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WO2016158193A1 - 熱交換器および空気調和機 - Google Patents

熱交換器および空気調和機 Download PDF

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Publication number
WO2016158193A1
WO2016158193A1 PCT/JP2016/056675 JP2016056675W WO2016158193A1 WO 2016158193 A1 WO2016158193 A1 WO 2016158193A1 JP 2016056675 W JP2016056675 W JP 2016056675W WO 2016158193 A1 WO2016158193 A1 WO 2016158193A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat exchanger
cut
corrugated fin
flat tube
raised
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/056675
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
寿守務 吉村
良太 赤岩
松本　崇
石橋　晃
裕樹 宇賀神
拓未 西山
智嗣 上山
綾 河島
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to CN201680017676.9A priority Critical patent/CN107407534A/zh
Priority to US15/560,175 priority patent/US20180100659A1/en
Priority to JP2016567268A priority patent/JP6165360B2/ja
Priority to EP16772077.0A priority patent/EP3279598B1/en
Publication of WO2016158193A1 publication Critical patent/WO2016158193A1/ja

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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/14—Heat exchangers specially adapted for separate outdoor units
    • F24F1/18—Heat exchangers specially adapted for separate outdoor units characterised by their shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F17/00—Removing ice or water from heat-exchange apparatus
    • F28F17/005—Means for draining condensates from heat exchangers, e.g. from evaporators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0068—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for refrigerant cycles
    • F28D2021/0071—Evaporators

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger used in an air conditioner such as a room air conditioner or a packaged air conditioner, and an air conditioner equipped with the heat exchanger.
  • the corrugated fin protruding portion is formed in the direction perpendicular to the ventilation.
  • fin efficiency falls further and frost formation to a cut and raised part is suppressed.
  • This invention was made in order to solve the above subjects, and it aims at obtaining the heat exchanger and air conditioner which can suppress the fall of a defrosting performance, promoting heat transfer. .
  • the heat exchanger according to the present invention is sandwiched between a plurality of flat tubes juxtaposed in the left-right direction perpendicular to the front-rear direction, which is the ventilation direction, and the adjacent flat tubes, and the flat tube and the heat at each vertex.
  • a plurality of flat tubes juxtaposed in the left-right direction perpendicular to the front-rear direction, which is the ventilation direction, and the adjacent flat tubes, and the flat tube and the heat at each vertex.
  • the corrugated fins Connected corrugated fins, an inlet header connected to one end of each flat tube, and an outlet header connected to the other end of each flat tube, the flat tube extending in the vertical direction
  • the corrugated fin has a protruding portion protruding forward from the front end portion of the flat tube, and the protruding portion is formed by inclining with respect to the front-rear direction.
  • a second cut-and-raised part formed in the left-right direction is provided in a portion sandwiche
  • the corrugated fin has a protruding portion protruding forward from the front end portion of the flat tube, and the protruding portion is a (first) cut-and-raised portion for promoting heat transfer.
  • the cut-and-raised portion is formed to be inclined with respect to the front-rear direction, which is the ventilation direction. Therefore, compared with the case where the cut-and-raised part is formed in the direction perpendicular to the wind, the heat transfer path is not easily divided by the cut-and-raised part during the defrosting operation. As a result, heat can be sufficiently transmitted to the protruding portion and the cut-and-raised portion of the corrugated fin, and a decrease in defrosting performance can be suppressed.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows the drainage channel of the corrugated fin type heat exchanger which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a figure which shows the modification of the corrugated fin type heat exchanger which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a figure which shows the 1st modification of the 1st cut and raised part in the corrugated fin type heat exchanger which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a figure which shows the 2nd modification of the 1st raising part in the corrugated fin type heat exchanger which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a figure which shows the 3rd modification of the 1st raising part in the corrugated fin type heat exchanger which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • FIG. 2 It is an enlarged front view of the flat tube and corrugated fin in the corrugated fin type heat exchanger which concerns on Embodiment 2 of this invention.
  • FIG. 2 It is CC sectional drawing shown in FIG.
  • FIG. 2 It is a figure which shows the frosting condition of the flat tube at the time of the heating operation in the corrugated fin type heat exchanger which concerns on Embodiment 2 of this invention, and a corrugated fin.
  • FIG. 2 It is a figure which shows the frost formation state of the flat tube and corrugated fin at the time of the defrost operation in the corrugated fin type heat exchanger which concerns on Embodiment 2 of this invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a corrugated fin heat exchanger 10 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged front view of the flat tube 1 and the corrugated fin 2 in the corrugated fin-type heat exchanger 10 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the arrow WF in FIG. 1 shows the flow of air (ventilation direction) generated by the fan 31 (see FIGS. 4 and 5 to be described later), and the arrow RF shows the flow of the refrigerant.
  • “upper”, “lower”, “left”, “right”, “front”, and “rear” used in the first embodiment refer to the corrugated fin-type heat exchanger 10 in front unless otherwise specified. It shall indicate the direction when viewed.
  • the corrugated fin heat exchanger 10 is arranged in parallel in the ventilation orthogonal direction (left-right direction) orthogonal to the ventilation direction (front-rear direction) of the arrow WF.
  • each flat tube 1 is arrange
  • the corrugated fin 2 is a thin metal plate having a shape in which peaks and troughs that are vertices 2a appear alternately when viewed from one side.
  • the peak of the corrugated fin 2 is joined to the surface of one flat tube 1 and the valley of the corrugated fin 2 is joined to the surface of the other flat tube 1.
  • the peaks and valleys of the corrugated fins 2 have shapes extending in the ventilation direction (front-rear direction).
  • the joining location of the corrugated fin 2 and the flat tube 1 is a straight line continuous in the ventilation direction (front-rear direction).
  • a joining location has the width
  • the junction location of the corrugated fin 2 and the flat tube 1 becomes a wide linear form.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 2 in the corrugated fin-type heat exchanger 10 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 6 is a figure which shows the 1st raising part 7 in the corrugated fin type heat exchanger 10 which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • 6A is a perspective view of the first cut-and-raised portion 7, and
  • FIG. 6B is a sectional view taken along the line BB of FIG. 6A. As shown in FIG.
  • a protruding portion 5 is formed on the windward side (front side) of the corrugated fin 2 so as to protrude further to the windward side (front side) than the windward side end portion (front side end portion) 1 a of the flat tube 1.
  • the corrugated fin 2 is provided with a plurality of cut-and-raised portions for heat transfer promotion (heat transfer promotion between the fin and air).
  • the protruding portion 5 is provided with first cut-and-raised portions 7 that radiate from the flat tube 1 toward the center of the windward end portion (front end portion) of the protruding portion 5.
  • Two first cut-and-raised portions 7 formed to be inclined (obliquely) with respect to the ventilation direction (front-rear direction) are provided symmetrically.
  • the first cut and raised portion 7 forms two slits (cuts) on the surface of the protruding portion 5 of the corrugated fin 2 (hereinafter referred to as a protruding surface), and the protruding surface of the corrugated fin 2.
  • a protruding surface the surface of the protruding portion 5 of the corrugated fin 2
  • it is a louver type that is cut and raised in either direction.
  • a portion other than the protruding portion 5 of the corrugated fin 2, that is, a portion sandwiched between the adjacent flat tubes 1 is provided with a second cut-and-raised portion 6 formed in the direction perpendicular to the ventilation (left-right direction).
  • the five second cut-and-raised parts 6 are provided side by side in the ventilation direction (front-rear direction).
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the outdoor unit (side flow type) of the air conditioner according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the outdoor unit (top flow type) of the air conditioner according to Embodiment 1 of the present invention. 4 and 5 are also used in a second embodiment to be described later.
  • the corrugated fin heat exchanger 10 is mounted on an outdoor unit of an air conditioner including a fan 31 and circulates a refrigerant between the outdoor unit and an indoor unit connected by piping. The refrigeration cycle is configured.
  • the side flow type outdoor unit has an outlet 32 a provided on the side surface on the front side of the outdoor unit main body 30 a.
  • an L-shaped corrugated fin heat exchanger 10a is mounted in a plan view, and a suction port 33a is provided on a side surface of the outdoor unit main body 30a facing the L-shaped corrugated fin heat exchanger 10a.
