JPWO2018185840A1 - 熱交換器及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

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Abstract

熱交換器は、第1フィンと、第2フィンと、第1フィンの上流側端部から第1規定間隔離れて第1フィンを貫通している第1伝熱管と、第2フィンの上流側端部から第2規定間隔離れて前記第2フィンを貫通している第2伝熱管と、を備え、第1伝熱管の下面が水平となるように第1伝熱管及び第2伝熱管を観察した際、第1伝熱管が第1フィンを貫通する方向と垂直な縦断面において、第1,2伝熱管の上面は第1,2フィンの上流側端部に向かって下方に傾斜し、第2伝熱管の上端は第1伝熱管の下面よりも上方に位置し、第2伝熱管の上面の延長線と第1伝熱管の下面の延長線との交点である交点Aが、第2伝熱管の上面の延長線と第2伝熱管の下面の延長線との交点である交点Bよりも第2伝熱管側に位置する。

Description

本発明は、排水性と伝熱性能の双方の向上を図った熱交換器、及び該熱交換器を備えた冷凍サイクル装置に関する。
従来、送風機から横方向に吹き出される空気の流れ方向に沿って、フィンアンドチューブ型の熱交換部を2つ以上並設した熱交換器が知られている。詳しくは、この熱交換器の各熱交換部は、上下方向に延びる複数のフィンと、複数の伝熱管とを備えている。複数のフィンは、所定の間隔を空けて、空気の流れ方向と略垂直な横方向に並設されている。複数の伝熱管は、所定の間隔を空けて上下方向に並設され、フィンの並設方向に沿って各フィンを貫通している。また、各伝熱管の端部は、これら伝熱管と共に冷媒流路を形成する分配管又はヘッダに接続されている。そして、熱交換器において、フィンの間を流動する空気と、伝熱管内を流動する冷媒との間で熱が交換される。
上述のように構成された熱交換器には、伝熱管として、扁平管を用いたものも提案されている。扁平管とは、冷媒の流通方向と垂直な断面において、横幅が縦幅よりも大きくなる例えば断面長円形状等の伝熱管である。扁平管を用いた熱交換器は、円管状の伝熱管を用いた熱交換器と比較して、管内の伝熱面積を大きく確保できることに加え、空気の通風抵抗を抑制することができる。このため、扁平管を用いた熱交換器は、円管状の伝熱管を用いた熱交換器と比較して、伝熱性能を向上することができる。一方で、扁平管を用いた熱交換器は、円管状の伝熱管を用いた熱交換器と比較して、蒸発器として用いたときの排水性が劣るという傾向がある。扁平管の上面に水滴が残留しやすいためである。
例えば、空気調和機及び冷凍機等の冷凍サイクル装置においては、低外気温時に室外機の熱交換器を蒸発器として用いた際、空気中の水分が露として熱交換器に付着し、該露が凍結して霜となる。このため、一般的に、このような冷凍サイクル装置は、着霜による通風抵抗の増加、伝熱性能の低下、及び熱交換器の損傷を防ぐこと等を目的として、熱交換器に付着した霜を溶かす除霜運転モードを備える。ここで、扁平管を用いた熱交換器は、上述のように水滴が残留しやすい。そして、水滴が残留した場合、この水滴が凍結して大きな霜に成長してしまう。このため、扁平管を用いた熱交換器は、除霜運転の時間を長くする必要があり、その結果、快適性の低下及び平均暖房能力の低下等を招くこととなる。
そこで、特許文献1には、送風機から横方向に吹き出される空気の流れ方向に沿って、断面長円形状の扁平管を用いたフィンアンドチューブ型の熱交換部を2つ並設した熱交換器において、扁平管の上面を傾斜させるように扁平管を配置したものが提案されている。
特開2007−183088号公報
特許文献1に開示された熱交換器は、扁平管の上面を傾斜させることにより、扁平管上面に滞留する結露水を、重力の作用によって排出し易くしている。このため、特許文献1に開示された熱交換器は、除霜運転の時間を低減できる効果がある。その反面、特許文献1に開示された熱交換器は、以下のように、扁平管の特徴である伝熱性能を十分に発揮できないという課題があった。
詳しくは、熱交換器内部に流入した空気は、扁平管の前縁に到達し、扁平管の上面側と下面側との二手に分かれる。空気の流れに対面する方向を向いている面では、管壁に沿った空気の流れが生じ、比較的高い風速を維持して熱交換器を通過する。一方、空気の流れに対面しない方向を向いている面では、管壁に沿う空気の流れが生じづらく、流れが淀んだ状態、すなわち死水域が発生する。そして、空気の流れ方向に特許文献1に開示された熱交換器を見た場合、空気の流れ方向の下流側に位置する熱交換部の扁平管は、上流側に位置する熱交換部の扁平管の死水域の後方に配置されている。このため、空気の流れ方向の下流側に位置する熱交換部の扁平管の表面近傍に十分な量の空気が流れなくなり、該位置における風速が低くなる。これにより、特許文献1に開示された熱交換器は、扁平管の特徴である伝熱性能を十分に発揮できないという課題が発生する。
当該課題を解決する1つの方法として、空気の流れ方向に熱交換器を見た際、空気の流れ方向の下流側の扁平管が上流側の扁平管の後方に位置しないように、下流側の扁平管の配置位置を変更することが考えられる。すなわち、空気の流れ方向に熱交換器を見た際、上流側の扁平管と重ならないように、下流側の扁平管を配置することが考えられる。しかしながら、このように熱交換器を構成すると、熱交換器の通風抵抗が増加してしまい、該通風抵抗によって伝熱性能が低下してしまう。
本発明は、排水性と伝熱性能の双方の向上できる熱交換器、及び該熱交換器を備えた冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
本発明に係る熱交換器は、横方向に第1端部及び第2端部を有する第1フィンと、横方向に第3端部及び第4端部を有し、前記第3端部が前記第2端部と対向して配置された第2フィンと、前記第1端部から第1規定間隔離れて前記第1フィンを貫通している第1伝熱管と、前記第3端部から第2規定間隔離れて前記第2フィンを貫通している第2伝熱管と、を備え、前記第1伝熱管は、平面状又は曲面状の第1上面と、平面状の第1下面とを有し、前記第2伝熱管は、平面状又は曲面状の第2上面と、平面状の第2下面とを有し、前記第1上面が平面状の場合には、該第1上面を第1面と定義し、前記第1上面が曲面状の場合には、該第1上面の接平面を第1面と定義し、前記第2上面が平面状の場合には、該第2上面を第2面と定義し、前記第2上面が曲面状の場合には、該第2上面の接平面を第2面と定義したとき、前記第1下面が水平となるように前記第1伝熱管及び前記第2伝熱管を観察した際、前記第1伝熱管が前記第1フィンを貫通する方向と垂直な縦断面において、前記第1面が、前記第1端部側に向かって下方に傾斜し、前記第2面が、前記第3端部側に向かって下方に傾斜し、前記第2伝熱管の上端は前記第1下面よりも上方に位置し、前記第2面又は該第2面の延長線と前記第1下面の延長線との交点である交点Aが、前記第2面又は該第2面の延長線と前記第2下面の延長線との交点である交点Bと一致している、あるいは、前記交点Bよりも前記第2伝熱管側に位置するものである。
