(57)【要約】【課題】サイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器において、通過気流の方向における偏平チューブの中央付近にたまる凝縮水を速やかに排水できる構造とする。【解決手段】パラレルフロー型熱交換器５０は、間隔を置いて平行に配置されたヘッダパイプ５１、５２と、ヘッダパイプ５１、５２の間に複数配置され、内部に設けた冷媒通路５４をヘッダパイプ５１、５２の内部に連通させた偏平チューブ５３と、偏平チューブ５３同士の間に配置されたコルゲートフィン５５を備える。偏平チューブ５３には、熱交換器５０を通過する気流の方向における中央付近の位置に、偏平面を貫通する貫通孔５３ｃが形成されている。貫通孔５３ｃは、偏平チューブ５３の長手方向に自身の長手方向を一致させたスリットにより構成される。【選択図】図９
2014043985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔を置いて平行に配置された複数のヘッダパイプと、前記複数のヘッダパイプの間に複数配置され、内部に設けた冷媒通路を前記ヘッダパイプの内部に連通させた偏平チューブと、前記偏平チューブ同士の間に配置されたコルゲートフィンとを備えたサイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器において、
前記偏平チューブには、当該熱交換器を通過する気流の方向における中央付近の位置に、偏平面を貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とするパラレルフロー型熱交換器。
【請求項２】
前記貫通孔は前記偏平チューブの長手方向に沿う形で配置されていることを特徴とする請求項１に記載のパラレルフロー型熱交換器。
【請求項３】
前記貫通孔は前記偏平チューブの長手方向に自身の長手方向を一致させたスリットにより構成されることを特徴とする請求項２に記載のパラレルフロー型熱交換器。
【請求項４】
前記スリットは幅の狭い箇所と幅の広い箇所が交互に現れる形状であることを特徴とする請求項３に記載のパラレルフロー型熱交換器。
【請求項５】
前記偏平チューブの偏平面に谷状部が形成され、前記谷状部の底部に前記貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のパラレルフロー型熱交換器。
【請求項６】
前記貫通孔を上下方向に貫通する導水部材が配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のパラレルフロー型熱交換器。
【請求項７】
前記コルゲートフィンには前記貫通孔に上下方向に整列する位置に貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のパラレルフロー型熱交換器。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載のパラレルフロー型熱交換器を室外機または室内機に搭載したことを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパラレルフロー型熱交換器及びそれを搭載した空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のヘッダパイプの間に複数の偏平チューブを配置して偏平チューブ内部の複数の冷媒通路をヘッダパイプの内部に連通させるとともに、偏平チューブ間にコルゲートフィン等のフィンを配置したパラレルフロー型の熱交換器は、カーエアコンや建物用空気調和機の室外機などに広く利用されている。
【０００３】
特許文献１〜４には、２本の垂直方向ヘッダパイプと、両ヘッダパイプを連結する複数の水平方向偏平チューブを備えるサイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器が記載されている。これらの熱交換器では偏平チューブの間にコルゲートフィンが配置されている。
【０００４】
熱交換器を蒸発器として用いた場合、低温となった熱交換器表面に大気中の水分が凝縮する。凝縮水は、気温が低いと熱交換器の表面で霜と化す。すなわち着霜が生じる。霜は時を経るに従い氷となることもある。凝縮水は、液体の状態であっても、それが霜や氷に姿を変えたものであっても、熱交換器の空気流通路の断面積を狭め、熱交換器の熱交換性能を低下させる。
