(57)【要約】  熱交換器は、複数の扁平管と、複数の切欠き部（５１）が上下方向に並んで配置されて複数の中間部（５２）及び中間部（５２）同士を接続する連結部（５３）を有するフィン（５０）と、第１切欠き部（５１ａ）と第２切欠き部（５１ｂ）との間に設けられた上端縁（Ｘ１−Ｘ２）及び下端縁（Ｚ１−Ｚ２）を有し、上端縁（Ｘ１−Ｘ２）が中間部（５２）に位置し、下端縁（Ｚ１−Ｚ２）が連結部（５３）に位置する第１膨出部（５４）と、を備える。上端縁（Ｘ１−Ｘ２）は、中間部（５２）側に位置する第１上端部（Ｘ１）が、連結部（５３）側に位置する第２上端部（Ｘ２）よりも上方に位置し、または、第１上端部（Ｘ１）が第２上端部（Ｘ２）と同じ高さに位置する。
2020196593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の扁平管と、
前記複数の扁平管の各々を差し込む複数の切欠き部が上下方向に並んで配置され、前記上下方向に隣り合って位置する前記切欠き部同士の間にそれぞれ形成された複数の中間部と、各中間部同士を接続する連結部と、を有するフィンと、
前記中間部を挟んで前記上下方向に隣り合う２つの前記切欠き部のうち、上側の前記切欠き部を第１切欠き部とし、下側の前記切欠き部を第２切欠き部としたとき、前記第１切欠き部と前記第２切欠き部との間に設けられた上端縁及び下端縁を有し、前記上端縁が前記中間部に位置し、前記下端縁が前記連結部に位置する第１膨出部と、を備え、
前記上端縁は、前記中間部側に位置する第１上端部が、前記連結部側に位置する第２上端部よりも上方に位置し、または、前記第１上端部が前記第２上端部と同じ高さに位置する、熱交換器。
【請求項２】
前記下端縁は、前記中間部側に位置する第１下端部と、前記第２切欠き部の前記連結部側に位置する連結部側端部との間の上下方向に直交する方向の距離が、前記第１下端部と前記連結部側端部との間の前記上下方向の距離の１／６倍未満となるように形成される、
請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記下端縁の前記連結部側に位置する第２下端部と、前記第１下端部と、前記第１上端部とを通り、前記第１膨出部の縁に沿う縁線において、前記第１上端部と前記第２下端部を結ぶ直線との垂直方向距離が最大となる点は、前記連結部に位置する、
請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記第１膨出部は、前記第１上端部が前記第１切欠き部の下辺から４ｍｍ以下の範囲に位置するように形成される、
請求項１に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記第１膨出部の前記下端縁の下方に設けられた第２膨出部を更に備え、
前記第２膨出部は、その上端が前記第１膨出部の前記下端縁から４ｍｍ以下の範囲に位置するように形成される、
請求項１に記載の熱交換器。
【請求項６】
請求項１に記載の熱交換器を備える、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、及び熱交換器を備える空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和機において、扁平管を用いた熱交換器が知られている。このような熱交換器では、扁平管及びフィンの少なくとも一方の表面に水滴状の凝縮水が滞留した場合、扁平管内の流路を流れる作動流体とフィンの間を通過する気体との間の熱交換が凝縮水によって妨げられるので、熱交換器の性能に悪影響を及ぼす。【０００３】
これに対し、空気調和機を設置したとき、フィン上に凝縮水を重力方向に案内する膨出部を設けることによって凝縮水の排出を向上させた技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、この技術では、フィンの平面部から突出して形成された膨出部における第１の端部が扁平管を差し込む上下の切欠き部同士の間の領域に位置するとともに、膨出部の第２の端部が切欠き部が無い領域において第１の端部よりも下方に位置する形状に形成されている。【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術は、フィンに付着した凝縮水の排出性を高められる一方で、この形状では扁平管の周囲に滞留した凝縮水を積極的に排出できる構造になっていないという問題があった。つまり、扁平管の下面において、表面張力、重力及び静止摩擦係数等が釣り合った状態で滞留した水滴は、水滴が大きく成長して重力が、表面張力等の重力方向と反対方向の力を超えるまで、排出されなかった。また、図４Ｂに示すように、膨出部５４Ａにおいて、凝縮水は、その多くの量が中間部側縁Ｘ１−Ｚ１に沿って方向Ｗ１の側に流れが集中する。その結果、連結部側縁Ｘ２−Ｚ２に沿って方向Ｗ２の側に流れる量は少なくなる。そして、方向Ｗ１に伝わった多くの凝縮水は、重力の影響により、凝縮水の一部が方向Ｗ３に伝わり、膨出部５４Ａの下方に設けられた第２切欠き部５１ｂに挿入されている第２扁平管４０ｂ（図３参照）に滴下することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１９４０４３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フィン及び扁平管の両方の表面に滞留した凝縮水の排出性を高められる熱交換器、及び熱交換器を備える空気調和機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】
