JP7150215B1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

冷凍サイクル装置は、少なくとも圧縮機、凝縮器、第１減圧器及び蒸発器が配管により接続された冷媒回路を有する冷凍サイクル装置において、凝縮器は、上下方向に延びる複数の伝熱管と、筒形状の外壁を有し、外壁に、複数の伝熱管の一端部が差し込まれた第１ヘッダと、第１ヘッダの長手方向の一端から他端まで設けられ、第１ヘッダの内部空間を、複数の伝熱管の一端部が配置された高圧冷媒流路と、複数の伝熱管の一端部が配置されていない低圧冷媒流路と、に仕切るものであって、第１ヘッダの内部において高圧冷媒流路を流れる高圧冷媒と低圧冷媒流路を流れる低圧冷媒との熱交換を行う仕切り板と、を備えている。

Description

本開示は、ヘッダを有する熱交換器を備えた冷凍サイクル装置に関する。

空気調和装置等の冷凍サイクル装置において、冷房運転時に室外熱交換器から流出した液冷媒の過冷却度を増大させるために、内部熱交換器を備えたものがある。しかし、室外熱交換器とは別に内部熱交換器を設けた場合には、スペース効率の悪化及び冷凍サイクル装置のコスト増大といった問題が生じる。そこで、二重管熱交換器を内蔵した室外熱交換器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、外管、及び外管内に配置された内管を有する二重管構造のヘッダが開示されている。特許文献１では、冷凍サイクル装置の冷房運転時において、外管の内部且つ内管の外部に高圧冷媒が流通し、内管の内部に低圧冷媒が流通する。

特開２０１２－１０７７７５号公報

伝熱管の長手方向が上下方向となるように熱交換器が設置される場合、ヘッダ内の高圧冷媒の流路で、気液二相冷媒が気相と液相とに分離する相分離が生じ、液冷媒が重力により下方に偏在する場合がある。あるいは、液冷媒がヘッダの内面を伝って流れ、ヘッダの内部において内壁側に液冷媒が偏在する場合がある。特許文献１のヘッダのように、高圧冷媒の流路となる外管の内部に、低圧冷媒の流路となる内管が配置された構成では、高圧冷媒の流路において外管の内面側又は外管内の下方に液冷媒が偏在した場合に、内管と液冷媒とが接触しにくくなる。結果、特許文献１では、伝熱管の長手方向が鉛直方向となるように熱交換器が設置される場合、冷房運転時には、凝縮器となる熱交換器において低圧冷媒と高圧冷媒との熱交換が十分に行えず、熱交換器から流出する液冷媒に十分な過冷却度をつけることができない。

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、冷房運転時において凝縮器から流出する液冷媒に従来よりも過冷却度をつけることができる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

本開示に係る冷凍サイクル装置は、少なくとも圧縮機、凝縮器、第１減圧器及び蒸発器が配管により接続された冷媒回路を有する冷凍サイクル装置において、前記凝縮器は、各伝熱管の内部に冷媒が流れ、上下方向に延び、隣り合う前記伝熱管の間に空気が流れる隙間をあけて前記上下方向と直交する横方向に配列され、前記空気により前記冷媒を冷却する複数の伝熱管と、前記横方向を長手方向として延びた筒形状の外壁を有し、前記外壁に、前記複数の伝熱管の一端部が差し込まれた第１ヘッダと、前記第１ヘッダの前記長手方向の一端から他端まで設けられ、前記第１ヘッダの内部空間を、前記複数の伝熱管の一端部が配置された高圧冷媒流路と、前記複数の伝熱管の一端部が配置されていない低圧冷媒流路と、に仕切るものであって、前記第１ヘッダの内部において前記高圧冷媒流路を流れる高圧冷媒と前記低圧冷媒流路を流れる低圧冷媒との熱交換を行う仕切り板と、を備え、前記高圧冷媒流路において前記第１ヘッダの前記長手方向の少なくとも一部には、前記複数の伝熱管の一端部から流出した前記高圧冷媒が流れる。

本開示に係る冷凍サイクル装置は、第１ヘッダの内部空間を、複数の伝熱管の一端部が配置された高圧冷媒流路と、一端部が配置されていない低圧冷媒流路とに仕切る仕切り板を備える。そして、仕切り板は、第１ヘッダの長手方向の一端から他端まで設けられ、高圧冷媒と低圧冷媒との熱交換を行う。したがって、第１ヘッダ内の高圧冷媒流路で、気液二相冷媒が気相と液相とに分離する相分離が生じ、液相の冷媒が重力により下方に偏在することになっても、高圧冷媒流路が低圧冷媒流路の上側のため、液相の冷媒と仕切り板とが接触しやすくなる。高圧冷媒流路と低圧冷媒流路の境界である仕切り板と、高圧冷媒流路における液相の冷媒とが従来よりも接触しやすくなるので、熱交換器における低圧冷媒と高圧冷媒との熱交換が従来よりも効果的に実施できる。結果、本開示に係る冷凍サイクル装置では、冷房運転時において凝縮器から流出する液冷媒に従来よりも過冷却度をつけることができる。

実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の一例を示す冷媒回路図である。 実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の第１熱交換器の一例を示す概略図である。 図２の第１熱交換器における第１ヘッダを第１方向から見た断面図である。 図３の第１ヘッダにおける外壁の厚さと仕切り板の板厚との関係を示す模式図である。 図２の熱交換器の第１変形例を示す概略図である。 図２の熱交換器の第２変形例を示す概略図である。 図２の熱交換器の第３変形例を示す概略図である。 実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の熱交換器における第１ヘッダの構成を示す断面図である。 実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の熱交換器における第１ヘッダの構成を示す断面図である。 図９の熱交換器の第４変形例を示す概略図である。 実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の熱交換器における第１ヘッダの構成を示す断面図である。

実施の形態１．
（冷凍サイクル装置１）
図１は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の一例を示す冷媒回路図である。冷凍サイクル装置１は、冷媒の蒸発と凝縮の潜熱を利用して熱を移動させる冷媒回路Ｃを有している。冷凍サイクル装置１としては、例えば、凝縮器を室外に設置し、蒸発器を室内に設置して室内を冷房する空気調和機、及び、凝縮器で水を加熱して温水とする給湯システム等がある。

（冷媒回路Ｃ）
冷媒回路Ｃは、圧縮機６を含む主回路Ｃ１と、主回路Ｃ１から分岐したバイパス回路Ｃ２と、を有している。
（主回路Ｃ１）
主回路Ｃ１は、圧縮機６、第１熱交換器１００ａ、第１減圧器５、及び第２熱交換器１００ｂが配管により接続されて形成されている。圧縮機６は、低圧のガス冷媒を吸入し、圧縮し、高圧のガス冷媒にして吐出し、冷媒回路Ｃに循環させる。第１熱交換器１００ａ及び第２熱交換器１００ｂは、冷媒と空気とを熱交換させる。第１減圧器５は、例えば膨張弁で構成され、主回路Ｃ１において冷媒を膨張させ減圧させるものである。

圧縮機６は、例えば、運転周波数を変化させることにより、単位時間あたりの送出量である容量が制御されるインバータ圧縮機等で構成することができる。このように、圧縮機６を構成することで、圧縮機６の周波数を調整して冷媒回路Ｃを循環する冷媒量を変化させることができ、負荷等に応じて冷凍サイクルで移動する熱量を変化させることができる。また、第１減圧器５として、開度を連続的に変化させることができる弁を用いることで、冷媒回路Ｃを循環する冷媒の圧力を変化させることができる。

また、図１に示される例では、主回路Ｃ１はさらに流路切替装置７を有している。流路切替装置７は、圧縮機６から吐出された冷媒の流路を切り替えるものであり、例えば四方弁で構成される。なお、冷媒回路Ｃの構成は上記の構成に限定されない。例えば、流路切替装置７は省略することができる。