【０００５】
凝縮水の付着は、特にサイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器において問題となる。特許文献１、２にはそれぞれ、サイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器に付着した凝縮水を速やかに排水する方策が提案されている。
【０００６】
特許文献１に記載されたパラレルフロー型熱交換器では、凝縮水が結集する側の面におけるコルゲートフィンの端を偏平チューブの端からはみ出させ、そのはみ出し部分同士のなす隙間に線状の導水部材を挿入し、コルゲートフィンの端にたまった凝縮水が、自身の表面張力により導水部材との間に生じるブリッジ現象で流れ落ちるようになっている。
【０００７】
特許文献２に記載されたパラレルフロー型熱交換器では、凝集水の結集側にコルゲートフィンと接触する線形部材の排水ガイドを設け、この排水ガイドを偏平チューブに対し傾斜配置して、排水ガイドの両端の少なくとも一方を熱交換器の下端側あるいは側端側に届かせている。
【０００８】
特許文献１、２に記載されたパラレルフロー型熱交換器の構造は、凝集水の結集側の面から凝集水を速やかに排水することを旨とするものであり、熱交換器を通過する気流の方向において偏平チューブの中央付近にたまる凝縮水の排水については配慮されていない。風の流れ方向における偏平チューブの中央付近にたまる凝縮水の排水については、特許文献３、４に記載された構造を参考にすることができる。
【０００９】
特許文献３に記載された熱交換器は自動車に搭載されるものであり、ラジエータチューブ及びコンデンサチューブとこれら両チューブにまたがるコルゲートフィンが一体にロウ付けで接合されている。ラジエータチューブとコンデンサチューブの間に置かれた隙間を凝縮水の排水路とすることができる。
【００１０】
特許文献４に記載された熱交換器は、軸線方向に延びる隔壁により内部を第１隔室と第３隔室に分離された第１ヘッダパイプと、同じく軸線方向に延びる隔壁により内部を第２隔室と第４隔室に分離された第２ヘッダパイプを備え、第１ヘッダパイプの第１隔室と第２ヘッダパイプの第２隔室が偏平チューブで連通し、第１ヘッダパイプの第３隔室と第２ヘッダパイプの第４隔室が偏平チューブで連通している。第１隔室と第２隔室を連通させる偏平チューブと、第３隔室と第４隔室を連通させる偏平チューブとの間の隙間を凝縮水の排水路とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第４５０３６８２号公報
【特許文献２】特開２００７−２８５６７３号公報
【特許文献３】特開平１０−２６３８０１号公報
【特許文献４】特開２００３−１２１０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献３、４に記載された熱交換器のように、熱交換器を通過する気流の方向に整列する形で２本の偏平チューブを配置し、両偏平チューブ間の隙間を凝縮水の排水路とする場合、両偏平チューブの表面に付着した凝縮水を隙間のところで合体させて流下させようと思えば、隙間を相当程度に小さくする必要がある。しかしながら、２本の偏平チューブを通す２個の孔をそのような狭い間隔でヘッダパイプに形成するのは技術的に難しい。孔を明けるのに成功したとしても、そのように近接した孔の箇所でヘッダパイプと偏平チューブをロウ付けするのは、これもまた技術的な困難を伴う。ロウ付けがうまくいかなくてヘッダパイプと偏平チューブの間に隙間が生じ、そこから冷媒が漏れるおそれも多分にある。
【００１３】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、サイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器において、熱交換器を通過する気流の方向における偏平チューブの中央付近にたまる凝縮水を速やかに排水できる構造とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係るパラレルフロー型熱交換器は、間隔を置いて平行に配置された複数のヘッダパイプと、前記複数のヘッダパイプの間に複数配置され、内部に設けた冷媒通路を前記ヘッダパイプの内部に連通させた偏平チューブと、前記偏平チューブ同士の間に配置されたコルゲートフィンとを備え、前記偏平チューブには、当該熱交換器を通過する気流の方向における中央付近の位置に、偏平面を貫通する貫通孔が形成されていることを特徴としている。
