(57)【要約】  本発明に係る熱交換器は、送風機により空気が供給される熱交換器であって、前記送風機から供給される空気の流通方向と交差する方向である第一方向に延びる伝熱管と、前記伝熱管に接続されたフィンと、を備え、前記フィンは、前記第一方向に突出し、前記空気の流通方向に交差する方向に沿って連続的に形成された第一凸部と、前記第一方向に突出し、前記空気の流通方向に交差する方向に沿って連続的に形成され、前記空気の流通方向において前記第一凸部の下流側に配置された第二凸部と、を有し、前記第一凸部は、該第一凸部において突出高さが最大となる第一最大頂部を有し、前記第二凸部は、該第二凸部において突出高さが最大となる第二最大頂部を有し、前記第一最大頂部と前記第二最大頂部とが、前記空気の流通方向に直交する方向において異なる位置に配置されている。
2019176061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風機により空気が供給される熱交換器であって、
前記送風機から供給される空気の流通方向と交差する方向である第一方向に延びる伝熱管と、
前記伝熱管に接続されたフィンと、
を備え、
前記フィンは、
前記第一方向に突出し、前記空気の流通方向に交差する方向に沿って連続的に形成された第一凸部と、
前記第一方向に突出し、前記空気の流通方向に交差する方向に沿って連続的に形成され、前記空気の流通方向において前記第一凸部の下流側に配置された第二凸部と、
を有し、
前記第一凸部は、該第一凸部において突出高さが最大となる第一最大頂部を有し、
前記第二凸部は、該第二凸部において突出高さが最大となる第二最大頂部を有し、
前記第一最大頂部と前記第二最大頂部とが、前記空気の流通方向に直交する方向において異なる位置に配置されている熱交換器。
【請求項２】
前記第一最大頂部の突出高さが、前記第二最大頂部の突出高さよりも低い請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記第一方向と平行で、且つ前記第一方向とは反対向きとなる方向を第二方向と定義した場合、
前記フィンは、
前記第二方向に突出し、前記空気の流通方向に交差する方向に沿って連続的に形成された第三凸部と、
前記第二方向に突出し、前記空気の流通方向に交差する方向に沿って連続的に形成され、前記空気の流通方向において前記第三凸部の下流側に配置された第四凸部と、
を有する請求項１又は請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記空気の流通方向において、前記第三凸部は、前記第一凸部と前記第二凸部との間に配置され、
前記空気の流通方向において、前記第四凸部は、前記第二凸部の下流側に配置されている請求項３に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記第三凸部は、該第三凸部において突出高さが最大となる第三最大頂部を有し、
前記第四凸部は、該第四凸部において突出高さが最大となる第四最大頂部を有し、
前記第三最大頂部と前記第四最大頂部とが、前記空気の流通方向に直交する方向において異なる位置に配置されている請求項３又は請求項４に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記第三最大頂部の突出高さが、前記第四最大頂部の突出高さよりも低い請求項５に記載の熱交換器。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の熱交換器と、
前記空気の流通方向に前記熱交換器へ前記空気を供給する送風機と、
を備えた冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱伝達率の維持と通風抵抗の低減とを図った熱交換器、及び該熱交換器を備えた冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の熱交換器は、互いに間隔を隔てて平行に配置された複数の伝熱管と、複数の伝熱管に接続され、空気の流通方向に平行な面を有する複数のフィンと、を備えている。熱交換器に供給された空気は、複数の伝熱管の間及び複数のフィンの間を通過し、伝熱管及びフィンと接触する。これにより、伝熱管内を流通する熱交換流体と、該熱交換流体と熱交換する被熱交換流体である空気との間で熱交換が行なわれる。【０００３】
また、従来の熱交換器としては、フィンの表面に、空気の流通方向に開口するスリット又はルーバと呼称される切り起こし部が複数形成された熱交換器も知られている。このような熱交換器は、スリットフィン熱交換器と呼ばれている。スリットフィン熱交換器では、それぞれの切り起こし部において温度境界層が再構築され、フィン表面近傍の気流速度が増大する。これにより、熱の輸送量が増加するので、熱交換器の熱伝達率が向上する。しかし一方で、スリットフィン熱交換器では、切り起こし部により、凝縮水の排出が阻害され、熱交換器内の風路の一部が閉塞する場合がある。また、スリットフィン熱交換器では、切り起こし部へ集中的に着霜し、熱交換器内の風路の一部が閉塞する場合がある。このため、スリットフィン熱交換器は、熱交換器内の風路の一部の閉塞に起因して、濡れ条件での熱交換性能が低下する。なお、凝縮水とは、空気中の水分が凝縮して熱交換器の表面に付着した水のことである。【０００４】
また、従来の熱交換器としては、フィンの表面に、空気の流通方向に垂直に突出した波形凹凸が形成された熱交換器も知られている（例えば、特許文献１参照）。このような熱交換器は、スリットレスフィン熱交換器と呼ばれている。スリットレスフィン熱交換器では、フィン表面の凸部への気流衝突により、空気の二次流れが発生する。この二次流れをフィン表面に沿わせることで、熱交換器の熱伝達率が向上する。さらに、スリットレスフィン熱交換器は、フィンに切り起こし部が形成されていないので、凝縮水の排水性が良好であり、フィンの一部に集中的に着霜が発生することも抑制される。したがって、スリットレスフィン熱交換器は、濡れ条件での熱交換性能を確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００７／０１３６２３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した従来のスリットレスフィン熱交換器では、二次流れの生成及び二次流れの凸部の乗り越えにより、通風抵抗が増大する。このため、従来のスリットレスフィン熱交換器を冷凍サイクル装置に適用した場合、送風機の送風効率が低下し、冷凍サイクル装置全体の効率が低下する可能性がある。通風抵抗を低減するためには、フィンに形成された波形凹凸の振幅、波長又は空気流れの主流に対する迎え角を小さくすることが考えられる。しかし、これらのパラメータを小さくすると、二次流れによる熱伝達率の向上効果が小さくなり、熱交換器の性能が低下する可能性がある。したがって、従来の熱交換器は、熱伝達率の維持と通風抵抗の低減とを両立できないという課題があった。【０００７】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、熱伝達率を維持しつつ、通風抵抗を低減することができる熱交換器を提供することを第１の目的とする。また、本発明は、この熱交換器を備えた冷凍サイクル装置を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る熱交換器は、送風機により空気が供給される熱交換器であって、前記送風機から供給される空気の流通方向と交差する方向である第一方向に延びる伝熱管と、前記伝熱管に接続されたフィンと、を備え、前記フィンは、前記第一方向に突出し、前記空気の流通方向に交差する方向に沿って連続的に形成された第一凸部と、前記第一方向に突出し、前記空気の流通方向に交差する方向に沿って連続的に形成され、前記空気の流通方向において前記第一凸部の下流側に配置された第二凸部と、を有し、前記第一凸部は、該第一凸部において突出高さが最大となる第一最大頂部を有し、前記第二凸部は、該第二凸部において突出高さが最大となる第二最大頂部を有し、前記第一最大頂部と前記第二最大頂部とが、前記空気の流通方向に直交する方向において異なる位置に配置されている。【０００９】
