特許 7164801 熱交換器

(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】

(24)【登録日】2022-10-25

(45)【発行日】2022-11-02

(54)【発明の名称】熱交換器

(51)【国際特許分類】

   F28F 1/16 20060101AFI20221026BHJP

   F28D 1/053 20060101ALI20221026BHJP

   F28F 3/12 20060101ALI20221026BHJP

【ＦＩ】

F28F1/16 Z

F28D1/053 Z

F28F3/12 Z

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2018036982

(22)【出願日】2018-03-01

(65)【公開番号】P2019152363

(43)【公開日】2019-09-12

【審査請求日】2021-01-05

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000002853

【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】新樹グローバル・アイピー特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】安東 透

(72)【発明者】

【氏名】中野 寛之

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 俊

【審査官】宮下 浩次

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２０２８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２３４８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１１２７３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５９－１５３４９３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２８Ｆ １／１６

Ｆ２８Ｄ １／０５３

Ｆ２８Ｆ ３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向（Ｄ１）に延びる伝熱流路部（３１）及び伝熱補助部（３２）が前記第１方向に対して傾斜又は直交する第２方向（Ｄ２）に並んで形成される伝熱ユニット（３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）を有し、前記伝熱ユニットが前記第１方向及び前記第２方向のいずれとも異なる第３方向（Ｄ３）に複数配置される熱交換器（１０）であって、
複数の前記伝熱ユニットの各々は、第１面、及び、前記第１面とは反対に位置する第２面を有し、
前記第１面には、前記第２方向における第１位置（Ｌ１）で膨出して前記伝熱流路部を形成する第１膨出部（３１ｐ，３１ｐａ，３１ｐｂ，３１ｐｃ）が設けられ、
前記第２面には、前記第１位置に形成される平面部（３１ｑ，３１ｑａ，３１ｑｂ，３１ｑｃ）又は前記第１膨出部より小さく膨出する第２膨出部が設けられ、
前記複数の伝熱ユニットは、第１伝熱ユニット（３０ａ）、前記第１伝熱ユニットに隣接する第２伝熱ユニット（３０ｂ）、及び、前記第１伝熱ユニットに隣接する第３伝熱ユニット（３０ｃ）を有し、
前記第１伝熱ユニット（３０ａ）と前記第２伝熱ユニット（３０ｂ）との前記第３方向（Ｄ３）における離間距離であって、前記第１伝熱ユニット（３０ａ）の前記第１面において前記第２伝熱ユニット（３０ｂ）の前記第１面に向かって前記第３方向（Ｄ３）に最も近接している部位と、前記第２伝熱ユニット（３０ｂ）の前記第１面において前記第１伝熱ユニット（３０ａ）の前記第１面に向かって前記第３方向（Ｄ３）に最も近接している部位とによって規定される離間距離は第１間隙であり、
前記第１伝熱ユニット（３０ａ）と前記第３伝熱ユニット（３０ｃ）との前記第３方向（Ｄ３）における離間距離であって、前記第１伝熱ユニット（３０ａ）の前記第２面において前記第３伝熱ユニット（３０ｃ）の前記第２面に向かって前記第３方向（Ｄ３）に最も近接している部位と、前記第３伝熱ユニット（３０ｃ）の前記第２面において前記第１伝熱ユニット（３０ａ）の前記第２面に向かって前記第３方向（Ｄ３）に最も近接している部位とによって規定される離間距離は第２間隙であり、
前記第１間隙と前記第２間隙は異なる、
熱交換器。

【請求項2】

前記第２間隙は、前記第１間隙よりも大きい、
請求項１に記載の熱交換器。

【請求項3】

複数の前記伝熱ユニットは、いずれも、前記平面部を有するとともに、前記第２膨出部を有しない、
請求項１又は請求項２に記載の熱交換器。

【請求項4】

隣接する伝熱ユニットにおける第１位置が前記第１方向視で重複しないように配置されている、
請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換器。

【請求項5】

前記伝熱流路部の前記第１方向視における断面形状が、半円形状、楕円形状、扁平形状、翼型の上半分形状、及び／又は翼型の下半分形状のいずれか一つ又は任意の組み合わせである、
請求項１から４のいずれか１項に記載の熱交換器。