【００１５】
この構成によると、熱交換器を通過する気流の方向における偏平チューブの中央付近にたまる凝縮水を、偏平チューブに形成した貫通孔より速やかに排水することができる。偏平チューブの表面に付着した凝縮水の合体が貫通孔のところで生じるように貫通孔の大きさを設定するのも容易である。また偏平チューブを通すための孔を２個並べてヘッダパイプに形成する必要がないから、ヘッダパイプの孔をあける加工が容易である。ヘッダパイプと偏平チューブのロウ付けが困難になることもなく、冷媒が漏れないロウ付けを得ることができる。
【００１６】
上記構成のパラレルフロー型熱交換器において、前記貫通孔は前記偏平チューブの長手方向に沿う形で配置されていることが好ましい。
【００１７】
この構成によると、凝縮水を排水するのに十分な面積の排水路を確保することができる。
【００１８】
上記構成のパラレルフロー型熱交換器において、前記貫通孔は前記偏平チューブの長手方向に自身の長手方向を一致させたスリットにより構成されることが好ましい。
【００１９】
この構成によると、凝縮水を排水するのに十分な面積の貫通孔を容易に形成することができる。
【００２０】
上記構成のパラレルフロー型熱交換器において、前記スリットは幅の狭い箇所と幅の広い箇所が交互に現れる形状であることが好ましい。
【００２１】
この構成によると、凝縮水が少ないときは幅の狭い箇所から排水され、凝縮水が多いときは幅の狭い箇所からだけでなく幅の広い箇所からも排水されるので、凝縮水の量に関わらず速やかに排水することができる。
【００２２】
上記構成のパラレルフロー型熱交換器において、前記偏平チューブの偏平面に谷状部が形成され、前記谷状部の底部に前記貫通孔が形成されていることが好ましい。
【００２３】
この構成によると、凝縮水は谷状部に集まりやすいので効率的に排水を行うことができる。
【００２４】
上記構成のパラレルフロー型熱交換器において、前記貫通孔を上下方向に貫通する導水部材が配置されていることが好ましい。
【００２５】
この構成によると、導水部材を伝わって凝縮水が流下するから、排水効率が向上する。
【００２６】
上記構成のパラレルフロー型熱交換器において、前記コルゲートフィンには前記貫通孔に上下方向に整列する位置に貫通孔が形成されていることが好ましい。
【００２７】
この構成によると、偏平チューブの貫通孔から垂れる凝縮水がコルゲートフィンの貫通孔に引き込まれるから、排水効率が向上する。
【００２８】
また本発明は、上記構成のパラレルフロー型熱交換器を室外機または室内機に搭載した空気調和機であることを特徴としている。
【００２９】
この構成によると、室外機または室内機の熱交換器の通風性が凝縮水で損なわれることの少ない、高性能な空気調和機を提供することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によると、熱交換器を通過する気流の方向における偏平チューブの中央付近にたまる凝縮水を、偏平チューブに形成した貫通孔より速やかに排水することができるから、偏平チューブの風の流れ方向における幅が広くても、凝縮水が通風を阻害しないようにすることができる。貫通孔のところで凝縮水の合体が生じるように貫通孔の大きさを設定するのも容易である。また偏平チューブを通すための孔を気流の通過方向に２個並べてヘッダパイプに形成する必要がないから、ヘッダパイプの孔明け加工が容易であり、ヘッダパイプと偏平チューブのロウ付けについても、冷媒が漏れないロウ付けを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るパラレルフロー型熱交換器を搭載した空気調和機の概略構成図で、冷房運転時の状態を示すものである。
【図２】本発明に係るパラレルフロー型熱交換器を搭載した空気調和機の概略構成図で、暖房運転時の状態を示すものである。
【図３】図１の空気調和機の室外機の概略構成を示す水平断面図である。
【図４】図１の空気調和機の制御ブロック図である。
【図５】パラレルフロー型熱交換器の概略構成図である。
