WO2023195112A1 - 熱交換器、熱交換器を搭載した空気調和機、およ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内部に形成され、上下方向を管延伸方向とし、上下方向および通風方向である前後方向と直交する左右方向に互いに間隔をあけて複数配置され、かつ、前後方向に二列に並んで配置された扁平伝熱管と、左右方向に隣り合う二列の扁平伝熱管の間に配置され、左右の二列の扁平伝熱管と上下方向にわたって接合され、前側の列の扁平伝熱管の前側端部よりも前側に突き出した突き出し部を有するコルゲートフィンと、を備え、突き出し部の前後方向の長さは、上下方向において一律ではないものである。

Description

熱交換器、熱交換器を搭載した空気調和機、および熱交換器の製造方法

　本開示は、扁平伝熱管とコルゲートフィンとを備えた熱交換器、熱交換器を搭載した空気調和機、および熱交換器の製造方法に関するものである。
に関するものである。

　従来では、扁平伝熱管とコルゲートフィンとを備えたコルゲートフィンチューブ型の熱交換器が普及している。

　このコルゲートフィンチューブ型の熱交換器を室外機に搭載した空気調和機において、暖房運転時にその熱交換器は蒸発器として機能するが、外気温度が氷点下以下となると、空気中の水分が蒸発器に霜として付着する着霜現象が生じる。そして熱交換器に着霜すると、コルゲートフィンの伝熱面積の減少および通風路の狭まりにより、暖房能力が低下する。そこで、コルゲートフィンの前側端部が扁平伝熱管の前側端部よりも前側に突き出す、つまり、コルゲートフィンの風上側端部が扁平伝熱管の風上側端部よりも風上側に突き出すことで、霜の形成を抑制する熱交換器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第６１６５３６０号公報

　特許文献１に記載の熱交換器は、コルゲートフィンの前側端部が扁平伝熱管の前側端部よりも前側に突き出すことで、着霜耐力を向上させている。しかしながら、除霜運転時に高温高圧のガス冷媒の熱が、扁平伝熱管の前側端部よりも前側に突き出したコルゲートフィンの突き出し部に伝わりにくく、コルゲートフィンの突き出し部に一旦着霜すると除霜が難しいという課題があった。また、コルゲートフィンは、突き出し部が扁平伝熱管の前側端部よりも前側に突き出しているため、突き出し部での強度が低下するという課題があった。

　本開示は、以上のような課題を解決するためになされたもので、着霜耐力を低下させることなく除霜性能を向上させるとともに、コルゲートフィンの強度を向上させた熱交換器、熱交換器を搭載した空気調和機、およ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。

　本開示に係る熱交換器は、冷媒が流れる流路が内部に形成され、上下方向を管延伸方向とし、前記上下方向および通風方向である前後方向と直交する左右方向に互いに間隔をあけて複数配置され、かつ、前記前後方向に二列に並んで配置された扁平伝熱管と、前記左右方向に隣り合う二列の前記扁平伝熱管の間に配置され、左右の二列の前記扁平伝熱管と前記上下方向にわたって接合され、前側の列の前記扁平伝熱管の前側端部よりも前側に突き出した突き出し部を有するコルゲートフィンと、を備え、前記突き出し部の前記前後方向の長さは、前記上下方向において一律ではないものである。

　また、本開示に係る空気調和機は、上記の熱交換器を搭載したものである。

　また、本開示に係る熱交換器の製造方法は、上記の熱交換器の製造方法であって、後側の列の前記扁平伝熱管を、前記左右方向に沿って基準面の上に複数配置する工程と、後側の列の前記扁平伝熱管の上側に、後側の列の前記扁平伝熱管と前側の列の前記扁平伝熱管とのすき間を確保するためのスペーサを配置する工程と、前側の列の前記扁平伝熱管を、前記左右方向に沿って前記スペーサの上に複数配置する工程と、前記左右方向に隣り合う二列の前記扁平伝熱管の間に前記コルゲートフィンをそれぞれ配置する工程と、前記左右方向に隣り合う二列の前記扁平伝熱管同士で、それらの間に配置された前記コルゲートフィンを圧縮する工程と、ヘッダーを前記扁平伝熱管の端部に取付ける工程と、前記ヘッダーと前記扁平伝熱管、および、前記コルゲートフィンと前記扁平伝熱管を、ろう付けにより接合する工程と、を備えた製造方法である。

　本開示に係る熱交換器によれば、コルゲートフィンは、前側の列の扁平伝熱管の前側端部よりも前側に突き出した突き出し部を有している。また、突き出し部の前後方向の長さは、上下方向において一律ではない、つまり、扁平伝熱管の長手方向に対して、突き出し部が長い箇所および短い箇所を有している。これにより、着霜耐力を低下させることなく除霜性能を向上させるとともに、コルゲートフィンの強度を向上させることができる。

