WO2013161792A1 - 熱交換器、その製造方法及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

熱交換器、その製造方法及び冷凍サイクル装置 Download PDF

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WO2013161792A1
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flat tube
fin
heat exchanger
refrigerant
fins
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相武 李
拓也 松田
石橋　晃
岡崎　多佳志
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger or the like that performs heat exchange between a refrigerant and air.
  • a large number of plate-like fins are arranged in parallel in a conventional heat exchanger and fixed with a jig, and each fin and a flat tube that becomes a heat transfer tube are inserted, a brazing material is arranged, and each fin and each flat tube There is a heat exchanger that joins and fixes (see, for example, Patent Document 1).
  • the brazing material melted at the time of brazing may cause the brazing material to flow on the fins and melt the fins, for example. Moreover, since it may not go into the gap between the fin and the flat tube, the fin and the flat tube may not be joined well.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a heat exchanger or the like that can easily and reliably join a fin and a flat tube.
  • the heat exchanger according to the present invention includes a plurality of plate-like fins having metal insertion holes including aluminum that are stacked at predetermined intervals and air flows between them, and the long side is a straight line, and the short side is A pipe with a semicircular curved cross-section and a brazing material coated on the outer peripheral surface on both sides on the long side and the outer peripheral surface on the short side in contact with the fins.
  • FIG. 1 shows the structure of the indoor unit which has a heat exchanger which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a figure which shows a part of main heat exchanger 10 in Embodiment 1 of this invention. It is a figure explaining the junction part of the fin 11 and the flat tube 12.
  • FIG. It is a figure which shows the cross section of the flat tube 12 which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a figure which shows the cross section of the flat tube 12 which concerns on Embodiment 2 of this invention. It is a figure showing the relationship between the thickness of the wax clad material 15 which concerns on Embodiment 3 of this invention, and a heat exchange rate. It is a figure for demonstrating the manufacturing process of the flat tube 12 which concerns on Embodiment 4 of this invention. It is a figure which shows the structure of the refrigerating-cycle apparatus in Embodiment 5 of this invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an indoor unit having a heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention.
  • an indoor unit disposed on the air-conditioning target space side will be described as an example.
  • the heat exchanger of the present invention is not limited to a heat exchanger for an indoor unit.
  • the left side of the figure will be described as the front surface and the right side as the back surface.
  • the suffix may be omitted.
  • the temperature and pressure levels described below are not particularly determined in relation to absolute values, but are expressed based on relationships that are relatively determined in the state and operation of the device. Suppose you are.
  • a top panel 4 having an air inlet 5 is provided at the upper part between the casing 2 and the front panel 3 of the indoor unit 1.
  • a filter 6 is installed on the inner side (downstream side) of the top panel 4.
  • the drain pans 7a and 7b receive moisture generated by heat exchange.
  • a blower 8 is disposed downstream of the suction port 5.
  • a blower outlet 9 is provided on the downstream side of the blower 8.
  • 1st main heat exchanger 10a, 10b is installed in the front side upper part (between the filter 6 and the air blower 8) of the indoor unit 1 in two rows with respect to the air flow direction (indicated by an arrow).
  • the second main heat exchangers 10c and 10d are arranged in two rows with respect to the air flow direction below the first heat exchangers 10a and 10b.
  • the third main heat exchangers 10e and 10f are arranged in two rows in the upper part on the back side of the indoor unit 1 with respect to the air flow direction.
  • the first to third main heat exchangers 10a to 10f are fin tube type heat exchangers having flat fins 11 and flat tubes 12 serving as heat transfer tubes.
  • the flat tubes 12 are in a staggered arrangement.
  • the first to third main heat exchangers 10a to 10f may be simply referred to as the main heat exchanger 10.
  • auxiliary heat exchangers 20a, 20b, and 20c are configured by attaching heat transfer tubes 22 made of circular tubes to the fins 21.
  • the first to third main heat exchangers 10 are arranged upstream of the air flow.
  • FIG. 2 is a diagram showing a part of the main heat exchanger 10 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2A shows a partial perspective view.
  • FIG. 2B is a partially enlarged view showing the relationship between the fin 11 and the flat tube 12.
  • the main heat exchanger 10 of this Embodiment demonstrates the flat tube heat exchanger which has the flat tube 12 which is a flat-shaped heat exchanger tube in which a part of cross-sectional shape becomes a curve as mentioned above.
  • the main heat exchanger 10 of Embodiment 1 is a cross section cut perpendicularly to the direction in which the refrigerant flows, and the long side portion is a straight line and the short side portion is, for example, a semicircular curve.
