JP6358381B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換器、および、それを備える冷凍装置の室外ユニットに関する。

従来、冷凍装置の一種である空気調和装置の室外機として、特許文献１（特開２０１０−１０７１０３号公報）に開示されるようなマイクロチャネル熱交換器を備える室外機が用いられている。この室外機は、主として、ケーシングと、仕切板と、マイクロチャネル熱交換器と、ファンと、圧縮機と、電装品箱とを備える。仕切板は、ケーシング内部の空間を熱交換室と機械室とに仕切る。熱交換室には、マイクロチャネル熱交換器およびファンが配置されている。機械室には、圧縮機および電装品箱が配置されている。電装品箱は、ファンおよび圧縮機を制御する回路基板等が収容されるケースである。マイクロチャネル熱交換器は、圧縮機によって圧縮された冷媒と、ファンによって供給された空気との間の熱交換を行う。

従来、マイクロチャネル熱交換器は、主として、多穴管と、ヘッダと、伝熱フィンとから構成される。多穴管は、冷媒が通過する複数の貫通孔が並んで形成されている扁平管である。ヘッダは、複数の多穴管の端部が接続される管である。ヘッダは、多穴管の貫通孔に流入する冷媒、または、多穴管の貫通孔から流出した冷媒が流れる管である。伝熱フィンは、多穴管の表面に取り付けられている。

マイクロチャネル熱交換器は、多穴管と伝熱フィンとが交互に積層された熱交換器であり、多穴管内を流れる冷媒と、伝熱フィンを通過する空気との間の熱交換を行う。マイクロチャネル熱交換器の両端部は、一対の管板によって支持されている。一対の管板は、室外機のケーシングに固定され、積層されている伝熱フィンの両端に接している。多穴管は、管板を貫通し、ロウ付け等によって管板に接合されている。

このようなマイクロチャネル熱交換器では、多穴管と接合される側の管板の表面には、接合に用いられるロウ材が配置され、かつ、室外機のケーシングに管板を固定するためのネジが通るネジ穴が開口している場合がある。しかし、管板を多穴管にロウ付け接合する際に、熔解したロウ材がネジ穴の内部に入り込むと、熱によりネジ穴が変形するおそれがある。ネジ穴が変形すると、管板をケーシングに正常にネジ留めすることができず、マイクロチャネル熱交換器をケーシングに正常に固定できないおそれがある。

本発明の目的は、本体を正常に固定できない不具合の発生を抑制することができる熱交換器、および、それを備える冷凍装置の室外ユニットを提供することである。

本発明の第１観点に係る熱交換器は、熱交換器本体と、被支持部材とを備える。被支持部材は、熱交換器本体にロウ材によって接合され、熱交換器本体を支持部材に固定部材で固定するための部材である。被支持部材は、ロウ材が配置されている接合面と、接合面の側に立ち上がっている立ち上がり部と、固定部材を通すための貫通孔とを有する。貫通孔は、立ち上がり部に開口し、被支持部材を貫通し、ロウ材が配置されていない内周面を有する孔である。熱交換器本体は、冷媒が内部を流れる伝熱管を有し、被支持部材は、伝熱管の表面に接合されている。

第１観点に係る熱交換器では、熱交換器本体を固定するための被支持部材は、ネジ等の固定部材が通る貫通孔を有する。貫通孔のバーリング等に相当する立ち上がり部は、ロウ材が配置されている接合面の側に形成されている。そのため、被支持部材と熱交換器本体とをロウ付け接合するときに、熔解したロウ材が貫通孔の中に入り込むことが立ち上がり部によって防止される。その結果、熔解したロウ材が貫通孔の中に入り込むことによる貫通孔の変形が抑制される。また、立ち上がり部の周囲には、熔解したロウ材のフィレットが表面張力により形成される。フィレットは、立ち上がり部を補強するので、外部からの力による貫通孔の変形が抑制される。貫通孔が変形すると、ケーシング等の支持部材に熱交換器本体を正常に固定できないおそれがある。従って、第１観点に係る熱交換器は、本体を正常に固定できない不具合の発生を抑制することができる。

また、第１観点に係る熱交換器では、被支持部材は、熱交換器本体の伝熱管の表面にロウ付け接合されている。従って、第４観点に係る熱交換器は、被支持部材を熱交換器本体に容易に接合することができる。

本発明の第２観点に係る熱交換器は、第１観点に係る熱交換器であって、被支持部材は、ロウ材であるアルミロウ材の層が形成されている接合面を有する。

第２観点に係る熱交換器では、被支持部材は、例えば、アルミロウ材の層を有するアルミクラッド材で成形されている。従って、第２観点に係る熱交換器は、被支持部材と熱交換器本体とのロウ付け接合が容易である。

本発明の第３観点に係る熱交換器は、第１観点または第２観点に係る熱交換器であって、被支持部材は、炉中ロウ付けによって、熱交換器本体に接合されている。

第３観点に係る熱交換器では、被支持部材と熱交換器本体とのロウ付け接合は、炉中ロウ付け方法によって行われる。従って、第３観点に係る熱交換器は、被支持部材と熱交換器本体とのロウ付け接合を効率的に行うことができる。

本発明の第４観点に係る熱交換器は、第１観点から第３観点のいずれか１つに係る熱交換器であって、被支持部材は、接合面を第１接合面と第２接合面とに区画する折り曲げ部を有し、かつ、第１接合面において熱交換器本体に接合されている。立ち上がり部は、第２接合面の側に立ち上がっている。

第４観点に係る熱交換器では、被支持部材は、Ｌ字形状を有している。従って、第４観点に係る熱交換器は、被支持部材の加工性の向上を実現できる。

本発明の第５観点に係る冷凍装置の室外ユニットは、第１観点から第４観点のいずれか１つに係る熱交換器と、圧縮機と、熱交換器および圧縮機が固定される支持部材とを備える。支持部材は、ケーシングおよび仕切板の少なくとも一方である。ケーシングは、熱交換器および圧縮機を収納する。仕切板は、ケーシングの内部の空間を、熱交換器が配置される熱交換室と、圧縮機が配置される機械室とに区画する。

