WO2021214993A1

WO2021214993A1 - 空気調和装置の室外熱交換器

Info

Publication number: WO2021214993A1
Application number: PCT/JP2020/017747
Authority: WO
Inventors: 佑太小宮
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2020-04-24
Filing date: 2020-04-24
Publication date: 2021-10-28
Also published as: JP7229429B2; JPWO2021214993A1

Abstract

空気調和装置の室外熱交換器は、ベース板と、ベース板の上に配置された室外熱交換器とを備え、室外熱交換器は、第１方向に互いに間隔を空けて配置された複数の第１伝熱管を有する主熱交換器と、主熱交換器の下側に配置され、第１方向に互いに間隔を空けて配置された複数の第２伝熱管を有する補助熱交換器とを有し、補助熱交換器の第２伝熱管の肉厚は、主熱交換器の第１伝熱管の肉厚より大きい。

Description

空気調和装置の室外熱交換器

　本開示は、空気調和装置の室外機に設けられた室外熱交換器に関するものである。

　従来、空気調和装置に用いられる熱交換器は、フィンと伝熱管とにより構成されている。伝熱管は、フィンを貫通するように配置されている。当該熱交換器においては、伝熱管の内部を流れる冷媒と伝熱管の外部を流れる空気との間の熱交換を行う。そのような熱交換器で、伝熱管が破損して伝熱管に亀裂が発生した場合、空気調和装置が故障するだけでなく、冷媒が大気中に漏洩する。冷媒は、毒性または可燃性を有することがあり、また、地球温暖化に影響を及ぼすことがある。従って、冷媒が大気中に漏洩した場合、人体または環境に悪影響を及ぼす可能性がある。

　空気調和装置の室外機において、運搬中または据え付け作業中に熱交換器が破損することがある。ルームエアコンなどの一部の機種では、室外機ユニットに冷媒を保管したまま出荷されることがある。そのため、運搬中または据え付け作業中に熱交換器に破損が生じた場合、冷媒がそのまま大気に漏洩される可能性がある。

　室外機ユニットの熱交換器において、破損が発生し易い箇所の一つとして、ベース板に近接している部分が挙げられる。運搬中または据え付け作業中の振動により、熱交換器が上下左右に動くことがある。その場合に、熱交換器の当該部分とベース板とが衝突して、熱交換器が破損する可能性がある。特に、熱交換器を誤って落下または転倒させた時の衝撃は大きく、熱交換器に伝熱管が破損する可能性が高い。

　特許文献１には、冷媒の流れ方向における入口側の内径よりも出口側の内径の方が大きい伝熱管を備えた熱交換器が開示されている。当該熱交換器の伝熱管の場合、伝熱管の外径を一様とすると、出口側よりも入口側の方が伝熱管の肉厚が大きくなる。そのため、伝熱管の出口側よりも入口側の方が強度が高くなる。その結果、入口側の伝熱管においては破損を防止することが可能になる。しかしながら、特許文献１では、圧力損失を抑えるために、当該伝熱管を使用しており、伝熱管の強度の向上については意図されていない。

特開２００９－２５７７４２号公報

　一般に、熱交換器の製造では、はじめに、伝熱管の外径より若干大きな内径を有する貫通孔をフィンに形成しておく。そして、その貫通孔に伝熱管を挿入した後に、伝熱管の内径を広げて、フィンと伝熱管とを密着させる方法がとられている。ルームエアコンまたはパッケージエアコンでは、アルミフィンと円管とを組み合わせたフィンアンドチューブ式熱交換器が多用されている。この種の熱交換器のほとんどにおいて、マンドレルと呼ばれる工具を用いて、伝熱管を拡管させる製造方法が用いられている。マンドレルには、伝熱管の内径よりも若干大きな外径を有する玉(以下、拡管玉と称する)が設けられている。そこで、マンドレルを伝熱管の一端から他端に向かって押し込むことで、拡管玉が伝熱管の内部を通過し、その際の通過圧により、伝熱管が拡管される。

　特許文献１に記載の熱交換器では、上述したように、冷媒の流れ方向において、入口側の内径よりも出口側の内径の方が大きい伝熱管が用いられている。そのため、伝熱管の構成は、下記の（１）または（２）のいずれかである。

　（１）内径が一様でなく、一端から他端に向かって内径が変化する伝熱管が用いられている。
　（２）１つの熱交換器の中で、内径が異なる２種以上の伝熱管を使用している。

　上記（１）の場合には、マンドレルの拡管玉の外径は変化しないため、伝熱管において内径の小さい部分と内径の大きい部分で伝熱管の拡管状態が変わることになる。すなわち、伝熱管の内径が小さい部分に合わせて拡管玉の外径を選定すると、内径が大きい部分で十分に伝熱管が拡管されない。その結果、伝熱管とフィンとの密着不良により、熱交換器の性能が低下する可能性がある。また、一般に、伝熱管として、伝熱管の内面に溝が形成された内面溝付き管が多く使用されている。しかしながら、そのような伝熱管の場合、伝熱管の内径が大きい部分に合わせて拡管玉の外径を選定すると、内径が小さい部分では、内面溝が大幅に潰されてしまう。その場合、伝熱管と冷媒との間の熱伝達効率が減少する可能性がある。

