JP6611335B2 - 熱交換器及び空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換器及び空気調和機に関する。

空気調和機の熱交換器として、水平方向に延びる伝熱管を上下方向に間隔をあけて複数配置し、各伝熱管の外面にフィンを設けたものが知られている。複数の伝熱管の両端は上下方向に延びる一対のヘッダにそれぞれ接続されている。このような熱交換器は、冷媒の流路長さを確保するため、一方のヘッダに導入されて伝熱管を経て他方のヘッダに流通した冷媒を、該他方のヘッダで折り返すようにして再度伝熱管を経て一方のヘッダに戻すように構成されている。

折り返し側のヘッダ内は、該ヘッダ内を上下方向に区画する仕切板によって複数の領域が区画されている。これによって、ヘッダ内の一の領域内に伝熱管を経て導入された冷媒は、接続管を介してヘッダ内の他の領域に導入された後に、該他の領域に接続された複数の伝熱管を経由して出入口側の一方のヘッダに戻される。
例えば特許文献１には、折り返す冷媒が導入されるヘッダ内の各領域の下部に上記接続管が接続された熱交換器が開示されている。

特許第５０７１５９７号公報

ところで、上記熱交換器を蒸発器として用いる場合、伝熱管を介してヘッダ内の一の領域に導入される冷媒は、その全てが気化しているとは限らず、液相冷媒と気相冷媒とが混在した気液二相冷媒の状態にある。このような気液二相冷媒が接続管を介してヘッダ内の他の領域の下部に導入された場合、密度の大きい液相冷媒分は上部の伝熱管まで到達し難くなる。そのため、上方の伝熱管を流れる冷媒程、液相冷媒流量が小さくなり、その結果、所望の熱交換器の性能を得られないという問題がある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、性能低下を抑制することができる熱交換器、及び、該熱交換器を用いた空気調和機を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用している。
即ち、本発明の第一態様に係る熱交換器は、水平方向に延びて内部に冷媒が流通するとともに上下方向に間隔をあけて複数が配列された第一伝熱管と、上下方向に延びる筒状をなしてこれら第一伝熱管の一端が連通状態で接続される第一ヘッダ部と、水平方向に延びて内部に冷媒が流通するとともに上下方向に間隔をあけて複数が配列された第二伝熱管と、上下方向に延びる筒状をなしてこれら前記第二伝熱管の一端が連通状態で接続される第二ヘッダ部と、前記第一ヘッダ部と前記第二ヘッダ部とを連通させるように、一端が前記第一ヘッダ部にそれぞれ接続されるとともに他端が前記第二ヘッダ部にそれぞれ接続された複数の連通路と、を備え、各前記連通路における前記第一ヘッダ部に対しての一端の接続位置が、各前記連通路同士で互いに同一の高さ位置とされており、各前記連通路における前記第二ヘッダ部に対しての他端の接続位置が、各前記連通路同士で互いに異なる高さ位置とされている。

このような熱交換器によれば、第一伝熱管を介して第一ヘッダ部に導入された冷媒は、該第一ヘッダ部における同一の上下方向位置に接続された連通路に導入される。ここで、第一ヘッダ部内では、冷媒における気液の密度差により、該第一ヘッダ部内の下部に液相が溜まり易く、上部に気相が溜まり易くなる。そのため、第一ヘッダ部内の上下方向でそれぞれ冷媒の気液割合に差が生じる。
本発明の熱交換器で、第二ヘッダ部に接続された複数の連通路が、第一ヘッダ部の同一の上下方向位置に接続されているため、気液割合がほぼ同一の冷媒が各連通路に導入される。そのため、複数の連通路毎での冷媒流量の均等化を図ることができる。さらに、複数の連通路の第二ヘッダ部への接続箇所は互いに異なる上下方向位置とされているため、第二ヘッダ部の複数の高さ位置からほぼ同一の気液割合の冷媒が該第二ヘッダ部内へ導入される。これによって、第二ヘッダ部内の上下方向で冷媒が混合されることになるため、該第二ヘッダ部内の上下方向全域での冷媒の気液割合を平均化させることができる。これによって、各第二伝熱管に導入される冷媒の質量流量の均等化を図ることができる。

