(57)【要約】【課題】熱交換器のフィン形状を最適化することにより、送風機の入力を低下させるとともに、熱交換器の伝熱性能を良好とした熱交換器を提供する。【解決手段】メイン熱交換器３０は、そのメイン熱交換器３０を構成するフィン１に、その表面の一部を切り起こしたスリット３５が形成されており、スリット３５の幅を伝熱管２を挿入させるためのフィンカラー３４の穴径に対し２／５以上かつ１／２以下としたことを特徴としている。【選択図】図１
2009127882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔で平行に積層され、その間を流体が通過する複数枚の板状フィンと、
このフィンに直交するように挿入された伝熱管とで構成され、
前記フィンには、その表面の一部を切り起こした切り起こし部が形成されており、
前記切り起こし部の前記流体の流通方向と略平行な列方向における幅を、前記伝熱管を挿入させるために形成されているフィンカラーの穴径に対し２／５以上１／２以下とした
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
所定の間隔で平行に積層され、その間を流体が通過する複数枚の板状フィンと、
このフィンに直交するように挿入された伝熱管とで構成され、
前記フィンには、その表面の一部を切り起こし、前記フィンの長手方向に隣接する前記伝熱管の中心を結んだ線に対して対称配置となるような切り起こし部が形成されており、
前記切り起こし部の前記流体の流通方向と略平行な列方向における幅を、対称配置されている前記切り起こし部間の最短距離と同等以上とした
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
前記切り起こし部の傾斜角を１５°〜２０°の範囲としている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項４】
室内機の筐体内における前面側に配設される前面メイン熱交換器及び前面サブ熱交換器と、室内機の筐体内における背面側に配設される背面メイン熱交換器及び背面サブ熱交換器とで構成され、
前記前面メイン熱交換器、前記前面サブ熱交換器、前記背面メイン熱交換器及び前記背面サブ熱交換器のそれぞれは、
所定の間隔で平行に積層され、その間を流体が通過する複数枚の板状フィンと、
このフィンに直交するように挿入された伝熱管とからなっており、
前記前面メイン熱交換器及び前記背面メイン熱交換器をフィンの表面の一部を切り起こした切り起こし部を形成されているスリットフィンで構成し、前記前面サブ熱交換器及び前記背面サブ熱交換器をフラットフィンで構成した
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
前記前面サブ熱交換器及び前記背面サブ熱交換器のフィンピッチを、前記前面メイン熱交換器及び前記背面メイン熱交換器のフィンピッチよりも大きくした
ことを特徴とする請求項４に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記前面サブ熱交換器及び前記背面サブ熱交換器の伝熱管を１列構成とし、前記前面メイン熱交換器及び前記背面メイン熱交換器の伝熱管を複数列構成とし、
前記前面サブ熱交換器及び前記背面サブ熱交換器と、前記前面メイン熱交換器及び前記背面メイン熱交換器とを熱的に遮断させている
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記前面サブ熱交換器及び前記前面メイン熱交換器の前記流体の流通方向に略直交する段方向に並んだ伝熱管の数を同一としている
ことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項８】
前記背面メイン熱交換器のフィンの幅を、前記前面メイン熱交換器のフィンの幅よりも小さくしている
ことを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項９】
室内機の筐体内における前面側に配設される前面メイン熱交換器及び前面サブ熱交換器と、室内機の筐体内における背面側に配設される背面メイン熱交換器及び背面サブ熱交換器とで構成され、
前記前面メイン熱交換器、前記前面サブ熱交換器、前記背面メイン熱交換器及び前記背面サブ熱交換器のそれぞれは、
所定の間隔で平行に積層され、その間を流体が通過する複数枚の板状フィンと、
このフィンに直交するように挿入された伝熱管とからなっており、
前記背面メイン熱交換器における伝熱管を挿入させるためのフィンカラーの穴径を前記前面メイン熱交換器における伝熱管を挿入させるためのフィンカラーの穴径よりも小さくした
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項１０】
前記前面サブ熱交換器及び前記背面サブ熱交換器を前記流体が流れる上流に配置した
ことを特徴とする請求項９に記載の熱交換器。
【請求項１１】
前記請求項１〜１０のいずれかに記載の熱交換器を備えた
ことを特徴とする室内機。
【請求項１２】
前記請求項１１に記載の室内機を備えた
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、冷媒と空気等の流体との間で熱交換を行うフィンチューブ型の熱交換器、室内機及び空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、フィンチューブ型熱交換器及びおのフィンチューブ型熱交換器を搭載した室内機が存在する。一般的に、フィンチューブ型熱交換器は、積層された複数のフィンと、流体の流れ方向に略直交するようにフィンに挿入された複数の伝熱管とで構成されている。このようなフィンチューブ型熱交換器のフィンには、熱交換能力を向上するために、プレス加工等により切り起こし部等と称されるスリットが設けられることが多い。フィンにスリットを設けると、フィン表面に形成される温度境界層がスリットごとに分断、更新されることになり、流体とフィンとの熱交換が促進されることになる。
【０００３】
