WO2013183136A1 - 空気熱交換器 - Google Patents

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WO2013183136A1
WO2013183136A1 PCT/JP2012/064631 JP2012064631W WO2013183136A1 WO 2013183136 A1 WO2013183136 A1 WO 2013183136A1 JP 2012064631 W JP2012064631 W JP 2012064631W WO 2013183136 A1 WO2013183136 A1 WO 2013183136A1
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WO
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water guide
heat transfer
guide groove
groove
heat exchanger
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PCT/JP2012/064631
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French (fr)
Inventor
航 佐藤
佐々木　重幸
Original Assignee
株式会社日立製作所
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Publication date
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Priority to JP2014519757A priority patent/JP5799382B2/ja
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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
    • F25D21/14—Collecting or removing condensed and defrost water; Drip trays
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F17/00—Removing ice or water from heat-exchange apparatus
    • F28F17/005—Means for draining condensates from heat exchangers, e.g. from evaporators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0068—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for refrigerant cycles
    • F28D2021/0071—Evaporators

Definitions

  • the present invention relates to an air heat exchanger including a flat tube and a heat transfer fin.
  • the air heat exchanger includes two tubular headers through which a refrigerant flows, a plurality of flat tubes arranged to connect the two headers, and a plurality of heat transfer fins provided between each of the plurality of flat tubes. Is provided. Each flat tube is orthogonal to the header, and each heat transfer fin is orthogonal to the flat tube. A plurality of thin flow paths communicating from the header are formed inside the flat tube. The refrigerant flows from the header to the flat tube through this flow path.
  • a header, a flat tube, and a heat-transfer fin are formed with a metal material with high heat conductivity, for example, aluminum. These members are joined to each other by a brazing material or an adhesive. Air is introduced into the air heat exchanger having such a structure by using a fan.
  • heat is exchanged between the refrigerant and air.
  • the refrigerant is introduced into the header and then distributed to the flat tube through the flow path.
  • the heat or cold of the refrigerant introduced into the flat tube is transferred from the flat tube to the heat transfer fins that expand the heat transfer area, and exchanges heat with the air flowing between the heat transfer fins.
  • the air heat exchanger when used as an evaporator, the temperature of the flat tube and the surface of the heat transfer fin is lower than the temperature of the air, so when the air passes between the heat transfer fins, Water condenses on the surface of the heat transfer fin.
  • the condensed water formed on the surface of the heat transfer fins is mostly moved by the action of gravity. There is no drainage. If condensation further proceeds and a large amount of condensed water stays between the heat transfer fins, the heat transfer fins may be blocked.
  • Patent Document 1 discloses an air heat exchanger in which an opening is provided in a heat transfer fin and the condensed water on the surface of the heat transfer fin is drained.
  • Patent Document 2 discloses an air heat exchanger that drops condensed water by inclining heat transfer fins.
  • the fixing position of the heat transfer fin is likely to shift due to expansion and deformation of the flat tube, and contact between the flat tube and the heat transfer fin tends to be uneven.
  • the opening is provided in the heat transfer fin, not only the heat transfer area of the heat transfer fin is decreased, but also the contact area between the heat transfer fin and the flat tube is reduced. There is a problem that resistance increases.
  • the present invention can prevent an increase in ventilation resistance and a decrease in heat exchange efficiency due to condensed water generated on the surface of the heat transfer fin without increasing the thermal resistance of the flat tube and the heat transfer fin.
  • An object of the present invention is to provide an air heat exchanger capable of preventing water droplets from scattering from the heat transfer fins to the leeward.
  • the air heat exchanger according to the present invention has the following features.
  • An air heat exchanger comprising a plurality of flat tubes and heat transfer fins provided between the flat tubes, wherein air is blown, wherein the flat tubes are drained on a side surface on which the heat transfer fins are provided.
  • the heat transfer fin includes a water guide groove communicating with the drainage groove.
  • the groove walls constituting the water guide groove at least the groove wall on the windward side in the air blowing direction is provided from the position on the windward side of the drainage groove toward the drainage groove, and the water guide groove is The cross-sectional area that extends toward the drainage groove along the groove wall on the windward side becomes smaller toward the drainage groove.
  • the present invention without increasing the thermal resistance of the flat tube and the heat transfer fin, it is possible to prevent an increase in ventilation resistance due to condensed water generated on the surface of the heat transfer fin and a decrease in heat exchange efficiency, Furthermore, it is possible to provide an air heat exchanger that can prevent water droplets from being scattered from the heat transfer fins to the leeward side.
  • Example 1 It is a fragmentary perspective view of the air heat exchanger by Example 1, and is a figure which shows a flat tube and a heat-transfer fin. It is a fragmentary perspective view of the air heat exchanger by Example 1 when a heat-transfer fin is seen from the bottom. It is a perspective view which shows the whole air heat exchanger by Example 1.
  • FIG. It is a fragmentary perspective view of the conventional air heat exchanger, and is a figure which shows a flat tube and a heat-transfer fin. It is the partial side view which looked at the conventional air heat exchanger from the ventilation direction.
  • Example 1 it is a partial top view of a heat-transfer fin explaining the principle of drainage of the condensed water produced on the surface of the heat-transfer fin.
  • Example 2 It is a fragmentary perspective view of the air heat exchanger by Example 2, and is a figure which shows the case where one drainage groove is formed in each single side
  • Example 4 it is a partial side view of a heat-transfer fin explaining the principle of drainage of the condensed water produced on the surface of the heat-transfer fin. It is a fragmentary perspective view of the air heat exchanger by Example 5, and is a figure which shows a flat tube and a heat-transfer fin. It is a fragmentary perspective view of the air heat exchanger by Example 6, and is a figure which shows a flat tube and a heat-transfer fin. It is a fragmentary perspective view of another air heat exchanger by Example 6, and is a figure which shows a flat tube and a heat-transfer fin.
  • the air heat exchanger according to the present invention drains condensed water generated on the surface of the heat transfer fins by utilizing not only gravity but also surface tension and fluid force (fan wind force). For this reason, without increasing the thermal resistance of the flat tube and the heat transfer fin, it is possible to prevent an increase in ventilation resistance due to condensed water and a decrease in heat exchange efficiency, and to prevent water droplets from scattering from the heat transfer fin to the leeward. Is possible.
  • the air heat exchanger according to the present invention includes a flat tube provided with a drainage groove in the length direction, and a heat transfer fin provided with a water guide groove.
  • the groove wall on the windward side in the blowing direction is provided from the position on the windward side with respect to the drainage groove toward the communication portion communicating with the drainage groove.
  • the groove wall on the leeward side in the air blowing direction is provided from the position on the leeward side to the drainage groove with respect to the drainage groove, but from the position on the leeward side toward the drainage groove. It may be provided and may be in the same position as the drainage groove in the blowing direction. In this way, the water guide groove extends along the groove wall on the windward side toward the communication part with the drainage groove, and is formed to communicate with the drainage groove.
  • the water guide groove has a cross-sectional area perpendicular to the extending direction (hereinafter, simply referred to as “cross-sectional area”) that decreases toward the communicating portion with the drain groove.
  • cross-sectional area perpendicular to the extending direction
  • the cross-sectional area of the water guide groove may be reduced smoothly (gradually) or may be reduced stepwise.
  • a force proportional to the radius of curvature of the water droplet acts on the water droplet in the water guide groove due to the surface tension. Therefore, a force acts on the water droplet from the side with the larger radius of curvature to the side with the smaller radius of curvature, that is, from the larger cross-sectional area of the water guide groove to the smaller side. Therefore, when the cross-sectional area of the water guide groove is reduced toward the communicating part with the drainage groove, the water droplets in the water guide groove are directed toward the drainage groove due to the force acting from the larger cross-sectional area to the smaller one. I get wet.
  • the cross-sectional area of the water guide groove is reduced by gradually reducing the width of the water guide groove toward the communicating portion with the drainage groove.
  • FIG. 1 is a partial perspective view of the air heat exchanger 1 according to the first embodiment, and shows a flat tube 2 and heat transfer fins 5. Air is blown to the air heat exchanger 1 by a fan (not shown).
  • the X axis indicates the width direction of the air heat exchanger 1.
  • the X-axis direction is also the width direction of the heat transfer fins 5.
  • the positive direction of the Y axis indicates the direction of gravity
  • the positive direction of the Z axis indicates the air blowing direction 10 by the fan.
  • the terms “windward” and “windward” used below indicate the direction with respect to the blowing direction 10. That is, the windward side represents the negative direction side of the Z axis, and the leeward side represents the positive direction side of the Z axis.
  • the air heat exchanger 1 includes a plurality of flat tubes 2 and a plurality of heat transfer fins 5 provided between the flat tubes 2 so as to be orthogonal to the flat tubes 2.
  • FIG. 1 only one flat tube 2 is shown for easy understanding of the display.
  • positioned at the upper and lower sides (both ends of a Y-axis direction) of the flat tube 2 is abbreviate
  • the heat transfer fins 5 may have a corrugated shape.
  • a plurality of thin flow paths 3 through which the refrigerant flows are formed inside.
  • drainage grooves 4 extending in the length direction (Y-axis direction) are formed on both side surfaces in the X-axis direction (surfaces on which the heat transfer fins 5 are provided).
  • the drainage groove 4 communicates from the upper end to the lower end in the Y-axis direction, and opens toward the positive or negative direction of the X-axis and the positive and negative directions of the Y-axis. That is, the drainage groove 4 opens toward the heat transfer fin 5 and opens in the vertical direction.
  • the position of the drainage groove 4 in the blowing direction 10 (Z-axis direction) of the flat tube 2 may be arbitrary, but is preferably formed at one end on the leeward side (one end in the positive direction of the Z-axis).
  • the heat transfer fin 5 is connected to the flat tube 2 at both side surfaces in the width direction (X-axis direction) and is orthogonal to the flat tube 2. Further, the heat transfer fin 5 has a water guide groove 6 communicating with the drain groove 4 of the flat tube 2.
  • the groove wall 40 on the windward side (the negative direction side of the Z-axis) is directed from the position on the windward side of the drainage groove 4 to the communication portion 30 communicating with the drainage groove 4.