上記熱交換器は、前記第二ヘッダ部における互いに上下に隣り合う前記連通路の接続箇所の間に、該第二ヘッダ部内の空間を上下に隔てた領域に区画するとともに、上下に貫通する連通孔が形成された区画板をさらに備えていてもよい。

仮に区画板がない場合、第二ヘッダ部内では密度の大きい液相が下方に行き易く、密度の小さい気相が上方に行き易いため、第二ヘッダ部内全体で上下方向の質量流量の差が生じてしまうこともある。これに対して、連通孔を有する区画板によって第二ヘッダ部内を小さな領域に区切ることで、各領域同士での冷媒の流通を可能としながらも冷媒は各領域に留まり易くなるため、第二ヘッダ全体として上下方向での冷媒の密度差を低減することができる。

上記熱交換器では、前記区画板によって区画された各前記領域には、互いに高さ位置の異なる複数の前記連通路の接続箇所が存在していてもよい。

これによって、各領域での冷媒の混合が促進されるため、各領域における冷媒の密度差をより低減することができる。

上記熱交換器は、一端が第一ヘッダ部に接続されるとともに、水平方向に複数に並設された分割流路が内側に形成された主管部と、該主管部の他端側から複数に分岐して内側に前記分割流路に連通する分岐流路が形成されるとともにそれぞれ各前記第二ヘッダ部に接続された分岐管部とを有する接続管を備え、各前記連通路は、それぞれ各前記分割流路及び各前記分岐流路によって形成された流路であってもよい。

これにより、各連通路をそれぞれ別個の接続管で構成した場合に比べて、分岐接続管の場合には第一ヘッダ部への施工箇所が一か所となるため、施工が容易となる。

上記熱交換器は、上下方向に延びる筒状をなすヘッダ本体と、該ヘッダ本体内を上下に区画する主仕切板と、を有するヘッダを備え、前記第一ヘッダ部は、前記ヘッダにおける前記主仕切板の下方の部分であって、前記第二ヘッダ部は、前記ヘッダにおける前記主仕切板の上方の部分であってもよい。

一のヘッダ部内に主仕切板を介して第一ヘッダ部及び複数の第二ヘッダ部を形成することで、これら第一ヘッダ部及び複数の第二ヘッダ部を有する熱交換器を容易に構成することができる。

本発明の第二態様に係る空気調和機は、上記いずれかの熱交換器を備えることを特徴とする。

これによって、冷媒の不均一分配による熱交換性能の低下を抑制し、効率の高い空気調和機を提供することができる。

本発明の熱交換器及び空気調和機によれば、効率低下の抑制を図ることができる。

本発明の第一実施形態に係る空気調和機の全体構成図である。 本発明の第一実施形態に係る熱交換器の縦断面図である。 本発明の第一実施形態に係る熱交換器の斜視図である。 本発明の第二実施形態に係る熱交換器の折り返し側ヘッダ及び分岐接続管の側面図である。 本発明の第二実施形態に係る熱交換器の分岐接続管における主管部の流路断面形状を示す図である。 本発明の第三実施形態に係る熱交換器の折り返し側ヘッダ及び接続管の側面図である。 本発明の第四実施形態に係る熱交換器の折り返し側ヘッダ及び接続管の側面図である。 本発明の第五実施形態に係る熱交換器の折り返し側ヘッダ及び接続管の側面図である。

以下、本発明の第一実施形態に係る熱交換器を備えた空気調和機について図１〜３を参照して説明する。
図１に示すように、空気調和機１は、圧縮機２、室内熱交換器３（熱交換器１０）、膨張弁４、室外熱交換器５（熱交換器１０）、四方弁６、及び、これらを接続する配管７を備えており、これらからなる冷媒回路を構成している。

