JP6005266B2 - 積層型ヘッダー、熱交換器、及び、空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、積層型ヘッダーと熱交換器と空気調和装置とに関するものである。

従来の積層型ヘッダーとして、複数の出口流路が形成された第１板状体と、第１板状体に積層され、入口流路から流入する冷媒を、第１板状体に形成された複数の出口流路に分配して流出する分配流路が形成された第２板状体と、を備えるものがある。分配流路は、冷媒の流入方向と垂直な複数の溝を有する分岐流路を含む。入口流路から分岐流路に流入する冷媒は、その複数の溝を通過することで複数に分岐し、第１板状体に形成された複数の出口流路を通って流出する（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１６１８１８号公報（段落［００１２］〜段落［００２０］、図１、図２）

このような積層型ヘッダーでは、第２板状体を構成する板状部材を薄くして、部品費の削減、軽量化等を図るためには、複数の溝の断面積を小さくする必要があり、そのような場合には、複数の溝を通過する冷媒の圧力損失が増大してしまう。つまり、従来の積層型ヘッダーでは、冷媒の圧力損失の増大を抑制しつつ部品費の削減、軽量化等を実現することが困難であるという問題点があった。

本発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、冷媒の圧力損失の増大を抑制しつつ部品費の削減、軽量化等を実現することが可能な積層型ヘッダーを得ることを目的とする。また、本発明は、そのような積層型ヘッダーを備えた熱交換器を得ることを目的とする。また、本発明は、そのような熱交換器を備えた空気調和装置を得ることを目的とする。

本発明に係る積層型ヘッダーは、複数の第１出口流路が形成された第１板状体と、前記第１板状体に積層され、第１入口流路が形成された第２板状体と、を有し、前記第２板状体には、前記第１入口流路から流入する冷媒を前記複数の第１出口流路に分配して流出する分配流路が形成され、前記分配流路は、少なくとも１つの分岐流路を含み、前記第２板状体は、前記第１板状体と積層する方向に突出する少なくとも１つの第１突出部が形成された少なくとも１つの第１板状部材を有し、前記分岐流路は、前記第１突出部の内側の前記冷媒が流入する領域及び前記冷媒が流出する領域以外の領域が閉塞されることで、形成されたものである。

本発明に係る積層型ヘッダーでは、分配流路が、少なくとも１つの分岐流路を含み、第２板状体が、少なくとも１つの第１突出部がプレス加工で形成された少なくとも１つの第１板状部材を有し、第１突出部の内側が、冷媒が流入する領域及び冷媒が流出する領域以外の領域を、閉塞されることで、分岐流路が形成されたものである。そのため、第１板状部材を薄くしても、分岐流路の断面積を確保することができ、冷媒の圧力損失の増大を抑制しつつ部品費の削減、軽量化等を実現することが可能である。

実施の形態１に係る熱交換器の、構成を示す図である。 実施の形態１に係る熱交換器の、積層型ヘッダーを分解した状態での斜視図である。 実施の形態１に係る熱交換器の、積層型ヘッダーを積層した状態での断面図である。 実施の形態１に係る熱交換器の、積層型ヘッダーを積層した状態での断面図である。 実施の形態１に係る熱交換器の、積層型ヘッダーを分解した状態での要部の斜視図及び断面図である。 実施の形態１に係る熱交換器の、積層型ヘッダーを分解した状態での要部の斜視図及び断面図である。 実施の形態１に係る熱交換器の、積層型ヘッダーの展開図である。 実施の形態１に係る熱交換器が適用される空気調和装置の、構成を示す図である。 実施の形態１に係る熱交換器の変形例−１の、積層型ヘッダーを分解した状態での斜視図である。 実施の形態１に係る熱交換器の変形例−１の、積層型ヘッダーを積層した状態での断面図である。 実施の形態１に係る熱交換器の変形例−１の、積層型ヘッダーの展開図である。 実施の形態１に係る熱交換器の変形例−２の、積層型ヘッダーを分解した状態での要部の斜視図と要部の断面図である。 実施の形態１に係る熱交換器の変形例−３の、積層型ヘッダーを分解した状態での斜視図である。 実施の形態１に係る熱交換器の変形例−４の、積層型ヘッダーを分解した状態での斜視図である。 実施の形態２に係る熱交換器の、構成を示す図である。 実施の形態２に係る熱交換器の、積層型ヘッダーを分解した状態での斜視図である。 実施の形態２に係る熱交換器の、積層型ヘッダーの展開図である。 実施の形態２に係る熱交換器が適用される空気調和装置の、構成を示す図である。 実施の形態３に係る熱交換器の、構成を示す図である。 実施の形態３に係る熱交換器の、積層型ヘッダーを分解した状態での斜視図である。 実施の形態３に係る熱交換器の、積層型ヘッダーの展開図である。 実施の形態３に係る熱交換器が適用される空気調和装置の、構成を示す図である。

以下、本発明に係る積層型ヘッダーについて、図面を用いて説明する。
なお、以下では、本発明に係る積層型ヘッダーが、熱交換器に流入する冷媒を分配するものである場合を説明しているが、本発明に係る積層型ヘッダーが、他の機器に流入する冷媒を分配するものであってもよい。また、以下で説明する構成、動作等は、一例にすぎず、そのような構成、動作等に限定されない。また、各図において、同一又は類似するものには、同一の符号を付すか、又は、符号を付すことを省略している。また、細かい構造については、適宜図示を簡略化又は省略している。また、重複又は類似する説明については、適宜簡略化又は省略している。

実施の形態１．
実施の形態１に係る熱交換器について説明する。
＜熱交換器の構成＞
以下に、実施の形態１に係る熱交換器の構成について説明する。
図１は、実施の形態１に係る熱交換器の、構成を示す図である。
図１に示されるように、熱交換器１は、積層型ヘッダー２と、ヘッダー３と、複数の第１伝熱管４と、複数のフィン５と、を有する。

積層型ヘッダー２は、冷媒流入部２Ａと、複数の冷媒流出部２Ｂと、を有する。ヘッダー３は、複数の冷媒流入部３Ａと、冷媒流出部３Ｂと、を有する。積層型ヘッダー２の冷媒流入部２Ａ及びヘッダー３の冷媒流出部３Ｂには、冷媒配管が接続される。積層型ヘッダー２の複数の冷媒流出部２Ｂとヘッダー３の複数の冷媒流入部３Ａとの間には、複数の第１伝熱管４が接続される。

第１伝熱管４は、複数の流路が形成された扁平管である。第１伝熱管４は、例えば、アルミニウム製である。複数の第１伝熱管４の積層型ヘッダー２側の端部は、積層型ヘッダー２の複数の冷媒流出部２Ｂに接続される。複数の第１伝熱管４の積層型ヘッダー２側の端部が、板状の保持部材によって保持された状態で、積層型ヘッダー２の複数の冷媒流出部２Ｂが接続されてもよい。第１伝熱管４には、複数のフィン５が接合される。フィン５は、例えば、アルミニウム製である。第１伝熱管４とフィン５との接合は、ロウ付け接合であるとよい。なお、図１では、第１伝熱管４が８本である場合を示しているが、そのような場合に限定されない。また、第１伝熱管４が扁平管である場合に限定されない。

＜熱交換器における冷媒の流れ＞
以下に、実施の形態１に係る熱交換器における冷媒の流れについて説明する。
冷媒配管を流れる冷媒は、冷媒流入部２Ａを介して積層型ヘッダー２に流入して分配され、複数の冷媒流出部２Ｂを介して複数の第１伝熱管４に流出する。冷媒は、複数の第１伝熱管４において、例えば、ファンによって供給される空気等と熱交換する。複数の第１伝熱管４を流れる冷媒は、複数の冷媒流入部３Ａを介してヘッダー３に流入して合流し、冷媒流出部３Ｂを介して冷媒配管に流出する。冷媒は、逆流することができる。

＜積層型ヘッダーの構成＞
以下に、実施の形態１に係る熱交換器の積層型ヘッダーの構成について説明する。
図２は、実施の形態１に係る熱交換器の、積層型ヘッダーを分解した状態での斜視図である。
図２に示されるように、積層型ヘッダー２は、第１板状体１１と、第２板状体１２と、を有する。第１板状体１１と第２板状体１２とは、積層される。

