熱交換器、これを用いた冷凍サイクル回路及びこの冷凍サイクル回路を用いた冷蔵庫、空気調和機
【課題】伝熱管と板状フィンとの密着性の低下や非接触部の発生を防止することにより、伝熱管と板状フィンとの接触熱抵抗を低減することのできる熱交換器、これを用いた冷凍サイクル回路及び、冷蔵庫、空気調和機。
【解決手段】伝熱管３は、断面がほぼ楕円形状でその長軸方向が空気の流れ方向に沿って板状フィンに設置され、内部には中央部に設けた隔壁３２の両側に断面ほぼＤ字状の第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂを有し、長軸壁３ａ，３ｂの肉厚ＴW1が長軸方向の短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚ＴW2より厚く形成され、長軸壁３ａ，３ｂ及び短軸壁３ｃ，３ｄの内壁面にはそれぞれ所定高さと間隔で複数の突条３３が軸方向に設けられ、長軸壁３ａ，３ｂと隔壁３２との接続部の根元に所定の平坦幅の突起部３４が設けられ、第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂに突条３３及び突起部３４に接する拡管ビュレット玉を挿入して拡管し、伝熱管３を板状フィンに接合する。
【解決手段】伝熱管３は、断面がほぼ楕円形状でその長軸方向が空気の流れ方向に沿って板状フィンに設置され、内部には中央部に設けた隔壁３２の両側に断面ほぼＤ字状の第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂを有し、長軸壁３ａ，３ｂの肉厚ＴW1が長軸方向の短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚ＴW2より厚く形成され、長軸壁３ａ，３ｂ及び短軸壁３ｃ，３ｄの内壁面にはそれぞれ所定高さと間隔で複数の突条３３が軸方向に設けられ、長軸壁３ａ，３ｂと隔壁３２との接続部の根元に所定の平坦幅の突起部３４が設けられ、第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂに突条３３及び突起部３４に接する拡管ビュレット玉を挿入して拡管し、伝熱管３を板状フィンに接合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器、この熱交換器を用いた冷凍サイクル回路及びこの冷凍サイクル回路を用いた冷蔵庫、空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷蔵庫や空気調和機などを構成する熱交換器に、フィンチューブ型熱交換器と呼ばれるものがある。この熱交換器は、一定の間隔で配置されてその間を気体（空気）が流れる板状フィンと、この板状フィンに直交して挿入され、内部に冷媒が流れる円形断面の多数の伝熱管とによって構成されている。
【０００３】
このようなフィンチューブ型熱交換器の伝熱性能に影響を与える因子としては、冷媒と伝熱管との間の冷媒側熱伝達率、伝熱管と板状フィンとの間の接触熱伝達率、及び空気と板状フィンとの間の空気側熱伝達率が知られている。
この場合、冷媒と伝熱管との間の冷媒側熱伝達率は、伝熱管の面積に影響され、伝熱管と板状フィンとの間の接触熱伝達率は、伝熱管と板状フィンとの接触状態に影響される。また、空気と板状フィンとの間の空気側熱伝達率は、外面側を通過する空気の圧力損失に影響される。
【０００４】
そこで、伝熱管内の面積拡大と、外面側を通過する空気の圧力損失を低減するために、種々提案がされている。
例えば、チューブが断面楕円に形成されると共に、その長軸上及びその近傍の肉厚が短軸上及びその近傍の肉厚より厚く形成され、長軸が空気の流通方向に向けて配設された熱交換器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、扁平断面の内部に作動流体が通過する複数の流路が設けられ、Ｕ字状に曲げられた伝熱管を備えた熱交換器が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
さらに、空気の流れに沿って配置される外面が平坦で、断面がほぼ小判型状の外形形状を有し、内部には隔壁を間にして２つの対称なほぼＤ字状の貫通穴からなる第１及び第２の冷媒流路を有し、この第１、第２の冷媒流路を拡管ビュレット玉を用いて拡管することにより板状フィンに接合された伝熱管を備えた熱交換器が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
また、銅又は銅合金製帯状平板部材を、この平板部材の一側端部が片面中央部に当接するように曲げ成形してこの一側端部を溶着すると共に、他側端部が他面中央部に当接するように曲げ成形してこの他側端部を溶着して長手方向にほぼ眼鏡状の断面形状が形成されるようにし、さらに外形を所定形状になるように成形して長手方向に２つの媒体通路が形成されるようにした伝熱管の製造方法について提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２８３６７７号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】特許第４０５５４４９号公報（第４−５頁、図１−２）
【特許文献３】特開２０１０−２０９３号公報（第４−５頁、図１−５）
【特許文献４】特許第３３１８０９６号公報（第２−３頁、図１−２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の熱交換器においては、伝熱管は内部に冷媒が流れる楕円形状の１つの貫通穴が形成されているので、伝熱管内の圧力によって伝熱管が変形し易く、このため伝熱管と板状フィンとの密着性が低下し、接触熱抵抗が増加して接触熱伝達率が低下するという問題点があった。
また、特許文献２の熱交換器においては、伝熱管の製作や伝熱管と板状フィンとの取付が炉中ロウ付け溶着によるため、製造コストが上昇するという問題点があった。
【００１０】
また、特許文献３及び特許文献４の熱交換器においては、伝熱管が扁平形状を有し、内部の隔壁付近の外面が平坦であるため、伝熱管内に拡管ビュレット玉を挿入して管を広げ、板状フィンと密着させる拡管時に、伝熱管の隔壁付近で伝熱管と板状フィンとの間に密着性の低下や非接触部が生じて、接触熱抵抗が増加し接触熱伝達率が低下するという問題点があった。
【００１１】
すなわち、特許文献３及び特許文献４の熱交換器は、図９（ａ）に示すように、伝熱管３は空気の流れ方向Ａに沿って細長く、上下の外面３ａ，３ｂが平坦で断面がほぼ小判型状（あるいは、扁平長円形状）に形成されている。このように、従来の伝熱管３は、上下の外面が平坦で、風上側と風下側３ｃ，３ｄは半円状をなす扁平な外形形状となっており、そして、伝熱管３の内部には、図の左右方向（以下、幅方向という）の両側に、隔壁３２を間にして２つの対称的な断面ほぼＤ字状の貫通穴からなる第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂが軸方向に平行に設けられている。
【００１２】
