(57)【要約】  熱交換器は、フィンと、フィンに接触して冷媒を流通させる多数の伝熱管と、を備える熱交換器であって、伝熱管のうちフィンを接触させる領域から延長される延長部に電気的に接触し、伝熱管よりも酸化還元電位が卑である材料により構成される接触部と、接触部を伝熱管に固定する固定部と、を有する優先腐食部材を備え、接触部は、延長部にて伝熱管の外周のうち少なくとも上部に電気的に接触し、電気的に接触する伝熱管に対して間隙を介して上方に隣接する隣接伝熱管とは離間する。
2019058471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィンと、前記フィンに接触して冷媒を流通させる多数の伝熱管と、を備える熱交換器であって、
前記伝熱管のうち前記フィンを接触させる領域から延長される延長部に電気的に接触し、前記伝熱管よりも酸化還元電位が卑である材料により構成される接触部と、
前記接触部を前記伝熱管に固定する固定部と、
を有する優先腐食部材を備え、
前記接触部は、前記延長部にて前記伝熱管の外周のうち少なくとも上部に電気的に接触し、電気的に接触する前記伝熱管に対して間隙を介して上方に隣接する隣接伝熱管とは離間する熱交換器。
【請求項２】
前記優先腐食部材は、前記伝熱管に対して着脱自在である請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記固定部は、前記接触部よりも下方に延びて前記接触部に付着した水を下方へ案内する請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記固定部は、多数の前記伝熱管のうち少なくとも２つ以上の前記伝熱管に電気的にそれぞれ接触する多数の前記接触部を固定する請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記固定部は、前記接触部を前記伝熱管に付勢する付勢部を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記固定部は、前記接触部が電気的に接触する前記伝熱管に対して間隙を介して隣接する隣接伝熱管と接触する隣接接触部を有し、
前記付勢部は、前記接触部と前記隣接接触部との間に介在する請求項５に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記隣接接触部は、前記隣接伝熱管よりも酸化還元電位が卑である材料により構成される請求項６に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記接触部と前記固定部とは、一体化され、前記接触部が電気的に接触する前記伝熱管を前記接触部と前記固定部とによって挟む請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記接触部は、前記伝熱管に電気的に接触する側とは反対側に、下方に傾斜して前記接触部に付着した水を下方へ案内する傾斜面を有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記フィンは、前記伝熱管よりも酸化還元電位が卑である材料により構成される請求項１〜９のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１１】
多数の前記伝熱管の端部にて、多数の前記伝熱管のそれぞれに形成される多数の冷媒流路を集合させるヘッダを備え、
前記ヘッダは、前記伝熱管よりも酸化還元電位が卑である材料により構成され、
前記延長部は、前記ヘッダと前記フィンとの間に設けられる請求項１〜１０のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１２】
前記伝熱管は、上面に平坦面を有する扁平管である請求項１〜１１のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の熱交換器を備える空気調和装置の室外機。
【請求項１４】
請求項１３に記載の空気調和装置の室外機を備える空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィンと、フィンに接触する多数の伝熱管と、を備える熱交換器、空気調和装置の室外機及び空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器は、空気調和装置の室外機あるいは室内機での熱交換に用いられる。熱交換器は、室外機用であれば屋外にて使用され、結露したり雨が付着したりする。また、熱交換器は、室内機用であっても冷房運転時に着露する。このため、熱交換器に用いられる金属材料が水に濡れて急速に腐食することによる性能低下あるいは機能不全が問題となる。【０００３】
この対策として、冷媒の流れる伝熱管を挿通されるフィンは、伝熱管より酸化還元電位が卑である材料により構成されることが多い。これは、伝熱管より先にフィンが腐食することにより伝熱管が防食されるという防食設計のためである。【０００４】
しかしながら、その防食設計では、フィンからある一定の範囲内でしか伝熱管が防食されない問題がある。すなわち、フィン同士が疎に離間して伝熱管が露出する部分、あるいは、フィンが存在せずに伝熱管が露出する部分では、伝熱管が防食されない。【０００５】
