JP7195434B2 - 冷媒分配器、熱交換器、熱交換器ユニット、及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷媒分配器、熱交換器、熱交換器ユニット、及び冷凍サイクル装置に関し、特に冷媒分配器により伝熱管の冷媒流量を調整する構造に関する。

近年、空気調和装置は、冷媒回路内の冷媒量の削減、熱交換器の高性能化のため、熱交換器の伝熱管の細径化が進んでいる。伝熱管を細径化させる場合、伝熱管を通過する冷媒の圧力損失の増加を抑制する必要がある。そのため熱交換器は、パス数（分岐数）が増加している。熱交換器の冷媒分岐数の多数化に対応して、熱交換器には冷媒分配器（ヘッダ）が設けられ、運転状態に合わせて冷媒を適正に分配することが求められる。

例えば、各伝熱管への冷媒の分配を適正にするための構造を有する熱交換器としては以下のものが知られている。熱交換器は、水平方向に延びる伝熱管が垂直方向に配列され、垂直方向に延びて気液二相冷媒が上向きに流れる円筒状のヘッダを備える。ヘッダは、下部から水平方向に冷媒が流入し、冷媒が壁面に衝突し、垂直方向に上昇する。ヘッダは、気液二相冷媒を垂直方向に上昇させるメインヘッダ室と、水平方向へ分岐させて各伝熱管に冷媒を分配するサブヘッダ室と、によって構成される。ヘッダは、メインヘッダ室の流路断面積を小さくすることで、冷媒が低流量となった場合でも冷媒が上部まで到達するように構成されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１７－１３３８２０号公報

しかし、特許文献１に開示されているヘッダにおいて、例えば冷凍サイクル装置の運転状態によって冷媒流量が高くなった場合又は冷媒の乾き度が変化し液相冷媒が増加した場合に、ヘッダ内の冷媒の垂直方向上向きの慣性力が増加する。これにより、ヘッダ内の上部に冷媒が滞留し、各伝熱管への冷媒分配に偏りが生じ、熱交換器性能が低下する、という課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためのものであり、冷凍サイクル装置の運転状態に依存する冷媒流量又は冷媒の乾き度の変化に対し、各伝熱管への冷媒分配の偏りを抑制できる、冷媒分配器、熱交換器、熱交換器ユニット、及び冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。

本発明に係る冷媒分配器は、第１冷媒流入口と、第２冷媒流入口と、第１方向に互いに間隔を空けて配置された複数の合流部と、前記第１方向に延び前記第１冷媒流入口から流入した冷媒を前記複数の合流部に分配する第１分割流路と、前記第１方向に延び前記第２冷媒流入口から流入した冷媒を前記複数の合流部に分配する第２分割流路と、を備え、前記第１分割流路は、前記第１方向に延び内部に冷媒が流れる第１流路部と、前記複数の合流部のそれぞれに対応する位置に形成され、前記第１流路部と前記複数の合流部のそれぞれとを連通させる複数の第１流路孔と、を有し、前記第２分割流路は、前記第１方向に延び内部に冷媒が流れる第２流路部と、前記複数の合流部のそれぞれに対応する位置に形成され、前記第２流路部と前記複数の合流部のそれぞれとを連通させる複数の第２流路孔と、を有し、前記複数の第１流路孔は、前記複数の合流部のうちの１つである第１合流部に接続する第３流路孔を含み、前記複数の第２流路孔は、前記第１合流部に接続する第４流路孔を含み、前記第１冷媒流入口から前記第３流路孔までの経路長さは、前記第２冷媒流入口から前記第４流路孔までの経路長さと異なる。

本発明に係る熱交換器は、上記の冷媒分配器と、前記複数の合流部に接続された複数の伝熱管と、を備える。

本発明に係る熱交換器ユニットは、上記の熱交換器を備える。

本発明に係る冷凍サイクル装置は、上記熱交換器ユニットを備える。

本発明によれば、上記構成により、冷媒分配器は、冷媒流入口からの距離が異なる第３流路孔及び第４流入孔からの冷媒を合流させて第１伝熱管に流入させるため、第１伝熱管に流れる冷媒流量を他の複数の伝熱管に対し変化させることができる。これにより、冷媒分配器は、複数の分割流路から複数の伝熱管のそれぞれに流れ込む冷媒流量を調整することができる。従って、冷媒分配器、熱交換器、熱交換器ユニット、及び冷凍サイクル装置は、冷凍サイクル装置の運転状態による冷媒流量又は冷媒の状態が変化しても複数の伝熱管への冷媒分配の偏りを抑制できる。

実施の形態１に係る冷媒分配器６０を備えた冷凍サイクル装置１００の構成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１００の熱交換器１０の要部構成を示す分解斜視図である。 実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の熱交換器１０の要部構成を示す側面図である。 実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の熱交換器１０の要部構成の断面図である。 実施の形態１に係る冷媒分配器６０の複数の分割流路２０の配置と伝熱管３０の分配流量との関係を示した説明図である。 実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の熱交換器１０の比較例である熱交換器１０１０の要部構成を示す分解斜視図である。 図６の熱交換器１０１０の冷媒分配器１０６０の模式図である。 実施の形態２に係る熱交換器２１０の冷媒分配器２６０の複数の分割流路２２０の配置と伝熱管３０の分配流量との関係を示した説明図である。 実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１００の熱交換器２１０周辺構造の一例の模式図である。 実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１００の熱交換器２１０の周辺に配置された送風機１０８の風量分布図である。 実施の形態３に係る熱交換器３１０の冷媒分配器３６０の複数の分割流路３２０の配置と伝熱管３０の分配流量との関係を示した説明図である。 実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１００の熱交換器３１０周辺構造の一例の模式図である。 実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１００の熱交換器３１０の周辺に配置された送風機１０８の風量分布図である。 実施の形態４に係る熱交換器４１０の冷媒分配器４６０の複数の分割流路４２０の配置と伝熱管３０の分配流量との関係を示した説明図である。

以下に、冷媒分配器、熱交換器、熱交換器ユニット、及び冷凍サイクル装置の実施の形態について説明する。なお、図面の形態は一例であり、本発明を限定するものではない。また、各図において同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。また、例えば２４ａ、２４ｂ、２４ａｘ、２４ｂｘ、２４ａｘ１、２４ｂｘ１等の添字を付けた符号がある場合、添字を付けていない符号は、添字を付けた符号が指すものを総称している。例えば、２４は、２４ａ、２４ｂ、２４ａｘ、２４ｂｘ、２４ａｘ１、及び２４ｂｘ１を総称するものであり、２４ａは、２４ａ、２４ａｘ、及び２４ａｘ１を総称するものであり、２４ａｘは、２４ａｘ１等を総称するものである。また、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、それらの表記は、説明の便宜上、そのように記載しているだけであって、装置あるいは部品の配置及び向きを限定するものではない。更に、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る冷媒分配器６０を備えた冷凍サイクル装置１００の構成を示す冷媒回路図である。まず、図１を用いて冷媒分配器６０を備えた冷凍サイクル装置１００について説明する。なお、図１において、点線で示す矢印は、冷媒回路１１０において、冷房運転時における冷媒の流れる方向を示すものであり、実線で示す矢印は、暖房運転時における冷媒の流れる方向を示すものである。実施の形態１では、冷凍サイクル装置１００として空気調和装置を例示しているが、冷凍サイクル装置１００は、例えば、冷蔵庫あるいは冷凍庫、自動販売機、空気調和装置、冷凍装置、給湯器などの、冷凍用途または空調用途に使用される。

冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１０１、流路切替装置１０２、室内熱交換器１０３、減圧装置１０４及び室外熱交換器１０５が冷媒配管を介して環状に接続された冷媒回路１１０を有している。また、冷凍サイクル装置１００は、室内熱交換器１０３、室外熱交換器１０５のいずれか一方又は双方に接続された冷媒分配器６０を有する。冷凍サイクル装置１００は、室外機１０６及び室内機１０７を有している。室外機１０６には、圧縮機１０１、流路切替装置１０２、室外熱交換器１０５、冷媒分配器６０及び減圧装置１０４と、室外熱交換器１０５に室外空気を供給する室外送風機１０８と、が収容されている。室内機１０７には、室内熱交換器１０３と、冷媒分配器６０と、室内熱交換器１０３に空気を供給する室内送風機１０９と、が収容されている。室外機１０６と室内機１０７との間は、冷媒配管の一部である２本の延長配管１１１及び延長配管１１２を介して接続されている。なお、室外送風機１０８及び室内送風機１０９を総称して送風機と称する場合がある。また、室外機１０６及び室内機１０７のように内部に熱交換器１０（図２参照）を備える機器を、熱交換器ユニットと称する場合がある。