  • the groove wall 50 on the leeward side (the positive direction side of the Z axis) is directed toward the drainage groove 4 from a position on the windward side of the drainage groove 4. Is provided. In this way, the water guide groove 6 extends toward the communication portion with the drainage groove 4 and communicates with the drainage groove 4.
  • the portion on the most windward side (the negative direction side of the Z axis) of the water guide groove is referred to as “windward end portion 20”. Therefore, the communication portion 30 of the water guide groove 6 with the drain groove 4 is located on the leeward side (the positive direction side of the Z axis) with respect to the wind upper end portion 20 of the water guide groove 6.
  • the position of the wind upper end portion 20 of the water guide groove 6 in the width direction (X-axis direction) of the heat transfer fin 5 can be arbitrarily determined.
  • drainage grooves 4 of the flat tube 2 are present on both side surfaces of the heat transfer fin 5 in the width direction (X-axis direction). Since the heat transfer fin 5 is sandwiched between the two flat tubes 2, the water guide groove 6 includes two communication portions 30 that communicate with the respective drainage grooves 4. Therefore, the water guide groove 6 has a V shape extending from the wind upper end portion 20 toward the two communication portions 30.
  • the water guide groove 6 has a function of discharging condensed water generated on the surface of the heat transfer fin 5 to the drain groove 4. Condensed water generated on the surface of the heat transfer fin 5 is pushed away to the water guide groove 6 by the wind of the fan, flows to the drain groove 4 through the water guide groove 6 due to surface tension, and is discharged from the drain groove 4. The principle of the condensed water flowing in the water guide groove 6 due to the surface tension will be described later with reference to FIG.
  • a preferable position of the wind upper end portion 20 of the water guide groove 6 can be determined according to the wind speed blown by the fan, the area of the heat transfer fins 5 and the like.
  • the position of the wind upper end portion 20 of the water guide groove 6 in the blowing direction 10 is preferably on the leeward side (the positive direction side of the Z-axis) as much as possible (however, on the windward side (Z The negative side of the shaft)).
  • the windward upper end portion 20 of the water guide groove 6 needs to be positioned as leeward as possible.
  • condensed water is mainly generated on the leeward side (the negative direction side of the Z axis), and little condensed water is generated on the leeward side (the positive direction side of the Z axis). Accordingly, most of the condensed water can be discharged by setting the position of the windward end 20 of the water guide groove 6 to the leeward side as much as possible. In addition, the position of the lee end portion 20 of the water guide groove 6 can be determined so that the region of the surface of the heat transfer fin 5 where much condensed water is not generated is located on the leeward side of the water guide groove 6.
  • the width of the water guide groove 6 gradually decreases from the wind top part 20 toward the communication part 30 with the drainage groove 4. That is, in the water guide groove 6, the width r 1 at the wind upper end portion 20 and the width r 2 at the communication portion 30 have a relationship of r 1 > r 2 , and the width gradually increases from the wind upper end portion 20 toward the communication portion 30. It gets smaller. Preferably, r 1 > 2r 2 . Specific sizes of the width r 1 at the wind upper end portion 20 and the width r 2 at the communication portion 30 can be determined according to the wind speed blown by the fan, the hydrophilicity of the heat transfer fins 5, and the like.
  • the depth of the water guide groove 6 can be arbitrarily determined according to the wind speed blown by the fan, the thickness and hydrophilicity of the heat transfer fins 5 and the like.
  • the water guide groove 6 communicates from the wind upper end portion 20 to the drainage groove 4 of the flat tube 2 connected to both side surfaces of the heat transfer fin 5 by the communication portion 30 with the drainage groove 4. Yes. Further, the wind upper end portion 20 of the water guide groove 6 is located at the center in the width direction (X-axis direction) of the heat transfer fin 5. That is, the water guide groove 6 is a V-shaped groove that spreads from the windward end 20 toward the leeward side (the positive direction of the Z axis).
  • FIG. 2 is a partial perspective view of the air heat exchanger 1 when the heat transfer fins 5 are viewed from below (the positive direction of the Y axis). 2, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same elements as those in FIG. 1, and the description of these elements is omitted.
  • the water guide groove 6 of the heat transfer fin 5 When the heat transfer fin 5 is viewed from below (the positive direction of the Y axis), the water guide groove 6 of the heat transfer fin 5 has a convex shape. That is, the water guide groove 6 protrudes downward (in the positive direction of the Y axis) from the lower surface of the heat transfer fin 5.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the entire air heat exchanger 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the air heat exchanger 1 includes two headers 11 through which refrigerant flows, a plurality of flat tubes 2 fixed so as to connect the headers 11, and a plurality of heat transfer fins 5 provided between the flat tubes 2. .
  • Each flat tube 2 is formed with a plurality of flow paths through which the refrigerant flows, and the refrigerant is distributed from the header 11. Air is blown to the air heat exchanger 1 in the blowing direction 10 by a fan (not shown).
  • the air heat exchanger 1 heat is exchanged between the refrigerant and air.
  • the heat or cold heat of the refrigerant flowing in the flow path inside the flat tube 2 is transferred from the flat tube 2 to the heat transfer fin 5 that expands the heat transfer area, and exchanges heat with the air flowing between the heat transfer fins 5. Do it efficiently.
  • the condensed water that has flowed from the heat transfer fin 5 through the water guide groove 6 to the drain groove 4 of the flat tube 2 is drained to the header 11 provided at the lower portion of the flat tube 2 using gravity.
  • the flat tube 2 at both ends in the width direction (X-axis direction) of the air heat exchanger 1 may have drainage grooves 4 formed only on one side where the heat transfer fins 5 are provided. Drainage grooves 4 may be formed on both side surfaces of.
  • FIG. 4 is a partial perspective view of a conventional air heat exchanger 100 showing a flat tube 200 and heat transfer fins 500.
  • FIG. 4 as in FIG. 1, only one flat tube 200 is shown, and the header is not shown.
  • the direction indicated by the coordinate axes is the same as in FIG.
  • the heat transfer fins 500 are attached so as to be orthogonal to the flat tube 200 and have a corrugated shape. Air is blown into the air heat exchanger 100 in the blowing direction 10 by a fan (not shown).
  • the discharge path of the condensed water generated on the surface of the heat transfer fin 500 will be described.
  • the heat exchanger 100 is used as an evaporator, the surface temperature of the flat tube 200 becomes lower than the temperature of the air. Therefore, water in the air condenses on the surfaces of the flat tube 200 and the heat transfer fins 500 and water droplets are formed. Arise.
  • FIG. 5 is a partial side view of the conventional air heat exchanger 100 shown in FIG. 4 as viewed from the air blowing direction 10 (Z-axis direction).
  • the conventional air heat exchanger 100 there is no path through which the condensed water 22 is drained, and it tends to stay in the form of water droplets on the surface of the heat transfer fins 500. Further, water droplets (condensed water 22) generated on the surface of the heat transfer fins 500 gradually grow and block part of the gaps between the heat transfer fins 500.
  • the gap between the heat transfer fins 500 is closed, there is a problem that the pressure loss on the air side increases, the ventilation resistance of the air heat exchanger 100 increases, and the heat exchange efficiency decreases. Further, there is a problem that the condensed water 22 pushed away by the air scatters to the leeward side of the heat transfer fins 500 and blows out from the air heat exchanger 100.
  • FIG. 6 is a view for explaining the principle of drainage of the condensed water 22 generated on the surface of the heat transfer fin 5, and is a top view schematically showing a part of the water guide groove 6 formed in the heat transfer fin 5. .
  • FIG. 6 is a view of the heat transfer fin 5 as viewed from above (the negative direction of the Y axis).
  • the width of the water guide groove 6 becomes narrower from the right side to the left side of the figure. That is, the wind upper end portion 20 of the water guide groove 6 is on the right side of FIG. 6, and the communication portion 30 of the water guide groove 6 with the drain groove 4 is on the left side.
  • condensed water 22 exists in the form of water droplets as shown in FIG. 6. The water droplets of the condensed water 22 are generated on the surface of the heat transfer fins 5 and then pushed into the water guide groove 6 by the wind of the fan.
  • FIG. 6 also shows capillary forces f 1 and f 2 generated in the condensed water 22 due to surface tension.
  • f 1 is a force applied to the condensed water 22 from the communicating portion 30 side of the water guiding groove 6 with the drain groove 4
  • f 2 is a force applied to the condensed water 22 from the wind upper end portion 20 side of the water guiding groove 6.
  • R 1 indicates the radius of curvature of the end of the water droplet of the condensed water 22 on the side of the communication part 30, and R 2 indicates the radius of curvature of the end on the side of the windward end 20. Since the width of the water guide groove 6 becomes narrower from the wind upper end portion 20 side toward the communication portion 30 side, R 1 ⁇ R 2 is satisfied.
  • ⁇ indicates a taper angle of the water guide groove 6 (an angle representing a rate at which the width of the water guide groove 6 becomes narrower).
  • Capillary forces f 1 and f 2 generated in the condensed water 22 are obtained by the equations (1) and (2).
  • ⁇ is the surface tension acting on the condensed water 22
  • ⁇ is the contact angle formed by the water guide groove 6 and the condensed water 22.
  • the surface of the heat transfer fin 5 is processed to be hydrophilic
  • the surface of the water guide groove 6 is also hydrophilic.
  • the contact angle ⁇ formed by the water guide groove 6 and the condensed water 22 is very small and can be considered to be close to zero. Therefore, since R 1 ⁇ R 2 , f 1 ⁇ f 2 from the formulas (1) and (2). For this reason, a force directed from the wind upper end 20 side toward the communication portion 30 side acts on the condensed water 22, and the condensed water 22 wets from the wider width of the water guide groove 6 to the narrower (communication portion 30 side). move on.
  • the condensed water 22 generated on the surface of the heat transfer fin 5 is forced to flow into the water guide groove 6 by the wind of the fan, and then the principle based on the surface tension acting on the condensed water 22 is used. Accordingly, the wetted portion 30 is wetted toward the communicating portion 30 with the drainage groove 4 and efficiently drained through the drainage groove 4 formed in the flat tube 2.
  • the water guide groove 6 protrudes downward (in the positive direction of the Y axis) from the lower surface of the heat transfer fin 5.
  • Condensed water 22 generated on the lower surface of the heat transfer fin 5 is pushed down to the protruding water guide groove 6 by the wind of the fan, and then pushed down to the drain groove 4 along the water guide groove 6. For this reason, the condensed water 22 generated on the surface of the heat transfer fin 5 is also efficiently discharged from the drain groove 4 on the lower surface of the heat transfer fin 5.