第１板状体１１は、冷媒の流出側に積層される。第１板状体１１は、第１板状部材２１と、第２板状部材２２と、を有する。第１板状体１１には、複数の第１出口流路１１Ａが形成される。複数の第１出口流路１１Ａは、図１における複数の冷媒流出部２Ｂに相当する。

第２板状体１２は、冷媒の流入側に積層される。第２板状体１２は、第３板状部材２３と、複数の第４板状部材２４＿１〜２４＿３と、を有する。第２板状体１２には、分配流路１２Ａが形成される。分配流路１２Ａは、第１入口流路１２ａと、複数の分岐流路１２ｂと、を有する。第１入口流路１２ａは、図１における冷媒流入部２Ａに相当する。

第１板状部材２１は、絞り加工、曲げ加工等のプレス加工で形成され、且つ、冷媒が流入する側に向かって突出する、第１突出部２１Ａと、第２突出部２１Ｂと、を有する。第１突出部２１Ａは、底を有し、第１板状部材２１が積層された状態で、内面２１ａの一部が第１出口流路１１Ａの一部として機能し、外面２１ｂの一部が分岐流路１２ｂの一部として機能する。第２突出部２１Ｂは、底を有し、第１板状部材２１が積層された状態で、接合の補強部として機能する。第１板状部材２１は、例えば、アルミニウム製である。

第２板状部材２２は、絞り加工、曲げ加工等のプレス加工で形成され、且つ、冷媒が流入する側に向かって突出する、第１突出部２２Ａと、第２突出部２２Ｂと、を有する。第１突出部２２Ａは、底を有さず、第２板状部材２２が積層された状態で、内面２２ａが第１伝熱管４との接合部として機能する。第２突出部２２Ｂは、底を有し、第２板状部材２２が積層された状態で、接合の補強部として機能する。第２板状部材２２は、例えば、アルミニウム製である。

第１板状部材２１の第１突出部２１Ａの内面２１ａ及び第２板状部材２２の第１突出部２２Ａの内面２２ａは、第１伝熱管４の外周面に沿う形状である。第１伝熱管４の外周面が、第２板状部材２２の第１突出部２２Ａの内面２２ａに、例えば、ロウ付け、接着等で接合される。第１板状部材２１の第１突出部２１Ａの底部と第１伝熱管４の端面とは、接合された状態で間隔を有する。

第３板状部材２３は、絞り加工、曲げ加工等のプレス加工で形成され、且つ、冷媒が流入する側に向かって突出する、第１突出部２３Ａを有する。第１突出部２３Ａは、底を有さず、第３板状部材２３が積層された状態で、内面２３ａが第１入口流路１２ａとして機能する。第３板状部材２３は、例えば、アルミニウム製である。

第３板状部材２３の第１突出部２３Ａの内面２３ａは、冷媒配管の外周面に沿う形状である。冷媒配管の外周面が、第３板状部材２３の第１突出部２３Ａの内面２３ａに、例えば、ロウ付け、接着等で接合される。第３板状部材２３の第１突出部２３Ａの外面に口金等が取り付けられ、その口金等を介して冷媒配管が接続されてもよい。

第４板状部材２４＿１〜２４＿３は、絞り加工、曲げ加工等のプレス加工で形成され、且つ、冷媒が流入する側に向かって突出する、第１突出部２４Ａ＿１〜２４Ａ＿３と、第２突出部２４Ｂ＿１〜２４Ｂ＿３と、を有する。第４板状部材２４＿１の第１突出部２４Ａ＿１は、底を有し、第４板状部材２４＿１が積層された状態で、内面２４ａ＿１が分岐流路１２ｂの一部として機能する。第４板状部材２４＿２、２４＿３の第１突出部２４Ａ＿２、２４Ａ＿３は、底を有し、第４板状部材２４＿２、２４＿３が積層された状態で、内面２４ａ＿２、２４ａ＿３及び外面２４ｂ＿２、２４ｂ＿３が分岐流路１２ｂの一部として機能する。第２突出部２４Ｂ＿１〜２４Ｂ＿３は、底を有し、第４板状部材２４＿１〜２４＿３が積層された状態で、接合の補強部として機能する。第４板状部材２４＿１〜２４＿３は、例えば、アルミニウム製である。

以下では、第４板状部材２４＿１〜２４＿３を総称して、第４板状部材２４と記載する場合がある。以下では、第４板状部材２４の第１突出部２４Ａ＿１〜２４Ａ＿３を総称して、第１突出部２４Ａと記載する場合がある。第４板状部材２４の第１突出部２４Ａの内面２４ａ＿１〜２４ａ＿３を総称して、内面２４ａと記載する場合がある。第４板状部材２４の第１突出部２４Ａの外面２４ｂ＿１〜２４ｂ＿３を総称して、外面２４ｂと記載する場合がある。第４板状部材２４の第２突出部２４Ｂ＿１〜２４Ｂ＿３を総称して、第２突出部２４Ｂと記載する場合がある。以下では、第１板状部材２１と第２板状部材２２と第３板状部材２３と第４板状部材２４とを総称して、板状部材と記載する場合がある。第４板状部材２４は、本発明の「第１板状部材」に相当する。

図３及び図４は、実施の形態１に係る熱交換器の、積層型ヘッダーを積層した状態での断面図である。なお、図３は、図２におけるＡ−Ａ線での断面図を示し、図４は、図２におけるＢ−Ｂ線での断面図を示している。図３及び図４では、冷媒が流入する部分を、斜線で示している。
図３及び図４に示されるように、板状部材の周縁は、積層方向に折れ曲がっており、その周縁の先端が、冷媒が流入する側に隣接して積層される板状部材の側面に接合される。

また、第４板状部材２４に形成された第１突出部２４Ａの内面２４ａと、冷媒が流出する側に隣接して積層される第４板状部材２４又は第１板状部材２１に形成された第１突出部２４Ａ、２１Ａの外面２４ｂ、２１ｂと、が、嵌合した状態で接合されることで、各分岐流路１２ｂが形成される。

また、第１板状部材２１又は第４板状部材２４に形成された第２突出部２１Ｂ、２４Ｂの内面と、冷媒が流出する側に隣接して積層される第２板状部材２２、第１板状部材２１、又は第４板状部材２４の第２突出部２２Ｂ、２１Ｂ、２４Ｂの外面と、が、嵌合した状態で接合されることで、補強部が形成される。なお、第４板状部材２４＿１の第２突出部２４Ｂ＿１の外面は、第３板状部材２３の表面と接合される。

図５及び図６は、実施の形態１に係る熱交換器の、積層型ヘッダーを分解した状態での要部の斜視図及び断面図である。なお、図５及び図６は、図２のＸ部の斜視図及び断面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＣ−Ｃ線での断面図を示し、図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるＤ−Ｄ線での断面図を示している。図５（ｂ）及び図６（ｂ）では、冷媒が流入する部分を、斜線で示している。また、以下では、第４板状部材２４＿３の第１突出部２４Ａ＿３の内面２４ａ＿３と、第１板状部材２１の第１突出部２１Ａの外面２１ｂと、で形成される分岐流路１２ｂについて説明しているが、他の分岐流路１２ｂについても同様である。

図５に示されるように、第４板状部材２４＿３の第１突出部２４Ａ＿３のＺ字状の領域（以下では、冷媒が流入する側の板状部材のＺ字状の領域を総称して、流入側Ｚ字領域１２ｂ＿１ａと記載する）の内面（以下では、流入側Ｚ字領域１２ｂ＿１ａの内面を総称して、内面１２ｂ＿１ｂと記載する）と、第１板状部材２１の第１突出部２１ＡのＺ字状の領域（以下では、冷媒が流出する側の板状部材のＺ字状の領域を総称して、流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａと記載する）の外面（以下では、流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａの外面を総称して、外面１２ｂ＿２ｂと記載する）と、が、嵌合した状態で接合されて、分岐流路１２ｂが形成される。

