(57)【要約】  排水性を向上させた熱交換器を提供する。熱交換器において、第１のプレートフィン（１２ａ）は、第１の方向に垂直な第２の方向において、少なくとも１つの伝熱管（１１）と第１の間隔を隔てて配置される。第２のプレートフィン（１２ｂ）は、第２の方向において第１のプレートフィン（１２ａ）と第２の間隔を隔てて配置される。第１のプレートフィン（１２ａ）と第１のコルゲートフィン（１３ａ）とは、第１の方向において第３の間隔を隔てて配置された複数の第１の接続部（２４）により接続される。第１のプレートフィン（１２ａ）と第２のコルゲートフィン（１３ｂ）とは、第１の方向において第４の間隔を隔てて配置された複数の第２の接続部（２５）により接続される。第３の間隔および第４の間隔は、第１の間隔および第２の間隔より大きい。
2018100738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気の流通方向に対して交差する第１の方向に延在し、内部に冷媒が流通する少なくとも１つの伝熱管と、
前記第１の方向に延在し、前記第１の方向に垂直な第２の方向において前記少なくとも１つの伝熱管と第１の間隔を隔てて配置された第１のプレートフィンと、
前記第１の方向に延在し、前記第２の方向において前記第１のプレートフィンと第２の間隔を隔てて配置された第２のプレートフィンと、
前記少なくとも１つの伝熱管と前記第１のプレートフィンとの間に配置された第１のコルゲートフィンと、
前記第１のプレートフィンと前記第２のプレートフィンとの間に配置された第２のコルゲートフィンとを備え、
前記第１のプレートフィンと前記第１のコルゲートフィンとは、前記第１の方向において第３の間隔を隔てて配置された複数の第１の接続部により接続され、
前記第１のプレートフィンと前記第２のコルゲートフィンとは、前記第１の方向において第４の間隔を隔てて配置された複数の第２の接続部により接続され、
前記第３の間隔および前記第４の間隔は、前記第１の間隔および前記第２の間隔より大きい、熱交換器。
【請求項２】
前記空気の流通方向は、前記第１方向および前記第２方向に対して垂直な方向であり、
前記空気の流通方向において、前記第１および第２のプレートフィンの幅は前記第１および第２のコルゲートフィンの幅より大きい、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記第１および第２のプレートフィンの一部分は、前記第１および第２のコルゲートフィンよりも前記空気の流通方向における上流側に突出している、請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記第１および第２のコルゲートフィンの一部分は、前記少なくとも１つの伝熱管よりも前記空気の流通方向における上流側に突出している、請求項３に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記少なくとも１つの伝熱管において、前記空気の流通方向における上流側に位置する部分に接続されたプレート部材をさらに備える、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記第１の方向は重力方向に沿った方向であり、
前記第１のコルゲートフィンは、前記複数の第１の接続部の間に位置し、前記鉛直方向に対して傾斜した第１の傾斜部を含み、
前記第２のコルゲートフィンは、前記複数の第２の接続部の間に位置し、前記鉛直方向に対して傾斜した第２の傾斜部を含み、
前記第１の傾斜部および前記第２の傾斜部の少なくともいずれか一方には、線状に延びる少なくとも１つのルーバが形成され、
前記少なくとも１つのルーバは、前記空気の流通方向における上流側に向かうにつれて、前記鉛直方向下向きに延びるように形成されている、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記第１のプレートフィン、前記第２のプレートフィン、および前記少なくとも１つの伝熱管の表面の少なくとも一部の疎水性は、前記第１のコルゲートフィンおよび前記第２のコルゲートフィンの表面の疎水性より高い、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記第２の方向における前記少なくとも１つの伝熱管の厚さは、前記第１および第２のプレートフィンの厚さより厚く、
前記第１および第２のプレートフィンの前記厚さは、前記第１および第２のコルゲートフィンの厚さより厚い、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記第１の方向において、前記複数の第１の接続部の位置は、前記複数の第２の接続部の位置と重なっている、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１０】
圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、および第２熱交換器を含み、冷媒が循環する冷媒回路を備え、