このような従来の伝熱管３において、第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂ内に拡管ビュレット玉（詳細は後述）を挿入して拡管し、板状フィン２に接合させる場合、図９（ｂ）に示すように、伝熱管３の外面３ａ，３ｂの隔壁３２の付近に拡管によって平坦面に撓み（窪み）が生じ、伝熱管３と板状フィン２との間に密着性の低下や非接触部が生じることがある。伝熱管３と板状フィン２との間に密着性の低下や非接触部が生じると、伝熱管３と板状フィン２との間に接触熱抵抗が増加して接触熱伝達率が低下し、伝熱性能が低下することになる。
【００１３】
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、伝熱管と板状フィンとの密着性の低下や非接触部の発生を防止することにより、伝熱管と板状フィンとの接触熱抵抗を低減し、伝熱性能を向上することのできる熱交換器、これを用いた冷凍サイクル回路、及びこの冷凍サイクル回路を用いた冷蔵庫、空気調和機を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る熱交換器は、所定の間隔で配置された複数の板状フィンと、該板状フィンに直交する方向に挿通され、内部を冷媒が流れる複数の伝熱管とを備え、
前記伝熱管は、断面がほぼ楕円形状でその長軸方向が空気の流れ方向に沿って前記板状フィンに設置され、内部には長軸方向の中央部に設けた隔壁の両側において軸方向に形成された断面ほぼＤ字状の第１、第２の冷媒流路を有し、前記楕円形状の短軸方向の長軸壁の肉厚が前記長軸方向の短軸壁の肉厚より厚く形成され、
前記長軸壁及び短軸壁の内壁面にはそれぞれ所定高さと間隔で複数の突条が軸方向に設けられ、また前記長軸壁と隔壁との接続部の根元の軸方向には所定の平坦幅の突起部が設けられ、
前記第１、第２の冷媒流路に前記突条及び突起部に接する拡管ビュレット玉を挿入して拡管し、前記伝熱管を前記板状フィンに接合するようにしたものである。
【００１５】
本発明に係る冷凍サイクル回路は、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器を順次配管で接続してなり、前記凝縮器及び蒸発器の両者又はいずれか一方に、上記の熱交換器を用いたものである。
【００１６】
本発明に係る冷蔵庫又は空気調和機は、上記の冷凍サイクル回路を用いたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る熱交換器によれば、伝熱管と板状フィンとの密着性を向上することができ、伝熱管と板状フィンとの間の接触熱抵抗を低減することができるので、両者の間の接触熱伝達率が向上し伝熱性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る熱交換器の概要を示す説明図である。
【図２】図１の伝熱管の平断面図である。
【図３】伝熱管の板状フィンへの接合方法の説明図である。
【図４】図３の拡管ビュレット玉のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】拡管ビュレット玉により伝熱管を拡管した状態を示す説明図である。
【図６】実施の形態１に係る熱交換器の伝熱管の拡管後の突条の高さと熱交換率との関係を示す線図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る熱交換器の伝熱管の平断面図である。
【図８】図７の伝熱管の拡管後の断面図である。
【図９】従来の伝熱管の断面図及び拡管後の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［実施の形態１］
本発明の実施の形態１に係る熱交換器の概要を示す図１において、１は熱交換器で、所定の間隔で配置された複数の板状フィン２と、この板状フィン２に直交する方向に挿通され、拡管（拡径ともいう）することにより板状フィン２に接合される断面楕円形状の複数の伝熱管３とから構成されている。
板状フィン２は、銅若しくは銅合金又はアルミニウム若しくはアルミニウム合金などの金属板からなり（他の実施の形態においても同様である）、空気の流れ方向Ａと平行に、かつ図の垂直方向（奥行方向）に所定の間隔で並設されている。
【００２０】
また、この板状フィン２には、空気の流れ方向Ａに垂直な方向（図の上下方向）に、断面楕円形状の伝熱管３が複数段、かつ１列以上で設けられている。
さらに、板状フィン２の各段の伝熱管３の間には、切り起こしにより複数のスリット４が設けられている。このスリット４は、スリット４の側端部が空気の流れ方向Ａに対して対向するように設けられており、その側端部において空気流の速度境界層及び温度境界層を薄くすることにより伝熱が促進され、熱交換能力を増大することができる。
【００２１】
伝熱管３は、図２に示すように、断面ほぼ楕円形状で、図の左右方向（以下、長軸という）が空気の流れ方向Ａ（図１参照）に沿って板状フィン２に取付けられている。そして、伝熱管３の内部には長軸方向の中央部の軸方向には隔壁３２が設けられており、隔壁３２の両側には断面ほぼＤ字状の２つの貫通穴からなる冷媒流路３１ａ，３１ｂが、軸方向に平行かつ対称的に形成されている。この伝熱管３は、銅若しくは銅合金又はアルミニウム若しくはアルミニウム合金などの金属材料からなり、押し出し材又は引き抜き材によって形成されている（他の実施の形態においても同様である）。
【００２２】
また、楕円形状の伝熱管３の上下方向（以下、短軸という）の壁３ａ，３ｂ（以下、長軸壁という）は、平行して直線状に平坦に形成されており、隔壁３２と対向する長軸方向の壁３ｃ，３ｄ（以下、短軸壁という）は内面が半径ｒの半円状に形成されている。そして、長軸壁３ａ，３ｂの直線部分の平均肉厚ＴW1は、短軸壁３ｃ，３ｄの円弧部分の肉厚ＴW2より厚く、ＴW1＞ＴW2に形成されている。ここで、平均肉厚ＴW1は、長軸壁３ａ，３ｂの全肉厚の平均値である。
【００２３】
さらに、伝熱管３の短軸方向に対向する長軸壁３ａ，３ｂと、長軸方向に対向する短軸壁３ｃ，３ｄの内壁面には、所定の高さｈと間隔ｇで、断面がほぼ四角形状（先端部に若干丸みをつけた形状となっている）の複数の突条３３が軸方向に設けられており、隔壁３２の両側と長軸壁３ａ，３ｂの内壁との境界部の根元の軸方向には、所定の平坦幅Ｗの段差を有する突起部３４が形成されている。
【００２４】
ここで、長軸壁３ａ，３ｂの平均肉厚ＴW1は、短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚ＴW2の１．０４〜１．２５倍となっている。これは、長軸壁３ａ，３ｂの平均肉厚ＴW1が短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚ＴW2の１．０４倍未満であると、伝熱管３の隔壁３２の付近の外面と、板状フィン２との密着性が低下し、結果として熱交換性能が低下するからである。
【００２５】
一方、長軸壁３ａ，３ｂの平均肉厚ＴW1が短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚ＴW2の１．２５倍を超えると、伝熱管３の短軸壁３ｃ，３ｄ部分における外面と板状フィン２との密着性が低化し、結果として熱交換性能が低下するからである。よって本実施の形態における長軸壁３ａ，３ｂの平均肉厚ＴW1を、短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚ＴW2の１．０４〜１．２５倍とした。