　上記（２）の場合には、内径の異なる２種以上の伝熱管を使用するため、伝熱管をフィンの貫通孔に挿入する工程において、挿入箇所を誤る可能性がある。そのため、フィンの貫通孔に伝熱管を挿入する際に、作業員が、内径が大きい方の伝熱管を挿入する貫通孔なのか、あるいは、内径が小さい方の伝熱管を挿入する貫通孔なのかを、判断するための仕組みが必要になる。その場合、製造管理コストが増加する可能性があるとともに、作業員が判断するための時間も必要になり、熱交換器の製造にかかるコストおよび時間が増加する可能性がある。

　このように、特許文献１においては、上記（１）および上記（２）のいずれの場合においても、それぞれ、上述したような課題がある。そのため、内径が一様な伝熱管を使用することが望ましく、且つ、１つの熱交換器の中では、内径の等しい１種類の伝熱管を使用することが望ましい。

　本開示は、かかる課題を解決するためになされたものであり、室外熱交換器の製造にかかるコストおよび時間の増加を抑えながら、室外熱交換器の強度の向上を図ることが可能な、空気調和装置の室外熱交換器を提供することを目的としている。

　本開示に係る空気調和装置の室外熱交換器は、ベース板と、前記ベース板の上に配置された室外熱交換器とを備え、前記室外熱交換器は、第１方向に互いに間隔を空けて配置された複数の第１伝熱管を有する主熱交換器と、前記主熱交換器の下側に配置され、前記第１方向に互いに間隔を空けて配置された複数の第２伝熱管を有する補助熱交換器とを有し、前記補助熱交換器の前記第２伝熱管の肉厚は、前記主熱交換器の前記第１伝熱管の肉厚より大きい。

　本開示に係る空気調和装置の室外熱交換器によれば、室外熱交換器の製造にかかるコストおよび時間の増加を抑えながら、室外熱交換器の強度の向上を図ることができる。

実施の形態１に係る空気調和装置の室外機１０の構成の一例を示す斜視図である。実施の形態１に係る空気調和装置１の構成の一例を示す冷媒回路図である。実施の形態１に係る室外熱交換器７０の構成の一例を示す側断面図である。図３の部分拡大図である。実施の形態１に係る室外熱交換器７０の構成の一例を概略的に示す部分背面図である。実施の形態２に係る室外熱交換器７０の構成の一例を概略的に示す部分背面図である。実施の形態３に係る室外熱交換器７０の構成の一例を概略的に示す部分背面図である。従来の熱交換器において、フィン８２間の間隔を一部分だけ狭くした場合を示す図である。

　以下、本開示に係る空気調和装置の室外熱交換器の実施の形態について図面を参照して説明する。本開示は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、本開示は、以下の実施の形態およびその変形例に示す構成のうち、組み合わせ可能な構成のあらゆる組み合わせを含むものである。また、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。なお、各図面では、各構成部材の相対的な寸法関係または形状等が実際のものとは異なる場合がある。

　実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る空気調和装置の室外機１０の構成の一例を示す斜視図である。図１に示すように、空気調和装置の室外機１０は、例えば直方体形状に形成され、その外郭が筐体１２で構成される。筐体１２は、上面パネル２２、４つの側面パネル２３、および、ベース板２０とで構成される。

　図１に示すように、ベース板２０は、矩形の平板形状の部材である。ベース板２０は、ドレンパンを兼ねており、ドレン水または室外機１０内に入り込んだ雨水を外部に排出する。なお、ドレンパンは、ベース板２０と別体で設けてもよい。側面パネル２３には、室外空気を取り込むための吸気口（図示せず）が設けられている。また、上面パネル２２には、室外機１０内の空気を外部に放出するための排気口（図示せず）が設けられている。

　図１に示すように、室外機１０においては、ベース板２０の上に室外熱交換器７０が配置されている。室外熱交換器７０は、主熱交換器８０と補助熱交換器９０とから構成されている。主熱交換器８０および補助熱交換器９０については後述する。また、ベース板２０の上には、さらに、圧縮機３０、四方弁４０、絞り弁５０、および、室外送風機６０などが配置されている。室外熱交換器７０、圧縮機３０、四方弁４０、および、絞り弁５０は冷媒配管１００により繋がっている。

　室外熱交換器７０は、図１に示すように、曲げ加工がなされており、平面視でＬ字型の形状を有している。しかしながら、室外熱交換器７０は、これに限定されない。すなわち、室外熱交換器７０は、平面視でＵ字型の形状を有していてもよい。また、室外熱交換器７０は、曲げ加工されずに、平面視で矩形形状を有していてもよい。また、室外熱交換器７０の個数も、１個でもよく、あるいは、２個以上でもよい。いずれの場合も、室外熱交換器７０は、空気を取り込みやすいように、室外機１０の４つの側面パネル２３に設けられた吸気口（図示せず）に対向して配置される。

　図１に示した室外機１０は、例えば、図２に示す空気調和装置１で使用される。図２は、実施の形態１に係る空気調和装置１の構成の一例を示す冷媒回路図である。図２に示すように、空気調和装置１は、室外機１０と室内機１１とを備えている。

