JP2010112580A

JP2010112580A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2010112580A
Application number: JP2008283358A
Authority: JP
Inventors: Genei Kin; 鉉永金
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2008-11-04
Filing date: 2008-11-04
Publication date: 2010-05-20

Abstract

【課題】上部に位置する扁平管の冷媒の圧力損失を抑制することにより、全体の性能が向上する熱交換器を提供する。
【解決手段】少なくとも冷媒の蒸発器として機能する熱交換器１０であって、１対のヘッダ１５と、複数の扁平管１１とを備える。１対のヘッダ１５は、上下に延びる。複数の扁平管１１は、１対のヘッダ１５に貫通し、冷媒が流れる多数の穴が形成されている。１対のヘッダ１５の少なくとも一方の内部が、上下に２以上の室内に仕切られることにより、１対のヘッダ１５には、蒸発器として機能するときに、冷媒の出口となる出口室１５１ａと、冷媒の入口となる入口室１５２ａとを含む複数の室が形成される。扁平管１１のうち、出口室１５１ａに接続される少なくとも１本の出口側扁平管１１ｂの穴の第１断面積が、扁平管１１のうち、入口室１５２ａに接続される少なくとも１本の入口側扁平管１１ａの穴の第２断面積よりも大きい。
【選択図】図２

Description

本発明は、熱交換器に関する。

従来、鉛直方向に延びる１対のヘッダと、そのヘッダの長手に直交する方向に延びる複数の扁平管とを備える、いわゆる積層型の熱交換器が提案されている（例えば、特許文献１）。この熱交換器を空調機に用いる場合であって、蒸発器として機能させるとき、ガス冷媒と液冷媒とが混合した状態の冷媒がヘッダの外方からヘッダ内へ流入し、ヘッダを介して、下部に位置する扁平管から上部に位置する扁平管へと冷媒が流れる。
特開平７−５５３７７号公報

特許文献１に記載したような熱交換器においては、液冷媒の密度がガス冷媒の密度よりも高いので、鉛直方向に延びるヘッダの内部においては、液冷媒が下方に多く分布する恐れがある。そこで、扁平管の本数を減らして、冷媒を扁平管により均等に分流させることにより、液冷媒の下方への分布を抑制することも考えられるが、この場合、流速の速いガス冷媒の割合が高くなる上部に位置する扁平管では、冷媒の圧力損失が大きくなることが想定される。

そこで、本発明の課題は、上部に位置する扁平管の冷媒の圧力損失を抑制することにより、全体の性能が向上する熱交換器を提供することにある。

第１発明に係る熱交換器は、少なくとも冷媒の蒸発器として機能する熱交換器であって、１対のヘッダと、複数の扁平管とを備える。１対のヘッダは、上下に延びる。複数の扁平管は、１対のヘッダに貫通し、冷媒が流れる多数の穴が形成されている。１対のヘッダの少なくとも一方の内部が、上下に２以上の室内に仕切られることにより、１対のヘッダには、蒸発器として機能するときに、冷媒の出口となる出口室と、冷媒の入口となる入口室とを含む複数の室が形成される。扁平管のうち、出口室に接続される少なくとも１本の出口側扁平管の穴の第１断面積が、扁平管のうち、入口室に接続される少なくとも１本の入口側扁平管の穴の第２断面積よりも大きい。

第１発明に係る熱交換器では、出口側扁平管に形成される多数の穴に流速の速いガス冷媒が多く流れる傾向となる。そこで、出口側扁平管の穴の断面積を入口側扁平管の穴の断面積よりも大きくすることによって、冷媒を流れやすくすることができる。これにより、冷媒の圧力損失を抑制できるので、熱交換器全体の性能が向上する。

第２発明に係る熱交換器は、第１発明に係る熱交換器であって、出口側扁平管の本数よりも、入口側扁平管の本数のほうが多い。

第２発明に係る熱交換器では、出口側扁平管の本数を入口側扁平管の本数よりも少なくすることによって、例えば、出口側扁平管が複数あっても、冷媒をヘッダから扁平管へより均等に分流させることができる。また、出口側扁平管が１本の場合は、出口側扁平管が複数ある場合に比べると、冷媒をヘッダから扁平管へ流入させやすくなる。

