(57)【要約】  熱交換器においては、複数の熱交換部材のそれぞれが、第１のヘッダタンクから第２のヘッダタンクへ延びる扁平管と、扁平管の長手方向に沿って扁平管と一体になっている伝熱板とを有している。扁平管の幅方向は、複数の熱交換部材が並ぶ方向に交差する方向になっている。伝熱板は、扁平管の幅方向一端部及び幅方向他端部の少なくともいずれかから扁平管の幅方向外側へ出ている延在部を有している。扁平管は、扁平管の長手方向に沿った溝を形成する１以上の扁平管曲げ部を有している。
2019026239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のヘッダタンク、
前記第１のヘッダタンクから離して配置されている第２のヘッダタンク、及び
前記第１のヘッダタンクと前記第２のヘッダタンクとにそれぞれ連結され、前記第１のヘッダタンクと前記第２のヘッダタンクとの間に並んでいる複数の熱交換部材
を備え、
前記複数の熱交換部材のそれぞれは、前記第１のヘッダタンクから前記第２のヘッダタンクへ延びる扁平管と、前記扁平管の長手方向に沿って前記扁平管と一体になっている伝熱板とを有し、
前記扁平管の幅方向は、前記複数の熱交換部材が並ぶ方向に交差する方向になっており、
前記伝熱板は、前記扁平管の幅方向一端部及び幅方向他端部の少なくともいずれかから前記扁平管の幅方向外側へ出ている延在部を有し、
前記扁平管は、前記扁平管の長手方向に沿った溝を形成する１以上の扁平管曲げ部を有している熱交換器。
【請求項２】
第１のヘッダタンク、
前記第１のヘッダタンクから離して配置されている第２のヘッダタンク、及び
前記第１のヘッダタンクと前記第２のヘッダタンクとにそれぞれ連結され、前記第１のヘッダタンクと前記第２のヘッダタンクとの間に並んでいる複数の熱交換部材
を備え、
前記複数の熱交換部材のそれぞれは、前記第１のヘッダタンクから前記第２のヘッダタンクへ延びる扁平管と、前記扁平管の長手方向に沿って前記扁平管と一体になっている伝熱板とを有し、
前記扁平管の幅方向は、前記複数の熱交換部材が並ぶ方向に対して交差しており、
前記伝熱板は、前記扁平管の幅方向一端部及び幅方向他端部の少なくともいずれかから前記扁平管の幅方向外側へ出ている延在部を有し、
前記延在部は、前記扁平管の長手方向に沿った溝を形成する１以上の伝熱板曲げ部を有し、
前記複数の熱交換部材のそれぞれは、前記扁平管の長手方向を鉛直方向にして配置される熱交換器。
【請求項３】
前記伝熱板は、前記扁平管に重なった状態で前記延在部に繋がっている伝熱板本体部を有し、
前記伝熱板本体部は、ろう材を介して前記扁平管に固定されている請求項１又は請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記扁平管の幅方向に沿って前記熱交換部材を見たとき、前記扁平管の範囲内に前記延在部が収まっている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記複数の熱交換部材のそれぞれは、前記扁平管の幅方向に沿った中心線を有し、
前記扁平管の長手方向に沿って前記熱交換部材を見たとき、前記熱交換部材の中心線上で前記扁平管及び前記延在部が連続している請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記延在部は、前記扁平管の幅方向一端部及び幅方向他端部のそれぞれから出ており、
前記熱交換部材は、前記扁平管の長手方向に沿って見たとき、前記扁平管の幅方向に直交する直線に関して対称の形状になっている請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記扁平管は、前記扁平管の長手方向に沿った溝を形成する１以上の扁平管曲げ部を有し、
前記延在部は、前記扁平管の長手方向に沿った溝を形成する１以上の伝熱板曲げ部を有し、
前記扁平管曲げ部及び前記伝熱板曲げ部のそれぞれによって形成されている複数の前記溝は、前記扁平管の幅方向へ連続しており、
複数の前記溝の間隔は、等間隔になっており、
各前記溝の深さは、互いに同じになっている請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記第１のヘッダタンクと前記第２のヘッダタンクとにそれぞれ連結され、前記複数の熱交換部材と異なる位置に配置されている補強部材
を備え、
前記補強部材は、前記熱交換部材よりも曲がりにくくなっている請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の熱交換器