また、本発明に係る冷凍サイクル装置は、本発明に係る熱交換器と、前記第1端部側から、前記第1下面に沿って前記熱交換器に空気を供給する送風機と、を備え、前記熱交換器は、前記第1面が前記第1端部側に向かって下方に傾斜し、前記第2面が前記第3端部側に向かって下方に傾斜するように設置されているものである。
本発明によれば、排水性と伝熱性能の双方の向上できる熱交換器、及び該熱交換器を備えた冷凍サイクル装置を得ることができる。
本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置を示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態1に係る熱交換器を示す正面図である。 本発明の実施の形態1に係る熱交換器のフィンを示す要部拡大図(正面図)である。 本発明の実施の形態1に係る熱交換器の伝熱管を示す断面図である。 図2の一部を拡大した要部拡大図である。 本発明の実施の形態2に係る熱交換器を示す正面図である。 本発明の実施の形態2に係る熱交換器のフィンを示す要部拡大図(正面図)である。 図6の一部を拡大した要部拡大図である。 本発明の実施の形態3に係る熱交換器を示す正面図である。 本発明の実施の形態3に係る熱交換器のフィンを示す要部拡大図(正面図)である。 図9の一部を拡大した要部拡大図である。 本発明の実施の形態4に係る熱交換器を示す正面図である。 本発明の実施の形態4に係る熱交換器のフィンを示す要部拡大図(正面図)である。 図12の一部を拡大した要部拡大図である。
以下、本発明に係る熱交換器及び冷凍サイクル装置の各実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置を示す冷媒回路図である。
冷凍サイクル装置100は、圧縮機200、凝縮器300、膨張機構400及び蒸発器500を有しており、これらが順次冷媒配管で接続されて構成されている。
圧縮機200は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温高圧のガス冷媒にするものである。凝縮器300は、内部を流れる冷媒と空気等の熱交換対象とを熱交換させるものであり、例えばフィンチューブ型熱交換器である。凝縮器300の近傍には、該凝縮器300に熱交換対象となる空気を供給する送風機301が設けられている。膨張機構400は、例えば膨張弁であり、冷媒を減圧して膨張させるものである。蒸発器500は、内部を流れる冷媒と空気等の熱交換対象とを熱交換させるものである。本実施の形態1に係る蒸発器500は、フィンチューブ型熱交換器となっている。また、蒸発器500の近傍には、該蒸発器500に熱交換対象となる空気を供給する送風機501が設けられている。送風機501は、例えばプロペラファンである。
本実施の形態1に係る冷凍サイクル装置100は、蒸発器500の排水性と伝熱性能の双方を向上させるため、蒸発器500として以下のような構成の熱交換器1を採用している。
図2は、本発明の実施の形態1に係る熱交換器を示す正面図である。図3は、この熱交換器のフィンを示す要部拡大図(正面図)である。図4は、この熱交換器の伝熱管を示す断面図である。また、図5は、図2の一部を拡大した要部拡大図である。
なお、図2では、伝熱管15,25を断面で示している。また、図2及び図5に示す白抜き矢印は、送風機501から熱交換器1へ供給される空気の流れ方向を示している。つまり、本実施の形態1では、送風機501は、略水平方向に熱交換器1へ空気を供給する。換言すると、プロペラファンである送風機501の回転軸は、略水平方向に配置されている。また、図2,3,5では、この空気の流れ方向を矢印Xでも示している。図2,3,5に示す矢印Zは、重力方向である。
熱交換器1は、空気の流れ方向に沿って、複数のフィンアンドチューブ型の熱交換部が並設されたものである。本実施の形態1では、空気の流れ方向の上流側に位置する第1熱交換部10と、下流側に位置する第2熱交換部20とを備えた熱交換器1を例に説明する。第1熱交換部10及び第2熱交換部20は、同様な構成となっている。
詳しくは、第1熱交換部10は、上下方向に延びた板状のフィン11を複数備えている。これらフィン11は、空気の流れ方向に対して垂直な横方向(図2の紙面直交方向)に、規定のフィンピッチ(間隔)を空けて並設されている。また、各フィン11の下流側端部11dには、上下方向に規定の段ピッチ(間隔)を空けて複数の切り欠き12が形成されている。これら切り欠き12は、伝熱管15が挿入されるものであり、伝熱管15の外形に対応した形状となっている。また、切り欠き12の上流側端部12aは、フィン11の上流側端部11cから規定間隔(第1規定間隔)離れた位置に配置されている。なお、各切り欠き12は、上流側端部12aから開口部12bにかけて、上縁部と下縁部との間の距離が徐々に大きくなる形状となっている。このため、切り欠き12への伝熱管15の挿入を容易に行うことができる。
ここで、フィン11が、本発明の第1フィンに相当する。上流側端部11cが、本発明の第1端部に相当する。また、下流側端部11dが、本発明の第2端部に相当する。
また、第1熱交換部10は、フィン11の切り欠き12に挿入された複数の伝熱管15を備えている。すなわち、各伝熱管15は、上下方向に規定の段ピッチを空けて並設されている。そして、各伝熱管15は、各フィン11をこれらフィン11の並設方向に貫通するように設けられている。フィン11と伝熱管15とは、ろう付けにより一体的に密着されている。これら伝熱管15は、冷媒の流通方向と垂直な断面において、横幅が縦幅よりも大きい形状となっている。各伝熱管15は、その内部が複数の隔壁によって区画され、複数の冷媒流路16が形成されている。
伝熱管15の形状をさらに詳細に説明すると、伝熱管15は、平面状の上面15a及び平面状の下面15cを有する。そして、上面15aと下面15cとの距離は、上流側端部15bから下流側端部15dに向かって徐々に広くなっている。換言すると、上面15aと下面15cとの距離は、フィン11の上流側端部11cから下流側端部11dに向かって徐々に広くなっている。このような伝熱管15は、例えばアルミニウム製又はアルミニウム合金製であり、例えば押出成形により形成される。このため、本実施の形態1では、上面15aと下面15cとが成す角度を等分する平面に対して略対称となるように、伝熱管15の内部を複数の冷媒流路16に区画する隔壁を形成している。これにより、伝熱管15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15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、プレス等の追加工により最終形状を形成してもよい。また、冷媒流路16の壁面、すなわち、伝熱管15の内壁面に溝が形成されてもよい。これにより、伝熱管15の内壁面と冷媒との接触面積が増える。従って、熱交換効率が向上する。
ここで、伝熱管15のいずれかが、第1伝熱管に相当する。また、第1伝熱管に相当する伝熱管15の上面15aが、本発明の第1面に相当する。