第５観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、熱交換器本体を正常に固定できない不具合の発生を抑制することができる。従って、第５観点に係る冷凍装置の室外ユニットは、熱交換器がケーシングから外れる不具合の発生を抑制することができる。

本発明に係る熱交換器、および、それを備える冷凍装置の室外ユニットは、熱交換器本体を正常に固定できない不具合の発生を抑制することができる。

本実施形態の熱交換器３０を備える室外ユニット１００の内部構造を示す斜視図である。 熱交換器３０の概略図である。 図２の伝熱管３１〜３４のみを示した図である。 コルゲートフィンである伝熱フィン３５の外観図である。 図２の左側から右側に向かって視た左側管板３７ａを示す図である。 図５の矢印ＶＩの方向から視た左側管板３７ａを示す図である。 図６の矢印ＶＩＩの方向から視た左側管板３７ａを示す図である。 図２の左側から右側に向かって視た右側管板３７ｂを示す図である。 図８の矢印ＩＸの方向から視た右側管板３７ｂを示す図である。 図８の矢印Ｘの方向から視た右側管板３７ｂを示す図である。 図８の矢印ＸＩの方向から視た右側管板３７ｂを示す図である。 左側管板３７ａの左側立ち上がり部４２ａおよび左側貫通孔４３ａの近傍の拡大図である。 変形例Ｃのブラケット１３７を示す図である。 図１３の矢印ＸＩＶの方向から視たブラケット１３７を示す図である。 図１３の矢印ＸＶの方向から視たブラケット１３７を示す図である。 図１６（ａ）および図１６（ｂ）は、それぞれ、左側貫通孔４３ａが通過する位置で切断した左側立ち上がり部４２ａの近傍の断面図の一例である。

本発明の実施形態に係る熱交換器、および、それを備える冷凍装置の室外ユニットについて、図面を参照しながら説明する。本実施形態の熱交換器は、空気調和装置等の冷凍装置の室外ユニットが備えるマイクロチャネル熱交換器である。

（１）室外ユニットの構成
図１は、本実施形態の熱交換器３０を備える室外ユニット１００の内部構造を示す斜視図である。室外ユニット１００は、冷媒回路を循環する冷媒を用いる冷凍サイクルを備える空気調和装置の構成要素である。室外ユニット１００は、外部配管１０１，１０２を介して、室内ユニット（図示せず）に接続されている。以下の説明において、「前」、「後」、「上」、「下」、「左」および「右」からなる６つの方向を、図１に示されるように定義する。図１において、鉛直方向は、上下方向である。

室外ユニット１００は、主として、略直方体形状のケーシング１０と、圧縮機２０と、熱交換器３０と、ファン４０とを備える。室外ユニット１００は、これらの他にも、様々な機器、弁および冷媒管等を備える。

（１−１）ケーシング
ケーシング１０は、主として、底板１１と、天板１２と、前板１３と、側板１４と、仕切板１５とを有している。図１において、天板１２、前板１３および側板１４は、二点鎖線で示されている。

底板１１は、ケーシング１０の下側の面を構成する略長方形の板状部材である。底板１１の周縁部は、上向きに折り曲げられている。底板１１の外周部には、複数の固定脚１１ａが取り付けられている。固定脚１１ａは、ケーシング１０の前側から後側に向かって延びている。固定脚１１ａは、室外ユニット１００を設置面に固定するための部材である。

天板１２は、ケーシング１０の上側の面を構成する略長方形の板状部材である。天板１２は、底板１１と対向する部材である。

前板１３は、主として、ケーシング１０の前側の面、および、ケーシング１０の右側の面の前側部分を構成する板状部材である。前板１３の下部は、ネジ等によって底板１１に固定されている。前板１３には、吹出口１３ａが形成されている。吹出口１３ａは、ケーシング１０の外部から内部に取り込まれた室外空気を、ケーシング１０の外部に吹き出すための開口である。図１において、ケーシング１０を通過する空気の流れは、矢印Ａ〜Ｃで示されている。

側板１４は、主として、ケーシング１０の右側の面の後側部分、および、後側の面の右側部分を構成する板状部材である。側板１４の下部は、ネジ等によって底板１１に固定されている。

仕切板１５は、底板１１に固定される板状部材である。仕切板１５は、鉛直方向に延びている。仕切板１５の下部は、ネジ等によって底板１１に固定されている。仕切板１５は、ケーシング１０の内部空間を、熱交換室１０ａおよび機械室１０ｂの２つの空間に区画する。熱交換室１０ａは、ケーシング１０の内部空間の左側の空間である。機械室１０ｂは、ケーシング１０の内部空間の右側の空間である。熱交換室１０ａは、底板１１と、天板１２と、前板１３と、仕切板１５とによって囲まれた空間である。機械室１０ｂは、底板１１と、天板１２と、前板１３と、側板１４と、仕切板１５とによって囲まれた空間である。熱交換室１０ａには、主として、熱交換器３０およびファン４０が配置されている。機械室１０ｂには、主として、圧縮機２０が配置されている。

（１−２）圧縮機
圧縮機２０は、冷凍サイクルにおいて低圧の冷媒を高圧の冷媒に圧縮する。圧縮機２０は、略円筒形状の密閉型圧縮機である。圧縮機２０は、室外ユニット１００を鉛直方向に沿って視た場合に、機械室１０ｂの中央部に配置されている。

（１−３）熱交換器
熱交換器３０は、冷凍サイクルを循環する冷媒と、室外空気との熱交換を行う。熱交換器３０は、空気調和装置の冷房運転時には冷媒の放熱器として機能し、空気調和装置の暖房運転時には冷媒の吸熱器として機能する。熱交換器３０は、複数の伝熱管３１〜３４と複数の伝熱フィン３５とから構成されるフィンチューブ型熱交換器である。熱交換器３０は、鉛直方向に沿って視た場合に、略Ｌ字形状を有している。熱交換器３０は、ケーシング１０の左側および後側に沿うように、熱交換室１０ａに配置されている。熱交換器３０は、ファン４０の左側および後側を囲むように配置されている。

