JP2023170397A - ヘッダ部材、熱交換器ユニット、及びヘッダ部材の製造方法 - Google Patents

ヘッダ部材、熱交換器ユニット、及びヘッダ部材の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】複数の第一伝熱管と複数の第二伝熱管とが互いに隣り合うように配置された構成の熱交換器に対して、第一流体の及び第二流体を混合させることなく簡易な構成で分岐又は集合させる。【解決手段】ヘッダ部材は、熱交換器の複数の第一伝熱管の端部と第一外部配管接続部との間に配置される第一流路部と、熱交換器と複数の第二伝熱管の端部と第二外部配管接続部との間に配置される第二流路部と、を備え、第一流路部は、複数の第一伝熱管とそれぞれ繋がる複数の第一流路を有し、複数の第一流路は、順次段階的に接続されて一の第一外部配管接続部に接続され、第二流路部は、複数の第二伝熱管とそれぞれ繋がり、複数の第一流路とは独立して形成された複数の第二流路を有し、複数の第二流路は、順次段階的に接続されて一の第二外部配管接続部に接続される。【選択図】図３

Description

本開示は、ヘッダ部材、熱交換器ユニット、及びヘッダ部材の製造方法に関する。
熱交換器において、流体が流れる伝熱管を複数並設したものがある。特許文献１には、冷媒流入部から複数の伝熱管に向けて流路を複数に分配する分配流路を備えた熱交換器のヘッダの構成が開示されている。
特許第６８４０２６２号公報
ところで、熱交換器には、第一流体が流通する複数の第一伝熱管と第二流体が流通する複数の第二伝熱管とが互いに隣り合うように束ねられた構成のものがある。このような構成の熱交換器では、熱交換器に対する流入側のヘッダでは、複数の第一伝熱管及び複数の第二伝熱管のそれぞれに対し、第一流体及び第二流体を分配する必要がある。また、熱交換器から流出側のヘッダにおいても、複数の第一伝熱管及び複数の第二伝熱管から流出する第一流体及び第二流体をそれぞれ合流させる必要がある。このとき、第一流体の流路と、第二流体の流路とが交差することなく、第一流体の流路及び第二流体の流路をそれぞれ分岐又は集合させる必要がある。
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、複数の第一伝熱管と複数の第二伝熱管とが互いに隣り合うように配置された構成の熱交換器に対して、第一流体の及び第二流体を混合させることなく簡易な構成で分岐又は集合させることが可能なヘッダ部材、熱交換器ユニット、及びヘッダ部材の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本開示に係るヘッダ部材は、第一流体が流通する複数の第一伝熱管と、前記第一流体とは異なる第二流体が流通する複数の第二伝熱管とが互いに隣り合うように配置された熱交換器に取り付けられるヘッダ部材であって、前記熱交換器の端部から離れた位置に配置され、前記熱交換器に対する前記第一流体の供給又は排出を行う第一外部配管が接続可能な一の第一外部配管接続部と、複数の前記第一伝熱管の端部と前記第一外部配管接続部との間に配置される第一流路部と、前記熱交換器の端部から離れた位置に配置され、前記熱交換器に対する前記第二流体の供給又は排出を行う第二外部配管が接続可能な一の第二外部配管接続部と、複数の前記第二伝熱管の端部と前記第二外部配管接続部との間に配置される第二流路部と、を備え、前記第一流路部は、前記複数の第一伝熱管とそれぞれ繋がる複数の第一流路を有し、複数の前記第一流路は、順次段階的に接続されて一の前記第一外部配管接続部に接続され、前記第二流路部は、前記複数の第二伝熱管とそれぞれ繋がり、複数の前記第一流路とは独立して形成された複数の第二流路を有し、複数の前記第二流路は、順次段階的に接続されて一の前記第二外部配管接続部に接続される。
本開示に係る熱交換器ユニットは、第一流体が流通する複数の第一伝熱管と第二流体が流通する複数の第二伝熱管とを有する熱交換器と、前記熱交換器の少なくともいずれか一方の端部に配置された、上記したようなヘッダ部材と、を備える。
本開示に係るヘッダ部材の製造方法は、上記したようなヘッダ部材の製造方法であって、前記第一流路部における複数の前記第一流路間での前記第一流体の流量の分布、及び前記第二流路部における複数の前記第二流路間での前記第二流体の流量の分布情報を取得する工程と、取得された複数の前記第一流路間での前記第一流体の流量の分布及び複数の前記第二流路間での前記第二流体の流量の分布情報に基づき、流路抵抗が一定となるように前記第一流路及び前記第二流路の形状を決定する工程と、決定された前記第一流路及び前記第二流路の形状に基づき、前記第一流路部及び前記第二流路部を形成する工程と、前記第一外部配管接続部及び前記第二外部配管接続部を形成する工程と、形成された前記第一外部配管接続部、前記第一流路部、前記第二外部配管接続部、及び前記第二流路部を接続して前記ヘッダ部材を製造する工程と、を含む。
本開示のヘッダ部材、熱交換器ユニット、及びヘッダ部材の製造方法によれば、複数の第一伝熱管と複数の第二伝熱管とが互いに隣り合うように配置された構成の熱交換器に対して、第一流体の及び第二流体を混合させることなく簡易な構成で分岐又は集合させることができる。
本開示の実施形態に係るヘッダ部材を備えた熱交換器ユニットの概略構成を示す図である。 図１のＡ－Ａ矢視断面図である。 上記ヘッダ部材における第一流路部の第一流路のレイアウトを模式的に示す図である。 上記ヘッダ部材における第一流路部において、一段目の流路段の第一流路と二段目の流路段の第一流路とを接続する第一流路接続部のレイアウトを模式的に示す図である。 上記ヘッダ部材における第一流路部において、二段目の流路段の第一流路と三段目の流路段の第一流路とを接続する第一流路接続部のレイアウトを模式的に示す図である。 上記ヘッダ部材における第一流路部において、三段目の流路段の第一流路と四段目の流路段の第一流路とを接続する第一流路接続部のレイアウトを模式的に示す図である。 上記ヘッダ部材における第一流路部において、四段目の流路段の第一流路及び第二流路のレイアウトを模式的に示す図である。 上記ヘッダ部材における第二流路部の第二流路のレイアウトを模式的に示す図である。 上記ヘッダ部材における第二流路部において、一段目の流路段の第二流路と二段目の流路段の第二流路とを接続する第二流路接続部のレイアウトを模式的に示す図である。 上記ヘッダ部材における第二流路部において、二段目の流路段の第二流路と三段目の流路段の第二流路とを接続する第二流路接続部のレイアウトを模式的に示す図である。 上記ヘッダ部材における第二流路部において、三段目の流路段の第二流路と四段目の流路段の第二流路とを接続する第二流路接続部のレイアウトを模式的に示す図である。 本開示の第一実施形態に係るヘッダ部材の製造方法の手順を示すフローチャートである。 本開示の第二実施形態に係るヘッダ部材に備えた第一流量分布調整部、第二流量分布調整部を模式的に示す図である。 本開示の第二実施形態に係るヘッダ部材の製造方法の手順を示すフローチャートである。 本開示の第二実施形態の変形例に係るヘッダ部材に備えた第一流量分布調整部、第二流量分布調整部の構成を示す断面図である。
以下、添付図面を参照して、本開示によるヘッダ部材、熱交換器ユニット、及びヘッダ部材の製造方法を実施するための形態を説明する。しかし、本開示はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
（第一実施形態）
（熱交換器ユニットの構成）
熱交換器ユニット１Ａは、配管の途中等に配置され、異なる温度の流体間で熱交換可能とされている。図１に示すように、熱交換器ユニット１Ａは、熱交換器２と、第一ヘッダ３Ａと、第二ヘッダ３Ｂと、を備えている。
（熱交換器の構成）
熱交換器２は、供給された第一流体Ｆ１及び第二流体Ｆ２とで熱交換させる。第一流体Ｆ１と第二流体Ｆ２とは異なる流体である。第一流体Ｆ１及び第二流体Ｆ２は、それぞれ気体又は液体である。第一流体Ｆ１と第二流体Ｆ２とは、少なくとも温度が異なる。なお、第一流体Ｆ１と第二流体Ｆ２とは、温度以外に、例えば、流体の種類が異なっていてもよい。
図１及び図２に示すように、熱交換器２は、複数の第一伝熱管２１と、複数の第二伝熱管２２と、ケーシング２３と、を備えている。複数の第一伝熱管２１のそれぞれと、複数の第二伝熱管２２のそれぞれとは、第一方向Ｄ１に延びている。第一伝熱管２１及び第二伝熱管２２は、それぞれ第一方向Ｄ１に延びる筒状に形成されている。つまり、第一方向Ｄ１は、第一伝熱管２１及び第二伝熱管２２が延びる方向であって、熱交換器２において、第一流体Ｆ１及び第二流体Ｆ２の流通方向である。第一伝熱管２１及び第二伝熱管２２は、第一方向Ｄ１の端部の両側で開口している。本実施形態において、第一伝熱管２１及び第二伝熱管２２は、それぞれ、第一方向Ｄ１から見た断面形状が、例えば矩形状（正方形状）とされている。なお、第一伝熱管２１及び第二伝熱管２２は、断面が矩形状であることに限定されるものではなく、それぞれ、第一方向Ｄ１から見た断面形状が、例えば円形、多角形状等であってもよい。第一伝熱管２１及び第二伝熱管２２は、それぞれ、例えば金属材料により形成された管状の部材である。
