WO2016121115A1 - 熱交換器および冷凍サイクル装置 - Google Patents

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WO2016121115A1
WO2016121115A1 PCT/JP2015/052753 JP2015052753W WO2016121115A1 WO 2016121115 A1 WO2016121115 A1 WO 2016121115A1 JP 2015052753 W JP2015052753 W JP 2015052753W WO 2016121115 A1 WO2016121115 A1 WO 2016121115A1
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exchange unit
heat exchange
heat exchanger
row
heat
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PCT/JP2015/052753
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中村　伸
英明 前山
石橋　晃
真哉 東井上
伊東　大輔
繁佳 松井
裕樹 宇賀神
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三菱電機株式会社
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    • F28D2021/0068—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for refrigerant cycles

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger and a refrigeration cycle apparatus.
  • heat exchanger constituting the refrigeration cycle apparatus
  • a heat exchanger provided with a circular heat transfer tube.
  • diameter of heat transfer tubes has been reduced, and in recent years, there are also heat exchangers in which flat multi-hole tubes are used as heat transfer tubes.
  • the cross-sectional area of the thin circular tube or the flat multi-hole tube is larger than that of a normal circular tube. Get smaller. For this reason, when a heat exchanger is comprised by the number of passes equivalent to the aspect in which the normal heat exchanger tube is used, the pressure loss in a heat exchanger tube increases and the operating efficiency of a refrigerating cycle falls.
  • Reduction of pressure loss can be realized by increasing the number of heat exchanger paths or shortening the length of one heat transfer tube.
  • the refrigerant when operating as a condenser, in the main heat exchanger installed at the top, the refrigerant is branched in multiples at the header in parallel. Flow, condense the refrigerant, change the phase from a gas refrigerant to a two-phase refrigerant with a large liquid phase ratio, recombine in the folded header on the opposite side, and then the number of passes in the sub heat exchanger installed at the bottom. Is increased to increase the flow rate, and the liquid refrigerant is supercooled from the two-phase refrigerant.
  • the refrigerant flows in from the auxiliary heat exchanger, and the main heat exchanger evaporates the two-phase refrigerant into the gas refrigerant.
  • the auxiliary heat exchanger has a small number of passes, so the pressure loss is large and the amount of heat exchange with the air is small, but the refrigerant temperature can be raised, and the condensed water remaining at the bottom becomes root ice, destroying the heat transfer tubes or fins Can be prevented.
  • the multi-row heat exchanger includes a curved portion
  • fin buckling is likely to occur during bending of the heat exchanger, resulting in a decrease in performance and manufacturability.
  • heat exchangers that use heat transfer tubes such as flat multi-hole tubes
  • since the shape is flat the secondary moment is increased, and the bending moment required to bend the heat exchanger is increased.
  • the problem of occurrence of fin buckling becomes significant.
  • An object of the present invention is to provide a heat exchanger that can reduce the occurrence of fin buckling.
  • the present invention is a heat exchanger that includes a first heat exchange unit and a second heat exchange unit that are housed in a casing and each have a fin and a heat transfer tube, the first heat exchange unit being the first heat exchange unit.
  • the heat exchange unit is configured by bending a third heat exchange unit formed in a flat shape by L-shaped bending, and the second heat exchange unit includes a fourth heat exchange unit formed in a flat shape as the first heat exchange unit. It is configured to be bent by an L-shaped bending process separately from the three heat exchange units, and the first heat exchange unit and the second heat exchange unit are arranged along a corner portion between two adjacent side surfaces of the casing. They were placed facing each other.
  • this invention for achieving the said objective is equipped with the 1st heat exchange unit and the 2nd heat exchange unit which are accommodated in the housing
  • the unit includes a curved portion disposed along a corner portion between the two side surfaces and a planar portion adjacent to the curved portion, and the first heat exchange unit is formed in a planar shape. And it is a heat exchanger arrange
  • FIG. 1 shows the structure of the refrigerating-cycle apparatus of Embodiment 1 of this invention. It is a perspective view of the outdoor heat exchanger of Embodiment 1 of the present invention. It is a top view explaining the individual bending aspect of Embodiment 1 of this invention. It is a figure explaining the simultaneous bending aspect as an explanatory example. It is a top view explaining the 1st bending aspect of Embodiment 2 of this invention. It is a top view explaining the 2nd bending aspect of Embodiment 2 of this invention. It is a top view explaining the characteristic of the heat exchanger of Embodiment 3 of this invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the refrigeration cycle apparatus of the first embodiment.
  • the refrigeration cycle apparatus 1 includes a circuit 3 in which a refrigerant circulates.
  • the circuit 3 includes at least the compressor 5, the outdoor heat exchanger 100, the expansion unit 7, and the indoor heat exchanger 9.
  • the refrigeration cycle apparatus 1 can perform both a heating operation and a cooling operation (defrosting operation), and the circuit 3 is provided with a four-way valve 11 for switching the operation. Moreover, in FIG. 1, the flow of the refrigerant
  • circuit 3 will be described with reference to the direction of refrigerant flow during cooling operation.
  • the wording is used for the inlet and the outlet based on the direction in which the refrigerant flows during the cooling operation.
  • the outlet of the compressor 5 is connected to the inlet of the outdoor heat exchanger 100 via the four-way valve 11.
  • the outlet of the outdoor heat exchanger 100 is connected to the inlet of the expansion unit 7.
  • the expansion part 7 is comprised by the expansion valve, for example.
