JP2021081188A - 熱交換器、及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換性能の向上を図ることができるとともに、製造を容易にすることができる熱交換器を得る。【解決手段】熱交換器３は、第１方向において互いに間隔を置いて配置されている複数の熱交換部材１４を有している。複数の熱交換部材１４は、第１方向に交差する第２方向に沿って延びる伝熱管１５と、第２方向に沿って伝熱管１５に設けられている伝熱板１６とをそれぞれ有している。伝熱板１６は、第１方向及び第２方向のそれぞれに交差する第３方向において伝熱管１５から離れるように延在する延在部１６２，１６３を有している。伝熱板１６は、伝熱管１５とは別部材になっている。【選択図】図３

Description

この発明は、複数の伝熱管を有する熱交換器、及び熱交換器を有する冷凍サイクル装置に関するものである。

従来、伝熱管内を流れる冷媒と外気との間での熱交換効率を向上させるために、扁平形状の伝熱管の幅方向を気流の方向に沿って配置し、伝熱管の幅方向両端部から気流の方向に沿って凸部を突出させた熱交換器が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２０２８９６号公報

しかし、特許文献１に示されている従来の熱交換器では、伝熱管及び凸部が一体の単一材で構成されているので、伝熱管及び凸部を一体とした形状が複雑になり、伝熱管及び凸部の製造作業に手間がかかってしまう。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、熱交換性能の向上を図ることができるとともに、製造を容易にすることができる熱交換器を得ることを目的とする。

この発明による熱交換器は、第１方向において互いに間隔を置いて配置されている複数の熱交換部材を備え、複数の熱交換部材は、第１方向に交差する第２方向に沿って延びる伝熱管と、第２方向に沿って伝熱管に設けられている伝熱板とをそれぞれ有し、伝熱板は、第１方向及び第２方向のそれぞれに交差する第３方向において伝熱管から離れるように延在する延在部を有し、伝熱板は、伝熱管とは別部材になっており、伝熱管は、扁平管であり、伝熱板は、第３方向に沿って配置され、伝熱板の厚さ方向へ変形した部分のない平板である。

この発明による熱交換器及び冷凍サイクル装置によれば、気流と接触する熱交換部材の伝熱面積を延在部によって拡大することができ、熱交換器の熱交換性能を向上させることができる。また、伝熱管と伝熱板とを別個に作製することができ、伝熱管及び伝熱板のそれぞれの形状を簡素化することができる。これにより、熱交換器の製造を容易にすることができる。

この発明の実施の形態１による空気調和機を示す模式的な構成図である。 図１の室外熱交換器を示す斜視図である。 図２の熱交換部材を切断した状態を示す斜視図である。 図３の熱交換部材を示す断面図である。 図１の熱交換器本体の下部を示す斜視図である。 図５の熱交換器本体の下部を示す縦断面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。 図３の熱交換部材に結露水が付着した状態を示す正面図である。 この発明の実施の形態２による室外熱交換器の熱交換部材を切断した状態を示す斜視図である。 図９の熱交換部材を示す断面図である。 この発明の実施の形態３による室外熱交換器の熱交換部材を切断した状態を示す斜視図である。 図１１の熱交換部材を示す断面図である。 図１２の複数の熱交換部材の間を通過する気流の流れを示す断面図である。 この発明の実施の形態３による室外熱交換器の熱交換部材の他の例を示す断面図である。 この発明の実施の形態４による室外熱交換器の熱交換部材を示す断面図である。 この発明の実施の形態５による室外熱交換器の熱交換部材を切断した状態を示す斜視図である。 図１６の熱交換部材を示す断面図である。 この発明の実施の形態５による室外熱交換器の他の例の熱交換部材を切断した状態を示す斜視図である。 図１８の熱交換部材を示す断面図である。 この発明の実施の形態５による室外熱交換器の他の例の熱交換部材を切断した状態を示す斜視図である。 図２０の熱交換部材を示す断面図である。 この発明の実施の形態６による室外熱交換器の熱交換部材を示す断面図である。 この発明の実施の形態７による室外熱交換器の熱交換器本体の要部を示す正面図である。 この発明の実施の形態８による室外熱交換器を示す斜視図である。

以下、この発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による冷凍サイクル装置を示す模式的な構成図である。本実施の形態では、冷凍サイクル装置が空気調和機１として用いられている。空気調和機１は、圧縮機２、室外熱交換器３、膨張弁４、室内熱交換器５及び四方弁６を有している。この例では、圧縮機２、室外熱交換器３、膨張弁４及び四方弁６が室外機に設けられ、室内熱交換器５が室内機に設けられている。

圧縮機２、室外熱交換器３、膨張弁４、室内熱交換器５及び四方弁６は、冷媒管を介して互いに接続されることにより、冷媒が循環可能な冷媒回路を構成している。空気調和機１では、圧縮機２が駆動することにより、圧縮機２、室外熱交換器３、膨張弁４及び室内熱交換器５を冷媒が相変化しながら循環する冷凍サイクルが行われる。

室外機には、室外熱交換器３に室外の空気を強制的に通過させる室外ファン７が設けられている。室外熱交換器３は、室外ファン７の動作によって生じた室外の空気の気流と冷媒との間で熱交換を行う。室内機には、室内熱交換器５に室内の空気を強制的に通過させる室内ファン８が設けられている。室内熱交換器５は、室内ファン８の動作によって生じた室内の空気の気流と冷媒との間で熱交換を行う。

空気調和機１の運転は、冷房運転と暖房運転との間で切り替え可能になっている。四方弁６は、空気調和機１の冷房運転及び暖房運転の切り替えに応じて冷媒流路を切り替える電磁弁である。四方弁６は、冷房運転時に、圧縮機２からの冷媒を室外熱交換器３へ導くとともに室内熱交換器５からの冷媒を圧縮機２へ導き、暖房運転時に、圧縮機２からの冷媒を室内熱交換器５へ導くとともに室外熱交換器３からの冷媒を圧縮機２へ導く。図１では、冷房運転時の冷媒の流れの方向を破線の矢印で示し、暖房運転時の冷媒の流れの方向を実線の矢印で示している。