また、本発明に係る冷凍サイクル装置は、本発明に係る熱交換器と、前記空気の流通方向に前記熱交換器へ前記空気を供給する送風機と、を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る熱交換器は、スリットレスフィン熱交換器となっている。ここで、本発明に係る熱交換器においては、第一最大頂部を乗り越えた二次流れが第二最大頂部を乗り越える可能性が、低減される。このため、本発明に係る熱交換器は、二次流れがフィンに形成された凸部を乗り越える際の通風抵抗を低減できる。したがって、本発明に係る熱交換器は、熱伝達率を維持しつつ、通風抵抗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の一例を示す冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置における室外熱交換器の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る室外熱交換器の風上側熱交換器の要部を示す断面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ断面図である。
【図５】図３におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図６】比較例１に係る風上側熱交換器の要部を示す断面図である。
【図７】比較例２に係る風上側熱交換器の要部を示す断面図である。
【図８】比較例３に係る風上側熱交換器の要部を示す断面図である。
【図９】図８におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る風上側熱交換器の一例の要部を示す断面図である。
【図１１】図１０に示す風上側熱交換器のフィンの表面の一部を示す斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る風上側熱交換器の別の一例の要部を示す断面図である。
【図１３】図１２に示す風上側熱交換器のフィンの表面の一部を示す斜視図である。
【図１４】本発明の実施の形態３に係る風上側熱交換器の一例の要部を示す断面図である。
【図１５】図１４におけるＤ−Ｄ断面図である。
【図１６】図１４におけるＥ−Ｅ断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態４に係る風上側熱交換器の一例の要部を示す断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態４に係る風上側熱交換器の別の一例の要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。以下の図面において同一又は相当する部分には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。なお、図中の白抜きの矢印は、送風機から熱交換器へ供給される空気の流通方向を示している。また、図１を含め以下の図面では、各構成部材の大きさの関係が本発明を実施した実機とは異なる場合がある。さらに、明細書全文に表されている構成要素の形態は、あくまで例示である。本発明は、明細書中に記載されている構成要素に限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の一例を示す冷媒回路図である。
図１を参照して、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１について説明する。冷凍サイクル装置１は、例えば空気調和装置に搭載されている。以下、冷凍サイクル装置１の熱交換器の伝熱管内を流れる熱交換流体が冷媒であり、該熱交換流体と熱交換する被熱交換流体が空気である例について説明する。なお、図１では、冷凍サイクル装置１が冷房運転を実行する場合の冷媒の流れを破線矢印で示している。また、図１では、冷凍サイクル装置１が暖房運転を実行する場合の冷媒の流れを実線矢印で示している。
【００１４】
冷凍サイクル装置１は、圧縮機２と、室内熱交換器３と、室内送風機４と、絞り装置５と、室外熱交換器６と、室外送風機７と、四方弁８とを備えている。圧縮機２と、室内熱交換器３と、絞り装置５と、室外熱交換器６と、四方弁８とが冷媒配管によって接続され、冷媒回路が形成されている。
【００１５】
圧縮機２は、冷媒を圧縮するものである。圧縮機２で圧縮された冷媒は、圧縮機２から吐出されて四方弁８へ送られる。圧縮機２は、例えば、ロータリ圧縮機、スクロール圧縮機、スクリュー圧縮機又は往復圧縮器等で構成することができる。
【００１６】
室内熱交換器３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。室内熱交換器３は、例えば、フィンアンドチューブ型熱交換器、マイクロチャネル熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器、ヒートパイプ式熱交換器、二重管式熱交換器又はプレート熱交換器等で構成することができる。室内熱交換器３の近傍には、室内送風機４が設けられている。室内送風機４は、室内熱交換器３に、被熱交換流体である空気を供給する。
【００１７】
絞り装置５は、室内熱交換器３又は室外熱交換器６から流出した冷媒を膨張させて減圧するものである。絞り装置５は、例えば、冷媒の流量を調整可能な電動膨張弁等で構成するとよい。なお、絞り装置５としては、受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁又はキャピラリーチューブ等を適用することも可能である。
【００１８】
室外熱交換器６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。室外熱交換器６の近傍には、室外送風機７が設けられている。室外送風機７は、室外熱交換器６に、被熱交換流体である空気を供給する。なお、室外熱交換器６の詳細については、後述する。
【００１９】
四方弁８は、暖房運転と冷房運転とにおいて冷媒の流れを切り替えるものである。すなわち、冷凍サイクル装置１が暖房運転を実行する場合、四方弁８は、圧縮機２の吐出口と室内熱交換器３とを接続し、圧縮機２の吸入口と室外熱交換器６とを接続する。また、冷凍サイクル装置１が冷房運転を実行する場合、四方弁８は、圧縮機２の吐出口と室外熱交換器６とを接続し、圧縮機２の吸入口と室内熱交換器３とを接続する。
【００２０】
次に、このように構成された冷凍サイクル装置１の動作について、冷媒の流れとともに説明する。まず、冷凍サイクル装置１が冷房運転を実行する場合について説明する。
【００２１】
