JP5195709B2 - 熱交換器およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、伝熱フィンと伝熱管とによって構成される熱交換器に関する。

従来、蒸気圧縮式冷凍サイクルの蒸発器または凝縮器として利用される熱交換器において、過冷却部（又は過熱部）の伝熱管は他の部分より温度が低く（又は高く）、隣接する管同士で熱交換し易く、熱交換器の性能低下の原因の１つであった。

そこで、特許文献１（特開平１０−１６０３７８号公報）に開示されている熱交換器では、伝熱フィンに切り込みが入れられ、伝熱管同士の熱伝導が防止されている。

また、特許文献２（特開２００１−８２７５５号公報）に開示されている熱交換器では、除湿運転時、冷媒を過冷却状態にするための補助熱交換器が主熱交換器とは別個に備えられており、主熱交換器と補助熱交器とが熱的に分離されている。

しかしながら、特許文献１に開示されている熱交換器では、切り込みが入れられていない部分を介して熱伝導が起こるので十分な断熱効果が得られない。また、特許文献２に開示されている熱交換器では、補助熱交換器を組み合わせるための工数がかかり、コスト増を招き、さらには、熱交換器も大型化する。

本発明の課題は、過冷却部または過熱部となる部分が、他の部分から熱的に分離された熱交換器を提供することにある。

第１発明に係る熱交換器は、所定の間隔で層状に重ねられた複数の伝熱フィンと、その伝熱フィンを貫通する複数の伝熱管と、層状に重ねられた複数の伝熱フィンの両端に配置される一対の管板とを備え、伝熱管の拡管加工によって伝熱フィンと伝熱管とが密着している熱交換器である。伝熱フィンは、第１切り込みと、その第１切り込みと交わる第２切り込みとによってほぼ又は完全に第１熱交換部用の伝熱フィンと第２熱交換部用の伝熱フィンとに分割されている。第１熱交換部用の伝熱フィンと第２熱交換部用の伝熱フィンとは、少なくとも、それぞれの長手方向に平行な端面同士が接触することを防止する隙間を有するように離されている。また、管板は、伝熱フィンの第１切り込みおよび第２切り込みに対応する位置で分割されている。分割された管板は、第１熱交換部用の伝熱フィンと第２熱交換部用の伝熱フィンとが離されるときに、追従して離される。さらに、分割された管板は、第１部分と第２部分とを含んでいる。第１部分及び第２部分それぞれにはネジ穴が設けられている。第１部分および第２部分それぞれのネジ穴が合わせられネジ止めされることによって、分割された領域同士が固定される。

この熱交換器では、分割された部分同士は熱の移動が遮断されるので、熱交換性能の低下が抑制される。また、第１熱交換部用の伝熱フィンと第２熱交換部用の伝熱フィンとが離されるとき、管板が伝熱フィンの引き離しを阻害しない。さらに、分割された部分同士がネジ止めされるだけで、第１熱交換部用の伝熱フィンと第２熱交換部用の伝熱フィンとが位置決めされるので、特別な位置決め治具が不要である。

第２発明に係る熱交換器は、第１発明に係る熱交換器であって、伝熱フィンには、複数の第２切り込みが、１つの第１切り込みと交わるように入れられる。この熱交換器では、例えば、伝熱管の段方向の熱伝導を防止する場合、任意の隣接する伝熱管の間の伝熱フィンを切り離すように分離することが可能となる。

第３発明に係る熱交換器は、第１発明に係る熱交換器であって、伝熱フィンには、第２切り込みが入れられる前に、第１切り込みと第２切り込みとが交わる予定位置に所定サイズの穴があけられている。この熱交換器では、第１切り込みと第２切り込みとの交点範囲が広がるので、切り込み不足による位置ずれが防止される。

第４発明に係る熱交換器は、第１発明に係る熱交換器であって、伝熱フィンには、複数の第１切り込みが隙間を保って部分的に重なるように入れられている。第２切り込みは、その隙間を切断するように入れられる。

長い切り込みが入れられた伝熱フィンにプレス加工が行われるとき、伝熱フィンに伸び及びズレが生じ易い。しかし、この熱交換器のように、短い切り込みが隙間を保って部分的に重なるように入れられた伝熱フィンならば、切り込み間の隙間によって伝熱フィンの伸び及びズレが防止される。

第５発明に係る熱交換器は、第１発明に係る熱交換器であって、第１切り込みが拡管加工前に入れられ、第２切り込みは拡管加工後に入れられる。

この熱交換器では、拡管加工後の第２切り込みによって熱交換器が分割されて熱交換器群を成すので、別個の熱交換器を組み合わせて熱交換器群を成すよりも、小型で低コストである。

第６発明に係る熱交換器は、第５発明に係る熱交換器であって、伝熱フィンには、拡管加工前に第１切り込みの側方から第１切り込みに近接する切り抜きが形成されている。そして、拡管加工後に切り抜きと第１切り込みとの間に第２切り込みが入れられる。

この熱交換器では、第２切り込みが切り抜きから第１切り込みに向かって入れられるので、切り込み長さが短くなり、切り込み時の抵抗による伝熱フィンの倒れ及び潰れが抑制される。

