WO2019008697A1 - 熱交換器、冷凍サイクル装置、及び熱交換器の製造方法 - Google Patents

Abstract

熱交換器は、冷媒が流れる流路が形成されている第１の扁平管（１０）と、第１の扁平管（１０）に並列に設けられているフィン（１１）と、第１の扁平管（１０）の熱をフィン（１１）に伝える、長尺状部材である伝熱部（１２）と、を備え、伝熱部（１２）の外周面には、フィン（１１）に直交する面に対して傾斜する傾斜面が形成されており、伝熱部（１２）は、第１の扁平管（１０）及びフィン（１１）に設けられている。

Description

熱交換器、冷凍サイクル装置、及び熱交換器の製造方法

　本発明は、冷媒が流れる流路が形成されている扁平管を備えた熱交換器、この熱交換器を備えた冷凍サイクル装置、及び熱交換器の製造方法に関するものである。

　従来の熱交換器には、複数の扁平管と、隣接する扁平管の間に配置されている波状のフィンとを備えているコルゲート熱交換器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。コルゲートフィン熱交換器は、冷媒の熱が扁平管を介して波状のフィンにも伝達される。コルゲートフィン熱交換器は波状のフィンを備えているので、その分空気との伝熱面積が増加している。その結果、コルゲートフィン熱交換器は冷媒と空気との熱交換効率が向上している。

　ここで、コルゲートフィン熱交換器が蒸発器として機能する場合には、波状のフィンが結露することがある。特許文献１のコルゲートフィン熱交換器の扁平管には、排水用の溝が形成されている。つまり、特許文献１のコルゲートフィン熱交換器の波状のフィンが結露した場合には、フィン上の結露水が排水用の溝から排出される。しかし、結露水はフィンの表面に付着している。加えて、特許文献１のコルゲートフィン熱交換器のフィンには水平面が形成されている。このため、フィン上の結露水が排水用の溝へ排出されにくい。このように、コルゲートフィン熱交換器は、フィンの形状が波状であるため、フィン上に結露水が滞留してしまいやすい。

　コルゲートフィン熱交換器が蒸発器として機能し、且つ、例えば冬期のように、温度の低い空気がコルゲートフィン熱交換器に供給された場合には、フィン上に滞留する結露水が凍結することがある。フィン上に滞留する結露水が凍結してしまうと、フィン及び扁平管の間の隙間が凍結した結露水で埋められ、空気がフィン及び扁平管を通過しにくくなる。その結果、コルゲートフィン熱交換器の熱交換性能が低下してしまう。

　そこで、従来の熱交換器には、コルゲートフィン熱交換器から、波状のフィンを外した構成の熱交換器が提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載の熱交換器は、複数の扁平管を備えているが、フィンを備えていない。つまり、特許文献２に記載の熱交換器は、フィンレス熱交換器である。特許文献２に記載の熱交換器は、フィンがないため、結露水の排水性が向上している。

特開平９－２８０７５４号公報 特表２００８－５２８９４３号公報

　特許文献２に記載の熱交換器は、フィンがないため、コルゲートフィン熱交換器と比較すると、熱交換性能を向上させにくい、という課題がある。

　本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、熱交換性能を向上させることができる熱交換器、冷凍サイクル装置、及び熱交換器の製造方法を提供することを目的としている。

　本発明に係る熱交換器は、冷媒が流れる流路が形成されている第１の扁平管と、第１の扁平管に並列に設けられているフィンと、第１の扁平管の熱をフィンに伝える、長尺状部材である伝熱部と、を備え、伝熱部の外周面には、フィンに直交する面に対して傾斜する傾斜面が形成されており、伝熱部は、第１の扁平管及びフィンに設けられている。

　本発明によれば、上記構成を備えているため、熱交換器の熱交換性能を向上させることができる。

実施の形態１に係る熱交換器３００を備えた冷凍サイクル装置１００の冷媒回路構成を示す説明図である。 実施の形態１に係る熱交換器３００の正面図である。 実施の形態１に係る熱交換器３００を側面から見たときの、扁平管１０及び伝熱部１２の説明図である。 図２に示す領域Ｒの拡大図である。 伝熱部１２のＹ－Ｚ平面に平行な断面図である。 図３に示す扁平管１０のＡ－Ａ断面図である。 フィン１１のＸ－Ｙ平面に平行な断面図である。 実施の形態１に係る熱交換器３００の製造方法の挿入工程を終えた状態を示している。 実施の形態１に係る熱交換器３００の製造方法の拡管工程を終えた状態を示している。 実施の形態２に係る熱交換器の第１の固定部材２３Ａ及び第２の固定部材２３Ｂ等の断面図である。 第１の固定部材２３Ａの斜視図である。 第２の固定部材２３Ｂの斜視図である。 実施の形態２に係る熱交換器の製造方法の第１の挿入工程の説明図である。 実施の形態２に係る熱交換器の製造方法の第１の圧入工程の説明図である。 実施の形態２に係る熱交換器の製造方法の第２の挿入工程の説明図である。 実施の形態２に係る熱交換器の製造方法の第２の圧入工程の説明図である。 実施の形態２に係る熱交換器の製造方法の第２の挿入工程及び第２の圧入工程を繰り返した後の状態の説明図である。 実施の形態２に係る熱交換器の製造方法の第１の挿入工程及び第１の圧入工程を再度行った後の状態の説明図である。 実施の形態３に係る熱交換器３００Ｃの正面図である。 実施の形態３に係る熱交換器３００Ｃの側面図である。 実施の形態３に係る熱交換器３００Ｃの断面図である。 実施の形態３に係る熱交換器３００Ｃが備える、伝熱部３４Ａ、伝熱部３４Ｂ及び伝熱部３４Ｃの斜視図である。 実施の形態３に係る熱交換器３００Ｃの製造方法の挿入工程の説明図であり、扁平管３０等を伝熱部３４Ａに挿入する前の状態を示している。 実施の形態３に係る熱交換器３００Ｃの製造方法の挿入工程の説明図であり、扁平管３０等を伝熱部３４Ａに挿入した後の状態を示している。 実施の形態３に係る熱交換器３００Ｃの製造方法の加圧工程の説明図であり、伝熱部３４Ａの加圧力Ｆを示している。 実施の形態３に係る熱交換器３００Ｃの製造方法の加圧工程の説明図であり、変形部Ｔを示している。 実施の形態４に係る熱交換器３００Ｄの正面図である。 熱交換器３００Ｄの一部の説明図である。 伝熱部４４の正面図を示している。 伝熱部４４の断面図を示している。 実施の形態４の挿入工程の説明図であり、伝熱部４４をフィン４１に挿入する前の状態を示している。 実施の形態４の挿入工程の説明図であり、伝熱部４４をフィン４１に挿入した後の状態を示している。 実施の形態４の加圧工程の説明図である。 実施の形態４の配置工程の説明図である。 実施の形態４の変形工程の説明図である。 フレア部４４Ａが変形する前の状態を示している。 フレア部４４Ａが変形した後の状態を示している。 実施の形態４に係る熱交換器の伝熱部４４の変形例である。 変形例に係る伝熱部４４０を備えているモジュールＵの製造方法の説明図である。

