(57)【要約】  室外熱交換器５は、３列以上で、主熱交換器８と副熱交換器９からなり、主熱交換器８と副熱交換器９の一端は、別々の端板１０ａ、１０ｂで構成されることにより、組立等で室外熱交換器５を３列一体で保持することがなくなるので、端板に繋がれていない一端で、３列の中間となる熱交換器列のフィン２０が、両側の熱交換器列に圧迫されてフィン２０が倒れることを防止し、送風性能を向上することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、室内熱交換器、膨張手段、室外熱交換器を冷媒回路で連結した冷凍サイクルと、
前記室外熱交換器に空気を搬送する室外送風ファンと、
を備え、
前記室外熱交換器は、主熱交換器と副熱交換器を３列以上含む複数の熱交換器列からなるフィンチューブ型熱交換器であって、
前記主熱交換器と前記副熱交換器は、複数並べられ、その間を、前記室外送風ファンの回転に伴って発生する空気が流動するフィンと、前記フィンに所定の段ピッチおよび列ピッチで略直角に挿入され、内部を冷媒が流動する複数の伝熱管と、からなり、
前記主熱交換器と前記副熱交換器の一端は、別々の端板で構成されることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記室外熱交換器の少なくとも一端は、略Ｌ字状に折曲して形成されたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記副熱交換器は、前記室外送風ファンの回転に伴って発生する空気の流動に対して風上側に配設するとともに、前記副熱交換器の前記伝熱管の外径は、前記主熱交換器の前記伝熱管の外径よりも細いことを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記室外熱交換器は、前記室外送風ファンの回転に伴って発生する空気の流動に対して風下側の前記フィンの面上に、前記空気の流動に対向して開口した切起こしを設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機または冷凍機分野に広く用いられる熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱交換器には、近年の省エネ法規制等による高効率の追求に応じた伝熱面積の拡大のために３列を一体としているものがある（例えば、特許文献１参照。）。【０００３】
図５は、従来の空気調和機の室外機に搭載の熱交換器の概略斜視図である。この熱交換器は、一定間隔で平行に複数並べられ、その間を空気３１が流動するフィン２０と、フィン２０に所定の段ピッチおよび列ピッチで略直角に挿入され、内部を冷媒が流動する伝熱管２１から１つの熱交換器列を構成している。そして、その熱交換器列の一端が端板３０によって繋がれることによって、３列が一体となった熱交換器が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２６４６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図６は、図５におけるＢ方向から見た従来の室外熱交換器の概略上面図である。図６に示すように、特許文献１に記載の熱交換器においては、組立等で熱交換器を保持する場合に、端板に繋がれていない一端で、３列の中間となる熱交換器列のフィンが、両側の熱交換器列に圧迫されて、フィンが倒れてしまい、送風性能が低下するという課題を有していた。【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、組立等で熱交換器を保持する場合に、端板に繋がれていない一端で、３列の中間となる熱交換器列のフィンが、両側の熱交換器列に圧迫されてフィンが倒れることを防止し、送風性能を向上する空気調和機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】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、圧縮機、室内熱交換器、膨張手段、室外熱交換器を冷媒回路で連結した冷凍サイクルと、室外熱交換器に空気を搬送する室外送風ファンと、を備え、前記室外熱交換器は、主熱交換器と副熱交換器を３列以上含む複数の熱交換器列からなるフィンチューブ型熱交換器であって、前記主熱交換器と前記副熱交換器は、複数並べられ、その間を、前記室外送風ファンの回転に伴って発生する空気が流動するフィンと、前記フィンに所定の段ピッチおよび列ピッチで略直角に挿入され、内部を冷媒が流動する複数の伝熱管と、からなり、前記主熱交換器と前記副熱交換器の一端は、別々の端板で構成されるとしたものである。【０００８】
