JP6573722B2 - 熱交換器およびこの熱交換器を備えた冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、扁平形状の伝熱管を備えた熱交換器、および、この熱交換器を備えた冷凍サイクル装置に関するものである。

近年、カーエアコン又は定置式空調機器等にアルミ製の扁平多穴管を使用した熱交換器が用いられてきている。扁平多穴管とは、縦幅（断面短軸方向）よりも横幅（断面長軸方向）を大きくした形状であって、内部に複数の流体流路が形成されている伝熱管のことである。扁平多穴管を使用した熱交換器には、コルゲート形状のフィンが一般的に用いられているが、最近ではプレートタイプのフィンも使用されてきている。以下、扁平多穴管とプレートタイプのフィンを使用した熱交換器を、フィンチューブ型熱交換器と称する。

フィンチューブ型熱交換器としては、扁平多穴管で構成される伝熱管を、熱交換器の端部に配置されたアルミ製のヘッダに直接差し込んで構成しているものが一般的である。また、プレートフィンには扁平多穴管の断面形状とほぼ同一形状の凹部が設けられ、この凹部に扁平多穴管をフィンの幅方向より挿入することでフィンチューブ型熱交換器が作製される。そして、伝熱管、フィン、及び、ヘッダを、炉中にて同時にロウ付けする工法が一般的に採用されている。

従来のフィンチューブ型熱交換器としては、たとえば特許文献１に開示されているような構成のものある。特許文献１に開示されているフィンチューブ型熱交換器は、扁平多穴管として構成される伝熱管を、その側面よりフィンに形成されている伝熱管形状と同様の形の管挿入部に挿入して、両者の接合面をロウ付け等の方法にて密着させる構造を取っている。

特開２０１５−１３２４６８号公報

しかしながら、一般的に、フィンチューブ型熱交換器を作製する場合、フィンを多数の伝熱管に対して同時に挿入する必要がある。そのため、特許文献１に開示されているような方法では、フィンと伝熱管との位置ずれがあると、多数の伝熱管を挿入するために過大な力が発生し、挿入不良又はフィンの曲り等が発生する可能性があった。
また、フィンと伝熱管との位置ずれを防止するためには、フィンに設けられた管挿入部と伝熱管との隙間を拡大する方法が考えられる。しかしながら、管挿入部と伝熱管との隙間を拡大すると、フィンと伝熱管とのロウ付性が悪化し、密着性の悪化及びロウ材使用量増大等の課題があった。

また、フィン及び伝熱管の位置の熱膨張差による位置ずれを防ぐためには、厳密な温度管理も必要であった。たとえば、アルミの線膨張係数は、２３×１０^−６程度であり、鉄の線膨張係数は、１２×１０^−６程度である。そのため、たとえば、伝熱管及びフィンがアルミ製の熱交換器の段方向の高さが１ｍであり、伝熱管を整列する治具が鉄製であり、夏と冬で作業空間の温度差が２０ｄｅｇであったとすると、熱交換器の高さ１ｍの長さに対して、アルミと鉄の線膨張係数差による寸法ずれは、０．２６ｍｍも発生することになってしまう。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、フィンに形成した管挿入部のピッチを、伝熱管が挿入されるヘッダの伝熱管取付部のピッチに調整可能にするとともに、組立性を改善した熱交換器およびこの熱交換器を備えた冷凍サイクル装置を提供するものである。

本発明に係る熱交換器は、板状のフィンと、前記フィンに交差するように前記フィンに形成された管挿入部に装着された複数の伝熱管と、前記伝熱管の端部が伝熱管取付部に挿入されるヘッダと、を備え、前記伝熱管は、前記フィンの長辺方向に間隔を空けて配置され、前記フィンは、少なくとも一部が波型形状とされ、前記フィンの前記管挿入部のピッチが前記ヘッダの前記伝熱管取付部のピッチに合うように、前記長辺方向に伸縮可能となっているものである。

本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、第１熱交換器、絞り装置、第２熱交換器を冷媒配管によって接続した冷媒回路を有し、上記の熱交換器を、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器の少なくとも１つとして用いているものである。