圧縮機２が駆動すると、圧縮機２から高温高圧のガス状態の冷媒が吐出する。圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁８を介して、凝縮器として機能する室外熱交換器６に流れ込む。室外熱交換器６では、流れ込んだ高温高圧のガス冷媒と、室外送風機７によって供給される空気との間で熱交換が行われる。これにより、高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒になる。
【００２２】
室外熱交換器６から流出した高圧の液冷媒は、絞り装置５で膨張し、低圧のガス冷媒と低圧の液冷媒とが混合した二相状態の冷媒になる。二相状態の冷媒は、蒸発器として機能する室内熱交換器３に流れ込む。室内熱交換器３では、流れ込んだ二相状態の冷媒と、室内送風機４によって供給される空気との間で熱交換が行われる。これにより、二相状態の冷媒のうちの液冷媒が蒸発して、低圧のガス冷媒になる。室内熱交換器３から流出した低圧のガス冷媒は、四方弁８を介して圧縮機２に流れ込み、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって、再び圧縮機２から吐出される。以下、このサイクルが繰り返される。
【００２３】
次に、冷凍サイクル装置１が暖房運転を実行する場合について説明する。圧縮機２が駆動すると、圧縮機２から高温高圧のガス状態の冷媒が吐出する。圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁８を介して、凝縮器として機能する室内熱交換器３に流れ込む。室内熱交換器３では、流れ込んだ高温高圧のガス冷媒と、室内送風機４によって供給される空気との間で熱交換が行われる。これにより、高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒になる。
【００２４】
室内熱交換器３から流出した高圧の液冷媒は、絞り装置５で膨張し、低圧のガス冷媒と低圧の液冷媒とが混合した二相状態の冷媒になる。二相状態の冷媒は、蒸発器として機能する室外熱交換器６に流れ込む。室外熱交換器６では、流れ込んだ二相状態の冷媒と、室外送風機７によって供給される空気との間で熱交換が行われる。これにより、二相状態の冷媒のうちの液冷媒が蒸発して、低圧のガス冷媒になる。室外熱交換器６から流出した低圧のガス冷媒は、四方弁８を介して圧縮機２に流れ込み、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって、再び圧縮機２から吐出される。以下、このサイクルが繰り返される。
【００２５】
上記の冷房運転及び暖房運転の際、圧縮機２に冷媒が液状態で流入すると、液圧縮を起こし、圧縮機２の故障の原因となってしまう。このため、蒸発器から流出する冷媒は単相のガス冷媒となっていることが望ましい。
【００２６】
蒸発器では、送風機から供給される空気と、蒸発器を構成している伝熱管の内部を流通する冷媒との間で熱交換が行なわれる。このとき、空気中の水分が凝縮して、蒸発器の表面に水滴が生じる。以下、空気中の水分が凝縮して蒸発器の表面に生じた水を凝縮水と称する。蒸発器の表面の凝縮水は、フィン及び伝熱管の表面を伝って下方に落下し、ドレン水として蒸発器の下方に排出される。
【００２７】
また、低外気温状態となっている暖房運転時、蒸発器として機能する室外熱交換器６に付着した凝縮水は、凍結して霜又は氷となることがある。このため、暖房運転が可能な冷凍サイクル装置には、外気が一定温度以下となったときに、室外熱交換器６に付着した霜を除去するための除霜運転を実行するものがある。一定温度とは、例えば、０度である。
【００２８】
除霜運転とは、蒸発器として機能する室外熱交換器６に霜が付着することを抑制するために、圧縮機２から室外熱交換器６に高温高圧のガス冷媒を供給するものである。室外熱交換器６に付着した霜及び氷は、室外熱交換器６に供給される高温高圧のガス冷媒によって融解する。なお、除霜運転を、暖房運転の継続時間が所定時間に達した場合に実行するものとしてもよい。所定時間とは、例えば、３０分である。また、室外熱交換器６が一定温度以下の場合に、暖房運転の前に除霜運転を実行するものとしてもよい。一定温度とは、例えば、マイナス６度である。
【００２９】
さらに、除霜運転時に圧縮機２から室外熱交換器６に高温高圧のガス冷媒を直接的に供給できるように、圧縮機２の吐出口と室外熱交換器６との間をバイパス冷媒配管で接続する構成にしてもよい。また、圧縮機２の吐出口を、冷媒流路切替装置を介して、室外熱交換器６に接続する構成としてもよい。冷媒流路切替装置として、例えば、四方弁８を用いることができる。
【００３０】
次に、室外熱交換器６の構成について説明する。
【００３１】
図２は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置における室外熱交換器の一例を示す斜視図である。
室外熱交換器６は、フィンアンドチューブ型熱交換器である。室外熱交換器６は、例えば二列構造を有しており、風上側熱交換器９及び風下側熱交換器１０を備えている。風上側熱交換器９及び風下側熱交換器１０は、Ｘ方向に沿って並設されている。Ｘ方向は、室外送風機７から室外熱交換器６へ供給される空気の流通方向に相当する。風上側熱交換器９は、Ｘ方向において、風下側熱交換器１０の風上側つまり上流側に配置されている。風下側熱交換器１０は、Ｘ方向において、風上側熱交換器９の風下側つまり下流側に配置されている。
【００３２】
室外熱交換器６は、風上側ヘッダ集合管１１と、風下側ヘッダ集合管１２と、列間接続部材１３とを備えている。風上側ヘッダ集合管１１、風下側ヘッダ集合管１２及び列間接続部材１３の内部には、作動流体としての冷媒が流通する。風上側ヘッダ集合管１１及び風下側ヘッダ集合管１２は、Ｘ方向に沿って並設されている。風上側ヘッダ集合管１１は、冷媒出入口１１ａを有している。風下側ヘッダ集合管１２は、冷媒出入口１２ａを有している。風上側熱交換器９に備えられた後述する伝熱管１４は、一端が風上側ヘッダ集合管１１に接続され、他端が列間接続部材１３に接続されている。風下側熱交換器１０に備えられた伝熱管は、一端が風下側ヘッダ集合管１２に接続され、他端が列間接続部材１３に接続されている。
【００３３】
なお、風上側熱交換器９及び風下側熱交換器１０は、同様の構成を有している。このため、以下では双方を代表して、風上側熱交換器９について説明する。風上側熱交換器９又は風下側熱交換器１０の一方で熱交換負荷を賄える場合、風上側熱交換器９又は風下側熱交換器１０の一方のみで室外熱交換器６を構成してもよい。なお、風上側熱交換器９が、本発明における熱交換器に相当する。
【００３４】
風上側熱交換器９は、複数の伝熱管１４と、複数のフィン１５とを備えている。複数の伝熱管１４は、Ｘ方向に直交するＹ方向に沿って延びるように配置されている。Ｙ方向は、水平方向である。伝熱管１４の内部には、冷媒が流通する。また、複数の伝熱管１４は、Ｘ方向及びＹ方向に直交するＺ方向に互いに間隔を隔てて、かつ平行に配列されている。Ｚ方向は、鉛直方向である。複数の伝熱管１４は、例えばアルミニウム合金で形成されている。なお、Ｙ方向が本発明における第一方向に相当する。
【００３５】
複数のフィン１５は、Ｘ方向に平行な面１５ａを有する細長い板状部材である。複数のフィン１５は、例えばプレートフィンである。すなわち、風上側熱交換器９は、プレートフィンアンドチューブ型熱交換器である。複数のフィン１５は、伝熱管１４が配列されるＺ方向に沿って延びるように配置されている。また、複数のフィン１５は、伝熱管１４が延びるＹ方向に互いに間隔を隔てて配置されている。複数のフィン１５は、例えばアルミニウム合金で形成されている。
