特許 7612110 熱交換器、室外機および空気調和装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-26

(45)【発行日】2025-01-10

(54)【発明の名称】熱交換器、室外機および空気調和装置

(51)【国際特許分類】

   F28F 9/02 20060101AFI20241227BHJP

   F28D 1/053 20060101ALI20241227BHJP

【ＦＩ】

F28F9/02 301Z

F28D1/053 A

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2024524467

(86)(22)【出願日】2023-09-27

(86)【国際出願番号】 JP2023035082

【審査請求日】2024-04-23

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【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】尾中 洋次

(72)【発明者】

【氏名】足立 理人

(72)【発明者】

【氏名】岸田 七海

(72)【発明者】

【氏名】八柳 暁

(72)【発明者】

【氏名】中島 崇志

【審査官】古川 峻弘

(56)【参考文献】

【文献】実開平０４－０７３７８６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２０２１／２３５４６３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１０－１３２４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１６３３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１２０１３７１０（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２８Ｆ ９／００－９／２６

Ｆ２８Ｄ １／００－１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水平方向に沿って並んで間を隔てて配置され、高さ方向に冷媒が流れる流路を有する複数の伝熱管と、
複数の前記伝熱管が配置された方向に沿って延びる筒状のヘッダ管を有するヘッダとを備え、
前記ヘッダ管は、
複数の前記伝熱管の下端側が挿入される天面壁および前記天面壁の両端から下方に延びて対向する２つの第１側面壁を有する第１部材と、
底面壁および前記底面壁の両端から上方に延びて対向する２つの第２側面壁を有し、前記ヘッダ管において下部にある第２部材とを有し、
２つの前記第２側面壁の間の距離が、２つの前記第１側面壁の間の距離よりも狭く、前記第１側面壁の高さが前記第２側面壁の高さよりも高く、前記第２側面壁の高さは、前記第１側面壁の高さよりも低く、前記第１側面壁が前記第２側面壁を覆って前記筒状となり、
前記ヘッダ管内における前記伝熱管の下端から前記底面壁までの距離が、２つの前記第１側面壁の間の距離よりも長く、
前記第２部材の前記底面壁が、複数の前記伝熱管が配置された方向から見たときに、弧状をなす曲面を有し、前記曲面の部分が露出するように前記第１部材が前記底面壁の一部分までを覆う、熱交換器。

【請求項2】

水平方向に沿って並んで間を隔てて配置され、高さ方向に冷媒が流れる流路を有する複数の伝熱管と、
複数の前記伝熱管が配置された方向に沿って延びる筒状のヘッダ管を有するヘッダとを備え、
前記ヘッダ管は、
複数の前記伝熱管の下端側が挿入される天面壁および前記天面壁の両端から下方に延びて対向する２つの第１側面壁を有する第１部材と、
底面壁および前記底面壁の両端から上方に延びて対向する２つの第２側面壁を有する第２部材とを有し、
２つの前記第２側面壁の間の距離が、２つの前記第１側面壁の間の距離よりも狭く、前記第１側面壁の高さが前記第２側面壁の高さよりも高く、前記第１側面壁が前記第２側面壁の一部を覆って前記筒状となり、
前記ヘッダ管内における前記伝熱管の下端から前記底面壁までの距離が、２つの前記第１側面壁の間の距離よりも長く、
前記第２部材の前記底面壁と２つの前記第２側面壁とのそれぞれの接続部分である第２接続部、および、前記第１部材の前記天面壁と２つの前記第１側面壁とのそれぞれの接続部分である第１接続部は、内面が曲面で形成されており、前記第２接続部の曲げ半径Ｒ２および前記第１接続部の曲げ半径Ｒ１は、Ｒ２＜Ｒ１の関係にある熱交換器。

【請求項3】

前記第１部材の２つの前記第１側面壁は、壁間の距離が狭まる方向に第１側面壁下端部が屈曲し、前記第１側面壁下端部が、前記第２部材の前記底面壁の外面の一部を覆う請求項１または請求項２に記載の熱交換器。

【請求項4】

水平方向に沿って並んで間を隔てて配置され、高さ方向に冷媒が流れる流路を有する複数の伝熱管と、
複数の前記伝熱管が配置された方向に沿って延びる外管と前記外管内に設置された内管とを有するヘッダとを備え、
前記外管は、複数の前記伝熱管の下端側が挿入される天面壁および前記天面壁の両端から下方に延びて対向する２つの第１側面壁を有する第１部材、および、底面壁および前記底面壁の両端から上方に延びて対向する２つの第２側面壁を有する第２部材を有し、前記外管において下部にある前記第２部材において、前記第２側面壁の高さは、前記第１側面壁の高さよりも低く、前記第１側面壁が前記第２側面壁を覆って縦長形状の筒状となり、
前記内管は、前記外管との間で前記冷媒が連通させる複数のオリフィスを有し、
前記第２部材の前記底面壁が、複数の前記伝熱管が配置された方向から見たときに、弧状をなす曲面を有し、前記曲面の部分が露出するように前記第１部材が前記底面壁の一部分までを覆う、熱交換器。

【請求項5】

水平方向に沿って並んで間を隔てて配置され、高さ方向に冷媒が流れる流路を有する複数の伝熱管と、
複数の前記伝熱管が配置された方向に沿って延びる外管と前記外管内に設置された内管とを有するヘッダとを備え、
前記外管は、複数の前記伝熱管の下端側が挿入される天面壁および前記天面壁の両端から下方に延びて対向する２つの第１側面壁を有する第１部材、および、底面壁および前記底面壁の両端から上方に延びて対向する２つの第２側面壁を有する第２部材を有し、前記第１側面壁が前記第２側面壁の一部を覆って筒状となり、
前記内管は、前記外管との間で前記冷媒が連通させる複数のオリフィスを有し、
前記第２部材の前記底面壁と２つの前記第２側面壁とのそれぞれの接続部分である第２接続部、および、前記第１部材の前記天面壁と２つの前記第１側面壁とのそれぞれの接続部分である第１接続部は、内面が曲面で形成されており、前記第２接続部の曲げ半径Ｒ２および前記第１接続部の曲げ半径Ｒ１は、Ｒ２＜Ｒ１の関係にある熱交換器。

【請求項6】

水平方向に沿って並んで間を隔てて配置され、高さ方向に冷媒が流れる流路を有する複数の伝熱管と、
複数の前記伝熱管が配置された方向に沿って延びる外管と前記外管内に設置された内管とを有するヘッダとを備え、
前記外管は、複数の前記伝熱管の下端側が挿入される天面壁および前記天面壁の両端から下方に延びて対向する２つの第１側面壁を有する第１部材、および、底面壁および前記底面壁の両端から上方に延びて対向する２つの第２側面壁を有する第２部材を有し、前記第１側面壁が前記第２側面壁の一部を覆って筒状となり、
前記内管は、前記外管との間で前記冷媒が連通させる複数のオリフィスを有し、
前記内管が有する前記オリフィスの高さ方向における位置は、前記第２部材の上端部の高さ方向における位置よりも高い位置にある熱交換器。

