WO2017126019A1 - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

　本発明に係る熱交換器は、重力方向に距離Ｄｐ離間して等間隔に並んだ複数の第１扁平管を有する第１伝熱部と、重力方向と直交する熱交換媒体の流通方向で前記第１伝熱部よりも下流側に位置し、重力方向に距離Ｄｐ離間して等間隔に並んだ複数の第２扁平管を有する第２伝熱部と、を有し、前記複数の第１扁平管は、流路断面の短軸方向の仮想中心面である第１断面中心面と、前記流通方向と、の成す角度がθ１となり、前記流通方向で前縁部が後縁部よりも下方となるように傾斜して配置され、前記複数の第２扁平管は、流路断面の短軸方向の仮想中心面である第２断面中心面と、前記流通方向の上流側の端部との交線である最前縁線を有し、隣り合う一対の前記最前縁線は、重力方向で上方に位置する第１最前縁線と、重力方向で下方に位置する第２最前縁線と、で構成され、前記第１最前縁線と、前記第１最前縁線と前記第２最前縁線との間に位置する前記第１断面中心面とは、距離Ｗ離間するように配置され、前記距離Ｗは、Ｗ＝ξ×Ｄｐ×ｃｏｓθ１として、０≦ξ＜０．５の範囲を満たすように構成されたものである。

Description

熱交換器

　本発明は、扁平管を有する熱交換器に関する。

　従来、所定のフィンピッチ間隔を有して配置されるとともに、重力方向に延設された板状の複数のフィンと、断面が扁平形状の複数の伝熱管（以下、扁平管）とを備えるフィンアンドチューブ型の熱交換器が知られている。各扁平管は、フィンに対してろう付け等で接着されるとともに、フィンを横切るように水平方向に延設される。なお、各扁平管の端部は、扁平管と共に冷媒流路を形成する分配器又はヘッダ等に接続されている。そして、熱交換器において、フィンの間を流動する空気等の熱交換流体と、扁平管内を流動する水又は冷媒等の被熱交換流体との間で熱が交換される。

　伝熱管として扁平管を用いた熱交換器では、円管を用いた熱交換器と比較して、管内の伝熱面積を大きく確保できることに加え、熱交換流体の通風抵抗を抑制することができるため、伝熱性能を向上させることができる。一方で、熱交換器の排水性能については、その断面形状により、扁平管の管面に水滴が残留しやすく、円管と比較して排水性が劣る傾向にある。

　例えば、空気調和機の暖房運転時には、熱交換流体である空気中の水分が凝縮して室外機の熱交換器に付着して霜となる。着霜による通風抵抗の増加や伝熱性能の低下、さらには熱交換器の損傷を防ぐことを目的に除霜モードを備えるのが一般的であるが、水滴が残留した場合には、この水滴は再び氷結してさらに大きな霜に成長してしまう。したがって、排水性が悪い場合には、除霜運転の時間を長くする必要があり、その結果、快適性の低下や平均暖房能力の低下を招くこととなる。

　そこで、特許文献１には、排水性の向上を目的に、扁平管を重力方向に傾斜させた熱交換器が開示されている（特許文献１を参照）。

特開２００７－１８３０８８号公報

　特許文献１に開示された熱交換器では、熱交換流体（空気等）の流通方向に２列で構成された扁平管の１列目を風下に向かって下り勾配に傾斜させるとともに、扁平管を千鳥状に配置している。扁平管を千鳥状に配置する目的は、１列目を通過した熱交換流体を、２列目の扁平管に衝突させることにより、２列目の扁平管の伝熱面の流速を増大して、伝熱性能を向上させることにある。

　伝熱管が円管の場合や扁平管を傾斜させない場合、１列目の伝熱管を通過する熱交換流体の主流方向は、１列目の伝熱管間の中央を通る面とほぼ一致する。したがって、１列目の伝熱管間の中央を通る面上に２列目の伝熱管を配置する一般的な千鳥状配置により、伝熱性能を向上させることができた。

　しかしながら、特許文献１に開示された熱交換器では、１列目の扁平管が傾斜しているため、その前縁で熱交換流体の剥離が生じる。すると、２列目の扁平管に流入する熱交換流体の主流方向が１列目の扁平管の傾斜方向からずれて、１列目の伝熱管間の中央を通る面から離れてしまう。この現象により、一般的な千鳥状配置では、伝熱管の２列目が有効に熱交換できず、伝熱性能を向上できないという課題であった。

　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、扁平管における排水性能を向上しつつ、伝熱性能を確保する熱交換器を提供するものである。

本発明に係る熱交換器は、重力方向に距離Ｄｐ離間して等間隔に並んだ複数の第１扁平管を有する第１伝熱部と、重力方向と直交する熱交換媒体の流通方向で前記第１伝熱部よりも下流側に位置し、重力方向に距離Ｄｐ離間して等間隔に並んだ複数の第２扁平管を有する第２伝熱部と、を有し、前記複数の第１扁平管は、流路断面の短軸方向の仮想中心面である第１断面中心面と、前記流通方向と、の成す角度がθ１となり、前記流通方向で前縁部が後縁部よりも下方となるように傾斜して配置され、前記複数の第２扁平管は、流路断面の短軸方向の仮想中心面である第２断面中心面と、前記流通方向の上流側の端部との交線である最前縁線を有し、隣り合う一対の前記最前縁線は、重力方向で上方に位置する第１最前縁線と、重力方向で下方に位置する第２最前縁線と、で構成され、前記第１最前縁線と、前記第１最前縁線と前記第２最前縁線との間に位置する前記第１断面中心面とは、距離Ｗ離間するように配置され、前記距離Ｗは、Ｗ＝ξ×Ｄｐ×ｃｏｓθ１として、０≦ξ＜０．５の範囲を満たすように構成されたものである。

　本発明に係る熱交換器は、重力方向に距離Ｄｐ離間して等間隔に並んだ複数の第１扁平管を有する第１伝熱部と、前記重力方向と直交する熱交換媒体の流通方向で前記第１伝熱部よりも下流側に位置し、前記重力方向に距離Ｄｐ離間して等間隔に並んだ複数の第２扁平管を有する第２伝熱部と、を有し、前記複数の第１扁平管は、流路断面の短軸方向の仮想中心面である第１断面中心面と前記流通方向との成す角度がθ１となり、前記流通方向で前縁部が後縁部よりも上方となるように傾斜して配置され、前記複数の第２扁平管は、流路断面の短軸方向の仮想中心面である第２断面中心面と、前記流通方向の上流側の端部との交線である最前縁線を有し、隣り合う一対の前記最前縁線は、重力方向で上方に位置する第１最前縁線と、重力方向で下方に位置する第２最前縁線と、で構成され、前記第２最前縁線と、前記第１最前縁線と前記第２最前縁線との間に位置する前記第１断面中心面とは、距離Ｗ離間するように配置され、前記距離Ｗは、Ｗ＝ξ×Ｄｐ×ｃｏｓθ１として、０≦ξ＜０．５の範囲を満たすように構成された熱交換器。

　本発明によれば、扁平管の排水性能を向上させつつ、伝熱性能を確保した熱交換器を得ることができる。

実施の形態１に係る熱交換器１を示す平面図である。 実施の形態１に係る熱交換器１を示す側面図である。 実施の形態１に係る第１フィン１０と第２フィン２０とを示す平面図である。 実施の形態１に係る第１フィン１０（第２フィン２０）に装着された第１扁平管１１（第２扁平管２１）の断面図である。 比較例１に係る熱交換器２の流速分布を示す平面図である。 実施の形態１に係る熱交換器１の流速分布を示す平面図である。 実施の形態２に係る熱交換器１を示す平面図である。 実施の形態２に係る熱交換器１を示す側面図である。 実施の形態２に係る第１フィン１０と第２フィン２０とを示す平面図である。 実施の形態２に係る第１フィン１０（第２フィン２０）に装着された第１扁平管１１（第２扁平管２１）の断面図である。 比較例２に係る熱交換器２の流速分布を示す平面図である。 実施の形態２に係る熱交換器１の流速分布を示す平面図である。 実施の形態３に係る熱交換器１を示す平面図である。 実施の形態３に係る第１フィン１０と第２フィン２０とを示す平面図である。 実施の形態３に係る熱交換器１の流速分布を示す平面図である。 実施の形態１、２に係る扁平管の傾斜角度θと残水量との関係を示したグラフである。 実施の形態１、２に係る扁平管の傾斜角度θと圧損△Ｐ及び熱伝達率αとの関係を示したグラフである。 実施の形態１、２に係る扁平管の偏心率ξとバランス比との関係を示したグラフである。 実施の形態１、２に係る扁平管の傾斜角度θとξｍａｘとの関係を示したグラフである。

