WO2018066066A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

本発明に係る冷凍サイクル装置は、フィンレス熱交換器であり、重力方向に沿って伸びる複数の伝熱管を有している第１熱交換器と、第１熱交換器に空気を供給する送風機と、第１熱交換器の上流側に設置され、送風機によって第１熱交換器に供給される空気を渦流とする渦発生装置と、を備えたものである。

Description

冷凍サイクル装置

　本発明は、構成としてフィンを用いないフィンレス熱交換器を備えた冷凍サイクル装置に関するものである。

　例えば特許文献１には、「複数の偏平状熱交換管部が、上下方向に向けられて、左右方向に並列状態に配置されると共に、該熱交換管部間に、上下方向に向けてコルゲート状に屈曲された一対のコルゲートフィンが相互重ね合わせ状にされて配置され、かつ両コルゲートフィン間に、前後方向に向けてコルゲート状に屈曲された排水用コルゲート板が介在状態に配置されてなる」マルチフロー熱交換器が開示されている。

　扁平管の間にフィンを配置したマルチフロー熱交換器では、結露水の排出がフィンにより妨げられるため排水性能が悪い。そこで、特許文献１に記載のマルチフロー熱交換器では、排水用コルゲート板を介在状態に配置することで排水性能を改善するようにしている。しかしながら、フィン部分での排水阻害が根本的に改善されているとは言えない。

　そこで、例えば特許文献２に記載されているようなフィン部分での排水阻害を根本的に改善することができるフィンレスのマルチフロー熱交換器が提案されている。特許文献２には、「内側を流通する第１流体と外周面に沿って流通する第２流体とを熱交換させる複数の熱交換チューブを備えたフィンレス熱交換器であって、各熱交換チューブは、断面形状が第２流体の流通方向に延びる扁平状に形成され、第２流体の流通方向に対して直交する方向に互いに間隔をおいて配置され、各熱交換チューブと隣り合う熱交換チューブとの間の隙間は、第２流体の流通方向の下流側よりも上流側が大きく形成されている」フィンレス熱交換器が開示されている。

特開平５－６０４８１号公報 特開２０１３－２５７０９５号公報

　しかしながら、特許文献２に記載のものを含めフィンレス熱交換器は、構成としてフィンを用いないため、以下のような課題がある。

　１つ目は、フィンを設置しないため、熱交換面積を確保し難く、熱交換性能が低下してしまうということである。
　２つ目は、熱交換性能を向上させるためには、熱交換器を大型化したり、伝熱管の本数を増加したりすることなどが必要になってしまうということである。
　３つ目は、熱交換器を大型化したり、伝熱管の本数を増加したりすることなどにより、製造に要する費用の増加、冷媒量増加による環境への影響、据え付け性悪化などの課題が伴って発生してしまうということである。
　特に、特許文献２に記載されているようなフィンレス熱交換器では、特徴のある伝熱管（熱交換チューブ）を作製するために、製造に要する費用及び手間が増大してしまう。

　本発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、熱交換器を大型化することなく熱交換性能を向上させるようにしたフィンレス熱交換器を備えた冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

　本発明に係る冷凍サイクル装置は、フィンレス熱交換器であり、重力方向に沿って伸びる複数の伝熱管を有している第１熱交換器と、前記第１熱交換器に空気を供給する送風機と、前記第１熱交換器の上流側に設置され、前記送風機によって前記第１熱交換器に供給される空気を渦流とする渦発生装置と、を備えたものである。

　本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、渦発生装置を第１熱交換器の上流側に設置したので、第１熱交換器に流入する空気を渦流にすることができ、第１熱交換器の熱交換性能が向上することになる。

本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路構成の一例を概略的に示す回路構成図である。 本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置が備える第１熱交換器及び渦発生装置の構成例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置が備える第１熱交換器及び渦発生装置の構成例を示す側面図である。 本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置が備える第１熱交換器の扁平管の流路の構成例を示す流路断面図である。 本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置が備える渦発生装置の構成例を示す正面図である。 図５Ａに示す渦発生装置の羽根構造体の説明図である。 図５Ｂに示す渦発生装置の羽根構造体の羽根体の説明図である。 本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置が備える第１熱交換器の寸法と扁平管の寸法の例を説明する説明図である。 本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置が備える渦発生装置の寸法と羽根構造体を説明する説明図である。 本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置が備える渦発生装置の変形例１の説明図である。 本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置が備える渦発生装置の変形例２の説明図である。 本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置が備える渦発生装置の変形例３の説明図である。 本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置が備える第１熱交換器及び渦発生装置の構成例を示す側面図である。 本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置が備える第１熱交換器を蒸発器として用いる際の、第１熱交換器及び渦発生装置の温度を概略的に示す図である。 本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置が備える第１熱交換器及び渦発生装置の構成例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置が備える第１熱交換器及び渦発生装置の構成例を示す側面図である。 本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置が備える第１熱交換器及び渦発生装置の更に別の構成例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置が備える第１熱交換器及び渦発生装置の他の更に構成例を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置が備える第１熱交換器及び渦発生装置の更に別の構成例を示す側面図である。 本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の構成例を示す側面図である。 図１３で示した冷凍サイクル装置において、渦発生装置に流入する気流の速度分布を追記した図である。 本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の別の構成例を示す側面図である。 本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の別の構成例を示す平面図である。 図１６に示す本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の別の構成例を示す側面図である。 本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の別の構成例を示す平面図である。 図１８に示す本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の別の構成を示す側面図である。

　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．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置（以下、冷凍サイクル装置１００と称する）の冷媒回路構成の一例を概略的に示す回路構成図である。図１に基づいて、冷凍サイクル装置１００について説明する。なお、図１では、冷凍サイクル装置１００の一例として空気調和装置を例に説明するものとする。また、図１では、暖房運転時の冷媒の流れを破線矢印で示し、冷房運転時の冷媒の流れを実線矢印で示し、第１熱交換器３０における空気の流れを白抜き矢印で示している。

　図１に示すように、冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１０、流路切替装置２０、第１熱交換器３０、絞り装置４０、第２熱交換器５０、第１送風機３１、第２送風機５１、及び、渦発生装置６０を備えている。そして、圧縮機１０、第１熱交換器３０、絞り装置４０、及び、第２熱交換器５０が、冷媒配管７０によって接続され、冷媒回路が形成されている。

　圧縮機１０は、冷媒回路を循環する冷媒を圧縮して吐出するものである。圧縮機１０で圧縮された冷媒は、吐出されて第１熱交換器３０へ送られる。圧縮機１０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。

　第１熱交換器３０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。第１熱交換器３０が蒸発器として機能する場合、第１熱交換器３０では絞り装置４０から流出された低温低圧の冷媒と第１送風機３１により供給される空気とが熱交換し、低温低圧の液冷媒または二相冷媒が蒸発する。一方、第１熱交換器３０が凝縮器として機能する場合、第１熱交換器３０では圧縮機１０から吐出された高温高圧の冷媒と第１送風機３１により供給される空気とが熱交換し、高温高圧のガス冷媒が凝縮する。

　第１熱交換器３０は、冷媒が流れる冷媒流路が形成された伝熱管（円管または扁平管）を備えている。ただし、第１熱交換器３０は、伝熱管に直交するように接続されるフィンが設けられていない。すなわち、第１熱交換器３０は、いわゆるフィンレス熱交換器である。
　なお、第１熱交換器３０の構成については、後段で詳細に説明するものとする。

　絞り装置４０は、第１熱交換器３０又は第２熱交換器５０から流出した冷媒を膨張させて減圧するものである。絞り装置４０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４０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。

　第２熱交換器５０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。第２熱交換器５０が凝縮器として機能する場合、第２熱交換器５０では圧縮機１０から吐出された高温高圧の冷媒と第２送風機５１により供給される空気とが熱交換し、高温高圧のガス冷媒が凝縮する。一方、第２熱交換器５０が蒸発器として機能する場合、第２熱交換器５０では絞り装置４０から流出された低温低圧の冷媒と第２送風機５１により供給される空気とが熱交換し、低温低圧の液冷媒または二相冷媒が蒸発する。

　第２熱交換器５０は、第１熱交換器３０と同様にフィンレス熱交換器で構成してもよいし、その他の形式、例えばフィン・アンド・チューブ型熱交換器等で構成してもよい。熱交換する対象によって、第２熱交換器５０の種類を決定すればよい。

