(57)【要約】  間隔を空けて配置され、その間を気体が流れる複数のフィン１０と、複数のフィン１０に挿入され、拡管によって複数のフィン１０に接合された複数の伝熱管２０と、を備え、複数の伝熱管２０は、気体の流れ方向に沿う列方向に５列以上の列で、気体の流れ方向に交差する段方向に交互にずらして千鳥配列され、複数のフィン１０は、平板状に形成され、複数の伝熱管２０の列方向の間を連続してつなぎ、複数の伝熱管２０は、拡管前の外径をＤ、拡管後の外径をＤａ、隣り合う伝熱管２０の中心を結んだ距離をＬとした場合、１．０５５Ｄ≦Ｄａ≦１．０６８Ｄ、１．５６Ｄａ≦Ｌ≦２．５８Ｄａの関係を満たすことを特徴とする。
2014147919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔を空けて配置され、その間を気体が流れる複数のフィンと、
前記複数のフィンに挿入され、拡管によって前記複数のフィンに接合された複数の伝熱管と、
を備え、
前記複数の伝熱管は、前記気体の流れ方向に沿う列方向に５列以上の列で、前記気体の流れ方向に交差する段方向に交互にずらして千鳥配列され、
前記複数のフィンは、平板状に形成され、前記複数の伝熱管の列方向の間を連続してつなぎ、
前記複数の伝熱管は、拡管前の外径をＤ、拡管後の外径をＤａ、隣り合う前記伝熱管の中心を結んだ距離をＬとした場合、
１．０５５Ｄ≦Ｄａ≦１．０６８Ｄ、
１．５６Ｄａ≦Ｌ≦２．５８Ｄａ
の関係を満たす
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記複数のフィン及び前記複数の伝熱管は、銅系の金属材料によって構成された
ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記複数の伝熱管は、前記気体の流れ方向に交差する段方向に複数段配置され、
前記複数のフィンは、平板状に形成され、前記複数の伝熱管の段方向の間を連続してつなぐ
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記複数の伝熱管は、
３ｍｍ≦Ｄ≦６ｍｍ
の関係を満たす
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記複数の伝熱管は、
内壁面に、軸方向に延びる溝が複数形成され、前記溝の間に形成された突起数の合計を表す条数をＮとした場合、
６．６６Ｄ≦Ｎ≦１０Ｄ（Ｄの単位はｍｍ）
の関係を満たす
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記複数のフィンは、
隣り合う前記フィンの間隔であるフィンピッチをＦｐとした場合、
０．３Ｄ≦Ｆｐ≦０．５８Ｄ
の関係を満たす
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記複数のフィンは、
厚さをＦｔとした場合、
０．０２６Ｄ≦Ｆｔ≦０．０３７Ｄ
の関係を満たす
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の熱交換器。
【請求項８】
圧縮機、凝縮器、膨張手段、蒸発器を順次配管で接続し冷媒を循環させる冷凍回路を備え、
前記凝縮器及び前記蒸発器の少なくとも一方に、請求項１〜７の何れか一項に記載の熱交換器を用いた
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記冷媒として、
ＨＣ単一冷媒、
ＨＣを含む混合冷媒、
Ｒ３２、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、二酸化炭素、Ｒ１２３４ｙｆ、及びＲ１２３４ｙｆの少なくとも一つを含む混合冷媒、
Ｒ１２３４ｚｅ、及びＲ１２３４ｚｅの少なくとも一つを含む混合冷媒、
の何れかを用いる
ことを特徴とする請求項８に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
間隔を空けて配置された複数のフィンに、複数の伝熱管を挿入する工程と、
前記複数の伝熱管を拡管して、前記複数のフィンに接合する工程と、
を有し、
前記複数のフィン及び前記複数の伝熱管は、銅系の金属材料によって構成され、
前記複数の伝熱管は、拡管前の外径をＤ、拡管後の外径をＤａ、隣り合う前記伝熱管の中心を結んだ距離をＬとした場合、
１．０５５Ｄ≦Ｄａ≦１．０６８Ｄ、
１．５６Ｄａ≦Ｌ≦２．５８Ｄａ
の関係を満たす