本発明に係る熱交換器は、フィンの少なくとも一部が波型形状とされ、フィンの長手方向に伸縮可能となっているので、フィンの管挿入部のピッチを自動的に調整できる。そのため、本発明に係る熱交換器によれば、熱交換器の組立性が改善できる。
また、本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、上記の熱交換器を第１熱交換器および第２熱交換器の少なくとも１つとして用いているので、その分、組立性が向上したものになる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態２に係る熱交換器の外観構成の一例を示す斜視概要図である。 本発明の実施の形態２に係る熱交換器の構成の一例を示す側面図である。 本発明の実施の形態２に係る熱交換器を構成している伝熱管の断面を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態２に係る熱交換器の構成の一例を別の方向から見た状態を示す側面図である。 本発明の実施の形態２に係る熱交換器を構成するフィンの具体的な構成例の一例を示す構成図である。 本発明の実施の形態２に係る熱交換器の構成の他の一例を別の方向から見た状態を示す側面図である。 本発明の実施の形態２に係る熱交換器を構成するフィンの具体的な構成例の他の一例を示す構成図である。 本発明の実施の形態２に係る熱交換器の構成の他の一例を別の方向から見た状態を示す側面図である。 本発明の実施の形態２に係る熱交換器を構成するフィンの具体的な構成例の他の一例を示す構成図である。

以下、図面を適宜参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。

実施の形態１．
はじめに、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００について説明する。図１は、空気調和装置１００の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。なお、図１では、冷房運転時の冷媒の流れを破線矢印で示し、暖房運転時の冷媒の流れを実線矢印で示している。また、空気調和装置１００は、冷凍サイクル装置の一例である。また、空気調和装置１００が、以下で詳細に説明する本発明の実施の形態２に係る熱交換器を備えているものとする。

＜空気調和装置１００の構成＞
図１に示すように、空気調和装置１００は、圧縮機１０１、第１熱交換器１０２、第１ファン１０５、絞り装置１０３、第２熱交換器１０４、第２ファン１０６、および、流路切替装置１０７を備えている。圧縮機１０１、第１熱交換器１０２、絞り装置１０３、第２熱交換器１０４、および、流路切替装置１０７が、冷媒配管１１０によって接続され、冷媒回路が形成されている。

圧縮機１０１は、冷媒を圧縮するものである。圧縮機１０１で圧縮された冷媒は、吐出されて流路切替装置１０７へ送られる。圧縮機１０１は、例えば、ロータリ圧縮機、スクロール圧縮機、スクリュー圧縮機、往復圧縮機等で構成することができる。

第１熱交換器１０２は、暖房運転時には凝縮器として機能し、冷房運転時には蒸発器として機能するものである。第１熱交換器１０２は、例えば、フィンチューブ型熱交換器、マイクロチャネル熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器、ヒートパイプ式熱交換器、二重管式熱交換器、プレート熱交換器等で構成することができる。なお、第１熱交換器１０２として実施の形態２に係る熱交換器を適用する場合は、第１熱交換器１０２はフィンチューブ型熱交換器ということになる。

絞り装置１０３は、第１熱交換器１０２又は第２熱交換器１０４を経由した冷媒を膨張させて減圧するものである。絞り装置１０３は、例えば冷媒の流量を調整可能な電動膨張弁等で構成するとよい。なお、絞り装置１０３としては、電動膨張弁だけでなく、受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁、または、キャピラリーチューブ等を適用することも可能である。

第２熱交換器１０４は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器として機能するものである。第１熱交換器１０２は、例えば、フィンチューブ型熱交換器、マイクロチャネル熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器、ヒートパイプ式熱交換器、二重管式熱交換器、プレート熱交換器等で構成することができる。なお、第２熱交換器１０４として実施の形態２に係る熱交換器を適用する場合は、第２熱交換器１０４はフィンチューブ型熱交換器ということになる。

