特開 2024-132908 熱交換器およびそれを備えた空気調和装置

(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】P2024132908

(43)【公開日】2024-10-01

(54)【発明の名称】熱交換器およびそれを備えた空気調和装置

(51)【国際特許分類】

   F28F 9/22 20060101AFI20240920BHJP

   F28F 1/02 20060101ALI20240920BHJP

   F28D 1/053 20060101ALI20240920BHJP

   F25B 39/00 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

F28F9/22

F28F1/02 A

F28D1/053 A

F25B39/00 F

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024024484

(22)【出願日】2024-02-21

(62)【分割の表示】P 2023548223の分割

【原出願日】2023-03-15

(71)【出願人】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001461

【氏名又は名称】弁理士法人きさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】岸田 七海

(72)【発明者】

【氏名】尾中 洋次

(72)【発明者】

【氏名】足立 理人

【テーマコード（参考）】

3L065

3L103

【Ｆターム（参考）】

3L065DA14

3L103AA50

3L103BB42

3L103CC17

3L103CC18

3L103CC23

3L103DD08

3L103DD32

3L103DD42

3L103DD82

3L103DD85

(57)【要約】

【課題】ヘッダレスの熱交換器において空気の流路の設計の自由度を高める。
【解決手段】熱交換器は、第１方向に配列され、それぞれが第１方向と交差する第２方向に延伸した複数の扁平管を備えた熱交換器である。扁平管は、内部空間に流体が流通する伝熱流路が設けられた管壁を有し、管壁は、第１方向で向かい合う平板状の管側壁部を有し、管側壁部には貫通穴が形成されている。隣り合う扁平管は、管壁同士を接続し、且つ管壁の内部の伝熱流路同士を連通させる連結部を有し、連結部は、隣り合う扁平管の対向する管側壁部の少なくとも一方に形成された、貫通穴の周縁部から第１方向へ突出する連結突起部により構成されたものであって、貫通穴及び連結部は、扁平管の長手方向において両側の開口端よりも内側に形成されている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向に配列され、それぞれが前記第１方向と交差する第２方向に延伸した複数の扁平管を備えた熱交換器であって、
前記扁平管は、内部空間に流体が流通する伝熱流路が設けられた管壁を有し、
前記管壁は、前記第１方向で向かい合う平板状の管側壁部を有し、前記管側壁部には貫通穴が形成されており、
隣り合う前記扁平管は、前記管壁同士を接続し、且つ前記管壁の内部の前記伝熱流路同士を連通させる連結部を有し、
前記連結部は、隣り合う前記扁平管の対向する前記管側壁部の少なくとも一方に形成された、前記貫通穴の周縁部から前記第１方向へ突出する連結突起部により構成されたものであって、
前記貫通穴及び前記連結部は、前記扁平管の長手方向において両側の開口端よりも内側に形成されている
熱交換器。

【請求項2】

複数の前記扁平管の前記第２方向の少なくとも一端に配置され、複数の前記扁平管の前記伝熱流路の一端を覆う板状の管封止部を備え、
前記管封止部には、一定のピッチで前記扁平管の前記一端が固定されている
請求項１に記載の熱交換器。

【請求項3】

前記連結部は、隣り合う前記扁平管の対向する前記管側壁部の双方に形成された前記連結突起部により構成されたものである
請求項１に記載の熱交換器。

【請求項4】

隣り合う前記扁平管の対向する前記管側壁部の双方に形成された前記連結突起部は、前記第１方向において少なくとも一部が重なる
請求項３に記載の熱交換器。

【請求項5】

前記扁平管は、前記管壁の前記内部空間に配置され、前記第２方向に延伸し、前記内部空間を前記第１方向及び前記第２方向とそれぞれ直交する第３方向に分割する第１仕切りを有し、
前記第１仕切りの前記第２方向の少なくとも一端は、前記扁平管の前記長手方向である前記第２方向の両側の前記開口端よりも内側に位置する
請求項１に記載の熱交換器。

【請求項6】

複数の前記扁平管のうち少なくとも１組の隣り合う前記扁平管の前記管壁間に設けられ、前記連結部を介した前記伝熱流路間の前記流体の流れを遮断する第２仕切りを備える
請求項１に記載の熱交換器。

【請求項7】

隣り合う前記扁平管の対向する前記管側壁部の少なくとも一方には、前記管壁同士の距離を規制する位置規制突起部が設けられている
請求項１に記載の熱交換器。

【請求項8】

圧縮機と、請求項１～７のいずれか一項に記載の熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器と、が冷媒配管を介して接続され、前記流体が循環する冷媒回路を備えた
空気調和装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ヘッダレスの熱交換器およびそれを備えた空気調和装置に関する。

【背景技術】

【0002】

熱交換器において、複数の熱交換部材を積層して成り、冷媒等の第１流体と空気等の第２流体との熱交換を行う熱交換器がある。このような熱交換器において、ヘッダレスの熱交換器を開示したものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の熱交換器は、第１流体の流路として、略長方形状の熱交換部材の積層方向に複数設けられ、それぞれが熱交換部材の長手方向に延伸する伝熱流路と、熱交換部材の積層方向に延伸し、複数の伝熱流路を連通させるヘッダ流路と、を有する。特許文献１の熱交換器では、熱交換部材がプレートであり、プレートに設けた凹凸によって、プレートと、積層方向一方側の隣のプレートとの間には冷媒の伝熱流路が形成され、また、プレートと、積層方向他方側の隣のプレートとの間には空気の流路が形成される。また、プレートと、積層方向他方側の隣のプレートとが接合された部分に貫通穴を設けることで冷媒の伝熱流路同士が連通する構成となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１７６７９１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の熱交換器は、プレートを積層することで構成され、プレートに設けた凹凸によって冷媒の伝熱流路と空気の流路とが形成され、プレートの接合部分に設けた貫通穴によって冷媒のヘッダ流路が形成されているので、プレートの凹凸の大きさ（すなわち溝の深さ又は突起の高さ）によって、プレートのピッチ、及び、プレート積層方向における冷媒の伝熱流路と空気の流路との合計の幅が決まってしまう。なお、凹凸の大きさによってプレート積層方向における空気の流路の幅を変えることができるが、プレートに直接凹凸加工しているから凹凸の大きさの変更には制限があり、また、空気の流路の幅を広げようとすると冷媒の伝熱流路の幅が狭くなってしまう。このように、特許文献１の熱交換器は、空気の流路の設計の自由度が低いものとなっていた。

【0005】

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ヘッダレスの熱交換器において空気の流路の設計の自由度を高めることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る熱交換器は、第１方向に配列され、それぞれが前記第１方向と交差する第２方向に延伸した複数の扁平管を備えた熱交換器であって、前記扁平管は、内部空間に流体が流通する伝熱流路が設けられた管壁を有し、前記管壁は、前記第１方向で向かい合う平板状の管側壁部を有し、前記管側壁部には貫通穴が形成されており、隣り合う前記扁平管は、前記管壁同士を接続し、且つ前記管壁の内部の前記伝熱流路同士を連通させる連結部を有し、前記連結部は、隣り合う前記扁平管の対向する前記管側壁部の少なくとも一方に形成された、前記貫通穴の周縁部から前記第１方向へ突出する連結突起部により構成されたものであって、前記貫通穴及び前記連結部は、前記扁平管の長手方向において両側の開口端よりも内側に形成されている。

【0007】

また、本開示に係る空気調和装置は、圧縮機と、上記の熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器と、が冷媒配管を介して接続され、流体が循環する冷媒回路を備えたものである。