このような防食上の問題を解決する方法として、特許文献１には、フィンと、フィンに接触する多数の伝熱管と、を備える室外熱交換器が開示されている。特許文献１では、フィン及び伝熱管よりも低電位の金属で構成される防食部材が設けられる。防食部材は、フィン及び伝熱管よりも低電位の金属で構成されるので、フィン及び伝熱管を防食でき、伝熱管からの冷媒漏れが抑制できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−２０５６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１記載の技術では、フィン及び伝熱管よりも低電位の金属によって構成された防食部材と、防食を施したい伝熱管と、は、ほとんどの部分にて接触しない、あるいは、水を介してつながり難い。このため、接触したり、水を介してつながったりする両者が接近するごく一部の伝熱管のみが防食できるに過ぎなかった。【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、露出する伝熱管の腐食が長期的に抑制できる熱交換器、空気調和装置の室外機及び空気調和装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る熱交換器は、フィンと、前記フィンに接触して冷媒を流通させる多数の伝熱管と、を備える熱交換器であって、前記伝熱管のうち前記フィンを接触させる領域から延長される延長部に電気的に接触し、前記伝熱管よりも酸化還元電位が卑である材料により構成される接触部と、前記接触部を前記伝熱管に固定する固定部と、を有する優先腐食部材を備え、前記接触部は、前記延長部にて前記伝熱管の外周のうち少なくとも上部に電気的に接触し、電気的に接触する前記伝熱管に対して間隙を介して上方に隣接する隣接伝熱管とは離間するものである。【００１０】
本発明に係る空気調和装置の室外機は、上記の熱交換器を備えるものである。【００１１】
本発明に係る空気調和装置は、上記の空気調和装置の室外機を備えるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る熱交換器における接触部は、延長部にて伝熱管の外周のうち少なくとも上部に電気的に接触し、電気的に接触する伝熱管に対して間隙を介して上方に隣接する隣接伝熱管とは離間する。このため、延長部にて露出する伝熱管には、優先腐食部材の接触部が電気的に接触して優先的に腐食する。したがって、露出する伝熱管の腐食が長期的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置を示す冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る熱交換器を示す正面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る熱交換器を図２のＡ部を拡大して示す拡大図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る熱交換器を図３のＢ−Ｂ断面で示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る熱交換器と分離させる優先腐食部材を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１の変形例１に係る熱交換器を図３のＢ−Ｂ断面で示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１の変形例２に係る熱交換器を図３のＢ−Ｂ断面で示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る熱交換器を示す拡大図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る熱交換器及び挟持状態の優先腐食部材を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態３の変形例３に係る熱交換器及び挟持状態の優先腐食部材を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、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。さらに、明細書全文に示す構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。
【００１５】
実施の形態１．
＜空気調和装置の構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置を示す冷媒回路図である。図１に示すように、空気調和装置１００は、室外機１０１と室内機１０２とを備え、冷媒配管１０３を用いて接続された室外機１０１と室内機１０２とに冷媒を循環させる。
【００１６】
室外機１０１には、圧縮機１０４、本発明の熱交換器である室外熱交換器１、四方弁１０５、膨張弁１０６などが設置される。室内機１０２には、室内熱交換器１０７などが設置される。
【００１７】
＜空気調和装置の動作＞
まず、暖房運転の場合には、圧縮機１０４により圧縮された気体状態の冷媒が、四方弁１０５を通って室内熱交換器１０７に流れる。気体状態の冷媒は、室内熱交換器１０７の室内空気と熱交換することにより気体状態から凝縮して液状態となる。このとき、熱交換により空調対象室の室内空気が冷媒から熱を奪って暖められる。液状態となった冷媒は、膨張弁１０６を通って室外熱交換器１に流れる。液状態の冷媒は、室外熱交換器１の周囲の外気と熱交換することにより液状態から蒸発して気体状態となる。このとき、熱交換により冷媒が外気を冷やして暖められる。そして、気体状態となった冷媒は、再び圧縮機１０４に流れる。
【００１８】
一方、冷房運転の場合には、四方弁１０５を切り替えることにより冷媒の流れが暖房運転の場合とは逆になる。圧縮機１０４により圧縮された気体状態の冷媒は、四方弁１０５を通って室外熱交換器１に流れる。気体状態の冷媒は、室外熱交換器１の周囲の外気と熱交換することにより気体状態から凝縮して液状態となる。このとき、冷媒が外気に熱を奪われて冷やされる。液状態となった冷媒は、膨張弁１０６を通って室内熱交換器１０７に流れる。液状態の冷媒は、室内熱交換器１０７の室内空気と熱交換することにより液状態から蒸発して気体状態となる。このとき、室内空気は、冷媒に熱を奪われて冷やされる。気体状態となった冷媒は、再び圧縮機１０４に流れる。
【００１９】