　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
　なお、図１を含め、以下の図面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、実施の形態１に係る熱交換器３００を備えた冷凍サイクル装置１００の冷媒回路構成を示す説明図である。図１では、暖房運転時の冷媒の流れの方向を実線の矢印ＡＲ１で示している。また、図１では、冷房運転時及び除霜運転時の冷媒の流れの方向を破線の矢印ＡＲ２で示している。実施の形態１では、冷凍サイクル装置１００が空気調和装置であるものとして説明する。

　冷凍サイクル装置１００は室外機１０１と室内機１０２とを備えている。冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１、四方弁２、熱交換器３００、絞り装置４、及び熱交換器５を含む。冷凍サイクル装置１００は圧縮機１等を制御する制御装置Ｃｎｔを備えている。また、冷凍サイクル装置１００は熱交換器３００に空気を供給する送風機７と、熱交換器５に空気を供給する送風機８とを含む。室外機１０１には圧縮機１、熱交換器３００、絞り装置４、四方弁２及び送風機７が設けられている。また、室内機１０２には熱交換器５及び送風機８が設けられている。室外機１０１と室内機１０２とは冷媒配管Ｒｐ１に接続されている。また、室外機１０１と室内機１０２とは冷媒配管Ｒｐ２に接続されている。冷凍サイクル装置１００は圧縮機１が駆動することにより、冷媒が、圧縮機１、熱交換器３００、絞り装置４及び熱交換器５を流れる。熱交換器３００は、冷媒と、送風機７によって供給される空気と、の間で熱交換を行う。熱交換器５は、冷媒と、送風機８によって供給される空気と、の間で熱交換を行う。

　冷凍サイクル装置１００は、室内の空気を冷やす冷房運転と、室内の空気を暖める暖房運転と、熱交換器３００に付着した霜を融かす除霜運転と、を実行することができる。四方弁２は冷媒の流路を切り替える電磁弁で構成することができる。四方弁２は、冷房運転時及び除霜運転時には圧縮機１から熱交換器３００へ冷媒を供給するとともに、熱交換器５から圧縮機１へ冷媒を供給する。また、四方弁２は、暖房運転時には圧縮機１から熱交換器５へ冷媒を供給するとともに、熱交換器３００から圧縮機１へ冷媒を供給する。

　冷凍サイクル装置１００の冷房運転時には、圧縮機１で圧縮された冷媒は、熱交換器３００へ供給される。熱交換器３００では、空気と冷媒との間で熱交換が行われる。これにより、熱交換器３００では冷媒が凝縮する。熱交換器３００から流出した冷媒は、絞り装置４へ供給される。絞り装置４では冷媒が減圧される。絞り装置４から流出した冷媒は熱交換器５へ供給される。熱交換器５では、空気と冷媒との間で熱交換が行われる。これにより、熱交換器５では冷媒が蒸発する。その後、冷媒は、熱交換器５から圧縮機１へ戻る。このように、冷凍サイクル装置１００の冷房運転時には、熱交換器３００が凝縮器として機能し、熱交換器５が蒸発器として機能する。

　冷凍サイクル装置１００の暖房運転時には、圧縮機１で圧縮された冷媒が、熱交換器５へ供給される。熱交換器５では、空気と冷媒との間で熱交換が行われる。これにより、熱交換器５では冷媒が凝縮する。熱交換器５から流出した冷媒は、絞り装置４へ供給される。絞り装置４では冷媒が減圧される。絞り装置４から流出した冷媒は熱交換器３００へ供給される。熱交換器３００では空気と冷媒との間で熱交換が行われる。これにより、熱交換器３００では冷媒が蒸発する。その後、冷媒は、熱交換器３００から圧縮機１へ戻る。このように、冷凍サイクル装置１００の暖房運転時には、熱交換器３００が蒸発器として機能し、熱交換器５が凝縮器として機能する。暖房運転時には、空気中に含まれる水分が熱交換器３００に結露水として生成されることがある。この結露水は空気及び冷媒によって冷却されて凍結する。つまり、熱交換器３００の結露水は熱交換器３００に霜を形成してしまうことがある。熱交換器３００に霜が形成されると、空気が熱交換器３００を通過しにくくなる。その結果、空気と冷媒との間の熱交換が阻害され、熱交換器３００の熱交換性能が低下する。つまり、熱交換器３００に霜が形成されると、熱交換器３００の熱交換性能が低下してしまう。したがって、熱交換器３００に霜が形成された場合には、冷凍サイクル装置１００は暖房運転を一旦停止し、除霜運転を行う。

　冷凍サイクル装置１００の除霜運転時には、送風機７及び送風機８は停止する。また、除霜運転時には、四方弁２が冷房運転時と同じ状態に切り替えられる。これにより、除霜運転時には圧縮機１が駆動されると、冷媒の流れが冷房運転時と同じ流れになる。すなわち、除霜運転時には、圧縮機１から吐出した高温高圧のガス冷媒が熱交換器３００へ供給される。これにより、熱交換器３００に形成された霜は、高温高圧のガス冷媒の熱により溶かされる。熱交換器３００で放熱した冷媒は、絞り装置４及び熱交換器５を介して、圧縮機１に戻る。

