(57)【要約】  熱交換器の風上側に着霜したとしても通風路を確保することで、風下側のフィンにおける熱交換を持続できることに加え、融解水の排水性をより向上できる熱交換器を提供する。  本発明の熱交換器１０は、冷媒が流れる冷媒流路２１ａが形成される複数のチューブ２１と、隣り合うチューブ２１の一方から他方に亘る伝熱壁２３が、チューブ２１の延設方向に複数配列される、チューブ２１と熱交換可能なコルゲート型のフィン２２と、を備える。そして、各々の伝熱壁２３は、通過する空気流Ａの風上側に位置する前縁部２３ａに連なる伝熱片２３Ｒ（Ｌ）と、前縁部２３ａよりも空気流Ａの向きの風下側に後退する前縁部２３ｂとを有し、第１伝熱片が、隣り合う一方のチューブ２１の側と他方のチューブ２１の側に、配列の一層おきに、交互に配置される。
2014207785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が流れる流路が形成される複数のチューブと、
隣り合う前記チューブの一方から他方に亘る伝熱壁が、前記チューブの延設方向に複数配列される、前記チューブと熱交換可能なコルゲート型のフィンと、を備え、
通過する空気流の風上側に位置する第１縁部に連なる第１伝熱片と、
前記第１縁部よりも前記空気流の向きの風下側に後退する第２縁部と、を有する前記伝熱壁を備え、
前記第１伝熱片は、前記配列の少なくとも一層おきに配置される、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記第１伝熱片は、隣り合う一方の前記チューブの側と他方の前記チューブの側に、前記配列の少なくとも一層おきに、交互に配置される、
請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記伝熱壁は、
前記風上側に、伝熱促進手段を備える、
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】
前記伝熱壁は、
前記風下側に、伝熱促進手段を備える、
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項５】
各々の前記伝熱壁は、
前記空気流の前記風下側に位置する第３縁部に連なる第２伝熱片と、
前記第３縁部よりも、前記風上側に後退する第４縁部と、を有し、
前記第２伝熱片が、隣り合う一方の前記チューブの側と他方の前記チューブの側に、前記配列の一層おきに、交互に配置される、
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項６】
所定方向に沿って配列され、それぞれ冷媒が流れる流路が形成される複数のチューブと、
隣り合う前記チューブの間に設けられる、前記チューブと熱交換可能なコルゲート型のフィンと、を備える熱交換器が、通過する空気流の向きに複数配列された熱交換器集合体であって、
前記空気流の向きの最も風上側に配置される前記熱交換器が、
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の熱交換器からなることを特徴とする熱交換器構造体。
【請求項７】
隣り合う前記チューブの間に設けられる、前記チューブと熱交換可能なコルゲート型のフィンであって、
前記フィンが、
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のフィンからなることを特徴とする熱交換器用のフィン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機に用いられる熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷房と暖房の両者を共通の冷凍サイクルにより行う空気調和機は、一つの熱交換器が、冷房運転時には凝縮器として機能し、暖房運転時には蒸発器として機能する。
室外機の熱交換器は、暖房運転を行う場合には、蒸発器として機能するが、寒冷時に暖房運転を行う場合、蒸発器は、例えば氷点下５℃程度まで外気温度が低下すると、空気中の水分が蒸発器に霜として付着する着霜現象が生ずる。通常、着霜は熱交換器の風上側から起こり、次第に風下側に向けて成長する。熱交換器が着霜すると、空気と直接熱交換するフィン伝熱面積が減少し、暖房能力が低下する。また、着霜によりフィン間の通風路が狭まり、風量が低下することでも暖房能力が低下する。したがって、外気温度が低いときの暖房運転時には、付着した霜を除去するために除霜運転が例えば定期的に行われている。除霜運転中は、暖房運転が停止するので、空気調和機のユーザにとって快適性を損なうこともある。したがって、熱交換器（蒸発器）の風上側に着霜を生じにくくする技術が種々提案されている。なお、除霜運転は、冷凍サイクルを冷房運転時の回路にして室外熱交換器を凝縮器として機能させ、高温の冷媒を流すことで霜を融かす方法が代表例としてある。【０００３】