複数の第一伝熱管２１と複数の第二伝熱管２２とは、互いに隣り合うように配置されている。本実施形態において、複数の第一伝熱管２１と複数の第二伝熱管２２とは、第一方向Ｄ１に直交する第二方向Ｄ２と、第一方向Ｄ１及び第二方向Ｄ２に直交する第三方向Ｄ３とで、それぞれ互いに隣り合うように配置されている。第二方向Ｄ２及び第三方向Ｄ３のそれぞれにおいて、隣り合う第一伝熱管２１と第二伝熱管２２とが、互いに接している。つまり、第一方向Ｄ１から見た際に、一つの第一伝熱管２１は、他の第一伝熱管２１と隣り合わず、複数の第二伝熱管２２のみに囲まれた状態で配置されている。複数の第一伝熱管２１と複数の第二伝熱管２２とは、それぞれ、同じ本数（例えば、本実施形態では各３２本）が配置されている。なお、複数の第一伝熱管２１と複数の第二伝熱管２２との本数は、使用される環境に応じて、適宜変更可能である。
なお、第二方向Ｄ２は、熱交換器２の幅方向であって、例えば水平方向である。また、第三方向Ｄ３は、熱交換器２の縦方向であって、例えば、鉛直方向である。
複数の第一伝熱管２１と複数の第二伝熱管２２とは、束ねられた状態で、ケーシング２３内に収容されている。ケーシング２３は、第一方向Ｄ１に延びる筒状に形成されている。本実施形態において、ケーシング２３は、第一方向Ｄ１から見て、例えば断面矩形状に形成されている。
複数の第一伝熱管２１のそれぞれには、第一流体Ｆ１が流通する。複数の第二伝熱管２２のそれぞれには、第一流体Ｆ１と異なる第二流体Ｆ２が流通する。第一伝熱管２１における第一流体Ｆ１の流通方向と、第二伝熱管２２における第二流体Ｆ２の流通方向とは、同じ方向であってもよいし、互いに反対向きの方向であってもよい。本実施形態では、第一伝熱管２１における第一流体Ｆ１の流通方向と、第二伝熱管２２における第二流体Ｆ２の流通方向とが、例えば、第一方向Ｄ１において互いに反対向きとされている。
（ヘッダ部材の構成）
図１に示すように、第一ヘッダ３Ａ及び第二ヘッダ３Ｂは、熱交換器２に取り付けられている。第一ヘッダ３Ａは、熱交換器２の第一方向Ｄ１の一方側（第一側）の端部に取り付けられている。第二ヘッダ３Ｂは、熱交換器２の第一方向Ｄ１の他方側（第二側）の端部に取り付けられている。つまり、第二ヘッダ３Ｂは、熱交換器２に対して、第一ヘッダ３Ａとは第一方向Ｄ１において反対側に配置されている。第二ヘッダ３Ｂは、熱交換器２を基準として、第一ヘッダ３Ａとは対称となるように、第一ヘッダ３Ａと向き合うように反対を向いて配置されている。
第一ヘッダ３Ａは、熱交換器２に対する第一流体Ｆ１の流入側であって、第二流体Ｆ２の流出側に配置されている。第一ヘッダ３Ａには、一（一本）の第一外部配管８Ａと一（一本）の第二外部配管９Ａとが接続可能とされている。第一ヘッダ３Ａは、一の第一外部配管８Ａ内を流れてきた第一流体Ｆ１を分岐させて、複数の第一伝熱管２１に送り込む。第一ヘッダ３Ａは、複数の第二伝熱管２２を流れてきた第二流体Ｆ２を集合させて、一の第二外部配管９Ａ内に送り込む。
第二ヘッダ３Ｂは、熱交換器２からの第一流体Ｆ１の流出側であって、第二流体Ｆ２の流入側に配置されている。第二ヘッダ３Ｂには、第一ヘッダ３Ａとは異なる一（一本）の第一外部配管８Ｂと一（一本）の第二外部配管９Ｂとが接続可能とされている。第二ヘッダ３Ｂは、複数の第一伝熱管２１内を流れてきた第一流体Ｆ１を集合させて、一の第一外部配管８Ｂ内に送り込む。第二ヘッダ３Ｂは、一の第二外部配管９Ｂ内を流れてきた第二流体Ｆ２を分岐させて、複数の第二伝熱管２２に送り込む。
第一ヘッダ３Ａ及び第二ヘッダ３Ｂは、それぞれ、ヘッダ部材３０Ｐによって構成されている。以下、第一ヘッダ３Ａ及び第二ヘッダ３Ｂを構成するヘッダ部材３０Ｐについて説明する。第一ヘッダ３Ａを構成するヘッダ部材３０Ｐと、第二ヘッダ３Ｂを構成するヘッダ部材３０Ｐとでは、配置されている向きが異なっており、第一流体Ｆ１及び第二流体Ｆ２の流通方向が逆である点を除き、構成は同じである。図３に示すように、ヘッダ部材３０Ｐは、ヘッダ本体３１と、第一外部配管接続部３２と、第二外部配管接続部３３と、第一流路部３４と、第二流路部３５（図８参照）と、を備えている。
ヘッダ本体３１は、熱交換器２の第一方向Ｄ１の端部に取り付けられている。ヘッダ本体３１は、熱交換器２に対し、溶接、接着、ボルト留め等、様々な接合手段により、取り付けられる。ヘッダ本体３１は、ケーシング２３と同じ材料で形成されている。ヘッダ本体３１は、例えば、金属材料、セラミックス材料、樹脂材料等によって形成されている。ヘッダ本体３１は、第一方向Ｄ１から見て、断面矩形（正方形）に形成されている。ヘッダ本体３１は、第一方向Ｄ１に延びる直方体状に形成されている。本実施形態において、ヘッダ本体３１は、第一方向Ｄ１に積層された複数（本実施形態では、例えば四つ）の積層体３１１ａ～３１１ｄによって構成されている。四つの積層体３１１ａ～３１１ｄは、熱交換器２の端部から第一方向Ｄ１に離れるように、順に配置されている。各積層体３１１ａ～３１１ｄは、第一方向Ｄ１で隣り合う他の積層体３１１ａ～３１１ｄと固定されている。第一方向Ｄ１において、熱交換器２に最も近い位置に配置された積層体３１１ａは、熱交換器２の端部に固定されている。
第一外部配管接続部３２は、ヘッダ部材３０Ｐにおいて、熱交換器２の端部から第一方向Ｄ１に離れた位置に配置されている。第一外部配管接続部３２は、熱交換器２の端部から第一方向Ｄ１に最も離れた位置に配置された積層体３１１ｄに固定されている。第一外部配管接続部３２は、ヘッダ部材３０Ｐにおいて、一つのみが配置されている。第一外部配管接続部３２は、熱交換器２に対して第一流体Ｆ１の供給を行う第一外部配管８Ａ、又は、熱交換器２に対して第一流体Ｆ１の排出を行う第一外部配管８Ｂが接続可能とされている。第一外部配管接続部３２は、例えば、第一外部配管８Ａ及び８Ｂと着脱可能なカプラやネジ継手等を有している。
第二外部配管接続部３３は、ヘッダ部材３０Ｐにおいて、熱交換器２の端部から第一方向Ｄ１に離れた位置に配置されている。第二外部配管接続部３３は、熱交換器２の端部から第一方向Ｄ１に最も離れた位置の積層体３１１ｄに固定されている。第二外部配管接続部３３は、ヘッダ部材３０Ｐにおいて、一つのみが配置されている。第二外部配管接続部３３は、第一外部配管接続部３２に対し、第一方向Ｄ１に交差する方向に間隔をあけて並べて配置されている。本実施形態の第二外部配管接続部３３は、第一外部配管接続部３２に対し、第三方向Ｄ３にずれた位置に配置されている。第二外部配管接続部３３は、熱交換器２に対して第二流体Ｆ２の供給を行う第二外部配管９Ａ、又は、熱交換器２に対して第一流体Ｆ１の排出を行う第二外部配管９Ｂが接続可能とされている。第二外部配管接続部３３は、例えば、第二外部配管９Ａ及び９Ｂと着脱可能なカプラやネジ継手等を有している。
第一流路部３４は、開口している複数の第一伝熱管２１の端部と、第一外部配管接続部３２との間に配置されている。第一流路部３４は、複数の第一流路３６と、複数の第一流路接続部３７と、を有している。
複数の第一流路３６は、ヘッダ本体３１に形成されている。より具体的には、本実施形態の複数の第一流路３６は、積層体３１１ａ～３１１ｄの内部を貫通する孔によって形成されている。複数の第一流路３６は、第一方向Ｄ１において熱交換器２に近い位置では、全ての第一伝熱管２１の端部に接続されている。複数の第一流路３６は、順次段階的に接続されて一の第一外部配管接続部３２に接続されている。つまり、複数の第一流路３６は、第一方向Ｄ１において熱交換器２から最も離れた位置で第一外部配管接続部３２に接続されている。
第一流路部３４は、複数の流路段Ｒ１～Ｒ４を備えている。複数の第一流路３６は、第一方向Ｄ１において、複数の流路段Ｒ１～Ｒ４にわたって形成されている。複数の流路段Ｒ１～Ｒ４は、第一方向Ｄ１に順に位置している。また、各流路段Ｒ１～Ｒ４は、第一方向において積層体３１１ａ～３１１ｄに跨るように配置している場合がある。つまり、一つの積層体３１１ａ～３１１ｄ内に二つの流路段が配置されている場合がある。第一流路部３４の複数の流路段Ｒ１～Ｒ４では、第一方向Ｄ１において、熱交換器２から離間するにしたがって、第二方向Ｄ２に並ぶ第一流路３６の数は減少している。本実施形態では、第一流路部３４の複数の流路段Ｒ１～Ｒ４において、第一方向Ｄ１から見た際に、第二方向Ｄ２及び第三方向に広がる仮想面に沿って並ぶ第一流路３６の数は、熱交換器２から離れた流路段ほど少なくなっている。
具体的には、複数の流路段Ｒ１～Ｒ４のうち、熱交換器２の端部に最も近い一段目の流路段Ｒ１には、複第一流路３６のうち、一次第一流路３６１が配置されている。一つの一次第一流路３６１は、一つの第一伝熱管２１に直接接続されている。そのため、図４に示すように、一段目の流路段Ｒ１における一次第一流路３６１は、第一方向Ｄ１から見た際に、第一伝熱管２１と同数配置されている。つまり、一次第一流路３６１は、複数の第一流路３６の中で最も多い。