を備えている冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の扁平管を有する熱交換器、及び熱交換器を有する冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、溝がそれぞれ設けられた２枚の板を貼り合わせることによって冷媒流路と伝熱フィンとを形成した複数の伝熱管ユニットを有する熱交換器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−８４０７８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、特許文献１に示されている従来の熱交換器では、伝熱管ユニットが伝熱フィンの厚さ方向の力に弱いため、伝熱管ユニットが曲がりやすく、熱交換器の長寿命化を図ることができない。【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、熱交換部材の強度を高めることができる熱交換器、及び冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明による熱交換器は、第１のヘッダタンク、第１のヘッダタンクから離して配置されている第２のヘッダタンク、及び第１のヘッダタンクと第２のヘッダタンクとにそれぞれ連結され、第１のヘッダタンクと第２のヘッダタンクとの間に並んでいる複数の熱交換部材を備え、複数の熱交換部材のそれぞれは、第１のヘッダタンクから第２のヘッダタンクへ延びる扁平管と、扁平管の長手方向に沿って扁平管と一体になっている伝熱板とを有し、扁平管の幅方向は、複数の熱交換部材が並ぶ方向に交差する方向になっており、伝熱板は、扁平管の幅方向一端部及び幅方向他端部の少なくともいずれかから扁平管の幅方向外側へ出ている延在部を有し、扁平管は、扁平管の長手方向に沿った溝を形成する１以上の扁平管曲げ部を有している。【０００７】
また、この発明による熱交換器は、第１のヘッダタンク、第１のヘッダタンクから離して配置されている第２のヘッダタンク、及び第１のヘッダタンクと第２のヘッダタンクとにそれぞれ連結され、第１のヘッダタンクと第２のヘッダタンクとの間に並んでいる複数の熱交換部材を備え、複数の熱交換部材のそれぞれは、第１のヘッダタンクから第２のヘッダタンクへ延びる扁平管と、扁平管の長手方向に沿って扁平管と一体になっている伝熱板とを有し、扁平管の幅方向は、複数の熱交換部材が並ぶ方向に対して交差しており、伝熱板は、扁平管の幅方向一端部及び幅方向他端部の少なくともいずれかから扁平管の幅方向外側へ出ている延在部を有し、延在部は、扁平管の長手方向に沿った溝を形成する１以上の伝熱板曲げ部を有し、複数の熱交換部材のそれぞれは、扁平管の長手方向を鉛直方向にして配置される。
【発明の効果】
【０００８】
この発明による熱交換器及び冷凍サイクル装置によれば、熱交換部材を曲がりにくくすることができ、熱交換部材の強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１による熱交換器を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】この発明の実施の形態２による熱交換器の熱交換部材を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態３による熱交換器の熱交換部材を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態４による熱交換器の熱交換部材を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態５による熱交換器を示す側面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。
【図８】この発明の実施の形態６による冷凍サイクル装置を示す構成図である。
【図９】この発明の実施の形態７による冷凍サイクル装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
【００１１】
図１は、この発明の実施の形態１による熱交換器を示す斜視図である。また、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図において、熱交換器１は、第１のヘッダタンク２と、第１のヘッダタンク２から離して配置されている第２のヘッダタンク３と、第１のヘッダタンク２と第２のヘッダタンク３とにそれぞれ連結されている複数の熱交換部材４とを有している。
【００１２】
第１のヘッダタンク２及び第２のヘッダタンク３は、第１方向ｚに沿って互いに平行に延びる中空の容器である。熱交換器１は、第１及び第２のヘッダタンク２，３の長手方向である第１方向ｚを水平方向にして配置される。第２のヘッダタンク３は、第１のヘッダタンク２の上方に配置される。
【００１３】
複数の熱交換部材４は、第１のヘッダタンク２と第２のヘッダタンク３との間に互いに間隔を置いて並んでいる。複数の熱交換部材４は、第１及び第２のヘッダタンク２，３の長手方向へ並んでいる。互いに隣り合う２つの熱交換部材４の互いに対向する面には、熱交換器１の部品は接続されておらず、熱交換部材４の長手方向に沿ったガイド面になっている。複数の熱交換部材４のそれぞれは、第１のヘッダタンク２から第２のヘッダタンク３へ延びる扁平管５と、扁平管５と一体になっている伝熱板６とを有している。