実施の形態１にかかる熱交換器の構成を模式的に示した斜視図である。 実施の形態１にかかる熱交換器における扁平伝熱管とコルゲートフィンとの配置関係について模式的に示した斜視図である。 実施の形態１にかかる熱交換器を搭載した空気調和機の構成を示す図である。 実施の形態１にかかる熱交換器の平面模式図である。 実施の形態１にかかる熱交換器の製造工程を示すフローチャートである。 実施の形態１にかかる熱交換器の製造工程における扁平伝熱管およびコルゲートフィンの配置を模式的に示した斜視図である。 図６に示す扁平伝熱管およびコルゲートフィンを第一方向から見た平面模式図である。 実施の形態１にかかる熱交換器の製造方法において角度をつけたスペーサを使用した場合の平面模式図である。 実施の形態２にかかる熱交換器における扁平伝熱管とコルゲートフィンとの配置関係について模式的に示した斜視図である。 実施の形態２にかかる熱交換器の平面模式図である。 実施の形態２にかかる熱交換器の製造方法の一例を示した平面模式図である。 実施の形態２にかかる熱交換器の製造方法において角度をつけたスペーサを使用した場合の平面模式図である。 実施の形態３にかかる熱交換器における扁平伝熱管とコルゲートフィンとの配置関係について模式的に示した斜視図である。 実施の形態３にかかる熱交換器の平面模式図である。 実施の形態４にかかる熱交換器における扁平伝熱管とコルゲートフィンとの配置関係について模式的に示した斜視図である。 実施の形態４にかかる熱交換器の平面模式図である。

　以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本開示が限定されるものではない。また、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。

　実施の形態１．
　図１は、実施の形態１にかかる熱交換器１の構成を模式的に示した斜視図である。図２は、実施の形態１にかかる熱交換器１における扁平伝熱管２とコルゲートフィン３との配置関係について模式的に示した斜視図である。なお、図１の矢印ＡＦは、熱交換器１へ供給される空気の通風方向を、矢印Ｘは第一方向を、矢印Ｙは第二方向を、矢印Ｚは第三方向を、それぞれ示しており、後述する図面においても同様である。

　図１に示すように、実施の形態１に係る熱交換器１は、コルゲートフィンチューブ型の熱交換器である。この熱交換器１は、複数の扁平伝熱管２と、複数のコルゲートフィン３と、列渡しヘッダー４と、第一ヘッダー５１と、第二ヘッダー５２とを備えている。

　図２に示すように、扁平伝熱管２は、扁平形状の断面を有し、内部に複数の冷媒流路が形成された管であり、平面部２Ａと曲面部２Ｂとを有している。扁平伝熱管２は、伝熱性のよい金属が望ましく、例えばアルミニウムが用いられる。図１に示すように、扁平伝熱管２は、第二方向（以下、上下方向とも称する）を管延伸方向とし、第二方向および通風方向である第三方向（以下、前後方向とも称する）と直交する第一方向（以下、左右方向とも称する）に互いに間隔をあけて複数配置されている。ここで、扁平伝熱管２は、第二方向および第三方向と厳密に直交する方向に互いに間隔をあけて複数配置されていなくてもよく、第二方向および第三方向と略直交する方向に互いに間隔をあけて複数配置されていればよい。また、扁平伝熱管２は、第一方向および第二方向と直交する第三方向、つまり通風方向に二列に並んで配置されている。ここで、扁平伝熱管２は、第一方向および第二方向と厳密に直交する方向に二列に並んで配置されていなくてもよく、第一方向および第二方向と略直交する方向に二列に並んで配置されていればよい。なお、以下において、風上側となる前側の列である第一列に配置された扁平伝熱管２を前側扁平伝熱管２１と称し、風下側となる後側の列である第二列に設けられた扁平伝熱管２を後側扁平伝熱管２２と称する。

　図２に示すように、コルゲートフィン３は、板状部材に山折りと谷折りとを繰返すことで形成されており、平面部３Ａと曲面部３Ｂとを有している。コルゲートフィン３は、曲面部３Ｂが扁平伝熱管２の平面部２Ａと、ろう付けにより接合されている。コルゲートフィン３は、左右方向に隣り合う前側扁平伝熱管２１および後側扁平伝熱管２２の間に配置され、左右の前側扁平伝熱管２１および後側扁平伝熱管２２と上下方向にわたって接合され、前側扁平伝熱管２１および後側扁平伝熱管２２に伝熱する。コルゲートフィン３は、伝熱性のよい金属が望ましく、例えばアルミニウムが用いられる。

　図１に示すように、第一ヘッダー５１は、前側扁平伝熱管２１の下端部が挿入されたヘッダーである。第一ヘッダー５１の一端には、冷媒配管６１が接続されている。第一ヘッダー５１は、冷媒配管６１から流入した冷媒を前側扁平伝熱管２１に分配する。また、第一ヘッダー５１は、前側扁平伝熱管２１から流出した冷媒を合流させ、冷媒配管６１に流出させる。第二ヘッダー５２は、後側扁平伝熱管２２の下端部が挿入されたヘッダーである。第二ヘッダー５２の一端には、冷媒配管６２が接続されている。第二ヘッダー５２は、冷媒配管６２から流入した冷媒を後側扁平伝熱管２２に分配する。また、第二ヘッダー５２は、後側扁平伝熱管２２から流出した冷媒を合流させ、冷媒配管６２に流出させる。列渡しヘッダー４は、前側扁平伝熱管２１の上端部および後側扁平伝熱管２２の上端部が挿入されたヘッダーである。列渡しヘッダー４は、前側扁平伝熱管２１と後側扁平伝熱管２２との冷媒の橋渡しを行うものであり、前側扁平伝熱管２１および後側扁平伝熱管２２のうち、一方から流出した冷媒を合流させ、他方に冷媒を分配して流出させる。

