(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重力方向に複数の開口部が一側部を開放して並んで形成されたフィンと、前記複数の開口部に挿入された扁平形状の第１伝熱管と、前記第１伝熱管が挿入された前記複数の開口部の隣の開口部に挿入された扁平形状の第２伝熱管と、を備えた熱交換器であって、
前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管は、それぞれが、構成材料で一体的に成形され、内部に複数の流路が形成されており、
前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の下面に排水促進部を設け、
前記排水促進部は、
前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の前記一側部とは反対側の端部をつないだ第１の仮想線と、
前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の中心をつないだ第２の仮想線と、の間に位置しており、
前記排水促進部は、前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の下面を下方に向かって突出させた形状である
熱交換器。
【請求項２】
重力方向に複数の開口部が一側部を開放して並んで形成されたフィンと、前記複数の開口部に挿入された扁平形状の第１伝熱管と、前記第１伝熱管が挿入された前記複数の開口部の隣の開口部に挿入された扁平形状の第２伝熱管と、を備えた熱交換器であって、
前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管は、それぞれが、構成材料で一体的に成形され、内部に複数の流路が形成されており、
前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の下面に排水促進部を設け、
前記排水促進部は、
前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の前記一側部とは反対側の端部をつないだ第１の仮想線と、
前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の中心をつないだ第２の仮想線と、の間に位置しており、
前記排水促進部は、前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の上面を凹ませず前記下面を上方に向かって突出させて前記下面を凹ませた形状である
熱交換器。
【請求項３】
前記排水促進部の一部が前記第１の仮想線と接している
請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記フィンの前記排水促進部の重力方向下方に切起こし片を形成している
請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱交換器を、室外熱交換器として備えている
ヒートポンプ装置。
【請求項６】
前記室外熱交換器に空気を供給する室外ファンを設け、
前記室外ファンによって前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の前記一側部とは反対側から前記室外熱交換器に空気を供給する
請求項５に記載のヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水性を向上させたフィン・アンド・チューブ型の熱交換器、および、この熱交換器を備えたヒートポンプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、所定のフィンピッチ間隔を空けて配置された板状の複数のフィンと、扁平形状の複数の伝熱管と、を備えるフィン・アンド・チューブ型の熱交換器が知られている。【０００３】
このような熱交換器において、伝熱管の断面は、略楕円形状又は略長円形状に形成されている。フィンには、フィンの一側部から他側部に向けて延びる複数の開口部が形成されており、複数の伝熱管は、フィンの複数の開口部に挿入され、複数のフィンの配置方向に延びている。各伝熱管の端部は、伝熱管とともに冷媒流路を形成する分配管又はヘッダに接続されている。そして、熱交換器において、フィンの間を流動する空気等の熱交換流体と、伝熱管内を流動する水又は冷媒等の被熱交換流体との間で熱が交換される。【０００４】
また、熱交換器において、フィンには、開口部の周縁から垂直に切り起こされたフィンカラーが形成されている。開口部に挿入された伝熱管とフィンカラーとが、炉中ロウ付け又は接着剤を用いて接着され、これにより、伝熱管とフィンとの密着性が向上する。【０００５】
また、空気が主に流れる方向に向けて開口したスリット又はルーバーと呼称される切起こしが形成されている熱交換器が知られている。さらに、空気が主に流れる方向に対し突出したスクラッチ又はワッフルと呼称される突出部が形成されている熱交換器が知られている。このような熱交換器においては、切起こし又は突出部によって、熱交換される表面積を増やし、熱交換性能を向上させている。【０００６】
さらには、伝熱管の内部に複数の流路が形成された熱交換器、伝熱管の内面に溝が形成された熱交換器等が知られている。このような熱交換器も、複数の流路又は溝によって、熱交換される表面積を増やし、熱交換性能を向上させている。【０００７】
ところで、熱交換器が蒸発器として作用する場合、空気中の水分が凝縮水として熱交換器に付着する。そのため、熱交換器には、フィンにおける開口部を除く部分に、フィンに付着した水が排出される排水領域が形成されている。そして、熱交換器上の凝縮水は、排水領域を通ってフィンの下方に排出される。【０００８】
ここで、フィンの開口部の上方に付着した水滴は、重力により、開口部に挿入された伝熱管の上面に落下する。この水滴は、伝熱管の端部に沿って伝熱管の下面に回り込む。その後、水滴は、下方に設けられた伝熱管の上面に落下する。これに対し、フィンの排水領域に付着した水滴は、下方に伝熱管のような障害物がないため、一定速度を保ったまま落下し続ける。すなわち、開口部の上方に付着した水滴は、排水領域に付着した水滴よりも、伝熱管という障害物によって落下が阻害されるため、熱交換器の下端部に至るまでに時間がかかる。【０００９】
また、熱交換器が室外機に設置されており、蒸発器として作用する場合、空気中の水分が霜となって熱交換器に付着する。熱交換器を備える空気調和機又は冷凍機等の冷凍サイクル装置は、除霜運転を行い、熱交換器に付着した霜を溶かすようになっている。霜は、溶かされて水滴となり、水滴は、凝縮水と同様に、排水領域を通ってフィンの下方に排出される。【００１０】
なお、除霜運転が終了し、暖房運転が開始された後も、開口部の上方に水滴が残留している場合、水滴は再び氷結して成長することになる。このため、伝熱管の損傷等による信頼性の低下につながる。また、伝熱管の周囲が霜で塞がれるため、通風抵抗の増加および着霜耐力の低下に影響する。また、除霜運転時に、蒸発器として作用した場合に付着した霜だけではなく、氷結した水滴も溶かす必要がある。このため、除霜時間の増加による快適性の低下、および、暖房運転と除霜運転とを繰り返すことによる一定時間における平均暖房能力の低下を招く。【００１１】
特許文献１には、フィンの開口部の間にルーバーが設けられ、ルーバー部の切りこみによる表面張力により、水滴を下部に引き込み排水を促進させるようにした熱交換器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第５５６９４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１に開示された熱交換器は、フィンの開口部の間にルーバーが設けられているため、フィンの開口部の上方に付着した水滴は、伝熱管の上面に落下することになる。そのため、水滴は、伝熱管という障害物によって落下が阻害されることになり、熱交換器の下端部に至るまでに時間がかかってしまう。【００１４】
また、伝熱管の排水領域側の端部は円弧形状を成しているため、伝熱管の上面から伝熱管の下面に水滴が回り込みやすい。また、伝熱管の下面は平面を成しているため、重力方向上向きに対する表面張力の影響が大きく、当部に水滴が滞留しやすい。これらの理由のため、前述の通り、熱交換器の性能および信頼性の低下につながってしまう。【００１５】
このように、従来の熱交換器は、信頼性が損なわれ、熱交換器上の水滴の排水性も悪いものとなっていた。【００１６】