【発明の効果】

【0008】

本開示に係る熱交換器およびそれを備えた空気調和装置では、扁平管の管壁内に流体の伝熱流路が設けられ、隣り合う扁平管は、管壁同士を接続し且つ伝熱流路同士を連通させる連結部を有し、連結部は、管側壁部の貫通穴の周縁部から第１方向へ突出するものであって、貫通穴及び連結部は、扁平管の長手方向において両側の開口端よりも内側に形成されている。したがって、連結部の長さの変更により、連結部の外側の空気の流路の第１方向の幅を変更できるので、流体の伝熱流路の第１方向の幅を狭めることなく空気の流路の第１方向の幅を広げることができる。よって、ヘッダレスの熱交換器において空気の流路の設計の自由度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１に係る熱交換器の概略構成を示す斜視図である。

【図2】図１の熱交換器を搭載した空気調和装置の冷媒回路図である。

【図3】図１の熱交換器の扁平管の構成を示す斜視図である。

【図4】図１の熱交換器の縦断面図である。

【図5】図４の楕円で囲った部分のＡ－Ａ断面を示す部分断面図である。

【図6】実施の形態２に係る熱交換器の概略構成を示す斜視図である。

【図7】図６の熱交換器の縦断面図である。

【図8】図７の四角で囲った連結部の一構成例を示す図である。

【図9】実施の形態３に係る熱交換器の構成を示す斜視図である。

【図10】実施の形態４に係る熱交換器の概略構成を示す斜視図である。

【図11】図１０の熱交換器の縦断面図である。

【図12】図１０の熱交換器の平面Ｂにおける断面を上側から視た横断面図である。

【図13】図１０の熱交換器の平面Ｃにおける断面を上側から視た横断面図である。

【図14】実施の形態５に係る熱交換器の概略構成を示す斜視図である。

【図15】実施の形態６に係る熱交換器の扁平管の位置規制部の構成を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施の形態１に係る熱交換器について図面等を参照しながら説明する。なお、図１を含む以下の図面では、各構成部材の相対的な寸法の関係及び形状等が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。また、理解を容易にするために方向を表す用語（例えば「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」など）を適宜用いるが、それらの表記は、説明の便宜上、そのように記載しているだけであって、装置あるいは部品の配置及び向きを限定するものではない。明細書中において、各構成部材同士の位置関係、各構成部材の延伸方向、及び各構成部材の配列方向は、原則として、熱交換器が使用可能な状態に設置されたときのものである。

【0011】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る熱交換器の概略構成を示す斜視図である。図１に示されるように、熱交換器１０１は、第１方向Ｄ１に配列され互いに連結された複数の扁平管１０を有する。扁平管１０は、管軸Ａｘが延びる方向（以下、管軸方向ともいう）に延伸し、管軸Ａｘと垂直な断面において一方向に長い扁平形状を呈する。以下では、複数の扁平管１０が配列する第１方向Ｄ１を積層方向といい、扁平管１０の管軸方向を第２方向Ｄ２あるいは扁平管１０の長手方向といい、扁平管１０の断面の長手方向を第３方向Ｄ３あるいは扁平管１０の短手方向という場合がある。また、以下では、図１に示されるように、熱交換器１０１は、扁平管１０の積層方向（第１方向Ｄ１）が左右方向となるように設置されているものと定義する。そして、各扁平管１０は、その管軸Ａｘが、積層方向（第１方向Ｄ１）と直交する上下方向となり、その短手方向（第３方向Ｄ３）が、管軸方向及び積層方向と直交する前後方向となるように配置されているものと定義する。

【0012】

なお、熱交換器１０１の配置、あるいは、熱交換器１０１における扁平管１０の積層方向（第１方向Ｄ１）と各扁平管１０の管軸方向（第２方向Ｄ２）との角度は、上記の場合に限定されない。例えば、各扁平管１０の管軸方向が上下方向に対して傾斜した方向となるように、熱交換器１０１が傾いて配置されてもよい。あるいは、扁平管１０の積層方向（第１方向Ｄ１）が左右方向となるように熱交換器１０１が設置された場合において各扁平管１０の管軸方向が上下方向に対して傾斜した方向となるように、熱交換器１０１を構成してもよい。

【0013】

積層方向（第１方向Ｄ１）において隣り合う扁平管１０の管壁１１間には、空気の流路Ｐ２である隙間が形成されており、熱交換器１０１において各隙間には、扁平管１０の短手方向（第３方向Ｄ３）に沿って空気が流通する。

【0014】

複数の扁平管１０のうち積層方向の一端に配置された扁平管１０には、熱交換器１０１における流体（例えば冷媒等）の出入口となる第１配管ａ及び第２配管ｂが設けられている。ここで、扁平管１０内に流通する流体は、冷媒でもよいし、水又はブライン等でもよい。熱交換器１０１において第１配管ａと第２配管ｂとの間には、流体の流路が設けられている。流体の流路は、複数の扁平管１０内に設けられている。熱交換器１０１は、空気と流体との熱交換を行うものである。以下では、複数の扁平管１０内を流通する流体が冷媒であるものと定義して説明する。

【0015】

隣り合う扁平管１０は、互いの管壁１１を連結するための連結部１９を有する。各扁平管１０は、管壁１１と、管壁１１から外側の第１方向Ｄ１に延びた、連結部１９を構成する連結突起部１９ａ、１９ｂ（後述の図３参照）とを有する。扁平管１０は、その長手方向（第２方向Ｄ２）にわたり、すなわち管壁１１の上端から下端まで、冷媒が流通する内部空間が保たれた管構造を有する。扁平管１０の詳しい構造については後述する。

【0016】

扁平管１０の長手方向（第２方向Ｄ２）両側の端部は封止されている。具体的には、熱交換器１０１は、扁平管１０の長手方向（第２方向Ｄ２）両側の各開口端１ｅを閉塞する管封止部２０を備える。図１の例では、管封止部２０は、扁平管の上側及び下側の２箇所に、扁平管１０毎に設けられる。管封止部２０は、扁平管１０の開口端１ｅにロウ付け又は接着剤等の接合手段により接合されている。

【0017】

図２は、図１の熱交換器１０１を搭載した空気調和装置１００の冷媒回路図である。図２に示されるように、熱交換器１０１は、空気調和装置１００において冷媒が循環する冷媒回路１００ｃの一部を構成する。

【0018】

空気調和装置１００は、圧縮機１０２、熱交換器１０１、膨張弁１０５、室内熱交換器１０４及び四方弁１０３を有している。図２では、圧縮機１０２、熱交換器１０１、膨張弁１０５及び四方弁１０３が室外機ユニット１００Ａに設けられ、室内熱交換器１０４が室内機ユニット１００Ｂに設けられている。熱交換器１０１の冷媒の出入口となる第１配管ａ及び第２配管ｂ（図１参照）は、冷媒回路１００ｃの四方弁１０３及び膨張弁１０５に接続される。

【0019】

圧縮機１０２、熱交換器１０１、膨張弁１０５、室内熱交換器１０４及び四方弁１０３は、冷媒配管を介して互いに接続されることにより、冷媒が循環可能な冷媒回路１００ｃを構成している。空気調和装置１００では、圧縮機１０２が動作することにより、圧縮機１０２、熱交換器１０１、膨張弁１０５及び室内熱交換器１０４を冷媒が相変化しながら循環する冷凍サイクルが行われる。

【0020】

室外機ユニット１００Ａには、熱交換器１０１に室外の空気を強制的に通過させる室外ファン１０７が設けられている。熱交換器１０１は、室外ファン１０７の動作によって生じた室外の空気の気流と冷媒との間で熱交換を行う。室内機ユニット１００Ｂには、室内熱交換器１０４に室内の空気を強制的に通過させる室内ファン１０６が設けられている。室内熱交換器１０４は、室内ファン１０６の動作によって生じた室内の空気の気流と冷媒との間で熱交換を行う。

