(57)【要約】熱交換器において、除霜運転時に発生する水の排出機能を向上させることを目的とする。板状フィン（２）と、板状フィンと交差する第１の扁平管（３）と、第１の扁平管の扁平管下面部（３ｃ）と互いに向かい合い、第１の扁平管と間隔を置いて配置され、板状フィンと交差する第２の扁平管（３０）とを備え、第１の扁平管の扁平管風上側側面部（３ｂ）及び第２の扁平管の扁平管風上側側面部（３ｂ）は、板状フィンの周縁部よりも内側に位置し、板状フィンは、第１の扁平管と第２の扁平管との間の位置に切り起こし片（２３）を有し、切り起こし片は、第１の扁平管の扁平管風上側側面部と第２の扁平管の扁平管風上側側面部をつなぐ第１の仮想面（３２）と第１の扁平管の扁平管下面部の中心と第２の扁平管の扁平管上面部（３ａ）の中心をつなぐ第２の仮想面（３４）との間に位置するものである。
2016194088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風ファンからの風が供給される熱交換器であって、
板状フィンと、
前記送風ファンから供給される風の方向に沿って延びる第１の扁平面部と前記第１の扁平面部の風上側端部に設けられた第１の風上端部と前記第１の扁平面部の風下側端部に設けられた第１の風下端部とを有し、前記板状フィンと交差する第１の扁平管と、
前記第１の扁平管の前記第１の扁平面部と互いに向かい合い、前記風の方向に沿って延びる第２の扁平面部と前記第２の扁平面部の風上側端部に設けられた第２の風上端部と前記第２の扁平面部の風下側端部に設けられた第２の風下端部とを有し、前記第１の扁平管と間隔を置いて配置され、前記板状フィンと交差する第２の扁平管と
を備え、
前記第１の風上端部及び前記第２の風上端部は、前記板状フィンの周縁部よりも内側に位置し、
前記板状フィンは、前記第１の扁平管と前記第２の扁平管との間の位置に切り起こし片を有し、
前記切り起こし片は、前記第１の風上端部と前記第２の風上端部をつなぐ第１の仮想面と前記第１の扁平面部の中心と前記第２の扁平面部の中心をつなぐ第２の仮想面との間に位置する熱交換器。
【請求項２】
前記切り起こし片はスリットである請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記板状フィンと間隔を置いて配置された板状フィンを備え、
複数の前記板状フィンは、互いに面が向かい合うように配置され、
前記複数の板状フィンの間の最短ピッチ幅ＦＰに対する前記スリットの切り起こし幅Ｓｈの比率Ｓｈ／ＦＰは、１／５≦Ｓｈ／ＦＰ≦１／２である請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記第１の扁平管が前記第２の扁平管よりも上方に配置され、
前記第１の仮想面から前記スリットまでの距離Ｓａは、前記第１の風上端部の最も風上側の端から前記第１の扁平面までの距離をＲ１、前記第１の扁平管の断面長手方向の幅をＤＡとすると、（ＤＡ／２）＞Ｓａ≧Ｒ１である請求項２又は３に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記第１の扁平管は前記第２の扁平管よりも上方に配置され、
前記第１の扁平面部から前記スリットまでの距離Ｓｂは、１ｍｍ≦Ｓｂ≦３ｍｍである請求項２〜４のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記第１の扁平管は前記第２の扁平管よりも上側に配置され、
前記スリットから前記第２の扁平面部までの距離Ｓｃは、前記第１の扁平管の中心と前記第２の扁平管の中心間の距離をＤＰ、前記第２の扁平管の断面短手方向の幅をＤＢとすると、１．５ｍｍ≦Ｓｃ≦（ＤＰ−ＤＢ）／２である請求項２〜５のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記切り起こし片はルーバーである請求項１に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記ルーバーは２本以上配置され、前記ルーバーの位置は、前記第１の扁平管の断面長手方向において、隣り合った位置となる請求項７に記載の熱交換器。
【請求項９】
請求項１〜８に記載の熱交換器を備える冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扁平形状の伝熱管を用いた熱交換器及び冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の扁平形状の伝熱管（以降、「扁平管」と称する。）を用いたフィンアンドチューブ型熱交換器としては、板状フィンの切欠部の扁平管挿入口側を空気の主流方向における風上側とし、切欠部の間に切り起こし部（ルーバー）を複数形成したものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のフィンアンドチューブ型熱交換器に配置されたルーバーは、上下方向の長さ、横方向の幅、横方向の間隔等がそれぞれ異なるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１６３３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の熱交換器は、例えば外気温度が氷点下となる環境で蒸発器として動作する場合、着霜が扁平管挿入口側に生じやすくなる。霜は除霜運転によって融解されて水滴となるが、融解後の水滴が扁平管挿入口側の扁平管上部に滞留し、適切に排出されないという問題があった。【０００５】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、除霜運転時において発生する水の排出機能を向上させた熱交換器及び冷凍サイクル装置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】
【０００６】
本発明に係る熱交換器は、送風ファンからの風が供給されるものであって、板状フィンと、前記送風ファンから供給される風の方向に沿って延びる第１の扁平面部と前記第１の扁平面部の風上側端部に設けられた第１の風上端部と前記第１の扁平面部の風下側端部に設けられた第１の風下端部とを有し、前記板状フィンと交差する第１の扁平管と、前記第１の扁平管の前記第１の扁平面部と互いに向かい合い、前記風の方向に沿って延びる第２の扁平面部と前記第２の扁平面部の風上側端部に設けられた第２の風上端部と前記第２の扁平面部の風下側端部に設けられた第２の風下端部とを有し、前記第１の扁平管と間隔を置いて配置され、前記板状フィンと交差する第２の扁平管とを備え、前記第１の風上端部及び前記第２の風上端部は、前記板状フィンの周縁部よりも内側に位置し、前記板状フィンは、前記第１の扁平管と前記第２の扁平管との間の位置に切り起こし片を有し、前記切り起こし片は、前記第１の風上端部と前記第２の風上端部をつなぐ第１の仮想面と前記第１の扁平面部の中心と前記第２の扁平面部の中心をつなぐ第２の仮想面との間に位置するものである。【０００７】