図１に示される例では、冷凍サイクル装置１は、屋外に設置される室外機１Ａと、空調対象空間である室内に設置される室内機１Ｂとを有している。また、図１に示される例では、主回路Ｃ１のうち圧縮機６、流路切替装置７及び第１熱交換器１００ａ、並びにバイパス回路Ｃ２が室外機１Ａに搭載され、主回路Ｃ１のうち残りの第１減圧器５及び第２熱交換器１００ｂは室内機１Ｂに搭載されている。なお、第１減圧器５は、室外機１Ａに搭載してもよい。

流路切替装置７により、冷房と暖房とが切り替えられる。冷房運転では、圧縮機６から吐出された冷媒は、第１熱交換器１００ａ、第１減圧器５、及び第２熱交換器１００ｂの順に流れて圧縮機６に戻る。一方、暖房運転では、圧縮機６から吐出された冷媒は、第２熱交換器１００ｂ、第１減圧器５、及び第１熱交換器１００ａの順に流れて圧縮機６に戻る。すなわち、室内の冷房時には第１熱交換器１００ａが凝縮機として機能し、第２熱交換器１００ｂが蒸発器として機能し、室内の暖房時には第２熱交換器１００ｂが凝縮機として機能し、第１熱交換器１００ａが蒸発器として機能する。凝縮器は、高圧のガス冷媒の熱を外気に放熱させ、凝縮させて液冷媒にする。蒸発器は、低圧の冷媒に含まれる液冷媒に外気から吸熱させ、蒸発させてガス冷媒にする。

第１熱交換器１００ａは、圧縮機６から吐出された高圧冷媒が流通する高圧冷媒流路１０と、減圧された低圧冷媒が流通する低圧冷媒流路１１と、を備えている。図１の白抜き矢印Ｆ１は、圧縮機６から吐出されて第１熱交換器１００ａに流れる高圧冷媒の流れを示しており、黒矢印Ｆ２は、第１熱交換器１００ａの低圧冷媒流路１１に流れる低圧冷媒の流れを示している。第１熱交換器１００ａの高圧冷媒流路１０は、主回路Ｃ１の配管に接続され、主回路Ｃ１の一部を構成している。また、第１熱交換器１００ａの低圧冷媒流路１１は、バイパス回路Ｃ２の配管に接続され、バイパス回路Ｃ２の一部を構成している。

（バイパス回路Ｃ２）
バイパス回路Ｃ２は、配管（以下、バイパス配管Ｐｂという）と、バイパス配管Ｐｂに設けられ、冷媒を減圧する第２減圧器８と、冷媒が流れる方向を規制する逆止弁９と、を有する。図１に示される例では、バイパス回路Ｃ２は、主回路Ｃ１において第１熱交換器１００ａと第１減圧器５とを接続する配管Ｐ１から分岐され、主回路Ｃ１において第２熱交換器１００ｂから圧縮機６に戻る冷媒が流通する配管Ｐ２に合流する構成とされる。

バイパス配管Ｐｂは、主回路Ｃ１における第１熱交換器１００ａと第１減圧器５との間の配管Ｐ１と、主回路Ｃ１における第２熱交換器１００ｂと圧縮機６との間の配管Ｐ２と、を接続する。逆止弁９は、バイパス配管Ｐｂにおいて主回路Ｃ１との分岐点Ｔ１付近に設けられ、主回路Ｃ１への冷媒の逆流を防止する。

第２減圧器８は、例えば、流体の流れに対して一定の抵抗を呈し、流速を減速させて流体を減圧させる固定流体抵抗で構成することができる。具体的には、第２減圧器８は、例えば、キャピラリチューブ等の細管、及びオリフィスといった流路が狭められたもの、あるいは、曲げ管等のように流路を曲げたもの等で構成することができる。

また、第２減圧器８は、主回路Ｃ１の第１減圧器５とは別に設けられ、第１減圧器５が主回路Ｃ１において冷媒を減圧して蒸発器に流入させるのに対し、第２減圧器８は、バイパス回路Ｃ２において冷媒を減圧して凝縮器の低圧冷媒流路１１に流入させるものである。第１減圧器５及び第２減圧器８のいずれも冷媒を減圧させる点で同じであるが、第１減圧器５は、蒸発器における冷媒の熱交換量を調整するのに対し、第２減圧器８は、凝縮器において高圧冷媒流路を流れる冷媒の過冷却度を調整している。

第１熱交換器１００ａの低圧冷媒流路１１は、バイパス回路Ｃ２における第２減圧器８と、主回路Ｃ１との合流点Ｔ２との間に設けられている。低圧冷媒流路１１には、分岐点Ｔ１を介してバイパス配管Ｐｂに流入した後に第２減圧器８で減圧された低圧冷媒が流入する。

なお、バイパス回路Ｃ２における逆止弁９と第２減圧器８の位置関係は変更してもよい。また、ここでは一例として、第２減圧器８及び逆止弁９を用いた場合について説明しているが、これらの代わりに、流動調整弁等のような任意に流体抵抗を調整できるものを用いても良い。バイパス回路Ｃ２では第２減圧器８によって流路の抵抗が、主回路Ｃ１の配管における流路の抵抗よりも大きくなっており、冷媒の大半は主回路Ｃ１を流れ、主回路Ｃ１を流れる冷媒よりも少量の冷媒がバイパス回路Ｃ２を流れるように調整されている。

図２は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の第１熱交換器１００ａの一例を示す概略図である。以下、図２に基づき、冷房運転時に凝縮器となる第１熱交換器１００ａの構成について詳細に説明する。なお、以降の説明では、第１熱交換器１００ａを、単に熱交換器１００と称する場合がある。

図２に示されるように、熱交換器１００は、複数の上下方向に延びる伝熱管２及びフィン３と、これらの下方に配置され、横方向に延びる筒形状の第１ヘッダ２００と、これらの上方に配置され、横方向に延びた筒形状の第２ヘッダ３００と、を備えている。

以下の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語（例えば「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」など）を適宜用いるが、これは説明のためのものであって、これらの用語は本開示を限定するものではない。これらの方向を示す用語は、特に明示しない限り、熱交換器１００を図２に示されるように前面側（正面側）から見た場合の方向を意味している。また、ここで、互いに直交する２方向を第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２と定義し、熱交換器１００において第１ヘッダ２００及び第２ヘッダ３００の長手方向すなわち横方向を第１方向Ｄ１、伝熱管２の長手方向すなわち上下方向を第２方向Ｄ２という場合がある。

複数の伝熱管２は、第１方向Ｄ１に一定の間隔をあけて配列されている。伝熱管２は、例えば扁平管で構成されている。複数の伝熱管２における長手方向の両端部は、熱交換器１００の上部及び下部を構成する第１ヘッダ及び第２ヘッダ３００に接続されている。図２に示される例では、複数の伝熱管２の下端部が第１ヘッダ２００の外壁２００ａに差し込まれ、複数の伝熱管２の上端部が第２ヘッダ３００の外壁３００ａに差し込まれている。

複数のフィン３のそれぞれは、例えば、波形に成形されたコルゲートフィンで構成されている。各フィン３は、隣り合う伝熱管２の間に配置され、両側の伝熱管２の表面と接合されている。フィン３は、伝熱管２に伝熱し、空気と冷媒との熱交換効率を向上させる。

第１ヘッダ２００は、筒形状の外壁２００ａを有しており、第１ヘッダ２００の内部には、冷媒が流通する空間が形成されている。また、第２ヘッダ３００は、筒形状の外壁３００ａを有しており、第２ヘッダ３００の内部には、冷媒が流通する空間が形成されている。第１ヘッダ２００の内部の空間と第２ヘッダ３００の内部の空間とは、複数の伝熱管２を介して連通している。第１ヘッダ２００及び第２ヘッダ３００は、冷媒を分配し、また、冷媒を合流させる。

