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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024087402
(43)【公開日】2024-07-01
(54)【発明の名称】熱交換器
(51)【国際特許分類】
F28F 1/32 20060101AFI20240624BHJP
F28F 13/18 20060101ALI20240624BHJP
F28D 1/04 20060101ALI20240624BHJP
【ＦＩ】
F28F1/32 Z
F28F1/32 H
F28F13/18 B
F28F13/18 Z
F28D1/04 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022202210
(22)【出願日】2022-12-19
(71)【出願人】
【識別番号】000004455
【氏名又は名称】株式会社レゾナック
(74)【代理人】
【識別番号】100104880
【弁理士】
【氏名又は名称】古部 次郎
(74)【代理人】
【識別番号】100125346
【弁理士】
【氏名又は名称】尾形 文雄
(74)【代理人】
【識別番号】100173598
【弁理士】
【氏名又は名称】高梨 桜子
(72)【発明者】
【氏名】原田 雄太
【テーマコード（参考）】
3L103
【Ｆターム（参考）】
3L103AA22
3L103BB44
3L103CC17
3L103CC18
3L103CC22
3L103DD03
3L103DD61
3L103DD70
3L103DD92
(57)【要約】
【課題】フィンに付着した水を除去しやすくすることができる熱交換器等を提供する。
【解決手段】熱交換器１は、親水処理が施され、上辺１０１、下辺１０２、側辺１０３、および側辺１０４を有する複数のフィン１０と、予め定められた間隔で配置された複数のフィン１０を貫通し、冷媒を流通させる１以上の冷媒パイプ２０と、フィン１０の下辺１０２の少なくとも一部に接触したヒーターパイプ３０と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】熱交換器１は、親水処理が施され、上辺１０１、下辺１０２、側辺１０３、および側辺１０４を有する複数のフィン１０と、予め定められた間隔で配置された複数のフィン１０を貫通し、冷媒を流通させる１以上の冷媒パイプ２０と、フィン１０の下辺１０２の少なくとも一部に接触したヒーターパイプ３０と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
親水処理が施され、上辺、下辺、および両側辺を有する複数のフィンと、
予め定められた間隔で配置された複数の前記フィンを貫通し、流体を流通させる１以上の管と、
前記フィンの下辺の少なくとも一部に接触した発熱体と、
を備える熱交換器。
予め定められた間隔で配置された複数の前記フィンを貫通し、流体を流通させる１以上の管と、
前記フィンの下辺の少なくとも一部に接触した発熱体と、
を備える熱交換器。
【請求項2】
前記フィンの下辺は、水平ではない辺であり、１以上の端部の少なくとも１つが前記発熱体に接触している、
請求項１に記載の熱交換器。
請求項１に記載の熱交換器。
【請求項3】
前記複数のフィンの下辺の水平に対する傾斜角が３乃至９度である、
請求項２に記載の熱交換器。
請求項２に記載の熱交換器。
【請求項4】
前記フィンの上辺および下辺の各々が、当該フィンの中心に向かう方向に屈折または屈曲している、
請求項１に記載の熱交換器。
請求項１に記載の熱交換器。
【請求項5】
前記複数のフィン、および当該複数のフィンを貫通している前記管が、予め定められた間隔で複数の段になるように上下方向に配置されており、当該複数のフィンの形状が当該段ごとに定められている、
請求項１に記載の熱交換器。
請求項１に記載の熱交換器。
【請求項6】
前記段ごとの前記複数のフィンの下辺の水平に対する傾斜角が、上段になるに従い小さくなっている、
請求項５に記載の熱交換器。
請求項５に記載の熱交換器。
【請求項7】
前記親水処理の接触角が３０度未満である、
請求項１に記載の熱交換器。
請求項１に記載の熱交換器。
【請求項8】
前記発熱体の発熱量が１５乃至３０Ｗ／ｍである、
請求項１に記載の熱交換器。
請求項１に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱交換器に関する。
【背景技術】
【0002】
長手方向に沿って連続した冷媒パイプと、その冷媒パイプに装着された複数のフィンとを備える熱交換器において、フィンに付着した水が集まり落下しやすくするために、フィンの形状を工夫する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】平９－１５９３１４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、フィンの形状を工夫するのみでは、フィンに付着した水が集まり難く、また、水が集まったとしても、相応の水滴の大きさにならなければ自然落下しないため、フィンに付着した水を十分に除去することができない。
本発明の目的は、フィンに付着した水を除去しやすくすることができる熱交換器等を提供することにある。
本発明の目的は、フィンに付着した水を除去しやすくすることができる熱交換器等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
かかる目的のもと完成させた本発明は、親水処理が施され、上辺、下辺、および両側辺を有する複数のフィンと、予め定められた間隔で配置された複数の前記フィンを貫通し、流体を流通させる１以上の管と、前記フィンの下辺の少なくとも一部に接触した発熱体と、を備える熱交換器である。