なお、本発明に係る熱交換器、熱交換器を備える空気調和装置の室外機、及び、空気調和装置の室外機を備える空気調和装置としては、図１に示す構成要素全てを備える必要は無い。たとえば、四方弁を有しない、冷房専用装置又は暖房専用装置であってもよい。また、圧縮機の形態あるいは運転方式は特に限定しない。圧縮機は、たとえば容量制御可能なインバータ圧縮機を用いる。
【００２０】
＜室外熱交換器＞
図２は、本発明の実施の形態１に係る熱交換器としての室外熱交換器１を示す正面図である。図２に示す室外熱交換器１は、パラレルフロー型熱交換器である。
【００２１】
図２に示すように、室外熱交換器１は、並列配置された一対のヘッダ４と、一対のヘッダ４相互間に架設され、ヘッダ４の軸方向に沿って間隔をおいて平行に設けられる多数の伝熱管３と、隣り合う扁平管３相互間に設けられるフィン２と、を備える、いわゆるパラレルフロー型の熱交換器である。フィン２は、コルゲート状、すなわち、波状に配置される金属平板からなる。フィン２の頂部又は谷部は、扁平管３の扁平面にロウ付けされて接触している。扁平管３は、冷媒が流通する冷媒流路であり、フィン２に冷媒の熱を伝える伝熱管として作用する。多数の扁平管３のそれぞれの両端部は、一対のヘッダ４に接合されている。一対のヘッダ４の一方に流入した冷媒は、多数の扁平管３に分流される。分流された冷媒は、フィン２に伝わる熱を用い、フィン２の周囲の空気と熱交換される。多数の扁平管３を流通した冷媒は、一対のヘッダ４の他方において合流する。ヘッダ４には、室内機１０２及び四方弁１０５と繋がる冷媒配管１０３が接続されている。なお、ヘッダ４の内部には、１つ又は複数の仕切りが設けられ、冷媒の流通箇所を規制してもよい。
【００２２】
＜優先腐食部材１０＞
図３は、本発明の実施の形態１に係る熱交換器としての室外熱交換器１を図２のＡ部を拡大して示す拡大図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る熱交換器としての室外熱交換器１を図３のＢ−Ｂ断面で示す断面図である。
【００２３】
＜＜腐食の問題＞＞
図３、図４に示すように、室外熱交換器１では、扁平管３の内部とヘッダ４の内部とを冷媒が流れる。扁平管３あるいはヘッダ４に腐食により孔が開くと、開いた孔から冷媒が漏れる。これにより、暖房能力又は冷房能力の低下のおそれがある。特に、扁平管３は、一台の室外熱交換器１に大量に使用されることと、冷媒が流れている間に熱交換を行うために高い熱伝導性を求められることと、の理由により、ヘッダ４に比べて肉厚が薄い場合が多く、冷媒漏れのリスクが高い。
【００２４】
＜＜基本の防食方法＞＞
基本の防食方法では、フィン２とヘッダ４とは、扁平管３よりも酸化還元電位が卑である材料により構成される。フィン２とヘッダ４とは、扁平管３よりも電位的に卑であるため、扁平管３より優先的に腐食する。その結果、フィン２とヘッダ４との配置されている周辺領域では、扁平管３の腐食が抑制される。ただし、この防食方法が作用するためには、水滴が扁平管３に付着する際に、扁平管３とフィン２又はヘッダ４とに渡って水滴が付着するという水滴の付着形態が必要になる。水滴が扁平管３の上に孤立した島状に付着し、フィン２又はヘッダ４に接触しない場合には、この防食方法は成立せず、扁平管３の腐食が進んでしまう可能性がある。特に、実施の形態１で伝熱管として用いる扁平管は、上面に平坦面を有する扁平形状であるから上面に水が溜まり易い。このため、この防食方法が成立しない可能性がある。
【００２５】
＜＜従来技術の課題＞＞
上記基本の防食方法での腐食リスクに対し、特許文献１記載の構造では、フィン及び伝熱管よりも低電位の金属で構成された部材と、防食を施したい伝熱管と、が、互いに接触せず、あるいは、水を介して接続し難い構造である部分をほとんどの領域で有する。そのため、両者が接触した部分又は水を介して接続する部分といったごく一部の伝熱管のみの防食しかできない。また、特許文献１記載の構造では、腐食を引き起こす要因の１つである伝熱管への水の浸入が抑制できない。また、特許文献１記載の構造では、防食部材がフィン及び伝熱管を防食し続けることにより、防食部材が腐食しきってしまうと、フィン及び伝熱管が腐食して冷媒の漏れにつながる可能性がある。また、特許文献１記載の構造の空気調和装置が一度市場に販売されてしまうと、防食部材の交換が困難であるという課題がある。
【００２６】
＜＜優先腐食部材１０の構成＞＞
そこで、図３、図４に示すように、室外熱交換器１は、扁平管３のうちフィン２を挿通する領域から延長される延長部３ａに電気的に接触し、扁平管３よりも酸化還元電位が卑である材料により構成される接触部１１を有する優先腐食部材１０を備える。また、優先腐食部材１０は、接触部１１を扁平管３に固定する固定部１２を有する。
【００２７】
＜＜＜接触部１１＞＞＞
接触部１１は、延長部３ａにて扁平管３の外周のうち少なくとも上部に電気的に接触及び導通する。実施の形態１では、接触部１１は、延長部３ａにて扁平管３の一部を除いた大部分の上部に電気的に接触及び導通する。接触部１１は、電気的に接触する扁平管３に対して間隙を介して上方にて隣接する隣接伝熱管である、隣接する扁平管３とは離間する。
【００２８】
＜＜＜固定部１２＞＞＞
固定部１２は、扁平管３の上方に水平に延びた接触部１１の端部から接触部１１よりも下方に延びて接触部１１に付着した水を下方へ案内する。固定部１２は、多数の扁平管３のうち少なくとも２つ以上の扁平管３に電気的にそれぞれ接触する多数の接触部１１を固定する。すなわち、上下方向に延びる棒状の固定部１２に対し、多数の接触部１１が櫛歯状に並列して配置される。
【００２９】
＜＜優先腐食部材１０の動作＞＞
優先腐食部材１０は、冷媒の流れる扁平管３よりも優先的に腐食するため、上記基本の防食方法に重複し、扁平管３の延長部３aでの腐食も抑制できる。また、優先腐食部材１０は、扁平管３の少なくとも上部を覆うため、扁平管３の平坦な上面に水が溜まらず、扁平管３に水が付着することを防止する。さらに、優先腐食部材１０は、上方の隣接する扁平管３とは離間するので、優先腐食部材１０が上方の隣接する扁平管３と接触して上方の隣接する扁平管３の下側に水を浸入させて溜めることがなく、接触部１１が上側から早期に腐食しない。