【請求項7】

前記第１部材の前記天面壁は、高さ方向において上に突出する曲面を有する壁であり、前記第２部材の前記底面壁は、高さ方向において下に突出する曲面を有する壁であり、前記底面壁における弧の半径は、前記天面壁における弧の半径よりも大きい関係にある請求項１、請求項２、請求項４～請求項６のいずれか一項に記載の熱交換器。

【請求項8】

前記ヘッダの外面において、前記天面壁と前記底面壁との間の距離と、前記第１側面壁の間の距離との比率が、１より大きく、２．４以下の関係にある請求項１、請求項２、請求項４～請求項６のいずれか一項に記載の熱交換器。

【請求項9】

前記内管の高さ方向における寸法中心の位置は、前記外管の高さ方向における寸法中心の位置よりも低い位置にある請求項４～請求項６のいずれか一項に記載の熱交換器。

【請求項10】

前記内管は、前記伝熱管を通過する空気の流れにおいて風下となり、前記内管の高さ方向における寸法中心よりも下となる位置に、前記複数のオリフィスを有する請求項４～請求項６のいずれか一項に記載の熱交換器。

【請求項11】

前記第２部材は、２つの前記第２側面壁における第２側面壁上端部の一部が面取りされた形状である請求項４～請求項６のいずれか一項に記載の熱交換器。

【請求項12】

前記内管は、上面が平面および他の面が湾曲面で構成され、断面がＤ字形状となる管である請求項４～請求項６のいずれか一項に記載の熱交換器。

【請求項13】

請求項１、請求項２、請求項４～請求項６のいずれか一項に記載の熱交換器を、室外側熱交換器として有する室外機。

【請求項14】

請求項１３に記載の室外機と、
室内側熱交換器および絞り装置を有し、空調対象空間の空気を調和する室内機と
を備える空気調和装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この技術は、熱交換器、室外機および空気調和装置に関するものである。特に、冷媒分配器となるヘッダを有する熱交換器などに関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、冷媒量削減および熱交換器の高性能化をはかるため、空気調和装置用の熱交換器において、伝熱管の細管化が進められている。伝熱管の細管化が進む中で、冷媒の圧力損失増加を抑制するために、熱交換器は分岐数が増加する。このような多分岐分配に対応するために、冷媒の分配などを行う一対のヘッダを、高さ方向（上下方向）にそれぞれ配設した熱交換器が開発されている。このような熱交換器では、筒状で側面が長尺な管の長手方向が水平方向に沿って配置される（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

熱交換器が蒸発器として機能する場合、液状の冷媒と気体状の冷媒とが混在する二相冷媒が、高さ方向において、下側に位置するヘッダの管内に流入する。このとき、ヘッダでは、液状の冷媒が、管内の下部に滞留しやすくなる。熱交換器に冷媒が滞留すると、冷媒回路内を循環する冷媒量が少なくなる。冷媒回路内を循環する冷媒量を維持するため、冷媒回路では、熱交換器内の滞留分を考慮した量の冷媒を、あらかじめ回路内に有する必要があり、その分、冷媒量が増加する。そこで、ヘッダに滞留する冷媒量の削減をはかる熱交換器が提案されている（たとえば、特許文献２および特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平０８－００５１９４号公報

【文献】特表２０１４－５１２５０２号公報

【文献】国際公開第２０１９／０７８０６６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

以上のように、熱交換器は、ヘッダにおける管の断面積を小さくして内容積を減らし、冷媒が滞留しないようにすることができる。ただ、ヘッダにおいて、単に管の断面積を小さくして冷媒の滞留を抑制するだけでは、管内において、冷媒の圧力損失が増加するなどして、冷媒の分配がうまくできないなどの可能性がある。

【0006】

そこで、開示に係る熱交換器、室外機および空気調和装置は、上記のような課題を解決し、冷媒分配の悪化を抑制し、熱交換性能を高く維持しつつ、熱交換器に滞留する冷媒量を低減しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この開示に係る熱交換器は、水平方向に沿って並んで間を隔てて配置され、高さ方向に冷媒が流れる流路を有する複数の伝熱管と、複数の伝熱管が配置された方向に沿って延びる筒状のヘッダ管を有するヘッダとを備え、ヘッダ管は、複数の伝熱管の下端側が挿入される天面壁および天面壁の両端から下方に延びて対向する２つの第１側面壁を有する第１部材と、底面壁および底面壁の両端から上方に延びて対向する２つの第２側面壁を有し、ヘッダ管において下部にある第２部材とを有し、２つの第２側面壁の間の距離が、２つの第１側面壁の間の距離よりも狭く、第１側面壁の高さが第２側面壁の高さよりも高く、第２側面壁の高さは、第１側面壁の高さよりも低く、第１側面壁が第２側面壁を覆って筒状となり、ヘッダ管内における伝熱管の下端から底面壁までの距離が、２つの第１側面壁の間の距離よりも長く、第２部材の底面壁が、複数の伝熱管が配置された方向から見たときに、弧状をなす曲面を有し、曲面の部分が露出するように第１部材が底面壁の一部分までを覆うものである。

【0008】

また、この開示に係る室外機は、上記の熱交換器を、室外側熱交換器として有するものである。

【0009】

そして、この開示に係る空気調和装置は、上記の室外機と、室内側熱交換器および絞り装置を有し、空調対象空間の空気を調和する室内機とを備えるものである。

【発明の効果】

【0010】

開示に係る熱交換器、室外機および空気調和装置によれば、分配ヘッダは、天面および２つの側面となる第１部材および底面となる第２部材を有し、第２部材を第１部材が覆う形で構成する。第２部材が分配ヘッダの底面として設置されることで、分配ヘッダの下部において液冷媒が滞留する領域を減らし、滞留する冷媒を少なくすることができる。このとき、分配ヘッダは、縦長の形状とすることで、断面積を減らさなくても滞留する冷媒を少なくすることができ、圧力損失の低減をはかることができる。このため、伝熱管に流入する冷媒の分配を改善して熱交換性能を高く維持しつつ、熱交換器に滞留する冷媒量を低減することができる。したがって、冷媒回路全体の冷媒量を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態１に係る空気調和装置の構成を示す図である。

