JP2019190727A

JP2019190727A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2019190727A
Application number: JP2018083667A
Authority: JP
Inventors: 立慈川端; Tatsuji Kawabata; 長谷川　寛; Hiroshi Hasegawa; 寛長谷川
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2018-04-25
Filing date: 2018-04-25
Publication date: 2019-10-31
Also published as: CN110398163A; CN110398163B; EP3561430B1; EP3561430A2; EP3561430A3

Abstract

【課題】寒冷地や厳冬期などのより着霜が発生しやすい条件において、着霜を抑制できず、空気閉塞が発生、通風抵抗が増大し、熱交換器を通過する空気量が低下するため、熱交換性能が低下すること。【解決手段】平坦部１４と、管挿入切欠部１６と、カラー部１７と、で構成された板状のフィン１１において、管挿入切欠部１６に挿入された扁平管１２の空気流れ上流側の側面の少なくとも一部から、平坦部１４に、前縁切欠部１８を設ける。【選択図】図２

Description

本発明は、複数の板状のフィンと、複数の冷媒流路をもつ複数の扁平管と、で構成され、複数のフィンの間を流れる空気と、複数の扁平管の冷媒流路の中を流れる冷媒とで熱交換を行う熱交換器に関するものである。

従来から、板状のフィンと、フィンの空気流れ下流側に互いに平行に設けられた管挿入切欠部に、複数の冷媒流路を備え、直角に挿入された複数の扁平管と、で構成された熱交換器が知られている。

この種の熱交換器において、フィン上に平坦部を設けた熱交換器が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

図１７は、特許文献１に記載された従来の熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン平面図であり、ｘ方向は空気流れ方向、ｙ方向は扁平管配列方向である。

図１７に示すように、熱交換器１は、板状のフィン２と、フィン２の空気流れ下流側（＋ｘ方向）に互いに平行に設けられた管挿入切欠部３に、複数の冷媒流路４を備え、直角に挿入された複数の扁平管５と、で構成され、フィン２の管挿入切欠部３の空気流れ上流側（−ｘ方向）に平坦部６を設けている。

これにより、扁平管５からフィン２の前縁部まで距離が長くなるため、着霜が生じる環境下で使用する場合に、扁平管５の冷媒流路４を流れる冷媒から、空気中の湿度量が多く、着霜が生じやすいフィン２の空気流れ上流側（−ｘ方向）への熱伝達が鈍くなり、着霜による空気閉塞を抑制することができる。

特開２０１２−２３３６８０号公報

しかしながら従来の構成では、寒冷地や厳冬期などのより着霜が発生しやすい条件においては、着霜を十分に抑制するには未だ不十分であり、空気閉塞が発生、通風抵抗が増大し、熱交換器を通過する空気量が低下するため、熱交換性能が低下するという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、扁平管を用いた熱交換器において、空気流れ上流側におけるフィン効率を低下させ、フィンの空気流れ上流側の着霜を抑制しつつ、扁平管の空気流れ上流側における伝熱を促進させることで、熱交換性能を向上できる熱交換器を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の熱交換器は、所定の間隔で並べられた複数の板状のフィンと、複数の冷媒流路を備えた複数の扁平管と、で構成された熱交換器において、フィンは、平坦部と、空気流れの下流側に扁平管を挿入するための互いに平行に形成された管挿入切欠部と、扁平管と接触するためのカラー部と、で構成され、管挿入切欠
部に挿入された扁平管の空気流れ上流側側面の少なくとも一部から、平坦部に、前縁切欠部を設けたものである。

これにより、扁平管の空気流れ上流側側面の少なくとも一部がフィンと接触しなくなり、扁平管の空気流れ上流側側面とフィンとの間に空気が介在することで、扁平管の空気流れ上流側側面からフィンの前縁部への熱伝達が鈍くなる。

本発明の熱交換器は、寒冷地や厳冬期などのより着霜が発生しやすい条件においても、空気中の湿度量が多い空気流れ上流側におけるフィンでの着霜の発生を抑制できるため、通風抵抗の増大による熱交換器を通過する空気量の低下が抑制され、熱交換性能を向上することができる。

