特許 5713691 冷凍サイクル装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5713691

(24)【登録日】2015年3月20日

(45)【発行日】2015年5月7日

(54)【発明の名称】冷凍サイクル装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 39/02 20060101AFI20150416BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20150416BHJP

【ＦＩ】

   F25B39/02 H

   F25B1/00 396B

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2011-5754(P2011-5754)

(22)【出願日】2011年1月14日

(65)【公開番号】特開2012-145302(P2012-145302A)

(43)【公開日】2012年8月2日

【審査請求日】2013年1月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】399048917

【氏名又は名称】日立アプライアンス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】松村 賢治

【審査官】 鈴木 充

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−１００９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００４／１０４５０６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開昭６３−２２００９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２６４６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０７８２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−００３００１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１２１７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２２００９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１３０５６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｂ ２９／００，３９／０２

Ｆ２８Ｆ １／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮機、フィンとこのフィンを貫通し冷媒が流れる伝熱管とを有するフィンチューブ熱交換器、及び減圧装置を備え、前記フィンチューブ熱交換器は少なくとも蒸発器として使用可能に構成されている冷凍サイクル装置において、
冷媒として非共沸混合冷媒を使用し、
前記フィンチューブ熱交換器は、前記伝熱管が前記フィンを貫通しながらＵターンを繰り返して複数往復するように構成されると共に、
蒸発器として使用される場合に冷媒流入側となるフィンにおける伝熱管同士の間隔を、冷媒流出側となるフィンにおける伝熱管同士の間隔よりも大きくなるように構成し、前記フィンチューブ熱交換器への空気の流れ方向上流側には前記冷媒流出側となるフィンが、空気の流れ方向下流側には前記冷媒流入側となるフィンが配置されている
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。

【請求項2】

請求項１に記載の冷凍サイクル装置において、前記フィンチューブ熱交換器は、前記冷媒流入側となるフィンと前記冷媒流出側となるフィンとが空気の流れ方向に二列に配置されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。

【請求項3】

請求項１に記載の冷凍サイクル装置において、前記フィンチューブ熱交換器は、前記フィンが一列に構成され、前記フィンのうち、冷媒流入側となる上方のフィン部と、冷媒流出側となる下方のフィン部を貫通するように前記伝熱管が設けられていることを特徴とする冷凍サイクル装置。

【請求項4】

請求項１〜３の何れかに記載の冷凍サイクル装置において、前記フィンチューブ熱交換器は複数のスリットが形成されたスリットフィンで構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置

【請求項5】

請求項４に記載の冷凍サイクル装置において、前記フィンチューブ熱交換器が蒸発器として使用される場合に、前記冷媒流入側となるフィンは、一部にスリットを設けない部分を有するスリットフィンで構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。

【請求項6】

請求項４に記載の冷凍サイクル装置において、前記フィンチューブ熱交換器が蒸発器として使用される場合に、前記冷媒流入側となるフィンに形成された前記スリットの切り起し量を、前記冷媒流出側となるフィンに形成された前記スリットの切り起し量より小さく構成したことを特徴とする冷凍サイクル装置。

【請求項7】

請求項１〜６の何れかに記載の冷凍サイクル装置において、冷凍サイクル装置は、室外機と室内機を有する空気調和機であって、前記室外機の熱交換器がフィンチューブ熱交換器で構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。

【請求項8】

請求項１〜６何れかに記載の冷凍サイクル装置において、前記非共沸混合冷媒は、Ｒ１３４ａ、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｅ）、Ｒ１５２ａ、Ｒ２９０、Ｒ６００ａ、Ｒ７４４、Ｒ３２のうちの冷媒を少なくとも２種類以上混合した混合冷媒であることを特徴とする冷凍サイクル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は空気調和機や冷凍機などの冷凍サイクル装置に関し、特に非共沸混合冷媒を使用する冷凍サイクル装置に好適なものである。

