JPWO2020095798A1 - 熱交換器および空気調和機 - Google Patents

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Abstract

熱交換器のフィン（30）に、伝熱管を差し込むための管用開口（33）が形成される。フィン（30）には、管用開口（33）の縁部から立ち上がるカラー部（32）が形成される。カラー部（32）の開放端側突出片（40a）及び閉塞端側突出片（40b）は、隣のフィン（30）と接してフィン本体（31）同士の間隔を保持する。カラー部（32）の長手側接合部（50）は、開放端側突出片（40a）よりも低い。長手側接合部（50）は、伝熱管に接合される。開放端側突出片（40a）は、長手側接合部（50）よりも短い。

Description

本開示は、熱交換器および空気調和機に関するものである。
特許文献１には、板状のフィンと扁平管とを備えた熱交換器が開示されている。この熱交換器のフィンには、扁平管に対応した形状の切り欠きが形成され、このフィンの切り欠きに伝熱管が差し込まれている。
特許文献１のフィンは、フィンの配列ピッチを保つための立ち上げ部が、切り欠きの縁部に連続して形成される。特許文献１の熱交換器では、各フィンの立ち上げ部の突端部が隣のフィンに当たることによって、フィンの配列ピッチが一定に保たれる。
特開２０１７−１９８４４０号公報
特許文献１の熱交換器において、立ち上げ部の突端部と隣のフィンとの間には、狭い隙間が形成される。そして、この狭い隙間には、フィンの表面での結露によって生じた凝縮水が溜まることがある。
一方、特許文献１のフィンにおいて、フィンの配列ピッチを保つための立ち上げ部は、切り欠きの長辺側の縁部（即ち、扁平管の幅方向に沿った縁部）のほぼ全長に亘って形成される。このため、隣のフィンと接触する立ち上げ部の長さが比較的長くなり、立ち上げ部と隣のフィンとの間の狭い隙間に保持される凝縮水の量が比較的多くなるおそれがある。そして、この隙間に溜まる凝縮水の量が多くなると、熱交換器の通風抵抗の増加を招くという問題や、この隙間に溜まった凝縮水が熱交換器を通過する空気と共に飛散する水飛びの問題が生じるおそれがある。
本開示の目的は、熱交換器に保持される凝縮水の量を削減することにある。
本開示の第１の態様は、厚さよりも幅が長い扁平管（20）と、該扁平管（20）に固定された複数のフィン（30）とを備える熱交換器を対象とする。そして、複数の上記フィン（30）は、それぞれが板状に形成されたフィン本体（31）を有し、それぞれの上記フィン本体（31）が互いに向かい合うように配置され、複数の上記フィン（30）のそれぞれには、上記扁平管（20）を差し込むための管用開口（33）が形成され、上記フィン（30）における上記管用開口（33）の縁部は、該管用開口（33）に差し込まれた上記扁平管（20）の幅方向に延びる部分が長手側縁部（34）であり、上記フィン（30）の上記管用開口（33）は、上記長手側縁部（34）の一端側の端部が開放端（36）となって該長手側縁部（34）の他端側の端部が閉塞端（37）となる切り欠き状に形成され、上記フィン（30）には、上記長手側縁部（34）から上記フィン本体（31）と交わる方向へ突出し、上記フィン本体（31）と交わる方向において上記長手側縁部（34）とは逆側に位置する突端部（41）が隣の上記フィン（30）の上記フィン本体（31）に接する第１突出片（40）と、上記長手側縁部（34）から上記第１突出片（40）と同じ側に突出し、上記フィン本体（31）と直交する方向における突出量が上記第１突出片（40）よりも小さい第２突出片（50）とが形成され、上記第２突出片（50）は、上記管用開口（33）に差し込まれた上記扁平管（20）に接し、上記第１突出片（40）は、上記フィン（30）の上記長手側縁部（34）に沿う方向の長さが、上記第２突出片（50）よりも短いものである。
第１の態様の熱交換器（10）では、複数のフィン（30）のそれぞれに第１突出片（40）と第２突出片（50）とが形成される。この熱交換器（10）では、各フィン（30）の第１突出片（40）の突端部（41）が隣のフィン（30）のフィン本体（31）と接することによって、各フィン（30）のフィン本体（31）同士の間隔が保たれる。第２突出片（50）は、第１突出片（40）よりも低い。このため、第２突出片（50）の突端部は、隣のフィン（30）のフィン本体（31）と接しない。
第１の態様のフィン（30）において、第１突出片（40）は、フィン（30）の長手側縁部（34）に沿う方向の長さが、第２突出片（50）よりも短い。このため、第１突出片（40）が隣のフィン（30）のフィン本体（31）と接する領域は、長手側縁部（34）の全長に亘って第１突出片を形成した場合に比べて狭くなる。従って、この態様によれば、第１突出片（40）と隣のフィン本体（31）との間の隙間に溜まる凝縮水の量を少なく抑えることができる。
本開示の第２の態様は、上記第１の態様において、上記第１突出片（40）は、上記第２突出片（50）よりも、上記管用開口（33）の上記開放端（36）の近くに配置されるものである。
第２の態様では、第２突出片（50）よりも管用開口（33）の開放端（36）の近くに第１突出片（40）が配置される。
本開示の第３の態様は、上記第２の態様において、上記第１突出片（40）及び上記第２突出片（50）は、上記管用開口（33）に差し込まれた上記扁平管（20）を挟んで向かい合う一対の上記長手側縁部（34）のそれぞれに設けられるものである。
第３の態様において、フィン（30）の各管用開口（33）の縁部には、その管用開口（33）に差し込まれた扁平管（20）を挟んで向かい合う一対の長手側縁部（34）が存在する。この態様では、その一対の長手側縁部（34）のそれぞれに、第１突出片（40）と第２突出片（50）とが設けられる。
本開示の第４の態様は、上記第３の態様において、上記管用開口（33）の一対の上記長手側縁部（34）のそれぞれに設けられた上記第１突出片（40）が互いに向かい合い、上記管用開口（33）の一対の上記長手側縁部（34）のそれぞれに設けられた上記第２突出片（50）が互いに向かい合っているものである。