【００２６】
上記の説明では、長軸壁３ａ，３ｂの平均肉厚ＴW1と短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚ＴW2とを比較したが、これに限定するものではなく、例えば、長軸壁３ａ，３ｂの肉厚の最大値又は最小値を短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚より厚くするなど、長軸壁３ａ，３ｂの肉厚が短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚より厚く形成されていればよい。なお、隔壁３２の両側と長軸壁３ａ，３ｂの内壁との境界部の根元の軸方向に設けた突起部３４の平坦幅Ｗは、実施例では０．２７ｍｍであったが、これに限定するものではない。
【００２７】
また、隔壁３２の肉厚ＴW3は、短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚ＴW2の１．０〜１．４倍である。これは、隔壁３２の肉厚ＴW3が短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚ＴW2の１．０倍未満であると、伝熱管３の耐圧強度が低下するためである。また、隔壁３２の肉厚ＴW3が短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚ＴW2の１．４倍を超えると、隔壁３２の肉厚が厚くなって隔壁３２付近の長軸壁３ａ，３ｂの拡管が不十分となり伝熱管３の外面と板状フィン２との密着性が低下し、結果として熱交換性能が低下するからである。よって、本実施の形態における第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂの間の隔壁３２の肉厚ＴW3を、短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚ＴW2の１．０〜１．４倍とした。
【００２８】
次に、上記のような断面楕円形状の伝熱管３の第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂの拡管手順、及び板状フィン２に設けられた取付穴（長穴）への取付手順の一例について説明する。
図３に示すように、板状フィン２には、プレス加工されて内周が円弧状に折曲げられたフィンカラー部２１により、楕円形状の取付穴２２（図１参照）が形成されており、各板状フィン２は、フィンカラー部２１を同じ向きに揃え、フィンカラー部２１によって規制された所定の間隔で治具等によって保持されている。
【００２９】
そして、各板状フィン２のフィンカラー部２１で形成された取付穴２２に伝熱管３を挿入する。ついで、図４に示すように、超硬合金等の金属材料からなり、断面形状が伝熱管３の第１、第２の冷媒回路３１ａ，３１ｂと相似形（ほぼＤ字状）で、その外形が冷媒回路３１ａ，３１ｂの突条３３の先端部を結ぶ線より若干大きく、対向面の両外端部がそれぞれ円弧状（以下、曲げＲ部という）に形成された一対の拡管ビュレット玉１００を有する拡管装置により、一対の拡管ビュレット玉１００を、機械的手段又は流体圧により、図３に示すように、その外周が内壁に設けた複数の突条３３及び突起部３４に接して第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂ内に押し込まれる。なお拡管ビュレット玉１００に設けた曲げＲ部は、長軸壁３ａ，３ｂの内壁と隔壁３２との境界部に設けた突起部３４の平坦幅Ｗより大きいことが望ましい。
【００３０】
これにより、第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂは、突条３３を介して同時に拡管され、伝熱管３は順次各板状フィン２のフィンカラー部２１に接合され、各板状フィン２に一体に固定される。拡管ビュレット玉１００により伝熱管３を拡管した状態を図５に示す。
【００３１】
上記のようにして板状フィン２に伝熱管３が取付けられた熱交換器１においては、図６に示すように、伝熱管３の拡管後の突条３３の高さｈ（突出長）が高いほど冷媒との接触面積が増大するため、熱伝達率（したがって熱交換率）が高くなる。しかし、拡管後の突条３３の高さｈが０．３ｍｍを超えると、熱伝達率の増加量より圧力損失の増加量の方が大きくなり、結果として、熱交換率が低下する。一方、拡管後の突条３３の高さが０．１ｍｍ未満の場合は、熱伝達率は向上しない。なお、突条３３の間隔ｇは、実施例では０．３８ｍｍであったが、これに限定するものではない。
【００３２】
よって、本実施の形態に係る伝熱管３においては、拡管後の突条３３の高さｈは、０．１〜０．３ｍｍ程度であることが望ましい。なお、突条３３の断面形状は四角形に限定するものではなく、三角形状、台形状、半円形状など、適宜の断面形状とすることができる。
【００３３】
以上のように、本実施の形態に係る熱交換器は、伝熱管３の断面形状が楕円形状で、長軸方向の中央に設けた隔壁３２の両側に断面ほぼＤ字状の第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂが対向して設けられている。そして、長軸壁３ａ，３ｂの肉厚ＴW1が短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚ＴW2より厚く形成され、短軸側に対向する長軸壁３ａ，３ｂと、長軸側に対向する短軸壁３ｃ，３ｄの内壁面には、それぞれ所定高さｈと間隔ｇで複数の突条３３が軸方向に設けられ、長軸壁３ａ，３ｂの内壁と隔壁３２の両側の境界部の根元の軸方向には、所定の平坦幅Ｗの段差を有する突起部３４が設けられている。
【００３４】
そして、伝熱管３は、隔壁３２の両側に設けた第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂが、外周が複数の突条３３に接する拡管ビュレット玉１００によって拡管され、板状フィン２に接合されている。
このとき、突起部３４は斜め上方に押圧されて拡管されるので、長軸壁３ａ，３ｂの平坦部に撓み（窪み）が生じることがなく、伝熱管３と板状フィン２との密着性を向上することができ、伝熱管３と板状フィン２との間の接触熱抵抗を低減することができるので、両者の間の接触熱伝達率が向上し、伝熱性能を高めることができる。
【００３５】
また、第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂの間に設けられた隔壁３２により、楕円形状の伝熱管３の耐圧強度を保持することができるため、伝熱管３内の圧力により伝熱管３が変形することがなく、板状フィン２との密着性を良好に保つことができるので、伝熱性能に優れた熱交換器を得ることができる。
【００３６】
さらに、伝熱管３を拡管することにより板状フィン２に接合するようにしたので、ロウ付けにより接合する場合に比べてはるかに組付けが容易であり、製造コストを低減することができる。
また、各板状フィン２は同じ向きのフィンカラー部２１によって間隔を一定に保持することができ、楕円形状の伝熱管３との密着性を良好に保つことができるため、伝熱管３を楕円形化、小型細径化することができ、これにより、通風抵抗が減少し、熱交換能力を増大できる熱交換器を得ることができる。
【００３７】