前記第１熱交換器および前記第２熱交換器の少なくともいずれか一方が、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の熱交換器である、空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱交換器および空気調和装置に関し、より特定的にはコルゲートフィンを備える熱交換器および空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内部を冷媒が流通する伝熱管と、当該伝熱管に接続されたコルゲートフィンとを備える熱交換器が知られている（たとえば、特開平９−２８０７５４号公報参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２８０７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した熱交換器では、コルゲートフィンの表面に結露する結露水の排水性を確保するため、コルゲートフィンにルーバを形成する、あるいは伝熱管の表面に溝を形成する、といった対応がなされていた。しかし、このような対応のみでは、コルゲートフィンにおける十分な排水性を確保することは難しかった。【０００５】
この発明の目的は、コルゲートフィンにおける排水性を向上させた熱交換器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に従った熱交換器は、少なくとも１つの伝熱管と、第１のプレートフィンと、第２のプレートフィンと、第１のコルゲートフィンと、第２のコルゲートフィンとを備える。少なくとも１つの伝熱管は、空気の流通方向に対して交差する第１の方向に延在し、内部に冷媒が流通する。第１のプレートフィンは、第１の方向に延在する。第１のプレートフィンは、第１の方向に垂直な第２の方向において、少なくとも１つの伝熱管と第１の間隔を隔てて配置される。第２のプレートフィンは、第１の方向に延在する。第２のプレートフィンは、第２の方向において第１のプレートフィンと第２の間隔を隔てて配置される。第１のコルゲートフィンは、少なくとも１つの伝熱管と第１のプレートフィンとの間に配置される。第２のコルゲートフィンは、第１のプレートフィンと第２のプレートフィンとの間に配置される。第１のプレートフィンと第１のコルゲートフィンとは、第１の方向において第３の間隔を隔てて配置された複数の第１の接続部により接続される。第１のプレートフィンと第２のコルゲートフィンとは、第１の方向において第４の間隔を隔てて配置された複数の第２の接続部により接続される。第３の間隔および第４の間隔は、第１の間隔および第２の間隔より大きい。【０００７】
本開示に従った空気調和装置は、圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、および第２熱交換器を含み、冷媒が循環する冷媒回路を備える。第１熱交換器および第２熱交換器の少なくともいずれか一方が、上記熱交換器である。
【発明の効果】
【０００８】
上記によれば、第１および第２のコルゲートフィンにおいて第１または第２の接続部の間に位置する傾斜部の傾斜角度を大きくすることができるので、当該傾斜部を介した結露水の排水性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に係る熱交換器の模式図である。
【図２】図１の領域ＩＩにおける部分拡大斜視模式図である。
【図３】図２に示した熱交換器の部分の正面模式図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る熱交換器の部分断面模式図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る熱交換器の部分断面模式図である。
【図６】図５に示した熱交換器の部分斜視模式図である。
【図７】図６に示した熱交換器の部分上面模式図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る空気調和装置の冷媒回路を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。また、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。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。
【００１１】
実施の形態１．
＜熱交換器の構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る熱交換器の模式図である。図２は、図１の領域ＩＩにおける部分拡大斜視模式図である。図３は、図２に示した熱交換器の部分の正面模式図である。
【００１２】
図１〜図３に示す熱交換器１は、扁平管である複数の伝熱管１１と、当該伝熱管１１の間に配置された複数のプレートフィン１２と、伝熱管１１とプレートフィン１２との間、または隣接するプレートフィン１２との間に配置されたコルゲートフィン１３と、重力方向に沿って配置された伝熱管１１の上端と下端とにそれぞれ接続された上ヘッダ２および下ヘッダ３とを備える。伝熱管１１とプレートフィン１２とコルゲートフィン１３とから本体部１０が構成される。伝熱管１１は、重力方向に沿った方向である第１方向に沿って延びるように設けられている。伝熱管１１の内部には冷媒が流通する。扁平管状の形状を有する伝熱管１１の内部には、その延在方向（第１方向）に沿って復数の冷媒流路が形成されていてもよい。
【００１３】