【図2】実施の形態１に係る室外機２００の構成を説明する図である。

【図3】実施の形態１に係る熱交換器１０００の構成を説明する図である。

【図4】実施の形態１に係る熱交換器１０００をＸ方向から見たときの断面の一部を示す図である。

【図5】実施の形態１に係る熱交換器１０００をＹ方向から見たときの断面の一部を示す図である。

【図6】実施の形態１に係る分配ヘッダ１１００のヘッダ管１１１０における縦横比率について説明する図である。

【図7】実施の形態１に係る分配ヘッダ１１００内における冷媒の状態を説明する図（その１）である。

【図8】実施の形態１に係る分配ヘッダ１１００内における冷媒の状態を説明する図（その２）である。

【図9】実施の形態１に係る分配ヘッダ１１００内における冷媒の状態を説明する図（その３）である。

【図10】実施の形態１に係る分配ヘッダ１１００内における冷媒の状態を説明する図（その４）である。

【図11】実施の形態２に係る熱交換器１０００をＸ方向から見たときの断面の一部を示す図である。

【図12】実施の形態２に係る熱交換器１０００をＹ方向から見たときの断面の一部を示す図である。

【図13】実施の形態２に係る分配ヘッダ１１００内における冷媒の状態を説明する図（その１）である。

【図14】実施の形態２に係る分配ヘッダ１１００内における冷媒の状態を説明する図（その２）である。

【図15】実施の形態２に係る分配ヘッダ１１００内における冷媒の状態を説明する図（その３）である。

【図16】実施の形態２に係る分配ヘッダ１１００内における冷媒の状態を説明する図（その４）である。

【図17】実施の形態３に係る熱交換器１０００をＹ方向から見たときの断面の一部を示す図である。

【図18】実施の形態４に係る熱交換器１０００をＹ方向から見たときの断面の一部を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、実施の形態に係る熱交換器、室外機および空気調和装置について、図面などを参照しながら説明する。以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。また、図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。そして、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。特に、構成要素の組み合わせは、各実施の形態における組み合わせのみに限定するものではなく、他の実施の形態に記載した構成要素を別の実施の形態に適用することができる。また、図における上方を「上」とし、下方を「下」として説明する。また、圧力および温度の高低については、特に絶対的な値との関係で高低が定まっているものではなく、装置などにおける状態、動作などにおいて相対的に定まるものとする。また、添字で区別などしている複数の同種の機器などについて、特に区別したり、特定したりする必要がない場合には、添字などを省略して記載する場合がある。

【0013】

実施の形態１．
＜空気調和装置の構成＞
図１は、実施の形態１に係る空気調和装置の構成を示す図である。ここでは、冷凍サイクル装置の一例として、空気調和装置について説明する。図１に示すように、実施の形態１の空気調和装置は、室外機２００、室内機１００および２本の冷媒配管３００を有する。そして、室外機２００が有する圧縮機２１０、四方弁２２０および室外側熱交換器２３０と室内機１００が有する室内側熱交換器１１０および絞り装置１２０が、冷媒配管３００により配管接続され、冷媒回路を構成する。ここで、実施の形態１の空気調和装置は、１台の室外機２００と１台の室内機１００が配管接続されているものとする。ただし、接続台数は、これに限定するものではない。

【0014】

室内機１００は、空気調和対象空間内に設置され、空気調和を行う装置である。室内機１００は、冷媒回路を構成する室内側熱交換器１１０および絞り装置１２０のほかに、室内送風機１３０を有する。絞り装置１２０は、冷媒を減圧して膨張させる膨張弁などを有する機器である。絞り装置１２０は、たとえば、電子式膨張弁などで構成した場合は、後述する制御装置４００などの指示に基づいて開度調整を行う。また、室内側熱交換器１１０は、空気調和対象空間である室内の空気と冷媒との熱交換を行う負荷側の熱交換器である。たとえば、暖房運転時においては、室内側熱交換器１１０は、凝縮器として機能し、冷媒を凝縮して液化させる。また、冷房運転時においては、室内側熱交換器１１０は、蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させ、気化させる。室内送風機１３０は、室内側熱交換器１１０に室内の空気を通過させ、室内側熱交換器１１０を通過させた空気を室内に供給する。ここでは、室内側熱交換器１１０は、冷媒と室内の空気とを直接的に熱交換するものとして説明するが、これに限定しない。室内側熱交換器１１０は、たとえば、水を媒介して、冷媒と水とを熱交換し、水が室内の空気と熱交換を行うようにしてもよい。

【0015】

図２は、実施の形態１に係る室外機２００の構成を説明する図である。室外機２００は、空気調和対象空間外に設置される装置である。ここで、実施の形態１の室外機２００は、たとえば、筐体の上部中央に室外送風機２８０の吹き出し口を有するトップフロー型の装置である。実施の形態１の室外機２００は、図１に示すように、冷媒回路を構成する機器として、圧縮機２１０、四方弁２２０、室外側熱交換器２３０、補助熱交換器２４０、冷媒量調整弁２５０、バイパス配管２６０およびアキュムレータ２７０を有する。また、室外機２００は、室外送風機２８０を有する。圧縮機２１０は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。圧縮機２１０は、たとえば、スクロール型圧縮機、レシプロ型圧縮機またはベーン型圧縮機などである。ここで、実施の形態１における空気調和装置は、たとえば、インバータ装置（図示せず）などを有し、圧縮機２１０に供給する電力の駆動周波数を任意に変化させることができる。駆動周波数を変化させることにより、圧縮機２１０が有するモータ（図示せず）は、回転数を変え、圧縮機２１０の駆動容量を変化させることができる。

【0016】

冷媒流路切替装置となる四方弁２２０は、たとえば、冷房運転時と暖房運転時とによって冷媒の流れを切り換える弁である。四方弁２２０は、暖房運転が行われる際、圧縮機２１０の吐出側と室内側熱交換器１１０とを接続するとともに、圧縮機２１０の吸引側と室外側熱交換器２３０と接続する。また、四方弁２２０は、冷房運転が行われる際、圧縮機２１０の吐出側と室外側熱交換器２３０とを接続するとともに、圧縮機２１０の吸引側を室内側熱交換器１１０と接続する。ここでは、四方弁２２０を用いた場合について例示しているが、流路切替装置はこれに限定されるものではない。流路切替装置は、たとえば、複数の二方弁などを組み合わせてもよい。

【0017】

室外側熱交換器２３０は、冷媒と室外の空気との熱交換を行う。ここで、実施の形態１の室外側熱交換器２３０は、暖房運転時においては蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させ、気化させる。一方、冷房運転時においては、室外側熱交換器２３０は、凝縮器として機能し、冷媒を凝縮して液化させる。また、図１に示すように、ここでは、室外側熱交換器２３０は、２つの熱交換器１０００Ａおよび熱交換器１０００Ｂを有する。冷媒回路において、熱交換器１０００Ａおよび熱交換器１０００Ｂとが互いに並列になるように配管接続されているものとする。熱交換器１０００（熱交換器１０００Ａおよび熱交換器１０００Ｂ）の詳細については、後述する。ここでは、室外側熱交換器２３０は、冷媒と室外の空気との熱交換を行うものとして説明するが、他の外部流体と冷媒との熱交換を行ってもよい。また、室外送風機２８０は、駆動により、室外機２００外部からの空気を室外側熱交換器２３０に通過させ、室外機２００内から流出させる空気の流れを形成する。

