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(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】2025-04-17
(45)【発行日】2025-04-25
(54)【発明の名称】熱交換器及び空気調和装置
(51)【国際特許分類】
F28F 9/02 20060101AFI20250418BHJP
F28D 1/053 20060101ALI20250418BHJP
【ＦＩ】
F28F9/02 301Z
F28D1/053 A
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2023568865
(86)(22)【出願日】2021-12-22
(86)【国際出願番号】 JP2021047498
(87)【国際公開番号】W WO2023119468
(87)【国際公開日】2023-06-29
【審査請求日】2024-01-26
(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】赤岩 良太
(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】松尾 寧彦
(72)【発明者】
【氏名】松本 武巳
(72)【発明者】
【氏名】宮川 幸大
(72)【発明者】
【氏名】大谷 優紀
(72)【発明者】
【氏名】加藤 央平
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 勇太
【審査官】古川 峻弘
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１９／２０７８３８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１１－８５３４３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２８Ｆ ９／０２－９／１８
Ｆ２８Ｄ １／００－１／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
上下方向に間隔を空けて配置された複数の伝熱管と、前記上下方向に延びるように形成されており、前記複数の伝熱管に冷媒を分配する第１分配器と、
を備え、
前記第１分配器は、
前記複数の伝熱管が挿入される挿入面部と、
前記複数の伝熱管の延びる方向において、前記挿入面部と対向する対向面部と、
前記第１分配器の長手方向に対する垂直断面である軸直角断面において、前記挿入面部と前記対向面部との間に延びる壁であって、前記対向面部と接合される側面部と、
を有し、
前記対向面部は、
前記側面部と接続する平板部と、前記軸直角断面において、前記第１分配器の内部空間を形成する内壁の一部が前記挿入面部に向かって前記平板部から膨出する膨出部とを有し、
前記第１分配器は、
前記軸直角断面において、前記複数の伝熱管のそれぞれの先端部から前記膨出部までの最短距離を第１距離Ｍ１とし、前記複数の伝熱管の延びる方向における前記複数の伝熱管のそれぞれの先端部から前記平板部の位置までの距離を第２距離Ｍ２とした場合に、第２距離Ｍ２≧１．５×第１距離Ｍ１の関係を満たしている熱交換器。
【請求項2】
前記挿入面部は、前記軸直角断面において、前記複数の伝熱管の配置側に凸となるように少なくとも一部が湾曲している請求項１に記載の熱交換器。
【請求項3】
前記第１分配器は、前記第１分配器の長手方向の両端部を塞ぎ、前記挿入面部と、前記対向面部と、前記側面部と共に前記内部空間を形成する蓋を有する請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項4】
前記第１分配器は、前記第１分配器の長手方向において前記内部空間を上方に位置する上部空間と下方に位置する下部空間とに隔てる少なくとも１つ以上のオリフィス板を有し、
前記オリフィス板には、貫通孔であって前記上部空間と前記下部空間とを連通させるオリフィス孔が形成されている請求項１～３のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項5】
前記第１分配器は、前記第１分配器の軸方向に投影した場合に、前記複数の伝熱管と前記オリフィス孔とが重ならない位置に配置されている請求項４に記載の熱交換器。
【請求項6】
前記対向面部には、前記内部空間に冷媒が流入する流入口が少なくとも１つ以上形成されており、前記流入口は、
前記内部空間において、前記複数の伝熱管の中で最下部に位置する伝熱管と対向する位置に形成されているか、又は、前記複数の伝熱管の中で前記最下部に位置する伝熱管よりも下方に位置するように形成されている請求項１～５のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項7】
前記第１分配器は、前記挿入面部と前記側面部とを有する第１部品と、
前記対向面部である第２部品と、
を備え、
前記第１部品と前記第２部品とを組み合わせることにより筒状に形成されている請求項１～６のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項8】
前記膨出部は、前記軸直角断面において、１つの半円形状、１つの四角形状、１つの三角形状、複数の半円形が連続する形状、複数の四角形が連続する形状、又は、複数の三角形が連続する形状のいずれか１つの断面形状に形成されている請求項１～７のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項9】
前記複数の伝熱管の内、半分以上の伝熱管を有する主熱交換部と、前記複数の伝熱管の内、前記主熱交換部を構成しない残りの伝熱管を有する補助熱交換部と、
前記補助熱交換部に接続される前記第１分配器と、
前記主熱交換部に接続され、前記主熱交換部を構成する前記複数の伝熱管に前記補助熱交換部から流出した冷媒を分配する第２分配器と、
を備え、
前記第１分配器と前記第２分配器とは、前記上下方向に延びるように一体に形成されており、前記第１分配器の内部の空間と前記第２分配器の内部の空間とを隔てる仕切板を有する請求項１～８のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項10】
前記複数の伝熱管の内、半分以上の伝熱管を有する主熱交換部と、前記複数の伝熱管の内、前記主熱交換部を構成しない残りの伝熱管を有する補助熱交換部と、
前記補助熱交換部に接続される前記第１分配器と、
前記主熱交換部に接続され、前記主熱交換部を構成する前記複数の伝熱管に前記補助熱交換部から流出した冷媒を分配する複数の第２分配器と、
を備え、
前記主熱交換部は、
前記主熱交換部の前記上下方向において上部に位置する上側主熱交換部と、
前記主熱交換部の前記上下方向において下部に位置する下側主熱交換部と、
前記主熱交換部の前記上下方向において前記上側主熱交換部と前記下側主熱交換部との間に配置された中央側主熱交換部と、
を有し、
前記第１分配器には、
前記オリフィス板の上方の空間を形成する前記上部空間と、前記オリフィス板の下方の空間を形成する前記下部空間とが形成されており、
前記上部空間は、
前記補助熱交換部と前記複数の第２分配器の１つ以上とを介して、前記中央側主熱交換部を構成する前記複数の伝熱管と連通しており、
前記下部空間は、
前記補助熱交換部と前記中央側主熱交換部と連通しない他の前記複数の第２分配器の１つ以上とを介して、前記上側主熱交換部及び前記下側主熱交換部を構成する前記複数の伝熱管と連通している請求項４又は５に記載の熱交換器。
【請求項11】
前記第１分配器は、前記第１分配器の長手方向の中心軸が鉛直向きの状態、又は、前記第１分配器の長手方向の中心軸が鉛直向きのベクトル成分を有する範囲で傾いた状態で設置される請求項１～１０のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項12】
請求項４又は５に記載の熱交換器と、前記熱交換器に空気を供給する送風機と、
を有し、
前記複数の伝熱管のそれぞれは、内部に複数の冷媒流路穴が形成されており、
前記複数の冷媒流路穴は、前記送風機によって形成される空気の流れる方向に並んで配置されており、
前記オリフィス板において前記オリフィス孔の形成位置は、前記第１分配器の中心位置よりも風上側に偏った位置に形成されている空気調和装置。
【請求項13】
請求項１～１１のいずれか１項に記載の熱交換器と、前記熱交換器に空気を供給する送風機と、を有する空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、伝熱管を有する熱交換器及び空気調和装置に関するものであり、特に冷媒を分岐して伝熱管へ供給する分配器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般に空気調和装置等のヒートポンプ装置で広く用いられる蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器として機能する熱交換器、膨張弁、及び、蒸発器として機能する熱交換器等の４つの要素部品で構成される。この冷凍サイクル装置は、第一の作動流体である冷媒が状態変化を伴いながらこの４つの要素部品を流れている。従来、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置が備える蒸発器として、流動損失を低減するために複数の伝熱管と、この複数の伝熱管に対して冷媒を分配する分配器（ヘッダ）とを備えたものがある。そして、蒸発器を高効率に機能させるためには、例えば冷媒と熱交換をする空気等の第二の作動流体との熱量に応じて複数の伝熱管の各伝熱管に冷媒を分配する必要がある。
【0003】
一方、膨張弁から流出される冷媒は、低温低圧のガス冷媒と液冷媒とが混在した気液二相冷媒状態であるため、蒸発器への冷媒の分配が不均等になりやすい。特に分配器の長手方向を鉛直向きに配置した場合に、冷媒が鉛直方向に進む過程において、密度の低いガス冷媒と密度の高い液冷媒とが重力の影響を受けて分離しやすくなる。また、冷媒が鉛直方向に進む過程において、分配器に流入する際の慣性力の影響を受けて密度の高い液冷媒が進行方向に偏る場合がある。
【0004】
そこで、冷媒の分配配分を改善するため、長手方向に複数の流出管接続口を有した円筒管内に壁部材を備えた分配器を有する熱交換器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の熱交換器では、複数の伝熱管の流路穴から流れてきた冷媒が、分配器の下部に位置する内部空間において集合する第１空間と、分配器の上部に位置して第１空間で集合した気液二相冷媒を複数の伝熱管の流路穴へと分配する第２空間を有している。特許文献１の熱交換器は、第１空間と第２空間との間に壁部材と呼ぶ孔付きの仕切り板を備えることで、第１空間に気液二相冷媒が流出した際に慣性の影響で対向する壁面に偏る液冷媒を孔まで導き、第２空間における分配の偏りを改善するとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１３－６１１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献１に記載された分配器では、流速が低下して液冷媒とガス冷媒とが分離しやすい分配器内の下流部において液冷媒がガス冷媒と分離して落下し、分配器上部への液冷媒の供給が不足してしまい、熱交換器性能が低下する恐れがある。
【0007】
本開示は、上記のような課題を解決するものであり、分配器上部への液冷媒の供給不足を抑制する熱交換器及び空気調和装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示に係る熱交換器は、上下方向に間隔を空けて配置された複数の伝熱管と、上下方向に延びるように形成されており、複数の伝熱管に冷媒を分配する第１分配器と、を備え、第１分配器は、複数の伝熱管が挿入される挿入面部と、複数の伝熱管の延びる方向において、挿入面部と対向する対向面部と、第１分配器の長手方向に対する垂直断面である軸直角断面において、挿入面部と対向面部との間に延びる壁であって、対向面部と接合される側面部と、を有し、対向面部は、側面部と接続する平板部と、軸直角断面において、第１分配器の内部空間を形成する内壁の一部が挿入面部に向かって平板部から膨出する膨出部とを有し、第１分配器は、軸直角断面において、複数の伝熱管のそれぞれの先端部から膨出部までの最短距離を第１距離Ｍ１とし、複数の伝熱管の延びる方向における複数の伝熱管のそれぞれの先端部から平板部の位置までの距離を第２距離Ｍ２とした場合に、第２距離Ｍ２≧１．５×第１距離Ｍ１の関係を満たしているものである。
【0009】
本開示に係る空気調和装置は、本開示に係る熱交換器と、熱交換器に空気を供給する送風機と、を有するものである。
【発明の効果】
【0010】
本開示に係る熱交換器は、第２距離Ｍ２≧１．５×第１距離Ｍ１の関係を満たす第１分配器を備えている。第１分配器は、第２距離Ｍ２が第１距離Ｍ１の１．５倍以上の大きさであることによって、第１分配器の内部空間の断面積を最小限の大きさにすることができる上に、濡れぶち長さを大きくすることができる。そのため、第１分配器は、水力相当直径を小さくすることができ、結果としてフラッディング定数も大きくすることができる。その結果、第１分配器は、第１分配器内の気液二相冷媒において液冷媒とガス冷媒とが分離して液冷媒が落下しない流速を保つことができ、第１分配器の上部への液冷媒の供給不足を抑制できる。
【0011】
本開示に係る空気調和装置は、上記構成の熱交換器を備えるため第１分配器内の気液二相冷媒において液冷媒とガス冷媒とが分離して液冷媒が落下しない流速を保つことができ、第１分配器の上部への液冷媒の供給不足を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】実施の形態１に係る空気調和装置の構成図である。
【図2】実施の形態１に係る熱交換器の概略図である。
【図3】実施の形態１に関する第１分配器の概要図である。
【図4】実施の形態１に係る第１分配器の斜視図である。
【図8】膨出部の作用を説明するための説明図である。
【図9】分配器内高さに対するフラッディング定数の関係を示した図である。
【図10】実施の形態１の熱交換器において、第１分配器内の冷媒の流れを示した模式図である。
【図11】実施の形態２に係る膨出部の概念的な断面図である。
【図12】実施の形態２に係る膨出部の第１の別形態の概念的な断面図である。
【図13】実施の形態２に係る膨出部の第２の別形態の概念的な断面図である。
【図14】実施の形態２に係る膨出部の第３の別形態の概念的な断面図である。
【図15】実施の形態２に係る膨出部の第４の別形態の概念的な断面図である。
【図16】実施の形態２に係る膨出部の第５の別形態の概念的な断面図である。
【図17】実施の形態２に係る第１分配器の本体部の斜視図である。
【図18】実施の形態３に係る第１分配器に用いられるオリフィス板の第１の別形態の概念的な断面図である。
【図19】実施の形態３に係る第１分配器に用いられるオリフィス板の第２の別形態の概念的な断面図である。
【図20】実施の形態３に係る第１分配器に用いられるオリフィス板の第３の別形態の概念的な断面図である。
【図21】実施の形態４に係る第１分配器において、オリフィス孔と伝熱管との関係を説明する概念図である。
【図22】実施の形態５に係る熱交換器の概略図である。
【図23】実施の形態５に係る熱交換器の冷媒流路の説明図である。
【図24】実施の形態５に係る熱交換器の変形例の概略図である。
【図25】実施の形態１～５に係る熱交換器と室外送風機との関係を示す第１の概要図である。
【図26】実施の形態１～５に係る熱交換器と室外送風機との関係を示す第２の概要図である。
【図27】実施の形態１～５に係る熱交換器と室内送風機との関係を示す第１の概要図である。
【図28】実施の形態１～５に係る熱交換器と室内送風機との関係を示す第２の概要図である。
【図29】実施の形態１～５に係る熱交換器と室内送風機との関係を示す第３の概要図である。
【図30】実施の形態１～５に係る熱交換器と室内送風機との関係を示す第４の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本開示を実施するための形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１を含めた、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、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。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。
