特許 7706650 熱交換器、この熱交換器の製造方法およびこの熱交換器を備えた冷凍サイクル装置

(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】2025-07-03

(45)【発行日】2025-07-11

(54)【発明の名称】熱交換器、この熱交換器の製造方法およびこの熱交換器を備えた冷凍サイクル装置

(51)【国際特許分類】

   F28D 1/053 20060101AFI20250704BHJP

   F28F 1/02 20060101ALI20250704BHJP

   F28F 9/02 20060101ALI20250704BHJP

【ＦＩ】

F28D1/053 A

F28F1/02 B

F28F9/02 301Z

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2024517469

(86)(22)【出願日】2023-05-22

(86)【国際出願番号】 JP2023018916

(87)【国際公開番号】W WO2024241417

(87)【国際公開日】2024-11-28

【審査請求日】2024-03-19

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(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】中島 崇志

【審査官】大谷 光司

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－０６０１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０９３１４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０３７１１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０４４４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０９０８０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－２３００９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００５－５２４８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０６５９８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２８Ｄ １／０５３

Ｆ２８Ｆ １／０２

Ｆ２８Ｆ ９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上下方向に延伸し外形形状が扁平状に形成され、貫通孔で形成された複数の冷媒流路を有する複数の扁平管と、前記複数の扁平管の前記上下方向の両端部に接続され、上方から見てＬ字状のＬ曲げ部を有する一対のヘッダと、を備え、屋外または屋内の装置に搭載される熱交換器であって、
前記複数の扁平管のそれぞれは、管軸方向に垂直な垂直断面において長軸と短軸とを有する形状であり、
前記複数の扁平管のうち、少なくとも前記Ｌ曲げ部に接続された１または２以上の扁平管のそれぞれは、
前記垂直断面における前記長軸に沿う長軸方向の両端部ほど肉厚が大きく、前記長軸方向の中心部ほど肉厚が小さく、
前記垂直断面において、
前記長軸方向の中心を通る線を中心線、
前記複数の冷媒流路の前記短軸に沿う短軸方向の両端のそれぞれを通る一対の線を一対の短軸流路端仮想線、
前記一対の短軸流路端仮想線よりも内側であって、前記複数の冷媒流路同士の間の部分を内柱というとき、
前記１または２以上の扁平管のそれぞれは、
前記内柱を複数有し、
前記複数の内柱のうち、前記中心線に最も近い前記内柱の前記長軸方向の肉厚δ _１ と、前記複数の内柱のうち、前記中心線から最も遠い前記内柱の前記長軸方向の肉厚δ _２ とが、δ _２ ＞δ _１ の関係を有し、
前記１または２以上の扁平管のそれぞれは、
前記複数の内柱において、隣接する前記内柱の前記長軸方向の中心同士の幅が前記長軸方向の中心部から外側に向かうに連れて短い熱交換器。

【請求項2】

前記１または２以上の扁平管は、
前記垂直断面において、
前記長軸方向の前記両端部ほど前記肉厚が大きく、前記長軸方向の中心部に向かうに連れて次第に前記肉厚が小さくなっている請求項１記載の熱交換器。

【請求項3】

前記垂直断面において、
前記複数の冷媒流路の前記長軸方向の両端のそれぞれを通る一対の線を一対の長軸流路端仮想線、
前記一対の短軸流路端仮想線よりも内側であって、前記一対の長軸流路端仮想線よりも外側の部分を第１外柱というとき、
前記１または２以上の扁平管のそれぞれは、
前記肉厚δ_１と、前記肉厚δ_２と、前記第１外柱の前記長軸方向の肉厚ｔ_ｘとが、ｔ_ｘ≧δ_２＞δ_１の関係を有する請求項１または請求項２記載の熱交換器。

【請求項4】

前記垂直断面において、
前記一対の短軸流路端仮想線よりも外側の部分を第２外柱というとき、
前記１または２以上の扁平管のそれぞれは、
前記肉厚δ_１と、前記肉厚δ_２と、前記第２外柱の前記短軸方向の肉厚ｔ_ｙとが、δ_２＞δ_１＞ｔ_ｙの関係を有する請求項１または請求項２記載の熱交換器。

【請求項5】

前記垂直断面において、
前記長軸方向の中心を通る線を中心線、前記長軸方向の両端をそれぞれ通過し、前記中心線に平行な一対の線を一対の外端仮想線、前記中心線と前記一対の外端仮想線のそれぞれとの中心を通る一対の線を一対の中心仮想線、前記複数の冷媒流路の前記短軸に沿う短軸方向の両端のそれぞれを通る一対の線を一対の流路端仮想線といい、
前記垂直断面を、
前記一対の中心仮想線より内側の中心領域と、
前記一対の中心仮想線より外側の外端領域と、の２つの領域に分けたとき、
前記１または２以上の扁平管のそれぞれは、
前記外端領域において前記一対の流路端仮想線よりも内側の部分の肉厚面積Ａｏが、
前記中心領域において前記一対の流路端仮想線よりも内側の部分の肉厚面積Ａｃよりも大きい請求項１または請求項２記載の熱交換器。

【請求項6】

前記垂直断面を、
前記中心線と、前記一対の中心仮想線と、で４つの領域に分けたとき、
前記１または２以上の扁平管のそれぞれは、
前記４つの領域のうち、前記長軸方向の両端の２つの領域の肉厚面積が互いに同じである請求項５記載の熱交換器。

【請求項7】

前記１または２以上の扁平管のそれぞれは、
前記複数の冷媒流路のうち、前記外端領域に位置する複数の冷媒流路の流路断面積の総和が、前記複数の冷媒流路のうち、前記中心領域に位置する複数の冷媒流路の流路断面積の総和よりも小さい請求項５記載の熱交換器。

【請求項8】

前記１または２以上の扁平管のそれぞれは、
前記複数の冷媒流路のうち、前記長軸方向の両端の端部冷媒流路が４つの角部にＲを設けて湾曲した矩形状を有し、前記端部冷媒流路の周囲がその他の前記冷媒流路の周囲よりも厚肉である請求項１または請求項２記載の熱交換器。

【請求項9】

前記１または２以上の扁平管のそれぞれは、
前記複数の冷媒流路のうち、前記長軸方向の両端の端部冷媒流路がＤ型形状を有し、前記端部冷媒流路の周囲がその他の前記冷媒流路の周囲よりも厚肉である請求項１または請求項２記載の熱交換器。