上述のように、伝熱管15が挿入されるフィン11の切り欠き12の上流側端部12aは、フィン11の上流側端部11cから規定間隔(第1規定間隔)離れた位置に配置されている。このため、伝熱管15がフィン11に取り付けられた状態においては、伝熱管15の上流側端部15bもまた、フィン11の上流側端部11cから規定間隔(第1規定間隔)離れた位置に配置される。このため、フィン11には、第1領域11aと、第2領域11bとが形成される。第1領域11aは、重力方向(矢印Z方向)となる長手方向に複数の切り欠き12が形成された領域であり、伝熱管15が設けられている領域である。第2領域11bは、長手方向(矢印Z方向)に伝熱管15が設けられていない領域であり、フィン11に付着した水が排出される排水領域である。第2領域11bは、熱交換流体である空気の流れ方向(矢印X方向)において、第1領域11aの上流側に配置される。第1領域11aと第2領域11bとの境界線は、上下方向に並設された切り欠き12の上流側端部12aを結ぶ仮想直線、換言すると、上下方向に並設された伝熱管15の上流側端部15bを結ぶ仮想直線となっている。
また、伝熱管15がフィン11に取り付けられた状態において、伝熱管15の上面15aは、フィン11の下流側端部11dから上流側端部11cに向かって、換言すると排水領域である第2領域11bに向かって下降している。つまり、伝熱管15の上面15aは、フィン11の上流側端部11c側に向かって下方に傾斜している。本実施の形態1では、伝熱管15の上面15aは、水平面に対して角度θだけ傾いている。一方、伝熱管15がフィン11に取り付けられた状態において、伝熱管15の下面15cは、略水平となっている。
第2熱交換部20は、上下方向に延びた板状のフィン21を複数備えている。これらフィン21は、空気の流れ方向に対して垂直な横方向(図2の紙面直交方向)に、規定のフィンピッチ(間隔)を空けて並設されている。また、各フィン21の下流側端部21dには、上下方向に規定の段ピッチ(間隔)を空けて複数の切り欠き22が形成されている。これら切り欠き22は、伝熱管25が挿入されるものであり、伝熱管25の外形に対応した形状となっている。また、切り欠き22の上流側端部22aは、フィン21の上流側端部21cから規定間隔(第2規定間隔)離れた位置に配置されている。なお、各切り欠き22は、上流側端部22aから開口部22bにかけて、上縁部と下縁部との間の距離が徐々に大きくなる形状となっている。このため、切り欠き22への伝熱管25の挿入を容易に行うことができる。
ここで、フィン21が、本発明の第2フィンに相当する。上流側端部21cが、本発明の第3端部に相当する。また、下流側端部21dが、本発明の第4端部に相当する。
また、第2熱交換部20は、フィン21の切り欠き22に挿入された複数の伝熱管25を備えている。すなわち、各伝熱管25は、上下方向に規定の段ピッチを空けて並設されている。そして、各伝熱管25は、各フィン21をこれらフィン21の並設方向に貫通するように設けられている。フィン21と伝熱管25とは、ろう付けにより一体的に密着されている。これら伝熱管25は、冷媒の流通方向と垂直な断面において、横幅が縦幅よりも大きい形状となっている。各伝熱管25は、その内部が複数の隔壁によって区画され、複数の冷媒流路26が形成されている。
伝熱管25の形状をさらに詳細に説明すると、伝熱管25は、平面状の上面25a及び平面状の下面25cを有する。そして、上面25aと下面25cとの距離は、上流側端部25bから下流側端部25dに向かって徐々に広くなっている。換言すると、上面25aと下面25cとの距離は、フィン21の上流側端部21cから下流側端部21dに向かって徐々に広くなっている。このような伝熱管25は、例えばアルミニウム製又はアルミニウム合金製であり、例えば押出成形により形成される。このため、本実施の形態1では、上面25aと下面25cとが成す角度を等分する平面に対して略対称となるように、伝熱管25の内部を複数の冷媒流路26に区画する隔壁を形成している。これにより、伝熱管25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25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、プレス等の追加工により最終形状を形成してもよい。また、冷媒流路26の壁面、すなわち、伝熱管25の内壁面に溝が形成されてもよい。これにより、伝熱管25の内壁面と冷媒との接触面積が増える。従って、熱交換効率が向上する。
ここで、第1伝熱管に相当する伝熱管15と横方向において隣り合う伝熱管25が、本発明の第2伝熱管に相当する。また、第2伝熱管に相当する伝熱管25の上面25aが、本発明の第2面に相当する。
上述のように、伝熱管25が挿入されるフィン21の切り欠き22の上流側端部22aは、フィン21の上流側端部21cから規定間隔(第2規定間隔)離れた位置に配置されている。このため、伝熱管25がフィン21に取り付けられた状態においては、伝熱管25の上流側端部25bもまた、フィン21の上流側端部21cから規定間隔(第2規定間隔)離れた位置に配置される。このため、フィン21には、第1領域21aと、第2領域21bとが形成される。第1領域21aは、重力方向(矢印Z方向)となる長手方向に複数の切り欠き22が形成された領域であり、伝熱管25が設けられている領域である。第2領域21bは、長手方向(矢印Z方向)に伝熱管25が設けられていない領域であり、フィン21に付着した水が排出される排水領域である。第2領域21bは、熱交換流体である空気の流れ方向(矢印X方向)において、第1領域21aの上流側に配置される。第1領域21aと第2領域21bとの境界線は、上下方向に並設された切り欠き22の上流側端部22aを結ぶ仮想直線、換言すると、上下方向に並設された伝熱管25の上流側端部25bを結ぶ仮想直線となっている。
また、伝熱管25がフィン21に取り付けられた状態において、伝熱管25の上面25aは、フィン21の下流側端部21dから上流側端部21cに向かって、換言すると排水領域である第2領域21bに向かって下降している。つまり、伝熱管25の上面25aは、フィン21の上流側端部21c側に向かって下方に傾斜している。本実施の形態1では、伝熱管25の上面25aは、水平面に対して角度θだけ傾いている。一方、伝熱管25がフィン21に取り付けられた状態において、伝熱管25の下面25cは、略水平となっている。
このように構成された第1熱交換部10及び第2熱交換部20は、第1熱交換部10のフィン11の下流側端部11dと第2熱交換部20のフィン21の上流側端部21cとが対向するように配置される。なお、図2の紙面直交方向に第1熱交換部10のフィン11と第2熱交換部20のフィン21とがずれている場合でも、本実施の形態1では、第1熱交換部10のフィン11の下流側端部11dと第2熱交換部20のフィン21の上流側端部21cとが対向すると表現する。
ここで、本実施の形態1に係る熱交換器1においては、第1熱交換部10の伝熱管15と、該伝熱管15と横方向で隣り合う第2熱交換部20の伝熱管25とは、伝熱管15がフィン11を貫通する方向と垂直な縦断面を示す図5のような、換言すると伝熱管25がフィン21を貫通する方向と垂直な縦断面を示す図5のような配置関係となっている。なお、この配置関係の詳細を説明するに当たり、交点A,Bを次のように定義する。本発明の第2面(本実施の形態1では伝熱管25の上面25a)又は第2面の延長線と、伝熱管15の下面15cの延長線との交点を、交点Aとする。本発明の第2面(本実施の形態1では伝熱管25の上面25a)又は第2面の延長線と、伝熱管25の下面25cの延長線との交点を、交点Bとする。
