JP6727398B2 - 熱交換器および空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、冷媒を分配する分配器を含む熱交換器、および、この熱交換器を備える空気調和機に関するものである。

冷媒回路を有する空気調和機に用いられる熱交換器は、冷媒の流れによって凝縮器又は蒸発器として作用する。このような熱交換器において、冷媒の圧損低減および熱交換効率の改善手段として、冷媒流路を複数パスに分岐させる手法が用いられている。冷媒流路を複数パスに分岐させる場合、熱交換器の冷媒入口側に分配器を用いることが一般的である。例えば、特許文献１では、冷媒の流路を１本から複数本（６本）に分岐するために、断面Ｙ字の分配器を使用することが提案されている。なお、分配器は、ディストリビューター又はジョイントと称される場合もある。

特開２０１０−１３３６４４号公報

特許文献１の分配器では、流入配管（上流側配管）および流出配管（分岐配管）の取り回しが必要となるため、その分大きなスペースを確保する必要がある。つまり、分配器の前後の配管の取り回しスペースを大きく要し、熱交換器が搭載される空気調和機（たとえば室内ユニット等の負荷側ユニット）の大型化を招いてしまう。
また、分配器の取り付け角度によっては、分配性能が変わってしまうという問題点もあった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、設置スペースを大きく要することなく、分配効率を低下させないようにした分配器を含む熱交換器、および、この熱交換器を備える空気調和機を提供することを目的とする。

本発明に係る熱交換器は、長手方向を有する板状のフィンと、前記フィンを貫通する複数の伝熱管と、冷媒を前記複数の伝熱管のうち２つの前記伝熱管に分配する分配器と、を有し、前記分配器は、前記複数の伝熱管のうち１つに接続された直線状の流入部と、前記流入部に連続する折り返し部と、前記折り返し部に連続し、前記流入部と並行に伸びる直線状の第１流出部と、前記第１流出部に連続し、前記第１流出部から分岐する直線状の第２流出部と、前記第２流出部に連続し、複数の曲げ部が形成された接続配管と、を備え、前記第２流出部を、前記接続配管を介して前記第１流出部に接続する前記伝熱管とは隣接しない前記伝熱管に接続するものであり、前記第２流出部の両端の中心を結ぶ直線が、前記第１流出部の両端の中心を結ぶ直線と直交し、かつ、前記第２流出部の両端の中心を結ぶ直線が、前記折り返し部を側面視した状態において前記折り返し部の両端の中心を結ぶ直線と角度θを有している。

本発明に係る空気調和機は、上記の熱交換器を室内熱交換器として用いたものである。

本発明に係る熱交換器によれば、接続配管を備えた分配器を有するので、配管の取り回しスペースが少なくて済むとともに、冷媒の分配量を適正に調整することができる。

本発明に係る空気調和機によれば、上記の熱交換器を室内熱交換器として用いているので、上記の熱交換器の設置に対して負荷側ユニットの大型化を招くことがなく、上記の熱交換器を備えたことによって熱交換効率が向上したものになる。

本発明の実施の形態に係る空気調和機の冷媒回路構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る空気調和機の負荷側ユニットの内部構成の一例を概略的に示す概略構成図である。 本発明の実施の形態に係る熱交換器の構成を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る熱交換器の構成を概略的に示す側面図である。 本発明の実施の形態に係る熱交換器が備える分配器の構成を概略的に示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る熱交換器が備える分配器の構成を概略的に示す側面図である。 本発明の実施の形態に係る熱交換器が備える分配器の具体的な構成の一例を所定の方向から見た図である。 本発明の実施の形態に係る熱交換器が備える分配器の具体的な構成の一例を図７とは別の方向から見た図である。 本発明の実施の形態に係る熱交換器が備える分配器の具体的な構成の一例を図７とは更に別の方向から見た図である。

実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係る空気調和機１００の冷媒回路構成の一例を示す図である。空気調和機１００は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、屋内等の空調対象空間の冷房又は暖房に使用される。

