WO2017221303A1 - 熱交換器およびこの熱交換器を備えたヒートポンプ装置 - Google Patents

熱交換器およびこの熱交換器を備えたヒートポンプ装置 Download PDF

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WO2017221303A1
WO2017221303A1 PCT/JP2016/068281 JP2016068281W WO2017221303A1 WO 2017221303 A1 WO2017221303 A1 WO 2017221303A1 JP 2016068281 W JP2016068281 W JP 2016068281W WO 2017221303 A1 WO2017221303 A1 WO 2017221303A1
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WO
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heat exchanger
heat transfer
transfer tube
heat
outdoor
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Application number
PCT/JP2016/068281
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English (en)
French (fr)
Inventor
中村　伸
前田　剛志
良太 赤岩
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/02—Evaporators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/32—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a fin-and-tube heat exchanger with improved drainage and a heat pump device equipped with this heat exchanger.
  • a fin-and-tube heat exchanger including a plurality of plate-like fins arranged at predetermined fin pitch intervals and a plurality of flat heat transfer tubes is known.
  • the cross section of the heat transfer tube is formed in a substantially elliptical shape or a substantially oval shape.
  • the fin is formed with a plurality of openings extending from one side of the fin toward the other side, and the plurality of heat transfer tubes are inserted into the plurality of openings of the fin in the arrangement direction of the plurality of fins. It extends.
  • the end of each heat transfer tube is connected to a distribution pipe or header that forms a refrigerant flow path together with the heat transfer tube.
  • heat exchange fluid such as air flowing between the fins
  • a heat exchange fluid such as water or refrigerant flowing in the heat transfer tube.
  • fins are formed with fin collars cut vertically from the periphery of the opening.
  • the heat transfer tube inserted into the opening and the fin collar are bonded using brazing or an adhesive in the furnace, thereby improving the adhesion between the heat transfer tube and the fin.
  • a heat exchanger in which a cut or raised called a slit or louver that is open in the direction in which air mainly flows is formed. Furthermore, a heat exchanger is known in which protrusions called scratches or waffles protruding in the direction in which air mainly flows are formed. In such a heat exchanger, the surface area to which heat is exchanged is increased by cutting and raising or projecting portions to improve the heat exchange performance.
  • a heat exchanger in which a plurality of flow paths are formed inside the heat transfer tube a heat exchanger in which a groove is formed on the inner surface of the heat transfer tube, and the like are known.
  • Such a heat exchanger also increases the surface area for heat exchange by a plurality of flow paths or grooves, thereby improving the heat exchange performance.
  • the heat exchanger acts as an evaporator, moisture in the air adheres to the heat exchanger as condensed water. Therefore, the heat exchanger is formed with a drainage area in which water adhering to the fins is discharged in a portion excluding the openings in the fins. The condensed water on the heat exchanger is discharged below the fins through the drainage area.
  • the water droplets adhering above the opening of the fin fall to the upper surface of the heat transfer tube inserted into the opening by gravity.
  • the water droplets wrap around the lower surface of the heat transfer tube along the end of the heat transfer tube. Thereafter, the water droplet falls on the upper surface of the heat transfer tube provided below.
  • the water droplets adhering to the drainage area of the fin continue to fall while maintaining a constant speed because there is no obstacle such as a heat transfer tube below. That is, since the water droplets adhering to the upper part of the opening are prevented from dropping by an obstacle called a heat transfer tube, the time taken to reach the lower end of the heat exchanger is longer than that of the water droplets adhering to the drainage region.
  • a refrigeration cycle apparatus such as an air conditioner or a refrigerator provided with a heat exchanger performs a defrosting operation and melts frost adhering to the heat exchanger.
  • the frost is melted into water droplets, and the water droplets are discharged below the fins through the drainage area, like the condensed water.
  • Patent Document 1 discloses a heat exchanger in which a louver is provided between opening portions of fins, and water droplets are drawn into the lower portion to promote drainage by surface tension caused by cutting of the louver portion.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a heat exchanger that improves the drainage of water droplets while ensuring reliability, and a heat pump device including the heat exchanger. Is.
  • the heat exchanger according to the present invention includes a fin formed with a plurality of openings opened side by side in the direction of gravity, and a flat first heat transfer tube inserted into the plurality of openings,
  • a heat exchanger comprising: a flat second heat transfer tube inserted in an opening adjacent to the plurality of openings into which the first heat transfer tube is inserted, wherein the first heat transfer tube and the first heat transfer tube 2
  • a drainage promotion part is provided on the lower surface of the heat transfer tube, and the drainage promotion part includes a first imaginary line connecting ends of the first heat transfer pipe and the second heat transfer pipe opposite to the one side part. And the second imaginary line connecting the centers of the first heat transfer tube and the second heat transfer tube.
  • the heat pump device includes the above heat exchanger as an outdoor heat exchanger.
  • the heat exchanger according to the present invention by providing the drainage promotion portion between the first imaginary line and the second imaginary line, water droplets adhering to the fins are quickly discharged below the heat exchanger. Therefore, it is possible to improve drainage of water droplets on the heat exchanger while ensuring reliability. Moreover, according to the heat pump apparatus which concerns on this invention, since the heat exchanger provided with the waste_water
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a refrigerant circuit configuration of the air conditioner 31.
  • the refrigerant flow during the cooling operation is indicated by a broken line arrow
  • the refrigerant flow during the heating operation is indicated by a solid line arrow.
  • the air conditioner 31 is an example of a heat pump device.
  • the air conditioner 31 includes a compressor 32, an indoor heat exchanger 33, an indoor fan 34, an expansion device 35, the outdoor heat exchanger 1, the outdoor fan 36, and a four-way valve 37.
  • the compressor 32, the indoor heat exchanger 33, the expansion device 35, the outdoor heat exchanger 1, and the four-way valve 37 are connected by a refrigerant pipe to form a refrigerant circuit.
  • the compressor 32 compresses the refrigerant.
  • the refrigerant compressed by the compressor 32 is discharged and sent to the four-way valve 37.
  • the compressor 32 can be composed of, for example, a rotary compressor, a scroll compressor, a screw compressor, a reciprocating compressor, or the like.
  • the indoor heat exchanger 33 functions as a condenser during heating operation and functions as an evaporator during cooling operation.
  • the indoor heat exchanger 33 is, for example, a fin and tube heat exchanger, a microchannel heat exchanger, a shell and tube heat exchanger, a heat pipe heat exchanger, a double pipe heat exchanger, or plate heat. It can be composed of an exchanger or the like.
  • the expansion device 35 expands and decompresses the refrigerant that has passed through the indoor heat exchanger 33 or the outdoor heat exchanger 1.
  • the throttling device 35 may be constituted by, for example, an electric expansion valve that can adjust the flow rate of the refrigerant.
  • an electric expansion valve that can adjust the flow rate of the refrigerant.
  • the expansion device 35 not only an electric expansion valve but also a mechanical expansion valve employing a diaphragm for a pressure receiving portion, a capillary tube, or the like can be applied.
  • the outdoor heat exchanger 1 functions as an evaporator during heating operation and functions as a condenser during cooling operation.
  • the outdoor heat exchanger 1 will be described in detail later.
  • the four-way valve 37 switches the refrigerant flow between the heating operation and the cooling operation. That is, the four-way valve 37 is switched to connect the compressor 32 and the indoor heat exchanger 33 during the heating operation, and is switched to connect the compressor and the outdoor heat exchanger 1 during the cooling operation.
  • the indoor fan 34 is attached to the indoor heat exchanger 33 and supplies air as a heat exchange fluid to the indoor heat exchanger 33.
  • the outdoor fan 36 is attached to the outdoor heat exchanger 1 and supplies air as a heat exchange fluid to the outdoor heat exchanger 1.
  • the compressor 32 by driving the compressor 32, high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant is discharged from the compressor 32.
  • the refrigerant flows according to the broken line arrows.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant (single phase) discharged from the compressor 32 flows into the outdoor heat exchanger 1 functioning as a condenser via the four-way valve 37.
  • the outdoor heat exchanger 1 heat exchange is performed between the flowing high-temperature and high-pressure gas refrigerant and the air supplied by the outdoor fan 36, and the high-temperature and high-pressure gas refrigerant is condensed to a high-pressure liquid refrigerant ( Single phase).
  • the high-pressure liquid refrigerant sent out from the outdoor heat exchanger 1 becomes a two-phase refrigerant consisting of a low-pressure gas refrigerant and a liquid refrigerant by the expansion device 35.
  • the two-phase refrigerant flows into the indoor heat exchanger 33 that functions as an evaporator.
  • heat exchange is performed between the refrigerant in the two-phase state that has flowed in and the air supplied by the indoor fan 34, and the liquid refrigerant in the two-phase state refrigerant evaporates, resulting in a low pressure.
  • the low-pressure gas refrigerant sent out from the indoor heat exchanger 33 flows into the compressor 32 through the four-way valve 37, is compressed to become a high-temperature high-pressure gas refrigerant, and is discharged from the compressor 32 again. Thereafter, this cycle is repeated.
  • the indoor heat exchanger 33 heat exchange is performed between the flowing high-temperature and high-pressure gas refrigerant and the air supplied by the indoor fan 34, and the high-temperature and high-pressure gas refrigerant is condensed to a high-pressure liquid refrigerant ( Single phase). By this heat exchange, the room is heated.
  • the high-pressure liquid refrigerant sent out from the indoor heat exchanger 33 is converted into a two-phase refrigerant consisting of a low-pressure gas refrigerant and a liquid refrigerant by the expansion device 35.
  • the two-phase refrigerant flows into the outdoor heat exchanger 1 that functions as an evaporator.
  • heat exchange is performed between the refrigerant in the two-phase state that has flowed in and the air supplied by the outdoor fan 36, and the liquid refrigerant in the two-phase state refrigerant evaporates, resulting in a low pressure.
  • the low-pressure gas refrigerant sent out from the outdoor heat exchanger 1 flows into the compressor 32 through the four-way valve 37, is compressed to become a high-temperature and high-pressure gas refrigerant, and is discharged from the compressor 32 again. Thereafter, this cycle is repeated.
  • the refrigerant flowing out of the evaporator is a gas refrigerant (single phase).
  • the indoor heat exchanger 33 functions as an evaporator
  • the outdoor heat exchanger 1 functions as an evaporator.
  • the outdoor heat exchanger 1 functions as an evaporator. Therefore, in the outdoor heat exchanger 1, when heat exchange is performed between the air supplied from the outdoor fan 36 and the refrigerant flowing in the heat transfer tubes constituting the outdoor heat exchanger 1, The water inside is condensed and water droplets are formed on the surface of the outdoor heat exchanger 1. Water droplets generated on the surface of the outdoor heat exchanger 1 flow downward through the drainage channel of the outdoor heat exchanger 1 composed of fins and heat transfer tubes, and are discharged as drain water.
  • the outdoor heat exchanger 1 when the outdoor heat exchanger 1 is accommodated in an outdoor unit (not shown) of the air conditioner 31 and functions as an evaporator by the heating operation of the air conditioner 31, moisture in the air is transferred to the outdoor heat exchanger 1. May form frost. Therefore, in an air conditioner or the like capable of heating operation, the “defrosting operation” for removing frost is usually performed when the outside air becomes a certain temperature (for example, 0 ° C.) or less.
  • Defrosting operation is an operation of supplying hot gas (high-temperature high-pressure gas refrigerant) from the compressor 32 to the outdoor heat exchanger 1 in order to prevent frost from adhering to the outdoor heat exchanger 1 functioning as an evaporator. That is.
  • the defrosting operation may be executed when the duration time of the heating operation reaches a predetermined value (for example, 30 minutes). Further, the defrosting operation may be performed before the heating operation when the outdoor heat exchanger 1 is at a certain temperature (for example, minus 6 ° C.) or less. The frost and ice adhering to the outdoor heat exchanger 1 are melted by the hot gas supplied to the outdoor heat exchanger 1 during the defrosting operation.
  • a bypass refrigerant pipe (not shown) is provided between the discharge port of the compressor 32 and the outdoor heat exchanger 1 so that hot gas can be directly supplied from the compressor 32 to the outdoor heat exchanger 1 during the defrosting operation.
  • the discharge port of the compressor 32 is connected to the outdoor heat exchanger 1 via a refrigerant flow switching device (for example, a four-way valve 37) so that hot gas can be supplied from the compressor 32 to the outdoor heat exchanger 1. It is good also as a structure to connect.
  • the defrosting operation may be executed when the duration time of the heating operation reaches a predetermined value (for example, 30 minutes), or when the outside air is below a certain temperature (for example, minus 6 ° C.). Alternatively, it may be executed before the heating operation.
  • a predetermined value for example, 30 minutes
  • a certain temperature for example, minus 6 ° C.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of the external configuration of the heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic side view showing an example of the configuration of the heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the case where the heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention is applied as the outdoor heat exchanger 1 will be described as an example.
  • the outdoor heat exchanger 1 is a heat exchanger having a two-row structure, and includes an upwind heat exchanger 201, a downwind heat exchanger 202, an upwind header collecting pipe 203, and a downwind header collecting pipe.
  • Reference numeral 204 denotes an inter-row connecting member 205.
  • the windward side heat exchanger 201 and the leeward side heat exchanger 202 are configured similarly. In the following, when the outdoor heat exchanger 1 is described, both the windward side heat exchanger 201 and the leeward side heat exchanger 202 are described.
  • the arrow X indicates the width direction (air flow direction) of the fin 3
  • the arrow Y indicates the arrangement direction of the fin 3
  • the arrow Z indicates the direction of gravity (the same applies hereinafter). .
  • the outdoor heat exchanger 1 includes a plurality of plate-like fins 3 and a plurality of heat transfer tubes 2. 3 and 4, the portion where the number of fins 3 is 1 to 3 and the number of heat transfer tubes 2 is 3 is shown in an enlarged manner. A plurality of heat transfer tubes 2 are shown as heat transfer tubes 2, 21, and 22.
  • two dash-dot lines L ⁇ b> 1 and L ⁇ b> 2 are attached as imaginary lines for the description of the configuration of the outdoor heat exchanger 1.