第７発明に係る熱交換器は、第１発明に係る熱交換器であって、第１熱交換部用の伝熱フィンおよび第２熱交換部用の伝熱フィンの少なくとも１つが傾くように引き離される。この熱交換器では、第１切り込みと第２切り込みとが完全に交わらず、第１熱交換部用の伝熱フィンと第２熱交換部用の伝熱フィンとが完全分割されていなくても、いずれか１つが傾くことによって、フィンの切り込み後の端面同士が接触することは防止される。

第８発明に係る熱交換器は、第１発明から第６発明のいずれか１つに係る熱交換器であって、伝熱フィンには、拡管加工前に、空気との熱交換を促進するためのスリットが、第２切り込みが入れられる予定の場所を避けて設けられる。この熱交換器では、切り込みが入れられる部分にスリットがある場合、切り込みが入れられたときにスリットが潰れて製造不良となる可能性があるので、予めスリットを省いておくことによって製造不良が防止される。

第９発明に係る熱交換器は、第１発明から第６発明のいずれか１つに係る熱交換器であって、第１切り込みが、切り抜きで代替される。

第１０発明に係る熱交換器は、第１発明に係る熱交換器であって、回転防止部が第１部分および第２部分のいずれか一方に設けられている。回転防止部は、第１部分と第２部分とがネジ止めされるときにネジ締め方向へ所定角度以上回転することを防止する。

２つの部材をネジで固定する場合、位置決め用も含めて複数のネジが必要となるが、この熱交換器では、１つのネジと回転防止部とによって第１部分および第２部分の位置決めが行われるので、材料費および工数が低減される。

第１１発明に係る熱交換器の製造方法は、第１発明に係る熱交換器、の製造方法である。伝熱フィンは、第１切り込みと、その第１切り込みと交わる第２切り込みとによってほぼ又は完全に分割されている。第１切り込みは拡管加工前に入れられ、第２切り込みは拡管加工後に入れられる。

この熱交換器の製造方法では、拡管加工後の第２切り込みによって熱交換器が分割されて熱交換器群を成すので、別個の熱交換器を組み合わせて熱交換器群を成すよりも、小型で低コストである。

第１発明に係る熱交換器では、別個の熱交換器を組み合わせて熱交換器群を成すよりも、小型で低コストである。また、分割された部分同士は熱の移動が遮断されるので、熱交換性能の低下が抑制される。また、第１熱交換部用の伝熱フィンと第２熱交換部用の伝熱フィンとが離されるとき、管板が伝熱フィンの引き離しを阻害しない。さらに、分割された部分同士がネジ止めされるだけで、第１熱交換部用の伝熱フィンと第２熱交換部用の伝熱フィンとが位置決めされるので、特別な位置決め治具が不要である。
第２発明に係る熱交換器では、例えば、伝熱管の段方向の熱伝導を防止する場合、任意の隣接する伝熱管の間のフィンを切り離すように分離することが可能となる。

第３発明に係る熱交換器では、第１切り込みと第２切り込みとの交点範囲が広がるので、切り込み不足による位置ずれが防止される。

第４発明に係る熱交換器では、短い切り込みが隙間を保って部分的に重なるように入れられたフィンならば、切り込み間の隙間によってフィンの伸び及びズレが防止される。

第５発明に係る熱交換器では、拡管加工後の第２切り込みによって熱交換器が分割されて熱交換器群を成すので、別個の熱交換器を組み合わせて熱交換器群を成すよりも、小型で低コストである。

第６発明に係る熱交換器では、第２切り込みが切り抜きから第１切り込みに向かって入れられるので、切り込み長さが短くなり、切り込み時の抵抗によるフィンの倒れ及び潰れが抑制される。

第７発明に係る熱交換器では、第１切り込みと第２切り込みとが完全に交わらず、第１熱交換部用の伝熱フィンと第２熱交換部用の伝熱フィンとが完全分割されていなくても、いずれか１つが傾くことによって、フィンの切り込み後の端面同士が接触することは防止される。

第８発明に係る熱交換器では、切り込みが入れられる部分にスリットがある場合、切り込みが入れられたときにスリットが潰れて製造不良となる可能性があるので、予めスリットを省いておくことによって製造不良が防止される。

第９発明に係る熱交換器では、第１発明から第５発明のいずれか１つと同様の効果が得られる。

第１０発明に係る熱交換器では、１つのネジと回転防止部とによって第１部分および第２部分の位置決めが行われるので、材料費および工数が低減される。

第１１発明に係る熱交換器の製造方法では、拡管加工後の第２切り込みによって熱交換器が分割されて熱交換器群を成すので、別個の熱交換器を組み合わせて熱交換器群を成すよりも、小型で低コストである。