【００３０】
＜＜各部品の材料＞＞
室外熱交換器１は、アルミニウム又はアルミニウム合金、銅又は銅合金といった材料などで構成される。以下では特に、室外熱交換器１の材料としてアルミニウム又はアルミニウム合金を用いた場合について説明する。
【００３１】
扁平管３の材料にアルミニウム又はアルミニウム合金を用いた場合には、フィン２及びヘッダ４の材料としては、扁平管３よりも酸化還元電位が卑である材料を用いることが好ましい。具体的には、フィン２及びヘッダ４の材料としては、純アルミニウムに添加することで電位を卑にする材料を添加したアルミニウム合金、亜鉛又は亜鉛合金、マグネシウム又はマグネシウム合金、リチウム又はリチウム合金、シリコン又はシリコンにその他の元素を添加した材料、あるいは、これらの材料を組み合わせた材料を用いる。
【００３２】
フィン２及びヘッダ４は、扁平管３よりも酸化還元電位的に貴である材料から構成されても、クラッド、溶射、メッキなどの公知の方法を用いて扁平管３よりも酸化還元電位的に卑である材料で、フィン２及びヘッダ４の表面又は表面の一部を覆う構成でもよい。
【００３３】
扁平管３にアルミニウム又はアルミニウム合金を用いた場合、扁平管材料よりも酸化還元電位が卑である材料から構成され、フィン２とヘッダ４との間の扁平管３の延長部３ａの上面の少なくとも一部を覆う優先腐食部材１０には、純アルミニウムに添加することで電位を卑にする材料を添加したアルミニウム合金、亜鉛又は亜鉛合金、マグネシウム又はマグネシウム合金、リチウム又はリチウム合金、シリコン又はシリコンにその他の元素を添加した材料、あるいは、これらの材料を組み合わせた材料を用いる。
【００３４】
また、優先腐食部材１０は、扁平管３よりも酸化還元電位的に貴である材料から構成されても、クラッド、溶射、メッキなどの公知の方法を用いて扁平管３よりも酸化還元電位的に卑である材料で、優先腐食部材１０の表面又は表面の一部を覆う構成でもよい。
【００３５】
なお、優先腐食部材１０は、同一の材料で構成されてもよいし、異なる材料を組み合わせて構成されてもよい。
【００３６】
固定部１２の材料を接触部１１と同一の材料にすれば、接触部１１の部分だけでなく、固定部１２でも水分が付着する範囲にて、扁平管３を防食する機能を有する。一方、固定部１２の材料を接触部１１と異なる材料にする場合には、固定部１２を接触部１１とは別の機能を付与できる。別の機能を具体的に一例挙げると、固定部１２に親水性を持たせて水滴を落ち易くし、固定部１２を腐食し難くできる。あるいは、固定部１２に樹脂材料を用いれば、金属材料に比べて著しく腐食し難くなる。
【００３７】
なお、固定部１２の材料を接触部１１と異なる材料にする場合には、固定部１２の材料については、扁平管３よりも酸化還元電位的に卑である材料に限定されず、一般的な材料を用いてもよい。
【００３８】
＜＜優先腐食部材１０の位置＞＞
優先腐食部材１０は、室外熱交換器１を構成する全ての扁平管３のうちのそれぞれの延長部３ａに設置される必要はない。扁平管３の場所によって特に腐食し易い場所などがあれば、その一部の延長部３ａだけに設置されてよい。特に腐食し易い場所の具体例を挙げると、たとえば、室外熱交換器１の下部の一部である。室外熱交換器１の下部は、水分が滞留し易く、腐食が促進され易いためである。
【００３９】
また、優先腐食部材１０は、室外熱交換器１に設置する際に、室外機１０１における風の流れの方向に対して風上側に設置しても、風下側に設置してもよい。特に、優先腐食部材１０は、水滴の侵入を抑制する効果に鑑みると、風上側に設置した方がより好ましい。
【００４０】
なお、優先腐食部材１０は、１つを室外熱交換器１の片側に設置してもよいし、２つを室外熱交換器１の両側に設置してもよい。
【００４１】
＜＜優先腐食部材１０の接触＞＞
優先腐食部材１０の固定部１２は、扁平管３に接触してもよいし、接触しなくてもよい。一方、優先腐食部材１０の複数の接触部１１は、全ての接触部１１が扁平管３に接触することが望ましい。しかし、何らかの理由で接触部１１全て又は一部が扁平管３と接触しない状態であってもよい。接触部１１が扁平管３に接触しない場合であっても、水滴が接触部１１と扁平管３に渡って存在すれば、接触部１１による扁平管３への防食の機能が働くため、扁平管３の腐食が抑制される。
【００４２】
＜＜優先腐食部材１０の形状＞＞
優先腐食部材１０の接触部１１は、図４では、板面を水平方向とした矩形形状で表している。しかし、接触部１１は、矩形形状に限定されず、たとえば多角形形状、円形形状などでもよい。接触部１１の厚さは、扁平管３の腐食を抑制したい期間から適宜選択すればよい。
【００４３】
＜＜優先腐食部材の着脱＞＞
図５は、本発明の実施の形態１に係る熱交換器としての室外熱交換器１と分離させる優先腐食部材１０を示す説明図である。図５に示すように、優先腐食部材１０は、扁平管３に対して着脱自在である。この場合には、優先腐食部材１０は、室外熱交換器１の製造工程において、室外熱交換器１に事前に装着できる。また、優先腐食部材１０は、空気調和装置１００として市場投入された後などにおいて、室外熱交換器１に後付けで装着できる。加えて、優先腐食部材１０は、室外熱交換器１から取り外しできる。このため、使用耐久後の室外熱交換器１において、腐食が進んだ優先腐食部材１０を取り外し、新品の優先腐食部材１０を装着するように優先腐食部材１０が交換できる。
【００４４】
＜変形例１＞
図６は、本発明の実施の形態１の変形例１に係る熱交換器としての室外熱交換器１を図３のＢ−Ｂ断面で示す断面図である。なお、変形例１では、実施の形態１と同様な事項については説明を省略し、その特徴部分だけを説明する。
【００４５】