  • the outlet of the expansion part 7 is connected to the inlet of the indoor heat exchanger 9.
  • the outlet of the indoor heat exchanger 9 is connected to the inlet of the compressor 5 via a four-way valve 11.
  • an arrow W indicates a flow of fluid that performs heat exchange with the refrigerant.
  • an arrow W indicates a flow of air that performs heat exchange with the refrigerant. The same applies to FIGS. 2 to 7 described later.
  • a fan 9 a is provided on the windward side of the indoor heat exchanger 9. By this fan 9a, an air flow to the indoor heat exchanger 9 is positively generated.
  • the indoor heat exchanger 9 and the fan 9a are accommodated in a case of the indoor unit 15, and the indoor unit 15 is disposed in the indoor space.
  • a fan 100 a is provided on the windward side of the outdoor heat exchanger 100.
  • the fan 100a positively generates an air flow W with respect to the outdoor heat exchanger 100.
  • the outdoor heat exchanger 100, the fan 100a, the compressor 5, the expansion unit 7, and the four-way valve 11 are housed in a case 17 of the outdoor unit.
  • FIG. 2 is a perspective view of the outdoor heat exchanger. Note that fins (to be described later) are not shown in FIG.
  • the outdoor heat exchanger 100 includes a windward row (first row) 101 that is a first heat exchange unit and a leeward row (second row) 102 that is a second heat exchange unit.
  • the windward row 101 includes a plurality of aluminum windward heat transfer tubes (first heat transfer tubes) 111 and a plurality of aluminum windward fins (first fins) 113 that intersect the plurality of windward heat transfer tubes 111.
  • the leeward row 102 includes a plurality of aluminum leeward heat transfer tubes (second heat transfer tubes) 112 and a plurality of aluminum leeward fins (second fins) 114 that intersect the plurality of leeward heat transfer tubes 112.
  • Each of the plurality of upwind heat transfer tubes 111 and the plurality of downwind heat transfer tubes 112 is a flat tube or a circular tube having a diameter of 4 mm or less.
  • the windward row 101 and the leeward row 102 are arranged in a direction along the air flow W that performs heat exchange with the refrigerant, that is, in an alignment direction.
  • the windward row 101 is closer to the air intake surface 17a of the case (housing) 17 of the outdoor unit than the leeward row 102.
  • the leeward row 102 is closer to the air discharge surface 17 b provided in the case (housing) 17 of the outdoor unit than the windward row 101. That is, the first heat exchange unit is arranged on the windward side of the second heat exchange unit with respect to the airflow generated by the operation of the fan housed in the housing.
  • the plurality of windward heat transfer tubes 111 are arranged in the vertical direction Y orthogonal to the alignment direction.
  • the plurality of leeward heat transfer tubes 112 are also arranged in the vertical direction Y orthogonal to the alignment direction.
  • the plurality of windward fins 113 intersect with the plurality of windward heat transfer tubes 111 in plan view.
  • the plurality of leeward fins 114 intersect with the plurality of leeward heat transfer tubes 112 in plan view.
  • the inlet ends of the plurality of windward heat transfer tubes 111 are connected to a common windward inlet header (windward first header) 103, and the outlet ends of the plurality of windward heat transfer tubes 111 are the common windward outlet headers. (Upwind second header) 105 is connected.
  • the inlet ends of the plurality of leeward heat transfer tubes 112 are connected to a common leeward inlet header (leeward first header) 104, and the 112 outlet ends of the plurality of leeward heat transfer tubes 112 are connected to a common leeward outlet header (windward (Second header) 106.
  • the windward inlet header 103 and the leeward inlet header 104 are connected to a branch portion of the inlet collecting pipe 123 via a plurality of (two in the first embodiment) inlet distribution pipes 121.
  • the windward outlet header 105 and the leeward outlet header 106 are connected to a branch portion of the outlet collecting pipe 127 via a plurality of (two in the first embodiment) outlet distribution pipes 125.
  • the windward heat transfer tube 111, the windward fin 113, the windward inlet header 103, and the windward outlet header 105 are integrated by brazing.
  • the leeward heat transfer tube 112, the leeward fin 114, the leeward inlet header 104, and the leeward outlet header 106 are also integrated by brazing.
  • the heating operation will be described.
  • the refrigerant flows as shown by dotted arrows in the figure.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant sent from the compressor 5 passes through the four-way valve 11 and flows into the indoor heat exchanger 9.
  • the refrigerant that has flowed into the indoor heat exchanger 9 is cooled by heat exchange with room air, and then flows into the expansion section 7 where the pressure is reduced.
  • the decompressed low-temperature refrigerant flows into the outdoor heat exchanger 100.
  • the refrigerant that has flowed into the outdoor heat exchanger 100 flows into the windward outlet header 105 and the leeward outlet header 106 through the outlet collecting pipe 127 and the branch portion shown in FIG.
  • the refrigerant that has flowed into the windward outlet header 105 and the leeward outlet header 106 flows separately into a plurality of windward heat transfer tubes 111 and a plurality of windward heat transfer tubes 112, respectively.
  • coolant flows through the windward heat exchanger tube 111 and the leeward heat exchanger tube 112, it is heated and evaporated by the air sent out by the fan 100a.
  • the evaporated refrigerant merges at the windward inlet header 103 and the leeward inlet header 104, and further merges at the inlet collecting pipe 123 via the branch portion.