詳しくは、伝熱管25の上端部(図5のC点)は、該伝熱管25と横方向で隣り合う伝熱管15の下面15cよりも上方に位置している。また、伝熱管25の上面25aと伝熱管15の下面15cの延長線との交点Aは、伝熱管25の上面25aの延長線と下面25cの延長線との交点Bよりも伝熱管25側に位置している。すなわち、空気の流れ方向において、交点Aは、交点Bよりも下流側に位置している。このような配置関係になっている場合、第1熱交換部10の伝熱管15と、該伝熱管15と横方向で隣り合う第2熱交換部20の伝熱管25とは、空気の流れ方向に熱交換器1を見た際に重なりあっている。また、空気の流れ方向に熱交換器1を見た際に重なり合っている伝熱管15及び伝熱管25は、伝熱管25が伝熱管15よりも若干下方に位置することとなる。
続いて、本実施の形態1に係る熱交換器1の作用について説明する。
まず、送風機501から供給された空気と、伝熱管15,25の内部を流れる冷媒との間で熱交換を行うときの熱交換作用について説明する。
上述のように、送風機501は例えばプロペラファンであり、送風機501の回転軸は略水平方向に配置されている。このため、図2及び図5に白抜き矢印で示すように、送風機501から熱交換器1へは、第1熱交換部10のフィン11の上流側端部11c側から、略水平に空気が供給される。この空気は、第1熱交換部10に流入し、第2熱交換部20から流出する。
詳しくは、送風機501から供給された空気は、フィン11の上流側端部11c側から、第1熱交換部10のフィン11間に流入する。そして、この空気は、伝熱管15の上流側端部15bに到達すると、上面15a側と下面15c側の二手に分かれる。
上述のように、伝熱管15の上面15aは、フィン11の上流側端部11c側に向かって下方に傾斜している。つまり、伝熱管15の上面15aは、空気の流れに対面する方向を向いている。このため、伝熱管15の横幅方向の大半において、空気は上面15aに沿って流れことができる。したがって、大きな剥離を発生させることなく空気と伝熱管15との間の熱交換を促進することができ、通風抵抗を軽減することができる。
また、上述のように、伝熱管15の下面15cは、略水平となっている。つまり、伝熱管15の下面15cは、空気流れ方向と略一致している。このため、伝熱管15の横幅方向のほぼ全域において、空気は下面15cに沿って流れことができる。したがって、大きな剥離を発生させることなく空気と伝熱管15表面との間の熱交換を促進することができ、通風抵抗を軽減することができる。
また、上下方向に隣接する伝熱管15に着目すると、上方に位置する伝熱管15の下面15cと下方に位置する伝熱管15の上面15aとの間の隙間は、空気の流れ方向に対して、下流側に向かうにしたがって狭くなる。このため、風路拡大による上下面での低風速領域(死水域)の生成が抑制でき、空気と第1熱交換部10の表面との間の熱交換を促進することができる。
伝熱管15の周囲を流れた空気は、フィン11の下流側端部11d側から第1熱交換部10を流出する。ここで、第1熱交換部10の伝熱管15は、上面15aが上流側端部11c側に向かって下方に傾斜しており、下面15cが略水平となっている。このため、上下方向に隣接する伝熱管15間を流れる空気の流れは、水平方向よりも上方向を向いた流れとなる。
第1熱交換部10を流出した空気は、フィン21の上流側端部21c側から第2熱交換部20のフィン21間に流入する。そして、この空気は、伝熱管25の上流側端部25bに到達すると、上面25a側と下面25c側の二手に分かれる。
伝熱管25の上面25aは、空気の流れ方向において、上流側に位置する伝熱管15の下流側端部15dの後方に位置する。すなわち、伝熱管25の上面25aは、従来であれば、死水域の後方となって十分な量の空気が流れずに風速が低下し、熱交換効率が低下する位置にある。しかしながら、本実施の形態1においては、フィン21間を流れる空気は、水平方向よりも上方向を向いた流れとなって、伝熱管25の上流側端部25bに到達する。このため、図5に示す矢印Wのように、伝熱管25の上流側端部25bに到達した空気の一部は、上面25aに沿って流れることができ、空気と上面25aとの間の熱交換を促進することができる。また、本実施の形態1では、伝熱管25の上流側端部25bが伝熱管15よりも若干下方に位置することとなる。このため、伝熱管25の上面25aに沿って流れる空気の量をより増大でき、空気と上面25aとの間の熱交換を促進することができる。
一方、伝熱管25の上流側端部25bに到達する空気は水平方向よりも上方向を向いた流れとなっているため、伝熱管25の下面25cは、空気の流れに対面する方向を向いている。このため、伝熱管25の下面25cに沿って空気が流れることができ、空気と下面25cとの間の熱交換も促進することができる。
次に、熱交換器1に付着した水滴を排出するときの排水作用について説明する。
第1熱交換部10の排水作用は、以下のようになる。
第1熱交換部10のフィン11の第1領域11aに付着した水滴は、第1領域11aとなるフィン11の表面を伝って落下する。この水滴は、伝熱管15の上面15aに到達する。伝熱管15の上面15aに到達した水滴は、重力の影響により、上面15aを伝って上流側端部15bの方へ流れる。上流側端部15bに到達した水滴は、流れてきた勢いを利用して、その大部分が第2領域11bに伝っていき、第1熱交換部10の下方に流れていく。この第2領域11bには伝熱管15が存在しないため、水滴は、フィン11の表面を伝って一気に第1熱交換部10の下部に到達し、排出される。すなわち、第1熱交換部10は、横幅が縦幅よりも大きい断面形状の伝熱管15を用いていながらも、排水性を向上することができる。
なお、第1領域11aから第2領域11bに伝っていかなかった一部の水滴は、伝熱管15の上流側端部15bを伝って下面15cに回り込む。回り込んだ水滴は、表面張力、重力及び静止摩擦力等が釣り合った状態で、伝熱管15の下面15cに滞留して成長する。水滴は、成長に伴って下方に膨らんでいき、重力の影響が大きくなる。そして、水滴にかかる重力が表面張力等の上方向の力に勝ると、水滴は、表面張力の影響を受けなくなり、伝熱管15の下面15cから離脱する。離脱した水滴は、再び第1領域11a上を落下し、下方の伝熱管15の上面15aに到達する。その後は、上述したとおりの動作を繰り返し、最終的には第1熱交換部10の下方に排出される。
第2熱交換部20の排水作用も、第1熱交換部10と同様となる。
すなわち、第2熱交換部20のフィン21の第1領域21aに付着した水滴は、第1領域21aとなるフィン21の表面を伝って落下する。この水滴は、伝熱管25の上面25aに到達する。伝熱管25の上面25aに到達した水滴は、重力の影響により、上面25aを伝って上流側端部25bの方へ流れる。上流側端部25bに到達した水滴は、流れてきた勢いを利用して、その大部分が第2領域21bに伝っていき、第2熱交換部20の下方に流れていく。この第2領域21bには伝熱管25が存在しないため、水滴は、フィン21の表面を伝って一気に第2熱交換部20の下部に到達し、排出される。すなわち、第2熱交換部20は、横幅が縦幅よりも大きい断面形状の伝熱管25を用いていながらも、排水性を向上することができる。
