JP4725277B2 - フィン付き熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機の室内ユニットに搭載されるフィン付き熱交換器およびその製造方法に関する。

一般に空気調和機の室内ユニットは、図６に示すように、筐体６１に、前面の吸込み口６２ａおよび上面の吸込み口６２ｂなど一箇所以上の吸込み口と、下面の吹出し口６３など一箇所以上の吹出し口とが設けられ、この筐体６１内に貫流送風機６５とフィン付き熱交換器６４とが収納されている。

この従来のフィン付き熱交換器６４は、筐体６１内の前面側に配置され、上下方向中央部近辺で折り曲げ加工された主たる前面側熱交換器６４Ａと、筐体６１内の背面側に配置された背面側熱交換器６４Ｂと、前面側熱交換器６４Ａの前面にそれぞれ補助的に取り付けられた補助熱交換器６４Ｃ、６４Ｄとから構成されている。そして、前面側熱交換器６４Ａおよび背面側熱交換器６４Ｂにより貫流送風機６５を風上側から取り囲むような形態に配置して、限られた空間にできるだけ大きいフィン付き熱交換器を収納している。

なお、補助熱交換器６４Ｃ、６４Ｄは熱交換能力を向上させるために設けているものだが、主たる前面側熱交換器６４Ａや背面側熱交換器６４Ｂとは別の工程で製造した後、主たる前面側熱交換器６４Ａや背面側熱交換器６４Ｂに追加接続されて取り付けられるもので、図７では、主たる前面側熱交換器６４Ａに追加接続されている場合を示している。また、前面側熱交換器６４Ａの折り曲げ部近辺には、単に前面側熱交換器６４Ａを折り曲げてフィンがない空間があいてしまうと、殆ど熱交換しないで気流がフィン付き熱交換器を通過してしまうおそれがあるため、このようなことがないように、スペーサ６６が配設されている。

これに対して、前面側熱交換器６４Ａの折り曲げ加工を不要にし、このスペーサ６６をなくしながら、熱交換しないで気流がフィン付き熱交換器を通過してしまうようなことを防止する構造として、前面側熱交換器を円弧状に形成した構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１には、図６および図７、８に示すように、前面側熱交換器７１Ａのフィン７２の形状を貫流送風機７３の周面の一部を囲むように円弧状に形成した空気調和機の室内ユニットが開示されている。この前面側熱交換器７１Ａに略直角に挿通された伝熱管７４は、複数列設けられており、これらの伝熱管７４の風上側列と風下側列とで互いに二等辺三角形を描くように配置されている。したがって結果的に、円弧形状部分の内側に配置されている風下側の伝熱管７４の段ピッチＡは、円弧形状部分の外側に配置されている風上側列の伝熱管７４の段ピッチＢよりも小さくなって形成されている。

この構成によれば、スペーサ６６が不要になるとともに、製造時のフィン７２の材料においてスペーサ６６に対応する箇所で廃材を生じないため、フィン７２の材料の廃材を少なくでき、また各伝熱管７４同士を連通させるヘアピンやリターンベンドの曲げピッチの種類が、Ａ、Ｂ、Ｃの３種類だけで済む利点がある。また、スペーサ６６を設けていないため、スペーサ６６に対応する箇所分だけフィン７２の面積が増加することとなり、熱交換能力が向上する。
特許第３０９１８３０号公報（第３−８頁、第１図）

しかしながら、上記特許文献１の構成のフィン付き熱交換器では、前面側熱交換器７１Ａが円弧状であり、フィン７２の上部の傾斜が緩くなるため、フィン付き熱交換器を蒸発器として用いている場合に、フィン７２の上部に凝縮する水が滞留したり、最悪の場合には、凝縮水がフィン７２に沿って流れずに、貫流送風機７３に水滴が落下して、吹出し口７５から水滴が飛散するおそれがある。

本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、フィン付き熱交換器の形態およと製造方法を改善し、空気調和機の室内ユニットの限られた空間、特に奥行きが狭い空間にできるだけ大きなフィン付き熱交換器を収納し、熱交換能力の大幅な向上をはかるとともに、蒸発器として使用したときフィン表面に凝縮する水をフィンに沿って円滑に流下させることができるフィン付き熱交換器を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に係るフィン付き熱交換器は、前面側に吸込み口がおよび下面側に吹出し口がそれぞれ設けられた筐体とこの筐体に収納される貫流送風機とから風回路を構成する空気調和機の室内ユニットに搭載されるフィン付き熱交換器であって、前記吸込み口から貫流送風機までの風回路の途中または貫流送風機から吹出し口までの風回路の途中に配置される前面側熱交換器と背面側熱交換器とから構成され、前記前面側熱交換器および前記背面側熱交換器はそれぞれ所定の間隔で平行に並べられてその間を気体が流動する多数のフィンと、このフィンに略直角に挿入されて内部を冷媒が流動する多数の伝熱管とから構成され、前記前面側熱交換器におけるフィンを、その風上前縁および風下後縁がそれぞれが同じ鈍角をなす２本の直線部並びにこれら２本の直線の間を結ぶ１本の曲線部により、略くの字状に形成するとともに、略くの字状に形成された前記フィンの直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機に近い側の領域における風上前縁と風下後縁との距離を１８〜２７ｍｍとし、貫流送風機に近い側の領域のフィン、および当該フィンの曲線状の風上前縁と曲線状の風下後縁とで挟まれた領域の部分に挿入される伝熱管の外径を６．０〜８．０ｍｍにして、気体の主流方向に沿う方向となる列方向に２列および１列配置し、貫流送風機から遠い側の領域および背面側熱交換器における風上前縁と風下後縁との距離を２７〜３０ｍｍとし、当該領域および背面側熱交換器のフィンには外径が４．０〜７．０ｍｍから選択される３種類以上の伝熱管を、気体の主流方向に沿う列方向に３列で配置し、気体の流れの最も風上の列では前記３種以上の外径の伝熱管のうち外径の最も大きい伝熱管を用い、前記最も風上の列以外の列では風下の列になるにしたがって伝熱管の外径を順次小さくするとともに、前記最も風上の列以外の列のパス数を前記最も風上の列のパス数より増加させ、前記最も風上の列の伝熱管を、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際には冷媒出口寄りの伝熱管として用いる一方、当該フィン付き熱交換器を蒸発器として使用する際には冷媒入口寄りの伝熱管として用いるものである。
また、請求項２に係るフィン付き熱交換器は、請求項１に記載の熱交換器において、前面側熱交換器におけるフィンの直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機から遠い側の領域および背面側熱交換器では、最も風上の列のパス数を１パスとし、前記最も風上の列以外の列のパス数を４パスとし、貫流送風機に近い側の領域のフィンおよび当該フィンの曲線状の風上前縁と曲線状の風下後縁とで挟まれた領域のパス数を２パスとするとともに、貫流送風機に近い側の領域のフィンおよび当該フィンの曲線状の風上前縁と曲線状の風下後縁とで挟まれた領域の部分にそれぞれ挿入される伝熱管を２種類の外径の伝熱管で構成し、且つ大きい方の外径の前記伝熱管を、気体の流れの最も風下の列に配置するとともに、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際には冷媒入口寄りの伝熱管として用いる一方、当該フィン付き熱交換器を蒸発器として使用する際には冷媒出口寄りの伝熱管として用い、小さい方の外径
の前記伝熱管については、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際には、前記大きい方の外径の伝熱管より冷媒下流側の伝熱管として用いる一方、当該フィン付き熱交換器を蒸発器として使用する際には、前記大きい方の外径の伝熱管より冷媒上流側の伝熱管として用いるものである。
また、請求項３に係るフィン付き熱交換器は、請求項１に記載の熱交換器において前面側熱交換器におけるフィンの直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機から遠い側の領域および背面側熱交換器では、最も風上の列のパス数を２パスとし、前記最も風上の列以外の列のパス数を５または６パスとし、貫流送風機に近い側の領域のフィンおよび当該フィンの曲線状の風上前縁と曲線状の風下後縁とで挟まれた領域のパス数を３パス以上とするとともに、貫流送風機に近い側の領域のフィンおよび当該フィンの曲線状の風上前縁と曲線状の風下後縁とで挟まれた領域の部分に挿入される伝熱管を２種類の外径の伝熱管で構成し、且つ大きい方の外径の前記伝熱管を、気体の流れの最も風下の列に配置するとともに、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際には冷媒入口寄りの伝熱管として用いる一方、当該フィン付き熱交換器を蒸発器として使用する際には冷媒出口寄りの伝熱管として用い、小さい方の外径の前記伝熱管については、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際には、前記大きい方の外径の伝熱管より冷媒下流側の伝熱管として用いる一方、当該フィン付き熱交換器を蒸発器として使用する際には、前記大きい方の外径の伝熱管より冷媒上流側の伝熱管として用いるものである。
また、請求項４に係るフィン付き熱交換器は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱交換器において、前面側熱交換器におけるフィンの直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機から遠い側の領域および背面側熱交換器における伝熱管の気体の主流方向に直角方向となる段方向の配置ピッチを、１３．５〜１６ｍｍにし、貫流送風機に近い側の領域における段方向の配置ピッチを１５〜３１ｍｍとしたものである。