  • the alternate long and short dash line L1 is a straight line that connects the drain region end 2e of the heat transfer tubes (for example, the heat transfer tubes 21 and 22) facing each other.
  • the alternate long and short dash line L2 is a straight line that connects the central portions 2d of the heat transfer tubes (for example, the heat transfer tubes 21 and 22) facing each other.
  • the plurality of fins 3 are arranged with a predetermined fin pitch interval FP.
  • the heat transfer tube 21 corresponds to the “first heat transfer tube” of the present invention
  • the heat transfer tube 22 corresponds to the “second heat transfer tube” of the present invention.
  • a surface extending perpendicular to the paper surface is defined as a first virtual surface 41 on the alternate long and short dash line L1, and on the alternate long and short dash line L2 with respect to the paper surface.
  • a vertically extending surface is defined as the second virtual surface 42. That is, the 1st virtual surface 41 is prescribed
  • the 2nd virtual surface 42 is prescribed
  • the first virtual surface 41 is defined as a first virtual line
  • the second virtual surface 42 is defined as a second virtual line.
  • the heat transfer tube 2 has a lower surface 2 a, an upper surface 2 b, and an end 2 c and is inserted into the opening 4 of the fin 3.
  • the edge part 2c is located in the drainage area side edge part 2e.
  • the heat exchanger tube 2 has the heat exchanger tube convex part 21a in the edge part 2c side.
  • a first region formed by the openings 4 of the fin 3 in which a plurality of openings 4 are formed at intervals in the longitudinal direction that is the gravitational direction is defined as a tube region 5.
  • a second region in which the plurality of openings 4 are not formed in the direction is defined as a drainage region 6.
  • the side where the opening 4 of the fin 3 is not formed is illustrated as the other side 3a.
  • the opening 4 is formed side by side in the direction of gravity by opening one side of the fin 3 (the side on which the opening 4 is formed).
  • the width of the fin 3 is LP
  • the width of the opening 4 is DA
  • the distance between the adjacent openings 4 is DP
  • the short diameter of the heat transfer tube 2 is DB.
  • the width in the X direction of the opening 4 is the same as the long diameter of the heat transfer tube 2, and the long diameter of the heat transfer tube 2 may be expressed as DA.
  • the width of the opening 4 in the Z direction is the same as the short diameter of the heat transfer tube 2, and the width of the opening 4 in the Z direction may be expressed as DB.
  • the direction of gravity is indicated by an arrow Z1. The symbols shown in FIGS. 3 and 4 are similarly used in the following drawings.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the fins constituting the heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the fin 3 which comprises the outdoor heat exchanger 1 is demonstrated based on FIG.
  • the plurality of fins 3 have a plurality of openings 4 arranged at intervals in the longitudinal direction (arrow Z direction) which is the gravitational direction.
  • the plurality of fins 3 are not formed with the tube region 5 which is the first region in which the opening 4 is formed in the width direction (arrow X direction) of the fin 3 and the plurality of openings 4 in the longitudinal direction.
  • a drainage region 6 which is a second region.
  • the drainage region 6 is a region from the tube region 5 to the other side 3a of the fin 3 and is a region from which water attached to the fin 3 is discharged.
  • the fin 3 is made of, for example, aluminum or aluminum alloy.
  • the opening 4 has a semicircular opening end 4a which is the back of the fin 3 on the other side 3a side.
  • the shape of the opening end 4a is not limited to a semicircular shape, and may be an elliptical shape.
  • a straight line in the direction of gravity (in the direction of arrow Z1) passing through the outermost end of the opening end 4a is a boundary line between the pipe region 5 and the drainage region 6.
  • the drain region end 2 e of the heat transfer tubes 2 is located at the opening end 4 a of the opening 4.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a cross section of the heat transfer tube constituting the heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention. Based on FIG. 6, the heat exchanger tube 2 which comprises the outdoor heat exchanger 1 is demonstrated.
  • the heat transfer tube 2 extends in the arrangement direction of the plurality of fins 3 (arrow Y direction in FIG. 4), and is formed in a flat shape.
  • the heat transfer tube 2 is inserted into the plurality of openings 4 of the fin 3.
  • the heat transfer tube 2 has a substantially oval cross section, and a plurality of refrigerant channels 2f are formed therein.
  • the heat transfer tube 2 may have a substantially elliptical cross section. Moreover, it is good also as one refrigerant flow path 2f.
  • a groove may be formed on the wall surface of the refrigerant flow path 2 f of the heat transfer tube 2, that is, the inner wall surface of the heat transfer tube 2.
  • the cross-sectional shape of the refrigerant flow path 2f of the heat transfer tube 2 may be any shape such as a rectangular shape, a perfect circle shape, an oval shape, an elliptical shape, a triangular shape, a trapezoidal shape, and the like.
  • the heat transfer tube convex portion 21 a is formed on the lower surface 2 a of the heat transfer tube 2 so as to be engaged with the fin recess 31 a provided in the opening 4 of the fin 3.
  • the heat transfer tube convex portion 21 a is located between the first virtual surface 41 and the second virtual surface 42.
  • the heat transfer tube 2 is made of, for example, aluminum or aluminum alloy.
  • the heat transfer tube convex portion 21a has a shape in which a part of the lower surface 2a of the heat transfer tube 2 protrudes downward.
  • the lower surface 2a of the heat transfer tube 2 will be described as including the outer wall and the inner wall located below the heat transfer tube 2.
  • the fin recessed part 31a and the heat exchanger tube convex part 21a mesh
  • engage the fin recessed part 31a and the heat exchanger tube convex part 21a do not need to mesh
  • the heat transfer tube convex portion 21a may have a rectangular shape in cross section
  • the fin concave portion 31a may have an arc shape in cross section. That is, it is assumed that the shape of the heat transfer tube convex portion 21a and the shape of the fin concave portion 31a do not coincide with each other, and the shape of the heat transfer tube convex portion 21a does not contact the fin concave portion 31a. The same applies to the relationship between the heat transfer tube convex portion and the fin concave portion and the relationship between the heat transfer tube concave portion and the fin convex portion described below.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the heat exchanger 200 of Comparative Example 1.
  • 8A to 8E are schematic diagrams illustrating the operation of the heat exchanger 200 of the first comparative example.
  • the first virtual surface is illustrated as the first virtual surface 410
  • the second virtual surface is illustrated as the second virtual surface 420.
  • the pipe region is illustrated as the tube region 50 and the drainage region is illustrated as the drainage region 60.
  • the other side part of the fin 30 is illustrated as the other side part 30a.
  • the heat exchanger 200 of Comparative Example 1 is different from the outdoor heat exchanger 1 in that the fins 31 are not provided with fin recesses 31 a and the heat transfer tubes 20 are not provided with heat transfer tube protrusions 21 a.
  • the heat transfer tube 20 of the comparative example 1 has a lower surface 20 a, an upper surface 20 b, and an end 20 c and is inserted into the opening 4 of the fin 30.
  • the edge part 20c is located in the drainage area
  • the water droplet that has entered the lower surface 20a of the heat transfer tube 20 stays on the lower surface 20a of the heat transfer tube 20 and grows in a state where surface tension, gravity, static frictional force, and the like are balanced.
  • the lower surface 20a of the heat transfer tube 20 is a flat surface, the influence of the surface tension is increased, and water drops are likely to spread and stay on the lower surface 20a of the heat transfer tube 20.
  • the lower surface 20a of the heat transfer tube 20 is a flat surface, it tends to stay in any region as well (FIG. 8D).
  • FIG. 8D the case where a water droplet stays in the center part 20d of the heat exchanger tube 20 is illustrated as an example.
  • Water droplets swell downward as they grow, and the effect of gravity increases.
  • the gravity applied to the water droplet exceeds the force above the gravity direction such as the surface tension (the direction opposite to the direction of the arrow Z1), the water droplet is no longer affected by the surface tension and leaves the lower surface 20a of the heat transfer tube 20. And falls (FIG. 8E).
  • the heat transfer tube 20 is prevented from dropping and it takes time to reach the lower end of the heat exchanger 200.
  • FIGS. 9A to 9E are schematic views showing the operation of the heat exchanger 200 of Comparative Example 1.
  • FIG. In explaining the operation of the heat exchanger according to the first embodiment, that is, the outdoor heat exchanger 1, the discharge process of water droplets attached to the drain region 60 of the heat exchanger 200 of Comparative Example 1 is shown in FIGS. 9A to 9E. This will be explained based on the above.
  • the water droplets adhering to the tube region 50 and the water droplets adhering to the drainage region 60 are discharged below the heat exchanger 200 through different paths. And it takes time for the water droplets adhering to the tube region 50 to reach the lower end of the heat exchanger 200. For this reason, as for the heat exchanger 200 of the comparative example 1, the retention amount of the water in the heat exchanger 200 whole is hard to reduce.
  • FIGS. 10A to 10E are schematic views showing the operation of the heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention. Next, the operation of the heat exchanger according to the first embodiment, that is, the outdoor heat exchanger 1 will be described with reference to FIGS. 10A to 10E.
  • the water droplets that have entered the lower surface 2a of the heat transfer tube 21 are prevented from spreading on the lower surface 2a of the heat transfer tube 21 due to the influence of surface tension by the heat transfer tube convex portion 21a formed on the lower surface 2a of the heat transfer tube 21 (FIG. 10D). Furthermore, since the water droplets immediately enter this part from the upper surface 2b of the heat transfer tube 21, the influence of gravity increases at short intervals. When the gravity applied to the water droplet exceeds the force above the gravity direction such as the surface tension (the direction opposite to the direction of the arrow Z1), the water droplet is not affected by the surface tension and leaves the lower surface 2a of the heat transfer tube 21. Then fall. Furthermore, since it falls in the vicinity of the drainage region side end 2e of the heat transfer tube 21, the interval at which the water droplets wrap around the lower portion is shortened, and the water droplets fall downward at a further shorter interval (FIG. 10E).
  • the fin recess 31 a provided in the opening 4 of the fin 3 and the heat transfer tube convex portion 21 a of the heat transfer tube 2 provided to engage with each other are provided in the drainage region 6. It forms in the drainage area side edge part 2e of the heat exchanger tube 2 which adjoins. For this reason, the water droplets adhering to the tube region 5 are captured by the heat transfer tube convex portion 21 a without spreading on the lower surface 2 a of the heat transfer tube 2, and fall onto the upper surface 2 b of the heat transfer tube 2 below.
  • the tip of the drop since the tip of the drop is in the vicinity of the drainage region side end 2e of the heat transfer tube 2, it immediately goes down and repeats the same movement, so that the drop velocity is lower than that of the conventional water droplet flowing through the tube region 50. The decrease can be suppressed.
  • the outdoor heat exchanger 1 can improve the drainage of the water droplet on the heat exchanger.
  • the heat transfer tube convex portion 21 a is a drainage promotion portion provided in the outdoor heat exchanger 1.
  • FIG. 11A is a schematic diagram illustrating a first modification of the heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 11B is a schematic diagram illustrating a second modification of the heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 11C is a schematic diagram illustrating a third modification of the heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention.
  • First to third modifications of the heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention will be described based on FIGS. 11A to 11C.
  • the heat exchanger according to the first modification is an outdoor heat exchanger 1b
  • the heat exchanger according to the second modification is an outdoor heat exchanger 1c
  • the heat exchanger according to the third modification is an outdoor heat exchanger 1d. It is shown.
  • the shape of the heat transfer tube convex portion is different from that of the heat transfer tube convex portion 21a shown in FIG.
  • the heat transfer tube convex portion is illustrated as a heat transfer tube convex portion 21b.
  • the heat transfer tube convex portion 21a shown in FIG. 3 is configured in a rectangular shape in cross section, while the heat transfer tube convex portion 21b illustrated in FIG. 11A is configured in a triangular shape in cross section. That is, the heat transfer tube convex portion 21b may have an italic shape.
  • the italic shape is a shape having a vertex on the lower side of the gravity direction Z and at least one of the sides toward the vertex is inclined in a state in which the heat transfer tube convex portion 21b is viewed in cross section.
  • the heat transfer tube convex portion is illustrated as the heat transfer tube convex portion 21c.
  • the heat transfer tube convex portion 21a shown in FIG. 3 is configured to have a rectangular shape in cross section, but the heat transfer tube convex portion 21c illustrated in FIG. 11B is configured by combining two triangular shapes in cross sectional view. That is, the heat transfer tube convex portion 21c may be a combination of italic shapes.
  • the shape combining the italic shape means that the italic shape is symmetrically arranged with the apex of the valley located between the two apexes below the gravitational direction Z as an axis in a state where the heat transfer tube convex portion 21c is viewed in cross section. It is like a shape.
  • the heat transfer tube convex portion is illustrated as a heat transfer tube convex portion 21d.
  • the heat transfer tube convex portion 21a shown in FIG. 3 is configured in a rectangular shape in cross section, while the heat transfer tube convex portion 21d illustrated in FIG. 11C is configured in a semicircular shape in cross section. That is, the heat transfer tube convex portion 21d may have an arc shape.
  • the arc shape is a shape having a vertex on the lower side of the gravity direction Z and a side toward the vertex being a curve in a state where the heat transfer tube convex portion 21d is viewed in cross section.
  • the heat transfer tube convex portion is not limited to the shape of the heat transfer tube convex portion 21a shown in FIG. 3, but has a shape having a portion protruding below the gravity direction Z, that is, the heat transfer tube convex portion 21a.
  • any shape that can prevent water droplets from spreading on the lower surface 2a of the heat transfer tube 2 may be used. Therefore, even if the heat transfer tube convex portion is configured in the shape of the first to third modifications, water droplets can be prevented from spreading on the lower surface 2a of the heat transfer tube 2 in the same way as the heat transfer tube convex portion 21a, and the outdoor heat exchange The same effect as the container 1 is produced.
  • FIG. 11D is a schematic diagram illustrating a fourth modification of the heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention. Based on FIG. 11D, the 4th modification of the heat exchanger which concerns on Embodiment 1 of this invention is demonstrated. In addition, the heat exchanger which concerns on a 4th modification is illustrated as the outdoor heat exchanger 1e.