圧縮機１０１は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する流体機械である。流路切替装置１０２は、例えば四方弁であり、制御装置（図示は省略）の制御により、冷房運転時と暖房運転時とで冷媒の流路を切り替える装置である。室内熱交換器１０３は、内部を流通する冷媒と、室内送風機１０９により供給される室内空気と、の熱交換を行う熱交換器である。室内熱交換器１０３は、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。減圧装置１０４は、例えば膨張弁であり、冷媒を減圧させる装置である。減圧装置１０４としては、制御装置の制御により開度が調節される電子膨張弁を用いることができる。室外熱交換器１０５は、内部を流通する冷媒と、室外送風機１０８により供給される空気と、の熱交換を行う熱交換器である。室外熱交換器１０５は、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。

室外熱交換器１０５及び室内熱交換器１０３の少なくとも一方には、後述する熱交換器１０（図２参照）が用いられている。熱交換器１０が備える冷媒分配器６０は、熱交換器１０において液相冷媒がより多くなる位置に配置されるのが望ましい。具体的には、冷媒分配器６０は、冷媒回路１１０での冷媒の流れにおいて、蒸発器として機能する熱交換器１０の入口側、すなわち凝縮器として機能する熱交換器１０の出口側に配置されるのが望ましい。つまり、実施の形態１においては、図１に示される様に冷媒分配器６０は、冷媒回路１１０において室内熱交換器１０３及び室外熱交換器１０５の減圧装置１０４側に配置されている。なお、冷媒分配器６０は、室内熱交換器１０３と室外熱交換器１０５との両方の熱交換器に用いられているが、室内熱交換器１０３又は室外熱交換器１０５のいずれか一方の熱交換器にのみ用いられてもよい。また、冷媒分配器６０は、冷媒回路１１０での冷媒の流れにおいて、蒸発器として機能する熱交換器１０の出口側、すなわち凝縮器として機能する熱交換器１０の入口側に配置されていても良い。つまり、冷媒分配器６０は、冷媒回路１１０において室内熱交換器１０３及び室外熱交換器１０５の流路切替装置１０２側に配置されていても良い。

実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の冷媒回路１１０の構成について、冷房及び暖房の運転状態の冷媒の流れを基に説明する。図１に示される様に、冷房運転時には、冷媒は、図中の破線矢印が示す方向に流れる。冷房運転では、圧縮機１０１から吐出された冷媒は、流路切替装置１０２を経て、室外熱交換器１０５の熱交換部３２に流入する。熱交換部３２から流出した冷媒は、冷媒分配器６０を経て室外熱交換器１０５から流出する。その後、冷媒は、減圧装置１０４を通過し、室外機１０６から流出し、延長配管１１２を経て室内機１０７に流入する。室内機１０７に入った冷媒は、冷媒分配器６０に流入する。冷媒分配器６０において各伝熱管に分配された冷媒は、室内熱交換器１０３の熱交換部３２を通過し、室内機１０７から流出する。室内機１０７を流出した冷媒は、延長配管１１１を経て再び室外機１０６に流入する。室外機１０６に流入した冷媒は、流路切替装置１０２を経て圧縮機１０１に吸入される。

一方、図１に示される様に、暖房運転時には、冷媒は、図中の実線矢印が示す方向に流れる。圧縮機１０１から吐出された冷媒は、流路切替装置１０２を経て、室外機１０６から流出し、延長配管１１１を経て室内機１０７に流入する。室内機１０７に流入した冷媒は、室内熱交換器１０３の熱交換部３２を通過し、冷媒分配器６０を経て室内機１０７から流出する。室内機１０７から流出した冷媒は、延長配管１１２を通過し、室外機１０６に流入する。室外機１０６に流入した冷媒は、減圧装置１０４を通過し、冷媒分配器６０で各伝熱管に分配され、室外熱交換器１０５の熱交換部３２を通過する。室外熱交換器１０５を通過した冷媒は、流路切替装置１０２を経て圧縮機１０１に吸入される。

なお、冷凍サイクル装置１００の冷媒回路１１０は、一例であり、室内熱交換器１０３、室外熱交換器１０５、冷媒分配器６０以外の回路構成を変更しても良い。

（熱交換器１０の構造）
図２は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の熱交換器１０の要部構成を示す分解斜視図である。図３は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の熱交換器１０の要部構成を示す側面図である。図２及び図３は、冷凍サイクル装置１００の冷媒回路１１０の室内熱交換器１０３又は室外熱交換器１０５として用いられる熱交換器１０の冷媒分配器６０と熱交換部３２とが接続している部分の構造の説明図である。図３に示されるように、熱交換器１０は、熱交換部３２と冷媒分配器６０とを備える。

（熱交換部３２）
熱交換部３２は、複数の伝熱管３０及び伝熱フィン４０により構成される。複数の伝熱管３０は、管軸方向をｚ方向に向けて、ｙ方向に間隔を空けて配列されている。ｙ方向は、第１方向と称する場合がある。なお、実施の形態１においては、ｙ方向が重力方向上向きに一致しているが、熱交換器１０の配置は、これに限定されるものではなく、ｙ方向を重力方向に対し傾斜させても良い。

実施の形態１において、複数の伝熱管３０は、扁平管により構成されている。扁平管は、断面形状の長軸方向をｘ方向に向け、短軸方向をｙ方向に向けて配置されている。複数の扁平管の長軸方向の側面同士は、伝熱フィン４０により接続されている。

伝熱フィン４０は、薄い板状の金属部材であり、板面を複数の伝熱管３０の管軸に交差させるように複数の伝熱管に取り付けられている。伝熱フィン４０は、ｚ方向に複数配列されており、複数の伝熱フィン４０の間を空気が通過するように構成されている。熱交換部３２は、複数の伝熱管３０及び複数の伝熱フィン４０の間に空気等の流体を通過させることにより、複数の伝熱管３０の内部を流れる冷媒と流体との間で熱交換を行う部分である。

（冷媒分配器６０）
冷媒分配器６０は、熱交換部３２のｚ方向端部に接続されている。冷媒分配器６０は、冷媒回路１１０の配管と複数の冷媒流入口５０を介して接続されており、熱交換器１０に流入する冷媒を複数の伝熱管３０のそれぞれに分配する機能を有する。冷媒分配器６０は、冷媒流入口５０が設けられている第１部材２１と、第１部材２１に対し複数の伝熱管３０側に位置する第２部材２２と、第２部材２２と複数の伝熱管３０との間に位置する第３部材２３と、を備える。第１部材２１、第２部材２２、第３部材２３は、ｚ方向に積層して接合されている。第１部材２１に設けられている冷媒流入口５０には、それぞれに冷媒流入管５１が接続されている。

図４は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の熱交換器１０の要部構成の断面図である。図４は、図３のＡ－Ａ部の断面を示している。第１部材２１は、複数の分配流路２９を備える。複数の分配流路２９のそれぞれは、ｙ方向に延びる半円筒形状の冷媒流路であり、ｘ方向に並列して配置されている。実施の形態１においては、複数の分配流路２９は、第１分配流路２９ａ及び第２分配流路２９ｂの２つから構成されている。第１分配流路２９ａ及び第２分配流路２９ｂは、長手方向がｙ方向に延び、ｘ方向に並列して配置されている。

第１部材２１は、平板２１ｃに溝２１ａ及び２１ｂが形成され、その溝２１ａ及び２１ｂのそれぞれを覆う様に平板２１ｃに半円筒部材２１ｄが接合されて構成されている。また、平板２１ｃに接合された２つの半円筒部材２１ｄのｙ方向の両端は、板部材２１ｅが接合されて塞がれている。第１部材２１は、平板２１ｃ、半円筒部材２１ｄ、及び板部材２１ｅにより、ｙ方向に延びｚ方向が開放された半円筒形状の空間である流路部２６を形成している。

図２に示される様に、第１部材２１が備える複数の分配流路２９のそれぞれは、仕切部材２１ｆにより内部の流路部２６が分割され、複数の分割流路２０が形成されている。つまり、第１部材２１は、複数の分配流路２９のそれぞれをｙ方向に分割して形成され、ｚ方向に開放された半円筒形状の複数の流路部２６を備えている。複数の流路部２６は、複数の分割流路２０ａ～２０ｈの内部空間を構成し、冷媒が流動するものである。

第２部材２２は、複数の流路孔２４が貫通して設けられている平板２２ａにより構成されている。複数の流路孔２４は、第１部材２１が有する複数の分配流路２９に対応して形成されている。実施の形態１においては、平板２２ａは、第１分配流路２９ａに対応してｙ方向に１列に並べられた複数の第１流路孔２４ａと、第２分配流路２９ｂに対応してｙ方向に１列に並べられた複数の第２流路孔２４ｂと、が設けられている。複数の流路孔２４は、複数の伝熱管３０が配置される間隔と同じ間隔を持ってｙ方向に並べられている。