【請求項10】

前記１または２以上の扁平管のそれぞれは、
１＜δ_２／δ_１の関係を有し、前記Ｌ曲げ部の曲げ半径Ｒが、以下の式（１）を満足する請求項３記載の熱交換器。

【数1】

ここで、
Ｔ_ｗ：前記垂直断面において前記扁平管の長軸方向の長さである長軸長さ、
Ｄ_ｐ：前記垂直断面において前記扁平管のピッチ間隔。

【請求項11】

前記１または２以上の扁平管のそれぞれは、
２≦δ_２／δ_１の関係を有し、前記Ｌ曲げ部の曲げ半径Ｒが、以下の式（２）を満足する請求項３記載の熱交換器。

【数2】

ここで、
Ｔ_ｗ：前記垂直断面において前記扁平管の長軸方向の長さである長軸長さ、
Ｄ_ｐ：前記垂直断面において前記扁平管のピッチ間隔。

【請求項12】

上下方向に延伸し外形形状が扁平状に形成され、貫通孔で形成された複数の冷媒流路を有する複数の扁平管と、前記複数の扁平管の前記上下方向の両端部に接続され、上方から見てＬ字状のＬ曲げ部を有する一対のヘッダと、を備え、屋外または屋内の装置に搭載される熱交換器であって、
前記複数の扁平管のそれぞれは、管軸方向に垂直な垂直断面において長軸と短軸とを有する形状であり、
前記複数の扁平管のうち、少なくとも前記Ｌ曲げ部に接続された１または２以上の扁平管のそれぞれは、
前記垂直断面における前記長軸に沿う長軸方向の両端部ほど肉厚が大きく、前記長軸方向の中心部ほど肉厚が小さく、
前記１または２以上の扁平管のそれぞれは、
前記垂直断面において、前記長軸方向に複数の冷媒流路が並び、前記複数の冷媒流路のうち前記長軸方向の両端の端部冷媒流路の流路断面積が、他の冷媒流路の流路断面積よりも小さい熱交換器。

【請求項13】

圧縮機と、凝縮器と、減圧器と、蒸発器と、を備え、
前記凝縮器および前記蒸発器の少なくとも一方が、請求項１または請求項２記載の熱交換器で構成されている冷凍サイクル装置。

【請求項14】

上下方向に延伸し外形形状が扁平状に形成され、貫通孔で形成された複数の冷媒流路を有する複数の扁平管と、前記複数の扁平管の前記上下方向の両端部に接続され、上方から見てＬ字状のＬ曲げ部を有する一対のヘッダと、を備え、屋外または屋内の装置に搭載される熱交換器の製造方法であって、
前記複数の扁平管のそれぞれは、管軸方向に垂直な垂直断面において長軸と短軸とを有する形状であり、
前記複数の扁平管のうち、少なくとも前記Ｌ曲げ部に接続された１または２以上の扁平管のそれぞれは、
前記垂直断面における前記長軸に沿う長軸方向の両端部ほど肉厚が大きく、前記長軸方向の中心部ほど肉厚が小さく形成されているものであり、
前記垂直断面において、
前記長軸方向の中心を通る線を中心線、
前記複数の冷媒流路の前記短軸に沿う短軸方向の両端のそれぞれを通る一対の線を一対の短軸流路端仮想線、
前記一対の短軸流路端仮想線よりも内側であって、前記複数の冷媒流路同士の間の部分を内柱というとき、
前記１または２以上の扁平管のそれぞれは、
前記内柱を複数有し、
前記複数の内柱のうち、前記中心線に最も近い前記内柱の前記長軸方向の肉厚δ _１ と、前記複数の内柱のうち、前記中心線から最も遠い前記内柱の前記長軸方向の肉厚δ _２ とが、δ _２ ＞δ _１ の関係を有し、
前記１または２以上の扁平管のそれぞれは、
前記複数の内柱において、隣接する前記内柱の前記長軸方向の中心同士の幅が前記長軸方向の中心部から外側に向かうに連れて短く形成されており、
前記複数の扁平管の管軸方向の両端部が前記一対のヘッダのそれぞれに形成された接続口に挿入されて一体化された一体物を形成し、前記一体物のヘッダを曲げ加工によって前記Ｌ曲げ部を形成する熱交換器の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、扁平管を備えた熱交換器、この熱交換器の製造方法およびこの熱交換器を備えた冷凍サイクル装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、互いに間隔をおいて対向する一対のヘッダと、一対のヘッダ間に間隔を空けて配置され且つ管軸方向の両端部が一対のヘッダに接続された複数の扁平管と、を備えた熱交換器がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の熱交換器は、扁平管が延びる方向に見てＬ字状に構成されており、一対のヘッダはＬ字状に曲げられたＬ曲げ部を有している。

【0003】

特許文献１の熱交換器は、一対のヘッダがＬ字状に曲げられる際に、その曲げ部分においてヘッダと扁平管とのロウ付け部分が破損することを防止する技術を開示している。特許文献１の熱交換器では、扁平管においてヘッダに接続される管軸方向の両端部の外周の大きさを、両端部以外の外周の大きさに比べて大きくし、ロウ付け代を大きく確保することで、ヘッダのＬ曲げ部と扁平管との接続箇所の強度を確保して破損を防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第７０３７０９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の熱交換器は、扁平管の管軸方向の両端部の外周を両端部以外の外周に比べて大きい構成を有しており、管軸方向において外周が一様ではないため、扁平管自体の製造工程が複雑になりがちである。このため、熱交換器は、扁平管の外周、言い換えれば扁平管の外形を管軸方向に一様な構成でありつつ、接続箇所の強度を上げることが求められる。接続箇所の強度を上げる方法として、扁平管の肉厚を厚くして扁平管の強度を上げる方法が考えられる。しかし、熱交換器は、扁平管の外形寸法を変えずに扁平管を肉厚にするには、扁平管の内部に形成された冷媒流路の流路断面積を小さくしなければならず、冷媒の圧力損失が増加するという問題があった。

【0006】

本開示は上記した問題点を解決するためのものであり、一対のヘッダがＬ曲げ部を有する熱交換器であって、扁平管の強度を向上しつつ、圧力損失の増加を抑えることが可能な熱交換器、この熱交換器の製造方法およびこの熱交換器を備えた冷凍サイクル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】

【0007】

本開示に係る熱交換器は、上下方向に延伸し外形形状が扁平状に形成され、貫通孔で形成された複数の冷媒流路を有する複数の扁平管と、複数の扁平管の上下方向の両端部に接続され、上方から見てＬ字状のＬ曲げ部を有する一対のヘッダと、を備え、屋外または屋内の装置に搭載される熱交換器であって、複数の扁平管のそれぞれは、管軸方向に垂直な垂直断面において長軸と短軸とを有する形状であり、複数の扁平管のうち、少なくともＬ曲げ部に接続された１または２以上の扁平管のそれぞれは、垂直断面における長軸に沿う長軸方向の両端部ほど肉厚が大きく、長軸方向の中心部ほど肉厚が小さく、垂直断面において、長軸方向の中心を通る線を中心線、複数の冷媒流路の短軸に沿う短軸方向の両端のそれぞれを通る一対の線を一対の短軸流路端仮想線、一対の短軸流路端仮想線よりも内側であって、複数の冷媒流路同士の間の部分を内柱というとき、１または２以上の扁平管のそれぞれは、内柱を複数有し、複数の内柱のうち、中心線に最も近い内柱の長軸方向の肉厚δ _１ と、複数の内柱のうち、中心線から最も遠い内柱の長軸方向の肉厚δ _２ とが、δ _２ ＞δ _１ の関係を有し、１または２以上の扁平管のそれぞれは、複数の内柱において、隣接する内柱の長軸方向の中心同士の幅が長軸方向の中心部から外側に向かうに連れて短いものである。

