JPWO2021095087A1 - 熱交換器および冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

この発明は、コルゲートフィンの排水性を向上させることができる熱交換器および冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。断面が扁平形状を有し、平面状の外側面がそれぞれ対向して配置され、管内が流体の流路となる複数の扁平伝熱管と、波形状を有し、対向する扁平伝熱管の間に配置され、波形状の頂部が扁平伝熱管と接合され、頂部の間がそれぞれフィンとなって高さ方向に並ぶコルゲートフィンとを備える熱交換器であって、それぞれのフィンは、フィン上の水を排出する排水スリットを有し、高さ方向において隣り合うフィンが有する排水スリットの水平方向における端部の位置が、互いに異なる位置にある。

Description

この発明は、熱交換器および冷凍サイクル装置に関するものである。特に、コルゲートフィンと扁平伝熱管とを組み合わせて構成する熱交換器および空気調和機に関するものである。

たとえば、冷媒が通過する一対のヘッダー間に接続された複数の扁平伝熱管の平面部と平面部との間に、コルゲートフィンを配置したコルゲートフィンチューブ型の熱交換器が普及している。そして、コルゲートフィンが配置された扁平伝熱管の間には、気体が気流として通過する。このような熱交換器において、扁平伝熱管とコルゲートフィンとの少なくとも一方の表面温度が氷点以下になる可能性がある。表面温度が低下すると、表面近くの空気中の水分が析出して水となり、さらに、氷点以下になると、水が凍結する。そこで、排水をはかるため、フィンとなる部分に空隙となるスリットを設け、表面に析出した水を、スリットを介して排出する熱交換器がある（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１８３９０８号公報

従来の熱交換器は、前述したように、コルゲートフィン表面に析出する水を排出する構造を有する。しかしながら、コルゲートフィンに水が滞留してしまうと、滞留した水を排出するのは困難であった。滞留した水は、凍結などして、熱交換器を通過する空気の抵抗となり、コルゲートフィンの伝熱性能を低下させる要因となっていた。

この発明は、上記のような問題点を解決するため、コルゲートフィンの排水性を向上させることができる熱交換器および冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。

この発明に係る熱交換器は、断面が扁平形状を有し、平面状の外側面がそれぞれ対向して配置され、管内が流体の流路となる複数の扁平伝熱管と、波形状を有し、対向する扁平伝熱管の間に配置され、波形状の頂部が扁平伝熱管と接合され、頂部の間がそれぞれフィンとなって高さ方向に並ぶコルゲートフィンとを備える熱交換器であって、それぞれのフィンは、フィン上の水を排出する排水スリットを有し、高さ方向において隣り合うフィンが有する排水スリットの水平方向における端部の位置が、互いに異なる位置にある。

また、この発明に係る冷凍サイクル装置は、上記の熱交換器を有するものである。

この発明に係る熱交換器は、フィンが有する排水スリットにおいて、少なくとも高さ方向において隣り合うフィンが有する排水スリットの水平方向における端部の位置が、高さ方向において互いに異なる位置にあるコルゲートフィンを備える。このため、上側のフィンからの水を下側のフィンの水に合わせて排水を行うことができる。したがって、フィンにおける水の滞留を抑え、凍結などを防ぐことができ、コルゲートフィンの伝熱性能をさらに向上させることができる。

実施の形態１に係る熱交換器の構成を説明する図である。 実施の形態１に係るコルゲートフィンについて説明する図である。 実施の形態１に係る空気調和装置の構成を示す図である。 実施の形態１に係るコルゲートフィンの各フィンにおける排水スリットの位置関係について説明する図である。 実施の形態１に係るフィン２１表面における凝縮水の流れについて説明する図である。 実施の形態２に係る熱交換器のコルゲートフィンが有する排水スリットの一例について説明する図である。 実施の形態２に係る熱交換器のコルゲートフィンが有する排水スリットの他の一例（その１）について説明する図である。 実施の形態２に係る熱交換器のコルゲートフィンが有する排水スリットの他の一例（その２）について説明する図である。 実施の形態２に係る熱交換器のコルゲートフィンが有する排水スリットの他の一例（その３）について説明する図である。 実施の形態２に係る熱交換器のコルゲートフィンが有する排水スリットの他の一例（その４）について説明する図である。 実施の形態３に係る熱交換器のコルゲートフィンについて説明する図である。 実施の形態３に係るコルゲート加工前のコルゲートフィンの状態を示す図である。 実施の形態３に係る熱交換器のコルゲートフィンの他の一例（その１）について説明する図である。 実施の形態３に係る他の一例のコルゲートフィンのコルゲート加工前の状態を示す図である。 実施の形態３に係る熱交換器の排水スリットの位置の他の一例（その２）について説明する図である。 実施の形態４に係る熱交換器の排水スリットの位置について説明する図である。 実施の形態５に係る熱交換器の排水スリットの位置について説明する図である。 実施の形態６に係るコルゲートフィンを製造する方法の一例を説明する図である。

