JP7464872B1 - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】扁平管とフィンを備える熱交換器において、フィンピッチを確保する際に生じる熱交換効率の低下を抑制する。【解決手段】１つ以上のフィンピッチ規定部３４０は、隣接するフィン３０に接してフィンピッチを規定する。フィンピッチ規定部３４０は、各フィン３０において、Ｎ本（Ｎは２以上の整数）の扁平管に対して１つ設けられている。各フィン３０のフィンピッチ規定部３４０は、連通部３２０以外の場所に位置する各フィン３０の伝熱部３３０を、２方向以上に切り起こしてなる２以上の立上部３４１を含む。【選択図】図８

Description

本開示は、複数のフィンと複数の扁平管とを備える熱交換器に関する。

複数の扁平管と複数のフィンを備える熱交換器は、空気調和機の室外機などに用いられている。特許文献１（特開２０１２－１６３３１８号公報）には、空気調和機の室外機で用いられる室外熱交換器が、扁平管とフィンを備える例が示されている。

特許文献１に記載されている室外熱交換器では、フィンに設けられているスペーサが、隣のフィンに当接して互いに隣り合うフィンの間を所定の間隔に保持している。このフィンの間の所定の間隔がフィンピッチである。しかし、フィンピッチの確保のために、スペーサをフィンに配置すると熱交換効率の低下に繋がる。特に、熱交換器が、室内機に用いられるなど、小型化を要求される場合には、スペーサによる熱交換効率の低下が問題となる。

扁平管とフィンを備える熱交換器においては、フィンピッチを確保する際に生じる熱交換効率の低下を抑制するという課題がある。

第１観点の熱交換器は、複数のフィンと複数の扁平管とを備え、複数の扁平管と複数のフィンの間を第１方向に通過する空気の熱交換を行う熱交換器である。各フィンは、複数の貫通部と連通部と１つ以上のフィンピッチ規定部を有する伝熱部とを備える。複数の貫通部には、複数の扁平管が貫通している。連通部は、複数の扁平管を貫通させずに第１方向と交差する第２方向に延びている。１つ以上のフィンピッチ規定部は、隣接するフィンに接してフィンピッチを規定する。フィンピッチ規定部は、各フィンにおいて、Ｎ本（Ｎは２以上の整数）の扁平管に対して１つ設けられている。各フィンのフィンピッチ規定部は、連通部以外の場所に位置する各フィンの伝熱部を、２方向以上に切り起こしてなる２以上の立上部を含む。

第１観点の熱交換器では、フィンピッチ規定部の２以上の立上部が２方向以上に切起されているので、２以上の立上部の間に隙間ができ、通風経路及び排水経路のうちの少なくとも一方がフィンピッチ規定部で狭まるのを抑制することができる。

第２観点の熱交換器は、第１観点の熱交換器であって、フィンピッチ規定部は、連通部以外の場所に位置する各フィンの伝熱部を、３方向に切り起こしてなる３つの立上部を含む。

第２観点の熱交換器では、３つの立上部の間に３つの隙間が形成されるので、通風経路及び排水経路のうちの少なくとも一方がフィンピッチ規定部で狭まるのを抑制しつつフィンピッチを安定的に規定することができる。

第３観点の熱交換器は、第１観点の熱交換器であって、フィンピッチ規定部は、連通部以外の場所に位置する各フィンの伝熱部を、４方向に切り起こしてなる４つの立上部を含む。

第３観点の熱交換器では、４つの立上部の間の４つの隙間が形成されるので、通風経路及び排水経路がフィンピッチ規定部で狭まるのを抑制することができる。

第４観点の熱交換器は、第１観点から第３観点のいずれかの熱交換器であって、扁平管の数が４本以上であり、フィンピッチ規定部は、扁平管４本に対して１つ設けられている。

第４観点の熱交換器では、フィンピッチ規定部を伝熱部に設けることによる熱伝達率の低下を抑制することができる。

第５観点の熱交換器は、第１観点から第３観点のいずれかの熱交換器であって、扁平管の数が６本以上であり、フィンピッチ規定部は、扁平管６本に対して１つ設けられている。

第５観点の熱交換器では、フィンピッチ規定部を伝熱部に設けることによる熱伝達率の低下を抑制することができる。

第６観点の熱交換器は、第１観点から第５観点のいずれかの熱交換器であって、各フィンにおけるフィンピッチ規定部の数が３つ以上である。各フィンの３つ以上のフィンピッチ規定部は、互いに隣り合うフィンピッチ規定部の間の扁平管の数が同じになるように配置されている。

第６観点の熱交換器では、フィンピッチ規定部が配置されて熱伝達率の低下する箇所が規則正しく配置され、不規則に配置される場合に比べて全体の熱伝達率の低下を抑制することができる。

第７観点の熱交換器は、第１観点から第６観点のいずれかの熱交換器であって、各フィンの各貫通部は、対応する扁平管に沿って立ち上がっており且つ隣接するフィンと接している第１起立部と、対応する扁平管に沿って立ち上がっており且つ隣接するフィンと接しない第２起立部とを有する。

第７観点の熱交換器では、貫通部の第１起立部が隣接するフィンに接触するので、扁平管挿入時に座屈が生じるのを抑制することができる。

第８観点の熱交換器は、第１観点から第７観点のいずれかの熱交換器であって、第１方向に通過する空気が、室内の空調を行う室内機の中で熱交換される室内空気である。

第９観点の熱交換器は、複数の扁平管と複数のフィンとを備える熱交換器である。各フィンは、複数の扁平管が貫通している複数の貫通部を有する。各貫通部は、対応する扁平管に沿って立ち上がっており且つ隣接するフィンと接している第１起立部を有する。