　図２は、実施の形態１に係る熱交換器３００の正面図である。
　図３は、実施の形態１に係る熱交換器３００を側面から見たときの、扁平管１０及び伝熱部１２の説明図である。
　図４は、図２に示す領域Ｒの拡大図である。
　図５は、伝熱部１２のＹ－Ｚ平面に平行な断面図である。
　図６は、図３に示す扁平管１０のＡ－Ａ断面図である。
　図７は、フィン１１のＸ－Ｙ平面に平行な断面図である。なお、図７の断面は図３のＡ－Ａ断面と同一平面である。

　なお、Ｘ方向は、複数の扁平管１０が並ぶ方向に平行な方向である。Ｙ方向は、空気が通過する方向に平行である。Ｚ方向は、上下方向に平行な方向である。実施の形態１において、Ｘ方向とＹ方向とが直交し、Ｘ方向とＺ方向が直交し、Ｙ方向とＺ方向とが直交しているものとして説明する。

　熱交換器３００が備える複数の扁平管１０のうちの一つが、本発明の第１の扁平管に対応する。また、熱交換器３００が備える複数のフィン１１のうちの一つが、本発明のフィンに対応する。

　図２に示すように、熱交換器３００は、複数の扁平管１０と、複数のフィン１１とを備えている。隣接する扁平管１０の間には、フィン１１が配置されている。フィン１１は、扁平管１０に並列に設けられている。扁平管１０には、冷媒が流れる流路１０ｒが形成されている。フィン１１は平板状である。フィン１１は矩形状をしている。また、熱交換器３００は、複数の扁平管１０の一端部が設けられている第１のヘッダーＨｄ１と、複数の扁平管１０の他端部が設けられている第２のヘッダーＨｄ２とを備えている。更に、熱交換器３００は、複数のフィン１１に設けられている複数の伝熱部１２を備えている。伝熱部１２は、扁平管１０の熱をフィン１１に伝える。伝熱部１２は長尺状部材である。

　図５に示すように、伝熱部１２の外周面１２ｐには、水平面に対して傾斜する傾斜面１２Ｌｐが形成されている。実施の形態１では、水平面はＸ－Ｙ平面に平行である。また、実施の形態１では、水平面はフィン１１に直交する。実施の形態１では、伝熱部１２のＹ－Ｚ平面に平行な断面は円形である。このため、フィン１１の表面及び扁平管１０の表面に付着している結露水が伝熱部１２に流れてきても、伝熱部１２に流れてきた結露水は、傾斜面１２Ｌｐに沿ってすみやかに流れる。このように、熱交換器３００の伝熱部１２の外周面１２ｐには傾斜面１２Ｌｐが形成されているので、熱交換器３００は排水性が向上している。

　図４に示すように、伝熱部１２は、扁平管１０及びフィン１１に設けられている。具体的には、伝熱部１２と扁平管１０とはロウ付けにより接合されている。また、伝熱部１２とフィン１１とはロウ付けにより接合されている。これにより、熱交換器３００の強度が向上する。また、扁平管１０から伝熱部１２への熱の伝達が行われやすくなり、また、伝熱部１２とフィン１１との間の熱の伝達も行われやすくなる。

　図６に示すように、扁平管１０には、貫通穴１０ａが形成されている。実施の形態１では、扁平管１０の貫通穴１０ａは、Ｙ方向に３列、形成されている。また、扁平管１０の貫通穴１０ａは、Ｚ方向に１６列、形成されている。つまり、扁平管１０には、４８個の貫通穴１０ａが形成されている。図７に示すように、フィン１１には、貫通穴１１ａが形成されている。フィン１１の貫通穴１１ａの配置は、扁平管１０の貫通穴１０ａの配置と同様である。つまり、実施の形態１では、フィン１１の貫通穴１１ａは、Ｙ方向に３列、形成されている。また、フィン１１の貫通穴１１ａは、Ｚ方向に１６列、形成されている。つまり、フィン１１には、４８個の貫通穴１０ａが形成されている。

　伝熱部１２は、貫通穴１０ａ及び貫通穴１１ａに挿入されている。実施の形態１では扁平管１０には４８個の貫通穴１０ａが形成され、フィン１１には４８個の貫通穴１１ａが形成されている。このため、図３に示すように、熱交換器３００は４８個の伝熱部１２を備えている。伝熱部１２は管状部材である。つまり、伝熱部１２は内部が中空になっている。

　図７に示すように、フィン１１は、貫通穴１１ａの周縁部に設けられている筒状部１１Ａを含む。フィン１１の貫通穴１１ａはバーリング加工によって形成されている。筒状部１１Ａはバーリング加工でフィン１１に貫通穴１１ａを形成したときに立ち上げられた部分である。伝熱部１２の外周面１２ｐは、扁平管１０とフィン１１の筒状部１１Ａとに接触している。具体的には、伝熱部１２の外周面１２ｐは扁平管１０のうち貫通穴１０ａが形成されている部分に接触している。また、伝熱部１２の外周面１２ｐは、筒状部１１Ａの内周面に接触している。このため、扁平管１０の熱は伝熱部１２へ伝達される。また、伝熱部１２の熱はフィン１１に伝達される。つまり、扁平管１０と空気とが熱交換するだけでなく、フィン１１と空気とが熱交換する。このように、熱交換器３００の熱交換面積は、フィン１１の面積の分、増大している。したがって、熱交換器３００は熱交換性能が向上する。

　図８は実施の形態１に係る熱交換器３００の製造方法の挿入工程を終えた状態を示している。
　図９は実施の形態１に係る熱交換器３００の製造方法の拡管工程を終えた状態を示している。
　図８及び図９を参照して、実施の形態１の熱交換器３００の製造方法について説明する。

　実施の形態１の熱交換器３００の製造方法は、第１の貫通穴形成工程、第２の貫通穴形成工程、挿入工程及び拡管工程を含む。第１の貫通穴形成工程では、扁平管１０に貫通穴１０ａを形成する。第２の貫通穴形成工程では、フィン１１をバーリング加工し、フィン１１に貫通穴１１ａを形成するとともに貫通穴１１ａの周縁部から立ち上がる筒状部１１Ａを形成する。