第３発明に係る熱交換器は、第１発明に係る熱交換器であって、第１断面積または第１断面積に近い断面積を有する穴が形成される扁平管の本数よりも、第２断面積または第２断面積に近い断面積を有する穴が形成される扁平管の本数のほうが多い。

第３発明に係る熱交換器では、第２断面積または第２断面積に近い断面積を有する穴が形成される扁平管の本数のほうが第１断面積または第１断面積に近い断面積を有する穴が形成される扁平管の本数よりも多いことにより、第２断面積または第２断面積に近い断面積を有する扁平管では、第１断面積または第１断面積に近い断面積を有する扁平管よりも穴の数を増やすことができるので、その穴を流れる冷媒と、空気との接触面積が増え、出口側扁平管の穴のような断面積を有する扁平管だけで熱交換器を構成するよりも伝熱性能が向上する。

第４発明に係る冷凍装置は、第１熱交換器と、第２熱交換器とを備える。第１熱交換器は、複数の扁平管と、１対のヘッダとを有し、少なくとも冷媒の蒸発器として機能する。複数の扁平管は、冷媒が流れる多数の穴が形成されている。１対のヘッダは、上下に延び、扁平管に貫通される。第２熱交換器は、配管と、熱交換促進フィンとを有し、少なくとも冷媒の蒸発器として機能する。配管は、冷媒が流れる円筒状の管である。熱交換促進フィンは、配管と接触し、冷媒と空気との熱交換を促進させる。１対のヘッダの少なくとも一方の内部が、２以上の室内に仕切られることにより、１対のヘッダには、第１熱交換器が蒸発器として機能するときに、冷媒の出口となる出口室と、冷媒の入口となる入口室とを含む複数の室が形成される。そして、第１熱交換器と第２熱交換器とを隣接させて、第１熱交換器の出口室と、蒸発器として機能するときの第２熱交換器の入口部とを直接接続する。

ここで、例えば、第２熱交換器は、フィンアンドチューブ熱交換器である。

第４発明に係る冷凍装置では、扁平管よりも圧力損失の小さい配管に冷媒を流す第２熱交換器を第１熱交換器のヘッダの出口室に接続させることで、ヘッダから配管へ流入した冷媒が配管の内部を流れやすくなる。これにより、冷媒の圧力損失を抑制できる。

第５発明に係る冷凍装置は、第４発明に係る冷凍装置であって、熱交換促進フィンは、配管に貫通されるプレート状のフィン、または、配管の周囲に巻かれる針状のフィンである。

第５発明に係る冷凍装置では、フィンが配管に接触することによって、第１熱交換器および第２熱交換器が蒸発器として機能するときに、空気と冷媒との熱交換効率を高めることができるので、冷媒を蒸発させやすくすることができる。

第６発明に係る冷凍装置は、第４発明または第５発明に係る冷凍装置であって、配管の流路面積は、扁平管の穴の断面積の２倍以上である。

ここで、例えば、第１熱交換器および第２熱交換器が蒸発器として機能するとき、第２熱交換器は、第１熱交換器の上部に位置する。

第６発明に係る冷凍装置では、例えば、第１熱交換器および第２熱交換器が蒸発器として機能するとき、第２熱交換器が第１熱交換器の上部に位置すると想定すると、配管の内部には、液冷媒よりもガス冷媒のほうが多く流れると考えられる。流速の速いガス冷媒が配管内を流れると冷媒の圧力損失が大きくなる恐れがある。よって、配管の流路面積を、扁平管の穴の断面積よりも大きくすることで、冷媒の圧力損失を抑制することができる。

第１発明に係る熱交換器では、出口側扁平管に形成される多数の穴に流速の速いガス冷媒が多く流れる。そこで、出口側扁平管の穴の断面積を入口側扁平管の穴の断面積よりも大きくすることによって、冷媒を流れやすくすることができる。これにより、冷媒の圧力損失を抑制できるので、熱交換器全体の性能が向上する。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