【0008】

本開示に係る熱交換器の製造方法は、上下方向に延伸し外形形状が扁平状に形成され、貫通孔で形成された複数の冷媒流路を有する複数の扁平管と、複数の扁平管の上下方向の両端部に接続され、上方から見てＬ字状のＬ曲げ部を有する一対のヘッダと、を備え、屋外または屋内の装置に搭載される熱交換器の製造方法であって、複数の扁平管のそれぞれは、管軸方向に垂直な垂直断面において長軸と短軸とを有する形状であり、複数の扁平管のうち、少なくともＬ曲げ部に接続された１または２以上の扁平管のそれぞれは、垂直断面における長軸に沿う長軸方向の両端部ほど肉厚が大きく、長軸方向の中心部ほど肉厚が小さく形成されているものであり、垂直断面において、長軸方向の中心を通る線を中心線、複数の冷媒流路の短軸に沿う短軸方向の両端のそれぞれを通る一対の線を一対の短軸流路端仮想線、一対の短軸流路端仮想線よりも内側であって、複数の冷媒流路同士の間の部分を内柱というとき、１または２以上の扁平管のそれぞれは、内柱を複数有し、複数の内柱のうち、中心線に最も近い内柱の長軸方向の肉厚δ _１ と、複数の内柱のうち、中心線から最も遠い内柱の長軸方向の肉厚δ _２ とが、δ _２ ＞δ _１ の関係を有し、１または２以上の扁平管のそれぞれは、複数の内柱において、隣接する内柱の長軸方向の中心同士の幅が長軸方向の中心部から外側に向かうに連れて短く形成されており、複数の扁平管の管軸方向の両端部が一対のヘッダのそれぞれに形成された接続口に挿入されて一体化された一体物を形成し、一体物のヘッダを曲げ加工によってＬ曲げ部を形成するものである。
本開示に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機と、凝縮器と、減圧器と、蒸発器と、を備え、凝縮器および蒸発器の少なくとも一方が、上記熱交換器で構成されているものである。

【発明の効果】

【0009】

本開示に係る熱交換器、この熱交換器の製造方法およびこの熱交換器を備えた冷凍サイクル装置は、少なくともＬ曲げ部に接続された１または２以上の扁平管のそれぞれが、垂直断面における長軸に沿う長軸方向の両端部ほど肉厚が大きく、長軸方向の中心部ほど肉厚が小さい。垂直断面における長軸に沿う長軸方向の両端部の一方は、一対のヘッダのＬ曲げ部における曲げ外側に位置している。このため、本開示に係る熱交換器および冷凍サイクル装置は、一対のヘッダのＬ曲げ部における曲げ外側の扁平管の肉厚を大きくして強度を増すことができ、扁平管の破損を抑制できる。また、本開示に係る熱交換器および冷凍サイクル装置は、扁平管の長軸方向の中心部の肉厚が長軸方向の両端部の肉厚に比べて薄いため、長軸方向の中心部の肉厚を両端部の肉厚と同様に大きくする構成に比べて流路断面積を確保できて圧力損失の増加を抑えることができる。つまり、熱交換器は、扁平管の強度を向上しつつ、圧力損失の増加を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１に係る熱交換器の概略斜視図である。

【図2】実施の形態１に係る熱交換器の扁平管の構成を示す説明図である。

【図3】実施の形態１に係る熱交換器の扁平管とヘッダとの接続部分の概略斜視図である。

【図4】実施の形態１に係る熱交換器におけるヘッダのＬ曲げ部の拡大平面図である。

【図5】実施の形態１に係る熱交換器の扁平管の寸法名称の説明図である。

【図6】実施の形態１に係る熱交換器の扁平管の構成を示す断面図である。

【図7】実施の形態１に係る熱交換器の扁平管の寸法名称の説明図である。

【図8】比較例の扁平管において内柱が破断した扁平管の垂直断面を示す図である。

【図9】実施の形態１に係る熱交換器の製造工程の説明図である。

【図10】実施の形態２に係る熱交換器の扁平管の垂直断面を示す図である。

【図11】実施の形態３に係る熱交換器の扁平管の垂直断面を示す図である。

【図12】ヘッダにおける液冷媒の偏流の説明図である。

【図13】実施の形態４に係る熱交換器の扁平管の垂直断面を示す図である。

【図14】実施の形態５に係る熱交換器の扁平管の垂直断面を示す図である。

【図15】実施の形態６に係る熱交換器の扁平管の垂直断面を示す図である。

【図16】実施の形態７に係る熱交換器における扁平管の長軸長さＴ_ｗと、扁平管のピッチ間隔Ｄ_ｐと、Ｌ曲げ部の曲げ可能半径Ｒ_０と、の関係を示すグラフである。

【図17】実施の形態８に係る冷凍サイクル装置の概略構成を示す冷媒回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態により本開示が限定されるものではない。また、図１を含む以下の図面では、各構成部材の相対的な寸法の関係および形状等が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。なお、以下の説明で用いる、上、下、右、左、前、後、といった用語は、熱交換器を前面側から見た場合の方向を意味している。これら方向に係る用語は、説明の便宜上、そのように記載しているだけであって、装置あるいは部品の配置および向きを限定するものではない。

【0012】

実施の形態１．
［熱交換器１００の全体構成］
図１は、実施の形態１に係る熱交換器１００の概略斜視図である。図１の上下方向は、重力方向を表している。実施の形態１に係る熱交換器１００は、冷凍サイクル装置の構成要素として用いられ、空気と冷媒との熱交換を行う空気熱交換器である。明細書中において、各構成部材同士の位置関係、各構成部材の延伸方向、および各構成部材の並列方向は、原則として、熱交換器１００が使用可能な状態に設置されたときのものである。

【0013】

図１に示すように、熱交換器１００は、上下方向に延伸する複数の扁平管１０と、複数の扁平管１０の延伸方向の両端に配置された一対のヘッダ２０と、隣り合う扁平管１０同士の間に配置された複数のコルゲートフィン３０とを有する。なお、熱交換器１００は、コルゲートフィン３０を有する構成に限られず、コルゲートフィン３０を有さないフィンレス熱交換器でもよいし、複数の扁平管１０が貫通する複数のプレートフィンを有するプレート熱交換器でもよい。

【0014】

熱交換器１００は、上下方向に見てＬ字状に形成されており、左右方向に延びる第１熱交換部１０１と、前後方向に延びる第２熱交換部１０２と、第１熱交換部１０１と第２熱交換部１０２とを接続する第３熱交換部１０３とを有する。第１熱交換部１０１、第２熱交換部１０２および第３熱交換部１０３のそれぞれは、複数の扁平管１０と、一対のヘッダ２０の一部と、複数のコルゲートフィン３０とを有する。

【0015】

複数の扁平管１０のそれぞれは、上下方向に延伸している。複数の扁平管１０は、互いに間隔を空けて並列している。複数の扁平管１０は、上下方向（管軸方向）の両端部が一対のヘッダ２０に差し込まれてろう付けによって接合されている。

【0016】

ヘッダ２０は、両端が閉じられた筒状体であり、内部には冷媒が流通する空間が形成されている。ヘッダ２０は、図１の例では、断面形状が矩形状の例を示しているが、矩形状に限らず、円形状または楕円状でもよいし、適宜変更することができる。また、ヘッダ２０の構造は、上述した、両端が閉じられた筒状体で構成する以外にも、例えば、スリットが形成された板状体を積層させたものでもよい。また、一対のヘッダ２０は、互いに、外形または断面形状が異なる構成でもよい。