【0018】

補助熱交換器２４０は、たとえば、二重管またはプレート熱交換器を有する。補助熱交換器２４０は、冷房運転時において、室外側熱交換器２３０から流出した冷媒を過冷却する。補助熱交換器２４０は、室外側熱交換器２３０から流出して室内側熱交換器１１０に向かって主冷媒回路を流れる冷媒とバイパス配管２６０および冷媒量調整弁２５０を通過した冷媒とを熱交換する冷媒間熱交換器である。バイパス配管２６０は、バイパス流路を形成する配管である。バイパス流路は、冷房運転時に、補助熱交換器２４０の主冷媒回路側を通過した冷媒の一部が分岐し、冷媒量調整弁２５０および補助熱交換器２４０のバイパス流路側を通過して、アキュムレータ２７０の冷媒流入側の配管に流れる流路である。冷媒量調整弁２５０は、バイパス配管２６０に配置され、バイパス配管２６０を通過する冷媒の冷媒量を調整する冷媒量調整装置である。このとき、冷媒量調整弁２５０は、補助熱交換器２４０を通過して分岐した冷媒の一部を減圧して、補助熱交換器２４０のバイパス流路側を通過させる。

【0019】

アキュムレータ２７０は、圧縮機２１０の吸入側に設置される。アキュムレータ２７０は、気体状の冷媒（以下、ガス冷媒という）を通過させ、液状の冷媒（以下、液冷媒という）を溜める。

【0020】

制御装置４００は、空気調和装置の機器を制御する。制御装置４００は、たとえば、絞り装置１２０、圧縮機２１０、冷媒量調整弁２５０などを制御する。制御装置４００は、その機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアで構成することができる。また、マイコン、ＣＰＵなどを有する演算装置とソフトウェアとで構成することができる。演算装置がソフトウェアを実行処理することで、制御を実現する。

【0021】

＜空気調和装置の動作＞
次に、空気調和装置の各機器の動作について、冷媒の流れに基づいて説明する。まず、暖房運転における冷媒回路の各機器の動作を、冷媒の流れに基づいて説明する。暖房運転のときには、制御装置４００は、冷媒量調整弁２５０を閉止させる。図１の実線矢印は、暖房運転における冷媒の流れを示している。圧縮機２１０により圧縮されて吐出した高温および高圧のガス冷媒は、四方弁２２０を通過し、室内側熱交換器１１０に流入する。ガス冷媒は、室内側熱交換器１１０を通過中に、たとえば、空調対象空間の空気と熱交換することで凝縮し、液化する。凝縮し、液化した冷媒は、絞り装置１２０を通過する。冷媒は、絞り装置１２０を通過する際、減圧される。絞り装置１２０で減圧されて気液二相状態となった冷媒は、補助熱交換器２４０および室外側熱交換器２３０を通過する。ここで、冷媒量調整弁２５０が閉止しているため、補助熱交換器２４０では、冷媒間での熱交換は行われない。室外側熱交換器２３０において、室外送風機２８０から送られた室外の空気と熱交換することで蒸発し、ガス化した冷媒は、四方弁２２０およびアキュムレータ２７０を通過して、再度、圧縮機２１０に吸入される。以上のようにして、空気調和装置の冷媒が循環し、暖房に係る空気調和を行う。

【0022】

次に、冷房運転について説明する。冷房運転のときには、制御装置４００は、冷媒量調整弁２５０を調整し、主冷媒回路を通過する冷媒の一部をバイパス配管２６０に通過させる。図１の点線矢印は、冷房運転における冷媒の流れを示している。圧縮機２１０により圧縮されて吐出した高温および高圧のガス冷媒は、四方弁２２０を通過し、室外側熱交換器２３０に流入する。そして、冷媒は、室外側熱交換器２３０を通過して、室外送風機２８０が供給する室外の空気と熱交換することで凝縮し、液化する。補助熱交換器２４０の主冷媒回路側を通過した冷媒の一部は、バイパス配管２６０を通過し、冷媒量調整弁２５０において減圧され、低温および低圧の冷媒となって補助熱交換器２４０のバイパス配管側を通過する。このため、冷媒間の熱交換が行われ、補助熱交換器２４０の主冷媒回路側を通過した冷媒が過冷却される。液化した冷媒は、絞り装置１２０を通過する。ここで、冷媒は、絞り装置１２０を通過する際、減圧され、気液二相状態となる。絞り装置１２０で減圧されて気液二相状態となった冷媒は、室内側熱交換器１１０を通過する。そして、室内側熱交換器１１０において、たとえば、空調対象空間の空気と熱交換することで蒸発し、ガス化した冷媒は、四方弁２２０を通過して、再度、圧縮機２１０に吸入される。以上のようにして空気調和装置の冷媒が循環し、冷房に係る空気調和を行う。

【0023】

＜熱交換器１０００の構成＞
図３は、実施の形態１に係る熱交換器１０００の構成を説明する図である。室外側熱交換器２３０は、パラレル配管形となるコルゲートフィンチューブ型の熱交換器１０００を有する。ここで、以下においては、熱交換器１０００における上下の方向をＺ方向（高さ方向）とする。そして、Ｚ方向と垂直に交わる方向を水平方向とする。また、水平方向において、ある方向をＸ方向（縦水平方向）とし、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向（横水平方向）とする。

【0024】

前述したように、室外機２００の室外側熱交換器２３０は、２台の熱交換器１０００（熱交換器１０００Ａおよび熱交換器１０００Ｂ）を有する。熱交換器１０００Ａおよび熱交換器１０００Ｂは、冷媒回路において、それぞれ並列に配管接続される。ただし、実施の形態１の冷媒回路における接続数および形態は、これに限定するものではない。

【0025】

各熱交換器１０００は、それぞれ２本の分配ヘッダ１１００（分配ヘッダ１１００Ａおよび分配ヘッダ１１００Ｂ）、折り返しヘッダ１２００、複数の伝熱管１３００および複数のコルゲートフィン１４００を有する。

【0026】

実施の形態１における室外側熱交換器２３０の熱交換器１０００は、２つの分配ヘッダ１１００と折り返しヘッダ１２００とによる一対のヘッダが、Ｚ方向において、上下に分かれて配置される。たとえば、室外機２００においては、圧縮機２１０などの機器が室外機２００の下側に設置されている。このため、配管接続などの関係で、折り返しヘッダ１２００が上側に位置し、冷媒分配器となる２つの分配ヘッダ１１００が、折り返しヘッダ１２００よりも下側の位置に配置される。

【0027】

そして、２つの分配ヘッダ１１００と折り返しヘッダ１２００との間には、複数の伝熱管１３００がＹ方向に沿って並んで配置される。実施の形態１における伝熱管１３００は、後述するように、断面が扁平形状を有する。ここでは、分配ヘッダ１１００と折り返しヘッダ１２００とに対して垂直となり、互いに平行となるように扁平面を対向させた複数の伝熱管１３００の群が、２列に並んで配置されている。１つの列における伝熱管１３００の群は、１本の分配ヘッダ１１００に接続される。

【0028】

冷媒分配器となる分配ヘッダ１１００は、それぞれ、冷凍サイクル装置を構成する他の装置と配管接続され、熱交換媒体となる流体である冷媒が流入出し、冷媒を分岐または合流させる。分配ヘッダ１１００は、ヘッダ管１１１０（ヘッダ管１１１０Ａおよびヘッダ管１１１０Ｂ）並びに冷媒出入口管１１２０（冷媒出入口管１１２０Ａおよび冷媒出入口管１１２０Ｂ）を有する。ヘッダ管１１１０は、長尺の筒状の管である。また、分配ヘッダ１１００は、それぞれ、外部からの冷媒が流入出する冷媒出入口管１１２０を有する。ここで、ヘッダ管１１１０の長手方向は、複数の伝熱管１３００の配置方向であるＹ方向に沿っているものとする。分配ヘッダ１１００の構造などについては、後にさらに説明する。

