空気調和機
【課題】扁平管を用いた熱交換器を備えた空気調和機であって、冷媒循環量を削減して圧力損失の増大を抑制しても、熱交換性能を落とさない空気調和機を提供する。
【解決手段】空気調和機１００は、吸込口１ａ及び吹出口１ｂが形成された筐体１と、筐体１に収容された送風ファン１０及び熱交換器２０と、を備えた空気調和機である。また、熱交換器２０は、所定の間隔を介して積層された複数の平板フィン３１と、平板フィン３１に挿入され、平板フィン３１の積層方向に沿って配置された複数の扁平管状の伝熱管３６と、を有している。この空気調和機１００は作動冷媒としてＲ３２を使用するものであり、Ｒ３２の空気調和機１００への充填量は、作動冷媒としてＲ４１０Ａを使用して空気調和機１００と同一能力を発揮する空気調和機におけるＲ４１０Ａの充填量よりも少ないものである。
【解決手段】空気調和機１００は、吸込口１ａ及び吹出口１ｂが形成された筐体１と、筐体１に収容された送風ファン１０及び熱交換器２０と、を備えた空気調和機である。また、熱交換器２０は、所定の間隔を介して積層された複数の平板フィン３１と、平板フィン３１に挿入され、平板フィン３１の積層方向に沿って配置された複数の扁平管状の伝熱管３６と、を有している。この空気調和機１００は作動冷媒としてＲ３２を使用するものであり、Ｒ３２の空気調和機１００への充填量は、作動冷媒としてＲ４１０Ａを使用して空気調和機１００と同一能力を発揮する空気調和機におけるＲ４１０Ａの充填量よりも少ないものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の間隔を介して積層配置された平板フィンに扁平管が挿入された熱交換器を備えた空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
所定の間隔を介して積層配置された平板フィンの切欠き部に扁平管が挿入された熱交換器が、従来より知られている。このような従来の熱交換器として、平板フィンと扁平管との間に空気よりも熱伝導率の高い接着剤（溶融樹脂剤）を充填し、平板フィンと扁平管との間の接触熱抵抗を低減することにより、熱交換性能を向上したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２０１６２２号公報（段落００８８〜００９０、図６，図９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
平板フィンの切欠き部に扁平管を挿入する際、切欠き部の加工誤差により、切欠き部の底辺部（平板フィンの端面部から形成される２つの直線部の各終端部を接続する箇所）と扁平管の短辺部とが接触しづらくなる傾向がある。つまり、両者の間の間隔が大きくなる傾向がある。このような場合、切欠き部の底辺部と扁平管の短辺部との間に充填される接着剤の層の厚みが増してしまう。このため、切欠き部の底辺部と扁平管の短辺部との間の接触熱抵抗が増大してしまうので、熱交換器の熱交換性能が低下してしまうという問題点があった。
【０００５】
また、扁平管を用いた熱交換器は、円管状の伝熱管を用いた熱交換器と比べ、冷媒流路が狭くなる。このため、同一の量の冷媒が循環する場合、扁平管を用いた熱交換器は、円管状の伝熱管を用いた熱交換器と比べ、圧力損失が大きくなるという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題のうちの少なくとも１つを解決するためになされたものであり、扁平管を用いた熱交換器を備えた空気調和機であって、冷媒循環量を削減して圧力損失の増大を抑制しても、熱交換性能を落とさない空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る空気調和機は、吸込口及び吹出口が形成された筐体と、該筐体に収容された送風ファン及び熱交換器と、を備えた空気調和機であって、前記熱交換器は、所定の間隔を介して積層された複数の平板フィンと、前記平板フィンに挿入され、前記平板フィンの積層方向に沿って配置された複数の扁平管と、を有し、作動冷媒としてＲ３２を使用し、該Ｒ３２の当該空気調和機への充填量は、作動冷媒としてＲ４１０Ａを使用して当該空気調和機と同一能力を発揮する空気調和機におけるＲ４１０Ａの充填量よりも少ないものである。
【発明の効果】
【０００８】
Ｒ３２は、Ｒ４１０Ａに比べて、同一温度における蒸発潜熱が大きくなる。このため、本発明のように空気調和機を構成することにより、冷媒循環量（つまり、冷媒の充填量）を削減して圧力損失の増大を抑制しても、熱交換性能を落とさない空気調和機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和機１００（より詳しくは、室内機）を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る空気調和機１００の送風ファン１０及び熱交換器２０を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る空気調和機１００の送風ファン１０及び熱交換器２０を平板フィンに沿って切断した断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る平板フィン３１の切欠き部３２近傍を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る平板フィン３１に伝熱管３６（扁平管）を取り付けた状態を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る伝熱管３６（扁平管）の平板フィン３１への取り付け方法を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る伝熱管３６（扁平管）の平板フィン３１への取り付け方法を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る熱交換器３０の別の一例を示す要部拡大図（断面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、本発明に係る熱交換器、この熱交換器を備えた空気調和機、及びこの熱交換器の製造方法について説明する。なお、本実施の形態１では、室外機と冷媒配管で接続される壁掛け型の室内機を例にして本発明を説明する。また、本実施の形態１で用いる図面は、各構成部材の大きさや形状が実際のものとは異なる場合がある。
【００１１】
＜全体構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機１００（より詳しくは、室内機）を示す縦断面図である。図２は、この空気調和機１００の送風ファン１０及び熱交換器２０を示す斜視図である。また、図３は、この空気調和機１００の送風ファン１０及び熱交換器２０を平板フィンに沿って切断した断面図である。なお、図２及び図３は、円管状の伝熱管２３を用いた熱交換器２１の図示を省略している。以下、これら図１〜図３を用いて、本実施の形態１に係る空気調和機１００について説明する。
【００１２】
空気調和機１００は、筐体１、送風ファン１０及び熱交換器２０等を備えている。筐体１は、例えば略直方体形状をした箱体である。この筐体１には、上面部に吸込口１ａが形成されており、下面部に吹出口１ｂが形成されている。筐体１の吹出口１ｂには、上下方向ベーンや左右方向ベーン等で構成された風向き調整機構６が設けられている。吸込口１ａには、筐体１内に流入する空調空間の空気から粉塵等を除去するため、フィルター７が設けられている。また、筐体１には、送風ファン１０及び熱交換器２０が収容されている。
【００１３】
熱交換器２０は、所定の間隙を介して送風ファン１０の上方を覆うように設けられている。より詳しくは、熱交換器２０は、送風ファン１０の前方を覆う熱交換器２０ａ、送風ファン１０の上方前側を覆う熱交換器２０ｂ、及び送風ファン１０の上方後側を覆う熱交換器２０ｃを備えている。つまり、空気調和機１００の風路は、吸込口１ａ、熱交換器２０、送風ファン１０及び吹出口１ｂを順に通る経路となる。なお、これら熱交換器２０ａ〜２０ｃは同様の構成となっており、円管状の伝熱管２３を用いた熱交換器２１、及び扁平管状の伝熱管３６を用いた熱交換器３０を備えている。なお、以下の説明において熱交換器２０ａ〜２０ｃを区別して説明する必要がない場合、アルファベットの記号（ａ〜ｃ）を省略して説明する場合がある。
【００１４】
熱交換器２１は、所定の間隙を介して積層された複数の平板フィン２２と、これら平板フィン２２を平板フィン２２の積層方向（図１の紙面直交方向）に貫通する複数の伝熱管２３（円管状の伝熱管）と、を備えている。本実施の形態１では、平板フィン２２及び伝熱管２３をアルミニウム又はアルミニウム合金で形成している。
