特許 7296264 熱交換器および冷凍サイクル装置

(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】

(24)【登録日】2023-06-14

(45)【発行日】2023-06-22

(54)【発明の名称】熱交換器および冷凍サイクル装置

(51)【国際特許分類】

   F28F 9/02 20060101AFI20230615BHJP

【ＦＩ】

F28F9/02 301D

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019122687

(22)【出願日】2019-07-01

(65)【公開番号】P2021008982

(43)【公開日】2021-01-28

【審査請求日】2022-02-04

(73)【特許権者】

【識別番号】505461072

【氏名又は名称】東芝キヤリア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】是澤 亮輔

(72)【発明者】

【氏名】畠田 崇史

(72)【発明者】

【氏名】小野寺 亜由美

【審査官】古川 峻弘

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－０８７４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／０７３７１９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－２０５７１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１１３５７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２８Ｆ ９／０２，９／２２

Ｆ２８Ｄ １／０５３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向に間隔を置いて並列配置された複数の熱交換チューブと、
筒状に形成され、中心軸が前記第１方向に延びるとともに、前記第１方向に直交する第２方向に相互に離間して並んで配置され、前記複数の熱交換チューブの端部が内部に開口する少なくとも２つのヘッダと、
前記ヘッダの少なくとも１つの内部を前記第１方向に仕切り、前記ヘッダの形成材料より熱伝導率の小さい断熱層を有する仕切部材と、を有し、
前記仕切部材は、前記第１方向の両側に備わる一対の端板と、前記一対の端板を連結する連結部と、前記ヘッダの周壁を貫通する孔に挿入される突起と、を備え、
前記断熱層は、前記一対の端板の間に形成され、前記ヘッダの外周面の開口から外部に露出し、
前記断熱層は、前記第１方向における厚みが、前記端板の前記第１方向における厚みよりも大きく形成される、
熱交換器。

【請求項2】

前記端板は、前記ヘッダの形成材料と同じ材料で形成される、
請求項１に記載の熱交換器。

【請求項3】

前記断熱層は、固体材料で形成される、
請求項１または２に記載の熱交換器。

【請求項4】

前記ヘッダの少なくとも１つは、前記熱交換器の外部から冷媒を流入する流入口および前記熱交換器の外部に冷媒を流出する流出口を有し、
前記仕切部材は、前記流入口および前記流出口が開口する前記ヘッダの内部を仕切る、
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】

請求項１から４のいずれか１項に記載の熱交換器を有する、
冷凍サイクル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、熱交換器および冷凍サイクル装置に関する。

【背景技術】

【0002】

冷媒と外気との間で熱交換を行う熱交換器が利用されている。ヘッダ型の熱交換器は、複数の熱交換チューブと、ヘッダと、を持つ。複数の熱交換チューブは、上下方向に間隔を置いて並列配置される。ヘッダの内部には、複数の熱交換チューブの端部が開口する。熱交換量を増加させるため、ヘッダ内で冷媒を折り返して流通させる熱交換器がある。この熱交換器において、ヘッダの内部空間は、仕切部材により複数の小室に仕切られる。隣り合う小室の間で仕切部材を介して熱交換が行われると、熱交換器の外気との熱交換量が低下する。熱交換量の低下を抑制することができる熱交換器が求められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１５５９９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、熱交換量の低下を抑制することができる熱交換器および冷凍サイクル装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態の熱交換器は、複数の熱交換チューブと、ヘッダと、仕切部材と、を持つ。複数の熱交換チューブは、第１方向に間隔を置いて並列配置される。ヘッダは、筒状に形成され、中心軸が第１方向に延びるとともに、第１方向に直交する第２方向に相互に離間して並んで配置される。少なくとも２つのヘッダの内部には、複数の熱交換チューブの端部が開口する。仕切部材は、ヘッダの少なくとも１つの内部を第１方向に仕切る。仕切部材は、ヘッダの形成材料より熱伝導率の小さい断熱層を有する。仕切部材は、一対の端板と、連結部と、突起と、を備える。一対の端板は、第１方向の両側に備わる。連結部は、一対の端板を連結する。突起は、ヘッダの周壁を貫通する孔に挿入される。断熱層は、一対の端板の間に形成され、ヘッダの外周面の開口から外部に露出する。断熱層は、第１方向における厚みが、端板の第１方向における厚みよりも大きく形成される。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１の実施形態における冷凍サイクル装置の概略構成図。