　流路切替装置２０は、圧縮機１０の吐出側に設けられ、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、流路切替装置２０は、冷房運転時には圧縮機１０と第１熱交換器３０とを接続するように切り替えられ、暖房運転時には圧縮機１０と第２熱交換器５０とを接続するように切り替えられる。なお、流路切替装置２０は、たとえば四方弁で構成するとよい。ただし、二方弁又は三方弁の組み合わせを流路切替装置２０として採用してもよい。

　第１送風機３１は、第１熱交換器３０に付設され、第１熱交換器３０に空気を供給する。第１送風機３１は、第１送風機用モータ３２により回転されることで、第１熱交換器３０に空気を供給する。第１送風機３１は、例えば、プロペラファン、クロスフローファン、シロッコファン及びターボファン等、種々の種類のファンを用いることができる。

　第１送風機３１をプロペラファン又はクロスフローファンで構成する場合、第１送風機３１を第１熱交換器３０の下流側に設置するとよい。
　一方、第１送風機３１をシロッコファン又はターボファンで構成する場合、第１送風機３１を第１熱交換器３０の上流側に設置するとよい。
　第１送風機３１が、本発明の「送風機」に相当する。
　なお、第１送風機３１の配置位置については、実施の形態４で具体的に説明する。

　第２送風機５１は、第２熱交換器５０に付設され、第２熱交換器５０に空気を供給する。第２送風機５１は、第２送風機用モータ５２により回転されることで、第２熱交換器５０に空気を供給する。第２送風機５１は、例えば、プロペラファン、クロスフローファン、シロッコファン及びターボファン等、種々の種類のファンを用いることができる。

　第２熱交換器５０が第１熱交換器３０と同様にフィンレス熱交換器で構成される場合であって、第２送風機５１をプロペラファン又はクロスフローファンで構成する場合、第２送風機５１を第２熱交換器５０の下流側に設置するとよい。
　一方、第２熱交換器５０が第１熱交換器３０と同様にフィンレス熱交換器で構成される場合であって、第２送風機５１をシロッコファン又はターボファンで構成する場合、第２送風機５１を第２熱交換器５０の上流側に設置するとよい。

　渦発生装置６０は、第１熱交換器３０の空気の流れ上流側に設けられ、空気の流れを層流から渦流（乱流）に変化させるものである。
　なお、渦発生装置６０の構成については、第１熱交換器３０とともに後段で詳細に説明するものとする。

＜冷凍サイクル装置１００の動作＞
　次に、冷凍サイクル装置１００の動作について、冷媒の流れとともに説明する。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、冷凍サイクル装置１００の動作について説明する。また、ここでは、第１熱交換器３０が熱源側ユニットに搭載される熱源側熱交換器として用いられ、第２熱交換器５０が利用側ユニットに搭載される利用側熱交換器として用いられる場合の冷凍サイクル装置１００の動作を例に説明する。つまり、冷凍サイクル装置１００が運転動作を開始すると、第２熱交換器５０で生成された空調空気を空調対象空間に供給される。

　まず、冷凍サイクル装置１００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の実線矢印で示している。

　図１に示すように、圧縮機１０を駆動させることによって、圧縮機１０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１０から吐出した高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置２０を介して凝縮器として機能する第１熱交換器３０に流れ込む。第１熱交換器３０では、流れ込んだ高温高圧のガス冷媒と、第１送風機３１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になる。

　第１熱交換器３０から送り出された高圧の液冷媒は、絞り装置４０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第２熱交換器５０に流れ込む。第２熱交換器５０では、流れ込んだ二相状態の冷媒と、第２送風機５１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になる。第２熱交換器５０から送り出された低圧のガス冷媒は、流路切替装置２０を介して圧縮機１０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１０から吐出する。以下、このサイクルが繰り返される。

　次に、冷凍サイクル装置１００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の破線矢印で示している。

　図１に示すように、圧縮機１０を駆動させることによって、圧縮機１０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１０から吐出した高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置２０を介して凝縮器として機能する第２熱交換器５０に流れ込む。第２熱交換器５０では、流れ込んだ高温高圧のガス冷媒と、第２送風機５１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になる。

　第２熱交換器５０から送り出された高圧の液冷媒は、絞り装置４０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第１熱交換器３０に流れ込む。第１熱交換器３０では、流れ込んだ二相状態の冷媒と、第１送風機３１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になる。第１熱交換器３０から送り出された低圧のガス冷媒は、流路切替装置２０を介して圧縮機１０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１０から吐出する。以下、このサイクルが繰り返される。

＜第１熱交換器３０及び渦発生装置６０＞
　図２は、冷凍サイクル装置１００が備える第１熱交換器３０及び渦発生装置６０の構成例を示す斜視図である。図３は、冷凍サイクル装置１００が備える第１熱交換器３０及び渦発生装置６０の構成例を示す側面図である。図４は、冷凍サイクル装置１００が備える第１熱交換器３０の扁平管３３の流路の構成例を示す流路断面図である。図２～図４に基づいて、冷凍サイクル装置１００が備える第１熱交換器３０及び渦発生装置６０について詳細に説明する。

　なお、図２では、空気の流れを白抜き矢印で示し、図３では、空気の流れを実線矢印で示している。また、図３では、渦発生装置６０の下流側で渦流が発生していることを模式的に示している。
　図２の矢印Ｘは、扁平管３３が並ぶ方向を示している。以下、扁平管３３が並ぶ方向をＸ方向と称するものとする。図２及び図３の矢印Ｙは、空気の流れ方向を示している。以下、空気の流れ方向をＹ方向と称するものとする。図２及び図３の矢印Ｚは、扁平管３３の長手方向を示している。以下、扁平管３３の長手方向をＺ方向と称するものとする。Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向については、以下の図面においても同様の方向を示すものとして使用する。

　また、図２及び図３では、Ｘ方向及びＹ方向と、Ｚ方向とが、直交しているものの一例として説明する。また、Ｘ方向とＹ方向とについても直交している場合を一例として説明する。さらに、Ｘ方向及びＹ方向が水平面に平行であり、Ｚ方向が重力方向に平行になるように第１熱交換器３０が冷凍サイクル装置１００に搭載されている場合を一例として説明する。

　第１熱交換器３０は、流体（例えば、冷媒）が流れる流体流路が形成された第１ヘッダー３４と、流体が流れる流体流路が形成された第２ヘッダー３５と、内部に流体流路が形成された複数の扁平管３３と、を備えている。つまり、第１熱交換器３０は、構成としてフィンを備えていない。

　なお、第１ヘッダー３４と第２ヘッダー３５とは、扁平管３３を介して対をなしている。つまり、図２、３に示すように、扁平管３３は、両端部の一端（Ｚ方向下側）が第１ヘッダー３４に接続され、両端部の他端（Ｚ方向上側）が第２ヘッダー３５に接続されている。

　第１ヘッダー３４は、Ｘ方向に延びる長尺状の部材であり、内部に流体が流れる流体流路が形成されている。第１ヘッダー３４には、扁平管３３の一端が接続されている。第１ヘッダー３４は、例えば、圧縮機１０または絞り装置４０などから供給されてきた流体が流入する流入側ヘッダーとして用いられる。第１ヘッダー３４は、例えば、水平方向と平行になるように配置される。なお、第１ヘッダー３４を流出側ヘッダーとして用いてもよい。この場合、第２ヘッダー３５が流入側ヘッダーとして用いられる。

　第２ヘッダー３５は、Ｘ方向に延びる長尺状の部材であり、内部に流体が流れる流体流路が形成されている。第２ヘッダー３５には、扁平管３３の他端が接続されている。第２ヘッダー３５は、例えば、第１ヘッダー３４及び扁平管３３を流れてきた流体が供給されるものであり、流出側ヘッダーとして用いられる。第２ヘッダー３５は、たとえば、水平方向と平行になるように配置される。なお、第２ヘッダー３５を流入側ヘッダーとして用いてもよい。この場合、第１ヘッダー３４が流出側ヘッダーとして用いられる。

　扁平管３３は、複数が並列にＺ方向に流体が流れるように配置され、隣り合う扁平管３３の間を第１送風機３１から供給される空気が通過するものである。具体的には、扁平管３３のそれぞれは、重力方向に沿って伸び、並列に並んで配置される。つまり、第１熱交換器３０は、扁平管３３のそれぞれの長手方向が重力方向と平行となるように搭載されるユニットに設置される。

　また、図４に示すように、扁平管３３は、縦幅Ａ１よりも横幅Ａ２を大きくした扁平形状の伝熱管である。そして、扁平管３３には、例えば図４に示すように、流体が流れる流体流路３３ａが複数形成されている。
　なお、以下の説明において、縦幅Ａ１を断面短軸方向と称し、横幅Ａ２を断面長軸方向と称するものとする。