【図６】図５のVI−VI線に沿った断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係るパラレルフロー型熱交換器の部分拡大断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係るパラレルフロー型熱交換器の部分拡大平面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るパラレルフロー型熱交換器の部分拡大断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係るパラレルフロー型熱交換器の部分拡大平面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係るパラレルフロー型熱交換器の部分拡大平面図である。
【図１２】本発明の第５実施形態に係るパラレルフロー型熱交換器の部分拡大断面図である。
【図１３】本発明の第５実施形態に係るパラレルフロー型熱交換器の部分拡大平面図である。
【図１４】本発明の第６実施形態に係るパラレルフロー型熱交換器の部分拡大断面図である。
【図１５】本発明の第６実施形態に係るパラレルフロー型熱交換器の部分拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１から図６に基づき、本発明に係るパラレルフロー型熱交換器が搭載される空気調和機１についての説明を行う。
【００３３】
サイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器の基本構造を図５に示す。図５では紙面上側が熱交換器の上側、紙面下側が熱交換器の下側となる。パラレルフロー型熱交換器５０は、２本の垂直方向ヘッダパイプ５１、５２と、その間に配置される複数の水平方向偏平チューブ５３を備える。ヘッダパイプ５１、５２は水平方向に間隔を置いて平行に配置され、偏平チューブ５３は垂直方向に所定ピッチで配置されている。実際に機器に搭載する段階では、熱交換器５０は設計の要請に従って様々な角度に据え付けられるから、本明細書における「垂直方向」「水平方向」は厳格に解釈されるべきものではない。単なる方向の目安として理解されるべきである。
【００３４】
偏平チューブ５３は金属を押出成型した細長い成型品であり、図６に示す通り、内部には冷媒を流通させる冷媒通路５４が形成されている。偏平チューブ５３は長手方向である押出成型方向を水平にする形で配置されるので、冷媒通路５４の冷媒流通方向も水平になる。冷媒通路４４は断面形状及び断面面積の等しいものが図６の左右方向に複数個並び、そのため偏平チューブ５３の垂直断面はハーモニカ状を呈している。各冷媒通路５４はヘッダパイプ５１、５２の内部に連通する。なお図６には後述するパラレルフロー型熱交換器５０の第１実施形態における偏平チューブ５３の断面が示されている。
【００３５】
偏平チューブ５３の偏平面にはコルゲートフィン５５が取り付けられる。上下に並ぶコルゲートフィン５５のうち、最上段のものと最下段のものの外側にはサイドプレート５６が配置される。熱交換効率を上げるため、コルゲートフィン５５には気流の通過方向と直交するスリット５５ａが複数形成されている。
【００３６】
ヘッダパイプ５１、５２、偏平チューブ５３、コルゲートフィン５５、及びサイドプレート５６はいずれもアルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、偏平チューブ５３はヘッダパイプ５１、５２に対し、コルゲートフィン５５は偏平チューブ５３に対し、サイドプレート５６はコルゲートフィン５５に対し、それぞれロウ付けまたは溶着で固定される。
【００３７】
ヘッダパイプ５１の内部は、１個の仕切部Ｐ１により２個の区画Ｓ１、Ｓ２に仕切られている。仕切部Ｐ１は複数の偏平チューブ５３を複数の偏平チューブグループに区分する。区画Ｓ１には合計２４本の偏平チューブ５３のうち１２本からなる偏平チューブグループが接続され、区画Ｓ２にも１２本の偏平チューブ５３からなる偏平チューブグループが接続される。
【００３８】
ヘッダパイプ５２の内部は、２個の仕切部Ｐ２、Ｐ３により３個の区画Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５に仕切られている。仕切部Ｐ２、Ｐ３は複数の偏平チューブ５３を複数の偏平チューブグループに区分する。区画Ｓ３には合計２４本の偏平チューブ５３のうち４本からなる偏平チューブグループが接続され、区画Ｓ４には１５本の偏平チューブ５３からなる偏平チューブグループが接続され、区画Ｓ５には５本の偏平チューブ５３からなる偏平チューブグループが接続される。
【００３９】
