特許 6435220 空気調和機の室外機

(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】6435220

(24)【登録日】2018年11月16日

(45)【発行日】2018年12月5日

(54)【発明の名称】空気調和機の室外機

(51)【国際特許分類】

   F28F 1/32 20060101AFI20181126BHJP

   F24F 1/18 20110101ALI20181126BHJP

   F25B 39/02 20060101ALI20181126BHJP

   F25B 39/00 20060101ALI20181126BHJP

【ＦＩ】

   F28F1/32 Y

   F28F1/32 W

   F24F1/18

   F25B39/02 J

   F25B39/00 D

【請求項の数】7

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-57303(P2015-57303)

(22)【出願日】2015年3月20日

(65)【公開番号】特開2016-176646(P2016-176646A)

(43)【公開日】2016年10月6日

【審査請求日】2017年6月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】316011466

【氏名又は名称】日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】高藤 亮一

【審査官】 西山 真二

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−３１２３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０２６６１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４９３８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１８３０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１３９１１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１２０１７７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−０７４５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１３９２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０５−０２５１７３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５２−１３４１５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０１４３２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｈ １／３２

Ｆ２４Ｆ １／１４ − １／１８

Ｆ２５Ｂ ３９／００ − ３９／０４

Ｆ２８Ｄ １／０５３

Ｆ２８Ｆ １／００ − １／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上下方向に複数段に配置された伝熱管およびフィンを含む室外熱交換手段と、
前記室外熱交換手段の下流側に配置されるプロペラファンを含む室外送風手段と、を備え、
前記室外熱交換手段は、前記プロペラファンと対向して配置されるとともに、前記フィンが前記プロペラファンの中心軸に直交する上下方向に直線状に延び、
前記伝熱管は扁平形状であり、かつ、前記プロペラファンの中心軸を通る仮想水平面に対して上方に位置する前記伝熱管のすべては下流側が前記仮想水平面を向くように傾斜状態で配置されていることを特徴とする空気調和機の室外機。

【請求項2】

上下方向に複数段に配置された伝熱管およびフィンを含む室外熱交換手段と、
前記室外熱交換手段の下流側に配置されるプロペラファンを含む室外送風手段と、を備え、
前記室外熱交換手段は、前記プロペラファンと対向して配置されるとともに、前記フィンが前記プロペラファンの中心軸に直交する上下方向に直線状に延び、
前記伝熱管は扁平形状であり、かつ、前記プロペラファンの中心軸を通る仮想水平面に対して下方に位置する前記伝熱管のすべては下流側が上方を向くように傾斜状態で配置されていることを特徴とする空気調和機の室外機。

【請求項3】

前記伝熱管は、各段毎または複数段毎に、前記中心軸から離れるほど前記仮想水平面に対する傾斜角度が大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機の室外機。

【請求項4】

前記室外熱交換手段は、前記中心軸を通る前記仮想水平面を基準にして上下対称に構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の空気調和機の室外機。

【請求項5】

前記室外熱交換手段は、空気の流れ方向に沿って複数列に配置され、一の前記室外熱交換手段の前記伝熱管の延長線上に他の前記室外熱交換手段の前記伝熱管が配置されていないことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の空気調和機の室外機。

【請求項6】

前記中心軸に近い側における前記伝熱管同士の間隔は、前記中心軸から遠い側における前記伝熱管同士の間隔よりも狭いことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の空気調和機の室外機。

【請求項7】

前記伝熱管は、前記上下方向の断面視において翼形状であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の空気調和機の室外機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気調和機の室外機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、扁平管を用いた熱交換器としては、複数の扁平管が一定間隔で水平に配置されたものが提案されている。このような熱交換器では、扁平管の平面部が水平であり、蒸発器として作用している際に凝縮水が滞留し易くなり、滞留した凝縮水が平面部に付着することで空気と冷媒との熱交換が阻害されて蒸発性能が低下したり、また着霜し易くなるという問題があった。このため、扁平管を傾斜させることにより、扁平管の平面部に水滴が滞留し難いようにした技術が提案されている（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２０１０−１４３２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、凝縮水の排水性については確保できるものの、送風機の形態による風速分布については考慮されていなかった。

【0005】

本発明の目的は、熱交換器の排水性を確保しつつ、さらなる性能向上を図ることが可能な空気調和機の室外機を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上下方向に複数段に配置された伝熱管およびフィンを含む室外熱交換手段と、前記室外熱交換手段の下流側に配置されるプロペラファンを含む室外送風手段と、を備え、前記室外熱交換手段は、前記プロペラファンと対向して配置されるとともに、前記フィンが前記プロペラファンの中心軸に直交する上下方向に直線状に延び、前記伝熱管は扁平形状であり、かつ、前記プロペラファンの中心軸を通る仮想水平面に対して上方に位置する前記伝熱管のすべては下流側が前記仮想水平面を向くように傾斜状態で配置されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、熱交換器の排水性を確保しつつ、さらなる性能向上を図ることが可能な空気調和機の室外機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態に係る空気調和機を示す構成図である。

