(57)【要約】【課題】熱交換能力に優れたフィン付き熱交換器を効率的に安価に製造し、提供する。【解決手段】フィン２１を有する前面側熱交換器（図示せず）とフィン４１を有する背面側熱交換器（図示せず）から構成され、フィン２１を、同じ鈍角をなす直線状の風上前縁２２、２３と、風下後縁３２、３３と、それぞれの２本を結ぶ曲線状の風上前縁２４、３４とで略くの字状に形成し、風上前縁２３と風下後縁３３との距離を１０〜３０ｍｍとし、同領域及び風上前縁２４と風下後縁３４とで挟まれた領域で気体の流れに沿う列方向に外径が６〜１０ｍｍの伝熱管（図示せず）を２列および１列挿入配置し、フィン２１の風上前縁２２と風下後縁３２との距離及びフィン４１の風上前縁４２と風下後縁４３との距離を２０〜３０ｍｍにすると共に、フィン２１の風上前縁２２と風下後縁３２とで囲まれた部分及びフィン４１の列方向に外径が３〜７ｍｍの伝熱管を３列挿入配置した。【選択図】図２
2007247918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内の空気を取り入れる吸込み口と熱交換された空気を吹き出す吹出し口がそれぞれ設けられ、貫流送風機を内蔵した空気調和機の室内ユニットに搭載されるフィン付き熱交換器であって、前記吸込み口から前記貫流送風機までの風回路の途中または前記貫流送風機から前記吹出し口までの風回路の途中に配置されると共に、所定の間隔で平行に並べられてその間を気体が流動する多数のフィンと、このフィンに略直角に挿入されて内部を冷媒が流動する多数の伝熱管とからなる前面側熱交換器と背面側熱交換器とから構成され、前記前面側熱交換器のフィンの風上側前縁および風下側後縁のそれぞれを、同じ鈍角をなす２本の直線状の風上前縁と、２本の直線状の風下後縁と、前記風上前縁と前記風下後縁のそれぞれの２本を結ぶ１本の曲線状の風上前縁と、一本の曲線状の風下後縁とで略くの字状に形成すると共に、前記前面側熱交換器のフィンの前記貫流送風機に近い側の領域における直線状の前記風上前縁と前記風下後縁との距離を１０〜３０ｍｍとし、同領域及び曲線状の前記風上前縁と曲線状の風下後縁とで挟まれた領域に挿入される前記伝熱管の外径を６〜１０ｍｍにし、気体の主流方向に沿う方向となる列方向に２列および１列配置し、前記前面側熱交換器の前記フィンの前記貫流送風機から遠い側の領域における直線状の前記風上前縁と直線状の前記風下後縁との距離及び前記背面側熱交換器のフィンの風上前縁と風下後縁との距離を２０〜３０ｍｍにすると共に、前記前面側熱交換器の前記フィンの前記貫流送風機から遠い側の領域における直線状の前記風上前縁と直線状の前記風下後縁とで囲まれた部分及び前記背面側熱交換器のフィンに挿入される伝熱管の外径を３〜７ｍｍにすると共に、気体の主流方向に沿う列方向に前記伝熱管を３列配置したことを特徴とするフィン付き熱交換器。
【請求項２】
前面側熱交換器のフィンの貫流送風機から遠い側の領域および背面側熱交換器のフィンの直線状の風上前縁と風下後縁とで挟まれた部分に外径寸法が２種類以上の伝熱管を挿入し、且つ外径が小さい方の前記伝熱管を、気体の流れの最も風上の列に配置するとともに、低循環量で小さな熱交換器を必要とする場合、当該フィン付き熱交換器を、凝縮器またはガスクーラーとして使用する際は冷媒出口寄りの伝熱管とし、また蒸発器として使用する際は冷媒入口寄りの伝熱管として、２パスを用い、外径が大きい方の前記伝熱管については、当該フィン付き熱交換器を凝縮器またはガスクーラーとして使用する際には、外径が小さい前記伝熱管より冷媒上流側の伝熱管として、また蒸発器として使用する際には、外径が小さい方の前記伝熱管より冷媒下流側の伝熱管として、４パスを用いて、それぞれ冷媒を流すようにし、一方、前記前面側熱交換器のフィンの前記貫流送風機に近い側の領域および曲線状の風上前縁と曲線状の風下後縁とで挟まれた領域に、外径寸法が２種類の伝熱管を挿入し、外径が大きい方の前記伝熱管を気体の流れの最も風下の列に配置するとともに、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際は冷媒入口寄りの伝熱管とし、蒸発器として使用する際は冷媒出口寄りの伝熱管として用い、外径が小さい方の前記伝熱管については、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際には、外径が大きい方の前記伝熱管より冷媒下流側の伝熱管として、また蒸発器として使用する際には、外径が大きい方の前記伝熱管より冷媒上流側の伝熱管として用い、また、低循環量で小能力の熱交換器を構成する場合はそれぞれ２パスを用いて冷媒を流すようにしたことを特徴とする請求項１に記載のフィン付き熱交換器。
【請求項３】
前面側熱交換器のフィンの貫流送風機から遠い側の領域および背面側熱交換器のフィンの直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた部分に少なくとも外径寸法が２種類の伝熱管を挿入し、外径が小さい方の前記伝熱管を気体の流れの最も風上の列に配置すると共に、高循環量で大能力の熱交換器を必要とする場合は、当該フィン付き熱交換器を凝縮器またはガスクーラーとして使用する際は冷媒出口寄りの伝熱管とし、また蒸発器として使用する際は冷媒入口寄りの伝熱管として２パス以上を用い、外径の大きな方の前記伝熱管については、当該フィン付き熱交換器を凝縮器またはガスクーラーとして使用する際に
は、外径が小さい方の前記伝熱管より冷媒上流側の伝熱管とし、また蒸発器として使用する際には、外径が小さい方の前記伝熱管より冷媒下流側の伝熱管として、５または６パスを用いて、それぞれ冷媒を流すようにし、前記前面側熱交換器の前記フィンの前記貫流送風機に近い側の領域および曲線状の風上前縁と曲線状の風下後縁とで挟まれた領域に外径寸法が２種類の伝熱管を挿入し、外径の大きな方の前記伝熱管を、気体の流れの最も風下の列に配置すると共に、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際は冷媒入口寄りの伝熱管とし、また蒸発器として使用する際は冷媒出口寄りの伝熱管として用い、外径が小さい方の前記伝熱管については、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際には、外径の大きな前記伝熱管より冷媒下流側の伝熱管として、または蒸発器として使用する際には、外径の大きい方の前記伝熱管より冷媒上流側の伝熱管として用い、また、高循環量で大能力の熱交換器を構成する場合はそれぞれ３パス以上を用いて冷媒を流すようにしたことを特徴とする請求項１に記載のフィン付き熱交換器。
【請求項４】
前面側熱交換器のフィンの直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機から遠い側の領域および背面側熱交換器のフィンの風上前縁と風下後縁とで挟まれた部分に挿入される伝熱管の配置ピッチを、１３．５〜１６ｍｍとし、前記前面側熱交換器の前記フィンの前記貫流送風機に近い側の領域に挿入される伝熱管を気体の主流方向に沿う方向となる列方向に２列および１列配置すると共に、前記気体の主流方向と直交する段方向でのその伝熱管の配置ピッチを１５〜３１ｍｍとしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィン付き熱交換器。
【請求項５】
伝熱管と、フィンの風上前縁または風下後縁との最短距離を、１．０ｍｍ以上とすると共に、前面側熱交換器の風下後縁と前記貫流送風機との距離を１０ｍｍ以上としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィン付き熱交換器。
【請求項６】
前面側熱交換器のフィンに複数の切り起こしを設け、前記切り起こしの数を、貫流送風機に最も近い側の領域において部分的に減らしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィン付き熱交換器。
【請求項７】
列方向に隣接する２つの伝熱管の間で、内部を流れる冷媒同士に温度差がある場合、前記２つの伝熱管の列間中央部のフィンに、段方向および一部を列方向に概略沿う方向に切り込みを設けると共に、前記フィンの前縁から完全に後加工で切断できるように外径２〜５ｍｍの穴を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のフィン付き熱交換器。
【請求項８】
伝熱管の内部を流動する冷媒として、ＨＦＣ冷媒、ＨＣ冷媒および二酸化炭素のいずれか一つを用いたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のフィン付き熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機の室内ユニットに搭載されるフィン付き熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、従来のフィン付き熱交換器を搭載した空気調和機の室内ユニットは、図７に示すように、筐体６１に、前面の吸込み口６２ａおよび上面の吸込み口６２ｂなど一箇所以上の吸込み口と、下面の吹出し口６３など一箇所以上の吹出し口とが設けられ、この筐体６１内に貫流送風機６５とフィン付き熱交換器６４とが収納されている。