上記した偏平チューブ５３の総数、各ヘッダパイプ内部の仕切部の数とそれによって仕切られる区画の数、及び仕切部によって区分される偏平チューブグループ毎の偏平チューブ５３の数は、いずれも単なる例示であり、発明を限定するものではない。
【００４０】
区画Ｓ３には冷媒出入パイプ５７が接続される。区画Ｓ５には冷媒出入パイプ５８が接続される。
【００４１】
熱交換器５０の機能は次の通りである。熱交換器５０が凝縮器として用いられるとき、冷媒は冷媒出入パイプ５７を通じて区画Ｓ３に供給される。区画Ｓ３に入った冷媒は区画Ｓ３と区画Ｓ１を連結する４本の偏平チューブ５３を通って区画Ｓ１に向かう。この４本の偏平チューブ５３で編成される偏平チューブグループが冷媒パスＡを構成する。冷媒パスＡはブロック矢印で象徴されている。それ以外の冷媒パスもブロック矢印で象徴させる。
【００４２】
区画Ｓ１に入った冷媒はそこで折り返し、区画Ｓ１と区画Ｓ４を連結する８本の偏平チューブ５３を通って区画Ｓ４に向かう。この８本の偏平チューブ５３で編成される偏平チューブグループが冷媒パスＢを構成する。
【００４３】
区画Ｓ４に入った冷媒はそこで折り返し、区画Ｓ４と区画Ｓ２を連結する７本の偏平チューブ５３を通って区画Ｓ２に向かう。この７本の偏平チューブ５３で編成される偏平チューブグループが冷媒パスＣを構成する。
【００４４】
区画Ｓ２に入った冷媒はそこで折り返し、区画Ｓ２と区画Ｓ５を連結する５本の偏平チューブ５３を通って区画Ｓ５に向かう。この５本の偏平チューブ５３で編成される偏平チューブグループが冷媒パスＤを構成する。区画Ｓ５に入った冷媒は冷媒出入パイプ５８より流出する。
【００４５】
熱交換器５０が蒸発器として用いられるときは、冷媒は冷媒出入パイプ５８を通じて区画Ｓ５に供給される。それ以後の冷媒の流れは、熱交換器５０が凝縮器として用いられるときの冷媒パスを逆に辿る。すなわち冷媒パスＤ→冷媒パスＣ→冷媒パスＢ→冷媒パスＡのルートで冷媒は区画Ｓ１に入り、冷媒出入パイプ５７より流出する。
【００４６】
上記熱交換器５０をヒートポンプサイクルの構成要素として用いたセパレート型空気調和機１の概略構成を図１に示す。空気調和機１は室外機１０と室内機３０により構成される。
【００４７】
室外機１０は、板金製部品と合成樹脂製部品により構成される筐体１１の内部に、圧縮機１２、切替弁１３、室外側熱交換器１４、膨張弁１５、室外側送風機１６などを収納している。切替弁１３は四方弁である。室外側熱交換器１４として熱交換器５０が用いられる。膨張弁１５には開度制御の可能なものが用いられる。室外側送風機１６はプロペラファンとモータの組み合わせからなる。
【００４８】
室外機１０は２本の冷媒配管１７、１８で室内機３０に接続される。冷媒配管１７は冷房運転時には液体冷媒が流れ、冷媒配管１８に比較して細い管が用いられている。そのため冷媒配管１７は「液管」「細管」などと称されることがある。冷媒配管１８には冷房運転時、気体冷媒が流れ、冷媒配管１７に比較して太い管が用いられている。そのため冷媒配管１８は「ガス管」「太管」などと称されることがある。冷媒には例えばＨＦＣ系のＲ４１０ＡやＲ３２等が用いられる。
【００４９】
室外機１０の内部の冷媒配管で、冷媒配管１７に接続される冷媒配管には二方弁１９が設けられ、冷媒配管１８に接続される冷媒配管には三方弁２０が設けられる。二方弁１９と三方弁２０は、室外機１０から冷媒配管１７、１８が取り外されるときに閉じられ、室外機１０から外部に冷媒が漏れることを防ぐ。室外機１０から、あるいは室内機３０を含めた冷凍サイクル全体から、冷媒を回収する必要があるときは、三方弁２０を通じて回収が行われる。
【００５０】
室外機１０の構造をより実体的に示すのが図３である。室外機１０の筐体１１は板金製であり、平面形状を示す図３では略矩形に描かれている。筐体１１は長辺側を正面１１Ｆ及び背面１１Ｂとし、短辺側を左側面１１Ｌ及び右側面１１Ｒとしている。正面１１Ｆには排気口１１Ｅが形成され、背面１１Ｂには背面吸気口１１ＢＳが形成され、左側面１１Ｌには側面吸気口１１ＬＳが形成される。排気口１１Ｅは複数の水平なスリット状開口の集合からなり、背面吸気口１１ＢＳと側面吸気口１１ＬＳは格子状の開口からなる。正面１１Ｆ、背面１１Ｂ、左側面１１Ｌ、右側面１１Ｒの４面の板金部材に、図３には示されていない天板と底板が加わって、六面体形状の筐体１１が形成される。
【００５１】
筐体１１の六面の各々を１個ずつの部品が構成するという限定はない。１個の部品で構成される面もあれば、複数の部品で構成される面もある。