【００３６】
複数のフィン１５の面１５ａには、複数の伝熱管１４が貫通している。室外送風機７により風上側熱交換器９に供給された空気は、複数の伝熱管１４の間及び複数のフィン１５の間を、複数の伝熱管１４及び複数のフィン１５と接触しながら通過する。
【００３７】
次に、室外熱交換器６における冷媒の流れについて説明する。冷媒出入口１１ａから風上側ヘッダ集合管１１内に流入した冷媒は、風上側熱交換器９の複数の伝熱管１４に分配される。複数の伝熱管１４の内部を流通した冷媒は、列間接続部材１３に流入する。列間接続部材１３に流入した冷媒は、風下側熱交換器１０の複数の伝熱管に分配される。風下側熱交換器１０の複数の伝熱管の内部を流通した冷媒は、風下側ヘッダ集合管１２で合流し、冷媒出入口１２ａから流出する。なお、冷媒の流通方向はこれに限定されず逆向きでもよい。
【００３８】
なお、図２に示す風上側熱交換器９は、Ｙ方向が水平方向であり、Ｚ方向が鉛直方向であるサイドフロータイプの熱交換器である。しかしながら、風上側熱交換器９は、サイドフロータイプの熱交換器に限定されない。例えば、風上側熱交換器９は、Ｙ方向が鉛直方向、Ｚ方向が水平方向であるダウンフロータイプの熱交換器でもよい。また、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、それぞれが平行でなければよく、上記した方向に限定されない。すなわち、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、それぞれが交差する方向であればよく、それぞれが直角に配置されている必要はない。
【００３９】
次に、室外熱交換器６における熱交換について説明する。室外送風機７により室外熱交換器６に供給された空気は、風上側熱交換器９と風下側熱交換器１０とを、順次通過する。風上側熱交換器９に供給された空気は、複数の伝熱管１４の間及び複数のフィン１５の間を、複数の伝熱管１４及び複数のフィン１５と接触しながら通過する。伝熱管１４とフィン１５とは接続されているので、伝熱管１４の内部を流通する冷媒の熱は、伝熱管１４及びフィン１５に伝達される。すなわち、複数の伝熱管１４及び複数のフィン１５の表面が伝熱面となる。これらの伝熱面と、風上側熱交換器９を通過する空気との間で熱交換が行われる。なお、風下側熱交換器１０における熱交換もまた、風上側熱交換器９と同様である。
【００４０】
次に、図３から図５を参照して、風上側熱交換器９における伝熱管１４及びフィン１５の構造について詳細に説明する。
【００４１】
図３は、本発明の実施の形態１に係る室外熱交換器の風上側熱交換器の要部を示す断面図である。この図３は、Ｙ方向と平行で、且つＹ方向とは反対向きとなる方向に風上側熱交換器９の要部を観察した断面図である。なお、図３には、代表して２本の伝熱管１４を図示している。また、図３においてフィン１５の表面に描かれている実線は、紙面手前側に突出している箇所を示している。また、図３においてフィン１５の表面に描かれている破線は、紙面奥側に凹んでいる箇所を示している。ここで、Ｙ方向と平行で、且つＹ方向とは反対向きとなる方向が、本発明の第二方向に相当する。なお、以下では、Ｙ方向と平行で、且つＹ方向とは反対向きとなる方向を、マイナスＹ方向と称することとする。
【００４２】
図３に示すように、伝熱管１４の断面は、円形形状を呈している。伝熱管１４の内部には、冷媒が流通する流路１４ａがＹ方向に沿って形成されている。流路１４ａは、円形形状を呈している。伝熱管１４とフィン１５とは、機械的に伝熱管１４を拡管することにより密着される。なお、伝熱管１４とフィン１５とは、ロウ付けによって密着されてもよい。また、伝熱管１４の断面形状は円形に限定されず、楕円形状や扁平形状であってもよい。さらに、流路１４ａの形状は円形に限定されず、楕円形状や四角形状であってもよい。また、一つの伝熱管１４に形成される流路１４ａの数は、一つに限定されず、複数であってもよい。
【００４３】
フィン１５の面１５ａには、複数の凸部１６が形成されている。一つの凸部１６は、隣接する破線の間の範囲となる。すなわち、複数の凸部１６は、それぞれＹ方向に突出している。また、複数の凸部１６は、それぞれＺ方向に沿って連続的に形成されている。換言すると、複数の凸部１６は、Ｘ方向と交差する方向に沿って連続的に形成されている。複数の凸部１６のそれぞれの稜線Ｒは、例えばＺ方向に平行な直線である。そして、フィン１５は、複数の凸部１６がＸ方向に沿って配置されることにより、Ｚ方向から見て波側形状となっている。
【００４４】
複数の凸部１６はそれぞれ、図３中の黒点で示す最大頂部１６ａを有している。最大頂部１６ａは、同一の凸部１６において、Ｙ方向への突出高さが最大となる部分である。図３では、複数の凸部１６のそれぞれが複数の最大頂部１６ａを有している例を示している。すなわち、複数の凸部１６のそれぞれは、Ｘ方向から見て波型形状を呈している。なお、複数の凸部１６のそれぞれにおける最大頂部１６ａの数は複数に限らず、一つであってもよい。
【００４５】
複数の凸部１６は、第一凸部１７と、第一凸部１７よりもＸ方向の下流側に形成された第二凸部１８とを備えている。換言すると、複数の凸部１６のうちの一つが第一凸部１７である。また、複数の凸部１６のうち、第一凸部１７よりもＸ方向の下流側に形成された凸部１６の一つが第二凸部１８である。第一凸部１７は、第一凸部１７においてＹ方向への突出高さが最大となる第一最大頂部１７ａを有している。第二凸部１８は、第二凸部１８においてＹ方向への突出高さが最大となる第二最大頂部１８ａを有している。第一最大頂部１７ａと第二最大頂部１８ａとは、Ｚ方向において異なる位置に配置されている。換言すると、第一最大頂部１７ａと第二最大頂部１８ａとは、室外送風機７から供給される空気の流通方向と直交する方向において、異なる位置に配置されている。すなわち、第一最大頂部１７ａと第二最大頂部１８ａとは、Ｘ方向において同一線上に配置されていない。
【００４６】
図４は、図３におけるＡ−Ａ断面図である。
図４に示すように、第一凸部１７は、Ｘ方向から見て波型形状を呈している。第二凸部１８もまた、第一凸部１７と同様に、Ｘ方向から見て波型形状を呈している。第一凸部１７は、Ｙ方向に対して傾斜した斜面部１７ｂを有している。第二凸部１８もまた、第一凸部１７と同様に、Ｙ方向に対して傾斜した斜面部１８ｂを有している。さらに、第一最大頂部１７ａと第二最大頂部１８ａとは、Ｙ方向における突出高さが同等である。
【００４７】
図５は、図３におけるＢ−Ｂ断面図である。
図５に示すように、第一凸部１７の斜面部１７ｂは、第一最大頂部１７ａの周囲に配置されている。なお、図示していないが、第二凸部１８の斜面部１８ｂも、第一凸部１７の斜面部１７ｂと同様に、第二最大頂部１８ａの周囲に配置されている。
【００４８】
次に、図５を参照して、フィン１５における空気の流れについて詳細に説明する。フィン１５に供給された空気の一部は、面１５ａに形成された複数の凸部１６に衝突して二次流れを発生させながら、面１５ａ上を通過する。
【００４９】
具体的には、フィン１５に供給された空気の一部は、第一凸部１７の斜面部１７ｂに衝突し、二次流れを生成する。斜面部１７ｂに衝突して発生した二次流れの一部は、斜面部１７ｂに沿って上昇し、第一最大頂部１７ａを乗り越える。第一最大頂部１７ａを乗り越えた空気の一部は、そのままの高度を維持しながらＸ方向へ流れる。このとき、第一最大頂部１７ａと第二最大頂部１８ａとは、Ｘ方向において同一線上に配置されていないため、第一最大頂部１７ａを乗り越えた空気は、第二凸部１８に衝突することなくＸ方向下流へ流れる。