（１−４）ファン
ファン４０は、ケーシング１０の左側および後側に形成された吸入口（図示せず）を通じて熱交換室１０ａに室外空気を取り込み、熱交換器３０を通過させた後に、吹出口１３ａから吹き出す。ファン４０は、例えば、プロペラファンである。ファン４０は、熱交換室１０ａに配置されている。図１において矢印Ａ〜Ｃで示されている、ケーシング１０を通過する空気の流れにおいて、ファン４０は、熱交換器３０の下流側に配置されている。

（２）熱交換器の詳細な構成
図２は、熱交換器３０の概略図である。図２は、図１に示されるように略Ｌ字形状に曲げられる前の平板状の熱交換器３０を表している。図２では、「上」、「下」、「左」および「右」の４つの方向が、それぞれ矢印で示されている。図２において、鉛直方向は、上下方向である。図２の上側は、図１の上側に相当する。図２の下側は、図１の下側に相当する。図２において、熱交換器３０の左右方向の両端部は、図１に示される室外ユニット１００を鉛直方向に沿って視た場合における熱交換器３０の長手方向の両端部に相当する。具体的には、図２に示される熱交換器３０の左側の端部は、図１に示される熱交換器３０の前側の端部に相当し、図２に示される熱交換器３０の右側の端部は、図１に示される熱交換器３０の後側の端部に相当する。

熱交換器３０は、主として、４本の伝熱管３１〜３４と、複数の伝熱フィン３５と、２本の出入り口管３６ａ，３６ｂと、２枚の管板３７ａ，３７ｂとを備える。以下、必要に応じて、伝熱管３１〜３４を、それぞれ、第１伝熱管３１、第２伝熱管３２、第３伝熱管３３および第４伝熱管３４と呼び、出入り口管３６ａ，３６ｂを、それぞれ、第１出入り口管３６ａおよび第２出入り口管３６ｂと呼び、管板３７ａ，３７ｂを、それぞれ、左側管板３７ａおよび右側管板３７ｂと呼ぶ。

（２−１）伝熱管
伝熱管３１〜３４は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の扁平多穴管である。扁平多穴管とは、複数の貫通孔が所定の方向に並んで形成されている扁平な管である。扁平多穴管の貫通孔は、扁平多穴管の長手方向に沿って貫通する孔である。扁平多穴管は、押し出し成形等により製造される。伝熱管３１〜３４の貫通孔は、熱交換器３０で熱交換される冷媒が通過する孔である。

伝熱管３１〜３４は、それぞれ、鉛直方向に沿って蛇行している扁平多穴管である。伝熱管３１〜３４は、互いに異なる形状を有している。図３は、図２の伝熱管３１〜３４のみを示した図である。図３では、「上」、「下」、「左」および「右」の４つの方向が、それぞれ矢印で示されている。図３の上側は、図２の上側に相当する。図３の下側は、図２の下側に相当する。図３の左側は、図２の左側に相当する。図３の右側は、図２の右側に相当する。

図３に示されるように、第１伝熱管３１は、水平部３１ａと、第１折り返し部３１ｂと、第２折り返し部３１ｃとから構成される。水平部３１ａ、第１折り返し部３１ｂおよび第２折り返し部３１ｃは、第１伝熱管３１の長手方向における、第１伝熱管３１の一部分である。図３において、第１伝熱管３１は、６つの水平部３１ａと、３つの第１折り返し部３１ｂと、２つの第２折り返し部３１ｃとから構成される。第１折り返し部３１ｂおよび第２折り返し部３１ｃは、２つの水平部３１ａの間の部分である。第１伝熱管３１の両端部は、共に、水平部３１ａである。第１伝熱管３１の両端部にある２つの水平部３１ａは、１つの第１折り返し部３１ｂに接続されている。第１伝熱管３１の両端部にある水平部３１ａを除く４つの水平部３１ａは、１つの第１折り返し部３１ｂおよび１つの第２折り返し部３１ｃに接続されている。

水平部３１ａは、鉛直方向に垂直な方向である水平方向に沿って延びている部分である。水平部３１ａは、その長手方向および鉛直方向に直交する方向に沿って複数の貫通孔が形成されている部分である。以下、水平部３１ａにおいて複数の貫通孔が並んでいる方向を幅方向と呼ぶ。図３において、幅方向は、上下方向および左右方向に直交する方向である。第１伝熱管３１の６つの水平部３１ａは、鉛直方向に沿って所定の間隔を空けて配置されている。水平部３１ａは、図１に示される熱交換器３０を鉛直方向に沿って視た場合に略Ｌ字形状を有する部分である。

第１折り返し部３１ｂは、第１伝熱管３１が折り返されている部分である。第１折り返し部３１ｂの両側の２つの水平部３１ａは、互いに平行である。第２折り返し部３１ｃは、第１伝熱管３１が折り返されている部分である。第２折り返し部３１ｃの両側の２つの水平部３１ａは、互いに平行である。第２折り返し部３１ｃでは、第１折り返し部３１ｂとは反対側に折り返されている。そのため、第１伝熱管３１は、第１折り返し部３１ｂおよび第２折り返し部３１ｃで折り返されながら蛇行している。第２伝熱管３２、第３伝熱管３３および第４伝熱管３４は、図３に示されるように、第１伝熱管３１と同様に折り返されながら蛇行している。

第２伝熱管３２は、６つの水平部３２ａと、３つの第１折り返し部３２ｂと、２つの第２折り返し部３２ｃとを有している。第１折り返し部３２ｂおよび第２折り返し部３２ｃでは、第２伝熱管３２が折り返されている。第２折り返し部３２ｃでは、第１折り返し部３２ｂとは反対側に折り返されている。

第３伝熱管３３は、６つの水平部３３ａと、３つの第１折り返し部３３ｂと、２つの第２折り返し部３３ｃとを有している。第１折り返し部３３ｂおよび第２折り返し部３３ｃでは、第３伝熱管３３が折り返されている。第２折り返し部３３ｃでは、第１折り返し部３３ｂとは反対側に折り返されている。