図１に示すように、空気調和機１００は、熱源を負荷側ユニット２０に供給する熱源ユニット１０と、熱源ユニット１０が供給された熱源で空調対象空間を冷房又は暖房する負荷側ユニット２０と、を有している。
また、空気調和機１００は、圧縮機１、流路切替装置２、第１熱交換器３、減圧装置４、および、第２熱交換器５が冷媒配管１５によって接続されて構成される冷媒回路を備える。
圧縮機１、流路切替装置２、第１熱交換器３、減圧装置４が熱源ユニット１０に搭載され、第２熱交換器５が負荷側ユニット２０に搭載されている。
また、空気調和機１００は、全体を制御する制御装置３０を備える。

圧縮機１は、例えば、容量制御可能なインバータ圧縮機等で構成され、ガス冷媒を吸入し、圧縮して高温高圧の状態にして吐出するものである。
流路切替装置２は、暖房運転と冷房運転とにおいて冷媒の流れを切り替えるものである。つまり、流路切替装置２は、暖房運転時には圧縮機１と第２熱交換器５とを接続するように切り替えられ、冷房運転時には圧縮機１と第１熱交換器３とを接続するように切り替えられる。なお、流路切替装置２は、たとえば四方弁で構成するとよい。ただし、二方弁又は三方弁の組み合わせを流路切替装置２として採用してもよい。

第１熱交換器３は、熱源側熱交換器（室外熱交換器）であり、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器として機能するものである。つまり、蒸発器として機能する場合、第１熱交換器３は、減圧装置４から流出された低温低圧の冷媒と、送風機６により供給される空気とが熱交換し、低温低圧の液冷媒（又は気液二相冷媒）が蒸発する。一方、凝縮器として機能する場合、第１熱交換器３は、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒と、送風機６により供給される空気とが熱交換し、高温高圧のガス冷媒が凝縮する。

第１熱交換器３は、例えば、伝熱管と多数のフィンとにより構成されるクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型の熱交換器で構成することができる。
なお、第１熱交換器３を、冷媒−水熱交換器で構成してもよい。この場合、第１熱交換器３では、冷媒と、水などの熱媒体とで熱交換が実行される。

減圧装置４は、第１熱交換器３又は第２熱交換器５から流出した冷媒を膨張させて減圧するものである。減圧装置４は、例えば冷媒の流量を調整可能な電動膨張弁等で構成するとよい。なお、減圧装置４としては、電動膨張弁だけでなく、受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁、または、キャピラリーチューブ等を適用することも可能である。

第２熱交換器５は、負荷側熱交換器（室内熱交換器）であり、暖房運転時には凝縮器として機能し、冷房運転時には蒸発器として機能するものである。つまり、凝縮器として機能する場合、第２熱交換器５は、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒と、送風機７により供給される空気とが熱交換し、高温高圧のガス冷媒が凝縮する。一方、蒸発器として昨日する場合、第２熱交換器５は、減圧装置４から流出された低温低圧の冷媒と、送風機７により供給される空気とが熱交換し、低温低圧の液冷媒（又は気液二相冷媒）が蒸発する。

第２熱交換器５は、例えば、伝熱管と多数のフィンとにより構成されるクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型の熱交換器である。
なお、第２熱交換器５の構成については、図２以降で説明する。

制御装置３０は、必要とする冷却能力又は加熱能力に応じて圧縮機１の駆動周波数を制御する。また、制御装置３０は、運転状態およびモード毎に応じて減圧装置４の開度を制御する。さらに、制御装置３０は、モード毎に応じて流路切替装置２を制御する。つまり、制御装置３０は、ユーザーからの運転指示に基づいて、図示省略の各温度センサーや図示省略の各圧力センサーから送られる情報を利用し、各アクチュエーター（例えば、圧縮機１、減圧装置４、流路切替装置２等）を制御するようになっている。
なお、制御装置３０は、その機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアで構成することもできるし、マイコンまたはＣＰＵのような演算装置と、その上で実行されるソフトウェアとにより構成することもできる。

＜空気調和機１００の動作＞
次に、空気調和機１００の動作について、冷媒の流れとともに説明する。ここでは、第１熱交換器３および第２熱交換器５での熱交換流体が空気である場合を例に、空気調和機１００の動作について説明する。