　以下、本発明に係る熱交換器について、図面を用いて説明する。
　以下で説明する室外機の構成は一例に過ぎず、本発明に係る熱交換器は、そのような構成に限定されない。また、各図において、同一又は類似するものには、同一の符号を付すか、又は、符号を付すことを省略している。また、細かい構造については、適宜図示を簡略化又は省略している。また、重複又は類似する説明については、適宜簡略化又は省略している。

　実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る熱交換器１を示す平面図である。
　図２は、実施の形態１に係る熱交換器１を示す側面図である。
　図３は、実施の形態１に係る第１フィン１０と第２フィン２０とを示す平面図である。
　図４は、実施の形態１に係る第１フィン１０（第２フィン２０）に装着された第１扁平管１１（第２扁平管２１）の断面図である。
　図１～図４に基づき、熱交換器１について以下に説明する。

　熱交換器１は、第１伝熱部１００と第２伝熱部２００を備えている。第１伝熱部１００は、熱交換流体である空気の流れ方向（Ｘ軸方向）において、第２伝熱部２００の上流側に配置される。

＜第１伝熱部１００の構成＞
　第１伝熱部１００は、複数の第１フィン１０と複数の第１扁平管１１から構成される。複数の第１フィン１０は、重力方向（Ｚ軸方向）に延びる板状に形成されている。複数の第１フィン１０は、空気の流れ方向（Ｘ軸方向）に対して垂直で、かつ重力方向（Ｚ軸方向）に対して垂直な方向（Ｙ軸方向）に、所定のフィンピッチＦｐを空けて配置されている。複数の第１扁平管１１はＹ軸方向に延び、複数の第１フィン１０を横切るように配置されている。複数の第１フィン１０と複数の第１扁平管１１とは、ろう付けにより一体的に接着されている。第１フィン１０は、例えばアルミニウム製又はアルミニウム合金製である。

　第１フィン１０には、図１、３に示すように切欠領域１３と、排水領域１４とが設けられている。
　切欠領域１３は、重力方向（Ｚ軸方向）となる長手方向に複数の第１切欠部１２が形成された領域である。第１フィン１０の第１切欠部１２は、図３に示すように第１フィン１０の一側部１０ａ側から他側部１０ｂ側に向かって、第１扁平管１１の外径に沿った形状で長尺形状に切り欠かれている。第１切欠部１２は、複数本が平行に同一形状として形成されている。第１切欠部１２には、第１扁平管１１が挿入されろう付けされる。
　排水領域１４は、長手方向（Ｚ軸方向）に第１切欠部１２が形成されておらず、第１フィン１０がつながって形成されている領域である。排水領域１４は、第１フィン１０に付着した水が重力方向に排出される領域である。排水領域１４は、熱交換流体である空気の流れ方向（Ｘ軸方向）において、切欠領域１３の上流側（第１フィン１０の他側部１０ｂ側）に配置される。

　第１切欠部１２は、第１フィン１０の一側部１０ａ側の奥部１２ａが第１扁平管１１の形状に合わせて半円形状となっている。なお、第１切欠部１２における奥部１２ａは、楕円形状となっていてもよい。
　第１切欠部１２における奥部１２ａの端部を通る重力方向（Ｚ軸方向）の直線が、切欠領域１３と排水領域１４との境界線となっている。
　第１切欠部１２は、第１フィン１０の一側部１０ａ側が第１切欠部１２の幅方向に拡開された挿入部１２ｂとなっている。この挿入部１２ｂの形状により、第１切欠部１２への第１扁平管１１の挿入作業を容易にしている。

　第１切欠部１２は、奥部１２ａ側が挿入部１２ｂ側よりも重力方向（Ｚ軸方向）で下方に位置する。第１切欠部１２は、図３に示すように、第１切欠部１２の短尺方向（幅方向）の仮想中心面である切欠中心面ＫＡ１と水平方向面ＨＡとの成す角度が、所定の傾斜角度θ１となるように傾斜して形成されている。また、上下に隣り合う第１切欠部１２の重力方向（Ｚ軸方向）の距離は、図３に示すように段ピッチ（距離）Ｄｐで一定となっている。なお、第１切欠部１２の奥部１２ａと、切欠中心面ＫＡ１との交点を最深点１２ｃとする。

　複数の第１扁平管１１は、図１に示すように第１フィン１０の複数の第１切欠部１２に装着され、第１フィン１０と交差するものである。第１扁平管１１の外郭の断面形状は、図４に示すように対向する一対の第１面部１１ｂと第２面部１１ｃとを有し、両端部には第１円弧部１１ｄと第２円弧部１１ｅとを有している。また、これら外郭の各構成面の内部には、仕切壁１１ｆに仕切られた冷媒流路１１ａが複数形成されている。なお、第１扁平管１１の外郭の断面形状は、略楕円形状の断面を有していてもよい。
　また、冷媒流路１１ａの壁面、即ち、第１扁平管１１の内壁面には、溝が形成されてもよい。これにより、第１扁平管１１の内壁面と冷媒との接触面積が増え、伝熱性能が向上する。第１扁平管１１は、例えばアルミニウム製又はアルミニウム合金製である。

　第１扁平管１１は、第１切欠部１２に装着された状態で、第１円弧部１１ｄ（熱交換流体である空気の流れ方向（Ｘ軸方向）において上流側となる本発明の前縁部に相当する）側が第２円弧部１１ｅ（熱交換流体である空気の流れ方向（Ｘ軸方向）において下流側となる本発明の後縁部に相当する）側よりも重力方向（Ｚ軸方向）で下方に位置する。また、前述のように、第１扁平管１１は、第１切欠部１２に固定されるため、第１扁平管１１の流路断面における短軸方向（第１面部１１ｂと第２面部１１ｃとに垂直な方向）の仮想中心面である第１断面中心面ＣＡ１と切欠中心面ＫＡ１とは同一面となる。すると、第１扁平管１１の第１断面中心面ＣＡ１と水平方向面ＨＡとの成す角度が、所定の傾斜角度θ１となるように傾斜して配置される。そして、上下に隣り合う第１扁平管１１の重力方向（Ｚ軸方向）の距離は、段ピッチ（距離）Ｄｐで一定となっている。
　また、第１円弧部１１ｄと、第１断面中心面ＣＡ１との交線を第１扁平管１１の最前縁線１１ｇとする。すると、第１切欠部１２の最深点１２ｃと、第１扁平管１１の最前縁線１１ｇとは、同一位置となり接触することとなる。

＜第２伝熱部２００の構成＞
　第２伝熱部２００は、複数の第２フィン２０と複数の第２扁平管２１から構成される。複数の第２フィン２０は、重力方向（Ｚ軸方向）に延びる板状に形成されている。複数の第２フィン２０は、空気の流れ方向（Ｘ軸方向）に対して垂直で、かつ重力方向（Ｚ軸方向）に対して垂直な方向（Ｙ軸方向）に、所定のフィンピッチＦｐを空けて配置されている。複数の第２扁平管２１はＹ軸方向に延び、複数の第２フィン２０を横切るように配置されている。複数の第２フィン２０と複数の第２扁平管２１とは、ろう付けにより一体的に接着されている。第２フィン２０は、例えばアルミニウム製又はアルミニウム合金製である。

　第２フィン２０には、図１、３に示すように切欠領域２３と、排水領域２４とが設けられている。
　切欠領域２３は、重力方向（Ｚ軸方向）となる長手方向に複数の第２切欠部２２が形成された領域である。第２フィン２０の第２切欠部２２は、図３に示すように第２フィン２０の一側部２０ａ側から他側部２０ｂ側に向かって、第２扁平管２１の外径に沿った形状で長尺形状に切り欠かれている。第２切欠部２２は、複数本が平行に同一形状として形成されている。第２切欠部２２には、第２扁平管２１が挿入されろう付けされる。
　排水領域２４は、長手方向（Ｚ軸方向）に第２切欠部２２が形成されておらず、第２フィン２０がつながって形成されている領域である。排水領域２４は、第２フィン２０に付着した水が重力方向に排出される領域である。排水領域２４は、熱交換流体である空気の流れ方向（Ｘ軸方向）において、切欠領域２３の上流側（第１フィン１０の他側部２０ｂ側）に配置される。