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、信頼性を確保しつつ、水滴の排水性を向上させた熱交換器およびこの熱交換器を備えたヒートポンプ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係る熱交換器は、重力方向に複数の開口部が一側部を開放して並んで形成されたフィンと、前記複数の開口部に挿入された扁平形状の第１伝熱管と、前記第１伝熱管が挿入された前記複数の開口部の隣の開口部に挿入された扁平形状の第２伝熱管と、を備えた熱交換器であって、前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管は、それぞれが、構成材料で一体的に成形され、内部に複数の流路が形成されており、前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の下面に排水促進部を設け、前記排水促進部は、前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の前記一側部とは反対側の端部をつないだ第１の仮想線と、前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の中心をつないだ第２の仮想線と、の間に位置しており、前記排水促進部は、前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の下面を下方に向かって突出させた形状である。
また、本発明に係る熱交換器は、重力方向に複数の開口部が一側部を開放して並んで形成されたフィンと、前記複数の開口部に挿入された扁平形状の第１伝熱管と、前記第１伝熱管が挿入された前記複数の開口部の隣の開口部に挿入された扁平形状の第２伝熱管と、を備えた熱交換器であって、前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管は、それぞれが、構成材料で一体的に成形され、内部に複数の流路が形成されており、前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の下面に排水促進部を設け、前記排水促進部は、前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の前記一側部とは反対側の端部をつないだ第１の仮想線と、前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の中心をつないだ第２の仮想線と、の間に位置しており、前記排水促進部は、前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の上面を凹ませず前記下面を上方に向かって突出させて前記下面を凹ませた形状である。
【００１８】
本発明に係るヒートポンプ装置は、上記の熱交換器を、室外熱交換器として備えているものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る熱交換器によれば、第１の仮想線と第２の仮想線との間に排水促進部を設けることによって、フィンに付着した水滴を速やかに熱交換器の下方へ排出することができるため、信頼性を確保しつつ、熱交換器上の水滴の排水性を向上させることができる。
また、本発明に係るヒートポンプ装置によれば、排水促進部を設けた熱交換器を室外熱交換器として備えているので、排水性能が向上したものになる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る熱交換器を備えた空気調和装置の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る熱交換器の外観構成の一例を示す斜視概要図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る熱交換器の構成の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る熱交換器の構成の一例を示す概略側面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る熱交換器を構成しているフィンの構成の一例を示す概略図である。
【図６】本発明の実施の形態１における熱交換器を構成している伝熱管の断面を示す概略断面図である。
【図７】比較例１の熱交換器を示す概略図である。
【図８Ａ】比較例１の熱交換器の作用を示す概略図である。
【図８Ｂ】比較例１の熱交換器の作用を示す概略図である。
【図８Ｃ】比較例１の熱交換器の作用を示す概略図である。
【図８Ｄ】比較例１の熱交換器の作用を示す概略図である。
【図８Ｅ】比較例１の熱交換器の作用を示す概略図である。
【図９Ａ】比較例１の熱交換器の作用を示す概略図である。
【図９Ｂ】比較例１の熱交換器の作用を示す概略図である。
【図９Ｃ】比較例１の熱交換器の作用を示す概略図である。
【図９Ｄ】比較例１の熱交換器の作用を示す概略図である。
【図９Ｅ】比較例１の熱交換器の作用を示す概略図である。
【図１０Ａ】本発明の実施の形態１に係る熱交換器の作用を示す概略図である。
【図１０Ｂ】本発明の実施の形態１に係る熱交換器の作用を示す概略図である。
【図１０Ｃ】本発明の実施の形態１に係る熱交換器の作用を示す概略図である。
【図１０Ｄ】本発明の実施の形態１に係る熱交換器の作用を示す概略図である。
【図１０Ｅ】本発明の実施の形態１に係る熱交換器の作用を示す概略図である。
【図１１Ａ】本発明の実施の形態１に係る熱交換器の第１変形例を示す概略図である。
【図１１Ｂ】本発明の実施の形態１に係る熱交換器の第２変形例を示す概略図である。
【図１１Ｃ】本発明の実施の形態１に係る熱交換器の第３変形例を示す概略図である。
【図１１Ｄ】本発明の実施の形態１に係る熱交換器の第４変形例を示す概略図である。
【図１２】第１実施例に係る室外熱交換器を説明するための説明図である。
【図１３】第２実施例に係る室外熱交換器を説明するための説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に係る熱交換器の構成の一例を示す概略図である。
【図１５】本発明の実施の形態２に係る熱交換器を構成しているフィンの構成の一例を示す概略図である。
【図１６Ａ】本発明の実施の形態２に係る熱交換器の作用を示す概略図である。
【図１６Ｂ】本発明の実施の形態２に係る熱交換器の作用を示す概略図である。
【図１６Ｃ】本発明の実施の形態２に係る熱交換器の作用を示す概略図である。
【図１６Ｄ】本発明の実施の形態２に係る熱交換器の作用を示す概略図である。
【図１６Ｅ】本発明の実施の形態２に係る熱交換器の作用を示す概略図である。
【図１７Ａ】本発明の実施の形態２に係る熱交換器の第１変形例を示す概略図である。
【図１７Ｂ】本発明の実施の形態２に係る熱交換器の第２変形例を示す概略図である。
【図１７Ｃ】本発明の実施の形態２に係る熱交換器の第３変形例を示す概略図である。
【図１７Ｄ】本発明の実施の形態２に係る熱交換器の第４変形例を示す概略図である。
【図１８】本発明の実施の形態３に係る熱交換器の構成の一例を示す概略図である。
【図１９】本発明の実施の形態３に係る熱交換器を構成しているフィンの構成の一例を示す概略図である。
【図２０】本発明の実施の形態３に係る熱交換器の構成の一例を示す概略側面図である。
【図２１Ａ】比較例２の熱交換器の作用を示す概略図である。
【図２１Ｂ】比較例２の熱交換器の作用を示す概略図である。
【図２１Ｃ】比較例２の熱交換器の作用を示す概略図である。
【図２１Ｄ】比較例２の熱交換器の作用を示す概略図である。
【図２１Ｅ】比較例２の熱交換器の作用を示す概略図である。
【図２２Ａ】本発明の実施の形態３に係る熱交換器の作用を示す概略図である。
【図２２Ｂ】本発明の実施の形態３に係る熱交換器の作用を示す概略図である。
【図２２Ｃ】本発明の実施の形態３に係る熱交換器の作用を示す概略図である。
【図２２Ｄ】本発明の実施の形態３に係る熱交換器の作用を示す概略図である。
【図２２Ｅ】本発明の実施の形態３に係る熱交換器の作用を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を適宜参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。
【００２２】
実施の形態１．
はじめに、本発明の実施の形態１に係る熱交換器を備えた空気調和装置３１について説明する。図１は、空気調和装置３１の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。なお、図１では、冷房運転時の冷媒の流れを破線矢印で示し、暖房運転時の冷媒の流れを実線矢印で示している。また、空気調和装置３１は、ヒートポンプ装置の一例である。
【００２３】
＜空気調和装置３１の構成＞
図１に示すように、空気調和装置３１は、圧縮機３２、室内熱交換器３３、室内ファン３４、絞り装置３５、室外熱交換器１、室外ファン３６、および、四方弁３７を備えている。圧縮機３２、室内熱交換器３３、絞り装置３５、室外熱交換器１、および、四方弁３７が、冷媒配管によって接続され、冷媒回路が形成されている。
【００２４】
圧縮機３２は、冷媒を圧縮するものである。圧縮機３２で圧縮された冷媒は、吐出されて四方弁３７へ送られる。圧縮機３２は、例えば、ロータリ圧縮機、スクロール圧縮機、スクリュー圧縮機、往復圧縮機等で構成することができる。