【図2】第１の実施形態における熱交換器の正面図。

【図3】図２のＦ３－Ｆ３線における側面断面図。

【図4】仕切部材の斜視図。

【図5】図６のＦ５－Ｆ５線における仕切部材の周辺の正面断面図。

【図6】図５のＦ６－Ｆ６線における仕切部材の周辺の平面断面図。

【図7】第１の実施形態の変形例における仕切部材の周辺の正面断面図。

【図8】第２の実施形態における仕切部材の斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、実施形態の熱交換器および冷凍サイクル装置を、図面を参照して説明する。
本願において、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、以下のように定義される。Ｚ方向（第１方向）は、第１ヘッダおよび第２ヘッダの中心軸方向（延在方向）である。例えば、Ｚ方向は鉛直方向であり、＋Ｚ方向は上方向である。Ｘ方向（第２方向）は、熱交換チューブの中心軸方向（延在方向）である。例えば、Ｘ方向は水平方向であり、＋Ｘ方向は第１ヘッダから第２ヘッダに向かう方向である。Ｙ方向は、Ｘ方向およびＺ方向に垂直な方向である。

【0008】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の冷凍サイクル装置の概略構成図である。
図１に示されるように、冷凍サイクル装置１は、圧縮機２と、四方弁３と、室外熱交換器（熱交換器）４と、膨張装置５と、室内熱交換器（熱交換器）６と、を有する。冷凍サイクル装置１の構成要素は、配管７によって順次接続されている。図１では、冷房運転時の冷媒の流通方向が実線矢印で示され、暖房運転時の冷媒の流通方向が破線矢印で示される。

【0009】

圧縮機２は、圧縮機本体２Ａと、アキュムレータ２Ｂと、を有する。圧縮機本体２Ａは、内部に取り込まれる低圧の気体冷媒を圧縮して高温・高圧の気体冷媒にする。アキュムレータ２Ｂは、気液二相冷媒を分離して、気体冷媒を圧縮機本体２Ａに供給する。

【0010】

四方弁３は、冷媒の流通方向を逆転させ、冷房運転と暖房運転とを切り替える。冷房運転時に冷媒は、圧縮機２、四方弁３、室外熱交換器４、膨張装置５及び室内熱交換器６の順に流れる。このとき冷凍サイクル装置１は、室外熱交換器４を凝縮器として機能させ、室内熱交換器６を蒸発器として機能させ、室内を冷房する。暖房運転時に冷媒は、圧縮機２、四方弁３、室内熱交換器６、膨張装置５、室外熱交換器４の順に流れる。このとき冷凍サイクル装置１は、室内熱交換器６を凝縮器として機能させ、室外熱交換器４を蒸発器として機能させ、室内を暖房する。

【0011】

凝縮器は、圧縮機２から吐出される高温・高圧の気体冷媒を、外気へ放熱させて凝縮させることにより、高圧の液体冷媒にする。
膨張装置５は、凝縮器から送り込まれる高圧の液体冷媒の圧力を下げ、低温・低圧の気液二相冷媒にする。
蒸発器は、膨張装置５から送り込まれる低温・低圧の気液二相冷媒を、外気から吸熱させて気化させることにより、低圧の気体冷媒にする。

【0012】

このように、冷凍サイクル装置１では、作動流体である冷媒が気体冷媒と液体冷媒との間で相変化しながら循環する。冷媒は、気体冷媒から液体冷媒に相変化する過程で放熱し、液体冷媒から気体冷媒に相変化する過程で吸熱する。冷凍サイクル装置１は、冷媒の放熱または吸熱を利用して、暖房や冷房、除霜などを行う。

【0013】

図２は、第１の実施形態の熱交換器の正面図である。実施形態の熱交換器４は、冷凍サイクル装置１の室外熱交換器４および室内熱交換器６のうち一方または両方に使用される。以下、実施形態の熱交換器４が冷凍サイクル装置１の室外熱交換器４として使用される場合を例にして説明する。