【００５２】
筐体１１の内部には、背面吸気口１１ＢＳ及び側面吸気口１１ＬＳのすぐ内側に平面形状Ｌ字形の室外側熱交換器１４が配置される。室外側熱交換器１４と室外空気との間で強制的に熱交換を行わせるため、室外側熱交換器１４と排気口１１Ｅの間に室外側送風機１６が配置される。室外側送風機１６はプロペラファン１６ａとモータ１６ｂの組み合わせからなる。送風効率向上のため、筐体１１の正面１１Ｆの内面にはプロペラファン１６ａを囲むベルマウス１１ＢＭが取り付けられる。筐体１１の右側面１１Ｒの内側の空間は、背面吸気口１１ＢＳから排気口１１Ｅへと流れる空気流から隔壁１１Ｐで隔離されており、この空間に圧縮機１２が収容されている。
【００５３】
室内機３０は、合成樹脂製部品により構成される筐体３１の内部に、室内側熱交換器３２、室内側送風機３３などを収納している。室内側熱交換器３２は、３個の熱交換器３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを、室内側送風機３３を覆う屋根のように組み合わせたものである。室内側送風機３３はモータにクロスフローファンを組み合わせたものである。
【００５４】
空気調和機１の運転制御を行う上で、各所の温度を知ることが不可欠である。この目的のため、室外機１０と室内機３０に温度検出器が配置される。室外機１０においては、室外側熱交換器１４に温度検出器２１が配置され、圧縮機１２の吐出部となる吐出管１２ａに温度検出器２２が配置され、圧縮機１２の吸入部となる吸入管１２ｂに温度検出器２３が配置され、膨張弁１５と二方弁１９の間の冷媒配管に温度検出器２４が配置され、筐体１１の内部の所定箇所に外気温測定用の温度検出器２５が配置される。室内機３０においては、室内側熱交換器３２に温度検出器３４が配置される。温度検出器２１、２２、２３、２４、２５、３４はいずれもサーミスタにより構成される。
【００５５】
空気調和機１の全体制御を司るのは図４に示す制御部４０である。制御部４０は室内温度が使用者によって設定された目標値に達するように制御を行う。
【００５６】
制御部４０は圧縮機１２、切替弁１３、膨張弁１５、室外側送風機１６、及び室内側送風機３３に対し動作指令を発する。また制御部４０は温度検出器２１〜２５、及び温度検出器３４からそれぞれの検出温度の出力信号を受け取る。制御部４０は温度検出器２１〜２５及び温度検出器３４からの出力信号を参照しつつ、圧縮機１２、室外側送風機１６、及び室内側送風機３３に対し運転指令を発し、切替弁１３と膨張弁１５に対しては状態切り替えの指令を発する。
【００５７】
図１は空気調和機１が冷房運転あるいは除霜運転を行っている状態を示す。この時圧縮機１２は冷房時循環、すなわち圧縮機１２から吐出された冷媒が先に室外側熱交換器１４に入る循環様式で冷媒を循環させる。
【００５８】
圧縮機１２から吐出された高温高圧の冷媒は室外側熱交換器１４に入り、そこで室外空気との熱交換が行われる。冷媒は室外空気に対し放熱を行い、凝縮する。凝縮して液状となった冷媒は室外側熱交換器１４から膨張弁１５に入り、そこで減圧される。減圧後の冷媒は室内側熱交換器３２に送られ、膨張して低温低圧となり、室内側熱交換器３２の表面温度を下げる。表面温度の下がった室内側熱交換器３２は室内空気から吸熱し、これにより室内空気は冷やされる。吸熱後、低温の気体状の冷媒は圧縮機１２に戻る。室外側送風機１６によって生成された気流が室外側熱交換器１４からの放熱を促進し、室内側送風機３３によって生成された気流が室内側熱交換器３２の吸熱を促進する。
【００５９】
図２は空気調和機１が暖房運転を行っている状態を示す。この時は切替弁１３が切り替えられて冷房運転時と冷媒の流れが逆になる。圧縮機１２は暖房時循環、すなわち圧縮機１２から吐出された冷媒が先に室内側熱交換器３２に入る循環様式で冷媒を循環させる。
【００６０】
圧縮機１２から吐出された高温高圧の冷媒は室内側熱交換器３２に入り、そこで室内空気との熱交換が行われる。冷媒は室内空気に対し放熱を行い、室内空気は暖められる。放熱し、凝縮して液状となった冷媒は室内側熱交換器３２から膨張弁１５に入り、そこで減圧される。減圧後の冷媒は室外側熱交換器１４に送られ、膨張して低温低圧となり、室外側熱交換器１４の表面温度を下げる。表面温度の下がった室外側熱交換器１４は室外空気から吸熱する。吸熱後、低温の気体状の冷媒は圧縮機１２に戻る。室内側送風機３３によって生成された気流が室内側熱交換器３２からの放熱を促進し、室外側送風機１６によって生成された気流が室外側熱交換器１４による吸熱を促進する。