【００２５】
室内熱交換器３３は、暖房運転時には凝縮器として機能し、冷房運転時には蒸発器として機能するものである。室内熱交換器３３は、例えば、フィン・アンド・チューブ型熱交換器、マイクロチャネル熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器、ヒートパイプ式熱交換器、二重管式熱交換器、プレート熱交換器等で構成することができる。
【００２６】
絞り装置３５は、室内熱交換器３３又は室外熱交換器１を経由した冷媒を膨張させて減圧するものである。絞り装置３５は、例えば冷媒の流量を調整可能な電動膨張弁等で構成するとよい。なお、絞り装置３５としては、電動膨張弁だけでなく、受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁、または、キャピラリーチューブ等を適用することも可能である。
【００２７】
室外熱交換器１は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器として機能するものである。室外熱交換器１については、後段で詳細に説明する。
【００２８】
四方弁３７は、暖房運転と冷房運転とにおいて冷媒の流れを切り替えるものである。つまり、四方弁３７は、暖房運転時には圧縮機３２と室内熱交換器３３とを接続するように切り替えられ、冷房運転時には圧縮機と室外熱交換器１とを接続するように切り替えられる。
【００２９】
室内ファン３４は、室内熱交換器３３に付設されており、室内熱交換器３３に熱交換流体である空気を供給するものである。
室外ファン３６は、室外熱交換器１に付設されており、室外熱交換器１に熱交換流体である空気を供給するものである。
【００３０】
＜空気調和装置３１の動作＞
次に、空気調和装置３１の動作について、冷媒の流れとともに説明する。まず、空気調和装置３１が実行する冷房運転について説明する。なお、冷房運転時の冷媒の流れは、図１の破線矢印で示している。ここでは、熱交換流体が空気であり、被熱交換流体が冷媒である場合を例に、空気調和装置３１の動作について説明する。
【００３１】
図１に示すように、圧縮機３２を駆動させることによって、圧縮機３２から高温高圧のガス状態の冷媒が吐出する。以下、破線矢印にしたがって冷媒が流れる。圧縮機３２から吐出した高温高圧のガス冷媒（単相）は、四方弁３７を介して凝縮器として機能する室外熱交換器１に流れ込む。室外熱交換器１では、流れ込んだ高温高圧のガス冷媒と、室外ファン３６によって供給される空気との間で熱交換が行われて、高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒（単相）になる。
【００３２】
室外熱交換器１から送り出された高圧の液冷媒は、絞り装置３５によって、低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になる。二相状態の冷媒は、蒸発器として機能する室内熱交換器３３に流れ込む。室内熱交換器３３では、流れ込んだ二相状態の冷媒と、室内ファン３４によって供給される空気との間で熱交換が行われて、二相状態の冷媒のうち液冷媒が蒸発して低圧のガス冷媒（単相）になる。この熱交換によって、室内が冷却されることになる。室内熱交換器３３から送り出された低圧のガス冷媒は、四方弁３７を介して圧縮機３２に流れ込み、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって、再び圧縮機３２から吐出する。以下、このサイクルが繰り返される。
【００３３】
次に、空気調和装置３１が実行する暖房運転について説明する。なお、暖房運転時の冷媒の流れは、図１に実線矢印で示している。
【００３４】
図１に示すように、圧縮機３２を駆動させることによって、圧縮機３２から高温高圧のガス状態の冷媒が吐出する。以下、実線矢印にしたがって冷媒が流れる。
【００３５】
圧縮機３２から吐出した高温高圧のガス冷媒（単相）は、四方弁３７を介して凝縮器として機能する室内熱交換器３３に流れ込む。室内熱交換器３３では、流れ込んだ高温高圧のガス冷媒と、室内ファン３４によって供給される空気との間で熱交換が行われて、高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒（単相）になる。この熱交換によって、室内が暖房されることになる。
【００３６】
室内熱交換器３３から送り出された高圧の液冷媒は、絞り装置３５によって、低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になる。二相状態の冷媒は、蒸発器として機能する室外熱交換器１に流れ込む。室外熱交換器１では、流れ込んだ二相状態の冷媒と、室外ファン３６によって供給される空気との間で熱交換が行われて、二相状態の冷媒のうち液冷媒が蒸発して低圧のガス冷媒（単相）になる。
【００３７】
室外熱交換器１から送り出された低圧のガス冷媒は、四方弁３７を介して圧縮機３２に流れ込み、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって、再び圧縮機３２から吐出する。以下、このサイクルが繰り返される。
【００３８】
圧縮機３２に冷媒が液状態で流入すると、液圧縮を起こし、圧縮機３２の故障の原因となってします。そのため、蒸発器から流出する冷媒はガス冷媒（単相）となっていることが望ましい。冷房運転時では、室内熱交換器３３が蒸発器として機能し、暖房運転時では、室外熱交換器１が蒸発器として機能している。
【００３９】
空気調和装置３１の暖房運転時においては、室外熱交換器１が蒸発器として機能している。そのため、室外熱交換器１では、室外ファン３６から供給される空気と、室外熱交換器１を構成している伝熱管の内部を流動する冷媒との間で熱交換が行われる際に、空気中の水分が凝縮し、室外熱交換器１の表面に水滴が生ずる。室外熱交換器１の表面に生じた水滴は、フィンと伝熱管で構成された室外熱交換器１の排水路を通じて、下方へ流下し、ドレン水として排出される。
【００４０】
例えば、室外熱交換器１が空気調和装置３１の室外機（図示せず）に収容され、空気調和装置３１の暖房運転によって蒸発器として機能する場合、空気中の水分が室外熱交換器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、通常、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」を行うようになっている。
【００４１】
「除霜運転」とは、蒸発器として機能する室外熱交換器１に霜が付着するのを防ぐために圧縮機３２から室外熱交換器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。なお、除霜運転を、暖房運転の継続時間が所定値（例えば、３０分）に達した場合に実行するようにしてもよい。また、除霜運転を、室外熱交換器１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実行するようにしてもよい。室外熱交換器１に付着した霜および氷は、除霜運転時に室外熱交換器１に供給されるホットガスによって融解される。
【００４２】
例えば、除霜運転時に圧縮機３２から室外熱交換器１にホットガスを直接的に供給できるように、圧縮機３２の吐出口と室外熱交換器１との間をバイパス冷媒配管（図示せず）で接続する構成にできる。また、圧縮機３２から室外熱交換器１にホットガスを供給できるように、圧縮機３２の吐出口を、冷媒流路切替装置（例えば、四方弁３７等）を介して室外熱交換器１に接続する構成としてもよい。
【００４３】
なお、除霜運転を、暖房運転の継続時間が所定値（例えば、３０分）に達した場合に実行す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実行するようにしてもよい。
【００４４】
＜室外熱交換器１の詳細＞
図２は、本発明の実施の形態１に係る熱交換器の外観構成の一例を示す斜視概要図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る熱交換器の構成の一例を示す概略図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る熱交換器の構成の一例を示す概略側面図である。図２〜図４に基づいて、本発明の実施の形態１に係る熱交換器について説明する。ここでは、本発明の実施の形態１に係る熱交換器が室外熱交換器１として適用されている場合を例に説明する。
【００４５】
図２に示すように、室外熱交換器１は、二列構造の熱交換器であり、風上側熱交換器２０１、風下側熱交換器２０２、風上側ヘッダ集合管２０３、風下側ヘッダ集合管２０４、列間接続部材２０５で構成されている。なお、風上側熱交換器２０１および風下側熱交換器２０２は、同様に構成されている。以下において、室外熱交換器１として説明されている場合には、風上側熱交換器２０１および風下側熱交換器２０２の双方を説明しているものとする。また、図２に示すように、矢印Ｘがフィン３の幅方向（空気の流れ方向）を、矢印Ｙがフィン３の配置方向を、矢印Ｚが重力方向を、それぞれ示している（以下同じ）。