【請求項6】

前記伝熱ユニットには、前記伝熱流路部が複数形成されている、
請求項１から５のいずれか１項に記載の熱交換器。

【請求項7】

前記伝熱ユニットには、前記第２方向に所定のピッチ（ＰＰ）で前記伝熱流路部が形成されている、
請求項６に記載の熱交換器。

【請求項8】

前記伝熱ユニットには、前記第１方向視で前記第２方向の端部に前記伝熱補助部の一つである第１伝熱補助部（３２ｇ）が形成されており、
前記第１伝熱補助部の前記第２方向における長さが、前記第２方向の所定のピッチ（ＰＰ）よりも長い、
請求項７に記載の熱交換器。

【請求項9】

前記伝熱ユニットには、前記第１方向視で前記第２方向の端部に前記伝熱補助部の一つである第１伝熱補助部が形成されており、
隣接する伝熱ユニットにおいて、第１伝熱補助部の前記第２方向における長さを異なるようにして、前記端部を千鳥状に配置している、
請求項１から８のいずれか１項に記載の熱交換器。

【請求項10】

前記伝熱ユニットは、前記第１方向視で直線状又は波形状に加工されている、
請求項１から９のいずれか１項に記載の熱交換器。

【請求項11】

前記第１方向視で、前記伝熱ユニットの前記第２方向の端部に断熱材（Ｉ）が塗布されている、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の熱交換器。

【請求項12】

前記伝熱ユニットに、前記第１方向に沿って上下から接続し、前記冷媒の流路の一部を形成する上側ヘッダ（２１）及び下側ヘッダ（２２）をさらに備える、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の熱交換器。

【請求項13】

請求項１から１２のいずれか１項に記載の熱交換器が搭載された空気調和装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

熱交換器に関する。

【背景技術】

【0002】

空気調和装置などに用いられる熱交換器の中には、伝熱フィンプレートが貼りあわされて形成された細径伝熱管ユニットを有するものがある（例えば、特許文献１（特開２００６－９０６３６号公報）等）。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

低い温度環境で熱交換器を蒸発器として使用した場合、内部の熱流束分布により、一部分に集中的に着霜が生じることがある。そして、着霜が集中した箇所で風路閉塞が生じ、熱交換器の性能が低下することがある。

【課題を解決するための手段】

【0004】

第１観点の熱交換器は、第１方向に延びる伝熱流路部及び伝熱補助部が第１方向に対して傾斜又は直交する第２方向に並んで形成される伝熱ユニットを有し、伝熱ユニットが第１方向及び第２方向のいずれとも異なる第３方向に複数配置されるものである。

【0005】

また、第１観点の熱交換器では、伝熱ユニットが、第２方向における第１位置で膨出して伝熱流路部を形成する第１膨出部と、第１膨出部が形成される向きとは反対向きで第１位置に形成される平面部又は第１膨出部より小さく膨出する第２膨出部と、を有する。

【0006】

ここで、少なくとも一の伝熱ユニットは、一方の側で隣接する伝熱ユニットとは、第１膨出部が形成される面と、隣接する伝熱ユニットの第１膨出部が形成される面とが対向する向きに配置される。また、その伝熱ユニットは、他方の側で隣接する他の伝熱ユニットとは、平面部又は第２膨出部と、他の伝熱ユニットの平面部又は第２膨出部とが対向する向きに配置される。このような構成により、使用環境によっては熱交換性能を高めることができる。

【0007】

第２観点の熱交換器は、第１観点の熱交換器であって、隣接する伝熱ユニットにおける第１位置が第１方向視で重複しないように配置されている。そのため、隣接する伝熱ユニット間の風路の流路断面積が増加する。

【0008】

第３観点の熱交換器は、第１観点又は第２観点の熱交換器であって、伝熱流路部の第１方向視における断面形状が、半円形状、楕円形状、扁平形状、翼型の上半分形状、及び／又は翼型の下半分形状のいずれか一つ又は任意の組み合わせである。このような熱交換器では、熱交換器に流入する風と流路部内の冷媒との熱交換を最適化することができる。