また、図３に示すように、一段目の流路段Ｒ１に対して第一方向Ｄ１で熱交換器２と反対に隣接する二段目の流路段Ｒ２には、複数の第一流路３６のうち、二次第一流路３６２が配置されている。図５に示すように、二段目の流路段Ｒ２における二次第一流路３６２は、第一方向Ｄ１から見た際に、例えば一次第一流路３６１の四分の一の数（本実施形態では８本）が配置されている。つまり、二次第一流路３６２の数は、一次第一流路３６１の数よりも少ない。
また、図３に示すように、二段目の流路段Ｒ２に対して第一方向Ｄ１で熱交換器２と反対に隣接する三段目の流路段Ｒ３には、複数の第一流路３６のうち、三次第一流路３６３が配置されている。図６に示すように、三段目の流路段Ｒ３における三次第一流路３６３は、第一方向Ｄ１から見た際に、例えば二次第一流路３６２の四分の一の数（本実施形態では２本）が配置されている。つまり、三次第一流路３６３の数は、二次第一流路３６２の数よりも少ない。
また、図３に示すように、三段目の流路段Ｒ３に対して第一方向Ｄ１で熱交換器２から離間する側に隣接する四段目の流路段Ｒ４には、複数の第一流路３６のうち、四次第一流路３６４が配置されている。四段目の流路段Ｒ４は、本実施形態において第一外部配管接続部３２に最も近い流路段である。四次第一流路３６４は、第一外部配管接続部３２に直接接続されている。図７に示すように、四段目の流路段Ｒ４における四次第一流路３６４は、第一方向Ｄ１から見た際に、例えば三次第一流路３６３の半分の数（本実施形態では１本）が配置されている。つまり、四次第一流路３６４の数は、三次第一流路３６３の数よりも少ない。したがって、四次第一流路３６４は、複数の第一流路３６の中で最も少ない。
さらに、隣り合う流路段Ｒ１～Ｒ４において、第一外部配管接続部３２に近い一つの第一流路３６は、第一方向Ｄ１において熱交換器２に近い一つの第一流路３６の流路断面積（第一方向Ｄ１から見た際の断面積）よりも大きくすることが好ましい。したがって、一段目の流路段Ｒ１の複数の一次第一流路３６１の一つの流路断面積に対して、二段目の流路段Ｒ２の一つの二次第一流路３６２の流路断面は大きい。一つの二次第一流路３６２の流路断面積に対して、三段目の流路段Ｒ３の一つの三次第一流路３６３の流路断面は大きい。一つの三次第一流路３６３の流路断面積に対して、四段目の流路段Ｒ３の一つの四次第一流路３６４の流路断面積は大きい。したがって、本実施形態では、複数の第一流路３６の中で、四次第一流路３６４の流路断面積が最も大きく、一次第一流路３６１の流路断面積が最も小さい。
図３に示すように、第一流路接続部３７は、隣り合う流路段Ｒ１～Ｒ４の間に、それぞれ少なくとも一つ配置されている。第一流路接続部３７は、第一方向Ｄ１において隣接する複数の第一流路３６を接続している。一つの第一流路接続部３７は、第一方向Ｄ１で互いに隣り合う熱交換器２に近い複数（多数）の第一流路３６と、第一外部配管接続部３２に近い一つの第一流路３６と、を接続している。第一流路接続部３７は、隣り合う流路段において、第一方向Ｄ１から見た際に、最も近い位置に配置された少なくとも二つの第一流路３６同士を接続している。
具体的には、図３及び図４に示すように、第一方向Ｄ１で隣り合う一段目の流路段Ｒ１と二段目の流路段Ｒ２との間には一次第一流路接続部３７１が配置されている。一次第一流路接続部３７１は、一段目の流路段Ｒ１の複数（本実施形態では、四本）の一次第一流路３６１と、二段目の流路段Ｒ２の一つの二次第一流路３６２と、を接続している。一次第一流路接続部３７１は、積層体３１１ａの内部で、第二方向Ｄ２及び第三方向Ｄ３に広がる仮想面に沿って延びている。本実施形態において、一つの一次第一流路接続部３７１は、一段目の流路段Ｒ１において、第一方向Ｄ１から見た際に、最も近い位置に配置された一次第一流路３６１同士を含む第二方向Ｄ２及び第三方向Ｄ３に交差する斜め方向において隣り合う計四本の一次第一流路３６１に接続されている。
図３及び図５に示すように、第一方向Ｄ１で隣り合う二段目の流路段Ｒ２と三段目の流路段Ｒ３との間には、二次第一流路接続部３７２が配置されている。二次第一流路接続部３７２は、二段目の流路段Ｒ２の複数（本実施形態では、四本）の二次第一流路３６２と、三段目の流路段Ｒ３の一つの三次第一流路３６３と、を接続している。二次第一流路接続部３７２は、積層体３１１ｂの内部で、第二方向Ｄ２及び第三方向Ｄ３に広がる仮想面に沿って延びている。本実施形態において、一つの二次第一流路接続部３７２は、二段目の流路段Ｒ２において、第一方向Ｄ１から見た際に、最も近い位置に配置された二次第一流路３６２同士を含む第二方向Ｄ２及び第三方向Ｄ３に交差する斜め方向において隣り合う計四本の二次第一流路３６２同士に接続されている。
図３及び図６に示すように、第一方向Ｄ１で隣り合う三段目の流路段Ｒ３と四段目の流路段Ｒ４との間に三次第一流路接続部３７３が配置されている。三次第一流路接続部３７３は、三段目の流路段Ｒ３の複数（本実施形態では、二本）の三次第一流路３６３と、四段目の流路段Ｒ４の一つの四次第一流路３６４と、を接続している。三次第一流路接続部３７３は、積層体３１１ｃの内部で、第二方向Ｄ２及び第三方向Ｄ３に広がる仮想面に沿って延びている。本実施形態において、三次第一流路接続部３７３は、三段目の流路段Ｒ３において、第一方向Ｄ１から見た際に、最も近い位置に配置された複数の三次第一流路３６３同士に接続されている。三次第一流路接続部３７３は、第一方向Ｄ１から見た際に、第二方向Ｄ２及び第三方向Ｄ３に交差する斜め方向において隣り合う二本の三次第一流路３６３同士に接続されている。
なお、第一流路接続部３７で接続する複数の第一流路３６の本数や配置は、適宜変更可能であるが、第一流路接続部３７の流路長がなるべく短くなるようにすることが好ましい。
このように構成された第一流路部３４は、熱交換器２に対して、第一流体Ｆ１の流れを分岐又は集合させる。具体的には、第一流体Ｆ１の熱交換器２への流入側に配置された第一ヘッダ３Ａでは、第一流体Ｆ１は、第一外部配管８Ａから第一外部配管接続部３２を通して第一流路部３４に流れ込む。第一流路部３４において、第一流体Ｆ１は、四段目の流路段Ｒ４の四次第一流路３６４から三次第一流路接続部３７３に流れ込む。三次第一流路接続部３７３に流れ込んだ第一流体Ｆ１は、三段目の流路段Ｒ３の複数の三次第一流路３６３に分岐して流れ込む。その後、第一流体Ｆ１は、各三次第一流路３６３から二次第一流路接続部３７２に流れ込む。二次第一流路接続部３７２に流れ込んだ第一流体Ｆ１は、二段目の流路段Ｒ２の複数の二次第一流路３６２に分岐して流れ込む。その後、第一流体Ｆ１は、各二次第一流路３６２から一次第一流路接続部３７１に流れ込む。一次第一流路接続部３７１に流れ込んだ第一流体Ｆ１は、一段目の流路段Ｒ１の複数の一次第一流路３６１に分岐して流れ込む。その結果、一次第一流路３６１を介して、第一流体Ｆ１は、複数の第一伝熱管２１にそれぞれ流入する。
また、第一流体Ｆ１の熱交換器２からの流出側に配置された第二ヘッダ３Ｂでは、第一流体Ｆ１は、複数の第一伝熱管２１から第一流路部３４に流れ込む。第一流路部３４において、第一流体Ｆ１は、複数の第一伝熱管２１のそれぞれから、一段目の流路段Ｒ１の複数の一次第一流路３６１のそれぞれに流れ込む。複数の一次第一流路３６１に流れ込んだ第一流体Ｆ１は、一次第一流路接続部３７１に合流して流れ込む。一次第一流路接続部３７１に流れ込んだ第一流体Ｆ１は、二段目の流路段Ｒ２の一つの二次第一流路３６２に流れ込む。二次第一流路３６２に流れ込んだ第一流体Ｆ１は、二次第一流路接続部３７２に合流して流れ込む。二次第一流路接続部３７２に流れ込んだ第一流体Ｆ１は、三段目の流路段Ｒ３の一つの三次第一流路３６３に流れ込む。三次第一流路３６３に流れ込んだ第一流体Ｆ１は、三次第一流路接続部３７３に合流して流れ込む。三次第一流路接続部３７３に流れ込んだ第一流体Ｆ１は、四段目の流路段Ｒ４の四次第一流路３６４へ流れ込む。その結果、四次第一流路３６４を介して、第一流体Ｆ１は、一つの第一外部配管接続部３２に到達し、第一外部配管８Ｂに流入する。
図８に示すように、第二流路部３５は、開口している複数の第二伝熱管２２の端部と、第二外部配管接続部３３との間に配置されている。第二流路部３５は、複数の第二流路３８と、複数の第二流路接続部３９と、を有している。
複数の第二流路３８は、ヘッダ本体３１に形成されている。より具体的には、本実施形態の複数の第二流路３８は、第一流路３６と共に、積層体３１１ａ～３１１ｄの内部を貫通する孔によって形成されている。複数の第二流路３８は、複数の第一流路３６及び第一流路接続部３７とは独立して形成されている。複数の第二流路３８は、第一方向Ｄ１において熱交換器２に近い位置では、全ての第二伝熱管２２の端部に接続されている。複数の第二流路３８は、順次段階的に接続されて一の第二外部配管接続部３３に接続されている。つまり、複数の第二流路３８は、第一方向Ｄ１において熱交換器２から最も離れた位置で第二外部配管接続部３３に接続されている。