【0029】

また、折り返しヘッダ１２００は、一方の列における伝熱管１３００の群から流入する冷媒を合流させ、他方の列における伝熱管１３００の群に分岐して流出させる橋渡し（ブリッジ）としての役割を果たすヘッダである。

【0030】

実施の形態１における伝熱管１３００は、断面が扁平形状を有し、空気の流通方向である奥行き方向に沿った扁平形状の長手側における外面が平面状であり、当該長手方向に直交する短手側における外面が曲面状である。実施の形態１の伝熱管１３００は、管の内部において、冷媒の流路となる複数の穴を有する多穴扁平伝熱管である。実施の形態１において、伝熱管１３００の穴は、分配ヘッダ１１００と折り返しヘッダ１２００との間の流路となるため、Ｚ方向を向いて形成されている。そして、前述したように、伝熱管１３００は、長手側における外面が対向して、Ｘ方向に等間隔に配列される。実施の形態１における室外側熱交換器２３０の熱交換器１０００を製造する際、各伝熱管１３００は、分配ヘッダ１１００と折り返しヘッダ１２００とが有する挿入穴（図示せず）に挿し込まれ、ろう付けされて、接合される。前述したように、分配ヘッダ１１００は下側に配置されるため、各伝熱管１３００は、分配ヘッダ１１００の天面に挿入され、後述する天面壁１１１１Ｂと接合される。ろう付けのろう材は、たとえば、アルミニウムを含むろう材が使用される。これにより、分配ヘッダ１１００および折り返しヘッダ１２００と、各伝熱管１３００の内部とが連通する。

【0031】

また、配列された伝熱管１３００の互いに対向する扁平面間には、コルゲートフィン１４００が配列される。コルゲートフィン１４００は、冷媒と外気との伝熱面積を広げるために配列される。コルゲートフィン１４００は、板材に対してコルゲート加工が行われ、山折りおよび谷折りを繰返すつづら折りにより、折り曲げられて波形状に、蛇腹となって形成される。ここで、波形状に形成されてできた凹凸による折り曲げ部分は、波形状の頂部となる。実施の形態１において、コルゲートフィン１４００の頂部は、Ｚ方向にわたって並んでいる。コルゲートフィン１４００は、波形状の頂部と伝熱管１３００の扁平面とが面接触している。そして、接触部分は、ろう材によってろう付けされ、接合される。コルゲートフィン１４００の板材は、たとえば、アルミニウム合金を材質とする。そして、板材表面には、ろう材層がクラッドされる。クラッドされたろう材層は、たとえば、アルミシリコン系のアルミニウムを含むろう材を基本とする。

【0032】

図４は、実施の形態１に係る熱交換器１０００をＸ方向から見たときの断面の一部を示す図である。また、図５は、実施の形態１に係る熱交換器１０００をＹ方向から見たときの断面の一部を示す図である。分配ヘッダ１１００のヘッダ管１１１０は、長尺の管形状である冷媒分配管である。ヘッダ管１１１０は、第１部材１１１１、第２部材１１１２および蓋体１１１３を有する。

【0033】

図４に示す蓋体１１１３は、第１部材１１１１および第２部材１１１２を組み合わせてできる管の両端における開口部分を閉じ、管内の空間と管外の空間とを仕切る蓋となる。蓋体１１１３は、管両端において、第１部材１１１１および第２部材１１１２と接合される。２つの蓋体１１１３のうち、一方の蓋体１１１３は、前述した冷媒出入口管１１２０を有する。

【0034】

また、第１部材１１１１は、Ｙ方向に延びる、長尺の管形状であるヘッダ管１１１０において、天面および扁平側面となる逆Ｕ字形状をなす半開放の部材である。第１部材１１１１は、第１側面壁１１１１Ａおよび天面壁１１１１Ｂを有する。天面壁１１１１Ｂは、複数の伝熱管１３００が挿入され、接合される壁である。図５に示すように、実施の形態１の天面壁１１１１Ｂは、曲面を有する壁であり、熱交換器１０００をＹ方向から見たときに、弧状をなす。２つの第１側面壁１１１１Ａは、天面壁１１１１Ｂの両端における接続部分となる第１接続部１１１１Ｃからそれぞれ下方に延びて、互いに対向する壁となる。各第１側面壁１１１１Ａは、熱交換器１０００をＹ方向から見たときに、互いの壁間距離が短くなる向きに、第１側面壁１１１１Ａの下端となる下端第１側面壁下端部１１１１Ｄが屈曲して曲がった形状となっている。このため、各第１側面壁１１１１Ａは、後述する第２部材１１１２の底面壁１１１２Ｂの一部まで覆い、第２部材１１１２を抱え込むようにして支えることができる。また、第１側面壁下端部１１１１Ｄの内面と底面壁１１１２Ｂの外面とによる接合面積を増やすことができる。

【0035】

第２部材１１１２は、筒状であるヘッダ管１１１０において、底面となる部材である。第２部材１１１２は、第２側面壁１１１２Ａおよび底面壁１１１２Ｂを有する。底面壁１１１２Ｂは、ヘッダ管１１１０の底面となる壁である。図５に示すように、実施の形態１の底面壁１１１２Ｂは、曲面を有する壁であり、熱交換器１０００をＹ方向から見たときに、弧状をなす。２つの第２側面壁１１１２Ａは、底面壁１１１２Ｂの両端における接続部分となる第２接続部１１１２Ｃからそれぞれ上方に延びて、互いに対向する壁となる。２つの第２側面壁１１１２Ａの間の距離は、２つの第１側面壁１１１１Ａの間の距離よりも狭い。また、各第２側面壁１１１２Ａの高さは、第１側面壁１１１１Ａの高さよりも低い。

【0036】

ここで、第２部材１１１２は、第１部材１１１１の第１側面壁１１１１Ａおよび天面壁１１１１Ｂによって形成される空間内に設置され、第１部材１１１１と接合される。したがって、第１部材１１１１の第１側面壁１１１１Ａにおける壁内面の一部と、第２部材１１１２の第２側面壁１１１２Ａおよび底面壁１１１２Ｂの一部における壁外面とが接合される。第２部材１１１２が、第１部材１１１１の第１側面壁１１１１Ａおよび天面壁１１１１Ｂによって形成される空間内に設置されることで、図５に示すように、ヘッダ管１１１０の管内において、第２部材１１１２の分、下部が狭くなる。

【0037】

また、図５に示すように、第１部材１１１１の第１接続部１１１１Ｃにおける曲げ半径をＲ１とし、第２部材１１１２の第２接続部１１１２Ｃにおける曲げ半径をＲ２とする。このとき、曲げ半径Ｒ１と曲げ半径Ｒ２とは、Ｒ２＜Ｒ１の関係にある。第２部材１１１２における曲げ半径Ｒ２を小さくし、ヘッダ管１１１０の下部における容積をより少なくすることで、液冷媒の滞留を少なくすることができる。