まず、第１熱交換器３を凝縮器、第２熱交換器５を蒸発器として作用させる運転モード、つまり冷房運転モードについて説明する。
圧縮機１を駆動させることによって、圧縮機１から高温高圧のガス状態の冷媒が吐出される。圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒（単相）は、凝縮器として作用する第１熱交換器３に流れ込む。第１熱交換器３では、流れ込んだ高温高圧のガス冷媒と、送風機６によって供給される空気との間で熱交換が行われて、高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒（単相）になる。

第１熱交換器３から送り出された高圧の液冷媒は、減圧装置４によって、低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になる。二相状態の冷媒は、蒸発器として作用する第２熱交換器５に流れ込む。第２熱交換器５では、流れ込んだ二相状態の冷媒と、送風機７によって供給される空気との間で熱交換が行われて、二相状態の冷媒のうち液冷媒が蒸発して低圧のガス冷媒（単相）になる。第２熱交換器５から送り出された低圧のガス冷媒は、流路切替装置２を介して圧縮機１に流れ込み、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって、再び圧縮機１から吐出される。以下、このサイクルが繰り返される。

次に、第１熱交換器３を蒸発器、第２熱交換器５を凝縮器として作用させる運転モード、つまり冷暖房運転モードについて説明する。
圧縮機１を駆動させることによって、圧縮機１から高温高圧のガス状態の冷媒が吐出される。圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒（単相）は、凝縮器として作用する第２熱交換器５に流れ込む。第２熱交換器５では、流れ込んだ高温高圧のガス冷媒と、送風機７によって供給される空気との間で熱交換が行われて、高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒（単相）になる。

第２熱交換器５から送り出された高圧の液冷媒は、減圧装置４によって、低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になる。二相状態の冷媒は、蒸発器として作用する第１熱交換器３に流れ込む。第１熱交換器３では、流れ込んだ二相状態の冷媒と、送風機６によって供給される空気との間で熱交換が行われて、二相状態の冷媒のうち液冷媒が蒸発して低圧のガス冷媒（単相）になる。第１熱交換器３から送り出された低圧のガス冷媒は、流路切替装置２を介して圧縮機１に流れ込み、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって、再び圧縮機１から吐出される。以下、このサイクルが繰り返される。

図２は、空気調和機１００の負荷側ユニット２０の内部構成の一例を概略的に示す概略構成図である。図２に基づいて、負荷側ユニット２０の構成について説明する。図２では、負荷側ユニット２０が室内ユニットである場合を例に示している。
負荷側ユニット２０は、空調対象空間に冷熱又は温熱を供給できる空間（例えば、屋内等の空調対象空間、又は、ダクトなど介して空調対象空間と接続された別の空間）に設置され、熱源ユニット１０から供給される冷熱又は温熱により空調対象空間を冷却又は加温する機能を有する。

負荷側ユニット２０は、横長の直方体状に形成された筐体２０ａを有する。
筐体２０ａは、前面が開口しており、この前面の開口部分を前面パネル２３で覆われている。筐体２０ａは、左右側面を側面パネル（図示省略）で覆われている。筐体２０ａは、背面を背面パネル（図示省略）で覆われている。筐体２０ａは、下面を背面パネル、下面パネル２６、および、上下風向板２８で覆われている。筐体２０ａは、天面を天面パネル２７で覆われている。
なお、筐体２０ａの形状を横長の直方体状に限定するものではない。

天面パネル２７には格子状の開口部が形成され、この開口部が吸込口２１として機能する。
また、前面パネル２３は、負荷側ユニット２０の前面側の意匠面を構成するものである。前面パネル２３は、筐体２０ａの前面を開閉可能な構造となっている。
さらに、筐体２０ａの上下風向板２８で覆われる部分は開口されており、この開口が吹出口２２となる。

筐体２０ａの内部には、第２熱交換器（室内熱交換器）５、および、送風機７が設置されている。

第２熱交換器５は、送風機７の上流側に配置されている。送風機７は、図示省略のモータの駆動によって空気の流れを生じさせるものである。送風機７は、第２熱交換器５の下流側に配置されている。具体的には、第２熱交換器５は、送風機７の上流側で送風機７を囲むように配置され、冷媒回路を循環する冷媒と送風機７によって供給される室内空気とが熱交換する。送風機７は、例えば図２に示すように貫流ファンで構成することができる。
なお、筐体２０ａの第２熱交換器５の上流側に、吸込口２１から流入した空気の中に含まれる埃を捕集するフィルターを設置するとよい。

