(57)【要約】【課題】結露水に対する水はけ性を向上させた熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器１０では、扁平管１１は、平面部１１ａを上下方向に向けた状態で複数段配列されている。波形フィン１２は、上下に隣接する扁平管１１に挟まれた通風空間に配置されている。導水部１３は、通風空間の外側に配置され、扁平管１１と繋がった状態で鉛直方向に延びている。上下に隣接する導水部１３では、上側に位置する導水部１３の下部が、下側に位置する導水部１３の上部と接触しているので、結露水が導水部１３を介して下方へ流れ易く、水はけがよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面部（１１ａ，１１１ａ）を上下方向に向けた状態で複数段配列される扁平管（１１，１１１）と、
上下に隣接する前記扁平管（１１，１１１）に挟まれた通風空間に配置されるフィン（１２）と、
前記通風空間から外れた外側空間に配置され、前記扁平管（１１，１１１）と繋がった状態で上方向及び／又は下方向に延びる導水部（１３，１１３）と、
を備え、
上下に隣接する前記導水部（１３）では、上側に位置する前記導水部（１３,１１３）の下部が、下側に位置する前記導水部（１３，１１３）の上部と接触している、
熱交換器（１０）。
【請求項２】
前記導水部（１３）は、前記扁平管（１１）と一体である、
請求項１に記載の熱交換器（１０）。
【請求項３】
前記扁平管（１１）には、当初前記外側空間に向って延びる突出部が形成されており、
前記導水部（１３）は、前記突出部が上下方向に捩じられることによって形成されている、
請求項２に記載の熱交換器（１０）。
【請求項４】
前記導水部（１１３）は、前記扁平管（１１１）に接触する板状部材であり、前記扁平管（１１１）及び前記フィン（１２）から独立している、
請求項１に記載の熱交換器（１０）。
【請求項５】
前記導水部（１１３）は、前記扁平管（１１１）の前記平面部（１１１ａ）と前記フィン（１２）とに挟まれている、
請求項４に記載の熱交換器（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扁平管とフィンとを備えた熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、扁平管の平面部を水平にし、平面部と平面部との間にフィンを配置した熱交換器が広く普及している。このような熱交換器では、フィンが扁平管によって分断されているので、結露水が滞留して通風抵抗となる。この結露水の滞留を解消するために、フィンの端部から突出部を空気流の下流側へ突出させ、その突出部に切り欠きを設けた熱交換器が提供されている（特許文献１参照）。特許文献１に開示されている熱交換器によれば、発生した結露水は、空気流に押されて下流側に集まり、切り欠きを通って下方へ落下する。
【０００３】
しかしながら、上記のような熱交換器では、結露水が切り欠きから落下するのは、結露水が自重で落下できる程度の大きさまで成長したときであって、周期的に結露水が熱交換器に滞留することがあり、結露水に対する水はけ性は低い。また、熱交換器の小型化がさらに進む状況下において、熱交換器の小型化は結露水に対する熱交換器の水はけ性を低下させる可能性が高いので、さらなる水はけ性の向上が求められている。
【特許文献１】実公昭６３−６６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、結露水に対する水はけ性を向上させた熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明に係る熱交換器は、扁平管とフィンと導水部とを備えている。扁平管は、平面部を上下方向に向けた状態で複数段配列されている。フィンは、上下に隣接する扁平管に挟まれた通風空間に配置されている。導水部は、通風空間から外れた外側空間に配置され、扁平管と繋がった状態で上方向及び／又は下方向に延びている。上下に隣接する導水部では、上側に位置する導水部の下部が、下側に位置する導水部の上部と接触している。
【０００６】
この熱交換器では、上下に隣接する導水部同士が接触しているので、フィン表面の結露水が導水部を介して下方へ流れ易く、水はけがよい。
【０００７】