以下、実施の形態に係る熱交換器および空気調和機について、添付図面などを参照しながら説明する。以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。そして、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、明細書に記載された形態に限定するものではない。特に構成要素の組み合わせは、各実施の形態における組み合わせのみに限定するものではなく、他の実施の形態に記載した構成要素を別の実施の形態に適用することができる。また、以下の説明において、図における上方を「上側」とし、下方を「下側」として説明する。さらに、理解を容易にするために、方向を表す用語（たとえば「右」、「左」、「前」、「後」など）などを適宜用いるが、説明のためのものであって、これらの用語により限定されるものではない。また、湿度および温度の高低については、特に絶対的な値との関係で高低が定まっているものではなく、装置などにおける状態および動作などにおいて相対的に定まるものとする。そして、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。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る熱交換器の構成を説明する図である。図１に示すように、実施の形態１の熱交換器１０は、パラレル配管形となるコルゲートフィンチューブ型の熱交換器である。熱交換器１０は、複数の扁平伝熱管１、複数のコルゲートフィン２および一対のヘッダー３（ヘッダー３Ａおよびヘッダー３Ｂ）を有する。ここで、以下では、図１における上下方向を高さ方向とする。また、図１における左右方向を水平方向とする。そして、図１における前後方向を奥行き方向とする。

ヘッダー３は、それぞれ、冷凍サイクル装置を構成する他の装置と配管接続され、熱交換媒体となる流体である冷媒が流入出し、冷媒を分岐または合流させる管である。２本のヘッダー３の間には、複数の扁平伝熱管１が、各ヘッダー３に対して垂直となるように、平行に配置されている。ここで、図１に示すように、実施の形態１の熱交換器１０においては、２本のヘッダー３Ａおよびヘッダー３Ｂは、高さ方向に上下に分かれて配置される。液状の冷媒が通過するヘッダー３Ａが下側となり、ガス状の冷媒が通過するヘッダー３Ｂが上側に位置する。

また、扁平伝熱管１は、断面が扁平形状を有し、空気の流通方向である奥行き方向に沿った扁平形状の長手側における外側面が平面状であり、当該長手方向に直交する短手側における外側面が曲面状である伝熱管である。扁平伝熱管１は、管の内部において、冷媒の流路となる複数の穴を有する多穴扁平伝熱管である。実施の形態１において、扁平伝熱管１の穴はヘッダー３間の流路となるため、高さ方向を向いて形成されている。そして、各扁平伝熱管１は、長手側における外側面が対向して、水平方向に等間隔に配列される。実施の形態１の熱交換器１０を製造する際、各扁平伝熱管１は、各ヘッダー３が有する挿入穴（図示せず）に挿し込まれ、ろう付けされ、接合される。ろう付けのろう材は、たとえばアルミニウムを含むろう材が使用される。

ここで、熱交換器１０が、凝縮器として使用される場合は、高温および高圧の冷媒が扁平伝熱管１の管内の冷媒流路を流れる。また、熱交換器１０が、蒸発器として使用される場合は、低温および低圧の冷媒が扁平伝熱管１の管内の冷媒流路を流れる。冷媒は、外部装置（図示せず）から熱交換器１０に冷媒を供給する配管（図示せず）を介して、一方のヘッダー３に流入する。一方のヘッダー３に流入した冷媒は、分配されて各扁平伝熱管１を通過する。扁平伝熱管１は、管内を通過する冷媒と管外を通過する外部の大気である外気との間で熱交換を行う。このとき、冷媒は、扁平伝熱管１を通過する間に、大気に対して放熱または大気から吸熱する。冷媒の温度が外気の温度より高い場合には、冷媒は自身が持つ熱を外気に放出する。冷媒の温度が外気の温度より低い場合には、冷媒は、大気から熱を吸収する。扁平伝熱管１を通過して熱交換された冷媒は、他方のヘッダー３に流入し、合流する。そして、冷媒は、他方のヘッダー３に接続された配管（図示せず）を通って、外部装置（図示せず）に還流される。