図２に示すように、筐体２０ａの内部には、吸込口２１と吹出口２２とが連通する風路２０ｂが形成されている。
また、吹出口２２には、上下風向板２８が設置されている。送風機７から吹出口２２に至る風路２０ｂには、左右風向板２９が設置されている。
上下風向板２８は、吹出口２２から吹き出す空気の風向を上下方向に調整するものであり、運転停止時には吹出口２２を閉じ、負荷側ユニット２０の下面部の意匠面を兼ねるように構成されている。
左右風向板２９は、上下風向板２８の上流側に設置されており、吹出口２２から吹き出す空気の風向を左右方向に調整するものである。

第２熱交換器５は、長手方向を有する板状の複数のフィン５ａと、フィン５ａを貫通する複数の伝熱管５ｂと、を有している。また、第２熱交換器５は、フィン５ａの長手方向に対して区画された複数の熱交換部で構成されている。図２では、第２熱交換器５が区画された３つの熱交換部で構成されている場合を例に示している。図２では、区画された上段左側部分を上段左熱交換部５−１と称し、区画された上段右側部分を上段右熱交換部５−２と称し、区画された下段部分を下段熱交換部５−３と称するものとする。

上段左熱交換部５−１と上段右熱交換部５−２との境界部を境界部５ａ−１と称し、上段左熱交換部５−１と下段熱交換部５−３との境界部を境界部５ａ−２と称するものとする。なお、境界部を３つ以上設け、第２熱交換器５を構成する熱交換部の区画数を３つ以上としてもよい。例えば、筐体２０ａの内部における第２熱交換器５の配置および大きさなどに応じて区画数を決定すればよい。

なお、それぞれ別個に形成された上段左熱交換部５−１、上段右熱交換部５−２、下段熱交換部５−３を、図２のように組み合わせて配置することで、境界部を形成することができる。また、上段左熱交換部５−１、上段右熱交換部５−２、下段熱交換部５−３を構成するフィン５ａを共通とし、フィン５ａの一部を折り曲げて図２のような配置としてもよい。この場合、フィン５ａを折り曲げた部分が、境界部となる。

図３は、本発明の実施の形態に係る熱交換器の構成を概略的に示す斜視図である。図４は、本発明の実施の形態に係る熱交換器の構成を概略的に示す側面図である。図３および図４に示す熱交換器は、図１で示した第２熱交換器５の一例である。図３および図４に基づいて、本発明の実施の形態に係る熱交換器、つまり第２熱交換器５の具体的な構成について説明する。

第２熱交換器５は、互いに間隔をあけて並べられた複数の板状のフィン５ａと、複数のフィン５ａを貫通し、内部に冷媒が流れる複数の伝熱管５ｂと、２つの伝熱管５ｂに冷媒を分配する分配器５５と、を有するフィン・アンド・チューブ熱交換器である。
フィン５ａは、第２熱交換器５を側面視した状態において長手方向を有する長方形状の板状部材で構成されている。フィン５ａは、例えばアルミ製である。
伝熱管５ｂは、銅又はアルミ製の円管又は扁平管などである。第２熱交換器５の左右方向に延びるようにしてフィン５ａを貫通している。一部の伝熱管５ｂの一端側には分配器５５が接続され、残りの伝熱管５ｂの一端側にはＵベント部５１ａが接続され、複数の全部の伝熱管５ｂの他端側にはＵベント部５１ｂが接続されている。

第２熱交換器５を蒸発器として作用させる場合においては、気液二相状態の冷媒を均等に第２熱交換器５の各伝熱管５ｂに分岐することが求められる。一般的に、蒸発器の入口の冷媒は、ガス冷媒と液冷媒との気液二相の状態となっており、配管内を流れる冷媒の断面において密度分布が生じている。例えば、配管が曲がっている場合、遠心力の影響により液冷媒が一方の管内面に偏って流れる偏流現象が生じてしまう。つまり、気液二相冷媒が気液分離してしまうことになる。蒸発器においては、偏流現象によって発生する気液分離を抑制した分配機能を有する分配器を備えることが好ましい。