【0014】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る空気調和装置１０の構成図である。図１において、点線で示す矢印は、空気調和装置１０の冷房運転時における冷媒の流れる方向を示すものであり、実線で示す矢印は、空気調和装置１０の暖房運転時における冷媒の流れる方向を示すものである。図１を用いて、家庭用のルームエアコンあるいは店舗用もしくはオフィス用のパッケージエアコンのような、１つの室外熱交換器５と１つの室内熱交換器３とを有する空気調和装置１０の構成及び動作について説明する。
図１は、実施の形態１に係る空気調和装置１０の構成図である。図１において、点線で示す矢印は、空気調和装置１０の冷房運転時における冷媒の流れる方向を示すものであり、実線で示す矢印は、空気調和装置１０の暖房運転時における冷媒の流れる方向を示すものである。図１を用いて、家庭用のルームエアコンあるいは店舗用もしくはオフィス用のパッケージエアコンのような、１つの室外熱交換器５と１つの室内熱交換器３とを有する空気調和装置１０の構成及び動作について説明する。
【0015】
［空気調和装置１０の構成］
空気調和装置１０は、圧縮機１と、流路切替装置２と、室内熱交換器３と、減圧装置４と、室外熱交換器５とを有し、これらが配管で接続されて第一の作動流体である冷媒が循環する冷媒回路を構成している。空気調和装置１０は更に、室内熱交換器３に送風する室内送風機７と、室外熱交換器５に送風する室外送風機６とを有している。
空気調和装置１０は、圧縮機１と、流路切替装置２と、室内熱交換器３と、減圧装置４と、室外熱交換器５とを有し、これらが配管で接続されて第一の作動流体である冷媒が循環する冷媒回路を構成している。空気調和装置１０は更に、室内熱交換器３に送風する室内送風機７と、室外熱交換器５に送風する室外送風機６とを有している。
【0016】
圧縮機１は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する流体機械である。流路切替装置２は、例えば四方弁であり、制御装置（図示は省略）の制御により、空気調和装置１０の冷房運転時と暖房運転時とにおいて冷媒の流路を切り替える装置である。室内熱交換器３は、内部を流通する冷媒と、室内送風機７により供給される室内空気と、の熱交換を行う熱交換器である。室内熱交換器３は、暖房運転時には凝縮器として機能し、冷房運転時には蒸発器として機能する。
【0017】
減圧装置４は、例えば膨張弁であり、冷媒を減圧させる装置である。減圧装置４は、制御装置（図示は省略）の制御により開度が調節される電子膨張弁を用いることができる。室外熱交換器５は、内部を流通する冷媒と、室外送風機６により供給される第二の作動流体である空気と、の熱交換を行う熱交換器である。室外熱交換器５は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器として機能する。
【0018】
［空気調和装置１０の動作］
次に、図１を用いて空気調和装置１０の暖房運転時の運転状態を冷媒の流れに沿って説明する。圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置２を通過して点Ａに到達する。そして、ガス冷媒は、点Ａを通過した後、室内熱交換器３を通過する際、室内熱交換器３を凝縮器として作用させ、室内送風機７によって流れる空気により冷却され液化した状態で点Ｂに到達する。
次に、図１を用いて空気調和装置１０の暖房運転時の運転状態を冷媒の流れに沿って説明する。圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置２を通過して点Ａに到達する。そして、ガス冷媒は、点Ａを通過した後、室内熱交換器３を通過する際、室内熱交換器３を凝縮器として作用させ、室内送風機７によって流れる空気により冷却され液化した状態で点Ｂに到達する。
【0019】
液化された液冷媒は、減圧装置４を通過することで低温低圧のガス冷媒と液冷媒とが混在した二相冷媒状態となり点Ｃに到る。その後、点Ｃを通過した二相冷媒は、室外熱交換器５内を流れて室外熱交換器５を蒸発器として作用させ、室外送風機６によって流れる空気により加熱されてガス化した状態で点Ｄに到る。点Ｄを経たガス冷媒は、流路切替装置２を通過して圧縮機１に戻る。空気調和装置１０は、この冷媒のサイクルにより、室内空気を加熱する暖房運転を行う。
【0020】
次に、図１を用いて空気調和装置１０の冷房運転時の運転状態を冷媒の流れに沿って説明する。空気調和装置１０の冷房運転時には、上記の冷媒の流れが逆方向に流れるように流路切替装置２を用いて冷媒の流れる方向が切り替えられる。圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置２を通過して点Ｄに到達する。そして、ガス冷媒は、点Ｄを通過した後、室外熱交換器５を通過する際、室外熱交換器５を凝縮器として作用させ、室外送風機６によって流れる空気により冷却され液化した状態で点Ｃに到達する。
【0021】
液化された液冷媒は、減圧装置４を通過することで低温低圧のガス冷媒と液冷媒とが混在した二相冷媒状態となり点Ｂに到る。その後、点Ｂを通過した二相冷媒は、室内熱交換器３内を流れて室内熱交換器３を蒸発器として作用させ、室内送風機７によって流れる空気により加熱されてガス化した状態で点Ａに到る。点Ａを経たガス冷媒は、流路切替装置２を通過して圧縮機１に戻る。空気調和装置１０は、この冷媒のサイクルにより、室内空気を冷却する冷房運転を行う。
【0022】
［熱交換器５０］
図２は、実施の形態１に係る熱交換器５０の概略図である。図２に示す矢印は、冷媒の流れる方向を示している。また、図２の左側に示す図において、横軸は、熱交換器５０を通過する空気の風速を示し、縦軸は、熱交換器５０の高さを示している。また、図２の実線は、空気の熱量を示している。次に図２を用いて実施の形態１に係る熱交換器５０について説明する。以下の説明では、熱交換器５０は、空気調和装置１０を用いて暖房運転を行う際に、蒸発器として機能する室外熱交換器５に使用された場合の構成として説明する。なお、熱交換器５０は、空気調和装置１０において、室外熱交換器５として使用されるものに限定されるものではなく、室内熱交換器３として使用することもできる。
図２は、実施の形態１に係る熱交換器５０の概略図である。図２に示す矢印は、冷媒の流れる方向を示している。また、図２の左側に示す図において、横軸は、熱交換器５０を通過する空気の風速を示し、縦軸は、熱交換器５０の高さを示している。また、図２の実線は、空気の熱量を示している。次に図２を用いて実施の形態１に係る熱交換器５０について説明する。以下の説明では、熱交換器５０は、空気調和装置１０を用いて暖房運転を行う際に、蒸発器として機能する室外熱交換器５に使用された場合の構成として説明する。なお、熱交換器５０は、空気調和装置１０において、室外熱交換器５として使用されるものに限定されるものではなく、室内熱交換器３として使用することもできる。
【0023】
図２に示すように、熱交換器５０は、熱交換部５０ａと、第１分配器２０と、第２分配器３０と、ヘッダ８０と、を有する。なお、第１分配器２０及び第２分配器３０は、ヘッダと称してもよい。
【0024】
（熱交換部５０ａ）
熱交換部５０ａは、熱交換部５０ａの周囲に存在する空気と熱交換部５０ａの内部を流れる冷媒とを熱交換させる。熱交換部５０ａは、熱交換器５０を流れる冷媒の流れの中において、第１分配器２０と第２分配器３０との間に配置されている。また、熱交換部５０ａは、熱交換器５０を流れる冷媒の流れの中において、第２分配器３０とヘッダ８０との間に配置されている。熱交換部５０ａは、複数の伝熱管１２と、隣り合う伝熱管１２同士を接続する伝熱促進部材１３とを有する。
熱交換部５０ａは、熱交換部５０ａの周囲に存在する空気と熱交換部５０ａの内部を流れる冷媒とを熱交換させる。熱交換部５０ａは、熱交換器５０を流れる冷媒の流れの中において、第１分配器２０と第２分配器３０との間に配置されている。また、熱交換部５０ａは、熱交換器５０を流れる冷媒の流れの中において、第２分配器３０とヘッダ８０との間に配置されている。熱交換部５０ａは、複数の伝熱管１２と、隣り合う伝熱管１２同士を接続する伝熱促進部材１３とを有する。
【0025】
複数の伝熱管１２のそれぞれは、管状に形成されており、内部に冷媒を流通させる。複数の伝熱管１２のそれぞれは、第１方向（Ｘ軸方向）に延びるように形成されている。複数の伝熱管１２のそれぞれは、互いに間隔をあけて配列され、第１分配器２０及び第２分配器３０の延伸方向である軸方向（Ｚ軸方向）に並列している。
【0026】
第１分配器２０及び第２分配器３０の延伸方向である軸方向（Ｚ軸方向）は、第２方向であり、第２方向は第１方向と交わる方向である。複数の伝熱管１２は、第２方向において、互いに上下方向に間隔を空けて配置されている。複数の伝熱管１２のうち隣り合う伝熱管１２は、互いに対向するように配置されている。複数の伝熱管１２のうち隣り合う２つの伝熱管１２の間には、空気の流路となる隙間が形成されている。
【0027】
熱交換器５０は、第１方向である複数の伝熱管１２の延伸方向を水平方向としている。ただし、第１方向である複数の伝熱管１２の延伸方向は、水平方向に限定されるものではなく、水平方向に対して傾いた方向でもよい。また、熱交換器５０は、第２方向である複数の伝熱管１２の配列方向を鉛直方向としている。ただし、複数の伝熱管１２の配列方向は、鉛直方向に限定されるものではなく、鉛直方向に対して傾いた方向でもよい。
【0028】
伝熱管１２は、例えば、断面形状が円形の円管、あるいは、楕円形状の楕円管である。なお、伝熱管１２は、円管及び楕円管に限定されるものではなく、内部に複数の流路が形成された扁平管でもよい。
【0029】
複数の伝熱管１２の中で隣り合う伝熱管１２は、互いの伝熱管１２同士が伝熱促進部材１３によって接続されている。伝熱促進部材１３は、例えば、プレートフィン、あるいは、コルゲートフィン等である。伝熱促進部材１３は、空気と冷媒との熱交換効率を向上させるものである。複数の伝熱促進部材１３は、熱交換部５０ａにおいて、互いに間隔をあけて配列され、伝熱管１２の延伸方向（Ｘ軸方向）に並列している。伝熱促進部材１３がプレートフィンの場合には、複数の伝熱管１２のそれぞれが複数の伝熱促進部材１３を貫通している。
【0030】
なお、熱交換部５０ａは、伝熱管１２と、伝熱促進部材１３とを有するものに限定されるものではない。例えば、熱交換部５０ａは、複数の伝熱管１２を有し、隣り合う伝熱管１２同士を接続する伝熱促進部材１３を有さない構成でもよい。
【0031】
熱交換部５０ａは、図２に示すように、流通する冷媒の上流側に位置する補助熱交換部５ａと、流通する冷媒の下流側に位置する主熱交換部５ｂと、を有する。
【0032】
補助熱交換部５ａは、複数の伝熱管１２の内、主熱交換部５ｂを構成しない残りの伝熱管１２を有する。補助熱交換部５ａは、伝熱管１２の延伸方向（Ｘ軸方向）の一端側が第１分配器２０と接続され、他端側が第２分配器３０と接続されている。なお、補助熱交換部５ａと第２分配器３０とは配管３００によって接続されている。すなわち、補助熱交換部５ａを構成する複数の伝熱管１２のそれぞれは、第１方向（Ｘ軸方向）において、一方の端部が第１分配器２０と接続しており、他方の端部が配管３００を介して第２分配器３０と接続している。
【0033】
主熱交換部５ｂは、複数の伝熱管１２の内、半分以上の伝熱管１２を有する。主熱交換部５ｂは、伝熱管１２の延伸方向（Ｘ軸方向）の一端側が第２分配器３０と接続され、他端側がヘッダ８０と接続されている。より詳細には、主熱交換部５ｂを構成する複数の伝熱管１２のそれぞれは、第１方向（Ｘ軸方向）において、一方の端部が第２分配器３０と接続されており、他方の端部がヘッダ８０と接続されている。
【0034】
主熱交換部５ｂは、上側主熱交換部５ｂ１、中上側主熱交換部５ｂ２、中下側主熱交換部５ｂ３、及び下側主熱交換部５ｂ４を含む。主熱交換部５ｂは、上側主熱交換部５ｂ１、中上側主熱交換部５ｂ２、中下側主熱交換部５ｂ３、及び下側主熱交換部５ｂ４の総称でもある。
【0035】
上側主熱交換部５ｂ１は、主熱交換部５ｂの上下方向（Ｚ軸方向）において、上部に位置する部分であり、重力方向で中央部分に位置する中上側主熱交換部５ｂ２及び中下側主熱交換部５ｂ３よりも上方に位置する部分である。上側主熱交換部５ｂ１は、上側主熱交換部５ｂ１を構成する伝熱管１２が後述する上側第２分配器３１と接続する主熱交換部５ｂの部分である。なお、主熱交換部５ｂの上下方向（Ｚ軸方向）は、重力方向でもある。
【0036】
中上側主熱交換部５ｂ２は、主熱交換部５ｂの上下方向（Ｚ軸方向）において、中央部分に位置する部分であり、重力方向で上側主熱交換部５ｂ１よりも下方に位置し、重力方向で中下側主熱交換部５ｂ３よりも上方に位置する部分である。中上側主熱交換部５ｂ２は、中上側主熱交換部５ｂ２を構成する伝熱管１２が後述する中上側第２分配器３２と接続する主熱交換部５ｂの部分である。
【0037】
中下側主熱交換部５ｂ３は、主熱交換部５ｂの上下方向（Ｚ軸方向）において、中央部分に位置する部分であり、重力方向で中上側主熱交換部５ｂ２よりも下方に位置し、重力方向で下側主熱交換部５ｂ４よりも上方に位置する部分である。中下側主熱交換部５ｂ３は、中下側主熱交換部５ｂ３を構成する伝熱管１２が後述する中下側第２分配器３３と接続する主熱交換部５ｂの部分である。
【0038】
中上側主熱交換部５ｂ２及び中下側主熱交換部５ｂ３は、中央側主熱交換部ともいう。中央側主熱交換部は、主熱交換部５ｂの上下方向（Ｚ軸方向）において上側主熱交換部５ｂ１と下側主熱交換部５ｂ４との間に配置されている。中央側主熱交換部は、主熱交換部５ｂの上下方向（Ｚ軸方向）において中央側に位置しており、重力方向（Ｚ軸方向）において中央側に位置している。
【0039】
下側主熱交換部５ｂ４は、主熱交換部５ｂの上下方向（Ｚ軸方向）において、下部に位置する部分であり、重力方向で中上側主熱交換部５ｂ２及び中下側主熱交換部５ｂ３よりも下方に位置する部分である。下側主熱交換部５ｂ４は、下側主熱交換部５ｂ４を構成する伝熱管１２が後述する下側第２分配器３４と接続する主熱交換部５ｂの部分である。そして、主熱交換部５ｂと補助熱交換部５ａとは空間を有して熱的に分離されている。
【0040】
（第１分配器２０）
第１分配器２０は、熱交換器５０が蒸発器として機能する場合に、補助熱交換部５ａの冷媒の流入側に設けられている。第１分配器２０は、補助熱交換部５ａを構成する複数の伝熱管１２の延伸方向（Ｘ軸方向）において、一方の端部に接続されている。第１分配器２０は、第１分配器２０の内部と伝熱管１２の管路内とが連通するように、補助熱交換部５ａの伝熱管１２に接続されている。第１分配器２０は、冷媒の流れにおいて、補助熱交換部５ａを構成する複数の伝熱管１２を介して第２分配器３０の反対側に配置されている。
第１分配器２０は、熱交換器５０が蒸発器として機能する場合に、補助熱交換部５ａの冷媒の流入側に設けられている。第１分配器２０は、補助熱交換部５ａを構成する複数の伝熱管１２の延伸方向（Ｘ軸方向）において、一方の端部に接続されている。第１分配器２０は、第１分配器２０の内部と伝熱管１２の管路内とが連通するように、補助熱交換部５ａの伝熱管１２に接続されている。第１分配器２０は、冷媒の流れにおいて、補助熱交換部５ａを構成する複数の伝熱管１２を介して第２分配器３０の反対側に配置されている。
【0041】
第１分配器２０は、複数の伝熱管１２の配列方向（Ｚ軸方向）に沿って延伸するように長尺に形成されている。第１分配器２０は、上下方向（Ｚ軸方向）に延びるように形成されており、複数の伝熱管１２に冷媒を分配する。第１分配器２０は、熱交換器５０において、熱交換部５０ａの補助熱交換部５ａに流入する冷媒を、複数の伝熱管１２に分配する分配機構として機能する。
【0042】
第１分配器２０には、流入管２０１が設けられている。流入管２０１は、複数の伝熱管１２に分配される冷媒を熱交換器５０に流入させるための配管である。なお、流入管２０１は、熱交換器５０と減圧装置４との間の冷媒の流路を構成する配管である。第１分配器２０の詳細な構造については後述する。
【0043】
（第２分配器３０）
第２分配器３０は、熱交換器５０が蒸発器として機能する場合に、主熱交換部５ｂの冷媒の流入側に設けられている。第２分配器３０は、熱交換器５０が蒸発器として機能する場合に、補助熱交換部５ａの冷媒の流出側に設けられている。第２分配器３０は、主熱交換部５ｂに接続され、主熱交換部５ｂを構成する複数の伝熱管１２に補助熱交換部５ａから流出した冷媒を分配する。