ことを特徴とする熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝熱管を備えた熱交換器、及びこの熱交換器を用いた冷凍サイクル装置、並びに、熱交換器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、間隔を空けて配置されその間を気体（例えば空気）が流れる複数のフィンと、この複数のフィンに挿入されて内部に媒体（例えば冷媒）が流れる伝熱管とを備えた熱交換器が知られている。
このような熱交換器において、伝熱管の列ピッチ及び段ピッチとの適正化と、フィンのスリット化とによって、伝熱性能を向上する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許２６０４７２２号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の熱交換器においては、拡管によって伝熱管をフィンに固定する際、熱管の外面とフィンとの間の密着性が低下すると、熱交換器の伝熱性能が低下し、熱交換能力が低下する課題があった。【０００５】
近年、リサイクル性と耐腐食性等を考慮して、熱交換器のフィン及び伝熱管の材料として、例えば銅又は銅合金等の銅系の金属材料が用いられている。
しかしながら、銅系の金属材料は変形抵抗が低いため、伝熱管をフィンに固定するために拡管すると、伝熱管の外面とフィンとの間の密着性が低下し、熱伝達率が低下する。このため、熱交換器の伝熱性能が低下し、熱交換能力が低下する課題があった。【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、熱交換能力の低下を抑制することができる熱交換器、冷凍サイクル装置、及び熱交換器の製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る熱交換器は、間隔を空けて配置され、その間を気体が流れる複数のフィンと、前記複数のフィンに挿入され、拡管によって前記複数のフィンに接合された複数の伝熱管と、を備え、前記複数の伝熱管は、前記気体の流れ方向に沿う列方向に５列以上の列で、前記気体の流れ方向に交差する段方向に交互にずらして千鳥配列され、前記複数のフィンは、平板状に形成され、前記複数の伝熱管の列方向の間を連続してつなぎ、前記複数の伝熱管は、拡管前の外径をＤ、拡管後の外径をＤａ、隣り合う前記伝熱管の中心を結んだ距離をＬとした場合、１．０５５Ｄ≦Ｄａ≦１．０６８Ｄ、１．５６Ｄａ≦Ｌ≦２．５８Ｄａの関係を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、伝熱管の外面とフィンとの間の密着性の低下を抑制することができる。また、熱交換器の熱交換能力の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和機の構成を示す図である。
【図２】機械拡管方式による拡管の状況を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る熱交換器を示す図である。
【図４】熱交換器の伝熱管の拡管率と熱交換率との関係を示す線図である。
【図５】熱交換器の伝熱管の各伝熱管中心部との距離Ｌと熱交換率との関係を示す線図である。
【図６】熱交換器の伝熱管の突起の合計を表す条数と熱交換率との関係を示す線図である。
【図７】熱交換器のフィンの積層方向のフィンピッチＦｐと熱交換率との関係を示す線図である。
【図８】熱交換器のフィンの厚さＦｔと熱交換率との関係を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機の構成を示す図である。
本実施の形態１では、本発明の冷凍サイクル装置の一例として空気調和装置を説明する。
図１に示すように、空気調和機は、圧縮機５、四方弁８、室外側熱交換器３、膨張弁７、及び室内側熱交換器２が、順次冷媒配管で接続され、冷媒を循環させる冷媒回路を備えている。なお、膨張弁７は、本発明における「膨張手段」に相当する。
【００１１】
四方弁８は、冷媒回路内の冷媒の流れる方向を切り替えることで、暖房運転、冷房運転の切り替えを行う。なお、冷房専用又は暖房専用の空気調和機とする場合には四方弁８を省略しても良い。
【００１２】
室内側熱交換器２は、室内機に搭載される。室内側熱交換器２は、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能する。室内側熱交換器２は、暖房運転時には冷媒の凝縮器として機能する。
室外側熱交換器３は、室外機に搭載される。室外側熱交換器３は、冷房運転時には、冷媒の熱により空気等を加熱する凝縮器として機能する。室外側熱交換器３は、暖房運転時には、冷媒を蒸発させその際の気化熱により空気等を冷却する蒸発器として機能する。
