(57)【要約】【課題】コスト上昇や通風抵抗増加を抑制でき且つ伝熱管どうしの熱移動を抑制して性能向上を図る。【解決手段】熱交換器は、冷媒の入口または出口となる第１ヘッダと、冷媒の出口または入口となる第２ヘッダと、第１ヘッダと第２ヘッダの間に配設された中間ヘッダと、中間ヘッダと、第１ヘッダまたは第２ヘッダとの間に配設され、長手方向に通路を有する複数の伝熱管と、前記伝熱管に接続された複数の伝熱フィンを有する。前記伝熱管は、第１ヘッダと中間ヘッダに接続される複数の第１の伝熱管と、中間ヘッダと第２ヘッダに接続される複数の第２の伝熱管を備え、伝熱フィンは、複数の第１の伝熱管に差し込まれる複数枚の板状フィンで構成された第１のフィン群と、複数の前記第２の伝熱管に差し込まれる複数枚の板状フィンで構成された第２のフィン群を備え、第１のフィン群と第２のフィン群は互いに分離されている。【選択図】図１
2019015432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の入口または出口となる第１ヘッダと、冷媒の出口または入口となる第２ヘッダと、前記第１ヘッダと前記第２ヘッダの間に配設された中間ヘッダと、
前記中間ヘッダと、前記第１ヘッダまたは前記第２ヘッダとの間に配設され、長手方向に通路を有する複数の伝熱管と、
前記伝熱管に接続された複数のフィンを有する熱交換器であって、
前記伝熱管は、前記第１ヘッダと前記中間ヘッダに接続される複数の第１の伝熱管と、前記中間ヘッダと前記第２ヘッダに接続される複数の第２の伝熱管を備え、
前記フィンは、複数の前記第１の伝熱管に差し込まれる複数枚の板状フィンで構成された第１のフィン群と、複数の前記第２の伝熱管に差し込まれる複数枚の板状フィンで構成された第２のフィン群を備え、
前記第１のフィン群と前記第２のフィン群は互いに分離されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器であって、前記第１の伝熱管及び前記第２の伝熱管は、それぞれ扁平形状であって長手方向に多数の通路を有する扁平多孔管で構成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項１に記載の熱交換器であって、前記第１の伝熱管及び前記第１のフィン群は、前記第２の伝熱管及び前記第２のフィン群よりも上方に配設されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
請求項２または３に記載の熱交換器であって、熱交換器が凝縮器として作用する場合に、前記第１の伝熱管は冷媒の入口側となり、前記第２の伝熱管は冷媒の出口側となるように構成され、且つ前記第１の伝熱管の本数を前記第２の伝熱管の本数よりも多く構成していることを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
請求項４に記載の熱交換器であって、複数の前記第１の伝熱管に差し込まれる前記第１のフィン群における各フィンの長手方向の寸法を、複数の前記第２の伝熱管に差し込まれる前記第２のフィン群における各フィンの長手方向の寸法よりも大きく構成していることを特徴とする熱交換器。
【請求項６】
請求項２または３に記載の熱交換器であって、熱交換器が凝縮器として作用する場合に、前記第１の伝熱管は冷媒の入口側となり、前記第２の伝熱管は冷媒の出口側となるように構成され、且つ前記第１のフィン群及び前記第２のフィン群の各フィンにはそれぞれスリットが設けられ、前記第１のフィン群の各フィンに設けられたスリットの数を、前記第２のフィン群の各フィンに設けられたスリットの数よりも多く構成していることを特徴とする熱交換器。
【請求項７】
請求項１〜３の何れか一項に記載の熱交換器であって、熱交換器に通風するためのファンを備え、前記ファンにより通風される熱交換器には風速分布が発生するものにおいて、風速の大きい部分に配置される前記第１のフィン群または前記第２のフィン群におけるフィンの設置間隔（フィンピッチ）を、風速の小さい部分に配置される前記第２のフィン群または前記第１のフィン群におけるフィンの設置間隔よりも小さく構成していることを特徴とする熱交換器。
【請求項８】