複数の伝熱管１１は、図３に示すように所定のピッチＰ１を有するように、第１の方向と交差する方向である矢印１６で示す第２の方向に間隔を隔てて配置されている。図１〜図３に示した熱交換器１では、隣接する伝熱管１１の間に第１〜第３のプレートフィン１２ａ〜１２ｃを配置している。伝熱管１１と第１〜第３のプレートフィン１２ａ〜１２ｃの間には、第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄが配置されている。隣接する伝熱管１１の間の構成は基本的に共通である。
【００１４】
上述した熱交換器の構成を異なる観点から言えば、熱交換器１は、少なくとも１つの伝熱管１１と、第１のプレートフィン１２ａと、第２のプレートフィン１２ｂと、第３のプレートフィン１２ｃと、第１のコルゲートフィン１３ａと、第２のコルゲートフィン１３ｂと、第３および第４のコルゲートフィン１３ｃ、１３ｄとを備える。少なくとも１つの伝熱管１１は、空気の流通方向に対して交差する、矢印１５で示す第１の方向に延在する。伝熱管１１の内部には冷媒が流通する。第１のプレートフィン１２ａは、矢印１５で示す第１の方向に延在する。第１のプレートフィン１２ａは、第１の方向に垂直な、矢印１６で示す第２の方向において、少なくとも１つの伝熱管１１と第１の間隔Ｐ２１を隔てて配置される。第２のプレートフィン１２ｂは、第１の方向に延在する。第２のプレートフィン１２ｂは、矢印１６で示す第２の方向において第１のプレートフィン１２ａと第２の間隔Ｐ２２を隔てて配置される。なお、第２の方向における第２のプレートフィン１２ｂと第３のプレートフィン１２ｃとの間の間隔は、上記第２の間隔Ｐ２２と同じでもよいし、異なっていてもよい。また、第３のプレートフィン１２ｃに隣接する伝熱管１１と当該第３のプレートフィン１２ｃとの間の間隔は、上記第１の間隔Ｐ２１と同じでもよいし異なっていてもよい。また、上記第１の間隔Ｐ２１と第２の間隔Ｐ２２とは同じでもよいし異なっていてもよい。
【００１５】
第１のコルゲートフィン１３ａは、少なくとも１つの伝熱管１１と第１のプレートフィン１２ａとの間に配置される。第２のコルゲートフィン１３ｂは、第１のプレートフィン１２ａと第２のプレートフィン１２ｂとの間に配置される。第３のコルゲートフィン１３ｃは、第２のプレートフィン１２ｂと第３のプレートフィン１２ｃとの間に配置される。第４のコルゲートフィン１３ｄは、第３のプレートフィン１２ｃと他の伝熱管１１との間に配置される。第１のプレートフィン１２ａと第１のコルゲートフィン１３ａとは、矢印１５で示す第１の方向において第３の間隔Ｐ３を隔てて配置された複数の第１の接続部２４により接続される。第１のプレートフィン１２ａと第２のコルゲートフィン１３ｂとは、矢印１５で示す第１の方向において第４の間隔Ｐ４を隔てて配置された複数の第２の接続部２５により接続される。また、第１のコルゲートフィン１３ａと伝熱管１１とは、第１の方向に沿って間隔を隔てて配置された複数の接続部により接続されている。当該接続部の間隔は、上記第３の間隔Ｐ３と同じでもよい。また、第２のコルゲートフィン１３ｂと第２のプレートフィン１２ｂとは、第１の方向に沿って間隔を隔てて配置された複数の接続部により接続されている。当該接続部の間隔は、上記第４の間隔Ｐ４と同じでもよい。上記第３の間隔Ｐ３と第４の間隔Ｐ４とは同じでもよいが異なっていてもよい。
【００１６】
また、第３および第４のコルゲートフィン１３ｃ、１３ｄと、第２および第３のプレートフィン１２ｂ、１２ｃおよび他の伝熱管１１との接続部の構成は、基本的に上記第１のコルゲートフィン１３ａと伝熱管１１および第１のプレートフィン１２ａとの接続部の構成と同様である。上記第３の間隔Ｐ３および第４の間隔Ｐ４は、第１の間隔Ｐ２１および第２の間隔Ｐ２２より大きい。異なる観点から言えば、第２の方向における伝熱管１１と複数のプレートフィン１２と間の空間の幅より、コルゲートフィン１３がプレートフィン１２と接続される複数の接続部の間の第１の方向における距離が大きくなっている。第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄの傾斜部３３、３４には、ルーバが形成されていてもよい。
【００１７】
上記熱交換器１において、第１のプレートフィン１２ａ、第２のプレートフィン１２ｂ、第３のプレートフィン１２ｃ、および少なくとも１つの伝熱管１１の表面の少なくとも一部の親水性は、第１のコルゲートフィン１３ａ、第２のコルゲートフィン１３ｂ、第３および第４のコルゲートフィン１３ｃ、１３ｄの表面の親水性より高くてもよい。このようにプレートフィン１２、コルゲートフィン１３、伝熱管１１の表面における親水性は、たとえばこれらの部材の材質を変更する、または当該表面に異なる親水性を有する表面処理層を形成する、当該表面の表面粗さを変更する、といった任意の方法により調整することができる。たとえば、プレートフィン１２および伝熱管１１の表面粗さを、コルゲートフィン１３の表面粗さより大きくしてもよい。あるいは、プレートフィン１２および伝熱管１１と、コルゲートフィン１３とのいずれかに、親水性または疎水性の表面処理層を形成してもよい。
【００１８】