本発明の一実施形態に係る熱交換器の正面図。 （ａ）拡管加工前の熱交換器の断面図、（ｂ）拡管加工後の熱交換器の断面図、（ｃ）部分的に分割された熱交換器の断面図。 （ａ）主熱交換部と補助熱交換部とが引き離される前の熱交換器の部分側面図、（ｂ）主熱交換部と補助熱交換部とが引き離された後の熱交換器の部分側面図。 空調室内機の断面図。 室内熱交換器の側面図。 切り込みによって分割されている室内熱交換器を使用した空調機の暖房能力と分割されていない室内熱交換器を使用した空調機の暖房能力とを示すグラフ。 （ａ）第１変形例に係る、拡管加工前の熱交換器の断面図、（ｂ）拡管加工後の熱交換器の断面図、（ｃ）部分的に分割された熱交換器の断面図。 （ａ）第２変形例に係る、拡管加工前の熱交換器の断面図、（ｂ）拡管加工後の熱交換器の断面図、（ｃ）部分的に分割された熱交換器の断面図。 （ａ）第３変形例に係る、拡管加工前の熱交換器の断面図、（ｂ）拡管加工後の熱交換器の断面図、（ｃ）部分的に分割された熱交換器の断面図。 （ａ）第４変形例に係る、拡管加工前の熱交換器の断面図、（ｂ）拡管加工後の熱交換器の断面図、（ｃ）部分的に分割された熱交換器の断面図。 （ａ）第５変形例に係る、拡管加工前の熱交換器の断面図、（ｂ）拡管加工後の熱交換器の断面図、（ｃ）部分的に分割された熱交換器の断面図。

以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

＜熱交換器の構造＞
図１は、本発明の一実施形態に係る熱交換器の正面図である。図１において、熱交換器１０は、クロスフィンタイプの熱交換器であり、伝熱フィン２０と伝熱管３０とを備えている。伝熱フィン２０は、薄いアルミニウム製の平板であり、一枚の伝熱フィン２０には複数の貫通孔が形成されている。伝熱管３０は、伝熱フィン２０の貫通孔に挿入される直管３０ａと、隣り合う直管３０ａの端部同士を連結する第１Ｕ字管３０ｂ及び第２Ｕ字管３０ｃとから成る。

直管３０ａは、伝熱フィン２０の貫通孔に挿入された後、拡管機によって拡管加工され、伝熱フィン２０と密着する。直管３０ａと第１Ｕ字管３０ｂとは一体に形成されており、第２Ｕ字管３０ｃは、直管３０ａが伝熱フィン２０の貫通孔に挿入され拡管加工された後、溶接などによって直管３０ａの端部に連結される。

熱交換器１０は、拡管加工の後、伝熱フィン２０の一部が分割されており、その分割された部分は、補助熱交換部として利用される。以下に、伝熱フィン２０の分割方法について図面を参照しながら説明する。

図２（ａ）は、拡管加工前の熱交換器の断面図であり、（ｂ）は拡管加工後の熱交換器の断面図であり、（ｃ）は部分的に分割された熱交換器の断面図である。先ず、図２（ａ）において、伝熱フィン２０には、予め第１切り込み２１が入れられている。伝熱管３０は、層状に重ねられた伝熱フィン２０を貫通するように挿入されているが、この段階では、伝熱フィン２０と伝熱管３０とは密着していない。

図２（ｂ）において、伝熱管３０は、拡管加工によって伝熱フィン２０と密着する。なお、拡管加工とは、伝熱管３０内にその内径よりも少し大きい径の棒状部材を挿入して伝熱管３０の内外径を拡大する加工である。この拡管加工の後、伝熱フィン２０には、第２切り込み２２が入れられる。

第２切り込み２２は、第１切り込みの終端と交差するように入れられており、第１切り込み２１と第２切り込み２２とを挟んで対峙する領域同士は分割され、熱交換器１０は、主熱交換部１０ａと補助熱交換部１０ｂ，１０ｃとを有するようになる。

図２（ｃ）において、補助熱交換部１０ｂ，１０ｃは主熱交換部１０ａから僅かに引き離される。なぜなら、図２（ｂ）に示す状態のままでは、主熱交換部１０ａと補助熱交換部１０ｂ，１０ｃとが接近し過ぎており、主熱交換部１０ａ及び補助熱交換部１０ｂ，２０ｃの伝熱フィン２０の端面同士が接触するからである。補助熱交換部１０ｂ，１０ｃは主熱交換部１０ａから僅かに引き離されるだけで、両者間の熱移動が確実に遮断される。

なお、本実施形態では、第１切り込み２１と第２切り込み２２という２個の切り込みで説明されているが、２個の切り込みに限定されるものではなく、３個以上の複数個でも同様の効果が得られる。

（熱遮断の原理）
例えば、補助熱交換部１０ｂで冷媒が過冷却状態となるとき、補助熱交換部１０ｂの温度は主熱交換部１０ａより低いので、従来のように熱遮断が行われない場合、伝熱フィン２０を通じて冷媒同士の熱交換が生じる。その結果、温度の高い領域にある冷媒は早くエンタルピーを失って、早く過冷却状態になる。また、過冷却域の冷媒は、温度の高い領域から熱を受け取るため、なかなか温度が下がらない。したがって、熱交換器１０に占める過冷却の領域（温度の低い領域）が広くなり、熱交換器１０の温度が低下し、性能も低下する。しかし、本実施形態の熱交換器１０では、主熱交換部１０ａと補助熱交換部１０ｂと分離されているので、確実な熱遮断が行われ、熱交換器１０の性能が向上する。