そのため、第２熱交換器５では、分配器５５を備え、伝熱管５ｂのうち互いに隣接しない２つの伝熱管５ｂに冷媒を均等に分配するようにしている。具体的には、分配器５５は、図３および図４に示すように、異なる区画の熱交換部のそれぞれに設置されている２つの伝熱管５ｂに冷媒を分配するように構成されている。図３では、分配器５５が、上段左熱交換部５−１の伝熱管５ｂと、下段熱交換部５−３の伝熱管５ｂと、に冷媒を分配する場合を例に示している。

図５は、本発明の実施の形態に係る熱交換器が備える分配器５５の構成を概略的に示す平面図である。図６は、本発明の実施の形態に係る熱交換器が備える分配器５５の構成を概略的に示す側面図である。図７は、本発明の実施の形態に係る熱交換器が備える分配器５５の具体的な構成の一例を所定の方向から見た図である。図８は、本発明の実施の形態に係る熱交換器が備える分配器５５の具体的な構成の一例を図７とは別の方向から見た図である。図９は、本発明の実施の形態に係る熱交換器が備える分配器５５の具体的な構成の一例を図７とは更に別の方向から見た図である。図５〜図９に基づいて、分配器５５について詳しく説明する。

図５に示すように、第２熱交換器５を蒸発器として作用させる場合の冷媒の流れにおいて、分配器５５は、分配器５５は、流入部５５ａと、折り返し部５５ｂと、第１流出部５５ｃと、第２流出部５５ｄと、接続配管５５ｅと、を有している。

流入部５５ａは、直線状に形成されており、伝熱管５ｂのうち１つに接続されて冷媒の入口部となるものである。
折り返し部５５ｂは、流入部５５ａに連続し、Ｕ字状に折り曲げられたものである。
第１流出部５５ｃは、折り返し部５５ｂに連続し、流入部５５ａと並行に伸びる直線状に形成されており、冷媒の出口部の一つとなるものである。
第２流出部５５ｄは、第１流出部５５ｃに連続し、第１流出部５５ｃから分岐して直線状に形成されており、冷媒の出口部の一つとなるものである。
接続配管５５ｅは、前記第２流出部５５ｄに連続し、複数の曲げ部が形成されたものである。

つまり、分配器５５は、流入部５５ａ、折り返し部５５ｂ、第１流出部５５ｃ、第２流出部５５ｄ、および、接続配管５５ｅが連通しており、流入部５５ａから流入した冷媒が折り返し部５５ｂを流れた後に第１流出部５５ｃおよび第２流出部５５ｄに分配されて流出するように構成されている。加えて、第２流出部５５ｄに分配された冷媒は、接続配管５５ｅを流れて、第１流出部５５ｃが接続している伝熱管５ｂとは隣接しない伝熱管５ｂに導かれることになる。

ここで、流入部５５ａの両端の中心を結ぶ直線を管軸ａと定義し、第１流出部５５ｃの両端の中心を結ぶ直線を管軸ｂと定義し、第２流出部５５ｄの両端の中心を結ぶ直線を管軸ｃと定義し、折り返し部５５ｂの両端の中心を結ぶ曲線を管軸ｄ１と定義する。また、折り返し部５５ｂを側面視した状態において折り返し部５５ｂの両端の中心を結ぶ直線を管軸ｄ２と定義する。なお、折り返し部５５ｂを側面視した状態とは、分配器５５を流入部５５ａおよび第１流出部５５ｃにおける冷媒の流れ方向から見た状態を意味している。

そして、分配器５５は、管軸ｃが管軸ｂと直交し、かつ、管軸ｃが管軸ｄ２と角度θを有するように構成されている。また、分配器５５は、使用可能な状態に設置されたときに、管軸ｄ２が鉛直方向に対して傾斜するように構成されている。なお、θの取りうる範囲は０＜θ＜９０°である。

また、第２流出部５５ｄには接続配管５５ｅが連続するように接続されている。接続配管５５ｅは、複数部分で折り曲げられている。図６〜図９では、第２流出部５５ｄに近い方から曲げ部５５ｅ−１、曲げ部５５ｅ−２、曲げ部５５ｅ−３として図示している。分配器５５は、接続配管５５ｅを備えていることで、互いに隣接しない２つの伝熱管５ｂに冷媒を分配することが可能になっている。具体的には、分配器５５は、第２流出部５５ｄから流出する冷媒を、上段左熱交換部５−１ではなく、境界部５ａ−２により隔てられている下段熱交換部５−３に分配することを可能としている。