　室外機１０と室内機１１とは、図２に示すように、冷媒配管１００により互いに接続されている。

　図２に示すように、室内機１１は、室内熱交換器７１と、室内送風機６１と、制御器１１１と、冷媒配管１００の一部分とを備えている。室内送風機６１は、室内熱交換器７１に対して空気を送風する。室内熱交換器７１は、伝熱管とフィンとを有している。室内熱交換器７１は、例えば、フィンアンドチューブ式熱交換器である。室内熱交換器７１は、伝熱管を流通する冷媒と空気との間の熱交換を行う。室内熱交換器７１は、空気調和装置１が、室内機１１側を暖房する場合には、凝縮器として機能し、室内機１１側を冷房する場合には、蒸発器として機能する。

　室内送風機６１は、例えば、プロペラファンである。室内送風機６１は、ファンモータ６１ａとファン６１ｂとから構成される。ファン６１ｂは、ファンモータ６１ａを動力源として回転する。室内送風機６１の回転速度は、制御器１１１によって制御される。

　また、図２に示すように、室外機１０は、室外熱交換器７０と、制御器１１０と、圧縮機３０と、四方弁４０と、絞り弁５０と、室外送風機６０と、冷媒配管１００の一部分とを有している。室外機１０は、さらに、アキュムレータなどの他の構成部品を備えていてもよい。

　室外熱交換器７０は、伝熱管８１および９１（図３および図５参照）とフィン８２および９２（図３および図５参照）とを有している。室外熱交換器７０は、例えば、フィンアンドチューブ式熱交換器である。室外熱交換器７０は、伝熱管８１および９１の内部を流れる冷媒と、伝熱管８１および９１の外部を流れる空気との間の熱交換を行う。室外熱交換器７０は、空気調和装置１が、室内機１１側を暖房する場合には、蒸発器として機能し、室内機１１側を冷房する場合には、凝縮器として機能する。

　室外送風機６０は、室外熱交換器７０に対して空気を送風する。室外送風機６０は、例えば、プロペラファンである。室外送風機６０は、室内送風機６１と同様に、ファンモータ６０ａとファン６０ｂとから構成される。室外送風機６０の回転速度は、制御器１１０によって制御される。

　圧縮機３０は、低圧のガス冷媒を吸入して圧縮し、高圧のガス冷媒として吐出する。圧縮機３０は、例えば、インバータ圧縮機である。インバータ圧縮機は、インバータ回路などの制御により、単位時間あたりに送り出す冷媒の量を変化させることができる。インバータ回路は、例えば制御器１１０に搭載される。

　四方弁４０は、冷媒配管１００内の冷媒の流れる方向を切り替えるための弁である。四方弁４０は、制御器１１０の制御により、空気調和装置１が冷房運転の場合と暖房運転の場合とで切り替えられる。空気調和装置１が、室内機１１側を冷房する時には、四方弁４０は、図２の実線で示される状態になる。その結果、圧縮機３０から吐出された冷媒が、室外機１０に配置された室外熱交換器７０に流入する。一方、空気調和装置１が、室内機１１側を暖房する時には、四方弁４０は、図２の破線で示される状態になる。その結果、圧縮機３０から吐出された冷媒が、室内機１１に配置された室内熱交換器７１に流入する。

　絞り弁５０は、凝縮器で液化した冷媒を蒸発器で蒸発しやすいように、流入された液冷媒を絞り作用により減圧させて流出する。また、絞り弁５０は、蒸発器の負荷に応じた適切な冷媒量を維持するように、冷媒量を調整する。絞り弁５０は、例えば、電子膨張弁から構成される。絞り弁５０の開度は、制御器１１０により制御される。絞り弁５０は、図２に示すように、室外熱交換器７０と室内熱交換器７１との間に、冷媒配管１００によって接続されている。

　冷媒配管１００は、図２に示すように、圧縮機３０、四方弁４０、室外熱交換器７０、絞り弁５０、および、室内熱交換器７１を接続して、冷媒回路を構成している。冷媒配管１００は、室外熱交換器７０の伝熱管８１および９１（図３参照）、並びに、室内熱交換器７１の伝熱管に連結されている。

　制御器１１０は、室外機１０の動作の制御を行う。制御器１１１は、室内機１１の動作の制御を行う。制御器１１０および制御器１１１の各機能は、処理回路によって実現される。処理回路は、専用のハードウェア、または、プロセッサから構成される。専用のハードウェアは、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などである。プロセッサは、メモリに記憶されるプログラムを実行する。制御器１１０および制御器１１１のそれぞれは、記憶装置を有する。それらの記憶装置は、メモリから構成される。メモリは、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、もしくは、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスクなどのディスクである。

　図３は、実施の形態１に係る室外熱交換器７０の構成の一例を示す側断面図である。図４は、図３の部分拡大図である。また、図５は、実施の形態１に係る室外熱交換器７０の構成の一例を概略的に示す部分背面図である。図５は、図１の室外送風機６０側から室外熱交換器７０を見たときの、室外熱交換器７０の端部を示している。

　図１、図３および図５に示すように、室外熱交換器７０は、主熱交換器８０と補助熱交換器９０とから構成されている。主熱交換器８０と補助熱交換器９０とは、第１方向、すなわち、上下方向に並んで配置されている。主熱交換器８０が上側に配置され、補助熱交換器９０が下側に配置されている。また、主熱交換器８０と補助熱交換器９０とは冷媒配管１００により繋がっている。