また、第１ヘッダ２００は、第１ヘッダ２００の内部空間を第２方向Ｄ２に分割する仕切り板１７を有している。換言すると、仕切り板１７は、第１ヘッダ２００の軸方向（第１方向Ｄ１）に沿って延びて軸方向に内部を仕切る。仕切り板１７は、第１ヘッダ２００の長手方向の一端から他端まで設けられ、第１ヘッダ２００の内部空間を、複数の伝熱管の下端部が配置された空間と、複数の伝熱管の下端部が配置されていない空間とに仕切る。仕切り板１７により分割された２つの空間のうち、複数の伝熱管の下端部が配置された空間が、上述した高圧冷媒流路１０であり、複数の伝熱管の下端部が配置されていない空間が、上述した低圧冷媒流路１１である。

第１ヘッダ２００の内部では、高圧冷媒流路１０を流れる高圧冷媒と低圧冷媒流路１１を流れる低圧冷媒との熱交換が仕切り板１７を介して行われる。そのため、仕切り板１７は、熱伝導の良いアルミニウム等の金属材料で構成されていることが望ましい。

複数の伝熱管２、複数のフィン３、第１ヘッダ２００、及び第２ヘッダ３００は、いずれもアルミニウムで構成することができ、この場合、これらは例えばロウ付けによって接合されている。

熱交換器１００は、高圧冷媒流路１０への高圧冷媒の入口となる高圧冷媒入口１２、及び、高圧冷媒流路１０からの高圧冷媒の出口となる高圧冷媒出口１４を有している。また、熱交換器１００は、低圧冷媒流路１１への低圧冷媒の入口となる低圧冷媒入口１３、及び、低圧冷媒流路１１からの低圧冷媒の出口となる低圧冷媒出口１５を有している。図２に示される例では、高圧冷媒入口１２、高圧冷媒出口１４、低圧冷媒入口１３及び低圧冷媒出口１５はいずれも第１ヘッダ２００に設けられ、高圧冷媒入口１２及び高圧冷媒出口１４は、低圧冷媒入口１３及び低圧冷媒出口１５よりも上方に設けられている。

高圧冷媒流路１０は、図１に示される主回路Ｃ１に設けられ、冷房運転時には、高圧冷媒入口１２を介して圧縮機６からの高温高圧のガス冷媒が熱交換器１００に流入し、熱交換後の低温高圧の液冷媒が高圧冷媒出口１４を介して熱交換器１００から流出する。また、低圧冷媒流路１１は、図１に示されるバイパス回路Ｃ２に設けられる。冷房運転時には、第２減圧器８で減圧された低圧冷媒が低圧冷媒入口１３を介して熱交換器１００に流入し、仕切り板１７を介した熱交換の後、低圧冷媒出口１５を介して熱交換器１００から流出する。

また、第１ヘッダ２００は、高圧冷媒流路１０を第１ヘッダ２００の長手方向すなわち第１方向Ｄ１に分割する高圧仕切り１６を有している。高圧仕切り１６は、高圧冷媒流路１０に設けられ、高圧冷媒流路１０を、高圧冷媒入口１２の側の左側高圧冷媒流路１０ａと、高圧冷媒出口１４の側の右側高圧冷媒流路１０ｂとに仕切る。

図２に示される例では、高圧冷媒入口１２及び低圧冷媒出口１５は、第１ヘッダ２００の長手方向の一端すなわち左側に設けられ、高圧冷媒出口１４及び低圧冷媒入口１３は、第１ヘッダ２００の長手方向の他端すなわち右側に設けられている。このような構成により、第１ヘッダ２００の内部空間において高圧冷媒流路１０では、白抜き矢印Ｆ１で示されるように、第１ヘッダ２００の左側から右側へ向かって高圧冷媒が流れる。一方、低圧冷媒流路１１では、黒矢印Ｆ２で示されるように、第１ヘッダ２００の右側から左側へ向かって低圧冷媒が流れ、高圧冷媒と低圧冷媒とが対向流となる。このように、高圧冷媒と低圧冷媒とを対向流とすることで、並行流とする場合と比べ、より効率的に熱交換を行うことができる。

なお、熱交換器１００において、高圧冷媒入口１２及び高圧冷媒出口１４の一方又は双方は、第２ヘッダ３００に設けることができる。ただし、図２に示されるように、第１ヘッダ２００及び第２ヘッダ３００のうち仕切り板１７を備えた第１ヘッダ２００に、高圧冷媒出口１４が設けられていることが好ましい。その理由について、以下に説明する。

冷凍サイクル装置１（図１参照）は、熱交換器１００に外気を供給するファン（不図示）を備えており、ファンにより供給された外気は、熱交換器１００において隣り合う伝熱管２の間の、フィン３と伝熱管２との隙間を流れる。具体的には、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２の双方と直交する方向、すなわち、図２の紙面手前から奥に向かって、熱交換器１００を外気が通過する。熱交換器１００に流入した高温高圧のガス冷媒は、伝熱管２を通る過程で冷却されて高圧冷媒出口１４の手前で液冷媒になる。本開示の熱交換器１００では、伝熱管２を経た後では液冷媒が十分に冷却されていなくても、高圧冷媒出口１４側の右側高圧冷媒流路１０ｂにおいて液冷媒は仕切り板１７を介して低圧冷媒との熱交換によってさらに冷却される。よって、伝熱管２を経た後に右側高圧冷媒流路１０ｂにおいてさらに高圧冷媒が凝縮し、過冷却度がつくので、伝熱管２のみで十分冷却されなくて済む。そのため、熱交換器１００において伝熱管２を高圧冷媒が流れるときには、外気との熱交換に最も効率的とされる気液二相状態の冷媒の割合が多い状態であってもよく、伝熱管２で完全に液冷媒としないことで、伝熱管２での熱交換量を増加させることができる。

以下、第１ヘッダ２００における仕切り板１７、高圧冷媒流路１０及び低圧冷媒流路１１について詳しく説明する。

図３は、図２の第１熱交換器１００ａにおける第１ヘッダ２００を第１方向Ｄ１から見た断面図である。仕切り板１７は、平面視では第１方向Ｄ１に長手方向を有する略長方形状に形成され、長手方向に延びる両端面は第１ヘッダ２００の外壁２００ａの内面につながっている。

図３に示されるように、第１ヘッダ２００の長手方向にわたり、高圧冷媒流路１０の流路断面積Ｓ_Ｈが、低圧冷媒流路１１の流路断面積Ｓ_Ｌよりも大きくなるように、仕切り板１７が配置されている。このように構成することで、流路断面積Ｓ_Ｌが小さく、流量が少ない低圧冷媒流路１１において、低圧冷媒の気相と液相との相分離が抑制でき、仕切り板１７を介した高圧冷媒との熱交換がより効率的に行われる。なお、低圧冷媒で相分離が生じた場合、低圧冷媒の液相が重力により下側に偏在してしまい、仕切り板１７を介した上の高圧冷媒流路１０を流通する高圧冷媒との熱交換が行われにくい。

図４は、図３の第１ヘッダ２００における外壁２００ａの厚さｔ２と仕切り板１７の板厚ｔ１との関係を示す模式図である。図４に示される例では、第１ヘッダ２００の外壁２００ａは、略一定の厚さｔ２とされている。高圧冷媒流路１０と低圧冷媒流路１１とを仕切る仕切り板１７の板厚ｔ１は、第１ヘッダ２００の外壁２００ａの厚さｔ２よりも薄くなるように構成されている。このように、仕切り板１７の板厚ｔ１を規定することで、外壁２００ａよりも仕切り板１７に高圧冷媒および低圧冷媒両方の熱が伝わり易くなり、仕切り板１７を介した高圧冷媒と低圧冷媒との熱交換が促進される。よって、熱交換器１００が凝縮器として機能する際に、凝縮器出口において高圧冷媒に過冷却度が付き易く、また、凝縮器内での気液二相領域を増加させることで凝縮性能を向上させることができる。また、仕切り板１７の板厚ｔ１が薄くて済むので、仕切り板１７を設けることによるコスト増加も抑制できる。仕切り板１７の両側には冷媒が流れるので、仕切り板１７の両面にかかる圧力の偏りが抑制でき、必要な耐圧が小さくて済み、板厚ｔ１を薄くしても問題ない。