【図2】室外熱交換器の概略構造を示す斜視図である。

【図3】第１実施形態における室外機の内部構造を示す側面図である。

【図4】図３の熱交換部の一部拡大図である。

【図5】第１実施形態におけるファン回転時に形成される空気の流れ図である。

【図6】第２実施形態における室外機の内部構造を示す側面図である。

【図7】第２実施形態における伝熱管の周囲に形成される空気の流れを示し、（ａ）は千鳥状に配置された場合、（ｂ）はタンデム状に配置された場合である。

【図8】第３実施形態における室外機の内部構造を示す側面図である。

【図9】第４実施形態における室外機の内部構造を示す側面図である。

【図10】第５実施形態における室外機の内部構造を示す側面図である。

【図11】第６実施形態における室外機の内部構造を示す側面図である。

【図12】伝熱管の変形例を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各実施形態で共通する部材については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。なお、図１１に示す第６実施形態については、参考形態とする。
図１は、本発明の実施形態に係る空気調和機を示す構成図である。
図１に示すように、空気調和機１００は、室外機（室外ユニット）８と室内機（室内ユニット）９とが、接続配管１０，１１によって接続されることで冷房および暖房が可能な冷凍サイクルを構成している。室外機８は、圧縮機１と、流路切替手段としての四方弁２と、室外熱交換器（熱交換部）３と、冷暖房運転用の絞り装置（流量制御弁）４と、室外送風手段６と、を備えて構成されている。室内機９は、室内熱交換器５と、貫流ファンなどの室内送風手段７と、を備えて構成されている。

【0010】

空気調和機１００において冷房運転する場合には、破線矢印で示すように、圧縮機１で圧縮された高温・高圧のガス冷媒が四方弁２を通って室外熱交換器３に流れ、外気（空気）と熱交換することで凝縮し、高圧の液冷媒となる。液冷媒は、絞り装置４の作用で減圧され、低温低圧の気液二相状態となり、接続配管１１を通じて室内機９に流れる。室内機９に入った冷媒は、室内熱交換器５で室内空気の熱と熱交換することで蒸発する。室内熱交換器５で蒸発した冷媒は、接続配管１０を通じて、室外機８に戻り、四方弁２を通って再び圧縮機１で圧縮される。

【0011】

空気調和機１００において暖房運転する場合には、実線矢印で示すように、圧縮機１で圧縮された高温・高圧のガス冷媒が四方弁２および接続配管１０を通って室内機９に流れる。室内機９に入ったガス冷媒は、室内熱交換器５で室内空気と熱交換することで凝縮し、高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、接続配管１１を通って室外機８に流れる。室外機８に入った高圧の液冷媒は、絞り装置４の作用で減圧され、低温低圧の気液二相状態となり、室外熱交換器３に流れ、室外空気の熱と熱交換することで蒸発し、ガス冷媒となる。室外熱交換器３でガス状となった冷媒は、四方弁２を通って再び圧縮機１で圧縮される。

【0012】

図２は、室外熱交換器の概略構造を示す斜視図である。
図２に示すように、室外熱交換器３は、クロスフィンチューブ型であり、板厚方向に所定の間隔を置いて設けられた複数の板状フィン（冷却フィン）１２と、各板状フィン１２を板厚方向に貫通し、所定間隔で上下方向に複数段（図２では、１０段）に配置された伝熱管１３と、を含む熱交換部３Ｓ，３Ｓを備えている。また、熱交換部３Ｓ，３Ｓは、空気の流れ方向Ａに沿って２列に配置されて構成されている。

【0013】

板状フィン１２と伝熱管１３とは、板状フィン１２に挿通された伝熱管１３を液圧または機械的に拡管することにより密着している。なお、図示省略しているが、伝熱管１３の端部には、他の伝熱管１３の端部とリターンベンドを介して溶接などで接続され、冷媒流路を構成している。また、伝熱管１３の段数は、１０段に限定されるものではなく、９段以下であっても、１１段以上であってもよい。

【0014】

例えば、板状フィン１２は、アルミニウム合金などの金属製の薄板（例えば、厚さ０．１ｍｍ）によって形成されている。伝熱管１３は、アルミニウム合金などの金属製であり、伝熱管１３の一部である上下に平行に配置された平面部１３ａ，１３ｂと、長手方向の両端に配置されて平面部１３ａ，１３ｂ同士を繋ぐ曲面部１３ｃ，１３ｄと、を備えた扁平形状である。また、伝熱管１３は、内部が複数の隔壁で区画された流路を備えている。

【0015】

なお、室外熱交換器３の構成としては、図２に示すような板状フィン１２と伝熱管１３との組み合わせに限定されるものではなく、扁平管（伝熱管１３）と扁平管（伝熱管１３）との間に、波型（ひだ状）のフィンを溶着したものでもよく、また櫛歯状に切り欠かれた板状フィンに伝熱管１３を挿入して溶着したものであってもよい。

【0016】

（第１実施形態）
図３は、第１実施形態における室外機の内部構造を示す側面図、図４は、図３の熱交換部の一部拡大図である。なお、図３では、圧縮機１、四方弁２および絞り装置４の図示を省略している。また、図４（ａ）〜（ｇ）は、熱交換部３Ａのプロペラファン６０の中心軸Ｏよりも上側の伝熱管１３について、中心軸Ｏに近い側から順に示したものである。