【0038】

さらに、前述したように、第１部材１１１１の天面壁１１１１Ｂと第２部材１１１２の底面壁１１１２Ｂは、Ｙ方向から見たときに弧状をなしている。底面壁１１１２Ｂにおける弧の半径は、天面壁１１１１Ｂにおける弧の半径よりも大きい。したがって、底面壁１１１２Ｂの曲面の方が緩やかで直線に近くなる。このため、ヘッダ管１１１０の下部における容積が、より少なくなる。

【0039】

図６は、実施の形態１に係る分配ヘッダ１１００のヘッダ管１１１０における縦横比率について説明する図である。実施の形態１における分配ヘッダ１１００は、ヘッダ管１１１０内の空間において、伝熱管１３００の下端となる伝熱管下端部１３１０と底面壁１１１２Ｂとの間におけるＺ方向の距離Ｈが、２つの第１側面壁１１１１Ａの間における幅方向の距離Ｗよりも長い。このため、図５に示すように、分配ヘッダ１１００のヘッダ管１１１０は、外観においても、Ｘ方向から見たときには、縦長さ（Ｚ方向の長さ）が長く、横長さ（Ｘ方向の長さ）が短い、縦横比率が異なる縦長の扁平形状となる。たとえば、図５では、分配ヘッダ１１００のヘッダ管１１１０の縦横比率（縦長さ／横長さ）は、管の外面で見たときには、おおよそ１．４１である。また、縦横比率は、管の内面で見たときには、おおよそ１．４７である。ただし、ヘッダ管１１１０の縦横比率は、図５に表された比率に限定するものではない。たとえば、分配偏差が３０［％］より小さい場合には、冷媒分配において偏りが少ないといえる。試行などの結果、図６に示すように、ヘッダ管１１１０の縦横比率について、１＜縦横比率（縦長さ／横長さ）≦２．４の範囲で、分配偏差が３０［％］より小さくなることから、縦横比率がこの範囲において、冷媒分配の効果が有効であることを見い出した。特に、管内の空間において、縦長さ／横長さによる縦横比率が、１．２以上２以下であることがより望ましいことがわかる。このような範囲は、良好な冷媒分配と滞留する冷媒の増加抑制との両面で有効である。

【0040】

図７～図１０は、実施の形態１に係る分配ヘッダ１１００内における冷媒の状態を説明する図（その１）～（その４）である。図７～図１０は、分配ヘッダ１１００の第１部材１１１１および第２部材１１１２並びに伝熱管１３００を模式的に示している。また、前述したように、熱交換器１０００が蒸発器として機能する場合、分配ヘッダ１１００には、気液二相状態の冷媒が流入する。分配ヘッダ１１００の管内において、重力などの関係で、気液二相状態の冷媒のうち、ガス冷媒は上部に多く、液冷媒は下部に多くなる。液冷媒は、分配ヘッダ１１００の管内において波状流となる。図７～図１０において、下部に集まる液冷媒と伝熱管１３００の伝熱管下端部１３１０との位置関係を、液面２０００として表す。ただし、液面２０００は、仮想的な面であって、実際には、図７～図１０の液面２０００に示すように、ガス冷媒と液冷媒との境界面は固定的ではない。

【0041】

図７は、実施の形態１に係る分配ヘッダ１１００において、伝熱管下端部１３１０と底面壁１１１２Ｂとの間におけるＺ方向の距離Ｈが、２つの第１側面壁１１１１Ａの間におけるＸ方向の距離Ｗよりも長い場合における冷媒の状態を、Ｙ方向から見た図である。図８は、図７が示す冷媒の状態を、Ｘ方向から見た図である。図９は、図７の分配ヘッダ１１００と断面積が同じではあるが、距離Ｈが距離Ｗよりも短い場合における冷媒の状態を、Ｙ方向から見た図である。図１０は、図９が示す冷媒の状態を、Ｘ方向から見た図である。

【0042】

距離Ｈが距離Ｗよりも短い場合、図９に示すように、伝熱管１３００の伝熱管下端部１３１０と液面２０００との距離が近くなる。このため、図１０に示すように、冷媒流入側となる冷媒出入口管１１２０に近い伝熱管１３００では液冷媒が多く通過し、管内において、冷媒出入口管１１２０から離れた位置では液冷媒が少なくなる部分が生じる。したがって、分配ヘッダ１１００のヘッダ管１１１０において、液面２０００のＹ方向における変化が大きくなり、冷媒出入口管１１２０から近い位置にない伝熱管１３００では、伝熱管１３００を通過する液冷媒が少なくなる。このため、伝熱管１３００の位置により、ガス冷媒と液冷媒の割合に偏りが生じる。

【0043】

一方、距離Ｈが距離Ｗよりも長い場合、図７に示すように、伝熱管１３００の伝熱管下端部１３１０と液面２０００との距離が図９の場合よりも離れることになる。このため、冷媒出入口管１１２０に近い伝熱管１３００を通過しなかった液冷媒が冷媒出入口管１１２０から離れた位置まで届くことで、分配ヘッダ１１００のヘッダ管１１１０において、液面２０００のＹ方向における変化が小さくなる。したがって、冷媒出入口管１１２０から近い位置にない伝熱管１３００においても、液冷媒を通過させることができ、各伝熱管１３００を通過するガス冷媒と液冷媒の割合をより均一にすることができる。

【0044】

以上のように、実施の形態１における熱交換器１０００によれば、分配ヘッダ１１００は、天面および２つの側面となる第１部材１１１１および底面となる第２部材１１１２を有し、第２部材１１１２を第１部材１１１１が覆う形で構成する。第１部材１１１１によって形成される半開放の空間内において、第２部材１１１２が分配ヘッダ１１００の底面として設置されることで、分配ヘッダ１１００の下部において液冷媒が滞留する領域を減らし、滞留する冷媒を少なくすることができる。このとき、分配ヘッダ１１００は、伝熱管１３００の伝熱管下端部１３１０と底面壁１１１２Ｂとの間の距離Ｈが、２つの第１側面壁１１１１Ａの間の距離Ｗよりも長くなる形状とする。分配ヘッダ１１００を縦長の形状とすることで、分配ヘッダ１１００内において、下部となる領域を減らすことで、単純に管径を小さくする場合よりも、断面積を減らさずにすみ、圧力損失の低減をはかることができる。このため、各伝熱管１３００に流入する冷媒の分配の偏りが少なくなるように改善しつつ、熱交換器１０００に滞留する冷媒量を低減することができる。したがって、冷媒回路全体の冷媒量を削減することができる。

【0045】

また、第１部材１１１１の第１側面壁１１１１Ａは、対向する第１側面壁下端部１１１１Ｄ同士が間隔が狭まる方向に曲げられて構成される。このため、第１側面壁１１１１Ａは、第１側面壁下端部１１１１Ｄにおいて、第２部材１１１２の底面壁１１１２Ｂの外面の一部を覆い、第２部材１１１２を抱え込むことになり、第２部材１１１２との接合面積を増やすことができる。