本願の開示する熱交換器の一態様は、複数の扁平管と、複数の扁平管の各々を差し込む複数の切欠き部が上下方向に並んで配置され、上下方向に隣り合って位置する切欠き部同士の間にそれぞれ形成された複数の中間部と、各中間部同士を接続する連結部と、を有するフィンと、中間部を挟んで上下方向に隣り合う２つの切欠き部のうち、上側の切欠き部を第１切欠き部とし、下側の切欠き部を第２切欠き部としたとき、第１切欠き部と第２切欠き部との間に設けられた上端縁及び下端縁を有し、上端縁が中間部に位置し、下端縁が連結部に位置する第１膨出部と、を備え、上端縁は、中間部側に位置する第１上端部が、連結部側に位置する第２上端部よりも上方に位置し、または、第１上端部が第２上端部と同じ高さに位置する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、フィン及び扁平管双方の表面に滞留した凝縮水の排出性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】実施形態に係る空気調和機の一例を説明するために示す冷媒回路図である。
【図１Ｂ】実施形態に係る空気調和機の一例を説明するために示す、制御手段のブロック図である。
【図２Ａ】実施形態に係る室外熱交換器を説明するために示す、室外熱交換器の平面図である。
【図２Ｂ】実施形態に係る室外熱交換器を説明するために示す、室外熱交換器の正面図である。
【図３】扁平管とフィンとの関係を説明する図である。
【図４Ａ】実施形態における第１膨出部を説明するための図である。
【図４Ｂ】比較例における第１膨出部を説明する図である。
【図５】第１膨出部の位置関係を説明する側面図である。
【図６】第１膨出部の位置関係を説明する正面図である。
【図７】液体と固体の間の接触角を説明する図である。
【図８Ａ】第１膨出部の上端縁と第１切欠き部の下辺との距離を説明する正面図である。
【図８Ｂ】第１膨出部の上端縁と第１切欠き部の下辺との距離を説明する側面図である。
【図９】第１膨出部の下端縁と第２切欠き部の中間部側端部との距離を説明する図である。
【図１０】第２膨出部を更に設けた態様を説明する図である。
【図１１】第１膨出部の位置関係を説明する側面図である。
【図１２】比較例における第１膨出部の位置関係を説明する側面図である。
【図１３Ａ】異なる接触角θ同士における第１扁平管４０ａの周囲に滞留した凝縮水（液滴）の大きさｄ２を比較した図であって、接触角θ＝１０°のときの液滴の大きさｄ２を示す図である。
【図１３Ｂ】異なる接触角θ同士における第１扁平管４０ａの周囲に滞留した凝縮水（液滴）の大きさｄ２を比較した図であって、接触角θ＝６０°のときの液滴の大きさｄ２をそれぞれ示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施形態）
以下、本発明の実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形させることが可能である。
【００１１】
＜冷媒回路の構成＞
まず、図１Ａを参照して、室外機２を含む空気調和機１の冷媒回路について説明する。図１Ａに示すように、本実施形態における空気調和機１は、屋外に設置される室外機２と、室内に設置されて室外機２に液管４及びガス管５によって接続された室内機３と、を備えている。詳細には、室外機２の液側閉鎖弁２５と、室内機３の液管接続部３３とが液管４で接続されている。また、室外機２のガス側閉鎖弁２６と、室内機３のガス管接続部３４とがガス管５で接続されている。以上により、空気調和機１の冷媒回路１０が形成される。
【００１２】
＜＜室外機の冷媒回路＞＞
まず、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２１と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、膨張弁２４と、液管４が接続された液側閉鎖弁２５と、ガス管５が接続されたガス側閉鎖弁２６と、室外ファン２７と、を備えている。そして、室外ファン２７を除くこれら各装置が、後述する各冷媒配管で相互に接続されることで、冷媒回路１０の一部をなす室外機冷媒回路１０ａを形成している。なお、圧縮機２１の冷媒吸入側には、アキュムレータ（不図示）が設けられてもよい。
【００１３】
圧縮機２１は、図示しないインバータにより回転数が制御されることで、運転容量を変えることができる容量可変型圧縮機である。圧縮機２１の冷媒吐出側では、四方弁２２のポートａと吐出管６１が接続されている。また、圧縮機２１の冷媒吸入側では、四方弁２２のポートｃと吸入管６６が接続されている。
【００１４】
四方弁２２は、冷媒の流れる方向を切り替えるための弁であり、４つのポートａ、ｂ、ｃ、ｄを備えている。ポートａは、上述したように圧縮機２１の冷媒吐出側と、吐出管６１によって接続されている。ポートｂは、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口と、冷媒配管６２によって接続されている。ポートｃは、上述したように圧縮機２１の冷媒吸入側と、吸入管６６によって接続されている。そして、ポートｄは、ガス側閉鎖弁２６と、室外機ガス管６４によって接続されている。
【００１５】