第２部材２２は、第１部材２１の平板２１ｃのｚ方向側の面に接合されている。第１部材２１が備える半円筒形状の複数の流路部２６の開放されているｚ方向側の面は、第２部材２２により覆われる。これにより、複数の流路部２６は、複数の流路孔２４により外部の空間と連通する。

第３部材２３は、長手方向をｘ方向に向けｙ方向に配列された複数の冷媒流出口２３ｂが設けられている平板２３ａにより構成されている。複数の冷媒流出口２３ｂは、複数の伝熱管３０のそれぞれに対応して設けられており、伝熱管３０の端部が挿し込まれ、接合される。また、第３部材２３は、伝熱管３０の端部が挿し込まれる側とは反対側の面に第２部材２２が接触し、接合される。そして、図４に示される様に、伝熱管３０の端面３３と第３部材２３の複数の冷媒流出口２３ｂと第２部材２２の面とにより複数の合流部２５が形成される。複数の合流部２５は、伝熱管３０の端面３３に開口を有する冷媒流路と複数の第１流路孔２４ａと複数の第２流路孔２４ｂとを相互に連通する空間である。

以上のように、冷媒分配器６０は、複数の冷媒流入口５０からの冷媒を、複数の分配流路２９を分割して形成された複数の分割流路２０を経て複数の流路孔２４のそれぞれから複数の合流部２５に流入させることにより、複数の伝熱管３０のそれぞれに分配する構造を有する。

（冷媒分配器６０の冷媒分配構造の作用）
図５は、実施の形態１に係る冷媒分配器６０の複数の分割流路２０の配置と伝熱管３０の分配流量との関係を示した説明図である。図５（ａ）は、冷媒分配器６０をｚ方向視点で見たときの複数の分割流路２０、複数の流路孔２４、複数の合流部２５、及び複数の冷媒流入口５０の配置の模式図である。冷媒分配器６０は、ｙ方向に延びｘ方向に並列された複数の分配流路２９である第１分配流路２９ａ及び第２分配流路２９ｂを備える。第１分配流路２９ａは、仕切部材２１ｆによりｙ方向に複数の分割流路２０ａ、２０ｃ、２０ｅ、２０ｇ、及び２０ｉに分割されている。また、第２分配流路２９ｂも、仕切部材２１ｆによりｙ方向に複数の分割流路２０ｂ、２０ｄ、２０ｆ、２０ｈ、及び２０ｊに分割されている。以下、複数の分割流路２０ａ～２０ｊを総称して分割流路２０と称する場合がある。

複数の分割流路２０ａ～２０ｈのそれぞれの下端部に示されている実線矢印は、複数の冷媒流入口５０ａ～５０ｈを模式的に表したものである。図２に示される様に、冷媒流入口５０ａ～５０ｈは、複数の分割流路２０ａ～２０ｈのそれぞれの下端部に接続された管であり、冷媒回路１１０を構成する冷媒配管から分配された冷媒を複数の分割流路２０ａ～２０ｈのそれぞれに流入させる。ここで、第１分配流路２９ａの内部の流路部２６を複数に分割して形成された複数の分割流路２０ａ、２０ｃ、２０ｅ、及び２０ｇを第１分割流路２０ａ、２０ｃ、２０ｅ、及び２０ｇと称する。第２分配流路２９ｂの内部の流路部２６を複数に分割して形成された複数の分割流路２０ｂ、２０ｄ、２０ｆ、及び２０ｈを第２分割流路２０ｂ、２０ｄ、２０ｆ、及び２０ｈと称する。また、第１分割流路２０ａ、２０ｃ、２０ｅ、及び２０ｇは、第１流路部２６ａと複数の第１流路孔２４ａとを備え、第１冷媒流入口５０ａ、５０ｃ、５０ｅ、及び５０ｇから流入した冷媒を複数の合流部２５に分配する。第２分割流路２０ｂ、２０ｄ、２０ｆ、及び２０ｈは、第２流路部２６ｂと複数の第２流路孔２４ｂとを備え、第２冷媒流入口５０ｂ、５０ｄ、５０ｆ、及び５０ｈから流入した冷媒を複数の合流部２５に分配する。

第１分配流路２９ａに形成された第１分割流路２０ａは、第１分配流路２９ａの最も下に配置されている。第１分割流路２０ａは、８個の流路孔２４ａを経由して８個の合流部２５に連通している。分割流路２０ａの８個の流路孔２４ａは、冷媒流入口５０ａに対し上方に配置されておりｙ方向に１列に配置されている。

図５（ｂ）は、左側に複数の流路孔２４のそれぞれに流れる冷媒流量が示されており、右側に複数の伝熱管３０のそれぞれに流れる冷媒流量が示されている。図５（ｂ）に実線で示されている曲線ａは、第１分割流路２０ａに設けられた複数の第１流路孔２４ａのそれぞれに流れる冷媒流量を示している。第１分割流路２０ａの複数の第１流路孔２４ａに流れる冷媒の流量は、第１冷媒流入口５０ａからのｙ方向の距離が離れる程増加する。一般的に、第１分割流路２０ａのような冷媒流路においては、気液二相冷媒等の液相の冷媒が含まれる冷媒は、冷媒流入口から遠い上側の第１流路孔２４ａに多く分配される。また、上向きに流れる冷媒流速が高いほど、上側に位置する流路孔２４ａに冷媒が多く分配される。図５（ａ）に示される曲線ａ～ｈは、複数の流路孔２４に流れる冷媒流量の一例であり、冷媒の流量及び冷媒の乾き度に応じて複数の流路孔２４のそれぞれの高さ方向位置による冷媒流量の値が変わる場合があるが、冷凍サイクル装置１００の運転状態においては上側に位置する流路孔２４の冷媒の分配量が多いという傾向を有するものである。

第２分配流路２９ｂに形成された第２分割流路２０ｂは、ｘ方向において第１分割流路２０ａに並列されている。第２分割流路２０ｂの下側の半分は、第１分割流路２０ａの上側の半分とｘ方向に隣合って位置している。第２分割流路２０ｂに設けられている複数の第２流路孔２４ｂを流れる冷媒流量も、第１分割流路２０ａと同様に、冷媒流入口５０ｂからｙ方向に離れる程増加する。第２分割流路２０ｂは、第１分割流路２０ａと同様に８個の第２流路孔２４ｂが設けられている。第２分割流路２０ｂの下側の４個の第２流路孔２４ｂのそれぞれは、第１分割流路２０ａの上側の４個の第１流路孔２４ａのそれぞれとｘ方向において隣合って位置しており、４個の合流部２５により第１分割流路２０ａの上側の４個の第１流路孔２４ａのそれぞれと互いに連通している。なお、ｘ方向において第１分割流路２０ａに並列されているもう一つの分割流路２０ｊは、流路孔２４が設けられておらず、分割流路２０ｊから伝熱管３０へ冷媒が流通しない。また、第１分配流路２９ａのｙ方向端部に設けられている分割流路２０ｉも流路孔２４が設けられておらず、分割流路２０ｉから伝熱管３０へ冷媒が流通しない。

ここで、複数の合流部２５のうちの１つである第１合流部２５ａ１に着目したときに、第１分配流路２９ａの第１分割流路２０ａは、複数の第１流路孔２４ａのうちの１つである第３流路孔２４ａｘ１を介して第１合流部２５ａ１に連通し、第２分配流路２９ｂの第２分割流路２０ｂは、複数の第２流路孔２４ｂのうちの１つである第４流路孔２４ｂｘ１を介して第１合流部２５ａ１に連通している。

第１分割流路２０ａの第３流路孔２４ａｘ１は、第１分割流路２０ａにおいて冷媒流入口５０ａから最もｙ方向に離れており、第１分割流路２０ａに設けられた第１流路孔２４ａの中で最も冷媒流量が多い。一方、第２分割流路２０ｂの第４流路孔２４ｂｘ１は、第２分割流路２０ｂにおいて冷媒流入口５０ｂからｙ方向に４番目の位置にある第２流路孔２４ｂであり、第２分割流路２０ｂに設けられた第２流路孔２４ｂの中では冷媒流量が中程度である。従って、第１合流部２５ａを経て伝熱管３０に流入する冷媒流量は、図５（ｂ）に示される点ｒ１となる。第１分割流路２０ａは、第３流路孔２４ａｘが設けられた分割流路２０であり、第２分割流路２０ｂは、第４流路孔２４ｂｘが設けられた分割流路２０である。第３流路孔２４ａｘと第４流路孔２４ｂｘとは、ｘ方向に沿って並んでおり、同じ第１合流部２５ａに連通しており、それぞれ冷媒流入口５０ａ又は５０ｂからの経路長さが異なるものである。また、第１伝熱管３０ａは、第３流路孔２４ａｘと第４流路孔２４ｂｘとから冷媒が流入する伝熱管３０である。なお、第３流路孔２４ａｘは、第３流路孔２４ａｘ１、２４ａｘ２、２４ａｘ３、・・・等を総称したものである。また、第４流路孔２４ｂｘは、第４流路孔２４ｂｘ１、２４ｂｘ２、２４ｂｘ３・・・等を総称したものである。また、第１合流部２５ａは、第１合流部２５ａ１、２５ａ２、２５ａ３、・・・等を総称したものである。