【背景技術】

【0002】

近年、エネルギー枯渇や地球温暖化が問題視され、空気調和機や冷凍機で使用される冷媒に対しても、ＣＯＰ（成績係数）が高く環境負荷がより小さいものが求められている。特に、地球温暖化問題に対する注目度は高く、冷媒が漏れても直接的影響の少ない、即ちＧＷＰ（地球温暖化係数）が低く、しかも間接的影響も少ない、即ち消費エネルギーも小さい冷媒が求められている。一方、冷媒は、人体に近いところで使用されることもあり、無毒性、低燃焼性等の安全面における配慮も重要となっている。

【0003】

以上のことを考慮し、空気調和機などの冷凍サイクル装置に使用される冷媒の開発や選定が行われており、冷凍サイクル装置における体積能力の確保やＣＯＰ値、安全性等が重要な選定項目となる。しかし、単独の冷媒では、必要な性能、低環境負荷、安全性が得られない場合、複数の冷媒を混合して、目的の特性を得るようにしたものもある。例えば、ＣＯＰが高く、直接的な環境負荷も小さいが、燃焼性のある冷媒と、ＣＯＰは低いが消化性のある冷媒を混合することで、要求性能を確保し、燃焼性も低くした混合冷媒を得ることが可能となる。

【0004】

しかし、このような混合冷媒では、飽和域において温度勾配を有することになり、蒸発過程で、蒸発器の入口温度が極端に低下し、逆に出口温度は高くなるという現象が生じる。空気を熱源とするヒートポンプ式の暖房機（空気調和機など）では、暖房時における室外機の熱交換器（蒸発器）での冷媒入口温度が低くなるため、空気中の水分が熱交換器に付着して凍結する着霜現象が起きやすくなる。このため、着霜による空気流路の閉塞が発生し、冷媒と空気との熱交換が十分できなくなり、空気調和機の性能が低下する。このため、暖房能力が低下して快適性を損ねる。

【0005】

そこで、特許文献１のものでは、フィンチューブ蒸発器において、冷媒温度が低くなる冷媒流入側のフィンは、着霜し難く空気流路を確保し易いコルゲートフィン等のスリットなしフィンを使用し、冷媒温度が高くなる冷媒流出側のフィンは、熱伝達率の高いスリットフィンを用いるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平８−１００９６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記特許文献１のものでは、蒸発器となる熱交換器への着霜を防止するため、冷媒温度が低くなる冷媒流入側のフィンをコルゲート等のスリットなしフィンにし、フィンで凝縮した水滴が、連続した表面を伝わってスムーズに滴下するようにして、フィン表面における着霜を防止するようにしている。しかし、スリットのないフィンでは熱交換性能が低いため、熱交換器全体での性能低下は避けられないという課題があった。

【0008】

本発明の目的は、蒸発器において飽和域温度勾配が生じて冷媒入口温度が低下しても、着霜によるフィン間空気流路の閉塞を起こり難くし、それによって性能低下を抑制することのできる冷凍サイクル装置を得ることにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の第１の特徴は、圧縮機、フィンとこのフィンを貫通し冷媒が流れる伝熱管とを有するフィンチューブ熱交換器、及び減圧装置を備え、前記フィンチューブ熱交換器は少なくとも蒸発器として使用可能に構成されている冷凍サイクル装置において、冷媒として非共沸混合冷媒を使用し、前記フィンチューブ熱交換器は、前記伝熱管が前記フィンを貫通しながらＵターンを繰り返して複数往復するように構成されると共に、蒸発器として使用される場合に冷媒流入側となるフィンにおける伝熱管同士の間隔を、冷媒流出側となるフィンにおける伝熱管同士の間隔よりも大きくなるように構成したことにある。

【0010】

前記フィンチューブ熱交換器は、前記冷媒流入側となるフィンと前記冷媒流出側となるフィンとが空気の流れ方向に二列に配置され、空気の流れ方向上流側には前記冷媒流出側となるフィンが、空気の流れ方向下流側には前記冷媒流入側となるフィンが配置されるようにすると良い。

【0011】

また、前記フィンチューブ熱交換器は、前記フィンが一列に構成され、前記フィンのうち、冷媒流入側となる上方のフィン部と、冷媒流出側となる下方のフィン部を貫通するように前記伝熱管が設けられるようにしても良い。