【0009】

第４観点の熱交換器は、第１観点から第３観点の熱交換器であって、伝熱ユニットには、伝熱流路部が複数形成されている。このような構成により、熱交換性能を高めることができる。

【0010】

第５観点の熱交換器は、第４観点の熱交換器であって、伝熱ユニットには、第２方向に所定のピッチで伝熱流路部が形成されている。このような構成により、風路内の熱流束分布の変動を抑えることができる。

【0011】

第６観点の熱交換器は、第５観点の熱交換器であって、伝熱ユニットには、第１方向視で第２方向の端部に伝熱補助部の一つである第１伝熱補助部が形成されている。また、第１伝熱補助部の第２方向における長さが、第２方向の所定のピッチよりも長いものとなっている。このような構成により、風路部での熱流束分布を均一化することができる。

【0012】

第７観点の熱交換器は、第１観点から第６観点の熱交換器であって、伝熱ユニットには、第１方向視で第２方向の端部に伝熱補助部の一つである第１伝熱補助部が形成されている。また、隣接する伝熱ユニットにおいて、第１伝熱補助部の第２方向における長さを異なるようにして、端部を千鳥状に配置している。このような構成より、着霜による風路閉塞を回避又は遅延させることができる。

【0013】

第８観点の熱交換器は、第１観点から第７観点の熱交換器であって、伝熱ユニットが、第１方向視で直線状又は波形状に加工されている。これにより、熱交換性能が最適な熱交換器を提供できる。

【0014】

第９観点の熱交換器は、第１観点から第８観点の熱交換器であって、第１方向視で、伝熱ユニットの第２方向の端部に断熱材が塗布されている。したがって、その端部における温度の低下を抑えることができる。

【0015】

第１０観点の熱交換器では、第１観点から第９観点の熱交換器であって、伝熱ユニットに、第１方向に沿って上下から接続し、冷媒の流路の一部を形成する上側ヘッダ及び下側ヘッダをさらに備える。このような構成により、結露水の排出が容易な熱交換器を実現できる。

【0016】

第１１観点の空気調和装置は、第１観点から第１０観点の熱交換器が搭載されたものである。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】一実施形態に係る熱交換器１０の概念を示す模式図である。

【図2】同実施形態に係る熱交換器１０の構成を示す模式図である。

【図3】同実施形態に係る第１ヘッダ２１の断面形状を示す図である。

【図4】同実施形態に係る第２ヘッダ２２の断面形状を示す図である。

【図5】同実施形態に係る伝熱ユニット３０の構成を示す模式図である。

【図6】同実施形態に係る伝熱ユニット３０の構成を説明するための模式図である。

【図7】同実施形態に係る伝熱ユニット群１５の構成を説明するための模式図である。

【図8】同実施形態に係る熱交換器１０の断面形状を示す模式図である。

【図9】同実施形態に係る伝熱ユニット群１５の構成を説明するための模式図である（図７の一部拡大図）。

【図10】同実施形態に係る熱交換器１０の冷媒流路を説明するための図である。

【図11】比較のための伝熱ユニット１５Ｘの構成を示す模式図である。

【図12】変形例Ｃに係る伝熱ユニット群１５の構成を説明するための模式図である。

【図13】変形例Ｃに係る伝熱ユニット群１５の構成を説明するための模式図である。

【図14】変形例Ｅに係る伝熱ユニット群１５の構成を説明するための模式図である。

【図15】変形例Ｅに係る伝熱ユニット群１５の構成を説明するための模式図である。

【図16】変形例Ｆに係る伝熱ユニット群１５の冷媒流路を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

（１）熱交換器の概要
熱交換器１０は、内部を流れる流体と外部を流れる空気との間で熱交換を行なうものである。具体的には、図１に概念を示すように、熱交換器１０には、冷媒が流入出するための第１配管４１及び第２配管４２が取り付けられる。また、熱交換器１０の近傍には、熱交換器１０に風を送るためのファン６が配置される。ファン６は熱交換器１０に向かう空気流を発生させ、その空気流が熱交換器１０を通過する際に、熱交換器１０と空気との間で熱交換が行なわれる。なお、熱交換器１０は、空気から熱を奪う蒸発器としても、空気に熱を放出する凝縮器（放熱器）としても機能し、空気調和装置等に搭載できるものである。