流入側Ｚ字領域１２ｂ＿１ａは、２つの端部１２ｂ＿１ｃ、１２ｂ＿１ｄの間を、重力方向と垂直な直線部１２ｂ＿１ｅを介して結ぶ形状である。流入側Ｚ字領域１２ｂ＿１ａの中心には、貫通穴１２ｂ＿１ｆが形成される。第４板状部材２４＿３の表面の、流入側Ｚ字領域１２ｂ＿１ａの２つの端部１２ｂ＿１ｃ、１２ｂ＿１ｄの周辺部１２ｂ＿１ｈ、１２ｂ＿１ｉは、冷媒が流出する側に突出する。

流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａは、２つの端部１２ｂ＿２ｃ、１２ｂ＿２ｄの間を、重力方向と垂直な直線部１２ｂ＿２ｅを介して結ぶ形状である。流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａの２つの端部１２ｂ＿２ｃ、１２ｂ＿２ｄのそれぞれには、貫通穴１２ｂ＿２ｆ、１２ｂ＿２ｇが形成される。第１板状部材２１の第１突出部２１Ａの、流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａの２つの端部１２ｂ＿２ｃ、１２ｂ＿２ｄの周辺部１２ｂ＿２ｈ、１２ｂ＿２ｉは、冷媒が流出する側に窪む。

冷媒が流出する側に突出する周辺部１２ｂ＿１ｈ、１２ｂ＿１ｉと、冷媒が流出する側に窪む周辺部１２ｂ＿２ｈ、１２ｂ＿２ｉとが、嵌合した状態で接合されることで、貫通穴１２ｂ＿１ｆから流入して２つに分岐した冷媒が、漏れることなく、流入側Ｚ字領域１２ｂ＿１ａの内面１２ｂ＿１ｂと、流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａの外面１２ｂ＿２ｂと、の間を通過して、貫通穴１２ｂ＿２ｆ、１２ｂ＿２ｇから流出する。

流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａの中心の図中下方には、突起１２ｂ＿２ｊが形成される。突起１２ｂ＿２ｊは、流入側Ｚ字領域１２ｂ＿１ａの中心の図中下方に連通する、冷媒が流出する側に隣接する他の分岐流路１２ｂの流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａの内面に、嵌合した状態で接合され、貫通穴１２ｂ＿１ｆから流入した冷媒が、冷媒が流出する側に隣接する他の分岐流路１２ｂの流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａの内面を通って、分岐流路１２ｂから漏れることを防止する。なお、冷媒が流出する側に隣接する他の分岐流路１２ｂの流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａの内面が、他の方法によって塞がれてもよい。

図６に示されるように、冷媒が流出する側に突出する周辺部１２ｂ＿１ｈ、１２ｂ＿１ｉが、冷媒が流入する側に窪み、冷媒が流出する側に窪む周辺部１２ｂ＿２ｈ、１２ｂ＿２ｉが、冷媒が流入する側に突出してもよい。そのような場合でも、冷媒が流入する側に窪む周辺部１２ｂ＿１ｈ、１２ｂ＿１ｉと、冷媒が流入する側に突出する周辺部１２ｂ＿２ｈ、１２ｂ＿２ｉとが、嵌合した状態で接合されることで、貫通穴１２ｂ＿１ｆから流入して２つに分岐した冷媒が、漏れることなく、流入側Ｚ字領域１２ｂ＿１ａの内面１２ｂ＿１ｂと、流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａの外面１２ｂ＿２ｂと、の間を通過して、貫通穴１２ｂ＿２ｆ、１２ｂ＿２ｇから流出する。

つまり、分岐流路１２ｂは、流入する冷媒を２つに分岐して流出する。そのため、接続される第１伝熱管４が８本である場合には、第４板状部材２４は、最低でも３枚必要となる。接続される第１伝熱管４が１６本である場合には、第４板状部材２４は、最低でも４枚必要となる。接続される第１伝熱管４の本数は、２の累乗に限定されない。そのような場合には、分岐流路１２ｂと分岐しない流路とが組み合わされればよい。なお、接続される第１伝熱管４は、２本であってもよい。

また、流入する冷媒を異なる高さに分岐して流出するために、流入側Ｚ字領域１２ｂ＿１ａの端部１２ｂ＿１ｃ及び流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａの端部１２ｂ＿２ｃと、流入側Ｚ字領域１２ｂ＿１ａの端部１２ｂ＿１ｄ及び流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａの端部１２ｂ＿２ｄと、は、互いに異なる高さに位置する。特に、一方が、流入側Ｚ字領域１２ｂ＿１ａの直線部１２ｂ＿１ｅ及び流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａの直線部１２ｂ＿２ｅと比較して上側にあり、他方が、流入側Ｚ字領域１２ｂ＿１ａの直線部１２ｂ＿１ｅ及び流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａの直線部１２ｂ＿２ｅと比較して下側にある場合には、貫通穴１２ｂ＿１ｆから分岐流路１２ｂに沿って貫通穴１２ｂ＿２ｆ及び貫通穴１２ｂ＿２ｇのそれぞれに至る各距離の偏りを、形状を複雑化することなく小さくすることができる。貫通穴１２ｂ＿２ｆと貫通穴１２ｂ＿２ｇとを結ぶ直線が、板状部材の長手方向と平行になることで、板状部材の短手方向の寸法を小さくすることが可能となり、部品費、重量等が削減される。更に、貫通穴１２ｂ＿２ｆと貫通穴１２ｂ＿２ｇとを結ぶ直線が、第１伝熱管４の配列方向と平行になることで、熱交換器１が省スペース化される。

なお、積層型ヘッダー２は、複数の第１出口流路１１Ａが、重力方向に沿って配列されるものに限定されず、例えば、壁掛けタイプのルームエアコン室内機、空調機用室外機、チラー室外機等の熱交換器のように、熱交換器１が傾斜して配設される場合に用いられてもよい。そのような場合には、直線部１２ｂ＿１ｅ及び直線部１２ｂ＿２ｅが、板状部材の長手方向と垂直にならないような形状の流入側Ｚ字領域１２ｂ＿１ａ及び流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａとすればよい。

また、分岐流路１２ｂは他の形状であってもよい。つまり、Ｚ字状でなくてもよい。例えば、流入側Ｚ字領域１２ｂ＿１ａ及び流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａが、直線部１２ｂ＿１ｅ及び直線部１２ｂ＿２ｅを有しなくてもよい。直線部１２ｂ＿１ｅ及び直線部１２ｂ＿２ｅを有する場合には、冷媒が貫通穴１２ｂ＿１ｆから流入して２つに分岐する際に、重力の影響を受け難くなる。つまり、流入する気液二相状態の冷媒の流量及び乾き度に拘わらず、重力の影響を受け難くなり、第１伝熱管４のそれぞれに流入する冷媒の流量及び乾き度を均一にすることが可能となる。また、例えば、流入側Ｚ字領域１２ｂ＿１ａ及び流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａが、枝分かれした形状であってもよい。流入側Ｚ字領域１２ｂ＿１ａ及び流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａが枝分かれしない場合には、冷媒の分配の均一性を向上することができる。

各板状部材は、ロウ付け接合によって積層されるとよい。ロウ付け接合によって積層されることで、各板状部材間が隙間なく積層されることとなり、冷媒の漏れが抑制され、また、耐圧性が確保される。板状部材を加圧しつつロウ付け接合する場合には、ロウ付け不良の発生が更に抑制される。冷媒の漏れが生じやすい箇所に、リブが形成される等、フィレットの形成が促進されるような処理が施された場合には、ロウ付け不良の発生が更に抑制される。

更に、第１伝熱管４、フィン５等を含む全てのロウ付け接合される部材が、同一の材質（例えば、アルミニウム製）であるような場合には、纏めてロウ付け接合することが可能となり、生産性が向上される。積層型ヘッダー２のロウ付け接合を行った後に、第１伝熱管４及びフィン５のロウ付けを行ってもよい。また、第１板状体１１のみを先に第１伝熱管４にロウ付け接合し、第２板状体１２を後からロウ付け接合してもよい。