【0012】

なお、前記フィンチューブ熱交換器は複数のスリットが形成されたスリットフィンで構成されていることが好ましい。ここで、前記フィンチューブ熱交換器が蒸発器として使用される場合に、前記冷媒流入側となるフィンは、一部にスリットを設けない部分を有するスリットフィンで構成すると良い。或いは、前記冷媒流入側となるフィンに形成された前記スリットの切り起し量を、前記冷媒流出側となるフィンに形成された前記スリットの切り起し量より小さく構成するようにしても良い。

【0013】

本発明の第２の特徴は、圧縮機、フィンとこのフィンを貫通し冷媒が流れる伝熱管とを有するフィンチューブ熱交換器、及び減圧装置を備え、前記フィンチューブ熱交換器は少なくとも蒸発器として使用可能に構成されている冷凍サイクル装置において、冷媒として非共沸混合冷媒を使用し、前記フィンチューブ熱交換器は、前記伝熱管が前記フィンを貫通しながらＵターンを繰り返して複数往復するように構成されると共に、複数のスリットが形成されたスリットフィンで構成されており、蒸発器として使用される場合に冷媒流入側となるフィンは、一部にスリットを設けない部分を有するスリットフィンで構成されていることにある。

【0014】

ここで、一部にスリットを設けない部分を有する前記スリットフィンは、前記スリットを設けない部分が、伝熱管を挿入するためにスリットフィンに設けられた穴の間の中央部付近に設けられていることが好ましい。

【0015】

本発明の第３の特徴は、圧縮機、フィンとこのフィンを貫通し冷媒が流れる伝熱管とを有するフィンチューブ熱交換器、及び減圧装置を備え、前記フィンチューブ熱交換器は少なくとも蒸発器として使用可能に構成されている冷凍サイクル装置において、冷媒として非共沸混合冷媒を使用し、前記フィンチューブ熱交換器は、前記伝熱管が前記フィンを貫通しながらＵターンを繰り返して複数往復するように構成されると共に、複数のスリットが形成されたスリットフィンで構成されており、蒸発器として使用される場合に冷媒流入側となるフィンに形成された前記スリットの切り起し量を、冷媒流出側となるフィンに形成された前記スリットの切り起し量より小さく構成したことにある。

【0016】

ここで、前記冷媒流出側となるフィンに切り起されて形成されたスリットは前後２枚のフィン間に等間隔に配置されるように構成すると良い。

【0017】

なお、上記において、冷凍サイクル装置は、室外機と室内機を有する空気調和機であって、前記室外機の熱交換器がフィンチューブ熱交換器で構成されているものに好適である。また、前記非共沸混合冷媒としては、Ｒ１３４ａ、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｅ）、Ｒ１５２ａ、Ｒ２９０、Ｒ６００ａ、Ｒ７４４、Ｒ３２のうちの冷媒を少なくとも２種類以上混合した混合冷媒などを使用することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、蒸発器において飽和域温度勾配が生じて冷媒入口温度が低下しても、着霜によるフィン間空気流路の閉塞を起こり難くし、それによって性能低下を抑制することのできる冷凍サイクル装置を得ることができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の冷凍サイクル装置の実施例１を示す冷凍サイクル構成図。

【図2】図１に示すフィンチューブ熱交換器の構成を示す要部の斜視図。

【図3】本発明の実施例２を説明する図で、（ａ）は冷媒流出側のフィンの構成を示す要部正面図、（ｂ）は冷媒流入側のフィンの構成を示す要部正面図。

【図4】本発明の実施例３を説明する図で、（ａ）はフィンの要部正面図、（ｂ）及び（ｃ）は（ａ）図のフィンを矢印Ａ方向から見た図で、（ｂ）は冷媒流出側のフィンにおけるフィンの構成を示す図、（ｂ）は冷媒流入側のフィンの構成を示す図。