【００６１】
室外側熱交換器１４として、あるいは室内側熱交換器３２を構成する３個の熱交換器３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃのいずれかまたは全部として、サイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器である熱交換器５０を搭載することができる。続いて熱交換器５０の特徴的な構造を図７から図１５までの図に基づき説明する。
【００６２】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係るパラレルフロー型熱交換器５０の構造を図７、８に示す。
図７では図の左側が熱交換器５０を通過する気流の風上側となり、図の右側が気流の風下側となる。図７に示す通り、偏平チューブ５３の風上側と風下側の縁には鍔部５３ａが形成されている。鍔部５３ａは偏平チューブ５３の熱伝達面の面積を増加させるためのものである。
【００６３】
熱交換器５０を通過する気流の方向における偏平チューブ５３の中央付近の箇所は、冷媒通路５４が存在しない薄肉部５３ｂとなっている。薄肉部５３ｂには偏平チューブ５３の偏平面を貫通する貫通孔５３ｃが形成される。
【００６４】
図８に示す通り貫通孔５３ｃは、偏平チューブ５３の長手方向に自身の長手方向を一致させたスリットにより構成される。スリットは、自身の両端がヘッダパイプ５１、５２に接近する単一のスリットとして存在するのではなく、偏平チューブ５３の長手方向に沿って１列に並ぶ形で配置された複数のスリットとして存在する。スリットの幅は凝縮水の合体が生じやすい幅とする。５ｍｍ以下の幅とするのがよい。１ｍｍ程度が最適である。
【００６５】
第１実施形態のパラレルフロー型熱交換器５０では、偏平チューブ５３の偏平面を貫通する貫通孔５３ｃを、通過する気流の方向における偏平チューブ５３の中央部に形成したから、偏平チューブ５３の中央付近にたまる凝縮水を貫通孔５３ｃより速やかに排水することができる。偏平チューブ５３の表面に付着した凝縮水の合体が貫通孔５３ｃのところで生じるように貫通孔５３ｃの大きさを設定するのも容易である。また偏平チューブ５３を通すための孔を気流の通過方向に２個並べてヘッダパイプ５１、５２に形成する必要がないから、ヘッダパイプ５１、５２の孔明け加工が容易である。ヘッダパイプ５１、５２と偏平チューブ５３のロウ付けも容易であり、冷媒が漏れないロウ付けを得ることができる。
【００６６】
貫通孔５３ｃは偏平チューブ５３の長手方向に沿って１列に並ぶ形で配置されているから、凝縮水を排水するのに十分な面積の排水路を確保することができる。偏平チューブ５３の長手方向に沿って１列に並ぶ貫通孔５３ｃのそれぞれは偏平チューブ５３の長手方向に自身の長手方向を一致させたスリットであるから、凝縮水を排水するのに十分な面積の貫通孔５３ｃを容易に形成することができる。
【００６７】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係るパラレルフロー型熱交換器５０の構造を図９に示す。ここでは薄肉部５３ｂが断面逆台形の谷状部５３ｄとされ、その底部に貫通孔５３ｃが形成されている。凝縮水は谷状部５３ｄに集まりやすいから、効率的に排水を行うことができる。なお谷状部５３ｄの断面形状は図９に示す形状に限定されない。Ｖ字形状であってもよいし、Ｕ字形状であってもよい。
【００６８】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態に係るパラレルフロー型熱交換器５０の構造を図１０に示す。ここではスリット形状の貫通孔５３ｃが２列に並ぶ形で薄肉部５３ｂに形成されている。このようにすれば凝縮水を排水するのに十分な面積の排水路を確実に得ることができる。貫通孔５３ｃの列は３列以上であってもよい。
【００６９】
＜第４実施形態＞
本発明の第４実施形態に係るパラレルフロー型熱交換器５０の構造を図１１に示す。スリット形状の貫通孔５３ｃが１列に並ぶ形で薄肉部５３ｂに形成されている点は第１、第２実施形態と変わらないが、そのスリットは、幅の狭い箇所と幅の広い箇所が交互に現れる形状となっている。このようにしておけば、凝縮水が少ないときは幅の狭い箇所から排水され、凝縮水が多いときは幅の狭い箇所からだけでなく幅の広い箇所からも排水されるので、凝縮水の量に関わらず速やかに排水することができる。