【００４６】
図３および図４に示すように、室外熱交換器１は、複数の板状のフィン３と、複数の伝熱管２と、を備えている。なお、図３および図４では、フィン３の枚数が１〜３枚、伝熱管２の本数が３本である部分を拡大して示している。また、複数の伝熱管２を、伝熱管２、２１、２２として図示している。
【００４７】
また、図３では、室外熱交換器１の構成の説明のために、想像線として２本の一点鎖線Ｌ１、Ｌ２を付している。一点鎖線Ｌ１は、隣り合って向かい合う伝熱管（例えば伝熱管２１、２２）の排水領域側端部２ｅをつなぐ直線である。一点鎖線Ｌ２は、隣り合って向かい合う伝熱管（例えば伝熱管２１、２２）の中心部２ｄをつなぐ直線である。また、図４に示すように、複数のフィン３は、所定のフィンピッチ間隔ＦＰを開けて配置されている。
例えば、伝熱管２１が本発明の「第１伝熱管」、伝熱管２２が本発明の「第２伝熱管」に相当する。
【００４８】
また、室外熱交換器１の構成の説明のために、一点鎖線Ｌ１上に、紙面に対し垂直に延在する面を第１の仮想面４１として規定し、一点鎖線Ｌ２上に、紙面に対し垂直に延在する面を第２の仮想面４２として規定する。すなわち、第１の仮想面４１は、隣り合って向かい合う伝熱管（例えば伝熱管２１、２２）の排水領域側端部２ｅをつなぐ室外熱交換器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４２は、向かい合う伝熱管（例えば伝熱管２１、２２）の中心部２ｄをつなぐ室外熱交換器１の構成に含まれない仮想面として規定される。さらに、フィン３を単体で見たときには、第１の仮想面４１は第１の仮想線として規定され、第２の仮想面４２は第２の仮想線として規定される。
【００４９】
なお、伝熱管２は、下面２ａ、上面２ｂ、端部２ｃを有し、フィン３の開口部４に挿入される。開口部４に挿入された伝熱管２は、端部２ｃが、排水領域側端部２ｅに位置するようになっている。また、伝熱管２は、端部２ｃ側に伝熱管凸部２１ａを有している。さらに。フィン３には、重力方向となる長手方向に、間隔を置いて複数の開口部４が形成されているフィン３の開口部４により形成された第１の領域を管領域５として規定し、長手方向に複数の開口部４が形成されていない第２の領域を排水領域６として規定する。フィン３の開口部４が形成されていない側を他側部３ａとして図示している。また、開口部４は、フィン３の一側部（開口部４が形成されている側）を開放して重力方向に並んで形成されている。
【００５０】
また、フィン３の幅をＬＰ、開口部４の幅をＤＡ、隣り合う開口部４の距離をＤＰ、伝熱管２の短尺径をＤＢとする。開口部４のＸ方向の幅は、伝熱管２の長尺径に同じであり、伝熱管２の長尺径をＤＡと表記する場合もある。開口部４のＺ方向の幅は、伝熱管２の短尺径に同じであり、開口部４のＺ方向の幅をＤＢと表記する場合もある。さらに、重力方向を矢印Ｚ１で表している。
図３および図４で示した記号については、以下の図面でも同様に使用する。
【００５１】
図５は、本発明の実施の形態１に係る熱交換器を構成しているフィンの構成の一例を示す概略図である。図５に基づいて、室外熱交換器１を構成するフィン３について説明する。
【００５２】
図５に示すように、複数のフィン３は、重力方向となる長手方向（矢印Ｚ方向）に、間隔を置いて複数の開口部４が配置されている。そして、複数のフィン３は、フィン３の幅方向（矢印Ｘ方向）において開口部４が形成された第１の領域である管領域５と、長手方向に複数の開口部４が形成されていない第２の領域である排水領域６と、を有している。排水領域６は、管領域５からフィン３の他側部３ａまでの領域でありフィン３に付着した水が排出される領域である。開口部４のうち排水領域６に近接する端部を開口端部４ａとし、開口端部４ａの重力方向下方に形成した別の開口部をフィン凹部３１ａとして図示している。また、フィン３は、例えばアルミニウム製又はアルミニウム合金製である。
【００５３】
開口部４は、フィン３の他側部３ａ側の奥部である開口端部４ａが半円状となっている。なお、開口端部４ａの形状を半円状に限定するものではなく、楕円状となっていてもよい。この開口端部４ａの最端部を通る重力方向（矢印Ｚ１方向）の直線が、管領域５と排水領域６との境界線となっている。また、伝熱管２がフィン３に挿入された状態において、伝熱管２の排水領域側端部２ｅが開口部４の開口端部４ａに位置することになる。
【００５４】
図６は、本発明の実施の形態１における熱交換器を構成している伝熱管の断面を示す概略断面図である。図６に基づいて、室外熱交換器１を構成する伝熱管２について説明する。
【００５５】
図６に示すように、伝熱管２は、複数のフィン３の配置方向（図４の矢印Ｙ方向）に延びており、扁平形状に形成されている。そして、伝熱管２は、フィン３の複数の開口部４に挿入される。また、伝熱管２は、略長円形状の断面を有しており、その内部には、複数本の冷媒流路２ｆが形成されている。なお、伝熱管２は、略楕円形状の断面を有していてもよい。また、冷媒流路２ｆを１本としてもよい。
【００５６】
伝熱管２の冷媒流路２ｆの壁面、すなわち伝熱管２の内壁面に溝を形成するようにしてもよい。これにより、伝熱管２の内面と冷媒との接触面積が増えることになる。したがって、熱交換効率が向上する。また、伝熱管２の冷媒流路２ｆの断面形状は、矩形形状、真円形状、長円形状、楕円形状、三角形状、台形形状その他如何なる形状でもよい。
【００５７】
また、伝熱管２の下面２ａには、フィン３の開口部４に設けられたフィン凹部３１ａと噛み合うように、伝熱管凸部２１ａを形成する。なお、伝熱管凸部２１ａは、第１の仮想面４１と、第２の仮想面４２との間に位置する。また、伝熱管２は、例えばアルミニウム製又はアルミニウム合金製である。伝熱管凸部２１ａは、伝熱管２の下面２ａの一部を下方に向かって突出させた形状である。以下において、伝熱管２の下面２ａとは、伝熱管２の下方に位置する外壁および内壁を含めたものとして説明する。
【００５８】
また、フィン凹部３１ａと伝熱管凸部２１ａとが噛み合う場合を例に説明するが、フィン凹部３１ａと伝熱管凸部２１ａとが噛み合っていなくてもよい。例えば、伝熱管凸部２１ａが断面視四角形状で、フィン凹部３１ａが断面視円弧形状であるような場合であってもよい。つまり、伝熱管凸部２１ａの形状とフィン凹部３１ａの形状とを一致させずに、伝熱管凸部２１ａの全体がフィン凹部３１ａに接触しないような形状も含んでいるものとする。以下で説明する伝熱管凸部とフィン凹部との関係、伝熱管凹部とフィン凸部との関係についても同様である。
【００５９】
図７は、比較例１の熱交換器２００を示す概略図である。図８Ａ〜図８Ｅは、比較例１の熱交換器２００の作用を示す概略図である。本実施の形態１に係る熱交換器、つまり室外熱交換器１の作用を説明する上で、比較例１の熱交換器２００の管領域５０に付着した水滴の排出過程について図７〜図８Ｅを基に説明する。なお、比較例１においては、第１の仮想面を第１の仮想面４１０、第２の仮想面を第２の仮想面４２０として図示している。また、比較例１においては、管領域を管領域５０、排水領域を排水領域６０として図示している。さらに、比較例１においては、フィン３０の他側部を他側部３０ａとして図示している。
【００６０】
図７に示すように、比較例１の熱交換器２００は、フィン３０にフィン凹部３１ａと、伝熱管２０に伝熱管凸部２１ａが設けられていない点で、室外熱交換器１と相違する。また、比較例１の伝熱管２０は、下面２０ａ、上面２０ｂ、端部２０ｃを有し、フィン３０の開口部４に挿入される。開口部４に挿入された伝熱管２０は、端部２０ｃが、排水領域側端部２０ｅに位置するようになっている。
【００６１】
まず、フィン３０の管領域５０に付着した水滴の排出過程について説明する。
管領域５０に付着した水滴は、管領域５０上において落下する（図８Ａ）。そして、落下する水滴は、伝熱管２０の上面２０ｂに到達する。伝熱管２０の上面２０ｂに到達した水滴は、伝熱管２０の上面２０ｂに滞留し、成長する（図８Ｂ）。成長した水滴は、一定以上の大きさになると、伝熱管２０の半円状の排水領域側端部２０ｅを伝って伝熱管２０の下面２０ａに回り込む（図８Ｃ）。
【００６２】
伝熱管２０の下面２０ａに回り込んだ水滴は、表面張力、重力および静止摩擦力等が釣り合った状態で、伝熱管２０の下面２０ａに滞留して成長する。このとき、伝熱管２０の下面２０ａは平面であるため、表面張力の影響が大きくなり、伝熱管２０の下面２０ａを水滴が広がり滞留しやすい。また、伝熱管２０の下面２０ａが平面であるため、どの領域にも同様に滞留しやすい（図８Ｄ）。
【００６３】
図８Ｄでは、一例として、伝熱管２０の中央部２０ｄに水滴が滞留する場合を図示している。水滴は、成長に伴って下方に膨らんでいき、重力の影響が大きくなる。そして、水滴にかかる重力が、表面張力等の重力方向上方（矢印Ｚ１の向きとは反対方向）の力に勝ると、水滴は、表面張力の影響を受けなくなり、伝熱管２０の下面２０ａを離脱して落下する（図８Ｅ）。