そのようなものとして、「内部を冷媒が流れる複数のパイプと、上記気流の流れに沿って設けられ、上記複数のパイプが貫通するフィンと、上記フィンの表面に設けられた切り起こしとを備えた熱交換器において、上記切り起こしは、気流の流れ方向に対して交差する方向に並ぶ複数のパイプ間の領域で、かつ少なくとも上記複数のパイプの中心を結ぶ中心線より下流側に設けられるとともに、上記切り起こしの脚部は上記パイプの外周面に沿って上記パイプの近傍に設けられ、上記気流の流れ方向に沿った上記切り起こしの幅ａが、上記フィンのパイプ貫通部におけるフィンカラーの外径Ｄｃの１／４以上かつ１／３以下とする熱交換器」が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、「少なくとも１本の連続した冷媒経路によって互いに連通している３列以上の複数列で構成された熱交換部を備えており、前記冷媒経路の一方の端部である第１端部は、前記熱交換部における中央列又は中央付近の列に配置されており、前記冷媒経路の他方の端部である第２端部は、前記熱交換部における前記熱交換部を通過する空気流れ（Ｆ）に対して最も風上側の列又は最も風下側の列に配置されている熱交換器」が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、「吸込み口と吹出し口とが設けられた筐体と、この筐体に収納された貫流送風機とを備えた空気調和機における、吸込み口から貫流送風機までの風回路の途中、又は貫流送風機から吹出し口までの風回路の途中に配設されたフィン付きの熱交換器であって、単数又は複数の熱交換器から構成され、各熱交換器は、所定の間隔で平行に並べられ、その間を気体が流動する多数のフィンと、前記フィンに略直角に挿入され、内部を流体が流動する多数の伝熱管とを有し、少なくとも一部の熱交換器における前記フィンの風上側縁部及び風下側縁部とのそれぞれが、互いにその延長線の交差部分の角度が同じ鈍角をなす２本の直線部と、これら２本の直線部の間を結ぶ１本の曲線部とからなる略くの字形状に形成されている熱交換器」が提案されている（たとえば、特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３５４９７号公報（第３−４頁、第１図）
【特許文献２】特開２００７−１９２４４２号公報（第５−６頁、第３図）
【特許文献３】特開２００４−１９９９９号公報（第９−１０頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の技術は、熱交換器のフィン上に設けられるスリットの幅をフィンカラー径に対して１／４以上かつ１／３以下とするものであり、スリットの幅が少ないものになっていた。スリットの幅が少ないと、伝熱管の流体の流れ方向下流側に発生する死水域が大きくなってしまい、十分に伝熱促進がされないという問題点があった。また、熱交換器の近傍に配置されるファン等の送風機付近では、発生した死水域が流入することになり、異常音（騒音）が発生し易いという問題点もあった。
【０００８】
特許文献２に記載の技術は、前面側に設置された補助熱交換器の段数を前面側に設置されたメイン熱交換器の段数よりも少なく、つまり補助熱交換器とメイン熱交換器との段数及び段方向の長さが異なるものであった。このようなものでは、温度効率を均一に維持できないという問題点があった。また、前面側に設置された熱交換器のフィンの幅が背面側に設置された熱交換器のフィンの幅と同一程度であり、これらの熱交換器の間でも温度効率が均一に維持できないという問題点もあった。
【０００９】
特許文献３に記載の技術は、前面側に設置された熱交換器でのフィンカラー径の大きさを変化させるようにしたものである。このようなものでは、前面側に設置された熱交換器での温度効率を均一に維持することができるものの、前面側に設置された熱交換器のいずれかのフィンカラー径と背面側に設置された熱交換器のフィンカラー径とが同一程度であるとすると、これらの熱交換器の間において温度効率が均一に維持できないという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、フィンチューブ型熱交換器のフィン形状を最適化することにより、伝熱性能を良好とした熱交換器を提供することを第１の目的としている。また、この熱交換器が搭載される室内機やこの室内機が搭載される空気調和機における送風機の入力を低下させることを第２の目的としている。さらに、室内機や空気調和機におけるフィンチューブ型熱交換器の配置の最適化及び組み立て性の向上を図ることを第３の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る熱交換器は、所定の間隔で平行に積層され、その間を流体が通過する複数枚の板状フィンと、このフィンに直交するように挿入された伝熱管とで構成され、前記フィンには、その表面の一部を切り起こした切り起こし部が形成されており、前記切り起こし部の前記流体の流通方向と略平行な列方向における幅を、前記伝熱管を挿入させるために形成されているフィンカラーの穴径に対し２／５以上１／２以下としたことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る熱交換器は、所定の間隔で平行に積層され、その間を流体が通過する複数枚の板状フィンと、このフィンに直交するように挿入された伝熱管とで構成され、前記フィンには、その表面の一部を切り起こし、前記フィンの長手方向に隣接する前記伝熱管の中心を結んだ線に対して対称配置となるような切り起こし部が形成されており、前記切り起こし部の前記流体の流通方向と略平行な列方向における幅を、対称配置されている前記切り起こし部間の最短距離と同等以上としたことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る熱交換器は、室内機の筐体内における前面側に配設される前面メイン熱交換器及び前面サブ熱交換器と、室内機の筐体内における背面側に配設される背面メイン熱交換器及び背面サブ熱交換器とで構成され、前記前面メイン熱交換器、前記前面サブ熱交換器、前記背面メイン熱交換器及び前記背面サブ熱交換器のそれぞれは、所定の間隔で平行に積層され、その間を流体が通過する複数枚の板状フィンと、このフィンに直交するように挿入された伝熱管とからなっており、前記前面メイン熱交換器及び前記背面メイン熱交換器をフィンの表面の一部を切り起こした切り起こし部を形成されているスリットフィンで構成し、前記前面サブ熱交換器及び前記背面サブ熱交換器をフラットフィンで構成したことを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る熱交換器は、室内機の筐体内における前面側に配設される前面メイン熱交換器及び前面サブ熱交換器と、室内機の筐体内における背面側に配設される背面メイン熱交換器及び背面サブ熱交換器とで構成され、前記前面メイン熱交換器、前記前面サブ熱交換器、前記背面メイン熱交換器及び前記背面サブ熱交換器のそれぞれは、所定の間隔で平行に積層され、その間を流体が通過する複数枚の板状フィンと、このフィンに直交するように挿入された伝熱管とからなっており、前記背面メイン熱交換器における伝熱管を挿入させるためのフィンカラーの穴径を前記前面メイン熱交換器における伝熱管を挿入させるためのフィンカラーの穴径よりも小さくしたことを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る室内機は、上記の熱交換器を備えたことを特徴とする。また、本発明に係る空気調和機は、上記の室内機を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る熱交換器によれば、切り起こし部（スリット）の流体の流通方向と略平行な列方向における幅を、伝熱管を挿入させるためのフィンカラーの穴径に対し２／５以上１／２以下としたので、伝熱性能を高く、通風抵抗を小さくすることが可能になる。本発明に係る熱交換器によれば、切り起こし部（スリット）の流体の流通方向と略平行な列方向における幅を、対称配置されているスリット間の最短距離と同等以上としたので、伝熱性能を高く、通風抵抗を小さくすることが可能になる。
