JP2021060130A - 熱交換器及び、熱交換器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体の隣接する２つの側面部に沿って配置することができ、熱交換効率が高い熱交換器及び、熱交換器の製造方法を提供する。【解決手段】熱交換器１Ａは、複数の伝熱管２０と、伝熱管２０が配列された第一直線部１１、第二直線部１３及び、第一直線部１１、第二直線部１３と一体的に形成され、伝熱管２０が配列された屈曲部１２を有し、伝熱管２０それぞれに冷媒を分配又は、伝熱管２０それぞれから冷媒を集約する分配器１０Ｕ、１０Ｌと、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は熱交換器及び、熱交換器の製造方法に関する。

熱交換器には、冷媒が流れやすくするため、伝熱管を鉛直方向に向けられたものがある。

例えば、特許文献１には、複数の伝熱管が鉛直方向に向けられた、又は、鉛直方向から傾けられた熱交換器が開示されている。この熱交換器では、冷媒の分配又は集約をするため、伝熱管の上端と下端に、水平方向に直線的に延在する円筒状の分配器が設けられている。

特開２０１３−５７５０２号公報

このような分配器は、例えば、空気調和機の室外機が備える筐体に収容されて使用される。

しかし、筐体が有する４つの側面部のうち、隣接する２つ以上の側面部に通気口が設けられることがあり、その場合、特許文献１に記載の熱交換器は、分配器が水平方向に直線的に延在することから、筐体の１つの側面部に沿って配置させることしかできない。その場合、熱交換効率が低くなってしまう。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、筐体の隣接する２つの側面部に沿って配置することができ、熱交換効率が高い熱交換器及び、熱交換器の製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る熱交換器は、複数の伝熱管と、伝熱管が配列された直線部及び、直線部と一体的に形成され、伝熱管が配列された屈曲部を有する分配器と、を備える。分配器は、伝熱管それぞれに冷媒を分配又は、伝熱管それぞれから冷媒を集約する。

本発明の構成によれば、分配器が屈曲部を有するので、筐体の隣接する２つの側面部に沿って配置することができる。また、屈曲部に伝熱管が配列しているので、熱交換効率が高い。

本発明の実施の形態１に係る熱交換器の斜視図 本発明の実施の形態１に係る熱交換器が収容される室外機の筐体の一部の拡大断面図 本発明の実施の形態１に係る熱交換器が備える分配器の上面図 本発明の実施の形態１に係る熱交換器が備えるフィンの上面図 本発明の実施の形態１に係る熱交換器が備える分配器の屈曲部の拡大上面図 本発明の実施の形態１に係る熱交換器が備えるフィンのフィン屈曲部の拡大上面図 本発明の実施の形態１に係る熱交換器が備えるフィンのフィン屈曲部に形成された蛇腹部の拡大斜視図 本発明の実施の形態１に係る熱交換器の製造方法が備える接続工程の概念図 本発明の実施の形態１に係る熱交換器の製造方法が備える接続工程で使用する直線状フィンの斜視図 本発明の実施の形態１に係る熱交換器の製造方法が備える屈曲工程の概念図 本発明の実施の形態２に係る熱交換器が備える分配器の屈曲部の拡大上面図 本発明の実施の形態３に係る熱交換器が備えるフィンのフィン屈曲部に形成された板バネ部の拡大斜視図 本発明の実施の形態１に係る熱交換器の変形例の拡大斜視図 本発明の実施の形態１に係る熱交換器の他の変形例の拡大斜視図 本発明の実施の形態１に係る熱交換器が備えるフィンのフィン屈曲部の変形例の拡大斜視図

以下、本発明の実施の形態に係る熱交換器及び、熱交換器の製造方法について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中、同一又は同等の部分には同一の符号を付す。図に示す直交座標系ＸＹＺにおいて、熱交換器が備える分配器に形成された直線部に対して曲線部を右に配置したときの、その左右方向がＸ軸、上下方向がＺ軸、Ｘ軸とＺ軸とに直交する方向がＹ軸である。以下、適宜、この座標系を引用して説明する。

（実施の形態１）
実施の形態１に係る熱交換器は、分配器が屈曲部を有する熱交換器である。この熱交換器では、熱交換効率を高めるため、分配器の屈曲部にも伝熱管とフィンが設けられている。まず、図１−図４を参照して、熱交換器の構成について説明し、続いて、図５−図７を参照して、分配器の屈曲部の構成について説明する。次に、図８−図１０を参照して、熱交換器の製造方法について説明する。

