JP2013228134A - パラレルフロー型熱交換器及びそれを搭載した空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】パラレルフロー型熱交換器のコルゲートフィンへの凝縮水付着を抑制しつつ、その抑制手段が熱交換量の減少をもたらさないようにする。
【解決手段】パラレルフロー型熱交換器５０は、間隔を置いて平行に配置されたヘッダパイプ５１、５２と、ヘッダパイプ５１、５２の間に複数配置され、内部に設けた冷媒通路５４をヘッダパイプ５１、５２の内部に連通させた偏平チューブ５３と、偏平チューブ５３同士の間に配置されたコルゲートフィン５５を備える。コルゲートフィン５５は、熱交換器５０を通過する気流の風上側に位置する箇所において、フィンプレート５５ａ間の通風空間５５ｃの断面積が、他の箇所における通風空間５５ｃの断面積よりも大とされている。向かい合うフィンプレート５５ａの一方が切除されて通風空間５５ｃの断面形状が略平行四辺形とされることにより、通風空間５５ｃの断面積の拡大が図られる。
【選択図】図９

Description

本発明はパラレルフロー型熱交換器及びそれを搭載した空気調和機に関する。

複数のヘッダパイプの間に複数の偏平チューブを配置して偏平チューブ内部の複数の冷媒通路をヘッダパイプの内部に連通させるとともに、偏平チューブ間にコルゲートフィン等のフィンを配置したパラレルフロー型の熱交換器は、カーエアコンや建物用空気調和機の室外機などに広く利用されている。

特許文献１、２には、２本の垂直方向ヘッダパイプと、両ヘッダパイプを連結する複数の水平方向偏平チューブを備えるサイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器が記載されている。この熱交換器の偏平チューブの間にはコルゲートフィンが配置されている。

熱交換器を蒸発器として用いた場合、低温となった熱交換器表面に大気中の水分が凝縮する。凝縮水は、気温が低いと熱交換器の表面で霜と化す。すなわち着霜が生じる。霜は時を経るに従い氷となることもある。凝縮水は、液体の状態であっても、それが霜や氷に姿を変えたものであっても、熱交換器の空気流通路の断面積を狭め、熱交換器の熱交換性能を低下させる。

凝縮水の付着は、特にサイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器において問題となる。特許文献１、２にはそれぞれ、サイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器に付着した凝縮水を速やかに排水する方策が提案されている。

特許文献１に記載されたパラレルフロー型熱交換器では、凝縮水が結集する側の面に、線状の導水部材を複数本、各々がコルゲートフィンの端部に接触し、且つ複数列のコルゲートフィンにまたがる形で、互いに間隔を置いて平行に配置されている。導水部材の途中箇所はコルゲートフィンの隙間に挿入される固定部材で固定される。この導水部材は途中でコルゲートフィンから浮き上がることがなく、コルゲートフィンから凝縮水を誘引するという機能をその全長にわたって確実に果たす。

特許文献２に記載されたパラレルフロー型熱交換器では、熱交換チューブの幅方向の端部外面に、当該熱交換チューブの上下側に隣接するコルゲートフィンとの間に保水される水を吸引する流水路が形成されている。流水路は、熱交換チューブの幅方向の端部に延設される鍔部に傾斜状又は鉛直状に切り起こされる切起し片にて形成される。

特開２０１０−２５５９１６号公報 特開２０１０−２４３１４７号公報

パラレルフロー型熱交換器が凝縮水の弊害を免れるためには、特許文献１、２に開示されたような凝縮水の排水性を向上させる技術もさることながら、凝縮水の発生自体を抑制することも大切である。そのためにはコルゲートフィンのフィンピッチを広げることも有効である。しかしながら、フィンピッチを広げると通風は確保されるものの熱交換量が減少し、熱交換効率低下の新たな原因となってしまう。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、パラレルフロー型熱交換器のコルゲートフィンへの凝縮水付着を抑制しつつ、その抑制手段が熱交換量の減少をもたらさないようにすることを目的とする。