【００５０】
次に、風上側熱交換器９の伝熱性能、着霜耐力及び排水作用について説明する。ここで、着霜耐力とは、熱交換器に着霜した際、熱交換器内の風路の閉塞されづらさを示している。なお、風上側熱交換器９の効果の理解を容易とするため、以下ではまず、比較例１、比較例２、及び比較例３の熱交換器の構成について説明する。また、比較例１、比較例２、及び比較例３の熱交換器の伝熱性能、着霜耐力及び排水作用について説明する。その後、本実施の形態１に係る風上側熱交換器９の伝熱性能、着霜耐力及び排水作用について説明する。
【００５１】
なお、比較例１〜比較例３を示す際、比較例の構成には、当該構成と対応する本実施の形態１の構成の符号にそれぞれ「１０００」、「２０００」、「３０００」を加えた符号を付するものとする。例えば、比較例１の風上側熱交換器は風上側熱交換器１００９、比較例２の風上側熱交換器は風上側熱交換器２００９、比較例３の風上側熱交換器は風上側熱交換器３００９とそれぞれ示す。
【００５２】
［比較例１］
図６は、比較例１に係る風上側熱交換器の要部を示す断面図である。この図６は、図３と同様の観察方向及び観察範囲で、比較例１に係る風上側熱交換器１００９を見た図である。なお、図６には、複数の伝熱管１０１４を代表して２本の伝熱管１０１４を図示している。また、図６には、これら伝熱管１０１４の流路１０１４ａも図示している。
図６を参照して、比較例１の風上側熱交換器１００９の構成について説明する。比較例１の風上側熱交換器１００９が風上側熱交換器９と異なる点は、フィン１０１５が複数の凸部１６を備えていない点である。フィン１０１５の面１０１５ａは、平面状に形成されている。
【００５３】
比較例１の風上側熱交換器１００９は、面１０１５ａが平面状に形成されている。このため、比較例１の風上側熱交換器１００９は、凝縮水の排水性能に優れている。また、比較例１の風上側熱交換器１００９は、着霜耐力において優れている。一方で、面１０１５ａ上で発生する二次流れが少ないので、面１０１５ａの表面近傍を流れる空気の流速を増大させることができない。すなわち、比較例１の風上側熱交換器１００９では、十分な伝熱性能が得られない。
【００５４】
［比較例２］
図７は、比較例２に係る風上側熱交換器の要部を示す断面図である。この図７は、図３と同様の観察方向及び観察範囲で、比較例２に係る風上側熱交換器２００９を見た図である。なお、図７には、複数の伝熱管２０１４を代表して２本の伝熱管２０１４を図示している。また、図７には、これら伝熱管２０１４の流路２０１４ａも図示している。
図７を参照して、比較例２の風上側熱交換器２００９の構成について説明する。比較例２の風上側熱交換器２００９が風上側熱交換器９と異なる点は、フィン２０１５に切り起こし部２０１９が形成されている点である。すなわち、風上側熱交換器２００９は、スリットフィン熱交換器である。
【００５５】
比較例２の風上側熱交換器２００９は、切り起こし部２０１９において温度境界層が再構築され、面２０１５ａの表面近傍を流れる空気の流速が増大する。これにより、熱の輸送量が増加するので、風上側熱交換器２００９は伝熱性能に優れている。一方で、切り起こし部２０１９によって通風抵抗が増加する。また、凝縮水が切り起こし部２０１９に保持されるため、排水性能が十分ではない。さらに、切り起こし部２０１９は局所的に熱伝達率が高くなるので、着霜は切り起こし部２０１９に集中して発生する。これにより、霜が風上側熱交換器２００９内の風路の一部を閉塞してしまう。すなわち、比較例２の風上側熱交換器２００９は、冷凍サイクル効率を向上させる可能性がある一方で、十分な排水性能及び着霜耐力が得られない。
【００５６】
［比較例３］
図８は、比較例３に係る風上側熱交換器の要部を示す断面図である。この図８は、図３と同様の観察方向及び観察範囲で、比較例３に係る風上側熱交換器３００９を見た図である。なお、図８には、複数の伝熱管３０１４を代表して２本の伝熱管３０１４を図示している。また、図８には、これら伝熱管３０１４の流路３０１４ａも図示している。また、図８においてフィン３０１５の表面に描かれている実線は、紙面手前側に突出している箇所を示している。また、図８においてフィン３０１５の表面に描かれている破線は、紙面奥側に凹んでいる箇所を示している。また、図９は、図８におけるＣ−Ｃ断面図である。
【００５７】
図８及び図９を参照して、比較例３の風上側熱交換器３００９の構成について説明する。比較例３の風上側熱交換器３００９が風上側熱交換器９と異なる点は、第一凸部３０１７の第一最大頂部３０１７ａと、第二凸部３０１８の第二最大頂部３０１８ａとがＺ方向において異なる位置に配置されていない点である。すなわち、第一最大頂部３０１７ａと第二最大頂部３０１８ａとは、Ｘ方向において同一線上に配置されている。換言すると、第一最大頂部３０１７ａと第二最大頂部３０１８ａとは、室外送風機７から供給される空気の流通方向と直交する方向において、同位置に配置されている。
【００５８】
図８に示すように、比較例３の風上側熱交換器３００９は、面３０１５ａに波型形状を呈する複数の凸部３０１６が形成されている。このため、複数の凸部３０１６に衝突した空気が二次流れを生成し、面３０１５ａの表面近傍を流れる空気の流速が増大する。これにより、熱の輸送量が増加するので、風上側熱交換器３００９は伝熱性能に優れている。また、フィン３０１５は、切り起こし部２０１９を有していない。このため、比較例３の風上側熱交換器３００９は、凝縮水が切り起こし部２０１９に保持されることを防止でき、着霜が切り起こし部２０１９に集中して発生することも防止できる。これにより、比較例３の風上側熱交換器３００９は、十分な排水性能及び着霜耐力が得られる。
【００５９】
しかしながら、図９に示すように、比較例３の風上側熱交換器３００９においては、第一最大頂部３０１７ａと第二最大頂部３０１８ａとが、Ｘ方向において同一線上に配置されている。このため、第一最大頂部３０１７ａを乗り越えた空気が第二最大頂部３０１８ａを乗り越える可能性が高く、通風抵抗が増加する。すなわち、比較例３の風上側熱交換器３００９は、十分な排水性能及び着霜耐力が得られる一方で、通風抵抗の増加により冷凍サイクル効率が低下する可能性がある。
【００６０】
一方、本実施の形態１に係る風上側熱交換器９は、比較例３と同様に、複数の凸部１６を備えている。したがって、複数の凸部１６に衝突した空気が二次流れを生成し、面１５ａの表面近傍を流れる空気の流速が増大する。これにより、熱の輸送量が増加するので、風上側熱交換器９は伝熱性能に優れている。また、フィン１５は、切り起こし部２０１９を有していない。このため、本実施の形態１に係る風上側熱交換器９は、凝縮水が切り起こし部２０１９に保持されることを防止でき、着霜が切り起こし部２０１９に集中して発生することも防止できる。これにより、本実施の形態１に係る風上側熱交換器９は、十分な排水性能及び着霜耐力が得られる。
【００６１】
さらに、図３〜図５で示したように、風上側熱交換器９は、第一最大頂部１７ａと第二最大頂部１８ａとが、Ｚ方向において異なる位置に配置されている。すなわち、第一最大頂部１７ａと第二最大頂部１８ａとが、Ｘ方向において同一線上に配置されていない。このため、第一最大頂部１７ａを乗り越えた空気が第二最大頂部１８ａを乗り越える可能性が、低減される。これにより、空気が複数の凸部１６を乗り越える際に生じる通風抵抗が低減される。すなわち、風上側熱交換器９は、排水性能及び着霜耐力を損なうことなく、冷凍サイクル効率を向上することができる。また、冷凍サイクル効率を向上することで、風上側熱交換器９のコンパクト化及び原価低減が可能になる。