また、上記熱交換器１において、図３の矢印１６で示す第２の方向における少なくとも１つの伝熱管１１の厚さＷは、第１〜第３のプレートフィン１２ａ〜１２ｃの厚さより厚くてもよい。第１〜第３のプレートフィン１２ａ〜１２ｃの厚さは、第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄの厚さより厚くてもよい。
【００１９】
上記熱交換器１では、矢印１５で示す第１の方向において、複数の第１の接続部２４の位置が、複数の第２の接続部２５の位置と重なっている。ここで、複数の第１の接続部２４の位置が、複数の第２の接続部２５の位置と重なっているとは、第２の方向から見たときに、第１の接続部２４の少なくとも一部が、第２の接続部２５と重なっていることを意味する。
【００２０】
＜熱交換器の作用効果＞
本開示に従った熱交換器では、第１および第２のコルゲートフィン１３ａ、１３ｂが配置される領域の幅である第１および第２の間隔Ｐ２１，Ｐ２２より、第１および第２のコルゲートフィン１３ａ、１３ｂが第１のプレートフィン１２ａと接続される複数の接続部２４、２５のピッチである第３の間隔Ｐ３および第４の間隔Ｐ４を大きくしている。また、上記のように第３および第４のコルゲートフィンについても、プレートフィン１２との複数の接続部のピッチは上記第１および第２の間隔Ｐ２１、Ｐ２２より大きくなっている。このため、当該接続部２４、２５の間に位置する第１および第２のコルゲートフィン１３ａ、１３ｂの傾斜部３３、３４、さらに第３および第４のコルゲートフィン１３ｃ、１３ｄにおける傾斜部を第１の方向に対して十分に傾けることができる。
【００２１】
たとえば、第１の方向に対する当該傾斜部３３、３４の傾き角を７０°以下（異なる観点から言えば第２の方向に対する傾斜部３３、３４の傾き角を２０°以上）としてもよい。第１の方向に対する当該傾斜部３３、３４の傾き角は、６０°以下としてもよく、５０°以下としてもよく、４５°以下としてもよい。また異なる観点から言えば、第２の方向に対する傾斜部３３、３４の傾き角を３０°以上としてもよく、４０°以上としてもよく、４５°以上としてもよい。第１の方向を鉛直方向とするように熱交換器１を配置すれば、第１および第２のコルゲートフィン１３ａ、１３ｂにおいて第１の方向に対して傾斜した傾斜部３３、３４において結露水が容易に下方へ流れることができる。また、第３および第４のコルゲートフィン１３ｃ、１３ｄにおける傾斜部についても、同様に結露水を容易に下方へ流すことができる。したがって、熱交換器１におけるコルゲートフィン１３での排水性を高めることができる。
【００２２】
また、上記熱交換器１において、第１のプレートフィン１２ａ、第２のプレートフィン１２ｂ、および少なくとも１つの伝熱管１１の表面の少なくとも一部の親水性が、第１のコルゲートフィン１３ａおよび第２のコルゲートフィン１３ｂの表面の親水性より高くなっている。このため、第１および第２のコルゲートフィン１３ａ、１３ｂの表面から、第１および第２のプレートフィン１２ａ、１２ｂまたは伝熱管１１表面へ容易に結露水を移動させることができる。そして、第１および第２のプレートフィン１２ａ、１２ｂまたは伝熱管１１へ移動した結露水は、たとえば鉛直下向きの方向に容易に移動することができる。このため、熱交換器における排水性を高めることができる。
【００２３】
上記熱交換器１において、図３の矢印１６で示す第２の方向における少なくとも１つの伝熱管１１の厚さＷは、第１および第２のプレートフィン１２ａ、１２ｂの厚さより厚い。第１および第２のプレートフィン１２ａ、１２ｂの厚さは、第１および第２のコルゲートフィン１３ａ、１３ｂの厚さより厚い。異なる観点から言えば、第１〜第３のプレートフィン１２ａ〜１２ｃの厚さが、すべてのコルゲートフィン１３である第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄの厚さより厚くなっている。このように、プレートフィン１２の厚さがコルゲートフィン１３の厚さより厚くなっているので、プレートフィン１２の強度を高めることができ、熱交換器の形状を安定させることができる。
【００２４】
上記熱交換器１では、第１の方向において、複数の第１の接続部２４の位置が複数の第２の接続部２５の位置と重なっている。また、第２および第３のプレートフィン１３ｂ、１３ｃにおいても、それぞれを挟むように配置された第２のコルゲートフィン１３ｂと第３のコルゲートフィン１３ｃ、または第３のコルゲートフィン１３ｃと第４のコルゲートフィン１３ｄのプレートフィンとの接続部の位置が、第１の方向において重なっている。このようにすれば、プレートフィン１２における表裏面での接続部の位置が重なることで、当該接続部の位置が表裏面で異なる場合よりプレートフィン１２の形状を安定させることができる。
【００２５】
実施の形態２．
＜熱交換器の構成＞
図４は、本発明の実施の形態２に係る熱交換器の部分断面模式図である。図４は、図３に示した第１の方向に垂直な面における熱交換器の部分断面模式図に対応する。
【００２６】