【0014】

図２に示されるように、熱交換器４は、第１ヘッダ１０と、第２ヘッダ２０と、熱交換チューブ（伝熱管）３０と、フィン４０と、を有する。
第１ヘッダ１０は、アルミニウムやアルミニウム合金等の、熱伝導率が高く比重が小さい材料で形成される。第１ヘッダ１０は、筒状に形成され、例えばＺ方向に垂直な断面が円形状の円筒状に形成される。第１ヘッダ１０の中心軸はＺ方向に延びる。第１ヘッダ１０のＺ方向の両端部は閉塞される。第１ヘッダ１０の外周面には、熱交換チューブ３０が挿入される複数の貫通孔が形成される。
第２ヘッダ２０は、第１ヘッダ１０と同様に形成される。第１ヘッダ１０および第２ヘッダ２０は、Ｘ方向に相互に離間して並んで配置される。

【0015】

図３は、図２のＦ４－Ｆ４線における部分断面図である。熱交換チューブ３０は、アルミニウムやアルミニウム合金等の、熱伝導率が高く比重が小さい材料で形成される。熱交換チューブ３０は、偏平管状に形成される。すなわち熱交換チューブ３０は、Ｙ方向に所定の幅を有し、Ｚ方向に薄く、Ｘ方向に長く伸びる。

【0016】

熱交換チューブ３０の外形は、長円形状に形成される。熱交換チューブ３０の内部には、複数の冷媒流路３４がＹ方向に並んで形成される。隣り合う冷媒流路３４の間は、ＸＺ平面と平行な流路壁３５により仕切られる。複数の冷媒流路３４は、熱交換チューブ３０をＸ方向に貫通する。

【0017】

図２に示されるように、複数の熱交換チューブ３０が、Ｚ方向に間隔をおいて並列配置される。熱交換チューブ３０の両端部は、第１ヘッダ１０および第２ヘッダ２０の外周面に形成された貫通孔に挿入される。これにより、熱交換チューブ３０の冷媒流路３４の両端部は、第１ヘッダ１０および第２ヘッダ２０の内部に開口する。

【0018】

第１ヘッダ１０および第２ヘッダ２０と熱交換チューブ３０との隙間は、ロウ付け等により封止される。ロウ付けの具体的な手順は以下の通りである。第１ヘッダ１０および第２ヘッダ２０の内面にロウが塗布される。第１ヘッダ１０および第２ヘッダ２０に熱交換チューブ３０が挿入されて、熱交換器４が組み立てられる。組み立てられた熱交換器４が、炉内で加熱される。加熱により、第１ヘッダ１０および第２ヘッダ２０の内面のロウが溶融する。溶融したロウが、第１ヘッダ１０および第２ヘッダ２０と熱交換チューブ３０との隙間を塞ぐ。その後、熱交換器４が冷却されて、ロウが固化する。これにより、第１ヘッダ１０および第２ヘッダ２０と熱交換チューブ３０とが固定される。

【0019】

フィン４０は、アルミニウムやアルミニウム合金等の、熱伝導率が高く比重が小さい材料で形成される。例えば、フィン４０は、平板状に形成されたプレートフィンである。フィン４０は、ＹＺ平面と平行に配置される。フィン４０は、コルゲートフィンでもよい。コルゲートフィンは波型に形成され、隣り合う熱交換チューブ３０の間に配置される。

【0020】

図３に示されるように、フィン４０のＹ方向の幅は、熱交換チューブ３０のＹ方向の幅より大きい。フィン４０の＋Ｙ方向の端辺から－Ｙ方向にかけて、切欠き４３が形成される。切欠き４３には熱交換チューブ３０が挿入される。熱交換チューブ３０とフィン４０との間は、前述されたロウ付けにより固定される。
図２に示されるように、複数のフィン４０が、Ｘ方向に間隔をおいて配置される。

【0021】

隣り合う熱交換チューブ３０の間および隣り合うフィン４０の間には、Ｙ方向に伸びる外気流路が形成される。熱交換器４は、送風ファン（不図示）等により外気流路に外気を流通させる。熱交換器４は、外気流路を流通する外気と、冷媒流路３４を流通する冷媒との間で熱交換させる。熱交換は、熱交換チューブ３０およびフィン４０を介して、間接的に行われる。