図１は、実施の形態１に係る熱交換器１Ａの斜視図である。図２は、熱交換器１Ａが収容される室外機の筐体１００の一部の拡大断面図である。図３は、熱交換器１Ａが備える分配器１０Ｕの上面図である。図４は、熱交換器１Ａが備えるフィン３０の上面図である。なお、図１では、理解を容易にするため、フィン３０それぞれの形状を示さず、熱交換器１Ａが備えるフィン３０全体の外形だけを示している。また、図３では、分配器１０Ｕに形成された貫通孔１４の形状、大きさを強調している。

熱交換器１Ａは、図１に示すように、冷媒が流入、流出する分配器１０Ｕ、１０Ｌと、分配器１０Ｕ、１０Ｌに接続され、冷媒が流通する複数の伝熱管２０と、伝熱管２０と空気を熱交換させる複数のフィン３０と、を備えている。

分配器１０Ｕ、１０Ｌは、四角筒状に形成されている。そして、分配器１０Ｕ、１０Ｌは、折れ曲がっている。詳細には、分配器１０Ｕ、１０Ｌは、左右方向、すなわちＸ軸方向に延在する第一直線部１１と、第一直線部１１からＹ方向に屈曲する屈曲部１２と、屈曲部１２からＹ方向へ延在する第二直線部１３と、を有する。

分配器１０Ｕ、１０Ｌは、図２に示す室外機の筐体１００の通気口Ｖに隣接して配置するため、上記の形状に形成されている。詳細には、室外機の筐体１００は、隣り合う側面部Ｓ１、Ｓ２にわたって通気口Ｖが形成されている。分配器１０Ｕ、１０Ｌは、この通気口Ｖがある側面部Ｓ１、Ｓ２に沿って配置するため、第一直線部１１、屈曲部１２及び第二直線部１３を有している。なお、室外機とは、空気調和機が備える室外に設置される機械のことである。

第一直線部１１は、筐体１００内壁の図２の左右方向、すなわちＸ方向の長さよりも短く、第二直線部１３は、筐体１００内壁のＹ方向の長さよりも短い。そして、屈曲部１２は、筐体１００の側面部Ｓ１とＳ２のコーナー部Ｃの角度だけ、すなわち、側面部Ｓ１とＳ２が形成する角度だけ屈曲している。その角度は９０°である。これにより、分配器１０Ｕ、１０Ｌは、第一直線部１１、第二直線部１３が筐体１００の側面部Ｓ１、Ｓ２に沿って配置され、かつ第一直線部１１、屈曲部１２及び第二直線部１３が水平に向けられた状態で、筐体１００に収容することを可能にしている。なお、第一直線部１１と第二直線部１３は、本明細書でいうところの直線部の一例である。

また、分配器１０Ｕ、１０Ｌの内部には、図示しないが、冷媒を流すための流路が形成されている。そして、分配器１０Ｕ、１０Ｌには、図示しない継手が設けられ、その継手によって外部機器の冷媒管に接続されている。これにより、分配器１０Ｕ、１０Ｌは、外部機器から冷媒の供給を受け、内部の流路に冷媒を流す。或いは、分配器１０Ｕ、１０Ｌは、流路に流れた冷媒を外部機器に排出する。

分配器１０Ｕ、１０Ｌは、図１に示すように、上面と下面を水平に向けている。これにより、分配器１０Ｕ、１０Ｌは、内部の流路で冷媒が偏りにくくしている。従来、分配器の筒軸を鉛直方向に向けた熱交換器があるところ、そのような熱交換器では、分配器内の流路で重力により冷媒が偏在してしまうことがある。分配器１０Ｕ、１０Ｌは、上面と下面を水平に配置することにより、流路で冷媒が偏在することを防いでいる。その結果、後述する冷媒の分配、集約の偏りを防止する。

また、分配器１０Ｕと１０Ｌは、上下方向に互いに離れている。分配器１０Ｕの下面には、図３には示すように、分配器１０Ｕと１０Ｌの間で冷媒を流通させるため、伝熱管２０が挿入される貫通孔１４が形成されている。また、図示しないが、分配器１０Ｌの上面にも、同じ形状、大きさの貫通孔１４が形成されている。