　図８に示すように、挿入工程では、長尺状の管状部材である伝熱部１２を、扁平管１０の貫通穴１０ａ及びフィン１１の貫通穴１１ａに挿入する。また、図９に示すように、拡管工程では、伝熱部１２を拡管し、伝熱部１２の外周面１２ｐをフィン１１の筒状部１１Ａの内周面に密着させる。つまり、拡管工程では、伝熱部１２の内周面に圧力をかけることで伝熱部１２の外径を大きくし、伝熱部１２の外周面１２ｐをフィン１１の筒状部１１Ａの内周面に密着させ、伝熱部１２をフィン１１に固定する。伝熱部１２の外周面１２ｐをフィン１１の筒状部１１Ａの内周面に密着させることで、伝熱部１２とフィン１１との間の熱の伝達が行われやすくなる。なお、以上の工程を終えた後に、熱交換器３００をロウ付け炉に投入し、ロウ付けを行う。

実施の形態２．
　図１０は実施の形態２に係る熱交換器の第１の固定部材２３Ａ及び第２の固定部材２３Ｂ等の断面図である。図１１は第１の固定部材２３Ａの斜視図である。図１２は第２の固定部材２３Ｂの斜視図である。実施の形態２では実施の形態１と共通する構成については同一符号を付し、実施の形態１とは相違する内容を説明する。

　実施の形態１は伝熱部１２を拡管したが、実施の形態２では、伝熱部１２の拡管はしない。その代わり、実施の形態２に係る熱交換器は、第１の固定部材２３Ａ及び第２の固定部材２３Ｂを備えている。また、実施の形態２に係る熱交換器のフィン１１は、実施の形態１に係る熱交換器３００のフィン１１の筒状部１１Ａを備えていない。フィン１１の貫通穴１１ａは例えばせん断加工を施すことで形成することができる。

　第１の固定部材２３Ａは、扁平管１０の貫通穴１０ａに設けられている。第１の固定部材２３Ａは扁平管１０と伝熱部１２との間に介在している。第１の固定部材２３Ａは筒状部材である。第１の固定部材２３Ａには伝熱部１２が挿入されている。つまり、第１の固定部材２３Ａは伝熱部１２が挿入される第１の穴部２３Ａ１を含む。第１の固定部材２３Ａは扁平管１０と伝熱部１２との間に介在している。第１の固定部材２３Ａは、扁平管１０に接触する第１の外周面２３Ａ２を含む。第１の固定部材２３Ａは、フィン１１から扁平管１０へ向かう方向に先細りになっている。つまり、第１の固定部材２３ＡはＸ方向とは反対方向に先細りになっている。このため、第１の固定部材２３Ａの先端を貫通穴１０ａに挿入することで、第１の固定部材２３Ａを容易に扁平管１０に取り付けることができる。

　第２の固定部材２３Ｂは、フィン１１の貫通穴１１ａに設けられている。第２の固定部材２３Ｂはフィン１１と伝熱部１２との間に介在している。第２の固定部材２３Ｂは筒状部材である。第２の固定部材２３Ｂには伝熱部１２が挿入されている。つまり、第２の固定部材２３Ｂは伝熱部１２が挿入される第２の穴部２３Ｂ１を含む。第２の固定部材２３Ｂはフィン１１と伝熱部１２との間に介在している。第２の固定部材２３Ｂは、フィン１１の貫通穴１１ａの周縁部に接触する第２の外周面２３Ｂ２を含む。第２の固定部材２３Ｂは、フィン１１から扁平管１０へ向かう方向に先細りになっている。つまり、第２の固定部材２３ＢはＸ方向とは反対方向に先細りになっている。このため、第２の固定部材２３Ｂの先端を貫通穴１１ａに挿入することで、第１の固定部材２３Ａを容易に扁平管１０に取り付けることができる。

　実施の形態２に係る熱交換器の伝熱部１２は、実施の形態１に係る熱交換器３００の伝熱部１２と同様の構成である。実施の形態２に係る熱交換器も、実施の形態１に係る熱交換器３００と同様に、排水性が向上している。また、第１の固定部材２３Ａ及び第２の固定部材２３Ｂは筒状部材である。このため、扁平管１０の表面に付着している結露水が第１の固定部材２３Ａに流れてきても、第１の固定部材２３Ａに流れてきた結露水は第１の固定部材２３Ａの表面に沿ってすみやかに流れる。また、フィン１１の表面に付着している結露水が第２の固定部材２３Ｂに流れてきても、第２の固定部材２３Ｂに流れてきた結露水は第２の固定部材２３Ｂの表面に沿ってすみやかに流れる。このように、実施の形態２に係る熱交換器は第１の固定部材２３Ａ及び第２の固定部材２３Ｂを備えていても、排水性が損なわれることを防ぐことができる。
　扁平管１０の熱は第１の固定部材２３Ａを介して伝熱部１２に伝達される。伝熱部１２の熱は第２の固定部材２３Ｂを介してフィン１１に伝達される。つまり、扁平管１０と空気とが熱交換するだけでなく、フィン１１と空気とが熱交換する。このように、実施の形態２に係る熱交換器の熱交換面積は、フィン１１の面積の分、増大している。したがって、実施の形態２に係る熱交換器は熱交換性能が向上する。

　図１３は実施の形態２に係る熱交換器の製造方法の第１の挿入工程の説明図である。
　図１４は実施の形態２に係る熱交換器の製造方法の第１の圧入工程の説明図である。
　図１５は実施の形態２に係る熱交換器の製造方法の第２の挿入工程の説明図である。
　図１６は実施の形態２に係る熱交換器の製造方法の第２の圧入工程の説明図である。
　図１７は実施の形態２に係る熱交換器の製造方法の第２の挿入工程及び第２の圧入工程を繰り返した後の状態の説明図である。
　図１８は実施の形態２に係る熱交換器の製造方法の第１の挿入工程及び第１の圧入工程を再度行った後の状態の説明図である。
　実施の形態２の熱交換器の製造方法は、第１の貫通穴形成工程、第２の貫通穴形成工程、第１の挿入工程、第１の圧入工程、第１の挿入工程及び第２の圧入工程を含む。

　第１の貫通穴形成工程では、扁平管１０に貫通穴１０ａを形成する。第２の貫通穴形成工程では、フィン１１に貫通穴１１ａを形成する。第２の貫通穴形成工程では、例えばせん断加工を行う。