【0021】

空気調和装置１００の運転は、冷房運転と暖房運転との間で切り替えることができる。図２では、冷房運転時の冷媒の流れの方向を破線矢印で示し、暖房運転時の冷媒の流れの方向を実線矢印で示している。四方弁１０３は、空気調和装置１００の冷房運転及び暖房運転の切り替えに応じて冷媒流路を切り替える電磁弁である。四方弁１０３は、冷房運転時に、圧縮機１０２からの冷媒を熱交換器１０１へ導くとともに室内熱交換器１０４からの冷媒を圧縮機１０２へ導き、暖房運転時に、圧縮機１０２からの冷媒を室内熱交換器１０４へ導くとともに熱交換器１０１からの冷媒を圧縮機１０２へ導く。

【0022】

空気調和装置１００の冷房運転時には、圧縮機１０２で圧縮された冷媒が熱交換器１０１へ送られる。熱交換器１０１では、冷媒が室外の空気へ熱を放出して凝縮される。この後、冷媒は、膨張弁１０５へ送られ、膨張弁１０５で減圧された後、室内熱交換器１０４へ送られる。この後、冷媒は、室内熱交換器１０４で室内の空気から熱を取り込んで蒸発した後、圧縮機１０２へ戻る。したがって、空気調和装置１００の冷房運転時には、熱交換器１０１が凝縮器として機能し、室内熱交換器１０４が蒸発器として機能する。

【0023】

空気調和装置１００の暖房運転時には、圧縮機１０２で圧縮された冷媒が室内熱交換器１０４へ送られる。室内熱交換器１０４では、冷媒が室内の空気へ熱を放出して凝縮される。この後、冷媒は、膨張弁１０５へ送られ、膨張弁１０５で減圧された後、熱交換器１０１へ送られる。この後、冷媒は、熱交換器１０１で室外の空気から熱を取り込んで蒸発した後、圧縮機１０２へ戻る。したがって、空気調和装置１００の暖房運転時には、熱交換器１０１が蒸発器として機能し、室内熱交換器１０４が凝縮器として機能する。

【0024】

図３は、図１の熱交換器１０１の扁平管１０の構成を示す斜視図である。図４は、図１の熱交換器１０１の縦断面図である。図５は、図４の楕円で囲った部分のＡ－Ａ断面を示す部分断面図である。以下、図１～図５を用いて、熱交換器１０１の冷媒の流路及び扁平管１０の構造について詳しく説明する。図１、図４及び図５では、熱交換器１０１が凝縮器として用いられる場合における、冷媒の流れの方向を実線の白抜き矢印で示している。また、図５では、空気の流れの方向を破線の白抜き矢印で示している。

【0025】

図３～図５に示されるように、管壁１１は、第１方向Ｄ１で向かい合う略平板状の管側壁部１０ａ及び１０ｂと、管側壁部１０ａ及び１０ｂの第３方向Ｄ３両側の各端部において管側壁部１０ａと管側壁部１０ｂとを接続する曲面状の接続壁部１０ｃ及び１０ｄと、を有する。管側壁部１０ａ及び管側壁部１０ｂはそれぞれ、扁平管１０の長手方向（第２方向Ｄ２）に長辺が延び、扁平管１０の短手方向（第３方向Ｄ３）に短辺が延びた長方形状を有する。管側壁部１０ａ及び１０ｂはそれぞれ平板状であるが、本願でいう「平板状」は完全に平面で構成された面でなくてもよく、全体として平面的に広がって見える構造であれば良い。例えば、平面的に広がる領域の一部に窪み、突起、波形が形成されていてもよい。図４では、管壁１１の左側の壁部が管側壁部１０ａであり、管壁１１の右側の壁部が管側壁部１０ｂである。図４に示されるように、左側の管側壁部１０ａには、第１方向Ｄ１に貫通する貫通穴ｈ１ａが形成され、右側の管側壁部１０ｂには、第１方向Ｄ１に貫通する貫通穴ｈ１ｂが形成されている。

【0026】

隣り合う扁平管１０の連結部１９は、第１方向Ｄ１に貫通する中空部Ｓｇが形成された筒形状を有する。連結部１９は、隣り合う扁平管１０において対向する管側壁部１０ａ及び１０ｂのうち少なくとも一方の管側壁部１０ａ又は１０ｂにおける貫通穴ｈ１ａ又はｈ１ｂの周縁部から、対向する管側壁部１０ｂ又は１０ａの側へ延びた連結突起部１９ａ又は１９ｂで構成される。図４では、連結部１９は、隣り合う扁平管１０において対向する管側壁部１０ａ及び１０ｂの双方の管側壁部に形成された円筒形状の連結突起部１９ａ及び１９ｂで構成されている。このような貫通穴ｈ１ａ、ｈ１ｂと連結突起部１９ａ、１９ｂとは、たとえば扁平管１０の平板部分に穴をあけ、その周縁の平板部分を筒状に立ち上げるように変形するバーリング加工によって形成することができる。

【0027】

図４に示されるように、連結部１９は、管側壁部１０ａ及び１０ｂに設けられた貫通穴ｈ１ａと貫通穴ｈ１ｂとを中空部Ｓｇによって接続することで隣り合う管壁１１の内部空間同士を連通させる。また、連結部１９は、その内側の中空部Ｓｇと、連結部１９の外側の空間である空気の流路Ｐ２とを区画する機能を有する。

【0028】

図４に示されるように、貫通穴ｈ１ａ、貫通穴ｈ１ｂ及び連結部１９は、扁平管１０の長手方向（第２方向Ｄ２）において両側の開口端１ｅよりも内側に形成される。具体的には、図１のように配置された熱交換器１０１では、各扁平管１０の貫通穴ｈ１ａ、貫通穴ｈ１ｂ、連結突起部１９ａ及び連結突起部１９ｂは、扁平管１０の上側の開口端１ｅよりも下側且つ扁平管１０の下側の開口端１ｅよりも上側に形成されている。

【0029】

このような扁平管１０は、例えば、扁平管１０の元になる部材に予め貫通穴ｈ１ａ及びｈ１ｂと連結突起部１９ａ及び１９ｂとを形成しておき、その部材をロールフォーミングにより成形することで製造することができる。また、連結突起部１９ａ及び１９ｂは、扁平管１０の元になる部材において貫通穴ｈ１ａ及びｈ１ｂを形成する際に穴周縁部を起こすことで形成するようにしてもよい。扁平管１０には、例えば、アルミニウム、銅又は真鍮等の高い熱伝導性を有する金属材料が用いられる。

【0030】

熱交換器１０１における冷媒の流路は、各扁平管１０の管壁１１内に設けられ、扁平管１０の長手方向（第２方向Ｄ２）に延伸する伝熱流路Ｐ１ａと、複数の扁平管１０の積層方向（第１方向Ｄ１）に延伸し、複数の扁平管１０の伝熱流路Ｐ１ａを連通させるヘッダ流路Ｐ１ｂと、を有する。第１方向Ｄ１に延伸するヘッダ流路Ｐ１ｂの一端は、第１配管ａ（図１参照）に接続されている。

【0031】

上述した貫通穴ｈ１ａ、貫通穴ｈ１ｂ及び連結部１９の中空部Ｓｇ等は、ヘッダ流路Ｐ１ｂを構成するものであり、中空部Ｓｇには冷媒が流通する。熱交換器１０１において、連結部１９は扁平管１０の一部で構成され、そして、ヘッダ流路Ｐ１ｂのうち扁平管１０の管壁１１間に配置される部分は、連結部１９の内側の中空部Ｓｇである。したがって、熱交換器１０１では、熱交換部材である扁平管１０にヘッダ流路Ｐ１ｂが形成されるので、複数の扁平管１０の他にヘッダ管を備える必要が無く、ヘッダレスの構成となっている。