また、配列された扁平伝熱管１の互いに対向する扁平面間には、コルゲートフィン２が配列される。コルゲートフィン２は、冷媒と外気との伝熱面積を広げるために配列される。コルゲートフィン２は、板材に対してコルゲート加工が行われ、山折りおよび谷折りを繰返すつづら折りにより、折り曲げられて波形状に、蛇腹となって形成される。ここで、波形状に形成されてできた凹凸による折り曲げ部分は、波形状の頂部となる。実施の形態１において、コルゲートフィン２の頂部は、高さ方向にわたって並んでいる。

図２は、実施の形態１に係るコルゲートフィンについて説明する図である。コルゲートフィン２は、対向する扁平伝熱管１の間から空気の流通方向において上流側に突出している一端部分を除き、コルゲートフィン２において波形状の頂部と扁平伝熱管１の扁平面とが面接触している。そして、接触部分は、ろう材によってろう付けされ、接合される。コルゲートフィン２の板材は、たとえば、アルミニウム合金を材質とする。そして、板材表面には、ろう材層がクラッドされる。クラッドされたろう材層は、たとえば、アルミシリコン系のアルミニウムを含むろう材を基本とする。ここで、板材の板厚は、５０μｍ〜２００μｍ程度である。

コルゲートフィン２の各頂部の間の山腹における面をフィン２１とする。各フィン２１は、それぞれルーバー２２および排水スリット２３を有する。ルーバー２２は、各フィン２１において空気の流通方向である奥行き方向に、複数並んで設けられる。したがって、ルーバー２２は、気流に沿って並んでいる。ルーバー２２は、空気を通過させるスリットおよびスリットを通過する空気を導く板部を有している。また、排水スリット２３は、各フィン２１において、奥行き方向において扁平伝熱管１の中央部分に対応する位置に配置されている。排水スリット２３は、水平方向に長く延びる長方形状に形成される。ここで、実施の形態１の熱交換器１０における排水スリット２３は、後述するように、水平方向におけるスリットの中心位置が、少なくとも、高さ方向において隣り合うフィン２１間で互いにずれ、排水スリット２３の水平方向における端部の位置も異なっている。コルゲートフィン２については、後にさらに説明する。

図３は、実施の形態１に係る空気調和装置の構成を示す図である。実施の形態１においては、冷凍サイクル装置の一例として、空気調和装置について説明する。図３の空気調和装置では、熱交換器１０を室外熱交換器２３０として用いる。ただし、これに限定するモノではなく、室内熱交換器１１０として用いてもよいし、室外熱交換器２３０および室内熱交換器１１０の両方に用いてもよい。

図３に示すように、空気調和装置は、室外機２００と室内機１００とを、ガス冷媒配管３００、液冷媒配管４００により配管接続することで、冷媒回路が構成される。室外機２００は、圧縮機２１０、四方弁２２０、室外熱交換器２３０および室外ファン２４０を有している。実施の形態５の空気調和装置は、１台の室外機２００と１台の室内機１００が配管接続されているものとする。

圧縮機２１０は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。特に限定するものではないが、圧縮機２１０は、たとえばインバータ回路などにより、運転周波数を任意に変化させることにより、圧縮機２１０の容量を変化させることができる。四方弁２２０は、たとえば冷房運転時と暖房運転時とによって冷媒の流れを切り換える弁である。

室外熱交換器２３０は、冷媒と室外の空気との熱交換を行う。たとえば、暖房運転時においては蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させ、気化させる。また、冷房運転時においては凝縮器として機能し、冷媒を凝縮して液化させる。室外ファン２４０は、室外熱交換器２３０に室外の空気を送り込み、室外熱交換器２３０における熱交換を促す。