　図１３に示すように、第１の挿入工程では伝熱部１２を、扁平管１０の貫通穴１０ａに挿入する。図１４に示すように、第１の圧入工程では、第１の固定部材２３Ａを伝熱部１２に挿入し、第１の固定部材２３Ａを扁平管１０の貫通穴１０ａに圧入する。

　図１５に示すように、第２の挿入工程では、伝熱部１２を、フィン１１の貫通穴１１ａに挿入する。図１６に示すように、第２の圧入工程では、第２の固定部材２３Ｂを伝熱部１２に挿入し、第２の固定部材２３Ｂをフィン１１の貫通穴１１ａに圧入する。
　そして、図１７に示すように、第２の挿入工程及び第２の圧入工程を更に２回繰り返す。また、図１８に示すように、第１の挿入工程及び第１の圧入工程を再度行う。なお、以上の工程を終えた後に、実施の形態２に係る熱交換器をロウ付け炉に投入し、ロウ付けを行う。以上の工程を経て、実施の形態２に係る熱交換器を製造することができる。

実施の形態３．
　図１９は実施の形態３に係る熱交換器３００Ｃの正面図である。図２０は実施の形態３に係る熱交換器３００Ｃの側面図である。図２１は実施の形態３に係る熱交換器３００Ｃの断面図である。図２２は実施の形態３に係る熱交換器３００Ｃが備える、伝熱部３４Ａ、伝熱部３４Ｂ及び伝熱部３４Ｃの斜視図である。実施の形態３では実施の形態１、２と共通する構成については同一符号を付し、実施の形態１、２とは相違する内容を説明する。

　実施の形態３に係る熱交換器３００Ｃは、伝熱部３４Ａ、伝熱部３４Ｂ及び伝熱部３４Ｃを備えている。空気流れ方向の上流側から順番に、伝熱部３４Ａ、伝熱部３４Ｂ及び伝熱部３４Ｃが配置されている。伝熱部３４Ａ、伝熱部３４Ｂ及び伝熱部３４Ｃは、Ｘ方向に平行な長尺状部材である。伝熱部３４Ａ、伝熱部３４Ｂ及び伝熱部３４Ｃは、フィン３１に平行な断面形状が翼形状である。これにより、熱交換器３００Ｃを通過する空気の圧力損失を抑制することができる。

　伝熱部３４Ａは、隙間が形成されている第１の挿入部３４Ａ１と、隙間が形成されている第２の挿入部３４Ａ２とを含む。第２の挿入部３４Ａ２の隙間の幅は、第１の挿入部３４Ａ１の隙間の幅よりも小さい。扁平管３０の長軸方向の端部は、第１の挿入部３４Ａ１の隙間に挿入されている。なお、扁平管３０の長軸方向は、Ｙ方向に平行である。また、扁平管３０の短軸方向は、Ｘ方向に平行である。フィン３１の長手方向に平行な端部は、第２の挿入部３４Ａ２の隙間に挿入されている。なお、フィン３１の長手方向はＺ方向に平行である。第１の挿入部３４Ａ１及び第２の挿入部３４Ａ２は、伝熱部３４Ａの端部のうち空気流れ方向の下流側の端部に形成されている。

　伝熱部３４Ｂは、隙間が形成されている第１の挿入部３４Ｂ１と、隙間が形成されている第１の挿入部３４Ｂ２とが形成されている。第１の挿入部３４Ｂ１は、伝熱部３４Ｂの端部のうち空気流れ方向の上流側の端部に形成されている。第１の挿入部３４Ｂ２は、伝熱部３４Ｂの端部のうち空気流れ方向の下流側の端部に形成されている。第１の挿入部３４Ｂ１の隙間の幅は、第１の挿入部３４Ｂ２の隙間の幅と同じである。
　伝熱部３４Ｂは、隙間が形成されている第２の挿入部３４Ｂ３と、隙間が形成されている第２の挿入部３４Ｂ４とが形成されている。第２の挿入部３４Ｂ３は、伝熱部３４Ｂの端部のうち空気流れ方向の上流側の端部に形成されている。第２の挿入部３４Ｂ４は、伝熱部３４Ｂの端部のうち空気流れ方向の下流側の端部に形成されている。第２の挿入部３４Ｂ３の隙間の幅は、第２の挿入部３４Ｂ４の隙間の幅と同じである。第２の挿入部３４Ｂ３の隙間の幅は、第１の挿入部３４Ｂ１の隙間の幅よりも小さい。第２の挿入部３４Ｂ４の隙間の幅は、第１の挿入部３４Ｂ２の隙間の幅よりも小さい。
　第１の挿入部３４Ｂ１の隙間には扁平管３０の長軸方向の端部が挿入され、また、第１の挿入部３４Ｂ２の隙間にも、扁平管３０の長軸方向の端部が挿入されている。第２の挿入部３４Ｂ３の隙間にはフィン３１の長手方向に平行な端部が挿入され、また、第２の挿入部３４Ｂ４の隙間にも、フィン３１の長手方向に平行な端部が挿入されている。

　伝熱部３４Ｃは、隙間が形成されている第１の挿入部３４Ｃ１と、隙間が形成されている第２の挿入部３４Ｃ２とを含む。第２の挿入部３４Ｃ２の隙間の幅は、第１の挿入部３４Ｃ１の隙間の幅よりも小さい。扁平管３０の長軸方向の端部は、第１の挿入部３４Ｃ１の隙間に挿入されている。フィン３１の長手方向に平行な端部は、第２の挿入部３４Ｃ２の隙間に挿入されている。第１の挿入部３４Ｃ１及び第２の挿入部３４Ｃ２は、伝熱部３４Ｃの端部のうち空気流れ方向の上流側の端部に形成されている。