また、第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂの内壁面の軸方向に複数の突条３３を設けたので冷媒との接触面積が増大し、かつ突条３３の高さｈを０．１〜０．３ｍｍ程度としたので、流路内圧力が増大することなく伝熱性能をより向上することができる。
【００３８】
［実施の形態２］
図７は本発明の実施の形態２に係る熱交換器の伝熱管の平断面図である。なお、実施の形態１の伝熱管と同じ部分には、これと同じ符号が付してある。
本実施の形態に係る熱交換器の伝熱管３は、実施の形態１の場合と同様に、長軸方向の中央部には隔壁３２が設けられており、その両側には断面形状がほぼＤ字状の第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂが設けられている。そして、長軸壁３ａ，３ｂの直線部分の平均肉厚ＴW1と、短軸壁３ｃ，３ｄの円弧部分の肉厚ＴW2とはほぼ等しく形成されている。
【００３９】
また、長軸壁３ａ，３ｂの内壁面に設けられた断面ほぼ四角形状（先端部は若干丸みをつけた形状となっている）の突条３３ａ，３３ｂ，３３ｃの高さｈ1，ｈ2，ｈ3は、短軸壁３ｃ，３ｄの内壁面に設けられたほぼ同形状の突条３３ｄの高さｈ4より高く形成されており、さらに、長軸壁３ａ，３ｂの内壁面に設けた突条３３ｂの高さｈ2は、突条３３ａの高さｈ1より高く形成されている。すなわち、長軸壁３ａ，３ｂの内壁面に設けた複数の突条３３ａ，３３ｂ，３３ｃの高さｈ1，ｈ2，ｈ3は、隔壁３２に近いほど高く形成されている。
【００４０】
これら複数の突条３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの高さｈ1，ｈ2，ｈ3，ｈ4は、拡管ビュレット玉１００の外周面に接する高さに形成されている。なお、短軸壁３ｃ，３ｄの内壁面に設けた突条３３ｄの高さｈ4は、０．１〜０．３ｍｍ程度とすることが望ましく、また、各突条３３ａ〜３３ｄの断面形状は四角形に限定するものではなく、三角形状、台形状、半円形状など、適宜の断面形状とすることができる。
【００４１】
本実施の形態に係る伝熱管３は、実施の形態１の場合と同様に、板状フィン２の取付穴２２に挿入され、第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂをこれに挿入した拡管ビュレット玉１００により突条３３ａ，３３ｂを介して拡管し、板状フィン２に固定する。このときの伝熱管３の状態を図８に示す。
【００４２】
本実施の形態によれば、複数の突条３３ａ〜３３ｄの高さｈが、隔壁３２に近いほど高く形成されているので、伝熱管３の拡管後の長軸壁３ａ，３ｂに撓み（窪み）が生ずることがなく、拡管後の伝熱管３の外面と板状フィン２との密着性を向上することができ、このため、両者間の接触熱抵抗を低減することができる。よって、伝熱管３と板状フィン２との間の接触熱伝達率が向上し、伝熱性能を高めることができる。
【００４３】
［実施の形態３］
本実施の形態は、実施の形態１又は２に係る熱交換器１を、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器を順次配管で接続してなる冷凍サイクル回路において、凝縮器及び蒸発器の両者又はいずれか一方に使用したものである。この場合、作動流体として、ＨＣ単一冷媒若しくはＨＣを含む混合冷媒、又はＲ３２、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、テトラフルオロプロペンと、このテトラフルオロプロペンより沸点の低いＨＦＣ系冷媒とからなる非共沸混合冷媒、あるいは二酸化炭素のいずれかの冷媒を使用する。
【００４４】
［実施の形態４］
本実施の形態は、冷蔵庫又は空気調和機において、実施の形態３に係る冷凍サイクル回路を備えたものである。なお、実施の形態３に係る冷凍サイクル回路を使用する機器は、上記冷蔵庫、空気調和機に限定するものではなく、例えば、低温倉庫、ショーケース、冷凍機など、他の装置やシステムにも使用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１ 熱交換器、２ 板状フィン、３ 伝熱管、３ａ，３ｂ 長軸壁、３ｃ，３ｄ 短軸壁、４ スリット、２１ フィンカラー部、２２ 取付穴、３１ａ，３１ｂ 冷媒流路、３２ 隔壁、３３，３３ａ〜３３ｄ 突条、３４ 突起部、１００ 拡管ビュレット玉、ＴW1 長軸壁の平均肉厚、ＴW2 短軸壁の肉厚、ＴW3 隔壁の肉厚、ｈ，ｈ1〜ｈ4 突条の高さ、Ｗ 突起部の平均幅。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器、この熱交換器を用いた冷凍サイクル回路及びこの冷凍サイクル回路を用いた冷蔵庫、空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷蔵庫や空気調和機などを構成する熱交換器に、フィンチューブ型熱交換器と呼ばれるものがある。この熱交換器は、一定の間隔で配置されてその間を気体（空気）が流れる板状フィンと、この板状フィンに直交して挿入され、内部に冷媒が流れる円形断面の多数の伝熱管とによって構成されている。
【０００３】
このようなフィンチューブ型熱交換器の伝熱性能に影響を与える因子としては、冷媒と伝熱管との間の冷媒側熱伝達率、伝熱管と板状フィンとの間の接触熱伝達率、及び空気と板状フィンとの間の空気側熱伝達率が知られている。
この場合、冷媒と伝熱管との間の冷媒側熱伝達率は、伝熱管の面積に影響され、伝熱管と板状フィンとの間の接触熱伝達率は、伝熱管と板状フィンとの接触状態に影響される。また、空気と板状フィンとの間の空気側熱伝達率は、外面側を通過する空気の圧力損失に影響される。
【０００４】
そこで、伝熱管内の面積拡大と、外面側を通過する空気の圧力損失を低減するために、種々提案がされている。
例えば、チューブが断面楕円に形成されると共に、その長軸上及びその近傍の肉厚が短軸上及びその近傍の肉厚より厚く形成され、長軸が空気の流通方向に向けて配設された熱交換器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、扁平断面の内部に作動流体が通過する複数の流路が設けられ、Ｕ字状に曲げられた伝熱管を備えた熱交換器が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
さらに、空気の流れに沿って配置される外面が平坦で、断面がほぼ小判型状の外形形状を有し、内部には隔壁を間にして２つの対称なほぼＤ字状の貫通穴からなる第１及び第２の冷媒流路を有し、この第１、第２の冷媒流路を拡管ビュレット玉を用いて拡管することにより板状フィンに接合された伝熱管を備えた熱交換器が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
また、銅又は銅合金製帯状平板部材を、この平板部材の一側端部が片面中央部に当接するように曲げ成形してこの一側端部を溶着すると共に、他側端部が他面中央部に当接するように曲げ成形してこの他側端部を溶着して長手方向にほぼ眼鏡状の断面形状が形成されるようにし、さらに外形を所定形状になるように成形して長手方向に２つの媒体通路が形成されるようにした伝熱管の製造方法について提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２８３６７７号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】特許第４０５５４４９号公報（第４−５頁、図１−２）