  • the heat transfer tube convex portion is illustrated as the heat transfer tube convex portion 21e.
  • the heat transfer tube convex portion 21a to the heat transfer tube convex portion 21d described above are formed in the tube region 5, but the heat transfer tube convex portion 21e shown in FIG. 11D is formed so that a part thereof is in contact with the drainage region 6.
  • the heat transfer tube convex portion 21e is configured to have a rectangular shape in cross section, but the shape of the heat transfer tube convex portion 21e may be the shape shown in FIGS. 11A to 11C.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the outdoor heat exchanger 1 according to the first embodiment.
  • the first embodiment will be described with reference to FIG.
  • air is introduced from the tube region 5 side as indicated by the white arrow in FIG.
  • the heat transfer tube convex portion 21a is described as a representative example of the drainage promotion portion, the drainage promotion portion may be any one of the heat transfer tube convex portion 21b to the heat transfer tube convex portion 21e.
  • the air temperature boundary layer contains a relatively large amount of moisture in the air and flows into the heat exchanger. Tends to adhere. That is, in 1st Example, many frost adheres to the position far from the drainage promotion part like the drainage area 6 or the heat exchanger tube convex part 21a.
  • the frost adhering to a position far from the drainage promotion portion such as the drainage region 6 or the heat transfer tube convex portion 21a is melted as in the first embodiment. Will do. If it does so, the quantity of the water droplet which retains in the lower surface 2a of the heat exchanger tube 2 or the upper surface 2b of the heat exchanger tube 2 where waste_water
  • FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining the outdoor heat exchanger 1 according to the second embodiment.
  • a second embodiment will be described based on FIG. In the second embodiment, air is caused to flow from the drainage region 6 side as indicated by the white arrow in FIG.
  • the heat transfer tube convex portion 21a is described as a representative example of the drainage promotion portion, the drainage promotion portion may be any one of the heat transfer tube convex portion 21b to the heat transfer tube convex portion 21e.
  • the air temperature boundary layer contains a relatively large amount of moisture in the air and flows into the heat exchanger. Tends to adhere. That is, in 2nd Example, many frost adheres to the position near from the drainage promotion part like the drainage area 6 or the heat exchanger tube convex part 21a.
  • the heat transfer tube 2 does not inhibit the drop, and the time until the lower end of the outdoor heat exchanger 1 is reached. short.
  • frost tends to be attached also to the vicinity of the drainage promotion part.
  • the frost adhering to the lower portion of the heat transfer tube convex portion 21a does not have a long flat portion like the lower surface 2a of the heat transfer tube 2 when it melts into water droplets, so that the influence of the surface tension is relative. The water droplets are easily removed.
  • FIG. FIG. 14 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of a heat exchanger according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 15 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the fins constituting the heat exchanger according to Embodiment 2 of the present invention. Based on FIG. 14 and FIG. 15, the heat exchanger which concerns on Embodiment 2 of this invention is demonstrated.
  • the case where the heat exchanger according to Embodiment 2 of the present invention is applied as the outdoor heat exchanger 300 will be described as an example.
  • differences from the first embodiment will be mainly described, and the same parts as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
  • the fin 3 is not provided with the fin recess 31a, but the fin protrusion 32a is provided on the opening 4 side, and the heat transfer tube 2 is not provided with the heat transfer tube protrusion 21a, but the heat transfer tube recess 22a.
  • the heat transfer tube recess 22 a is formed on the lower surface 2 a of the heat transfer tube 2 so as to mesh with the fin protrusion 32 a provided in the opening 4 of the fin 3.
  • the heat transfer tube recess 22 a is located between the first virtual surface 41 and the second virtual surface 42.
  • the heat transfer tube 2 is made of, for example, aluminum or aluminum alloy.
  • the heat transfer tube recess 22a has a shape in which a part of the lower surface 2a of the heat transfer tube 2 protrudes upward and the lower surface 2a is recessed.
  • FIGS. 16A to 16E are schematic views showing the operation of the heat exchanger according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the operation of the heat exchanger according to the second embodiment, that is, the outdoor heat exchanger 300 will be described with reference to FIGS. 16A to 16E.
  • a process of discharging water droplets attached to the tube region 5 of the fin 3 will be described with reference to FIGS. 16A to 16E.
  • the water droplets that have entered the lower surface 2a of the heat transfer tube 21 are caused to spread on the lower surface 2a of the heat transfer tube 21 due to the influence of surface tension by the heat transfer tube recess 22a formed at the drain region side end 2e of the heat transfer tube 21. Prevent (FIG. 16D).
  • the heat transfer tube recess 22a needs to have a size that prevents water droplets from retaining due to surface tension. Furthermore, since the water droplets immediately enter this part from the upper surface 2b of the heat transfer tube 21, the influence of gravity increases at short intervals.
  • the fin convex portion 32a provided in the opening 4 of the fin 3 and the heat transfer tube concave portion 22a of the heat transfer tube 2 provided to engage with each other are provided in the drain region 6. It forms in the drainage area side edge part 2e of the heat exchanger tube 2 which adjoins. For this reason, water droplets adhering to the tube region 5 do not spread on the lower surface 2 a of the heat transfer tube 2, but are captured by the heat transfer tube recess 22 a and fall on the upper surface 2 b of the heat transfer tube 2 below.
  • the tip of the drop since the tip of the drop is in the vicinity of the drainage region side end 2e of the heat transfer tube 2, it immediately goes down and repeats the same movement, so that the drop velocity is lower than that of the conventional water droplet flowing through the tube region 50. The decrease can be suppressed.
  • the outdoor heat exchanger 300 can improve the drainage of water droplets on the heat exchanger.
  • the heat-transfer tube recessed part 22a is a drainage promotion part with which the outdoor heat exchanger 300 was equipped.
  • the fin convex portion 32a provided in the opening 4 of the fin 3 has been described as an example.
  • the fin 3 also has no fin convex portion 32a. Since the heat tubes 2 can be inserted into the fins 3, the outdoor heat exchanger 300 can obtain the same effect.
  • FIG. 17A is a schematic diagram showing a first modification of the heat exchanger according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 17B is a schematic diagram illustrating a second modification of the heat exchanger according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 17C is a schematic diagram showing a third modification of the heat exchanger according to Embodiment 2 of the present invention.
  • First to third modifications of the heat exchanger according to Embodiment 2 of the present invention will be described based on FIGS. 17A to 17C.
  • the heat exchanger according to the first modification is an outdoor heat exchanger 300b
  • the heat exchanger according to the second modification is an outdoor heat exchanger 300c
  • the heat exchanger according to the third modification is an outdoor heat exchanger 300d. It is shown.
  • the shape of the heat transfer tube recess is different from that of the heat transfer tube recess 22a shown in FIG.
  • the heat transfer tube recess is illustrated as a heat transfer tube recess 22b.
  • the heat transfer tube recess 22a shown in FIG. 14 is configured in a rectangular shape in cross section, while the heat transfer tube recess 22b shown in FIG. 17A is configured in a triangular shape in cross section. That is, the heat transfer tube recess 22b may have an italic shape.
  • the italic shape is a shape having an apex on the upper side in the gravity direction Z and at least one of the sides toward the apex is inclined in a state in which the heat transfer tube recess 22b is viewed in cross section.
  • the heat transfer tube recess is illustrated as a heat transfer tube recess 22c.
  • the heat transfer tube recess 22a shown in FIG. 14 is configured in a rectangular shape in cross section, while the heat transfer tube recess 22c shown in FIG. 17B is configured by combining two triangular shapes in cross section. That is, the heat transfer tube recess 22c may be a combination of italic shapes.
  • the shape combining the italic shape means that the italic shape is symmetrically arranged with the vertex of the peak located between the two vertices on the upper side in the gravitational direction Z as an axis in a state where the heat transfer tube recess 22c is viewed in cross section. It is a shape like that.
  • the heat transfer tube recess is illustrated as a heat transfer tube recess 22d.
  • the heat transfer tube recess 22a shown in FIG. 14 is configured in a rectangular shape in cross section, while the heat transfer tube recess 22d shown in FIG. 17C is configured in a semicircular shape in cross section. That is, the heat transfer tube recess 22d may have an arc shape.
  • the arc shape is a shape having a vertex on the upper side in the gravity direction Z and a side toward the vertex being a curve in a state in which the heat transfer tube concave portion 22d is viewed in cross section.
  • the heat transfer tube recess is not limited to the shape of the heat transfer tube recess 22a shown in FIG. 14, but has a shape having a portion protruding upward in the gravity direction Z, that is, a water droplet similar to the heat transfer tube recess 22a. Any shape that can prevent the heat transfer tube 2 from spreading on the lower surface 2a of the heat transfer tube 2 is acceptable. Therefore, even if the heat transfer tube recess is configured in the shape of the first to third modifications, water droplets can be prevented from spreading on the lower surface 2a of the heat transfer tube 2 in the same manner as the heat transfer tube recess 22a, and the outdoor heat exchanger 300 can be prevented. Will produce the same effect.
  • FIG. 17D is a schematic diagram illustrating a fourth modification of the heat exchanger according to Embodiment 2 of the present invention. Based on FIG. 17D, the 4th modification of the heat exchanger which concerns on Embodiment 2 of this invention is demonstrated. In addition, the heat exchanger which concerns on a 4th modification is illustrated as the outdoor heat exchanger 300e.
  • the heat transfer tube recess is illustrated as a heat transfer tube recess 22e.
  • the heat transfer tube recess 22a to the heat transfer tube recess 22d described above are formed in the tube region 5.
  • the heat transfer tube recess 22e shown in FIG. 17D is formed so that a part thereof is in contact with the drainage region 6.
  • the heat transfer tube recess 22e has a rectangular shape in cross section, but the shape of the heat transfer tube recess 22e may be the shape shown in FIGS. 17A to 17C.
  • FIG. FIG. 18 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of a heat exchanger according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 19 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the fins constituting the heat exchanger according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 20 is a schematic side view showing an example of the configuration of the heat exchanger according to Embodiment 3 of the present invention.
  • a heat exchanger according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the case where the heat exchanger according to Embodiment 3 of the present invention is applied as the outdoor heat exchanger 400 will be described as an example.
  • differences from the first and second embodiments will be mainly described, and the same parts as those in the first and second embodiments will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • the heat transfer tube convex portion 21a, the fin concave portion 31a, and the outdoor heat exchanger 400 provided with the cut and raised pieces 8 will be described.
  • the drainage promotion portion is the heat transfer tube convex portion 21b to the heat transfer tube convex portion 21e. Any one of the heat transfer tube recess 22a to the heat transfer tube recess 22e may be used.
  • the cut and raised piece 8 is a part of the fin 3 cut and raised in the tube region 5 of the fin 3.
  • the cut-and-raised piece 8 is formed so as to extend perpendicular to the width direction (arrow X direction) of the fins 3, that is, in the direction of gravity (arrow Z1 direction).
  • the cut-and-raised piece 8 is formed by cutting and raising a part of the fin 3.
  • the side on the drainage region 6 side that is the cutting line is the first slit cutting portion 8b-1
  • the side portion on the pipe region 5 side that is the cutting line is the second slit cutting portion 8b.
  • the portion of the cut and raised piece 8 where the fin 3 rises is referred to as the slit erection
  • the upper part of the slit erection is referred to as the first slit erection 8a-1
  • the lower part is referred to as the second slit erection 8a-2.
  • the rising height in the fin arrangement direction (arrow Y direction) of the slit is defined as Sh.
  • the end of the cut and raised piece 8 on the drainage region 6 side that is, the first slit cutting portion 8b-1 is formed closer to the drainage region 6 than the center portion 2d of the heat transfer tube 2.
  • the cut and raised piece 8 has a function of dividing and newly renewing the temperature boundary layer developed in the air flow direction.
  • the cut-and-raised piece 8 has an effect of reducing resistance due to heat transfer because the temperature boundary layer becomes thin. Thereby, the heat transfer between the air flowing through the ventilation path between the fins 3 and the fins 3 is promoted.
  • FIGS. 21A to 21E are schematic views showing the operation of the heat exchanger 500 of Comparative Example 2.
  • the operation of the heat exchanger 500 of Comparative Example 2 will be described with reference to FIGS. 21A to 21E.
  • the heat exchanger 500 of the comparative example 2 is different from the outdoor heat exchanger 400 according to the third embodiment in that the heat transfer tube convex portion 21a that is a drainage promotion portion is not provided.
  • Comparative Example 2 the same reference numerals as those in Comparative Example 1 described above are illustrated.
  • the water droplet that has entered the lower surface 20a of the heat transfer tube 20 stays on the lower surface 20a of the heat transfer tube 20 and grows in a state where surface tension, gravity, static frictional force, and the like are balanced.
  • the lower surface 20a of the heat transfer tube 20 is a flat surface, the influence of the surface tension is increased, and water drops are likely to spread and stay on the lower surface 20a of the heat transfer tube 20.
  • the lower surface 20a of the heat transfer tube 20 is a flat surface, it easily stays in any region as well (FIG. 21D). Therefore, there is a possibility of staying at a place other than the upper part of the cut and raised piece 8.
  • FIG. 21D a case where water droplets stay in the central portion 20d of the heat transfer tube 20 is illustrated.
  • Water droplets swell downward as they grow, and the effect of gravity increases.
  • the gravity applied to the water droplet exceeds the force above the gravity direction such as the surface tension (the direction opposite to the direction of the arrow Z1), the water droplet is no longer affected by the surface tension and leaves the lower surface 20a of the heat transfer tube 20. And falls (FIG. 21E).
  • the heat transfer tube 20 is prevented from falling and takes time to reach the lower end of the heat exchanger 500.
  • FIGS. 22A to 22E are schematic views showing the operation of the heat exchanger according to Embodiment 3 of the present invention. Next, the operation of the heat exchanger according to Embodiment 3 of the present invention, that is, the outdoor heat exchanger 400 will be described with reference to FIGS. 22A to 22E.
  • the discharge process of water droplets adhering to the tube region 5 of the fin 3 will be described.