このように、管領域５０に付着した水滴は、下方に障害物である伝熱管２０があるため、伝熱管２０によって落下が阻害され、熱交換器２００の下端部に至るまでに時間がかかる。
【００６４】
図９Ａ〜図９Ｅは、比較例１の熱交換器２００の作用を示す概略図である。本実施の形態１に係る熱交換器、つまり室外熱交換器１の作用を説明する上で、比較例１の熱交換器２００の排水領域６０に付着した水滴の排出過程について図９Ａ〜図９Ｅを基に説明する。
【００６５】
次に、フィン３０の排水領域６０に付着した水滴の排出過程について説明する。
排水領域６０に付着した水滴は、排水領域６０上において落下する（図９Ａ）。そして、落下する水滴は、排水に対する抵抗体となるような障害物がないため、重力によって落下速度を維持したまま、下方に排出される（図９Ｂ〜図９Ｅ）。このように、排水領域６０に付着した水滴は、下方に障害物である伝熱管２０がないため、伝熱管２０によって落下が阻害されず、熱交換器２００の下端部に至るまでの時間が短い。
【００６６】
以上説明したように、比較例１の熱交換器２００は、管領域５０に付着した水滴と、排水領域６０に付着した水滴とが、別々の経路で熱交換器２００の下方に排出される。そして、管領域５０に付着した水滴は、熱交換器２００の下端部に至るまでに時間がかかる。このため、比較例１の熱交換器２００は、熱交換器２００全体における水の滞留量が減少し難い。
【００６７】
図１０Ａ〜図１０Ｅは、本発明の実施の形態１に係る熱交換器の作用を示す概略図である。次に、本実施の形態１に係る熱交換器、つまり室外熱交換器１の作用について図１０Ａ〜図１０Ｅを基に説明する。
【００６８】
フィン３の管領域５に付着した水滴は、管領域５上において落下する（図１０Ａ）。そして、落下する水滴は、伝熱管２１の上面２ｂに到達する。伝熱管２１の上面２ｂに到達した水滴は、伝熱管２１の上面２ｂに滞留し、成長する（図１０Ｂ）。成長した水滴は、一定以上の大きさになると、伝熱管２１の半円状の排水領域側端部２ｅを伝って伝熱管２１の下面２ａに回り込む（図１０Ｃ）。
【００６９】
伝熱管２１の下面２ａに回り込んだ水滴は、伝熱管２１の下面２ａに形成された伝熱管凸部２１ａにより、表面張力の影響で伝熱管２１の下面２ａに水滴が広がることを防ぐ（図１０Ｄ）。さらに、即座に伝熱管２１の上面２ｂより水滴が当部に回り込むため、短い間隔で重力の影響が大きくなる。そして、水滴にかかる重力が、表面張力等の重力方向上方（矢印Ｚ１の向きとは反対方向）の力に勝ると、水滴は、表面張力の影響を受けなくなり、伝熱管２１の下面２ａを離脱して落下する。さらに落下するのは伝熱管２１の排水領域側端部２ｅの近傍であるため、水滴が下部に回り込む間隔も短くなり、さらに短い間隔で水滴が下方へ落下する（図１０Ｅ）。
【００７０】
以上説明したように、室外熱交換器１において、フィン３の開口部４に設けられたフィン凹部３１ａ、および、噛み合うように設けられた伝熱管２の伝熱管凸部２１ａは、排水領域６に近接する伝熱管２の排水領域側端部２ｅに形成されている。このため、管領域５に付着した水滴は、伝熱管２の下面２ａに広がることなく、伝熱管凸部２１ａに捕捉され、一段下の伝熱管２の上面２ｂに落下する。また、落下した先は伝熱管２の排水領域側端部２ｅの近傍であるので、即座に下方に回り込み、同様の動きを繰り返すため、従来の管領域５０を流れる水滴に比べ、その落下速度の低下を抑えることができる。
【００７１】
これにより、室外熱交換器１全体における水の滞留量も減少し易い。このように、室外熱交換器１は、当熱交換器上の水滴の排水性を向上させることができる。また、伝熱管凸部２１ａは、室外熱交換器１に備えられた、排水促進部であるといえる。
【００７２】
また、除霜運転によって、室外熱交換器１に付着した霜が融解し始めた直後、多量の水滴が室外熱交換器１から排出される。このため、除霜運転にかかる時間が短くなる。したがって、除霜運転に必要な熱量を減らし、且つ、除霜時間を低減することができる。また、暖房運転時の残水を減少させ、信頼性の向上、通風抵抗の減少、着霜耐力の向上を実現することができる。
【００７３】
＜第１〜第３変形例＞
図１１Ａは、本発明の実施の形態１に係る熱交換器の第１変形例を示す概略図である。図１１Ｂは、本発明の実施の形態１に係る熱交換器の第２変形例を示す概略図である。図１１Ｃは、本発明の実施の形態１に係る熱交換器の第３変形例を示す概略図である。図１１Ａ〜図１１Ｃに基づいて、本発明の実施の形態１に係る熱交換器の第１〜第３変形例について説明する。なお、第１変形例に係る熱交換器を室外熱交換器１ｂ、第２変形例に係る熱交換器を室外熱交換器１ｃ、第３変形例に係る熱交換器を室外熱交換器１ｄとして図示している。
【００７４】
第１〜第３変形例では、伝熱管凸部の形状を図３に示す伝熱管凸部２１ａとは異なるものとしている。
図１１Ａでは、伝熱管凸部を伝熱管凸部２１ｂとして図示している。図３に示す伝熱管凸部２１ａは、断面視が長方形状に構成されているが、図１１Ａに示す伝熱管凸部２１ｂは、断面視が三角形状に構成されている。つまり、伝熱管凸部２１ｂを、斜体形状としてもよい。斜体形状とは、伝熱管凸部２１ｂを断面視した状態において、重力方向Ｚの下側に頂点を有し、頂点に向かう辺のうちの少なくとも一つが傾斜しているような形状である。
【００７５】
図１１Ｂでは、伝熱管凸部を伝熱管凸部２１ｃとして図示している。図３に示す伝熱管凸部２１ａは、断面視が長方形状に構成されているが、図１１Ｂに示す伝熱管凸部２１ｃは、断面視が２つの三角形状を組み合わせて構成されている。つまり、伝熱管凸部２１ｃを、斜体形状を組み合わせたものにしてもよい。斜体形状を組み合わせた形状とは、伝熱管凸部２１ｃを断面視した状態において、重力方向Ｚの下側にある２つの頂点の間に位置する谷部の頂点を軸として斜体形状を対称に配置しているような形状である。
【００７６】
図１１Ｃでは、伝熱管凸部を伝熱管凸部２１ｄとして図示している。図３に示す伝熱管凸部２１ａは、断面視が長方形状に構成されているが、図１１Ｃに示す伝熱管凸部２１ｄは、断面視が半円形状に構成されている。つまり、伝熱管凸部２１ｄを、円弧形状としてもよい。円弧形状とは、伝熱管凸部２１ｄを断面視した状態において、重力方向Ｚの下側に頂点を有し、頂点に向かう辺を曲線としているような形状である。
【００７７】
つまり、伝熱管凸部は、図３に示す伝熱管凸部２１ａの形状に限定するものではなく、重力方向Ｚの下側に突出している部分を有している形状、つまり伝熱管凸部２１ａと同様に水滴が伝熱管２の下面２ａに広がることを防止できる形状であればよい。
したがって、第１〜第３変形例のような形状で伝熱管凸部を構成しても、伝熱管凸部２１ａと同様に水滴が伝熱管２の下面２ａに広がることを防止でき、室外熱交換器１と同様の効果を奏することになる。
【００７８】
＜第４変形例＞
図１１Ｄは、本発明の実施の形態１に係る熱交換器の第４変形例を示す概略図である。図１１Ｄに基づいて、本発明の実施の形態１に係る熱交換器の第４変形例について説明する。なお、第４変形例に係る熱交換器を室外熱交換器１ｅとして図示している。
【００７９】
図１１Ｄでは、伝熱管凸部を伝熱管凸部２１ｅとして図示している。上述の伝熱管凸部２１ａ〜伝熱管凸部２１ｄは、管領域５に形成されているが、図１１Ｄに示す伝熱管凸部２１ｅは、一部が排水領域６に接するように形成されている。なお、伝熱管凸部２１ｅは、断面視が長方形状に構成されているが、伝熱管凸部２１ｅの形状を図１１Ａ〜１１Ｃに示す形状としてもよい。
【００８０】
つまり、第４変形例のような位置に伝熱管凸部を形成しても、伝熱管凸部２１ａ〜伝熱管凸部２１ｄと同様に水滴が伝熱管２の下面２ａに広がることを防止でき、室外熱交換器１と同様の効果を奏することになる。
【００８１】
＜第１実施例＞
ここで、本発明の実施の形態１に係る熱交換器を室外熱交換器１として空気調和装置３１に搭載し、空気調和装置３１を運転させる際の状態における第１実施例について説明する。上述したように、室外熱交換器１においては、空気調和装置３１を運転させる際に、室外ファン３６を回転させることで、空気を流動させ、この空気を熱交換流体として、伝熱管２の内部を流動する被熱交換流体（例えば、冷媒）と熱交換させる。
【００８２】
図１２は、第１実施例に係る室外熱交換器１を説明するための説明図である。図１２に基づいて、第１実施例について説明する。第１実施例では、図１２の白抜き矢印で示すように、空気を管領域５側より流入させている。なお、排水促進部の代表例として伝熱管凸部２１ａを挙げて説明するが、排水促進部を伝熱管凸部２１ｂ〜伝熱管凸部２１ｅのいずれかにしてもよい。
【００８３】
ここで室外熱交換器１に霜が付着するような、暖房の低温条件（例えば外気乾球温度２℃、湿球温度１℃の場合）を考える。このような条件において、空気の水分を相対的に多く含み、熱交換器に空気が流入する際の、空気の温度境界層が薄くなり、相対的に熱交換効率の高い風上部に多くの霜が付着する傾向がある。すなわち、第１実施例においては、排水領域６または伝熱管凸部２１ａのような排水促進部から遠い位置に霜が多く付着することになる。