【０００３】
この従来のフィン付き熱交換器６４は、筐体６１内の前面側に配置され、上下方向中央部近辺で折り曲げ加工された主たる前面側熱交換器６４Ａと、筐体６１内の背面側に配置された背面側熱交換器６４Ｂと、前面側熱交換器６４Ａの前面にそれぞれ補助的に取り付けられた補助熱交換器６４Ｃとから構成されている。
【０００４】
そして、前面側熱交換器６４Ａおよび背面側熱交換器６４Ｂにより貫流送風機６５を風上側から取り囲むような形態に配置して、限られた空間にできるだけ大きいフィン付き熱交換器を収納している。なお、補助熱交換器６４Ｃは熱交換能力を向上させるために設けているものだが、主たる前面側熱交換器６４Ａや背面側熱交換器６４Ｂとは別の工程で製造した後、主たる前面側熱交換器６４Ａや背面側熱交換器６４Ｂに追加接続されて取り付けられるもので、図７では、主たる前面側熱交換器６４Ａに追加接続されている場合を示している。
【０００５】
また、前面側熱交換器６４Ａの折り曲げ部近辺には、単に前面側熱交換器６４Ａを折り曲げてフィンがない空間が生じると、殆ど熱交換しないで気流がフィン付き熱交換器を通過してしまうおそれがあるため、このようなことがないように、スペーサ６６が配設されている。
【０００６】
これに対して、前面側熱交換器６４Ａの折り曲げ加工を不要にし、このスペーサ６６をなくしながら、熱交換しないで気流がフィン付き熱交換器を通過してしまうようなことを防止する構造として、前面側熱交換器を円弧状に形成したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
この特許文献１には、図８、９に示すように、前面側熱交換器７１Ａのフィン７２を貫流送風機７３の周面の一部を囲むように円弧状に形成した空気調和機の室内ユニットが開示されている。この前面側熱交換器７１Ａに略直角に挿通された伝熱管７４は、複数列設けられており、これらの伝熱管７４の風上側列と風下側列とで互いに二等辺三角形を描くように配置されている。したがって結果的に、円弧形状部分の内側に配置されている風下側の伝熱管７４の段ピッチＢは、円弧形状部分の外側に配置されている風上側列の伝熱管７４の段ピッチＡよりも小さく形成されている。
【０００８】
この構成によれば、スペーサ６６が不要になるとともに、製造時のフィン７２の材料においてスペーサ６６に対応する箇所で廃材を生じないため、フィン７２の材料の廃材を少なくでき、また各伝熱管７４同士を連通させるヘアピンやリターンベンドの曲げピッチの種類が、Ａ、Ｂ、Ｃの３種類だけで済む利点がある。また、スペーサ６６を設けていないため、スペーサ６６に対応する箇所分だけフィン７２の面積が増加することとなり、熱交換能力が向上する。
【特許文献１】特許第３０９１８３０号公報（第３〜８頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に開示された従来のフィン付き熱交換器では、前面側熱交換器７１Ａが円弧状であり、フィン７２の上部の傾斜が緩くなるため、フィン付き熱交換器を蒸発器として用いている場合に、フィン７２の上部に凝縮する水が滞留したり、最悪の場合には、凝縮水がフィン７２に沿って流れずに、貫流送風機７３に水滴が落下して、吹出し口７５から水滴が飛散するという課題があった。
【００１０】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、空気調和機の室内ユニットの限られた空間、特に奥行きが狭い空間に容易に収納することが出来、しかも熱交換能力の大幅な向上をはかるとともに、蒸発器として使用したときフィン表面に凝縮する水をフィンに沿って円滑に流下させることができるフィン付き熱交換器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記従来の課題を解決するために、本発明のフィン付き熱交換器は、室内の空気を取り入れる吸込み口と熱交換された空気を吹き出す吹出し口がそれぞれ設けられ、貫流送風機を内蔵した空気調和機の室内ユニットに搭載されるフィン付き熱交換器であって、前記吸込み口から前記貫流送風機までの風回路の途中または前記貫流送風機から前記吹出し口までの風回路の途中に配置されると共に、所定の間隔で平行に並べられてその間を気体が流動する多数のフィンと、このフィンに略直角に挿入されて内部を冷媒が流動する多数の伝熱管とからなる前面側熱交換器と背面側熱交換器とから構成され、前記前面側熱交換器のフィンの風上側前縁および風下側後縁のそれぞれを、同じ鈍角をなす２本の直線状の風上前縁と、２本の直線状の風下後縁と、前記風上前縁と前記風下後縁のそれぞれの２本を結ぶ１本の曲線状の風上前縁と、一本の曲線状の風下後縁とで略くの字状に形成すると共に、前記前面側熱交換器のフィンの前記貫流送風機に近い側の領域における直線状の前記風上前縁と前記風下後縁との距離を１０〜３０ｍｍとし、同領域及び曲線状の前記風上前縁と曲線状の風下後縁とで挟まれた領域に挿入される前記伝熱管の外径を６〜１０ｍｍにし、気体の主流方向に沿う方向となる列方向に２列および１列配置し、前記前面側熱交換器の前記フィンの前記貫流送風機から遠い側の領域における直線状の前記風上前縁と直線状の前記風下後縁との距離及び前記背面側熱交換器のフィンの風上前縁と風下後縁との距離を２０〜３０ｍｍにすると共に、前記前面側熱交換器の前記フィンの前記貫流送風機から遠い側の領域における直線状の前記風上前縁と直線状の前記風下後縁とで囲まれた部分及び前記背面側熱交換器のフィンに挿入される伝熱管の外径を３〜７ｍｍにすると共に、気体の主流方向に沿う列方向に前記伝熱管を３列配置したもので、通風抵抗をあまり上げることなく、高い空気側熱伝達率を得ることができ、したがって同一騒音時の風量を向上させて高い熱交換能力を発揮することができ、また、貫流送風機に近い側の領域および前面側熱交換器の曲線状の風上前縁と曲線状の風下後縁とで挟まれた領域については、外径が６〜１０ｍｍの伝熱管を２列および１列に配置したことにより、２列および１列構成での通風抵抗としては若干高いが、高い空気側熱伝達率を得ることができ、また熱交換器全体としての通風抵抗の差異を少なくして風速分布を改善することができるので、同一騒音時の風量を向上させて優れた能力を発揮することができる。よって、限られた空間、特に奥行きが狭い空間により大きなフィン付き熱交換器を収納して、より大きな熱交換能力を発揮することができる。また、前面側熱交換器は後で折り曲げ加工する必要がなく、折り曲げたとき必要になるスペーサも当然要らない。また、このフィン付き熱交換器を蒸発器として使用する場合、前面側熱交換器および背面側熱交換器のそれぞれにおけるフィンに凝縮する水滴は連続した両フィンを伝い滑らかに流下することができる。さらに、前面側熱交換器のフィンの上側は、直線状の風上前縁と風下後縁とで囲まれ鉛直に近い一定の角度
で傾斜しているので、蒸発時にフィンの表面に凝縮した水滴がフィン上で滞留することがない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のフィン付き熱交換器は、空気調和機の室内ユニットの限られた空間、特に奥行きが狭い空間に容易に収納することが出来、しかも熱交換能力に優れ、また蒸発器として使用したときフィン表面に凝縮する水をフィンに沿って円滑に流下させることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の発明は、室内の空気を取り入れる吸込み口と熱交換された空気を吹き出す吹出し口がそれぞれ設けられ、貫流送風機を内蔵した空気調和機の室内ユニットに搭載されるフィン付き熱交換器であって、前記吸込み口から前記貫流送風機までの風回路の途中または前記貫流送風機から前記吹出し口までの風回路の途中に配置されると共に、所定の間隔で平行に並べられてその間を気体が流動する多数のフィンと、このフィンに略直角に挿入されて内部を冷媒が流動する多数の伝熱管とからなる前面側熱交換器と背面側熱交換器とから構成され、前記前面側熱交換器のフィンの風上側前縁および風下側後縁のそれぞれを、同じ鈍角をなす２本の直線状の風上前縁と、２本の直線状の風下後縁と、前記風上前縁と前記風下後縁のそれぞれの２本を結ぶ１本の曲線状の風上前縁と、一本の曲線状の風下後縁とで略くの字状に形成すると共に、前記前面側熱交換器のフィンの前記貫流送風機に近い側の領域における直線状の前記風上前縁と前記風下後縁との距離を１０〜３０ｍｍとし、同領域及び曲線状の前記風上前縁と曲線状の風下後縁とで挟まれた領域に挿入される前記伝熱管の外径を６〜１０ｍｍにし、気体の主流方向に沿う方向となる列方向に２列および１列配置し、前記前面側熱交換器の前記フィンの前記貫流送風機から遠い側の領域における直線状の前記風上前縁と直線状の前記風下後縁との距離及び前記背面側熱交換器のフィンの風上前縁と風下後縁との距離を２０〜３０ｍｍにすると共に、前記前面側熱交換器の前記フィンの前記貫流送風機から遠い側の領域における直線状の前記風上前縁と直線状の前記風下後縁とで囲まれた部分及び前記背面側熱交換器のフィンに挿入される伝熱管の外径を３〜７ｍｍにすると共に、気体の主流方向に沿う列方向に前記伝熱管を３列配置したもので、通風抵抗をあまり上げることなく、高い空気側熱伝達率を得ることができ、したがって同一騒音時の風量を向上させて高い熱交換能力を発揮することができ、また、貫流送風機に近い側の領域および前面側熱交換器の曲線状の風上前縁と曲線状の風下後縁とで挟まれた領域については、外径が６〜１０ｍｍの伝熱管を２列および１列に配置したことにより、２列および１列構成での通風抵抗としては若干高いが、高い空気側熱伝達率を得ることができ、また熱交換器全体としての通風抵抗の差異を少なくして風速分布を改善することができるので、同一騒音時の風量を向上させて優れた能力を発揮することができる。