【００１７】
本発明に係る熱交換器によれば、前記前面メイン熱交換器及び前記背面メイン熱交換器をフィンの表面の一部を切り起こした切り起こし部を形成されているスリットフィンで構成し、前記前面サブ熱交換器及び前記背面サブ熱交換器をフラットフィンで構成したので、熱交換性能の高いものとすることができる。本発明に係る熱交換器によれば、背面メイン熱交換器における伝熱管を挿入させるためのフィンカラーの穴径を前面メイン熱交換器における伝熱管を挿入させるためのフィンカラーの穴径よりも小さくしたので、熱交換性能を向上できる。
【００１８】
本発明に係る室内機によれば、上記の熱交換器を備えているので、上記の熱交換器の有する効果を全部有するとともに、熱交換器と併せて搭載されている送風機の入力を低減することができる。また、本発明に係る空気調和機によれば、上記の室内機を備えているので、上記の室内機の有する効果を全部有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る室内機５０を側面から見た縦断面構成を示す概略断面図である。図１に基づいて、室内機５０の構成について説明する。この室内機５０は、空気調和機の構成要素として室内等に設置され、冷媒を循環させる冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を利用することで室内に冷房用空気又は暖房用空気を供給するものである。この室内機５０は、紙面右側の部分で室内等の壁面に取り付けられるようになっている。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。
【００２０】
室内機５０は、空気を内部に吸い込むための吸込口２１及び冷房用空気又は暖房用空気を室内等に供給するための吹出口２２が形成されている筐体２０と、この筐体２０内に収納され、吸込口２１から空気を吸い込み、吹出口２２から空気を吹き出す送風機５と、筐体２０内の吸込口２１から送風機５までの風路途中、又は送風機５から吹出口２２までの風路途中に配設されたメイン熱交換器３０及びサブ熱交換器４０とで構成されている。吸込口２１は、筐体２０上部を構成している上部グリル９に形成されており、吹出口２２は、筐体２０下部を構成しているケーシング１１に形成されている。なお、ここでは、送風機５が貫流送風機である場合を例に示している。
【００２１】
メイン熱交換器３０は、筐体２０の前面側に配設された前面メイン熱交換器３１と、筐体２０の背面側に配設された背面メイン熱交換器３２とで構成されている。また、前面メイン熱交換器３１は、重力方向に対して２つに分割された上部メイン熱交換器３１ａ及び下部メイン熱交換器３１ｂで構成されている。サブ熱交換器４０は、筐体２０の前面側に配設された前面サブ熱交換器４１と、筐体２０の背面側に配設された背面サブ熱交換器４２とで構成されている。また、前面サブ熱交換器４１は、重力方向に対して２つに分割された上部サブ熱交換器４１ａ及び下部サブ熱交換器４１ｂで構成されている。
【００２２】
そして、上部メイン熱交換器３１ａ及び上部サブ熱交換器４１ａと、下部メイン熱交換器３１ｂ及び下部サブ熱交換器４１ｂとが略くの字状となって送風機５の上部側（吸込口２１側）から前面側までを取り囲むように配置され、背面メイン熱交換器３２及び背面サブ熱交換器４２が送風機５の上部側から背面側上方までを取り囲むように配置されている。なお、図中に示す矢印Ａは熱交換器の列方向を、矢印Ｂは熱交換器の段方向をそれぞれ示している。
【００２３】
図２は、メイン熱交換器３０の内部構成を説明するための説明図である。図２に基づいて、メイン熱交換器３０を構成する前面メイン熱交換器３１及び背面メイン熱交換器３２の内部構成を詳細に説明する。また、図２（ａ）がメイン熱交換器３０の正面図を、図２（ｂ）が図２（ａ）のＸ−Ｘ断面図をそれぞれ示している。図１及び図２に示すように、メイン熱交換器３０は、複数枚の板状のフィン１と、このフィン１に直交するように挿入された伝熱管２とで構成されているフィンチューブ型熱交換器であることを特徴としている。
【００２４】
フィン１は、所定の厚み（Ｆｔ）を有してしており、所定の間隔（Ｆｐ：フィンピッチ）で平行に積層されている。たとえば、フィン１のＦｔを０．００００９５ｍとし、Ｆｐを０．００１２ｍとして積層するとよい。このフィン１は、伝熱管２と密着しており、伝熱面積を増加する役目を果たすようになっている。伝熱管２は、フィン１に形成されているフィンカラー３４に挿入され、フィン１に対して直交し、フィン１に保持されるようになっている。この伝熱管２は、空気の流れ方向に複数列（ここでは、２列）となるように設けられている。また、１つの列で隣り合う伝熱管２の方向を段方向と称し、伝熱管２は、複数段となるように設けられている。
【００２５】
ここで、室内機５０内における空気の流れについて簡単に説明する。まず、空気は、上部グリル９の吸込口２１から室内機５０内に流れ込む。この空気は、送風機５を取り囲むように配置されているメイン熱交換器３０及びサブ熱交換器４０を通過する。具体的には、空気は、その流れ上流側からサブ熱交換器４０を１列目、メイン熱交換器３０の一方の列を２列目（前面メイン熱交換器３１では前面側の列が２列目、背面メイン熱交換器３２では背面側の列が２列目）、他方の列（前面メイン熱交換器３１では背面側の列が３列目、背面メイン熱交換器３２では前面側の列が３列目）とし、それらを順に通過する。そして、送風機５を経てケーシング１１の吹出口２２から室内機５０の外部へ吹き出されるようになっている。
【００２６】
一方、メイン熱交換器３０及びサブ熱交換器４０を構成している伝熱管２には、冷媒が導通しており、メイン熱交換器３０及びサブ熱交換器４０に流入した空気は、伝熱管２内を導通している冷媒と熱交換するようになっている。すなわち、室内機５０内に流入した空気は、メイン熱交換器３０及びサブ熱交換器４０を流れる際に、伝熱管２内を導通している冷媒と熱交換し、暖房運転又は冷房運転に応じて、暖められたり、冷却されたりするようになっている。
【００２７】
たとえば、前面メイン熱交換器３１における伝熱管２の列間隔（Ｌｐ：列方向ピッチ）を０．０１２７ｍとし、前面メイン熱交換器３１における伝熱管２の段方向に隣接する伝熱管２の中心の距離（Ｄｐ：段ピッチ）を０．０２０４ｍとするとよい。また、背面メイン熱交換器３２における伝熱管２のＬｐを０．０１１７ｍとし、背面メイン熱交換器３２における伝熱管２の段方向に隣接する伝熱管２のＤｐを０．０１９ｍとするとよい。なお、Ｌｐは、２列目を構成する伝熱管２の中心を結んだ線と、３列目を構成する伝熱管２の中心を結んだ線とに直交する線の距離を表しているものとする。
【００２８】