  • the top flow type outdoor unit has an outlet 32b provided on the upper surface of the outdoor unit main body 30b.
  • a U-shaped corrugated fin-type heat exchanger 10b is mounted in plan view, and a suction port 33b is provided on the side surface of the outdoor unit main body 30b facing it.
  • air is suck
  • the air flows into the corrugated fin heat exchanger 10 due to the air flow generated by the fan 31, and the refrigerant and heat flowing in the flat tube 1 when passing through the heat exchanger air passage. It exchanges and it flows out from corrugated fin type heat exchanger 10.
  • the flow of the refrigerant will be described.
  • heat is exchanged with air in the indoor unit, and after radiating and liquefying, the refrigerant that has been decompressed and returned to a low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase state is used as an evaporator mounted on the outdoor unit. It flows into the corrugated fin type heat exchanger 10 which operates from the inlet header 3. And it flows through the inside of the flat tube 1, heat-exchanges with the air which flows through a heat exchanger air path, and after heat absorption and evaporation, it flows out from the exit header 4 and flows into the indoor unit again, thereby circulating the refrigeration cycle.
  • the air flowing through the heat exchanger air passage is absorbed from the flat tube 1 through the corrugated fins 2, and the water vapor held by the air is supersaturated. Then, the supersaturated water vapor is condensed on the surfaces of the flat tube 1 and the corrugated fins 2 and becomes water. The water flows through the surface of the flat tube 1 and passes through a slit formed on the protruding surface of the corrugated fin 2 and is drained to the lower part of the corrugated fin heat exchanger 10.
  • the first cut-and-raised portion 7 is formed radially from the flat tube 1 toward the center of the windward end portion (front end portion) of the protruding portion 5. Is formed.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a drainage channel of corrugated fin-type heat exchanger 10 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • arrows DFA and DFb in FIG. 7 indicate the flow of water in the drainage process, respectively.
  • the second is a path through which water flows from the protruding portion 5 in the vicinity of the apex 2a of the corrugated fin 2 through the flat tube 1 as indicated by the arrow DFA.
  • the first cut-and-raised portion 7 is formed radially from the flat tube 1 toward the center of the windward end portion (front-side end portion) of the protruding portion 5, the first cut and raised portion is formed. Due to the wind guide effect of the portion 7, drainage flowing through the flat tube 1 is promoted.
  • the surface temperature of the flat tube 1 and the corrugated fin 2 is 0 ° C. or less, supersaturated water vapor becomes ice and forms frost on the surfaces.
  • the effect of promoting heat transfer is large at the cut and raised portion, the amount of frost formation increases.
  • the fan 31 In the defrosting operation, usually, the fan 31 is stopped, the refrigeration cycle is switched to the cooling operation, and the high-temperature refrigerant is caused to flow into the corrugated fin heat exchanger 10 to adhere to the surfaces of the flat tube 1 and the corrugated fin 2.
  • the high-temperature refrigerant is caused to flow into the corrugated fin heat exchanger 10 to adhere to the surfaces of the flat tube 1 and the corrugated fin 2.
  • the melted frost becomes water, passes through the slit formed in the protruding surface of the corrugated fin 2 along the surface of the flat tube 1 and when the first cut and raised portion 7 is provided, and corrugated fin type It is drained to the lower part of the heat exchanger 10. Thereafter, when the defrosting is completed, the heating operation is started again.
  • the cut-and-raised portion (a slit formed when the corrugated fin 2 is provided) causes the wind from the leeward side (rear side) that is the flat tube 1 side through which the refrigerant flows.
  • the heat transfer path to the upper side (front side) is divided, and the fin efficiency (heat conduction efficiency in the fin) is lowered. If it does so, the heat from a refrigerant
  • the protruding portion 5 is radially radiated from the flat tube 1 toward the central portion of the windward end portion (front end portion) of the protruding portion 5.
  • a cut-up portion 7 is formed. Therefore, compared with the case where the cut-and-raised part is formed in the direction perpendicular to the wind (left-right direction), the heat transfer path is less likely to be divided by the cut-and-raised part.
  • heat can be sufficiently transmitted to the windward side end (front side end) and the first cut-and-raised part 7 of the protruding part 5 during the defrosting operation, and a decrease in defrosting performance can be suppressed. That is, it can suppress that defrost time becomes long.
  • a heat exchanger air passage can be secured even when the first cut-and-raised part 7 is frosted during the defrosting operation. And the fall of heating performance can be controlled.
  • the pitch of the corrugated fins 2 is widened to sacrifice the performance during normal operation. Measures such as doing are unnecessary.
  • FIG. 8 is a diagram showing a modification of the corrugated fin heat exchanger 10 according to Embodiment 1 of the present invention. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 2, similarly to FIG.
  • the number of the first cut-and-raised portions 7 is two. However, the number is not limited thereto, and may be one. Further, as shown in FIG. 8, three or more first cut and raised portions 7 may be provided radially from the flat tube 1 toward the central portion of the windward end portion (front end portion) of the protruding portion 5. .
  • first cut-and-raised parts 7 formed in this way, drainage is improved by the wind guiding effect to the flat tube 1 that is a drainage channel during heating operation, and defrosting performance is improved during defrosting operation. Without lowering, heat transfer is promoted by the leading edge effect of the cut and raised portion during normal operation, and heating performance can be improved.
  • FIG. 9 is a diagram showing a first modification of the first cut-and-raised part 7 in the corrugated fin-type heat exchanger 10 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 10 is a figure which shows the 2nd modification of the 1st raising part 7 in the corrugated fin type heat exchanger 10 which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • FIG. 11 is a figure which shows the 3rd modification of the 1st raising part 7 in the corrugated fin type heat exchanger 10 which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • FIG. 10 is a figure which shows the 2nd modification of the 1st raising part 7 in the corrugated fin type heat exchanger 10 which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • FIG. 11 is a figure which shows the 3rd modification of the 1st raising part 7 in the corrugated fin type heat exchanger 10 which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • FIG. 12 is a figure which shows the 4th modification of the 1st cut-and-raised part 7 in the corrugated fin type heat exchanger 10 which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • 9 to 12 shows a perspective view of each modified example of the first cut-and-raised portion 7, and
  • (b) shows a BB cross-sectional view of (a).
  • the first modification (first cut and raised portion 7 a) of the first cut and raised portion 7 according to the first embodiment is unidirectional (upward) with respect to the protruding surface of the corrugated fin 2.
  • This is a slit type that is cut (raised) in the direction.
  • the heat transfer performance is reduced as compared with the louver type shown in FIG. 6, but the effect of increasing the area (heat transfer promoting heat transfer area) of the raised portion of the slit and increasing the fin strength is obtained. .
  • the second modification (first cut and raised portion 7 b) of the first cut and raised portion 7 according to the first embodiment is unidirectional with respect to the protruding surface of the corrugated fin 2. This is a type that is simply bent in the upward direction and cut into a rectangular shape in plan view.
  • the heat transfer performance is reduced as compared with the louver type shown in FIG. 6 and the slit type shown in FIG. 9, but the slit can be formed relatively easily, so that the manufacturing can be simplified.
  • the third modified example (first cut and raised portion 7 c) of the first cut and raised portion 7 according to the first embodiment is unidirectional with respect to the protruding surface of the corrugated fin 2. It is a type that is bent upward (upward) and cut and raised in a triangular shape in plan view, and the cut-and-raised height decreases as it approaches the windward end (front end) of the protruding portion 5.
  • the first cut-and-raised portion 7c shown in FIG. 11 has a larger area for promoting heat transfer due to the leading edge effect of the cut-and-raised portion, that is, the first cut-and-raised portion, compared to the first cut and raised portion 7b shown in FIG. ing. Therefore, in the third modified example, the effect of promoting heat transfer by the cut-and-raised portion can be made larger than in the second modified example.
  • the fourth modified example (first cut and raised portion 7 d) of the first cut and raised portion 7 according to the first embodiment has a single slit on the protruding surface of the corrugated fin 2. It is a slit type that is formed and not caused by a slit with respect to the protruding surface of the corrugated fin 2 or is slightly caused by a slit to form a gap.
  • the first cut-and-raised portion 7d shown in FIG. 12 has a small cut-and-raised portion, and the effect of promoting heat transfer by the cut-and-raised portion is reduced, but it is possible to suppress the fin interval from being narrowed. It is possible to suppress a decrease in heating performance due to the exchanger air passage being blocked.