ここで、前記フィンの下辺は、水平ではない辺であり、１以上の端部の少なくとも１つが前記発熱体に接触していてもよい。
また、前記複数のフィンの下辺の水平に対する傾斜角が３乃至９度であってもよい。
また、前記フィンの上辺および下辺の各々が、当該フィンの中心に向かう方向に屈折または屈曲していてもよい。
また、前記複数のフィン、および当該複数のフィンを貫通している前記管が、予め定められた間隔で複数の段になるように上下方向に配置されており、当該複数のフィンの形状が当該段ごとに定められてもよい。
また、前記段ごとの前記複数のフィンの下辺の水平に対する傾斜角が、上段になるに従い小さくなっていてもよい。
また、前記親水処理の接触角が３０度未満であってもよい。
また、前記発熱体の発熱量が１５乃至３０Ｗ／ｍであってもよい。
ここで、前記フィンの下辺は、水平ではない辺であり、１以上の端部の少なくとも１つが前記発熱体に接触していてもよい。
また、前記複数のフィンの下辺の水平に対する傾斜角が３乃至９度であってもよい。
また、前記フィンの上辺および下辺の各々が、当該フィンの中心に向かう方向に屈折または屈曲していてもよい。
また、前記複数のフィン、および当該複数のフィンを貫通している前記管が、予め定められた間隔で複数の段になるように上下方向に配置されており、当該複数のフィンの形状が当該段ごとに定められてもよい。
また、前記段ごとの前記複数のフィンの下辺の水平に対する傾斜角が、上段になるに従い小さくなっていてもよい。
また、前記親水処理の接触角が３０度未満であってもよい。
また、前記発熱体の発熱量が１５乃至３０Ｗ／ｍであってもよい。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、フィンに付着した水を除去しやすくすることができる熱交換器等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】第１の実施の形態にかかる熱交換器の一部の外観構成の一例を示す斜視図である。
【図3】（Ａ）は、親水処理が施される前のフィンの一部に水が付着したときのイメージを示す拡大断面図である。（Ｂ）は、親水処理が施された後のフィンの一部に水が付着したときのイメージを示す拡大断面図である。
【図4】（Ａ）は、図１の熱交換器を構成するフィンの具体例を示す図である。（Ｂ）は、図１の熱交換器の一部を構成するフィンと、冷媒パイプと、ヒーターパイプとの位置関係を示す図である。（Ｃ）は、（Ｂ）における、フィンとヒーターパイプとが接触している部分を含む領域の拡大図である。
【図5】（Ａ）は、第２の実施の形態にかかる熱交換器を構成するフィンの具体例を示す図である。（Ｂ）は、第２の実施の形態にかかる熱交換器の一部を構成するフィンと、冷媒パイプと、ヒーターパイプとの位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜第１の実施の形態＞
［熱交換器］
図１は、第１の実施の形態にかかる熱交換器１の一部の外観構成の一例を示す斜視図である。
図１に示す熱交換器１は、例えば、冷蔵庫など空気を冷却する機器等に搭載される熱交換器である。熱交換器１が搭載された機器では、ファン等により取り込まれた空気が、熱交換器１を通過することで冷却され、冷却された空気が必要とする場所に送られる。
＜第１の実施の形態＞
［熱交換器］
図１は、第１の実施の形態にかかる熱交換器１の一部の外観構成の一例を示す斜視図である。
図１に示す熱交換器１は、例えば、冷蔵庫など空気を冷却する機器等に搭載される熱交換器である。熱交換器１が搭載された機器では、ファン等により取り込まれた空気が、熱交換器１を通過することで冷却され、冷却された空気が必要とする場所に送られる。
【0009】
熱交換器１は、複数のフィン１０と、複数のフィン１０を貫通して複数回屈曲することで複数の段を形成する管としての冷媒パイプ２０と、複数回屈曲しながら複数のフィン１０に接触している発熱体としてのヒーターパイプ３０とを備える。具体的には、図１に示すように、２本の冷媒パイプ２０と２本のヒーターパイプ３０との各々は、複数回屈曲することで、水平方向に延びる部分と、上下方向に延びる部分とをそれぞれ形成している。
【0010】
このうち、２本の冷媒パイプ２０により形成されている水平方向に延びる部分は、複数のフィン１０とともに８つの段Ｄ１乃至Ｄ８を形成している。また、２本のヒーターパイプ３０により形成されている水平方向に延びる部分は、段Ｄ１と段Ｄ２との間、段Ｄ４と段Ｄ５との間、段Ｄ５と段Ｄ６との間、および段Ｄ７と段Ｄ８との間に配置されている。２本のヒーターパイプ３０に形成されている水平方向に延びる部分のうち、段Ｄ１と段Ｄ２との間に配置されている部分は、段Ｄ１と段Ｄ２との各々に配置されている複数のフィン１０に接触している。また、段Ｄ４と段Ｄ５との間に配置されている部分は、段Ｄ４と段Ｄ５との各々に配置されている複数のフィン１０に接触している。
【0011】
また、２本のヒーターパイプ３０に形成されている水平方向に延びる部分のうち、段Ｄ５と段Ｄ６との間に配置されている部分は、段Ｄ５と段Ｄ６との各々に配置されている複数のフィン１０に接触している。また、段Ｄ７と段Ｄ８との間に配置されている部分は、段Ｄ７と段Ｄ８との各々に配置されている複数のフィン１０に接触している。なお、以下の説明において、図１の上下方向を単に「上下方向」と呼び、上下方向の上側を単に「上側」、上下方向の下側を単に「下側」と呼ぶ場合がある。また、図１の左右方向を単に「左右方向」と呼び、左右方向の左側を単に「左側」、左右方向の右側を単に「右側」と呼ぶ場合がある。
【0012】