  • the plurality of flat tubes 12 are arranged in parallel at regular intervals in a direction orthogonal to the flow direction of the refrigerant flowing in the tubes.
  • it has a plurality of flat plate (rectangular) fins 11 provided with insertion holes 16.
  • the fins 11 are arranged in parallel at regular intervals in the refrigerant flow direction (direction orthogonal to the direction in which the flat tubes 12 are arranged).
  • it has the flat tube 12 inserted in the insertion hole 16 of the flat fin 11, and the contact part (brazing part 13) of the fin 11 and the flat tube 12 is joined by brazing.
  • the fin 11 and the flat tube 12 use aluminum or an aluminum alloy as a material.
  • aluminum is used as a material.
  • aluminum or the like as a material, it is possible to improve heat exchange efficiency, reduce weight, reduce size, and the like.
  • the fin 11 of this Embodiment it follows along the short side of the flat tube 12 rather than the length of the width direction (long axis direction when the flat tube 12 is made into an ellipse) along the long side of the flat tube 12. Since the arrangement direction (the short axis direction when the flat tubes 12 are elliptical) is a longer rectangular shape, the arrangement direction of the flat tubes 12 is the longitudinal direction, and the width direction of the flat tubes 12 is the short direction. .
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a joint portion between the fin 11 and the flat tube 12.
  • the fin 11 has a plurality of insertion holes 16 in the longitudinal direction. Since each insertion hole 16 corresponds to each flat tube 12, for example, the same number as the flat tube 12 and the same interval (excluding both ends) are provided.
  • a slit 17 formed by cutting and raising a part of the fin 11 is provided between the insertion holes 16.
  • a fin collar 18 raised in the direction perpendicular to the fin 11 is provided at the edge of each insertion hole 16.
  • the flat tube 12 and the fin collar 18 are in contact with the flat tube 12 at the tip of the fin collar 18. There is a gap between the flat tube 12 and the fin collar 18 at the base of the fin collar 18.
  • each flat tube 12 and each fin 11 are fixed by joining the flat tube 12 and the fin 11 (fin collar 18) with a brazing material at the brazing portion 13.
  • the gap between the flat tube 12 and the fin collar 18 is set to 2 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • FIG. 4 is a view showing a cross section of the flat tube 12 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a plurality of holes (refrigerant flow paths) 14 are provided side by side in the width direction.
  • a refrigerant for heat exchange with air passing through the main heat exchanger 10 flows.
  • the refrigerant flow path 14 has a spiral groove formed on the inner peripheral surface. With this groove, the phase of the refrigerant is efficiently changed, and the heat transfer performance of the heat transfer tube is improved by increasing the surface area in the tube, the fluid stirring effect, the liquid film holding effect due to the capillary action of the groove, and the like.
  • the brazing material 15 which is melted and brazed (coated) with a brazing material for brazing the fin 11 and the flat tube 12 is formed on both outer peripheral surfaces on the long side of the flat tube 12.
  • the flat tube 12 is formed on the outer peripheral surface on the short side where the fin 11 contacts.
  • the row cladding material 15 is formed using an Al—Si based (aluminum-silicon based) alloy containing silicon in aluminum as a brazing material. .
  • the brazing clad material 15 is formed on the outer peripheral surfaces on both sides on the long side of the flat tube 12 and the outer peripheral surface on the short side where the fins 11 of the flat tube 12 are in contact, and the fins 11 are inserted into the flat tube 12 for brazing. By doing so, brazing can be performed easily. At this time, brazing can be performed in a state in which the brazing material is evenly distributed over the brazing portion 13.
  • the brazing material is an alloy harder than aluminum. For this reason, when the fin 11 is molded, for example, the mold used for processing is easily damaged, and the processing cost increases.
  • the wax cladding material 15 is formed on the flat tube 12.
  • the wax cladding material 15 formed on the outer peripheral surfaces on both sides on the long side of the flat tube 12 and the outer peripheral surface on the short side where the fins 11 of the flat tube 12 contact each other. Since the fins 11 and the flat tubes 12 constituting the main heat exchanger 10 are brazed and joined, it can be easily and reliably joined. Since joining can be performed reliably, the heat exchange efficiency can be improved.
  • FIG. FIG. 5 is a view showing a cross section of the flat tube 12 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the flat tube 12 of this Embodiment it forms so that the thickness of the low cladding material 15 in the short side part of an outer peripheral surface and the low cladding material 15 in a long side part may differ.