本発明の実施の形態１の熱交換器の斜視図本発明の実施の形態１の熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン平面図本発明の実施の形態１の熱交換器をｘ方向から見たｚ−ｙ平面のフィン側面図熱交換器を適用した室外機の内部構造を示す平面図熱交換器を適用した室外機の内部構造を示す正面図本発明の実施の形態２における熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン平面図本発明の実施の形態２における熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン拡大図本発明の実施の形態２の変形例１における熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン平面図本発明の実施の形態２の変形例２における熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン平面図本発明の実施の形態２の変形例３における熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン平面図本発明の実施の形態２の変形例４における熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン平面図本発明の実施の形態２の変形例５における熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン平面図本発明の実施の形態２の変形例６における熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン平面図本発明の実施の形態３における熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン平面図本発明の実施の形態３の変形例１における熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン平面図本発明の実施の形態３の変形例２における熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン平面図従来の熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン平面図

第１の発明は、所定の間隔で並べられた複数の板状のフィンと、複数の冷媒流路を備えた複数の扁平管と、で構成された熱交換器において、フィンは、平坦部と、空気流れの下流側に扁平管を挿入するための互いに平行に形成された管挿入切欠部と、扁平管と接触するためのカラー部と、で構成され、管挿入切欠部に挿入された扁平管の空気流れ上流側側面の少なくとも一部から、平坦部に、前縁切欠部を設ける。

これにより、扁平管の空気流れ上流側側面の少なくとも一部がフィンと接触しなくなり、扁平管の空気流れ上流側側面とフィンとの間に空気が介在することで、扁平管の空気流
れ上流側側面からフィンの前縁部への熱伝達が鈍くなる。

従って、寒冷地や厳冬期などのより着霜が発生しやすい条件においても、空気中の湿度量が多い空気流れ上流側のフィンでの着霜の発生を抑制できるため、通風抵抗の増大による熱交換器を通過する空気量の低下が抑制され、熱交換性能を向上することができる。

また、フィンのカラー部の少なくとも一部が切断され、扁平管の空気流れ上流側側面に直接空気が接触するため、扁平管の空気流れ上流側での伝熱を促進でき、熱交換器性能をさらに向上することができる。

第２の発明は、前縁切欠部の扁平管側開口幅をｈ、扁平管の高さをＨとした場合、ｈ＜Ｈとなる前縁切欠部を設ける。

これにより、前縁切欠部の扁平管側開口部よりも、扁平管の高さが大きくなり、扁平管を挿入する際、扁平管が前縁切欠部の扁平管側開口部で接触し、固定される。

従って、複数の扁平管を所定量挿入することができるため、低外気暖房運転時において、扁平管の挿入量のばらつきにより、フィンの前縁部で局所的に温度が低下し着霜が発生することを抑制でき、通風抵抗の増大による熱交換器を通過する空気量の低下が抑制され、熱交換性能を向上することができる。

第３の発明は、前縁切欠部に、重力方向成分を含んだ排水切欠部を設ける。
これにより、扁平管の空気流れ上流側で発生し、前縁切欠部に流れ込んだ凝縮水が、排水切欠部を伝い、重力方向下側へと流れ成長し、水分量が増加し、結露水にかかる重力が大きくなることで速やかに流れ落ちる。

従って、凝縮水の発生量が多くなる高負荷運転時においても、結露水の残留を抑制することができ、通風抵抗の増大による熱交換器を通過する空気量の低下を防止でき、熱交換性能を向上することができる。

また、低外気温暖房運転時において、凝縮水が凍結することなく速やかに流れ落ちるため、熱交換器が凍結し暖房運転が停止することを防止でき、暖房能力を向上することができる。

また、排水切欠部によりフィンが切断され、扁平管の空気流れ上流側側面からフィンの前縁部への熱伝達が鈍くなるため、さらに着霜が発生しやすい条件においても、空気中の湿度量が多い空気流れ上流側におけるフィンでの着霜の発生を抑制でき、通風抵抗の増大による熱交換器を通過する空気量の低下が抑制され、熱交換性能を向上することができる。

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の熱交換器の斜視図であり、ｘ方向は空気流れ方向、ｙ方向は扁平管配列方向、ｚ方向はフィン配列方向である。