【特許文献３】特開２０１０−２０９３号公報（第４−５頁、図１−５）
【特許文献４】特許第３３１８０９６号公報（第２−３頁、図１−２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の熱交換器においては、伝熱管は内部に冷媒が流れる楕円形状の１つの貫通穴が形成されているので、伝熱管内の圧力によって伝熱管が変形し易く、このため伝熱管と板状フィンとの密着性が低下し、接触熱抵抗が増加して接触熱伝達率が低下するという問題点があった。
また、特許文献２の熱交換器においては、伝熱管の製作や伝熱管と板状フィンとの取付が炉中ロウ付け溶着によるため、製造コストが上昇するという問題点があった。
【００１０】
また、特許文献３及び特許文献４の熱交換器においては、伝熱管が扁平形状を有し、内部の隔壁付近の外面が平坦であるため、伝熱管内に拡管ビュレット玉を挿入して管を広げ、板状フィンと密着させる拡管時に、伝熱管の隔壁付近で伝熱管と板状フィンとの間に密着性の低下や非接触部が生じて、接触熱抵抗が増加し接触熱伝達率が低下するという問題点があった。
【００１１】
すなわち、特許文献３及び特許文献４の熱交換器は、図９（ａ）に示すように、伝熱管３は空気の流れ方向Ａに沿って細長く、上下の外面３ａ，３ｂが平坦で断面がほぼ小判型状（あるいは、扁平長円形状）に形成されている。このように、従来の伝熱管３は、上下の外面が平坦で、風上側と風下側３ｃ，３ｄは半円状をなす扁平な外形形状となっており、そして、伝熱管３の内部には、図の左右方向（以下、幅方向という）の両側に、隔壁３２を間にして２つの対称的な断面ほぼＤ字状の貫通穴からなる第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂが軸方向に平行に設けられている。
【００１２】
このような従来の伝熱管３において、第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂ内に拡管ビュレット玉（詳細は後述）を挿入して拡管し、板状フィン２に接合させる場合、図９（ｂ）に示すように、伝熱管３の外面３ａ，３ｂの隔壁３２の付近に拡管によって平坦面に撓み（窪み）が生じ、伝熱管３と板状フィン２との間に密着性の低下や非接触部が生じることがある。伝熱管３と板状フィン２との間に密着性の低下や非接触部が生じると、伝熱管３と板状フィン２との間に接触熱抵抗が増加して接触熱伝達率が低下し、伝熱性能が低下することになる。
【００１３】
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、伝熱管と板状フィンとの密着性の低下や非接触部の発生を防止することにより、伝熱管と板状フィンとの接触熱抵抗を低減し、伝熱性能を向上することのできる熱交換器、これを用いた冷凍サイクル回路、及びこの冷凍サイクル回路を用いた冷蔵庫、空気調和機を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る熱交換器は、所定の間隔で配置された複数の板状フィンと、該板状フィンに直交する方向に挿通され、内部を冷媒が流れる複数の伝熱管とを備え、
前記伝熱管は、断面がほぼ楕円形状でその長軸方向が空気の流れ方向に沿って前記板状フィンに設置され、内部には長軸方向の中央部に設けた隔壁の両側において軸方向に形成された断面ほぼＤ字状の第１、第２の冷媒流路を有し、前記楕円形状の短軸方向の長軸壁の肉厚が前記長軸方向の短軸壁の肉厚より厚く形成され、
前記長軸壁及び短軸壁の内壁面にはそれぞれ所定高さと間隔で複数の突条が軸方向に設けられ、また前記長軸壁と隔壁との接続部の根元の軸方向には所定の平坦幅の突起部が設けられ、
前記第１、第２の冷媒流路に前記突条及び突起部に接する拡管ビュレット玉を挿入して拡管し、前記伝熱管を前記板状フィンに接合するようにしたものである。
【００１５】
本発明に係る冷凍サイクル回路は、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器を順次配管で接続してなり、前記凝縮器及び蒸発器の両者又はいずれか一方に、上記の熱交換器を用いたものである。
【００１６】
本発明に係る冷蔵庫又は空気調和機は、上記の冷凍サイクル回路を用いたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る熱交換器によれば、伝熱管と板状フィンとの密着性を向上することができ、伝熱管と板状フィンとの間の接触熱抵抗を低減することができるので、両者の間の接触熱伝達率が向上し伝熱性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る熱交換器の概要を示す説明図である。
【図２】図１の伝熱管の平断面図である。
【図３】伝熱管の板状フィンへの接合方法の説明図である。
【図４】図３の拡管ビュレット玉のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】拡管ビュレット玉により伝熱管を拡管した状態を示す説明図である。
【図６】実施の形態１に係る熱交換器の伝熱管の拡管後の突条の高さと熱交換率との関係を示す線図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る熱交換器の伝熱管の平断面図である。
【図８】図７の伝熱管の拡管後の断面図である。
【図９】従来の伝熱管の断面図及び拡管後の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［実施の形態１］
本発明の実施の形態１に係る熱交換器の概要を示す図１において、１は熱交換器で、所定の間隔で配置された複数の板状フィン２と、この板状フィン２に直交する方向に挿通され、拡管（拡径ともいう）することにより板状フィン２に接合される断面楕円形状の複数の伝熱管３とから構成されている。
板状フィン２は、銅若しくは銅合金又はアルミニウム若しくはアルミニウム合金などの金属板からなり（他の実施の形態においても同様である）、空気の流れ方向Ａと平行に、かつ図の垂直方向（奥行方向）に所定の間隔で並設されている。
【００２０】
また、この板状フィン２には、空気の流れ方向Ａに垂直な方向（図の上下方向）に、断面楕円形状の伝熱管３が複数段、かつ１列以上で設けられている。
さらに、板状フィン２の各段の伝熱管３の間には、切り起こしにより複数のスリット４が設けられている。このスリット４は、スリット４の側端部が空気の流れ方向Ａに対して対向するように設けられており、その側端部において空気流の速度境界層及び温度境界層を薄くすることにより伝熱が促進され、熱交換能力を増大することができる。
【００２１】
伝熱管３は、図２に示すように、断面ほぼ楕円形状で、図の左右方向（以下、長軸という）が空気の流れ方向Ａ（図１参照）に沿って板状フィン２に取付けられている。そして、伝熱管３の内部には長軸方向の中央部の軸方向には隔壁３２が設けられており、隔壁３２の両側には断面ほぼＤ字状の２つの貫通穴からなる冷媒流路３１ａ，３１ｂが、軸方向に平行かつ対称的に形成されている。この伝熱管３は、銅若しくは銅合金又はアルミニウム若しくはアルミニウム合金などの金属材料からなり、押し出し材又は引き抜き材によって形成されている（他の実施の形態においても同様である）。