  • the refrigerant that has flowed out of the outdoor heat exchanger 100 returns to the compressor 5 through the four-way valve 11. That is, the outdoor heat exchanger 100 according to the first embodiment has a plurality of rows in a direction (alignment direction) substantially parallel to the flow of fluid (air) that exchanges heat with the refrigerant, and fluid that exchanges heat with the refrigerant ( With respect to the direction substantially orthogonal to the flow of air), the flow of the refrigerant in all the heat transfer tubes is set in the same direction over a plurality of rows. That is, the outdoor heat exchanger 100 is a multi-row direct flow type heat exchanger.
  • the leeward row 101 includes the first curved portion 101a
  • the leeward row 102 includes the second curved portion 102a.
  • the inside of the first bending portion 101a and the inside of the second bending portion 102a are on the one surface 140 side of the leeward row 102, respectively. That is, the windward row 101 and the leeward row 102 are curved to face each other.
  • FIG. 3 is a plan view for explaining the individual bending mode of the first embodiment of the present invention. More specifically, using FIG. 3, the deformed upwind row 101 that is the first heat exchange unit is bent in an L-shape from the flat unwinded upwind row 101 ′ that is the third heat exchange unit. It is configured to be curved by processing.
  • the deformed leeward row 102 that is the second heat exchange unit is configured by bending the flat leeward row 102 ′ before deformation that is the fourth heat exchange unit by L-shaped bending, that is, Apart from the third heat exchange unit, the second heat exchange unit is configured by bending the fourth heat exchange unit by L-shaped bending.
  • the deformed leeward row 101 that is the first heat exchange unit and the deformed leeward row 102 that is the second heat exchange unit are the two adjacent side surfaces 18 and 19 of the casing 17 (see FIG. 1). ) Between the two corners 20 (see FIG. 1). With such a configuration, in the case of a multi-row parallel flow heat exchanger as shown in FIG.
  • the windward row 101 and the leeward row 102 can be separately L-bent. Then, by separately L-bending, it is possible to reduce the influence of the compression force and frictional force between the rows generated when the upwind row and the downwind row are simultaneously L-bended. Further, since the magnitude of the bending moment required for bending is proportional to the number of rows, the magnitude of the bending moment can be reduced by performing L bending one row at a time.
  • FIG. 5 is a plan view for explaining a first bending mode of the second embodiment.
  • FIG. 6 is a plan view for explaining a second bending mode of the second embodiment.
  • the second embodiment is the same as the first embodiment described above except for the parts described below.
  • the leeward row (second row) 202 that is the second heat exchange unit is bent, and the wind that is the first heat exchange unit.
  • the upper row (first row) 201 is not bent. That is, the leeward row 202 includes the leeward curved portion 202a, while the leeward row 201 does not include the curved portion, that is, extends straight in a plan view.
  • the leeward row (second row) 202 is bent, and the leeward row (first row) 201 is bent. Absent. That is, the leeward row 202 includes the leeward curved portion 202a, while the leeward row 201 does not include the curved portion, that is, extends straight in a plan view. Furthermore, in the second mode, the extension length L1 of the leeward row 201 is equal to the extension length L2 of the straight portion of the leeward row 202 (the length from the opposite end of the leeward curved portion 202a to the bending start portion 202b). ) Or shorter. Conversely, in the first aspect, as shown in FIG. 5, the extended length of the windward row 201 is longer than the extended length of the straight portion of the leeward row 202.
  • the leeward row 202 extends curvedly toward the leeward side.
  • the second heat exchange unit is arranged along the corner portion 20 between the two side surfaces 18 and 19 of the housing 17.
  • the windward row 201 includes a plurality of windward heat transfer tubes and a plurality of windward heat transfer tubes.
  • the leeward row 202 includes a plurality of leeward heat transfer tubes and a plurality of leeward fins intersecting with the plurality of leeward heat transfer tubes.
  • the heat exchanger can reduce the compression force and the friction force generated in the inter-row L-bending portion, and can reduce the occurrence of fin buckling. Can be provided. Moreover, it becomes possible to manufacture such a heat exchanger simultaneously in multiple rows (two rows). Further, since only the leeward row is bent, it is easy to adjust the extension width (extension length) of the heat exchanger.
  • FIG. 7 is a plan view for explaining the characteristics of the heat exchanger according to the third embodiment of the present invention.
  • this Embodiment 3 shall be the same as that of Embodiment 1 mentioned above except the part demonstrated below.
  • the extending length of the windward row 301 that is the first heat exchange unit is shorter than the extending length of the leeward row 302 that is the second heat exchange unit.
  • the first heat exchange unit has a first flat portion facing the first side surface 18 which is one of the two side surfaces 18 and 19 of the housing 17, and the second heat exchange unit
  • the first flat surface portion has a second flat surface portion that opposes one side surface 18, and the length of the first flat surface portion (horizontal length) is longer than the extended length of the second flat surface portion (horizontal length). short.
  • FIG. 7 is a diagram in which the feature of the third embodiment is applied to the feature of the first embodiment described above. That is, it is the case where it implements finally with respect to the heat exchanger with which both the windward row
  • the refrigerant flow becomes a cross flow, and the air flowing into the leeward row has already undergone heat exchange with the refrigerant in the leeward row, so the air flowing into the leeward row
  • the difference in temperature or enthalpy between the refrigerant and the refrigerant is smaller than the difference in temperature or enthalpy between the air flowing into the windward line and the refrigerant, resulting in a difference in the amount of heat exchange and the refrigerant on the outlet side of the heat transfer tube.