　伝熱部３４Ａ、伝熱部３４Ｂ及び伝熱部３４Ｃは、フィン３１に平行な断面形状が翼形状である。つまり、伝熱部３４Ａの上面、伝熱部３４Ｂの上面及び伝熱部３４Ｃの上面は、フィン３１に直交する面に対して傾斜している。このため、伝熱部３４Ａの表面の結露水は伝熱部３４Ａの表面に沿ってすみやかに流れる。また、伝熱部３４Ｂの表面の結露水は伝熱部３４Ｂの表面に沿ってすみやかに流れ、伝熱部３４Ｃの表面の結露水は伝熱部３４Ｃの表面に沿ってすみやかに流れる。
　扁平管３０の熱は伝熱部３４Ａ、伝熱部３４Ｂ及び伝熱部３４Ｃに伝達される。また、伝熱部３４Ａの熱、伝熱部３４Ｂの熱及び伝熱部３４Ｃの熱はフィン３１に伝達される。つまり、扁平管３０と空気とが熱交換するだけでなく、フィン３１と空気とが熱交換する。このように、熱交換器３００Ｃの熱交換面積は、フィン１１の面積の分、増大している。したがって、熱交換器３００Ｃは熱交換性能が向上する。

　図２３は実施の形態３に係る熱交換器３００Ｃの製造方法の挿入工程の説明図であり、扁平管３０等を伝熱部３４Ａに挿入する前の状態を示している。
　図２４は実施の形態３に係る熱交換器３００Ｃの製造方法の挿入工程の説明図であり、扁平管３０等を伝熱部３４Ａに挿入した後の状態を示している。
　図２５は実施の形態３に係る熱交換器３００Ｃの製造方法の加圧工程の説明図であり、伝熱部３４Ａの加圧力Ｆを示している。
　図２６は実施の形態３に係る熱交換器３００Ｃの製造方法の加圧工程の説明図であり、変形部Ｔを示している。
　実施の形態３の熱交換器３００Ｃの製造方法は、隙間形成工程、挿入工程、及び加圧工程を備えている。ここでは、伝熱部３４Ａの製造の工程を説明する。実施の形態３に係る熱交換器３００Ｃの製造方法では、扁平管３０及びフィン３１に貫通穴を形成する必要がないので、その分、加工コストを抑制することができる。

　隙間形成工程では、扁平管３０を挿入する隙間を含む第１の挿入部３４Ａ１及びフィン１１を挿入する隙間を含む第２の挿入部３４ＡＢを、長尺状の伝熱部３４Ａに形成する。図２３及び図２４に示すように、挿入工程では、扁平管３０の長軸方向の端部を伝熱部３４Ａの第１の挿入部３４Ａ１の隙間に挿入する。また、挿入工程では、フィン３１の長手方向に平行な端部を伝熱部３４Ａの第２の挿入部３４Ａ２の隙間に挿入する。

　図２５に示すように、加圧工程では、伝熱部３４Ａを加圧し、伝熱部３４Ａに扁平管３０及びフィン３１を嵌合させる。加圧工程では、加圧力Ｆを、伝熱部３４Ａの端部のうち空気流れ方向の下流側の端部に加える。これにより、第１の挿入部３４Ａ１及び第２の挿入部３４Ａ２が変形し、伝熱部３４Ａには図２６に示すように変形部Ｔが形成される。変形部Ｔが形成されることで、伝熱部３４Ａに扁平管３０及びフィン３１が嵌合する。これにより、熱交換器３００Ｃの強度が向上する。また、扁平管３０から伝熱部３４Ａへの熱の伝達が行われやすくなり、また、伝熱部３４Ａとフィン３１との間の熱の伝達も行われやすくなる。なお、以上の工程を終えた後に、熱交換器３００Ｃをロウ付け炉に投入し、ロウ付けを行う。

実施の形態４．
　図２７は実施の形態４に係る熱交換器３００Ｄの正面図である。図２８は熱交換器３００Ｄの一部の説明図である。図２８では４つのモジュールＵ及び５つの扁平管４０を示している。図２９は伝熱部４４の正面図を示している。図３０は伝熱部４４の断面図を示している。実施の形態４では実施の形態１～３と共通する構成については同一符号を付し、実施の形態１～３とは相違する内容を説明する。

　伝熱部４４の長手方向の一端部は一方の扁平管４０に接触し、伝熱部４４の長手方向の他端部は他方の扁平管４０に接触している。伝熱部４４は柱状部材である胴部４４ａを含む。フィン４１の貫通穴４１Ａには胴部４４ａが挿入されている。伝熱部４４の胴部４４ａのＹ－Ｚ平面に平行な断面は円形である。また、図２９及び図３０に示すように、伝熱部４４は、胴部４４ａの端部に設けられているフレア部４４Ａを含む。フレア部４４Ａは伝熱部４４の一端部又は他端部に設けられている。フレア部４４Ａの外径は胴部４４ａの外径よりも大きい。また、フレア部４４Ａは中空になっている。これにより、伝熱部４４が伝熱部４４の長手方向に加圧されると、フレア部４４Ａが変形し、伝熱部４４の長手方向の幅が小さくなる。つまり、フレア部４４Ａが変形するので、熱交換器３００Ｄは扁平管４０のピッチを容易に狭くすることができる。

　また、フレア部４４Ａは中空になっているが、胴部４４ａは中空になっていない。仮に胴部４４ａが中空になっていると、伝熱部４４が伝熱部４４の長手方向に加圧されたときに、胴部４４ａは外側だけでなく内側にも膨らんでしまう。つまり、胴部４４ａの外径が大きくなり、胴部４４ａの内径が小さくなる。胴部４４ａが外側に膨らむ場合には、胴部４４ａとフィン４１との接触力が強くなる。その結果、胴部４４ａがフィン４１に固定される。しかし、胴部４４ａが内側に膨らむ場合には、胴部４４ａとフィン４１との接触力が強くならない。
　したがって、仮に胴部４４ａが中空になっていると、伝熱部４４が伝熱部４４の長手方向に加圧されたときに、胴部４４ａは外側だけでなく内側にも膨らみ、胴部４４ａとフィン４１との接触力を確保できなくなる可能性がある。このため、胴部４４ａは柱状部材であり、胴部４４ａは中空になっていない。胴部４４ａが中空になっていないので、伝熱部４４が伝熱部４４の長手方向に加圧されたときに、胴部４４ａは外側にのみ膨らむ。したがって、胴部４４ａとフィン４１との接触力が強くなる。その結果、胴部４４ａがフィン４１に強固に固定される。