【0022】

ヘッダの構造について説明する。
図２に示されるように、第１ヘッダ１０は、仕切部材１５，１６を有する。仕切部材１５，１６は、ＸＹ平面と平行に配置され、第１ヘッダ１０の内部空間をＺ方向に仕切る。仕切部材１５，１６は、第１ヘッダ１０の内部空間を、複数の小室に区分する。図２の例では、２個の仕切部材１５，１６が、内部空間を３個の小室１１，１２，１３に区分する。２個の仕切部材１５，１６は、＋Ｚ側の第１仕切部材１５および－Ｚ側の第２仕切部材１６である。３個の小室１１，１２，１３は、＋Ｚ側の第１小室１１、中央の第２小室１２および－Ｚ側の第３小室１３である。図２の例では、第１小室１１および第３小室１３のＺ方向の高さは同等であり、第２小室１２は第１小室１１および第３小室１３よりもＺ方向の高さが高い。

【0023】

第２ヘッダ２０は、第１ヘッダ１０と同様の仕切部材２５を有する。仕切部材２５が、第２ヘッダ２０の内部空間を複数の小室に区分する。図２の例では、１個の仕切部材２５が、内部空間を２個の小室２１，２２に区分する。２個の小室２１，２２は、＋Ｚ側の第１小室２１および－Ｚ側の第２小室２２である。図２の例では、２個の小室２１，２２のＺ方向の高さは同等である。

【0024】

熱交換チューブ３０の－Ｘ方向の第１端部は、第１ヘッダ１０の内部に開口する。第１ヘッダ１０に形成された３個の小室１１，１２，１３には、それぞれ複数の熱交換チューブ３０が開口する。図２の例では、第１小室１１および第３小室１３に対して、それぞれ同数の熱交換チューブ３０が開口し、第２小室１２に対して、第１小室１１および第３小室１３の２倍の数の熱交換チューブ３０が開口する。
熱交換チューブ３０の＋Ｘ方向の第２端部は、第２ヘッダ２０の内部に開口する。第２ヘッダ２０に形成された２個の小室２１，２２には、それぞれ複数の熱交換チューブ３０が開口する。図２の例では、２個の小室２１，２２に対して、それぞれ同数の熱交換チューブ３０が開口する。

【0025】

第１ヘッダ１０の内部には、冷媒ポート１８，１９が開口する。冷媒ポート１８，１９は、外部と熱交換器との間における冷媒の流入口および流出口である。第１ヘッダ１０の第１小室１１の－Ｚ方向の端部には、第１冷媒ポート１８が開口する。第１冷媒ポート１８は、第１小室１１の＋Ｚ方向の端部に開口してもよい。第１ヘッダ１０の第３小室１３の－Ｚ方向の端部には、第２冷媒ポート１９が開口する。

【0026】

図１に示される冷凍サイクル装置１が冷房運転を行うとき、室外熱交換器４は凝縮器として機能する。この場合には、圧縮機２から流出した気体冷媒が、室外熱交換器４に流入する。冷媒は、図２に示される第１冷媒ポート１８から、第１ヘッダ１０の第１小室１１に流入する。冷媒は、熱交換チューブ３０を＋Ｘ方向に流通して、第２ヘッダ２０の第１小室２１の上半部に流入する。冷媒は、第２ヘッダ２０の第１小室２１の下半部に移動する。冷媒は、熱交換チューブ３０を－Ｘ方向に流通して、第１ヘッダ１０の第２小室１２の上半部に流入する。冷媒は、第１ヘッダ１０の第２小室１２の下半部に移動する。冷媒は、熱交換チューブ３０を＋Ｘ方向に流通して、第２ヘッダ２０の第２小室２２の上半部に流入する。冷媒は、第２ヘッダ２０の第２小室２２の下半部に移動する。冷媒は、熱交換チューブ３０を－Ｘ方向に流通して、第１ヘッダ１０の第３小室１３に流入する。

【0027】

第１ヘッダ１０の第１小室１１に流入した気体冷媒は、熱交換チューブ３０を流通する過程で外気に放熱して凝縮する。凝縮した冷媒は、液体冷媒となって、第１ヘッダ１０の第３小室１３に流入する。冷媒は、第２冷媒ポート１９から熱交換器４の外部に流出する。
図１に示される冷凍サイクル装置１が暖房運転を行うとき、冷媒は上記と逆方向に流通する。つまり、液体冷媒が第２冷媒ポート１９から第１ヘッダの第３小室１３へ流入し、気液二相冷媒が第１冷媒ポート１８から流出する。