第９観点の熱交換器では、フィンピッチを規定する別の部分が第１起立部以外にある場合に、第１起立部によって、扁平管挿入の際の座屈およびフィンつぶれを抑制し、フィンピッチを規定する別の部分によるフィンピッチの確保を補助することができる。

第１０観点の熱交換器は、第９観点のいずれかの熱交換器であって、第１起立部は、各フィンの長手方向における各扁平管の２つの側面のうちの片側のみに対して設けられている。

第１０観点の熱交換器では、第１起立部が扁平管の２つの側面のうちの片側のみに対して設けられることから、両側に設ける場合に比べて、第１起立部の高さを、扁平管の厚みに近い高さまで高くすることができる。

第１１観点の熱交換器は、第９観点または第１０観点の熱交換器であって、各貫通部は、第１起立部以外の部分として、対応する扁平管に沿って立ち上がっており且つ隣接するフィンと接しない第２起立部を有する。第１起立部が第２起立部よりも高く立ち上がっている。

空気調和機の構成の概要を示す概念図である。 空気調和機の室内機と室外機の外観を示す図である。 室内機の中の室内熱交換器の平面図である。 図３のＩ－Ｉ線で切断した室内機の断面図である。 室内熱交換部の第１熱交換部の斜視図である。 図５の第１熱交換部をＢ平面で切断した断面を示す部分拡大断面図である。 第１熱交換部を扁平管の厚み方向に見た平面図である。 フィンの一部を示す部分拡大平面図である。 フィンピッチ規定部が形成されていないフィンの一部を示す部分拡大斜視図である。 フィンピッチ規定部が形成されているフィンの一部を示す部分拡大斜視図である。 複数種類のフィンの空気側熱伝達率を示すグラフである。 図１１のグラフの対応するフィンの一構成例を示す部分拡大平面図である。 図１１のグラフの対応するフィンの他の構成例を示す部分拡大平面図である。 図１１のグラフの対応するフィンの構成の他の例を示す部分拡大平面図である。 図１１のグラフの対応するフィンの構成の他の例を示す部分拡大平面図である。 室内機の他の例を示す断面図である。 室内機の他の例を示す断面図である。 室内機の他の例を示す断面図である。 変形例Ｂに係るフィンの構成を示す部分拡大平面図である。

（１）全体構成
図１に示されているように、実施形態に係る熱交換器は、例えば、空気調和機１００の室内機１１０に適用される室内熱交換器１である。空気調和機１００には、室内機１１０と室外機１２０が含まれている。室内機１１０は、連絡管１３１，１３２によって室外機１２０と接続されている。

図２に示されているように、室内機１１０は、室内熱交換器１以外に、ケーシング１１１と、室内ファン１１２とを備えている。室内機１１０は、部屋ＲＭにおいて壁ＷＬに掛けて設置される壁掛け型である。室内機１１０は、略直方体状の外観を呈する。ケーシング１１１は、主に、室内機１１０の外面を構成する。ケーシング１１１は、室内熱交換器１と室内ファン１１２を内部に収容する。ケーシング１１１は、室内の空気をケーシング１１１の内部に流入させる吸込口１１３と、室内熱交換器１において冷媒と熱交換を行った空気が吹き出す吹出口１１４とを有する。フラップ１１５は、姿勢（回転角度）が制御される。フラップ１１５が姿勢を変えることにより、吹出口１１４の開度及び吹出口１１４から吹き出される気流の風向が調整される。

室外機１２０は、例えば、建物の屋上や建物の外壁面近傍等の部屋ＲＭの外部（室外）に設置される。室外機１２０は、圧縮機１２２と、四方弁１２３と、室外熱交換器１２４と、膨張弁１２５と、室外ファン１２６とを有している。

圧縮機１２２は、低圧の冷媒を吸入口から吸入して、高圧になるまで圧縮した後、吐出口から吐出する。圧縮機１２２は、例えば、内蔵するモータの回転速度を変えることにより容量を変えることができる容積式圧縮機である。四方弁１２３は、第１ポートＰ１と、第２ポートＰ２と、第３ポートＰ３と、第４ポートＰ４とを有する。

四方弁１２３は、第１状態（図２において破線で示す状態）と第２状態（図２において実線で示す状態）を切り換えることにより、冷媒の流れの方向を切り換える。第１状態では、第１ポートＰ１と第４ポートＰ４が互いに連通して第２ポートＰ２と第３ポートＰ３が互いに連通する。第２状態では、第１ポートＰ１と第２ポートＰ２が互いに連通して第３ポートＰ３と第４ポートＰ４が互いに連通する。第１ポートＰ１は、圧縮機１２２の吐出口に接続されている。第２ポートＰ２は、室外熱交換器１２４のガス側の出入口に接続されている。第３ポートＰ３は、圧縮機１２２の吸入口に接続されている。第４ポートＰ４は、連絡管１３２に接続されている。

室外熱交換器１２４は、冷媒と外気との熱交換を行う熱交換器である。室外熱交換器１２４の液側の出入口は、膨張弁１２５に接続されている。室外熱交換器１２４のガス側の出入口は、四方弁１２３の第２ポートＰ２に接続されている。

膨張弁１２５は、冷媒を減圧する。膨張弁１２５は、連絡管１３１と、室外熱交換器１２４の液側との間に設けられている。膨張弁１２５は、例えば、開度制御が可能な電動膨張弁である。