【００１３】
圧縮機５は、蒸発器から排出された冷媒を圧縮し、高温にして凝縮器に供給する。
膨張弁７は、凝縮器から排出された冷媒を膨張させ、低温にして蒸発器に供給する。
【００１４】
冷媒としては、ＨＣ単一冷媒、ＨＣを含む混合冷媒、Ｒ３２、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、二酸化炭素、Ｒ１２３４ｙｆ、及びＲ１２３４ｙｆの少なくとも一つを含む混合冷媒、Ｒ１２３４ｚｅ、及びＲ１２３４ｚｅの少なくとも一つを含む混合冷媒、の何れかを用いる。
これらの冷媒は、伝熱管２０内での管内圧力損失が小さい冷媒である。このため、これらの冷媒の何れかを用いることで、伝熱管２０の管内圧力損失を増加させずに、管内伝熱性能を高めることができる。そのため、高効率の熱交換器１を提供できる。特に、伝熱管２０を細径化すると、伝熱管２０の溝２１（後述）の底の板厚を厚くする必要が生じるため、この効果が顕著である。
【００１５】
なお、以下の説明において、室内側熱交換器２と室外側熱交換器３とを区別しないときは、熱交換器１と称する。
【００１６】
図２は、機械拡管方式による拡管の状況を示す図である。
機械拡管方式とは、伝熱管２０の内径よりもやや直径の大きな拡管玉３０を先端に有するロッド３１を、伝熱管２０の管内部に通し、伝熱管２０の外径を拡げることで、伝熱管２０とフィン１０とを密着させる接合方式である。
ここで、図２に示すように、拡管前の伝熱管２０の外径をＤとする。また、拡管後の外径をＤａとする。
【００１７】
以下、本実施の形態１における熱交換器１の製造方法の一例について説明する。
伝熱管２０を、長手方向の中央部で、所定の曲げピッチでヘアピン状に曲げ加工する。
フィン１０に貫通穴を形成し、間隔を空けて配置する。なお、フィン１０の貫通穴にはフィンカラー１１を形成する。
間隔を空けて配置された複数のフィン１０の貫通穴に、伝熱管２０を挿入する。
そして、機械拡管方式により伝熱管２０を拡管して、伝熱管２０の外面とフィン１０のフィンカラー１１とを密着させて、伝熱管２０とフィン１０とを接合する。
なお、図２に示す例では、伝熱管２０をヘアピン状に曲げ加工する場合を示したが、本発明はこれに限定されない。
【００１８】
図３は、本発明の実施の形態１に係る熱交換器を示す図である。図３においては、熱交換器１を側面側からみた断面の一部を示している。また図３における部分拡大図は、伝熱管２０の内壁面に形成された溝を示している。
熱交換器１は、複数のフィン１０と、複数の伝熱管２０とを備えている。
複数のフィン１０は、間隔を空けて配置され、その間を気体（例えば空気）が流れる。
複数の伝熱管２０は、内部に媒体（例えば冷媒）が流れる。
複数の伝熱管２０は、気体の流れ方向（気流方向）に交差する段方向に複数段配置されている。また、複数の伝熱管２０は、気体の流れ方向（気流方向）に沿う列方向に５列以上配置されている。
また、複数の伝熱管２０は、例えば千鳥配列されている。ここで、千鳥配列とは、隣り合う列の伝熱管２０が、段方向に交互にずらした配列である。つまり、隣り合う列の伝熱管２０が段方向において重ならないように、互い違いに配置されている。例えば、伝熱管２０の段方向の間隔の半分の位置に、隣り合う列の伝熱管２０が配置される。
【００１９】
熱交換器１を冷凍サイクル装置の蒸発器及び凝縮器の少なくとも一方に用いる場合、伝熱管２０は、冷凍サイクル装置における冷媒回路の一部となる。
熱交換器１は、伝熱管２０の内部を流れる冷媒と、複数のフィン１０の間を通過する空気とを熱交換する。
このように、熱交換器１は、伝熱管２０の内部の熱（温熱又は冷熱）を、フィン１０を介して空気へ伝えることで、空気との接触面となる伝熱面積が拡がる。このため、冷媒と空気との間の熱交換を効率よく行える。
【００２０】
複数のフィン１０及び複数の伝熱管２０は、例えば銅又は銅合金等の銅系の金属材料によって構成されている。
例えば、複数のフィン１０は、無酸素銅（ＪＩＳ規格：Ｃ１０２０）によって構成されている。例えば、複数の伝熱管２０は、複数のフィン１０よりも変形抵抗が高い無酸素銅によって構成されている。
銅系の金属材料は、伝導性が高い。また、銅系の金属材料は、変形抵抗が低い。このため、伝熱管２０を機械拡管方式によってフィン１０と接合すると、伝熱管２０とフィン１０との密着性を確保して、高効率の熱交換器１を得ることができる。
なお、複数のフィン１０及び複数の伝熱管２０は、銅又は銅合金等の銅系の金属材料に限らず、例えばアルミニウム等、任意の金属材料で構成しても良い。