流路切替装置１０７は、暖房運転と冷房運転とにおいて冷媒の流れを切り替えるものである。つまり、流路切替装置１０７は、暖房運転時には圧縮機１０１と第１熱交換器１０２とを接続するように切り替えられ、冷房運転時には圧縮機と第２熱交換器１０４とを接続するように切り替えられる。なお、流路切替装置１０７は、たとえば四方弁で構成するとよい。ただし、二方弁又は三方弁の組み合わせを流路切替装置１０７として採用してもよい。

第１ファン１０５は、第１熱交換器１０２に付設されており、第１熱交換器１０２に熱交換流体である空気を供給するものである。
第２ファン１０６は、第２熱交換器１０４に付設されており、第２熱交換器１０４に熱交換流体である空気を供給するものである。

＜空気調和装置１００の動作＞
次に、空気調和装置１００の動作について、冷媒の流れとともに説明する。ここでは、熱交換流体が空気であり、被熱交換流体が冷媒である場合を例に、空気調和装置１００の動作について説明する。第１熱交換器１０２が空調対象空間の空気を冷却又は加温するものとして、空気調和装置１００の動作を説明する。なお、冷房運転時の冷媒の流れは、図１の破線矢印で示している。また、暖房運転時の冷媒の流れは、図１に実線矢印で示している。

まず、空気調和装置１００が実行する冷房運転について説明する。
図１に示すように、圧縮機１０１を駆動させることによって、圧縮機１０１から高温高圧のガス状態の冷媒が吐出する。以下、破線矢印にしたがって冷媒が流れる。圧縮機１０１から吐出した高温高圧のガス冷媒（単相）は、流路切替装置１０７を介して凝縮器として機能する第２熱交換器１０４に流れ込む。第２熱交換器１０４では、流れ込んだ高温高圧のガス冷媒と、第２ファン１０６によって供給される空気との間で熱交換が行われて、高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒（単相）になる。

第２熱交換器１０４から送り出された高圧の液冷媒は、絞り装置１０３によって、低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になる。二相状態の冷媒は、蒸発器として機能する第１熱交換器１０２に流れ込む。第１熱交換器１０２では、流れ込んだ二相状態の冷媒と、第１ファン１０５によって供給される空気との間で熱交換が行われて、二相状態の冷媒のうち液冷媒が蒸発して低圧のガス冷媒（単相）になる。この熱交換によって、空調対象空間が冷却されることになる。

第１熱交換器１０２から送り出された低圧のガス冷媒は、流路切替装置１０７を介して圧縮機１０１に流れ込み、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって、再び圧縮機１０１から吐出する。以下、このサイクルが繰り返される。

次に、空気調和装置１００が実行する暖房運転について説明する。
図１に示すように、圧縮機１０１を駆動させることによって、圧縮機１０１から高温高圧のガス状態の冷媒が吐出する。以下、実線矢印にしたがって冷媒が流れる。圧縮機１０１から吐出した高温高圧のガス冷媒（単相）は、流路切替装置１０７を介して凝縮器として機能する第１熱交換器１０２に流れ込む。第１熱交換器１０２では、流れ込んだ高温高圧のガス冷媒と、第１ファン１０５によって供給される空気との間で熱交換が行われて、高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒（単相）になる。この熱交換によって、空調対象空間が加温されることになる。

第１熱交換器１０２から送り出された高圧の液冷媒は、絞り装置１０３によって、低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になる。二相状態の冷媒は、蒸発器として機能する第２熱交換器１０４に流れ込む。第２熱交換器１０４では、流れ込んだ二相状態の冷媒と、第２ファン１０６によって供給される空気との間で熱交換が行われて、二相状態の冷媒のうち液冷媒が蒸発して低圧のガス冷媒（単相）になる。

第２熱交換器１０４から送り出された低圧のガス冷媒は、流路切替装置１０７を介して圧縮機１０１に流れ込み、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって、再び圧縮機１０１から吐出する。以下、このサイクルが繰り返される。

実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２に係る熱交換器（以下、熱交換器１５０と称する）の外観構成の一例を示す斜視概要図である。図３は、熱交換器１５０の構成の一例を示す側面図である。図２及び図３に基づいて、熱交換器１５０について説明する。ここでは、熱交換器１５０が実施の形態１に係る空気調和装置１００の第２熱交換器１０４として適用されている場合を例に説明する。ただし、熱交換器１５０を、空気調和装置１００の第１熱交換器１０２として適用したり、いずれに適用したりしてもよい。

