JP6012857B2 - 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、分岐流路に流入する冷媒の流入方向が重力方向と平行ではない状況で使用されると、重力の影響を受け、分岐方向のいずれかにおいて、冷媒の不足又は過剰が生じてしまう。つまり、従来の積層型ヘッダーでは、冷媒の分配の均一性が低い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、冷媒の分配の均一性が向上された積層型ヘッダーを得ることを目的とする。また、本発明は、冷媒の分配の均一性が向上された熱交換器を得ることを目的とする。また、本発明は、冷媒の分配の均一性が向上され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板状体に取り付けられ、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、開口部と、下端が第１接続部を介して前記開口部に連通する、重力方向と平行な第１直線部と、上端が第２接続部を介して前記開口部に連通する、重力方向と平行な第２直線部と、を有する分岐流路を含み、前記第１接続部の少なくとも一部及び前記第２接続部の少なくとも一部は、重力方向と平行ではなく、前記分岐流路において、前記冷媒は、前記開口部から前記第１接続部及び前記第２接続部を介して前記第１直線部の下端及び前記第２直線部の上端に流入し、前記第１直線部の上端及び前記第２直線部の下端から流出するものである。

本発明に係る積層型ヘッダーでは、分配流路が、開口部と、下端が第１接続部を介して開口部に連通する、重力方向と平行な第１直線部と、上端が第２接続部を介して開口部に連通する、重力方向と平行な第２直線部と、を有する分岐流路を含み、第１接続部の少なくとも一部及び第２接続部の少なくとも一部は、重力方向と平行ではなく、その分岐流路において、冷媒は、開口部から第１接続部及び第２接続部を介して第１直線部の下端及び第２直線部の上端に流入し、第１直線部の上端及び第２直線部の下端から流出する。そのため、冷媒が、重力方向と平行な第１直線部及び第２直線部で重力方向と垂直な方向での偏流が均一化された後に、分岐流路から流出することとなり、重力の影響を受け難くなって、冷媒の分配の均一性が向上される。

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、積層型ヘッダーの展開図である。 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に係る熱交換器の、第３板状部材に形成される流路の変形例を示す図である。 実施の形態１に係る熱交換器の、第３板状部材に形成される流路の変形例を示す図である。 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、積層型ヘッダーの展開図である。 実施の形態１に係る熱交換器の、第３板状部材に形成される流路を示す図である。 実施の形態１に係る熱交換器の、第３板状部材に形成される流路を示す図である。 実施の形態１に係る熱交換器の、第３板状部材に形成される流路の、第１直線部及び第２直線部の直線比と分配比との関係を示す図である。 実施の形態１に係る熱交換器の、第３板状部材に形成される流路の、第１直線部及び第２直線部の直線比と熱交換器のＡＫ値との関係を示す図である。 実施の形態１に係る熱交換器の、第３板状部材に形成される流路の、第１直線部及び第２直線部の直線比と熱交換器のＡＫ値との関係を示す図である。 実施の形態１に係る熱交換器の、第３板状部材に形成される流路の、第３直線部の直線比と分配比との関係を示す図である。 実施の形態１に係る熱交換器の、第３板状部材に形成される流路の、接続部の折り曲げ角度と分配比との関係を示す図である。 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−２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−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−３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−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１に係る熱交換器の変形例−５の、積層型ヘッダーを分解した状態での要部の斜視図である。 実施の形態１に係る熱交換器の変形例−５の、積層型ヘッダーを分解した状態での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−６の、積層型ヘッダーを分解した状態での要部の斜視図である。 実施の形態１に係る熱交換器の変形例−６の、積層型ヘッダーを分解した状態での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−７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、保持部材５と、複数のフィン６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、板状の保持部材５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に接続される。保持部材５は、例えば、アルミニウム製である。第１伝熱管４には、複数のフィン６が接合される。フィン６は、例えば、アルミニウム製である。第１伝熱管４とフィン６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。

＜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１板状部材２１には、複数の流路２１Ａが形成される。複数の流路２１Ａは、内周面が第１伝熱管４の外周面に沿う形状の貫通穴である。第１板状部材２１が積層されると、複数の流路２１Ａは、複数の第１出口流路１１Ａとして機能する。第１板状部材２１は、例えば、厚さ１〜１０ｍｍ程度であり、アルミニウム製である。複数の流路２１Ａが、プレス加工等で形成される場合には、加工が簡略化され、製造コストが削減される。

保持部材５の表面から第１伝熱管４の端部が突出しており、第１板状体１１が保持部材５に積層されて、その端部の外周面に第１出口流路１１Ａの内周面が嵌合することで、第１出口流路１１Ａに第１伝熱管４が接続される。第１出口流路１１Ａと第１伝熱管４とが、例えば、保持部材５に形成された凸部と第１板状体１１に形成された凹部との嵌合等によって位置決めされてもよく、そのような場合には、第１伝熱管４の端部は、保持部材５の表面から突出しなくてもよい。保持部材５が設けられず、第１出口流路１１Ａに第１伝熱管４が直接接続されてもよい。そのような場合には、部品費等が削減される。

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２板状部材２２と、複数の第３板状部材２３＿１〜２３＿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２板状部材２２には、流路２２Ａが形成される。流路２２Ａは、円形状の貫通穴である。第２板状部材２２が積層されると、流路２２Ａは、第１入口流路１２ａとして機能する。第２板状部材２２は、例えば、厚さ１〜１０ｍｍ程度であり、アルミニウム製である。流路２２Ａが、プレス加工等で形成される場合には、加工が簡略化され、製造コスト等が削減される。