また、本発明に係る冷凍サイクル装置は、上述の熱交換器を備えるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、着霜により生じた大部分の水滴を重力作用により排水することができる。また、扁平管に付着した水滴を、切り起こし片と板状フィンとの間の空間で生じる毛管作用と、重力作用とにより排出することができる。したがって、本発明によれば、除霜運転時において発生する水の排出機能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る熱交換器１の一部を扁平管３、３０、３００の末端側から見た概略的な平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る熱交換器１の一部を風上側（図１の右側）から見た概略的な側面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る板状フィン２の一部を概略的に示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る板状フィン２の一部を概略的に示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る扁平管３、３０、３００を末端側から見た概略的な平面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の一例を概略的に示す冷媒回路図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る熱交換器１による水の排出機能を概略的に示す側面図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る熱交換器１による水の排出機能を概略的に示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る熱交換器１による水の排出機能を概略的に示す平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る熱交換器１による水の排出機能を概略的に示す平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る熱交換器１の一部の寸法を示す概略的な平面図又は側面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る熱交換器１の一部を概略的に示す平面図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る熱交換器１の一部を概略的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る熱交換器１の全体構造について図１及び図２を用いて説明する。図１及び図２を含む以下の図面では各構成部材の寸法の関係及び形状が、実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面では、同一の又は類似する部材又は部分には、同一の符号を付すか、又は符号を付すことを省略している。
【００１１】
図１は、本実施の形態１に係る熱交換器１の一部を扁平管３、３０、３００の末端側から見た概略的な平面図である。図１では、３つの扁平管３、３０、３００と１つの板状フィン２が図示されている。図１では、後述する図６の送風ファン７０から供給される風の風向を、ブロック矢印で示している。
【００１２】
また、図１では熱交換器１の構成の説明のために、想像線として２本の二点鎖線Ｌ１、Ｌ２を付している。二点鎖線Ｌ１は、隣り合って向かい合う扁平管（例えば扁平管３、３０）の扁平管風上側側面部３ｂをつなぐ直線である。二点鎖線Ｌ２は、向かい合う扁平管の扁平面部の中心同士をつなぐ（例えば、扁平管３の扁平管下面部３ｃの中心と扁平管３０の扁平管上面部３ａの中心をつなぐ）直線である。
【００１３】
また、本実施の形態１では熱交換器１の構成の説明のために、二点鎖線Ｌ１上に、紙面に対し垂直に延在する第１の仮想面３２を規定し、二点鎖線Ｌ２上に、紙面に対し垂直に延在する第２の仮想面３４を規定する。すなわち、第１の仮想面３２は、隣り合って向かい合う扁平管（例えば、扁平管３、３０）の扁平管風上側側面部３ｂをつなぐ熱交換器１の構成に含まれない仮想面として規定される。また、第２の仮想面３４は、向かい合う扁平管の扁平面部の中心同士をつなぐ（例えば、扁平管３の扁平管下面部３ｃの中心と扁平管３０の扁平管上面部３ａの中心をつなぐ）熱交換器１の構成に含まれない仮想面として規定される。
【００１４】
図２は、本実施の形態１に係る熱交換器１の一部を風上側（図１の右側）から見た概略的な側面図である。図２では、一定の間隔を置いて配置された３つの板状フィン２が図示されている。なお、図２では、２つの扁平管３、３０が斜線で図示されている。
【００１５】
図１及び図２に示すように、本実施の形態１に係る熱交換器１はフィンアンドチューブ型熱交換器であり、送風ファン７０（図６参照）からの風が供給されるものである。熱交換器１は、複数の板状フィン２と、扁平面部が互いに向かい合い、相互に間隔を置いて配置され、板状フィンの交差する複数の扁平管（図１では、扁平管３、３０、３００）とを備えている。扁平管３、３０、３００の扁平管風上側側面部３ｂは、板状フィン２の周縁部より内側に位置している。板状フィン２は、隣接する扁平管の間の位置（例えば、扁平管３と扁平管３０との間の位置）に切り起こし片２３を有している。また、板状フィン２は、扁平管３、３０、３００を配置するための複数の切欠部２１を有している。
【００１６】
切り起こし片２３は、複数の切欠部２１の間に位置する板状フィン２の平面部を風向と直交する方向に切り起こしたスリット形状のものである。切り起こし片２３は、第１の仮想面３２と第２の仮想面３４との間、すなわち、扁平管３、３０、３００の中心より風上側に位置している。
【００１７】
切り起こし片２３は、スリット上端部２３ａと、スリット下端部２３ｂと、スリット風上側端部２３ｃと、スリット風下側端部２３ｄと、スリット平坦面部２３ｅと、スリット上面部２３ｆと、スリット下面部２３ｇとを有する。スリット風上側端部２３ｃ及びスリット風下側端部２３ｄは、鉛直方向に延在する長さの等しい直線形状の切込みである。スリット風上側端部２３ｃの上端及びスリット風下側端部２３ｄの上端を結ぶ線分は、水平方向に延在するスリット上端部２３ａを規定する。スリット風上側端部２３ｃの下端及びスリット風下側端部２３ｄの下端を結ぶ線分は、水平方向に延在するスリット下端部２３ｂを規定する。スリット平坦面部２３ｅは、複数の板状フィン２の間の空間に位置し、風上側から見て鉛直方向に延在する。スリット上面部２３ｆは、スリット上端部２３ａとスリット平坦面部２３ｅの上辺との間を風上側から見て斜め下方に延在する。スリット下面部２３ｇは、スリット下端部２３ｂとスリット平坦面部２３ｅの下辺との間を風上側から見て斜め上方に延在する。
【００１８】
隣り合った板状フィン２の間の空間は、外気との間で熱交換を行うための風路４となる。切欠部２１の風上側端部２１ａより風上側の風路４、すなわち、図１の二点鎖線Ｌ１の右側の風路４は、鉛直方向に延在し、熱交換器１に付着した水滴を重力作用により排出することが可能な排水路５となる。
【００１９】
次に、本実施の形態１に係る熱交換器１の板状フィン２の構造について、図３及び図４を用いて説明する。
【００２０】
図３及び図４は、本実施の形態１に係る板状フィン２の一部を概略的に示す平面図である。上述したように、板状フィン２は、複数の切欠部２１と、複数の切り起こし片２３とを有している。
【００２１】
切欠部２１は、図３及び図４に示すように、扁平管３、３０、３００を配置するための風下側端部２１ｂと、扁平管３、３０、３００を嵌合させるための風上側端部２１ａとを有している。また、切欠部２１は、風上側端部２１ａと風下側端部２１ｂの上縁部との間に、風下側端部２１ｂから挿入された扁平管３、３０、３００を誘導する上端部２１ｃを有している。更に、切欠部２１は、風上側端部２１ａと風下側端部２１ｂの下縁部との間に、風下側端部２１ｂから挿入された扁平管３、３０、３００を誘導する下端部２１ｄを有している。上端部２１ｃ及び下端部２１ｄは、上端部２１ｃ及び下端部２１ｄ側を底辺とした複数の三角形の切込部２１ｅを有している。
【００２２】
図３及び図４では、切欠部２１の風上側端部２１ａは右半円形状となっている。切欠部２１の風下側端部２１ｂの上縁部及び下縁部は、扁平管３、３０、３００の挿入が容易となるように円弧形状となっている。切欠部２１の上端部２１ｃは、風上側端部２１ａの上端と風下側端部２１ｂの上縁部の右下端部との間を水平方向に延在する直線形状となっている。切欠部２１の下端部２１ｄは、風上側端部２１ａの下端と風下側端部２１ｂの下縁部の右上端部との間を水平方向に延在する直線形状となっている。しかしながら、切欠部２１の風上側端部２１ａ、風下側端部２１ｂ、上端部２１ｃ、及び下端部２１ｄの形状は、扁平管３、３０、３００が挿入可能であり、固定できる形状であればこれに限定されない。例えば、切欠部２１の風上側端部２１ａは半楕円形状であってもよいし、風下側端部２１ｂは他のテーパ形状であってもよい。