【図5】本発明の実施例４を説明するフィンチューブ熱交換器を示す斜視図で、図２に相当する図。

【図6】冷凍サイクル装置としての一般的な空気調和機を示す冷凍サイクル構成図。

【図7】非共沸混合冷媒の一例におけるｐ−ｈ線図。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明の実施例を説明する前に、まず冷凍サイクル装置として一般的な空気調和機の構成を図６により説明する。図において、１は室外機、２は前記室外機１と液接続配管３１０及びガス接続配管３２０で接続された室内機である。室外機１には、圧縮機１００、四方弁１２０、フィンチューブ熱交換器１３０、膨張弁１４０が順次冷媒配管で接続されて設けられている。また、前記フィンチューブ熱交換器１３０に室外空気を供給するための室外ファン１５０も設けられている。前記室内機２には、室内熱交換器２１０と、この室内熱交換器２１０に室内空気を供給するための室内ファン２２０が設けられている。

【0021】

このような空気調和機において、暖房時には、図中に破線で示す矢印方向に冷媒が流れる。即ち、圧縮機１００から吐出された冷媒は四方弁１２０を通り、室外機１側からガス接続配管３２０を経て、室内機２側の室内熱交換器２１０に入り、室内ファン２２０により送り込まれる室内空気を加熱すると共に、冷媒自身は冷却凝縮される。凝縮された冷媒は室内機２側から液接続配管３１０を通って、再び室外機１側に導かれ、膨張弁１４０で圧力と温度を下げられ、フィンチューブ熱交換器１３０に入る。このフィンチューブ熱交換器１３０では、室外ファン１５０により供給された室外空気により、前記低温、低圧の冷媒は加熱されて蒸発し、四方弁１２０を通り、圧縮機１００に再び吸入されて圧縮される。
なお、冷房時には上記と逆の動作となり、図中に実線で示す矢印方向に冷媒が流れる。

【0022】

ここで、上記冷媒として、例えばプロパンとＣＯ2の混合冷媒を考える。プロパンはＣＯＰが高く、ＧＷＰも低い冷媒であるが燃焼性が高いため、不燃のＣＯ2を混合することにより燃焼性を下げることが可能となる。プロパンとＣＯ2の混合割合は、質量分率で５０％：５０％とする。

【0023】

図７は、上記プロパンとＣＯ2の混合冷媒を用いた場合の暖房時のｐ−ｈ線図（モリエル線図）である。図７のｐ−ｈ線図上に示したＡ〜Ｄは、図６の冷凍サイクル構成図に示したＡ〜Ｄの位置に対応している。熱源の空気温度を１５℃と想定すれば、蒸発器の一番高い図中Ａ点は１０℃程度となる。ここで問題となるのが、Ｄ点、即ち蒸発器となるフィンチューブ熱交換器１３０における冷媒の入口側温度である。熱源空気温度が１５℃程度でありながら、Ｄ点は−１０℃程度となり、空気中の水分がフィンチューブ熱交換器１３０に凍結付着する着霜現象が起こる。この着霜は時間と共に進行して増大し、フィンチューブ熱交換器の１枚１枚のフィン間に形成されている空気流路は、前記霜で塞がれたり、流路面積が減少するため、冷媒と室外空気との熱交換量が減少し、熱交換性能を著しく低下させてしまう。
以下、この課題を解決するための本発明の具体的実施例を図面に基づき説明する。

【実施例1】

【0024】

図１及び図２は本発明の冷凍サイクル装置の実施例１を説明する図で、図１は冷凍サイクル装置としての空気調和機の冷凍サイクル構成図、図２は図１に示すフィンチューブ熱交換器１３０の構成を示す要部の斜視図である。この実施例では、冷媒として、プロパンとＣＯ2の非共沸混合冷媒を用いているものとして説明する。なお、図１において図６と同一符号を付した部分は同一または相当する部分を示している。

【0025】

本実施例においては、室外機１に設けられ暖房時に蒸発器となる前記フィンチューブ熱交換器（室外熱交換器）１３０は、フィンとこのフィンを貫通し冷媒が流れる伝熱管とを有するものであって、前記フィンは冷媒の流通方向に分割されており、暖房時に上流側（冷媒流入側）となるフィン１３０ａと暖房時に下流側（冷媒流出側）となるフィン１３０ｂとに分かれている。また、フィンチューブ熱交換器を構成している前記のフィン１３０ａ，１３０ｂにはそれぞれ多数のスリットが形成されたスリットフィンを使用している。