  • water generated during the defrosting operation can be drained to the lower portion of the corrugated fin-type heat exchanger 20 through a slit formed on the protruding surface of the corrugated fin 2. That is, the slit can secure the drainage path of the drained water.
  • the first cut and raised portion 7d has a small slit and the heat transfer path is difficult to be divided.
  • heat can be sufficiently transmitted to the windward side end (front side end) and the first cut-and-raised part 7d of the protruding part 5 during the defrosting operation, and a decrease in defrosting performance can be suppressed. That is, it can suppress that defrost time becomes long.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a fifth modification of the first cut-and-raised portion 7 in the corrugated fin-type heat exchanger 10 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 14 is an enlarged front view of the flat tube 1 and the corrugated fin 2 showing a modification of the corrugated fin 2 in the corrugated fin-type heat exchanger 10 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 13 is a front view of the corrugated fin 2 and the first cut-and-raised portion 7 in the corrugated fin-type heat exchanger 10.
  • the corrugated fin 2 is sandwiched between adjacent flat tubes 1 and is thermally connected to the flat tube 1 at each vertex 2a.
  • the fifth modified example (first cut and raised portion 7 e) of the first cut and raised portion 7 according to the first embodiment is a direction perpendicular to the ventilation of the corrugated fin 2 (projecting portion 5) ( Two are provided on the left and right of the central portion in the left-right direction).
  • the left first cut and raised portion 7e1 is cut downward with respect to the surface of the corrugated fin 2, and the right first cut and raised portion 7e2 is cut and raised upward. That is, the first cut-and-raised portion 7 e is cut and raised on the outer peripheral side in the vicinity of each vertex 2 a of the corrugated fin 2.
  • the fin interval is narrow on the inner peripheral side in the vicinity of each apex 2a.
  • Ventilation of the part provided with the raising part 7e becomes favorable. That is, by providing the first cut-and-raised portion 7e on the outer peripheral side in the vicinity of each vertex 2a of the corrugated fin 2, an increase in ventilation resistance can be suppressed as compared with the case where it is provided on the inner peripheral side, and the heating performance is reduced. Can be suppressed. Further, since a gap is formed between the left and right first cut and raised portions 7e, a heat exchanger air passage can be secured even when the first cut and raised portions 7e are frosted during the defrosting operation. And the fall of heating performance can be controlled.
  • the protruding portion 5 is provided with the two first cut-and-raised portions 7 on the left and right sides to promote heat transfer.
  • the first cut-and-raised portion 7 is formed radially from the flat tube 1 toward the central portion of the windward end portion (front end portion) of the protruding portion 5. That is, it is formed so as to be inclined with respect to the ventilation direction (front-rear direction), and water is generated by the wind-introducing effect to the flat tube 1 that is a drainage channel, compared with the case where the cut and raised portion is formed in the direction perpendicular to the ventilation (left-right direction).
  • the basic structure of the flat tube 1 and the corrugated fin 2 in the corrugated fin-type heat exchanger 10 according to the first embodiment is the flat tube 1 arranged in the vertical direction as a drainage channel, and the adjacent flat tube 1.
  • the shape of the top of the corrugated fin 2 joined to the flat tube 1 is an arc shape.
  • the flat shape may be used, and the bonding area is increased to promote heat conduction.
  • the corrugated fin 2 may have a shape having a surface perpendicular to the flat tube 1, that is, the surfaces perpendicular to the flat tube 1 may be parallel to each other. Since the pitch of the corrugated fins 2 (the interval between adjacent vertices 2a) can be reduced depending on the shape and the mounting area increases, the heat exchange performance is improved.
  • FIG. 15 is a perspective view showing a corrugated fin heat exchanger 20 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 16 is an enlarged front view of the flat tube 1 and the corrugated fin 2 in the corrugated fin-type heat exchanger 20 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line CC shown in FIG.
  • the corrugated fin heat exchanger 10 is arranged in parallel in the ventilation orthogonal direction (left-right direction) orthogonal to the ventilation direction (front-rear direction) of the arrow WF.
  • a plurality of flat tubes 1 are provided in two rows in the ventilation direction (front-rear direction).
  • each flat tube 1 is arrange
  • meandering corrugated fins 2 are provided which are sandwiched between the flat tubes 1 adjacent to each other in the cross-flow direction (left-right direction) and are thermally connected to the flat tube 1 at each vertex 2a.
  • An inlet header 3 is connected to one end (lower end) of each flat tube 1 on the windward side (front side), and an outlet header 4 is connected to one end (lower end) of each flat tube 1 on the leeward side (rear side).
  • An intermediate header 11 is connected to the other end (upper end) of each flat tube 1 on the windward side (front side) and the other end (upper end) of each flat tube 1 on the leeward side (rear side). . Then, heat exchange is performed between the refrigerant flowing through the flat tube 1 and the air flowing between the fins of the corrugated fins 2.
  • a protruding portion 5 is formed on the windward side (front side) of the corrugated fin 2 so as to protrude further to the windward side (front side) than the windward side end portion (front side end portion) 1 a of the flat tube 1. Yes. Further, the corrugated fin 2 is provided with a plurality of cut-and-raised portions for promoting heat transfer.
  • the projecting portion 5 is provided with two first cut and raised portions 7 that are inclined (obliquely) with respect to the ventilation direction (front-rear direction). Are tilted in the same direction.
  • a portion other than the protruding portion 5 of the corrugated fin 2, that is, a portion sandwiched between the adjacent flat tubes 1 is provided with a second cut-and-raised portion 6 formed in the direction perpendicular to the ventilation (left-right direction).
  • the five second cut-and-raised parts 6 are provided side by side in the ventilation direction (front-rear direction).
  • the corrugated fin heat exchanger 20 is mounted on an outdoor unit of an air conditioner including a fan 31, and circulates a refrigerant between the outdoor unit and an indoor unit connected by piping.
  • the refrigeration cycle is configured.
  • the flow of the refrigerant will be described.
  • heat is exchanged with air in the indoor unit, and after radiating and liquefying, the refrigerant that has been decompressed and returned to a low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase state is used as an evaporator mounted on the outdoor unit. It flows from the inlet header 3 into the corrugated fin heat exchanger 20 that operates.
  • FIG. 18 is a diagram showing a frosting state of the flat tube 1 and the corrugated fin 2 during the heating operation in the corrugated fin-type heat exchanger 20 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 19 is a figure which shows the frosting condition of the flat tube 1 and the corrugated fin 2 at the time of the defrost operation in the corrugated fin type heat exchanger 20 which concerns on Embodiment 2 of this invention.
  • FIG. 20 is a perspective view showing a drainage channel of corrugated fin heat exchanger 20 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • 18 and 19 are CC cross-sectional views shown in FIG. 16, as in FIG.
  • arrows DFA, DFb, DFc, and DFd in FIG. 20 indicate the flow of water generated during the defrosting operation.
  • the amount of frost formation is small where the wind speed distribution is small, and the amount of frost formation is large where the wind speed distribution is large.
  • the wind speed distribution is formed in the direction in which the wind direction is slightly bent in the cross-flow orthogonal direction (left-right direction) by the wind guiding effect by the first cut and raised portion 7.
  • the amount of frost formation is small compared to the case where frost formation is concentrated on the surface. Therefore, a portion with a small amount of frost formation, that is, a portion with a relatively small ventilation resistance is easily secured, and the entire front side (windward side) of the corrugated fin-type heat exchanger 20 can be hardly blocked.
  • the first cut and raised portion 7 is inclined with respect to the ventilation direction (front-rear direction) in accordance with the inclination direction of each surface of the serpentine corrugated fin 2, and is It is alternately tilted in the opposite direction. That is, with respect to the surface inclined from the right side to the left side of the corrugated fin 2, the first cut-and-raised portion 7 ⁇ that is inclined leftward from the windward side (front side) toward the leeward side (rear side) is provided. Is provided.
  • a first cut-and-raised portion 7 ⁇ that is inclined rightward from the windward side (front side) toward the leeward side (rear side) is provided. Is provided.
  • a drainage channel is formed in the fin-type heat exchanger 20.