【００１４】
扁平管５は、第１方向ｚに交差する第２方向ｙに沿って延びる伝熱管である。各扁平管５は、互いに平行に配置されている。この例では、扁平管５の長手方向である第２方向ｙが第１方向ｚに直交している。複数の熱交換部材４のそれぞれは、扁平管５の長手方向を鉛直方向にして配置される。各扁平管５の下端部は第１のヘッダタンク２内に挿入され、各扁平管５の上端部は第２のヘッダタンク３内に挿入されている。第２のヘッダタンク３の荷重は、複数の熱交換部材４に支持されている。
【００１５】
扁平管５の長手方向に直交する平面で切断したときの扁平管５の断面形状は、扁平管５の幅方向に沿った扁平形状になっている。各扁平管５の幅方向は、扁平管５の長手方向である第２方向ｙに直交し、かつ複数の熱交換部材４が並ぶ第１方向ｚに交差する第３方向ｘになっている。この例では、各扁平管５の幅方向が第１方向ｚ及び第２方向ｙのそれぞれに直交する方向になっている。
【００１６】
扁平管５内には、図２に示すように、作動流体としての冷媒を流す複数の冷媒流路７が設けられている。扁平管５の断面では、複数の冷媒流路７が扁平管５の幅方向一端部から幅方向他端部へ並んでいる。
【００１７】
扁平管５は、熱伝導性を持つ金属材料で構成されている。扁平管５を構成する材料としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅、又は銅合金が用いられている。扁平管５は、加熱した材料をダイスの穴から押し出して扁平管５の断面を成型する押し出し加工によって製造される。なお、ダイスの穴から材料を引き抜いて扁平管５の断面を成型する引き抜き加工によって扁平管５を製造してもよい。
【００１８】
熱交換器１では、図示しないファンの動作によって生じる気流Ａが複数の熱交換部材４の間を通過する。気流Ａは、扁平管５及び伝熱板６のそれぞれに接触しながら流れる。これにより、複数の冷媒流路７を流れる冷媒と気流Ａとの間で熱交換が行われる。この例では、扁平管５の幅方向に沿って流れる気流Ａが複数の熱交換部材４の間を通過する。
【００１９】
伝熱板６は、扁平管５の長手方向に沿って配置されている。また、伝熱板６は、扁平管５とは別部材になっている。さらに、伝熱板６は、熱伝導性を持つ金属材料で構成されている。伝熱板６を構成する材料としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅、又は銅合金が用いられている。伝熱板６は、扁平管５の幅方向一端部及び幅方向他端部のそれぞれから扁平管５の幅方向外側へ出ている第１の延在部８及び第２の延在部９と、扁平管５の外周面に重なった状態で第１及び第２の延在部８，９に繋がっている伝熱板本体部１０とを有している。
【００２０】
第１の延在部８は、扁平管５よりも気流Ａの上流側、即ち風上側へ扁平管５の幅方向一端部から出ている。また、第１の延在部８は、扁平管５の長手方向に沿った稜線１１を持つ１以上の伝熱板曲げ部１２を有している。第１の延在部８には、扁平管５の長手方向に沿った溝１３が伝熱板曲げ部１２によって形成されている。この例では、複数の伝熱板曲げ部１２が曲げ方向を交互に異ならせて扁平管５の幅方向へ連続している。これにより、第１の延在部８の形状が波板状になっている。
【００２１】
第２の延在部９は、扁平管５よりも気流Ａの下流側、即ち風下側へ扁平管５の幅方向他端部から出ている。また、第２の延在部９は、扁平管５の長手方向に沿った稜線１４を持つ１以上の伝熱板曲げ部１５を有している。第２の延在部９には、扁平管５の長手方向に沿った溝１６が伝熱板曲げ部１５によって形成されている。この例では、複数の伝熱板曲げ部１５が曲げ方向を交互に異ならせて扁平管５の幅方向へ連続している。これにより、第２の延在部９の形状が波板状になっている。
【００２２】
熱交換器１では、第１の延在部８が伝熱板曲げ部１２を有し、第２の延在部９が伝熱板曲げ部１５を有していることから、各熱交換部材４の強度が扁平管５の厚さ方向の力に対して向上し、各熱交換部材４が曲がりにくくなっている。これにより、各熱交換部材４が第２のヘッダタンク３の荷重を受けても、熱交換部材４が変形しにくくなっている。
【００２３】
伝熱板本体部１０は、扁平管５の幅方向一端部から幅方向他端部へ扁平管５の外周面に沿って配置されている。また、伝熱板本体部１０は、熱伝導性を持つろう材を介して扁平管５に固定されている。熱交換器１は、第１のヘッダタンク２、第２のヘッダタンク３、扁平管５及び伝熱板６を組み合わせた物を炉内で加熱することにより製造される。扁平管５及び伝熱板６のそれぞれの表面はろう材で予め被覆されており、扁平管５、伝熱板６、第１のヘッダタンク２及び第２のヘッダタンク３は、炉内での加熱により融けたろう材によって互いに固定される。この例では、伝熱板６の表面のうち、ろう材で被覆される部分が、伝熱板本体部１０の扁平管５と接する側の面のみになっている。
【００２４】