＜第１実施形態＞
＜冷凍装置１の構成＞
まず、熱交換器１０を含む冷凍装置１の全体構成について説明する。

図１に示すように、冷凍装置１は、室内ユニット２と、室外ユニット４とを備える。

冷凍装置１の冷媒回路は、主として、室内ユニット２内に位置する熱交換器１０、室外ユニット４内に位置するアキュムレータ４１、圧縮機４２、四路切換弁４３、室外熱交換器４０および膨張弁４４により構成される。

アキュムレータ４１は、圧縮機４２の吸入側に接続される。四路切換弁４３は、圧縮機４２の吐出側に接続される。室外熱交換器４０は、四路切換弁４３に接続される。膨張弁４４は、室外熱交換器４０に接続された電動膨張弁である。膨張弁４４は、液閉鎖弁４６を介して冷媒連絡配管６に接続されており、この配管を介して熱交換器１０の一端と接続される。また、四路切換弁４３は、ガス閉鎖弁４７を介して冷媒連絡配管６に接続されており、この配管を介して熱交換器１０の他端と接続されている。

なお、熱交換器１０については、以下に詳述する。

＜熱交換器１０の構成＞
熱交換器１０は、空調機に用いられ、熱交換器１０内を流れる冷媒と、熱交換器１０を通り抜ける空気との間で熱交換を行わせるものである。

図２に示すように、熱交換器１０は、扁平管１１、波形フィン１２およびヘッダ１５を備える。

（扁平管１１）
図３は、図２のIII部の拡大斜視図である。

扁平管１１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成形されており、図３に示すように、伝熱面となる平面部１１３を有する。また、扁平管１１には、冷媒が流れる冷媒流路となる多数の穴１１４が形成されている。扁平管１１は、鉛直方向に、平面部１１３を上下に向けた状態で、複数段配列されている。ここで、隣接する扁平管１１の間の距離は、例えば、１３ｍｍである。

なお、本実施形態での扁平管１１の本数は１５本であるが、これに限られるものではない。

（波形フィン１２）
波形フィン１２は、波形に折り曲げられたアルミニウム製またはアルミニウム合金製のフィンである。波形フィン１２は、隣接する扁平管１１に挟まれた空間に配置され、谷部および山部が扁平管１１の平面部１１３と接触している。なお、谷部と山部と平面部１１３とはロウ付け溶接されている。

波形フィン１２の伝熱面１２ａは、隣接する扁平管１１に挟まれた空間を通過する空気と熱交換する面であり、効率よく熱交換を行うためのルーバー１２ｃが形成されている。

（ヘッダ１５）
ヘッダ１５は、鉛直方向に延びる円筒形状をした管である。図２に示すように、ヘッダ１５の外面から内面へ、複数の扁平管１１がそれぞれ異なる高さ位置でヘッダ１５の長手に直交する方向から貫通している。ヘッダ１５は、扁平管１１を支持する機能と、冷媒を扁平管１１の多数の穴１１４に導く機能と、多数の穴１１４から出てきた冷媒を集合させる機能とを有している。

ヘッダ１５は、互いに離間した第１ヘッダ１５１と第２ヘッダ１５２とを有する。第１ヘッダ１５１は、図２の正面視右側のヘッダである。第２ヘッダ１５２は、図２の正面視左側のヘッダである。

第１ヘッダ１５１の内部には、バッフル板１８ｃおよびバッフル板１８ｄが設けられている。第２ヘッダ１５２の内部には、バッフル板１８ａおよびバッフル板１８ｂが設けられている。

バッフル板１８ａ〜１８ｄは、冷媒の流れ方向を決定するための金属製の板部材である。バッフル板１８ａは、第２ヘッダ１５２内の、上から２段目の扁平管１１と上から３段目の扁平管１１との間に位置する。バッフル板１８ｂは、第２ヘッダ１５２内の、上から１２段目の扁平管１１と上から１３段目の扁平管１１との間に位置する。バッフル板１８ｃは、第１ヘッダ１５１内の、図１における上から１段目の扁平管１１と上から２段目の扁平管１１との間に位置する。バッフル板１８ｄは、第１ヘッダ１５１内の、上から３段目の扁平管１１と上から４段目の扁平管１１との間に位置する。