  • the discharge process up to the heat transfer tube convex portion 21a is the same as that in Comparative Example 2 (FIGS. 21A to 21E).
  • Water droplets adhering to the tube region 5 of the fin 3 fall on the tube region 5 (FIG. 22A).
  • the falling water droplets reach the upper surface 2b of the heat transfer tube 21.
  • the water droplets that have reached the upper surface 2b of the heat transfer tube 21 stay on the upper surface 2b of the heat transfer tube 21 and grow (FIG. 22B).
  • the grown water droplets reach a certain size or more, they pass through the semicircular drain region end 2e of the heat transfer tube 21 and wrap around the lower surface 2a of the heat transfer tube 21 (FIG. 22C).
  • the water droplets that have entered the lower surface 2a of the heat transfer tube 21 are prevented from spreading on the lower surface 2a of the heat transfer tube 21 due to the influence of the surface tension by the heat transfer tube convex portion 21a formed on the lower surface 2a of the heat transfer tube 21. Furthermore, since the water droplets immediately enter this part from the upper surface 2b of the heat transfer tube 21, the influence of gravity increases at short intervals. In addition, water droplets concentrated on the heat transfer tube convex portion 21 a are formed between the first slit raised portion 8 a-1 of the cut and raised piece 8 provided at the lower portion of this portion and the bottom surface of the adjacent fin 3. Contact with the narrow space FPmin (> fin pitch interval FP) (FIG. 22D).
  • Comparative Example 2 in which water droplets do not contact the cut and raised pieces 8 or cut and raised pieces 8 are provided in this portion.
  • water droplets are likely to be detached from the lower surface 2a of the heat transfer tube 21 or the heat transfer tube convex portion 21a.
  • these forces below the gravitational direction are superior to forces above the gravitational direction such as surface tension (opposite to the direction of the arrow Z1), the water drops are not affected by the surface tension, and the lower surface 2a of the heat transfer tube 21 is Leave and fall. Further, since it falls at the drainage region side end 2e of the heat transfer tube 21, the interval at which the water droplets wrap around the lower portion is shortened, and the water droplets fall downward at even shorter intervals (FIG. 22E).
  • a cut-and-raised piece 8 is formed, in which a part of the tube region 5 of the fin 3 is cut and raised, and a slit erection portion that is a portion where the fin 3 rises is provided. ing. That is, the cut-and-raised piece 8 is formed below the drainage promotion portion provided in the heat transfer tube 2 in the gravity direction. As a result, the water droplets concentrated below the drainage promotion portion are discharged downward at a faster cycle by the capillary force of the cut and raised pieces 8. Therefore, the amount of water remaining in the outdoor heat exchanger 400 as a whole is likely to further decrease. Thus, the outdoor heat exchanger 400 can improve the drainage of the water droplets adhering to the fins 3.
  • the cut-and-raised piece 8 is formed so as to extend perpendicularly to the width direction of the fin 3 (arrow Z1 direction). Thereby, the flow of the air which passes between the adjacent fins 3 is not inhibited. Therefore, the heat exchange efficiency of the outdoor heat exchanger 400 is improved.
  • the heat exchanger according to Embodiments 1 to 3 can be used as a heat exchanger of a heat pump device, thereby realizing a heat pump device with improved drainage performance.
  • the heat exchanger according to the present invention has been described by dividing it into three embodiments, and the heat pump apparatus including any of them has been described.
  • the present invention is not limited thereto, and departs from the scope and spirit of the present invention. It can be modified or changed in various ways. Moreover, you may comprise a heat pump apparatus combining the content demonstrated in each embodiment suitably.
  • the heat exchanger includes the first region (tube region 5) in which the plurality of openings 4 are formed and the second region (drainage region) in which the plurality of openings 4 are not formed. 6) and a plurality of heat transfer tubes 2 inserted into each of the plurality of openings 4, and a drainage promotion portion (for example, a heat transfer portion) on the lower surface 2a of the plurality of heat transfer tubes 2.
  • the heat pipe convex portion 21a) is provided, and the drainage promotion portion connects the first virtual surface 41 connecting the end portions where the second regions of the plurality of heat transfer tubes 2 are in contact with the center portion 2d of the plurality of heat transfer tubes 2. It is located between the second virtual plane 42.
  • a water droplet wraps around the circular arc shape of the heat exchanger tube 2 by forming a drainage promotion part between the 1st virtual surface 41 and the 2nd virtual surface 42. And, since water droplets can be quickly discharged below the heat exchanger without staying on the lower surface 2a of the heat transfer tube 2, it contributes to improving drainage while ensuring reliability.
  • the drainage promotion part is between the first virtual surface 41 and the second virtual surface 42, and a part thereof is in contact with the first virtual surface 41. Even so, as above, it contributes to ensuring reliability and improving drainage.
  • the drainage promotion portion has a shape in which the lower surface 2a of the heat transfer tube 2 protrudes downward (heat transfer tube convex portion 21a to heat transfer tube convex portion 21e). Therefore, according to the heat exchanger according to the present invention, water droplets adhering to the first region are captured by the drainage promotion portion without spreading on the lower surface 2a of the heat transfer tube 2, and the upper surface 2b of the heat transfer tube 2 below by one stage. Will fall.
  • the drainage promotion portion has a shape (the heat transfer tube recess 22a to the heat transfer tube recess 22e) in which the lower surface 2a of the heat transfer tube 2 protrudes upward and the lower surface 2a is recessed. . Therefore, according to the heat exchanger according to the present invention, the same effects as those obtained by forming the heat transfer tube convex portions (heat transfer tube convex portions 21a to 21e) can be obtained.
  • the heat exchanger according to the present invention cuts and raises the piece 8 below the gravity direction of the drainage promotion portion of the fin 3. Therefore, according to the heat exchanger which concerns on this invention, the water droplet which concentrates below the drainage promotion part will be discharged
  • the heat pump device according to the present invention includes the heat exchanger as an outdoor heat exchanger 1. Therefore, according to the heat pump device according to the present invention, the drainage performance of the outdoor heat exchanger 1 can be improved, and the reliability is improved.