【0017】

一方のヘッダ２０には、冷媒が流入する流入口２０ａが設けられ、他方のヘッダ２０には、冷媒が流出する流出口２０ｂが設けられている。流入口２０ａから一方のヘッダ２０に流入した冷媒は、複数の扁平管１０のそれぞれに分配されて各扁平管１０を下端から上端に向かって流れた後、他方のヘッダ２０で合流し、流出口２０ｂから流出する。

【0018】

一対のヘッダ２０のそれぞれは、上下方向に見てＬ字状に形成されている。ヘッダ２０は、左右方向に延びる第１直線部２１と、前後方向に延びる第２直線部２２と、第１直線部２１と第２直線部２２とを接続するＬ曲げ部２３とを有する。

【0019】

図２は、実施の形態１に係る熱交換器１００の扁平管１０の構成を示す説明図である。図３は、実施の形態１に係る熱交換器１００の扁平管１０とヘッダ２０との接続部分の概略斜視図である。図４は、実施の形態１に係る熱交換器１００におけるヘッダ２０のＬ曲げ部２３の拡大平面図である。図４には、ヘッダ２０と扁平管１０との位置関係を示すため、扁平管１０の外形を点線で図示している。図５は、実施の形態１に係る熱交換器１００の扁平管１０の寸法名称の説明図である。図２および図５は、扁平管１０の管軸方向に垂直な扁平管１０の断面（以下、垂直断面という）を示している。

【0020】

図２に示すように、扁平管１０は、長円形状等の一方向に扁平な断面形状を有している。扁平管１０は、外形形状が扁平状に構成されており、垂直断面において長軸と短軸とを有する形状である。扁平管１０は、後述の中心線Ｌ１を中心として対称な構造である。

【0021】

扁平管１０は、長軸に沿う長軸方向に沿って延びる一対の長軸辺１１と、短軸に沿う短軸方向に沿って延びる一対の短軸辺１２と、を有する。扁平管１０は、一対の長軸辺１１の一方側（図２の左側）の両端と一対の短軸辺１２のうちの短軸辺１２ａの両端とを接続する一対の湾曲部１３を有する。扁平管１０は、一対の長軸辺１１の他方側（図２の右側）の両端と一対の短軸辺１２のうちの短軸辺１２ｂの両端とを接続する一対の湾曲部１４を有する。一対の短軸辺１２のうち、短軸辺１２ａは曲げ外側に位置し、短軸辺１２ｂは曲げ内側に位置している。ここで、曲げ外側とは、図３および図４に示すようにヘッダ２０のＬ曲げ部２３の曲げ外側に対応し、曲げ内側とはヘッダ２０のＬ曲げ部２３の曲げ内側に対応している。

【0022】

扁平管１０は、貫通孔で形成された複数の冷媒流路１０ａを有する扁平多孔管である。複数の冷媒流路１０ａは、長軸方向に並んで配置されている。なお、図示の例では冷媒流路１０ａの流路断面形状が矩形状の例を示したが、矩形状に限られたものではなく、円形状など、他の形状でもよい。

【0023】

［用語および各箇所の寸法名称等］
まず、図２、図３および図４を用いて、本明細書で用いる用語について整理する。

【0024】

Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、扁平管１０の垂直断面を、中心線Ｌ１と、一対の中心仮想線Ｌ３とで４つに分けた各領域である。領域Ｒ１、領域Ｒ２、領域Ｒ３、領域Ｒ４は、この順に、曲げ外側から曲げ内側に向かう順である。

【0025】

Ｒｃ：扁平管１０の垂直断面において一対の中心仮想線Ｌ３より内側の領域である中心領域。
Ｒｏ：扁平管１０の垂直断面において一対の中心仮想線Ｌ３より外側の領域である外端領域
なお、図４において、薄いドット部分が中心領域Ｒｃ、濃いドット部分が外端領域Ｒｏに対応している。中心領域Ｒｃは、領域Ｒ２と領域Ｒ３とを有する領域でもある。外端領域Ｒｏは、領域Ｒ１と領域Ｒ４とを有する領域でもある。

【0026】

ここで、
Ｌ１：扁平管１０の垂直断面において扁平管１０の長軸方向の中心を通る線である中心線
Ｌ２：扁平管１０の垂直断面において扁平管１０の長軸方向の両端をそれぞれ通過し、中心線Ｌ１に平行な一対の線である一対の外端仮想線
Ｌ３：扁平管１０の垂直断面において中心線Ｌ１と一対の外端仮想線Ｌ２のそれぞれとの中心を通る一対の線である一対の中心仮想線
Ｌ４：扁平管１０の垂直断面において複数の冷媒流路１０ａの短軸方向の両端のそれぞれを通る一対の線である一対の短軸流路端仮想線
Ｌ５：扁平管１０の垂直断面において複数の冷媒流路１０ａの長軸方向の両端を通る一対の線である一対の長軸流路端仮想線

【0027】

扁平管１０は、垂直断面で見て、第１外柱１５、内柱１６および第２外柱１７を有し、図２のドットは、ドットの濃い方から薄い方の順に、第１外柱１５、内柱１６および第２外柱１７を示している。第１外柱１５、内柱１６および第２外柱１７の定義は、以下の通りである。

【0028】

第１外柱１５：垂直断面において一対の短軸流路端仮想線Ｌ４よりも内側であって、一対の長軸流路端仮想線Ｌ５よりも外側の部分
内柱１６：垂直断面において一対の短軸流路端仮想線Ｌ４よりも内側であって、隣接する冷媒流路１０ａ同士の間の部分
第２外柱１７：垂直断面において一対の短軸流路端仮想線Ｌ４よりも外側の部分

【0029】

第１外柱１５は、長軸方向の両端に２箇所あり、曲げ外側に位置する第１外柱１５を第１外柱１５ａ、曲げ内側に位置する第１外柱１５を第１外柱１５ｂとして区別する場合がある。

【0030】

次に、図５を用いて本明細書で用いる各箇所の寸法名称等について整理する。
Ｔ_ｗ：垂直断面において扁平管１０の長軸方向の長さである長軸長さ
Ｄ_ｐ：垂直断面において扁平管１０のピッチ間隔
δ_１：複数の内柱１６のうち、中心線Ｌ１に最も近い内柱１６ａの長軸方向の肉厚
δ_２：複数の内柱１６のうち、中心線Ｌ１から最も遠い内柱１６ｂの長軸方向の肉厚
ｔ_ｘ：第１外柱１５の長軸方向の肉厚
ｔ_ｙ：第２外柱１７の短軸方向の肉厚
なお、Ｌ曲げ部２３では、ピッチ間隔は曲げ内側と曲げ外側とで異なるため、ピッチ間隔Ｄ_ｐとは、曲げ加工前のピッチ間隔またはＬ曲げ部２３以外の部分におけるピッチ間隔とする。

【0031】

熱交換器１００は、扁平管１０の冷媒流路１０ａの流路断面が円形状でもよいとしたが、冷媒流路１０ａの流路断面が円形状である場合の各寸法は次の図６および図７に示す通りである。

【0032】

図６は、実施の形態１に係る熱交換器１００の扁平管１０の構成を示す断面図である。図７は、実施の形態１に係る熱交換器１００の扁平管１０の寸法名称の説明図である。冷媒流路１０ａの流路断面が矩形状の場合の各寸法は、円形状の場合と略同じであり、ここでは特に説明が必要な寸法についてのみ記載する。