扁平管５の幅方向に沿って熱交換部材４を見たときには、扁平管５の範囲内に第１の延在部８及び第２の延在部９のそれぞれが収まっている。即ち、扁平管５の厚さ方向については、第１の延在部８及び第２の延在部９のそれぞれの寸法が扁平管５の寸法以下の寸法になっている。また、扁平管５の長手方向に沿って見たときの熱交換部材４の形状は、線対称の形状、即ち扁平管５の幅方向に直交する直線Ｐに関して対称の形状になっている。
【００２５】
第１のヘッダタンク２の長手方向端部には、図１に示すように、第１の冷媒口１７が設けられている。第２のヘッダタンク３の長手方向端部には、第２の冷媒口１８が設けられている。
【００２６】
次に、熱交換器１の動作について説明する。図示しないファンの動作によって生じた気流Ａは、第１の延在部８、扁平管５及び第２の延在部９の順に接触しながら、複数の熱交換部材４の間を流れる。このとき、第１の延在部８及び第２の延在部９のそれぞれにおいて気流Ａが伝熱板曲げ部１２，１５に沿って蛇行する。
【００２７】
熱交換器１が蒸発器として機能する場合には、気液混合冷媒が第１の冷媒口１７から第１のヘッダタンク２内へ流入する。この後、気液混合冷媒は、第１のヘッダタンク２から各扁平管５内の冷媒流路７に分配され、各冷媒流路７を第２のヘッダタンク３に向かって流れる。
【００２８】
気液混合冷媒が各冷媒流路７を流れると、複数の熱交換部材４の間を通過する気流Ａと冷媒との間で熱交換が行われ、気液混合冷媒中の液冷媒が気流Ａから熱を取り込んで蒸発する。この後、各扁平管５からの冷媒が第２のヘッダタンク３内で合流し、第２のヘッダタンク３から第２の冷媒口１８へ冷媒が流出する。熱交換部材４の表面に凝縮水が付着した場合には、凝縮水が自重によって熱交換部材４のガイド面及び溝１３，１６に沿って下方へ流れ、凝縮水が熱交換部材４の表面から排出される。
【００２９】
熱交換器１が凝縮器として機能する場合には、ガス冷媒が第２の冷媒口１８から第２のヘッダタンク３内へ流入する。この後、ガス冷媒は、第２のヘッダタンク３から各扁平管５内の冷媒流路７に分配され、各冷媒流路７を第１のヘッダタンク２に向かって流れる。
【００３０】
ガス冷媒が各冷媒流路７を流れると、複数の熱交換部材４の間を通過する気流Ａと冷媒との間で熱交換が行われ、ガス冷媒が気流Ａに熱を放出して凝縮する。この後、各扁平管５からの冷媒が第１のヘッダタンク２内で合流し、第１のヘッダタンク２から第１の冷媒口１７へ冷媒が流出する。
【００３１】
このような熱交換器１では、扁平管５の幅方向一端部及び幅方向他端部のそれぞれから扁平管５の幅方向外側へ第１及び第２の延在部８，９が出ており、扁平管５の長手方向に沿った溝１３を形成する伝熱板曲げ部１２が第１の延在部８に設けられ、扁平管５の長手方向に沿った溝１６を形成する伝熱板曲げ部１５が第２の延在部９に設けられているので、扁平管５が側方から受ける力、特に扁平管５の厚さ方向の力に対して各熱交換部材４の強度を向上させることができる。これにより、各熱交換部材４を曲がりにくくすることができ、第２のヘッダタンク３の荷重を各熱交換部材４によって安定して支持することができる。このようなことから、例えば熱交換器１の製造及び設置を行うときに、熱交換部材４の変形を防止することができる。また、第１及び第２の延在部８，９において気流Ａを蛇行させることができるので、第１及び第２の延在部８，９の伝熱面積を拡大させることができ、第１及び第２の延在部８，９における伝熱性能の向上を図ることができる。
【００３２】
また、熱交換器１は、扁平管５の長手方向を鉛直方向にして配置されるので、第１及び第２の延在部８，９に付着した水を溝１３，１６に沿って下方へ導くことができ、溝１３，１６を排水路として機能させることができる。これにより、熱交換部材４の表面に水が付着する運転時、例えば熱交換器１が蒸発器として機能する運転時、及び熱交換部材４への着霜後のデフロスト運転時等に、第１及び第２の延在部８，９に付着した水の排出性能を向上させることができ、熱交換部材４での熱交換性能の低下を抑制することができる。
【００３３】
また、伝熱板６の伝熱板本体部１０は、ろう材を介して扁平管５の外周面に固定されているので、伝熱板６と扁平管５とを別個に製造することができ、伝熱板６と扁平管５とが組み合わさった複雑な形状の熱交換部材４を容易に製造することができる。また、伝熱板本体部１０にのみろう材を被覆しておくことにより、炉内での加熱時にろう材が多すぎることによる伝熱板６の溶融を防止することができる。さらに、扁平管５と伝熱板６との間の熱伝導性能の低下をろう材によって抑制することもできる。
【００３４】
また、扁平管５の幅方向に沿って熱交換部材４を見たとき、扁平管５の範囲内に第１及び第２の延在部８，９が収まっているので、複数の熱交換部材４の間を通過する気流Ａが第１及び第２の延在部８，９から抵抗を受けにくくなる。これにより、複数の熱交換部材４の間を気流が流れやすくなり、熱交換部材４における熱交換性能の向上を図ることができる。
【００３５】
また、熱交換部材４は、扁平管５の長手方向に沿って見たとき、扁平管５の幅方向に直交する直線Ｐに対して対称の形状になっているので、扁平管５及び伝熱板６を成形しやすくすることができる。また、熱交換部材４の製造時に扁平管５及び伝熱板６の左右の向きを管理する必要がなくなり、熱交換器１を量産するときの手違いを発生しにくくすることができる。