第２分配器３０は、熱交換器５０が蒸発器として機能する場合に、主熱交換部５ｂの冷媒の流入側に設けられている。第２分配器３０は、熱交換器５０が蒸発器として機能する場合に、補助熱交換部５ａの冷媒の流出側に設けられている。第２分配器３０は、主熱交換部５ｂに接続され、主熱交換部５ｂを構成する複数の伝熱管１２に補助熱交換部５ａから流出した冷媒を分配する。
【0044】
第２分配器３０は、主熱交換部５ｂを構成する複数の伝熱管１２の延伸方向（Ｘ軸方向）において、一方の端部に接続されている。第２分配器３０は、第２分配器３０の内部と伝熱管１２の管路内とが連通するように、主熱交換部５ｂの伝熱管１２に接続されている。第２分配器３０は、冷媒の流れにおいて、主熱交換部５ｂを構成する複数の伝熱管１２を介してヘッダ８０の反対側に配置されている。また、第２分配器３０は、配管３００を介して補助熱交換部５ａを構成する複数の伝熱管１２と接続されている。
【0045】
第２分配器３０は、複数の伝熱管１２の配列方向（Ｚ軸方向）に沿って延伸するように長尺に形成されている。第２分配器３０は、上下方向（Ｚ軸方向）に延びるように形成されており、複数の伝熱管１２に冷媒を分配する。第２分配器３０は、熱交換器５０において、熱交換部５０ａの主熱交換部５ｂに流入する冷媒を、複数の伝熱管１２に分配する分配機構として機能する。
【0046】
第２分配器３０は、上側第２分配器３１、中上側第２分配器３２、中下側第２分配器３３、下側第２分配器３４を含む。第２分配器３０は、上側第２分配器３１、中上側第２分配器３２、中下側第２分配器３３、下側第２分配器３４の総称でもある。なお、図２では、上側第２分配器３１～下側第２分配器３４の４つの第２分配器３０から構成されているが、第２分配器３０の数は複数であればよく４つに限定されるものではない。
【0047】
上側第２分配器３１は、第２分配器３０の上下方向（Ｚ軸方向）において、上部に位置しており、重力方向で中央部分に位置する中上側第２分配器３２及び中下側第２分配器３３よりも上方に位置している。上側第２分配器３１は、上側主熱交換部５ｂ１を構成する伝熱管１２と接続する。
【0048】
中上側第２分配器３２は、第２分配器３０の上下方向（Ｚ軸方向）において、中央部分に位置しており、重力方向で上側第２分配器３１よりも下方に位置し、重力方向で中下側第２分配器３３よりも上方に位置している。中上側第２分配器３２は、中上側主熱交換部５ｂ２を構成する伝熱管１２と接続する。
【0049】
中下側第２分配器３３は、第２分配器３０の上下方向（Ｚ軸方向）において、中央部分に位置しており、重力方向で中上側第２分配器３２よりも下方に位置し、重力方向で下側第２分配器３４よりも上方に位置している。中下側第２分配器３３は、中下側主熱交換部５ｂ３を構成する伝熱管１２と接続する。
【0050】
下側第２分配器３４は、第２分配器３０の上下方向（Ｚ軸方向）において、下部に位置しており、重力方向で中央部分に位置する中上側第２分配器３２及び中下側第２分配器３３よりも下方に位置している。下側第２分配器３４は、下側主熱交換部５ｂ４を構成する伝熱管１２と接続する。
【0051】
補助熱交換部５ａと第２分配器３０とは、上述したように配管３００で接続されている。配管３００は、上側配管３０１、中上側配管３０２、中下側配管３０３及び下側配管３０４を含む。配管３００は、上側配管３０１、中上側配管３０２、中下側配管３０３及び下側配管３０４の総称でもある。
【0052】
上側配管３０１は、補助熱交換部５ａと上側第２分配器３１とを接続する配管である。上側配管３０１は、伝熱管１２を介して第１分配器２０の下部空間２１ａと、上側第２分配器３１の内部とを連通させる。中上側配管３０２は、補助熱交換部５ａと中上側第２分配器３２とを接続する配管である。中上側配管３０２は、伝熱管１２を介して第１分配器２０の上部空間２１ｂと、中上側第２分配器３２の内部とを連通させる。
【0053】
中下側配管３０３は、補助熱交換部５ａと中下側第２分配器３３とを接続する配管である。中下側配管３０３は、伝熱管１２を介して第１分配器２０の上部空間２１ｂと、中下側第２分配器３３の内部とを連通させる。下側配管３０４は、補助熱交換部５ａと下側第２分配器３４とを接続する配管である。下側配管３０４は、伝熱管１２を介して第１分配器２０の下部空間２１ａと、下側第２分配器３４の内部とを連通させる。配管３００の数は、４本に限定されるものではなく、第２分配器３０の数と同じ数であればよい。
【0054】
（ヘッダ８０）
ヘッダ８０は、主熱交換部５ｂを構成する複数の伝熱管１２の、延伸方向（Ｘ軸方向）の他方の端部に接続されている。ヘッダ８０は、ヘッダ８０の内部と伝熱管１２の管路内とが連通するように、主熱交換部５ｂの伝熱管１２に接続されている。ヘッダ８０は、複数の伝熱管１２の配列方向（Ｚ軸方向）に沿って延伸するように長尺に形成されている。
ヘッダ８０は、主熱交換部５ｂを構成する複数の伝熱管１２の、延伸方向（Ｘ軸方向）の他方の端部に接続されている。ヘッダ８０は、ヘッダ８０の内部と伝熱管１２の管路内とが連通するように、主熱交換部５ｂの伝熱管１２に接続されている。ヘッダ８０は、複数の伝熱管１２の配列方向（Ｚ軸方向）に沿って延伸するように長尺に形成されている。
【0055】
ヘッダ８０は、熱交換器５０において、主熱交換部５ｂの複数の伝熱管１２から流出する冷媒が合流する際の合流機構として機能する。ヘッダ８０は、熱交換器５０において、熱交換部５０ａから流出する冷媒が合流する際の合流機構として機能する。
【0056】
ヘッダ８０には、流出管８０１が設けられている。流出管８０１は、複数の伝熱管１２から流出して合流した冷媒を熱交換器５０から排出させるための配管である。
【0057】
［熱交換器５０の動作例］
実施の形態１に係る熱交換器５０の動作について、熱交換器５０が空気調和装置１０の蒸発器として機能する際の動作を例に挙げて説明する。蒸発器として機能する熱交換器５０には、減圧装置４で減圧された気液二相冷媒が流入する。この際、冷媒は、熱交換器５０の第１分配器２０から流入し、複数の伝熱管１２内の通路を流通して吸熱及び蒸発する。その後、冷媒は、ヘッダ８０から流出し、流路切替装置２を経由して圧縮機１に吸入される。
実施の形態１に係る熱交換器５０の動作について、熱交換器５０が空気調和装置１０の蒸発器として機能する際の動作を例に挙げて説明する。蒸発器として機能する熱交換器５０には、減圧装置４で減圧された気液二相冷媒が流入する。この際、冷媒は、熱交換器５０の第１分配器２０から流入し、複数の伝熱管１２内の通路を流通して吸熱及び蒸発する。その後、冷媒は、ヘッダ８０から流出し、流路切替装置２を経由して圧縮機１に吸入される。
【0058】
図２を用いて更に詳細に熱交換器５０の動作例を説明する。熱交換器５０は、冷媒が第１分配器２０、補助熱交換部５ａ、第２分配器３０、主熱交換部５ｂ、ヘッダ８０の順に流れる。気液二相冷媒の全質量速度に占める気体の質量速度比を示す表現の乾き度ｘを用いた場合、室外熱交換器５を構成する熱交換器５０に流れる冷媒は、乾き度ｘがｘ＝０．０５～０．３０の範囲程度の気液二相状態で図中の流入管２０１から第１分配器２０に流入する。
【0059】
流入管２０１を通過した気液二相冷媒は、伝熱管１２が挿入される挿入面部２５、伝熱管１２の端面と対向する対向面２７ａ（図４参照）、蓋４１、蓋４２、及び、オリフィス板９１によって構成される第１分配器２０に流入する。なお、第１分配器２０の詳細な構成は後述する。第１分配器２０の内部では、オリフィス板９１によって、オリフィス板９１の下方に位置する下部空間２１ａではガスリッチの気液二相冷媒が存在するように冷媒の流れが調整される。また、第１分配器２０の内部では、オリフィス板９１によって、オリフィス板９１の上方に位置する上部空間２１ｂでは液リッチの気液二相冷媒が存在するように冷媒の流れが調整される。気液二相冷媒は、下部空間２１ａに連通する伝熱管１２と、上部空間２１ｂに連通する伝熱管１２とへ分配され、室外熱交換器５の一部である補助熱交換部５ａの内部を流れる。
【0060】
この際、補助熱交換部５ａの伝熱管１２を流れる気液二相冷媒と、室外送風機６（図１参照）によって流れる空気とが熱交換を行う。気液二相冷媒と空気とが熱交換を行うことによって、気液二相冷媒は、気液二相冷媒のうち液冷媒が蒸発し、全質量速度のうち気体の質量速度が占める割合を変化させながら補助熱交換部５ａを通過し終える。
【0061】
補助熱交換部５ａを通過した気液二相冷媒は、配管３００を介して第２分配器３０へ流れる。より詳細には、第１分配器２０の下部空間２１ａを通過した一部の冷媒は、補助熱交換部５ａを構成する伝熱管１２と上側配管３０１とを通り、上側第２分配器３１の内部へ流れる。また、第１分配器２０の下部空間２１ａを通過した一部の冷媒は、補助熱交換部５ａを構成する伝熱管１２と下側配管３０４とを通り、下側第２分配器３４の内部へ流れる。また、第１分配器２０の上部空間２１ｂを通過した一部の冷媒は、補助熱交換部５ａを構成する伝熱管１２と中上側配管３０２とを通り、中上側第２分配器３２の内部へ流れる。また、第１分配器２０の上部空間２１ｂを通過した一部の冷媒は、補助熱交換部５ａを構成する伝熱管１２と中下側配管３０３とを通り、中下側第２分配器３３の内部へ流れる。
【0062】
この際、上側配管３０１、中上側配管３０２、中下側配管３０３、及び、下側配管３０４を流れる気液二相冷媒の乾き度ｘは、乾き度ｘ＝０．０５～０．６０の範囲程度にまで成り得る。乾き度ｘの値は、熱交換部５０ａの全体において補助熱交換部５ａが占める割合、補助熱交換部５ａを通過する風量、あるいは、流入管２０１から配管３００までの圧力損失等の影響によって変化する。
【0063】
上側第２分配器３１～下側第２分配器３４に流入した気液二相冷媒は、それぞれ４分岐ずつに分配され、主熱交換部５ｂ全体として合計１６分岐に分配されて各伝熱管１２へ流入する。１６分岐に分配された気液二相冷媒は、主熱交換部５ｂを流れ、室外送風機６（図１参照）によって流れる空気と気液二相冷媒とが熱交換を行う。
【0064】
上側第２分配器３１で４分岐に分配された気液二相冷媒は、上側主熱交換部５ｂ１を流れ、室外送風機６（図１参照）によって流れる空気と気液二相冷媒とが熱交換を行う。中上側第２分配器３２で４分岐に分配された気液二相冷媒は、中上側主熱交換部５ｂ２を流れ、室外送風機６（図１参照）によって流れる空気と気液二相冷媒とが熱交換を行う。中下側第２分配器３３で４分岐に分配された気液二相冷媒は、中下側主熱交換部５ｂ３を流れ、室外送風機６（図１参照）によって流れる空気と気液二相冷媒とが熱交換を行う。下側第２分配器３４で４分岐に分配された気液二相冷媒は、下側主熱交換部５ｂ４を流れ、室外送風機６（図１参照）によって流れる空気と気液二相冷媒とが熱交換を行う。
【0065】
ここで、上側主熱交換部５ｂ１～下側主熱交換部５ｂ４を通過する空気は、図２の左側に示すように高さ方向に分布された風速の大きさによって熱量が異なる。空気の熱量が他の部分より大きい中上側主熱交換部５ｂ２及び中下側主熱交換部５ｂ３は、空気の熱量が中上側主熱交換部５ｂ２及び中下側主熱交換部５ｂ３よりも小さい上側主熱交換部５ｂ１及び下側主熱交換部５ｂ４と比較して多くの液冷媒を蒸発させられる。
【0066】
そのため、熱交換器５０は、中上側主熱交換部５ｂ２が中上側第２分配器３２と接続されており、中上側第２分配器３２が液リッチの気液二相冷媒へと調整する第１分配器２０の上部空間２１ｂと接続されている。すなわち、熱交換器５０は、中上側第２分配器３２を介して多くの液冷媒を蒸発させる中上側主熱交換部５ｂ２と、液リッチの気液二相冷媒を含む第１分配器２０の上部空間２１ｂとを接続させている。
【0067】
また、熱交換器５０は、中下側主熱交換部５ｂ３が中下側第２分配器３３と接続されており、中下側第２分配器３３が液リッチの気液二相冷媒へと調整する第１分配器２０の上部空間２１ｂと接続されている。すなわち、熱交換器５０は、中下側第２分配器３３を介して多くの液冷媒を蒸発させる中下側主熱交換部５ｂ３と、液リッチの気液二相冷媒を含む第１分配器２０の上部空間２１ｂとを接続させている。
【0068】
主熱交換部５ｂを通過する冷媒は、空気との熱交換によって、液冷媒が全て気化したガス冷媒の状態、もしくは、多くの液冷媒が気化して乾き度ｘ＝０．８５以上の気液二相冷媒の状態となり、ヘッダ８０へと流出する。主熱交換部５ｂにおいて１６分岐していた冷媒は、ヘッダ８０においてそれぞれ合流して流出管８０１を通って熱交換器５０から流出する。
【0069】
熱交換器５０は、例として、冷媒が第１分配器２０で４分岐して蒸発器の一部（補助熱交換部５ａ）を流れ、次に上側第２分配器３１～下側第２分配器３４を経由して１６分岐した後に蒸発器の一部（主熱交換部５ｂ）を流れる構成としている。なお、熱交換器５０は、当該構成に限定されるものではない。熱交換器５０は、補助熱交換部５ａ及び主熱交換部５ｂの分岐数が上記形態と異なってもよい。
【0070】
（第１分配器２０の詳細な構成）
図３は、実施の形態１に関する第１分配器２０の概要図である。図４は、実施の形態１に係る第１分配器２０の斜視図である。図５は、図３に示すＡ－Ａ線における本体部２０ａの延びる方向に対して垂直な断面図である。図６は、図３に示すＢ－Ｂ線における本体部２０ａの延びる方向に対して垂直な断面図である。図７は、図３に示すＣ－Ｃ線における本体部２０ａの延びる方向に対して垂直な断面図である。
図３は、実施の形態１に関する第１分配器２０の概要図である。図４は、実施の形態１に係る第１分配器２０の斜視図である。図５は、図３に示すＡ－Ａ線における本体部２０ａの延びる方向に対して垂直な断面図である。図６は、図３に示すＢ－Ｂ線における本体部２０ａの延びる方向に対して垂直な断面図である。図７は、図３に示すＣ－Ｃ線における本体部２０ａの延びる方向に対して垂直な断面図である。
【0071】
図４は、第１分配器２０の内部構造を説明するために蓋４１の図示を省略している。図４に示すＸ軸方向は、伝熱管１２の延びる方向であり、Ｚ軸方向は第１分配器２０の本体部２０ａの延びる方向である。また、Ｚ軸方向は、伝熱管１２の配列方向でもある。図４に示すＹ軸方向は、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に垂直な方向である。図３～図７を用いて第１分配器２０について説明する。第１分配器２０は、図３に示すように、本体部２０ａと、本体部２０ａに取り付けられた流入管２０１とを有する。
【0072】
（本体部２０ａ）
本体部２０ａは、両端が閉塞された長尺の筒状に形成された部材であり、内部に空間が形成されている。第１分配器２０の本体部２０ａは、第１分配器２０の長手方向（Ｚ軸方向）の中心軸が鉛直向きの状態、又は、第１分配器２０の長手方向の中心軸が鉛直向きのベクトル成分を有する範囲で傾いた状態で設置される。本体部２０ａには、流入口４４と、内部空間２１とが形成されている。
本体部２０ａは、両端が閉塞された長尺の筒状に形成された部材であり、内部に空間が形成されている。第１分配器２０の本体部２０ａは、第１分配器２０の長手方向（Ｚ軸方向）の中心軸が鉛直向きの状態、又は、第１分配器２０の長手方向の中心軸が鉛直向きのベクトル成分を有する範囲で傾いた状態で設置される。本体部２０ａには、流入口４４と、内部空間２１とが形成されている。
【0073】
流入口４４は、流入管２０１と接続し、流入管２０１から冷媒が流入する流入口である。内部空間２１は、伝熱管１２の管内空間と連通し、並びに、流入管２０１の管内空間と連通し、流入管２０１を介して流入口４４から流入した冷媒が上方向に流れる空間である。
【0074】
本体部２０ａは、第１部品２３と、第２部品２４と、蓋４１及び蓋４２と、オリフィス板９１と、を有する。第１部品２３と第２部品２４とは、伝熱管１２の延びる方向（Ｘ軸方向）において、互いに対向するように配置されている。第１分配器２０の本体部２０ａは、後述する挿入面部２５と側面部２６とを有する第１部品２３と、対向面部である第２部品２４と、を備え、第１部品２３と第２部品２４とを組み合わせることにより筒状に形成されている。
【0075】
本体部２０ａは、図４に示すように、第１部品２３と第２部品２４との組み合わせにより筒状に形成され、図３に示すように、筒状に形成された第１部品２３及び第２部品２４の長手方向（Ｚ軸方向）の両端が蓋４１及び蓋４２によって閉塞されている。本体部２０ａは、第１部品２３と、第２部品２４と、蓋４１及び蓋４２とを組み合わせることによって柱状に形成されている。
【0076】