室外熱交換器２３は、後述する室外ファン２７の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気と、冷媒とで熱交換させるものである。室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口は、上述したように四方弁２２のポートｂと、冷媒配管６２によって接続され、他方の冷媒出入口は、液側閉鎖弁２５と、室外機液管６３によって接続されている。室外熱交換器２３は、四方弁２２の切り替えによって、冷房運転時に凝縮器として機能し、暖房運転時に蒸発器として機能する。
【００１６】
膨張弁２４は、図示しないパルスモータにより駆動される電子膨張弁である。具体的には、パルスモータに加えられるパルス数に応じて、膨張弁２４の開度が調整される。暖房運転時、膨張弁２４は、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度である吐出温度が所定の目標温度となるように、膨張弁２４の開度が調整される。
【００１７】
室外ファン２７は、樹脂材料で形成されており、室外熱交換器２３の近傍に配置されている。室外ファン２７の中心部は、図示しないファンモータの回転軸に支持されている。ファンモータが回転することで室外ファン２７が回転する。室外ファン２７の回転によって、室外機２の図示しない吸込口から室外機２の内部へ外気を取り込み、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換した外気を、室外機２の図示しない吹出口から室外機２外部へ放出する。
【００１８】
以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１Ａに示すように、吐出管６１には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力を検出する吐出圧力センサ７１と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度（上述した吐出温度）を検出する吐出温度センサ７３が設けられている。吸入管６６には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサ７２と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ７４が設けられている。
【００１９】
室外熱交換器２３が有する図示しない冷媒パスの略中間部には、室外熱交換器２３の温度である室外熱交温度を検出する熱交温度センサ７５が設けられている。そして、室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２の内部に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ７６が設けられている。
【００２０】
また、室外機２は、室外機制御手段２００を備えている。室外機制御手段２００は、室外機２の図示しない電装品箱に格納されている制御基板に搭載されている。図１Ｂに示すように、室外機制御手段２００は、ＣＰＵ２１０と、記憶部２２０と、通信部２３０と、センサ入力部２４０と、を備えている。
【００２１】
記憶部２２０は、フラッシュメモリで構成されており、室外機２の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機２１や室外ファン２７等の制御状態等を記憶している。また、図示を省略するが、記憶部２２０には室内機３から受信する要求能力に応じて圧縮機２１の回転数を定めた回転数テーブルが予め記憶されている。
【００２２】
通信部２３０は、室内機３との通信を行うインターフェイスである。センサ入力部２４０は、室外機２の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ２１０に出力する。
【００２３】
ＣＰＵ２１０は、前述した室外機２の各センサでの検出結果を、センサ入力部２４０を介して取り込む。さらには、ＣＰＵ２１０は、室内機３から送信される制御信号を、通信部２３０を介して取り込む。ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号等に基づいて、圧縮機２１や室外ファン２７の駆動制御を行う。また、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、四方弁２２の切り替え制御を行う。さらには、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、膨張弁２４の開度を調整する。
【００２４】
＜＜室内機の冷媒回路＞＞
次に、図１Ａを用いて、室内機３について説明する。室内機３は、室内熱交換器３１と、室内ファン３２と、液管４の他端が接続された液管接続部３３と、ガス管５の他端が接続されたガス管接続部３４と、を備えている。そして、室内ファン３２を除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されることで、冷媒回路１０の一部をなす室内機冷媒回路１０ｂを形成している。
【００２５】