＜積層型ヘッダーにおける冷媒の流れ＞
以下に、実施の形態１に係る熱交換器の積層型ヘッダーにおける冷媒の流れについて説明する。
図７は、実施の形態１に係る熱交換器の、積層型ヘッダーの展開図である。
図２及び図７に矢印で示されるように、第３板状部材２３の第１突出部２３Ａを通過した冷媒は、第４板状部材２４＿１の第１突出部２４Ａ＿１に形成された貫通穴、つまり流入側Ｚ字領域１２ｂ＿１ａの貫通穴１２ｂ＿１ｆを通って、第４板状部材２４＿１の第１突出部２４Ａ＿１の内側に流入する。その冷媒は、隣接して積層される部材の突出部に当たって２つに分岐する。分岐した冷媒は、流入側Ｚ字領域１２ｂ＿１ａの内面１２ｂ＿１ｂと流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａの外面１２ｂ＿２ｂとの間を通過して、第４板状部材２４＿２の第１突出部２４Ａ＿２に形成された貫通穴、つまり流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａの貫通穴１２ｂ＿２ｆ、１２ｂ＿２ｂを通過する。

第４板状部材２４＿２の第１突出部２４Ａ＿２に形成された貫通穴、つまり隣接する分岐流路１２ｂの流入側Ｚ字領域１２ｂ＿１ａの貫通穴１２ｂ＿１ｆを通過した冷媒は、第４板状部材２４＿２に形成された第１突出部２４Ａ＿２の内側に流入する。その冷媒は、隣接して積層される部材の突出部に当たって２つに分岐する。分岐した冷媒は、流入側Ｚ字領域１２ｂ＿１ａの内面１２ｂ＿１ｂと流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａの外面１２ｂ＿２ｂとの間を通過して、第４板状部材２４＿３の第１突出部２４Ａ＿３に形成された貫通穴、つまり流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａの貫通穴１２ｂ＿２ｆ、１２ｂ＿２ｂを通過する。

第４板状部材２４＿３の第１突出部２４Ａ＿３に形成された貫通穴、つまり隣接する分岐流路１２ｂの流入側Ｚ字領域１２ｂ＿１ａの貫通穴１２ｂ＿１ｆを通過した冷媒は、第４板状部材２４＿３に形成された第１突出部２４Ａ＿３の内側に流入する。その冷媒は、隣接して積層される部材の突出部に当たって２つに分岐する。分岐した冷媒は、流入側Ｚ字領域１２ｂ＿１ａの内面１２ｂ＿１ｂと流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａの外面１２ｂ＿２ｂとの間を通過して、第１板状部材２１の第１突出部２１Ａに形成された貫通穴、つまり流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａの貫通穴１２ｂ＿２ｆ、１２ｂ＿２ｂを通過する。

第１板状部材２１の第１突出部２１Ａに形成された貫通穴を通過した冷媒は、第２板状部材２２の第１突出部２２Ａを通過して、第１伝熱管４に流入する。

＜熱交換器の使用態様＞
以下に、実施の形態１に係る熱交換器の使用態様の一例について説明する。
なお、以下では、実施の形態１に係る熱交換器が空気調和装置に使用される場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、例えば、冷媒循環回路を有する他の冷凍サイクル装置に使用されてもよい。また、空気調和装置が、冷房運転と暖房運転とを切り替えるものである場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、冷房運転又は暖房運転のみを行うものであってもよい。

図８は、実施の形態１に係る熱交換器が適用される空気調和装置の、構成を示す図である。なお、図８では、冷房運転時の冷媒の流れが実線の矢印で示され、暖房運転時の冷媒の流れが点線の矢印で示される。
図８に示されるように、空気調和装置５１は、圧縮機５２と、四方弁５３と、熱源側熱交換器５４と、絞り装置５５と、負荷側熱交換器５６と、熱源側ファン５７、負荷側ファン５８、制御装置５９と、を有する。圧縮機５２と四方弁５３と熱源側熱交換器５４と絞り装置５５と負荷側熱交換器５６とが冷媒配管で接続されて、冷媒循環回路が形成される。

制御装置５９には、例えば、圧縮機５２、四方弁５３、絞り装置５５、熱源側ファン５７、負荷側ファン５８、各種センサ等が接続される。制御装置５９によって、四方弁５３の流路が切り替えられることで、冷房運転と暖房運転とが切り替えられる。熱源側熱交換器５４は、冷房運転時に凝縮器として作用し、暖房運転時に蒸発器として作用する。負荷側熱交換器５６は、冷房運転時に蒸発器として作用し、暖房運転時に凝縮器として作用する。

冷房運転時の冷媒の流れについて説明する。
圧縮機５２から吐出される高圧高温のガス状態の冷媒は、四方弁５３を介して熱源側熱交換器５４に流入し、熱源側ファン５７によって供給される外気との熱交換によって凝縮することで高圧の液状態の冷媒となり、熱源側熱交換器５４から流出する。熱源側熱交換器５４から流出した高圧の液状態の冷媒は、絞り装置５５に流入し、低圧の気液二相状態の冷媒となる。絞り装置５５から流出する低圧の気液二相状態の冷媒は、負荷側熱交換器５６に流入し、負荷側ファン５８によって供給される室内空気との熱交換によって蒸発することで低圧のガス状態の冷媒となり、負荷側熱交換器５６から流出する。負荷側熱交換器５６から流出する低圧のガス状態の冷媒は、四方弁５３を介して圧縮機５２に吸入される。

暖房運転時の冷媒の流れについて説明する。
圧縮機５２から吐出される高圧高温のガス状態の冷媒は、四方弁５３を介して負荷側熱交換器５６に流入し、負荷側ファン５８によって供給される室内空気との熱交換によって凝縮することで高圧の液状態の冷媒となり、負荷側熱交換器５６から流出する。負荷側熱交換器５６から流出した高圧の液状態の冷媒は、絞り装置５５に流入し、低圧の気液二相状態の冷媒となる。絞り装置５５から流出する低圧の気液二相状態の冷媒は、熱源側熱交換器５４に流入し、熱源側ファン５７によって供給される外気との熱交換によって蒸発することで低圧のガス状態の冷媒となり、熱源側熱交換器５４から流出する。熱源側熱交換器５４から流出する低圧のガス状態の冷媒は、四方弁５３を介して圧縮機５２に吸入される。

熱源側熱交換器５４及び負荷側熱交換器５６の少なくともいずれか一方に、熱交換器１が用いられる。熱交換器１は、熱交換器１が蒸発器として作用する際に、積層型ヘッダー２から冷媒が流入し、ヘッダー３から冷媒が流出するように接続される。つまり、熱交換器１が蒸発器として作用する際は、冷媒配管から積層型ヘッダー２に気液二相状態の冷媒が流入し、第１伝熱管４からヘッダー３にガス状態の冷媒が流入する。また、熱交換器１が凝縮器として作用する際は、冷媒配管からヘッダー３にガス状態の冷媒が流入し、第１伝熱管４から積層型ヘッダー２に液状態の冷媒が流入する。

＜熱交換器の作用＞
以下に、実施の形態１に係る熱交換器の作用について説明する。
積層型ヘッダー２の分岐流路１２ｂが、流入側Ｚ字領域１２ｂ＿１ａの内面１２ｂ＿１ｂ、つまり板状部材の第１突出部の内面と、流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａの外面１２ｂ＿２ｂ、つまり他の板状部材の第１突出部の外面と、で形成される。そのため、板状部材を薄くしても、分岐流路１２ｂの断面積を確保することができ、冷媒の圧力損失の増大を抑制しつつ部品費の削減、軽量化等を実現することが可能である。

また、板状部材を薄くできるため、熱容量を低下させることが可能となり、ロウ付け等の接合における加熱及び冷却に要する時間が短縮されて、生産効率が向上される。

また、板状部材の突出部を、絞り加工、曲げ加工等のプレス加工によって形成できるため、加工費が削減される。

また、板状部材同士の間に空間が形成されるため、厚肉の板状部材に削り加工を施して流路を形成する場合と比較して、断熱性を高めることができ、積層型ヘッダー２を通過する冷媒が加熱及び冷却されることが抑制される。なお、板状部材同士の間の空間に、断熱材が充填されてもよい。