  • the condensed water generated on the surface of the heat transfer fin 5 is efficiently discharged on both the upper surface and the lower surface of the heat transfer fin 5. Therefore, it is possible to prevent an increase in ventilation resistance and a decrease in heat exchange efficiency of the air heat exchanger 1, and it is possible to prevent scattering of water droplets from the heat transfer fins 5 to the leeward.
  • the water guide groove 6 protrudes downward (in the positive direction of the Y axis). However, the water guide groove 6 does not have to protrude downward on the lower surface of the heat transfer fin 5. Whether the water guide groove 6 protrudes downward can be determined according to the manufacturing conditions of the heat transfer fin 5 such as the thickness of the heat transfer fin 5 and the processing method of the water guide groove 6. Moreover, in the Example described below, although the lower surface of the heat-transfer fin 5 is not demonstrated, a water guide groove may protrude toward the downward direction (positive direction of a Y-axis).
  • Example 2 of the present invention An air heat exchanger according to Example 2 of the present invention will be described.
  • the present embodiment is an example in the case where the heat transfer fin 5 includes a plurality of water guide grooves 6 in the air heat exchanger 1 of the first embodiment.
  • the number of the water guide grooves 6 formed in the heat transfer fins 5 is not limited to one and may be plural.
  • the air heat exchanger 1 including the heat transfer fins 5 having the plurality of water guiding grooves 6 will be described by taking the air heat exchanger 1 in the case where the number of the water guiding grooves 6 is two as an example. The following description is applicable also when the number of the water guide grooves 6 is three or more.
  • FIG. 7 and 8 are partial perspective views of the air heat exchanger 1 including the heat transfer fins 5 having the two water guide grooves 6, and show the flat tubes 2 and the heat transfer fins 5.
  • the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same elements as those in FIG. 1, and the description of these elements is omitted.
  • one drainage groove 4 is formed on each side surface in the X-axis direction of the flat tube 2.
  • Two drain grooves 4 are formed on each side of the direction.
  • two water guide grooves 6a and 6b are formed in the air blowing direction 10 (Z-axis direction), and the two water guide grooves 6a and 6b are common to each other. It communicates with the drainage groove 4.
  • the widths of the two water guide grooves 6a and 6b are gradually reduced from the wind upper end parts 20a and 20b toward the communication part 30a and the communication part 30b with the drainage groove 4.
  • the positions of the wind upper end portions 20a and 20b of the water guide grooves 6a and 6b in the air blowing direction 10 (Z-axis direction) are both on the windward side (the negative direction side of the Z-axis) of the drainage groove 4.
  • the principle of discharging condensed water generated on the surface of the heat transfer fin 5 is the same as that of the first embodiment. That is, the condensed water generated on the surface of the heat transfer fin 5 is forced to flow into the water guide groove 6a and the water guide groove 6b by the wind of the fan, and flows to the drain groove 4 through the water guide groove 6a and the water guide groove 6b due to surface tension. It is discharged from the groove 4.
  • two water guide grooves 6a and 6b are formed in the blowing direction 10 (Z-axis direction).
  • Two drain grooves 4a and 4b are formed on each side surface of the flat tube 2 in the X-axis direction.
  • the water guide groove 6a communicates with the drainage groove 4a from the wind upper end portion 20a
  • the water guide groove 6b communicates with the drainage groove 4b from the wind upper end portion 20b.
  • the widths of the two water guide grooves 6a and 6b are gradually reduced from the wind upper end portions 20a and 20b toward the communication portions 30a and 30b with the drain grooves 4a and 4b, respectively.
  • the position of the wind upper end portion 20a of the water guide groove 6a in the blowing direction 10 (Z-axis direction) is on the windward side (the negative direction side of the Z axis) of the drain groove 4a, and the wind upper end portion 20b of the water guide groove 6b is The position in the blowing direction 10 is on the windward side of the drainage groove 4b.
  • the principle of discharging condensed water generated on the surface of the heat transfer fin 5 is the same as that of the first embodiment. That is, the condensed water generated on the surface of the heat transfer fin 5 is forced to flow into the water guide groove 6a and the water guide groove 6b by the wind of the fan, and flows to the drain grooves 4a and 4b through the water guide groove 6a and the water guide groove 6b by surface tension. The water is discharged from the drainage grooves 4a and 4b.
  • the distance that the condensed water generated on the surface of the heat transfer fin 5 reaches the water guide grooves 6a and 6b can be shortened.
  • the condensed water can be discharged from the drain grooves 4 (or the drain grooves 4a and 4b) more efficiently.
  • Example 3 of the present invention An air heat exchanger according to Example 3 of the present invention will be described.
  • the present embodiment is an example in which the cross-sectional area of the water guide groove is reduced by gradually reducing the width of the water guide groove toward the communicating portion with the drainage groove.
  • FIG. 9 is a partial perspective view of the air heat exchanger 1 according to the third embodiment, and shows a flat tube 2 and heat transfer fins 5.
  • the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same elements as those in FIG. 1, and the description of these elements is omitted.
  • the heat transfer fin 5 has a water guide groove 7 communicating with the drainage groove 4.
  • the width of the water guide groove 7 is gradually reduced from the wind upper end portion 20 toward the communication portion 30 with the drainage groove 4 (in the example of FIG. 9, three steps).
  • the position of the wind upper end portion 20 of the water guide groove 7 in the air blowing direction 10 (Z-axis direction) is on the windward side (the negative direction side of the Z-axis) of the drainage groove 4.
  • the water guide grooves 7 formed in the heat transfer fins 5 may have a shape in which the width gradually decreases from the wind upper end portion 20 toward the communication portion 30, as illustrated in FIG. 1. It does not have to be a tapered shape like the water guide groove 6 of the first embodiment.
  • the width of the water guide groove 7 is narrowed in three stages, but is not limited to three stages.
  • the stage where the width of the water guide groove 7 is narrowed can be arbitrarily determined.
  • the condensed water generated on the surface of the heat transfer fin 5 is pushed into the water guide groove 7 by the wind force of the fan, and then the surface tension acting on the condensed water as shown in FIG.
  • the water advances toward the communicating portion 30 with the drainage groove 4 and is efficiently drained through the drainage groove 4 formed in the flat tube 2. Therefore, the air heat exchanger according to the present embodiment also has the same effect as the air heat exchanger according to the first embodiment.
  • Example 4 of the present invention An air heat exchanger according to Example 4 of the present invention will be described.
  • the present embodiment is an example in which the cross-sectional area of the water guide groove is reduced by gradually reducing the depth of the water guide groove toward the communicating portion with the drainage groove.
  • FIG. 10 is a partial perspective view of the air heat exchanger 1 according to the fourth embodiment, and shows a flat tube 2 and heat transfer fins 5.
  • the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same elements as those in FIG. 1, and the description of these elements is omitted.
  • the heat transfer fin 5 is formed with a water guide groove 8 communicating with the drainage groove 4 from the wind upper end portion 20.
  • the depth of the water guide groove 8 gradually decreases from the wind upper end portion 20 toward the communication portion 30 with the drainage groove 4.
  • the position of the wind upper end portion 20 of the water guide groove 8 in the air blowing direction 10 (Z-axis direction) is on the windward side (the negative direction side of the Z-axis) of the drainage groove 4.
  • FIG. 11 is a partial side view of the air heat exchanger 1 shown in FIG. 10 as viewed from the blowing direction 10 (Z-axis direction).
  • the depth at the wind upper end portion 20 is represented by d 1 and the depth at the communicating portion 30 with the drainage groove 4 is represented by d 2 , d 1 > d 2 , the depth gradually decreases from the wind upper end portion 20 toward the communication portion 30.
  • Specific sizes of the depth d 1 at the wind upper end portion 20 and the depth d 2 at the communication portion 30 can be determined according to the wind speed blown by the fan, the hydrophilicity of the heat transfer fins 5, and the like.
  • the taper angle ⁇ of the water guide groove indicates an angle representing the ratio of the depth of the water guide groove 8 becoming shallower.
  • FIG. 12 is a view for explaining the principle of drainage of the condensed water 22 generated on the surface of the heat transfer fin 5 in this embodiment, and schematically shows a part of the water guide groove 8 formed in the heat transfer fin 5.
  • FIG. FIG. 12 shows the air heat exchanger 1 viewed from the air blowing direction 10 (Z-axis direction) as in FIG.
  • the taper angle ⁇ of the water guide groove 8 indicates an angle representing the rate at which the depth of the water guide groove 8 becomes shallower.
  • the depth of the water guide groove 8 may be reduced stepwise from the wind top part 20 toward the communication part 30 with the drainage groove 4.
  • the stage where the depth of the water guide groove 8 is narrowed can be arbitrarily determined.
  • the width of the water guide groove 8 can be arbitrarily determined according to the wind speed blown by the fan or the hydrophilicity of the heat transfer fins 5.
  • the width of the water guide groove 8 may be constant, or may be made smaller from the wind upper end portion 20 toward the communication portion 30 as shown in FIGS. 1 and 9.
  • the water guide groove 8 protrudes downward (in the positive direction of the Y axis) from the lower surface of the heat transfer fin 5.
  • Condensed water 22 generated on the lower surface of the heat transfer fin 5 is pushed down to the protruding water guide groove 8 by the wind of the fan, and then pushed down to the drain groove 4 along the water guide groove 8.
  • the water guide groove 8 may not protrude downward from the lower surface of the heat transfer fin 5. Whether the water guide groove 8 protrudes downward can be determined according to the manufacturing conditions of the heat transfer fin 5 such as the thickness of the heat transfer fin 5 and the processing method of the water guide groove 8.
  • the condensed water 22 generated on the surface of the heat transfer fin 5 is pushed into the water guide groove 8 by the wind of the fan and then acts on the condensed water 22 as shown in FIG.
  • the surface tension wets toward the communication portion 30 with the drainage groove 4 and is efficiently drained through the drainage groove 4 formed in the flat tube 2. Therefore, the air heat exchanger according to the present embodiment also has the same effect as the air heat exchanger according to the first embodiment.
  • the present embodiment is an example of an air heat exchanger in which a water guide groove formed in a heat transfer fin communicates with a drainage groove of a flat tube at one communication portion.