　図３は、実施の形態１にかかる熱交換器１を搭載した空気調和機の構成を示す図である。図３に示すように、空気調和機は、室外機２００と室内機１００とを備え、それらを冷媒配管３００により配管接続することで、冷媒回路が構成されている。なお、実施の形態１にかかる空気調和機は、１台の室外機２００と１台の室内機１００とを備えているが、それに限定されず、室外機２００および室内機１００はそれぞれ２台以上でもよい。

　室外機２００は、圧縮機２０１、流路切替装置２０２、室外熱交換器２０３、および室外ファン２０４を有している。ここで、実施の形態１にかかる熱交換器１は、室外熱交換器２０３として用いられるものとする。また、熱交換器１は、前側扁平伝熱管２１が風上側となり、後側扁平伝熱管２２が風下側となるように配置される。

　圧縮機２０１は、低温低圧の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮し、高温高圧の冷媒を吐出する。圧縮機２０１は、例えば、運転周波数を変化させることにより、単位時間あたりの送出量である容量が制御されるインバーター圧縮機などである。流路切替装置２０２は、例えば四方弁であり、冷媒の流れの方向を切り替えることで、冷房運転と暖房運転とを切り替えるものである。なお、流路切替装置２０２として、四方弁に代えて二方弁および三方弁の組み合わせなどを用いてもよい。

　室外熱交換器２０３は、蒸発器または凝縮器として機能し、空気と冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を蒸発ガス化または凝縮液化するものである。室外熱交換器２０３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。室外ファン２０４は、室外熱交換器２０３の近傍に設けられ、室外熱交換器２０３に室外の空気を供給するものである。

　室内機１００は、室内熱交換器１０１、室内ファン１０２、および絞り装置１０３を有している。室内熱交換器１０１は、蒸発器または凝縮器として機能し、空気と冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を蒸発ガス化または凝縮液化するものである。室内熱交換器１０１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。室内ファン１０２は、室内熱交換器１０１の近傍に設けられ、室内熱交換器１０１に室内の空気を供給するものである。絞り装置１０３は、冷媒を減圧して膨張させるものである。絞り装置１０３は、例えば絞りの開度を調整することができる電子式膨張弁であり、開度を調整することによって、冷房運転時では室内熱交換器１０１に流入する冷媒圧力を制御し、暖房運転時では室外熱交換器２０３に流入する冷媒圧力を制御する。

　次に、実施の形態１にかかる空気調和機の運転モードについて説明する。まず、暖房運転について説明する。暖房運転では、図３の実線で示すように、圧縮機２０１の吐出側と室内熱交換器１０１とが接続されるように、流路切替装置２０２が切り替えられる。圧縮機２０１により圧縮されて吐出した高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置２０２を通過し、室内熱交換器１０１に流入する。室内熱交換器１０１に流入したガス冷媒は、室内熱交換器１０１において、室内ファン１０２から供給された空調対象の空間の空気と熱交換することで凝縮し、液化する。液化した冷媒は、絞り装置１０３を通過する際にそこで減圧され、気液二相状態となる。気液二相状態となった冷媒は、室外熱交換器２０３に流入し、室外熱交換器２０３において、室外ファン２０４から供給された室外の空気と熱交換することで蒸発し、ガス化する。ガス化した冷媒は、流路切替装置２０２を通過して、再度、圧縮機２０１に吸入される。

　次に冷房運転について説明する。冷房運転では、図３の破線で示すように、圧縮機２０１の吐出側と室外熱交換器２０３とが接続されるように、流路切替装置２０２が切り替えられる。圧縮機２０１により圧縮されて吐出した高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置２０２を通過し、室外熱交換器２０３に流入する。室外熱交換器２０３に流入したガス冷媒は、室外熱交換器２０３において、室外ファン２０４から供給された室外の空気と熱交換することで凝縮し、液化する。液化した冷媒は、絞り装置１０３を通過する際にそこで減圧され、気液二相状態となる。気液二相状態となった冷媒は、室内熱交換器１０１に流入し、室内熱交換器１０１において、室内ファン１０２から供給された空調対象の空間の空気と熱交換することで蒸発し、ガス化する。ガス化した冷媒は、流路切替装置２０２を通過して、再度、圧縮機２０１に吸入される。