図４に示した熱交換器は、基本的に図１〜図３に示した熱交換器と同様の構成を備えるが、第１〜第３のプレートフィン１２ａ〜１２ｃおよび第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄの形状が図１〜図３に示した熱交換器と異なっている。具体的には、矢印２２に示す空気の流通方向における、伝熱管１１の幅Ｌ１より第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄの幅Ｌ２が大きくなっている。また、第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄは、空気の流通方向の上流側に向けて伝熱管１１より突出している一部分２７を含む。さらに、空気の流通方向において、第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄの幅Ｌ２より第１〜第３のプレートフィン１２ａ〜１２ｃの幅Ｌ３が大きくなっている。また、第１〜第３のプレートフィン１２ａ〜１２ｃは、空気の流通方向の上流側に向けて第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄより突出している一部分２６を含む。
【００２７】
上述した熱交換器の構成を異なる観点から言えば、上記熱交換器１において、空気の流通方向は、第１方向および第２方向に対して垂直な方向であり、図４の矢印２２により示す方向である。空気の流通方向において、第１および第２のプレートフィン１２ａ、１２ｂの幅Ｌ３は第１および第２のコルゲートフィン１３ａ、１３ｂの幅Ｌ２より大きい。異なる観点から言えば、２つの伝熱管１１の間に配置された複数のプレートフィンである第１〜第３のプレートフィン１２ａ〜１２ｃの幅Ｌ３は、当該複数のプレートフィンに隣接して配置された複数のコルゲートフィンである第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄの幅Ｌ２より大きい。
【００２８】
上記熱交換器１において、第１および第２のプレートフィン１２ａ、１２ｂの一部分２６は、第１および第２のコルゲートフィン１３ａ、１３ｂよりも空気の流通方向における上流側に突出している。また、第３のプレートフィン１２ｃも、同様に一部分２６を含んでいる。すなわち、複数のプレートフィンである第１〜第３のプレートフィン１２ａ〜１２ｃの一部分２６は、複数のコルゲートフィンである第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄよりも空気の流通方向における上流側に突出している。また、上記熱交換器１において、第１および第２のコルゲートフィン１３ａ、１３ｂの一部分２７は、少なくとも１つの伝熱管１１よりも空気の流通方向における上流側に突出している。つまり、複数のコルゲートフィンである第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄの一部分２７は、少なくとも１つの伝熱管１１より上流側に突出している。
【００２９】
また、第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄには、ルーバ２３が形成されている。ルーバ２３は、第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄにおける傾斜部３３、３４（図３参照）に形成されている。ルーバ２３は、空気の流通方向に対して交差する方向、具体的には空気の流通方向に対して垂直な方向に線状に伸びるように形成されている。ルーバ２３の平面形状は直線状であるが、曲線状であってもよい。ルーバ２３は、たとえば第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄの傾斜部３３、３４に切込みを入れ、当該切込みに隣接する傾斜部３３、３４の一部を他の部分に対して傾斜するように引き起こすことで形成されてもよい。また、ルーバ２３に替えて単純な開口部としてのスリットを形成してもよい。
【００３０】
＜熱交換器の動作および作用効果＞
上記熱交換器１が蒸発器として作用する場合を考える。この場合、伝熱管１１内に形成された冷媒流路に低温の冷媒が流れる。このため、伝熱管１１、伝熱管１１と接合されている第１のコルゲートフィン１３ａ、第１のコルゲートフィン１３ａに接合されているプレートフィン１２ａ、プレートフィン１２ａに接合されている第２のコルゲートフィン１３ｂ、第２のコルゲートフィン１３ｂに接合されている第２のプレートフィン１２ｂ、という順番で熱伝達される。そして、上記のように伝熱管１１内に低温の冷媒が流れているため、熱交換器表面温度は、伝熱管１１から離れるにつれて高くなる。
【００３１】
熱交換器１に空気が供給されると、熱交換器１の風上側より空気が熱交換器１の伝熱管１１、プレートフィン１２、コルゲートフィン１３により形成される隙間を通過する。この時、空気は風上に近い部分から順に熱交換し、温度が低下する。空気の温度が低下し、露点以下となると空気中の水分が結露し、結露水として熱交換器表面に付着する。ここで、熱交換器の伝熱管１１からの距離が最も遠く温度の高い第１〜第３のプレートフィン１２ａ〜１２ｃより結露水が付着しはじめる。その後、第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄ通過時に更に空気温度が低下し、第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄに結露水が付着していく。
【００３２】
