WO2014091782A1

WO2014091782A1 - 扁平管熱交換器、及びそれを備えた空気調和機の室外機

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Publication number: WO2014091782A1
Application number: PCT/JP2013/067049
Authority: WO
Inventors: 宏樹岡澤; 雄大森川; 生田　裕也; 崇志中島; 洋樹豊嶋; 加藤　貴士
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2014-06-19
Also published as: EP2930456B1; WO2014091536A1; JPWO2014091782A1; EP2930456A1; US20160003547A1; US9657996B2; EP2930456A4; CN104838224A

Abstract

　扁平管熱交換器は、扁平管がフィンの列方向と直交する段方向に一定のピッチで配置され、扁平管の段方向のピッチをＤｐ、Ｄｐの係数をｋとし、０＜ｋ＜０．５、または０.５＜ｋ＜１としたとき、フィンの段方向の一方側のフィン端と扁平管の厚さ方向の中心との距離がｋ・Ｄｐ、フィンの段方向の他方側のフィン端と扁平管の厚さ方向の中心との距離が（１－ｋ）・Ｄｐとされ、風の流れ方向に奇数列目の単列扁平管熱交換器と偶数列目の単列扁平管熱交換器とが段方向に反対に配置され、奇数列目の単列扁平管熱交換器と偶数列目の単列扁平管熱交換器の上下端の高さを揃えたものである。

Description

扁平管熱交換器、及びそれを備えた空気調和機の室外機

　本発明は、空気調和機、冷凍機または給湯器等の熱交換器として使用されるフィンチューブ式の熱交換器、及びそれを備えた空気調和機の室外機に関し、特に扁平状の伝熱管を千鳥状に配列した扁平管熱交換器、及びそれを備えた空気調和機の室外機に関するものである。

　フィンアンドチューブ式の熱交換器に関し、伝熱管の形状としては、通常、断面形状が円形状の管と、断面形状がアスペクト比の大きい長方形を角取りした形状の扁平管が知られている。本明細書において、円形管を使用した熱交換器を「円形管熱交換器」といい、扁平管を使用した熱交換器を「扁平管熱交換器」というものとする。

　熱交換器の伝熱性能を向上するためには、伝熱管をフィンに対し千鳥状に配置（以下、「千鳥配列」という。）する。円形管熱交換器の場合、円形管を２列一体で製造するため容易に千鳥配列にすることができる。しかし、扁平管熱交換器の場合は、扁平管をフィンに挿入、若しくはフィンのスリットを扁平管の外周に挿入するが、１列ずつ挿入する方法が製造しやすい。そのため、扁平管熱交換器の場合、例えば特許文献１に示されているように、扁平管を１列ずつ配置した熱交換器を、複数列配置することで千鳥配列にする構造がとられている。

特許第４９８４８３６号公報

　同一形状の１列の扁平管熱交換器を複数列配置する場合、扁平管を伝熱特性の良い千鳥配列にすると、各列の扁平管熱交換器のフィン端部の位置が合わず（フィンの長さが揃わず）、突出部分が生じて不必要に扁平管熱交換器の搭載スペースが増えることになる。また、フィン端部の位置を合わせると、伝熱特性が千鳥配列よりも低い格子状の配列（以下、「碁盤目配列」という）となる課題がある。

　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、同一形状の１列の扁平管熱交換器を複数列配置しても、千鳥配列にすることができ、かつ、フィン端部の位置が不揃いとならない扁平管熱交換器及びそれを備えた空気調和機の室外機を得ることを目的とする。

　本発明に係る空気調和機の室外機は、断面形状がアスペクト比の大きい長方形を角取りした形状で、内部を熱交換媒体が流れる扁平管と、扁平管がＵ字状にヘアピン曲げされた状態で挿入され、該扁平管に対し、ろう付けにより直角方向に接合される複数の板状のフィンと、を有した単列扁平管熱交換器を複数列結合した扁平管熱交換器を備えた空気調和機の室外機であって、扁平管熱交換器は、扁平管がフィンの列方向と直交する段方向に一定のピッチで配置され、扁平管の段方向のピッチをＤｐ、Ｄｐの係数をｋとし、０＜ｋ＜０．５、または０.５＜ｋ＜１としたとき、フィンの段方向の一方側のフィン端と扁平管の厚さ方向の中心との距離がｋ・Ｄｐ、フィンの段方向の他方側のフィン端と扁平管の厚さ方向の中心との距離が（１－ｋ）・Ｄｐとされ、風の流れ方向に奇数列目の単列扁平管熱交換器と偶数列目の単列扁平管熱交換器とが段方向に反対に配置され、奇数列目の単列扁平管熱交換器と偶数列目の単列扁平管熱交換器の上下端の高さを揃えたものである。