なお、第1領域21aから第2領域21bに伝っていかなかった一部の水滴は、伝熱管25の上流側端部25bを伝って下面25cに回り込む。回り込んだ水滴は、表面張力、重力及び静止摩擦力等が釣り合った状態で、伝熱管25の下面25cに滞留して成長する。水滴は、成長に伴って下方に膨らんでいき、重力の影響が大きくなる。そして、水滴にかかる重力が表面張力等の上方向の力に勝ると、水滴は、表面張力の影響を受けなくなり、伝熱管25の下面25cから離脱する。離脱した水滴は、再び第1領域21a上を落下し、下方の伝熱管25の上面25aに到達する。その後は、上述したとおりの動作を繰り返し、最終的には第2熱交換部20の下方に排出される。
以上のように、本実施の形態1に係る熱交換器1は、横方向に上流側端部11c及び下流側端部11dを有するフィン11と、横方向に上流側端部21c及び下流側端部21dを有し、上流側端部21cが下流側端部11dと対向して配置されたフィン21と、上流側端部11cから第1規定間隔離れてフィン11を貫通している伝熱管15と、上流側端部21cから第2規定間隔離れてフィン21を貫通している伝熱管25と、を備え、伝熱管15は、平面状の上面15aと、平面状の下面15cとを有し、伝熱管25は、平面状の上面25aと、平面状の下面25cとを有し、上面15aを第1面と定義し、上面25aを第2面と定義したとき、下面15cが水平となるように伝熱管15及び伝熱管25を観察した際、伝熱管15がフィン11を貫通する方向と垂直な縦断面において、前記第1面が上流側端部11c側に向かって下方に傾斜し、前記第2面が上流側端部21c側に向かって下方に傾斜し、伝熱管25の上端は下面15cよりも上方に位置し、前記第2面と下面15cの延長線との交点である交点Aが、前記第2面の延長線と下面25cの延長線との交点である交点Bよりも伝熱管25側に位置する。
このため、本実施の形態1に係る熱交換器1は、横幅が縦幅よりも大きい断面形状の伝熱管15,25を用いていながらも、排水性を向上することができる。また、本実施の形態1に係る熱交換器1は、空気の流れ方向に熱交換器1を見た際に空気流れの上流側に位置する伝熱管15と下流側に位置する伝熱管25とが重なりあっている配置において、上述のように伝熱管25の熱交換を促進することもできる。したがって、本実施の形態1に係る熱交換器1は、排水性と伝熱性能の双方を向上することができる。
なお、本実施の形態1では、伝熱管15,25の下面15c,25cを水平に配置した。これに限らず、伝熱管15,25の下面15c,25cを水平面に対して傾けて配置してもよい。伝熱管15,25の上面15a,25aが排水領域である第2領域11b,21bに向かって下降していれば、上述の排水性の向上効果を得ることができる。また、伝熱管15の下面15cに沿って空気が流れるように、送風機501から熱交換器1に空気を供給すれば、上述の伝熱性能の向上効果を得ることができる。ただし、伝熱管15,25の下面15c,25cが上流側端部15b,25bから下流側端部15d,25dに向かって下降するように構成した場合、伝熱管15,25の上面15a,25aから上流側端部15b,25bに到達した水滴が、下面15c,25cに回り込みやすくなる。このため、上述の排水性の向上効果が若干低下する。したがって、伝熱管15,25の下面15c,25cは、水平に、あるいは、下流側端部15d,25dから上流側端部15b,25bに向かって下降するように配置されることが好ましい。換言すると、伝熱管15,25の下面15c,25cは、水平に、あるいは、フィン11,21の下流側端部11d,21dから上流側端部11c,21cに向かって下降するように配置されることが好ましい。
また、本実施の形態1では、伝熱管15,25をフィン11,21の切り欠き12,22に取り付けたが、フィン11,21に貫通孔を形成し、該貫通孔に伝熱管15,25を挿入して取り付けてもよい。このように熱交換器1を構成しても、排水性と伝熱性能の双方を向上することができる。
また、本実施の形態1では、フィン11とフィン21とを別体で形成したが、フィン11とフィン21とを一体として一枚のフィンで形成してもよい。この場合、伝熱管25の上流側端部25bから規定間隔(第2規定間隔)離れた位置において上下方向に延びた仮想直線をフィン11の下流側端部11d及びフィン21の上流側端部21cとみなして、熱交換器1を製造すればよい。このように熱交換器1を構成しても、排水性と伝熱性能の双方を向上することができる。
実施の形態2.
実施の形態1では、伝熱管15の下面15cの傾きと、伝熱管25の下面25cの傾きとを同じにした。これに限らず、伝熱管15の下面15cの傾きと、伝熱管25の下面25cの傾きとを異ならせ、以下のように熱交換器1を構成してもよい。なお、本実施の形態2において、特に記述しない項目については実施の形態1と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
図6は、本発明の実施の形態2に係る熱交換器を示す正面図である。図7は、この熱交換器のフィンを示す要部拡大図(正面図)である。また、図8は、図6の一部を拡大した要部拡大図である。
なお、図6では、伝熱管15,25を断面で示している。また、図6及び図8に示す白抜き矢印は、送風機501から熱交換器1へ供給される空気の流れ方向を示している。つまり、本実施の形態2では、送風機501は、略水平方向に熱交換器1へ空気を供給する。換言すると、プロペラファンである送風機501の回転軸は、略水平方向に配置されている。また、図6〜図8では、この空気の流れ方向を矢印Xでも示している。図6〜図8に示す矢印Zは、重力方向である。
本実施の形態2に係る熱交換器1においても、第1熱交換部10の伝熱管15と、該伝熱管15と横方向で隣り合う第2熱交換部20の伝熱管25とは、伝熱管15がフィン11を貫通する方向と垂直な縦断面において、換言すると伝熱管25がフィン21を貫通する方向と垂直な縦断面において、伝熱管25の上端部の位置及び交点A,Bの位置が実施の形態1と同様になっている。
詳しくは、伝熱管25の上端部(図8のC点)は、該伝熱管25と横方向で隣り合う伝熱管15の下面15cよりも上方に位置している。また、伝熱管25の上面25aと伝熱管15の下面15cの延長線との交点Aは、伝熱管25の上面25aの延長線と下面25cの延長線との交点Bよりも伝熱管25側に位置している。すなわち、空気の流れ方向において、交点Aは、交点Bよりも下流側に位置している。したがって、本実施の形態2に係る熱交換器1においても、実施の形態1と同様に、第1熱交換部10の伝熱管15と、該伝熱管15と横方向で隣り合う第2熱交換部20の伝熱管25とは、空気の流れ方向に熱交換器1を見た際に重なりあっている。また、空気の流れ方向に熱交換器1を見た際に重なり合っている伝熱管15及び伝熱管25は、伝熱管25の上流側端部25bが伝熱管15の下面15cよりも若干下方に位置することとなる。