本発明に係るパラレルフロー型熱交換器は、間隔を置いて平行に配置された複数のヘッダパイプと、前記複数のヘッダパイプの間に複数配置され、内部に設けた冷媒通路を前記ヘッダパイプの内部に連通させた偏平チューブと、前記偏平チューブ同士の間に配置されたコルゲートフィンとを備え、前記コルゲートフィンは、当該熱交換器を通過する気流の風上側に位置する箇所において、フィンプレート間の通風空間の断面積が、他の箇所における通風空間の断面積よりも大とされていることを特徴としている。

熱交換器への凝縮水付着は、当該熱交換器を通過する気流の風上側から始まる。この風上側の箇所において、コルゲートフィンのフィンプレート間の通風空間の断面積を他の箇所における通風空間の断面積よりも大としたことにより、通風空間を囲むフィンに凝縮水が付着したとしても、通風空間の中心部には風を流す空間を確保でき、通風量の低下ひいては熱交換量の低下を抑制することができる。また凝縮水が付着しやすい風上側の箇所を除いては通風空間の断面積は通常通りとされるから、熱交換量を初期のレベルに保つことができる。

上記構成のパラレルフロー型熱交換器において、前記コルゲートフィンは、前記気流の風上側に位置する箇所において、向かい合うフィンプレートの一方が切除されて前記通風空間の断面形状が略平行四辺形とされることにより、前記通風空間の断面積の拡大が図られることが好ましい。

この構成によると、フィンプレート間の通風空間の断面積を、気流の風上側の箇所では一気に２倍にすることができ、通風空間の拡大という目的を効率的に達成することができる。

上記構成のパラレルフロー型熱交換器において、前記コルゲートフィンは、前記気流の風下側に位置する箇所においても前記通風空間の断面積の拡大が図られることが好ましい。

偏平チューブは気流の風下側でも外気との温度差が大きく、コルゲートフィンの中で気流の風下側に位置する箇所は、風上側に位置する箇所に次いで着霜が生じやすい箇所となる。風上側に位置する箇所に加えて風下側に位置する箇所も他の箇所より通風空間の断面積が大きい箇所としたことにより、通風空間を囲むフィンに凝縮水が付着したとしても、通風空間の中心部には風を流す空間を確保でき、通風量の低下ひいては熱交換量の低下を抑制することができる。

上記構成のパラレルフロー型熱交換器において、当該パラレルフロー型熱交換器はサイドフロー方式であり、前記コルゲートフィンは前記通風空間の断面積が他の箇所よりも大とされる箇所の端が前記偏平チューブからはみ出しており、前記偏平チューブには、前記コルゲートフィンのはみ出しが生じている側の側面に、上段側の前記コルゲートフィンから下段側の前記コルゲートフィンへの凝縮水誘導経路となる誘導部材が形成されていることが好ましい。

この構成によると、熱交換器の上部から下部へと凝縮水を速やかに誘導することができる。

上記構成のパラレルフロー型熱交換器において、前記誘導部材は、前記偏平チューブと一体に形成されたものであることが好ましい。

この構成によると、強度が高く偏平チューブから分離することのない誘導部材を得ることができる。

上記構成のパラレルフロー型熱交換器において、前記誘導部材に前記コルゲートフィンがろう付けされることが好ましい。

この構成によると、誘導部材とコルゲートフィンの接触性が向上して誘導部材とコルゲートフィンの間で凝縮水の乗り移りがスムーズに行われ、排水性が向上する。コルゲートフィンの取付強度、ひいてはパラレルフロー型熱交換器全体の強度も向上する。