圧縮機２は、冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を冷媒回路に供給する。
室内熱交換器３は、冷媒と室内の空気との間で熱交換を行う。室内熱交換器３は、冷房運転時には蒸発器として用いられ室内から吸熱し、暖房運転時には凝縮器として用いられ室内へ放熱する。
膨張弁４は、凝縮器で熱交換をすることで液化した高圧の冷媒を膨張させることで低圧化する。
室外熱交換器５は、室外熱交換器５は、冷媒と室外の空気との間で熱交換を行う。冷房運転時には、凝縮器として用いられ室外へ放熱し、暖房運転時には、蒸発器として用いられ室外から吸熱する。
四方弁６は、暖房運転時と冷房運転時とで冷媒の流通する方向を切り替える。これにより、冷房運転時には、冷媒が、圧縮機２、室外熱交換器５、膨張弁４及び室内熱交換器３の順に循環する。一方、暖房運転時には、冷媒が、圧縮機２、室内熱交換器３、膨張弁４及び室外熱交換器５、の順に循環する。

次に、上記室内熱交換器３及び室外熱交換器５として用いられる熱交換器１０について、図２〜図３を参照して説明する。
熱交換器１０は、複数の伝熱管２０、複数のフィン２８、一対のヘッダ３０、第一接続管６０、及び第二接続管７０を備える。

伝熱管２０は、水平方向に直線状に延びる管状の部材であって、内部に冷媒が流通する流路が形成されている。このような伝熱管２０は、上下方向に間隔をあけて複数が配列されており、互いに平行に配置されている。
本実施形態では、各伝熱管２０は扁平管状をなしており、伝熱管２０の内部には、該伝熱管２０の延在方向に直交する水平方向に並設された複数の流路が形成されている。これら複数の流路は互いに平行に配列されている。これにより、伝熱管２０の延在方向に直交する断面の外形は、伝熱管２０の延在方向に直交する水平方向を長手方向とした扁平状とされている。

フィン２８は、上記のように配列された伝熱管２０の間にそれぞれ配置されており、本実施形態では、各伝熱管２０の延在方向に向かうにしたがって上下に隣り合う伝熱管２０に交互に接触するように延びるいわゆるコルゲート状に延びている。なお、フィン２８の形状はこれに限定されることはなく、伝熱管２０の外周面から張り出すように設けられていれば、いかなる形状であってもよい。

一対のヘッダ３０は、上記複数の伝熱管２０の両端にこれら伝熱管２０を挟み込むように設けられている。これら一対のヘッダ３０の一方は、外部から熱交換器１０内への冷媒の出入り口となる出入口側ヘッダ４０とされており、他方は、熱交換器１０内で冷媒が折り返すための折り返し側ヘッダ５０とされている。

出入口側ヘッダ４０は、上下方向に延びる筒状の部材であって、上端及び下端が閉塞されるとともに内部が仕切板４１によって上下二つの領域に区画されている。仕切板４１によって区画された下方の領域は下部出入領域４２とされ、上方の領域は上部出入領域４３とされている。これら下部出入領域４２と上部出入領域４３とは出入口側ヘッダ４０内で互いに非連通状態とされている。これら下部出入領域４２及び上部出入領域４３は、冷媒回路を構成する配管７がそれぞれ接続されている。
ここで、複数の伝熱管２０のうち、下部出入領域４２と連通状態で接続されている伝熱管２０は、第一伝熱管２１とされており、上部出入領域４３と連通状態で接続されている伝熱管２０は、第二伝熱管２３とされている。

折り返し側ヘッダ５０は、ヘッダ本体５１及び主仕切板５８を備えている。
ヘッダ本体５１は、上下方向に延びる筒状をなす部材であって、上端及び下端が閉塞されている。主仕切板５８は、ヘッダ本体５１内に設けられ、該ヘッダ本体５１内の空間を上下二つの領域に区画している。ヘッダ本体５１の主仕切板５８の下方の部分は第一ヘッダ部５２とされており、ヘッダ本体５１の主仕切板５８の上方の部分は第二ヘッダ部５３とされている。即ち、本実施形態では、ヘッダ本体５１内が主仕切板５８によって区画されることで、折り返し側ヘッダ５０に、それぞれ内部に空間を有する第一ヘッダ部５２及び第二ヘッダ部５３が形成されている。換言すれば、第一ヘッダ部５２及び第二ヘッダ部５３によって折り返し側ヘッダ５０が構成されている。