　ここで、例えば、熱交換器１において第一ヘッダー５１が液化した冷媒が流れる液ヘッダー、第二ヘッダー５２がガス化した冷媒が流れるガスヘッダーである場合、冷房運転では、第二ヘッダー５２に流入した冷媒が、後側扁平伝熱管２２、列渡しヘッダー４、前側扁平伝熱管２１を通過して、第一ヘッダー５１から流出する。前側扁平伝熱管２１においては、後側扁平伝熱管２２において熱交換された冷媒と、熱交換が行われていない空気とが熱交換される。また、後側扁平伝熱管２２においては、熱交換が行われていない冷媒と、前側扁平伝熱管２１において熱交換された空気とが熱交換される。したがって、実施の形態１にかかる熱交換器１では、冷媒と空気との間で有効に熱交換を行うことのできる温度差を保つことができ、伝熱性能を向上させるができる。

　また、熱交換器１が蒸発器として機能する場合、扁平伝熱管２およびコルゲートフィン３の表面は、熱交換器１を通過する空気の温度よりも低い。したがって、空気中の水分が、蒸発器の表面で結露し、凝縮水となる。外気温度が氷点下以下となるような低外気温状態で暖房運転を行うと、空気中の水分が蒸発器に着霜することがある。そのため、空気調和機は、外気温度が一定温度となったときに除霜運転を行う。ここで、除霜運転とは、蒸発器として機能する熱交換器１に霜が付着するのを防止するため、圧縮機２０１から熱交換器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。

　図４は、実施の形態１にかかる熱交換器１の平面模式図である。図４に示すように、コルゲートフィン３は、前側扁平伝熱管２１の前側端部よりも前側、つまり前側扁平伝熱管２１の風上側端部よりも風上側に突き出した突き出し部３１を有している。ここで、Ｌ１は、コルゲートフィン３の上部における突き出し部３１の通風方向の長さである。Ｌ３は、コルゲートフィン３の下部における突き出し部３１の通風方向の長さである。Ｌ２は、コルゲートフィン３の上部と下部の間に位置する中央部における突き出し部３１の通風方向の長さである。

　実施の形態１にかかる熱交換器１では、コルゲートフィン３の上部における突き出し部３１の長さＬ１、および、コルゲートフィン３の下部における突き出し部３１の長さＬ３が、コルゲートフィン３の中央部における突き出し部３１の長さＬ２よりも小さくなっている。このように、Ｌ２＞Ｌ１かつＬ２＞Ｌ３とすることで、従来に比べて除霜運転時に高温高圧のガス冷媒の熱が扁平伝熱管２の上部および下部からコルゲートフィン３の突き出し部３１に伝わりやすくなるため、コルゲートフィン３の除霜能力を向上させることができる。さらに、突き出し部３１が短い箇所では、コルゲートフィン３の強度を向上させることができる。また、コルゲートフィン３の中央部における突き出し部３１では突き出し量を確保できるため、コルゲートフィン３の着霜耐力を低下させることはない。このように、実施の形態１では、コルゲートフィン３の着霜耐力を低下させることなく、コルゲートフィン３の除霜能力を向上させることができる。

　図５は、実施の形態１にかかる熱交換器１の製造工程を示すフローチャートである。図６は、実施の形態１にかかる熱交換器１の製造工程における扁平伝熱管２およびコルゲートフィン３の配置を模式的に示した斜視図である。図７は、図６に示す扁平伝熱管２およびコルゲートフィン３を第一方向から見た平面模式図である。図８は、実施の形態１にかかる熱交換器１の製造方法において角度をつけたスペーサ６００を使用した場合の平面模式図である。

　実施の形態１にかかる熱交換器１は、図５に示す製造工程を経て形成される。図６に示すように、まず始めに、後側扁平伝熱管２２を、第一方向に沿って、所定の間隔を保って所定の数だけ基準面の上に配置する（Ｓ００１）。ここで、基準面は、第一方向および第二方向に平行な面である。次に、後側扁平伝熱管２２と前側扁平伝熱管２１とのすき間を保つためのスペーサ５００を、後側扁平伝熱管２２の両端部の上に配置する（Ｓ００２）。次に、前側扁平伝熱管２１を、第一方向に沿って、所定の間隔を保って所定の数だけスペーサ５００の上に配置する（Ｓ００３）。次に、第一方向に隣り合う前側扁平伝熱管２１および後側扁平伝熱管２２の間にコルゲートフィン３をそれぞれ配置し、隣り合う前側扁平伝熱管２１および後側扁平伝熱管２２同士で、それらの間に配置されたコルゲートフィン３を圧縮する（Ｓ００４）。この状態で、列渡しヘッダー４、第一ヘッダー５１、および、第二ヘッダー５２を、前側扁平伝熱管２１および後側扁平伝熱管２２の端部に取り付ける。最後に、このように組立てた状態で、各ヘッダーと各扁平伝熱管２、および各コルゲートフィン３と各扁平伝熱管２を、それぞれろう付けにより接合することで、熱交換器１が形成される（Ｓ００５）。

　このとき、スペーサ５００の上面が、基準面に対して平行であれば、図７に示すように、前側扁平伝熱管２１には自重によるたわみが発生する。したがって、たわみ量がコルゲートフィン３の中央部の突き出し部３１の長さＬ２となる。ただし、後側扁平伝熱管２２は、基準面に配置されているため、たわみは発生しない。