【００２３】
なお、本実施の形態１に係る板状フィン２は、スリット形状の切り起こし片２３に代えて、ルーバー形状の切り起こし片２３を有していてもよい。図４の板状フィン２は、複数の切欠部２１の間の平面部に、３つのルーバー形状の切り起こし片２３を有している。図４では、ルーバー形状の切り起こし片２３は、ルーバー上端部２３ｈ、ルーバー左端部２３ｉ、ルーバー下端部２３ｊ、及びルーバー右端部２３ｋを有する。ルーバー左端部２３ｉは、鉛直方向に延在する直線形状の切込みである。ルーバー上端部２３ｈは、ルーバー左端部２３ｉの上端から右方向（風上側）に水平方向に延在する直線形状の切込みである。ルーバー下端部２３ｊは、ルーバー左端部２３ｉの下端から右方向（風上側）に水平方向に延在する直線形状の切込みであり、ルーバー上端部２３ｈと長さが等しくなる。ルーバー上端部２３ｈの右端とルーバー下端部２３ｊの右端を結ぶ線分は、ルーバー右端部２３ｋを規定する。ルーバー形状の切り起こし片２３は、ルーバー右端部２３ｋを軸として複数の切欠部２１の間の平面部から斜方に捩るように切り起こされたものである。
【００２４】
板状フィン２は、切欠部２１の風上側端部２１ａ、上端部２１ｃ、及び下端部２１ｄから垂直に切り起こされたフィンカラー２５を備える。フィンカラー２５は、扁平管３、３０、３００を板状フィン２に固定するために用いられるものである。
【００２５】
次に、本実施の形態１に係る熱交換器１の扁平管３、３０、３００の構造について、図５を用いて説明する。
【００２６】
図５は、本実施の形態１に係る扁平管３、３０、３００を末端側から見た概略的な平面図である。扁平管３、３０、３００は、楕円形状又は長円形状等の扁平形状の末端面（断面）を有する冷媒配管である。扁平管３、３０、３００は直線形状の冷媒配管であっても、Ｕ字形状の冷媒配管であってもよい。
【００２７】
図５に示す扁平管３、３０、３００は直線形状の冷媒配管であり、長円形状の末端面（断面）を有している。扁平管３、３０、３００は、扁平形状の扁平管上面部３ａと、右半円形状の扁平管風上側側面部３ｂと、扁平形状の扁平管下面部３ｃと、左半円形状の扁平管風下側側面部３ｄとを有している。扁平管上面部３ａ及び扁平管下面部３ｃは、送風ファン７０から供給される風の方向に沿って延びる扁平管３、３０、３００の扁平面部である。扁平管風上側側面部３ｂは、扁平管上面部３ａ及び扁平管下面部３ｃの風上側端部に設けられた扁平管３、３０、３００の風上端部である。扁平管風下側側面部３ｄは、扁平管上面部３ａ及び扁平管下面部３ｃの扁平面部の風下側端部に設けられた扁平管３、３０、３００の風下端部である。
【００２８】
扁平管３、３０、３００は、図５の符号（ａ）に示すように、冷媒との接触面積を増やし、熱交換効率を良くするために複数の矩形形状の冷媒流路３ｅを内部に有する構成にできる。また、図５の符号（ｂ）の扁平管３、３０、３００のように、同心状の１つの冷媒流路３ｅを内部に有する構成としてもよい。
【００２９】
次に、本実施の形態１に係る上述の熱交換器１を備える冷凍サイクル装置１００について説明する。
【００３０】
図６は、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の一例を概略的に示す冷媒回路図である。図６の矢印は、冷凍サイクル装置１００における冷媒の流れを示している。
【００３１】
本実施の形態１の冷凍サイクル装置１００は、圧縮機４０と、負荷側熱交換器５０と、減圧装置６０と、本実施の形態１の熱交換器１（熱源側熱交換器）とを冷媒配管を介して接続した冷凍サイクルを備えている。本実施の形態１の冷凍サイクル装置１００は、冷凍サイクルに冷媒を循環させて、熱交換器１に低温低圧の冷媒を供給する暖房運転を行うように構成されている。
【００３２】
圧縮機４０は、吸入した低圧冷媒を圧縮し、高圧冷媒として吐出する流体機械である。負荷側熱交換器５０は、暖房運転時に放熱器（凝縮器）として機能する熱交換器である。減圧装置６０は、高圧冷媒を減圧して低圧冷媒とする装置である。減圧装置としては、例えば開度を調節可能なリニア電子膨張弁等が用いられる。本実施の形態１の熱交換器１は、冷凍サイクル装置１００に暖房運転時に蒸発器として機能している。
【００３３】
また、本実施の形態１の冷凍サイクル装置１００は、本実施の形態１の熱交換器１に外気を供給する送風ファン７０を備えている。送風ファン７０は、熱交換器１に対向して設置される。送風ファン７０としては例えばプロペラファンが用いられ、熱交換器１の風路４を通過する空気流がプロペラファンの回転によって生成される。
【００３４】
次に、冷凍サイクル装置１００の暖房運転時における、本実施の形態１に係る熱交換器１の排水動作について説明する。
【００３５】
圧縮機４０から吐出された高温高圧の気相冷媒は、負荷側熱交換器５０に流入する。負荷側熱交換器５０では、例えば、負荷側熱交換器５０の内部を流通する冷媒と、外気（室内空気）との間で熱交換が行われ、冷媒の凝縮熱が送風された外気に放熱され負荷側熱交換器５０に流入した高温高圧の気相冷媒は、二相冷媒を経て高圧の液相冷媒となる。高圧の液相冷媒は減圧装置６０に流入し、減圧されて低圧の二相冷媒となり、熱交換器１に流入する。熱交換器１では、熱交換器１の内部を流通する冷媒と、送風ファン７０により送風される外気（室外空気）との間で熱交換が行われ、冷媒の蒸発熱が送風された外気から吸熱される。これによって、熱交換器１に流入した低圧の二相冷媒は、低圧の気相冷媒又は乾き度の高い低圧の二相冷媒となる。低圧の気相冷媒又は乾き度の高い低圧の二相冷媒は、圧縮機４０に吸入される。圧縮機４０に吸入された低圧の気相冷媒は圧縮されて、高温高圧の気相冷媒となる。冷凍サイクル装置１００の暖房運転時においては、以上のサイクルが繰り返される。
【００３６】
冷凍サイクル装置１００の暖房運転時においては、熱交換器１では、送風ファン７０から供給され、熱交換器１の風路４を通過する空気等の熱交換流体と、扁平管３、３０、３００の内部を流動する水又は冷媒等の被熱交換流体との間で熱交換が行われる際に、空気中の水分が凝縮し、熱交換器１の表面に水滴が生ずる。
【００３７】
例えば、熱交換器１が冷凍サイクル装置１００（例えば、空気調和装置）の室外機（図示せず）に収容され、空気調和装置の暖房運転によって蒸発器として機能する場合、空気中の水分が熱交換器１に着霜することがある。そのため、暖房運転が可能な空気調和装置等では、外気が一定温度（例えば、０℃）以下となったときに霜を除去するための除霜運転が行われる。
【００３８】
ここで、「除霜運転」とは、蒸発器として機能する熱交換器１に霜が付着するのを防ぐために圧縮機４０から熱交換器１にホットガス（高温高圧のガス冷媒）を供給する運転のことである。熱交換器１に付着した霜及び氷は、除霜運転時に熱交換器１に供給されるホットガスによって融解される。
【００３９】
圧縮機の吐出口と熱交換器１との間は、除霜運転時に圧縮機４０から熱交換器１にホットガスを直接的に供給できるよう、バイパス冷媒配管（図示せず）で接続する構成にできる。また、圧縮機４０から熱交換器１にホットガスを供給できるように、圧縮機４０の吐出口を冷媒流路切替装置（例えば、四方弁等）を介して熱交換器１に接続する構成としてもよい。
【００４０】
なお、除霜運転は、暖房運転の継続時間が所定値（例えば、３０分）に達した場合に行われるようにしてもよいし、外気が一定温度（例えば、マイナス６℃）以下の場合に、暖房運転を行う前に行われるようにしてもよい。
【００４１】
本実施の形態１に係る熱交換器１では、扁平管３、３０、３００は板状フィン２の風下側に配置されている。すなわち、熱交換器１の排水路５は、送風ファン７０から供給される空気の主流方向における風上側に位置している。したがって、着霜の大部分は熱交換器１の風上側、すなわち熱交換器１の排水路５に生じることとなる。除霜運転により熱交換器１の排水路５に付着した霜及び氷は融解されて水滴となり、水滴は重力作用により排水路５を介して熱交換器１から排出される。