複数の第一伝熱管２１は、それぞれ第一ヘッダ部５２内と連通状態となるように該第一ヘッダ部５２に接続されている。即ち、第一ヘッダ部５２に接続されている伝熱管２０が第一伝熱管２１とされている。
複数の第二伝熱管２３は、それぞれ各第二ヘッダ部５３内と連通状態となるように該第二ヘッダ部５３に接続されている。即ち、第二ヘッダ部５３に接続されている伝熱管２０が第二伝熱管２３とされている。

第一接続管６０は、内部に流路が形成された管状の部材であって、その一端が第一ヘッダ部５２に対して該第一ヘッダ部５２の内部と連通状態で接続されており、他端が第二ヘッダ部５３に対して該第二ヘッダ部５３の内部と連通状態で接続されている。より詳細には、第一接続管６０の一端は、第一ヘッダ部５２における上部に接続されている。また、第一接続管６０の他端は、第二ヘッダ部５３における下部に接続されている。本実施形態では、第一接続管６０内の流路が、第一ヘッダ部５２と第二ヘッダ部５３とを接続する第一連通路６１（連通路）とされている。

第二接続管７０は、内部に流路が形成された管状の部材であって、第一接続管６０と同様、一端が第一ヘッダ部５２に対して該第一ヘッダ部５２の内部と連通状態で接続されている。一方で、第二接続管７０の他端は、第二ヘッダ部に対して第二ヘッダ部５３の内部と連通状態で接続されている。より詳細には、第二接続管７０の一端は、第一ヘッダ部５２における上部に接続されている。また、第一接続管６０の他端は、第二ヘッダ部５３における上部に接続されている。本実施形態では、第二接続管７０内の流路が、第一ヘッダ部５２と第二ヘッダ部５３とを接続する第二連通路７１（連通路）とされている。

ここで、本実施形態では、第一接続管６０及び第二接続管７０の第一ヘッダ部５２への接続箇所が、互いに同一の上下方向位置とされている。即ち、第一接続管６０における第一ヘッダ部５２への接続箇所は、第二接続管７０の第一ヘッダ部５２への接続箇所と水平方向に隣接又は離間して配置されており、上下方向位置は同一とされている。
なお、「上下方向位置が同一」とは、第一接続管６０及び第二接続管７０の第一ヘッダ部５２への接続箇所の中心の上下方向位置が同一である場合に限られず、少なくとも、第一接続管６０及び第二接続管７０の第一ヘッダ部５２への接続箇所の少なくとも一部が、互いに上下方向で重なっていればよい。

また、本実施形態では、第一接続管６０の第二ヘッダ部５３への接続箇所よりも第二接続管７０の第二ヘッダ部５３への接続箇所の方が上方に設けられており、即ち、第一接続管６０及び第二接続管７０の第二ヘッダ部５３への接続箇所は、互いに上下方向位置が異なっている。

次に上記熱交換器１０が蒸発器として用いられる場合の作用・効果について説明する。
なお、熱交換器１０が室内熱交換器３の場合は空気調和機１の冷房運転時に蒸発器として用いられることになり、室外熱交換器５の場合には空気調和機１の暖房運転時に蒸発器として用いられることになる。

熱交換器１０が蒸発器として用いられる際には、図２に示す出入口側ヘッダ４０の下部出入領域４２に配管７から液相分の多い気液二相冷媒が供給される。この冷媒は、下部出入領域４２で複数の第一伝熱管２１内に分配供給され、第一伝熱管２１を流通する過程で該第一伝熱管２１の外部雰囲気との間で熱交換することで蒸発が促される。これにより、第一伝熱管２１から折り返し側ヘッダ５０の第一ヘッダ部５２内に供給される冷媒は、一部が液相から気相に変化したことで液相割合が減少した気液二相冷媒となる。