フィン１０は、冷媒パイプ２０との間で行われる熱交換により冷却される薄板状の部材である。フィン１０は、周囲の空気との間で行われる熱交換により周囲の空気を冷却する。なお、フィン１０の具体的な構成については後述する。
冷媒パイプ２０は、内側にて流体である冷媒を流通させ、その冷媒との間で行われる熱交換により冷却される管である。冷媒パイプ２０は、フィン１０との間で行われる熱交換によりフィン１０を冷却する。なお、冷媒パイプ２０の具体的な構成については後述する。
冷媒パイプ２０は、内側にて流体である冷媒を流通させ、その冷媒との間で行われる熱交換により冷却される管である。冷媒パイプ２０は、フィン１０との間で行われる熱交換によりフィン１０を冷却する。なお、冷媒パイプ２０の具体的な構成については後述する。
【0013】
ヒーターパイプ３０は、結露によりフィン１０の表面に付着した水を熱により蒸発させる発熱体として機能する管である。また、ヒーターパイプ３０は、フィン１０に付着した霜を予め定められたタイミングで溶かす発熱体としても機能する。結露によりフィン１０の表面に付着した水を蒸発させるときのヒーターパイプ３０の発熱量は特に限定されないが、１５乃至３０Ｗ／ｍであることが好ましい。ヒーターパイプ３０の発熱量が小さ過ぎると、水を蒸発させる時間が長くなり、発熱量が大き過ぎると、必要以上に温度が上昇してしまい、熱交換器１の省エネ性が悪化する。これに対して、ヒーターパイプ３０の発熱量を１５乃至３０Ｗ／ｍとすることで、水を蒸発させる時間の短縮化と省エネ性とのバランスを図ることができる。なお、ヒーターパイプ３０の具体的な構成については後述する。
【0014】
熱交換器１は、上述のように、複数のフィン１０を貫通する２本の冷媒パイプ２０の屈曲により形成された段Ｄ１乃至Ｄ８で構成されている。段Ｄ１乃至Ｄ８の各々には、複数のフィン１０と、複数のフィン１０を貫通する２本の冷媒パイプ２０とが配置されている。複数のフィン１０は、段ごとに群を形成している。群を構成する個々のフィン１０は、冷媒パイプ２０を貫通させた面が上下方向に対し平行になるように、予め定められた間隔で整然と並べられている。
【0015】
１つの群において隣り合うフィン１０の間隔は特に限定されず、熱交換器１がおかれた環境や、熱交換器１の用途等に応じて決定される。このため、例えば、熱交換器１を構成する段ごとに周囲の空気の湿度が変わるような環境では、隣り合うフィン１０の間隔が段ごとに異なる場合がある。具体的には、図１に示すように、段Ｄ１乃至Ｄ６が狭く、段Ｄ７が広く、段Ｄ８がさらに広くなるように、隣り合うフィン１０の間隔が決定されている場合がある。
【0016】
図１に示す熱交換器１のフィン１０の間隔の構成は、例えば、周囲の空気の湿度が、段Ｄ１乃至Ｄ６よりも段Ｄ７の方が高く、段Ｄ７よりも段Ｄ８の方が高いような場合に採用され得る構成である。すなわち、周囲の空気の湿度が、段Ｄ１乃至Ｄ６よりも段Ｄ７の方が高い場合には、段Ｄ１乃至Ｄ６よりも段Ｄ７の方が、結露が生じて霜が付着しやすい。また、周囲の空気の湿度が、段Ｄ７よりも段Ｄ８の方が高い場合には、段Ｄ７よりも段Ｄ８の方が、結露が生じて霜が付着しやすい。霜が付着した場合、付着した霜の量や、隣り合うフィン１０の間隔によっては、隣り合うフィン１０の間に付着した水が霜になり、その結果として目詰まりを引き起こすことがある。これに対して、例えば、図１の段Ｄ８に示すように、隣り合うフィン１０の間隔を広げることで、隣り合うフィン１０の間に付着した霜による目詰まりの発生を抑制できる。
【0017】
図２は、図１の熱交換器１を構成する複数のフィン１０と２本の冷媒パイプ２０からなる段を複数段形成させる方法の具体例を示す図である。
熱交換器１を構成する複数のフィン１０と２本の冷媒パイプ２０からなる段を複数段形成させる場合には、図２に示すように、フィン１０と、冷媒パイプ２０とを用意する（ステップ１）。具体的には、複数のフィン１０と、２本の冷媒パイプ２０とを用意する。次に、２本の冷媒パイプ２０を並列に並べて、複数のフィン１０を貫通させる（ステップ２）。具体的には、予めフィン１０に設けられている２つの貫通孔１１の各々に、２本の冷媒パイプ２０の各々を通す。このとき、図２に示すように、熱交換器１を構成する段ごとにフィン１０の群が形成されるように配置する。段ごとに配置されたフィン１０の群は、群同士が上下方向に予め定められた間隔を置くように配置される。なお、「予め定められた間隔」は、２本の冷媒パイプ２０を屈曲させる部分の態様に応じて定められる。
熱交換器１を構成する複数のフィン１０と２本の冷媒パイプ２０からなる段を複数段形成させる場合には、図２に示すように、フィン１０と、冷媒パイプ２０とを用意する（ステップ１）。具体的には、複数のフィン１０と、２本の冷媒パイプ２０とを用意する。次に、２本の冷媒パイプ２０を並列に並べて、複数のフィン１０を貫通させる（ステップ２）。具体的には、予めフィン１０に設けられている２つの貫通孔１１の各々に、２本の冷媒パイプ２０の各々を通す。このとき、図２に示すように、熱交換器１を構成する段ごとにフィン１０の群が形成されるように配置する。段ごとに配置されたフィン１０の群は、群同士が上下方向に予め定められた間隔を置くように配置される。なお、「予め定められた間隔」は、２本の冷媒パイプ２０を屈曲させる部分の態様に応じて定められる。
【0018】
次に、フィン１０を貫通した状態の冷媒パイプ２０に治具５０を挿入し、２本の冷媒パイプ２０を拡管する（ステップ３）。これにより、冷媒パイプ２０が貫通した状態の貫通孔１１に形成された隙間が埋まり、２本の冷媒パイプ２０に複数のフィン１０が固定される。次に、複数のフィン１０が固定された状態の２本の冷媒パイプ２０を複数回屈曲させながら、各段を形成させる（ステップ４）。具体的には、フィン１０の群が固定されていない複数の部分について、いわゆる蛇行曲げを行う。これにより、フィン１０の上下方向の向きが各段で反転することになる。以上のような工程を経ることで、図１に示す熱交換器１を製造することができる。
