JP6091641B2 - 熱交換器、及び、空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換器と空気調和装置とに関するものである。

従来の熱交換器として、一方の端部から流入する冷媒を、その一方の端部と並設された他方の端部から流出する冷媒流路が、複数段設けられた熱交換部と、熱交換部に接続され、冷媒を分配して流出する分配流路と冷媒を合流して流出する合流流路とが形成された分配合流部と、を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１６１８１８号公報（段落［００３２］〜段落［００３６］、図７、図８）

そのような熱交換器では、分配合流部において、分配流路と合流流路とが１つのヘッダに形成される。そのため、例えば、熱交換器が蒸発器として作用して、熱交換器に気液二相状態の冷媒が流入し、熱交換器から過熱ガス状態の冷媒が流出する場合には、そのヘッダにおいて、分配流路を低温の冷媒が通過し、合流流路を高温の冷媒が通過することとなり、その温度差によって熱授受が生じる。また、熱交換器が凝縮器として作用して、熱交換器に過熱ガス状態の冷媒が流入し、熱交換器から過冷却液状態の冷媒が流出する場合には、そのヘッダにおいて、分配流路を高温の冷媒が通過し、合流流路を低温の冷媒が通過することとなり、その温度差によって熱授受が生じる。つまり、そのような熱交換器では、熱交換効率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、熱交換効率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、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。

本発明に係る熱交換器は、一方の端部から流入する冷媒を、第１折返し部で折り返して、該一方の端部に並設された他方の端部から流出する冷媒流路が、複数段設けられた熱交換部と、前記熱交換部に接続され、複数の前記一方の端部に前記冷媒を分配して流入させる分配流路と、複数の前記他方の端部から流出する前記冷媒を合流させる合流流路と、が形成された分配合流部と、を備え、前記分配合流部は、前記分配流路が形成され、前記合流流路が形成されない第１ヘッダと、該第１ヘッダに並設され、前記合流流路が形成され、前記分配流路が形成されない第２ヘッダと、を別々に有し、前記第１ヘッダ及び前記第２ヘッダは、前記熱交換部の一端側に並設されるとともに、前記熱交換部が凝縮器である場合に、前記第２ヘッダは、部分流路が形成された板状部材が、該部分流路が互いに連通するように複数積層されて、前記分配流路又は前記合流流路が形成された積層型ヘッダであり、前記第２ヘッダは、前記第１ヘッダと比較して前記熱交換部に供給される空気の通過方向に沿って風上側に配設されるものである。

本発明に係る熱交換器では、分配合流部が、分配流路が形成され合流流路が形成されない第１ヘッダと、第１ヘッダに並設され、合流流路が形成され分配流路が形成されない第２ヘッダと、を別々に有し、第１ヘッダ及び第２ヘッダのうちの少なくともいずれか一方が、積層型ヘッダである。そのため、分配流路を通過する冷媒と合流流路を通過する冷媒との間の熱授受が抑制され、また、分配流路又は合流流路を通過する冷媒が加熱又は冷却されることとなって、熱交換効率が向上される。

実施の形態１に係る熱交換器の、斜視図である。 実施の形態１に係る熱交換器の、積層型ヘッダの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、筒型ヘッダの斜視図である。 実施の形態１に係る熱交換器の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。 実施の形態１に係る熱交換器の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。 実施の形態１に係る熱交換器の変形例の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。 実施の形態１に係る熱交換器の変形例の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。 実施の形態１に係る熱交換器の変形例の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。 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、蒸発器として作用する場合の冷媒温度の変化の概略を示す図である。 実施の形態１に係る熱交換器の、凝縮器として作用する場合の冷媒温度の変化の概略を示す図である。 実施の形態２に係る熱交換器の、斜視図である。 実施の形態２に係る熱交換器の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。 実施の形態２に係る熱交換器の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。 実施の形態２に係る熱交換器の変形例の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。 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、斜視図である。 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。 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。 実施の形態４に係る熱交換器の、斜視図である。 実施の形態４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４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４に係る熱交換器の、熱交換部が蒸発器として作用する場合の冷媒温度の変化の概略を示す図である。

以下、本発明に係る熱交換器について、図面を用いて説明する。
なお、以下で説明する構成、動作等は、一例にすぎず、本発明に係る熱交換器は、そのような構成、動作等である場合に限定されない。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。

また、以下では、本発明に係る熱交換器が、空気調和装置に適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適用されてもよい。また、本発明に係る熱交換器が、空気調和装置の室外熱交換器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、空気調和装置の室内熱交換器であってもよい。また、空気調和装置が、暖房運転と冷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、暖房運転又は冷房運転のみを行うものであってもよい。

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。
（熱交換器の概略構成）
以下に、実施の形態１に係る熱交換器の概略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、斜視図である。
図１に示されるように、熱交換器１は、熱交換部２と、分配合流部３と、を有する。熱交換部２は、本発明の「熱交換部」に相当する。

熱交換部２は、熱交換部２を通過する空気の通過方向（図中白抜き矢印）の、風上側に配設された風上側熱交換部２１と、風下側に配設された風下側熱交換部３１と、を有する。風上側熱交換部２１は、複数の風上側伝熱管２２と、その複数の風上側伝熱管２２に、例えば、ロウ付け等で接合される複数の風上側フィン２３と、を有する。風下側熱交換部３１は、複数の風下側伝熱管３２と、その複数の風下側伝熱管３２に、例えば、ロウ付け等で接合される複数の風下側フィン３３と、を有する。熱交換部２が、風上側熱交換部２１及び風下側熱交換部３１の２列で構成されてもよく、また、３列以上で構成されてもよい。

風上側伝熱管２２及び風下側伝熱管３２は、扁平管であり、その内側に複数の流路が形成される。複数の風上側伝熱管２２及び複数の風下側伝熱管３２のそれぞれは、一方の端部と他方の端部との間がヘアピン状に折り曲げられて、折返し部２２ａ、３２ａが形成される。風上側伝熱管２２及び風下側伝熱管３２は、熱交換部２を通過する空気の通過方向（図中白抜き矢印）と交差する方向に、複数段配設される。複数の風上側伝熱管２２及び複数の風下側伝熱管３２のそれぞれの一方の端部と他方の端部とは、分配合流部３と対向するように並設される。風上側伝熱管２２及び風下側伝熱管３２は、円管（例えば、直径４ｍｍの円管）であってもよい。扁平管に形成された複数の流路又は円管に形成された流路は、本発明の「冷媒流路」に相当する。折返し部２２ａは、本発明の「第１折返し部」に相当する。折返し部３２ａは、本発明の「第３折返し部」に相当する。

風上側伝熱管２２及び風下側伝熱管３２の一方の端部と他方の端部との間がヘアピン状に折り曲げられて、折返し部２２ａ、３２ａが形成されるのではなく、風上側伝熱管２２及び風下側伝熱管３２の一方の端部と、それの隣の段の風上側伝熱管２２及び風下側伝熱管３２の一方の端部と、が、内部に流路が形成された連結部材を介して接続されることで、冷媒が折り返されてもよい。そのような場合には、連結部材の内部に形成された流路は、本発明の「第１折返し部」又は「第３折返し部」に相当する。

分配合流部３は、積層型ヘッダ５１と、筒型ヘッダ６１と、を有する。積層型ヘッダ５１及び筒型ヘッダ６１は、熱交換部２を通過する空気の通過方向（図中白抜き矢印）に沿うように、並設される。積層型ヘッダ５１には、接続配管５２を介して、冷媒配管（図示せず）が接続される。筒型ヘッダ６１には、接続配管６２を介して、冷媒配管（図示せず）が接続される。接続配管５２及び接続配管６２は、例えば、円管である。