また、補助熱交換部１０ｃで冷媒が過熱状態となるとき、補助熱交換部１０ｃの温度は主熱交換部１０ａより高いので、従来のように熱遮断が行われない場合、伝熱フィン２０を通じて冷媒同士の熱交換が生じる。その結果、過熱領域にある冷媒は早くエンタルピーを失って、早く２相状態になる。したがって、熱交換器１０に占める過熱領域（温度の高い領域）が小さくなり、熱交換器の温度が低下し、性能も低下する。しかし、本実施形態の熱交換器１０では、主熱交換部１０ａと補助熱交換部１０ｃと分離されているので、確実な熱遮断が行われ、熱交換器１０の性能が向上する。

（管板）
通常、熱交換器の両端には、積み重ねられた伝熱フィン群を挟むように管板が配置されており、本実施形態も同様に管板が配置されている。図３（ａ）は主熱交換部と補助熱交換部とが引き離される前の熱交換器の部分側面図であり、（ｂ）は主熱交換部と補助熱交換部とが引き離された後の熱交換器の部分側面図である。図３（ａ）において、管板４０は、熱交換器１０の主熱交換部１０ａと補助熱交換部１０ｂとに対応するように、予め、第１管板４１と第２管板４２とに分割されており、主熱交換部１０ａと補助熱交換部１０ｂ，１０ｃとが引き離されるときに、第１管板４１及び第２管板４２も引き離される。

また、伝熱フィン２０の第２切り込み２２は、第１管板４１と第２管板４２とが配置されている状態で伝熱フィン２０に入れられるので、切り込み用の刃が進入できるように、第１管板４１及び第２管板４２の双方にスリット４０ａが設けられている。

第１管板４１には、第２管板４２の外面と重なるように固定部４１ａと回転防止部４１ｃとが設けられている。固定部４１ａの中央には穴４１ｂがあけられている。回転防止部４１ｃは、第２管板４２を横断するように延びており、その先端は第２管板４２の端を超えた位置で折れ曲がっている。

第２管板４２の外面のうち固定部４１ａと対峙する面に、ネジ穴４２ａがあけられている。図３（ｂ）に示すように、主熱交換部１０ａと補助熱交換部１０ｂとが引き離されたとき、第１管板４１の穴４１ｂと第２管板４２のネジ穴４２ａとが一致するので、この状態で穴４１ｂ及びネジ穴４２ａにネジが螺合することによって、第１管板４１と第２管板４２とが固定される。つまり、主熱交換部１０ａと補助熱交換部１０ｂとは第１管板４１と第２管板４２とのネジ止めによって位置決めされる。第１管板４１と第２管板４２とがネジ止めされるときに、第２管板４２がネジを中心に回転しようとするが、回転防止部４１ｃが第２管板４２の端面に当たるので、回転は防止される。一般に、管板などを固定するためには、位置決め用も含めて複数のネジが必要であるが、ここでは、回転防止部４１ｃと１つのネジだけで位置決め及び固定が行われる。

＜空調室内機の室内熱交換器への応用＞
図４は、空調室内機の断面図である。図４において、本体１００の外郭は、グリル１００ａと前面パネル１００ｂと背面板１００ｃとで構成されている。本体１００の内部には、フレーム１１、室内熱交換器１１０、クロスフローファン１３、及びフィルタ１０２が配置されている。

フレーム１１の前面下部には、吹出口１５が設けられており、その吹出口１５には、吹出空気を案内する水平フラップ１７が取り付けられている。水平フラップ１７は、空気の吹出方向を変更したり、吹出口１５を開閉したりすることができる。

フィルタ１０２は、グリル１００ａと室内熱交換器１１０との間に配置されており、室内熱交換器１１０に向って流入してくる空気に含まれる塵埃を除去する。クロスフローファン１３は、グリル１００ａから吸い込んだ空気を、室内熱交換器１１０に当てて通過させた後、吹出口１５から室内に吹き出す。

（室内熱交換器）
室内熱交換器１１０は、クロスフローファン１３の円周面に対向して配置されており、クロスフローファン１３の前方、上方および後方を取り囲むように取り付けられている。また、室内熱交換器１１０は、前方主熱交換部１１０ａ、前方補助熱交換部１１０ｂ、後方主熱交換部１１０ｃ、後方補助熱交換部１１０ｄの４つの部分に分割されている。

前方主熱交換部１１０ａ及び前方補助熱交換部１１０ｂの伝熱フィンは共通の伝熱フィン１２０から製作される。先ず、略円弧状の伝熱フィン１２０には、予め第１切り込み１２１が折れ線状に入れられている。伝熱管３１，３２は、層状に重ねられた伝熱フィン１２０を貫通するように挿入されている。伝熱管３１，３２は、拡管加工によって伝熱フィン１２０と密着する。その拡管加工の後、伝熱フィン１２０には、第２切り込み１２２が入れられる。

第２切り込み１２２は、第１切り込み１２１の終端と交差するように入れられており、第１切り込み１２１と第２切り込み１２２とを挟んで対峙する領域同士は分割されることによって、前方主熱交換部１１０ａと前方補助熱交換部１１０ｂとが形成される。前方主熱交換部１１０ａと前方補助熱交換部１１０ｂとの間の熱移動が確実に遮断されるように、両者は僅かに引き離される。