また、第１合流部２５ａ２に着目したときに、第１分割流路２０ａの第３流路孔２４ａｘ２は、第１分割流路２０ａにおいて冷媒流入口５０ａからｙ方向に５番目の位置にある第１流路孔２４ａであり、第１分割流路２０ａに設けられた複数の流路孔２４ａの中では冷媒流量が中程度である。一方、第２分割流路２０ｂの第４流路孔２４ｂｘ２は、第２分割流路２０ｂにおいて冷媒流入口５０ｂに最も近い第２流路孔２４ｂであり、第２分割流路２０ｂに設けられた第２流路孔２４ｂの中で最も冷媒流量が少ない。従って、第１合流部２５ａを経て伝熱管３０に流入する冷媒流量は、図５（ｂ）に示される点ｒ２となる。

実施の形態１に係る冷媒分配器６０においては、複数の分割流路２０ａ～２０ｈは、同じ数量の複数の流路孔２４を備えるため、図５（ｂ）に示される各流路孔２４の冷媒流量を示す曲線ａ～ｈは、実質的に同じである。また、ある複数の分割流路２０ａ～２０ｈのうちある１つの特定の第１分割流路２０ａから見てｘ方向において並列する第２分割流路２０ｂがｘ方向に第１分割流路２０ａと重なり合う部分は、第１分割流路２０ａ及び第２分割流路２０ｂのｙ方向長さの半分である。実施の形態１において、その関係は、複数の分割流路２０ａ～２０ｈのそれぞれについて同様に構成されている。つまり、例えば、ある複数の分割流路２０ａ～２０ｈのうちある１つの特定の第１分割流路２０ｃに着目すると、第１分割流路２０ｃの下半分は、第２分割流路２０ｂの上半分とｘ方向に重なり合っている。また、例えば、複数の分割流路２０ａ～２０ｈのうちある１つの特定の第１分割流路２０ｃに着目すると、第２分割流路２０ｄの下半分は、第１分割流路２０ｃの上半分とｘ方向に重なり合っている。以下、ｘ方向において並列している、分割流路２０ｄと分割流路２０ｅ、分割流路２０ｅと分割流路２０ｆ、分割流路２０ｆと分割流路２０ｇ、及び分割流路２０ｇと分割流路２０ｈのそれぞれの組み合わせについて、第１分割流路２０ａと第２分割流路２０ｂとの関係が同様に成立する。つまり、実施の形態１においては、分割流路２０ｃ、２０ｅ、２０ｇは、分割流路２０ａと同様に第１分割流路に相当する。また、分割流路２０ｄ、２０ｆ、２０ｈは、分割流路２０ｂと同様に第２分割流路に相当する。

また、第１分割流路２０ａと第２分割流路２０ｂとがｘ方向に重なっている部分において、１つの第１合流部２５ａに冷媒を流入させる第１流路孔２４ａの少なくとも１つである第３流路孔２４ａｘと第２流路孔２４ｂの１つである第４流路孔２４ｂｘとは、それぞれ冷媒流入口５０からの経路長さが異なる。よって、第３流路孔２４ａｘから第１合流部２５ａに流れ込む冷媒流量と、第４流路孔２４ｂｘから第１合流部２５ａに流れ込む冷媒流量とが異なる。その異なる流量の冷媒が第１合流部２５ａにて合流し、複数の伝熱管３０のそれぞれに流入する。複数の分割流路２０ａ～２０ｈのそれぞれに設けられているそれぞれの流路孔２４における冷媒流量は、冷媒流入口５０からの流路孔２４の高さ位置に応じて変動する。しかし、冷媒流入口５０からの経路長さが異なる第３流路孔２４ａｘ及び第４流路孔２４ｂｘを第１合流部２５ａにより互いに連通させることにより、第１合流部２５ａに接続された第１伝熱管３０ａの冷媒流量は、その他の複数の合流部２５に接続された伝熱管３０の冷媒流量との差異が小さく抑えられる。

実施の形態１においては、複数の分割流路２０同士が並列されている部分のそれぞれの第１合流部２５ａは、第３流路孔２４ａｘの冷媒流量と第４流路孔２４ｂｘの冷媒流量とが異なるため、第１合流部２５ａに接続されている第１伝熱管３０ａに流入する冷媒流量は、平均値からの乖離が小さく抑えられる。図５（ｂ）において示される曲線Ｒは、複数の伝熱管３０のそれぞれの冷媒流量の一例を示している。実施の形態１に係る熱交換器１０においては、第１伝熱管３０ａにおける冷媒流量は、熱交換器１０に流れ込む冷媒流量を複数の伝熱管３０の本数で除した平均流量Ｐに近い値にすることができる。

図６は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の熱交換器１０の比較例である熱交換器１０１０の要部構成を示す分解斜視図である。図７は、図６の熱交換器１０１０の冷媒分配器１０６０の模式図である。比較例に係る熱交換器１０１０においては、冷媒流入口１０５０から流入する冷媒は、１つの分配流路１０２９に流入し、ｙ方向に延びる空間１０２６をｙ方向に向かって流れる。空間１０２６には、複数の伝熱管３０の配置に応じて設けられた複数の分流部１０２５が接続しており、複数の伝熱管３０が接続されている。複数の分流部１０２５のそれぞれは、空間１０２６から分岐している。このような冷媒分配器１０６０の場合、空間１０２６をｙ方向に向かって流れる冷媒は、冷媒流入口１０５０から遠い上側の伝熱管３０に多く分配される。特に、気液二相冷媒等の液相を含む冷媒は、慣性力により冷媒流入口１０５０からｙ方向に最も遠く離れた伝熱管３０が最も冷媒流量が多く、ｙ方向において最も近い伝熱管３０が最も冷媒流量が少ない。

以上のように、比較例に係る熱交換器１０１０においては、上方に位置する伝熱管３０と下方に位置する伝熱管３０とで冷媒流量が大きく異なるため、熱交換性能が低下してしまう。一方、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の熱交換器１０は、冷媒分配器６０により複数の伝熱管３０のそれぞれを流れる冷媒流量の偏りを抑えることができ、熱交換性能が向上する。

また、冷媒分配器６０の第１分割流路２０ａ、２０ｃ、２０ｅ、又は２０ｇに接続されている第１冷媒流入口５０ａ、５０ｃ、５０ｅ、又は５０ｇと第２分割流路２０ｂ、２０ｄ、２０ｆ、又は２０ｈに接続されている第２冷媒流入口５０ｂ、５０ｄ、５０ｆ、又は５０ｈは、ｙ方向即ち第１方向において異なる位置に配置されている。また、第１分割流路２０ａ、２０ｃ、２０ｅ、又は２０ｇのｙ方向端部の位置と第２分割流路２０ｂ、２０ｄ、２０ｆ、又は２０ｈのｙ方向端部の位置とは、ｙ方向即ち第１方向において異なる位置に配置されている。これにより、第１分割流路２０ａ、２０ｃ、２０ｅ、又は２０ｇに設けられている第１流路孔２４ａのうちの１つである第３流路孔２４ａｘと第２分割流路２０ｂ、２０ｄ、２０ｆ、又は２０ｈに設けられている第２流路孔２４ｂのうちの１つである第４流路孔２４ｂｘとは、ｙ方向において同じ位置にあっても、冷媒流入口５０からの経路長さが異なる。従って、異なる冷媒流量である第３流路孔２４ａｘと第４流路孔２４ｂｘとからの冷媒が第１合流部２５ａにおいて合流して第１伝熱管３０ａに流入する。そのため、熱交換器１０において、複数の分割流路２０のそれぞれに設けられている複数の流路孔２４のそれぞれは、ｙ方向位置により冷媒流量が異なるが、複数の伝熱管３０のそれぞれに流入する冷媒流量は偏りが抑えられる。