  • the states are not aligned. That is, a region that cannot be effectively used as a heat exchanger occurs in each row, which may cause a problem that heat exchanger efficiency is lowered.
  • the pressure loss in the windward row is made smaller than the pressure loss of the leeward row, More refrigerant can flow through the upper row. Furthermore, the heat transfer area of the leeward row becomes larger than the heat transfer area of the leeward row. For this reason, it is possible to reduce the degree of non-uniformity between the temperature difference or enthalpy difference between air and refrigerant flowing into the leeward row and the temperature difference or enthalpy difference between air and refrigerant flowing into the leeward row. It becomes possible. Therefore, the state of the refrigerant on the outlet side of the heat transfer tube can be brought close to a state where the refrigerant is aligned between the rows, and the efficiency of the heat exchanger can be improved.
  • the present invention can be widely applied to a refrigeration cycle apparatus provided with a refrigeration circuit. Therefore, for example, the present invention can be implemented as a refrigeration cycle apparatus that is a hot water heater.
  • the outdoor heat exchanger is described as a two-row heat exchanger.
  • the present invention is not limited to this and is applied to a three-row or more heat exchanger. It is also possible to do.
  • this invention is implemented as said leeward row
  • the heat exchanger to which the present invention is applied may include a main heat exchanger part and a sub heat exchanger part.
  • the refrigerant when operating as a condenser, in the main heat exchanger installed in the upper part, the refrigerant is branched in multiple directions in the header to flow in parallel, the refrigerant is condensed, and the ratio of the gas refrigerant to the liquid phase After the phase is changed to a two-phase refrigerant having a large value and recombined at the folded header on the opposite side, the subcooling process of the liquid refrigerant from the two-phase refrigerant is performed in the sub heat exchanger installed at the lower part.
  • the refrigerant flows in from the auxiliary heat exchanger, and the main heat exchanger evaporates the two-phase refrigerant into the gas refrigerant.