【0019】
（フィンの構成）
図１に戻り、段Ｄ１乃至Ｄ８の各々に配置されたフィン１０は、上辺１０１、下辺１０２、側辺１０３、側辺１０４、面１０５、および面１０６を有する薄板状の部材である。フィン１０は、熱伝導性の良い金属で構成される。具体的には、フィン１０は、例えば、Ａ１１００等のアルミニウム合金のＡ１０００系、Ａ６０６３等のアルミニウム合金のＡ６０００系、ＡＤＣ１２等のアルミニウム合金ダイカスト、銅などの金属で構成される。
図１に戻り、段Ｄ１乃至Ｄ８の各々に配置されたフィン１０は、上辺１０１、下辺１０２、側辺１０３、側辺１０４、面１０５、および面１０６を有する薄板状の部材である。フィン１０は、熱伝導性の良い金属で構成される。具体的には、フィン１０は、例えば、Ａ１１００等のアルミニウム合金のＡ１０００系、Ａ６０６３等のアルミニウム合金のＡ６０００系、ＡＤＣ１２等のアルミニウム合金ダイカスト、銅などの金属で構成される。
【0020】
フィン１０は、冷媒パイプ２０に固定されており、冷媒パイプ２０との間の熱交換により冷却される。冷媒パイプ２０により冷却されたフィン１０は、周囲の空気との間の熱交換により周囲の空気を冷却する。熱交換器１が搭載された機器は、冷却運転と除霜運転とを行う。冷却運転は、フィン１０の周囲の空気を冷却するための運転であり、除霜運転は、フィン１０に付着した霜を除去したり、フィン１０に付着した水を蒸発させたりするための運転である。
【0021】
冷却運転時にフィン１０の周囲の空気が冷却され、空気中の水蒸気が凝縮すると、フィン１０の表面に結露が生じることがある。その後、冷却運転から除霜運転に切り替わると、冷凍サイクルが止まり、結露によりフィン１０に付着していた水が、重力により下辺１０２の両端部のいずれかに集まる。すると、下辺１０２の両端部のいずれかに集まった水が、ヒーターパイプ３０の熱により蒸発する。本実施の形態では、フィン１０に付着した水が下辺１０２の両端部のいずれかに集まりやすくするために、フィン１０の表面処理および形状について、以下のような工夫が施されている。
【0022】
（フィンの表面処理）
フィン１０には、付着した水が下辺１０２の両端部のいずれかに集まりやすくするための表面処理が施されている。具体的には、フィン１０の表面には、水がなじみやすくするための処理（以下、「親水処理」と呼ぶ。）が施されている。フィン１０の表面に親水処理が施されると親水性が高くなる。このため、フィン１０に水が付着すると、その水は薄く濡れ広がり、一体化が促進される。フィン１０の表面で一体化した水は、重力により下辺１０２の両端部のいずれかに集まりやすくなる。なお、親水処理の手法は特に限定されず、状況に合わせて、例えば、ベーマイト処理、親水性塗装、プラズマ処理などが用いられる。
フィン１０には、付着した水が下辺１０２の両端部のいずれかに集まりやすくするための表面処理が施されている。具体的には、フィン１０の表面には、水がなじみやすくするための処理（以下、「親水処理」と呼ぶ。）が施されている。フィン１０の表面に親水処理が施されると親水性が高くなる。このため、フィン１０に水が付着すると、その水は薄く濡れ広がり、一体化が促進される。フィン１０の表面で一体化した水は、重力により下辺１０２の両端部のいずれかに集まりやすくなる。なお、親水処理の手法は特に限定されず、状況に合わせて、例えば、ベーマイト処理、親水性塗装、プラズマ処理などが用いられる。
【0023】
親水処理は、フィン１０の表面のすべてに施してもよいし、一部にのみ施してもよい。すなわち、フィン１０の上辺１０１、下辺１０２、側辺１０３、側辺１０４、面１０５、および面１０６のすべてに親水処理を施してもよいし、このうち一部にのみ施してもよい。フィン１０の表面のうち一部にのみ親水処理を施す場合には、例えば、フィン１０の表面のうち、水が付着しやすい箇所と下辺１０２とを含む領域にのみ親水処理を施してもよい。親水処理を施す場所を一部に限定することでコストを抑えることができる。
【0024】
図３（Ａ）は、親水処理が施される前のフィン１０の一部に水１００が付着したときのイメージを示す拡大断面図である。図３（Ｂ）は、親水処理が施された後のフィン１０の一部に水１００が付着したときのイメージを示す拡大断面図である。なお、図３（Ａ）および（Ｂ）では、フィン１０の面１０５が上側を向き、面１０６が下側を向いているが、これは、親水処理の効果をイメージしやすくするためのものである。実際には、面１０５および１０６は、上述の図１に示すように、上下方向に対し平行になるように配置されるものとする。
【0025】
親水処理が施される前のフィン１０と、親水処理が施された後のフィン１０とを比較すると、フィン１０に付着した水１００の態様に違いが表れる。具体的には、図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、フィン１０に付着した水１００の大きさや形状に違いが表れる。
【0026】
親水処理が施される前のフィン１０の表面は、親水処理が施された後のフィン１０の表面よりも親水性が低くなる。このため、親水処理が施される前のフィン１０の面１０５に付着した水１００は、例えば、図３（Ａ）に示すように、小さな粒の状態でフィン１０の表面に存在する。
【0027】
これに対して、親水処理が施された後のフィン１０の表面は、親水処理が施される前のフィン１０の表面よりも親水性が高くなる。このため、親水処理が施された後のフィン１０の面１０５に付着した水１００は、例えば、図３（Ｂ）に示すように、薄く濡れ広がった状態でフィン１０の表面に存在する。
【0028】