  • FIG. 13 is a partial perspective view of the air heat exchanger 1 according to the fifth embodiment, and shows the flat tubes 2 and the heat transfer fins 5. 13, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same elements as those in FIG. 1, and the description of these elements is omitted.
  • the flat tube 2 has a drain groove 4 formed on one side surface in the X-axis direction.
  • the drainage groove 4 is open toward the positive direction of the X axis and the positive and negative directions of the Y axis.
  • the heat transfer fin 5 has a water guide groove 9 communicating with the drainage groove 4 provided in the flat tube 2.
  • the water guide groove 9 extends from the wind upper end part 20 to the communication part 30 with the drainage groove 4.
  • the communication part 30 with the drainage groove 4 of the water guide groove 9 is only one place.
  • the wind upper end portion 20 of the water guide groove 9 is on the windward side (the Z axis negative direction side) in the air blowing direction 10 (Z axis direction) than the communication portion 30 of the water guide groove 9 with the drain groove 4.
  • the position of the wind upper end portion 20 of the water guide groove 9 in the width direction (X-axis direction) of the heat transfer fin 5 is the opposite side of the communication portion 30 in the width direction (X-axis direction). It is a connection part.
  • the water guide groove 9 is directed from the wind upper end 20 at one end in the width direction (X-axis direction) of the heat transfer fin 5 to the communication portion 30 with the drain groove 4 at the other end, and in the air blowing direction 10 (Z From the windward side (the negative direction side of the Z axis) in the axial direction toward the leeward side (the positive side of the Z axis). Therefore, as shown in FIG. 13, the water guide groove 9 is inclined with respect to the width direction (X-axis direction) of the heat transfer fin 5 and the blowing direction 10 (Z-axis direction).
  • the width of the water guide groove 9 is gradually reduced from the wind top part 20 toward the communication part 30 with the drainage groove 4. That is, in the water guide groove 9, the width r 1 at the wind upper end portion 20 and the width r 2 at the communication portion 30 have a relationship of r 1 > r 2 , and the width gradually increases from the wind upper end portion 20 toward the communication portion 30. It gets smaller. Preferably, r 1 > 2r 2 . Specific sizes of the width r 1 at the wind upper end portion 20 and the width r 2 at the communication portion 30 can be determined according to the wind speed blown by the fan, the hydrophilicity of the heat transfer fins 5, and the like.
  • the depth of the water guide groove 9 can be arbitrarily determined according to the wind speed blown by the fan, the thickness and hydrophilicity of the heat transfer fins 5 and the like.
  • the air heat exchanger 1 also has the same effect as the air heat exchanger according to the first embodiment.
  • the width of the water guide groove 9 gradually decreases toward the communication portion 30 is shown, but the depth may decrease toward the communication portion 30. Further, the width and depth of the water guide groove 9 may be gradually reduced toward the communication portion 30. In any case, the cross-sectional area of the water guide groove 9 only needs to decrease from the wind upper end portion 20 toward the communication portion 30.
  • the flat tube 2 has the drainage grooves 4 formed on one side surface in the X-axis direction, but the drainage grooves 4 may be formed on both side surfaces in the X-axis direction.
  • the water guide groove 9 may communicate with the drainage groove 4 of the flat tube 2 at the wind upper end portion 20. That is, the water guide groove 9 may communicate with the drainage groove 4 at both ends (the wind upper end portion 20 and the communication portion 30).
  • FIG. 14 is a partial perspective view of the air heat exchanger 1 according to the sixth embodiment, and shows the flat tubes 2 and the heat transfer fins 5. 14, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same elements as those in FIG. 1, and the description of these elements is omitted.
  • the heat transfer fin 5 has a water guide groove 12 communicating with the drainage groove 4.
  • the water guide groove 12 has a groove wall 50 on the leeward side (the positive direction side of the Z axis) among the groove walls constituting the water guide groove 12. 4 is in the same position. Therefore, the overall shape of the water guide groove 12 as viewed from above (the negative direction of the Y axis) is a triangle composed of the groove wall 50 and the two groove walls 40 on the windward side (the negative direction side of the Z axis). is there.
  • the groove wall 50 on the leeward side may or may not be parallel to the X axis.
  • FIG. 15 is a partial perspective view of another air heat exchanger 1 according to the sixth embodiment, and shows a flat tube 2 and heat transfer fins 5.
  • the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same elements as those in FIG. 1, and the description of these elements is omitted.
  • a water guide groove 13 communicating with the drain groove 4 is formed.
  • the water guide groove 13 has a groove wall 50 on the leeward side (the positive direction side of the Z axis) among the groove walls constituting the water guide groove 13, which is leeward than the drainage groove 4.
  • the entire shape of the water guide groove 13 as viewed from above (the negative direction of the Y axis) is composed of two groove walls 50 and two groove walls 40 on the windward side (the negative direction side of the Z axis). Convex square.
  • the position of the wind upper end portion 20 in the blowing direction 10 (Z-axis direction) is on the windward side of the drainage groove 4 (on the negative direction side of the Z-axis). ).
  • the widths of the water guide groove 12 and the water guide groove 13 are gradually reduced from the wind upper end portion 20 toward the communication portion 30 with the drainage groove 4. That is, in the water guide groove 12 and the water guide groove 13, the width r 1 at the wind upper end portion 20 and the width r 2 at the communication portion 30 are in a relationship of r 1 > r 2 , and are directed from the wind upper end portion 20 toward the communication portion 30. The width gradually decreases. Preferably, r 1 > 2r 2 . Specific sizes of the width r 1 at the wind upper end portion 20 and the width r 2 at the communication portion 30 can be determined according to the wind speed blown by the fan, the hydrophilicity of the heat transfer fins 5, and the like.
  • the condensed water can be formed according to the same principle as described in the first embodiment with reference to FIG. 6, Formula (1), and Formula (2). Can be discharged from the water guide groove 12 or the water guide groove 13 to the drain groove 4.
  • the condensed water generated on the surface of the heat transfer fin 5 is swept away by the wind of the fan into the water guide groove 12 or the water guide groove 13 and then the surface tension acting on the condensed water. It progresses wet toward the communication part 30 with the drainage groove 4 and is efficiently drained through the drainage groove 4 formed in the flat tube 2. For this reason, the air heat exchanger according to the present embodiment also has the same effect as the air heat exchanger according to the first embodiment.
  • the water guide groove 13 shown in FIG. is formed so that the portion on the leeward side of the drainage groove 4 is as small as possible (that is, the groove wall 50 is not located on the leeward side of the drainage groove 4 as much as possible). A decrease in the efficiency of drainage of the groove 13 can be suppressed, and condensed water can be discharged from the water guide groove 13 to the drainage groove 4.
  • the water guide groove extends linearly from the wind upper end portion 20 toward the communication portion 30 on the surface (ZX plane) of the heat transfer fin 5 (for example, the water guide groove is In FIG. 1, it extends in two straight lines from the windward end 20 and in FIG. 13 extends from the windward upper part 20 by one straight line).
  • the water guide groove does not need to extend in a straight line, and may extend in a polygonal line or a curved line.
  • the part from the leeward side to the windward side (the part going from the positive side of the Z axis to the negative side) is in the water guide groove, the condensed water in the water guide groove does not advance against the wind force of the fan. Therefore, drainage efficiency is lowered, which is not preferable.
  • the shape of the cross section perpendicular to the extending direction of the water guide groove is arbitrary.
  • the cross-sectional shape may be a polygonal shape such as a quadrangle or a triangle, or a curved shape such as a circle or an ellipse.