図１において、熱交換器１０は、所定の間隔で並べられた複数の板状のフィン１１と、複数のフィン１１に直角に挿入され、互いに平行に並べられた、複数の扁平管１２と、で構成されており、複数のフィン１１の間を流れる空気と、複数の扁平管１２に形成された
、複数の冷媒流路１３の中を流れる冷媒と、で熱交換を行う。

なお、冷媒としては、例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２およびＲ３２を含む混合冷媒などが用いられる。

図２は、本発明の実施の形態１の熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン平面図、図３は、本発明の実施の形態１の熱交換器をｘ方向から見たｚ−ｙ平面のフィン側面図であり、図２のＡ−Ａ断面図である。

フィン１１は、平坦部１４と、伝熱促進部１５と、空気流れ下流側（＋ｘ方向）に扁平管１２を挿入するための互いに平行に形成された管挿入切欠部１６と、扁平管１２と接触するためのカラー部１７と、管挿入切欠部１６に挿入された扁平管１２の空気流れ上流側（−ｘ方向）の側面の少なくとも一部から、平坦部１４に向かって設けられた前縁切欠部１８と、で形成されている。

伝熱促進部１５は、フィン１１の平坦部１４から、空気流れの通路側（＋ｚ方向）に向かって立ち上げ、山型に形成されており、隣り合う複数の扁平管１２の間、かつ、扁平管１２の前縁部と扁平管１２の後縁部との間、に設けられている。

管挿入切欠部１６の開口部は、扁平管１２を挿入し易いように、扁平管１２の高さ（ｙ方向長さ）よりも大きくしている。

カラー部１７は、フィン１１の平坦部１４から、空気流れの通路側（＋ｚ方向）に向かって略直角に立ち上げ、隣り合うフィン１１の表面に接触させ、隣り合うフィン１１の間隔を保持している。また、扁平管１２とは、ろう付けにより接合している。

なお、カラー部１７が隣り合うフィン１１の表面に接触せず、タブ（図示せず）などのカラー部１７と異なる切り起こしを接触させることで、隣り合うフィン１１の間隔を保持してもよい。

次に、空気の流れについて説明する。熱交換器１０に流入した空気の一部はフィン１１の前縁部と衝突し、一部はフィン１１に衝突することなく、隣り合う複数のフィン１１の間を通過する。

フィン１１の前縁部では、空気が衝突し、境界層が薄くなるため、熱伝達率が高くなる。フィン１１の前縁部に衝突した空気は、隣り合う複数のフィン１１の間を通過していく。

隣り合う複数のフィン１１の間に流入した空気の一部は扁平管１２に衝突するように流れ、一部は扁平管１２に衝突することなく、隣り合う複数の扁平管１２の間を通過する。

扁平管１２に向かって流れた空気は、前縁切欠部１８によりカラー部１７が切断されているため、カラー部１７に接触することなく、扁平管１２の空気流れ上流側（−ｘ方向）側面に直接接触する。

扁平管１２の空気流れ上流側（−ｘ方向）側面に接触した空気は、扁平管１２の空気流れ上流側（−ｘ方向）の冷媒流路１３を流れる冷媒と熱交換を行った後、隣り合う複数の扁平管１２の間を通過していく。

隣り合う複数の扁平管１２の間を通過していく空気は、フィン１１に設けられた伝熱促
進部１５と衝突し、フィン１１との熱伝達が促進される。

次に、本実施形態の利用について、本実施形態の熱交換器１０を空気調和装置の室外機２０に利用した場合を例に説明する。

図４は、本実施形態の熱交換器１０を適用した室外機２０の内部構造を示すｚ−ｘ平面図であり、図５は、本実施形態の熱交換器１０を適用した室外機２０の内部構造を示すｚ−ｙ正面図である。

図４、図５に示すように、室外機２０は、圧縮機２１と、切替弁２２と、室外膨張弁２３と、送風機２４と、熱交換器１０を備えている。室外機２０と室内機（図示せず）は、液管２５と、ガス管２６とで接続している。

