WO2020090677A1

WO2020090677A1 - 熱交換器のフィンとその製造方法、熱交換器、空気調和装置

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Publication number: WO2020090677A1
Application number: PCT/JP2019/042007
Authority: WO
Inventors: 麻実岩崎
Original assignee: ダイキン工業株式会社
Priority date: 2018-10-29
Filing date: 2019-10-25
Publication date: 2020-05-07
Also published as: JP2020070933A; JP6747488B2; CN112912685A; US20210389058A1; EP3875879A1; EP3875879B1; EP3875879A4; EP3875879B8; CN112912685B

Abstract

熱交換器のフィンに対して、塩害の著しい地域では、アルミニウムの基板の上に、耐食性有機膜をコーティングすることが提案されている。しかし、フィンを製造する際、コーティング膜の形成された基板を切断すると、切断面には、コーティングが施されておらず、切断面から腐食が進行する恐れがあった。熱交換器（４）のフィン（１０）は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を含む基板（２０）と、基板（２０）の端面（１１）に配置された有機物層（２５）とを備える。

Description

熱交換器のフィンとその製造方法、熱交換器、空気調和装置

　本開示はアルミニウムまたはアルミニウム合金の表面に有機物層を配置した、熱交換器のフィンに関する。

　空気調和装置の熱交換器に用いられるアルミニウムフィンでは、アルミニウムの耐食性を向上させるために、アルミニウム基材の表面に耐食性塗膜層を形成することが行われている。（たとえば、特許文献１（特開２０１０－２２３５１４号公報）参照。）

　従来、アルミニウム基材に、耐食性塗布層を形成後に、基材をフィンの大きさに切断していた。そうすると、切断面に関しては、耐食性塗布層が形成されておらず、塗布層が形成されていない部分が熱交換器の表面に出ていた。塩害が著しい地域では、耐食性塗布層が形成されていない部分が表面に出ていると、その部分から、腐食が進行していく恐れがあった。

　第１観点の熱交換器のフィンは、基板と、有機物層とを備えている。基板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなっている。基板は、複数の伝熱管を配置するための穴または切り欠きが形成されている。有機物層は、基板の端面に配置されている。

　第１観点の熱交換器のフィンは、基板の端面に有機物層が配置されているので、基板の腐食防止効果が大きい。

　第２観点の熱交換器のフィンは、第１観点の熱交換器のフィンであって、有機物層は、基板の端面から連続する基板の表面にも配置されている。

　第２観点の熱交換器のフィンは、基板の表面にも有機物層が配置されているので、基板の腐食防止効果がより大きい。

　第３観点の熱交換器のフィンは、第２観点の熱交換器のフィンであって、有機物層の基板の表面部分の膜厚は、１０μｍ以上３００μｍ以下である。なお、ここで、基板の表面の有機物層の膜厚は、積層された複数のフィンのうちの最端部でない一のフィンを任意に抽出して、その基板の表面で最も厚い部分で定義する。

　第３観点の熱交換器のフィンは、基板の表面に厚い有機物層が配置されているので、基板の腐食防止効果が大きい。

　第４観点の熱交換器のフィンは、第１観点～第３観点のいずれかの熱交換器のフィンであって、有機物層は、第１有機物層を有する。第１有機物層は、疎水性の有機物からなる。なお、疎水性とは、たとえば、水の接触角で５０°以上である。第１有機物層は、厚みが１０μｍ以上２００μｍ以下である。

　第４観点の熱交換器のフィンは、有機物層が、疎水性の第１有機物層を有するので、熱交換器を凝縮器として用いたときに、腐食防止効果が高い。

　第５観点の熱交換器のフィンは、第４観点の熱交換器のフィンであって、第１有機物層は、ポリウレタン系、アクリル系、フッ素系および、ポリエステル系のグループの中から選択した１の樹脂または組み合わせである。

　第６観点の熱交換器のフィンは、第４観点の熱交換器のフィンであって、第１有機物層は、ポリウレタン系樹脂である。

　第６観点の熱交換器のフィンは、第１有機物層として、ポリウレタン系樹脂を用いているので、耐候性に優れている。

　第７観点の熱交換器のフィンは、第４観点～第６観点のいずれかの熱交換器のフィンであって、有機物層は、さらに、第２有機物層を有する。第２有機物層は、第１有機物層と基板との間に配置される。第２有機物層は、疎水性のエポキシ系またはエポキシジンク系樹脂である。

　第７観点の熱交換器のフィンにおける第２有機物層は、第１有機物層と基板との接着性を改善する。

　第８観点の熱交換器のフィンは、第７観点の熱交換器のフィンであって、第２有機物層の厚みは、５μｍ以上４０μｍ以下である。

　第９観点の熱交換器のフィンは、第７観点または第８観点の熱交換器のフィンであって、有機物層は、さらに、第３有機物層を有している。第３有機物層は、基板の表面であって、第２有機物層と基板との間に配置されている。第３有機物層は、エポキシ系、ウレタン系、ポリエステル系、アクリル系または、フッ素系樹脂のグループの中から選択した１の樹脂または組み合わせである。

