JP2015206481A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒を２段階で分配する熱交換器の構造を簡素化する。
【解決手段】ヘッダ１３は、冷媒の流れを複数の流れに分配する上流側分配空間１３１と、上流側分配空間１３１で分配された冷媒が流れる複数の分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃと、複数の分配通路１３２Ａ〜１３２Ｃを流れた冷媒を多数本のチューブ１１に分配する複数の下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃと、複数の分配通路１３２Ａ〜１３２Ｃと複数の下流側分配空間１３４Ａ〜１３４Ｃとを連通させる複数の連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃとを形成しており、複数の下流側分配空間１３４Ａ〜１３４Ｃおよび複数の分配通路１３２Ａ〜１３２Ｃは、多数本のチューブ１１の配列方向Ｗ１に延びており、上流側分配空間１３１および複数の分配通路１３２Ａ〜１３２Ｃは、複数の下流側分配空間１３４Ａ〜１３４Ｃの外部に形成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、冷媒が流れる多数本のチューブを備える熱交換器に関する。

従来、特許文献１には、複数のチューブに対して冷媒を分配する分配装置を備える熱交換器が記載されている
熱交換器の入口タンク内は、第１〜第３の仕切り板によって、第１〜第３の区域に仕切られている。複数のチューブは、第１〜第３の区域に分けられて接続されている。

分配装置は、分配部と第１〜第３の分配通路とで構成されている。分配部は、入口タンクと冷媒導入タンクとの接合部の空間により構成されている。

第１の分配通路の一端は、分配部に接続され、第１の分配通路の他端は、第１の区域に接続されている。第２の分配通路の一端は、分配部に接続され、第２の分配通路の他端は、第２の区域に接続されている。第３の分配通路の一端は、分配部に接続され、第３の分配通路の他端は、第３の区域に接続されている。

第１、第２の分配通路はパイプで構成され、第３の分配通路は第３の仕切り板に形成された穴で構成されている。第１の分配通路は、第１〜第３の仕切り板を貫通している。第２の分配通路は、第２、第３の仕切り板を貫通している。

分配部では、冷媒が第１〜第３の分配通路に分配される。第１〜第３の分配通路に分配された冷媒は、第１〜第３の区域に流入し、第１〜第３の区域のそれぞれにおいて複数のチューブに分配される。

特開平９−２６４６９３号公報

上記従来技術では、冷媒が、まず分配部で分配され、さらに第１〜第３の区域で分配される。すなわち、冷媒が２段階で分配される。そのため、冷媒の分配性を向上できるので、熱交換器に温度分布が生じることを抑制して熱交換性能を向上できる。

しかしながら、上記従来技術では、第１〜第３の区域の内部に第１〜第３の分配通路が設けられているので、構造が複雑になり、製造性が劣るという問題がある。

例えば、第１、第２の分配通路を構成するパイプを第１〜第３の区域の内部にろう付け接合するという構造を採用した場合、ろう付け品質を確保するのが難しいという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、冷媒を２段階で分配する熱交換器の構造を簡素化することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
内部に冷媒が流れる多数本のチューブ（１１）と、
多数本のチューブ（１１）に冷媒を分配する冷媒分配器（１３）とを備え、
冷媒分配器（１３）は、
冷媒の流れを複数の流れに分配する上流側分配空間（１３１）と、
上流側分配空間（１３１）で分配された冷媒が流れる複数の分配通路（１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ）と、
複数の分配通路（１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ）を流れた冷媒を多数本のチューブ（１１）に分配する複数の下流側分配空間（１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ）と、
複数の分配通路（１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ）と複数の下流側分配空間（１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ）とを連通させる複数の連通路（１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃ）とを形成しており、
複数の下流側分配空間（１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ）および複数の分配通路（１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ）は、多数本のチューブ（１１）の配列方向（Ｗ１）に延びており、
上流側分配空間（１３１）および複数の分配通路（１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ）は、複数の下流側分配空間（１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ）の外部に形成されていることを特徴とする。

これによると、上流側分配空間（１３１）と下流側分配空間（１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ）とによって冷媒が２段階で分配される。