図６に示すように、接触部１１は、扁平管３に電気的に接触する側とは反対側である上側に、下方に傾斜して接触部１１に付着した水を下方へ案内する傾斜面１１ａを有する。この場合には、接触部１１の上面である傾斜面１１ａに水滴が溜まり難くなるため、接触部１１の上面からの腐食が抑制され、結果的に扁平管３の腐食がより長期間にわたり抑制できる。
【００４６】
また、固定部１２の左右方向の幅は、接触部１１の左右方向の幅と同一でよい。しかし、固定部１２の左右方向の幅は、接触部１１の左右方向の幅よりも広くし、フィン２とヘッダ４との間に架かる形状としてもよい。
【００４７】
＜変形例２＞
図７は、本発明の実施の形態１の変形例２に係る熱交換器としての室外熱交換器１を図３のＢ−Ｂ断面で示す断面図である。なお、変形例２では、実施の形態１と同様な事項については説明を省略し、その特徴部分だけを説明する。
【００４８】
図７に示すように、優先腐食部材１０は、室外熱交換器１に対し、風の流れる方向に対しして手前側の風上方向及び奥側の風下方向から、互いに重ねて配置してもよい。この場合には、扁平管３の延長部３ａに対して、水滴の侵入が風上側及び風下側の両側から抑制でき、扁平管３の延長部３ａの腐食がより抑制できる。
【００４９】
＜実施の形態１の効果＞
実施の形態１によれば、熱交換器である室外熱交換器１は、フィン２を備える。室外熱交換器１は、フィン２に接触して冷媒を流通させる多数の伝熱管である扁平管３を備える。室外熱交換器１は、優先腐食部材１０を備える。優先腐食部材１０は、伝熱管である扁平管３のうちフィン２を接触させる領域から延長される延長部３ａに電気的に接触し、伝熱管である扁平管３よりも酸化還元電位が卑である材料により構成される接触部１１を有する。優先腐食部材１０は、接触部１１を伝熱管である扁平管３に固定する固定部１２を有する。接触部１１は、延長部３ａにて伝熱管である扁平管３の外周のうち少なくとも上部に電気的に接触し、電気的に接触する伝熱管である扁平管３に対して間隙を介して上方に隣接する隣接伝熱管である扁平管３とは離間する。
【００５０】
この構成によれば、扁平管３の延長部３ａにて水が溜まって扁平管３が腐食し易い扁平管３の外周のうちの上部に接触部１１が電気的に接触する。このため、接触部１１は、扁平管３よりも酸化還元電位が卑である材料により構成されるので、水が溜まって扁平管３が腐食し易い扁平管３の外周のうちの上部にて、接触部１１が扁平管３よりも優先的に腐食する。一方、接触部１１は、上方に隣接する隣接伝熱管である扁平管３とは離間する。このため、接触部１１は、扁平管３と隣接する扁平管３との間を塞ぐ厚みを有さず薄く形成でき、低コスト化が図れる。このように、優先腐食部材１０が扁平管３よりも先に腐食し、接触部１１の接触する個別の扁平管３が防食できる。したがって、露出する扁平管３の腐食が長期的に抑制できる。
【００５１】
実施の形態１によれば、優先腐食部材１０は、伝熱管である扁平管３に対して着脱自在である。
【００５２】
この構成によれば、優先腐食部材１０は、室外熱交換器１の製造工程において、室外熱交換器１に事前に装着できる。また、優先腐食部材１０は、空気調和装置１００として市場投入された後などにおいて、室外熱交換器１に後付けで装着できる。加えて、優先腐食部材１０は、室外熱交換器１から取り外しできる。このため、使用耐久後の室外熱交換器１において、腐食が進んだ優先腐食部材１０を取り外し、新品の優先腐食部材１０を装着するように優先腐食部材１０が交換できる。したがって、露出する扁平管３の腐食が長期的に抑制できる。
【００５３】
実施の形態１によれば、固定部１２は、接触部１１よりも下方に延びて接触部１１に付着した水を下方へ案内する。
【００５４】
この構成によれば、固定部１２は、接触部１１に付着した水を下方へ案内する。これにより、接触部１１の腐食が抑制できる。
【００５５】
実施の形態１によれば、固定部１２は、多数の伝熱管である扁平管３のうち少なくとも２つ以上の伝熱管である扁平管３に電気的にそれぞれ接触する多数の接触部１１を固定する。
【００５６】
この構成によれば、優先腐食部材１０は、腐食し易い２つ以上の扁平管３の領域を多数の接触部１１を共通して固定する１つの固定部１２により固定できる。これにより、優先腐食部材１０は、１度にまとめて多数の接触部１１を装着、着脱などでき、取扱い易い。
【００５７】
実施の形態１によれば、接触部１１は、伝熱管である扁平管３に電気的に接触する側とは反対側に、下方に傾斜して接触部１１に付着した水を下方へ案内する傾斜面１１ａを有する。
【００５８】
この構成によれば、接触部１１の傾斜面１１ａは、接触部１１に付着した水を下方へ案内する。これにより、接触部１１の不必要な腐食が抑制できる。
【００５９】
実施の形態１によれば、多数のフィン２は、伝熱管である扁平管３よりも酸化還元電位が卑である材料により構成される。
【００６０】
この構成によれば、優先腐食部材１０が装着されない多数のフィン２が配置される領域にて、扁平管３の腐食がフィン２により防止できる。
【００６１】
実施の形態１によれば、室外熱交換器１は、多数の伝熱管である扁平管３の端部にて、多数の伝熱管である扁平管３のそれぞれに形成される多数の冷媒流路を集合させるヘッダ４を備える。ヘッダ４は、伝熱管である扁平管３よりも酸化還元電位が卑である材料により構成される。延長部３ａは、ヘッダ４とフィン２との間に設けられる。
【００６２】
この構成によれば、優先腐食部材１０がヘッダ４とフィン２との間の延長部３ａに配置され、扁平管３の腐食が防止できる。また、ヘッダ４周辺に配置される扁平管３は、ヘッダ４により扁平管３の腐食が防止できる。
【００６３】
実施の形態１によれば、伝熱管である扁平管３は、上面に平坦面３ｂを有する扁平管３である。
【００６４】
この構成によれば、伝熱管である扁平管３の上面の平坦面３ｂには、水が溜まり易い。しかし、優先腐食部材１０の接触部１１が扁平管３の外周のうち上部に電気的に接触する。接触部１１は、扁平管３よりも酸化還元電位が卑である材料により構成されるので、接触する扁平管３よりも優先的に腐食する。このように、優先腐食部材１０が伝熱管である扁平管３よりも先に腐食し、接触部１１の接触する扁平管３が防食できる。したがって、露出する扁平管３の腐食が長期的に抑制できる。