【0017】

図３に示すように、室外機８は、室外熱交換器３（室外熱交換手段）および室外送風手段６が四角箱型の筺体２１内に収容されて構成されている。また、筺体２１内において、室外熱交換器３が後側（背面側）に配置され、室外送風手段６が前側（正面側）に配置されている。

【0018】

室外送風手段６は、軸流ファンであるプロペラファン（送風機）６０およびベルマウス６１によって構成されている。プロペラファン６０は、回転中心に設けられた円筒状のボス６０ａと、このボス６０ａの周囲に設けられた複数枚の羽根６０ｂとによって構成され、図示しない電動機によって回転駆動される。ベルマウス６１は、プロペラファン６０の軸方向に沿う略円筒形状であり、羽根６０ｂの外周に沿って配置されている。

【0019】

室外熱交換器３は、プロペラファン６０と対向して配置されている。なお、室外熱交換器３の形状は、平板状のものに限定されず、Ｌ字状、コ字状など従来からある形状を採用することもできる。

【0020】

また、室外熱交換器３は、熱交換部３Ａ，３Ｂが空気の流れ方向（図４参照）に沿って配置され、熱交換部３Ａの前面と熱交換部３Ｂの背面とが互いに接するように配置されている。また、室外熱交換器３は、プロペラファン６０の直径Ｒよりも上下方向に長く形成され、室外熱交換器３の上端３ａがプロペラファン６０の上端６０ｃの上方に位置し、室外熱交換器３の下端３ｂがプロペラファン６０の下端６０ｄの下方に位置している。また、図示していないが、室外熱交換器３は、プロペラファン６０の直径Ｒよりも左右方向（図３の紙面垂直方向）に長く形成されている。つまり、室外熱交換器３は、プロペラファン６０の軸方向からの平面視において、プロペラファン６０の全体が室外熱交換器３（熱交換部３Ａ，３Ｂ）に含まれるように配置されている。

【0021】

熱交換部３Ａにおいては、プロペラファン６０の中心軸Ｏを通る仮想水平面Ｓ（図３では、線状に図示）を基準にして、上側に複数段（図３では、７段）の伝熱管１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇが配置され、下側に複数段（図３では、７段）の伝熱管１３Ｈ，１３Ｉ，１３Ｊ，１３Ｋ，１３Ｌ，１３Ｍ，１３Ｎが配置されている。また、伝熱管１３Ａ〜１３Ｇ（１３Ｈ〜１３Ｎ）は、上下方向に等間隔に配置されている。

【0022】

また、伝熱管１３Ａ〜１３Ｇは、長手方向の下流側Ｐ１（曲面部１３ｄ）が中心軸Ｏ側を向くように傾斜して配置される。換言すると、伝熱管１３Ａ〜１３Ｇは、空気吸込み側の曲面部１３ｃが上向きで、逆側の曲面部１３ｄが下向きとなるように、傾斜状態で配置される。

【0023】

また、伝熱管１３Ｈ〜１３Ｎは、長手方向の下流側Ｐ２（曲面部１３ｄ）が中心軸Ｏ側を向くように傾斜して配置される。換言すると、伝熱管１３Ｈ〜１３Ｎは、空気吸込み側の曲面部１３ｃが下向きで、逆側の曲面部１３ｄが上向きとなるように、傾斜状態で配置される。

【0024】

図４（ａ）〜（ｇ）に示すように、伝熱管１３Ａ〜１３Ｇの仮想水平面Ｓ（図３参照）に対する傾斜角度をそれぞれα１，α２，α３，α４，α５，α６，α７としたときに、α１＜α２＜α３＜α４＜α５＜α６＜α７の関係が成り立つように設定されている。つまり、伝熱管１３Ａ〜１３Ｇは、プロペラファン６０の中心軸Ｏから離れるほど仮想水平面Ｓに対する傾斜角度が大きくなるように設定されている。

【0025】

また、伝熱管１３Ｈ〜１３Ｎは、中心軸Ｏを通る仮想水平面Ｓを基準にして上下対称に構成されている。よって、伝熱管１３Ｈ〜１３Ｎの傾斜角度についても、伝熱管１３Ａ〜１３Ｇの傾斜角度α１〜α７と同様な傾斜状態で配置されている。つまり、伝熱管１３Ｈ〜１３Ｎは、プロペラファン６０の中心軸Ｏから離れるほど仮想水平面Ｓに対する傾斜角度が大きくなるように設定されている。

【0026】

このように、熱交換部３Ａにおいて、伝熱管１３Ａ〜１３Ｇと伝熱管１３Ｈ〜１３Ｎとは、中心軸Ｏを通る仮想水平面Ｓに対して上下対称に構成されている。また、熱交換部３Ａの空気の流れ方向の下流側に配置される熱交換部３Ｂについても、熱交換部３Ａと同様にして構成されている。