請求項１〜３の何れか一項に記載の熱交換器であって、熱交換器に通風するためのファンを備え、前記ファンにより通風される熱交換器には風速分布が発生するものにおいて、前記第１のフィン群及び前記第２のフィン群の各フィンにはそれぞれスリットが設けられ、風速の大きい部分に配置される前記第１のフィン群または前記第２のフィン群におけるフィンに設けられるスリットの数を、風速の小さい部分に配置される前記第２のフィン群または前記第１のフィン群におけるフィンに設けられるスリットの数よりも多く構成していることを特徴とする熱交換器。
【請求項９】
筐体と、該筐体の背面、側面及び前面の少なくとも何れかに設けられた熱交換器と、前記筐体の上部に設けられ前記熱交換器に通風するためのファンを備える熱交換ユニットにおいて、
前記熱交換器には上記請求項１〜８の何れか一項に記載の熱交換器を使用し、
前記第１の伝熱管及び前記第１のフィン群を、前記第２の伝熱管及び前記第２のフィン群よりも上方に配設すると共に、
前記第１のフィン群におけるフィンの設置間隔を、前記第２のフィン群におけるフィンの設置間隔よりも小さく構成していることを特徴とする熱交換ユニット。
【請求項１０】
筐体と、該筐体の背面、側面及び前面の少なくとも何れかに設けられた熱交換器と、前記筐体の上部に設けられ前記熱交換器に通風するためのファンを備える熱交換ユニットにおいて、
前記熱交換器には上記請求項１〜８の何れか一項に記載の熱交換器を使用し、
前記第１の伝熱管及び前記第１のフィン群を、前記第２の伝熱管及び前記第２のフィン群よりも上方に配設すると共に、
前記第１のフィン群及び前記第２のフィン群の各フィンにはそれぞれスリットが設けられ、前記第１のフィン群におけるフィンに設けられるスリットの数を、前記第２のフィン群におけるフィンに設けられるスリットの数よりも多く構成していることを特徴とする熱交換ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒と空気を熱交換させる熱交換器及び熱交換ユニットに係り、特に扁平多孔管とした複数の伝熱管を備えるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギ枯渇問題や地球温暖化問題が注目を浴びており、空気調和機や冷凍機などの冷凍サイクル装置の分野においても高効率が望まれている。特に、冷凍サイクル装置の構成要素の一つである熱交換器は冷凍サイクル装置の性能に及ぼす影響が大きいため、高性能化が図られている。
【０００３】
この熱交換器の分野において、近年、伝熱管を扁平多孔管とすることにより、通風抵抗を低減すると共に、伝熱面積の増大を図り、それによって性能向上を図るようにした技術開発が進められている。  
なお、この種の従来技術としては、特開２００４−２１８９８３号公報（特許文献１）に記載のものなどがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２１８９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の扁平多孔管とした複数の伝熱管を備える熱交換器では、伝熱面積増大のため、複数配設される伝熱管の間にはフィンが設けられている。このため、伝熱管どうしの熱移動が大きくなり、熱交換器の性能を十分に向上できないという課題がある。
【０００６】
そこで、上記特許文献１のものでは、熱移動が問題となる伝熱管と伝熱管との間に断熱部材を装着している。しかし、この特許文献１のものでは、断熱部材を装着する必要があるため、コストが高くなり、また、隣接する伝熱管の間に装着されている断熱部材のために、空気の通風抵抗が増加する課題がある。
【０００７】