図３は、メイン熱交換器３０を構成するフィン１に設けられるスリット３５（切り起こし部）を説明するための説明図である。図４は、図３で示すＡ〜Ｈの実験計画法（Ｌ１８）に用いられる際の２又は３水準の変化値（パラメータ）を示した表である。図３及び図４に基づいて、メイン熱交換器３０（前面メイン熱交換器３１及び背面メイン熱交換器３２）を構成するフィン１に設けられるスリット３５の形状パラメータについて説明する。図３（ａ）がフィン１の段方向（長手方向）の縦断面図を、図３（ｂ）がフィン１の平面図をそれぞれ示している。この実施の形態１では、２本のスリット３５がフィン１に設けられる場合についての検討を実施している。また、図３（ｂ）には、フィン１のベース部３６の幅Ｗを図示してある。
【００２９】
図１及び図３に示すように、フィン１には、その表面の一部を切り起こしたスリット３５と呼ばれる切り起こし部が複数形成されている。このスリット３５は、段方向に並ぶ伝熱管２の中心を結んだ線に対して対称となるように形成されている。つまり、２列構成のメイン熱交換器３０では、スリット３５が４列となるように形成されているのである。また、スリット３５の平面形状は、略台形状となっている。なお、フィン１のベース部３６の幅Ｗとは、段方向に並ぶ伝熱管２の中心を結んだ線に対して対称配置されているスリット３５間の最短距離のことである。
【００３０】
ここで、スリット３５の形状パラメータの制御因子として、Ａがフィンピッチ／フィンカラー３４の穴径を、Ｂがスリット３５の切り起し角（傾斜角）を、Ｃがスリット３５の迎え角を、Ｄがスリット３５の脚部とフィンカラー３４との最短距離／フィンカラー３４の穴径を、Ｅがフィン１の端面からスリット３５の前縁までの距離を、Ｆがスリット３５の高さ／フィンピッチ（Ｆｐ）［％］を、Ｇがスリット３５の幅（スリット３５の短手方向（列方向）の長さ）／フィンカラー３４の穴径を、Ｈがフィン厚み（Ｆｔ）／フィンカラー３４の穴径をそれぞれ表している。
【００３１】
図５は、実験計画法（Ｌ１８）によってＡ〜Ｈのパラメータの管外熱伝達率αｏへの感度を解析した結果を示すグラフである。この管外熱伝達率αｏは、個別の値を全体の平均値で割った値を示している。図５に基づいて、図３及び図４で示したＡ〜Ｈのパラメータの管外熱伝達率αｏへの感度について説明する。図５において、縦軸が管外熱伝達率αｏ［％］を、横軸がＡ〜Ｈの実験計画法（Ｌ１８）に用いられる際の２又は３水準の変化値をそれぞれ示している。
【００３２】
図５から以下のことがわかった。Ａの値（２水準：Ａ１及びＡ２）は、フィンピッチ（Ｆｐ）を小さくするほどαｏが大きくなる。Ｂの値（３水準：Ｂ１〜Ｂ３）は、スリット３５の切起し角を小さくするほどαｏが大きくなる。Ｃの値（３水準：Ｃ１〜Ｃ３）は、スリット３５の迎え角が中間値４５°でαｏが最大となる。Ｄの値（３水準：Ｄ１〜Ｄ３）は、スリット３５の脚部とフィンカラー３４との最短距離／フィンカラー３４の穴径が小さくなるほどαｏが大きくなる。
【００３３】
Ｅの値（３水準：Ｅ１〜Ｅ３）は、フィン１の端面からスリット３５の前縁までの距離が中間値０．１４でαｏが最大となる。Ｆの値（３水準：Ｆ１〜Ｆ３）は、スリット３５の高さ／フィンピッチ（Ｆｐ）が中間値５０％でαｏが最大となる。Ｇの値（３水準：Ｇ１〜Ｇ３）は、スリット３５の幅／フィンカラー３４の穴径が大きくなるほどαｏも大きくなる。Ｈの値（３水準：Ｈ１〜Ｈ３）は、フィン１の厚み（Ｆｔ）／フィンカラー３４の穴径が大きくなるほどαｏも大きくなる。
【００３４】
図６は、実験計画法（Ｌ１８）によってＡ〜Ｈのパラメータの通風抵抗ΔＰへの感度を解析した結果を示すグラフである。この通風抵抗ΔＰは、個別の値を全体の平均値で割った値を示している。図６に基づいて、図３及び図４で示したＡ〜Ｈのパラメータの通風抵抗ΔＰへの感度について説明する。図６において、縦軸が通風抵抗ΔＰ［％］を、横軸がＡ〜Ｈの実験計画法（Ｌ１８）に用いられる際の２又は３水準の変化値をそれぞれ示している。
【００３５】
図６から以下のことがわかった。Ａの値（２水準：Ａ１及びＡ２）は、フィンピッチ（Ｆｐ）を大きくするほどΔＰが小さくなる。Ｂの値（３水準：Ｂ１〜Ｂ３）は、スリット３５の切起し角を小さくするほどΔＰも小さくなる。Ｃの値（３水準：Ｃ１〜Ｃ３）は、スリット３５の迎え角が小さくなるほどΔＰも小さくなる。Ｄの値（３水準：Ｄ１〜Ｄ３）は、スリット３５の脚部とフィンカラー３４との最短距離／フィンカラー３４の穴径が大きくなるほどΔＰも大きくなる。
【００３６】
Ｅの値（３水準：Ｅ１〜Ｅ３）は、フィン１の端面からスリット３５の前縁までの距離が小さくなるほどΔＰも小さくなる。Ｆの値（３水準：Ｆ１〜Ｆ３）は、スリット３５の高さ／フィンピッチ（Ｆｐ）が中間値５０％でΔＰが最大となる。Ｇの値（３水準：Ｇ１〜Ｇ３）は、スリット３５の幅／フィンカラー３４の穴径が小さくなるほどΔＰも小さくなる。Ｈの値（３水準：Ｈ１〜Ｈ３）は、フィン１の厚み（Ｆｔ）／フィンカラー３４の穴径が小さくなるほどΔＰも小さくなる。
【００３７】
図５及び図６から、メイン熱交換器３０がシステム性能へ及ぼす影響として、管外熱伝達率αｏが増加すると、メイン熱交換器３０の伝熱管２を導通する作動冷媒と空気温度との差が小さくなり、図示省略の圧縮機の仕事が小さくなり、電気入力Ｗｃが低減することがわかった。一方で、通風抵抗ΔＰが減少すると、送風機５の仕事が小さくなり、送風機５の電気入力Ｗｆが低減することがわかった。たとえば、ルームエアコンにおいて、管外熱伝達率αｏが５％増加すると圧縮機入力Ｗｃは５％低減するが、通風抵抗ΔＰが５％低減しても、送風機入力は１．５％しか低減しない。このことから、メイン熱交換器３０のシステム性能へ及ぼす指標として、αｏ／ΔＰ0.25を採用し、この値が大きくなるほどシステム性能が高いと判断することができる。
【００３８】
図７は、実験計画法（Ｌ１８）によってＡ〜Ｈのパラメータのαｏ／ΔＰ0.25への感度を解析した結果を示すグラフである。このαｏ／ΔＰ0.25は、個別の値を全体の平均値で割った値を示している。図７に基づいて、図３及び図４で示したＡ〜Ｈのパラメータのαｏ／ΔＰ0.25への感度について説明する。図７において、縦軸がαｏ／ΔＰ0.25［％］を、横軸がＡ〜Ｈの実験計画法（Ｌ１８）に用いられる際の２又は３水準の変化値をそれぞれ示している。
【００３９】
図７から以下のことがわかった。Ａの値（２水準：Ａ１及びＡ２）は、フィンピッチ（Ｆｐ）を小さくするほどαｏ／ΔＰ0.25が大きくなる。Ｂの値（３水準：Ｂ１〜Ｂ３）は、スリット３５の切起し角を小さくするほどαｏ／ΔＰ0.25が大きくなる。Ｃの値（３水準：Ｃ１〜Ｃ３）は、スリット３５の迎え角が中間値４５°でαｏ／ΔＰ0.25が最大となる。Ｄの値（３水準：Ｄ１〜Ｄ３）は、スリット３５の脚部とフィンカラー３４との最短距離／フィンカラー３４の穴径が小さくなるほどαｏ／ΔＰ0.25が大きくなる。
【００４０】
Ｅの値（３水準：Ｅ１〜Ｅ３）は、フィン１の端面からスリット３５の前縁までの距離が中間値０．１４でαｏ／ΔＰ0.25が最大となる。Ｆの値（３水準：Ｆ１〜Ｆ３）は、スリット３５の高さ／フィンピッチ（Ｆｐ）が中間値５０％でαｏ／ΔＰ0.25が最大となる。Ｇの値（３水準：Ｇ１〜Ｇ３）は、スリット３５の幅／フィンカラー３４の穴径が大きくなるほどαｏ／ΔＰ0.25も大きくなる。Ｈの値（３水準：Ｈ１〜Ｈ３）は、フィン１の厚み（Ｆｔ）／フィンカラー３４の穴径が大きくなるほどαｏ／ΔＰ0.25も大きくなる。
【００４１】