【0027】

なお、本実施形態では、中心軸Ｏが、室外熱交換器３の高さ方向（上下方向）の中心Ｐと一致するように構成されているが、必ずしも一致させる必要はない（上下非対称であってもよい）。例えば、室外熱交換器３の上端３ａとプロペラファン６０の上端６０ｃとの長さＬ１（図３参照）が、室外熱交換器３の下端３ｂとプロペラファン６０の下端６０ｄとの長さＬ２（図３参照）よりも長く形成されている場合、室外熱交換器３の下端側に位置する伝熱管１３の傾斜角度よりも、室外熱交換器３の上端側に位置する伝熱管１３の傾斜角度が大きくなるように設定される。

【0028】

図５は、第１実施形態におけるファン回転時に形成される空気の流れ図である。
図５に示すように、室外機８では、プロペラファン６０とベルマウス６１とによって室外送風手段６が構成されているので、プロペラファン６０が回転することで、室外機８の背面側から空気を巻き込むようにして吸い込まれる。すなわち、室外熱交換器３の中心軸Ｏより上側では、室外熱交換器３の上端３ａよりも上側の空気を取り込み、室外熱交換器３の中心軸Ｏより下側では、室外熱交換器３の下端３ｂよりも下側の空気を取り込むように、空気の流れが形成される。すなわち、プロペラファン６０の中心軸Ｏに近い側においては、矢印Ａ１，Ａ２で示すように、仮想水平面Ｓに対する空気の流入角度が小さく、中心軸Ｏに遠くなるにつれて矢印Ａ３，Ａ４で示すように、仮想水平面Ｓに対する空気の流入角度が大きくなる。

【0029】

このように、通常、プロペラファン６０の直径Ｒよりも室外熱交換器３の高さが高く（大きく）形成されているため、プロペラファン６０の外側に配置される部分の室外熱交換器３にも空気が十分に流れるように、プロペラファン６０が形成する空気流れがプロペラファン６０の上流側で広く、下流側で絞られるように、羽根６０ｂの角度が調整されている。したがって、図５に示すように、室外熱交換器３の上流側での空気の流れ方向は、中心軸Ｏの上側で矢印Ａ３方向、下側で矢印Ａ４方向となり、空気が上下方向から中心軸Ｏに向かって斜めに流入する。このとき、空気が流入する角度は、中心軸Ｏから離れるほど中心軸Ｏを通る水平面（仮想水平面Ｓ）に対して大きくなる。

【0030】

そこで、図３および図４において説明したように、第１実施形態では、空気の流入角度分布に合うように、中心軸Ｏから離れた位置の伝熱管１３ほど仮想水平面Ｓに対する角度を大きくしている。例えば、伝熱管１３Ａ〜１３Ｇにおいては、中心軸Ｏに近い側から一段毎に３°ずつ増加している。

【0031】

続いて、このように構成された空気調和装置の室外機８の動作について、図１〜図５を参照して説明する。
暖房運転時においては、冷媒が実線方向（図１参照）に流れるように四方弁２を切換え、冷媒を図１の実線矢印方向(図１の時計回り方向)に、圧縮機１、四方弁２、室内熱交換器５、絞り装置４、室外熱交換器３の順に流す。このとき、絞り装置４は、空調負荷に応じた適度な開度に調整され、凝縮器として働く室内熱交換器５で十分に凝縮して液化した冷媒は絞り装置４で気液二相流となって、室外熱交換器３に流入する。

【0032】

室外送風手段６であるプロペラファン６０は、所定の回転速度で回転しており、矢印Ａ１〜Ａ４で示すように外気（空気）が室外熱交換器３に流入する。ところで、伝熱管１３の仮想水平面Ｓに対する傾斜角度が０°である（伝熱管１３と仮想水平面Ｓとが平行である）と、特にプロペラファン６０の中心軸Ｏから遠い側に位置する伝熱管１３では、流入した空気が伝熱管に衝突して、空気の流れ方向が大きく変わり、空気の流れに剥離（かい離）が生じる。そこで、第１実施形態では、図３および図４に示すように、伝熱管１３（１３Ａ〜１３Ｎ）の平面部１３ａを傾斜させることで、プロペラファン６０への空気の流れを整流することが可能になる。これにより、プロペラファン６０の動力を減少させることができるだけでなく、伝熱管１３（１３Ａ〜１３Ｎ）を通過する上下の風速分布が均一化されるため、熱交換性能が向上する。

【0033】

流入した空気は、伝熱管１３（１３Ａ〜１３Ｎ）を介して冷媒と熱交換し、空気の温度が低下する。例えば、外気温度が７℃のとき、伝熱管１３の温度を１℃とすると、空気はおよそ３℃程度まで低下する。このとき、空気に水分が含まれていると、伝熱管１３の表面で空気が露点温度まで冷やされた際に水分が結露し、水滴となる。第１実施形態のように、伝熱管１３の平面部１３ａを傾斜させることで、水滴が平面部１３ａの傾斜に沿って流れ、滞留することがないため、通風抵抗はほとんど増加しない。また、伝熱管１３の平面部１３ａを傾斜配置したことで、伝熱管１３に水滴が滞留するのを低減でき、空気と冷媒との熱交換が阻害されて蒸発性能が低下したり、また着霜し易くなるのを防止できる。その後、冷媒は、蒸発器として働く室外熱交換器３で十分蒸発してガス化した後、圧縮機１に戻る。