本発明の目的は、コスト上昇や通風抵抗増加を抑制でき且つ伝熱管どうしの熱移動を抑制して性能向上を図ることのできる熱交換器及び熱交換ユニットを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、冷媒の入口または出口となる第１ヘッダと、冷媒の出口または入口となる第２ヘッダと、前記第１ヘッダと前記第２ヘッダの間に配設された中間ヘッダと、前記中間ヘッダと、前記第１ヘッダまたは前記第２ヘッダとの間に配設され、長手方向に通路を有する複数の伝熱管と、前記伝熱管に接続された複数のフィンを有する熱交換器であって、前記伝熱管は、前記第１ヘッダと前記中間ヘッダに接続される複数の第１の伝熱管と、前記中間ヘッダと前記第２ヘッダに接続される複数の第２の伝熱管を備え、前記フィンは、複数の前記第１の伝熱管に差し込まれる複数枚の板状フィンで構成された第１のフィン群と、複数の前記第２の伝熱管に差し込まれる複数枚の板状フィンで構成された第２のフィン群を備え、前記第１のフィン群と前記第２のフィン群は互いに分離されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の他の特徴は、筐体と、該筐体の背面、側面及び前面の少なくとも何れかに設けられた熱交換器と、前記筐体の上部に設けられ前記熱交換器に通風するためのファンを備える熱交換ユニットにおいて、前記熱交換器には上述した特徴を有する熱交換器を使用し、前記第１の伝熱管及び前記第１のフィン群を、前記第２の伝熱管及び前記第２のフィン群よりも上方に配設すると共に、前記第１のフィン群におけるフィンの設置間隔（フィンピッチ）を、前記第２のフィン群におけるフィンの設置間隔よりも小さく構成していることにある。
【００１０】
本発明の更に他の特徴は、筐体と、該筐体の背面、側面及び前面の少なくとも何れかに設けられた熱交換器と、前記筐体の上部に設けられ前記熱交換器に通風するためのファンを備える熱交換ユニットにおいて、前記熱交換器には上述した特徴を有する熱交換器を使用し、前記第１の伝熱管及び前記第１のフィン群を、前記第２の伝熱管及び前記第２のフィン群よりも上方に配設すると共に、前記第１のフィン群及び前記第２のフィン群の各フィンにはそれぞれスリットが設けられ、前記第１のフィン群におけるフィンに設けられるスリットの数を、前記第２のフィン群におけるフィンに設けられるスリットの数よりも多く構成していることにある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、コスト上昇や通風抵抗増加を抑制でき且つ伝熱管どうしの熱移動を抑制して性能向上を図ることのできる熱交換器及び熱交換ユニットを得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１を示す熱交換器の要部拡大図。
【図２】扁平多孔管を用いた一般的な熱交換器を示す概略構成図。
【図３】本発明の実施例２を示す熱交換器の概略構成図。
【図４Ａ】本発明の実施例３の熱交換器におけるフィンの要部拡大図。
【図４Ｂ】本発明の実施例３の熱交換器における別のフィンの要部拡大図。
【図５】本発明の実施例４を示す熱交換ユニットの斜視図。
【図６】図５に示す熱交換器における風速分布を説明する図。
【図７】図５に示す熱交換器の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の熱交換器及び熱交換ユニットの具体的実施例を、図面を用いて説明する。各図において、同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。  
最初に、扁平多孔管を用いた一般的な熱交換器の構成を、図２を用いて説明する。
【００１４】
図２に示す扁平多孔管を用いた熱交換器１は空気調和機などに使用されるもので、図２は熱交換器１が凝縮器として作用する場合の説明図である。図２において、２は高温冷媒の入口側となる第１ヘッダ（入口ヘッダ）、３は熱交換器１で冷却された冷媒の出口側となる第２ヘッダ（出口ヘッダ）、４は前記第１ヘッダ２と前記第２ヘッダ３との間に配設された中間ヘッダである。
【００１５】
５は前記中間ヘッダ４と、前記第１ヘッダ２または前記第２ヘッダ３との間に配設され、長手方向に冷媒が流れる通路を有する複数（この例では８本）の伝熱管、６は前記複数の伝熱管５のそれぞれに差し込まれて接続されている差込み型の板状のフィン（伝熱フィン）である。
【００１６】
前記複数の伝熱管５のうち、前記第１ヘッダ２に接続されている複数（この例では４本）の伝熱管５を第１の伝熱管５ａとし、前記第２ヘッダ３に接続されている複数（この例では４本）の伝熱管５を第２の伝熱管５ｂとする。前記フィン６は所定の間隔（フィンピッチ）で多数枚配設され、各フィン６はそれぞれ全ての前記伝熱管５（５ａ及び５ｂ）と接続されている。
【００１７】