図８は、Ｂ（スリット３５の傾斜角度）の最適値の検索結果を示すグラフである。この図８は、図７においてαｏ／ΔＰ0.25の最適値を得ることができなかったパラメータであるＢの値を、更に小さい側に振り、最適値を検索したものである。図８において、縦軸がαｏ／ΔＰ0.25［％］を、横軸がＢをそれぞれ示している。図８の検索結果から、スリット傾斜角Ｂを１５°〜２０°の範囲とした場合、αｏ／ΔＰ0.25が０．２％以内の差異で、最大となることがわかった。
【００４２】
図９は、Ｄ（スリット３５の脚部とフィンカラー３４との最短距離／フィンカラー３４の穴径）の最適値の検索結果を示すグラフである。この図９は、図７においてαｏ／ΔＰ0.25の最適値を得ることができなかったパラメータであるＤの値を、更に小さい側に振り、最適値を検索したものである。図９において、縦軸がαｏ／ΔＰ0.25［％］を、横軸がＤをそれぞれ示している。図９の検索結果から、Ｄを１／３０＜Ｄ＜１／２０の範囲とした場合、αｏ／ΔＰ0.25が０．２％以内の差異で、最大となることがわかった。
【００４３】
図１０は、Ｇ（スリット３５の幅／フィンカラー３４の穴径）の最適値の検索結果を示すグラフである。この図１０は、図７においてαｏ／ΔＰ0.25の最適値を得ることができなかったパラメータであるＤの値を、更に大きい側に振り、最適値を検索したものである。図１０において、縦軸がαｏ／ΔＰ0.25［％］を、横軸がＧをそれぞれ示している。図１０の検索結果から、Ｇを２／５≦Ｇ≦１／２の範囲とした場合、αｏ／ΔＰ0.25が０．２％以内の差異で、最大となることがわかった。あるいは、実施の形態１のように２本のスリットが切り起されるようなフィン１では、ベース部３６の幅Ｗよりもスリット３５の幅が同等以上のときにαｏ／ΔＰ0.25が最大となる。
【００４４】
ここで、実施の形態１に係るフィン１の効果について説明する。図１１は、従来のフィンに代表されるようなフィン１’の形状を説明するための説明図である。図１２は、実施の形態１に係るフィン１の形状を説明するための説明図である。図１１及び図１２に基づいて、実施の形態１に係るフィン１の効果をフィン１’と対比しながら説明する。図１１（ａ）がフィン１’の段方向（長手方向）のＡ−Ａ断面図を、図１１（ｂ）がフィン１’の平面図をそれぞれ示している。同様に、図１２（ａ）がフィン１の段方向のＡ−Ａ断面図を、図１２（ｂ）がフィン１の平面図をそれぞれ示している。なお、図１１及び図１２には、空気の流れ方向を併せて図示している（図中に示す矢印）。
【００４５】
図１１に示すように、フィン１’のスリット３５’は、Ｂのスリット３５’の切起し角が大きく、Ｄのスリット３５’の脚部とフィンカラー３４’との最短距離／フィンカラー３４’の穴径が大きく、Ｅのフィン１’の端面からスリット３５’の前縁までの距離が大きく、Ｇのスリット３５’の幅／フィンカラー３４’の穴径が小さいものである。また、図１１には、フィン１’を設けたフィンチューブ型熱交換器におけるフィンカラー３４’の空気の流れ方向下流側に発生する死水域Ｓ’を併せて図示している。
【００４６】
図１１に示すように、フィン１’の死水域Ｓ’は、フィンカラー３４’の後縁及びスリット３５’の脚部の後縁から出現している。この死水域は、フィンカラー３４’の空気の流れ方向下流側に発生し、伝熱を阻害するとともに、通風抵抗を増大させるものである。また、死水域Ｓ’が発生することによって、送風機５の近辺では、死水域Ｓ’が送風機５に流入することで、送風機５から異常音（騒音）が発生し易くなることにもなる。したがって、死水域が小さいほど、伝熱が促進されて伝熱効率の良いものとなるとともに、送風機５から発生する異常音も低減することができる。
【００４７】
図１２に示すように、フィン１のスリット３５は、Ｂのスリット３５の切起し角が小さく、Ｄのスリット３５の脚部とフィンカラー３４との最短距離／フィンカラー３４の穴径が小さく、Ｅのフィン１の端面からスリット３５の前縁までの距離が０．１４であり、Ｇのスリット３５の幅／フィンカラー３４の穴径が大きいものである。また、図１２には、フィン１を設けたフィンチューブ型熱交換器におけるフィンカラー３４の空気の流れ方向下流側に発生する死水域Ｓを併せて図示している。
【００４８】
図１２に示すように、フィン１の死水域Ｓは、図１１に示したフィン１’の死水域Ｓ’と比べて大幅に小さくなっており、スリット３５の脚部の後縁からは死水域Ｓが出現していない。これは、スリット３５の幅を大きくすることでフィンカラー３４の後縁の死水域を抑え込む効果が出ていること、またスリット３５の切起し角度Ｂを小さくすることでスリット３５の脚部の剥離を抑えることができていることによるものである。したがって、このフィン１をメイン熱交換器３０（前面メイン熱交換器３１及び背面メイン熱交換器３２）に用いることによって、伝熱性能が高く、通風抵抗が小さく、送風機５から異常音が発生しにくい室内機５０を得ることができる。
【００４９】
以上のように、実施の形態１に係るメイン熱交換器３０を構成するフィン１は、Ｇ（スリット３５の幅／フィンカラー３４の穴径）を２／５≦Ｇ≦１／２の範囲とすれば、αｏ／ΔＰ0.25が０．２％以内の差異で最大となり、あるいは、ベース部３６の幅Ｗよりもスリットの幅が同等以上であればαｏ／ΔＰ0.25が最大となるので、伝熱性能を高く、通風抵抗を小さくすることが可能になる。したがって、室内機５０は、メイン熱交換器３０を搭載しているので、送風機５からの異常音の発生を抑制することができる。また、室内機５０は、αｏ／ΔＰ0.25を最大としているので、送風機入力を小さいものとすることができる。
【００５０】
加えて、メイン熱交換器３０を構成するフィン１のスリット３５の傾斜角Ｂを１５°〜２０°の範囲とすれば、αｏ／ΔＰ0.25が０．２％以内の差異で最大となるので、伝熱性能を更に高く、通風抵抗を更に小さくすることが可能になる。したがって、室内機５０は、メイン熱交換器３０を搭載しているので、送風機５からの異常音の発生を抑制することができ、αｏ／ΔＰ0.25を最大としているので、送風機入力を更に小さいものとすることができる。
【００５１】
実施の形態２．
図１３は、本発明の実施の形態２に係る室内機６０を側面から見た縦断面構成を示す概略断面図である。図１４は、ヘアピン１３の形状を説明するための説明図である。図１３及び図１４に基づいて、室内機６０の構成について説明する。この室内機６０は、室内機５０と同様に、空気調和機の構成要素として室内等に設置され、冷媒を循環させる冷凍サイクルを利用することで室内に冷房用空気又は暖房用空気を供給するものである。この室内機６０は、紙面右側の部分で室内等の壁面に取り付けられるようになっている。なお、この実施の形態２では上述した実施の形態１との相違点を中心に説明するものとし、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。
【００５２】