圧縮機１２２と四方弁１２３と室外熱交換器１２４と膨張弁１２５と室内熱交換器１は、冷媒回路２００を形成している。冷媒回路２００では、圧縮機１２２と四方弁１２３と室外熱交換器１２４と膨張弁１２５と室内熱交換器１を冷媒が循環して、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが実施される。空気調和機１００による空気調和は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルの実施により行われる。四方弁１２３が第１状態（破線で示す状態）に切り換えられると、圧縮機１２２、室内熱交換器１、膨張弁１２５、室外熱交換器１２４を巡った冷媒が圧縮機１２２に戻るように循環して、暖房運転が行われる。四方弁１２３が第２状態（実線で示す状態）に切り換えられると、圧縮機１２２、室外熱交換器１２４、膨張弁１２５、室内熱交換器１を巡った冷媒が圧縮機１２２に戻るように循環して、冷房運転が行われる。

室内ファン１１２は、室内熱交換器１を通過する室内空気の気流を生成する。室内の空気が室内熱交換器１を通過することにより、室内熱交換器１の中を通過する冷媒と室内の空気との熱交換が促される。室内ファン１１２は、内蔵するモータの回転速度を変えることにより、室内熱交換器１を通過する風量を変えることができる。

室外ファン１２６は、室外熱交換器１２４を通過する外気の気流を生成する。室外ファン１２６が外気を室外熱交換器１２４に送ることにより、室外熱交換器１２４の中を通過する冷媒と外気との熱交換が促される。室外ファン１２６は、内蔵するモータの回転速度を変えることにより、室外熱交換器１２４を通過する風量を変えることができる。

（１－１）暖房運転
室内機１１０が例えばリモートコントローラ１５０から暖房運転の実行指示についての信号を受信すると、空気調和機１００は暖房運転を開始する。暖房運転に際して、空気調和機１００は、四方弁１２３を第１状態へ切り換える。空気調和機１００は、例えばリモートコントローラ１５０から受信した設定温度に室温を一致させるため、圧縮機１２２の回転速度、膨張弁１２５の開度、室外ファン１２６の回転速度を調節する。また、空気調和機１００は、例えばリモートコントローラ１５０から受信した設定風量になるように、室内ファン１１２の回転速度を調節する。暖房運転では、室外熱交換器１２４が冷媒の蒸発器として機能し、かつ、室内熱交換器１が冷媒の放熱器として機能する。

暖房運転の間、冷媒回路２００で、圧縮機１２２から吐出された高温高圧の冷媒は、室内熱交換器１で、室内ファン１１２によって送られる室内の空気と熱交換して放熱する。室内熱交換器１で加熱された室内の空気は、調和空気として室内に吹出される。室内熱交換器１で放熱した冷媒は、膨張弁１２５を通過して減圧される。減圧により膨張した冷媒は、室外熱交換器１２４で、室外ファン１２６によって送られる外気と熱交換して蒸発する。冷媒回路２００では、室外熱交換器１２４を通過した冷媒が、圧縮機１２２へ吸入されて圧縮される。

（１－２）冷房運転
室内機１１０は、リモートコントローラ１５０から冷房運転の実行指示についての信号を受信すると冷房運転を開始する。冷房運転に際して、空気調和機１００は、四方弁１２３を第２状態へ切り換える。空気調和機１００は、例えばリモートコントローラ１５０から受信した設定温度に室温を一致させるため、圧縮機１２２の回転速度、膨張弁１２５の開度、室内ファン１１２の回転速度を調節する。また、空気調和機１００は、例えばリモートコントローラ１５０から受信した設定風量になるように、室内ファン１１２の回転速度を調節する。冷房運転では、室外熱交換器１２４が冷媒の放熱器として機能し、かつ、室内熱交換器１が冷媒の蒸発器として機能する。

冷房運転の間、冷媒回路２００は、圧縮機１２２から吐出された高温高圧の冷媒は、室外熱交換器１２４で、室外ファン１２６によって送られる外気と熱交換して放熱する。室外熱交換器１２４で冷やされた冷媒は、膨張弁１２５を通過して減圧される。減圧により膨張した冷媒は、室内熱交換器１で、室内ファン１１２によって送られる室内の空気と熱交換して蒸発する。室内熱交換器１で冷却された室内の空気は、調和空気として室内に吹出される。冷媒回路２００では、室内熱交換器１を通過した冷媒が、圧縮機１２２へ吸入されて圧縮される。

（２）詳細構成
（２－１）室内熱交換器１
本実施形態では、室内熱交換器１は、第１熱交換部１１と、第２熱交換部１２と、第３熱交換部１３の３つの熱交換部により構成されている。第１熱交換部１１と、第２熱交換部１２と、第３熱交換部１３との相違点は、ケーシング１１１の内部における配置位置である。本実施形態では、第１熱交換部１１と、第２熱交換部１２と、第３熱交換部１３との構造が同一である場合について説明する。このため、以下では、第１熱交換部１１を例にその構造を説明し、第２熱交換部１２及び第３熱交換部１３の構造の説明は省略する。ただし、第１熱交換部１１と第２熱交換部１２と第３熱交換部１３の構造が同一でない場合にも、本開示に係る熱交換器を適用することができる。なお、第１熱交換部１１と第２熱交換部１２と第３熱交換部１３のケーシング１１１の内部における配置については後述する。なお、第１熱交換部１１、第２熱交換部１２及び第３熱交換部１３を総称する場合は、熱交換部１０と呼ぶ。

図５には、第１熱交換部１１を斜め上方から見た状態が示されている。図６には、第１熱交換部１１を図５のＢ平面で切断して拡大した断面が示されている。図７には、扁平管２０の厚み方向に沿って見た第１熱交換部１１が示されている。以下の説明で用いる扁平管２０の幅方向（第１方向）、厚み方向（第２方向）、長手方向の各方向は、図５、図６、図７に矢印で示された方向に従う。扁平管２０の幅方向は、室内熱交換器１で熱交換される空気が通過する方向である第１方向と一致する。扁平管２０の厚み方向は、第１方向と交差する第２方向に一致する。