室内熱交換器１１０は、たとえば空調対象となる室内の空気と冷媒との熱交換を行う。暖房運転時においては凝縮器として機能し、冷媒を凝縮して液化させる。また、冷房運転時においては蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させ、気化させる。

一方、室内機１００は、室内熱交換器１１０、膨張弁１２０および室内ファン１３０を有している。絞り装置などの膨張弁１２０は、冷媒を減圧して膨張させる。たとえば電子式膨張弁などで構成した場合には、制御装置（図示せず）などの指示に基づいて開度調整を行う。また、室内熱交換器１１０は、空調対象空間である室内の空気と冷媒との熱交換を行う。たとえば、暖房運転時においては凝縮器として機能し、冷媒を凝縮して液化させる。また、冷房運転時においては蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させ、気化させる。室内ファン１３０は、室内の空気を、室内熱交換器１１０に通過させ、室内熱交換器１１０を通過させた空気を室内に供給する。

次に、空気調和装置の各機器の動作について、冷媒の流れに基づいて説明する。まず、暖房運転における冷媒回路の各機器の動作を、冷媒の流れに基づいて説明する。圧縮機２１０により圧縮されて吐出した高温および高圧のガス冷媒は、四方弁２２０を通過し、室内熱交換器１１０に流入する。ガス冷媒は、室内熱交換器１１０を通過中に、たとえば、空調対象空間の空気と熱交換することで凝縮し、液化する。凝縮し、液化した冷媒は、膨張弁１２０を通過する。冷媒は、膨張弁１２０を通過する際、減圧される。膨張弁１２０で減圧されて気液二相状態となった冷媒は、室外熱交換器２３０を通過する。室外熱交換器２３０において、室外ファン２４０から送られた室外の空気と熱交換することで蒸発し、ガス化した冷媒は、四方弁２２０を通過して、再度、圧縮機２１０に吸入される。以上のようにして空気調和装置の冷媒が循環し、暖房に係る空気調和を行う。

次に、冷房運転について説明する。圧縮機２１０により圧縮されて吐出した高温および高圧のガス冷媒は、四方弁２２０を通過し、室外熱交換器２３０に流入する。そして、室外熱交換器２３０内を通過して、室外ファン２４０が供給した室外の空気と熱交換することで凝縮し、液化した冷媒は、膨張弁１２０を通過する。冷媒は、膨張弁１２０を通過する際、減圧される。膨張弁１２０で減圧されて気液二相状態となった冷媒は、室内熱交換器１１０を通過する。そして、室内熱交換器１１０において、たとえば、空調対象空間の空気と熱交換することで蒸発し、ガス化した冷媒は、四方弁２２０を通過して再度圧縮機２１０に吸入される。以上のようにして空気調和装置の冷媒が循環し、冷房に係る空気調和を行う。

前述したように、熱交換器１０が蒸発器として作用する場合、扁平伝熱管１およびコルゲートフィン２の表面は、熱交換器１０を通過する空気の温度より低い。このため、空気中の水分が、扁平伝熱管１およびコルゲートフィン２の表面で結露し、凝縮水４が析出する。

コルゲートフィン２の各フィン２１の表面に結露した凝縮水４は、排水スリット２３に流れ、下部側のフィン２１に流下する。その際、凝縮水４の量が多い領域は、凝縮水４がフィン２１の表面上を流れやすく、排水スリット２３を通じて流下しやすくなる。一方で、凝縮水４の量が少ない領域では、凝縮水４がフィン２１の表面に保持され、滞留しやすく、流れにくい。

図４は、実施の形態１に係るコルゲートフィンの各フィンにおける排水スリットの位置関係について説明する図である。図４（ａ）〜図４（ｅ）は、それぞれ、図１の（ａ）〜（ｅ）に示す位置でのフィン２１の概略を示す図である。

前述したように、実施の形態１の熱交換器１０では、ある排水スリット２３は、水平方向における位置が、高さ方向において隣り合うフィン２１の排水スリット２３とずれるように形成されている。特に限定するものではないが、実施の形態１の熱交換器１０では、１つのコルゲートフィン２中に、スリットの中心位置が同じ排水スリット２３が周期的に現れるものとする。