なお、実施の形態１において、分配流路２９は、第１分配流路２９ａと第２分配流路２９ｂとをｘ方向即ち第２方向に並列させて構成しているが、この形態のみに限定されるものではない。例えば、ｘ方向に２列以上の複数の分配流路２９を並列させてもよい。

また、冷媒分配器６０は、図２～図５に示される構造のみに限定するものではない。例えば、第１部材２１、第２部材２２、及び第３部材２３の何れか２つ又は３つを一体に成形しても良いし、更に多くの部材から冷媒分配器６０を構成しても良い。また、冷媒分配器６０の形状も適宜変更することができる。また、複数の伝熱管３０は、扁平管を用いて説明したが、断面が円形又は楕円形である伝熱管を用いても良い。

また、冷媒分配器６０は、第１分配流路２９ａが１つの分割流路２０から構成され、第２分配流路２９ｂが２つの分割流路２０から構成されていても良い。このとき、第１分配流路２９ａに形成された１つの分割流路２０が第１分割流路となり、第２分配流路２９ｂが２つの分割流路２０が第２分割流路となり、ｘ方向において重なるように第２方向に並べられる。さらに、熱交換器１０は、このような冷媒分配器６０を第１方向に複数並べて複数の伝熱管３０に接続させても良い。

実施の形態２．
実施の形態２に係る熱交換器２１０は、実施の形態１に係る熱交換器１０の冷媒分配器６０の構造を変更したものである。実施の形態２に係る熱交換器２１０においては、実施の形態１に対する変更点を中心に説明する。実施の形態２に係る熱交換器２１０の各部については、各図面において同一の機能を有するものは実施の形態１の説明で使用した図面と同一の符号を付して表示するものとする。

図８は、実施の形態２に係る熱交換器２１０の冷媒分配器２６０の複数の分割流路２２０の配置と伝熱管３０の分配流量との関係を示した説明図である。図８（ａ）は、冷媒分配器２６０をｚ方向視点で見たときの複数の分割流路２２０、複数の流路孔２４、複数の合流部２５、及び複数の冷媒流入口５０の配置の模式図である。図８（ｂ）は、左側に複数の流路孔２４のそれぞれに流れる冷媒流量が示されており、右側に複数の伝熱管３０のそれぞれに流れる冷媒流量が示されている。実施の形態２に係る熱交換器２１０の冷媒分配器２６０は、複数の分割流路２２０のそれぞれに設けられている流路孔２４の数量を分割流路２２０のｙ方向における位置に応じて変更したものである。

実施の形態１に係る熱交換器１０の冷媒分配器６０においては、複数の分割流路２０ａ～２０ｈは、それぞれ同じ数量の複数の流路孔２４が設けられている。しかし、実施の形態２に係る熱交換器２１０の冷媒分配器２６０は、熱交換器２１０のｙ方向の中央部に位置する複数の伝熱管３０に接続されている複数の分割流路２２０ｃ、２２０ｄ、２２０ｅ、及び２２０ｆは、その他の複数の分割流路２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｇ、及び２２０ｈに設けられた複数の流路孔２４よりも少ない数量の複数の流路孔２４が設けられている。この少ない数量の複数の流路孔２４が設けられている第１分割流路２２０ｃ及び２２０ｅと第２分割流路２２０ｄ及び２２０ｆを、第３分割流路と称する場合がある。

図８（ｂ）に示される様に、複数の分割流路２２０ｃ、２２０ｄ、２２０ｅ、及び２２０ｆに設けられた複数の流路孔２４は、曲線ｃ、ｄ、ｅ、及びｆのようにｙ方向の高さ位置の変化量に対する冷媒流量の増加量が大きい。つまり、複数の流路孔２４のｙ方向位置が冷媒流入口５０から離れる程、流路孔２４における冷媒流量の増加量が大きい。従って、図８（ｂ）において、曲線ｃ、ｄ、ｅ、及びｆは、曲線ａ、ｂ、ｇ、及びｈよりも寝ている。

また、複数の分割流路２２０ａ～２２０ｈには、概ね同じ流量の冷媒が流れ込む。従って、複数の分割流路２２０ｃ、２２０ｄ、２２０ｅ、及び２２０ｆに設けられた複数の流路孔２４のうち、ｙ方向において最も冷媒流入口５０から離れて位置する流路孔２４における冷媒流量は、その他の複数の分割流路２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｇ、及び２２０ｈの複数の流路孔２４のうち、ｙ方向において最も冷媒流入口５０から離れて位置する流路孔２４における冷媒流量よりも多い。つまり、複数の分割流路２２０ｃ、２２０ｄ、２２０ｅ、及び２２０ｆが有する複数の第１流路孔２４ａは、その他の複数の分割流路２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｇ、及び２２０ｈが有する複数の第１流路孔２４ａの数量より少ないため、１つの流路孔２４当たりの冷媒流量が多い。

ここで、複数の合流部２５のうちの１つである第１合流部２５ａ３に着目したときに、第２分配流路２９ｂに形成された第２分割流路２２０ｄは、第４流路孔２４ｂｘ３を介して第１合流部２５ａ３に連通し、第１分配流路２９ａの第１分割流路２２０ｅは、第３流路孔２４ａｘ３を介して第１合流部２５ａ３に連通している。

第２分割流路２２０ｄの第２流路孔２４ｂの１つである第４流路孔２４ｂｘ３は、第２分割流路２２０ｄにおいて冷媒流入口５０ｄから最もｙ方向に離れており、第２分割流路２２０ｄに設けられた第２流路孔２４ｂの中で最も冷媒流量が多い。一方、第１分割流路２２０ｅの第１流路孔２４ａの１つである第３流路孔２４ａｘ３は、第１分割流路２２０ｅにおいて冷媒流入口５０ｅからｙ方向に４番目の位置にある第１流路孔２４ａであり、第１分割流路２２０ｅに設けられた第１流路孔２４ａの中では冷媒流量が中程度である。従って、第１合流部２５ａ３を経て第１伝熱管３０ａに流入する冷媒流量は、図８（ｂ）に示される点ｒ３となる。

分割流路２２０ｃ、２２０ｄ、２２０ｅ、及び２２０ｆは、それぞれ設けられている第１流路孔２４ａの数量が分割流路２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｇ、及び２２０ｈより少ないため、流路孔２４の１つあたりの冷媒流量が比較的多く、従って、接続されている複数の伝熱管３０に流入する冷媒の合計流量も多くなる。よって、図８（ｂ）の右側に表示されている複数の伝熱管３０の冷媒流量の曲線は、熱交換器２１０のｙ方向の中央部において冷媒流量が高い部分が多い。

図９は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１００の熱交換器２１０周辺構造の一例の模式図である。図９は、一例として冷凍サイクル装置１００が有する熱交換ユニットである室外機１０６の内部に配置された熱交換器２１０と送風機１０８との位置関係を示す図である。実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１００の室外機１０６においては、送風機１０８は、回転軸を水平方向に向けているサイドフローファンである。

図１０は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１００の熱交換器２１０の周辺に配置された送風機１０８の風量分布図である。送風機１０８は、回転中心Ｌを熱交換器２１０の高さ方向の中央に位置させている。送風機１０８から熱交換器２１０に送り込まれる空気は、熱交換器２１０の高さ方向において均等ではなく、送風機１０８の回転中心からの距離に応じて風量に差がある。実施の形態２に係る熱交換器２１０は、送風機１０８の回転中心と同じ高さにおいて最も流入する風量が多く、回転中心から離れる程風量が少なくなる。従って、熱交換器２１０の熱交換部３２においては、送風機１０８の回転中心に近いほど流入する空気の量が多い。

熱交換器２１０は、上記で説明した第１合流部２５ａ３に接続している伝熱管３０が熱交換器２１０のｙ方向の中央に位置している。熱交換器２１０は、最も冷媒流量が高い伝熱管３０が配置されている部分を送風機１０８の回転中心から最も近い位置に配置している。そのため、熱交換器２１０は、熱交換性能が向上する。

なお、実施の形態２に係る熱交換器２１０の第１合流部２５ａ３に接続している第１伝熱管３０ａは、厳密に送風機１０８の回転軸に合わせて配置する必要は無い。図８に示される様に、第１合流部２５ａ３の周辺の合流部２５も、第１合流部２５ａに相当し、ｙ方向の長さが比較的短い分割流路２２０ｃ、２２０ｄ、２２０ｅ、及び２２０ｆに接続しており、比較的冷媒流量が高い。そのため、第１合流部２５ａ３の周辺の第１合流部２５ａに接続されている伝熱管３０が送風機１０８の回転中心に最も近い位置に配置されていれば、熱交換器２１０は、熱交換性能が向上する。これらの冷媒流量が比較的多い伝熱管３０を第１伝熱管３０ａとする。第１伝熱管３０ａは、他の複数の分割流路２０よりも接続されている複数の伝熱管３０の数が少ない分割流路２０に接続されているものである。言い換えると、第１伝熱管３０ａが接続されている第１分割流路２２０ａ、２２０ｃ、２２０ｅ、又は２２０ｇ及び第２分割流路２２０ｂ、２２０ｄ、２２０ｆ、又は２２０ｈの少なくとも一方は、接続されている伝熱管３０の数が他の分割流路２２０ａ～２２０ｈの少なくとも１つよりも少ない。即ち、第１伝熱管３０ａが接続されている２つの分割流路２２０ａ～２２０ｈのうち少なくとも一方は、図８（ａ）に示されている分割流路２２０ｃ、２２０ｄ、２２０ｅ、又は２２０ｆ、つまり第３分割流路である。