  • the wax cladding material 15 in the short side portion of the outer peripheral surface is formed thinner than the wax cladding material 15 in the long side portion (the wax cladding material 15 in the long side portion is formed thick).
  • the wax cladding material 15 may be formed only on the long side portion.
  • the flat tube 12 of the first embodiment described above forms the wax cladding material 15 on the entire outer peripheral surface.
  • molten brazing material may be transmitted by gravity or the like.
  • excessive brazing material may wrap around the short side portion.
  • the brazing material that protrudes outside the joint may reduce the gap between the fins 11 and hinder ventilation in the heat exchanger. Therefore, in this embodiment, the brazing material 15 in the short side portion is formed so as to be thinner than the long side portion so that the molten brazing material does not protrude, and is transmitted through the gap between the fin 11 and the flat tube 12.
  • the short side is brazed with the brazing material that has been used, and then joined.
  • the brazing material 15 on the short side portion of the outer peripheral surface is formed thin, so that an excessive brazing material is present on the short side portion during brazing. It does not wrap around and does not hinder ventilation.
  • FIG. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the thickness of the wax cladding material 15 according to the third embodiment of the present invention and the heat exchange rate.
  • the horizontal axis represents the ratio of the thickness of the wax cladding material 15 to the total thickness (short side length) of the flat tube 12 as a cladding ratio (percentage), and the vertical axis represents the heat exchange rate (percentage). ing.
  • the brazing material for joining the fins 11 and the flat tubes 12 is insufficient, resulting in poor bonding, resulting in a poor heat exchange rate.
  • the cladding rate is too high (about 7% or more)
  • the gap between the fin 11 and the flat tube 12 is widened when the wax cladding material 15 is melted.
  • the brazing material is insufficient in the long side portion, and a lot of brazing material goes around the short side portion. For this reason, surplus brazing material reduces the gap between the fins 11, and the pressure loss (ventilation resistance) on the air side increases. As a result, the heat exchange rate becomes worse.
  • the flat tube 12 and the fin 11 in which the ratio of the thickness of the wax clad material 15 to the total thickness of the flat tube 12 is 3 to 7% are joined to create the heat exchanger.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a manufacturing process of the flat tube 12 according to the fourth embodiment of the present invention. Based on FIG. 7, an example of manufacture of the flat tube 12 in this Embodiment is demonstrated.
  • a billet 30 in which a raw clad material 15 is formed on the surface of a base material, which is generally commercially available, is used as a material (FIG. 7A).
  • the billet 30 is divided into two (FIG. 7B). And the recessed part 31 used as the refrigerant flow path 14 is formed in a cut surface side, respectively (FIG.7 (c)).
  • the recess 31 is formed, the above-described spiral groove is also formed.
  • the cut surfaces face each other and are joined to produce the flat tube 12.
  • the billet 30 formed with the commercially available wax clad material 15 is used, but it can also be produced by another method.
  • the coolant channel 14 may be processed by extrusion molding into a billet to produce the flat tube 12, and then the brazing material 15 may be formed by applying a brazing material to the surface of the flat tube 12.
  • FIG. FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.
  • a compressor circuit, a condenser 200, an expansion valve 300, and an evaporator 400 are connected by piping to form a refrigerant circuit (refrigerant circulation circuit).
  • the level of temperature and the level of pressure are not particularly determined in relation to absolute values, but are relatively determined in terms of the state and operation of the refrigerant in the apparatus. .
  • Compressor 100 sucks in refrigerant, compresses it, discharges it in a high temperature / high pressure state.
  • it may be configured by a compressor of a type that can control the number of revolutions by an inverter circuit or the like and adjust the discharge amount of the refrigerant.
  • the condenser 200 serving as a heat exchanger performs heat exchange between air supplied from a blower (not shown) and a refrigerant, for example, and condenses the refrigerant into a liquid refrigerant (condensates and liquefies). is there.
  • the expansion valve (pressure reducing valve, throttle device) 300 expands the refrigerant by reducing the pressure.
  • a flow rate control means such as an electronic expansion valve, but may be constituted by an expansion valve having a temperature sensing cylinder, a refrigerant flow rate adjustment means such as a capillary tube (capillary), or the like.
  • the evaporator 400 evaporates the refrigerant by heat exchange with air or the like to form a gas (gas) refrigerant (evaporate gas).
  • the heat exchanger having the flat tube 12 described in Embodiments 1 to 4 can be used for at least one of the evaporator 400 and the condenser 200. Thereby, heat transfer performance can be improved. By improving the heat transfer performance, an energy-efficient and energy-saving refrigeration cycle apparatus can be obtained.