空気調和機１の冷房運転時には、圧縮機２で圧縮された冷媒が室外熱交換器３へ送られる。室外熱交換器３では、冷媒が室外の空気へ熱を放出して凝縮される。この後、冷媒は、膨張弁４へ送られ、膨張弁４で減圧された後、室内熱交換器５へ送られる。この後、冷媒は、室内熱交換器５で室内の空気から熱を取り込んで蒸発した後、圧縮機２へ戻る。従って、空気調和機１の冷房運転時には、室外熱交換器３が凝縮器として機能し、室内熱交換器５が蒸発器として機能する。

空気調和機１の暖房運転時には、圧縮機２で圧縮された冷媒が室内熱交換器５へ送られる。室内熱交換器５では、冷媒が室内の空気へ熱を放出して凝縮される。この後、冷媒は、膨張弁４へ送られ、膨張弁４で減圧された後、室外熱交換器３へ送られる。この後、冷媒は、室外熱交換器３で室外の空気から熱を取り込んで蒸発した後、圧縮機２へ戻る。従って、空気調和機１の暖房運転時には、室外熱交換器３が蒸発器として機能し、室内熱交換器５が凝縮器として機能する。

図２は、図１の室外熱交換器３を示す斜視図である。室外熱交換器３は、室外ファン７の動作によって生じる気流Ａが通過する熱交換器本体１１を有している。熱交換器本体１１は、第１のヘッダタンク１２と、第２のヘッダタンク１３と、第１及び第２のヘッダタンク１２，１３間を繋ぐ複数の熱交換部材１４とを有している。熱交換器本体１１では、膨張弁４からの冷媒管及び四方弁６からの冷媒管のうち、一方が第１のヘッダタンク１２に接続され、他方が第２のヘッダタンク１３に接続されている。

第１のヘッダタンク１２及び第２のヘッダタンク１３は、それぞれ水平に配置されている。また、第２のヘッダタンク１３は、第１のヘッダタンク１２の上方に配置されている。第１のヘッダタンク１２と第２のヘッダタンク１３とは、第１方向である図２のｚ方向に沿って互いに平行に配置されている。

複数の熱交換部材１４は、第１のヘッダタンク１２及び第２のヘッダタンク１３のそれぞれの長手方向、即ち図２のｚ方向へ互いに間隔を置いて配置されている。また、複数の熱交換部材１４は、互いに平行に配置されている。複数の熱交換部材１４の長手方向は、第１方向である図２のｚ方向に交差する第２方向と一致している。この例では、第２方向が、図２のｚ方向に直交する図２のｙ方向となっており、第１のヘッダタンク１２及び第２のヘッダタンク１３のそれぞれの長手方向に対して各熱交換部材１４の長手方向が直交している。また、この例では、複数の熱交換部材１４の間の空間への部材の配置が禁止されている。これにより、この例では、互いに隣り合う熱交換部材１４が互いに対向する面への部材の接続が回避されている。

室外ファン７の動作によって生じる気流Ａは、複数の熱交換部材１４の間を通過する。この例では、第１のヘッダタンク１２、第２のヘッダタンク１３及び各熱交換部材１４のそれぞれの長手方向に対して直交する方向、即ち図２のｘ方向に沿って気流Ａが複数の熱交換部材１４の間を通過する。

図３は、図２の熱交換部材１４を切断した状態を示す斜視図である。また、図４は、図３の熱交換部材１４を示す断面図である。複数の熱交換部材１４のそれぞれは、第２方向であるｙ方向に沿って延びる伝熱管１５と、伝熱管１５の長手方向、即ち第２方向に沿って伝熱管１５に設けられている伝熱板１６と、伝熱管１５と伝熱板１６との間に介在し、伝熱板１６を伝熱管１５に接合する接合部材１７とを有している。

伝熱管１５の長手方向に直交する平面で切断したときの伝熱管１５の断面の形状は、長軸及び短軸を持つ扁平形状になっている。従って、伝熱管１５の断面の長軸方向を伝熱管１５の幅方向とし、伝熱管１５の断面の短軸方向を伝熱管１５の厚さ方向とすると、伝熱管１５の幅方向の寸法は伝熱管１５の厚さ方向の寸法よりも大きくなっている。各伝熱管１５は、複数の伝熱管１５が並ぶ方向、即ちｚ方向に伝熱管１５の厚さ方向を一致させ、気流Ａの方向、即ちｘ方向に伝熱管１５の幅方向を一致させた状態で配置されている。

伝熱管１５内には、冷媒が流れる複数の冷媒流路１８が伝熱管１５の長手方向に沿って設けられている。複数の冷媒流路１８は、伝熱管１５の幅方向へ並んでいる。熱交換部材１４では、複数の熱交換部材１４の間を通過する気流Ａと、冷媒流路１８を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。

伝熱管１５は、熱伝導性を持つ金属材料で構成されている。伝熱管１５を構成する材料としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅、又は銅合金が用いられている。伝熱管１５は、加熱した材料をダイスの穴から押し出して伝熱管１５の断面を成型する押し出し加工によって製造される。なお、ダイスの穴から材料を引き抜いて伝熱管１５の断面を成型する引き抜き加工によって伝熱管１５を製造してもよい。