【００３６】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２による熱交換器の熱交換部材を示す断面図である。なお、図３は、実施の形態１での図２に対応する図である。本実施の形態では、第１の延在部８及び第２の延在部９のそれぞれが平板になっている。第１の延在部８及び第２の延在部９のそれぞれは、扁平管５の長手方向及び扁平管５の幅方向のそれぞれに沿って配置されている。
【００３７】
扁平管５は、扁平管５の長手方向に沿った稜線２１を持つ１以上の扁平管曲げ部２２を有している。扁平管５には、扁平管５の長手方向に沿った溝２３が扁平管曲げ部２２によって形成されている。扁平管５の断面形状は、扁平管５の幅方向に対して傾斜する複数の傾斜部分が扁平管５の幅方向へ連続する形状になっている。この例では、扁平管５の幅方向中央部に１つの扁平管曲げ部２２が設けられている。伝熱板本体部１０は、扁平管５の外周面に沿って曲がって配置されている。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００３８】
このような熱交換器１では、扁平管５の長手方向に沿った溝２３を形成する扁平管曲げ部２２が扁平管５に設けられているので、実施の形態１と同様に、扁平管５が側方から受ける力、特に扁平管５の幅方向に直交する厚さ方向の力に対して各熱交換部材４の強度を向上させることができる。これにより、各熱交換部材４を曲がりにくくすることができ、例えば熱交換器１の製造及び設置を行うときに、熱交換部材４の変形を防止することができる。また、扁平管５において気流Ａを蛇行させることができるので、扁平管５の伝熱面積を拡大させることができ、扁平管５における伝熱性能の向上を図ることができる。
【００３９】
また、熱交換器１は、扁平管５の長手方向を鉛直方向にして配置されるので、扁平管５に付着した水を溝２３に沿って下方へ導くことができ、溝２３を排水路として機能させることができる。これにより、熱交換部材４の表面に水が付着する運転時、例えば熱交換器１が蒸発器として機能する運転時、及び熱交換部材４への着霜後のデフロスト運転時等に、扁平管５に付着した水の排出性能を向上させることができ、熱交換部材４での熱交換性能の低下を抑制することができる。
【００４０】
なお、上記の例では、扁平管５に設けられた扁平管曲げ部２２の数が１つとなっているが、複数の扁平管曲げ部２２を扁平管５に設けてもよい。この場合、扁平管５には、複数の扁平管曲げ部２２が曲げ方向を交互に異ならせて扁平管５の幅方向へ連続するように設けられる。この場合には、扁平管５の形状が波板状になる。
【００４１】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３による熱交換器の熱交換部材を示す断面図である。なお、図４は、実施の形態１での図２に対応する図である。本実施の形態では、扁平管５が１以上の扁平管曲げ部２２を有しているとともに、第１の延在部８が１以上の伝熱板曲げ部１２を有し、第２の延在部９が１以上の伝熱板曲げ部１５を有している。即ち、本実施の形態では、実施の形態１による第１の延在部８及び第２の延在部９のそれぞれと、実施の形態２による扁平管５及び伝熱板本体部１０とが組み合わさった構成が、熱交換部材４の構成になっている。
【００４２】
複数の熱交換部材４のそれぞれは、扁平管５の幅方向に沿った中心線Ｑを有している。各熱交換部材４のそれぞれの中心線Ｑは、互いに平行になっている。この例では、各熱交換部材４のそれぞれの中心線Ｑが、気流Ａの流れ方向である第３方向ｘに沿った直線になっている。
【００４３】
第１の延在部８、扁平管５及び第２の延在部９は、扁平管５の長手方向に沿って熱交換部材４を見たとき、中心線Ｑ上で連続している。また、第１の延在部８、扁平管５及び第２の延在部９のそれぞれの形状は、扁平管５の長手方向に沿って熱交換部材４を見たとき、中心線Ｑに対して傾斜する複数の傾斜部分が扁平管５の幅方向に沿って連続する形状になっている。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００４４】
このような熱交換器１では、第１及び第２の延在部８，９が伝熱板曲げ部１２，１５を有するとともに、扁平管５が扁平管曲げ部２２を有しているので、熱交換部材４をさらに曲がりにくくすることができる。また、第１の延在部８、扁平管５及び第２の延在部９のそれぞれにおいて気流Ａを蛇行させることができるので、伝熱面積をさらに拡大することができ、熱交換部材４の伝熱性能の向上をさらに図ることができる。さらに、扁平管５の長手方向に沿って熱交換部材４を見たとき、第１の延在部８、扁平管５及び第２の延在部９が中心線Ｑ上で連続しているので、伝熱板曲げ部１２，１５及び扁平管曲げ部２２による通風抵抗の増加を抑制することができ、ファンの動力の増加及び風量の低下を抑制することができる。
【００４５】