また本発明は、上記構成のパラレルフロー型熱交換器を室外機または室内機に搭載した空気調和機であることを特徴としている。

この構成によると、室外機または室内機の熱交換器の通風性が凝縮水で損なわれることの少ない、高性能な空気調和機を提供することができる。

本発明によると、凝縮水が付着しやすい風上側の箇所において、コルゲートフィンのフィンプレート間の通風空間の断面積を他の箇所における通風空間の断面積よりも大としたから、そこに凝縮水の付着が発生したとしても、通風空間の中心部には風を流す空間を確保でき、通風量の低下ひいては熱交換量の低下を抑制することができる。また風上側の箇所を除いては通風空間の断面積は通常通りとされるから、熱交換量を初期のレベルに維持することができる。

本発明に係るパラレルフロー型熱交換器を搭載した空気調和機の概略構成図で、冷房運転時の状態を示すものである。 本発明に係るパラレルフロー型熱交換器を搭載した空気調和機の概略構成図で、暖房運転時の状態を示すものである。 図１の空気調和機の室外機の概略構成を示す水平断面図である。 図１の空気調和機の制御ブロック図である。 パラレルフロー型熱交換器の概略構成図である。 図５のVI−VI線に沿った断面図である。 本発明に係るパラレルフロー型熱交換器の部分拡大断面図である。 図７のVIII−VIII線に沿った断面図である。 構造の理解を容易にするため、図７に描かれた構成要素の一部を省略した断面図である。 図７のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。 図７のパラレルフロー型熱交換器のコルゲートフィンの上面図である。 本発明に係るパラレルフロー型熱交換器の第２実施形態の部分拡大断面図である。 図１２のパラレルフロー型熱交換器の部分正面図である。 本発明に係るパラレルフロー型熱交換器の第３実施形態の部分正面図である。

図１から図６に基づき、本発明に係るパラレルフロー型熱交換器が搭載される空気調和機１についての説明を行う。

サイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器の基本構造を図５に示す。図５では紙面上側が熱交換器の上側、紙面下側が熱交換器の下側となる。パラレルフロー型熱交換器５０は、２本の垂直方向ヘッダパイプ５１、５２と、その間に配置される複数の水平方向偏平チューブ５３を備える。ヘッダパイプ５１、５２は水平方向に間隔を置いて平行に配置され、偏平チューブ５３は垂直方向に所定ピッチで配置されている。実際に機器に搭載する段階では、熱交換器５０は設計の要請に従って様々な角度に据え付けられるから、本明細書における「垂直方向」「水平方向」は厳格に解釈されるべきものではない。単なる方向の目安として理解されるべきである。

偏平チューブ５３は金属を押出成型した細長い成型品であり、図６に示す通り、内部には冷媒を流通させる冷媒通路５４が形成されている。偏平チューブ５３は長手方向である押出成型方向を水平にする形で配置されるので、冷媒通路５４の冷媒流通方向も水平になる。冷媒通路４４は断面形状及び断面面積の等しいものが図６の左右方向に複数個並び、そのため偏平チューブ５３の垂直断面はハーモニカ状を呈している。各冷媒通路５４はヘッダパイプ５１、５２の内部に連通する。

偏平チューブ５３の偏平面にはコルゲートフィン５５が取り付けられる。上下に並ぶコルゲートフィン５５のうち、最上段のものと最下段のものの外側にはサイドプレート５６が配置される。

ヘッダパイプ５１、５２、偏平チューブ５３、コルゲートフィン５５、及びサイドプレート５６はいずれもアルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、偏平チューブ５３はヘッダパイプ５１、５２に対し、コルゲートフィン５５は偏平チューブ５３に対し、サイドプレート５６はコルゲートフィン５５に対し、それぞれロウ付けまたは溶着で固定される。

ヘッダパイプ５１の内部は、１個の仕切部Ｐ１により２個の区画Ｓ１、Ｓ２に仕切られている。仕切部Ｐ１は複数の偏平チューブ５３を複数の偏平チューブグループに区分する。区画Ｓ１には合計２４本の偏平チューブ５３のうち１２本からなる偏平チューブグループが接続され、区画Ｓ２にも１２本の偏平チューブ５３からなる偏平チューブグループが接続される。