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Abstract

　扁平管と伝熱フィンの熱抵抗を増大させることなく、伝熱フィンの表面に生じた凝縮水による通風抵抗の増大及び熱交換効率の低下を防ぐことが可能であり、さらには伝熱フィンから風下への水滴の飛散を防ぐことが可能な空気熱交換器を提供する。複数の扁平管（２）と、扁平管（２）の間に設けられた伝熱フィン（５）とを備え、空気が送風される空気熱交換器であって、扁平管は（２）、伝熱フィン（５）が設けられる側面に排水溝（４）を備え、伝熱フィン（５）は、排水溝（４）へ連通する導水溝（６）を備え、導水溝（６）を構成する溝壁のうち、少なくとも空気の送風方向（１０）の風上側にある溝壁（４０）は、排水溝（４）よりも風上側の位置から、排水溝（４）へ向けて設けられ、導水溝（６）は、風上側にある溝壁（４０）に沿って排水溝（４）へ向かって延在し、延在方向に垂直な断面積が排水溝（４）へ向かって小さくなっていく。

Description

空気熱交換器
　本発明は、扁平管と伝熱フィンを備える空気熱交換器に関する。
　空気熱交換器は、冷媒が流れる２つの管状のヘッダと、２つのヘッダを結ぶように配置される複数の扁平管と、複数の扁平管のそれぞれの間に設けられた複数の伝熱フィンとを備える。扁平管のそれぞれはヘッダに直交し、伝熱フィンのそれぞれは扁平管に直交する。扁平管の内部には、ヘッダから連通している複数の細い流路が形成されている。冷媒は、この流路を通ってヘッダから扁平管へ流れる。ヘッダ、扁平管、及び伝熱フィンは、熱伝導率の高い金属材料、例えばアルミニウムで形成される。これらの部材は、ろう材や接着剤によって互いに接合されている。このような構造の空気熱交換器に対して、ファンを用いて送風し、空気を導入する。
　空気熱交換器では、冷媒と空気との熱交換を行う。冷媒は、ヘッダに導入されたのち、流路を通って扁平管へ分配される。扁平管内に導入された冷媒の熱または冷熱は、扁平管から伝熱面積を拡大する伝熱フィンへ伝わり、伝熱フィン間を流れる空気との熱交換を行う。
　しかし、空気熱交換器を蒸発器として利用した場合には、扁平管及び伝熱フィンの表面の温度は空気の温度より低くなるため、伝熱フィン間を空気が通過する際に、空気中の水分が伝熱フィンの表面に凝縮する。扁平管を重力方向に延在するように配置し、伝熱フィンを水平に配置する空気熱交換器では、伝熱フィンの表面に形成された凝縮水は、重力の作用で移動することがほとんどなく、排水されにくい。さらに凝縮が進み、大量の凝縮水が伝熱フィンの間に滞留すると、伝熱フィン間を閉塞させてしまう恐れがある。伝熱フィン間が閉塞すると、空気熱交換器の通風抵抗が増大し、冷媒と空気との熱交換効率の低下を招く。また、凝縮水が通風空気によって押し出されて伝熱フィンの風下側に飛散し、空気熱交換器から水滴が吹き出すという問題が生じる。
　このため、空気熱交換器では、伝熱フィンに生じる凝縮水を効率的に排水する構造が検討されている。例えば、特許文献１には、伝熱フィンに開口部を設け、伝熱フィンの表面の凝縮水を排水させる空気熱交換器が開示されている。また、特許文献２には、伝熱フィンを傾斜させることで凝縮水を落水させる空気熱交換器が開示されている。
特開２００５－２４１８７号公報 特開２００８－１１６０９５号公報
　特許文献１、２に開示されているような従来の空気熱交換器では、伝熱フィンの表面に生じた凝縮水を、重力を利用して空気熱交換器の下部に排水させている。凝縮水による水滴は、形成の初期では大きさが微小なため、重力に比べて表面張力の影響が大きい。このため、重力のみを利用して排水する空気熱交換器では、水滴が成長するまでは排水しにくく、通風抵抗が増大し、熱交換効率が低下するという課題がある。また、伝熱フィンを傾斜させる構造の熱交換器は、組み立てが難しいという課題がある。例えば、扁平管に伝熱フィンをろう付けする際に、扁平管の膨張及び変形により伝熱フィンは固定位置がずれやすく、扁平管と伝熱フィンの接触が不均一になりやすい。また、伝熱フィンに開口部を設ける構造では、伝熱フィンの伝熱面積が低下するだけでなく、伝熱フィンと扁平管との接触面積が低減するため、扁平管と伝熱フィンの熱抵抗が増大するという課題がある。
　本発明は、扁平管と伝熱フィンの熱抵抗を増大させることなく、伝熱フィンの表面に生じた凝縮水による通風抵抗の増大及び熱交換効率の低下を防ぐことが可能であり、さらには伝熱フィンから風下への水滴の飛散を防ぐことが可能な空気熱交換器を提供することを目的とする。
　本発明による空気熱交換器は、以下のような特徴を備える。
　複数の扁平管と、前記扁平管の間に設けられた伝熱フィンとを備え、空気が送風される空気熱交換器であって、前記扁平管は、前記伝熱フィンが設けられる側面に排水溝を備え、前記伝熱フィンは、前記排水溝へ連通する導水溝を備える。前記導水溝を構成する溝壁のうち、少なくとも前記空気の送風方向の風上側にある溝壁は、前記排水溝よりも風上側の位置から、前記排水溝へ向けて設けられ、前記導水溝は、前記風上側にある溝壁に沿って前記排水溝へ向かって延在し、延在方向に垂直な断面積が前記排水溝へ向かって小さくなっていく。
　本発明によれば、扁平管と伝熱フィンの熱抵抗を増大させることなく、伝熱フィンの表面に生じた凝縮水による通風抵抗の増大及び熱交換効率の低下を防ぐことが可能であり、さらには伝熱フィンから風下への水滴の飛散を防ぐことが可能な空気熱交換器を提供することができる。
実施例１による空気熱交換器の部分斜視図であり、扁平管と伝熱フィンを示す図である。 伝熱フィンを下から見たときの、実施例１による空気熱交換器の部分斜視図である。 実施例１による空気熱交換器の全体を示す斜視図である。 従来の空気熱交換器の部分斜視図であり、扁平管と伝熱フィンを示す図である。 従来の空気熱交換器を送風方向から見た部分側面図である。 実施例１において、伝熱フィンの表面に生じた凝縮水の排水の原理を説明する、伝熱フィンの部分上面図である。 実施例２による空気熱交換器の部分斜視図であり、扁平管の各片面に１つの排水溝が形成されている場合を示す図である。 実施例２による空気熱交換器の部分斜視図であり、扁平管の各片面に２つの排水溝が形成されている場合を示す図である。 実施例３による空気熱交換器の部分斜視図であり、扁平管と伝熱フィンを示す図である。 実施例４による空気熱交換器の部分斜視図であり、扁平管と伝熱フィンを示す図である。 実施例４において、空気熱交換器を送風方向から見た部分側面図である。 実施例４において、伝熱フィンの表面に生じた凝縮水の排水の原理を説明する、伝熱フィンの部分側面図である。 実施例５による空気熱交換器の部分斜視図であり、扁平管と伝熱フィンを示す図である。 実施例６による空気熱交換器の部分斜視図であり、扁平管と伝熱フィンを示す図である。 実施例６による別の空気熱交換器の部分斜視図であり、扁平管と伝熱フィンを示す図である。
　本発明による空気熱交換器は、重力だけでなく、表面張力及び流体力（ファンの風力）を利用して、伝熱フィンの表面に生じた凝縮水を排水する。このため、扁平管と伝熱フィンの熱抵抗を増大させることなく、凝縮水による通風抵抗の増大及び熱交換効率の低下を防ぐことと、伝熱フィンから風下への水滴の飛散を防ぐことが可能である。
　本発明による空気熱交換器は、排水溝が長さ方向に設けられた扁平管と、導水溝が設けられた伝熱フィンとを備える。導水溝を構成する溝壁のうち、送風方向の風上側にある溝壁は、排水溝よりも風上側の位置から、排水溝へ連通する連通部に向けて設けられる。導水溝を構成する溝壁のうち、送風方向の風下側にある溝壁は、排水溝よりも風上側の位置から排水溝へ向けて設けられても、風下側の位置から排水溝へ向けて設けられてもよく、送風方向において排水溝と同じ位置にあってもよい。このようにして、導水溝は、風上側にある溝壁に沿って排水溝との連通部へ向かって延在し、排水溝へ連通するように形成される。
　伝熱フィンの表面に生じた凝縮水は、ファンの風力によって導水溝へ押し流され、導水溝の中では表面張力によって排水溝へ流れ、重力によって空気熱交換器の下部に排出される。表面張力の作用によって排水するために、導水溝は、延在方向に垂直な断面積（以下、単に「断面積」と称する）が、排水溝との連通部に向かって小さくなっていく。例えば、導水溝の幅と深さの一方または両方を変えることにより、導水溝の断面積を、排水溝との連通部に向かって小さくしていくことができる。導水溝の断面積は、滑らかに（徐々に）小さくしていっても、段階的に小さくしていってもよい。
　詳細は後述するが、導水溝の中の水滴には、表面張力により、水滴の曲率半径に比例する力が働く。従って、この水滴には、曲率半径の大きい側から小さい側へ、すなわち、導水溝の断面積が大きい方から小さい方へ力が働く。そこで、導水溝の断面積を排水溝との連通部に向かって小さくしていくと、断面積が大きい方から小さい方へ向かって働く力により、導水溝の中の水滴は排水溝に向かって濡れ進む。
　以下、本発明による空気熱交換器の実施例について、図面を用いて説明する。
　本発明の実施例１による空気熱交換器を詳細に説明する。本実施例は、導水溝の幅を排水溝との連通部に向かって徐々に小さくすることにより、導水溝の断面積を小さくしていく例である。
　図１は、実施例１による空気熱交換器１の部分斜視図であり、扁平管２と伝熱フィン５を示している。空気熱交換器１には、ファン（図示せず）により空気が送風される。図中、Ｘ軸は空気熱交換器１の幅方向を示す。Ｘ軸方向は伝熱フィン５の幅方向でもある。また、Ｙ軸の正方向は重力方向を、Ｚ軸の正方向はファンによる空気の送風方向１０を示す。以下で用いる「風上」「風下」という語は、送風方向１０についての向きを示す。すなわち、風上側はＺ軸の負方向側を、風下側はＺ軸の正方向側を、それぞれ表す。
　空気熱交換器１は、複数の扁平管２と、扁平管２の間に扁平管２と直交するように設けられた複数の伝熱フィン５とを備える。図１では、表示を分かりやすくするために、扁平管２を１つだけ示している。なお、図１では、扁平管２の上下（Ｙ軸方向の両端）に配置されるヘッダは、図示を省略している。伝熱フィン５は、コルゲート形状としてもよい。