　一方の扁平管４０は本発明の第１の扁平管及び第２の扁平管のうちの一方に対応し、他方の扁平管４０は本発明の第１の扁平管及び第２の扁平管のうちの他方に対応している。伝熱部４４の一端部は本発明の第１端部及び第２端部のうちの一方に対応している。また、伝熱部４４の他端部は本発明の第１端部及び第２端部のうちの他方に対応している。
　実施の形態４では、伝熱部４４は、Ｚ方向に１６列、配置されている。また、実施の形態４では、伝熱部４４は、Ｙ方向に、３列、配置されている。更に、実施の形態４では、伝熱部４４は、Ｘ方向に、１６列、配置されている。

　伝熱部４４のＹ－Ｚ平面に平行な断面は円形であるので、伝熱部４４の表面の結露水は、伝熱部４４の表面に沿ってすみやかに流れる。したがって、熱交換器３００Ｄは、排水性が向上している。
　扁平管４０の熱は伝熱部４４に伝達される。また、伝熱部４４の熱はフィン４１に伝達される。つまり、扁平管４０と空気とが熱交換するだけでなく、フィン４１と空気とが熱交換する。このように、熱交換器３００Ｄの熱交換面積は、フィン１１の面積の分、増大している。したがって、熱交換器３００Ｄは熱交換性能が向上する。

　以下では、実施の形態４に係る熱交換器３００Ｄの製造方法を説明する。
　実施の形態４に係る熱交換器３００Ｄの製造方法は、挿入工程、拡径工程、配置工程及び変形工程を含む。

　図３１は実施の形態４の挿入工程の説明図であり、伝熱部４４をフィン４１に挿入する前の状態を示している。図３２は実施の形態４の挿入工程の説明図であり、伝熱部４４をフィン４１に挿入した後の状態を示している。挿入工程では、長尺状部材である伝熱部４４を、フィン４１の貫通穴４１Ａに挿入する。

　図３３は実施の形態４の拡径工程の説明図である。拡径工程では、伝熱部４４の外径を大きくする加工を伝熱部４４に施すことで伝熱部４４をフィン４１に固定する。具体的には、伝熱部４４の長手方向の一端部及び伝熱部４４の長手方向の他端部を加圧し、伝熱部４４の胴部４４ａを外側に膨らませる。これにより、胴部４４ａの外径が大きくなる。胴部４４ａの外径が大きくなることで、胴部４４ａとフィン４１との接触力が大きくなる。したがって、伝熱部４４はフィン４１に固定される。拡径工程を行うと、伝熱部４４とフィン４１とが一体化し、モジュールＵを製造することができる。モジュールＵは伝熱部４４及びフィン４１を含む。

　図３４は実施の形態４の配置工程の説明図である。配置工程では、複数の扁平管４０を並べ、隣接する扁平管４０の間に、モジュールＵを配置する。

　図３５は実施の形態４の変形工程の説明図である。図３６はフレア部４４Ａが変形する前の状態を示している。図３７はフレア部４４Ａが変形した後の状態を示している。図３５に示すように、変形工程では、両端の扁平管４０に加圧力Ｆを加えることで、伝熱部４４を加圧する。これにより、フレア部４４Ａが変形する。つまり、フレア部４４Ａがつぶれ、伝熱部４４のＸ方向の幅が小さくなる。変形工程では扁平管４０のピッチを狭くしたい場合に行う。扁平管４０のピッチを狭くする必要がない場合には、変形工程は行わなくてもよい。また、扁平管４０のピッチを調整する必要がない場合には、伝熱部４４にはフレア部４４Ａを形成しなくてもよい。以上の工程を終えた後に、熱交換器３００をロウ付け炉に投入し、ロウ付けを行う。

　図３８は、実施の形態４に係る熱交換器の伝熱部４４の変形例である。図３９は、変形例に係る伝熱部４４０を備えているモジュールＵの製造方法の説明図である。実施の形態４において、胴部４４ａは柱状部材であり、中空ではない。変形例に係る伝熱部４４０は、胴部４４０ａが中空になっている。伝熱部４４０を備えている熱交換器の製造方法の拡径工程が、実施の形態４の拡径工程と異なる。具体的には、胴部４４０ａの内周面に圧力をかけることで、胴部４４０ａを拡管する。これにより、胴部４４０ａとフィン４１との接触力が強くなる。その結果、胴部４４０ａがフィン４１に固定される。

　１　圧縮機、２　四方弁、４　絞り装置、５　熱交換器、７　送風機、８　送風機、１０　扁平管、１０ａ　貫通穴、１０ｒ　流路、１１　フィン、１１Ａ　筒状部、１１ａ　貫通穴、１２　伝熱部、１２Ｌｐ　傾斜面、１２ｐ　外周面、２３Ａ　第１の固定部材、２３Ａ１　第１の穴部、２３Ａ２　第１の外周面、２３Ｂ　第２の固定部材、２３Ｂ１　第２の穴部、２３Ｂ２　第２の外周面、３０　扁平管、３１　フィン、３４Ａ　伝熱部、３４Ａ１　第１の挿入部、３４Ａ２　第２の挿入部、３４ＡＢ　第２の挿入部、３４Ｂ　伝熱部、３４Ｂ１　第１の挿入部、３４Ｂ２　第１の挿入部、３４Ｂ３　第２の挿入部、３４Ｂ４　第２の挿入部、３４Ｃ　伝熱部、３４Ｃ１　第１の挿入部、３４Ｃ２　第２の挿入部、４０　扁平管、４１　フィン、４１Ａ　貫通穴、４４　伝熱部、４４ａ　胴部、４４Ａ　フレア部、４４０　伝熱部、４４０ａ　胴部、１００　冷凍サイクル装置、１０１　室外機、１０２　室内機、３００　熱交換器、３００Ｃ　熱交換器、３００Ｄ　熱交換器、Ｃｎｔ　制御装置、Ｈｄ１　第１のヘッダー、Ｈｄ２　第２のヘッダー、Ｒｐ１　冷媒配管、Ｒｐ２　冷媒配管、Ｔ　変形部、Ｕ　モジュール。

Claims (18)

