(57)【要約】【課題】内部を冷媒が流れる伝熱管の全体を、熱交換のために有効に使用する。【解決手段】熱交換空気を流通させることが可能な間隔をもって配列される複数枚のフィン１１と、複数枚のフィン１１のうちの端部に位置するフィン１１に対向して配置される端板１２と、フィン１１と端板１２とに挿通され、端板１２のフィン１１に対向する面と反対側の面側において湾曲して折り返す折返し部１８を有する伝熱管１３とを具備し、端板１２は、熱交換空気の流通方向と直交する方向に伸び出して対向する一対の側壁部１５、１６を有し、一対の側壁部１５、１６に熱交換空気が流通する流通部１９が形成され、一方の側壁部１５に形成された流通部１９から他方の側壁部１６に形成された流通部１９に至る流路長さが、一対の側壁部１５、１６の幅寸法より大きく形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝熱管挿通孔を有し、熱交換空気を流通させることが可能な間隔をもって配列される複数枚のフィンと、
伝熱管挿通孔を有し、複数枚の前記フィンのうちの端部に位置する前記フィンに対向して配置される端板と、
前記フィンの前記伝熱管挿通孔と前記端板の前記伝熱管挿通孔とに挿通され、前記端板の前記フィンに対向する面と反対側の面側において湾曲して折り返す折返し部を有する伝熱管と、
を具備し、
前記端板は、前記熱交換空気の流通方向と直交する方向に伸び出して対向する一対の側壁部を有し、
一対の前記側壁部に、前記熱交換空気が流通する流通部が形成され、
一方の前記側壁部に形成された前記流通部から他方の前記側壁部に形成された前記流通部に至る流路長さが、一対の前記側壁部の幅寸法より大きく形成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記伝熱管の折返し部に、フィンが設けられていることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
前記伝熱管の折返し部は、一対の前記側壁部の間に、前記側壁部に沿って複数段ずつ複数列に配列され、前記折返し部の列と列との間、又は、前記折返し部の段と段との間の少なくとも一方に、一方の前記側壁部に形成された前記流通部から他方の前記側壁部に形成された前記流通部に流通する前記熱交換空気の流れを均一化する向きに案内する案内壁が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の熱交換器。
【請求項４】
筐体と、
前記筐体内に設けられる請求項１ないし３のいずれか一記載の熱交換器と、
前記筐体内に設けられ、前記熱交換器に対して熱交換空気を送風する送風機と、
を備えることを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器及びこの熱交換器を使用する空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、室内の空気の温度や湿度を調和する空気調和機が普及している。空気調和機は、室内に設置される室内機と室外に設置される室外機とを備え、室内機と室外機とにはそれぞれ熱交換器が設けられている。これらの２つの熱交換器内及び２つの熱交換器の間には冷媒が流れ、冷媒が流れる熱交換器に対して送風することにより、送風される空気から吸熱され、又は、送風される空気に対して放熱される。
【０００３】
空気調和機において使用される熱交換器の一例としては、下記特許文献１に記載されているものが知られている。特許文献１に記載されている熱交換器１００は、図８に示すように、内部に冷媒が流れる伝熱管１０１と、空気が流通可能な隙間をもって配置され複数枚のフィン１０２と、複数枚のフィン１０２の両側に位置する一対の端板１０３とを備えている。伝熱管１０１は、複数枚のフィン１０２と一対の端板１０３とを貫通して設けられている。伝熱管１０１における端板１０３の外側に位置する部分には、弧状に湾曲する折返し部１０１ａが形成されている。
【０００４】
端板１０３は、一対のフランジ１０３ａ、１０３ｂを有して断面形状がコの字形に形成されている。一方のフランジ１０３ａには、孔１０４が形成されている。他方のフランジ１０３ｂは、フランジ１０３ｂの一部を折り曲げることにより形成された突起１０５と、突起１０５を形成することに伴って形成される切欠き１０６とを有している。孔１０４と突起１０５とは、複数の熱交換器１００を積み重ねて連結する場合に使用され、突起１０５を孔１０４に差し込むことにより２つの熱交換器１００が連結される。
【０００５】
このような熱交換器１００においては、一対の端板１０３の間における複数枚のフィン１０２が配置されている領域に対して送風が行われ、伝熱管１０１内を流れる冷媒による吸熱又は冷媒からの放熱が、フィン１０２を介して行われている。
【特許文献１】特開平０６−３０７７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述の熱交換器においては、以下の点について配慮がなされていない。