このため、上部側のフィン２１において、排水スリット２３の水平方向における端部から流下した凝縮水４は、下部側のフィン２１上に落ちる。そして、下部側のフィン２１上に落ちた凝縮水４は、下部側のフィン２１の表面に保持されて流れにくくなった凝縮水４と合流する。合流することで量が多くなった凝縮水４は、排水スリット２３を通じて流下しやすくなる。したがって、フィン２１の表面に保持される凝縮水４が少なくなり、効率よく排水することができる。

図５は、実施の形態１に係るフィン２１表面における凝縮水の流れについて説明する図である。扁平伝熱管１とコルゲートフィン２とが接合された部分である頂部は、折り曲げられることにより、フィン２１間の間隔が狭くなる。このため、頂部における凝縮水４は、凝縮水４に発生する表面張力によって、頂部に保持されて、滞留しやすくなる。

実施の形態１の熱交換器１０では、たとえば、図５のように、排水スリット２３の水平方向における端部を、頂部または頂部近傍に位置させることができる。図４では、この態様は、図４（ｄ）および図４（ｅ）の排水スリット２３の位置に該当する。排水スリット２３の水平方向における端部が頂部近傍にあると、頂部における凝縮水４と上部側のフィン２１から流下する凝縮水４とを合流させることができる。頂部の凝縮水４は、上部側のフィン２１からの凝縮水４と合流することで、表面張力が破壊されて頂部から流れ出し、下部側のフィン２１を流れる。また、フィン２１の水平方向の両端部に排水スリット２３が位置することで、排水性がさらに向上する。図４では、この態様は、図４（ａ）、図４（ｂ）および図４（ｃ）の排水スリット２３の位置に該当する。

以上のように、実施の形態１の熱交換器１０によれば、コルゲートフィン２の各フィンが有する排水スリット２３は、水平方向におけるスリットの位置が、高さ方向において、少なくとも隣り合うフィン２１間で互いにずれている。このため、上部側のフィン２１の排水スリット２３から落ちた凝縮水４を、下部側のフィン２１の表面に保持されて流れにくくなった凝縮水４と合流させて、下部側のフィン２１の排水スリット２３から排水することができる。このため、フィン２１表面に対流する凝縮水４の量を減らし、伝熱性能の低下を抑えることができる。

実施の形態２．
図６は、実施の形態２に係る熱交換器のコルゲートフィンが有する排水スリットの一例について説明する図である。図６は、コルゲート加工前の板材の状態を示している。ここでは、実施の形態１で説明した排水スリット２３などの、水平方向の長さなどについて規定する。たとえば、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、排水スリット２３が、扁平伝熱管１とコルゲートフィン２とが接合された頂部を含まず、隣り合う２つのフィン２１の間にまたがらないように、スリット形成の間隔を調整してもよい。排水スリット２３が２つのフィン２１の間にまたがらないようにすることで、各フィン２１が独立した排水スリット２３を有し、扁平伝熱管１とコルゲートフィン２との接触面積を減らさずに、伝熱性能の低下を抑制しつつ、排水性の向上を期待することができる。

図７は、実施の形態２に係る熱交換器のコルゲートフィンが有する排水スリットの他の一例（その１）について説明する図である。図７は、コルゲートフィン２を、コルゲート加工前の板材の状態で示している。図７に示すように、排水スリット２３の水平方向における寸法が、フィン２１の水平方向における寸法Ｌ１より長くしてもよい。この場合、排水スリット２３は、頂部を含み、隣り合う２つのフィン２１の間にまたがって形成されることになる。

図８は、実施の形態２に係る熱交換器のコルゲートフィンが有する排水スリットの他の一例（その２）について説明する図である。図８は、コルゲートフィン２を、コルゲート加工前の板材の状態で示している。図８の排水スリット２３は、図７に示す排水スリット２３とは逆に、水平方向における排水スリット２３の寸法Ｌ２が、フィン２１の水平方向における寸法Ｌ１より短くてもよい。また、図８は、隣り合う２つのフィン２１の排水スリット２３間の間隔の寸法Ｌ３が、等間隔で形成される。このため、フィン２１の水平方向において、排水スリット２３を含む領域では、排水スリット２３による排水を行う領域とフィン２１による伝熱を行う領域とを形成することができ、排水性を向上させつつ、伝熱性能の低下を抑制することができる。また、板材をコルゲート加工してコルゲートフィン２を製造したときに、各フィン２１における強度を高く保つことができる。