よって、限られた空間、特に奥行きが狭い空間により大きなフィン付き熱交換器を収納して、より大きな熱交換能力を発揮することができる。また、前面側熱交換器は後で折り曲げ加工する必要がなく、折り曲げたとき必要になるスペーサも当然要らない。また、このフィン付き熱交換器を蒸発器として使用する場合、前面側熱交換器および背面側熱交換器のそれぞれにおけるフィンに凝縮する水滴は連続した両フィンを伝い滑らかに流下することができる。さらに、前面側熱交換器のフィンの上側は、直線状の風上前縁と風下後縁とで囲まれ鉛直に近い一定の角度で傾斜しているので、蒸発時にフィンの表面に凝縮した水滴がフィン上で滞留することがない。
【００１４】
第２の発明は、特に、第１の発明の前面側熱交換器のフィンの貫流送風機から遠い側の領域および背面側熱交換器のフィンの直線状の風上前縁と風下後縁とで挟まれた部分に外径寸法が２種類以上の伝熱管を挿入し、且つ外径が小さい方の前記伝熱管を、気体の流れの最も風上の列に配置するとともに、低循環量で小さな熱交換器を必要とする場合、当該フィン付き熱交換器を、凝縮器またはガスクーラーとして使用する際は冷媒出口寄りの伝
熱管とし、また蒸発器として使用する際は冷媒入口寄りの伝熱管として、２パスを用い、外径が大きい方の前記伝熱管については、当該フィン付き熱交換器を凝縮器またはガスクーラーとして使用する際には、外径が小さい前記伝熱管より冷媒上流側の伝熱管として、また蒸発器として使用する際には、外径が小さい方の前記伝熱管より冷媒下流側の伝熱管として、４パスを用いて、それぞれ冷媒を流すようにし、一方、前記前面側熱交換器のフィンの前記貫流送風機に近い側の領域および曲線状の風上前縁と曲線状の風下後縁とで挟まれた領域に、外径寸法が２種類の伝熱管を挿入し、外径が大きい方の前記伝熱管を気体の流れの最も風下の列に配置するとともに、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際は冷媒入口寄りの伝熱管とし、蒸発器として使用する際は冷媒出口寄りの伝熱管として用い、外径が小さい方の前記伝熱管については、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際には、外径が大きい方の前記伝熱管より冷媒下流側の伝熱管として、また蒸発器として使用する際には、外径が大きい方の前記伝熱管より冷媒上流側の伝熱管として用い、また、低循環量で小能力の熱交換器を構成する場合はそれぞれ２パスを用いて冷媒を流すようにしたもので、管内の熱伝達率を向上させ得るとともに空気と冷媒の温度差に関し対向流的な配置となるので、熱交換能力を増大させることができる。また、小能力で冷媒の循環量が小さく、さらには、この領域の冷媒は密度が大きいので冷媒流通抵抗をあまり増大させることがない上に、風上に外径の小さい伝熱管を配置することにより通過する空気の通風抵抗を減らすことができて、貫流送風機の動力を減らすことが可能となる。一方、当該フィン付き熱交換器を蒸発器として使用する際に冷媒入口寄りの２パスで用いる伝熱管より冷媒下流側で４パスで用いることにより、高い管内熱伝達率と低い冷媒流通抵抗を両立させて、熱交換能力を増大させることができる。一方、貫流送風機に近い側の前面側熱交換器のフィンの直線状の風上前縁と風下後縁とで挟まれた部分に挿入される伝熱管を２パスで用いることにより、管内の熱伝達率を向上させ得るとともに空気と冷媒の温度差に関し対向流的な配置となるので、熱交換能力を増大させることができる。
【００１５】
第３の発明は、特に、第１の発明の前面側熱交換器のフィンの貫流送風機から遠い側の領域および背面側熱交換器のフィンの直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた部分に少なくとも外径寸法が２種類の伝熱管を挿入し、外径が小さい方の前記伝熱管を気体の流れの最も風上の列に配置すると共に、高循環量で大能力の熱交換器を必要とする場合は、当該フィン付き熱交換器を凝縮器またはガスクーラーとして使用する際は冷媒出口寄りの伝熱管とし、また蒸発器として使用する際は冷媒入口寄りの伝熱管として２パス以上を用い、外径の大きな方の前記伝熱管については、当該フィン付き熱交換器を凝縮器またはガスクーラーとして使用する際には、外径が小さい方の前記伝熱管より冷媒上流側の伝熱管とし、また蒸発器として使用する際には、外径が小さい方の前記伝熱管より冷媒下流側の伝熱管として、５または６パスを用いて、それぞれ冷媒を流すようにし、前記前面側熱交換器の前記フィンの前記貫流送風機に近い側の領域および曲線状の風上前縁と曲線状の風下後縁とで挟まれた領域に外径寸法が２種類の伝熱管を挿入し、外径の大きな方の前記伝熱管を、気体の流れの最も風下の列に配置すると共に、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際は冷媒入口寄りの伝熱管とし、また蒸発器として使用する際は冷媒出口寄りの伝熱管として用い、外径が小さい方の前記伝熱管については、当該フィン付き熱交換器を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際には、外径の大きな前記伝熱管より冷媒下流側の伝熱管として、または蒸発器として使用する際には、外径の大きい方の前記伝熱管より冷媒上流側の伝熱管として用い、また、高循環量で大能力の熱交換器を構成する場合はそれぞれ３パス以上を用いて冷媒を流すようにしたもので、循環量が大きい場合でも高い管内熱伝達率と低い冷媒流通抵抗を両立させて、熱交換能力を増大させることができる上に、風上に外径の小さい伝熱管を配置することにより通過する空気の通風抵抗を減らすことができて、貫流送風機の動力を減らすことが可能となる。一方、貫流送風機に近い側の前面側熱交換器のフィンの直線状の風上前縁と風下後縁とで挟まれた部分に挿入される伝熱管を３パスで用いることにより、管内の熱伝達率
を向上させ得るとともに空気と冷媒の温度差に関し対向流的な配置となるので、熱交換能力を増大させることができる。
【００１６】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の前面側熱交換器のフィンの直線状の風上前縁と直線状の風下後縁とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機から遠い側の領域および背面側熱交換器のフィンの風上前縁と風下後縁とで挟まれた部分に挿入される伝熱管の配置ピッチを、１３．５〜１６ｍｍとし、前記前面側熱交換器の前記フィンの前記貫流送風機に近い側の領域に挿入される伝熱管を気体の主流方向に沿う方向となる列方向に２列および１列配置すると共に、前記気体の主流方向と直交する段方向でのその伝熱管の配置ピッチを１５〜３１ｍｍとしたもので、２列および１列構成での通風抵抗としては若干高いが、高い空気側熱伝達率を得ることができ、また熱交換器全体としての通風抵抗の差異を少なくして風速分布を改善することができるので、同一騒音時の風量を向上させて優れた能力を発揮することができる。
【００１７】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか一つの発明の伝熱管と、フィンの風上前縁または風下後縁との最短距離を、１．０ｍｍ以上とすると共に、前面側熱交換器の風下後縁と前記貫流送風機との距離を１０ｍｍ以上としたもので、当該フィン付き熱交換器を蒸発器として用いた場合、フィンの表面に付着し流下する凝縮水が伝熱管に当って、フィンの風上前縁または風下後縁から飛び出してしまうという現象を抑制し、更には風下後縁から貫流送風機との距離を１０ｍｍ以上にすることで、フィン表面に付着した凝縮水が貫流送風機に吸い込まれて吹き出し口から飛び出すのを防ぐことができる。
【００１８】
第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか一つの発明の前面側熱交換器のフィンに複数の切り起こしを設け、前記切り起こしの数を、貫流送風機に最も近い側の領域において部分的に減らしたもので、フィン表面の切り起こしに付着し易い水滴が少なくなるので、貫流送風機に吸い込まれて吹き出し口から飛び出すのを防ぐことができる。