ヘッダパイプ５２の内部は、２個の仕切部Ｐ２、Ｐ３により３個の区画Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５に仕切られている。仕切部Ｐ２、Ｐ３は複数の偏平チューブ５３を複数の偏平チューブグループに区分する。区画Ｓ３には合計２４本の偏平チューブ５３のうち４本からなる偏平チューブグループが接続され、区画Ｓ４には１５本の偏平チューブ５３からなる偏平チューブグループが接続され、区画Ｓ５には５本の偏平チューブ５３からなる偏平チューブグループが接続される。

上記した偏平チューブ５３の総数、各ヘッダパイプ内部の仕切部の数とそれによって仕切られる区画の数、及び仕切部によって区分される偏平チューブグループ毎の偏平チューブ５３の数は、いずれも単なる例示であり、発明を限定するものではない。

区画Ｓ３には冷媒出入パイプ５７が接続される。区画Ｓ５には冷媒出入パイプ５８が接続される。

熱交換器５０の機能は次の通りである。熱交換器５０が凝縮器として用いられるとき、冷媒は冷媒出入パイプ５７を通じて区画Ｓ３に供給される。区画Ｓ３に入った冷媒は区画Ｓ３と区画Ｓ１を連結する４本の偏平チューブ５３を通って区画Ｓ１に向かう。この４本の偏平チューブ５３で編成される偏平チューブグループが冷媒パスＡを構成する。冷媒パスＡはブロック矢印で象徴されている。それ以外の冷媒パスもブロック矢印で象徴させる。

区画Ｓ１に入った冷媒はそこで折り返し、区画Ｓ１と区画Ｓ４を連結する８本の偏平チューブ５３を通って区画Ｓ４に向かう。この８本の偏平チューブ５３で編成される偏平チューブグループが冷媒パスＢを構成する。

区画Ｓ４に入った冷媒はそこで折り返し、区画Ｓ４と区画Ｓ２を連結する７本の偏平チューブ５３を通って区画Ｓ２に向かう。この７本の偏平チューブ５３で編成される偏平チューブグループが冷媒パスＣを構成する。

区画Ｓ２に入った冷媒はそこで折り返し、区画Ｓ２と区画Ｓ５を連結する５本の偏平チューブ５３を通って区画Ｓ３に向かう。この５本の偏平チューブ５３で編成される偏平チューブグループが冷媒パスＤを構成する。区画Ｓ５に入った冷媒は冷媒出入パイプ５８より流出する。

熱交換器５０が蒸発器として用いられるときは、冷媒は冷媒出入パイプ５８を通じて区画Ｓ５に供給される。それ以後の冷媒の流れは、熱交換器５０が凝縮器として用いられるときの冷媒パスを逆に辿る。すなわち冷媒パスＤ→冷媒パスＣ→冷媒パスＢ→冷媒パスＡのルートで冷媒は区画Ｓ１に入り、冷媒出入パイプ５７より流出する。

上記熱交換器５０をヒートポンプサイクルの構成要素として用いたセパレート型空気調和機１の概略構成を図１に示す。空気調和機１は室外機１０と室内機３０により構成される。

室外機１０は、板金製部品と合成樹脂製部品により構成される筐体１１の内部に、圧縮機１２、切替弁１３、室外側熱交換器１４、膨張弁１５、室外側送風機１６などを収納している。切替弁１３は四方弁である。室外側熱交換器１４として熱交換器５０が用いられる。膨張弁１５には開度制御の可能なものが用いられる。室外側送風機１６はプロペラファンとモータの組み合わせからなる。