そして、バッフル板１８ａ〜１８ｄによって、第１ヘッダ１５１の内部および第２ヘッダ１５２の内部がそれぞれ上下に３つの室内に仕切られる。

具体的には、熱交換器１０が蒸発器として機能するとき、第１ヘッダ１５１内には、バッフル板１８ｃに仕切られることによって、バッフル板１８ｃの上方に形成され、冷媒の、第１ヘッダ１５１から第１ヘッダ１５１の外方への出口となる出口室１５１ａと、バッフル板１８ｃとバッフル板１８ｄとの間に形成される第３室１５１ｂと、バッフル板１８ｄの下方に形成される第１室１５１ｃと、が形成される。

熱交換器１０が蒸発器として機能するとき、第２ヘッダ１５２内には、バッフル板１８ｂに仕切られることによって、バッフル板１８ｂの下方に形成され、冷媒の、第２ヘッダ１５２の外方から第２ヘッダ１５２への入口となる入口室１５２ａと、バッフル板１８ａとバッフル板１８ｂとの間に形成される第２室１５２ｂと、そのバッフル板１８ａの上方に形成される第４室１５２ｃと、が形成される。

ここで、第１ヘッダ１５１の出口室１５１ａに接続される扁平管１１を出口側扁平管１１ｂといい、第２ヘッダ１５２の入口室１５２ａに接続される３本の扁平管１１を入口側扁平管１１ａという。

（入口側扁平管１１ａおよび出口側扁平管１１ｂ）
この熱交換器１０では、出口側扁平管１１ｂの穴１１４の断面積は、入口側扁平管１１ａの穴１１４の断面積よりも大きい構成としている。

なお、出口側扁平管１１ｂの穴１１４の縦の長さおよび上から２段目〜上から３段目の扁平管１１の穴１１４の縦の長さは、例えば、２．００〜３．００ｍｍのいずれかの長さであり、それらの横の長さは、例えば、０．８０〜１．２０ｍｍのいずれかの長さである。また、入口側扁平管１１ａの穴１１４の縦の長さおよび上から４段目〜上から５段目の扁平管１１の穴１１４の縦の長さは、例えば、０．５０〜１．００ｍｍのいずれかの長さであり、それらの横の長さは、例えば、０．２０〜０．４０ｍｍのいずれかの長さである。よって、例えば、出口側扁平管１１ｂの穴１１４の縦の長さを２．００ｍｍ、横の長さを０．８０ｍｍとし、入口側扁平管１１ａの穴１１４の縦の長さを０．５０ｍｍ、横の長さを０．２０ｍｍとすると、出口側扁平管１１ｂの穴１１４の断面積は、入口側扁平管１１ａの穴１１４の断面積の１６倍となる。

＜冷媒の流れ＞
以下、図１を参照しながら熱交換器１０が蒸発器として機能するときの冷媒の流れについて説明する。

第２ヘッダ１５２の外方から入口室１５２ａへ流入した冷媒（矢印Ａ１参照）は、下から１段目〜３段目（最下段目）の扁平管１１に形成される多数の穴１１４へほぼ均等に分流され、第１ヘッダ１５１の第１室１５１ｃへ向かって流れる。第１ヘッダ１５１の第１室１５１ｃに到達した冷媒は、下から４段目〜１２段目の扁平管１１に形成される多数の穴１１４にほぼ均等に分流され、第２ヘッダ１５２の第２室１５２ｂへ向かって流れる。そして、第２ヘッダ１５２の第２室１５２ｂに到達した冷媒は、下から１３段目の扁平管１１に形成される多数の穴１１４に流入し、第１ヘッダ１５１の第３室１５１ｂへ向かって流れる。第１ヘッダ１５１の第３室１５１ｂに到達した冷媒は、下から１４段目の扁平管１１の多数の穴１１４に流入し、第２ヘッダ１５２の第４室１５２ｃへと向かう。第２ヘッダ１５２の第４室１５２ｃに到達した冷媒は、下から１５段目（最上段目）の扁平管１１の多数の穴１１４に流入し、その内部を伝って、第１ヘッダ１５１の出口室１５１ａへと向かう。そして、第１ヘッダ１５１の出口室１５１ａへと到達した冷媒は、合流して、第１ヘッダ１５１の外方へ流出する（矢印Ａ２参照）。