図２に示す熱交換器１における冷媒の流れを説明する。熱交換器１が凝縮器として作用する場合、冷凍サイクルを構成している圧縮機（図示せず）から吐出された高温冷媒（過熱蒸気冷媒）は、冷媒配管（図示せず）を介して、図２における左上から前記第１のヘッダ２に流入する。前記第１のヘッダ２に流入した冷媒は、４本の第１の伝熱管５ａに分配されて流れ、この伝熱管５ａを流れる際、該伝熱管５ａ及び前記フィン６を介して、熱交換器１に通風される空気と熱交換して冷却され、右側の中間ヘッダ４に流れて集合する（第１の熱交換部Ａ）。
【００１８】
中間ヘッダ４に流入した冷媒は、その後矢印で示すように下方に流れた後、４本の前記第２の伝熱管５ｂに分配され、この伝熱管５ｂを流れる際、該伝熱管５ｂ及び前記フィン６を介して、熱交換器１に通風される空気と再び熱交換して更に冷却され、左側の第２ヘッダ３に流れて集合する（第２の熱交換部Ｂ）。  
第２ヘッダ３に流入した冷媒は、その後、冷凍サイクルを構成している冷媒配管に流出して利用側の熱交換器（図示せず）に流れる。
【００１９】
このように構成されている扁平多孔管を用いた一般的な熱交換器においては、図２にＣで示す中央付近の伝熱管、即ち、第１の伝熱管５Ａのうち最下部の伝熱管と、第２の伝熱管５Ｂのうち最上部の伝熱管との間で、流入側の高温冷媒（過熱蒸気冷媒）と、流出側の冷却された後の冷媒（冷却後冷媒）が、前記フィン６を介して熱交換してしまう。このため、冷媒と空気との本来の熱交換を悪化させ、熱交換性能を低下させるという課題がある。
この課題を解決するための本発明の実施例を以下説明する。
【実施例１】
【００２０】
上記課題を解決するようにした本発明の実施例１の熱交換器を図１により説明する。図１は本実施例１を示す熱交換器の要部拡大図であり、図２に示す熱交換器にけるＣ部付近の構成に相当する図である。
【００２１】
図１に示す本実施例１の熱交換器１も、図２に示すものと同様に、扁平多孔管を用いた熱交換器で、空気調和機などに使用されるものである。また、本実施例の説明でも熱交換器１が凝縮器として作用する場合について説明する。
【００２２】
図１において、２は高温冷媒の入口側となる第１ヘッダ（入口ヘッダ）、３は熱交換器１で冷却された冷媒の出口側となる第２ヘッダ（出口ヘッダ）、４は前記第１ヘッダ２と前記第２ヘッダ３との間に配設された中間ヘッダで、前記第１ヘッダ２は前記第２ヘッダ３の上方に設置されている。
【００２３】
５は、前記中間ヘッダ４と、前記第１ヘッダ２または前記第２ヘッダ３との間に配設された複数の伝熱管で、該伝熱管５は、長手方向に冷媒が流れる多数の通路を有する扁平多孔管で構成されている。これら複数の伝熱管５のうち、前記第１ヘッダ２に接続されている複数の伝熱管５を第１の伝熱管５ａとし、前記第２ヘッダ３に接続されている複数の伝熱管５を第２の伝熱管５ｂとする。
【００２４】
６ａは、複数の前記第１の伝熱管５ａのそれぞれに差し込まれ、ロウ付けで接続されている差込み型の板状のフィン（伝熱フィン）、６ｂは、複数の前記第２の伝熱管５ｂのそれぞれに差し込まれ、ロウ付けで接続されている差込み型の板状のフィン（伝熱フィン）である。これらのフィン６ａ，６ｂは、空気との接触面積を増大させることで、伝熱管５ａ，５ｂ内を流れる冷媒と、前記伝熱管外を流れる空気との熱交換を促進して熱交換性能を向上させるものである。
【００２５】
前記フィン６ａ，６ｂは、それぞれ所定の間隔（フィンピッチ）で多数枚配設され、第１の伝熱管５ａに接続された第１のフィン群６Ａと、第２の伝熱管５ｂに接続された第２のフィン群６Ｂを構成している。また、前記第１のフィン群６Ａは前記第２のフィン群６Ｂよりも上方に配設されている。
【００２６】
本実施例では、前記第１のフィン群６Ａと前記第２のフィン群６Ｂにおけるフィンの間隔（フィンピッチ）は同じに構成されているが、前記第１のフィン群６Ａを構成しているフィン６ａと、前記第２のフィン群６Ｂを構成しているフィン６ｂとは別部材で構成されている。従って、図１のＤ部に示すように、前記第１のフィン群６Ａと前記第２のフィン群６Ｂとは分離されており、前記第１のフィン群６Ａと前記第２のフィン群６Ｂとの間で熱移動しないように構成されている。
【００２７】