図９は、実施の形態２に係る熱交換器のコルゲートフィンが有する排水スリットの他の一例（その３）について説明する図である。図９は、コルゲートフィン２を、コルゲート加工前の板材の状態で示している。図９のコルゲートフィン２は、隣り合うフィン２１との排水スリット２３間の間隔の寸法Ｌ３が、それぞれの複数のフィン２１で異なる。隣り合うフィン２１との排水スリット２３間の間隔の寸法Ｌ３が複数のフィン２１で異なるようにすることで、排水性と伝熱性能を、設計に基づいてバランスさせることができる。

図１０は、実施の形態２に係る熱交換器のコルゲートフィンが有する排水スリットの他の一例（その４）について説明する図である。図１０は、コルゲートフィン２を、コルゲート加工前の板材の状態で示している。図１０のコルゲートフィン２は、複数のフィン２１において、水平方向における排水スリット２３の寸法Ｌ２が異なる。コルゲートフィン２において、複数のフィン２１における排水スリット２３の水平方向の寸法Ｌ２が異なるようにすることで、排水性と伝熱性能を、設計に基づいてバランスさせることができる。

ここで、コルゲートフィン２の各フィン２１における排水スリット２３の間隔は、等間隔であってもよいし、図９および図１０に示すように、排水スリット２３の間隔の変化が周期的に同じになるように形成してもよい。排水スリット２３の間隔を等間隔または間隔の変化が周期的に同じになるようにする場合、コルゲートフィン２の排水スリット２３およびルーバー２２の加工が、コルゲート穴あけローラーまたはコルゲートカッター（ローラー）などを用いて形成することができる。コルゲート穴あけローラーなどを用いることで、コルゲートフィン２を製造する際の加工スピードを速くすることができる。

実施の形態３．
図１１は、実施の形態３に係る熱交換器のコルゲートフィンについて説明する図である。図１１は、コルゲートフィン２のある位置でのフィン２１を示す。図１１に示すように、実施の形態３では、平面状の外側面に沿って、奥行き方向に列状をなして並んで配置される扁平伝熱管１を有する。図１１では、扁平伝熱管１が２列に並んで配置された例を示している。ここで、風上側の扁平伝熱管１を扁平伝熱管１Ａとし、風下側の扁平伝熱管１を扁平伝熱管１Ｂとする。そして、扁平伝熱管１Ａの長手方向の両端間の寸法をＬ４とし、扁平伝熱管１Ｂの長手方向の両端間の寸法をＬ５とする。寸法Ｌ４と寸法Ｌ５とは、同じ長さであってもよいし、異なる長さであってもよい。

実施の形態３に係る熱交換器１０のコルゲートフィン２は、扁平伝熱管１Ａおよび扁平伝熱管１Ｂにまたがって配置され、扁平伝熱管１Ａおよび扁平伝熱管１Ｂとろう付けされて、接合される。コルゲートフィン２の各フィン２１は、扁平伝熱管１Ａの長手方向における両端の範囲内に第一排水スリット２３Ａが配置され、扁平伝熱管１Ｂの長手方向における両端の範囲内に第二排水スリット２３Ｂが配置される。

図１２は、実施の形態３に係るコルゲート加工前のコルゲートフィンの状態を示す図である。図１２に示すように、図１１のコルゲートフィン２においては、各フィン２１における水平方向における第一排水スリット２３Ａと第二排水スリット２３Ｂの位置は同じである。

図１３は、実施の形態３に係る熱交換器のコルゲートフィンの他の一例（その１）について説明する図である。また、図１４は、実施の形態３に係る他の一例のコルゲートフィンのコルゲート加工前の状態を示す図である。図１４は、コルゲートフィン２を、コルゲート加工前の板材の状態で示している。図１３および図１４に示すコルゲートフィン２のフィン２１においては、第一排水スリット２３Ａと第二排水スリット２３Ｂの水平方向における位置がずれて異なっている。