例えば、第２板状部材２２の冷媒の流入側の表面に口金等が設けられ、その口金等を介して第１入口流路１２ａに冷媒配管が接続される。第１入口流路１２ａの内周面が、冷媒配管の外周面と嵌合する形状であり、口金等を用いずに、第１入口流路１２ａに冷媒配管が直接接続されてもよい。そのような場合には、部品費等が削減される。

複数の第３板状部材２３＿１〜２３＿３には、複数の流路２３Ａ＿１〜２３Ａ＿３が形成される。複数の流路２３Ａ＿１〜２３Ａ＿３は、貫通溝である。貫通溝の形状は、後に詳述する。複数の第３板状部材２３＿１〜２３＿３が積層されると、複数の流路２３Ａ＿１〜２３Ａ＿３のそれぞれは、分岐流路１２ｂとして機能する。複数の第３板状部材２３＿１〜２３＿３は、例えば、厚さ１〜１０ｍｍ程度であり、アルミニウム製である。複数の流路２３Ａ＿１〜２３Ａ＿３が、プレス加工等で形成される場合には、加工が簡略化され、製造コスト等が削減される。

以下では、複数の第３板状部材２３＿１〜２３＿３を総称して、第３板状部材２３と記載する場合がある。以下では、複数の流路２３Ａ＿１〜２３Ａ＿３を総称して、流路２３Ａと記載する場合がある。以下では、保持部材５と第１板状部材２１と第２板状部材２２と第３板状部材２３とを総称して、板状部材と記載する場合がある。

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３板状部材２３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３板状部材２３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。

図３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３に示されるように、第３板状部材２３に形成された流路２３Ａは、第１直線部２３ａの下端２３ｃと第２直線部２３ｄの上端２３ｆとの間を、第３直線部２３ｇを介して結ぶ形状である。第１直線部２３ａ及び第２直線部２３ｄは、重力方向と平行である。第３直線部２３ｇは、重力方向と垂直である。第３直線部２３ｇは、重力方向と垂直な状態から傾けられていてもよい。流路２３Ａが、冷媒の流入側に隣接して積層される部材によって、第３直線部２３ｇの端部２３ｈと端部２３ｉとの間の一部の領域２３ｊ（以降、開口部２３ｊという）以外の領域を閉塞され、冷媒の流出側に隣接して積層される部材によって、第１直線部２３ａの上端２３ｂ及び第２直線部２３ｄの下端２３ｅ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。

流入する冷媒を異なる高さに分岐して流出するために、第１直線部２３ａの上端２３ｂが、開口部２３ｊと比較して上側にあり、第２直線部２３ｄの下端２３ｅが、開口部２３ｊと比較して下側にある。特に、第１直線部２３ａの長さと第２直線部２３ｄの長さとが、ほぼ等しく、開口部２３ｊが、第１直線部２３ａの下端２３ｃと第２直線部２３ｄの上端２３ｆとのほぼ中間にある場合には、開口部２３ｊから流路２３Ａに沿って第１直線部２３ａの上端２３ｂと第２直線部２３ｄの下端２３ｅと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。第１直線部２３ａの上端２３ｂと第２直線部２３ｄの下端２３ｅとを結ぶ直線が、第３板状部材２３の長手方向と平行になることで、第３板状部材２３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、第１直線部２３ａの上端２３ｂと第２直線部２３ｄの下端２３ｅ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。

図４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４に示されるように、第１伝熱管４の配列方向が、重力方向と平行ではない、つまり重力方向と交差する場合には、第３板状部材２３の長手方向と第３直線部２３ｇとが垂直にならない。つまり、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。なお、図４では、第１板状部材２１に形成された流路２１Ａの断面の長手方向、つまり、第１出口流路１１Ａの断面の長手方向が、第１板状部材２１の長手方向と垂直である場合を示しているが、第１出口流路１１Ａの断面の長手方向が、重力方向と垂直であってもよい。

流路２３Ａは、第３直線部２３ｇの端部２３ｈと端部２３ｉとのそれぞれと、第１直線部２３ａの下端２３ｃと第２直線部２３ｄの上端２３ｆとのそれぞれと、を結ぶ接続部２３ｋ、２３ｌを有する。接続部２３ｋ、２３ｌは、直線であってもよく、曲線であってもよい。接続部２３ｋの少なくとも一部及び接続部２３ｌの少なくとも一部は、重力方向と平行ではない。第３直線部２３ｇの端部２３ｈと第１直線部２３ａの下端２３ｃとを結ぶ接続部２３ｋは、本発明における「第１接続部」に相当する。第３直線部２３ｇの端部２３ｉと第２直線部２３ｄの上端２３ｆとを結ぶ接続部２３ｌは、本発明における「第２接続部」に相当する。

流路２３Ａを、接続部２３ｋ、２３ｌが枝分かれした形状の貫通溝として、分岐流路１２ｂに他の流路を連通させてもよい。分岐流路１２ｂに、他の流路が連通されない場合には、冷媒の分配の均一性を向上することが確実化される。

図５及び図６は、実施の形態１に係る熱交換器の、第３板状部材に形成される流路の変形例を示す図である。
図５に示されるように、流路２３Ａは、第３直線部２３ｇを有しなくてもよい。つまり、接続部２３ｋの第１直線部２３ａの下端２３ｃに繋がらない側の端部、及び、接続部２３ｌの第２直線部２３ｄの上端２３ｆに繋がらない側の端部が、開口部２３ｊに直接繋がっていてもよい。また、接続部２３ｋの開口部２３ｊに繋がる側の端部、及び、接続部２３ｌの開口部２３ｊに繋がる側の端部は、重力方向と垂直でなくてもよい。第３直線部２３ｇを有しない場合でも、第１直線部２３ａ及び第２直線部２３ｄを有することによって、冷媒の分配の均一性を向上することができる。第３直線部２３ｇを有する場合には、冷媒の分配の均一性が更に向上される。