　なお、熱交換器１の製造工程において、図８に示すように、基準面に対して上面に角度θがつけられたスペーサ６００をスペーサ５００の代わりに用いてもよい。このとき、スペーサ６００の上面の角度θを大きくすることで、前側扁平伝熱管２１のたわみを大きくすることができる。つまり、コルゲートフィン３の中央部の突き出し部３１の長さＬ２を大きくすることができる。

　以上、実施の形態１にかかる熱交換器１は、冷媒が流れる流路が内部に形成され、上下方向を管延伸方向とし、上下方向および通風方向である前後方向と直交する左右方向に互いに間隔をあけて複数配置され、かつ、前後方向に二列に並んで配置された扁平伝熱管２と、左右方向に隣り合う二列の扁平伝熱管２の間に配置され、左右の二列の扁平伝熱管２と上下方向にわたって接合され、前側の列の扁平伝熱管２の前側端部よりも前側に突き出した突き出し部３１を有するコルゲートフィン３と、を備え、突き出し部３１の前後方向の長さは、上下方向において一律ではないものである。

　実施の形態１にかかる熱交換器１によれば、コルゲートフィン３は、前側の列の扁平伝熱管２の前側端部よりも前側に突き出した突き出し部３１を有している。また、突き出し部３１の前後方向の長さは、上下方向において一律ではない、つまり、扁平伝熱管２の長手方向に対して、突き出し部３１が長い箇所および短い箇所を有している。これにより、突き出し部３１が短い箇所では、除霜運転時に高温高圧のガス冷媒の熱が扁平伝熱管２の上部および下部からコルゲートフィン３の突き出し部３１に伝わりやすくなるため、コルゲートフィン３の除霜能力を向上させることができ、さらに、コルゲートフィン３の強度を向上させることができる。また、突き出し部３１が長い箇所では突き出し量を確保できるため、コルゲートフィン３の着霜耐力が低下することはない。その結果、着霜耐力を低下させることなく除霜性能を向上させるとともに、コルゲートフィン３の強度を向上させることができる。

　また、実施の形態１にかかる空気調和機は、上記の熱交換器１を搭載したものである。

　実施の形態１にかかる空気調和機によれば、上記の熱交換器１と同様の効果を得ることができる。

　また、実施の形態１にかかる熱交換器１の製造方法は、上記の熱交換器１の製造方法であって、後側の列の扁平伝熱管２を、左右方向に沿って基準面の上に複数配置する工程と、後側の列の扁平伝熱管２の上側に、後側の列の扁平伝熱管２と前側の列の扁平伝熱管２とのすき間を確保するためのスペーサ５００を配置する工程と、前側の列の扁平伝熱管２を、左右方向に沿ってスペーサ５００の上に複数配置する工程と、左右方向に隣り合う二列の扁平伝熱管２の間にコルゲートフィン３をそれぞれ配置する工程と、左右方向に隣り合う二列の扁平伝熱管２同士で、それらの間に配置されたコルゲートフィン３を圧縮する工程と、ヘッダーを扁平伝熱管２の端部に取付ける工程と、ヘッダーと扁平伝熱管２、および、コルゲートフィン３と扁平伝熱管２を、ろう付けにより接合する工程と、を備えた製造方法である。

　実施の形態１にかかる熱交換器１の製造方法によれば、上記の熱交換器１と同様の効果を得ることができる。

　また、実施の形態１にかかる熱交換器１の製造方法は、基準面に対して上面に角度がつけられたスペーサ６００を使用する製造方法である。

　実施の形態１にかかる熱交換器１の製造方法によれば、スペーサ６００の上面に角度をつけ、その角度を大きくすることで、前側扁平伝熱管２１のたわみを大きくすることができる。つまり、コルゲートフィン３の中央部の突き出し部３１の長さＬ２を大きくすることができる。

　また、実施の形態１にかかる熱交換器１は、コルゲートフィン３の上部における突き出し部３１の通風方向の長さをＬ１、コルゲートフィン３の中央部における突き出し部３１の通風方向の長さをＬ２、コルゲートフィン３の下部における突き出し部３１の通風方向の長さをＬ３としたとき、Ｌ１＜Ｌ２かつＬ３＜Ｌ２の関係を満たす。

　実施の形態１にかかる熱交換器１によれば、Ｌ２＞Ｌ１かつＬ２＞Ｌ３とすることで、従来に比べて除霜運転時に高温高圧のガス冷媒の熱が扁平伝熱管２の上部および下部からコルゲートフィン３の突き出し部３１に伝わりやすくなるため、コルゲートフィン３の除霜能力を向上させることができる。さらに、突き出し部３１が短い箇所では、コルゲートフィン３の強度を向上させることができる。また、突き出し部３１が長い箇所では突き出し量を確保できるため、コルゲートフィン３の着霜耐力を低下させることはない。このように、実施の形態１では、コルゲートフィン３の着霜耐力を低下させることなく、コルゲートフィン３の除霜能力を向上させることができる。

　実施の形態２．
　以下、実施の形態２について説明するが、実施の形態１と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。