  • the first cut-and-raised portion 7 is provided so as to be inclined with respect to the ventilation direction (front-rear direction) in accordance with the inclination direction of the meandering corrugated fins 2. Is easily guided between the flat tube 1 on the leeward side (front side) and the flat tube 1 on the leeward side (rear side).
  • the flat tubes 1 are provided in two rows in the ventilation direction (front-rear direction), in addition to the path through which the water flows through the slit and the path connecting the flat tubes 1, A path that flows between the upper (front) flat tube 1 and the leeward (rear) flat tube 1 is formed. Therefore, when only one row of the flat tubes 1 is provided, the flat tubes 1 are connected to be drained by gravity, and in addition, between the flat tube 1 on the windward side (front side) and the flat tube 1 on the leeward side (rear side). It is sucked by the capillary force of the gap formed in the gap, and it is easy to drain to the lower part of the corrugated fin heat exchanger 10, and the drainage performance is improved.
  • the drainage improvement by the wind guide effect promotes the drainage of water into the flat tube 1 not only during the defrosting operation but also when the surface of the flat tube 1 or the corrugated fin 2 is condensed during the normal heating operation. Has an effect.
  • the defrosting performance is reduced as compared with the first embodiment.
  • the protruding portion 5 of the corrugated fin 2 provided with the first cut-and-raised portion 7 has a relatively small amount of frost formation, so the influence of the decrease in the defrosting performance is small. The effect is promoted, and the effect that the time until defrosting operation can be extended is greater.
  • the thickness of the central portion of the corrugated fin 2 in the direction perpendicular to the ventilation (the left-right direction) is formed thicker than the other portions (the left and right end portions).
  • the thickness of the corrugated fin 2 is changed only to the windward end (front end) of the protrusion 5 as described above, but the ventilation direction (front-rear direction) of the corrugated fin 2 There may be similar thickness variations throughout. In this case, even when the leeward (rear) corrugated fin 2 is frosted, the defrosting performance can be improved.
  • the protruding portion 5 is provided with the two first cut-and-raised portions 7 on the left and right sides to promote heat transfer. And since the 1st cut raising part 7 is inclined in the same direction with respect to the ventilation direction (front-back direction), the wind guide effect is accelerated
  • the flat tubes 1 are provided in two rows in the ventilation direction (front-rear direction), and in addition to the path through which water flows through the slit, the flat tube 1 on the windward side (front side) and the flat tube 1 on the leeward side (rear side). A path that flows between the two is formed. Therefore, compared with the case where only one row of the flat tubes 1 is provided, drainage is easy to drain to the lower part of the corrugated fin-type heat exchanger 10, and drainage is improved by the above-mentioned wind guiding effect when ventilated after defrosting. Can be further improved.
  • the thickness of the central portion of the corrugated fin 2 in the cross-flow direction (left and right direction) is thicker than other portions (both left and right end portions), and the thickness of the entire fin is increased during the defrosting operation.
  • the fin efficiency can be improved almost equivalent to Therefore, heat can be sufficiently transmitted to the windward end portion (front end portion) and the first cut-and-raised portion 7 of the protruding portion 5, and a decrease in defrosting performance can be suppressed. That is, it can suppress that defrost time becomes long.
  • Corrugated fin type heat exchanger 10a Corrugated fin type heat exchanger, 10b Corrugated fin type heat exchanger, 11 Intermediate header, 20 Corrugated fin type heat exchanger, 30a Outdoor unit body, 30b Outdoor unit body, 31 Fan, 32a Air outlet, 32b Air outlet, 33a Air inlet, 33b Air inlet, 34 Compressor, 40 frost Department.

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Abstract