第１熱交換部１１は、複数の扁平管２０と、複数のフィン３０と、第１ヘッダ４１と、第２ヘッダ４２と、第３ヘッダ４３とを有する。第１熱交換部１１は、複数のフィン３０によって複数の扁平管２０が扁平管２０の厚み方向へ所定の間隔を空けて積層された積層型熱交換器である。本実施形態では、室内熱交換器１は、内側熱交換部１０ｉと、外側熱交換部１０ｏとを有する。

扁平管２０は、内部に冷媒が流れる伝熱管である。扁平管２０は、横断面が扁平の長円形状に形成される。扁平管２０は、横断面に直交するように形成された冷媒流路２０１を複数有する多穴管である。複数の冷媒流路２０１は、扁平管２０の幅方向に並べて配置されている。扁平管２０は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金を用いて押し出し成形により形成される。本実施形態の扁平管２０は、室内機１１０の長手方向に沿うように配置される。扁平管２０は、２つの側面２１１，２１２を有している。２つの側面２１１，２１２の幅方向及び長手方向に広がっている。

フィン３０は、複数の扁平管２０が一定の間隔をおいて貫通している帯状の板材である。フィン３０は、扁平管２０を挿入するためのスリット状の切り欠きの周縁部である貫通部３１０を複数有している。貫通部３１０の切り欠きは、フィン３０の厚み方向から見て、フィン３０長手方向に延びる端縁の一方から、当該端縁と直交しながら他方の端縁に向かって延びるように形成されている。複数の貫通部３１０は、フィン３０の長手方向に一定間隔で形成されている。フィン３０は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金を用いて形成される。

扁平管２０は、幅方向が貫通部３１０の切り欠きへの挿入方向に一致するように、貫通部３１０に挿入される。複数のフィン３０は、扁平管２０の長手方向に所定の間隔を空けて並べられる。言い換えると、所定の間隔とは、フィンピッチである。フィン３０と扁平管２０とは、貫通部３１０においてロウ付けにより接合される。複数の扁平管２０は、端部が扁平管２０の厚み方向に並ぶようにフィン３０に接合される。言い換えると、複数段に複数の扁平管２０が並ぶようにフィン３０に接合されるということである。図５及び図７は、扁平管２０の長手方向に並べられた複数のフィン３０により形成される外縁と、複数のフィン３０の一部とを図示している。

内側熱交換部１０ｉと、外側熱交換部１０ｏとはどちらも、所定の数の扁平管２０を所定の数のフィン３０に接合して、略同一の形状に形成されている。内側熱交換部１０ｉは、外側熱交換部１０ｏよりも室内ファン１１２に近い位置に配置される。内側熱交換部１０ｉと、外側熱交換部１０ｏとは、扁平管２０の厚み方向に重ねて配置される。言い換えると、第１熱交換部１１は、内側熱交換部１０ｉと外側熱交換部１０ｏの２列からなるということである。それに対して、各列の扁平管２０の数が、第１熱交換部１１の段数になる。内側熱交換部１０ｉ及び外側熱交換部１０ｏそれぞれの隣り合う扁平管２０の間の隙間及び隣り合うフィン３０の隙間によって、室内ファン１１２が生成する気流の流れる流路が形成される。図６に破線の矢印で、この流路に流れる気流の流れが示される。

第１ヘッダ４１、第２ヘッダ４２、及び第３ヘッダ４３は、複数の扁平管２０の端部において複数の扁平管２０の冷媒流路２０１を互いに連通する筒状の部材である。

第１ヘッダ４１は、内側熱交換部１０ｉが有する扁平管２０の長手方向の一端において、複数の扁平管２０の冷媒流路２０１を互いに連通するように設けられる。具体的には、内側熱交換部１０ｉが有する複数の扁平管２０の長手方向の一端は、第１ヘッダ４１の側面に形成された開口を通して第１ヘッダ４１に挿入され、ロウ付け等を用いて第１ヘッダ４１に固定される。

第２ヘッダ４２は、内側熱交換部１０ｉが有する扁平管２０の長手方向の他端及び外側熱交換部１０ｏが有する扁平管２０の長手方向の他端において、内側熱交換部１０ｉの複数の扁平管２０の冷媒流路２０１と、外側熱交換部１０ｏの複数の扁平管２０の冷媒流路２０１とを互いに連通するように設けられる。具体的には、内側熱交換部１０ｉが有する扁平管２０の長手方向の他端及び外側熱交換部１０ｏが有する扁平管２０の長手方向の他端は、第２ヘッダ４２の側面に形成された開口を通して第２ヘッダ４２に挿入され、ロウ付け等を用いて第２ヘッダ４２に固定される。

第３ヘッダ４３は、外側熱交換部１０ｏが有する扁平管２０の長手方向の一端において、複数の扁平管２０の冷媒流路２０１を互いに連通するように設けられる。具体的には、外側熱交換部１０ｏが有する複数の扁平管２０の長手方向の一端は、第３ヘッダ４３の側面に形成された開口を通して第３ヘッダ４３に挿入され、ロウ付け等を用いて第３ヘッダ４３に固定される。第３ヘッダ４３は、分岐管４３１を介して連絡管１３２に接続されている。

連絡管１３１を通って第１ヘッダ４１に流入した冷媒は、内側熱交換部１０ｉの扁平管２０に形成された複数の冷媒流路２０１を通過して第２ヘッダ４２に流入する。第２ヘッダ４２に流入した冷媒は、外側熱交換部１０ｏに形成された複数の冷媒流路２０１を通過して第３ヘッダ４３を通って連絡管１３２に流入する。また、連絡管１３２を通って第１ヘッダ４１に流入した冷媒は、外側熱交換部１０ｏの扁平管２０に形成された複数の冷媒流路２０１を通過して第３ヘッダ４３に流入する。第３ヘッダ４３に流入した冷媒は、内側熱交換部１０ｉに形成された複数の冷媒流路２０１を通過して第１ヘッダ４１を通って連絡管１３１に流入する。