図２に示すように、熱交換器１５０は、二列構造の熱交換器であり、風上側熱交換器１５１、風下側熱交換器１５２、風上側ヘッダ集合管１５３、風下側ヘッダ集合管１５４、列間接続部材１５５で構成されている。なお、風上側熱交換器１５１および風下側熱交換器１５２は、同様に構成されている。以下において、熱交換器１５０として説明されている場合には、風上側熱交換器１５１及び風下側熱交換器１５２の双方を説明しているものとする。

また、図２に示すように、風上側ヘッダ集合管１５３及び風下側ヘッダ集合管１５４は、風上側熱交換器１５１及び風下側熱交換器１５２に対して、紙面右側において白抜き矢印に示すように取り付けられる。さらに、図２に示すように、列間接続部材１５５は、風上側熱交換器１５１及び風下側熱交換器１５２に対して、紙面左側から白抜き矢印に示すように取り付けられる。このようにして、熱交換器１５０が作製される。なお、風上側熱交換器１５１及び風下側熱交換器１５２は、同様に構成されている。

風上側ヘッダ集合管１５３には、伝熱管２が取り付けられる管取付部１５３ａが複数開口形成されている。同様に、風下側ヘッダ集合管１５４には、伝熱管２が取り付けられる管取付部１５４ａが複数開口形成されている。そして、風上側ヘッダ集合管１５３の隣り合う管取付部１５３ａの距離をピッチＰ１とする。風上側ヘッダ集合管１５３についても同様にＰ１で管取付部１５４ａが隣り合うように形成されている。

図２及び図３に示すように、熱交換器１５０は、長辺及び短辺を有する長方形状の複数枚の板状のフィン１と、複数の伝熱管２と、を備えている。なお、図３では、伝熱管２の本数が８本である場合を例に示している。図３に示すように、フィン１の隣り合う管挿入部５の距離をピッチＰ２とする。図１〜図３で示した記号については、以下の図面でも同様に使用する。また、以下の説明において、フィン１の長辺方向を長手方向、短辺方向を短手方向と称している。

（伝熱管２の概略構成）
図４は、熱交換器１５０を構成している伝熱管の断面を示す概略断面図である。図４に基づいて、熱交換器１５０を構成する伝熱管２について詳細に説明する。

複数の伝熱管２は、フィン１に形成されている複数の管挿入部５に装着され、フィン１と交差するものである。伝熱管２は、図４に示すように、縦幅（断面短軸方向）よりも横幅（断面長軸方向）を大きくした形状に構成されている。つまり、複数の伝熱管２は、断面長軸の向きがフィン１の間を流れる流体の流通方向とされ、流通方向に対して直交する段方向（紙面上下方向）に間隔を空けて配置される。なお、以下の説明において、伝熱管２の断面長軸、つまりフィン１の幅方向（短手方向）に伸びる部分を、伝熱管２の幅方向と称する場合がある。

図４に示す伝熱管２は、縦幅（断面短軸方向）よりも横幅（断面長軸方向）を大きくした扁平形状の扁平管である場合を例に説明するが、伝熱管２が厳密に扁平形状に構成されている必要はなく、伝熱管２は縦幅よりも横幅が大きい形状であればよい。

伝熱管２は、図４に示すように、上部を含む上面２ａ、下部を含む下面２ｃ、幅方向の一方の端部（図４では紙面右側の端部）を含む一側部２ｂ、及び、幅方向の他方の端部（図４では紙面左側の端部）を含む他側部２ｄを有している。なお、図４では上面２ａと下面２ｃとが平行になっている伝熱管２を例に示しているが、上面２ａ及び下面２ｃの少なくとも一方を傾斜させて上面２ａと下面２ｃとが平行になっていなくてもよい。