また、熱交換器の風上側に着霜する問題に加え、除霜運転により霜が融けて生じる水（以下、融解水）は、除霜運転の間に全てが排水されずに、フィン上に残ることもある。融解水が滞留したままで、除霜運転後に暖房運転を再開すると、融解水が凍結して再び着霜して通風路が狭まりやすくなる。【０００４】
本発明者等は、特許文献１において、暖房運転時の着霜を抑制するとともに、除霜運転をしたときに生ずる融解水の排水を促進できる熱交換器を提案している。この提案は、外気が流れる方向に沿って延びる熱伝導抑制部をフィンに形成する。特許文献１の熱交換器によれば、外気が流れる方向の風下側に対し、風上側におけるチューブからフィンへの熱伝導を抑えることができる。したがって、特許文献１の提案は、室外機の熱交換器が蒸発器として機能する場合に、フィンの外気の流れ方向の風上側部分の温度の低下を抑え、着霜を抑制できる。また、特許文献１の熱交換器は、除霜運転時において、熱伝導抑制部として形成されるスリットを通じて、融解水を下方に排水できるので、排水性にも優れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−７２９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、特許文献１とは別の観点から、熱交換器の風上側に着霜したとしても通風路を確保することで、風下側のフィンにおける熱交換を持続できることに加え、融解水の排水性をより向上できる熱交換器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】
かかる目的のもと、本発明の熱交換器は、冷媒が流れる流路が形成される複数のチューブと、隣り合うチューブの一方から他方に亘る伝熱壁が、チューブの延設方向に複数配列される、チューブと熱交換可能なコルゲート型のフィンと、を備える。
本発明における伝熱壁には、通過する空気流の風上側に位置する第１縁部に連なる第１伝熱片と、第１縁部よりも空気流の向きの風下側に後退する第２縁部と、を有するものが存在しており、第１伝熱片は、配列の少なくとも一層おきに配置されることを特徴とする。【０００８】
本発明の熱交換器は、伝熱壁が、第１縁部と、第１縁部よりも風下側に後退する第２縁部とを備え、第１縁部と第２縁部が伝熱壁の配列の方向に少なくとも一層おきに配置される。したがって、配列の方向に隣り合う第１縁部同士の間のフィンピッチを広げることができる。したがって、フィンの風上側の先端に位置する第１縁部に集中的に着霜したとしても、通風路が確保されることで、風下側において熱交換を持続することができる。
また、本発明の熱交換器は、風下側に後退する第２縁部が存在するために、第２縁部よりも風上側において、伝熱壁が途切れることになる。したがって、除霜運転時に発生する融解水がフィンを伝って下方に流れ落ちる距離を短くできるので、本発明の熱交換器は、フィンを伝って蛇行しながら融解水が流れ落ちるのに比べて、融解水を短時間で熱交換器の外部に排出することができる。また、本発明の熱交換器は、伝熱壁が途切れることによって融解水が特に滞留しやすいチューブとの境界部位が少なくなるので、滞留する融解水の量が減少する。したがって、暖房運転を再開した後に融解水が凝固したとしても、フィンの伝熱面積を確保できる。【０００９】
本発明における各々の伝熱壁は、通過する空気流の風上側に位置する第１縁部に連なる第１伝熱片と、第１縁部よりも空気流の向きの風下側に後退する第２縁部と、を有し、第１伝熱片が、隣り合う一方のチューブの側と他方のチューブの側に、交互に配置することができる。【００１０】
本発明の熱交換器は、伝熱壁が、第１縁部と、第１縁部よりも風下側に後退する第２縁部とを備え、第１縁部と第２縁部が伝熱壁の配列の方向に交互に配置される。したがって、配列の方向に隣り合う第１縁部同士の間には、第２縁部が風下側に後退しているために伝熱壁が存在しない部分が存在するために、フィンピッチが広がる。したがって、フィンの風上側の先端に位置する第１縁部に集中的に着霜したとしても、通風路が確保されることで、風下側において熱交換を持続することができる。【００１１】
本発明では、伝熱壁は、風上側に、伝熱促進手段を備えることが好ましい。
伝熱促進手段を風上側に備えることにより、風上側で伝熱壁の伝熱性を促進できる。
さらに、本発明では、伝熱壁は、風下側に、伝熱促進手段を備えることが好ましい。
伝熱促進手段を風下側に備えることにより、風下側で伝熱壁の伝熱性を促進できる。【００１２】