　実施の形態１にかかる熱交換器１と実施の形態２にかかる熱交換器１との相違点は、扁平伝熱管２のたわみ方向の違いである。実施の形態１では、扁平伝熱管２が風下側にたわんでいるのに対し、実施の形態２では、扁平伝熱管２が風上側にたわんでいる。

　図９は、実施の形態２にかかる熱交換器１における扁平伝熱管２とコルゲートフィン３との配置関係について模式的に示した斜視図である。図１０は、実施の形態２にかかる熱交換器１の平面模式図である。

　図９および図１０に示すように、実施の形態２にかかる熱交換器１では、コルゲートフィン３の上部の突き出し部３１の長さＬ１、および、コルゲートフィン３の下部の突き出し部３１の長さＬ３が、コルゲートフィン３の中央部の突き出し部３１の長さＬ２よりも大きくなっている。このように、Ｌ２＜Ｌ１かつＬ２＜Ｌ３とすることで、熱交換器１の製造時または輸送時にコルゲートフィン３が倒れるのを抑制することができる。また、突き出し部３１が短い箇所では、コルゲートフィン３の強度を向上させることができる。また、従来に比べて除霜運転時に高温高圧のガス冷媒の熱が扁平伝熱管２の上部および下部からコルゲートフィン３の突き出し部３１に伝わりやすくなるため、コルゲートフィン３の除霜能力を向上させることができる。また、突き出し部３１が長い箇所では突き出し量を確保できるため、コルゲートフィン３の着霜耐力を低下させることはない。このように、実施の形態２では、コルゲートフィン３の着霜耐力を低下させることなく、コルゲートフィン３の除霜能力を向上させることができ、さらに、コルゲートフィン３の強度を向上させることができる。

　図１１は、実施の形態２にかかる熱交換器１の製造方法の一例を示した平面模式図である。図１２は、実施の形態２にかかる熱交換器１の製造方法において角度をつけたスペーサ８００を使用した場合の平面模式図である。

　次に、実施の形態２にかかる熱交換器１の製造方法について、図５および図１１を参照して説明する。まず始めに、後側扁平伝熱管２２を、第一方向に沿って、所定の間隔を保って所定の数だけ基準面の上に配置する（Ｓ００１）。ここで、基準面は、第一方向および第二方向に平行な面である。次に、図１１に示すように、後側扁平伝熱管２２と前側扁平伝熱管２１とのすき間を保つためのスペーサ５００を、後側扁平伝熱管２２の両端部の上に配置する。さらに、後側扁平伝熱管２２と前側扁平伝熱管２１とのすき間を保つためのスペーサ７００を、後側扁平伝熱管２２の中央部の上に配置する（Ｓ００２）。このとき、スペーサ５００の第三方向の長さをＬ５００、スペーサ７００の第三方向の長さをＬ７００としたとき、Ｌ７００＞Ｌ５００の関係となる。なお、Ｌ７００とＬ５００との差が大きいほど、コルゲートフィン３の中央部の突き出し部３１の長さＬ２が小さくなる。次に、前側扁平伝熱管２１を、第一方向に沿って、所定の間隔を保って所定の数だけスペーサ５００、７００の上に配置する（Ｓ００３）。次に、第一方向に隣り合う前側扁平伝熱管２１および後側扁平伝熱管２２の間にコルゲートフィン３を、スペーサ７００を挟むようにそれぞれ２つ配置し、隣り合う前側扁平伝熱管２１および後側扁平伝熱管２２同士で、それらの間に配置されたコルゲートフィン３を圧縮する（Ｓ００４）。この状態で、列渡しヘッダー４、第一ヘッダー５１、および、第二ヘッダー５２を、前側扁平伝熱管２１および後側扁平伝熱管２２の端部に取り付ける。最後に、このように組立てた状態で、各ヘッダーと各扁平伝熱管２、および、各コルゲートフィン３と各扁平伝熱管２を、それぞれろう付けにより接合することで、熱交換器１が形成される（Ｓ００５）。

　なお、図１２に示すように、スペーサ５００、７００を用いる代わりに、基準面に対して上面に角度θがつけられたスペーサ８００を用いてもよい。このとき、スペーサ８００の上面の角度θを大きくすることで、前側扁平伝熱管２１のたわみを大きくすることができる。つまり、コルゲートフィン３の中央部の突き出し部３１の長さＬ２を小さくすることができる。このような製造方法の場合、後側扁平伝熱管２２の中央部の上側にスペーサ７００が配置されていないため、第一方向に隣り合う前側扁平伝熱管２１および後側扁平伝熱管２２の間に配置されるコルゲートフィン３を１つにすることができる。

　以上、実施の形態２にかかる熱交換器１は、コルゲートフィン３の上部における突き出し部３１の通風方向の長さをＬ１、コルゲートフィン３の中央部における突き出し部３１の通風方向の長さをＬ２、コルゲートフィン３の下部における突き出し部３１の通風方向の長さをＬ３としたとき、Ｌ１＞Ｌ２かつＬ３＞Ｌ２の関係を満たす。