【００１９】
第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか一つの発明の列方向に隣接する２つの伝熱管の間で、内部を流れる冷媒同士に温度差がある場合、前記２つの伝熱管の列間中央部のフィンに、段方向および一部を列方向に概略沿う方向に切り込みを設けると共に、前記フィンの前縁から完全に後加工で切断できるように外径２〜５ｍｍの穴を設けたもので、フィンを通した熱伝導による熱交換ロスを防ぐことができるので、熱交換能力を低下させることがない。
【００２０】
第８の発明は、特に、第１〜７のいずれか一つの発明の伝熱管の内部を流動する冷媒として、ＨＦＣ冷媒、ＨＣ冷媒および二酸化炭素のいずれか一つを用いたもので、地球環境の保護に貢献することができる。特に、ＨＣ冷媒や二酸化炭素は地球温暖化係数が小さい冷媒であるため、より地球環境の保護に貢献することができる。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２２】
（実施の形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態におけるフィン付き熱交換器について、図１〜５を用いて説明する。
【００２３】
図１は、本実施の形態におけるフィン付き熱交換器が搭載された空気調和機の室内ユニットの縦断面図である。
【００２４】
図１において、この空気調和機の室内ユニット１の筐体２の前面と上面とに、室内の空
気が流入する吸込み口３ａ、３ｂが設けられ、また下面に熱交換された空気が吹き出される吹出し口４が設けられ、筐体２内には、貫流送風機５と本実施の形態におけるフィン付き熱交換器１０とが収納されている。
【００２５】
このフィン付き熱交換器１０は、筐体２内の前面側に配置された前面側熱交換器２０と、筐体２内の背面側に配置された背面側熱交換器４０とから構成されており、またこれら前面側熱交換器２０および背面側熱交換器４０は、貫流送風機５を風上側から取り囲むように配置されている。
【００２６】
前記前面側、背面側熱交換器２０、４０は、所定の間隔で平行に並べられてその間を空気が流動する多数のフィン２１、４１と、これらのフィン２１、４１に略直角に挿入されると共に内部を冷媒（冷媒流体）が流動する伝熱管１１を多数有し、また前面側熱交換器２０と背面側熱交換器４０とは、そのフィン２１、４１同士は分離されているが、伝熱管１１が連通されることにより一つの熱交換器として作用する。
【００２７】
次に、本実施の形態におけるフィン付き熱交換器１０およびその製造方法について、図１〜４を用いて説明する。
【００２８】
図２は、本実施の形態におけるフィン付き熱交換器の前面側熱交換器２０のフィン２１と背面側熱交換器４０のフィン４１の側面図、図３は、その前面側熱交換器２０のフィン２１の要部拡大側面図、図４は、図２のフィン付き熱交換器１０の前面側熱交換器２０のフィン２１および背面側熱交換器４０のフィン４１の上端部同士が境界部で繋がった状態の１枚のフィン１３として連続的にプレス加工してできるフィンを２枚、プレスの送り方向に連続して並べたイメージを示す側面図である。
【００２９】
図２および図３に示すように、前面側熱交換器２０のフィン２１の風上側前縁部および風下側後縁部のそれぞれは、互いにその延長線の交差部分の角度θ１およびθ２が同じ鈍角をなす２本の直線状の風上前縁２２、２３および２本の直線状の風下後縁３２、３３と、それぞれの２本の風上前縁２２、２３と、風下後縁３２、３３との間をそれぞれ結ぶ各１本の曲線状の風上前縁２４と同じく曲線状の風下後縁３４とで略くの字形状に形成されている。
【００３０】
ここで、風上前縁２２と風下後縁３２および風上前縁２３と風下後縁３３は、それぞれ平行に形成されている。また、風上前縁２４と風下後縁３４の形状は、楕円曲線、双曲線、スプラインなどがあるが、本実施の形態では、図１〜図４に示すように、風上側縁部の風上前縁２４と、風下側縁部の風下後縁３４を円弧形状にするとともに、それらを同じ曲率半径、寸法形状で形成している。また、背面側熱交換器４０のフィン４１の風上側前縁部および風下側後縁部は平行で且つ直線状の風上前縁４２と、風下後縁４３で構成されている。
【００３１】
略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁２２、２３と直線状の風下後縁３２、３３とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５に近い側の一方の領域の風上前縁２３と風下後縁３３との距離Ｂは、貫流送風機５から遠い側の他方の領域の風上前縁２２と風下後縁３２との距離Ａより短く形成されている。なお、一方の領域とは、略くの字状に形成された前面側熱交換器２０の屈曲部２０ａより上方部分を示しており、また他方の領域とは、略くの字状に形成された前面側熱交換器２０の屈曲部２０ａより下方部分を示している。
【００３２】
本実施の形態におけるフィン付き熱交換器においては、伝熱性能および通風抵抗の観点から推奨される平行な直線状の風上前縁２２と風下後縁３２との距離Ａ（一方の領域）は
２０〜３０ｍｍ、平行な直線状の風上前縁２３と風下後縁３３との距離Ｂ（他方の領域）は１０〜３０ｍｍに設定している。
【００３３】
また、図２および図４に示すように、背面側熱交換器４０のフィン４１の風上前縁４２と風下後縁４３との距離Ａ´は、略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁２２、２３と直線状の風下後縁３２、３３とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５から遠い側の一方の領域の風上前縁２２と風下後縁３２との距離Ａと等しくなるように設定している。
【００３４】
これら前面側熱交換器２０のフィン２１と背面側熱交換器４０のフィン４１とは、図４に示すように、それぞれの上端部同士が境界部２０ｂで繋がった状態の１枚のフィン１３として連続的にプレス加工して製造される。なお、前面側熱交換器２０のフィン２１の貫流送風機５から遠い側の直線状の風上前縁２２または風下後縁３２がフィン１３の送り方向となす角度をα、貫流送風機５に近い側の直線状の風上前縁２３または風下後縁３３がフィンプレスの送り方向となす角度をβ、１枚のフィン１３のフィンプレス時の送り幅をＣとすると、α＋β＝θ１＝θ２、Ａ／ｓｉｎα＝Ｂ／ｓｉｎβ＝Ｃの関係式が成り立つので、既知のθ１＝θ２、Ａ、Ｂから、α、β、Ｃが一義的に決まる。
【００３５】
また、図４に示すように、フィン１３（フィン２１、４１）が金属板から連続プレス加工されて製造される際に、フィン付き熱交換器１０の収納の都合上などから、その両端部や前面側熱交換器２０と背面側熱交換器４０との間となる箇所にはカットして捨てる部分ができるが、そのとき生じる廃材５１、５２、５３はわずかだけであり、他は無駄なく用いられ連続してフィン１３が造られる。
【００３６】
図３に示すように、各フィン１３にはフィンカラー１２が丸孔形状にバーリング加工されている。
【００３７】
図４に示すように、前面側熱交換器２０のフィン２１と背面側熱交換器４０のフィン４１とが繋がった状態の１枚のフィンとして連続的にプレス加工して製造されたフィン１３が多数積層され、フィンカラー１２を通して伝熱管１１が挿入（挿通）され、その後、フィンカラー１２と伝熱管１１とを密着させるために、伝熱管１１を拡管し、そしてフィン１３を前面側熱交換器２０と背面側熱交換器４０との境界部２０ｂで切断して、前面側熱交換器２０と背面側熱交換器４０とに分離する。
【００３８】
図１および図２に示すように、伝熱管１１の直径、伝熱管１１における気体（空気である）の主流方向（流れ方向）に対して直角方向となる、いわゆる段方向のピッチ、および気体の主流方向に沿う、いわゆる列方向の数、すなわち列数については、略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁２２、２３と直線状の風下後縁３２、３３とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５から遠い側の領域と、背面側熱交換器４０のフィン４１の直線状の風上前縁４２および直線状の風下後縁４３で挟まれた領域とでは、異なるように形成されている。
【００３９】
すなわち、略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁２２、２３と直線状の風下後縁３２、３３とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５から遠い側の領域、すなわち直線状の風上前縁２２と直線状の風下後縁３２とで挟まれた領域および背面側熱交換器４０のフィン４１の直線状の風上前縁４２と直線状の風下後縁４３とで挟まれた領域のフィン２１、４１にそれぞれ挿入される伝熱管１１としては、３〜７ｍｍ範囲の中で外径の小さい方の伝熱管１１ａ（例えば４ｍｍ）または中間の大きさ１１ａ（例えば５ｍｍ）を配置し、大きい方の伝熱管１１ｂ、１１ｃ（例えば６ｍｍ）または中間の大きさ１１ｂ、１１ｃ（例えば５ｍｍ）の２種類以上の外径の伝熱管が用いられて（構