　なお、扁平管３３の本数や長手方向の長さを特に限定するものではなく、第１熱交換器３０が搭載される冷凍サイクル装置１００の用途や出力等に対応して決定されればよい。
　また、扁平管３３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。
　さらに、ここでは、伝熱管の一例として扁平管３３を例に説明するが、円管（断面円形状の伝熱管）を用いて第１熱交換器３０を構成してもよい。この場合においても、Ｚ方向に流体が流れるように円管を配置するものとする。

　渦発生装置６０は、第１送風機３１から供給される空気が通過するものであり、通過する前の層流の空気流れを、通過した後に渦流（乱流）に変化させるものである。つまり、図３に示すように、渦発生装置６０を通過した後の空気流れには、渦流が発生した状態になっている。
　また、渦発生装置６０は、樹脂製または金属製である。

　第１熱交換器３０における空気の流れについて説明する。
　第１送風機３１が回転することにより空気が第１熱交換器３０に供給される。この空気は、第１熱交換器３０に流入する前に渦発生装置６０を通過することになる。渦発生装置６０では、層流の空気流れに乱れを発生させて、層流の空気流れが渦流に変化する。渦流の空気流れは、熱輸送及び拡散効果が高いため、層流に比べて第１熱交換器３０における伝熱性能を向上できる。つまり、第１熱交換器３０における熱交換を、渦効果により促進することができることになる。

　したがって、第１熱交換器３０の上流側に渦発生装置６０を設置することにより、第１熱交換器３０の風上で空気流れを渦流にでき、第１熱交換器３０の扁平管３３と空気との間の熱交換が促進され、熱交換性能が向上することになる。
　なお、第１熱交換器３０と渦発生装置６０とをユニット化して、冷凍サイクル装置１００の例えば熱源側ユニット（室外ユニット）などに設置するようにしてもよいし、それぞれ別体として個別に設置するようにしてもよい。

＜渦発生装置６０＞
　渦発生装置６０について詳しく説明する。
　図５Ａは、冷凍サイクル装置１００が備える渦発生装置６０の構成例を示す正面図である。図５Ｂは、図５Ａに示す渦発生装置６０の羽根構造体６００の説明図である。図５Ｃは、図５Ｂに示す渦発生装置６０の羽根構造体６００の羽根体６０２の説明図である。

　渦発生装置６０は、例えば、第１熱交換器３０の空気流れ上流側であって、第１熱交換器３０の対向位置に配置される。渦発生装置６０は、図５Ａに示すように、複数の羽根体６０２と、羽根体６０２が固定されている第１支持体６０１と、第１支持体６０１に交差するように設けられている第２支持体６０３とを備えている。

　第１支持体６０１は、Ｚ方向に平行に設けられている。第１支持体６０１は、羽根体６０２を配置する間隔をあけて、Ｘ方向に並ぶように配置されている。第１支持体６０１は、板状部材である。第１支持体６０１には、Ｚ方向に並ぶように、複数の羽根体６０２が固定されている。例えば、図５Ａの紙面の一番右側に示された第１支持体６０１には、Ｚ方向に並ぶように１０個の羽根体６０２が固定されている。

　ここで、渦発生装置６０は、１個の第１支持体６０１に、１個の羽根体６０２が固定されている態様であってもよい。つまり、図５Ａに示す第１支持体６０１を例に説明すれば、Ｚ方向に平行な１本の第１支持体６０１が、１０分割されるということである。図５Ａに示す渦発生装置では、１０分割される第１支持体６０１が、Ｘ方向に２１個並んでいるため、１０×２１＝２１０の支持体が設けられていることになる。なお、分割数は１０に限定されるものではなく、適宜、設定することができる。例えば、２分割として、１個の第１支持体６０１に５つの羽根体６０２が固定されていてもよい。

　渦発生装置６０は、第２支持体６０３を２個備えている。第２支持体６０３は、Ｘ方向に平行に設けられている。一方の第２支持体６０３は、第１支持体６０１の上端部に固定されている。他方の第２支持体６０３は、第１支持体６０１の下端部に固定されている。第２支持体６０３は、板状部材である。第２支持体６０３は、複数の第１支持体６０１を支持し、渦発生装置６０の形状を保つ機能を有している。

　本実施の形態１において、渦発生装置６０の対向位置に配置されている第１熱交換器３０の複数の扁平管３３は、直線状に構成されている。そして、複数の扁平管３３は、予め定められた配列方向に並ぶように配置されている。配列方向とは、Ｘ方向に平行な方向である。ここで、羽根体６０２は、扁平管３３の軸方向に並ぶように複数配置され、かつ、扁平管３３の配列方向に並ぶように複数配置されている。軸方向とは、Ｚ方向に平行な方向である。

　このように、羽根体６０２が配置されていることにより、渦流が各扁平管３３の間に均等に流入し、熱交換性能を向上させることができる。図５Ａにおいては、羽根体６０２は、扁平管３３の軸方向に１０個配置され、かつ、扁平管３３の配列方向に２０個配置されている。このため、渦発生装置６０は、１０×２０＝２００の羽根体６０２を備えている。

（羽根構造体６００について）
　図５Ｂでは、（ａ）が羽根構造体６００の斜視図を示し、（ｂ）が羽根構造体６００の上面図を示し、（ｃ）が羽根構造体６００の第２支持部６０１Ｂ側から見た側面図を示し、（ｄ）が羽根構造体６００の正面図を示している。
　また、図５Ｃでは、（ａ）が羽根体６０２の上面図を示し、（ｂ）が羽根体６０２の第２支持部６０１Ｂ側から見た側面図を示している。

　渦発生装置６０には、第１支持体６０１と複数の羽根体６０２との間に、空気が流通する開口部ＣＬ（第２隙間）が形成されている。羽根体６０２は、空気流通方向の一方側に配置される一端部Ｐ１と、空気流通方向の他方側に配置される他端部Ｐ２とを備え、一端部Ｐ１から他端部Ｐ２にかけて空気流通方向に沿う面が形成されている。ここで、空気流通方向に沿う面とは、後述する第１面Ｓ１及び第２面Ｓ２に対応する。なお、空気流通方向は、必ずしも、Ｙ方向と一致しない。

　渦発生装置６０は、複数の羽根構造体６００を備えている。羽根構造体６００は、第１支持部６０１Ａ及び第２支持部６０１Ｂと、第１羽根６０２Ａ及び第２羽根６０２Ｂとを備えている。

　第１支持部６０１Ａ及び第２支持部６０１Ｂは、第１支持体６０１に含まれる構成である。第１支持部６０１Ａ及び第２支持部６０１Ｂは、第１支持体６０１の構成要素の一単位である。複数の第１支持部６０１Ａ及び第２支持部６０１Ｂによって、第１支持体６０１が構成される。第２支持部６０１Ｂは、第１支持部６０１Ａとの間に予め定められた第１間隔をあけて設けられている。第２支持部６０１Ｂは、第１支持部６０１Ａに対向している。

　羽根体６０２は、板状部材で構成された第１羽根６０２Ａと、板状部材で構成され、第１羽根６０２Ａと対をなす第２羽根６０２Ｂとを備えている。第１羽根６０２Ａは、第１支持部６０１Ａと第２支持部６０１Ｂとの間に配置されている。第２羽根６０２Ｂは、第１支持部６０１Ａと第２支持部６０１Ｂとの間に配置されている。第２羽根６０２Ｂは、第１羽根６０２Ａと対をなす羽根である。

　第１羽根６０２Ａは、一端部Ｐ１に対応する第１端部Ｅ１と、他端部Ｐ２に対応する第２端部Ｅ２と、第１支持部６０１Ａに接続された第３端部Ｅ３と、空気流通方向に沿う面に対応する第１面Ｓ１と、第１面Ｓ１の反対側に形成された第１反対面Ｓ１０とを含む。
　また、第２羽根６０２Ｂは、一端部Ｐ１に対応する第４端部Ｅ４と、他端部Ｐ２に対応する第５端部Ｅ５と、第２支持部６０１Ｂに接続された第６端部Ｅ６と、空気流通方向に沿う面に対応する第２面Ｓ２と、第２面Ｓ２の反対側に形成された第２反対面Ｓ２０とを含む。