　本発明に係る空気調和機の室外機は、上記のように、扁平管の段方向のピッチをＤｐ、Ｄｐの係数をｋとすると、０＜ｋ＜０．５、または、０.５＜ｋ＜１とし、フィンの段方向の一方側のフィン端と扁平管との距離をｋ・Ｄｐ、フィンの段方向の他方側のフィン端と扁平管との距離を（１－ｋ）・Ｄｐとし、扁平管の１列目と２列目を段方向に反対に配置するので、複数列で構成される扁平管熱交換器の奇数列目と偶数列目のフィン端部の位置を揃えることができ、扁平管を千鳥配列に近づけ、伝熱性能の向上を図ることができる。
　したがって、本発明によれば、同一形状の１列の扁平管熱交換器を複数列配置しても、千鳥配列にすることができ、かつ、フィン端部の位置が不揃いとならない空気調和機の室外機を得ることができる。

本発明の実施の形態を構成する１列（単列）の扁平管熱交換器を示す正面図である。扁平管熱交換器の扁平管、フィン、ヘアピン曲げ部及びＵベンドを示す２つの例（ａ）及び（ｂ）である。本発明の実施の形態に係る扁平管熱交換器で用いる扁平管の正面図である。扁平管熱交換器を２列同じ向きにつないだ扁平管熱交換器（比較例）の正面図である。本発明の実施の形態に係る扁平管熱交換器の正面図である。本発明の実施の形態に係る扁平管熱交換器の管外熱伝達率と係数ｋとの関係を表す図である。本発明の実施の形態に係る扁平管熱交換器が搭載される室外機の一例である。本発明の実施の形態に係る扁平管熱交換器が搭載される別の室外機の一例であって（ａ）は外観図、（ｂ）は内部構造図である。円管熱交換器の製造方法の説明図である。本発明の実施の形態に係る扁平管熱交換器の第１の製造方法及び第２の製造方法の説明図である。本発明の実施の形態に係る扁平管熱交換器の第３の製造方法であって図１０とは異なる製造方法の説明図である。本発明の実施の形態に係る扁平管熱交換器の第４の製造方法であって図１０及び図１１とは異なる製造方法の説明図である。本発明の実施の形態に係る扁平管熱交換器のフィンに形成された熱交換促進部の説明図である。本発明の実施の形態に係る複数列の扁平管熱交換器のうちの奇数列のものに形成された熱交換促進部と偶数列のものに形成された熱交換促進部の説明図である。図５に示す扁平管熱交換器の変形例１である。図５に示す扁平管熱交換器の変形例２である。図１６に示す扁平管熱交換器の管外熱伝達率と係数ｋとの関係を表す図である。

　以下、本発明に係る扁平管熱交換器の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図１を含め、以下の図面は模式的にあらわしたものであり、各構成部材の大きさの関係についても実際のものとは異なる場合がある。

　この実施の形態の扁平管熱交換器を構成する１列（単列）の扁平管熱交換器１０は、図１に示すように、伝熱管である扁平管１と板状のフィン２とを有する。扁平管１は、断面形状がアスペクト比の大きい長方形を角取りした形状を有し、内部を熱交換媒体が流れる少なくとも一つ（図示の例では１０個）の流路３が形成されている。熱交換媒体は、水、冷媒、ブライン等の流体が使用される。

　また、扁平管１は、アルミニウム等の熱伝導性の良好な中空金属管でつくられ、内部は複数の仕切り板１３が備えられている。これは扁平管１を流れる冷媒のゲージ圧力がＭＰａオーダーと高圧になるため、扁平管１の耐圧強度を向上するためである。そして、図１に示すように、扁平管１が板状のフィン２の段方向（図１において上下方向、すなわちフィン２の長手方向）に複数段（この例では６段）になって一列に配置されている。

　また、冷暖運転可能な空気調和機の室外機として用いる場合、扁平管熱交換器１０は冷房運転時は凝縮器、暖房運転時は蒸発器となる。扁平管熱交換器１０を蒸発器として用いる場合、扁平管熱交換器１０の温度は外気温度よりも低く、外気中の水蒸気が凝縮され、扁平管１やフィン２に水滴が付着する。この水滴を取り除くため、フィン２に排水路が必要である。

　図１では扁平管１の左端はフィン２の左端よりも右側に位置するが、扁平管１やフィン２に付着した水滴は、扁平管１の左端とフィン２の左端との間にあるフィンに沿って重力方向へ流れ、室外機の外部へ排水される。よって、冷暖運転可能な空気調和機の室外機として用いる場合は、扁平管１の左端はフィン２の左端よりも右側に位置させる、若しくは扁平管１の右端はフィン２の右端よりも左側に位置させる必要がある。なお、左右両側ともフィン２の幅の方が扁平管１の幅よりも長くてもよい。以下、このような扁平管熱交換器１０をフィンアンドチューブ型扁平管熱交換器と称する。なお、図１において、Ｄｐは複数段に配置された扁平管１の間のピッチを、ｋは係数を表している。