なお、熱交換器１００の構成は、これに限定されるものではない。例えば、熱交換器１００の高圧冷媒流路１０に流入する高圧冷媒は、高圧のガス単相の冷媒に限定されず、高圧の気液二相の冷媒であってもよい。また、熱交換器１００において冷媒と熱交換する流体は、空気とは別の流体でも良い。また、伝熱管２により空気と冷媒との熱交換が行われるため、フィン３は無くてもよい。また、高圧仕切り１６は無くてもよく、あるいは、第１ヘッダ２００に複数設けてもよい。高圧仕切り１６を設けない場合、第１ヘッダ２００の高圧冷媒流路１０及び低圧冷媒流路１１は長手方向の一端から他端まで連続して設けることができるので、第１ヘッダ２００を押し出し成型等で作成することができ、作成が容易となる。また、第２ヘッダ３００に、第１方向Ｄ１において第１ヘッダ２００に高圧仕切り１６を設けた位置とは異なる位置に高圧仕切り１６を設け、熱交換器１００内において高圧冷媒が複数回折り返して流れる流路を形成することもできる。また、第２ヘッダ３００にも、第１ヘッダ２００と同様に仕切り板１７を設けてもよい。以下、変形例について説明する。

図５は、図２の熱交換器の第１変形例を示す概略図である。図５に示されるように、第１変形例では、高圧仕切り１６が複数設けられている。具体的には、第１ヘッダ２００には２つの高圧仕切り１６が設けられ、第２ヘッダ３００には１つの高圧仕切り１６が設けられている。第１ヘッダ２００の高圧冷媒流路１０は、２つの高圧仕切り１６により、左側高圧冷媒流路１０ａ、中央高圧冷媒流路１０ｃ、及び右側高圧冷媒流路１０ｂの３つに分割され、第２ヘッダ３００の内部空間は、１つの高圧仕切り１６により左右２つに分割されている。

第１変形例では、高圧冷媒入口１２から熱交換器１００に流入した高圧冷媒は、まず第１ヘッダ２００の左側高圧冷媒流路１０ａに流入し、左側高圧冷媒流路１０ａに接続された複数の伝熱管２を通って第２ヘッダ３００内の左側の空間に流入し、合流する。第２ヘッダ３００内の左側の空間に流入した高圧冷媒は、第１ヘッダ２００の中央高圧冷媒流路１０ｃに接続された複数の伝熱管のうち左側の複数の伝熱管を通って第１ヘッダ２００の中央高圧冷媒流路１０ｃに流入し、合流する。その後、高圧冷媒は、第１ヘッダ２００の中央高圧冷媒流路１０ｃに接続された複数の伝熱管のうち右側の複数の伝熱管を通って第２ヘッダ３００内の右側の空間に流入し、合流する。第２ヘッダ３００内の右側の空間に流入した高圧冷媒は、第１ヘッダ２００の右側高圧冷媒流路１０ｂに接続された複数の伝熱管を通って第１ヘッダ２００の右側高圧冷媒流路１０ｂに流入し、合流する。このように、高圧冷媒は、高圧仕切り１６を複数設けることにより、その個数に応じて第１ヘッダ２００と第２ヘッダ３００間を往復し、高圧冷媒出口１４から流出する経路を構成することができる。

なお、高圧冷媒入口１２及び高圧冷媒出口１４を設ける場所は、第１ヘッダ２００に設ける高圧仕切り１６の個数及び第２ヘッダ３００に設ける高圧仕切り１６の個数に応じて、適宜決定すればよい。

図６は、図２の熱交換器の第２変形例を示す概略図である。図６に示されるように、第２変形例では、高圧冷媒入口１２及び低圧冷媒入口１３はいずれも、第１ヘッダ２００の長手方向の同じ一端すなわち左側に設けられている。また、第２変形例では、高圧冷媒出口１４及び低圧冷媒出口１５はいずれも、第１ヘッダ２００の長手方向の他端すなわち右側に設けられている。

このように、高圧冷媒入口１２と低圧冷媒入口１３とを、第１ヘッダ２００の長手方向において同一の側に設けることで、第１ヘッダを流れる高圧冷媒と低圧冷媒が並行流となり、同一方向に流れる。よって、図１に示した冷媒回路Ｃに熱交換器１００を接続する際に、適宜、対交流又は並行流を選択でき、回路構成の汎用性が増す。

図７は、図２の熱交換器の第３変形例を示す概略図である。図７に示されるように、第３変形例では、第２ヘッダ３００にも、第１ヘッダ２００と同様に仕切り板１７が設けられ、仕切り板１７によって第２ヘッダ３００の内部空間が高圧冷媒流路１０と低圧冷媒流路１１とに仕切られている。そして、高圧冷媒入口１２は、第１ヘッダ２００の長手方向の一端すなわち左側に設けられ、高圧冷媒出口１４は、第２ヘッダ３００の長手方向の一端すなわち左側に設けられている。また、熱交換器１００は、第１ヘッダ２００と第２ヘッダ３００を接続する接続配管１９を備え、接続配管１９により、第１ヘッダ２００の低圧冷媒流路１１と第２ヘッダ３００の低圧冷媒流路１１とが連通する構成とされている。そして、低圧冷媒入口１３は、第２ヘッダ３００の長手方向の一端すなわち左側に設けられ、低圧冷媒出口１５は、第１ヘッダ２００の長手方向の一端すなわち左側に設けられている。

このような構成により、熱交換器１００の同じ側面に、高圧冷媒入口１２、高圧冷媒出口１４、低圧冷媒入口１３及び低圧冷媒出口１５といった冷媒の出入口をまとめて設けることができる。したがって、冷凍サイクル装置１の設置時に熱交換器１００を冷媒回路Ｃに接続する際、配管の取り回しが複雑化することを防止できる。よって、例えば、ルームエアコン及びパッケージエアコン等の冷凍サイクル装置においてその室外機等に熱交換器１００を実装する際、配管の接続がし易く、また、コンパクト性に優れる。

次に、図１及び図２に基づき、冷凍サイクル装置１の冷房運転時の動作について説明する。図１に示されるように、圧縮機６から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置７を介して第１熱交換器１００ａに流入する。第１熱交換器１００ａに流入した高温高圧のガス冷媒は、外気と熱交換して放熱しながら凝縮し、低温高圧の液冷媒となって第１熱交換器１００ａから流出する。第１熱交換器１００ａから流出した低温高圧の液冷媒のうち、大部分は主回路Ｃ１の第１減圧器５へ流れ、第１減圧器５によって減圧され、低温低圧の気液二相冷媒又は液冷媒となって第２熱交換器１００ｂに流入する。第２熱交換器１００ｂに流入した低温低圧の気液二相冷媒又は液冷媒は、室内空気と熱交換して吸熱しながら蒸発し、室内空気を冷却するとともに低温低圧のガス冷媒となって第２熱交換器１００ｂから流出する。第２熱交換器１００ｂから流出した低温低圧のガス冷媒は、合流点Ｔ２においてバイパス回路Ｃ２からの低温低圧のガス冷媒と合流し、その後、圧縮機６へ吸入されて再び高温高圧のガス冷媒となる。

また、主回路Ｃ１において第１熱交換器１００ａから流出した低温高圧の液冷媒のうち、残りの部分は、バイパス回路Ｃ２へ流入する。バイパス回路Ｃ２に流入した低温高圧の液冷媒は、逆止弁９を経て、第２減圧器８に流入し、第２減圧器８によって減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となって第１熱交換器１００ａの低圧冷媒流路１１に流入する。第１熱交換器１００ａの低圧冷媒流路１１に流入した低温低圧の気液二相冷媒は、図２に示されるように、第１ヘッダ２００内において高圧冷媒流路１０を流れる高圧冷媒と、仕切り板１７を介して熱交換を行う。このとき、低圧冷媒流路１１を流れる低温低圧の気液二相冷媒は、高圧冷媒から吸熱して過冷却することにより低温低圧のガス冷媒となり、第１熱交換器１００ａから流出する。バイパス回路Ｃ２において第１熱交換器１００ａの低圧冷媒流路１１から流出した低温低圧のガス冷媒は、合流点Ｔ２において、主回路Ｃ１の第２熱交換器１００ｂから流出した低温低圧のガス冷媒と合流する。