【００１５】
熱交換器３０は、所定の間隙を介して積層された複数の平板フィン３１と、これら平板フィン３１の積層方向（図１の紙面直交方向）に沿って設けられた複数の伝熱管３６（扁平管）と、を備えている。本実施の形態１では、平板フィン３１及び伝熱管３６（扁平管）をアルミニウム又はアルミニウム合金で形成している。より詳しくは、伝熱管３６（扁平管）は、公知の押し出し成形で形成している。一般的に、金属チューブの押し出し成形は、加熱された金属をダイス金型を通して押し出す事により金属チューブの形状が成型される。
【００１６】
ここで、熱交換器の伝熱管の少なくとも一方の端部は、冷媒流路を合流・分岐するために、複雑に配管接続されることとなる。この配管接続を容易とするため、本実施の形態１に係る熱交換器３０では、各伝熱管３６（扁平管）の一方の端部にジョイント５０を接続している。このジョイント５０は、伝熱管３６（扁平管）側の端部が伝熱管３６に対応した扁平管形状となっており、伝熱管３６（扁平管）側と反対側の端部が円管形状となっている。そして、ジョイント５０の円管部分を円管（図示せず）で接続することにより、各伝熱管３６（扁平管）の冷媒流路を合流・分岐している。なお、各伝熱管３６（扁平管）の他方の端部は、湾曲配管５１によって隣接する伝熱管３６（扁平管）と接続されている。なお、本実施の形態１では、ジョイント５０をアルミニウム又はアルミニウム合金で形成している。
【００１７】
また、本実施の形態１では、伝熱管３６（扁平管）の内部を隔壁３９によって複数の冷媒流路３９ａに分割している。（後述の図５参照）これにより、伝熱管３６（扁平管）内を流れる冷媒と伝熱管３６（扁平管）との熱交換面積が隔壁３９の表面積分だけ増加するので、伝熱管３６（扁平管）の熱伝達率が向上する。伝熱管３６（扁平管）の内部に設けられたこれら隔壁３９は、伝熱管３６（扁平管）の耐圧性の向上にも寄与しており、伝熱管３６（扁平管）の変形（膨らむこと）を抑制する効果もある。また、本実施の形態１では、熱交換器３０を通風方向（図１に示す白抜き矢印）に沿って２列に配置しており、１列目の熱交換器３０の伝熱管３６（扁平管）と２列目の熱交換器３０の伝熱管３６（扁平管）が千鳥状に配置されている。また、各伝熱管３６（扁平管）は、扁平形状の長手方向が通風方向に沿うように配置されている。なお、本実施の形態１では、伝熱管３６内を４つの冷媒流路３９ａに分割しているが、伝熱管３６内に形成される冷媒流路３９ａの数は任意である。
【００１８】
このように扁平管状の伝熱管３６を配置した熱交換器３０は、円管状の伝熱管を用いた熱交換器と比較して、通風抵抗が軽減され、送風ファン１０の動力を小さく抑えることができる。このため、送風ファン１０の消費電力を削減することができる。また、このように扁平管状の伝熱管３６を配置した熱交換器３０は、円管状の伝熱管を用いた熱交換器と比較して、伝熱管を薄くして通風抵抗を減らした分だけ段数（通風方向と直角な方向に並べられた伝熱管の数）を増やすことができ、熱交換効率を高められるという効果も得られる。
【００１９】
また、本実施の形態１に係る熱交換器２０ａ〜２０ｃのそれぞれは、扁平管状の伝熱管３６を用いた熱交換器３０の上流側に、円管状の伝熱管２３を用いた熱交換器２１を配置している。風上側に円管状の伝熱管２３を用いた熱交換器２１を配置することにより、扁平管状の伝熱管３６を配置した熱交換器３０に流入する前の空気を、円管状の伝熱管２３で整流することができる。このため、扁平管状の伝熱管３６を配置した熱交換器３０に流入する空気は、扁平管状の伝熱管３６の長径方向に対して平行に導かれ、熱交換器２０ａ〜２０ｃの圧力損失を最小の状態に保つことができる。
【００２０】
また、本実施の形態１では、熱交換器２０ａ〜２０ｃが凝縮器（放熱器）として機能する暖房運転時、熱交換器３０の伝熱管３６（扁平管）を通過した冷媒が熱交換器２１の伝熱管２３（円管）へ流入するように、伝熱管３６（扁平管）と伝熱管２３とが配管接続されている。そして、伝熱管３６（扁平管）と伝熱管２３とは、伝熱管２３が１系統の冷媒流路となるように配管接続されている。このため、暖房運転時、複数系統の冷媒流路から伝熱管２３（円管）に流入した冷媒は、伝熱管２３（円管）で合流して冷媒流速が増加する。これにより、円管である伝熱管２３によって圧力損失を抑えつつ、伝熱管２３に位置する熱伝達率の低い液冷媒（過冷却）部の熱交換効率をより向上させることができる。したがって、熱交換器２１と熱交換器３０のトータルとして熱交換効率が向上するという効果も得られる。
【００２１】
なお、本実施の形態１に係る空気調和機１００は熱交換器２０を流れる冷媒（作動冷媒）の種類について特に限定するものではないが、扁平管状の伝熱管３６を用いた熱交換器３０を備える熱交換器２０には、作動冷媒としてＲ３２を用いるとよい。
【００２２】
扁平管状の伝熱管３６を用いた熱交換器２０（より詳しくは、熱交換器３０部分）は、円管状の伝熱管を用いた熱交換器と比べ、冷媒流路が狭くなる。このため、同一の量の冷媒が循環する場合、扁平管状の伝熱管３６を用いた熱交換器２０（より詳しくは、熱交換器３０部分）は、円管状の伝熱管を用いた熱交換器と比べ、圧力損失が大きくなる。しかしながら、Ｒ３２は、Ｒ４１０Ａに比べて、同一温度における蒸発潜熱が大きくなるので、より少ない冷媒循環量で同一能力を発揮することが可能となる。このため、扁平管状の伝熱管３６を用いた熱交換器２０の作動冷媒としてＲ３２を使用すれば、Ｒ４１０Ａを作動冷媒とした場合に比べ、同一能力を出すための冷媒循環量を少なくすることができる。つまり、熱交換効率が高いという扁平管状の伝熱管３６を用いた熱交換器２０（より詳しくは、熱交換器３０部分）の利点を十分に活かしつつ冷媒の圧力損失の増大を緩和することができるという点で、扁平管状の伝熱管３６を用いた熱交換器２０（より詳しくは、熱交換器３０部分）とＲ３２冷媒の組合せは相性が良い。
【００２３】
ここで、Ｒ３２は、微燃性により冷媒充填量に制限が設けられている。しかしながら、扁平管状の伝熱管３６を用いた熱交換器２０は、冷媒流路が狭いので熱交換器２０内の内容積を小さく抑えることができ、冷媒量削減の方向にも対応しやすい。環境規制により冷媒が制限されて微燃性を有するＲ３２のような冷媒を選択せざるを得なくなった場合、冷媒量削減の規制をクリアしつつ熱交換性能を落とさない空気調和機１００を提供するためには、扁平管状の伝熱管３６を用いて熱交換器２０を構成することが、有力な手段の一つである。
【００２４】
＜伝熱管３６（扁平管）の平板フィン３１への取り付け構造＞
続いて、伝熱管３６（扁平管）の平板フィン３１への取り付け構造について説明する。
【００２５】
図４は、本発明の実施の形態１に係る平板フィン３１の切欠き部３２近傍を示す斜視図である。また、図５は、本発明の実施の形態１に係る平板フィン３１に伝熱管３６（扁平管）を取り付けた状態を示す断面図である。この図５は、平板フィン３１に沿って切断した断面図である。
【００２６】
本実施の形態１に係る伝熱管３６（扁平管）は、長辺部３７が略直線形状となっており、短辺部３８が略円弧形状となった扁平管である。この伝熱管３６（扁平管）は、平板フィン３１の端面部に形成された切欠き部３２に挿入され、接着剤で固定されている。
【００２７】
より詳しくは、平板フィン３１（例えば、厚さが略０．１ｍｍ）は、例えば略長方形状をしている。そして、長手方向となる端面部の一方には、この長手方向と直交するように、伝熱管３６（扁平管）が挿入される複数の切欠き部３２が、略等ピッチで形成されている。この切欠き部３２は、伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７と対向する直線部３３、及び伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８と対向する底辺部３４で構成されている。また、平板フィン３１の底辺部３４は、伝熱管３６（扁平管）に対応した形状となっている。つまり、本実施の形態１では、平板フィン３１の底辺部３４は、伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８と同様に、略円弧形状となっている。
【００２８】
切欠き部３２の直線部３３間の長さは、伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７間の長さ（つまり、伝熱管３６の厚み）よりも若干小さく形成されている。このため、本実施の形態１では、伝熱管３６（扁平管）を切欠き部３２へ圧入することとなる。なお、平板フィン３１の強度を確保するため、図５に示す寸法Ｄ（「切欠き部３２の底辺部３４」と「切欠き部３２が形成されていない側の長手方向の端面部」との距離）を、所定の寸法（例えば１ｍｍ〜２ｍｍ）以上としている。