第４伝熱管３４は、６つの水平部３４ａと、３つの第１折り返し部３４ｂと、２つの第２折り返し部３４ｃとを有している。第１折り返し部３４ｂおよび第２折り返し部３４ｃでは、第４伝熱管３４が折り返されている。第２折り返し部３４ｃでは、第１折り返し部３４ｂとは反対側に折り返されている。

図３に示されるように、伝熱管３１〜３４は、それぞれ互いに接触しないように配置されている。伝熱管３１〜３４の水平部３１ａ〜３４ａは、鉛直方向に沿って等間隔に配置されている。

（２−２）伝熱フィン
伝熱フィン３５は、伝熱管３１〜３４の水平部３１ａ〜３４ａの表面に接触するように配置されている。具体的には、伝熱フィン３５は、水平部３１ａ〜３４ａの上側および下側の少なくとも一方の表面に接触している。伝熱フィン３５は、鉛直方向に隣り合う２つの水平部３１ａ〜３４ａの間に配置されている。

図２において、最も上側に位置する水平部３１ａの上方には、上側枠板３８ａが配置されている。上側枠板３８ａは、水平部３１ａと平行に配置される細長い板である。最も上側に位置する水平部３１ａと、上側枠板３８ａとの間には、伝熱フィン３５が配置されている。同様に、最も下側に位置する水平部３１ａの下方には、下側枠板３８ｂが配置されている。下側枠板３８ｂは、水平部３１ａと平行に配置される細長い板である。最も下側に位置する水平部３１ａと、下側枠板３８ｂとの間には、伝熱フィン３５が配置されている。

伝熱フィン３５は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製のコルゲートフィンである。図４は、コルゲートフィンである伝熱フィン３５の外観図である。図４では、第１伝熱管３１の水平部３１ａと第２伝熱管３２の水平部３２ａとの間に位置している伝熱フィン３５、および、第２伝熱管３２の水平部３２ａと第３伝熱管３３の水平部３３ａとの間に位置している伝熱フィン３５が示されている。図４には、伝熱管３１〜３３の水平部３１ａ〜３３ａの断面が示され、水平部３１ａ〜３３ａに形成されている貫通孔３９が示されている。貫通孔３９は、水平部３１ａ〜３３ａの幅方向に沿って並んでいる。

伝熱フィン３５は、水平部３１ａ〜３４ａの長手方向に沿って板状素材が波状に折り曲げられることによって形成されている。伝熱フィン３５の幅方向の寸法は、少なくとも、水平部３１ａ〜３４ａの幅方向の寸法より長い。

伝熱フィン３５は、伝熱管３１〜３４の水平部３１ａ〜３４ａ内部の貫通孔３９を流れる冷媒と熱交換される室外空気を導くための部材である。伝熱フィン３５を通過する室外空気は、水平部３１ａ〜３４ａの幅方向に沿って流れる。

（２−３）出入り口管
出入り口管３６ａ，３６ｂは、図２に示されるように、伝熱管３１〜３４の両端部に取り付けられている。出入り口管３６ａ，３６ｂは、鉛直方向に沿って配置されている管である。第１出入り口管３６ａは、伝熱管３１〜３４の上側の端部に取り付けられている。第２出入り口管３６ｂは、伝熱管３１〜３４の下側の端部に取り付けられている。出入り口管３６ａ，３６ｂの内部空間は、伝熱管３１〜３４の貫通孔３９と連通している。第１出入り口管３６ａは、第１冷媒配管５０ａに接続されている。第２出入り口管３６ｂは、第２冷媒配管５０ｂに接続されている。第１冷媒配管５０ａおよび第２冷媒配管５０ｂは、熱交換器３０に接続される、冷媒回路の配管である。

第１冷媒配管５０ａを流れている、熱交換器３０において熱交換される前の冷媒は、第１出入り口管３６ａに供給され、伝熱管３１〜３４のそれぞれの貫通孔３９に流入する。伝熱管３１〜３４の貫通孔３９を流れる冷媒は、伝熱フィン３５を通過する室外空気と熱交換される。熱交換された冷媒は、伝熱管３１〜３４のそれぞれの貫通孔３９から、第２出入り口管３６ｂに供給され、第２冷媒配管５０ｂに流入する。なお、冷媒の流れる方向は、上記と反対方向であってもよい。具体的には、第２冷媒配管５０ｂを流れている、熱交換器３０において熱交換される前の冷媒が、第２出入り口管３６ｂに供給され、伝熱管３１〜３４のそれぞれの貫通孔３９で熱交換された後に、第１出入り口管３６ａに供給され、第１冷媒配管５０ａに流入してもよい。

（２−４）管板
管板３７ａ，３７ｂは、伝熱フィン３５を支持するための部材である。図２に示されるように、管板３７ａ，３７ｂは、伝熱フィン３５の長手方向の両端部と接触するように配置されている。

管板３７ａ，３７ｂは、鉛直方向に延びている細長い板である。管板３７ａ，３７ｂは、伝熱管３１〜３４が通過する開口または切り欠きを有している。管板３７ａ，３７ｂは、伝熱管３１〜３４とロウ付け接合されている。管板３７ａ，３７ｂは、ネジ留めによって、室外ユニット１００のケーシング１０および仕切板１５に固定されている。

左側管板３７ａは、図２に示される熱交換器３０の左側端部に取り付けられている。右側管板３７ｂは、図２に示される熱交換器３０の右側端部に取り付けられている。上側枠板３８ａは、ロウ付け接合等によって、左側管板３７ａの上端部および右側管板３７ｂの上端部に固定されている。下側枠板３８ｂは、溶接等によって、左側管板３７ａの下端部および右側管板３７ｂの下端部に固定されている。

伝熱管３１〜３４の両端部は、右側管板３７ｂの開口または切り欠きを通過している。伝熱管３１〜３４が延びる方向において、右側管板３７ｂは、伝熱フィン３５と出入り口管３６ａ，３６ｂとの間に位置している。

次に、左側管板３７ａおよび右側管板３７ｂについて、それぞれ説明する。

（２−４−１）左側管板
図５は、図２の左側から右側に向かって視た左側管板３７ａを示す図である。図６は、図５の矢印ＶＩの方向から視た左側管板３７ａを示す図である。図７は、図６の矢印ＶＩＩの方向から視た左側管板３７ａを示す図である。図７は、図２の上側から下側に向かって視た左側管板３７ａを示す図に相当する。