これによって、組立等で熱交換器を保持する場合に、端板に繋がれていない一端で、３列の中間となる熱交換器列のフィンが、両側の熱交換器列に圧迫されてフィンが倒れることを防止する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の空気調和機は、組立等で熱交換器を保持する場合に、端板に繋がれていない一端で、３列の中間となる熱交換器列のフィンが、両側の熱交換器列に圧迫されてフィンが倒れることを防止し、送風性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和機の構成図
【図２】本発明の実施の形態１における室外熱交換器の構成図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１における室外熱交換器の主熱交換器の端板と副熱交換器の端板を繋げる前の状態を示す斜視図、（ｂ）端板と端板を繋げた後の状態を示す斜視図
【図４】（ａ）切起こしを設けた場合における図２のＡ−Ａ’方向から見た断面図、（ｂ）本発明の実施の形態１における室外熱交換器の風下側のフィン面上の切起こしを示す図
【図５】従来の空気調和機の室外熱交換器の構成を示す概略斜視図
【図６】図５におけるＢ方向から見た従来の室外熱交換器の概略上面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明は、圧縮機、室内熱交換器、膨張手段、室外熱交換器を冷媒回路で連結した冷凍サイクルと、前記室外熱交換器に空気を搬送する室外送風ファンと、を備え、前記室外熱交換器は、主熱交換器と副熱交換器を３列以上含む複数の熱交換器列からなるフィンチューブ型熱交換器であって、前記主熱交換器と前記副熱交換器は、複数並べられ、その間を、前記室外送風ファンの回転に伴って発生する空気が流動するフィンと、前記フィンに所定の段ピッチおよび列ピッチで略直角に挿入され、内部を冷媒が流動する複数の伝熱管と、からなり、前記主熱交換器と前記副熱交換器の一端は、別々の端板で別々の端板で構成される。
この構成により、組立等で熱交換器を保持する場合に、端板に繋がれていない一端で、３列の中間となる熱交換器列のフィンが、両側の熱交換器列に圧迫されてフィンが倒れることを防止し、送風性能を向上することができる。
【００１２】
第２の発明は、特に、第１の発明において、前記室外熱交換器の少なくとも一端は、略Ｌ字状に折曲して形成される。
この構成により、室外熱交換器のコンパクト化をすることができる。
【００１３】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記副熱交換器は、前記室外送風ファンの回転に伴って発生する空気の流動に対して風上側に配設するとともに、前記副熱交換器の前記伝熱管の外径は、前記主熱交換器の前記伝熱管の外径よりも細くなっている。
この構成により、熱交換器列を３列以上の複数列としたことによる通風抵抗を低減し、さらに送風性能を向上することができる。
【００１４】
第４の発明は、特に、第１乃至３のいずれかの発明において、前記室外熱交換器は、前記室外送風ファンの回転に伴って発生する空気の流動に対して風下側の前記フィンの面上に、前記空気の流動に対向して開口した切起こしを設けている。
この構成により、フィンの面上での風上側から風下側までの連続的な温度境界層の発達による、風下側での熱伝達率の低下を防止し、熱交換器の効率を向上することができる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における空気調和機の構成図である。
本発明の実施の形態１における空気調和機は、圧縮機１、四方弁２、室内熱交換器３、本発明の膨張手段としての膨張弁４、室外熱交換器５を備え、それらを環状に接続し、冷凍サイクルを構成している。また、室内熱交換器３および室外熱交換器５には、空気を搬送する室内送風ファン６および室外送風ファン７が設けられている。
【００１７】
図２は、本発明の実施の形態１における室外熱交換器の構成図である。
