して並んだ複数の冷媒流通管(39)により構成され、かつ右端部が第１ヘッダ(35)に通じるとともに左端部が第３ヘッダ(37)に通じている第１熱交換パス(H1)と、連続して並んだ複数の冷媒流通管(39)により構成され、かつ左端部が第３ヘッダ(37)に通じるとともに右端部が第２ヘッダ(36)に通じている第２熱交換パス(H2)とが、第２熱交換パス(H2)が第１熱交換パス(H1)の下側に並ぶように設けられている。第１熱交換パス(H1)の冷媒流通管(39)の冷媒流れ方向は右から左となり、第２熱交換パス(H2)の全冷媒流通管(39)の冷媒流れ方向は左から右となって、第１熱交換パス(H1)の冷媒流れ方向と第２熱交換パス(H2)の冷媒流れ方向とは逆向きになる。

上述した構成の車両用空調装置において、車室内の冷房時には、ヒートポンプ式冷凍サイクル(1)では、開閉弁(9)および三方弁(14)の働きにより冷媒が、配管(11)の上述した冷房用回路に流される（図１破線矢印参照）。また、空調ケース(2)では、図１に破線で示すように、ダンパ(25)の働きにより、室内エバポレータ(7)を通過した空気が第１分岐通路(22)に流されるとともに第２分岐通路(23)には流されない。なお、車室内の冷房時にも、室内エバポレータ(7)を通過した空気が両分岐通路(22)(23)を流れることもある。

ヒートポンプ式冷凍サイクル(1)では、車室内の冷房時には、圧縮機(3)で圧縮されて高圧になった気相冷媒が、室内コンデンサ(5)を通過した後に、室外熱交換器(4)の入口部材(33)を通って冷媒入口から右ヘッダタンク(30)の第１ヘッダ(35)内に入り、ついで第１熱交換パス(H1)の冷媒流通管(39)を通って左ヘッダタンク(31)の第３ヘッダ(37)に入った後、第２熱交換パス(H2)の冷媒流通管(39)を通って右ヘッダタンク(30)の第２ヘッダ(36)に入り、その後冷媒出口から出口部材(34)を通って流出する。

冷媒は、室外熱交換器(4)内を流れる間に熱を放熱して凝縮させられ、凝縮させられた冷媒は、膨張弁(6)により減圧された後に、室内エバポレータ(7)において空気通路(21)を流れる空気から熱を奪って蒸発し、ついで気液分離器(10)において分離された気相冷媒が圧縮機(3)に戻される。室内エバポレータ(7)により熱を奪われた空気は、空気通路(21)から第１分岐通路(22)に入り、車室内に吹き出される。

車室内の暖房時には、ヒートポンプ式冷凍サイクル(1)では、開閉弁(9)および三方弁(14)の働きにより冷媒が、配管(11)の上述した暖房用回路に流される（図１実線矢印参照）。また、空調ケース(2)では、図１に実線で示すように、ダンパ(25)の働きにより、室内エバポレータ(7)を通過した空気が第２分岐通路(23)に流されるとともに第１分岐通路(22)には流されない。なお、車室内の暖房時にも、室内エバポレータ(7)を通過した空気が両分岐通路(22)(23)を流れることもある。

ヒートポンプ式冷凍サイクル(1)では、車室内の暖房時には、圧縮機(3)で圧縮されて高圧になった気相冷媒が、室内コンデンサ(5)において第２分岐通路(23)を流れる空気に熱を放熱して凝縮させられる。室内コンデンサ(5)において冷媒から熱を奪った空気は、車室内に吹き出される。

室内コンデンサ(5)において凝縮させられた冷媒は、固定絞り弁(8)により減圧された後に室外熱交換器(4)の入口部材(33)を通って冷媒入口から右ヘッダタンク(30)の第１ヘッダ(35)内に入り、ついで第１熱交換パス(H1)の冷媒流通管(39)を通って左ヘッダタンク(32)の第３ヘッダ(37)に入った後、第２熱交換パス(H2)の冷媒流通管(39)を通って右ヘッダタンク(30)の第２ヘッダ(36)に入り、その後冷媒出口から出口部材(34)を通って流出する。冷媒は、室外熱交換器(4)内を流れる間に車室外の空気から熱を奪って蒸発し、蒸発させられた冷媒は、気液分離器(10)において気液に分離され、気相冷媒が圧縮機(3)に戻される。