　主熱交換器８０は、図３～図５に示すように、第１伝熱管としての複数の伝熱管８１と、第１フィンとしての複数のフィン８２とを備える。図３および図４の断面図において、ハッチングが施されている部分が、複数の伝熱管８１の断面を示す。複数の伝熱管８１は、第１方向に、互いに間隔を空けて配置されている。第１方向は、例えば、鉛直方向である。第１方向において、隣接した２つの伝熱管８１は、図５に示すように端部同士がＵ字管８１ａによって接続されている。これにより、複数の伝熱管８１は、冷媒が順に流れるように、１本につながっている。なお、伝熱管８１は、必ずしも１本につながっている必要はない。伝熱管８１は、銅または銅合金などの伝熱性の高い金属から構成されるが、特に限定されない。

　図５に示すように、複数のフィン８２は、第１方向と交差する第２方向に、互いに間隔を空けて配置されている。第１方向と第２方向とは直交していてもよい。第２方向は、例えば、水平方向である。フィン８２には、伝熱管８１を挿入するために、図３に示すように、複数の貫通孔８３が形成されている。貫通孔８３は、第１方向に、互いに間隔を空けて配置されている。貫通孔８３の内径は、伝熱管８１の外径よりも、若干大きい。主熱交換器８０は、各フィン８２の貫通孔８３に伝熱管８１を挿入した後に、伝熱管８１を拡管し、伝熱管８１とフィン８２とを密着させて製造される。

　主熱交換器８０の拡管方法は、マンドレルを用いて行われる。マンドレルは、伝熱管８１の内径よりも若干大きな外径を有する拡管玉を備えている。マンドレルは、伝熱管８１の一端から他方に向かって押し込まれる。拡管玉の外径は、伝熱管８１の内径よりも若干大きいため、拡管玉が伝熱管の内部を通過する際に、その通過圧により、伝熱管が拡管される。

　伝熱管８１は、内部に溝が無い平滑円管である。また、伝熱管８１は、これに限定されず、内部に溝が付いている内面溝付円管であっても良い。いずれの場合においても、伝熱管８１の内径は、伝熱管８１の全体において一様である。すなわち、伝熱管８１の一端から他端までの全長において、伝熱管８１の内径は、一定である。

　補助熱交換器９０は、図３～図５に示すように、第２伝熱管としての複数の伝熱管９１と、第２フィンとしての複数のフィン９２とを備える。図３および図４の断面図において、ハッチングが施されている部分が、複数の伝熱管９１の断面を示す。複数の伝熱管９１は、第１方向に、互いに間隔を空けて配置されている。第１方向は、例えば、鉛直方向である。第１方向において、隣接した２つの伝熱管９１は、図５に示すように端部同士がＵ字管９１ａによって接続されている。これにより、複数の伝熱管９１は、冷媒が順に流れるように、１本につながっている。なお、伝熱管９１は、必ずしも１本につながっている必要はない。伝熱管９１は、銅または銅合金などの伝熱性の高い金属から構成されるが、特に限定されない。

　複数のフィン９２は、図５に示すように、第１方向と交差する第２方向に、互いに間隔を空けて配置されている。第２方向は、例えば、水平方向である。フィン９２には、伝熱管９１を挿入するために、図３に示すように、貫通孔９３が形成されている。貫通孔９３は、第１方向に、互いに間隔を空けて配置されている。貫通孔９３の内径は、伝熱管９１の外径よりも、若干大きい。補助熱交換器９０は、各フィン９２の貫通孔９３に伝熱管９１を挿入した後に、伝熱管９１を拡管し、伝熱管９１とフィン８２とを密着させて製造される。

　補助熱交換器９０の拡管方法は、主熱交換器８０と同様に、マンドレルを用いて行われる。但し、この際のマンドレルは、伝熱管９１の内径よりも若干大きな外径を有する拡管玉を備えている。拡管方法のやり方は、主熱交換器８０と同様であるため、ここでは、その説明は省略する。

　伝熱管９１は、内部に溝が無い平滑円管である。また、伝熱管９１は、これに限定されず、内部に溝が付いている内面溝付円管であっても良い。いずれの場合においても、伝熱管９１の内径は、伝熱管９１の全体において一様である。すなわち、伝熱管９１の一端から他端までの全長において、伝熱管９１の内径は、一定である。

　空気調和装置１の室外熱交換器７０において、衝撃を受けやすい状況の一つが、室外機１０の運搬中または据え付け作業中の落下である。空気調和装置１は、据え付け先に運搬されるまで、倉庫などで保管される。このときに、保管スペース確保のために、数台の室外機１０を重ねて保管することが多い。そのため、作業員が、上段の室外機１０を運び出そうとするときに、当該室外機１０を誤って落下させてしまうことがある。また、据え付け作業中においても、室外機１０を誤って落下させてしまうことがある。