本開示の冷凍サイクル装置１では、冷房運転時において、主回路Ｃ１を流れる冷媒の一部が第１減圧器５の手前で分岐されることで、蒸発器（第２熱交換器１００ｂ）に流入する冷媒が減少する。よって、圧損が大きい冷媒種を使用する場合、あるいは負荷の変化が大きい運転条件において、蒸発器での圧損増大による性能低下が抑制できる。

以上のように、実施の形態１の冷凍サイクル装置１は、少なくとも圧縮機６、凝縮器（第１熱交換器１００ａ）、第１減圧器５及び蒸発器（第２熱交換器１００ｂ）が配管により接続された冷媒回路Ｃを有する。凝縮器は、上下方向（第２方向Ｄ２）に延びる複数の伝熱管２と、筒形状の外壁２００ａを有し、外壁２００ａに複数の伝熱管２の一端部が差し込まれた第１ヘッダ２００と、を有する。また、凝縮器は、第１ヘッダ２００の長手方向（第１方向Ｄ１）の一端から他端まで設けられ、第１ヘッダ２００の内部空間を仕切る仕切り板１７を有する。仕切り板１７は、第１ヘッダ２００の内部空間を、複数の伝熱管２の一端部が配置された高圧冷媒流路１０と、複数の伝熱管２の一端部が配置されていない低圧冷媒流路１１とに仕切る。また、仕切り板１７は、第１ヘッダ２００の内部において高圧冷媒流路１０を流れる高圧冷媒と低圧冷媒流路１１を流れる低圧冷媒との熱交換を行う。

これにより、高圧冷媒流路１０と低圧冷媒流路１１との境界である仕切り板１７と、高圧冷媒流路１０の液冷媒との接触面積が従来よりも大きくなり、熱交換器１００における低圧冷媒と高圧冷媒との熱交換が従来よりも効果的に実施できる。結果、本開示に係る冷凍サイクル装置１では、冷房運転時において凝縮器（第１熱交換器１００ａ）から流出する液冷媒に従来よりも過冷却度をつけることができる。

また、第１ヘッダ２００の長手方向にわたり、高圧冷媒流路１０の流路断面積Ｓ_Ｈは、低圧冷媒流路１１の流路断面積Ｓ_Ｌよりも大きい。これにより、流路断面積Ｓ_Ｌが小さく、流量が少ない低圧冷媒流路１１において、低圧冷媒の気相と液相との相分離が抑制でき、仕切り板１７を介した高圧冷媒との熱交換がより効率的に行われる。

また、高圧冷媒流路１０の入口（高圧冷媒入口１２）は、第１ヘッダ２００の長手方向の一端に設けられ、低圧冷媒流路１１の入口（低圧冷媒入口１３）は、第１ヘッダ２００の長手方向の他端に設けられている。これにより、高圧冷媒と低圧冷媒とを対向流とすることができ、並行流とする場合と比べ、より効率的に熱交換を行うことができる。

また、高圧冷媒流路１０の入口及び低圧冷媒流路１１の入口はいずれも、第１ヘッダ２００の長手方向の同じ一端に設けられている。これにより、第１ヘッダ２００を流れる高圧冷媒と低圧冷媒とを並行流とすることができ、冷媒回路Ｃに熱交換器１００を接続する際に、適宜、対交流又は並行流を選択でき、回路構成の汎用性が増す。

また、仕切り板１７の板厚ｔ１は、第１ヘッダ２００の外壁２００ａの厚さｔ２よりも薄い。これにより、仕切り板１７の板厚ｔ１を規定することで、外壁２００ａよりも仕切り板１７に熱が伝わり易くなり、仕切り板１７を介した高圧冷媒と低圧冷媒との熱交換が促進される。よって、熱交換器１００が凝縮器として機能する際に、凝縮器出口において高圧冷媒に過冷却度が付き易くなる。また、仕切り板１７の板厚ｔ１が薄くて済むので、仕切り板１７を設けることによるコスト増加も抑制できる。

また、凝縮器（第１熱交換器１００ａ）において、仕切り板１７が設けられた第１ヘッダ２００に、凝縮器における高圧冷媒の出口（高圧冷媒出口１４）が設けられている。これにより、高圧冷媒は、伝熱管２から第１ヘッダ２００に流入する時点で完全に液冷媒となっていなくともよくなり、第１ヘッダ２００に流入する時点で気液二相とすることで、伝熱管２での熱交換を行い易くでき、凝縮器の凝縮性能を向上させることができる。

また、冷凍サイクル装置１は、筒形状を有し、複数の伝熱管２の他端部が差し込まれた第２ヘッダ３００と、第２ヘッダ３００の内部の空間を、高圧冷媒流路１０と低圧冷媒流路１１とに仕切る仕切り板１７と、を備えている。そして、凝縮器は、第１ヘッダ２００の低圧冷媒流路１１と第２ヘッダ３００の低圧冷媒流路１１とを連通させる接続配管１９を有している。これにより、高圧冷媒と低圧冷媒との熱交換量を増やすことができ、また、冷媒回路Ｃに接続する際の配線の引き回しが複雑化せずに済む。

また、凝縮器の高圧冷媒流路１０には、気液二相又はガス単相の冷媒が流入し、凝縮器は、高圧冷媒流路１０に流入した冷媒を凝縮させ液冷媒にするものである。これにより、冷媒回路Ｃの構成及び冷媒の種類に対して汎用性が持たせることができる。

また、冷凍サイクル装置１は、少なくとも圧縮機６と凝縮器と第１減圧器５と蒸発器とが配管により接続された主回路Ｃ１と、主回路Ｃ１から分岐したバイパス回路Ｃ２とを有している。バイパス回路Ｃ２は、主回路Ｃ１における凝縮器と第１減圧器５との間の配管Ｐ１と、主回路Ｃ１における蒸発器と圧縮機６との間の配管Ｐ２と、を接続するバイパス配管Ｐｂを有する。また、バイパス回路Ｃ２は、バイパス配管Ｐｂに設けられ、冷媒を減圧する第２減圧器８を有する。そして、凝縮器の高圧冷媒流路１０は、主回路Ｃ１の配管に接続され、主回路Ｃ１の一部を構成し、凝縮器の低圧冷媒流路１１は、バイパス配管Ｐｂにおける第２減圧器８と圧縮機６との間に接続され、バイパス回路Ｃ２の一部を構成する。

これにより、冷凍サイクル装置１の冷房運転時において、主回路Ｃ１を流れる冷媒の一部が第１減圧器５の手前で分岐されることで、蒸発器（第２熱交換器１００ｂ）に流入する冷媒が減少する。よって、圧損が大きい冷媒種を使用する場合、あるいは負荷の変化が大きい運転条件において、蒸発器での圧損増大による性能低下が抑制できる。

実施の形態２．
図８は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の熱交換器における第１ヘッダ２００の構成を示す断面図である。実施の形態２では、仕切り板１７の形状が、実施の形態１の場合とは異なり、その他の構成は実施の形態１の場合と同様である。実施の形態２では、実施の形態１と同一部分には同一符号を付し、実施の形態１との相違点を中心に説明するものとする。

実施の形態２においても、仕切り板１７は、実施の形態１の場合と同様に、平面視では第１方向Ｄ１に長手方向を有する略長方形状に形成され、長手方向に延びる両端面は第１ヘッダ２００の外壁２００ａの内面につながっている。