第二流路部３５は、第一流路部３４と同様に、複数の流路段Ｒ１～Ｒ４を備えている。本実施形態において、第二流路部３５の流路段Ｒ１～Ｒ４と第一流路部３４の流路段Ｒ１～Ｒ４とは同じである。複数の第二流路３８は、第一方向Ｄ１において、複数の流路段Ｒ１～Ｒ４にわたって形成されている。第二流路部３５の複数の流路段Ｒ１～Ｒ４では、第一方向Ｄ１において、熱交換器２から離間するにしたがって、第二方向Ｄ２に並ぶ第二流路３８の数は減少している。本実施形態では、第二流路３８の複数の流路段Ｒ１～Ｒ４において、第一方向Ｄ１から見た際に、第二方向Ｄ２及び第三方向に広がる仮想面に沿って並ぶ第一流路３６の数は、熱交換器２から離れた流路段ほど少なくなっている。本実施形態の第二流路３８は、複数の第一流路３６と同様の構成を有している。
具体的には、複数の流路段Ｒ１～Ｒ４のうち、熱交換器２の端部に最も近い一段目の流路段Ｒ１には、第二流路３８のうち、一次第二流路３８１が配置されている。一つの一次第二流路３８１は、一つの第二伝熱管２２に直接接続されている。そのため、図９に示すように、一段目の流路段Ｒ１における一次第二流路３８１は、第一方向Ｄ１から見た際に、第二伝熱管２２と同数配置されている。つまり、一次第二流路３８１は、複数の第二流路３８の中で最も多い。
また、図８に示すように、一段目の流路段Ｒ１に対して第一方向Ｄ１で熱交換器２と反対に隣接する二段目の流路段Ｒ２には、複数の第二流路３８のうち、二次第二流路３８２が配置されている。図１０に示すように、二段目の流路段Ｒ２における二次第二流路３８２は、第一方向Ｄ１から見た際に、例えば一次第二流路３８１の四分の一の数（本実施形態では８本）が配置されている。つまり、二次第二流路３８２の数は、一次第二流路３８１の数よりも少ない。
また、図８に示すように、二段目の流路段Ｒ２に対して第一方向Ｄ１で熱交換器２と反対に隣接する三段目の流路段Ｒ３には、複数の第二流路３８のうち、三次第二流路３８３が配置されている。図１１に示すように、三段目の流路段Ｒ３における三次第二流路３８３は、第一方向Ｄ１から見た際に、例えば二次第二流路３８２の四分の一の数（本実施形態では２本）が配置されている。つまり、三次第二流路３８３の数は、二次第二流路３８２の数よりも少ない。
また、図８に示すように、三段目の流路段Ｒ３に対して第一方向Ｄ１で熱交換器２から離間する側に隣接する四段目の流路段Ｒ４には、複数の第二流路３８のうち、四次第二流路３８４が配置されている。四段目の流路段Ｒ４は、本実施形態において第二外部配管接続部３３に最も近い流路段である。四次第二流路３８４は、第二外部配管接続部３３に直接接続されている。図７に示すように、四段目の流路段Ｒ４における四次第二流路３８４は、第一方向Ｄ１から見た際に、例えば三次第二流路３８３の半分の数（本実施形態では１本）が配置されている。つまり、四次第二流路３８４の数は、三次第二流路３８３の数よりも少ない。したがって、四次第二流路３８４は、複数の第二流路３８の中で最も少ない。
さらに、隣り合う流路段Ｒ１～Ｒ４において、第二外部配管接続部３３に近い一つの第二流路３８は、第一方向Ｄ１において熱交換器２に近い一つの第二流路３８の流路断面積（第一方向Ｄ１から見た際の断面積）よりも大きくすることが好ましい。したがって、一段目の流路段Ｒ１の複数の一次第二流路３８１の一つの流路断面積に対して、二段目の流路段Ｒ２の一つの二次第二流路３８２の流路断面は大きい。一つの二次第二流路３８２の流路断面積に対して、三段目の流路段Ｒ３の一つの二次第二流路３８２の流路断面は大きい。一つの三次第二流路３８３の流路断面積に対して、四段目の流路段Ｒ３の一つの四次第二流路３８４の流路断面積は大きい。したがって、本実施形態では、複数の第二流路３８の中で、四次第二流路３８４の流路断面積が最も大きく、一次第二流路３８１の流路断面積が最も小さい。
図８に示すように、第二流路接続部３９は、隣り合う流路段Ｒ１～Ｒ４の間に、それぞれ少なくとも一つ配置されている。第二流路接続部３９は、第一方向Ｄ１において隣接する複数の第二流路３８を接続している。一つの第二流路接続部３９は、第一方向Ｄ１で互いに隣り合う熱交換器２に近い複数（多数）の第二流路３８と、第二外部配管接続部３３に近い一つの第二流路３８と、を接続している。第二流路接続部３９は、隣り合う流路段において、第一方向Ｄ１から見た際に、最も近い位置に配置された少なくとも二つの第二流路３８同士を接続している。また、第二流路接続部３９は、第一流路接続部３７や第一流路３６に干渉しないように、独立した状態で形成されている。
具体的には、図８及び図９に示すように、第一方向Ｄ１で隣り合う一段目の流路段Ｒ１と二段目の流路段Ｒ２との間には一次第二流路接続部３９１が配置されている。一次第二流路接続部３９１は、一段目の流路段Ｒ１の複数（本実施形態では、四本）の一次第二流路３８１と、二段目の流路段Ｒ２の一つの二次第二流路３８２と、を接続している。一次第二流路接続部３９１は、積層体３１１ａの内部で、第二方向Ｄ２及び第三方向Ｄ３に広がる仮想面に沿って延びている。本実施形態において、一つの一次第二流路接続部３９１は、一段目の流路段Ｒ１において、第一方向Ｄ１から見た際に、最も近い位置に配置された一次第二流路３８１同士を含む第二方向Ｄ２及び第三方向Ｄ３に交差する斜め方向において隣り合う計四本の一次第二流路３８１に接続されている。
図８及び図１０に示すように、第一方向Ｄ１で隣り合う二段目の流路段Ｒ２と三段目の流路段Ｒ３との間には、二次第二流路接続部３９２が配置されている。二次第二流路接続部３９２は、二段目の流路段Ｒ２の複数（本実施形態では、四本）の二次第二流路３８２と、三段目の流路段Ｒ３の一つの三次第二流路３８３と、を接続している。二次第二流路接続部３９２は、積層体３１１ｂの内部で、第二方向Ｄ２及び第三方向Ｄ３に広がる仮想面に沿って延びている。本実施形態において、一つの二次第二流路接続部３９２は、二段目の流路段Ｒ２において、第一方向Ｄ１から見た際に、最も近い位置に配置された二次第二流路３８２同士を含む第二方向Ｄ２及び第三方向Ｄ３に交差する斜め方向において隣り合う計四本の二次第二流路３８２同士に接続されている。
図８及び図１１に示すように、第一方向Ｄ１で隣り合う三段目の流路段Ｒ３と四段目の流路段Ｒ４との間に三次第二流路接続部３９３が配置されている。三次第二流路接続部３９３は、三段目の流路段Ｒ３の複数（本実施形態では、二本）の三次第二流路３８３と、四段目の流路段Ｒ４の一つの四次第二流路３８４と、を接続している。三次第二流路接続部３９３は、積層体３１１ｃの内部で、第二方向Ｄ２及び第三方向Ｄ３に広がる仮想面に沿って延びている。本実施形態において、三次第二流路接続部３９３は、三段目の流路段Ｒ３において、第一方向Ｄ１から見た際に、最も近い位置に配置された複数の三次第二流路３８３同士に接続されている。三次第二流路接続部３９３は、第一方向Ｄ１から見た際に、第二方向Ｄ２及び第三方向Ｄ３に交差する斜め方向において隣り合う二本の三次第二流路３８３同士に接続されている。
なお、第二流路接続部３９で接続する複数の第二流路３８の本数や配置は、適宜変更可能であるが、第二流路接続部３９の流路長がなるべく短くなるようにすることが好ましい。
なお、第二流路接続部３９は、第一流路接続部３７との交差を避けるため、積層体３１１ａ～３１１ｄの内部で、第一流路接続部３７に対して第一方向Ｄ１における位置をずらして配置されている。
このように構成された第二流路部３５は、熱交換器２に対して、第二流体Ｆ２の流れを分岐又は集合させる。具体的には、第二流体Ｆ２の熱交換器２への流入側に配置された第二ヘッダ３Ｂでは、第二流体Ｆ２は、第二外部配管９Ｂから第二外部配管接続部３３を通して第二流路部３５に流れ込む。第二流路部３５において、第二流体Ｆ２は、四段目の流路段Ｒ４の四次第二流路３８４から三次第二流路接続部３９３に流れ込む。三次第二流路接続部３９３に流れ込んだ第二流体Ｆ２は、三段目の流路段Ｒ３の複数の三次第二流路３８３に分岐して流れ込む。その後、第二流体Ｆ２は、各三次第二流路３８３から二次第二流路接続部３９２に流れ込む。二次第二流路接続部３９２に流れ込んだ第二流体Ｆ２は、二段目の流路段Ｒ２の複数の二次第二流路３８２に分岐して流れ込む。その後、第二流体Ｆ２は、各二次第二流路３８２から一次第二流路接続部３９１に流れ込む。一次第二流路接続部３９１に流れ込んだ第二流体Ｆ２は、一段目の流路段Ｒ１の複数の一次第二流路３８１に分岐して流れ込む。その結果、一次第二流路３８１を介して、第二流体Ｆ２は、複数の第二伝熱管２２にそれぞれ流入する。
また、第二流体Ｆ２の熱交換器２からの流出側に配置された第一ヘッダ３Ａでは、第二流体Ｆ２は、複数の第二伝熱管２２から第二流路部３５に流れ込む。第二流路部３５において、第二流体Ｆ２は、複数の第二伝熱管２２のそれぞれから、一段目の流路段Ｒ１の複数の一次第二流路３８１のそれぞれに流れ込む。複数の一次第二流路３８１に流れ込んだ第二流体Ｆ２は、一次第二流路接続部３９１に合流して流れ込む。一次第二流路接続部３９１に流れ込んだ第二流体Ｆ２は、二段目の流路段Ｒ２の一つの二次第二流路３８２に流れ込む。二次第二流路３８２に流れ込んだ第二流体Ｆ２は、二次第二流路接続部３９２に合流して流れ込む。二次第二流路接続部３９２に流れ込んだ第二流体Ｆ２は、三段目の流路段Ｒ３の一つの三次第二流路３８３に流れ込む。三次第二流路３８３に流れ込んだ第二流体Ｆ２は、三次第二流路接続部３９３に合流して流れ込む。三次第二流路接続部３９３に流れ込んだ第二流体Ｆ２は、四段目の流路段Ｒ４の四次第二流路３８４へ流れ込む。その結果、四次第二流路３８４を介して、第二体Ｆ２は、一つの第二外部配管接続部３３に到達し、第二外部配管９Ａに流入する。