　室外機１０を落下させた場合に、室外熱交換器７０において、落下の衝撃を受け易い箇所の一つが、ベース板２０に近接している部分である。すなわち、室外熱交換器７０において、室外機１０の落下時に衝撃を受け易い箇所は、室外熱交換器７０のベース板２０側、すなわち、室外熱交換器７０の下側になる。室外機１０が落下すると、図１から分かるように、室外熱交換器７０は落下方向である重力方向にずれるため、室外熱交換器７０とベース板２０とが衝突することになる。ベース板２０には、図３および図５に示すように、凸部２１が設けられている。凸部２１は、ベース板２０の表面から第１方向に向かって突出するように設けられている。凸部２１の外形は、例えば、直方体形状または円柱形状である。凸部２１の内側は中空であっても、中空でなくてもよい。凸部２１とベース板２０とは別体で形成した後に接合してもよいが、一体で形成してもよい。室外熱交換器７０は、図３および図５に示すように、ベース板２０に設けられた凸部２１の上に配置されることが多い。凸部２１の上に室外熱交換器７０を配置することで、室外熱交換器７０とベース板２０との間に隙間が形成される。それにより、室外熱交換器７０で発生したドレン水が排水しやすくなる。しかしながら、室外熱交換器７０を凸部２１に乗せた状態で、室外機１０が落下すると、室外熱交換器７０が重力方向にずれて、室外熱交換器７０と凸部２１との接触部分に、落下の衝撃が集中する。そのため、当該接触部分のフィン８２および９２または伝熱管８１および９１が破損することがある。伝熱管８１および９１が破損すると、冷媒が漏洩するため、人体および環境に悪影響を及ぼす。

　以下では、図４に示すように、伝熱管８１の肉厚を肉厚Ｔ１と呼び、伝熱管９１の肉厚を肉厚Ｔ２と呼ぶ。このとき、伝熱管８１の肉厚Ｔ１および伝熱管９１の肉厚Ｔ２を共に大きくすることは、伝熱管８１および９１の強度向上に効果的である。しかしながら、伝熱管８１および９１を構成する材料の使用量が増えるため、伝熱管８１および９１のコストが増加する。そのため、室外熱交換器７０に使用されているすべての伝熱管８１および９１の肉厚Ｔ１およびＴ２を大きくしてしまうと、室外熱交換器７０のコストが大幅に増加してしまう。そこで、もし、室外熱交換器７０の中で、衝撃を受けやすい箇所の伝熱管８１または９１だけ肉厚Ｔ１またはＴ２を大きくすることができれば、室外機１０の落下による伝熱管８１および９１の破損を防止できる。さらに、その場合には、室外熱交換器７０のコストの増加も抑制することが可能である。

　実施の形態１に係る室外熱交換器７０は、上述したように、主熱交換器８０の下側に補助熱交換器９０が配置されている。従って、落下の衝撃を受けやすいのは、主熱交換器８０よりも、補助熱交換器９０になる。図４に示すように、補助熱交換器９０の伝熱管９１の外径Ｄ１は、主熱交換器８０の伝熱管８１の外径Ｄ２と同じである。しかしながら、図４に示すように、補助熱交換器９０の伝熱管９１の肉厚Ｔ２は、主熱交換器８０の伝熱管８１の肉厚Ｔ１よりも大きい。また、補助熱交換器９０に設けられている伝熱管９１の本数は、主熱交換器８０に設けられている伝熱管８１の本数よりも少ない。図３の例では、補助熱交換器９０に設けられている伝熱管９１の本数は２本で、主熱交換器８０に設けられている伝熱管８１の本数は８本である。すなわち、伝熱管８１および９１の総数を１０本とすると、伝熱管９１の本数は２本であり、全体の２０％である。このように、伝熱管９１の本数は、伝熱管８１の本数に比べて大幅に少ない。ただし、伝熱管８１および９１の本数は、これらの本数に限定されない。また、伝熱管９１の本数の比率も２０％に限定されず、１０～３０％程度の範囲で、任意の比率に適宜決定すればよい。

　このように、伝熱管９１の肉厚Ｔ２を伝熱管８１の肉厚Ｔ１よりも大きくすることで、伝熱管９１の強度は、伝熱管８１の強度よりも高くなる。伝熱管９１の肉厚Ｔ２は、室外機１０の落下が発生しても、伝熱管９１の破損を防止できる厚さに設定されている。当該厚さは、例えば、信頼性工学テストなどの実験データから決定すればよい。

　実施の形態１においては、室外熱交換器７０において、主熱交換器８０および補助熱交換器９０のうち、強度の高い伝熱管９１を有する補助熱交換器９０が、室外機１０の落下時に衝撃を受けやすい下側に配置されている。これにより、室外機１０の落下が発生しても、伝熱管８１および９１の破損を防止できる。また、コストが高い伝熱管９１の本数を、伝熱管８１の本数よりも少なくしているため、室外熱交換器７０のコストの増加も抑制可能である。

　また、実施の形態１において、室外熱交換器７０は、互いに単独した主熱交換器８０と補助熱交換器９０とを組み合わせたものである。上述した特許文献１の（２）の場合のように、１つの熱交換器の中で、内径の異なる２種類以上の伝熱管を備える場合、伝熱管をフィンの孔に挿入する製造時の工程において、製造管理のコストおよび製造に要する時間が共に増加するなどの問題がある。しかしながら、実施の形態１に係る室外熱交換器７０においては、主熱交換器８０と補助熱交換器９０とはそれぞれ単独しており、個々で別個に製造が可能である。そのため、実施の形態１では、上述したような特許文献１におけるコストおよび時間の問題は回避することができる。

　以上のように、実施の形態１に係る空気調和装置１の室外熱交換器７０においては、室外機１０の転倒および落下時に室外熱交換器７０に損傷が生じ易いベース板２０側に、補助熱交換器９０が配置されている。補助熱交換器９０の伝熱管９１の肉厚Ｔ２は、主熱交換器８０の伝熱管８１の肉厚Ｔ１に比べて大きく、強度が高い。そのため、室外機１０が転倒または落下しても、伝熱管９１の損傷は抑制され、冷媒の漏洩を防止できる。