図６に示されるように、例えば、第１伝熱管４の配列方向が重力方向と交差する場合等において、流路２３Ａは、第１直線部２３ａの下端２３ｃが第３直線部２３ｇの端部２３ｈに近接し、第２直線部２３ｄの上端２３ｆが第３直線部２３ｇの端部２３ｉに近接するものであってもよい。

＜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３及び図４に示されるように、第２板状部材２２の流路２２Ａを通過した冷媒は、第３板状部材２３＿１に形成された流路２３Ａの開口部２３ｊに流入する。開口部２３ｊに流入した冷媒は、隣接して積層される部材の表面に当たり、第３直線部２３ｇの端部２３ｈと端部２３ｉとのそれぞれに向かって２つに分岐する。分岐された冷媒は、流路２３Ａの接続部２３ｋ、２３ｌを介して、流路２３Ａの第１直線部２３ａの下端２３ｃ及び第２直線部２３ｄの上端２３ｆに流入して、流路２３Ａの第１直線部２３ａの上端２３ｂ及び第２直線部２３ｄの下端２３ｅに至り、第３板状部材２３＿２に形成された流路２３Ａの開口部２３ｊに流入する。

同様に、第３板状部材２３＿２に形成された流路２３Ａの開口部２３ｊに流入した冷媒は、隣接して積層される部材の表面に当たり、第３直線部２３ｇの端部２３ｈと端部２３ｉとのそれぞれに向かって２つに分岐する。分岐された冷媒は、流路２３Ａの接続部２３ｋ、２３ｌを介して、流路２３Ａの第１直線部２３ａの下端２３ｃ及び第２直線部２３ｄの上端２３ｆに流入して、流路２３Ａの第１直線部２３ａの上端２３ｂ及び第２直線部２３ｄの下端２３ｅに至り、第３板状部材２３＿３に形成された流路２３Ａの開口部２３ｊに流入する。

同様に、第３板状部材２３＿３に形成された流路２３Ａの開口部２３ｊに流入した冷媒は、隣接して積層される部材の表面に当たり、第３直線部２３ｇの端部２３ｈと端部２３ｉとのそれぞれに向かって２つに分岐する。分岐された冷媒は、流路２３Ａの接続部２３ｋ、２３ｌを介して、流路２３Ａの第１直線部２３ａの下端２３ｃ及び第２直線部２３ｄの上端２３ｆに流入して、流路２３Ａの第１直線部２３ａの上端２３ｂ及び第２直線部２３ｄの下端２３ｅに至り、第１板状部材２１の流路２１Ａを通過して、第１伝熱管４に流入する。

＜板状部材の積層方法＞
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各板状部材の積層方法について説明する。
各板状部材は、ロウ付け接合によって積層されるとよい。全ての板状部材又は１つおきの板状部材に、ロウ材が両面に圧延加工された両側クラッド材が用いられることで、接合のためのロウ材が供給されてもよい。全ての板状部材に、ロウ材が片面に圧延加工された片側クラッド材が用いられることで、接合のためのロウ材が供給されてもよい。各板状部材の間に、ロウ材シートが積層されることで、ロウ材が供給されてもよい。各板状部材の間に、ペースト状のロウ材が塗布されることで、ロウ材が供給されてもよい。各板状部材の間に、ロウ材が両面に圧延加工された両側クラッド材が積層されることで、ロウ材が供給されてもよい。

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６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６のロウ付けを行ってもよい。また、第１板状体１１のみを先に保持部材５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。

図７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８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。
特に、各板状部材の間に、ロウ材が両面に圧延加工された板状部材、つまり両側クラッド材が積層されることで、ロウ材が供給されるとよい。図７及び図８に示されるように、複数の両側クラッド材２４＿１〜２４＿５が、各板状部材間に積層される。以下では、複数の両側クラッド材２４＿１〜２４＿５を総称して、両側クラッド材２４と記載する場合がある。なお、一部の板状部材の間に、両側クラッド材２４が積層され、他の板状部材の間に、他の方法によってロウ材が供給されてもよい。

両側クラッド材２４には、冷媒が流入する側に隣接して積層される板状部材に形成される流路の冷媒が流出する領域と対向する領域に、両側クラッド材２４を貫通する流路２４Ａが形成される。第２板状部材２２及び第３板状部材２３に積層される両側クラッド材２４に形成される流路２４Ａは、円形状の貫通穴である。第１板状部材２１と保持部材５との間に積層される両側クラッド材２４＿５に形成される流路２４Ａは、内周面が第１伝熱管４の外周面に沿う形状の貫通穴である。

両側クラッド材２４が積層されると、流路２４Ａは、第１出口流路１１Ａ及び分配流路１２Ａの冷媒隔離流路として機能する。保持部材５に両側クラッド材２４＿５が積層された状態で、両側クラッド材２４＿５の表面から第１伝熱管４の端部が突出してもよく、また、突出しなくてもよい。流路２４Ａが、プレス加工等で形成される場合には、加工が簡略化され、製造コスト等が削減される。両側クラッド材２４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。