【００２１】
複数の伝熱管２０の内壁面には、軸方向に延びる溝２１が複数形成されている。溝２１の間には突起２２が形成される。溝２１を複数形成することで、冷媒と伝熱管２０の内壁面との接触面積が増大し、伝熱性能をより向上できる。
なお、複数の溝２１は、所定のリード角を有するらせん溝でも良いし、ストレート溝でも良い。
【００２２】
複数の伝熱管２０は、拡管前の外径Ｄが、例えば、３ｍｍ≦Ｄ≦６ｍｍである。
また、複数の伝熱管２０は、拡管前の外径をＤ、拡管後の外径をＤａとした場合、１．０５５Ｄ≦Ｄａ≦１．０６８Ｄ、の関係を満たしている。
【００２３】
図４は、熱交換器の伝熱管の拡管率と熱交換率との関係を示す線図である。
図４においては、従来の熱交換器の熱交換率を基準（１００％）として、伝熱管２０の拡管率と熱交換率との関係を示しいている。また図４においては、複数の伝熱管２０が５列の場合を示している。
ここで、拡管率とは、拡径前の外径Ｄに対する拡径後の外径Ｄａの増加割合であり、拡管率＝（Ｄａ／Ｄ−１）×１００［％］である。
【００２４】
図４に示されるように、拡管率が大きくなりすぎると、熱交換率が低下する。これは、拡径率が大きくなると、突起２２の山頂部が拡管玉３０によって潰される量が大きくなり、伝熱管２０の内壁面の伝熱面積が減少するためである。また、拡径率が大きくなると、フィンカラー１１にひび割れ又は変形等が発生し、伝熱管２０とフィン１０との密着性が低下するからである。
一方、拡管率が小さくなりすぎると、熱交換率が低下する。これは、拡径率が小さいと、伝熱管２０の外面がフィン１０と十分に密着せず、伝熱管２０とフィン１０との密着性が低下するからである。
【００２５】
以上のようなことから、従来の熱交換器と比較して熱交換率を向上できる値（１００％以上）となるように拡管率の値を設定する必要がある。製品ばらつき等を考慮すると、図４に示すように、５．５≦拡管率≦６．８、の関係を満たすことが望ましい。即ち、伝熱管２０は、１．０５５Ｄ≦Ｄａ≦１．０６８Ｄの関係を満たすことが望ましい。
これにより、伝熱管２０の外面とフィン１０との間の密着性の低下を抑制することができる。また、熱交換器１の熱交換能力を向上することができる。よって、高効率の熱交換器１を得ることができる。したがって、冷凍サイクル装置の効率を向上することができる。
【００２６】
また、複数の伝熱管２０は、隣り合う伝熱管２０の中心を結んだ距離をＬとした場合、１．５６Ｄａ≦Ｌ≦２．５８Ｄａ、の関係を満たしている。
複数のフィン１０は、平板状に形成され、複数の伝熱管２０の段方向の間を連続してつないでいる。即ち、段方向にスリットなどの切り込みがなく連続してつながっている。また、複数のフィン１０は、複数の伝熱管２０の列方向の間を連続してつないでいる。即ち、列方向に熱遮断などの切り込みがなく連続してつながっている。なお、段方向及び列方向の少なくとも一方のみを、連続してつなぐようにしても良い。
【００２７】
図５は、熱交換器の伝熱管の各伝熱管中心部との距離Ｌと熱交換率との関係を示す線図である。
図５においては、従来の熱交換器の熱交換率を基準（１００％）として、拡径後の外径Ｄａに対する各伝熱管中心部との距離Ｌの割合（Ｌ／Ｄａ）と、熱交換率との関係を示しいている。なお、距離Ｌは、図３に示すように、隣り合う伝熱管２０の中心を結んだ距離である。また図５においては、複数の伝熱管２０が５列の場合を示している。
図５に示されるように、Ｌ／Ｄａが大きくなりすぎると、熱交換率が低下する。これは、Ｌ／Ｄａが大きくなりすぎると各伝熱管２０の間でのフィン１０が変形し、伝熱管２０とフィン１０との密着性が低下するからである。
一方、Ｌ／Ｄａが小さくなりすぎると、熱交換率が低下する。これは、Ｌ／Ｄａが小さくなりすぎると、フィン効率の増加に比べ、空気の通風抵抗が大きくなるからである。このような通風抵抗の増大は、期間エネルギー消費効率（ＡＰＦ）の改善が期待できない。
【００２８】
以上のようなことから、従来の熱交換器と比較して熱交換率を向上できる値（１００％以上）となるようにＬ／Ｄａの値を設定する必要がある。製品ばらつき等を考慮すると、図５に示すように、１．５６Ｄａ≦Ｌ≦２．５８Ｄａ、の関係を満たすことが望ましい。
これにより、伝熱管２０の外面とフィン１０との間の密着性の低下を抑制することができる。また、熱交換器１の熱交換能力を向上することができる。よって、高効率の熱交換器１を得ることができる。したがって、冷凍サイクル装置の効率を向上することができる。
【００２９】
また、伝熱管２０を、列方向に５列以上に配置すると、熱交換器１の伝熱管２０とフィン１０との密着性の改善効果がさらに大きくなり、大幅な熱交換率向上を達成することができる。