積層型ヘッダ５１は、風上側熱交換部２１に接続され、内部に分配合流流路５１ａが形成される。分配合流流路５１ａは、熱交換部２が蒸発器として作用する場合に、冷媒配管（図示せず）から流入する冷媒を風上側熱交換部２１の複数の風上側伝熱管２２に分配して流出する分配流路となる。分配合流流路５１ａは、熱交換部２が凝縮器として作用する場合に、風上側熱交換部２１の複数の風上側伝熱管２２から流入する冷媒を合流して冷媒配管（図示せず）に流出する合流流路となる。

筒型ヘッダ６１は、風下側熱交換部３１に接続され、内部に分配合流流路６１ａが形成される。分配合流流路６１ａは、熱交換部２が凝縮器として作用する場合に、冷媒配管（図示せず）から流入する冷媒を風下側熱交換部３１の複数の風下側伝熱管３２に分配して流出する分配流路となる。分配合流流路６１ａは、熱交換部２が蒸発器として作用する場合に、風下側熱交換部３１の複数の風下側伝熱管３２から流入する冷媒を合流して冷媒配管（図示せず）に流出する合流流路となる。

つまり、熱交換器１は、熱交換部２が蒸発器として作用する場合において、分配流路（分配合流流路５１ａ）が形成され、合流流路（分配合流流路６１ａ）が形成されない積層型ヘッダ５１と、合流流路（分配合流流路６１ａ）が形成され、分配流路（分配合流流路５１ａ）が形成されない筒型ヘッダ６１と、を別々に有する。そのような場合には、積層型ヘッダ５１は、本発明の「第１ヘッダ」に相当し、筒型ヘッダ６１は、本発明の「第２ヘッダ」に相当する。

また、熱交換器１は、熱交換部２が凝縮器として作用する場合において、分配流路（分配合流流路６１ａ）が形成され、合流流路（分配合流流路５１ａ）が形成されない筒型ヘッダ６１と、合流流路（分配合流流路５１ａ）が形成され、分配流路（分配合流流路６１ａ）が形成されない積層型ヘッダ５１と、を別々に有する。そのような場合には、筒型ヘッダ６１は、本発明の「第１ヘッダ」に相当し、積層型ヘッダ５１は、本発明の「第２ヘッダ」に相当する。

（積層型ヘッダの構成）
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、積層型ヘッダの分解した状態での斜視図である。なお、図２では、積層型ヘッダ５１の分配合流流路５１ａが、分配流路として機能する場合の冷媒の流れを、矢印で示している。

図２に示されるように、部分流路５３ａが形成された第１板状部材５３と、部分流路５４ａ＿１〜５４ａ＿３が形成された複数の第２板状部材５４＿１〜５４＿３と、部分流路５５ａが形成された第３板状部材５５と、が、部分流路５６ａが形成された複数のクラッド材５６＿１〜５６＿４を介して積層されることで、積層型ヘッダ５１が構成される。クラッド材５６＿１〜５６＿４の両面又は片面には、ロウ材が塗布される。以下では、第１板状部材５３と、複数の第２板状部材５４＿１〜５４＿３と、第３板状部材５５と、複数のクラッド材５６＿１〜５６＿４と、を総称して、「板状部材」と記載する場合がある。

部分流路５３ａ、５５ａ、５６ａは、円形状の貫通穴である。部分流路５４ａ＿１〜５４ａ＿３のそれぞれは、一方の端部と他方の端部との重力方向における高さが互いに異なる、線状（例えば、Ｚ字状、Ｓ字状等）の貫通溝である。部分流路５３ａには、接続配管５２を介して、冷媒配管（図示せず）が接続される。部分流路５５ａのそれぞれには、接続配管５７を介して、風上側伝熱管２２が接続される。接続配管５７は、例えば、円管である。部分流路５５ａが、風上側伝熱管２２の外周面に沿う形状の貫通穴であり、その貫通穴に風上側伝熱管２２が、接続配管５７を介さずに、直接接続されてもよい。

クラッド材５６＿１の部分流路５６ａは、部分流路５３ａと対向する位置に形成される。クラッド材５６＿４の部分流路５６ａは、部分流路５５ａと対向する位置に形成される。部分流路５４ａ＿１〜５４ａ＿３の一方の端部及び他方の端部は、風上側熱交換部２１に近い側に隣接して積層されるクラッド材５６＿２〜５６＿４の部分流路５６ａと対向する。部分流路５４ａ＿１〜５４ａ＿３の一方の端部と他方の端部との間の一部は、風上側熱交換部２１に遠い側に隣接して積層されるクラッド材５６＿１〜５６＿３の部分流路５６ａと対向する。

板状部材が積層されると、部分流路５３ａ、５４ａ＿１〜５４ａ＿３、５５ａ、５６ａが連通され、分配合流流路５１ａが形成される。分配合流流路５１ａは、冷媒が図中矢印の方向に流れる際には、分配流路として機能し、冷媒が図中矢印と反対方向に流れる際には、合流流路として機能する。

分配合流流路５１ａが分配流路として機能する場合には、接続配管５２を介して部分流路５３ａに流入した冷媒は、部分流路５６ａを通過して、部分流路５４ａ＿１の一方の端部と他方の端部との間に流入し、クラッド材５６＿２の表面に当たって、２方向に分岐される。分岐された冷媒は、部分流路５４ａ＿１の一方の端部及び他方の端部から流出して、部分流路５６ａを介して、部分流路５４ａ＿２の一方の端部と他方の端部との間に流入し、クラッド材５６＿３の表面に当たって、２方向に分岐される。分岐された冷媒は、部分流路５４ａ＿２の一方の端部及び他方の端部から流出して、部分流路５６ａを介して、部分流路５４ａ＿３の一方の端部と他方の端部との間に流入し、クラッド材５６＿４の表面に当たって、２方向に分岐される。分岐された冷媒は、部分流路５４ａ＿３の一方の端部及び他方の端部から流出して、部分流路５６ａ及び部分流路５５ａを介して、接続配管５７に流入する。

分配合流流路５１ａが合流流路として機能する場合には、接続配管５７を介して部分流路５５ａに流入した冷媒は、部分流路５６ａを通過して、部分流路５４ａ＿３の一方の端部及び他方の端部に流入し、部分流路５４ａ＿３の一方の端部と他方の端部との間に連通する部分流路５６ａに流入することで、合流される。合流された冷媒は、部分流路５４ａ＿２の一方の端部及び他方の端部に流入し、部分流路５４ａ＿２の一方の端部と他方の端部との間に連通する部分流路５６ａに流入することで、合流される。合流された冷媒は、部分流路５４ａ＿１の一方の端部及び他方の端部に流入し、部分流路５４ａ＿１の一方の端部と他方の端部との間に連通する部分流路５６ａに流入することで、合流される。合流された冷媒は、部分流路５３ａを介して、接続配管５２に流入する。