【0028】

熱交換器４において、冷媒が気液二相の状態で流通する部分では、外気と交換した熱量が冷媒の相変化に利用されるため、冷媒の温度変化が小さい。冷媒が単相の状態で流通する部分では、外気と交換した熱量が冷媒の温度変化に利用されるため、冷媒の温度変化が大きい。気体冷媒が流通する第１ヘッダ１０の第１小室１１と、液体冷媒が流通する第１ヘッダ１０の第３小室１３は、冷媒が単相の状態で流通する部分である。一方、第１ヘッダ１０の第２小室１２は、冷媒が気液二相の状態で流通する部分である。そのため、第１ヘッダ１０の第１小室１１と第２小室１２との温度差は大きい。第１ヘッダ１０の第２小室１２と第３小室１３との温度差についても同様である。

【0029】

前述されたように、第１ヘッダ１０の第１小室１１と第２小室１２との温度差は大きい。そのため、第１小室１１を流通する冷媒と、第２小室１２を流通する冷媒との間で、第１仕切部材１５を介して熱交換が行われる可能性がある。第１仕切部材１５を介して熱交換が行われると、冷媒と外気との間で交換される熱量が低下する。これにより、熱交換器４の熱交換量が低下する。第２仕切部材１６についても同様である。また、第１仕切部材１５を介して熱交換が行われると、各小室１１，１２を流通する冷媒の温度が、直前の熱交換チューブ３０を流通する冷媒の温度から変化する。熱交換チューブ３０を流通する冷媒の温度を検知するため、第１ヘッダ１０に温度センサを配置すると、誤った冷媒の温度が検知される可能性がある。これに伴って、膨張装置５（図１参照）の開度制御を誤る可能性がある。

【0030】

第１仕切部材１５について詳細に説明する。第２仕切部材１６は、第１仕切部材１５と同様である。以下の説明において、第１仕切部材１５は、単に仕切部材５０と称される。
図４は、仕切部材の斜視図である。仕切部材５０は、一対の端板５１，５１と、断熱層５２と、を有する。

【0031】

端板５１は、第１ヘッダ１０の形成材料と同じ材料で形成される。すなわち、端板５１は、アルミニウムやアルミニウム合金等の材料で形成される。

【0032】

端板５１は、平面視において略円形状に形成される。端板５１の－Ｘ方向の第１半円部５４と＋Ｘ方向の第２半円部５６とは、半径が異なる。第１半円部５４の半径は、第１ヘッダ１０の外周面の半径と同等である。第２半円部５６の半径は、第１ヘッダ１０の内周面の半径と同等である。端板５１の第１半円部５４と第２半円部５６との間には、段部５５が形成される。段部５５は、＋Ｘ方向を向く平面を有する。第２半円部５６の＋Ｘ方向の端部には、突起５７が形成される。突起５７は、第２半円部５６から＋Ｘ方向に突出する。

【0033】

一対の端板５１，５１が、Ｚ方向に間隔をおいて平行に配置される。一対の端板５１，５１の形状は同等である。仕切部材５０は、一対の端板５１，５１をＺ方向に連結する連結部５８を有する。連結部５８は、一対の端板５１，５１を、段部５５、第２半円部５６の外周部および突起５７において、相互に連結する。仕切部材５０における一対の端板５１，５１および連結部５８は、射出成型等により一体に形成される。

【0034】

断熱層５２は、Ｚ方向における一対の端板５１，５１の間に形成される。すなわち、断熱層５２のＺ方向の両側に一対の端板５１，５１が配置される。図４に示されるように、断熱層５２は、一対の端板５１，５１の間のスペースが、第１ヘッダ１０の開口１０ｗから外部に開放され、中空部として形成される。したがって、断熱層５２は空気層である。第１ヘッダ１０の形成材料であるアルミニウムやアルミニウム合金の熱伝導率は、２４０Ｗ／ｍｋ程度である。空気の熱伝導率は、０．２Ｗ／ｍｋ程度である。すなわち、断熱層５２は、第１ヘッダ１０の形成材料よりも熱伝導率が小さくなっている。