伝熱板１６は、伝熱管１５とは別部材になっている。また、伝熱板１６は、第１方向であるｚ方向及び第２方向であるｙ方向のそれぞれに交差する第３方向に沿って配置されている。この例では、第３方向が、ｚ方向及びｙ方向のそれぞれに直交するｘ方向になっており、伝熱板１６が、ｘ方向に沿って配置された平板になっている。熱交換器本体１１は、気流Ａの方向がｘ方向に一致するように配置される。伝熱板１６の厚さ方向の寸法は、伝熱管１５の厚さ方向の寸法よりも小さくなっている。伝熱板１６は、熱伝導性を持つ金属材料で構成されている。伝熱板１６を構成する材料としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅、又は銅合金が用いられている。

伝熱板１６は、第３方向であるｘ方向において伝熱管１５の両側へ伝熱管１５から離れるように延在する一方及び他方の延在部１６２，１６３と、一方及び他方の延在部１６２，１６３に繋がる伝熱板本体部１６１とを有している。伝熱板本体部１６１は、伝熱管１５の外周面に重なっている。一方の延在部１６２は、伝熱管１５よりも気流Ａの上流側へ伝熱板本体部１６１から出ている。他方の延在部１６３は、伝熱管１５よりも気流Ａの下流側へ伝熱板本体部１６１から出ている。この例では、ｘ方向において、上流側の延在部１６２の寸法が下流側の延在部１６３の寸法よりも大きくなっている。

伝熱板本体部１６１は、伝熱管１５の外周面のうち伝熱管１５の幅方向に沿った部分に接合部材１７を介して重なっている。上流側及び下流側のそれぞれの延在部１６２，１６３は、伝熱管１５の厚さ方向、即ちｚ方向に沿って見たとき、伝熱管１５の幅方向について伝熱管１５の領域外へ出ている。

接合部材１７は、熱伝導性を持つ金属材料で構成されている。接合部材１７を構成する材料としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅、又は銅合金が用いられている。この例では、ろう材が接合部材１７として用いられている。接合部材１７を構成する材料の融点は、伝熱管１５及び伝熱板１６のそれぞれを構成する材料の融点よりも低くなっている。

図５は、図１の熱交換器本体１１の下部を示す斜視図である。また、図６は図５の熱交換器本体１１の下部を示す縦断面図、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。第１のヘッダタンク１２には、第１のヘッダタンク１２の上壁部を貫通する複数の挿入穴１２１が設けられている。第２のヘッダタンク１３には、第２のヘッダタンク１３の下壁部を貫通する複数の挿入穴（図示せず）が設けられている。第１及び第２のヘッダタンク１２，１３に設けられている複数の挿入穴１２１は、複数の熱交換部材１４の位置に合わせて設けられている。

各熱交換部材１４では、伝熱管１５の長手方向の両端部１５ａが伝熱板１６から突出している。伝熱管１５の長手方向の一端部１５ａは第１のヘッダタンク１２の挿入穴１２１を通された状態で第１のヘッダタンク１２内の空間に挿入され、伝熱管１５の長手方向の他端部１５ａは第２のヘッダタンク１３の挿入穴を通された状態で第２のヘッダタンク１３内の空間に挿入されている。即ち、第１のヘッダタンク１２内の空間には熱交換部材１４のうちの伝熱管１５の長手方向の一端部１５ａのみが挿入され、第２のヘッダタンク１３内の空間には熱交換部材１４のうちの伝熱管１５の長手方向の他端部１５ａのみが挿入されている。これにより、第１のヘッダタンク１２内及び第２のヘッダタンク１３内のそれぞれの空間と各伝熱管１５の冷媒流路１８とが互いに連通されている。各伝熱管１５は、例えばろう付け又は溶接によって第１及び第２のヘッダタンク１２，１３に接続されている。冷媒Ｂは、冷房運転及び暖房運転のそれぞれに応じて、第１のヘッダタンク１２、冷媒流路１８、第２のヘッダタンク１３の順に流れたり、第２のヘッダタンク１３、冷媒流路１８、第１のヘッダタンク１２の順に流れたりする。

熱交換器本体１１では、室外ファン７の動作によって生じる気流Ａと、各伝熱管１５の冷媒流路１８を流れる冷媒Ｂとの間で熱交換が行われる。従って、熱交換器本体１１の熱交換性能は、熱交換部材１４に気流Ａが接触する面積が大きいほど向上する。

室外熱交換器３が凝縮器として機能するときには、気流Ａの温度よりも高い温度の冷媒Ｂが冷媒流路１８を流れる。従って、室外熱交換器３が凝縮器として機能するときには、冷媒Ｂから気流Ａへ熱が放出される。

室外熱交換器３が蒸発器として機能するときには、気流Ａの温度よりも低い温度の冷媒Ｂが冷媒流路１８を流れる。従って、室外熱交換器３が蒸発器として機能するときには、気流Ａから冷媒Ｂへ熱が取り込まれる。このとき、熱交換部材１４の表面に結露水が発生することがある。

図８は、図３の熱交換部材１４に結露水が付着した状態を示す正面図である。各熱交換部材１４の表面に付着した結露水１０は、自重によって熱交換部材１４の表面を伝わって下方へ移動する。このとき、熱交換部材１４の表面に部材が接続されていないことから、結露水１０の下方への移動が部材で阻害されず、結露水１０が下方へ排出されやすくなる。

熱交換器本体１１は、伝熱管１５、伝熱板１６、第１のヘッダタンク１２及び第２のヘッダタンク１３を組み合わせた物を炉内で加熱することにより製造される。伝熱管１５及び伝熱板１６のそれぞれの表面にはろう材が予め塗布されており、伝熱管１５、伝熱板１６、第１のヘッダタンク１２及び第２のヘッダタンク１３は、炉内での加熱により融けたろう材によって互いに固定される。伝熱管１５と伝熱板１６との間には、ろう材が接合部材１７として介在する。