　ここで、第１面Ｓ１の第１端部Ｅ１から第２端部Ｅ２に向かう方向を第１方向Ｄｒ１とし、第２面Ｓ２の第４端部Ｅ４から第５端部Ｅ５に向かう方向を第２方向Ｄｒ２とする。このとき、第１面Ｓ１及び第２面Ｓ２は、第１方向Ｄｒ１と第２方向Ｄｒ２とが交差するように形成されている。図５Ｂ（ｃ）及び図５Ｃ（ｂ）に示すように、羽根体６０２を側面側から見たときに、羽根体６０２は、第１羽根６０２Ａと第２羽根６０２Ｂとが交差するように配置されている。なお、第１方向Ｄｒ１及び第２方向Ｄｒ２は、上述した羽根体６０２の空気流通方向に対応している。

　第１羽根６０２Ａは三角形状である。つまり、第１面Ｓ１は、第１端部Ｅ１から第２端部Ｅ２にかけて先細る三角形状である。第２羽根６０２Ｂも三角形状である。第２面Ｓ２は、第５端部Ｅ５から第４端部Ｅ４にかけて先細る三角形状である。つまり、第１羽根６０２Ａと第２羽根６０２Ｂとでは先細る方向が逆である。このように、三角形状となっていることにより、効率よく渦流を発生させ、渦発生装置６０における圧力損失を抑制することができる。また、効率よく渦流を発生させることができるので、渦発生装置６０の小型化しても、渦流の発生効果を確保しやすい。

＜各種の構成の寸法等について＞
　図５Ｄは、冷凍サイクル装置１００が備える第１熱交換器３０の寸法と扁平管３３の寸法の例を説明する説明図である。図５Ｄでは、（ａ）が第１熱交換器３０の正面図を示し、（ｂ）が扁平管３３の断面図を示している。なお、図５Ｄで示す寸法は、あくまでも一例であり、例示した寸法に限定されるものではない。

　第１ヘッダー３４から第２ヘッダー３５までの長さは、２００（ｍｍ）である。
　扁平管３３の断面短軸方向の幅は、０．６（ｍｍ）である。
　扁平管３３の断面長軸方向の幅は、１７．８（ｍｍ）である。
　第１ヘッダー３４の長手方向の長さ及び第２ヘッダー３５の長手方向の長さは、２００（ｍｍ）である。
　扁平管３３のピッチＤＰは２．５（ｍｍ）である。

　ここで、ピッチＤＰは、任意の扁平管３３の一方面から、この任意の扁平管３３に隣接する扁平管３３の一方の面までの長さである。このため、ピッチＤＰは、扁平管３３の断面短軸方向の幅を含む値である。したがって、ピッチＤＰから扁平管３３の断面短軸方向の幅を引いた値は、隣接する扁平管３３の間の間隔（第２間隔）に対応し、２．５－０．６＝１．９（ｍｍ）である。

　図５Ｅは、冷凍サイクル装置１００が備える渦発生装置６０の寸法と羽根構造体６００を説明する説明図である。図５Ｅでは、（ａ）が渦発生装置６０の正面図を示し、（ｂ）が羽根構造体６００の上面視図を示し、（ｃ）が羽根構造体６００の第２支持部６０１Ｂ側から見た側面図を示している。なお、図５Ｅで示す寸法は、あくまでも一例であり、例示した寸法に限定されるものではない。

　渦発生装置６０のＺ方向の幅は、２００（ｍｍ）である。
　渦発生装置６０のＸ方向の幅は、２００（ｍｍ）である。

　第１支持部６０１ＡのＹ方向の寸法は、５（ｍｍ）である。
　第１支持部６０１ＡのＸ方向の幅（厚み）は、０．６（ｍｍ）である。
　第１羽根６０２Ａの第３端部Ｅ３のＹ方向の寸法は、３．５（ｍｍ）である。
　第１羽根６０２Ａの第１端部Ｅ１の幅は、１．８（ｍｍ）である。

　第２支持部６０１ＢのＹ方向の寸法は、５（ｍｍ）である。
　第２支持部６０１ＢのＸ方向の幅（厚み）は、０．６（ｍｍ）である。
　第２羽根６０２Ｂの第６端部Ｅ６のＹ方向の寸法は、３．５（ｍｍ）である。
　第２羽根６０２Ｂの第４端部Ｅ４の幅は、１．８（ｍｍ）である。

　第１支持部６０１Ａと第２支持部６０１Ｂとの間の第１間隔は、１．９（ｍｍ）である。
　第１羽根６０２Ａの第１面Ｓ１の三角形の頂点角度は、２７度である。
　図示は省略しているが、第２羽根６０２Ｂの第２面Ｓ２の三角形の頂点角度も、２７度である。

　Ｙ方向に対して第１面Ｓ１がなす角度θ１は、１３５度である。
　Ｙ方向に対して第２面Ｓ２がなす角度θ２は、４５度である。
　したがって、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２とは直交するように交差している。

　第１熱交換器３０は、隣接する１対の扁平管３３として、第１扁平管３３Ａ及び第２扁平管３３Ｂとを備えている。第２扁平管３３Ｂは、直線状である。第２扁平管３３Ｂは、第１扁平管３３Ａとの間に予め定められた第２間隔をあけて設けられている。第２扁平管３３Ｂは、第１扁平管３３Ａと平行に設けられている。第２扁平管３３Ｂは、第１扁平管３３Ａに対向して設けられている。

　ここで、渦発生装置６０の羽根体６０２は、第１扁平管３３Ａと第２扁平管３３Ｂとの間に収まるように配置されている。このように、羽根体６０２が配置されていることにより、渦流が各扁平管３３の間に均等に流入し、熱交換性能を向上させることができる。したがって、渦発生装置６０及び第１熱交換器３０における圧力損失を抑制することができる。

　上記で寸法の説明をしたように、第１支持部６０１Ａと第２支持部６０１Ｂとの間の第１間隔及び隣接する扁平管３３の間の間隔（第２間隔）は、共に１．９（ｍｍ）で等しく、また、第１支持部６０１Ａの厚み、第２支持部６０１Ｂの厚み及び扁平管３３の断面短軸方向の幅は、共に０．６（ｍｍ）で等しい。したがって、第１支持部６０１ＡのＹ方向の延長上に第１扁平管３３Ａが配置され、且つ、第２支持部６０１ＢのＹ方向の延長上に第２扁平管３３Ｂが配置される、という条件を満たしていれば、羽根体６０２は、第１扁平管３３Ａと第２扁平管３３Ｂとの間に収まる。

　なお、第１扁平管３３Ａと第２扁平管３３Ｂとの間に収まるように配置されていると説明したが、本実施の形態１では、第１扁平管３３Ａの軸方向に並ぶ複数の羽根体６０２を羽根体群ＷＧとすると、単数の羽根体群ＷＧが、第１扁平管３３Ａと第２扁平管３３Ｂとの間に配置されている。

　なお、単数の羽根体群ＷＧが、第１扁平管３３Ａと第２扁平管３３Ｂとの間に配置されている態様に限定されるものではない。複数の羽根体群ＷＧが、第１扁平管３３Ａから第２扁平管３３Ｂに向かう方向に並ぶように、第１扁平管３３Ａと第２扁平管３３Ｂとの間に配置されている態様であってもよい。言い換えると、羽根体群ＷＧは、第１扁平管３３Ａと第２扁平管３３Ｂとの間に、ｎ列並ぶように配置されていてもよい。ここで、ｎは自然数である。ｎが２以上である場合には、Ｘ方向における両端の各羽根体６０２の第１支持体６０１の正面に、第１扁平管３３Ａ及び第２扁平管３３Ｂが配置されている。つまり、Ｘ方向における一端に位置する羽根体６０２の第１支持部６０１Ａは、Ｙ方向の正面に第１扁平管３３Ａが位置している。また、Ｘ方向における他端に位置する羽根体６０２の第２支持部６０１Ｂは、Ｙ方向の正面に第２扁平管３３Ｂが位置している。

＜渦発生装置６０の変形例１＞
　図５Ｆは、冷凍サイクル装置１００が備える渦発生装置６０の変形例１の説明図である。図５Ｆでは、（ａ）がこれまで説明した渦発生装置６０の複数の羽根体６０２の配置を示し、（ｂ）が渦発生装置６０の変形例１を示しており、これまで説明してきた羽根体６０２（第１羽根体）と、この羽根体６０２とは形状が異なる羽根体（第２羽根体６０２ＳＹ）の配置例を示している。

　本変形例１では、２種類の形状の羽根体を含んでいる。つまり、渦発生装置６０は、羽根体６０２（以下、羽根体６０２を第１羽根体とも称する）と、第１羽根体とは対称な形状を有する第２羽根体６０２ＳＹとを含む。ここで、第２羽根体６０２ＳＹは、第１支持部６０１Ａと第２支持部６０１Ｂとの間の中間の位置を通り、第１支持部６０１Ａに平行な仮想面を基準として、第１羽根体の第１羽根６０２Ａ及び第２羽根６０２Ｂを対称移動させた形状となっている。