なお、第２ヘッダ１５２の内部にバッフル板１８ａ、１８ｂが設けられていることにより、冷媒がバッフル板１８ａ、１８ｂの下から上に流れないようになっている。また、同様に、第１ヘッダ１５１の内部にバッフル板１８ｃ、１８ｄが設けられていることにより、冷媒がバッフル板１８ｃ、１８ｄの下から上に流れないようになっている。このように、バッフル板１８ａ〜１８ｄにより、熱交換器１０の内部を冷媒が蛇行するように流れる。

＜第１実施形態に係る熱交換器１０の特徴＞
従来、鉛直方向に延びる１対のヘッダに、ヘッダの長手方向に直交する方向に延びる複数の扁平管が異なる高さ位置からそれぞれ貫通している積層型熱交換器が提案されている。この熱交換器が蒸発器として機能するとき、ガス冷媒と液冷媒とが混合した状態の冷媒が流れる。

この熱交換器においては、鉛直方向に延びるヘッダから、それぞれ異なる高さ位置からヘッダに貫通する複数の扁平管に、均等に冷媒を分流させなければならないが、重力による影響や、液冷媒の密度がガス冷媒の密度よりも高いことにより、液冷媒がヘッダ内のバッフル板により仕切られた仕切室の内部において、下方に多く分布することが考えられる。

このとき、冷媒が流入していく扁平管のうち上方に位置する扁平管の内部では、熱交換器が蒸発させようとする液冷媒が減少するといったことが考えられ、熱交換器の蒸発器としての機能を無駄にしてしまうことが想定される。

ここで、扁平管の本数を減らす、つまり、ヘッダから扁平管への分流数を減らすことにより、ヘッダから扁平管により均等に冷媒を分流させることができるので、ヘッダ内の仕切室において、下方に液冷媒が多く分布することを抑制できると考えられる。しかし、扁平管の本数を減らすと、扁平管１本当たりの流量が大きくなり、冷媒の圧力損失が大きくなることが想定される。特に、上部に位置する扁平管では、流速の速いガス冷媒が多く流れており、冷媒の圧力損失がより大きくなることが想定される。

そこで、本実施形態の熱交換器１０では、出口側扁平管１１ｂの穴１１４の断面積を、入口側扁平管１１ａの穴１１４の断面積よりも大きくする構成をとっている。

これにより、出口側扁平管１１ｂにおいて、ガス冷媒が流れやすくなり、冷媒の圧力損失を抑制できるので、扁平管１１の総本数を減らすことができる。よって、より均等に冷媒を扁平管１１に分流させることがでる。また、これにより、冷媒の、ヘッダ１５から扁平管１１への分流の際に、ガス冷媒よりも密度が高い液冷媒が、入口室１５２ａ、出口室１５１ａ、第１室１５１ｃ、第２室１５２ｂ、第３室１５１ｂおよび第４室１５２ｃにおいて、下方へ多く分布することも抑制することができる。

よって、熱交換器１０全体としての性能が向上する。

＜第１実施形態に係る熱交換器１０の変形例＞
（Ａ）
上記実施形態では、第１ヘッダ１５１の上部に冷媒出口部１５１ａが形成されていると説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、第２ヘッダ１５２の上部に冷媒出口部１５１ａが形成される構成としてもよい。また、上記実施形態におけるバッフル板１８の本数や位置は、変更されてもよい。