  • the compressor 100 sucks the refrigerant, compresses it, and discharges it in a high temperature / high pressure state.
  • the discharged refrigerant flows into the condenser 200.
  • the condenser 200 performs heat exchange between the air supplied from the blower 500 and the refrigerant, and condenses and liquefies the refrigerant.
  • the condensed and liquefied refrigerant passes through the expansion valve 300.
  • the expansion valve 300 depressurizes the condensed and liquefied refrigerant passing therethrough.
  • the decompressed refrigerant flows into the evaporator 400.
  • the evaporator 400 evaporates the refrigerant by heat exchange with, for example, a heat load (a heat exchange target).
  • the compressor 100 sucks the evaporated gas refrigerant.
  • heat exchange with the heat load is performed in the evaporator 400, but when the heat load is overheated, it may be performed by the condenser 200.
  • the heat exchanger included in the indoor unit of the air conditioner has been described, but the present invention is not limited thereto.
  • the present invention can also be applied to a heat exchanger that an outdoor unit of an air conditioner has.
  • it is applicable also to the heat exchanger used for the evaporator, condenser, etc. of another refrigeration cycle apparatus.
  • 1 indoor unit 2 casing, 3 front panel, 4 top panel, 5 inlet, 6 filter, 7a, 7b drain pan, 8 blower, 9 outlet, 10, 10a-10f main heat exchanger, 11 fin, 12 flat Tube, 13 brazing part, 14 refrigerant flow path, 15 wax cladding material, 16 insertion hole, 17 slit, 18 fin collar, 20a-20c auxiliary heat exchanger, 21 fin, 22 heat transfer tube, 30 billet, 31 recess, 100 compression Machine, 200 condenser, 300 expansion valve, 400 evaporator.

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Abstract

　所定の間隔で積層され、その間を空気が流れるアルミニウムを含む金属製の挿入孔を有する板状の複数のフィン１１と、長辺側を直線とし、短辺側を半円状の曲線とした形状を断面とし、長辺側の両側外周表面とフィン１１と接する短辺側の外周表面とにロウ材が被覆された管であり、フィン１１の積層方向に沿って冷媒が管内を流れるようにフィンに挿入されるアルミニウムを含む金属製の複数の扁平管１２とを備え、フィン１１のフィンカラー１８の先端部と扁平管１２とが接触し、フィンカラー１８の根元部と扁平管１２との間には隙間を有し、扁平管１２は、短辺側に被覆するロウ材の厚さを長辺側に被覆するロウ材の厚さよりも薄くし、扁平管１２の外周表面に被覆したロウ材を有するロウクラッド材１５によりフィン１１と扁平管１２とを接合し、容易に、確実に接合を行うようにした。