図８に示されるように、実施の形態２では、仕切り板１７における高圧冷媒流路１０側の上面に凹み１７ａが形成されている。具体的には、仕切り板１７の凹み１７ａは、仕切り板１７の上面が凹むことにより下面が出っ張った形状とされている。凹み１７ａは、仕切り板１７の長手方向に延び、例えば、仕切り板１７の長手方向の一端から他端にわたり形成されている。図８に示される例では、略半円形状の凹み１７ａが、仕切り板１７の短手方向の２箇所に設けられている。

なお、仕切り板１７の上面及び下面の形状は、上記の形状に限定されず、仕切り板１７には、表面積が大きくなるように下方への凹み及び上方への出っ張りの少なくとも一方が少なくとも１つ設けられていればよい。例えば、仕切り板１７の熱伝導を促進できるように凹み又は出っ張りを３個以上設ける、仕切り板１７を波形に形成する、あるいは、仕切り板１７にディンプル構造を設ける構成としてもよい。

以上のように、実施の形態２の冷凍サイクル装置１において、仕切り板１７には、凹み１７ａ及び出っ張りの少なくとも一方が設けられている。これにより、仕切り板１７に凹み１７ａ及び出っ張りといった凹凸により、仕切り板１７を平板状とする場合と比べて仕切り板１７の表面積が大きくなり、高圧冷媒と低圧冷媒との伝熱面積が増加して熱交換量が増加し、高圧冷媒に過冷却がつきやすくなる。また、仕切り板１７の凹凸面に沿って高圧冷媒の液面が広がり易くなるので、高圧冷媒がガス相と液相の二相に分離した場合でも仕切り板１７側に液冷媒が存在し、従来のような熱交換量の低下が抑制できる。

実施の形態３．
図９は、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の熱交換器における第１ヘッダの構成を示す断面図である。実施の形態３では、副仕切り板１８を備える点が、実施の形態１の場合とは異なり、その他の構成は実施の形態１の場合と同様である。実施の形態３では、実施の形態１と同一部分には同一符号を付し、実施の形態１との相違点を中心に説明するものとする。

実施の形態３においても、仕切り板１７は、実施の形態１の場合と同様に、平面視では第１方向Ｄ１に長手方向を有する略長方形状に形成され、平板形状を有し、長手方向に延びる両端面は第１ヘッダ２００の外壁２００ａの内面につながっている。

図９に示されるように、実施の形態３では、第１ヘッダ２００はさらに、仕切り板１７の上方に設けられた副仕切り板１８を備えている。副仕切り板１８は、仕切り板１７と同様に、第１方向Ｄ１に長手方向を有する略長方形状に形成され、平板形状を有し、長手方向に延びる両端面は第１ヘッダ２００の外壁２００ａの内面につながっている。

副仕切り板１８は、第１ヘッダ２００の長手方向の一端から他端まで設けられ、高圧冷媒流路１０を、複数の伝熱管２の下端部が配置された第１高圧冷媒流路１０１と、低圧冷媒流路１１の側の第２高圧冷媒流路１０２と、に仕切る。すなわち、第１ヘッダ２００の内部には、複数の伝熱管２が配置された上側の第１高圧冷媒流路１０１から、下方に向かって、第１高圧冷媒流路１０１、第２高圧冷媒流路１０２、及び低圧冷媒流路１１の順に流路が形成されている。

副仕切り板１８には、第１高圧冷媒流路１０１と第２高圧冷媒流路１０２とを連通させる複数の穴１８ａが形成されている。複数の穴１８ａは、副仕切り板１８の長手方向すなわち第１ヘッダ２００の長手方向に沿って複数設けられている。また、図９に示される例では、副仕切り板１８の穴１８ａは、副仕切り板１８の短手方向にも複数（例えば、２箇所）設けられている。

高圧冷媒の入口である高圧冷媒入口１２（図２参照）は、高圧冷媒流路１０における下側の第２高圧冷媒流路１０２とつながるように第１ヘッダ２００に設けられている。高圧冷媒入口１２を介して熱交換器１００に流入した高圧冷媒は、まず、第１ヘッダ２００内の第２高圧冷媒流路１０２に流入する。そして、第２高圧冷媒流路１０２に流入した高圧冷媒は、副仕切り板１８に設けられた穴１８ａを通って第１高圧冷媒流路１０１に流入し、伝熱管２を通って第２ヘッダ３００（図２参照）に流入する。

なお、第１ヘッダ２００が高圧仕切り１６（図２、５及び６参照）を備える構成では、副仕切り板１８は、第１ヘッダ２００の長手方向の全域に設ける必要はなく、一部に設けられていればよい。また、副仕切り板１８は、第２ヘッダ３００に、又は、第１ヘッダ２００及び第２ヘッダ３００にそれぞれに設けることもできる。

図１０は、図９の熱交換器１００の第４変形例を示す概略図である。図１０に示されるように、第４変形例の熱交換器１００は、実施の形態１（図２参照）の高圧仕切り１６と、第３変形例（図７参照）における第２ヘッダ３００及び第１ヘッダ２００の双方に設けられた仕切り板１７と、実施の形態３の副仕切り板１８と、を備えた構成とされている。

第４変形例では、第１ヘッダ２００の長手方向の中央に高圧仕切り１６が１つ設けられ、高圧仕切り１６により、第１ヘッダ２００の高圧冷媒流路１０が、左側高圧冷媒流路１０ａと右側高圧冷媒流路１０ｂとに仕切られている。すなわち、第４変形例では、第１ヘッダ２００の構成は図２に示される例と同じであり、高圧冷媒入口１２及び低圧冷媒出口１５は、第１ヘッダ２００の長手方向の一端すなわち左側に設けられ、高圧冷媒出口１４及び低圧冷媒入口１３は、第１ヘッダ２００の長手方向の他端すなわち右側に設けられている。

第４変形例では、第２ヘッダ３００にも低圧冷媒入口１３及び低圧冷媒出口１５が設けられている。第２ヘッダ３００において、低圧冷媒入口１３は、第２ヘッダ３００の長手方向の一端すなわち左側に設けられ、低圧冷媒出口１５は、第２ヘッダ３００の長手方向の他端すなわち右側に設けられている。

第４変形例において、副仕切り板１８は、第２ヘッダ３００の長手方向の一部に設けられている。第４変形例の熱交換器１００は、第２ヘッダ３００の外壁３００ａにおける伝熱管２が差し込まれた側から伝熱管２と略平行に第２方向Ｄ２に延びた支え板２０を有し、支え板２０の上端により、副仕切り板１８の端部１８ｅが支持されている。支え板２０の上端と副仕切り板１８の端部１８ｅとはつながっている。副仕切り板１８と仕切り板１７との間、及び、副仕切り板１８と複数の伝熱管２の上端部との間に高圧冷媒が流通できるように、第２方向Ｄ２において、支え板２０の上端は、伝熱管２の上端面と仕切り板１７との間に位置している。

図１０に示される例では、副仕切り板１８は、第２ヘッダ３００の長手方向の中央から他端まで、すなわち右半分に設けられており、支え板２０は、第２ヘッダ３００の長手方向の中央に設けられている。そして、副仕切り板１８の右側の端部は第２ヘッダ３００の他端すなわち右側につながって支持され、副仕切り板１８の左側の端部１８ｅは支え板２０により支持されている。なお、副仕切り板１８を設ける範囲は、高圧仕切り１６、高圧冷媒入口１２及び高圧冷媒出口１４の配置に応じて適宜設定すればよい。

白抜き矢印Ｆ１で示されるように、高圧冷媒入口１２を介して第１ヘッダ２００の左側高圧冷媒流路１０ａに流入した高圧冷媒は、左側の複数の伝熱管２を通って第２ヘッダ３００内に流入する。第２ヘッダ３００内に流入した高圧冷媒は、右側へ流れ、副仕切り板１８よりも上側の第２高圧冷媒流路１０２から、複数の穴１８ａを介して第１高圧冷媒流路１０１に流入し、右側の複数の伝熱管２を通って第１ヘッダ２００内の右側高圧冷媒流路１０ｂへ流入する。第１ヘッダ２００内の右側高圧冷媒流路１０ｂに流入した高圧冷媒は、第１ヘッダ２００に設けられた高圧冷媒出口１４から流出する。