なお、第１板状部材５３と第２板状部材５４＿１〜５４＿３と第３板状部材５５とが、クラッド材５６＿１〜５６＿４を介さずに直接積層されてもよい。クラッド材５６＿１〜５６＿４を介して積層される場合には、部分流路５６ａが冷媒隔離流路として機能することとなって、部分流路５３ａ、５４ａ＿１〜５４ａ＿３、５５ａを通過する冷媒同士の隔離が確実化される。また、第１板状部材５３と第２板状部材５４＿１〜５４＿３と第３板状部材５５とのそれぞれと、それに隣接して積層されるクラッド材５６＿１〜５６＿４と、が一体化された板状部材が、直接積層されてもよい。

（筒型ヘッダの構成）
以下に、実施の形態１に係る熱交換器の筒型ヘッダの構成について説明する。
図３は、実施の形態１に係る熱交換器の、筒型ヘッダの斜視図である。なお、図３では、筒型ヘッダ６１の分配合流流路６１ａが、合流流路として機能する場合の冷媒の流れを、矢印で示している。

図３に示されるように、筒型ヘッダ６１は、一方の端部と他方の端部とが閉塞された円筒部６３が、軸方向が重力方向と平行になるように配設されたものである。円筒部６３の軸方向が、重力方向と平行でなくてもよい。筒型ヘッダ６１が、円筒部６３の軸方向と積層型ヘッダ５１の長手方向とが平行になるように配設されることで、分配合流部３が省スペース化される。なお、円筒部６３は、例えば、断面が楕円状の筒部等であってもよい。

円筒部６３の側壁には、接続配管６２を介して、冷媒配管（図示せず）が接続される。円筒部６３の側壁には、複数の接続配管６４を介して風下側伝熱管３２が接続される。接続配管６４は、例えば、円管である。円筒部６３の側壁に風下側伝熱管３２が、接続配管６４を介さずに、直接接続されてもよい。円筒部６３の内側は、分配合流流路６１ａである。分配合流流路６１ａは、冷媒が図中矢印の方向に流れる際には、合流流路として機能し、冷媒が図中矢印と反対方向に流れる際には、分配流路として機能する。

分配合流流路６１ａが合流流路として機能する場合には、複数の接続配管６４に流入した冷媒は、円筒部６３の内側を通過して接続配管６２に流入することで、合流される。分配合流流路６１ａが分配流路として機能する場合には、接続配管６２に流入した冷媒は、円筒部６３の内側を通過して複数の接続配管６４に流入することで、分配される。

円筒部６３の周方向のうちの、接続配管６２が接続される方向と、複数の接続配管６４が接続される方向と、が一直線上にならないように、接続配管６２及び複数の接続配管６４が接続されるとよい。このように構成されることで、分配合流流路６１ａが分配流路として機能する場合の、複数の接続配管６４に流入する冷媒の均一性を向上させることが可能となる。

（熱交換部及び分配合流部の接続）
以下に、実施の形態１に係る熱交換器の熱交換部及び分配合流部の接続について説明する。
図４及び図５は、実施の形態１に係る熱交換器の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。なお、図５は、図４におけるＡ−Ａ線での断面図である。

図４及び図５に示されるように、風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂ及び他方の端部２２ｃのそれぞれに、風上側ジョイント部材４１が接合される。風上側ジョイント部材４１の内側には、流路が形成される。その流路は、一方の端部が、風上側伝熱管２２の外周面に沿う形状であり、他方の端部が、円形状である。風下側伝熱管３２の一方の端部３２ｂ及び他方の端部３２ｃのそれぞれに、風下側ジョイント部材４２が接合される。風下側ジョイント部材４２の内側には、流路が形成される。流路は、一方の端部が、風下側伝熱管３２の外周面に沿う形状であり、他方の端部が、円形状である。

風上側伝熱管２２の他方の端部２２ｃに接合された風上側ジョイント部材４１と、風下側伝熱管３２の一方の端部３２ｂに接合された風下側ジョイント部材４２と、は、列渡り管４３によって接続される。列渡り管４３は、例えば、円弧状に曲げられた円管である。風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂに接合された風上側ジョイント部材４１には、積層型ヘッダ５１の接続配管５７が接続される。風下側伝熱管３２の他方の端部３２ｃに接合された風下側ジョイント部材４２には、筒型ヘッダ６１の接続配管６４が接続される。列渡り管４３の内側の流路は、本発明における「第２折返し部」に相当する。

風上側ジョイント部材４１と接続配管５７とが、一体化されていてもよい。また、風下側ジョイント部材４２と接続配管６４とが、一体化されていてもよい。また、風上側ジョイント部材４１と風下側ジョイント部材４２と列渡り管４３とが、一体化されていてもよい。

図６は、実施の形態１に係る熱交換器の変形例の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。なお、図６は、図４におけるＡ−Ａ線に相当する線での断面図である。
なお、風上側伝熱管２２及び風下側伝熱管３２は、図５に示されるように、風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂ及び他方の端部２２ｃと、風下側伝熱管３２の一方の端部３２ｂ及び他方の端部３２ｃと、が、熱交換器１を側方視した状態において千鳥状になるように、配設されていてもよく、また、図６に示されるように、碁盤状になるように、配設されていてもよい。

図７及び図８は、実施の形態１に係る熱交換器の変形例の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。なお、図７及び図８は、図４におけるＡ−Ａ線に相当する線での断面図である。
また、図７及び図８に示されるように、風上側伝熱管２２の他方の端部２２ｃと、その風上側伝熱管２２の隣の段の風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂと、が風上側段渡り管４４で接続され、風下側伝熱管３２の他方の端部３２ｃと、その風下側伝熱管３２の隣の段の風下側伝熱管３２の一方の端部３２ｂと、が風下側段渡り管４５で接続されていてもよい。風上側段渡り管４４及び風下側段渡り管４５は、例えば、円弧状に曲げられた円管である。風上側段渡り管４４の内側の流路は、本発明における「第２折返し部」に相当する。風下側段渡り管４５の内側の流路は、本発明における「第２折返し部」に相当する。

＜熱交換器が適用される空気調和装置の構成＞
以下に、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について説明する。
図９及び図１０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９は、空気調和装置９１が暖房運転する場合を示している。また、図１０は、空気調和装置９１が冷房運転する場合を示している。

図９及び図１０に示されるように、空気調和装置９１は、圧縮機９２と、四方弁９３と、室外熱交換器（熱源側熱交換器）９４と、絞り装置９５と、室内熱交換器（負荷側熱交換器）９６と、室外ファン（熱源側ファン）９７と、室内ファン（負荷側ファン）９８と、制御装置９９と、を有する。圧縮機９２と四方弁９３と室外熱交換器９４と絞り装置９５と室内熱交換器９６とが冷媒配管で接続されて、冷媒循環回路が形成される。四方弁９３は、他の流路切替装置であってもよい。

室外熱交換器９４は、熱交換器１である。熱交換器１は、室外ファン９７の駆動によって生じる空気流れの風上側に積層型ヘッダ５１が配設され、風下側に筒型ヘッダ６１が配設されるように、設けられる。室外ファン９７は、熱交換器１の風上側に設けられてもよく、また、熱交換器１の風下側に設けられてもよい。

制御装置９９には、例えば、圧縮機９２、四方弁９３、絞り装置９５、室外ファン９７、室内ファン９８、各種センサ等が接続される。制御装置９９によって、四方弁９３の流路が切り替えられることで、暖房運転と冷房運転とが切り替えられる。