両側クラッド材２４によって冷媒隔離流路が形成されることで、特に、分岐流路１２ｂから分岐して流出する冷媒同士の隔離が確実化される。また、各両側クラッド材２４の厚み分だけ、分岐流路１２ｂ及び第１出口流路１１Ａに流入するまでの助走距離を確保することができ、冷媒の分配の均一性が向上される。また、冷媒同士の隔離が確実化されることによって、分岐流路１２ｂの設計自由度が向上される。

＜第３板状部材の流路の形状＞
図９及び図１０は、実施の形態１に係る熱交換器の、第３板状部材に形成される流路を示す図である。なお、図９及び図１０では、隣接して積層される部材に形成される流路の一部を点線で示している。図９は、両側クラッド材２４が積層されない状態（図２及び図３の状態）での、第３板状部材２３に形成される流路２３Ａを示し、図１０は、両側クラッド材２４が積層される状態（図７及び図８の状態）での、第３板状部材２３に形成される流路２３Ａを示している。

図９及び図１０に示されるように、流路２３Ａの第１直線部２３ａの冷媒が流出する領域の中心を、第１直線部２３ａの上端２３ｂと定義し、第１直線部２３ａの上端２３ｂと下端２３ｃとの間の距離を直線距離Ｌ１と定義する。また、流路２３Ａの第２直線部２３ｄの冷媒が流出する領域の中心を、第２直線部２３ｄの下端２３ｅと定義し、第２直線部２３ｄの下端２３ｅと上端２３ｆとの間の距離を直線距離Ｌ２と定義する。また、第１直線部２３ａの水力相当直径を、水力相当直径Ｄｅ１とし、直線距離Ｌ１の水力相当直径Ｄｅ１に対する比率を、直線比Ｌ１／Ｄｅ１と定義する。また、第２直線部２３ｄの水力相当直径を、水力相当直径Ｄｅ２とし、直線距離Ｌ２の水力相当直径Ｄｅ２に対する比率を、直線比Ｌ２／Ｄｅ２と定義する。流路２３Ａの第１直線部２３ａの上端２３ｂから流出する冷媒の流量の、流路２３Ａの第１直線部２３ａの上端２３ｂから流出する冷媒の流量と流路２３Ａの第２直線部２３ｄの下端２３ｅから流出する冷媒の流量との和に対する比率を、分配比Ｒと定義する。

図１１は、実施の形態１に係る熱交換器の、第３板状部材に形成される流路の、第１直線部及び第２直線部の直線比と分配比との関係を示す図である。なお、図１１は、直線比Ｌ１／Ｄｅ１＝直線比Ｌ２／Ｄｅ２とした状態で、流路２３Ａの、直線比Ｌ１／Ｄｅ１（＝Ｌ２／Ｄｅ２）を変化させた際の、その流路２３Ａから流出する冷媒が流入する次の流路２３Ａでの、分配比Ｒの変化を示している。
図１１に示されるように、分配比Ｒは、直線比Ｌ１／Ｄｅ１と直線比Ｌ２／Ｄｅ２とが、１０．０になるまで増加し、１０．０以上で０．５になるように変化する。直線比Ｌ１／Ｄｅ１と直線比Ｌ２／Ｄｅ２とが１０．０未満であると、接続部２３ｋ、２３ｌが、重力方向と平行ではないことに起因して、冷媒が次の流路２３Ａの第３直線部２３ｇに偏流を生じた状態で流入することになり、分配比Ｒが０．５にならない。

図１２及び図１３は、実施の形態１に係る熱交換器の、第３板状部材に形成される流路の、第１直線部及び第２直線部の直線比と熱交換器のＡＫ値との関係を示す図である。なお、図１２は、直線比Ｌ１／Ｄｅ１（＝Ｌ２／Ｄｅ２）を変化させた際の熱交換器１のＡＫ値の変化を示している。図１３は、直線比Ｌ１／Ｄｅ１（＝Ｌ２／Ｄｅ２）を変化させた際の熱交換器１の実効ＡＫ値の変化を示している。ＡＫ値は、熱交換器１の伝熱面積Ａ［ｍ^２］と、熱交換器１の熱通過率Ｋ［Ｊ／（Ｓ・ｍ^２・Ｋ）］と、の乗算値であり、実効ＡＫ値は、ＡＫ値と、上述の分配比Ｒと、の乗算値で定義される値である。実効ＡＫ値が高い程、熱交換器１の性能が高くなる。

一方、図１２に示されるように、直線比Ｌ１／Ｄｅ１と直線比Ｌ２／Ｄｅ２とが大きくなる程、第１伝熱管４の配列間隔が広くなる、つまり、第１伝熱管４の本数が減ることとなり、熱交換器１のＡＫ値は減少する。そのため、図１３に示されるように、実効ＡＫ値は、直線比Ｌ１／Ｄｅ１と直線比Ｌ２／Ｄｅ２とが、３．０になるまで増加し、３．０以上で減少量を減らしつつ減少するように変化する。すなわち、直線比Ｌ１／Ｄｅ１と直線比Ｌ２／Ｄｅ２とを、３．０以上にすることで、実効ＡＫ値、つまり熱交換器１の性能を維持することができる。