また、黒矢印Ｆ２で示されるように、第２ヘッダ３００の低圧冷媒流路１１には、左側から右側へ向かって低圧冷媒が流れ、第１ヘッダ２００の低圧冷媒流路１１には、右側から左側へ向かって低圧冷媒が流れる。第４変形例の熱交換器１００では、第１ヘッダ２００に設けられた高圧冷媒入口１２及び高圧冷媒出口１４を介して流入及び流出する高圧冷媒が、第１ヘッダ２００及び第２ヘッダ３００のそれぞれにおいて低圧冷媒と熱交換を行うことができる。

以上のように、実施の形態３の冷凍サイクル装置１は、第１ヘッダの長手方向の一部又は全域に設けられた副仕切り板１８を備える。副仕切り板１８、高圧冷媒流路１０を、複数の伝熱管２の一端部が配置された第１高圧冷媒流路１０１と、低圧冷媒流路１１の側の第２高圧冷媒流路１０２と、に仕切る。副仕切り板１８には、第１高圧冷媒流路１０１と第２高圧冷媒流路１０２とを連通させる複数の穴１８ａが形成されている。

これにより、副仕切り板１８によって高圧冷媒の流入する領域を狭くすることで、冷媒が液相と気相に分離してしまった場合でも熱伝達率の大きい液相を低圧冷媒流路１１の側に存在させ、仕切り板１７を介した低圧冷媒との熱交換を促進させることができる。

実施の形態４．
図１１は、実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の熱交換器における第１ヘッダの構成を示す断面図である。実施の形態４では、仕切り板１７が筒状部を有する点が、実施の形態１の場合とは異なり、その他の構成は実施の形態１の場合と同様である。実施の形態２では、実施の形態１と同一部分には同一符号を付し、実施の形態１との相違点を中心に説明するものとする。

実施の形態４においても、仕切り板１７は、実施の形態１の場合と同様に、平面視では第１方向Ｄ１に長手方向を有する略長方形状に形成され、長手方向に延びる両端面は第１ヘッダ２００の外壁２００ａの内面につながっている。

図１１に示されるように、実施の形態４では、仕切り板１７は、第１ヘッダ２００の長手方向すなわち第１方向Ｄ１に延びた少なくとも１つの筒状部１７ｂを有している。筒状部１７ｂは、例えば、仕切り板１７の長手方向の一端から他端まで設けることができる。仕切り板１７には、複数の伝熱管２の下端部が配置された空間と、筒状部１７ｂの内部空間とを連通させる複数の穴１７ｃが形成されている。

以下、高圧冷媒流路１０のうち、複数の伝熱管２の下端部が配置された、仕切り板１７の外側の空間を第１高圧冷媒流路１０１といい、仕切り板１７の筒状部１７ｂの内部空間を第２高圧冷媒流路１０２という場合がある。つまり、実施の形態３において仕切り板１７と副仕切り板１８との間に形成された第２高圧冷媒流路１０２が、実施の形態４では、仕切り板１７の内部に設けられており、副仕切り板１８を設ける必要がない。

複数の穴１７ｃは、仕切り板１７の長手方向すなわち第１ヘッダ２００の長手方向に沿って複数設けられている。また、図１１に示される例では、仕切り板１７の短手方向において、筒状部１７ｂが複数（例えば、２箇所）設けられ、各筒状部１７ｂにそれぞれ、長手方向に沿った複数の穴１７ｃが設けられている。筒状部１７ｂを２つ設けることで、第２高圧冷媒流路１０２を２流路に分割し、高圧冷媒と低圧冷媒との熱交換をより均一に行うことができる。

筒状部１７ｂは、断面において曲面で構成された内周面１７ｂ１を有する。図１１に示される例では、筒状部１７ｂは、円筒形状を有し、第２高圧冷媒流路１０２の断面は円形状とされている。このように、第２高圧冷媒流路１０２の断面を円形状にすることで、冷媒の状態が、熱交換がより効率的に行えるとされる環状流に遷移し易くなる。よって、仕切り板１７における第２高圧冷媒流路１０２と低圧冷媒流路１１との境界部分の面積を有効に活用して、高圧の液冷媒と低圧冷媒との熱交換を効率的に行うことができる。

また、仕切り板１７に筒状部１７ｂを設ける場合、筒状部１７ｂにおいて第１高圧冷媒流路１０１に凸となる上側の壁面に複数の穴１７ｃが設けられ、この上側の壁面が、シャワーパイプとして機能する。したがって、第１ヘッダ２００の外壁２００ａに差し込まれた複数の伝熱管２の下端部の開口に、対向する筒状部１７ｂから高圧冷媒が流入し易くなる。

また、高圧冷媒が第２高圧冷媒流路１０２を経た後に第１高圧冷媒流路１０１の伝熱管２に流入する構成とされているので、分配改善の効果も得られる。また、図２に示されるように、第１ヘッダ２００に高圧仕切り１６が設けられて高圧冷媒流路１０が長手方向に分割される構成では、液相の割合が高い領域、すなわち高圧冷媒出口１４側の右側高圧冷媒流路１０ｂにおいて良好な分配を確保しつつ熱交換を行える。よって、凝縮器全体の性能を向上させることができる。第１ヘッダ２００が高圧仕切り１６（図２、５及び６参照）を備える構成では、筒状部１７ｂは、第１ヘッダ２００の長手方向の全域に設ける必要はなく、一部に設けられていればよい。

なお、筒状部１７ｂの形状、筒状部１７ｂの数、並びに、穴１７ｃの位置及び数といった仕切り板１７の構成は、上記のものに限定されない。例えば、構成２つの弧状の板状部材を組み合わせることで、１つの第２高圧冷媒流路１０２を有する仕切り板１７を形成してもよい。また、仕切り板１７における穴１７ｃの位置は、第１高圧冷媒流路１０１と第２高圧冷媒流路１０２とが連通する位置にあれば、任意の位置に設置してよい。また、第１ヘッダ２００の内部空間に形成された全ての冷媒流路を、曲線で囲まれた角が無い形状としてもよい。この場合、第１ヘッダ２００の耐圧強度が向上するので、第１ヘッダ２００の外壁２００ａの厚さｔ２（図４参照）を薄くしてコストを削減できる。

また、高圧仕切り１６は無くてもよく、あるいは、第１ヘッダ２００に複数設けてもよい。高圧仕切り１６を設けない場合、第１ヘッダ２００の高圧冷媒流路１０及び低圧冷媒流路１１は長手方向の一端から他端まで連続して設けることができるので、第１ヘッダ２００を押し出し成型等で作成することができ、作成が容易となる。また、第２ヘッダ３００に、第１方向Ｄ１において第１ヘッダ２００に高圧仕切り１６を設けた位置とは異なる位置に高圧仕切り１６を設け、熱交換器１００内において高圧冷媒が複数回折り返して流れる流路を形成することもできる。

以上のように、実施の形態４の冷凍サイクル装置１において、仕切り板１７は、第１ヘッダ２００の長手方向に延びた少なくとも１つの筒状部１７ｂを有する。仕切り板１７には、複数の伝熱管２の一端部が配置された空間（第１高圧冷媒流路１０１）と、筒状部１７ｂの内部空間（第２高圧冷媒流路１０２）とを連通させる複数の穴１７ｃが形成されている。

これにより、実施の形態４においても、筒状部１７ｂによって高圧冷媒の流入する領域を狭くすることができる。よって、実施の形態４においても、実施の形態３の場合と同様に、冷媒が液相と気相に分離してしまった場合でも熱伝達率の大きい液相を低圧冷媒流路１１の側に存在させ、仕切り板１７を介した低圧冷媒との熱交換を促進させることができる。