【００４２】
本実施の形態１に係る熱交換器１では、切り起こし片２３が、第１の仮想面３２と第２の仮想面３４と間に位置している。除霜運転により扁平管下面部３ｃに生じた水滴は、切り起こし片２３と板状フィン２との間の空間で生じる毛管作用と、重力作用とにより下方へ排出され、扁平管上面部３ａに落下する。このとき、切り起こし片２３が、排水路５側の扁平管風上側側面部３ｂの近くに位置するため、落下した水滴は扁平管上面部３ａに滞留することなく、扁平管風上側側面部３ｂを介して扁平管下面部３ｃに移動する。扁平管下面部３ｃに生じた水滴は、切り起こし片２３と板状フィン２との間の空間で生じる毛管作用と、重力作用とにより下方へ排出される。以上の繰り返しによって、本実施の形態１に係る熱交換器１では、除霜運転により扁平管３、３０、３００に生じた水滴が排出される。
【００４３】
以上に説明したように、本実施の形態１に係る熱交換器１は、送風ファン７０からの風が供給されるものであって、板状フィン２と、送風ファン７０から供給される風の方向に沿って延びる扁平管下面部３ｃ（第１の扁平面部の一例）と扁平管下面部３ｃの風上側端部に設けられた扁平管風上側側面部３ｂ（第１の風上端部）と扁平管下面部３ｃの風下側端部に設けられた扁平管風下側側面部３ｄ（第１の風下端部）とを有し、板状フィン２と交差する扁平管３（第１の扁平管の一例）と、扁平管３の扁平管下面部３ｃと互いに向かい合い、風の方向に沿って延びる扁平管上面部３ａ（第２の扁平面部の一例）と扁平管上面部３ａの風上側端部に設けられた扁平管風上側側面部３ｂ（第２の風上端部）と扁平管上面部３ａの風下側端部に設けられた扁平管風下側側面部３ｄ（第２の風下端部）とを有し、扁平管３と間隔を置いて配置され、板状フィン２と交差する扁平管３０（第２の扁平管の一例）とを備え、扁平管３の扁平管風上側側面部３ｂ及び扁平管３０の扁平管風上側側面部３ｂは、板状フィン２の周縁部よりも内側に位置し、板状フィン２は、扁平管３と扁平管３０との間の位置に切り起こし片２３を有し、切り起こし片２３は、扁平管３の扁平管風上側側面部３ｂと扁平管３０の扁平管風上側側面部３ｂをつなぐ第１の仮想面３２と扁平管３の扁平管下面部３ｃの中心と扁平管３０の扁平管上面部３ａの中心をつなぐ第２の仮想面３４との間に位置するものである。また、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００は、上述の熱交換器１を備えるものである。
【００４４】
熱交換器１の板状フィン２に切り起こし片２３を有することによる、本実施の形態１に係る熱交換器１及び冷凍サイクル装置１００の効果を図７及び図８を用いて説明する。
【００４５】
図７は、本実施の形態１に係る熱交換器１による水の排出機能を概略的に示す側面図である。図７では、表面張力等による垂直抗力を白色のブロック矢印、重力を黒色のブロック矢印、毛管作用による力をハッチングを付したブロック矢印で示している。図７は、切り起こし片２３を有しない熱交換器１（符号（ａ））と、スリット形状の切り起こし片２３を有する本実施の形態１の熱交換器１（符号（ｂ））とを比較したものである。
【００４６】
図７の符号（ａ）に示すように、熱交換器１が切り起こし片２３を有しない場合、扁平管下面部３ｃに生じた水滴は、表面張力等の垂直抗力と重力との力のつり合いにより扁平管下面部３ｃに滞留する（符号（１））。扁平管風上側側面部３ｂを介して扁平管下面部３ｃに移動する水滴の量が増えると水滴は下方へ膨らんでいくが、重力が表面張力等の垂直抗力よりも大きくなるまで、水滴は扁平管下面部３ｃに滞留したまま維持される（符号（２）〜（３））。更に扁平管下面部３ｃに移動する水滴の量が増え、重力が、表面張力等の垂直抗力よりも大きくなると、水滴は扁平管下面部３ｃを離脱し下方へ排出される（符号（４））。したがって、図７の符号（ａ）の熱交換器１では、水滴の排出速度が律速となる。
【００４７】
これに対し、図７の符号（ｂ）のスリット形状の切り起こし片２３を有する熱交換器１では、扁平管下面部３ｃに生じた水滴が少量の場合、水滴は、表面張力等の垂直抗力と重力との力のつり合いにより扁平管下面部３ｃに滞留する（符号（１））。扁平管風上側側面部３ｂを介して扁平管下面部３ｃに移動する水滴の量が増えると水滴は下方へ膨らんでいき、水滴はスリット上面部２３ｆと接触する（符号（２））。この時、板状フィン２とスリット上面部２３ｆとの間の空間に毛管作用による力が発生する。毛管作用による力と重力との合力が表面張力等の垂直抗力よりも大きい場合、水滴は扁平管下面部３ｃを離脱し、スリット平坦面部２３ｅと板状フィン２との間の空間を介して下方へ排出される（符号（３））。したがって、図７の符号（ｂ）の熱交換器１では、毛管作用による力と重力との合力によって、扁平管下面部３ｃに滞留する水滴を排出できるため、水滴の排出速度が上昇する。
【００４８】
図８は、本実施の形態１に係る熱交換器１による水の排出機能を概略的に示す平面図である。図８では、重力を黒色のブロック矢印、水滴の流れ方向を線状の黒色矢印で示している。図８は、切り起こし片２３を有しない熱交換器１（符号（ａ））と、スリット形状の切り起こし片２３を有する本実施の形態１の熱交換器１（符号（ｂ））とを比較したものである。
【００４９】
図８の符号（ａ）に示すように、熱交換器１が切り起こし片２３を有しない場合、霜及び氷は熱交換器１の風上側に付着する（符号（１））。除霜運転により排水路５に付着した水滴の大部分は重力作用により排水路５を介して熱交換器１から排出される（符号（２））。一方、除霜運転により扁平管下面部３ｃに生じた水滴は、水滴の重力が表面張力等の垂直抗力よりも大きい場合に、重力作用によって扁平管上面部３ａに落下する（符号（２））。扁平管上面部３ａに落下した水滴は、扁平管風上側側面部３ｂを介して扁平管下面部３ｃに移動する（符号（３））。一方、扁平管下面部３ｃに生じた水滴の重力が表面張力等の垂直抗力よりも小さい場合は、水滴は扁平管下面部３ｃに滞留したまま維持される（符号（４））。したがって、図８の符号（ａ）の熱交換器１では、水滴の排出速度が時間経過とともに律速となり、扁平管下面部３ｃの排水路５側（風上側）に水滴の滞留が生じることとなる（符号（４）の滞留Ａ）。
【００５０】
これに対し、図８の符号（ｂ）に示す本実施の形態１の熱交換器１のように、熱交換器１がスリット形状の切り起こし片２３を有する場合、霜及び氷は熱交換器１の風上側に付着する（符号（１））。除霜運転により排水路５に付着した水滴の大部分は、重力作用により排水路５を介して熱交換器１から排出される（符号（２））。また、除霜運転により扁平管下面部３ｃに生じた水滴は、毛管作用と重力作用とによって、切り起こし片２３を介して扁平管上面部３ａに排出される（符号（２））。扁平管上面部３ａに排出された水滴は、扁平管風上側側面部３ｂを介して扁平管下面部３ｃに移動する（符号（３））。したがって、図８の符号（ｂ）の熱交換器１では、水滴の排出速度を上昇させ、扁平管下面部３ｃに生じる水滴の滞留量を減ずることができる（符号（４））。
【００５１】
以上のことから、本実施の形態１によれば、熱交換器１の板状フィン２に切り起こし片２３を有することにより、水滴の排出速度を上昇させ、扁平管下面部３ｃに生じる水滴の滞留量を減ずることが可能な熱交換器１及び冷凍サイクル装置１００を提供できる。
【００５２】
次に、扁平管３、３０、３００を板状フィン２の風下側に配置することによる、本実施の形態１に係る熱交換器１及び冷凍サイクル装置１００の効果を図９を用いて説明する。
【００５３】
上述したように、扁平管３、３０、３００を板状フィン２の風下側に配置する場合、扁平管３の扁平管風上側側面部３ｂ及び扁平管３０の扁平管風上側側面部３ｂが、板状フィン２の周縁部よりも内側に位置し、熱交換器１の排水路５は、空気の主流方向における風上側に位置することとなる。逆に、扁平管３、３０、３００が板状フィン２の風上側に配置される場合、熱交換器１の排水路５は、空気の主流方向における風下側に位置することとなる。
【００５４】