  • Refrigeration cycle apparatus 3 circuit, 5 compressor, 7 expansion section, 9 indoor heat exchanger, 17 housing, 18, 19 side, 20 corner section, 100 outdoor heat exchanger, 101, 201, 301 upwind ( (First heat exchange unit), 101 'upwind row (third heat exchange unit), 102, 202, 302 downwind row (second heat exchange unit), 102' downwind row (fourth heat exchange unit), 101a first Curved portion, 102a Second curved portion, 103 Windward inlet header (windward first header), 104 Windward inlet header (leeward first header), 105 Windward outlet header (windward second header), 106 Windward outlet header (Windward second header), 111 windward heat transfer tube (first heat transfer tube), 112 windward heat transfer tube (second heat transfer tube), 113 windward fin (first fin), 114 windward fin Second fin), 140 one side.

Abstract

　熱交換器１００においては、第１熱交換ユニットは、平面状に形成された第３熱交換ユニットをＬ字曲げ加工により湾曲して構成され、第２熱交換ユニットは、平面状に形成された第４熱交換ユニットを、第３熱交換ユニットとは別に、Ｌ字曲げ加工により湾曲して構成され、第１熱交換ユニットと第２熱交換ユニットとを、筐体１７の隣接する２つの側面１８、１９の間のコーナー部２０に沿って相互に対向して配置している。

Description

熱交換器および冷凍サイクル装置
　本発明は、熱交換器および冷凍サイクル装置に関するものである。
　冷凍サイクル装置を構成する熱交換器として、円形状の伝熱管を備えた熱交換器がある。しかし、熱交換器の高性能化を図る目的から、伝熱管の細径化が進み、近年では、扁平多穴管が伝熱管として使用されている熱交換器もある。
　細径円管（たとえば直径４ｍｍなど）もしくは扁平多穴管を伝熱管として使用した場合、細径円管もしくは扁平多穴管の流路断面積は、通常の円管の流路断面積よりも小さくなる。このため、通常の円管の伝熱管が用いられる態様と同等のパス数で熱交換器を構成した場合、伝熱管内の圧力損失が増大し、冷凍サイクルの運転効率が低下する。
　圧力損失の低減は、熱交換器のパス数を増やすことや、１パスの伝熱管長さを短縮させることで、実現可能である。例えば特許文献１に開示されているような従来の熱交換器のなかには、凝縮器として運転する際に、上部に設置された主熱交換器において、ヘッダにて冷媒を多分岐させて並行して流し、冷媒を凝縮させて、ガス冷媒から液相の割合が大きい二相冷媒へと相変化させ、反対側の折り返しヘッダで再合流したのち、下部に設置された副熱交換器において、パス数を減らして、流速を上げ、二相冷媒から液冷媒の過冷却処理を実施する。一方で、蒸発器として使用する際は、副熱交換器より冷媒が流入し、主熱交換器で二相冷媒をガス冷媒に蒸発させる。副熱交換器はパス数が少ないため圧力損失が大きく、空気との熱交換量は少ないが、冷媒温度を上げることが可能となり、下部に残留する凝縮水が根氷となり伝熱管またはフィンを破壊することを防ぐことができる。
国際公開第２０１３／１６１３１１号
　多列の熱交換器が湾曲部を含む場合、熱交換器曲げ時のフィン座屈が発生しやすくなり、性能および製造性低下が生じてしまう。特に、扁平多穴管のような伝熱管を使用する熱交換器では、形状が扁平であるため、断面二次モーメントが大きくなり、熱交換器を曲げるのに必要な曲げモーメントが大きくなるため、フィン座屈の発生の問題が顕著となる。
　本発明は、フィン座屈の発生を低減することができる、熱交換器を提供することを目的とする。
　上述した目的を達成するため、本発明は、筐体に収納され、フィンと伝熱管とをそれぞれ有する第１熱交換ユニットと第２熱交換ユニットとを備える熱交換器であって、前記第１熱交換ユニットは、平面状に形成された第３熱交換ユニットをＬ字曲げ加工により湾曲して構成され、前記第２熱交換ユニットは、平面状に形成された第４熱交換ユニットを前記第３熱交換ユニットとは別にＬ字曲げ加工により湾曲して構成され、前記第１熱交換ユニットと前記第２熱交換ユニットとを前記筐体の隣接する２つの側面の間のコーナー部に沿って相互に対向して配置した。
　また、同目的を達成するための本発明は、筐体に収納され、フィンと伝熱管とをそれぞれ有する第１熱交換ユニットと、第２熱交換ユニットとを備えており、前記第２熱交換ユニットは、前記２つの側面の間のコーナー部に沿うように配置される湾曲部とこの湾曲部に隣接する平面部とを備えており、前記第１熱交換ユニットは、平面状に形成されるとともに前記平面部に対向して配置される、熱交換器である。
　本発明によれば、フィン座屈の発生を低減することができる、熱交換器を提供することができる。
本発明の実施の形態１の冷凍サイクル装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態１の室外熱交換器の斜視図である。 本発明の実施の形態１の個別曲げ態様を説明する平面図である。 説明例としての同時曲げ態様を説明する図である。 本発明の実施の形態２の第１の曲げ態様を説明する平面図である。 本発明の実施の形態２の第２の曲げ態様を説明する平面図である。 本発明の実施の形態３の熱交換器の特徴を説明する平面図である。
　以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。
　実施の形態１．
　図１は、本実施の形態１の冷凍サイクル装置の構成を示す図である。冷凍サイクル装置１は、冷媒が循環する回路３を備えている。回路３は、少なくとも、圧縮機５と、室外熱交換器１００と、膨張部７と、室内熱交換器９とを含んでいる。
　冷凍サイクル装置１は、暖房運転、および、冷房運転（除霜運転）の両方を行うことができ、回路３には、この運転の切り替えを行う四方弁１１が設けられている。また、図１においては、冷房運転（除霜運転）時の冷媒の流れが、点線矢印で示されており、暖房運転時の冷媒の流れが、実線矢印で示されている。