さらに、複数の分配通路（１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ）が下流側分配空間（１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ）の外部にあるので、複数の分配通路が下流側分配空間の内部にある熱交換器と比較して構造を簡素化できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態における熱交換器の上面図である。 図１のＩＩ矢視図であり、第１実施形態における熱交換器の正面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 第１実施形態における熱交換器のヘッダの斜視図である。 第１実施形態における熱交換器のヘッダの正面図である。 第２実施形態における熱交換器のヘッダの断面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。 第３実施形態における熱交換器の上面図である。 図８のＩＸ矢視図であり、第３実施形態における熱交換器の正面図である。 図９のＸ−Ｘ断面図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ断面図である。 第４実施形態における熱交換器の正面図である。 図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ断面図である。 図１２のＸＩＶ−ＸＩＶ断面図である。 第４実施形態の変形例における熱交換器のヘッダの断面図である。 第５実施形態における熱交換器のヘッダの断面図である。 第６実施形態における熱交換器のヘッダの断面図である。 第７実施形態における熱交換器の入口側コネクタの断面図である。 図１８のＸＩＸ矢視図である。 第８実施形態における熱交換器のヘッダの正面図である。 第８実施形態の変形例における熱交換器のヘッダの正面図である。 第９実施形態における熱交換器のヘッダの断面図である。

以下、実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本実施形態の熱交換器１０を図１〜図５に示す。図中、上下の矢印は重力方向の上下方向を示している。

熱交換器１０は、車両用空調装置に用いられる冷凍サイクルの蒸発器であり、冷凍サイクルの低圧側冷媒（気液２相冷媒）と空気とを熱交換させることによって低圧側冷媒を蒸発させる。

冷凍サイクルは、圧縮機、放熱器、膨張弁および蒸発器を備える蒸気圧縮式冷凍機である。本実施形態の冷凍サイクルでは、冷媒としてフロン系冷媒を用いており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。

熱交換器１０は、フィンアンドチューブ式熱交換器であり、多数本のチューブ１１、プレートフィン１２およびヘッダ１３等で構成されている。

チューブ１１は、内部を冷媒が流通する管状部材であり、図２に示すようにヘアピン状（略Ｕ字状）に屈曲している。チューブ１１は、断面形状が円形になっている丸管チューブである。チューブ１１は、断面形状が偏平状になっている偏平チューブであってもよい。

チューブ１１は、熱交換器１０の高さ方向（図２の上下方向）に延びている。チューブ１１は、熱交換器１０の幅方向Ｗ１（図２の左右方向）に所定の列数、配置されている。チューブ１１は、熱交換器１０の奥行き方向（図３の左右方向）に所定の段数、配置されている。熱交換器１０の奥行き方向は、熱交換器１０を通過する空気の主流方向と一致している。

プレートフィン１２は、空気とチューブ１１との伝熱面積を増大させて空気と冷媒との熱交換を促進する伝熱促進部材であり、板状に形成されている。プレートフィン１２は、チューブ１１の長手方向と直交する方向（図２、図３の左右方向）に延びている。プレートフィン１２には、チューブ１１が貫通する貫通孔が形成されている。

チューブ１１およびプレートフィン１２は、冷媒と空気とを熱交換させるコア部を構成している。

ヘッダ１３は、多数本のチューブ１１に冷媒を分配する冷媒分配器であるとともに、多数本のチューブ１１を流れた冷媒を集合させる冷媒集合器である。ヘッダ１３は、熱交換器１０の幅方向Ｗ１（換言すればチューブ１１の配列方向）に延びる細長形状を有している。すなわち、ヘッダ１３の長手方向（以下、ヘッダ長手方向と言う。）は、熱交換器１０の幅方向Ｗ１と一致している。

ヘッダ１３のうちヘッダ長手方向Ｗ１における一端部には冷媒入口配管１４および冷媒出口配管１５が接続されている。図示を省略しているが、冷媒入口配管１４は、膨張弁の冷媒出口側に接続されており、冷媒出口配管１５は、圧縮機の冷媒吸入側に接続されている。

ヘッダ１３には、上流側分配空間１３１、分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ、連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃ、下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃおよび集合空間１３５が形成されている。

上流側分配空間１３１、分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ、連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃ、下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃは、冷媒入口配管１４から流入した冷媒を多数本のチューブ１１に分配する冷媒分配部を構成している。

集合空間１３５は、多数本のチューブ１１を流れた冷媒を集合させて冷媒出口配管１５に流出させる冷媒集合部を構成している。

上流側分配空間１３１は、ヘッダ１３のうちヘッダ長手方向Ｗ１の一端部（図１の左端部）に形成されている。上流側分配空間１３１には、冷媒入口配管１４がヘッダ長手方向Ｗ１の一端側（図１の左端側）から挿入されている。