　第１０観点の熱交換器のフィンは、第９観点の熱交換器のフィンであって、基板の端面には、基板側から順に、第２有機物層、第１有機物層が配置されており、基板の表面には、基板側から順に、第３有機物層、第２有機物層、第１有機物層が配置されている。さらに、第２有機物層および第１有機物層は、基板の端面および第３有機物層の表面を連続的に覆っている。

　第１１観点の熱交換器のフィンは、第１観点～第１０観点のいずれかの熱交換器のフィンであって、基板の端面は、風上側に配置される。

　第１１観点の熱交換器のフィンは、基板の風上側の端面に有機物層が配置されるため、基板の腐食が効果的に防止される。

　第１２観点の熱交換器のフィンは、第１観点～第１１観点のいずれかの熱交換器のフィンであって、基板は、さらに、フィンカラーを有している。フィンカラーは、基板の穴の周囲又は切り欠きの周縁部に配置される。フィンカラーは、基板の表面とは垂直な一方向に延びている。有機物層は、フィンカラーの端面の少なくとも一部に配置されている。

　第１２観点の熱交換器のフィンは、フィンカラーの端面に有機物層が配置されるため、基板の腐食が効果的に防止される。

　第１３観点の熱交換器は、第１観点～第１２観点のいずれかのフィンと、フィンと一体化している伝熱管とを含む複合体を備えている。伝熱管は、複数のフィンの穴または切り欠きを通過している。熱交換は、複合体を、空気の流れに対して、上流側、下流側に複数列備えている。もっとも上流側の有機物層の平均の厚みが１０μｍ以上、もっとも風下側の有機物層の平均の厚みが１０μｍ以下である。

　第１３観点の熱交換器は、上流側のフィンの有機物層の厚みが厚く、下流側が薄いので、効率良く、基板の防食効果を発揮させることができる。

　第１４観点の空気調和装置は、第１３観点の熱交換器と、ファンとを備えている。ファンは、熱交換器に空気を送る。熱交換器は、室外機に利用される。

　第１４観点の空気調和装置は、塩害の影響を受けやすい室外機の熱交換器に用いた場合でも、基板の防食防止効果が大きい。

　第１５観点の熱交換器のフィンの製造方法は、（ａ）金属板を用意し、（ｂ）金属板を切断して基板とし、（ｃ）基板の表面および切断面に有機物層を形成する。金属板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を含む。金属板を切断した基板に、有機物層を形成するため、切断面が有機物層で保護され、防食効果が発揮される。

　第１６観点の熱交換器のフィンの製造方法は、第１５観点の熱交換器のフィンの製造方法であって、金属板は、さらに、第３有機物層を有する。第３有機物層は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の表面に塗布されている。

　第１７観点の熱交換器のフィンの製造方法は、第１５観点または第１６観点の熱交換器のフィンの製造方法であって、（ａ）の後、（ｃ）の前に、さらに、（ｄ）基板に複数の穴または切り欠きを形成する。

　第１８観点の熱交換器のフィンの製造方法は、第１７観点の熱交換器のフィンの製造方法であって、（ｄ）の後、（ｃ）の前に、さらに、（ｅ）基板に複数のフィンカラーを形成する。

　第１９観点の熱交換器のフィンの製造方法は、第１８観点の熱交換器のフィンの製造方法であって、（ｅ）の後、（ｃ）の前に、さらに、（ｆ）穴に伝熱管を挿入し、拡管を行い、フィンと、伝熱管を一体化させる。

　第２０観点の熱交換器のフィンの製造方法は、第１９観点の熱交換器のフィンの製造方法であって、（ｆ）の後、（ｃ）の前に、さらに、（ｇ）フィンと一体化された伝熱管の曲げ加工を行う。

　第２１観点の熱交換器のフィンの製造方法は、第１５観点～第２０観点のいずれかの熱交換器のフィンの製造方法であって、（ｃ）において、有機物層は、最表面に疎水性の第１有機物層を有する。

　第２２観点の熱交換器のフィンの製造方法は、第２１観点の熱交換器のフィンの製造方法であって、第１有機物層は、ポリウレタン系、アクリル系、フッ素系、および、ポリエステル系のグループの中から選択した１の樹脂または組み合わせである。

　第２３観点の熱交換器のフィンの製造方法は、第１５観点～第２２観点のいずれかの熱交換器のフィンの製造方法であって、基板の風上側の表面に、風下側よりも厚く有機物層を形成する。

　第２４観点の熱交換器のフィンの製造方法は、第２３観点の熱交換器のフィンの製造方法であって、基板の風上側の表面の有機物層の厚みは、１０μｍ以上３００μｍ以下である。

第１実施形態の空気調和装置１００の冷媒回路図。第１実施形態の室外機５０の概略を示す上面図。第１実施形態の室外機５０の概略を示す正面図。第１実施形態の熱交換器４の側面図。第１実施形態の熱交換器のフィン１０ａ～１０ｃの配列を示す平面図。第１実施形態の熱交換器のフィン１０ａの平面模式図。第１実施形態の熱交換器のフィン１０ａの有機物層２５の構成を模式的に示す断面図。第１実施形態の熱交換器のフィン１０ａの断面模式図。第１実施形態の熱交換器のフィン１０の製造方法を示すフローチャート。変形例１Ａの熱交換器のフィン１０１の平面図。