【００６２】
以上、本実施の形態１に係る風上側熱交換器９は、室外送風機７により空気が供給される熱交換器である。風上側熱交換器９は、室外送風機７から供給される空気の流通方向であるＸ方向と交差する方向であるＹ方向に延びる伝熱管１４と、伝熱管１４に接続されたフィン１５と、を備えている。フィン１５は、Ｙ方向に突出し、Ｘ方向に交差する方向に沿って連続的に形成された第一凸部１７を有している。また、フィン１５は、Ｙ方向に突出し、Ｘ方向に交差する方向に沿って連続的に形成され、Ｘ方向において第一凸部１７の下流側に配置された第二凸部１８を有している。第一凸部１７は、該第一凸部１７において突出高さが最大となる第一最大頂部１７ａを有している。第二凸部１８は、該第二凸部１８において突出高さが最大となる第二最大頂部１８ａを有している。そして、第一最大頂部１７ａと第二最大頂部１８ａとが、Ｘ方向に直交する方向において異なる位置に配置されている。
【００６３】
このように、本実施の形態１に係る風上側熱交換器９は、スリットレスフィン熱交換器となっている。また、本実施の形態１に係る風上側熱交換器９においては、第一最大頂部１７ａを乗り越えた二次流れが第二最大頂部１８ａを乗り越える可能性が、低減される。このため、本実施の形態１に係る風上側熱交換器９は、二次流れがフィン１５に形成された凸部１６を乗り越える際の通風抵抗を低減できる。したがって、本実施の形態１に係る風上側熱交換器９は、熱伝達率を維持しつつ、通風抵抗を低減することができる。
【００６４】
なお、複数のフィン１５は、板状部材を折り曲げることにより平面部と曲面部とが交互に配置されたコルゲートフィンでもよい。すなわち、風上側熱交換器９は、コルゲートフィンアンドチューブ型熱交換器でもよい。また、風上側熱交換器９は、マイクロチャネル熱交換器であってもよい。
【００６５】
また、複数の凸部１６の数は限定されず、二つ以上であればよい。複数の凸部１６が、それぞれ密接して配置されることで、二次流れが絶えず発生するので、面１５ａの表面近傍を流れる空気の流速が増大する。これにより、熱の輸送量が増加するので、伝熱性能が向上する。
【００６６】
さらに、上記した複数の凸部１６を、室内熱交換器３に備えられたフィンに形成してもよい。このように構成された室内熱交換器３においても、空気の流通方向において複数の凸部１６の最大頂部１６ａが重複する数が低減されるので、二次流れの凸部１６の乗り越えによる通風抵抗が低減される。これにより、室内熱交換器３における熱伝達率を維持しつつ、通風抵抗を低減できる。
【００６７】
また、本実施の形態１では、冷凍サイクル装置１を空気調和装置に搭載した例を説明したが、冷凍サイクル装置１を搭載する装置は、空気調和装置に限定されない。冷凍サイクル装置１は、例えば冷凍機等、冷凍サイクル回路を有する種々の装置に搭載することができる。すなわち、本発明に係る冷凍サイクル装置は、冷凍サイクル回路を有する種々の装置に搭載することができる。
【００６８】
実施の形態２．
第一凸部１７及び第二凸部１８の形状は、実施の形態１で示した形状に限定されない。第一最大頂部１７ａと第二最大頂部１８ａとがＸ方向に直交する方向において異なる位置に配置されていれば、第一凸部１７及び第二凸部１８を種々の形状に形成することができる。本実施の形態２では、第一凸部１７及び第二凸部１８の形状の一例について説明する。なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とする。
【００６９】
図１０は、本発明の実施の形態２に係る風上側熱交換器の一例の要部を示す断面図である。この図１０は、図３と同様の観察方向及び観察範囲で、本実施の形態２に係る風上側熱交換器９の一例を見た図である。なお、図１０においてフィン１５の表面に描かれている実線は、紙面手前側に突出している箇所を示している。また、図１０においてフィン１５の表面に描かれている破線は、紙面奥側に凹んでいる箇所を示している。また、図１１は、図１０に示す風上側熱交換器のフィンの表面の一部を示す斜視図である。なお、図１１では、凸部１６の稜線Ｒを太い実線で示している。
【００７０】
図１０及び図１１に示す風上側熱交換器９のフィン１５には、複数の突起２１が連続的に形成されている。また、複数の突起２１のそれぞれは、Ｙ方向に突出する四角錐形状となっている。このようにフィン１５に複数の突起２１を形成することによっても、複数の凸部１６を、Ｘ方向と交差する方向に沿って連続的に形成することができる。また、複数の凸部１６をＸ方向に沿って配置することができる。また、複数の凸部１６はそれぞれ、最大頂部１６ａを有することとなる。
【００７１】
ここで、実施の形態１と同様に、複数の凸部１６のうちの一つを第一凸部１７とする。また、複数の凸部１６のうち、第一凸部１７よりもＸ方向の下流側に形成された凸部１６の一つを第二凸部１８とする。この場合、実施の形態１と同様に、第一凸部１７は、第一凸部１７においてＹ方向への突出高さが最大となる第一最大頂部１７ａを有している。また、実施の形態１と同様に、第二凸部１８は、第二凸部１８においてＹ方向への突出高さが最大となる第二最大頂部１８ａを有している。そして、実施の形態１と同様に、第一最大頂部１７ａと第二最大頂部１８ａとは、Ｚ方向において異なる位置に配置されている。換言すると、第一最大頂部１７ａと第二最大頂部１８ａとは、室外送風機７から供給される空気の流通方向と直交する方向において、異なる位置に配置されている。すなわち、第一最大頂部１７ａと第二最大頂部１８ａとは、Ｘ方向において同一線上に配置されていない。
【００７２】
このため、図１０及び図１１に示すように風上側熱交換器９を構成しても、第一最大頂部１７ａを乗り越えた二次流れが第二最大頂部１８ａを乗り越える可能性が、低減される。このため、図１０及び図１１に示すように風上側熱交換器９を構成しても、二次流れがフィン１５に形成された凸部１６を乗り越える際の通風抵抗を低減できる。したがって、図１０及び図１１に示すように風上側熱交換器９を構成しても、熱伝達率を維持しつつ、通風抵抗を低減することができる。
【００７３】
図１２は、本発明の実施の形態２に係る風上側熱交換器の別の一例の要部を示す断面図である。この図１２は、図３と同様の観察方向及び観察範囲で、本実施の形態２に係る風上側熱交換器９の別の一例を見た図である。なお、図１２においてフィン１５の表面に描かれている実線は、紙面手前側に突出している箇所を示している。また、図１２においてフィン１５の表面に描かれている破線は、紙面奥側に凹んでいる箇所を示している。また、図１３は、図１２に示す風上側熱交換器のフィンの表面の一部を示す斜視図である。なお、図１３では、凸部１６の稜線Ｒを太い実線で示している。
【００７４】
図１２及び図１３に示す風上側熱交換器９のフィン１５には、複数の突起２２が連続的に形成されている。また、複数の突起２２のそれぞれは、立方体又は直方体を構成する面のうち、同一の角部に接する三つの面で構成されている。そして、複数の突起２２のそれぞれは、当該同一の角部がＹ方向に突出するように、フィン１５に形成されている。このようにフィン１５に複数の突起２２を形成することにより、複数の凸部１６を、Ｘ方向と交差する方向に沿って連続的に形成することができる。また、複数の凸部１６をＸ方向に沿って配置することができる。また、複数の凸部１６はそれぞれ、最大頂部１６ａを有することとなる。なお、図１２及び図１３に示す風上側熱交換器９のフィン１５においては、凸部１６の稜線Ｒは、Ｘ方向と交差する方向に沿って、ジグザグ状に連続的に形成される。換言すると、図１２及び図１３に示す風上側熱交換器９のフィン１５においては、凸部１６は、Ｘ方向と交差する方向に沿って、ジグザグ状に連続的に形成される。