左側管板３７ａは、主として、左側接合面４１ａと、左側立ち上がり部４２ａと、左側貫通孔４３ａと、左側切り欠き部４４ａとを有する。図７に示されるように、左側管板３７ａは、１箇所の左側折り曲げ部４５ａにおいて直角に折り曲げられており、鉛直方向に沿って視た場合にＬ字形状を有している。左側接合面４１ａは、左側管板３７ａの内側の主表面である。左側接合面４１ａは、アルミロウ材の層が形成されているアルミクラッド面である。左側接合面４１ａは、左側第１接合面４１ａ１と、左側第２接合面４１ａ２とから構成される。左側折り曲げ部４５ａは、左側第１接合面４１ａ１と左側第２接合面４１ａ２とを区画する。

図５に示されるように、左側第１接合面４１ａ１は、複数の左側切り欠き部４４ａを有している。左側切り欠き部４４ａの数は、伝熱管３１〜３４の水平部３１ａ〜３４ａの数と同じである。左側切り欠き部４４ａは、熱交換器３０の製造時において、水平部３１ａ〜３４ａが幅方向に挿入される部分である。左側接合面４１ａのアルミロウ材は、左側管板３７ａと伝熱管３１〜３４とのロウ付け接合に用いられる。

図６に示されるように、左側第２接合面４１ａ２は、左側立ち上がり部４２ａおよび左側貫通孔４３ａを有している。左側立ち上がり部４２ａは、左側第２接合面４１ａ２の側に立ち上がっている部分である。左側貫通孔４３ａは、左側第２接合面４１ａ２に形成される貫通孔である。左側貫通孔４３ａは、左側第２接合面４１ａ２の側において、左側立ち上がり部４２ａに開口している。左側立ち上がり部４２ａは、左側第２接合面４１ａ２に左側貫通孔４３ａを開ける際に形成されるバーリングに相当する。左側貫通孔４３ａは、管板固定ネジを通すための孔である。左側貫通孔４３ａの内側、すなわち、左側貫通孔４３ａの内周面には、アルミロウ材の層が形成されていない。管板固定ネジは、左側管板３７ａをケーシング１０に固定するための固定部材である。

（２−４−２）右側管板
図８は、図２の左側から右側に向かって視た右側管板３７ｂを示す図である。図９は、図８の矢印ＩＸの方向から視た右側管板３７ｂを示す図である。図１０は、図８の矢印Ｘの方向から視た右側管板３７ｂを示す図である。図１１は、図８の矢印ＸＩの方向から視た右側管板３７ｂを示す図である。図１１は、図２の上側から下側に向かって視た右側管板３７ｂを示す図に相当する。

右側管板３７ｂは、主として、右側接合面４１ｂと、右側立ち上がり部４２ｂと、右側貫通孔４３ｂと、右側開口部４４ｂとを有する。図１１に示されるように、右側管板３７ｂは、２箇所の右側折り曲げ部４５ｂにおいて直角に折り曲げられており、鉛直方向に沿って視た場合にＵ字形状を有している。右側接合面４１ｂは、右側管板３７ｂの内側の主表面である。右側接合面４１ｂは、アルミロウ材の層が形成されているアルミクラッド面である。右側接合面４１ｂは、右側第１接合面４１ｂ１と、右側第２接合面４１ｂ２とから構成される。図１１に示されるように、右側第１接合面４１ｂ１は、２つの右側第２接合面４１ｂ２の間に挟まれている。右側折り曲げ部４５ｂは、右側第１接合面４１ｂ１と右側第２接合面４１ｂ２とを区画する。

図８に示されるように、右側第１接合面４１ｂ１は、複数の右側開口部４４ｂを有している。右側開口部４４ｂは、熱交換器３０の製造時において、伝熱管３１〜３４の両端部、および、伝熱管３１〜３４の第２折り返し部３１ｃ〜３４ｃが嵌め込まれる孔である。右側接合面４１ｂのアルミロウ材は、右側管板３７ｂと伝熱管３１〜３４とのロウ付け接合に用いられる。

図９，１０に示されるように、２つの右側第２接合面４１ｂ２は、右側立ち上がり部４２ｂおよび右側貫通孔４３ｂを有している。右側立ち上がり部４２ｂは、右側第２接合面４１ｂ２の側に立ち上がっている部分である。右側貫通孔４３ｂは、右側第２接合面４１ｂ２に形成される貫通孔である。右側貫通孔４３ｂは、右側第２接合面４１ａｂの側において、右側立ち上がり部４２ｂに開口している。右側立ち上がり部４２ｂは、右側第２接合面４１ｂ２に右側貫通孔４３ｂを開ける際に形成されるバーリングに相当する。右側貫通孔４３ｂは、管板固定ネジを通すための孔である。右側貫通孔４３ｂの内側、すなわち、右側貫通孔４３ｂの内周面には、アルミロウ材の層が形成されていない。管板固定ネジは、右側管板３７ａをケーシング１０および仕切板１５に固定するための固定部材である。具体的には、２つの右側第２接合面４１ｂ２の内、一方の右側第２接合面４１ｂ２の右側貫通孔４３ｂは、右側管板３７ａをケーシング１０に固定するための管板固定ネジが通る孔であり、他方の右側第２接合面４１ｂ２の右側貫通孔４３ｂは、右側管板３７ａを仕切板１５に固定するための管板固定ネジが通る孔である。

以下、必要に応じて、左側接合面４１ａおよび右側接合面４１ｂを、まとめて接合面４１ａ，４１ｂと呼び、左側立ち上がり部４２ａおよび右側立ち上がり部４２ｂを、まとめて立ち上がり部４２ａ，４２ｂと呼び、左側貫通孔４３ａおよび右側貫通孔４３ｂを、まとめて貫通孔４３ａ，４３ｂと呼ぶ。