　第２切欠部２２は、第２フィン２０の一側部２０ａ側の奥部２２ａが第２扁平管２１の形状に合わせて半円形状となっている。なお、第２切欠部２２における奥部２２ａは、楕円形状となっていてもよい。
　第２切欠部２２における奥部２２ａの端部を通る重力方向（Ｚ軸方向）の直線が、切欠領域２３と排水領域２４との境界線となっている。
　第２切欠部２２は、第２フィン２０の一側部２０ａ側が第２切欠部２２の幅方向に拡開された挿入部２２ｂとなっている。この挿入部２２ｂの形状により、第２切欠部２２への第２扁平管２１の挿入作業を容易にしている。

　第２切欠部２２は、奥部２２ａ側が挿入部２２ｂ側よりも重力方向（Ｚ軸方向）で下方に位置する。第２切欠部２２は、図３に示すように、第２切欠部２２の短尺方向（幅方向）の仮想中心面である切欠中心面ＫＡ２と水平方向面ＨＡとの成す角度が、所定の傾斜角度θ２となるように傾斜して形成されている。また、上下に隣り合う第２切欠部２２の重力方向（Ｚ軸方向）の距離は、図３に示すように段ピッチ（距離）Ｄｐで一定となっている。なお、第２切欠部２２の奥部２２ａと、切欠中心面ＫＡ１との交点を最深点２２ｃとする。

　複数の第２扁平管２１は、図１に示すように第２フィン２０の複数の第２切欠部２２に装着され、第２フィン２０と交差するものである。第２扁平管２１の外郭の断面形状は、図４に示すように対向する一対の第１面部２１ｂと第２面部２１ｃとを有し、両端部には第１円弧部２１ｄと第２円弧部２１ｅとを有している。また、これら外郭の各構成面の内部には、仕切壁２１ｆに仕切られた冷媒流路２１ａが複数形成されている。なお、第２扁平管２１の外郭の断面形状は、略楕円形状の断面を有していてもよい。
　また、冷媒流路２１ａの壁面、即ち、第２扁平管２１の内壁面には、溝が形成されてもよい。これにより、第２扁平管２１の内壁面と冷媒との接触面積が増え、伝熱性能が向上する。第１扁平管１１は、例えばアルミニウム製又はアルミニウム合金製である。

　第２扁平管２１は、第２切欠部２２に装着された状態で、第１円弧部２１ｄ（熱交換流体である空気の流れ方向（Ｘ軸方向）において上流側となる上縁部）側が第２円弧部２１ｅ（熱交換流体である空気の流れ方向（Ｘ軸方向）において下流側となる下縁部）側よりも重力方向（Ｚ軸方向）で下方に位置する。また、前述のように、第２扁平管２１は、第２切欠部２２に固定されるため、第２扁平管２１の流路断面における短軸方向（第１面部２１ｂと第２面部２１ｃとに垂直な方向）の第２断面中心面ＣＡ２と切欠中心面ＫＡ２とは同一面となる。すると、第２扁平管２１の第２断面中心面ＣＡ２と水平方向面ＨＡとの成す角度が、所定の傾斜角度θ２となるように傾斜して配置される。
　なお、実施の形態１に係る傾斜角度θ１と傾斜角度θ２とは、同一角度となっている。そして、上下に隣り合う第２扁平管２１の重力方向（Ｚ軸方向）の距離は、段ピッチ（距離）Ｄｐで一定となっている。
　また、第１円弧部２１ｄと、第２断面中心面ＣＡ２との交線を第２扁平管２１の最前縁線２１ｇとする。すると、第２切欠部２２の最深点２２ｃと、第２扁平管２１の最前縁線２１ｇとは、同一位置となり接触することとなる。

＜第１扁平管１１と第２扁平管２１との位置関係＞
　重力方向（Ｚ軸方向）で上下に隣り合わせる一組の第２切欠部２２の切欠中心面ＫＡ２と、それらの間に位置する第１切欠部１２の切欠中心面ＫＡ１との位置関係を説明する。
　図１、３に示すように、一組の第２切欠部２２のうち重力方向（Ｚ軸方向）の上方に位置する切欠中心面ＫＡ２と、この一組の切欠中心面ＫＡ２の間に位置する第１切欠部１２の切欠中心面ＫＡ１と、の距離をＷと定義する。実施の形態１に係る熱交換器１では、Ｗを段ピッチ（距離）Ｄｐの関数として、Ｗ＝ξ×Ｄｐ×ｃｏｓθ１として表される。偏心率ξは、０≦ξ＜０．５の範囲となる係数である。このような第１切欠部１２と第２切欠部２２との構成により、各切欠部に挿入される第１扁平管１１と第２扁平管２１との位置関係が決定する。

　すなわち、第１切欠部１２と第２切欠部２２とに第１扁平管１１と第２扁平管２１とが固定されると、複数の第１扁平管１１は、流路断面における短軸方向の仮想中心面となる第１断面中心面ＣＡ１と空気の流通方向（Ｘ軸方向）との成す角度がθ１となって配置される。複数の第２扁平管２１は、流路断面における短軸方向の仮想中心面となる第２断面中心面ＣＡ２と空気の流通方向（Ｘ軸方向）との成す角度がθ２となって配置される。
　また、第１扁平管１１と第２扁平管２１とは、空気の流通方向（Ｘ軸方向）で前縁部（第１円弧部１１ｄ、２１ｄ）が後縁部（第２円弧部１１ｅ、２１ｅ）よりも下方となるように傾斜して配置される。

　また、複数の第２扁平管２１は、流通方向の上流側に最前縁線２１ｇを有し、重力方向（Ｚ軸方向）で隣り合う一対の最前縁線２１ｇは、重力方向で上方に位置する第１最前縁線２１ｇ－１と、重力方向で下方に位置する第２最前縁線２１ｇ－２と、を含む。すると、第１最前縁線２１ｇ－１と、第１最前縁線２１ｇ－１と第２最前縁線２１ｇ－２との間に位置する第１扁平管１１の第１断面中心面ＣＡ１とは、距離Ｗ離間するように配置される。ここで、距離Ｗは、Ｗ＝ξ×Ｄｐ×ｃｏｓθ１として、０≦ξ＜０．５の範囲を満たす寸法となっている。

＜第１扁平管１１と第２扁平管２１の配置の作用＞
　実施の形態１における熱交換器１の作用について説明する。
　図５は、比較例１に係る熱交換器２の流速分布を示す平面図である。
　図６は、実施の形態１に係る熱交換器１の流速分布を示す平面図である。
　比較例１に係る熱交換器２は、上記の距離Ｗを、Ｗ＝０．５×Ｄｐ×ｃｏｓθ１とし、第１扁平管１１と第２扁平管２１とに一般的な千鳥配置を採用したものである。
　なお、比較例１の熱交換器２において、実施の形態１における熱交換器１と共通する構成には、同じ名称および同じ符号を付与して説明する。

　実施の形態１に係る熱交換器１、および、比較例１に係る熱交換器２の内部に流入した空気は、第１扁平管１１の前縁部（第１円弧部１１ｄ）の下部で剥離する。これにより、第１伝熱部１００の内部の空気の主流は、第１扁平管１１の傾斜角度θ１には沿わずに偏流し、θ１よりも小さな角度で第２扁平管２１方向に上昇しながら進入する。したがって、図５に示すように第１伝熱部１００を通過した空気の主流は、上下に並ぶ一組の第１扁平管１１の第１断面中心面ＣＡ１（切欠中心面ＫＡ１）の中間面ＭＡよりも低い位置で、かつ、第１扁平管１１の傾斜角度θ１よりも小さい角度で第２伝熱部２００に流入することとなる。

　したがって、一般的な千鳥配置を採用した比較例１の熱交換器２では、図５に示すように第１扁平管１１の下流の風速の遅い滞留域が、第２扁平管２１の上面近傍まで伸びており、第２扁平管２１の上方の風速が、第２扁平管２１の下方の風速に比べて著しく低下している。すなわち、扁平管の千鳥配置の狙いである、第２扁平管２１の上下面両面に高風速域を形成する流速分布が実現されず、伝熱性能が低下することとなる。