室内熱交換器３１は、後述する室内ファン３２の回転により室内機３の図示しない吸込口から室内機３の内部に取り込まれた室内空気を、冷媒と熱交換させるものである。室内熱交換器３１の一方の冷媒出入口は、液管接続部３３と室内機液管６７で接続されている。室内熱交換器３１の他方の冷媒出入口は、ガス管接続部３４と室内機ガス管６８によって接続されている。室内熱交換器３１は、室内機３が冷房運転を行う場合に蒸発器として機能し、室内機３が暖房運転を行う場合に凝縮器として機能する。
【００２６】
室内ファン３２は、樹脂材料で形成されており、室内熱交換器３１の近傍に配置されている。室内ファン３２は、図示しないファンモータによって回転することで、室内機３の図示しない吸込口から室内機３の内部に室内空気を取り込み、室内熱交換器３１において冷媒と熱交換した室内空気を室内機３の図示しない吹出口から室内へ吹き出す。
【００２７】
以上説明した構成の他に、室内機３には各種のセンサが設けられている。室内機液管６７には、室内熱交換器３１に流入する、あるいは室内熱交換器３１から流出する冷媒の温度を検出する液側温度センサ７７が設けられている。室内機ガス管６８には、室内熱交換器３１から流出する、あるいは室内熱交換器３１に流入する冷媒の温度を検出するガス側温度センサ７８が設けられている。そして、室内機３の図示しない吸込口付近には、室内機３の内部に流入する室内空気の温度、すなわち室温を検出する室温センサ７９が設けられている。
【００２８】
また、室内機３には、室内機制御手段３００が備えられている。図１Ｂに示すように、室内機制御手段３００は、ＣＰＵ３１０と、記憶部３２０と、通信部３３０と、センサ入力部３４０と、を備えている（なお、本明細書では、室内機制御手段３００を単に制御手段ということがある）。
【００２９】
記憶部３２０は、フラッシュメモリで構成されており、室内機３の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、室内ファン３２等の制御状態等を記憶している。また、図示を省略するが、記憶部３２０には、後述する運転停止中の冷媒の漏洩を監視するための回転数を含む室内ファン３２の回転数を定めた回転数テーブル等が予め記憶されている。
【００３０】
通信部３３０は、室外機２との通信を行うインターフェイスである。センサ入力部３４０は、室内機３の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ３１０に出力する。
【００３１】
ＣＰＵ３１０は、前述した室内機３の各センサでの検出結果を、センサ入力部３４０を介して取り込む。さらには、ＣＰＵ３１０は、室外機２から送信される制御信号を、通信部３３０を介して取り込む。ＣＰＵ３１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、後述する運転停止中の冷媒の漏洩を監視するための駆動を含む室内ファン３２の駆動制御を行う。また、ＣＰＵ３１０は、使用者が図示しないリモコンを操作して設定した設定温度と、室温センサ７９で検出した室温との温度差を算出し、算出された温度差に基づいた要求能力を、通信部３３０を介して室外機２の室外機制御手段２００に送信する。
【００３２】
＜冷媒回路の動作＞
次に、本実施形態における空気調和機１の空調運転時の冷媒回路１０における冷媒の流れや各部の動作について、図１Ａを用いて説明する。以下では、図中、実線で示した冷媒の流れに基づいて、室内機３が暖房運転を行う場合について説明する。なお、破線で示した冷媒の流れが冷房運転を示している。
【００３３】
室内機３が暖房運転を行う場合、ＣＰＵ２１０は、図１Ａに実線で示す状態になるように、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｄがつながるように四方弁２２を切り換えると共に、ポートｂとポートｃがつながるように四方弁２２を切り替える。これにより、冷媒回路１０において実線矢印で示す方向に冷媒が循環し、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するとともに室内熱交換器３１が凝縮器として機能する暖房サイクルとなる。
【００３４】
圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出管６１を流れて四方弁２２に流入する。四方弁２２のポートａに流入した冷媒は、四方弁２２のポートｄから室外機ガス管６４に流入し、ガス側閉鎖弁２６を介してガス管５に流入する。ガス管５を流れる冷媒は、ガス管接続部３４を介して室内機３に流入する。
【００３５】
室内機３に流入した冷媒は、室内機ガス管６８を流れて室内熱交換器３１に流入し、室内ファン３２の回転により室内機３の内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。このように、室内熱交換器３１が凝縮器として機能し、室内熱交換器３１で冷媒と熱交換を行った室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機３が設置された室内の暖房が行われる。
【００３６】
室内熱交換器３１から流出した冷媒は、室内機液管６７を流れ、液管接続部３３を介して液管４に流入する。液管４を流れ、液側閉鎖弁２５を介して室外機２に流入した冷媒は、室外機液管６３を流れて膨張弁２４を通過する際に減圧される。上述したように、暖房運転時の膨張弁２４の開度は、圧縮機２１の吐出温度が所定の目標温度となるように調整される。
【００３７】