　伝熱を促進しつつ、除霜性能の低下を抑制することができる熱交換器および空気調和機を得る。　熱交換器(10)は、通風方向である前後方向と直交する左右方向に並設された複数の扁平管(1)と、隣り合う扁平管の間に挟まれ、各頂点で扁平管と熱的に接続されたコルゲートフィン(2)と、各扁平管の一端に接続された入口ヘッダ(3)と、各扁平管の他端に接続された出口ヘッダ(4)と、を備え、扁平管は上下方向に沿って配置されており、コルゲートフィンは、扁平管の前側端部よりも前側に突き出した突き出し部(5)を有し、突き出し部には、前後方向に対して傾けて形成された第一切り起こし部(7)が設けられており、コルゲートフィンの隣り合う扁平管の間に挟まれた部分には、左右方向に形成された第二切り起こし部(6)が設けられている。

Description

熱交換器および空気調和機
　本発明は、ルームエアコン、パッケージエアコンなどの空気調和機で用いられる熱交換器、および、この熱交換器を備えた空気調和機に関するものである。
　従来、空気調和機の室外機に搭載されたコルゲートフィン型熱交換器において、暖房運転時に、風路を流れる空気は扁平管からコルゲートフィンを介して吸熱され、空気が保有していた水蒸気は過飽和状態となる。そして、扁平管およびコルゲートフィンの表面温度が０℃以下の時は過飽和水蒸気が氷となってそれら表面に着霜し、着霜が進行するとフィン間が閉塞されて通風抵抗が増加し、暖房性能が低下してしまうという課題があった。
　そこで、コルゲートフィンの一部が、扁平管の風上側端部よりも風上側に突き出したコルゲートフィン型熱交換器が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
　特許文献１に記載のコルゲートフィン型熱交換器では、扁平管の風上側端部よりも風上側に突き出したコルゲートフィンの突き出し部が、扁平管からの伝熱距離が長くなっている。そのため、フィン効率（フィン内の熱伝導効率）が低下し、コルゲートフィンの表面温度が下がりにくくなるため、着霜量が低下し、フィン間が閉塞されてしまうのを抑制することができる。
特開平６－１４７７８５号公報
　特許文献１に記載のような従来のコルゲートフィン型熱交換器において、伝熱促進（フィンと空気との熱伝達促進）のため、コルゲートフィンの突き出し部に、通風直交方向に形成された切り起こし部を設ける場合、フィン効率がさらに低下して切り起こし部への着霜が抑制される。
　しかし、一旦、コルゲートフィンの突き出し部または切り起こし部に着霜すると、除霜運転時に冷媒熱で霜を溶かす際、扁平管からコルゲートフィンを介して霜へ熱が伝わりにくく、除霜性能が低下するという課題があった。
　本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、伝熱促進しつつ、除霜性能の低下を抑制することができる熱交換器および空気調和機を得ることを目的としている。
　本発明に係る熱交換器は、通風方向である前後方向と直交する左右方向に並設された複数の扁平管と、隣り合う前記扁平管の間に挟まれ、各頂点で前記扁平管と熱的に接続されたコルゲートフィンと、各前記扁平管の一端に接続された入口ヘッダと、各前記扁平管の他端に接続された出口ヘッダと、を備え、前記扁平管は上下方向に沿って配置されており、前記コルゲートフィンは、前記扁平管の前側端部よりも前側に突き出した突き出し部を有し、前記突き出し部には、前後方向に対して傾けて形成された第一切り起こし部が設けられており、前記コルゲートフィンの隣り合う前記扁平管の間に挟まれた部分には、左右方向に形成された第二切り起こし部が設けられているものである。
　本発明に係る熱交換器によれば、コルゲートフィンは、扁平管の前側端部よりも前側に突き出した突き出し部を有し、突き出し部には、伝熱促進のため（第一）切り起こし部が設けられており、その切り起こし部は、通風方向である前後方向に対して傾けて形成されている。そのため、切り起こし部を通風直交方向に形成する場合に比べ、除霜運転時に、伝熱経路が切り起こし部によって分断されづらくなっている。その結果、コルゲートフィンの突き出し部および切り起こし部へ熱を十分に伝えることができ、除霜性能の低下を抑制することができる。
本発明の実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器における扁平管およびコルゲートフィンの拡大正面図である。 図２に示すＡ－Ａ断面図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機（サイドフロータイプ）を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機（トップフロータイプ）を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器における第一切り起こし部を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器の排水路を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器の変形例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器における第一切り起こし部の第一の変形例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器における第一切り起こし部の第二の変形例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器における第一切り起こし部の第三の変形例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器における第一切り起こし部の第四の変形例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器における第一切り起こし部の第五の変形例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器におけるコルゲートフィンの変形例を示す扁平管およびコルゲートフィンの拡大正面図である。 本発明の実施の形態２に係るコルゲートフィン型熱交換器を示す斜視図である。 本発明の実施の形態２に係るコルゲートフィン型熱交換器における扁平管およびコルゲートフィンの拡大正面図である。 図１６に示すＣ－Ｃ断面図である。 本発明の実施の形態２に係るコルゲートフィン型熱交換器における暖房運転時の扁平管およびコルゲートフィンの着霜状況を示す図である。 本発明の実施の形態２に係るコルゲートフィン型熱交換器における除霜運転時の扁平管およびコルゲートフィンの着霜状況を示す図である。 本発明の実施の形態２に係るコルゲートフィン型熱交換器の排水路を示す斜視図である。 図１７に示すＤ－Ｄ断面図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
　実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器１０を示す斜視図である。また、図２は、本発明の実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器１０における扁平管１およびコルゲートフィン２の拡大正面図である。なお、図１中の矢印ＷＦは、ファン３１（後述する図４および図５参照）などにより発生した空気の流れ（通風方向）、矢印ＲＦは、冷媒の流れをそれぞれ示しており、後述する図においても同様である。また、本実施の形態１で用いる「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」は、特段の断りがない限り、コルゲートフィン型熱交換器１０を正面視した際の方向を示すものとする。
　図１および図２に示すように、本実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器１０は、矢印ＷＦの通風方向（前後方向）に対して直交する通風直交方向（左右方向）に並設された複数の扁平管１と、隣り合う扁平管１の間に挟まれ、各頂点２ａで扁平管１と熱的に接続された蛇行状のコルゲートフィン２と、各扁平管１の一端（下端）に接続された入口ヘッダ３と、各扁平管１の他端（上端）に接続された出口ヘッダ４と、で構成されており、扁平管１を流れる冷媒と、隣り合う扁平管１とコルゲートフィン２とで囲まれた空間（以下、熱交換器風路と称する）を流れる空気とで、熱交換を行うものである。なお、各扁平管１は上下方向に沿って配置されている。
　コルゲートフィン２は、一方の側から見た場合に頂点２ａである山と谷とが交互に現れる形状の金属の薄板である。通風直交方向（左右方向）に隣り合う２つの扁平管１のうち、一方の扁平管１の表面にコルゲートフィン２の山が接合され、他方の扁平管１の表面にコルゲートフィン２の谷が接合される。コルゲートフィン２の山と谷とは通風方向（前後方向）に伸びた形状である。このため、コルゲートフィン２と扁平管１との接合箇所は通風方向（前後方向）に連続する直線状である。なお、接合箇所は接合のための幅を有する。また、山と谷とはフラットな面を有し、このフラットな面が扁平管１と接合される場合は、コルゲートフィン２と扁平管１との接合箇所は幅広な直線状となる。
　図３は、本発明の実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器１０における図２に示すＡ－Ａ断面図である。また、図６は、本発明の実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器１０における第一切り起こし部７を示す図である。なお、図６において、（ａ）は第一切り起こし部７の斜視図を、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ断面図を、それぞれ示している。
　図３に示すように、コルゲートフィン２の風上側（前側）には、扁平管１の風上側端部（前側端部）１ａよりも風上側（前側）に突き出した突き出し部５が形成されている。また、コルゲートフィン２には、伝熱促進（フィンと空気との熱伝達促進）のための切り起こし部が複数設けられている。