【0034】

一方、冷房運転時においては、四方弁２を冷媒が図１の破線矢印方向に流れるように切換え、冷媒を図１の破線矢印方向(図１の反時計回り方向)に、圧縮機１、四方弁２、凝縮器として働く室外熱交換器３、絞り装置４、蒸発器として働く室内熱交換器５の順に流す。このとき、圧縮機１を出た高温、高圧のガス冷媒は、凝縮器として働く室外熱交換器３に流入する。

【0035】

図５に示すように、室外送風手段６であるプロペラファン６０は、所定の回転速度で回転しており、矢印Ａ１〜Ａ４で示すように空気が室外熱交換器３に流入する。図３および図４に示すように、伝熱管１３の平面部１３ａを傾斜させることで、伝熱管１３の傾斜角度が空気の流入角度に近づくので、プロペラファン６０への空気の流れを整流でき（空気の剥離を低減でき）、プロペラファン６０の動力を低減させることができ、また伝熱管１３（１３Ａ〜１３Ｎ）を通過する上下の風速分布が均一化されるため、熱交換性能が向上する。

【0036】

流入した空気は、伝熱管１３（１３Ａ〜１３Ｎ）を介して冷媒と熱交換し、空気の温度が低下する。例えば、外気温度が３５℃のとき、伝熱管１３の温度を４５℃とすると、空気はおよそ４０℃程度まで上昇する。その後、冷媒は、絞り装置弁４によって空調負荷に応じた適度な開度に調整され、室外熱交換器３によって十分に凝縮して液化し、絞り装置４によって減圧膨張して蒸発器として働く室内熱交換器５で十分蒸発して、圧縮機１に戻る。

【0037】

なお、伝熱管１３の傾斜角度は、プロペラファン６０の直径Ｒと室外熱交換器３の高さ（大きさ）、室外熱交換器３の通風抵抗やプロペラファン６０の性能によって適正角度があるため、実験や流れ解析により微調整することが好ましい（以下の実施形態においても同様）。

【0038】

以上説明したように、第１実施形態では、伝熱管１３Ａ〜１３Ｎが扁平形状であって、プロペラファン６０の中心軸Ｏを通る仮想水平面Ｓに対して当該伝熱管１３Ａ〜１３Ｎの長手方向の下流側Ｐ１，Ｐ２が中心軸Ｏ（仮想水平面Ｓ）を向くように傾斜している。これにより、室外熱交換器３が蒸発器として作用している際に発生する湿り空気の凝縮水をスムーズに下方に流すことができ、凝縮水の滞留による通風抵抗の増加を最小限に抑えることができる。なお、室外熱交換器３の中心軸Ｏより上側では、伝熱管１３Ａ〜１３Ｇに付着した凝縮水が、平面部１３ａに沿って流れ、筺体２１の内側に落下し、中心軸Ｏより下側では、伝熱管１３Ｈ〜１３Ｎに付着した凝縮水が、平面部１３ａに沿って流れ、筺体２１の外側に落下する。

【0039】

また、第１実施形態によれば、前記のように伝熱管１３Ａ〜１３Ｎを傾斜して配置したことで、プロペラファン６０への空気の流れを整流し、プロペラファン６０に必要な動力を低減することができる。さらに、伝熱管１３（１３Ａ〜１３Ｎ）を通過する上下の風速分布が均一化されるため、熱交換性能が向上する。

【0040】

ところで、前記したように、プロペラファン６０の中心軸Ｏに近い側で空気の流入角度が小さく（図４の矢印Ａ１，Ａ２参照）、中心軸Ｏに遠くなるにつれて流入角度（図４の矢印Ａ３，Ａ４参照）が大きくなる。そこで、第１実施形態では、各段毎（１段毎）に、伝熱管１３Ａ〜１３Ｇ（１３Ｈ〜１３Ｎ）の仮想水平面Ｓに対する傾斜角度を、中心軸Ｏから離れるほど大きくしているので、各高さ位置における空気の流入角度に合わせることができ、プロペラファン６０への空気の流れをさらに整流でき、熱交換性能をさらに向上できる。

【0041】

また、第１実施形態では、熱交換部３Ａ，３Ｂが中心軸Ｏを通る仮想水平面Ｓに対して上下対称に構成されているので、中心軸Ｏより上側だけでなく、中心軸Ｏより下側についても室外熱交換器３が蒸発器として作用している際に発生する湿り空気の凝縮水をスムーズに下方に流すことができ、凝縮水の滞留による通風抵抗の増加を最小限に抑えることができる。また、プロペラファン６０への空気の流れを整流し、プロペラファン６０に必要な動力を低減することができるとともに、室外熱交換器３を通過する上下の風速分布が均一化されるため、熱交換性能が向上する。このように、室外熱交換器３の上下方向の全体における熱交換性能を向上できる。