また、請求項５に係るフィン付き熱交換器は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱交管器において、伝熱管とフィンの風上前縁または風下後縁との最短距離を、１．０ｍｍ以上とし、更には貫流送風機に最も近い前面側熱交換器の風下後縁と前記貫流送風機との距離を１０ｍｍ以上としたものである。
また、請求項６に係るフィン付き熱交換器は、請求項１から５のいずれか一項に記載の熱交換器において、前面側熱交換器におけるフィンの切り起こしの数を、貫流送風機に最も近い側の領域において、部分的に減らしたものである。

また、請求項７に係るフィン付き熱交換器は、請求項１から６のいずれか一項に記載の熱交換器において、列方向に隣接する２つの伝熱管の間において、内部を流れる冷媒同士に温度差がある場合、前記２つの伝熱管の列間中央部のフィンに、段方向および一部を列方向に概略沿う方向で切り込みを設け、更には、フィン前縁から完全に後加工で切断可能となるように外径２〜４．５ｍｍの穴を設けたものである。

また、請求項８に係るフィン付き熱交換器は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の熱交換器において、伝熱管の内部を流動する冷媒として、ＨＦＣ冷媒、ＨＣ冷媒および二酸化炭素のいずれか一つを用いたものである。

本発明によれば、フィン付き熱交換器の形態およびと製造方法を改善し、空気調和機の室内ユニットの限られた空間、特に奥行きが狭い空間にできるだけ大きなフィン付き熱交換器を収納し、熱交換能力の大幅な向上をはかるとともに、蒸発器として使用したときフィン表面に凝縮する水をフィンに沿って円滑に流下させることができるフィン付き熱交換器を提供できる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１に係るフィン付き熱交換器およびその製造方法について、図面を参照しながら説明する。

まず、本実施の形態１に係るフィン付き熱交換器が搭載される空気調和機の室内ユニットについて図１に基づき説明する。図１はこの室内ユニットの縦断面図である。

図１に示すように、この空気調和機の室内ユニット１の筐体２には、前面と上面とに吸込み口３ａ、３ｂが設けられ、また下面に吹出し口４が設けられ、筐体２内には、貫流送風機５とフィン付き熱交換器１０とが収納されている。

このフィン付き熱交換器１０は、筐体２内の前面側に配置された前面側熱交換器２０と、筐体２内の背面側に配置された背面側熱交換器４０とから構成されており、またこれら前面側熱交換器２０および背面側熱交換器４０は、貫流送風機５を風上側から取り囲むように配置されている。

前記各熱交換器２０、４０は、所定の間隔で平行に並べられてその間を空気が流動する多数のフィン２１、４１と、これらのフィン２１、４１に略直角に挿入されて内部を冷媒（冷媒流体）が流動する多数の伝熱管１１とを有し、また前面側熱交換器２０と背面側熱交換器４０とは、そのフィン２１、４１同士は分離されているが、伝熱管１１が連通されることにより一つの熱交換器として作用する。

次に、実施の形態に係るフィン付き熱交換器およびその製造方法について、図１および図２〜４を用いて説明する。

図２は実施の形態に係るフィン付き熱交換器の前面側熱交換器２０のフィン２１と背面側熱交換器４０のフィン４１の側面図、図３はその前面側熱交換器２０のフィン２１の要部拡大側面図である。図４は、図２のフィン付き熱交換器の前面側熱交換器２０のフィン２１および背面側熱交換器４０のフィン４１の上端部同士が境界部で繋がった状態の１枚のフィン１３として連続的にプレス加工してできるフィンを２枚、プレスの送り方向に連続して並べたイメージを示す側面図である。

図２および図３に示すように、前面側熱交換器２０のフィン２１の風上側前縁部および風下側後縁部とのそれぞれは、互いにその延長線の交差部分の角度θ１およびθ２が同じ鈍角をなす２本の直線部２２、２３および３２、３３と、これら２本の直線部２２、２３と３２、３３との間をそれぞれ結ぶ各１本の曲線部２４、３４とからなる略くの字形状に形成されている。ここで、直線部２２と３２および２３と３３は、それぞれ平行にされている。また、曲線部２４、３４としての形状は、楕円曲線、双曲線、スプラインなどがあるが、風上側縁部の曲線部２４と、風下側縁部の曲線部３４とは、同じ寸法形状にされている。なお、本実施の形態では、図１〜図４に示すように、風上側縁部の曲線部２４と、風下側縁部の曲線部３４とを円弧形状にするとともに、それらを同じ曲率半径で形成している。また、背面側熱交換器４０のフィン４１の風上側前縁部および風下側後縁部は平行な直線部４２、４３で構成されている。

略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５に近い側の一方の領域の風上前縁と風下後縁との距離、すなわち風上前縁２３と風下後縁３３との距離Ｂは、貫流送風機５から遠い側の他方の領域の風上前縁と風下後縁との距離、すなわち風上前縁２２と風下後縁３２と
の距離Ａより短く形成されている。なお、一方の領域とは、略くの字状に形成された熱交換器２０の屈曲部より上方部分を示しており、また他方の領域とは、略くの字状に形成された熱交換器２０の屈曲部より下方部分を示している。

本実施の形態に係るフィン付き熱交換器において、伝熱性能および通風抵抗の観点から推奨される平行な直線状の風上前縁２２と風下後縁３２との距離Ａ（一方の領域）は２７〜３０ｍｍ、平行な直線状の風上前縁２３と風下後縁３３との距離Ｂ（他方の領域）は１８〜２７ｍｍである。

また、図２および図４に示すように、背面側熱交換器４０のフィン４１の風上前縁４２と風下後縁４３との距離は、略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５から遠い側の一方の領域の風上前縁２２と風下後縁３２との距離Ａに等しくされている。