  • the heat pump apparatus includes an outdoor fan 36 that supplies air to the outdoor heat exchanger 1, and supplies air to the outdoor heat exchanger 1 from the second region side by the outdoor fan 36. Therefore, according to the heat pump device of the present invention, water drops that melt and fall are discharged downward while maintaining the falling speed due to gravity because there are no obstacles that become a resistance against drainage. Therefore, the effect of improving drainage performance is greater.

Abstract

熱交換器は、複数の伝熱管の下面に排水促進部を設け、排水促進部は、複数の伝熱管の開口部とは反対側の端部をつないだ第１の仮想線と、複数の伝熱管の中心部をつないだ第２の仮想線と、の間に位置しているものである。

Description

熱交換器およびこの熱交換器を備えたヒートポンプ装置
　本発明は、排水性を向上させたフィン・アンド・チューブ型の熱交換器、および、この熱交換器を備えたヒートポンプ装置に関するものである。
　従来、所定のフィンピッチ間隔を空けて配置された板状の複数のフィンと、扁平形状の複数の伝熱管と、を備えるフィン・アンド・チューブ型の熱交換器が知られている。
　このような熱交換器において、伝熱管の断面は、略楕円形状又は略長円形状に形成されている。フィンには、フィンの一側部から他側部に向けて延びる複数の開口部が形成されており、複数の伝熱管は、フィンの複数の開口部に挿入され、複数のフィンの配置方向に延びている。各伝熱管の端部は、伝熱管とともに冷媒流路を形成する分配管又はヘッダに接続されている。そして、熱交換器において、フィンの間を流動する空気等の熱交換流体と、伝熱管内を流動する水又は冷媒等の被熱交換流体との間で熱が交換される。
　また、熱交換器において、フィンには、開口部の周縁から垂直に切り起こされたフィンカラーが形成されている。開口部に挿入された伝熱管とフィンカラーとが、炉中ロウ付け又は接着剤を用いて接着され、これにより、伝熱管とフィンとの密着性が向上する。
　また、空気が主に流れる方向に向けて開口したスリット又はルーバーと呼称される切起こしが形成されている熱交換器が知られている。さらに、空気が主に流れる方向に対し突出したスクラッチ又はワッフルと呼称される突出部が形成されている熱交換器が知られている。このような熱交換器においては、切起こし又は突出部によって、熱交換される表面積を増やし、熱交換性能を向上させている。
　さらには、伝熱管の内部に複数の流路が形成された熱交換器、伝熱管の内面に溝が形成された熱交換器等が知られている。このような熱交換器も、複数の流路又は溝によって、熱交換される表面積を増やし、熱交換性能を向上させている。
　ところで、熱交換器が蒸発器として作用する場合、空気中の水分が凝縮水として熱交換器に付着する。そのため、熱交換器には、フィンにおける開口部を除く部分に、フィンに付着した水が排出される排水領域が形成されている。そして、熱交換器上の凝縮水は、排水領域を通ってフィンの下方に排出される。
　ここで、フィンの開口部の上方に付着した水滴は、重力により、開口部に挿入された伝熱管の上面に落下する。この水滴は、伝熱管の端部に沿って伝熱管の下面に回り込む。その後、水滴は、下方に設けられた伝熱管の上面に落下する。これに対し、フィンの排水領域に付着した水滴は、下方に伝熱管のような障害物がないため、一定速度を保ったまま落下し続ける。すなわち、開口部の上方に付着した水滴は、排水領域に付着した水滴よりも、伝熱管という障害物によって落下が阻害されるため、熱交換器の下端部に至るまでに時間がかかる。
　また、熱交換器が室外機に設置されており、蒸発器として作用する場合、空気中の水分が霜となって熱交換器に付着する。熱交換器を備える空気調和機又は冷凍機等の冷凍サイクル装置は、除霜運転を行い、熱交換器に付着した霜を溶かすようになっている。霜は、溶かされて水滴となり、水滴は、凝縮水と同様に、排水領域を通ってフィンの下方に排出される。
　なお、除霜運転が終了し、暖房運転が開始された後も、開口部の上方に水滴が残留している場合、水滴は再び氷結して成長することになる。このため、伝熱管の損傷等による信頼性の低下につながる。また、伝熱管の周囲が霜で塞がれるため、通風抵抗の増加および着霜耐力の低下に影響する。また、除霜運転時に、蒸発器として作用した場合に付着した霜だけではなく、氷結した水滴も溶かす必要がある。このため、除霜時間の増加による快適性の低下、および、暖房運転と除霜運転とを繰り返すことによる一定時間における平均暖房能力の低下を招く。
　特許文献１には、フィンの開口部の間にルーバーが設けられ、ルーバー部の切りこみによる表面張力により、水滴を下部に引き込み排水を促進させるようにした熱交換器が開示されている。
特許第５５６９４０９号公報
　しかしながら、特許文献１に開示された熱交換器は、フィンの開口部の間にルーバーが設けられているため、フィンの開口部の上方に付着した水滴は、伝熱管の上面に落下することになる。そのため、水滴は、伝熱管という障害物によって落下が阻害されることになり、熱交換器の下端部に至るまでに時間がかかってしまう。
　また、伝熱管の排水領域側の端部は円弧形状を成しているため、伝熱管の上面から伝熱管の下面に水滴が回り込みやすい。また、伝熱管の下面は平面を成しているため、重力方向上向きに対する表面張力の影響が大きく、当部に水滴が滞留しやすい。これらの理由のため、前述の通り、熱交換器の性能および信頼性の低下につながってしまう。
　このように、従来の熱交換器は、信頼性が損なわれ、熱交換器上の水滴の排水性も悪いものとなっていた。
　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、信頼性を確保しつつ、水滴の排水性を向上させた熱交換器およびこの熱交換器を備えたヒートポンプ装置を提供するものである。
　本発明に係る熱交換器は、重力方向に複数の開口部が一側部を開放して並んで形成されたフィンと、前記複数の開口部に挿入された扁平形状の第１伝熱管と、前記第１伝熱管が挿入された前記複数の開口部の隣の開口部に挿入された扁平形状の第２伝熱管と、を備えた熱交換器であって、前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の下面に排水促進部を設け、前記排水促進部は、前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の前記一側部とは反対側の端部をつないだ第１の仮想線と、前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の中心をつないだ第２の仮想線と、の間に位置しているものである。
　本発明に係るヒートポンプ装置は、上記の熱交換器を、室外熱交換器として備えているものである。
　本発明に係る熱交換器によれば、第１の仮想線と第２の仮想線との間に排水促進部を設けることによって、フィンに付着した水滴を速やかに熱交換器の下方へ排出することができるため、信頼性を確保しつつ、熱交換器上の水滴の排水性を向上させることができる。
　また、本発明に係るヒートポンプ装置によれば、排水促進部を設けた熱交換器を室外熱交換器として備えているので、排水性能が向上したものになる。
本発明の実施の形態１に係る熱交換器を備えた空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態１に係る熱交換器の外観構成の一例を示す斜視概要図である。 本発明の実施の形態１に係る熱交換器の構成の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る熱交換器の構成の一例を示す概略側面図である。 本発明の実施の形態１に係る熱交換器を構成しているフィンの構成の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態１における熱交換器を構成している伝熱管の断面を示す概略断面図である。 比較例１の熱交換器を示す概略図である。 比較例１の熱交換器の作用を示す概略図である。 比較例１の熱交換器の作用を示す概略図である。 比較例１の熱交換器の作用を示す概略図である。 比較例１の熱交換器の作用を示す概略図である。 比較例１の熱交換器の作用を示す概略図である。 比較例１の熱交換器の作用を示す概略図である。 比較例１の熱交換器の作用を示す概略図である。 比較例１の熱交換器の作用を示す概略図である。 比較例１の熱交換器の作用を示す概略図である。 比較例１の熱交換器の作用を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る熱交換器の作用を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る熱交換器の作用を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る熱交換器の作用を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る熱交換器の作用を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る熱交換器の作用を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る熱交換器の第１変形例を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る熱交換器の第２変形例を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る熱交換器の第３変形例を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る熱交換器の第４変形例を示す概略図である。 第１実施例に係る室外熱交換器を説明するための説明図である。 第２実施例に係る室外熱交換器を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態２に係る熱交換器の構成の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態２に係る熱交換器を構成しているフィンの構成の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態２に係る熱交換器の作用を示す概略図である。 本発明の実施の形態２に係る熱交換器の作用を示す概略図である。 本発明の実施の形態２に係る熱交換器の作用を示す概略図である。 本発明の実施の形態２に係る熱交換器の作用を示す概略図である。 本発明の実施の形態２に係る熱交換器の作用を示す概略図である。 本発明の実施の形態２に係る熱交換器の第１変形例を示す概略図である。 本発明の実施の形態２に係る熱交換器の第２変形例を示す概略図である。 本発明の実施の形態２に係る熱交換器の第３変形例を示す概略図である。 本発明の実施の形態２に係る熱交換器の第４変形例を示す概略図である。 本発明の実施の形態３に係る熱交換器の構成の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態３に係る熱交換器を構成しているフィンの構成の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態３に係る熱交換器の構成の一例を示す概略側面図である。 比較例２の熱交換器の作用を示す概略図である。 比較例２の熱交換器の作用を示す概略図である。 比較例２の熱交換器の作用を示す概略図である。 比較例２の熱交換器の作用を示す概略図である。 比較例２の熱交換器の作用を示す概略図である。 本発明の実施の形態３に係る熱交換器の作用を示す概略図である。 本発明の実施の形態３に係る熱交換器の作用を示す概略図である。 本発明の実施の形態３に係る熱交換器の作用を示す概略図である。 本発明の実施の形態３に係る熱交換器の作用を示す概略図である。 本発明の実施の形態３に係る熱交換器の作用を示す概略図である。
　以下、図面を適宜参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。
実施の形態１．
　はじめに、本発明の実施の形態１に係る熱交換器を備えた空気調和装置３１について説明する。図１は、空気調和装置３１の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。なお、図１では、冷房運転時の冷媒の流れを破線矢印で示し、暖房運転時の冷媒の流れを実線矢印で示している。また、空気調和装置３１は、ヒートポンプ装置の一例である。
＜空気調和装置３１の構成＞
　図１に示すように、空気調和装置３１は、圧縮機３２、室内熱交換器３３、室内ファン３４、絞り装置３５、室外熱交換器１、室外ファン３６、および、四方弁３７を備えている。圧縮機３２、室内熱交換器３３、絞り装置３５、室外熱交換器１、および、四方弁３７が、冷媒配管によって接続され、冷媒回路が形成されている。
　圧縮機３２は、冷媒を圧縮するものである。圧縮機３２で圧縮された冷媒は、吐出されて四方弁３７へ送られる。圧縮機３２は、例えば、ロータリ圧縮機、スクロール圧縮機、スクリュー圧縮機、往復圧縮機等で構成することができる。
　室内熱交換器３３は、暖房運転時には凝縮器として機能し、冷房運転時には蒸発器として機能するものである。室内熱交換器３３は、例えば、フィン・アンド・チューブ型熱交換器、マイクロチャネル熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器、ヒートパイプ式熱交換器、二重管式熱交換器、プレート熱交換器等で構成することができる。
　絞り装置３５は、室内熱交換器３３又は室外熱交換器１を経由した冷媒を膨張させて減圧するものである。絞り装置３５は、例えば冷媒の流量を調整可能な電動膨張弁等で構成するとよい。なお、絞り装置３５としては、電動膨張弁だけでなく、受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁、または、キャピラリーチューブ等を適用することも可能である。
　室外熱交換器１は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器として機能するものである。室外熱交換器１については、後段で詳細に説明する。
　四方弁３７は、暖房運転と冷房運転とにおいて冷媒の流れを切り替えるものである。つまり、四方弁３７は、暖房運転時には圧縮機３２と室内熱交換器３３とを接続するように切り替えられ、冷房運転時には圧縮機と室外熱交換器１とを接続するように切り替えられる。
　室内ファン３４は、室内熱交換器３３に付設されており、室内熱交換器３３に熱交換流体である空気を供給するものである。
　室外ファン３６は、室外熱交換器１に付設されており、室外熱交換器１に熱交換流体である空気を供給するものである。
＜空気調和装置３１の動作＞
　次に、空気調和装置３１の動作について、冷媒の流れとともに説明する。まず、空気調和装置３１が実行する冷房運転について説明する。なお、冷房運転時の冷媒の流れは、図１の破線矢印で示している。ここでは、熱交換流体が空気であり、被熱交換流体が冷媒である場合を例に、空気調和装置３１の動作について説明する。