このような室外熱交換器３では、伝熱板１６が、第３方向であるｘ方向において伝熱管１５から離れるように延在する延在部１６２，１６３を有しているので、気流Ａと接触する熱交換部材１４の伝熱面積を延在部１６２，１６３によって拡大することができ、室外熱交換器３の熱交換性能を向上させることができる。また、伝熱板１６が伝熱管１５とは別部材になっているので、伝熱管１５と伝熱板１６とを別個に作製することができ、伝熱管１５及び伝熱板１６のそれぞれの形状を簡素化することができる。これにより、伝熱管１５及び伝熱板１６のそれぞれの製造を容易にすることができ、室外熱交換器３の製造を容易にすることができる。

また、伝熱管１５の長手方向の端部１５ａは、伝熱板１６から突出しており、第１のヘッダタンク１２内の空間及び第２のヘッダタンク１３内の空間のそれぞれには、伝熱管１５の長手方向の端部１５ａが挿入されているので、熱交換部材１４が挿入される挿入穴１２１の形状を伝熱管１５の外周面の形状に合わせて形成することができ、挿入穴１２１の形状が複雑になることを防止することができる。これにより、第１のヘッダタンク１２及び第２のヘッダタンク１３に対する熱交換部材１４の接続作業を容易にすることができ、熱交換器本体１１の製造をさらに容易にすることができる。

実施の形態２．
また、実施の形態１では、断面形状が扁平形状になっている扁平管が伝熱管１５として用いられているが、断面形状が円形状になっている円管を伝熱管１５として用いてもよい。

即ち、図９は、この発明の実施の形態２による室外熱交換器３の熱交換部材１４を切断した状態を示す斜視図である。また、図１０は、図９の熱交換部材１４を示す断面図である。本実施の形態では、伝熱管１５の断面形状が円形状になっている。また、本実施の形態では、１本の伝熱管１５内に設けられている冷媒流路１８の数が１つになっている。他の構成は実施の形態１と同様である。

このように、断面形状が円形状になっている円管を伝熱管１５として用いても、実施の形態１と同様に、熱交換部材１４の伝熱面積を延在部１６２，１６３によって拡大することができ、室外熱交換器３の熱交換性能を向上させることができる。また、伝熱板１６が伝熱管１５とは別部材になっているので、実施の形態１と同様に、伝熱管１５及び伝熱板１６のそれぞれの形状を簡素化することができ、室外熱交換器３の製造を容易にすることができる。

実施の形態３．
図１１は、この発明の実施の形態３による室外熱交換器３の熱交換部材１４を切断した状態を示す斜視図である。また、図１２は、図１１の熱交換部材１４を示す断面図である。伝熱管１５の外周面は、伝熱管１５の厚さ方向について互いに対向する第１の厚さ方向端面１５１及び第２の厚さ方向端面１５２と、伝熱管１５の幅方向について互いに対向する上流側端面１５３及び下流側端面１５４とを有している。伝熱管１５は、上流側端面１５３を下流側端面１５４よりも気流Ａの上流側に向けて配置されている。

伝熱板本体部１６１は、伝熱管１５の第１の厚さ方向端面１５１に重なっている。気流Ａの方向についての伝熱板本体部１６１の上流側の端部は、伝熱管１５の外周面を覆う曲部１６１ａになっている。従って、伝熱板本体部１６１の曲部１６１ａは、伝熱管１５の上流側端面１５３を覆っている。接合部材１７は、伝熱管１５の第１の厚さ方向端面１５１及び上流側端面１５３のそれぞれと伝熱板本体部１６１との間に介在している。伝熱板本体部１６１の曲部１６１ａは、気流Ａの方向に対して伝熱管１５の上流側端面１５３よりも緩やかに傾斜している。

伝熱管１５の第２の厚さ方向端面１５２及び下流側端面１５４は、外部に露出している。伝熱板１６の上流側の延在部１６２は、曲部１６１ａの端部から気流Ａの上流側へ延在している。また、伝熱板１６の上流側の延在部１６２は、伝熱管１５の厚さ方向について、伝熱管１５の第２の厚さ方向端面１５２の位置に合わせて配置されている。

図１３は、図１２の複数の熱交換部材１４の間を通過する気流Ａの流れを示す断面図である。複数の熱交換部材１４の間を通過する気流Ａは、図１３の矢印で示すように、熱交換部材１４の表面に沿って流れる。従って、上流側の延在部１６２から伝熱板本体部１６１に達した気流Ａは、伝熱管１５の上流側端面１５３に衝突することなく、曲部１６１ａの表面に沿って滑らかに流れる。また、上流側の延在部１６２から伝熱管１５の第２の厚さ方向端面１５２に達した気流Ａは、そのまま第２の厚さ方向端面１５２に沿って流れる。これにより、複数の熱交換部材１４の間を通過するときの気流Ａの流れの抵抗が低減される。他の構成は実施の形態１と同様である。

このような室外熱交換器３では、伝熱板１６が、伝熱管１５の外周面を覆う曲部１６１ａを有し、上流側の延在部１６２が曲部１６１ａの端部から延在しているので、気流Ａが曲部１６１ａに沿って滑らかに流れるようにすることができる。これにより、複数の熱交換部材１４の間を通過する気流Ａの流れの抵抗を低減することができる。また、伝熱管１５の外周面と伝熱板本体部１６１との間の伝熱面積を拡大することもできる。従って、室外熱交換器３の熱交換性能をさらに向上させることができる。さらに、伝熱管１５と伝熱板１６とを組み合わせるときに、伝熱管１５に対する伝熱板１６の位置を曲部１６１ａの位置に基づいて容易に特定することができる。これにより、室外熱交換器３の製造をさらに容易にすることができる。

なお、上記の例では、上流側の延在部１６２が、伝熱管１５の厚さ方向について、伝熱管１５の第２の厚さ方向端面１５２の位置に合わせて配置されているが、伝熱管１５の第２の厚さ方向端面１５２の位置に対して上流側の延在部１６２を伝熱管１５の厚さ方向へずらして配置してもよい。このようにしても、気流Ａが曲部１６１ａに沿って滑らかに流れるようにすることができ、複数の熱交換部材１４の間を通過する気流Ａの流れの抵抗を低減することができる。