【００２２】
また、楕円形状の伝熱管３の上下方向（以下、短軸という）の壁３ａ，３ｂ（以下、長軸壁という）は、平行して直線状に平坦に形成されており、隔壁３２と対向する長軸方向の壁３ｃ，３ｄ（以下、短軸壁という）は内面が半径ｒの半円状に形成されている。そして、長軸壁３ａ，３ｂの直線部分の平均肉厚ＴW1は、短軸壁３ｃ，３ｄの円弧部分の肉厚ＴW2より厚く、ＴW1＞ＴW2に形成されている。ここで、平均肉厚ＴW1は、長軸壁３ａ，３ｂの全肉厚の平均値である。
【００２３】
さらに、伝熱管３の短軸方向に対向する長軸壁３ａ，３ｂと、長軸方向に対向する短軸壁３ｃ，３ｄの内壁面には、所定の高さｈと間隔ｇで、断面がほぼ四角形状（先端部に若干丸みをつけた形状となっている）の複数の突条３３が軸方向に設けられており、隔壁３２の両側と長軸壁３ａ，３ｂの内壁との境界部の根元の軸方向には、所定の平坦幅Ｗの段差を有する突起部３４が形成されている。
【００２４】
ここで、長軸壁３ａ，３ｂの平均肉厚ＴW1は、短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚ＴW2の１．０４〜１．２５倍となっている。これは、長軸壁３ａ，３ｂの平均肉厚ＴW1が短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚ＴW2の１．０４倍未満であると、伝熱管３の隔壁３２の付近の外面と、板状フィン２との密着性が低下し、結果として熱交換性能が低下するからである。
【００２５】
一方、長軸壁３ａ，３ｂの平均肉厚ＴW1が短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚ＴW2の１．２５倍を超えると、伝熱管３の短軸壁３ｃ，３ｄ部分における外面と板状フィン２との密着性が低化し、結果として熱交換性能が低下するからである。よって本実施の形態における長軸壁３ａ，３ｂの平均肉厚ＴW1を、短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚ＴW2の１．０４〜１．２５倍とした。
【００２６】
上記の説明では、長軸壁３ａ，３ｂの平均肉厚ＴW1と短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚ＴW2とを比較したが、これに限定するものではなく、例えば、長軸壁３ａ，３ｂの肉厚の最大値又は最小値を短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚より厚くするなど、長軸壁３ａ，３ｂの肉厚が短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚より厚く形成されていればよい。なお、隔壁３２の両側と長軸壁３ａ，３ｂの内壁との境界部の根元の軸方向に設けた突起部３４の平坦幅Ｗは、実施例では０．２７ｍｍであったが、これに限定するものではない。
【００２７】
また、隔壁３２の肉厚ＴW3は、短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚ＴW2の１．０〜１．４倍である。これは、隔壁３２の肉厚ＴW3が短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚ＴW2の１．０倍未満であると、伝熱管３の耐圧強度が低下するためである。また、隔壁３２の肉厚ＴW3が短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚ＴW2の１．４倍を超えると、隔壁３２の肉厚が厚くなって隔壁３２付近の長軸壁３ａ，３ｂの拡管が不十分となり伝熱管３の外面と板状フィン２との密着性が低下し、結果として熱交換性能が低下するからである。よって、本実施の形態における第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂの間の隔壁３２の肉厚ＴW3を、短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚ＴW2の１．０〜１．４倍とした。
【００２８】
次に、上記のような断面楕円形状の伝熱管３の第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂの拡管手順、及び板状フィン２に設けられた取付穴（長穴）への取付手順の一例について説明する。
図３に示すように、板状フィン２には、プレス加工されて内周が円弧状に折曲げられたフィンカラー部２１により、楕円形状の取付穴２２（図１参照）が形成されており、各板状フィン２は、フィンカラー部２１を同じ向きに揃え、フィンカラー部２１によって規制された所定の間隔で治具等によって保持されている。
【００２９】
そして、各板状フィン２のフィンカラー部２１で形成された取付穴２２に伝熱管３を挿入する。ついで、図４に示すように、超硬合金等の金属材料からなり、断面形状が伝熱管３の第１、第２の冷媒回路３１ａ，３１ｂと相似形（ほぼＤ字状）で、その外形が冷媒回路３１ａ，３１ｂの突条３３の先端部を結ぶ線より若干大きく、対向面の両外端部がそれぞれ円弧状（以下、曲げＲ部という）に形成された一対の拡管ビュレット玉１００を有する拡管装置により、一対の拡管ビュレット玉１００を、機械的手段又は流体圧により、図３に示すように、その外周が内壁に設けた複数の突条３３及び突起部３４に接して第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂ内に押し込まれる。なお拡管ビュレット玉１００に設けた曲げＲ部は、長軸壁３ａ，３ｂの内壁と隔壁３２との境界部に設けた突起部３４の平坦幅Ｗより大きいことが望ましい。
【００３０】
これにより、第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂは、突条３３を介して同時に拡管され、伝熱管３は順次各板状フィン２のフィンカラー部２１に接合され、各板状フィン２に一体に固定される。拡管ビュレット玉１００により伝熱管３を拡管した状態を図５に示す。
【００３１】
上記のようにして板状フィン２に伝熱管３が取付けられた熱交換器１においては、図６に示すように、伝熱管３の拡管後の突条３３の高さｈ（突出長）が高いほど冷媒との接触面積が増大するため、熱伝達率（したがって熱交換率）が高くなる。しかし、拡管後の突条３３の高さｈが０．３ｍｍを超えると、熱伝達率の増加量より圧力損失の増加量の方が大きくなり、結果として、熱交換率が低下する。一方、拡管後の突条３３の高さが０．１ｍｍ未満の場合は、熱伝達率は向上しない。なお、突条３３の間隔ｇは、実施例では０．３８ｍｍであったが、これに限定するものではない。
【００３２】
よって、本実施の形態に係る伝熱管３においては、拡管後の突条３３の高さｈは、０．１〜０．３ｍｍ程度であることが望ましい。なお、突条３３の断面形状は四角形に限定するものではなく、三角形状、台形状、半円形状など、適宜の断面形状とすることができる。
【００３３】