　扁平管２には、冷媒が流れる複数の細い流路３が内部に形成されている。さらに、扁平管２には、長さ方向（Ｙ軸方向）に延在する排水溝４が、Ｘ軸方向の両側面（伝熱フィン５が設けられている面）に形成されている。排水溝４は、Ｙ軸方向の上端から下端まで連通し、Ｘ軸の正方向または負方向と、Ｙ軸の正方向及び負方向に向けて開口している。すなわち、排水溝４は、伝熱フィン５に向けて開口し、上下方向に向けて開口している。扁平管２の送風方向１０（Ｚ軸方向）における排水溝４の位置は、任意でよいが、風下側の一端（Ｚ軸の正方向の一端）に形成するのが好ましい。
　伝熱フィン５は、幅方向（Ｘ軸方向）の両側面が扁平管２と接続されており、扁平管２と直交する。さらに、伝熱フィン５は、扁平管２の排水溝４へ連通する導水溝６を有する。
　導水溝６を構成する溝壁のうち、風上側（Ｚ軸の負方向側）にある溝壁４０は、排水溝４よりも風上側の位置から、排水溝４へ連通する連通部３０に向けて設けられる。本実施例では、導水溝６を構成する溝壁のうち、風下側（Ｚ軸の正方向側）にある溝壁５０は、排水溝４よりも風上側の位置から、排水溝４へ向けて設けられている。このようにして、導水溝６は、排水溝４との連通部に向かって延在し、排水溝４と連通している。
　本実施例及び以下の実施例において、導水溝の最も風上側（Ｚ軸の負方向側）の部分を「風上端部２０」と称する。従って、導水溝６の排水溝４との連通部３０は、導水溝６の風上端部２０よりも風下側（Ｚ軸の正方向側）に位置する。導水溝６の風上端部２０の、伝熱フィン５の幅方向（Ｘ軸方向）における位置は、任意に定めることができる。
　本実施例では、伝熱フィン５の幅方向（Ｘ軸方向）の両側面に、扁平管２の排水溝４が存在する。伝熱フィン５は、２つの扁平管２の間に挟まれているため、導水溝６は、それぞれの排水溝４へ連通する２つの連通部３０を備える。従って、導水溝６は、風上端部２０から２つの連通部３０へ向かって延在するＶ字型である。導水溝６は、伝熱フィン５の表面に生じた凝縮水を、排水溝４へ排出する機能を持つ。伝熱フィン５の表面に生じた凝縮水は、ファンの風力により導水溝６へ押し流され、表面張力により導水溝６を通って排水溝４へ流れ、排水溝４から排出される。導水溝６で表面張力の作用により凝縮水が流れる原理は、図６を用いて後述する。
　導水溝６の風上端部２０の好ましい位置は、ファンが送風する風速や伝熱フィン５の面積などに応じて定めることができる。送風方向１０（Ｚ軸方向）における、導水溝６の風上端部２０の位置は、なるべく風下側（Ｚ軸の正方向側）であるのが好ましい（ただし、排水溝４よりも風上側（Ｚ軸の負方向側））。伝熱フィン５の表面に生じた凝縮水を、できるだけ多く排水溝４へ排出するには、導水溝６の風上端部２０は、なるべく風下側に位置する必要がある。
　伝熱フィン５の表面では、主に風上側（Ｚ軸の負方向側）で凝縮水が発生し、風下側（Ｚ軸の正方向側）ではあまり凝縮水が発生しない。従って、導水溝６の風上端部２０の位置をなるべく風下側にすることにより、ほとんどの凝縮水を排出することができる。また、伝熱フィン５の表面のうち、あまり凝縮水が発生しない領域が、導水溝６よりも風下側に位置するように、導水溝６の風上端部２０の位置を定めることができる。
　導水溝６の幅は、風上端部２０から排水溝４との連通部３０に向かって、徐々に小さくなっていくものとする。すなわち、導水溝６において、風上端部２０での幅ｒ１と連通部３０での幅ｒ２はｒ１＞ｒ２の関係にあり、風上端部２０から連通部３０に向かって幅が徐々に小さくなっていく。好ましくは、ｒ１＞２ｒ２である。風上端部２０での幅ｒ１と連通部３０での幅ｒ２の具体的な大きさは、ファンが送風する風速や伝熱フィン５の親水性などに応じて定めることができる。
　導水溝６の深さは、ファンが送風する風速や伝熱フィン５の厚さと親水性などに応じて、任意に定めることができる。
　図１に示した例では、導水溝６は、風上端部２０から、伝熱フィン５の両側面に接続する扁平管２の排水溝４へ、排水溝４との連通部３０により連通している。また、導水溝６の風上端部２０は、伝熱フィン５の幅方向（Ｘ軸方向）の中央に位置している。すなわち、導水溝６は、風上端部２０から、風下側（Ｚ軸の正方向）に向かって広がるＶ字型の溝である。
　図２は、伝熱フィン５を下（Ｙ軸の正方向）から見たときの空気熱交換器１の部分斜視図である。図２において、図１と同一の符号は、図１と同一の要素を示し、これらの要素については説明を省略する。
　伝熱フィン５を下（Ｙ軸の正方向）から見ると、伝熱フィン５の導水溝６は、凸形状となっている。すなわち、導水溝６は、伝熱フィン５の下面から下方（Ｙ軸の正方向）に向かって突出している。
　図３は、本発明の実施例１による空気熱交換器１の全体を示す斜視図である。空気熱交換器１は、冷媒が流れる２つのヘッダ１１と、ヘッダ１１を結ぶように固定される複数の扁平管２と、扁平管２の間に設けられた複数の伝熱フィン５とを備える。それぞれの扁平管２には、冷媒が流れる複数の流路が内部に形成されており、ヘッダ１１から冷媒が分配される。空気熱交換器１には、ファン（図示せず）により、送風方向１０に空気が送風される。
　空気熱交換器１では、冷媒と空気との熱交換を行う。扁平管２の内部の流路を流れる冷媒が持つ熱または冷熱は、扁平管２から伝熱面積を拡大する伝熱フィン５へと伝わり、伝熱フィン５の間を流れる空気との熱交換を効率的に行う。
　伝熱フィン５から導水溝６を通って扁平管２の排水溝４へ流れた凝縮水は、重力を利用して扁平管２の下部に設けられたヘッダ１１へ排水される。
　なお、空気熱交換器１の幅方向（Ｘ軸方向）の両端にある扁平管２には、伝熱フィン５が設けられている片面だけに排水溝４が形成されていてもよく、幅方向の両側面に排水溝４が形成されていてもよい。
　図４は、従来の空気熱交換器１００の部分斜視図であり、扁平管２００と伝熱フィン５００を示している。図４では、図１と同様に、扁平管２００を１つだけ示し、ヘッダの図示を省略している。座標軸の示す方向も、図１と同様である。扁平管２００には、冷媒が流れる複数の流路３００が内部に形成されている。伝熱フィン５００は、扁平管２００に対して直交するように取り付けられ、コルゲート形状となっている。空気熱交換器１００には、ファン（図示せず）により、送風方向１０に空気が送風される。
　従来の空気熱交換器１００において、伝熱フィン５００の表面に生じた凝縮水の排出経路を説明する。熱交換器１００を蒸発器として使用すると、扁平管２００の表面温度が空気の温度よりも低くなるために、扁平管２００及び伝熱フィン５００の表面では、空気中の水分が凝縮して水滴が生じる。
　図５は、図４に示した従来の空気熱交換器１００を送風方向１０（Ｚ軸方向）から見た部分側面図である。図５に示したように、従来の空気熱交換器１００では、凝縮水２２が排水される経路がなく、伝熱フィン５００の表面に水滴の形で滞留しやすい。さらに、伝熱フィン５００の表面に生じた水滴（凝縮水２２）は、次第に成長し、伝熱フィン５００の間の隙間の一部を閉塞する。伝熱フィン５００の間の隙間が閉塞すると、空気側の圧力損失が増大し、空気熱交換器１００の通風抵抗が増大するとともに熱交換効率が低下するという課題がある。また、空気に押し流された凝縮水２２は、伝熱フィン５００の風下側に飛散し、空気熱交換器１００から吹き出してしまうという課題がある。
　図６は、伝熱フィン５の表面に生じた凝縮水２２の排水の原理を説明する図であり、伝熱フィン５に形成された導水溝６の一部を模式的に示す上面図である。図６は、伝熱フィン５を上方向（Ｙ軸の負方向）から見た図である。
　図６において、導水溝６は、図の右側から左側に向かって幅が狭くなっている。すなわち、図６の右側に導水溝６の風上端部２０があり、左側に導水溝６の排水溝４との連通部３０がある。導水溝６には、凝縮水２２が図６に示す水滴の形で存在する。この凝縮水２２の水滴は、伝熱フィン５の表面で発生した後、ファンの風力により導水溝６へ押し流されたものである。
　図６には、表面張力によって凝縮水２２に生じる毛管力ｆ１とｆ２も示している。ｆ１は、導水溝６の排水溝４との連通部３０側から凝縮水２２に加わる力であり、ｆ２は、導水溝６の風上端部２０側から凝縮水２２に加わる力である。Ｒ１は、凝縮水２２の水滴の、連通部３０側の端の曲率半径を示し、Ｒ２は、風上端部２０側の端の曲率半径を示す。導水溝６は、風上端部２０側から連通部３０側に向かって幅が狭くなっていくので、Ｒ１＜Ｒ２である。φは、導水溝６のテーパー角度（導水溝６の幅が狭くなっていく割合を表す角度）を示す。
　凝縮水２２に生じる毛管力ｆ１とｆ２は、式（１）と式（２）によって求められる。式（１）と式（２）において、σは凝縮水２２に働く表面張力であり、θは導水溝６と凝縮水２２が形成する接触角である。
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Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　伝熱フィン５の表面が親水性となるように処理されているとき、導水溝６の表面も親水性であるとする。このとき、導水溝６と凝縮水２２が形成する接触角θは非常に小さく、０に近いと考えることができる。従って、Ｒ１＜Ｒ２であるので、式（１）と式（２）からｆ１＜ｆ２となる。このため、凝縮水２２には、風上端部２０側から連通部３０側に向かう力が働き、凝縮水２２は、導水溝６の幅が広い方から狭い方（連通部３０側）へと濡れ進む。
　本実施例による空気熱交換器１では、伝熱フィン５の表面に生じた凝縮水２２は、ファンの風力によって導水溝６へ押し流された後、凝縮水２２に働く表面張力によるこのような原理に従って排水溝４との連通部３０に向かって濡れ進み、扁平管２に形成された排水溝４を介して効率的に排水される。
　また、図２に示したように、伝熱フィン５の下面では、導水溝６は、伝熱フィン５の下面から下方（Ｙ軸の正方向）に向かって突出している。伝熱フィン５の下面で生じた凝縮水２２は、ファンの風力によって、突出している導水溝６まで押し流された後、導水溝６に沿って排水溝４まで押し流される。このため、伝熱フィン５の下面でも、伝熱フィン５の表面に生じた凝縮水２２は、効率的に排水溝４から排出される。