一側部２ｂ、及び、他側部２ｄのそれぞれの断面形状は、円弧形状となっている。伝熱管２がフィン１の管挿入部５に装着された状態において、他側部２ｄはフィン１に形成された管挿入部５の奥部５ｂ側に位置し、一側部２ｂはフィン１に形成された管挿入部５の解放端部５ａ側に位置する。
上下に隣り合う伝熱管２の重力方向の距離は、フィン１の隣り合う管挿入部５のピッチＰ２で一定としている。
また、伝熱管２は、例えばアルミニウム製又はアルミニウム合金製である。

伝熱管２の内部には複数の隔壁２Ａが形成され、隔壁２Ａによって伝熱管２の内部に複数の冷媒流路２０が形成されている。なお、隔壁２Ａの表面、及び、伝熱管２の内壁面に溝又はスリットを形成してもよい。これにより、冷媒流路２０を流れる冷媒との接触面積が増えることになり、熱交換効率が向上する。

伝熱管２は、上面２ａ及び下面２ｃを幅方向の中心部を通る鉛直線に対して略対称となるように形成される。これにより、伝熱管２を押出成形する場合の製造性を確保し易くなる。
なお、伝熱管２は、例えば、押出成形により断面が長円形状となるように作製した後に、追加工により最終形状を形成してもよい。

（フィン１の詳細な構成その１）
図５は、熱交換器１５０の構成の一例を別の方向から見た状態を示す側面図である。図６は、熱交換器１５０を構成するフィン１の具体的な構成例の一例を示す構成図である。図５及び図６に基づいて、フィン１の具体的な構成例の１つについて詳細に説明する。図５では、フィン１の枚数が６枚、伝熱管２の本数が３本である部分を模式的に示している。また、図６では、８個の管挿入部５が形成されている部分を示している。

なお、図６の紙面上下方向をフィン１の長手方向と称し、フィン１に対する伝熱管２の挿入方向をフィン１の短手方向と称する。なお、フィン１の短手方向を、フィン１の幅方向と称する場合がある。これらの定義については、以下の説明でも同様に使用することとする。

図５及び図６に示すように、フィン１は、長手方向及び短手方向を有した板状部材で構成されている。そして、フィン１は、長手方向に、間隔を置いて複数の管挿入部５が配置されている。管挿入部５は、フィン１の一側部側が解放されて、フィン１の短手方向に延びるように開口形成されている。図６では、管挿入部５の一端部側を解放端部５ａ、他側部側を奥部５ｂとして図示している。また、図６に示すように、フィン１には上下２カ所に位置決め穴２１が開口形成されている。なお、フィン１は、例えばアルミニウム製又はアルミニウム合金製である。

管挿入部５は、奥部５ｂが半円状となっている。奥部５ｂの形状を半円状に限定するものではなく、楕円状となっていてもよい。つまり、奥部５ｂは、管挿入部５に挿入される伝熱管２の他側部２ｄの形状に対応させた形状にしておくとよい。

また、フィン１は、山部及び谷部を有した波型形状に構成されている。波型は、フィン１を構成している板状部材の長手方向に対して形成されている。つまり、フィン１は、山部及び谷部がフィン１の短手方向に延びるような波型形状に構成されている。具体的には、フィン１は、波型形状の山部の稜線がフィン１の幅に延びるように構成されている。波型形状を一部に有することにより、フィン１の長手方向に伸縮可能となっている。

さらに、管挿入部５は、フィン１の波型形状の山部及び谷部に形成されている。つまり、伝熱管２が、フィン１の波型形状の山部及び谷部に装着されることになる。また、フィン１の波型形状のピッチは、ピッチＰ２の２倍と同等とすることが望ましい。なお、フィン１の波型形状のピッチとは、波型形状を構成する山部（又は谷部）から山部（又は谷部）までの距離のことである。

なお、波型の本数については、特に限定するものではなく、装着する伝熱管２の本数に応じて形成すればよい。また、波型形状の山部及び谷部の頂点の形状を特に限定するものではなく、角度を持って構成してもよく、Ｒ部として曲面で構成してもよい。さらに、波型形状の山部及び谷部の頂点の角度も特に限定するものではない。さらに、波型形状の山部の稜線が、フィン１の短手方向と厳密に平行である必要はない。