同様に、後方主熱交換部１１０ｃ及び後方補助熱交換部１１０ｄの伝熱フィンは共通の伝熱フィン２２０から製作される。先ず、略長方形状の伝熱フィン２２０には、予め第１切り込み２２１が折れ線状に入れられている。伝熱管３１，３２は、層状に重ねられた伝熱フィン２２０を貫通するように挿入されている。伝熱管３１，３２は、拡管加工によって伝熱フィン１２０と密着する。その拡管加工の後、伝熱フィン２２０には、第２切り込み２２２が入れられる。

第２切り込み２２２は、第１切り込み２２１の終端と交差するように入れられており、第１切り込み２２１と第２切り込み２２２とを挟んで対峙する領域同士は分割されることによって、後方主熱交換部１１０ｃと後方補助熱交換部１１０ｄとが形成される。後方主熱交換部１１０ｃと後方補助熱交換部１１０ｄとの間の熱移動が確実に遮断されるように、両者は僅かに引き離される。

（管板）
図５は、室内熱交換器の側面図である。図５において、前方管板１４０は、前方主熱交換部１１０ａに対応する第１前方管板１４１と、前方補助熱交換部１１０ｂに対応する第２前方管板１４２との分割されている。また、伝熱フィン１２０の第２切り込み１２２は、第１前方管板１４１と第２前方管板１４２とが配置されている状態で伝熱フィン１２０に入れられるので、切り込み用の刃が進入できるように、第１前方管板１４１及び第２前方管板１４２の双方またはいずれか一方にスリット１４０ａが設けられている。

第１前方管板１４１には、第２前方管板１４２の外面と重なるように固定部１４１ａと回転防止部１４１ｃとが設けられている。固定部１４１ａの中央には穴１４１ｂがあけられている。回転防止部１４１ｃは、第２前方管板１４２を横断するように延びており、その先端は第２前方管板１４２の端を超えた位置で折れ曲がっている。

第２前方管板１４２の外面のうち固定部１４１ａと対峙する面に、ネジ穴１４２ａがあけられている。図５に示すように、第１前方管板１４１の穴１４１ｂと第２前方管板１４２のネジ穴１４２ａとが一致した状態で穴１４１ｂ及びネジ穴１４２ａにネジが螺合することによって、第１前方管板１４１と第２前方管板１４２とが固定される。つまり、前方主熱交換部１１０ａと前方補助熱交換部１１０ｂとは、第１前方管板１４１と第２前方管板１４２とのネジ止めによって位置決めされる。

また、第１前方管板１４１と第２前方管板１４２とがネジ止めされるときに、第２前方管板１４２がネジを中心に回転しようとするが、回転防止部１４１ｃが第２前方管板１４２の端面に当たるので、回転は防止される。一般に、管板などを固定するためには、位置決め用も含めて複数のネジが必要であるが、ここでは、回転防止部１４１ｃと１つのネジだけで位置決め及び固定が行われる。

同様に、後方管板２４０は、後方主熱交換部１１０ｃに対応する第１後方管板２４１と、後方補助熱交換部１１０ｄに対応する第２後方管板２４２との分割されている。また、伝熱フィン２２０の第２切り込み２２２は、第１後方管板２４１と後方第２管板２４２とが配置されている状態で伝熱フィン２２０に入れられるので、切り込み用の刃が進入できるように、第１後方管板２４１及び第２後方管板２４２の双方またはいずれか一方にスリット２４０ａが設けられている。

第１後方管板２４１には、第２後方管板２４２の外面と重なるように固定部２４１ａと回転防止部２４１ｃとが設けられている。固定部２４１ａの中央には穴２４１ｂがあけられている。回転防止部２４１ｃは、第２後方管板２４２を横断するように延びており、その先端は第２後方管板２４２の端を超えた位置で折れ曲がっている。

第２後方管板２４２の外面のうち固定部２４１ａと対峙する面に、ネジ穴２４２ａがあけられている。図５に示すように、第１後方管板２４１の穴２４１ｂと第２後方管板２４２のネジ穴２４２ａとが一致した状態で穴２４１ｂ及びネジ穴２４２ａにネジが螺合することによって、第１後方管板２４１と第２後方管板２４２とが固定される。つまり、後方主熱交換部１１０ｃと後方補助熱交換部１１０ｄとは、第１後方管板２４１と第２後方管板２４２とのネジ止めによって位置決めされる。第１後方管板２４１と第２後方管板２４２とがネジ止めされるときに、第２後方管板２４２がネジを中心に回転しようとするが、回転防止部２４１ｃが第２後方管板２４２の端面に当たるので、回転は防止される。一般に、管板などを固定するためには、位置決めも含めて複数のネジが必要であるが、ここでは、回転防止部２４１ｃと１つのネジだけで位置決め及び固定が行われる。

＜室内熱交換器の性能＞
図６は、切り込みによって分割されている室内熱交換器を使用した空調機の暖房能力と分割されていない室内熱交換器を使用した空調機の暖房能力とを示すグラフである。図６において、縦軸は暖房能力を示し、横軸は熱交換器出口温度を示す。図６に示すように、切り込みによって分割されている室内熱交換器を使用した空調機は、熱交換器出口温度が低い領域で、暖房能力が向上している。