各貫通孔１４は、伝熱管２０を挿入するため、伝熱管２０の管断面と同形状に形成されている。また、各貫通孔１４は、分配器１０Ｕ、１０Ｌの内部の流路まで貫通する。それら貫通孔１４の数は、分配器１０Ｕ、１０Ｌそれぞれで、伝熱管２０の数と同数である。そして、貫通孔１４は、分配器１０Ｕ、１０Ｌの筒軸Ａが延在する方向に配列されている。分配器１０Ｕに形成された各貫通孔１４は、図示しないが、分配器１０Ｌに形成された各貫通孔１４の真上、すなわち図１に示す＋Ｚ方向に配置されている。

分配器１０Ｕ側の各貫通孔１４には、図示しないが、各伝熱管２０の上端が差し込まれている。また、分配器１０Ｌ側の各貫通孔１４には、各伝熱管２０の下端が差し込まれている。そして、各貫通孔１４の内壁と各伝熱管２０は、ロウ材によって接合されている。これにより、分配器１０Ｕと１０Ｌが、複数の伝熱管２０によって接続されている。その結果、冷媒が分配器１０Ｕ、１０Ｌの間で流通する。

なお、分配器１０Ｕ、１０Ｌは、上述したように、冷媒を分配又は集約する部品である。しかし、本明細書では、冷媒を分配する機能に着目して、単に分配器と称するものとする。また、分配器１０Ｕ、１０Ｌは、上下対称であることを除いて同じ構成を備える。このため、以下、分配器１０Ｕ、１０Ｌの位置関係を説明する場合だけ、符号１０Ｕ、１０Ｌを用い、その他の場合は、符号１０を用いる。

伝熱管２０は、伝熱性を高めるため、平板状、換言すると扁平状に形成されている。その内部には、図示しないが、管軸方向に連続する流路が形成されている。そして、伝熱管２０は、上述したように、分配器１０と接続されている。これにより、伝熱管２０には、分配器１０内の冷媒が流れ、その冷媒の熱が伝わる。伝熱管２０には、伝わった熱を空気中に放出するため、又は空気の熱を吸収するため、図１に示すように、複数のフィン３０が取り付けられている。

なお、伝熱管２０は、鉛直方向に管軸を向けている。その結果、伝熱管２０は、異物が付着しても落下しやすく除去しやすい。これにより、伝熱管２０のメンテナンス性が高められている。

フィン３０は、図示しないが、細長い板の形状に形成されている。そして、フィン３０は、図４に示すように、分配器１０と同様の形状に折れ曲がっている。詳細には、フィン３０は、左から右へ延在した後、背面側に向かって９０°屈曲し、さらに、背面側へ延在している。これにより、フィン３０は、フィン屈曲部３２を有している。

また、フィン３０は、その延在方向Ｄに向かって、伝熱管２０が嵌め込み可能な切り欠き３１が配列している。その切り欠き３１の数は、伝熱管２０と同数である。また、切り欠き３１の配列のピッチは、伝熱管２０のピッチと同じである。フィン３０は、図示しないが、板面を水平に向け、切り欠き３１が伝熱管２０に嵌め合わさる。これにより、フィン３０は、伝熱管２０に組み付けられている。また、フィン３０は、ロウ材によって伝熱管２０に接合されている。その結果、フィン３０に伝熱管２０の熱が伝わる。

また、フィン３０は、図示しないが、上下方向に一定のピッチで配列されている。これにより、フィン３０の間に空隙が設けられている。フィン３０は、その空隙の空気と熱交換する。

上述したように、分配器１０は、屈曲部１２を有している。また、フィン３０も、フィン屈曲部３２を有している。熱交換器１Ａを製造するときに、直線的に延在する分配器と直線的に延在するフィンを折れ曲げると、伝熱管２０がロウ付けされているため、屈曲部１２とフィン３０が破損してしまうおそれがある。また、伝熱管２０も破損してしまうおそれがある。

そこで、屈曲部１２では、第一直線部１１、第二直線部１３と貫通孔１４の配置が異なっている。また、フィン屈曲部３２には、蛇腹部３３が設けられている。次に、図５−図７を参照して、分配器１０が備える屈曲部１２とフィン３０が備えるフィン屈曲部３２について説明する。