　実施の形態２にかかる熱交換器１によれば、Ｌ２＜Ｌ１かつＬ２＜Ｌ３とすることで、熱交換器１の製造時または輸送時にコルゲートフィン３が倒れるのを抑制することができる。また、突き出し部３１が短い箇所では、コルゲートフィン３の強度を向上させることができる。また、従来に比べて除霜運転時に高温高圧のガス冷媒の熱が扁平伝熱管２の上部および下部からコルゲートフィン３の突き出し部３１に伝わりやすくなるため、コルゲートフィン３の除霜能力を向上させることができる。また、突き出し部３１が長い箇所では突き出し量を確保できるため、コルゲートフィン３の着霜耐力を低下させることはない。このように、実施の形態２では、コルゲートフィン３の着霜耐力を低下させることなく、コルゲートフィン３の除霜能力を向上させることができ、さらに、コルゲートフィン３の強度を向上させることができる。

　実施の形態３．
　以下、実施の形態３について説明するが、実施の形態１および２と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１および２と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。

　図１３は、実施の形態３にかかる熱交換器１における扁平伝熱管２とコルゲートフィン３との配置関係について模式的に示した斜視図である。図１４は、実施の形態３にかかる熱交換器１の平面模式図である。図１３および図１４に示すように、実施の形態３にかかる熱交換器１では、コルゲートフィン３の上部の突き出し部３１の長さＬ１がコルゲートフィン３の下部の突き出し部３１の長さＬ３よりも大きくなっており、かつ、コルゲートフィン３の上部から下部に向かって突き出し部３１の長さが徐々に小さくなっている。

　熱交換器１の下部は、除霜運転時にホットガスが最後に到達するため、熱交換器１の下部の霜が溶け残ることがあるが、コルゲートフィン３の下部の突き出し部３１の長さＬ３をコルゲートフィン３の上部の突き出し部３１の長さＬ１よりも短くする。そうすることで、高温高圧のガス冷媒の熱が扁平伝熱管２の下部からコルゲートフィン３の突き出し部３１に伝わりやすくなるため、コルゲートフィン３の除霜能力を向上させることができ、霜の溶け残りを抑制することができる。また、コルゲートフィン３の上部の突き出し部３１が長い箇所では突き出し量を確保できるため、コルゲートフィン３の着霜耐力を低下させることはない。このように、実施の形態３では、コルゲートフィン３の着霜耐力を低下させることなく、コルゲートフィン３の除霜能力を向上させることができる。

　以上、実施の形態３にかかる熱交換器１は、コルゲートフィン３の上部における突き出し部３１の通風方向の長さをＬ１、コルゲートフィン３の下部における突き出し部３１の通風方向の長さをＬ３としたとき、Ｌ１＞Ｌ３の関係を満たし、かつ、突き出し部３１の長さがコルゲートフィン３の上部から下部に向かって徐々に小さくなっている。

　実施の形態３にかかる熱交換器１によれば、高温高圧のガス冷媒の熱が扁平伝熱管２の下部からコルゲートフィン３の突き出し部３１に伝わりやすくなるため、コルゲートフィン３の除霜能力を向上させることができ、霜の溶け残りを抑制することができる。また、突き出し部３１が長い箇所では突き出し量を確保できるため、コルゲートフィン３の着霜耐力を低下させることはない。このように、実施の形態３では、コルゲートフィン３の着霜耐力を低下させることなく、コルゲートフィン３の除霜能力を向上させることができる。

　実施の形態４．
　以下、実施の形態４について説明するが、実施の形態１～３と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１～３と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。

　図１５は、実施の形態４にかかる熱交換器１における扁平伝熱管２とコルゲートフィン３との配置関係について模式的に示した斜視図である。図１６は、実施の形態４にかかる熱交換器１の平面模式図である。図１５および図１６に示すように、実施の形態４にかかる熱交換器１では、コルゲートフィン３の上部の突き出し部３１の長さＬ１がコルゲートフィン３の下部の突き出し部３１の長さＬ３よりも小さくなっており、かつ、コルゲートフィン３の上部から下部に向かって突き出し部３１の長さが徐々に大きくなっている。

　熱交換器１の上部は、空力が大きく、熱交換能力が高い。そのため、熱交換器１の上部に配置される、コルゲートフィン３の上部の突き出し部３１の長さＬ１がコルゲートフィン３の下部の突き出し部３１の長さＬ３よりも小さい場合、熱交換器１の通風抵抗を低減することができる。その結果、室外ファン２０４を回転させるために必要なエネルギーが小さくなり、空気調和機の性能を向上させることができる。また、コルゲートフィン３の下部の突き出し部３１が長い箇所では突き出し量を確保できるため、コルゲートフィン３の着霜耐力を低下させることはない。このように、実施の形態４では、コルゲートフィン３の着霜耐力を低下させることなく、空気調和機の性能を向上させることができる。

　以上、実施の形態４にかかる熱交換器１は、コルゲートフィン３の上部における突き出し部３１の通風方向の長さをＬ１、コルゲートフィン３の下部における突き出し部３１の通風方向の長さをＬ３としたとき、Ｌ１＜Ｌ３の関係を満たし、かつ、突き出し部３１の長さがコルゲートフィン３の上部から下部に向かって徐々に大きくなっている。