　冷房運転時における冷媒の流れる向きを基準に回路３の構成要素を説明する。本願明細書では、冷房運転時における冷媒の流れる向きを基準に、入口および出口に文言を用いている。
　まず、圧縮機５の出口は、四方弁１１を介して、室外熱交換器１００の入口につながっている。室外熱交換器１００の出口は、膨張部７の入口につながっている。膨張部７は、例えば、膨張弁で構成されている。
　膨張部７の出口は、室内熱交換器９の入口につながっている。室内熱交換器９の出口は、四方弁１１を介して、圧縮機５の入口につながっている。
　また、図中、矢印Ｗは、冷媒との熱交換を行う流体の流れを示している。具体的な例としては、矢印Ｗは、冷媒との熱交換を行う空気の流れを示している。なお、後述する図２～図７においても同様である。
　室内熱交換器９の風上側には、ファン９ａが設けられている。このファン９ａによって、室内熱交換器９に対する空気の流れが積極的に生み出されている。これら室内熱交換器９およびファン９ａは、室内機１５のケース内に収納されており、室内機１５は、室内空間に配置されている。
　一方、室外熱交換器１００の風上側には、ファン１００ａが設けられている。このファン１００ａによって、室外熱交換器１００に対する空気の流れＷが積極的に生み出されている。室外熱交換器１００、ファン１００ａ、圧縮機５、膨張部７、および、四方弁１１は、室外機のケース１７内に収納されている。
　図１および図２に基づき、室外熱交換器１００の詳細について説明する。図２は、室外熱交換器の斜視図である。なお、図の明瞭性を優先し、図１には、後述するフィンが図示省略されている。
　室外熱交換器１００は、第１熱交換ユニットである風上列（第１列）１０１と、第２熱交換ユニットである風下列（第２列）１０２とを備えている。風上列１０１は、複数のアルミ製の風上伝熱管（第１伝熱管）１１１と、複数の風上伝熱管１１１に交差する複数のアルミ製の風上フィン（第１フィン）１１３とを備えている。風下列１０２は、複数のアルミ製の風下伝熱管（第２伝熱管）１１２と、複数の風下伝熱管１１２に交差する複数のアルミ製の風下フィン（第２フィン）１１４とを備えている。複数の風上伝熱管１１１および複数の風下伝熱管１１２はそれぞれ、扁平管であるか、または、直径が４ｍｍ以下の円管である。
　風上列１０１と、風下列１０２とは、冷媒との熱交換を行う空気の流れＷに沿う方向すなわち整列方向に並んでいる。
　風上列１０１は、風下列１０２よりも、室外機のケース（筐体）１７の空気取り入れ面１７ａに近い。別言すると、風下列１０２は、風上列１０１よりも、室外機のケース（筐体）１７に設けられた空気排出面１７ｂに近い。つまり、第１熱交換ユニットは、筐体に収納されるファンの動作によって発生する気流に対して第２熱交換ユニットよりも風上に配置されている。
　風上列１０１において、複数の風上伝熱管１１１は、整列方向に直交する上下方向Ｙに並んでいる。同様に、風下列１０２において、複数の風下伝熱管１１２も、整列方向に直交する上下方向Ｙに並んでいる。
　複数の風上フィン１１３は、平面視、複数の風上伝熱管１１１と交差している。同様に、複数の風下フィン１１４は、平面視、複数の風下伝熱管１１２と交差している。
　複数の風上伝熱管１１１の入口端は、共通の風上入口ヘッダ（風上第１ヘッダ）１０３に接続されており、複数の風上伝熱管１１１の出口端は、共通の風上出口ヘッダ（風上第２ヘッダ）１０５に接続されている。また、複数の風下伝熱管１１２の入口端は、共通の風下入口ヘッダ（風下第１ヘッダ）１０４に接続されており、複数の風下伝熱管の１１２出口端は、共通の風下出口ヘッダ（風上第２ヘッダ）１０６に接続されている。
　風上入口ヘッダ１０３と、風下入口ヘッダ１０４とは、複数の（本実施の形態１では２本の）入口分配管１２１を介して、入口集合管１２３の分岐部に接続されている。また、風上出口ヘッダ１０５と、風下出口ヘッダ１０６とは、複数の（本実施の形態１では２本の）出口分配管１２５を介して、出口集合管１２７の分岐部に接続されている。
　風上伝熱管１１１、風上フィン１１３、風上入口ヘッダ１０３および風上出口ヘッダ１０５は、ろう付け接合により一体とされている。同様に、風下伝熱管１１２、風下フィン１１４、風下入口ヘッダ１０４および風下出口ヘッダ１０６もまた、ろう付け接合により一体とされている。
　次に、上述した本実施の形態１の冷凍サイクル装置の動作について説明する。まず、暖房運転について説明する。暖房運転時は、図中、点線矢印で示したように冷媒が流れる。圧縮機５から送出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁１１を通過し、室内熱交換器９へ流入する。室内熱交換器９へ流入した冷媒は、室内空気との熱交換により冷却されたのち、膨張部７へ流入し、減圧される。減圧された低温の冷媒は、室外熱交換器１００へ流入する。
　室外熱交換器１００へ流入した冷媒は、図１に示す出口集合管１２７、分岐部を経て、風上出口ヘッダ１０５および風下出口ヘッダ１０６に流入する。風上出口ヘッダ１０５および風下出口ヘッダ１０６に流入した冷媒は、それぞれ、複数の風上伝熱管１１１および複数の風下伝熱管１１２に分かれて流れる。そして、冷媒は、風上伝熱管１１１および風下伝熱管１１２を流れる間、ファン１００ａにより送出された空気により加熱されて蒸発する。
　その後、蒸発した冷媒は、風上入口ヘッダ１０３および風下入口ヘッダ１０４で合流し、さらに、分岐部を経て、入口集合管１２３で合流する。室外熱交換器１００を流出した冷媒は、四方弁１１を通って、圧縮機５へ戻る。すなわち、本実施の形態１における室外熱交換器１００は、冷媒と熱交換する流体（空気）の流れとほぼ平行な方向（整列方向）に複数の列を有し、冷媒と熱交換する流体（空気）の流れとほぼ直交する方向に関して、複数の列にわたって、全ての伝熱管内の冷媒の流れが同一方向に設定されている。つまり、室外熱交換器１００は、多列直行流タイプの熱交換器である。
　本実施の形態１では、風上列１０１は、第１湾曲部１０１ａを含み、風下列１０２は、第２湾曲部１０２ａを含む。そして、第１湾曲部１０１ａの湾曲内側と、第２湾曲部１０２ａの湾曲内側とは、共に、風下列１０２の一面１４０側にある。すなわち、風上列１０１と風下列１０２とは、対向して湾曲されている。