（熱交換器１５０の製造工程）
ここで、熱交換器１５０の製造工程について説明する。
まず、伝熱管２が一側部側より挿入可能となる管挿入部５が形成されているフィン１を用意する。フィン１の管挿入部５に装着する伝熱管２を用意する。そして、伝熱管２をフィン１の管挿入部５に挿入する。伝熱管２を管挿入部５に挿入したら、伝熱管２とフィン１とを固定する。たとえば、伝熱管２とフィン１との間は、ロウ付け又は接着等の方法で固定することができる。

伝熱管２の両端部は、ヘッダ（たとえば、図２で示した風上側ヘッダ集合管１５３及び風下側ヘッダ集合管１５４）、及び、接続部材（たとえば、図２で示した列間接続部材１５５）に直接挿入される（図２で示した白抜き矢印を参照）。これらに挿入された伝熱管２の両端部は、たとえばロウ付け等で固定される。

このように、熱交換器１５０は、伝熱管２に対して、フィン１を先に取り付け、その後にヘッダを取り付ける製造工程により組み立てられる。つまり、上下に隣り合う伝熱管２のピッチは、先に取り付けられたフィン１の管挿入部５のピッチＰ２に規制されることになるため、ヘッダに形成された伝熱管取付部（たとえば、図２で示した管取付部１５３ａ及び管取付部１５４ａ）の位置公差、及び、組立時のワーク温度差等により、伝熱管２の位置とヘッダに形成された伝熱管取付部の位置にずれが生じる可能性がある。

そこで、熱交換器１５０においては、波型形状に構成されたフィン１を採用するようにしている。波型形状に構成されたフィン１は、フラットな板状部材で構成されたフィンと比較して、可撓性が大きくなり、伸縮変形しやすいものになっている。そのため、フィン１の管挿入部５のピッチＰ２は、ヘッダの伝熱管取付部のピッチＰ１に合わせて調整可能になっている。つまり、フィン１が長手方向に伸縮することで、フィン１の管挿入部５のピッチＰ２を、ヘッダの伝熱管取付部のピッチＰ１に合わせることが可能になっている。

したがって、フィン１が取り付けられた伝熱管２をヘッダに挿入する際に、フィン１の管挿入部５のピッチＰ２を、ヘッダの伝熱管取付部のピッチＰ１に対応させて調整できる。そのため、ピッチＰ１とピッチＰ２のずれをフィン１によって自動的に修正することができ、熱交換器１５０の組立性が改善できる。

また、フィン１の波型形状の山部、及び、谷部に伝熱管２を装着しているので、フィン１が変形して管挿入部５のピッチＰ２が変化しても、フィン１の管挿入部５は伝熱管２に対して垂直が保たれる。そのため、伝熱管２に対してフィン１が傾いたり（曲がったり）、傾くことによる伝熱管挿入不具合となったりすることを抑制できる。

なお、伝熱管２をヘッダに先に取り付け、その後に伝熱管２をフィン１に挿入する工法であっても同様の効果を奏する。
また、フィン１の長手方向全体が波型形状となっている場合を例に説明したが、これに限定するものではなく、少なくともフィン１の一部が波型形状となっていればよい。想定されるピッチＰ１とピッチＰ２のズレの大きさを考慮して、波型形状とする部分の範囲を決定すればよい。
また、フィン１の全部を波型形状にする必要はなく、少なくとも１枚のフィン１が波型形状になっていればよい。ただし、好ましくはフィン１の全部、又は、何枚かに１枚の割合でフィン１を波型形状にするとよい。以下で説明するフィン１の他の構成についても同様である。

（フィン１の詳細な構成その２）
図７は、熱交換器１５０の構成の他の一例を別の方向から見た状態を示す側面図である。図８は、熱交換器１５０を構成するフィン１の具体的な構成例の他の一例を示す構成図である。図７及び図８に基づいて、フィン１の具体的な構成例の１つについて詳細に説明する。図７では、フィン１の枚数が６枚、伝熱管２の本数が３本である部分を模式的に示している。また、図８では、８個の管挿入部５が形成されている部分を示している。