1. 　冷媒が流れる流路が形成されている第１の扁平管と、
   　前記第１の扁平管に並列に設けられているフィンと、
   　前記第１の扁平管の熱を前記フィンに伝える、長尺状部材である伝熱部と、
   　を備え、
   　前記伝熱部の外周面には、前記フィンに直交する面に対して傾斜する傾斜面が形成されており、
   　前記伝熱部は、前記第１の扁平管及び前記フィンに設けられている
   　熱交換器。
2. 　前記第１の扁平管に平行に設けられている第２の扁平管を更に備え、
   　前記フィンは、貫通穴が形成され、前記第１の扁平管と前記第２の扁平管との間に配置され、
   　前記伝熱部は、前記伝熱部の長手方向の第１端部が前記第１の扁平管に接触し、前記伝熱部の長手方向の第２端部が前記第２の扁平管に接触し、前記貫通穴に挿入されている
   　請求項１に記載の熱交換器。
3. 　前記伝熱部は、
   　前記伝熱部の前記第１端部又は前記伝熱部の前記第２端部に設けられているフレア部を含み、
   　前記フレア部の外径は、前記伝熱部のうち前記貫通穴に挿入されている部分の外径よりも、大きい
   　請求項２に記載の熱交換器。
4. 　前記第１の扁平管は、第１の貫通穴が形成され
   　前記フィンは、第２の貫通穴が形成され、
   　前記伝熱部は、前記第１の貫通穴及び前記第２の貫通穴に挿入されている
   　請求項１に記載の熱交換器。
5. 　前記フィンは、前記第２の貫通穴の周縁部に設けられている筒状部を含む
   　請求項４に記載の熱交換器。
6. 　前記伝熱部は、管状部材であり、
   　前記伝熱部の前記外周面は、前記第１の扁平管と前記フィンの前記筒状部とに接触している
   　請求項５に記載の熱交換器。
7. 　前記第１の貫通穴に設けられ、前記伝熱部が挿入されている筒状の第１の固定部材と、
   　前記第２の貫通穴に設けられ、前記伝熱部が挿入されている筒状の第２の固定部材とを更に備え、
   　前記第１の固定部材は、前記第１の扁平管に接触する第１の外周面を含み、
   　前記第２の固定部材は、前記フィンに接触する第２の外周面を含む
   　請求項４～６のいずれか一項に記載の熱交換器。
8. 　前記第１の固定部材は、前記フィンから前記第１の扁平管へ向かう方向に先細りであり、
   　前記第２の固定部材は、前記フィンから前記第１の扁平管へ向かう方向に先細りである
   　請求項７に記載の熱交換器。
9. 　前記伝熱部は、第１の隙間が形成されている第１の挿入部と、前記伝熱部の長手方向の幅が前記第１の隙間の幅よりも小さい第２の隙間が形成されている第２の挿入部とを含み、
   　前記第１の扁平管の長軸方向の端部は、前記第１の隙間に挿入され、
   　前記フィンの長手方向に平行な端部は、前記第２の隙間に挿入されている
   　請求項１に記載の熱交換器。
10. 　前記伝熱部は、前記フィンに平行な断面形状が翼形状である
    　請求項９に記載の熱交換器。
11. 　前記伝熱部と前記第１の扁平管とは接合され、
    　前記伝熱部と前記フィンとは接合されている
    　請求項１～１０のいずれか一項に記載の熱交換器。
12. 　請求項１～１１のいずれか一項に記載の熱交換器を備えた
    　冷凍サイクル装置。
13. 　長尺状部材である伝熱部を、フィンの貫通穴に挿入する挿入工程と、
    　前記伝熱部の外径を大きくする加工を前記伝熱部に施すことで前記伝熱部を前記フィンに固定し、前記伝熱部及び前記フィンを含むモジュールを製造する拡管工程と、
    　第１の扁平管と第２の扁平管との間に、前記拡管工程で製造した前記モジュールを配置する配置工程と、
    　を備えている
    　熱交換器の製造方法。
14. 　前記拡管工程では、前記伝熱部の長手方向の第１端部及び前記伝熱部の長手方向の第２端部を加圧することで前記伝熱部を前記フィンに固定する
    　請求項１３に記載の熱交換器の製造方法。
15. 　前記第１の扁平管及び前記第２の扁平管を加圧することで前記伝熱部を加圧し、前記第１端部又は前記第２端部に設けられているフレア部を変形させる変形工程を更に備えている
    　請求項１４に記載の熱交換器の製造方法。
16. 　扁平管に第１の貫通穴を形成する第１の貫通穴形成工程と、
    　フィンをバーリング加工し、前記フィンに第２の貫通穴を形成するとともに前記第２の貫通穴の周縁部から立ち上がる筒状部を形成する第２の貫通穴形成工程と、
    　長尺状の管状部材である伝熱部を、前記扁平管の前記第１の貫通穴及び前記フィンの前記第２の貫通穴に挿入する挿入工程と、
    　前記伝熱部を拡管し、前記伝熱部の外周面を前記フィンの前記筒状部の内周面に密着させる拡管工程と、
    　を備えている
    　熱交換器の製造方法。
17. 　扁平管に第１の貫通穴を形成する第１の貫通穴形成工程と、
    　フィンに第２の貫通穴を形成する第２の貫通穴形成工程と、
    　長尺状の管状部材である伝熱部を、前記扁平管の前記第１の貫通穴に挿入する第１の挿入工程と、
    　筒状の第１の固定部材を前記伝熱部に挿入し、前記第１の固定部材を前記扁平管の前記第１の貫通穴に圧入する第１の圧入工程と、
    　前記伝熱部を、前記フィンの前記第２の貫通穴に挿入する第１の挿入工程と、
    　筒状の第２の固定部材を前記伝熱部に挿入し、前記第２の固定部材を前記フィンの前記第２の貫通穴に圧入する第２の圧入工程と、
    　を備えている
    　熱交換器の製造方法。
18. 　第１の隙間及び第２の隙間を長尺状の伝熱部に形成する隙間形成工程と、
    　扁平管の長軸方向の端部を前記伝熱部の前記第１の隙間に挿入し、フィンの長手方向に平行な端部を前記伝熱部の前記第２の隙間に挿入する挿入工程と、
    　前記伝熱部を加圧し、前記伝熱部に前記フィン及び前記扁平管を嵌合する加圧工程と、
    　を備えている
    　熱交換器の製造方法。

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