Description

熱交換器、その製造方法及び冷凍サイクル装置
　本発明は、冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器等に関するものである。
　従来の熱交換器に、板状のフィンを多数平行に配置して治具で固定し、各フィンと伝熱管となる扁平管とを挿入し、ロウ材を配置して各フィンと各扁平管とを接合して固定する熱交換器がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００９－２８１６９３号公報（図９－図１２等）
　上記のような熱交換器においては、例えばロウ材がうまく配置されていないと、ロウ付け時に溶融したロウ材が例えばロウ材がフィン上に流れてしまい、フィンを溶かしてしまう可能性があった。また、フィンと扁平管との隙間に入り込んで行かないことがあるため、フィンと扁平管との接合がうまくなされない可能性があった。
　本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、フィンと扁平管との接合を容易に確実に行うことができる熱交換器等を提供することを目的とする。
　本発明に係る熱交換器は、所定の間隔で積層され、その間を空気が流れるアルミニウムを含む金属製の挿入孔を有する板状の複数のフィンと、長辺側を直線とし、短辺側を半円状の曲線とした形状を断面とし、長辺側の両側外周表面とフィンと接する短辺側の外周表面とにロウ材が被覆された管であり、フィンの積層方向に沿って冷媒が管内を流れるようにフィンに挿入されるアルミニウムを含む金属製の複数の扁平管とを備え、フィンのフィンカラーの先端部と扁平管とが接触し、フィンカラーの根元部と扁平管との間には隙間を有し、扁平管は、短辺側に被覆するロウ材の厚さを長辺側に被覆するロウ材の厚さよりも薄くし、扁平管に被覆したロウ材によりフィンと扁平管とを接合したものである
　本発明によれば、扁平管に被覆したロウ材により、扁平管と板状フィンとのロウ付けを行って接合することで、容易に、確実に接合を行うことができる。
本発明の実施の形態１に係る熱交換器を有する室内ユニットの構成を示す図である。 本発明の実施の形態１における主熱交換器１０の一部を示す図である。 フィン１１と扁平管１２との接合部分を説明する図である。 本発明の実施の形態１に係る扁平管１２の断面を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る扁平管１２の断面を示す図である。 本発明の実施の形態３に係るロウクラッド材１５の厚さと熱交換率との関係を表す図である。 本発明の実施の形態４に係る扁平管１２の製造工程を説明するための図である。 本発明の実施の形態５における冷凍サイクル装置の構成を示す図である。
実施の形態１．
　図１は本発明の実施の形態１に係る熱交換器を有する室内ユニットの構成を示す図である。ここでは空気調和を行う空気調和装置（冷凍サイクル装置）において、空調対象空間側に配置する室内ユニットを例にして説明する。ただし、本発明の熱交換器は室内ユニットの熱交換器として限定するものではない。ここで、以下においては、図の左側を前面、右側を背面として説明する。また、機器等について、特に区別したり、特定したりする必要がない場合には、添字を省略して記載する場合もある。また、以下で説明する温度、圧力の高低については、特に絶対的な値との関係で高低等が定まっているものではなく、装置等における状態、動作等において相対的に定まる関係に基づいて表記しているものとする。
　図１において、室内ユニット１のケーシング２と前面パネル３と間の上部に、空気の吸込み口５を有する天面パネル４を設ける。そして、天面パネル４の内側（下流側）にはフィルタ６を設置する。ドレンパン７ａ、７ｂは、熱交換により生じる水分を受ける。また、吸込み口５の下流側に送風機８を配置する。そして、送風機８の下流側には吹出し口９を有している。
　第１の主熱交換器１０ａ、１０ｂは室内ユニット１の前面側上部（フィルタ６と送風機８との間）において、空気の流れ方向（矢印で示す）に対して２列に設置されている。また、第２の主熱交換器１０ｃ、１０ｄは第１の熱交換器１０ａ、１０ｂの下部において、空気の流れ方向に対して２列に配設されている。そして、第３の主熱交換器１０ｅ，１０ｆは室内ユニット１の背面側上部において、空気の流れ方向に対して２列に配設されている。第１～第３の主熱交換器１０ａ～１０ｆは、平板状のフィン１１と伝熱管となる扁平管１２を有するフィンチューブ型の熱交換器である。ここで、２列に並んだ主熱交換器１０ａと１０ｂ、１０ｃと１０ｄ、１０ｅと１０ｆにおいては、扁平管１２が千鳥状になるような配置関係にある。以下、第１～第３の主熱交換器１０ａ～１０ｆを、単に主熱交換器１０と記すことがある。