【0032】

図５の例では、各扁平管１０の内部に、扁平管１０の長手方向（第２方向Ｄ２、上下方向）に延伸し、扁平管１０の管壁１１の内部空間を扁平管１０の短手方向（第３方向Ｄ３、前後方向）に分割する第１仕切り３０が設けられている。そして、第１仕切り３０の上端３０ｅは、扁平管１０の上側の開口端１０ｅよりも下側に設けられている。これにより、管壁１１の内部空間の上部には、冷媒が前後方向（第３方向Ｄ３）に流通できる折り返し流路Ｐ１ａｔが形成されている。すなわち、図５の例では、冷媒の伝熱流路Ｐ１ａは、折り返し流路Ｐ１ａｔを含む逆Ｕ字形状を有している。

【0033】

図１、図３～図５の例では、図４に示されるように、熱交換器１０１の冷媒の流路は、複数の伝熱流路Ｐ１ａと、熱交換器１０１の下部に前後に並列して設けられたヘッダ流路Ｐ１ｂ及びヘッダ流路Ｐ１ｃ（図３参照）と、により構成されている。ヘッダ流路Ｐ１ｂは、熱交換器１０１の下部において前側に設けられた複数の連結部１９の中空部Ｓｇ等で構成される。また、図３に示されるように、ヘッダ流路Ｐ１ｃは、熱交換器１０１の下部において後側に設けられた複数の連結部１８の中空部（不図示）等で構成されている。図１及び図４に示されるように、前側のヘッダ流路Ｐ１ｂの右端が第１配管ａと接続されており、後側のヘッダ流路Ｐ１ｃの右端が第２配管ｂと接続されている。

【0034】

なお、図１、図３～図５に示した熱交換器１０１は、本開示の熱交換器１０１の一例であり、伝熱流路Ｐ１ａの形状、扁平管１０における第１仕切り３０の有無、数及び配置、並びに、熱交換器１０１における第１配管ａ及び第２配管ｂの配置等は、適宜変更できる。

【0035】

次に、図１～図２及び図４～図５を用いて、熱交換器１０１が凝縮器として用いられる場合における、熱交換器１０１の動作の一例について説明する。図１に白抜き矢印で示されるように、高温高圧のガス状態の冷媒が、第１配管ａから熱交換器１０１内に流入する。図４に示されるように、熱交換器１０１において高温高圧のガス状態の冷媒は、まず、複数の扁平管１０の下部前側を左右方向に貫通するヘッダ流路Ｐ１ｂに流入し、ヘッダ流路Ｐ１ｂを、右から左へ流れる。その過程で、高温高圧のガス状態の冷媒は、複数の扁平管１０のそれぞれの管壁１１内に設けられた伝熱流路Ｐ１ａに分配され流入する。各伝熱流路Ｐ１ａに流入した高温高圧のガス状態の冷媒は、管壁１１の内部空間の前側を上方へ流れ、管壁１１の内部空間の上部において折り返し流路Ｐ１ａｔ（図５参照）を後方へ流れた後、管壁１１の内部空間の後側を下方へ流れる。このとき、高温高圧のガス状態の冷媒は、扁平管１０の管壁１１同士の隙間（すなわち空気の流路Ｐ２）を流通する空気と、管壁１１を介して熱交換することによって空気に放熱して凝縮し、高圧の気液二相状態の冷媒となる。複数の伝熱流路Ｐ１ａからの高圧の気液二相状態の冷媒は、複数の扁平管１０の下部後側を貫通するヘッダ流路Ｐ１ｃ（図３参照）に流入し、ヘッダ流路Ｐ１ｃにおいて合流する。図１及び図３に示されるように、ヘッダ流路Ｐ１ｃにおいて合流した高圧の気液二相状態の冷媒は、ヘッダ流路Ｐ１ｃに接続された第２配管ｂから熱交換器１０１の外部（例えば、図２に示した冷媒回路１００ｃの膨張弁１０５）へ流出する。

【0036】

図４に示されるように、隣り合う扁平管１０の管壁１１同士を連結する連結部１９は、伝熱流路Ｐ１ａ同士を連通させるものであり、管壁１１間の隙間において冷媒の流路（特に、ヘッダ流路Ｐ１ｂ）と外側の空気の流路Ｐ２とを区画するものである。そして、連結部１９は、扁平管１０の一部である連結突起部１９ａ、１９ｂで構成されている。

【0037】

したがって、本開示の熱交換器１０１では、所望の管ピッチＬｐに応じて連結部１９の長さを設定すればよく、冷媒の伝熱流路Ｐ１ａの第１方向Ｄ１の幅を狭めることなく、管ピッチＬｐ及び空気の流路Ｐ２の第１方向Ｄ１の幅を変更することができる。よって、従来のプレートを積層して成る熱交換器と比べ、空気の流路の設計の自由度が高い熱交換器１０１が提供できる。

【0038】

また、従来のように積層したプレート間に冷媒の伝熱流路と空気の流路とを設ける構成では、本開示の構成と比べて、熱交換部材同士（従来の構成ではプレート同士）の接合部分の面積が大きくなってしまい、通風抵抗の増大、結露水の排水性の悪化、あるいは霜による空気の流路Ｐ２の閉塞といった課題が生じる。また、通風抵抗の増大、結露水の排水性の悪化、あるいは霜による空気の流路Ｐ２の閉塞によって、熱交換性能が低下する。

【0039】

一方、本開示の熱交換器１０１では熱交換部材同士（すなわち扁平管１０同士）の接合部分の面積を最小限にでき、また、空気の流路Ｐ２の第１方向Ｄ１の幅を広げる場合でも連結部１９の長さを変更するだけでよいので部品の変更が少なくて済む。

【0040】

連結部１９を構成する連結突起部１９ａと連結突起部１９ｂとは、例えば嵌まり合う構成となっている。このような構成について、具体的な例を挙げて説明する。第１方向Ｄ１に隣り合う扁平管１０のうち左側の扁平管１０における右側の管側壁部１０ｂには、右側へ突出した円筒状の連結突起部１９ｂが形成され、右側の扁平管１０における左側の管側壁部１０ａには、左側へ突出した円筒状の連結突起部１９ａが形成される。連結突起部１９ａの内径Ｄｉａは、連結突起部１９ｂの外径Ｄｏｂと略同じ大きさとされ、扁平管１０を積層した際に、連結突起部１９ａに連結突起部１９ｂの右側の先端部が嵌入されることで扁平管１０同士が連結する。この場合において、嵌入の深さ、及び各連結突起部１９ａ、１９ｂの第１方向Ｄ１の長さは、管ピッチＬを所望の長さとした場合において各連結突起部１９ａ、１９ｂの先端が、対向する扁平管１０の伝熱流路Ｐ１ａ内にはみ出ないように、適宜決定するとよい。

【0041】

なお、連結突起部１９ａと連結突起部１９ｂとが嵌まり合う構成でなくともよい。例えば、連結突起部１９ｂの外径Ｄｏｂを連結突起部１９ａの内径Ｄｉａよりも若干小さくし、管ピッチＬｐが所望の長さとなるように連結突起部１９ａに連結突起部１９ｂの右側の先端部を挿入した後、ロウ付け又は接着剤等の接合手段により連結突起部１９ａと連結突起部１９ｂとを接合する構成でもよい。

【0042】

なお、連結部１９を構成する連結突起部１９ａ及び連結突起部１９ｂの形状は、上記の形状に限定されず、連結突起部１９ａと連結突起部１９ｂとにより、冷媒のヘッダ流路Ｐ１ｂと空気の流路Ｐ２とを区画できればよい。また、連結突起部１９ａと連結突起部１９ｂとは、第１方向Ｄ１において一部が重なるように形成されてもよいし（図４参照）、あるいは、第１方向Ｄ１において重なることなく先端同士が接合されてもよい。連結突起部１９ａと連結突起部１９ｂとが第１方向Ｄ１において一部重なる構成では、連結部１９の第１方向Ｄ１の一部が二重壁構造となるので、先端同士が接合される構成と比べ、連結部１９の強度を高めることができる。