つまり、伝熱管２０を列方向に５列以上に配置すると、両端の２列を除いた３列以上の伝熱管２０は隣り合う両側の列に挟まれる配置となる。
隣り合う両側の列に挟まれる伝熱管２０（中列の伝熱管２０）は、隣り合う両側の列の複数の伝熱管２０の拡管によって、その周囲のフィン１０を伝熱管２０の中心側に押す力が働くため、伝熱管２０の外面とフィン１０との間の密着性が向上する。
一方、両端の２列の伝熱管（端列の伝熱管２０）には、隣の列の伝熱管２０からのみ、フィン１０を押す力が働くため、中列の伝熱管２０と比較して、伝熱管２０の外面とフィン１０との間の密着性が低下する。
このようなことから、伝熱管２０を列方向に５列以上に配置すると、半数以上の列が中列となり、端列の伝熱管２０よりも中列の伝熱管２０の割合が多くなる。よって、伝熱管２０の外面とフィン１０との間の密着性が良い伝熱管２０の割合が多くなる。従って、熱交換器１の熱交換率を向上することができる。
【００３０】
実施の形態２．
本実施の形態２では、熱交換器１の伝熱管２０の突起２２の合計を表す条数と、熱交換率との関係について説明する。
なお、本実施の形態２における熱交換器１の構成は上記実施の形態１と同一であり、同一の構成には同一の符号を付する。
【００３１】
複数の伝熱管２０は、内壁面に、軸方向に延びる溝２１が複数形成され、溝２１の間に形成された突起２２の数の合計を表す条数をＮとした場合、６．６６Ｄ≦Ｎ≦１０Ｄ、の関係を満たしている。なお、Ｄの単位はｍｍである。
【００３２】
図６は、熱交換器の伝熱管の突起の合計を表す条数と熱交換率との関係を示す線図である。
図６においては、従来の熱交換器の熱交換率を基準（１００％）として、拡径前の外径Ｄに対する条数Ｎの割合（Ｎ／Ｄ）と、熱交換率との関係を示している。
伝熱管２０は、溝２１間の突起２２の条数Ｎが多いほど、内壁面での伝熱面積が増加する。しかし、図６に示されるように、Ｎ／Ｄが大きくなりすぎると、熱交換率が低下する。これは、Ｎ／Ｄが大きくなりすぎると、溝２１の断面積が小さくなり、溝２１から冷媒液膜が溢れて、突起２２の山頂部まで冷媒液膜に覆われてしまうからである。即ち、冷媒と伝熱管２０の内壁面との接触面積の増大効果が得られないためである。
一方、Ｎ／Ｄが小さくなりすぎると、熱交換率が低下する。これは、Ｎ／Ｄが小さくなりすぎると、溝２１の数が少なくなり、伝熱管２０の内壁面の伝熱面積が減少するからである。即ち、冷媒と伝熱管２０の内壁面との接触面積の増大効果を得ることができないためである。
【００３３】
以上のようなことから、従来の熱交換器と比較して熱交換率を向上できる値（１００％以上）となるようにＮ／Ｄの値を設定する必要がある。製品ばらつき等を考慮すると、図６に示すように、６．６６Ｄ≦Ｎ≦１０Ｄ、の関係を満たすことが望ましい。
これにより、伝熱管２０の伝熱面積を向上することができ、熱伝達率を向上することができる。また、熱交換器１の熱交換能力を向上することができる。よって、高効率の熱交換器１を得ることができる。したがって、冷凍サイクル装置の効率を向上することができる。
【００３４】
実施の形態３．
本実施の形態３では、フィン１０の積層方向のフィンピッチと、熱交換率との関係について説明する。
なお、本実施の形態３における熱交換器１の構成は上記実施の形態１と同一であり、同一の構成には同一の符号を付する。
【００３５】
複数のフィン１０は、隣り合うフィン１０の間隔であるフィンピッチをＦｐとした場合、０．３Ｄ≦Ｆｐ≦０．５８Ｄ、の関係を満たしている。
【００３６】
図７は、熱交換器のフィンの積層方向のフィンピッチＦｐと熱交換率との関係を示す線図である。
図７においては、従来の熱交換器の熱交換率を基準（１００％）として、拡径前の外径Ｄに対するフィンピッチＦｐの割合（Ｆｐ／Ｄ）と、熱交換率との関係を示しいている。
フィンピッチＦｐを大きくすると、複数のフィン１０の間を通過する空気の通風抵抗が減少する。これにより、熱交換器１に空気を供給する送風機の駆動力を増加させることなく、風量の増加を図ることができるため、熱交換器１の熱交換率を向上できる。
しかし、図７に示されるように、Ｆｐ／Ｄが大きくなりすぎると、熱交換効率が低下する。これは、Ｆｐ／Ｄが大きくなりすぎると、フィン１０の伝熱面積が減少するためである。
一方、Ｆｐ／Ｄが小さくなりすぎると、熱交換効率が低下する。これは、Ｆｐ／Ｄが小さくなりすぎると、フィン１０の伝熱面積は増加するが、フィン１０の間を通過する空気の通風抵抗が増加し、風量が減少するからである。
【００３７】