熱交換器１０は、複数の扁平管１２が、ヘッダーパイプ２７ａ、２７ｂの軸方向（ｙ方向）に沿って、互いが平行になるように、それぞれ水平方向（ｚ方向、ｘ方向）に配置されており、扁平管１２内の冷媒流路１３は、ヘッダーパイプ２７ａ、２７ｂの内部に連通されている。

ヘッダーパイプ２７ａは、冷媒配管２８ａを介して切替弁２２と、冷媒配管２８ｂを介して室外膨張弁２３と接続している。また、ヘッダーパイプ２７ａの内部には仕切板２９が設けられ、ヘッダーパイプ２７ａの軸方向上側（＋ｙ方向）と軸方向下側（−ｙ方向）とで冷媒流路が分かれている。

まず、冷房運転を行う場合は、熱交換器１０は凝縮器として機能する。室外機２０の圧縮機２１から送られるガス冷媒は、切替弁２２を介して、冷媒配管２８ａから、ヘッダーパイプ２７ａの中に流入される。このガス冷媒は、ヘッダーパイプ２７ａの内部を通り、ヘッダーパイプ２７ａの軸方向上側（＋ｙ方向）に接続している複数の扁平管１２の冷媒流路１３に流入され、水平方向（＋ｚ方向、＋ｘ方向）に流れ、ヘッダーパイプ２７ｂに流出する。

ヘッダーパイプ２７ｂに流出した冷媒は、ヘッダーパイプ２７ｂの軸方向下側（−ｙ方向）に接続している複数の扁平管１２の冷媒流路１３に流入され、水平方向（−ｘ方向、−ｚ方向）に流れる。冷媒は、扁平管１２において、送風機２４により送られた空気と熱交換をすることで放熱して凝縮する。

凝縮した冷媒は、ヘッダーパイプ２７ａに流入し、冷媒配管２８ｂから室外膨張弁２３、液管２５を通り、室内機に流出される。

室内機に流れた凝縮した冷媒は、室内熱交換器（図示せず）で空気と熱交換をすることで吸熱し蒸発する。蒸発した冷媒は、ガス管２６を通り、切替弁２２を介して、圧縮機２１に循環する。

暖房運転を行う場合は、熱交換器１０は蒸発器として機能する。室外機２０の圧縮機２１から送られるガス冷媒は、切替弁２２を介して、ガス管２６を通り、室内機に流出される。

室内機に流れたガス冷媒は、室内機に設けられた室内熱交換器で空気と熱交換をすることで放熱し凝縮する。凝縮した冷媒は、液管２５、室外膨張弁２３を通り、気液二相冷媒となり、冷媒配管２８ｂから、ヘッダーパイプ２７ａに流入される。

気液二相冷媒は、ヘッダーパイプ２７ａから、ヘッダーパイプ２７ａの軸方向下側（−ｙ方向）に接続している複数の扁平管１２の冷媒流路１３に流入され、水平方向（＋ｚ方向、＋ｘ方向）に流れ、ヘッダーパイプ２７ｂに流出する。

ヘッダーパイプ２７ｂに流出した冷媒は、ヘッダーパイプ２７ｂの軸方向上側（＋ｙ方向）に接続している複数の扁平管１２の冷媒流路１３に流入され、水平方向（−ｘ方向、−ｚ方向）に流れる。冷媒は、扁平管１２において、送風機２４により送られた空気と熱交換をすることで吸熱して蒸発する。

蒸発した冷媒は、ヘッダーパイプ２７ａに流入し、内部を通り、冷媒配管２８ａから切替弁２２を介して、圧縮機２１に循環する。

蒸発器として機能する場合、扁平管１２の冷媒流路１３を低温の冷媒が流れ、空気と熱交換が行われることになり、フィン１１や扁平管１２の表面に空気中の水分が付着し凝縮水が発生する。特に、寒冷地や厳冬期などのより低外気条件においては、凝縮した水分が霜として付着する。

以上のように構成された熱交換器について、扁平管１２の空気流れ上流側（−ｘ方向）側面の少なくとも一部がフィン１１と接触しなくなり、扁平管１２の空気流れ上流側（−ｘ方向）側面とフィン１１との間に空気が介在することで、扁平管１２の空気流れ上流側（−ｘ方向）側面からフィン１１の前縁部への熱伝達が鈍くなる。