これら前面側熱交換器２０のフィン２１と背面側熱交換器４０のフィン４１とは、図４に示すように、上端部同士が境界部で繋がった状態の１枚のフィン１３として連続的にプレス加工して製造される。なお、前面側熱交換器２０のフィン２１の貫流送風機５から遠い側の直線状の風上前縁２２または風下後縁３２がフィンの送り方向となす角度をα、貫流送風機５に近い側の直線状の風上前縁２３または風下後縁３３がフィンプレスの送り方向となす角度をβ、フィン１枚のフィンプレス時の送り幅をＣとすると、α＋β＝θ１＝θ２、Ａ／ｓｉｎα＝Ｂ／ｓｉｎβ＝Ｃ、の関係式が成り立つので、既知のθ１＝θ２、Ａ、Ｂから、α、β、Ｃが一義的に決まる。

また、図４に示すように、フィン１３（２１、４１）が金属板から連続プレス加工されて製造される際に、フィン付き熱交換器１０の収納の都合上などから、その両端部や前面側熱交換器２０と背面側熱交換器４０との間となる箇所にはカットして捨てる部分ができるが、そのとき生じる廃材５１、５２、５３はわずかだけであり、他は無駄なく用いられ連続してフィン１３が造られる。

図３に示すように、各フィン１３にはフィンカラー１２が丸孔形状にバーリング加工されている。

図４に示すように、前面側熱交換器２０のフィン２１と背面側熱交換器４０のフィン４１とが繋がった状態の１枚のフィンとして連続的にプレス加工して製造されたフィン１３が多数積層され、フィンカラー１２を通して伝熱管１１が挿入（挿通）され、その後、フィンカラー１２と伝熱管１１とを密着させるために、伝熱管１１を拡管し、そしてフィン１３を前面側熱交換器２０と背面側熱交換器４０との境界部で切断して、前面側熱交換器２０と背面側熱交換器４０とに分離する。

図１および図２に示すように、伝熱管１１の直径、伝熱管１１における気体（空気である）の主流方向（流れ方向）に対して直角方向となる、いわゆる段方向のピッチ、および気体の主流方向に沿う、いわゆる列方向の数、すなわち列数については、略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５から遠い側の領域と、背面側熱交換器４０のフィン４１の直線状の風上前縁４２および直線状の風下後縁４３で挟まれた領域とでは、異なるように形成されている。

すなわち、略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５から遠い側の領域、すなわち直線状の風上前縁２２と直線状の風下後縁３２とで挟まれた領域および背面側熱交換器４０
のフィン４１の直線状の風上前縁４２と直線状の風下後縁４３とで挟まれた領域のフィン２１、４１にそれぞれ挿入される伝熱管１１としては、４．０〜７．０ｍｍの範囲の外径の最も大きい方の伝熱管１１ａ（例えば７ｍｍ）と小さい方の伝熱管１１ｂ（例えば５ｍｍ）、１１ｃ（例えば４ｍｍ）の２種類以上の外径の伝熱管が用いられて（構成されて）、列方向には３列配置され、また段方向のピッチＤについては、１３．５〜１６ｍｍとして形成されている。

また、略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５に近い側の領域、すなわち直線状の風上前縁２３と直線状の風下後縁３３とで挟まれた領域および前面側熱交換器２０における曲線状の風上前縁２４と曲線状の風下側後縁３４とで挟まれた領域のフィン２１にそれぞれ挿入される伝熱管１１としては、６．０〜８．０ｍｍの範囲の外径の小さい方の伝熱管１１ｄ（例えば６ｍｍ）と大きい方の伝熱管１１ｅ（例えば８ｍｍ）の２種類の外径の伝熱管が用いられて（構成されて）、列方向には２列配置され、また段方向のピッチＥについては、１５〜３１ｍｍとして形成されている。

また、図３に示すように、前面側熱交換器２０における曲線状の風上前縁と曲線状の風下側後縁とで挟まれた領域のフィン２１に挿入される伝熱管１１ｄ、１１ｅの段方向ピッチＥについては、気体の流れの風上側の列ピッチＥｕのほうが、気体の流れの風下側の列ピッチＥｄに比べて同等以下（同一またはそれより小さい）となるよう形成されている。

また、例えば、冷房定格能力が４．０ｋＷ程度以下で最適な運転効率となる小能力のエアコンの室内機のパス構成を考えた場合に、図１に本実施の形態に係るフィン付き熱交換器１０を蒸発器として使用した際の冷媒の流れを示しているが、略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５から遠い側の領域、すなわち直線状の風上前縁２２と直線状の風下後縁３２とで挟まれた領域、および背面側熱交換器４０のフィン４１の直線状の風上前縁４２と直線状の風下後縁４３とで挟まれた領域のフィン２１、４１に挿入される４〜７．０ｍｍの範囲の２種類または２種類以上の外径の伝熱管１１のうち、大きい方の外径の６本の伝熱管１１ａ（例えば７ｍｍ）を気体の流れの最も風上の列に配置し、蒸発器として使用する際の冷媒入口寄りの伝熱管として１パスで用いるとともに、小さい方の外径の前記伝熱管１１ｂ（例えば５ｍｍ）、１１ｃ （例えば４ｍｍ）を、大きい方の外径の伝熱管１１ａより冷媒下流側になるに連れて順次外径を小さくし、伝熱管として４パスで用いて、冷媒が流される。

この後、冷媒は除湿運転時以外は、全開状態にある除湿運転用の絞り手段８０を通過し、略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５に近い側の領域、すなわち直線状の風上前縁２３と直線状の風下後縁３３とで挟まれた領域、および前面側熱交換器２０の曲線状の風上前縁２４と曲線状の風下側後縁３４とで挟まれた領域のフィン（フィン部）２１に、挿入される６．０〜８．０ｍｍの範囲の２種類の外径の伝熱管１１のうち、外径の小さい方の伝熱管１１ｄ（例えば６ｍｍ）を２パスにて流れ、そして最後に、冷媒は蒸発器として使用する際の冷媒出口寄りの外径の大きい方の４本の伝熱管１１ｅ（例えば８ｍｍ）を２パスで流れて、フィン付き熱交換器から流出される。

また、蒸発器として使用する際の冷媒出口寄りの外径の大きい方の４本の伝熱管１１ｅ（例えば８ｍｍ）は、気体の流れの最も風下の列に配置することにより最適な熱交換器性能を実現するものである。ところが、冷房定格能力が４．０ｋＷ程度以上となる高能力で冷媒の流速が速く、伝熱管内での圧力損失が大きくなる場合には、圧力損失を低減させる為に、エアコンの室内機のパス構成を考えた場合は、小能力時の図１に示したパス構成に
対して、図示はしない蒸発器として使用する際の冷媒入口寄りの伝熱管として２パスで用い、小さい方の外径の前記伝熱管１１ｂ（例えば５ｍｍ）、１１ｃ（例えば４ｍｍ）を、大きい方の外径の伝熱管１１ａ（例えば７ｍｍ）より冷媒下流側の伝熱管として５または６パスで用いて冷媒が流され、最後に蒸発器として使用する際の冷媒出口寄りの外径の大きい方の４本を含んだ伝熱管１１ｅ（例えば６ｍｍ）を利用して３パスで流れるように、パス数を全体的に増やす熱交換器の構成にして最適化を図る工夫が必要となる。

なお、伝熱管１１は外径が４種類のものを用いているが、拡管前の外径でいえば、伝熱管１１ａは６〜７ｍｍ、伝熱管１１ｂは約４．５〜５ｍｍ、伝熱管１１ｄは約５〜６ｍｍ、伝熱管１１ｅは７．９４〜８ｍｍを用いることが推奨される。