　＜第１実施形態＞
　（１）全体構成
　第１実施形態の空気調和装置１００の冷媒回路を図１に示す。また、第１実施形態の空気調和装置１００の室外機５０の概略を図２Ａ、２Ｂに示す。図２Ａは、室外機５０を上から見た上面図であり、図２Ｂは、前から見た正面図（側面図）である。図２Ａ、２Ｂには、前、後、右、左、上、下の向きを矢印で記入してある。

　本実施形態の空気調和装置１００の冷媒回路は、図１に示すように、圧縮機１と、熱交換器４（凝縮器）と、膨張弁５と、熱交換器６（蒸発器）とを備えている。本実施形態の室外機５０は、仕切り板８によって、図２Ａの右側の機械室と、左側の熱交換室とに分けられている。機械室には、圧縮機１と膨張弁５とが配置されている。熱交換室には、熱交換器４（凝縮器）と、熱交換器４に空気を送るファン３とが配置されている。本実施形態の室内機（図示せず）は、熱交換器６（蒸発器）と、熱交換器６に空気を送るファン７とを有している。本実施形態においては、２つの熱交換器において、冷媒の流れを変更して、凝縮器と蒸発器とを切り換えて用いることは無い。言い換えると、本実施形態の空気調和装置は、冷房専用機である。

　本実施形態の空気調和装置１００の室外機５０においては、図２Ａまたは２Ｂに示すように、筐体２の中に、室外熱交換器４（凝縮器）、熱交換器４に空気を送るためのファン３、圧縮機１が配置されている。筐体２の後面、左側面、前面には、空気が通過するように穴が開けられている。ファン３を回転させることによって、空気は、後面、または、左側面より、筐体の内部に取り込まれ、熱交換器４を通過する間に冷媒と熱交換を行い、前面に排出される。

　（２）室外熱交換器４
　本実施形態の室外熱交換器４（凝縮器）の概略の上面図、正面図は図２Ａ、２Ｂに、一部分を側面から見た図を図３に、フィン１０ａ～１０ｃの配列を図４に示す。このフィンは、いわゆるワッフルフィンである。

　本実施形態の熱交換器４は、伝熱管３０と、フィン１０とを備えている。伝熱管３０は内部に冷媒を流す。フィン１０は、穴１７を有し、穴１７に挿入された伝熱管３０と接触している。フィン１０は、冷媒と空気の熱交換を促進する。

　熱交換器４は、筐体２の左側面と後面に沿って、直線部分４ｂが配置され、その間に湾曲部４ａが配置され、全体としてＬ字形状となっている。伝熱管３０もほぼ同様の形状である。伝熱管３０は金属製である。伝熱管３０の材料は、主として、アルミニウムまたは銅である。

　図２Ａの熱交換器４のＡＡ断面の図を、図４に示す。図４は、フィン１０ａ～１０ｃの配置を示す図である。本実施形態においては、もっとも風上のフィン１０ａから、風下に向かってフィン１０ｂ、フィン１０ｃが３列に並べられている。フィンの配列は、熱交換量に応じて、１列、２列であっても良い。

　フィン１０ａと１０ｃは同じ形である。フィン１０ｂも基本的に同じ形であるが、高さ方向に、フィン１０ａまたはフィン１０ｃにおいて隣接する伝熱管３０の中間の高さに、フィン１０ｂに隣接する伝熱管３０は配列されている。

　一つのフィン１０ａに配置される、伝熱管３０を挿入する穴１７の数は、たとえば、２０～７０である。

　フィン１０ａの幅は、たとえば、１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。

　フィンピッチＦＰは、たとえば、０．５ｍｍ以上４．００ｍｍ以下である。１．３ｍｍ以上１．７ｍｍ以下がより好ましい。

　（３）フィン１０ａ
　図４のもっとも風上側に配置されているフィン１０ａを示した図を図５に示す。図５のＢＢ断面図に相当するのが、図７の模式図である。ただし、図７は、熱交換器４に組み込まれた状態と同様に、フィン１０ａを複数重ねた状態で、切断した断面図である。また、図６は、フィン１０ａの断面の有機物層２５の構成を模式的に示したものである。

　フィン１０は、基板２０と、有機物層２５とを備えている。

　基板２０の厚みは、０．０５ｍｍ以上、０．１５ｍｍ以下である。より好ましくは、０．９ｍｍ以上、０．１２ｍｍ以下である。本実施形態においては、厚みが約０．１１５ｍｍである。基板２０の材料は、アルミニウムまたはアルミニウム合金である。基板２０の材料は、アルミニウムを９５％以上９９．９％以下含んでも良い。

　基板２０は、風上側の端面１１、風上側の表面１３、フィンカラー１６、風下側の表面１４、風下側の端面１２を有している。フィンカラー１６は、フィンカラーの端面１６ａを有している。

　基板２０は、リボン状に細長い板であり、その長手方向に等間隔に穴１７が形成されている。穴１７には、伝熱管３０が挿入される。フィン１０には、穴１７の周囲にフィンカラー１６が形成されている。フィンカラー１６は、図７に示すように、基板の表面１３、１４に垂直な一方向に延びている。フィンカラー１６によって、フィン１０と伝熱管３０の接触が面的に広がっている。フィンカラー１６は、基板２０の表面１３、１４とは反対側に、端面１６ａを有している。