　これに対し、実施の形態１における熱交換器１では、第１扁平管１１の第１断面中心面ＣＡ１（切欠中心面ＫＡ１）と第２扁平管２１の第２断面中心面ＣＡ２（切欠中心面ＫＡ２）との距離Ｗを、Ｗ＝ξ×Ｄｐ×ｃｏｓθ１（０≦ξ＜０．５）としている。すると、図６に示すように第１伝熱部１００における空気の偏流に合わせて、第２扁平管２１が配置されるため、第２扁平管２１の上方の風速が図５の比較例１に比べて増大している。すなわち、扁平管の千鳥配置本来の狙いどおりに、第２扁平管２１の上下面両面に高風速域が形成され、伝熱性能を向上させることができる。

＜水滴の排出構造＞
　次に、実施の形態１に係る熱交換器１の切欠領域１３に付着した水滴の排出過程について、第１伝熱部１００を用いて説明する。

　切欠領域１３に付着した水滴は、切欠領域１３上において重力方向に落下する。切欠領域１３上を落下した水滴は、第１扁平管１１の上面である第１面部１１ｂに到達する。第１扁平管１１の第１面部１１ｂに到達した水滴は、重力の影響により、第１面部１１ｂを伝って第１扁平管１１の第１円弧部１１ｄ側（前縁部側）に流下する。第１円弧部１１ｄ側に流れた水滴は、その流速を利用して大部分が排水領域１４に流入し第１伝熱部１００の下方に排出される。

　切欠領域１３から排水領域１４に流入しなかった水滴は、第１扁平管１１の第２円弧部１１ｅを伝って第１扁平管１１の下面である第２面部１１ｃに回り込む。この水滴は、表面張力、重力及び静止摩擦力等が釣り合った状態で、第１扁平管１１の第２面部１１ｃに滞留して成長する。滞留した水滴は、水滴にかかる重力が表面張力等の重力方向上方（Ｚ軸の上方向）の力に勝ると、表面張力の影響を受けなくなり、第１扁平管１１の第２面部１１ｃを離脱して落下する。

　なお、第２伝熱部２００における切欠領域２３に付着した水滴の排出過程は、第１伝熱部１００の切欠領域１３に付着した水滴の排出過程と同様であるため説明は省略する。

　実施の形態１に係る熱交換器１では、排水領域１４、２４を風上側に、切欠領域１３及び２３を風下側に配置した。排水領域１４、２４は、切欠領域１３、２３と比較して、第１扁平管１１及び第２扁平管２１からの距離が遠いため、熱交換器１を蒸発器として用いた場合に、切欠領域１３、２３と比較して表面温度が高くなる。したがって、排水領域１４、２４を風上側とした実施の形態１に係る熱交換器１では、着霜量を抑制する効果があり、結果として除霜運転時間を抑制することができる。

　なお、実施の形態１に係る熱交換器１では、一例として、θ１＝θ２＝３０°、ξ＝０．２５と規定することができるが、この構成に限定されない。

＜効果＞
　実施の形態１に係る熱交換器１の構成によれば、第１扁平管１１及び第２扁平管２１を傾斜させることで排水性能を向上させるとともに、第１扁平管１１に対する第２扁平管２１の位置を特定することで第２扁平管２１に熱交換流体を効率的に接触させ、伝熱性能を確保した熱交換器を得ることができる。

　実施の形態２．
　実施の形態２に係る熱交換器１は、第１フィン１０と第２フィン２０とに形成された第１切欠部１２と第２切欠部２２の構成が実施の形態１に係る熱交換器１と異なる。よって、この相違点を中心に説明する。その他の熱交換器１に係る構成は実施の形態１と共通のため説明を省略する。

　図７は、実施の形態２に係る熱交換器１を示す平面図である。
　図８は、実施の形態２に係る熱交換器１を示す側面図である。
　図９は、実施の形態２に係る第１フィン１０と第２フィン２０とを示す平面図である。
　図１０は、実施の形態２に係る第１フィン１０（第２フィン２０）に装着された第１扁平管１１（第２扁平管２１）の断面図である。
　図７～図１０に基づき、熱交換器１について以下に説明する。

＜第１フィン１０の構成＞
　第１フィン１０には、図７、９に示すように切欠領域１３と、排水領域１４とが設けられている。
　切欠領域１３は、重力方向（Ｚ軸方向）となる長手方向に複数の第１切欠部１２が形成された領域である。第１フィン１０の第１切欠部１２は、図７に示すように第１フィン１０の一側部１０ａ側から他側部１０ｂ側に向かって、第１扁平管１１の外径に沿った形状で長尺形状に切り欠かれている。第１切欠部１２は、複数本が平行に同一形状として形成されている。第１切欠部１２には、第１扁平管１１が挿入されろう付けされる。
　排水領域１４は、長手方向（Ｚ軸方向）に第１切欠部１２が形成されておらず、第１フィン１０がつながって形成されている領域である。排水領域１４は、第１フィン１０に付着した水が重力方向に排出される領域である。排水領域１４は、熱交換流体である空気の流れ方向（Ｘ軸方向）において、切欠領域１３の下流側（第１フィン１０の他側部１０ｂ側）に配置される。

　第１切欠部１２は、奥部１２ａ側が挿入部１２ｂ側よりも重力方向（Ｚ軸方向）で下方に位置する。第１切欠部１２は、図３に示すように、第１切欠部１２の短尺方向（幅方向）の仮想中心面である切欠中心面ＫＡ１と水平方向面ＨＡとの成す角度が、所定の傾斜角度θ１となるように傾斜して形成されている。また、上下に隣り合う第１切欠部１２の重力方向（Ｚ軸方向）の距離は、図３に示すように段ピッチ（距離）Ｄｐで一定となっている。

　複数の第１扁平管１１は、図７に示すように第１フィン１０の複数の第１切欠部１２に装着され、第１フィン１０と交差するものである。第１扁平管１１の外郭の断面形状は、図１０に示すように対向する一対の第１面部１１ｂと第２面部１１ｃとを有し、両端部には第１円弧部１１ｄと第２円弧部１１ｅとを有している。また、これら外郭の各構成面の内部には、仕切壁１１ｆに仕切られた冷媒流路１１ａが複数形成されている。なお、第１扁平管１１の外郭の断面形状は、略楕円形状の断面を有していてもよい。
　また、冷媒流路１１ａの壁面、即ち、第１扁平管１１の内壁面には、溝が形成されてもよい。これにより、第１扁平管１１の内壁面と冷媒との接触面積が増え、伝熱性能が向上する。第１扁平管１１は、例えばアルミニウム製又はアルミニウム合金製である。

　第１扁平管１１は、第１切欠部１２に装着された状態で、第１円弧部１１ｄ（熱交換流体である空気の流れ方向（Ｘ軸方向）において上流側となる本発明の前縁部に相当する）側が第２円弧部１１ｅ（熱交換流体である空気の流れ方向（Ｘ軸方向）において下流側となる本発明の後縁部に相当する）側よりも重力方向（Ｚ軸方向）で上方に位置する。また、前述のように、第１扁平管１１は、第１切欠部１２に固定されるため、第１扁平管１１の流路断面における短軸方向（第１面部１１ｂと第２面部１１ｃとに垂直な方向）の仮想中心面である第１断面中心面ＣＡ１と切欠中心面ＫＡ１とは同一面となる。すると、第１扁平管１１の第１断面中心面ＣＡ１と水平方向面ＨＡとの成す角度が、所定の傾斜角度θ１となるように傾斜して配置される。そして、上下に隣り合う第１扁平管１１の重力方向（Ｚ軸方向）の距離は、段ピッチ（距離）Ｄｐで一定となっている。また、第１円弧部１１ｄと、第１断面中心面ＣＡ１との交線を第１扁平管１１の最前縁線１１ｇとする。

＜第２フィン２０の構成＞
　第２フィン２０には、図７、９に示すように切欠領域２３と、排水領域２４とが設けられている。
　切欠領域２３は、重力方向（Ｚ軸方向）となる長手方向に複数の第２切欠部２２が形成された領域である。第２フィン２０の第２切欠部２２は、図３に示すように第２フィン２０の一側部２０ａ側から他側部２０ｂ側に向かって、第２扁平管２１の外径に沿った形状で長尺形状に切り欠かれている。第２切欠部２２は、複数本が平行に同一形状として形成されている。第２切欠部２２には、第２扁平管２１が挿入されろう付けされる。
　排水領域２４は、長手方向（Ｚ軸方向）に第２切欠部２２が形成されておらず、第２フィン２０がつながって形成されている領域である。排水領域２４は、第２フィン２０に付着した水が重力方向に排出される領域である。排水領域２４は、熱交換流体である空気の流れ方向（Ｘ軸方向）において、切欠領域２３の下流側（第１フィン１０の他側部２０ｂ側）に配置される。