第４の態様では、各長手側縁部（34）に設けられた第１突出片（40）が互いに向かい合い、各長手側縁部（34）に設けられた第２突出片（50）が互いに向かい合う。
本開示の第５の態様は、上記第１〜第４のいずれか一つの態様において、上記フィン（30）における上記管用開口（33）の縁部は、上記管用開口（33）の上記閉塞端（37）に面する部分が短手側縁部（35）であり、上記第１突出片（40）は、上記フィン（30）の上記長手側縁部（34）と上記短手側縁部（35）のそれぞれに設けられるものである。
第５の態様では、フィン（30）の長手側縁部（34）と短手側縁部（35）のそれぞれに第１突出片（40）が設けられる。このため、扁平管（20）の幅方向の少なくとも二ヶ所に第１突出片（40）が設けられる。そして、これらの第１突出片（40）が隣のフィン（30）のフィン本体（31）と接することによって、隣り合うフィン（30）のフィン本体（31）同士の間隔が保たれる。
本開示の第６の態様は、上記第５の態様において、上記フィン（30）は、上記扁平管（20）の幅方向に沿った方向が該フィン（30）の幅方向であり、上記フィン（30）の幅方向における上記管用開口（33）の長さは、上記フィン（30）の幅の半分よりも長く、上記フィン（30）の上記長手側縁部（34）に設けられた上記第１突出片（40）は、上記フィン（30）の幅方向の中央よりも上記管用開口（33）の上記開放端（36）に近いものである。
第６の態様のフィン（30）において、管用開口（33）の閉塞端（37）に沿った短手側縁部（35）は、フィン（30）の幅方向の中央に対して、管用開口（33）の開放端（36）とは逆側に位置する。このため、短手側縁部（35）に形成された第１突出片（40）は、フィン（30）の幅方向の中央に対して、管用開口（33）の開放端（36）とは逆側に位置する。一方、長手側縁部（34）に設けられた第１突出片（40）は、フィン（30）の幅方向の中央よりも管用開口（33）の開放端（36）寄りに配置される。
第６の態様では、フィン（30）の幅方向において、フィン（30）の幅方向の中央の両側に第１突出片（40）が設けられる。そして、これらの第１突出片（40）が隣のフィン（30）のフィン本体（31）と接することによって、隣り合うフィン（30）のフィン本体（31）同士の間隔が保たれる。従って、この態様によれば、フィン（30）の幅方向におけるフィン本体（31）の傾きを抑えることが可能となる。
本開示の第７の態様は、上記第２〜第６のいずれか一つの態様において、上記長手側縁部（34）に設けられた上記第１突出片（40）は、上記管用開口（33）の上記開放端（36）側に位置する側部（43）が、上記第１突出片（40）の基端から突端へ向かって上記管用開口（33）の上記閉塞端（37）側に傾斜しているものである。
第７の態様のフィン（30）において、第１突出片（40）は、管用開口（33）の開放端（36）側に位置する側部（43）が、管用開口（33）の閉塞端（37）へ向かって傾斜している。このため、扁平管（20）を管用開口（33）に対して開放端（36）から閉塞端（37）へ向かって差し込む際に、扁平管（20）が第１突出片（40）の側部（43）に引っ掛かりにくくなる。
本開示の第８の態様は、空気調和機を対象とし、上記第１〜第７のいずれか一つの態様の熱交換器（10）が設けられた冷媒回路（120）を備え、上記冷媒回路（120）において冷媒を循環させて冷凍サイクルを行うものである。
この態様によれば、本開示の熱交換器（10）を備えた空気調和機（110）が実現される。
図１は、実施形態の空気調和機の構成を示す配管系統図である。 図２は、実施形態の熱交換器の概略斜視図である。 図３は、実施形態の熱交換器の正面を示す一部断面図である。 図４は、図３のIV−IV断面を拡大して示す熱交換器の断面図である。 図５は、実施形態のフィンの要部の斜視図である。 図６は、実施形態のフィンの要部の平面図である。 図７は、図６のVII−VII断面を示すフィンの断面図である。 図８は、図６のVIII−VIII断面を示すフィンの断面図である。 図９は、図４のIX−IX断面を拡大して示す熱交換器の断面図である。 図１０は、実施形態の変形例１のフィンの図８に相当する断面を示す断面図である。 図１１は、実施形態の変形例２の熱交換器の概略斜視図である。 図１２は、実施形態の変形例５のフィンの要部の斜視図である。 図１３は、実施形態の変形例５のフィンの要部の平面図である。 図１４は、図１３のXIV−XIV断面を示すフィンの断面図である。
実施形態について説明する。本実施形態の空気調和機（110）は、冷凍サイクルを行う冷媒回路（120）を備え、室内の空気調和を行う。この空気調和機（110）の冷媒回路（120）には、本実施形態の熱交換器（10）が設けられる。
−空気調和機−
空気調和機（110）について、図１を参照しながら説明する。
〈空気調和機の構成〉
空気調和機（110）は、室外ユニット（111）および室内ユニット（112）を備える。室外ユニット（111）と室内ユニット（112）は、液側連絡配管（113）およびガス側連絡配管（114）を介して互いに接続される。空気調和機（110）では、室外ユニット（111）、室内ユニット（112）、液側連絡配管（113）およびガス側連絡配管（114）によって、冷媒回路（120）が形成される。
冷媒回路（120）には、圧縮機（121）と、四方切換弁（122）と、室外熱交換器（123）と、膨張弁（124）と、室内熱交換器（125）とが設けられる。室外熱交換器（123）と室内熱交換器（125）の一方または両方は、後述する本実施形態の熱交換器（10）である。
圧縮機（121）、四方切換弁（122）、室外熱交換器（123）、および膨張弁（124）は、室外ユニット（111）に収容される。室外ユニット（111）には、室外熱交換器（123）へ室外空気を供給するための室外ファン（115）が設けられる。一方、室内熱交換器（125）は、室内ユニット（112）に収容される。室内ユニット（112）には、室内熱交換器（125）へ室内空気を供給するための室内ファン（116）が設けられる。