また、実施の形態１及び３では、第１の延在部８及び第２の延在部９のそれぞれの外側の端部が、扁平管５の幅方向に対して傾斜しているが、扁平管５の長手方向に沿って熱交換部材４を見たときの第１の延在部８及び第２の延在部９のそれぞれの外側の端部を扁平管５の幅方向に沿って配置してもよい。このようにすれば、伝熱板６の外側の端部を固定した状態で、第１の延在部８、第２の延在部９及び伝熱板本体部１０を加工することができ、伝熱板６の製造を容易にすることができる。
【００４６】
実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４による熱交換器の熱交換部材を示す断面図である。なお、図５は、実施の形態１での図２に対応する図である。本実施の形態では、扁平管５に設けられた扁平管曲げ部２２と、第１及び第２の延在部８，９のそれぞれに設けられた伝熱板曲げ部１２，１５とが扁平管５の幅方向について等ピッチで連続している。これにより、伝熱板曲げ部１２，１５及び扁平管曲げ部２２のそれぞれによって形成されている複数の溝１３，１６，２３は、扁平管５の幅方向へ連続しており、複数の溝１３，１６，２３の間隔が等間隔になっている。即ち、扁平管５の長手方向に沿って熱交換部材４を見たとき、伝熱板曲げ部１２，１５及び扁平管曲げ部２２によって熱交換部材４の形状が波状になっており、熱交換部材４の波状の波長Ｌが第１の延在部８、扁平管５及び第２の延在部９のそれぞれで同じになっている。
【００４７】
また、伝熱板曲げ部１２，１５及び扁平管曲げ部２２のそれぞれによって形成されている複数の溝１３，１６，２３の深さは、互いに同じになっている。即ち、扁平管５の長手方向に沿って熱交換部材４を見たとき、伝熱板曲げ部１２，１５及び扁平管曲げ部２２によって熱交換部材４の形状が波状になっており、熱交換部材４の波状の振幅ｄが第１の延在部８、扁平管５及び第２の延在部９のそれぞれで同じになっている。他の構成は実施の形態３と同様である。
【００４８】
このような熱交換器１では、伝熱板曲げ部１２，１５及び扁平管曲げ部２２のそれぞれによって形成されている複数の溝１３，１６，２３の間隔が等間隔になっており、複数の溝１３，１６，２３の深さが互いに同じになっているので、伝熱板曲げ部１２，１５及び扁平管曲げ部２２の形状を規則的にすることができる。これにより、扁平管５及び伝熱板６の成形作業を容易にすることができ、熱交換部材４の製造を容易にすることができる。
【００４９】
なお、実施の形態１、３及び４では、扁平管５の長手方向についてのどの位置でも熱交換部材４の断面形状が同じになっているが、これに限定されない。例えば、熱交換部材４が扁平管５の長手方向について補強区間と非補強区間とに区分され、補強区間及び非補強区間のうち、補強区間における第１及び第２の延在部８，９にのみ伝熱板曲げ部１２，１５が設けられている構成にしてもよい。この場合、非補強区間での第１及び第２の延在部８，９のそれぞれの形状は、平板状とされる。また、この場合、第１及び第２のヘッダタンク２，３に挿入される熱交換部材４の長手方向両端部のそれぞれに非補強区間が設定され、２つの非補強区間の間に補強区間が設定される。このようにすれば、第１及び第２のヘッダタンク２，３に形成された熱交換部材４用の挿入孔の形状を単純化することができ、第１及び第２のヘッダタンク２，３の製造を容易にすることができる。
【００５０】
実施の形態５．
図６は、この発明の実施の形態５による熱交換器１を示す側面図である。熱交換器１は、第１のヘッダタンク２、第２のヘッダタンク３、複数の熱交換部材４及び複数の補強部材２５，２６を有している。第１のヘッダタンク２、第２のヘッダタンク３及び複数の熱交換部材４のそれぞれの構成は、実施の形態１と同様である。
【００５１】
第１のヘッダタンク２と第２のヘッダタンク３との間には、一対の第１の補強部材２５と、第２の補強部材２６とが複数の補強部材２５，２６として配置されている。一対の第１の補強部材２５及び第２の補強部材２６のそれぞれは、複数の熱交換部材４と異なる位置に配置されている。また、一対の第１の補強部材２５及び第２の補強部材２６のそれぞれは、扁平管５の長手方向に沿って配置されており、第１のヘッダタンク２及び第２のヘッダタンク３のそれぞれに連結されている。
【００５２】
一対の第１の補強部材２５は、複数の熱交換部材４が並ぶ方向である第１方向ｚについて互いに離して配置されている。複数の熱交換部材４は、一対の第１の補強部材２５の間に配置されている。第２の補強部材２６は、第１方向ｚについて一対の第１の補強部材２５の間の中間位置に配置されている。
【００５３】
一対の第１の補強部材２５及び第２の補強部材２６のそれぞれは、熱交換部材４よりも曲がりにくくなっている。一対の第１の補強部材２５及び第２の補強部材２６のそれぞれを構成する材料には、第１のヘッダタンク２、第２のヘッダタンク３及び複数の熱交換部材４と同じ材料が用いられている。これにより、第１のヘッダタンク２、第２のヘッダタンク３及び複数の熱交換部材４の腐食を防止することができる。
【００５４】