第１熱交換部１１は、室内機１１０を側面から見て（壁ＷＬに沿った水平方向に見て）、扁平管２０の厚み方向が上下方向（鉛直方向）に対して後方に傾斜するように設けられる。その結果、第１熱交換部１１の上端が下端よりも壁ＷＬに近くなるように配置される。第２熱交換部１２は、室内機１１０を側面から見て、扁平管２０の厚み方向が上下方向（鉛直方向）に対して前方に傾斜するように設けられる。その結果、第２熱交換部１２の下端が上端よりも壁ＷＬに近くなるように配置される。第３熱交換部１３は、室内機１１０を側面から見て、扁平管２０の厚み方向が上下方向（鉛直方向）に対して前方に傾斜するように設けられる。その結果、第３熱交換部１３の下端が上端よりも壁ＷＬに近くなるように配置される。

（２－１－１）フィン３０
図８には、１枚のフィン３０の一部が示されている。各フィン３０は、複数の貫通部３１０と１つの連通部３２０と複数の伝熱部３３０とを有する。連通部３２０は、第２方向に連続的に続く部分である。図８に示した、第２方向に延びている一点鎖線が伝熱部３３０と連通部３２０の境界線である。貫通部３１０は、切り欠きの周囲の周縁部である。周縁部には、扁平管２０に沿って立ち上がるカラー３１１が形成されている。この実施形態では、カラー３１１が貫通部３１０に相当する。扁平管２０に沿う方向は、第１方向及び第２方向に対して交差する方向である。伝熱部３３０は、貫通部３１０及び連通部３２０以外の部分である。

各フィン３０は、また、フィンピッチ規定部３４０と、ブリッジ形状の切起部３５０と、凸部３６０とを有する。フィンピッチ規定部３４０と切起部３５０と凸部３６０は、伝熱部３３０に形成された構造である。フィンピッチ規定部３４０は、隣接するフィン３０に接してフィンピッチを規定する。隣接するフィン３０のフィンピッチは、フィンピッチ規定部３４０の高さｈ１（図１０参照）によって決まる。フィンピッチ規定部３４０は、連通部３２０以外の場所に位置する各フィン３０の伝熱部３３０を、２方向以上に切り起こしてなる２以上の立上部３４１を含むものである。そのため、立上部３４１の間には隙間３４２が形成される。フィンピッチ規定部３４０は、各フィン３０において、Ｎ本（Ｎは２以上の整数）の扁平管２０に対して１つ設けられる。各フィン３０におけるフィンピッチ規定部３４０の数が３つ以上である場合には、各フィン３０の３つ以上のフィンピッチ規定部３４０は、互いに隣り合うフィンピッチ規定部３４０の間の扁平管２０の数が同じになるように配置されることが好ましい。例えば、各フィン３０のフィンピッチ規定部３４０の数が４つで且つＮ＝４であれば、１つ目に図１０の構造が配置され、次に３つ図９の構造が続き、次に図１０の構造が配置され、また３つ図９の構造が続き、次に図１０の構造が配置され、さらに３つ図９の構造が続き、次に図１０の構造が配置される。

貫通部３１０のカラー３１１は、第１起立部３１６と第２起立部３１７とに分けることができる。第１起立部３１６は、カラー３１１において、貫通する扁平管２０に沿って立ち上がっており且つ隣接するフィン３０と接する部分である。それに対し、第２起立部３１７は、貫通する扁平管２０に沿って立ち上がっており且つ前記隣接するフィン３０と接しない部分である。第１起立部３１６は、切り欠きの互いに対向する二辺３１８，３１９（図８参照）のうちの一辺にのみ配置される。

第１起立部３１６は、フィンピッチ規定部３４０によって規定されるフィンピッチを維持する補助を行う。また、第１起立部３１６は、扁平管２０を挿入する際のフィン３０の座屈を抑制する。座屈を抑止し易くするために、第１起立部３１６は、貫通部３１０の切り欠きの入口に設けることが好ましい。また、第１起立部３１６の長さＬ２は、フィン３０の第１方向の長さＬ１の５０％以下であることが好ましい。第１起立部３１６が隣接するフィン３０に接する面は、安定してフィン３０を支えるために、長方形であることが好ましい。

（２－１－２）フィンピッチ規定部３４０の具体的構成
図８には、Ｎが４である場合のフィン３０の一部が示されている。図９には、互いに隣接する扁平管２０の間にフィンピッチ規定部３４０が形成されていないフィン３０の箇所が示されている。図１０には、互いに隣接する扁平管２０の間にフィンピッチ規定部３４０が形成されているフィン３０の箇所が示されている。Ｎ＝４の場合、フィンピッチ規定部３４０は、４本の扁平管２０に対して１つ設けられる。言い換えると、Ｎ＝４の場合、各フィン３０において、互いに隣接する２つのフィンピッチ規定部３４０の間には、４本の扁平管２０が配置される。

図９に示されている、フィンピッチ規定部３４０が形成されていないフィン３０の伝熱部３３０には、ブリッジ形状の切起部３５０が３つ形成されている。それに対し、図１０に示されている、フィンピッチ規定部３４０が形成されている伝熱部３３０には、ブリッジ形状の切起部３５０が１つしか形成されていない。ブリッジ形状の切起部３５０は、伝熱部３３０の切起されていない平坦な部分を通過した気流は、切起部３５０の両面に沿って通過する。このようなブリッジ形状の切起部３５０をスリットと呼ぶ場合がある。ブリッジ形状の切起部３５０が３つ形成されている伝熱部３３０の方が、ブリッジ形状の切起部３５０が１つ形成されている伝熱部３３０よりも効率良く熱交換を行うことができる。