　有機物層２５は、少なくとも、基板２０の風上側の表面１３と、風上側端面１１と、風上側のフィンカラーの端面１６ａとに形成されている。図７から判る様に、有機物層２５は、フィン１０ａの風上側のフィンカラー１６の上にも形成されている。有機物層２５の厚みは必ずしも一様ではない。伝熱管の挿入される穴１７よりも風上側の端面１１において、有機物層２５の膜厚は厚く、風下側の端面１２においては、有機物層２５の膜厚は薄い。図４の複数列のフィン１０ａ～１０ｃで比べると、最も風上側のフィン１０ａの表面の有機物層の膜厚は、風下側のフィン１０ｂ、１０ｃの表面の有機物層２５の膜厚よりも厚い。本実施形態においては、基板２０の風上側端面１１の有機物層２５の厚みは、６５μｍであり、基板２０の表面の最も有機物層２５が厚い部分での厚みは、２１６μｍである。基板２０の表面１３の有機物層２５の最も厚い部分の厚みは、たとえば、１０μｍ以上３００μｍ以下である。２０μｍ以上が好ましく、５０μｍ以上、１００μｍ以上がより好ましい。端面１１においては、有機物層２５の膜厚は、たとえば、２０μｍ以上１００μｍ以下である。なお、本明細書において、有機物層２５の膜厚範囲を議論するときには、有機物層２５の膜厚は、特に断りが無い場合、最も風上側のフィン１０ａで議論する。そして、フィン１０ａにおいて、積層された複数のフィン１０ａのうちの最端部でない一のフィン１０ａを任意に抽出して、その基板２０の表面１３で最も厚い部分の膜厚で議論する。以下、第１有機物層２３、第２有機物層２２、第３有機物層２１の場合も同様である。

　有機物層２５は、図６に示すように、第１有機物層２３と、第２有機物層２２と、第３有機物層２１とを含む。

　第１有機物層２３は、有機物層２５のうちで、最表面に形成されている。第１有機部層は、基板２０の両表面と、風上側端面１１、風上側のフィンカラー１６（フィンカラーの端面１６ａを含む）の上に形成されている。第１有機物層２３は、特に風上側表面１３、風上側端面１１に厚く形成され、風下側表面１４、風下側端面１２には、より薄く形成されるか、ほとんど形成されない。第１有機物層２３の厚みは、たとえば、１０μｍ以上２００μｍ以下である。第１有機物層２３は、疎水性有機化合物である。第１有機物層２３は、ポリウレタン系、アクリル系、フッ素系、および、ポリエステル系のグループの中から選択した１の樹脂または組み合わせである。本実施形態においては、ポリウレタン系の樹脂を用いている。ポリウレタン系樹脂は、耐候性に優れている。また、入手が容易で、コストも低い。

　第２有機物層２２は、第１有機物層２３と、基板２０との間に用いられる。第２有機物層２２の厚みは、たとえば、５μｍ以上４０μｍ以下である。第２有機物層２２は、第１有機物層２３と基板２０または下地層である第３有機物層２１との密着性を向上させるために用いられる。第２有機物層２２は、疎水性有機化合物である。第２有機物層は、エポキシ系またはエポキシジンク系の樹脂である。エポキシジンク系の樹脂を用いる場合は、第２有機物層２２の下地に下記第３有機物層２１とは別に、さらに別の有機物層を配置するのが好ましい。

　第３有機物層２１は、基板２０の表面１３、１４に一様に設けられている。第３有機物層２１は、両端面１１、１２、フィンカラーの端面１６ａには配置されていない。第３有機物層の膜厚は、０．５μｍ以上１０μｍ以下である。第３有機物層２１も、疎水性有機化合物である。第３有機物層２１は、エポキシ系、ウレタン系、ポリエステル系、アクリル系または、フッ素系樹脂のグループの中から選択した１の樹脂または組み合わせであっても良い。ここでは、エポキシ系樹脂を用いる。

　（４）熱交換器４のフィン１０の製造方法
　次に、熱交換器４のフィン１０の製造方法について、図面を用いて、説明する。図８は、熱交換器の製造法を示す、フローチャートである。

　まず、基板２０の材料として金属板を準備する（Ｓ１０１）。金属板には、あらかじめ、第３有機物層２１を表面に形成しておく。第３有機物層２１には、適当な色がつけられているのが好ましい。本実施形態では、黄色に着色している。

　リボン状、長方形形状のフィン１０の形になるように、金属板を切断して基板２０とする（Ｓ１０２）。そうすると、金属板の切断面（基板２０の端面１１、１２）には、有機物層２５は、配置されていない。

　次に、長方形状の基板２０に、穴１７を複数開ける（Ｓ１０３）。この穴１７は、伝熱管３０を挿入するためのものである。穴１７を開けた後で、穴の周囲にフィンカラー１６を形成する（Ｓ１０４）。