本発明において、各々の伝熱壁は、空気流の風下側に位置する第３縁部に連なる第２伝熱片と、第３縁部よりも、風上側に後退する第４縁部と、を有し、第２伝熱片が、隣り合う一方のチューブの側と他方のチューブの側に、配列の一層おきに、交互に配置されることが好ましい。
風下側にも伝熱壁が存在しない領域が存在するため、風下側においても融解水の排水性を向上させることができる。さらに、残留した融解水が凝固したとしても、空気と直接的に行われる熱交換に供されるフィンの伝熱面積が確保できるのに加えて、通風路が狭まりやすくなることを防止できる。【００１３】
本発明の熱交換機構造体は、所定方向に沿って配列され、それぞれ冷媒が流れる流路が形成される複数のチューブと、隣り合うチューブの間に設けられる、チューブと熱交換可能なコルゲート型のフィンと、を備える熱交換器が、通過する空気流の向きに複数配列された熱交換器集合体であって、空気流の向きの最も風上側に配置される熱交換器が、本発明の熱交換器からなることを特徴とする。
空気流の向きの最も風上側に本発明に係る熱交換機を設けることにより、空気流は風上側の熱交換器を通過する過程で除湿されるため、それ以降配列された熱交換器への着霜を低減できる。【００１４】
以上説明した本発明の熱交換器に使用する熱交換器用のフィンは、隣り合うチューブの間に設けられる、チューブと熱交換可能なコルゲート型のフィンであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、コルゲートタイプのフィンを、風上側に位置する先端側のフィンピッチを広げることで、フィンの先端となる第1縁部に集中的に着霜したとしても、フィンピッチの広い部分が通風路として確保されるので、フィンの風下側では熱交換を持続することができる。したがって、本発明の熱交換器を用いる空気調和機は、除霜運転を行なうまでの時間が長くなり、除霜運転の頻度を少なくできる。
また、本発明によれば、第１縁部と第２縁部が伝熱壁の配列の方向に交互に配置されるために、融解水を短時間で熱交換器の外に排除することができるので、融解水の排水性を向上できる。さらに本発明によれば、滞留する融解水の量が減少するので、暖房運転を再開した後に融解水が凝固したとしても、フィンの伝熱面積を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態にかかる熱交換器を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる熱交換器を示す部分分解斜視図である。
【図３】第１実施形態の熱交換器を示し、（ａ）は隣り合うチューブ間を示す平面図、（ｂ）はフィンの横断面を模式的に示す図、（ｃ）はフィンの展開図である。
【図４】第１実施形態の効果を説明するための模式図である。
【図５】第１実施形態の効果を説明するための模式図であり、（ａ）は実施形態のフィンの横断面を示し、（ｂ）は従来のフィンの横断面を示し、（ｃ）は実施形態の熱交換器の横断面を示し、（ｄ）は従来の熱交換器の横断面を示している。
【図６】第１実施形態のフィンの変形例を示す斜視図である。
【図７】第１実施形態のフィンの他の変形例を示す横断面図である。
【図８】第１実施形態のフィンの他の変形例を示す横断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態にかかる熱交換器を示す部分分解斜視図であり、（ａ）は風下側にルーバを設け、（ｂ）は風上側に起伏及び風下側にルーバを設け、（ｃ）は風上側及び風下側の両者にルーバを設ける例を示している。
【図１０】本発明の第３実施形態にかかる熱交換器を示し、（ａ）は部分分解斜視図、（ｂ）は隣り合うチューブ間を示す平面図、（ｃ）はフィンの展開図を示す。
【図１１】本発明の第４実施形態にかかる熱交換器構造体を示す斜視図である。
【図１２】本発明の変更例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の熱交換器の実施の形態を説明する。
［第１実施形態］
本実施形態における熱交換器１０は、図１〜図３に示すように、冷媒が流通する複数のチューブ２１と複数のフィン２２を交互に積層してなるコア２０と、チューブ２１の端末が接続される一対のヘッダチューブ３０と、を備え、外気と冷媒の間で熱交換を行うものである。
熱交換器１０は、ヒートポンプ式の空気調和機の室外熱交換器に適用される。この場合、熱交換器１０は、チューブ２１が鉛直方向Ｙに沿って起立した姿勢で、空気調和機の室外ユニットに組み込まれる。熱交換器１０は、図示を省略するファンにより生ずる空気流Ａを受け、この空気流がコア２０のチューブ２１及びフィン２２の間に形成される空隙である通風路２７を通過する過程で、冷媒と外気との間で熱交換を行なう。