＜熱交換器及び空気調和装置の動作＞
以下に、実施の形態１に係る熱交換器、及び、その熱交換器が適用される空気調和装置の動作について説明する。
（暖房運転時の熱交換器及び空気調和装置の動作）
以下に、図９を用いて、暖房運転時の冷媒の流れについて説明する。
圧縮機９２から吐出される高圧高温のガス状態の冷媒は、四方弁９３を介して室内熱交換器９６に流入し、室内ファン９８によって供給される空気との熱交換によって凝縮することで、室内を暖房する。凝縮した冷媒は、高圧の過冷却液状態となり、室内熱交換器９６から流出し、絞り装置９５によって、低圧の気液二相状態の冷媒となる。低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器９４に流入し、室外ファン９７によって供給される空気と熱交換を行い、蒸発する。蒸発した冷媒は、低圧の過熱ガス状態となり、室外熱交換器９４から流出し、四方弁９３を介して圧縮機９２に吸入される。つまり、暖房運転時には、室外熱交換器９４は、蒸発器として作用する。

室外熱交換器９４において、冷媒は、積層型ヘッダ５１の分配合流流路５１ａに流入して分配され、風上側熱交換部２１の風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂに流入する。風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂに流入した冷媒は、折返し部２２ａを通過し、風上側伝熱管２２の他方の端部２２ｃに至り、列渡り管４３を介して、風下側熱交換部３１の風下側伝熱管３２の一方の端部３２ｂに流入する。風下側伝熱管３２の一方の端部３２ｂに流入した冷媒は、折返し部３２ａを通過し、風下側伝熱管３２の他方の端部３２ｃに至り、筒型ヘッダ６１の分配合流流路６１ａに流入して合流される。

（冷房運転時の熱交換器及び空気調和装置の動作）
以下に、図１０を用いて、冷房運転時の冷媒の流れについて説明する。
圧縮機９２から吐出される高圧高温のガス状態の冷媒は、四方弁９３を介して室外熱交換器９４に流入し、室外ファン９７によって供給される空気と熱交換を行い、凝縮する。凝縮した冷媒は、高圧の過冷却液状態（もしくは低乾き度の気液二相状態）となり、室外熱交換器９４から流出し、絞り装置９５によって、低圧の気液二相状態となる。低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器９６に流入し、室内ファン９８によって供給される空気との熱交換によって蒸発することで、室内を冷却する。蒸発した冷媒は、低圧の過熱ガス状態となり、室内熱交換器９６から流出し、四方弁９３を介して圧縮機９２に吸入される。つまり、冷房運転時には、室外熱交換器９４は、凝縮器として作用する。

室外熱交換器９４において、冷媒は、筒型ヘッダ６１の分配合流流路６１ａに流入して分配され、風下側熱交換部３１の風下側伝熱管３２の他方の端部３２ｃに流入する。風下側伝熱管３２の他方の端部３２ｃに流入した冷媒は、折返し部３２ａを通過し、風下側伝熱管３２の一方の端部３２ｂに至り、列渡り管４３を介して、風上側熱交換部２１の風上側伝熱管２２の他方の端部２２ｃに流入する。風上側伝熱管２２の他方の端部２２ｃに流入した冷媒は、折返し部２２ａを通過し、風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂに至り、積層型ヘッダ５１の分配合流流路５１ａに流入して合流される。

＜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。
図１１は、実施の形態１に係る熱交換器の、蒸発器として作用する場合の冷媒温度の変化の概略を示す図である。図１２は、実施の形態１に係る熱交換器の、凝縮器として作用する場合の冷媒温度の変化の概略を示す図である。なお、図１１及び図１２において、実施の形態１に係る熱交換器１での冷媒温度の変化を実線で示している。また、分配流路と合流流路とが１つのヘッダに形成される場合の熱交換器を、比較例−１に係る熱交換器とし、その熱交換器での冷媒温度の変化を一点鎖線で示している。また、分配流路と合流流路とが別々のヘッダに形成され、そのいずれもが積層型ヘッダでない場合の熱交換器を、比較例−２に係る熱交換器とし、その熱交換器での冷媒温度の変化を点線で示している。

（比較例−１に係る熱交換器の作用）
図１１及び図１２を用いて、比較例−１に係る熱交換器の作用について説明する。
熱交換器が蒸発器として作用する場合には、熱交換器に気液二相状態の冷媒が流入する。そのため、気液二相状態の冷媒が、分配流路、熱交換器の伝熱管等を通過することとなり、その流路抵抗によって圧力降下が生じ、冷媒の飽和温度が低下して、冷媒温度が低下する。その過程で、冷媒は、空気によって加熱されて完全に蒸発されると、過熱ガス状態となって、冷媒温度が上昇する。風下側熱交換部から流出する冷媒は、分配流路に流入する際と比較して高温となって、合流流路に流入する。合流流路に流入した冷媒は、分配流路と合流流路とが１つのヘッダに形成されるため、分配流路を通過する加熱前の冷媒と熱交換を行って、冷却されてしまう。

また、熱交換器が凝縮器として作用する場合には、熱交換器に過熱ガス状態の冷媒が流入する。分配流路に流入した冷媒は、分配流路と合流流路とが１つのヘッダに形成されるため、合流流路を通過する冷却後の冷媒と熱交換を行って、冷却される。分配流路を通過した冷媒は、熱交換器の伝熱管等を通過して、気液二相状態を介して過冷却液状態となり、合流流路に流入する。合流流路に流入した冷媒は、分配流路と合流流路とが１つのヘッダに形成されるため、分配流路を通過する冷却前の冷媒と熱交換を行って、加熱されてしまう。

（比較例−２に係る熱交換器の作用）
図１１及び図１２を用いて、比較例−２に係る熱交換器の作用について説明する。
比較例−２に係る熱交換器では、比較例−１に係る熱交換器と異なり、分配流路と合流流路とが別々のヘッダに形成されるため、熱交換器が蒸発器として作用する場合において、合流流路に流入した冷媒が、分配流路を通過する加熱前の冷媒と熱交換を行うことがなく、加熱後の冷媒温度が低下してしまうことが抑制されて、熱交換効率が向上される。また、熱交換器が凝縮器として作用する場合において、合流流路に流入した冷媒が、分配流路を通過する冷却前の冷媒と熱交換を行うことがなく、冷却後の冷媒温度が上昇してしまうことが抑制されて、熱交換効率が向上される。

（実施の形態１に係る熱交換器の蒸発器として作用する場合の作用）
図１１を用いて、実施の形態１に係る熱交換器の、蒸発器として作用する場合の作用について説明する。
熱交換器１では、比較例−２に係る熱交換器と同様に、熱交換器１が蒸発器として作用する場合において、分配流路として機能する分配合流流路５１ａと合流流路として機能する分配合流流路６１ａとが、積層型ヘッダ５１と筒型ヘッダ６１とに、つまり、別々のヘッダに形成されるため、加熱後の冷媒温度が低下してしまうことが抑制されて、熱交換効率が向上される。

更に、熱交換器１では、分配流路として機能する分配合流流路５１ａが、積層型ヘッダ５１に形成されるため、合流流路として機能する分配合流流路６１ａに流入する冷媒が、更に高温となり、熱交換効率が向上される。つまり、積層型ヘッダ５１は、流路の一部に毛細管が配設されたディストリビュータ等と比較して、表面積が大きいため、分配合流流路５１ａを通過する冷媒が、風上側熱交換部２１に流入する前に、室外ファン９７の駆動に伴って熱交換器１に供給される空気によって加熱されることとなる。また、積層型ヘッダ５１では、冷媒が分配合流流路５１ａを細分化されつつ通過するため、筒型ヘッダ６１等と比較して、ヘッダ外面から冷媒への伝熱性能が向上されることとなり、分配合流流路５１ａを通過する冷媒が、風上側熱交換部２１に流入する前に、室外ファン９７の駆動に伴って熱交換器１に供給される空気によって更に加熱されることとなる。その結果、冷媒が、分配合流流路５１ａ、風上側伝熱管２２、及び風下側伝熱管３２等を通過する早い段階で、完全に蒸発されることとなり、合流流路として機能する分配合流流路６１ａに流入する冷媒が、更に高温となる。