冷媒回路（120）は、冷媒が充填された閉回路である。冷媒回路（120）に充填された冷媒は、例えばＨＦＣ−３２等のいわゆるフロン冷媒であってもよいし、二酸化炭素等のいわゆる自然冷媒であってもよい。
冷媒回路（120）において、圧縮機（121）は、その吐出管が四方切換弁（122）の第１のポートに、その吸入管が四方切換弁（122）の第２のポートに、それぞれ接続される。また、冷媒回路（120）では、四方切換弁（122）の第３のポートから第４のポートへ向かって順に、室外熱交換器（123）と、膨張弁（124）と、室内熱交換器（125）とが配置される。
圧縮機（121）は、スクロール型またはロータリ型の全密閉型圧縮機である。四方切換弁（122）は、第１のポートが第３のポートと連通し且つ第２のポートが第４のポートと連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートが第４のポートと連通し且つ第２のポートが第３のポートと連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わる。膨張弁（124）は、いわゆる電子膨張弁である。
〈空気調和機の運転動作〉
空気調和機（110）は、冷房運転と暖房運転を選択的に行う。
冷房運転中の冷媒回路（120）では、四方切換弁（122）を第１状態に設定した状態で、冷凍サイクルが行われる。この状態では、室外熱交換器（123）、膨張弁（124）、室内熱交換器（125）の順に冷媒が循環し、室外熱交換器（123）が凝縮器として機能し、室内熱交換器（125）が蒸発器として機能する。室外熱交換器（123）では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。室内熱交換器（125）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。
暖房運転中の冷媒回路（120）では、四方切換弁（122）を第２状態に設定した状態で、冷凍サイクルが行われる。この状態では、室内熱交換器（125）、膨張弁（124）、室外熱交換器（123）の順に冷媒が循環し、室内熱交換器（125）が凝縮器として機能し、室外熱交換器（123）が蒸発器として機能する。室内熱交換器（125）では、冷媒が室内空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（123）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。
−熱交換器の構成−
図２及び図３に示すように、本実施形態の熱交換器（10）は、一つの第１ヘッダ集合管（16）と、一つの第２ヘッダ集合管（17）と、多数の伝熱管（20）と、多数のフィン（30）とを備える。第１ヘッダ集合管（16）、第２ヘッダ集合管（17）、伝熱管（20）、及びフィン（30）は、何れもアルミニウム合金製の部材である。
〈ヘッダ集合管〉
第１ヘッダ集合管（16）と第２ヘッダ集合管（17）は、何れも両端が閉塞された細長い中空円筒状に形成される。図３において、熱交換器（10）の左端には第１ヘッダ集合管（16）が、熱交換器（10）の右端には第２ヘッダ集合管（17）が、それぞれ起立した状態で配置される。
〈伝熱管〉
図４に示すように、伝熱管（20）は、その一端から他端へ向かう伸長方向と直交する断面が、角の丸い長方形状となっている。この伝熱管（20）は、厚さよりも幅が長い扁平な形状の扁平管である。なお、伝熱管（20）の厚さは、図４における上下方向の長さであり、伝熱管（20）の幅は、図４における左右方向の長さである。複数の伝熱管（20）は、それぞれの伸長方向が概ね水平方向となり、且つそれぞれの幅方向に沿った側面が互いに向かい合う姿勢で配置される。また、複数の伝熱管（20）は、互いに一定の間隔をおいて上下に並んで配置される。
各伝熱管（20）は、その一端部が第１ヘッダ集合管（16）に挿入され、その他端部が第２ヘッダ集合管（17）に挿入される。詳しくは後述するが、各ヘッダ集合管（16,17）は、ロウ材（15）を用いた接合であるロウ付けによって、伝熱管（20）に固定される。
伝熱管（20）には、隔壁（22）によって仕切られた複数の流路（21）が形成される。本実施形態の伝熱管（20）には、四つの隔壁（22）が設けられ、五つの流路（21）が形成される。ただし、ここに示した、隔壁（22）と流路（21）の数は、単なる一例である。伝熱管（20）において、五つの流路（21）は、伝熱管（20）の伸長方向に沿って互いに平行に延び、それぞれが伝熱管（20）の両端面に開口する。また、伝熱管（20）において、五つの流路（21）は、伝熱管（20）の幅方向に一列に並んでいる。
〈フィン〉
図４及び図５に示すように、フィン（30）は、概ね長方形板状に形成されたフィン本体（31）と、フィン本体（31）と一体に形成されたカラー部（32）とを備える。また、フィン本体（31）には、伝熱管（20）を差し込むための管用開口（33）が、複数形成される。フィン（30）は、平板状の素材にプレス加工等を施すことによって形成される。
図６にも示すように、管用開口（33）は、フィン本体（31）の一方の長辺に開口してフィン本体（31）の短辺方向（幅方向）に延びる切り欠き状に形成される。なお、フィン本体（31）の長辺は、図６における左右方向に延びる辺であり、フィン本体（31）の短辺方向は、図６における上下方向である。
図６及び図８に示すように、管用開口（33）は、扁平管である伝熱管（20）の形状に対応した細長い形状となっている。フィン本体（31）の短辺方向における管用開口（33）の長さＬＮは、フィン本体（31）の幅ＷＦの半分よりも長い（ＬＮ＞ＷＦ／２）。
管用開口（33）は、フィン本体（31）の一方の長辺において開放する一方の端部が開放端（36）であり、フィン本体（31）の短辺方向（幅方向）において開放端と逆側に位置する他方の端部が閉塞端（37）である。フィン本体（31）には、複数の管用開口（33）が、フィン本体（31）の長辺方向に一定の間隔をおいて形成される。
カラー部（32）は、フィン本体（31）における各管用開口（33）の縁部に連続して形成される。また、カラー部（32）は、管用開口（33）の縁部からフィン本体（31）と交わる方向に突出する。カラー部（32）については、後ほど詳しく説明する。