　変形例１では、第１羽根体及び第２羽根体６０２ＳＹが千鳥状に配置されている。これにより、より効率的に、層流の空気流れに乱れを発生させ、層流の空気流れを渦流に変化させることができる。

＜渦発生装置６０の変形例２＞
　図５Ｇは、冷凍サイクル装置１００が備える渦発生装置６０の変形例２の説明図である。変形例２では、１個の羽根体に含まれる羽根の数が１個である。

　図５Ｇでは、（ａ）が変形例２に係る羽根構造体６００の斜視図を示し、（ｂ）が変形例２に係る羽根構造体６００の上面図を示し、（ｃ）が変形例２に係る羽根構造体６００の第２支持部６０１Ｂ側から見た側面図を示し、（ｄ）が変形例２に係る羽根構造体６００の正面図を示している。

　本変形例２において、１個の羽根体７０２は、板状部材で構成された羽根を１個備えている。具体的には、羽根体７０２は、羽根体６０２の第２羽根６０２Ｂに対応する羽根を備えていない。羽根体７０２の羽根は、第１羽根６０２Ａと同じ構成であるため、説明は省略する。なお、羽根体７０２の羽根は第１羽根６０２Ａと同じ構成であるため、説明の便宜上、図面中において、羽根体７０２の羽根も、第１羽根６０２Ａと示している。

　羽根体７０２の羽根も、第１羽根６０２Ａと同様に、一端部Ｐ１に対応する第１端部Ｅ１と、他端部Ｐ２に対応する第２端部Ｅ２と、第１支持部６０１Ａに接続された第３端部Ｅ３と、空気流通方向に沿う面に対応する第１面Ｓ１と、第１面Ｓ１の反対側に形成された第１反対面Ｓ１０とを含む。

＜渦発生装置６０の変形例３＞
　図５Ｈは、冷凍サイクル装置１００が備える渦発生装置６０の変形例３の説明図である。変形例３では、羽根体が含む羽根の形状が三角形ではなく、四角形である。

　図５Ｈでは、（ａ）が変形例３に係る羽根構造体６００の斜視図を示し、（ｂ）が変形例３に係る羽根構造体６００の上面図を示し、（ｃ）が変形例３に係る羽根構造体６００の第２支持部６０１Ｂ側から見た側面図を示し、（ｄ）が変形例３に係る羽根構造体６００の正面図を示している。

　図５Ｈに示すように、変形例３の羽根体８０２は、四角形状の第１羽根８０２Ａと、四角形状の第２羽根８０２Ｂとを含む。第１羽根８０２Ａ及び第２羽根８０２Ｂは、四角形状である点が異なり、その他の構成は、第１羽根６０２Ａ及び第２羽根６０２Ｂと同様であるため、説明は省略する。変形例３は、変形例２と組み合わせることもできる。つまり、羽根体７０２の第１羽根６０２Ａの形状を四角形状としてもよい。

　以上のように、冷凍サイクル装置１００によれば、圧縮機１０、第１熱交換器３０、絞り装置４０、および、第２熱交換器５０により冷媒回路が形成され、第１熱交換器３０の上流側に渦発生装置６０を設置しているので、フィンレス熱交換器である第１熱交換器３０の熱交換性能を向上させることができる。
　また、第１熱交換器３０はフィンが設けられていないので、伝熱管とフィンとの間の接触熱抵抗、及び、フィン自体の熱伝導による抵抗がない分、熱交換性能が向上している。

　さらに、第１熱交換器３０を蒸発器として機能させる場合には、結露水は重力方向に平行に配されている扁平管３３に沿って流れ落ちることになる。したがって、冷凍サイクル装置１００では、排水性が向上したものになる。排水性が向上しているため、たとえば冷凍サイクル装置１００がデフロスト運転を実行している時も、第１熱交換器３０の下部に氷が積層することを抑制することができる。

　なお、冷凍サイクル装置１００のその他の例としては、給湯器や冷凍機、空調給湯複合機などがあり、いずれの場合も第１熱交換器３０における熱交換性能を向上させることができる。
　また、冷凍サイクル装置１００に使用する冷媒を特に限定するものではなく、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２、ＨＦＯ１２３４ｙｆ等の冷媒を使用することができる。
　また、第２熱交換器５０で熱交換させる流体としては空気および冷媒の例を示したが、これに限定するものではない。つまり、第２熱交換器５０で熱交換させる流体は、第２熱交換器５０の形態に応じて変化する。

　また、冷凍サイクル装置１００については、鉱油系、アルキルベンゼン油系、エステル油系、エーテル油系、フッ素油系など、冷媒に油が溶ける、溶けないにかかわらず、どんな冷凍機油についても用いることができる。

　また、冷凍サイクル装置１００は、流路切替装置２０を設けて冷媒の流れを切り替え可能な構成を例に説明したが、流路切替装置２０を設けず、第１熱交換器３０が蒸発器としてのみ機能する暖房専用機として冷凍サイクル装置１００を構成してもよい。
　さらに、第１熱交換器３０だけでなく、第２熱交換器５０をフィンレス熱交換器で構成し、第２熱交換器５０の上流側に渦発生装置６０を設置するようにしてもよい。

実施の形態２．
　図６は、本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置が備える第１熱交換器３０及び渦発生装置６０の構成例を示す側面図である。図７は、本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置が備える第１熱交換器３０を蒸発器として用いる際の、第１熱交換器３０及び渦発生装置６０の温度を概略的に示す図である。図６及び図７に基づいて、本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置が備える第１熱交換器３０及び渦発生装置６０について具体的に説明する。なお、図６及び図７では、空気の流れを白抜き矢印で示している。

　本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の基本的な構成は、発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と同様である。また、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。

　実施の形態１では、渦発生装置６０が第１熱交換器３０の上流に設置されている場合を例に挙げて説明したが、実施の形態２では、渦発生装置６０が第１熱交換器３０の上流側に設置され、かつ、距離ｘの第１隙間４１を隔てて設置された状態を例に示している。つまり、渦発生装置６０は、第１熱交換器３０と非接触で設置されている。なお、図６及び図７に示すＬ１は渦発生装置６０の厚み（渦発生装置６０のＹ方向の距離）を表し、Ｌ２は扁平管３３の断面長軸方向の距離（扁平管３３のＹ方向の距離）を表している。

　第１熱交換器３０と渦発生装置６０との間に距離ｘの第１隙間４１を設け、第１熱交換器３０及び渦発生装置６０を配置することにより、第１熱交換器３０を蒸発器として用いた際、第１熱交換器３０の扁平管３３及び渦発生装置６０における各位置の温度は、図７のようになる。

　第１熱交換器３０を蒸発器として使用する場合、扁平管３３（第１ヘッダー３４及び第２ヘッダー３５も含む）を流れる冷媒の温度が外気温度よりも低くなる。また、第１送風機３１によって第１熱交換器３０に供給された空気は、扁平管３３によって冷却されていくため、下流側に行くほど温度が低くなる。ただし、扁平管３３の表面温度は、扁平管３３の内部を流れる冷媒の温度と同程度である。そして、冷媒の温度は、第１送風機３１によって供給される空気の流れ方向（Ｙ方向）において変化はほとんどない。そのため、扁平管３３の表面温度は、第１送風機３１によって供給される空気の流れ方向（Ｙ方向）において一定である（図７の直線Ｃ）。
　第１熱交換器３０と渦発生装置６０とが接触している場合、渦発生装置６０の表面温度は、扁平管３３との接触面温度で扁平管３３の表面温度に近い温度となり、空気流れ上流方向に向かって熱伝導により変化する。

　これにより、扁平管３３の表面温度が空気の露点温度よりも低くなる部分が生じる。そうすると、第１熱交換器３０はフィンレス熱交換器で構成されているものの、扁平管３３の表面に水滴（露）が付着することになる。なお、扁平管３３の表面に付着した水滴を結露水と称する。

　第１熱交換器３０を蒸発器として使用する場合、扁平管３３（第１ヘッダー３４及び第２ヘッダー３５も含む）を流れる冷媒の温度が外気温度よりも低くなる。これにより、扁平管３３の表面温度が空気の露点温度よりも低くなる。そうすると、第１熱交換器３０はフィンレス熱交換器で構成されているものの、扁平管３３の表面に水滴（露）が付着することになる。なお、扁平管３３の表面に付着した水滴を結露水と称する。