図９及び図１０に示されるように、流路２３Ａの冷媒が流入する領域の中心、つまり、開口部２３ｊの中心２３ｍから第３直線部２３ｇの端部２３ｈと端部２３ｉとのそれぞれまでの距離を、直線距離Ｌ３、Ｌ４と定義する。第３直線部２３ｇの、開口部２３ｊの中心２３ｍから第３直線部２３ｇの端部２３ｈまでの流路の水力相当直径を、水力相当直径Ｄｅ３とし、直線距離Ｌ３の水力相当直径Ｄｅ３に対する比率を、直線比Ｌ３／Ｄｅ３と定義する。第３直線部２３ｇの、開口部２３ｊの中心２３ｍから第３直線部２３ｇの端部２３ｉまでの流路の水力相当直径を、水力相当直径Ｄｅ４とし、直線距離Ｌ４の水力相当直径Ｄｅ４に対する比率を、直線比Ｌ４／Ｄｅ４と定義する。

図１４は、実施の形態１に係る熱交換器の、第３板状部材に形成される流路の、第３直線部の直線比と分配比との関係を示す図である。なお、図１４は、直線比Ｌ３／Ｄｅ３＝直線比Ｌ４／Ｄｅ４とした状態で、直線比Ｌ３／Ｄｅ３（＝Ｌ４／Ｄｅ４）を変化させた際の、その流路２３Ａでの、分配比Ｒの変化を示している。
図１４に示されるように、分配比Ｒは、直線比Ｌ３／Ｄｅ３と直線比Ｌ４／Ｄｅ４とが、１．０になるまで増加し、１．０以上で０．５になるように変化する。直線比Ｌ３／Ｄｅ３と直線比Ｌ４／Ｄｅ４とが１．０未満であると、接続部２３ｋの第３直線部２３ｇの端部２３ｈに連通する領域と、接続部２３ｌの第３直線部２３ｇの端部２３ｉに連通する領域と、が、重力方向に対する方向が異なるように折り曲げられることの影響を受け、分配比Ｒが０．５にならない。すなわち、直線比Ｌ３／Ｄｅ３と直線比Ｌ４／Ｄｅ４とを、１．０以上にすることで、冷媒の分配の均一性を更に向上することができる。

図９及び図１０に示されるように、接続部２３ｋの中心線と第３直線部２３ｇの中心線との角度を角度θ１、接続部２３ｌの中心線と第３直線部２３ｇの中心線との角度を角度θ２、と定義する。

図１５は、実施の形態１に係る熱交換器の、第３板状部材に形成される流路の、接続部の折り曲げ角度と分配比との関係を示す図である。なお、図１５は、角度θ１＝角度θ２とした状態で、角度θ１（＝角度θ２）を変化させた際の、その流路２３Ａでの、分配比Ｒの変化を示している。
図１５に示されるように、角度θ１と角度θ２とが９０°に近づく程、分配比Ｒは０．５に近づく。すなわち、角度θ１と角度θ２とを、大きくすることで、冷媒の分配の均一性を更に向上することができる。特に、図６に示されるように、流路２３Ａが、第１直線部２３ａの下端２３ｃが第３直線部２３ｇの端部２３ｈに近接し、第２直線部２３ｄの上端２３ｆが第３直線部２３ｇの端部２３ｉに近接するものである場合には、冷媒の分配の均一性が更に向上する。

＜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１６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１６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１６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の第２板状体１２に、開口部２３ｊと、下端２３ｃが接続部２３ｋを介して開口部２３ｊに連通する、重力方向と平行な第１直線部２３ａと、上端２３ｆが接続部２３ｌを介して開口部２３ｊに連通する、重力方向と平行な第２直線部２３ｄと、を有する分岐流路１２ｂを含む分配流路１２Ａが形成される。そして、分岐流路１２ｂの開口部２３ｊから流入した冷媒は、少なくとも一部が重力方向と平行ではない接続部２３ｋ、２３ｌの通過に伴って生じる重力方向と垂直な方向での偏流が、第１直線部２３ａ及び第２直線部２３ｄで均一化された後に、第１直線部２３ａの上端２３ｂ及び第２直線部２３ｄの下端２３ｅから流出することとなる。そのため、冷媒が偏流を生じた状態で分岐流路１２ｂから流出することが抑制され、冷媒の分配の均一性が向上される。

また、第３板状部材２３に形成された流路２３Ａが貫通溝であり、第３板状部材２３を積層することで分岐流路１２ｂが形成される。そのため、加工及び組立が簡略化され、生産効率及び製造コスト等が削減される。

特に、熱交換器１が傾けて使用される場合、つまり、第１出口流路１１Ａの配列方向が重力方向と交差する場合でも、分岐流路１２ｂが重力方向と平行な第１直線部２３ａ及び第２直線部２３ｄを有することで、冷媒が偏流を生じた状態で分岐流路１２ｂから流出することが抑制され、冷媒の分配の均一性が向上される。

特に、従来の積層型ヘッダーでは、流入する冷媒が気液二相状態である場合に、重力の影響を受け易く、各伝熱管に流入する冷媒の流量及び乾き度を均一にすることが困難であったが、積層型ヘッダー２では、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、各第１伝熱管４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である。

特に、従来の積層型ヘッダーでは、冷媒量の削減、熱交換器の省スペース化等を目的として、伝熱管が円管から扁平管に変更されると、冷媒の流入方向と垂直な全周方向に大型化されなければならないが、積層型ヘッダー２では、冷媒の流入方向と垂直な全周方向に大型化されなくてもよく、熱交換器１が省スペース化される。つまり、従来の積層型ヘッダーでは、伝熱管が円管から扁平管に変更されると、伝熱管内の流路断面積が小さくなって、伝熱管内で生じる圧力損失が増大してしまうため、分岐流路を形成する複数の溝の角度間隔を更に細かくして、パス数（つまり伝熱管の本数）を増加させる必要が生じ、積層型ヘッダーが冷媒の流入方向と垂直な全周方向に大型化される。一方、積層型ヘッダー２では、パス数を増加させる必要が生じても、第３板状部材２３の枚数を増加すればよいため、積層型ヘッダー２が冷媒の流入方向と垂直な全周方向に大型化されることが抑制される。なお、積層型ヘッダー２は、第１伝熱管４が扁平管である場合に限定されない。