【0043】

以上のように、本開示の実施の形態１に係る熱交換器１０１は、第１方向Ｄ１に配列され、それぞれが第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２に延伸した複数の扁平管１０を備えた熱交換器１０１である。扁平管１０は、内部空間に流体が流通する伝熱流路Ｐ１ａが設けられた管壁１１を有する。管壁１１は、第１方向Ｄ１で向かい合う平板状の管側壁部１０ａ、１０ｂを有し、管側壁部１０ａ、１０ｂには貫通穴ｈ１ａ、ｈ１ｂが形成されている。また、隣り合う扁平管１０は、管壁１１同士を接続し、且つ管壁１１の内部の伝熱流路Ｐ１ａ同士を連通させる連結部１９を有する。そして、連結部１９は、隣り合う扁平管１０の対向する管側壁部１０ａ、１０ｂの少なくとも一方に形成された、貫通穴ｈ１ａ、ｈ１ｂの周縁部から第１方向Ｄ１へ突出する連結突起部１９ａ、１９ｂにより構成されたものである。

【0044】

熱交換器１０１において、扁平管１０の管壁１１内に伝熱流路Ｐ１ａが設けられ、隣り合う扁平管１０は、管壁１１同士を接続し且つ伝熱流路Ｐ１ａ同士を連通させる連結部１９を有し、連結部１９は、管側壁部１０ａ、１０ｂの貫通穴ｈ１ａ、ｈ１ｂの周縁部から第１方向Ｄ１へ突出する連結突起部１９ａ、１９ｂにより構成されたものである。従来の熱交換器では、プレートに直接凹凸加工して冷媒の伝熱流路と空気の流路とが形成され、且つプレート同士の接合部分に設けた貫通穴により伝熱流路同士が連通されるので、空気の流路の幅を広げようとすると冷媒の伝熱流路の幅が狭くなってしまう。一方、本開示の熱交換器１０１では、扁平管１０内に流体の伝熱流路Ｐ１ａが設けられ、伝熱流路Ｐ１ａ同士を連通させる連結部１９は管側壁部１０ａ、１０ｂから第１方向Ｄ１へ突出する構成となっている。したがって、連結部１９の長さの変更により空気の流路Ｐ２（すなわち管壁１１間の隙間）の第１方向Ｄ１の幅を変更できるので、流体の伝熱流路Ｐ１ａの第１方向Ｄ１の幅を狭めることなく空気の流路Ｐ２の第１方向Ｄ１の幅を広げることができる。よって、ヘッダレスの熱交換器１０１において空気の流路の設計の自由度を高めることができる。

【0045】

また、連結部１９は、隣り合う扁平管１０の対向する管側壁部１０ａ、１０ｂの双方に形成された連結突起部１９ａ及び１９ｂにより構成されたものである。これにより、連結部１９が一方の連結突起部１９ａ又は１９ｂで構成される場合と比べて、管壁１１内へ連結突起部１９ａ又は１９ｂが侵入し難い。

【0046】

また、隣り合う扁平管１０の対向する管側壁部１０ａ、１０ｂの双方に形成された連結突起部１９ａ及び１９ｂは、第１方向Ｄ１において少なくとも一部が重なる。これにより、連結部１９の一部を二重壁構造にでき、連結部１９の強度を高めることができる。

【0047】

また、扁平管１０は、管壁１１の内部空間に配置され、第２方向Ｄ２に延伸し、内部空間を第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２とそれぞれ直交する第３方向Ｄ３に分割する第１仕切り３０を有する。そして、第１仕切り３０の第２方向Ｄ２の少なくとも一端（例えば、上端３０ｅ）は、扁平管１０の第２方向Ｄ２の両側の端（両側の開口端１０ｅ）よりも内側に位置する。

【0048】

これにより、流体の流路の自由な変更ができるので、例えば、流体の出入口の位置に合わせて伝熱流路Ｐａ１を上下に折り返す形状とする場合に、扁平管１０を２列配置して列渡しヘッダを設ける、といったことが不要になる。

【0049】

実施の形態２．
図６は、実施の形態２に係る熱交換器１０１ｂの概略構成を示す斜視図である。図７は、図６の熱交換器１０１ｂの縦断面図である。図８は、図７の四角で囲った連結部１９の一構成例を示す図である。図６及び図８では、熱交換器１０１ｂが凝縮器として用いられる場合における、冷媒の流れの方向を実線の白抜き矢印で示している。図６～図８に基づき、実施の形態２に係る熱交換器１０１ｂについて説明する。実施の形態２の熱交換器１０１ｂは、実施の形態１の熱交換器１０１における管封止部２０の構成を変更したものである。なお、実施の形態１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

【0050】

実施の形態１の熱交換器１０１では、管封止部２０が、扁平管１０の上側及び下側の２箇所に、扁平管１０毎に設けられていたが、実施の形態２の熱交換器１０１ｂでは、複数の扁平管１０の上側及び下側の２箇所に、複数の扁平管１０に対して共通の管封止部１２０が設けられる。

【0051】

図６に示されるように、管封止部１２０は、複数の扁平管１０の開口端１ｅを覆う略矩形の板状部材で構成される。複数の扁平管１０の開口端１ｅは一定のピッチで管封止部１２０に固定されている。詳しくは、図７に示されるように、管封止部１２０は、複数の溝部１２０ｒと、溝部１２０ｒ間の平面部１２０ｐと、を有する。管封止部１２０において、溝部１２０ｒは、扁平管１０の積層方向（第１方向Ｄ１）に一定のピッチＬｒで形成され、扁平管１０の開口端１ｅに沿うように扁平管１０の短手方向（第３方向Ｄ３）に延伸している。管封止部１２０における溝部１２０ｒのピッチＬｒと、扁平管１０の管ピッチＬｐは同じである。管封止部１２０の各溝部１２０ｒには、扁平管１０の開口端１０ｅを含む端部が配置される。溝部１２０ｒの第１方向Ｄ１の幅は、扁平管１０の第１方向Ｄ１の厚みと略同じ大きさであり、同じ又は若干広くなっている。

【0052】

下側の管封止部１２０において、扁平管１０の下側の開口端１０ｅを閉塞する部分（すなわち溝部１２０ｒ）以外の平面部１２０ｐには、扁平管１０等で生じた、結露水又は霜の融解水といった水を排水するための排水穴１２０ｈが形成されている。

【0053】

熱交換器１０１ｂの製造時において扁平管１０が積層される際、隣り合う扁平管１０の対向する連結突起部１９ａ及び１９ｂ同士を係り合わせた状態で、各扁平管１０の長手方向の端部が管封止部１２０の各溝部１２０ｒに挿入される。これにより、複数の扁平管１０が、第１方向Ｄ１に一定の管ピッチＬｐで配置される。その後、管封止部１２０の各溝部１２０ｒと各扁平管１０の長手方向の端部とが、また、隣り合う扁平管１０の連結突起部１９ａと連結突起部１９ｂとが、ロウ付け又は接着剤等の接合手段により接合される。そして、接合手段によって複数の扁平管１０の開口端１ｅが管封止部２０に固定されることにより、扁平管１０の長手方向の端の開口端１ｅの閉塞の強度を高めることができる。

【0054】

図７に示すように管封止部１２０によって積層方向（第１方向Ｄ１）における複数の扁平管１０の位置が決まる構成では、扁平管１０の積層時に、隣り合う扁平管１０の管壁１１同士の距離の調整が容易にできるように、連結突起部１９ａに連結突起部１９ｂを嵌入させる構成よりも、軽く係り合う構成とすることが好ましい。

【0055】

このような構成の一例について、図８を用いて説明する。図８では、隣り合う扁平管１０において連結部１９を構成する連結突起部１９ｂ及び１９ａは、それぞれ、基端よりも先端において開口径が大きくなるように湾曲した筒形状とされている。連結突起部１９ｂは、管側壁部１０ｂの貫通穴ｈ１ｂの周縁部に形成され、連結突起部１９ａは、管側壁部１０ａの貫通穴ｈ１ａの周縁部に形成されている。貫通穴ｈ１ｂは、貫通穴ｈ１ａよりも小さい。扁平管１０の積層時において、連結突起部１９ａ内に連結突起部１９ｂが挿入されると、連結突起部１９ｂの先端が連結突起部１９ａの内面に引っ掛かる構成となっている。