図５は、分配器１０の屈曲部１２の拡大上面図である。図６は、フィン屈曲部３２の拡大上面図である。図７は、フィン屈曲部３２に形成された蛇腹部３３の拡大斜視図である。

屈曲部１２では、図５に示すように、貫通孔１４が、第一直線部１１及び、第二直線部１３の貫通孔１４のピッチＰ１よりも大きいピッチＰ２で配列している。そして、これらの貫通孔１４には、伝熱管２０が差し込まれ、接続される。これにより、第一直線部１１及び、第二直線部１３では、伝熱管２０がピッチＰ１で配列し、屈曲部１２では、伝熱管２０がピッチＰ２で配列する。

また、屈曲部１２は、第一直線部１１及び、第二直線部１３のピッチＰ１よりも大きいピッチＰ２で貫通孔１４が配列することにより、熱交換器１Ａの製造での屈曲工程で、引っ張り力によって貫通孔１４及び伝熱管２０が破損することを防止している。詳細には、屈曲工程で直線状に延在する分配器１０を屈曲させるときに、屈曲部１２に圧縮力と引っ張り力が加わるところ、屈曲部１２は、貫通孔１４のピッチＰ２を大きくすることにより、引っ張り力によって貫通孔１４に亀裂が発生したり、貫通孔１４と伝熱管２０の間に隙間が発生したりすることを防いでいる。

なお、屈曲部１２でのピッチＰ２とは、貫通孔１４が扁平状であり、その長手方向を屈曲部１２の屈曲中心ＢＣに向けているところ、その屈曲中心ＢＣ側の端部から隣り合う貫通孔１４の屈曲中心ＢＣ側の端部までの距離のことである。また、ピッチＰ１は、本明細書でいうところの第一ピッチの一例である。また、ピッチＰ２は、本明細書でいうところの第二ピッチの一例である。

これに対して、フィン屈曲部３２には、図６及び図７に示すように、蛇腹部３３が設けられている。

蛇腹部３３では、図７に示すように、板が上に折れ曲がった後、下へ折り返された山折り部３４が複数個、連続する。これにより、山折り部３４と山折り部３４の間には、下に延在する板が上に折れ曲がる谷折り部３５が形成されている。なお、上又は下は、本明細書でいうところの、屈曲半径方向Ｄ１と屈曲方向Ｄ２に垂直な方向の一例である。

蛇腹部３３は、山折り部３４と谷折り部３５を有することにより、屈曲工程でフィン３０それ自体が破損することを防止している。詳細には、蛇腹部３３は、屈曲工程で直線状に延在するフィンを屈曲させるときに、山折り部３４と谷折り部３５の折れ曲がり角度が変形することにより、圧縮力と引っ張り力でフィン３０が破損したり伝熱管２０からフィン３０が脱落したりすることを防いでいる。

次に、図８及び図９を参照して、熱交換器１Ａの製造方法について説明する。

図８は、熱交換器１Ａの製造方法が備える接続工程の概念図である。図９は、接続工程で使用する直線状フィン３６の斜視図である。図１０は、同製造方法が備える屈曲工程の概念図である。なお、図８では、理解を容易にするため、直線状フィン３６それぞれの形状を示さず、直線状フィン３６全体の外形だけを示している。

まず、図８に示す、直線的に延在する形状を有する直線状分配器１６、伝熱管２０及び、図９に示す、直線的に延在する形状を有する直線状フィン３６を用意する。

詳細には、上述した第一直線部１１、第二直線部１３及び屈曲部１２をあわせた全体の筒軸長さと同じ長さの直線状分配器１６を２つ用意する。一方の直線状分配器１６には、第一直線部１１、第二直線部１３となる領域Ａ１、Ａ３の下面に、上述したピッチＰ１で貫通孔１４を配列し、また、屈曲部１２となる領域Ａ２の下面にピッチＰ２で貫通孔１４を配列しておく。さらに、他方の直線状分配器１６には、同様のピッチの貫通孔１４を上面に配列しておく。そして、配列させた貫通孔１４と同数の伝熱管２０を用意する。

また、上述したフィン３０の長手方向と同じ長さを有し、直線状に延在する直線状フィン３６を複数個、用意する。ここで、直線状フィン３６は、図９に示すように、フィン屈曲部３２となる領域Ａ２に蛇腹部３３が設けられている。

次に、図示しないが、用意した複数の伝熱管２０のうち、直線状分配器１６の領域Ａ１に形成した貫通孔１４と同数の伝熱管２０をピッチＰ１で配列する。領域Ａ２に形成した貫通孔１４と同数の伝熱管２０をピッチＰ２で配列する。さらに、領域Ａ３に形成した貫通孔１４と同数の伝熱管２０をピッチＰ１で配列する。そして、それら伝熱管２０に、直線状フィン３６を取り付ける。続いて、伝熱管２０と直線状フィン３６をロウ付けして接合する。