　そして、扁平管３３を流れる冷媒の温度が外気温度よりも低く、かつ０℃以下の場合、扁平管３３の表面に付着した結露水が氷結して霜が発生する。着露、着霜が発生すると、第１熱交換器３０における空気の流れを阻害することになる。空気の流れが阻害されると、第１熱交換器３０の熱交換性能が低下してしまう。

　加えて、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置では、第１熱交換器３０の上流に渦発生装置６０が設置されている。ここで、第１熱交換器３０の扁平管３３と、渦発生装置６０と、が接触している場合、つまり距離ｘ＝０の場合、熱伝導により、渦発生装置６０の温度が扁平管３３の温度と近くなってしまう。つまり、渦発生装置６０の温度は、扁平管３３を流れる冷媒によって低下し、図７に二点鎖線で示す直線Ｄのように、熱伝導により空気の流れ方向の上流に向かって上昇する状態となる。そうすると、第１熱交換器３０だけでなく、渦発生装置６０にも、着露、着霜が生じ、渦発生装置６０における空気の流れを阻害する可能性が生じる。

　そこで、図６に示すように、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置では、第１熱交換器３０と渦発生装置６０とを非接触とし、第１熱交換器３０の扁平管３３の温度が熱伝導により渦発生装置６０に伝わらないようにしている。つまり、第１隙間４１が形成されているため、渦発生装置６０は、扁平管３３を流れる冷媒によってほとんど冷却されない。このため、渦発生装置６０の温度は、図７に実線で示す直線Ｅのように、渦発生装置６０は、外気温度に近い温度となり、着露、着霜が発生し難いものとなる。

　以上のように、第１熱交換器３０を蒸発器として用いた際、第１隙間４１により渦発生装置６０に着霜が発生しづらい。したがって、実施の形態２では、渦発生装置６０で発生させた渦流をより長期に渡って連続的に安定して第１熱交換器３０に供給することができるので、第１熱交換器３０の熱交換性能をさらに向上させることができる。

　距離ｘは、扁平管３３または渦発生装置６０の表面に発生することが想定される着露、着霜の粒径を考慮した値として設定する。例えば、距離ｘは、１ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましい。これは、距離ｘが大きすぎると、渦流が第１熱交換器３０に到達せず、距離ｘが小さすぎると、第１熱交換器３０で発生した結露水が渦発生装置６０に付着してしまう可能性が生じるからである。

　第１熱交換器３０及び渦発生装置６０は、例えば、第１熱交換器３０及び渦発生装置６０を搭載するユニットの設置面（図６に示す設置面８１等）において、両者を距離ｘを隔てて設置するとよい。
　また、第１熱交換器３０及び渦発生装置６０の枠体を共通として第１熱交換器３０と渦発生装置６０とをユニット化する場合、枠体において距離ｘを確保するようにしてもよい。この場合、枠体を、第１熱交換器３０の扁平管３３及び渦発生装置６０よりも熱伝導率が低い材料、例えば樹脂等で形成するとよい。

　あるいは、第１熱交換器３０及び渦発生装置６０の少なくとも１つの対面側に、第１熱交換器３０及び渦発生装置６０とは別部品であるスペーサー（例えば、凸部、突起部等）を設け、距離ｘを確保するようにしてもよい。つまり、第１熱交換器３０と渦発生装置６０との間にスペーサーを挟み込むことにより、第１熱交換器３０と渦発生装置６０との間に第１隙間４１を形成している。

　このスペーサーは、第１熱交換器３０の扁平管３３及び渦発生装置６０よりも熱伝導率が低い材料、例えば樹脂等で形成するとよい。また、スペーサーは、第１熱交換器３０及び渦発生装置６０とは別部品としての個数、大きさ、材質等を特に限定するものではない。
　また、第１熱交換器３０及び渦発生装置６０の少なくとも１つの対面側に周状のスペーサーを設け、距離ｘを確保するようにしてもよい。

　第１熱交換器３０と渦発生装置６０との間にスペーサーを挟み込んで第１隙間４１を形成することにより、第１隙間４１の距離ｘの管理が容易となる。すなわち、第１熱交換器３０及び渦発生装置６０の設置誤差等によって第１隙間４１の大きさが設定値からずれることを防止できる。そして、第１熱交換器３０と渦発生装置６０との間の第１隙間４１の距離ｘを正確に設定することにより、渦発生装置６０によって所望の状態に乱れた気流を第１熱交換器３０に供給でき、第１熱交換器３０の熱交換性能をより向上させることができる。

　また、スペーサーを第１熱交換器３０及び渦発生装置６０よりも熱伝導率が低い材料で形成することにより、第１熱交換器３０を蒸発器として用いた際に、スペーサーを介して渦発生装置６０が冷却されることを抑制できる。このため、スペーサーを介して第１熱交換器３０と渦発生装置６０とが熱的に接続されているとしても、渦発生装置６０に着霜が発生しづらい。したがって、本実施の形態２では、渦発生装置６０で渦を発生させた気流をより長期に渡って連続的に安定して第１熱交換器３０に供給することができるので、第１熱交換器３０の熱交換性能をさらに向上させることができる。

　なお、スペーサーを渦発生装置６０との一体成形品にしてもよい。例えば、渦発生装置６０の第１熱交換器３０側の端部の一部を第１熱交換器３０側に突出させ、該突出部分をスペーサーとしてもよい。また例えば、スペーサーを第１熱交換器３０との一体成形品にしてもよい。つまり、第１熱交換器３０の渦発生装置６０側の端部の一部を渦発生装置６０側に突出させ、該突出部分をスペーサーとしてもよい。

　このようにスペーサーを構成しても、第１熱交換器３０と渦発生装置６０との間の第１隙間４１の距離ｘを正確に設定することができる。したがって、渦発生装置６０によって所望の状態に乱れた気流を第１熱交換器３０に供給でき、第１熱交換器３０の熱交換性能をより向上させることができる。また、スペーサーを渦発生装置６０又は第１熱交換器３０の一部で構成した場合、スペーサー部分において第１熱交換器３０と渦発生装置６０とが接触することとなるが、接触範囲を数カ所に特定できるため、渦発生装置６０が冷却されづらい。つまり、渦発生装置６０に着霜が発生しづらい。

実施の形態３．
　図８は、本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置が備える第１熱交換器３０及び渦発生装置６０の構成例を示す斜視図である。図９は、本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置が備える第１熱交換器３０及び渦発生装置６０の構成例を示す側面図である。図８及び図９に基づいて、本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置が備える第１熱交換器３０及び渦発生装置６０の一例について具体的に説明する。

　なお、図８では、空気の流れを白抜き矢印で示し、図９では、空気の流れを実線矢印で示している。また、図９では、渦発生装置６０の下流側で渦流が発生していることを模式的に示している。
　また、本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の基本的な構成は、発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と同様である。また、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。

　実施の形態２では、渦発生装置６０が第１熱交換器３０の上流側に設置され、かつ、第１隙間４１（距離ｘ）を隔てて設置された状態を例に挙げて説明したが、実施の形態３では、１つの第１熱交換器３０と１つの渦発生装置６０とを１つの組として、その組を空気の流れ方向に複数列並べて配置している。つまり、第１熱交換器３０と渦発生装置６０が組み合わされた組のそれぞれにおいて、渦発生装置６０が第１熱交換器３０の上流側に設置されるようになっている。

　図９では、第１熱交換器３０と渦発生装置６０とで構成される１つの組を熱交換部として、風上側から熱交換部８０Ａ、熱交換部８０Ｂとして図示している。そして、熱交換部８０Ａを構成している第１熱交換器３０及び渦発生装置６０を、第１熱交換器３０Ａ及び渦発生装置６０Ａ、熱交換部８０Ｂを構成している第１熱交換器３０及び渦発生装置６０を、第１熱交換器３０Ｂ及び渦発生装置６０Ｂとして図示している。
　なお、以下の説明において、熱交換部８０Ａ、及び、熱交換部８０Ｂをまとめて熱交換ユニット８０と称するものとする。

　熱交換ユニット８０における空気の流れについて説明する。
　第１送風機３１が回転することにより空気が熱交換ユニット８０に供給される。この空気は、まず熱交換部８０Ａに供給される。熱交換部８０Ａでは、第１送風機３１により供給された空気が、第１熱交換器３０Ａに流入する前に渦発生装置６０Ａを通過することになる。渦発生装置６０Ａでは、層流の空気流れを乱流に変化させる。