そして、更に、積層型ヘッダ５１が、筒型ヘッダ６１と比較して、風上側に配設されているため、室外ファン９７の駆動に伴って熱交換器１に供給される空気が冷却される前に積層型ヘッダ５１に当たることとなり、分配合流流路５１ａを通過する冷媒が、風上側熱交換部２１に流入する前に、更に加熱されることとなり、熱交換効率が更に向上される。特に、積層型ヘッダ５１及び筒型ヘッダ６１が、室外ファン９７の駆動に伴って熱交換器１に供給される空気の通過方向に沿って並設されると、積層型ヘッダ５１が筒型ヘッダ６１の風除けとなって、室外ファン９７の空力性能が向上され、また、熱交換部２を大きくすることが可能となって、熱交換効率が向上される。

また、更に、積層型ヘッダ５１の分配合流流路５１ａが、２分岐を繰り返して冷媒を分配するものであるため、複数の風上側伝熱管２２及び複数の風下側伝熱管３２に流入する冷媒の均一性が低下することが抑制される。つまり、上述のように、分配合流流路５１ａを通過する冷媒は、比較例−１に係る熱交換器又は比較例−２に係る熱交換器と比較して、多く加熱されるため、乾き度が５０％に近づき、重力等の影響を受け易くなって、複数の風上側伝熱管２２に冷媒を均一に分配することが困難となる。しかし、積層型ヘッダ５１の分配合流流路５１ａが、２分岐を繰り返して冷媒を分配するものであるため、そのような状況であっても、重力等の影響を受け難くなり、複数の風上側伝熱管２２に冷媒を均一に分配することが可能となる。

（実施の形態１に係る熱交換器の凝縮器として作用する場合の作用）
図１２を用いて、実施の形態１に係る熱交換器の、凝縮器として作用する場合の作用について説明する。
熱交換器１では、比較例−２に係る熱交換器と同様に、熱交換器１が凝縮器として作用する場合において、分配流路として機能する分配合流流路６１ａと合流流路として機能する分配合流流路５１ａとが、筒型ヘッダ６１と積層型ヘッダ５１とに、つまり、別々のヘッダに形成されるため、冷却後の冷媒温度が上昇してしまうことが抑制されて、熱交換効率が向上される。

更に、熱交換器１では、合流流路として機能する分配合流流路５１ａが、積層型ヘッダ５１に形成されるため、合流流路として機能する分配合流流路５１ａから流出する冷媒が、更に低温となり、熱交換効率が向上される。つまり、積層型ヘッダ５１は、流路の一部に毛細管が配設されたディストリビュータ等と比較して、表面積が大きいため、分配合流流路５１ａを通過する冷媒が、室外ファン９７の駆動に伴って熱交換器１に供給される空気によって冷却されることとなる。また、積層型ヘッダ５１では、冷媒が分配合流流路５１ａを徐々に合流されつつ通過するため、筒型ヘッダ６１等と比較して、ヘッダ外面から冷媒への伝熱性能が向上されることとなり、分配合流流路５１ａを通過する冷媒が、室外ファン９７の駆動に伴って熱交換器１に供給される空気によって更に冷却されることとなる。

また、熱交換器１では、熱交換器１が凝縮器として作用する場合において、冷媒が、複数の風下側伝熱管３２から複数の風上側伝熱管２２に流れる。つまり、室外ファン９７の駆動に伴って熱交換器１に供給される空気の通過方向と、熱交換部２の列方向における冷媒の通過方向とが、対向流の関係となる。そのため、熱交換効率が向上されて、熱交換器１が凝縮器として作用する場合に熱交換器１の入口と出口とで冷媒温度の差が大きくなることに、対応することができる。そして、分配流路として機能する分配合流流路６１ａと合流流路として機能する分配合流流路５１ａとが別々のヘッダに形成され、合流流路として機能する分配合流流路５１ａが、積層型ヘッダ５１に形成されることと相俟って、熱交換効率が更に向上される。

そして、更に、積層型ヘッダ５１が、筒型ヘッダ６１と比較して、風上側に配設されているため、室外ファン９７の駆動に伴って熱交換器１に供給される空気が加熱される前に積層型ヘッダ５１に当たることとなり、分配合流流路５１ａを通過する冷媒が、更に冷却されることとなり、熱交換効率が更に向上される。特に、積層型ヘッダ５１及び筒型ヘッダ６１が、室外ファン９７の駆動に伴って熱交換器１に供給される空気の通過方向に沿って並設されると、積層型ヘッダ５１が筒型ヘッダ６１の風除けとなって、室外ファン９７の空力性能が向上され、また、熱交換部２を大きくすることが可能となって、熱交換効率が向上される。

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。
（熱交換器の概略構成）
以下に、実施の形態２に係る熱交換器の概略構成について説明する。
図１３は、実施の形態２に係る熱交換器の、斜視図である。
図１３に示されるように、熱交換部２は、風上側熱交換部２１のみを有する。風上側伝熱管２２は、熱交換部２を通過する空気の通過方向（図中白抜き矢印）と交差する方向に、複数段配設される。複数の風上側伝熱管２２のそれぞれは、一方の端部と他方の端部との間がヘアピン状に折り曲げられて、折返し部２２ａが形成される。複数の風上側伝熱管２２のそれぞれの一方の端部と他方の端部とは、積層型ヘッダ５１と対向するように並設される。風上側伝熱管２２は、円管（例えば、直径４ｍｍの円管）であってもよい。扁平管に形成された複数の流路又は円管に形成された流路は、本発明の「冷媒流路」に相当する。折返し部２２ａは、本発明の「第１折返し部」に相当する。

積層型ヘッダ５１は、風上側熱交換部２１に接続され、内部に分配合流流路５１ａが形成される。分配合流流路５１ａは、熱交換部２が蒸発器として作用する場合に、冷媒配管（図示せず）から流入する冷媒を風上側熱交換部２１の複数の風上側伝熱管２２に分配して流出する分配流路となる。分配合流流路５１ａは、熱交換部２が凝縮器として作用する場合に、風上側熱交換部２１の複数の風上側伝熱管２２から流入する冷媒を合流して冷媒配管（図示せず）に流出する合流流路となる。

筒型ヘッダ６１は、風上側熱交換部２１に接続され、内部に分配合流流路６１ａが形成される。分配合流流路６１ａは、熱交換部２が凝縮器として作用する場合に、冷媒配管（図示せず）から流入する冷媒を風上側熱交換部２１の複数の風上側伝熱管２２に分配して流出する分配流路となる。分配合流流路６１ａは、熱交換部２が蒸発器として作用する場合に、風上側熱交換部２１の複数の風上側伝熱管２２から流入する冷媒を合流して冷媒配管（図示せず）に流出する合流流路となる。