　このように、本実施例による空気熱交換器１では、伝熱フィン５の表面で生じた凝縮水は、伝熱フィン５の上面と下面の両方で、効率的に排出される。従って、空気熱交換器１の通風抵抗の増大と熱交換効率の低下を防ぐことが可能であり、伝熱フィン５から風下への水滴の飛散を防ぐことが可能である。
　本実施例では、伝熱フィン５の下面では、導水溝６が下方（Ｙ軸の正方向）に向かって突出している。しかし、伝熱フィン５の下面において、導水溝６が下方に向かって突出していなくてもよい。導水溝６を下方に向かって突出させるかさせないかは、伝熱フィン５の厚さや導水溝６の加工方法など、伝熱フィン５の製造条件に応じて決めることができる。また、以下に述べる実施例では、伝熱フィン５の下面について説明しないが、導水溝が下方（Ｙ軸の正方向）に向かって突出してもよい。
　本発明の実施例２による空気熱交換器を説明する。本実施例は、実施例１の空気熱交換器１において、伝熱フィン５が複数の導水溝６を備える場合の例である。本発明による空気熱交換器１では、伝熱フィン５に形成された導水溝６の数は、１つとは限らず、複数でもよい。以下、導水溝６の数が２つの場合の空気熱交換器１を例に挙げて、複数の導水溝６を有する伝熱フィン５を備える空気熱交換器１について説明する。導水溝６の数が３つ以上の場合にも、以下の説明を適用することができる。
　図７と図８は、導水溝６が２つある伝熱フィン５を備える空気熱交換器１の部分斜視図であり、扁平管２と伝熱フィン５を示している。図７と図８において、図１と同一の符号は、図１と同一の要素を示し、これらの要素については説明を省略する。図７に示す空気熱交換器１では、扁平管２のＸ軸方向の各側面に１つの排水溝４が形成されており、図８に示す空気熱交換器１では、扁平管２のＸ軸方向の各側面に２つの排水溝４が形成されている。
　図７に示す空気熱交換器１の伝熱フィン５には、送風方向１０（Ｚ軸方向）に２つの導水溝６ａ、６ｂが形成されており、２つの導水溝６ａ、６ｂは、共通の排水溝４に連通している。実施例１と同様に、２つの導水溝６ａ、６ｂの幅は、ともに、風上端部２０ａ、２０ｂから排水溝４との連通部３０ａと連通部３０ｂに向かって、徐々に小さくなっている。導水溝６ａ、６ｂの風上端部２０ａ、２０ｂの、送風方向１０（Ｚ軸方向）の位置は、ともに、排水溝４よりも風上側（Ｚ軸の負方向側）である。
　伝熱フィン５の表面に生じた凝縮水を排出する原理は、実施例１と同様である。すなわち、伝熱フィン５の表面に生じた凝縮水は、ファンの風力により導水溝６ａ及び導水溝６ｂへ押し流され、表面張力により導水溝６ａ及び導水溝６ｂを通って排水溝４へ流れ、排水溝４から排出される。
　図８に示す空気熱交換器１の伝熱フィン５には、送風方向１０（Ｚ軸方向）に２つの導水溝６ａ、６ｂが形成されている。また、扁平管２のＸ軸方向の各側面には、２つの排水溝４ａ、４ｂが形成されている。導水溝６ａは、風上端部２０ａから排水溝４ａに連通し、導水溝６ｂは、風上端部２０ｂから排水溝４ｂに連通している。実施例１と同様に、２つの導水溝６ａ、６ｂの幅は、それぞれ、風上端部２０ａ、２０ｂから排水溝４ａ、４ｂとの連通部３０ａ、３０ｂに向かって、徐々に小さくなっている。導水溝６ａの風上端部２０ａの、送風方向１０（Ｚ軸方向）の位置は、排水溝４ａよりも風上側（Ｚ軸の負方向側）であり、導水溝６ｂの風上端部２０ｂの、送風方向１０の位置は、排水溝４ｂよりも風上側である。
　伝熱フィン５の表面に生じた凝縮水を排出する原理は、実施例１と同様である。すなわち、伝熱フィン５の表面に生じた凝縮水は、ファンの風力により導水溝６ａ及び導水溝６ｂへ押し流され、表面張力により導水溝６ａ及び導水溝６ｂを通って排水溝４ａ及び４ｂへ流れ、排水溝４ａ及び４ｂから排出される。
　本実施例のように、伝熱フィン５に複数の導水溝６を形成することにより、伝熱フィン５の表面に生じた凝縮水が導水溝６ａ、６ｂまで到達する距離を短くすることができ、凝縮水をより効率的に排水溝４（または排水溝４ａ、４ｂ）から排出することができる。
　本発明の実施例３による空気熱交換器を説明する。本実施例は、導水溝の幅を排水溝との連通部に向かって段階的に小さくすることにより、導水溝の断面積を小さくしていく例である。
　図９は、実施例３による空気熱交換器１の部分斜視図であり、扁平管２と伝熱フィン５を示している。図９において、図１と同一の符号は、図１と同一の要素を示し、これらの要素については説明を省略する。
　伝熱フィン５には、排水溝４に連通する導水溝７が形成されている。導水溝７の幅は、風上端部２０から排水溝４との連通部３０に向かって、段階的（図９の例では、３段階）に小さくなっている。導水溝７の風上端部２０の、送風方向１０（Ｚ軸方向）の位置は、排水溝４よりも風上側（Ｚ軸の負方向側）である。
　本実施例のように、伝熱フィン５に形成された導水溝７は、風上端部２０から連通部３０に向かって、幅が段階的に狭くなる形状にしてもよく、図１に示した実施例１の導水溝６のようなテーパー形状でなくてもよい。
　図９では、一例として、導水溝７の幅は３段階に分けて狭くなっているが、３段階でなくてもよい。導水溝７の幅が狭まる段階は、任意に定めることができる。
　本実施例による空気熱交換器１でも、伝熱フィン５の表面に生じた凝縮水は、ファンの風力によって導水溝７へ押し流された後、図６に示したような凝縮水に働く表面張力による原理に従って、排水溝４との連通部３０に向かって濡れ進み、扁平管２に形成された排水溝４を介して効率的に排水される。従って、本実施例による空気熱交換器も、実施例１による空気熱交換器と同様の効果を有する。
　本発明の実施例４による空気熱交換器を説明する。本実施例は、導水溝の深さを排水溝との連通部に向かって徐々に小さくすることにより、導水溝の断面積を小さくしていく例である。
　図１０は、実施例４による空気熱交換器１の部分斜視図であり、扁平管２と伝熱フィン５を示している。図１０において、図１と同一の符号は、図１と同一の要素を示し、これらの要素については説明を省略する。
　伝熱フィン５には、風上端部２０から排水溝４に連通する導水溝８が形成されている。導水溝８の深さは、風上端部２０から排水溝４との連通部３０に向かって、徐々に小さくなっている。導水溝８の風上端部２０の、送風方向１０（Ｚ軸方向）の位置は、排水溝４よりも風上側（Ｚ軸の負方向側）である。
　図１１は、図１０に示した空気熱交換器１を送風方向１０（Ｚ軸方向）から見た部分側面図である。図１１に示したように、導水溝８において、風上端部２０での深さをｄ１で表し、排水溝４との連通部３０での深さをｄ２で表すとき、ｄ１＞ｄ２であり、風上端部２０から連通部３０に向かって深さが徐々に小さくなっていく。風上端部２０での深さｄ１と連通部３０での深さｄ２の具体的な大きさは、ファンが送風する風速や伝熱フィン５の親水性などに応じて定めることができる。
　導水溝８の深さを風上端部２０から連通部３０に向かって徐々に小さくしていったときの、導水溝８で凝縮水が流れる原理は、実施例１で図６と式（１）と式（２）を用いて説明したのと同じである。ただし、式（１）と式（２）において、導水溝のテーパー角度φは、導水溝８の深さが浅くなっていく割合を表す角度を示す。
　図１２は、本実施例において、伝熱フィン５の表面に生じた凝縮水２２の排水の原理を説明する図であり、伝熱フィン５に形成された導水溝８の一部を模式的に示す側面図である。図１２は、図１１と同様に、空気熱交換器１を送風方向１０（Ｚ軸方向）から見ている。上述したように、図１２において、導水溝８のテーパー角度φは、導水溝８の深さが浅くなっていく割合を表す角度を示す。
　実施例１で図６と式（１）と式（２）を用いて説明したのと同様に、凝縮水２２の水滴の、導水溝８の深さの小さい側（連通部３０側）の端の曲率半径Ｒ１は、深さの大きい側（風上端部２０側）の端の曲率半径Ｒ２よりも小さく（Ｒ１＜Ｒ２）、従って、深さの小さい側から凝縮水２２に加わる力ｆ１は、深さの大きい側から凝縮水２２に加わる力ｆ２よりも小さくなる（ｆ１＜ｆ２）。このため、凝縮水２２には、風上端部２０側から連通部３０側に向かう力が働き、凝縮水２２は、導水溝８の深さが深い方から浅い方（連通部３０側）へと濡れ進む。
　導水溝８の深さは、風上端部２０から排水溝４との連通部３０に向かって、段階的に小さくしていってもよい。導水溝８の深さが狭まる段階は、任意に定めることができる。
　導水溝８の幅は、ファンが送風する風速や伝熱フィン５の親水性などに応じて、任意に定めることができる。導水溝８の幅は、一定でもよく、図１や図９に示したように風上端部２０から連通部３０に向かって小さくなるようにしてもよい。
　また、図１１に示したように、伝熱フィン５の下面では、導水溝８は、伝熱フィン５の下面から下方（Ｙ軸の正方向）に向かって突出している。伝熱フィン５の下面で生じた凝縮水２２は、ファンの風力によって、突出している導水溝８まで押し流された後、導水溝８に沿って排水溝４まで押し流される。このため、伝熱フィン５の下面でも、伝熱フィン５の表面に生じた凝縮水２２は、効率的に排水溝４から排出される。導水溝８は、伝熱フィン５の下面から下方に向かって突出していなくてもよい。導水溝８を下方に向かって突出させるかさせないかは、伝熱フィン５の厚さや導水溝８の加工方法など、伝熱フィン５の製造条件に応じて決めることができる。
　本実施例による空気熱交換器１でも、伝熱フィン５の表面に生じた凝縮水２２は、ファンの風力によって導水溝８へ押し流された後、図１２に示したような凝縮水２２に働く表面張力によって排水溝４との連通部３０に向かって濡れ進み、扁平管２に形成された排水溝４を介して効率的に排水される。従って、本実施例による空気熱交換器も、実施例１による空気熱交換器と同様の効果を有する。
　本発明の実施例５による空気熱交換器を説明する。本実施例は、伝熱フィンに形成された導水溝が、１つの連通部で扁平管の排水溝と連通する空気熱交換器の例である。