　図２（ａ）に示すように、板状のフィン２は、扁平管１の管軸方向に直角に所定のピッチ（フィンピッチ）で複数列配置されている。なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）では、フィン２の図示を一部省略している。フィン２は、アルミニウムまたは銅等の熱伝導性の良好な金属板からなる。図１に示すように、フィン２は、長辺２ａ、２ｂおよび短辺２ｃ、２ｄからなる矩形状に形成されている。そして、フィン２の一方の長辺２ｂの縁端が開口されて形成されたスリット４に扁平管１が挿入される。スリット４は、フィン２に等間隔で複数形成されている。図３に示すように、扁平管１をヘアピン形状に曲げ加工してヘアピン曲げ部５が形成された状態で、フィン２のスリット４にそれぞれ扁平管１を挿入して、各扁平管１にフィン２を一定のフィンピッチで配置したのち、スリット４との対向部をろう付けしてフィン２と一体に接合する。さらに、扁平管１の端部には、単一の流路が形成された合流管であるＵベンド６が接続されて複数段の扁平管１がつなげられる。ここで扁平管１とＵベンド６はろう付け等により接合されている。そして、例えば図２のように、冷媒入口７側の扁平管１から冷媒出口８側の扁平管１へ通過するように、１列(単列)の扁平管熱交換器１０が形成される。図示は省略するが、冷媒入口７、冷媒出口８はヘッダー又はディストリビュータに接続されている。

　なお、図２（ａ）では、ヘアピン曲げ部５を１つ有する扁平管１を３つ用意し、この３つの扁平管１を２つのＵベンド６を利用して接続して単列の扁平管熱交換器１０を構成した例を説明したが、それに限定されるものではない。図２（ｂ）に示すように、ヘアピン曲げ部５を１つ有する扁平管１と、ヘアピン曲げ部５を２つ以上有する扁平管１とを、Ｕベンド６を利用して接続して単列の扁平管熱交換器１０を構成するようにしてもよい。

　この１列（単列）の扁平管熱交換器１０においては、扁平管１の流路３を熱交換媒体が流れ、扁平管１の管軸方向と直交する方向に、フィン２間の隙間を被熱交換媒体（例えば、空気、水等の流体）が通過することで、熱の授受が行われる。

　ここで、１列（単列）の扁平管熱交換器１０において、フィン２の列方向と直交する扁平管１の段方向のピッチ（段ピッチ）をＤｐ、Ｄｐの係数をｋ、０≦ｋ≦０．５、または、０.５≦ｋ≦１とし、フィン２の段方向の一方側のフィン端（図１において、フィン上端）２ｃと扁平管１の厚さ方向の中心との距離をｋ・Ｄｐ、フィン２の段方向の他方側のフィン端（図１において、フィン下端）２ｄと扁平管１の厚さ方向の中心との距離を（１－ｋ）・Ｄｐとする。
　したがって、この扁平管熱交換器１０は、扁平管１が段方向に配列に関し、上下非対称に形成されている。

　図４は上記の扁平管熱交換器１０を、複数列同じ向きにつないだ扁平管熱交換器（比較例）の正面図である。図４のように、同一形状の扁平管熱交換器１０を同じ向きに２列に配置した場合は、フィン２の上下端は揃うが、扁平管１の配置が碁盤目配列となり、千鳥配列に比べて伝熱性能が低下する。

　図５は、本発明の実施の形態に係る２列構成の扁平管熱交換器の正面図である。本発明の実施の形態に係る扁平管熱交換器は、結合する２列の扁平管熱交換器１０の一方の扁平管熱交換器１０を、上下逆に配置することで、伝熱性能の良い千鳥配列にしている。例えば、風上側の扁平管熱交換器１０のフィン下端に対応する短辺２ｄを上に、フィン上端に対応する短辺２ｃを下にして配置する。つまり、フィン上端に対応する短辺２ｃと扁平管１との距離、および、フィン下端に対応する短辺２ｄと扁平管１との距離が異なる扁平管熱交換器１０の１列目と２列目を、扁平管１の段方向に反対に配置したものである。