また、板状部材の周縁が、積層方向に折り曲げられ、その周縁の先端が、隣接して積層される板状部材の側面に接合される。そのため、折り曲げられていない板状部材が平積みされて広い面積が接合される場合と比較して、周縁の先端に表面張力でロウ材が集約し易くなり、ロウ材が不均一となって接合不良となる頻度及びロウ材の使用量が低減される。更に、接合面の平面度を仕上げる工程、ロウ付け時の広い面積に対する均等な加圧のための治具等が不要となり、製造コストが削減される。つまり、接合される部材同士の間隔が均等でない状態でロウ付けされると、ロウ材が間隔の狭い箇所に集約して、偏った接合、引け巣等が生じる。積層型ヘッダー２では、接合される部材同士の間隔及び接合面を小さくして、ロウ材を集約させて接合しているため、偏った接合、引け巣等が生じることが抑制される。特に、図３及び図４に示されるように、板状部材の周縁が積層方向に斜めに折り曲げられている場合には、接合面積が広がって接合強度が向上される。

また、板状部材に第２突出部が形成され、第２突出部の内面は、隣接して積層される板状部材に形成された第２突出部の外面に接合される。そのため、突出部同士が、線接触に近い状態で接合されることで、表面張力でロウ材が集約し易くなり、ロウ材が不均一となって接合不良となる頻度が低減されて、補強の確実性が向上される。更に、ロウ材の使用量が低減される。更に、接合面の平面度を仕上げる工程、ロウ付け時の広い面積に対する均等な加圧のための治具等が不要となり、製造コストが削減される。

また、流入側Ｚ字領域１２ｂ＿１ａの内面１２ｂ＿１ｂ、つまり板状部材の第１突出部の内面と、流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａの外面１２ｂ＿２ｂ、つまり他の板状部材の第１突出部の外面と、が嵌合した状態で接合される。そのため、突出部同士が、線接触に近い状態で接合されることとなり、表面張力でロウ材が集約し易くなり、ロウ材が不均一となって接合不良となる頻度及びロウ材の使用量が低減される。更に、接合面の平面度を仕上げる工程、ロウ付け時の広い面積に対する均等な加圧のための治具等が不要となり、製造コストが削減される。更に、積層順序を変えて接合することができないため、製造する際に積層順序を間違えることが抑制される。

＜変形例−１＞
図９は、実施の形態１に係る熱交換器の変形例−１の、積層型ヘッダーを分解した状態での斜視図である。図１０は、実施の形態１に係る熱交換器の変形例−１の、積層型ヘッダーを積層した状態での断面図である。図１１は、実施の形態１に係る熱交換器の変形例−１の、積層型ヘッダーの展開図である。なお、図１０は、図９におけるＥ−Ｅ線での断面図を示している。図１０では、冷媒が流入する部分を、斜線で示している。図１１では、第１板状部材２１、第２板状部材２２、第３板状部材２３、及び第４板状部材２４と、第５板状部材２５＿１〜２５＿５と、が接合された状態を示している。

図９〜図１１に示されるように、第１板状部材２１、第２板状部材２２、第３板状部材２３、及び第４板状部材２４に、第５板状部材２５＿１〜２５＿５が接合されてもよい。板状部材は、絞り加工、曲げ加工等のプレス加工で形成され、且つ、冷媒が流入する側に向かって突出する、第１突出部２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ａを有する。第１突出部２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ａは、底を有さず、板状部材が積層された状態で、内面２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａが分岐流路１２ｂの一部として機能する。以下では、第５板状部材２５＿１〜２５＿５を総称して、第５板状部材２５と記載する場合がある。第５板状部材２５は、本発明の「第２板状部材」に相当する。

第５板状部材２５＿１〜２５＿５には、貫通穴２５Ａ＿１〜２５Ａ＿５が形成され、第１突出部２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ａの先端の外周が、貫通穴２５Ａ＿１〜２５Ａ＿５に、嵌合した状態で接合される。板状部材が積層されて、第１突出部２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ａの内側が、冷媒が流出する側に積層される第５板状部材２５の表面と、冷媒が流入する側に積層される他の板状部材の表面によって、冷媒が流入する領域と冷媒が流出する領域以外の領域を閉塞されることで、分岐流路１２ｂが形成される。

＜変形例−２＞
図１２は、実施の形態１に係る熱交換器の変形例−２の、積層型ヘッダーを分解した状態での要部の斜視図と要部の断面図である。なお、図１２（ａ）は、積層型ヘッダーを分解した状態での要部の斜視図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＦ−Ｆ線での第１板状部材２１の断面図である。図１２（ｂ）では、冷媒が流入する部分を、斜線で示している。
図１２に示されるように、第１板状部材２１の第１突出部２１Ａの流出側Ｚ字領域１２ｂ＿２ａ以外の領域の内面２１ａが、冷媒が流出する側に向かって、徐々に広がる形状であってもよい。このように構成されることで、第１伝熱管４が扁平管である場合において、第１出口流路１１Ａを通過する際の冷媒の圧力損失が低減される。

＜変形例−３＞
図１３は、実施の形態１に係る熱交換器の変形例−３の、積層型ヘッダーを分解した状態での斜視図である。
図１３に示されるように、第３板状部材２３に第１入口流路１２ａが複数形成されて、第４板状部材２４の枚数が削減されてもよい。このように構成されることで、部品費、重量等が削減される。

＜変形例−４＞
図１４は、実施の形態１に係る熱交換器の変形例−４の、積層型ヘッダーを分解した状態での斜視図である。
図１４に示されるように、第１入口流路１２ａは、第３板状部材２３以外の板状部材に形成されてもよい。そのような場合には、他の板状部材に貫通穴を形成し、他の板状部材及び周辺の板状部材に、その貫通穴から第４板状部材２４＿１の第１突出部２４Ａ＿１の内面２４ａ＿１に冷媒を導くための突出部が形成されればよい。つまり、本発明は、第１入口流路１２ａが第１板状体１１に形成されるものを含み、本発明の「分配流路」は、第１入口流路１２ａが第２板状体１２に形成される分配流路１２Ａ以外を含む。

実施の形態２．
実施の形態２に係る熱交換器について説明する。
なお、実施の形態１と重複又は類似する説明は、適宜簡略化又は省略している。
＜熱交換器の構成＞
以下に、実施の形態２に係る熱交換器の構成について説明する。
図１５は、実施の形態２に係る熱交換器の、構成を示す図である。
図１５に示されるように、熱交換器１は、積層型ヘッダー２と、複数の第１伝熱管４と、複数のフィン５と、を有する。

積層型ヘッダー２は、冷媒流入部２Ａと、複数の冷媒流出部２Ｂと、複数の冷媒流入部２Ｃと、冷媒流出部２Ｄと、を有する。積層型ヘッダー２の冷媒流入部２Ａ及び積層型ヘッダー２の冷媒流出部２Ｄには、冷媒配管が接続される。第１伝熱管４は、ヘアピン曲げ加工が施された扁平管である。積層型ヘッダー２の複数の冷媒流出部２Ｂと積層型ヘッダー２の複数の冷媒流入部２Ｃとの間に、複数の第１伝熱管４が接続される。

＜熱交換器における冷媒の流れ＞
以下に、実施の形態２に係る熱交換器における冷媒の流れについて説明する。
冷媒配管を流れる冷媒は、冷媒流入部２Ａを介して積層型ヘッダー２に流入して分配され、複数の冷媒流出部２Ｂを介して複数の第１伝熱管４に流出する。冷媒は、複数の第１伝熱管４において、例えば、ファンによって供給される空気等と熱交換する。複数の第１伝熱管４を通過した冷媒は、複数の冷媒流入部２Ｃを介して積層型ヘッダー２に流入して合流し、冷媒流出部２Ｄを介して冷媒配管に流出する。冷媒は、逆流することができる。