＜製法上のメリット＞
本実施形態では、拡管加工後の第２切り込み２２によって熱交換器１０が主熱交換部１０ａと補助熱交換部１０ｂ，１０ｃとに分割される。これが、仮に、第２切り込み２２も第１切り込み２１と同様に、拡管加工前の伝熱フィン２０単体の段階で入れられたならば、分割された伝熱フィン２０の取り扱いが煩雑になり、別個の熱交換器を組み合わせて熱交換器群を成すことと同様の製造コストとなる。

したがって、拡管加工後の第２切り込み２２によって熱交換器１０が主熱交換部１０ａと補助熱交換部１０ｂ，１０ｃと分割される製法は、熱交換器１０の製造コストを低減する効果を奏している。

＜特徴＞
（１）
熱交換器１０では、伝熱フィン２０は、第１切り込み２１と、その第１切り込み２１と交わる第２切り込み２２とによって完全に分割されている。第１切り込み２１は拡管加工前に入れられ、第２切り込み２２は拡管加工後に入れられる。拡管加工後の第２切り込み２２によって、熱交換器１０が主熱交換部１０ａと補助熱交換部１０ｂ，１０ｃとに分割されるので、両者間の熱の移動が遮断され熱交換性能の低下が抑制される。また、別個の熱交換器を組み合わせて主熱交換部１０ａと補助熱交換部１０ｂ，１０ｃを成すよりも、小型で低コストである。

（２）
また、第２切り込み２２が入れられた後、主熱交換部１０ａと補助熱交換部１０ｂ，１０ｃとが引き離されるので、両者の端面同士が接触することは防止される。

（３）
また、管板４０は、伝熱フィン２０の第１切り込み２１および第２切り込み２２に対応する位置で分割されているので、主熱交換部１０ａと補助熱交換部１０ｂ，１０ｃとが引き離されるときに追従して引き離される。つまり、管板４０は、主熱交換部１０ａと補助熱交換部１０ｂ，１０ｃとの引き離しを阻害しない。

＜第１変形例＞
図７（ａ）は、第１変形例に係る、拡管加工前の熱交換器の断面図であり、（ｂ）は拡管加工後の熱交換器の断面図であり、（ｃ）は部分的に分割された熱交換器の断面図である。先ず、図７（ａ）において、伝熱フィン２０には、予め第１切り込み２１が入れられている。伝熱管３０は、層状に重ねられた伝熱フィン２０を貫通するように挿入されている。

図７（ｂ）において、伝熱管３０は、拡管加工によって伝熱フィン２０と密着する。この拡管加工の後、伝熱フィン２０には、複数の第２切り込み２２が入れられる。第２切り込み２２は、少なくとも第１切り込みの中間部、および終端と交差するように入れられており、第１切り込み２１と第２切り込み２２とを挟んで対峙する領域同士は分割され、熱交換器１０は、主熱交換部１０ａと補助熱交換部１０ｂａ，１０ｂｂ，１０ｃａ，１０ｃｂとを有するようになる。

図７（ｃ）において、補助熱交換部１０ｂａ，１０ｂｂ，１０ｃａ，１０ｃｂは主熱交換部１０ａから僅かに引き離され、両者間の熱移動が確実に遮断される。この第１変形例に係る熱交換器１０は、伝熱管３０の段方向の熱伝導を防止する場合に適している。

＜第２変形例＞
図８（ａ）は、第２変形例に係る、拡管加工前の熱交換器の断面図であり、（ｂ）は拡管加工後の熱交換器の断面図であり、（ｃ）は部分的に分割された熱交換器の断面図である。先ず、図８（ａ）において、伝熱フィン２０には、予め第１切り込み２１が入れられている。第１切り込み２１は、中間部、および終端から分岐するように短い切り込みを伴っており、先端には穴２３があけられている。伝熱管３０は、層状に重ねられた伝熱フィン２０を貫通するように挿入されている。

図８（ｂ）において、伝熱管３０は、拡管加工によって伝熱フィン２０と密着する。この拡管加工の後、伝熱フィン２０には、複数の第２切り込み２２が入れられる。第２切り込み２２は、第１切り込みの中間部、および終端と交差するように入れられるが、その際、穴２３に向かって入れられるので、第１切り込み２１の中間部、および終端から分岐する短い切り込みとは、穴２３で合流する。その結果、第１切り込み２１と第２切り込み２２との交点範囲が広がるので、切り込み不足による位置ずれが防止される。

第１切り込み２１と第２切り込み２２とを挟んで対峙する領域同士は分割され、熱交換器１０は、主熱交換部１０ａと補助熱交換部１０ｂａ，１０ｂｂ，１０ｃａ，１０ｃｂとを有するようになる。

図８（ｃ）において、補助熱交換部１０ｂａ，１０ｂｂ，１０ｃａ，１０ｃｂは主熱交換部１０ａから僅かに引き離され、両者間の熱移動が確実に遮断される。

＜第３変形例＞
図９（ａ）は、第３変形例に係る、拡管加工前の熱交換器の断面図であり、（ｂ）は拡管加工後の熱交換器の断面図であり、（ｃ）は部分的に分割された熱交換器の断面図である。先ず、図９（ａ）において、伝熱フィン２０には、予め複数の第１切り込み２１が、それぞれ隙間２１ａを保って部分的に重なるように入れられている。伝熱管３０は、層状に重ねられた伝熱フィン２０を貫通するように挿入されている。