【0046】

さらに、第２接続部１１１２Ｃの曲げ半径Ｒ２と第１接続部１１１１Ｃの曲げ半径Ｒ１とについて、Ｒ２＜Ｒ１の関係となるような形状にする。また、第２部材１１１２の底面壁１１１２Ｂにおける弧の半径は、第１部材１１１１の天面壁１１１１Ｂにおける弧の半径よりも大きくする形状にする。これにより、分配ヘッダ１１００内において、下部となる領域を減らすことができる。

【0047】

実施の形態２．
図１１は、実施の形態２に係る熱交換器１０００をＸ方向から見たときの断面の一部を示す図である。また、図１２は、実施の形態２に係る熱交換器１０００をＹ方向から見たときの断面の一部を示す図である。図１１および図１２において、図４および図５と同じ符号を付している部材などについては、実施の形態１で説明したことと同様の機能および動作を行う。

【0048】

図１１において、実施の形態２の熱交換器１０００における分配ヘッダ１１００は、外管１１１０Ｃと内管１１２０Ｃとを有する２重構造の冷媒分配器である。外管１１１０Ｃは、実施の形態１で説明したヘッダ管１１１０と同様に、第１部材１１１１および第２部材１１１２を組み合わせて構成される管である。一方、内管１１２０Ｃは、外管１１１０Ｃに沿って外管１１１０Ｃの内部に設置される長尺の管である。特に限定するものではないが、実施の形態２の分配ヘッダ１１００においては、冷媒出入口管１１２０は、内管１１２０Ｃと一体となっているものとする。

【0049】

ここで、実施の形態２における分配ヘッダ１１００の外管１１１０Ｃと内管１１２０Ｃとの位置関係について説明する。図１２に示すように、外管１１１０ＣのＺ方向の寸法中心線をＥ－Ｅ線とし、内管１１２０ＣのＺ方向の寸法中心線をＦ－Ｆ線とする。このとき、Ｚ方向において、Ｆ－Ｆ線がＥ－Ｅ線よりも低い位置となる。外管１１１０Ｃ内の空間において、下部に内管１１２０Ｃが位置することで、液冷媒が滞留しやすい領域を減らすことができる。

【0050】

内管１１２０Ｃは、冷媒流出孔となるオリフィス１１２１を有する。オリフィス１１２１から流出した冷媒は、内管１１２０Ｃと外管１１１０Ｃとの間の空間に噴出され、外管１１１０Ｃから伝熱管１３００に流入する。冷媒出入口管１１２０から内管１１２０Ｃの内部に流入した気液二相冷媒は、オリフィス１１２１から内管１１２０Ｃと外管１１１０Ｃとの間の空間に流出する際に攪拌される。このため、液冷媒とガス冷媒とが均質に近い状態となる。複数の伝熱管１３００を通過する冷媒の冷媒分流比を、より均一化することで、熱交換器１０００は熱交換性能が向上する。

【0051】

ここで、実施の形態２におけるオリフィス１１２１は、内管１１２０Ｃの直下ではなく、内管１１２０Ｃの斜め下方であって、熱交換器１０００を通過する空気の風下側に気液二相冷媒を噴出する向きに設けられる。

【0052】

前述したように、伝熱管１３００は、多穴扁平伝熱管である。このため、伝熱管１３００は、空気が通過する方向となるＸ方向に沿って複数の流路を有する。オリフィス１１２１から風下側に気液二相冷媒を噴出することにより、また、図１２の実線矢印で示すように、気液二相冷媒においてガス冷媒の割合が多いガスリッチ冷媒が、伝熱管１３００の風下側流路に供給されることになる。一方、図１２の点線矢印で示すように、気液二相冷媒において液冷媒の割合が多い液リッチ冷媒が、伝熱管１３００の風上側流路に供給されることになる。したがって、冷媒と空気との温度差が大きい風上側に液冷媒を多く分配することができ、伝熱性能を向上させることができる。

【0053】

また、オリフィス１１２１は、環状流路の下部の領域に気液二相冷媒を噴出させることで、噴出の勢いにより液冷媒の滞留を抑制する。このため、冷媒の削減をはかることができる。さらに、オリフィス１１２１は、Ｚ方向において、外管１１１０Ｃの第２部材１１１２における第２側面壁１１１２Ａの上端となる第２側面壁上端部１１１２Ｄの位置Ｔよりも高い位置Ｓにある。このため、オリフィス１１２１から勢いを抑えることなく気液二相冷媒を噴出することができ、液冷媒の滞留を抑制することができる。

【0054】

図１３～図１６は、実施の形態２に係る分配ヘッダ１１００内における冷媒の状態を説明する図（その１）～（その４）である。図１３～図１６は、分配ヘッダ１１００の外管１１１０Ｃ（第１部材１１１１および第２部材１１１２）、内管１１２０Ｃ並びに伝熱管１３００を模式的に示している。液面２０００は、実施の形態１で説明したことと同様の麺である。

【0055】

図１３は、実施の形態２に係る分配ヘッダ１１００において、伝熱管下端部１３１０と底面壁１１１２Ｂとの間におけるＺ方向の距離Ｈが、２つの第１側面壁１１１１Ａの間におけるＸ方向の距離Ｗよりも長い場合における冷媒の状態を、Ｙ方向から見た図である。図１４は、図１３が示す冷媒の状態を、Ｘ方向から見た図である。図１５は、図１３の分配ヘッダ１１００と断面積が同じではあるが、距離Ｈが距離Ｗよりも短い場合における冷媒の状態を、Ｙ方向から見た図である。図１６は、図１５が示す冷媒の状態を、Ｘ方向から見た図である。

【0056】

距離Ｈが距離Ｗよりも短い場合、図１５に示すように、伝熱管１３００の伝熱管下端部１３１０と内管１１２０Ｃのオリフィス１１２１との距離が近くなる。このため、オリフィス１１２１から噴出する冷媒が大きく影響する。たとえば、図１６に示すように、冷媒流入側となる冷媒出入口管１１２０に近い伝熱管１３００では液冷媒が多く通過し、管内において、冷媒出入口管１１２０から離れた位置では液冷媒が少なくなる部分が生じる。したがって、分配ヘッダ１１００の外管１１１０Ｃにおいて、液面２０００のＹ方向における変化が大きくなり、冷媒出入口管１１２０から近い位置にない伝熱管１３００では、伝熱管１３００を通過する液冷媒が少なくなる。このため、伝熱管１３００の位置により、ガス冷媒と液冷媒の割合に偏りが生じる。

【0057】

一方、距離Ｈが距離Ｗよりも長い場合、図１３に示すように、伝熱管１３００の伝熱管下端部１３１０と内管１１２０Ｃのオリフィス１１２１との距離が図１５の場合よりも遠くなる。このため、伝熱管１３００の冷媒通過において、オリフィス１１２１の影響が少なくなる。冷媒出入口管１１２０に近い伝熱管１３００を通過しなかった液冷媒が冷媒出入口管１１２０から離れた位置まで届くことで、分配ヘッダ１１００の外管１１１０Ｃにおいて、液面２０００のＹ方向における変化が小さくなる。したがって、冷媒出入口管１１２０から近い位置にない伝熱管１３００においても、液冷媒を通過させることができ、各伝熱管１３００を通過するガス冷媒と液冷媒の割合をより均一にすることができる。