また、図１３には、室内機６０に搭載される熱交換器（メイン熱交換器３０及びサブ熱交換器４０）を導通する作動冷媒の流路を併せて示してあり、実線がＵ−ベンド１２及び冷媒配管における冷媒流路を、破線がヘアピン１３と呼ばれるＵ字伝熱管における冷媒流路をそれぞれ示している。このヘアピン１３は、図１４に示すように、伝熱管２をＵ字に折り曲げて成形されたＵ字部分を指し、この状態で積層されたフィン１のフィンカラー３４に挿入された後、たとえば伝熱管２を拡管することで伝熱管２とフィン１とを密着させる工程を経て、図１３に示される熱交換器が形成されるようになっている。そして、Ｕ−ベンド１２と呼ばれる銅管を各Ｕ字伝熱管の反対側の開口部にロウ付けすることで作動冷媒が流通するパスが形成されることになる。
【００５３】
暖房運転時、室内機６０の熱交換器が凝縮器として用いられる場合における冷媒の状態について説明する。まず、冷媒は、過熱ガス単相状態で２パス構成（２列構成）の背面メイン熱交換器３２の入り口から流入し（矢印（１））、この背面メイン熱交換器３２を２相飽和状態で導通する。その後、冷媒は、一度分配器（図示省略）にて合流をし、室内機６０内に設置されている再熱用除湿弁１４を通った後、分配器（図示省略）にて２分岐し、前面メイン熱交換器３１（重力方向に対して２つに分割された上部メイン熱交換器３１ａ及び下部メイン熱交換器３１ｂ）に流入する。
【００５４】
冷媒は、前面メイン熱交換器３１を２相飽和状態で導通し、分配器（図示省略）にて合流し、１パス構成（１列構成）の前面サブ熱交換器４１に流入する。この冷媒は、前面サブ熱交換器４１を過冷液単相状態で導通する。そして、冷媒は、前面サブ熱交換器４１から流出、背面サブ熱交換器４２に流入する。背面サブ熱交換器４２に流入した冷媒は、背面サブ熱交換器４２を過冷液単相状態で導通し、冷媒出口から流出する（矢印（２））。背面サブ熱交換器４２から流出、つまり室内機６０から流出した冷媒は、冷凍サイクルを構成する他の冷凍機器（たとえば、絞り装置）に向かう。
【００５５】
すなわち、暖房運転時、室内機６０の熱交換器が凝縮器として用いられる場合、空気は、その流れ上流側からサブ熱交換器４０を１列目、メイン熱交換器３０の一方の列を２列目（前面メイン熱交換器３１では前面側の列が２列目、背面メイン熱交換器３２では背面側の列が２列目）、他方の列（前面メイン熱交換器３１では背面側の列が３列目、背面メイン熱交換器３２では前面側の列が３列目）とし、それらを順に通過するため、熱的な損失が低減できるとともに、送風機入力が小さく、熱交換性能の高いものとすることができる。
【００５６】
ここで、実施の形態２の特徴事項について説明する。この実施の形態２においては、ヘアピン１３の段方向のピッチ（Ｄｐ）を、前面メイン熱交換器３１、前面サブ熱交換器４１及び背面サブ熱交換器４２で一定とし、背面メイン熱交換器３２ではそれよりも小さくしている。また、背面メイン熱交換器３２のフィンカラー３４の穴径、すなわち伝熱管２の径を、背面メイン熱交換器３２の伝熱管２の径よりも小さくしている。さらに、背面メイン熱交換器３２のフィン１の幅を、前面メイン熱交換器３１のフィン１の幅よりも小さくしている。
【００５７】
このように、背面メイン熱交換器３２のヘアピン１３のＤｐを、前面メイン熱交換器３１、前面サブ熱交換器４１及び背面サブ熱交換器４２のヘアピン１３のＤｐよりも小さくし、背面メイン熱交換器３２の伝熱管２の径及びフィン１の幅を、前面メイン熱交換器３１の伝熱管２の径及びフィン１の幅よりも小さくすることにより、背面メイン熱交換器３２の通風抵抗を小さくすることができ、前面メイン熱交換器３１と比べて風量が少ない背面メイン熱交換器３２の風量を増加できる。したがって、全体的に熱交換器能力を高めることが可能になる。また、背面メイン熱交換器３２は、凝縮、蒸発ともに、伝熱管２内の蒸気乾き度が大きく、管内熱伝達率が大きいが、前面メイン熱交換器３１よりも小さい配管径を用いることで、更に伝熱管２内の流速を上げ、管内熱伝達率を向上できる。
【００５８】
以上のように、ヘアピン１３の段方向のピッチ（Ｄｐ）を、前面メイン熱交換器３１、前面サブ熱交換器４１及び背面サブ熱交換器４２で一定とし、背面メイン熱交換器３２ではそれよりも小さくし、背面メイン熱交換器３２のフィンカラー３４の穴径、すなわち伝熱管２の径及びフィン１の幅を前面メイン熱交換器３１の伝熱管２の径及びフィン１の幅よりも小さくすることで、背面メイン熱交換器３２の風量を増加させ、管内熱伝達率を向上させ、室内機６０内に搭載される熱交換器全体の温度効率の均一化と熱交換器能力の向上を図ることができる。
【００５９】
図１５は、暖房運転時における空気の流れと作動冷媒側の温度分布との関係を示す説明図である。図１５に基づいて、室内機６０に搭載される熱交換器の暖房運転時における空気の流れと作動冷媒側の温度分布との関係について説明する。図１５において、縦軸が温度を、横軸が空気の流れ方向をそれぞれ示している。なお、図１５には、図１３で説明した室内機６０内における作動冷媒の流れ（図で示す矢印（イ））についても、空気の流れ（図で示す矢印（ア））と併せて図示してある。
【００６０】
室内機６０に搭載される熱交換器は、空気の流れ方向（矢印（ア））と作動冷媒の流れ方向（矢印（イ））とが概ね対向して流れている。そのため、熱交換器では、空気温度と冷媒温度とは概ね一定に保たれ、良好な熱交換がなされるようになっている。また、熱交換器は、１列目を構成するサブ熱交換器４０（前面サブ熱交換器４１及び背面サブ熱交換器４２）と、２列目及び３列目を構成するメイン熱交換器３０（前面メイン熱交換器３１及び背面メイン熱交換器３２）を構成するフィン１に切り込みを入れ、それぞれが熱的に完全に遮断された、つまりサブ熱交換器４０とメイン熱交換器３０とが熱的に干渉しあわない独立の状態としている。
【００６１】
この図１５に示すように、１列目のサブ熱交換器４０の伝熱管２における作動冷媒は、過冷却域にあり、このサブ熱交換器４０に流入した空気に熱を与えるようになっている。そして、２列目及び３列目のメイン熱交換器３０の伝熱管２における作動冷媒は、飽和域にあり、このメイン熱交換器３０に流入した空気に更に熱を与えるようになっている。ここで、１列目、２列目及び３列目を構成する熱交換器では、他の熱交換器を構成しているフィン１からの熱侵入を抑えることができ、作動冷媒に貯えられた熱を十分に空気側に伝えることが可能となる。
【００６２】
図１６は、室内機６０に搭載されるサブ熱交換器４０における暖房運転時の過冷却域及び２相域の空気側及び冷媒側の熱抵抗比率を示すものである。図１６に基づいて、室内機６０に搭載されるサブ熱交換器４０における暖房運転時の過冷却域及び２相域の空気側及び冷媒側の熱抵抗比率について説明する。図１６において、縦軸が熱抵抗比［％］を、横軸が２相域及び単層域（過冷却域）をそれぞれ示している。また、（ウ）が管内側の熱抵抗を、（エ）が管外側の熱抵抗をそれぞれ示している。
【００６３】
サブ熱交換器４０の全体の熱抵抗比１／Ｋは、伝熱管２の管外側の熱抵抗１／αｏと伝熱管２の管内側の熱抵抗Ａｏ／Ａｉ／αｉとの和で算出することができる。ここで、Ｋは熱通過率、Ａｏは管外伝熱面積、Ａｉは管内伝熱面積、αｉは管内熱伝達率である。図１６から、サブ熱交換器４０を構成する伝熱管２内の単相域の全熱抵抗に占める管内熱抵抗の割合は、２相域の全熱抵抗に占める管内熱抵抗の割合と比べて非常に大きいことが分かった。
【００６４】