　図６は、本発明の実施の形態に係る扁平管熱交換器１０の管外熱伝達率と係数ｋとの関係を表す図である。図６は、横軸にｋ、縦軸に管外熱伝達率をとって表してある。
　図６示すように、ｋ＝０、０．５、１のとき、管外熱伝達率が最小となる。これは扁平管１が碁盤目配列となるためである。
　また、ｋ＝０．２５またはｋ＝０．７５のとき、管外熱伝達率が最大となる。これは扁平管１が完全な千鳥配列となるためである。ここで、完全な千鳥配列とは、図５に示すいずれか一方の単列の扁平管熱交換器１０の扁平管１のうち上下に隣接する扁平管１のちょうど中央の高さ位置に、隣接する他方の単列の扁平管熱交換器１０の扁平管１が配置されるということである。

　図７は、横吹きタイプの室外機であり、ルームエアコンなどに用いられる。室外機１００の外郭は、室外機１００の上面を構成する天板２００と、室外機１００の前面の一部、左側面を構成する前面パネル２０１と、室外機１００の右側面及び背面の一部を構成する側面パネル２０２と、前面パネル２０１に設けられ、室外機１００の前面の一部を構成し、たとえば縦桟と横桟からなる格子状部材であるファングリル２０３と、室外機１００の底面を構成し、扁平管熱交換器１０などが設置されるベースパネル２０４と、室外機１００の背面の一部を構成する背面パネル２０５とを備えている。
　また、室外機１００は、室外機１００内の空間を左側と右側に区画する仕切板２０６と、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機２０７と、扁平管熱交換器１０に外気を供給するプロペラファン２０８と、プロペラファン２０８を回転させる電動機２０９と、電動機２０９を保持するモーターサポート２１０と、冷媒流路を切り替えるのに利用される四方弁２１１とを有している。

　図８は、上吹きタイプの室外機であり、ビルの屋上に設置される業務用エアコンなどに用いられる。室外機１０１は、室外機１０１の前面側の外郭を構成する前面パネル２５０と、室外機１０１の上部に設けられるファンガード２５１と、室外機１０１の側面の外郭を構成する側面パネル２５２と、扁平管熱交換器１０などを支持するベースパネル２５３とを有している。室外機１０１は、その外郭の側面及び背面に、内部に空気を取り込む空気吸込口２５４が設けられ、室外機１０１の上部に外部に空気を排気する空気吹出口２５５が設けられている。すなわち、室外機１０１は、側面パネル２５２に形成され、空気を室外機１０１内に取り込むのに利用される空気吸込口２５４と、ファンガード２５１に形成され、室外機１０１内の空気を室外機１０１外に放出するのに利用される空気吹出口２５５とを有している。

　室外機１０１には、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機２５６と、冷媒流路を切り替えるのに利用される四方弁２５７とが搭載されている。四方弁２５７が流路の切り替えを実施することで、扁平管熱交換器１０は、冷房運転時には凝縮器（放熱器）として機能して冷媒を凝縮液化し、暖房運転時には蒸発器として機能し冷媒を蒸発気化させる。ここで、図８の扁平管熱交換器１０は、上下方向に３段重ねられたものとして説明しているが、それに限定されるものではなく、重ねられていない態様であってもよい。

　図７及び図８に示す室外機１００及び室外機１０１のいずれとも、扁平管熱交換器１０はベースパネル２０４、ベースパネル２５３に対して垂直に立設するように配置される。ここで、一般には、単列の扁平管熱交換器１０同士の端部の高さを揃えた状態で、ベースパネル２０４及びベースパネル２５３上に配置される。
　これは、高さが揃わないと、その分、扁平管熱交換器１０の高さが高くなり、室外機１００及び室外機１０１の高さが必要以上に高くなってしまい、その分大型化してしまうからである。また、室外機１００及び室外機１０１の高さが高くなると、室外機１００及び室外機１０１の輸送及び搬入などがしにくくなってしまう。さらに、地震時などが発生して扁平管熱交換器１０に振動が加わる場合に扁平管熱交換器１０の下端に加わる局所荷重が増大してしまう。このような不具合を抑制するために、扁平管熱交換器１０の端部の高さを揃えるようにしている。

　図９は、円管熱交換器の製造方法の説明図である。図９を参照して円管における熱交換器の製造方法について説明する。円管の場合、複数平行に配置されたフィン２を固定し、円管を紙面手前側から奥側方向にＵベンド６の取り付け側から挿入する。なお、フィン２の円管挿入用穴１５は円管の外径より大きい。円管のフィン２への挿入は、フィン２の円管挿入用穴１５が円管の外径より大きいため、円管やフィン２の位置精度のばらつきを許容できるため、円管のフィン２への挿入が容易である。その後、円管の内部に拡管玉を、フィンの表面とは直交する方向に挿入し、円管の外径を大きくする。これにより、円管とフィン２に備え付けられているフィンカラーとを密着させ、円管とフィンの接触熱抵抗を低減する。円管の場合は、複数列の形成される場合においても同時に円管の挿入、及び拡管玉の挿入をすることができる。