従来の熱交換器は、結露水のほとんがコルゲートフィンに付着していたのに対して、本実施形態に係る熱交換器では、結露水の大部分を第１〜第３のプレートフィン１２ａ〜１２ｃに付着させることができる。第１〜第３のプレートフィン１２ａ〜１２ｃは、第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄよりも風上側に突出した一部分２６を有している。当該一部分２６には下方に障害物がないため、結露した水分は、短時間の間に第１〜第３のプレートフィン１２ａ〜１２ｃの一部分２６の表面を流れて下方に落下する。
【００３３】
一方、第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄ上に結露した結露水（水分）は、第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄに形成されたルーバ２３により下方に導かれながら、コルゲートフィンの形状に沿って下方に落下する。従来のコルゲートフィンでは、コルゲートフィンのルーバが形成された表面部分の第１の方向に対する傾きが相対的に小さいため、結露水がコルゲートフィン伝いに十分移動できない場合があった。しかし、本実施の形態における熱交換器では、第２の方向に対する第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄの傾斜部３３、３４の傾きはたとえば２０°以上確保されている。このため、当該傾斜部３３、３４を伝って結露水を下方へ向けて容易に移動させることができる。
【００３４】
上記熱交換器１では、実施の形態１における熱交換器と同様の効果を得ることができる。さらに、上記熱交換器１では、２つの伝熱管１１の間に配置された複数のプレートフィンである第１〜第３のプレートフィン１２ａ〜１２ｃの幅Ｌ３は、当該複数のプレートフィンに隣接して配置された複数のコルゲートフィンである第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄの幅Ｌ２より大きい。
【００３５】
この場合、第１〜第３のプレートフィン１２ａ〜１２ｃは、矢印２２に示す空気の流通方向において、第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄから突出した一部分２６を含むことになる。この突出した一部分２６は第１方向に沿って延び、第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄからの結露水の排水経路として機能することができる。
【００３６】
また、空気の流通方向における上流側に突出した第１〜第３のプレートフィン１２ａ〜１２ｃの一部分２６において早期に結露水が付着する。その後、第１および第２のプレートフィン１２ａ、１２ｂの上記一部分２６を介して当該結露水を速やかに第１および第２のプレートフィン１２ａ、１２ｂの下方に移動させることができる。
【００３７】
実施の形態３．
＜熱交換器の構成＞
図５は、本発明の実施の形態３に係る熱交換器の部分断面模式図である。図６は、図５に示した熱交換器の部分斜視模式図である。図７は、図６に示した熱交換器の部分上面模式図である。
【００３８】
図５〜図７に示した熱交換器は、基本的に図４に示した熱交換器と同様の構成を備えるが、伝熱管１１における空気の流通方向での上流側に、プレート部材１４が接続されている点、およびルーバ２３の配置が図４に示した熱交換器と異なっている。具体的には、図５〜図７に示した熱交換器では、伝熱管１１において空気の流通方向での上流側である風上側の端部２８に接続するように、プレート部材１４が配置されている。プレート部材１４は、たとえば中空の部材であってもよいが、中実な部材であってもよい。プレート部材１４の第２方向（図３の矢印１６で示す方向）における幅は、伝熱管１１の幅Ｗ（図３参照）と同じでもよい。また、空気の流通方向における伝熱管１１とプレート部材１４との合計幅は、第１〜第３のプレートフィン１２ａ〜１２ｃの幅Ｌ３と同じである。なお、伝熱管１１とプレート部材１４との合計幅は、第１〜第３のプレートフィン１２ａ〜１２ｃの幅Ｌ３と異なっていてもよく、たとえば第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄの幅Ｌ２と同じにしてもよい。
【００３９】
また、第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄは、傾斜部３３、３４を含む。当該傾斜部３３、３４には複数のルーバ２３が形成されている。傾斜部３３、３４は、鉛直方向である第１の方向に対して傾斜している。傾斜部３３、３４には、線状に延びる複数のルーバ２３が形成される。複数のルーバ２３は、矢印２２で示す空気の流通方向における上流側に向かうにつれて、鉛直方向下向きに延びるように形成されている。つまり、図６に示すように、傾斜部３３におけるルーバ２３は、空気の流通方向の上流側に向かうにつれて、接続部２５から突出部頂点３６に近づくように形成されている。また、図示していないが、傾斜部３４におけるルーバは、空気の流通方向の上流側に向かうにつれて、突出部頂点３６から接続部２５に近づくように形成されている。
【００４０】