図１７は、熱交換器の構成の違いによって変化するＡｏＫ／ΔＰ0.22を比較した結果を説明するための説明図である。図１７に基づいて、熱交換器の構成の違いによって変化するＡｏＫ／ΔＰ0.22について説明する。図１７において、縦軸がＡｏＫ／ΔＰ0.22［％］を、横軸が構成の異なる熱交換器（３ケース）をそれぞれ示している。ここで、ＡｏＫは、熱通過率Ｋと管外伝熱面積Ａｏの積であり、熱交換器の能力を示すものである。実施の形態１（αｏとΔＰのシステム入力への相関）で説明したように、ＡｏＫが増加するとシステム上、圧縮機入力が減少する。ΔＰが減少すると、送風機入力が減少する。この相関を実施の形態１で行ったように実施するとＡｏＫ／ΔＰ0.22が熱交換器性能の指標となる。すなわち、ＡｏＫ／ΔＰ0.22が大きい熱交換器の方の電気入力が小さくなるのである。
【００６５】
具体的には、第１のケースがサブ熱交換器４０及びメイン熱交換器３０をスリット３５が形成されたフィン１で構成し、サブ熱交換器４０及びメイン熱交換器３０のフィンピッチ（Ｆｐ）を同一としたもの（イ）、第２のケースがサブ熱交換器４０をスリットが形成されていないフラットフィン、メイン熱交換器３０をスリット３５が形成されたフィン１で構成し、サブ熱交換器４０及びメイン熱交換器３０のフィンピッチ（Ｆｐ）を同一としたもの（ロ）、そして、第３のケースがサブ熱交換器４０をスリットが形成されていないフラットフィン、メイン熱交換器３０をスリット３５が形成されたフィン１、サブ熱交換器４０のＦｐの方がメイン熱交換器３０のフィンピッチ（Ｆｐ）よりも大きくしたもの（ハ）のＡｏＫ／ΔＰ0.22を求め、比較したものである。
【００６６】
図１７から、ＡｏＫ／ΔＰ0.22は、第１のケース（イ）＜第２のケース（ロ）＜第３のケース（ハ）の順で大きくなることがわかった。スリット３５を設けたフィン１はフラットフィンと比べて、管外熱伝達率αｏは向上するが、通風抵抗ΔＰもそれ以上に増加する。したがって、図１６で示したように、サブ熱交換器４０の伝熱管２内の熱抵抗比が大きく、管外側の熱伝達率のＡｏＫに対する寄与が２相域よりも小さい場合は、通風抵抗を減少させるフラットフィンを用いた方がスリットフィンを用いるよりもＡｏＫ／ΔＰ0.22を大きくすることが可能となるのである。また、第３のケースでは、サブ熱交換器４０のフィンピッチ（Ｆｐ）とメイン熱交換器３０のフィンピッチ（Ｆｐ）とが異なるので、更に効果的に熱的な遮断が実現できる。
【００６７】
また、室内機６０に搭載される熱交換器を構成している前面サブ熱交換器４１及び前面メイン熱交換器３１は、段ピッチ（Ｄｐ）及び段数（段方向に並んだ伝熱管２の数）が同一となっているものとする。こうすることによって、熱交換器をバイパスしてしまう空気流れが少なくなり、温度効率が均一化され、熱交換能力の高い熱交換器を得ることができる。なお、図１７に示すように、第３のケース（ハ）に基づいて熱交換器を構成することが望ましいが、第２のケース（ロ）で熱交換器を構成しても、第１のケース（イ）よりはＡｏＫ／ΔＰ0.22を大きくすることができる。
【００６８】
以上のように、熱交換器の１列目を構成するサブ熱交換器４０をフラットフィンとし、２列目及び３列目を構成するメイン熱交換器３０をスリット３５が形成されたフィン１としたので、送風機入力が小さく、熱交換性能の高いものとすることができる。また、１列目を構成するサブ熱交換器４０のフィンピッチ（Ｆｐ）を、２列目及び３列目を構成するメイン熱交換器３０のフィンピッチ（Ｆｐ）よりも大きくすれば、送風機入力が小さく、熱交換性能の高いものとすることができるとともに、サブ熱交換器４０とメイン熱交換器３０との熱的な遮断を効果的に実現できる。さらに、サブ熱交換器４０とメイン熱交換器３０とは、熱的に遮断されているため、互いに干渉せず、熱交換性能を更に高いものとすることができる。
【００６９】
熱交換器を構成している前面サブ熱交換器４１及び前面メイン熱交換器３１の段ピッチ（Ｄｐ）及び段数が同一なので、熱交換器をバイパスしてしまう空気流れが少なくなり、温度効率が均一化され、熱交換性能を向上できる。また、背面メイン熱交換器３２のフィン１の幅を、前面メイン熱交換器３１のフィン１の幅よりも小さくしているので、背面メイン熱交換器３２の風量を増加させ、管内熱伝達率を向上させ、室内機６０内に搭載される熱交換器全体の温度効率の均一化と熱交換器能力の向上を図ることができる。
【００７０】
背面メイン熱交換器３２のフィンカラー３４の穴径（伝熱管２の径）を前面メイン熱交換器３１のフィンカラー３４の穴径よりも小さくしているので、送風機入力が小さく、熱交換性能を向上できる。また、暖房運転時、室内機６０の熱交換器が凝縮器として用いられる場合、空気は、その流れ上流側からサブ熱交換器４０を１列目、メイン熱交換器３０の一方の列を２列目、他方の列を３列目として順に通過するため、熱的な損失が低減できるとともに、送風機入力が小さく、熱交換性能の高いものとすることができる。なお、実施の形態２の特徴事項を実施の形態１の特徴事項に追加することで、更に熱交換能力（伝熱効率）の高い熱交換器とすることが可能になる。
【００７１】
実施の形態３．
図１８は、本発明の実施の形態３に係る空気調和機１００の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。図１８に基づいて、空気調和機１００の冷媒回路構成及び動作について説明する。この空気調和機１００は、家屋やビル等に設置されるルームエアコン等に使用され、冷媒を循環させる冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を用いて冷房運転及び暖房運転ができる機能を有している。なお、この実施の形態３では上述した実施の形態１及び実施の形態２との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態１及び実施の形態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。
【００７２】
この空気調和機１００は、圧縮機８０と凝縮熱交換器８１と絞り装置８２と蒸発熱交換器８３とを冷媒配管で順次接続して構成されている。また、凝縮熱交換器８１及び蒸発熱交換器８３の近傍には、モータ８５で回転駆動される送風機８４（送風機５）が設けられている。圧縮機８０は、冷媒配管を流れる冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温・高圧の状態とするものである。凝縮熱交換器８１は、送風機８４から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行ない、その冷媒を凝縮・液化するものである。絞り装置８２は、冷媒を減圧して膨張させるものである。蒸発熱交換器８３は、送風機８４から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行ない、その冷媒を蒸発・ガス化するものである。
【００７３】