【００６５】
実施の形態１によれば、空気調和装置１００の室外機１０１は、室外熱交換器１を備える。
【００６６】
この構成によれば、優先腐食部材１０が伝熱管である扁平管３よりも先に腐食し、接触部１１の接触する扁平管３が防食できる。したがって、露出する扁平管３の腐食が長期的に抑制でき、空気調和装置１００の室外機１０１に搭載される室外熱交換器１が長期的に使用できる。
【００６７】
実施の形態１によれば、空気調和装置１００は、空気調和装置１００の室外機１０１を備える。
【００６８】
この構成によれば、優先腐食部材１０が扁平管３よりも先に腐食し、接触部１１の接触する扁平管３が防食できる。したがって、露出する扁平管３の腐食が長期的に抑制でき、空気調和装置１００の室外機１０１に搭載される室外熱交換器１が長期的に使用でき、空気調和装置１００の室外機１０１が使用耐久性に優れる空気調和装置１００が提供できる。
【００６９】
実施の形態２．
＜優先腐食部材１０＞
図８は、本発明の実施の形態２に係る熱交換器としての室外熱交換器１を示す拡大図である。なお、実施の形態２では、実施の形態１と同様な事項については説明を省略し、その特徴部分だけを説明する。
【００７０】
図８に示すように、優先腐食部材１０の固定部１２は、接触部１１を扁平管３に付勢する付勢部１３を有する。固定部１２は、接触部１１が電気的に接触する扁平管３に対して間隙を介して上方に隣接する隣接伝熱管である扁平管３と接触する隣接接触部１４を有する。付勢部１３は、接触部１１と隣接接触部１４との間に介在する。隣接接触部１４は、接触部１１と同様に、扁平管３よりも酸化還元電位が卑である材料により構成される。付勢部１３は、接触部１１と隣接接触部１４との間にて、接触部１１と隣接接触部１４との間を広げるように延びる弾性反発する。
【００７１】
優先腐食部材１０は、接触部１１と隣接接触部１４とをそれぞれの扁平管３に接触させることにより、扁平管３の延長部３ａが防食され、延長部３ａの腐食が抑制できる。また、接触部１１と隣接接触部１４とが腐食して厚みが薄くなった場合でも、付勢部１３の弾性反発する復元力により、接触部１１と隣接接触部１４とが常に扁平管３に押し付けられる。このため、接触部１１及び隣接接触部１４の厚みが存在する限り、接触部１１及び隣接接触部１４が接触するそれぞれの扁平管３が防食できる。
【００７２】
接触部１１及び隣接接触部１４の材料は、実施の形態１と同様の材料を用いることができる。接触部１１と隣接接触部１４との間に介在する付勢部１３の材料は、弾性反発する機能を発揮できれば特に制限なく、一般的なばね材料を用いることができる。
【００７３】
接触部１１と隣接接触部１４との間に介在する付勢部１３が接触部１１及び隣接接触部１４に接合されるときの接合方法については、公知の接合方法を用いることができる。一例を挙げると、溶接、はんだ付け、ロウ付けなどの方法を用いることができる。
【００７４】
付勢部１３は、弾性反発する復元力をもって接触部１１及び隣接接触部１４を接触するそれぞれの扁平管３に押し付ければよい。このため、付勢部１３は、一般的なばね形状に限らず、種々の形状を用いることができる。たとえば、付勢部１３の形状は、蛇腹構造、コイルスプリングなどの形状を挙げられる。あるいは、付勢部１３は、形状記憶合金などを用いてもよい。また、付勢部１３は、１つのばね部材から構成される必要は無く、複数のばね部材を組み合わせて弾性反発する復元力を得る構造であってもよい。
【００７５】
接触部１１及び隣接接触部１４の扁平管３に接触する接触面は、扁平管３と接する箇所又は面が存在していれば、特に限定されない。たとえば、接触部１１及び隣接接触部１４の接触面は、多角形の板状面、円状面などを挙げられる。また、接触部１１及び隣接接触部１４の接触面は、接触するそれぞれの扁平管３と接する箇所又は面が存在すれば、凹凸が有ってもよい。
【００７６】
優先腐食部材１０は、扁平管３とヘッダ４との間の多数の延長部３ａのうち全ての延長部３ａ同士の間の空間に設置される必要はない。優先腐食部材１０は、たとえば、室外熱交換器１の下部のみの延長部３ａ同士の間に設置してもよい。また、優先腐食部材１０は、延長部３ａ同士の間であればどの位置に設置してもよい。優先腐食部材１０は、室外熱交換器１の片側のみに設置してもよいし、室外熱交換器１の両側に設置してもよい。
【００７７】
＜実施の形態２の効果＞
実施の形態２によれば、固定部１２は、接触部１１を伝熱管である扁平管３に付勢する付勢部１３を有する。
【００７８】
この構成によれば、付勢部１３の復元力により、接触部１１が常に扁平管３に押し付けられる。このため、扁平管３に接触する接触部１１が腐食しても、付勢部１３が復元力を発揮する方向に接触部１１の厚みが存在している限り、扁平管３が防食できる。
【００７９】
実施の形態２によれば、固定部１２は、接触部１１が電気的に接触する伝熱管である扁平管３に対して間隙を介して隣接する隣接伝熱管である扁平管３と接触する隣接接触部１４を有する。付勢部１３は、接触部１１と隣接接触部１４との間に介在する。
【００８０】
この構成によれば、伝熱管である扁平管３と隣接伝熱管である扁平管３との間にて接触部１１の接触する個別の伝熱管である扁平管３が防食できる。したがって、露出する扁平管３の腐食が長期的に抑制できる。
【００８１】
実施の形態２によれば、隣接接触部１４は、隣接伝熱管である扁平管３よりも酸化還元電位が卑である材料により構成される。
【００８２】
この構成によれば、接触部１１の接触する個別の扁平管３が防食できる。同時に、隣接接触部１４の接触する個別の隣接伝熱管である扁平管３が防食できる。したがって、露出する多数の伝熱管である扁平管３の腐食が長期的に抑制できる。
【００８３】
実施の形態３．
＜優先腐食部材１０＞