例えば、上段右熱交換部５−２に分配器５５を設ける場合には、分配器５５は、第２流出部５５ｄから流出する冷媒を、上段右熱交換部５−２ではなく、境界部５ａ−１により隔てられている上段左熱交換部５−１、又は、境界部５ａ−２により隔てられている下段熱交換部５−３に分配することができる。
また、下段熱交換部５−３に分配器５５を設ける場合には、分配器５５は、第２流出部５５ｄから流出する冷媒を、下段熱交換部５−３ではなく、境界部５ａ−２により隔てられている上段左熱交換部５−１、又は、境界部５ａ−１および境界部５ａ−２により隔てられている上段右熱交換部５−２に分配することができる。

つまり、分配器５５は、複数の曲げ部が形成されている接続配管５５ｅを第２流出部５５ｄに接続することで、第２流出部５５ｄから流出される冷媒の分配先を、第１流出部５５ｃに接続する伝熱管５ｂとは隣接しない伝熱管５ｂにすることが可能になっている。そのため、第２熱交換器５によれば、配管の取り回しスペースが少なくて済み、第２熱交換器５が搭載される負荷側ユニット２０の大型化を招くことがない。さらに、分配器５５によって、冷媒の分配量が適正に調整されるので、それぞれの熱交換部での熱交換効率の偏りも低減することになる。つまり、第２熱交換器５の全体としての熱交換効率を向上できる。

なお、接続配管５５ｅに形成する曲げ部は複数あればよく、個数を特に限定するものではない。また、それぞれの曲げ部の曲げ角度も特に限定するものではなく、接続配管５５ｅを含めた配管の取り回しに応じて決定すればよい。さらに、接続配管５５ｅの長さを特に限定するものではなく、接続する伝熱管５ｂの位置に応じて決定すればよい。

このように構成された分配器５５を備えた第２熱交換器５を蒸発器として作用させる場合の冷媒の流れについて説明する。
減圧装置４を経由した気液二相冷媒が、第２熱交換器５に流入することになる。第２熱交換器５では、上段左熱交換部５−１の一端側に形成されている冷媒入口５２から上段左熱交換部５−１を構成する伝熱管５ｂに流入する。上段左熱交換部５−１に流入した冷媒は、上段左熱交換部５−１の他端側に流れ、Ｕベント部５１ｂで折り返され、上段左熱交換部５−１の一端側に戻ってくる。

冷媒は、上段左熱交換部５−１の一端側と他端側と複数回往復した後、例えば最上部に位置する伝熱管５ｂを介して上段右熱交換部５−２に流入する。上段右熱交換部５−２に流入した冷媒は、上段右熱交換部５−２の他端側に流れ、Ｕベント部５１ｂで折り返され、上段右熱交換部５−２の一端側に戻ってくる。冷媒は、上段右熱交換部５−２の一端側と他端側と複数回往復した後、例えば最上部よりも一段下に位置する伝熱管５ｂを介して上段左熱交換部５−１に流入する。

冷媒は、上段左熱交換部５−１の一端側と他端側と複数回往復した後に、上段左熱交換部５−１の一端側に設置されている分配器５５の流入部５５ａから分配器５５に流入する。分配器５５の流入部５５ａから流入した冷媒は、折り返し部５５ｂにて１８０°の向きに折り返される。折り返し部５５ｂでは遠心力が働くため、冷媒は外周部に偏った分布となる。つまり、図５に示すように冷媒偏在部６０が生じることになる。そこで、分配器５５では、管軸ｃと管軸ｄ２とがなす角の角度θを０＜θ＜９０°の範囲で調整することで、折り返し部５５ｂの外周部に沿って流れ、第２流出部５５ｄに流れる冷媒の量を調整することを可能にしている。

例えば、θ＝０°の場合は、折り返し部５５ｂから繋がる外周側に占める第２流出部５５ｄの面積が大きくなるため、第１流出部５５ｃに流れる冷媒に比べて第２流出部５５ｄに流れる冷媒の割合が多くなる。そして、θが大きくなるにつれて、折り返し部５５ｂから繋がる外周側に占める第２流出部５５ｄの面積が小さくなっていき、第２流出部５５ｄに流れる冷媒に比べて第１流出部５５ｃに流れる冷媒の割合が多くなってくる。