この空気調和機１００を構成する凝縮熱交換器８１又は蒸発熱交換器８３、もしくは双方に、実施の形態１に係る熱交換器の特徴事項又は実施の形態２に係る熱交換器の特徴事項、もしくは双方の特徴事項を用いることにより、エネルギ効率を高いものとすることができる。すなわち、凝縮熱交換器８１や蒸発熱交換器８３を実施の形態１に係る熱交換器又は実施の形態２に係る熱交換器、もしくは双方の特徴事項を有する熱交換器として室内機（室内機５０又は室内機６０）に搭載すれば、実施の形態１や実施の形態２と同様の効果を有するものとすることができるのである。
【００７４】
ここで、空気調和機１００の動作について簡単に説明する。図１８に示す矢印は、冷媒の流れ方向を示している。圧縮機８０で圧縮されて高温・高圧となった冷媒ガスは、凝縮熱交換器８１に流入する。この凝縮熱交換器８１では、冷媒が室内空気と熱交換して凝縮し、低温・高圧の液冷媒又は気液２相冷媒となる。このとき、室内空気を温める暖房が行われる。凝縮熱交換器８１から流出した冷媒は、その後、絞り装置８２で減圧され、低温・低圧の液冷媒又は気液２相冷媒となって蒸発熱交換器８３に流入する。蒸発熱交換器８３では、冷媒が室外空気と熱交換して蒸発し、高温・低圧の冷媒ガスとなり、圧縮機８０に再度吸入される。暖房運転時には、凝縮熱交換器８１が室内機に搭載されており、冷房運転時には、蒸発熱交換器８３が室内機に搭載されている。
【００７５】
空気調和機１００のエネルギ効率は、次式で表すことができる。
暖房エネルギ効率＝室内熱交換器（凝縮熱交換器８１）能力／全入力
冷房エネルギ効率＝室内熱交換器（蒸発熱交換器８３）能力／全入力
すなわち、空気調和機１００は、室内熱交換器（凝縮熱交換器８１又は蒸発熱交換器８３）の熱交換能力を向上することができれば、高いエネルギ効率を実現できるものとなる。この実施の形態３では、実施の形態１や実施の形態２の特徴事項を有する熱交換器、つまり室内機における熱交換器の能力を向上しようとするものである。
【００７６】
空気調和機１００の冷凍サイクルに使用できる冷媒には、ＨＣＦＣ（Ｒ２２）やＨＦＣ（Ｒ１１６、Ｒ１２５、Ｒ１３４ａ、Ｒ１４、Ｒ１４３ａ、Ｒ１５２ａ、Ｒ２２７ｅａ、Ｒ２３、Ｒ２３６ｅａ、Ｒ２３６ｆａ、Ｒ２４５ｃａ、Ｒ２４５ｆａ、Ｒ３２、Ｒ４１又はＲＣ３１８等や、これら冷媒の数種の混合冷媒Ｒ４０７Ａ、Ｒ４０７Ｂ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４０７Ｄ、Ｒ４０７Ｅ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４１０Ｂ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ５０７Ａ、Ｒ５０８Ａ又はＲ５０８Ｂ等）、ＨＣ（ブタン、イソブタン、エタン、プロパン又はプロピレン等や、これら冷媒の数種混合冷媒）、自然冷媒（空気、炭酸ガス又はアンモニア等や、これら冷媒の数種の混合冷媒）、又は、これら冷媒の数種の混合冷媒等、どのような種類の冷媒を用いても、その効果を達成することができる。
【００７７】
実施の形態１〜実施の形態３では、作動流体として、空気と冷媒の例を示したが、他の気体や、液体、気液混合流体を用いても、同様の効果を奏する。また、伝熱管２とフィン１とは異なった材料を用いていることが多いが、伝熱管２とフィン１に銅、伝熱管２とフィン１にアルミ等、同じ材料を用いることで、フィン１と伝熱管２とのロウ付けが可能となり、フィン１と伝熱管２の接触熱伝達率が飛躍的に向上し、熱交換能力が大幅に向上する。また、組み立て性及びリサイクル性も向上させることができる。
【００７８】
伝熱管２とフィン１とを密着させる方法として、炉中ロウ付けを行う場合には、フィン１に親水材を塗布するのに後処理で行うことで、前処理の場合のロウ付け中の親水材の焼け落ちを防ぐことができる。また、板状のフィン１上に輻射による伝熱を促進する放熱塗料を塗布することにより、伝熱性能を向上させることができる。なお、実施の形態１〜実施の形態３で説明した熱交換器及びそれを用いた空気調和機については、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、その効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】実施の形態１に係る室内機を側面から見た縦断面構成を示す概略断面図である。
【図２】メイン熱交換器の内部構成を説明するための説明図である。
【図３】メイン熱交換器を構成するフィンに設けられるスリットを説明するための説明図である。
【図４】図３で示すＡ〜Ｈの実験計画法（Ｌ１８）に用いられる際の２又は３水準の変化値（パラメータ）を示した表である。
【図５】実験計画法（Ｌ１８）によってＡ〜Ｈのパラメータの管外熱伝達率αｏへの感度を解析した結果を示すグラフである。
【図６】実験計画法（Ｌ１８）によってＡ〜Ｈのパラメータの通風抵抗ΔＰへの感度を解析した結果を示すグラフである。
【図７】実験計画法（Ｌ１８）によってＡ〜Ｈのパラメータのαｏ／ΔＰ0.25への感度を解析した結果を示すグラフである。
【図８】Ｂの最適の検索結果を示すグラフである。
【図９】Ｄの最適の検索結果を示すグラフである。
【図１０】Ｇの最適の検索結果を示すグラフである。
【図１１】従来のフィンに代表されるようなフィンの形状を説明するための説明図である。
【図１２】実施の形態１に係るフィンの形状を説明するための説明図である。
【図１３】実施の形態２に係る室内機を側面から見た縦断面構成を示す概略断面図である。
【図１４】ヘアピンの形状を説明するための説明図である。
【図１５】暖房運転時における空気の流れと作動冷媒側の温度分布との関係を示す説明図である。
【図１６】室内機に搭載されるサブ熱交換器における暖房運転時の過冷却域及び２相域の空気側及び冷媒側の熱抵抗比率を示すものである。
【図１７】熱交換器の構成の違いによって変化するＡｏＫ／ΔＰ0.22を比較した結果を説明するための説明図である。
【図１８】実施の形態３に係る空気調和機の冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  フィン、１’  フィン、２  伝熱管、５  送風機、９  上部グリル、１１  ケーシング、１２  Ｕ−ベンド、１３  ヘアピン、１４  再熱用除湿弁、２０  筐体、２１  吸込口、２２  吹出口、３０  メイン熱交換器、３１  前面メイン熱交換器、３１ａ  上部メイン熱交換器、３１ｂ  下部メイン熱交換器、３２  背面メイン熱交換器、３４  フィンカラー、３４’  フィンカラー、３５  スリット、３５’  スリット、３６  ベース部、４０  サブ熱交換器、４１  前面サブ熱交換器、４１ａ  上部サブ熱交換器、４１ｂ  下部サブ熱交換器、４２  背面サブ熱交換器、５０  室内機、６０  室内機、８０  圧縮機、８１  凝縮熱交換器、８２  絞り装置、８３  蒸発熱交換器、８４  送風機、８５  モータ、１００  空気調和機。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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