第２発明に係る熱交換器は、第１発明に係る熱交換器であって、導水部が扁平管と一体である。この熱交換器では、部品点数および作業工数が低減されるので、製造コストの増大が抑制される。
【０００８】
第３発明に係る熱交換器は、第２発明に係る熱交換器であって、扁平管には、当初外側空間に向って延びる突出部が形成されている。導水部は、突出部が上下方向に捩じられることによって形成されている。この熱交換器では、加工が単純であり生産性が向上する。
【０００９】
第４発明に係る熱交換器は、第１発明に係る熱交換器であって、導水部が扁平管に接触する板状部材であり扁平管及びフィンから独立している。この熱交換器では、導水部が板状であるので、幅、長さ及び傾斜角度の調節が容易である。
【００１０】
第５発明に係る熱交換器は、第４発明に係る熱交換器であって、導水部が扁平管の平面部とフィンとに挟まれている。この熱交換器では、扁平管、フィン及び導水部の接合を同時に行なうことができるので、製造コストの増大が抑制される。
【発明の効果】
【００１１】
第１発明に係る熱交換器では、上下に隣接する導水部同士が接触しているので、フィン表面の結露水が導水部を介して下方へ流れ易く、水はけがよい。
【００１２】
第２発明に係る熱交換器では、部品点数および作業工数が低減されるので、製造コストの増大が抑制される。
【００１３】
第３発明に係る熱交換器では、加工が単純であり生産性が向上する。
【００１４】
第４発明に係る熱交換器では、導水部が板状であるので、幅、長さ及び傾斜角度の調節が容易である。
【００１５】
第５発明に係る熱交換器では、扁平管、フィン及び導水部の接合を同時に行なうことができるので、製造コストの増大が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１７】
＜熱交換器１０の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る熱交換器の斜視図であり、図２は、扁平管の長手方向と垂直な平面における熱交換器の断面図である。図１、図２において、熱交換器１０は、扁平管１１、波形フィン１２、導水部１３及びヘッダ１５を備えている。
【００１８】
（扁平管１１）
扁平管１１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成形されており、伝熱面となる平面部１１ａと、冷媒が流れる複数の冷媒流路１１ｂを有している（図２参照）。図２に示すように、扁平管１１は、平面部１１ａを上下に向けた状態で複数段配列されている。
【００１９】
（波形フィン１２）
波形フィン１２は、波形に折り曲げられたアルミニウム製またはアルミニウム合金製のフィンである。図２に示すように、波形フィン１２は、上下に隣接する扁平管１１に挟まれた通風空間に配置され、谷部及び山部が扁平管１１の平面部１１ａと接触している。なお、谷部と山部と平面部１１ａとはロウ付け溶接されている。
【００２０】
伝熱面１２ａは、通風空間を通過する空気流Ａと熱交換する部分であり、効率よく熱交換を行うためのルーバー１２ｃを有している。ルーバー１２ｃは、伝熱面１２ａの一方の面から他方の面へ貫通する開口を形成している。説明の便宜上、図２正面視において、伝熱面１２ａの正面を「第１面」、背面を「第２面」と呼ぶ。伝熱面１２ａの中央から上流側に位置するルーバー１２ｃ群は、空気流が第２面からから第１面へ流れるように傾いており、伝熱面１２ａの中央から下流側に位置するルーバー１２ｃ群は、空気流が第１面からから第２面へ流れるように傾いている。
【００２１】
（導水部１３）
導水部１３は、上下に隣接する扁平管１１に挟まれた通風空間の外側に位置し、導水部１３の長手方向は上下方向に延び、導水部１３の幅方向は空気流Ａと平行に延びている。上下方向に隣接する導水部１３では、上側に位置する導水部１３の下部が、下側に位置する導水部１３の上部と近接し、又は接触している。
【００２２】
導水部１３は、扁平管１１の上側の平面部１１ａと接触しており、本実施形態では、扁平管１１の上側の平面部１１ａと一体成形されている。以下図面を用いて、扁平管１１と導水部１３の製造方法について説明する。
【００２３】
図３は製造途中の扁平管の断面図である。図３において、工程Ｐ１では、複数の凹溝状の冷媒流路１１ｂが形成された扁平容器１１ｖと、平面部１１ａと導水部１３とを有する平板１１ｐとが張り合わされる。工程Ｐ２では、扁平容器１１ｖと平板１１ｐとがロウ付け溶接によって結合される。