＜変形例−１＞
図１７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。なお、図１７以下の図面では、両側クラッド材２４が積層される状態（図７及び図８の状態）を示しているが、両側クラッド材２４が積層されない状態（図２及び図３の状態）であってもよいことは、言うまでもない。
図１７に示されるように、第２板状部材２２に流路２２Ａが複数形成されて、つまり、第２板状体１２に第１入口流路１２ａが複数形成されて、第３板状部材２３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。

図１８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。
複数の流路２２Ａが、第３板状部材２３に形成される流路２３Ａの冷媒が流入する領域と対向する領域に設けられなくてもよい。図１８に示されるように、例えば、複数の流路２２Ａが一箇所に纏めて形成され、第２板状部材２２と第３板状部材２３＿１との間に積層される他の板状部材２５の流路２５Ａによって、複数の流路２２Ａを通過した冷媒のそれぞれが、第３板状部材２３に形成される流路２３Ａの冷媒が流入する領域と対向する領域に導かれてもよい。

＜変形例−２＞
図１９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斜視図である。
図１９に示されるように、第３板状部材２３のいずれか１つが、開口部２３ｊが第３直線部２３ｇに位置しない流路２５Ｂが形成された他の板状部材２５に、置き換えられてもよい。例えば、流路２５Ｂは、開口部２３ｊが第３直線部２３ｇではなく交差部に位置し、冷媒はその交差部に流入して４つに分岐する。分岐の数は、どのような数でもよい。分岐の数が多い程、第３板状部材２３の枚数が削減される。このように構成されることで、冷媒の分配の均一性は低下してしまうものの、部品費、重量等が削減される。

＜変形例−３＞
図２０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２１は、実施の形態１に係る熱交換器の変形例−３の、積層型ヘッダーの展開図である。なお、図２１では、両側クラッド材２４の図示が省略されている。
図２０及び図２１に示されるように、第３板状部材２３のいずれか１つ（例えば、第３板状部材２３＿２）が、冷媒を第１板状体１１が有る側に折り返さずに流出する分岐流路１２ｂとして機能する流路２３Ａと、冷媒を第１板状体１１が有る側の反対側に折り返して流出する分岐流路１２ｂとして機能する流路２３Ｂと、を有してもよい。流路２３Ｂは、流路２３Ａと同様の構成である。つまり、流路２３Ｂは、重力方向と平行な第１直線部２３ａと第２直線部２３ｄを有し、冷媒は、流路２３Ｂにおいて、開口部２３ｊから流入し、第１直線部２３ａの上端２３ｂ及び第２直線部２３ｄの下端２３ｅから流出する。このように構成されることで、第３板状部材２３の枚数が削減され、部品費、重量等が削減される。また、ロウ付け不良の発生の頻度が削減される。

流路２３Ｂが形成される第３板状部材２３の第１板状体１１が有る側の反対側に積層される第３板状部材２３（例えば、第３板状部材２３＿１）が、流路２３Ｂから流入する冷媒を、流路２３Ｂが形成される第３板状部材２３の流路２３Ａに分岐せずに戻す流路２３Ｃを有してもよく、分岐して戻す流路２３Ａを有してもよい。流路２３Ｃが、図２１に示されるように、冷媒が流出する側に、重力方向と平行な直線部２３ｎを有する流路である場合には、冷媒の分配の均一性が更に向上される。

＜変形例−４＞
図２２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２２に示されるように、板状部材及び両側クラッド材２４のいずれか、つまり積層される部材のいずれかの表面に、凸部２６が形成されてもよい。凸部２６は、例えば、位置、形状、大きさ等が、積層される部材毎に固有である。凸部２６は、スペーサ等の部品であってもよい。隣接して積層される部材には、凸部２６が挿入される凹部２７が形成される。凹部２７は、貫通穴であってもよく、そうでなくてもよい。このように構成されることで、積層される部材の積層順序を間違うことが抑制され、不良率が低減される。凸部２６と凹部２７とが嵌合してもよい。そのような場合には、凸部２６と凹部２７とが、複数形成され、積層される部材がその嵌合によって位置決めされてもよい。また、凹部２７が形成されず、凸部２６が、隣接して積層される部材に形成される流路の一部に挿入されてもよい。そのような場合には、凸部２６の高さ、大きさ等を、冷媒の流れを妨げない程度とすればよい。