実施の形態３．
実施の形態３に係る熱交換器３１０は、実施の形態１に係る熱交換器１０の冷媒分配器６０の構造を変更したものである。実施の形態３に係る熱交換器３１０においては、実施の形態１に対する変更点を中心に説明する。実施の形態３に係る熱交換器３１０の各部については、各図面において同一の機能を有するものは実施の形態１の説明で使用した図面と同一の符号を付して表示するものとする。

図１１は、実施の形態３に係る熱交換器３１０の冷媒分配器３６０の複数の分割流路３２０の配置と伝熱管３０の分配流量との関係を示した説明図である。図１１（ａ）は、冷媒分配器３６０をｚ方向視点で見たときの複数の分割流路２２０、複数の流路孔２４、複数の合流部２５、及び複数の冷媒流入口５０の配置の模式図である。図１１（ｂ）は、左側に複数の流路孔２４のそれぞれに流れる冷媒流量が示されており、右側に複数の伝熱管３０のそれぞれに流れる冷媒流量が示されている。実施の形態３に係る熱交換器３１０の冷媒分配器３６０は、複数の分割流路３２０のそれぞれに設けられている流路孔２４の数量を分割流路３２０のｙ方向における位置に応じて変更したものである。

実施の形態１に係る熱交換器１０の冷媒分配器６０においては、複数の分割流路２０ａ～２０ｈは、それぞれ同じ数量の流路孔２４が設けられている。しかし、実施の形態３に係る熱交換器３１０の冷媒分配器３６０は、熱交換器３１０のｙ方向の端部に位置する伝熱管３０に接続されている複数の分割流路３２０ｇ、３２０ｈの少なくとも一方は、その他の分割流路３２０ａ～３２０ｆよりも少ない数量の流路孔２４が設けられている。図１１に示されている例では、分割流路３２０ｈが他の分割流路３２０ａ～３２０ｇよりも少ない数量の流路孔２４が設けられている。この流路孔２４が少ない分割流路３２０ｈを第３分割流路と称する。

図１１（ｂ）に示される様に、分割流路３２０ｈに設けられた複数の流路孔２４は、曲線ｈのようにｙ方向の高さ位置の変化量に対する冷媒流量の増加量が大きい。つまり、流路孔２４のｙ方向位置が冷媒流入口５０から離れる程、流路孔２４の冷媒流量の増加量が大きい。従って、曲線ｈは、曲線ａ～ｇよりも寝ている。

また、複数の分割流路３２０ａ～３２０ｈには、概ね同じ流量の冷媒が流れ込む。従って、第２分割流路３２０ｈに設けられた複数の流路孔２４のうち、ｙ方向において最も冷媒流入口５０から離れて位置する第２流路孔２４ｂにおける冷媒流量は、その他の複数の分割流路３２０ａ～３２０ｇの複数の流路孔２４のうちｙ方向において最も冷媒流入口５０から離れて位置する流路孔２４における冷媒流量よりも多い。つまり、第２分割流路３２０ｈが有する流路孔２４は、その他の分割流路３２０ａ～３２０ｇが有する流路孔２４の数量より少ないため、１つの流路孔２４当たりの冷媒流量が多い。

ここで、複数の合流部２５のうちの１つである第１合流部２５ａ４に着目したときに、第２分配流路２９ｂの第２分割流路３２０ｈは、第４流路孔２４ｂｘ４を介して第１合流部２５ａ４に連通し、第１分配流路２９ａの第１分割流路３２０ｇは、第３流路孔２４ａｘ４を介して第１合流部２５ａ４に連通している。

第２分割流路３２０ｈの第４流路孔２４ｂｘ４は、第２分割流路３２０ｈにおいて冷媒流入口５０ｈから最もｙ方向に離れており、第２分割流路３２０ｈに設けられた第２流路孔２４ｂの中で最も冷媒流量が多い。一方、第１分割流路３２０ｇの第３流路孔２４ａｘ４も、第１分割流路３２０ｇにおいて冷媒流入口５０ｇから最もｙ方向に離れている第１流路孔２４ａであり、第１分割流路３２０ｇに設けられた第１流路孔２４ａの中では冷媒流量が最も多い。従って、第１合流部２５ａ４を経て第１伝熱管３０ａに流入する冷媒流量は、図１１（ｂ）に示される点ｒ４となる。つまり、熱交換器３１０の複数の伝熱管３０の中で、ｙ方向の端部に位置する伝熱管３０の冷媒流量が最も多い。

第２分割流路３２０ｈは、その他の分割流路３２０ａ～３２０ｇよりも設けられている流路孔２４の数量が少ないため、流路孔２４の１つあたりの冷媒流量が多い。また、第１分割流路３２０ｇは、その他の分割流路３２０ａ～３２０ｃよりも設けられている流路孔２４の数量が少ないため、流路孔２４の１つあたりの冷媒流量が分割流路３２０ａ～３２０ｃよりも多い。従って、第１分割流路３２０ｇ及び第２分割流路３２０ｈに接続されている複数の伝熱管３０に流入する冷媒の合計流量も多くなる。よって、図１１（ｂ）の右側に表示されている複数の伝熱管３０の冷媒流量の曲線は、ｙ方向の端部において冷媒流量が高い。

また、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１００の熱交換器３１０は、冷媒分配器３６０の第１分配流路２９ａを分割した分割流路３２０ｇと第２分割流路３２０ｈとは、ｘ方向において隣合って並べられている。そして、ｘ方向において隣合って並べられている第１分割流路３２０ｇの端部と第２分割流路３２０ｈに接続された冷媒流入口５０ｇ及び５０ｈのそれぞれは、ｙ方向、即ち第１方向において異なる位置に配置されている。従って、第３流路孔２４ａｘ４と第４流路孔２４ｂｘ４とは、冷媒流入口５０ｇ及び５０ｈからの距離が異なり、異なる冷媒流量となっている。分割流路２０において異なる冷媒流量である第３流路孔２４ａｘと第４流路孔２４ｂｘとからの冷媒が第１合流部２５ａにおいて合流して第１伝熱管３０ａに流入する。そのため、熱交換器３１０は、分割流路２０に設けられている複数の流路孔２４のｙ方向位置に応じて流路孔２４を流れる冷媒流量が異なるが、複数の伝熱管３０のそれぞれに流入する冷媒流量は、偏りが抑えられる。

また、複数の分割流路３２０ａ～３２０ｈは、ｙ方向に行くほど設けられている流路孔２４の数量を減少するように構成されている。そのため、熱交換器３１０において、ｙ方向に向かうに従い、伝熱管３０に流れる冷媒流量は多くなる。

図１２は、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１００の熱交換器３１０周辺構造の一例の模式図である。図１２は、一例として冷凍サイクル装置１００が有する熱交換ユニットである室外機１０６の内部に配置された熱交換器３１０と送風機１０８との位置関係を示す図である。実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１００の室外機１０６においては、送風機１０８は、回転軸を垂直方向に向けているトップフローファンである。

図１３は、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１００の熱交換器３１０の周辺に配置された送風機１０８の風量分布図である。送風機１０８は、回転中心Ｌを熱交換器３１０の上方に位置させている。送風機１０８から熱交換器３１０に送り込まれる空気は、熱交換器３１０の高さ方向において均等ではなく、送風機１０８の回転中心からの距離に応じて風量に差がある。実施の形態３に係る熱交換器３１０は、送風機１０８側において最も流入する風量が多く、回転中心から離れる程風量が少なくなる。従って、熱交換器３１０の熱交換部３２においては、送風機１０８の回転中心に近いほど流入する空気の量が多い。即ち、熱交換器３１０は、ｙ方向の端部に向かうに従い流入する空気の量が増加する。

熱交換器３１０は、上記で説明した第１合流部２５ａ４に接続している第１伝熱管３０ａが熱交換器３１０のｙ方向端部に位置している。熱交換器３１０は、最も冷媒流量が高い第１伝熱管３０ａが配置されている部分を送風機１０８の回転中心から最も近い位置に配置している。そのため、熱交換器３１０は、熱交換性能が向上する。