　一方、扁平管１の場合は、扁平管１の内部に拡管玉を、フィン２の表面とは直交する方向に挿入した後、扁平管１の外径を大きくすることは困難である。これは、扁平管１には、扁平管１の内部に耐圧強度アップのため、図１に示す例では９個の複数の仕切り板１３が備え付けられているためである。このため、扁平管１の場合は、一般に扁平管１とフィン２の接触熱抵抗低減のため、扁平管１とフィン２とはろう付けされる。

　円管の場合は、円管をフィン２に挿入する際、フィン２の円管挿入用穴１５は円管の外径より大きいため、円管のフィン２への挿入を容易にすることができる。しかし、扁平管１の場合は、フィン２のスリット４を扁平管１の外径より大きくするほど、ろう付けの際、ろうがフィン２に備えられたフィンカラーと扁平管１との間の隙間を埋めにくくなり、接触熱抵抗が増大しやすくなるという事情がある。このような事情があるため、フィン２に形成されるスリット４の外径の大きさには制約があり、製造時において扁平管１をフィン２のスリット４に挿入するのは円管より困難である。

　次に、フィン２の上下端の高さを揃えるとともに千鳥配列を実現しながら、ヘアピン曲げ部５とＵベンド６との向きが逆にならない扁平管熱交換器１０の製造方法について４通り説明する。上述の通り、図５は図４の１列目のみを上下逆にしたものであるが、１列目、２列目の片方のみを上下逆にすると、図２のヘアピン曲げ部５とＵベンド６の向きも逆になる。たとえば、単列の扁平管熱交換器１０を２つ用意し、一方の単列の扁平管熱交換器１０の上下を逆とすると千鳥配列のものを製造することができるが、一方の単列の扁平管熱交換器１０のヘアピン曲げ部５と他方の単列の扁平管熱交換器１０のヘアピン曲げ部５との位置が逆となってしまう。

　第１の方法を図１０（ａ）及び図１０（ｂ）を用いて説明する。これは、扁平管１を固定し、フィン２を扁平管１に挿入する方法である。

　図１０（ａ）に示すように、フィン２の上端と扁平管１との間の距離が（１－ｋ）・Ｄｐとなり、フィン２の下端と扁平管１との間の距離がｋ・Ｄｐとなるように、フィン２をヘアピン曲げ部５側から順に扁平管１に挿入する。この図１０（ａ）で示すものを奇数列目の単列の扁平管熱交換器１０として用いる。一方、図１０（ｂ）に示すように、フィン２の上端と扁平管１との間の距離がｋ・Ｄｐとなり、フィン２の下端と扁平管１との間の距離が（１－ｋ）・Ｄｐとなるように、フィン２をＵベンド６の取り付け側から扁平管１に挿入する。ただし、図１０（ａ）と図１０（ｂ）とではフィン２のスリット４の位置関係が、扁平管１を境にして逆となっている。

　そして、図１０（ｂ）に示すようにフィン２を扁平管１に挿入した後に、図１０（ｂ）の単列の扁平管熱交換器１０の左右は維持しながら、上下が逆になるように回転させる。この回転させたものを、図１０（ａ）に示す単列の扁平管熱交換器１０に重ね合わせることで、（１）上下端の高さが揃い、（２）ヘアピン曲げ部５及びＵベンド６の位置が揃い、（３）扁平管１が千鳥配列となっている複数列の扁平管熱交換器１０を製造することができる。

　第２の方法を図１０（ａ）及び図１０（ｃ）を用いて説明する。第２の方法は、図１０（ａ）の単列の扁平管熱交換器１０と、図１０（ｃ）の単列の扁平管熱交換器１０とを用いる方法である。図１０（ｃ）は、フィン２の上端と扁平管１との間の距離がｋ・Ｄｐとなり、フィン２の下端と扁平管１との間の距離が（１－ｋ）・Ｄｐとなるように、フィン２をヘアピン曲げ部５側から順に扁平管１に挿入する。このため、図１０（ａ）と図１０（ｃ）とではフィン２の位置関係が上下逆となっている。図１０（ｃ）に示す単列の扁平管熱交換器１０の左右を維持するとともに、上下も維持した状態で、図１０（ａ）に示す単列の扁平管熱交換器１０に重ね合わせることで、（１）上下端の高さが揃い、（２）ヘアピン曲げ部５及びＵベンド６の位置が揃い、（３）扁平管１が千鳥配列となっている複数列の扁平管熱交換器１０を製造することができる。
　上述で説明した第１の方法及び第２の方法では、図５に示す扁平管熱交換器１０及び後述する図１６に示すような扁平管熱交換器１０を製造することができる。