【０００７】
伝熱管１０１における端板１０３の外側に位置する折返し部１０１ａは、吸熱又は放熱の熱交換を行う部分としては用いられていない。その理由は、折返し部１０１ａを熱交換を行う部分として使用すると、この折返し部１０１ａが設けられている領域は複数枚のフィン１０２が設けられている領域に比べて空気が流れ易いため、フィン１０２が設けられている領域における空気の流量が少なくなり、熱交換器１００全体として熱交換効率が低下するためである。従って、伝熱管１０１の一部である折返し部１０１ａは熱交換のために使用されておらず、伝熱管１０１の全体が熱交換のために有効に利用されているとはいえない。
【０００８】
なお、熱交換器１００においては、フランジ１０３ａに形成された孔１０４とフランジ１０３ｂに形成された切欠き１０６とを利用し、折返し部１０１ａに対して送風することが可能である。しかし、この場合には、送風された空気が孔１０４と切欠き１０６との間を直進してしまい、フランジ部１０３ａ、１０３ｂの間に送風される空気が当らない折返し部１０１ａの数が多くなる。このため、フランジ部１０３ａ、１０３ｂの間に送風しても、折返し部１０１ａ内を流れる冷媒による吸熱や、折返し部１０１ａ内を流れる冷媒からの放熱は効果的に行われない。
【０００９】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、内部を冷媒が流れる伝熱管の全体を、熱交換のために有効に使用することができる熱交換器及びこの熱交換器を用いる空気調和機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、熱交換器において、伝熱管挿通孔を有し、熱交換空気を流通させることが可能な間隔をもって配列される複数枚のフィンと、伝熱管挿通孔を有し、複数枚の前記フィンのうちの端部に位置する前記フィンに対向して配置される端板と、前記フィンの前記伝熱管挿通孔と前記端板の前記伝熱管挿通孔とに挿通され、前記端板の前記フィンに対向する面と反対側の面側において湾曲して折り返す折返し部を有する伝熱管と、を具備し、前記端板は、前記熱交換空気の流通方向と直交する方向に伸び出して対向する一対の側壁部を有し、一対の前記側壁部に、前記熱交換空気が流通する流通部が形成され、一方の前記側壁部に形成された前記流通部から他方の前記側壁部に形成された前記流通部に至る流路長さが、一対の前記側壁部の幅寸法より大きく形成されていることである。
【００１１】
本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、空気調和機において、筐体と、前記筐体内に設けられる本発明の実施の形態に係る第１の特徴の熱交換器と、前記筐体内に設けられ、前記熱交換器に対して熱交換空気を送風する送風機と、を備えることである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、折返し部を含む伝熱管の全体を、熱交換のために有効に利用することができ、熱交換器の熱交換効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る空気調和機の一部である室内機１は、図１に示すように筐体２を有し、筐体２の前面部及び上面部を覆うカバー部３には複数の空気吸込口４が形成されている。筐体２の下部には、空気吹出口５が形成されている。筐体２内には、空気吸込口４と空気吹出口５とを連通する送風路６が形成されている。図１に示す矢印は、室内機１が運転された場合の空気の流れ方向を示している。
【００１５】
送風路６内には、エアフィルタ７と、電気集塵機８と、熱交換器９と、送風機１０とが設けられている。
【００１６】
エアフィルタ７は、メッシュ状に形成された部材であり、空気吸込口４から吸込まれた熱交換空気（以下、必要に応じて空気と表現する）がエアフィルタ７を通過する場合に、空気中に含まれる塵がエアフィルタ７により捕集される。
【００１７】
電気集塵機８は、エアフィルタ７を通過した微細な塵や花粉等を帯電させ、吸着する。
【００１８】
熱交換器９は、図２及び図３に示すように構成されており、送風路６内を流れる熱交換空気から吸熱し、又は、送風路６内を流れる熱交換空気に対して放熱する。熱交換器９において吸熱された空気が空気吹出口５から吹き出すことにより室内が冷房され、熱交換器９において放熱された空気が空気吹出口５から吹き出すことにより室内が暖房される。
【００１９】
送風機１０は、室内機１が設置されている室内の空気を空気吸込口４から吸い込み、吸い込んだ空気を送風路６内を通して空気吹出口５から吹き出させる。
【００２０】
熱交換器９は、複数枚のフィン１１と、一対の端板１２と、伝熱管１３とを備えている。
【００２１】
フィン１１は、金属製の板状部材であり、フィン１１には伝熱管１３が挿通される伝熱管挿通孔（図示せず）が形成されている。フィン１１は、面と面とを対向させ、対向する面と面とが熱交換空気を流通させることが可能な間隔をもって配列されている。
【００２２】