【００７０】
＜第５実施形態＞
本発明の第５実施形態に係るパラレルフロー型熱交換器５０の構造を図１２、１３に示す。第５実施形態のパラレルフロー型熱交換器５０は、偏平チューブ５３の構造は第１実施形態と同じであるが、コルゲートフィン５５の構造が第１実施形態と異なる。すなわちコルゲートフィン５５には偏平チューブ５３の貫通孔５３ｃに上下方向に整列する位置に貫通孔が形成されている。貫通孔はコルゲートフィン５５の各襞の山の部分に形成された貫通孔５５ｂと谷の部分に形成された貫通孔５５ｃにより構成される。貫通孔５５ｂ、５５ｃはいずれも偏平チューブ５３の長手方向に自身の長手方向を一致させたスリットにより構成される。
【００７１】
第５実施形態のパラレルフロー型熱交換器５０では、偏平チューブ５３の貫通孔５３ｃから垂れる凝縮水がコルゲートフィン５５の上方の貫通孔５５ｂに引き込まれる。上方の貫通孔５５ｂよりコルゲートフィン５５に移った凝縮水は下方の貫通孔５５ｃより下方の偏平チューブ５３に移る。このようにして、凝縮水が上方のコルゲートフィン５５から下方のコルゲートフィン５５へと連鎖的に引き込まれることにより、排水効率が向上する。
【００７２】
＜第６実施形態＞
本発明の第６実施形態に係るパラレルフロー型熱交換器５０の構造を図１４、１５に示す。偏平チューブ５３の断面形状は第２実施形態と同様である。貫通孔５３ｃの形状は第４実施形態と同様で、幅の狭い箇所と幅の広い箇所が交互に現れるスリット形状となっている。コルゲートフィン５５に形成される貫通孔５５ｂ、５５ｃも、第５実施形態と同じスリット形状であるが、幅の狭い箇所の中央に幅の広い箇所が形成されている。
【００７３】
貫通孔５３ｃにおける幅の広い箇所の間隔と、コルゲートフィン５５の山と谷の間隔を一致させる。その上で、コルゲートフィン５５の貫通孔５５ｂの幅の広い箇所を、上下の偏平チューブ５３の貫通孔５３ｃの幅の広い箇所と、上下方向において整列させる。コルゲートフィン５５の貫通孔５５ｃの幅の広い箇所も、上下の偏平チューブ５３の貫通孔５３ｃの幅の広い箇所と、上下方向において整列させる。貫通孔５３ｃの幅の広い箇所は、貫通孔５５ｂの幅の広い箇所に整列するものと、貫通孔５５ｃの幅の広い箇所に整列するものとが１個おきに並ぶことになる。
【００７４】
熱交換器５０を上方から見ると、各偏平チューブ５３の貫通孔５３ｃの幅の広い箇所と、各コルゲートフィン５５の貫通孔５５ｂの幅の広い箇所が上から下まで整列している。この箇所を線状の導水部材６０が上下方向に貫通する。各偏平チューブ５３の貫通孔５３ｃの幅の広い箇所と、各コルゲートフィン５５の貫通孔５５ｃの幅の広い箇所も、上から下まで整列している。この箇所を線状の導水部材６０が上下方向に貫通する。
【００７５】
導水部材６０は偏平チューブ５３とコルゲートフィン５５に接触する構成であってもよく、偏平チューブ５３及びコルゲートフィン５５との間に隙間を保って保持される構成であってもよい。隙間を保って保持する場合、隙間の幅は５ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ程度とする。導水部材６０は金属や合成樹脂の棒であってもよく、それらの撚り線であってもよく、合成繊維の紐であってもよい。
【００７６】
熱交換器５０を上下方向に貫通する導水部材６０を設けたことにより、凝縮水は導水部材６０を伝って速やかに熱交換器５０の外部に排水される。これにより、排水効率が向上する。
【００７７】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明はパラレルフロー型熱交換器及びそれを搭載した空気調和機に広く利用可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１    空気調和機
１０  室外機
１４  室外機側熱交換器
１１  筐体
３０  室内機
３１  筐体
３２  室内機側熱交換器
５０  パラレルフロー型熱交換器
５１、５２  ヘッダパイプ
５３  偏平チューブ
５３ｂ  薄肉部
５３ｃ  貫通孔
５３ｄ  谷状部
５５  コルゲートフィン
５５ｂ、５５ｃ  貫通孔
６０  導水部材
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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