ここで、図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、親水処理が施される前のフィン１０の面１０５に付着した水１００の接触角の大きさを示す値をθ１とし、親水処理が施された後のフィン１０の面１０５に付着した水１００の接触角の大きさを示す値をθ２とした場合について説明する。この場合、θ１の値とθ２の値とを比較すると、θ１＞θ２になる。θ２の値は特に限定されないが、３０度未満であることが好ましい。θ２の値が３０度未満になるようにフィン１０の表面に親水処理が施されると、フィン１０の面１０５に付着した水１００が濡れ広がりやすくなる。その結果、フィン１０の面１０５に付着した水１００の一体化が促進される。
【0029】
（フィンの形状）
図４（Ａ）は、図１の熱交換器１を構成するフィン１０の具体例を示す図である。
図４（Ｂ）は、図１の熱交換器１を構成するフィン１０と、冷媒パイプ２０と、ヒーターパイプ３０との位置関係を示す図である。
図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）における、フィン１０とヒーターパイプ３０とが接触している部分を含む領域Ｆ１の拡大図である。
図４（Ａ）は、図１の熱交換器１を構成するフィン１０の具体例を示す図である。
図４（Ｂ）は、図１の熱交換器１を構成するフィン１０と、冷媒パイプ２０と、ヒーターパイプ３０との位置関係を示す図である。
図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）における、フィン１０とヒーターパイプ３０とが接触している部分を含む領域Ｆ１の拡大図である。
【0030】
図４（Ａ）に示すように、フィン１０の中心部から右寄りの位置と、フィン１０の中心部から左寄りの位置には、２本の冷媒パイプ２０を通すための貫通孔１１が左右対称に２つ設けられている。フィン１０の上辺１０１および下辺１０２は、フィン１０の中心に向かう方向に上下対称かつ左右対称に屈折しており、水平に対し同じ傾斜角が設けられている。また、上辺１０１および下辺１０２の各々の両端部には、窪み１２が左右対称に設けられている。側辺１０３および１０４の形状は直線であり、側辺１０３と側辺１０４とは平行である。このため、フィン１０の形状は、全体として上下対称かつ左右対称になっている。
【0031】
フィン１０の下辺１０２の両端部に左右対称に設けられた窪み１２は、図４（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、ヒーターパイプ３０と接触する部分であり、ヒーターパイプ３０の形状に合わせて嵌合可能な形状になっている。このため、フィン１０の下辺１０２とヒーターパイプ３０とが接触している部分の面積は、窪み１２が設けられていない場合に比べて広くなる。その結果、フィン１０の下辺１０２に集められた水に対しヒーターパイプ３０の熱が伝わりやすくなるので、効率良く水を蒸発させることができる。
【0032】
図４（Ａ）に示すように、フィン１０の下辺１０２は、フィン１０の中心に向かう方向に左右対称に屈折した形状になっている。これにより、フィン１０に付着した水が下辺１０２の両端部のいずれかに集まりやすくなる。下辺１０２の傾斜角の大きさは特に限定されないが、下辺１０２の水平に対する傾斜角の大きさを示す値をθ３とした場合、θ３の値は、３乃至９度であることが好ましい。θ３の値が３度よりも小さいと、水がフィン１０の下辺１０２を伝わって流れ難くなるため、下辺１０２の両端部に集まり難くなる。また、θ３の値が９度よりも大きいと、その分フィン１０の面積が小さくなるため、冷却性能が落ちる。これに対して、フィン１０の下辺１０２の水平に対する傾斜角を３乃至９度とすることで、水の流れやすさと冷却性能とのバランスを図ることができる。
【0033】
上述のように、フィン１０の形状は、上下対称かつ左右対称の形状になっている。このため、フィン１０の上辺１０１も、下辺１０２と同様に、フィン１０の中心の方向に向かって同じ態様で屈折し、同じ態様の傾斜角が設けられている。このように、フィン１０の形状を上下対称かつ左右対称とすることで、以下のようなメリットを享受できる。
【0034】
すなわち、上述の図２に示すステップ２の工程では、フィン１０に２本の冷媒パイプ２０を貫通させるが、その際、フィン１０の上下方向や左右方向を考慮することなくフィン１０を配置することができる。また、図２に示すステップ４の工程では、フィン１０の上下方向の向きを段ごとに反転させるが、その際、異なる段のフィン１０が互いに干渉することなく、予め定められた間隔で上下方向に整然と複数の段を配置することができる。
【0035】
上述の図１に示すように、熱交換器１では、２本の冷媒パイプ２０に固定されたフィン１０が、２本の冷媒パイプ２０とともに段を形成している。そして、２本のヒーターパイプ３０が、フィン１０に接触するように配置されている。具体的には、図４（Ｂ）に示すように、段Ｄ４と段Ｄ５との間に配置されている２本のヒーターパイプ３０は、段Ｄ４に配置された複数のフィン１０の下辺１０２と、段Ｄ５に配置された複数のフィン１０の上辺１０１とに接触している。また、段Ｄ５と段Ｄ６との間に配置されている２本のヒーターパイプ３０は、段Ｄ５に配置された複数のフィン１０の下辺１０２と、段Ｄ６に配置された複数のフィン１０の上辺１０１とに接触している。これに対して、段Ｄ３と段Ｄ４との間、および段Ｄ６と段Ｄ７との間には、ヒーターパイプ３０が配置されていない。
【0036】
このような構成により、例えば、段Ｄ４に配置された複数のフィン１０に付着した水は、下辺１０２の両端部に集まり、段Ｄ４と段Ｄ５との間に配置されている２本のヒーターパイプ３０の熱により蒸発する。また、段Ｄ５に配置された複数のフィン１０に付着した水は、下辺１０２の両端部に集まり、段Ｄ５と段Ｄ６との間に配置されている２本のヒーターパイプ３０の熱により蒸発する。
【0037】