【0019】

（２）熱交換器の詳細
（２－１）全体構成
熱交換器１０は、図２に示すように、伝熱ユニット群１５、第１ヘッダ２１及び第２ヘッダ２２を有する。

【0020】

伝熱ユニット群１５は、複数の伝熱ユニット３０から構成される。また、伝熱ユニット群１５は、ファン６により生じる空気流の方向が各伝熱ユニット３０の間を通過するように配置される。各部材の配置についての詳細は後述する。

【0021】

（２－２）ヘッダ
第１ヘッダ２１は、図３に示すように、中空の部材で構成されており、ガス・液・気液二相の状態の冷媒が内部を流通可能に構成されている。そして、第１ヘッダ２１は、伝熱ユニット３０の上方で第１配管４１と伝熱ユニット３０とに接続する。また、第１ヘッダ２１の下面には、伝熱ユニット３０と接続するための接続面２１Ｓが形成される。接続面２１Ｓには、後述する伝熱流路部３１の端部３１ｅが挿入される連結孔が形成される。なお、図３は第３方向Ｄ３から見たときの第１ヘッダ２１の断面状態を示している。第３方向Ｄ３の定義については後述する。

【0022】

第２ヘッダ２２は、図４に示すように、第１ヘッダ２１と同様に中空の部材で構成されており、ガス・液・気液二相の状態の冷媒が内部を流通可能に構成されている。そして、第２ヘッダ２２は、伝熱ユニット３０の下方で第２配管４２と伝熱ユニット３０とに接続する。また、第２ヘッダ２２の上面には、伝熱ユニット３０と接続するための接続面２２Ｓが形成される。接続面２２Ｓには、後述する伝熱流路部３１の端部３１ｅが挿入される連結孔が形成される。なお、図４は第３方向Ｄ３から見たときの第２ヘッダ２２の断面状態を示している。第３方向Ｄ３の定義については後述する。

【0023】

（２－３）伝熱ユニット
（２－３－１）
伝熱ユニット３０は、図５に示すように、「第１方向Ｄ１」に延びる複数の伝熱流路部３１及び複数の伝熱補助部３２が、第１方向Ｄ１に対して傾斜又は直交する「第２方向Ｄ２」に並んで形成されるものである。ここでは、伝熱流路部３１は略半円筒形状であり、伝熱補助部３２は略平板形状である。また、伝熱流路部３１は、図６に示すように、第２方向Ｄ２に所定のピッチＰＰで並ぶように形成される。そして、このような伝熱ユニット３０が、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２のいずれとも異なる「第３方向Ｄ３」に複数配置されることで、図７に示すような伝熱ユニット群１５が形成される。ここでは、伝熱ユニット群１５は、少なくとも３以上の伝熱ユニット３０が積層状に配置される。

【0024】

なお、説明の便宜上、第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２、第３方向Ｄ３は互いに直交するものとする。ただし、これらの方向Ｄ１～Ｄ３は完全に直交するものでなくても、互いに傾斜するものであれば、本実施形態に係る熱交換器１０を実現することは可能である。

【0025】

伝熱ユニット３０は、第１ヘッダ２１及び第２ヘッダ２２の接続面２１Ｓ，２２Ｓで、第１ヘッダ２１及び第２ヘッダ２２に接続する。具体的には、伝熱ユニット３０の第１方向の端部は、図５に示すように、伝熱流路部３１の端部３１ｅが伝熱補助部３２の端部３２ｅから突出している。伝熱流路部３１の端部３１ｅは、第１ヘッダ２１及び第２ヘッダ２２の接続面２１Ｓ，２２Ｓに設けられた連結孔に挿入される。そして、この接続箇所がロウ付け等されることで、伝熱ユニット３０が第１ヘッダ２１及び第２ヘッダ２２の間に固定される（図８参照）。

【0026】

伝熱流路部３１は、第１ヘッダ２１及び第２ヘッダ２２の間の冷媒の移動を可能にするものである。具体的には、伝熱流路部３１の内部には略半円筒形状の通路が形成されており、この通路内を冷媒が移動する。なお、本実施形態に係る伝熱流路部３１は第１方向Ｄ１に沿って直線状に形成される。