以上のようなことから、従来の熱交換器と比較して熱交換率を向上できる値（１００％以上）となるようにＦｐ／Ｄの値を設定する必要がある。製品ばらつき等を考慮すると、図７に示すように、０．３Ｄ≦Ｆｐ≦０．５８Ｄ、の関係を満たすことが望ましい。
これにより、熱交換器１の熱交換率を向上することができる。また、熱交換器１の熱交換能力を向上することができる。よって、高効率の熱交換器１を得ることができる。したがって、冷凍サイクル装置の効率を向上することができる。
【００３８】
実施の形態４．
本実施の形態４では、フィン１０の厚さと、熱交換率との関係について説明する。
なお、本実施の形態４における熱交換器１の構成は上記実施の形態１と同一であり、同一の構成には同一の符号を付する。
【００３９】
複数のフィン１０は、積層方向の厚さをＦｔとした場合、０．０２６Ｄ≦Ｆｔ≦０．０３７Ｄ、の関係を満たしている。
【００４０】
図８は、熱交換器のフィンの厚さＦｔと熱交換率との関係を示す線図である。
図８においては、従来の熱交換器の熱交換率を基準（１００％）として、拡径前の外径Ｄに対するフィン１０の厚さＦｔの割合（Ｆｔ／Ｄ）と、熱交換率との関係を示しいている。
フィン１０の厚さＦｔを小さくすると、複数のフィン１０の間を通過する空気の通風抵抗が減少する。これにより、熱交換器１に空気を供給する送風機の駆動力を増加させることなく、風量の増加を図ることができるため、熱交換器１の熱交換率を向上できる。
しかし、図８に示されるように、Ｆｔ／Ｄが小さくなりすぎると、熱交換効率が低下する。これは、Ｆｔ／Ｄが小さくなりすぎると、フィン１０の伝熱性能が低下しフィン効率が低下するためである。
一方、Ｆｔ／Ｄが大きくなりすぎると、熱交換効率が低下する。これは、Ｆｔ／Ｄが大きくなりすぎると、フィン１０の伝熱性能は増加するが、フィン１０の間を通過する空気の通風抵抗が増加し、風量が減少するからである。
【００４１】
以上のようなことから、従来の熱交換器と比較して熱交換率を向上できる値（１００％以上）となるようにＦｔ／Ｄの値を設定する必要がある。製品ばらつき等を考慮すると、図８に示すように、０．０２６Ｄ≦Ｆｔ≦０．０３７Ｄ、の関係を満たすことが望ましい。
これにより、熱交換器１の熱交換率を向上することができる。また、熱交換器１の熱交換能力を向上することができる。よって、高効率の熱交換器１を得ることができる。したがって、冷凍サイクル装置の効率を向上することができる。
【００４２】
なお、上記実施の形態１〜４の構成を任意に組み合わせてもよい。このような構成においても、熱交換器１の熱交換率を向上することができる。また、熱交換器１の熱交換能力を向上することができる。よって、高効率の熱交換器１を得ることができる。
【００４３】
なお、上記実施の形態１〜４では、本発明の冷凍サイクル装置の一例として空気調和装置を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、冷凍装置、ヒートポンプ装置等の、冷媒回路を構成し、蒸発器、凝縮器となる熱交換器を有する他の冷凍サイクル装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１  熱交換器、２  室内側熱交換器、３  室外側熱交換器、５  圧縮機、７  膨張弁、８  四方弁、１０  フィン、１１  フィンカラー、２０  伝熱管、２１  溝、２２  突起、３０  拡管玉、３１  ロッド。
【図１】
2014147919.tif 000003
【図２】
2014147919.tif 000004
【図３】
2014147919.tif 000005
【図４】
2014147919.tif 000006
【図５】
2014147919.tif 000007
【図６】
2014147919.tif 000008
【図７】
2014147919.tif 000009
【図８】
2014147919.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成27年8月10日(2015.8.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に係る熱交換器は、間隔を空けて配置され、その間を気体が流れる複数のフィンと、前記複数のフィンに挿入され、拡管によって前記複数のフィンに接合された複数の伝熱管と、を備え、前記複数の伝熱管は、前記気体の流れ方向に沿う列方向に５列以上の列で、前記気体の流れ方向に交差する段方向に交互にずらして千鳥配列され、前記複数のフィンは、平板状に形成され、前記複数の伝熱管の列方向の間を切り込みを設けずに連続してつなぎ、前記複数の伝熱管は、拡管前の外径をＤ、拡管後の外径をＤａ、隣り合う前記伝熱管の中心を結んだ距離をＬとした場合、１．０５５Ｄ≦Ｄａ≦１．０６８Ｄ、１．５６Ｄａ≦Ｌ≦２．５８Ｄａの関係を満たすことを特徴とする。