また、上記の例では、気流Ａの方向についての伝熱板本体部１６１の上流側の端部のみが曲部１６１ａになっているが、図１４に示すように、気流Ａの方向についての伝熱板本体部１６１の上流側及び下流側のそれぞれの端部を曲部１６１ａ，１６１ｂとしてもよい。この場合、伝熱板本体部１６１の上流側の曲部１６１ａが伝熱管１５の上流側端面１５３を覆い、伝熱板本体部１６１の下流側の曲部１６１ｂが伝熱管１５の下流側端面１５４を覆う。また、この場合、上流側の延在部１６２が上流側の曲部１６１ａの端部から延在し、下流側の延在部１６３が下流側の曲部１６１ｂの端部から延在する。さらに、この場合、上流側及び下流側のそれぞれの延在部１６２，１６３が、伝熱管１５の厚さ方向について、伝熱管１５の第２の厚さ方向端面１５２の位置に合わせて配置される。

実施の形態４．
図１５は、この発明の実施の形態４による室外熱交換器３の熱交換部材１４を示す断面図である。気流Ａの方向についての伝熱板本体部１６１の上流側及び下流側のそれぞれの端部は、伝熱管１５の外周面を覆う曲部１６１ａ，１６１ｂになっている。伝熱板本体部１６１の上流側の曲部１６１ａは伝熱管１５の上流側端面１５３を覆っており、伝熱板本体部１６１の下流側の曲部１６１ｂは伝熱管１５の下流側端面１５４を覆っている。

伝熱管１５は、伝熱板本体部１６１の上流側及び下流側のそれぞれの曲部１６１ａ，１６１ｂが弾性変形された状態で曲部１６１ａ，１６１ｂ間に把持されている。上流側の曲部１６１ａは伝熱管１５の上流側の端部を押圧する方向へ弾性復元力を発生し、下流側の曲部１６１ｂは伝熱管１５の下流側の端部を押圧する方向へ弾性復元力を発生している。これにより、伝熱板１６は、伝熱板本体部１６１が伝熱管１５の外周面に接触した状態で伝熱管１５に保持されている。この例では、伝熱管１５の外周面と伝熱板本体部１６１との間に接合部材１７は介在していない。

熱交換部材１４を製造するときには、上流側及び下流側のそれぞれの曲部１６１ａ，１６１ｂが互いに離れる方向へ曲部１６１ａ，１６１ｂを弾性変形させた状態で、曲部１６１ａ，１６１ｂ間に伝熱管１５を挿入した後、曲部１６１ａ，１６１ｂの弾性変形を復元させる。これにより、伝熱管１５が曲部１６１ａ，１６１ｂ間に把持され、伝熱板１６が伝熱管１５に固定される。熱交換部材１４は、伝熱板１６が伝熱管１５に固定されることにより完成する。他の構成は実施の形態１と同様である。

このような室外熱交換器３では、伝熱板本体部１６１の上流側及び下流側のそれぞれの曲部１６１ａ，１６１ｂの弾性復元力によって、伝熱管１５が曲部１６１ａ，１６１ｂ間に保持されているので、伝熱板１６を伝熱管１５に接合する接合部材１７を不要にすることができる。これにより、熱交換部材１４の製造を容易にすることができる。

実施の形態５．
図１６は、この発明の実施の形態５による室外熱交換器３の熱交換部材１４を切断した状態を示す斜視図である。また、図１７は、図１６の熱交換部材１４を示す断面図である。上流側の延在部１６２には、延在部１６２での熱伝導を抑制する熱抵抗部としての複数の切り込み部２１が設けられている。切り込み部２１は、延在部１６２の厚さ方向に貫通する線状の切り目である。この例では、複数の切り込み部２１が伝熱管１５の長手方向に沿って延在部１６２に設けられている。他の構成は実施の形態１と同様である。

ここで、室外熱交換器３が蒸発器として機能する場合、熱交換部材１４に着霜が生じることがある。熱交換部材１４に対する着霜量は、冷媒流路１８を流れる冷媒Ｂの温度と気流Ａの温度との差が拡大するにつれて多くなる。熱交換部材１４に対する着霜量が多くなると、複数の熱交換部材１４の間の空間が霜によって狭くなってしまい、気流Ａが複数の熱交換部材１４の間を通過しにくくなってしまう。

本実施の形態では、複数の切り込み部２１によって延在部１６２から伝熱管１５への熱の移動が抑制される。これにより、延在部１６２の温度の低下が抑制され、熱交換部材１４に着霜が発生しにくくなる。また、熱交換部材１４に着霜が発生した場合でも、着霜量が少なくなる。

このような室外熱交換器３では、延在部１６２の先端部から伝熱板本体部１６１に向かう方向への熱伝導を抑制する熱抵抗部としての複数の切り込み部２１が上流側の延在部１６２に設けられているので、上流側の延在部１６２の温度の低下を抑制することができる。これにより、延在部１６２の温度と気流Ａの温度との差が拡大することを抑制することができ、熱交換部材１４に着霜が生じにくくすることができる。

なお、上記の例では、複数の切り込み部２１が熱抵抗部として用いられているが、これに限定されない。例えば、図１８及び図１９に示すように、複数の切り起こし部２２を熱抵抗部として用いてもよい。切り起こし部２２は、延在部１６２に形成した２本の平行な切り目の間の部分を延在部１６２の厚さ方向へ変形させて起こした部分である。この場合、複数の切り起こし部２２は、伝熱管１５の長手方向に沿って設けられる。