従って、寒冷地や厳冬期などのより着霜が発生しやすい条件においても、空気中の湿度量が多い空気流れ上流側（−ｘ方向）のフィン１１での着霜の発生を抑制できるため、通風抵抗の増大による熱交換器１０を通過する空気量の低下が抑制され、熱交換性能を向上することができる。

また、フィン１１のカラー部１７の少なくとも一部が切断され、扁平管１２の空気流れ上流側（−ｘ方向）側面に直接空気が接触するため、扁平管１２の空気流れ上流側（−ｘ方向）での伝熱を促進でき、熱交換器性能をさらに向上できる。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン平面図、図７は、本発明の実施の形態２における熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン拡大図であり、図６の拡大図Ｂである。

図６、図７に示すように、前縁切欠部１８は、前縁切欠部１８の扁平管１２側の開口幅をｈ、扁平管１２のｙ方向高さをＨとした場合、ｈ＜Ｈとしたものである。
これにより、前縁切欠部１８の扁平管１２側の開口部よりも、扁平管１２のｙ方向高さが大きくなり、扁平管１２を挿入する際、扁平管１２が前縁切欠部１８の扁平管１２側の開口部で接触し、固定されることになる。

従って、各扁平管１２を所定量挿入することができるため、低外気暖房運転時において、扁平管１２の挿入量のばらつきにより、フィン１１の前縁部で局所的に温度が低下し着霜が発生することを抑制でき、通風抵抗の増大による熱交換器１０を通過する空気量の低下が抑制され、熱交換性能を向上することができる。

また、ｈは、少なくとも０．１ｍｍ以上とするのが好ましい。これにより、フィン１１と扁平管１２をろう付け接合する際に、前縁切欠部１８に毛細管現象でろう材が流れ込み、前縁切欠部１８がろう材で埋まることを抑制できる。

さらには、ｈは、より大きいほうが好ましい。これにより、扁平管１２の空気流れ上流側（−ｘ方向）のフィン１１のカラー部１７が大きく切断され、扁平管１２の空気流れ上流側（−ｘ方向）に直接接触する面積が増加するため、扁平管１２の空気流れ上流側（−ｘ方向）での伝熱を促進しつつ、扁平管１２の空気流れ上流側（−ｘ方向）側面からフィン１１の前縁部への熱伝達がより鈍くなり、空気中の湿度量が多い空気流れ上流側（−ｘ方向）のフィン１１での、着霜の発生をさらに抑制でき、通風抵抗の増大による熱交換器１０を通過する空気量の低下が抑制され、熱交換性能を向上することができる。

また、扁平管１２のｙ方向高さの中央部を通り、空気流れ方向（ｘ方向）と平行な中心面ａと、フィン１１の前縁部と、が交わる位置を点Ｃ、扁平管１２の前縁部を点Ｄ、前縁切欠部１８の空気流れ最上流側（−ｘ方向）を点Ｅ、とした場合、点Ｅを、点Ｃと点Ｄの中間位置よりも、空気流れ下流側（＋ｘ方向）の位置に設けるのが好ましい。

これにより、フィン１１の前縁部から前縁切欠部１８までの距離を確保できるため、扁平管１２をフィン１１に挿入する際に、フィン１１の強度を確保でき、フィン１１の破れや折れを防止することができる。

また、点Ｅから点Ｄまでの距離は、少なくとも０．１ｍｍ以上とすることが好ましい。これにより、フィン１１と扁平管１２をろう付け接合する際に、前縁切欠部１８に毛細管現象でろう材が流れ込み、前縁切欠部１８がろう材で埋まることを抑制できる。

また、図８は本発明の実施の形態２の変形例１における熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン平面図、図９は本発明の実施の形態２の変形例２における熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン平面図、図１０は本発明の実施の形態２の変形例３における熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン平面図、図１１は本発明の実施の形態２の変形例４における熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン平面図、図１２は本発明の実施の形態２の変形例５における熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン平面図、図１３は本発明の実施の形態２の変形例６における熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン平面図である。