【００２９】
また、切欠き部３２の端面部にはフィンカラーが形成されている。より詳しくは、直線部３３の端面部には、その端面部が切り起こされてフィンカラー３３ａが形成されている。底辺部３４には、その端面部が切り起こされてフィンカラー３４ａが形成されている。切欠き部３２の端面部にフィンカラー（フィンカラー３３ａ及びフィンカラー３４ａ）を形成することにより、切欠き部３２と伝熱管３６（扁平管）との接触面積が向上し、両者の間の熱伝達効率が向上する。また、平板フィン３１には、隣接する切欠き部３２の間に、スリット３５が切り起こし形成されている。スリット３５を形成することにより、平板フィン３１の表面の温度境界層を分断・更新でき、平板フィン３１間を流れる空気と平板フィン３１との間の熱交換効率が向上する。
【００３０】
図５に示すように、伝熱管３６（扁平管）は、所定の間隔を介して積層配置された平板フィン３１の切欠き部３２に圧入される。そして、伝熱管３６（扁平管）と切欠き部３２（より詳しくは、切欠き部３２のフィンカラー３３ａ，３４ａ）とを接着剤で固定することにより、伝熱管３６（扁平管）は平板フィン３１に固定される。
【００３１】
このように構成された熱交換器３０においては、平板フィン３１と伝熱管３６（扁平管）が、両者の間に形成された接着剤の層を介して熱交換を行うこととなる。このため、この接着剤の層の厚さが熱交換器３０の熱交換性能に影響する。つまり、熱交換器３０の熱交換性能を良好にするためには、この接着剤の層の厚さを薄くすることが望ましい。
【００３２】
しかしながら、切欠き部３２の加工誤差により、各平板フィン３１の寸法Ｄにバラツキが生じてしまう。つまり、一般的に、平板フィン３１は、部材を平板フィンの短手方向長さずつピッチ送りし、プレス加工で切断することにより形成される。このため、ピッチ送りの精度（つまり、切欠き部３２の直線部３３に沿った方向の送り精度）分、各平板フィン３１の寸法Ｄにバラツキが生じてしまう。
【００３３】
このため、伝熱管３６（扁平管）を平板フィン３１の切欠き部３２に圧入した際、寸法Ｄの大きな平板フィン３１の切欠き部３２の底辺部３４に伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８が接触したところで、伝熱管３６は切欠き部３２に圧入できなくなってしまう。つまり、寸法Ｄの小さな平板フィン３１の切欠き部３２の底辺部３４と伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８との間の間隔が広くなってしまう。換言すると、寸法Ｄの小さな平板フィン３１の切欠き部３２の底辺部３４と伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８との間に形成される接着剤の層は、その厚みが増してしまう。このため、平板フィン３１（より詳しくは、切欠き部３２の底辺部３４）と伝熱管３６（扁平管）との間の接触熱抵抗が増大してしまい、熱交換器３０の熱交換性能が低下してしまう恐れがある。
【００３４】
そこで、本実施の形態１に係る熱交換器３０では、伝熱管３６（扁平管）と切欠き部３２（より詳しくは、切欠き部３２のフィンカラー３３ａ，３４ａ）とを固定する接着剤を、充填範囲によって使い分けている。
【００３５】
つまり、接着剤の層の厚みが増加してしまう切欠き部３２の底辺部３４と伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８との間には、高熱伝導性接着剤６２（本発明の第２接着剤に相当）を用いている。これにより、切欠き部３２の底辺部３４と伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８との間に形成される接着剤の層が厚くなった場合でも、両者の間の熱交換を良好にし、熱交換器３０の熱交換性能の低下を抑制することができる。本実施の形態１では、高熱伝導性接着剤６２として、熱伝導率２Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の接着剤を用いている。高熱伝導性接着剤６２の熱伝導率は、後述する接着剤６１の熱伝導率の１０倍以上となっている。
【００３６】
なお、本実施の形態１では、金属材、カーボン材又はガラス材等で形成した粒子６２ａ（例えば、粒子径数十μｍ）を接着剤に含有し、高熱伝導性接着剤６２の熱伝導率を向上させている。このとき、平板フィン３１及び伝熱管３６（扁平管）と同様の材料となるアルミニウム又はアルミニウム合金で形成した粒子を接着剤に含有させるとよい。平板フィン３１及び伝熱管３６（扁平管）が異種金属間腐食作用で腐食してしまうことを防止できる。
【００３７】
一方、切欠き部３２に伝熱管３６を圧入する本実施の形態１に係る熱交換器３０においては、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６の長辺部３７との間は隙間が小さい（又は無い）ので、粒子６２ａが含有された高熱伝導性接着剤６２を両者の間に充填することは難しい。このため、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６の長辺部３７との間には、粒子６２ａが含有されていない接着剤６１（本発明の第１接着剤に相当）を用いる。なお、接着剤６１は、空気よりも熱伝導率の高いものであればよい。本実施の形態１では、接着剤６１として、熱伝導率０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の接着剤を用いている。接着剤６１の種類は特に限定されないが、比較的低コストで流動性が良く加水分解を起こさないエポキシ系接着剤が好ましい。
【００３８】
＜熱交換器３０の製造方法＞
続いて、熱交換器３０の製造方法（より詳しくは、伝熱管３６の平板フィン３１への取り付け方法）について説明する。
【００３９】
図６及び図７は、本発明の実施の形態１に係る伝熱管３６（扁平管）の平板フィン３１への取り付け方法を示す説明図である。
【００４０】
（第１工程）
第１工程は、接着剤の層の厚みが増加してしまう切欠き部３２の底辺部３４と伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８との間に、高熱伝導性接着剤６２を充填する工程である。ここで、高熱伝導性接着剤６２は、粒子６２ａが含有されているため、高粘度となる。このため、切欠き部３２に伝熱管３６（扁平管）を圧入した後に高熱伝導性接着剤６２を流し込むことは難しい。そこで、第１工程では、図６（ａ）に示すように、平板フィン３１の切欠き部３２に伝熱管３６（扁平管）を圧入する前に、伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８に高熱伝導性接着剤６２を塗布する。このとき、平板フィン３１の切欠き部３２に伝熱管３６（扁平管）を圧入した際、切欠き部３２の底辺部３４と伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８との間から高熱伝導性接着剤６２がはみ出す程度に、高熱伝導性接着剤６２を塗布しておくことが好ましい。
【００４１】
なお、高熱伝導性接着剤６２を塗布する箇所は、伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８に限らず、切欠き部３２の底辺部３４でもよい。伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８及び切欠き部３２の底辺部３４の双方に高熱伝導性接着剤６２を塗布しても勿論よい。
【００４２】
（第２工程）
第２工程では、図６（ｂ）に示すように、平板フィン３１の切欠き部３２に伝熱管３６（扁平管）を圧入する。このとき、余分な高熱伝導性接着剤６２の一部は、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７との間に流れ込もうとする。しかしながら、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７との間では、高熱伝導性接着剤６２の粒子６２ａにせん断力が発生する。このため、伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７と短辺部３８の境界近傍では、高熱伝導性接着剤６２の層が不均一となる。つまり、当該箇所では、切欠き部３２と伝熱管３６（扁平管）との間に、空気の層が形成される場合がある。