複数のフィン（30）は、それぞれのフィン本体（31）が向かい合うように配置される。また、複数のフィン（30）は、それぞれの対応する管用開口（33）が一列に並ぶように配置される。詳しくは後述するが、隣り合うフィン（30）のフィン本体（31）同士の間隔は、カラー部（32）の開放端側突出片（40a）と閉塞端側突出片（40b）とが隣のフィン（30）のフィン本体（31）に当接することによって、一定に保たれる。
詳しくは後述するが、フィン（30）は、カラー部（32）の内側面が、伝熱管（20）の外面と接触する。そして、フィン（30）のカラー部（32）は、ロウ材（15）を用いた接合であるロウ付けによって、伝熱管（20）に固定される。
−フィンのカラー部−
フィン（30）のカラー部（32）について、図５〜図８を適宜参照しながら詳しく説明する。
図５に示すように、カラー部（32）は、フィン本体（31）における各管用開口（33）の縁部に連続して形成される。カラー部（32）は、平板状の素材であるアルミニウム合金製の板材を切り起こすことによって、フィン本体（31）と一体に形成される。
カラー部（32）は、各管用開口（33）の縁部からフィン本体（31）と交わる方向に突出した部分である。各カラー部（32）は、一対の開放端側突出片（40a）と、一つの管接合部（70）と、一つの閉塞端側突出片（40b）とを備える。各開放端側突出片（40a）と、管接合部（70）と、閉塞端側突出片（40b）とは、フィン本体（31）に対して同じ側に突出する。詳しくは後述するが、開放端側突出片（40a）と閉塞端側突出片（40b）とは、隣り合うフィン本体（31）の間隔を保つための第１突出片（40）である。
図６に示すように、フィン本体（31）における管用開口（33）の縁部は、一対の長手側縁部（34）と、一つの短手側縁部（35）とを備える。
各長手側縁部（34）は、管用開口（33）の縁部のうちフィン本体（31）の短辺方向に沿って直線状に延びる部分である。管用開口（33）の縁部は、フィン本体（31）の短辺方向に延びる直線状の部分の全体が長手側縁部（34）となる。各長手側縁部（34）は、管用開口（33）に差し込まれた伝熱管（20）の幅方向に沿っており、互いに平行である。
短手側縁部（35）は、管用開口（33）の縁部のうち管用開口（33）の閉塞端（37）に面する部分である。短手側縁部（35）は、フィン本体（31）に対して垂直な方向から見てＵ字状に形成され、管用開口（33）の閉塞端（37）寄りに位置する各長手側縁部（34）の端を繋ぐ。
〈開放端側突出片〉
開放端側突出片（40a）は、長手側縁部（34）から立ち上がった板状の部分である。開放端側突出片（40a）は、長手側縁部（34）のうち管用開口（33）の開放端（36）側の端部を含む部分に連続して形成される。つまり、開放端側突出片（40a）は、管用開口（33）の開放端（36）付近に配置される。
カラー部（32）に設けられた一対の開放端側突出片（40a）は、管用開口（33）を挟んで互いに向かい合う。開放端側突出片（40a）は、長手側縁部（34）に沿った方向における長さがＬ１である（図６及び図８を参照）。
図７に示すように、開放端側突出片（40a）の突端部（41）は、管用開口（33）の外側へ向かって湾曲している。なお、開放端側突出片（40a）の突端部（41）は、開放端側突出片（40a）の突端（42）と突端（42）付近の領域とを含む部分である。
開放端側突出片（40a）は、フィン本体（31）と交わる方向（即ち、開放端側突出片（40a）の突出方向）における高さがＨ１である（図８を参照）。この開放端側突出片（40a）の高さＨ１は、フィン本体（31）の背面（即ち、開放端側突出片（40a）が突出している側の面とは逆側の面）から、開放端側突出片（40a）の突端部（41）の前面（即ち、フィン本体（31）とは逆側を向いた面）までの距離である。
開放端側突出片（40a）の突端（42）は、開放端側突出片（40a）の伸長方向（即ち、その基端から突端（42）へ向かう方向）に蛇行する波形状となっている。カラー部（32）に設けられた一対の開放端側突出片（40a）は、それぞれの突端部（41）の形状が相補的な形状となっている（図６の二点鎖線を参照）。
開放端側突出片（40a）は、管用開口（33）の開放端（36）側に位置する側部（43）が、管用開口（33）の閉塞端（37）側に傾斜している。つまり、この側部（43）は、開放端側突出片（40a）の基端から突端（42）へ向かって管用開口（33）の閉塞端（37）側に傾斜している。この側部（43）の傾斜角度αは、１０°以上であるのが望ましい（α≧１０°）。なお、この側部（43）の傾斜角度αは、フィン本体（31）に垂直な線に対する側部（43）の角度である。
〈管接合部、長手側接合部、閉塞端側接合部〉
図５及び図６に示すように、管接合部（70）は、管用開口（33）の縁部のうち開放端側突出片（40a）が形成された部分以外の部分に形成される。つまり、管接合部（70）は、二つの長手側縁部（34）と一つの短手側縁部（35）に亘って形成される。管接合部（70）は、長手側縁部（34）及び短手側縁部（35）から立ち上がった板状の部分であり、平面視でＵ字形の壁状に形成される。また、管接合部（70）は、開放端側突出片（40a）と一体に形成される。
図８に示すように、管接合部（70）は、フィン本体と交わる方向（即ち、管接合部（70）の突出方向）における高さＨ２が、管接合部（70）の全長に亘って一定である。管接合部（70）の高さＨ２は、フィン本体（31）の背面から、管接合部（70）の突端までの距離である。管接合部（70）の高さＨ２は、開放端側突出片（40a）の高Ｈ１よりも低い（Ｈ２＜Ｈ１）。言い換えると、フィン本体（31）と直交する方向における突出量は、管接合部（70）の方が開放端側突出片（40a）よりも小さい。