第１部品２３は、長尺に形成された部材であり、長手方向（Ｚ軸方向）に対する垂直断面がＵ字形状に形成されている。なお、第１部品２３を含む第１分配器２０の長手方向（Ｚ軸方向）に対する垂直断面を軸直角断面と称する場合がある。第１部品２３は、図４及び図５に示すように、Ｕ字形状に湾曲した部分を形成する挿入面部２５と、平板状に形成された部分を形成する側面部２６とを有する。なお、側面部２６は、平板状に形成された部分に限定されるものではなく、例えば、軸直角断面において挿入面部２５よりも緩やかな曲線を描く円弧状に形成された板状の部分でもよい。挿入面部２５と２つの側面部２６とは一体に形成されている。
【0077】
第１部品２３の長手方向（Ｚ軸方向）に対する垂直断面において、挿入面部２５は、円弧状に形成されており、側面部２６は略直線状に形成されている。挿入面部２５は、軸直角断面において、複数の伝熱管１２の配置側に凸となるように少なくとも一部が湾曲している。第１部品２３は、対向面部である第２部品２４とは反対側に凸となるように少なくとも一部が湾曲して形成されている。
【0078】
第１部品２３は、Ｙ軸方向において２つの側面部２６が対向するように形成されており、第１部品２３の長手方向（Ｚ軸方向）に対する垂直断面における円弧状に形成された挿入面部２５の両端部にそれぞれ側面部２６が設けられている。側面部２６は、第２部品２４の後述する平板部２８と接続される。側面部２６は、本体部２０ａにおいて、挿入面部２５と第２部品２４である対向面部の平板部２８との間に延びる壁であって、挿入面部２５と平板部２８とをつなぐ部分である。側面部２６は、挿入面部２５と一体に形成されており、第２部品２４である対向面部の平板部２８と接合される。
【0079】
第１部品２３の挿入面部２５は、複数の伝熱管１２が挿入される。第１部品２３の挿入面部２５には、図３及び図４に示すように、伝熱管１２が挿入される接続口４３が形成されている。接続口４３は、貫通孔であり第１部品２３の長手方向（Ｚ軸方向）に沿って複数形成されている。本体部２０ａには、複数の伝熱管１２が挿入される複数の接続口４３が上下方向に間隔をあけて形成されている。伝熱管１２は、接続口４３に挿入されて第１部品２３の壁を貫通している。接続口４３に挿入された伝熱管１２は、第１部品２３によって保持される。
【0080】
第２部品２４は、図３及び図６に示すように、複数の伝熱管１２の延びる方向において、挿入面部２５と対向する対向面部である。第２部品２４は、長尺に形成された部材であり、長手方向（Ｚ軸方向）に対する垂直断面が略Ω字状に形成されている。対向面部である第２部品２４は、側面部２６と接続する平板部２８と、第１分配器２０の軸直角断面において、第１分配器２０の内部空間２１を形成する内壁の一部が挿入面部２５に向かって前記平板部２８から膨出する膨出部２７とを有する。換言すれば、対向面部である第２部品２４は、湾曲した部分を形成する膨出部２７と、平板状に形成された部分を形成する平板部２８とを有する。膨出部２７と、第２部品２４の長手方向（Ｚ軸方向）に対する垂直断面において膨出部２７の両側に位置する２つの平板部２８とは一体に形成されている。
【0081】
第２部品２４の長手方向（Ｚ軸方向）に対する垂直断面において、膨出部２７は、円弧状に形成されており、平板部２８は直線状に形成されている。第２部品２４は、２つの平板部２８の平板面が同一平面Ｆを形成しており、第２部品２４の長手方向（Ｚ軸方向）に対する垂直断面における膨出部２７の両端部にそれぞれ平板部２８が設けられている。同一平面Ｆは、図４に示すように、Ｚ軸方向とＹ軸方向とによって形成される平面である。なお、平板部２８は、膨出部２７の両端部にそれぞれ設けられている構成に限定されるものではなく、例えば、膨出部２７の両端部に位置する平板部２８が一体に形成された１枚の平板状の部材として形成されてもよい。
【0082】
膨出部２７は、第１分配器２０の軸直角断面において、対向面部である第２部品２４のうち少なくとも一部が挿入面部２５に向かって膨出している部分である。膨出部２７は、２つの平板部２８の間に設けられており、平板部２８から挿入面部２５の形成側、すなわち、伝熱管１２の配置側に突出するように膨出している。膨出部２７は、１枚の平板部２８のうち少なくとも一部が挿入面部２５に向かって膨出している部分として構成されてもよい。膨出部２７は、本体部２０ａの長手方向、すなわち、第２部品２４の長手方向に沿って形成されている。
【0083】
膨出部２７は、挿入面部２５の内壁と対向する対向面２７ａを有する。なお、図４では、膨出部２７は、Ｕ字状に形成されているが、膨出部２７の形状は、当該形状に限定されるものではない。膨出部２７は、平板部２８から挿入面部２５の形成側、すなわち、伝熱管１２の配置側に突出するように形成されていればよく、例えば、中実の半円状に形成されてもよい。
【0084】
対向面部である第２部品２４の膨出部２７には、内部空間２１に冷媒が流入する流入口が少なくとも１つ以上形成されている。流入口４４は、貫通孔であり、流入管２０１が挿入される。流入管２０１は、流入口４４に挿入されて第２部品２４の壁を貫通している。流入口４４に挿入された流入管２０１は、第２部品２４によって保持される。
【0085】
流入口４４は、本体部２０ａの内部空間２１において、複数の伝熱管１２の中で最下部に位置する伝熱管１２と対向する位置に形成されている。または、図３に示すように、流入口４４は、本体部２０ａの内部空間２１において、複数の伝熱管１２の中で最下部に位置する伝熱管１２よりも下方に位置するように形成されている。
【0086】
本体部２０ａは、対向する２つの側面部２６の間に膨出部２７が位置するように形成されている。本体部２０ａは、挿入面部２５、２つの側面部２６、膨出部２７、２つの平板部２８、蓋４１、及び、蓋４２の内壁面によって内部空間２１が形成されている。本体部２０ａの長手方向（Ｚ軸方向）に対する垂直断面において、内部空間２１は、図４に示すように、略Ｕ字形状に形成されている。
【0087】
本体部２０ａの代表的な製造方法は次のようなものである。第１部品２３は、伝熱管１２の挿入口となる接続口４３を形成した上で、長手方向に対する垂直断面が円弧状になるように形成する。そのため、第１部品２３は、接続口４３を形成するためのプレス加工と、曲面を形成するための曲げ加工とによって成型され、半円状のプレス板部品として成型される。
【0088】
第２部品２４は、流入管２０１の接続口となる流入口４４を形成した上で、長手方向に対する垂直断面が円弧状の膨出部２７を形成する。そのため、第２部品２４は、流入口４４を形成するためのプレス加工と、曲面を形成するための曲げ加工とによって成型され、膨出部２７のあるプレス板部品として成型される。
【0089】
なお、本体部２０ａの製造方法は、上記成型方法に限定されるものではない。例えば、第１部品２３と第２部品２４とが一体化した本体部２０ａを押出成型した後に、本体部２０ａに穴加工を行い接続口４３及び流入口４４を形成して本体部２０ａを製造してもよい。あるいは、本体部２０ａは、第１部品２３及び第２部品２４をそれぞれプレス加工と押出加工とによって成型したものを組み合わせて製造してもよく、電縫管加工など別の手段を用いて製造してもよい。
【0090】
第１分配器２０は、第１分配器２０の長手方向（Ｚ軸方向）の両端部を塞ぎ、挿入面部２５と、対向面部である第２部品２４と、側面部２６と共に、内部空間２１を形成する蓋４１及び蓋４２を有する。蓋４１及び蓋４２は、筒状に形成された第１部品２３及び第２部品２４の両端を塞ぐ部材である。蓋４１及び蓋４２は、板状に形成されている。蓋４１及び蓋４２は、本体部２０ａに内部空間２１を形成するように、本体部２０ａの長手方向（Ｚ軸方向）の両端部を閉塞する。
【0091】
本体部２０ａの内部には、図３及び図７に示すように、本体部２０ａの内部空間２１を上下の空間に隔てる少なくとも１つ以上のオリフィス板９１が設けられている。本体部２０ａの内部には、オリフィス板９１によってオリフィス板９１の下方に位置する下部空間２１ａと、オリフィス板９１の上方に位置する上部空間２１ｂとが形成されている。本体部２０ａは、内部にオリフィス板９１が設けられており、内部空間２１が、オリフィス板９１によって下部空間２１ａと上部空間２１ｂとに隔てられている。本体部２０ａの内部空間２１において、下部空間２１ａはオリフィス板９１の下方に形成された空間であり、上部空間２１ｂはオリフィス板９１の上方に形成された空間である。
【0092】
図３及び図７に示すように、オリフィス板９１には、オリフィス孔９２が形成されている。オリフィス孔９２は、オリフィス板９１に形成された貫通孔であり、オリフィス板９１の上下の空間を連通させる。本体部２０ａの内部空間２１は、オリフィス板９１のオリフィス孔９２によって、下部空間２１ａと上部空間２１ｂとが連通している。本体部２０ａは、オリフィス板９１のオリフィス孔９２の中を冷媒が流れ、オリフィス孔９２を介して、下方の下部空間２１ａから上方の上部空間２１ｂへ冷媒が移動する。第１分配器２０は、このような形態のオリフィス板９１を用いることによって低流量時におけるガス冷媒の不均等を抑制することができる。
【0093】
第１分配器２０の上部空間２１ｂは、補助熱交換部５ａと複数の第２分配器３０の１つ以上とを介して、中上側主熱交換部５ｂ２及び中下側主熱交換部５ｂ３等の中央側主熱交換部を構成する複数の伝熱管１２と連通している。第１分配器２０の下部空間２１ａは、補助熱交換部５ａと中央側主熱交換部と連通しない他の複数の第２分配器３０の１つ以上とを介して、上側主熱交換部５ｂ１及び下側主熱交換部５ｂ４を構成する複数の伝熱管１２と連通している。
【0094】
オリフィス板９１は、図７ではオリフィス板９１の中央付近に円形状のオリフィス孔９２が１つ形成されている。しかし、オリフィス孔９２の形成位置は、オリフィス板９１の中央付近に限定されるものではない。また、オリフィス孔９２の形成数は１つに限定されるものではなく、オリフィス板９１には、２つ以上のオリフィス孔９２が形成されてもよい。また、オリフィス孔９２の穴形状は円形状に限定されるものではなく、例えば長方形の形状に形成されてもよく楕円形状に形成されてもよい。
【0095】
図３に示すように、本体部２０ａにおいて、下部空間２１ａを形成する部分が下部本体部２０ａ１であり、上部空間２１ｂを形成する部分が上部本体部２０ａ２である。下部本体部２０ａ１及び上部本体部２０ａ２にはそれぞれ接続口４３が形成されている。図２に示すように、上部本体部２０ａ２及び下部本体部２０ａ１にはそれぞれ２つの接続口４３が形成されており、本体部２０ａ全体としては４つの接続口４３が形成されている。
【0096】
複数の伝熱管１２は、下部本体部２０ａ１に取り付けられ、他の複数の伝熱管１２は、上部本体部２０ａ２に取り付けられている。複数の伝熱管１２は、下部本体部２０ａ１の接続口４３を貫通し、他の複数の伝熱管１２は、上部本体部２０ａ２の接続口４３を貫通している。なお、本体部２０ａの接続口４３の形成数は、４つに限定されるものではない。接続口４３の形成数は、熱交換部５０ａが有する伝熱管１２の本数によって規定される。
【0097】
（流入管２０１）
本体部２０ａには、流入管２０１が取り付けられている。流入管２０１は、下部本体部２０ａ１に取り付けられている。流入管２０１は、本体部２０ａの内部空間２１と連通している。流入管２０１は下部空間２１ａと連通する。流入管２０１には、熱交換器５０が蒸発器として機能する際に本体部２０ａの内部空間２１を流れる気液二相冷媒が流入する。
本体部２０ａには、流入管２０１が取り付けられている。流入管２０１は、下部本体部２０ａ１に取り付けられている。流入管２０１は、本体部２０ａの内部空間２１と連通している。流入管２０１は下部空間２１ａと連通する。流入管２０１には、熱交換器５０が蒸発器として機能する際に本体部２０ａの内部空間２１を流れる気液二相冷媒が流入する。
【0098】
次に、図３を用いて流入管２０１の取り付け位置について説明する。流入管２０１は、下部空間２１ａの最下段に位置する伝熱管１２と対向する位置、又は、最下段に位置する伝熱管１２よりも下方の空間に気液二相冷媒が流入する位置において、伝熱管１２の延びる方向（Ｘ軸方向）に沿って取り付けられるのが望ましい。
【0099】
流入管２０１の取り付け位置を、下部空間２１ａ内において、伝熱管１２同士の間の中間地点にしてしまうと冷媒の上向きの流れと冷媒の下向きの流れとが発生してしまい、気液二相冷媒を上向きに流す流速が低下してしまう。そして、気液二相冷媒を上向きに流す流速が低下してしまうと、ガス冷媒と液冷媒との分離が発生しやすくなる。そのため、流入管２０１は、上述した位置に取り付けられるのが望ましい。
【0100】
次に本実施の形態の第１分配器２０を用いた際の作動流体の特徴を示す。流入管２０１から流入する気液二相冷媒は、第１分配器２０内の下部空間２１ａを鉛直上方へと流れる際、第１部品２３に接続された複数の伝熱管１２へ順次排出されるため、上向きの流速が段階的に低下する。
【0101】
ここで、図５に示すＡ－Ａ線断面図における第１分配器２０の内部空間２１の断面積を断面積Ａ１［ｍ２］と定義する。また、図６に示すＢ－Ｂ線断面図における第１分配器２０の内部空間２１の断面積を断面積Ａ２［ｍ２］と定義する。
【0102】
また、断面積Ａ１を形成する第１分配器２０の断面における周長を濡れぶち長さＬ１［ｍ］と定義する。また、断面積Ａ２を形成する第１分配器２０の断面における周長を濡れぶち長さＬ２［ｍ］と定義する。また、断面積Ａ１を形成する第１分配器２０の断面における水力相当直径を水力相当直径Ｄ１［ｍ］とする。また、断面積Ａ２を形成する第１分配器２０の断面における水力相当直径を水力相当直径Ｄ２［ｍ］とする。そして、内部空間２１を流れる気液二相冷媒の循環量を循環量Ｇｒ［ｋｇ／ｓ］と定義し、乾き度を乾き度ｘ［－］と定義し、密度を密度ρ［ｋｇ／ｍ３］と定義し、見かけの速度を速度ｕ［ｍ／ｓ］と定義する。各値を以上のように定義した場合、以下の関係式により無次元フラッディング速度ｊ＊［－］と、フラッディング定数ＣＮ［－］とを算出する。下記式において、添え字［＿Ｎ］はＮ＝１ｏｒ２ｏｒ３であり、添え字［＿Ｇ］はガスであり、添え字［＿Ｌ］は液である。
【0103】
【数1】
【0104】
【数2】
【0105】
【数3】
【0106】
【数4】
【0107】
【数5】
【0108】
【数6】
【0109】
ここで、断面積Ａ２におけるフラッディング定数Ｃ２［－］が０．４を下回るとガス冷媒と液冷媒との分離が生じやすい。そのため、フラッディング定数Ｃ２［－］が０．４以上の流速を持つように内部空間２１を構成するのがよい。
【0110】
図５及び図６に示すように、第１分配器２０の本体部２０ａには、隅部２１ｃ及び隅部２１ｄが形成されている。なお、第１分配器２０は、隅部２１ｃ及び隅部２１ｄのいずれか一方のみが形成されてもよく、あるいは、隅部２１ｃ及び隅部２１ｄの両方が形成されてもよい。隅部２１ｃ及び隅部２１ｄは、平板部２８と膨出部２７と側面部２６とによって囲われた空間であり、内部空間２１の一部である。隅部２１ｃ及び隅部２１ｄは、内部空間２１において、平板部２８付近の空間である。隅部２１ｃ及び隅部２１ｄは、平板部２８と膨出部２７と側面部２６とによって構成される周囲の壁面によって、液冷媒との間に表面張力が働く。そのため、第１分配器２０は、隅部２１ｃ及び隅部２１ｄに働く表面張力によって液冷媒の落下を抑えることができる。
【0111】
また、第１分配器２０は、隅部２１ｃ及び隅部２１ｄを設けることによって、側面部２６と平板部２８との接合部２８ａと伝熱管１２との距離を遠ざけることができる。そのため、側面部２６と平板部２８との接続をロウ付けにより行う場合に、接合部２８ａに供給されるロウ材が過剰になったとしても、接合部２８ａと伝熱管１２との距離が遠ざけられているため、伝熱管１２内の冷媒流路をロウ材によって塞いでしまうことがない。なお、側面部２６と平板部２８との接合強度を向上させるために、側面部２６と平板部２８との接合部２８ａにロウ材のフィレットを形成してもよい。ロウ材のフィレットとは、部材同士の接続部分の角にロウ材が厚く付着して、そこから裾を引くように広がった形状の凝固したロウ材である。
【0112】
図８は、膨出部２７の作用を説明するための説明図である。本体部２０ａの長手方向（Ｚ軸方向）に対する軸直角断面において、伝熱管１２のうち対向面部である第２部品２４と最も接近した部分の接線を第１接線Ｐとする。第１接線Ｐは、第１分配器２０及び本体部２０ａの長手方向（Ｚ軸方向）と平行な方向に見た場合に、複数の伝熱管１２の延びる方向（Ｘ軸方向）と直角な関係となる。
【0113】