これに対して、例えば、段Ｄ３に配置された複数のフィン１０のように、下辺１０２が２本のヒーターパイプ３０に接触していないフィンに付着した水は、下辺１０２の両端部に集まり、水滴として落下する場合がある。この場合、落下した水滴は、段Ｄ３の下の段である段Ｄ４に配置されたフィン１０に付着する。段Ｄ４に配置されたフィン１０は、上述のように、下辺１０２が２本のヒーターパイプ３０に接触している。このため、段Ｄ４に配置されたフィン１０に付着した水は、下辺１０２の両端部に集まり、ヒーターパイプ３０の熱により蒸発する。
【0038】
以上まとめると、本発明が適用される熱交換器１は、次のような構成を取れば足り、各種各様な実施の形態を取ることができる。
すなわち、本発明が適用される熱交換器１は、親水処理が施され、上辺１０１、下辺１０２、および両側辺（側辺１０３および１０４）を有する複数のフィン１０と、予め定められた間隔で配置された複数のフィン１０を貫通し、流体（例えば、冷媒）を流通させる１以上の管（冷媒パイプ２０）と、フィン１０の下辺１０２の少なくとも一部に接触した発熱体（ヒーターパイプ３０）と、を備える。
すなわち、本発明が適用される熱交換器１は、親水処理が施され、上辺１０１、下辺１０２、および両側辺（側辺１０３および１０４）を有する複数のフィン１０と、予め定められた間隔で配置された複数のフィン１０を貫通し、流体（例えば、冷媒）を流通させる１以上の管（冷媒パイプ２０）と、フィン１０の下辺１０２の少なくとも一部に接触した発熱体（ヒーターパイプ３０）と、を備える。
【0039】
親水処理により水１００が一体化しやすいため、水１００がフィン１０の下辺１０２に集まりやすい。また、フィン１０の下辺１０２に集まった水１００は、発熱体によって効率良く蒸発する。これにより、フィン１０に付着した水１００を除去しやすくすることができる。
【0040】
ここで、フィン１０の下辺１０２は、水平ではない辺であり、１以上の端部の少なくとも１つが前記発熱体に接触していてもよい。
これにより、フィン１０の下辺１０２が水平でないため、発熱体に接触しているフィン１０の端部（下辺１０２の両端部）に水が集まるようにすることができる。また、フィン１０の端部に集まった水１００は、発熱体によってさらに効率良く蒸発する。
これにより、フィン１０の下辺１０２が水平でないため、発熱体に接触しているフィン１０の端部（下辺１０２の両端部）に水が集まるようにすることができる。また、フィン１０の端部に集まった水１００は、発熱体によってさらに効率良く蒸発する。
【0041】
また、複数のフィン１０の下辺１０２の水平に対する傾斜角が３乃至９度であってもよい。
フィン１０の下辺１０２の水平に対する傾斜角が小さ過ぎると、水１００がフィン１０の下辺１０２を流れ難くなり、フィン１０の下辺１０２の水平に対する傾斜角が大き過ぎると、その分フィン１０の面積が小さくなり冷却性能が落ちる。これに対して、フィン１０の下辺１０２の水平に対する傾斜角を３乃至９度とすることで、水１００の流れやすさと冷却性能とのバランスを図ることができる。
フィン１０の下辺１０２の水平に対する傾斜角が小さ過ぎると、水１００がフィン１０の下辺１０２を流れ難くなり、フィン１０の下辺１０２の水平に対する傾斜角が大き過ぎると、その分フィン１０の面積が小さくなり冷却性能が落ちる。これに対して、フィン１０の下辺１０２の水平に対する傾斜角を３乃至９度とすることで、水１００の流れやすさと冷却性能とのバランスを図ることができる。
【0042】
また、フィン１０の上辺１０１および下辺１０２の各々が、フィン１０の中心に向かう方向に屈折または屈曲していてもよい。
これにより、フィン１０の上下方向を考慮する必要がなくなる。また、フィン１０の上下方向の向きを段ごとに反転させたとしても、異なる段のフィン１０同士が互いに干渉することなく、予め定められた段の間隔で整然と並べることができる。
これにより、フィン１０の上下方向を考慮する必要がなくなる。また、フィン１０の上下方向の向きを段ごとに反転させたとしても、異なる段のフィン１０同士が互いに干渉することなく、予め定められた段の間隔で整然と並べることができる。
【0043】
また、親水処理の接触角が３０度未満であってもよい。
親水処理の接触角が大きいと（例えば、図３（Ａ）に示す接触角の大きさを示す値がθ１）、フィン１０に付着した水が広がり難くなる。これに対して、親水処理の接触角が３０度未満とすることで（例えば、図３（Ｂ）に示す接触角の大きさを示す値がθ２）、フィン１０に付着した水１００が広がりやすくなる。
親水処理の接触角が大きいと（例えば、図３（Ａ）に示す接触角の大きさを示す値がθ１）、フィン１０に付着した水が広がり難くなる。これに対して、親水処理の接触角が３０度未満とすることで（例えば、図３（Ｂ）に示す接触角の大きさを示す値がθ２）、フィン１０に付着した水１００が広がりやすくなる。
【0044】
また、発熱体（ヒーターパイプ３０）の発熱量が１５乃至３０Ｗ／ｍであってもよい。
発熱体の発熱量が小さ過ぎると、水１００を蒸発させる時間が長くなる。これに対して、発熱体の発熱量が大き過ぎると、温度が上昇し過ぎて省エネ性が悪化する。発熱体の発熱量を１５乃至３０Ｗ／ｍとすることで、水を蒸発させる時間の短縮化と省エネ性とのバランスを図ることができる。
発熱体の発熱量が小さ過ぎると、水１００を蒸発させる時間が長くなる。これに対して、発熱体の発熱量が大き過ぎると、温度が上昇し過ぎて省エネ性が悪化する。発熱体の発熱量を１５乃至３０Ｗ／ｍとすることで、水を蒸発させる時間の短縮化と省エネ性とのバランスを図ることができる。
【0045】
＜第２の実施の形態＞
図５（Ａ）は、第２の実施の形態にかかる熱交換器２を構成するフィン６０の具体例を示す図である。
図５（Ｂ）は、第２の実施の形態にかかる熱交換器２の一部を構成するフィン６０と、冷媒パイプ２０と、ヒーターパイプ３０との位置関係を示す図である。