　第２切欠部２２は、奥部２２ａ側が挿入部２２ｂ側よりも重力方向（Ｚ軸方向）で下方に位置する。第２切欠部２２は、図３に示すように、第２切欠部２２の短尺方向（幅方向）の仮想中心面である切欠中心面ＫＡ２と水平方向面ＨＡとの成す角度が、所定の傾斜角度θ２となるように傾斜して形成されている。また、上下に隣り合う第２切欠部２２の重力方向（Ｚ軸方向）の距離は、図９に示すように段ピッチ（距離）Ｄｐで一定となっている。

　複数の第２扁平管２１は、図７に示すように第２フィン２０の複数の第２切欠部２２に装着され、第２フィン２０と交差するものである。第２扁平管２１の外郭の断面形状は、図１０に示すように対向する一対の第１面部２１ｂと第２面部２１ｃとを有し、両端部には第１円弧部２１ｄと第２円弧部２１ｅとを有している。また、これら外郭の各構成面の内部には、仕切壁２１ｆに仕切られた冷媒流路２１ａが複数形成されている。なお、第２扁平管２１の外郭の断面形状は、略楕円形状の断面を有していてもよい。
　また、冷媒流路２１ａの壁面、即ち、第２扁平管２１の内壁面には、溝が形成されてもよい。これにより、第２扁平管２１の内壁面と冷媒との接触面積が増え、伝熱性能が向上する。第２扁平管２１は、例えばアルミニウム製又はアルミニウム合金製である。

　第２扁平管２１は、第２切欠部２２に装着された状態で、第１円弧部２１ｄ（熱交換流体である空気の流れ方向（Ｘ軸方向）において上流側となる上縁部）側が第２円弧部２１ｅ（熱交換流体である空気の流れ方向（Ｘ軸方向）において下流側となる下縁部）側よりも重力方向（Ｚ軸方向）で上方に位置する。また、前述のように、第２扁平管２１は、第２切欠部２２に固定されるため、第２扁平管２１の流路断面における短軸方向（第１面部２１ｂと第２面部２１ｃとに垂直な方向）の仮想中心面である第２断面中心面ＣＡ２と切欠中心面ＫＡ２とは同一面となる。すると、第２扁平管２１の第２断面中心面ＣＡ２と水平方向面ＨＡとの成す角度が、所定の傾斜角度θ２となるように傾斜して配置される。
　なお、実施の形態１に係る傾斜角度θ１と傾斜角度θ２は同一角度となっている。そして、上下に隣り合う第２扁平管２１の重力方向（Ｚ軸方向）の距離は、段ピッチ（距離）Ｄｐで一定となっている。また、第１円弧部２１ｄと、第２断面中心面ＣＡ２との交線を第２扁平管２１の最前縁線２１ｇとする。

＜第１扁平管１１と第２扁平管２１との位置関係＞
　重力方向（Ｚ軸方向）で上下に隣り合わせる一組の第２切欠部２２の切欠中心面ＫＡ２と、それらの間に位置する第１切欠部１２の切欠中心面ＫＡ１との位置関係を説明する。
　図７、９に示すように、一組の第２切欠部２２のうち重力方向（Ｚ軸方向）の下方に位置する切欠中心面ＫＡ２と、この一組の切欠中心面ＫＡ２の間に位置する第１切欠部１２の切欠中心面ＫＡ１と、の距離をＷと定義する。実施の形態２に係る熱交換器１では、Ｗを段ピッチ（距離）Ｄｐの関数として、Ｗ＝ξ×Ｄｐ×ｃｏｓθ１として表される。偏心率ξは、０≦ξ＜０．５の範囲となる係数である。このような第１切欠部１２と第２切欠部２２との構成により、各切欠部に挿入される第１扁平管１１と第２扁平管２１との位置関係が決定する。

　すなわち、第１切欠部１２と第２切欠部２２とに第１扁平管１１と第２扁平管２１とが固定されると、複数の第１扁平管１１は、流路断面における短軸方向の仮想中心面となる第１断面中心面ＣＡ１と空気の流通方向（Ｘ軸方向）との成す角度がθ１となって配置される。複数の第２扁平管２１は、流路断面における短軸方向の仮想中心面となる第２断面中心面ＣＡ２と空気の流通方向（Ｘ軸方向）との成す角度がθ２となって配置される。
　また、第１扁平管１１と第２扁平管２１とは、空気の流通方向（Ｘ軸方向）で前縁部（第１円弧部１１ｄ、２１ｄ）が後縁部（第２円弧部１１ｅ、２１ｅ）よりも上方となるように傾斜して配置される。

　また、複数の第２扁平管２１は、流通方向の上流側に最前縁線２１ｇを有し、重力方向（Ｚ軸方向）で隣り合う一対の最前縁線２１ｇは、重力方向で上方に位置する第１最前縁線２１ｇ－１と、重力方向で下方に位置する第２最前縁線２１ｇ－２と、を含む。すると、第２最前縁線２１ｇ－２と、第１最前縁線２１ｇ－１と第２最前縁線２１ｇ－２との間に位置する第１扁平管１１の第１断面中心面ＣＡ１とは、距離Ｗ離間するように配置される。ここで、距離Ｗは、Ｗ＝ξ×Ｄｐ×ｃｏｓθ１として、０≦ξ＜０．５の範囲を満たす寸法となっている。

＜第１扁平管１１と第２扁平管２１の配置の作用＞
　実施の形態２における熱交換器１の作用について説明する。
　図１１は、比較例２に係る熱交換器２の流速分布を示す平面図である。
　図１２は、実施の形態２に係る熱交換器１の流速分布を示す平面図である。
　比較例２に係る熱交換器２は、上記の距離Ｗを、Ｗ＝０．５×Ｄｐ×ｃｏｓθ１とし、第１扁平管１１と第２扁平管２１とに一般的な千鳥配置を採用したものである。
　なお、比較例２の熱交換器２において、実施の形態２における熱交換器１と共通する構成には、同じ名称および同じ符号を付与して説明する。

　実施の形態２に係る熱交換器１、および、比較例２に係る熱交換器２の内部に流入した空気は、第１扁平管１１の前縁部（第１円弧部１１ｄ）の下部で剥離する。これにより、第１伝熱部１００の内部の空気の主流は、第１扁平管１１の傾斜角度θ１には沿わずに偏流し、θ１よりも小さな角度で第２扁平管２１方向に下降しながら進入する。したがって、図１１に示すように第１伝熱部１００を通過した空気の主流は、上下に並ぶ一組の第１扁平管１１の第１断面中心面ＣＡ１（切欠中心面ＫＡ１）の中間面ＭＡよりも高い位置で、かつ、第１扁平管１１の傾斜角度θ１よりも小さい角度で第２伝熱部２００に流入することとなる。

　したがって、一般的な千鳥配置を採用した比較例２の熱交換器２では、図１１に示すように第１扁平管１１の下流の風速の遅い滞留域が、第２扁平管２１の下面近傍まで伸びており、第２扁平管２１の下方の風速が、第２扁平管２１の上方の風速に比べて著しく低下している。すなわち、扁平管の千鳥配置の狙いである、第２扁平管２１の上下面両面に高風速域を形成する流速分布が実現されず、伝熱性能が低下することとなる。

　これに対し、実施の形態２における熱交換器１では、第１扁平管１１の第１断面中心面ＣＡ１（切欠中心面ＫＡ１）と第２扁平管２１の第２断面中心面ＣＡ２（切欠中心面ＫＡ２）との距離Ｗを、Ｗ＝ξ×Ｄｐ×ｃｏｓθ１（０≦ξ＜０．５）としている。すると、図１２に示すように第１伝熱部１００における空気の偏流に合わせて、第２扁平管２１が配置されるため、第２扁平管２１の下方の風速が図１１の比較例２に比べて増大している。すなわち、扁平管の千鳥配置本来の狙いどおりに、第２扁平管２１の上下面両面に高風速域が形成され、伝熱性能を向上させることができる。