分配器５５で分配量が調整され第１流出部５５ｃから出た冷媒は、上段左熱交換部５−１の他端側に流れた後に、下段熱交換部５−３に流入する。下段熱交換部５−３に流入した冷媒は、下段熱交換部５−３の一端側と他端側と複数回往復した後、下段熱交換部５−３の一端側に設置されている第１冷媒出口５６から第２熱交換器５の外部へと流出する。

一方、分配器５５で分配量が調整され第２流出部５５ｄから出た冷媒は、下段熱交換部５−３に導かれ、下段熱交換部５−３の他端側に流れ、Ｕベント部５１ｂで折り返され、下段熱交換部５−３の一端側に戻ってくる。この冷媒は、下段熱交換部５−３の一端側と他端側と複数回往復した後、下段熱交換部５−３の一端側に設置されている第２冷媒出口５７から第２熱交換器５の外部へと流出する。

以上のように、分配器５５では、接続配管５５ｅを備えたことで通常使用されるＵ字型の折り返し配管と同程度のサイズでありながら、角度θを調整することで任意の冷媒分配量で２方向に冷媒を分配できる。したがって、分配器５５によれば、冷媒の分配を、省スペースで実施することができ、設置される第２熱交換器５の熱交換効率改善が図れる。

なお、実際の使用では、図３および図４に示すように、第２流出部５５ｄの先には接続配管５５ｅが取り付けられ、第１流出部５５ｃが接続している伝熱管５ｂに隣接しない伝熱管５ｂに接続される。ただし、接続配管５５ｅの接続先は、第１流出部５５ｃが接続している伝熱管５ｂに隣接しない伝熱管５ｂであればよく、特に場所を限定するものではない。

以上のように、第２熱交換器５は、長手方向を有する板状のフィン５ａと、フィン５ａを貫通する複数の伝熱管５ｂと、冷媒を複数の伝熱管５ｂのうち２つの伝熱管５ｂに分配する分配器５５と、を有し、分配器５５は、複数の伝熱管５ｂのうち１つに接続された直線状の流入部５５ａと、流入部５５ａに連続する折り返し部５５ｂと、折り返し部５５ｂに連続し、流入部５５ａと並行に伸びる直線状の第１流出部５５ｃと、折り返し部５５ｂに連続し、第１流出部５５ｃから分岐する直線状の第２流出部５５ｄと、第２流出部５５ｄに連続し、複数の曲げ部が形成された接続配管５５ｅと、を備え、第２流出部５５ｄを、接続配管５５ｅを介して第１流出部５５ｃに接続する伝熱管５ｂとは隣接しない伝熱管５ｂに接続するものである。

そのため、第２熱交換器５によれば、接続配管５５ｅを備えた分配器５５を有するので、配管の取り回しスペースが少なくて済むとともに、冷媒の分配量を適正に調整することができることになる。

第２熱交換器５は、フィン５ａの長手方向に対して区画された複数の熱交換部（例えば、上段左熱交換部５−１、上段右熱交換部５−２、下段熱交換部５−３）で構成されており、分配器５５は、異なる熱交換部に冷媒を分配するものである。
そのため、第２熱交換器５によれば、それぞれの熱交換部での熱交換効率の偏りを低減でき、全体としての熱交換効率が向上することになる。

第２熱交換器５は、分配器５５は、第２流出部５５ｄの両端の中心を結ぶ管軸ｃが、第１流出部５５ｃの両端の中心を結ぶ管軸ｂと直交し、かつ、第２流出部５５ｄの両端の中心を結ぶ管軸ｃが、折り返し部５５ｂを側面視した状態において折り返し部５５ｂの両端の中心を結ぶ管軸ｄ２と角度θを有している。
そのため、第２熱交換器５によれば、管軸ｃと管軸ｄ２とが角度θを持つ分配器５５を備えたので、分配器５５を取り付ける場所に合わせた角度に調整して設計することができ、スペースの制約があっても狙いの分配比に冷媒を分配することが可能になる。