　次に、フィン１０を穴１７が揃うように、フィン１０を一定の間隔（フィンカラー１６の高さ）で配置し、伝熱管３０を穴１７に挿入する（Ｓ１０５）。

　次に、伝熱管３０の拡管を行い、伝熱管３０とフィン１０を一体化する。

　次に、伝熱管３０とフィン１０を一体化したものを必要な列数だけ並べる。そうして、伝熱管３０とフィン１０を一体化したものの伝熱管３０に対して、曲げ加工を行う（Ｓ１０６）。言い換えると、熱交換器４の湾曲部４ａを形成する（図２Ａ参照）。

　伝熱管３０とフィン１０を一体化したものに対して、有機物を吹き付けて、基板２０の端面１１および表面１３、あるいはフィンカラー１６に有機物層２５を形成する（Ｓ１０７）。有機物層の厚みは、１０μｍ以上３００μｍ以下である。有機物を吹き付ける方向は、熱交換器４において、空気の流れる方向と、同じである。たとえば、図７の矢印の向きである。有機物の塗布は、２段階で行われ、２種類の有機物が吹き付けられる。先に吹き付けられる有機物は、疎水性エポキシ系樹脂である。これによって、第２有機物層２２が形成される。次に、別の有機物が吹き付けられ、第１有機物層２３が形成される。この有機物も、疎水性有機化合物であり、ポリウレタン系、アクリル系、および、ポリエステル系のグループの中から選択した１の樹脂または組み合わせである。

　ステップＳ１０７では、３列のフィン１０ａ～１０ｃに対して有機物が吹き付けられる。しかし、ステップＳ１０７において、有機物層２５が十分な厚みに形成されるのは、３列に配置されたフィン１０ａ～１０ｃの内で、最も風上側に配置されるフィン１０ａだけである。また、フィン１０ａの表面のうち穴１７よりも風上側表面１３のさらに風上側の部分に、十分な厚みの有機物層２５が形成される。

　なお、第１有機物層２３、第２有機物層２２には、第３有機物層２１とは、異なる着色がされているのが好ましい。本実施形態では、第１有機物層２３、第２有機物層２２は、グレーに、第３有機物層２１は、黄色に着色されている。異なる着色がされていると、第１有機物層２３、第２有機物層２２が塗布されたか否か容易に判別することができる。また、第１有機物層２３、第２有機物層２２が十分な厚みの部分と、薄い部分または未塗布部分の境界も見分けやすい。

　（５）特徴
　（５－１）
　本実施形態の熱交換器４のフィン１０は、基板２０と、有機物層２５とを備えている。基板２０の材料は、アルミニウムまたはアルミニウム合金である。有機物層２５は、基板２０の端面１１に配置されている。

　従来、有機物層２５は、基板の端面１１には、施されていなかった。本実施形態では、基板２０の端面１１に有機物層２５を配置することにより、基板２０の腐食防止効果が大きい。

　また、本実施形態においては、有機物層２５は、基板２０の風上側のフィンカラーの端面１６ａにも配置されている。基板２０の風上側のフィンカラーの端面１６ａに有機物層２５を配置することにより、基板２０の腐食防止効果が大きい。

　（５－２）
　本実施形態において、有機物層２５は、基板２０の端面１１および端面から連続する基板の表面１３に配置されている。

　基板２０の表面１３にも有機物層２５が形成されているため、基板２０の腐食防止効果が大きい。

　（５－３）
　本実施形態の熱交換器のフィン１０の有機物層２５の基板の表面部分の膜厚は、１０μｍ以上３００μｍ以下である。

　厚み１０μｍ以上の有機物層２５を基板２０の端面１１より近い表面１３に配置することにより、十分な腐食防止効果を得る事ができる。

　また、厚みが３００μｍを超えると、フィン１０の熱伝達性能が低下する。

　（５－４）
　本実施形態の有機物層２５は、疎水性の有機化合物である、第１有機物層２３を含んでいる。また、疎水性の有機化合物は、有機物層の最表面に配置されている。疎水性とは、たとえば、水の接触角では、５０°以上である。

　本実施形態のフィン１０は、冷房専用の空気調和装置１００に用いられる室外熱交換器４に特に適している。空気調和装置が冷房暖房切換可能である場合、暖房時には、室外熱交換器は、蒸発器として用いられる。このような場合は、フィン１０のコーティングに用いられる有機物層２５は、親水性のものが適切である。蒸発器は、フィンに着霜する可能性があるが、疎水性のコーティングの場合、着想した水分が塊りとなり、排水性が悪いからである。しかし、冷房専用の空気調和装置の場合、室外熱交換器の着霜の心配は無い。むしろ、塩分の多い多湿の環境で使用する場合は、疎水性のコーティングにより、塩分を含む水分のフィンへの付着を防ぎ、腐食防止効果を上げる。

　疎水性の第１有機物層は、ポリウレタン系、アクリル系、フッ素系、および、ポリエステル系のグループの中から選択した１の樹脂または組み合わせである。ポリウレタン系樹脂が特に好ましい。ポリウレタン系樹脂は、耐候性に優れている。コストも低く、入手も容易である。