【００４３】
（第３工程）
第３工程は、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７との間に、接着剤６１を充填する工程である。ここで、第１工程において切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７との間に接着剤６１を塗布し、本第３工程を省略する方が良いようにも思われる。しかしながら、第１工程において接着剤６１を塗布してしまうと、切欠き部３２に伝熱管３６（扁平管）を圧入する際、切欠き部３２の直線部３３等で接着剤６１が削ぎ取られてしまう。このため、第１工程において接着剤６１を塗布してしまうと、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７との間に、接着剤６１を均一に充填できなくなってしまう。つまり、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７との間に、空気の層が形成される場合がある。また、第２工程で上述したように、伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７と短辺部３８の境界近傍でも切欠き部３２と伝熱管３６（扁平管）との間に、空気の層が形成される場合がある。
【００４４】
そこで、第３工程では、切欠き部３２に伝熱管３６（扁平管）を圧入した後、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７との間に、接着剤６１を充填している。より詳しくは、図７（ｃ）に示すように、切欠き部３２に伝熱管３６（扁平管）を圧入した後、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７との間に、ディスペンサー６５等から接着剤６１を滴下する。これにより、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７との間に滴下した接着剤６１は、毛細管現象によって、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７との間に流れ込む。このため、図７（ｄ）に示すように、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７との間には、接着剤６１が均一に（空気の層が形成されることなく）充填される。また、伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７と短辺部３８の境界近傍にも、接着剤６１が均一に（空気の層が形成されることなく）充填される。つまり、高熱伝導性接着剤６２と接着剤６１との境界面は、両者が隙間無く接している状態となる。したがって、平板フィン３１と伝熱管３６（扁平管）との間の熱交換を良好にでき、熱交換器３０の熱交換性能の低下を抑制することができる。
【００４５】
また、本第３工程のように接着剤６１を充填することにより、以下のような効果を得ることもできる。
例えば、第１工程で塗布した高熱伝導性接着剤６２の量では、切欠き部３２の底辺部３４と伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８との間に高熱伝導性接着剤６２を十分に充填できない場合がある。このような場合、伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７と短辺部３８の境界近傍には隙間（空気の層）が形成されてしまう。しかしながら、本第３工程のように、切欠き部３２に伝熱管３６（扁平管）を圧入した後に接着剤６１を流し込むことにより、伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７と短辺部３８の境界近傍に形成された隙間へ接着剤６１を充填することができる。つまり、本第３工程のように接着剤６１を充填することにより、切欠き部３２の底辺部３４と伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８との間に高熱伝導性接着剤６２を十分に充填できなかった場合でも、平板フィン３１と伝熱管３６（扁平管）との間の熱交換を良好にでき、熱交換器３０の熱交換性能の低下を抑制することができる。
【００４６】
以上、本実施の形態１では、短辺部３８が略円弧形状となった伝熱管３６（扁平管）を例に説明したが、伝熱管３６（扁平管）の断面形状はこれに限られるものではない。例えば図８に示すように、短辺部３８が略直線形状となった（断面形状が略長方形状の）伝熱管３６（扁平管）においても本発明を実施することができる。
【００４７】
短辺部３８が略直線形状となった伝熱管３６（扁平管）を用いる場合、平板フィン３１の底辺部３４は、伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８に対応した略直線形状となる。このような形状の切欠き部３２においても、切欠き部３２の加工誤差によって各平板フィン３１の寸法Ｄにバラツキが生じてしまい、寸法Ｄの小さな平板フィン３１の切欠き部３２の底辺部３４と伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８との間に形成される接着剤の層が厚くなってしまう。
【００４８】
しかしながら、短辺部３８が略直線形状となった伝熱管３６（扁平管）を用いる場合であっても、接着剤の層の厚みが増加してしまう切欠き部３２の底辺部３４と伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８との間に高熱伝導性接着剤６２を充填し、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７との間に、接着剤６１を充填すればよい。このように高熱伝導性接着剤６２及び接着剤６１を切欠き部３２と伝熱管３６（扁平管）との間に充填することにより、平板フィン３１と伝熱管３６（扁平管）との間の熱交換を良好にでき、熱交換器３０の熱交換性能の低下を抑制することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１ 筐体、１ａ 吸込口、１ｂ 吹出口、６ 風向き調整機構、７ フィルター、１０ 送風ファン、２０（２０ａ〜２０ｃ） 熱交換器、２１ 熱交換器、２２ 平板フィン、２３ 伝熱管（円管）、３０ 熱交換器、３１ 平板フィン、３２ 切欠き部、３３ 直線部、３３ａ フィンカラー、３４ 底辺部、３４ａ フィンカラー、３５ スリット、３６ 伝熱管（扁平管）、３７ 長辺部、３８ 短辺部、３９ 隔壁、３９ａ 冷媒流路、５０ ジョイント、５１ 湾曲配管、６１ 接着剤、６２ 高熱伝導性接着剤、６２ａ 粒子、６５ ディスペンサー、１００ 空気調和機。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の間隔を介して積層配置された平板フィンに扁平管が挿入された熱交換器を備えた空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
所定の間隔を介して積層配置された平板フィンの切欠き部に扁平管が挿入された熱交換器が、従来より知られている。このような従来の熱交換器として、平板フィンと扁平管との間に空気よりも熱伝導率の高い接着剤（溶融樹脂剤）を充填し、平板フィンと扁平管との間の接触熱抵抗を低減することにより、熱交換性能を向上したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２０１６２２号公報（段落００８８〜００９０、図６，図９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
平板フィンの切欠き部に扁平管を挿入する際、切欠き部の加工誤差により、切欠き部の底辺部（平板フィンの端面部から形成される２つの直線部の各終端部を接続する箇所）と扁平管の短辺部とが接触しづらくなる傾向がある。つまり、両者の間の間隔が大きくなる傾向がある。このような場合、切欠き部の底辺部と扁平管の短辺部との間に充填される接着剤の層の厚みが増してしまう。このため、切欠き部の底辺部と扁平管の短辺部との間の接触熱抵抗が増大してしまうので、熱交換器の熱交換性能が低下してしまうという問題点があった。
【０００５】