図５及び図６では、管挿入部５がフィン１の波型形状の山部及び谷部に形成されている例を示したが、図７及び図８では、管挿入部５がフィン１の波型形状の山部又は谷部のいずれかに形成されている例を示している。それ以外の構成については、基本的に図５及び図６で説明したものと同様である。つまり、フィン１の波型形状のピッチを、ピッチＰ２と同等としている。

このような構成としても、フィン１が長手方向に伸縮可能となり、ピッチＰ１とピッチＰ２のずれをフィン１によって自動的に修正することができる。そのため、熱交換器１５０の組立性が改善でき、伝熱管２に対してフィン１が傾いたり（曲がったり）、傾くことによる伝熱管挿入不具合となったりすることを抑制できる。

また、管挿入部５がフィン１の波型形状の山部又は谷部のいずれかに形成したフィン１においては、フィン１が変形して管挿入部５のピッチＰ２が変化しても、フィン１の上下に隣り合う管挿入部５の間の波型形状がフィンピッチ方向に移動することになる。そのため、伝熱管２とフィン１の取り付け部分がフィンピッチ方向に移動することがなく、フィンピッチが安定する。なお、フィンピッチとは、フィン１とフィン１との距離のことである。

（フィン１の詳細な構成その３）
図９は、熱交換器１５０の構成の他の一例を別の方向から見た状態を示す側面図である。図１０は、熱交換器１５０を構成するフィン１の具体的な構成例の他の一例を示す構成図である。図９及び図１０に基づいて、フィン１の具体的な構成例の１つについて詳細に説明する。図９では、フィン１の枚数が６枚、伝熱管２の本数が３本である部分を模式的に示している。また、図１０では、８個の管挿入部５が形成されている部分を示している。

図５〜図８では、フィン１の長手方向全体が波型形状となっている場合を例に示したが、図９及び図１０では、波型形状をフィン１の一部に形成したものを例に示している。具体的には、フィン１の管挿入部５のピッチＰ２よりも小さいピッチの波型形状をフィン１の一部に形成するようにしている。また、図９及び図１０では、波型形状が、位置決め穴２１と、この位置決め穴２１に隣り合う管挿入部５と、の間に形成されている例を示している。それ以外の構成については、基本的に図５〜図８で説明したものと同様である。

このような構成としても、フィン１が長手方向に伸縮可能となり、ピッチＰ１とピッチＰ２のずれをフィン１によって自動的に修正することができる。そのため、熱交換器１５０の組立性が改善でき、伝熱管２に対してフィン１が傾いたり（曲がったり）、傾くことによる伝熱管挿入不具合となったりすることを抑制することができる。

通常、フィン１には、スクラッチ又はスリット等のパターンを形成することが多い。その際、フィン１の形成面が平面であることが、形状を安定させることになり好ましい。そこで、図９及び図１０では、波型形状を一部に形成するようにしている。そのため、フィン１は波型形状で集中して変形することになり、波型形状以外の部分を平面のままとすることができる。よって、スクラッチ又はスリット等のパターンの形成を安定化することができる。なお、図９及び図１０では、波型形状が、位置決め穴２１と、この位置決め穴２１に隣り合う管挿入部５と、の間に形成されている例を示しているが、波型形状の形成位置をこの位置に限定するものではない。

（伝熱管２のフィン１への取り付け）
熱交換器１５０では、伝熱管２とフィン１とを締まり嵌めにより接合するようにしている。

通常、フィンは、ピッチズレを自動調整する機能を有していない。そのため、伝熱管とフィンの管挿入部との間の隙間を小さくすると、フィンの伝熱管と干渉した部分が変形してしまい、伝熱管の取り付けが困難となる。したがって、従来の熱交換器では、伝熱管とフィンの管挿入部との間の隙間を小さくすることはできず、締まり嵌めを利用して伝熱管をフィンに取り付けることはしていない。

それに対し、熱交換器１５０は、図５〜図１０で示した形状のフィン１を有しているので、ピッチズレが自動調整されるため、両者の間の隙間を極小化することができる。つまり、熱交換器１５０は、伝熱管２とフィン１の管挿入部５との間の隙間によってピッチズレを解消するようにしたものではないため、両者の隙間が小さい締まり嵌めを利用して、伝熱管２をフィン１に取り付けることが可能になる。伝熱管２を締まり嵌めを利用してフィン１に取り付けることにより、ろう付け性、密着性を高めるとともに、ロウの使用量を低減することができる。