冷媒が第１ヘッダ１５１と第２ヘッダ１５２との間を１往復、２往復、・・・するようにバッフル板を設けてもよいし、冷媒が第１ヘッダ１５１と第２ヘッダ１５２との間を１往復半、２往復半、・・・するようにバッフル板を設けてもよい。冷媒が第１ヘッダ１５１と第２ヘッダ１５２との間を１往復、２往復、・・・する場合は、第２ヘッダ１５２の上部に冷媒出口部１５１ａが形成され、冷媒が第１ヘッダ１５１と第２ヘッダ１５２との間を１往復半、２往復半、・・・する場合は、第１ヘッダ１５１の上部に冷媒出口部１５１ａが形成される。

（Ｂ）
上記実施形態では、出口側扁平管１１ｂは１本である構成としているが、複数本あってもよい。また、入口側扁平管１１ａに関しても、３本の構成としているが、出口側扁平管１１ｂの本数より多ければ、それ以下であっても、それ以上であってもよい。

（Ｃ）
上記実施形態では、出口側扁平管１１ｂの穴１１４の断面積またはその断面積に近い断面積を有する扁平管１１の総本数は３本であり、入口側扁平管１１ａの穴１１４の断面積またはその断面積に近い断面積を有する扁平管１１の総本数は１２本であるが、出口側扁平管１１ｂの本数よりも、入口側扁平管１１ａの本数のほうが多ければ、本発明はこれに限られるものではない。

（Ｄ）
上記実施形態では、熱交換器１０は、空調機に用いられると説明したが、他の機器に用いられてもよい。他の機器とは、例えば、ヒートポンプ式の給湯器である。

（Ｅ）
上記実施形態では、ヘッダ１５は鉛直方向に延びると説明したが、ヘッダ１５は、鉛直方向に延びるものに限られず、上下に延びていればよい。また、扁平管１１は、ヘッダ１５の長手に直交する方向に延びると説明したが、これに限られず、ヘッダ１５に交差する方向に延びていればよい。

＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る冷凍装置１の構成については、熱交換器１０ａの構成を除いては、第１実施形態に係る冷凍装置１とほぼ同様の構成であるので、説明を省略する。なお、第１実施形態と同じ部材には、同じ符号を付して説明を省略する。

＜第２実施形態に係る熱交換器１０ａの構成＞
第２実施形態に係る熱交換器１０ａは、図４に示すように、第１熱交換器１００と、第２熱交換器２００とを有する。

第１熱交換器１００は、積層型熱交換器であり、少なくとも冷媒の蒸発器として機能し、複数の扁平管１１と、１対のヘッダ１５とを有する。

扁平管１１には、冷媒が流れる多数の穴１１４が形成されている。

１対のヘッダ１５は、鉛直方向に延び、扁平管１１に貫通される。ヘッダ１５は、第１ヘッダ１５１と第２ヘッダ１５２とを有する。

第１熱交換器１００が蒸発器として機能するとき、第２ヘッダ１５２では、その内部が下から３段目の扁平管１１と下から４段目の扁平管１１との間に位置するバッフル板１８ｅに仕切られることによって、バッフル板１８ｅの上方に、冷媒の第２ヘッダの外方への出口となる出口室１５３が形成され、バッフル板１８ｅの下方に、冷媒の第２ヘッダ１５２への入口となる入口室１５２ａが形成される。

第２熱交換器２００は、少なくとも冷媒の蒸発器として機能し、円筒状の配管２００ａと、配管２００ａに貫通されるプレート状のフィン２００ｂとを有する。

配管２００ａは、第２熱交換器２００が蒸発器として機能するときに、冷媒の配管２００ａ内への入口となる入口部２１０および冷媒の外方への出口となる出口部２２０を有する。

ここで、第２熱交換器２００では、複数の配管２００ａをＵ字管等によって接続して１本とされた冷媒配管を用いている。

第２実施形態に係る冷凍装置１では、蒸発器として機能するときの第１熱交換器１００の出口室１５３と、蒸発器として機能するときの第２熱交換器２００の入口部２１０とを直接接続して１つの熱交換器１０ａとし、この熱交換器１０ａを蒸発器として使用している。