つまり、熱交換器１は、熱交換部２が蒸発器として作用する場合において、分配流路（分配合流流路５１ａ）が形成され、合流流路（分配合流流路６１ａ）が形成されない積層型ヘッダ５１と、合流流路（分配合流流路６１ａ）が形成され、分配流路（分配合流流路５１ａ）が形成されない筒型ヘッダ６１と、を別々に有する。そのような場合には、積層型ヘッダ５１は、本発明の「第１ヘッダ」に相当し、筒型ヘッダ６１は、本発明の「第２ヘッダ」に相当する。

また、熱交換器１は、熱交換部２が凝縮器として作用する場合において、分配流路（分配合流流路６１ａ）が形成され、合流流路（分配合流流路５１ａ）が形成されない筒型ヘッダ６１と、合流流路（分配合流流路５１ａ）が形成され、分配流路（分配合流流路６１ａ）が形成されない積層型ヘッダ５１と、を別々に有する。そのような場合には、筒型ヘッダ６１は、本発明の「第１ヘッダ」に相当し、積層型ヘッダ５１は、本発明の「第２ヘッダ」に相当する。

（熱交換部及び分配合流部の接続）
以下に、実施の形態２に係る熱交換器の熱交換部及び分配合流部の接続について説明する。
図１４及び図１５は、実施の形態２に係る熱交換器の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。なお、図１５は、図１４におけるＢ−Ｂ線での断面図である。

図１４及び図１５に示されるように、風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂ及び他方の端部２２ｃのそれぞれに、風上側ジョイント部材４１が接合される。風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂに接合された風上側ジョイント部材４１には、積層型ヘッダ５１の接続配管５７が接続される。風上側伝熱管２２の他方の端部２２ｃに接合された風上側ジョイント部材４１には、筒型ヘッダ６１の接続配管６４が接続される。

図１６は、実施の形態２に係る熱交換器の変形例の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。なお、図１６は、図１４におけるＢ−Ｂ線に相当する線での断面図である。
図１６に示されるように、風上側伝熱管２２の他方の端部２２ｃと、その風上側伝熱管２２の隣の段の風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂと、が風上側段渡り管４４で接続されていてもよい。風上側段渡り管４４の内側の流路は、本発明における「第２折返し部」に相当する。

＜熱交換器及び空気調和装置の動作＞
以下に、実施の形態２に係る熱交換器、及び、その熱交換器が適用される空気調和装置の動作について説明する。
（暖房運転時の熱交換器及び空気調和装置の動作）
図１７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。なお、図１７は、空気調和装置９１が暖房運転する場合を示している。
以下に、図１７を用いて、暖房運転時の冷媒の流れについて説明する。
室外熱交換器９４において、冷媒は、積層型ヘッダ５１の分配合流流路５１ａに流入して分配され、風上側熱交換部２１の風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂに流入する。風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂに流入した冷媒は、折返し部２２ａを通過し、風上側伝熱管２２の他方の端部２２ｃに至り、筒型ヘッダ６１の分配合流流路６１ａに流入して合流される。

（冷房運転時の熱交換器及び空気調和装置の動作）
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。なお、図１８は、空気調和装置９１が冷房運転する場合を示している。
以下に、図１８を用いて、冷房運転時の冷媒の流れについて説明する。
室外熱交換器９４において、冷媒は、筒型ヘッダ６１の分配合流流路６１ａに流入して分配され、風上側熱交換部２１の風上側伝熱管２２の他方の端部２２ｃに流入する。風上側伝熱管２２の他方の端部２２ｃに流入した冷媒は、折返し部２２ａを通過し、風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂに至り、積層型ヘッダ５１の分配合流流路５１ａに流入して合流される。

＜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。
実施の形態２に係る熱交換器１においても、実施の形態１に係る熱交換器１と同様に、つまり、図１１及び図１２と同様に、冷媒温度が変化する。すなわち、実施の形態２に係る熱交換器１においても、実施の形態１に係る熱交換器１と同様の作用が奏される。

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。また、以下では、熱交換器１の熱交換部２が、実施の形態１に係る熱交換器１のように２列で構成される場合を説明しているが、実施の形態２に係る熱交換器１のように、１列で構成されていてもよい。

＜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。
（熱交換器の概略構成）
以下に、実施の形態３に係る熱交換器の概略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、斜視図である。
図１９に示されるように、熱交換部２は、重力方向の上側に配設された風上上段側熱交換部２１Ａ及び風下上段側熱交換部３１Ａと、重力方向の下側に配設された風上下段側熱交換部２１Ｂ及び風下下段側熱交換部３１Ｂと、を有する。風上上段側熱交換部２１Ａ及び風下上段側熱交換部３１Ａと、風上下段側熱交換部２１Ｂ及び風下下段側熱交換部３１Ｂと、が、例えば、重力方向に垂直な方向に並設されてもよい。

上側積層型ヘッダ５１Ａは、風上上段側熱交換部２１Ａに接続され、内部に分配合流流路５１Ａａが形成される。下側積層型ヘッダ５１Ｂは、風上下段側熱交換部２１Ｂに接続され、内部に分配合流流路５１Ｂａが形成される。上側積層型ヘッダ５１Ａ及び下側積層型ヘッダ５１Ｂは、流路の一部に毛細管が配設されたディストリビュータ７１に接続される。熱交換部２が蒸発器として作用する場合において、ディストリビュータ７１は、冷媒配管から流入する冷媒を、上側積層型ヘッダ５１Ａ及び下側積層型ヘッダ５１Ｂに分配する。熱交換部２が凝縮器として作用する場合において、ディストリビュータ７１は、上側積層型ヘッダ５１Ａ及び下側積層型ヘッダ５１Ｂから流入する冷媒を、冷媒配管に合流して流出する。熱交換部２が、更に細かく分割されていてもよく、ディストリビュータ７１が、冷媒を３つ以上の流路に分配するものであってもよい。

つまり、熱交換器１は、熱交換部２が蒸発器として作用する場合において、分配流路（分配合流流路５１Ａａ、分配合流流路５１Ｂａ）が形成され、合流流路（分配合流流路６１ａ）が形成されない上側積層型ヘッダ５１Ａ及び下側積層型ヘッダ５１Ｂと、合流流路（分配合流流路６１ａ）が形成され、分配流路（分配合流流路５１Ａａ、分配合流流路５１Ｂａ）が形成されない筒型ヘッダ６１と、を別々に有する。そのような場合には、上側積層型ヘッダ５１Ａ及び下側積層型ヘッダ５１Ｂは、本発明の「第１ヘッダ」に相当し、筒型ヘッダ６１は、本発明の「第２ヘッダ」に相当する。

また、熱交換器１は、熱交換部２が凝縮器として作用する場合において、分配流路（分配合流流路６１ａ）が形成され、合流流路（分配合流流路５１Ａａ、分配合流流路５１Ｂａ）が形成されない筒型ヘッダ６１と、合流流路（分配合流流路５１Ａａ、分配合流流路５１Ｂａ）が形成され、分配流路（分配合流流路６１ａ）が形成されない上側積層型ヘッダ５１Ａ及び下側積層型ヘッダ５１Ｂと、を別々に有する。そのような場合には、筒型ヘッダ６１は、本発明の「第１ヘッダ」に相当し、上側積層型ヘッダ５１Ａ及び下側積層型ヘッダ５１Ｂは、本発明の「第２ヘッダ」に相当する。