第一ヘッダ部５２内に供給される気液二相冷媒のうち、液相分が多く密度の大きい冷媒が重力により第一ヘッダ部５２の下部に集まり、気相分が多く密度の小さい冷媒が第一ヘッダ部５２の上部に集まることになる。即ち、第一ヘッダ部５２内では、冷媒の気液割合（密度）が上下方向位置で異なることになる。ここで、仮に第一接続管６０及び第二接続管７０の第一ヘッダ部５２への接続位置が互いに上下方向に異なっていれば、第一接続管６０と第二接続管７０に導入される冷媒の気液割合が異なることになる。その結果、第一接続管６０と第二接続管７０とのうち第一ヘッダ部５２のより下方に接続されている方には、密度の大きい冷媒が導入される結果、冷媒の質量流量は多くなる。また、第一接続管６０と第二接続管７０とのうち第一ヘッダ部５２のより上方に接続されている方には、密度の小さい冷媒が導入される結果、冷媒の質量流量は少なくなる。

これに対して、本実施形態では、第一接続管６０、第二接続管７０の第一ヘッダ部５２への接続位置が、互いに同一の上下方向位置とされている。そのため、第一接続管６０、第二接続管７０には、それぞれほぼ同一の気液割合の冷媒が導入される。その結果、第一接続管６０、第二接続管７０をそれぞれ介して第二ヘッダ部５３の互いに異なる上下方向位置に導入される冷媒の気液割合は互いにほぼ同一となる。即ち、第一接続管６０、第二接続管７０を流通する冷媒の質量流量の均等化が図られる。

さらに、本実施形態では、第二ヘッダ部５３の複数の高さ位置からほぼ同一の気液割合の冷媒が該第二ヘッダ部５３内へ導入される。これによって、第二ヘッダ部５３内の上下方向で冷媒が混合されることになるため、該第二ヘッダ部５３内の上下方向全域での冷媒の気液割合を平均化させることができる。これによって、各第二伝熱管２３に導入される冷媒の質量流量の均等化を図ることができる。

その後、第一接続管６０又は第二接続管７０を介して第二ヘッダ部５３内に導入された冷媒は、これらに接続された複数の第二伝熱管２３に分流してこれら第二伝熱管２３内を流通する。そして、冷媒は、第二伝熱管２３を流通する過程で該第二伝熱管２３の外部雰囲気との間で熱交換することで、再度蒸発が促される。これにより、第二伝熱管２３内にて、冷媒における残存していた液相が気相に変化し、出入口側ヘッダ４０の上部出入領域４３には気相状態の冷媒が供給される。そして、この冷媒は上部出入領域４３から配管７に導入され、冷媒回路を循環することになる。

以上のように、本発明の熱交換器１０では、複数の第二ヘッダ部５３にそれぞれ接続された第一接続管６０の第一連通路６１、第二接続管７０の第二連通路７１が、第一ヘッダ部５２の同一の上下方向位置に接続されているため、気相液相割合がほぼ同一の冷媒が各連通路１０２に導入される。そのため、複数の連通路１０２毎での冷媒流量の均等化を図ることができる。さらに、第一接続管６０、第二接続管７０を介して第二ヘッダ部５３内に導入された冷媒は、第二ヘッダ部５３内の上下方向で混合が促進される。これによって、第二ヘッダ部５３内での気液割合の均一化をより一層図ることができる。その結果、例えば熱交換器１０を空気調和機に用いた場合には、冷房性能や暖房性能が損なわれることはない。

次に本発明の第二実施形態に係る熱交換器８０について、図４及び図５を参照して説明する。なお、第二実施形態では、第一実施形態と同様の構成要素については、第一実施形態同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図４に示すように、第二実施形態の熱交換器８０は、第一実施形態の第一接続管６０及び第二接続管７０に代えて、一の分岐接続管８１を備えている点で第一実施形態と相違する。