【0033】

δ_１：複数の内柱１６のうち、中心線Ｌ１に最も近い内柱１６ａの長軸方向の肉厚であって、最も狭い部分の肉厚
δ_２：複数の内柱１６のうち、中心線Ｌ１から最も遠い内柱１６ｂの長軸方向の肉厚であって、最も狭い部分の肉厚
ｔ_ｘ：第１外柱１５の長軸方向の肉厚であって、最も狭い部分の肉厚
ｔ_ｙ：第２外柱１７の短軸方向の肉厚であって、最も狭い部分の肉厚

【0034】

ところで、熱交換器１００は、ヘッダ２０がＬ曲げ部２３を有することで、製造時に扁平管１０には、曲げ外側において図４の矢印ａで示すように引き延ばす力が作用し、曲げ内側において図４の矢印ｂに示すように圧縮する力が作用する。矢印ａ方向および矢印ｂ方向は短軸方向である。

【0035】

図８は、比較例の扁平管１０００において内柱１６０が破断した扁平管１０００の垂直断面を示す図である。比較例の扁平管１０００において、図示の左側が曲げ外側、図示の右側が曲げ内側である。比較例の扁平管１０００は、Ｌ曲げ部を形成するための曲げ加工の際に、曲げ外側において、矢印ａ方向（短軸方向）に引き延ばされる力が作用することで、内柱１６０が破断し、扁平管１０００の破損が生じている。また、図８より、扁平管１０００の長軸方向の中心から離れる位置ほど、言い換えれば扁平管１０００の長軸方向の中心から離れた両端に近い箇所ほど、短軸方向の変形量が大きく、内柱１６０に大きな力が加わることがわかる。このため、曲げ加工の際に大きな力が加わる扁平管の長軸方向の両端に近い箇所になるほど内柱の肉厚を大きくしていくことで、流路断面積を確保しつつ、扁平管のＬ曲げ部に対する強度を向上できることがわかる。

【0036】

そこで、実施の形態１の熱交換器１００は、扁平管１０が以下の構造を有することで、扁平管１０の破損、特に第１外柱１５および内柱１６の破断を抑制できる。

【0037】

［扁平管１０の寸法設定］
扁平管１０は、垂直断面における長軸方向の両端部ほど肉厚が大きく、長軸方向の中心部ほど肉厚が小さく形成されている。詳しくは、図５に示すように、垂直断面における長軸方向の両端部は第１外柱１５であり第１外柱１５の肉厚ｔ_ｘは、長軸方向の中心部の肉厚に相当するδ_１よりも大きくなっている。つまり、扁平管１０は、ｔ_ｘ＞δ_１の関係を有する。なお、「扁平管１０は、垂直断面における長軸方向の両端部ほど肉厚が大きく、長軸方向の中心部ほど肉厚が小さい」の表現は、垂直断面における長軸方向の両端部の肉厚が、長軸方向の中心部の肉厚よりも大きければよく、垂直断面における長軸方向の両端部と中心部との間の複数の肉厚同士に同じ部分がある構成を含む。

【0038】

扁平管１０は、垂直断面における長軸方向の両端部ほど肉厚が大きく、長軸方向の中心部ほど肉厚が小さく形成されていればよい。このため、扁平管１０は、以下の（１）～（４）の少なくとも１つの構成を有する。

【0039】

（１）扁平管１０は、長軸方向の両端部の肉厚が最も大きく、長軸方向の中心部に向かうに連れて次第に肉厚が小さい形状を有する。つまり、長軸方向の両端部の第１外柱１５の肉厚が最も大きく、長軸方向の中心部に向かうに連れて内柱１６の肉厚が徐々に肉厚が小さい形状を有する。
（２）扁平管１０は、δ_２＞δ_１の関係を有する。
（３）扁平管１０は、ｔ_ｘ≧δ_２＞δ_１の関係を有する。
（４）扁平管１０は、δ_２＞δ_１＞ｔ_ｙの関係を有する。

【0040】

熱交換器１００は、扁平管１０が上記構成を有することで、Ｌ曲げ部２３における引き延ばし量が大きくなる曲げ外側の扁平管１０の肉厚を大きくして強度を増すことができ、扁平管１０の破損を抑制できる。

【0041】

熱交換器は、扁平管の外形寸法を変えずに扁平管の肉厚を全体的に一様に大きくすると、扁平管の破損を抑制できる一方で、冷媒流路の流路断面積を小さくしなければならない。よって、熱交換器は、扁平管の肉厚を全体的に一様に大きく構成すると、扁平管の破損を抑制できる一方で、冷媒の流体損失が大きくなり性能低下を招く。

【0042】

これに対し、熱交換器１００は、上記構成を有し、曲げ外側の扁平管１０の肉厚を大きくすることで、扁平管１０の破損の抑制を可能としつつ、長軸方向の中心部の肉厚は薄いままであるため、流路断面積を確保できて圧力損失の増加を抑えることができる。つまり、熱交換器１００は、扁平管１０の強度を向上しつつ、圧力損失の増加を抑えることができる。

【0043】

なお、熱交換器１００は、複数の扁平管１０の全てが上記構成を有していてもよいし、複数の扁平管１０のうちの一部が有する構成でもよい。一部の場合、熱交換器１００は、一対のヘッダ２０のＬ曲げ部２３に接続される１または２以上の扁平管１０が上記構成を有していればよい。つまり、熱交換器１００は、複数の扁平管１０のうち、少なくとも一対のヘッダ２０のＬ曲げ部２３に接続される１または２以上の扁平管１０が上記構成を有していればよい。

【0044】

［熱交換器１００の製造方法］
図９は、実施の形態１に係る熱交換器１００の製造工程の説明図である。図９は、熱交換器１００の平面図であり、ヘッダ２０と扁平管１０との位置関係を示すため、ヘッダ２０部分に、扁平管１０の外形を点線で図示している。なお、図９において、冷媒流路１０ａの図示は省略している。

【0045】

図９（ａ）は、複数の扁平管１０の管軸方向の両端部が、一対のヘッダ２０のそれぞれに形成された接続口（図示せず）に挿入され、その状態でロウ付けにより全体が一体化された一体物１００Ａを示している。その一体物１００Ａが、図９（ｂ）に示すようにＬ曲げ加工されることにより、第１熱交換部１０１と、第２熱交換部１０２と、第３熱交換部１０３とを有する熱交換器１００が製造される。

【0046】

上記製造工程により製造された熱交換器１００は、少なくともＬ曲げ部２３に接続された扁平管１０が上記構成を有するため、扁平管１０の破損が抑制されて信頼性の高いものとできる。

【0047】

なお、扁平管１０には、製造時に、上述したように曲げ外側において短軸方向に引き延ばす力が作用し、曲げ内側において短軸方向に圧縮する力が作用する。このため、最終的な熱交換器１００の完成品は、扁平管１０の管軸方向の両端部のヘッダ２０との接続部分において、上記構成を有していない場合がある。例えば、最終的な熱交換器１００の完成品は、扁平管１０の管軸方向の両端部のヘッダ２０との接続部分における扁平管１０の垂直断面において、長軸方向の両端部の肉厚が、長軸方向の中心部の肉厚と同じである場合がありえる。ただし、最終的な熱交換器１００の完成品は、扁平管１０の管軸方向の両端部以外の部分では、上記構成を有するものとなる。