次に、図１に示す熱交換器１における冷媒の流れを説明する。熱交換器１が凝縮器として作用する場合、冷凍サイクルを構成している圧縮機から吐出された高温冷媒（過熱蒸気冷媒）は、冷媒配管を介して、前記第１のヘッダ２に流入する。この第１のヘッダ２に流入した冷媒は、第１の伝熱管５ａに分配されて流れ、この伝熱管５ａを流れる際、該伝熱管５ａ及び前記フィン６を介して、熱交換器１に通風される空気と熱交換して冷却され、右側の中間ヘッダ４に流れて集合する（第１の熱交換部Ａ）。
【００２８】
中間ヘッダ４に流入した冷媒は、その後矢印で示すように下方に流れた後、前記第２の伝熱管５ｂに分配され、この伝熱管５ｂを流れる際、該伝熱管５ｂ及び前記フィン６を介して、熱交換器１に通風される空気と再び熱交換して更に冷却され、左側の第２ヘッダ３に流れて集合する（第２の熱交換部Ｂ）。第２ヘッダ３に流入した冷媒は、その後、冷凍サイクルを構成している冷媒配管に流出して利用側の熱交換器に流れる。
【００２９】
熱交換器１に流入した冷媒は上述したように流れるため、前記第１の熱交換部Ａと前記第２の熱交換部Ｂとの間には温度差が生じてしまう。このため、図２に示すような従来の一般的な熱交換器においては、フィン６を介して熱移動現象が発生し、熱交換器の性能低下を引き起こしていた。
【００３０】
これに対し、本実施例１のものでは、前記第１のフィン群６Ａを構成しているフィン６ａと、前記第２のフィン群６Ｂを構成しているフィン６ｂとは別部材で構成され、互いに分離されているので、前記第１の熱交換部Ａと前記第２の熱交換部Ｂとの間には温度差が生じても、前記第１のフィン群６Ａと前記第２のフィン群６Ｂとの間で熱移動するのを防止することができる。
【００３１】
従って、流入側の高温冷媒（過熱蒸気冷媒）と、流出側の冷却された後の冷媒（冷却後冷媒）が、前記フィン６ａ，６ｂを介して熱交換するのを防止或いは抑制できるから、冷媒と空気との熱交換を良好にすることができ、熱交換性能を向上できる効果が得られる。
【００３２】
また、本実施例によれば、上述した特許文献１に記載の熱交換器のように、伝熱管と伝熱管との間に断熱部材を装着する必要がないから、コストが高くなったり、前記断熱部材のために、通風抵抗が増加するのも抑制できる効果も得られる。  
このように、本実施例によれば、コスト上昇や通風抵抗増加を抑制しつつ、伝熱管どうしの熱移動を抑制して性能向上を図ることができる熱交換器を得ることができる。
【実施例２】
【００３３】
次に、本発明の実施例２の熱交換器を、図３を用いて説明する。図３は本実施例２を示す熱交換器の概略構成図である。
【００３４】
図３に示す本実施例２の熱交換器１では、第１の熱交換部Ａの高さ方向の寸法Ｌ１を、第２の熱交換部Ｂの高さ方向の寸法Ｌ２よりも大きく構成したものである。即ち、第１ヘッダ管２及び前記第１のフィン群６Ａを構成している各フィン６ａの高さ方向（長手方向）の寸法を、第２ヘッダ管３及び前記第２のフィン群６Ｂを構成している各フィン６ｂの高さ方向（長手方向）の寸法よりも大きくしている。また、第１の熱交換部Ａを構成している第１の伝熱管５ａの本数も第２の熱交換部Ｂを構成している第２の伝熱管５ｂの本数よりも多くしている。
【００３５】
具体的には、図３に示す例では、第１の熱交換部Ａを構成している第１の伝熱管５ａの本数を８本、第２の熱交換部Ｂを構成している第２の伝熱管５ｂの本数を４本としている。他の構成は、上述した実施例１と同様である。
【００３６】
このように構成することにより、以下の効果が得られる。  
即ち、熱交換器１が凝縮器として作用する場合、圧縮機からの高温の気相冷媒が、前記第１のヘッダ２に流入し、その後この気相冷媒は、８本の第１の伝熱管５ａに分配され、前記伝熱管５ａ内を流れながら、通風される空気と熱交換して冷却され、凝縮が進んで次第に液相が多い状態となって中間ヘッダ４に流れる。
【００３７】
中間ヘッダ４に流入した冷媒は、その後矢印で示すように下方に流れた後、４本の前記第２の伝熱管５ｂに分配され、前記伝熱管５ｂ内を流れながら、通風される空気と再び熱交換して更に凝縮が進行し、全て液相或いはほとんどの冷媒が液相となって第２ヘッダ３に流れ、冷凍サイクルを構成している冷媒配管に流出する。
【００３８】