　図３に示されるように、本実施の形態１では、風上列１０１と、風下列１０２とは、個別に湾曲されている。図３は、本発明の実施の形態１の個別曲げ態様を説明する平面図である。図３を用いてより具体的に説明すると、第１熱交換ユニットである変形後の風上列１０１は、第３熱交換ユニットである平面状の変形前の風上列１０１’をＬ字曲げ加工により湾曲して構成されている。また、第２熱交換ユニットである変形後の風下列１０２は、第４熱交換ユニットである平面状の変形前の風下列１０２’ をＬ字曲げ加工により湾曲して構成されており、すなわち、第２熱交換ユニットは、第３熱交換ユニットとは別に、第４熱交換ユニットをＬ字曲げ加工により湾曲して構成されている。そして、第１熱交換ユニットである変形後の風上列１０１と、第２熱交換ユニットである変形後の風下列１０２とは、筐体１７の隣接する２つの側面１８、１９（図１参照）の間のコーナー部２０（図１参照）に沿って相互に対向して配置される。このような構成により、図２に示されるような多列のパラレルフロー熱交換器の場合、ヘッダにより冷媒分配を行うため、伝熱管を列間で接続することがなく、ヘッダ同士のみを接続することで熱交換器を構成することができる。このため、図３に示されるように、風上列１０１と、風下列１０２とを、別々にＬ曲げすることが可能になる。そして、別々にＬ曲げすることで、風上列および風下列を同時にＬ曲げする場合に発生する列間の圧縮力および摩擦力の影響を低減させることができる。また、曲げに必要な曲げモーメントの大きさは列数に比例するため、一列ずつＬ曲げすることで、曲げモーメントの大きさを低減させることもできる。
　また、複数列を同時にＬ曲げする場合、図４に示すように、列間の隙間を開けることができず、列同士が接触する。特に、曲げるために力のかかりやすい曲げ部においては、接触の程度が大きくなる。その場合、フィン座屈の発生し、接触部において熱損失が生じてしまい、熱交換器効率が低下する。しかしながら、本実施の形態１のように、各列を個別に曲げる態様では、それぞれの形状を組み合わせた際に、列同士が接触しないように調整（例えば、それぞれの列の湾曲部の曲率半径を調整）することで、そのような熱損失を低減することが可能となり、熱交換器を効率よく使用することができる。
　以上に説明した本実施の形態１によれば、曲げに伴う列間の圧縮力および摩擦力の影響を低減させ、フィン座屈の発生を低減することができる、熱交換器を提供することが可能となる。
　実施の形態２．
　次に、図５および図６に基づいて、本発明の実施の形態２について説明する。図５は、本実施の形態２の第１の曲げ態様を説明する平面図である。図６は、本実施の形態２の第２の曲げ態様を説明する平面図である。なお、本実施の形態２は、以下に説明する部分を除いては、上述した実施の形態１と同様であるものとする。
　本実施の形態２における第１の態様では、図５に示されるように、第２熱交換ユニットである風下列（第２列）２０２のみが曲げられており、第１熱交換ユニットである風上列（第１列）２０１は曲げられていない。すなわち、風下列２０２は、風下湾曲部２０２ａを含んでいる一方、風上列２０１は、湾曲部を含んでなく、つまり、平面視、真っ直ぐ延びている。
　また、本実施の形態２における第２の態様も、図６に示されるように、風下列（第２列）２０２のみが曲げられており、風上列（第１列）２０１は曲げられていない。すなわち、風下列２０２は、風下湾曲部２０２ａを含んでいる一方、風上列２０１は、湾曲部を含んでなく、つまり、平面視、真っ直ぐ延びている。さらに、第２の態様では、風上列２０１の延長長さＬ１は、風下列２０２のストレート部の延長長さＬ２（風下湾曲部２０２ａの反対側の端部から曲げ開始部２０２ｂまでの長さ）と同じかあるいは短い。逆に言えば、第１の態様では、図５に示されるように、風上列２０１の延長長さは、風下列２０２のストレート部の延長長さよりも長い。
　また、本実施の形態２の第１の態様および第２の態様ともに、風下列２０２は、風下側に湾曲して延びている。
　別言すると、本実施の形態２の第１の態様および第２の態様ともに、第２熱交換ユニットは、筐体１７の２つの側面１８、１９の間のコーナー部２０に沿うように配置される湾曲部（風下湾曲部２０２ａ）と、この湾曲部に隣接する平面部とを備えており、第１熱交換ユニットは、平面状に形成されるとともに平面部に対向して配置される。
　なお、詳細な図示は省略するが、本実施の形態２の第１の態様および第２の態様ともに、実施の形態１と同様、風上列２０１は、複数の風上伝熱管と、複数の風上伝熱管に交差する複数の風上フィンとを備えており、風下列２０２は、複数の風下伝熱管と、複数の風下伝熱管に交差する複数の風下フィンとを備えている。
　このように構成された本実施の形態２によれば、列間Ｌ曲げ部に発生する圧縮力および摩擦力を低減することができ、フィン座屈の発生を低減することができる、熱交換器を提供することが可能となる。また、そのような熱交換器を多列（２列）同時に製造することが可能となる。また、風下列のみを曲げることから、熱交換器の延長幅（延長長さ）を調整することが容易となる。
　さらに、熱交換器の炉中ろう付け時に、風上列のヘッダと風下列のヘッダとの接合が可能となり、トーチろう付けの点数を減少させることができ、生産性の向上を図ることができる。
　実施の形態３．
　次に、図７に基づいて、本発明の実施の形態３について説明する。図７は、本発明の実施の形態３の熱交換器の特徴を説明する平面図である。なお、本実施の形態３は、以下に説明する部分を除いては、上述した実施の形態１と同様であるものとする。
　本実施の形態３では、図７に示されるように、第１熱交換ユニットである風上列３０１の延びる長さが、第２熱交換ユニットである風下列３０２の延びる長さよりも短いことを特徴とする。別言すると、第１熱交換ユニットは、筐体１７の２つの側面１８、１９の一方である第１の側面１８に対向する第１の平面部を有し、第２熱交換ユニットは、第１の側面１８に対向する第２の平面部を有し、第１の平面部の延びる長さ（水平方向長さ）は、第２の平面部の延びる長さ（水平方向長さ）よりも短い。