　（５－５）
　有機物層２５は、さらに、疎水性の第２有機物層２２を有している。第２有機物層２２は、第１有機物層２３と基板２０との間に配置される。第２有機物層は、エポキシ系、またはエポキシジンク系樹脂である。第２有機物層の厚みは、５μｍ以上４０μｍ以下である。

　第２有機物層２２は、第１有機物層２３と、基板２０または第３有機物層２１との密着性を改善する。

　（５－６）
　本実施形態の有機物層２５が形成されている端面１１は、風上側の端面１１である。また、複数のフィン１０ａ～１０ｃが風上から風下に向かって複数列配列される場合には、最も風上側に配列されるフィン１０ａの風上側端面１１である。

　最も上流側のフィン１０ａの有機物層２５の平均の厚みは、１０μｍ以上である。中央、下流側のフィン１０ｂ、１０ｃの有機物層２５の平均の厚みは、１０μｍ以下である。

　塩分、水分を多量に含む空気の環境に、熱交換器がさらされた場合、最も耐食性がシビアになるのは、風上側の端面１１であり、この部分に十分な厚みの有機物層を配置することにより、十分な腐食防止効果を得ることができる。

　（５－７）
　第１有機物層２３および第２有機物層２２は、基板２０の風上側の表面１３にも配置されている。

　第１有機物層２３および第２有機物層２２を端面１１だけでなく、風上側の表面１３にも配置することにより、より、十分な腐食防止効果が得られる。

　（５－８）
　本実施形態の有機物層２５は、さらに、第３有機物層２１を有している。第３有機物層は、基板の上に、配置されている。第１、第２有機物層がある場合は、それらよりも、基板に近い位置である。第３有機物層は、疎水性のエポキシ系の樹脂である。第３有機物層の厚みは、０．５μｍ以上１０μｍ以下である。第３有機物層の厚みは比較的均一である。第３有機物層は、通常、基板加工前に塗布されるので、プレコートとも呼ばれる。

　第３有機物層２１は、基板の端面、フィンカラー上などには、形成されていない。

　第３有機物層は、エポキシ系、ウレタン系、ポリエステル系、アクリル系または、フッ素系樹脂のグループの中から選択した１の樹脂または組み合わせである。第３有機物層としては、エポキシ系樹脂が好ましい。第３有機物層が第２有機物層と同じエポキシ系樹脂であると、第２有機物層を密着性が高い。また、第３有機物層は、フィンの風下側など、第１有機物層、第２有機物層がほとんど形成されない部分においては、疎水性であるので防食効果がある。したがって、冷房専用空気調和装置の室外熱交換器に用いた場合に、腐食防止効果が高い。

　（５－９）
　本実施形態の熱交換器のフィンの製造方法は、（ａ）～（ｃ）を含む。（ａ）では、アルミニウムまたはアルミニウム合金を含む金属板を用意する（Ｓ１０１）。金属板は、あらかじめ第３有機物層が塗布（プレコート）されていてもよい。（ｂ）では、金属板を切断して基板とする（Ｓ１０２）。（ｃ）では、基板２０の表面および切断面に、有機物層を形成する（Ｓ１０７）。

　本実施形態の熱交換器のフィンの製造方法は、基板を切断した後に、基板の切断面に、有機物層を形成する。逆に有機物層を基板の表面に形成した後で、基板を切断すれば、切断面に有機物層は形成されない。本実施形態の熱交換器のフィンの製造方法は、切断面に有機物層を有しており、基板の腐食防止効果が高い。

　また、（ｃ）における、有機物層の形成は、吹き付け法により行われる。吹きつけは、熱交換器の風上側より、有機物を基板の端面に向かって吹き付けることによって、行われる。

　吹きつけ法による、有機物の塗布は、膜厚は一様にならないが、必要な部分に必要な厚みの有機膜層を形成することができる。本実施形態のフィン１０ａは、より塩分や水分を含んだ空気に多くさらされる風上側の表面１３に厚く有機物層２５を形成することができる。逆に、風下側の表面１４には薄く有機物層２５を形成する。この部分に厚く有機物層を形成すると熱交換効率が低下する。

　また、（ｃ）で形成する有機物層は、最表面に疎水性の第１有機物層を有する。したがって、（５－４）で説明したのと同じ理由で、有機物層を冷房専用空気調和装置の室外熱交換器に用いた場合に、腐食防止効果が高い。

　第１有機物層は、ポリウレタン系、アクリル系、フッ素系、および、ポリエステル系のグループの中から選択した１の樹脂または組み合わせである。

　（５－１０）
　本実施形態の熱交換器のフィンの製造方法は、さらに、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）を含む。

　（ｄ）では、基板に複数の穴を開ける（Ｓ１０３）。（ｄ）は、（ａ）の後、（ｃ）の前である。

　（ｅ）では、基板に複数のフィンカラーを形成する（Ｓ１０４）。（ｅ）は、（ｄ）の後、（ｃ）の前である。

　（ｆ）では、穴に伝熱管を挿入し、拡管を行い、前記フィンと、前記伝熱管を一体化させる（Ｓ１０５）。（ｆ）は、（ｅ）の後、（ｃ）の前である。

　（ｇ）では、フィンと一体化された伝熱管の曲げ加工を行う（Ｓ１０６）。（ｇ）は、（ｆ）の後、（ｃ）の前である。

　本実施形態の熱交換器のフィンの製造方法は、（ａ）、（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｃ）の順に実施される。したがって、いずれにしても、金属板を切断して、基板とした後に、基板の切断面に、有機物層を形成するので、切断面に有機物層を有しており、基板の腐食防止効果が高い。