本体部２０ａの長手方向（Ｚ軸方向）に対する軸直角断面において、膨出部２７のうち最頂部２７ｂと接する接線を第２接線Ｑと定義する。第２接線Ｑは、第１分配器２０及び本体部２０ａの長手方向（Ｚ軸方向）と平行な方向に見た場合に、膨出部２７のうち伝熱管１２に最も接近した部分の接線である。第２接線Ｑは、第１分配器２０及び本体部２０ａの長手方向（Ｚ軸方向）と平行な方向に見た場合に、複数の伝熱管１２の延びる方向（Ｘ軸方向）と直角な関係となる。第１分配器２０及び本体部２０ａの長手方向（Ｚ軸方向）と平行な方向に見た場合に、第１接線Ｐと第２接線Ｑとは平行である。
【0114】
最頂部２７ｂは、伝熱管１２の延びる方向（Ｘ軸方向）において、最も伝熱管１２に近い部分であり、平板部２８から最も突出した部分である。すなわち、最頂部２７ｂは、伝熱管１２の延びる方向（Ｘ軸方向）において、第２部品２４の中で最も接続口４３に近い部分である。
【0115】
そして、本体部２０ａの長手方向（Ｚ軸方向）に対する軸直角断面において、挿入面部２５から最も離れた第２部品２４における内部空間２１を形成する部分との接線を第３接線Ｒと定義する。第３接線Ｒは、第１分配器２０及び本体部２０ａの長手方向（Ｚ軸方向）と平行な方向に見た場合に、平板部２８であって内部空間２１の内壁を構成する部分と接する線であり、第１接線Ｐ及び第２接線Ｑと平行な線である。
【0116】
伝熱管１２の延びる方向（Ｘ軸方向）において、第１接線Ｐと第２接線Ｑとの間の距離を第１距離Ｍ１とし、第１接線Ｐと第３接線Ｒとの間の距離を第２距離Ｍ２とした場合、第２距離Ｍ２は、第１距離Ｍ１の１．５倍以上の大きさである。第１分配器２０は、本体部２０ａの長手方向（Ｚ軸方向）に対する軸直角断面において、第２距離Ｍ２≧１．５×第１距離Ｍ１の関係を満たすように形成されている。
【0117】
換言すれば、第１分配器２０は、軸直角断面において、複数の伝熱管１２のそれぞれの先端部１２ｂから膨出部２７までの最短距離を第１距離Ｍ１とする。また、第１分配器２０において、複数の伝熱管１２の延びる方向における複数の伝熱管１２のそれぞれの先端部１２ｂから平板部２８の位置までの距離を第２距離Ｍ２とする。このような場合に、第１分配器２０は、第２距離Ｍ２≧１．５×第１距離Ｍ１の関係を満たすように形成されている。
【0118】
第１分配器２０は、第２距離Ｍ２が第１距離Ｍ１の１．５倍以上の大きさであることによって、内部空間２１の断面積Ａ２を最小限の大きさにすることができる上に、濡れぶち長さＬ２を大きくすることができる。そのため、第１分配器２０は、水力相当直径Ｄ２を小さくすることができ、結果としてフラッディング定数Ｃ２も大きくすることができる。
【0119】
図９は、分配器内高さに対するフラッディング定数ＣＮの関係を示した図である。図９に示す「従来」は本開示の第１分配器２０を有さない分配器を示し、「実施の形態」は本実施の形態の第１分配器２０を示している。なお、「従来」の分配器は、本体部の長手方向（Ｚ軸方向）に対する軸直角断面において、本体部が真円形状の断面を有する分配器である。図９に示すように、第１分配器２０内の高さの位置が上部に行くにつれ、伝熱管１２へと順次気液二相冷媒が排出されるためフラッディング定数ＣＮは低下していく。
【0120】
従来の分配器は、内部空間２１の水力相当直径Ｄ２が大きくなってしまうため、フラッディング定数Ｃ２が小さくなりフラッディング定数Ｃ２が０．４を下回ることでガス冷媒と液冷媒との分離が生じる。そのため、従来の分配器は、分配器内の高さの最上部にはガス冷媒のみしか供給されないことが起き、気液二相冷媒の分配が不均等になることで熱交換器性能が低下しやすい。
【0121】
一方、本開示の第１分配器２０では、第２距離Ｍ２が第１距離Ｍ１の１．５倍以上の大きさであることによって、上述したようにフラッディング定数Ｃ２を大きくすることができ、フラッディング定数Ｃ２を０．４以上にした状態で気液二相冷媒を分配できる。そのため、第１分配器２０は、ガス冷媒と液冷媒との分離を防ぐことができ、第１分配器の上部への液冷媒の供給不足を抑制できる。また、第１分配器２０は、ガス冷媒と液冷媒との分離を防ぐことができ、第１分配器２０の下流に位置する熱交換部５０ａにおいて、熱交換部５０ａの上部にも液冷媒を供給することができる。熱交換器５０は、第１分配器２０を有することによって、熱交換部５０ａの上部にも液冷媒を供給することができ、熱交換器５０の熱交換器性能の低下を抑えることができる。
【0122】
図１０は、実施の形態１の熱交換器５０において、第１分配器２０内の冷媒の流れを示した模式図である。図１０を用いて、第１分配器２０におけるオリフィス板９１の役割を説明する。流入管２０１から供給された気液二相冷媒３５は、下部空間２１ａにおいて、下部本体部２０ａ１の内壁面に付着しながら上昇する液冷媒の状態になり、内壁面に付着せずに上昇するガス冷媒の状態及び飛散した液冷媒の粒子の状態になる。
【0123】
図９で説明したように、第１分配器２０内のフラッディング定数Ｃ２が０．４以上に大きいと壁面に付着しながら上昇する液冷媒は落下することなく上部へと進むことができ、オリフィス板９１へと到達する。オリフィス板９１に到達した液冷媒及びガス冷媒は、オリフィス孔９２を通過する流れと、オリフィス孔９２を通過するための圧力損失の影響でオリフィス孔９２を通過しない流れとに分けられる。
【0124】
オリフィス孔９２のようなノズル空間を通過する際、同一質量で比較すると液冷媒よりも体積の大きいガス冷媒は圧力損失が大きく生じてしまう。そのため、オリフィス孔９２を通過する冷媒は、圧力損失が小さい液冷媒の質量流量が多く配分され、上部空間２１ｂに占める気液二相冷媒は、気液二相冷媒のうち約５０．１％～５８．０％の質量流量が液冷媒となる液リッチの冷媒となりやすい。そのため、第１分配器２０では、本体部２０ａにおいて、図８に示すように４つの伝熱管１２によって冷媒の流れが４分岐に分岐された構成の内、下から３本目と４本目の伝熱管１２へ流入する気液二相冷媒は、液冷媒の含有量が多い液リッチの冷媒となりやすい。下から３本目と４本目の伝熱管１２は、上部空間２１ｂと連通している。
【0125】
オリフィス孔９２を通過しない液冷媒及びガス冷媒は、本体部２０ａにおいて、図８に示すように４つの伝熱管１２によって冷媒の流れが４分岐に分岐された構成の内、下から１本目と２本目の伝熱管１２へ流入する。オリフィス孔９２を通過するための圧力損失の影響でオリフィス孔９２を通過しにくいガス冷媒は、図８のように本体部２０ａにおいて、４つの伝熱管１２によって冷媒の流れが４分岐に分岐された構成では、下から１本目と２本目の伝熱管１２へ流入しやすい。そのため、第１分配器２０では、下から１本目と２本目の伝熱管１２へ流入する気液二相冷媒は、ガス冷媒の含有量が多いガスリッチの冷媒となりやすい。下から１本目と２本目の伝熱管１２は、下部空間２１ａと連通する。
【0126】
オリフィス板９１に形成されているオリフィス孔９２は、バルブ等の容量係数として一般的に扱われるＣｖ値が０．０５～２．０程度の大きさに相当する穴である。オリフィス孔９２の穴の大きさを決定するにあたり、例えば、第１分配器２０において、質量流量が１４０［ｋｇ／ｈ］及び乾き度が０．１０の気液二相冷媒として、Ｒ３２冷媒が流入管２０１から内部空間２１に流入する場合について検討する。また、第１分配器２０において、４つの伝熱管１２によって冷媒の流れが４分岐に分岐された構成の内、下から２本目の伝熱管１２と３本目の伝熱管１２との間にオリフィス板９１を備えた場合について検討する。上述したＲ３２冷媒を用い、４分岐の内、下から２本目の伝熱管１２と３本目の伝熱管１２との間にオリフィス板９１を備えた場合、オリフィス孔９２は、直径Φ２．２［ｍｍ］～Φ６．０［ｍｍ］程度の大きさの穴が望ましい。
【0127】
［熱交換器５０の作用効果］
本開示に係る熱交換器５０は、第２距離Ｍ２≧１．５×第１距離Ｍ１の関係を満たす第１分配器２０を備えている。第１分配器２０は、第２距離Ｍ２が第１距離Ｍ１の１．５倍以上の大きさであることによって、第１分配器２０の内部空間２１の断面積Ａ２を最小限の大きさにすることができる上に、濡れぶち長さＬ２を大きくすることができる。そのため、第１分配器２０は、水力相当直径Ｄ２を小さくすることができ、結果としてフラッディング定数Ｃ２も大きくすることができる。その結果、第１分配器２０は、第１分配器２０内の気液二相冷媒において液冷媒とガス冷媒とが分離して液冷媒が落下しない流速を保つことができ、第１分配器２０の上部への液冷媒の供給不足を抑制できる。
本開示に係る熱交換器５０は、第２距離Ｍ２≧１．５×第１距離Ｍ１の関係を満たす第１分配器２０を備えている。第１分配器２０は、第２距離Ｍ２が第１距離Ｍ１の１．５倍以上の大きさであることによって、第１分配器２０の内部空間２１の断面積Ａ２を最小限の大きさにすることができる上に、濡れぶち長さＬ２を大きくすることができる。そのため、第１分配器２０は、水力相当直径Ｄ２を小さくすることができ、結果としてフラッディング定数Ｃ２も大きくすることができる。その結果、第１分配器２０は、第１分配器２０内の気液二相冷媒において液冷媒とガス冷媒とが分離して液冷媒が落下しない流速を保つことができ、第１分配器２０の上部への液冷媒の供給不足を抑制できる。
【0128】
また、挿入面部２５は、軸直角断面において、複数の伝熱管１２の配置側に凸となるように少なくとも一部が湾曲している。第１分配器２０の本体部２０ａは、円形に近いほど第１分配器２０内の耐圧が強くなるため、熱交換器５０は、挿入面部２５が上記の構造で形成されることによって第１分配器２０の耐圧を向上させることができる。
【0129】
また、第１分配器２０は、第１分配器２０の長手方向（Ｚ軸方向）の両端部を塞ぎ、挿入面部２５と、対向面部である第２部品２４と、側面部２６と共に、内部空間２１を形成する蓋４１及び蓋４２を有する。第１分配器２０の上下に蓋４１及び蓋４２が無いと冷媒が外部へと漏れ出て閉じた空間にできないため、第１分配器２０は、蓋４１及び蓋４２を有している。第１分配器２０は、第１分配器２０の上下端を直角に折り曲げて端部を潰して閉空間を形成するよりも、蓋４１及び蓋４２によって上下の端部を閉じることによって簡易に閉空間を形成できる。
【0130】
また、第１分配器２０は、第１分配器２０の長手方向（Ｚ軸方向）において内部空間２１を上方に位置する上部空間２１ｂと下方に位置する下部空間２１ａとに隔てる少なくとも１つ以上のオリフィス板９１を有する。オリフィス板９１には、貫通孔であって上部空間２１ｂと下部空間２１ａとを連通させるオリフィス孔９２が形成されている。オリフィス孔９２のようなノズル空間を通過する際、同一質量で比較すると液冷媒よりも体積の大きいガス冷媒は圧力損失が大きく生じてしまう。そのため、オリフィス孔９２を通過する冷媒は、圧力損失が小さい液冷媒の質量流量が多く配分され、上部空間２１ｂに占める気液二相冷媒は、液リッチの冷媒となりやすい。その結果、第１分配器２０は、第１分配器２０の上部への液冷媒の供給不足を抑制できる。
【0131】
また、流入口４４は、本体部２０ａの内部空間２１において、複数の伝熱管１２の中で最下部に位置する伝熱管１２と対向する位置に形成されている。または、図３に示すように、流入口４４は、本体部２０ａの内部空間２１において、複数の伝熱管１２の中で最下部に位置する伝熱管１２よりも下方に位置するように形成されている。流入口４４に接続される流入管２０１の取り付け位置を、内部空間２１において、伝熱管１２同士の間の中間地点にしてしまうと冷媒の上向きの流れと冷媒の下向きの流れとが発生してしまい、気液二相冷媒を上向きに流す流速が低下してしまう。そして、気液二相冷媒を上向きに流す流速が低下してしまうと、ガス冷媒と液冷媒との分離が発生しやすくなる。そのため、流入管２０１が接続される流入口４４の形成位置は、上述した位置に形成されることが望ましく、冷媒の上向きの流れと冷媒の下向きの流れとに分かれる冷媒の流れの発生を抑制できる。
【0132】
また、第１分配器２０は、挿入面部２５と側面部２６とを有する第１部品２３と、対向面部である第２部品２４と、を備え、第１部品２３と第２部品２４とを組み合わせることにより筒状に形成されている。第１分配器２０は、挿入面部２５、側面部２６及び対向面部の全てが一体となっている筒を押出成型で作ることも可能であるが、接続口４３及び流入口４４を押出成型後に切削する必要があるため製造コストがかかる。第１分配器２０は、半割れの第１部品２３及び第２部品２４の２部品で構成されているため、第１部品２３及び第２部品２４のそれぞれをプレス加工で製造でき、製造コストを安く抑えることができる。
【0133】
また、第１分配器２０の本体部２０ａは、第１分配器２０の長手方向（Ｚ軸方向）の中心軸が鉛直向きの状態、又は、第１分配器２０の長手方向の中心軸が鉛直向きのベクトル成分を有する範囲で傾いた状態で設置される。第１分配器２０は、上下方向（Ｚ軸方向）に延びる分配器であるが、上述した構成を備えることにより、第１分配器２０の上部への液冷媒の供給不足を抑制できる。
【0134】
また、第１分配器２０の上部空間２１ｂは、補助熱交換部５ａと複数の第２分配器３０の１つ以上とを介して、中上側主熱交換部５ｂ２及び中下側主熱交換部５ｂ３等の中央側主熱交換部を構成する複数の伝熱管１２と連通している。第１分配器２０の下部空間２１ａは、補助熱交換部５ａと中央側主熱交換部と連通しない他の複数の第２分配器３０の１つ以上とを介して、上側主熱交換部５ｂ１及び下側主熱交換部５ｂ４を構成する複数の伝熱管１２と連通している。
【0135】
ここで、熱交換器は、分配器の下流側に位置する熱交換器における第一の作動流体と第二の作動流体との熱交換において、第二の作動流体の熱量に対して第一の作動流体の非効率な分配の配分を生じてしまい熱交換器の効率を低下させてしまう場合がある。例えば、特許文献１の熱交換器は、分配器の下流に位置する熱交換器において第二の作動流体である空気の熱量に対して第一の作動流体である冷媒が適切な液冷媒の配分にならない場合がある。このため、特許文献１の熱交換器は、均等に液冷媒が供給されることで熱交換量に対して液冷媒が過剰な伝熱管が生じ、熱交換器性能が低下する恐れがある。
【0136】
第１分配器２０は、オリフィス板９１のオリフィス孔９２を通過する液リッチの気液二相冷媒の特徴を活かし、図２で示したように熱量が大きい中上側主熱交換部５ｂ２及び中下側主熱交換部５ｂ３等の熱交換部５０ａへの液冷媒の供給量を増やすことができる。そのため、第１分配器２０を有する熱交換器５０は、第二の作動流体の熱量に対して適切な液冷媒の配分に分配することで熱交換器性能を向上させることができる。熱交換器５０は、第１分配器２０内の気液二相冷媒において液冷媒とガス冷媒とが分離して液冷媒が落下しない流速を保ちつつ、第１分配器２０の下流に位置する主熱交換部５ｂにおいて第二の作動流体との熱量に対して適切な液冷媒の配分に分配することができる。
【0137】
以上のように、第１分配器２０は、簡素な構成要素のみにより気液二相冷媒を熱交換器５０における熱量に応じて適切な液冷媒の配分に分配器の上部であっても供給することができ、材料費を抑えながらも熱交換器性能の向上に貢献できる。
【0138】
実施の形態２．
図１１は、実施の形態２に係る膨出部２７の概念的な断面図である。なお、実施の形態１に係る第１分配器２０等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。図１１は、本体部２０ａの長手方向（Ｚ軸方向）に対する膨出部２７の垂直断面であって、実施の形態１で示した膨出部２７を概念的に示した断面図である。膨出部２７は、図１１に示すように、半円形状に形成されてもよい。
図１１は、実施の形態２に係る膨出部２７の概念的な断面図である。なお、実施の形態１に係る第１分配器２０等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。図１１は、本体部２０ａの長手方向（Ｚ軸方向）に対する膨出部２７の垂直断面であって、実施の形態１で示した膨出部２７を概念的に示した断面図である。膨出部２７は、図１１に示すように、半円形状に形成されてもよい。
【0139】
図１２は、実施の形態２に係る膨出部２７の第１の別形態の概念的な断面図である。図１３は、実施の形態２に係る膨出部２７の第２の別形態の概念的な断面図である。本体部２０ａの長手方向（Ｚ軸方向）に対する膨出部２７の垂直断面の形状は、半円形状に限定されるものはない。本体部２０ａの長手方向（Ｚ軸方向）に対する膨出部２７の垂直断面の形状は、図１２に示すように四角形状に形成されてもよく、図１３に示すように三角形状に形成されてもよい。
【0140】
図１４は、実施の形態２に係る膨出部２７の第３の別形態の概念的な断面図である。図１５は、実施の形態２に係る膨出部２７の第４の別形態の概念的な断面図である。図１６は、実施の形態２に係る膨出部２７の第５の別形態の概念的な断面図である。本体部２０ａの長手方向（Ｚ軸方向）に対する膨出部２７の垂直断面の形状は、図１４に示すように、小さな半円形状の円形凸部２７ｃが複数連続するように形成されてもよい。また、膨出部２７の垂直断面の形状は、図１５に示すように、小さな四角形状の四角状凸部２７ｄが複数連続するように形成されてもよい。また、膨出部２７の垂直断面の形状は、図１６に示すように、小さな三角形状の山状凸部２７ｅが複数連続した鋸歯状に形成されてもよい。