【0056】

これにより、連結部１９を構成する連結突起部１９ｂと連結突起部１９ｂとが嵌まり合う構成と比べ、軽く係り合う構成では、連結突起部１９ｂと連結突起部１９ｂとの接触面積を小さくして摩擦力を小さくすることができる。よって、複数の扁平管１０を管封止部１２０に設置する際、隣り合う扁平管１０の管壁１１同士の距離の調整が容易となる。

【0057】

図８の連結突起部１９ａ及び１９ｂも、図４に示した連結突起部１９ａ及び１９ｂと同様、例えば、扁平管１０の元になる部材において貫通穴ｈ１ａ及びｈ１ｂを形成する際に穴周縁部を起こすことで形成することができる。

【0058】

以上のように、実施の形態２の熱交換器１０１ｂは、実施の形態１の熱交換器１０１の構成に加え、複数の扁平管１０の第２方向Ｄ２の少なくとも一端（開口端１０ｅ）に配置され、複数の扁平管１０の伝熱流路Ｐａ１の一端を覆う板状の管封止部１２０を備える。そして、扁平管１０の一端（開口端１ｅ）が、一定のピッチＬｒで管封止部１２０に形成された溝部１２０ｒに固定されている。なお、上記では扁平管１０の端部が溝部１２０ｒに挿入されるので、強度の点で優れる。なお、扁平管１０の端部と結合する管封止部１２０側の凹凸構造として溝部１２０ｒのかわりに凸部（図示しない）が形成されてもよい。一定のピッチＬｒで凸部が形成されている管封止部１２０を用いて、各凸部が扁平管１０の端部の内部に挿入されるようにしてもよい。

【0059】

これにより、熱交換面積を確保しつつ、管封止部１２０により扁平管１０を一定の管ピッチＬｐで配置できる。

【0060】

実施の形態３．
図９は、実施の形態３に係る熱交換器１０１ｃの構成を示す斜視図である。図９では、熱交換器１０１ｃが凝縮器として用いられる場合における、冷媒の流れの方向を実線の白抜き矢印又は破線の白抜き矢印で示している。図９に基づき、実施の形態３に係る熱交換器１０１ｃについて説明する。実施の形態３の熱交換器１０１ｃは、実施の形態２の熱交換器１０１ｂに、伝熱フィン５０を追加したものである。なお、実施の形態２と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

【0061】

実施の形態３の熱交換器１０１ｃは、伝熱フィン５０として、例えば、複数の扁平管１０の各隙間すなわち空気の流路Ｐ２に、隣り合う扁平管１０の対向する管側壁部１０ａ、１０ｂ同士を接続するコルゲートフィンを備える。この場合において、隣り合う扁平管１０の対向する各管側壁部１０ａ、１０ｂと伝熱フィン５０とは、互いにろう付け接合される。これにより、冷媒と空気との熱交換が促進され、熱交換器１０１ｃの熱交換性能が向上する。

【0062】

また、実施の形態３の熱交換器１０１ｃは、実施の形態１の熱交換器１０１と同様、空気の流路Ｐ２の設計の自由度が高いので、伝熱フィン５０の追加が容易である。ここで、管封止部１２０の溝部１２０ｒのピッチＬｒは、所望の管ピッチＬｐに応じて設定すればよい。

【0063】

以上のように、実施の形態３の熱交換器１０１ｃは、伝熱フィン５０を追加することで伝熱面積が増加し、熱交換性能の図ることができる。

【0064】

実施の形態４．
図１０は、実施の形態４に係る熱交換器１０１ｄの概略構成を示す斜視図である。図１１は、図１０の熱交換器１０１ｄの縦断面図である。図１２は、図１０の熱交換器１０１ｄの平面Ｂにおける断面を上側から視た横断面図である。図１３は、図１０の熱交換器１０１ｄの平面Ｃにおける断面を上側から視た横断面図である。図１０～図１２では、熱交換器１０１ｄが凝縮器として用いられる場合における、冷媒の流れの方向を実線の白抜き矢印で示している。また、図１２～図１３では、空気の流れの方向を破線の白抜き矢印で示している。図１０～図１３に基づき、実施の形態４に係る熱交換器１０１ｄについて説明する。実施の形態４の熱交換器１０１ｄは、実施の形態２の熱交換器１０１ｂにおいて第１配管ａ及び第２配管ｂの位置を変更したものであり、その変更に伴い冷媒の流路も変更される。なお、実施の形態１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

【0065】

図１０に示されるように、実施の形態４の熱交換器１０１ｄでは、複数の扁平管１１０のうち積層方向の一端に配置された扁平管１１０に第２配管ｂが設けられ、積層方向の他端に配置された扁平管１１０に第１配管ａが設けられている。具体的には、第１配管ａは、最も左側の扁平管１１０の下部且つ前後方向の中央に設けられ、第２配管ｂは、最も右側の扁平管１１０の下部且つ前後方向の中央に設けられている。

【0066】

熱交換器１０１ｄにおいて、扁平管１１０の管壁１１１内に第１仕切り３０（実施の形態２の図６参照）は設けられていない。一方、熱交換器１０１ｄは、図１１に示されるように、扁平管１１０の積層方向（第１方向Ｄ１）においてヘッダ流路Ｐ１ｂを分割する第２仕切り４０を備える。第２仕切り４０は、隣り合う伝熱流路Ｐ１ａ間において冷媒の第１方向Ｄ１の進行を遮断するものである。具体的には、連結部１１９、管側壁部１１０ａの貫通穴ｈ１ａ、あるいは管側壁部１１０ｂの貫通穴ｈ１ｂ等に設けられる。

【0067】

図１１の例では、第１配管ａと接続されたヘッダ流路Ｐ１ｂに１つの第２仕切り４０が設けられ、ヘッダ流路Ｐ１ｂは、第１配管ａと接続された左側のヘッダ流路部Ｐ１ｂ１と、右側のヘッダ流路部Ｐ１ｂ２とに分割されている。第２仕切り４０は、左側の扁平管１１０の連結突起部１１９ｂと右側の扁平管１１０の連結突起部１１９ａとの間に、外部から見えるように設けられている。すなわち、第２仕切り４０を設ける位置では、連結突起部１１９ａ及び連結突起部１１９ｂの各先端が第２仕切り４０に接合されている。

【0068】

図１０及び図１１に示されるように、熱交換器１０１ｄの冷媒の流路は、複数の伝熱流路Ｐ１ａと、熱交換器１０１ｄの前後方向の中央において下部と上部とに並列して設けられたヘッダ流路Ｐ１ｂ及びヘッダ流路Ｐ１ｄと、により構成されている。ヘッダ流路Ｐ１ｂは、熱交換器１０１ｄの下部に設けられた複数の連結部１１９の中空部Ｓｇ等で構成され、ヘッダ流路Ｐ１ｄは、熱交換器１０１ｄの上部に設けられた複数の連結部１１７の中空部（不図示）等で構成されている。下側のヘッダ流路Ｐ１ｂの左端が第１配管ａと接続されており、下側のヘッダ流路Ｐ１ｂの右端が第２配管ｂと接続されている。

【0069】

上側の連結部１１７も、下側の連結部１１９同様、隣り合う扁平管１１０において対向する管側壁部１１０ａ及び１１０ｂのうち少なくとも一方の管側壁部１１０ａ又は１１０ｂにおける貫通穴ｈ２ａ又はｈ２ｂの周縁部から、対向する管側壁部１１０ｂ又は１１０ａの側へ延びた連結突起部１１７ａ又は１１７ｂで構成される。