【００１８】
チューブ２１は、その軸方向に貫通する冷媒の流路を備える扁平断面の部材である。チューブ２１は、熱伝導性に優れる銅又は銅合金、或いは、アルミニウム又はアルミニウム合金を押出し成形し、又は、板状素材をロール成形して作製される。
チューブ２１は、軸方向の両端末が各々ヘッダチューブ３０に例えばろう付けにより接合され、軸方向に沿って内部に形成される冷媒流路２１ａが後述するヘッダチューブ３０の冷媒流路と連通することで、チューブ２１とヘッダチューブ３０の間の冷媒の流通が確保される。
【００１９】
本実施形態では、フィン２２は山折りと谷折りを交互に繰り返して成形されたコルゲートタイプのフィンを用いている。フィン２２は、伝熱壁２３と、間隔をあけて隣接する伝熱壁２３，２３とを繋ぐ折り返し２４とを備えており、幅方向Ｘの両端で蛇行している。鉛直方向Ｙに複数の層が配列される伝熱壁２３，２３…の間隔は、略等しく設定されている。なお、一枚分の伝熱壁２３が一つの層をなすものとする。
ここでは折り返し２４が矩形状の例を示しているが、折り返し２４はＶ字状などの他の形態であってもよい。フィン２２は、チューブ２１と同様の材料からなる板状素材を折り曲げ成形して一体的に成形される。フィン２２は風上側の形態に特徴を有するが、この特徴部分については後述する。
【００２０】
コア２０は、以上のチューブ２１とフィン２２とが、熱交換器１０の幅方向Ｘに交互に積層して構成される。幅方向Ｘに隣接するチューブ２１，２１の間に配置されるフィン２２は、折り返し２４がチューブ２１，２１と例えばろう付けにより接合されることで、フィン２２とチューブ２１は相互に熱交換が可能とされる。コア２０は、幅方向Ｘの両端にサイドプレート２６が設けられる。サイドプレート２６は、コア２０の補強部材として機能し、上下方向の両端部はヘッダチューブ３０に支持されている。
【００２１】
ヘッダチューブ３０は、内部に冷媒流路（図示省略）が形成される部材である。
例えば、図中の下側に配置されるヘッダチューブ３０（下部ヘッダチューブ３２）の幅方向Ｘの一端側には冷媒の流入口が設けられ、冷凍サイクルを構成する冷媒配管から流入口に供給される冷媒は、下部ヘッダチューブ３２の流路を通って、複数のチューブ２１に流れ込む。図中の上側に配置されるヘッダチューブ３０（上部ヘッダチューブ３１）の幅方向Ｘの一端側には冷媒の流出口が設けられ、チューブ２１を流れてきた冷媒は、上部ヘッダチューブ３１に流れ込み、流出口から冷凍サイクルを構成する冷媒配管に向けて流れ出る。
ヘッダチューブ３０は、チューブ２１と同様の材料から作製される。チューブ２１は、一体的に作製できるし、複数の部材を組み合わせて作製することもできる。
【００２２】
ところで、熱交換器１０を室外熱交換器として備える空気調和機が外気温度の低いときに暖房運転をしていると、フィン２２には空気流Ａの風上側に着霜が生じる。なお、以下、空気流Ａの風上側を、単に風上側と略記することがある。風下側についても同様である。空気調和機は、付着した霜を除去するために除霜運転を例えば定期的に行なうが、除霜運転の後に、融解水が熱交換器１０から十分に排水されずに残ってしまうと、暖房運転の再開後に、融解水が凍結して再び着霜するおそれがある。
熱交換器１０は、フィン２２の風上側におけるフィンピッチを風下側よりも広げることにより、着霜が生じても風下側における熱交換を持続することで除霜運転を行なうまでの時間を長くする。また、熱交換器１０は、融解水の排水性を向上させる。以下、この特徴部分について、図２〜図４を参照して説明する。なお、図３（ｂ）において、フィン２２は、風上側の範囲Ｕにおける横断面を実線で示し、風下側の範囲Ｄにおける横断面を破線で示している。図５，図７〜図９も同様である。
【００２３】
［範囲ＵのフィンピッチＰ１と範囲ＤのフィンピッチＰ２の関係］
フィン２２は、図２〜図３に示すように、風上側の所定範囲Ｕ（図３（ａ））におけるフィンピッチＰ１が、当該範囲よりも風下側の範囲ＤのフィンピッチＰ２に比べて広く設定されている。
フィンピッチＰ１をフィンピッチＰ２よりも広くするために、フィン２２の伝熱壁２３は、以下の二つの条件を備えている。
一つ目の条件は、伝熱壁２３の中点Ｍを境にして、幅方向Ｘのいずれか一方の側が切り欠かれていることである。切り欠きの形成により、切り欠かれていない側の前縁部２３ａよりも、切り欠かれている側の前縁部２３ｂが風下側に後退している。切り欠かれていない側には、前縁部２３ｂよりも風上側に突き出す伝熱片２３Ｌ，２３Ｒが設けられている。