（３）熱交換器の製造方法
最初に、図３に示されるように互いに接触しないように配置された伝熱管３１〜３４と、伝熱フィン３５とが組み合わされる。具体的には、図４に示されるように、伝熱管３１〜３４の水平部３１ａ〜３４ａの間に、伝熱フィン３５が挿入される。

次に、伝熱管３１〜３４に、出入り口管３６ａ，３６ｂおよび管板３７ａ，３７ｂが取り付けられる。具体的には、伝熱管３１〜３４の左右方向の両端部に管板３７ａ，３７ｂが取り付けられる。このとき、上側枠板３８ａおよび下側枠板３８ｂも、管板３７ａ，３７ｂに取り付けられる。その後に、伝熱管３１〜３４の両端部に出入り口管３６ａ，３６ｂが取り付けられる。出入り口管３６ａ，３６ｂは、伝熱管３１〜３４の端部が嵌め込まれる開口を有している。これにより、伝熱管３１〜３４と、伝熱フィン３５と、出入り口管３６ａ，３６ｂと、管板３７ａ，３７ｂとが組み合わせられた熱交換器３０の仮組立体が作られる。

次に、熱交換器３０の仮組立体がロウ付け炉に投入されて、伝熱フィン３５、出入り口管３６ａ，３６ｂおよび管板３７ａ，３７ｂが、それぞれ、熱交換器３０の本体に相当する伝熱管３１〜３４にロウ付け接合される。伝熱管３１〜３４と管板３７ａ，３７ｂとのロウ付け接合では、上述したように、管板３７ａ，３７ｂのアルミクラッド面である接合面４１ａ，４１ｂに配置されるアルミロウ材が用いられる。伝熱管３１〜３４と伝熱フィン３５とのロウ付け接合、および、伝熱管３１〜３４と出入り口管３６ａ，３６ｂとのロウ付け接合では、接合箇所の周辺に予め配置されたアルミロウ材が用いられる。炉中ロウ付けでは、アルミロウ材が溶けて、伝熱管３１〜３４と伝熱フィン３５との間、伝熱管３１〜３４と出入り口管３６ａ，３６ｂとの間、および、伝熱管３１〜３４と管板３７ａ，３７ｂとの間がロウ付け接合される。炉中ロウ付けにおいて、炉内の温度は、例えば、約６１０℃に保持されるように制御される。

次に、ロウ付け接合された熱交換器３０の仮組体が、略Ｌ字形状に曲げられる。これにより、図２に示されるような平板状の熱交換器３０から、図１に示されるような略Ｌ字形状の熱交換器３０が形成される。

（４）特徴
本実施形態の熱交換器３０は、扁平多穴管である伝熱管３１〜３４の貫通孔３９を流れる冷媒と、伝熱フィン３５を通過する室外空気との間の熱交換を行うマイクロチャネル熱交換器である。図２に示されるように、熱交換器３０の左右方向の両端部は、一対の管板３７ａ，３７ｂによって支持されている。管板３７ａ，３７ｂは、伝熱管３１〜３４にロウ付け接合されている。

管板３７ａ，３７ｂは、熱交換器３０の本体に相当する伝熱管３１〜３４を、室外ユニット１００のケーシング１０および仕切板１５に固定するための被支持部材である。ケーシング１０および仕切板１５は、管板３７ａ，３７ｂを、ケーシング１０の内部で支持するための支持部材である。管板３７ａ，３７ｂは、管板固定ネジが通る貫通孔４３ａ，４３ｂを有する。管板固定ネジは、管板３７ａ，３７ｂを、ケーシング１０および仕切板１５に固定するために用いられる固定部材である。

管板３７ａ，３７ｂは、貫通孔４３ａ，４３ｂのバーリングに相当する立ち上がり部４２ａ，４２ｂを有する。立ち上がり部４２ａ，４２ｂは、管板３７ａ，３７ｂのアルミクラッド面である接合面４１ａ，４１ｂの側に形成されている。図１２は、左側管板３７ａの左側立ち上がり部４２ａおよび左側貫通孔４３ａの近傍の拡大図である。図１２に示されるように、ロウ付け接合時において、左側接合面４１ａの左側第２接合面４１ａ２のアルミロウ材が熔解して左側貫通孔４３ａに向かって流れても、左側第２接合面４１ａ２の側に立ち上がっている左側立ち上がり部４２ａが障壁となるので、熔解したアルミロウ材が左側貫通孔４３ａの中に入り込むことが防止される。右側管板３７ｂにおいても同様である。

そのため、熱交換器３０では、管板３７ａ，３７ｂと伝熱管３１〜３４とをロウ付け接合するときに、接合面４１ａ，４１ｂにおいて、熔解したアルミロウ材が貫通孔４３ａ，４３ｂの中に入り込むことが、立ち上がり部４２ａ，４２ｂによって防止される。熔解した高温のアルミロウ材が、貫通孔４３ａ，４３ｂの中に入り込むと、管板３７ａ，３７ｂの熱変形によって貫通孔４３ａ，４３ｂの形状が変化する。貫通孔４３ａ，４３ｂの形状が変化すると、管板固定ネジを貫通孔４３ａ，４３ｂに正常に通せなくなったり、管板固定ネジで管板３７ａ，３７ｂをケーシング１０および仕切板１５に正常に固定できなくなったりするおそれがある。一方、熱交換器３０では、管板３７ａ，３７ｂの接合面４１ａ，４１ｂに形成される立ち上がり部４２ａ，４２ｂによって、管板３７ａ，３７ｂと伝熱管３１〜３４とのロウ付け接合時に、熔解した高温のロウ材が貫通孔４３ａ，４３ｂの中に入り込むことによる貫通孔４３ａ，４３ｂの変形が抑制される。

また、図１２に示されるように、ロウ付け接合時には、立ち上がり部４２ａ，４２ｂの周辺に、熔解したロウ材のフィレット４９が、熔解したロウ材の表面張力により形成される。図１２では、フィレット４９は、ハッチングされた領域として示されている。フィレット４９は、立ち上がり部４２ａ，４２ｂの外周面と接合面４１ａとの間の角部に形成される、熔解したロウ材の液溜まりである。ロウ付け接合後に凝固したフィレット４９は、立ち上がり部４２ａ，４２ｂを機械的に補強する効果を有する。そのため、フィレット４９によって立ち上がり部４２ａ，４２ｂの強度が向上し、外部からの力による貫通孔４３ａ，４３ｂの変形が抑制される。