【0026】

図２は図１に示す室外熱交換器１３０を構成するフィンの詳細構造を示す図である。図２において、３は室外熱交換器１３０の冷媒流入側となるフィン１３０ａと冷媒流出側となるフィン１３０ｂを貫通する伝熱管（冷媒配管）である。この実施例では、冷媒流入側の前記フィン１３０ａと冷媒流出側の前記フィン１３０ｂとは、室外空気の流れ方向に二列に配置され、室外空気の流れ方向上流側には冷媒流出側の前記フィン１３０ｂが、室外空気の流れ方向下流側には冷媒流入側の前記フィン１３０ａが配置されている。

【0027】

また、前記伝熱管３は、フィンチューブ熱交換器１３０の上部に設けられた伝熱管３ａと、その下方に設けられた伝熱管３ｂの２パスで構成されている。なお、前記伝熱管３は１パス或いは３パス以上に構成しても良い。ここで、パスとは冷媒が流れる流路で、例えば２パスとは、伝熱管３が熱交換器上流側で２つに分岐されて、熱交換器内を平行に流れる流路が２つになっているものをいう。

【0028】

各伝熱管３ａ，３ｂは、まず冷媒流入側となるフィン１３０ａの上部側に接続され、空気流路を形成するように一定の間隔で重ねて配置された多数のフィンを水平方向に一端側（手前側）から他端側に貫通した後下方側にＵターンし、再び手前側に延びて１往復し、再び下方側にＵターンして他端側に延びて、以下同様の往復を繰り返す。これを数往復繰り返した後、伝熱管３ａは、次に冷媒流出側となるフィン１３０ｂ側に延びて、今度は上方側にＵターンを繰り返して同様に数往復するように構成されている。この結果、冷媒は、冷媒流入側となるフィン１３０ａの上部側に流入した後、このフィン１３０ａと交差するように配設された伝熱管３ａ内を下方に流れ、その後冷媒流出側となるフィン１３０ｂ側に流れて、このフィン１３０ｂを交差するように配設された伝熱管３ａ内を上方に流れ、フィン１３０ｂの上部側から流出するように流れる。

【0029】

この実施例では、フィン１３０ａ側を貫通する伝熱管３ａは２往復に構成され、フィン１３０ｂ側を貫通する伝熱管３ａは３往復に構成されている。この結果、水平方向に延びる部分の伝熱管同士の間隔は、フィン１３０ａ側の伝熱管同士の間隔Ｌ１がフィン１３０ｂ側の伝熱管同士の間隔Ｌ２よりも大きくすることができる。

【0030】

非共沸混合冷媒を使用すると、室外熱交換器１３０における冷媒流入側の温度は冷媒流出側よりも低くなるため、冷媒流入側の伝熱管３ａやその伝熱管付近のフィン１３０ａに霜が着きやすい。即ち、伝熱管周りの温度が一番低いため、伝熱管を起点として霜が成長する傾向にある。本実施例ではこの部分の伝熱管の間隔Ｌ１を大きくしているので、伝熱管の周囲には着霜しても、霜の着きにくい領域が増え、霜による空気流路の閉塞が起きにくくなる。従って、フィン間の空気流路を十分に確保可能となる。従って、冷媒流入側における冷媒と室外空気との熱交換量を確保できるから熱交換性能の低下を抑制することができる。

【0031】

フィンチューブ熱交換器１３０における冷媒流出側の温度は冷媒流入側よりも高くなるため、冷媒流出側では伝熱管３ａやフィン１３０ｂには霜が着きにくい。そこで、本実施例ではこの部分の伝熱管の間隔Ｌ２をフィン１３０ａ側よりも小さくして、より熱交換性能が向上するようにしている。