【0042】

（第２実施形態）
図６は、第２実施形態における室外機の内部構造を示す側面図、図７は、第２実施形態における伝熱管の周囲に形成される空気の流れを示し、（ａ）は千鳥状に配置された場合、（ｂ）はタンデム状に配置された場合である。第２実施形態の空気調和機の室外機８Ａは、第１実施形態の室外熱交換器３に替えて室外熱交換器３０としたものである。

【0043】

図６に示すように、室外熱交換器３０は、熱交換部３０Ａ（一の熱交換部）の各伝熱管１３Ａ〜１３Ｇの延長線Ｅ１〜Ｅ７（１点鎖線参照）上に熱交換部３０Ｂ（他の熱交換部）の各伝熱管１３Ａ´〜１３Ｇ´が配置されないように構成されている。なお、熱交換部３０Ａ，３０Ｂは、第１実施形態の熱交換部３Ａ，３Ｂと基本的な構成は同じである。

【0044】

すなわち、熱交換部３０Ａの伝熱管１３Ａの延長線Ｅ１と伝熱管１３Ｂの延長線Ｅ２との中間に熱交換部３０Ｂの伝熱管１３Ａ´が位置している。また、熱交換部３０Ａの伝熱管１３Ｂの延長線Ｅ２と伝熱管１３Ｃの延長線Ｅ３との中間に熱交換部３０Ｂの伝熱管１３Ｂ´が位置している。また、熱交換部３０Ａの伝熱管１３Ｃの延長線Ｅ３と伝熱管１３Ｄの延長線Ｅ４との中間に熱交換部３０Ｂの伝熱管１３Ｃ´が位置している。また、熱交換部３０Ａの伝熱管１３Ｄの延長線Ｅ４と伝熱管１３Ｅの延長線Ｅ５との中間に熱交換部３０Ｂの伝熱管１３Ｄ´が位置している。また、熱交換部３０Ａの伝熱管１３Ｅの延長線Ｅ５と伝熱管１３Ｆの延長線Ｅ６との中間に熱交換部３０Ｂの伝熱管１３Ｅ´が位置している。また、熱交換部３０Ａの伝熱管１３Ｆの延長線Ｅ６と伝熱管１３Ｇの延長線Ｅ７との中間に熱交換部３０Ｂの伝熱管１３Ｆ´が位置している。また、熱交換部３０Ｂの伝熱管１３Ｇ´は、熱交換部３０Ａの伝熱管１３Ｇの延長線Ｅ７よりも上側に位置している。なお、図６に示す実施形態では、熱交換部３０Ｂの伝熱管１３Ａ´〜１３Ｇ´が、熱交換部３０Ａの伝熱管１３Ａ〜１３Ｇよりも高い位置に配置（上側にオフセットして配置）されているが、その逆に配置（下側にオフセットして配置）されていてもよい。

【0045】

また、前記と同様に、熱交換部３０Ａの伝熱管１３Ｈの延長線（不図示、以下同様）と伝熱管１３Ｉの延長線との中間に熱交換部３０Ｂの伝熱管１３Ｈ´が位置している。また、熱交換部３０Ａの伝熱管１３Ｉの延長線と伝熱管１３Ｊの延長線との中間に熱交換部３０Ｂの伝熱管１３Ｉ´が位置している。また、熱交換部３０Ａの伝熱管１３Ｊの延長線と伝熱管１３Ｋの延長線との中間に熱交換部３０Ｂの伝熱管１３Ｊ´が位置している。また、熱交換部３０Ａの伝熱管１３Ｋの延長線と伝熱管１３Ｌの延長線との中間に熱交換部３０Ｂの伝熱管１３Ｋ´が位置している。また、熱交換部３０Ａの伝熱管１３Ｌの延長線と伝熱管１３Ｍの延長線との中間に熱交換部３０Ｂの伝熱管１３Ｌ´が位置している。また、熱交換部３０Ａの伝熱管１３Ｍの延長線と伝熱管１３Ｎの延長線との中間に熱交換部３０Ｂの伝熱管１３Ｍ´が位置している。また、熱交換部３０Ｂの伝熱管１３Ｎ´は、熱交換部３０Ａの伝熱管１３Ｎの延長線よりも下側に位置している。なお、図５に示す実施形態では、熱交換部３０Ｂの伝熱管１３Ｈ´〜１３Ｎ´が、熱交換部３０Ａの伝熱管１３Ｈ〜１３Ｎよりも低い位置に配置（下側にオフセットして配置）されているが、その逆に配置（上側にオフセットして配置）されていてもよい。

【0046】

ところで、図７（ｂ）に示すように、一方の熱交換部の伝熱管１３と他方の熱交換部の伝熱管１３をタンデム状に配置、換言すると一方の伝熱管１３の長手方向と他方の伝熱管１３の長手方向とが直線上に位置するように配置すると、流入した空気が、矢印Ａ１０で示すように、上流側の伝熱管１３の平面部１３ａを通過した後に下流側の伝熱管１３の平面部１３ａを通過する。また、流入した空気は、矢印Ａ１１で示すように、上流側の伝熱管１３の平面部１３ｂを通過した後に下流側の伝熱管１３の平面部１３ｂを通過する。このような配置の場合、一方の熱交換部の伝熱管１３と他方の熱交換部の伝熱管１３との間に空気が流れ難くなる空間が形成されるので、熱交換性能が低下する。