　図１に示すように、圧縮機３２を駆動させることによって、圧縮機３２から高温高圧のガス状態の冷媒が吐出する。以下、破線矢印にしたがって冷媒が流れる。圧縮機３２から吐出した高温高圧のガス冷媒（単相）は、四方弁３７を介して凝縮器として機能する室外熱交換器１に流れ込む。室外熱交換器１では、流れ込んだ高温高圧のガス冷媒と、室外ファン３６によって供給される空気との間で熱交換が行われて、高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒（単相）になる。
　室外熱交換器１から送り出された高圧の液冷媒は、絞り装置３５によって、低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になる。二相状態の冷媒は、蒸発器として機能する室内熱交換器３３に流れ込む。室内熱交換器３３では、流れ込んだ二相状態の冷媒と、室内ファン３４によって供給される空気との間で熱交換が行われて、二相状態の冷媒のうち液冷媒が蒸発して低圧のガス冷媒（単相）になる。この熱交換によって、室内が冷却されることになる。室内熱交換器３３から送り出された低圧のガス冷媒は、四方弁３７を介して圧縮機３２に流れ込み、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって、再び圧縮機３２から吐出する。以下、このサイクルが繰り返される。
　次に、空気調和装置３１が実行する暖房運転について説明する。なお、暖房運転時の冷媒の流れは、図１に実線矢印で示している。
　図１に示すように、圧縮機３２を駆動させることによって、圧縮機３２から高温高圧のガス状態の冷媒が吐出する。以下、実線矢印にしたがって冷媒が流れる。
　圧縮機３２から吐出した高温高圧のガス冷媒（単相）は、四方弁３７を介して凝縮器として機能する室内熱交換器３３に流れ込む。室内熱交換器３３では、流れ込んだ高温高圧のガス冷媒と、室内ファン３４によって供給される空気との間で熱交換が行われて、高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒（単相）になる。この熱交換によって、室内が暖房されることになる。
　室内熱交換器３３から送り出された高圧の液冷媒は、絞り装置３５によって、低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になる。二相状態の冷媒は、蒸発器として機能する室外熱交換器１に流れ込む。室外熱交換器１では、流れ込んだ二相状態の冷媒と、室外ファン３６によって供給される空気との間で熱交換が行われて、二相状態の冷媒のうち液冷媒が蒸発して低圧のガス冷媒（単相）になる。
　室外熱交換器１から送り出された低圧のガス冷媒は、四方弁３７を介して圧縮機３２に流れ込み、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって、再び圧縮機３２から吐出する。以下、このサイクルが繰り返される。
　圧縮機３２に冷媒が液状態で流入すると、液圧縮を起こし、圧縮機３２の故障の原因となってします。そのため、蒸発器から流出する冷媒はガス冷媒（単相）となっていることが望ましい。冷房運転時では、室内熱交換器３３が蒸発器として機能し、暖房運転時では、室外熱交換器１が蒸発器として機能している。
　空気調和装置３１の暖房運転時においては、室外熱交換器１が蒸発器として機能している。そのため、室外熱交換器１では、室外ファン３６から供給される空気と、室外熱交換器１を構成している伝熱管の内部を流動する冷媒との間で熱交換が行われる際に、空気中の水分が凝縮し、室外熱交換器１の表面に水滴が生ずる。室外熱交換器１の表面に生じた水滴は、フィンと伝熱管で構成された室外熱交換器１の排水路を通じて、下方へ流下し、ドレン水として排出される。
　例えば、室外熱交換器１が空気調和装置３１の室外機（図示せず）に収容され、空気調和装置３１の暖房運転によって蒸発器として機能する場合、空気中の水分が室外熱交換器１に着霜することがある。そのため、暖房運転が可能な空気調和装置等では、通常、外気が一定温度（例えば、０℃）以下となったときに霜を除去するための「除霜運転」を行うようになっている。
　「除霜運転」とは、蒸発器として機能する室外熱交換器１に霜が付着するのを防ぐために圧縮機３２から室外熱交換器１にホットガス（高温高圧のガス冷媒）を供給する運転のことである。なお、除霜運転を、暖房運転の継続時間が所定値（例えば、３０分）に達した場合に実行するようにしてもよい。また、除霜運転を、室外熱交換器１が一定温度（例えば、マイナス６℃）以下の場合に、暖房運転を行う前に実行するようにしてもよい。室外熱交換器１に付着した霜および氷は、除霜運転時に室外熱交換器１に供給されるホットガスによって融解される。
　例えば、除霜運転時に圧縮機３２から室外熱交換器１にホットガスを直接的に供給できるように、圧縮機３２の吐出口と室外熱交換器１との間をバイパス冷媒配管（図示せず）で接続する構成にできる。また、圧縮機３２から室外熱交換器１にホットガスを供給できるように、圧縮機３２の吐出口を、冷媒流路切替装置（例えば、四方弁３７等）を介して室外熱交換器１に接続する構成としてもよい。
　なお、除霜運転を、暖房運転の継続時間が所定値（例えば、３０分）に達した場合に実行するようにしてもよいし、外気が一定温度（例えば、マイナス６℃）以下の場合に、暖房運転を行う前に実行するようにしてもよい。
＜室外熱交換器１の詳細＞
　図２は、本発明の実施の形態１に係る熱交換器の外観構成の一例を示す斜視概要図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る熱交換器の構成の一例を示す概略図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る熱交換器の構成の一例を示す概略側面図である。図２～図４に基づいて、本発明の実施の形態１に係る熱交換器について説明する。ここでは、本発明の実施の形態１に係る熱交換器が室外熱交換器１として適用されている場合を例に説明する。
　図２に示すように、室外熱交換器１は、二列構造の熱交換器であり、風上側熱交換器２０１、風下側熱交換器２０２、風上側ヘッダ集合管２０３、風下側ヘッダ集合管２０４、列間接続部材２０５で構成されている。なお、風上側熱交換器２０１および風下側熱交換器２０２は、同様に構成されている。以下において、室外熱交換器１として説明されている場合には、風上側熱交換器２０１および風下側熱交換器２０２の双方を説明しているものとする。また、図２に示すように、矢印Ｘがフィン３の幅方向（空気の流れ方向）を、矢印Ｙがフィン３の配置方向を、矢印Ｚが重力方向を、それぞれ示している（以下同じ）。
　図３および図４に示すように、室外熱交換器１は、複数の板状のフィン３と、複数の伝熱管２と、を備えている。なお、図３および図４では、フィン３の枚数が１～３枚、伝熱管２の本数が３本である部分を拡大して示している。また、複数の伝熱管２を、伝熱管２、２１、２２として図示している。
　また、図３では、室外熱交換器１の構成の説明のために、想像線として２本の一点鎖線Ｌ１、Ｌ２を付している。一点鎖線Ｌ１は、隣り合って向かい合う伝熱管（例えば伝熱管２１、２２）の排水領域側端部２ｅをつなぐ直線である。一点鎖線Ｌ２は、隣り合って向かい合う伝熱管（例えば伝熱管２１、２２）の中心部２ｄをつなぐ直線である。また、図４に示すように、複数のフィン３は、所定のフィンピッチ間隔ＦＰを開けて配置されている。
　例えば、伝熱管２１が本発明の「第１伝熱管」、伝熱管２２が本発明の「第２伝熱管」に相当する。
　また、室外熱交換器１の構成の説明のために、一点鎖線Ｌ１上に、紙面に対し垂直に延在する面を第１の仮想面４１として規定し、一点鎖線Ｌ２上に、紙面に対し垂直に延在する面を第２の仮想面４２として規定する。すなわち、第１の仮想面４１は、隣り合って向かい合う伝熱管（例えば伝熱管２１、２２）の排水領域側端部２ｅをつなぐ室外熱交換器１の構成に含まれない仮想面として規定される。また、第２の仮想面４２は、向かい合う伝熱管（例えば伝熱管２１、２２）の中心部２ｄをつなぐ室外熱交換器１の構成に含まれない仮想面として規定される。さらに、フィン３を単体で見たときには、第１の仮想面４１は第１の仮想線として規定され、第２の仮想面４２は第２の仮想線として規定される。
　なお、伝熱管２は、下面２ａ、上面２ｂ、端部２ｃを有し、フィン３の開口部４に挿入される。開口部４に挿入された伝熱管２は、端部２ｃが、排水領域側端部２ｅに位置するようになっている。また、伝熱管２は、端部２ｃ側に伝熱管凸部２１ａを有している。さらに。フィン３には、重力方向となる長手方向に、間隔を置いて複数の開口部４が形成されているフィン３の開口部４により形成された第１の領域を管領域５として規定し、長手方向に複数の開口部４が形成されていない第２の領域を排水領域６として規定する。フィン３の開口部４が形成されていない側を他側部３ａとして図示している。また、開口部４は、フィン３の一側部（開口部４が形成されている側）を開放して重力方向に並んで形成されている。
　また、フィン３の幅をＬＰ、開口部４の幅をＤＡ、隣り合う開口部４の距離をＤＰ、伝熱管２の短尺径をＤＢとする。開口部４のＸ方向の幅は、伝熱管２の長尺径に同じであり、伝熱管２の長尺径をＤＡと表記する場合もある。開口部４のＺ方向の幅は、伝熱管２の短尺径に同じであり、開口部４のＺ方向の幅をＤＢと表記する場合もある。さらに、重力方向を矢印Ｚ１で表している。
　図３および図４で示した記号については、以下の図面でも同様に使用する。
　図５は、本発明の実施の形態１に係る熱交換器を構成しているフィンの構成の一例を示す概略図である。図５に基づいて、室外熱交換器１を構成するフィン３について説明する。
　図５に示すように、複数のフィン３は、重力方向となる長手方向（矢印Ｚ方向）に、間隔を置いて複数の開口部４が配置されている。そして、複数のフィン３は、フィン３の幅方向（矢印Ｘ方向）において開口部４が形成された第１の領域である管領域５と、長手方向に複数の開口部４が形成されていない第２の領域である排水領域６と、を有している。排水領域６は、管領域５からフィン３の他側部３ａまでの領域でありフィン３に付着した水が排出される領域である。開口部４のうち排水領域６に近接する端部を開口端部４ａとし、開口端部４ａの重力方向下方に形成した別の開口部をフィン凹部３１ａとして図示している。また、フィン３は、例えばアルミニウム製又はアルミニウム合金製である。
　開口部４は、フィン３の他側部３ａ側の奥部である開口端部４ａが半円状となっている。なお、開口端部４ａの形状を半円状に限定するものではなく、楕円状となっていてもよい。この開口端部４ａの最端部を通る重力方向（矢印Ｚ１方向）の直線が、管領域５と排水領域６との境界線となっている。また、伝熱管２がフィン３に挿入された状態において、伝熱管２の排水領域側端部２ｅが開口部４の開口端部４ａに位置することになる。
　図６は、本発明の実施の形態１における熱交換器を構成している伝熱管の断面を示す概略断面図である。図６に基づいて、室外熱交換器１を構成する伝熱管２について説明する。
　図６に示すように、伝熱管２は、複数のフィン３の配置方向（図４の矢印Ｙ方向）に延びており、扁平形状に形成されている。そして、伝熱管２は、フィン３の複数の開口部４に挿入される。また、伝熱管２は、略長円形状の断面を有しており、その内部には、複数本の冷媒流路２ｆが形成されている。なお、伝熱管２は、略楕円形状の断面を有していてもよい。また、冷媒流路２ｆを１本としてもよい。
　伝熱管２の冷媒流路２ｆの壁面、すなわち伝熱管２の内壁面に溝を形成するようにしてもよい。これにより、伝熱管２の内面と冷媒との接触面積が増えることになる。したがって、熱交換効率が向上する。また、伝熱管２の冷媒流路２ｆの断面形状は、矩形形状、真円形状、長円形状、楕円形状、三角形状、台形形状その他如何なる形状でもよい。
　また、伝熱管２の下面２ａには、フィン３の開口部４に設けられたフィン凹部３１ａと噛み合うように、伝熱管凸部２１ａを形成する。なお、伝熱管凸部２１ａは、第１の仮想面４１と、第２の仮想面４２との間に位置する。また、伝熱管２は、例えばアルミニウム製又はアルミニウム合金製である。伝熱管凸部２１ａは、伝熱管２の下面２ａの一部を下方に向かって突出させた形状である。以下において、伝熱管２の下面２ａとは、伝熱管２の下方に位置する外壁および内壁を含めたものとして説明する。
　また、フィン凹部３１ａと伝熱管凸部２１ａとが噛み合う場合を例に説明するが、フィン凹部３１ａと伝熱管凸部２１ａとが噛み合っていなくてもよい。例えば、伝熱管凸部２１ａが断面視四角形状で、フィン凹部３１ａが断面視円弧形状であるような場合であってもよい。つまり、伝熱管凸部２１ａの形状とフィン凹部３１ａの形状とを一致させずに、伝熱管凸部２１ａの全体がフィン凹部３１ａに接触しないような形状も含んでいるものとする。以下で説明する伝熱管凸部とフィン凹部との関係、伝熱管凹部とフィン凸部との関係についても同様である。
　図７は、比較例１の熱交換器２００を示す概略図である。図８Ａ～図８Ｅは、比較例１の熱交換器２００の作用を示す概略図である。本実施の形態１に係る熱交換器、つまり室外熱交換器１の作用を説明する上で、比較例１の熱交換器２００の管領域５０に付着した水滴の排出過程について図７～図８Ｅを基に説明する。なお、比較例１においては、第１の仮想面を第１の仮想面４１０、第２の仮想面を第２の仮想面４２０として図示している。また、比較例１においては、管領域を管領域５０、排水領域を排水領域６０として図示している。さらに、比較例１においては、フィン３０の他側部を他側部３０ａとして図示している。
　図７に示すように、比較例１の熱交換器２００は、フィン３０にフィン凹部３１ａと、伝熱管２０に伝熱管凸部２１ａが設けられていない点で、室外熱交換器１と相違する。また、比較例１の伝熱管２０は、下面２０ａ、上面２０ｂ、端部２０ｃを有し、フィン３０の開口部４に挿入される。開口部４に挿入された伝熱管２０は、端部２０ｃが、排水領域側端部２０ｅに位置するようになっている。
　まず、フィン３０の管領域５０に付着した水滴の排出過程について説明する。
　管領域５０に付着した水滴は、管領域５０上において落下する（図８Ａ）。そして、落下する水滴は、伝熱管２０の上面２０ｂに到達する。伝熱管２０の上面２０ｂに到達した水滴は、伝熱管２０の上面２０ｂに滞留し、成長する（図８Ｂ）。成長した水滴は、一定以上の大きさになると、伝熱管２０の半円状の排水領域側端部２０ｅを伝って伝熱管２０の下面２０ａに回り込む（図８Ｃ）。
　伝熱管２０の下面２０ａに回り込んだ水滴は、表面張力、重力および静止摩擦力等が釣り合った状態で、伝熱管２０の下面２０ａに滞留して成長する。このとき、伝熱管２０の下面２０ａは平面であるため、表面張力の影響が大きくなり、伝熱管２０の下面２０ａを水滴が広がり滞留しやすい。また、伝熱管２０の下面２０ａが平面であるため、どの領域にも同様に滞留しやすい（図８Ｄ）。
　図８Ｄでは、一例として、伝熱管２０の中央部２０ｄに水滴が滞留する場合を図示している。水滴は、成長に伴って下方に膨らんでいき、重力の影響が大きくなる。そして、水滴にかかる重力が、表面張力等の重力方向上方（矢印Ｚ１の向きとは反対方向）の力に勝ると、水滴は、表面張力の影響を受けなくなり、伝熱管２０の下面２０ａを離脱して落下する（図８Ｅ）。
　このように、管領域５０に付着した水滴は、下方に障害物である伝熱管２０があるため、伝熱管２０によって落下が阻害され、熱交換器２００の下端部に至るまでに時間がかかる。
　図９Ａ～図９Ｅは、比較例１の熱交換器２００の作用を示す概略図である。本実施の形態１に係る熱交換器、つまり室外熱交換器１の作用を説明する上で、比較例１の熱交換器２００の排水領域６０に付着した水滴の排出過程について図９Ａ～図９Ｅを基に説明する。
　次に、フィン３０の排水領域６０に付着した水滴の排出過程について説明する。
　排水領域６０に付着した水滴は、排水領域６０上において落下する（図９Ａ）。そして、落下する水滴は、排水に対する抵抗体となるような障害物がないため、重力によって落下速度を維持したまま、下方に排出される（図９Ｂ～図９Ｅ）。このように、排水領域６０に付着した水滴は、下方に障害物である伝熱管２０がないため、伝熱管２０によって落下が阻害されず、熱交換器２００の下端部に至るまでの時間が短い。