以上説明したように、熱交換器１５０において、フィン１がピッチズレを自動調整可能な形状となっているので、フィン１の管挿入部５のピッチＰ２を、ヘッダの伝熱管取付部のピッチＰ１に対応させて調整できる。そのため、熱交換器１５０によれば、フィン１の管挿入部５のピッチＰ２と、ヘッダの伝熱管取付部のピッチＰ１と、にズレがなくなり、組立性が改善する。

また、実施の形態１に係る空気調和装置１００は、熱交換器１５０として第１熱交換器１０２及び第２熱交換器１０４の少なくともいずれか１つを適用しているので、その分、組立性が向上したものとなる。

以上、本発明に係る熱交換器をいくつかの詳細な構成に基づいて説明したが、これらに限定せず、本発明の範疇および精神を逸脱することなく、さまざまに変形または変更可能である。また、複数枚のフィン１を備えた熱交換器を例に説明したが、これに限定するものではなく、フィン１は１枚であってもよい。

１ フィン、２ 伝熱管、２Ａ 隔壁、２ａ 上面、２ｂ 一側部、２ｃ 下面、２ｄ 他側部、５ 管挿入部、５ａ 解放端部、５ｂ 奥部、２０ 冷媒流路、２１ 位置決め穴、１００ 空気調和装置、１０１ 圧縮機、１０２ 第１熱交換器、１０３ 絞り装置、１０４ 第２熱交換器、１０５ 第１ファン、１０６ 第２ファン、１０７ 流路切替装置、１１０ 冷媒配管、１５０ 熱交換器、１５１ 風上側熱交換器、１５２ 風下側熱交換器、１５３ 風上側ヘッダ集合管、１５３ａ 管取付部、１５４ 風下側ヘッダ集合管、１５４ａ 管取付部、１５５ 列間接続部材、Ｐ１ ピッチ（ヘッダの伝熱管取付部のピッチ）、Ｐ２ ピッチ（フィンの管挿入部のピッチ）。

Claims (9)

1. 板状のフィンと、前記フィンに交差するように前記フィンに形成された管挿入部に装着された複数の伝熱管と、前記伝熱管の端部が伝熱管取付部に挿入されるヘッダと、を備え、
   前記伝熱管は、前記フィンの長辺方向に間隔を空けて配置され、
   前記フィンは、
   少なくとも一部が波型形状とされ、前記フィンの前記管挿入部のピッチが前記ヘッダの前記伝熱管取付部のピッチに合うように、前記長辺方向に伸縮可能となっている
   熱交換器。
2. 前記波型形状は、
   前記波型形状を構成している山部及び谷部が短辺方向に延びるように形成されている
   請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記波型形状のピッチは、
   前記フィンの前記管挿入部のピッチの２倍としている
   請求項１又は２に記載の熱交換器。
4. 前記波型形状のピッチは、
   前記フィンの前記管挿入部のピッチと同じにしている
   請求項１又は２に記載の熱交換器。
5. 前記管挿入部は、
   前記波型形状の頂点部分に形成されている
   請求項３又は４に記載の熱交換器。
6. 前記波型形状のピッチは、
   前記フィンの前記管挿入部のピッチよりも小さくしている
   請求項１又は２に記載の熱交換器。
7. 前記波型形状は、
   前記フィンに形成された位置決め穴と、前記位置決め穴に隣り合う前記管挿入部と、の間に形成されている
   請求項６に記載の熱交換器。
8. 前記伝熱管は、
   締まり嵌めにより前記フィンに接合されている
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の熱交換器。
9. 圧縮機、第１熱交換器、絞り装置、第２熱交換器を冷媒配管によって接続した冷媒回路を有し、
   請求項１〜８のいずれか一項に記載の熱交換器を、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器の少なくとも１つとして用いている
   冷凍サイクル装置。

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