二つ目の条件は、伝熱片２３Ｌ，２３Ｒが、中点Ｍを境にして、伝熱壁２３の一層おきに、幅方向Ｘに交互に配置されることである。この条件は、切り欠きを主体にすると、切り欠きが、中点Ｍを境にして、伝熱壁２３の一層おきに、幅方向Ｘに交互に配置されることと等価である。
以上の二つの条件を備えることにより、範囲Ｕにおいて、フィン２２は、中点Ｍを境にした一方の側（図３（ｂ）の左側）Ｌにおいて、伝熱片２３Ｌが一層おきに配置される。同様に、他方の側（図３（ｂ）の右側）Ｒにおいても、伝熱片２３Ｒが一層おきに配置される。しかも、一方の側Ｌと他方の側Ｒで、フィンピッチＰ１の位相が１／２（半周期）だけずれている。
なお、伝熱片２３Ｌ，２３Ｒのチューブ２１と対向する折り返しに相当する部分が切り欠かれており、フィン２２は、範囲Ｕに折り返し２４が設けられていないが、切り欠かずに当該部分に折り返しを残してもよい。また、伝熱片２３Ｌ，２３Ｒは、チューブ２１と対向する縁が熱交換可能にろう付けにより接合されてもよいし、チューブ２１から離れていてもよい。
【００２４】
［フィン素材２５］
フィン２２を構成するのに用いるフィン素材２５は、図３（ｃ）に示すように、前述した金属材料からなる平面が矩形の板材からなるが、フィン２２として熱交換器１０に組み付けられた際に風上側に対応する端縁に、複数の矩形の切り欠き２５ａが等間隔で形成される。隣接する切り欠き２５ａ，２５ａの間に残る素材部分２５ｂは、伝熱片２３Ｌ，２３Ｒを構成する。フィン素材２５は、端縁に切り欠き２５ａと素材部分２５ｂが交互に繰り返して形成されている。
【００２５】
［作用・効果］
次に、以上のフィン２２を備える熱交換器１０の作用及び効果について説明する。
はじめに、図４を参照して、風下側において熱交換が持続されることについて説明する。
フィン２２は、風上側に位置する範囲ＵのフィンピッチＰ１を、風下側の範囲ＤのフィンピッチＰ２よりも広くしてある。図４に示すように、風上側に位置する伝熱壁２３の前縁部２３ａに集中的に霜Ｆａが付くと通風路２７が狭くなるものの、フィンピッチＰ１が広いために、風上側が霜Ｆａにより閉塞するまでの時間を長くすることができる。
また、前縁部２３ｂに霜Ｆｂが付いたとしても、前縁部２３ｂは風下側に後退しているために、霜Ｆａとの間には通風路２７として機能する空隙が長い時間に亘り確保される。特に、前縁部２３ｂに達する空気流Ａは前縁部２３ａにより除湿されることで水分の量が減少しているので、前縁部２３ｂへの霜Ｆｂの量は前縁部２３ａに比べて少なくなる。これは、通風路２７として機能する空隙の確保にとって有利である。
以上の通りであり、熱交換器１０は、フィン２２の風下側である範囲Ｄにおける熱交換を長時間に亘って持続することができるので、熱交換器１０を用いる空気調和機は、除霜運転を行なう頻度を少なくできる。
一方で、範囲Ｄは範囲Ｕよりも伝熱壁２３が存在する密度が高いので、フィン２２は熱交換の効率低下を最小限に抑えることができる。
【００２６】
次に、図５を参照して、融解水の排水性の向上について説明する。本発明における排水性の向上は、排水そのものを促進することに加え、融解水が滞留する量を低減することを含んでいる。
はじめに、排水の促進について説明する。
熱交換器１０は、風下側に後退する前縁部２３ｂが設けられているために、フィン２２の風上側（範囲Ｕ）において伝熱壁２３が途切れるので、除霜運転時に霜Ｆが解けて生ずる融解水Ｗは、図５（ａ）の矢印Ｗｆに示すように、伝熱片２３Ｒ，２３Ｌの幅方向Ｘの両端から流れ落ちる。この融解水Ｗは、チューブ２１（図５（ａ）では図示省略）と対向する側ではチューブ２１を伝って下方に流れ落ち、切り欠きに臨む側ではそのまま下方に向けて落下し、熱交換器１０の外部に排水される。これに対して、風下側に後退する前縁部２３ｂを設けなければ、図５（ｂ）に示すように、融解水Ｗは、矢印Ｗｆに示すように、フィン２２を伝って蛇行しながら下方に向けて流れることになる。このように、熱交換器１０は、蛇行するのに比べて、融解水Ｗをショートカットして排水できるので、融解水Ｗを短時間で熱交換器１０の外部に排除することができる。
次に、滞留の低減について説明する。
排水されなかった融解水Ｗは、図５（ｄ）に示すように、折り返し２４の内側ＩＮに滞留しやすい。ところが、熱交換器１０は、前縁部２３ｂを風下側に後退させており、着霜しやすい風上側の範囲Ｕには折り返し２４の内側ＩＮが存在しないので、融解水Ｗが滞留するとしても、図５（ｃ）に示すように、伝熱片２３Ｌ，２３Ｒとチューブ２１の境界部分の上側に過ぎない。したがって、熱交換器１０によれば、フィン２２に滞留する融解水Ｗの量を低減できるので、暖房運転を再開した後に融解水Ｗが凝固したとしても、フィン２２の伝熱面積をより広く確保できるのに加えて、通風路が狭まりやすくなるのを防止できる。