また、例えば、図２０及び図２１に示すように、複数のルーバ２３を熱抵抗部として用いてもよい。ルーバ２３は、延在部１６２に形成した２本の平行な切り目の間の部分を変形させて延在部１６２の面に対して傾斜させた部分である。この場合、複数のルーバ２３は、伝熱管１５の長手方向に沿って設けられる。

また、上記の例では、熱抵抗部としての切り込み部２１、切り起こし部２２又はルーバ２３が実施の形態１での熱交換部材１４に適用されているが、熱抵抗部としての切り込み部２１、切り起こし部２２又はルーバ２２を実施の形態２〜４での熱交換部材１４に適用してもよい。

実施の形態６．
図２２は、この発明の実施の形態６による室外熱交換器３の熱交換部材１４を示す断面図である。熱交換器本体１１は、複数の第１の熱交換部材３２及び複数の第２の熱交換部材３４を複数の熱交換部材として有している。複数の第１の熱交換部材３２及び複数の第２の熱交換部材３４のそれぞれの構成は、実施の形態３による熱交換部材１４の構成と同様である。

複数の第１の熱交換部材３２は、第１の列３１に互いに間隔を置いて並べられている。第１の列では、ｚ方向において複数の第１の熱交換部材３２が並べられている。各第１の熱交換部材３２は、伝熱管１５の厚さ方向をｚ方向と一致させた状態で配置されている。

複数の第２の熱交換部材３４は、ｘ方向について第１の列３１から離れた位置にある第２の列３３に互いに間隔を置いて並べられている。この例では、第２の列３３が第１の列３１よりも気流Ａの下流側に位置している。第２の列３３では、ｚ方向において複数の第２の熱交換部材３４が並べられている。各第２の熱交換部材３４は、伝熱管１５の厚さ方向をｚ方向と一致させた状態で配置されている。

複数の第２の熱交換部材３４のそれぞれは、ｘ方向に沿って見たとき、複数の熱交換部材３２の間に配置されている。即ち、ｘ方向に沿って熱交換器本体１１を見たとき、各第２の熱交換部材３４が各第１の熱交換部材３２に重なることが回避されている。この例では、ｚ方向について第１の列３１および第２の列３３に交互に位置する千鳥状の位置に第１の熱交換部材３２及び第２の熱交換部材３４が配置されている。

各第２の熱交換部材３４の上流側の延在部１６２は、複数の第１の熱交換部材３２の間の空間内に配置されている。各第１の熱交換部材３２の下流側の延在部１６３は、複数の第２の熱交換部材３４の間の空間内に配置されている。これにより、熱交換器本体１１では、複数の第１の熱交換部材３２及び複数の第２の熱交換部材３４が並ぶ方向であるｚ方向に沿って見たとき、各第２の熱交換部材３４の上流側の延在部１６２が第１の熱交換部材３２の下流側の部分に重なり、各第１の熱交換部材３２の下流側の延在部１６３が第２の熱交換部材３４の上流側の部分に重なっている。他の構成は実施の形態３と同様である。

このような室外熱交換器３では、ｘ方向に沿って見たとき、複数の第２の熱交換部材３４が複数の第１の熱交換部材３２の間に配置されているので、第１の熱交換部材３２を避けて、第２の列３３に配置された第２の熱交換部材３４の延在部１６２を第１の列３１側へ延長させることができる。また、第２の熱交換部材３４を避けて、第１の熱交換部材３２の延在部１６３を第２の列３３側へ延長させることができる。さらに、第２の熱交換部材３４の第１の列３１側の部分を、複数の第１の熱交換部材３２の第２の列３３側の部分の間に挿入することができるので、ｘ方向についての熱交換器本体１１の寸法の拡大を抑制することができる。また、伝熱板１６が伝熱管１５とは別部材になっていることにより伝熱板１６の厚さを薄くすることができることから、第２の熱交換部材３４の上流側の延在部１６２を複数の第１の熱交換部材３２の間に挿入しても、気流Ａの流路が縮小してしまうことを抑制することができる。これにより、熱交換器本体１１の大型化を抑制しながら、気流Ａに対する第１及び第２の熱交換部材３２，３４のそれぞれの伝熱面積を拡大することができ、熱交換器本体１１の熱交換性能をさらに向上させることができる。

なお、上記の例では、熱交換部材が並ぶ列の数が第１の列３１及び第２の列３３の２つになっているが、これに限定されず、熱交換部材が並ぶ列の数を３つ以上にしてもよい。この場合、互いに隣り合う２つの列のうち、一方の列に並ぶ複数の熱交換部材のそれぞれは、他方の列に並ぶ複数の熱交換部材の間に配置される。

また、上記の例では、第１の熱交換部材３２において、伝熱板本体部１６１から気流Ａの上流側及び下流側へ延在部１６２，１６３がそれぞれ突出しているが、第１の熱交換部材３２において、気流Ａの上流側及び下流側のうち上流側にのみ延在部１６２が伝熱板本体部１６１から突出していてもよいし、気流Ａの上流側及び下流側のうち下流側にのみ延在部１６３が伝熱板本体部１６１から突出していてもよい。

また、上記の例では、第２の熱交換部材３４において、伝熱板本体部１６１から気流Ａの上流側及び下流側へ延在部１６２，１６３がそれぞれ突出しているが、第２の熱交換部材３４において、気流Ａの上流側及び下流側のうち上流側にのみ延在部１６２が伝熱板本体部１６１から突出していてもよいし、気流Ａの上流側及び下流側のうち下流側にのみ延在部１６３が伝熱板本体部１６１から突出していてもよい。

また、上記の例では、実施の形態３での熱交換部材１４の構成が第１の熱交換部材３２に適用されているが、実施の形態１、２、４又は５での熱交換部材１４の構成を第１の熱交換部材３２に適用してもよい。

また、上記の例では、実施の形態３での熱交換部材１４の構成が第２の熱交換部材３４に適用されているが、実施の形態１、２、４又は５での熱交換部材１４の構成を第２の熱交換部材３４に適用してもよい。