膨張弁２４を通過して室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外ファン２７の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。室外熱交換器２３から冷媒配管６２に流出した冷媒は、四方弁２２のポートｂ及びポートｃ、吸入管６６を流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。
【００３８】
＜熱交換器＞
本実施形態の熱交換器は、室内機３の室内熱交換器３１及び室外機２の室外熱交換器２３に適用可能であるが、以下の説明では、暖房運転時に蒸発器として機能する、室外機２の室外熱交換器（以下では、単に熱交換器という）２３に適用して説明する。
【００３９】
図２は、本実施形態に係る熱交換器２３を説明する図であり、図２Ａは熱交換器２３の平面図を示し、図２Ｂは熱交換器２３の正面図を示している。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、熱交換器２３は、断面形状が長円形あるいは角が丸められた矩形となった伝熱管であってその側面（幅広面）が互いに対向するように上下方向（冷媒の流れ方向に垂直な方向）に配列された複数の扁平管４０と、複数の扁平管４０の両端に接続される左右一対のヘッダ１２と、扁平管４０が延びる方向と交差する方向に配置されて各扁平管４０に跨って接合された複数のフィン５０と、を備える。熱交換器２３は、複数の扁平管４０の配列方向（フィン５０の長手方向）が重力方向と平行になるように室外機２に配置されている。以下の説明では、複数の扁平管４０について、上下方向に互いに隣り合う２つの扁平管４０のうち、図中の上側の扁平管４０を第１扁平管４０ａと称し、図中の下側の扁平管４０を第２扁平管４０ｂと称することがある。なお、熱交換器２３には、これらのほかに、空気調和機１の他の要素との間を繋ぎ、冷媒が流れる冷媒配管がヘッダ１２に接続されている（不図示）。
【００４０】
扁平管４０は、より詳しく説明すると、上下方向に対して扁平な形状を有しており、冷媒が一対のヘッダ１２間を流れる方向（扁平管４０の長手方向）に沿って設けられて、扁平管４０の短手方向に沿って空気が流通する。扁平管４０の内部には、扁平管４０の長手方向に沿って冷媒が流れる複数の冷媒流路４１が、扁平管４０の短手方向に並んで形成されている。図２Ｂに示すように、複数の扁平管４０は、空気が通過するための隙間Ｓ１をあけて上下方向に並列に配置されており、各扁平管４０の両端部が一対のヘッダ１２に接続される。具体的には、長手方向に延びる複数の扁平管４０を上下方向に対して所定の配列ピッチＰｈ（隙間Ｓ１における上下方向の距離）で配列し、各扁平管４０の両端部をヘッダ１２に接続している。
【００４１】
ヘッダ１２は、円筒形状に形成されており、ヘッダ１２の内部に、熱交換器２３に供給された冷媒を複数の扁平管４０の各々に分岐させて流入させたり、複数の扁平管４０の各々から流出した冷媒を合流させたりする冷媒流路（不図示）が形成されている。
【００４２】
フィン５０は、熱交換器２３の正面から見て、平板状に形成されており、扁平管４０と交差するように扁平管４０の長手方向に積層して配置されている。複数のフィン５０は、空気が通過するための隙間Ｓ１をあけて並列に配置されている。具体的には、上下方向に沿う複数のフィン５０が、扁平管４０の長手方向に対して所定のフィンピッチＰｖ（隙間Ｓ１における扁平管４０の長手方向の距離）で配列されている。以下の説明では、複数のフィン５０について、互いに左右に隣り合う２つのフィン５０のうち、図中左側のフィン５０を第１フィン５０ａと称し、図中右側のフィン５０を第２フィン５０ｂと称することがある。
【００４３】
＜扁平管、フィン及び膨出部＞
次に、扁平管４０、フィン５０及び第１膨出部５４の関係について、図３以降を参照して説明する。まず、図３に示すように、フィン５０には、複数の扁平管４０の各々を差し込む複数の切欠き部５１が上下方向に並んで配置されている。フィン５０は、上下方向に隣り合って位置する２つの切欠き部５１同士（第１切欠き部５１ａと第２切欠き部５１ｂ）の間にそれぞれ形成された複数の中間部５２（風下側の部分）と、各中間部５２同士を接続する連結部５３（風上側の部分）を有する。以下の説明では、複数の切欠き部５１について、中間部５２を挟んで隣り合う２つの切欠き部５１のうち、図中の上側の切欠き部５１を第１切欠き部５１ａと称し、下側の切欠き部５１を第２切欠き部５１ｂと称することがある。第１切欠き部５１ａには第１扁平管４０ａが挿入され、第２切欠き部５１ｂには第２扁平管４０ｂが挿入される。扁平管４０の内部には、冷媒が流れる複数の冷媒流路４１が設けられており、複数の冷媒流路４１が、扁平管４０の短手方向（空気が流通する方向）に沿って配列されている。
【００４４】
フィン５０には、図４Ａに示すように、第１切欠き部５１ａと第２切欠き部５１ｂとの間に、フィン５０の厚み方向（扁平管の長手方向）に膨らむ第１膨出部５４が設けられている。つまり、上下方向において、第１膨出部５４の上方に第１切欠き部５１ａが位置しており、第１膨出部５４の下方に第２切り欠き部が位置している。第１膨出部５４は、中間部５２と連結部５３との境界をまたぐように中間部５２から連結部５３にかけて位置する上端縁Ｘ１−Ｘ２と、連結部５３に位置する下端縁Ｚ１−Ｚ２と、を有する。そして、第１膨出部５４は、第１膨出部５４における中間部５２側に位置する第１上端部Ｘ１が、第１膨出部５４における連結部５３側に位置する第２上端部Ｘ２よりも上方に位置する、若しくは、第１上端部Ｘ１が、第２上端部Ｘ２と同じ高さに位置するように形成されている。すなわち、図４Ａでは、第１上端部Ｘ１と第２上端部Ｘ２とが重力方向において同じ高さの場合を図示しているが、重力方向において第１上端部Ｘ１は、第２上端部Ｘ２よりも上方に位置するように形成されてもよい。
