(57)【要約】【課題】本発明は、通風抵抗が低く、信頼性を高めた熱交換器を提供することを目的とする。【解決手段】所定の間隔で並べた複数の板状のフィンと、フィンに平行な方向に配置された複数の細径管とを備え、フィンの材質はアルミニウムまたはアルミニウム合金であり、細径管の材質は銅またはステンレスであり、細径管の少なくとも一部はフィンに設けた凹部に位置する熱交換器。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔で並べた複数の板状のフィンと、前記フィンに平行な方向に配置された複数の細径管とを備え、
前記フィンの材質はアルミニウムまたはアルミニウム合金であり、
前記細径管の材質は銅またはステンレスであり、
前記細径管の少なくとも一部は前記フィンに設けた凹部に位置する熱交換器。
【請求項２】
前記細径管の少なくとも一部は前記フィンの板厚の中央と同一面上に位置することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記凹部は、前記細径管の径と略同一の径を有する第１の凹部と、前記前記細径管の径より大きい径を有する第２の凹部とを有することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記凹部の径は前記細径管の径と略同一であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記細径管の径は０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項６】
前記凹部は空気の流れ方向に対して上流側に偏って配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項７】
前記フィンは、板状平面と、前記板状平面に対して折り曲げられた切欠部とを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項８】
圧縮機と、室内熱交換器と、膨張弁と、室外熱交換器とを備え、
前記室内熱交換器又は前記室外熱交換器は請求項１乃至７のいずれかに記載の熱交換器であることを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、熱交換器の熱交換チューブとして、複数のチューブをリブでつなげた形状の多穴チューブの構成が記載されている。熱交換チューブは、半円形または楕円形の凹部と平面部とを交互に複数列設けた上下一対の板状部材を合わせて一体化したもので、上下の凹部により形成される熱交換媒体の流路部（チューブに相当）と平らなリブ相当部とが交互に複数列形成されている。また、チューブの相当直径が３ｍｍ以下で、板状部材としてアルミニウムまたはアルミニウム合金製を用いることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許４４５１９８１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の熱交換器において、熱交換器の通風抵抗を低減する目的で管径を小さくする為には、板状部材の厚みを薄くする必要がある。しかしながら、板状部材としてアルミニウムまたはアルミニウム合金製を用いて、板状部材の厚みを薄くする場合、冷媒（熱交換媒体）の流路の腐食による信頼性が問題となる。
【０００５】
一方、フィンと別体構造の細径管において、コスト低減の為にフィンの材料としてアルミニウムまたはアルミニウム合金を用い、細径管の材料として腐食に強い銅を用いた場合、フィンと細径管との接触熱抵抗が高くなる。
【０００６】
そこで、本発明は通風抵抗が低く、信頼性を高めた熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明に係る熱交換器は、所定の間隔で並べた複数の板状のフィンと、フィンに平行な方向に配置された複数の細径管とを備え、フィンの材質はアルミニウムまたはアルミニウム合金であり、細径管の材質は銅またはステンレスであり、細径管の少なくとも一部はフィンに設けた凹部に位置する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、通風抵抗が低く、信頼性を高めた熱交換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１に係る空気調和機のサイクル構成図である。
【図２】実施例１に係る熱交換器の斜視図である。
【図３】実施例１に係る熱交換器のフィンを示す図である。
【図４】図３に示すフィンの上面図である。
【図５】図３に示すフィンのＡ−Ａ断面図である。
【図６】実施例１に係る熱交換器のフィンに細径管を挿入し、接合した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【実施例１】
【００１１】