以上より、管板３７ａ，３７ｂを固定するための管板固定ネジを通すための貫通孔４３ａ，４３ｂの変形が抑制されるので、室外ユニット１００の内部において、圧縮機２０の振動等によって管板固定ネジが緩み、ケーシング１０および仕切板１５に対して熱交換器３０が正常に固定されなくなる不具合の発生が抑制される。従って、熱交換器３０は、伝熱管３１〜３４を正常に固定できない不具合の発生を抑制することができる。

また、熱交換器３０では、管板３７ａ，３７ｂは、アルミロウ材の層を有するアルミクラッド材で成形されている。従って、管板３７ａ，３７ｂと伝熱管３１〜３４とのロウ付け接合時に、アルミロウ材を接合箇所に配置する必要がなく、管板３７ａ，３７ｂと伝熱管３１〜３４とのロウ付け接合を容易に行うことができる。

また、熱交換器３０では、管板３７ａ，３７ｂと伝熱管３１〜３４とのロウ付け接合は、炉中ロウ付け方法によって行われる。従って、管板３７ａ，３７ｂと伝熱管３１〜３４とのロウ付け接合を効率的に行うことができる。

また、熱交換器３０では、管板３７ａ，３７ｂは、伝熱管３１〜３４にロウ付け接合されている。従って、管板３７ａ，３７ｂを熱交換器３０の本体に容易に接合することができる。

また、熱交換器３０では、図７に示されるように左側管板３７ａはＬ字形状を有する板状部材であり、図１１に示されるように右側管板３７ｂはＵ字形状を有する板状部材である。従って、左側管板３７ａおよび右側管板３７ｂの加工性の向上を実現できる。

（５）変形例
本発明の具体的構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更可能である。次に、本発明の実施形態の適用可能な変形例について説明する。

（５−１）変形例Ａ
実施形態の熱交換器３０では、管板３７ａ，３７ｂは、管板固定ネジによって、ケーシング１０および仕切板１５の両方に固定される。しかし、管板３７ａ，３７ｂは、管板固定ネジによって、ケーシング１０および仕切板１５の一方のみに固定されてもよい。

（５−２）変形例Ｂ
実施形態の熱交換器３０では、管板３７ａ，３７ｂは、管板固定ネジによって、ケーシング１０および仕切板１５に固定される。しかし、管板３７ａ，３７ｂは、管板固定ネジ以外の固定部材によって、ケーシング１０および仕切板１５に固定されてもよい。例えば、管板３７ａ，３７ｂは、ボルトおよびナットによって、ケーシング１０および仕切板１５に固定されてもよい。

（５−３）変形例Ｃ
実施形態の熱交換器３０では、伝熱管３１〜３４は、管板３７ａ，３７ｂによって、ケーシング１０および仕切板１５に固定されている。しかし、伝熱管３１〜３４は、管板３７ａ，３７ｂ以外の部材によって、ケーシング１０および仕切板１５に固定されてもよい。例えば、伝熱管３１〜３４は、管板３７ａ，３７ｂの代わりに、ブラケットによって、ケーシング１０および仕切板１５に固定されてもよい。

伝熱管３１〜３４をケーシング１０および仕切板１５に固定するためのブラケット１３７の一例について説明する。ブラケット１３７は、管板３７ａ，３７ｂと同様に、伝熱管３１〜３４にロウ付け接合され、ケーシング１０および仕切板１５に管板固定ネジによって固定される部材である。図１３は、ブラケット１３７を示す図である。図１４は、図１３の矢印ＸＩＶの方向から視たブラケット１３７を示す図である。図１５は、図１３の矢印ＸＶの方向から視たブラケット１３７を示す図である。

ブラケット１３７は、主として、接合面１４１ａと、立ち上がり部１４２ａと、貫通孔１４３ａと、開口部１４４ａとを有する。図１５に示されるように、ブラケット１３７は、１箇所の折り曲げ部１４５ａにおいて直角に折り曲げられており、鉛直方向に沿って視た場合にＬ字形状を有している。接合面１４１ａは、ブラケット１３７の内側の主表面である。接合面１４１ａは、アルミロウ材の層が形成されているアルミクラッド面である。接合面１４１ａは、第１接合面１４１ａ１と、第２接合面１４１ａ２とから構成される。折り曲げ部１４５ａは、第１接合面１４１ａ１と第２接合面１４１ａ２とを区画する。

図１３に示されるように、第１接合面１４１ａ１は、２つの開口部１４４ａを有している。開口部１４４ａは、熱交換器３０の製造時において、伝熱管３１〜３４の端部が挿入される部分である。接合面１４１ａのアルミロウ材は、ブラケット１３７と伝熱管３１〜３４とのロウ付け接合に用いられる。

図１４に示されるように、第２接合面１４１ａ２は、立ち上がり部１４２ａおよび貫通孔１４３ａを有している。立ち上がり部１４２ａは、第２接合面１４１ａ２の側に立ち上がっている部分である。貫通孔１４３ａは、第２接合面１４１ａ２に形成される貫通孔である。貫通孔１４３ａは、第２接合面１４１ａ２の側において、立ち上がり部１４２ａに開口している。立ち上がり部１４２ａは、第２接合面１４１ａ２に貫通孔１４３ａを開ける際に形成されるバーリングに相当する。貫通孔１４３ａは、管板固定ネジを通すための孔である。貫通孔１４３ａの内側、すなわち、貫通孔１４３ａの内周面には、アルミロウ材の層が形成されていない。管板固定ネジは、ブラケット１３７をケーシング１０および仕切板１５に固定するための固定部材である。