また、扁平管を用いた熱交換器は、円管状の伝熱管を用いた熱交換器と比べ、冷媒流路が狭くなる。このため、同一の量の冷媒が循環する場合、扁平管を用いた熱交換器は、円管状の伝熱管を用いた熱交換器と比べ、圧力損失が大きくなるという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題のうちの少なくとも１つを解決するためになされたものであり、扁平管を用いた熱交換器を備えた空気調和機であって、冷媒循環量を削減して圧力損失の増大を抑制しても、熱交換性能を落とさない空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る空気調和機は、吸込口及び吹出口が形成された筐体と、該筐体に収容された送風ファン及び熱交換器と、を備えた空気調和機であって、前記熱交換器は、所定の間隔を介して積層された複数の平板フィンと、前記平板フィンに挿入され、前記平板フィンの積層方向に沿って配置された複数の扁平管と、を有し、作動冷媒としてＲ３２を使用し、該Ｒ３２の当該空気調和機への充填量は、作動冷媒としてＲ４１０Ａを使用して当該空気調和機と同一能力を発揮する空気調和機におけるＲ４１０Ａの充填量よりも少ないものである。
【発明の効果】
【０００８】
Ｒ３２は、Ｒ４１０Ａに比べて、同一温度における蒸発潜熱が大きくなる。このため、本発明のように空気調和機を構成することにより、冷媒循環量（つまり、冷媒の充填量）を削減して圧力損失の増大を抑制しても、熱交換性能を落とさない空気調和機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和機１００（より詳しくは、室内機）を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る空気調和機１００の送風ファン１０及び熱交換器２０を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る空気調和機１００の送風ファン１０及び熱交換器２０を平板フィンに沿って切断した断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る平板フィン３１の切欠き部３２近傍を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る平板フィン３１に伝熱管３６（扁平管）を取り付けた状態を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る伝熱管３６（扁平管）の平板フィン３１への取り付け方法を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る伝熱管３６（扁平管）の平板フィン３１への取り付け方法を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る熱交換器３０の別の一例を示す要部拡大図（断面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、本発明に係る熱交換器、この熱交換器を備えた空気調和機、及びこの熱交換器の製造方法について説明する。なお、本実施の形態１では、室外機と冷媒配管で接続される壁掛け型の室内機を例にして本発明を説明する。また、本実施の形態１で用いる図面は、各構成部材の大きさや形状が実際のものとは異なる場合がある。
【００１１】
＜全体構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機１００（より詳しくは、室内機）を示す縦断面図である。図２は、この空気調和機１００の送風ファン１０及び熱交換器２０を示す斜視図である。また、図３は、この空気調和機１００の送風ファン１０及び熱交換器２０を平板フィンに沿って切断した断面図である。なお、図２及び図３は、円管状の伝熱管２３を用いた熱交換器２１の図示を省略している。以下、これら図１〜図３を用いて、本実施の形態１に係る空気調和機１００について説明する。
【００１２】
空気調和機１００は、筐体１、送風ファン１０及び熱交換器２０等を備えている。筐体１は、例えば略直方体形状をした箱体である。この筐体１には、上面部に吸込口１ａが形成されており、下面部に吹出口１ｂが形成されている。筐体１の吹出口１ｂには、上下方向ベーンや左右方向ベーン等で構成された風向き調整機構６が設けられている。吸込口１ａには、筐体１内に流入する空調空間の空気から粉塵等を除去するため、フィルター７が設けられている。また、筐体１には、送風ファン１０及び熱交換器２０が収容されている。
【００１３】
熱交換器２０は、所定の間隙を介して送風ファン１０の上方を覆うように設けられている。より詳しくは、熱交換器２０は、送風ファン１０の前方を覆う熱交換器２０ａ、送風ファン１０の上方前側を覆う熱交換器２０ｂ、及び送風ファン１０の上方後側を覆う熱交換器２０ｃを備えている。つまり、空気調和機１００の風路は、吸込口１ａ、熱交換器２０、送風ファン１０及び吹出口１ｂを順に通る経路となる。なお、これら熱交換器２０ａ〜２０ｃは同様の構成となっており、円管状の伝熱管２３を用いた熱交換器２１、及び扁平管状の伝熱管３６を用いた熱交換器３０を備えている。なお、以下の説明において熱交換器２０ａ〜２０ｃを区別して説明する必要がない場合、アルファベットの記号（ａ〜ｃ）を省略して説明する場合がある。
【００１４】
熱交換器２１は、所定の間隙を介して積層された複数の平板フィン２２と、これら平板フィン２２を平板フィン２２の積層方向（図１の紙面直交方向）に貫通する複数の伝熱管２３（円管状の伝熱管）と、を備えている。本実施の形態１では、平板フィン２２及び伝熱管２３をアルミニウム又はアルミニウム合金で形成している。
【００１５】
熱交換器３０は、所定の間隙を介して積層された複数の平板フィン３１と、これら平板フィン３１の積層方向（図１の紙面直交方向）に沿って設けられた複数の伝熱管３６（扁平管）と、を備えている。本実施の形態１では、平板フィン３１及び伝熱管３６（扁平管）をアルミニウム又はアルミニウム合金で形成している。より詳しくは、伝熱管３６（扁平管）は、公知の押し出し成形で形成している。一般的に、金属チューブの押し出し成形は、加熱された金属をダイス金型を通して押し出す事により金属チューブの形状が成型される。
【００１６】
ここで、熱交換器の伝熱管の少なくとも一方の端部は、冷媒流路を合流・分岐するために、複雑に配管接続されることとなる。この配管接続を容易とするため、本実施の形態１に係る熱交換器３０では、各伝熱管３６（扁平管）の一方の端部にジョイント５０を接続している。このジョイント５０は、伝熱管３６（扁平管）側の端部が伝熱管３６に対応した扁平管形状となっており、伝熱管３６（扁平管）側と反対側の端部が円管形状となっている。そして、ジョイント５０の円管部分を円管（図示せず）で接続することにより、各伝熱管３６（扁平管）の冷媒流路を合流・分岐している。なお、各伝熱管３６（扁平管）の他方の端部は、湾曲配管５１によって隣接する伝熱管３６（扁平管）と接続されている。なお、本実施の形態１では、ジョイント５０をアルミニウム又はアルミニウム合金で形成している。
【００１７】
また、本実施の形態１では、伝熱管３６（扁平管）の内部を隔壁３９によって複数の冷媒流路３９ａに分割している。（後述の図５参照）これにより、伝熱管３６（扁平管）内を流れる冷媒と伝熱管３６（扁平管）との熱交換面積が隔壁３９の表面積分だけ増加するので、伝熱管３６（扁平管）の熱伝達率が向上する。伝熱管３６（扁平管）の内部に設けられたこれら隔壁３９は、伝熱管３６（扁平管）の耐圧性の向上にも寄与しており、伝熱管３６（扁平管）の変形（膨らむこと）を抑制する効果もある。また、本実施の形態１では、熱交換器３０を通風方向（図１に示す白抜き矢印）に沿って２列に配置しており、１列目の熱交換器３０の伝熱管３６（扁平管）と２列目の熱交換器３０の伝熱管３６（扁平管）が千鳥状に配置されている。また、各伝熱管３６（扁平管）は、扁平形状の長手方向が通風方向に沿うように配置されている。なお、本実施の形態１では、伝熱管３６内を４つの冷媒流路３９ａに分割しているが、伝熱管３６内に形成される冷媒流路３９ａの数は任意である。
【００１８】
このように扁平管状の伝熱管３６を配置した熱交換器３０は、円管状の伝熱管を用いた熱交換器と比較して、通風抵抗が軽減され、送風ファン１０の動力を小さく抑えることができる。このため、送風ファン１０の消費電力を削減することができる。また、このように扁平管状の伝熱管３６を配置した熱交換器３０は、円管状の伝熱管を用いた熱交換器と比較して、伝熱管を薄くして通風抵抗を減らした分だけ段数（通風方向と直角な方向に並べられた伝熱管の数）を増やすことができ、熱交換効率を高められるという効果も得られる。