図９は、本実施の形態１に係る熱交換器１による水の排出機能を概略的に示す平面図である。図９では、重力を黒色のブロック矢印、毛管作用による力を白色のブロック矢印、水滴の流れ方向を黒色矢印で示している。図９は、排水路５が風下側に位置する熱交換器１（符号（ａ））と、排水路５が風上側に位置する本実施の形態１の熱交換器１（符号（ｂ））とを比較したものである。図９の符号（ａ）及び符号（ｂ）の熱交換器１におけるスリット形状の切り起こし片２３は、ともに切欠部２１の風上側端部２１ａ側かつ複数の切欠部２１の間に配置されている。すなわち、図９は、排水路５の近くに切り起こし片２３を有する熱交換器１における、風向による排出機能の違いを概略的に示す平面図である。
【００５５】
図９の符号（ａ）に示すように、熱交換器１の排水路５が風下側に位置する場合、霜及び氷は、熱交換器１の風上側に集中的に付着する（符号（１））。また、霜及び氷は、切り起こし片２３にも付着する（符号（１））。除霜運転により扁平管下面部３ｃに生じた水滴は、重力作用によって扁平管上面部３ａに落下する（符号（２））。また、扁平管下面部３ｃに生じた水滴の一部は、毛管作用と重力作用とによって、風下側の切り起こし片２３を介して扁平管上面部３ａに排出される（符号（２））。扁平管上面部３ａに溜まった水滴の大部分は、扁平管風上側側面部３ｂを介して扁平管下面部３ｃに移動する（符号（３））。しかしながら、扁平管上面部３ａの風上側に溜まった水滴の一部は、扁平管風上側側面部３ｂから遠くに位置するため、扁平管上面部３ａの風上側に滞留することとなる（符号（４））。一方、扁平管下面部３ｃに生じた水滴のうち、風上側に生じたものは毛管作用による力を受けない。したがって、風上側に生じた水滴の重力が表面張力等の垂直抗力よりも小さい場合は、水滴は扁平管下面部３ｃに滞留したまま維持される（符号（４））。したがって、図９の符号（ａ）の熱交換器１では、水滴の排出速度が時間経過とともに律速となり、扁平管上面部の風上側と、扁平管下面部３ｃの風上側とに水滴の滞留が生じることとなる（符号（４）の滞留Ｂ及び滞留Ｃ）。
【００５６】
これに対し、図９の符号（ｂ）に示す本実施の形態１の熱交換器１のように、排水路５が風上側に位置する場合、霜及び氷は熱交換器１の風上側に付着する（符号（１））。除霜運転により排水路５に付着した水滴の大部分は、重力作用により排水路５を介して熱交換器１から排出される（符号（２））。また、除霜運転により扁平管下面部３ｃに生じた水滴は、毛管作用と重力作用とによって、切り起こし片２３を介して扁平管上面部３ａに排出される（符号（２））。扁平管上面部３ａに排出された水滴は、扁平管風上側側面部３ｂを介して扁平管下面部３ｃに移動する（符号（３））。したがって、図９の符号（ｂ）の熱交換器１では、水滴の排出速度を上昇させ、扁平管上面部３ａ及び扁平管下面部３ｃに生じる水滴の滞留量を減ずることができる（符号（４））。
【００５７】
以上のことから、本実施の形態１によれば、扁平管３、３０、３００を板状フィン２の風下側に配置することにより、水滴の排出速度を上昇させ、扁平管下面部３ｃに生じる水滴の滞留量を減ずることが可能な熱交換器１及び冷凍サイクル装置１００を提供できる。
【００５８】
次に、切り起こし片２３が切欠部２１の風上側端部２１ａ側に位置する、すなわち、切り起こし片２３が第１の仮想面３２と第２の仮想面３４との間に位置することによる、本実施の形態１に係る熱交換器１の効果を図１０を用いて説明する。
【００５９】
図１０は、本実施の形態１に係る熱交換器１による水の排出機能を概略的に示す平面図である。図１０では、重力を黒色のブロック矢印、毛管作用による力を白色のブロック矢印、水滴の流れ方向を黒色矢印で示している。図１０は、切り起こし片２３が第２の仮想面３４より風下側に位置する熱交換器１（符号（ａ））と、第１の仮想面３２と第２の仮想面３４との間に位置する本実施の形態１の熱交換器１（符号（ｂ））とを比較したものである。
【００６０】
図１０の符号（ａ）に示すように、熱交換器１の切り起こし片２３が第２の仮想面３４より風下側に位置する場合、霜及び氷は、排水路５を含む熱交換器１の風上側に集中的に付着する（符号（１））。また、霜及び氷は、切り起こし片２３にも付着する（符号（１））。除霜運転により排水路５に付着した水滴の大部分は重力作用により排水路５を介して熱交換器１から排出される（符号（２））。一方、除霜運転により扁平管下面部３ｃに生じた水滴は、水滴の重力が表面張力等の垂直抗力よりも大きい場合に、重力作用によって扁平管上面部３ａに落下する（符号（２））。また、扁平管下面部３ｃに生じた水滴の一部は、毛管作用と重力作用とによって、風下側の切り起こし片２３を介して扁平管上面部３ａに排出される（符号（２））。扁平管上面部３ａに溜まった水滴の大部分は、扁平管風上側側面部３ｂを介して扁平管下面部３ｃに移動する（符号（３））。しかしながら、扁平管上面部３ａの風下側に溜まった水滴の一部は、扁平管風上側側面部３ｂから遠くに位置するため、扁平管上面部３ａの風下側に滞留することとなる（符号（４））。一方、扁平管下面部３ｃに生じた水滴のうち、風上側に生じたものは毛管作用による力を受けない。したがって、風上側に生じた水滴の重力が表面張力等の垂直抗力よりも小さい場合は、水滴は扁平管下面部３ｃに滞留したまま維持される（符号（４））。したがって、図１０の符号（ａ）の熱交換器１では、水滴の排出速度が時間経過とともに律速となり、扁平管下面部３ｃの風上側と、扁平管上面部３ａの風下側とに水滴の滞留が生じることとなる（符号（４）の滞留Ａ及び滞留Ｂ）。
【００６１】
これに対し、図１０の符号（ｂ）に示す本実施の形態１の熱交換器１のように、切り起こし片２３が切欠部２１の風上側端部２１ａ側に位置する場合、霜及び氷は熱交換器１の風上側に付着する（符号（１））。除霜運転により排水路５に付着した水滴の大部分は、重力作用により排水路５を介して熱交換器１から排出される（符号（２））。また、除霜運転により扁平管下面部３ｃに生じた水滴は、毛管作用と重力作用とによって、切り起こし片２３を介して扁平管上面部３ａに排出される（符号（２））。扁平管上面部３ａに排出された水滴は、扁平管風上側側面部３ｂを介して扁平管下面部３ｃに移動する（符号（３））。したがって、図１０の符号（ｂ）の熱交換器１では、水滴の排出速度を上昇させ、扁平管上面部３ａ及び扁平管下面部３ｃに生じる水滴の滞留量を減ずることができる（符号（４））。
【００６２】
以上のことから、本実施の形態１によれば、切り起こし片２３が第１の仮想面３２と第２の仮想面３４との間に位置することにより、水滴の排出速度を上昇させ、扁平管上面部３ａ及び扁平管下面部３ｃに生じる水滴の滞留量を減ずることが可能な熱交換器１及び冷凍サイクル装置１００を提供できる。
【００６３】
上述したとおり、本実施の形態１の熱交換器１においては、排水路５に付着した水滴の大部分は、除霜運転により霜が融解し始めた直後に重力作用により排水路５を介して熱交換器１から排出される。本実施の形態１によれば、除霜運転時に必要となる熱量を低減し、除霜時間を低減することができるため、エネルギー消費量を削減できる熱交換器１を提供できる。
【００６４】
また、本実施の形態１の熱交換器１においては、表面張力により扁平管上面部３ａ及び扁平管下面部３ｃに生じる水滴を円滑に下方へ排出することができるため、除霜時間を更に低減することができる。
【００６５】
除霜運転直後は熱交換器１の着霜量が多くなるため、排水路５を介して大部分の水滴が重力作用により下方に排出される。一方、排水路５を介して排出されなかった水滴は、表面張力の影響を受けて、扁平管上面部３ａから扁平管風上側側面部３ｂを介して扁平管下面部３ｃに移動する。扁平管下面部３ｃは扁平形状であるため、表面張力等の垂直抗力に反して水滴が落下するのに必要な重力が大きくなる。そのため、切り起こし片２３を有しない場合、扁平管下面部３ｃには水滴が滞留しやすく、除霜運転時の排水が律速となる原因となる。
【００６６】