ブラケット１３７は、例えば、図２において右側管板３７ｂと出入り口管３６ａ，３６ｂとの間に取り付けられる。この場合、熱交換器３０の製造工程では、右側管板３７ｂを取り付けた後に、ブラケット１３７の開口部１４４ａに伝熱管３１〜３４の一部の端部が挿入されることで、ブラケット１３７が取り付けられる。その後、炉中ロウ付けによって、ブラケット１３７と伝熱管３１〜３４とがロウ付け接合される。本変形例においても、熱交換器３０は、ブラケット１３７の貫通孔１４３ａに通された管板固定ネジによって、ケーシング１０および仕切板１５に固定される。

なお、ブラケット１３７は、開口部１４４ａの代わりに、伝熱管３１〜３４の水平部３１ａ〜３４ａが挿入される切り欠き部、および、伝熱管３１〜３４の第１折り返し部３１ｂ〜３４ｂおよび第２折り返し部３１ｃ〜３４ｃが挿入される開口部を有してもよい。

（５−４）変形例Ｄ
実施形態の熱交換器３０は、空気調和装置の室外ユニット１００の構成要素である室外熱交換器として用いられる。しかし、熱交換器３０は、空気調和装置の室内ユニットの構成要素である室内熱交換器、および、他の冷凍装置に用いられる熱交換器として用いられてもよい。

（５−５）変形例Ｅ
実施形態では、図７に示されるように、左側管板３７ａの左側第２接合面４１ａ２は、左側立ち上がり部４２ａを有している。左側立ち上がり部４２ａは、左側第２接合面４１ａ２の反対側の面から左側管板３７ａに左側貫通孔４３ａを開ける際に形成されるバーリングに相当する。左側立ち上がり部４２ａは、左側貫通孔４３ａを開ける方法、左側貫通孔４３ａの径、および、左側管板３７ａの厚み等に応じて様々な形状を取り得る。図１１に示される右側管板３７ｂの右側立ち上がり部４２ｂも同様である。

図１６（ａ）および図１６（ｂ）は、それぞれ、左側貫通孔４３ａが通過する位置で切断した左側立ち上がり部４２ａの近傍の断面図の一例である。図１６（ａ）では、左側立ち上がり部４２ａの端面４２ａ１は、左側第２接合面４１ａ２から最も離れている位置にある。この場合、左側貫通孔４３ａは、左側立ち上がり部４２ａの端面に開口している。一方、図１６（ｂ）では、左側立ち上がり部４２ａの端部が左側第２接合面４１ａ２に向かって折り返されて曲がっている。すなわち、左側立ち上がり部４２ａの端面４２ａ１は、左側第２接合面４１ａ２から最も離れている位置にはない。図１６（ａ）および図１６（ｂ）では、左側第２接合面４１ａ２の反対側の、アルミロウ材の層が形成されていない面から、左側貫通孔４３ａが開けられているので、左側貫通孔４３ａの内周面には、アルミロウ材の層が配置または形成されていない。以上の説明は、右側立ち上がり部４２ｂにも適用することができる。

本発明に係る熱交換器、および、それを備える冷凍装置の室外ユニットは、熱交換器本体を正常に固定できない不具合の発生を抑制することができる。

１０ ケーシング（支持部材）
１０ａ 熱交換室
１０ｂ 機械室
１５ 仕切板（支持部材）
２０ 圧縮機
３０ 熱交換器
３１〜３４ 伝熱管
３７ａ 左側管板（被支持部材）
３７ｂ 右側管板（被支持部材）
４１ａ 左側接合面（接合面）
４１ａ１ 左側第１接合面（第１接合面）
４１ａ２ 左側第２接合面（第２接合面）
４１ｂ 右側接合面（接合面）
４１ｂ１ 右側第１接合面（第１接合面）
４１ｂ２ 右側第２接合面（第２接合面）
４２ａ 左側立ち上がり部（立ち上がり部）
４２ｂ 右側立ち上がり部（立ち上がり部）
４３ａ 左側貫通孔（貫通孔）
４３ｂ 右側貫通孔（貫通孔）
４５ａ 左側折り曲げ部（折り曲げ部）
４５ｂ 右側折り曲げ部（折り曲げ部）
１００ 室外ユニット

特開２０１０−１０７１０３号公報

Claims (5)

1. 熱交換器本体と、
   前記熱交換器本体にロウ材によって接合され、前記熱交換器本体を支持部材に固定部材で固定するための被支持部材（３７ａ，３７ｂ）と、
   を備え、
   前記被支持部材は、
   前記ロウ材が配置されている接合面（４１ａ，４１ｂ）と、
   前記接合面の側に立ち上がっている立ち上がり部（４２ａ，４２ｂ）と、
   前記固定部材を通すための貫通孔（４３ａ，４３ｂ）と、
   を有し、
   前記貫通孔は、前記立ち上がり部に開口し、前記被支持部材を貫通し、前記ロウ材が配置されていない内周面を有する孔であり、
   前記熱交換器本体は、冷媒が内部を流れる伝熱管（３１〜３４）を有し、
   前記被支持部材は、前記伝熱管の表面に接合されている、
   熱交換器（３０）。
2. 前記被支持部材は、前記ロウ材であるアルミロウ材の層が形成されている前記接合面を有する、
   請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記被支持部材は、炉中ロウ付けによって、前記熱交換器本体に接合されている、
   請求項１または２に記載の熱交換器。
4. 前記被支持部材は、前記接合面を第１接合面（４１ａ１，４１ｂ１）と第２接合面（４１ａ２，４１ｂ２）とに区画する折り曲げ部（４５ａ，４５ｂ）を有し、かつ、前記第１接合面において前記熱交換器本体に接合され、
   前記立ち上がり部は、前記第２接合面の側に立ち上がっている、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換器。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の熱交換器と、
   圧縮機（２０）と、
   前記熱交換器および前記圧縮機が固定される支持部材と、
   を備え、
   前記支持部材は、ケーシング（１０）および仕切板（１５）の少なくとも一方であり、
   前記ケーシングは、前記熱交換器および前記圧縮機を収納し、
   前記仕切板は、前記ケーシングの内部の空間を、前記熱交換器が配置される熱交換室（１０ａ）と、前記圧縮機が配置される機械室（１０ｂ）とに区画する、
   冷凍装置の室外ユニット（１００）。

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