実施の形態７．
図２３は、この発明の実施の形態７による室外熱交換器３の熱交換器本体１１の要部を示す正面図である。熱交換器本体１１は、複数の熱交換部材１４と、互いに隣り合う２つの熱交換部材１４間に接続されている伝熱フィン４１とを有している。複数の熱交換部材１４の配置及び構成は、実施の形態１と同様である。

この例では、波状に形成されたコルゲートフィンが伝熱フィン４１として用いられている。また、この例では、気流Ａの方向、即ちｘ方向について熱交換部材１４の下流側の部分にのみ伝熱フィン４１が接続されている。伝熱フィン４１を構成する材料としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅、又は銅合金が用いられている。他の構成は、実施の形態１と同様である。

このような室外熱交換器３では、互いに隣り合う２つの熱交換部材１４間に伝熱フィン４１が接続されているので、気流Ａに対する熱交換器本体１１の伝熱面積を伝熱フィン４１によってさらに拡大することができる。これにより、熱交換器本体１１の熱交換性能をさらに向上することができる。

また、伝熱フィン４１は、気流Ａの方向について熱交換部材１４の下流側の部分にのみ接続されているので、着霜が生じやすい熱交換部材１４の上流側の部分を避けて伝熱フィン４１を配置することができる。これにより、着霜の発生による伝熱フィン４１の伝熱性能の低下を抑制することができる。

なお、上記の例では、気流Ａの方向について熱交換部材１４の一部にのみ伝熱フィン４１が接続されているが、気流Ａの方向について熱交換部材１４の全範囲に伝熱フィン４１を接続してもよい。

また、上記の例では、実施の形態１での熱交換器本体１１に伝熱フィン４１が適用されているが、実施の形態２〜６での熱交換器本体１１に伝熱フィン４１を適用してもよい。

実施の形態８．
図２４は、この発明の実施の形態８による室外熱交換器３を示す斜視図である。室外熱交換器３は、熱交換器本体１１と、第３方向であるｘ方向において熱交換器本体１１の複数の熱交換部材１４の風上側、即ち複数の熱交換部材１４よりも気流Ａの上流側に配置されている渦発生器４２とを有している。熱交換器本体１１の構成は、実施の形態１と同様である。

渦発生器４２は、気流Ａを渦流とする。また、渦発生器４２は、第３方向であるｘ方向において熱交換器本体１１から離して配置されている。渦発生器４２と熱交換器本体１１との間に存在する隙間は、可能な限り狭くされている。渦発生器４２を通過した気流Ａは、渦流となって複数の熱交換部材１４の間を通過する。これにより、冷媒流路１８を流れる冷媒Ｂと気流Ａとの間の熱交換が、熱交換部材１４の上流側の端部から熱交換部材１４の下流側の端部にかけて促進される。他の構成は実施の形態１と同様である。

このような室外熱交換器３では、渦発生器４２がｘ方向において熱交換器本体１１の風上側に配置されているので、気流Ａを渦流にした状態で熱交換器本体１１に供給することができる。これにより、冷媒Ｂと気流Ａとの間の熱交換を各熱交換部材１４において促進することができ、室外熱交換器３の熱交換性能をさらに向上させることができる。

また、渦発生器４２は、熱交換器本体１１から離れた位置に配置されているので、熱交換部材１４の熱が渦発生器４２に伝わることを防止することができる。これにより、渦発生器４２に着露及び着霜が発生することを防止することができ、渦発生器４２において着露及び着霜が気流Ａを阻害することを防止することができる。

なお、上記の例では、渦発生器４２がｘ方向において熱交換器本体１１から離して配置されているが、熱交換器本体１１の各熱交換部材１４に渦発生器４２を接触させてもよい。このようにしても、渦発生器４２を熱交換器本体１１よりも気流Ａの上流側に配置することにより、気流Ａを渦流にした状態で熱交換器本体１１に供給することができ、熱交換器本体１１での熱交換性能の向上を図ることができる。

また、上記の例では、実施の形態１での室外熱交換器３に渦発生器４２が適用されているが、実施の形態２〜７での室外熱交換器３に渦発生器４２を適用してもよい。

また、実施の形態１〜３、５〜８では、伝熱板１６を伝熱管１５に接合する接合部材として接合部材１７が用いられているが、これに限定されず、例えば、熱伝導性能を持つ接着剤を接合部材として用いてもよい。

また、実施の形態１〜３、５〜８では、伝熱板１６が接合部材１７を介して伝熱管１５に接合されているが、伝熱管１５に伝熱板１６を例えば溶着又は摩擦撹拌接合によって直接接合してもよい。

また、実施の形態１、３〜８では、断面形状が扁平形状になっている扁平管が伝熱管１５として用いられているが、実施の形態２と同様に、断面形状が円形状になっている円管を伝熱管１５として用いてもよい。

また、実施の形態１〜５、７及び８では、伝熱板本体部１６１から気流Ａの上流側及び下流側へ延在部１６２，１６３がそれぞれ突出しているが、気流Ａの上流側及び下流側のうち上流側にのみ延在部１６２が伝熱板本体部１６１から突出していてもよいし、気流Ａの上流側及び下流側のうち下流側にのみ延在部１６３が伝熱板本体部１６１から突出していてもよい。

また、各上記実施の形態では、室外熱交換器３にこの発明が適用されているが、室内熱交換器５にこの発明を適用してもよい。さらに、各上記実施の形態では、この発明の冷凍サイクル装置が空気調和機１として用いられているが、これに限定されず、例えば冷蔵装置、冷凍装置、給湯器等としてこの発明の冷凍サイクル装置を用いてもよい。また、各上記実施の形態では、四方弁６を有して冷房運転及び暖房運転を切り替え可能な冷凍サイクル装置にこの発明が適用されているが、四方弁６を有さない冷凍サイクル装置の熱交換器にこの発明を適用してもよい。