成されて）、列方向には３列配置され、また段方向のピッチＤについては、１３．５〜１６ｍｍとして形成されている。
【００４０】
また、略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁２２、２３と直線状の風下後縁３２、３３とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５に近い側の領域、すなわち直線状の風上前縁２３と直線状の風下後縁３３とで挟まれた領域および前面側熱交換器２０における曲線状の風上前縁２４と曲線状の風下後縁３４とで挟まれた領域のフィン２１にそれぞれ挿入される伝熱管１１としては、６〜１０ｍｍの範囲の外径の小さい方の伝熱管１１ｄ（例えば６ｍｍ）と大きい方の伝熱管１１ｅ（例えば８ｍｍ）の２種類の外径の伝熱管が用いられて（構成されて）、列方向には２列配置され、また段方向のピッチＥについては、１５〜３１ｍｍとして形成されている。
【００４１】
また、図３に示すように、前面側熱交換器２０における曲線状の風上前縁２４と曲線状の風下後縁２３とで挟まれた領域のフィン２１に挿入される伝熱管１１ｄ、１１ｅの段方向ピッチＥについては、気体の流れの風上側の列ピッチＥｕのほうが、気体の流れの風下側の列ピッチＥｄに比べて同等以下（同一またはそれより小さい）となるよう形成されている。
【００４２】
また、例えば、冷房定格能力が４．０ｋＷ程度以下で最適な運転効率となる小能力の空気調和機の室内ユニット１のパス構成を考えた場合に、図１に、本実施の形態におけるフィン付き熱交換器１０を蒸発器として使用した際の冷媒の流れを示す。また、図５（ａ）には、実験結果から得られたパス数と管径による単位面積当りの伝熱量Ｑ（Ｗ／ｍ２）を示し、図示の通り２パスで管径φ３〜５ｍｍの範囲で伝熱量Ｑが大きく、図５（ｂ）では、空気が熱交換器を通過する際の通風抵抗Ｐ（ｋｇ／ｍ２）も管径φ５ｍｍ以下で小さく、１パスで管径φ５ｍｍ以上を使用するよりも、管径φ３〜５ｍｍの範囲で２パスを用いた方が、貫流送風機５の動力を抑えながら伝熱量Ｑの高い熱交換器の特性を発揮することができる。
【００４３】
従って、略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁２２、２３と直線状の風下後縁３２、３３とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５から遠い側の領域、すなわち直線状の風上前縁２２と直線状の風下後縁３２とで挟まれた領域、および背面側熱交換器４０のフィン４１の直線状の風上前縁４２と直線状の風下後縁４３とで挟まれた領域のフィン２１、４１に挿入される３〜７ｍｍの範囲の２種類以上の外径の伝熱管１１のうち、小さい方の外径の６本の伝熱管１１ａ（例えば４ｍｍ）または中間の大きさ１１ａ（例えば５ｍｍ）を気体の流れの最も風上の列に配置し、蒸発器として使用する際の冷媒入口寄りの伝熱管として２パスで用いるとともに、大きい方の前記伝熱管１１ｂ、１１ｃ（例えば６ｍｍ）または中間の大きさ１１ｂ、１１ｃ（例えば５ｍｍ）の２種類以上の外径の伝熱管を、小さい方の外径の伝熱管１１ａより冷媒下流側になるに連れて外径を同等または順次大きくし、伝熱管として４パスで用いて、冷媒が流される。
【００４４】
この後、冷媒は、除湿運転時以外は、全開状態にある除湿運転用の絞り手段８０を通過し、略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁２２、２３と直線状の風下後縁３２、３３とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５に近い側の領域、すなわち直線状の風上前縁２３と直線状の風下後縁３３とで挟まれた領域、および前面側熱交換器２０の曲線状の風上前縁２４と曲線状の風下後縁３４とで挟まれた領域に挿入される６〜１０ｍｍの範囲の２種類の外径の伝熱管１１のうち、外径の小さい方の伝熱管１１ｄ（例えば６ｍｍ）を２パスにて流れ、そして最後に、冷媒は蒸発器として使用する際の冷媒出口寄りの外径の大きい方の４本の伝熱管１１ｅ（例えば８ｍｍ）を２パスで流れて、フィン付き熱交換器１０から流出される。
【００４５】
また、蒸発器として使用する際の冷媒出口寄りの外径の大きい方の４本の伝熱管１１ｅ（例えば８ｍｍ）は、気体の流れの最も風下の列に配置することにより最適な熱交換器性能を実現するものである。
【００４６】
ところが、冷房定格能力が４．０ｋＷ程度以上となる高能力で冷媒の流速が速く、伝熱管１１内での圧力損失が大きくなる場合には、圧力損失を低減させる為に、空気調和機の室内ユニット１０のパス構成を考えた場合は、図１に示した小能力時のパス構成に対して、図示はしない蒸発器として使用する際の冷媒入口寄りの伝熱管として２パス以上で用い、上記４．０ｋＷ程度以下のパス構成と同様に前記伝熱管１１ｂ、１１ｃを、伝熱管１１ａより冷媒下流側の伝熱管として５または６パスで用いて冷媒が流され、最後に蒸発器として使用する際の冷媒出口寄りの外径の大きい方の４本を含んだ伝熱管１１ｅを利用して３パスで流れるように、パス数を全体的に増やす熱交換器の構成にして最適化を図る工夫が必要となる。
【００４７】
なお、伝熱管１１は外径が４種類のものを用いているが、拡管前の概ねの外径でいえば、伝熱管１１ａは３〜６ｍｍ、伝熱管１１ｂは約５〜８ｍｍ、伝熱管１１ｄは約５〜８ｍｍ、伝熱管１１ｅは７〜１０ｍｍを用いることが推奨される。
【００４８】
また、上記パス構成は一例であり、他の組み合わせで実現しても同じ意味をなすものとする。
【００４９】
以上のように、図１に基づき、本実施の形態におけるフィン付き熱交換器１０を蒸発器として使用する場合について説明をしたが、同フィン付き熱交換器１０を凝縮器またはガスクーラーとして使用する場合には、冷媒の流れ方向が逆になるが、他の構成は蒸発器として使用する場合と同じである。
【００５０】
また、本実施の形態におけるフィン付き熱交換器１０を段方向に再熱器と蒸発器に分けて使用し除湿運転を行う場合には、略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁２２、２３と直線状の風下後縁３２、３３とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５から遠い側の領域、すなわち直線状の風上前縁２２と直線状の風下後縁３２とで挟まれた領域および背面側熱交換器４０を再熱器として用い、略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁２２、２３と直線状の風下後縁３２、３３とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５に近い側の領域、すなわち直線状の風上前縁２３と直線状の風下後縁３３とで挟まれた領域および前面側熱交換器２０の曲線状の風上前縁２４と曲線状の風下後縁３４とで挟まれた領域を蒸発器として用いる。この除湿運転のとき、冷媒は、図１に示すように、再熱器から、適切な絞り量が設定された絞り手段８０を経て、蒸発器に流入する。
【００５１】
また、図２および図３に示すように、フィン１３（フィン２１、フィン４１）における段方向に隣接する伝熱管１１同士間の箇所には、気体の主流方向に開口する複数の切り起こし１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２が設けられるとともに、これら各切り起こし１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２のフィンカラー１２寄りの箇所、すなわち伝熱管１１寄りの箇所に設けられた切り起こし１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２の立ち上がり部１４１ａ、１５１ａ、１６１ａ、１４２ａ、１５２ａは、伝熱管１１の円周に概略沿う方向で形成されている。
【００５２】
ここで、図３に示すように、各切り起こし１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１の列方向の幅Ｗｓ１に対する、列方向に隣接する切り起こし１４１、１５１、１６
１、１７１、１８１、１９１間のフィン部分における幅（列方向に隣接するフィン２１の平板部分の幅）Ｗｂ１の比Ｗｂ１／Ｗｓ１および切り起こし１４２、１５２の列方向の幅Ｗｓ２に対する、列方向に隣接する切り起こし１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２間のフィン部分の幅（列方向に隣接するフィン２１、４１の平板部分の幅）Ｗｂ２の比Ｗｂ２／Ｗｓ２が、約２〜約２．５となるように設定している。
【００５３】
また、フィン２１、４１の厚み方向に沿う切り起こし１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２の高さは、隣接するフィン１３（２１、４１）同士のピッチの１／４〜８／８になるようにしている。