図１は本実施例に係る空気調和機のサイクル構成図である。冷房運転時は、圧縮機３４より吐出された高温且つ高圧の冷媒は、四方弁３５を介して室外熱交換器１ａに流入する。室外熱交換器１ａに流入した冷媒は、室外送風ファン３８によって送られる室外の空気と熱交換することで、凝縮されて液冷媒となる。液冷媒は、膨張弁３６を通過することで低温低圧の二相冷媒になり、室内熱交換器１ｂに流入する。室内熱交換器１ｂに流入した低温低圧の二相冷媒は、室内送風ファン６によって送られる室内の空気と熱交換する。このとき、室内熱交換器１ｂに送られた室内の空気は、室内熱交換器１ｂに流入した低温低圧の二相冷媒によって冷却され、吹出口から室内に吐出される。吹出口から室内に吐出される空気は、吸込口における空気の温度よりも低いため、室内の温度を下げることができる。室内熱交換器１ｂで熱交換された冷媒は四方弁３５を介して再び圧縮機３４に戻る。
【００１２】
圧縮機３４と室外熱交換器１ａと室外送風ファン３８と膨張弁３６は室外機に配置され、室内熱交換器１ｂと室内送風ファン６は室内機に配置されている。
【００１３】
図２は、本実施例に係る熱交換器の構成を示す斜視図である。図２に記載の熱交換器１は図１に記載の室外熱交換器１ａ又は室内熱交換器１ｂに用いられる。
【００１４】
ここで、特許文献１に記載のフィン１０と一体構造の細径管３０において、通風抵抗を下げる為に管径０．５ｍｍ以下にしようとすると、板状部材の厚さを０．１ｍｍ程度にしなければならない。例えば、管径０．３ｍｍ、肉厚０．０３ｍｍとした細径管３０において、コスト低減の為にフィン１０及び細径管３０の材料としてアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いた場合、冷媒（熱交換媒体）の流路の腐食による信頼性が問題となる。
【００１５】
一方、フィン１０と別体構造の細径管３０において、コスト低減の為にフィン１０の材料としてアルミニウムまたはアルミニウム合金を用い、細径管３０の材料として腐食に強い銅またはステンレスを用いた場合、フィン１０と細径管３０との接触熱抵抗が高くなる。
【００１６】
そこで、本実施例では、熱交換器１は所定の間隔で並べた複数の板状のアルミニウムまたはアルミニウム合金製のフィン１０と、フィン１０の長手方向（図において上下方向）に平行な方向に、フィンに設けた凹部（詳細後述）に接合又は接触された複数の銅またはステンレス製の細径管３０と、上下のヘッダ４０、５０とから構成されている。
【００１７】
このような本実施例によれば、フィン１０と細径管３０との接触面積を増やして接触抵抗を低減させつつ、細径管３０が銅またはステンレス製である為、冷媒（熱交換媒体）の流路の腐食を防ぐことができる。
【００１８】
又、通風抵抗を下げる為に細径管３０の管径を０．５ｍｍ以下にしている。
【００１９】
又、細径管３０はフィン１０の長手方向と垂直の幅方向に等間隔に、また、フィン１０の積層方向に等間隔に、フィン１０と接合又は接触された状態で配列されている。
【００２０】
下側ヘッダ５０には、フィン１０に接合された複数の細径管３０の先端の対応する位置に、長手方向（図面において水平から３０度斜め方向）及びそれと垂直の幅方向にそれぞれ等間隔に複数の孔５０ａが設けられ、細径管３０の先端群は孔５０ａ群に所定長さ挿入後、ロウ付け等により接合される。下側ヘッダ５０は長手方向一端に設けられた接続管５１を介して、冷媒が流出入する。上側ヘッダ４０、接続管４１の構成は下側ヘッダ５０、接続管５１と同じである。
【００２１】
図３はフィン１０の詳細図、図４は図３に示すフィン１０の上面図、図５は図３に示すフィン１０のＡ−Ａ断面図である。フィン１０はアルミニウムを材料とし、板厚は例えば、０．１ｍｍである。細径管３０と接合されるフィン１０の凹部は、細径管３０と同径の半円形の凹部１１ａ〜１１ｇと、細径管３０より径が若干大きい凹部１２ａ〜１２ｆとからなり（図４参照）、長手方向に交互に配置されている。すなわち、凹部は、前記細径管の径と略同一の径を有する第１の凹部（凹部１１ａ〜１１ｇ）と、前記前記細径管の径より大きい径を有する第２の凹部（凹部１２ａ〜１２ｆ）とを有する。凹部１１ａ〜１１ｇは、フィン１０の長手方向に占める割合が大きく、凹部１２ａ〜１２ｆは、小さく部分的である。
【００２２】
凹部１１ａ〜１１ｇの内周は細径管３０の外周と密着接合させることにより細径管３０とフィン１０との接触熱抵抗を低減させている。一方、凹部１２ａ〜１２ｆは、細径管３０を凹部１１ａ〜１１ｇ及び凹部１２ａ〜１２ｆから構成される孔に、凹部１１ａのフィン端部１１ａ’から挿入後、凹部内径が小さくなるように凹部１２ａ〜１２ｆをかしめ、細径管３０をフィン１０に固定する働きをする。
【００２３】
尚、細径管３０を拡管することで、細径管３０をフィン１０に固定するようにしてもよい。この場合、凹部の径は細径管３０の径と略同一である。
【００２４】
細径管３０と接合される凹部１１ａ〜１１ｇは、フィン１０の長手方向と垂直の幅方向（図の水平方向）に等間隔に、例えば、４列配置されている。また、細径管３０と接合される凹部１１ａ〜１１ｇは空気の流れ方向Ｆに対して、流れの上流側に偏って配置されている。フィン１０の空気側上流ほど、空気とフィンとの温度差が大きいため、局所熱交換量が大きくなる。本実施例では熱交換を行う冷媒が流れる細径管３０を、局所熱交換量の大きい空気側上流に偏って配置したため、熱交換性能の向上を図ることができる。