【００２７】
また、熱交換器１０は、伝熱片２３Ｌ，２３Ｒがチューブ２１と熱交換可能に接続されていれば、範囲Ｕにおける伝熱性能を確保することができる。
【００２８】
本実施形態に関するいくつかの変形例について説明する。
［切り欠きの平面形状］
本実施形態はフィン２２の切欠きの平面視した形状を矩形にしたが、本発明の目的を達成できる限り切り欠きの形状は任意である。例えば、図６に示すように、円形の切り欠き（図６（ａ））、三角形の切り欠き（図６（ｂ））、多角形の切り欠き（図６（ｃ））、及び、階段状の切り欠き（図６（ｄ））などの種々の形態を採用することができる。
【００２９】
［フィンの折り返し断面形状］
また、フィン２２の折り返しのパターンも、本発明の目的を達成できる限り任意である。図７，図８は、本発明で採用できるいくつかのパターンを示しており、本発明はこれらのパターンを採用することができる。
【００３０】
図７（ａ）は、折り返し２４に繋がる伝熱壁２３の下側が切り欠かれているのに対して、図７（ｂ）は、図７（ａ）とは逆に、折り返し２４に繋がる伝熱壁２３の上側が切りかかれている。図７（ａ），（ｂ）のいずれのパターンでも、チューブ２１，２１の間のほぼ全域に亘って伝熱壁２３が設けられる従来のコルゲートタイプのフィンに比べると、ショートカットにより融解水が下方に流れ落ちるので、融解水の排水性を促進することができる。
【００３１】
図７（ａ）のパターンは伝熱壁２３が水平方向に沿って形成されているが、図７（ｃ）に示すように、伝熱壁２３をフィン２２の幅方向の中央に向けて上向きに傾斜させることができる。また、同様に、図７（ｂ）のパターンは、図７（ｄ）に示すように、伝熱壁２３をフィン２２の幅方向の中央に向けて下向きに傾斜させることができる。このように伝熱壁２３を傾斜させることにより、融解水の排水性をより促進させることができる。
【００３２】
次に、第１実施形態のフィン２２は、幅方向Ｘの一方の側に設けられる伝熱片２３Ｌと他方の側に設けられる伝熱片２３Ｒは、鉛直方向に見て（平面視して）、重なりが生じないように設けられているが、本発明はこれに限定されない。図８（ａ）に示すように、フィン２２の幅方向Ｘの中央部分で、一方の側に設けられる伝熱片２３Ｌと他方の側に設けられる伝熱片２３Ｒが重なりＫがあってもよい。この場合でも、チューブ２１に近い側では、伝熱片２３Ｌ，２３Ｌ…のフィンピッチＰ１、及び、伝熱片２３Ｒ，２３Ｒ…のフィンピッチＰ１は、範囲ＤにおけるフィンピッチＰ２の２倍と広いから、上述した範囲ＵのフィンピッチＰ１を広げることによる効果を享受することができる。
また、本発明は、図８（ｂ）に示すように、フィン２２の幅方向Ｘの中央部分で、一方の側に設けられる伝熱片２３Ｌと他方の側に設けられる伝熱片２３Ｒの間に、幅方向の隙間Ｇを設けることもできる。この場合でも、図８（ａ）と同様に、範囲ＵのフィンピッチＰ１を広げることによる効果を享受することができる。
【００３３】
次に、第１実施形態のフィン２２は、フィン素材２５の一部を切り欠くことで範囲ＵのフィンピッチＰ１を広げているが、本発明はこれに限定されない。
図８（ｃ）に示すように、伝熱片２３Ｌ，Ｒを下向きに折り曲げることで、切り欠きに相当する領域を形成することもできる。そうすれば、第１実施形態のフィン２２と同様に、範囲ＵのフィンピッチＰ１を範囲ＤのフィンピッチＰ２よりも広げることができる。折り曲げにより生じた垂下片２３ｅは、図８（ｃ）に示すように、その先端が下層に位置する伝熱壁２３の表面に接触してもよいし、図８（ｄ）に示すように、その先端が下層に位置する伝熱壁２３の表面から離れていてもよい。いずれにしても、垂下片２３ｅは、融解水を下向きに誘導する経路を構成し、排水を促進するのに寄与する。なお、折り曲げる角度は任意である。
【００３４】
［第２実施形態］
次に、フィン２２は、以下説明するように、風上側及び風下側の一方または双方の伝熱性を向上させる手段を設けることができる。
【００３５】
＜第２−１形態＞
その一例として、図９（ａ）に示すように、フィン２２（伝熱壁２３）の風下側にルーバ２８を形成することができる（第２−１形態）。
風上側よりも風下側のフィン２２の伝熱性能を高くすれば、風上側における除湿が抑えられる結果として、風下側でも除湿させることができる。ここで、着霜は、フィン２２による除湿が一つの要因となって生ずるものであるから、第２−１形態のように風下側の伝熱性能を高くすれば、風上側に集中的に着想するのが抑制されるので通風路２７を確保するのが容易である。したがって、第２−１形態によれば、風量低下による暖房能力低下を緩和することができるのに加えて、風下側における熱交換を持続できるので、暖房運転を継続できる時間を長くすることができる。一方、フィン２２の風上側は加工を要しないので、加工コストの増加を抑えることができる。