＜熱交換器及び空気調和装置の動作＞
以下に、実施の形態３に係る熱交換器、及び、その熱交換器が適用される空気調和装置の動作について説明する。
（暖房運転時の熱交換器及び空気調和装置の動作）
図２０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。なお、図２０は、空気調和装置９１が暖房運転する場合を示している。
以下に、図２０を用いて、暖房運転時の冷媒の流れについて説明する。
室外熱交換器９４において、冷媒は、ディストリビュータ７１で分配され、上側積層型ヘッダ５１Ａ及び下側積層型ヘッダ５１Ｂの分配合流流路５１Ａａ及び分配合流流路５１Ｂａに流入して、更に分配され、風上上段側熱交換部２１Ａ及び風上下段側熱交換部２１Ｂに流入する。風上上段側熱交換部２１Ａ及び風上下段側熱交換部２１Ｂを通過した冷媒は、風下上段側熱交換部３１Ａ及び風下下段側熱交換部３１Ｂを通過し、筒型ヘッダ６１の分配合流流路６１ａに流入して合流される。

（冷房運転時の熱交換器及び空気調和装置の動作）
図２１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。なお、図２１は、空気調和装置９１が冷房運転する場合を示している。
以下に、図２１を用いて、冷房運転時の冷媒の流れについて説明する。
室外熱交換器９４において、冷媒は、筒型ヘッダ６１の分配合流流路６１ａに流入して分配され、風下上段側熱交換部３１Ａ及び風下下段側熱交換部３１Ｂに流入する。風下上段側熱交換部３１Ａ及び風下下段側熱交換部３１Ｂを通過した冷媒は、風上上段側熱交換部２１Ａ及び風上下段側熱交換部２１Ｂを通過し、上側積層型ヘッダ５１Ａ及び下側積層型ヘッダ５１Ｂの分配合流流路５１Ａａ及び分配合流流路５１Ｂａに流入して合流され、更に、ディストリビュータ７１で合流される。

＜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。
実施の形態３に係る熱交換器１においても、実施の形態１に係る熱交換器１と同様に、つまり、図１１及び図１２と同様に、冷媒温度が変化する。すなわち、実施の形態３に係る熱交換器１においても、実施の形態１に係る熱交換器１と同様の作用が奏される。

また、熱交換器１では、上側積層型ヘッダ５１Ａ及び下側積層型ヘッダ５１Ｂを有し、それらがディストリビュータ７１に接続される。ディストリビュータ７１は、冷媒を均一に分配することが可能であるが、表面積が小さい。そのため、分配合流部３をディストリビュータ７１だけで構成した場合には、熱交換器１が蒸発器として作用する場合において、分配合流部３を通過する冷媒を加熱することができず、また、熱交換器１が凝縮器として作用する場合において、分配合流部３を通過する冷媒を冷却することができなくなってしまう。また、分配合流部３を、実施の形態１に係る熱交換器１のように１つの積層型ヘッダ５１で構成した場合には、熱交換部２を分割して製造することができず、製造が困難となり、また、製造設備が大型化されてしまう。それに対し、熱交換器１のように、上側積層型ヘッダ５１Ａ及び下側積層型ヘッダ５１Ｂを有し、それらがディストリビュータ７１に接続される場合には、表面積を確保して、熱交換効率を向上しつつ、熱交換器１が蒸発器として作用する場合において、冷媒を均一に分配することができ、更に、製造が困難となることが抑制され、また、製造設備が大型化されてしまうことが抑制される。また、熱交換器１の大型化に、枚数の増加で対応することができ、部品が共通化される。

また、熱交換器１では、筒型ヘッダ６１が１つである。そのため、部品費、組立工数等が削減される。なお、筒型ヘッダ６１は、熱交換器１が凝縮器として作用する場合において、ガス状態の冷媒を分配する。そのため、筒型ヘッダ６１が分割され、それらがディストリビュータに接続されていなくても、冷媒の分配の均一性は確保される。

実施の形態４．
実施の形態４に係る熱交換器について説明する。
なお、実施の形態１〜実施の形態３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。また、以下では、熱交換器１の熱交換部２が、実施の形態１に係る熱交換器１のように２列で構成される場合を説明しているが、実施の形態２に係る熱交換器１のように、１列で構成されていてもよい。また、熱交換器１の熱交換部２が、実施の形態３に係る熱交換器１のように分割される場合を説明しているが、実施の形態１、２に係る熱交換器１のように、分割されていなくてもよい。

＜熱交換器の構成＞
以下に、実施の形態４に係る熱交換器の構成について説明する。
（熱交換器の概略構成）
以下に、実施の形態４に係る熱交換器の概略構成について説明する。
図２２は、実施の形態４に係る熱交換器の、斜視図である。
図２２に示されるように、熱交換器１は、熱交換部２と、熱交換部２の重力方向の下方に配設された下段熱交換部２Ａと、分配合流部３と、分配合流部３の重力方向の下方に配設された下段分配合流部３Ａとを有する。下段熱交換部２Ａは、熱交換部２と同様の構成を有する。下段分配合流部３Ａは、分配合流部３と同様の構成を有する。下段熱交換部２Ａ及び下段分配合流部３Ａは、熱交換部２及び分配合流部３と比較して、高さ方向の寸法が短い。熱交換部２は、本発明の「上段熱交換部」に相当する。下段熱交換部２Ａは、本発明の「熱交換部」に相当する。

下段熱交換部２Ａの積層型ヘッダ５１の接続配管５２は、冷媒配管（図示せず）に接続される。下段熱交換部２Ａの筒型ヘッダ６１の接続配管６２は、ディストリビュータ７１に接続される。

つまり、熱交換器１の下段分配合流部３Ａは、熱交換部２が蒸発器として作用する場合において、分配流路（分配合流流路５１ａ）が形成され、合流流路（分配合流流路６１ａ）が形成されない積層型ヘッダ５１と、合流流路（分配合流流路６１ａ）が形成され、分配流路（分配合流流路５１ａ）が形成されない筒型ヘッダ６１と、を別々に有する。そのような場合には、積層型ヘッダ５１は、本発明の「第１ヘッダ」に相当し、筒型ヘッダ６１は、本発明の「第２ヘッダ」に相当する。

また、熱交換器１の下段分配合流部３Ａは、熱交換部２が凝縮器として作用する場合において、分配流路（分配合流流路６１ａ）が形成され、合流流路（分配合流流路５１ａ）が形成されない筒型ヘッダ６１と、合流流路（分配合流流路５１ａ）が形成され、分配流路（分配合流流路６１ａ）が形成されない積層型ヘッダ５１と、を別々に有する。そのような場合には、筒型ヘッダ６１は、本発明の「第１ヘッダ」に相当し、積層型ヘッダ５１は、本発明の「第２ヘッダ」に相当する。

＜熱交換器及び空気調和装置の動作＞
以下に、実施の形態４に係る熱交換器、及び、その熱交換器が適用される空気調和装置の動作について説明する。
（暖房運転時の熱交換器及び空気調和装置の動作）
図２３は、実施の形態４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２３は、空気調和装置９１が暖房運転する場合を示している。
以下に、図２３を用いて、暖房運転時の冷媒の流れについて説明する。
室外熱交換器９４において、冷媒は、室外ファン９７の駆動に伴って熱交換器１に供給される空気と比較して高い温度で、下段分配合流部３Ａの積層型ヘッダ５１の分配合流流路５１ａに流入して分配されて、下段熱交換部２Ａの風上側熱交換部２１に流入する。下段熱交換部２Ａの風上側熱交換部２１に流入した冷媒は、下段熱交換部２Ａの風下側熱交換部３１を通過して、下段分配合流部３Ａの筒型ヘッダ６１の分配合流流路６１ａに流入して合流され、ディストリビュータ７１に流入して、熱交換部２の接続配管５２Ａ、５２Ｂに分配される。