　図１１は、実施の形態に係る扁平管熱交換器１０の第３の製造方法であって図１０とは異なる製造方法の説明図である。第３の方法を図１１を用いて説明する。１つ目及び２つ目の方法について説明した図１０では、扁平管１を固定してフィン２を扁平管１に挿入する方法であったが、図１１の方法では、フィン２を固定してフィン２のスリット４に扁平管１を挿入する方法である。
　図１１（ａ）ではフィン２の左端をｋ・Ｄｐ、右端を（１－ｋ）・Ｄｐとし、扁平管１を上方から挿入し、これを奇数列目に用いる。偶数列目は、奇数列目の扁平管１の挿入時においてヘアピン曲げ部５とＵベンド６の向きのみを逆にする、若しくは図１１（ｂ）に示したように、フィン２の左端を（１－ｋ）・Ｄｐ、右端をｋ・Ｄｐとし、扁平管１を上方から挿入する。このように製造した、奇数列目用、偶数列目用の扁平管熱交換器１０を組み合わせることで、（１）上下端の高さが揃い、（２）ヘアピン曲げ部５及びＵベンド６の位置が揃い、（３）扁平管１が千鳥配列となっている複数列の扁平管熱交換器１０を製造することができる。

　また、奇数列目用を偶数列目用、偶数列目用を奇数列目用と逆にしても、（１）上下端の高さが揃い、（２）ヘアピン曲げ部５及びＵベンド６の位置が揃い、（３）扁平管１が千鳥配列となっている複数列の扁平管熱交換器１０を製造することができる。
　ただし、この図１１の製造方法では扁平管熱交換器１０を１列ずつ製造する必要があり、複数列同時に製造することはできない。

　図１２は、実施の形態に係る扁平管熱交換器１０の第４の製造方法であって図１０及び図１１とは異なる製造方法の説明図である。第４の方法を図１２を用いて説明する。図１２の方法では、図１１の方法と同様に、フィン２を固定してフィン２に扁平管１を挿入する方法である。
　図１２（ａ）ではフィン２の左端をｋ・Ｄｐ、右端を（１－ｋ）・Ｄｐとし、扁平管１を紙面手前から奥方向に、Ｕベンド６の取り付け側からフィン２のスリット４に挿入し、これを奇数列目に用いる。偶数列目は、奇数列目の扁平管１の挿入時において扁平管１の挿入方向を紙面奥から手前方向のみを逆にするか、若しくは図１２（ｂ）に示したように、フィン２の左端を（１－ｋ）・Ｄｐ、右端をｋ・Ｄｐとし、扁平管１を紙面手前から奥方向に挿入する。このように製造した、奇数列目用、偶数列目用の扁平管熱交換器１０を組み合わせることで、（１）上下端の高さが揃い、（２）ヘアピン曲げ部５及びＵベンド６の位置が揃い、（３）扁平管１が千鳥配列となっている複数列の扁平管熱交換器１０を製造することができる。

　また、奇数列目用を偶数列目用、偶数列目用を奇数列目用と逆にしても、（１）上下端の高さが揃い、（２）ヘアピン曲げ部５及びＵベンド６の位置が揃い、（３）扁平管１が千鳥配列となっている複数列の扁平管熱交換器１０を製造することができる。
　図１２の製造方法では、単列の扁平管熱交換器１０を複数列同時に製造することができるが、複数のフィン２の配置位置の精度、扁平管１の挿入位置の精度などが必要となる。このため、これらの精度を確保するため、複雑な固定冶具が必要となったり、扁平管１をフィン２に挿入する速度を低下させなければならなかったりすることがある。このような場合には、図１０及び図１１で説明した製造方法を採用すればよい。

　図１３は、実施の形態に係る扁平管熱交換器１０のフィン２に形成された熱交換促進部の説明図である。図１４は、実施の形態に係る複数列の扁平管熱交換器１０のうちの奇数列のものに形成された熱交換促進部と偶数列のものに形成された熱交換促進部の説明図である。
　フィン２には、スリット４以外に、受熱部、又は放熱部として機能する熱交換促進部が形成されていてもよい。この熱交換促進部としては、たとえば、フィン２の表面が切り起こされて形成された切り起こし部１６（図１３（ａ１）の側面図及び図１３（ａ２）の正面図参照）、フィン２の表面に凹凸形状を設けて形成されたワッフル部１７（図１３（ｂ１）の側面図及び図１３（ｂ２）の正面図参照）などを採用するとよい。