上述した車室内の暖房時において、外気温が低温の場合、室外熱交換器(4)の通風間隙(41)を流れる空気中に含まれる水分が室外熱交換器(4)の表面、特にルーバ(45)(46)が形成されており、かつ通風間隙(41)を流れる空気と熱交換をしているフィン(42)(43)の表面に結露し、これが氷結して着霜が発生する。

しかしながら、このような着霜は、風上側の第１フィン(42)の表面に発生しやすく、水分量が減らされた空気が第２フィン(43)に触れることになって、水分量の少ない空気と冷媒流通管(39)を流れる冷媒とが第２フィン(43)を介して熱交換を行うことになり、その結果第２フィン(43)への着霜の発生を遅らせることが可能になる。特に、第１フィン(42)の連結部(42c)が波頂部(42a)から当該波頂部(42a)の両側に隣接する波底部(42b)に向かって冷媒流通管(39)の長手方向（左右方向）に傾斜しており、１つの波頂部(42a)の両側に位置する連結部(42c)の傾斜方向が異なっているので、第１フィン(42)の連結部(42c)と通風間隙(41)を流れる空気との接触面積が大きくなり、第１フィン(42)の連結部に比較的多くの霜を着霜させることができ、第２フィン(43)側へ流れる空気中の水分量を効果的に減少させることができる。しかも、第１フィン(42)に着霜が発生した場合にも、第１フィン(42)の隣り合う連結部(42c)間に比較的大きな通風空間を確保することができる。さらに、第１フィン(42)が風上側に位置するとともに、第２フィン(43)が風下側に位置するように通風方向に間隔(40)をおいて配置されているので、第１フィン(42)に発生した着霜が第２フィン(43)まで成長することが抑制され、その結果第２フィン(43)への着霜の発生を遅らせることが可能になる。したがって、第２フィン(43)を介して行われる通風間隙(41)を流れる空気と冷媒流通管(39)を流れる冷媒との熱交換効率の低下を効果的に遅延させることができ、その結果暖房能力の短時間での低下を抑制することが可能になる。

室外熱交換器(4)の除霜を行う場合は、空調ケース(2)のダンパ(25)が、第１分岐通路(22)への空気の流れを許容するとともに第２分岐通路(23)への空気の流れを遮断する位置に切り替えられる。また、ヒートポンプ式冷凍サイクル(1)は、上述した冷房時と同じ動作状態にされる。すなわち、冷媒は、圧縮機(3)で圧縮されて高温高圧とされた後に室内コンデンサ(5)を通過させられ、ついで室外熱交換器(4)に送られて室外熱交換器(4)で車室外空気に熱を放熱して凝縮し、ついで膨張弁(6)により減圧された後に室内エバポレータ(7)で空気通路(21)を流れる空調用空気から熱を奪って蒸発し、ついで気液分離器(10)で気液分離された後に圧縮機(3)に戻される。室外熱交換器(4)の着霜は、室外熱交換器(4)を流れる高温高圧の冷媒が有する熱により除霜される。

図８は室外熱交換器(4)に用いられる風上側の第１フィンの変形例を示す。

図８に示す第１フィン(60)は、通風方向に延びかつ通風間隙(41)を形成する２つの冷媒流通管(39)のうちのいずれか一方、ここでは上側の冷媒流通管(39)にろう付された波頂部(60a)、通風方向に延びかつ通風間隙(41)を形成する２つの冷媒流通管(39)のうちのいずれか他方、ここでは下側の冷媒流通管(39)にろう付された波底部(60b)、および通風方向に延びかつ波頂部(60a)と波底部(60b)とを連結する連結部(60c)よりなるコルゲート状であり、連結部(60c)に幅方向に延びる複数のルーバ（図示略）が通風方向に間隔をおいて設けられたものである。