　また、補助熱交換器２０ａ、２０ｂ、２０ｃはフィン２１に円管からなる伝熱管２２を取付けて構成している。そして、第１～第３の主熱交換器１０の空気の流れに対して上流側にそれぞれ配設する。
　図２は本発明の実施の形態１における主熱交換器１０の一部を示す図である。図２（ａ）は部分斜視図を示している。また、図２（ｂ）はフィン１１と扁平管１２との関係を示す部分拡大図である。本実施の形態の主熱交換器１０は、前述したように、断面形状の一部が曲線となっている扁平状の伝熱管である扁平管１２を有する扁平管熱交換器について説明する。図２（ａ）において、実施の形態１の主熱交換器１０は、冷媒が流れる方向と垂直に切断した断面において、長辺部分が直線で、短辺部分が例えば半円状等の曲線とした扁平状の複数の扁平管１２を有する。複数の扁平管１２は、管内に流す冷媒の流路方向とは直交する方向に、一定間隔をおいて平行に配列している。また、挿入孔１６が設けられた複数の平板状（矩形状）のフィン１１を有する。フィン１１は冷媒の流路方向（扁平管１２の並び方向と直交する方向）で一定間隔に平行に配列させる。そして、平板状のフィン１１の挿入孔１６に挿入された扁平管１２とを備え、フィン１１と扁平管１２との接触部分（ロウ付け部１３）をロウ付けにより接合している。ここで、フィン１１及び扁平管１２は、アルミニウム又はアルミニウム合金を材料として用いる。本実施の形態においてはアルミニウムを材料とする。アルミニウム等を材料とすることにより、熱交換効率の向上、軽量化、小型化等をはかることができる。ここで、本実施の形態のフィン１１については、扁平管１２の長辺に沿う、幅方向（扁平管１２を楕円としたときの長軸方向）の長さよりも扁平管１２の短辺に沿う、並び方向（扁平管１２を楕円としたときの短軸方向）の方が長い矩形状であるため、扁平管１２の並び方向を長手方向とし、扁平管１２の幅方向を短手方向とする。
　図３は、フィン１１と扁平管１２との接合部分を説明する図である。フィン１１は、長手方向に複数の挿入孔１６を有している。各挿入孔１６は各扁平管１２に対応するため、例えば、扁平管１２と同数かつ同間隔（両端を除く）で設けている。また、各挿入孔１６の間にフィン１１の一部を切り起こして形成したスリット１７を設けている。そして、各挿入孔１６の縁には、フィン１１に対して垂直方向に立ち上げられたフィンカラー１８が設けられている。扁平管１２とフィンカラー１８とは、フィンカラー１８の先端部において扁平管１２と接触している。フィンカラー１８の根元部においては扁平管１２とフィンカラー１８との間は隙間を有している。扁平管１２とフィンカラー１８との間に隙間があると、扁平管１２を平板状フィン１１の挿入孔１６に挿入しやすくなる。扁平管１２とフィンカラー１８との隙間は２μｍから３０μｍが好ましい。そして、図３に示すように、扁平管１２とフィン１１（フィンカラー１８）とをロウ付け部１３においてロウ材で接合することで、各扁平管１２と各フィン１１とを固定している。ここで、例えば扁平管１２の表面にロウクラッド材１５を有していると、隙間が２μｍ以下の場合、扁平管１２にフィンカラー１８を挿入するのが難しい。また、隙間が３０μｍ以上の場合には、扁平管１２とフィンカラー１８とを有効に接合することができない。このため、扁平管１２とフィンカラー１８との隙間を２μｍから３０μｍとしている。
　図４は本発明の実施の形態１に係る扁平管１２の断面を示す図である。扁平管１２内には、幅方向に、複数の孔（冷媒流路）１４が並んで設けられている。冷媒流路１４内には例えば主熱交換器１０を通過する空気と熱交換をさせるための冷媒が流れる。ここで、冷媒流路１４には、内周面に螺旋状の溝が形成されている。この溝により、冷媒の相変化を効率よく行い、管内の表面積増加、流体攪拌効果、溝の毛細管作用による液膜保持効果等により、伝熱管の伝熱性能の改善をはかる。
　また、本実施の形態においては、溶融させてフィン１１と扁平管１２とをロウ付けするためのロウ材をクラッド（被覆）したロウクラッド材１５を、扁平管１２の長辺側の両側外周表面と扁平管１２のフィン１１が接する短辺側の外周表面に形成して有している。本実施の形態では、フィン１１及び扁平管１２の材料がアルミニウムであるため、アルミニウムにシリコンを含有したＡｌ－Ｓｉ系（アルミニウム－シリコン系）の合金をロウ材としてロウクラッド材１５を形成している。
　ロウクラッド材１５を扁平管１２の長辺側の両側外周表面と扁平管１２のフィン１１が接する短辺側の外周表面に形成して、扁平管１２にフィン１１を挿入してロウ付けを行うようにすることで、ロウ付けを容易に行うことができる。このとき、ロウ材がロウ付け部１３にまんべんなく行き渡った状態でロウ付けをすることができる。ここで、フィン１１となるアルミニウム板にロウクラッド材を形成することも考えられるが、ロウ材はアルミニウムよりも硬い合金である。このため、例えばフィン１１を成型する際、加工に用いる金型が破損しやすくなり、加工コストが増加する。また、フィン１１となるアルミニウム板にロウクラッド材を形成すると、フィン１１を製作するための加工が難しくなる。このため、スリットの高さを確保することが困難となり、熱交換の性能が低下する。以上のことから、本実施の形態においては、扁平管１２にロウクラッド材１５を形成するようにしている。