【0032】

なお、伝熱管３ａの下方側に設けられた伝熱管３ｂについても、伝熱管３ａと同様の構成になっているので、その説明は省略する。伝熱管を３パス以上設けている場合（伝熱管３ｂの下方に更に伝熱管を設けているもの）でも各伝熱管の構成は同様にすることが好ましい。

【0033】

また、本実施例に使用される非共沸混合冷媒としては、Ｒ１３４ａ(沸点−２６℃）、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ(沸点−２９℃）、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｅ）(沸点−１８℃）、Ｒ１５２ａ(沸点−２４℃）、Ｒ２９０（プロパン，沸点−４２℃）、Ｒ６００ａ(イソブタン,沸点−１１℃）、Ｒ７４４(ＣＯ2,沸点−７８℃）、Ｒ３２（沸点−５２℃）のうちの２種類以上の冷媒を混合した混合冷媒であることが好ましい。例えば、代表的な非共沸混合冷媒としては、Ｒ４０７Ｃ，ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＲ３２との混合冷媒、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｅ）とＲ３２との混合冷媒、Ｒ２９０（５０％）とＲ７４４（５０％）との混合冷媒などがある。
上記実施例１において、その他の構成については図６で説明したものと同じであるので、その説明を省略する。

【0034】

本実施例によれば、暖房時に蒸発器となる室外熱交換器をフィンチューブ熱交換器で構成すると共に、非共沸混合冷媒を使用することで飽和域温度勾配が生じ、冷媒温度が低くなってしまう冷媒流入側のフィン１３０ａにおける伝熱管同士の間隔を、冷媒温度が高くなる冷媒流出側フィン１３０ｂにおける伝熱管同士の間隔よりも大きく構成しているので、冷媒流入側フィンでの着霜による空気流路の閉塞を抑制することができる。この結果、非共沸混合冷媒を用い、室外空気を熱源として暖房する冷凍サイクル装置において、空気流路が閉塞されることによる性能低下が起きにくくなり、従来のものより高い省エネルギー化を実現でき、快適性も向上することができる効果が得られる。

【実施例2】

【0035】

図３は本発明の冷凍サイクル装置の実施例２に用いるフィンの構成を示す図である。この実施例においては、図３に示すフィンチューブ熱交換器１３０におけるフィンの構成以外の部分については、図１，図２に示した冷凍サイクル装置（空気調和機）と同様であるので、フィン以外の部分の説明は省略する。

【0036】

本実施例では、図１に示すフィンチューブ熱交換器１３０に用いるフィン１３０ａに相当するフィン（冷媒流入側のフィン）が、図３の（ｂ）図に示すフィン１３２ａであり、図１のフィン１３０ｂに相当するフィン（冷媒流出側のフィン）が図３の（ａ）図に示すフィン１３２ｂである。

【0037】

図３の（ａ）図に示す冷媒流出側の前記フィン１３２ｂは、前記実施例１に示したフィン１３０ａ，１３０ｂと同様のスリットフィンであり、フィンの表面に空気の流れと交差するように多数のスリット４が切り起されて形成されている。なお、５は伝熱管が挿入される穴である。

【0038】

（ｂ）図に示す冷媒流入側の前記フィン１３２ａも、多数のスリット４が切り起されて形成されたスリットフィンであるが、このフィン１３２ａは、伝熱管を挿入する穴５の間の中央部付近に、スリットのない部分６が空気の流通方向に設けられており、この部分には広い空気流路が確保されるようにしている。（ａ）図に示すフィン１３２ｂでは、ある１枚のフィンのスリット４に生成された霜は、隣接する他の１枚のフィンのスリットに生成された霜と接触しやすいため、フィン間に形成されている空気流路が霜で閉塞されやすい。これに対して、（ｂ）図のフィン１３２ａのようにスリットのない部分６を設けた構成とすることにより、スリットのない部分６には広い空気通路となる空間が形成されているため、この部分では霜が生成したり、霜が生長しにくくなる。従って、霜による閉塞を防止或いは抑制して空気流路を確保することができるから熱交換性能の低下を抑制できる。