【００５４】
また、図１における領域Ｇ、Ｈ、Ｆは風速の異なる領域を示したものであり、各々の風速はＧ＞Ｈ＞Ｆの関係が成り立っている。
【００５５】
よって、高い熱交換性能を得るべく、切り起こし１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１の高さを、例えば、図１における貫流送風機５に接近していて最も高風速となる領域Ｇについては、隣接するフィン１３（２１、４１）同士のピッチの１／４〜５／８とし、風速が次第に遅くなる領域Ｈ、Ｆについては、領域Ｈでは、隣接するフィン１３（２１、４１）同士のピッチの５／８〜７／８、領域Ｆは、同ピッチの７／８〜８／８として、風速がより均一になるようにしている。
【００５６】
また、図３に示すように、伝熱管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅとフィン２１、４１の風上前縁２２、２３、２４、４２または風下後縁３２、３３、３４、４３との最短距離Ｌｔ、および切り起こし１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２とフィン２１、４１の風上前縁２２、２３、２４、４２または風下後縁３２、３３、３４、４３との最短距離Ｌｓは、１．０ｍｍ以上となるように設定している。
【００５７】
また、図２および図３に示すように、列方向に隣接する２つの伝熱管１１同士間においては、内部を流れる冷媒同士に温度差がある場合に、これら２つの伝熱管１１（フィンカラー１２）の列間中央部のフィン部分に、概略段方向に沿う方向で切り込み１７が設けられている。更に、フィン付き熱交換器１０を組上げた後の工程で、前面側熱交換器２０と背面側熱交換器４０各々のフィン２１、４１の前縁側から刃を挿入して完全に伝熱管１１同士の熱伝導をなくすように切断可能となるように、外径２〜４．５ｍｍの予備穴１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃが設けられている。
【００５８】
また、空気調和機を除湿運転し、室内ユニット１のフィン付き熱交換器１０を段方向に再熱器と蒸発器とに分けて使用する場合には、図１に示す前面側熱交換器２０におけるフィン２１の曲線状の風上前縁２４、風下後縁３４から下側部分を蒸発器として用いるとともに他の部分を再熱器として用いるが、この場合におけるフィン２１における再熱器の領域と蒸発器の領域との間の箇所に、切断しない部分１８をごくわずか残してほぼ完全に切断する切り込み１９が設けられている。
【００５９】
さらに、フィン付き熱交換器１０の伝熱管１１の内部を流れる（流動する）冷媒としては、ＨＦＣ冷媒、ＨＣ冷媒および二酸化炭素のいずれか一つが用いられる。
【００６０】
これら前面側熱交換器２０および背面側熱交換器４０のフィン２１、４１は、上述したように、それぞれ上端部同士が境界部２０ｂで繋がった状態の１枚のフィン１３として連続的にプレス加工して製造され、そして、このフィン１３を多数積層させた後、フィンカラー１２に伝熱管１１を挿入（挿通）して拡管し、前面側熱交換器２０と前記背面側熱交換器４０とがフィン１３（２１、４１）で繋がった状態で製造され、次に前面側熱交換器
２０と背面側熱交換器４０とをそのフィン２１、４１同士の境界部２０ｂで切断して、前面側熱交換器２０と背面側熱交換器４０とに分離して製造が行われる。
【００６１】
上述したように、この前面側熱交換器２０のフィン２１の風上側前縁および風下側後縁は、それぞれが同じ鈍角をなす２本の直線状の風上前縁２２、２３、風下後縁３２、３３およびそれぞれの２本の風上前縁２２、２３、風下後縁３２、３３間を結ぶ１本の曲線状の風上前縁２４、風下後縁３４とで略くの字状に形成され、略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁２２、２３と直線状の風下後縁３２、３３とで挟まれた二つの領域のうち、一方の貫流送風機５に近い側の領域の風上前縁２３と風下後縁３３との距離Ｂを、貫流送風機５から遠い側の他方の領域の風上前縁２２と風下後縁３２との距離Ａより短くすることにより、限られた空間、特に奥行きが狭い空間により大きなフィン付き熱交換器１０を収納して、より大きな熱交換能力を発揮することができる。
【００６２】
また、前面側熱交換器２０は後で折り曲げ加工する必要がなく、折り曲げたとき必要になるスペーサも当然要らない。また、このフィン付き熱交換器１０を蒸発器として使用する場合、前面側熱交換器２０および背面側熱交換器４０のフィン２１、４１に凝縮する水滴は連続したそれぞれのフィン２１、４１を伝い滑らかに流下する。さらに、前面側熱交換器２０のフィン２１の上側は、風上前縁２２の直線と風下後縁３２の直線とに囲まれた鉛直に近い一定の角度で傾斜しているので、蒸発時に前記フィン２１の表面に凝縮する水滴が滞留することがない。
【００６３】
また、略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁２２、２３と直線状の風下後縁３２、３３とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５から遠い側の領域の風上前縁２２と風下後縁３２との距離が２０〜３０ｍｍと薄型であると同時に、貫流送風機５に近い側の領域の風上前縁２３と風下後縁３３との距離をそれよりさらに薄い１０〜３０ｍｍとしたので、熱交換器を含む風回路に必要な奥行き幅がかなり小さくなり、したがって室内ユニット１を薄型化することができる。
【００６４】
また、前面側熱交換器２０のフィン２１の風上前縁２２、２３および風下後縁３２、３３のそれぞれを結ぶ曲線状の風上前縁２４と風下後縁３４を同じ形状にしたことにより、フィン１３を連続プレス加工する際、フィン１３の無駄な廃材５１、５２、５３をあまりつくることなく、効率的に生産することができる。
【００６５】
また、前面側熱交換器２０のフィン２１の風上前縁２４および風下後縁３４のそれぞれを円弧状に形成したことにより、フィン１３のプレス金型の加工およびメンテナンスが容易になる。
【００６６】
また、背面側熱交換器４０の風上前縁４２および風下後縁４３を平行な直線にすることにより、限られた空間により大きなフィン付き熱交換器１０を収納して、より大きな熱交換能力を発揮することができる。
【００６７】
また、フィン付き熱交換器１０のフィン１３は、背面側熱交換器４０のフィン４１の風上前縁４２と風下後縁４３との距離を、略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁２２、２３と直線状の風下後縁３２、３３とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５から遠い側の領域の風上前縁２３と風下後縁３３との距離と等しくしたので、前面側熱交換器２０のフィン２１の上端部と背面側熱交換器４１のフィン４１の上端部とが繋がった状態の１枚のフィンにすることができ、したがって高い生産性でもって連続プレス加工を行うことができる。
【００６８】
また、前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁２２、２３と直線状の風下
後縁３２、３３とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５から遠い側の領域、すなわち風上前縁２２と風下後縁３２とで挟まれた領域、および背面側熱交換器４０の直線状の風上前縁４２と風下後縁４３とで挟まれた領域については、外径が３〜７ｍｍの範囲の伝熱管１１ａ、１１ｂ、１１ｃを３列配置するとともに段ピッチを１３．５〜１６ｍｍとしたことにより、通風抵抗をあまり大きくすることなく高い空気側熱伝達率を得ることができるとともに、同一騒音時の風量を多くして、高い熱交換能力を発揮させることができる。
【００６９】
また、フィン付き熱交換器１０を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際の冷媒出口寄りの伝熱管１１または蒸発器として使用する際の冷媒入口寄りの伝熱管１１として、外径が３〜７ｍｍの範囲の伝熱管１１ａ、１１ｂ、１１ｃのうち、同等または小さい方の外径の伝熱管１１ａを３列構成の気体の流れの最も風上の列に配置するとともに２パスで用いることにより、管内の熱伝達率を向上させ得るとともに空気と冷媒との温度差に関し対向流的な配置にすることができるので、熱交換能力を増大させることができる。
【００７０】