このように、高温液相冷媒の流入側となる第１の熱交換部Ａでは気相冷媒が多く流れ、冷媒の流出側となる第２の熱交換部Ｂでは凝縮が進行して液相冷媒が多く流れる。気相冷媒と液相冷媒では、冷媒の密度が大きく異なるため、冷媒が流れる通路の断面積が同じ場合、気相冷媒が多く流れる部分の圧力損失が大きくなる。
【００３９】
これに対し、本実施例２では、凝縮器として作用する場合に高温気相冷媒の流入側となる前記第１の熱交換部Ａにおける伝熱管５ａの本数を多くし、合計の通路面積を大きくしているので、気相冷媒が多く流れる第１の熱交換部Ａでの冷媒の流動圧力損失を低減することができる。
【００４０】
一方、前記第２の熱交換部Ｂでは、伝熱管５ｂの本数を少なくしているため、合計の通路面積が小さくなるが、冷媒密度の大きい液相冷媒が多く流れるため、冷媒の容積が減少して流速が小さくなる。従って、流動抵抗が小さくなり、液相冷媒が多く流れる第２の熱交換部Ｂでの冷媒の流動圧力損失が増加するのを防止でき、しかも冷媒が流れる通路面積が小さくなることにより、第２の熱交換部Ｂを流れる冷媒の流速を上げることができるから、伝熱性能も向上できる。  
このように本実施例２によれば、上述した実施例１と同様の効果が得られる上に、上述したように、伝熱性能を更に向上できる効果も得られる。
【００４１】
前記熱交換器１を蒸発器として作用させる場合には、第２ヘッダ３が冷媒流入側、第１ヘッダ２が冷媒流出側となり、凝縮器として作用させる場合と逆になる。しかし、蒸発器として作用させる場合、液相の多い冷媒が第２ヘッダ３に流入するため、第２の熱交換部Ｂを流れる冷媒は液相が多くなり、冷媒流出側である第１の熱交換部Ａでは気相の冷媒が多く流れる。従って、本実施例２の熱交換器１を蒸発器として作用させる場合においても、凝縮器として作用させる場合の上述した効果と同様の効果が得られる。
【００４２】
なお、上述した実施例２では、第１の熱交換部Ａの高さ方向の寸法Ｌ１を、第２の熱交換部Ｂの高さ方向の寸法Ｌ２よりも大きく構成することで、第１の熱交換部Ａを構成している第１の伝熱管５ａの本数を第２の熱交換部Ｂを構成している第２の伝熱管５ｂの本数よりも多くした例を説明した。しかし、前記第１の熱交換部Ａにおける第１の伝熱管５ａの設置間隔（ピッチ）を小さくすることにより、伝熱管５ａの配置本数を増やすようにしても良い。
【実施例３】
【００４３】
本発明の実施例３の熱交換器を、図４Ａ及び図４Ｂを用いて説明する。図４Ａは本実施例３の熱交換器におけるフィンの要部拡大図、図４Ｂは本実施例３の熱交換器における別のフィンの要部拡大図である。
【００４４】
本実施例３においては、熱交換器の全体構成は、図１や図３に示す熱交換器１と同様であるので、熱交換器１の全体構成については説明を省略する。本実施例３が上記実施例１や２と異なる点は、第１のフィン群６Ａを構成しているフィン６ａと、第２のフィン群６Ｂを構成しているフィン６ｂの部分だけである。以下、本実施例３におけるフィンの構造を説明する。
【００４５】
ヒートポンプ式の空気調和機における室外機の熱交換器のように、暖房時に蒸発器となるものでは、条件により前記熱交換器のフィンに着霜が発生する。この霜を溶かすために、一時的に暖房運転から冷房運転に切り替える逆サイクル除霜運転を行うことが一般に行われている。この逆サイクル除霜運転では、室外機の熱交換器を凝縮器とし、高温の冷媒を流して除霜運転を行う。この除霜運転では、冷媒流入側に高温冷媒が流入するため、冷媒流入側となる熱交換器の部分（図１、図３に示す第１の熱交換部Ａ）では、堆積した霜を溶かしやすい。一方、冷媒流出側となる熱交換器の部分（図１、図３に示す第２の熱交換部Ｂ）では、冷媒が冷えてしまうため、この部分に堆積した霜は溶けにくい。
【００４６】
また、フィンには、通常、伝熱促進のためにスリットを設けているが、スリットが多いと伝熱性能が向上する反面、スリットにより隣のフィンとの隙間が狭くなり霜が付着して堆積しやすい。
【００４７】
そこで、本実施例３では、逆サイクル除霜運転時に、高温冷媒が流入する側の熱交換器の部分（前記第１の熱交換部Ａ）のフィン６ａでは、霜を溶かしやすいことから、図４Ａに示すように、スリット６１の数が多く、伝熱性能はいいが着霜しやすい（霜に弱い）フィンを採用する。これにより、除霜運転時にはスリット数が多い部分に高温冷媒が流れるので、霜が溶けやすく、除霜運転を効率良く行うことができる。