　以上のように、実施の形態１の熱交換器によれば、扁平管１２の長辺側の両側外周表面と扁平管１２のフィン１１が接する短辺側の外周表面に形成したロウクラッド材１５により、主熱交換器１０を構成するフィン１１と扁平管１２とをロウ付けして接合するようにしたので、容易に、確実に接合することができる。接合を確実に行うことができるので、熱交換効率の向上をはかることができる。
　実施の形態２．
　図５は本発明の実施の形態２に係る扁平管１２の断面を示す図である。図４に示すように、本実施の形態の扁平管１２では、外周表面の短辺部分におけるロウクラッド材１５と長辺部分におけるロウクラッド材１５の厚さが異なるように形成する。例えば、外周表面の短辺部分におけるロウクラッド材１５を長辺部分におけるロウクラッド材１５よりも薄く形成している（長辺部分におけるロウクラッド材１５を厚く形成している）。場合によっては、長辺部分のみにロウクラッド材１５を形成するようにしてもよい。
　前述した実施の形態１の扁平管１２は、外周表面全体にロウクラッド材１５を形成するものであった。例えば、ロウ付けを行っているときに、溶融したロウ材が重力等によって伝ってくることがある。このとき、ロウ材が多いと短辺部分に余剰のロウ材がまわり込むことがある。このままロウ材が固まると、接合部分以外にはみ出したロウ材がフィン１１間の隙間を小さくして熱交換器における通風を阻害する可能性がある。そこで、溶融したロウ材がはみ出すことがないように、本実施の形態では、短辺部分におけるロウクラッド材１５を長辺部分より薄くなるように形成し、フィン１１と扁平管１２との隙間を伝ってきたロウ材により短辺部分をロウ付けして接合するようにする。
　以上のように、実施の形態２の熱交換器によれば、外周表面の短辺部分のロウクラッド材１５を薄く形成するようにしたので、ロウ付け時において、短辺部分に余剰のロウ材が回り込むことがなく、通風を阻害することがなくなる。
　実施の形態３．
　図６は本発明の実施の形態３に係るロウクラッド材１５の厚さと熱交換率との関係を表す図である。図５において、横軸は扁平管１２の全肉厚（短辺方向長さ）に対するロウクラッド材１５の厚さの割合をクラッド率（百分率）として表し、縦軸は熱交換率（百分率）を表している。
　例えばクラッド率が低すぎる（約３パーセント以下）場合には、フィン１１と扁平管１２とを接合するためのロウ材が不足し、接合不良が発生するため、熱交換率が悪くなる。また、クラッド率が高すぎる（約７パーセント以上）場合には、ロウクラッド材１５が溶融したときにフィン１１と扁平管１２との隙間が広がる。長辺部分におけるフィン１１と扁平管１２との隙間が広がると、隙間にロウ材を保持できなくなってしまい、接合不良が発生する。また、長辺部分でロウ材が不足すると共に、短辺部分に多くのロウ材がまわり込むことになる。このため、余剰のロウ材がフィン１１間の隙間を小さくし、空気側の圧力損失（通風抵抗）が増加する。以上より熱交換率が悪くなる。
　以上のことから、扁平管１２の全肉厚に対するロウクラッド材１５の厚さの割合を３～７パーセントとした扁平管１２とフィン１１とを接合して熱交換器を作成することがよい。
　実施の形態４．
　図７は本発明の実施の形態４に係る扁平管１２の作製工程を説明するための図である。図７に基づいて、本実施の形態における扁平管１２の製造の一例について説明する。本実施の形態においては、一般に市販等がされている、母材表面にロウクラッド材１５を形成したビレット３０を材料とする（図７（ａ））。
　そして、ビレット３０を２つに分割する（図７（ｂ））。そして、切断面側にそれぞれ冷媒流路１４となる凹部３１を形成する（図７（ｃ））。凹部３１を形成する際には、前述した螺旋状の溝も形成しておく。そして切断面同士（凹部３１を形成した面）を対向させて結合し、扁平管１２を作製する。
　あらかじめ母材表面にロウクラッド材１５を形成したビレット３０を用いて加工することで、加工に係る時間、費用等、コストを削減することができる。
　ここでは市販等されているロウクラッド材１５を形成したビレット３０を用いたが、別の方法で作成することもできる。例えば、ビレットに押し出し成型により冷媒流路１４を加工して、扁平管１２を作製した後、扁平管１２表面にロウ材を塗布等してロウクラッド材１５を形成するようにしてもよい。
　実施の形態５．
　図８は本発明の実施の形態５における冷凍サイクル装置の構成を示す図である。図８の冷凍サイクル装置は、圧縮機１００、凝縮器２００、膨張弁３００及び蒸発器４００を配管接続して冷媒回路（冷媒循環回路）を構成している。ここで、温度の高低、圧力の高低については、特に絶対的な値との関係で高低等が定まっているものではなく、装置内の冷媒等における状態、動作等において相対的に定まるものとする。