＜変形例−５＞
図２３は、実施の形態１に係る熱交換器の変形例−５の、積層型ヘッダーを分解した状態での要部の斜視図である。図２４は、実施の形態１に係る熱交換器の変形例−５の、積層型ヘッダーを分解した状態での要部の断面図である。なお、図２４は、図２３のＡ−Ａ線での第１板状部材２１の断面図である。
図２３及び図２４に示されるように、第１板状部材２１に形成された複数の流路２１Ａのいずれかが、第１板状部材２１の第２板状体１２の有る側の表面で円形状になり、第１板状部材２１の保持部材５の有る側の表面で第１伝熱管４の外周面に沿う形状になる、テーパ状の貫通穴であってもよい。特に、第１伝熱管４が扁平管である場合には、その貫通穴は、第２板状体１２の有る側の表面から保持部材５の有る側の表面に至るまでの間で、徐々に広がる形状となる。このように構成されることで、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−６＞
図２５は、実施の形態１に係る熱交換器の変形例−６の、積層型ヘッダーを分解した状態での要部の斜視図である。図２６は、実施の形態１に係る熱交換器の変形例−６の、積層型ヘッダーを分解した状態での要部の断面図である。なお、図２６は、図２５のＢ−Ｂ線での第３板状部材２３の断面図である。
図２５及び図２６に示されるように、第３板状部材２３に形成された流路２３Ａのいずれかが、有底の溝であってもよい。そのような場合には、流路２３Ａの溝の底面の端部２３ｏと端部２３ｐとのそれぞれに円形状の貫通穴２３ｑが形成される。このように構成されることで、分岐流路１２ｂ間に冷媒隔離流路として機能する流路２４Ａを介在させるために、板状部材間に両側クラッド材２４が積層されなくてもよくなり、生産効率が向上される。なお、図２５及び図２６では、流路２３Ａの冷媒の流出側が底面である場合を示しているが、流路２３Ａの冷媒の流入側が底面であってもよい。そのような場合には、開口部２３ｊに相当する領域に貫通穴が形成されればよい。

＜変形例−７＞
図２７は、実施の形態１に係る熱交換器の変形例−７の、積層型ヘッダーを分解した状態での斜視図である。
図２７に示されるように、第１入口流路１２ａとして機能する流路２２Ａは、第２板状部材２２以外の積層される部材、つまり、他の板状部材、両側クラッド材２４等に形成されてもよい。そのような場合には、流路２２Ａを、例えば、他の板状部材の側面から第２板状部材２２の有る側の表面までを貫通する貫通穴とすればよい。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２８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２８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、保持部材５と、複数のフィン６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２９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３０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。なお、図３０では、両側クラッド材２４の図示が省略されている。
図２９及び図３０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。複数の第２入口流路１１Ｂは、図２８における複数の冷媒流入部２Ｃに相当する。

第１板状部材２１には、複数の流路２１Ｂが形成される。複数の流路２１Ｂは、内周面が第１伝熱管４の外周面に沿う形状の貫通穴である。第１板状部材２１が積層されると、複数の流路２１Ｂは、複数の第２入口流路１１Ｂとして機能する。

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２８における冷媒流出部２Ｄに相当する。

第２板状部材２２には、流路２２Ｂが形成される。流路２２Ｂは、円形状の貫通穴である。第２板状部材２２が積層されると、流路２２Ｂは、第２出口流路１２ｄとして機能する。なお、流路２２Ｂ、つまり第２出口流路１２ｄが、複数形成されてよい。

複数の第３板状部材２３＿１〜２３＿３には、複数の流路２３Ｄ＿１〜２３Ｄ＿３が形成される。複数の流路２３Ｄ＿１〜２３Ｄ＿３は、第３板状部材２３の高さ方向のほぼ全域を貫通する矩形状の貫通穴である。複数の第３板状部材２３＿１〜２３＿３が積層されると、複数の流路２３Ｄ＿１〜２３Ｄ＿３のそれぞれは、混合流路１２ｃとして機能する。複数の流路２３Ｄ＿１〜２３Ｄ＿３は、矩形状でなくてもよい。以下では、複数の流路２３Ｄ＿１〜２３Ｄ＿３を総称して、流路２３Ｄと記載する場合がある。

特に、各板状部材の間に、ロウ材が両面に圧延加工された両側クラッド材２４が積層されることで、ロウ材が供給されるとよい。保持部材５と第１板状部材２１との間に積層される両側クラッド材２４＿５に形成される流路２４Ｂは、内周面が第１伝熱管４の外周面に沿う形状の貫通穴である。第１板状部材２１と第３板状部材２３＿３の間に積層される両側クラッド材２４＿４に形成される流路２４Ｂは、円形状の貫通穴である。他の第３板状部材２３及び第２板状部材２２に積層される両側クラッド材２４に形成される流路２４Ｂは、両側クラッド材２４の高さ方向のほぼ全域を貫通する矩形状の貫通穴である。両側クラッド材２４が積層されると、流路２４Ｂは、第２入口流路１１Ｂ及び合流流路１２Ｂの冷媒隔離流路として機能する。

なお、第２出口流路１２ｄとして機能する流路２２Ｂが、第２板状体１２の第２板状部材２２以外の他の板状部材、両側クラッド材２４等に形成されてもよい。そのような場合には、流路２３Ｄ又は流路２４Ｂの一部と、例えば、他の板状部材又は両側クラッド材２４の側面と、を連通する切り欠きが形成されればよい。混合流路１２ｃが折り返されて、第１板状部材２１に第２出口流路１２ｄとして機能する流路２２Ｂが形成されてもよい。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２９及び図３０に示されるように、第１板状部材２１の流路２１Ａから流出して第１伝熱管４を通過した冷媒は、第１板状部材２１の流路２１Ｂに流入する。第１板状部材２１の流路２１Ｂに流入した冷媒は、第３板状部材２３に形成された流路２３Ｄに流入して混合される。混合された冷媒は、第２板状部材２２の流路２２Ｂ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３１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３１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６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３２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３２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７と、保持部材５と、複数のフィン６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７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７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７に流出する。冷媒は、複数の第２伝熱管７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７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３３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３４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。なお、図３４では、両側クラッド材２４の図示が省略されている。
図３３及び図３４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３２における複数の冷媒折返部２Ｅに相当する。