また、上記パス構成は一例であり、他の組み合わせで実現しても同じ意味をなすものであり、場合によっては性能向上の為に、貫流送風機５より遠い側の領域における風下の１列目に外径の大きい前記伝熱管１１ａを配置し、風上には２種類またはそれ以上の外径の小さい伝熱管を配置した構成でもかまわないものとする。

一方、図１に基づき、本実施の形態のフィン付き熱交換器１０を蒸発器として使用する場合について説明をしたが、本実施の形態のフィン付き熱交換器を凝縮器またはガスクーラーとして使用する場合には、冷媒の流れ方向が逆になるが、他の構成は蒸発器として使用する場合と同じである。

また、本実施の形態のフィン付き熱交換器１０を段方向に再熱器と蒸発器に分けて使用し除湿運転を行う場合には、略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５から遠い側の領域、すなわち直線状の風上前縁２２と直線状の風下後縁３２とで挟まれた領域および背面側熱交換器４０を再熱器として用い、略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５に近い側の領域、すなわち直線状の風上前縁２３と直線状の風下後縁３３とで挟まれた領域および前面側熱交換器２０の曲線状の風上前縁２４と曲線状の風下側後縁３４とで挟まれた領域を蒸発器として用いる。この除湿運転のとき、冷媒は、図１に示すように、再熱器から、適切な絞り量が設定された絞り手段８０を経て、蒸発器に流入する。

また、図２および図３に示すように、フィン１３（２１、４１）における段方向に隣接する伝熱管１１同士間の箇所には、気体の主流方向に開口する複数の切り起こし１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２が設けられるとともに、これら各切り起こし１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２のフィンカラー１２寄りの箇所、すなわち伝熱管１１寄りの箇所に設けられた切り起こし１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２の立ち上がり部１４１ａ、１５１ａ、１６１ａ、１４２ａ、１５２ａは、伝熱管１１の円周に概略沿う方向で形成されている。

ここで、図３に示すように、各切り起こし１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１の列方向の幅Ｗｓ１に対する、列方向に隣接する切り起こし１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１間のフィン部分における幅（列方向に隣接するフィン２１の平板部分の幅）Ｗｂ１の比Ｗｂ１／Ｗｓ１および切り起こし１４２、１５２の列方向の幅Ｗｓ２に対する、列方向に隣接する切り起こし１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２間のフィン部分の幅（列方向に隣接するフィン２１、４１の平板部分の幅）Ｗｂ２の比Ｗｂ２／Ｗｓ２が、約２〜約２．５となるようにされている。

また、フィン２１、４１の厚み方向に沿う切り起こし１４１、１５１、１６１、１７１、１８１，１９１、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２の高さは、隣接するフィン１３（２１、４１）同士のピッチの１／４〜８／８となるようされている。また、図１における領域Ｇ，Ｈ，Ｆは風速の異なる領域を示したものであり、各々の風速はＧ＞Ｈ＞Ｆの関係が成り立っている。

よって、高い熱交換性能を得るべく、切り起こし１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１の高さを、例えば図１における貫流送風機５に接近していて最も高風速となる領域Ｇについては、隣接するフィン１３（２１、４１）同士のピッチの１／４〜５／８とし、風速が次第に遅くなる領域Ｈ、Ｆについては隣接するフィン１３（２１、４１）同士のピッチの領域Ｈは５／８〜７／８、領域Ｆは７／８〜８／８として風速がより均一になるようにされている。

また、図３に示すように、伝熱管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅとフィン２１、４１の風上前縁２２，２３，２４、４２または風下後縁３２、３３、３４、４３との最短距離Ｌｔ、および切り起こし１４１、１５１，１６１、１７１、１８１、１９１、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２とフィン２１、４１の風上前縁２２、２３、２４、４２または風下後縁３２、３３、３４，４３との最短距離Ｌｓは、１．０ｍｍ以上となるようにされている。

また、図２および図３に示すように、列方向に隣接する２つの伝熱管１１同士間においては、内部を流れる冷媒同士に温度差がある場合に、これら２つの伝熱管１１（フィンカラー１２）の列間中央部のフィン部分に、概略段方向に沿う方向で切り込み１７が設けられている。更に、フィン付き熱交換器１０を組上げた後の工程で、前面側熱交換器２０と背面側熱交換器４０各々のフィン２１、４１の前縁側から刃を挿入して完全に伝熱管１１同士の熱伝導をなくすように切断可能となるように予備穴１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃが外径２〜４．５ｍｍで設けられている。

また、空気調和機を除湿運転し、室内ユニット１のフィン付き熱交換器１０を段方向に再熱器と蒸発器とに分けて使用する場合には、図１に示す前面側熱交換器２０におけるフィン２１の曲線部２４、３４から下側部分を蒸発器として用いるとともに他の部分を再熱器として用いるが、この場合におけるフィン２１における再熱器の領域と蒸発器の領域との間の箇所に、切断しない部分１８をごくわずか残してほぼ完全に切断する切り込み１９が設けられている。

さらに、フィン付き熱交換器１０の伝熱管１１の内部を流れる（流動する）冷媒としては、ＨＦＣ冷媒、ＨＣ冷媒および二酸化炭素のいずれか一つが用いられる。

これら前面側熱交換器２０および背面側熱交換器４０のフィン２１、４１は、上述したように、それぞれ上端部同士が境界部で繋がった状態の１枚のフィン１３として連続的にプレス加工して製造され、そして、このフィン１３を多数積層させた後、フィンカラー１２に伝熱管１１を挿入（挿通）して拡管し、前面側熱交換器２０と前記背面側熱交換器４０とがフィン１３（２１、４１）で繋がった状態で製造し、次に前面側熱交換器２０と背面側熱交換器４０とをそのフィン２１、４１同士の境界部分で切断して、前面側熱交換器２０と背面側熱交換器４０とに分離して製造が行われる。

上述したように、この前面側熱交換器２０のフィン２１の風上前縁および風下後縁は、それぞれが同じ鈍角をなす２本の直線部およびこれら２本の直線の間を結ぶ１本の曲線部からなる略くの字状に形成され、略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５に近い側の
一方の領域の風上前縁２３と風下後縁３３との距離を、貫流送風機５から遠い側の他方の領域の風上前縁２２と風下後縁３２との距離より短くすることにより、限られた空間、特に奥行きが狭い空間により大きなフィン付き熱交換器１０を収納して、より大きな熱交換能力を発揮することができる。

また、前面側熱交換器２０は後で折り曲げ加工する必要がなく、折り曲げたとき必要になるスペーサも当然要らない。また、このフィン付き熱交換器１０を蒸発器として使用する場合、前面側熱交換器２０および背面側熱交換器４０のフィン２１、４１に凝縮する水滴は連続したそれぞれのフィン２１、４１を伝い滑らかに流下する。さらに、前面側熱交換器２０のフィン２１の上側は風上前縁２２の直線と風下後縁３２の直線とに囲まれた鉛直に近い一定の角度で傾斜しているので、蒸発時に前記フィンの表面に凝縮する水滴が滞留することがない。

また、略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５から遠い側の領域の風上前縁２２と風下後縁３２との距離が２７〜３０ｍｍと薄型であると同時に、貫流送風機５に近い側の領域の風上前縁２３と風下後縁３３との距離をそれよりさらに薄い１８〜２７ｍｍとしたので、熱交換器を含む風回路に必要な奥行き幅がかなり小さくなり、したがって室内ユニット１を薄型化することができる。

また、前面側熱交換器２０のフィン２１の風上前縁および風下後縁のそれぞれの曲線部２４、３４を同じ形状としたことにより、フィン１３を連続プレス加工する際、フィン１３の無駄な廃材５１、５２、５３をあまりつくることなく、効率的に生産することができる。