また、筒状部１７ｂは、円筒形状を有する。これにより、筒状部１７ｂの内部空間（第２高圧冷媒流路１０２）において高圧冷媒の状態が、熱交換がより効率的に行えるとされる環状流に遷移し易くなり、高圧冷媒が二相分離する場合でも高圧の液冷媒と低圧冷媒との熱交換を効率的に行うことができる。また、筒状部１７ｂがシャワーパイプとして機能し、複数の伝熱管２の下端部の開口に、筒状部１７ｂからの高圧冷媒が流入し易くなる。

なお、各実施の形態を組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。例えば、実施の形態２、３又は４の熱交換器を、実施の形態１の冷凍サイクル装置１における熱交換器１００の代わりに使用することができる。

１ 冷凍サイクル装置、１Ａ 室外機、１Ｂ 室内機、２ 伝熱管、３ フィン、５ 第１減圧器、６ 圧縮機、７ 流路切替装置、８ 第２減圧器、９ 逆止弁、１０ 高圧冷媒流路、１０ａ 左側高圧冷媒流路、１０ｂ 右側高圧冷媒流路、１０ｃ 中央高圧冷媒流路、１１ 低圧冷媒流路、１２ 高圧冷媒入口、１３ 低圧冷媒入口、１４ 高圧冷媒出口、１５ 低圧冷媒出口、１６ 高圧仕切り、１７ 仕切り板、１７ａ 凹み、１７ｂ 筒状部、１７ｂ１ 内周面、１７ｃ 穴、１８ 副仕切り板、１８ａ 穴、１９ 接続配管、２０ 支え板、１００ 熱交換器、１００ａ 第１熱交換器、１００ｂ 第２熱交換器、１０１ 第１高圧冷媒流路、１０２ 第２高圧冷媒流路、２００ 第１ヘッダ、２００ａ 外壁、３００ 第２ヘッダ、３００ａ 外壁、Ｃ 冷媒回路、Ｃ１ 主回路、Ｃ２ バイパス回路、Ｄ１ 第１方向、Ｄ２ 第２方向、Ｆ１ 白抜き矢印、Ｆ２ 黒矢印、Ｐ１ 配管、Ｐ２ 配管、Ｐｂ バイパス配管、Ｓ_Ｈ 流路断面積、Ｓ_Ｌ 流路断面積、Ｔ１ 分岐点、Ｔ２ 合流点、ｔ１ 板厚、ｔ２ 厚さ。

Claims (17)

1. 少なくとも圧縮機、凝縮器、第１減圧器及び蒸発器が配管により接続された冷媒回路を有する冷凍サイクル装置において、
   前記凝縮器は、
   各伝熱管の内部に冷媒が流れ、上下方向に延び、隣り合う前記伝熱管の間に空気が流れる隙間をあけて前記上下方向と直交する横方向に配列され、前記空気により前記冷媒を冷却する複数の伝熱管と、
   前記横方向を長手方向として延びた筒形状の外壁を有し、前記外壁に、前記複数の伝熱管の一端部が差し込まれた第１ヘッダと、
   前記第１ヘッダの前記長手方向の一端から他端まで設けられ、前記第１ヘッダの内部空間を、前記複数の伝熱管の一端部が配置された高圧冷媒流路と、前記複数の伝熱管の一端部が配置されていない低圧冷媒流路と、に仕切るものであって、前記第１ヘッダの内部において前記高圧冷媒流路を流れる高圧冷媒と前記低圧冷媒流路を流れる低圧冷媒との熱交換を行う仕切り板と、を備え、
   前記高圧冷媒流路において前記第１ヘッダの前記長手方向の少なくとも一部には、前記複数の伝熱管の一端部から流出した前記高圧冷媒が流れる
   冷凍サイクル装置。
2. 前記高圧冷媒流路は、前記第１ヘッダの前記長手方向の一端から他端まで一続きに設けられ、あるいは、前記第１ヘッダの前記長手方向において複数に分割され、互いが前記複数の伝熱管を介して連通するように設けられる
   請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記低圧冷媒流路には、前記低圧冷媒が前記第１ヘッダの前記長手方向に流れるように前記低圧冷媒の入口と出口とが設けられる
   請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記高圧冷媒流路の入口は、前記第１ヘッダの前記長手方向の一端に設けられ、
   前記低圧冷媒流路の前記入口は、前記第１ヘッダの前記長手方向の他端に設けられている
   請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記高圧冷媒流路の入口及び前記低圧冷媒流路の前記入口はいずれも、前記第１ヘッダの前記長手方向の同じ一端に設けられている
   請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
6. 前記第１ヘッダの前記長手方向にわたり、前記高圧冷媒流路の流路断面積は、前記低圧冷媒流路の流路断面積よりも大きい
   請求項１～５のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
7. 前記仕切り板の板厚は、前記第１ヘッダの外壁の厚さよりも薄い
   請求項１～６のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
8. 前記仕切り板の上面及び下面には、凹み及び出っ張りの少なくとも一方が設けられている
   請求項１～７のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
9. 前記第１ヘッダの前記長手方向の一部又は全域に設けられ、前記高圧冷媒流路を、前記複数の伝熱管の一端部が配置された第１高圧冷媒流路と、前記低圧冷媒流路の側の第２高圧冷媒流路と、に仕切る副仕切り板を備え、
   前記副仕切り板には、前記第１高圧冷媒流路と前記第２高圧冷媒流路とを連通させる複数の穴が形成されている
   請求項１～８のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
10. 前記仕切り板は、前記第１ヘッダの前記長手方向に延びた少なくとも１つの筒状部を有し、
    前記仕切り板には、前記複数の伝熱管の一端部が配置された空間と、前記筒状部の内部空間とを連通させる複数の穴が形成されている
    請求項１～８のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
11. 前記筒状部は、円筒形状を有する
    請求項１０に記載の冷凍サイクル装置。
12. 前記凝縮器において、前記仕切り板が設けられた前記第１ヘッダに、前記凝縮器における前記高圧冷媒の出口が設けられている
    請求項１～１１のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
13. 前記横方向を長手方向として延びた筒形状を有し、前記複数の伝熱管の他端部が差し込まれた第２ヘッダと、
    前記第２ヘッダの前記長手方向の一端から他端まで設けられ、前記第２ヘッダの内部の空間を、前記複数の伝熱管の他端部が配置された高圧冷媒流路と、前記高圧冷媒流路よりも前記複数の伝熱管から遠い側の低圧冷媒流路と、に仕切るものであって、前記第２ヘッダの内部において前記高圧冷媒流路を流れる高圧冷媒と前記低圧冷媒流路を流れる低圧冷媒との熱交換を行う仕切り板と、を備えた
    請求項１～１２のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
14. 前記凝縮器は、前記第１ヘッダの前記低圧冷媒流路と前記第２ヘッダの前記低圧冷媒流路とを連通させる接続配管を有している
    請求項１３に記載の冷凍サイクル装置。
15. 前記凝縮器の前記高圧冷媒流路には、気液二相又はガス単相の冷媒が流入し、前記凝縮器は、前記高圧冷媒流路に流入した冷媒を凝縮させ液冷媒にするものである
    請求項１～１４のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
16. 前記仕切り板は、金属材料で構成されている
    請求項１～１５のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
17. 少なくとも前記圧縮機と前記凝縮器と前記第１減圧器と前記蒸発器とが配管により接続された主回路と、
    前記主回路における前記凝縮器と前記第１減圧器との間の配管と、前記主回路における前記蒸発器と前記圧縮機との間の配管と、を接続するバイパス配管、及び、前記バイパス配管に設けられ、冷媒を減圧する第２減圧器を有するバイパス回路と、を備え、
    前記凝縮器の前記高圧冷媒流路は、前記主回路の配管に接続され、前記主回路の一部を構成し、
    前記凝縮器の前記低圧冷媒流路は、前記バイパス配管における前記第２減圧器と前記圧縮機との間に接続され、前記バイパス回路の一部を構成する
    請求項１～１６のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。

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