風上側の第１フィン(60)の連結部(60c)は、波頂部(60a)から当該波頂部(60a)の両側に隣接する波底部(60b)に向かって下方にほぼ真っ直ぐに延びている。風上側の第１フィン(60)のフィンピッチ(P1)は、風下側の第２フィン(43)のフィンピッチ(P2)よりも広くなっている。両フィン(60)(43)のフィンピッチ(P1)(P2)は、隣り合う波頂部(60a)(43a)および波底部(60b)(43b)の左右方向の中心どうしの間隔である。

この発明による室外熱交換器は、比較的廃熱の少ないハイブリッド自動車や電気自動車の車両用空調装置を構成するヒートポンプ式冷凍サイクルに好適に用いられる。

(1)：ヒートポンプ式冷凍サイクル
(4)：室外熱交換器
(39)：冷媒流通管
(40)：間隔
(41)：通風間隙
(42)(60)：第１フィン
(42a)(60a)：波頂部
(42b)(60b)：波底部
(42c)(60c)：連結部
(43)：第２フィン
(43a)：波頂部
(43b)：波底部
(43c)：連結部
(45)(46)：ルーバ
(47)：突出部
(48)：排水部
(49)：切り欠き
(50)：水滞留抑制部
(51)：切り欠き

Claims (9)

1. 長手方向および厚み方向を同方向に向けるとともに幅方向を通風方向に向けた状態で厚み方向に間隔をおいて配置された複数の扁平状冷媒流通管と、隣り合う冷媒流通管どうしの間の通風間隙に配置されたフィンとを備えたヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器であって、
   １つの通風間隙内に、通風方向に延びかつ前記通風間隙を形成する２つの冷媒流通管のうちのいずれか一方に接合された波頂部、通風方向に延びかつ前記通風間隙を形成する２つの冷媒流通管のうちのいずれか他方に接合された波底部、および通風方向に延びかつ波頂部と波底部とを連結する連結部よりなるコルゲート状の第１フィンおよび第２フィンが、第１フィンが風上側に位置するとともに第２フィンが風下側に位置するように通風方向に間隔をおいて配置されており、風上側の第１フィンのフィンピッチが、風下側の第２フィンのフィンピッチよりも広くなっているヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器。
2. 第１フィンおよび第２フィンの連結部に、それぞれ複数のルーバが設けられている請求項１記載のヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器。
3. 第１フィンの通風方向の幅が第２フィンの通風方向の幅よりも狭くなっており、第１フィンが、第１フィンに着霜した際にも付着した霜が通風間隙の通風を妨げないようなフィンピッチを有する着霜許容フィンであり、第２フィンが、冷媒流通管内を流れる冷媒と通風間隙を流れる空気とのメイン熱交換フィンである請求項１または２記載のヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器。
4. 第１フィンの連結部が、波頂部から当該波頂部の両側に隣接する波底部に向かって冷媒流通管の長手方向に傾斜しており、１つの波頂部の両側に位置する連結部の傾斜方向が異なっている請求項１〜３のうちのいずれかに記載のヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器。
5. 第２フィンが、冷媒流通管よりも風下側に突出した突出部を有しており、当該突出部に、第２フィンに発生した結露水を下方に排水する排水部が設けられている請求項１〜４のうちのいずれかに記載のヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器。
6. 冷媒流通管が厚み方向を上下方向に向けた状態で上下方向に間隔をおいて配置されており、第１フィンおよび第２フィンの波頂部が、前記通風間隙を形成する２つの冷媒流通管のうちの上側の冷媒流通管に接合されるとともに、同波底部が、前記通風間隙を形成する２つの冷媒流通管のうちの下側の冷媒流通管に接合され、前記排水部が、第２フィンにおける前記突出部の波底部に形成された切り欠きからなる請求項５記載のヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器。
7. 第２フィンの風上側端部に水滞留抑制部が形成されている請求項１〜６のうちのいずれかに記載のヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器。
8. 水滞留抑制部が、第２フィンの一部に形成されかつ風上端から風下側に向かう切り欠きからなる請求項７記載のヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器。
9. 水滞留抑制部を構成する切り欠きが、第２フィンにおける波底部から当該波底部の両側に位置する２つの連結部のうちの少なくともいずれか一方の連結部にかけて形成されている請求項８記載のヒートポンプ式冷凍サイクル用室外熱交換器。
   

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