上流側分配空間１３１は、冷媒入口配管１４から流入した冷媒を複数の分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃに分配する空間である。

図３に示すように、上流側分配空間１３１は、ヘッダ長手方向Ｗ１と直交する面で切断したときの断面形状が円形状になっている。

複数の分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃは、上流側分配空間１３１からヘッダ長手方向Ｗ１の他端側（図１の右端側）に向かって延びている。複数の分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃは、ヘッダ長手方向Ｗ１と平行に延びている。

本例では、各分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃの径は互いに同じになっている。換言すれば、各分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃの通路面積は互いに同じになっている。

図３に示すように、複数の分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃの冷媒入口部は、上流側分配空間１３１の断面中心からの距離が互いに等距離になるように配置されている。複数の分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃの冷媒入口部は、上流側分配空間１３１の周方向において互いに等角度間隔で配置されている。

したがって、複数の分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃは、上流側分配空間１３１の冷媒入口部からの距離が互いに等しくなっている。

複数の連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃは、複数の分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃと複数の下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃとを１対１で連通する冷媒通路である。

連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃは、分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃと同数個設けられている。下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃも、分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃと同数個設けられている。

本例では、分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ、連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃ、および下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃは、３個ずつ設けられている。

具体的には、第１の分配通路１３２Ａは、第１の連通路１３３Ａを介して第１の下流側分配空間１３４Ａと連通している。第２の分配通路１３２Ｂは、第２の連通路１３３Ｂを介して第２の下流側分配空間１３４Ｂと連通している。第３の分配通路１３２Ｃは、第３の連通路１３３Ｃを介して第３の下流側分配空間１３４Ｃと連通している。

複数の下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃは、ヘッダ長手方向Ｗ１と平行に延びる１つの空間をセパレータ１３ｄで仕切ることによって形成されている。セパレータ１３ｄは、ヘッダ長手方向Ｗ１と平行に延びる１つの空間をヘッダ長手方向Ｗ１に仕切る仕切部材である。

本例では、ヘッダ長手方向Ｗ１と平行に延びる１つの空間を２つのセパレータ１３ｄで３等分することによって、３つの下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃが形成されている。

複数の下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃは、分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃとチューブ１１との間に配置されている。各下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃには、多数本のチューブ１１が挿入されている。

連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃは、チューブ１１の長手方向（図３の上下方向）と平行に延びている。連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃは、チューブ１１の長手方向（図３の上下方向）に対して非平行に延びていてもよい。例えば、各連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃは、ヘッダ長手方向Ｗ１から見たときに、各下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃの断面中心に向かって延びていてもよい。

本例では、各連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃは、各下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃのうちヘッダ長手方向Ｗ１における略中央部に接続されている。

本例では、各連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃの径は互いに同じになっている。換言すれば、各連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃの通路面積は互いに同じになっている。

ヘッダ１３は、タンクヘッダ１３ａ、プレートヘッダ１３ｂ、キャップ１３ｃおよびセパレータ１３ｄをろう付け接合することによって形成されている。

タンクヘッダ１３ａには、上流側分配空間１３１、分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ、連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃおよび下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃを構成する穴が形成されている。

タンクヘッダ１３ａのうち下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃを構成する穴には、セパレータ１３ｄが取り付けられている。

プレートヘッダ１３ｂには、チューブ１１が挿入される孔が形成されている。プレートヘッダ１３ｂとタンクヘッダ１３ａとが重ね合わせられることによって、下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃが形成されている。

タンクヘッダ１３ａおよびプレートヘッダ１３ｂの長手方向Ｗ１の両端部は、キャップ１３ｃで閉塞されている。タンクヘッダ１３ａおよびプレートヘッダ１３ｂの長手方向Ｗ１の一端部がキャップ１３ｃで閉塞されることによって、上流側分配空間１３１が形成されている。

図４に示すように、タンクヘッダ１３ａおよびプレートヘッダ１３ｂの長手方向Ｗ１の一端部を閉塞するキャップ１３ｃには、冷媒入口配管１４が挿入される孔と、冷媒出口配管１５が挿入される孔とが形成されている。