＜水滴の排出構造＞
　次に、実施の形態２に係る熱交換器１の切欠領域１３に付着した水滴の排出過程について、第１伝熱部１００を用いて説明する。

　切欠領域１３に付着した水滴は、切欠領域１３上において重力方向に落下する。切欠領域１３上を落下した水滴は、第１扁平管１１の上面である第１面部１１ｂに到達する。第１扁平管１１の第１面部１１ｂに到達した水滴は、重力の影響により、第１面部１１ｂを伝って第１扁平管１１の第２円弧部１１ｅ側（後縁部側）に流下する。第２円弧部１１ｅ側に流れた水滴は、その流速を利用して大部分が排水領域１４に流入し第１伝熱部１００の下方に排出される。

　切欠領域１３から排水領域１４に流入しなかった水滴は、第１扁平管１１の第２円弧部１１ｅを伝って第１扁平管１１の下面である第２面部１１ｃに回り込む。この水滴は、表面張力、重力及び静止摩擦力等が釣り合った状態で、第１扁平管１１の第２面部１１ｃに滞留して成長する。滞留した水滴は、水滴にかかる重力が表面張力等の重力方向上方（Ｚ軸の上方向）の力に勝ると、表面張力の影響を受けなくなり、第１扁平管１１の第２面部１１ｃを離脱して落下する。

　なお、第２伝熱部２００における切欠領域２３に付着した水滴の排出過程は、第１伝熱部１００の切欠領域１３に付着した水滴の排出過程と同様であるため説明は省略する。

　実施の形態２に係る熱交換器１では、排水領域１４、２４を風下側に配置したため、除霜運転時の空気流を利用して水滴を排水領域１４、２４に導くことができる。これにより、排水性が向上し、除霜運転時間を抑制することができる。

　なお、実施の形態２に係る熱交換器１では、一例として、θ１＝θ２＝３０°、ξ＝０．２５と規定することができるが、この構成に限定されない。

＜効果＞
　実施の形態２に係る熱交換器１の構成によれば、第１扁平管１１及び第２扁平管２１を傾斜させることで排水性能を向上させるとともに、第１扁平管１１に対する第２扁平管２１の位置を特定することで第２扁平管２１に熱交換流体を効率的に接触させ、伝熱性能を確保した熱交換器を得ることができる。

　実施の形態３．
　実施の形態３に係る熱交換器１は、第１フィン１０と第２フィン２０とに形成された第１切欠部１２と第２切欠部２２の構成が実施の形態１に係る熱交換器１と異なる。よって、この相違点を中心に説明する。その他の熱交換器１に係る構成は実施の形態１と共通のため説明を省略する。

　図１３は、実施の形態３に係る熱交換器１を示す平面図である。
　図１４は、実施の形態３に係る第１フィン１０と第２フィン２０とを示す平面図である。
　図１５は、実施の形態３に係る熱交換器１の流速分布を示す平面図である。
　図１３～１５に基づき、熱交換器１の構成と作用について以下に説明する。

　実施の形態１で説明したように、熱交換器１の内部に流入した空気は、第１扁平管１１の前縁部（第１円弧部１１ｄ）の下部で剥離する。これにより、第１伝熱部１００内部の空気の主流は、第１扁平管１１の傾斜角度θ１には沿わずに偏流し、θ１よりも小さな角度で第２扁平管２１に向かって上昇しつつ進入する。

　実施の形態３に係る熱交換器１は、基本的には上述した実施の形態１と同様の構成であるが、第１伝熱部１００の内部の主流の上昇角度に合わせて、第２扁平管２１の傾斜角度θ２を、第１扁平管１１の傾斜角度θ１よりも小さく形成した。

＜第１扁平管１１と第２扁平管２１との位置関係＞
　重力方向（Ｚ軸方向）で上下に隣り合わせる一組の第２切欠部２２の切欠中心面ＫＡ２と、それらの間に位置する第１切欠部１２の切欠中心面ＫＡ１との位置関係を説明する。
　図１３、１４に示すように、第１切欠部１２と第２切欠部２２とに第１扁平管１１と第２扁平管２１とが固定されると、複数の第１扁平管１１は、流路断面における短軸方向の仮想中心面となる第１断面中心面ＣＡ１と空気の流通方向（Ｘ軸方向）との成す角度がθ１となって配置される。また、複数の第２扁平管２１は、流路断面における短軸方向の仮想中心面となる第２断面中心面ＣＡ２と空気の流通方向（Ｘ軸方向）との成す角度がθ２となって配置される。

　第１扁平管１１と第２扁平管２１とは、空気の流通方向（Ｘ軸方向）で前縁部（第１円弧部１１ｄ、２１ｄ）が後縁部（第２円弧部１１ｅ、２１ｅ）よりも下方となるように傾斜して配置される。
　また、複数の第２扁平管２１は、流通方向の上流側に最前縁線２１ｇを有し、重力方向（Ｚ軸方向）で隣り合う一対の最前縁線２１ｇは、重力方向で上方に位置する第１最前縁線２１ｇ－１と、重力方向で下方に位置する第２最前縁線２１ｇ－２と、を含む。すると、第１最前縁線２１ｇ－１と、第１最前縁線２１ｇ－１と第２最前縁線２１ｇ－２との間に位置する第１扁平管１１の第１断面中心面ＣＡ１とは、距離Ｗ離間するように配置される。ここで、距離Ｗは、Ｗ＝ξ×Ｄｐ×ｃｏｓθ１として、０≦ξ＜０．５の範囲を満たす寸法となっている。
　そして、図１３、１４に示すように、第１伝熱部１００の内部の主流の上昇角度に合わせて、第２扁平管２１の傾斜角度θ２を、第１扁平管１１の傾斜角度θ１よりも小さく形成した。

＜効果＞
　この第２扁平管２１の構成により、図１５に示すように、第１扁平管１１の傾斜角度θ１よりも小さな角度で第２扁平管２１に流入する空気の流入角度と、第２扁平管２１の傾斜角度θ２と、を合わせることができる。
　よって、第２扁平管２１の前縁部（第１円弧部２１ｄ）の流れをスムーズにして圧損を抑制するとともに、第２扁平管２１の上下面での風速の偏りを抑制し、熱交換効率の良い熱交換器１を得ることができる。

　なお、実施の形態３では、一例として、θ１＝３０°、θ２＝２０°、ξ＝０．２５と規定することができるが、この構成に限定されない。

＜第１扁平管１１及び第２扁平管２１の傾斜角度θ１、θ２について＞
　実施の形態１～３に係る熱交換器１において、排水性能を向上するには傾斜角度θ１及びθ２を大きくすることが望ましい。一方で、傾斜角度θ１及びθ２を大きくなると熱交換器１における空気側の圧損が増大してしまう。すなわち、排水性能と空気側の圧損とのバランスの取れた傾斜角度θ１及びθ２を選定することが重要となる。

　また、実施の形態１～３に係る熱交換器１において、熱伝達率αを向上させるには、第２扁平管２１の管壁面で風速を上昇させる必要がある。しかしながら、風速が上昇すると空気側の圧損も増大してしまう。圧損が増大すると送風抵抗が増し、送風手段への負荷が増加する。すると、同風量を得るために送風手段の入力を上げる必要がある。また、送風手段への入力を維持すると送風量が少なくなり、結果として熱伝達率αは低下する。すなわち、熱伝達率αと空気側の圧損とのバランスの取れた傾斜角度θ１及びθ２を選定することも重要となる。

　図１６は、実施の形態１、２に係る扁平管の傾斜角度θと残水量との関係を示したグラフである。
　図１７は、実施の形態１、２に係る扁平管の傾斜角度θと圧損△Ｐ及び熱伝達率αとの関係を示したグラフである。
　なお、図１６、１７に係る第１扁平管１１及び第２扁平管２１の傾斜角度θ１、θ２は、θ１＝θ２＝θとし、ξ＝０．２５とした場合を示している。

　図１６に示すように熱交換器１の残水量は、第１扁平管１１及び第２扁平管２１の傾斜角度θ＝０°付近で一気に低下するが、２０°以上になると飽和傾向となり、排水性能の大幅な向上は見込めない。また、図１７に示すように第１扁平管１１及び第２扁平管２１の傾斜角度θが大きくなると、上下に並ぶ扁平管の間隙距離が狭まることで風速が増加する。すると、熱伝達率αは若干上昇するが、傾斜角度θが大きくなることに伴う圧損△Ｐの増大は、傾斜角度θ＝４５°でθ＝０°の約２倍となりその増加が顕著である。したがって、傾斜角度θは、これらの結果から各性能のバランスを考慮し、２０°以下とすることが望ましい。