また、この領域の冷媒は密度が大きいので冷媒流通抵抗はあまり増大させることがなく、熱交換能力の増大を妨げることはない。さらに、外径が３〜７ｍｍの範囲で、フィン付き熱交換器１０を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際の冷媒出口寄りの伝熱管１１ａまたは蒸発器として使用する際の冷媒入口寄りの伝熱管１１ａと同等または大きい方の外径の伝熱管１１ｂを、当該フィン付き熱交換器１０を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際に、低能力の低循環量となる場合は、冷媒出口寄りの２パスで用いる伝熱管１１ａより冷媒上流側の伝熱管として、４パスで用い、高能力の高循環量となる場合は、冷媒出口寄りの２パス以上で、伝熱管１１ａより冷媒上流側の伝熱管として５または６パスで用い、高い管内熱伝達率と低い冷媒流通抵抗を両立させて、熱交換能力を増大させることができる。
【００７１】
また、前面側熱交換器２０におけるフィン２１の直線状の風上前縁２２、２３と直線状の風下後縁３２、３３とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５に近い側の領域すなわち風上前縁２３と風下後縁３３とで挟まれた領域および前面側熱交換器２０の曲線状の風上前縁２４と曲線状の風下側後縁３４とで挟まれた領域については、外径が６〜１０ｍｍの範囲の伝熱管１１ｄ、１１ｅを２列および１列に配置するとともに段方向ピッチを１５〜３１ｍｍとしたことにより、２列および１列構成での通風抵抗としては若干高いが、高い空気側熱伝達率を得ることができ、また熱交換器全体としての通風抵抗の差異を少なくして風速分布を改善することができるので、同一騒音時の風量を向上させて優れた熱交換能力を発揮させることができる。
【００７２】
また、前面側熱交換器２０におけるフィン２１の曲線状の風上前縁２４と曲線状の風下後縁３４とで挟まれた領域の部分に挿入される伝熱管１１の段方向ピッチについては、気体の流れに対する風上側の列の方が、気体の流れに対する風下側の列に比べて同等以下となるようしたので、伝熱管１１の段方向での本数を可能な限り多くしてこの領域での通風抵抗を高くすることができ、したがってフィン付き熱交換器１０の風速分布をより均一化することができるので、より大きな熱交換能力を発揮することができる。
【００７３】
また、フィン付き熱交換器１０を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際の冷媒入口寄りの伝熱管１１ｅまたは蒸発器として使用する際の冷媒出口寄りの伝熱管１１ｅの外径を６〜１０ｍｍの範囲で且つ他のいずれの伝熱管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄよりも太くするとともに２列および１列構成の気体の流れの風下側の列に配置して２パスで用いるので、空気と冷媒との温度差に関し対向流的な配置による性能向上が得られるとともに、管内の熱伝達率は若干低下するが、冷媒流通抵抗を大幅に低下させることができ、したがって熱交換能力を大幅に増大させることができる。
【００７４】
さらに、フィン付き熱交換器１０を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際の冷媒入口寄りの伝熱管１１ｅまたは蒸発器として使用する際の冷媒出口寄りの伝熱管１１ｅより小さい外径の伝熱管１１ｄを、当該フィン付き熱交換器１０を凝縮器若しくはガスクーラーとして使用する際に、低能力の低循環量となる場合は、冷媒出口寄りの最も大きい外径の２パスで用いる伝熱管１１ｅより冷媒下流側の伝熱管として、または当該フィン付き熱交換器１０を蒸発器として使用する際に、冷媒出口寄りの最も大きい外径の２パスで用いる伝熱管１１ｅより冷媒上流側の伝熱管として、２パスで用い、高能力の高循環量となる場合は、当該フィン付き熱交換器１０を蒸発器として使用する際に、冷媒出口寄りの最も大きい外径の伝熱管１１ｅより冷媒上流側の伝熱管として、図示しない３パスで用いて構成することにより、管内熱伝達率を向上させて熱交換能力を増大させることができる。
【００７５】
また、伝熱管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅとフィン２１、４１の風上前縁２２、２３、２４、４２または風下後縁３２、３３、３４、４３との距離を、最短でも１．０ｍｍとしたので、フィン付き熱交換器１０を蒸発器として用いた場合、フィン２１、４１の表面に付着し流下する凝縮水が伝熱管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅに当って、フィン２１、４１の風上前縁２２、２３、２４、４２または風下後縁３２、３３、３４、４３から飛び出してしまうという現象を抑制することができる。
【００７６】
また、フィン付き熱交換器１０を段方向で再熱器と蒸発器に分けて使用して除湿運転を行う場合、略くの字状の前面側熱交換器２０におけるフィン２１の直線状の風上前縁２２、２３と直線状の風下後縁３２、３３とで挟まれた二つの領域のうち貫流送風機５から遠い側の領域すなわち風上前縁２２と風下後縁３２とで挟まれた領域および背面側熱交換器４０を再熱器として用い、略くの字状の前面側熱交換器２０におけるフィン２１の直線状の風上前縁２２、２３と直線状の風下後縁３２、３３とで挟まれた二つの領域のうち貫流送風機５に近い側の領域すなわち風上前縁２３と風下後縁３３とで挟まれた領域および前面側熱交換器２０におけるフィン２１の曲線状の風上前縁２４と曲線状の風下側後縁３４とに挟まれた領域を蒸発器として用いることにより、再熱器と蒸発器の熱負荷を適切にバランスさせて良好な除湿運転を行うことができる。また、再熱器は蒸発器の鉛直方向上側に配置しているので、蒸発器の領域のフィンに結露する凝縮水が、再熱器のフィンの表面に当って再蒸発して、部屋を加湿してしまうのを防止することができる。
【００７７】
また、段方向に隣接する伝熱管１１の間のフィン２１、４１の表面に気体の主流方向に開口して複数設けられた切り起こし１４１、１５１、１６１、１４２、１５２の温度境界層前縁効果により、高い空気側熱伝達率が得られるとともに、これら切り起こし１４１、１５１、１６１、１４２、１５２の伝熱管１１寄りの立ち上がり部１４１ａ、１５１ａ、１６１ａ、１４２ａ、１５２ａを伝熱管１１の円周に概略沿う方向で形成したので、気流を伝熱管１１の後流部に誘導することができ、したがって有効伝熱面積が増加するので、熱交換性能を向上させることができる。さらに、切り起こし１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２の列方向の幅Ｗｓ１、Ｗｓ２に対する列方向に隣接する切り起こし同士間の幅Ｗｂ１、Ｗｂ２の比Ｗｂ１／Ｗｓ１、Ｗｂ２／Ｗｓ２を、約２〜約２．５としたことにより、従来の比が約３の場合より熱交換能力を向上させることができる。
【００７８】
また、各切り起こし１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２の高さを、隣接するフィン１３（２１、４１）同士のピッチの１／４〜８／８にしたことにより、同一騒音時の風量を増加させることができ、より大きな熱交換能力を発揮することができる。
【００７９】
また、各切り起こし１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２の高さを、フィン付き熱交換器１０が貫流送風機５に接近する風速が大きい領域Ｇについては、隣接するフィン１３（２１、４１）同士のピッチの１／４〜５／８として通風抵抗を比較的大きくするとともに、他の領域Ｈ、Ｆについては隣接するフィン１３（２１、４１）同士のピッチの５／８〜８／８として通風抵抗をそれより小さくしたことにより、フィン付き熱交換器１０の風速分布をより均一化することができ、したがってより大きな熱交換能力を発揮することができる。
【００８０】
また、各切り起こし１４１、１５１、１６１、１４２、１５２とフィン２１、４１の風上前縁２２、２３、２４、４２または風下後縁３２、３３、３４、４３との距離を、最短でも１．０ｍｍとしたので、フィン付き熱交換器１０を蒸発器として用いた場合、フィン２１、４１の表面に付着した凝縮水が切り起こし１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２に沿って流下しながら、フィン２１の風上前縁２２、２３、２４、４２または風下後縁３２、３３、３４、４３から飛び出してしまうという現象を抑制することができる。
【００８１】
また、列方向に隣接する２つの伝熱管１１の間において、内部を流れる流体に温度差がある場合、２つの伝熱管１１の列間中央部のフィン２１、４１に段方向に概略沿う方向に切り込み１７を設けることにより、フィン２１、４１を通した熱伝導による熱交換ロスを防ぐことができるので、熱交換能力を低下させることがない。
【００８２】
また、フィン付き熱交換器１０を段方向で再熱器と蒸発器とに分けて使用し除湿運転を行う場合、再熱器の領域と蒸発器の領域との間のフィン２１、４１に、切断しない部分１８をごくわずか残してほぼ完全に切断する切り込み１９を設けることにより、フィン２１、４１の熱伝導による大幅な能力の低下を防ぐことができる。さらに、フィン付き熱交換器１０全体を蒸発器として使用する場合、フィン２１、４１の表面に凝縮する水を切り込み１９に滞留させることなく、フィン２１、４１のごくわずかだが繋がっている部分１８を通って円滑に流下させることができる。