　また、実施の形態１では、主熱交換器８０と補助熱交換器９０とは別体である。そのため、主熱交換器８０と補助熱交換器９０とを別々に製造でき、主熱交換器８０と補助熱交換器９０とで異なる内径の伝熱管８１および９１をそれぞれ有していても、製造管理のコストおよび製造に要する時間が増加することはない。すなわち、主熱交換器８０の中では、内径の等しい１種類の伝熱管８１が使用されているため、作業員は、伝熱管８１を判別する必要がなく、作業効率がよい。同様に、補助熱交換器９０の中では、内径の等しい１種類の伝熱管９１が使用されているため、作業員は、伝熱管９１を判別する必要がなく、作業効率がよい。従って、製造しやすさは確保でき、コストおよび時間の増加を抑制することができる。

　また、伝熱管の肉厚を大きくすると、伝熱管の材料コストが増加する。しかしながら、実施の形態１では、室外熱交換器７０の中で、損傷の受けやすい補助熱交換器９０の伝熱管９１の肉厚Ｔ２のみを大きくして、主熱交換器８０の伝熱管８１の肉厚Ｔ１は従来通りの肉厚Ｔ１とすることで、材料コストの増加を抑制できる。さらに、補助熱交換器９０の伝熱管９１の本数は、主熱交換器８０の伝熱管８１の本数よりも大幅に少ない。このように、補助熱交換器９０の伝熱管９１の本数を、必要最小限に抑えることで、材料コストの増加をさらに抑制できる。

　また、実施の形態１では、主熱交換器８０に使用される伝熱管８１の内径は一様である。また、同様に、補助熱交換器９０に使用される伝熱管９１の内径は一様である。そのため、マンドレルで伝熱管８１および９１を拡管する際に、伝熱管８１および９１の拡管状態にバラツキが発生せず、伝熱管８１とフィン８２の貫通孔８３との間、および、伝熱管９１とフィン９２の貫通孔９３との間の密着不良が発生することがない。そのため、伝熱管８１とフィン８２とが良好に密着され、且つ、伝熱管９１とフィン９２とが良好に密着されて、室外熱交換器７０の性能が確保される。また、伝熱管８１および９１の内径が一様であるため、マンドレルの拡管玉の外径の選定も容易で、伝熱管８１および９１として内面溝付き管を使用した場合においても、マンドレルによって内面溝が潰されることもない。

　実施の形態２．
　図６は、実施の形態２に係る室外熱交換器７０の構成の一例を概略的に示す部分背面図である。図６は、実施の形態１の図５に対応している。実施の形態２においては、図６に示すように、補助熱交換器９０のフィン９２の板厚Ｐ２が、主熱交換器８０のフィン８２の板厚Ｐ１よりも大きい。他の構成については、実施の形態１と同じであるため、図１～４を参照することとし、ここでは、その説明を省略する。

　フィン８２および９２の板厚Ｐ１およびＰ２が共に大きくなると、フィン８２および９２の強度が向上する。そのため、室外熱交換器７０が衝撃を受けた場合においても、伝熱管８１および９１へ衝撃が伝わるのを抑制することができる。しかしながら、フィン８２および９２の板厚Ｐ１およびＰ２を大きくすると、フィン８２および９２の材料の使用量が増加するため、室外熱交換器７０の製造コストが増加する。そのため、室外熱交換器７０のすべてのフィン８２および９２の板厚Ｐ１およびＰ２を大きくしてしまうと、室外熱交換器７０の製造コストが大幅に増加することになる。そこで、室外熱交換器７０の中で、衝撃を受けやすい箇所のフィン８２または９２だけ板厚Ｐ１またはＰ２を大きくすることを考える。もし、そのようにできれば、室外機１０の落下による伝熱管８１および９１の破損を防止できるとともに、室外熱交換器７０のコストの増加も抑制することも可能である。

　実施の形態２に係る室外熱交換器７０は、主熱交換器８０および補助熱交換器９０のうち、下側に配置される補助熱交換器９０のフィン９２の板厚Ｐ２のみを大きくしている。すなわち、室外熱交換器７０において、室外機１０の落下時に衝撃を受けやすい下側の補助熱交換器９０のフィン９２の板厚Ｐ２のみを大きくして、主熱交換器８０のフィン８２の板厚Ｐ１は従来通りとする。これにより、室外熱交換器７０のコストの増加を抑制しつつ、下側の補助熱交換器９０の強度を向上させ、伝熱管９１の破損を抑制可能である。

　また、一般に、１つの熱交換器において、各フィンは上下方向に延びた１枚の板である。そのため、１つの熱交換器の中で、フィンの下側部分だけ板厚を大きくすることは製造上困難である。しかしながら、実施の形態２の室外熱交換器７０においては、主熱交換器８０と補助熱交換器９０とは互いに単独した熱交換器である。そのため、フィン８２の板厚Ｐ１とフィン９２の板厚Ｐ２とが互いに異なっていても、フィン８２とフィン９２とは元々繋がっていないため、製造上の課題はない。従って、室外熱交換器７０の中で、下側の補助熱交換器９０のフィン９２の板厚Ｐ２のみを大きくすることが容易に可能となる。