【００４５】
詳しくは後述するように、第１膨出部５４の上端縁Ｘ１−Ｘ２を、第１膨出部５４の上方にある第１切欠き部５１ａに挿入されている第１扁平管４０ａ（不図示、図３参照）に対して適切な位置に設定する。これにより、第１扁平管４０ａの周辺に付着した凝縮水は、第１切欠き部５１ａ（第１扁平管４０ａ）の風上側の端部（図中右側の端部）を、第１切欠き部５１ａの縁の方向Ｗに沿って流れて、第１膨出部５４の上端縁Ｘ１−Ｘ２に到達する。
【００４６】
上端縁Ｘ１−Ｘ２に到達した後、凝縮水は、第１上端部Ｘ１と第２下端部Ｚ１を結ぶ中間部側縁Ｘ１−Ｚ１に沿って伝わる方向Ｗ１の流れと、第２上端部Ｘ２と第２下端部Ｚ２を結ぶ連結部側縁Ｘ２−Ｚ２に沿って伝わる方向Ｗ２の流れである２つの流れにほぼ均等に分岐する。そして、方向Ｗ１と方向Ｗ２に沿って伝わった凝縮水は、いずれも第１膨出部５４の下方にある第２切欠き部５１ｂに挿入されている第２扁平管４０ｂ（不図示。図３参照）に落下することなく、連結部５３に沿って熱交換器２３の重力方向の下方へ排出される。
【００４７】
これに対し、図４Ｂは、比較例としての第１膨出部５４Ａを示しており、第１膨出部５４Ａにおいて、第１上端部Ｘ１が、第２上端部Ｘ２よりも重力方向において下方に位置するように形成された場合を示している。図４Ｂの比較例の場合、第１上端部Ｘ１が、第２上端部Ｘ２よりも下方に位置しているので、凝縮水は、第１膨出部５４Ａの上端縁Ｘ１−Ｘ２に伝わった後、凝縮水の多くの量が中間部側縁Ｘ１−Ｚ１に伝わって方向Ｗ１に沿う流れに集中し、連結部側縁Ｘ２−Ｚ２に伝わって方向Ｗ２に沿う流れの量が少なくなる。そして、方向Ｗ１に沿って流れる多くの凝縮水は、重力の影響により、その一部が方向Ｗ３に沿って中間部５２を伝わり、第１膨出部５４Ａの下方にある第２切欠き部５１ｂに挿入されている第２扁平管４０ｂ（不図示、図３参照）に滴下する。一方、本実施形態に係る第１膨出部５４は、中間部５２の側に凝縮水が集中して流れることなく、連結部５３に沿って凝縮水を下方に円滑に排出することができる。
【００４８】
ここで、本実施形態に係る第１膨出部５４は、図５及び図６に示すように、第１扁平管４０ａの周囲に滞留した凝縮水を円滑に排出するために、上下方向における第１膨出部５４の第１上端部Ｘ１と、第１切欠き部５１ａの下辺との間の距離ｄ１が４ｍｍ以下の範囲に位置するように形成されることが好ましい。距離ｄ１を４ｍｍ以下の範囲とする理由は、以下で説明する検証結果に基づいている。なお、図５は熱交換器２３の側面図であり、図６は熱交換器２３の正面図である。凝縮水は、扁平管４０上とフィン５０上のいずれか一方または両方に液滴として付着するが、各扁平管４０、フィン５０との接触角と表面張力の関係は、図７に示す関係において、以下のヤングの式によって表される。
γＳ＝γＬ・ｃｏｓθ＋γＳＬ  …ヤングの式
ここで、θ：接触角
γＳ：固体の表面張力
γＬ：液体の表面張力
γＳＬ：固体と液体の界面張力
【００４９】
図１３Ａ、１３Ｂは、異なる接触角θにおける第１扁平管４０ａの周囲に滞留した凝縮水（液滴）の大きさｄ２を比較するための図である。図１３Ａは、接触角θ＝１０°のときの各フィンピッチ（１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ）における液滴の大きさｄ２の測定結果の平均値を示している。図１３Ｂは、接触角θ＝６０°のときの各フィンピッチ（１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ）における液滴の大きさｄ２の測定結果の平均値を示している。
【００５０】
尚、試験条件としては図８に示す通り、隣り合う第１フィン５０ａと第２フィン５０ｂとの間に滞留した凝縮水について、フィン５０のフィンピッチＰｖを１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍの３種類に設定して、（１）フィン５０の表面の親水加工が十分に機能している状態として接触角θが１０度の場合と、（２）劣化、汚れによりフィン５０の表面の親水加工が機能していない状態として接触角θが６０度の場合について、その液滴の大きさｄ２を測定した。なお、接触角θは、液滴を形成する水に界面活性剤を混ぜることで調整した。すなわち、界面活性剤の分量を増やすことで、液滴の接触角θを小さくしている。なお、この試験において、アクリル材によって形成されたフィン５０を用いる。アクリル材によって形成されたフィン５０は、アルミニウム材によって形成された実際のフィンと比較して、フィンの表面における水の広がり易さが異なる。そのため、アクリル製のフィンについて、接触角θがアルミニウム製のフィンと同等となるように界面活性剤の分量を調整することで、実際のフィンと異なる材質であっても影響なく検証できる。
【００５１】