管接合部（70）は、一対の長手側接合部（50）と、一つの閉塞端側接合部（60）とを備える。長手側接合部（50）は、管接合部（70）のうち長手側縁部（34）から立ち上がった部分である。長手側接合部（50）の突端の形状は、長手側縁部（34）と実質的に平行な直線状である。一方の長手側縁部（34）に沿った長手側接合部（50）と、他方の長手側縁部（34）に沿った長手側接合部（50）は、管用開口（33）を挟んで互いに向かい合う。閉塞端側接合部（60）は、管接合部（70）のうち短手側縁部（35）から立ち上がった部分である。閉塞端側接合部（60）は、短手側縁部（35）に沿ってＣ字状に湾曲した板状に形成される。
図６及び図８に示すように、長手側接合部（50）は、長手側縁部（34）に沿った方向における長さＬ２が、開放端側突出片（40a）の長さＬ１よりも長い（Ｌ２＞Ｌ１）。本実施形態において、長手側接合部（50）の長さＬ２は、開放端側突出片（40a）の長さＬ１の４倍から５倍程度である。また、長手側接合部（50）の長さＬ２は、管用開口（33）に差し込まれる伝熱管（20）の幅ＷＴの半分以上（Ｌ２≧ＷＴ／２）であるのが望ましい。
上述したように、本実施形態の長手側接合部（50）は、突端の形状が直線状となった比較的単純な形状の部分である。このため、本実施形態では、長手側接合部（50）を容易に形成することができる。
〈閉塞端側突出片〉
閉塞端側突出片（40b）は、閉塞端側接合部（60）と一体に形成される。閉塞端側突出片（40b）は、閉塞端側接合部（60）のうち管用開口（33）の開放端（36）から最も離れた部分（即ち、図６及び図８における最も下側の部分）に配置される。閉塞端側突出片（40b）は、閉塞端側接合部（60）の突端から閉塞端側接合部（60）と同じ方向へ延びる板状の部分である。閉塞端側突出片（40b）の突端部（46）は、管用開口（33）の外側（即ち、図６及び図８における下側）に湾曲している。なお、閉塞端側突出片（40b）の突端部（46）は、閉塞端側突出片（40b）の突端（47）と突端（47）付近の領域とを含む部分である。
閉塞端側突出片（40b）は、フィン本体（31）と交わる方向（即ち、閉塞端側突出片（40b）の突出方向）における高さがＨ４である（図８を参照）。この閉塞端側突出片（40b）の高さＨ４は、フィン本体（31）の背面（即ち、閉塞端側突出片（40b）の突出方向とは逆側の面）から、閉塞端側突出片（40b）の突端部（46）の前面（即ち、フィン本体（31）とは逆側を向いた面）までの距離である。また、閉塞端側突出片（40b）の高さＨ４は、開放端側突出片（40a）の高さＨ１と等しい（Ｈ４＝Ｈ１）。言い換えると、閉塞端側突出片（40b）と開放端側突出片（40a）は、フィン本体（31）と直交する方向における突出量が等しい。
〈カラー部を形成する工程〉
上述したように、カラー部（32）は、平板状の素材であるアルミニウム合金製の板材に、複数回のプレス加工を施すことによって形成される。
第１のプレス加工では、図６に二点鎖線で示すような切り込みが、素材である板材に形成される。第２のプレス加工では、第１のプレス加工において切り込みが入った板材の部分を、板材の主面と交わる方向へ折り曲げる加工が行われる。この第２のプレス加工では、管接合部（70）が完成する。続く第３のプレス加工では、開放端側突出片（40a）の突端部（41）と閉塞端側突出片（40b）の突端部（46）とを湾曲させる加工が行われる。カラー部（32）は、これら三つのプレス加工によって形成される。
−フィンと伝熱管の接合状態−
上述したように、複数のフィン（30）は、それぞれのフィン本体（31）が向かい合い、それぞれの対応する管用開口（33）が一列に並ぶように配置される。そして、配列された各フィン（30）の管用開口（33）に、伝熱管（20）が差し込まれる。
図９に示すように、各フィン（30）は、開放端側突出片（40a）の突端部（41）と閉塞端側突出片（40b）の突端部（46）とが、隣のフィン（30）のフィン本体（31）の背面に当接する。そして、各フィン（30）の開放端側突出片（40a）及び閉塞端側突出片（40b）が隣のフィン（30）のフィン本体（31）に当接することによって、隣り合うフィン（30）のフィン本体（31）同士の間隔が一定に保たれる。
上述したように、管接合部（70）の高さＨ２は、開放端側突出片（40a）の高さＨ１及び閉塞端側突出片（40b）の高さＨ４よりも低い。このため、各フィン（30）の開放端側突出片（40a）及び閉塞端側突出片（40b）が隣のフィン（30）に当接した状態において、管接合部（70）を構成する長手側接合部（50）及び閉塞端側接合部（60）は、隣のフィン（30）と接触しない。また、管接合部（70）を構成する長手側接合部（50）及び閉塞端側接合部（60）は、伝熱管（20）の外面と接する。
本実施形態の熱交換器（10）では、ロウ付けによってフィン（30）が伝熱管（20）に固定される。図９に示すように、各フィン（30）は、長手側接合部（50）を含む管接合部（70）が、接合材であるロウ材（15）によって伝熱管（20）に接合される。また、各フィン（30）は、開放端側突出片（40a）の基端部も、接合材であるロウ材（15）によって伝熱管（20）に接合される。
−実施形態の特徴（１）−
本実施形態の熱交換器（10）は、厚さよりも幅が長い扁平管（20）と、該扁平管（20）に固定された複数のフィン（30）とを備える。複数のフィン（30）は、それぞれが板状に形成されたフィン本体（31）を有し、それぞれのフィン本体（31）が互いに向かい合うように配置される。複数のフィン（30）のそれぞれには、扁平管（20）を差し込むための管用開口（33）が形成される。フィン（30）における管用開口（33）の縁部は、管用開口（33）に差し込まれた扁平管（20）の幅方向に延びる部分が長手側縁部（34）である。フィン（30）の管用開口（33）は、長手側縁部（34）の一端側の端部が開放端（36）となって長手側縁部（34）の他端側の端部が閉塞端（37）となる切り欠き状に形成される。フィン（30）には、開放端側突出片（40a）と、長手側接合部（50）とが形成される。開放端側突出片（40a）は、長手側縁部（34）からフィン本体（31）と交わる方向へ突出し、フィン本体（31）と交わる方向において長手側縁部（34）とは逆側に位置する突端部（41）が隣のフィン（30）のフィン本体（31）に接する。長手側接合部（50）は、長手側縁部（34）から開放端側突出片（40a）と同じ側に突出し、フィン本体（31）と交わる方向における高さが開放端側突出片（40a）よりも低い。長手側接合部（50）は、管用開口（33）に差し込まれた扁平管（20）に接する。開放端側突出片（40a）は、フィン（30）の長手側縁部（34）に沿う方向の長さが、長手側接合部（50）よりも短い。