【００２４】
工程Ｐ３では、導水部１３が上下方向を向くように、平面部１１ａとの連結部１１ｊを中心に捩じられる。ここで、導水部１３が捩じられる前の平板１１ｐの平面状態について説明する。図４は、製造途中の扁平管の平板の平面図である。図４において、平板１１ｐでは、平面部１１ａと導水部１３とは、連結部１１ｊによって繋がっているだけであり、連結部１１ｊ以外は切り込み線１１ｓによって分断されている。また、隣接する導水部１３同士も切り込み線１１ｓで分断されている。このように、導水部１３は、連結部１１ｊを中心に容易に捩じられる。本実施形態では、導水部１３は、連結部１１ｊを中心にほぼ９０°捩じられるので、導水部１３は鉛直方向とほぼ平行である。
【００２５】
（ヘッダ１５）
図１において、ヘッダ１５は、上下方向に複数段配列された扁平管１１の両端に連結されている。説明の便宜上、図１の正面視右側のヘッダを「第１ヘッダ１５１」と呼び、左側のヘッダを「第２ヘッダ１５２」と呼ぶ。第１ヘッダ１５１及び第２ヘッダ１５２は、扁平管１１を支持する機能と、冷媒を扁平管１１の冷媒流路１１ｂに導く機能と、冷媒流路１１ｂから出てきた冷媒を集合させる機能とを有している。
【００２６】
（冷媒の流れ）
図１において、第１ヘッダ１５１の入口１５１ａから流入した冷媒は、最上段の扁平管１１の各冷媒流路１１ｂへほぼ均等に分配され第２ヘッダ１５２に向って流れる。第２ヘッダ１５２に達した冷媒は、２段目の扁平管１１の各冷媒流路１１ｂへ均等に分配され第１ヘッダ１５１へ向って流れる。以降、奇数段目の扁平管１１内の冷媒は、第２ヘッダ１５２へ向って流れ、偶数段目の扁平管１１内の冷媒は、第１ヘッダ１５１に向って流れる。そして、最下段で且つ偶数段目の扁平管１１内の冷媒は、第１ヘッダ１５１に向って流れ、第１ヘッダ１５１で集合し出口１５１ｂから流出する。
【００２７】
熱交換器１０が蒸発器として機能するとき、冷媒流路１１ｂを流れる冷媒は、波形フィン１２を介して通風空間を流れる空気流から吸熱する。熱交換器１０が凝縮器として機能するときは、冷媒流路１１ｂを流れる冷媒は、波形フィン１２を介して通風空間を流れる空気流へ放熱する。
【００２８】
（結露水の流れ）
一般に、扁平管１１が平面部１１ａを上下に向けて配列されているとき、熱交換器表面の水はけが悪く、蒸発器として利用した場合、滞留した結露水が空気流Ａの抵抗となり熱交換性能が低下することがある。しかし、本実施形態の熱交換器１０では、図１、図２に示すように、導水部１３があるので、結露水は導水部１３を介して下方へ流れる。以下、結露水の流れについて図面を用いて説明する。
【００２９】
図２において、波形フィン１２の伝熱面１２ａで発生した結露水Ｗは、重力によって伝熱面１２ａを降下しながら、空気流Ａに押されて下流側へ移動する。波形フィン１２の谷部へ降下した結露水も空気流Ａに押されて下流側へ移動する。また、波形フィン１２の谷部と扁平管１１の平面部１１ａとの隙間に侵入した結露水は、その隙間による毛細管現象と空気流Ａの風圧とによって下流側へ移動する。そして、波形フィン１２の下流側端部に達した結露水は、空気流Ａに押されて通風空間の外側に位置する導水部１３へ移動し、導水部１３に沿ってさらに下方の導水部１３へ移動する。
【００３０】
＜特徴＞
熱交換器１０では、扁平管１１は、平面部１１ａを上下方向に向けた状態で複数段配列されている。波形フィン１２は、上下に隣接する扁平管１１に挟まれた通風空間に配置されている。導水部１３は、通風空間の外側に配置され、扁平管１１と繋がった状態で鉛直方向に延びている。上下に隣接する導水部１３では、上側に位置する導水部１３の下部が、下側に位置する導水部１３の上部と接触しているので、結露水が導水部１３を介して下方へ流れ易く、水はけがよい。導水部１３は扁平管１１と一体であるので、部品点数および作業工数が低減され、製造コストの増大が抑制されている。また、導水部１３は、扁平管１１の上側の平面部１１ａのうち、通風空間の外側に突出した部分が上下方向に捩じられることによって形成さるので、加工が単純であり生産性が高い。
【００３１】
＜変形例＞