　ここで、先述した図１０（ａ）に示すものと図１０（ｂ）に示すものとを組み合わせて製造した扁平管熱交換器１０は、図１０（ａ）のフィン２及び図１０（ｂ）のフィン２を同一形状の金型で作成するとよい。これにより、図１４に示すように奇数列目と偶数列目で切り起こし部１６、ワッフル部１７の位置が左右で逆となり、扁平管熱交換器１０の管外熱伝達率が数％向上する。これは１列目と２列目とも切り起こし部１６、ワッフル部１７の位置が左右同じ場合は、切り起こし部１６、ワッフル部１７のある側に熱交換が偏るが、１列目と２列目とも切り起こし部１６、ワッフル部１７の位置を左右逆にした場合は熱交換がほぼ均等に行われるためである。すなわち、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すものを組み合わせる製造方法では、フィン２を形成する金型を複数種類作るための費用を抑制しながら、管外熱伝達率の向上を期待することができるということである。また、先述した図１１（ａ）に示すものと図１１（ｂ）に示すものとを組み合わせて製造した扁平管熱交換器１０でも、同様の効果が得られる。
　なお、図１０（ａ）に示すものと図１０（ｃ）に示すものとを組み合わせて扁平管熱交換器１０を製造する場合には、フィン２を形成する金型は異なる。

　図１５は、図５に示す扁平管熱交換器の変形例１である。図５の例は、１列（単列）の扁平管熱交換器１０の２つを、フィン２のスリット４が開口している辺と開口していない辺とを対向させて結合したものであるが、図１５の例は、１列（単列）の扁平管熱交換器１０の２つを、フィン２のスリット４が開口していない辺同士を対向させて結合したものである。すなわち、フィン２には、その一端側に扁平管１が挿入される複数のスリット４が形成されているが、奇数列目の単列の扁平管熱交換器１０と偶数列目の単列の扁平管熱交換器１０とは、奇数列目の単列の扁平管熱交換器１０のフィン２の他端側と偶数列目の単列の扁平管熱交換器１０のフィン２の他端側とが対向するように結合されているということである。図１５のようにしても図５と同様の結果が得られる。つまり、扁平管１を千鳥配列にして、伝熱性能を向上させることができる。図１５のような扁平管熱交換器１０は、たとえば、図１０（ａ）に示す単列の扁平管熱交換器１０を２つ用意し、いずれか一方の単列の扁平管熱交換器１０を、左右を維持しながら、上下を逆にすることで製造することができる。

　また、１列（単列）の扁平管熱交換器１０を２ｎ列（ｎは整数）とした扁平管熱交換器であっても３列目以降を２列単位で図５または図１５のように配置すれば、扁平管１を千鳥配列にすることができる。（２ｎ＋１）列の場合は、上述のように（２ｎ＋２）列を２列単位で配置し、（２ｎ＋２）列目を削除した配置にするとよい。

　以上のように、この実施の形態では、図５のように同一形状の１列（単列）の扁平管熱交換器１０において、扁平管１の段ピッチをＤｐ、Ｄｐの係数をｋとしたとき、０＜ｋ＜０．５、または、０.５＜ｋ＜１とし、フィン上端に対応する短辺２ｃと扁平管１との距離をｋ・Ｄｐ、フィン下端に対応する短辺２ｄと扁平管１との距離を（１－ｋ）・Ｄｐとし、扁平管１の１列目と２列目を段方向に反対に配置することにより、千鳥配列とすることができるので、管外熱伝達率を向上させることができる。また、フィン端部の位置をそろえることができるため、扁平管熱交換器の搭載スペースを増加させることがなく、この扁平管熱交換器の搭載機器の小型化が可能となる。
　さらに、組み合わされる扁平管熱交換器１０は同一形状であるので、フィン２の金型が１種類になり、製造コストの削減に寄与する。

　また、ｋ＝０．２５、またはｋ＝０．７５とすることにより、管外熱伝達率を特に良好に向上させることができる。

　図１６は、図５に示す扁平管熱交換器１０の変形例２である。図１７は、図１６に示す扁平管熱交換器１０の管外熱伝達率と係数ｋとの関係を表す図である。図１６に示すように、０≦ｍ≦１とし、フィン端部をｍ・Ｄｐ、（１．５－ｍ）・Ｄｐとし、千鳥配列を実現してもよい。このとき、図１７に示すようにｍ＝０、０．５、１のとき、扁平管熱交換器の管外熱伝達率が最大となる。これは、扁平管１が完全な千鳥配列となるためである。

　なお、図５、図１５、図１６では、単列の扁平管熱交換器１０を２列にした例を示したが、それに限定されるものではなく、単列の扁平管熱交換器１０を２列以上の複数列としてもよい。