　以上のように、実施の形態２では、実施の形態１と同様に、補助熱交換器９０の伝熱管９１の肉厚Ｔ２が、主熱交換器８０の伝熱管８１の肉厚Ｔ２よりも大きい。そのため、補助熱交換器９０の強度が高く、室外機１０を落下した場合においても、伝熱管８１および９１が損傷することはない。

　さらに、実施の形態２では、補助熱交換器９０のフィン９２の板厚Ｐ２が、主熱交換器８０のフィン８２の板厚Ｐ１よりも大きい。そのため、補助熱交換器９０の強度を、さらに高くすることができる。

　なお、実施の形態２の変形例として、補助熱交換器９０の伝熱管９１の肉厚Ｔ２と、主熱交換器８０の伝熱管８１の肉厚Ｔ１とを等しくしてもよい。その場合においても、補助熱交換器９０のフィン９２の板厚Ｐ２が、主熱交換器８０のフィン８２の板厚Ｐ１よりも大きいため、補助熱交換器９０の強度を高くすることができる。従って、室外機１０を落下した場合においても、伝熱管８１および９１が損傷することはない。

　実施の形態３．
　図７は、実施の形態３に係る室外熱交換器７０の構成の一例を概略的に示す部分背面図である。図７は、実施の形態１の図５に対応している。図７に示すように、主熱交換器８０のフィン８２および補助熱交換器９０のフィン９２は、それぞれ、予め設定された間隔を設けて配置されている。以下では、主熱交換器８０のフィン９２間の間隔を、第１間隔Ｌ１と呼び、補助熱交換器９０のフィン９２間の間隔を、第２間隔Ｌ２と呼ぶ。実施の形態３では、図７に示すように、補助熱交換器９０のフィン９２間の第２間隔Ｌ２は、主熱交換器８０のフィン８２間の第１間隔Ｌ１よりも狭い。他の構成については、実施の形態１と同じであるため、図１～４を参照することとし、ここでは、その説明を省略する。

　すなわち、実施の形態３においては、主熱交換器８０のフィン９２の板厚Ｐ１と、補助熱交換器９０のフィン９２の板厚Ｐ２とは等しい。しかしながら、これに限定されない。すなわち、実施の形態２と同様に、補助熱交換器９０のフィン９２の板厚Ｐ２を、主熱交換器８０のフィン９２の板厚Ｐ１よりも大きくしてもよい。

　フィン８２間の第１間隔Ｌ１およびフィン９２間の第２間隔Ｌ２を共に小さくすると、伝熱管８１および９１の周囲に存在するフィン８２および９２の量が増加する。そのため、室外熱交換器７０が衝撃を受けた場合に、伝熱管８１および９１へ衝撃が伝わるのを抑制することができる。しかしながら、フィン８２間の第１間隔Ｌ１およびフィン９２間の第２間隔Ｌ２を共に小さくすると、フィン８２および９２の枚数が増え、フィン８２および９２の材料の使用量が増加する。その結果、室外熱交換器７０のコストが増加する。そのため、室外熱交換器７０すべてのフィン８２および９２の間隔を小さくしてしまうと、室外熱交換器７０のコストが大幅に増加することになる。そこで、もし、室外熱交換器７０の中で、衝撃を受けやすい箇所のフィン８２または９２部分の第１間隔Ｌ１またはＬ２だけ小さくできれば、室外機１０の落下による伝熱管８１および９１の破損を防止できる。その場合、さらに、室外熱交換器７０のコストの増加も抑制することが可能である。

　実施の形態３に係る室外熱交換器７０においては、下側に配置される補助熱交換器９０のフィン９２間の第２間隔Ｌ２だけ小さくしている。すなわち、室外熱交換器７０において、室外機１０の落下時に衝撃を受けやすい下側の補助熱交換器９０のフィン９２間の第２間隔Ｌ２のみを小さくして、フィン８２間の第１間隔Ｌ１は従来通りとすることができる。これにより、室外熱交換器７０のコスト増加を抑制しつつ、下側の補助熱交換器９０の強度を向上させ、伝熱管９１の破損を抑制可能である。

　また、上述したように、一般に、１つの熱交換器において、各フィンは上下方向に延びた１枚の板である。そのため、ある部分だけフィン同士の間隔を変える場合においても、１つの熱交換器のフィン枚数は固定である。その結果、図８に示すように、フィン同士の間隔を狭くしたＡの部分だけ、フィン積層長さＬＡが、他の部分のフィン積層長さＬＢよりも短くなる。図８は、従来の熱交換器において、フィン８２間の間隔を一部分だけ狭くした場合を示す図である。図８に示すように、フィン８２が一枚の板であるため、Ａの部分だけフィン同士の間隔を狭くするためには、フィン８２の１箇所を曲げ加工して対応する。その結果、図８に示すように、Ａの部分のフィン積層長さＬＡが、Ｂの部分のフィン積層長さＬＢよりも短くなっていることがわかる。なお、フィン積層長さとは、図８に示すように、伝熱管８１において、伝熱管８１の長手方向に対してフィン８２が存在する部分の長さである。空気はフィン８２の間を通過するため、フィン積層長さが短くなると、空気が通過する領域が低減し、熱交換性能が低下する。しかしながら、実施の形態３の室外熱交換器７０においては、主熱交換器８０と補助熱交換器９０とは互いに単独した熱交換器である。そのため、フィン８２間の第１間隔Ｌ１とフィン９２間の第２間隔Ｌ２とが互いに異なっていても、フィン８２とフィン９２とは連なっていないため、フィン積層長さは確保でき、熱交換性能は低下しない。従って、室外熱交換器７０の中で、下側の補助熱交換器９０部分のみ、フィン９２間の第２間隔Ｌ２を小さくすることが可能となる。