室外機１０は２本の冷媒配管１７、１８で室内機３０に接続される。冷媒配管１７は液体の冷媒を流すことを目的としており、冷媒配管１８に比較して細い管が用いられている。そのため冷媒配管１７は「液管」「細管」などと称されることがある。冷媒配管１８は気体の冷媒を流すことを目的としており、冷媒配管１７に比較して太い管が用いられている。そのため冷媒配管１８は「ガス管」「太管」などと称されることがある。冷媒には例えばＨＦＣ系のＲ４１０ＡやＲ３２等が用いられる。

室外機１０の内部の冷媒配管で、冷媒配管１７に接続される冷媒配管には二方弁１９が設けられ、冷媒配管１８に接続される冷媒配管には三方弁２０が設けられる。二方弁１９と三方弁２０は、室外機１０から冷媒配管１７、１８が取り外されるときに閉じられ、室外機１０から外部に冷媒が漏れることを防ぐ。室外機１０から、あるいは室内機３０を含めた冷凍サイクル全体から、冷媒を放出する必要があるときは、三方弁２０を通じて放出が行われる。

室外機１０の構造をより実体的に示すのが図３である。室外機１０の筐体１１は板金製であり、平面形状を示す図３では略矩形に描かれている。筐体１１は長辺側を正面１１Ｆ及び背面１１Ｂとし、短辺側を左側面１１Ｌ及び右側面１１Ｒとしている。正面１１Ｆには排気口１１Ｅが形成され、背面１１Ｂには背面吸気口１１ＢＳが形成され、左側面１１Ｌには側面吸気口１１ＬＳが形成される。排気口１１Ｅは複数の水平なスリット状開口の集合からなり、背面吸気口１１ＢＳと側面吸気口１１ＬＳは格子状の開口からなる。正面１１Ｆ、背面１１Ｂ、左側面１１Ｌ、右側面１１Ｒの４面の板金部材に、図３には示されていない天板と底板が加わって、六面体形状の筐体１１が形成される。

筐体１１の六面の各々を１個ずつの部品が構成するという限定はない。１個の部品で構成される面もあれば、複数の部品で構成される面もある。

筐体１１の内部には、背面吸気口１１ＢＳ及び側面吸気口１１ＬＳのすぐ内側に平面形状Ｌ字形の室外側熱交換器１４が配置される。室外側熱交換器１４と室外空気との間で強制的に熱交換を行わせるため、室外側熱交換器１４と排気口１１Ｅの間に室外側送風機１６が配置される。室外側送風機１６はプロペラファン１６ａとモータ１６ｂの組み合わせからなる。送風効率向上のため、筐体１１の正面１１Ｆの内面にはプロペラファン１６ａを囲むベルマウス１１ＢＭが取り付けられる。筐体１１の右側面１１Ｒの内側の空間は、背面吸気口１１ＢＳから排気口１１Ｅへと流れる空気流から隔壁１１Ｐで隔離されており、この空間に圧縮機１２が収容されている。

室内機３０は、合成樹脂製部品により構成される筐体３１の内部に、室内側熱交換器３２、室内側送風機３３などを収納している。室内側熱交換器３２は、３個の熱交換器３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを、室内側送風機３３を覆う屋根のように組み合わせたものである。室内側送風機３３はクロスフローファンとモータの組み合わせからなる。

空気調和機１の運転制御を行う上で、各所の温度を知ることが不可欠である。この目的のため、室外機１０と室内機３０に温度検出器が配置される。室外機１０においては、室外側熱交換器１４に温度検出器２１が配置され、圧縮機１２の吐出部となる吐出管１２ａに温度検出器２２が配置され、圧縮機１２の吸入部となる吸入管１２ｂに温度検出器２３が配置され、膨張弁１５と二方弁１９の間の冷媒配管に温度検出器２４が配置され、筐体１１の内部の所定箇所に外気温測定用の温度検出器２５が配置される。室内機３０においては、室内側熱交換器３２に温度検出器３４が配置される。温度検出器２１、２２、２３、２４、２５、３４はいずれもサーミスタにより構成される。