分岐接続管８１は、主管部８２及び複数（本実施形態では二つ）の分岐管部８５を有している。
主管部８２は、一端が第一ヘッダ部５２に接続されている。そして、この第一ヘッダ部５２内には、図５（ａ）（ｂ）に示すように、該第一ヘッダ部５２内を水平方向に二つの領域に分割されるようにして形成された二つの分割流路８３が形成されている。この分割流路８３は、主管部８２内の一端から他端にわたって、水平方向に並設して延在している。なお、主管部８２は、図５（ａ）に示すように、断面円形の流路の水平方向中央に分割壁部８４が設けられることで二つの分割流路８３が形成された構造であってもよい。また、図５（ｂ）に示すように、断面円形の流路の一部が直線状に切り欠かれた分割流路８３が、当該直線状の部分を構成する分割壁部８４によって互いに並設するように設けられた構造であってもよい。

分岐管部８５は、主管部８２の他端側から複数に分岐するようにして二つが設けられている。二つの分岐管部８５のうちの一方は第二ヘッダ部５３の下部に接続されている。二つの分岐管部８５のうちの他方は、第二ヘッダ部５３の上部に接続されている。また、各分岐管部８５の内側の流路である分岐流路８６は、主管部８２における分割流路８３に一対一の関係で連通している。これによって、主管部８２の二つの分割流路８３のうち、一方の分割流路８３は一方の分岐流路８６を介して第二ヘッダ部５３内の下部と連通状態とされており、即ち、一方の分割流路８３と一方の分岐流路８６とによって第一ヘッダ部５２と第二ヘッダ部５３内の下部とを連通させる第一連通路６１を形成している。また、他方の分割流路８３は他方の分岐流路８６を介して第二ヘッダ部５３内の上部と連通状態とされており、即ち、他方の分割流路８３と他方の分岐流路８６とによって、第一ヘッダ部５２内と第二ヘッダ部５３内の上部とを連通させる第二連通路７１を形成している。

このような第二実施形態の熱交換器８０では、分岐接続管８１の主管部８２における二つの分割流路８３は、互いに水平方向に並設されているため、これら二つの分割流路８３には、ほぼ同一の密度の冷媒が導入される。そして、この冷媒は、分岐流路８６を介して第二ヘッダ部５３内の下部及び上部にそれぞれ導入される。したがって、第一実施形態同様、第二ヘッダ部５３に導入された冷媒の質量流量の均一化を図ることができる。

また、第一実施形態のように、第一接続管６０及び第二接続管７０を別個に設ける場合に比べて、第一ヘッダ部５２への接続箇所が一か所のみとなるため、施工をより容易にすることができる。
なお、本実施形態では、二つの分岐管部８５の一方を第二ヘッダ部５３の下部に接続し、他方を第二ヘッダ部５３の上部に接続したが、これら二つの分岐管部８５の第二ヘッダ部５３への接続箇所が互いに上下方向に異なっていればよい。

次に本発明の第三実施形態に係る熱交換器９０について、図６を参照して説明する。なお、第三実施形態では、第一実施形態と同様の構成要素については、第一実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図６に示すように、第三実施形態の熱交換器９０は、第二ヘッダ部５３内に区画板９１を備える点で第一実施形態と相違する。

区画板９１は、第二ヘッダ部５３内における第一接続管６０と第二接続管７０との間の上下方向位置に設けられており、該第二ヘッダ部５３内を上下二つの領域に区画している。これら二つの領域のうち下方の領域は、第二ヘッダ下部領域９３とされている。この第二ヘッダ下部領域９３に第一接続管６０の他端が連通状態で接続されている。また、これら二つの領域のうち上方の領域は、第二ヘッダ上部領域９４とされている。この第二ヘッダ上部領域９４に第二接続管７０の他端が連通状態で接続されている。

この区画板９１には上下方向に貫通する連通孔９２が形成されている。この連通孔９２によって、区画板９１によって区画された第二ヘッダ下部領域９３及び第二ヘッダ上部領域９４が互いに連通状態とされている。なお、連通孔９２の形成位置は、区画板９１の水平方向の中央であってもよいし、該中央から外れた位置であってもよい。