フィンピッチ規定部３４０の４つの立上部３４１の間には、４つの隙間３４２がある。４つの隙間３４２のうちの２つが第１方向に並ぶように配置され、残りの２つが第２方向に並ぶように配置される。立上部３４１は、平坦な伝熱部３３０に十字の切断線を形成して折り曲げ線が円になるように切り起すことにより形成される。それにより、第１方向に流れる気流が２つの隙間３４２を通過して容易に流れる。また、第２方向に他の２つの隙間３４２を通過して結露水が容易に流れる。

（２－１－３）フィンピッチ規定部と熱伝達率
フィンピッチ規定部３４０と熱伝達の関係を示すグラフが図１１に示されている。図１１に示されているグラフは、図１２に示されたフィン３０を用いた構成Ｘ１、図１３に示されたフィン５３０を用いた構成Ｙ１、図１４に示されたフィン６３０を用いた構成Ｙ２、及び図１４に示されたフィン７３０を用いた構成Ｙ３の空気側熱伝達率（Ｗ／ｍ^２）を示すものである。これらのグラフは、同じ面積のフィン３０，５３０，６３０，７３０の温度と空気の温度を同じ条件とした場合に、フィン３０，５３０，６３０，７３０から空気に伝わる熱量の差を比較するためのグラフである。空気側熱伝達率が高いフィンを用いるほど、熱交換効率の良い熱交換器を得られることになる。グラフは、３列フィンについて、列ピッチが１０ｍｍ、段ピッチが９．７ｍｍの条件で測定した結果を示している。空気の流れの向きは、矢印ＡＦで示された向きである。

グラフの横軸の「Ｎ」は、構成Ｘ１，Ｙ１の各フィンにおける、１つのフィンピッチ規定部３４０，５４０に対する扁平管２０の本数に対応している。Ｎ＝１の場合は、フィンピッチ規定部３４０，５４０が全ての伝熱部３３０に形成されている場合である。言い換えると、Ｎ＝１の場合は、各フィン３０，５３０において、図９に示されている構造が現れない場合である。Ｎ＝２の場合は、隣接するフィンピッチ規定部３４０，５４０の間に２つの扁平管２０が配置される場合である。言い換えると、Ｎ＝２の場合は、例えば各フィン３０において、図９に示されている構造と図１０に示されている構造が交互に現れる場合である。Ｎ＝３の場合は、隣接するフィンピッチ規定部３４０，５４０の間に３つの扁平管２０が配置される場合である。言い換えると、Ｎ＝３の場合は、例えば各フィン３０において、図９に示されている構造が２回続けて現れた後に図１０に示されている構造が１回現れる場合である。

図１２に示されている構成Ｘ１は、上記実施形態に係るフィン３０を用いた構成であり、伝熱部３３０にフィンピッチ規定部３４０と１つのブリッジ型の切起部３５０と凸部３６０が設けられ、貫通部３１０に第１起立部３１６が設けられている。図１２に示されている構成Ｘ１と図１３に示されている構成Ｙ１とが異なる点は、フィンピッチ規定部３４０，５４０の構造に違いである。フィンピッチ規定部３４０には隙間３４２が存在するが，フィンピッチ規定部５４０には隙間３４２に相当する構造が存在しない。図１２のフィンピッチ規定部３４０には４つの立上部３４１があるが、図１３のフィンピッチ規定部５４０には円形状に立ち上がった部分が一つだけ存在する。図１４に示されている構成Ｙ２には、特許文献１に開示されていたスペーサ６４０が伝熱部３３０に２つ設けられている。そのため、ブリッジ型の切起部３５０が伝熱部３３０に一つしか設けられない。そのため、図１４に示されている構成Ｙ２は、図１１に破線のグラフで示されているように、低い空気側熱伝達率を有する。図１５に示されている構成Ｙ３には、貫通部７１０にフィンピッチ規定部７４０が設けられている。このような貫通部７１０のみにフィンピッチ規定部７４０が設けられる構成Ｙ３は、製造が難しく実用的ではないが、全ての伝熱部３３０にブリッジ型の切起部３５０を３つずつ設けることができる。そのため、図１５に示されている構成Ｙ３は、図１１に一点鎖線のグラフで示されているように、良好な空気側熱伝達率を有している。

図１２及び図１３に示された構成Ｘ１，Ｙ１のＮ＝１の空気側熱伝達率は、いずれも、構成Ｙ２の空気側熱伝達率よりも劣る。しかし、図１２及び図１３に示された構成Ｘ１，Ｙ１のＮ＝２以上の空気側熱伝達率は、構成Ｙ２の空気側熱伝達率よりも良くなる。さらに、Ｎ＝４、Ｎ＝６のように、Ｎが大きくなるにつれて、図１５に示された構成Ｙ３の空気側熱伝達率に近づく。また、図１２に示された構成Ｘ１と図１３に示された構成Ｙ１とを比較すると、Ｎの値が幾つであっても、構成Ｘ１の空気側熱伝達率が構成Ｙ１の空気側熱伝達率よりも高い値になる。