図１５は、実施の形態３に係る熱交換器のコルゲートフィンの他の一例（その２）について説明する図である。図１５は、コルゲートフィン２を、コルゲート加工前の板材の状態で示している。図１５のフィン２１は、風上側に位置する第一排水スリット２３Ａについては、頂部を含み、隣り合う２つのフィン２１にまたがるスリットの数を多くする。一方、風下側に位置する第二排水スリット２３Ｂについては、２つのフィン２１にまたがるスリットの数を少なくする。

このように、フィン２１間における第一排水スリット２３Ａおよび第二排水スリット２３Ｂの間隔およびスリット長さなどを調整することで、フィン２１において、風下側よりも伝熱性能が高い風上側では、排水性を高くすることができる。また、風上側よりも伝熱性能が低くなる風下側でも、伝熱性能を高めることができる。このため、排水性と伝熱性能との低下を抑制することができる。また、風下側の伝熱性能を高くすることで、フィン２１上の伝熱性能の差を少なくすることができる。このため、低温空気条件においてフィン２１表面に着霜する霜の厚さを均一に近づけることができ、低温空気条件での熱交換性能を向上することができる。

ここで、排水スリット２３の奥行き方向における位置については、特に限定はしなかった。たとえば、図１１および図１３に示すように、排水スリット２３の奥行方向の位置が伝熱性能の高くなるルーバー２２に囲まれた位置に配置することで、ルーバー２２における伝熱性能を損なうことなく排水することができる。

以上のように、実施の形態３によれば、通過する空気の流れに沿って、奥行き方向に複数列に並んで扁平伝熱管１が配置される熱交換器１０において、各列の扁平伝熱管１の長手方向の両端の間に、それぞれ排水スリット２３を配置するようにした。このため、このとき、各列における第一排水スリット２３Ａおよび第二排水スリット２３Ｂで、それぞれ間隔およびスリット長さなどを調整し、排水性と伝熱性能との低下を抑制したスリットの組み合わせを得ることができる。

実施の形態４．
図１６は、実施の形態４に係る熱交換器の排水スリットの位置について説明する図である。実施の形態４では、各フィン２１の奥行き方向において、扁平伝熱管１Ａおよび扁平伝熱管１Ｂと接合されていない、扁平伝熱管１Ａと扁平伝熱管１Ｂとの間に第三排水スリット２３Ｃを有する。扁平伝熱管１Ａと扁平伝熱管１Ｂとの間に第三排水スリット２３Ｃを有することで、伝熱性能が低くなる領域における排水性を向上させることができる。

実施の形態５．
図１７は、実施の形態５に係る熱交換器の排水スリットの位置について説明する図である。実施の形態５では、熱交換器１０内の複数のコルゲートフィン２において、高さ方向において同じ位置にあるフィン２１の排水スリット２３について、水平方向におけるスリットの中心位置が互いにずれている。

図１７に示すコルゲートフィン２ａ〜コルゲートフィン２ｃが有する第一排水スリット２３Ａａ〜第一排水スリット２３Ａｃは、水平方向におけるスリットの中心位置が互いにずれている。第二排水スリット２３Ｂａ〜第二排水スリット２３Ｂｃおよび第三排水スリット２３Ｃａ〜第三排水スリット２３Ｃｃについても同様に、スリットの中心位置が互いにずれている。複数のコルゲートフィン２間で、排水スリット２３の水平方向におけるスリットの中心位置を互いにずらす配置にすることで、熱交換器１０の全体における排水性を向上させることができる。

実施の形態６．
図１８は、実施の形態６に係るコルゲートフィンを製造する方法の一例を説明する図である。図１８は、実施の形態１〜実施の形態５に係るコルゲートフィン２を製造するための、穴あけローラー５００の一例を示したものである。穴あけローラー５００は、コルゲートフィン２となる板材に、排水スリット２３を形成する。たとえば、上下方向に配置された第１ローラーカッター５０１と第２ローラーカッター５０２との間にコルゲートフィン２となる板材を供給すると、ローラー間の嵌めあいにより、板材の一部に、排水スリット２３となる貫通穴を形成することができる。板材を加工するカッターを有するローラー間の嵌めあい部分の、回転方向における間隔が異なることで、加工された板材に、水平方向の間隔が異なる排水スリット２３が形成される。第１ローラーカッター５０１と第２ローラーカッター５０２との１回転が１周期となり、前述した図９または図１０のように、排水スリット２３の間隔の変化が周期的に同じになる。ここで、ローラーにおける周の長さが、コルゲートフィン２の長さよりも長くなるようにすれば、コルゲートフィン２において、排水スリット２３の間隔がすべて異なるように加工することもできる。このように、穴あけローラー５００を用いて、コルゲートフィン２の排水スリット２３を形成することで、コルゲートフィン２を製造する際の加工スピードを速くすることができる。