本実施形態の熱交換器（10）では、複数のフィン（30）のそれぞれに開放端側突出片（40a）と長手側接合部（50）とが形成される。この熱交換器（10）では、各フィン（30）の開放端側突出片（40a）の突端部（41）が隣のフィン（30）のフィン本体（31）と接することによって、各フィン（30）のフィン本体（31）同士の間隔が保たれる。長手側接合部（50）は、開放端側突出片（40a）よりも低い。このため、長手側接合部（50）の突端部は、隣のフィン（30）のフィン本体（31）と接しない。
本実施形態のフィン（30）において、開放端側突出片（40a）は、フィン（30）の長手側縁部（34）に沿う方向の長さが、長手側接合部（50）よりも短い。このため、開放端側突出片（40a）が隣のフィン（30）のフィン本体（31）と接する領域は、長手側縁部（34）の全長に亘ってフィン本体の間隔を保持するための突出片を形成した場合に比べて狭くなる。従って、本実施形態によれば、開放端側突出片（40a）と隣のフィン本体（31）との間の隙間に溜まる凝縮水の量を少なく抑えることができる。
−実施形態の特徴（２）−
本実施形態の熱交換器（10）において、開放端側突出片（40a）は、長手側接合部（50）よりも、管用開口（33）の上記開放端（36）の近くに配置される。
ここで、フィン本体（31）のうち隣り合う管用開口（33）の間に位置する部分は、管用開口（33）の開放端（36）に近い部分ほど変形しやすい。それに対し、本実施形態の熱交換器（10）では、長手側接合部（50）よりも管用開口（33）の開放端（36）の近くに開放端側突出片（40a）が配置される。そのため、本実施形態によれば、フィン本体（31）のうち隣り合う管用開口（33）の間に位置する部分の変形を抑えることができ、その結果、フィン本体（31）の間隔を保つことが可能となる。
−実施形態の特徴（３）−
本実施形態の熱交換器（10）において、開放端側突出片（40a）及び長手側接合部（50）は、管用開口（33）に差し込まれた扁平管（20）を挟んで向かい合う一対の長手側縁部（34）のそれぞれに設けられる。
本実施形態の熱交換器（10）において、フィン（30）の各管用開口（33）の縁部には、その管用開口（33）に差し込まれた伝熱管（20）を挟んで向かい合う一対の長手側縁部（34）が存在する。本実施形態の熱交換器（10）では、その一対の長手側縁部（34）のそれぞれに、開放端側突出片（40a）と長手側接合部（50）とが設けられる。
本実施形態の熱交換器（10）では、各伝熱管（20）の両側に開放端側突出片（40a）が設けられ、この開放端側突出片（40a）が隣のフィン（30）のフィン本体（31）と接する。従って、本実施形態によれば、隣り合うフィン本体（31）同士の間隔を保つことができる。
−実施形態の特徴（４）−
本実施形態の熱交換器（10）では、管用開口（33）の一対の長手側縁部（34）のそれぞれに設けられた開放端側突出片（40a）が互いに向かい合い、管用開口（33）の一対の長手側縁部（34）のそれぞれに設けられた長手側接合部（50）が互いに向かい合う。
本実施形態の熱交換器（10）では、各長手側縁部（34）に設けられた開放端側突出片（40a）が互いに向かい合い、各長手側縁部（34）に設けられた長手側接合部（50）が互いに向かい合う。
−実施形態の特徴（５）−
本実施形態の熱交換器（10）において、フィン（30）における管用開口（33）の縁部は、管用開口（33）の上記閉塞端（37）に面する部分が短手側縁部（35）であり、長手側縁部（34）に開放端側突出片（40a）が設けられ、短手側縁部（35）に閉塞端側突出片（40b）が設けられる。
本実施形態の熱交換器（10）では、フィン（30）の長手側縁部（34）に開放端側突出片（40a）が、その短手側縁部（35）に閉塞端側突出片（40b）が、それぞれ設けられる。このため、伝熱管（20）の幅方向の少なくとも二ヶ所に、フィン本体（31）の間隔を保持するための突出片（40a,40b）が設けられる。従って、本実施形態によれば、隣り合うフィン（30）のフィン本体（31）同士の間隔を保つことができる。
−実施形態の特徴（６）−
本実施形態の熱交換器（10）において、フィン（30）は、扁平管（20）の幅方向に沿った方向がフィン（30）の幅方向であり、フィン（30）の幅方向における管用開口（33）の長さは、フィン（30）の幅の半分よりも長く、フィン（30）の長手側縁部（34）に設けられた開放端側突出片（40a）は、フィン（30）の幅方向の中央よりも管用開口（33）の開放端（36）に近い。
本実施形態の熱交換器（10）において、管用開口（33）の閉塞端（37）に沿った短手側縁部（35）は、フィン（30）の幅方向の中央に対して、管用開口（33）の開放端（36）とは逆側に位置する。このため、短手側縁部（35）に形成された閉塞端側突出片（40b）は、フィン（30）の幅方向の中央に対して、管用開口（33）の開放端（36）とは逆側に位置する。一方、長手側縁部（34）に設けられた開放端側突出片（40a）は、フィン（30）の幅方向の中央よりも管用開口（33）の開放端（36）寄りに配置される。
本実施形態の熱交換器（10）では、フィン（30）の幅方向において、フィン（30）の幅方向の中央の両側に突出片（40a,40b）が設けられる。そして、これらの突出片（40a,40b）が隣のフィン（30）のフィン本体（31）と接することによって、隣り合うフィン（30）のフィン本体（31）同士の間隔が保たれる。従って、本実施形態の熱交換器（10）によれば、フィン（30）の幅方向におけるフィン本体（31）の傾きを抑えることが可能となる。
−実施形態の特徴（７）−
本実施形態の熱交換器（10）において、長手側縁部（34）に設けられた開放端側突出片（40a）は、管用開口（33）の開放端（36）側に位置する側部（43）が、開放端側突出片（40a）の基端から突端へ向かって管用開口（33）の閉塞端側に傾斜している。