実施の形態４．
実施の形態４に係る熱交換器４１０は、実施の形態１に係る熱交換器１０の冷媒分配器６０の流路孔２４を変更したものである。実施の形態４に係る熱交換器４１０においては、実施の形態１に対する変更点を中心に説明する。実施の形態４に係る熱交換器４１０の各部については、各図面において同一の機能を有するものは実施の形態１の説明で使用した図面と同一の符号を付して表示するものとする。

図１４は、実施の形態４に係る熱交換器４１０の冷媒分配器４６０の複数の分割流路４２０の配置と伝熱管３０の分配流量との関係を示した説明図である。図１４（ａ）は、冷媒分配器４６０をｚ方向視点で見たときの複数の分割流路２０、複数の流路孔２４、複数の合流部２５、及び複数の冷媒流入口５０の配置の模式図である。図１４（ｂ）は、左側に複数の流路孔２４のそれぞれに流れる冷媒流量が示されており、右側に複数の伝熱管３０のそれぞれに流れる冷媒流量が示されている。実施の形態４に係る熱交換器４１０の冷媒分配器４６０は、複数の分割流路２０のそれぞれに設けられている流路孔２４の断面積を分割流路２０のｙ方向における位置に応じて変更したものである。

実施の形態１に係る熱交換器１０の冷媒分配器６０においては、複数の分割流路２０ａ～２０ｈは、それぞれ同じ数量の流路孔２４が設けられている。これに対し、実施の形態４に係る熱交換器４１０の冷媒分配器４６０は、熱交換器４１０のｙ方向の中央部に位置する複数の伝熱管３０に接続する複数の分割流路２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、及び２０ｆは、その他の複数の分割流路２０ａ、２０ｂ、２０ｇ、及び２０ｈよりも流路孔２４の流路の断面積が大きい。

図１４（ｂ）に示される様に、分割流路２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、及び２０ｆに設けられた複数の流路孔２４は、曲線ｃ、ｄ、ｅ、及びｆに示されるようにｙ方向の高さ位置の変化量に対する冷媒流量の増加量が曲線ａ、ｂ、ｇ、及びｈよりも大きい。つまり、分割流路２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、及び２０ｆは、流路孔２４のｙ方向位置が冷媒流入口５０から離れる程、流路孔２４の冷媒流量の増加量が大きい。従って、図１４（ｂ）は、曲線ｃ、ｄ、ｅ、及びｆは、曲線ａ、ｂ、ｇ、及びｈよりも寝ている。

また、複数の分割流路２０ａ～２０ｈには、同じ数の流路孔２４が設けられているが、分割流路２０ａ、２０ｂ、２０ｇ、及び２０ｈに設けられている流路孔２４は、断面積が分割流路２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、及び２０ｆの流路孔２４よりも小さいため、分割流路２０ａ、２０ｂ、２０ｇ、及び２０ｈは流入する冷媒流量が分割流路２０ｃ～２０ｆのそれぞれよりも小さい。従って、複数の分割流路２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、及び２０ｆに設けられた複数の流路孔２４のうち、ｙ方向において最も冷媒流入口５０から離れて位置する流路孔２４における冷媒流量は、その他の分割流路２０ａ、２０ｂ、２０ｇ、及び２０ｈの流路孔２４のうちｙ方向において最も冷媒流入口５０から離れて位置する流路孔２４における冷媒流量よりも多い。つまり、分割流路２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、及び２０ｆが有する流路孔２４の断面積は、その他の分割流路２０ａ、２０ｂ、２０ｇ、及び２０ｈが有する流路孔２４の断面積より大きいため、１つの流路孔２４当たりの冷媒流量が多い。

ここで、複数の合流部２５のうちの１つである第１合流部２５ａ５に着目したときに、第２分配流路２９ｂの第２分割流路２０ｄは、第４流路孔２４ｂｘ５を介して第１合流部２５ａ５に連通し、第１分配流路２９ａの第１分割流路２０ｅは、第３流路孔２４ａｘ５を介して第１合流部２５ａ５に連通している。

第２分割流路２０ｄの第４流路孔２４ｂｘ５は、第２分割流路２０ｄにおいて冷媒流入口５０ｄから最もｙ方向に離れており、第２分割流路２０ｄに設けられた流路孔２４ｂの中で最も冷媒流量が多い。一方、第１分割流路２０ｅの第３流路孔２４ａｘ５は、第１分割流路２０ｅにおいて冷媒流入口５０ｅからｙ方向に４番目の位置にある第１流路孔２４ａであり、第１分割流路２０ｅに設けられた第１流路孔２４ａの中では冷媒流量が中程度である。従って、第１合流部２５ａを経て第１伝熱管３０ａに流入する冷媒流量は、図１４（ｂ）に示される点ｒ５となる。

分割流路２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、及び２０ｆは、それぞれ設けられている複数の流路孔２４のそれぞれの断面積が分割流路２０ａ、２０ｂ、２０ｇ、及び２０ｈより多いため、複数の流路孔２４の１つあたりの冷媒流量が比較的多く、従って、接続されている複数の伝熱管３０に流入する冷媒の合計流量も多くなる。そして、分割流路２０ａ、２０ｂ、２０ｇ、及び２０ｈは、設けられている複数の流路孔２４の断面積が分割流路２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、及び２０ｆより少ないため、流路孔２４の１つあたりの冷媒流量が比較的少ない。よって、図１４（ｂ）の右側に表示されている複数の伝熱管３０の冷媒流量の曲線は、ｙ方向の中央部において冷媒流量が高い部分が多い。

図９に示される様に、実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１００の室外機１０６においては、送風機１０８は、回転軸を水平方向に向けているサイドフローファンである。そして、送風機１０８は、回転中心Ｌを熱交換器４１０の高さ方向の中央に位置させている。図１０に示される様に、送風機１０８から熱交換器４１０に送り込まれる空気は、熱交換器４１０の高さ方向において均等ではなく、送風機１０８の回転中心からの距離に応じて風量に差がある。熱交換器４１０は、上記で説明した第１合流部２５ａ５に接続している第１伝熱管３０ａが熱交換器２１０のｙ方向の中央に位置している。熱交換器４１０は、最も冷媒流量が高い伝熱管３０が配置されている部分を送風機１０８の回転中心から最も近い位置に配置している。そのため、熱交換器４１０は、熱交換性能が向上する。

なお、実施の形態２に係る熱交換器２１０の第１合流部２５ａ５に接続している第１伝熱管３０ａは、厳密に送風機１０８の回転軸に合わせて配置する必要は無い。図１４に示される様に、第１合流部２５ａ５の周辺の合流部２５も、第１合流部２５ａに相当し、断面積の比較的大きい流路孔２４を有する分割流路２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、及び２０ｆに接続しており、比較的冷媒流量が高い。そのため、第１合流部２５ａ５の周辺の第１合流部２５ａに接続されている第１伝熱管３０ａが送風機１０８の回転中心に最も近い位置に配置されていれば、熱交換器４１０は、熱交換性能が向上する。第１伝熱管３０ａは、他の複数の分割流路２０よりも断面積が大きい流路孔２４が設けられている分割流路２０に接続されているものである。言い換えると、第１伝熱管３０ａが接続されている第１分割流路２０ａ、２０ｃ、２０ｅ、又は２０ｇ及び第２分割流路２０ｂ、２０ｄ、２０ｆ、又は２０ｈの少なくとも一方は、設けられている流路孔２４の断面積が他の分割流路２０ａ～２０ｈの少なくとも１つよりも大きい。即ち、第１伝熱管３０ａが接続されている２つの分割流路２０ａ～２０ｈのうち少なくとも一方は、図１４（ａ）に示されている分割流路２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、又は２０ｆである。

本発明は、上記において説明した構成のみに限定されるものではない。例えば、実施の形態１～４に係る冷媒分配器６０、２６０、３６０、４６０は、分割流路２０、２２０、３２０に設けられている複数の流路孔２４の数を変更しても良い。また、複数の分割流路２０、２２０、３２０の数量も変更しても良い。更に、本発明は各実施の形態を組み合わせて構成されていても良い。例えば、実施の形態２及び３で分割流路２２０、３２０に設けられている流路孔２４の数量を分割流路２２０、３２０のｙ方向位置に応じて変更したが、更に実施の形態４のように流路孔２４の断面積を分割流路２２０、３２０のｙ方向位置に応じて変更しても良い。上記の各実施の形態を適宜変更又は組み合わせることにより、熱交換器１０、２１０、３１０、４１０は、複数の伝熱管３０のそれぞれの冷媒流量を適宜調整することができ、流入する空気の風速分布に応じた構成にすることができる。