ここで、仮に区画板９１がない場合には、第二ヘッダ部５３内では密度の大きい液相が下方に行き易く、密度の小さい気相が上方に行き易いため、第二ヘッダ部５３内全体で上下方向の質量流量の差が生じてしまう。これに対して、本実施形態では、連通孔９２を有する区画板９１によって第二ヘッダ部５３内を小さな領域に区切ることで、各領域同士での冷媒の流通を可能としながらも各領域の冷媒は各領域に留まり易くなる。即ち、第二ヘッダ下部領域９３では、冷媒の気相分の第二ヘッダ上部領域９４への移動が区画板９１によって妨げられる。一方、第二ヘッダ上部領域９４では、冷媒の液相分の第二ヘッダ下部領域９３への移動が区画板９１によって妨げられる。その結果、第二ヘッダ部５３内全体として、液相が下部に溜まり易く、気相が上部に溜まり易いといった傾向を抑制することができる。これによって、第二ヘッダ部５３全体として上下方向での冷媒の密度差を低減することができる。

次に本発明の第四実施形態に係る熱交換器１００について、図７を参照して説明する。なお、第四実施形態では、第一、第三実施形態と同様の構成要素については、これら実施形態同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図７に示すように、本実施形態の熱交換器１００は、第二ヘッダ部５３内に二つの区画板９１が設けられている。即ち、これら区画板９１は上下方向に間隔あけて設置されており、これによって第二ヘッダ部５３内の領域を上下方向に３つに区画している。なお、区画板９１には第三実施形態同様の連通孔９２が形成されている。

さらに、本実施形態では、第一ヘッダ部５２と第二ヘッダ部５３内の３つの領域のそれぞれとを接続する３つの接続管１０１が設けられている。各接続管１０１内の流路は、第一ヘッダ部５２内と第二ヘッダ部５３内とをそれぞれ連通する連通路１０２とされている。
これら３つの接続管１０１における第一ヘッダ部５２との接続箇所は、第一実施形態同様、互いに同一の上下方向位置とされている。３つの接続管１０１のうちの一つ目の接続管１０１の他端は、第二ヘッダ部５３内の３つの領域のうちの最も下方の領域に接続されている。３つの接続管１０１のうちの二つ目の接続管１０１の他端は、第二ヘッダ部５３内の３つの領域のうちの中央の領域に接続されている。３つの接続管１０１のうちの三つ目の接続管１０１の他端は、第二ヘッダ部５３内の３つの領域のうちの最も上方の領域に接続されている。

本実施形態によれば、区画板９１によって第二ヘッダ部５３内が３つの領域に細分されているため、第三実施形態以上に第二ヘッダ部５３内での冷媒の密度の偏りを抑制することができる。
なお、第二ヘッダ部５３内を４つ以上に区画して、区画された領域の数に応じて接続管１０１を４つ以上設けてもよい。第二ヘッダ部５３内をより細分化することによって、第二ヘッダ部５３内全体としての冷媒の密度差をより低減することができる。

次に本発明の第五実施形態に係る熱交換器１１０について、図８を参照して説明する。なお、第五実施形態では、第一、第三実施形態と同様の構成要素については、第一実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図７に示すように、本実施形態の熱交換器１１０は、第二ヘッダ部５３内に第三実施形態と同様に一の区画板９１が設けられている。これによって第二ヘッダ部５３内を上下方向に二つの領域に区画している。なお、区画板９１には第三実施形態同様の連通孔９２が形成されている。

さらに、本実施形態では、第一ヘッダ部５２と第二ヘッダ部５３とを接続する接続管１０１が６つ設けられている。これら接続管１０１内には連通路１０２が形成されており、全て第一ヘッダ部５２への接続箇所が同一の上下方向位置とされている。
また、６つの接続管１０１のうちの３つの接続管１０１は、他端が第二ヘッダ下部領域９３に接続されている。これら３つの接続管１０１の第二ヘッダ下部領域９３の接続箇所は、互いに異なる上下方向位置とされている。
さらに、６つの接続管１０１のうちの残りの３つの接続管１０１は、他端が第二ヘッダ上部領域９４に接続されている。これら３つの接続管１０１の第二ヘッダ上部領域９４への接続箇所は、互いに異なる上下方向位置とされている。