【0047】

そこで、図７（ａ）に示すように、熱交換部３０Ａ（一方の熱交換部）の伝熱管１３Ａ〜１３Ｎと熱交換部３０Ｂ（他方の熱交換部）の伝熱管１３Ａ´〜１３Ｎ´とを千鳥状に（互い違いに）配置することで、流入した空気が、矢印Ａ５で示すように、熱交換部３０Ａの図示上側の伝熱管１３の平面部１３ｂを通過した後に熱交換部３０Ｂの伝熱管１３の平面部１３ａを通過する。また、流入した空気は、矢印Ａ６で示すように、熱交換部３０Ａの図示下側の伝熱管１３の平面部１３ａを通過した後に熱交換部３０Ｂの伝熱管１３の平面部１３ｂを通過する。このように、熱交換部３０Ａの伝熱管１３と熱交換部３０Ｂの伝熱管１３との間に空気の流れが生じるので、熱交換性能が低下するのを抑制することができる。

【0048】

（第３実施形態）
図８は、第３実施形態における室外機の内部構造を示す側面図である。
図８に示すように、第３実施形態の空気調和機の室外機８Ｂは、伝熱管１３Ａ〜１３Ｇ（１３Ｈ〜１３Ｎ）を一定間隔で複数段とした室外熱交換器３（第１実施形態）に替えて、室外熱交換器４０としたものである。なお、室外熱交換器４０において、熱交換部４０Ａと熱交換部４０Ｂとは同様の構成であるので、以下では、熱交換部４０Ａのみについて説明する。

【0049】

ところで、プロペラファン６０が作る空気の流れは、プロペラファン６０に近いほど（周囲に対して中心軸Ｏに近くなればなるほど）速くなり、中心軸Ｏ付近に流れ易い分布が形成される。そこで、第３実施形態では、熱交換部４０Ａにおいて、プロペラファン６０の中心軸Ｏに近い側の隣り合う伝熱管１３同士の距離Ｌ１０（例えば、伝熱管１３Ａと伝熱管１３Ｂとの距離、伝熱管１３Ｂと伝熱管１３Ｃとの距離）を、中心軸Ｏから遠い側の伝熱管１３同士の距離Ｌ２０（例えば、伝熱管１３Ｃと伝熱管１３Ｄとの距離、伝熱管１３Ｄと伝熱管１３Ｅとの距離、伝熱管１３Ｅと伝熱管１３Ｆとの距離、伝熱管１３Ｆと伝熱管１３Ｇとの距離）よりも狭めたものである（Ｌ１０＜Ｌ２０）。

【0050】

これにより、第１実施形態の効果に加えて、中心軸Ｏ側の空気の流れが抑えられるので、その分中心軸Ｏから遠い側に空気が流れ易くなり、室外熱交換器３を通過する上下の風速分布がより均一化され、熱交換器性能が向上する。

【0051】

（第４実施形態）
図９は、第４実施形態における室外機の内部構造を示す側面図である。
図９に示すように、第４実施形態の空気調和機の室外機８Ｃは、伝熱管群１３Ｐ，１３Ｑ，１３Ｒ，１３Ｓの仮想水平面Ｓに対する傾斜角度を、中心軸Ｏから離れるほど大きくしている。なお、熱交換部５０Ａと熱交換部５０Ｂは、同様の構成であるので、以下では熱交換部５０Ａのみについて説明する。なお、伝熱管群１３Ｐ，１３Ｑ，１３Ｒ，１３Ｓの伝熱管１３の段数は、一例であって、本実施形態に限定されるものではない。

【0052】

伝熱管群１３Ｐは、３本の伝熱管１３で構成され、いずれの伝熱管１３も仮想水平面Ｓに対して傾斜角度β１に設定されている。伝熱管群１３Ｑは、３本の伝熱管１３で構成され、いずれの伝熱管１３も仮想水平面Ｓに対して傾斜角度β１よりも大きい傾斜角度β２に設定されている。伝熱管群１３Ｒは、４本の伝熱管１３で構成され、いずれの伝熱管１３も仮想水平面Ｓに対して傾斜角度β２よりも大きい傾斜角度β３に設定されている。伝熱管群１３Ｓは、いずれの伝熱管１３も仮想水平面Ｓに対して傾斜角度β３よりも大きい傾斜角度β４に設定されている（β１＜β２＜β３＜β４）。

【0053】

例えば、伝熱管群１３Ｐの傾斜角度β１を５°、伝熱管群１３Ｑの傾斜角度β２を１０°、伝熱管群１３Ｒの傾斜角度β３を１５°、伝熱管群１３Ｓの傾斜角度β４を２０°というように、伝熱管群１３Ｐ，１３Ｑ，１３Ｒ，１３Ｓの各伝熱管１３に対して同じ角度が適用される。