＜積層型ヘッダーの構成＞
以下に、実施の形態２に係る熱交換器の積層型ヘッダーの構成について説明する。
図１６は、実施の形態２に係る熱交換器の、積層型ヘッダーを分解した状態での斜視図である。図１７は、実施の形態２に係る熱交換器の、積層型ヘッダーの展開図である。
図１６及び図１７に示されるように、積層型ヘッダー２は、第１板状体１１と、第２板状体１２と、を有する。第１板状体１１と第２板状体１２とは、積層される。

第１板状体１１には、複数の第１出口流路１１Ａと、複数の第２入口流路１１Ｂと、が形成される。第１板状体１１は、第１板状部材２１と、第６板状部材２６と、第２板状部材２２と、を有する。複数の第２入口流路１１Ｂは、図１５における複数の冷媒流入部２Ｃに相当する。以下では、第１板状部材２１と第２板状部材２２と第３板状部材２３と第４板状部材２４と第６板状部材２６とを総称して、板状部材と記載する場合がある。

第２板状体１２には、分配流路１２Ａと、合流流路１２Ｂと、が形成される。合流流路１２Ｂは、混合流路１２ｃと、第２出口流路１２ｄと、を有する。第２出口流路１２ｄは、図１５における冷媒流出部２Ｄに相当する。

第２板状部材２２は、例えば、絞り加工、曲げ加工等のプレス加工で形成され、且つ、冷媒が流出する側に向かって突出する、第３突出部２２Ｃを有する。第３突出部２２Ｃは、第１伝熱管４の冷媒が流出する側の端部と接続される領域のみ底を有さず、第２板状部材２２が積層された状態で、外面２２ｄが第２入口流路１１Ｂの一部として機能する。

第６板状部材２６は、例えば、絞り加工、曲げ加工等のプレス加工で形成され、且つ、冷媒が流出する側に向かって突出する、第１突出部２６Ａと、第２突出部２６Ｂと、第３突出部２６Ｃを有する。第３突出部２６Ｃは、第１伝熱管４の冷媒が流出する側の端部と対向しない領域が底を有さず、第６板状部材２６が積層された状態で、内面２６ｃが第２入口流路１１Ｂの一部として機能する。

第１板状部材２１は、例えば、プレス加工で形成され、且つ、冷媒が流出する側及び冷媒が流入する側に向かって突出しない、貫通部２１Ｃを有する。貫通部２１Ｃは、第１板状部材２１が積層された状態で、第２入口流路１１Ｂの一部として機能する。

第４板状部材２４は、例えば、絞り加工、曲げ加工等のプレス加工で形成され、且つ、冷媒が流入する側に向かって突出する、第３突出部２４Ｃ＿１〜２４Ｃ＿３を有する。以下では、第４板状部材２４の第３突出部２４Ｃ＿１〜２４Ｃ＿３を総称して、第３突出部２４Ｃと記載する場合がある。第３突出部２４Ｃは、底を有さず、第４板状部材２４が積層された状態で、内面２４ｃ＿１〜２４ｃ＿３が混合流路１２ｃの一部として機能する。以下では、第４板状部材２４の第３突出部２４Ｃの内面２４ｃ＿１〜２４ｃ＿３を総称して、内面２４ｃと記載する場合がある。

第３板状部材２３は、例えば、絞り加工、曲げ加工等のプレス加工で形成され、且つ、冷媒が流入する側に向かって突出する、第３突出部２３Ｃと、第３突出部２３Ｃに形成され、冷媒が流出する側に向かって突出する、第４突出部２３Ｄと、を有する。第３突出部２３Ｃは、底を有し、第３板状部材２３が積層された状態で、外面２３ｄが混合流路１２ｃの一部として機能する。第４突出部２３Ｄは、底を有さず、第３板状部材２３が積層された状態で、内面２３ｅが第２出口流路１２ｄとして機能する。

なお、第２出口流路１２ｄが、第３板状部材２３以外の他の板状部材に形成されてもよい。そのような場合には、他の板状部材に貫通穴を形成し、他の板状部材及び周辺の板状部材に、その貫通穴に冷媒を導くための突出部が形成されればよい。つまり、本発明は、第２出口流路１２ｄが第１板状体１１に形成されるものを含み、本発明の「合流流路」は、第２出口流路１２ｄが第２板状体１２に形成される合流流路１２Ｂ以外を含む。

＜積層型ヘッダーにおける冷媒の流れ＞
以下に、実施の形態２に係る熱交換器の積層型ヘッダーにおける冷媒の流れについて説明する。
図１６及び図１７に矢印で示されるように、第１伝熱管４を通過した冷媒は、第２板状部材２２の第３突出部２２Ｃを通過して、第６板状部材２６の第３突出部２６Ｃの内側に流入する。第６板状部材２６の第３突出部２６Ｃの内側に流入した冷媒は、第１板状部材２１の貫通部２１Ｃを通過して、第４板状部材２４の第３突出部２４Ｃの内側に流入して混合される。混合された冷媒は、第３板状部材２３の第４突出部２３Ｄを通過して、冷媒配管に流出する。

＜熱交換器の使用態様＞
以下に、実施の形態２に係る熱交換器の使用態様の一例について説明する。
図１８は、実施の形態２に係る熱交換器が適用される空気調和装置の、構成を示す図である。
図１８に示されるように、熱源側熱交換器５４及び負荷側熱交換器５６の少なくともいずれか一方に、熱交換器１が用いられる。熱交換器１は、熱交換器１が蒸発器として作用する際に、積層型ヘッダー２の分配流路１２Ａから第１伝熱管４に冷媒が流入し、第１伝熱管４から積層型ヘッダー２の合流流路１２Ｂに冷媒が流入するように接続される。つまり、熱交換器１が蒸発器として作用する際は、冷媒配管から積層型ヘッダー２の分配流路１２Ａに気液二相状態の冷媒が流入し、第１伝熱管４から積層型ヘッダー２の合流流路１２Ｂにガス状態の冷媒が流入する。また、熱交換器１が凝縮器として作用する際は、冷媒配管から積層型ヘッダー２の合流流路１２Ｂにガス状態の冷媒が流入し、第１伝熱管４から積層型ヘッダー２の分配流路１２Ａに液状態の冷媒が流入する。

＜熱交換器の作用＞
以下に、実施の形態２に係る熱交換器の作用について説明する。
積層型ヘッダー２では、第１板状体１１に複数の第２入口流路１１Ｂが形成され、第２板状体１２に合流流路１２Ｂが形成される。そのため、ヘッダー３が不要となって、熱交換器１の部品費等が削減される。また、ヘッダー３が不要となる分、第１伝熱管４を延長してフィン５の枚数等を増加する、つまり熱交換器１の熱交換部の実装体積を増加することが可能となる。

実施の形態３．
実施の形態３に係る熱交換器について説明する。
なお、実施の形態１及び実施の形態２と重複又は類似する説明は、適宜簡略化又は省略している。
＜熱交換器の構成＞
以下に、実施の形態３に係る熱交換器の構成について説明する。
図１９は、実施の形態３に係る熱交換器の、構成を示す図である。
図１９に示されるように、熱交換器１は、積層型ヘッダー２と、複数の第１伝熱管４と、複数の第２伝熱管６と、複数のフィン５と、を有する。

積層型ヘッダー２は、複数の冷媒折返部２Ｅを有する。第２伝熱管６は、第１伝熱管４と同様に、ヘアピン曲げ加工が施された扁平管である。積層型ヘッダー２の複数の冷媒流出部２Ｂと複数の冷媒折返部２Ｅとの間に、複数の第１伝熱管４が接続され、積層型ヘッダー２の複数の冷媒折返部２Ｅと複数の冷媒流入部２Ｃとの間に、複数の第２伝熱管６が接続される。

＜熱交換器における冷媒の流れ＞
以下に、実施の形態３に係る熱交換器における冷媒の流れについて説明する。
冷媒配管を流れる冷媒は、冷媒流入部２Ａを介して積層型ヘッダー２に流入して分配され、複数の冷媒流出部２Ｂを介して複数の第１伝熱管４に流出する。冷媒は、複数の第１伝熱管４において、例えば、ファンによって供給される空気等と熱交換する。複数の第１伝熱管４を通過した冷媒は、積層型ヘッダー２の複数の冷媒折返部２Ｅに流入して折り返され、複数の第２伝熱管６に流出する。冷媒は、複数の第２伝熱管６において、例えば、ファンによって供給される空気等と熱交換する。複数の第２伝熱管６を通過した冷媒は、複数の冷媒流入部２Ｃを介して積層型ヘッダー２に流入して合流し、冷媒流出部２Ｄを介して冷媒配管に流出する。冷媒は、逆流することができる。