図２に示すように、室外熱交換器５は、一定間隔で平行に複数並べられ、その間を、室外送風ファン７の回転に伴って発生する空気３１が流動するフィン２０と、フィン２０に所定の段ピッチおよび列ピッチで略直角に挿入され、内部を冷媒が流動する複数の伝熱管２１ａ、２１ｂからなる複数の熱交換器列を有する。本発明の実施の形態１において、この熱交換器列は、２列の主熱交換器８と１列の副熱交換器９で構成され、その一端に設置された別々の端板１０ａ、１０ｂを繋げることで、３列一体として形成している。そして、もう一端は、室外熱交換器５のコンパクト化を図るために、略Ｌ字状に折曲されている。
以上のように構成された空気調和機について、以下にその動作および作用を説明する。
【００１８】
基本的な動作としては、冷房運転時は、圧縮機１から圧縮された高温高圧の冷媒が吐出され、四方弁２を介して室外熱交換器５に流入する。この室外熱交換器５では、その風路に設けられた室外送風ファン７により搬送される室外の空気が室外熱交換器５のフィン２０と伝熱管２１ａ、２１ｂの間を通過しながら冷却されて高圧の液状態となる（室外熱交換器５は凝縮器として作用する）。
【００１９】
その後、膨張弁４で減圧され低圧の二相冷媒となり、室内熱交換器３に流入する。この室内熱交換器３では、その風路に設けられた室内送風ファン６により搬送される室内の空気と熱交換することにより、室内空間に吹出される空気は冷やされ、冷媒は空気から受け取った熱で蒸発して気体状態となる（室内熱交換器３は蒸発器として作用する）。そして、冷媒は、圧縮機１に戻るという循環を繰り返し、室内空間を空気調和する。また、暖房運転の場合は、冷凍サイクルにおいて上記と逆向きの冷媒の流れとなり、室内熱交換器３が凝縮器として、室外熱交換器５が蒸発器として作用する。なお、冷凍サイクルで用いる冷媒は、環境負荷の少ない、例えば、Ｒ４１０Ａ、プロパン、プロピレン、二酸化炭素などの冷媒が適しているが、特にこれらに限定されるものではない。
【００２０】
次に、室外熱交換器５について詳説する。図２に示したように、まず主熱交換器８を室外送風ファン７から搬送される空気の流れ３１に対して風下側に設置する。そして、副熱交換器９を室外送風ファン７から搬送される空気の流れ３１に対して風上側に設置する。その後に主熱交換器８と副熱交換器９の一端に設置された端板１０ａ、１０ｂを繋げる。組立等で室外熱交換器５を３列一体で保持することがなくなるので、端板に繋がれていない一端で、３列の中間となる熱交換器列のフィン２０が、両側の熱交換器列に圧迫されてフィン２０が倒れることを防止できる。
【００２１】
図３は、本発明の実施の形態１における室外熱交換器の端板の構成図である。特に、図３（ａ）は、室外熱交換器における主熱交換器８の端板１０ａと副熱交換器９の端板１０ｂを繋げる前の状態を示す斜視図である。図３（ｂ）は、端板１０ａと端板１０ｂを繋げた後の状態を示す斜視図である。
図３（ａ）に示すように、本発明の実施の形態１における室外熱交換器５の端板は、別々の端板１０ａ、１０ｂから構成される。端板１０ａには開口部１４ａ、１４ｂ、１４ｃが備えられており、端板１０ｂにはツメ１１ａ、１１ｂ、１１ｃが備えられている。本発明の実施の形態１における空気調和機では、端板１０ａと端板１０ｂを繋げるとき、図３（ｂ）に示すように、端板１０ａの開口部１４ａ、１４ｂ、１４ｃにツメ１１ａ、１１ｂ、１１ｃが入るように、端板１０ａと端板１０ｂの一部を重ね合わせる。そして、ビス１２ａ、１２ｂで端板１０ａと端板１０ｂを固定する。このように、端板１０ａ、１０ｂの一部を重ね合わせて、ツメ１１ａ、１１ｂ、１１ｃとビス１２ａ、１２ｂで固定することで、一体の端板のように、ずれのない強固な固定をすることができる。
【００２２】
以上のように、本発明の実施の形態１においては、室外熱交換器５は、３列以上で、主熱交換器８と副熱交換器９から構成される。また、主熱交換器８と副熱交換器９の一端は、別々の端板１０ａ、１０ｂをから構成される。この構成により、組立等で室外熱交換器５を３列一体で保持することがなくなる。したがって、端板に繋がれていない一端では、３列の中間となる熱交換器列のフィン２０が、両側の熱交換器列に圧迫されてフィン２０が倒れることを防止し、送風性能を向上することができる。
【００２３】
また、本発明の実施の形態１における空気調和機では、室外熱交換器５の副熱交換器９の伝熱管２１ｂの外径を、主熱交換器８の伝熱管２１ａの外径よりも細くすることにより、さらに送風性能を向上することができる。