【0054】

このように、第４実施形態では、伝熱管群１３Ｐ，１３Ｑ，１３Ｒ，１３Ｓ毎に、仮想水平面Ｓに対する傾斜角度を、中心軸Ｏから離れるほど大きくしている。これにより、各高さ位置における空気の流入角度に伝熱管１３の傾斜角度β１，β２，β３，β４を近づけることができ、プロペラファン６０への空気の流れを整流でき、熱交換性能を向上できる。

【0055】

図１０は、第５実施形態における室外機の内部構造を示す側面図である。
図１０に示すように、第５実施形態の空気調和機の室外機８Ｄは、熱交換部６０Ａ，６０Ｂにおいて、伝熱管１３の傾斜角度γをひとつの角度に固定し、中心軸Ｏを通る仮想水平面Ｓに対して上下対称に構成したものである。傾斜角度γは、例えば、１５°に設定される。

【0056】

このように、第５実施形態では、伝熱管１３の傾斜角度γをひとつの角度に固定することで、第１実施形態の効果に加えて、室外熱交換器３を製造する際の作り勝手を向上できる（作り易くなる）。

【0057】

（第６実施形態）
図１１は、第６実施形態における室外機の内部構造を示す側面図である。
図１１に示すように、第６実施形態の空気調和機の室外機８Ｅは、上下に２分割された熱交換部７０Ａ，７０Ｂを備えるものである。熱交換部７０Ａは、側面視（縦断面視）において細長四角形状を呈する板状フィン１２の延在方向Ｓ１に沿って複数段に配置された伝熱管１３を備えている。伝熱管１３は、扁平形状であり、該伝熱管１３の長手方向が延在方向Ｓ１に対して直交するように配置されている。また、各伝熱管１３は、等間隔に配置されている。その他の熱交換部７０Ｂについても、熱交換部７０Ａと同一形状である。

【0058】

また、熱交換部７０Ａ，７０Ｂは、プロペラファン６０の中心軸Ｏを通る仮想水平面Ｓを基準に分割して配置され、当該熱交換部７０Ａ，７０Ｂが傾斜した状態で配置されることで、各伝熱管１３の長手方向の下流側が中心軸Ｏを向くように構成されている。また、仮想水平面Ｓの上下において、熱交換部７０Ａにおける伝熱管１３の傾斜角度と、熱交換部７０Ｂにおける伝熱管１３の傾斜角度は対称に構成されている。また、傾斜角度は、第１実施形態と同様に決めることができる。なお、空気調和機の室外機８Ｅとしての運転動作も第１実施形態と同様である。

【0059】

このように、第６実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られるとともに、熱交換部７０Ａ，７０Ｂを同様の構成にできるので、室外熱交換器７０の作り勝手を向上できる。また、室外熱交換器７０を製作後に傾斜角度の調整が可能となるため、より最適な角度にすることが可能になる。

【0060】

なお、第６実施形態では、仮想水平面Ｓを基準にして、熱交換部７０Ａ，７０Ｂとして２分割した場合を例に挙げて説明したが、プロペラファン６０の風速分布に応じて、プロペラファン６０の中心軸Ｏを通る仮想水平面Ｓを基準にして４分割としてもよく、それ以上の分割数にしてもよい。また、仮想水平面Ｓを基準にして上下の分割数を同じする構成に限定されるものではなく、上下で分割数を変えてもよい。

【0061】

図１２は、伝熱管の形状の変形例を示す縦断面図である。
図１２に示すように、伝熱管１３０は、１３ａ，１３ｂを有する扁平形状の伝熱管１３（図２参照）に替えて、扁平形状である翼形状としたものである。この伝熱管１３０は、例えば、前縁１３０ａから後縁１３０ｂに向けて、厚みが徐々に薄くなる形状である。このような形状であっても、伝熱管１３０の上面１３０ｃに付着した凝縮水の滞留を抑制できるとともに、プロペラファン６０への空気を整流できる。なお、図１２では、伝熱管１３０の断面形状を翼形状としたが、扁平形状であり、かつ、凝縮水の滞留を抑制できるものであれば、断面視扁平な楕円形状などであってもよい。

【0062】

なお、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変更することができる。例えば、第１実施形態ないし第６実施形態の複数を選択して適用してもよい。また、図１２に示す伝熱管１３０を第１実施形態ないし第６実施形態に適用してもよい。

【符号の説明】

【0063】

１ 圧縮機
２ 四方弁
３ 室外熱交換器（室外熱交換手段）
４ 冷暖房用の絞り装置（流量制御弁)
５ 室内熱交換器
６ 室外送風手段
７ 室内送風手段
８ 室外ユニット
９ 室内ユニット
１０、１１ 接続配管
１２ 板状フィン
１３，１３Ａ〜１３Ｎ，１３Ａ´〜１３Ｎ´，１３Ｐ〜１３Ｓ 伝熱管
１３ａ，１３ｂ 平面部
６０ プロペラファン
６１ ベルマウス
α１〜α７，β１〜β４ 傾斜角度
Ａ，Ａ１、Ａ２ 空気の流れ方向
Ｏ 中心軸
Ｓ 仮想水平面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】