（３）変形例
（３－１）変形例Ａ
上記実施形態では、室内機１１０が壁掛け型である場合について説明した。しかし、上記実施形態で説明した室内熱交換器１が適用できる室内機は、壁掛け型には限られない。本開示に係る室内熱交換器１は、例えば、天井に埋め込まれてダクトにより調和空気を分配する、図１６に示されているようなダクト型の室内機に適用できる。図１６においては、室内ファン１１２によって、室内熱交換器１に気流が発生する。図１６の室内ファン１１２には、例えば遠心ファンを用いることができる。遠心ファンには、例えばシロッコファンを用いることができる。図１６に示された室内熱交換器１の形状は、側面から見てＩ字形であるが、例えば図１７に示されているように側面から見た形状が楔形に折れ曲がっていてもよい。この場合、図１７に示されているように室内ファン１１２には、例えばクロスフローファンを用いてもよく、クロスフローファンに代えて遠心ファンを用いてもよい。図１７において、二点鎖線の矢印ＡＦが空気が流れる方向を表している。図１８に示されているように、側面から見てＮ字形に熱交換器１を配置することもできる。図１８の室内機１１０では、矢印ＡＦで示されているように、室内ファン１１２により、重力方向の下から上に空気が流れるように構成されている。図１８の室内機１１０の構成で、上から下に空気が流れるように構成することもできる。

（３－２）変形例Ｂ
上記実施形態では、フィンピッチ規定部３４０の立上部３４１が４つである場合について説明した。しかし、１つのフィンピッチ規定部３４０の立上部３４１の個数は、図１９に示されているように、３つであってもよい。この場合、図１９に示されているように、互いに隣接する立上部３４１の間の隙間３４２は、空気流れ方向（第１方向）にずれて配置されることで、気流の抵抗を小さくし易くなる。また、互いに隣接する立上部３４１の間の隙間３４２は、結露水が流れる方向（第２方向）に並んで配置されることで、結露水を流れ易くすることができる。

また、フィンピッチ規定部３４０の立上部３４１の個数を２つにすることができる。立上部３４１の個数を２つにする場合に、２つの隙間３４２を、空気の流れ方向（第１方向）に並んで配置すると、気流を流れ易くすることができる。立上部３４１の個数を２つにする場合に、２つの隙間３４２を、結露水が流れる方向（第２方向）に並んで配置すると、結露水を流れ易くすることができる。なお、２つ以上ある立上部３４１の大きさは、上記実施形態のように互いに同じ大きさであってもよいが、図１９に示したように、同じ大きさでなくてもよい。

（３－３）変形例Ｃ
上記実施形態では、フィンピッチ規定部３４０と第１起立部３１６とを組み合わせる場合について説明した。しかし、フィンピッチ規定部３４０と第１起立部３１６とを組み合わせなくてもよい。例えば、フィンピッチ規定部３４０を設けて、第１起立部３１６を設けないように構成することもできる。また、第１起立部３１６は、フィンピッチ規定部３４０以外のフィンピッチ規定部と組み合わせてもよい。

（３－４）変形例Ｄ
上記実施形態では、貫通部３１０にカラー３１１を設ける場合について説明した。しかし、カラー３１１を設けずに、貫通部３１０において第１起立部３１６のみが立ち上がるように構成することもできる。

（３－５）変形例Ｅ
上記実施形態では、伝熱部３３０にブリッジ型の切起部３５０を形成する場合について説明した。しかし、熱交換を促進するための構造は、ブリッジ型の切起部３５０（スリット）には限られない。例えば、熱交換を促進するための構造は、伝熱部３３０の平面に対して斜めに切り起されたルーバー型の切起部でもよい。

（４）特徴
（４－１）
上記実施形態または変形例では、各フィン３０は、複数の貫通部３１０と連通部３２０と１つ以上のフィンピッチ規定部３４０とを有している。複数の貫通部３１０には、複数の扁平管２０が貫通している。連通部３２０は、複数の扁平管２０を貫通させずに第１方向と交差する第２方向に延びている。１つ以上のフィンピッチ規定部３４０は、隣接するフィン３０に接してフィンピッチを規定する。フィンピッチ規定部３４０は、各フィン３０において、Ｎ本（Ｎは２以上の整数）の扁平管２０に対して１つ設けられている。各フィン３０のフィンピッチ規定部３４０は、連通部３２０以外の場所に位置する各フィン３０の伝熱部３３０を、２方向以上に切り起こしてなる２以上の立上部３４１を含む。フィンピッチ規定部３４０の２以上の立上部３４１が２方向以上に切起されているので、２以上の立上部３４１の間に隙間３４２ができ、通風経路及び排水経路のうちの少なくとも一方がフィンピッチ規定部３４０で狭まるのを抑制することができる。その結果、熱交換効率または排水性がフィンピッチ規定部３４０によって低下するのを抑制することができる。

（４－２）
変形例Ｂで説明した図１９のフィンピッチ規定部３４０のように３方向に切り起こしてなる３つの立上部３４１を含む場合に、フィンピッチ規定部３４０は、３つの立上部３４１で隣接するフィン３０を三点で支持できる。その結果、フィンピッチ規定部３４０が、隣接するフィン３０をしっかりと支えられ、フィンピッチを安定的に規定することができる。また、３つの立上部３４１を含むフィンピッチ規定部３４０は、３つの隙間３４２を有するので、通風経路及び排水経路のうちの少なくとも一方がフィンピッチ規定部３４０で狭まるのを、隙間３４２の配置により抑制することができる。

（４－３）
上記実施形態のフィンピッチ規定部３４０は、４方向に切り起こしてなる４つの立上部３４１を含んでいる。フィンピッチ規定部３４０の４つの立上部３４１が４方向に切起されているので、２つの隙間３４２を第１方向に並べて配置することができ、他の２つの隙間３４２を第２方向に並べて配置することができる。第１方向に並べて配置された２つの隙間３４２によって、通風経路が狭まるのを抑制することができる。また、第２方向に並べて配置された２つの隙間３４２によって、排水経路が狭まるのを抑制することができる。その結果、通風経路及び排水経路がフィンピッチ規定部３４０で狭まるのを、隙間３４２の配置により抑制することができる。