例えば、空気調和装置において除霜運転が終了して暖房運転が開始した後に、熱交換器１に水滴が滞留していた場合、熱交換器１で水滴が再度氷結することとなる。水滴の氷結によって扁平管３、３０、３００が損傷する場合があるため、水滴の氷結によって熱交換器１の信頼性が低下する。また、熱交換器１に付着した氷によって熱交換器１の風路４が閉塞される場合がある。熱交換器１の風路４が閉塞された場合、熱交換器１の通風抵抗が増加するとともに着霜耐力が低下する。したがって、水滴の氷結によって熱交換器１における除霜時間が増加した場合、平均暖房能力が低下するとともに、エネルギー消費量の削減を達成できなくなる。
【００６７】
しかしながら、本実施の形態１の熱交換器１においては、切り起こし片２３が切欠部２１の風上側端部２１ａ側かつ複数の切欠部２１の間に配置されている。切り起こし片２３は、板状フィン２との間の空間に毛管作用による力を発生させる。除霜運転により扁平管下面部３ｃに生じた水滴は、毛管作用と重力作用とによって、切り起こし片２３を介して扁平管上面部３ａに排出される。したがって、本実施の形態１によれば、水滴の排出速度を上昇させ、扁平管上面部３ａ及び扁平管下面部３ｃに生じる水滴の滞留量を減ずることができる。また、本実施の形態１によれば、平均暖房能力が低下しないため、エネルギー消費量の削減を達成できる。更に、本実施の形態１によれば、凍結により扁平管３、３０、３００が損傷し、冷媒が漏洩することがないため、熱交換器１の安全性が確保できる。
【００６８】
また、本実施の形態１の熱交換器１においては、切り起こし片２３はスリットとして構成できる。スリットは、複数の切欠部２１の間に位置する板状フィン２の平面部を風向と直交する方向に切り起こすことにより設けることができるため、簡易に毛管作用によって扁平管３、３０、３００に生じた水滴を排出することができる構成を熱交換器１に設けることができる。
【００６９】
また、本実施の形態１の熱交換器１においては、切り起こし片２３はルーバーとして構成できる。切り起こし片２３がルーバーである場合でも、毛管作用によって扁平管３、３０、３００に生じた水滴を排出することができる。
【００７０】
また、本実施の形態１の熱交換器１においては、ルーバーは２本以上配置され、ルーバーの位置は、扁平管３の断面長手方向において、隣り合った位置となるように構成できる。ルーバーは、斜方に捩るように切り起こされているため、板状フィン２との間の空間で生じる毛管作用が小さくなる場合がある。しかしながら、ルーバーを水平方向に隣り合った位置に複数（例えば、２つ）配置することにより、ルーバー間の狭い空間で毛管作用が生じるため、扁平管３、３０、３００に生じた水滴を効率良く排出することができる。
【００７１】
次に、本実施の形態１に係る熱交換器１の製造方法を説明する。
【００７２】
扁平管３、３０、３００を配置可能な切欠部２１を有する板状フィン２は、予め設定された形状の金型で金属板材をプレスすることで製造される。板状フィン２を製造するための金属板材は熱伝導性の高い材料であれば良く、例えばアルミニウム製、アルミニウム合金製、又は銅製とすることができる。板状フィン２を製造するための金属板材は、扁平管３、３０、３００と同一の金属材料としてもよいし、異なる金属材料としてもよい。
【００７３】
スリット状の切り起こし片２３は、切欠部２１の間に位置する板状フィン２の平面部に形成される。最初に、板状フィン２の平面部において、切欠部２１の風上側端部２１ａ側に、切欠部２１の上端部２１ｃ（又は下端部２１ｄ）と直交する方向にスリット風上側端部２３ｃ及びスリット風下側端部２３ｄを規定する直線形状の切込みを２つ形成する。切込みの上端同士を結ぶ水平方向の線分はスリット上端部２３ａを規定し、切込みの下端同士を結ぶ水平方向の線分はスリット下端部２３ｂを規定する。次いで、切込みの間の平面部を押し出して塑性変形し、板状フィン２と平行なスリット平坦面部２３ｅと、スリット上面部２３ｆと、スリット下面部２３ｇとを形成する。スリット平坦面部２３ｅは、板状フィン２と平行となるように形成される。スリット上面部２３ｆは、スリット上端部２３ａとスリット平坦面部２３ｅの上辺との間を風上側から見て斜め下方に延在するように形成される。スリット下面部２３ｇは、スリット下端部２３ｂとスリット平坦面部２３ｅの下辺との間を斜め上方に延在するように形成される。
【００７４】
フィンカラー２５は、扁平管３、３０、３００を板状フィン２に固定するために形成される。フィンカラー２５は、板状フィン２の切欠部２１の周縁部を垂直方向に切り起こして成形される。
【００７５】
ここで、スリット状の切り起こし片２３を形成する位置について図１１を用いて更に説明する。図１１は、本実施の形態１に係る熱交換器１の一部の寸法を示す概略的な平面図又は側面図である。
【００７６】
図１１の符号（ａ）の平面図は、図１の熱交換器１の一部を示すものである。図１１の符号（ａ）に示すように、扁平管３の扁平管風上側側面部３ｂと扁平管３０の扁平管風上側側面部３ｂをつなぐ第１の仮想面３２からまでの最短距離をＳａと定義する。また、スリット上端部２３ａと扁平管下面部３ｃとの間の最短距離をＳｂ、スリット下端部２３ｂと扁平管上面部３ａとの間の最短距離をＳｃと定義する。更に、熱交換器１に配置された扁平管３の中心と扁平管３０の中心との間の最短距離をＤＰと定義する。
【００７７】
図１１の符号（ｂ）の側面図は、図２の熱交換器の一部を示すものである。図１１の符号（ｂ）に示すように、スリット平坦面部２３ｅの板状フィン２の平面部からの切り起こし幅（以降、「スリットの切り起こし幅」と称する。）をＳｈと定義する。また、複数の板状フィン２間の最短ピッチ幅をＦＰと定義する。
【００７８】
図１１の符号（ｃ）の平面図は、図５の符号（ａ）の扁平管３、３０と同一のものである。図１１の符号（ｃ）に示すように、扁平管３（又は扁平管３０）の断面長手方向の幅をＤＡと定義する。また、扁平管３（又は扁平管３０）の断面短手方向の幅をＤＢと定義する。更に、扁平管３（又は扁平管３０）の扁平管風上側側面部３ｂの最も風上側の端から扁平管３（又は扁平管３０）の扁平管上面部３ａ（又は、扁平管下面部３ｃ）までの水平方向最短距離をＲ１と定義している。
【００７９】
切り起こし片２３のスリットの切り起こし幅Ｓｈについて説明する。スリットの切り起こし幅Ｓｈが大きくなるに従い、板状フィン２とスリット平坦面部２３ｅとの間に規定される空間の間隔が小さくなり、毛管作用による力が大きくなる。よって、スリットの切り起こし幅Ｓｈが大きくなるに従い、排水性能が向上する。一方、スリットの切り起こし幅Ｓｈが大きくなるに従い、スリット下面部２３ｇへの荷重が大きくなり、切り起こし片２３の切断（例えば、スリット平坦面部２３ｅの切断）の可能性が高くなる。よって、スリットの切り起こし幅Ｓｈが大きくなるに従い、熱交換器１の伝熱性能が低下する可能性があり、熱交換器１に対する信頼性が低下する。したがって、スリットの切り起こし幅Ｓｈが、複数の板状フィン２間の最短ピッチ幅ＦＰに対し、１／５≦（Ｓｈ／ＦＰ）≦１／２の範囲となるように切り起こし片２３は形成される。
【００８０】
次に、スリット風上側端部２３ｃと扁平管風上側側面部３ｂとの間の距離Ｓａ（最短距離）について説明する。本実施の形態１においては、切り起こし片２３が複数の切欠部２１の間の板状フィン２の平面部に形成されるため、スリット風上側端部２３ｃの位置は、扁平管３（又は扁平管３０）の扁平管風上側側面部３ｂの最も風上側の端よりも風下側となる。よって、切り起こし片２３によって排水路５の座屈耐力が低下する可能性は少ないが、排水路５の近くに切り起こし片２３を形成することによって、切り起こし片２３に応力が集中する可能性がある。また、扁平管下面部３ｃの下にスリット風上側端部２３ｃが位置するように切り起こし片２３を形成することにより、扁平管下面部３ｃにある水滴を毛管作用により効果的に排水することができる。したがって、スリット風上側端部２３ｃと扁平管風上側側面部３ｂとの間の距離Ｓａが、（ＤＡ／２）＞Ｓａ≧Ｒ１の範囲となるように切り起こし片２３は形成される。
【００８１】