【0048】

［実施の形態１の熱交換器１００の効果］
実施の形態１の熱交換器１００は、上下方向に延伸し外形形状が扁平状に形成され、貫通孔で形成された複数の冷媒流路１０ａを有する複数の扁平管１０と、複数の扁平管１０の上下方向の両端部に接続され、上方から見てＬ字状のＬ曲げ部２３を有する一対のヘッダ２０と、を備えている。複数の扁平管１０のそれぞれは、管軸方向に垂直な垂直断面において長軸と短軸とを有する形状である。複数の扁平管１０のうち、少なくともＬ曲げ部２３に接続された１または２以上の扁平管１０は、垂直断面における長軸に沿う長軸方向の両端部ほど肉厚が大きく、長軸方向の中心部ほど肉厚が小さい。

【0049】

上記構成の熱交換器１００において、垂直断面における長軸に沿う長軸方向の両端部の一方は、一対のヘッダ２０のＬ曲げ部２３における曲げ外側に位置している。このため、上記構成の熱交換器１００は、一対のヘッダ２０のＬ曲げ部２３における引き延ばし量が大きくなる曲げ外側の扁平管１０の肉厚を大きくして強度を増すことができ、扁平管１０の破損を抑制できる。また、上記構成の熱交換器１００は、扁平管の長軸方向の中心部の肉厚は長軸方向の両端部の肉厚に比べて薄いため、長軸方向の中心部の肉厚を両端部の肉厚と同様に大きくする構成に比べて流路断面積を確保できて圧力損失の増加を抑えることができる。つまり、熱交換器１００は、扁平管１０の強度を向上しつつ、圧力損失の増加を抑えることができる。

【0050】

１または２以上の扁平管１０のそれぞれは、上記（１）～（４）の少なくとも１つの構成を有する。

【0051】

上記構成により、熱交換器１００は、一対のヘッダ２０のＬ曲げ部２３における引き延ばし量が大きくなる曲げ外側の扁平管１０の肉厚を大きくして強度を増すことができ、扁平管１０の破損を抑制できる。

【0052】

実施の形態２．
実施の形態２の熱交換器１００は、扁平管１０の構成が実施の形態１と異なる。上記実施の形態１では、扁平管１０の肉厚を特定していた。実施の形態２では、扁平管１０の肉厚面積について特定するものである。以下、実施の形態２が実施の形態１と異なる点を中心に説明し、実施の形態２において説明していない構成は、実施の形態１と同様である。

【0053】

図１０は、実施の形態２に係る熱交換器１００の扁平管１０の垂直断面を示す図である。実施の形態２の熱交換器１００の扁平管１０は、以下の（ａ）～（ｂ）の少なくとも１つの構成を有する。
（ａ）扁平管１０は、Ａｏ＞Ａｃの関係を有する。
（ｂ）扁平管１０は、Ａｏ１＝Ａｏ２、且つ、Ａｏ＞Ａｃの関係を有する。

【0054】

ここで、
Ａｏ：外端領域Ｒｏにおいて一対の短軸流路端仮想線Ｌ４よりも内側の部分の肉厚面積
Ａｃ：中心領域Ｒｃにおいて一対の短軸流路端仮想線Ｌ４よりも内側の部分の肉厚面積
Ａｏ１：領域Ｒ１の肉厚面積
Ａｏ２：領域Ｒ４の肉厚面積

【0055】

Ａｃは、領域Ｒ２および領域Ｒ３における、一対の短軸流路端仮想線Ｌ４よりも内側の部分の合計の肉厚面積に相当する。Ａｏは、領域Ｒ１および領域Ｒ４における、一対の短軸流路端仮想線Ｌ４よりも内側の部分の合計の肉厚面積に相当する。図１０において、濃いドットで示した部分の合計面積が肉厚面積Ａｏ、薄いドットで示した部分の合計面積が肉厚面積Ａｃである。

【0056】

上記（ｂ）の条件は、４つの領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のうち、長軸方向の両端の２つの領域である、領域Ｒ１の肉厚面積Ａｏ１と領域Ｒ４の肉厚面積Ａｏ２とが互いに同じである条件である。この条件は、扁平管１０が、垂直断面において例えばくさび形の形状ではなく、中心線Ｌ１を中心として外柱１７部分が対称または対称に近い形状であることを特定している。

【0057】

［実施の形態２の熱交換器１００の効果］
実施の形態２の熱交換器１００は、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

【0058】

実施の形態３．
実施の形態３の熱交換器１００は、扁平管１０の構成が実施の形態１と異なる。実施の形態３は、扁平管１０の冷媒流路１０ａの流路断面積に関するものである。以下、実施の形態３が実施の形態１と異なる点を中心に説明し、実施の形態３において説明していない構成は、実施の形態１と同様である。

【0059】

図１１は、実施の形態３に係る熱交換器１００の扁平管１０の垂直断面を示す図である。実施の形態３の熱交換器１００の扁平管１０は、図１１に示すように、外端領域Ｒｏに位置する複数の冷媒流路１０ａ２の流路断面積の総和が、中心領域Ｒｃに位置する複数の冷媒流路１０ａ１の流路断面積の総和よりも小さい。図１１において、濃いドットは、外端領域Ｒｏに位置する各冷媒流路１０ａ２の流路断面積を示し、薄いドットは、中心領域Ｒｃに位置する各冷媒流路１０ａ１の流路断面積を示している。

【0060】

上記構成により、実施の形態３の熱交換器１００は、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

【0061】

図１２は、ヘッダ１２０における液冷媒の偏流の説明図である。熱交換器では、ヘッダ１２０に流入した液冷媒が、Ｌ曲げ部１２３において遠心力の影響により偏流し、図１２の点線円で囲った部分のようにＬ曲げ部１２３の曲げ外側に過剰に流入することがある。図１２のドットは、Ｌ曲げ部１２３に滞留した液冷媒を示している。

【0062】

実施の形態３の熱交換器１００は、扁平管１０において、外端領域Ｒｏに位置する各冷媒流路１０ａ２の総和が、中心領域Ｒｃに位置する各冷媒流路１０ａ１の流路断面積の総和よりも小さい。このため、熱交換器１００は、扁平管１０の垂直断面において長軸方向に並んだ複数の冷媒流路１０ａのうち、曲げ外側の冷媒流路１０ａ２には、長軸方向の中心部の冷媒流路１０ａ１に比べて液冷媒が流入し難くなる。よって、実施の形態３の熱交換器１００は、曲げ外側の冷媒流路１０ａ２に液冷媒が過剰に流入することを抑制できる。

【0063】

［実施の形態３の熱交換器１００の効果］
実施の形態３の熱交換器１００は、実施の形態１と同様の効果を得ることができるとともに、扁平管１０において曲げ外側の冷媒流路１０ａ２に液冷媒が過剰に流入することを抑制できる。

【0064】

実施の形態４．
実施の形態４の熱交換器１００は、実施の形態３の熱交換器１００と同様に扁平管１０の冷媒流路１０ａの流路断面積に関するものである。以下、実施の形態４が実施の形態３と異なる点を中心に説明し、実施の形態４において説明していない構成は、実施の形態３と同様である。