　突き出し部５には、扁平管１から突き出し部５の風上側端部（前側端部）の中央部に向かって放射状に、第一切り起こし部７が設けられている。この、通風方向（前後方向）に対して傾けて（斜めに）形成された第一切り起こし部７は、左右対称に二つ設けられている。図６に示すように、第一切り起こし部７は、コルゲートフィン２の突き出し部５の面（以下、突き出し面と称する）に二本のスリット（切れ目）を形成し、コルゲートフィン２の突き出し面に対して、上下いずれの方向にも切り起こされたルーバータイプである。
　また、コルゲートフィン２の突き出し部５以外の部分、つまり、隣り合う扁平管１の間に挟まれた部分には、通風直交方向（左右方向）に形成された第二切り起こし部６が設けられており、第二切り起こし部６は通風方向（前後方向）に五つ並べて設けられている。
　図４は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機（サイドフロータイプ）を示す概略図である。また、図５は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機（トップフロータイプ）を示す概略図である。なお、図４および図５は、後述する実施の形態２でも用いるものとする。
　コルゲートフィン型熱交換器１０は、図４および図５に示すように、ファン３１を備えた空気調和機の室外機に搭載され、室外機と配管接続された室内機との間で冷媒を循環させる冷凍サイクルを構成している。
　コルゲートフィン型熱交換器１０を搭載する室外機としては、図４に示すサイドフロータイプと、図５に示すトップフロータイプとがある。
　サイドフロータイプの室外機は、図４に示すように吹出し口３２ａが室外機本体３０ａの前面側の側面に設けられている。また、平面視してＬ字型のコルゲートフィン型熱交換器１０ａが搭載され、それと対向する室外機本体３０ａの側面に吸込み口３３ａが設けられている。そして、ファン３１により発生した空気の流れにより、空気は吸込み口３３ａから室外機本体３０ａの内部に吸い込まれ、コルゲートフィン型熱交換器１０ａを通過する。その際、室内機（図示せず）から送られ、圧縮機３４において圧縮された後、コルゲートフィン型熱交換器１０ａの扁平管内を流れる冷媒と、の間で熱交換する。その後、吹出し口３２ａから室外機本体３０ａの外部に吹き出される。
　また、トップフロータイプの室外機は、図５に示すように吹出し口３２ｂが室外機本体３０ｂの上面に設けられている。また、平面視してコ字型のコルゲートフィン型熱交換器１０ｂが搭載され、それと対向する室外機本体３０ｂの側面に吸込み口３３ｂが設けられている。そして、ファン３１により発生した空気の流れにより、空気は吸込み口３３ｂから室外機本体３０ｂの内部に吸い込まれ、コルゲートフィン型熱交換器１０ｂを通過する。その際、室内機（図示せず）から送られ、圧縮機３４において圧縮された後、コルゲートフィン型熱交換器１０ｂの扁平管内を流れる冷媒との間で熱交換する。その後、吹出し口３２ｂから室外機本体３０ｂの外部に吹き出される。
　次に、本実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器１０の動作について説明する。
　図１に示すように、ファン３１により発生した空気の流れにより、空気はコルゲートフィン型熱交換器１０に流入し、熱交換器風路を通過する際に、扁平管１内を流れる冷媒と熱交換し、コルゲートフィン型熱交換器１０から流出する。
　次に、冷媒の流れについて説明する。
　暖房運転時、室内機で空気と熱交換し、放熱、液化後、減圧されて低温低圧の気液二相状態となって返液されてきた冷媒は、室外機に搭載された、蒸発器として動作するコルゲートフィン型熱交換器１０に入口ヘッダ３から流入する。そして、扁平管１の内部を流れ、熱交換器風路を流れる空気と熱交換し、吸熱、蒸発後、出口ヘッダ４から流出し、再び室内機に流入することにより、冷凍サイクルを循環する。
　なお、暖房運転時において、熱交換器風路を流れる空気は扁平管１からコルゲートフィン２を介して吸熱され、空気が保有していた水蒸気は過飽和状態となる。そして、過飽和水蒸気が扁平管１およびコルゲートフィン２の表面に結露し、水となる。この水は、扁平管１の表面をつたって流れるとともに、コルゲートフィン２の突き出し面に形成されたスリットを通過してコルゲートフィン型熱交換器１０の下部へ排水される。ここで、結露した量が多い場合または排水性が悪い場合は、コルゲートフィン２のフィン間の隙間に水が滞留して熱交換器風路が閉塞され、コルゲートフィン型熱交換器１０の性能が低下し、暖房性能の低下を招くことになる。そこで、本実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器１０では、扁平管１から突き出し部５の風上側端部（前側端部）の中央に向かって放射状に、第一切り起こし部７が形成されている。
　図７は、本発明の実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器１０の排水路を示す斜視図である。なお、図７の矢印ＤＦａ、ＤＦｂは、排水過程における水の流れをそれぞれ示している。
　図７に示すように、コルゲートフィン型熱交換器１０の排水路の経路は二つあり、一つ目は、矢印ＤＦｂのように、水が第一切り起こし部７を設ける際にコルゲートフィン２の突き出し面に形成されたスリットを流れる経路である。二つ目は、矢印ＤＦａのように、水が突き出し部５からコルゲートフィン２の頂点２ａの近傍を流れ、扁平管１をつたって流れる経路である。この二つ目の経路では、扁平管１から突き出し部５の風上側端部（前側端部）の中央に向かって放射状に、第一切り起こし部７が形成されているため、第一切り起こし部７の導風効果によって、扁平管１をつたって流れる排水が促進される。
　また、扁平管１およびコルゲートフィン２の表面温度が０℃以下の時は、過飽和水蒸気が氷となってそれら表面に着霜する。特に、切り起こし部では伝熱促進の効果が大きいため、着霜量が多くなる。
　次に、コルゲートフィン型熱交換器１０に着霜し、熱交換器風路が閉塞されるなどにより、コルゲートフィン型熱交換器１０の性能が低下し、暖房性能が低下すると、除霜運転に入る。
　除霜運転では、通常、ファン３１を停止し、冷凍サイクルを冷房運転に切り替えるなどにより、高温冷媒をコルゲートフィン型熱交換器１０に流入させ、扁平管１およびコルゲートフィン２の表面に付着した霜を融解する。そして、融解された霜は水となり、扁平管１の表面に沿って、また、第一切り起こし部７を設ける際にコルゲートフィン２の突き出し面に形成されたスリットを通過して、コルゲートフィン型熱交換器１０の下部へ排水される。その後、除霜が完了したら、再び暖房運転が開始される。
　ここで、コルゲートフィン２に切り起こし部が形成されていると、その切り起こし部（を設ける際に形成されるスリット）によって、冷媒が流れる扁平管１側である風下側（後側）から風上側（前側）への伝熱経路が分断され、フィン効率（フィン内の熱伝導効率）が低下してしまう。そうすると、除霜運転時に、突き出し部５の風上側端部（前側端部）および切り起こし部へ冷媒からの熱を十分に伝えることができず、除霜時間が長くなってしまう。または、着霜によって熱交換器風路が閉塞された場合、暖房性能の低下を招くことになる。
　そこで、本実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器１０では、突き出し部５に、扁平管１から突き出し部５の風上側端部（前側端部）の中央部に向かって放射状に、第一切り起こし部７が形成されている。そのため、切り起こし部を通風直交方向（左右方向）に形成した場合に比べ、伝熱経路が切り起こし部によって分断されづらくなっている。その結果、除霜運転時に突き出し部５の風上側端部（前側端部）および第一切り起こし部７へ熱を十分に伝えることができ、除霜性能の低下を抑制することができる。つまり、除霜時間が長くなるのを抑制することができる。
　また、左右の第一切り起こし部７の間に隙間が形成されているため、除霜運転時に、第一切り起こし部７に着霜した場合でも、熱交換器風路を確保することができ、暖房性能の低下を抑制することができる。
　本実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器１０によれば、上記の効果を得るために、コルゲートフィン２のピッチ（隣り合う頂点２ａの間隔）を広げて通常運転時の性能を犠牲にするなどの対策も不要である。
　図８は、本発明の実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器１０の変形例を示す図である。なお、図８は、図３と同様に図２に示すＡ－Ａ断面図である。
　本実施の形態１では、第一切り起こし部７の数を二つとしたが、それに限定されず、一つでもよい。また、図８に示すように、第一切り起こし部７を、扁平管１から突き出し部５の風上側端部（前側端部）の中央部に向かって放射状に、三つ以上設けてもよい。このように形成して第一切り起こし部７を多く設けることにより、暖房運転時に排水路である扁平管１への導風効果により排水性を向上させ、また、除霜運転時に除霜性能を低下させることなく、通常運転時に切り起こし部の前縁効果によって伝熱促進され、暖房性能を向上させることができる。
　図９は、本発明の実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器１０における第一切り起こし部７の第一の変形例を示す図である。また、図１０は、本発明の実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器１０における第一切り起こし部７の第二の変形例を示す図である。また、図１１は、本発明の実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器１０における第一切り起こし部７の第三の変形例を示す図である。また、図１２は、本発明の実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器１０における第一切り起こし部７の第四の変形例を示す図である。なお、図９～図１２において、（ａ）は第一切り起こし部７の各変形例の斜視図を、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ断面図を、それぞれ示している。