前縁切欠部１８は、図８に示すように、扁平管１２のｙ方向高さの中央部を通り、空気流れ方向（ｘ方向）と平行な中心面ａを基準に、管配列方向（ｙ方向）にずらした位置に設けても同様の効果を得られることは言うまでもない。

また、前縁切欠部１８は、図９、図１０に示すように、三角形や矩形であってもよい。これにより、前縁切欠部１８の切断面積が大きくなり、扁平管１２の空気流れ上流側（−ｘ方向）側面とフィン１１との間に介在する空気量が増加し、扁平管１２の空気流れ上流側（−ｘ方向）側面からフィン１１の前縁部への熱伝達がさらに鈍くなるため、空気中の湿度量が多い空気流れ上流側（−ｘ方向）のフィン１１での、着霜の発生をさらに抑制でき、通風抵抗の増大による熱交換器１０を通過する空気量の低下が抑制され、熱交換性能を向上することができる。

また、前縁切欠部１８は、図１１、図１２に示すように、空気流れ方向（＋ｘ方向）に対して、重力方向（−ｙ方向）に傾斜していてもよい。

これにより、前縁切欠部１８に流れ込んだ凝縮水が重力方向（−ｙ方向）に流れるため、前縁切欠部１８から速やかに排水され、結露水の残留を抑制することができ、通風抵抗の増大による熱交換器１０を通過する空気量の低下を防止でき、熱交換性能を向上することができる。

また、前縁切欠部１８は、図１３に示すように、１つの扁平管１２に対して複数個設けてもよい。

これにより、フィン１１の切断箇所が増加し、フィン１１の前縁部への熱伝達が鈍くなるため、空気中の湿度量が多い空気流れ上流側（−ｘ方向）のフィン１１での、着霜の発生をさらに抑制でき、通風抵抗の増大による熱交換器１０を通過する空気量の低下が抑制され、熱交換性能を向上することができる。

（実施の形態３）
図１４は、本発明の実施の形態３における熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン平面図である。

図１４に示すように、前縁切欠部１８には、重力方向（−ｙ方向）成分を含んだ排水切欠部１９を設ける。

これにより、扁平管１２の空気流れ上流側（−ｘ方向）で発生し、前縁切欠部１８に流れ込んだ凝縮水が、排水切欠部１９を伝い、重力方向（−ｙ方向）へと流れ成長し、水分量が増加し、結露水にかかる重力が大きくなることで速やかに流れ落ちることになる。

従って、凝縮水の発生量が多くなる高負荷運転時においても、結露水の残留を抑制することができ、通風抵抗の増大による熱交換器１０を通過する空気量の低下を防止でき、熱交換性能を向上することができる。

また、低外気温暖房運転時において、凝縮水が凍結することなく速やかに流れ落ちるため、熱交換器１０が凍結し暖房運転が停止することを防止でき、暖房能力を向上することができる。

また、排水切欠部１９により、扁平管１２の空気流れ上流側（−ｘ方向）側面からフィン１１の前縁部への熱伝達が鈍くなるため、さらに着霜が発生しやすい条件においても、空気中の湿度量が多い空気流れ上流側（−ｘ方向）のフィン１１での、着霜の発生を抑制でき、通風抵抗の増大による熱交換器１０を通過する空気量の低下が抑制され、熱交換性能を向上することができる。

また、排水切欠部１９の開口幅ｗは、少なくとも０．１ｍｍ以上とするのが好ましい。これにより、フィン１１と扁平管１２をろう付け接合する際に、排水切欠部１９に毛細管現象でろう材が流れ込み、前縁切欠部１９がろう材で埋まることを抑制できる。

また、隣り合う扁平管１２の中央部を通り、空気流れ方向（ｘ方向）と平行な中心面ｂと、フィン１１の前縁部と、が交わる位置を点Ｆ、中心面ａと、点Ｆと点Ｄとを繋いだ線と、がなす角度をθ、排水切欠部１９の重力方向（−ｙ方向）の最下点を点Ｇ、中心面ａと、中心面ａから点Ｇまでを最短距離で繋いだ線と、が交わる位置を点Ｈ、とした場合に、ＧＨ≧ｔａｎθ×ＤＨとするのが好ましい。