【0027】

伝熱補助部３２は、隣接する伝熱流路部３１の内部を流れる冷媒と周囲の空気との間の熱交換を促進するものである。ここでは、伝熱補助部３２は、伝熱流路部３１と同様に第１方向Ｄ１に延びるように形成され、隣接する伝熱流路部３１に接するように配置される。伝熱補助部３２は、伝熱流路部３１と一体的に形成されるものでもよいし、別個に形成されるものでもよい。

【0028】

（２－３－２）
本実施形態に係る伝熱ユニット３０の具体的な形態について図９を用いて説明する。なお、図９は図７の一部拡大図である（図７の点線部に相当）。

【0029】

本実施形態に係る伝熱ユニット３０（３０ａ，３０ｂ，３０ｃを含む）は、図９に示すように、第２方向Ｄ２における第１位置Ｌ１（Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃを含む）で膨出して伝熱流路部３１を形成する第１膨出部３１ｐ（３１ｐａ，３１ｐｂ，３１ｐｃを含む）と、第１膨出部３１ｐが形成される向きとは反対向きで第１位置Ｌ１に形成される平面部３１ｑ（３１ｑａ，３１ｑｂ，３１ｑｃを含む）とを有する。なお、「第１位置」は伝熱ユニット毎に定義されており、伝熱ユニット３０ａの第１位置Ｌ１ａと、伝熱ユニット３０ｂ，３０ｃの第１位置Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃとは異なる位置を意味する。

【0030】

また、少なくとも一の伝熱ユニット３０ａが、一方の側で隣接する伝熱ユニット３０ｂとは、第１膨出部３１ｐａが形成される面と、隣接する伝熱ユニット３０ｂの第１膨出部３１ｐｂが形成される面とが対向する向きに配置される。また、その伝熱ユニット３０ａは、他方の側で隣接する他の伝熱ユニット３０ｃとは、平面部３１ｑａが形成される面と、他の伝熱ユニット３０ｃの平面部３１ｑｃが形成される面とが対向する向きに配置される。

【0031】

（２－４）冷媒流路
熱交換器１０が蒸発器として用いられるときには、ファン６により生じた空気流Ｗが図１０に示すように第２方向Ｄ２に沿って流れる。この状態で、熱交換器１０に、第２配管４２から液相の冷媒Ｆが流入する。続いて、冷媒Ｆは、第２配管４２から第２ヘッダ２２に流入する。そして、冷媒Ｆは、第２ヘッダ２２に接続された伝熱流路部３１を経由して下方から上方に向けて流れる。冷媒Ｆは、伝熱流路部３１を流れている間に空気流Ｗと熱交換を行う。これにより冷媒Ｆは蒸発して気相に変化する。そして、気相の冷媒Ｆが第１配管４１から流出する。

【0032】

熱交換器１０が凝縮器として用いられるときには、蒸発器のときとは逆向きに冷媒Ｆが流れる。すなわち、第１配管４１から気相の冷媒Ｆが流入し、第２配管４２から液相の冷媒Ｆが流出する。

【0033】

（３）熱交換器１０の製造方法
伝熱ユニット３０は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属材料から製造される。具体的には、まず、図５の断面形状に相当する型を用いて金属材料の押出成形が行なわれ、伝熱流路部３１及び伝熱補助部３２が一体的に形成される。続いて、伝熱補助部３２の一部を切除して切欠部３３が設けられる。例えば、切欠部３３は、伝熱補助部３２の複数箇所を打ち抜きによって切除することによって形成される。

【0034】

第１ヘッダ２１及び第２ヘッダ２２は、金属材料を管状に加工することによって製造される。第１ヘッダ２１及び第２ヘッダ２２には、伝熱流路部３１の端部３１ｅを挿入するための連結孔が設けられる。連結孔は例えばドリルによって形成される円形の貫通孔である。

【0035】

熱交換器１０の組み立ては、第１ヘッダ２１及び第２ヘッダ２２の連結孔に、伝熱ユニット３０の伝熱流路部３１の端部３１ｅが挿入される。これにより、伝熱補助部３２の端部３２ｅが第１ヘッダ２１及び第２ヘッダ２２の接続面２１Ｓ，２２Ｓに接触する状態になる。この接触箇所において、伝熱ユニット３０と第１ヘッダ２１及び第２ヘッダ２２がロウ付け等されて固定される。