【００１９】
また、本実施の形態１に係る熱交換器２０ａ〜２０ｃのそれぞれは、扁平管状の伝熱管３６を用いた熱交換器３０の上流側に、円管状の伝熱管２３を用いた熱交換器２１を配置している。風上側に円管状の伝熱管２３を用いた熱交換器２１を配置することにより、扁平管状の伝熱管３６を配置した熱交換器３０に流入する前の空気を、円管状の伝熱管２３で整流することができる。このため、扁平管状の伝熱管３６を配置した熱交換器３０に流入する空気は、扁平管状の伝熱管３６の長径方向に対して平行に導かれ、熱交換器２０ａ〜２０ｃの圧力損失を最小の状態に保つことができる。
【００２０】
また、本実施の形態１では、熱交換器２０ａ〜２０ｃが凝縮器（放熱器）として機能する暖房運転時、熱交換器３０の伝熱管３６（扁平管）を通過した冷媒が熱交換器２１の伝熱管２３（円管）へ流入するように、伝熱管３６（扁平管）と伝熱管２３とが配管接続されている。そして、伝熱管３６（扁平管）と伝熱管２３とは、伝熱管２３が１系統の冷媒流路となるように配管接続されている。このため、暖房運転時、複数系統の冷媒流路から伝熱管２３（円管）に流入した冷媒は、伝熱管２３（円管）で合流して冷媒流速が増加する。これにより、円管である伝熱管２３によって圧力損失を抑えつつ、伝熱管２３に位置する熱伝達率の低い液冷媒（過冷却）部の熱交換効率をより向上させることができる。したがって、熱交換器２１と熱交換器３０のトータルとして熱交換効率が向上するという効果も得られる。
【００２１】
なお、本実施の形態１に係る空気調和機１００は熱交換器２０を流れる冷媒（作動冷媒）の種類について特に限定するものではないが、扁平管状の伝熱管３６を用いた熱交換器３０を備える熱交換器２０には、作動冷媒としてＲ３２を用いるとよい。
【００２２】
扁平管状の伝熱管３６を用いた熱交換器２０（より詳しくは、熱交換器３０部分）は、円管状の伝熱管を用いた熱交換器と比べ、冷媒流路が狭くなる。このため、同一の量の冷媒が循環する場合、扁平管状の伝熱管３６を用いた熱交換器２０（より詳しくは、熱交換器３０部分）は、円管状の伝熱管を用いた熱交換器と比べ、圧力損失が大きくなる。しかしながら、Ｒ３２は、Ｒ４１０Ａに比べて、同一温度における蒸発潜熱が大きくなるので、より少ない冷媒循環量で同一能力を発揮することが可能となる。このため、扁平管状の伝熱管３６を用いた熱交換器２０の作動冷媒としてＲ３２を使用すれば、Ｒ４１０Ａを作動冷媒とした場合に比べ、同一能力を出すための冷媒循環量を少なくすることができる。つまり、熱交換効率が高いという扁平管状の伝熱管３６を用いた熱交換器２０（より詳しくは、熱交換器３０部分）の利点を十分に活かしつつ冷媒の圧力損失の増大を緩和することができるという点で、扁平管状の伝熱管３６を用いた熱交換器２０（より詳しくは、熱交換器３０部分）とＲ３２冷媒の組合せは相性が良い。
【００２３】
ここで、Ｒ３２は、微燃性により冷媒充填量に制限が設けられている。しかしながら、扁平管状の伝熱管３６を用いた熱交換器２０は、冷媒流路が狭いので熱交換器２０内の内容積を小さく抑えることができ、冷媒量削減の方向にも対応しやすい。環境規制により冷媒が制限されて微燃性を有するＲ３２のような冷媒を選択せざるを得なくなった場合、冷媒量削減の規制をクリアしつつ熱交換性能を落とさない空気調和機１００を提供するためには、扁平管状の伝熱管３６を用いて熱交換器２０を構成することが、有力な手段の一つである。
【００２４】
＜伝熱管３６（扁平管）の平板フィン３１への取り付け構造＞
続いて、伝熱管３６（扁平管）の平板フィン３１への取り付け構造について説明する。
【００２５】
図４は、本発明の実施の形態１に係る平板フィン３１の切欠き部３２近傍を示す斜視図である。また、図５は、本発明の実施の形態１に係る平板フィン３１に伝熱管３６（扁平管）を取り付けた状態を示す断面図である。この図５は、平板フィン３１に沿って切断した断面図である。
【００２６】
本実施の形態１に係る伝熱管３６（扁平管）は、長辺部３７が略直線形状となっており、短辺部３８が略円弧形状となった扁平管である。この伝熱管３６（扁平管）は、平板フィン３１の端面部に形成された切欠き部３２に挿入され、接着剤で固定されている。
【００２７】
より詳しくは、平板フィン３１（例えば、厚さが略０．１ｍｍ）は、例えば略長方形状をしている。そして、長手方向となる端面部の一方には、この長手方向と直交するように、伝熱管３６（扁平管）が挿入される複数の切欠き部３２が、略等ピッチで形成されている。この切欠き部３２は、伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７と対向する直線部３３、及び伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８と対向する底辺部３４で構成されている。また、平板フィン３１の底辺部３４は、伝熱管３６（扁平管）に対応した形状となっている。つまり、本実施の形態１では、平板フィン３１の底辺部３４は、伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８と同様に、略円弧形状となっている。
【００２８】
切欠き部３２の直線部３３間の長さは、伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７間の長さ（つまり、伝熱管３６の厚み）よりも若干小さく形成されている。このため、本実施の形態１では、伝熱管３６（扁平管）を切欠き部３２へ圧入することとなる。なお、平板フィン３１の強度を確保するため、図５に示す寸法Ｄ（「切欠き部３２の底辺部３４」と「切欠き部３２が形成されていない側の長手方向の端面部」との距離）を、所定の寸法（例えば１ｍｍ〜２ｍｍ）以上としている。
【００２９】
また、切欠き部３２の端面部にはフィンカラーが形成されている。より詳しくは、直線部３３の端面部には、その端面部が切り起こされてフィンカラー３３ａが形成されている。底辺部３４には、その端面部が切り起こされてフィンカラー３４ａが形成されている。切欠き部３２の端面部にフィンカラー（フィンカラー３３ａ及びフィンカラー３４ａ）を形成することにより、切欠き部３２と伝熱管３６（扁平管）との接触面積が向上し、両者の間の熱伝達効率が向上する。また、平板フィン３１には、隣接する切欠き部３２の間に、スリット３５が切り起こし形成されている。スリット３５を形成することにより、平板フィン３１の表面の温度境界層を分断・更新でき、平板フィン３１間を流れる空気と平板フィン３１との間の熱交換効率が向上する。
【００３０】
図５に示すように、伝熱管３６（扁平管）は、所定の間隔を介して積層配置された平板フィン３１の切欠き部３２に圧入される。そして、伝熱管３６（扁平管）と切欠き部３２（より詳しくは、切欠き部３２のフィンカラー３３ａ，３４ａ）とを接着剤で固定することにより、伝熱管３６（扁平管）は平板フィン３１に固定される。
【００３１】
このように構成された熱交換器３０においては、平板フィン３１と伝熱管３６（扁平管）が、両者の間に形成された接着剤の層を介して熱交換を行うこととなる。このため、この接着剤の層の厚さが熱交換器３０の熱交換性能に影響する。つまり、熱交換器３０の熱交換性能を良好にするためには、この接着剤の層の厚さを薄くすることが望ましい。
【００３２】
しかしながら、切欠き部３２の加工誤差により、各平板フィン３１の寸法Ｄにバラツキが生じてしまう。つまり、一般的に、平板フィン３１は、部材を平板フィンの短手方向長さずつピッチ送りし、プレス加工で切断することにより形成される。このため、ピッチ送りの精度（つまり、切欠き部３２の直線部３３に沿った方向の送り精度）分、各平板フィン３１の寸法Ｄにバラツキが生じてしまう。
【００３３】
このため、伝熱管３６（扁平管）を平板フィン３１の切欠き部３２に圧入した際、寸法Ｄの大きな平板フィン３１の切欠き部３２の底辺部３４に伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８が接触したところで、伝熱管３６は切欠き部３２に圧入できなくなってしまう。つまり、寸法Ｄの小さな平板フィン３１の切欠き部３２の底辺部３４と伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８との間の間隔が広くなってしまう。換言すると、寸法Ｄの小さな平板フィン３１の切欠き部３２の底辺部３４と伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８との間に形成される接着剤の層は、その厚みが増してしまう。このため、平板フィン３１（より詳しくは、切欠き部３２の底辺部３４）と伝熱管３６（扁平管）との間の接触熱抵抗が増大してしまい、熱交換器３０の熱交換性能が低下してしまう恐れがある。