空気調和機１の全体制御を司るのは図４に示す制御部４０である。制御部４０は
室内温度が使用者によって設定された目標値に達するように制御を行う。

制御部４０は圧縮機１２、切替弁１３、膨張弁１５、室外側送風機１６、及び室内側送風機３３に対し動作指令を発する。また制御部４０は温度検出器２１〜２５、及び温度検出器３４からそれぞれの検出温度の出力信号を受け取る。制御部４０は温度検出器２１〜２５及び温度検出器３４からの出力信号を参照しつつ、圧縮機１２、室外側送風機１６、及び室内側送風機３３に対し運転指令を発し、切替弁１３と膨張弁１５に対しては状態切り替えの指令を発する。

図１は空気調和機１が冷房運転あるいは除霜運転を行っている状態を示す。この時圧縮機１２は冷房時循環、すなわち圧縮機１２から吐出された冷媒が先に室外側熱交換器１４に入る循環様式で冷媒を循環させる。

圧縮機１２から吐出された高温高圧の冷媒は室外側熱交換器１４に入り、そこで室外空気との熱交換が行われる。冷媒は室外空気に対し放熱を行い、凝縮する。凝縮して液状となった冷媒は室外側熱交換器１４から膨張弁１５に入り、そこで減圧される。減圧後の冷媒は室内側熱交換器３２に送られ、膨張して低温低圧となり、室内側熱交換器３２の表面温度を下げる。表面温度の下がった室内側熱交換器３２は室内空気から吸熱し、これにより室内空気は冷やされる。吸熱後、低温の気体状の冷媒は圧縮機１２に戻る。室外側送風機１６によって生成された気流が室外側熱交換器１４からの放熱を促進し、室内側送風機３３によって生成された気流が室内側熱交換器３２の吸熱を促進する。

図２は空気調和機１が暖房運転を行っている状態を示す。この時は切替弁１３が切り替えられて冷房運転時と冷媒の流れが逆になる。圧縮機１２は暖房時循環、すなわち圧縮機１２から吐出された冷媒が先に室内側熱交換器３２に入る循環様式で冷媒を循環させる。

圧縮機１２から吐出された高温高圧の冷媒は室内側熱交換器３２に入り、そこで室内空気との熱交換が行われる。冷媒は室内空気に対し放熱を行い、室内空気は暖められる。放熱し、凝縮して液状となった冷媒は室内側熱交換器３２から膨張弁１５に入り、そこで減圧される。減圧後の冷媒は室外側熱交換器１４に送られ、膨張して低温低圧となり、室外側熱交換器１４の表面温度を下げる。表面温度の下がった室外側熱交換器１４は室外空気から吸熱する。吸熱後、低温の気体状の冷媒は圧縮機１２に戻る。室外側送風機３３によって生成された気流が室内側熱交換器３３からの放熱を促進し、室外側送風機１６によって生成された気流が室外側熱交換器１４による吸熱を促進する。

室外側熱交換器１４として、あるいは室内側熱交換器３２を構成する３個の熱交換器３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃのいずれかまたは全部として、サイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器である熱交換器５０を搭載することができる。続いて熱交換器５０の特徴的な構造を図７から図１１までの図に基づき説明する。

図７では図の左側が熱交換器５０を通過する気流の風上側となり、図の右側が気流の風下側となる。図７に示す通り、コルゲートフィン５５は風上側の端も風下側の端も偏平チューブ５３からはみ出している。

コルゲートフィン５５において、斜め上下方向に延びる最も面積の広い部位を、本明細書では「フィンプレート」と呼称する。コルゲートフィン５５を風上側から見ると、図８に示す通り、２枚のフィンプレート５５ａがＶ字形をなすように間隔を置いて配置され、その２枚のフィンプレート５５ａの組み合わせが図の左右方向に一定間隔で配置されている。Ｖ字形の組み合わせを構成する２枚のフィンプレート５５ａの一方は、風上側の端（前述の通り、こちら側の端は偏平チューブ５３からはみ出している）と、そこから少し風下側に入り込んだ位置までの部位が、上部の偏平チューブ５３に接する位置から下部の偏平チューブ５３に接する位置まで切除され、切除部５５ｂとされている。