【0065】

図１３は、実施の形態４に係る熱交換器１００の扁平管１０の垂直断面を示す図である。実施の形態４の扁平管１０は、隣接する内柱１６の長軸方向の中心同士の幅が扁平管１０の長軸方向の中心部から外側に向かうに連れて短い構成を有する。詳しくは、図１３において、扁平管１０は、隣接する内柱１６の長軸方向の中心同士の幅として、幅Ｗ１と幅Ｗ２とを有し、幅Ｗ２は幅Ｗ１よりも短くなっている。

【0066】

隣接する内柱１６の長軸方向の中心同士の幅が扁平管１０の長軸方向の中心部から外側に向かうに連れて短いという構成は、見方を変えれば、冷媒流路１０ａ自体の長軸方向の長さが、扁平管１０の長軸方向の中心部から外側に向かうに連れて短い構成と同じである。図１３において、扁平管１０は、冷媒流路１０ａ自体の長軸方向の幅として、幅Ｗ１ａと幅Ｗ２ａとを有し、幅Ｗ２ａは幅Ｗ１ａよりも短くなっている。

【0067】

［実施の形態４の熱交換器１００の効果］
実施の形態４の熱交換器１００は、実施の形態３と同様の効果を得ることができる。

【0068】

実施の形態５．
実施の形態５の熱交換器１００は、扁平管１０の構成が実施の形態１と異なる。以下、実施の形態５が実施の形態１と異なる点を中心に説明し、実施の形態５において説明していない構成は、実施の形態１と同様である。

【0069】

図１４は、実施の形態５に係る熱交換器１００の扁平管１０の垂直断面を示す図である。扁平管１０は、長軸方向に並んだ複数の冷媒流路１０ａのうち中心部の冷媒流路１０ａ１が矩形状であり、少なくとも長軸方向の両端の端部冷媒流路１０ａ２１が４つの角部にＲを設けて湾曲した矩形状を有する。そして、端部冷媒流路１０ａ２１の流路断面積は、Ｒを有することでその他の冷媒流路１０ａの流路断面積よりも小さく、その分、端部冷媒流路１０ａ２１の周囲の肉厚が厚くなっている。つまり、扁平管１０は、端部冷媒流路１０ａ２１の周囲が、その他の冷媒流路１０ａの周囲よりも厚肉である。

【0070】

上記構成により、実施の形態５の熱交換器１００は、扁平管１０の垂直断面において、長軸方向の両端部の肉厚を増やすことができ、扁平管１０の破壊強度を向上できる。なお、図１４では、複数の冷媒流路１０ａのうち、長軸方向の両端の端部冷媒流路１０ａ２１のみが、４つの角部にＲを設けて湾曲した矩形状を有しているが、端部冷媒流路１０ａ２１のみに限られない。他に例えば、熱交換器１００は、複数の冷媒流路１０ａのうち、長軸方向の両端の端部冷媒流路１０ａ２１と、その内側の冷媒流路１０ａ３もまた４つの角部にＲを設けて湾曲した矩形状を有していてもよい。

【0071】

［実施の形態５の熱交換器１００の効果］
実施の形態５の熱交換器１００は、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

【0072】

実施の形態６．
実施の形態６の熱交換器１００は、扁平管１０の構成が実施の形態１と異なる。以下、実施の形態６が実施の形態１と異なる点を中心に説明し、実施の形態６において説明していない構成は、実施の形態１と同様である。

【0073】

図１５は、実施の形態６に係る熱交換器１００の扁平管１０の垂直断面を示す図である。扁平管１０は、長軸方向に並んだ複数の冷媒流路１０ａのうち中心部の冷媒流路１０ａ１が矩形状であり、少なくとも長軸方向の両端の端部冷媒流路１０ａ２１がＤ型形状を有する。Ｄ型形状とは、扁平管１０の垂直断面において、長軸方向の外側に凸の湾曲部と湾曲部の両端を結ぶ直線部とを有する形状である。そして、端部冷媒流路１０ａ２１の流路断面積は、Ｄ型形状を有することでその他の冷媒流路１０ａの流路断面積よりも小さく、その分、端部冷媒流路１０ａ２１の周囲の肉厚が厚くなっている。つまり、扁平管１０は、端部冷媒流路１０ａ２１の周囲が、その他の冷媒流路１０ａの周囲よりも厚肉である。

【0074】

上記構成により、実施の形態６の熱交換器１００は、扁平管１０の垂直断面において、長軸方向の両端の肉厚を増やすことができ、扁平管１０の破壊強度を向上できる。なお、図１５では、複数の冷媒流路１０ａのうち、長軸方向の両端の端部冷媒流路１０ａ２１のみが、Ｄ型形状を有しているが、端部冷媒流路１０ａ２１のみに限られない。他に例えば、熱交換器１００は、複数の冷媒流路１０ａのうち、長軸方向の両端の端部冷媒流路１０ａ２１と、その内側の冷媒流路１０ａ３もまたＤ型形状を有していてもよい。

【0075】

［実施の形態６の熱交換器１００の効果］
実施の形態６の熱交換器１００は、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

【0076】

実施の形態７．
実施の形態７の熱交換器１００は、扁平管１０の破断を抑制できる、扁平管１０の長軸長さＴ_ｗ［ｍｍ］と、扁平管１０のピッチ間隔Ｄ_ｐ［ｍｍ］と、Ｌ曲げ部の曲げ可能半径Ｒ_０［ｍｍ］と、の関係を特定するものである。以下、実施の形態７が実施の形態１と異なる点を中心に説明し、実施の形態７において説明していない構成は、実施の形態１と同様である。

【0077】

図１６は、実施の形態７に係る熱交換器１００における扁平管１０の長軸長さＴ_ｗと、Ｌ曲げ部２３の曲げ可能半径Ｒ_０と、の関係を示すグラフである。図１６において横軸は扁平管１０の長軸長さＴ_ｗ［ｍｍ］、縦軸はＬ曲げ部２３の曲げ可能半径Ｒ_０［ｍｍ］を示している。図１６は、δ_２／δ_１が１、２、３、４のそれぞれの場合における、扁平管１０の長軸長さＴ_ｗに応じた曲げ可能半径Ｒ_０を示している。曲げ可能半径Ｒ_０とは、扁平管１０の破断を抑制できる、Ｌ曲げ部２３の最小の曲げ半径である。

【0078】

「δ_２／δ_１＝１」のグラフは、扁平管１０が「δ_２／δ_１＝１」の関係を有する場合、扁平管１０の長軸長さＴ_ｗが３０［ｍｍ］のとき曲げ可能半径Ｒ_０が４００［ｍｍ］であることを示している。よって、熱交換器１００は、扁平管１０が「δ_２／δ_１＝１」の関係を有する場合、Ｌ曲げ部２３の曲げ半径Ｒを、「δ_２／δ_１＝１」のグラフで特定される曲げ可能半径Ｒ_０よりも大きい値に設定することで、扁平管１０の破断を抑制できる。図１６の見方は、他のグラフについても同様である。

【0079】

図１６の各グラフは、いずれも以下の（１）式の右辺にδ_２／δ_１の値を代入することにより得られるグラフである。

【0080】

【数1】

【0081】

熱交換器１００は、扁平管１０が１＜δ_２／δ_１の関係を有する場合、上記（１）式の関係を満足する。つまり、熱交換器１００は、上記（１）の右辺にδ_２／δ_１＝１を代入して得た右辺の値をＲ１とすると、Ｌ曲げ部２３の曲げ半径Ｒは、Ｒ＞Ｒ１を満足する。これにより、熱交換器１００は、扁平管１０の破断を抑制できる。