図９は、本発明の実施の形態３に係る熱交換器としての室外熱交換器１及び挟持状態の優先腐食部材１０を示す断面図である。なお、実施の形態３では、実施の形態１と同様な事項については説明を省略し、その特徴部分だけを説明する。
【００８４】
図９に示すように、優先腐食部材１０の接触部１１と固定部１２とは、一体化され、接触部１１が電気的に接触する扁平管３を接触部１１と固定部１２とによって挟む。言い換えれば、優先腐食部材１０の接触部１１と固定部１２とは、クリップ状であり、扁平管３の延長部３ａの上面と下面を併せて覆う。固定部１２は、扁平管３よりも酸化還元電位が卑である材料により構成される。接触部１１と固定部１２とを折り返す固定部の一部の部分は、挟持力を発揮する付勢部１３を有する。接触部１１は、扁平管３に電気的に接触する下側とは反対側である上側に、下方に傾斜して接触部１１に付着した水を下方へ案内する傾斜面１１ａを有する。
【００８５】
優先腐食部材１０は、接触部１１及び固定部１２を扁平管３よりも酸化還元電位が卑である材料を用いて構成される。このため、扁平管３の延長部３ａの上面及び下面が防食でき、延長部３ａの腐食が抑制できる。また、優先腐食部材１０は、クリップ状であり、延長部３ａの上面及び下面の双方を覆うように設置される。このため、腐食を引き起こす因子の１つである水滴が扁平管３の延長部３ａに付着することが防止でき、その点からも延長部３ａの腐食が抑制できる。
【００８６】
接触部１１及び固定部１２の材料は、実施の形態１の接触部１１の材料と同一のものを用いることができる。なお、接触部１１及び固定部１２の材料は、接触部１１と固定部１２とに分けて材料が異なってもよい。
【００８７】
優先腐食部材１０は、接触部１１及び固定部１２を扁平管３の延長部３ａを覆うクリップ状である。クリップ状の優先腐食部材１０は、水滴の付着を防止する観点からは扁平管全面を覆っていることが望ましい。しかし、その形状に必ずしも限定するものではない。
【００８８】
優先腐食部材１０は、接触部１１及び固定部１２における折り曲げ部分を室外機１０１における風の流れの方向の風上側に設置してもよいし、風下側に設置してもよい。水滴の浸入を抑制する効果から鑑みると、折り曲げ部分を風上側に設置した方がより好ましい。また、優先腐食部材１０は、１つのみ設置してもよいし、複数設置してもよい。
【００８９】
＜変形例３＞
図１０は、本発明の実施の形態３の変形例３に係る熱交換器としての室外熱交換器１及び挟持状態の優先腐食部材１０を示す断面図である。なお、変形例３では、実施の形態３と同様な事項については説明を省略し、その特徴部分だけを説明する。
【００９０】
図１０に示すように、優先腐食部材１０は、１つの扁平管３の延長部３ａに対して２つ設置してもよい。このとき、最初に設置した優先腐食部材１０は、次に重ねて設置する２つ目の優先腐食部材１０で覆うように設置すると更によい。また、優先腐食部材１０は、風上側に１つ又は複数、風下側に１つ又は複数などといった設置でもよい。
【００９１】
＜実施の形態３の効果＞
実施の形態３によれば、接触部１１と固定部１２とは、一体化され、接触部１１が電気的に接触する伝熱管である扁平管３を接触部１１と固定部１２とによって挟む。
【００９２】
この構成によれば、優先腐食部材１０の接触部１１は、延長部３ａにて露出するある１つの扁平管３の外周の少なくとも一部領域に電気的に接触する。接触部１１は、扁平管３よりも酸化還元電位が卑である材料により構成されるので、接触する扁平管３よりも優先的に腐食する。このように、優先腐食部材１０が扁平管３よりも先に腐食し、接触部１１の接触する個別の扁平管３が防食できる。したがって、露出する扁平管３の腐食が長期的に抑制できる。また、固定部１２が付勢部１３を有すると、優先腐食部材１０が復元力を有するクリップのように着脱自在に設けられる。そのため、付勢部１３を有する優先腐食部材１０が交換できる。なお、優先腐食部材１０の固定部１２は、多数の接触部１１を固定するものでもよい。
【００９３】
＜その他＞
本発明に係る実施の形態１〜３は、冷媒管として扁平管３を用いた室外熱交換器１について説明した。しかし、本発明は、扁平管３を用いた室外熱交換器１に限るものではない。伝熱管を用いた熱交換器であってよい。そして、フィン２同士が疎にしか存在していない部分の冷媒管の延長部、フィン２が存在していない部分の冷媒管の延長部などに優先腐食部材１０が装着されてもよい。伝熱管としての冷媒管は、形状に特に関係が無く、円管形状の冷媒管、楕円形状の冷媒管、多角形形状の冷媒管、凹凸のある冷媒管など、あらゆる伝熱管を用いることができる。また、実施の形態１〜３に記載のヘッダ４を有する構成に限られず、パラレルフロー型ではない冷媒が直列に流れるタイプの熱交換器、積層ヘッダを有する熱交換器、種々の熱交換器などの形態に用いることができる。
【００９４】
実施の形態１〜３では、冷媒管より優先して腐食する冷媒管より酸化還元電位が卑である優先腐食部材１０をフィン２とヘッダ４との間の扁平管３の延長部３ａに設置する構成を説明した。しかし、本発明はこれに限定されない。優先腐食部材１０は、フィン２同士が疎にしか存在していない部分の延長部に装着されてもよい。
【００９５】
実施の形態１〜３では、扁平管３が地面と平行な水平方向に延びるように配置される構成を説明した。しかし、本発明はこれに限定されない。たとえば、伝熱管が地面に垂直に配置される構造、地面と一定又は複数の角度をもって配置される構造などの熱交換器にも用いることができる。また、パラレルフロー型の熱交換器において、扁平管が地面と平行ではなく、地面に対して一定又は複数の角度をもって配置される構造でも用いることができる。
【００９６】
実施の形態１〜３では、フィン２の形状及び構造として、コルゲートフィンを用いて説明した。しかし、フィンの形状としてはこの形態に限定されず、熱交換器に一般的に用いられるフィンの形状及び構造を用いることができる。
【００９７】
なお、本発明の実施の形態１〜３を組み合わせてもよいし、他の部分に適用してもよい。