【００８４】
ここで、熱交換器に付着した霜を溶かす除霜運転時において、第１実施例のように排水領域６または伝熱管凸部２１ａのような排水促進部からから遠い位置に付着した霜が融解することになる。そうすると、排水が律速になりやすい伝熱管２の下面２ａまたは伝熱管２の上面２ｂに滞留する水滴の量が増えてしまう。そのため、室外熱交換器１としての水滴の排出も律速となり、除霜時間の増加を引き起こしてしまう。
【００８５】
＜第２実施例＞
次に、本発明の実施の形態１に係る熱交換器を室外熱交換器１として空気調和装置３１に搭載し、空気調和装置３１を運転させる際の状態における第２実施例について説明する。
図１３は、第２実施例に係る室外熱交換器１を説明するための説明図である。図１３に基づいて、第２実施例について説明する。第２実施例では、図１３の白抜き矢印で示すように、空気を排水領域６側より流入させている。なお、第２実施例では、第１実施例との相違点について説明する。なお、排水促進部の代表例として伝熱管凸部２１ａを挙げて説明するが、排水促進部を伝熱管凸部２１ｂ〜伝熱管凸部２１ｅのいずれかとしてもよい。
【００８６】
ここで室外熱交換器１に霜が付着するような、暖房の低温条件（例えば外気乾球温度２℃、湿球温度１℃の場合）を考える。このような条件において、空気の水分を相対的に多く含み、熱交換器に空気が流入する際の、空気の温度境界層が薄くなり、相対的に熱交換効率の高い風上部に多くの霜が付着する傾向がある。すなわち、第２実施例においては、排水領域６または伝熱管凸部２１ａのような排水促進部から近い位置に霜が多く付着することになる。
【００８７】
ここで付着した霜を溶かす除霜運転時において、第２実施例のように排水領域６から近い位置に霜が付着し、融解すると、水滴は排水領域６上において落下する。そして、落下する水滴は、排水に対する抵抗体となるような障害物がないため、重力によって、落下速度を維持したまま、下方に排出される。
【００８８】
このように、排水領域６に付着した水滴は、下方に障害物である伝熱管２がないため、伝熱管２によって落下が阻害されず、室外熱交換器１の下端部に至るまでの時間が短い。また、排水領域６に近い位置に伝熱管凸部２１ａのような排水促進部が設置されているため、排水促進部の近傍にも霜がつきやすい。特に伝熱管凸部２１ａの下部に付着した霜は、融解して水滴となる際に、伝熱管２の下面２ａのように、長い平坦部を有していないため、表面張力の影響が相対的に小さくなり、水滴が離脱しやすくなる。
【００８９】
以上のように、室外熱交換器１を空気調和装置３１に搭載した場合、第２実施例のように室外熱交換器１に排水領域６側から空気を供給するようにした方が、効果が大きいということがわかる。
【００９０】
実施の形態２．
図１４は、本発明の実施の形態２に係る熱交換器の構成の一例を示す概略図である。図１５は、本発明の実施の形態２に係る熱交換器を構成しているフィンの構成の一例を示す概略図である。図１４および図１５に基づいて、本発明の実施の形態２に係る熱交換器について説明する。ここでは、本発明の実施の形態２に係る熱交換器が室外熱交換器３００として適用されている場合を例に説明する。なお、本実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
【００９１】
本実施の形態２では、フィン３にフィン凹部３１ａを設けるのではなく、開口部４側にフィン凸部３２ａを設け、伝熱管２に伝熱管凸部２１ａを設けるのではなく、伝熱管凹部２２ａを設けるようにしている。
具体的には、伝熱管２の下面２ａには、フィン３の開口部４に設けられたフィン凸部３２ａと噛み合うように、伝熱管凹部２２ａを形成する。なお、伝熱管凹部２２ａは、第１の仮想面４１と、第２の仮想面４２との間に位置する。また、伝熱管２は、例えばアルミニウム製又はアルミニウム合金製である。伝熱管凹部２２ａは、伝熱管２の下面２ａの一部を上方に向かって突出させて下面２ａを凹ませた形状である。
【００９２】
図１６Ａ〜図１６Ｅは、本発明の実施の形態２に係る熱交換器の作用を示す概略図である。次に、本実施の形態２に係る熱交換器、つまり室外熱交換器３００の作用について図１６Ａ〜図１６Ｅを基に説明する。具体的には、図１６Ａ〜図１６Ｅに基づいて、フィン３の管領域５に付着した水滴の排出過程について説明する。
【００９３】
フィン３の管領域５に付着した水滴は、管領域５上において落下する（図１６Ａ）。そして、落下する水滴は、伝熱管２１の上面２ｂに到達する。伝熱管２１の上面２ｂに到達した水滴は、伝熱管２１の上面２ｂに滞留し、成長する（図１６Ｂ）。成長した水滴は、一定以上の大きさになると、伝熱管２１の半円状の排水領域側端部２ｅを伝って伝熱管２１の下面２ａに回り込む（図１６Ｃ）。
【００９４】
伝熱管２１の下面２ａに回り込んだ水滴は、伝熱管２１の排水領域側端部２ｅに形成された伝熱管凹部２２ａにより、表面張力の影響で伝熱管２１の下面２ａに水滴が広がることを防ぐ（図１６Ｄ）。ただし、伝熱管凹部２２ａは、表面張力により水滴が滞留しない程度の大きさである必要がある。さらに、即座に伝熱管２１の上面２ｂより水滴が当部に回り込むため、短い間隔で重力の影響が大きくなる。そして、水滴にかかる重力が、表面張力等の重力方向上方（矢印Ｚ１の向きとは反対方向）の力に勝ると、水滴は、表面張力の影響を受けなくなり、伝熱管２１の下面２ａを離脱して落下する。さらに落下するのは伝熱管２１の排水領域側端部２ｅであるため、水滴が下部に回り込む間隔も短くなり、さらに短い間隔で水滴が下方へ落下する（図１６Ｅ）。
【００９５】
以上説明したように、室外熱交換器３００において、フィン３の開口部４に設けられたフィン凸部３２ａ、および、噛み合うように設けられた伝熱管２の伝熱管凹部２２ａは、排水領域６に近接する伝熱管２の排水領域側端部２ｅに形成されている。このため、管領域５に付着した水滴は、伝熱管２の下面２ａに広がることなく、伝熱管凹部２２ａに捕捉され、一段下の伝熱管２の上面２ｂに落下する。また、落下した先は伝熱管２の排水領域側端部２ｅの近傍であるので、即座に下方に回り込み、同様の動きを繰り返すため、従来の管領域５０を流れる水滴に比べ、その落下速度の低下を抑えることができる。
【００９６】
これにより、室外熱交換器３００全体における水の滞留量も減少し易い。このように、室外熱交換器３００は、当熱交換器上の水滴の排水性を向上させることができる。また伝熱管凹部２２ａは、室外熱交換器３００に備えられた、排水促進部であるといえる。
【００９７】
また、本実施の形態２におけるフィン３としては、フィン３の開口部４に設けられたフィン凸部３２ａを一例として説明したが、フィン３に関しては、フィン凸部３２ａを持たない場合も、伝熱管２をフィン３に挿入することが可能であるため、室外熱交換器３００としては、同様の効果を得ることができる。
【００９８】
＜第１〜第３変形例＞
図１７Ａは、本発明の実施の形態２に係る熱交換器の第１変形例を示す概略図である。図１７Ｂは、本発明の実施の形態２に係る熱交換器の第２変形例を示す概略図である。図１７Ｃは、本発明の実施の形態２に係る熱交換器の第３変形例を示す概略図である。図１７Ａ〜図１７Ｃに基づいて、本発明の実施の形態２に係る熱交換器の第１〜第３変形例について説明する。なお、第１変形例に係る熱交換器を室外熱交換器３００ｂ、第２変形例に係る熱交換器を室外熱交換器３００ｃ、第３変形例に係る熱交換器を室外熱交換器３００ｄとして図示している。
【００９９】
第１〜第３変形例では、伝熱管凹部の形状を図１４に示す伝熱管凹部２２ａとは異なるものとしている。
図１７Ａでは、伝熱管凹部を伝熱管凹部２２ｂとして図示している。図１４に示す伝熱管凹部２２ａは、断面視が長方形状に構成されているが、図１７Ａに示す伝熱管凹部２２ｂは、断面視が三角形状に構成されている。つまり、伝熱管凹部２２ｂを、斜体形状としてもよい。斜体形状とは、伝熱管凹部２２ｂを断面視した状態において、重力方向Ｚの上側に頂点を有し、頂点に向かう辺のうちの少なくとも一つが傾斜しているような形状である。
【０１００】
図１７Ｂでは、伝熱管凹部を伝熱管凹部２２ｃとして図示している。図１４に示す伝熱管凹部２２ａは、断面視が長方形状に構成されているが、図１７Ｂに示す伝熱管凹部２２ｃは、断面視が２つの三角形状を組み合わせて構成されている。つまり、伝熱管凹部２２ｃを、斜体形状を組み合わせたものにしてもよい。斜体形状を組み合わせた形状とは、伝熱管凹部２２ｃを断面視した状態において、重力方向Ｚの上側にある２つの頂点の間に位置する山部の頂点を軸として斜体形状を対称に配置しているような形状である。
【０１０１】
図１７Ｃでは、伝熱管凹部を伝熱管凹部２２ｄとして図示している。図１４に示す伝熱管凹部２２ａは、断面視が長方形状に構成されているが、図１７Ｃに示す伝熱管凹部２２ｄは、断面視が半円形状に構成されている。つまり、伝熱管凹部２２ｄを、円弧形状としてもよい。円弧形状とは、伝熱管凹部２２ｄを断面視した状態において、重力方向Ｚの上側に頂点を有し、頂点に向かう辺を曲線としているような形状である。