【0035】

図５は、図６のＦ５－Ｆ５線における仕切部材の周辺の正面断面図である。図６は、図５のＦ６－Ｆ６線（図２のＦ６－Ｆ６線）における仕切部材の周辺の平面断面図である。
図５に示されるように、第１ヘッダ１０には、周壁を貫通する開口１０ｗが形成される。仕切部材５０は、第１ヘッダ１０の径方向の外側（－Ｘ方向）から、開口１０ｗを通って、第１ヘッダ１０の内側に挿入される。開口１０ｗのＺ方向の高さは、仕切部材５０のＺ方向の高さと同等である。図６に示されるように、第１ヘッダ１０の開口１０ｗは、第１ヘッダ１０の中心軸より－Ｘ方向に形成される。開口１０ｗは、第１ヘッダ１０の周方向の半周にわたって形成される。

【0036】

図６に示されるように、第１ヘッダ１０の＋Ｘ方向の端部には、周壁を貫通する孔１０ｈが形成される。仕切部材５０の突起５７が、第１ヘッダ１０の孔１０ｈに挿入される。これにより、第１ヘッダ１０の周方向において仕切部材５０が位置決めされる。仕切部材５０の第２半円部５６の外周は、第１ヘッダ１０の内周面に当接する。仕切部材５０の段部５５は、第１ヘッダ１０の周方向における開口１０ｗの端部に当接する。仕切部材５０の第１半円部５４の外周は、第１ヘッダ１０の外周面に沿って配置される。仕切部材５０と第１ヘッダ１０との隙間は、前述されたロウ付けにより封止される。

【0037】

図５に示されるように、仕切部材５０は、第１ヘッダ１０の内部を第１小室１１および第２小室１２に仕切る。仕切部材５０は、Ｚ方向の中央部に断熱層５２を有する。断熱層５２は、第１ヘッダ１０の形成材料より熱伝導率の小さい材料で形成される。
これにより、第１小室１１を流通する冷媒と、第２小室１２を流通する冷媒との間で、仕切部材５０を介した熱交換が行われるのを抑制することができる。そのため、冷媒は外気との間で熱交換する。したがって、熱交換器の熱交換量の低下を抑制することができる。

【0038】

仕切部材５０は、断熱層５２のＺ方向の両側に端板５１を有する。端板５１は、第１ヘッダ１０の形成材料と同じ材料で形成される。
仕切部材５０は第１ヘッダ１０に当接して、第１ヘッダ１０の内部を仕切る。第１ヘッダ１０および端板５１が同じ材料で形成されるので、両者の電蝕が抑制される。両者の膨張率が同じになるので、ロウ付け時の加熱による隙間の発生が抑制される。両者の融点が同じになるので、ロウ付け時の加熱による端板５１の変形が抑制される。

【0039】

第１の実施形態において、仕切部材５０は、第１ヘッダ１０の第１仕切部材１５および第２仕切部材１６に適用される。これに対して、仕切部材５０は、第２ヘッダ２０の仕切部材２５に適用されてもよい。

【0040】

第１の実施形態において、第１ヘッダ１０は、２個の仕切部材１５，１６により３個の小室１１，１２，１３に区分される。第２ヘッダ２０は、１個の仕切部材２５により２個の小室２１，２２に区分される。これに対して、第１ヘッダ１０および第２ヘッダ２０は、他の個数の仕切部材により他の個数の小室に区分されてもよい。

【0041】

第１ヘッダ１０は、熱交換器４の外部から冷媒を流入する流入口および熱交換器４の外部に冷媒を流出する流出口として、第１冷媒ポート１８および第２冷媒ポート１９を有する。仕切部材５０は、第１冷媒ポート１８および第２冷媒ポート１９が開口する第１ヘッダ１０の内部の第１小室１１および第３小室１３を仕切る。
熱交換器４の流入口および流出口が開口する第１小室１１および第３小室１３は、冷媒が単相の状態で流通する部分である。第１小室１１と第２小室１２との温度差は大きく、第２小室１２と第３小室１３との温度差は大きい。仕切部材５０は、第１小室１１と第２小室１２との間および第２小室１２と第３小室１３との間を仕切る。これにより、仕切部材５０を介した熱交換が行われるのを抑制することができる。したがって、熱交換器の熱交換量の低下を抑制することができる。

【0042】

第１の実施形態において、第１冷媒ポート１８および第２冷媒ポート１９は、第１ヘッダ１０の内部に開口する。これに対して、第１冷媒ポート１８および第２冷媒ポート１９の一方または両方は、第２ヘッダ２０の内部に開口してもよい。いずれの場合でも、冷媒の流入口および流出口である第１冷媒ポート１８および第２冷媒ポート１９が開口する小室の仕切部材として、第１の実施形態の仕切部材５０が適用される。