【0039】

なお、冷媒流出側のフィン１３２ｂにおいては冷媒温度が冷媒流入側よりも高くなるため、冷媒流出側では伝熱管やフィン１３２ｂには霜が着きにくい。従って、フィン１３２ｂについてはスリットのない部分を設けず、スリット部分の面積を大きくして、より熱交換性能が向上するようにしている。

【0040】

このように構成することでも、実施例１と同様の効果を得ることができる。
更に、上記実施例１と組合せて、冷媒流入側のフィンは、伝熱管同士の間隔を大きく構成すると共に、この冷媒流入側のフィンには、図３（ｂ）図に示したようにスリットがない部分６を設ける構成にすることも有効であり、霜による空気流路の閉塞をより確実に防止することができる。

【実施例3】

【0041】

図４は本発明の冷凍サイクル装置の実施例３に用いるフィンの構成を示す図である。この実施例３においてもフィンチューブ熱交換器１３０におけるフィンの構成以外の部分については、図１，図２に示した冷凍サイクル装置と同様であるので、フィン以外の部分の説明は省略する。

【0042】

図４において、（ａ）はこの実施例に使用される冷媒流入側のフィン１３３ａまたは冷媒流出側のフィン１３３ｂの要部正面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は（ａ）図のフィンを矢印Ｅ方向から見た図で、（ｂ）は冷媒流出側のフィン１３３ｂにおけるフィンの構成を示す図、（ｃ）は冷媒流入側のフィン１３３ａの構成を示す図である。

【0043】

本実施例では、（ｂ）図に示すように、冷媒流出側のフィン１３３ｂは、各１枚毎のフィンそれぞれに切り起されて形成されたスリット４ｂが、前後の２枚のフィン間に等間隔に配置されるように構成され、それによってフィン間の空気流路にスリット４ｂが偏らず均等に存在するので高い熱交換性能が得られるフィンに構成されている。

【0044】

冷媒流入側のフィン１３３ａは（ｃ）図に示すように、冷媒流出側のフィン１３３ｂに形成したスリット４ｂに比べ全体的に高さの低いスリット４ａが設けられている。このように構成することにより、冷媒流入側のフィンではスリット４ａがフィン側に偏って配置されるから、前後２枚のフィン間にはスリットが存在しない広い空気流路７が形成される。従って、この部分は霜で閉塞されにくく、空気流路を確保することができるから熱交換性能の低下を抑制できる。

【0045】

本実施例は上述したように、着霜しやすい冷媒流入側のフィン１３３ａでは、フィン間の空気流路となる部分に、切り起し量を小さくしたスリット４ａを設けることで空気流路が閉塞されるのを抑制し、着霜しにくい冷媒流出側のフィン１３３ｂには等間隔に配置されたスリット４ｂを設けるようにして、高い熱交換性能が得られるようにしている。従って、本実施例においても、上記実施例１や実施例２とほぼ同様の効果を得ることができる。

【0046】

また、この実施例３と前記実施例１と組み合わせ、冷媒流入側のフィンは、伝熱管同士の間隔を大きく構成すると共に、この冷媒流入側のフィンには、図４（ｃ）図に示したように切り起し量を小さくしたスリット４ａを有するフィン１３３ａを使用することも有効であり、霜による空気流路の閉塞をより確実に防止できる。

【実施例4】

【0047】

図５は本発明の冷凍サイクル装置の実施例４に用いる室外熱交換器１３０の構成を示す図であり、図２に相当する図である。この実施例４において、室外熱交換器１３０におけるフィンの構成以外の部分については、図１，図２に示した冷凍サイクル装置と同様であるので、室外熱交換器１３０以外の部分の説明は省略する。

【0048】

上記実施例１では冷媒流入側のフィン１３０ａと冷媒流出側のフィン１３０ｂを室外空気の流れ方向に二列に配置した例を示したが、この実施例４では、フィンチューブ熱交換器１３０はフィン１３４が一列に構成されている場合の例である。