【０１０２】
つまり、伝熱管凹部は、図１４に示す伝熱管凹部２２ａの形状に限定するものではなく、重力方向Ｚの上側に突出している部分を有している形状、つまり伝熱管凹部２２ａと同様に水滴が伝熱管２の下面２ａに広がることを防止できる形状であればよい。
したがって、第１〜第３変形例のような形状で伝熱管凹部を構成しても、伝熱管凹部２２ａと同様に水滴が伝熱管２の下面２ａに広がることを防止でき、室外熱交換器３００と同様の効果を奏することになる。
【０１０３】
＜第４変形例＞
図１７Ｄは、本発明の実施の形態２に係る熱交換器の第４変形例を示す概略図である。図１７Ｄに基づいて、本発明の実施の形態２に係る熱交換器の第４変形例について説明する。なお、第４変形例に係る熱交換器を室外熱交換器３００ｅとして図示している。
【０１０４】
図１７Ｄでは、伝熱管凹部を伝熱管凹部２２ｅとして図示している。上述の伝熱管凹部２２ａ〜伝熱管凹部２２ｄは、管領域５に形成されているが、図１７Ｄに示す伝熱管凹部２２ｅは、一部が排水領域６に接するように形成されている。なお、伝熱管凹部２２ｅは、断面視が長方形状に構成されているが、伝熱管凹部２２ｅの形状を図１７Ａ〜１７Ｃに示す形状としてもよい。
【０１０５】
つまり、第４変形例のような位置に伝熱管凹部を形成しても、伝熱管凹部２２ａ〜伝熱管凹部２２ｄと同様に水滴が伝熱管２の下面２ａに広がることを防止でき、室外熱交換器３００と同様の効果を奏することになる。
【０１０６】
実施の形態３．
図１８は、本発明の実施の形態３に係る熱交換器の構成の一例を示す概略図である。図１９は、本発明の実施の形態３に係る熱交換器を構成しているフィンの構成の一例を示す概略図である。図２０は、本発明の実施の形態３に係る熱交換器の構成の一例を示す概略側面図である。図１８〜図２０に基づいて、本発明の実施の形態３に係る熱交換器について説明する。ここでは、本発明の実施の形態３に係る熱交換器が室外熱交換器４００として適用されている場合を例に説明する。なお、本実施の形態３では実施の形態１、２との相違点を中心に説明し、実施の形態１、２と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
【０１０７】
本実施の形態３では、伝熱管２に設けられている排水促進部の重力方向下方に、フィン３が立ち上がった部分であるスリット立上部が設けられた切起こし片８を形成するようにしている。なお、図１８では、伝熱管凸部２１ａと、フィン凹部３１ａと、切起こし片８を備えた室外熱交換器４００において説明するが、排水促進部を伝熱管凸部２１ｂ〜伝熱管凸部２１ｅ、伝熱管凹部２２ａ〜伝熱管凹部２２ｅのいずれかにしてもよい。
【０１０８】
図１９および図２０に示すように、切起こし片８は、フィン３の管領域５において、フィン３の一部が切り起こされたものである。切起こし片８は、フィン３の幅方向（矢印Ｘ方向）に対し垂直、すなわち重力方向（矢印Ｚ１方向）に延びるように形成されている。切起こし片８は、フィン３の一部が切りこまれて立ち上げられることにより形成されている。
【０１０９】
ここで、切起こし片８において、切断線である排水領域６側の側部を第１のスリット切断部８ｂ−１、切断線である管領域５側の側部を第２のスリット切断部８ｂ−２、切起こし片８においてフィン３が立ち上がった部分をスリット立上部、スリット立上部のうち上部を第１のスリット立上部８ａ−１、下部を第２のスリット立上部８ａ−２として称する。なお、スリットのフィン配置方向（矢印Ｙ方向）における立ち上がり高さをＳｈとして規定する。
【０１１０】
また、切起こし片８における排水領域６側の端部、すなわち第１のスリット切断部８ｂ−１は、伝熱管２の中心部２ｄよりも排水領域６側に形成されている。
切起こし片８は、空気の流れ方向に発達した温度境界層を分断し、新たに更新する作用を有する。換言すると、切起こし片８は、温度境界層が薄くなるため、伝熱に伴う抵抗を低減する作用を有する。これにより、フィン３間の通風路を流れる空気とフィン３との間の熱伝達を促進させている。
【０１１１】
図２１Ａ〜図２１Ｅは、比較例２の熱交換器５００の作用を示す概略図である。本実施の形態３に係る熱交換器、つまり室外熱交換器４００の作用を説明する上で、比較例２の熱交換器５００の作用について図２１Ａ〜図２１Ｅを基に説明する。比較例２の熱交換器５００は、排水促進部である伝熱管凸部２１ａが設けられていない点で、本実施の形態３に係る室外熱交換器４００と相違する。なお、比較例２においては、上述した比較例１と同様の符号を図示するものとする。
【０１１２】
ここでは、フィン３０の管領域５０に付着した水滴の排出過程について説明する。
管領域５０に付着した水滴は、管領域５上において落下する（図２１Ａ）。そして、落下する水滴は、伝熱管２０の上面２０ｂに到達する。伝熱管２０の上面２０ｂに到達した水滴は、伝熱管２０の上面２０ｂに滞留し、成長する（図２１Ｂ）。成長した水滴は、一定以上の大きさになると、伝熱管２０の半円状の排水領域側端部２０ｅを伝って伝熱管２０の下面２０ａに回り込む（図２１Ｃ）。
【０１１３】
伝熱管２０の下面２０ａに回り込んだ水滴は、表面張力、重力および静止摩擦力等が釣り合った状態で、伝熱管２０の下面２０ａに滞留して成長する。このとき、伝熱管２０の下面２０ａは平面であるため、表面張力の影響が大きくなり、伝熱管２０の下面２０ａを水滴が広がり滞留しやすい。また、伝熱管２０の下面２０ａが平面であるため、どの領域にも同様に滞留しやすい（図２１Ｄ）。そのため、切起こし片８の上部ではない場所に滞留する可能性がある。
【０１１４】
図２１Ｄでは、一例として、伝熱管２０の中央部２０ｄに水滴が滞留する場合を図示している。水滴は、成長に伴って下方に膨らんでいき、重力の影響が大きくなる。そして、水滴にかかる重力が、表面張力等の重力方向上方（矢印Ｚ１の向きとは反対方向）の力に勝ると、水滴は、表面張力の影響を受けなくなり、伝熱管２０の下面２０ａを離脱して落下する（図２１Ｅ）。
このように、管領域５０に付着した水滴は、下方に障害物である伝熱管２０があるため、伝熱管２０によって落下が阻害され、熱交換器５００の下端部に至るまでに時間がかかる。
【０１１５】
図２２Ａ〜図２２Ｅは、本発明の実施の形態３に係る熱交換器の作用を示す概略図である。次に、本発明の実施の形態３に係る熱交換器、つまり室外熱交換器４００の作用について図２２Ａ〜図２２Ｅを基に説明する。
【０１１６】
フィン３の管領域５に付着した水滴の排出過程について説明する。なお、伝熱管凸部２１ａに至るまでの排出過程は、比較例２（図２１Ａ〜図２１Ｅ）と同様である。
フィン３の管領域５に付着した水滴は、管領域５上において落下する（図２２Ａ）。そして、落下する水滴は、伝熱管２１の上面２ｂに到達する。伝熱管２１の上面２ｂに到達した水滴は、伝熱管２１の上面２ｂに滞留し、成長する（図２２Ｂ）。成長した水滴は、一定以上の大きさになると、伝熱管２１の半円状の排水領域側端部２ｅを伝って伝熱管２１の下面２ａに回り込む（図２２Ｃ）。
【０１１７】
伝熱管２１の下面２ａに回り込んだ水滴は、伝熱管２１の下面２ａに形成された伝熱管凸部２１ａにより、表面張力の影響で伝熱管２１の下面２ａに水滴が広がることを防ぐ。さらに、即座に伝熱管２１の上面２ｂより水滴が当部に回り込むため、短い間隔で重力の影響が大きくなる。加えて、伝熱管凸部２１ａに集中する水滴が、当部の下部に設けられた切起こし片８の第１のスリット立上部８ａ−１と、隣り合うフィン３の底面との間に形成された狭空間ＦＰｍｉｎ（＞フィンピッチ間隔ＦＰ）に接触する（図２２Ｄ）。
【０１１８】
そして、水滴にかかる重力に加え、狭空間ＦＰｍｉｎには、狭い方向に作用する毛管力が発生するため、切起こし片８に水滴が接触しない比較例２や、当部に切起こし片８を設けていない、実施の形態１または２に比べて、水滴が伝熱管２１の下面２ａまたは、伝熱管凸部２１ａから離脱しやすい。これらの重力方向下方の力が、表面張力等の重力方向上方（矢印Ｚ１の向きとは反対方向）の力に勝ると、水滴は、表面張力の影響を受けなくなり、伝熱管２１の下面２ａを離脱して落下する。さらに落下するのは伝熱管２１の排水領域側端部２ｅであるため、水滴が下部に回り込む間隔も短くなり、さらに短い間隔で水滴が下方へ落下する（図２２Ｅ）。
【０１１９】
以上説明したように、室外熱交換器４００において、フィン３の管領域５において、一部が切り起こされ、フィン３が立ち上がった部分であるスリット立上部が設けられた切起こし片８が形成されている。つまり、切起こし片８は、伝熱管２に設けられた排水促進部の重力方向下方に形成されている。これにより、排水促進部の下方に集中する水滴が、切起こし片８の毛管力により、より早い周期で下方へ排出されることになる。そのため、室外熱交換器４００全体における水の滞留量がさらに減少しやすい。このように、室外熱交換器４００は、フィン３に付着した水滴の排水性を向上させることができる。
【０１２０】