図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。各第１の補強部材２５の断面形状は、Ｕ字状になっている。この例では、各第１の補強部材２５が断面Ｕ字状の開放部を熱交換部材４に向けて配置されている。第２の補強部材２６の形状は、平板状になっている。この例では、複数の熱交換部材４が並ぶ方向に第２の補強部材２６の幅方向が一致している。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００５５】
このような熱交換器１では、第１のヘッダタンク２と第２のヘッダタンク３とに連結された複数の補強部材２５，２６が、複数の熱交換部材４と異なる位置に配置されているので、第２のヘッダタンク３の荷重の一部を複数の補強部材２５，２６で支持することができ、各熱交換部材４をさらに曲がりにくくすることができる。これにより、熱交換部材４の変形をさらに確実に防止することができる。
【００５６】
なお、上記の例では、第１の補強部材２５の断面形状がＵ字状になっており、第２の補強部材２６の形状が平板状になっているが、これに限定されず、熱交換部材４よりも曲がりにくい形状であれば、第１の補強部材２５及び第２の補強部材２６のそれぞれの形状をどのような形状にしてもよい。例えば、第１の補強部材２５及び第２の補強部材２６のそれぞれの断面形状をＵ字状にしてもよい。
【００５７】
また、上記の例では、一対の第１の補強部材２５及び第２の補強部材２６が実施の形態１による熱交換器１に適用されているが、一対の第１の補強部材２５及び第２の補強部材２６を実施の形態２〜４による熱交換器１に適用してもよい。
【００５８】
また、上記の例では、一対の第１の補強部材２５及び第２の補強部材２６が第１のヘッダタンク２と第２のヘッダタンク３との間に配置されているが、一対の第１の補強部材２５によって熱交換部材４の変形を防止することができるのであれば、第２の補強部材２６はなくてもよい。
【００５９】
実施の形態６．
図８は、この発明の実施の形態６による冷凍サイクル装置を示す構成図である。冷凍サイクル装置３１は、圧縮機３２、凝縮熱交換器３３、膨張弁３４、蒸発熱交換器３５を含む冷凍サイクル回路を備えている。冷凍サイクル装置３１では、圧縮機３２が駆動することにより、圧縮機３２、凝縮熱交換器３３、膨張弁３４及び蒸発熱交換器３５を冷媒が相変化しながら循環する冷凍サイクルが行われる。本実施の形態では、冷凍サイクル回路を循環する冷媒が図８の矢印の方向へ流れる。
【００６０】
冷凍サイクル装置３１には、凝縮熱交換器３３及び蒸発熱交換器３５のそれぞれに対して気流を個別に送るファン３６，３７と、各ファン３６，３７を個別に回転させる駆動モータ３８，３９とが設けられている。凝縮熱交換器３３は、ファン３６の動作によって生じた空気の気流と冷媒との間で熱交換を行う。蒸発熱交換器３５は、ファン３７の動作によって生じた空気の気流と冷媒との間で熱交換を行う。
【００６１】
冷媒は、圧縮機２で圧縮されて凝縮熱交換器３３へ送られる。凝縮熱交換器３３では、冷媒が外部の空気へ熱を放出して凝縮される。この後、冷媒は、膨張弁３４へ送られ、膨張弁３４で減圧された後、蒸発熱交換器３５へ送られる。この後、冷媒は、蒸発熱交換器３５で外部の空気から熱を取り込んで蒸発した後、圧縮機３２へ戻る。
【００６２】
本実施の形態では、凝縮熱交換器３３及び蒸発熱交換器３５の一方又は双方に、実施の形態１〜５のいずれかの熱交換器１が用いられている。これにより、エネルギ効率の高い冷凍サイクル装置を実現することができる。また、本実施の形態では、凝縮熱交換器３３が室内熱交換器に用いられ、蒸発熱交換器３５が室外熱交換器に用いられている。なお、蒸発熱交換器３５を室内熱交換器に用い、凝縮熱交換器３３を室外熱交換器に用いてもよい。
【００６３】
ここで、凝縮熱交換器３３が室内熱交換器として用いられる場合の暖房エネルギ効率は、次式で表される。
暖房エネルギ効率＝凝縮熱交換器（室内熱交換器）能力／全入力…（１）
【００６４】
また、蒸発熱交換器３５が室内熱交換器として用いられる場合の冷房エネルギ効率は、次式で表される。
冷房エネルギ効率＝蒸発熱交換器（室内熱交換器）能力／全入力…（２）
【００６５】
実施の形態７．
図９は、この発明の実施の形態７による冷凍サイクル装置を示す構成図である。冷凍サイクル装置４１は、圧縮機４２、室外熱交換器４３、膨張弁４４、室内熱交換器４５及び四方弁４６を含む冷凍サイクル回路を有している。冷凍サイクル装置４１では、圧縮機４２が駆動することにより、圧縮機４２、室外熱交換器４３、膨張弁４４及び室内熱交換器４５を冷媒が相変化しながら循環する冷凍サイクルが行われる。本実施の形態では、圧縮機４２、室外熱交換器４３、膨張弁４４及び四方弁４６が室外機に設けられ、室内熱交換器４５が室内機に設けられている。
【００６６】
室外機には、室外熱交換器４３に室外の空気を強制的に通過させる室外ファン４７が設けられている。室外熱交換器４３は、室外ファン４７の動作によって生じた室外の空気の気流と冷媒との間で熱交換を行う。室内機には、室内熱交換器４５に室内の空気を強制的に通過させる室内ファン４８が設けられている。室内熱交換器４５は、室内ファン４８の動作によって生じた室内の空気の気流と冷媒との間で熱交換を行う。