　図１８は、実施の形態１、２に係る扁平管の偏心率ξとバランス比との関係を示したグラフである。
　図１８には、偏心率ξを第１扁平管１１と第２扁平管２１の傾斜角度θ１＝θ２＝０°～３０°まで１０°刻みで変化させ、バランス比（α０ξ／△Ｐξ）／（α０ξ０／△Ｐξ０）をプロットしている。

　バランス比は、熱伝達率αを圧損△Ｐで除した値の比であり、分母として、偏心率ξ＝０のとき（第１扁平管１１と第２扁平管２１とが同一平面上に重なっているとき）を基準としている。
　すると、図１８に示すように、第１扁平管１１と第２扁平管２１の傾斜角度θ１、θ２が大きいほど、バランス比が極大となる偏心率ξの値が小さくなることがわかる。これは、傾斜角度θ１、θ２が大きいほど、第１伝熱部１００での偏流の度合いが大きくなるためである。

　また、傾斜角度θ１、θ２が小さいほど、バランス比の極大値が大きくなることもわかる。これは、傾斜角度θが小さいほど第１伝熱部１００での偏流の度合いが小さくなり、圧損△Ｐが小さくなるためである。

　図１９は、実施の形態１、２に係る扁平管の傾斜角度θとξｍａｘとの関係を示したグラフである。
　図１９は、図１８におけるバランス比が極大値となるときの偏心率ξ（ξｍａｘ）を縦軸とし、傾斜角度θをθ＝θ１＝θ２として横軸としたグラフである。θ＝０のときは第１伝熱部１００における偏流がないため、ξｍａｘ＝０．５となる。傾斜角度θが増大するとξｍａｘは減少することが確認できる。すなわち、傾斜角度θに応じてバランス比が極大となる最適な偏心率ξが傾斜角度θごとに存在する。
　よって、第１扁平管１１及び第２扁平管２１の傾斜角度θ１、θ２により偏心率ξを調整することで、熱伝達率αと圧損△Ｐとのバランス比が最適値となる熱交換器１を得ることができる。

　実施の形態１、３に係る熱交換器は、
　（１）重力方向に距離Ｄｐ離間して等間隔に並んだ複数の第１扁平管１１を有する第１伝熱部１００と、重力方向と直交する熱交換媒体の流通方向で第１伝熱部１００よりも下流側に位置し、重力方向に距離Ｄｐ離間して等間隔に並んだ複数の第２扁平管２１を有する第２伝熱部２００と、を有し、複数の第１扁平管１１は、流路断面の短軸方向の仮想中心面である第１断面中心面ＣＡ１と流通方向との成す角度がθ１となり、流通方向で前縁部（第１円弧部１１ｄ）が後縁部（第２円弧部１１ｅ）よりも下方となるように傾斜して配置され、複数の第２扁平管２１は、流路断面の短軸方向の仮想中心面である第２断面中心面ＣＡ２と、流通方向の上流側の端部との交線である最前縁線２１ｇを有し、隣り合う一対の最前縁線２１ｇは、重力方向で上方に位置する第１最前縁線２１ｇ－１と、重力方向で下方に位置する第２最前縁線２１ｇ－２と、で構成され、第１最前縁線２１ｇ－１と、第１最前縁線２１ｇ－１と第２最前縁線２１ｇ－２との間に位置する第１断面中心面ＣＡ１とは、距離Ｗ離間するように配置され、距離Ｗは、Ｗ＝ξ×Ｄｐ×ｃｏｓθ１として、０≦ξ＜０．５の範囲を満たすものである。
　すると、図６に示すように第１伝熱部１００における空気の偏流に合わせて、第２扁平管２１が配置されるため、第２扁平管２１の上方の風速が図５の比較例１に比べて増大する。すなわち、扁平管の千鳥配置本来の狙いどおりに、第２扁平管２１の上下面両面に高風速域が形成され、伝熱性能を向上させることができる。また、第１扁平管１１及び第２扁平管２１を傾斜させることで排水性能を向上させることができる。

　また、上記（１）に記載の熱交換器において、
　（２）複数の第２扁平管２１は、第２断面中心面ＣＡ２と熱交換流体の流通方向との成す角度がθ２となり、流通方向で前縁部が後縁部よりも下方となるように傾斜して配置され、角度θ１と角度θ２とは同一の値となるものである。
　すると、第１扁平管１１及び第２扁平管２１とが同一角度で同一方向に傾斜するため、熱交換流体の流路抵抗を抑制することができるとともに、製造コストを削減することができる。

　また、上記（１）に記載の熱交換器において、
　（３）複数の第２扁平管２１は、第２断面中心面ＣＡ２と熱交換流体の流通方向との成す角度がθ２となり、流通方向で前縁部が後縁部よりも下方となるように傾斜して配置され、角度θ１は、角度θ２に比べて大きく構成されたものである。
　すると、図１５に示すように、第１扁平管１１の傾斜角度θ１よりも小さな角度で第２扁平管２１に流入する空気の流入角度と、第２扁平管２１の傾斜角度θ２と、を合わせることができる。
　よって、第２扁平管２１の前縁部（第１円弧部２１ｄ）の流れをスムーズにして圧損を抑制するとともに、第２扁平管２１の上下面での風速の偏りを抑制し、熱交換効率の良い熱交換器１を得ることができる。

　また、上記（１）～（３）に記載の熱交換器において、
　（４）第１伝熱部１００は、第１扁平管１１と交わる複数の第１フィン１０を有し、第２伝熱部２００は、第２扁平管２１と交わる複数の第２フィン２０を有し、第１フィン１０には、第１扁平管１１を固定する第１切欠部１２が熱交換流体の流通方向の下流側に開口して形成され、第２フィン２０には、第２扁平管２１を固定する第２切欠部２２が熱交換流体の流通方向の下流側に開口して形成されたものである。
　すると、排水領域１４、２４を風上側に、切欠領域１３及び２３を風下側に配置した構成となる。排水領域１４、２４は、切欠領域１３、２３と比較して、第１扁平管１１及び第２扁平管２１からの距離が遠いため、熱交換器１を蒸発器として用いた場合に、切欠領域１３、２３と比較して表面温度が高くなる。したがって、排水領域１４、２４を風上側とした実施の形態１に係る熱交換器１では、着霜量を抑制する効果があり、結果として除霜運転時間を抑制することができる。

　また、実施の形態２、３に係る熱交換器は、
　（５）重力方向に距離Ｄｐ離間して等間隔に並んだ複数の第１扁平管１１を有する第１伝熱部１００と、重力方向と直交する熱交換媒体の流通方向で第１伝熱部１００よりも下流側に位置し、重力方向に距離Ｄｐ離間して等間隔に並んだ複数の第２扁平管２１を有する第２伝熱部２００と、を有し、複数の第１扁平管１１は、流路断面の短軸方向の仮想中心面である第１断面中心面ＣＡ１と流通方向との成す角度がθ１となり、流通方向で前縁部（第１円弧部１１ｄ）が後縁部（第２円弧部１１ｅ）よりも上方となるように傾斜して配置され、複数の第２扁平管２１は、流路断面の短軸方向の仮想中心面である第２断面中心面ＣＡ２と、流通方向の上流側の端部との交線である最前縁線２１ｇを有し、隣り合う一対の最前縁線２１ｇは、重力方向で上方に位置する第１最前縁線２１ｇ－１と、重力方向で下方に位置する第２最前縁線２１ｇ－２と、で構成され、第２最前縁線２１ｇ－２と、第１最前縁線２１ｇ－１と第２最前縁線２１ｇ－２との間に位置する第１断面中心面ＣＡ１とは、距離Ｗ離間するように配置され、距離Ｗは、Ｗ＝ξ×Ｄｐ×ｃｏｓθ１として、０≦ξ＜０．５の範囲を満たすものである。
　すると、図１２に示すように第１伝熱部１００における空気の偏流に合わせて、第２扁平管２１が配置されるため、第２扁平管２１の下方の風速が図１１の比較例２に比べて増大する。すなわち、扁平管の千鳥配置本来の狙いどおりに、第２扁平管２１の上下面両面に高風速域が形成され、伝熱性能を向上させることができる。また、第１扁平管１１及び第２扁平管２１を傾斜させることで排水性能を向上させることができる。