＜積層型ヘッダーの構成＞
以下に、実施の形態３に係る熱交換器の積層型ヘッダーの構成について説明する。
図２０は、実施の形態３に係る熱交換器の、積層型ヘッダーを分解した状態での斜視図である。図２１は、実施の形態３に係る熱交換器の、積層型ヘッダーの展開図である。
図２０及び図２１に示されるように、積層型ヘッダー２は、第１板状体１１と、第２板状体１２と、を有する。第１板状体１１と第２板状体１２とは、積層される。

第１板状体１１には、複数の第１出口流路１１Ａと、複数の第２入口流路１１Ｂと、複数の折返流路１１Ｃと、が形成される。複数の折返流路１１Ｃは、図１９における複数の冷媒折返部２Ｅに相当する。

第２板状部材２２は、例えば、絞り加工、曲げ加工等のプレス加工で形成され、且つ、第１伝熱管４からの冷媒が流入する側と反対側に向かって突出する、第３突出部２２Ｃと、例えば、絞り加工、曲げ加工等のプレス加工で形成され、且つ、第２伝熱管６からの冷媒が流出する側に向かって突出する、第４突出部２２Ｄと、を有する。第４突出部２２Ｄは、第１伝熱管４の冷媒が流出する側の端部及び第２伝熱管６の冷媒が流入する側の端部と接続される領域のみ底を有さず、第２板状部材２２が積層された状態で、外面２２ｆが折返流路１１Ｃの一部として機能する。

第６板状部材２６は、例えば、絞り加工、曲げ加工等のプレス加工で形成され、且つ、第１伝熱管４からの冷媒が流入する側と反対側に向かって突出する、第３突出部２６Ｃと、例えば、絞り加工、曲げ加工等のプレス加工で形成され、且つ、第２伝熱管６からの冷媒が流出する側に向かって突出する、第４突出部２６Ｄと、を有する。第４突出部２６Ｄは、底を有し、第６板状部材２６が積層された状態で、内面２６ｅが折返流路１１Ｃの一部として機能する。

＜積層型ヘッダーにおける冷媒の流れ＞
以下に、実施の形態３に係る熱交換器の積層型ヘッダーにおける冷媒の流れについて説明する。
図２０及び図２１に矢印で示されるように、第１伝熱管４を通過した冷媒は、第２板状部材２２の第４突出部２２Ｄを通過して、第６板状部材２６の第４突出部２６Ｄの内側に流入する。第６板状部材２６の第４突出部２６Ｄの内側に流入した冷媒は、再び第２板状部材２２の第４突出部２２Ｄを通過して、第２伝熱管６に流入する。第２伝熱管６を通過した冷媒は、第２板状部材２２の第３突出部２２Ｃ及び第６板状部材２６の第３突出部２６Ｃを通過して、第４板状部材２４の第３突出部２４Ｃの内側に流入して混合される。混合された冷媒は、第３板状部材２３の第４突出部２３Ｄを通過して、冷媒配管に流出する。

＜熱交換器の使用態様＞
以下に、実施の形態３に係る熱交換器の使用態様の一例について説明する。
図２２は、実施の形態３に係る熱交換器が適用される空気調和装置の、構成を示す図である。
図２２に示されるように、熱源側熱交換器５４及び負荷側熱交換器５６の少なくともいずれか一方に、熱交換器１が用いられる。熱交換器１は、熱交換器１が蒸発器として作用する際に、積層型ヘッダー２の分配流路１２Ａから第１伝熱管４に冷媒が流入し、第２伝熱管６から積層型ヘッダー２の合流流路１２Ｂに冷媒が流入するように接続される。つまり、熱交換器１が蒸発器として作用する際は、冷媒配管から積層型ヘッダー２の分配流路１２Ａに気液二相状態の冷媒が流入し、第２伝熱管６から積層型ヘッダー２の合流流路１２Ｂにガス状態の冷媒が流入する。また、熱交換器１が凝縮器として作用する際は、冷媒配管から積層型ヘッダー２の合流流路１２Ｂにガス状態の冷媒が流入し、第１伝熱管４から積層型ヘッダー２の分配流路１２Ａに液状態の冷媒が流入する。

更に、熱交換器１が凝縮器として作用する際に、第１伝熱管４が、第２伝熱管６と比較して、熱源側ファン５７又は負荷側ファン５８によって生じる気流の上流側（風上側）になるように、熱交換器１は配設される。つまり、第２伝熱管６から第１伝熱管４への冷媒の流れと気流とが対向する関係になる。第１伝熱管４の冷媒は、第２伝熱管６の冷媒と比較して、低温となる。熱源側ファン５７又は負荷側ファン５８によって生じる気流は、熱交換器１の上流側の方が、熱交換器１の下流側と比較して、低温となる。その結果、特に、熱交換器１の上流側を流れる低温の気流で、冷媒を過冷却（いわゆるＳＣ化）することができ、凝縮器性能が向上される。なお、熱源側ファン５７及び負荷側ファン５８は、風上側に設けられてもよく、風下側に設けられてもよい。

＜熱交換器の作用＞
以下に、実施の形態３に係る熱交換器の作用について説明する。
熱交換器１では、第１板状体１１に複数の折返流路１１Ｃが形成され、複数の第１伝熱管４に加えて、複数の第２伝熱管６が接続される。例えば、熱交換器１の正面視した状態での面積を増加させて、熱交換量を増やすことも可能であるが、その場合には、熱交換器１を内蔵する筐体が大型化されてしまう。また、フィン５の間隔を小さくして、フィン５の枚数を増加させて、熱交換量を増やすことも可能であるが、その場合には、排水性、着霜性能、埃耐力の観点から、フィン５の間隔を約１ｍｍ未満にすることが困難であり、熱交換量の増加が不充分となってしまう場合がある。一方、熱交換器１のように、伝熱管の列数を増加させる場合には、熱交換器１の正面視した状態での面積、フィン５の間隔等を変えることなく、熱交換量を増加させることが可能である。伝熱管の列数が２列になると、熱交換量は約１．５倍以上に増加する。なお、伝熱管の列数が３列以上にされてもよい。また、更に、熱交換器１の正面視した状態での面積、フィン５の間隔等が変えられてもよい。

また、熱交換器１の片側のみにヘッダー（積層型ヘッダー２）が設けられる。熱交換器１が、熱交換部の実装体積を増加するために、例えば、熱交換器１を内蔵する筐体の複数の側面に沿うように、折り曲げられて配設される場合には、伝熱管の列毎にその折り曲げ部の曲率半径が異なることに起因して、伝熱管の列毎に端部がずれてしまう。積層型ヘッダー２のように、熱交換器１の片側のみにヘッダー（積層型ヘッダー２）が設けられる場合には、伝熱管の列毎に端部がずれてしまっても、片側の端部のみ揃えばよく、実施の形態１に係る熱交換器のように、熱交換器１の両側にヘッダー（積層型ヘッダー２、ヘッダー３）が設けられる場合と比較して、設計自由度、生産効率等が向上される。特に、熱交換器１の各部材を接合した後に、熱交換器１を折り曲げることも可能となり、生産効率が更に向上される。

また、熱交換器１が凝縮器として作用する際に、第１伝熱管４が、第２伝熱管６と比較して、風上側に位置する。実施の形態１に係る熱交換器のように、熱交換器１の両側にヘッダー（積層型ヘッダー２、ヘッダー３）が設けられる場合では、伝熱管の列毎に冷媒の温度差を与えて凝縮器性能を向上することが困難であった。特に、第１伝熱管４及び第２伝熱管６が扁平管である場合には、円管と異なり、曲げ加工の自由度が低いため、伝熱管の列毎に冷媒の温度差を与えることを、冷媒の流路を変形させて実現することが難しい。一方、熱交換器１のように、第１伝熱管４と第２伝熱管６とが積層型ヘッダー２に接続される場合には、伝熱管の列毎に冷媒の温度差が必然的に生じることとなり、冷媒の流れと気流とを対向する関係にすることを、冷媒の流路を変形させることなく簡易に実現することができる。