プレートヘッダ１３ｂ、キャップ１３ｃおよびセパレータ１３ｄは、例えば、板材をプレス成形することによって形成されている。プレス成形される板材としては、例えば、アルミニウム心材の両面にろう材をクラッドした両面クラッド材が用いられる。

タンクヘッダ１３ａは、押出成形品に切削加工を施すことによって形成されている。具体的には、押出成形品には、分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃおよび下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃを構成する穴が形成されている。その押出成形品に、上流側分配空間１３１および連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃを構成する穴を切削加工によって形成する。

チューブ１１およびプレートフィン１２、タンクヘッダ１３ａ、プレートヘッダ１３ｂ、キャップ１３ｃおよびセパレータ１３ｄは、熱伝導性やろう付け性に優れた金属であるアルミニウムで形成されている。これらの部材を一体ろう付けにて組み付けることによって、熱交換器１０が形成されている。

本例では、プレートヘッダ１３ｂの側端部をタンクヘッダ１３ａにかしめて仮固定した後、一体ろう付けを行う。

上記構成における作動を図５に基づいて説明する。図５中、太実線矢印および太破線矢印は、ヘッダ１３の内部における冷媒の流れを示している。

冷媒入口配管１４を流れた冷媒（気液２相冷媒）は、上流側分配空間１３１で複数の分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃに分配される。

このとき、上流側分配空間１３１で冷媒が攪拌されることによって、冷媒の気液の混合が促進されて均質化される。上流側分配空間１３１において、複数の分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃの入口部が互いに近くに集中して配置されているので、複数の分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃへ冷媒を均一に分配できる。

各分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃに分配された冷媒は、各連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃを介して各下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃに流入し、各下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃで多数本のチューブ１１に分配される。

このように、冷媒は、上流側分配空間１３１で分配され、さらに下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃで分配される。すなわち、冷媒が２段階で分配される。そのため、多数本のチューブ１１への冷媒の分配性が良好である。そのため、熱交換器１０に温度分布が生じることを抑制して熱交換性能を向上できる。

本実施形態では、分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃおよび下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃは、ヘッダ長手方向Ｗ１に延びており、分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃは、下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃの外部に形成されているので、下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃの内部に分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃを形成する場合と比較して構成を簡素化できる。

具体的には、タンクヘッダ１３ａを、押出成形品に切削加工を施すことによって形成できるので、部品点数を削減でき、ひいてはろう付け品質を容易に確保できる。

タンクヘッダ１３ａは、押出成形品に切削加工を施すことによって形成されているので、異なる長さのタンクヘッダ１３ａを製作することが容易である。そのため、熱交換器１０におけるチューブ１１の本数のバリエーションに容易に対応できる。

本実施形態では、ヘッダ１３は、多数本のチューブ１１を流れた冷媒を集合させる集合空間１３５を有している。これによると、ヘッダ１３とは別の部材で集合空間を形成する場合と比較して構造を簡素化できる。

本実施形態では、ヘッダ１３は、複数の下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃを形成する部位１３ａが押出成型品で構成されている。換言すれば、本実施形態における熱交換器の製造方法は、複数の下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃを形成する部位１３ａを押出成型によって形成する押出成形工程を含む。

これによると、ヘッダ１３の製造性が良好である。また、熱交換器１０のバリエーションへの対応として、長さの異なるヘッダ１３を製造することが容易である。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、ヘッダ１３は、タンクヘッダ１３ａにプレートヘッダ１３ｂがろう付け接合されているが、本実施形態では、図６に示すようにタンクヘッダ１３ａにプレートヘッダが一体成形されている。

タンクヘッダ１３ａは、押出成形品に切削加工を施すことによって形成されている。具体的には、押出成形品には、分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃおよび下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃが形成されている。その押出成形品に、上流側分配空間１３１、連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃ、チューブ１１が挿入される穴、およびセパレータ１３ｄが挿入される穴を切削加工によって形成する。

本例では、図７に示すように、連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃは、チューブ１１が挿入される穴と同軸状に配置されている。そのため、チューブ１１が挿入される穴を切削加工した後に、その穴を通じて連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃを切削加工することができる。

本例では、複数の分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃの冷媒入口部は、熱交換器１０の奥行き方向（図６の左右方向）に直線状に配置されている。