異なる観点から言えば、上記熱交換器１において、第１の方向は重力方向に沿った方向である。第１のコルゲートフィン１３ａは、複数の第１の接続部２４(図３参照）の間に位置し、鉛直方向に対して傾斜した第１の傾斜部３３、３４を含む。第２のコルゲートフィン１３ｂは、複数の第２の接続部２５の間に位置し、鉛直方向に対して傾斜した第２の傾斜部３３、３４を含む。第１の傾斜部および第２の傾斜部３３、３４の少なくともいずれか一方には、線状に延びる少なくとも１つのルーバ２３が形成される。少なくとも１つのルーバ２３は、矢印２２で示す空気の流通方向における上流側に向かうにつれて、鉛直方向下向きに延びるように形成されている。
【００４１】
なお、ルーバ２３は第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄのすべての傾斜部３３、３４に形成されているが、一部の傾斜部３３、３４のみに形成されていてもよい。また、第１〜第４のコルゲートフィン１３ａ〜１３ｄのうちの一部に形成されていてもよい。
【００４２】
＜熱交換器の作用効果＞
上記熱交換器１では、実施の形態２における熱交換器と同様の効果を得ることができる。さらに、上記熱交換器１は、少なくとも１つの伝熱管１１において、空気の流通方向における上流側に位置する部分に接続されたプレート部材１４をさらに備えている。このようなプレート部材１４を伝熱管１１に接続することで、従来であれば伝熱管１１に付着していた霜をプレート部材１４に分散して付着させることができる。このため、伝熱管１１での着霜量を低減し、結果的に伝熱管１１の排水性を向上させることができる。
【００４３】
また、図５〜図７に示した熱交換器におけるルーバ２３は、空気の流通方向における上流側に向かうにつれて、鉛直方向下向きに延びるように形成されているので、当該ルーバ２３を介してコルゲートフィンの表面に付着した結露水を空気の流通方向の上流側に導くことができる。当該上流側では第１〜第３のプレートフィン１２ａ〜１２ｃの一部分２６が配置されているため、当該一部分２６を排水経路として利用することで熱交換器の排水性を向上させることができる。
【００４４】
実施の形態４．
＜空気調和装置の構成＞
図８は本発明の実施の形態４に係る空気調和装置の冷媒回路を示す模式図である。図８に示す冷媒回路は、圧縮機４１、凝縮器として作用する第１熱交換器４２、膨張弁として作用する絞り装置４３、蒸発器として作用する第２熱交換器４４、２つの送風機４５を備える。２つの送風機４５は、それぞれ送風機用モータ４６により駆動される。２つの送風機４５は、それぞれ第１熱交換器４２または第２熱交換器４４のいずれかに気体（たとえば空気）を吹き付ける。冷媒回路では、圧縮機４１、第１熱交換器４２、絞り装置４３、第２熱交換器４４の順番に冷媒が循環する。異なる観点から言えば、図８に示した空気調和装置は、圧縮機４１、第１熱交換器４２、膨張弁としての絞り装置４３、および第２熱交換器４４を含み、冷媒が循環する冷媒回路を備える。
【００４５】
図８に示した第１熱交換器４２および第２熱交換器４４の少なくともいずれか１つは、実施の形態１〜実施の形態３のいずれかにおいて説明した熱交換器である。上記送風機４５は、それぞれの熱交換器に対して第３方向（図４において矢印２２で示す方向）に沿って気体を吹き付ける。なお、冷媒回路において四方弁などを配置することで、冷媒回路における第１熱交換器４２および第２熱交換器４４での冷媒の流通方向を図８に示した方向と逆にし、第１熱交換器を蒸発器として作用させ、第２熱交換器を凝縮器として作用させてもよい。
【００４６】
＜空気調和装置の作用効果＞
本開示に従った空気調和装置は、熱交換器として上述した実施の形態１〜実施の形態３のいずれかに係る熱交換器であるため、十分な排水性を有している。そのため、第１および第２熱交換器４２、４４において結露水の排出が不十分となることによる効率の低下や不具合の発生を抑制できる。
【００４７】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行ったが、上述の実施の形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は上述の実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、空気調和装置、冷凍サイクル装置、ヒートポンプ装置などに適用出来る。
【符号の説明】
【００４９】
１  熱交換器、２  上ヘッダ、３  下ヘッダ、１０  本体部、１１  伝熱管、１２  プレートフィン、１２ａ  第１のプレートフィン、１２ｂ  第２のプレートフィン、１２ｃ  第３のプレートフィン、１３  コルゲートフィン、１３ａ  第１のコルゲートフィン、１３ｂ  第２のコルゲートフィン、１３ｃ  第３のコルゲートフィン、１３ｄ  第４のコルゲートフィン、１４  プレート部材、１５，１６，２２  矢印、２３  ルーバ、２４  第１の接続部、２５  第２の接続部、２６，２７  一部分、２８  端部、３３  第１の傾斜部、３４  第２の傾斜部、３６  突出部頂点、４１  圧縮機、４２  第１熱交換器、４３  絞り装置、４４  第２熱交換器、４５  送風機、４６  送風機用モータ。
【図１】
2018100738.tif 000003
【図２】
2018100738.tif 000004
【図３】
2018100738.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018100738.tif 000009
【図８】