フィンプレート５５ａ同士の間の通風空間５５ｃの断面形状は、通常の場合は略三角形、あるいはそれを倒立させた形状であるが、切除部５５ｂが存在する箇所ではそうではない。それは図９に示す通り略平行四辺形の形状となる。平行四辺形の通風空間５５ｃの断面積は三角形の通風空間５５ｃの断面積の約２倍である。

風上側の箇所において、コルゲートフィン５５のフィンプレート５５ａ間の通風空間５５ｃの断面積を他の箇所における通風空間５５ｃの断面積よりも大としたことにより、通風空間５５ｃを囲むフィンプレート５５ａに凝縮水が付着したとしても、通風空間５５ｃの中心部には風を流す空間を確保でき、通風量の低下ひいては熱交換量の低下を抑制することができる。一方で、凝縮水が付着しやすい風上側の箇所を除いては通風空間５５ｃの断面積は通常通りとされるから、熱交換量を初期のレベルに保つことができる。

コルゲートフィン５５は、風上側の箇所に加え、風下側の箇所においても、フィンプレート５５ａ間の通風空間５５ｃの断面積を他の箇所における通風空間５５ｃの断面積よりも大とすることができる。風上側と同様に、Ｖ字形の組み合わせを構成する２枚のフィンプレート５５ａの一方につき、風下側の端（前述の通り、こちら側の端も偏平チューブ５３からはみ出している）と、そこから少し風上側に入り込んだ位置までの部位を、上部の偏平チューブ５３に接する位置から下部の偏平チューブ５３に接する位置まで切除することにより、通風空間５５ｃの拡大を図ることができる。

偏平チューブ５３は気流の風下側でも外気との温度差が大きく、コルゲートフィン５５の中で気流の風下側に位置する箇所は、風上側に位置する箇所に次いで着霜が生じやすい箇所となる。風上側に位置する箇所に加えて風下側に位置する箇所も他の箇所より通風空間５５ｃの断面積が大きい箇所としたことにより、通風空間５５ｃを囲むフィンプレート５５ａに凝縮水が付着したとしても、通風空間５５ｃの中心部には風を流す空間を確保でき、通風量の低下ひいては熱交換量の低下を抑制することができる。一方で、凝縮水が付着しやすい風上側と風下側の箇所を除いては通風空間５５ｃの断面積は通常通りとされるから、熱交換量を初期のレベルに保つことができる。

図１２及び図１３に示すのは熱交換器５０の第２実施形態である。第２実施形態の熱交換器５０が第１実施形態の熱交換器５０と異なる点は、偏平チューブ５３の気流の風上側の側面に、上段側のコルゲートフィン５５から下段側のコルゲートフィン５５への凝縮水誘導経路となる誘導部材５３ａが形成されている点である。

誘導部材５３ａは切起しにより偏平チューブ５３と一体に形成される。図１３に示す通り、誘導部材５３ａの上端はその上部に位置する切除部５５ｂが形成されなかったフィンプレート５５ａの下端に近接または接触する。誘導部材５３ａの下端はその下部に位置する切除部５５ｂが形成されなかったフィンプレート５５ａの上端に近接または接触する。
誘導部材５３ａは上部のフィンプレート５５ａと下部のフィンプレート５５ａの間の凝縮水誘導経路となる。

フィンプレート５５ａに生じた凝縮水は重力で流下し、誘導部材５３ａを伝って下段側のフィンプレート５５ａに乗り移る。このような乗り移りが上から下まで連鎖的に生じる結果、凝縮水は速やかに熱交換器５０の上部から下部へ誘導され、最下部より排水される。