以上のように、本実施の形態に係る熱交換器は、伝熱管３の断面形状が楕円形状で、長軸方向の中央に設けた隔壁３２の両側に断面ほぼＤ字状の第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂが対向して設けられている。そして、長軸壁３ａ，３ｂの肉厚ＴW1が短軸壁３ｃ，３ｄの肉厚ＴW2より厚く形成され、短軸側に対向する長軸壁３ａ，３ｂと、長軸側に対向する短軸壁３ｃ，３ｄの内壁面には、それぞれ所定高さｈと間隔ｇで複数の突条３３が軸方向に設けられ、長軸壁３ａ，３ｂの内壁と隔壁３２の両側の境界部の根元の軸方向には、所定の平坦幅Ｗの段差を有する突起部３４が設けられている。
【００３４】
そして、伝熱管３は、隔壁３２の両側に設けた第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂが、外周が複数の突条３３に接する拡管ビュレット玉１００によって拡管され、板状フィン２に接合されている。
このとき、突起部３４は斜め上方に押圧されて拡管されるので、長軸壁３ａ，３ｂの平坦部に撓み（窪み）が生じることがなく、伝熱管３と板状フィン２との密着性を向上することができ、伝熱管３と板状フィン２との間の接触熱抵抗を低減することができるので、両者の間の接触熱伝達率が向上し、伝熱性能を高めることができる。
【００３５】
また、第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂの間に設けられた隔壁３２により、楕円形状の伝熱管３の耐圧強度を保持することができるため、伝熱管３内の圧力により伝熱管３が変形することがなく、板状フィン２との密着性を良好に保つことができるので、伝熱性能に優れた熱交換器を得ることができる。
【００３６】
さらに、伝熱管３を拡管することにより板状フィン２に接合するようにしたので、ロウ付けにより接合する場合に比べてはるかに組付けが容易であり、製造コストを低減することができる。
また、各板状フィン２は同じ向きのフィンカラー部２１によって間隔を一定に保持することができ、楕円形状の伝熱管３との密着性を良好に保つことができるため、伝熱管３を楕円形化、小型細径化することができ、これにより、通風抵抗が減少し、熱交換能力を増大できる熱交換器を得ることができる。
【００３７】
また、第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂの内壁面の軸方向に複数の突条３３を設けたので冷媒との接触面積が増大し、かつ突条３３の高さｈを０．１〜０．３ｍｍ程度としたので、流路内圧力が増大することなく伝熱性能をより向上することができる。
【００３８】
［実施の形態２］
図７は本発明の実施の形態２に係る熱交換器の伝熱管の平断面図である。なお、実施の形態１の伝熱管と同じ部分には、これと同じ符号が付してある。
本実施の形態に係る熱交換器の伝熱管３は、実施の形態１の場合と同様に、長軸方向の中央部には隔壁３２が設けられており、その両側には断面形状がほぼＤ字状の第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂが設けられている。そして、長軸壁３ａ，３ｂの直線部分の平均肉厚ＴW1と、短軸壁３ｃ，３ｄの円弧部分の肉厚ＴW2とはほぼ等しく形成されている。
【００３９】
また、長軸壁３ａ，３ｂの内壁面に設けられた断面ほぼ四角形状（先端部は若干丸みをつけた形状となっている）の突条３３ａ，３３ｂ，３３ｃの高さｈ1，ｈ2，ｈ3は、短軸壁３ｃ，３ｄの内壁面に設けられたほぼ同形状の突条３３ｄの高さｈ4より高く形成されており、さらに、長軸壁３ａ，３ｂの内壁面に設けた突条３３ｂの高さｈ2は、突条３３ａの高さｈ1より高く形成されている。すなわち、長軸壁３ａ，３ｂの内壁面に設けた複数の突条３３ａ，３３ｂ，３３ｃの高さｈ1，ｈ2，ｈ3は、隔壁３２に近いほど高く形成されている。
【００４０】
これら複数の突条３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの高さｈ1，ｈ2，ｈ3，ｈ4は、拡管ビュレット玉１００の外周面に接する高さに形成されている。なお、短軸壁３ｃ，３ｄの内壁面に設けた突条３３ｄの高さｈ4は、０．１〜０．３ｍｍ程度とすることが望ましく、また、各突条３３ａ〜３３ｄの断面形状は四角形に限定するものではなく、三角形状、台形状、半円形状など、適宜の断面形状とすることができる。
【００４１】
本実施の形態に係る伝熱管３は、実施の形態１の場合と同様に、板状フィン２の取付穴２２に挿入され、第１、第２の冷媒流路３１ａ，３１ｂをこれに挿入した拡管ビュレット玉１００により突条３３ａ，３３ｂを介して拡管し、板状フィン２に固定する。このときの伝熱管３の状態を図８に示す。
【００４２】
本実施の形態によれば、複数の突条３３ａ〜３３ｄの高さｈが、隔壁３２に近いほど高く形成されているので、伝熱管３の拡管後の長軸壁３ａ，３ｂに撓み（窪み）が生ずることがなく、拡管後の伝熱管３の外面と板状フィン２との密着性を向上することができ、このため、両者間の接触熱抵抗を低減することができる。よって、伝熱管３と板状フィン２との間の接触熱伝達率が向上し、伝熱性能を高めることができる。
【００４３】
［実施の形態３］
本実施の形態は、実施の形態１又は２に係る熱交換器１を、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器を順次配管で接続してなる冷凍サイクル回路において、凝縮器及び蒸発器の両者又はいずれか一方に使用したものである。この場合、作動流体として、ＨＣ単一冷媒若しくはＨＣを含む混合冷媒、又はＲ３２、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、テトラフルオロプロペンと、このテトラフルオロプロペンより沸点の低いＨＦＣ系冷媒とからなる非共沸混合冷媒、あるいは二酸化炭素のいずれかの冷媒を使用する。
【００４４】
［実施の形態４］
本実施の形態は、冷蔵庫又は空気調和機において、実施の形態３に係る冷凍サイクル回路を備えたものである。なお、実施の形態３に係る冷凍サイクル回路を使用する機器は、上記冷蔵庫、空気調和機に限定するものではなく、例えば、低温倉庫、ショーケース、冷凍機など、他の装置やシステムにも使用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１ 熱交換器、２ 板状フィン、３ 伝熱管、３ａ，３ｂ 長軸壁、３ｃ，３ｄ 短軸壁、４ スリット、２１ フィンカラー部、２２ 取付穴、３１ａ，３１ｂ 冷媒流路、３２ 隔壁、３３，３３ａ〜３３ｄ 突条、３４ 突起部、１００ 拡管ビュレット玉、ＴW1 長軸壁の平均肉厚、ＴW2 短軸壁の肉厚、ＴW3 隔壁の肉厚、ｈ，ｈ1〜ｈ4 突条の高さ、Ｗ 突起部の平均幅。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔で配置された複数の板状フィンと、該板状フィンに直交する方向に挿通され、内部を冷媒が流れる複数の伝熱管とを備え、
前記伝熱管は、断面がほぼ楕円形状でその長軸方向が空気の流れ方向に沿って前記板状フィンに設置され、内部には長軸方向の中央部に設けた隔壁の両側において軸方向に形成された断面ほぼＤ字状の第１、第２の冷媒流路を有し、前記楕円形状の短軸方向の長軸壁の肉厚が前記長軸方向の短軸壁の肉厚より厚く形成され、