2018100738.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月29日(2019.5.29)
【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】
空気の流通方向に対して交差する第１の方向に延在し、内部に冷媒が流通する少なくとも１つの伝熱管と、
前記第１の方向に延在し、前記第１の方向に垂直な第２の方向において前記少なくとも１つの伝熱管と第１の間隔を隔てて配置された第１のプレートフィンと、
前記第１の方向に延在し、前記第２の方向において前記第１のプレートフィンと第２の間隔を隔てて配置された第２のプレートフィンと、
前記少なくとも１つの伝熱管と前記第１のプレートフィンとの間に配置された第１のコルゲートフィンと、
前記第１のプレートフィンと前記第２のプレートフィンとの間に配置された第２のコルゲートフィンとを備え、
前記第１のプレートフィンと前記第１のコルゲートフィンとは、前記第１の方向において第３の間隔を隔てて配置された複数の第１の接続部により接続され、
前記第１のプレートフィンと前記第２のコルゲートフィンとは、前記第１の方向において第４の間隔を隔てて配置された複数の第２の接続部により接続され、
前記第３の間隔および前記第４の間隔は、前記第１の間隔および前記第２の間隔より大きく、
前記空気の流通方向は、前記第１の方向および前記第２の方向に対して垂直な方向であり、
前記空気の流通方向において、前記第１および第２のプレートフィンの幅は前記第１および第２のコルゲートフィンの幅より大きく、
前記第１および第２のプレートフィンの一部分は、前記第１および第２のコルゲートフィンよりも前記空気の流通方向における上流側に突出している、熱交換器。
【請求項２】
前記第１および第２のコルゲートフィンの一部分は、前記少なくとも１つの伝熱管よりも前記空気の流通方向における上流側に突出している、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記少なくとも１つの伝熱管において、前記空気の流通方向における上流側に位置する部分に接続されたプレート部材をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記第１の方向は重力方向に沿った方向であり、
前記第１のコルゲートフィンは、前記複数の第１の接続部の間に位置し、鉛直方向に対して傾斜した第１の傾斜部を含み、
前記第２のコルゲートフィンは、前記複数の第２の接続部の間に位置し、前記鉛直方向に対して傾斜した第２の傾斜部を含み、
前記第１の傾斜部および前記第２の傾斜部の少なくともいずれか一方には、線状に延びる少なくとも１つのルーバが形成され、
前記少なくとも１つのルーバは、前記空気の流通方向における上流側に向かうにつれて、前記鉛直方向下向きに延びるように形成されている、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記第１のプレートフィン、前記第２のプレートフィン、および前記少なくとも１つの伝熱管の表面の少なくとも一部の疎水性は、前記第１のコルゲートフィンおよび前記第２のコルゲートフィンの表面の疎水性より高い、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記第２の方向における前記少なくとも１つの伝熱管の厚さは、前記第１および第２のプレートフィンの厚さより厚く、
前記第１および第２のプレートフィンの前記厚さは、前記第１および第２のコルゲートフィンの厚さより厚い、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記第１の方向において、前記複数の第１の接続部の位置は、前記複数の第２の接続部の位置と重なっている、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項８】
圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、および第２熱交換器を含み、冷媒が循環する冷媒回路を備え、
前記第１熱交換器および前記第２熱交換器の少なくともいずれか一方が、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の熱交換器である、空気調和装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
上記熱交換器１では、第１の方向において、複数の第１の接続部２４の位置が複数の第２の接続部２５の位置と重なっている。また、第２および第３のプレートフィン１２ｂ、１２ｃにおいても、それぞれを挟むように配置された第２のコルゲートフィン１３ｂと第３のコルゲートフィン１３ｃ、または第３のコルゲートフィン１３ｃと第４のコルゲートフィン１３ｄのプレートフィンとの接続部の位置が、第１の方向において重なっている。このようにすれば、プレートフィン１２における表裏面での接続部の位置が重なることで、当該接続部の位置が表裏面で異なる場合よりプレートフィン１２の形状を安定させることができる。
【国際調査報告】
2018100738.tif 000011
2018100738.tif 000012
2018100738.tif 000013
2018100738.tif 000014