【００２５】
図３の細径管３０は幅方向に等間隔に配置されているが、空気の流れの上流側に密に下流側に疎に配列しても同様な効果が得られる。また、細径管の径を同一としているが、上流側に相対的に径の大きい管、下流側に径の小さい管を配置しても良い。
【００２６】
凹部１１ａ〜１１ｇ及び凹部１２ａ〜１２ｆの半円形の中心は、フィン１０の板厚の概略中央に位置している。すなわち、細径管３０の少なくとも一部はフィン１０の板厚の中央と同一面上に位置している。細径管３０がフィン１０の板厚の概略中央上に配置することで、フィン１０に沿う空気の流れに対して、凸部を小さく抑えることができ、細径管３０後流でのよどみが抑えられ、熱交換性能が向上するとともに通風抵抗が抑えられる。
【００２７】
フィン１０は熱交換性能向上のためのスリット１３とフィン１０の積層間隔（フィンピッチ）を保持するフィンピッチ保持部１４を備える。図５に示すように、スリット１３はフィン１０の一部を長手方向に２列切断し、片側に凸部を形成したものであり、空気の流れを分断することにより熱交換性能の向上を図る。
【００２８】
フィンピッチ保持部１４は、フィン１０の一部を長手方向に２列に切断し、切断された部分を長手方向に、切片１４ａ、１４ｂに二分割している。フィンは、板状平面と、板状平面に対して折り曲げられた切欠１４を有しており、切片１４ａ、１４ｂはフィン１０の板状平面に対して、垂直な立上り部Ａ  １５ａ、１５ｂと、平行な水平部１６ａ、１６ｂと、垂直な立上り部Ｂ  １７ａ、１７ｂを形成するように折り曲げられ、さらに立上り部Ｂ  １７ａ、１７ｂに接続した曲り部１８ａ、１８ｂとを備える。また、水平部１６ａの左側平面と曲り部１８ａ、１８ｂの右側先端との距離ｔは、フィンピッチの大きさに設定されている。
【００２９】
図５のフィン１０（左側フィン１０と呼称）の右側に他のフィン１０（図示せず）を積層する時、右側フィン１０の水平部１６ａ、１６ｂの左側の平面部分に、左側フィン１０の曲り部１８ａ、１８ｂの右側の先端部分が接触することにより、フィンピッチが保持される。
【００３０】
スリット１３とフィンピッチ保持部１４はフィン１０に等間隔に配置されている。図５に示すように、例えば、スリット１３は、４個のフィンピッチ保持部１４を除いて、長さ方向に５列、幅方向に４列配置されている。フィンピッチ保持部１４はフィン１０を４等分したうちの１部分に１個配置され、フィン１０が全体として、フィンピッチを保つようになっている。
【００３１】
図６はフィン１０に細径管３０を挿入し、接合した斜視図である。所定の長さの細径管３０をフィン１０から所定の長さ出したところで、図３で説明したように、凹部１２ａ〜１２ｆをかしめ、細径管３０を固定する。
【００３２】
図３のスリット１３とフィンピッチ保持部１４の配列はいわゆる碁盤目配列であるが、斜めの配列、いわゆる千鳥配列でも良い。千鳥配列にすることにより、スリット１３とスリット１３（またはフィンピッチ保持部１４）との間の平板部を流れた空気が、後列のスリット１３を通過するため、スリットによる伝熱促進をより図ることができる。
【００３３】
細径管３０が接合された複数のフィン１０は、図５で示したフィンピッチ保持部１４の水平部１６ａと、隣りのフィン１０の曲り部１８ａとが重なるように積層される。積層されたフィン１０群の細径管３０群は、図２に示したように、ヘッダ４０、５０の孔５０ａ群に所定長さ挿入された後、ロウ付けにより接続される。
【００３４】
このように、本実施例の熱交換器１は、管径が０．５ｍｍ以下の細径管を３０用い、通風抵抗が低く、細径管３０の材質として腐食に強い銅を用いているので、信頼性が高い。なお、細径管の材質として腐食に強いステンレスでも良い。また、フィン１０と細径管３０の接合は、フィン１０に設けられた、細径管３０の円外周と密着する半円形の内周をもつ凹部に細径管３０を接合するため、接触熱抵抗を低減し、熱交換性能の向上を図ることができる。また、細径管３０がフィン１０の板厚の概略中央上に配置されているため、フィン１０に沿う空気の流れに対して、凸部を小さく抑えることができ、細径管３０後流でのよどみが抑えられ、熱交換性能が向上するとともに通風抵抗が抑えられる。また、フィン１０はフィン１０に設けられたフィンピッチ保持部１４を備えることにより、フィンピッチを適正に保持することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  熱交換器
１０  フィン
１１ａ〜１１ｇ  凹部
１２ａ〜１２ｆ  凹部
１３  スリット
１４  フィンピッチ保持部
２２  フィンカラー部
３０  細径管
４０、５０  ヘッダ
【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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