【符号の説明】
【００９８】
１  室外熱交換器、２  フィン、３  扁平管、３ａ  延長部、３ｂ  平坦面、４  ヘッダ、１０  優先腐食部材、１１  接触部、１１ａ  傾斜面、１２  固定部、１３  付勢部、１４  隣接接触部、１００  空気調和装置、１０１  室外機、１０２  室内機、１０３  冷媒配管、１０４  圧縮機、１０５  四方弁、１０６  膨張弁、１０７  室内熱交換器。
【図１】
2019058471.tif 000003
【図２】
2019058471.tif 000004
【図３】
2019058471.tif 000005
【図４】
2019058471.tif 000006
【図５】
2019058471.tif 000007
【図６】
2019058471.tif 000008
【図７】
2019058471.tif 000009
【図８】
2019058471.tif 000010
【図９】
2019058471.tif 000011
【図１０】
2019058471.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月15日(2019.11.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明に係る熱交換器は、並列配置される一対のヘッダと、前記一対のヘッダ相互間に架設され、前記ヘッダの軸方向に沿って間隔をおいて平行に設けられる多数の伝熱管と、隣り合う前記伝熱管相互間に設けられる複数のフィンと、を備える熱交換器であって、前記伝熱管のうち前記フィンを接触させる領域から前記ヘッダまでの間に延長される延長部に電気的に接触し、前記伝熱管よりも酸化還元電位が卑である材料により構成される接触部と、前記接触部を前記伝熱管に固定する固定部と、を有する優先腐食部材を備え、前記接触部は、前記延長部にて前記伝熱管の外周のうち少なくとも上部に電気的に接触し、電気的に接触する前記伝熱管に対して間隙を介して上方に隣接する隣接伝熱管とは離間するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列配置される一対のヘッダと、
前記一対のヘッダ相互間に架設され、前記ヘッダの軸方向に沿って間隔をおいて平行に設けられる多数の伝熱管と、
隣り合う前記伝熱管相互間に設けられる複数のフィンと、
を備える熱交換器であって、
前記伝熱管のうち前記フィンを接触させる領域から前記ヘッダまでの間に延長される延長部に電気的に接触し、前記伝熱管よりも酸化還元電位が卑である材料により構成される接触部と、
前記接触部を前記伝熱管に固定する固定部と、
を有する優先腐食部材を備え、
前記接触部は、前記延長部にて前記伝熱管の外周のうち少なくとも上部に電気的に接触し、電気的に接触する前記伝熱管に対して間隙を介して上方に隣接する隣接伝熱管とは離間する熱交換器。
【請求項２】
前記優先腐食部材は、前記伝熱管に対して着脱自在である請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記固定部は、前記接触部よりも下方に延びて前記接触部に付着した水を下方へ案内する請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記固定部は、多数の前記伝熱管のうち少なくとも２つ以上の前記伝熱管に電気的にそれぞれ接触する多数の前記接触部を固定する請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記固定部は、前記接触部を前記伝熱管に付勢する付勢部を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記固定部は、前記接触部が電気的に接触する前記伝熱管に対して間隙を介して隣接する隣接伝熱管と接触する隣接接触部を有し、
前記付勢部は、前記接触部と前記隣接接触部との間に介在する請求項５に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記隣接接触部は、前記隣接伝熱管よりも酸化還元電位が卑である材料により構成される請求項６に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記接触部と前記固定部とは、一体化され、前記接触部が電気的に接触する前記伝熱管を前記接触部と前記固定部とによって挟む請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記接触部は、前記伝熱管に電気的に接触する側とは反対側に、下方に傾斜して前記接触部に付着した水を下方へ案内する傾斜面を有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記フィンは、前記伝熱管よりも酸化還元電位が卑である材料により構成される請求項１〜９のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１１】
前記ヘッダは、多数の前記伝熱管の端部にて、多数の前記伝熱管のそれぞれに形成される多数の冷媒流路を集合させ、
前記ヘッダは、前記伝熱管よりも酸化還元電位が卑である材料を含んで構成される請求項１〜１０のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１２】
前記伝熱管は、上面に平坦面を有する扁平管である請求項１〜１１のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の熱交換器を備える空気調和装置の室外機。
【請求項１４】
請求項１３に記載の空気調和装置の室外機を備える空気調和装置。
【国際調査報告】
2019058471.tif 000013
2019058471.tif 000014
2019058471.tif 000015
2019058471.tif 000016
2019058471.tif 000017