　以上説明したように、比較例１の熱交換器２００は、管領域５０に付着した水滴と、排水領域６０に付着した水滴とが、別々の経路で熱交換器２００の下方に排出される。そして、管領域５０に付着した水滴は、熱交換器２００の下端部に至るまでに時間がかかる。このため、比較例１の熱交換器２００は、熱交換器２００全体における水の滞留量が減少し難い。
　図１０Ａ～図１０Ｅは、本発明の実施の形態１に係る熱交換器の作用を示す概略図である。次に、本実施の形態１に係る熱交換器、つまり室外熱交換器１の作用について図１０Ａ～図１０Ｅを基に説明する。
　フィン３の管領域５に付着した水滴は、管領域５上において落下する（図１０Ａ）。そして、落下する水滴は、伝熱管２１の上面２ｂに到達する。伝熱管２１の上面２ｂに到達した水滴は、伝熱管２１の上面２ｂに滞留し、成長する（図１０Ｂ）。成長した水滴は、一定以上の大きさになると、伝熱管２１の半円状の排水領域側端部２ｅを伝って伝熱管２１の下面２ａに回り込む（図１０Ｃ）。
　伝熱管２１の下面２ａに回り込んだ水滴は、伝熱管２１の下面２ａに形成された伝熱管凸部２１ａにより、表面張力の影響で伝熱管２１の下面２ａに水滴が広がることを防ぐ（図１０Ｄ）。さらに、即座に伝熱管２１の上面２ｂより水滴が当部に回り込むため、短い間隔で重力の影響が大きくなる。そして、水滴にかかる重力が、表面張力等の重力方向上方（矢印Ｚ１の向きとは反対方向）の力に勝ると、水滴は、表面張力の影響を受けなくなり、伝熱管２１の下面２ａを離脱して落下する。さらに落下するのは伝熱管２１の排水領域側端部２ｅの近傍であるため、水滴が下部に回り込む間隔も短くなり、さらに短い間隔で水滴が下方へ落下する（図１０Ｅ）。
　以上説明したように、室外熱交換器１において、フィン３の開口部４に設けられたフィン凹部３１ａ、および、噛み合うように設けられた伝熱管２の伝熱管凸部２１ａは、排水領域６に近接する伝熱管２の排水領域側端部２ｅに形成されている。このため、管領域５に付着した水滴は、伝熱管２の下面２ａに広がることなく、伝熱管凸部２１ａに捕捉され、一段下の伝熱管２の上面２ｂに落下する。また、落下した先は伝熱管２の排水領域側端部２ｅの近傍であるので、即座に下方に回り込み、同様の動きを繰り返すため、従来の管領域５０を流れる水滴に比べ、その落下速度の低下を抑えることができる。
　これにより、室外熱交換器１全体における水の滞留量も減少し易い。このように、室外熱交換器１は、当熱交換器上の水滴の排水性を向上させることができる。また、伝熱管凸部２１ａは、室外熱交換器１に備えられた、排水促進部であるといえる。
　また、除霜運転によって、室外熱交換器１に付着した霜が融解し始めた直後、多量の水滴が室外熱交換器１から排出される。このため、除霜運転にかかる時間が短くなる。したがって、除霜運転に必要な熱量を減らし、且つ、除霜時間を低減することができる。また、暖房運転時の残水を減少させ、信頼性の向上、通風抵抗の減少、着霜耐力の向上を実現することができる。
＜第１～第３変形例＞
　図１１Ａは、本発明の実施の形態１に係る熱交換器の第１変形例を示す概略図である。図１１Ｂは、本発明の実施の形態１に係る熱交換器の第２変形例を示す概略図である。図１１Ｃは、本発明の実施の形態１に係る熱交換器の第３変形例を示す概略図である。図１１Ａ～図１１Ｃに基づいて、本発明の実施の形態１に係る熱交換器の第１～第３変形例について説明する。なお、第１変形例に係る熱交換器を室外熱交換器１ｂ、第２変形例に係る熱交換器を室外熱交換器１ｃ、第３変形例に係る熱交換器を室外熱交換器１ｄとして図示している。
　第１～第３変形例では、伝熱管凸部の形状を図３に示す伝熱管凸部２１ａとは異なるものとしている。
　図１１Ａでは、伝熱管凸部を伝熱管凸部２１ｂとして図示している。図３に示す伝熱管凸部２１ａは、断面視が長方形状に構成されているが、図１１Ａに示す伝熱管凸部２１ｂは、断面視が三角形状に構成されている。つまり、伝熱管凸部２１ｂを、斜体形状としてもよい。斜体形状とは、伝熱管凸部２１ｂを断面視した状態において、重力方向Ｚの下側に頂点を有し、頂点に向かう辺のうちの少なくとも一つが傾斜しているような形状である。
　図１１Ｂでは、伝熱管凸部を伝熱管凸部２１ｃとして図示している。図３に示す伝熱管凸部２１ａは、断面視が長方形状に構成されているが、図１１Ｂに示す伝熱管凸部２１ｃは、断面視が２つの三角形状を組み合わせて構成されている。つまり、伝熱管凸部２１ｃを、斜体形状を組み合わせたものにしてもよい。斜体形状を組み合わせた形状とは、伝熱管凸部２１ｃを断面視した状態において、重力方向Ｚの下側にある２つの頂点の間に位置する谷部の頂点を軸として斜体形状を対称に配置しているような形状である。
　図１１Ｃでは、伝熱管凸部を伝熱管凸部２１ｄとして図示している。図３に示す伝熱管凸部２１ａは、断面視が長方形状に構成されているが、図１１Ｃに示す伝熱管凸部２１ｄは、断面視が半円形状に構成されている。つまり、伝熱管凸部２１ｄを、円弧形状としてもよい。円弧形状とは、伝熱管凸部２１ｄを断面視した状態において、重力方向Ｚの下側に頂点を有し、頂点に向かう辺を曲線としているような形状である。
　つまり、伝熱管凸部は、図３に示す伝熱管凸部２１ａの形状に限定するものではなく、重力方向Ｚの下側に突出している部分を有している形状、つまり伝熱管凸部２１ａと同様に水滴が伝熱管２の下面２ａに広がることを防止できる形状であればよい。
　したがって、第１～第３変形例のような形状で伝熱管凸部を構成しても、伝熱管凸部２１ａと同様に水滴が伝熱管２の下面２ａに広がることを防止でき、室外熱交換器１と同様の効果を奏することになる。
＜第４変形例＞
　図１１Ｄは、本発明の実施の形態１に係る熱交換器の第４変形例を示す概略図である。図１１Ｄに基づいて、本発明の実施の形態１に係る熱交換器の第４変形例について説明する。なお、第４変形例に係る熱交換器を室外熱交換器１ｅとして図示している。
　図１１Ｄでは、伝熱管凸部を伝熱管凸部２１ｅとして図示している。上述の伝熱管凸部２１ａ～伝熱管凸部２１ｄは、管領域５に形成されているが、図１１Ｄに示す伝熱管凸部２１ｅは、一部が排水領域６に接するように形成されている。なお、伝熱管凸部２１ｅは、断面視が長方形状に構成されているが、伝熱管凸部２１ｅの形状を図１１Ａ～１１Ｃに示す形状としてもよい。
　つまり、第４変形例のような位置に伝熱管凸部を形成しても、伝熱管凸部２１ａ～伝熱管凸部２１ｄと同様に水滴が伝熱管２の下面２ａに広がることを防止でき、室外熱交換器１と同様の効果を奏することになる。
＜第１実施例＞
　ここで、本発明の実施の形態１に係る熱交換器を室外熱交換器１として空気調和装置３１に搭載し、空気調和装置３１を運転させる際の状態における第１実施例について説明する。上述したように、室外熱交換器１においては、空気調和装置３１を運転させる際に、室外ファン３６を回転させることで、空気を流動させ、この空気を熱交換流体として、伝熱管２の内部を流動する被熱交換流体（例えば、冷媒）と熱交換させる。
　図１２は、第１実施例に係る室外熱交換器１を説明するための説明図である。図１２に基づいて、第１実施例について説明する。第１実施例では、図１２の白抜き矢印で示すように、空気を管領域５側より流入させている。なお、排水促進部の代表例として伝熱管凸部２１ａを挙げて説明するが、排水促進部を伝熱管凸部２１ｂ～伝熱管凸部２１ｅのいずれかにしてもよい。
　ここで室外熱交換器１に霜が付着するような、暖房の低温条件（例えば外気乾球温度２℃、湿球温度１℃の場合）を考える。このような条件において、空気の水分を相対的に多く含み、熱交換器に空気が流入する際の、空気の温度境界層が薄くなり、相対的に熱交換効率の高い風上部に多くの霜が付着する傾向がある。すなわち、第１実施例においては、排水領域６または伝熱管凸部２１ａのような排水促進部から遠い位置に霜が多く付着することになる。
　ここで、熱交換器に付着した霜を溶かす除霜運転時において、第１実施例のように排水領域６または伝熱管凸部２１ａのような排水促進部からから遠い位置に付着した霜が融解することになる。そうすると、排水が律速になりやすい伝熱管２の下面２ａまたは伝熱管２の上面２ｂに滞留する水滴の量が増えてしまう。そのため、室外熱交換器１としての水滴の排出も律速となり、除霜時間の増加を引き起こしてしまう。
＜第２実施例＞
　次に、本発明の実施の形態１に係る熱交換器を室外熱交換器１として空気調和装置３１に搭載し、空気調和装置３１を運転させる際の状態における第２実施例について説明する。
　図１３は、第２実施例に係る室外熱交換器１を説明するための説明図である。図１３に基づいて、第２実施例について説明する。第２実施例では、図１３の白抜き矢印で示すように、空気を排水領域６側より流入させている。なお、第２実施例では、第１実施例との相違点について説明する。なお、排水促進部の代表例として伝熱管凸部２１ａを挙げて説明するが、排水促進部を伝熱管凸部２１ｂ～伝熱管凸部２１ｅのいずれかとしてもよい。
　ここで室外熱交換器１に霜が付着するような、暖房の低温条件（例えば外気乾球温度２℃、湿球温度１℃の場合）を考える。このような条件において、空気の水分を相対的に多く含み、熱交換器に空気が流入する際の、空気の温度境界層が薄くなり、相対的に熱交換効率の高い風上部に多くの霜が付着する傾向がある。すなわち、第２実施例においては、排水領域６または伝熱管凸部２１ａのような排水促進部から近い位置に霜が多く付着することになる。
　ここで付着した霜を溶かす除霜運転時において、第２実施例のように排水領域６から近い位置に霜が付着し、融解すると、水滴は排水領域６上において落下する。そして、落下する水滴は、排水に対する抵抗体となるような障害物がないため、重力によって、落下速度を維持したまま、下方に排出される。
　このように、排水領域６に付着した水滴は、下方に障害物である伝熱管２がないため、伝熱管２によって落下が阻害されず、室外熱交換器１の下端部に至るまでの時間が短い。また、排水領域６に近い位置に伝熱管凸部２１ａのような排水促進部が設置されているため、排水促進部の近傍にも霜がつきやすい。特に伝熱管凸部２１ａの下部に付着した霜は、融解して水滴となる際に、伝熱管２の下面２ａのように、長い平坦部を有していないため、表面張力の影響が相対的に小さくなり、水滴が離脱しやすくなる。
　以上のように、室外熱交換器１を空気調和装置３１に搭載した場合、第２実施例のように室外熱交換器１に排水領域６側から空気を供給するようにした方が、効果が大きいということがわかる。
実施の形態２．
　図１４は、本発明の実施の形態２に係る熱交換器の構成の一例を示す概略図である。図１５は、本発明の実施の形態２に係る熱交換器を構成しているフィンの構成の一例を示す概略図である。図１４および図１５に基づいて、本発明の実施の形態２に係る熱交換器について説明する。ここでは、本発明の実施の形態２に係る熱交換器が室外熱交換器３００として適用されている場合を例に説明する。なお、本実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
　本実施の形態２では、フィン３にフィン凹部３１ａを設けるのではなく、開口部４側にフィン凸部３２ａを設け、伝熱管２に伝熱管凸部２１ａを設けるのではなく、伝熱管凹部２２ａを設けるようにしている。
　具体的には、伝熱管２の下面２ａには、フィン３の開口部４に設けられたフィン凸部３２ａと噛み合うように、伝熱管凹部２２ａを形成する。なお、伝熱管凹部２２ａは、第１の仮想面４１と、第２の仮想面４２との間に位置する。また、伝熱管２は、例えばアルミニウム製又はアルミニウム合金製である。伝熱管凹部２２ａは、伝熱管２の下面２ａの一部を上方に向かって突出させて下面２ａを凹ませた形状である。
　図１６Ａ～図１６Ｅは、本発明の実施の形態２に係る熱交換器の作用を示す概略図である。次に、本実施の形態２に係る熱交換器、つまり室外熱交換器３００の作用について図１６Ａ～図１６Ｅを基に説明する。具体的には、図１６Ａ～図１６Ｅに基づいて、フィン３の管領域５に付着した水滴の排出過程について説明する。
　フィン３の管領域５に付着した水滴は、管領域５上において落下する（図１６Ａ）。そして、落下する水滴は、伝熱管２１の上面２ｂに到達する。伝熱管２１の上面２ｂに到達した水滴は、伝熱管２１の上面２ｂに滞留し、成長する（図１６Ｂ）。成長した水滴は、一定以上の大きさになると、伝熱管２１の半円状の排水領域側端部２ｅを伝って伝熱管２１の下面２ａに回り込む（図１６Ｃ）。
　伝熱管２１の下面２ａに回り込んだ水滴は、伝熱管２１の排水領域側端部２ｅに形成された伝熱管凹部２２ａにより、表面張力の影響で伝熱管２１の下面２ａに水滴が広がることを防ぐ（図１６Ｄ）。ただし、伝熱管凹部２２ａは、表面張力により水滴が滞留しない程度の大きさである必要がある。さらに、即座に伝熱管２１の上面２ｂより水滴が当部に回り込むため、短い間隔で重力の影響が大きくなる。そして、水滴にかかる重力が、表面張力等の重力方向上方（矢印Ｚ１の向きとは反対方向）の力に勝ると、水滴は、表面張力の影響を受けなくなり、伝熱管２１の下面２ａを離脱して落下する。さらに落下するのは伝熱管２１の排水領域側端部２ｅであるため、水滴が下部に回り込む間隔も短くなり、さらに短い間隔で水滴が下方へ落下する（図１６Ｅ）。
　以上説明したように、室外熱交換器３００において、フィン３の開口部４に設けられたフィン凸部３２ａ、および、噛み合うように設けられた伝熱管２の伝熱管凹部２２ａは、排水領域６に近接する伝熱管２の排水領域側端部２ｅに形成されている。このため、管領域５に付着した水滴は、伝熱管２の下面２ａに広がることなく、伝熱管凹部２２ａに捕捉され、一段下の伝熱管２の上面２ｂに落下する。また、落下した先は伝熱管２の排水領域側端部２ｅの近傍であるので、即座に下方に回り込み、同様の動きを繰り返すため、従来の管領域５０を流れる水滴に比べ、その落下速度の低下を抑えることができる。
　これにより、室外熱交換器３００全体における水の滞留量も減少し易い。このように、室外熱交換器３００は、当熱交換器上の水滴の排水性を向上させることができる。また伝熱管凹部２２ａは、室外熱交換器３００に備えられた、排水促進部であるといえる。
　また、本実施の形態２におけるフィン３としては、フィン３の開口部４に設けられたフィン凸部３２ａを一例として説明したが、フィン３に関しては、フィン凸部３２ａを持たない場合も、伝熱管２をフィン３に挿入することが可能であるため、室外熱交換器３００としては、同様の効果を得ることができる。
＜第１～第３変形例＞
　図１７Ａは、本発明の実施の形態２に係る熱交換器の第１変形例を示す概略図である。図１７Ｂは、本発明の実施の形態２に係る熱交換器の第２変形例を示す概略図である。図１７Ｃは、本発明の実施の形態２に係る熱交換器の第３変形例を示す概略図である。図１７Ａ～図１７Ｃに基づいて、本発明の実施の形態２に係る熱交換器の第１～第３変形例について説明する。なお、第１変形例に係る熱交換器を室外熱交換器３００ｂ、第２変形例に係る熱交換器を室外熱交換器３００ｃ、第３変形例に係る熱交換器を室外熱交換器３００ｄとして図示している。
　第１～第３変形例では、伝熱管凹部の形状を図１４に示す伝熱管凹部２２ａとは異なるものとしている。
　図１７Ａでは、伝熱管凹部を伝熱管凹部２２ｂとして図示している。図１４に示す伝熱管凹部２２ａは、断面視が長方形状に構成されているが、図１７Ａに示す伝熱管凹部２２ｂは、断面視が三角形状に構成されている。つまり、伝熱管凹部２２ｂを、斜体形状としてもよい。斜体形状とは、伝熱管凹部２２ｂを断面視した状態において、重力方向Ｚの上側に頂点を有し、頂点に向かう辺のうちの少なくとも一つが傾斜しているような形状である。
　図１７Ｂでは、伝熱管凹部を伝熱管凹部２２ｃとして図示している。図１４に示す伝熱管凹部２２ａは、断面視が長方形状に構成されているが、図１７Ｂに示す伝熱管凹部２２ｃは、断面視が２つの三角形状を組み合わせて構成されている。つまり、伝熱管凹部２２ｃを、斜体形状を組み合わせたものにしてもよい。斜体形状を組み合わせた形状とは、伝熱管凹部２２ｃを断面視した状態において、重力方向Ｚの上側にある２つの頂点の間に位置する山部の頂点を軸として斜体形状を対称に配置しているような形状である。
　図１７Ｃでは、伝熱管凹部を伝熱管凹部２２ｄとして図示している。図１４に示す伝熱管凹部２２ａは、断面視が長方形状に構成されているが、図１７Ｃに示す伝熱管凹部２２ｄは、断面視が半円形状に構成されている。つまり、伝熱管凹部２２ｄを、円弧形状としてもよい。円弧形状とは、伝熱管凹部２２ｄを断面視した状態において、重力方向Ｚの上側に頂点を有し、頂点に向かう辺を曲線としているような形状である。