また、前面側熱交換器２０のフィン２１の風上前縁および風下後縁のそれぞれの曲線部２４、２５を円弧状としたことにより、フィン１３のプレス金型の加工およびメンテナンスが容易になる。

また、背面側熱交換器４０の風上前縁４２および風下後縁４３を平行な直線にすることにより、限られた空間により大きなフィン付き熱交換器１０を収納して、より大きな熱交換能力を発揮することができる。

また、フィン付き熱交換器１０のフィン１３は、背面側熱交換器４０のフィン４１の風上前縁４２と風下後縁４３との距離を、略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５から遠い側の領域の風上前縁２３と風下後縁３３との距離に等しくしたので、前面側熱交換器２０のフィン２１の上端部と背面側熱交換器４１のフィン４１の上端部とが繋がった状態の１枚のフィンとすることができ、したがって高い生産性でもって連続プレス加工を行うことができる。

また、前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５から遠い側の領域、すなわち風上前縁２２と風下後縁３２とで挟まれた領域、および背面側熱交換器４０の風上側前縁４２の直線部と風下側後縁４３の直線部とで挟まれた領域については、外径が４〜７．０ｍｍの範囲の伝熱管１１ａ、１１ｂ、１１ｃを３列配置するとともに段ピッチを１３．５〜１６ｍｍとしたことにより、通風抵抗をあまり大きくすることなく高い空気側熱伝達率を得ることができるとともに、同一騒音時の風量を多くして、高い熱交換能力を発揮させることができる。

また、フィン付き熱交換器１０を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際の冷媒
出口寄りの伝熱管１１または蒸発器として使用する際の冷媒入口寄りの伝熱管１１として、４．０〜７．０ｍｍの範囲の外径にされた伝熱管１１ａ、１１ｂ、１１ｃのうち、大きい方の外径の伝熱管１１ａを３列構成の気体の流れの最も風上の列に配置するとともに１パスで用いることにより、管内の熱伝達率を向上させ得るとともに空気と冷媒との温度差に関し対向流的な配置にすることができるので、熱交換能力を増大させることができる。また、この領域の冷媒は密度が大きいので冷媒流通抵抗はあまり増大させることがなく、熱交換能力の増大を妨げることはない。

さらに、外径が４．０〜７．０ｍｍの範囲で、フィン付き熱交換器１０を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際の冷媒出口寄りの伝熱管１１ａまたは蒸発器として使用する際の冷媒入口寄りの伝熱管１１ａより、小さい方の外径の伝熱管１１ｂを、当該フィン付き熱交換器１０を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際に、低能力の低循環量となる場合は、冷媒出口寄りの１パスで用いる伝熱管１１ａより冷媒上流側の伝熱管として、４パスで用い、高能力の高循環量となる場合は、冷媒出口寄りを２パスで、伝熱管１１ａより冷媒上流側の伝熱管として５または６パスで用い、高い管内熱伝達率と低い冷媒流通抵抗を両立させて、熱交換能力を増大させることができる。

また、前面側熱交換器２０におけるフィン２１の直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５に近い側の領域すなわち風上前縁２３と風下後縁３３とで挟まれた領域および前面側熱交換器２０の曲線状の風上前縁２４と曲線状の風下側後縁３４とで挟まれた領域については、外径が６．０〜８．０ｍｍの範囲の伝熱管１１ｄ、１１ｅを２列および１列に配置するとともに段方向ピッチを１５〜３１ｍｍとしたことにより、２列および１列構成での通風抵抗としては若干高いが、高い空気側熱伝達率を得ることができ、また熱交換器全体としての通風抵抗の差異を少なくして風速分布を改善することができるので、同一騒音時の風量を向上させて優れた熱交換能力を発揮させることができる。

また、前面側熱交換器２０におけるフィン２１の曲線状の風上前縁２４と曲線状の風下側後縁３４とで挟まれた領域の部分に挿入される伝熱管１１の段方向ピッチについては、気体の流れの風上側の列の方が、気体の流れの風下側の列に比べて同等以下となるようしたので、伝熱管１１の段方向での本数を可能な限り多くしてこの領域での通風抵抗を高くすることができ、したがってフィン付き熱交換器１０の風速分布をより均一化することができるので、より大きな熱交換能力を発揮することができる。

また、フィン付き熱交換器１０を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際の冷媒入口寄りの伝熱管１１ｅまたは蒸発器として使用する際の冷媒出口寄りの伝熱管１１ｅの外径を６〜８ｍｍの範囲で且つ他のいずれの伝熱管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄよりも太くするとともに２列および１列構成の気体の流れの風下側の列に配置して２パスで用いるので、空気と冷媒との温度差に関し対向流的な配置による性能向上が得られるとともに、管内の熱伝達率は若干低下するが、冷媒流通抵抗を大幅に低下させることができ、したがって熱交換能力を大幅に増大させることができる。

さらに、外径が６．〜８ｍｍの範囲で、フィン付き熱交換器１０を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際の冷媒入口寄りの伝熱管１１ｅまたは蒸発器として使用する際の冷媒出口寄りの伝熱管１１ｅより、小さい方の外径の伝熱管１１ｄを、当該フィン付き熱交換器１０を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際に、低能力の低循環量となる場合は冷媒出口寄りの最も大きい外径の２パスで用いる伝熱管１１ｅ１１ｅより冷媒下流側の伝熱管として、または当該フィン付き熱交換器１０を蒸発器として使用する際に、冷媒出口寄りの最も大きい外径の２パスで用いる伝熱管１１ｅより冷媒上流側の伝熱管として、２パスで用い、高能力の高循環量となる場合は、当該フィン付き熱交換器１０を蒸
発器として使用する際に、冷媒出口寄りの最も大きい外径の伝熱管１１ｅより冷媒上流側の伝熱管として、図示しない３パスで用いて構成することにより、管内熱伝達率を向上させて熱交換能力を増大させることができる。

また、伝熱管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅとフィン２１、４１の風上前縁２２、２３、２４，４２または風下後縁３２、３３、３４、４３との距離を、最短でも１．０ｍｍとしたので、フィン付き熱交換器１０を蒸発器として用いた場合、フィン２１、４１の表面に付着し流下する凝縮水が伝熱管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅに当って、フィン２１，４１の風上前縁２２、２３、２４，４２または風下後縁３２、３３、３４、４３から飛び出してしまうという現象を抑制することができる。

また、フィン付き熱交換器１０を段方向で再熱器と蒸発器に分けて使用して除湿運転を行う場合、略くの字状の前面側熱交換器２０におけるフィン２１の直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち貫流送風機５から遠い側の領域すなわち風上前縁２２と風下後縁３２とで挟まれた領域および背面側熱交換器４０を再熱器として用い、略くの字状の前面側熱交換器２０におけるフィン２１の直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち貫流送風機５に近い側の領域すなわち風上前縁２３と風下後縁３３とで挟まれた領域および前面側熱交換器２０におけるフィン２１の曲線状の風上前縁２４と曲線状の風下側後縁３４とに挟まれた領域を蒸発器として用いることにより、再熱器と蒸発器の熱負荷を適切にバランスさせて良好な除湿運転を行うことができる。また、再熱器は蒸発器の鉛直方向上側に配置しているので、蒸発器の領域のフィンに結露する凝縮水が、再熱器のフィンの表面に当って再蒸発して、部屋を加湿してしまうのを防止することができる。