上記実施形態では、導水部１３と扁平管１１の一部とが一体成形されているが、それに限定されるものではない。以下、図面を参照しながら導水部の変形例について説明する。図５は、変形例に係る熱交換器の斜視図であり、図６は、図５の扁平管の長手方向と垂直な平面における熱交換器の部分断面図である。なお、上記実施形態と同じ部材には、同じ符号を付与して説明を省略する。
【００３２】
（扁平管１１１）
扁平管１１１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成形されており、伝熱面となる平面部１１１ａと、冷媒が流れる複数の冷媒流路１１１ｂを有している（図６参照）。扁平管１１１の平面部１１１ａ及び冷媒流路１１１ｂは、押し出し加工または引き抜き加工によって一体成形されている。図６に示すように、扁平管１１１は、平面部１１１ａを上下に向けた状態で複数段配列されている。
【００３３】
（導水部１１３）
図５、図６において、導水部１１３は、上下に隣接する扁平管１１１に挟まれた通風空間の外側に位置し、導水部１１３の長手方向は鉛直下方に延び、導水部１１３の幅方向は空気流と平行に延びている。上下方向に隣接する導水部１１３では、上側に位置する導水部１１３の下部が、下側に位置する導水部１１３の上部と近接し、又は接触している。
【００３４】
導水部１１３は、扁平管１１１の上側の平面部１１１ａと接触しており、本実施形態では、導水部１１３の一部が、扁平管１１１の上側の平面部１１１ａと波形フィン１２の谷部との間に挟まれている。以下図面を用いて、導水部１１３の製造方法について説明する。
【００３５】
図７は変形例に係る熱交換器の導水部の素材の平面図である。図７において、導水部１１３の素材は、導水部１１３と、扁平管１１１の平面部１１１ａと波形フィン１２の谷部との間に挟まれる保持部１１４とを有している。導水部１１３と保持部１１４とは、連結部１１４ｊによって繋がっているだけであり、連結部１１４ｊ以外は切り込み線１１４ｓによって分断されている。また、隣接する導水部１１３同士も切り込み線１１４ｓで分断されている。
【００３６】
図８は、変形例に係る熱交換器の導水部が形成される途中の断面図である。図８において、工程Ｐ１１では、導水部１１３と保持部１１４とに分断されている素材をセットする。導水部１１３と保持部１１４とは、連結部１１４ｊだけでつながっている。工程Ｐ１２では、導水部１１３が鉛直下方を向くように連結部１１４ｊを中心にほぼ９０°下方へ曲げられる。工程Ｐ１３では、導水部１１３の幅方向が保持部１１４の長手方向と交差するように連結部１１４ｊを中心に捩じられる。本実施形態では、導水部１３は、連結部１１４ｊを中心にほぼ９０°捩じられるので、保持部１１４が扁平管１１１と波形フィン１２に挟まれたとき、導水部１１３は空気流の方向と平行になる。
【００３７】
＜変形例の特徴＞
熱交換器１０では、上側に位置する導水部１１３の下部が、下側に位置する導水部１１３の上部と接触しているので、結露水が導水部１１３を介して下方へ流れ易く、水はけがよい。また、導水部１１３が扁平管１１１の平面部１１１ａと波形フィン１２とに挟まれており、扁平管１１１、波形フィン１２及び導水部１１３の接合を同時に行なうことができるので、製造コストの増大が抑制される。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本発明に係る熱交換器は、扁平管が水平となるように配置された場合でも結露水に対して水はけがよいので、空調機の熱交換器及び自動車のラジエターに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱交換器の斜視図。
【図２】図１の扁平管の長手方向と垂直な平面における熱交換器の部分断面図。
【図３】製造途中の扁平管の断面図。
【図４】製造途中の扁平管の平板の平面図。
【図５】変形例に係る熱交換器の斜視図。
【図６】図５の扁平管の長手方向と垂直な平面における熱交換器の部分断面図。
【図７】変形例に係る熱交換器の導水部の素材の平面図。
【図８】変形例に係る熱交換器の導水部が形成される途中の断面図。
【符号の説明】
【００４０】
１０  熱交換器
１１，１１１  扁平管
１１ａ，１１１ａ  平面部
１２  波形フィン
１３，１１３  導水部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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