　つまり、伝熱管凹部は、図１４に示す伝熱管凹部２２ａの形状に限定するものではなく、重力方向Ｚの上側に突出している部分を有している形状、つまり伝熱管凹部２２ａと同様に水滴が伝熱管２の下面２ａに広がることを防止できる形状であればよい。
　したがって、第１～第３変形例のような形状で伝熱管凹部を構成しても、伝熱管凹部２２ａと同様に水滴が伝熱管２の下面２ａに広がることを防止でき、室外熱交換器３００と同様の効果を奏することになる。
＜第４変形例＞
　図１７Ｄは、本発明の実施の形態２に係る熱交換器の第４変形例を示す概略図である。図１７Ｄに基づいて、本発明の実施の形態２に係る熱交換器の第４変形例について説明する。なお、第４変形例に係る熱交換器を室外熱交換器３００ｅとして図示している。
　図１７Ｄでは、伝熱管凹部を伝熱管凹部２２ｅとして図示している。上述の伝熱管凹部２２ａ～伝熱管凹部２２ｄは、管領域５に形成されているが、図１７Ｄに示す伝熱管凹部２２ｅは、一部が排水領域６に接するように形成されている。なお、伝熱管凹部２２ｅは、断面視が長方形状に構成されているが、伝熱管凹部２２ｅの形状を図１７Ａ～１７Ｃに示す形状としてもよい。
　つまり、第４変形例のような位置に伝熱管凹部を形成しても、伝熱管凹部２２ａ～伝熱管凹部２２ｄと同様に水滴が伝熱管２の下面２ａに広がることを防止でき、室外熱交換器３００と同様の効果を奏することになる。
実施の形態３．
　図１８は、本発明の実施の形態３に係る熱交換器の構成の一例を示す概略図である。図１９は、本発明の実施の形態３に係る熱交換器を構成しているフィンの構成の一例を示す概略図である。図２０は、本発明の実施の形態３に係る熱交換器の構成の一例を示す概略側面図である。図１８～図２０に基づいて、本発明の実施の形態３に係る熱交換器について説明する。ここでは、本発明の実施の形態３に係る熱交換器が室外熱交換器４００として適用されている場合を例に説明する。なお、本実施の形態３では実施の形態１、２との相違点を中心に説明し、実施の形態１、２と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
　本実施の形態３では、伝熱管２に設けられている排水促進部の重力方向下方に、フィン３が立ち上がった部分であるスリット立上部が設けられた切起こし片８を形成するようにしている。なお、図１８では、伝熱管凸部２１ａと、フィン凹部３１ａと、切起こし片８を備えた室外熱交換器４００において説明するが、排水促進部を伝熱管凸部２１ｂ～伝熱管凸部２１ｅ、伝熱管凹部２２ａ～伝熱管凹部２２ｅのいずれかにしてもよい。
　図１９および図２０に示すように、切起こし片８は、フィン３の管領域５において、フィン３の一部が切り起こされたものである。切起こし片８は、フィン３の幅方向（矢印Ｘ方向）に対し垂直、すなわち重力方向（矢印Ｚ１方向）に延びるように形成されている。切起こし片８は、フィン３の一部が切りこまれて立ち上げられることにより形成されている。
　ここで、切起こし片８において、切断線である排水領域６側の側部を第１のスリット切断部８ｂ－１、切断線である管領域５側の側部を第２のスリット切断部８ｂ－２、切起こし片８においてフィン３が立ち上がった部分をスリット立上部、スリット立上部のうち上部を第１のスリット立上部８ａ－１、下部を第２のスリット立上部８ａ－２として称する。なお、スリットのフィン配置方向（矢印Ｙ方向）における立ち上がり高さをＳｈとして規定する。
　また、切起こし片８における排水領域６側の端部、すなわち第１のスリット切断部８ｂ－１は、伝熱管２の中心部２ｄよりも排水領域６側に形成されている。
　切起こし片８は、空気の流れ方向に発達した温度境界層を分断し、新たに更新する作用を有する。換言すると、切起こし片８は、温度境界層が薄くなるため、伝熱に伴う抵抗を低減する作用を有する。これにより、フィン３間の通風路を流れる空気とフィン３との間の熱伝達を促進させている。
　図２１Ａ～図２１Ｅは、比較例２の熱交換器５００の作用を示す概略図である。本実施の形態３に係る熱交換器、つまり室外熱交換器４００の作用を説明する上で、比較例２の熱交換器５００の作用について図２１Ａ～図２１Ｅを基に説明する。比較例２の熱交換器５００は、排水促進部である伝熱管凸部２１ａが設けられていない点で、本実施の形態３に係る室外熱交換器４００と相違する。なお、比較例２においては、上述した比較例１と同様の符号を図示するものとする。
　ここでは、フィン３０の管領域５０に付着した水滴の排出過程について説明する。
　管領域５０に付着した水滴は、管領域５上において落下する（図２１Ａ）。そして、落下する水滴は、伝熱管２０の上面２０ｂに到達する。伝熱管２０の上面２０ｂに到達した水滴は、伝熱管２０の上面２０ｂに滞留し、成長する（図２１Ｂ）。成長した水滴は、一定以上の大きさになると、伝熱管２０の半円状の排水領域側端部２０ｅを伝って伝熱管２０の下面２０ａに回り込む（図２１Ｃ）。
　伝熱管２０の下面２０ａに回り込んだ水滴は、表面張力、重力および静止摩擦力等が釣り合った状態で、伝熱管２０の下面２０ａに滞留して成長する。このとき、伝熱管２０の下面２０ａは平面であるため、表面張力の影響が大きくなり、伝熱管２０の下面２０ａを水滴が広がり滞留しやすい。また、伝熱管２０の下面２０ａが平面であるため、どの領域にも同様に滞留しやすい（図２１Ｄ）。そのため、切起こし片８の上部ではない場所に滞留する可能性がある。
　図２１Ｄでは、一例として、伝熱管２０の中央部２０ｄに水滴が滞留する場合を図示している。水滴は、成長に伴って下方に膨らんでいき、重力の影響が大きくなる。そして、水滴にかかる重力が、表面張力等の重力方向上方（矢印Ｚ１の向きとは反対方向）の力に勝ると、水滴は、表面張力の影響を受けなくなり、伝熱管２０の下面２０ａを離脱して落下する（図２１Ｅ）。
　このように、管領域５０に付着した水滴は、下方に障害物である伝熱管２０があるため、伝熱管２０によって落下が阻害され、熱交換器５００の下端部に至るまでに時間がかかる。
　図２２Ａ～図２２Ｅは、本発明の実施の形態３に係る熱交換器の作用を示す概略図である。次に、本発明の実施の形態３に係る熱交換器、つまり室外熱交換器４００の作用について図２２Ａ～図２２Ｅを基に説明する。
　フィン３の管領域５に付着した水滴の排出過程について説明する。なお、伝熱管凸部２１ａに至るまでの排出過程は、比較例２（図２１Ａ～図２１Ｅ）と同様である。
　フィン３の管領域５に付着した水滴は、管領域５上において落下する（図２２Ａ）。そして、落下する水滴は、伝熱管２１の上面２ｂに到達する。伝熱管２１の上面２ｂに到達した水滴は、伝熱管２１の上面２ｂに滞留し、成長する（図２２Ｂ）。成長した水滴は、一定以上の大きさになると、伝熱管２１の半円状の排水領域側端部２ｅを伝って伝熱管２１の下面２ａに回り込む（図２２Ｃ）。
　伝熱管２１の下面２ａに回り込んだ水滴は、伝熱管２１の下面２ａに形成された伝熱管凸部２１ａにより、表面張力の影響で伝熱管２１の下面２ａに水滴が広がることを防ぐ。さらに、即座に伝熱管２１の上面２ｂより水滴が当部に回り込むため、短い間隔で重力の影響が大きくなる。加えて、伝熱管凸部２１ａに集中する水滴が、当部の下部に設けられた切起こし片８の第１のスリット立上部８ａ－１と、隣り合うフィン３の底面との間に形成された狭空間ＦＰｍｉｎ（＞フィンピッチ間隔ＦＰ）に接触する（図２２Ｄ）。
　そして、水滴にかかる重力に加え、狭空間ＦＰｍｉｎには、狭い方向に作用する毛管力が発生するため、切起こし片８に水滴が接触しない比較例２や、当部に切起こし片８を設けていない、実施の形態１または２に比べて、水滴が伝熱管２１の下面２ａまたは、伝熱管凸部２１ａから離脱しやすい。これらの重力方向下方の力が、表面張力等の重力方向上方（矢印Ｚ１の向きとは反対方向）の力に勝ると、水滴は、表面張力の影響を受けなくなり、伝熱管２１の下面２ａを離脱して落下する。さらに落下するのは伝熱管２１の排水領域側端部２ｅであるため、水滴が下部に回り込む間隔も短くなり、さらに短い間隔で水滴が下方へ落下する（図２２Ｅ）。
　以上説明したように、室外熱交換器４００において、フィン３の管領域５において、一部が切り起こされ、フィン３が立ち上がった部分であるスリット立上部が設けられた切起こし片８が形成されている。つまり、切起こし片８は、伝熱管２に設けられた排水促進部の重力方向下方に形成されている。これにより、排水促進部の下方に集中する水滴が、切起こし片８の毛管力により、より早い周期で下方へ排出されることになる。そのため、室外熱交換器４００全体における水の滞留量がさらに減少しやすい。このように、室外熱交換器４００は、フィン３に付着した水滴の排水性を向上させることができる。
　さらにまた、切起こし片８は、フィン３の幅方向に対し垂直（矢印Ｚ１方向）に延びるように形成されている。これにより、隣り合うフィン３間を通過する空気の流れを阻害しない。したがって、室外熱交換器４００の熱交換効率が向上する。
　実施の形態１～３に係る熱交換器は、ヒートポンプ装置の熱交換器として用いられることによって、排水性能が向上したヒートポンプ装置を実現することができる。
　以上、本発明に係る熱交換器を３つの実施の形態に分けて説明し、そのうちのいずれを備えたヒートポンプ装置について説明したが、これらに限定せず、本発明の範疇および精神を逸脱することなく、さまざまに変形または変更可能である。また、各実施の形態で説明した内容を適宜組み合わせてヒートポンプ装置を構成してもよい。
　以上のように、本発明に係る熱交換器は、複数の開口部４が形成された第１の領域（管領域５）および複数の開口部４が形成されていない第２の領域（排水領域６）を有する板状のフィン３と、複数の開口部４のそれぞれに挿入された複数の伝熱管２と、を備えており、複数の伝熱管２の下面２ａに排水促進部（例えば、伝熱管凸部２１ａ）を設け、排水促進部は、複数の伝熱管２の第２の領域が接触する端部をつないだ第１の仮想面４１と、複数の伝熱管２の中心部２ｄをつないだ第２の仮想面４２と、の間に位置している。
　そのため、本発明に係る熱交換器によれば、第１の仮想面４１と第２の仮想面４２との間に排水促進部を形成することによって、水滴が伝熱管２の円弧形状を回り込むこと、および伝熱管２の下面２ａに滞留することなく、水滴を速やかに熱交換器の下方へ排出することができるので、信頼性を確保しつつ、排水性の向上に寄与する。
　また、本発明に係る熱交換器は、排水促進部の一部が第１の仮想面４１と接している。
　そのため、本発明に係る熱交換器によれば、排水促進部が第１の仮想面４１と第２の仮想面４２との間であって、その一部が第１の仮想面４１と接していたとしても、上記と同様に、信頼性の確保および排水性の向上に寄与する。
　また、本発明に係る熱交換器は、排水促進部が、伝熱管２の下面２ａを下方に向かって突出させた形状（伝熱管凸部２１ａ～伝熱管凸部２１ｅ）である。
　そのため、本発明に係る熱交換器によれば、第１の領域に付着した水滴が、伝熱管２の下面２ａに広がることなく、排水促進部に捕捉され、一段下の伝熱管２の上面２ｂに落下することになる。
　また、本発明に係る熱交換器は、排水促進部が、伝熱管２の下面２ａを上方に向かって突出させて下面２ａを凹ませた形状（伝熱管凹部２２ａ～伝熱管凹部２２ｅ）である。
　そのため、本発明に係る熱交換器によれば、伝熱管凸部（伝熱管凸部２１ａ～伝熱管凸部２１ｅ）を形成したものと同様の効果を得ることができる。
　また、本発明に係る熱交換器は、フィン３の排水促進部の重力方向下方に切起こし片８を形成している。
　そのため、本発明に係る熱交換器によれば、排水促進部の下方に集中する水滴が、切起こし片８の毛管力により、より早い周期で下方へ排出されることになる。
　本発明に係るヒートポンプ装置は、上記の熱交換器を室外熱交換器１として備えている。
　そのため、本発明に係るヒートポンプ装置によれば、室外熱交換器１の排水性能を向上させることができ、信頼性が向上することになる。
　本発明に係るヒートポンプ装置は、室外熱交換器１に空気を供給する室外ファン３６を設け、室外ファン３６によって第２の領域側から室外熱交換器１に空気を供給する。
　そのため、本発明に係るヒートポンプ装置によれば、融解して落下する水滴は、排水に対する抵抗体となるような障害物がないため、重力によって、落下速度を維持したまま、下方に排出されることになるため、排水性能の向上という効果がより大きいものとなる。
　１　室外熱交換器、１ｂ　室外熱交換器、１ｃ　室外熱交換器、１ｄ　室外熱交換器、１ｅ　室外熱交換器、２　伝熱管、２ａ　下面、２ｂ　上面、２ｃ　端部、２ｄ　中心部、２ｅ　排水領域側端部、２ｆ　冷媒流路、３　フィン、３ａ　他側部、４　開口部、４ａ　開口端部、５　管領域、６　排水領域、８　切起こし片、８ａ－１　第１のスリット立上部、８ａ－２　第２のスリット立上部、８ｂ－１　第１のスリット切断部、８ｂ－２　第２のスリット切断部、２０　伝熱管、２０ａ　下面、２０ｂ　上面、２０ｃ　端部、２０ｄ　中央部、２０ｅ　排水領域側端部、２１　伝熱管、２１ａ　伝熱管凸部、２１ｂ　伝熱管凸部、２１ｃ　伝熱管凸部、２１ｄ　伝熱管凸部、２１ｅ　伝熱管凸部、２２　伝熱管、２２ａ　伝熱管凹部、２２ｂ　伝熱管凹部、２２ｃ　伝熱管凹部、２２ｄ　伝熱管凹部、２２ｅ　伝熱管凹部、３０　フィン、３０ａ　他側部、３１　空気調和装置、３１ａ　フィン凹部、３２　圧縮機、３２ａ　フィン凸部、３３　室内熱交換器、３４　室内ファン、３５　絞り装置、３６　室外ファン、３７　四方弁、４１　第１の仮想面、４２　第２の仮想面、５０　管領域、６０　排水領域、２００　熱交換器、２０１　風上側熱交換器、２０２　風下側熱交換器、２０３　風上側ヘッダ集合管、２０４　風下側ヘッダ集合管、２０５　列間接続部材、３００　室外熱交換器、３００ｂ　室外熱交換器、３００ｃ　室外熱交換器、３００ｄ　室外熱交換器、３００ｅ　室外熱交換器、４００　室外熱交換器、４１０　第１の仮想面、４２０　第２の仮想面、５００　熱交換器。

Claims (7)

  1. 　重力方向に複数の開口部が一側部を開放して並んで形成されたフィンと、前記複数の開口部に挿入された扁平形状の第１伝熱管と、前記第１伝熱管が挿入された前記複数の開口部の隣の開口部に挿入された扁平形状の第２伝熱管と、を備えた熱交換器であって、
    　前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の下面に排水促進部を設け、
    　前記排水促進部は、
    　前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の前記一側部とは反対側の端部をつないだ第１の仮想線と、
    　前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の中心をつないだ第２の仮想線と、の間に位置している
    　熱交換器。
  2. 　前記排水促進部の一部が前記第１の仮想線と接している
    　請求項１に記載の熱交換器。
  3. 　前記排水促進部は、
    　前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の下面を下方に向かって突出させた形状である
    　請求項１又は２に記載の熱交換器。
  4. 　前記排水促進部は、
    　前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の下面を上方に向かって突出させて前記下面を凹ませた形状である
    　請求項１又は２に記載の熱交換器。
  5. 　前記フィンの前記排水促進部の重力方向下方に切起こし片を形成している
    　請求項１～４のいずれか一項に記載の熱交換器。
  6. 　請求項１～５のいずれか一項に記載の熱交換器を、室外熱交換器として備えている
    　ヒートポンプ装置。
  7. 　前記室外熱交換器に空気を供給する室外ファンを設け、
    　前記室外ファンによって前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の前記一側部とは反対側から前記室外熱交換器に空気を供給する
    　請求項６に記載のヒートポンプ装置。
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