上記構成の本実施形態の熱交換器１１０によれば、第二ヘッダ部５３内の第二ヘッダ下部領域９３、第二ヘッダ上部領域９４にそれぞれ異なる上下方向位置から冷媒が導入される。これによって、第二ヘッダ下部領域９３、第二ヘッダ上部領域９４での冷媒の混合をより促進することができる。
なお、本実施形態では、一の区画板９１を設けた例について説明したが、２以上の複数の区画板９１によって第二ヘッダ部５３内を３つ以上の領域に区画してもよい。
また、第二ヘッダ部５３内の各領域には、３つのみに限られず４つ以上の複数の接続管１０１の他端が接続されていてもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１ 空気調和機
２ 圧縮機
３ 室内熱交換器
４ 膨張弁
５ 室外熱交換器
６ 四方弁
７ 配管
１０ 熱交換器
２０ 伝熱管
２１ 第一伝熱管
２３ 第二伝熱管
２８ フィン
３０ ヘッダ
４０ 出入口側ヘッダ
４１ 仕切板
４２ 下部出入領域
４３ 上部出入領域
５０ 折り返し側ヘッダ
５１ ヘッダ本体
５２ 第一ヘッダ部
５３ 第二ヘッダ部
５８ 主仕切板
６０ 第一接続管
６１ 第一連通路
７０ 第二接続管
７１ 第二連通路
８０ 熱交換器
８１ 分岐接続管
８２ 主管部
８３ 分割流路
８４ 分割壁部
９０ 熱交換器
９１ 区画板
９２ 連通孔
９３ 第二ヘッダ下部領域
９４ 第二ヘッダ上部領域
１００ 熱交換器
１０１ 接続管
１０２ 連通路
１１０ 熱交換器

Claims (6)

1. 水平方向に延びて内部に冷媒が流通するとともに上下方向に間隔をあけて複数が配列された第一伝熱管と、
   上下方向に延びる筒状をなしてこれら第一伝熱管の一端が連通状態で接続される第一ヘッダ部と、
   水平方向に延びて内部に冷媒が流通するとともに上下方向に間隔をあけて複数が配列された第二伝熱管と、
   上下方向に延びる筒状をなしてこれら前記第二伝熱管の一端が連通状態で接続される第二ヘッダ部と、
   前記第一ヘッダ部と前記第二ヘッダ部とを連通させるように、一端が前記第一ヘッダ部にそれぞれ接続されるとともに他端が前記第二ヘッダ部にそれぞれ接続された複数の連通路と、
   を備え、
   各前記連通路における前記第一ヘッダ部に対しての一端の接続位置が、各前記連通路同士で互いに同一の高さ位置とされており、
   各前記連通路における前記第二ヘッダ部に対しての他端の接続位置が、各前記連通路同士で互いに異なる高さ位置とされている熱交換器。
2. 前記第二ヘッダ部における互いに上下に隣り合う前記連通路の接続箇所の間に、該第二ヘッダ部内の空間を上下に隔てた領域に区画するとともに、上下に貫通する連通孔が形成された区画板をさらに備える請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記区画板によって区画された各前記領域には、互いに高さ位置の異なる複数の前記連通路の接続箇所が存在している請求項２に記載の熱交換器。
4. 一端が第一ヘッダ部に接続されるとともに、水平方向に複数に並設された分割流路が内側に形成された主管部と、該主管部の他端側から複数に分岐して内側に前記分割流路に連通する分岐流路が形成されるとともにそれぞれ各前記第二ヘッダ部に接続された分岐管部とを有する接続管を備え、
   各前記連通路は、それぞれ各前記分割流路及び各前記分岐流路によって形成された流路である請求項１から３のいずれか一項に記載の熱交換器。
5. 上下方向に延びる筒状をなすヘッダ本体と、該ヘッダ本体内を上下に区画する主仕切板と、を有するヘッダを備え、
   前記第一ヘッダ部は、前記ヘッダにおける前記主仕切板の下方の部分であって、
   前記第二ヘッダ部は、前記ヘッダにおける前記主仕切板の上方の部分である請求項１から４のいずれか一項に記載の熱交換器。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の熱交換器を備える空気調和機。

Images