（ヘッダ部材の製造方法の手順）
次に、上記したようなヘッダ部材３０Ｐの製造方法について説明する。図１２に示すように、本開示の実施形態に係るヘッダ部材３０Ｐの製造方法Ｓ１０は、第一流路３６及び第二流路３８の形状を決定する工程Ｓ１２と、第一流路部３４及び第二流路部３５を形成する工程Ｓ１３と、第一外部配管接続部３２及び第二外部配管接続部３３を形成する工程Ｓ１４と、ヘッダ部材３０Ｐを製造する工程Ｓ１５と、を含む。
第一流路３６及び第二流路３８の形状を決定する工程Ｓ１２では、第一流路３６及び第二流路３８の形状が決定される。具体的には、例えば、上述したように、隣り合う流路段Ｒ１～Ｒ４において、第一外部配管接続部３２に近い一つの第一流路３６及び第二流路３８の流路断面積が、第一方向Ｄ１において熱交換器２に近い複数の第一流路３６及び第二流路３８の流路断面積よりも大きくなるように形状が決定される。
第一流路部３４及び第二流路部３５を形成する工程Ｓ１３では、工程Ｓ１２で決定された第一流路３６及び第二流路３８の形状に基づき、第一流路部３４及び第二流路部３５が形成される。本実施形態では、積層体３１１ａ～３１１ｄのそれぞれに、複数の第一流路３６（３６１～３６３）及び第二流路３８（３８１～３８３）が形成される。その後、積層体３１１ａ～３１１ｄを第一方向Ｄ１に積み重ねることで、ヘッダ本体３１が形成される。
第一外部配管接続部３２及び第二外部配管接続部３３を形成する工程Ｓ１４では、第一外部配管接続部３２及び第二外部配管接続部３３が、それぞれ所定形状に形成される。
ヘッダ部材３０Ｐを製造する工程Ｓ１５では、工程Ｓ１３で形成した第一流路部３４及び第二流路部３５と、工程Ｓ１４で形成した第一外部配管接続部３２及び第二外部配管接続部３３とを接続して固定する。これにより、第一ヘッダ３Ａ及び第二ヘッダ３Ｂを構成するヘッダ部材３０Ｐが製造される。
（作用効果）
上記構成のヘッダ部材３０Ｐでは、第一流路部３４は、複数の第一伝熱管２１とそれぞれ繋がる複数の第一流路３６を有している。第二流路部３５は、複数の第二伝熱管２２とそれぞれ繋がる複数の第二流路３８を有している。複数の第一流路３６は、順次段階的に接続されて一の第一外部配管接続部３２に接続されている。複数の第二流路３８は、順次段階的に接続されて一の第二外部配管接続部３３に接続されている。複数の第二流路３８は、第一流路３６とは独立して形成されている。このように、順次段階的に接続されている複数の第一流路３６及び複数の第二流路３８は、内部を流通する流体が混じることなく、一の第一外部配管接続部３２や一の第二外部配管接続部３３に接続されている。その結果、複数の第一伝熱管２１と複数の第二伝熱管２２とが互いに隣り合うように配置された構成の熱交換器２に対して、第一流体Ｆ１及び第二流体Ｆ２を混合させることなく簡易な構成で分岐又は集合させることができる。
また、第一流路部３４及び第二流路部３５は、隣り合う流路段Ｒ１～Ｒ４の間に配置された第一流路接続部３７及び第二流路接続部３９でそれぞれ接続されている。したがって第一方向Ｄ１において熱交換器２に近い流路段Ｒ１～Ｒ３と、第一外部配管接続部３２に近い流路段Ｒ２～Ｒ４とで、熱交換器２から離間するにしたがって、各流路段における複数の第一流路３６及び複数の第二流路３８の数が徐々に減少する。これにより、熱交換器２に対して、第一流路３６及び第二流路３８を、簡易な構成で分岐又は集合させることができる。
また、第一流路接続部３７及び第二流路接続部３９は、隣り合う流路段Ｒ１～Ｒ４において、第一方向Ｄ１から見た際に、最も近い位置に配置された二つ以上の第一流路３６同士や第二流路３８同士を接続している。これにより、第一流路接続部３７及び第二流路接続部３９の流路長を短くできる。そのため、第一流路部３４及び第二流路部３５における全体の流路長も短くできる。したがって、第一流路部３４及び第二流路部３５における圧力損失を抑えることができる。
また、複数の積層体３１１ａ～３１１ｄによって、第一流路部３４及び第二流路部３５が構成されている。これにより、複数の積層体３１１ａ～３１１ｄを重ねるだけで、第一流路接続部３７及び第二流路接続部３９によって、第一流路３６及び第二流路３８を順次接続する構成を、容易に実現することができる。
また、隣り合う流路段Ｒ１～Ｒ４において、第一外部配管接続部３２に近い一つの第一流路３６及び第二流路３８の流路断面積を、第一方向Ｄ１において熱交換器２に近い複数の第一流路３６及び第二流路３８の流路断面積よりも大きくしている。これにより、複数の第一流路３６及び複数の第二流路３８が一つの第一流路３６及び一つの第二流路３８との間で合流又は分岐した際における圧力損失が抑えられる。したがって、第一流路部３４及び第二流路部３５における第一流体Ｆ１及び第二流体Ｆ２の流れの効率低下を抑えることができる。
上記構成の熱交換器ユニット１Ａは、熱交換器２と、ヘッダ部材３０Ｐと、を備える。これにより、複数の第一伝熱管２１と複数の第二伝熱管２２とが互いに隣り合うように配置された構成の熱交換器２に対して、第一流体Ｆ１の及び第二流体Ｆ２を混合させることなく簡易な構成で分岐又は集合させるヘッダ部材３０Ｐを備えた熱交換器ユニット１Ａを提供することができる。
上記構成のヘッダ部材３０Ｐの製造方法Ｓ１０では、第一流路３６及び第二流路３８を備えたヘッダ部材３０Ｐを製造することができる。したがって、複数の第一伝熱管２１と複数の第二伝熱管２２とが互いに隣り合うように配置された構成の熱交換器２に対して、第一流体Ｆ１の及び第二流体Ｆ２を混合させることなく簡易な構成で分岐又は集合させるヘッダ部材３０Ｐを提供することができる。
（第二実施形態）
次に、本開示に係るヘッダ部材、熱交換器ユニット、及びヘッダ部材の製造方法の第二実施形態について説明する。なお、以下に説明する第二実施形態においては、上記第一実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。第二実施形態では、ヘッダ部材３０Ｑの第一流路部３４及び第二流路部３５が、第一流量分布調整部７０Ａ及び第二流量分布調整部７０Ｂを有する点で第一実施形態と異なっている。
熱交換器ユニット１Ｂ（図１参照）では、第一ヘッダ３Ａ及び第二ヘッダ３Ｂは、それぞれ、ヘッダ部材３０Ｑによって構成されている。ヘッダ部材３０Ｑは、上記第一実施形態におけるヘッダ部材３０Ｐと同様の、ヘッダ本体３１と、第一外部配管接続部３２と、第二外部配管接続部３３と、第一流路部３４と、第二流路部３５と、に加えて、図１３に示すような、第一流量分布調整部７０Ａと、第二流量分布調整部７０Ｂと、を備えている。
第一流量分布調整部７０Ａは、第一流路部３４に配置されている。第一流量分布調整部７０Ａは、複数の第一流路３６における第一流体Ｆ１の流量の分布を調整する。第一流量分布調整部７０Ａは、各流路段Ｒ１～Ｒ４での第一流路３６の流路抵抗が一定となるように、複数の第一流路３６における第一流体Ｆ１の流量の分布を調整する。具体的には、第一流量分布調整部７０Ａは、複数の第一流路３６のうちの少なくとも一つに対して、流路の口径、曲率、及び流路表面粗さの少なくとも一つを変化させることで、複数の第一流路３６における第一流体Ｆ１の流量の分布を調整する。つまり、第一流量分布調整部７０Ａは、複数の第一流路３６の一部または第一流路３６自体として形成されている。例えば、第一流量分布調整部７０Ａは、複数の第一流路３６のうち、流路抵抗が最も大きい第一流路３６において、同じ流路段の他の第一流路３６よりも、第一流路３６の曲率を大きくすることで形成されている。この場合、第一流路３６と第一流路接続部３７との接続部部分の一部の曲率が、配置されている箇所によって異なるように調整されている。その結果、流路抵抗を複数の第一流路３６の一部で低減させている。また、第一流量分布調整部７０Ａは、例えば、複数の第一流路３６のうち、最も流量が多い（流路抵抗が最も小さい）第一流路３６において、同じ流路段の他の第一流路３６よりも、流路表面粗さを粗くすることで形成されている。この場合、複数の第一流路３６の内周面の一部の表面粗さが、配置されている箇所によって異なるように調整されている。その結果、流路抵抗を複数の第一流路３６の一部で増大させてもよい。