　（５－１１）
　本実施形態の熱交換器のフィンの製造方法の（ｃ）において、基板２０の風上側の表面１３に、風下側の表面１４よりも厚く有機物層２５を形成する。

　したがって、本実施形態のフィン１０ａは、より塩分や水分を含んだ空気に多くさらされる風上側の表面１３に厚く有機物層２５を形成するため、腐食防止効果が高い。また、風下側の表面１４の有機物層２５をより薄くすることにより、熱交換効率の低下を防止できる。

　基板の風上側の表面の有機物層の厚みは、１０μｍ以上３００μｍ以下である。１０μｍ以上の膜厚の有機物層を形成することにより、より腐食防止効果を高めることができる。

　（６）変形例
　（６－１）変形例１Ａ
　第１実施形態では、フィン１０の基板２０に伝熱管３０を挿入するための穴１７が形成されていた。この穴１７は、基板２０の端部と繋がっていてもよい。言い換えると、穴の代わりに切り欠きが形成されていても良い。図９に示すように、変形例１Ａのフィン１０１では、穴１７ではなく、切り欠き１７１が形成されている。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

　変形例１Ａのフィン１０１では、基板２０の端面１１および風上側表面１３に有機物層２５を配置することにより、基板２０の腐食防止効果が大きい。その他（５）で説明したのと同様の作用効果が得られる。

　（６－２）変形例１Ｂ
　第１実施形態では、図１に示すように、一の冷媒回路に、室外熱交換器４と、室内熱交換器６が、一つずつ、接続されている場合であった。変形例１Ｂでは、一の冷媒回路に複数の室内熱交換器が接続されている。その他の構成は、第１実施形態と同様である。この場合も第１実施形態と同様の効果が得られる。

　また、室外熱交換器４が複数の場合、または、室外熱交換器４と室内熱交換器６がともに複数の場合も、同様である。

　（６－３）変形例１Ｃ
　第１実施形態では、フィンがワッフルフィンの場合について説明した。変形例１Ｃでは、フィンは切り起こしフィンである。その他の構成は、第１実施形態と同様である。この場合、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。

　（６－４）変形例１Ｄ
　第１実施形態では、熱交換器４の湾曲部４ａが１箇所である場合であった。変形例１Ｄにおいては、熱交換器４は、湾曲部４ａを有さない。言い換えると、熱交換器４は、直線部４ｂのみで構成されている。その他の構成は、第１実施形態と同様である。この場合、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。

　なお、変形例１Ｄの場合、熱交換器のフィンの製造方法において、伝熱管を曲げるステップＳ１０６は不要である。したがって、伝熱管を拡管し基板に固定した（Ｓ１０５）あとで、基板に有機物層を形成してもよい（Ｓ１０７）。

　（６－５）変形例１Ｅ
　第１実施形態では、熱交換器４の湾曲部４ａが１箇所である場合であった。変形例１Ｅにおいては、熱交換器４の湾曲部４ａが２箇所存在する。室外機５０の筐体２の３側面（左、後、右）に、熱交換器４が２箇所で折り曲げられて配置されている。ファン３は、筐体２の上部に配置され、熱交換器４で熱交換した空気は、筐体２の上部より上向きに吹出される。その他の構成は、第１実施形態と同様である。この場合、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。

　また、熱交換器４は、室外機５０の筐体２の４側面に配置されていてもよい。

　以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

１　　　　圧縮機
２　　　　筐体
３、７　　ファン
４　　　　室外熱交換器
５　　　　膨張弁
６　　　　室内熱交換器
１０、１０ａ～１０ｃ、１０１　フィン
１１　　　風上側端面
１２　　　風下側端面
１３　　　風上側表面
１４　　　風下側表面
１６　　　フィンカラー
１７　　　穴
１７１　　切り欠き
２０　　　基板
２１　　　第３有機物層
２２　　　第２有機物層
２３　　　第１有機物層
２５　　　有機物層
３０　　　伝熱管
５０　　　室外機
１００　　空気調和装置