【００３６】
ルーバ２８は、伝熱壁２３を切り起こすことによって形成されたものであり、ルーバ２８を通過する空気の流れを乱すことで、空気と伝熱壁２３の間の伝熱性が促進される。なお、後述する起伏２９と比べるとルーバ２８の方が伝熱性を促進する効果が大きい。
また、ルーバ２８を設ける領域は任意であり、風下側に限らず、風上側に設けることもできる。
【００３７】
＜第２−２形態＞
本発明は、風上側の伝熱性を向上することもできる。
その一例として、図９（ｂ）に示すように、フィン２２（伝熱壁２３）の風上側に起伏２９を形成することができる（第２−２形態）。この起伏２９は、伝熱壁２３の縦断面において波形をなしており、風上側から風下側に向けて山、谷、山…が繰り返される形状を有している。
風上側に起伏２９を形成することにより、風上側における伝熱面積が増加するので、平板からなるフィンに比べて伝熱性を向上できる。しかも、起伏２９を気流が通過する過程で、渦流が発生することによっても伝熱性を向上できる。
風上側の伝熱性を向上するには、起伏２９に限らず、図９（ｃ）に示すように、ルーバ２８を設けることもできる。
【００３８】
［第３実施形態］
本発明は、風下側のフィン２２の先端側に、第１実施形態の風上側のフィン２２の先端側と同様の構成を設けることができる。つまり、図１０に示すように、伝熱壁２３の中点Ｍを境にして、幅方向Ｘのいずれか一方の側が切り欠かれていることである。切り欠きの形成により、切り欠かれていない側の前縁部２３ｃよりも、切り欠かれている側の前縁部２３ｄが風上側に後退している。切り欠かれていない側には、前縁部２３ｄよりも風下側に突き出す伝熱片２３Ｌ，２３Ｒが設けられている。また、伝熱片２３Ｌ，２３Ｒが、中点Ｍを境にして、伝熱壁２３の一層おきに、幅方向Ｘに交互に配置されている。
着霜は、風上側よりは少ないとはいえ、フィン２２の風下側においても生ずるので、除霜運転を行なうとフィン２２の風下側でも融解水が滞留し得る。そこで、第３実施形態は、風下側にもフィンピッチを広げる構成を採用することによって、風下側においても滞留する融解水の量を減少させる。そうすれば、暖房運転を再開した後に残留した融解水が凝固したとしても、熱交換に供されるフィン２２の伝熱面積が確保できるのに加えて、通風路が狭まりやすくなるのを防止できる。
フィンピッチを広げる構成については、第１実施形態の欄で説明したように、種々の形態を採用できる。
【００３９】
［第４実施形態］
空気調和機は、図１１に示すように、高い伝熱性を得るために、風の流れる向きに複数台（ここでは２台）の熱交換器１０（１０ａ，１０ｂ）を配列することがある。本発明は、複数台の熱交換器１０を備える空気調和機に適用することができる。
ただし、風上側に配置される熱交換器１０ａについて本発明を適用するべきであるが、風下側に配置される熱交換器１０ｂについては適用の必要性は小さい。それは、除霜運転時に、風下側の熱交換器１０ｂには、風上側の熱交換器１０ａを通過した空気流が流入するが、この空気流は風上側の熱交換器１０ａを通過する過程で除湿されているために、着霜の量が少ないか、または、着霜が殆ど生じないからである。もちろん、風下側の熱交換器１０ｂに本発明を適用することを排除するものではないが、風下側の熱交換器１０ｂは、フィンの伝熱面積を確保し伝熱性の損失を極力抑えることが、複数台の熱交換器を設ける趣旨に合う。
２台に限らず、３台以上の熱交換器を備える場合であっても、最も風上側に配置される熱交換器に本発明を適用すればたりる。ここで言う「本発明の適用」とは、これまで説明した第１実施形態〜第３実施形態で開示される個々の要素を全て含んでいる。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
例えば、図１２（ａ）に示すように、伝熱壁２３の幅方向の両側を切り欠いても、フィンピッチの拡大、融解水の排水性向上という効果を得ることができる。また、図１２（ｂ）に示すように、伝熱片２３Ｌと伝熱片２３Ｒを例えば二層おきに配置することもできる。
【符号の説明】
【００４１】
１０，１０ａ，１０ｂ  熱交換器
２０    コア
２１    チューブ
２１ａ  冷媒流路
２２    フィン
２３    伝熱壁
２３Ｌ，２３Ｒ  伝熱片
２３ａ〜２３ｄ  前縁部
２３ｅ  垂下片
２５    フィン素材
２５ｂ  素材部分
２６    サイドプレート
２７    通風路
２８    ルーバ
２９    起伏
３０    ヘッダチューブ
３１    上部ヘッダチューブ
３２    下部ヘッダチューブ
Ａ      空気流
Ｆ，Ｆａ，Ｆｂ    霜
Ｇ      隙間