【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】
間隔を空けて配置され、その間を気体が流れる複数のフィンと、
前記複数のフィンに挿入され、拡管によって前記複数のフィンに接合された複数の伝熱管と、
を備え、
前記複数の伝熱管は、前記気体の流れ方向に沿う列方向に５列以上の列で、前記気体の流れ方向に交差する段方向に交互にずらして千鳥配列され、
前記複数のフィンは、平板状に形成され、前記複数の伝熱管の列方向の間を切り込みを設けずに連続してつなぎ、
前記複数の伝熱管は、拡管前の外径をＤ、拡管後の外径をＤａ、隣り合う前記伝熱管の中心を結んだ距離をＬとした場合、
１．０５５Ｄ≦Ｄａ≦１．０６８Ｄ、
１．５６Ｄａ≦Ｌ≦２．５８Ｄａ
の関係を満たす
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記複数のフィン及び前記複数の伝熱管は、銅系の金属材料によって構成された
ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記複数の伝熱管は、前記気体の流れ方向に交差する段方向に複数段配置され、
前記複数のフィンは、平板状に形成され、前記複数の伝熱管の段方向の間を連続してつなぐ
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記複数の伝熱管は、
３ｍｍ≦Ｄ≦６ｍｍ
の関係を満たす
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記複数の伝熱管は、
内壁面に、軸方向に延びる溝が複数形成され、前記溝の間に形成された突起数の合計を表す条数をＮとした場合、
６．６６Ｄ≦Ｎ≦１０Ｄ（Ｄの単位はｍｍ）
の関係を満たす
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記複数のフィンは、
隣り合う前記フィンの間隔であるフィンピッチをＦｐとした場合、
０．３Ｄ≦Ｆｐ≦０．５８Ｄ
の関係を満たす
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記複数のフィンは、
厚さをＦｔとした場合、
０．０２６Ｄ≦Ｆｔ≦０．０３７Ｄ
の関係を満たす
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の熱交換器。
【請求項８】
圧縮機、凝縮器、膨張手段、蒸発器を順次配管で接続し冷媒を循環させる冷凍回路を備え、
前記凝縮器及び前記蒸発器の少なくとも一方に、請求項１〜７の何れか一項に記載の熱交換器を用いた
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記冷媒として、
ＨＣ単一冷媒、
ＨＣを含む混合冷媒、
Ｒ３２、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、二酸化炭素、Ｒ１２３４ｙｆ、及びＲ１２３４ｙｆの少なくとも一つを含む混合冷媒、
Ｒ１２３４ｚｅ、及びＲ１２３４ｚｅの少なくとも一つを含む混合冷媒、
の何れかを用いる
ことを特徴とする請求項８に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
間隔を空けて配置された複数のフィンに、複数の伝熱管を挿入する工程と、
前記複数の伝熱管を拡管して、前記複数のフィンに接合する工程と、
を有し、
前記複数のフィン及び前記複数の伝熱管は、銅系の金属材料によって構成され、
前記複数の伝熱管は、拡管前の外径をＤ、拡管後の外径をＤａ、隣り合う前記伝熱管の中心を結んだ距離をＬとした場合、
１．０５５Ｄ≦Ｄａ≦１．０６８Ｄ、
１．５６Ｄａ≦Ｌ≦２．５８Ｄａ
の関係を満たす
ことを特徴とする熱交換器の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月3日(2016.8.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に係る熱交換器は、間隔を空けて配置され、その間を気体が流れる複数のフィンと、前記複数のフィンに挿入され、拡管によって前記複数のフィンに接合された複数の伝熱管と、を備え、前記複数の伝熱管は、前記気体の流れ方向に沿う列方向に５列以上の列で、前記気体の流れ方向に交差する段方向に交互にずらして千鳥配列され、前記複数のフィンは、平板状に形成され、前記複数の伝熱管の列方向の間を切り込みを設けずに連続してつなぎ、前記複数の伝熱管は、拡管前の外径をＤ、拡管後の外径をＤａ、隣り合う前記伝熱管の中心を結んだ距離をＬとした場合、１．０５５Ｄ≦Ｄａ≦１．０６８Ｄ、１．５６Ｄａ≦Ｌ≦２．５８Ｄａ（但し、１．６７Ｄａ≦Ｌを除く）の関係を満たすことを特徴とする。