　渦流に変化した空気流れは、第１熱交換器３０Ａを通過した後、熱交換部８０Ｂに供給される。熱交換部８０Ａを通過する空気は、第１熱交換器３０Ａを通過する際に、整流され、渦流が減少または消滅してしまう。このような場合、熱交換部８０Ｂにおいては、渦発生装置６０による熱交換性能が得られない可能性が生じる。そこで、熱交換部８０Ｂにおいても、第１熱交換器３０Ｂの上流側に渦発生装置６０Ｂを設置し、熱交換部８０Ａから流れてきた空気を、渦発生装置６０Ｂにより渦流とするようにしている。

　これを熱交換ユニット８０の全体で実行することにより、熱交換ユニット８０の全体で渦発生装置６０による熱交換性能の促進を図ることができる。つまり、熱交換ユニット８０を第１熱交換器３０及び渦発生装置６０が組み合わされた熱交換部の多列構成とした場合であっても、全部の組で渦発生装置６０を設置したことによる熱交換性能の進効果を得ることが可能になる。

　図１０は、本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置が備える第１熱交換器３０及び渦発生装置６０の更に別の構成例を示す斜視図である。図１１は、本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置が備える第１熱交換器３０及び渦発生装置６０の他の更に構成例を示す分解斜視図である。図１２は、本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置が備える第１熱交換器３０及び渦発生装置６０の更に別の構成例を示す側面図である。図１０～図１２に基づいて、本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置が備える第１熱交換器３０及び渦発生装置６０の更に別の一例について具体的に説明する。

　図８及び図９では、熱交換ユニット８０を熱交換部の２列構成とした場合を例に示したが、図１０～図１２では、熱交換ユニット８０を熱交換部の３列以上の構成とした場合を例に示している。
　図１２では、第１熱交換器３０と渦発生装置６０とで構成される１つの組を熱交換部として、風上側から熱交換部８０Ａ、熱交換部８０Ｂ・・・熱交換部８０Ｎとして図示している。そして、熱交換部８０Ｎを構成している第１熱交換器３０及び渦発生装置６０を、第１熱交換器３０Ｎ及び渦発生装置６０Ｎとして図示している。つまり、熱交換部８０Ｂと熱交換部８０Ｎとの間に、熱交換部を何組設けてもよい。

　図１０及び図１２に示すように、熱交換ユニット８０を熱交換部の３列以上の多列構成とした場合であっても、それぞれにおいて渦発生装置６０が第１熱交換器３０の上流側に設置されているので、熱交換ユニット８０の全体で渦発生装置６０による熱交換性能の促進を図ることができる。

　ところで、渦発生装置６０の着露、着霜の対策については、実施の形態２で示した距離ｘを第１熱交換器３０と渦発生装置６０との間に設けて実行する。つまり、熱交換ユニット８０を構成している全部の熱交換部における第１熱交換器３０と渦発生装置６０とを非接触として、第１熱交換器３０の扁平管３３の温度が熱伝導により渦発生装置６０に伝わらないようにする。

　ただし、全部の距離ｘを同じ値としてもよく、下流に設置されるものほど距離ｘを大きく（または小さく）してもよい。つまり、距離ｘの値は、全部を一致させてもよく、全部を異ならせてもよく、一部を一致させてもよい。
　また、必ずしも、熱交換ユニットの全部の第１熱交換器３０の上流側に渦発生装置６０を設置しなくてもよく、少なくとも上流側から２つの熱交換部の第１熱交換器３０の上流側に渦発生装置６０が設置されていればよい。

実施の形態４．
　上述したように、第１熱交換器３０及び渦発生装置６０に空気を供給する第１送風機３１としては、例えば、プロペラファン、クロスフローファン、シロッコファン及びターボファン等、種々の種類のファンを用いることができる。この際、比較的整流された気流を渦発生装置６０に供給した方が、渦発生装置６０で安定した渦を発生させることができ、第１熱交換器３０の熱交換性能が向上する。そこで、本実施の形態４では、第１送風機３１の種類毎に、第１熱交換器３０及び渦発生装置６０に対する好適な配置例について説明する。なお、本実施の形態４において、特に記述しない項目については実施の形態１～３と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

　図１３は、本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の構成例を示す側面図である。なお、図１３に示す白抜き矢印は、第１送風機３１によって供給される空気の流れ方向を示している。また、図１３では、本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置を冷凍サイクル装置１００Ａとして図示している。

　図１３に示す冷凍サイクル装置１００Ａは、第１送風機３１としてプロペラファン３１Ａを採用している。プロペラファン３１Ａの吹き出し側の気流は、プロペラファン３１Ａの回転軸を中心に旋回しながら進んでいく。一方、プロペラファン３１Ａの吸い込み側の気流は、吹き出し側の気流と比べ、整流されたものとなる。

　このため、第１送風機３１としてプロペラファン３１Ａを採用する場合、プロペラファン３１Ａが供給する空気の流れ方向において、第１熱交換器３０の下流側にプロペラファン３１Ａを配置することが好ましい。このようにプロペラファン３１Ａを配置することにより、比較的整流された気流を渦発生装置６０に供給できるため、渦発生装置６０で安定した渦を発生させることができ、第１熱交換器３０の熱交換性能を向上させることができる。

　図１４は、図１３で示した冷凍サイクル装置１００Ａにおいて、渦発生装置６０に流入する気流の速度分布を追記した図である。プロペラファン３１Ａが供給する空気の流れ方向において、第１熱交換器３０の下流側にプロペラファン３１Ａを配置することにより、比較的整流された気流を渦発生装置６０に供給することができる。しかしながら、渦発生装置６０に流入する気流は、渦発生装置６０の領域毎に速度が異なってくる。

　詳しくは、渦発生装置６０においてプロペラファン３１Ａの外周側に吸引される気流が通る領域は、プロペラファン３１Ａの中心部に吸引される気流が通る領域と比べ、気流の速度つまり風速が遅い領域となる。そして、風速が遅い領域は、該領域よりも風速が速い領域と比べ、渦が発生しづらい。つまり、渦発生装置６０における風速が遅い領域を通過した気流は渦の発生度合いが少なく、該気流が流れる第１熱交換器３０の領域は、風速が速い気流が流れる第１熱交換器３０の領域と比べ、熱交換性能が低下してしまう。

　そこで、図１４示すように、渦発生装置６０における一部の領域に、該領域よりも風速の速い領域と比べて、羽根構造体６００を多く設けてもよい。このように構成することにより、渦発生装置６０における風速が遅い領域においても、風速が速い領域と同等の渦を発生させることができ、第１熱交換器３０の熱交換性能をより向上させることができる。

　図１５は、本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の別の構成例を示す側面図である。なお、図１５に示す白抜き矢印は、第１送風機３１によって供給される空気の流れ方向を示している。また、図１５では、本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置を冷凍サイクル装置１００Ｂとして図示している。

　図１５に示す冷凍サイクル装置１００Ｂは、第１送風機３１としてクロスフローファン３１Ｂを採用している。詳しくは、図１５に示す冷凍サイクル装置１００Ｂは、吹出口９１が形成された筐体９０を備えている。そして、クロスフローファン３１Ｂは、吹出口９１の上方を覆うように、筐体９０内に収容されている。このように配置されたクロスフローファン３１Ｂが回転することにより、クロスフローファン３１Ｂの上方部分から空気が吸い込まれ、クロスフローファン３１Ｂの下方部分から吹出口９１に空気が吹き出される。この際、クロスフローファン３１Ｂの吸い込み側の気流は、比較的整流されたものとなる。

　このため、第１送風機３１としてクロスフローファン３１Ｂを採用する場合、クロスフローファン３１Ｂが供給する空気の流れ方向において、第１熱交換器３０の下流側にクロスフローファン３１Ｂを配置することが好ましい。このようにクロスフローファン３１Ｂを配置することにより、比較的整流された気流を渦発生装置６０に供給できるため、渦発生装置６０で安定した渦を発生させることができ、第１熱交換器３０の熱交換性能を向上させることができる。

　ここで、第１送風機３１としてクロスフローファン３１Ｂを採用する場合においても、渦発生装置６０に流入する気流は、渦発生装置６０の領域毎に速度が異なってくる。このため、図１５に示す冷凍サイクル装置１００Ｂにおいても、渦発生装置６０における一部の領域に、該領域よりも風速の速い領域と比べて、羽根構造体６００を多く設けることが好ましい。これにより、渦発生装置６０における風速が遅い領域においても、風速が速い領域と同等の渦を発生させることができ、第１熱交換器３０の熱交換性能をより向上させることができる。