伝熱管２０と直線状フィン３６を接合した後、図８に示すように、直線状フィン３６がロウ付けされた伝熱管２０それぞれを、直線状分配器１６の貫通孔１４に差し込んで、伝熱管２０を直線状分配器１６に取り付ける。続いて、伝熱管２０と直線状フィン３６をロウ付けして接合する。なお、この工程は、本明細書でいうところの接続工程の一例である。

次に、図１０に示すように、直線状分配器１６の屈曲部１２となる領域Ａ２の、筒軸Ａの延在方向の中央にパンチ２００を押し付ける。パンチ２００は、屈曲半径Ｒと同じ半径の半円柱部２１０を備えている。この押し付けでは、この半円柱部２１０の円柱軸を筒軸Ａに垂直に向け、半円柱部２１０を直線状分配器１６の領域Ａ２の背面側から押し付けて、さらに半円柱部２１０で領域Ａ２を押圧する。そして、その半円柱部２１０に直線状分配器１６を沿わせる。これにより、直線状分配器１６が屈曲して、屈曲部１２が形成される。その結果、上述した形状の分配器１０が形成される。また、蛇腹部３３が変形して、フィン屈曲部３２が形成される。その結果、上述した形状のフィン３０が形成される。

このとき、分配器１０の屈曲部１２では、第一直線部１１及び第二直線部１３よりも貫通孔１４のピッチが大きいので、パンチ２００の押し付けによる圧縮力、引っ張り力が貫通孔１４に集中しにくい。これにより、引っ張り力によって貫通孔１４に亀裂が発生することがない。また、貫通孔１４と伝熱管２０の間に隙間が発生することがない。その結果、分配器１０と伝熱管２０の破損が防止される。

また、フィン屈曲部３２では、蛇腹部３３が、上記の圧縮力、引っ張り力に応じて伸縮し変形する。これにより、圧縮力及び引っ張り力によってフィン３０に亀裂が発生することがなく、フィン３０と伝熱管２０の接合が破損してフィン３０が伝熱管２０から脱落することがない。その結果、フィン３０の破損が防止される。

なお、このパンチ２００を用いて直線状分配器１６を屈曲させる工程は、本明細書でいうところの屈曲工程の一例である。また、直線状分配器１６の領域Ａ２の部分は、本明細書でいうところの別の直線部の一例である。

パンチ２００を用いて、パンチ２００側の分配器１０とフィン３０が上述した形状になることにより、熱交換器１Ａが完成する。

以上のように、実施の形態１に係る熱交換器１Ａは、分配器１０が屈曲部１２を有するので、筐体１００の隣接する２つの側面部Ｓ１、Ｓ２に沿って配置することができる。

また、屈曲部１２に伝熱管２０が配列するので、熱交換効率が高い。

屈曲部１２では、第一直線部１１、第二直線部１３の貫通孔１４のピッチＰ１よりも大きいピッチＰ２で貫通孔１４が配列する。このため、屈曲部１２を形成するときに、屈曲部１２が破損しにくい。その結果、修繕する必要がなく、熱交換器１Ａの製造が容易である。

また、貫通孔１４に伝熱管２０が差し込まれ、その伝熱管２０が貫通孔１４の内壁に接合された後で、屈曲部１２を形成する場合に、屈曲部１２だけでなく、伝熱管２０も破損しにくい。

熱交換器１Ａは、屈曲部１２に伝熱管２０が接合されているので、屈曲部１２でも熱交換することができる。従来、屈曲部１２に伝熱管２０を接合することが難しく、屈曲部１２に伝熱管２０がない熱交換器があったが、そのような熱交換器と比較して、熱交換効率が高い。

また、熱交換器１Ａは、蛇腹部３３が設けられたフィン３０を備えるので、熱交換器１Ａの製造時にフィン３０が破損しにくい。フィン３０を修繕する必要がないので、製造効率が高い。また、屈曲部１２にフィン３０が存在するため、熱交換効率が高い。