【0036】

（４）特徴
（４－１）
以上説明したように、本実施形態に係る熱交換器１０は、第１方向Ｄ１に延びる伝熱流路部３１及び伝熱補助部３２が第１方向Ｄ１に対して傾斜又は直交する第２方向Ｄ２に並んで形成される伝熱ユニット３０を有する。ここで、伝熱ユニット３０は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２のいずれとも異なる第３方向Ｄ３に複数配置され、伝熱ユニット群１５を形成する。

【0037】

また、本実施形態に係る熱交換器１０では、伝熱ユニット３０（３０ａ，３０ｂ，３０ｃを含む）が、第２方向Ｄ２における第１位置Ｌ１（Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃを含む）で膨出して伝熱流路部３１を形成する第１膨出部３１ｐ（３１ｐａ，３１ｐｂ，３１ｐｃを含む）と、第１膨出部が形成される向きとは反対向きで第１位置Ｌ１に形成される平面部３１ｑ（３１ｑａ，３１ｑｂ，３１ｑｃを含む）とを有する。

【0038】

また、少なくとも一の伝熱ユニット３０ａが、一方の側で隣接する伝熱ユニット３０ｂとは、第１膨出部３１ｐａが形成される面と、隣接する伝熱ユニット３０ｂの第１膨出部３０ｐｂが形成される面とが対向する向きに配置される。また、その伝熱ユニット３０ａは、他方の側で隣接する他の伝熱ユニット３０ｃとは、平面部３１ｑａが形成される面と、他の伝熱ユニット３０ｃの平面部３１ｑｃが形成される面とが対向する向きに配置される。

【0039】

このような構成により、熱交換器１０が蒸発器として用いられた場合、平面部３１ｑａ，３１ｑｃ同士等が対向する風路において、空気流が素通りするので、着霜の発生量を抑制することができる。これにより、使用環境によっては熱交換性能を高めることができる。

【0040】

なお、第１膨出部３１ｐａ，３１ｐｂ同士が対向する風路では、空気流の縮流が発生し、その風路に着霜が集中的に発生し易くなる。しかし、そのような着霜が生じた場合であったとしても、使用環境によっては、図１１に示すような略同一の膨出部が伝熱ユニット１５Ｘの両面に形成される熱交換器に比して、熱交換器全体における熱交換性能を高めることができる。

【0041】

（４－２）
また、本実施形態に係る熱交換器１０は、図９に示すように、第１方向Ｄ１から見たときに、隣接する伝熱ユニット３０ａ，３０ｂにおける第１位置Ｌａ，Ｌｂが重複しないように配置されている。換言すると、隣接する伝熱ユニット３０ａ，３０ｂ間の風路で、第１膨出部３０ｐａ，３０ｐｂが千鳥状に配置されている。そのため、図１１に示すように膨出部同士が近接する構成に比して、隣接する伝熱ユニット３１ａ，３１ｂ間の風路の流路断面積を増加させることができる。したがって、熱交換器１０を低い温度環境（例えば摂氏７度以下）で蒸発器として用いたときに、着霜による風路閉塞をさらに抑制することができる。

【0042】

（４－３）
また、本実施形態に係る伝熱ユニット３０には、伝熱流路部３１が複数形成されている。このような構成により、熱交換性能を高めることができる。ただし、本実施形態に係る伝熱ユニット３０は、一組の伝熱流路部３１及び伝熱補助部３２から構成されるものであってもよい。

【0043】

（４－４）
また、本実施形態に係る伝熱ユニット３０には、第２方向Ｄ２に所定のピッチＰＰで伝熱流路部３１が形成されている（図６参照）。このような構成により、風路内の熱流束分布の変動を抑えることができる。結果として、熱交換器１０を低い温度環境（例えば摂氏７度以下）で蒸発器として用いたときに、着霜の局所的な発生を抑制できる。