　圧縮機１００は冷媒を吸入し、圧縮して高温・高圧の状態にして吐出する。ここで、例えばインバータ回路等により回転数を制御し、冷媒の吐出量を調整できるタイプの圧縮機で構成するとよい。熱交換器となる凝縮器２００は、例えば送風機（図示せず）から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を凝縮させて液状の冷媒にする（凝縮液化させる）ものである。
　また、膨張弁（減圧弁、絞り装置）３００は、冷媒を減圧して膨張させるものである。例えば電子式膨張弁等の流量制御手段で構成するが、例えば、感温筒を有する膨張弁、毛細管（キャピラリ）等の冷媒流量調節手段等で構成してもよい。蒸発器４００は、空気等との熱交換により冷媒を蒸発させて気体（ガス）状の冷媒にする（蒸発ガス化させる）ものである。
　ここで、蒸発器４００、凝縮器２００の少なくとも一方に、実施の形態１～４において説明した、扁平管１２を有する熱交換器を用いることができる。これにより、伝熱性能を向上させることができる。伝熱性能が向上することにより、エネルギー効率がよく、省エネルギーの冷凍サイクル装置を得ることができる。
　次に、冷凍サイクル装置の各構成機器における動作等を、冷媒回路を循環する冷媒の流れに基づいて説明する。まず、圧縮機１００は、冷媒を吸入し、圧縮して高温・高圧の状態にして吐出する。吐出した冷媒は凝縮器２００へ流入する。凝縮器２００は、送風機５００から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を凝縮液化させる。凝縮液化した冷媒は膨張弁３００を通過する。膨張弁３００は、通過する凝縮液化した冷媒を減圧する。減圧した冷媒は蒸発器４００に流入する。蒸発器４００は、例えば熱負荷（熱交換対象）との熱交換により冷媒を蒸発ガス化する。蒸発ガス化した冷媒を圧縮機１００が吸入する。ここでは蒸発器４００において熱負荷と熱交換を行っているが、熱負荷を過熱する場合には凝縮器２００で行うようにしてもよい。
　例えば、上述の実施の形態１等においては、空気調和装置の室内ユニットが有する熱交換器について説明したが、これに限定するものではない。空気調和装置の室外ユニットが有する熱交換器にも適用することができる。また、他の冷凍サイクル装置の蒸発器、凝縮器等に用いる熱交換器にも適用することができる。
　１　室内ユニット、２　ケーシング、３　前面パネル、４　天面パネル、５　吸込み口、６　フィルタ、７ａ，７ｂ　ドレンパン、８　送風機、９　吹出し口、１０，１０ａ～１０ｆ　主熱交換器、１１　フィン、１２　扁平管、１３　ロウ付け部、１４　冷媒流路、１５　ロウクラッド材、１６　挿入孔、１７　スリット、１８　フィンカラー、２０ａ～２０ｃ補助熱交換器、２１　フィン、２２　伝熱管、３０　ビレット、３１　凹部、１００　圧縮機、２００　凝縮器、３００　膨張弁、４００　蒸発器。

Claims (4)

  1. 　所定の間隔で積層され、その間を空気が流れるアルミニウムを含む金属製の挿入孔を有する板状の複数のフィンと、
    　長辺側を直線とし、短辺側を半円状の曲線とした形状を断面とし、前記長辺側の両側外周表面と前記フィンと接する前記短辺側の外周表面とにロウ材が被覆された管であり、前記フィンの積層方向に沿って冷媒が管内を流れるように前記フィンに挿入されるアルミニウムを含む金属製の複数の扁平管とを備え、
    　前記フィンのフィンカラーの先端部と前記扁平管とが接触し、前記フィンカラーの根元部と前記扁平管との間には隙間を有し、前記扁平管は、前記短辺側に被覆するロウ材の厚さを前記長辺側に被覆するロウ材の厚さよりも薄くし、前記扁平管に被覆したロウ材により前記フィンと前記扁平管とを接合した熱交換器。
  2. 　前記長辺側に被覆するロウ材の厚さを全厚肉の３～７パーセントの範囲にする請求項１に記載の熱交換器。
  3. 　請求項１又は２に記載の熱交換器の扁平管を製造する方法であって、
    　あらかじめロウ材を被覆したアルミニウムを含む金属製の板を分割する工程と、
    　分割した板の切断面に冷媒の流路となる凹部をそれぞれ形成する工程と、
    　前記凹部を対向させて前記分割した板を接合する工程と
    を有する熱交換器の製造方法。
  4. 　冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、熱交換により前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮に係る冷媒を減圧させるための絞り装置と、減圧に係る冷媒と空気とを熱交換して前記冷媒を蒸発させる蒸発器とを配管接続して冷媒回路を構成し、
    　前記蒸発器、前記凝縮器の少なくとも一方を請求項１又は２に記載の熱交換器とすることを特徴とする冷凍サイクル装置。
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