【0141】
膨出部２７は、軸直角断面において、１つの半円形状、１つの四角形状、１つの三角形状、複数の半円形が連続する形状、複数の四角形が連続する形状、又は、複数の三角形が連続する形状のいずれか１つの断面形状に形成されている。また、膨出部２７は、軸直角断面において、１つの半円形状、１つの四角形状、１つの三角形状、複数の半円形が連続する形状、複数の四角形が連続する形状、あるいは、複数の三角形が連続する形状の断面形状を有する溝を形成する。なお、膨出部２７の断面形状は、これらの形状に限定されるものではなく、例えば、上述した形状が組み合わされて形成されてもよい。
【0142】
図１７は、実施の形態２に係る第１分配器２０の本体部２０ａの斜視図である。第１分配器２０の１例として、図１７を用いて、図１５で示した第４の別形態の膨出部２７を有する第１分配器２０について説明する。図１７に示す第１分配器２０は、実施の形態１で説明した半円形状の膨出部２７と異なり、小さな四角形状の四角状凸部２７ｄが複数連続するように形成された膨出部２７を有している。そのため、図１７に示す第１分配器２０は、内部空間２１に突出する複数の四角状凸部２７ｄによって複数の突出面を形成している。
【0143】
［熱交換器５０の作用効果］
一般的に、分配器の内部空間を上昇しながら流れる気液二相冷媒は、分配器内の壁面に液冷媒が集中し、分配器内の空洞中央部にガス冷媒が集中しやすい。図１７の第１分配器２０は、膨出部２７を構成する複数の四角状凸部２７ｄにより複数の突出面を形成することによって、膨出部２７の壁面と気液二相冷媒との接する面積を増加させることができる。そのため、膨出部２７が複数の突出面を有する第１分配器２０は、実施の形態１のように１つの半円形状の膨出部２７の構成と比較して、気液二相冷媒の表面張力が働く部分が増加し、更に液冷媒の落下を抑制できる。
一般的に、分配器の内部空間を上昇しながら流れる気液二相冷媒は、分配器内の壁面に液冷媒が集中し、分配器内の空洞中央部にガス冷媒が集中しやすい。図１７の第１分配器２０は、膨出部２７を構成する複数の四角状凸部２７ｄにより複数の突出面を形成することによって、膨出部２７の壁面と気液二相冷媒との接する面積を増加させることができる。そのため、膨出部２７が複数の突出面を有する第１分配器２０は、実施の形態１のように１つの半円形状の膨出部２７の構成と比較して、気液二相冷媒の表面張力が働く部分が増加し、更に液冷媒の落下を抑制できる。
【0144】
また、図１７の第１分配器２０は、膨出部２７を構成する複数の四角状凸部２７ｄにより複数の突出面を形成することによって、実施の形態１のように１つの半円形状の膨出部２７の構成と比較して濡れぶち長さＬ２が大きくなる。そのため、膨出部２７が複数の突出面を有する第１分配器２０は、実施の形態１のように１つの半円形状の膨出部２７の構成と比較してフラッディング定数Ｃ２が大きくなりガス冷媒と液冷媒との分離を抑制できる。
【0145】
図１７に示すように膨出部２７が複数の突出面を有する第１分配器２０は、液冷媒の落下を抑制でき、また、ガス冷媒と液冷媒との分離を抑制できるため、実施の形態１の第１分配器２０よりも、第１分配器２０の上部への液冷媒の供給が増加しやすい。そのため、第１分配器２０は、複数の伝熱管１２を有して冷媒の分岐数が増え、第１分配器２０の下部から上部に向かうほど気液二相冷媒の質量流量が低下する場合でも、第１分配器２０の上部から液冷媒の供給がしやすくなる。
【0146】
また、第２部品２４を押出成型による製作とした場合、実施の形態２に係る第１分配器２０は、図１４～図１６で示すように複数の凸部によって形成された膨出部２７の形状であっても実施の形態１と同様に安価に製造することができる。
【0147】
また、膨出部２７は、軸直角断面において、１つの半円形状、１つの四角形状、１つの三角形状、複数の半円形が連続する形状、複数の四角形が連続する形状、又は、複数の三角形が連続する形状のいずれか１つの断面形状に形成されている。第１分配器２０は、当該構成の膨出部２７を有することによって、膨出部２７を有していない場合と比較してフラッディング定数Ｃ２を大きくすることができる。その結果、第１分配器２０は、第１分配器２０内の気液二相冷媒において液冷媒とガス冷媒とが分離して液冷媒が落下しない流速を保つことができ、第１分配器２０の上部への液冷媒の供給不足を抑制できる。
【0148】
以上のことから、実施の形態２に係る第１分配器２０は、第２部品２４が備える膨出部２７の周長を増加させることにより第１分配器２０の上部への液冷媒の供給量を増加させるができる。そのため、実施の形態２に係る第１分配器２０は、冷媒の分配経路が実施の形態１の第１分配器２０以上に多分岐の場合でも液冷媒を第１分配器２０の上部まで供給することができる。
【0149】
実施の形態３．
図１８は、実施の形態３に係る第１分配器２０に用いられるオリフィス板９１の第１の別形態の概念的な断面図である。図１９は、実施の形態３に係る第１分配器２０に用いられるオリフィス板９１の第２の別形態の概念的な断面図である。図２０は、実施の形態３に係る第１分配器２０に用いられるオリフィス板９１の第３の別形態の概念的な断面図である。なお、図１８～図２０の断面図は、図３に示す第１分配器２０のＣ－Ｃ線位置の断面図である。図１８～図２０を用いて実施の形態１とは別形態のオリフィス板９１について説明する。なお、実施の形態１及び実施の形態２に係る第１分配器２０等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。
図１８は、実施の形態３に係る第１分配器２０に用いられるオリフィス板９１の第１の別形態の概念的な断面図である。図１９は、実施の形態３に係る第１分配器２０に用いられるオリフィス板９１の第２の別形態の概念的な断面図である。図２０は、実施の形態３に係る第１分配器２０に用いられるオリフィス板９１の第３の別形態の概念的な断面図である。なお、図１８～図２０の断面図は、図３に示す第１分配器２０のＣ－Ｃ線位置の断面図である。図１８～図２０を用いて実施の形態１とは別形態のオリフィス板９１について説明する。なお、実施の形態１及び実施の形態２に係る第１分配器２０等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。
【0150】
オリフィス板９１のオリフィス孔９２は、図１８及び図１９に示すオリフィス孔９２ａ及びオリフィス孔９２ｂのように２つ形成されてもよい。図１８及び図１９ではオリフィス板９１には、オリフィス孔９２ａ及びオリフィス孔９２ｂのように２つのオリフィス孔９２が形成されているが、オリフィス板９１には少なくとも１つ以上のオリフィス孔９２が形成されていればよい。例えば、オリフィス板９１には、図１８及び図１９に示すオリフィス孔９２ａ又はオリフィス孔９２ｂのいずれか一方のオリフィス孔９２のみが形成されていてもよい。
【0151】
本体部２０ａの長手方向と平行な方向に見た場合に、オリフィス孔９２の穴形状は、図１８のオリフィス孔９２に示すように円形状に形成されてもよく、図２０に示すように、長方形の形状に形成されてもよい。また、オリフィス孔９２の穴形状は、本体部２０ａの長手方向と平行な方向に見た場合に、楕円形状（図示は省略）に形成されてもよい。
【0152】
また、オリフィス孔９２の形成位置は、図７及び図２０に示すように、オリフィス板９１の中央部分に形成されてもよく、図１８及び図１９に示すように、オリフィス板９１の端部部分に形成されてもよい。図１９に示すように、オリフィス板９１は、オリフィス孔９２ａ及びオリフィス孔９２ｂの２つのオリフィス孔９２のそれぞれが、側面部２６と、平板部２８と、膨出部２７と、オリフィス板９１とで囲われる空間となるように形成されてもよい。換言すれば、オリフィス孔９２は、上述した隅部２１ｃ及び隅部２１ｄに形成されてもよい。
【0153】
図１８～図２０に示すように、オリフィス孔９２は、オリフィス板９１において、本体部２０ａの長手方向と平行な方向に見た場合に伝熱管１２と重ならない位置に形成されている。すなわち、第１分配器２０は、第１分配器２０を第１分配器２０の軸方向に投影した場合に、複数の伝熱管１２とオリフィス孔９２とは重ならない位置に配置されている。第１分配器２０の内部空間２１を上昇しながら流れる気液二相冷媒の進行方向（Ｚ軸方向）において、伝熱管１２とオリフィス孔９２とは重ならない位置に配置されている。
【0154】
第１分配器２０の内部空間２１を上昇しながら流れる気液二相冷媒は、流路断面が伝熱管１２と重ならないＸ－Ｙ断面を通過すると考えられる。この場合、オリフィス孔９２の形成位置が伝熱管１２と重なる部分に配置されると、気液二相冷媒の流路は、伝熱管１２の存在によって進行方向から迂回してオリフィス孔９２へと進む流れとなる。
【0155】
分配器は、このように伝熱管１２を迂回する気液二相冷媒の流れにすると、オリフィス孔９２を通過するための圧力損失が過剰に発生しやすくガス冷媒の供給が減少するだけでなく液冷媒の供給も減少しやすくなる。そのため、第１分配器２０は、図１８～図２０に示すように、第１分配器２０の軸方向に投影した場合に、複数の伝熱管１２とオリフィス孔９２とが重ならない位置に配置されている。
【0156】
［熱交換器５０の作用効果］
第１分配器２０は、オリフィス孔９２と伝熱管１２とが重ならない位置に形成されていることで、伝熱管１２を迂回する気液二相冷媒の流れが生じにくく、第１分配器２０の内部空間２１を上昇しながら流れる気液二相冷媒がオリフィス孔９２を通過しやすくなる。そのため、第１分配器２０は、オリフィス孔９２と伝熱管１２とが重ならない位置に形成されていることで、上部空間２１ｂに流入する液リッチな気液二相冷媒の供給量を十分に確保することができ、熱交換器５０の熱交換器性能の低下を抑えることができる。
第１分配器２０は、オリフィス孔９２と伝熱管１２とが重ならない位置に形成されていることで、伝熱管１２を迂回する気液二相冷媒の流れが生じにくく、第１分配器２０の内部空間２１を上昇しながら流れる気液二相冷媒がオリフィス孔９２を通過しやすくなる。そのため、第１分配器２０は、オリフィス孔９２と伝熱管１２とが重ならない位置に形成されていることで、上部空間２１ｂに流入する液リッチな気液二相冷媒の供給量を十分に確保することができ、熱交換器５０の熱交換器性能の低下を抑えることができる。
【0157】
実施の形態４．
図２１は、実施の形態４に係る第１分配器２０において、オリフィス孔９２と伝熱管１２との関係を説明する概念図である。図２１（ａ）は、図３に示すＣ－Ｃ線における本体部２０ａの延びる方向に対して垂直な断面模式図である。図２１（ｂ）は、図２１（ａ）のＥ－Ｅ線における本体部２０ａの断面模式図である。図２１（ｃ）は、図２１（ｂ）白抜き矢印で示す空気の流れ方向において、「空気の流れ方向」に対する「空気の温度分布」を示した図である。なお、実施の形態１～実施の形態３に係る第１分配器２０等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。
図２１は、実施の形態４に係る第１分配器２０において、オリフィス孔９２と伝熱管１２との関係を説明する概念図である。図２１（ａ）は、図３に示すＣ－Ｃ線における本体部２０ａの延びる方向に対して垂直な断面模式図である。図２１（ｂ）は、図２１（ａ）のＥ－Ｅ線における本体部２０ａの断面模式図である。図２１（ｃ）は、図２１（ｂ）白抜き矢印で示す空気の流れ方向において、「空気の流れ方向」に対する「空気の温度分布」を示した図である。なお、実施の形態１～実施の形態３に係る第１分配器２０等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。
【0158】
図２１を用いて、オリフィス孔９２の形成位置と、伝熱管１２との関係について説明する。図２１に示す伝熱管１２は、空気の流れ方向に対して扁平状に形成されている。伝熱管１２は、本体部２０ａの軸方向となるＺ軸に対して、本体部２０ａの軸方向となるＺ軸と伝熱管１２が延びる方向であるＸ軸方向とに垂直な方向であるＹ軸方向に長軸を有する扁平形状に形成されている。空気の流れは、例えば、図１に示す室外送風機６又は室内送風機７等によって形成される。室外送風機６又は室内送風機７等は、熱交換器５０に空気を供給する。
【0159】
複数の伝熱管１２のそれぞれは、扁平管である。複数の伝熱管１２のそれぞれは、内部に複数の冷媒流路穴１２ａが形成されており、複数の冷媒流路穴１２ａは、空気の流れ方向となるＹ軸方向に並んで配置されている。オリフィス板９１においてオリフィス孔９２の形成位置は、第１分配器２０の中心位置よりも風上側に偏った位置に形成されている。すなわち、第１分配器２０は、複数の冷媒流路穴１２ａが空気の流れ方向に並んで配置されている伝熱管１２に対し、オリフィス孔９２が相対的に風上側に位置するように形成されている。
【0160】
図２１（ｃ）に示すように、空気は流れ方向に対して徐々に熱交換をして温度降下が生じてしまう。そのため、伝熱管１２は、空気の下流に位置する冷媒流路穴１２ａでは熱交換するための熱量が不足しやすくなる。オリフィス孔９２から最短距離にある冷媒流路穴１２ａには、オリフィス孔９２を通過した液冷媒が最も集中しやすい。第１分配器２０は、オリフィス孔９２を通過した液冷媒が最も集中しやすいオリフィス孔９２から最短距離にある冷媒流路穴１２ａが、空気の風上側となるように伝熱管１２に対してオリフィス孔９２の形成位置を偏らせている。
【0161】
［熱交換器５０の作用効果］
複数の伝熱管１２のそれぞれは、内部に複数の冷媒流路穴１２ａが形成されており、複数の冷媒流路穴１２ａは、室外送風機６又は室内送風機７等の送風機によって形成される空気の流れる方向に並んで配置されている。第１分配器２０は、オリフィス板９１においてオリフィス孔９２の形成位置が、第１分配器２０の中心位置よりも風上側に偏った位置に形成されている。そのため、第１分配器２０は、複数の冷媒流路穴１２ａを備える伝熱管１２の熱量に応じた液冷媒の配分を可能とすることで熱交換器５０の熱交換器性能を向上させることができる。
複数の伝熱管１２のそれぞれは、内部に複数の冷媒流路穴１２ａが形成されており、複数の冷媒流路穴１２ａは、室外送風機６又は室内送風機７等の送風機によって形成される空気の流れる方向に並んで配置されている。第１分配器２０は、オリフィス板９１においてオリフィス孔９２の形成位置が、第１分配器２０の中心位置よりも風上側に偏った位置に形成されている。そのため、第１分配器２０は、複数の冷媒流路穴１２ａを備える伝熱管１２の熱量に応じた液冷媒の配分を可能とすることで熱交換器５０の熱交換器性能を向上させることができる。
【0162】
また、第１分配器２０は、オリフィス孔９２から最短距離にある冷媒流路穴１２ａが、空気の風上側となるように伝熱管１２に対してオリフィス孔９２の形成位置を偏らせている。そのため、第１分配器２０は、複数の冷媒流路穴１２ａを備える伝熱管１２の熱量に応じた液冷媒の配分を可能とすることで熱交換器５０の熱交換器性能を向上させることができる。
【0163】
実施の形態５．
図２２は、実施の形態５に係る熱交換器５０の概略図である。なお、実施の形態１～実施の形態４に係る熱交換器５０等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。図２２に示す実線矢印は、冷媒の流れる方向を示している。また、図２２に示す白抜矢印は、空気の流れる方向を示している。以下の説明では、熱交換器５０は、空気調和装置１０を用いて暖房運転を行う際に、蒸発器として機能する室外熱交換器５に使用された場合の構成として説明する。
図２２は、実施の形態５に係る熱交換器５０の概略図である。なお、実施の形態１～実施の形態４に係る熱交換器５０等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。図２２に示す実線矢印は、冷媒の流れる方向を示している。また、図２２に示す白抜矢印は、空気の流れる方向を示している。以下の説明では、熱交換器５０は、空気調和装置１０を用いて暖房運転を行う際に、蒸発器として機能する室外熱交換器５に使用された場合の構成として説明する。
【0164】
図２２に示すように、熱交換器５０は、熱交換部５０ａと、第１分配器２０と、第２分配器３０と、ヘッダ８０と、を有する。なお、第１分配器２０及び第２分配器３０は、ヘッダと称してもよい。
【0165】
（熱交換部５０ａ）