ここで、配管２００ａの管径は、例えば、４．００ｍｍ〜１２．７ｍｍである。また、扁平管１１の穴１１４の縦の長さは、例えば、０．５０〜１．００ｍｍのいずれかの長さであり、横の長さは、０．２０〜０．４０ｍｍである。よって、例えば、配管２００ａの管径を４．００ｍｍとし、扁平管１１の穴１１４の縦の長さを１．００ｍｍ、横の長さを０．４０ｍｍとすると、配管２００ａの流路面積は、扁平管１１の穴１１４の断面積の約３５π倍以上となる。

＜冷媒の流れ＞
以下、図４を参照しながら熱交換器１０ａが蒸発器として機能するときの冷媒の流れについて説明する。

第２ヘッダ１５２の外方から第２ヘッダ１５２の入口室１５２ａに流入した冷媒（矢印Ａ３参照）は、下から１段目（最下段目）〜下から３段目のそれぞれの扁平管１１に形成される多数の穴１１４にほぼ均等に分流され、第１ヘッダ１５１へと向かう。第１ヘッダ１５１へと到達した冷媒は、下から４段目〜下から１２段目の扁平管１１に形成される多数の穴１１４にほぼ均等に分流され、第２ヘッダ１５２の出口室１５３へと向かう。そして、出口室１５３を出た冷媒は、その入口部２１０が出口室１５３と接続される配管２００ａに流入する。配管２００ａは、複数本がＵ字管等によって接続されて１本の冷媒配管となっており、冷媒はその冷媒配管の内部を蛇行するように流れる。そして、その冷媒は、冷媒配管からの外方への出口となる出口部２２０から外方へと出て行く（矢印Ａ４参照）。

＜第２実施形態に係る熱交換器１０ａの特徴＞
積層型熱交換器においては、主として鉛直方向に延びるヘッダと、そのヘッダの長手に直交する方向からヘッダに貫通する複数の扁平管とから構成される。そして、この熱交換器が蒸発器として機能するとき、冷媒は、ヘッダを介して下部に位置する扁平管から上部に位置する扁平管へと蛇行するように流れる。

しかし、この熱交換器では、ヘッダから複数の扁平管に均等に冷媒を流さなければならないが、重力による影響やガス冷媒と液冷媒との密度の相違により、ヘッダ内の下方に液冷媒が多く分布することが想定される。

そこで、第２実施形態に係る熱交換器１０ａでは、積層型熱交換器である第１熱交換器１００にフィンアンドチューブ型の熱交換器である第２熱交換器２００を接続させる。そして、第２熱交換器２００では、複数の配管２００ａをＵ字管等で繋いで１本とした冷媒配管を用いる構成としている。

フィンアンドチューブ型の熱交換器では、ヘッダから複数の扁平管に分流させる積層型熱交換器と比べて、重力による影響やガス冷媒と液冷媒との密度の相違による影響があまりないので、より多くの冷媒を冷媒配管内に流すことができる。また、配管２００ａの管の流路面積が扁平管１１の穴１１４の断面積よりも大きいので、冷媒が冷媒配管内を流れやすく、冷媒の圧力損失を抑制できる。

よって、熱交換器１０ａの性能が向上する。

＜第２実施形態に係る熱交換器１０ａの変形例＞
（Ａ）
上記実施形態では、第１熱交換器１００にフィンアンドチューブ型熱交換器である第２熱交換器２００が接続されると説明したが、本発明では、図５、図６に示すように、第２熱交換器２００の代わりに、チューブ３００ａの周囲にアルミ製のフィン３００ｂが巻かれたスパインフィン（針状フィン）熱交換器３００を第１熱交換器１００に接続させる構成としてもよい。

なお、図７は、図６のVII−VIIで切断した場合の断面図である。

（Ｂ）
上記実施形態では、３本の配管２００ａをＵ字管で繋いで１本の冷媒配管としているが、本発明はこれに限られるものではなく、扁平管１１の本数より少なければ、配管２００ａの本数は３本以下であっても、３本以上であってもよい。