【００８３】
また、伝熱管１１の内部を流動する冷媒流体として、オゾン破壊係数の小さいＨＦＣ冷媒、ＨＣ冷媒および二酸化炭素のいずれか１つを用いることにより、地球環境の保護に貢献することができる。特に、ＨＣ冷媒や二酸化炭素は地球温暖化係数が小さい冷媒であるため、より地球環境の保護に貢献することができる。
【００８４】
また、フィン付き熱交換器１０の製造方法は、筐体２内の前面側に配置されている前面側熱交換器２０と、筐体２内の背面側に配置されている背面側熱交換器４０とから構成されたフィン付き熱交換器１０を製造する製造方法であって、前面側熱交換器２０におけるフィン２１の上端部と背面側熱交換器４０におけるフィン４１の上端部とが境界部２０ｂで繋がった状態の１枚のフィン１３として連続的にプレス加工し、そしてこれらフィン１３を多数積層して伝熱管１１を挿入、拡管した後、フィン１３を前面側熱交換器２０と背面側熱交換器４０との境界部２０ｂで切断して、前面側熱交換器２０と背面側熱交換器４０に分離するもので、前面側熱交換器２０と背面側熱交換器４０とを個別に製造する場合に比べて、効率的にフィン付き熱交換器１０を製造することができる。
【００８５】
また、１枚のフィン１３に挿入する伝熱管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの直径の異なるものや列数の異なるものや列方向ピッチや段方向ピッチの異なるものを混在させたり、１枚のフィン１３に形成される切り起こし１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２については、その形状や高さが異なるものを自在に混在させることができる。
【００８６】
なお、上記実施の形態においては、吸込み口３ａ、３ｂが前面や上面などに設けている場合について説明したが、これに限るものではない。また、吹出し口４としては下面側に設けられている場合について説明したが、これに限るものではなく、前面などに設けられているものにも上記構成を適用することができるものである。
【００８７】
また、上記実施の形態においては、前面側熱交換器２０および背面側熱交換器４０が吸込み口３ａ、３ｂから貫流送風機５までの風回路の途中に配設された場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば貫流送風機５から吹出し口４までの風回路の途中に配設された熱交換器にも上記構成を適用することができる。さらに、熱交換器が室内ユニット内に３つ以上設けられるものや、１つしか設けられないものにも適用可能である。
【００８８】
上述した本実施の形態に係るフィン付き熱交換器によると、空気調和機の室内ユニットに搭載される前面側熱交換器２０と背面側熱交換器４０とから構成されるフィン付き熱交換器の形態およびその製造方法を改善し、前面側熱交換器２０のフィン２１の風上側前縁および風下側後縁は、それぞれが同じ鈍角をなす２本の直線状の風上前縁２２、２３と、風下後縁３２、３３と、風上前縁２２、２３とを結ぶ曲線状の風上前縁２４と、風下後縁３２、３３とを結ぶ曲線状の風下後縁３４とで略くの字状に形成され、この略くの字状の前面側熱交換器２０におけるフィン２１の直線状の風上前縁２２、２３と直線状の風下後縁３２、３３とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５に近い側の領域の風上前縁２３と風下後縁３３との距離を、貫流送風機５から遠い側の領域の風上前縁２２と風下後縁３２との距離より短くし、前面側熱交換器２０におけるフィン２１の風上前縁２４および風下後縁３４のそれぞれの曲線部を同じ形状とし、前面側熱交換器２０におけるフィン２１の風上前縁２２、２３および風下後縁３２、３３が平行な直線で構成され、背面側熱交換器４０におけるフィン４１の風上前縁４２と風下後縁４３との距離を、略くの字状の前面側熱交換器２０におけるフィン２１の直線状の風上前縁２２、２３と直線状の風下後縁３２、３３とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５から遠い側の領域の風上前縁２２と風下後縁３２との距離と等しくすることにより、空気調和機の室内ユニット１の限られた空間、特に奥行きが狭い空間にできるだけ大きなフィン付き熱交換器を収納し、熱交換能力の大幅な向上を図るとともに、蒸発器として使用した際に、フィン表面に凝縮する水を当該フィンに沿って円滑に流下させることができる。
【００８９】
また、フィン付き熱交換器の製造方法によると、前面側熱交換器２０におけるフィン２１と背面側熱交換器４０におけるフィン４１とが繋がった１枚のフィンとして連続プレス加工するので、あまりフィン材の廃材を出さず、効率的に安価に製造することができる。
【００９０】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２に係るフィン付き熱交換器の要部断面図である。なお、上記第１の実施の形態におけるフィン付き熱交換器と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００９１】
本実施の形態は、図６に示すように、略くの字状の前面側熱交換器２０のフィン２１の直線状の風上前縁２２、２３と直線状の風下後縁３２、３３とで挟まれた二つの領域のうち、貫流送風機５から近い側の領域、すなわち風上前縁２３と風下後縁３３とで挟まれた領域において、前面側熱交換器２０のフィン２１の風下後縁３３と貫流送風機５との距離を所定の距離（例えば１０ｍｍ）以上に保ち、あるいは、切り起こしの形状を１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃのように数を部分的に減らすようにしたもので、貫流送風機５の近傍のフィン２１上で凝縮する水滴がフィン２１を伝い流下する際に、切り起こしの部分で滞留したりすることが無く、また、風下後縁３３との距離を所定の距離（例えば１０ｍｍ）以上にすることにより、万が一、凝縮水が滞留しても還流送風機５に吸い込まれることがない。
【００９２】
以上のように、本実施の形態に係るフィン付き熱交換器によると、凝縮水が貫流送風機５に吸い込まれて、図１に示す吹き出し口４から水滴が滴下することのない快適な室内ユニット１を提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
以上のように、本発明に係るフィン付き熱交換器は、空気調和機の室内ユニットの限られた空間、特に奥行きが狭い空間に容易に収納することが出来、しかも熱交換能力に優れ、また蒸発器として使用したときフィン表面に凝縮する水をフィンに沿って円滑に流下させることができるもので、空気調和機の室内ユニットに限らず、伝熱管内を流れる冷媒と外部を流れる空気との間で熱交換を行う各種機器に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施の形態１におけるフィン付き熱交換器を搭載した空気調和機の室内ユニットの断面図
【図２】同フィン付き熱交換器のフィンの側面図
【図３】同フィンの要部拡大側面図
【図４】同フィンを２枚プレスの送り方向に連続して並べたイメージを示す側面図
【図５】（ａ）同フィン付き熱交換器の管径と単位面積当りの伝熱量Ｑとの関係を示す図（ｂ）同フィン付き熱交換器の管径と通風抵抗Ｐの関係を示す図
【図６】本発明の実施の形態２におけるフィン付き熱交換器のフィンの要部拡大側面図
【図７】従来のフィン付き熱交換器を収納した空気調和機の室内ユニットの断面図
【図８】（ａ）従来の他の例を示すフィン付き熱交換器のフィンの概略側面図（ｂ）同フィン付き熱交換器を搭載した空気調和機の室内ユニットの概略断面図
【図９】同フィン付き熱交換器のフィンにおける伝熱管の配置ピッチの関係を示す図
【符号の説明】
【００９５】
１  室内ユニット
３ａ、３ｂ  吸込み口
４  吹出し口
５  貫流送風機
１０  フィン付き熱交換器
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ  伝熱管
１２  フィンカラー
１３、２１、４１  フィン
１７、１９  切り込み
１８  切断しない部分
２０  前面側熱交換器
２２、２３、２４、４２  風上前縁
３２、３３、３４、４３  風下後縁
４０  背面側熱交換器
１４１、１５１、１６１、１７１、１８１、１９１、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２  切り起こし
【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】
2007247918.tif 000009
【図８】
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【図９】
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