端板１２は、複数枚のフィン１１のうちの端部に位置するフィン１１に対向して配置されている。端板１２は、底板部１４と、底板部１４から略直角に立上り、熱交換空気の流通方向（図３に示す矢印Ａ方向）と直交する方向に伸び出して平行に対向する一対の側壁部１５、１６とを有し、断面形状がコの字型に形成されている。端板１２の底板部１４には、伝熱管１３が挿通される伝熱管挿通孔１７が形成されている。
【００２３】
伝熱管１３は、内部を冷媒が流れるパイプであり、フィン１１に形成された伝熱管挿通孔と端板１２の底板部１４に形成された伝熱管挿通孔１７とに挿通され、端板１２の底板部１４におけるフィン１１に対向する面と反対側の面側において、弧状に湾曲して折り返す複数の折返し部１８を有している。
【００２４】
一対の側壁部１５、１６には、熱交換空気が流通する流通部である切欠き１９が形成されている。切欠き１９は、一方の側壁部１５に形成された切欠き１９から他方の側壁部１６に形成された切欠き１９に至る流路長さが、一対の側壁部１５、１６の幅寸法より大きくなる位置に形成されている。
【００２５】
このような構成において、室内機１の送風機１０が駆動されることにより、図１に矢印で示すように、室内機１が設置されている室内の空気が空気吸込口４から筐体２内に吸込まれ、吸込まれた空気は熱交換器９において熱交換され、熱交換により冷却された空気、又は、暖められた空気が空気吹出口５から吹き出す。
【００２６】
空気吸込口４から吸込まれた空気は、熱交換器９に向けて図３において矢印Ａに示すように流通し、この空気の大部分はフィン１１の間を流通する。熱交換空気がフィン１１の間を流通することにより、伝熱管１３におけるフィン１１を挿通している部分において吸熱又は放熱が行われる。
【００２７】
また、矢印Ａに示すように流通する空気の一部は、矢印ａに示すように側壁部１５に形成された切欠き１９から流入し、側壁部１５と側壁部１６との間を流通し、側壁部１６に形成された切欠き１９から流出する。
【００２８】
側壁部１５の切欠き１９と、側壁部１６の切欠き１９とは、側壁部１５に形成された切欠き１９から側壁部１６に形成された切欠き１９に至る流路長さが、一対の側壁部１５、１６の幅寸法より大きくなる位置に形成されている。このため、側壁部１５の切欠き１９から流入して側壁部１６の切欠き１９から流出する熱交換空気は、図３において破線で示すように側壁部１５、１６の間を流通し、伝熱管１３の折返し部１８に効果的に当る。このため、伝熱管１３の折返し部１８を熱交換のために効果的に利用することができ、熱交換器９の熱交換効率を高めることができる。
【００２９】
なお、第１の実施の形態においては、空気調和機の一部である室内機１において熱交換器９を使用する場合について説明したが、この熱交換器９は空気調和機の一部である室外機においても使用できるものである。
【００３０】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る熱交換器９Ａについて、図４に基づいて説明する。なお、第２の実施の形態及びこれ以降の実施の形態において、第１の実施の形態において説明した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付け、重複する説明は省略する。
【００３１】
第２の実施の形態に係る熱交換器９Ａでは、伝熱管１３の折返し部１８に複数のフィン２１が設けられている。
【００３２】
このような構成において、折返し部１８にフィン２１が設けられることにより、折返し部１８における吸熱又は放熱が行われる表面面積を拡大することができる。このため、伝熱管１３の折返し部１８での熱交換が効果的に行われ、熱交換器９Ａの熱交換効率を高めることができる。
【００３３】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係る熱交換器９Ｂについて、図５に基づいて説明する。
【００３４】
第３の実施の形態の熱交換器９Ｂでは、第１の実施の形態と同じように、折返し部１８は、一対の側壁部１５、１６の間に、側壁部１５、１６に沿って２列に配列されている。
【００３５】
２つの折返し部１８の列の間に、案内壁３１が設けられている。案内壁３１には、熱交換空気を流通させる複数の切欠き３２が形成されている。切欠き３２は、側壁部１５に形成された切欠き１９から流入して側壁部１６に形成された切欠き１９から流出する熱交換空気の流れを均一化するように案内する位置に形成されている。
【００３６】
このような構成において、矢印ａで示すように側壁部１５の切欠き１９から流入した熱交換空気は、破線で示すように流通し、案内壁３１に形成された切欠き３２を通過した後、側壁部１６に形成された切欠き１９から流出する。
【００３７】
このため、側壁部１５の切欠き１９から流入した熱交換空気の流れが、側壁部１５、１６に沿った一方向に偏って側壁部１６の切欠き１９まで流通し、側壁部１６の特定の切欠き１９から集中的に流出することを防止することができる。これにより、側壁部１５の切欠き１９から流入して側壁部１６の切欠き１９に向けて流通する熱交換空気の流れを均一化することができる。このため、全ての折返し部１８において熱交換を効果的に行うことができ、熱交換器９Ｂの熱交換効率を高めることができる。