また、上記実施形態では、扁平管１１の本数は１２本であるとしているが、配管２００ａの本数より多ければ、１２本以下であっても、１２本以上であってもよい。

本発明では、上部に位置する扁平管の冷媒の圧力損失を抑制することにより、熱交換器全体の性能が向上するので、有用である。

冷凍装置の冷媒回路の系統図。第１実施形態に係る熱交換器の概略構成図。図２のIII部の拡大斜視図。第２実施形態に係る熱交換器の概略構成図。第２実施形態の変形例（Ａ）に係る熱交換器の概略構成図。第２実施形態の変形例（Ａ）に係るスパインフィン熱交換器の斜視図。図６のVII―VIIで切断した断面図。

符号の説明

１０熱交換器
１１扁平管
１１ａ入口側扁平管
１１ｂ出口側扁平管
１５ヘッダ
１５１ａ出口室
１５２ａ入口室
１５３出口室
１００第１熱交換器
２００第２熱交換器
２００ａ配管
２００ｂ熱交換促進フィン
２１０入口部

Claims

少なくとも冷媒の蒸発器として機能する熱交換器（１０）であって、
上下に延びる１対のヘッダ（１５）と、
前記１対のヘッダ（１５）に貫通し、前記冷媒が流れる多数の穴（１１４）が形成されている複数の扁平管（１１）と、
を備え、
前記１対のヘッダ（１５）の少なくとも一方の内部が、上下に２以上の室内に仕切られることにより、前記１対のヘッダ（１５）には、前記蒸発器として機能するときに、前記冷媒の出口となる出口室（１５１ａ）と、前記冷媒の入口となる入口室（１５２ａ）とを含む複数の室が形成され、
前記扁平管（１１）のうち、前記出口室（１５１ａ）に接続される少なくとも１本の出口側扁平管（１１ｂ）の穴（１１４）の第１断面積が、前記扁平管（１１）のうち、前記入口室（１５２ａ）に接続される少なくとも１本の入口側扁平管（１１ａ）の穴（１１４）の第２断面積よりも大きい、
熱交換器（１０）。
前記出口側扁平管（１１ｂ）の本数よりも、前記入口側扁平管（１１ａ）の本数のほうが多い、
請求項１に記載の熱交換器（１０）。
前記第１断面積または前記第１断面積に近い断面積を有する穴（１１４）が形成される前記扁平管（１１）の本数よりも、前記第２断面積または前記第２断面積に近い断面積を有する穴（１１４）が形成される前記扁平管（１１）の本数のほうが多い、
請求項１に記載の熱交換器（１０）。
前記冷媒が流れる多数の穴（１１４）が形成されている複数の扁平管（１１）と、上下に延び、前記扁平管（１１）に貫通される１対のヘッダ（１５）とを有し、少なくとも冷媒の蒸発器として機能する第１熱交換器（１００）と、
前記冷媒が流れる円筒状の配管（２００ａ）と、前記配管（２００ａ）と接触し、前記冷媒と空気との熱交換を促進させる熱交換促進フィン（２００ｂ）とを有し、少なくとも前記冷媒の蒸発器として機能する第２熱交換器（２００）と、
を備え、
１対の前記ヘッダ（１５）の少なくとも一方の内部が、２以上の室内に仕切られることにより、１対の前記ヘッダ（１５）には、前記第１熱交換器（１００）が前記蒸発器として機能するときに、前記冷媒の出口となる出口室（１５３）と、前記冷媒の入口となる入口室（１５２ａ）とを含む複数の室が形成され、
前記第１熱交換器（１００）と前記第２熱交換器（２００）とを隣接させて、前記第１熱交換器（１００）の前記出口室（１５３）と、前記蒸発器として機能するときの前記第２熱交換器（２００）の入口部（２１０）とを直接接続する、
冷凍装置（１）。
前記熱交換促進フィン（２００ｂ）は、前記配管（２００ａ）に貫通されるプレート状のフィン、または、前記配管（２００ａ）の周囲に巻かれる針状のフィンである、
請求項４に記載の冷凍装置（１）。
前記配管（２００ａ）の流路面積は、前記扁平管（１１）の穴（１１４）の断面積の２倍以上である、
請求項４または５に記載の冷凍装置（１）。