第二流量分布調整部７０Ｂは、第二流路部３５に配置されている。第二流量分布調整部７０Ｂは、複数の第二流路３８における第二流体Ｆ２の流量の分布を調整する。第二流量分布調整部７０Ｂにおいても、上記第一流量分布調整部７０Ａと同様にして、各流路段Ｒ１～Ｒ４での第二流路３８の流路抵抗が一定となるように、複数の第二流路３８における第二流体Ｆ２の流量の分布を調整する。具体的には、第二流量分布調整部７０Ｂは、複数の第二流路３８のうちの少なくとも一つに対して、流路の口径、曲率、及び流路表面粗さの少なくとも一つを変化させることで、複数の第二流路３８における第二流体Ｆ２の流量の分布を調整する。つまり、第二流量分布調整部７０Ｂは、第二流路３８の一部または第二流路３８自体として形成されている。例えば、第二流量分布調整部７０Ｂは、複数の第二流路３８のうち、流路抵抗が最も大きい第二流路３８において、同じ流路段の他の第二流路３８よりも、第二流路３８の曲率を大きくすることで形成されている。その結果、流路抵抗を複数の第二流路３８の一部で低減させている。また、第二流量分布調整部７０Ｂは、例えば、複数の第二流路３８のうち、最も流量が多い（流路抵抗が最も小さい）第二流路３８において、同じ流路段の他の第二流路３８よりも、流路表面粗さを粗くすることで形成されている。その結果、流路抵抗を複数の第二流路３８の一部で増大させてもよい。
（ヘッダ部材の製造方法の手順）
次に、上記したようなヘッダ部材３０Ｑの製造方法について説明する。
図１４に示すように、本開示の実施形態に係るヘッダ部材３０Ｑの製造方法Ｓ２０は、第一流路部３４及び第二流路部３５における流量の分布情報を取得する工程Ｓ２１と、第一流路３６及び第二流路３８の形状を決定する工程Ｓ２２と、第一流路部３４及び第二流路部３５を形成する工程Ｓ２３と、第一外部配管接続部３２及び第二外部配管接続部３３を形成する工程Ｓ２４と、ヘッダ部材３０Ｑを製造する工程Ｓ２５と、を含む。
第一流路部３４及び第二流路部３５における流量の分布情報を取得する工程Ｓ２１では、第一流路部３４における流量の分布情報として、第一流路部３４における複数の第一流路３６間での第一流体Ｆ１の流量の分布情報を取得する。また、第二流路部３５における流量の分布情報として、と、第二流路部３５における複数の第二流路３８間での第二流体Ｆ２の流量の分布情報と、を取得する。
具体的に第一流路３６に対して流量の分布情報と、を取得する場合の一例を説明する。第一流路３６を、第一方向Ｄ１において微小区間に区切った場合、各微小区間における、第一流路３６の圧力損失ｄＰｉは、下式（１）で表される。
Figure 2023170397000002
ここで、ξｉは流路の抵抗係数、χｉは微小区間の長さ、Ｄｉは流路等価直径、Ｇは流体の質量流量、ρは流体の密度、Ａは流路断面積、及び添字ｉは微小区間番号である。
上式（１）に基づき、それぞれの第一流路３６の流路全体の全体損失ｄＰは、下式（２）で表される。
Figure 2023170397000003
上式（２）により算出される複数の第一流路３６における圧力の全体損失ｄＰに基づき、各流路段Ｒ１～Ｒ４での第一流路３６の流路抵抗が一定となる条件を調整する。その結果、複数の第一流路３６における第一流体Ｆ１の流量の分布が調整される。
このように、上式（１）及び（２）を用い、コンピュータ装置による演算により、複数の第一流路３６及び複数の第二流路３８における圧力損失が算出される。算出された複数の第一流路部３４及び第二流路部３５における圧力損失に基づき、第一流路部３４及び第二流路部３５における流量の分布情報が取得される。
なお、コンピュータ装置によるシミュレーション解析で複数の第一流路３６及び複数の第二流路３８での流体の流量の分布情報を取得してもよい。
第一流路３６及び第二流路３８の形状を決定する工程Ｓ２２では、工程Ｓ２１で取得された複数の第一流路３６間での第一流体Ｆ１の流量の分布及び複数の第二流路３８間での第二流体Ｆ２の流量の分布情報に基づき、流路抵抗が一定となるように、第一流路３６及び第二流路３８の形状が決定される。このとき、複数の第一流路３６間での第一流体Ｆ１の流量の分布が、定められた範囲を超えて不均一である場合、第一流量分布調整部７０Ａにより、複数の第一流路３６における第一流体Ｆ１の流量の分布を調整した状態で、第一流路３６の形状が決定される。複数の第二流路３８間での第二流体Ｆ２の流量の分布が、定められた範囲を超えて不均一である場合、第二流量分布調整部７０Ｂにより、複数の第二流路３８における第二流体Ｆ２の流量の分布を調整した状態で、第二流路３８の形状が決定される。具体的には、第一流量分布調整部７０Ａ及び第二流量分布調整部７０Ｂとして、複数の第一流路３６及び第二流路３８の一部に対して、流路の口径、曲率、及び流路表面粗さの少なくとも何れか一つを変化させた状態で、第一流路３６及び第二流路３８の形状が決定される。
第一流路部３４及び第二流路部３５を形成する工程Ｓ２３では、工程Ｓ２２で決定された第一流路３６及び第二流路３８の形状に基づき、第一流路部３４及び第二流路部３５が形成される。第二実施形態では、積層体３１１ａ～３１１ｄのそれぞれに対して決定された形状に従って、複数の第一流路３６（３６１～３６３）及び第二流路３８（３８１～３８３）が形成される。その際、形成される積層体３１１ａ～３１１ｄや形成される位置に応じて、流路の口径、曲率、及び流路表面粗さ等が部分的に異なるように形成される。その後、積層体３１１ａ～３１１ｄを第一方向Ｄ１に積み重ねることで、ヘッダ本体３１が形成される。
第一外部配管接続部３２及び第二外部配管接続部３３を形成する工程Ｓ２４では、第一外部配管接続部３２及び第二外部配管接続部３３が、それぞれ所定形状に形成される。
ヘッダ部材３０Ｑを製造する工程Ｓ２５では、工程Ｓ２３で形成した第一流路部３４及び第二流路部３５と、工程Ｓ２４で形成した第一外部配管接続部３２及び第二外部配管接続部３３とを接続して固定する。これにより、第一ヘッダ３Ａ及び第二ヘッダ３Ｂを構成するヘッダ部材３０Ｑが製造される。
（作用効果）
上記構成のヘッダ部材３０Ｑは、第一流量分布調整部７０Ａ及び第二流量分布調整部７０Ｂにより、複数の第一流路３６における第一流体Ｆ１の流量の分布及び複数の第二流路３８における第二流体Ｆ２の流量の分布を調整することができる。その結果、複数の第一流路３６及び複数の第二流路３８が徐々に減少するように段階的に接続されていく過程で、各流路段での流量長の差等によって生じる流量抵抗の差による流量の分布を適切に調整できる。
また、第一流量分布調整部７０Ａ及び第二流量分布調整部７０Ｂでは、複数の第一流路３６及び複数の第二流路３８に対して、流路の口径、曲率、及び流路表面粗さの少なくとも一つを変化させている。流路の口径、曲率、及び流路表面粗さは、各流路における圧力損失に寄与している。そのため、流路の口径、曲率、及び流路表面粗さの少なくとも一つを変えることで、各流路における圧力損失に微調整することが可能となる。これにより、各流路段Ｒ１～Ｒ４での第一流路３６及び第二流路３８の流路抵抗を一定とし、熱交換器２における第一流体Ｆ１及び第二流体Ｆ２の流量の分布の均一化を図ることができる。
また、上述したヘッダ部材３０Ｑの製造方法Ｓ２０では、第一流路部３４における第一流体Ｆ１の流量の分布及び第二流路部３５における第二流体Ｆ２の流量の分布情報に基づいて、流路抵抗が一定となるように形状を決定した第一流路３６及び第二流路３８を備えたヘッダ部材３０Ｐ、３０Ｑを製造することができる。したがって、複数の第一伝熱管２１と複数の第二伝熱管２２とが互いに隣り合うように配置された構成の熱交換器２に対して、第一流体Ｆ１の及び第二流体Ｆ２を混合させることなく簡易な構成で分岐又は集合させるヘッダ部材３０Ｐ、３０Ｑを提供することができる。
（第二実施形態の変形例）
なお、上記実施形態において、第一流量分布調整部７０Ａ及び第二流量分布調整部７０Ｂとして、複数の第一流路３６及び複数の第二流路３８に対して、流路の口径、曲率、及び流路表面粗さの少なくとも一つを変化させるようにしたが、第一流量分布調整部７０Ａ及び第二流量分布調整部７０Ｂの形態はこのように流路の一部であることに限られない。
第一流量分布調整部７０Ａ及び第二流量分布調整部７０Ｂは、複数の第一流路３６及び複数の第二流路３８とは別部材であってもよい。例えば、図１５に示すように、第一流量分布調整部７０Ａは、第一流路３６の少なくとも一つに、流路断面積を絞るオリフィス７２Ａを備えていてもよい。同様に、第二流量分布調整部７０Ｂは、第二流路３８の少なくとも一つに、流路断面積を絞るオリフィス７２Ｂを備えていてもよい。
第一流路３６及び第二流路３８の少なくとも一つにオリフィス７２Ａ及び７２Ｂを備えることで、複数の第一流路３６及び第二流路３８の一部における流路抵抗を増大させることができる。これにより、第一流路３６及び第二流路３８の形状に関わらず、複数の第一流路３６及び第二流路３８における第一流体Ｆ１及び第二流体Ｆ２の流量の分布を調整することができる。また、複数の第一流路３６及び第二流路３８における第一流体Ｆ１及び第二流体Ｆ２の流量が変化する場合であっても、流量の分布を調整することができる。
なお、上記第二実施形態では、第一流量分布調整部７０Ａ及び第二流量分布調整部７０Ｂにより、各流路段Ｒ１～Ｒ４での、第一流路３６及び第二流路３８の流路抵抗が一定となるように、流量の分布を調整するようにしたが、流路抵抗が一定にすることに限られない。第一流量分布調整部７０Ａ及び第二流量分布調整部７０Ｂによる第一流体Ｆ１及び第二流体Ｆ２の流量の分布の調整としては、第一流体Ｆ１及び第二流体Ｆ２の流量の分布を、予め設定した分布に近づけるようにしてもよい。
（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