【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】
間隔を空けて配置され、その間を気体が流れる複数のフィンと、
前記複数のフィンに挿入され、拡管によって前記複数のフィンに接合された複数の伝熱管と、
を備え、
前記複数の伝熱管は、前記気体の流れ方向に沿う列方向に５列以上の列で、前記気体の流れ方向に交差する段方向に交互にずらして千鳥配列され、
前記複数のフィンは、平板状に形成され、前記複数の伝熱管の列方向の間を切り込みを設けずに連続してつなぎ、
前記複数の伝熱管は、拡管前の外径をＤ、拡管後の外径をＤａ、隣り合う前記伝熱管の中心を結んだ距離をＬとした場合、
１．０５５Ｄ≦Ｄａ≦１．０６８Ｄ、
１．５６Ｄａ≦Ｌ≦２．５８Ｄａ（但し、１．６７Ｄａ≦Ｌを除く）
の関係を満たす
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記複数のフィン及び前記複数の伝熱管は、銅系の金属材料によって構成された
ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記複数の伝熱管は、前記気体の流れ方向に交差する段方向に複数段配置され、
前記複数のフィンは、平板状に形成され、前記複数の伝熱管の段方向の間を連続してつなぐ
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記複数の伝熱管は、
３ｍｍ≦Ｄ≦６ｍｍ
の関係を満たす
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記複数の伝熱管は、
内壁面に、軸方向に延びる溝が複数形成され、前記溝の間に形成された突起数の合計を表す条数をＮとした場合、
６．６６Ｄ≦Ｎ≦１０Ｄ（Ｄの単位はｍｍ）
の関係を満たす
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記複数のフィンは、
隣り合う前記フィンの間隔であるフィンピッチをＦｐとした場合、
０．３Ｄ≦Ｆｐ≦０．５８Ｄ
の関係を満たす
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記複数のフィンは、
厚さをＦｔとした場合、
０．０２６Ｄ≦Ｆｔ≦０．０３７Ｄ
の関係を満たす
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の熱交換器。
【請求項８】
圧縮機、凝縮器、膨張手段、蒸発器を順次配管で接続し冷媒を循環させる冷凍回路を備え、
前記凝縮器及び前記蒸発器の少なくとも一方に、請求項１〜７の何れか一項に記載の熱交換器を用いた
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記冷媒として、
ＨＣ単一冷媒、
ＨＣを含む混合冷媒、
Ｒ３２、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、二酸化炭素、Ｒ１２３４ｙｆ、及びＲ１２３４ｙｆの少なくとも一つを含む混合冷媒、
Ｒ１２３４ｚｅ、及びＲ１２３４ｚｅの少なくとも一つを含む混合冷媒、
の何れかを用いる
ことを特徴とする請求項８に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
間隔を空けて配置された複数のフィンに、複数の伝熱管を挿入する工程と、
前記複数の伝熱管を拡管して、前記複数のフィンに接合する工程と、
を有し、
前記複数のフィン及び前記複数の伝熱管は、銅系の金属材料によって構成され、
前記複数の伝熱管は、拡管前の外径をＤ、拡管後の外径をＤａ、隣り合う前記伝熱管の中心を結んだ距離をＬとした場合、
１．０５５Ｄ≦Ｄａ≦１．０６８Ｄ、
１．５６Ｄａ≦Ｌ≦２．５８Ｄａ（但し、１．６７Ｄａ≦Ｌを除く）
の関係を満たす
ことを特徴とする熱交換器の製造方法。
【国際調査報告】
2014147919.tif 000011
2014147919.tif 000012
2014147919.tif 000013
2014147919.tif 000014