（実施の形態２）
実施の形態１に係る熱交換器１Ａでは、分配器１０が備える屈曲部１２の貫通孔１４のピッチＰ２が、第一直線部１１と第二直線部１３の貫通孔１４のピッチＰ１よりも大きい。しかし、屈曲部１２の形態は、これに限定されない。屈曲部１２は、屈曲させるときに、貫通孔１４に加わる引っ張り力が小さい形態であれば良い。実施の形態２に係る熱交換器１Ａでは、屈曲時の引っ張り力を小さくするため、屈曲部１２に形成された貫通孔１４の位置が、第一直線部１１と第二直線部１３に形成された貫通孔１４の位置よりも、屈曲側にずれている。

以下、図１１を参照して、実施の形態２に係る熱交換器１Ａについて説明する。実施の形態２では、実施の形態１と異なる構成について説明する。

図１１は、実施の形態２に係る熱交換器１Ａが備える分配器４０の屈曲部４２の拡大上面図である。なお、図１１に示す分配器４０は、実施の形態１で説明した分配器１０Ｕと同様に、上側に位置する分配器である。

図１１に示すように、屈曲部４２では、第一直線部４１と第二直線部４３で貫通孔１４が配列するピッチＰ１と同じピッチで配列された貫通孔４４を有する。
なお、屈曲部４２での貫通孔４４のピッチは、実施の形態１と同様に、第一直線部４１と第二直線部４３での貫通孔１４のピッチＰ１よりも大きいことが望ましい。

貫通孔４４は、第一直線部４１と第二直線部４３に形成された貫通孔１４よりも屈曲中心ＢＣ側に偏って配置されている。換言すると、貫通孔４４は、背面側の端面側に偏って配置されている。なお、背面側の端面は、本明細書でいうところの屈曲中心ＢＣ側にある端面と側方端面の一例である。

実施の形態１で説明したように、屈曲工程で貫通孔４４に引っ張り力が加えられる。その引っ張り力は、背面側ではなく、正面側に加えられる。そして、正面側に向かう程、その引っ張り力が強く働く。

上述したように、貫通孔４４は、第一直線部４１と第二直線部４３の貫通孔１４よりも、背面側の端面側に偏っているので、屈曲工程で加えられる引っ張り力がかかりにくい。或いは、引っ張り力がかからない。その結果、引っ張り力によって貫通孔４４に亀裂が発生することがなく、また、貫通孔４４と伝熱管２０の間に隙間が発生することがない。その結果、貫通孔４４の破損が防止される。

なお、実施の形態２に係る熱交換器１Ａの製造方法は、屈曲部４２の貫通孔４４を第一直線部４１と第二直線部４３の貫通孔１４よりも背面側に偏らせて形成することを除いて同じである。このため、実施の形態２では、熱交換器１Ａの製造方法の説明を省略する。

以上のように、実施の形態２に係る熱交換器１Ａは、貫通孔４４が第一直線部４１と第二直線部４３の貫通孔１４よりも屈曲中心ＢＣ側に偏った屈曲部４２を有する分配器４０を備えるので、屈曲部４２を形成するときに、屈曲部４２が破損しにくい。また、屈曲部４２が破損しにくいので、屈曲部４２に接合された伝熱管２０も破損しにくい。

（実施の形態３）
実施の形態１に係る熱交換器１Ａでは、フィン３０が蛇腹部３３を有している。しかし、フィン３０の形態はこれに限定されない。フィン３０は、屈曲部１２を屈曲させるときに、変形可能な形態であれば良い。実施の形態３に係る熱交換器１Ａでは、フィン５０が、板バネ部５３を有する。

以下、図１２を参照して、実施の形態３に係る熱交換器１Ａについて説明する。実施の形態３では、実施の形態１及び２と異なる構成について説明する。

図１２は、実施の形態３に係る熱交換器１Ａが備えるフィン５０のフィン屈曲部５２に形成された板バネ部５３の拡大斜視図である。

図１２に示すように、板バネ部５３は、水平方向に延在する板が、上へ折れ曲がった後、再度水平に延在し、その後、下へ折れ曲がっている。その後、板バネ部５３は、水平方向に延在している。上へ折れ曲がった部分５４と下へ折れ曲がった部分５５は、屈曲工程でフィン屈曲部５２に荷重がかかったときに、その折れ曲がり角度が変化する。すなわち、板バネ部５３は、板バネ部品として機能する。これにより、板バネ部５３が変形して、フィン５０の破損が防止される。