　以上のように、実施の形態３では、実施の形態１と同様に、補助熱交換器９０の伝熱管９１の肉厚Ｔ２が、主熱交換器８０の伝熱管８１の肉厚Ｔ２よりも大きい。そのため、補助熱交換器９０の強度が高く、室外機１０を落下した場合においても、伝熱管８１および９１が損傷することはない。

　さらに、実施の形態３では、補助熱交換器９０のフィン９２間の第２間隔Ｌ２が、主熱交換器８０のフィン８２間の第１間隔Ｌ１よりも狭い。そのため、補助熱交換器９０の強度を、さらに高くすることができる。

　なお、実施の形態３の変形例として、補助熱交換器９０の伝熱管９１の肉厚Ｔ２と、主熱交換器８０の伝熱管８１の肉厚Ｔ１とを等しくしてもよい。その場合においても、補助熱交換器９０のフィン９２間の第２間隔Ｌ２が、主熱交換器８０のフィン８２間の第１間隔Ｌ１よりも狭いため、補助熱交換器９０の強度を高くすることができる。従って、室外機１０を落下した場合においても、伝熱管８１および９１が損傷することはない。

　本開示に記載された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて、請求の範囲によって示され、且つ、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　また、上記の実施の形態１～３の構成は、室外熱交換器７０に適用させる例について説明したが、その場合に限らない。すなわち、上記の実施の形態１～３の構成を、室内熱交換器７１に適用させてもよい。具体的には、室内熱交換器７１を、主熱交換器８０と補助熱交換器９０とで構成する。その場合には、室内熱交換器７１において、室外熱交換器７０と同様の効果を得ることができる。すなわち、室内機１１の筐体（図示せず）と室内熱交換器７１とが衝突した際において、室内熱交換器７１に設けられた伝熱管が損傷することを防止し、冷媒が漏洩することを防止することができる。

　１　空気調和装置、１０　室外機、１１　室内機、１２　筐体、２０　ベース板、２１　凸部、２２　上面パネル、２３　側面パネル、３０　圧縮機、４０　四方弁、５０　絞り弁、６０　室外送風機、６０ａ　ファンモータ、６０ｂ　ファン、６１　室内送風機、６１ａ　ファンモータ、６１ｂ　ファン、７０　室外熱交換器、７１　室内熱交換器、８０　主熱交換器、８１　伝熱管（第１伝熱管）、８１ａ　Ｕ字管、８２　フィン（第１フィン）、８３　貫通孔、９０　補助熱交換器、９１　伝熱管（第２伝熱管）、９１ａ　Ｕ字管、９２　フィン（第２フィン）、９３　貫通孔、１００　冷媒配管、１１０　制御器、１１１　制御器、Ｄ１　外径、Ｄ２　外径、Ｌ１　第１間隔、Ｌ２　第２間隔、Ｐ１　板厚、Ｐ２　板厚、Ｔ１　肉厚、Ｔ２　肉厚。

Claims

　ベース板と、
　前記ベース板の上に配置された室外熱交換器と
　を備え、
　前記室外熱交換器は、
　第１方向に互いに間隔を空けて配置された複数の第１伝熱管を有する主熱交換器と、
　前記主熱交換器の下側に配置され、前記第１方向に互いに間隔を空けて配置された複数の第２伝熱管を有する補助熱交換器と
　を有し、
　前記補助熱交換器の前記第２伝熱管の肉厚は、前記主熱交換器の前記第１伝熱管の肉厚より大きい、
　空気調和装置の室外熱交換器。
　前記主熱交換器の前記第１伝熱管の内径は、前記第１伝熱管の全体で一様である、
　請求項１に記載の空気調和装置の室外熱交換器。
　前記補助熱交換器の前記第２伝熱管の内径は、前記第２伝熱管の全体で一様である、
　請求項１または２に記載の空気調和装置の室外熱交換器。
　前記補助熱交換器の前記第２伝熱管の外径は、前記主熱交換器の前記第１伝熱管の外径と等しい、
　請求項１～３のいずれか１項に記載の空気調和装置の室外熱交換器。
　前記主熱交換器は、前記第１方向と交差する第２方向に互いに間隔を空けて配置された複数の第１フィンを有し、
　前記補助熱交換器は、前記第２方向に互いに間隔を空けて配置された複数の第２フィンを有し、
　前記補助熱交換器の前記第２フィンの板厚は、前記主熱交換器の前記第１フィンの板厚より大きい、
　請求項１～４のいずれか１項に記載の空気調和装置の室外熱交換器。
　前記主熱交換器は、前記第１方向と交差する第２方向に互いに間隔を空けて配置された複数の第１フィンを有し、
　前記補助熱交換器は、前記第２方向に互いに間隔を空けて配置された複数の第２フィンを有し、
　前記主熱交換器の前記第１フィン間の前記間隔を第１間隔とし、
　前記補助熱交換器の前記第２フィン間の前記間隔を第２間隔としたとき、
　前記第２間隔は、前記第１間隔より狭い、
　請求項１～５のいずれか１項に記載の空気調和装置の室外熱交換器。