【００３４】
そこで、本実施の形態１に係る熱交換器３０では、伝熱管３６（扁平管）と切欠き部３２（より詳しくは、切欠き部３２のフィンカラー３３ａ，３４ａ）とを固定する接着剤を、充填範囲によって使い分けている。
【００３５】
つまり、接着剤の層の厚みが増加してしまう切欠き部３２の底辺部３４と伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８との間には、高熱伝導性接着剤６２（本発明の第２接着剤に相当）を用いている。これにより、切欠き部３２の底辺部３４と伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８との間に形成される接着剤の層が厚くなった場合でも、両者の間の熱交換を良好にし、熱交換器３０の熱交換性能の低下を抑制することができる。本実施の形態１では、高熱伝導性接着剤６２として、熱伝導率２Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の接着剤を用いている。高熱伝導性接着剤６２の熱伝導率は、後述する接着剤６１の熱伝導率の１０倍以上となっている。
【００３６】
なお、本実施の形態１では、金属材、カーボン材又はガラス材等で形成した粒子６２ａ（例えば、粒子径数十μｍ）を接着剤に含有し、高熱伝導性接着剤６２の熱伝導率を向上させている。このとき、平板フィン３１及び伝熱管３６（扁平管）と同様の材料となるアルミニウム又はアルミニウム合金で形成した粒子を接着剤に含有させるとよい。平板フィン３１及び伝熱管３６（扁平管）が異種金属間腐食作用で腐食してしまうことを防止できる。
【００３７】
一方、切欠き部３２に伝熱管３６を圧入する本実施の形態１に係る熱交換器３０においては、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６の長辺部３７との間は隙間が小さい（又は無い）ので、粒子６２ａが含有された高熱伝導性接着剤６２を両者の間に充填することは難しい。このため、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６の長辺部３７との間には、粒子６２ａが含有されていない接着剤６１（本発明の第１接着剤に相当）を用いる。なお、接着剤６１は、空気よりも熱伝導率の高いものであればよい。本実施の形態１では、接着剤６１として、熱伝導率０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の接着剤を用いている。接着剤６１の種類は特に限定されないが、比較的低コストで流動性が良く加水分解を起こさないエポキシ系接着剤が好ましい。
【００３８】
＜熱交換器３０の製造方法＞
続いて、熱交換器３０の製造方法（より詳しくは、伝熱管３６の平板フィン３１への取り付け方法）について説明する。
【００３９】
図６及び図７は、本発明の実施の形態１に係る伝熱管３６（扁平管）の平板フィン３１への取り付け方法を示す説明図である。
【００４０】
（第１工程）
第１工程は、接着剤の層の厚みが増加してしまう切欠き部３２の底辺部３４と伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８との間に、高熱伝導性接着剤６２を充填する工程である。ここで、高熱伝導性接着剤６２は、粒子６２ａが含有されているため、高粘度となる。このため、切欠き部３２に伝熱管３６（扁平管）を圧入した後に高熱伝導性接着剤６２を流し込むことは難しい。そこで、第１工程では、図６（ａ）に示すように、平板フィン３１の切欠き部３２に伝熱管３６（扁平管）を圧入する前に、伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８に高熱伝導性接着剤６２を塗布する。このとき、平板フィン３１の切欠き部３２に伝熱管３６（扁平管）を圧入した際、切欠き部３２の底辺部３４と伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８との間から高熱伝導性接着剤６２がはみ出す程度に、高熱伝導性接着剤６２を塗布しておくことが好ましい。
【００４１】
なお、高熱伝導性接着剤６２を塗布する箇所は、伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８に限らず、切欠き部３２の底辺部３４でもよい。伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８及び切欠き部３２の底辺部３４の双方に高熱伝導性接着剤６２を塗布しても勿論よい。
【００４２】
（第２工程）
第２工程では、図６（ｂ）に示すように、平板フィン３１の切欠き部３２に伝熱管３６（扁平管）を圧入する。このとき、余分な高熱伝導性接着剤６２の一部は、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７との間に流れ込もうとする。しかしながら、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７との間では、高熱伝導性接着剤６２の粒子６２ａにせん断力が発生する。このため、伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７と短辺部３８の境界近傍では、高熱伝導性接着剤６２の層が不均一となる。つまり、当該箇所では、切欠き部３２と伝熱管３６（扁平管）との間に、空気の層が形成される場合がある。
【００４３】
（第３工程）
第３工程は、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７との間に、接着剤６１を充填する工程である。ここで、第１工程において切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７との間に接着剤６１を塗布し、本第３工程を省略する方が良いようにも思われる。しかしながら、第１工程において接着剤６１を塗布してしまうと、切欠き部３２に伝熱管３６（扁平管）を圧入する際、切欠き部３２の直線部３３等で接着剤６１が削ぎ取られてしまう。このため、第１工程において接着剤６１を塗布してしまうと、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７との間に、接着剤６１を均一に充填できなくなってしまう。つまり、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７との間に、空気の層が形成される場合がある。また、第２工程で上述したように、伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７と短辺部３８の境界近傍でも切欠き部３２と伝熱管３６（扁平管）との間に、空気の層が形成される場合がある。
【００４４】
そこで、第３工程では、切欠き部３２に伝熱管３６（扁平管）を圧入した後、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７との間に、接着剤６１を充填している。より詳しくは、図７（ｃ）に示すように、切欠き部３２に伝熱管３６（扁平管）を圧入した後、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７との間に、ディスペンサー６５等から接着剤６１を滴下する。これにより、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７との間に滴下した接着剤６１は、毛細管現象によって、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７との間に流れ込む。このため、図７（ｄ）に示すように、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７との間には、接着剤６１が均一に（空気の層が形成されることなく）充填される。また、伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７と短辺部３８の境界近傍にも、接着剤６１が均一に（空気の層が形成されることなく）充填される。つまり、高熱伝導性接着剤６２と接着剤６１との境界面は、両者が隙間無く接している状態となる。したがって、平板フィン３１と伝熱管３６（扁平管）との間の熱交換を良好にでき、熱交換器３０の熱交換性能の低下を抑制することができる。
【００４５】
また、本第３工程のように接着剤６１を充填することにより、以下のような効果を得ることもできる。