また、段方向に隣接する伝熱管１１の間のフィン２１、４１の表面に気体の主流方向に開口して複数設けられた切り起こし１４１、１５１、１６１、１４２、１５２、の温度境界層前縁効果により、高い空気側熱伝達率が得られるとともに、これら切り起こし１４１、１５１、１６１、１４２、１５２の伝熱管１１寄りの立ち上がり部１４１ａ、１５１ａ、１６１ａ、１４２ａ、１５２ａを伝熱管１１の円周に概略沿う方向で形成したので、気流を伝熱管１１の後流部に誘導することができ、したがって有効伝熱面積が増加するので、熱交換性能を向上させることができる。さらに、切り起こし１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２の列方向の幅Ｗｓ１、Ｗｓ２に対する列方向に隣接する切り起こし同士間の幅Ｗｂ１、Ｗｂ２の比Ｗｂ１／Ｗｓ１、Ｗｂ２／Ｗｓ２を、約２〜約２．５としたことにより、従来の比が約３の場合より熱交換能力を向上させることができる。

また、各切り起こし１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２の高さを、隣接するフィン１３（２１、４１）同士のピッチの１／４〜８／８にしたことにより、同一騒音時の風量を増加させることができ、より大きな熱交換能力を発揮することができる。

また、各切り起こし１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２の高さを、フィン付き熱交換器１０が貫流送風機５に接近する風速が大きい領域Ｇについては、隣接するフィン１３（２１、４１）同士のピッチの１／４〜５／８として通風抵抗を比較的大きくするとともに、他の領域Ｈ、Ｆについては隣接するフィン１３（２１、４１）同士のピッチの５／８〜８／８として通風抵抗をそれより小さくしたことにより、フィン付き熱交換器１０の風速分布をより均一化することができ、したがってより大きな熱交換能力を発揮することができる。

また、各切り起こし１４１、１５１、１６１、１４２、１５２とフィン２１、４１の風
上前縁２２、２３、２４、４２または風下後縁３２、３３、３４、４３との距離を、最短でも１．０ｍｍとしたので、フィン付き熱交換器１０を蒸発器として用いた場合、フィン２１、４１の表面に付着した凝縮水が切り起こし１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２に沿って流下しながら、フィン２１の風上前縁２２、２３、２４、４２または風下後縁３２、３３、３４、４３から飛び出してしまうという現象を抑制することができる。

また、列方向に隣接する２つの伝熱管１１の間において、内部を流れる流体に温度差がある場合、２つの伝熱管１１の列間中央部のフィン２１、４１に段方向に概略沿う方向に切り込み１７を設けたことにより、フィン２１、４１を通した熱伝導による熱交換ロスを防ぐことができるので、熱交換能力を低下させることがない。

また、フィン付き熱交換器１０を段方向で再熱器と蒸発器とに分けて使用し除湿運転を行う場合、再熱器の領域と蒸発器の領域との間のフィン２１、４１に、切断しない部分１８をごくわずか残してほぼ完全に切断する切り込み１９を設けたことにより、フィン２１、４１の熱伝導による大幅な能力の低下を防ぐことができる。さらに、フィン付き熱交換器１０全体を蒸発器として使用する場合、フィン２１、４１の表面に凝縮する水を切り込み１９に滞留させることなく、フィン２１、４１のごくわずかだが繋がっている部分１８を通って円滑に流下させることができる。

また、伝熱管１１の内部を流動する冷媒流体として、オゾン破壊係数の小さいＨＦＣ冷媒、ＨＣ冷媒および二酸化炭素のいずれか１つを用いることにより、地球環境の保護に貢献することができる。特に、ＨＣ冷媒や二酸化炭素は地球温暖化係数が小さい冷媒であるため、より地球環境の保護に貢献することができる。

また、フィン付き熱交換器１０の製造方法は、筐体２内の前面側に配置されている前面側熱交換器２０と、筐体２内の背面側に配置されている背面側熱交換器４０とから構成されたフィン付き熱交換器１０を製造する製造方法であって、前面側熱交換器２０におけるフィン２１の上端部と背面側熱交換器４０におけるフィン４１の上端部とが境界部で繋がった状態の１枚のフィン１３として連続的にプレス加工し、そしてこれらフィン１３を多数積層して伝熱管１１を挿入、拡管した後、フィン１３を前面側熱交換器２０と背面側熱交換器４０との境界部で切断して、前面側熱交換器２０と背面側熱交換器４０に分離するもので、前面側熱交換器２０と背面側熱交換器４０とを個別に製造する場合に比べて、効率的にフィン付き熱交換器１０を製造することができる。

また、１枚のフィン１３に挿入する伝熱管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの直径の異なるものや列数の異なるものや列方向ピッチや段方向ピッチの異なるものを混在させたり、１枚のフィン１３に形成される切り起こし１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２については、その形状や高さが異なるものを混在させることができる。

なお、上記実施の形態においては、吸込み口３ａ，３ｂが前面や上面などに設けている場合について説明したが、これに限るものではない。また、吹出し口４としては下面側に設けられている場合について説明したが、これに限るものではなく、前面などに設けられているものにも上記構成を適用することができる。

また、上記実施の形態においては、前面側熱交換器２０および背面側熱交換器４０が吸込み口３ａ，３ｂから貫流送風機５までの風回路の途中に配設された場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば貫流送風機５から吹出し口４までの風回路の途中に配設された熱交換器にも上記構成を適用することができる。さらに、熱交換器が室内ユ
ニット内に３つ以上設けられるものや、１つしか設けられないものにも適用可能である。

上述した本実施の形態に係るフィン付き熱交換器によると、空気調和機の室内ユニットに搭載される前面側熱交換器と背面側熱交換器とから構成されるフィン付き熱交換器の形態およびその製造方法を改善し、前面側熱交換器のフィンの風上前縁および風下後縁は、それぞれが同じ鈍角をなす２本の直線部およびこの２本の直線の間を結ぶ１本の曲線部からなる略くの字状に形成され、この略くの字状の前面側熱交換器におけるフィンの直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機に近い側の領域の風上前縁と風下後縁との距離を、貫流送風機から遠い側の領域の風上前縁と風下後縁との距離より短くし、前面側熱交換器におけるフィンの風上前縁および風下後縁のそれぞれの曲線部を同じ形状とし、背面側熱交換器におけるフィンの風上前縁および風下後縁が平行な直線で構成され、背面側熱交換器におけるフィンの風上前縁と風下後縁との距離を、略くの字状の前面側熱交換器におけるフィンの直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機から遠い側の領域の風上前縁と風下後縁との距離に等しくすることにより、空気調和機の室内ユニットの限られた空間、特に奥行きが狭い空間にできるだけ大きなフィン付き熱交換器を収納し、熱交換能力の大幅な向上を図るとともに、蒸発器として使用した際に、フィン表面に凝縮する水を当該フィンに沿って円滑に流下させることができる。また、フィン付き熱交換器の製造方法によると、前面側熱交換器におけるフィンと背面側熱交換器におけるフィンとが繋がった１枚のフィンとして連続プレス加工するので、あまりフィン材の廃材を出さず、効率的に安価に製造することができる。

（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２に係るフィン付き熱交換器についての部分拡大図であり、また、上記実施の形態と重複する内容と原理は省き、同一機能を示すものであれば同一番号にて図面を参照しながら以下に説明する。