　図９に示すように、本実施の形態１に係る第一切り起こし部７の第一の変形例（第一切り起こし部７ａ）は、コルゲートフィン２の突き出し面に対して、一方向（上方向）に切り起こされた（隆起した）スリットタイプである。
　第一の変形例では、図６に示すルーバータイプに比べて伝熱性能は低減するが、スリットを隆起させた部分の面積（伝熱促進伝熱面積）増加およびフィン強度増加の効果が得られる。
　また、図１０に示すように、本実施の形態１に係る第一切り起こし部７の第二の変形例（第一切り起こし部７ｂ）は、コルゲートフィン２の突き出し面に対して、一方向（上方向）に単純に折り曲げて、平面視して長方形状に切り起こされたタイプである。
　第二の変形例では、図６に示すルーバータイプおよび図９に示すスリットタイプに比べて伝熱性能は低減するが、比較的簡単にスリット形成することができるため、製造の簡素化が図れる。
　また、図１１に示すように、本実施の形態１に係る第一切り起こし部７の第三の変形例（第一切り起こし部７ｃ）は、コルゲートフィン２の突き出し面に対して、一方向（上方向）に折り曲げて、平面視して三角形状に切り起こされたタイプであり、突き出し部５の風上側端部（前側端部）に近づくにつれて、切り起こし高さが低くなっている。
　図１１に示す第一切り起こし部７ｃは、図１０に示す第一切り起こし部７ｂに比べ、切り起こし部、つまり、第一切り起こし部の前縁効果によって伝熱促進される面積が大きくなっている。そのため、第三の変形例では、第二の変形例よりも切り起こし部による伝熱促進の効果を大きくすることができる。
　また、図１２に示すように、本実施の形態１に係る第一切り起こし部７の第四の変形例（第一切り起こし部７ｄ）は、コルゲートフィン２の突き出し面に一本のスリットを形成し、コルゲートフィン２の突き出し面に対して、スリットで引き起こされていない、または、わずかにスリットで引き起こされて隙間が形成されたスリットタイプである。
　図１２に示す第一切り起こし部７ｄは、切り起こし部が小さく、切り起こし部による伝熱促進の効果は小さくなるが、フィン間隔が狭くなるのを抑制することができるため、着霜によって熱交換器風路が閉塞されることによる暖房性能の低下を抑制することができる。また、第一切り起こし部７ｄを設ける際にコルゲートフィン２の突き出し面に形成されたスリットを介して、除霜運転時に生じる水をコルゲートフィン型熱交換器２０の下部へ排水することができる。つまり、スリットにより、排水する水の排水経路を確保することができる。
　また、第一切り起こし部７ｄはスリットが小さく、伝熱経路が分断されづらくなっている。その結果、除霜運転時に突き出し部５の風上側端部（前側端部）および第一切り起こし部７ｄへ熱を十分に伝えることができ、除霜性能の低下を抑制することができる。つまり、除霜時間が長くなるのを抑制することができる。
　図１３は、本発明の実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器１０における第一切り起こし部７の第五の変形例を示す図である。また、図１４は、本発明の実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器１０におけるコルゲートフィン２の変形例を示す扁平管１およびコルゲートフィン２の拡大正面図である。なお、図１３は、コルゲートフィン型熱交換器１０におけるコルゲートフィン２および第一切り起こし部７を正面視した図である。
　コルゲートフィン２は、隣り合う扁平管１の間に挟まれ、各頂点２ａで扁平管１と熱的に接続されている。
　図１３に示すように、本実施の形態１に係る第一切り起こし部７の第五の変形例（第一切り起こし部７ｅ）は、コルゲートフィン２（の突き出し部５）の通風直交方向（左右方向）における中央部の左右に二つ設けられている。そして、コルゲートフィン２の面に対して、左側の第一切り起こし部７ｅ１は下方向に切り起こされており、右側の第一切り起こし部７ｅ２は上方向に切り起こされている。つまり、第一切り起こし部７ｅは、コルゲートフィン２の各頂点２ａの近傍において、外周側に切り起こされている。
　コルゲートフィン２では、各頂点２ａの近傍において、内周側でフィン間隔が狭くなっているが、図１３に示すように、フィン間隔が広くなっている外周側に切り起こすことによって、第一切り起こし部７ｅが設けられた部分の通風が良好となる。つまり、第一切り起こし部７ｅをコルゲートフィン２の各頂点２ａの近傍の外周側に設けることで、内周側に設ける場合に比べ、通風抵抗の増加を抑制することができ、暖房性能の低下を抑制することができる。また、左右の第一切り起こし部７ｅの間に隙間が形成されているため、除霜運転時に、第一切り起こし部７ｅに着霜した場合でも、熱交換器風路を確保することができ、暖房性能の低下を抑制することができる。
　以上、本実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器１０によれば、突き出し部５には、伝熱促進のため第一切り起こし部７が左右に二つ設けられている。そして、その第一切り起こし部７は、扁平管１から突き出し部５の風上側端部（前側端部）の中央部に向かって放射状に形成れている。つまり、通風方向（前後方向）に対して傾けて形成されており、切り起こし部を通風直交方向（左右方向）に形成した場合に比べ、排水路である扁平管１への導風効果により水が排水されやすく、また、伝熱経路が切り起こし部によって分断されづらくなっている。その結果、暖房運転時に排水性が向上し、除霜運転時に突き出し部５の風上側端部（前側端部）および第一切り起こし部７へ熱を十分に伝えることができ、除霜性能の低下を抑制することができる。つまり、除霜時間が長くなるのを抑制することができる。
　また、左右の第一切り起こし部７の間に隙間が形成されているため、除霜運転時に、第一切り起こし部７に結露、着霜した場合でも、熱交換器風路を確保することができ、暖房性能の低下を抑制することができる。
　なお、本実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器１０における扁平管１およびコルゲートフィン２の基本構成は、排水路となる上下方向に配置された扁平管１と、隣り合う扁平管１との間に挟まれ、熱的に接合した蛇行状のコルゲートフィン２とであり、図２では、扁平管１と接合するコルゲートフィン２の頂部の形状は円弧状であるが、図１４（ａ）に示すように、フラット形状でもよく、接合面積が大きくなって熱伝導が促進される。また、図１４（ｂ）に示すように、コルゲートフィン２は扁平管１に対して垂直な面を有する形状、つまり、扁平管１に対して垂直な面同士が互いに平行な形状でもよく、その形状によってコルゲートフィン２のピッチ（隣り合う頂点２ａの間隔）の縮小が可能で実装面積が増加するため、熱交換性能が向上する。
　なお、本実施の形態１に係るコルゲートフィン型熱交換器１０を備えた空気調和機についても上記と同様の効果を得ることができる。
　実施の形態２．
　以下、本発明の実施の形態２について説明するが、実施の形態１と重複するものについては（一部の）説明を省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
　図１５は、本発明の実施の形態２に係るコルゲートフィン型熱交換器２０を示す斜視図である。また、図１６は、本発明の実施の形態２に係るコルゲートフィン型熱交換器２０における扁平管１およびコルゲートフィン２の拡大正面図である。また、図１７は、図１６に示すＣ－Ｃ断面図である。
　図１５および図１６に示すように、本実施の形態２に係るコルゲートフィン型熱交換器１０は、矢印ＷＦの通風方向（前後方向）に対して直交する通風直交方向（左右方向）に並設された複数の扁平管１が、通風方向（前後方向）に二列設けられている。なお、各扁平管１は上下方向に沿って配置されている。また、通風直交方向（左右方向）に隣り合う扁平管１の間に挟まれ、各頂点２ａで扁平管１と熱的に接続された蛇行状のコルゲートフィン２が設けられている。また、風上側（前側）の各扁平管１の一端（下端）には入口ヘッダ３が接続されており、風下側（後側）の各扁平管１の一端（下端）には出口ヘッダ４が接続されており、風上側（前側）の各扁平管１の他端（上端）および、風下側（後側）の各扁平管１の他端（上端）には中間ヘッダ１１が接続されている。そして、扁平管１を流れる冷媒と、コルゲートフィン２のフィン間を流れる空気とで、熱交換を行うものである。
　図１７に示すように、コルゲートフィン２の風上側（前側）には、扁平管１の風上側端部（前側端部）１ａよりも風上側（前側）に突き出した突き出し部５が形成されている。また、コルゲートフィン２には、伝熱促進のための切り起こし部が複数設けられている。
　突き出し部５には、通風方向（前後方向）に対して傾けて（斜めに）形成された第一切り起こし部７が左右に二つ設けられており、それらは通風方向（前後方向）に対して同方向に傾けられている。
　また、コルゲートフィン２の突き出し部５以外の部分、つまり、隣り合う扁平管１の間に挟まれた部分には、通風直交方向（左右方向）に形成された第二切り起こし部６が設けられており、第二切り起こし部６は通風方向（前後方向）に五つ並べて設けられている。
　コルゲートフィン型熱交換器２０は、図４および図５に示すように、ファン３１を備えた空気調和機の室外機に搭載され、室外機と配管接続された室内機との間で冷媒を循環させる冷凍サイクルを構成している。
　次に、本実施の形態２に係るコルゲートフィン型熱交換器２０の動作について説明する。
　図１５に示すように、ファン３１により発生した空気の流れにより、空気はコルゲートフィン型熱交換器２０に流入し、熱交換器風路を通過する際に、扁平管１内を流れる冷媒と熱交換し、コルゲートフィン型熱交換器２０から流出する。
　次に、冷媒の流れについて説明する。
　暖房運転時、室内機で空気と熱交換し、放熱、液化後、減圧されて低温低圧の気液二相状態となって返液されてきた冷媒は、室外機に搭載された、蒸発器として動作するコルゲートフィン型熱交換器２０に入口ヘッダ３から流入する。そして、風上側（前側）の扁平管１の内部を流れ、中間ヘッダ１１を通って風下側（後側）の扁平管１の内部を流れ、熱交換器風路を流れる空気と熱交換し、吸熱、蒸発後、出口ヘッダ４から流出し、再び室内機に流入することにより、冷凍サイクルを循環する。