本実施形態の熱交換器（10）のフィン（30）において、開放端側突出片（40a）は、管用開口（33）の開放端（36）側に位置する側部（43）が、管用開口（33）の閉塞端（37）へ向かって傾斜している。このため、伝熱管（20）を管用開口（33）に対して開放端（36）から閉塞端（37）へ向かって差し込む際に、伝熱管（20）が開放端側突出片（40a）の側部（43）に引っ掛かりにくくなる。
−実施形態の特徴（８）−
本実施形態の空気調和機（110）は、本実施形態の熱交換器（10）が設けられた冷媒回路（120）を備え、冷媒回路（120）において冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う。そして、本実施形態の熱交換器（10）を備えた空気調和機（110）が実現される。
−実施形態の特徴（９）−
図６に示すように、本実施形態の熱交換器（10）のフィン（30）では、開放端側突出片（40a）の突端（42）の形状が、開放端側突出片（40a）の伸長方向に蛇行する波形状となっている。一つのカラー部（32）に設けられた一対の開放端側突出片（40a）は、それぞれの突端部（41）の形状が相補的な形状となっている。
ここで、開放端側突出片（40a）の突端（42）の形状が直線状である場合、開放端側突出片（40a）の基端から突端（42）に至る長さは、管用開口（33）の幅（具体的には、対向する一対の長手側縁部（34）の間隔）の１／２以下になる。
これに対し、本実施形態のフィン（30）では、開放端側突出片（40a）の突端（42）の形状が波形状となっている。そのため、開放端側突出片（40a）の基端から突端（42）に至る長さを、管用開口（33）の幅の１／２よりも長くすることができる。
従って、本実施形態のフィン（30）によれば、開放端側突出片（40a）の突端（42）の形状が直線状である場合に比べて、設定可能な開放端側突出片（40a）の高さＨ１の範囲を拡大できる。その結果、隣り合うフィン（30）同士の間隔についての設定可能な範囲を拡大でき、熱交換器（10）の設計自由度を高めることができる。
また、開放端側突出片（40a）の高さＨ１が同じであると仮定して比較すると、本実施形態のフィン（30）では、開放端側突出片（40a）の突端（42）の形状が直線状である場合に比べて、開放端側突出片（40a）のうち管用開口（33）の外側へ向かって湾曲した部分の長さを長くすることができる。その結果、開放端側突出片（40a）の突端部（41）のうち隣のフィン（30）と接する部分の長さを長くすることができ、隣り合うフィン（30）同士の間隔を確実に保持することができる。
−実施形態の変形例１−
上記実施形態の熱交換器（10）のフィン（30）は、図１０に示すように、管接合部（70）が開放端側突出片（40a）と別体に形成されていてもよい。つまり、フィン（30）のカラー部（32）では、開放端側突出片（40a）と、管接合部（70）の長手側接合部（50）とが互いに分断されていてもよい。
図１０に示す本変形例のフィン（30）において、管接合部（70）の各長手側接合部（50）は、管用開口（33）の開放端（36）側に位置する側部（71）が、管用開口（33）の閉塞端（37）側に傾斜している。つまり、この側部（71）は、長手側接合部（50）の基端から突端へ向かって管用開口（33）の閉塞端（37）側に傾斜している。この側部（71）の傾斜角度βは、１０°以上であるのが望ましい（β≧１０°）。なお、この側部（71）の傾斜角度βは、フィン本体（31）に垂直な線に対する側部（71）の角度である。
−実施形態の変形例２−
上記実施形態の熱交換器（10）は、図１１に示すように、伝熱管（20）の伸長方向において曲がった形状となっていてもよい。図１１に示す熱交換器（10）は、伝熱管（20）をその伸長方向の１ヶ所で曲げることによって、平面視でＬ字状に形成される。なお、上記の各実施形態と変形例の熱交換器（10）は、伝熱管（20）をその伸長方向の複数箇所で曲げた形状であってもよい。
−実施形態の変形例３−
上記の実施形態と変形例の熱交換器（10）において、フィン（30）及びヘッダ集合管（16,17）は、接合材として接着剤を用いた接合（即ち、接着）によって、伝熱管（20）に固定されていてもよい。その場合、接着剤としては、熱伝導率の高い接着剤を用いるのが望ましい。
−実施形態の変形例４−
上記の実施形態と各変形例の熱交換器（10）には、親水性の樹脂などがコーティングされていてもよい。熱交換器（10）にコーティングを施す工程は、接合工程が終了した後（即ち、フィン（30）及びヘッダ集合管（16,17）がロウ付けによって伝熱管（20）に固定された後）に行われる。
−実施形態の変形例５−
上記実施形態の熱交換器（10）のフィン（30）は、各カラー部（32）に複数の閉塞端側突出片（40b）が形成されていてもよい。ここでは、本変形例のフィン（30）について、図１２〜図１４を参照しながら説明する。
図１２及び図１３に示す本変形例のフィン（30）では、各カラー部（32）に二つの閉塞端側突出片（40b）が形成される。
各閉塞端側突出片（40b）は、長手側縁部（34）から立ち上がった板状の部分である。各閉塞端側突出片（40b）は、長手側縁部（34）のうち管用開口（33）の閉塞端（37）側の端部を含む部分に連続して形成される。つまり、本変形例の閉塞端側突出片（40b）は、管用開口（33）の閉塞端（37）付近に配置される。本変形例のフィン（30）のカラー部（32）では、管用開口（33）の長手側縁部（34）に沿った領域のうち開放端側突出片（40a）と閉塞端側突出片（40b）の間に位置する部分が、長手側接合部（50）となる。
図１３に示すように、カラー部（32）に設けられた一対の閉塞端側突出片（40b）は、管用開口（33）を挟んで互いに向かい合う。閉塞端側突出片（40b）は、長手側縁部（34）に沿った方向における長さがＬ３である。閉塞端側突出片（40b）の長さＬ３は、長手側接合部（50）の長さＬ２よりも短い。従って、本変形例のフィン（30）では、開放端側突出片（40a）の長さＬ１と閉塞端側突出片（40b）の長さＬ３のそれぞれが、長手側接合部（50）の長さＬ２よりも短い（Ｌ１＜Ｌ２，Ｌ３＜Ｌ２）。また、図１４に示すように、本変形例のフィン（30）においても、開放端側突出片（40a）の高さＨ４は、開放端側突出片（40a）の高さＨ１と等しい（Ｈ４＝Ｈ１）。