本実施形態では、タンクヘッダ１３ａにプレートヘッダが一体成形されているので、部品点数を一層削減して構造を一層簡素化できる。

（第３実施形態）
上記第１実施形態では、上流側分配空間１３１は、ヘッダ１３のうち長手方向Ｗ１の一端部に形成されているが、本実施形態では、上流側分配空間１３１は、ヘッダ１３のうち長手方向Ｗ１の端部以外に形成されている。

図８、図９に示すように、ヘッダ１３の上面（チューブ１１と反対側の面）には、入口側コネクタ１３６および出口側コネクタ１３７が配置されている。図１０、図１１に示すように、入口側コネクタ１３６は、上流側分配空間１３１に接続されている。本例では、入口側コネクタ１３６は、上方側（チューブ１１と反対側）から上流側分配空間１３１に接続されている。

図示を省略しているが、入口側コネクタ１３６には、冷媒入口配管１４が接続されている。本例では、入口側コネクタ１３６には、側方（熱交換器１０の奥行き方向）から冷媒入口配管１４が接続されている。

出口側コネクタ１３７は、集合空間１３５に接続されている。本例では、出口側コネクタ１３７は、上方側（チューブ１１と反対側）から集合空間１３５に接続されている。図示を省略しているが、出口側コネクタ１３７には、冷媒出口配管１５が接続されている。本例では、出口側コネクタ１３７には、側方（熱交換器１０の奥行き方向）から冷媒出口配管１５が接続されている。

本実施形態においても、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

（第４実施形態）
上記実施形態では、ヘッダ１３に集合空間１３５が形成されているが、本実施形態では、図１２、図１３、図１４に示すように、ヘッダ１３に集合空間１３５が形成されていない。

ヘッダ１３には、上流側分配空間１３１、分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ、１３２Ｄ、連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃ、１３３Ｄ、および下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ、１３４Ｄが形成されている。

本例では、分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ、１３２Ｄ、連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃ、１３３Ｄ、および下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ、１３４Ｄは、４個ずつ設けられている。

図示を省略しているが、集合空間１３５は、ヘッダ１３とは別個のヘッダ内に形成されている。別個のヘッダは、例えば、チューブ１１の長手方向他端側（図１２の下方側）に設けられている。

図１５は、本実施形態の変形例であり、下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂが２個設けられている。この変形例では、図１２〜図１４に示す実施例と比較してタンクヘッダ１３ａの全長（長手方向寸法）が短くなっている。このような全長が短いタンクヘッダ１３ａは、チューブ１１の本数が少ない場合に用いられる。

この変形例では、タンクヘッダ１３ａを製造する工程の一部を図１２〜図１４に示す実施例と共通化できる。具体的には、分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ、１３２Ｄおよび下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ、１３４Ｄを構成する穴を有する押出成型品を形成する工程（押出成形工程）を共通化できる。したがって、チューブ１１の本数に対するバリエーション対応が容易である。

（第５実施形態）
本実施形態では、図１６に示すように、冷媒入口配管１４の出口部１４ａが縮管されている。すなわち、冷媒入口配管１４の出口部１４ａは、冷媒の流れ方向下流側に向かって冷媒通路面積が徐々に縮小されている。

冷媒入口配管１４の出口部１４ａは、上流側分配空間１３１の冷媒入口部において冷媒の流れを絞る絞り部である。換言すれば、上流側分配空間１３１の冷媒入口部に、冷媒の流れを絞る絞り部１４ａが形成されている。

本実施形態によると、冷媒入口配管１４の出口部１４ａで冷媒流れが絞られるので、冷媒入口配管１４から流出する気液２相冷媒の気液を混合させて均質化させることができる。したがって、多数本のチューブ１１に分配される冷媒を均質化できる。そのため、熱交換器１０に温度分布が生じることを一層抑制して熱交換性能を一層向上できる。

（第６実施形態）
上記第６実施形態では、冷媒入口配管１４の出口部１４ａが縮管されているが、本実施形態では、図１７に示すように、キャップ１３ｃに絞り孔１３ｅが設けられている。

キャップ１３ｃの絞り孔１３ｅは、冷媒の流れ方向下流側に向かって冷媒通路面積が徐々に縮小されている。キャップ１３ｃの絞り孔１３ｅは、上流側分配空間１３１の冷媒入口部において冷媒の流れを絞る絞り部である。したがって、上記第５実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