誘導部材５３ａは、偏平チューブ５３に一体形成されたものであるために強度が高く、偏平チューブ５３から分離したりすることがない。

偏平チューブ５３の風下側の側面にも誘導部材５３ａを形成することができる。このようにすれば熱交換器５０の風下側の面からも凝縮水を速やかに排水することができる。

図１４に示すのは熱交換器５０の第３実施形態である。第３実施形態は第２実施形態の改良形態であって、第２実施形態と異なる点は、誘導部材５３ａにコルゲートフィン５５がろう付けされている点である。誘導部材５３ａの上端とその上部に位置する切除部５５ｂが形成されなかったフィンプレート５５ａの下端との間、及び誘導部材５３ａの下端とその下部に位置する切除部５５ｂが形成されなかったフィンプレート５５ａの上端との間に、それぞれろう付け部５９が存在する。

ろう付け部５９が存在することにより、誘導部材５３ａとコルゲートフィン５５の接触性が向上して誘導部材５３ａとコルゲートフィン５５の間で凝縮水の乗り移りがスムーズに行われ、排水性が向上する。コルゲートフィン５５の取付強度、ひいては熱交換器１全体の強度も向上する。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明はパラレルフロー型熱交換器及びそれを搭載した空気調和機に広く利用可能である。

１ 空気調和機
１０ 室外機
１４ 室外機側熱交換器
１１ 筐体
３０ 室内機
３１ 筐体
３２ 室内機側熱交換器
５０ パラレルフロー型熱交換器
５１、５２ ヘッダパイプ
５３ 偏平チューブ
５３ａ 誘導部材
５５ コルゲートフィン
５５ａ フィンプレート
５５ｂ 切除部
５５ｃ 通風空間
５９ ろう付け部

Claims (7)

1. 間隔を置いて平行に配置された複数のヘッダパイプと、前記複数のヘッダパイプの間に複数配置され、内部に設けた冷媒通路を前記ヘッダパイプの内部に連通させた偏平チューブと、前記偏平チューブ同士の間に配置されたコルゲートフィンとを備えたパラレルフロー型熱交換器において、
   前記コルゲートフィンは、当該熱交換器を通過する気流の風上側に位置する箇所において、フィンプレート間の通風空間の断面積が、他の箇所における通風空間の断面積よりも大とされていることを特徴とするパラレルフロー型熱交換器。
2. 前記コルゲートフィンは、前記気流の風上側に位置する箇所において、向かい合うフィンプレートの一方が切除されて前記通風空間の断面形状が略平行四辺形とされることにより、前記通風空間の断面積の拡大が図られることを特徴とする請求項１に記載のパラレルフロー型熱交換器。
3. 前記コルゲートフィンは、前記気流の風下側に位置する箇所においても前記通風空間の断面積の拡大が図られることを特徴とする請求項１または２に記載のパラレルフロー型熱交換器。
4. 当該パラレルフロー型熱交換器はサイドフロー方式であり、前記コルゲートフィンは前記通風空間の断面積が他の箇所よりも大とされる箇所の端が前記偏平チューブからはみ出しており、前記偏平チューブには、前記コルゲートフィンのはみ出しが生じている側の側面に、上段側の前記コルゲートフィンから下段側の前記コルゲートフィンへの凝縮水誘導経路となる誘導部材が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のパラレルフロー型熱交換器。
5. 前記誘導部材は、前記偏平チューブと一体に形成されたものであることを特徴とする請求項４に記載のパラレルフロー型熱交換器。
6. 前記誘導部材に前記コルゲートフィンがろう付けされることを特徴とする請求項４または５に記載のパラレルフロー型熱交換器。
7. 請求項１から６のいずれかに記載のパラレルフロー型熱交換器を室外機または室内機に搭載したことを特徴とする空気調和機。

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