熱交換部５０ａは、熱交換部５０ａの周囲に存在する空気と熱交換部５０ａの内部を流れる冷媒とを熱交換させる。熱交換部５０ａは、熱交換器５０を流れる冷媒の流れの中において、第１分配器２０と第２分配器３０との間に配置されている。また、熱交換部５０ａは、熱交換器５０を流れる冷媒の流れの中において、第２分配器３０とヘッダ８０との間に配置されている。熱交換部５０ａは、複数の伝熱管１２と、隣り合う伝熱管１２同士を接続する伝熱促進部材１３とを有する。
熱交換部５０ａは、熱交換部５０ａの周囲に存在する空気と熱交換部５０ａの内部を流れる冷媒とを熱交換させる。熱交換部５０ａは、熱交換器５０を流れる冷媒の流れの中において、第１分配器２０と第２分配器３０との間に配置されている。また、熱交換部５０ａは、熱交換器５０を流れる冷媒の流れの中において、第２分配器３０とヘッダ８０との間に配置されている。熱交換部５０ａは、複数の伝熱管１２と、隣り合う伝熱管１２同士を接続する伝熱促進部材１３とを有する。
【0166】
実施の形態５の熱交換部５０ａは、２列以上の熱交換部５０ａを有している。熱交換部５０ａは、図２２に示すように、空気の流れる方向において、上流側に位置する第１熱交換部５１と下流側に位置する第２熱交換部５２とを有する。第１熱交換部５１及び第２熱交換部５２はそれぞれ、ＸＺ平面を形成するように形成されている。第１熱交換部５１及び第２熱交換部５２は、空気の流れる方向となるＹ軸方向において、互いに対向するように配置されている。
【0167】
熱交換器５０が室外熱交換器５（図１参照）である場合には、空気調和装置１０は、室外送風機６によって熱交換器５０を通過する空気の流れが形成される。この場合、熱交換部５０ａは、室外送風機６によって形成される空気の流れる方向において、上流側に位置する第１熱交換部５１と下流側に位置する第２熱交換部５２とを有する。すなわち、第１熱交換部５１は第２熱交換部５２に対して風上側に配置され、第２熱交換部５２は第１熱交換部５１に対して風下側に配置されている。
【0168】
例えば、室外送風機６によって形成される空気の流れる方向において、室外送風機６が熱交換器５０の風上側に位置する場合には、第１熱交換部５１は第２熱交換部５２に対して室外送風機６に近い側に配置される。あるいは、室外送風機６によって形成される空気の流れる方向において、室外送風機６が熱交換器５０の風下側に位置する場合には、第１熱交換部５１は第２熱交換部５２と比較して室外送風機６から遠い側に配置される。
【0169】
熱交換器５０が室内熱交換器３（図１参照）である場合には、空気調和装置１０は、室内送風機７によって熱交換器５０を通過する空気の流れが形成される。この場合、熱交換部５０ａは、室内送風機７によって形成される空気の流れる方向において、上流側に位置する第１熱交換部５１と下流側に位置する第２熱交換部５２とを有する。
【0170】
例えば、室内送風機７によって形成される空気の流れる方向において、室内送風機７が熱交換器５０の風上側に位置する場合には、第１熱交換部５１は第２熱交換部５２に対して室内送風機７に近い側に配置される。あるいは、室内送風機７によって形成される空気の流れる方向において、室内送風機７が熱交換器５０の風下側に位置する場合には、第１熱交換部５１は第２熱交換部５２と比較して室内送風機７から遠い側に配置される。
【0171】
第１熱交換部５１は、図２２に示すように、流通する冷媒の上流側に位置する第１補助熱交換部５１ａと、流通する冷媒の下流側に位置する第１主熱交換部５１ｂと、を有する。同様に、第２熱交換部５２は、図２２に示すように、流通する冷媒の上流側に位置する第２補助熱交換部５２ａと、流通する冷媒の下流側に位置する第２主熱交換部５２ｂと、を有する。熱交換部５０ａは、第１補助熱交換部５１ａ、第２補助熱交換部５２ａ、第１主熱交換部５１ｂ、第２主熱交換部５２ｂの順に冷媒が流れる。
【0172】
第１補助熱交換部５１ａは、伝熱管１２の延伸方向（Ｘ軸方向）の一端側が第１分配器２０と接続され、また、同じ一旦側がジョイント４０１を介して第２補助熱交換部５２ａと接続されている。第１補助熱交換部５１ａは、複数の伝熱管１２の内、一部が第１分配器２０と接続されており、他の一部がジョイント４０１と接続されている。第１補助熱交換部５１ａは、伝熱管１２の延伸方向（Ｘ軸方向）の他端側にＵ字形状に形成されたヘアピン部２０２を有している。
【0173】
第１補助熱交換部５１ａは、第１分配器２０を流出して伝熱管１２を流れる冷媒がヘアピン部２０２で流れる向きを変える。第１補助熱交換部５１ａは、第１分配器２０からヘアピン部２０２に向かって冷媒が流れ、異なる他の伝熱管１２を通りヘアピン部２０２から第１分配器２０の配置側に向かうように形成されている。ヘアピン部２０２から、第１分配器２０の配置側に向かう冷媒はジョイント４０１を介して第２補助熱交換部５２ａへ流入する。
【0174】
第２補助熱交換部５２ａは、伝熱管１２の延伸方向（Ｘ軸方向）の一端側がジョイント４０１を介して第１補助熱交換部５１ａと接続され、また、同じ一端側が配管３００を介して第２分配器３０と接続されている。第２補助熱交換部５２ａは、複数の伝熱管１２の内、一部が配管３００と接続されており、他の一部がジョイント４０１と接続されている。第２補助熱交換部５２ａは、伝熱管１２の延伸方向（Ｘ軸方向）の他端側にＵ字形状に形成されたヘアピン部２０２（図示は省略）を有している。
【0175】
第２補助熱交換部５２ａは、ジョイント４０１を流出して伝熱管１２を流れる冷媒がヘアピン部２０２で流れる向きを変え、ヘアピン部２０２に向かう伝熱管１２とは異なる他の伝熱管１２を通り配管３００に向かうように形成されている。第２補助熱交換部５２ａと第２分配器３０とは配管３００によって接続されている。
【0176】
第１主熱交換部５１ｂは、上側主熱交換部５ｂ１、中上側主熱交換部５ｂ２、中下側主熱交換部５ｂ３、及び下側主熱交換部５ｂ４を含む。上側主熱交換部５ｂ１は、上側主熱交換部５ｂ１を構成する伝熱管１２が上側第２分配器３１と接続する第１主熱交換部５１ｂの部分である。中上側主熱交換部５ｂ２は、中上側主熱交換部５ｂ２を構成する伝熱管１２が中上側第２分配器３２（図２参照）と接続する第１主熱交換部５１ｂの部分である。
【0177】
中下側主熱交換部５ｂ３は、中下側主熱交換部５ｂ３を構成する伝熱管１２が中下側第２分配器３３（図２参照）と接続する第１主熱交換部５１ｂの部分である。下側主熱交換部５ｂ４は、下側主熱交換部５ｂ４を構成する伝熱管１２が下側第２分配器３４と接続する第１主熱交換部５１ｂの部分である。第１主熱交換部５１ｂは、上側主熱交換部５ｂ１、中上側主熱交換部５ｂ２、中下側主熱交換部５ｂ３、及び下側主熱交換部５ｂ４の総称でもある。
【0178】
第１主熱交換部５１ｂは、伝熱管１２の延伸方向（Ｘ軸方向）の一端側が第２分配器３０と接続され、また、同じ一旦側がジョイント４０１を介して第２主熱交換部５２ｂと接続されている。第１主熱交換部５１ｂは、複数の伝熱管１２の内、一部が第２分配器３０と接続されており、他の一部がジョイント４０１と接続されている。第１主熱交換部５１ｂは、伝熱管１２の延伸方向（Ｘ軸方向）の他端側にＵ字形状に形成されたヘアピン部２０２を有している。
【0179】
第１主熱交換部５１ｂは、第２分配器３０を流出して伝熱管１２を流れる冷媒がヘアピン部２０２で流れる向きを変える。第１主熱交換部５１ｂは、第２分配器３０からヘアピン部２０２に向かって冷媒が流れ、異なる他の伝熱管１２を通りヘアピン部２０２から第２分配器３０の配置側に向かうように形成されている。ヘアピン部２０２から、第２分配器３０の配置側に向かう冷媒はジョイント４０１を介して第２主熱交換部５２ｂへ流入する。
【0180】
第２主熱交換部５２ｂは、伝熱管１２の延伸方向（Ｘ軸方向）の一端側がジョイント４０１を介して第１主熱交換部５１ｂと接続され、また、同じ一旦側がヘッダ８０と接続されている。第２主熱交換部５２ｂは、複数の伝熱管１２の内、一部がヘッダ８０と接続されており、他の一部がジョイント４０１と接続されている。第２主熱交換部５２ｂは、伝熱管１２の延伸方向（Ｘ軸方向）の他端側にＵ字形状に形成されたヘアピン部２０２（図示は省略）を有している。
【0181】
第２主熱交換部５２ｂは、ジョイント４０１を流出して伝熱管１２を流れる冷媒がヘアピン部２０２で流れる向きを変え、ヘアピン部２０２に向かう伝熱管１２とは異なる他の伝熱管１２を通りヘッダ８０に向かうように形成されている。
【0182】
（第１分配器２０）
第１分配器２０は、熱交換器５０が蒸発器として機能する場合に、第１補助熱交換部５１ａの冷媒の流入側に設けられている。第１分配器２０は、第１補助熱交換部５１ａを構成する複数の伝熱管１２の延伸方向（Ｘ軸方向）において、一方の端部に接続されている。第１分配器２０は、第１分配器２０の内部と伝熱管１２の管路内とが連通するように、第１補助熱交換部５１ａの伝熱管１２に接続されている。
第１分配器２０は、熱交換器５０が蒸発器として機能する場合に、第１補助熱交換部５１ａの冷媒の流入側に設けられている。第１分配器２０は、第１補助熱交換部５１ａを構成する複数の伝熱管１２の延伸方向（Ｘ軸方向）において、一方の端部に接続されている。第１分配器２０は、第１分配器２０の内部と伝熱管１２の管路内とが連通するように、第１補助熱交換部５１ａの伝熱管１２に接続されている。
【0183】
第１分配器２０は、複数の伝熱管１２の配列方向（Ｚ軸方向）に沿って延伸するように形成されている。第１分配器２０は、複数の伝熱管１２に冷媒を分配する。第１分配器２０は、熱交換器５０において、熱交換部５０ａの第１補助熱交換部５１ａに流入する冷媒を、複数の伝熱管１２に分配する分配機構として機能する。
【0184】
（第２分配器３０）
第２分配器３０は、熱交換器５０が蒸発器として機能する場合に、第１主熱交換部５１ｂの冷媒の流入側に設けられている。第２分配器３０は、熱交換器５０が蒸発器として機能する場合に、第２補助熱交換部５２ａの冷媒の流出側に設けられている。
第２分配器３０は、熱交換器５０が蒸発器として機能する場合に、第１主熱交換部５１ｂの冷媒の流入側に設けられている。第２分配器３０は、熱交換器５０が蒸発器として機能する場合に、第２補助熱交換部５２ａの冷媒の流出側に設けられている。
【0185】
第２分配器３０は、第１主熱交換部５１ｂを構成する複数の伝熱管１２の延伸方向（Ｘ軸方向）において、一方の端部に接続されている。第２分配器３０は、第２分配器３０の内部と伝熱管１２の管路内とが連通するように、第１主熱交換部５１ｂの伝熱管１２に接続されている。第２分配器３０は、配管３００を介して第２補助熱交換部５２ａを構成する複数の伝熱管１２と接続されている。
【0186】
第２分配器３０は、複数の伝熱管１２の配列方向（Ｚ軸方向）に沿って延伸するように形成されている。第２分配器３０は、複数の伝熱管１２に冷媒を分配する。第２分配器３０は、熱交換器５０において、熱交換部５０ａの第１主熱交換部５１ｂに流入する冷媒を、複数の伝熱管１２に分配する分配機構として機能する。
【0187】
第２補助熱交換部５２ａと第２分配器３０とは、上述したように配管３００で接続されている。より詳細には、第２補助熱交換部５２ａは、上側配管３０１、中上側配管３０２、中下側配管３０３、及び、下側配管３０４と接続されている。
【0188】
上側配管３０１は、第２補助熱交換部５２ａと上側第２分配器３１とを接続する配管である。上側配管３０１は、伝熱管１２を介して第１分配器２０の下部空間２１ａ（図２参照）と、上側第２分配器３１の内部とを連通させる。中上側配管３０２は、第２補助熱交換部５２ａと中上側第２分配器３２とを接続する配管である。中上側配管３０２は、伝熱管１２を介して第１分配器２０の上部空間２１ｂ（図２参照）と、中上側第２分配器３２の内部とを連通させる。
【0189】
中下側配管３０３は、第２補助熱交換部５２ａと中下側第２分配器３３とを接続する配管である。中下側配管３０３は、伝熱管１２を介して第１分配器２０の上部空間２１ｂ（図２参照）と、中下側第２分配器３３の内部とを連通させる。下側配管３０４は、第２補助熱交換部５２ａと下側第２分配器３４とを接続する配管である。下側配管３０４は、伝熱管１２を介して第１分配器２０の下部空間２１ａ（図２参照）と、下側第２分配器３４の内部とを連通させる。
【0190】
（ヘッダ８０）
ヘッダ８０は、第２主熱交換部５２ｂを構成する複数の伝熱管１２の、延伸方向（Ｘ軸方向）の一方の端部に接続されている。ヘッダ８０は、ヘッダ８０の内部と伝熱管１２の管路内とが連通するように、第２主熱交換部５２ｂの伝熱管１２に接続されている。ヘッダ８０は、熱交換器５０において、第２主熱交換部５２ｂの複数の伝熱管１２から流出する冷媒が合流する際の合流機構として機能する。なお、ヘッダ８０は、ガスヘッダと称する場合がある。
ヘッダ８０は、第２主熱交換部５２ｂを構成する複数の伝熱管１２の、延伸方向（Ｘ軸方向）の一方の端部に接続されている。ヘッダ８０は、ヘッダ８０の内部と伝熱管１２の管路内とが連通するように、第２主熱交換部５２ｂの伝熱管１２に接続されている。ヘッダ８０は、熱交換器５０において、第２主熱交換部５２ｂの複数の伝熱管１２から流出する冷媒が合流する際の合流機構として機能する。なお、ヘッダ８０は、ガスヘッダと称する場合がある。
【0191】
実施の形態５に示す熱交換器５０は、図２２に示すように、空気の流れる方向において、上流側に第２分配器３０が配置され、下流側にヘッダ８０が配置されている。また、実施の形態５に示す熱交換器５０は、図２２に示すように、空気の流れる方向において、上流側に第１分配器２０が配置され、下流側にヘッダ８０が配置されている。
【0192】
また、実施の形態５に示す熱交換器５０は、図２２に示すように、第１分配器２０の上方に第２分配器３０が配置されており、第２分配器３０の下方に第１分配器２０が配置されている。実施の形態５に示す熱交換器５０は、第１分配器２０、下側第２分配器３４、中下側第２分配器３３、中上側第２分配器３２、上側第２分配器３１が、上下方向に並んで配置されている。実施の形態５に示す熱交換器５０は、第１分配器２０、下側第２分配器３４、中下側第２分配器３３、中上側第２分配器３２、上側第２分配器３１が、下方から上方に向かってこの順番に並んで配置されている。
【0193】
図２３は、実施の形態５に係る熱交換器５０の冷媒流路の説明図である。図２３の「分配器側」は、熱交換器５０の第１分配器２０の配置側の端部を表し、「ヘアピン側」は、熱交換器５０のヘアピン部２０２の配置側の端部を表している。図２３の点線矢印及び実線矢印は冷媒の流れを示している。図２３を用いて第１熱交換部５１と第２熱交換部５２とを通過する冷媒流路の流れを説明する。なお、流入口Ａ１、開口部Ａ２、開口部Ａ３、流出口Ａ４、流入口Ｂ１、開口部Ｂ２、開口部Ｂ３、流出口Ｂ４は、伝熱管１２の端部の開口部を概念的に示したものである。
【0194】
流入口Ａ１、開口部Ａ２、開口部Ａ３、流出口Ａ４、流入口Ｂ１、開口部Ｂ２、開口部Ｂ３、流出口Ｂ４は、第１分配器２０の下部本体部２０ａ１と接続し、下部空間２１ａに連通している（図３参照）。また、流入口Ａ１、開口部Ａ２、開口部Ａ３、流出口Ａ４、流入口Ｂ１、開口部Ｂ２、開口部Ｂ３、流出口Ｂ４は、第１分配器２０の上部本体部２０ａ２と接続し、上部空間２１ｂに連通している（図３参照）。
【0195】
例えば、図２３に示す第１熱交換部５１が第１補助熱交換部５１ａであり、第２熱交換部５２が第２補助熱交換部５２ａである場合の冷媒の流れについて説明する。第１分配器２０によって分配された冷媒ＲＡが、第１熱交換部５１の流入口Ａ１から第１熱交換部５１内に流入した場合、冷媒ＲＡは、流入口Ａ１からヘアピン部２０２（図２２参照）まで流れる。
【0196】
第１熱交換部５１において、ヘアピン部２０２に到達した冷媒ＲＡは、ヘアピン部２０２でＵターンし、流入口Ａ１からヘアピン部２０２まで流れた伝熱管１２の１段上の伝熱管１２を流れ、ヘアピン部２０２から開口部Ａ２に向かう。開口部Ａ２は、流入口Ａ１よりも一段上に位置している。
【0197】
第１熱交換部５１の開口部Ａ２と、第２熱交換部５２の開口部Ａ３とは、Ｕ字形状の管であるＵベント４０２によって接続されている。より詳細には、開口部Ａ２及び開口部Ａ３には、ジョイント４０１（図２２参照）が設けられており、開口部Ａ２のジョイント４０１と、開口部Ａ３のジョイント４０１とを接続するようにＵベント４０２が設けられている。
【0198】
冷媒ＲＡは、Ｕベント４０２によって、第１熱交換部５１から第２熱交換部５２へと列を移動する。第１熱交換部５１の開口部Ａ２から流出した冷媒ＲＡは、Ｕベント４０２を通り、第２熱交換部５２の開口部Ａ３に流入する。開口部Ａ３から第２熱交換部５２内に流入した冷媒ＲＡは、開口部Ａ３からヘアピン部２０２（図２２参照）まで流れる。
【0199】