【0049】

図５において、フィンチューブ熱交換器１３０を構成するフィン１３４のうち、冷媒流入側となる上方のフィン部１３４ａと、冷媒流出側となる下方のフィン部１３４ｂを貫通するように伝熱管（冷媒配管）３ａは設けられている。この実施例では１本の伝熱管３ａのみ示しているが、伝熱管３ａの下方に更に別の伝熱管（図２の伝熱管３ｂに相当するもの）を設けるようにして複数パスとすることもできる。

【0050】

伝熱管３ａは、まず冷媒流入側となる前記上方のフィン部１３４ａの上部側に接続され、空気流路を形成するように一定の間隔で重ねて配置された多数のフィン１３４を水平方向に一端側（手前側）から他端側に貫通した後下方側にＵターンし、再び手前側に延びて１往復し、再び下方側にＵターンして他端側に延びて、以下同様の往復を繰り返す。これを数往復（本実施例では２往復）繰り返した後、伝熱管３ａは、次に冷媒流出側となる下方のフィン部１３４ｂ側に入り、同様に下方側にＵターンを繰り返して数往復（本実施例では２往復）するように構成されている。そして、伝熱管３ａの上方から熱交換器１３０内に流入した冷媒は、伝熱管３ａの下方から熱交換器１３０外に流出するようになっている。

【0051】

この実施例では、フィン１３４を貫通する伝熱管３ａは、水平方向に延びる部分の伝熱管同士の間隔が、冷媒流入側となる上方のフィン部１３４ａ側でＬ１、冷媒流出側となる下方のフィン部１３４ｂ側でＬ２となっており、フィン部１３４ａ側の前記間隔Ｌ１の方がフィン部１３４ｂ側の前記間隔Ｌ２よりも大きくなるように構成されている。

【0052】

本実施例では着霜し易い冷媒流入側での伝熱管の間隔Ｌ１を大きくしているので、伝熱管の周囲には着霜しても、霜の着きにくい領域が増え、霜による空気流路の閉塞が起きにくくなるから、フィン間の空気流路を十分に確保可能となる。従って、冷媒流入側における冷媒と室外空気との熱交換量を確保できるから熱交換性能の低下を抑制することができる。一方、冷媒流出側の伝熱管の間隔Ｌ２については前記間隔Ｌ１よりも小さくし、より熱交換性能が向上するようにしている。

【0053】

伝熱管３ａの下方側に別の伝熱管（３ｂ）を設けて複数パスにする場合でも、前記別の伝熱管（３ｂ）の構成は伝熱管３ａと同様の構成にする。

【0054】

この実施例４に示すように、一列のフィンで構成されたフィンチューブ熱交換器であっても、本発明を適用することは可能であり、上記各実施例とほぼ同様の効果を得ることができる。

【0055】

なお、図３や図４に示すフィン形状のものを、図５に示すような一列のフィンで構成されたフィンチューブ熱交換器に適用することも可能であり、図３や図４に示すフィン形状を単独で適用しても、或いは図５に示す実施例４の構成と組み合わせて構成することも可能である。

【0056】

以上説明した本発明の各実施例によれば、非共沸混合冷媒を用いた空気調和機などの冷凍サイクル装置において、飽和域温度勾配のために生じる蒸発器（フィンチューブ熱交換器）入口側での着霜により、空気通路を閉塞するのを抑制することができる。従って、空気通路閉塞による熱交換器での性能低下を抑制して、より高い省エネルギー化を実現できると共に、暖房運転時の快適性も向上することができる。

【符号の説明】

【0057】

１：室外機、
２：室内機、
３，３ａ，３ｂ：伝熱管、
４，４ａ，４ｂ：スリット、
５：穴、６：スリットのない部分、
７：空気流路、
１００：圧縮機、１２０：四方弁、
１３０：フィンチューブ熱交換器（室外熱交換器）、
１３０ａ，１３０ｂ，１３２ａ，１３２ｂ，１３３ａ，１３３ｂ：フィン、
１３４：フィン（１３４ａ：上方のフィン部、１３４ｂ：下方のフィン部）、
１４０：室外膨張弁、１５０：室外ファン、
２１０：室内熱交換器、２２０：室内ファン、
３１０：液接続配管、３２０：ガス接続配管。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】