これにより、フィン１１の前縁部において、扁平管１２の前縁部（点Ｄ）から、扁平管１２からの最短距離（点Ｃ）までの間と、扁平管１２の前縁部（点Ｄ）から、扁平管１２からの最遠距離（点Ｆ）までの間と、でフィン１１が切断される箇所が発生するため、扁平管１２からフィン１１の前縁部までの熱伝達が鈍くなり、空気中の湿度量が多い空気流れ上流側（−ｘ方向）のフィン１１の前縁部の全体で、着霜の発生をさらに抑制でき、通風抵抗の増大による熱交換器１０を通過する空気量の低下が抑制され、熱交換性能を向上することができる。

また、図１５は本発明の実施の形態３の変形例１における熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン平面図である。

図１５に示すように、排水切欠部１９を、重力方向（−ｙ方向）のみに向かって延びるように形成する。

これにより、扁平管１２の空気流れ上流側（−ｘ方向）で発生し、前縁切欠部１８に流れ込んだ凝縮水が、排水切欠部１９を伝い、よりスムーズに重力方向（−ｙ方向）へと流れ成長し、水分量が増加し、結露水にかかる重力が大きくなることで速やかに流れ落ちることになる。

従って、凝縮水の発生量がさらに多くなる最大負荷運転時においても、結露水の残留を抑制することができ、通風抵抗の増大による熱交換器１０を通過する空気量の低下を防止でき、熱交換性能を向上することができる。

また、フィン１１の前縁部から排水切欠部１９までの距離を確保できるため、扁平管１２をフィン１１に挿入する際に、フィン１１の強度を確保でき、フィン１１の破れや折れを抑制することができる。

また、図１６は本発明の実施の形態３の変形例２における熱交換器のｘ−ｙ平面のフィン平面図である。

図１６に示すように、排水切欠部１９を、前縁切欠部１８の空気流れ上流側（−ｘ方向）ではなく、扁平管１２の空気流れ上流側（−ｘ方向）に形成してもよい。
これにより、フィン１１の前縁部から排水切欠部１９までの距離をさらに確保できるため、扁平管１２をフィン１１に挿入する際に、さらにフィン１１の強度を確保でき、フィン１１の破れや折れを防止することができる。

また、前縁切欠部１８の重力方向（−ｙ方向）下端に排水切欠部１９が形成されるため、前縁切欠部１８の凝縮水が保水される箇所が低減し、より速やかに凝縮水を排水でき、通風抵抗の増大による熱交換器１０を通過する空気量の低下を防止でき、熱交換性能を向上することができる。

本発明は、扁平管を用いた熱交換器において、空気流れ上流側におけるフィン効率を低下させ、フィンの空気流れ上流側の着霜を抑制しつつ、扁平管の空気流れ上流側における伝熱を促進させることで、熱交換性能を向上できる熱交換器であり、冷凍機、空気調和装置、給湯空調複合装置などの用途に適用できる。

１熱交換器
２フィン
３管挿入切欠部
４冷媒流路
５扁平管
６平坦部
１０熱交換器
１１フィン
１２扁平管
１３冷媒流路
１４平坦部
１５伝熱促進部
１６管挿入切欠部
１７カラー部
１８前縁切欠部
１９排水切欠部
２０室外機
２１圧縮機
２２切替弁
２３室外膨張弁
２４送風機
２５液管
２６ガス管
２７ａ、２７ｂヘッダーパイプ
２８ａ、２８ｂ冷媒配管
２９仕切板

Claims

所定の間隔で並べられた複数の板状のフィンと、複数の冷媒流路を備えた複数の扁平管と、で構成された熱交換器において、前記フィンは、平坦部と、空気流れの下流側に前記扁平管を挿入するための互いに平行に形成された管挿入切欠部と、前記扁平管と接触するためのカラー部と、で構成され、前記管挿入切欠部に挿入された前記扁平管の空気流れ上流側側面の少なくとも一部から、前記平坦部に、前縁切欠部を設けることを特徴とする熱交換器。
前記前縁切欠部の前記扁平管側開口幅をｈ、前記扁平管の高さをＨとした場合、ｈ＜Ｈとすることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
前記前縁切欠部には、重力方向成分を含んだ排水切欠部を設けることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。