以上、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨およ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。また、以上の実施形態および変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。
以上説明したように、本開示は、熱交換器および空気調和機について有用である。
10 熱交換器
20 伝熱管（扁平管）
30 フィン
31 フィン本体
33 管用開口
34 長手側縁部
36 開放端
37 閉塞端
40 第１突出片
40a 開放端側突出片（第１突出片）
40b 閉塞端側突出片（第１突出片）
50 長手側接合部（第２突出片）
図１３に示すように、カラー部（32）に設けられた一対の閉塞端側突出片（40b）は、管用開口（33）を挟んで互いに向かい合う。閉塞端側突出片（40b）は、長手側縁部（34）に沿った方向における長さがＬ３である。閉塞端側突出片（40b）の長さＬ３は、長手側接合部（50）の長さＬ２よりも短い。従って、本変形例のフィン（30）では、開放端側突出片（40a）の長さＬ１と閉塞端側突出片（40b）の長さＬ３のそれぞれが、長手側接合部（50）の長さＬ２よりも短い（Ｌ１＜Ｌ２，Ｌ３＜Ｌ２）。また、図１４に示すように、本変形例のフィン（30）においても、閉塞端側突出片（40b）の高さＨ４は、開放端側突出片（40a）の高さＨ１と等しい（Ｈ４＝Ｈ１）。

Claims (8)

  1. 厚さよりも幅が長い扁平管（20）と、該扁平管（20）に固定された複数のフィン（30）とを備える熱交換器であって、
    複数の上記フィン（30）は、それぞれが板状に形成されたフィン本体（31）を有し、それぞれの上記フィン本体（31）が互いに向かい合うように配置され、
    複数の上記フィン（30）のそれぞれには、上記扁平管（20）を差し込むための管用開口（33）が形成され、
    上記フィン（30）における上記管用開口（33）の縁部は、該管用開口（33）に差し込まれた上記扁平管（20）の幅方向に延びる部分が長手側縁部（34）であり、
    上記フィン（30）の上記管用開口（33）は、上記長手側縁部（34）の一端側の端部が開放端（36）となって該長手側縁部（34）の他端側の端部が閉塞端（37）となる切り欠き状に形成され、
    上記フィン（30）には、
    上記長手側縁部（34）から上記フィン本体（31）と交わる方向へ突出し、突端部（41）が隣の上記フィン（30）の上記フィン本体（31）に接する第１突出片（40）と、
    上記長手側縁部（34）から上記第１突出片（40）と同じ側に突出し、上記フィン本体（31）と直交する突出量方向における突出量が上記第１突出片（40）よりも小さい第２突出片（50）とが形成され、
    上記第２突出片（50）は、上記管用開口（33）に差し込まれた上記扁平管（20）に接し、
    上記第１突出片（40）は、上記フィン（30）の上記長手側縁部（34）に沿う方向の長さが、上記第２突出片（50）よりも短い
    ことを特徴とする熱交換器。
  2. 請求項１において、
    上記第１突出片（40）は、上記第２突出片（50）よりも、上記管用開口（33）の上記開放端（36）の近くに配置されている
    ことを特徴とする熱交換器。
  3. 請求項２において、
    上記第１突出片（40）及び上記第２突出片（50）は、上記管用開口（33）に差し込まれた上記扁平管（20）を挟んで向かい合う一対の上記長手側縁部（34）のそれぞれに設けられている
    ことを特徴とする熱交換器。
  4. 請求項３において、
    上記管用開口（33）の一対の上記長手側縁部（34）のそれぞれに設けられた上記第１突出片（40）が互いに向かい合い、
    上記管用開口（33）の一対の上記長手側縁部（34）のそれぞれに設けられた上記第２突出片（50）が互いに向かい合っている
    ことを特徴とする熱交換器。
  5. 請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
    上記フィン（30）における上記管用開口（33）の縁部は、上記管用開口（33）の上記閉塞端（37）に面する部分が短手側縁部（35）であり、
    上記第１突出片（40）は、上記フィン（30）の上記長手側縁部（34）と上記短手側縁部（35）のそれぞれに設けられている
    ことを特徴とする熱交換器。
  6. 請求項５において、
    上記フィン（30）は、上記扁平管（20）の幅方向に沿った方向が該フィン（30）の幅方向であり、
    上記フィン（30）の幅方向における上記管用開口（33）の長さは、上記フィン（30）の幅の半分よりも長く、
    上記フィン（30）の上記長手側縁部（34）に設けられた上記第１突出片（40）は、上記フィン（30）の幅方向の中央よりも上記管用開口（33）の上記開放端（36）に近い
    ことを特徴とする熱交換器。
  7. 請求項２乃至６のいずれか一つにおいて、
    上記長手側縁部（34）に設けられた上記第１突出片（40）は、上記管用開口（33）の上記開放端（36）側に位置する側部（43）が、上記第１突出片（40）の基端から突端へ向かって上記管用開口（33）の上記閉塞端（37）側に傾斜している
    ことを特徴とする熱交換器。
  8. 請求項１乃至７のいずれか一つの熱交換器（10）が設けられた冷媒回路（120）を備え、
    上記冷媒回路（120）において冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う
    ことを特徴とする空気調和機。
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