【0043】

前述された実施形態の仕切部材５０は、第１ヘッダ１０の外側から開口１０ｗを通って内側に挿入される。これに対して、仕切部材は、第１ヘッダ１０の軸方向の端部から内部に挿入されてもよい。この場合には、第１ヘッダ１０の開口１０ｗが不要になる。

【0044】

前述された実施形態の仕切部材５０では、一対の端板５１，５１が連結部５８により連結されている。このように一体に形成された仕切部材５０が、第１ヘッダ１０の開口１０ｗに挿入される。これに対して、仕切部材は、一対の端板５１，５１のみで形成されてもよい。この場合には、一対の端板５１，５１が、Ｚ方向に間隔を置いて別々に、第１ヘッダ１０の開口１０ｗに挿入される。第１ヘッダ１０にはそれぞれの端板５１，５１の位置に孔１０ｈが形成される。

【0045】

第１の実施形態の変形例について説明する。
図７は、第１の実施形態の変形例における仕切部材の周辺の正面断面図である。図７は、図６のＦ５－Ｆ５線に相当する部分における断面図である。変形例の仕切部材１５０は、断熱層１５２が固体材料で形成される点で、第１の実施形態とは異なる。第１の実施形態と同様である点についての変形例の説明は省略される。

【0046】

断熱層１５２は、固体材料で形成される。例えば、固体材料は、エポキシ系やシリコン系の樹脂材料である。これらの樹脂材料の熱伝導率は、１から１０Ｗ／ｍｋ程度であり、第１ヘッダ１０の形成材料であるアルミニウムやアルミニウム合金の熱伝導率より小さい。したがって、仕切部材１５０を介した熱交換が抑制される。
例えば、断熱層１５２は、第１の実施形態の断熱層５２である空気層に、樹脂パテ剤を充填して硬化させることにより形成される。樹脂パテ剤の充填は、仕切部材１５０と第１ヘッダ１０とをロウ付けにより固定した後に実施される。

【0047】

第１の実施形態の仕切部材５０は、第１ヘッダ１０の外周面の開口１０ｗから内部に挿入される。第１の実施形態の断熱層５２は、第１ヘッダ１０の開口１０ｗから外部に露出している。そのため、断熱層５２の両側の端板５１に雨水や結露水が付着する。これにより、仕切部材５０が腐食する可能性がある。
変形例の断熱層１５２は、固体材料で形成される。これにより、断熱層１５２の両側の端板５１に雨水や結露水が付着しないので、仕切部材１５０の腐食が抑制される。

【0048】

（第２の実施形態）
図８は、第２の実施形態における仕切部材の斜視図である。第２の実施形態の仕切部材２５０は、連結部２５８が一対の端板５１，５１を第１半円部５４の外周部において連結する点で、第１の実施形態とは異なる。第１の実施形態と同様である点についての第２の実施形態の説明は省略される。

【0049】

仕切部材２５０は、一対の端板５１，５１をＺ方向に連結する連結部２５８を有する。連結部２５８は、一対の端板５１，５１を、第１半円部５４および段部５５において、相互に連結する。第１ヘッダ１０の開口１０ｗ（図５および図６参照）は、一対の端板５１，５１および連結部２５８により覆われる。そのため、断熱層５２である空気層は、開口１０ｗから外部に露出しない。これにより、断熱層５２の両側の端板５１に対する雨水や結露水の付着が抑制される。したがって、仕切部材２５０の腐食が抑制される。

【0050】

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、熱交換器４の第１ヘッダ１０は、断熱層５２を有する仕切部材５０を持つ。これにより、熱交換器４の熱交換量の低下を抑制することができる。

【0051】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0052】

１…冷凍サイクル装置、４…室外熱交換器（熱交換器）、１０…第１ヘッダ（ヘッダ）、１０ｗ…開口、１５…第１仕切部材（仕切部材）、１６…第２仕切部材（仕切部材）、１８…第１冷媒ポート（流入口、流出口）、１９…第２冷媒ポート（流出口、流入口）、３０…熱交換チューブ、５０，１５０，２５０…仕切部材、５１…端板、５２，１５２…断熱層。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】