また、この発明は各上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。さらに、各上記実施の形態を組み合わせてこの発明を実施することもできる。

１ 空気調和機（冷凍サイクル装置）、３ 室外熱交換器（熱交換器）、１２ 第１のヘッダタンク、１３ 第２のヘッダタンク、１４ 熱交換部材、１５ 伝熱管、１６ 伝熱板、１７ 接合部材、２１ 切り込み部（熱抵抗部）、２２ 切り起こし部（熱抵抗部）、２３ ルーバ（熱抵抗部）、３１ 第１の列、３２ 第１の熱交換部材、３３ 第２の列、３４ 第２の熱交換部材、４１ 伝熱フィン、４２ 渦発生器、１６１ａ，１６１ｂ 曲部、１６２，１６３ 延在部。

Claims (14)

1. 第１方向において互いに間隔を置いて配置されている複数の熱交換部材
   を備え、
   前記複数の熱交換部材は、前記第１方向に交差する第２方向に沿って延びる伝熱管と、前記第２方向に沿って前記伝熱管に設けられている伝熱板とをそれぞれ有し、
   前記伝熱板は、前記第１方向及び前記第２方向のそれぞれに交差する第３方向において前記伝熱管から離れるように延在する延在部を有し、
   前記伝熱板は、前記伝熱管とは別部材になっており、
   前記伝熱管は、扁平管であり、
   前記伝熱板は、前記第３方向に沿って配置され、前記伝熱板の厚さ方向へ変形した部分のない平板である熱交換器。
2. 前記扁平管は、前記第２方向に直交する断面において長軸及び短軸を有する形状であり、
   前記伝熱板は、前記扁平管の外周面のうち前記長軸の方向に沿った部分に重なる伝熱板本体部を有し、
   前記延在部は、前記伝熱板本体部から出ている請求項１に記載の熱交換器。
3. 第１方向において互いに間隔を置いて配置されている複数の熱交換部材
   を備え、
   前記複数の熱交換部材は、前記第１方向に交差する第２方向に沿って延びる伝熱管と、前記第２方向に沿って前記伝熱管に設けられている伝熱板とをそれぞれ有し、
   前記伝熱板は、前記第１方向及び前記第２方向のそれぞれに交差する第３方向において前記伝熱管から離れるように延在する延在部を有し、
   前記伝熱板は、前記伝熱管とは別部材になっており、
   前記伝熱管は、扁平管であり、
   前記第３方向において前記複数の熱交換部材の風上側に配置されている渦発生器
   を備えている熱交換器。
4. 前記渦発生器は、前記複数の熱交換部材から離れている請求項３に記載の熱交換器。
5. 前記伝熱板は、前記扁平管の外周面を覆う曲部を有し、
   前記延在部は、前記曲部の端部から延在している請求項３又は請求項４に記載の熱交換器。
6. 前記扁平管は、前記第２方向に直交する断面において長軸及び短軸を有する形状であり、
   前記伝熱板は、前記扁平管の外周面のうち前記長軸の方向に沿った部分に重なる伝熱板本体部を有し、
   前記延在部は、前記伝熱板本体部から出ており、
   前記伝熱板本体部は、前記扁平管の外周面を覆う曲部を有し、
   前記延在部は、前記曲部の端部から延在している請求項３又は請求項４に記載の熱交換器。
7. 前記伝熱管の厚さ方向は、前記第１方向と一致しており、
   前記伝熱管の外周面は、前記伝熱管の厚さ方向について互いに対向する第１の厚さ方向端面及び第２の厚さ方向端面を有し、
   前記伝熱板は、前記第１の厚さ方向端面に重なる伝熱板本体部を有し、
   前記伝熱板本体部は、前記伝熱管の外周部を覆う曲部を有し、
   前記延在部は、前記曲部の端部から出ており、
   前記延在部は、前記伝熱管の厚さ方向について、前記第２の厚さ方向端面の位置に合わせて配置されている請求項３又は請求項４に記載の熱交換器。
8. 前記伝熱板は、前記扁平管に接合部材を介して接合されている請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の熱交換器。
9. 前記延在部には、前記延在部での熱伝導を抑制する熱抵抗部が設けられている請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の熱交換器。
10. 前記複数の熱交換部材が接続されているヘッダタンク
    を備え、
    前記複数の熱交換部材では、前記第２方向における前記伝熱管の端部が前記伝熱板から突出しており、
    前記ヘッダタンク内の空間には、前記伝熱板から突出した前記伝熱管の端部が挿入されている請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の熱交換器。
11. 第１の列に並べられた複数の第１の熱交換部材と、前記第１の列から前記第３方向について離れた位置にある第２の列に並べられた複数の第２の熱交換部材とを前記複数の熱交換部材として備え、
    前記第３方向に沿って見たとき、前記複数の第２の熱交換部材のそれぞれは、前記複数の第１の熱交換部材の間に配置されている請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の熱交換器。
12. 互いに隣り合う前記熱交換部材間に接続されている伝熱フィンを備えている請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の熱交換器。
13. 第１方向において互いに間隔を置いて配置されている複数の熱交換部材
    を備え、
    前記複数の熱交換部材は、前記第１方向に交差する第２方向に沿って延びる伝熱管と、前記第２方向に沿って前記伝熱管に設けられている伝熱板とをそれぞれ有し、
    前記伝熱板は、前記第１方向及び前記第２方向のそれぞれに交差する第３方向において前記伝熱管から離れるように延在する延在部を有し、
    前記伝熱板は、前記伝熱管とは別部材になっており、
    前記第３方向において前記複数の熱交換部材の風上側に配置されている渦発生器
    を備えている熱交換器。
14. 請求項１〜請求項１３のいずれか一項に記載の熱交換器
    を備えている冷凍サイクル装置。

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