なお、実施の形態３に係る熱交換器１Ａの製造方法は、フィン屈曲部５２に上述した形状の板バネ部５３を形成することを除いて同じである。このため、実施の形態３では、熱交換器１Ａの製造方法の説明を省略する。

以上のように、実施の形態３に係る熱交換器１Ａは、フィン屈曲部５２に板バネ部５３が形成されているので、フィン屈曲部５２を形成するときに、板バネ部５３が変形してフィン５０の破損が防止される。

以上、本発明の実施の形態に係る熱交換器１Ａ及び熱交換器１Ａの製造方法について説明したが、熱交換器１Ａ及び熱交換器１Ａの製造方法はこれに限定されない。例えば、実施の形態１−３では、分配器１０の屈曲部１２、４２に設けられた伝熱管２０にフィン３０、５０が接続されている。しかし、熱交換器１Ａでは、フィン３０、５０は任意の部材である。例えば、熱交換効率を高めるため、フィン３０、５０が伝熱管２０に接続されていることが望ましいが、フィン３０、５０がフィン屈曲部３２、５２を有さなくても良い。

図１３は、実施の形態１に係る熱交換器１Ｂの変形例の拡大斜視図である。なお、図１３では、理解を容易にするため、図１と同様に、フィン６０それぞれの形状を示さず、熱交換器１Ｂが備えるフィン６０全体の外形だけを示している。

図１３に示すように、フィン６０が、フィン屈曲部３２、５２を有さず、直線的に延在するフィン６１、６２を有するだけでも良い。すなわち、分配器１０の屈曲部１２に設けられた伝熱管２０にフィン６０が接続されておらず、分配器１０の第一直線部１１、第二直線部１３に設けられた伝熱管２０にだけフィン６１、６２が設けられても良い。このような形態でも、分配器１０の屈曲部１２に伝熱管２０が設けられているので、屈曲部１２で熱交換をすることができる。このため、屈曲部１２に伝熱管２０が設けられていない熱交換器と比較して、熱交換効率を高めることができる。

また、実施の形態１−３では、フィン３０、５０が分配器１０に設けられた全ての伝熱管２０に接続されているが、屈曲部１２、４２に設けられた伝熱管２０だけ、別のフィン６３が接続されていても良い。

図１４は、実施の形態１に係る熱交換器１Ｃの他の変形例の拡大斜視図である。なお、図１４では、理解を容易にするため、図１３と同様に、フィン６３全体の外形だけを示している。

図１４に示すように、屈曲部１２にある伝熱管２０それぞれにフィン６３が設けられても良い。その場合、実施の形態１で説明した屈曲工程で破損することを防ぐため、フィン６３それぞれは、伝熱管２０が配列する方向の伝熱管２０同士の隙間Ｇ１よりも短く、隣り合うフィン６３との間に隙間Ｇ２を有すると良い。

実施の形態１−３では、フィン３０、５０が、フィン屈曲部３２、５２に設けられた蛇腹部３３、板バネ部５３を有しているが、フィン３０、５０はこれに限定されない。フィン３０、５０は、屈曲部１２に配列された伝熱管２０に接続され、屈曲部１２の屈曲半径方向と屈曲部１２の屈曲方向とに垂直な方向へうねる板の形状に形成されても良い。

図１５は、実施の形態１に係る熱交換器１Ａが備えるフィン３０のフィン屈曲部３２の変形例の拡大斜視図である。

図１５に示すように、フィンは、波型のフィン屈曲部７２を有しても良い。図１５では、フィン屈曲部７２は、上に突出する波型部分７３とその間の下に凹む波型部分７４とを有するが、上に突出する波型部分７３だけであっても良いし、下に凹む波型部分７４だけであっても良い。このような形態でも、実施の形態１で説明した屈曲工程で変形して、フィンの破損を防ぐことが出来る。その結果、熱交換器１Ａの製造が容易である。

なお、上に突出する波型部分７３と下に凹む波型部分７４は、屈曲工程で変形しやすくするため、これら以外のフィン部分の板厚よりも薄くても良い。これは、実施の形態１で説明した山折り部３４、谷折り部３５の板厚、実施の形態３で説明した上へ折れ曲がった部分５４、下に折れ曲がった部分５５の板厚についても同様である。すなわち、山折り部３４、谷折り部３５の板厚と上へ折れ曲がった部分５４、下に折れ曲がった部分５５の板厚は、これら以外のフィン部分の板厚よりも薄くても良い。