図１３Ａに示すように、接触角θ＝１０°でフィンピッチＰｖが１．０ｍｍの条件で液滴の大きさｄ２を測定した結果、大きさｄ２の平均値は３．０ｍｍとなった。また、図１３Ａに示すように、接触角θ＝１０°でフィンピッチＰｖが１．５ｍｍの条件で液滴の大きさｄ２を測定した結果、大きさｄ２の平均値は３．３ｍｍとなった。また、図１３Ａに示すように、接触角θ＝１０°でフィンピッチＰｖが２．０ｍｍの条件で液滴の大きさｄ２を測定した結果、大きさｄ２の平均値は３．１ｍｍとなった。
【００５２】
また、図１３Ｂに示すように、接触角θ＝６０°でフィンピッチＰｖが１．０ｍｍの条件で液滴の大きさｄ２を測定した結果、大きさｄ２の平均値は１１．０ｍｍとなった。また、図１３Ｂに示すように、接触角θ＝６０°でフィンピッチＰｖが１．５ｍｍの条件で液滴の大きさｄ２を測定した結果、大きさｄ２の平均値は１１．２ｍｍとなった。また、図１３Ｂに示すように、接触角θ＝６０°でフィンピッチＰｖが２．０ｍｍの条件で液滴の大きさｄ２を測定した結果、大きさｄ２の平均値は１１．３ｍｍとなった。
【００５３】
したがって、上記の測定結果から、接触角θが小さい条件であるほど、液滴の大きさｄ２が小さくなるため、第１膨出部５４の第１上端部Ｘ１と第１切欠き部５１ａの下辺との間の距離ｄ１を小さく設定する必要がある。フィン５０の表面には親水処理が施されていることが一般的だが、親水処理されたフィンの表面に滞留する液滴の接触角θは、２０°、または、２０°以下に設定される。フィン５０の親水処理は、汚れや劣化によってその効果が薄れていくため、新品の状態である接触角θ＝２０°のときの液滴の大きさｄ２に対応できるように、第１膨出部５４の第１上端部Ｘ１と第１切欠き部５１ａの下辺との間の距離ｄ１を設定すれば良い。
【００５４】
そこで、上記測定結果から接触角θに応じた液滴大きさｄ２の近似式をつくり、接触角θ＝２０°のときの液滴の大きさｄ２を求めた。その結果、距離ｄ１が４ｍｍ以下の場合には、接触角θ＝２０°であっても、第１扁平管４０ａの下面（第１切欠き部５１ａの下辺）に付着した液滴の下端に、第１膨出部５４の第１上端部Ｘ１が接触することが分かった。
【００５５】
したがって、図８Ｂに示す、第１膨出部５４の第１上端部Ｘ１と第１切欠き部５１ａの下辺との間の距離ｄ１を４ｍｍ以下とすることで、凝縮水の液滴の大きさｄ２が小さい接触角２０度の場合（フィン５０の表面の親水加工が十分に機能している状態）においても、その最小の液滴の大きさｄ２を下回ることができ、液滴が第１膨出部５４の第１上端部Ｘ１に到達することが可能となる。
【００５６】
このようにして、凝縮水の水滴は、第１膨出部５４の第１上端部Ｘ１に到達したとき、上端縁Ｘ１−Ｘ２を表面張力の影響によって濡れ広がり、さらに、第１上端部Ｘ１と第２上端部Ｘ２を経て、中間部側縁Ｘ１−Ｚ１及び連結部側縁Ｘ２−Ｚ２に伝わっていく。中間部側縁Ｘ１−Ｚ１及び連結部側縁Ｘ２−Ｚ２では、水滴が、表面張力の影響に加えて重力の影響を受けるので、第１膨出部５４が設けられることにより、水滴の排出が容易となる。
【００５７】
さらに、第１膨出部５４は、図９に示すように、第１膨出部５４の中間部５２側に位置する第１下端部Ｚ１と第２切欠き部５１ｂの連結部側端部Ｙ１との間の水平方向距離（上下方向に直交する方向の距離）ｄ３は、第１下端部Ｚ１と第２切欠き部５１ｂの連結部５３側に位置する連結部側端部Ｙ１との間の重力方向距離（上下方向の距離）ｄ４の１／５以上となるように形成されると好ましい。これは、第１フィン５０ａと第２フィン５０ｂの間にできる水滴の大きさｄ２と局所風速の最大値（５ｍ／ｓ）を考慮したとき、水滴にかかる重力は通風方向の風力によって水滴に働く抗力（風から受ける通風方向の力）の５倍程度の力で作用することを反映したものである。局所風速は、流体解析によって予め定められたものである。ここで、本実施形態における第２切欠き部５１ｂの連結部側端部Ｙ１は、連結部５３側に膨らむ円弧状に形成されている。このため、連結部側端部Ｙ１の位置は、第２切欠き部５１の上辺と下辺との間の中央である。
【００５８】
具体的には、水滴にかかる重力Ｆと抗力Ｄは以下の式によって表される。
Ｄ＝Ｃｄ＊Ａ＊ρａｉｒｖ２／２ｇ
Ｃｄ    ・・・抗力係数
Ａ      ・・・水滴の投影面積（Ａ＝πｒ２／２）［ｍ２］
ｒ      ・・・水滴の半径［ｍ］
ρａｉｒ  ・・・空気の密度［ｋｇ／ｍ３］
ｖ      ・・・風速［ｍ／ｓ］
ｇ      ・・・重力加速度
Ｆ＝Ｍ＊ｇ
Ｍ      ・・・水滴の重量（Ｍ＝４πｒ３／３）［ｇ］
【００５９】
なお、第１下端部Ｚ１において、表面張力、重力及び静止摩擦係数等が釣り合った状態で滞留した水滴が、第１下端部Ｚ１から排出されるためには、水滴が大きく成長して重力が表面張力等の重力方向上方の力に勝る必要がある。したがって、水滴の半径がある程度大きくなった状態（例えば、０．６ｍｍ）における重力と抗力の関係に基づいて、第１下端部Ｚ１と連結部側端部Ｙ１の相対的な位置関係を設定すれば良い。上記の重力Ｆと抗力Ｄを比較すると、重力Ｆは抗力Ｄの６倍より大きくなる。水平方向距離ｄ３は、重力方向距離ｄ４の１／６倍未満となるように形成されることが好ましい。
【００６０】
第１膨出部５４の下端縁Ｚ１−Ｚ２の下方には、図１０に示すように、第２膨出部５５が更に設けられてもよい。第２膨出部５５の上端縁Ｖ１−Ｖ２は、第１膨出部５４の下端縁Ｚ１−Ｚ２の下方に近接して配置される。また、第２膨出部５５の下端縁Ｕ１−Ｕ２は、第１膨出部５４の上端縁Ｘ１−Ｘ２と交わらない。第２膨出部５５が設けられることにより、第１膨出部５４から落下してくる水滴を風の影響によって飛散させることなく、第１膨出部５４から第２膨出部５５を経由して、更に下方の第１膨出部５４へと誘導することができる。さらに、上下方向において、第２膨出部５５は、第２膨出部５５の上端縁Ｖ１−Ｖ２が第１膨出部５４の下端縁Ｚ１−Ｚ２から４ｍｍ以下の範囲に位置するように形成されるとよい。その理由は、前述した、第１膨出部５４の第１上端部Ｘ１と第１切欠き部５１ａの下辺との間の距離ｄ１を４ｍｍ以下とすることと同様である。