　図１６は、本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の別の構成例を示す平面図である。また、図１７は、図１６に示す本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の別の構成例を示す側面図である。なお、図１６及び図１７に示す白抜き矢印は、第１送風機３１によって供給される空気の流れ方向を示している。また、図１６及び図１７では、シロッコファン３１Ｃを収納しているケーシング９５を断面で示している。さらに、図１６及び図１７では、本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置を冷凍サイクル装置１００Ｃとして図示している。

　図１６及び図１７に示す冷凍サイクル装置１００Ｃは、第１送風機３１としてシロッコファン３１Ｃを採用している。詳しくは、図１６及び図１７に示すように、シロッコファン３１Ｃは、例えばケーシング９５に収納されている。このケーシング９５の下面には、シロッコファン３１Ｃの回転軸と対向する位置に、吸込口９３が形成されている。また、ケーシング９５の側面には、シロッコファン３１Ｃの外周面と対向して、吹出口９４が形成されている。シロッコファン３１Ｃが回転することにより、吸込口９３からケーシング９５内に空気が吸い込まれ、吹出口９４からケーシング９５外へ空気が吹き出される。この際、シロッコファン３１Ｃの吹き出し側の気流は、比較的整流されたものとなる。

　このため、第１送風機３１としてシロッコファン３１Ｃを採用する場合、シロッコファン３１Ｃが供給する空気の流れ方向において、渦発生装置６０の上流側にシロッコファン３１Ｃを配置することが好ましい。このようにシロッコファン３１Ｃを配置することにより、比較的整流された気流を渦発生装置６０に供給できるため、渦発生装置６０で安定した渦を発生させることができ、第１熱交換器３０の熱交換性能を向上させることができる。

　ここで、第１送風機３１としてシロッコファン３１Ｃを採用する場合においても、渦発生装置６０に流入する気流は、渦発生装置６０の領域毎に速度が異なってくる。このため、図１６及び図１７に示す冷凍サイクル装置１００Ｃにおいても、渦発生装置６０における一部の領域に、該領域よりも風速の速い領域と比べて、羽根構造体６００を多く設けることが好ましい。これにより、渦発生装置６０における風速が遅い領域においても、風速が速い領域と同等の渦を発生させることができ、第１熱交換器３０の熱交換性能をより向上させることができる。

　図１８は、本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の別の構成例を示す平面図である。また、図１９は、図１８に示す本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の別の構成を示す側面図である。なお、図１８及び図１９に示す白抜き矢印は、第１送風機３１によって供給される空気の流れ方向を示している。また、図１８及び図１９では、本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置を冷凍サイクル装置１００Ｄとして図示している。

　図１８及び図１９に示す冷凍サイクル装置１００Ｄは、第１送風機３１としてターボファン３１Ｄを採用している。ターボファン３１Ｄは、該ターボファン３１Ｄが回転することにより、該ターボファン３１Ｄの回転軸方向に空気を吸い込む。また、ターボファン３１Ｄは、該ターボファン３１Ｄの外周側に空気を吹き出す。この際、ターボファン３１Ｄの吹き出し側の気流は、比較的整流されたものとなる。

　このため、第１送風機３１としてターボファン３１Ｄを採用する場合、ターボファン３１Ｄが供給する空気の流れ方向において、渦発生装置６０の上流側にターボファン３１Ｄを配置することが好ましい。このため、図１８及び図１９に示す冷凍サイクル装置１００Ｄにおいては、ターボファン３１Ｄの外周側を囲むように、渦発生装置６０が配置されている。また、この渦発生装置６０の外周側を囲むように、第１熱交換器３０が配置されている。このようにターボファン３１Ｄを配置することにより、比較的整流された気流を渦発生装置６０に供給できるため、渦発生装置６０で安定した渦を発生させることができ、第１熱交換器３０の熱交換性能を向上させることができる。

　ここで、第１送風機３１としてターボファン３１Ｄを採用する場合においても、渦発生装置６０に流入する気流は、渦発生装置６０の領域毎に速度が異なってくる。このため、図１８及び図１９に示す冷凍サイクル装置１００Ｄにおいても、渦発生装置６０における一部の領域に、該領域よりも風速の速い領域と比べて、羽根構造体６００を多く設けることが好ましい。これにより、渦発生装置６０における風速が遅い領域においても、風速が速い領域と同等の渦を発生させることができ、第１熱交換器３０の熱交換性能をより向上させることができる。

　１０　圧縮機、２０　流路切替装置、３０　第１熱交換器、３０Ａ　第１熱交換器、３０Ｂ　第１熱交換器、３０Ｎ　第１熱交換器、３１　第１送風機、３１Ａ　プロペラファン、３１Ｂ　クロスフローファン、３１Ｃ　シロッコファン、３１Ｄ　ターボファン、３２　第１送風機用モータ、３３　扁平管、３３Ａ　第１扁平管、３３Ｂ　第２扁平管、３３ａ　流体流路、３４　第１ヘッダー、３５　第２ヘッダー、４０　絞り装置、４１　第１隙間、５０　第２熱交換器、５１　第２送風機、５２　第２送風機用モータ、６０　渦発生装置、６０Ａ　渦発生装置、６０Ｂ　渦発生装置、６０Ｎ　渦発生装置、７０　冷媒配管、８０　熱交換ユニット、８０Ａ　熱交換部、８０Ｂ　熱交換部、８０Ｎ　熱交換部、８１　設置面、９０　筐体、９１　吹出口、９３　吸込口、９４　吹出口、９５　ケーシング、１００　冷凍サイクル装置、１００Ａ　冷凍サイクル装置、１００Ｂ　冷凍サイクル装置、１００Ｃ　冷凍サイクル装置、１００Ｄ　冷凍サイクル装置、６００　羽根構造体、６０１　第１支持体、６０１Ａ　第１支持部、６０１Ｂ　第２支持部、６０２　羽根体、６０２Ａ　第１羽根、６０２Ｂ　第２羽根、６０２ＳＹ　第２羽根体、６０３　第２支持体、７０２　羽根体、８０２　羽根体、８０２Ａ　第１羽根、８０２Ｂ　第２羽根、Ａ１　扁平管の縦幅、Ａ２　扁平管の横幅、ＣＬ　開口部（第２隙間）、ＤＰ　ピッチ、Ｄｒ１　第１方向、Ｄｒ２　第２方向、Ｅ１　第１端部、Ｅ２　第２端部、Ｅ３　第３端部、Ｅ４　第４端部、Ｅ５　第５端部、Ｅ６　第６端部、Ｌ１　渦発生装置の厚み、Ｌ２　扁平管の断面長軸方向の距離、Ｐ１　一端部、Ｐ２　他端部、Ｓ１　第１面、Ｓ１０　第１反対面、Ｓ２　第２面、Ｓ２０　第２反対面、ＷＧ　羽根体群。

Claims (10)

1. 　フィンレス熱交換器であり、重力方向に沿って伸びる複数の伝熱管を有している第１熱交換器と、
   　前記第１熱交換器に空気を供給する送風機と、
   　前記第１熱交換器の上流側に設置され、前記送風機によって前記第１熱交換器に供給される空気を渦流とする渦発生装置と、を備えた
   　冷凍サイクル装置。
2. 　前記渦発生装置は、
   　前記第１熱交換器と第１隙間を空けて設置されている
   　請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 　前記第１隙間は、
   　１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で設定される
   　請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 　前記第１熱交換器と前記渦発生装置とを１つの組とした熱交換部を、空気の流れ方向に複数列並べた
   　請求項１～３のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
5. 　前記伝熱管は、
   　断面が扁平形状の扁平管であり、
   　前記扁平管は、
   　前記扁平形状の断面長軸方向が空気の流れと平行に配置されている
   　請求項１～４のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
6. 　前記渦発生装置は、
   　支持体と、
   　前記支持体に設けられた羽根体と、を有し、
   　前記支持体と前記羽根体との間には、前記送風機により前記第１熱交換器に供給される空気が流通する第２隙間が形成されている
   　請求項１～５のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
7. 　前記送風機を、前記第１熱交換器の上流側または下流側に設置した
   　請求項１～６のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
8. 　前記送風機がプロペラファン又はクロスフローファンで構成されている場合、
   　前記送風機は、
   　前記第１熱交換器の下流側に設置される
   　請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
9. 　前記送風機がシロッコファン又はターボファンで構成されている場合、
   　前記送風機は、
   　前記第１熱交換器の上流側に設置される
   　請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
10. 　圧縮機、前記第１熱交換器、絞り装置、第２熱交換器を冷媒配管で接続した冷媒回路を有し、
    　前記第１熱交換器は、
    　蒸発器として利用される
    　請求項１～９のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。

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