【0044】

（４－５）
また、本実施形態に係る熱交換器１０は、第１方向Ｄ１に沿って上下から伝熱ユニット３０に接続し、冷媒流路の一部を形成する第１ヘッダ２１（上側ヘッダ）及び第２ヘッダ２２（下側ヘッダ）をさらに備える。このような構成により、伝熱ユニット３０の長手方向を鉛直方向に向けることができ、付着した水（結露水等）を容易に排出できる。また、組立性・加工性を高めることもできる。

【0045】

ただし、本実施形態に係る熱交換器１０は、第１ヘッダ２１及び第２ヘッダ２２を上下方向に代えて左右方向に設ける構成を排除するものではない。

【0046】

（４－６）
また、本実施形態に係る熱交換器１０は、各伝熱ユニット３０を、金属材料の押出成形によって単一の部材から形成することができる。また、打ち抜きにより複数の切欠部３３を一度に形成することができる。したがって、組立性・加工性の高い熱交換器１０を提供できる。

【0047】

（５）変形例
（５－１）変形例Ａ
本実施形態に係る熱交換器１０は、伝熱ユニット３０が、平面部３１ｑに代えて、第１膨出部３１ｐより小さく膨出する第２膨出部を有するものでもよい。この場合でも、上記と同様の議論が成立する。

【0048】

（５－２）変形例Ｂ
また、本実施形態に係る伝熱流路部３１は、上述したものに限られず、他の形態であってもよい。例えば、伝熱流路部３１を第１方向Ｄ１からみたときの断面形状が、半円形状、楕円形状、扁平形状、翼型の上半分形状、及び／又は翼型の下半分形状のいずれか一つ又は任意の組み合わせであってもよい。要するに、熱交換器１０は、熱交換性能を最適化する形状を採用することができる。

【0049】

（５－３）変形例Ｃ
また、本実施形態に係る熱交換器１０は、伝熱ユニット３０が、第１方向Ｄ１から見て、第２方向Ｄ２の端部に伝熱補助部３２ｇ（第１伝熱補助部）を有するものでもよい。ここでは、伝熱補助部３２ｇの第２方向Ｄ２における長さは、第２方向Ｄ２の所定のピッチＰＰよりも長くなるように形成される。換言すると、熱交換器１０は、図１２に示すように、第１方向Ｄ１からみたときに、伝熱ユニット３０における第２方向Ｄ２の端部に、他の伝熱補助部３２よりも長い伝熱補助部３２ｇ（第１伝熱補助部）が形成されるものでもよい。このような熱交換器１０では、最風上側の伝熱流路部３１ｇと隣接する伝熱補助部３２ｇとの間の距離が長いので、最風上側の伝熱流路部３１ｇから伝熱補助部３２ｇへの伝熱量を下げることができる。これにより、伝熱ユニット３０表面上の熱流束分布を均一化することができる。結果として、熱交換器１０を低い温度環境（例えば摂氏７度以下）で蒸発器として用いたときに、風路の入口部に着霜が局所的に発生するのを抑制又は回避することができる。

【0050】

さらに、本実施形態に係る熱交換器１０は、図１３に示すように、隣接する伝熱ユニット３０において、伝熱補助部３２ｇの第２方向Ｄ２における長さを異なるようにして、端部を千鳥状に配置するものでもよい。このような熱交換器では、風路の入口部に断面積の広い部分が形成される。したがって、熱交換器１０を低い温度環境（例えば摂氏７度以下）で蒸発器として用いたときに、風路の入口部における着霜を抑制又は回避することができる。

【0051】

（５－４）変形例Ｄ
また、本実施形態に係る熱交換器１０は、第１方向Ｄ１からみたときに、伝熱ユニット３０が直線状だけでなく波形状に加工されるものでもよい。伝熱ユニット３０が直線状の場合は風路抵抗を抑えることができる。一方、伝熱ユニット３０が波形状の場合は空気流と冷媒との熱交換量を増やすことができる。要するに、使用環境に応じて、熱交換性能が最適な熱交換器を提供できる。