（４－４）
図１１の構成Ｘ１のグラフにあるように、フィンピッチ規定部３４０は、扁平管４本に対して１つ設けたり、扁平管６本に対して１つ設けたりするように、各フィン３０において、フィンピッチ規定部３４０の設けられている部分の割合を減らすことで、熱伝達率の低下を抑制することができる。フィンピッチ規定部３４０の設けられている部分の割合を減らすとは、Ｎを増やすことであり、換言すると、各フィン３０における（図１０の構成の数／図９の構成の数）の値を減らすということである。

（４－５）
上記実施形態では、各フィン３０におけるフィンピッチ規定部３４０の数が３つ以上である場合に、各フィン３０の３つ以上のフィンピッチ規定部３４０は、互いに隣り合うフィンピッチ規定部３４０の間の扁平管２０の数が同じになるように配置されることが好ましい。このように配置されると、フィンピッチ規定部３４０が配置されて熱伝達率の低下する箇所が規則正しく配置され、不規則に配置される場合に比べて全体の熱伝達率の低下を抑制することができる。

（４－６）
上記実施形態の各フィン３０の各貫通部３１０は、対応する扁平管２０に沿って立ち上がっており且つ隣接するフィン３０と接している第１起立部３１６と、対応する扁平管２０に沿って立ち上がっており且つ隣接するフィン３０と接しない第２起立部３１７とを有する。貫通部３１０の第１起立部３１６が隣接するフィン３０に接触するので、扁平管２０への挿入時に座屈が生じるのを抑制することができる。また、第１起立部３１６は、フィンピッチの確保を補助することができる。

（４－７）
上記実施形態の各フィンの各貫通部３１０は、対応する扁平管２０に沿って立ち上がっており且つ隣接するフィン３０と接している第１起立部３１６を有する。フィンピッチを規定する別の部分が第１起立部３１６以外にある場合に、第１起立部３１６によって、扁平管２０の挿入の際の座屈およびフィンつぶれを抑制し、フィンピッチを規定する別の部分によるフィンピッチの確保を補助することができる。上記実施形態では、フィンピッチを規定する別の部分がフィンピッチ規定部３４０であるが、フィンピッチを規定する別の部分は、フィンピッチ規定部３４０には限られない。

（４－８）
上記実施形態の第１起立部３１６は、各フィン３０の長手方向における各扁平管２０の２つの側面２１１，２１２（図６参照）のうちの片側のみに対して設けられている。言い換えると、貫通部３１０の切り欠きの互いに対向する二辺３１８，３１９（図８参照）のうちの一辺のみに配置されている。第１起立部３１６が扁平管２０の２つの側面のうちの片側のみに対して設けられることから、両側に設ける場合に比べて、第１起立部３１６の高さを、扁平管２０の厚みに近い高さまで高くすることができる。

以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

１ 室内熱交換器 （熱交換器の例）
２０ 扁平管
３０ フィン
３１０ 貫通部
３１６ 第１起立部
３１７ 第２起立部
３２０ 連通部
３３０ 伝熱部
３４０ フィンピッチ規定部
３４１ 立上部

特開２０１２－１６３３１８号公報

Claims (8)

1. 複数のフィン（３０）と複数の扁平管（２０）とを備え、前記複数の扁平管と前記複数のフィンの間を第１方向に通過する空気の熱交換を行う熱交換器（１）であって、
   前記各フィンは、
   前記複数の扁平管が貫通している複数の貫通部（３１０）と、
   前記複数の扁平管を貫通させずに前記第１方向と交差する第２方向に延びる連通部（３２０）と、
   隣接するフィンに接してフィンピッチを規定する１つ以上のフィンピッチ規定部（３４０）と、
   を有し、
   前記フィンピッチ規定部は、前記各フィンにおいて、Ｎ本（Ｎは２以上の整数）の扁平管に対して１つ設けられ、
   前記各フィンの前記フィンピッチ規定部は、前記連通部以外の場所に位置する前記各フィンの伝熱部（３３０）を２方向以上に切り起こしてなる２以上の立上部（３４１）を含み、
   前記フィンピッチ規定部は、上側の扁平管側を向いている隙間を有する、熱交換器（１）。
2. 前記フィンピッチ規定部は、前記連通部以外の場所に位置する前記各フィンの前記伝熱部を３方向に切り起こしてなる３つの前記立上部を含む、
   請求項１に記載の熱交換器（１）。
3. 前記フィンピッチ規定部は、前記連通部以外の場所に位置する前記各フィンの前記伝熱部を４方向に切り起こしてなる４つの前記立上部を含む、
   請求項１に記載の熱交換器（１）。
4. 扁平管の数が４本以上であり、
   前記フィンピッチ規定部は、扁平管４本に対して１つ設けられている、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の熱交換器（１）。
5. 扁平管の数が６本以上であり、
   前記フィンピッチ規定部は、扁平管６本に対して１つ設けられている、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の熱交換器（１）。
6. 前記各フィンにおける前記フィンピッチ規定部の数が３つ以上であり、
   前記各フィンの３つ以上の前記フィンピッチ規定部は、互いに隣り合う前記フィンピッチ規定部の間の扁平管の数が同じになるように配置されている、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の熱交換器（１）。
7. 前記各フィンの前記各貫通部は、対応する扁平管に沿って立ち上がっており且つ隣接するフィンと接している第１起立部（３１６）と、前記対応する扁平管に沿って立ち上がっており且つ前記隣接するフィンと接しない第２起立部（３１７）とを有する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の熱交換器（１）。
8. 前記第１方向に通過する空気が、室内の空調を行う室内機の中で熱交換される室内空気である、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の熱交換器（１）。

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