ＩＮ    内側
Ｍ      中点
Ｐ１    フィンピッチ
Ｐ２    フィンピッチ
Ｄ，Ｕ      範囲
Ｗ      融解水
Ｘ      幅方向
Ｙ      鉛直方向
【図１】
2014207785.tif 000003
【図２】
2014207785.tif 000004
【図３】
2014207785.tif 000005
【図４】
2014207785.tif 000006
【図５】
2014207785.tif 000007
【図６】
2014207785.tif 000008
【図７】
2014207785.tif 000009
【図８】
2014207785.tif 000010
【図９】
2014207785.tif 000011
【図１０】
2014207785.tif 000012
【図１１】
2014207785.tif 000013
【図１２】
2014207785.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月22日(2016.8.22)
【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】
冷媒が流れる流路が形成される複数のチューブと、
隣り合う前記チューブの一方から他方に亘る伝熱壁が、前記チューブの延設方向に複数配列される、前記チューブと熱交換可能なコルゲート型のフィンと、を備え、
通過する空気流の風上側に位置する第１縁部に連なる第１伝熱片と、
前記第１縁部よりも前記空気流の向きの風下側に後退する第２縁部と、を前記空気流の風上側に有する前記伝熱壁を備え、
前記第１伝熱片は、前記配列の少なくとも一層おきに配置される、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記第１伝熱片は、隣り合う一方の前記チューブの側と他方の前記チューブの側に、前記配列の少なくとも一層おきに、交互に配置される、
請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記伝熱壁は、
前記風上側に、伝熱促進手段を備える、
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】
前記伝熱壁は、
前記風下側に、伝熱促進手段を備える、
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項５】
各々の前記伝熱壁は、
前記空気流の前記風下側に位置する第３縁部に連なる第２伝熱片と、
前記第３縁部よりも、前記風上側に後退する第４縁部と、を有し、
前記第２伝熱片が、隣り合う一方の前記チューブの側と他方の前記チューブの側に、前記配列の一層おきに、交互に配置される、
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項６】
所定方向に沿って配列され、それぞれ冷媒が流れる流路が形成される複数のチューブと、
隣り合う前記チューブの間に設けられる、前記チューブと熱交換可能なコルゲート型のフィンと、を備える熱交換器が、通過する空気流の向きに複数配列された熱交換器集合体であって、
前記空気流の向きの最も風上側に配置される前記熱交換器が、
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の熱交換器からなることを特徴とする熱交換器構造体。
【請求項７】
隣り合う前記チューブの間に設けられる、前記チューブと熱交換可能なコルゲート型のフィンであって、
前記フィンが、
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のフィンからなることを特徴とする熱交換器用のフィン。
【手続補正２】
【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】
かかる目的のもと、本発明の熱交換器は、冷媒が流れる流路が形成される複数のチューブと、隣り合うチューブの一方から他方に亘る伝熱壁が、チューブの延設方向に複数配列される、チューブと熱交換可能なコルゲート型のフィンと、を備える。
本発明における伝熱壁には、通過する空気流の風上側に位置する第１縁部に連なる第１伝熱片と、第１縁部よりも空気流の向きの風下側に後退する第２縁部と、を空気流の風上側に有するものが存在しており、第１伝熱片は、配列の少なくとも一層おきに配置されることを特徴とする。
【国際調査報告】
2014207785.tif 000015
2014207785.tif 000016
2014207785.tif 000017
2014207785.tif 000018