（第７実施形態）
本実施形態では、図１８、図１９に示すように、入口側コネクタ１３６の冷媒出口部において、冷媒通路が複数個に分割されており且つ冷媒通路面積が縮小されている。

具体的には、入口側コネクタ１３６の冷媒出口部に、複数個の小径冷媒通路１３６ａが形成されている。複数個の小径冷媒通路１３６ａは、上流側分配空間１３１の冷媒入口部において冷媒の流れを絞る絞り部である。したがって、上記第５実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

（第８実施形態）
上記実施形態では、ヘッダ１３は、その長手方向Ｗ１が水平方向と平行になっているが、本実施形態では、図２０に示すように、ヘッダ１３は、その長手方向Ｗ１が重力方向と平行になっている。

本例では、上流側分配空間１３１は、全ての連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃよりも重力方向上方側に配置されている。上流側分配空間１３１は、全ての連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃよりも重力方向下方側に配置されていてもよい。

本例では、ヘッダ長手方向Ｗ１と平行に延びる１つの空間を２つのセパレータ１３ｄで３等分することによって、３つの下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃが形成されている。

本例では、各連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃの径は互いに同じになっている。換言すれば、各連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃの通路面積は互いに同じになっている。

図２１に示す変形例では、上流側分配空間１３１は、連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃのうち最も重力方向上方側に位置する連通路１３３Ａと、最も重力方向下方側に位置する連通路１３３Ｃとの間に配置されている。

この変形例のように上流側分配空間１３１が、最も重力方向上方側に位置する連通路１３３Ａと最も重力方向下方側に位置する連通路１３３Ｃとの間に配置されている場合、液冷媒は重力方向へ流れやすいので、冷媒の分配性が悪化しやすい。

その点に鑑みて、この変形例では、下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃのヘッダ長手方向Ｗ１における寸法（換言すれば容積）が互いに異なっており、連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃの径（換言すれば通路面積）も互いに異なっている。

具体的には、下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃのうち、重力方向上方側に位置する下流側分配空間のヘッダ長手方向Ｗ１における寸法（換言すれば容積）が、重力方向下方側に位置する下流側分配空間のヘッダ長手方向Ｗ１における寸法（換言すれば容積）と比較して大きくなっているとともに、連通路１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃのうち重力方向上方側に位置する連通路の径（換言すれば通路面積）が、重力方向下方側に位置する連通路の径（換言すれば通路面積）と比較して大きくなっている。これにより、重力の影響によって冷媒の分配性が悪化することを抑制できる。

この変形例では、下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃのうち、重力方向上方側に位置する下流側分配空間（換言すれば、容積の大きい下流側分配空間）と連通するチューブ１１の本数が、重力方向下方側に位置する下流側分配空間（換言すれば、容積の小さい下流側分配空間）と連通するチューブ１１の本数よりも多くなっている。

その点に鑑みて、この変形例では、重力方向上方側に位置する下流側分配空間（換言すれば、容積の大きい下流側分配空間）と連通する分配通路は、重力方向下方側に位置する下流側分配空間（換言すれば、容積の小さい下流側分配空間）と連通する分配通路と比較して、通路面積が大きくなっている。

これによると、重力方向上方側に位置する下流側分配空間（換言すれば、容積の大きい下流側分配空間）に冷媒を多く分配して、重力方向下方側に位置する下流側分配空間（換言すれば、容積の小さい下流側分配空間）に冷媒を少なく分配することができる。

このため、容積の大きい下流側分配空間と連通するチューブ１１の本数が、容積の小さい下流側分配空間と連通するチューブ１１の本数よりも多くなっていても、チューブ１１への冷媒の分配性が悪化することを抑制できる。

（第９実施形態）
上記実施形態では、タンクヘッダ１３ａは単一の部材で構成されているが、図２２に示すように、タンクヘッダ１３ａは、分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃを形成する部位１３ｆと、下流側分配空間１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃを形成する部位１３ｇとを接合することによって形成されていてもよい。

（他の実施形態）
上記実施形態を適宜組み合わせ可能である。上記実施形態を例えば以下のように種々変形可能である。

（１）上記実施形態の冷凍サイクルでは、冷媒としてフロン系冷媒を用いているが、冷媒の種類はこれに限定されるものではなく、二酸化炭素等の自然冷媒や炭化水素系冷媒等を用いてもよい。

また、上記実施形態の冷凍サイクルは、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成しているが、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルを構成していてもよい。