さらにまた、切起こし片８は、フィン３の幅方向に対し垂直（矢印Ｚ１方向）に延びるように形成されている。これにより、隣り合うフィン３間を通過する空気の流れを阻害しない。したがって、室外熱交換器４００の熱交換効率が向上する。
【０１２１】
実施の形態１〜３に係る熱交換器は、ヒートポンプ装置の熱交換器として用いられることによって、排水性能が向上したヒートポンプ装置を実現することができる。
【０１２２】
以上、本発明に係る熱交換器を３つの実施の形態に分けて説明し、そのうちのいずれを備えたヒートポンプ装置について説明したが、これらに限定せず、本発明の範疇および精神を逸脱することなく、さまざまに変形または変更可能である。また、各実施の形態で説明した内容を適宜組み合わせてヒートポンプ装置を構成してもよい。
【０１２３】
以上のように、本発明に係る熱交換器は、複数の開口部４が形成された第１の領域（管領域５）および複数の開口部４が形成されていない第２の領域（排水領域６）を有する板状のフィン３と、複数の開口部４のそれぞれに挿入された複数の伝熱管２と、を備えており、複数の伝熱管２の下面２ａに排水促進部（例えば、伝熱管凸部２１ａ）を設け、排水促進部は、複数の伝熱管２の第２の領域が接触する端部をつないだ第１の仮想面４１と、複数の伝熱管２の中心部２ｄをつないだ第２の仮想面４２と、の間に位置している。
そのため、本発明に係る熱交換器によれば、第１の仮想面４１と第２の仮想面４２との間に排水促進部を形成することによって、水滴が伝熱管２の円弧形状を回り込むこと、および伝熱管２の下面２ａに滞留することなく、水滴を速やかに熱交換器の下方へ排出することができるので、信頼性を確保しつつ、排水性の向上に寄与する。
【０１２４】
また、本発明に係る熱交換器は、排水促進部の一部が第１の仮想面４１と接している。
そのため、本発明に係る熱交換器によれば、排水促進部が第１の仮想面４１と第２の仮想面４２との間であって、その一部が第１の仮想面４１と接していたとしても、上記と同様に、信頼性の確保および排水性の向上に寄与する。
【０１２５】
また、本発明に係る熱交換器は、排水促進部が、伝熱管２の下面２ａを下方に向かって突出させた形状（伝熱管凸部２１ａ〜伝熱管凸部２１ｅ）である。
そのため、本発明に係る熱交換器によれば、第１の領域に付着した水滴が、伝熱管２の下面２ａに広がることなく、排水促進部に捕捉され、一段下の伝熱管２の上面２ｂに落下することになる。
【０１２６】
また、本発明に係る熱交換器は、排水促進部が、伝熱管２の下面２ａを上方に向かって突出させて下面２ａを凹ませた形状（伝熱管凹部２２ａ〜伝熱管凹部２２ｅ）である。
そのため、本発明に係る熱交換器によれば、伝熱管凸部（伝熱管凸部２１ａ〜伝熱管凸部２１ｅ）を形成したものと同様の効果を得ることができる。
【０１２７】
また、本発明に係る熱交換器は、フィン３の排水促進部の重力方向下方に切起こし片８を形成している。
そのため、本発明に係る熱交換器によれば、排水促進部の下方に集中する水滴が、切起こし片８の毛管力により、より早い周期で下方へ排出されることになる。
【０１２８】
本発明に係るヒートポンプ装置は、上記の熱交換器を室外熱交換器１として備えている。
そのため、本発明に係るヒートポンプ装置によれば、室外熱交換器１の排水性能を向上させることができ、信頼性が向上することになる。
【０１２９】
本発明に係るヒートポンプ装置は、室外熱交換器１に空気を供給する室外ファン３６を設け、室外ファン３６によって第２の領域側から室外熱交換器１に空気を供給する。
そのため、本発明に係るヒートポンプ装置によれば、融解して落下する水滴は、排水に対する抵抗体となるような障害物がないため、重力によって、落下速度を維持したまま、下方に排出されることになるため、排水性能の向上という効果がより大きいものとなる。
【符号の説明】
【０１３０】
１  室外熱交換器、１ｂ  室外熱交換器、１ｃ  室外熱交換器、１ｄ  室外熱交換器、１ｅ  室外熱交換器、２  伝熱管、２ａ  下面、２ｂ  上面、２ｃ  端部、２ｄ  中心部、２ｅ  排水領域側端部、２ｆ  冷媒流路、３  フィン、３ａ  他側部、４  開口部、４ａ  開口端部、５  管領域、６  排水領域、８  切起こし片、８ａ−１  第１のスリット立上部、８ａ−２  第２のスリット立上部、８ｂ−１  第１のスリット切断部、８ｂ−２  第２のスリット切断部、２０  伝熱管、２０ａ  下面、２０ｂ  上面、２０ｃ  端部、２０ｄ  中央部、２０ｅ  排水領域側端部、２１  伝熱管、２１ａ  伝熱管凸部、２１ｂ  伝熱管凸部、２１ｃ  伝熱管凸部、２１ｄ  伝熱管凸部、２１ｅ  伝熱管凸部、２２  伝熱管、２２ａ  伝熱管凹部、２２ｂ  伝熱管凹部、２２ｃ  伝熱管凹部、２２ｄ  伝熱管凹部、２２ｅ  伝熱管凹部、３０  フィン、３０ａ  他側部、３１  空気調和装置、３１ａ  フィン凹部、３２  圧縮機、３２ａ  フィン凸部、３３  室内熱交換器、３４  室内ファン、３５  絞り装置、３６  室外ファン、３７  四方弁、４１  第１の仮想面、４２  第２の仮想面、５０  管領域、６０  排水領域、２００  熱交換器、２０１  風上側熱交換器、２０２  風下側熱交換器、２０３  風上側ヘッダ集合管、２０４  風下側ヘッダ集合管、２０５  列間接続部材、３００  室外熱交換器、３００ｂ  室外熱交換器、３００ｃ  室外熱交換器、３００ｄ  室外熱交換器、３００ｅ  室外熱交換器、４００  室外熱交換器、４１０  第１の仮想面、４２０  第２の仮想面、５００  熱交換器。
【図１】
0006628879.tif 000002
【図２】
0006628879.tif 000003
【図３】
0006628879.tif 000004
【図４】
0006628879.tif 000005
【図５】
0006628879.tif 000006
【図６】
0006628879.tif 000007
【図７】
0006628879.tif 000008
【図８Ａ】
0006628879.tif 000009
【図８Ｂ】
0006628879.tif 000010
【図８Ｃ】
0006628879.tif 000011
【図８Ｄ】
0006628879.tif 000012
【図８Ｅ】
0006628879.tif 000013
【図９Ａ】
0006628879.tif 000014
【図９Ｂ】
0006628879.tif 000015
【図９Ｃ】
0006628879.tif 000016
【図９Ｄ】
0006628879.tif 000017
【図９Ｅ】
0006628879.tif 000018
【図１０Ａ】
0006628879.tif 000019
【図１０Ｂ】
0006628879.tif 000020
【図１０Ｃ】
0006628879.tif 000021
【図１０Ｄ】
0006628879.tif 000022
【図１０Ｅ】
0006628879.tif 000023
【図１１Ａ】
0006628879.tif 000024
【図１１Ｂ】
0006628879.tif 000025
【図１１Ｃ】
0006628879.tif 000026
【図１１Ｄ】
0006628879.tif 000027
【図１２】
0006628879.tif 000028
【図１３】
0006628879.tif 000029
【図１４】
0006628879.tif 000030
【図１５】
0006628879.tif 000031
【図１６Ａ】
0006628879.tif 000032
【図１６Ｂ】
0006628879.tif 000033
【図１６Ｃ】
0006628879.tif 000034
【図１６Ｄ】
0006628879.tif 000035
【図１６Ｅ】
0006628879.tif 000036
【図１７Ａ】
0006628879.tif 000037
【図１７Ｂ】
0006628879.tif 000038
【図１７Ｃ】
0006628879.tif 000039
【図１７Ｄ】
0006628879.tif 000040
【図１８】
0006628879.tif 000041
【図１９】
0006628879.tif 000042
【図２０】
0006628879.tif 000043
【図２１Ａ】
0006628879.tif 000044
【図２１Ｂ】
0006628879.tif 000045
【図２１Ｃ】
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【図２１Ｄ】
0006628879.tif 000047
【図２１Ｅ】
0006628879.tif 000048
【図２２Ａ】
0006628879.tif 000049
【図２２Ｂ】
0006628879.tif 000050
【図２２Ｃ】
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【図２２Ｄ】
0006628879.tif 000052
【図２２Ｅ】
0006628879.tif 000053