【００２４】
３列以上の複数の熱交換器列を含む室外熱交換器５では、これらの複数の熱交換器列を配置することにより通風抵抗が増大し、送風性能を向上させることが難しくなる。本発明の実施の形態１における空気調和機では、室外熱交換器５の副熱交換器９の伝熱管２１ｂの外径を、主熱交換器８の伝熱管２１ａの外径よりも細くしている。これによって、熱交換器列を３列以上の複数列としたことによる通風抵抗を低減し、さらに送風性能を向上することができる。
【００２５】
図４は、本発明の実施の形態１における室外熱交換器の風下側のフィン面上に切起こしを設けた場合の構成図である。図４（ａ）は、切起こしを設けた場合における図２のＡ−Ａ’方向から見た断面図である。図４（ｂ）は、室外熱交換器の風下側のフィン面上の切起こしを示す図である。
本発明の実施の形態１における室外熱交換器５の室外送風ファン７の回転に伴って発生する空気３１の流動に対して風下側のフィン２０の面上に、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、空気の流れ３１に対向して開口した切起こし１３を設けている。本発明の実施の形態１における空気調和機では、この切起こし１３によって、風下側での熱伝達率の低下を防止し、室外熱交換器５の効率を向上している。
【００２６】
圧縮機１から圧縮された高温高圧の冷媒は、四方弁２を介して室外熱交換器５に流れ、主熱交換器８と副熱交換器９の伝熱管２１ａ、２１ｂを流れる。伝熱管２１ａ、２１ｂは、複数列のフィン２０と繋がっており、室外送風ファン７により発生する空気の流れ３１が、伝熱管２１ａ、２１ｂの周囲とフィン２０間を通過する。このとき、フィン２０間を通過する空気は、相互に混合されずに、フィン２０に挟まれた各スペースを独立に通過して熱交換を行う。そのため、フィン２０の表面に沿って温度境界層が形成され、特に、風上側から風下側に向かって温度境界層が発達する。この温度境界層が発達することによって、風下側での熱伝達率が低下する。
【００２７】
本実施の形態１における空気調和機では、室外熱交換器５の室外送風ファン７の回転に伴って発生する空気３１の流動に対して風下側のフィン２０の面上に、空気の流れ３１に対向して開口した切起こし１３を設けている。この切起こし１３によって、フィン２０の面上に沿って発達してきた温度境界層を寸断できる。また、フィン２０間を流れる空気３１が切起こし１３に衝突したり、フィン裏面の空気と混合されることによって乱流化を促進し、温度境界層の発達を抑制できる。したがって、本実施の形態１における空気調和機では、室外熱交換器５の室外送風ファン７の回転に伴って発生する空気３１の流動に対して風下側のフィン２０の面上に、空気の流れ３１に対向して開口した切起こし１３を設けることによって、フィンの面上での風上側から風下側までの連続的な温度境界層の発達による、風下側での熱伝達率の低下を防止し、室外熱交換器５の効率を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上のように、本発明に係る空気調和機は、流動する空気と高い熱交換性能を有するので、高効率な熱交換が必要な産業用・家庭用の空調機器等の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００２９】
１  圧縮機
２  四方弁
３  室内熱交換器
４  膨張弁（膨張手段）
５  室外熱交換器
６  室内送風ファン
７  室外送風ファン
８  主熱交換器
９  副熱交換器
１０ａ  （主熱交換器の）端板
１０ｂ  （副熱交換器の）端板
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ  ツメ
１２ａ、１２ｂ  ビス
１３  切起こし
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ  開口部
２０  フィン
２１  伝熱管
２１ａ  （主熱交換器の）伝熱管
２１ｂ  （副熱交換器の）伝熱管
３１  空気の流れ
【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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【国際調査報告】
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