【0052】

（５－５）変形例Ｅ
また、本実施形態に係る熱交換器１０は、第１方向Ｄ１からみたときに、伝熱ユニット３０の第２方向Ｄ２の風上側の端部に断熱材Ｉが塗布されるものであってもよい（図１４，１５参照）。これにより、当該端部における温度の低下を抑えることができる。結果として、熱交換器１０を低い温度環境（例えば摂氏７度以下）で蒸発器として用いたときに、着霜を抑制でき、風路閉塞を回避又は遅らせることができる。

【0053】

なお、図１４，１５に示す例では、伝熱ユニット３０の上記端部が伝熱補助部３２ｇである。さらに、この最風上側の伝熱補助部３２ｇ（第１伝熱補助部）は閉塞された形状である。ここで、「閉塞された形状」とは、穴や切込み等がない形状であり、フラットな形状のことをいう。これにより、除霜運転時の排水性をさらに高めることができる。

【0054】

補足すると、伝熱補助部３２ｇに穴や切り込み等が形成されていると、その穴や切り込み等に、霜が解けて生じた水が保水されることがある。そして、その場合には、保水した箇所が次の着霜の起点となることがある。これに対し、変形例Ｅに係る熱交換器１０では、伝熱補助部３２ｇが穴や切込み等がない形状であるので、除霜運転後に生じる着霜を抑制できる。

【0055】

（５－６）変形例Ｆ
また、本実施形態に係る熱交換器１０では、空気流Ｗが生じる第２方向Ｄ２に少なくとも１回は冷媒流路が折り返されるものでもよい。例えば、図１６に示すような冷媒流路を採るものであってもよい。なお、ここでは、第２ヘッダ２２の内部が風上側の風上第２ヘッダ２２Ｕと風下側の風下第２ヘッダ２２Ｌとに区分けれ、第２配管４２が風上第２ヘッダ２２Ｕに接続され、第１配管４１が風下第２ヘッダ２２Ｌに接続される。

【0056】

このような構成では、圧力損失に起因して、風上側の風上伝熱流路部３１（以下、風上伝熱流路部３１Ｕともいう）における冷媒温度が高くなる。そのため、熱交換器１０を蒸発器として用いたときに、風上伝熱流路部３１Ｕでの熱交換量が抑制される。これにより、伝熱ユニット群１５内での位置に応じた熱流束の変動を抑えることができる。結果として、熱交換器１０を低い温度環境（例えば摂氏７度以下）で蒸発器として用いたときに、局所的に着霜が生じることを回避することができ、熱交換性能の優れた熱交換器を提供することができる。

【0057】

また、このような構成では、第２配管４２から流入する冷媒Ｆの全てを一旦、風上側の伝熱流路部に流すので、風上側の伝熱流路部３１Ｕで冷媒が蒸発しきってしまう事態を回避できる。結果として、熱交換器１０の熱交換性能を最適化できる。

【0058】

（５－７）変形例Ｇ
本実施形態に係る熱交換器１０は、伝熱管とフィンとが一方向に並ぶベッセル型熱交換器（細径多管式熱交換器）への適用が可能であるが、これに限られるものではない。例えば、マイクロチャネル型熱交換器（扁平多穴管式熱交換器）への適用も可能である。

【0059】

＜他の実施形態＞
以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

【0060】

すなわち、本開示は、上記各実施形態そのままに限定されるものではない。本開示は、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。また、本開示は、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の開示を形成できるものである。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素は削除してもよいものである。さらに、異なる実施形態に構成要素を適宜組み合わせてもよいものである。

【符号の説明】

【0061】

１０ 熱交換器
２１ 第１ヘッダ（上側ヘッダ）
２２ 第２ヘッダ（下側ヘッダ）
３０ 伝熱ユニット
３０ａ 伝熱ユニット（一の伝熱ユニット）
３０ｂ 伝熱ユニット（一方の側で隣接する伝熱ユニット）
３０ｃ 伝熱ユニット（他方の側で隣接する伝熱ユニット）
３１ 伝熱流路部
３１ｐ 第１膨出部
３１ｑ 平面部
３２ 伝熱補助部
３２ｇ 第２方向端部の伝熱補助部（第１伝熱補助部）
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向
Ｄ３ 第３方向
Ｉ 断熱材
Ｌ１ 第１位置
Ｌ２ 第２位置

【先行技術文献】

【特許文献】

【0062】

【文献】特開２００６－９０６３６号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】