【００４８】
一方、逆サイクル除霜運転時に、冷媒流出側となる熱交換器の部分（前記第２の熱交換部Ｂ）のフィン６ｂでは、除霜運転時の冷媒温度が低下するため霜を溶かす能力が小さいことを考慮し、あらかじめ霜が付着し難くなるように、図４Ｂに示すように、スリット６２の少ないフィン６ｂを採用する。
【００４９】
このように、図１、図３に示す熱交換器１における第１のフィン群６Ａの各フィン６ａに設けられるスリット数を、第２のフィン群６Ｂの各フィン６ｂに設けられるスリット数よりも多く構成することにより、熱交換器１の伝熱性能を損なわずに、効率の良い除霜運転が可能になる効果が得られる。  
なお、図４Ａ，図４Ｂにおいて、６３は伝熱管５（図１等参照）に差し込むための切欠きである。他の構成は、上述した実施例１や実施例２と同様である。
【実施例４】
【００５０】
本発明の実施例４における熱交換器及び熱交換ユニットの構成を、図５〜図７を用いて説明する。図５は本実施例４を示す熱交換ユニットの斜視図、図６は図５に示す熱交換器における風速分布を説明する図、図７は図５に示す熱交換器の概略構成図である。
【００５１】
図５に示す７は熱交換ユニットであり、本実施例においては具体的には、空気調和機に使用される上吹き型室外機を示している。この図５において、８は筐体、１は前記筐体８の背面、側面及び前面の少なくとも何れかに設けられた熱交換器、９は前記筐体８の上部に設けられ前記熱交換器１に通風するためのファンである。
【００５２】
このように構成されている熱交換ユニット７においては、前記ファン９が回転すると、図５に矢印１０で示すように、筐体側面などに設けられた前記熱交換器１を通過して外部空気が筐体８内部に吸い込まれ、上部に設けられた前記ファン９から、矢印１１で示すように、筐体８上方に吹き出される。外部空気が前記熱交換器１を通過する際、熱交換器１内を流れる冷媒は空気と熱交換する。
【００５３】
このように構成されている熱交換ユニット７においては、前記熱交換器１を通過する空気の風速分布は図６に示すようになる。即ち、熱交換器１を通過する空気の風速分布は、ファン９に近い熱交換器１の上部側では風速が大きくなり、ファンから遠ざかる熱交換器１の下部側ほど風速は小さくなる。
【００５４】
そこで、本実施例４では、風速が大きくなる前記熱交換器１の上部側で伝熱面積が大きくなるようにし、風速が小さくなる前記熱交換器１の下部側では伝熱面積が小さくなるように構成することで、全体的な伝熱面積が同じでも、熱交換器１の性能を更に向上できるようにしたものである。
【００５５】
本実施例４における熱交換器１の具体的な構成を、図７を用いて説明する。  
本実施例４における熱交換器１も上述した図３に示す実施例２と同様に、第１の伝熱管５ａ及び前記第１のフィン群６Ａを、第２の伝熱管５ｂ及び第２のフィン群６Ｂよりも上方に配設すると共に、第１の熱交換部Ａの高さ方向の寸法Ｌ１を、第２の熱交換部Ｂの高さ方向の寸法Ｌ２よりも大きく構成し、第１ヘッダ管２及び前記第１のフィン群６Ａを構成している各フィン６ａの高さ方向の寸法を、第２ヘッダ管３及び前記第２のフィン群６Ｂを構成している各フィン６ｂの高さ方向の寸法よりも大きくしている。
【００５６】
また、第１の熱交換部Ａを構成している第１の伝熱管５ａの本数（この例では８本）も、第２の熱交換部Ｂを構成している第２の伝熱管５ｂの本数（この例では４本）よりも多くしている。
【００５７】
本実施例４の熱交換器１が上記実施例２の熱交換器と異なる点は、図５及び図６で説明したように、風速が大きくなる上部の第１の熱交換部Ａにおける第１のフィン群６Ａではフィン６ａの枚数を多くし、風速が小さくなる下部の第２の熱交換部Ｂにおける第２のフィン群６Ｂではフィン６ｂの枚数を少なくしていることである。換言すれば、第１のフィン群６Ａにおけるフィンの設置間隔（フィンピッチ）を、前記第２のフィン群６Ｂにおけるフィンの設置間隔（フィンピッチ）よりも小さく構成しているものである。
【００５８】
このように、熱交換器１の上部に配設されている第１のフィン群６Ａのフィン枚数を、熱交換器１の下部に配設されている第２のフィン群６Ｂのフィン枚数よりも多くすることにより、ファン９に近い熱交換器１の上部側の伝熱面積は大きくなり、ファン９から遠くなる熱交換器１の下部側の伝熱面積は小さくなる。これに伴い、熱交換器１の上部側の通風抵抗は増加し、下部側では通風抵抗が減少するので、熱交換器１の上部側から下部側に亘って風速分布をより均一化することができ、熱交換器１の伝熱性能をより向上することができる。