【００７５】
ここで、実施の形態１と同様に、複数の凸部１６のうちの一つを第一凸部１７とする。また、複数の凸部１６のうち、第一凸部１７よりもＸ方向の下流側に形成された凸部１６を第二凸部１８とする。この場合、実施の形態１と同様に、第一凸部１７は、第一凸部１７においてＹ方向への突出高さが最大となる第一最大頂部１７ａを有している。また、実施の形態１と同様に、第二凸部１８は、第二凸部１８においてＹ方向への突出高さが最大となる第二最大頂部１８ａを有している。そして、実施の形態１と同様に、第一最大頂部１７ａと第二最大頂部１８ａとは、Ｚ方向において異なる位置に配置されている。換言すると、第一最大頂部１７ａと第二最大頂部１８ａとは、室外送風機７から供給される空気の流通方向と直交する方向において、異なる位置に配置されている。すなわち、第一最大頂部１７ａと第二最大頂部１８ａとは、Ｘ方向において同一線上に配置されていない。
【００７６】
このため、図１２及び図１３に示すように風上側熱交換器９を構成しても、第一最大頂部１７ａを乗り越えた二次流れが第二最大頂部１８ａを乗り越える可能性が、低減される。このため、図１２及び図１３に示すように風上側熱交換器９を構成しても、二次流れがフィン１５に形成された凸部１６を乗り越える際の通風抵抗を低減できる。したがって、図１２及び図１３に示すように風上側熱交換器９を構成しても、熱伝達率を維持しつつ、通風抵抗を低減することができる。
【００７７】
実施の形態３．
実施の形態１及び実施の形態２で示したように、隣接する凸部１６の接続箇所は、凹部となっている。隣接する凸部１６の接続箇所である凹部をマイナスＹ方向へ突出させることにより、風上側熱交換器９の伝熱性能を向上させることができる。なお、以下では、実施の形態１で示した風上側熱交換器９を変形した例で、本実施の形態３に係る風上側熱交換器９を説明する。また、本実施の形態３において、特に記述しない項目については実施の形態１又は実施の形態２と同様とする。
【００７８】
図１４は、本発明の実施の形態３に係る風上側熱交換器の一例の要部を示す断面図である。この図１４は、図３と同様の観察方向及び観察範囲で、本実施の形態３に係る風上側熱交換器９の一例を見た図である。なお、図１４においてフィン１５の表面に描かれている実線は、紙面手前側に突出している箇所を示している。また、図１４においてフィン１５の表面に描かれている破線は、紙面奥側に凹んでいる箇所を示している。また、図１５は、図１４におけるＤ−Ｄ断面図である。また、図１６は、図１４におけるＥ−Ｅ断面図である。
【００７９】
本実施の形態３に係る風上側熱交換器９においては、隣接する凸部１６の接続箇所である凹部が、マイナスＹ方向へ突出している。詳しくは、隣接する凸部１６の接続箇所である凹部が、フィン１５の面１５ａに対してマイナスＹ方向へ突出している。これにより、フィン１５における凸部１６が突出している側とは反対側の面には、複数の凸部２６が形成されている。複数の凸部２６は、それぞれＺ方向に沿って連続的に形成されている。換言すると、複数の凸部２６は、Ｘ方向と交差する方向に沿って連続的に形成されている。複数の凸部２６のそれぞれの稜線Ｒは、例えばＺ方向に平行な直線である。換言すると、本実施の形態３に係る風上側熱交換器９のフィン１５は、複数の凸部２６のうちの一つである第三凸部２７を備えている。また、本実施の形態３に係る風上側熱交換器９のフィン１５は、数の凸部２６のうちの一つであって、第三凸部２７よりもＸ方向の下流側に形成された第四凸部２８を備えている。例えば、Ｘ方向において、第三凸部２７は、第一凸部１７と第二凸部１８との間に配置されている。また例えば、Ｘ方向において、第四凸部２８は、第二凸部１８の下流側に配置されている。
【００８０】
本実施の形態３のようにフィン１５を構成することにより、複数の凸部２６に衝突した空気が二次流れを生成する。すなわち、本実施の形態３のようにフィン１５を構成することにより、フィン１５における凸部１６が突出している側とは反対側の面でも、二次流れを生成することができる。したがって、本実施の形態３のようにフィン１５を構成することにより、実施の形態１及び実施の形態２と比べ、風上側熱交換器９の伝熱性能を向上させることができる。
【００８１】
また、複数の凸部１６はそれぞれ、図１５に黒点で示す最大頂部２６ａを有している。最大頂部２６ａは、同一の凸部２６において、マイナスＹ方向への突出高さが最大となる部分である。なお、図１５では、複数の凸部２６のそれぞれが複数の最大頂部２６ａを有している例を示している。すなわち、複数の凸部２６のそれぞれは、Ｘ方向から見て波型形状を呈している。なお、複数の凸部２６のそれぞれにおける最大頂部２６ａの数は複数に限らず、一つであってもよい。
【００８２】
つまり、第三凸部２７は、第三凸部２７においてマイナスＹ方向への突出高さが最大となる第三最大頂部２７ａを有している。また、第四凸部２８は、第四凸部２８においてマイナスＹ方向への突出高さが最大となる第四最大頂部２８ａを有している。そして、第三最大頂部２７ａと第四最大頂部２８ａとは、Ｚ方向において異なる位置に配置されている。換言すると、第三最大頂部２７ａと第四最大頂部２８ａとは、室外送風機７から供給される空気の流通方向と直交する方向において、異なる位置に配置されている。すなわち、第三最大頂部２７ａと第四最大頂部２８ａとは、Ｘ方向において同一線上に配置されていない。
【００８３】
このため、本実施の形態３に係る風上側熱交換器９においては、第三最大頂部２７ａを乗り越えた二次流れが第四最大頂部２８ａを乗り越える可能性が、低減される。したがって、本実施の形態３に係る風上側熱交換器９は、二次流れがフィン１５に形成された複数の凸部２６を乗り越える際の通風抵抗も低減できる。
【００８４】
実施の形態４．
実施の形態１〜実施の形態３に係る風上側熱交換器９を本実施の形態４のように変形することにより、風上側熱交換器９の着霜耐力を向上させることができる。なお、本実施の形態４において、特に記述しない項目については実施の形態１〜実施の形態３のいずれかと同様とする。
【００８５】
図１７は、本発明の実施の形態４に係る風上側熱交換器の一例の要部を示す断面図である。この図１７は、図４と同様の観察方向及び観察範囲で、本実施の形態４に係る風上側熱交換器９の一例を見た図である。
本実施の形態４に係る風上側熱交換器９においては、第一凸部１７の第一最大頂部１７ａの突出高さが、第二凸部１８の第二最大頂部１８ａの突出高さよりも低くなっている。
【００８６】
このように風上側熱交換器９を構成することにより、第二凸部１８よりも風上側となる第一凸部１７周辺の局所的な熱伝達率は、第一凸部１７よりも風下側となる第二凸部１８周辺の局所的な熱伝達率と比べ、小さくなる。ここで、風上側熱交換器９が蒸発器として機能する場合、室外送風機７から風上側熱交換器９へ供給された空気は、風上側熱交換器９によって冷却されることとなる。すなわち、風上側熱交換器９が蒸発器として機能する場合、風上側熱交換器９内を流れる空気は、風上側ほど絶対湿度量が大きくなる。このため、風上側熱交換器９が蒸発器として機能する場合、風上側熱交換器９は、風上側ほど着霜しやすい。したがって、図１７のように第一凸部１７及び第二凸部１８を構成することにより、風上側熱交換器９において、着霜しやすい風上側の局所的な熱伝達率を小さくすることができ、着霜によって風上側熱交換器９内の風路が閉塞されることをより抑制できる。このため、図１７のように第一凸部１７及び第二凸部１８を構成することにより、風上側熱交換器９の着霜耐力を向上させることができる。