特開２０１０－２２３５１４号公報

Claims

　熱交換器（４）のフィン（１０、１０ａ、１０１）であって、
　前記フィンは、
　アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、複数の伝熱管を配置するための穴（１７）または切り欠き（１７１）の形成された基板（２０）と、
　前記基板の端面（１１）に配置された有機物層（２５）と、
を備えた、
　熱交換器のフィン。
　前記有機物層は、
　前記基板の端面から連続する基板の表面（１３）にも配置されている、
　請求項１に記載の熱交換器のフィン。
　前記有機物層の基板の表面部分の膜厚は、１０μｍ以上３００μｍ以下である、
　請求項２に記載の熱交換器のフィン。
　前記有機物層は、
　厚みが１０μｍ以上２００μｍ以下である疎水性の第１有機物層（２３）を、
有する、
　請求項１～３のいずれか１項に記載の熱交換器のフィン。
　前記第１有機物層は、ポリウレタン系、アクリル系、フッ素系、および、ポリエステル系のグループの中から選択した１の樹脂または組み合わせである、
　請求項４に記載の熱交換器のフィン。
　前記第１有機物層は、ポリウレタン系樹脂である、
　請求項４に記載の熱交換器のフィン。
　前記有機物層は、さらに、
　前記第１有機物層と前記基板との間の第２有機物層（２２）を有し、
　前記第２有機物層は、疎水性のエポキシ系またはエポキシジンク系樹脂である、
　請求項４～６のいずれか１項に記載の熱交換器のフィン。
　前記第２有機物層の厚みは、５μｍ以上４０μｍ以下である、
　請求項７に記載の熱交換器のフィン。
　前記有機物層は、さらに、
　前記基板の表面であって、前記第２有機物層と前記基板との間に配置された第３有機物層（２１）を、
有し、
　前記第３有機物層は、エポキシ系、ウレタン系、ポリエステル系、アクリル系または、フッ素系樹脂のグループの中から選択した１の樹脂または組み合わせである、
　請求項７または８に記載の熱交換器のフィン。
　前記基板の前記端面（１１）には、前記基板側から順に、前記第２有機物層（２２）、前記第１有機物層（２３）が配置されており、
　前記基板の前記表面（１３）には、前記基板側から順に、前記第３有機物層（２１）、前記第２有機物層（２２）、前記第１有機物層（２３）が配置されており、
　前記第２有機物層および前記第１有機物層は、前記基板の端面および前記第３有機物層の表面を連続的に覆っている、
　請求項９に記載の熱交換器のフィン。
　前記端面は、風上側に配置される、
　請求項１～１０のいずれか１項に記載の熱交換器のフィン。
　前記基板は、
　前記穴の周囲又は前記切り欠きの周縁部に、前記基板の表面とは垂直な一方向に延びるフィンカラー（１６）をさらに有し、
　前記有機物層は、前記フィンカラーの端面（１６ａ）の少なくとも一部に配置されている、
　請求項１～１１のいずれか１項に記載の熱交換器のフィン。
　熱交換器（４）であって、
　請求項１～１２のいずれか１項に記載の複数のフィンと、
　前記複数のフィンの穴または切り欠きを通過し、前記フィンと一体化している伝熱管（３０）と、
を有する複合体を空気の流れに対して、上流側、下流側に、複数列備え、
　もっとも上流側の有機物層の平均の厚みが１０μｍ以上、もっとも風下側の有機物層の平均の厚みが１０μｍ以下である、
　熱交換器。
　請求項１３に記載の熱交換器（４）と、
　前記熱交換器に空気を送るためのファン（３）と、
を備え、
　前記熱交換器を室外、かつ、凝縮器専用として利用する、
　空気調和装置（１００）。
　（ａ）アルミニウムまたはアルミニウム合金を含む金属板を用意し（Ｓ１０１）、
　（ｂ）前記金属板を切断して基板とし（Ｓ１０２）、
　（ｃ）前記基板の表面および切断面に、有機物層を形成する（Ｓ１０７）、
熱交換器のフィンの製造方法。
　前記（ａ）において、前記金属板は、
　前記アルミニウムまたはアルミニウム合金の表面に塗布された第３有機物層を
さらに有する、
請求項１５に記載の熱交換器のフィンの製造方法。
　前記（ａ）の後、前記（ｃ）の前に、
　（ｄ）基板に複数の穴または切り欠きを形成する（Ｓ１０３）、
請求項１５または１６に記載の熱交換器のフィンの製造方法。
　前記（ｄ）の後、前記（ｃ）の前に、
　（ｅ）基板に複数のフィンカラーを形成する（Ｓ１０４）、
請求項１７に記載の熱交換器のフィンの製造方法。
　前記（ｅ）の後、前記（ｃ）の前に、
　（ｆ）前記穴に伝熱管を挿入し、拡管を行い、前記フィンと、前記伝熱管を一体化させる（Ｓ１０５）、
請求項１８に記載の熱交換器のフィンの製造方法。
　前記（ｆ）の後、前記（ｃ）の前に、
　（ｇ）前記フィンと一体化された伝熱管の曲げ加工を行う（Ｓ１０６）、
請求項１９に記載の熱交換器のフィンの製造方法。
　前記（ｃ）において、前記有機物層は、最表面に疎水性の第１有機物層を有する、
請求項１５～２０のいずれか１項に記載の熱交換器のフィンの製造方法。
　前記第１有機物層は、ポリウレタン系、アクリル系、フッ素系、および、ポリエステル系のグループの中から選択した１の樹脂または組み合わせである、
　請求項２１に記載の熱交換器のフィンの製造方法。
　前記（ｃ）において、前記基板の風上側の表面に、風下側よりも厚く前記有機物層を形成する、
請求項１５～２２のいずれか１項に記載の熱交換器のフィンの製造方法。
前記基板の風上側の表面の有機物層の厚みは、１０μｍ以上３００μｍ以下である、
請求項２３に記載の熱交換器のフィンの製造方法。