第２熱交換部５２において、ヘアピン部２０２に到達した冷媒ＲＡは、ヘアピン部２０２でＵターンし、開口部Ａ３からヘアピン部２０２まで流れた伝熱管１２の１段下の伝熱管１２を流れ、ヘアピン部２０２から流出口Ａ４に向かう。流出口Ａ４は、開口部Ａ３よりも一段下に位置している。流出口Ａ４から第２熱交換部５２を流出する冷媒ＲＡは、配管３００（図２２参照）を通り、第２分配器３０へ流入する。
【0200】
また、第１分配器２０によって分配された冷媒ＲＢが、第１熱交換部５１の流入口Ｂ１から第１熱交換部５１内に流入した場合、冷媒ＲＢは、流入口Ｂ１からヘアピン部２０２（図２２参照）まで流れる。流入口Ｂ１は、流入口Ａ１よりも一段下に位置している。
【0201】
第１熱交換部５１において、ヘアピン部２０２に到達した冷媒ＲＢは、ヘアピン部２０２でＵターンし、流入口Ｂ１からヘアピン部２０２まで流れた伝熱管１２の１段下の伝熱管１２を流れ、ヘアピン部２０２から開口部Ｂ２に向かう。開口部Ｂ２は、流入口Ｂ１よりも一段下に位置している。
【0202】
第１熱交換部５１の開口部Ｂ２と、第２熱交換部５２の開口部Ｂ３とは、Ｕ字形状の管であるＵベント４０２によって接続されている。より詳細には、開口部Ｂ２及び開口部Ｂ３には、ジョイント４０１（図２２参照）が設けられており、開口部Ｂ２のジョイント４０１と、開口部Ｂ３のジョイント４０１とを接続するようにＵベント４０２が設けられている。
【0203】
冷媒ＲＢは、Ｕベント４０２によって、第１熱交換部５１から第２熱交換部５２へと列を移動する。第１熱交換部５１の開口部Ｂ２から流出した冷媒ＲＢは、Ｕベント４０２を通り、第２熱交換部５２の開口部Ｂ３に流入する。開口部Ｂ３から第２熱交換部５２内に流入した冷媒ＲＢは、開口部Ｂ３からヘアピン部２０２（図２２参照）まで流れる。
【0204】
第２熱交換部５２において、ヘアピン部２０２に到達した冷媒ＲＢは、ヘアピン部２０２でＵターンし、開口部Ｂ３からヘアピン部２０２まで流れた伝熱管１２の１段上の伝熱管１２を流れ、ヘアピン部２０２から流出口Ｂ４に向かう。流出口Ｂ４は、開口部Ｂ３よりも一段上に位置している。流出口Ｂ４から第２熱交換部５２を流出する冷媒ＲＢは、配管３００（図２２参照）を通り、第２分配器３０へ流入する。なお、流出口Ｂ４は、流出口Ａ４よりも一段下に形成されている。
【0205】
上記の冷媒ＲＡ及び冷媒ＲＢの流れの説明は、第１熱交換部５１が、第１補助熱交換部５１ａであり、第２熱交換部５２が第２補助熱交換部５２ａである場合の冷媒の流れについて説明したものである。第１熱交換部５１が、第１主熱交換部５１ｂであり、第２熱交換部５２が第２主熱交換部５２ｂである場合、冷媒ＲＡは、第２分配器３０から流入口Ａ１に流入し、冷媒ＲＢは、第２分配器３０から流入口Ｂ１に流入する。
【0206】
また、第１熱交換部５１が、第１主熱交換部５１ｂであり、第２熱交換部５２が第２主熱交換部５２ｂである場合、冷媒ＲＡは、第２熱交換部５２の流出口Ａ４からヘッダ８０内に流入し、冷媒ＲＢは、第２熱交換部５２の流出口Ｂ４からヘッダ８０内に流入する。流入口Ａ１から流出口Ａ４へ向かう冷媒ＲＡの流れ、及び、流入口Ｂ１から流出口Ｂ４へ向かう冷媒ＲＢの流れは、上述した第１熱交換部５１が、第１補助熱交換部５１ａであり、第２熱交換部５２が第２補助熱交換部５２ａである場合と同じである。
【0207】
図２４は、実施の形態５に係る熱交換器５０の変形例の概略図である。実施の形態５に係る熱交換器５０の変形例は、分配器１２０を有している。分配器１２０は、第１分配器２０と、第２分配器３０とが一体に形成されている。より詳細には、分配器１２０は、第１分配器２０と、上側第２分配器３１と、中上側第２分配器３２と、中下側第２分配器３３と、下側第２分配器３４とが一体に形成されている。実施の形態５に係る熱交換器５０の変形例は、第２分配器３０が第１分配器２０と同じ形状に形成されている。すなわち、第２分配器３０は、第１分配器２０と共に第１部品２３及び第２部品２４で形成されている。
【0208】
分配器１２０は、第１分配器２０、下側第２分配器３４、中下側第２分配器３３、中上側第２分配器３２、上側第２分配器３１を構成する部分が、上下方向（Ｚ軸方向）に並んで配置されている。分配器１２０は、第１分配器２０、下側第２分配器３４、中下側第２分配器３３、中上側第２分配器３２、上側第２分配器３１を構成する部分が、下方から上方に向かってこの順番に並んで配置されており、これらの部分が一体に形成されている。
【0209】
第１分配器２０と第２分配器３０とは、上下方向（Ｚ軸方向）に延びるように一体に形成されており、第１分配器２０の内部の空間と第２分配器３０の内部の空間とを隔てる仕切板９４を有している。
【0210】
第１分配器２０と第２分配器３０との間、すなわち、第１分配器２０と下側第２分配器３４との間は仕切板９４によって仕切られている。第１分配器２０の空間と下側第２分配器３４の空間とは、仕切板９４によって隔てられている。同様に、下側第２分配器３４と中下側第２分配器３３との間、中下側第２分配器３３と中上側第２分配器３２との間、中上側第２分配器３２と上側第２分配器３１との間も仕切板９４によって仕切られている。
【0211】
下側第２分配器３４の空間と中下側第２分配器３３の空間とは仕切板９４によって隔てられている。また、中下側第２分配器３３の空間と中上側第２分配器３２の空間とは仕切板９４によって隔てられている。また、中上側第２分配器３２の空間と上側第２分配器３１の空間とは仕切板９４によって隔てられている。
【0212】
［熱交換器５０の作用効果］
実施の形態５に係る熱交換器５０の変形例は、第１分配器２０と第２分配器３０とが上下方向（Ｚ軸方向）に延びるように一体に形成されており、第１分配器２０の内部の空間と第２分配器３０の内部の空間とを隔てる仕切板９４を有している。実施の形態５に係る熱交換器５０の変形例は、第１部品２３（図４参照）を構成する部品と、第２部品２４を構成する部品とを長物で作れば仕切板９４のような小部品を用いることで第１分配器２０と第２分配器３０とを構成することができる。
実施の形態５に係る熱交換器５０の変形例は、第１分配器２０と第２分配器３０とが上下方向（Ｚ軸方向）に延びるように一体に形成されており、第１分配器２０の内部の空間と第２分配器３０の内部の空間とを隔てる仕切板９４を有している。実施の形態５に係る熱交換器５０の変形例は、第１部品２３（図４参照）を構成する部品と、第２部品２４を構成する部品とを長物で作れば仕切板９４のような小部品を用いることで第１分配器２０と第２分配器３０とを構成することができる。
【0213】
また、分配器１２０は、第１分配器２０、下側第２分配器３４、中下側第２分配器３３、中上側第２分配器３２、上側第２分配器３１を構成する部分のそれぞれの間が仕切板９４によって仕切られている。分配器１２０は、第１部品２３を構成する部品と、第２部品２４を構成する部品とを長物で作れば仕切板９４のような小部品を用いることで第１分配器２０、下側第２分配器３４、中下側第２分配器３３、中上側第２分配器３２、上側第２分配器３１を構成できる。
【0214】
実施の形態５に係る熱交換器５０の変形例は、分配器１２０を有し、仕切板９４を用いることで分配器１２０内に第１分配器２０、下側第２分配器３４、中下側第２分配器３３、中上側第２分配器３２、上側第２分配器３１を構成することができる。熱交換器５０は、簡素な構成要素によって第１分配器２０、下側第２分配器３４、中下側第２分配器３３、中上側第２分配器３２、上側第２分配器３１を構成することができ、これらの部分を別々に作る場合と比較して材料コストと製造コストとを低減できる。
【0215】
また、熱交換器５０は、簡素な構成要素によって第１分配器２０、下側第２分配器３４、中下側第２分配器３３、中上側第２分配器３２、上側第２分配器３１を構成することができ、これらの部分を別々に作る場合と比較してコンパクト化を図ることができる。
【0216】
また、熱交換器５０は、簡素な構成要素によって第１分配器２０、下側第２分配器３４、中下側第２分配器３３、中上側第２分配器３２、上側第２分配器３１を構成することができる。そのため、熱交換器５０は、これらの部分を別々に作る場合と比較して部品数が少ないことでの組立性の向上に貢献することができる。
【0217】
［熱交換器５０の利用例］
図２５は、実施の形態１～５に係る熱交換器５０と室外送風機６との関係を示す第１の概要図である。図２５に示す矢印は空気の流れを示している。また、図２５に示す室外送風機６は、室外熱交換器５を構成する熱交換器５０の複数の伝熱管１２に空気を供給する送風機である。
図２５は、実施の形態１～５に係る熱交換器５０と室外送風機６との関係を示す第１の概要図である。図２５に示す矢印は空気の流れを示している。また、図２５に示す室外送風機６は、室外熱交換器５を構成する熱交換器５０の複数の伝熱管１２に空気を供給する送風機である。
【0218】
図２５に示すように、室外機１１１は、室外熱交換器５と、室外送風機６とを有する。室外機１１１は、空気調和装置１０に用いられる。室外機１１１は、例えば家庭用もしくは業務用の室外機であって、サイドフロー型の室外送風機６を有している。室外機１１１に用いられる室外熱交換器５には、上述した熱交換器５０が用いられる。なお、室外機１１１は、室内機でもよく、この場合、室外熱交換器５は室内熱交換器３（図１参照）であり、室外送風機６は室内送風機７である。
【0219】
図２６は、実施の形態１～５に係る熱交換器５０と室外送風機６との関係を示す第２の概要図である。図２６に示す矢印は空気の流れを示している。また、図２６に示す室外送風機６は、室外熱交換器５を構成する熱交換器５０の複数の伝熱管１２に空気を供給する送風機である。
【0220】
図２６に示すように、室外機１１２は、室外熱交換器５と、室外送風機６とを有する。室外機１１２は、空気調和装置１０に用いられる。室外機１１２は、例えばビル用室外機であって、トップフロー型の室外送風機６を搭載している。室外機１１２に用いられる室外熱交換器５には、上述した熱交換器５０が用いられる。なお、室外機１１２は、室内機でもよく、この場合、室外熱交換器５は室内熱交換器３（図１参照）であり、室外送風機６は室内送風機７である。
【0221】
図２７は、実施の形態１～５に係る熱交換器５０と室内送風機７との関係を示す第１の概要図である。図２７に示す矢印は空気の流れを示している。また、図２７に示す室内送風機７は、室内熱交換器３を構成する熱交換器５０の複数の伝熱管１２に空気を供給する送風機である。
【0222】
図２７に示すように、室内機１１３は、室内熱交換器３と、室内送風機７とを有する。室内機１１３は、空気調和装置１０に用いられる。室内機１１３は、例えばカセット型の業務用の室内機であって、ターボファンを室内送風機７として搭載している。室内機１１３に用いられる室内熱交換器３には、上述した熱交換器５０が用いられる。なお、室内機１１３は、室外機でもよく、この場合、室内熱交換器３は室外熱交換器５（図１参照）であり、室内送風機７は室外送風機６である。
【0223】
図２８は、実施の形態１～５に係る熱交換器５０と室内送風機７との関係を示す第２の概要図である。図２８に示す矢印は空気の流れを示している。また、図２８に示す室内送風機７は、室内熱交換器３を構成する熱交換器５０の複数の伝熱管１２に空気を供給する送風機である。
【0224】
図２８に示すように、室内機１１４は、室内熱交換器３と、室内送風機７とを有する。室内機１１４は、空気調和装置１０に用いられる。室内機１１４は、例えば家庭用室内機であって、クロスフローファンを室内送風機７として搭載している。室内機１１４に用いられる室内熱交換器３には、上述した熱交換器５０が用いられる。なお、室内機１１４は、室外機でもよく、この場合、室内熱交換器３は室外熱交換器５（図１参照）であり、室内送風機７は室外送風機６である。
【0225】
図２９は、実施の形態１～５に係る熱交換器５０と室内送風機７との関係を示す第３の概要図である。図３０は、実施の形態１～５に係る熱交換器５０と室内送風機７との関係を示す第４の概要図である。図２９及び図３０に示す矢印は空気の流れを示している。また、図２９及び図３０に示す室内送風機７は、室内熱交換器３を構成する熱交換器５０の複数の伝熱管１２に空気を供給する送風機である。図２９及び図３０に示すように、室内機１１５及び室内機１１６は、室内熱交換器３と、室内送風機７とを有する。
【0226】
室内機１１５は、室内送風機７によって形成される空気の流れる方向において、室内送風機７が室内熱交換器３に対して上流側に配置され、室内熱交換器３が室内送風機７に対して下流側に配置されている。室内機１１６は、室内送風機７によって形成される空気の流れる方向において、室内送風機７が室内熱交換器３に対して下流側に配置され、室内熱交換器３が室内送風機７に対して上流側に配置されている。
【0227】
室内機１１５及び室内機１１６は、空気調和装置１０に用いられる。室内機１１５及び室内機１１６は、例えば天井埋込型の室内機であって、シロッコファンを室内送風機７として搭載している。室内機１１５及び室内機１１６に用いられる室内熱交換器３には、上述した熱交換器５０が用いられる。なお、室内機１１５及び室内機１１６は、室外機でもよく、この場合、室内熱交換器３は室外熱交換器５（図１参照）であり、室内送風機７は室外送風機６である。
【0228】
なお、図２９及び図３０のように室内熱交換器３が重力方向に対して傾斜して設置される際、課題としている液冷媒とガス冷媒との分離による液冷媒の落下は生じにくくなる。しかし、冷媒の流量が少ない場合の分配器上部への液冷媒の不足を抑えるために実施の形態１～５の分配器を有する熱交換器５０を用いてもよい。
【0229】
［空気調和装置１０の作用効果］
空気調和装置１０は、上述した実施の形態１～５のいずれかに係る熱交換器５０を備えたものである。したがって、空気調和装置１０は、実施の形態１～５に係る熱交換器５０のいずれかと同様の効果を得ることができる。
空気調和装置１０は、上述した実施の形態１～５のいずれかに係る熱交換器５０を備えたものである。したがって、空気調和装置１０は、実施の形態１～５に係る熱交換器５０のいずれかと同様の効果を得ることができる。
【0230】
上記の各実施の形態１～５は、互いに組み合わせて実施することが可能である。また、以上の実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。本開示に係る熱交換器５０は、上記の空気調和装置１０以外にも、例えば、ヒートポンプ装置、給湯装置又は冷凍装置等に適用することができる。また、熱交換器５０は、補助熱交換部５ａを必要としない形態の上流側分配器として用いる場合でもよい。また、第２分配器３０がオリフィス板９１を有していてもよい。
【符号の説明】
【0231】
１ 圧縮機、２ 流路切替装置、３ 室内熱交換器、４ 減圧装置、５ 室外熱交換器、５ａ 補助熱交換部、５ｂ 主熱交換部、５ｂ１ 上側主熱交換部、５ｂ２ 中上側主熱交換部、５ｂ３ 中下側主熱交換部、５ｂ４ 下側主熱交換部、６ 室外送風機、７ 室内送風機、１０ 空気調和装置、１２ 伝熱管、１２ａ 冷媒流路穴、１２ｂ 先端部、１３ 伝熱促進部材、２０ 第１分配器、２０ａ 本体部、２０ａ１ 下部本体部、２０ａ２ 上部本体部、２１ 内部空間、２１ａ 下部空間、２１ｂ 上部空間、２１ｃ 隅部、２１ｄ 隅部、２３ 第１部品、２４ 第２部品、２５ 挿入面部、２６ 側面部、２７ 膨出部、２７ａ 対向面、２７ｂ 最頂部、２７ｃ 円形凸部、２７ｄ 四角状凸部、２７ｅ 山状凸部、２８ 平板部、２８ａ 接合部、３０ 第２分配器、３１ 上側第２分配器、３２ 中上側第２分配器、３３ 中下側第２分配器、３４ 下側第２分配器、３５ 気液二相冷媒、４１ 蓋、４２ 蓋、４３ 接続口、４４ 流入口、５０ 熱交換器、５０ａ 熱交換部、５１ 第１熱交換部、５１ａ 第１補助熱交換部、５１ｂ 第１主熱交換部、５２ 第２熱交換部、５２ａ 第２補助熱交換部、５２ｂ 第２主熱交換部、８０ ヘッダ、９１ オリフィス板、９２ オリフィス孔、９２ａ オリフィス孔、９２ｂ オリフィス孔、９４ 仕切板、１１１ 室外機、１１２ 室外機、１１３ 室内機、１１４ 室内機、１１５ 室内機、１１６ 室内機、１２０ 分配器、２０１ 流入管、２０２ ヘアピン部、３００ 配管、３０１ 上側配管、３０２ 中上側配管、３０３ 中下側配管、３０４ 下側配管、４０１ ジョイント、４０２ Ｕベント、８０１ 流出管、Ａ１ 流入口、Ａ２ 開口部、Ａ３ 開口部、Ａ４ 流出口、Ｂ１ 流入口、Ｂ２ 開口部、Ｂ３ 開口部、Ｂ４ 流出口。
【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】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】