なお、上記実施形態では、ヘッダ部材３０Ｐ、３０Ｑの製造方法Ｓ１０、Ｓ２０の手順を示したが、その順序は適宜変更可能である。
なお、第一流路３６及び第二流路３８は、本実施形態の形態に限定されるものではない。例えば、第一流路３６及び第二流路３８は、ヘッダ本体３１に配置された管体によって形成されていてもよく、ヘッダ本体３１とは別に形成されていてもよい。つまり、第一流路部３４及び第二流路部３５は、積層体３１１ａ～３１１ｄによって構成されていることに限定されるものではない。第一流路部３４及び第二流路部３５は、一つのブロック状の部材によって構成されていてもよい。
また、本実施形態では、複数の流路段は四つ配置されていたが、流路段の数は、四つで限定されるものではなく、三つ以下であってもよく、五つ以上であってもよい。
また、複数の流路段Ｒ１～Ｒ４のそれぞれにおいて、複数の第一流路３６及び複数の第二流路３８の流路断面積は、全て異なっていてもよく、逆に全て同一としてもよく、一部のみ同一としてもよい。
＜付記＞
各実施形態に記載のヘッダ部材３０Ｐ、３０Ｑ、熱交換器ユニット１Ａ、ヘッダ部材３０Ｐ、３０Ｑの製造方法Ｓ１０、Ｓ２０は、例えば以下のように把握される。
（１）第１の態様に係るヘッダ部材３０Ｐ、３０Ｑは、第一流体Ｆ１が流通する複数の第一伝熱管２１と、前記第一流体Ｆ１とは異なる第二流体Ｆ２が流通する複数の第二伝熱管２２とが互いに隣り合うように配置された熱交換器２に取り付けられるヘッダ部材３０Ｐ、３０Ｑであって、前記熱交換器２の端部から離れた位置に配置され、前記熱交換器２に対する前記第一流体Ｆ１の供給又は排出を行う第一外部配管８Ａ、８Ｂが接続可能な一の第一外部配管接続部３２と、複数の前記第一伝熱管２１の端部と前記第一外部配管接続部３２との間に配置される第一流路部３４と、前記熱交換器２の端部から離れた位置に配置され、前記熱交換器２に対する前記第二流体Ｆ２の供給又は排出を行う第二外部配管９Ａ、９Ｂが接続可能な一の第二外部配管接続部３３と、複数の前記第二伝熱管２２の端部と前記第二外部配管接続部３３との間に配置される第二流路部３５と、を備え、前記第一流路部３４は、前記複数の第一伝熱管２１とそれぞれ繋がる複数の第一流路３６を有し、複数の前記第一流路３６は、順次段階的に接続されて一の前記第一外部配管接続部３２に接続され、前記第二流路部３５は、前記複数の第二伝熱管２２とそれぞれ繋がり、複数の前記第一流路３６とは独立して形成された複数の第二流路３８を有し、複数の前記第二流路３８は、順次段階的に接続されて一の前記第二外部配管接続部３３に接続される。
第一外部配管接続部３２、第二外部配管接続部３３の例としては、カプラ、ネジ継手が挙げられる。
このヘッダ部材３０Ｐ、３０Ｑは、順次段階的に接続されている複数の第一流路３６及び複数の第二流路３８は、内部を流通する流体が混じることなく、一の第一外部配管接続部３２や一の第二外部配管接続部３３に接続されている。その結果、複数の第一伝熱管２１と複数の第二伝熱管２２とが互いに隣り合うように配置された構成の熱交換器２に対して、第一流体Ｆ１及び第二流体Ｆ２を混合させることなく簡易な構成で分岐又は集合させることができる。
（２）第２の態様に係るヘッダ部材３０Ｐ、３０Ｑは、（１）のヘッダ部材３０Ｐ、３０Ｑであって、前記第一流路部３４及び前記第二流路部３５は、前記第一伝熱管２１及び前記第二伝熱管２２の延びる第一方向Ｄ１において、前記熱交換器２から離間するにしたがって、前記第一方向Ｄ１と交差する第二方向Ｄ２に並ぶ前記第一流路３６及び前記第二流路３８の数が減少する複数の流路段Ｒ１～Ｒ４を備え、隣り合う前記流路段Ｒ１～Ｒ４の間に配置され、前記第一方向Ｄ１において前記熱交換器２に近い複数の前記第一流路３６と、前記第一外部配管接続部３２に近い一つの前記第一流路３６と、を接続する少なくとも一つの第一流路接続部３７と、隣り合う前記流路段Ｒ１～Ｒ４の間に配置され、前記第一方向Ｄ１において前記熱交換器２に近い複数の前記第二流路３８と、前記第二外部配管接続部３３に近い一つの前記第二流路３８と、を接続する少なくとも一つの第二流路接続部３９と、有する。
これにより、隣り合う流路段Ｒ１～Ｒ４の間に、第一流路接続部３７及び第二流路接続部３９が配置されているので、第一方向Ｄ１において熱交換器２に近い流路段Ｒ１～Ｒ４と、第一外部配管接続部３２に近い流路段Ｒ１～Ｒ４とで、熱交換器２から離間するにしたがって、各流路段における複数の第一流路３６及び複数の第二流路３８の数が徐々に減少する。これにより、熱交換器２に対して、第一流路３６及び第二流路３８を、簡易な構成で分岐又は集合させることができる。
（３）第３の態様に係るヘッダ部材３０Ｐ、３０Ｑは、（２）のヘッダ部材３０Ｐ、３０Ｑであって、前記第一流路接続部３７は、隣り合う前記流路段Ｒ１～Ｒ４において、前記第一方向Ｄ１から見た際に、最も近い位置に配置された少なくとも二つの第一流路３６同士を接続し、前記第二流路接続部３９は、隣り合う前記流路段Ｒ１～Ｒ４において、前記第一方向Ｄ１から見た際に、最も近い位置に配置された少なくとも二つの第二流路３８同士を接続する。
これにより、第一流路接続部３７及び第二流路接続部３９は、隣り合う流路段Ｒ１～Ｒ４において、第一方向Ｄ１から見た際に、最も近い位置に配置された少なくとも二つの第一流路３６同士や第二流路３８同士を接続する。これにより、第一流路接続部３７及び第二流路接続部３９の流路長を短くできる。そのため、第一流路部３４及び第二流路部３５における全体の流路長も短くできる。したがって、第一流路部３４及び第二流路部３５における圧力損失を抑えることができる。
（４）第４の態様に係るヘッダ部材３０Ｐ、３０Ｑは、（２）又は（３）のヘッダ部材３０Ｐ、３０Ｑであって、前記第一流路部３４及び前記第二流路部３５は、前記第一方向Ｄ１に積層された複数の積層体３１１ａ～３１１ｄによって構成され、複数の前記積層体３１１ａ～３１１ｄは、前記第一流路接続部３７及び前記第二流路接続部３９を有する。
これにより、複数の積層体３１１ａ～３１１ｄを重ねるだけで、第一流路接続部３７及び第二流路接続部３９によって、第一流路３６及び第二流路３８を順次接続する構成を、容易に実現することができる。
（５）第５の態様に係るヘッダ部材３０Ｐ、３０Ｑは、（２）又は（３）のヘッダ部材３０Ｐ、３０Ｑであって、隣り合う前記流路段Ｒ１～Ｒ４において、前記第一外部配管接続部３２に近い一つの前記第一流路３６及び前記第二流路３８の流路断面積は、前記第一方向Ｄ１において前記熱交換器２に近い複数の前記第一流路３６及び前記第二流路３８の流路断面積よりも大きい。
これにより、複数の第一流路３６及び複数の第二流路３８が一つの第一流路３６及び一つの第二流路３８との間で合流又は分岐した際における圧力損失が抑えられる。したがって、第一流路部３４及び第二流路部３５における第一流体Ｆ１及び第二流体Ｆ２の流れの効率低下を抑えることができる。
（６）第６の態様に係るヘッダ部材３０Ｑは、（２）から（４）の何れか一つのヘッダ部材３０Ｑであって、前記第一流路部３４に配置され、複数の前記第一流路３６における前記第一流体Ｆ１の流量の分布を調整する第一流量分布調整部７０Ａと、前記第二流路部３５に配置され、複数の前記第二流路３８における前記第二流体Ｆ２の流量の分布を調整する第二流量分布調整部７０Ｂと、を備える。
これにより、複数の第一流路３６における第一流体Ｆ１の流量の分布及び複数の第二流路３８における第二流体Ｆ２の流量の分布を調整することができる。その結果、複数の第一流路３６及び複数の第二流路３８が徐々に減少するように段階的に接続されていく過程で、流量長の差等によって生じる流量抵抗の差による流量の分布を適切に調整できる。
（７）第７の態様に係るヘッダ部材３０Ｑは、（６）のヘッダ部材３０Ｑであって、前記第一流量分布調整部７０Ａは、前記流路段Ｒ１～Ｒ４での前記第一流路３６の流路抵抗が一定となるように、複数の前記第一流路３６に対して、流路の口径、曲率、及び流路表面粗さの少なくとも一つを変化させ、前記第二流量分布調整部７０Ｂは、前記流路段Ｒ１～Ｒ４での前記第二流路３８の流路抵抗が一定となるように、複数の前記第二流路３８に対して、流路の口径、曲率、及び流路表面粗さの少なくとも一つを変化させている。
流路の口径、曲率、及び流路表面粗さは、各流路における圧力損失に寄与している。そのため、流路の口径、曲率、及び流路表面粗さの少なくとも一つを変えることで、各流路における圧力損失に微調整することが可能となる。これにより、各流路段Ｒ１～Ｒ４での第一流路３６及び第二流路３８の流路抵抗を一定とし、熱交換器２における第一流体Ｆ１及び第二流体Ｆ２の流量の分布の均一化を図ることができる。
（８）第８の態様に係るヘッダ部材３０Ｑは、（６）又は（７）のヘッダ部材３０Ｑであって、前記第一流量分布調整部７０Ａ及び前記第二流量分布調整部７０Ｂは、前記第一流路３６及び前記第二流路３８の少なくとも一つに、流路断面積を絞るオリフィス７２Ａ、７２Ｂを備える。