次に、スリット上端部２３ａと扁平管下面部３ｃとの間の距離Ｓｂ（最短距離）について説明する。本実施の形態１においては、扁平管下面部３ｃにある水滴を毛管作用により効果的に排水するために切り起こし片２３が形成される。距離Ｓｂを小さくした場合、毛管作用により排出できる水滴の大きさ（すなわち、水滴の重量）が小さくなるため、扁平管下面部３ｃに生じる水滴を効果的に排水することができる。一方、距離Ｓｂが小さくなるにつれて、スリット上端部２３ａと切欠部２１との間に距離が小さくなるため、スリット部の耐力が低下し、板状フィン２に扁平管３を挿入する際に板状フィン２が座屈する可能性がある。また、フィンカラー２５を加工する場合には、切欠部２１の周縁にフィンカラー２５を固定するための板状フィン２の平面部が必要となる場合がある。したがって、スリット上端部２３ａと扁平管下面部３ｃとの間の距離Ｓｂが、１≦Ｓｂ（ｍｍ）≦３となるように切り起こし片２３は形成される。
【００８２】
次に、スリット下端部２３ｂと扁平管上面部３ａとの間の距離Ｓｃ（最短距離）について説明する。距離Ｓｃを小さくすることによって、切り起こし片２３は、例えば、扁平管上面部３ａの扁平管風上側側面部３ｂの近くに水滴を確実に誘導することができるため、排水の信頼性を向上させることができる。一方、距離Ｓｃを小さくした場合、スリット下端部２３ｂと切欠部２１との間の距離が小さくなるため、スリット部の耐力が低下し、板状フィン２に扁平管３を挿入する際に板状フィン２が座屈する可能性がある。また、距離Ｓｃを小さくした場合、切り起こし片２３の毛管作用により、鉛直方向上向きに扁平管上面部３ａに生じた水滴を吸い上げられ、効果的な排水ができない可能性がある。更に、切り起こし片２３を流れる水滴は、上向きの表面張力によって切り起こし片２３に滞留することはほとんどない。したがって、スリット下端部２３ｂと扁平管上面部３ａとの間の距離Ｓｃが、１．５≦Ｓｃ（ｍｍ）≦（ＤＰ−ＤＢ）／２となるように切り起こし片２３は形成される。
【００８３】
以上のように形成された板状フィン２の複数の切欠部２１に扁平管３を挿入し、板状フィン２に成形されたフィンカラー２５と扁平管３とを炉中ろう付け又は接着剤により密着させる。更に、各々の扁平管３の両端は分配管又はヘッダ管（図示せず）とろう付けし、熱交換器１の冷媒流路に冷媒が流れるように接続される。
【００８４】
以上に述べたように、本実施の形態１によれば、板状フィン２に切り起こし片２３を形成するという簡単な工程で、除霜運転時において発生する水の排出機能を向上させた熱交換器１を製造できる。したがって、本実施の形態１によれば、熱交換器１の小型化、軽量化を図ることができる。
【００８５】
また、本実施の形態１では、板状フィン２と間隔を置いて配置された板状フィン２を備え、複数の板状フィン２は、互いに面が向かい合うように配置され、複数の板状フィン２の間の最短ピッチ幅ＦＰに対するスリットの切り起こし幅Ｓｈの比率Ｓｈ／ＦＰは、１／５≦Ｓｈ／ＦＰ≦１／２にできる。この構成によれば、熱交換器１における排水性能の向上と、熱交換器１に対する信頼性とのバランスを図ることが可能な熱交換器１を提供できる。
【００８６】
また、本実施の形態１では、扁平管３（第１の扁平管の一例）が扁平管３０（第２の扁平管）よりも上方に配置され、第１の仮想面３２からスリットまでの距離Ｓａは、扁平管３の扁平管風上側側面部３ｂ（第１の風上端部の一例）の最も風上側の端から扁平管３の扁平管下面部３ｃ（第１の扁平面部の一例）までの距離をＲ１、扁平管３（第１の扁平管の一例）の断面長手方向の幅をＤＡとすると、（ＤＡ／２）＞Ｓａ≧Ｒ１にできる。この構成によれば、排水路５の座屈耐力と熱交換器１における排水性能の向上とのバランスを図ることが可能な熱交換器１を提供できる。
【００８７】
また、本実施の形態１では、扁平管３（第１の扁平管の一例）が扁平管３０（第２の扁平管）よりも上方に配置され、扁平管３の扁平管下面部３ｃ（第１の扁平面部の一例）からスリットまでの距離Ｓｂは、１ｍｍ≦Ｓｂ≦３ｍｍにできる。この構成によれば、板状フィン２の座屈耐力と熱交換器１における排水性能の向上とのバランスを図ることが可能な熱交換器１を提供できる。
【００８８】
また、本実施の形態１では、扁平管３（第１の扁平管の一例）が扁平管３０（第２の扁平管）よりも上方に配置され、スリットから扁平管３０の扁平管上面部３ａ（第２の扁平面部の一例）までの距離Ｓｃは、扁平管３（第１の扁平管の一例）の中心と扁平管３０（第２の扁平管の一例）の中心間の距離をＤＰ、扁平管３０（第２の扁平管の一例）の断面短手方向の幅をＤＢとすると、１．５ｍｍ≦Ｓｃ≦（ＤＰ−ＤＢ）／２にできる。この構成によれば、板状フィン２の座屈耐力と熱交換器１における排水性能の向上とのバランスを図ることが可能な熱交換器１を提供できる。
【００８９】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る熱交換器１について図１２を用いて説明する。図１２は、本実施の形態２に係る熱交換器１の一部を概略的に示す平面図である。
【００９０】
本実施の形態２における切り起こし片２４は、スリット形状の切り起こし片である。切り起こし片２４は、スリット上端部２４ａと、スリット下端部２４ｂと、スリット風上側端部２４ｃと、スリット風下側端部２４ｄと、スリット平坦面部２４ｅと、スリット上面部２４ｆと、スリット下面部２４ｇとを有する。スリット風上側端部２４ｃ及びスリット風下側端部２４ｄは、互いに平行な長さの等しい直線形状の切込みである。本実施の形態２では、スリット風上側端部２４ｃの上端は、スリット風上側端部２４ｃの下端よりも風下側に位置している。よって、スリット風下側端部２４ｄの上端は、スリット風下側端部２４ｄの下端よりも風下側に位置している。スリット風上側端部２４ｃの上端及びスリット風下側端部２４ｄの上端を結ぶ線分は、水平方向に延在するスリット上端部２４ａを規定する。スリット風上側端部２４ｃの下端及びスリット風下側端部２４ｄの下端を結ぶ線分は、水平方向に延在するスリット下端部２４ｂを規定する。スリット平坦面部２４ｅは、複数の板状フィン２の間の空間に位置し、風上側から見て鉛直方向に延在する。スリット上面部２４ｆは、スリット上端部２４ａとスリット平坦面部２４ｅの上辺との間を風上側から見て斜め下方に延在する。スリット下面部２４ｇは、スリット下端部２４ｂとスリット平坦面部２４ｅの下辺との間を風上側から見て斜め上方に延在する。
【００９１】
また、スリット状の切り起こし片２４は、切欠部２１の間に位置する板状フィン２の平面部に形成される。最初に、板状フィン２の平面部において、切欠部２１の風上側端部２１ａ側に、スリット風上側端部２４ｃ及びスリット風下側端部２４ｄを規定する平行な直線形状の切込みを２つ形成する。本実施の形態２では、スリット風上側端部２４ｃの上端が、スリット風上側端部２４ｃの下端よりも風下側に位置するように切り込みが形成される。よって、スリット風下側端部２４ｄの上端は、スリット風下側端部２４ｄの下端よりも風下側に位置するように切り込みが形成される。ここで、切込みの上端同士を結ぶ水平方向の線分はスリット上端部２４ａを規定し、切込みの下端同士を結ぶ水平方向の線分はスリット下端部２４ｂを規定する。次いで、切込みの間の平面部を押し出して塑性変形し、板状フィン２と平行なスリット平坦面部２４ｅと、スリット上面部２４ｆと、スリット下面部２４ｇとを形成する。スリット平坦面部２４ｅは、板状フィン２と平行となるように形成される。スリット上面部２４ｆは、スリット上端部２４ａとスリット平坦面部２４ｅの上辺との間を風上側から見て斜め下方に延在するように形成される。スリット下面部２４ｇは、スリット下端部２４ｂとスリット平坦面部２４ｅの下辺との間を斜め上方に延在するように形成される。
【００９２】
本実施の形態２によれば、切り起こし片２４を板状フィン２に配置することによって、スリット風上側端部２４ｃの下端は、扁平管風上側側面部３ｂの近くに位置するように構成できる。また、スリット風上側端部２４ｃの上端は、スリット風上側端部２４ｃの下端よりも風下側に位置するように構成できる。すなわち、スリット下端部２４ｂを扁平管風上側側面部３ｂの近くに配置し、スリット上端部２４ａをスリット下端部２４ｂよりも風下側に配置することができる。したがって、本実施の形態２によれば、スリット下端部２４ｂを介して扁平管上面部３ａに排出された水滴を、扁平管風上側側面部３ｂを介して扁平管下面部３ｃに円滑に移動させることができる。また、スリット上端部２４ａをスリット下端部２４ｂよりも風下側に配置することによって、扁平管下面部３ｃに生じた水滴を切り起こし片２４の毛管作用によって排出可能な範囲を大きくすることができる。