図５に示すように、略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５から近い側の領域、すなわち風上前縁２３と風下後縁３３とで挟まれた領域において、図５中に示すように、前面側熱交換器２０のフィン２１の風下後縁３３と貫流送風機５との距離Ｉ（例えば１０ｍｍ）以上に保ち、あるいは、切り起こしの形状を１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃのように数を部分的に減らすことにより、貫流送風機５の近傍のフィン上で凝縮する水滴がフィン２１を伝い流下する際に、切り起こしの部分で滞留したりすることが無く、また、風下後縁３３との距離を所定Ｉ（例えば１０ｍｍ）以上にすることにより、万が一、凝縮水が滞留しても還流送風機５に吸い込まれることがない。

よって、上述した本実施の形態に係るフィン付き熱交換器によると、凝縮水が貫流送風機５に吸い込まれて、図１に示す吹き出し口４から水滴が滴下することのない快適な室内ユニットを提供することが可能となる。

上記構成によれば、前面側熱交換器におけるフィンの風上前縁および風下後縁はそれぞれが、同じ鈍角をなす２本の直線部およびこれら２本の直線の間を結ぶ１本の曲線部からなる略くの字状に形成され、前面側熱交換器におけるフィンの直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機から遠い側の領域および背面側熱交換器の風上側前縁の直線部と風下側後縁の直線部とで挟まれた領域について、外径４〜７ｍｍの伝熱管を３列配置するとともに段方向ピッチを１３．５〜１６ｍｍとしたことにより、通風抵抗をあまり上げることなく、高い空気側熱伝達率を得ることができ、したがって同一騒音時の風量を向上させて高い熱交換能力を発揮することができ、また、貫流送風機に近い側の領域および前面側熱交換器の曲線状の風上前縁と曲線状の風下後縁とで挟
まれた領域については、外径が６．０〜８．５ｍｍの伝熱管を２列および１列に配置するとともに段方向ピッチを１５〜３１ｍｍとしたことにより、２列および１列構成での通風抵抗としては若干高いが、高い空気側熱伝達率を得ることができ、また熱交換器全体としての通風抵抗の差異を少なくして風速分布を改善することができるので、同一騒音時の風量を向上させて優れた能力を発揮することができる。

よって、限られた空間、特に奥行きが狭い空間により大きなフィン付き熱交換器を収納して、より大きな熱交換能力を発揮することができる。また、前面側熱交換器は後で折り曲げ加工する必要がなく、折り曲げたとき必要になるスペーサも当然要らない。また、このフィン付き熱交換器を蒸発器として使用する場合、前面側熱交換器および背面側熱交換器のそれぞれにおけるフィンに凝縮する水滴は連続した両フィンを伝い滑らかに流下することができる。さらに、前面側熱交換器におけるフィンの上側は風上前縁の直線と風下後縁の直線とに囲まれた鉛直に近い一定の角度で傾斜しているので、蒸発時にフィンの表面に凝縮する水滴が滞留することがない。

また、前面側熱交換器におけるフィンの直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機から遠い側の領域および背面側熱交換器におけるフィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際の冷媒出口寄りの伝熱管または蒸発器として使用する際の冷媒入口寄りの外径が４〜７．５ｍｍの中で最も大きい７．５ｍｍの伝熱管を、３列構成の気体の流れの最も風上の列に配置して１パスで用いることにより、管内の熱伝達率を向上させ得るとともに空気と冷媒の温度差に関し対向流的な配置となるので、熱交換能力を増大させることができる。

また、小能力で冷媒の循環量が小さく、さらには、この領域の冷媒は密度が大きいので冷媒流通抵抗をあまり増大させることがなく、したがって熱交換能力の増大を妨げることはない。一方、当該フィン付き熱交換器を蒸発器として使用する際に冷媒入口寄りの１パスで用いる伝熱管より冷媒下流側になるに連れて順次、伝熱管の外径を小さくして４パスで用いることにより、高い管内熱伝達率と低い冷媒流通抵抗を両立させて、熱交換能力を増大させることができる。

一方、貫流送風機に近い側の熱交換器におけるフィンの風上前縁の直線部と風下後縁の直線部とで挟まれた部分に挿入される伝熱管を２パスで用いることにより、管内の熱伝達率を向上させ得るとともに空気と冷媒の温度差に関し対向流的な配置となるので、熱交換能力を増大させることができる。

また、前面側熱交換器におけるフィンの直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機から遠い側の領域および背面側熱交換器におけるフィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際の冷媒出口寄りの伝熱管または蒸発器として使用する際の冷媒入口寄りの外径が４〜７．０ｍｍの中で最も大きい７．０ｍｍの伝熱管を３列構成の気体の流れの最も風上の列に配置して２パスで用い、更には、大能力で冷媒の循環量が大きく、外径が４〜７．０ｍｍの範囲で、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際の冷媒出口寄りの伝熱管または蒸発器として使用する際の冷媒入口寄りの伝熱管より、小さい方の外径の伝熱管を、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際に冷媒出口寄りの２パスで用いる伝熱管より冷媒上流側の伝熱管として、または当該フィン付き熱交換器を蒸発器として使用する際に冷媒入口寄りの２パスで用いる伝熱管より冷媒下流側になるに連れて順次、伝熱管の外径を小さくして５または６パスで用いることにより、循環量が大きい場合でも高い管内熱伝達率と低い冷媒流通抵抗を両立させて、熱交換能力を増大させることができる。一方、貫流送風機に近い側の熱交換器におけるフィンの風上前縁の直線部と風下後縁の直線部とで挟まれた部分に挿入される伝熱管を３パスで用いることにより、
管内の熱伝達率を向上させ得るとともに空気と冷媒の温度差に関し対向流的な配置となるので、熱交換能力を増大させることができる。

また、前面側熱交換器におけるフィンの直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機に近い側の領域および前面側熱交換器の曲線状の風上前縁と曲線状の風下後縁とで挟まれた領域については、外径が６．０〜８．０ｍｍの伝熱管を２列および１列に配置するとともに段方向ピッチを１５〜３１ｍｍとしたことにより、２列および１列構成での通風抵抗としては若干高いが、高い空気側熱伝達率を得ることができ、また熱交換器全体としての通風抵抗の差異を少なくして風速分布を改善することができるので、同一騒音時の風量を向上させて優れた能力を発揮することができる。

また、伝熱管とフィンの風上前縁または風下後縁との距離を、最短でも１．０ｍｍとしたので、当該フィン付き熱交換器を蒸発器として用いた場合、フィンの表面に付着し流下する凝縮水が伝熱管に当って、フィンの風上前縁または風下後縁から飛び出してしまうという現象を抑制し、更には風下後縁から貫流送風機との距離を１０ｍｍ以上にすることで、フィン表面に付着した凝縮水が貫流送風機に吸い込まれて筐体の吹き出し口から飛び出すのを防ぐことができる。

また、前面側熱交換器におけるフィン部の切り起こしの数を、貫流送風機に最も近い側の領域において部分的に減らしたことにより、フィン表面の切り起こしに付着し易い水滴が少なくなるので、貫流送風機に吸い込まれて筐体の吹き出し口から飛び出すのを防ぐことができる。

また、列方向に隣接する２つの伝熱管の間において、内部を流れる流体に温度差がある場合、２つの伝熱管の列間中央部のフィンに、段方向に概略沿う方向で切り込みを設け、更には、温度差が最も大きく、空気と冷媒の熱交換ロスが大きく発生する場所では、前縁から後加工で完全に切断可能となるように外径２〜４．５ｍｍの穴を設けたことたことにより、フィンを通した熱伝導による熱交換ロスを防ぐことができるので、熱交換能力を低下させることがない。

また、伝熱管の内部を流動する冷媒流体として、オゾン破壊係数の小さいＨＦＣ冷媒、ＨＣ冷媒および二酸化炭素のいずれか１つを用いることにより、地球環境の保護に貢献することができる。特に、ＨＣ冷媒や二酸化炭素は地球温暖化係数が小さい冷媒であるため、より地球環境の保護に貢献することができる。