（冷房運転時の熱交換器及び空気調和装置の動作）
図２４は、実施の形態４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２４は、空気調和装置９１が冷房運転する場合を示している。
以下に、図２４を用いて、冷房運転時の冷媒の流れについて説明する。
室外熱交換器９４において、冷媒は、熱交換部２の接続配管５２Ａ、５２Ｂからディストリビュータ７１に流入して合流され、下段分配合流部３Ａの筒型ヘッダ６１の分配合流流路６１ａに流入して分配されて、下段熱交換部２Ａの風下側熱交換部３１に流入する。下段熱交換部２Ａの風下側熱交換部３１に流入した冷媒は、下段熱交換部２Ａの風上側熱交換部２１を通過して、下段分配合流部３Ａの積層型ヘッダ５１の分配合流流路５１ａに流入して合流され、冷媒配管に流出される。

＜熱交換器の作用＞
以下に、実施の形態４に係る熱交換器の作用について説明する。
図２５は、実施の形態４に係る熱交換器の、熱交換部が蒸発器として作用する場合の冷媒温度の変化の概略を示す図である。
図２５に示されるように、熱交換部２が蒸発器として作用する場合において、室外ファン９７の駆動に伴って熱交換器１に供給される空気と比較して高い温度で、下段熱交換部２Ａに流入した冷媒は、下段熱交換部２Ａの風上側伝熱管２２及び風下側伝熱管３２を加熱して、冷媒温度が低下する。下段熱交換部２Ａから流出した冷媒は、接続配管６２、ディストリビュータ７１、及び、接続配管５２Ａ、５２Ｂの通過に伴う圧力降下によって、冷媒温度が更に低下し、熱交換器１に供給される空気と比較して低い温度となる。熱交換部２に流入した冷媒は、空気によって加熱されて完全に蒸発されると、過熱ガス状態となって、冷媒温度が上昇する。

そのため、下段熱交換部２Ａの風上側フィン２３及び風下側フィン３３等が結露することが抑制される。また、特に、室外ファン９７の駆動に伴って熱交換器１に供給される空気の温度が０℃以下である場合において、下段熱交換部２Ａの風上側フィン２３及び風下側フィン３３等に霜が付着して堆積することが抑制される。また、熱交換部２に付着した霜を溶かす除霜運転において、溶けた水分が下段熱交換部２Ａの風上側フィン２３及び風下側フィン３３等に溜まっても、再度凍って堆積することが抑制される。つまり、熱交換器１では、冷凍サイクルの品質安定性が向上される。

そして、熱交換器１では、下段熱交換部２Ａにおいて、分配流路と合流流路とが別々のヘッダに形成されるため、分配流路に流入した冷媒が、合流流路を通過する下段熱交換部２Ａの風上側伝熱管２２及び風下側伝熱管３２を加熱した後の冷媒と熱交換を行うことがなく、加熱前に冷媒温度が低下してしまうことが抑制されて、上述の冷凍サイクルの品質安定性を向上することの効率性が向上される。

以上、実施の形態１〜実施の形態４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を組み合わせることも可能である。

１ 熱交換器、２ 熱交換部、２Ａ 下段熱交換部、３ 分配合流部、３Ａ 下段分配合流部、２１ 風上側熱交換部、２１Ａ 風上上段側熱交換部、２１Ｂ 風上下段側熱交換部、２２ 風上側伝熱管、２２ａ 折返し部、２２ｂ 一方の端部、２２ｃ 他方の端部、２３ 風上側フィン、３１ 風下側熱交換部、３１Ａ 風下上段側熱交換部、３１Ｂ 風下下段側熱交換部、３２ 風下側伝熱管、３２ａ 折返し部、３２ｂ 一方の端部、３２ｃ 他方の端部、３３ 風下側フィン、４１ 風上側ジョイント部材、４２ 風下側ジョイント部材、４３ 列渡り管、４４ 風上側段渡り管、４５ 風下側段渡り管、５１ 積層型ヘッダ、５１Ａ 上側積層型ヘッダ、５１Ｂ 下側積層型ヘッダ、５１ａ、５１Ａａ、５１Ｂａ 分配合流流路、５２、５２Ａ、５２Ｂ、５７ 接続配管、５３ 第１板状部材、５４＿１〜５４＿３ 第２板状部材、５５ 第３板状部材、５６＿１〜５６＿４ クラッド材、５３ａ、５４ａ＿１〜５４ａ＿３、５５ａ、５６ａ 部分流路、６１ 筒型ヘッダ、６１ａ 分配合流流路、６２、６４ 接続配管、６３ 円筒部、７１ ディストリビュータ、９１ 空気調和装置、９２ 圧縮機、９３ 四方弁、９４ 室外熱交換器、９５ 絞り装置、９６ 室内熱交換器、９７ 室外ファン、９８ 室内ファン、９９ 制御装置。

Claims (7)

1. 一方の端部から流入する冷媒を、第１折返し部で折り返して、該一方の端部に並設された他方の端部から流出する冷媒流路が、複数段設けられた熱交換部と、
   前記熱交換部に接続され、複数の前記一方の端部に前記冷媒を分配して流入させる分配流路と、複数の前記他方の端部から流出する前記冷媒を合流させる合流流路と、が形成された分配合流部と、
   を備え、
   前記分配合流部は、
   前記分配流路が形成され、前記合流流路が形成されない第１ヘッダと、
   該第１ヘッダに並設され、前記合流流路が形成され、前記分配流路が形成されない第２ヘッダと、を別々に有し、
   前記第１ヘッダ及び前記第２ヘッダは、前記熱交換部の一端側に並設されるとともに、 前記熱交換部が凝縮器である場合に、前記第２ヘッダは、部分流路が形成された板状部材が、該部分流路が互いに連通するように複数積層されて、前記分配流路又は前記合流流路が形成された積層型ヘッダであり、
   前記第２ヘッダは、前記第１ヘッダと比較して前記熱交換部に供給される空気の通過方向に沿って風上側に配設されることを特徴とする熱交換器。
2. 前記合流流路は、２つの流路を１つの流路に合流することを繰り返す合流流路である、ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記第１ヘッダ及び前記第２ヘッダは、前記熱交換部で前記冷媒と熱交換する流体の通過方向に沿うように、並設された、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器。
4. 前記冷媒流路は、前記第１折返し部で折り返された前記冷媒を第２折返し部で折返し、該第２折返し部で折り返された前記冷媒を第３折返し部で折り返して、前記他方の端部から流出する、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱交換器。
5. 前記熱交換部は、複数であり、
   前記積層型ヘッダは、複数の前記熱交換部毎に設けられ、
   複数の前記積層型ヘッダは、流路の一部に毛細管が配設されたディストリビュータに接続された、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱交換器。
6. 前記熱交換部の重力方向の上方に配設された他の熱交換部を備え、
   前記他の熱交換部が蒸発器である場合に、
   前記第１ヘッダから流出する前記冷媒の温度は、前記熱交換部で前記冷媒と熱交換する流体の温度と比較して高く、
   前記第２ヘッダから流出する前記冷媒は、前記他の熱交換部に流入する、
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の熱交換器。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の熱交換器を備えた、
   ことを特徴とする空気調和装置。

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