第１板状部材２１には、複数の流路２１Ｃが形成される。複数の流路２１Ｃは、内周面が第１伝熱管４の冷媒の流出側の端部の外周面と第２伝熱管７の冷媒流入側の端部の外周面とを囲む形状の貫通穴である。第１板状部材２１が積層されると、複数の流路２１Ｃは、複数の折返流路１１Ｃとして機能する。

特に、各板状部材の間に、ロウ材が両面に圧延加工された両側クラッド材２４が積層されることで、ロウ材が供給されるとよい。保持部材５と第１板状部材２１との間に積層される両側クラッド材２４＿５に形成される流路２４Ｃは、内周面が第１伝熱管４の冷媒の流出側の端部の外周面と第２伝熱管７の冷媒流入側の端部の外周面とを囲む形状の貫通穴である。両側クラッド材２４が積層されると、流路２４Ｃは、折返流路１１Ｃの冷媒隔離流路として機能する。

＜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３３及び図３４に示されるように、第１板状部材２１の流路２１Ａから流出して第１伝熱管４を通過した冷媒は、第１板状部材２１の流路２１Ｃに流入し、折り返されて、第２伝熱管７に流入する。第２伝熱管７を通過した冷媒は、第１板状部材２１の流路２１Ｂに流入する。第１板状部材２１の流路２１Ｂに流入した冷媒は、第３板状部材２３に形成された流路２３Ｄに流入して混合される。混合された冷媒は、第２板状部材２２の流路２２Ｂ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３５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３５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７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７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７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７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７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７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６の間隔を小さくして、フィン６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６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６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６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７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７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７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 保持部材、６ フィン、７ 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、１２ｃ 混合流路、１２ｄ 第２出口流路、２１ 第１板状部材、２１Ａ〜２１Ｃ 流路、２２ 第２板状部材、２２Ａ、２２Ｂ 流路、２３、２３＿１〜２３＿３ 第３板状部材、２３Ａ〜２３Ｄ、２３Ａ＿１〜２３Ａ＿３、２３Ｄ＿１〜２３Ｄ＿３ 流路、２３ａ 第１直線部、２３ｂ 第１直線部の上端、２３ｃ 第１直線部の下端、２３ｄ 第２直線部、２３ｅ 第２直線部の下端、２３ｆ 第２直線部の上端、２３ｇ 第３直線部、２３ｈ、２３ｉ 第３直線部の端部、２３ｊ 開口部、２３ｋ、２３ｌ 接続部、２３ｍ 開口部の中心、２３ｎ 直線部、２３ｏ、２３ｐ 有底溝の端部、２３ｑ 貫通穴、２４、２４＿１〜２４＿５ 両側クラッド材、２４Ａ〜２４Ｃ 流路、２５ 板状部材、２５Ａ、２５Ｂ 流路、２６ 凸部、２７ 凹部、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 (15)

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板状体に取り付けられ、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、
   開口部と、
   下端が第１接続部を介して前記開口部に連通する、重力方向と平行な第１直線部と、
   上端が第２接続部を介して前記開口部に連通する、重力方向と平行な第２直線部と、を有する分岐流路を含み、
   前記第１接続部の少なくとも一部及び前記第２接続部の少なくとも一部は、重力方向と平行ではなく、
   前記分岐流路において、前記冷媒は、前記開口部から前記第１接続部及び前記第２接続部を介して前記第１直線部の下端及び前記第２直線部の上端に流入し、前記第１直線部の上端及び前記第２直線部の下端から流出する、積層型ヘッダー。
2. 前記第１直線部及び前記第２直線部のそれぞれは、前記上端から前記下端までの流路の長さが、該流路の水力相当直径と比較して３倍以上である、請求項１に記載の積層型ヘッダー。
3. 前記分岐流路は、重力方向と垂直な第３直線部を有し、
   前記開口部は、前記第３直線部の両端の間の一部である、請求項１または２に記載の積層型ヘッダー。
4. 前記第３直線部は、前記開口部の中心から該第３直線部の前記両端のそれぞれまでの流路の長さが、該流路の水力相当直径と比較して１倍以上である、請求項３に記載の積層型ヘッダー。
5. 前記第２板状体は、流路が形成された少なくとも１つの板状部材を有し、
   前記分岐流路は、前記板状部材に形成された流路の、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、前記板状部材に隣接して取り付けられた部材によって閉塞されたものである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の積層型ヘッダー。
6. 前記第１直線部の前記上端及び前記第２直線部の前記下端の配列方向は、前記複数の第１出口流路の配列方向に沿う、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入口流路は、複数である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の積層型ヘッダー。
8. 前記分岐流路は、前記冷媒が前記第１板状体の有る側に流出する分岐流路と、前記冷媒が前記第１板状体の有る側の反対側に流出する分岐流路と、である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の積層型ヘッダー。
9. 前記板状部材には、該板状部材固有の凸部が形成され、
   前記凸部は、前記板状部材に隣接して取り付けられた部材に形成された流路に挿入された、請求項５に記載の積層型ヘッダー。
10. 請求項１〜９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、を備えた熱交換器。
11. 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、請求項１０に記載の熱交換器。
12. 前記第１伝熱管は、扁平管である、請求項１０または１１に記載の熱交換器。
13. 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、請求項１２に記載の熱交換器。
14. 請求項１０〜１３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、空気調和装置。
15. 請求項１〜９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、を有する熱交換器を備え、
    前記積層型ヘッダーは、
    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、
    前記熱交換器は、前記複数の第２入口流路のそれぞれに接続された複数の第２伝熱管を有し、
    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、空気調和装置。

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