【００６１】
第１膨出部５４は、フィン５０の中間部５２と連結部５３の境界をまたぐように配置されるので（図５参照）、フィン５０の機械的強度が高められ、組立工程などにおいて、フィン５０が屈曲することを抑制できる。また、第２膨出部５５も、連結部５３において上下方向における切欠き部５１の位置をまたぐように配置されるので、連結部５３における切欠き部５１近傍の機械的強度が高められ、組立工程などにおいて、フィン５０が屈曲することを抑制できる。
【００６２】
また、第１膨出部５４において、図１１に示すように、下端縁Ｚ１−Ｚ２における連結部５３側に位置する第２下端部Ｚ２と、第１下端部Ｚ１は、連結部５３に位置する。また、第１膨出部５４において、第１上端部Ｘ１を通って第１膨出部５４の縁に沿う縁線において、第１上端部Ｘ１と第２下端部Ｚ２を結ぶ直線との垂直方向の距離ｄが最大となる点ｄｍａｘ（図１１では第１下端部Ｚ１）は、連結部５３に位置する。これにより、第１膨出部５４によって更に円滑に排出することができる。
【００６３】
図１２は、比較例の第１膨出部５４を示している。比較例の第１膨出部５４において、図１２に示すように、第１上端部Ｘ１を通り、第１膨出部５４の縁に沿う縁線において、第１上端部Ｘ１と第２下端部Ｚ２を結ぶ直線との垂直方向の距離ｄが最大となる点Ｙ２は、中間部５２に位置する。この比較例の場合、第１上端部Ｘ１から中間部側縁Ｘ１−Ｚ１に沿って流れる凝縮水は、点Ｙ２の位置で表面張力によって停滞し、その後、中間部側下端Ｚ１に向かって流れる。この時、点Ｙ２の位置で滞留した凝縮水が重力や風の影響によって第２切欠き部５１ｂに挿入されている第２扁平管４０ｂ（不図示）に滴下するおそれがある。
【００６４】
＜実施形態の効果＞
扁平管４０の周囲に滞留する凝縮水を減少させ、凝縮水の排出時間を短縮できる。具体的には、扁平管４０の下方に第１膨出部５４が設けられることで、扁平管４０の上面から下面に回り込んだ凝縮水や、扁平管４０の下面で発生した凝縮水に表面張力と重力の影響を作用させることで、円滑に排出することができる。また、フィン５０の連結部５３は、風上側に位置しているので、第１膨出部５４から排出される凝縮水が扁平管４０の領域に流れないようにすることで、円滑に排出することができる。また、第１膨出部５４の下方に第２膨出部５５が設けられることにより、風の影響を受けないで円滑に排出することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１  空気調和機
２  室外機
３  室内機
４  液管
５  ガス管
１０  冷媒回路
１０ａ  室外機冷媒回路
１０ｂ  室内機冷媒回路
１２  ヘッダ
２１  圧縮機
２２  四方弁
２３  室外熱交換器
２４  膨張弁
２５  液側閉鎖弁
２６  ガス側閉鎖弁
２７  室外ファン
３１  室内熱交換器
３２  室内ファン
３３  液管接続部
３４  ガス管接続部
４０  扁平管
５０  フィン
５１  切欠き部
５２  中間部
５３  連結部
５４  第１膨出部
５５  第２膨出部
６１  吐出管
６２  冷媒配管
６３  室外機液管
６４  室外機ガス管
６６  吸入管
６７  室内機液管
６８  室内機ガス管
７１  吐出圧力センサ
７２  吸入圧力センサ
７３  吐出温度センサ
７４  吸入温度センサ
７５  熱交温度センサ
７６  外気温度センサ
７７  液側温度センサ
７８  ガス側温度センサ
７９  室温センサ
２００  室外機制御手段
２１０  ＣＰＵ
２２０  記憶部
２３０  通信部
２４０  センサ入力部
３００  室内機制御手段
３１０  ＣＰＵ
３２０  記憶部
３３０  通信部
３４０  センサ入力部
【図１Ａ】
2020196593.tif 000003
【図１Ｂ】
2020196593.tif 000004
【図２Ａ】
2020196593.tif 000005
【図２Ｂ】
2020196593.tif 000006
【図３】
2020196593.tif 000007
【図４Ａ】
2020196593.tif 000008
【図４Ｂ】
2020196593.tif 000009
【図５】
2020196593.tif 000010
【図６】
2020196593.tif 000011
【図７】
2020196593.tif 000012
【図８Ａ】
2020196593.tif 000013
【図８Ｂ】
2020196593.tif 000014
【図９】
2020196593.tif 000015
【図１０】
2020196593.tif 000016
【図１１】
2020196593.tif 000017
【図１２】
2020196593.tif 000018
【図１３Ａ】
2020196593.tif 000019
【図１３Ｂ】
2020196593.tif 000020
【国際調査報告】
2020196593.tif 000021
2020196593.tif 000022
2020196593.tif 000023
2020196593.tif 000024