１０ 熱交換器、２０ 分割流路、２０ａ （第１）分割流路、２０ｂ （第２）分割流路、２０ｃ （第１）分割流路、２０ｄ （第２）分割流路、２０ｅ （第１）分割流路、２０ｆ （第２）分割流路、２０ｇ （第１）分割流路、２０ｈ （第２）分割流路、２１ 第１部材、２１ａ 溝、２１ｃ 平板、２１ｄ 半円筒部材、２１ｅ 板部材、２１ｆ 仕切部材、２２ 第２部材、２２ａ 平板、２３ 第３部材、２３ａ 平板、２３ｂ 溝、２４ 流路孔、２４ａ 第１流路孔、２４ａｘ 第３流路孔、２４ａｘ１ 第３流路孔、２４ａｘ２ 第３流路孔、２４ａｘ３ 第３流路孔、２４ａｘ４ 第３流路孔、２４ａｘ５ 第３流路孔、２４ｂ 第２流路孔、２４ｂｘ 第４流路孔、２４ｂｘ１ 第４流路孔、２４ｂｘ２ 第４流路孔、２４ｂｘ３ 第４流路孔、２４ｂｘ４ 第４流路孔、２４ｂｘ５ 第４流路孔、２４ｂｘ６ 第４流路孔、２５ 合流部、２５ａ 第１合流部、２５ａ１ 第１合流部、２５ａ２ 第１合流部、２５ａ３ 第１合流部、２５ａ４ 第１合流部、２５ａ５ 第１合流部、２５ａ６ 第１合流部、２６ 流路部、２９ 分配流路、２９ａ 第１分配流路、２９ｂ 第２分配流路、３０ 伝熱管、３０ａ 第１伝熱管、３０ａ 第１伝熱管、３２ 熱交換部、３３ 端面、４０ 伝熱フィン、５０ 冷媒流入口、５０ａ （第１）冷媒流入口、５０ｂ （第２）冷媒流入口、５０ｃ （第１）冷媒流入口、５０ｄ （第２）冷媒流入口、５０ｅ （第１）冷媒流入口、５０ｆ （第２）冷媒流入口、５０ｇ （第１）冷媒流入口、５０ｈ （第２）冷媒流入口、６０ 冷媒分配器、１００ 冷凍サイクル装置、１０１ 圧縮機、１０２ 流路切替装置、１０３ 室内熱交換器、１０４ 減圧装置、１０５ 室外熱交換器、１０５ａ 室外熱交換器、１０６ 室外機、１０７ 室内機、１０８ （室外）送風機、１０９ （室内）送風機、１１０ 冷媒回路、１１１ 延長配管、１１２ 延長配管、２００ 冷凍サイクル装置、２１０ （室外）熱交換器、２２０ 分割流路、２２０ａ （第１）分割流路、２２０ｂ （第２）分割流路、２２０ｃ （第１）分割流路、２２０ｄ （第２）分割流路、２２０ｅ （第１）分割流路、２２０ｆ （第２）分割流路、２２０ｇ （第１）分割流路、２２０ｈ （第２）分割流路、２６０ 冷媒分配器、３００ 冷凍サイクル装置、３１０ （室外）熱交換器、３２０ 分割流路、３２０ａ 分割流路、３２０ｂ 分割流路、３２０ｃ 分割流路、３２０ｄ 分割流路、３２０ｅ 分割流路、３２０ｆ 分割流路、３２０ｇ （第１）分割流路、３２０ｈ （第２）分割流路、３４５ 二分岐管、３６０ 冷媒分配器、４１０ 熱交換器、４２０ 分割流路、４６０ 冷媒分配器、１０１０ 熱交換器、１０２５ 分流部、１０２６ 空間、１０２９ 分配流路、１０５０ 冷媒流入口、１０６０ 冷媒分配器、Ｌ 回転中心、Ｐ 平均流量。

Claims (17)

1. 第１冷媒流入口と、
   第２冷媒流入口と、
   第１方向に互いに間隔を空けて配置された複数の合流部と、
   前記第１方向に延び前記第１冷媒流入口から流入した冷媒を前記複数の合流部に分配する第１分割流路と、
   前記第１方向に延び前記第２冷媒流入口から流入した冷媒を前記複数の合流部に分配する第２分割流路と、を備え、
   前記第１分割流路は、
   前記第１方向に延び内部に冷媒が流れる第１流路部と、
   前記複数の合流部のそれぞれに対応する位置に形成され、前記第１流路部と前記複数の合流部のそれぞれとを連通させる複数の第１流路孔と、を有し、
   前記第２分割流路は、
   前記第１方向に延び内部に冷媒が流れる第２流路部と、
   前記複数の合流部のそれぞれに対応する位置に形成され、前記第２流路部と前記複数の合流部のそれぞれとを連通させる複数の第２流路孔と、を有し、
   前記複数の第１流路孔は、
   前記複数の合流部のうちの１つである第１合流部に接続する第３流路孔を含み、
   前記複数の第２流路孔は、
   前記第１合流部に接続する第４流路孔を含み、
   前記第１冷媒流入口から前記第３流路孔までの経路長さは、
   前記第２冷媒流入口から前記第４流路孔までの経路長さと異なる、冷媒分配器。
2. 前記第１分割流路の端部は、
   前記第１方向において、前記第２分割流路の端部と異なる位置に配置されている、請求項１に記載の冷媒分配器。
3. 前記第１冷媒流入口は、
   前記第１方向において、前記第２冷媒流入口と異なる位置に配置されている、請求項１に記載の冷媒分配器。
4. 前記第１分割流路の端部は、
   前記第１方向において、前記第２分割流路の端部と異なる位置に配置され、
   前記第１冷媒流入口は、
   前記第１方向において、前記第２冷媒流入口の端部と異なる位置に配置されている、請求項１に記載の冷媒分配器。
5. 前記第１分割流路は、
   前記第１方向に複数設けられた複数の前記第１分割流路を含み、
   複数の前記第１分割流路のうちの少なくとも１つである第３分割流路は、
   接続されている前記複数の合流部の数が前記第１分割流路よりも少ない、請求項１～４の何れか１項に記載の冷媒分配器。
6. 前記第１分割流路は、
   前記第１方向に複数設けられた複数の前記第１分割流路を含み、
   複数の前記第１分割流路のうちの少なくとも１つである第３分割流路の前記複数の第１流路孔は、
   前記第３分割流路を除く前記第１分割流路が備える前記複数の第１流路孔よりも断面積が大きい、請求項１～５の何れか１項に記載の冷媒分配器。
7. 前記第３分割流路は、
   前記第１方向に並ぶ複数の前記第１分割流路の中央に配置されている、請求項５又は６に記載の冷媒分配器。
8. 前記第３分割流路は、
   前記第１方向に並ぶ複数の前記第１分割流路の端に配置されている、請求項５又は６に記載の冷媒分配器。
9. 前記第１分割流路と前記第２分割流路を備える第１部材と、
   前記第１部材の一方の面側に位置し、前記複数の第１流路孔及び前記複数の第２流路孔を備える第２部材と、
   前記第２部材に対し前記第１部材とは反対側に位置し前記複数の合流部を備える第３部材と、を備える、請求項１～８の何れか１項に記載の冷媒分配器。
10. 前記第１分割流路は、
    前記第１方向に延びて形成される第１分配流路を複数の空間に仕切ることにより形成され、
    前記第２分割流路は、
    前記第１方向に延びて形成される第２分配流路を複数の空間に仕切ることにより形成され、
    前記第１分配流路と前記第２分配流路とは、
    前記第１方向に交差する第２方向に並列して配置されている、請求項１～９の何れか１項に記載の冷媒分配器。
11. 請求項１～１０の何れか１項に記載の冷媒分配器と、
    前記複数の合流部に接続された複数の伝熱管と、を備える、熱交換器。
12. 請求項１１に記載の熱交換器を備える、熱交換器ユニット。
13. 請求項７を引用する請求項１１に記載の熱交換器と、
    前記冷媒と熱交換を行う流体を前記熱交換器に送り込む送風機と、を備える、熱交換器ユニット。
14. 前記送風機は、
    サイドフローファンである、請求項１３に記載の熱交換器ユニット。
15. 請求項８を引用する請求項１１に記載の熱交換器と、
    前記冷媒と熱交換を行う流体を前記熱交換器に送り込む送風機と、を備える、熱交換器ユニット。
16. 前記送風機は、
    トップフローファンである、請求項１５に記載の熱交換器ユニット。
17. 請求項１２～１６の何れか１項に記載の熱交換器ユニットを備える、冷凍サイクル装置。

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