前記長軸壁及び短軸壁の内壁面にはそれぞれ所定高さと間隔で複数の突条が軸方向に設けられ、また前記長軸壁と隔壁との接続部の根元の軸方向には所定の平坦幅の突起部が設けられ、
前記第１、第２の冷媒流路に前記突条及び突起部に接する拡管ビュレット玉を挿入して拡管し、前記伝熱管を前記板状フィンに接合することを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記長軸壁は直線状に形成され、前記短軸壁は半円状に形成されて前記長軸壁の直線部分の平均肉厚が前記短軸壁の肉厚より厚く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記長軸壁の平均肉厚は、前記短軸壁の１．０４〜１．２５倍であることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
所定の間隔で配置された複数の板状フィンと、該板状フィンに直交する方向に挿通され、内部を冷媒が流れる複数の伝熱管とを備え、
前記伝熱管は、断面がほぼ楕円形状でその長軸方向が空気の流れ方向に沿って前記板状フィンに設置され、内部には長軸方向の中央部に設けた隔壁の両側において軸方向に形成された断面ほぼＤ字状の第１、第２の冷媒流路を有し、前記楕円形状の短軸方向の長軸壁の直線部分の平均肉厚と前記長軸方向の短軸壁の肉厚とはほぼ等しく形成され、
前記長軸壁及び短軸壁の内壁面にはそれぞれ所定の高さと間隔で複数の突条が軸方向に設けられ、かつこれら突条は、前記長軸壁の内壁面に設けた突条の高さが前記短軸壁の内壁面に設けた突条の高さより高く形成され、また前記長軸壁と隔壁との接続部の根元の軸方向には所定の平坦幅の突起部が設けられ、
前記第１、第２の冷媒流路に前記突条及び突起部に接する拡管ビュレット玉を挿入して拡管し、前記伝熱管を前記板状フィンに接合することを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
前記長軸壁の内壁面に設けた突条は、前記隔壁に近いほどその高さが高いことを特徴とする請求項４に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記隔壁の肉厚は、前記短軸壁の肉厚の１．０〜１．４倍であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記伝熱管の拡管後の突条の高さは０．１〜０．３ｍｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項８】
圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器を順次配管で接続してなり、前記凝縮器及び蒸発器の両者又はいずれか一方に前記請求項１〜７のいずれか一項に記載の熱交換器を用いたことを特徴とする冷凍サイクル回路。
【請求項９】
前記請求項８に記載の冷凍サイクル回路を用いたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項１０】
前記請求項８に記載の冷凍サイクル回路を用いたことを特徴とする空気調和機。
【請求項１】
所定の間隔で配置された複数の板状フィンと、該板状フィンに直交する方向に挿通され、内部を冷媒が流れる複数の伝熱管とを備え、
前記伝熱管は、断面がほぼ楕円形状でその長軸方向が空気の流れ方向に沿って前記板状フィンに設置され、内部には長軸方向の中央部に設けた隔壁の両側において軸方向に形成された断面ほぼＤ字状の第１、第２の冷媒流路を有し、前記楕円形状の短軸方向の長軸壁の肉厚が前記長軸方向の短軸壁の肉厚より厚く形成され、
前記長軸壁及び短軸壁の内壁面にはそれぞれ所定高さと間隔で複数の突条が軸方向に設けられ、また前記長軸壁と隔壁との接続部の根元の軸方向には所定の平坦幅の突起部が設けられ、
前記第１、第２の冷媒流路に前記突条及び突起部に接する拡管ビュレット玉を挿入して拡管し、前記伝熱管を前記板状フィンに接合することを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記長軸壁は直線状に形成され、前記短軸壁は半円状に形成されて前記長軸壁の直線部分の平均肉厚が前記短軸壁の肉厚より厚く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記長軸壁の平均肉厚は、前記短軸壁の１．０４〜１．２５倍であることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
所定の間隔で配置された複数の板状フィンと、該板状フィンに直交する方向に挿通され、内部を冷媒が流れる複数の伝熱管とを備え、
前記伝熱管は、断面がほぼ楕円形状でその長軸方向が空気の流れ方向に沿って前記板状フィンに設置され、内部には長軸方向の中央部に設けた隔壁の両側において軸方向に形成された断面ほぼＤ字状の第１、第２の冷媒流路を有し、前記楕円形状の短軸方向の長軸壁の直線部分の平均肉厚と前記長軸方向の短軸壁の肉厚とはほぼ等しく形成され、
前記長軸壁及び短軸壁の内壁面にはそれぞれ所定の高さと間隔で複数の突条が軸方向に設けられ、かつこれら突条は、前記長軸壁の内壁面に設けた突条の高さが前記短軸壁の内壁面に設けた突条の高さより高く形成され、また前記長軸壁と隔壁との接続部の根元の軸方向には所定の平坦幅の突起部が設けられ、
前記第１、第２の冷媒流路に前記突条及び突起部に接する拡管ビュレット玉を挿入して拡管し、前記伝熱管を前記板状フィンに接合することを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
前記長軸壁の内壁面に設けた突条は、前記隔壁に近いほどその高さが高いことを特徴とする請求項４に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記隔壁の肉厚は、前記短軸壁の肉厚の１．０〜１．４倍であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記伝熱管の拡管後の突条の高さは０．１〜０．３ｍｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項８】
圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器を順次配管で接続してなり、前記凝縮器及び蒸発器の両者又はいずれか一方に前記請求項１〜７のいずれか一項に記載の熱交換器を用いたことを特徴とする冷凍サイクル回路。
【請求項９】
前記請求項８に記載の冷凍サイクル回路を用いたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項１０】
前記請求項８に記載の冷凍サイクル回路を用いたことを特徴とする空気調和機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１１４０１（Ｐ２０１３−１１４０１Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４４２９０（Ｐ２０１１−１４４２９０）
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
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