　また、上記（５）に記載の熱交換器において、
　（６）複数の第２扁平管２１は、第２断面中心面ＣＡ２と熱交換流体の流通方向との成す角度がθ２となり、流通方向で前縁部が後縁部よりも上方となるように傾斜して配置され、角度θ１と角度θ２とは同一の値となるものである。
　すると、第１扁平管１１及び第２扁平管２１とが同一角度で同一方向に傾斜するため、熱交換流体の流路抵抗を抑制することができるとともに、製造コストを削減することができる。

　また、上記（５）に記載の熱交換器において、
　（７）複数の第２扁平管２１は、第２断面中心面ＣＡ２と熱交換流体の流通方向との成す角度がθ２となり、流通方向で前縁部が後縁部よりも上方となるように傾斜して配置され、角度θ１は、角度θ２に比べて大きく構成されたものである。
　すると、図１５に示すように、第１扁平管１１の傾斜角度θ１よりも小さな角度で第２扁平管２１に流入する空気の流入角度と、第２扁平管２１の傾斜角度θ２と、を合わせることができる。
　よって、第２扁平管２１の前縁部（第１円弧部２１ｄ）の流れをスムーズにして圧損を抑制するとともに、第２扁平管２１の上下面での風速の偏りを抑制し、熱交換効率の良い熱交換器１を得ることができる。

　また、上記（５）～（７）に記載の熱交換器において、
　（８）第１伝熱部１００は、第１扁平管１１と交わる複数の第１フィン１０を有し、第２伝熱部２００は、第２扁平管２１と交わる複数の第２フィン２０を有し、第１フィン１０には、第１扁平管１１を固定する第１切欠部１２が流通方向の上流側に開口して形成され、第２フィン２０には、第２扁平管２１を固定する第２切欠部２２が流通方向の上流側に開口して形成されたものである。
　すると、排水領域１４、２４を風下側に配置することができるため、除霜運転時の空気流を利用して水滴を排水領域１４、２４に導くことができる。これにより、排水性が向上し、除霜運転時間を抑制することができる。

　また、上記（１）～（８）に記載の熱交換器において、
　（９）角度θ１は、２０°以下の値としたものである。
すると、第１扁平管１１の排水性能を確保するとともに、熱交換流体が通過する際の圧損を低減することが可能となる。

　１、２　熱交換器、１０　第１フィン、１０ａ　一側部、１０ｂ　他側部、１１　第１扁平管、１１ａ　冷媒流路、１１ｂ　第１面部、１１ｃ　第２面部、１１ｄ　第１円弧部、１１ｅ　第２円弧部、１１ｆ　仕切壁、１１ｇ　最前縁線、１２　第１切欠部、１２ａ　奥部、１２ｂ　挿入部、１２ｃ　最深点、１３　切欠領域、１４　排水領域、２０　第２フィン、２０ａ　一側部、２０ｂ　他側部、２１　第２扁平管、２１ａ　冷媒流路、２１ｂ　第１面部、２１ｃ　第２面部、２１ｄ　第１円弧部、２１ｅ　第２円弧部、２１ｆ　仕切壁、２１ｇ　最前縁線、２１ｇ－１　第１最前縁線、２１ｇ－２　第２最前縁線、２２　第２切欠部、２２ａ　奥部、２２ｂ　挿入部、２２ｃ　最深点、２３　切欠領域、２４　排水領域、１００　第１伝熱部、２００　第２伝熱部、ＣＡ１　第１断面中心面、ＣＡ２　第２断面中心面、Ｄｐ　段ピッチ（距離）、Ｆｐ　フィンピッチ、ＨＡ　水平方向面、ＫＡ１　切欠中心面、ＫＡ２　切欠中心面、ＭＡ　中間面、Ｗ　距離、θ１　傾斜角度、θ２　傾斜角度。

Claims (9)

1. 　重力方向に距離Ｄｐ離間して等間隔に並んだ複数の第１扁平管を有する第１伝熱部と、
   　重力方向と直交する熱交換媒体の流通方向で前記第１伝熱部よりも下流側に位置し、重力方向に距離Ｄｐ離間して等間隔に並んだ複数の第２扁平管を有する第２伝熱部と、を有し、
   　前記複数の第１扁平管は、
   　流路断面の短軸方向の仮想中心面である第１断面中心面と、前記流通方向と、の成す角度がθ１となり、前記流通方向で前縁部が後縁部よりも下方となるように傾斜して配置され、
   　前記複数の第２扁平管は、
   　流路断面の短軸方向の仮想中心面である第２断面中心面と、前記流通方向の上流側の端部との交線である最前縁線を有し、
   　隣り合う一対の前記最前縁線は、重力方向で上方に位置する第１最前縁線と、重力方向で下方に位置する第２最前縁線と、で構成され、
   　前記第１最前縁線と、前記第１最前縁線と前記第２最前縁線との間に位置する前記第１断面中心面とは、距離Ｗ離間するように配置され、
   　前記距離Ｗは、Ｗ＝ξ×Ｄｐ×ｃｏｓθ１として、０≦ξ＜０．５の範囲を満たすように構成された熱交換器。
2. 　前記複数の第２扁平管は、前記第２断面中心面と前記流通方向との成す角度がθ２となり、前記流通方向で前縁部が後縁部よりも下方となるように傾斜して配置され、
   　前記角度θ１と前記角度θ２とは同一の値である請求項１に記載の熱交換器。
3. 　前記複数の第２扁平管は、前記第２断面中心面と前記流通方向との成す角度がθ２となり、前記流通方向で前縁部が後縁部よりも下方となるように傾斜して配置され、
   　前記角度θ１は、前記角度θ２に比べて大きく構成された請求項１に記載の熱交換器。
4. 　前記第１伝熱部は、前記第１扁平管と交わる複数の第１フィンを有し、
   　前記第２伝熱部は、前記第２扁平管と交わる複数の第２フィンを有し、
   　前記第１フィンには、前記第１扁平管を固定する第１切欠部が前記流通方向の下流側に開口して形成され、
   　前記第２フィンには、前記第２扁平管を固定する第２切欠部が前記流通方向の下流側に開口して形成された請求項１～３のいずれか１項に記載の熱交換器。
5. 　重力方向に距離Ｄｐ離間して等間隔に並んだ複数の第１扁平管を有する第１伝熱部と、
   　前記重力方向と直交する熱交換媒体の流通方向で前記第１伝熱部よりも下流側に位置し、前記重力方向に距離Ｄｐ離間して等間隔に並んだ複数の第２扁平管を有する第２伝熱部と、を有し、
   　前記複数の第１扁平管は、
   　流路断面の短軸方向の仮想中心面である第１断面中心面と前記流通方向との成す角度がθ１となり、前記流通方向で前縁部が後縁部よりも上方となるように傾斜して配置され、
   　前記複数の第２扁平管は、
   　流路断面の短軸方向の仮想中心面である第２断面中心面と、前記流通方向の上流側の端部との交線である最前縁線を有し、
   　隣り合う一対の前記最前縁線は、重力方向で上方に位置する第１最前縁線と、重力方向で下方に位置する第２最前縁線と、で構成され、
   　前記第２最前縁線と、前記第１最前縁線と前記第２最前縁線との間に位置する前記第１断面中心面とは、距離Ｗ離間するように配置され、
   　前記距離Ｗは、Ｗ＝ξ×Ｄｐ×ｃｏｓθ１として、０≦ξ＜０．５の範囲を満たすように構成された熱交換器。
6. 　前記複数の第２扁平管は、前記第２断面中心面と前記流通方向との成す角度がθ２となり、前記流通方向で前縁部が後縁部よりも上方となるように傾斜して配置され、
   　前記角度θ１と前記角度θ２とは同一の値である請求項５に記載の熱交換器。
7. 　前記複数の第２扁平管は、前記第２断面中心面と前記流通方向との成す角度がθ２となり、前記流通方向で前縁部が後縁部よりも上方となるように傾斜して配置され、
   　前記角度θ１は、前記角度θ２に比べて大きく構成された請求項５に記載の熱交換器。
8. 　前記第１伝熱部は、前記第１扁平管と交わる複数の第１フィンを有し、
   　前記第２伝熱部は、前記第２扁平管と交わる複数の第２フィンを有し、
   　前記第１フィンには、前記第１扁平管を固定する第１切欠部が前記流通方向の上流側に開口して形成され、
   　前記第２フィンには、前記第２扁平管を固定する第２切欠部が前記流通方向の上流側に開口して形成された請求項５～７のいずれか１項に記載の熱交換器。
9. 　前記角度θ１は、２０°以下の値とした請求項１～８のいずれか１項に記載の熱交換器。

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