　実施の形態４にかかる熱交換器１によれば、熱交換器１の通風抵抗を低減することができる、室外ファン２０４を回転させるために必要なエネルギーが小さくなり、空気調和機の性能を向上させることができる。また、突き出し部３１が長い箇所では突き出し量を確保できるため、コルゲートフィン３の着霜耐力を低下させることはない。このように、実施の形態４では、コルゲートフィン３の着霜耐力を低下させることなく、空気調和機の性能を向上させることができる。

　１　熱交換器、２　扁平伝熱管、２Ａ　平面部、２Ｂ　曲面部、３　コルゲートフィン、３Ａ　平面部、３Ｂ　曲面部、４　列渡しヘッダー、２１　前側扁平伝熱管、２２　後側扁平伝熱管、３１　突き出し部、５１　第一ヘッダー、５２　第二ヘッダー、６１　冷媒配管、６２　冷媒配管、１００　室内機、１０１　室内熱交換器、１０２　室内ファン、１０３　絞り装置、２００　室外機、２０１　圧縮機、２０２　流路切替装置、２０３　室外熱交換器、２０４　室外ファン、３００　冷媒配管、５００　スペーサ、６００　スペーサ、７００　スペーサ、８００　スペーサ。

Claims (8)

1. 　冷媒が流れる流路が内部に形成され、上下方向を管延伸方向とし、前記上下方向および通風方向である前後方向と直交する左右方向に互いに間隔をあけて複数配置され、かつ、前記前後方向に二列に並んで配置された扁平伝熱管と、
   　前記左右方向に隣り合う二列の前記扁平伝熱管の間に配置され、左右の二列の前記扁平伝熱管と前記上下方向にわたって接合され、前側の列の前記扁平伝熱管の前側端部よりも前側に突き出した突き出し部を有するコルゲートフィンと、を備え、
   　前記突き出し部の前記前後方向の長さは、前記上下方向において一律ではない
   　熱交換器。
2. 　前記コルゲートフィンの上部における前記突き出し部の前記前後方向の長さをＬ１、前記コルゲートフィンの中央部における前記突き出し部の前記前後方向の長さをＬ２、前記コルゲートフィンの下部における前記突き出し部の前記前後方向の長さをＬ３としたとき、
   　Ｌ１＜Ｌ２かつＬ３＜Ｌ２の関係を満たす
   　請求項１に記載の熱交換器。
3. 　前記コルゲートフィンの上部における前記突き出し部の前記前後方向の長さをＬ１、前記コルゲートフィンの中央部における前記突き出し部の前記前後方向の長さをＬ２、前記コルゲートフィンの下部における前記突き出し部の前記前後方向の長さをＬ３としたとき、
   　Ｌ１＞Ｌ２かつＬ３＞Ｌ２の関係を満たす
   　請求項１に記載の熱交換器。
4. 　前記コルゲートフィンの上部における前記突き出し部の前記前後方向の長さをＬ１、前記コルゲートフィンの下部における前記突き出し部の前記前後方向の長さをＬ３としたとき、
   　Ｌ１＞Ｌ３の関係を満たし、かつ、
   　前記突き出し部の長さが前記コルゲートフィンの上部から下部に向かって徐々に小さくなっている
   　請求項１に記載の熱交換器。
5. 　前記コルゲートフィンの上部における前記突き出し部の前記前後方向の長さをＬ１、前記コルゲートフィンの下部における前記突き出し部の前記前後方向の長さをＬ３としたとき、
   　Ｌ１＜Ｌ３の関係を満たし、かつ、
   　前記突き出し部の長さが前記コルゲートフィンの上部から下部に向かって徐々に大きくなっている
   　請求項１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搭載した
   　空気調和機。
7. 　請求項１～５のいずれか一項に記載の熱交換器の製造方法であって、
   　後側の列の前記扁平伝熱管を、前記左右方向に沿って基準面の上に複数配置する工程と、
   　後側の列の前記扁平伝熱管の上側に、後側の列の前記扁平伝熱管と前側の列の前記扁平伝熱管とのすき間を確保するためのスペーサを配置する工程と、
   　前側の列の前記扁平伝熱管を、前記左右方向に沿って前記スペーサの上に複数配置する工程と、
   　前記左右方向に隣り合う二列の前記扁平伝熱管の間に前記コルゲートフィンをそれぞれ配置する工程と、
   　前記左右方向に隣り合う二列の前記扁平伝熱管同士で、それらの間に配置された前記コルゲートフィンを圧縮する工程と、
   　ヘッダーを前記扁平伝熱管の端部に取付ける工程と、
   　前記ヘッダーと前記扁平伝熱管、および、前記コルゲートフィンと前記扁平伝熱管を、ろう付けにより接合する工程と、を備えた
   　熱交換器の製造方法。
8. 　前記基準面に対して上面に角度がつけられた前記スペーサを使用する
   　請求項７に記載の熱交換器の製造方法。

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