図９（ｂ）において、伝熱管３０は、拡管加工によって伝熱フィン２０と密着する。この拡管加工の後、伝熱フィン２０には、複数の第２切り込み２２が入れられる。その際、第２切り込み２２は、複数の第１切り込み２１が形成する隙間２１ａを切断する。例えば、長い切り込みが入れられた伝熱フィン２０にプレス加工が行われるとき、伝熱フィン２０に伸び及びズレが生じ易い。しかし、この熱交換器１０のように、短い第１切り込み２１が隙間２１ａを保って部分的に重なるように入れられた伝熱フィン２０ならば、第１切り込み２１間の隙間２１ａによって伝熱フィン２０の伸び及びズレが防止される。

第１切り込み２１と第２切り込み２２とを挟んで対峙する領域同士は分割され、熱交換器１０は、主熱交換部１０ａと補助熱交換部１０ｂａ，１０ｂｂ，１０ｃａ，１０ｃｂとを有するようになる。

図９（ｃ）において、補助熱交換部１０ｂａ，１０ｂｂ，１０ｃａ，１０ｃｂは主熱交換部１０ａから僅かに引き離され、両者間の熱移動が確実に遮断される。

＜第４変形例＞
図１０（ａ）は、第４変形例に係る、拡管加工前の熱交換器の断面図であり、（ｂ）は拡管加工後の熱交換器の断面図であり、（ｃ）は部分的に分割された熱交換器の断面図である。先ず、図１０（ａ）において、伝熱フィン２０には、予め第１切り込み２１が入れられている。また、第１切り込み２１の側方から第１切り込み２１に近接する切り抜き２４が形成されている。伝熱管３０は、層状に重ねられた伝熱フィン２０を貫通するように挿入されている。

図１０（ｂ）において、伝熱管３０は、拡管加工によって伝熱フィン２０と密着する。この拡管加工の後、伝熱フィン２０には、複数の第２切り込み２２が入れられる。第２切り込み２２は、切り抜き２４と第１切り込み２１との間に入れられるので、切り込み長さが短くなり、切り込み時の抵抗による伝熱フィン２０の倒れ及び潰れが抑制される。第１切り込み２１と第２切り込み２２とを挟んで対峙する領域同士は分割され、熱交換器１０は、主熱交換部１０ａと補助熱交換部１０ｂａ，１０ｂｂ，１０ｃａ，１０ｃｂとを有するようになる。

図１０（ｃ）において、補助熱交換部１０ｂａ，１０ｂｂ，１０ｃａ，１０ｃｂは主熱交換部１０ａから僅かに引き離され、両者間の熱移動が確実に遮断される。また、補助熱交換部１０ｂａ，１０ｂｂ，１０ｃａ，１０ｃｂが傾くように引き離されてもよい。なぜなら、第１切り込み２１と第２切り込み２２とが完全に交わらず、補助熱交換部１０ｂａ，１０ｂｂ，１０ｃａ，１０ｃｂが主熱交換部１０ａから完全分割されていなくても、補助熱交換部１０ｂａ，１０ｂｂ，１０ｃａ，１０ｃｂが傾くことによって、伝熱フィン２０の切り込み部の端面同士が接触することは防止される。

＜第５変形例＞
図１１（ａ）は、第５変形例に係る、拡管加工前の熱交換器の断面図であり、（ｂ）は拡管加工後の熱交換器の断面図であり、（ｃ）は部分的に分割された熱交換器の断面図である。先ず、図１１（ａ）において、伝熱フィン２０には、予め複数の第１切り込み２１が、それぞれ隙間を保って部分的に重なるように入れられている。また、伝熱フィン２０には、空気との熱交換を促進するためのスリット２５が、第２切り込み２２が入れられる予定の場所を避けるように設けられている。伝熱管３０は、層状に重ねられた伝熱フィン２０を貫通するように挿入されている。

図１１（ｂ）において、伝熱管３０は、拡管加工によって伝熱フィン２０と密着する。この拡管加工の後、伝熱フィン２０には、複数の第２切り込み２２が入れられる。その際、第２切り込み２２は、複数の第１切り込み２１が形成する隙間を切断する。例えば、第２切り込み２２が入れられる部分にスリット２５がある場合、第２切り込み２２が入れられたときにスリット２５が潰れて製造不良となる可能性があるが、第５変形例では、予めスリット２５が省かれているので製造不良は防止される。

第１切り込み２１と第２切り込み２２とを挟んで対峙する領域同士は分割され、熱交換器１０は、主熱交換部１０ａと補助熱交換部１０ｂａ，１０ｂｂ，１０ｃａ，１０ｃｂとを有するようになる。