【0082】

また、熱交換器１００は、扁平管１０が２≦δ_２／δ_１の関係を有する場合、上記（１）式の関係を満足する。つまり、熱交換器１００は、上記（１）の右辺にδ_２／δ_１＝２を代入して得た右辺のＲの値をＲ２とすると、Ｌ曲げ部２３の曲げ半径Ｒが、Ｒ＞Ｒ２を満足する。これにより、熱交換器１００は、扁平管１０の破断を抑制できる。

【0083】

［実施の形態７の熱交換器１００の効果］
実施の形態７の熱交換器１００は、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

【0084】

実施の形態８．
実施の形態８は、実施の形態１～実施の形態７のいずれかの熱交換器１００が搭載される空気調和機などの冷凍サイクル装置に関する。

【0085】

図１７は、実施の形態８に係る冷凍サイクル装置３００の概略構成を示す冷媒回路図である。冷凍サイクル装置３００は、圧縮機２００と、吸入マフラ２０１と、四方切換弁２０２と、室外側熱交換器２０３と、電動膨張弁等の減圧器２０４と、室内側熱交換器２０５と、が配管で接続された冷媒回路を備えている。室外側熱交換器２０３および室内側熱交換器２０５は、四方切換弁２０２の切り換えにより凝縮器または蒸発器として機能する。冷凍サイクル装置３００において四方切換弁２０２は省略可能である。よって、冷凍サイクル装置３００は、圧縮機２００と、凝縮器と、減圧器と、蒸発器と、を備えた構成としてもよい。なお、空気調和機では、室内側熱交換器２０５は屋内の装置に、残る圧縮機２００、四方切換弁２０２、室外側熱交換器２０３および減圧器２０４は屋外の装置に搭載されている。

【0086】

圧縮機２００は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温且つ高圧の状態にするものである。圧縮機２００は運転周波数を可変させることが可能な容積式圧縮機で構成されている。なお、圧縮機２００は運転周波数可変に駆動されるものに限定するものではなく、一定速のものでもよい。四方切換弁２０２は、圧縮機２００の吐出側に接続され、圧縮機２００からの冷媒の流れを切り換えるものである。

【0087】

室外側熱交換器２０３は、冷媒が流れる配管と、配管が挿入されたフィンと、を含んで構成されたフィンチューブ式の熱交換器である。減圧器２０４は、冷媒を膨張させるものである。減圧器２０４は、例えば開度を調整できる電子膨張弁または温度式膨張弁等で形成されているが、開度を調整できない毛細管等で構成されてもよい。室内側熱交換器２０５は、冷媒が流れる配管と、配管が挿入されたフィンと、を含んで構成されたフィンチューブ式の熱交換器である。冷凍サイクル装置３００は、室外側熱交換器２０３および室内側熱交換器２０５の少なくとも一方に、実施の形態１～実施の形態７のいずれかの熱交換器１００が用いられている。

【0088】

冷凍サイクル装置３００が空気調和機に適用された場合の暖房運転では、四方切換弁２０２は図１７の実線側に接続される。圧縮機２００で圧縮された高温高圧の冷媒は、室内側熱交換器２０５に流れ、凝縮し、液化する。液化した冷媒は、減圧器２０４で減圧され、低温低圧の二相状態となり、室外側熱交換器２０３へ流れ、蒸発し、ガス化して四方切換弁２０２を通って再び圧縮機２００に戻る。すなわち、図１７の実線矢印に示すように冷媒は循環する。この循環によって、蒸発器である室外側熱交換器２０３では、冷媒が外気と熱交換して吸熱する。吸熱した冷媒は、凝縮器である室内側熱交換器２０５に送られ、室内の空気と熱交換を行い、室内の空気を温める。

【0089】

冷房運転では、四方切換弁２０２は図１７の破線側に接続される。暖房運転から冷房運転に変わると、室内側熱交換器２０５が凝縮器から蒸発器に変わり、室外側熱交換器２０３が蒸発器から凝縮器に変わる。圧縮機２００で圧縮された高温高圧の冷媒は、室外側熱交換器２０３に流れ、凝縮し、液化する。液化した冷媒は、減圧器２０４で減圧され、低温低圧の二相状態となる。低温低圧の二相冷媒は、室内側熱交換器２０５へ流れ、蒸発し、ガス化し、四方切換弁２０２を通って再び圧縮機２００に戻る。すなわち、図１７の破線矢印に示すように冷媒は循環する。この循環によって、蒸発器である室内側熱交換器２０５では、冷媒が室内の空気と熱交換して吸熱し、室内の空気を冷却する。吸熱した冷媒は、凝縮器である室外側熱交換器２０３に送られ、外気と熱交換を行い、外気に放熱する。

【0090】

ここで、冷媒は、Ｒ４０７Ｃ冷媒、Ｒ４１０Ａ冷媒またはＲ３２冷媒などが使われる。

【0091】

上記構成の冷凍サイクル装置３００は、実施の形態１～実施の形態７のいずれかの熱交換器１００を備えることで、扁平管１０の強度を向上しつつ、冷媒の圧力損失の増加を抑えることができる。

【0092】

なお、冷凍サイクル装置３００は、空気調和機以外にも適用でき、冷蔵庫、冷凍庫、自動販売機、冷凍装置または給湯器等の用途に用いられる冷凍サイクル装置に適用することができる。

【符号の説明】

【0093】

１０ 扁平管、１０ａ 冷媒流路、１０ａ１ 冷媒流路、１０ａ２ 冷媒流路、１０ａ２１ 端部冷媒流路、１０ａ３ 冷媒流路、１１ 長軸辺、１２ 短軸辺、１２ａ 短軸辺、１２ｂ 短軸辺、１３ 湾曲部、１４ 湾曲部、１５ 第１外柱、１５ａ 第１外柱、１５ｂ 第１外柱、１６ 内柱、１６ａ 内柱、１６ｂ 内柱、１７ 第２外柱、２０ ヘッダ、２０ａ 流入口、２０ｂ 流出口、２１ 第１直線部、２２ 第２直線部、２３ 部、３０ コルゲートフィン、１００ 熱交換器、１００Ａ 一体物、１０１ 第１熱交換部、１０２ 第２熱交換部、１０３ 第３熱交換部、１２０ ヘッダ、１２３ Ｌ曲げ部、１６０ 内柱、２００ 圧縮機、２０１ 吸入マフラ、２０２ 四方切換弁、２０３ 室外側熱交換器、２０４ 減圧器、２０５ 室内側熱交換器、３００ 冷凍サイクル装置、１０００ 扁平管、Ａｃ 肉厚面積、Ａｏ 肉厚面積、Ａｏ１ 肉厚面積、Ａｏ２ 肉厚面積、Ｌ１ 中心線、Ｌ２ 外端仮想線、Ｌ３ 中心仮想線、Ｌ４ 短軸流路端仮想線、Ｌ５ 長軸流路端仮想線、Ｒ 曲げ半径、Ｒ０ 曲げ可能半径、Ｒ１ 領域、Ｒ２ 領域、Ｒ３ 領域、Ｒ４ 領域、Ｒｃ 中心領域、Ｒｏ 外端領域、ａ 矢印、ｂ 矢印、ｔｘ 肉厚。

【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】