（２）上記実施形態において、チューブ１１の列数および段数を適宜変更可能である。例えば、上記第８実施形態のようにヘッダ１３の長手方向Ｗ１が重力方向と平行になっている場合、液冷媒が少なくなる重力方向上方側では、液冷媒が多くなる重力方向上方側と比較してチューブ１１の本数が少なくなっていてもよい。

（３）上記実施形態では、プレートヘッダ１３ｂにチューブ１１が直接接続されているが、プレートヘッダ１３ｂとチューブ１１とが接続配管を介して接続されていてもよい。接続配管が適宜曲げられて形成されていることによって、プレートヘッダ１３ｂのチューブ挿入孔とチューブ１１との接続関係を適宜変更できる。すなわち、多数本のチューブ１１に対する冷媒の流れのパターンを適宜変更できる。

（４）上記第１実施形態では、複数の分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃは、上流側分配空間１３１の冷媒入口部からの距離が互いに等しくなっているが、複数の分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃは、上流側分配空間１３１の冷媒入口部からの距離が互いに異なっていてもよい。

この場合、上流側分配空間１３１の冷媒入口部からの距離が大きい分配通路の径（通路面積）が、冷媒入口部からの距離が小さい分配通路の径（通路面積）と比較して大きくなっていれば、各分配通路１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃに冷媒を極力均一に分配できる。

１１ チューブ
１３ ヘッダ（冷媒分配器）
１３１ 上流側分配空間
１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ 分配通路
１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ 下流側分配空間
１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃ 連通路

Claims (8)

1. 内部に冷媒が流れる多数本のチューブ（１１）と、
   前記多数本のチューブ（１１）に前記冷媒を分配する冷媒分配器（１３）とを備え、
   前記冷媒分配器（１３）は、
   前記冷媒の流れを複数の流れに分配する上流側分配空間（１３１）と、
   前記上流側分配空間（１３１）で分配された前記冷媒が流れる複数の分配通路（１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ）と、
   前記複数の分配通路（１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ）を流れた前記冷媒を前記多数本のチューブ（１１）に分配する複数の下流側分配空間（１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ）と、
   前記複数の分配通路（１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ）と前記複数の下流側分配空間（１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ）とを連通させる複数の連通路（１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃ）とを形成しており、
   前記複数の下流側分配空間（１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ）および前記複数の分配通路（１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ）は、前記多数本のチューブ（１１）の配列方向（Ｗ１）に延びており、
   前記上流側分配空間（１３１）および前記複数の分配通路（１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ）は、前記複数の下流側分配空間（１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ）の外部に形成されていることを特徴とする熱交換器。
2. 前記上流側分配空間（１３１）の冷媒入口部には、前記冷媒の流れを絞る絞り部（１４ａ、１３ｅ、１３６ａ）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記冷媒分配器（１３）は、前記多数本のチューブ（１１）を流れた前記冷媒を集合させる集合空間（１３５）を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
4. 前記複数の下流側分配空間（１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ）は、容積が互いに異なっており、
   容積の大きい前記下流側分配空間（１３４Ａ）と連通する前記分配通路（１３２Ａ）は、容積の小さい前記下流側分配空間（１３４Ｃ）と連通する前記分配通路（１３２Ｃ）と比較して、通路面積が大きくなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
5. 前記複数の下流側分配空間（１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ）および前記複数の分配通路（１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ）は、重力方向に延びており、
   前記複数の連通路（１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃ）は、重力方向における位置が互いに異なっており、
   重力方向上方側に位置する前記連通路（１３３Ａ）は、重力方向下方側に位置する前記連通路（１３３Ｃ）と比較して、通路面積が大きくなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
6. 前記複数の下流側分配空間（１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ）および前記複数の分配通路（１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ）は、重力方向に延びており、
   前記上流側分配空間（１３１）は、全ての前記連通路（１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃ）よりも重力方向の上方側または下方側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
7. 前記冷媒分配器（１３）は、前記複数の下流側分配空間（１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ）を形成する部位（１３ａ、１３ｆ）が押出成型品で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
8. 請求項１ないし７のいずれか１つに記載の熱交換器を製造する製造方法であって、
   前記複数の下流側分配空間（１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ）を形成する部位（１３ａ、１３ｆ）を押出成型によって形成する押出成形工程を含むことを特徴とする熱交換器の製造方法。

Images