【００８７】
なお、実施の形態３で示したように、風上側熱交換器９が第三凸部２７及び第四凸部２８を有している場合、第三凸部２７及び第四凸部２８を以下のように構成してもよい。
【００８８】
図１８は、本発明の実施の形態４に係る風上側熱交換器の別の一例の要部を示す断面図である。この図１８は、図１５と同様の観察方向及び観察範囲で、本実施の形態４に係る風上側熱交換器９の別の一例を見た図である。
図１８に示す風上側熱交換器９においては、第三凸部２７の第三最大頂部２７ａの突出高さが、第四凸部２８の第四最大頂部２８ａの突出高さよりも低くなっている。
【００８９】
このように風上側熱交換器９を構成することにより、第四凸部２８よりも風上側となる第三凸部２７周辺の局所的な熱伝達率は、第三凸部２７よりも風下側となる第四凸部２８周辺の局所的な熱伝達率と比べ、小さくなる。このため、図１８のように第三凸部２７及び第四凸部２８を構成することにより、第三凸部２７及び第四凸部２８を有する風上側熱交換器９において、着霜しやすい風上側の局所的な熱伝達率を小さくすることができる。したがって、第三凸部２７及び第四凸部２８を有する風上側熱交換器９において、着霜によって風上側熱交換器９内の風路が閉塞されることをより抑制できる。このため、図１８のように第三凸部２７及び第四凸部２８を構成することにより、第三凸部２７及び第四凸部２８を有する風上側熱交換器９の着霜耐力を向上させることができる。
【符号の説明】
【００９０】
１  冷凍サイクル装置、２  圧縮機、３  室内熱交換器、４  室内送風機、５  絞り装置、６  室外熱交換器、７  室外送風機、８  四方弁、９  風上側熱交換器（熱交換器）、１０  風下側熱交換器、１１  風上側ヘッダ集合管、１１ａ  冷媒出入口、１２  風下側ヘッダ集合管、１２ａ  冷媒出入口、１３  列間接続部材、１４  伝熱管、１４ａ  流路、１５  フィン、１５ａ  面、１６  凸部、１６ａ  最大頂部、１７  第一凸部、１７ａ  第一最大頂部、１７ｂ  斜面部、１８  第二凸部、１８ａ  第二最大頂部、１８ｂ  斜面部、２１  突起、２２  突起、２６  凸部、２６ａ  最大頂部、２７  第三凸部、２７ａ  第三最大頂部、２８  第四凸部、２８ａ  第四最大頂部、１００９  風上側熱交換器、１０１４  伝熱管、１０１４ａ  流路、１０１５  フィン、１０１５ａ  面、２００９  風上側熱交換器、２０１４  伝熱管、２０１４ａ  流路、２０１５  フィン、２０１５ａ  面、２０１９  切り起こし部、３００９  風上側熱交換器、３０１４  伝熱管、３０１４ａ  流路、３０１５  フィン、３０１５ａ  面、３０１６  凸部、３０１７  第一凸部、３０１７ａ  第一最大頂部、３０１８  第二凸部、３０１８ａ  第二最大頂部。
【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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【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年7月3日(2020.7.3)
【手続補正１】
【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】
送風機により空気が供給される熱交換器であって、
前記送風機から供給される空気の流通方向と交差する方向である第一方向に延びる伝熱管と、
前記伝熱管に接続されたフィンと、
を備え、
前記フィンは、
前記第一方向に突出し、前記空気の流通方向に交差する方向に沿って連続的に形成された第一凸部と、
前記第一方向に突出し、前記空気の流通方向に交差する方向に沿って連続的に形成され、前記空気の流通方向において前記第一凸部の下流側に配置された第二凸部と、
を有し、
前記第一凸部は、該第一凸部において突出高さが最大となる第一最大頂部を有し、
前記第二凸部は、該第二凸部において突出高さが最大となる第二最大頂部を有し、
前記第一最大頂部と前記第二最大頂部とが、前記空気の流通方向に直交する方向において異なる位置に配置されている熱交換器。
【請求項２】
前記第一最大頂部の突出高さが、前記第二最大頂部の突出高さよりも低い請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記第一方向と平行で、且つ前記第一方向とは反対向きとなる方向を第二方向と定義した場合、
前記フィンは、
前記第二方向に突出し、前記空気の流通方向に交差する方向に沿って連続的に形成された第三凸部と、
前記第二方向に突出し、前記空気の流通方向に交差する方向に沿って連続的に形成され、前記空気の流通方向において前記第三凸部の下流側に配置された第四凸部と、
を有する請求項１又は請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記空気の流通方向において、前記第三凸部は、前記第一凸部と前記第二凸部との間に配置され、
前記空気の流通方向において、前記第四凸部は、前記第二凸部の下流側に配置されている請求項３に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記第三凸部は、該第三凸部において突出高さが最大となる第三最大頂部を有し、
前記第四凸部は、該第四凸部において突出高さが最大となる第四最大頂部を有し、
前記第三最大頂部と前記第四最大頂部とが、前記空気の流通方向に直交する方向において異なる位置に配置されている請求項３又は請求項４に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記第三最大頂部の突出高さが、前記第四最大頂部の突出高さよりも低い請求項５に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記第一凸部と、前記第二凸部とが連続的に形成されており、
前記第一凸部と、前記第二凸部のそれぞれの稜線が前記空気の流通方向に交差する方向に沿っている請求項１〜６のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記稜線が、前記空気の流通方向に交差する方向に平行な直線である請求項７に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記稜線が、前記空気の流通方向に交差する方向に沿ったジグザグ状である請求項７に記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記第一凸部は、前記第一最大頂部の周囲に配置された第一斜面部を有し、
前記第二凸部は、前記第二最大頂部の周囲に配置された第二斜面部を有し、
前記第一凸部は、隣接する前記第一斜面部が接した状態で連続的に形成されており、
前記第二凸部は、隣接する前記第二斜面部が接した状態で連続的に形成されている請求項１〜９のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の熱交換器と、
前記空気の流通方向に前記熱交換器へ前記空気を供給する送風機と、
を備えた冷凍サイクル装置。
【国際調査報告】
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