【0058】

以上のように、実施の形態２に係る熱交換器１０００によれば、分配ヘッダ１１００は、外管１１１０Ｃと内管１１２０Ｃとを有する二重管構造の冷媒分配器である。そして、分配ヘッダ１１００において、外管１１１０Ｃが、天面および２つの側面となる第１部材１１１１並びに底面となる第２部材１１１２を有する。また、第２部材１１１２を第１部材１１１１が覆う構成とする。このとき、分配ヘッダ１１００は、伝熱管１３００の伝熱管下端部１３１０と底面壁１１１２Ｂとの間の距離Ｈが、２つの第１側面壁１１１１Ａの間の距離Ｗよりも長くなる形状とする。そして、外管１１１０Ｃ内において、伝熱管１３００の伝熱管下端部１３１０と内管１１２０Ｃが有するオリフィス１１２１との間を空ける。このため、各伝熱管１３００に流入する冷媒の分配の偏りが少なくなるように改善しつつ、熱交換器１０００に滞留する冷媒量を低減することができる。したがって、冷媒回路全体の冷媒量を削減することができる。

【0059】

外管１１１０Ｃの第２部材１１１２は、複数のオリフィス１１２１の位置よりも、Ｚ方向において下側の位置にあるため、オリフィス１１２１からの気液二相冷媒の勢いを保ったまま噴出させることで、液冷媒の削減をはかることができる。また、内管１１２０ＣのＺ方向における寸法中心の位置が、外管１１１０ＣのＺ方向における寸法中心の位置よりも低い位置にあることで、外管１１１０Ｃの下部における空間の内容積を減少させ、熱交換器１０００に滞留する冷媒量を低減することができる。

【0060】

また、内管１１２０Ｃが有するオリフィス１１２１のＺ方向における位置は、第２側面壁１１１２Ａの第２側面壁上端部１１１２ＤのＺ方向における位置よりも高い位置にある。オリフィス１１２１からの気液二相冷媒の勢いを保ったまま噴出させることで、液冷媒の削減をはかることができる。そして、内管１１２０Ｃにおいて、複数のオリフィス１１２１は、空気流れにおいて風下となる方向に設置される。このため、伝熱管１３００において、風上側の流路には液冷媒の割合が多い気液二相冷媒が流入し、風下側の流路には、ガス冷媒の割合が多い気液に装冷媒を流入させることができる。したがって、熱交換器１０００における熱交換効率がよくなる。

【0061】

実施の形態３．
図１７は、実施の形態３に係る熱交換器１０００をＹ方向から見たときの断面の一部を示す図である。図１７において、図５および図１２と同じ符号を付している部材などについては、実施の形態１および実施の形態２で説明したことと同様の機能および動作を行う。

【0062】

図１７に示すように、実施の形態３の熱交換器１０００は、外管１１１０Ｃの第２部材１１１２における第２側面壁１１１２Ａの第２側面壁上端部１１１２Ｄにおいて、面取りがなされている。第２側面壁１１１２Ａの第２側面壁上端部１１１２Ｄを面取りして傾斜させることにより、角部分が削られた分、内管１１２０Ｃの径を大きくすることができる。このため、内管１１２０Ｃ内の空間における内容積を大きくすることができる。内管１１２０Ｃ内の空間における内容積が大きくなると、外管１１１０Ｃ内の空間において、内管１１２０Ｃ以外の部分の空間の内容積を減少させることができる。特に、外管１１１０Ｃ内の空間下部における内容積を減少させることができるため、液冷媒が滞留しやすい領域を減らすことができる。

【0063】

実施の形態４．
図１８は、実施の形態４に係る熱交換器１０００をＹ方向から見たときの断面の一部を示す図である。図１８において、図５および図１２と同じ符号を付している部材などについては、実施の形態１および実施の形態２で説明したことと同様の機能および動作を行う。

【0064】

図１８に示すように、実施の形態４の熱交換器１０００は、内管１１２０Ｃは、上面が平面であり、他の面が湾曲面で構成されることで、断面がＤ字の管形状である。内管１１２０Ｃの断面の形状がＤ字形状であることで、内管１１２０Ｃの断面積を大きくすることができ、管内の空間における内容積を大きくすることができる。内管１１２０Ｃ内の空間における内容積が大きくなると、外管１１１０Ｃ内の空間において、内管１１２０Ｃ以外の部分の空間の内容積を減少させることができる。特に、外管１１１０Ｃ内の空間下部における内容積を減少させることができるため、液冷媒が滞留しやすい領域を減らすことができる。

【符号の説明】

【0065】

１００ 室内機、１１０ 室内側熱交換器、１２０ 絞り装置、１３０ 室内送風機、２００ 室外機、２１０ 圧縮機、２２０ 四方弁、２３０ 室外側熱交換器、２４０ 補助熱交換器、２５０ 冷媒量調整弁、２６０ バイパス配管、２７０ アキュムレータ、２８０ 室外送風機、３００ 冷媒配管、４００ 制御装置、１０００，１０００Ａ，１０００Ｂ 熱交換器、１１００，１１００Ａ，１１００Ｂ 分配ヘッダ、１１１０，１１１０Ａ，１１１０Ｂ ヘッダ管、１１１０Ｃ 外管、１１１１ 第１部材、１１１１Ａ 第１側面壁、１１１１Ｂ 天面壁、１１１１Ｃ 第１接続部、１１１１Ｄ 第１側面壁下端部、１１１２ 第２部材、１１１２Ａ 第２側面壁、１１１２Ｂ 底面壁、１１１２Ｃ 第２接続部、１１１２Ｄ 第２側面壁上端部、１１１３ 蓋体、１１２０，１１２０Ａ，１１２０Ｂ 冷媒出入口管、１１２０Ｃ 内管、１１２１ オリフィス、１２００ 折り返しヘッダ、１３００ 伝熱管、１３１０ 伝熱管下端部、１４００ コルゲートフィン、２０００ 液面。

【要約】

開示に係る熱交換器は、水平方向に沿って並んで間を隔てて配置され、高さ方向に冷媒が流れる流路を有する複数の伝熱管と、複数の伝熱管が配置された方向に沿って延びる筒状のヘッダ管を有するヘッダとを備え、ヘッダ管は、複数の伝熱管の下端側が挿入される天面壁および天面壁の両端から下方に延びて対向する２つの第１側面壁を有する第１部材と、底面壁および底面壁の両端から上方に延びて対向する２つの第２側面壁を有する第２部材とを有し、２つの第２側面壁の間の距離が、２つの第１側面壁の間の距離よりも狭く、第１側面壁の高さが第２側面壁の高さよりも高く、第１側面壁が第２側面壁の一部を覆って筒状となり、ヘッダ管内における伝熱管の下端から底面壁までの距離が、２つの第１側面壁の間の距離よりも長いものである。

【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】

【図17】

【図18】