本実施の形態2に係る熱交換器1が実施の形態1と異なる点は、伝熱管25の下面25cが、フィン21の下流側端部21dから上流側端部21cに向かって、換言すると排水領域である第2領域21bに向かって下降している点である。つまり、伝熱管25の下面25cは、フィン21の上流側端部21c側に向かって下方に傾斜している。
このように構成された本実施の形態2に係る熱交換器1においても、実施の形態1と同様に、伝熱管15,25の上面15a,25aに到達した水滴を、重力によって伝熱管15,25が存在しない第2領域11b,21bに排出することができる。さらに、本実施の形態2に係る熱交換器1においては、伝熱管25の下面25cも、第2領域21bに向かって下降している。このため、伝熱管25の下面25cに付着した水滴は、重力の影響により、下面25cを伝って上流側端部25bの方へ流れる。そして、上流側端部25bに到達した水滴は、流れてきた勢いを利用して、その大部分が第2領域21bに排出される。したがって、本実施の形態2に係る熱交換器1は、実施の形態1に比べ、排水性をさらに向上させることができる。
また、本実施の形態2に係る熱交換器1は、実施の形態1に比べ、伝熱性能をさらに向上させることができるという効果も得られる。詳しくは、本実施の形態2に係る伝熱管25においては、上面25a及び下面25cの双方が、空気流れの上流側に向かって下降するように配置されている。このため、上面25aと下面25cとが成す角度を等分する平面が、空気流れの上流側に向かって下降することとなる。換言すると、伝熱管25がフィン21を貫通する方向と垂直な断面において、伝熱管25の断面の中心線は、空気流れの上流側に向かって下降することとなる。ここで、実施の形態1で述べたように、第2熱交換部20のフィン21間を流れる空気は、水平方向よりも上方向を向いた流れとなって、伝熱管25の上流側端部25bに到達する。すなわち、本実施の形態2に係る熱交換器1は、実施の形態1と比べ、伝熱管25の断面の中心線が空気流れに沿った構成となる。このため、本実施の形態2に係る熱交換器1は、実施の形態1と比べ、伝熱管25の周囲を空気が流れる際の通風抵抗を低減することができる。したがって、本実施の形態2に係る熱交換器1は、実施の形態1と比べ、伝熱管25の熱交換をさらに促進させることができ、伝熱性能をさらに向上させることができる。
実施の形態3.
実施の形態1及び実施の形態2では、交点Aが交点Bよりも伝熱管25側に位置していた。これに限らず、実施の形態1及び実施の形態2で示した熱交換器1において伝熱管25の配置位置を上方にずらし、交点Aと交点Bの位置が一致するようにしても、本発明を実施することができる。本実施の形態3では、実施の形態1で示した熱交換器1において伝熱管25の配置位置を上方にずらし、交点Aと交点Bの位置を一致させた例を図示して説明する。なお、本実施の形態3において、特に記述しない項目については実施の形態1又は実施の形態2と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
図9は、本発明の実施の形態3に係る熱交換器を示す正面図である。図10は、この熱交換器のフィンを示す要部拡大図(正面図)である。また、図11は、図9の一部を拡大した要部拡大図である。
なお、図9では、伝熱管15,25を断面で示している。また、図9及び図11に示す白抜き矢印は、送風機501から熱交換器1へ供給される空気の流れ方向を示している。つまり、本実施の形態3では、送風機501は、略水平方向に熱交換器1へ空気を供給する。換言すると、プロペラファンである送風機501の回転軸は、略水平方向に配置されている。また、図9〜図11では、この空気の流れ方向を矢印Xでも示している。図9〜図11に示す矢印Zは、重力方向である。
本実施の形態3に係る熱交換器1においては、伝熱管25の上面25aの延長線と伝熱管15の下面15cの延長線との交点Aと、伝熱管25の上面25aの延長線と下面25cの延長線との交点Bとの位置が一致している。なお、本実施の形態3においても、実施の形態1及び実施の形態2と同様に、伝熱管25の上端部(図11のC点)は、該伝熱管25と横方向で隣り合う伝熱管15の下面15cよりも上方に位置している。本実施の形態3に係る熱交換器1のその他の構成は、実施の形態1と同様である。
本実施の形態3に係る熱交換器1のように、実施の形態1で示した熱交換器1において伝熱管25の配置位置を上方にずらし、交点Aと交点Bの位置を一致させた場合、実施の形態1と同様に、空気の流れ方向に熱交換器1を見た際、横方向に隣り合う伝熱管15及び25が重なりあう。また、空気の流れ方向に熱交換器1を見た際に重なり合っている伝熱管15及び伝熱管25においては、伝熱管25の下面25cの上下方向位置と伝熱管15の下面15cの上下方向位置とが、一致する。
なお、実施の形態2で示した熱交換器1において伝熱管25の配置位置を上方にずらし、交点Aと交点Bの位置を一致させた場合、実施の形態2と同様に、空気の流れ方向に熱交換器1を見た際、横方向に隣り合う伝熱管15及び25が重なりあう。また、空気の流れ方向に熱交換器1を見た際に重なり合っている伝熱管15及び伝熱管25においては、伝熱管25の上流側端部25bが伝熱管15の下面15cよりも若干上方に位置することとなる。
本実施の形態3のように構成された熱交換器1においても、実施の形態1及び実施の形態2と同様に、伝熱管15,25の上面15a,25aに到達した水滴を、重力によって伝熱管15,25が存在しない第2領域11b,21bに排出することができる。したがって、本実施の形態3に係る熱交換器1においても、実施の形態1及び実施の形態2と同様に、排水性を向上させることができる。
また、本実施の形態3に係る熱交換器1においては、第1熱交換部10において上下方向に隣接している伝熱管15同士の配置姿勢は、実施の形態1及び実施の形態2と同じになっている。このため、第2熱交換部20のフィン21間を流れる空気は、水平方向よりも上方向を向いた流れとなって、伝熱管25の上流側端部25bに到達する。したがって、本実施の形態3のように熱交換器1を構成しても、第2熱交換部20の伝熱管25の上面25aに沿って、十分な量の空気が流れることができる。このため、本実施の形態3のように構成された熱交換器1においても、伝熱性能を向上させることができる。
すなわち、本実施の形態3に係る熱交換器1においても、実施の形態1及び実施の形態2と同様に、排水性と伝熱性能の双方を向上することができる。
さらに、実施の形態1で示した熱交換器1において伝熱管25の配置位置を上方にずらし、交点Aと交点Bの位置を一致させた場合、図11等に示すように、空気の流れ方向に熱交換器1を見た際の、横方向に隣り合う伝熱管15及び伝熱管25の重なり度合いが最も大きくなる。例えば、伝熱管15及び伝熱管25として同形状の伝熱管を用いた場合、図11等に示すように、空気の流れ方向に熱交換器1を見た際、伝熱管25は、伝熱管15の後方に完全に隠れる。このため、実施の形態1で示した熱交換器1において伝熱管25の配置位置を上方にずらし、交点Aと交点Bの位置を一致させた場合、伝熱管15及び伝熱管25の重なり度合いが増大した分だけ通風抵抗が低減し、該通風抵抗の低減分だけ伝熱性能を向上させることができる。
実施の形態4.