図１１（ｃ）において、補助熱交換部１０ｂａ，１０ｂｂ，１０ｃａ，１０ｃｂは主熱交換部１０ａから僅かに引き離され、両者間の熱移動が確実に遮断される。

＜第６変形例＞
上記実施形態、第１〜第５変形例における第１切り込み２１及び第２切り込み２２は、細い切り抜きで代替されてもよい。

以上のように、本発明によれば、部分的に熱移動を防止した熱交換器に有用である。

１０ 熱交換器
２０ 伝熱フィン
２１ 第１切り込み
２１ａ 隙間
２２ 第２切り込み
２３ 穴
２４ 切り抜き
２５ スリット
３０ 伝熱管
４０ 管板

特開平１０−１６０３７８号公報 特開２００１−８２７５５号公報

Claims (11)

1. 所定の間隔で層状に重ねられた複数の伝熱フィン（２０）と、前記伝熱フィン（２０）を貫通する複数の伝熱管（３０）と、層状に重ねられた複数の前記伝熱フィン（２０）の両端に配置される一対の管板（４０）とを備え、前記伝熱管（３０）の拡管加工によって前記伝熱フィン（２０）と前記伝熱管（３０）とが密着している熱交換器であって、
   前記伝熱フィン（２０）は、第１切り込み（２１）と前記第１切り込み（２１）と交わる第２切り込み（２２）とによってほぼ又は完全に第１熱交換部（１０ａ）用の伝熱フィンと第２熱交換部（１０ｂ）用の伝熱フィンとに分割されており、
   前記第１熱交換部（１０ａ）用の伝熱フィンと前記第２熱交換部（１０ｂ）用の伝熱フィンとは、少なくとも、それぞれの長手方向に平行な端面同士が接触することを防止する隙間を有するように離され、
   前記管板（４０）は、前記伝熱フィン（２０）の第１切り込み（２１）及び第２切り込み（２２）に対応する位置で分割されており、
   分割された前記管板（４０）は、前記第１熱交換部（１０ａ）用の伝熱フィンと前記第２熱交換部（１０ｂ）用の伝熱フィンとが離されるときに、追従して離され、
   分割された前記管板（４０）は、第１部分（４１）と第２部分（４２）とを含み、
   前記第１部分（４１）及び前記第２部分（４２）それぞれにはネジ穴（４１ｂ，４２ａ）が設けられ、
   前記第１部分（４１）及び前記第２部分（４２）それぞれの前記ネジ穴（４１ｂ，４２ａ）が合わせられネジ止めされることによって、前記第１熱交換部（１０ａ）用の伝熱フィンと前記第２熱交換部（１０ｂ）用の伝熱フィンとが固定される、
   熱交換器（１０）。
2. 前記伝熱フィン（２０）には、複数の前記第２切り込み（２２）が、１つの前記第１切り込み（２１）と交わるように入れられる、
   請求項１に記載の熱交換器（１０）。
3. 前記伝熱フィン（２０）には、前記第２切り込み（２２）が入れられる前に、前記第１切り込み（２１）と前記第２切り込み（２２）とが交わる予定位置に所定サイズの穴（２３）があけられている、
   請求項１に記載の熱交換器（１０）。
4. 前記伝熱フィン（２０）には、複数の前記第１切り込み（２１）が隙間（２１ａ）を保って部分的に重なるように入れられており、
   前記第２切り込み（２２）は、前記隙間（２１ａ）を切断するように入れられる、
   請求項１に記載の熱交換器（１０）。
5. 前記第１切り込み（２１）は前記拡管加工前に入れられ、前記第２切り込み（２２）は前記拡管加工後に入れられる、
   請求項１に記載の熱交換器（１０）。
6. 前記伝熱フィン（２０）には、前記拡管加工前に前記第１切り込み（２１）の側方から前記第１切り込み（２１）に近接する切り抜き（２４）が形成されており、
   前記拡管加工後に前記切り抜き（２４）と前記第１切り込み（２１）との間に前記第２切り込み（２２）が入れられる、
   請求項５に記載の熱交換器（１０）。
7. 前記第１熱交換部（１０ａ）用の伝熱フィンおよび前記第２熱交換部（１０ｂ）用の伝熱フィンの少なくとも１つが傾くように離される、
   請求項１に記載の熱交換器（１０）。
8. 前記伝熱フィン（２０）には、前記拡管加工前に、空気との熱交換を促進するためのスリット（２５）が、前記第２切り込み（２２）が入れられる予定の場所を避けて設けられている、
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の熱交換器（１０）。
9. 前記第１切り込み（２１）が、切り抜きで代替されている、
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の熱交換器（１０）。
10. 前記第１部分（４１）と前記第２部分（４２）とがネジ止めされるときにネジ締め方向へ所定角度以上回転することを防止する回転防止部（４１ｃ）が、前記第１部分（４１）及び前記第２部分（４２）のいずれか一方に設けられている、
    請求項１に記載の熱交換器（１０）。
11. 請求項１に記載の熱交換器、の製造方法であって、
    前記伝熱フィン（２０）は、第１切り込み（２１）と前記第１切り込み（２１）と交わる第２切り込み（２２）とによってほぼ又は完全に分割されており、
    前記第１切り込み（２１）は前記拡管加工前に入れられ、前記第２切り込み（２２）は前記拡管加工後に入れられる、
    熱交換器（１０）の製造方法。

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