例えば、第１工程で塗布した高熱伝導性接着剤６２の量では、切欠き部３２の底辺部３４と伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８との間に高熱伝導性接着剤６２を十分に充填できない場合がある。このような場合、伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７と短辺部３８の境界近傍には隙間（空気の層）が形成されてしまう。しかしながら、本第３工程のように、切欠き部３２に伝熱管３６（扁平管）を圧入した後に接着剤６１を流し込むことにより、伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７と短辺部３８の境界近傍に形成された隙間へ接着剤６１を充填することができる。つまり、本第３工程のように接着剤６１を充填することにより、切欠き部３２の底辺部３４と伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８との間に高熱伝導性接着剤６２を十分に充填できなかった場合でも、平板フィン３１と伝熱管３６（扁平管）との間の熱交換を良好にでき、熱交換器３０の熱交換性能の低下を抑制することができる。
【００４６】
以上、本実施の形態１では、短辺部３８が略円弧形状となった伝熱管３６（扁平管）を例に説明したが、伝熱管３６（扁平管）の断面形状はこれに限られるものではない。例えば図８に示すように、短辺部３８が略直線形状となった（断面形状が略長方形状の）伝熱管３６（扁平管）においても本発明を実施することができる。
【００４７】
短辺部３８が略直線形状となった伝熱管３６（扁平管）を用いる場合、平板フィン３１の底辺部３４は、伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８に対応した略直線形状となる。このような形状の切欠き部３２においても、切欠き部３２の加工誤差によって各平板フィン３１の寸法Ｄにバラツキが生じてしまい、寸法Ｄの小さな平板フィン３１の切欠き部３２の底辺部３４と伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８との間に形成される接着剤の層が厚くなってしまう。
【００４８】
しかしながら、短辺部３８が略直線形状となった伝熱管３６（扁平管）を用いる場合であっても、接着剤の層の厚みが増加してしまう切欠き部３２の底辺部３４と伝熱管３６（扁平管）の短辺部３８との間に高熱伝導性接着剤６２を充填し、切欠き部３２の直線部３３と伝熱管３６（扁平管）の長辺部３７との間に、接着剤６１を充填すればよい。このように高熱伝導性接着剤６２及び接着剤６１を切欠き部３２と伝熱管３６（扁平管）との間に充填することにより、平板フィン３１と伝熱管３６（扁平管）との間の熱交換を良好にでき、熱交換器３０の熱交換性能の低下を抑制することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１ 筐体、１ａ 吸込口、１ｂ 吹出口、６ 風向き調整機構、７ フィルター、１０ 送風ファン、２０（２０ａ〜２０ｃ） 熱交換器、２１ 熱交換器、２２ 平板フィン、２３ 伝熱管（円管）、３０ 熱交換器、３１ 平板フィン、３２ 切欠き部、３３ 直線部、３３ａ フィンカラー、３４ 底辺部、３４ａ フィンカラー、３５ スリット、３６ 伝熱管（扁平管）、３７ 長辺部、３８ 短辺部、３９ 隔壁、３９ａ 冷媒流路、５０ ジョイント、５１ 湾曲配管、６１ 接着剤、６２ 高熱伝導性接着剤、６２ａ 粒子、６５ ディスペンサー、１００ 空気調和機。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込口及び吹出口が形成された筐体と、
該筐体に収容された送風ファン及び熱交換器と、
を備えた空気調和機であって、
前記熱交換器は、所定の間隔を介して積層された複数の平板フィンと、前記平板フィンに挿入され、前記平板フィンの積層方向に沿って配置された複数の扁平管と、を有し、
作動冷媒としてＲ３２を使用し、
該Ｒ３２の当該空気調和機への充填量は、作動冷媒としてＲ４１０Ａを使用して当該空気調和機と同一能力を発揮する空気調和機におけるＲ４１０Ａの充填量よりも少ないことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記扁平管は、その内部が隔壁によって複数の冷媒流路に分割されていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記扁平管は、扁平形状の長手方向が通風方向に沿うように配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記熱交換器は、通風方向に沿って２列に配置されており、
１列目の前記熱交換器の前記扁平管と２列目の前記熱交換器の前記扁平管とは、千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記吸込口に、前記筐体に流入する空気から粉塵等を除去するフィルターを備え、
前記吹出口に風向き調整機構を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項６】
前記吸込口は前記筐体の上面部に形成され、
前記吹出口は前記筐体の下面部に形成され、
前記熱交換器は、前記送風ファンの前方を覆う第１の熱交換器、前記送風ファンの上方前側を覆う第２の熱交換器、及び、前記送風ファンの上方後側を覆う第３の熱交換器を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項１】
吸込口及び吹出口が形成された筐体と、
該筐体に収容された送風ファン及び熱交換器と、
を備えた空気調和機であって、
前記熱交換器は、所定の間隔を介して積層された複数の平板フィンと、前記平板フィンに挿入され、前記平板フィンの積層方向に沿って配置された複数の扁平管と、を有し、
作動冷媒としてＲ３２を使用し、
該Ｒ３２の当該空気調和機への充填量は、作動冷媒としてＲ４１０Ａを使用して当該空気調和機と同一能力を発揮する空気調和機におけるＲ４１０Ａの充填量よりも少ないことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記扁平管は、その内部が隔壁によって複数の冷媒流路に分割されていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記扁平管は、扁平形状の長手方向が通風方向に沿うように配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記熱交換器は、通風方向に沿って２列に配置されており、
１列目の前記熱交換器の前記扁平管と２列目の前記熱交換器の前記扁平管とは、千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記吸込口に、前記筐体に流入する空気から粉塵等を除去するフィルターを備え、
前記吹出口に風向き調整機構を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項６】
前記吸込口は前記筐体の上面部に形成され、
前記吹出口は前記筐体の下面部に形成され、
前記熱交換器は、前記送風ファンの前方を覆う第１の熱交換器、前記送風ファンの上方前側を覆う第２の熱交換器、及び、前記送風ファンの上方後側を覆う第３の熱交換器を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の空気調和機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１８４９２０（Ｐ２０１２−１８４９２０Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１４６７１７（Ｐ２０１２−１４６７１７）
【出願日】平成２４年６月２９日（２０１２．６．２９）
【分割の表示】特願２０１０−１７３９０９（Ｐ２０１０−１７３９０９）の分割
【原出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年６月２９日（２０１２．６．２９）
【分割の表示】特願２０１０−１７３９０９（Ｐ２０１０−１７３９０９）の分割
【原出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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