図５（Ａ）は、第２の実施の形態にかかる熱交換器２を構成するフィン６０の具体例を示す図である。
図５（Ｂ）は、第２の実施の形態にかかる熱交換器２の一部を構成するフィン６０と、冷媒パイプ２０と、ヒーターパイプ３０との位置関係を示す図である。
【0046】
第２の実施の形態にかかる熱交換器２のうち、冷媒パイプ２０およびヒーターパイプ３０の構成は、上述の第１の実施の形態にかかる熱交換器１の構成と同様であり、説明を省略する。また、第２の実施の形態にかかる熱交換器２のうち、フィン６０の構成は、表面に施された親水処理、２本の冷媒パイプ２０を通すための貫通孔６１、および材質など、基本的には第１の実施の形態にかかる熱交換器１を構成するフィン１０と同様である。ただし、フィン１０とフィン６０とでは形状が異なる。
【0047】
すなわち、上述の第１の実施の形態にかかる熱交換器１を構成するフィン１０は、例えば、図４（Ａ）に示すように、上辺１０１、下辺１０２、側辺１０３、および側辺１０４を有する薄板状の部材であり、上辺１０１および下辺１０２がフィン１０の中心に向かう方向に、上下対称かつ左右対称に屈折している。これにより、フィン１０の形状は、上下対称かつ左右対称になっている。これに対して、第２の実施の形態にかかる熱交換器２を構成するフィン６０は、例えば、図５（Ａ）に示すように、水平方向に延びる直線を有する上辺６０１と、傾斜角が設けられた下辺６０２と、水平方向に対し直交する方向に延びる側辺６０３および６０４とを有する。
【0048】
図５（Ａ）に示すフィン６０の上辺６０１の両端には、窪み６２が左右均等に設けられており、下辺６０２の両端には、形状の異なる窪み６２がそれぞれ設けられている。また、下辺６０２には、付着した水が右側から左側に流れやすくするための傾斜角が設けられており、水平に対する傾斜角の大きさを示す値はθ６になっている。θ６の値は特に限定されないが、θ６の値が大きくなるに従い、フィン６０に付着した水が下辺６０２の左側の端部の窪み６２付近に集まりやすくなる。このような構成により、図５（Ａ）に示すフィン６０の全体の形状は、上下非対称かつ左右非対称の台形状になっている。
【0049】
ただし、第２の実施の形態にかかる熱交換器２を構成するフィン６０は、段ごとに異なる形状に設計される。このため、図５（Ａ）に示すフィン６０は一例に過ぎず、例えば、上辺６０１の端部や下辺６０２の端部に窪み６２が設けられていないフィン６０が段ごとに設計されてもよい。また、フィン６０の下辺６０２に設けられた傾斜角の大きさが段ごとに変化するように設計してもよい。例えば、熱交換器２がおかれた環境によっては、熱交換器２を構成する段が上段になるに従い周囲の空気の湿度が下がることがある。この場合、段が下段になるに従いフィン６０の表面に結露が生じやすくなり、付着する水の量が増えることがある。このため、段が下段になるに従いフィン６０の下辺６０２の傾斜角が大きくなるように設計してもよい。
【0050】
具体的には、熱交換器２を構成する複数の段のうち、段Ｄ４乃至Ｄ６の各々に配置された複数のフィン６０の下辺６０２の傾斜角の大きさを、図５（Ｂ）に示すように段ごとに変化させてもよい。すなわち、段Ｄ４乃至Ｄ６の各々に配置された複数のフィン６０の下辺６０２の水平に対する傾斜角の大きさを示す値をθ５乃至θ７の各々とした場合に、θ５＜θ６＜θ７になるように設計してもよい。なお、図５（Ｂ）の段Ｄ５に配置されているフィン６０は、図５（Ａ）に例示されたフィン６０と同一であり、下辺６０２の傾斜角の大きさを示す値がθ６になっている。
【0051】
このような構成にすることにより、段Ｄ４乃至Ｄ６の順で下辺６０２の水平に対する傾斜角の大きさが大きくなるので、複数のフィン６０に付着した水の下辺６０２の流れやすさも、段Ｄ４乃至Ｄ６の順で高くなる。このように、結露の発生頻度や発生量に合わせて、フィン６０の下辺６０２の傾斜角の大きさを段ごとに変えることができる。
【0052】
以上まとめると、本発明が適用される熱交換器２は、次のような構成を取れば足り、各種各様な実施の形態を取ることができる。
すなわち、本発明が適用される熱交換器２は、親水処理が施され、上辺６０１、下辺６０２、および両側辺（側辺６０３および６０４）を有する複数のフィン６０と、予め定められた間隔で配置された複数のフィン６０を貫通し、流体（例えば、冷媒）を流通させる１以上の管（冷媒パイプ２０）と、フィン６０の下辺６０２の少なくとも一部に接触した発熱体（ヒーターパイプ３０）と、を備える。
すなわち、本発明が適用される熱交換器２は、親水処理が施され、上辺６０１、下辺６０２、および両側辺（側辺６０３および６０４）を有する複数のフィン６０と、予め定められた間隔で配置された複数のフィン６０を貫通し、流体（例えば、冷媒）を流通させる１以上の管（冷媒パイプ２０）と、フィン６０の下辺６０２の少なくとも一部に接触した発熱体（ヒーターパイプ３０）と、を備える。
【0053】
親水処理により水１００が一体化しやすいため、水１００がフィン６０の下辺６０２に集まりやすい。また、フィン６０の下辺６０２に集まった水１００は、発熱体によって効率良く蒸発する。これにより、フィン６０に付着した水１００を除去しやすくすることができる。
【0054】
ここで、フィン６０の下辺６０２は、水平ではない辺であり、１以上の端部の少なくとも１つが前記発熱体に接触していてもよい。
これにより、フィン６０の下辺６０２が水平でないため、発熱体に接触しているフィン６０の端部（例えば、図５（Ａ）の下辺６０２の左側の端部）に水が集まるようにすることができる。また、フィン６０の端部に集まった水１００は、発熱体によってさらに効率良く蒸発する。