　図１３は、実施例５による空気熱交換器１の部分斜視図であり、扁平管２と伝熱フィン５を示している。図１３において、図１と同一の符号は、図１と同一の要素を示し、これらの要素については説明を省略する。
　扁平管２には、排水溝４が、Ｘ軸方向の一側面に形成されている。排水溝４は、Ｘ軸の正方向と、Ｙ軸の正方向及び負方向に向けて開口している。
　伝熱フィン５は、扁平管２に１つある排水溝４へ連通する導水溝９を有する。導水溝９は、風上端部２０から排水溝４との連通部３０へ延在する。導水溝９の排水溝４との連通部３０は、１箇所だけである。本実施例においても、導水溝９の風上端部２０は、導水溝９の排水溝４との連通部３０よりも送風方向１０（Ｚ軸方向）の風上側（Ｚ軸の負方向側）に位置する。伝熱フィン５の幅方向（Ｘ軸方向）における導水溝９の風上端部２０の位置は、幅方向（Ｘ軸方向）において連通部３０とは反対側の、伝熱フィン５と扁平管２との接続部分である。
　すなわち、導水溝９は、伝熱フィン５の幅方向（Ｘ軸方向）の一端にある風上端部２０から他端にある排水溝４との連通部３０へ向かい、かつ、送風方向１０（Ｚ軸方向）の風上側（Ｚ軸の負方向側）から風下側（Ｚ軸の正方向側）へ向かう。従って、図１３に示すように、導水溝９は、伝熱フィン５の幅方向（Ｘ軸方向）と送風方向１０（Ｚ軸方向）に対して傾斜している。
　導水溝９の幅は、図１３に示すように、風上端部２０から排水溝４との連通部３０に向かって、徐々に小さくなっていくものとする。すなわち、導水溝９において、風上端部２０での幅ｒ１と連通部３０での幅ｒ２はｒ１＞ｒ２の関係にあり、風上端部２０から連通部３０に向かって幅が徐々に小さくなっていく。好ましくは、ｒ１＞２ｒ２である。風上端部２０での幅ｒ１と連通部３０での幅ｒ２の具体的な大きさは、ファンが送風する風速や伝熱フィン５の親水性などに応じて定めることができる。
　導水溝９の深さは、ファンが送風する風速や伝熱フィン５の厚さと親水性などに応じて、任意に定めることができる。
　伝熱フィン５にこのような導水溝９を形成することにより、実施例１で図６と式（１）と式（２）を用いて説明したのと同じ原理により、凝縮水を、導水溝９から排水溝４へ排出することができる。
　従って、本実施例による空気熱交換器１でも、伝熱フィン５の表面に生じた凝縮水は、ファンの風力によって導水溝９へ押し流された後、凝縮水に働く表面張力によって排水溝４との連通部３０に向かって濡れ進み、扁平管２に形成された排水溝４を介して効率的に排水される。このため、本実施例による空気熱交換器も、実施例１による空気熱交換器と同様の効果を有する。
　なお、本実施例では、導水溝９の幅が連通部３０に向かって徐々に小さくなっていく場合を示しているが、深さが連通部３０に向かって小さくなっていってもよい。また、導水溝９の幅や深さは、連通部３０に向かって段階的に小さくなっていってもよい。いずれにせよ、導水溝９の断面積が、風上端部２０から連通部３０に向かって小さくなっていけばよい。
　また、本実施例では、扁平管２には、排水溝４がＸ軸方向の一側面に形成されているとしたが、排水溝４がＸ軸方向の両側面に形成されていてもよい。この場合、風上端部２０で導水溝９が扁平管２の排水溝４と連通するようにしてもよい。すなわち、導水溝９は、両端（風上端部２０と連通部３０）で排水溝４と連通するようにしてもよい。
　本発明の実施例６による空気熱交換器を説明する。本実施例では、実施例１に示した空気熱交換器において、伝熱フィンに形成された導水溝の変形例を２つ示す。
　図１４は、実施例６による空気熱交換器１の部分斜視図であり、扁平管２と伝熱フィン５を示している。図１４において、図１と同一の符号は、図１と同一の要素を示し、これらの要素については説明を省略する。
　伝熱フィン５には、排水溝４に連通する導水溝１２が形成されている。導水溝１２は、図１に示した導水溝６と異なり、導水溝１２を構成する溝壁のうち、風下側（Ｚ軸の正方向側）にある溝壁５０が、送風方向１０において排水溝４と同じ位置にある。従って、上方向（Ｙ軸の負方向）から見た導水溝１２の全体の形状は、溝壁５０と、風上側（Ｚ軸の負方向側）にある２つの溝壁４０とからなる三角形である。風下側の溝壁５０は、Ｘ軸と平行でも平行でなくてもよい。
　図１５は、実施例６による別の空気熱交換器１の部分斜視図であり、扁平管２と伝熱フィン５を示している。図１５において、図１と同一の符号は、図１と同一の要素を示し、これらの要素については説明を省略する。
　伝熱フィン５には、排水溝４に連通する導水溝１３が形成されている。導水溝１３は、図１に示した導水溝６と異なり、導水溝１３を構成する溝壁のうち、風下側（Ｚ軸の正方向側）にある溝壁５０が、排水溝４よりも風下側の位置にある。従って、上方向（Ｙ軸の負方向）から見た導水溝１３の全体の形状は、２つの溝壁５０と、風上側（Ｚ軸の負方向側）にある２つの溝壁４０とからなる凸四角形である。
　図１４に示した導水溝１２と図１５に示した導水溝１３において、風上端部２０の送風方向１０（Ｚ軸方向）の位置は、排水溝４よりも風上側（Ｚ軸の負方向側）である。
　導水溝１２と導水溝１３の幅は、風上端部２０から排水溝４との連通部３０に向かって徐々に小さくなっている。すなわち、導水溝１２と導水溝１３において、風上端部２０での幅ｒ１と連通部３０での幅ｒ２はｒ１＞ｒ２の関係にあり、風上端部２０から連通部３０に向かって幅が徐々に小さくなっていく。好ましくは、ｒ１＞２ｒ２である。風上端部２０での幅ｒ１と連通部３０での幅ｒ２の具体的な大きさは、ファンが送風する風速や伝熱フィン５の親水性などに応じて定めることができる。
　伝熱フィン５にこのような導水溝１２または導水溝１３を形成することにより、実施例１で図６と式（１）と式（２）を用いて説明したのと同じ原理により、凝縮水を、導水溝１２または導水溝１３から排水溝４へ排出することができる。
　従って、本実施例による空気熱交換器１でも、伝熱フィン５の表面に生じた凝縮水は、ファンの風力によって導水溝１２または導水溝１３へ押し流された後、凝縮水に働く表面張力によって排水溝４との連通部３０に向かって濡れ進み、扁平管２に形成された排水溝４を介して効率的に排水される。このため、本実施例による空気熱交換器も、実施例１による空気熱交換器と同様の効果を有する。
　なお、図１５に示した導水溝１３は、風下側（Ｚ軸の正方向側）の溝壁５０が、排水溝４よりも風下側に位置するので、排水の効率が低下することが懸念される。しかし、導水溝１３を、排水溝４よりも風下側の部分ができるだけ少ない形状にすることにより（すなわち、溝壁５０ができるだけ排水溝４よりも風下側に位置しないようにすることにより）、導水溝１３の排水の効率の低下を抑制することができ、凝縮水を導水溝１３から排水溝４へ排出することができる。
　上記の実施例１～６では、導水溝は、伝熱フィン５の表面（ＺＸ平面）において、風上端部２０から連通部３０へ向かって直線状に延在している（例えば、導水溝は、図１では風上端部２０から２本の直線に分かれて延在し、図１３では風上端部２０から１本の直線で延在している）。導水溝は、直線状に延在する必要はなく、折れ線状や曲線状に延在してもよい。ただし、風下側から風上側へ向かう部分（Ｚ軸の正方向側から負方向側へ向かう部分）が導水溝にあると、導水溝の中の凝縮水はファンの風力に逆らって濡れ進まなくてはならないため、排水の効率が下がり、好ましくない。
　また、導水溝の、延在方向に垂直な断面の形状は、任意である。例えば、この断面の形状は、四角形や三角形などの多角形形状、または円形や楕円形などの曲線形状とすることができる。
　１…空気熱交換器、２…扁平管、３…冷媒の流路、４、４ａ、４ｂ…排水溝、５…伝熱フィン、６、６ａ、６ｂ…導水溝、７…導水溝、８…導水溝、９…導水溝、１０…送風方向、１１…ヘッダ、１２…導水溝、１３…導水溝、２０、２０ａ、２０ｂ…導水溝の風上端部、２２…凝縮水、３０、３０ａ、３０ｂ…導水溝の排水溝との連通部、４０…導水溝を構成する溝壁のうち風上側にある溝壁、５０…導水溝を構成する溝壁のうち風下側にある溝壁、１００…従来の空気熱交換器、２００…扁平管、３００…冷媒の流路、５００…伝熱フィン。

Claims (8)

  1. 　複数の扁平管と、前記扁平管の間に設けられた伝熱フィンとを備え、空気が送風される空気熱交換器であって、
    　前記扁平管は、前記伝熱フィンが設けられる側面に排水溝を備え、
    　前記伝熱フィンは、前記排水溝へ連通する導水溝を備え、
    　前記導水溝を構成する溝壁のうち、少なくとも前記空気の送風方向の風上側にある溝壁は、前記排水溝よりも風上側の位置から、前記排水溝へ向けて設けられ、
    　前記導水溝は、前記風上側にある溝壁に沿って前記排水溝へ向かって延在し、延在方向に垂直な断面積が前記排水溝へ向かって小さくなっていくことを特徴とする空気熱交換器。
  2. 　請求項１記載の空気熱交換器であって、
    　前記伝熱フィンは、前記伝熱フィンを間に設けた２つの前記扁平管のそれぞれの前記排水溝へ連通する導水溝を備える空気熱交換器。
  3. 　請求項１記載の空気熱交換器であって、
    　前記導水溝は、幅が前記排水溝へ向かって小さくなっていく空気熱交換器。
  4. 　請求項１記載の空気熱交換器であって、
    　前記導水溝は、深さが前記排水溝へ向かって小さくなっていく空気熱交換器。
  5. 　請求項１記載の空気熱交換器であって、
    　前記導水溝は、前記断面積が前記排水溝へ向かって滑らかに小さくなっていく空気熱交換器。
  6. 　請求項１記載の空気熱交換器であって、
    　前記導水溝は、前記断面積が前記排水溝へ向かって段階的に小さくなっていく空気熱交換器。
  7. 　請求項１記載の空気熱交換器であって、
    　前記伝熱フィンは、前記導水溝を前記送風方向に複数備える空気熱交換器。
  8. 　請求項１記載の空気熱交換器であって、
    　前記導水溝は、前記伝熱フィンの前記導水溝を備える面とは反対側の面で、前記伝熱フィンから突出する空気熱交換器。
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