実施の形態1〜実施の形態3では、上面15a,25aが平面状の伝熱管15,25を用いた。これに限らず、上面15a,25aが曲面状の伝熱管15,25を用いても、本発明を実施することができる。なお、本実施の形態4において、特に記述しない項目については実施の形態1〜実施の形態3のいずれかと同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
図12は、本発明の実施の形態4に係る熱交換器を示す正面図である。図13は、この熱交換器のフィンを示す要部拡大図(正面図)である。また、図14は、図12の一部を拡大した要部拡大図である。
なお、図12では、伝熱管15,25を断面で示している。また、図12及び図14に示す白抜き矢印は、送風機501から熱交換器1へ供給される空気の流れ方向を示している。つまり、本実施の形態4では、送風機501は、略水平方向に熱交換器1へ空気を供給する。換言すると、プロペラファンである送風機501の回転軸は、略水平方向に配置されている。また、図12〜図14では、この空気の流れ方向を矢印Xでも示している。図12〜図14に示す矢印Zは、重力方向である。
実施の形態1〜実施の形態3では、第1熱交換部10のフィン11に、伝熱管15が挿入される複数の切り欠き12が、上下方向に規定の段ピッチ(間隔)を空けて形成されていた。これに対して、本実施の形態4では、第1熱交換部10のフィン11に、伝熱管15が挿入される複数の貫通孔13が、上下方向に規定の段ピッチ(間隔)を空けて形成されている。各貫通孔13は、伝熱管15の外形に対応した形状となっている。また、貫通孔13の上流側端部13aは、フィン11の上流側端部11cから規定間隔(第1規定間隔)離れた位置に配置されている。貫通孔13の下流側端部13bも、フィン11の下流側端部11dから規定間隔離れた位置に配置されている。
本実施の形態4に係る各伝熱管15は、各フィン11の貫通孔13に挿入されることにより、各フィン11をこれらフィン11の並設方向に貫通するように設けられている。フィン11と伝熱管15とは、ろう付けにより一体的に密着されている。これら伝熱管15は、冷媒の流通方向と垂直な断面において、横幅が縦幅よりも大きい形状となっている。
伝熱管15の形状をさらに詳細に説明すると、伝熱管15は、上側に凸となった曲面状の上面15aと、平面状の下面15cと有する。そして、冷媒の流通方向と垂直な断面で伝熱管15を見た際、横方向の中央位置よりも空気流れの上流側(フィン11の上流側端部11c側)においては、上面15aと下面15cとの距離は、フィン11の上流側端部11cから下流側端部11dに向かって徐々に広くなっている。換言すると、上面15aの接平面を接平面17と定義した場合、接平面17と下面15cとの距離は、フィン11の上流側端部11cから下流側端部11dに向かって徐々に広くなっている。なお、伝熱管15の下面15cは、略水平となっている。つまり、接平面17は、フィン11の上流側端部11c側に向かって下方に傾斜している。
ここで、接平面17が本発明の第1面に相当する。
上述のように、伝熱管15が挿入されるフィン11の貫通孔13の上流側端部13aは、フィン11の上流側端部11cから規定間隔(第1規定間隔)離れた位置に配置されている。また、伝熱管15が挿入されるフィン11の貫通孔13の下流側端部13bは、フィン11の下流側端部11dから規定間隔離れた位置に配置されている。このため、伝熱管15がフィン11に取り付けられた状態においては、伝熱管15の上流側端部15bも、フィン11の上流側端部11cから規定間隔(第1規定間隔)離れた位置に配置される。また、伝熱管15がフィン11に取り付けられた状態においては、伝熱管15の下流側端部15dも、フィン11の下流側端部11dから規定間隔離れた位置に配置される。
したがって、本実施の形態4においては、フィン11には、上流側端部11c側と下流側端部11d側の両方に、伝熱管15が設けられていない領域である第2領域11bが形成される。なお、第1領域11aと上流側端部11c側の第2領域11bとの境界線は、上下方向に並設された貫通孔13の上流側端部13aを結ぶ仮想直線、換言すると、上下方向に並設された伝熱管15の上流側端部15bを結ぶ仮想直線となる。また、第1領域11aと下流側端部11d側の第2領域11bとの境界線は、上下方向に並設された貫通孔13の下流側端部13bを結ぶ仮想直線、換言すると、上下方向に並設された伝熱管15の下流側端部15dを結ぶ仮想直線となる。
本実施の形態4に係る第2熱交換部20は、本実施の形態4に係る第1熱交換部10と同様の構成になっている。詳しくは、第2熱交換部20のフィン21には、伝熱管25が挿入される複数の貫通孔23が、上下方向に規定の段ピッチ(間隔)を空けて形成されている。各貫通孔23は、伝熱管25の外形に対応した形状となっている。また、貫通孔23の上流側端部23aは、フィン21の上流側端部21cから規定間隔(第2規定間隔)離れた位置に配置されている。貫通孔23の下流側端部23bも、フィン21の下流側端部21dから規定間隔離れた位置に配置されている。
本実施の形態4に係る各伝熱管25は、各フィン21の貫通孔23に挿入されることにより、各フィン21をこれらフィン21の並設方向に貫通するように設けられている。フィン21と伝熱管25とは、ろう付けにより一体的に密着されている。これら伝熱管25は、冷媒の流通方向と垂直な断面において、横幅が縦幅よりも大きい形状となっている。
伝熱管25の形状をさらに詳細に説明すると、伝熱管25は、上側に凸となった曲面状の上面25aと、平面状の下面25cと有する。そして、冷媒の流通方向と垂直な断面で伝熱管25を見た際、横方向の中央位置よりも空気流れの上流側(フィン21の上流側端部21c側)においては、上面25aと下面25cとの距離は、フィン21の上流側端部21cから下流側端部21dに向かって徐々に広くなっている。換言すると、横方向の中央位置よりも空気流れの上流側(フィン21の上流側端部21c側)となる上面25a部分の接平面を接平面27と定義した場合、接平面27と下面25cとの距離は、フィン21の上流側端部21cから下流側端部21dに向かって徐々に広くなっている。なお、伝熱管25の下面25cは、略水平となっている。つまり、接平面27は、フィン21の上流側端部21c側に向かって下方に傾斜している。
ここで、接平面27が本発明の第2面に相当する。
上述のように、伝熱管25が挿入されるフィン21の貫通孔23の上流側端部23aは、フィン21の上流側端部21cから規定間隔(第2規定間隔)離れた位置に配置されている。また、伝熱管25が挿入されるフィン21の貫通孔23の下流側端部23bは、フィン21の下流側端部21dから規定間隔離れた位置に配置されている。このため、伝熱管25がフィン21に取り付けられた状態においては、伝熱管25の上流側端部25bも、フィン21の上流側端部21cから規定間隔(第2規定間隔)離れた位置に配置される。また、伝熱管25がフィン21に取り付けられた状態においては、伝熱管25の下流側端部25dも、フィン21の下流側端部21dから規定間隔離れた位置に配置される。