【００９３】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る熱交換器１について図１３を用いて説明する。図１３は、本実施の形態３に係る熱交換器１の一部を概略的に示す平面図である。
【００９４】
本実施の形態３の熱交換器１は、上述の実施の形態１の切り起こし片２３の風下側に上述の実施の形態２の切り起こし片２４を配置したものである。本実施の形態３によれば、扁平管下面部３ｃに生じた水滴は、切り起こし片２３、２４の毛管作用によって扁平管上面部３ａに排出できる。更に、切り起こし片２４から排出される水滴は、扁平管上面部３ａの扁平管風上側側面部３ｂの近くに排出される。したがって、本実施の形態３によれば、扁平管上面部３ａに排出された水滴を、扁平管風上側側面部３ｂを介して扁平管下面部３ｃに円滑に移動させることができる。
【００９５】
その他の実施の形態．
上述の実施の形態に限らず種々の変形が可能である。例えば、切り起こし片２３、２４は水平方向に並列に複数個配置する構成としてもよい。また、切り起こし片を配置していない複数の切欠部２１の間の板状フィン２の平面部に凹凸形状のスクラッチ又はワッフルを配置する構成としてもよい。
【００９６】
また、扁平管３、３０、３００の冷媒流路３ｅの内壁面には、扁平管３、３０、３００と冷媒との接触面積を増やし、熱交換効率を良くするために溝を形成してもよい。
【００９７】
また、本発明は、空気調和装置のみならず、ショーケース、冷凍機、冷蔵庫等の熱交換性能を向上させることが必要な他のヒートポンプ装置の熱交換器にも適用できる。
【符号の説明】
【００９８】
１  熱交換器、２  板状フィン、３、３０、３００  扁平管、３ａ  扁平管上面部、３ｂ  扁平管風上側側面部、３ｃ  扁平管下面部、３ｄ  扁平管風下側側面部、３ｅ  冷媒流路、４  風路、５  排水路、２１  切欠部、２１ａ  風上側端部、２１ｂ  風下側端部、２１ｃ  上端部、２１ｄ  下端部、２１ｅ  切込部、２３、２４  切り起こし片、２３ａ、２４ａ  スリット上端部、２３ｂ、２４ｂ  スリット下端部、２３ｃ、２４ｃ  スリット風上側端部、２３ｄ、２４ｄ  スリット風下側端部、２３ｅ、２４ｅ  スリット平坦面部、２３ｆ、２４ｆ  スリット上面部、２３ｇ、２４ｇ  スリット下面部、２３ｈ  ルーバー上端部、２３ｉ  ルーバー左端部、２３ｊ  ルーバー下端部、２３ｋ  ルーバー右端部、２５  フィンカラー、３２  第１の仮想面、３４  第２の仮想面、４０  圧縮機、５０  負荷側熱交換器、６０  減圧装置、７０  送風ファン、１００  冷凍サイクル装置。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成29年8月24日(2017.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明に係る熱交換器は、送風ファンからの風が供給される熱交換器であって、板状フィンと、前記送風ファンから供給される風の方向に沿って延びる第１の扁平面部と前記第１の扁平面部の風上側端部に設けられた第１の風上端部と前記第１の扁平面部の風下側端部に設けられた第１の風下端部とを有し、前記板状フィンと交差する第１の扁平管と、前記第１の扁平管の前記第１の扁平面部と互いに向かい合い、前記風の方向に沿って延びる第２の扁平面部と前記第２の扁平面部の風上側端部に設けられた第２の風上端部と前記第２の扁平面部の風下側端部に設けられた第２の風下端部とを有し、前記第１の扁平管と間隔を置いて配置され、前記板状フィンと交差する第２の扁平管とを備え、前記第１の風上端部及び前記第２の風上端部は、前記板状フィンの周縁部よりも内側に位置し、前記板状フィンは、前記第１の扁平管と前記第２の扁平管との間の位置に切り起こし片を有し、前記切り起こし片は、前記第１の風上端部と前記第２の風上端部をつなぐ第１の仮想面と前記第１の扁平面部の中心と前記第２の扁平面部の中心をつなぐ第２の仮想面との間のみに位置するものである。
【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】
送風ファンからの風が供給される熱交換器であって、
板状フィンと、
前記送風ファンから供給される風の方向に沿って延びる第１の扁平面部と前記第１の扁平面部の風上側端部に設けられた第１の風上端部と前記第１の扁平面部の風下側端部に設けられた第１の風下端部とを有し、前記板状フィンと交差する第１の扁平管と、
前記第１の扁平管の前記第１の扁平面部と互いに向かい合い、前記風の方向に沿って延びる第２の扁平面部と前記第２の扁平面部の風上側端部に設けられた第２の風上端部と前記第２の扁平面部の風下側端部に設けられた第２の風下端部とを有し、前記第１の扁平管と間隔を置いて配置され、前記板状フィンと交差する第２の扁平管と
を備え、
前記第１の風上端部及び前記第２の風上端部は、前記板状フィンの周縁部よりも内側に位置し、
前記板状フィンは、前記第１の扁平管と前記第２の扁平管との間の位置に切り起こし片を有し、
前記切り起こし片は、前記第１の風上端部と前記第２の風上端部をつなぐ第１の仮想面と前記第１の扁平面部の中心と前記第２の扁平面部の中心をつなぐ第２の仮想面との間のみに位置する熱交換器。
【請求項２】
前記切り起こし片はスリットである請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記板状フィンと間隔を置いて配置された板状フィンを備え、
複数の前記板状フィンは、互いに面が向かい合うように配置され、
前記複数の板状フィンの間の最短ピッチ幅ＦＰに対する前記スリットの切り起こし幅Ｓｈの比率Ｓｈ／ＦＰは、１／５≦Ｓｈ／ＦＰ≦１／２である請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記第１の扁平管が前記第２の扁平管よりも上方に配置され、
前記第１の仮想面から前記スリットまでの距離Ｓａは、前記第１の風上端部の最も風上側の端から前記第１の扁平面部までの距離をＲ１、前記第１の扁平管の断面長手方向の幅をＤＡとすると、（ＤＡ／２）＞Ｓａ≧Ｒ１である請求項２又は３に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記第１の扁平管は前記第２の扁平管よりも上方に配置され、
前記第１の扁平面部から前記スリットまでの距離Ｓｂは、１ｍｍ≦Ｓｂ≦３ｍｍである請求項２〜４のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記第１の扁平管は前記第２の扁平管よりも上側に配置され、
前記スリットから前記第２の扁平面部までの距離Ｓｃは、前記第１の扁平管の中心と前記第２の扁平管の中心間の距離をＤＰ、前記第２の扁平管の断面短手方向の幅をＤＢとすると、Ｓｃ≦（ＤＰ−ＤＢ）／２である請求項２〜５のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記切り起こし片はルーバーである請求項１に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記ルーバーは２本以上配置され、前記ルーバーの位置は、前記第１の扁平管の断面長手方向において、隣り合った位置となる請求項７に記載の熱交換器。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の熱交換器を備える冷凍サイクル装置。
【国際調査報告】
2016194088.tif 000016
2016194088.tif 000017
2016194088.tif 000018
2016194088.tif 000019