　１　扁平管、２　フィン、２ａ　長辺、２ｂ　長辺、２ｃ　短辺（フィン上端）、２ｄ　短辺（フィン下端）、３　流路、４　スリット、５　ヘアピン曲げ部、６　Ｕベンド、７　冷媒入口、８　冷媒出口、１０　扁平管熱交換器、１３　仕切り板、１５　円管挿入用穴、１６　切り起こし部、１７　ワッフル部、１００　室外機、１０１　室外機、２００　天板、２０１　前面パネル、２０２　側面パネル、２０３　ファングリル、２０４　ベースパネル、２０５　背面パネル、２０６　仕切板、２０７　圧縮機、２０８　プロペラファン、２０９　電動機、２１０　モーターサポート、２１１　四方弁、２５０　前面パネル、２５１　ファンガード、２５２　側面パネル、２５３　ベースパネル、２５４　空気吸込口、２５５　空気吹出口、２５６　圧縮機、２５７　四方弁。

Claims

　断面形状がアスペクト比の大きい長方形を角取りした形状で、内部を熱交換媒体が流れる扁平管と、
　前記扁平管がＵ字状にヘアピン曲げされた状態で挿入され、該扁平管に対し、ろう付けにより直角方向に接合される複数の板状のフィンと、
　を有した単列扁平管熱交換器を複数列結合した扁平管熱交換器を備えた空気調和機の室外機であって、
　前記扁平管熱交換器は、
　前記扁平管が前記フィンの列方向と直交する段方向に一定のピッチで配置され、
　前記扁平管の前記段方向のピッチをＤｐ、Ｄｐの係数をｋとし、０＜ｋ＜０．５、または０.５＜ｋ＜１としたとき、
　前記フィンの前記段方向の一方側のフィン端と前記扁平管の厚さ方向の中心との距離がｋ・Ｄｐ、前記フィンの前記段方向の他方側のフィン端と前記扁平管の厚さ方向の中心との距離が（１－ｋ）・Ｄｐとされ、
　風の流れ方向に奇数列目の前記単列扁平管熱交換器と偶数列目の前記単列扁平管熱交換器とが前記段方向に反対に配置され、奇数列目の前記単列扁平管熱交換器と偶数列目の前記単列扁平管熱交換器の上下端の高さを揃えたものである
　ことを特徴とする空気調和機の室外機。
　ｋ＝０．２５、またはｋ＝０．７５とする
　ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室外機。
　前記扁平管熱交換器の前記フィンは、
　その表面に熱交換促進部が複数形成され、
　奇数列目の前記単列扁平管熱交換器と偶数列目の前記単列扁平管熱交換器とは、
　奇数列目の前記単列扁平管熱交換器の前記熱交換促進部の形成されている側と、偶数列目の前記単列扁平管熱交換器の前記熱交換促進部の形成されている側とが逆となるように配置されている
　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機の室外機。
　前記扁平管熱交換器の前記熱交換促進部は、
　前記フィンの表面が切り起こされて形成された切り起こし部、又は、前記フィンの表面に凹凸を設けて形成されたワッフル部である
　ことを特徴とする請求項３に記載の空気調和機の室外機。
　前記扁平管が前記フィンの一辺側から切り欠かれたスリットに挿入されており、単列の前記扁平管熱交換器の２つを、前記フィンの前記スリットが開口していない辺同士を対向させて結合したものである
　ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の空気調和機の室外機。
　断面形状がアスペクト比の大きい長方形を角取りした形状で、内部を熱交換媒体が流れる扁平管と、
　前記扁平管がＵ字状にヘアピン曲げされた状態で挿入され、該扁平管に対し、ろう付けにより直角方向に接合される複数の板状のフィンと、
　を有した単列扁平管熱交換器を複数列結合した扁平管熱交換器であって、
　前記扁平管が前記フィンの列方向と直交する段方向に一定のピッチで配置され、
　前記扁平管の前記段方向のピッチをＤｐ、Ｄｐの係数をｋとし、０＜ｋ＜０．５、または０.５＜ｋ＜１としたとき、
　前記フィンの前記段方向の一方側のフィン端と前記扁平管の厚さ方向の中心との距離がｋ・Ｄｐ、前記フィンの前記段方向の他方側のフィン端と前記扁平管の厚さ方向の中心との距離が（１－ｋ）・Ｄｐとされ、
　風の流れ方向に奇数列目の前記単列扁平管熱交換器と偶数列目の前記単列扁平管熱交換器とが前記段方向に反対に配置され、奇数列目の前記単列扁平管熱交換器と偶数列目の前記単列扁平管熱交換器の上下端の高さを揃えたものである
　ことを特徴とする扁平管熱交換器。
　ｋ＝０．２５、またはｋ＝０．７５とする
　ことを特徴とする請求項６に記載の扁平管熱交換器。