【００５９】
他の構成は、上述した実施例１や実施例２と同様である。  
なお、上述した本実施例４では、フィン形状を全て同一にし、風速が大きくなる上部の第１の熱交換部Ａではフィン６ａの枚数を多くし、風速が小さくなる下部の第２の熱交換部Ｂではフィン６ｂの枚数を少なくして、熱交換器１における風速分布の均一化を図る例を説明した。これに対し、以下のように構成して、熱交換器１における風速分布の均一化を図るようにしても良い。
【００６０】
即ち、風速が大きくなる上部の第１の熱交換部Ａにおける第１のフィン群６Ａでは、図４Ａに示すスリット数が多いフィン６ａを使用し、風速が小さくなる下部の第２の熱交換部Ｂにおける第２のフィン群６Ｂでは、図４Ｂに示すスリット数の少ないフィン６ｂを使用する。図４Ａに示すフィン６ａは高伝熱性能であるが高通風抵抗のため、風速は低下し、図４Ｂに示すフィン６ｂは低通風抵抗であるため風速は増加する。このように、第１のフィン群６Ａにおけるフィンに設けられるスリットの数を、第２のフィン群におけるフィンに設けられるスリットの数よりも多く構成することにより、熱交換器１の上部側から下部側に亘って風速分布をより均一化することができ、熱交換器１の伝熱性能をより向上することができる。
【００６１】
なお、本発明は図５に示すような、上吹き型の熱交換ユニット（室外機）には限らず、ファンの種類（ターボファンやシロッコファン等）やファンの設置形態等により、熱交換器に通風される空気の風速分布は様々な態様で発生する。従って、熱交換器１に発生する熱交換ユニットに固有の風速分布に応じて、風速の大きい部分に配置される前記第１のフィン群６Ａまたは前記第２のフィン群６Ｂにおけるフィンの設置間隔（フィンピッチ）を、風速の小さい部分に配置される前記第２のフィン群６Ｂまたは前記第１のフィン群６Ａにおけるフィンの設置間隔（フィンピッチ）よりも小さく構成する。或いは、前記第１のフィン群６Ａ及び前記第２のフィン群６Ｂの各フィンにそれぞれスリットが設けられているものの場合には、風速の大きい部分に配置される前記第１のフィン群６Ａまたは前記第２のフィン群６Ｂにおけるフィンに設けられるスリットの数を、風速の小さい部分に配置される前記第２のフィン群６Ｂまたは前記第１のフィン群６Ａにおけるフィンに設けられるスリットの数よりも多く構成する。
【００６２】
また、前記第１のフィン群６Ａや前記第２のフィン群６Ｂ毎に、フィンの設置間隔やスリット数を変える代わりに、同じ第１のフィン群６Ａや第２のフィン群６Ｂの範囲内で、風速分布に応じてフィンの設置間隔やスリット数を変えるようにしても良い。  
このように構成すれば、熱交換器１の全体に亘って風速分布をより均一化することができるから、熱交換器１の伝熱性能をより向上できる。
【００６３】
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。  
更に、上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６４】
１…熱交換器、２…第１ヘッダ、３…第２ヘッダ、４…中間ヘッダ、
５…伝熱管（５ａ…第１の伝熱管、５ｂ…第２の伝熱管）、
６，６ａ，６ｂ…フィン、６Ａ…第１のフィン群、６Ｂ…第２のフィン群、
６１，６２…スリット、６３…切欠き、
７…熱交換ユニット、８…筐体、９…ファン、１０，１１…矢印、
Ａ…第１の熱交換部、Ｂ…第２の熱交換部、
Ｌ１…第１の熱交換部Ａの高さ方向の寸法Ｌ１、
Ｌ２…第２の熱交換部Ｂの高さ方向の寸法Ｌ２。
【図１】
2019015432.tif 000003
【図２】
2019015432.tif 000004
【図３】
2019015432.tif 000005
【図４Ａ】
2019015432.tif 000006
【図４Ｂ】
2019015432.tif 000007
【図５】
2019015432.tif 000008
【図６】
2019015432.tif 000009
【図７】
2019015432.tif 000010