これにより、フィン６０の下辺６０２が水平でないため、発熱体に接触しているフィン６０の端部（例えば、図５（Ａ）の下辺６０２の左側の端部）に水が集まるようにすることができる。また、フィン６０の端部に集まった水１００は、発熱体によってさらに効率良く蒸発する。
【0055】
また、複数のフィン６０、および複数のフィン６０を貫通している管（冷媒パイプ２０）が、予め定められた間隔で複数の段になるように上下方向に配置されており、複数のフィン６０の形状が段ごとに定められていてもよい。
これにより、熱交換器２の段ごとの特性（例えば、湿度など）に合わせて、フィン６０の形状を段ごとに変えることができる。
これにより、熱交換器２の段ごとの特性（例えば、湿度など）に合わせて、フィン６０の形状を段ごとに変えることができる。
【0056】
また、段ごとの複数のフィン６０の下辺６０２の水平に対する傾斜角が、上段になるに従い小さくなっていてもよい。
これにより、熱交換器２の段が上段になるに従い湿度が低くなる場合など、結露の発生頻度や発生量に合わせて、フィン６０の下辺６０２の傾斜角を変えることができる。
これにより、熱交換器２の段が上段になるに従い湿度が低くなる場合など、結露の発生頻度や発生量に合わせて、フィン６０の下辺６０２の傾斜角を変えることができる。
【0057】
また、親水処理の接触角が３０度未満であってもよい。
親水処理の接触角が大きいと（例えば、図３（Ａ）に示す接触角の大きさを示す値がθ１）、フィン６０に付着した水が広がり難くなる。これに対して、親水処理の接触角が３０度未満とすることで（例えば、図３（Ｂ）に示す接触角の大きさを示す値がθ２）、フィン６０に付着した水１００が広がりやすくなる。
親水処理の接触角が大きいと（例えば、図３（Ａ）に示す接触角の大きさを示す値がθ１）、フィン６０に付着した水が広がり難くなる。これに対して、親水処理の接触角が３０度未満とすることで（例えば、図３（Ｂ）に示す接触角の大きさを示す値がθ２）、フィン６０に付着した水１００が広がりやすくなる。
【0058】
また、発熱体（ヒーターパイプ３０）の発熱量が１５乃至３０Ｗ／ｍであってもよい。
発熱体の発熱量が小さ過ぎると、水１００を蒸発させる時間が長くなる。これに対して、発熱体の発熱量が大き過ぎると、温度が上昇し過ぎて省エネ性が悪化する。発熱体の発熱量を１５乃至３０Ｗ／ｍとすることで、水を蒸発させる時間の短縮化と省エネ性とのバランスを図ることができる。
発熱体の発熱量が小さ過ぎると、水１００を蒸発させる時間が長くなる。これに対して、発熱体の発熱量が大き過ぎると、温度が上昇し過ぎて省エネ性が悪化する。発熱体の発熱量を１５乃至３０Ｗ／ｍとすることで、水を蒸発させる時間の短縮化と省エネ性とのバランスを図ることができる。
【0059】
＜他の実施の形態＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限るものではない。例えば、図１に示す熱交換器１の構成、図２に示す熱交換器１の製造方法、図４（Ａ）乃至（Ｃ）に示す熱交換器１のフィン１０、冷媒パイプ２０、およびヒーターパイプ３０の構成、ならびに図５（Ａ）および（Ｂ）に示す熱交換器２のフィン６０、冷媒パイプ２０、およびヒーターパイプ３０の構成は、いずれも本発明の目的を達成するための例示に過ぎず、特に限定されない。また、本発明による効果も、上述の実施の形態に記載されたものに限定されない。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限るものではない。例えば、図１に示す熱交換器１の構成、図２に示す熱交換器１の製造方法、図４（Ａ）乃至（Ｃ）に示す熱交換器１のフィン１０、冷媒パイプ２０、およびヒーターパイプ３０の構成、ならびに図５（Ａ）および（Ｂ）に示す熱交換器２のフィン６０、冷媒パイプ２０、およびヒーターパイプ３０の構成は、いずれも本発明の目的を達成するための例示に過ぎず、特に限定されない。また、本発明による効果も、上述の実施の形態に記載されたものに限定されない。
【0060】
また、図１に示す熱交換器１は、段Ｄ１乃至Ｄ８の８段で構成されているが、熱交換器１の段数は特に限定されず、ｎ段（ｎは１以上の整数値）で構成することができる。
【0061】
また、図１に示す熱交換器１の２本のヒーターパイプ３０は、一部の段に配置された複数のフィン１０の上辺１０１や下辺１０２に接触するように複数回屈曲し、いわゆる蛇行曲げによって４つの段を形成しているが、これに限定されない。例えば、段Ｄ１乃至Ｄ８の各々に配置された複数のフィン１０の下辺１０２に接触するように８つの段を形成してもよい。この場合、熱交換器１を構成するすべてのフィン１０の下辺１０２に２本のヒーターパイプ３０を接触させることができるので、より効率良く水を蒸発させることができる。
【0062】
また、上述のフィン１０の上辺１０１および下辺１０２の各々は、フィン１０の中心に向かう方向に屈折した形状であるが、これに限定されない。例えば、上辺１０１および下辺１０２の各々は、フィン１０の中心に向かう方向に屈曲した形状であってもよい。例えば、上辺１０１および下辺１０２の各々は、フィン１０の中心に向かう方向に弧を描くように湾曲した形状であってもよい。
【0063】
また、上述の実施の形態では、フィン１０（または、フィン６０）の下辺１０２（または、下辺６０２）に設けられた窪みと、ヒーターパイプ３０とが接触する構成となっているが、これに限定されない。フィン１０（または、フィン６０）の下辺１０２（または、下辺６０２）に設けられた窪みと、ヒーターパイプ３０とが近接している構成であってもよい。
【符号の説明】
【0064】
１、２…熱交換器、１０、６０…フィン、２０…冷媒パイプ、３０…ヒーターパイプ、１０１、６０１…上辺、１０２、６０２…下辺、１０５、１０６…面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