【００３８】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に係る熱交換器９Ｃについて、図６に基づいて説明する。
【００３９】
第４の実施の形態の熱交換器９Ｃでは、第１の実施の形態と同じように、折返し部１８は、一対の側壁部１５、１６の間に、側壁部１５、１６に沿って２列に配列されている。さらに、折返し部１８は、各列ごとに複数段に配列されている。
【００４０】
熱交換器９Ｃでは、２段目の折返し部１８と３段目の折返し部１８との間、及び、４段目の折返し部１８と５段目の折返し部１８との間に、案内壁４１が設けられている。２つの案内壁４１が設けられることにより、端板１２における折返し部１８が設けられて領域は３つに分けられている。
【００４１】
このような構成において、矢印ａで示すように側壁部１５の切欠き１９から流入した熱交換空気は、破線で示すように流通し、側壁部１６に形成された切欠き１９であって案内壁４１により仕切られた同じ領域内に位置する切欠き１９から流出する。
【００４２】
このため、側壁部１５の切欠き１９から流入した熱交換空気の流れが、側壁部１５、１６に沿った一方向に偏って側壁部１６の切欠き１９まで流通し、側壁部１６の特定の切欠き１９から集中的に流出することを防止することができる。これにより、側壁部１５の切欠き１９から流入して側壁部１６の切欠き１９に向けて流通する熱交換空気の流れを均一化することができる。このため、全ての折返し部１８において熱交換を効果的に行うことができ、熱交換器９Ｃの熱交換効率を高めることができる。
【００４３】
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態に係る熱交換器９Ｄについて、図７に基づいて説明する。
【００４４】
第５の実施の形態の熱交換器９Ｄは、図面に示すように、側壁部１５が下側となる向きに傾けて使用されるものである。また、熱交換器９Ｄには、第４の実施の形態で説明した熱交換器９Ｃにおいて説明したように、２段目の折返し部１８と３段目の折返し部１８との間、及び、４段目の折返し部１８と５段目の折返し部１８との間に、案内壁４１が設けられている。但し、側壁部１５と案内壁４１との間には、隙間５１が形成されている。
【００４５】
さらに、側壁部１５の切欠き１９の下方側縁部には、ドレン受け５２が設けられている。熱交換器９Ｄの下側には、ドレンパン５３が設置されている。
【００４６】
このような構成において、矢印ａで示すように側壁部１５の切欠き１９から流入した熱交換空気は、破線で示すように流通し、側壁部１６に形成された切欠き１９であって案内壁４１により仕切られた同じ領域内に位置する切欠き１９から流出する。
【００４７】
図面内の黒丸は、折返し部１８の表面に発生した結露が凝縮されて落下した水滴を現している。落下した水滴は側壁部１５の表面に沿って流れ落ち、側壁部１５のドレン受け５２で受け止められる。ドレン受け５で受け止められた水はその下側に位置する側壁部１５の表面に沿って流れ落ち、最終的にはドレンパン５３に溜められる。
【００４８】
このため、折返し部１８の表面に結露が発生した場合にも、その水により室内機１や室内の床面が水浸しになることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に熱交換器を有する空気調和機の室内機を示す断面図である。
【図２】熱交換器を示す斜視図である。
【図３】熱交換器を示す正面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る熱交換器の一部を示す側面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る熱交換器を示す正面図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る熱交換器を示す正面図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態に係る熱交換器を示す正面図である。
【図８】従来例の熱交換器を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５０】
２…筐体、９、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ…熱交換器、１０…送風機、１１…フィン、１２…端板、１３…伝熱管、１５、１６…側壁部、１７…伝熱管挿通孔、１８…折返し部、１９…流通部、２１…フィン、３１…案内壁、４１…案内壁
【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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