実施の形態１では、空気調和機が備える室外機の筐体１００に熱交換器１Ａが収容されると説明しているが、熱交換器１Ａ−１Ｃはこれに限定されない。熱交換器１Ａ−１Ｃは、室内機、給湯暖房システム等の他の機器に使用されても良い。

１Ａ−１Ｃ 熱交換器、１０，１０Ｕ，１０Ｌ 分配器、１１ 第一直線部、１２ 屈曲部、１３ 第二直線部、１４ 貫通孔、１６ 直線状分配器、２０ 伝熱管、３０ フィン、３１ 切り欠き、３２ フィン屈曲部、３３ 蛇腹部、３４ 山折り部、３５ 谷折り部、３６ 直線状フィン、４０ 分配器、４１ 第一直線部、４２ 屈曲部、４３ 第二直線部、４４ 貫通孔、５０ フィン、５２ フィン屈曲部、５３ 板バネ部、５４ 上へ折れ曲がった部分、５５ 下へ折れ曲がった部分、６０−６３ フィン、７２ フィン屈曲部、７３，７４ 波型部分、１００ 筐体、２００ パンチ、２１０ 半円柱部、Ａ 筒軸、Ａ１−Ａ３ 領域、ＢＣ 屈曲中心、Ｃ コーナー部、Ｄ 延在方向、Ｄ１ 屈曲半径方向、Ｄ２ 屈曲方向、Ｇ１，Ｇ２ 隙間、Ｐ１，Ｐ２ ピッチ、Ｒ 屈曲半径、Ｓ１、Ｓ２ 側面部、Ｖ 通気口。

Claims (12)

1. 複数の伝熱管と、
   前記伝熱管が配列された直線部及び、該直線部と一体的に形成され、前記伝熱管が配列された屈曲部を有し、前記伝熱管それぞれに冷媒を分配又は、前記伝熱管それぞれから前記冷媒を集約する分配器と、
   を備える熱交換器。
2. 前記直線部では、前記伝熱管が第一ピッチで配列され、
   前記屈曲部では、前記伝熱管が前記第一ピッチよりも大きい第二ピッチで配列されている、
   請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記屈曲部に配列された前記伝熱管は、前記直線部に配列された前記伝熱管よりも屈曲中心側にある端面の側に偏って配置されて前記屈曲部に固定されている、
   請求項１又は２に記載の熱交換器。
4. 前記屈曲部に配列された前記伝熱管に接続され、前記屈曲部の屈曲半径方向と前記屈曲部の屈曲方向とに垂直な方向へうねる板の形状に形成されたフィンを備える、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換器。
5. 前記フィンは、前記垂直な方向にある板面の側へ折れ曲がった後、該板面の側へ折り返された蛇腹の形状を有する、
   請求項４に記載の熱交換器。
6. 前記フィンは、前記垂直な方向にある板面の側へ折れ曲がった後、該板面に平行に延在し、さらに該板面の側へ折り返された矩形の形状を有する、
   請求項４に記載の熱交換器。
7. 前記直線部に配列された前記伝熱管だけを接続するフィンを備える、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換器。
8. 前記屈曲部に配列された前記伝熱管それぞれに設けられ、隣り合う前記伝熱管との間に隙間を有する複数のフィンを備える、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換器。
9. 直線部及び、該直線部と一体的に形成された別の直線部を有する分配器の、前記直線部と前記別の直線部に、複数の伝熱管を接続する接続工程と、
   前記別の直線部を屈曲させる屈曲工程と、
   を備える熱交換器の製造方法。
10. 前記接続工程では、前記直線部に、複数の伝熱管を第一ピッチで配列して接続し、前記別の直線部に、複数の伝熱管を前記第一ピッチよりも大きい第二ピッチで配列して接続する、
    請求項９に記載の熱交換器の製造方法。
11. 前記屈曲工程は、前記接続工程で前記複数の伝熱管が接続された後に行われる、
    請求項９又は１０に記載の熱交換器の製造方法。
12. 前記接続工程では、前記直線部の側方端面から前記直線部に配列された前記複数の伝熱管までの距離よりも、前記複数の伝熱管を前記別の直線部の側方端面の側に偏らせて前記別の直線部に配列して接続し、
    前記屈曲工程では、前記側方端面の側を圧縮すると共に、その反対側の端面側を引っ張ることにより、前記別の直線部を屈曲させる、
    請求項１１に記載の熱交換器の製造方法。

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