このように、熱交換器におけるフィンの形状、寸法の改善、伝熱管の配置の改善に関するもので、特に空気調和機の室内ユニットに適用することができる他、伝熱管内を流れる冷媒と外部を流れる空気との間で熱交換を行う機器にも適用することができる。

本発明の実施の形態１に係るフィン付き熱交換器を収納した空気調和機の室内ユニットの断面図 同フィン付き熱交換器のフィンの側面図 同フィン付き熱交換器のフィンの要部拡大側面図 同フィン付き熱交換器のフィンを２枚プレスの送り方向に連続して並べたイメージを示す側面図 本発明の実施の形態２におけるフィン付き熱交換器のフィンの要部拡大側面図 従来のフィン付き熱交換器を収納した空気調和機の室内ユニットの断面図 （ａ）他の従来のフィンの概略側面図、（ｂ）（ａ）を搭載した空気調和機の室内ユニットの概略断面図 同フィン付き熱交換器のフィンにおける伝熱管の配置ピッチの関係を示す図

１ 室内ユニット
２ 筐体
３ａ、３ｂ 吸込み口
４ 吹出し口
５ 貫流送風機
１０ フィン付き熱交換器
１１、１１ａ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ 伝熱管
１２ フィンカラー
１３、２１、４１ フィン
１７、１９ 切り込み
１８ 切断しない部分
２０ 前面側熱交換器
２２、２３、４２ 直線状の風上前縁
３２、３３、４３ 直線状の風下後縁
２４ 曲線状の風上前縁
３４ 曲線状の風下後縁
４０ 背面側熱交換器

Claims (8)

1. 前面側に吸込み口がおよび下面側に吹出し口がそれぞれ設けられた筐体と、前記筐体に収納される貫流送風機とから風回路を構成する空気調和機の室内ユニットに搭載されるフィン付き熱交換器であって、前記吸込み口から貫流送風機までの風回路の途中または貫流送風機から吹出し口までの風回路の途中に配置される前面側熱交換器と背面側熱交換器とを備え、前記前面側熱交換器および前記背面側熱交換器は、多数のフィンと内部を冷媒が流動する多数の伝熱管とを有し、前記前面側熱交換器におけるフィンを、その風上前縁および風下後縁がそれぞれが同じ鈍角をなす２本の直線部並びにこれら２本の直線の間を結ぶ１本の曲線部により、略くの字状に形成するとともに、略くの字状に形成された前記フィンの直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機に近い側の領域における風上前縁と風下後縁との距離を１８〜２７ｍｍとし、貫流送風機に近い側の領域のフィン、および当該フィンの曲線状の風上前縁と曲線状の風下後縁とで挟まれた領域の部分に挿入される伝熱管の外径を６．０〜８．０ｍｍにして、気体の主流方向に沿う方向となる列方向に２列および１列配置し、貫流送風機から遠い側の領域および背面側熱交換器における風上前縁と風下後縁との距離を２７〜３０ｍｍとし、当該領域および背面側熱交換器のフィンには外径が４．０〜７．０ｍｍから選択される３種類以上の伝熱管を、気体の主流方向に沿う列方向に３列で配置し、気体の流れの最も風上の列では前記３種以上の外径の伝熱管のうち外径の最も大きい伝熱管を用い、前記最も風上の列以外の列では風下の列になるにしたがって伝熱管の外径を順次小さくするとともに、前記最も風上の列以外の列のパス数を前記最も風上の列のパス数より増加させ、前記最も風上の列の伝熱管を、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際には冷媒出口寄りの伝熱管として用いる一方、当該フィン付き熱交換器を蒸発器として使用する際には冷媒入口寄りの伝熱管として用いることを特徴とするフィン付き熱交換器。
2. 貫流送風機から遠い側の領域および背面側熱交換器では、最も風上の列のパス数を１パスとし、前記最も風上の列以外の列のパス数を４パスとし、貫流送風機に近い側の領域のフィンおよび当該フィンの曲線状の風上前縁と曲線状の風下後縁とで挟まれた領域のパス数を２パスとするとともに、貫流送風機に近い側の領域のフィンおよび当該フィンの曲線状の風上前縁と曲線状の風下後縁とで挟まれた領域の部分にそれぞれ挿入される伝熱管を２種類の外径の伝熱管で構成し、且つ大きい方の外径の前記伝熱管を、気体の流れの最も風
   下の列に配置するとともに、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際には冷媒入口寄りの伝熱管として用いる一方、当該フィン付き熱交換器を蒸発器として使用する際には冷媒出口寄りの伝熱管として用い、小さい方の外径の前記伝熱管については、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際には、前記大きい方の外径の伝熱管より冷媒下流側の伝熱管として用いる一方、当該フィン付き熱交換器を蒸発器として使用する際には、前記大きい方の外径の伝熱管より冷媒上流側の伝熱管として用いることを特徴とする請求項１に記載のフィン付き熱交換器。
3. 貫流送風機から遠い側の領域および背面側熱交換器では、最も風上の列のパス数を２パスとし、前記最も風上の列以外の列のパス数を５または６パスとし、貫流送風機に近い側の領域のフィンおよび当該フィンの曲線状の風上前縁と曲線状の風下後縁とで挟まれた領域のパス数を３パス以上とするとともに、貫流送風機に近い側の領域のフィンおよび当該フィンの曲線状の風上前縁と曲線状の風下後縁とで挟まれた領域の部分にそれぞれ挿入される伝熱管を２種類の外径の伝熱管で構成し、且つ大きい方の外径の前記伝熱管を、気体の流れの最も風下の列に配置するとともに、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際には冷媒入口寄りの伝熱管として用いる一方、当該フィン付き熱交換器を蒸発器として使用する際には冷媒出口寄りの伝熱管として用い、小さい方の外径の前記伝熱管については、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際には、前記大きい方の外径の伝熱管より冷媒下流側の伝熱管として用いる一方、当該フィン付き熱交換器を蒸発器として使用する際には、前記大きい方の外径の伝熱管より冷媒上流側の伝熱管として用いることを特徴とする請求項１に記載のフィン付き熱交換器。
4. 前記貫流送風機から遠い側の領域および背面側熱交換器における伝熱管の気体の主流方向に直角方向となる段方向の配置ピッチを、１３．５〜１６ｍｍにし、貫流送風機に近い側の領域における段方向の配置ピッチを１５〜３１ｍｍとしたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のフィン付き熱交換器。
5. 伝熱管とフィンの風上前縁または風下後縁との最短距離を、１．０ｍｍ以上とし、更には貫流送風機に最も近い前面側熱交換器の風下後縁と前記貫流送風機との距離を１０ｍｍ以上としたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のフィン付き熱交換器。
6. 前面側熱交換器におけるフィンの切り起こしの数を、貫流送風機に最も近い側の領域において部分的に減らしたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のフィン付き熱交換器。
7. 列方向に隣接する２つの伝熱管の間において、内部を流れる冷媒同士に温度差がある場合、前記２つの伝熱管の列間中央部のフィンに、段方向および一部を列方向に概略沿う方向で切り込みを設け、更には、フィン前縁から完全に後加工で切断可能となるように外径２〜４．５ｍｍの穴を設けたことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のフィン付き熱交換器。
8. 伝熱管の内部を流動する冷媒として、ＨＦＣ冷媒、ＨＣ冷媒および二酸化炭素のいずれか一つを用いたことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のフィン付き熱交換器。

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