　なお、図７は、上述した実施の形態１の特徴に対して、本実施の形態３の特徴を適用した図である。つまり、最終的に、風上列と風下列との双方が曲げられている熱交換器に対して実施した場合である。よって、上述した実施の形態２の特徴（風下列のみ曲げる態様）に対して、本実施の形態３の特徴を提供した場合は、図５に示した内容、あるいは、図６に示した内容となる。図６に示した内容によれば、第２熱交換ユニットの平面部の延びる長さ（水平方向長さ）は、第１熱交換ユニットの延びる長さ（水平方向長）さよりも長い。
　本実施の形態３によれば、上記実施の形態１または２の利点が得られることに加え、次のような利点も得られる。まず、多列のパラレルフロー熱交換器では、冷媒流れが直交流となり、風下列に流入する空気は、既に、風上列で冷媒との熱交換を受けているので、風下列に流入する空気と冷媒との温度差またはエンタルピ差は、風上列に流入する空気と冷媒との温度差またはエンタルピ差に比べて小さくなり、熱交換量に差が発生し、伝熱管の出口側の冷媒の状態を揃えられない問題が生じ得る。すなわち、各列において熱交換器として有効に使用できない領域が生じ、熱交換器効率が低下する問題が生じ得る。
　これに対して、本実施の形態３では、風上列延びる長さが、風下列の延びる長さよりも短いことから、風上列での圧力損失を風下列の圧力損失よりも小さくし、風上列により多くの冷媒を流すことができるようになる。さらに、風下列の伝熱面積が、風上列の伝熱面積おりも大きくなる。このため、風下列に流入する空気と冷媒との温度差またはエンタルピ差と、風上列に流入する空気と冷媒との温度差またはエンタルピ差との間の不均一の程度を、軽減することが可能となる。よって、伝熱管の出口側の冷媒の状態が、列間で揃っている状況に近づけることができ、熱交換器効率の向上を図ることができる。
　以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。
　上述した実施の形態では、空気調和機である冷凍サイクル装置として説明してきたが、本発明は、これに限定されるものではなく、圧縮機、膨張部、室内熱交換器、室外熱交換器を含む冷凍回路を備えた冷凍サイクル装置に広く適用することができる。よって、例えば、本発明は、給湯器である冷凍サイクル装置として実施することも可能である。
　また、上述した実施の形態においては、室外熱交換器は２列の熱交換器として説明しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、３列以上の熱交換器に適用することも可能である。その場合、本発明は、上記の風下列が、３列以上の熱交換器における最も風下側の列であるものとして、実施される。
　本発明を適用する熱交換器は、主熱交換器部と、副熱交換器部とを備えるものでもよい。その場合、凝縮器として運転する際には、上部に設置された主熱交換器において、ヘッダにて冷媒を多分岐させて並行して流し、冷媒を凝縮させて、ガス冷媒から液相の割合が大きい二相冷媒へと相変化させ、反対側の折り返しヘッダで再合流したのち、下部に設置された副熱交換器において、二相冷媒から液冷媒の過冷却処理を実施する。一方で、蒸発器として使用する際は、副熱交換器より冷媒が流入し、主熱交換器で二相冷媒をガス冷媒に蒸発させる。
　１　冷凍サイクル装置、３　回路、５　圧縮機、７　膨張部、９　室内熱交換器、１７　筐体、１８、１９　側面、２０　コーナー部、１００　室外熱交換器、１０１、２０１、３０１　風上列（第１熱交換ユニット）、１０１’　風上列（第３熱交換ユニット）、１０２、２０２、３０２　風下列（第２熱交換ユニット）、１０２’　風下列（第４熱交換ユニット）、１０１ａ　第１湾曲部、１０２ａ　第２湾曲部、１０３　風上入口ヘッダ（風上第１ヘッダ）、１０４　風下入口ヘッダ（風下第１ヘッダ）、１０５　風上出口ヘッダ（風上第２ヘッダ）、１０６　風下出口ヘッダ（風上第２ヘッダ）、１１１　風上伝熱管（第１伝熱管）、１１２　風下伝熱管（第２伝熱管）、１１３　風上フィン（第１フィン）、１１４　風下フィン（第２フィン）、１４０　一面。

Claims (5)

  1. 　筐体に収納され、フィンと伝熱管とをそれぞれ有する第１熱交換ユニットと第２熱交換ユニットとを備える熱交換器であって、
    　前記第１熱交換ユニットは、平面状に形成された第３熱交換ユニットをＬ字曲げ加工により湾曲して構成され、
    　前記第２熱交換ユニットは、平面状に形成された第４熱交換ユニットを前記第３熱交換ユニットとは別にＬ字曲げ加工により湾曲して構成され、
    　前記第１熱交換ユニットと前記第２熱交換ユニットとを前記筐体の隣接する２つの側面の間のコーナー部に沿って相互に対向して配置した、
    熱交換器。
  2. 　前記第１熱交換ユニットは、前記筐体に収納されるファンの動作によって発生する気流に対して前記第２熱交換ユニットよりも風上に配置され、
    　前記第１熱交換ユニットは前記２つの側面の一方である第１の側面に対向する第１の平面部を有し、
    　前記第２熱交換ユニットは前記第１の側面に対向する第２の平面部を有し、
    前記第１の平面部の水平方向長さは、前記第２の平面部の水平方向長さよりも短い、
    請求項１の熱交換器。
  3. 　筐体に収納され、フィンと伝熱管とをそれぞれ有する第１熱交換ユニットと、第２熱交換ユニットとを備えており、
    　前記第２熱交換ユニットは、前記２つの側面の間のコーナー部に沿うように配置される湾曲部とこの湾曲部に隣接する平面部とを備えており、
    　前記第１熱交換ユニットは、平面状に形成されるとともに前記平面部に対向して配置される、
    熱交換器。
  4. 　前記第１熱交換ユニットは、前記筐体に収納されるファンの動作によって発生する気流に対して前記第２熱交換ユニットよりも風上に配置され、
    前記平面部の水平方向長さは前記第１熱交換ユニットの水平方向長さよりも長い、
    請求項３に記載の熱交換器。
  5. 　圧縮機と、室外熱交換器と、膨張部と、室内熱交換器とを含む回路を備え、
    　前記室外熱交換器は、請求項１～４の何れか一項の熱交換器である、
    冷凍サイクル装置。
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