したがって、本実施の形態4においては、フィン21には、上流側端部21c側と下流側端部21d側の両方に、伝熱管25が設けられていない領域である第2領域21bが形成される。なお、第1領域21aと上流側端部21c側の第2領域21bとの境界線は、上下方向に並設された貫通孔23の上流側端部23aを結ぶ仮想直線、換言すると、上下方向に並設された伝熱管25の上流側端部25bを結ぶ仮想直線となる。また、第1領域21aと下流側端部21d側の第2領域21bとの境界線は、上下方向に並設された貫通孔23の下流側端部23bを結ぶ仮想直線、換言すると、上下方向に並設された伝熱管25の下流側端部25dを結ぶ仮想直線となる。
このように熱交換器1を構成した場合、実施の形態1〜実施の形態3と同様に、伝熱管15,25の上面15a,25aに到達した水滴を、重力によって伝熱管15,25が存在しない第2領域11b,21bに排出することができる。したがって、本実施の形態4に係る熱交換器1においても、実施の形態1〜実施の形態3と同様に、排水性を向上させることができる。
また、第1熱交換部10の伝熱管15の上記接平面17を実施の形態1〜実施の形態3の上面15aと同姿勢となるように配置し、第2熱交換部20の伝熱管25の上記接平面27を実施の形態1〜実施の形態3の上面25aと同姿勢となるように配置することにより、実施の形態1〜実施の形態3と同様に、伝熱性能を向上させることもできる。
すなわち、伝熱管15,25の接平面17,27を、フィン11,21の下流側端部11d,21dから上流側端部11c,21cに向かって下降するように配置すればよい。また、伝熱管25の上端部(図14のC点)を、該伝熱管25と横方向で隣り合う伝熱管15の下面15cよりも上方に配置すればよい。また、伝熱管25の接平面27と伝熱管15の下面15cの延長線との交点Aを、伝熱管25の接平面27と下面25cの延長線との交点Bと一致する位置、あるいは交点Bよりも伝熱管25側に位置させればよい。
このような構成にすることで、伝熱管15,25の配置位置を、実施の形態1〜実施の形態3と同様にすることができる。そして、第1熱交換部10及び第2熱交換部20内の空気の流れも、実施の形態1〜実施の形態3と同様にすることができる。詳しくは、送風機501から略水平に第1熱交換部10に供給された空気は、略水平に配置された伝熱管15の下面15c近傍では、該下面15cに沿って略水平に流れる。また、横方向の中央位置よりも空気流れの上流側となる上面15a部分近傍では、水平方向よりも上方向を向いた流れとなる。このため、上下方向に隣接する伝熱管15間を流れる空気の流れは、実施の形態1〜実施の形態3と同様に、水平方向よりも上方向を向いた流れとなる。したがって、第2熱交換部20のフィン21間を流れる空気は、水平方向よりも上方向を向いた流れとなって、伝熱管25の上流側端部25bに到達する。そして、実施の形態1〜実施の形態3と同様に、従来であれば死水域の後方となって風速が低下する位置の伝熱管25の上面25a近傍に十分な量の空気を流すことができ、空気と上面25aとの間の熱交換を促進することができる。
1 熱交換器、10 第1熱交換部、11 フィン、11a 第1領域、11b 第2領域、11c 上流側端部、11d 下流側端部、12 切り欠き、12a 上流側端部、12b 開口部、13 貫通孔、13a 上流側端部、13b 下流側端部、15 伝熱管、15a 上面、15b 上流側端部、15c 下面、15d 下流側端部、16 冷媒流路、17 接平面、20 第2熱交換部、21 フィン、21a 第1領域、21b 第2領域、21c 上流側端部、21d 下流側端部、22 切り欠き、22a 上流側端部、22b 開口部、23 貫通孔、23a 上流側端部、23b 下流側端部、25 伝熱管、25a 上面、25b 上流側端部、25c 下面、25d 下流側端部、26 冷媒流路、27 接平面、100 冷凍サイクル装置、200 圧縮機、300 凝縮器、301 送風機、400 膨張機構、500 蒸発器、501 送風機。

Claims (5)

  1. 横方向に第1端部及び第2端部を有する第1フィンと、
    横方向に第3端部及び第4端部を有し、前記第3端部が前記第2端部と対向して配置された第2フィンと、
    前記第1端部から第1規定間隔離れて前記第1フィンを貫通している第1伝熱管と、
    前記第3端部から第2規定間隔離れて前記第2フィンを貫通している第2伝熱管と、
    を備え、
    前記第1伝熱管は、平面状又は曲面状の第1上面と、平面状の第1下面とを有し、
    前記第2伝熱管は、平面状又は曲面状の第2上面と、平面状の第2下面とを有し、
    前記第1上面が平面状の場合には、該第1上面を第1面と定義し、前記第1上面が曲面状の場合には、該第1上面の接平面を第1面と定義し、前記第2上面が平面状の場合には、該第2上面を第2面と定義し、前記第2上面が曲面状の場合には、該第2上面の接平面を第2面と定義したとき、
    前記第1下面が水平となるように前記第1伝熱管及び前記第2伝熱管を観察した際、
    前記第1伝熱管が前記第1フィンを貫通する方向と垂直な縦断面において、
    前記第1面が、前記第1端部側に向かって下方に傾斜し、
    前記第2面が、前記第3端部側に向かって下方に傾斜し、
    前記第2伝熱管の上端は前記第1下面よりも上方に位置し、
    前記第2面又は該第2面の延長線と前記第1下面の延長線との交点である交点Aが、前記第2面又は該第2面の延長線と前記第2下面の延長線との交点である交点Bと一致している、あるいは、前記交点Bよりも前記第2伝熱管側に位置する熱交換器。
  2. 前記第1下面が水平となるように前記第1伝熱管及び前記第2伝熱管を観察した際、
    前記第2下面が、前記第3端部側に向かって下方に傾斜している請求項1に記載の熱交換器。
  3. 前記第1下面が水平となるように前記第1伝熱管及び前記第2伝熱管を観察した際、
    前記第1伝熱管が前記第1フィンを貫通する方向と垂直な縦断面において、
    前記交点Aが、前記交点Bと一致しており、
    前記第2下面が水平となっている請求項1に記載の熱交換器。
  4. 請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の熱交換器と、
    前記第1端部側から、前記第1下面に沿って前記熱交換器に空気を供給する送風機と、
    を備え、
    前記熱交換器は、
    前記第1面が前記第1端部側に向かって下方に傾斜し、前記第2面が前記第3端部側に向かって下方に傾斜するように設置されている冷凍サイクル装置。
  5. 前記熱交換器は、
    前記第1下面が、水平に、あるいは、前記第1端部側に向かって下方に傾斜するように設置されている請求項4に記載の冷凍サイクル装置。
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