１，１Ａ，１Ｂ 扁平伝熱管、２，２ａ，２ｂ，２ｃ コルゲートフィン、３，３Ａ，３Ｂ ヘッダー、６ 凝縮水、１０ 熱交換器、２１ フィン、２２ ルーバー、２３ 排水スリット、２３Ａ，２３Ａａ，２３Ａｂ，２３Ａｃ 第一排水スリット、２３Ｂ，２３Ｂａ，２３Ｂｂ，２３Ｂｃ 第二排水スリット、２３Ｃ，２３Ｃａ，２３Ｃｂ，２３Ｃｃ 第三排水スリット、１００ 室内機、１１０ 室内熱交換器、１２０ 膨張弁、１３０ 室内ファン、２００ 室外機、２１０ 圧縮機、２２０ 四方弁、２３０ 室外熱交換器、２４０ 室外ファン、３００ ガス冷媒配管、４００ 液冷媒配管、５００ 穴あけローラー、５０１ 第１ローラーカッター、５０２ 第２ローラーカッター。

この発明に係る熱交換器は、断面が扁平形状を有し、平面状の外側面がそれぞれ対向して配置され、管内が流体の流路となる複数の扁平伝熱管と、波形状を有し、対向する扁平伝熱管の間に配置され、波形状の頂部が扁平伝熱管と接合され、頂部の間がそれぞれフィンとなって高さ方向に並ぶコルゲートフィンとを備える熱交換器であって、それぞれのフィンは、フィン上の水を排出する排水スリットを有し、排水スリットは、隣り合う扁平伝熱管の長手方向における両端の範囲内に、フィンの板材を貫通する貫通穴として設けられており、高さ方向において隣り合うフィンが有する排水スリットの水平方向における端部の位置が、互いに異なる位置にある。

Claims (8)

1. 断面が扁平形状を有し、平面状の外側面がそれぞれ対向して配置され、管内が流体の流路となる複数の扁平伝熱管と、
   波形状を有し、対向する前記扁平伝熱管の間に配置され、前記波形状の頂部が前記扁平伝熱管と接合され、前記頂部の間がそれぞれフィンとなって高さ方向に並ぶコルゲートフィンと
   を備える熱交換器であって、
   それぞれの前記フィンは、前記フィン上の水を排出する排水スリットを有し、高さ方向において隣り合う前記フィンが有する前記排水スリットの水平方向における端部の位置が、互いに異なる位置にある熱交換器。
2. 前記コルゲートフィンは、前記頂部を含み、隣り合う２つの前記フィンにまたがる位置に、前記排水スリットを有する請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記コルゲートフィンにおいて、それぞれの前記フィンは、前記頂部を含まない位置に前記排水スリットを有する請求項１に記載の熱交換器。
4. 前記平面状の外側面に沿って、列状に複数の前記扁平伝熱管が配置され、
   前記コルゲートフィンは、前記列状に並んだ前記扁平伝熱管にまたがって配置される請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の熱交換器。
5. 前記コルゲートフィンの前記フィンは、各列において対向する前記扁平伝熱管の間となる領域に対応した位置に前記排水スリットを有する請求項４に記載の熱交換器。
6. 前記コルゲートフィンの前記フィンは、前記列状に並んだ前記扁平伝熱管の間で前記扁平伝熱管が配置されていない領域に対応した位置に前記排水スリットを有する請求項４または請求項５に記載の熱交換器。
7. 前記コルゲートフィンは、高さ方向において、前記排水スリットの位置が同じものが周期的に繰り返される前記フィンを有する請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の熱交換器。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の熱交換器を有する冷凍サイクル装置。

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