【0070】

熱交換器１０１ｄにおいて、扁平管１１０の管壁１１１内には第１仕切り３０（実施の形態２の図６参照）が設けられていないので、管壁１１１の内部空間は１つのＩ字状の伝熱流路Ｐ１ａとなっている。

【0071】

なお、第２仕切り４０は、下側のヘッダ流路Ｐ１ｂ内において、複数の扁平管１１０のうち少なくとも１組の隣り合う扁平管１１０の管壁１１１間に設けられる。すなわち、下側のヘッダ流路Ｐ１ｂには、複数の第２仕切り４０が設けられてもよい。この場合、上側のヘッダ流路Ｐ１ｄにも１つ以上の第２仕切り４０を設けることで、蛇行状の冷媒の流路を形成することができる。

【0072】

次に、図２、図１０～図１３を用いて、熱交換器１０１ｄが凝縮器として用いられる場合における、熱交換器１０１ｄの動作の一例について説明する。図１０に示されるように、高温高圧のガス状態の冷媒が、第１配管ａから熱交換器１０１ｄ内に流入する。図１１に示されるように、熱交換器１０１ｄにおいて高温高圧のガス状態の冷媒は、まず、複数の扁平管１１０の下部を貫通するヘッダ流路Ｐ１ｂにおける左側のヘッダ流路部Ｐ１ｂ１に流入し、このヘッダ流路部Ｐ１ｂ１を、左から右へ流れる。その過程で、高温高圧のガス状態の冷媒は、複数の扁平管１１０のうち左側のいくつかの扁平管１１０のそれぞれの管壁１１１内に設けられた伝熱流路Ｐ１ａに分配され流入する。左側のいくつかの扁平管１１０の各伝熱流路Ｐ１ａに流入した高温高圧のガス状態の冷媒は、管壁１１１の内部空間を上方へ流れ、その後、複数の扁平管１１０の上部を貫通するヘッダ流路Ｐ１ｄ（図１２参照）で合流した後、ヘッダ流路Ｐ１ｄを右側へ流れる過程で、複数の扁平管１１０のうち右側のいくつかの扁平管１１０の各伝熱流路Ｐ１ａに分配され流入し、下方へ流れる。図１３に示されるように、左側のいくつかの扁平管１１０の各伝熱流路Ｐ１ａを上方へ流れるとき、及び、右側のいくつかの扁平管１１０の各伝熱流路Ｐ１ａを下方へ流れるとき、高温高圧のガス状態の冷媒は、扁平管１１０の管壁１１１同士の隙間（すなわち空気の流路Ｐ２）を流通する空気と、管壁１１１を介して熱交換することによって空気に放熱して凝縮し、高圧の気液二相状態の冷媒となる。図１１に示されるように、その後、右側のいくつかの扁平管１１０の各伝熱流路Ｐ１ａからの高圧の気液二相状態の冷媒は、ヘッダ流路Ｐ１ｂにおける右側のヘッダ流路部Ｐ１ｂ２に流入し、このヘッダ流路部Ｐ１ｂ２において合流し、第２配管ｂから熱交換器１０１ｄの外部（例えば、図２に示した冷媒回路１００ｃの膨張弁１０５）へ流出する。

【0073】

以上のように、実施の形態４に係る熱交換器１０１ｄは、複数の扁平管１１０のうち少なくとも１組の隣り合う扁平管１１０の管壁１１１間に設けられ、連結部１１９を介した伝熱流路間の前記流体の流れを遮断する第２仕切り４０を備える。

【0074】

これにより、簡易的な方法でヘッダ流路Ｐ１ｂを仕切ることができ、また、第２仕切り４０を連結部１１９に設けることで、第２仕切り４０の密閉性等を外部から確認できる構成とすることができる。

【0075】

実施の形態５．
図１４は、実施の形態５に係る熱交換器１０１ｅの概略構成を示す斜視図である。図１４では、熱交換器１０１ｅが凝縮器として用いられる場合における、冷媒の流れの方向を実線の白抜き矢印又は破線の白抜き矢印で示している。図１４に基づき、実施の形態５に係る熱交換器１０１ｅについて説明する。実施の形態５は、第２仕切り４０を設けた実施の形態４の熱交換器１０１ｄにおいて、実施の形態１の第１仕切り３０を追加した実施の形態である。なお、実施の形態４と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

【0076】

図１４に示されるように、実施の形態５の熱交換器１０１ｅでは、複数の扁平管２１０のうち積層方向の一端に配置された扁平管２１０に第２配管ｂが設けられ、積層方向の他端に配置された扁平管２１０に第１配管ａが設けられている。詳しくは、第１配管ａは、最も左側の扁平管２１０の下部且つ前側に設けられ、第２配管ｂは、最も右側の扁平管２１０の下部且つ前側に設けられている。

【0077】

図１４の例では、熱交換器１０１ｅの冷媒の流路は、複数の伝熱流路Ｐ１ａと、熱交換器１０１ｅの下部に前後に並列して設けられたヘッダ流路Ｐ１ｂ及びヘッダ流路Ｐ１ｃと、により構成されている。ヘッダ流路Ｐ１ｂは、熱交換器１０１ｅの下部において前側に設けられた複数の連結部２１９の中空部Ｓｇ（図４参照）等で構成される。また、ヘッダ流路Ｐ１ｃは、熱交換器１０１ｅの下部において後側に設けられた複数の連結部１８（図３参照）の中空部（不図示）等で構成されている。前側のヘッダ流路Ｐ１ｂの左端が第１配管ａと接続され、右端が第２配管ｂと接続されている。

【0078】

熱交換器１０１ｅにおいて、各扁平管２１０の管壁２１１内には、実施の形態１の場合と同様、第１仕切り３０が設けられ、管壁２１１の内部空間の上部には冷媒が前後方向に流通する折り返し流路Ｐ１ａｔが形成されている。すなわち、冷媒の伝熱流路Ｐ１ａは、折り返し流路Ｐ１ａｔを含む逆Ｕ字形状を有している。

【0079】

また、前側のヘッダ流路Ｐ１ｂは、第２仕切り４０によって、第１配管ａに接続された左側のヘッダ流路部Ｐ１ｂ１と、第２配管ｂに接続された右側のヘッダ流路部Ｐ１ｂ２とに分割されている。

【0080】

次に、図１４用いて、熱交換器１０１ｅが凝縮器として用いられる場合における、熱交換器１０１ｅの動作の一例について説明する。高温高圧のガス状態の冷媒が、第１配管ａから熱交換器１０１ｅ内に流入する。熱交換器１０１ｅにおいて高温高圧のガス状態の冷媒は、まず、前側のヘッダ流路Ｐ１ｂにおける左側のヘッダ流路部Ｐ１ｂ１に流入し、このヘッダ流路部Ｐ１ｂ１を左から右へ流れる過程で、複数の扁平管２１０のうち左側のいくつかの扁平管２１０の各伝熱流路Ｐ１ａに分配され流入する。左側のいくつかの扁平管２１０の各伝熱流路Ｐ１ａに流入した高温高圧のガス状態の冷媒は、管壁２１１の内部空間を上方、後方、下方の順に流れ、その後、後側のヘッダ流路Ｐ１ｄで合流した後、このヘッダ流路Ｐ１ｄを右側へ流れる過程で、複数の扁平管２１０のうち右側のいくつかの扁平管２１０の各伝熱流路Ｐ１ａに分配され流入し、上方、前方、下方の順に流れる。左側のいくつかの扁平管２１０の各伝熱流路Ｐ１ａを流れるとき、及び、右側のいくつかの扁平管２１０の各伝熱流路Ｐ１ａを流れるとき、高温高圧のガス状態の冷媒は、扁平管２１０の管壁２１１同士の隙間（すなわち空気の流路Ｐ２）を流通する空気と、管壁２１１を介して熱交換することによって空気に放熱して凝縮し、高圧の気液二相状態の冷媒となる。その後、右側のいくつかの扁平管２１０の各伝熱流路Ｐ１ａからの高圧の気液二相状態の冷媒は、前側のヘッダ流路Ｐ１ｂにおける右側のヘッダ流路部Ｐ１ｂ２に流入し、このヘッダ流路部Ｐ１ｂ２において合流し、第２配管ｂから熱交換器１０１ｅの外部（例えば、図２に示した冷媒回路１００ｃの膨張弁１０５）へ流出する。