以上、実施の形態１〜実施の形態３について説明したが、本発明は各実施の形態の説明に限定されない。例えば、各実施の形態の全部又は一部、各変形例等を組み合わせることも可能である。

１ 熱交換器、２ 積層型ヘッダー、２Ａ 冷媒流入部、２Ｂ 冷媒流出部、２Ｃ 冷媒流入部、２Ｄ 冷媒流出部、２Ｅ 冷媒折返部、３ ヘッダー、３Ａ 冷媒流入部、３Ｂ 冷媒流出部、４ 第１伝熱管、５ フィン、６ 第２伝熱管、１１ 第１板状体、１１Ａ 第１出口流路、１１Ｂ 第２入口流路、１１Ｃ 折返流路、１２ 第２板状体、１２Ａ 分配流路、１２Ｂ 合流流路、１２ａ 第１入口流路、１２ｂ 分岐流路、１２ｂ＿１ａ 流入側Ｚ字領域、１２ｂ＿２ａ 流出側Ｚ字領域、１２ｂ＿１ｂ 流入側Ｚ字領域の内面、１２ｂ＿２ｂ 流出側Ｚ字領域の外面、１２ｂ＿１ｃ、１２ｂ＿２ｃ、１２ｂ＿１ｄ、１２ｂ＿２ｄ Ｚ字領域の端部、１２ｂ＿１ｅ、１２ｂ＿２ｅ Ｚ字領域の直線部、１２ｂ＿１ｆ、１２ｂ＿２ｆ、１２ｂ＿２ｇ 貫通穴、１２ｂ＿１ｈ、１２ｂ＿２ｈ、１２ｂ＿１ｉ、１２ｂ＿２ｉ 周辺部、１２ｂ＿２ｊ 突起、１２ｃ 混合流路、１２ｄ 第２出口流路、２１ 第１板状部材、２１Ａ 第１突出部、２１Ｂ 第２突出部、２１Ｃ 貫通部、２１ａ 第１突出部の内面、２１ｂ 第１突出部の外面、２２ 第２板状部材、２２Ａ 第１突出部、２２Ｂ 第２突出部、２２Ｃ 第３突出部、２２Ｄ 第４突出部、２２ａ 第１突出部の内面、２２ｃ 第３突出部の内面、２２ｄ 第３突出部の外面、２２ｆ 第４突出部の外面、２３ 第３板状部材、２３Ａ 第１突出部、２３Ｃ 第３突出部、２３Ｄ 第４突出部、２３ａ 第１突出部の内面、２３ｄ 第３突出部の外面、２３ｅ 第４突出部の内面、２４、２４＿１〜２４＿３ 第４板状部材、２４Ａ、２４Ａ＿１〜２４Ａ＿３ 第１突出部、２４Ｂ、２４Ｂ＿１〜２４Ｂ＿３ 第２突出部、２４Ｃ、２４Ｃ＿１〜２４Ｃ＿３ 第３突出部、２４ａ、２４ａ＿１〜２４ａ＿３ 第１突出部の内面、２４ｂ、２４ｂ＿１〜２４ｂ＿３ 第１突出部の外面、２４ｃ、２４ｃ＿１〜２４ｃ＿３ 第３突出部の内面、２５、２５＿１〜２５＿５ 第５板状部材、２５Ａ＿１〜２５Ａ＿５ 貫通穴、２６ 第６板状部材、２６Ａ 第１突出部、２６Ｂ 第２突出部、２６Ｃ 第３突出部、２６Ｄ 第４突出部、２６ｃ 第３突出部の内面、２６ｅ 第４突出部の内面、５１ 空気調和装置、５２ 圧縮機、５３ 四方弁、５４ 熱源側熱交換器、５５ 絞り装置、５６ 負荷側熱交換器、５７ 熱源側ファン、５８ 負荷側ファン、５９ 制御装置。

Claims (14)

1. 複数の第１出口流路が形成された第１板状体と、
   前記第１板状体に積層され、第１入口流路が形成された第２板状体と、を有し、
   前記第２板状体には、前記第１入口流路から流入する冷媒を前記複数の第１出口流路に分配して流出する分配流路が形成され、
   前記分配流路は、少なくとも１つの分岐流路を含み、
   前記第２板状体は、前記第１板状体と積層する方向に突出する少なくとも１つの第１突出部が形成された少なくとも１つの第１板状部材を有し、
   前記分岐流路は、前記第１突出部の内側の前記冷媒が流入する領域及び前記冷媒が流出する領域以外の領域が閉塞されることで、形成されたものである、
   ことを特徴とする積層型ヘッダー。
2. 前記第１板状部材の周縁は、折れ曲がり、
   前記周縁の先端は、隣接して取り付けられた部材の側面に接合された、
   ことを特徴とする請求項１に記載の積層型ヘッダー。
3. 前記第１板状部材の、前記第１突出部が形成された領域と異なる領域に、少なくとも１つの第２突出部が形成され、
   前記第２突出部の内面は、隣接して取り付けられた部材に形成された突出部の外面に接合された、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の積層型ヘッダー。
4. 前記第１突出部は、底を有し、
   前記第１突出部の内側は、隣接して取り付けられた部材に形成された突出部の外面によって閉塞された、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層型ヘッダー。
5. 前記第２板状体は、少なくとも１つの貫通部が形成された少なくとも１つの第２板状部材を有し、
   前記第１突出部は、底を有さず、
   前記第２板状部材は、前記第１突出部の先端の外面に前記貫通部が接合されるように、前記第１板状部材に接合され、
   前記第１突出部の内側は、前記第１板状部材の前記第１突出部が突出しない側に取り付けられた部材の表面と、前記第２板状部材の前記第１板状部材が有る側と反対側に取り付けられた部材の表面と、で閉塞された、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層型ヘッダー。
6. 前記第１板状体に、複数の第２入口流路が形成され、
   前記第２板状体に、前記複数の第２入口流路から流入する冷媒を合流して第２出口流路に流入させる合流流路が形成された、
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の積層型ヘッダー。
7. 前記第１板状体に、流入する冷媒を折り返して流出する複数の折返流路が形成された、
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の積層型ヘッダー。
8. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の積層型ヘッダーと、
   前記複数の第１出口流路のそれぞれに接続された複数の第１伝熱管と、
   を備えたことを特徴とする熱交換器。
9. 前記第１板状体に、前記複数の第１伝熱管を通過した前記冷媒が流入する複数の第２入口流路が形成され、
   前記第２板状体に、前記複数の第２入口流路から流入する前記冷媒を合流して第２出口流路に流入させる合流流路が形成された、
   ことを特徴とする請求項８に記載の熱交換器。
10. 前記第１板状体に、入口側に前記複数の第１伝熱管のそれぞれが接続され、該複数の第１伝熱管から流入する前記冷媒を折り返して流出する複数の折返流路が形成され、
    前記複数の折返流路のそれぞれの出口側と前記複数の第２入口流路のそれぞれとに接続された複数の第２伝熱管を備えた、
    ことを特徴とする請求項９に記載の熱交換器。
11. 前記伝熱管は、扁平管である、
    ことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の熱交換器。
12. 前記第１出口流路の内周面は、前記第１伝熱管の外周面に向かって徐々に広がる、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の熱交換器。
13. 請求項８〜１２のいずれか一項に記載の熱交換器を備え、
    前記分配流路は、前記熱交換器が蒸発器として作用する際に、前記複数の第１出口流路に前記冷媒を流出する、
    ことを特徴とする空気調和装置。
14. 請求項１０に記載の熱交換器を備え、
    前記分配流路は、前記熱交換器が蒸発器として作用する際に、前記複数の第１出口流路に前記冷媒を流出し、
    前記第１伝熱管は、前記熱交換器が凝縮器として作用する際に、前記第２伝熱管と比較して、風上側に位置する、
    ことを特徴とする空気調和装置。

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