　なお、その他の動作については実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
　図１８は、本発明の実施の形態２に係るコルゲートフィン型熱交換器２０における暖房運転時の扁平管１およびコルゲートフィン２の着霜状況を示す図である。また、図１９は、本発明の実施の形態２に係るコルゲートフィン型熱交換器２０における除霜運転時の扁平管１およびコルゲートフィン２の着霜状況を示す図である。また、図２０は、本発明の実施の形態２に係るコルゲートフィン型熱交換器２０の排水路を示す斜視図である。なお、図１８および図１９は、図１７と同様に図１６に示すＣ－Ｃ断面図である。また、図２０の矢印ＤＦａ、ＤＦｂ、ＤＦｃ、および、ＤＦｄは、除霜運転時に生じる水の流れをそれぞれ示している。
　コルゲートフィン２上において、風速分布が小さいところは着霜量が少なく、風速分布が大きいところは着霜量が多くなる。図１８および図１９に示すように、本実施の形態２では、第一切り起こし部７による導風効果により、風向が通風直交方向（左右方向）に少し曲げられた方向に風速分布が形成される。そして、図１８に示す着霜部（着霜している部分）４０のように、前後方向（通風方向）に分散して着霜するため、突き出し部５の風上側端部（前側端部）に集中して着霜する場合に比べて、着霜量が少ない。そのため、着霜量が少ない部分、つまり、通風抵抗が比較的小さい部分が確保されやすく、コルゲートフィン型熱交換器２０の前面側（風上側）全体を閉塞しにくくすることができる。
　図２０に示すように、第一切り起こし部７は、蛇行状のコルゲートフィン２の各面の傾斜方向に合わせて、通風方向（前後方向）に対して傾けられており、上下方向に対して交互に左右逆方向に傾けられている。つまり、コルゲートフィン２の右側から左側に向かって傾斜している面に対しては、風上側（前側）から風下側（後側）に向かって左方向に傾けられた第一切り起こし部７αが設けられている。また、コルゲートフィン２の左側から右側に向かって傾斜している面に対しては、風上側（前側）から風下側（後側）に向かって右方向に傾けられた第一切り起こし部７βが設けられている。
　図１８に示す着霜部４０の霜は、除霜運転時に融解されて水となるため、その水をコルゲートフィン型熱交換器１０の下部へ排水するために、図２０に示すように、コルゲートフィン型熱交換器２０には、排水路が形成されている。前記排水路の経路は二つあり、一つ目は、矢印ＤＦｃおよび矢印ＤＦｄのように、水が、第一切り起こし部７を設ける際にコルゲートフィン２の突き出し面に形成されたスリットを流れる経路である。二つ目は、矢印ＤＦａおよび矢印ＤＦｂのように、水が、突き出し部５からコルゲートフィン２の頂点２ａの近傍を流れ、風上側（前側）の扁平管１と風下側（後側）の扁平管１との間を流れる経路である。この二つ目の経路では、第一切り起こし部７を、蛇行状のコルゲートフィン２の傾斜方向に合わせて通風方向（前後方向）に対して傾けて設けることにより、重力を利用して、水を風上側（前側）の扁平管１と風下側（後側）の扁平管１との間へ導きやすくなっている。
　以上のように、本実施の形態２では、扁平管１が、通風方向（前後方向）に二列設けられているため、水がスリットを流れる経路と扁平管１をつたう経路とに加え、風上側（前側）の扁平管１と風下側（後側）の扁平管１との間を流れる経路が形成されている。そのため、扁平管１を一列のみ設けた場合に扁平管１をつたって重力により排水されることに加え、風上側（前側）の扁平管１と風下側（後側）の扁平管１との間に形成された隙間の毛管力で吸引されて、コルゲートフィン型熱交換器１０の下部へ排水しやすく排水性が向上し、また、除霜後に通風させると上記の導風効果により、排水性をさらに向上させることができる。なお、導風効果による排水性向上は、除霜運転時だけではなく、通常の暖房運転時に扁平管１またはコルゲートフィン２の表面に結露した場合でも、水の扁平管１への排水を促進するのに効果を奏する。
　なお、コルゲートフィン２の突き出し部５に、通風方向（前後方向）に対して同方向に傾けられた第一切り起こし部７が左右に二つ設けられている場合、一方は扁平管１から放射状の位置に形成されてないため、実施の形態１に比べて除霜性能は低下することになる。しかし、第一切り起こし部７が設けられているコルゲートフィン２の突き出し部５は、比較的着霜量が少ないため、除霜性能の低下の影響は小さく、また、実施の形態１より導風効果が促進され、除霜運転に入るまでの時間を長くすることができる効果の方が大きい。
　図２１は、図１７に示すＤ－Ｄ断面図である。
　図２１に示すように、コルゲートフィン２の通風直交方向（左右方向）における中央部の厚みが、他の部分（左右両端部）に比べて厚く形成されている。このようにすることで、突き出し部５の風上側端部（前側端部）に着霜した場合、除霜運転時に、フィン全体の厚みを厚くする場合とほぼ同等のフィン効率の向上が図れる。そのため、突き出し部５の風上側端部（前側端部）および第一切り起こし部７へ熱を十分に伝えることができ、除霜性能の低下を抑制することができる。つまり、除霜時間が長くなるのを抑制することができる。
　なお、上記のようにコルゲートフィン２の厚みの変化を、突き出し部５の風上側端部（前側端部）のみとした場合が最も効率的であるが、コルゲートフィン２の通風方向（前後方向）全体にわたって同じような厚みの変化があってもよい。その場合、風下側（後側）のコルゲートフィン２に着霜した場合にも、除霜性能を向上させることができる。
　以上、本実施の形態２に係るコルゲートフィン型熱交換器２０によれば、突き出し部５には、伝熱促進のため第一切り起こし部７が左右に二つ設けられている。そして、その第一切り起こし部７は、通風方向（前後方向）に対して同方向に傾けられているため、実施の形態１よりも導風効果が促進され、除霜運転に入るまでの時間を長くすることができる。
　また、扁平管１が、通風方向（前後方向）に二列設けられており、水がスリットを流れる経路に加え、風上側（前側）の扁平管１と風下側（後側）の扁平管１との間を流れる経路が形成されている。そのため、扁平管１を一列のみ設けた場合に比べ、コルゲートフィン型熱交換器１０の下部へ排水しやすく排水性が向上し、また、除霜後に通風させると上記の導風効果により、排水性をさらに向上させることができる。
　また、コルゲートフィン２の通風直交方向（左右方向）における中央部の厚みが、他の部分（左右両端部）に比べて厚く形成されており、除霜運転時に、フィン全体の厚みを厚くする場合とほぼ同等のフィン効率の向上が図れる。そのため、突き出し部５の風上側端部（前側端部）および第一切り起こし部７へ熱を十分に伝えることができ、除霜性能の低下を抑制することができる。つまり、除霜時間が長くなるのを抑制することができる。
　なお、本実施の形態２に係るコルゲートフィン型熱交換器２０を備えた空気調和機についても上記と同様の効果を得ることができる。
　１　扁平管、２　コルゲートフィン、２ａ　頂点、３　入口ヘッダ、４　出口ヘッダ、５　突き出し部、６　第二切り起こし部、７　第一切り起こし部、７ａ　第一切り起こし部、７ｂ　第一切り起こし部、７ｃ　第一切り起こし部、７ｄ　第一切り起こし部、７ｅ　第一切り起こし部、７ｅ１　第一切り起こし部、７ｅ２　第一切り起こし部、７α　第一切り起こし部、７β　第一切り起こし部、１０　コルゲートフィン型熱交換器、１０ａ　コルゲートフィン型熱交換器、１０ｂ　コルゲートフィン型熱交換器、１１　中間ヘッダ、２０　コルゲートフィン型熱交換器、３０ａ　室外機本体、３０ｂ　室外機本体、３１　ファン、３２ａ　吹出し口、３２ｂ　吹出し口、３３ａ　吸込み口、３３ｂ　吸込み口、３４　圧縮機、４０　着霜部。

Claims (9)

  1. 　通風方向である前後方向と直交する左右方向に並設された複数の扁平管と、
    　隣り合う前記扁平管の間に挟まれ、各頂点で前記扁平管と熱的に接続されたコルゲートフィンと、
    　各前記扁平管の一端に接続された入口ヘッダと、
    　各前記扁平管の他端に接続された出口ヘッダと、を備え、
    　前記扁平管は上下方向に沿って配置されており、
    　前記コルゲートフィンは、前記扁平管の前側端部よりも前側に突き出した突き出し部を有し、
    　前記突き出し部には、前後方向に対して傾けて形成された第一切り起こし部が設けられており、前記コルゲートフィンの隣り合う前記扁平管の間に挟まれた部分には、左右方向に形成された第二切り起こし部が設けられている
    　熱交換器。
  2. 　前記第一切り起こし部は、複数設けられている
    　請求項１に記載の熱交換器。
  3. 　前記第一切り起こし部は、前記扁平管から前記突き出し部の前側端部の中央部に向かって放射状に形成されている
    　請求項２に記載の熱交換器。
  4. 　前記第一切り起こし部は、前後方向に対して全て同方向に傾けて形成されている
    　請求項２に記載の熱交換器。
  5. 　前記第一切り起こし部は、前側から後側に向かって前記コルゲートフィンの各面の傾斜方向に傾けて形成されている
    　請求項４に記載の熱交換器。
  6. 　前記扁平管は、前後方向に二列設けられている
    　請求項１～４のいずれか一項に記載の熱交換器。
  7. 　前記コルゲートフィンは、左右方向における中央部の厚みが、他の部分に比べて厚く形成されている
    　請求項１～６のいずれか一項に記載の熱交換器。
  8. 　前記第一切り起こし部は、
    　前記突き出し部に一本の切れ目を形成して設けられている
    　請求項１～７のいずれか一項に記載の熱交換器。
  9. 　請求項１～８のいずれか一項に記載の熱交換器と、
    　前記熱交換器に空気を送風するファンと、を備え、
    　前記熱交換器は、
    　前記突き出し部が風上側に配置されている
    　空気調和機。
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