第２熱交換器５は、分配器５５が使用可能な状態に設置されたとき、折り返し部５５ｂを側面視した状態において折り返し部５５ｂの両端の中心を結ぶ管軸ｄ２が、鉛直方向に対して傾斜している。
そのため、第２熱交換器５によれば、管軸ｄ２を鉛直方向に対して傾斜させたので、分配器５５を取り付ける場所に合わせた角度に調整して設計することができ、スペースの制約があっても狙いの分配比に冷媒を分配することが可能になる。

空気調和機１００は、上記の熱交換器を室内熱交換器として用いている。
そのため、空気調和機１００によれば、第２熱交換器５の設置に対して負荷側ユニット２０の大型化を招くことがなく、第２熱交換器５を備えたことによって熱交換効率が向上したものになる。

以上が本発明の実施の形態の説明であるが、本発明は、上記実施の形態の構成に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で様々な変形又は組み合わせが可能である。

１ 圧縮機、２ 流路切替装置、３ 第１熱交換器、４ 減圧装置、５ 第２熱交換器、５−１ 上段左熱交換部、５−２ 上段右熱交換部、５−３ 下段熱交換部、５ａ フィン、５ａ−１ 境界部、５ａ−２ 境界部、５ｂ 伝熱管、６ 送風機、７ 送風機、１０ 熱源ユニット、１５ 冷媒配管、２０ 負荷側ユニット、２０ａ 筐体、２０ｂ 風路、２１ 吸込口、２２ 吹出口、２３ 前面パネル、２６ 下面パネル、２７ 天面パネル、２８ 上下風向板、２９ 左右風向板、３０ 制御装置、５１ａ Ｕベント部、５１ｂ Ｕベント部、５２ 冷媒入口、５５ 分配器、５５ａ 流入部、５５ｂ 折り返し部、５５ｃ 第１流出部、５５ｄ 第２流出部、５５ｅ 接続配管、５５ｅ−１ 曲げ部、５５ｅ−２ 曲げ部、５５ｅ−３ 曲げ部、５６ 第１冷媒出口、５７ 第２冷媒出口、６０ 冷媒偏在部、１００ 空気調和機、ａ 流入部の両端の中心を結ぶ直線、ｂ 第１流出部の両端の中心を結ぶ直線、ｃ 第２流出部の両端の中心を結ぶ直線、ｄ１ 折り返し部の両端の中心を結ぶ曲線、ｄ２ 折り返し部を側面視した状態において折り返し部の両端の中心を結ぶ直線。

Claims (5)

1. 長手方向を有する板状のフィンと、
   前記フィンを貫通する複数の伝熱管と、
   冷媒を前記複数の伝熱管のうち２つの前記伝熱管に分配する分配器と、を有し、
   前記分配器は、
   前記複数の伝熱管のうち１つに接続された直線状の流入部と、
   前記流入部に連続する折り返し部と、
   前記折り返し部に連続し、前記流入部と並行に伸びる直線状の第１流出部と、
   前記第１流出部に連続し、前記第１流出部から分岐する直線状の第２流出部と、
   前記第２流出部に連続し、複数の曲げ部が形成された接続配管と、を備え、
   前記第２流出部を、前記接続配管を介して前記第１流出部に接続する前記伝熱管とは隣接しない前記伝熱管に接続するものであり、
   前記第２流出部の両端の中心を結ぶ直線が、
   前記第１流出部の両端の中心を結ぶ直線と直交し、
   かつ、
   前記第２流出部の両端の中心を結ぶ直線が、
   前記折り返し部を側面視した状態において前記折り返し部の両端の中心を結ぶ直線と角度θを有している
   熱交換器。
2. 前記角度θの取り得る範囲は、
   ０＜θ＜９０°である
   請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記熱交換器は、前記フィンの長手方向に対して区画された複数の熱交換部で構成されており、
   前記分配器は、
   異なる前記熱交換部に冷媒を分配する
   請求項１又は２に記載の熱交換器。
4. 前記分配器が使用可能な状態に設置されたとき、
   前記折り返し部を側面視した状態において前記折り返し部の両端の中心を結ぶ直線が、鉛直方向に対して傾斜している
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱交換器。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱交換器を室内熱交換器として用いた
   空気調和機。

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