【００６７】
冷凍サイクル装置４１の運転は、冷房運転と暖房運転との間で切り替え可能になっている。四方弁４６は、冷凍サイクル装置１の冷房運転及び暖房運転の切り替えに応じて冷媒流路を切り替える電磁弁である。四方弁４６は、冷房運転時に、圧縮機４２からの冷媒を室外熱交換器４３へ導くとともに室内熱交換器４５からの冷媒を圧縮機４２へ導き、暖房運転時に、圧縮機４２からの冷媒を室内熱交換器４５へ導くとともに室外熱交換器４３からの冷媒を圧縮機４２へ導く。図９では、冷房運転時の冷媒の流れの方向を破線の矢印で示し、暖房運転時の冷媒の流れの方向を実線の矢印で示している。
【００６８】
冷凍サイクル装置４１の冷房運転時には、圧縮機４２で圧縮された冷媒が室外熱交換器４３へ送られる。室外熱交換器４３では、冷媒が室外の空気へ熱を放出して凝縮される。この後、冷媒は、膨張弁４４へ送られ、膨張弁４４で減圧された後、室内熱交換器４５へ送られる。この後、冷媒は、室内熱交換器４５で室内の空気から熱を取り込んで蒸発した後、圧縮機４２へ戻る。従って、冷凍サイクル装置４１の冷房運転時には、室外熱交換器４３が凝縮器として機能し、室内熱交換器４５が蒸発器として機能する。
【００６９】
冷凍サイクル装置４１の暖房運転時には、圧縮機４２で圧縮された冷媒が室内熱交換器４５へ送られる。室内熱交換器４５では、冷媒が室内の空気へ熱を放出して凝縮される。この後、冷媒は、膨張弁４４へ送られ、膨張弁４４で減圧された後、室外熱交換器４３へ送られる。この後、冷媒は、室外熱交換器４３で室外の空気から熱を取り込んで蒸発した後、圧縮機４２へ戻る。従って、冷凍サイクル装置４１の暖房運転時には、室外熱交換器４３が蒸発器として機能し、室内熱交換器４５が凝縮器として機能する。
【００７０】
本実施の形態では、室外熱交換器４３及び室内熱交換器４５の一方又は双方に、実施の形態１〜５のいずれかの熱交換器１が用いられている。これにより、エネルギ効率の高い冷凍サイクル装置を実現することができる。
【００７１】
実施の形態６及び７における冷凍サイクル装置は、例えば空気調和装置又は冷凍装置等に適用される。
【００７２】
なお、各上記実施の形態では、第１の延在部８及び第２の延在部９のそれぞれが扁平管５から出ているが、第２の延在部９をなくして第１の延在部８のみが扁平管５から出ていてもよいし、第１の延在部８をなくして第２の延在部９のみが扁平管５から出ていてもよい。また、第１の延在部８の長さと第２の延在部９の長さとを互いに異ならせてもよい。このようにしても、熱交換部材４を曲がりにくくすることができる。
【００７３】
また、各上記実施の形態では、扁平管５と伝熱板６とが別部材になっているが、扁平管５及び伝熱板６を有する熱交換部材４を単一材としてもよい。この場合、熱交換部材４は、加熱した材料をダイスの穴から押し出して扁平管５及び伝熱板６のそれぞれの断面を同時に成型する押し出し加工によって製造される。なお、ダイスの穴から材料を引き抜いて扁平管５及び伝熱板６のそれぞれの断面を成型する引き抜き加工によって熱交換部材４を製造してもよい。
【００７４】
また、各上記実施の形態による熱交換器１及び冷凍サイクル装置３１，４１では、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２、ＨＦＯ１２３４ｙｆ等の冷媒を用いることにより、その効果を達成することができる。
【００７５】
また、各上記実施の形態では、作動流体として、空気及び冷媒の例を示したが、他の気体、液体、気液混合流体を用いても、同様の効果を得ることができる。
【００７６】
また、各上記実施の形態による熱交換器１及び冷凍サイクル装置３１，４１では、鉱油系、アルキルベンゼン油系、エステル油系、エーテル油系、フッ素油系等、冷媒と油とが溶ける溶けないにかかわらず、どんな冷凍機油についても、その効果を得ることができる。
【００７７】
本発明の他の活用例としては、製造が容易で、熱交換性能を向上させ、省エネルギ性能を向上させることが必要なヒートポンプ装置に使用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１  熱交換器、２  第１のヘッダタンク、３  第２のヘッダタンク、４  熱交換部材、５  扁平管、６  伝熱板、８  第１の延在部、９  第２の延在部、１０  伝熱板本体部、１２，１５  伝熱板曲げ部、２２  扁平管曲げ部、１３，１６，２３  溝、２５  第１の補強部材、２６  第２の補強部材。
【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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【国際調査報告】
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