【0081】

実施の形態６．
図１５は、実施の形態６に係る熱交換器１０１ｆの扁平管３１０の位置規制部３１５の構成を示す縦断面図である。図１５に基づき、実施の形態６に係る熱交換器１０１ｆについて説明する。熱交換器１０１ｆは、実施の形態１に係る熱交換器１０１の扁平管１０の形状を変更したものである。実施の形態６の熱交換器１０１ｆは、隣り合う扁平管３１０の管壁３１１間の距離を規制する位置規制部３１５を有する点で、実施の形態１の場合と異なる。なお、実施の形態１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

【0082】

隣り合う扁平管３１０は、互いの管壁３１１間の距離を一定にするための位置規制部３１５を有する。各扁平管３１０は、実施の形態１の場合と同様、管壁３１１と、管壁３１１から外側の第１方向Ｄ１に延びた、連結部３１９を構成する連結突起部３１９ａ、３１９ｂと、を有する。また、実施の形態６では、各扁平管３１０は、位置規制部３１５を構成するものとして、管壁３１１から外側の第１方向Ｄ１に延びた位置規制突起部３１５ａ、３１５ｂを有する。

【0083】

具体的には、管壁３１１において第１方向Ｄ１で向かい合う略平板状の管側壁部３１０ａ及び３１０ｂのうち、管側壁部３１０ａに位置規制突起部３１５ａが設けられ、管側壁部３１０ｂに位置規制突起部３１５ｂが設けられる。そして、隣り合う扁平管３１０のそれぞれに設けた位置規制突起部３１５ａ、３１５ｂ同士が接触することで、互いの管壁３１１間の距離が規制される。すなわち、位置規制部３１５は、扁平管３１０の管壁３１１に設けられたスペーサーである。

【0084】

各位置規制突起部３１５ａ、３１５ｂは、熱交換器１０１ｆを正面から見た場合に、例えば、四角形の枠形状を有する。なお、各位置規制突起部３１５ａ、３１５ｂの形状は、上記の形状に限定されず、例えば、台形又は三角形の枠形状でもよい。位置規制突起部３１５ａ及び３１５ｂを設けることにより、熱交換器１０１ｆにおける伝熱面積が拡大し、熱交換性能が向上する。ここで、各位置規制突起部３１５ａ、３１５ｂを枠形状としたのは、通風抵抗を小さくするためである。

【0085】

図１５の例では、位置規制部３１５は、隣り合う扁平管３１０のそれぞれに設けた位置規制突起部３１５ａ、３１５ｂにより構成されるが、特にこの構成に限定されない。位置規制部３１５は、隣り合う扁平管３１０において対向する管側壁部３１０ａ及び３１０ｂのうち一方（管側壁部３１０ａ又は３１０ｂ）に設けられた１つ位置規制突起部で構成されたものでもよい。この場合、扁平管３１０に設けられた位置規制突起部は、隣の扁平管３１０の管壁３１１と接触する。

【0086】

図１５に示されるように、位置規制突起部３１５ａ、３１５ｂは、扁平管３１０と一体的に設けることができる。具体的には、扁平管３１０を構成している部材の一部で形成される。例えば、扁平管３１０が板状の部材から作られる場合、貫通穴ｈ１ａ等を形成するのと同時に管壁３１１になる部分に加えて余白部を含む部材で扁平管３１０を成形し、余白部の一部に切り込みを入れ、折り曲げる等して位置規制突起部３１５ａ、３１５ｂを形成すればよい。

【0087】

なお、位置規制突起部３１５ａ、３１５ｂは、扁平管３１０とは別の部材で形成されたものでもよい。

【0088】

以上のように、実施の形態６の熱交換器１０１ｆにおいて、隣り合う扁平管３１０の対向する管側壁部３１０ａ、３１０ｂの少なくとも一方には、管壁３１１同士の距離を規制する位置規制突起部３１５ａ、３１５ｂが設けられている。これにより、伝熱面積の拡大を図るとともに、隣り合う扁平管３１０の管壁３１１同士の距離を規定できる。

【0089】

実施の形態について説明したが、本開示は上述した実施の形態のみに限定されるものではない。例えば、各実施の形態を組み合わせて構成されていてもよい。実施の形態３では、伝熱フィン５０を、実施の形態２の熱交換器１０１ｂに適用した場合について説明したが、実施の形態３の伝熱フィン５０は、実施の形態１、４、５又は６の熱交換器１０１に適用してもよい。なお、実施の形態６の熱交換器１０１ｆに伝熱フィン５０を設ける場合、空気の流路Ｐ２において連結部３１９及び位置規制部３１５が設けられる以外の部分に、伝熱フィン５０が配置される。

【符号の説明】

【0090】

１ｅ 開口端、１０ 扁平管、１０ａ 管側壁部、１０ｂ 管側壁部、１０ｃ 接続壁部、１０ｄ 接続壁部、１０ｅ 開口端、１１ 管壁、１８ 連結部、１９ 連結部、１９ａ 連結突起部、１９ｂ 連結突起部、２０ 管封止部、３０ 第１仕切り、３０ｅ 上端、４０ 第２仕切り、５０ 伝熱フィン、１００ 空気調和装置、１００Ａ 室外機ユニット、１００Ｂ 室内機ユニット、１００ｃ 冷媒回路、１０１ 熱交換器、１０１ｂ 熱交換器、１０１ｃ 熱交換器、１０１ｄ 熱交換器、１０１ｅ 熱交換器、１０１ｆ 熱交換器、１０２ 圧縮機、１０３ 四方弁、１０４ 室内熱交換器、１０５ 膨張弁、１０６ 室内ファン、１０７ 室外ファン、１１０ 扁平管、１１０ａ 管側壁部、１１０ｂ 管側壁部、１１１ 管壁、１１７ 連結部、１１７ａ 連結突起部、１１７ｂ 連結突起部、１１９ 連結部、１１９ａ 連結突起部、１１９ｂ 連結突起部、１２０ 管封止部、１２０ｈ 排水穴、１２０ｐ 平面部、１２０ｒ 溝部、２１０ 扁平管、２１１ 管壁、２１９ 連結部、３１０ 扁平管、３１０ａ 管側壁部、３１０ｂ 管側壁部、３１１ 管壁、３１５ 位置規制部、３１５ａ 位置規制突起部、３１５ｂ 位置規制突起部、３１９ 連結部、３１９ａ 連結突起部、３１９ｂ 連結突起部、Ａｘ 管軸、Ｂ 平面、Ｃ 平面、Ｄ１ 第１方向、Ｄ２ 第２方向、Ｄ３ 第３方向、Ｄｉａ 内径、Ｄｏｂ 外径、Ｌ 管ピッチ、Ｌｐ 管ピッチ、Ｌｒ ピッチ、Ｐ１ａ 伝熱流路、Ｐ１ａｔ 折り返し流路、Ｐ１ｂ ヘッダ流路、Ｐ１ｂ１ ヘッダ流路部、Ｐ１ｂ２ ヘッダ流路部、Ｐ１ｃ ヘッダ流路、Ｐ１ｄ ヘッダ流路、Ｐ２ 流路、Ｐａ１ 伝熱流路、Ｓｇ 中空部、ａ 第１配管、ｂ 第２配管、ｈ１ａ 貫通穴、ｈ１ｂ 貫通穴、ｈ２ａ 貫通穴。

【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】