これにより、第一流路３６及び第二流路３８の形状に関わらず、複数の第一流路３６及び第二流路３８における第一流体Ｆ１及び第二流体Ｆ２の流量の分布を調整することができる。また、複数の第一流路３６及び第二流路３８における第一流体Ｆ１及び第二流体Ｆ２の流量が変化する場合であっても、流量の分布を調整することができる。
（９）第９の態様に係る熱交換器ユニット１Ａは、第一流体Ｆ１が流通する複数の第一伝熱管２１と第二流体Ｆ２が流通する複数の第二伝熱管２２とを有する熱交換器２と、前記熱交換器２の少なくともいずれか一方の端部に配置された（１）から（８）の何れか一つのヘッダ部材３０Ｐ、３０Ｑと、を備える。
これにより、第一流体Ｆ１の及び第二流体Ｆ２を混合させることなく簡易な構成で分岐又は集合させるヘッダ部材３０Ｐ、３０Ｑを備えた、熱交換器ユニット１Ａを提供することができる。
（１０）第１０の態様に係るヘッダ部材３０Ｑの製造方法Ｓ２０は、（１）から（８）の何れか一つのヘッダ部材３０Ｑの製造方法Ｓ２０であって、前記第一流路部３４における複数の前記第一流路３６間での前記第一流体Ｆ１の流量の分布、及び前記第二流路部３５における複数の前記第二流路３８間での前記第二流体Ｆ２の流量の分布情報を取得する工程Ｓ２１と、取得された複数の前記第一流路３６間での前記第一流体Ｆ１の流量の分布及び複数の前記第二流路３８間での前記第二流体Ｆ２の流量の分布情報に基づき、流路抵抗が一定となるように前記第一流路３６及び前記第二流路３８の形状を決定する工程Ｓ２２と、決定された前記第一流路３６及び前記第二流路３８の形状に基づき、前記第一流路部３４及び前記第二流路部３５を形成する工程Ｓ２３と、前記第一外部配管接続部３２及び前記第二外部配管接続部３３を形成する工程Ｓ２４と、形成された前記第一外部配管接続部３２、前記第一流路部３４、前記第二外部配管接続部３３、及び前記第二流路部３５を接続して前記ヘッダ部材３０Ｑを製造する工程Ｓ２５と、を含む。
これにより、第一流路部３４における第一流体Ｆ１の流量の分布及び第二流路部３５における第二流体Ｆ２の流量の分布情報に基づいて、流路抵抗が一定となるように形状を決定した第一流路３６及び第二流路３８を備えたヘッダ部材３０Ｑを製造することができる。したがって、複数の第一伝熱管２１と複数の第二伝熱管２２とが互いに隣り合うように配置された構成の熱交換器２に対して、第一流体Ｆ１の及び第二流体Ｆ２を混合させることなく簡易な構成で分岐又は集合させるヘッダ部材３０Ｑを提供することができる。
１Ａ、１Ｂ…熱交換器ユニット
２…熱交換器
３Ａ…第一ヘッダ
３Ｂ…第二ヘッダ
８Ａ、８Ｂ…第一外部配管
９Ａ、９Ｂ…第二外部配管
２１…第一伝熱管
２２…第二伝熱管
２３…ケーシング
３０Ｐ、３０Ｑ…ヘッダ部材
３１…ヘッダ本体
３２…第一外部配管接続部
３３…第二外部配管接続部
３４…第一流路部
３５…第二流路部
３６…第一流路
３６１…一次第一流路
３６２…二次第一流路
３６３…三次第一流路
３６４…四次第一流路
３７…第一流路接続部
３７１…一次第一流路接続部
３７２…二次第一流路接続部
３７３…三次第一流路接続部
３８…第二流路
３８１…一次第二流路
３８２…二次第二流路
３８３…三次第二流路
３８４…四次第二流路
３９…第二流路接続部
３９１…一次第二流路接続部
３９２…二次第二流路接続部
３９３…三次第二流路接続部
７０Ａ…第一流量分布調整部
７０Ｂ…第二流量分布調整部
７２Ａ、７２Ｂ…オリフィス
３１１ａ～３１１ｄ…積層体
Ｄ１…第一方向
Ｄ２…第二方向
Ｄ３…第三方向
Ｆ１…第一流体
Ｆ２…第二流体
Ｒ１～Ｒ４…流路段
Ｓ１０、Ｓ２０…ヘッダ部材の製造方法
Ｓ２１…第一流路部及び第二流路部における流量の分布情報を取得する工程
Ｓ１２、Ｓ２２…第一流路及び第二流路の形状を決定する工程
Ｓ１３、Ｓ２３…第一流路部及び第二流路部を形成する工程
Ｓ１４、Ｓ２４…第一外部配管接続部及び第二外部配管接続部を形成する工程
Ｓ１５、Ｓ２５…ヘッダ部材を製造する工程

Claims (10)

  1. 第一流体が流通する複数の第一伝熱管と、前記第一流体とは異なる第二流体が流通する複数の第二伝熱管とが互いに隣り合うように配置された熱交換器に取り付けられるヘッダ部材であって、
    前記熱交換器の端部から離れた位置に配置され、前記熱交換器に対する前記第一流体の供給又は排出を行う第一外部配管が接続可能な一の第一外部配管接続部と、
    複数の前記第一伝熱管の端部と前記第一外部配管接続部との間に配置される第一流路部と、
    前記熱交換器の端部から離れた位置に配置され、前記熱交換器に対する前記第二流体の供給又は排出を行う第二外部配管が接続可能な一の第二外部配管接続部と、
    複数の前記第二伝熱管の端部と前記第二外部配管接続部との間に配置される第二流路部と、を備え、
    前記第一流路部は、前記複数の第一伝熱管とそれぞれ繋がる複数の第一流路を有し、
    複数の前記第一流路は、順次段階的に接続されて一の前記第一外部配管接続部に接続され、
    前記第二流路部は、前記複数の第二伝熱管とそれぞれ繋がり、複数の前記第一流路とは独立して形成された複数の第二流路を有し、
    複数の前記第二流路は、順次段階的に接続されて一の前記第二外部配管接続部に接続されるヘッダ部材。
  2. 前記第一流路部及び前記第二流路部は、前記第一伝熱管及び前記第二伝熱管の延びる第一方向において、前記熱交換器から離間するにしたがって、前記第一方向と交差する第二方向に並ぶ前記第一流路及び前記第二流路の数が減少する複数の流路段を備え、
    隣り合う前記流路段の間に配置され、前記第一方向において前記熱交換器に近い複数の前記第一流路と、前記第一外部配管接続部に近い一つの前記第一流路と、を接続する少なくとも一つの第一流路接続部と、
    隣り合う前記流路段の間に配置され、前記第一方向において前記熱交換器に近い複数の前記第二流路と、前記第二外部配管接続部に近い一つの前記第二流路と、を接続する少なくとも一つの第二流路接続部と、有する請求項１に記載のヘッダ部材。
  3. 前記第一流路接続部は、隣り合う前記流路段において、前記第一方向から見た際に、最も近い位置に配置された少なくとも二つの第一流路同士を接続し、
    前記第二流路接続部は、隣り合う前記流路段において、前記第一方向から見た際に、最も近い位置に配置された少なくとも二つの第二流路同士を接続する請求項２に記載のヘッダ部材。
  4. 前記第一流路部及び前記第二流路部は、前記第一方向に積層された複数の積層体によって構成され、
    複数の前記積層体は、前記第一流路接続部及び前記第二流路接続部を有する請求項２又は３に記載のヘッダ部材。
  5. 隣り合う前記流路段において、前記第一外部配管接続部に近い一つの前記第一流路及び前記第二流路の流路断面積は、前記第一方向において前記熱交換器に近い一つの前記第一流路及び前記第二流路の流路断面積よりも大きい請求項２又は３に記載のヘッダ部材。
  6. 前記第一流路部に配置され、複数の前記第一流路における前記第一流体の流量の分布を調整する第一流量分布調整部と、
    前記第二流路部に配置され、複数の前記第二流路における前記第二流体の流量の分布を調整する第二流量分布調整部と、を備える請求項２又は３に記載のヘッダ部材。
  7. 前記第一流量分布調整部は、前記流路段での前記第一流路の流路抵抗が一定となるように、複数の前記第一流路に対して、流路の口径、曲率、及び流路表面粗さの少なくとも一つを変化させ、
    前記第二流量分布調整部は、前記流路段での前記第二流路の流路抵抗が一定となるように、複数の前記第二流路に対して、流路の口径、曲率、及び流路表面粗さの少なくとも一つを変化させている請求項６に記載のヘッダ部材。
  8. 前記第一流量分布調整部及び前記第二流量分布調整部は、前記第一流路及び前記第二流路の少なくとも一つに、流路断面積を絞るオリフィスを備える請求項６に記載のヘッダ部材。
  9. 第一流体が流通する複数の第一伝熱管と第二流体が流通する複数の第二伝熱管とを有する熱交換器と、
    前記熱交換器の少なくともいずれか一方の端部に配置された請求項１から３の何れか一項に記載のヘッダ部材と、を備える熱交換器ユニット。
  10. 請求項１から３の何れか一項に記載のヘッダ部材の製造方法であって、
    前記第一流路部における複数の前記第一流路間での前記第一流体の流量の分布、及び前記第二流路部における複数の前記第二流路間での前記第二流体の流量の分布情報を取得する工程と、
    取得された複数の前記第一流路間での前記第一流体の流量の分布及び複数の前記第二流路間での前記第二流体の流量の分布情報に基づき、流路抵抗が一定となるように前記第一流路及び前記第二流路の形状を決定する工程と、
    決定された前記第一流路及び前記第二流路の形状に基づき、前記第一流路部及び前記第二流路部を形成する工程と、
    前記第一外部配管接続部及び前記第二外部配管接続部を形成する工程と、
    形成された前記第一外部配管接続部、前記第一流路部、前記第二外部配管接続部、及び前記第二流路部を接続して前記ヘッダ部材を製造する工程と、を含むヘッダ部材の製造方法。
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