JPH10267468A - 分配ヘッダー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱交換器において熱交換流体が適正に伝熱管
それぞれに分配され熱交換能率のよい分配ヘッダーを得
る。 【解決手段】 熱交換器に接続された主流路１２の径よ
りも小さい径の分配孔１３を介して、主流路１２に分配
室１４をそれぞれ連通する。そして、複数の分配室１４
を配置してそれぞれに熱交換器を構成する複数の伝熱管
２を接続する。これによって、熱交換流体が配管５から
主流路１２を通り分配孔１３を経て分配室１４に分配さ
れる。そして、分配孔１３の直径が主流路１２よりも小
さいため、流路損失抵抗が発生して熱交換流体がそれぞ
れの分配室１４に均等に流入し、さらに分配室１４の複
数の伝熱管２に均等に分流するので、熱交換器全面が効
率よく作動して熱交換能力を向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、空気調和装置等
に使用される熱交換器に設けられる分配ヘッダーに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図２５〜図２８は、従来の分配ヘッダー
を示す図で、図２５は例えば１９９０年１０月発行、日
本機械学会論文集第５６巻５３０号に示された従来の熱
交換器のフィン箇所を拡大して示す斜視図、図２６は例
えば特開平６−３３１２９０号公報に示された従来の熱
交換器のフィン箇所の正面図、図２７は他の従来の熱交
換器のフィン箇所の正面図、図２８は例えば特開平７−
１２０１０７号公報に示された従来の熱交換器の斜視図
である。

【０００３】図において、１は熱交換器、２は熱交換器
１の伝熱管で、多数本が互いに並列に配置されて冷媒等
の熱交換流体が流れる。３は伝熱管２に密着して配置さ
れたフィンで、伝熱管２の表側及び裏側に交互に編み込
まれることによって伝熱管２に固定されている。また、
図２７において、４は円柱状又は四角柱状をなし伝熱管
２列の両端に設けられたヘッダー、５はヘッダーに接続
されて熱交換流体が流される配管である。

【０００４】また、図２８において、６は配管５に接続
された分配器で、分配管７によって伝熱管２に接続され
ている。なお、伝熱管２は例えばφ１〜２mmの外径でφ
０．７〜１．７mmの内径の極細パイプが用いられ、また
フィン３は線径φ０．１〜０．５mmのワイヤーが細線フ
ィンとして用いられる。また、図２５に示す矢印Ａは熱
交換器１に対する空気流方向、図２６における寸法Ｂは
フィン３の配置ピッチで０．３〜１．５mm程度であり、
また寸法Ｃは伝熱管２の配置ピッチで３〜６mm程度であ
る。

【０００５】従来の熱交換器１は上記のように構成さ
れ、冷媒等の熱交換流体が配管５からヘッダー４を経て
多数の伝熱管２に流入する。そして、熱交換器１に対す
る空気流Ａと熱交換流体との間で熱交換が行われて所要
の熱交換作用が達成される。そして、冷房時であれば伝
熱管２、フィン３に結露し伝熱管２等の表面を伝って適
所に排水される。また、熱交換された熱交換流体は他側
のヘッダー４を経て還流するようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の熱
交換器において、ヘッダー４から複数の伝熱管２に熱交
換流体が気液共存で流入する場合に、それぞれの伝熱管
２において液相の熱交換流体が多く流入したり、気相の
熱交換流体が多く流入したりすることがある。このた
め、それぞれの伝熱管２の間で熱交換流体が蒸発する量
の相違が発生して、熱交換器１内で熱交換量が不均一に
なり熱交換器１全面が効率よく作動せず、熱交換能力が
低下するという問題点があった。

【０００７】また、ヘッダー４の配管５接続部近くの伝
熱管１に流れる熱交換流体量と配管５接続部から離れた
伝熱管１に流れる熱交換流体量とに相違が発生して、熱
交換器１の効率が低下することになる。また、熱交換器
１に分配器６及び分配管７の設置を要するために、量産
性が低下し信頼性が損なわれると共に、設置のために余
計なスペースが必要になるという不具合があった。

【０００８】この発明は、かかる問題点を解消するため
になされたものであり、熱交換器において熱交換流体が
適正に伝熱管それぞれに分配される分配ヘッダーを得る
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る分配ヘッ
ダーにおいては、熱交換器に接続される主流路と、この
主流路の径よりも小さい径の分配孔を介して主流路にそ
れぞれ連通されると共に、熱交換器を構成する複数の伝
熱管がそれぞれ接続された複数の分配室とが設けられ
る。

【００１０】また、この発明に係る分配ヘッダーにおい
ては、主流路が横断面長方形に形成され、分配孔が主流
路横断面における長方形の隅部に設けられる。

【００１１】また、この発明に係る分配ヘッダーにおい
ては、熱交換器に接続される主流路と、熱交換器を構成
する複数の伝熱管がそれぞれ接続された複数の分配室
と、少なくとも、長手の中心が主流路側に接続された第
一分流路及び長手の中心が第一分流路の端部に連通して
形成されて第一分流路の両端部にそれぞれ配置され両端
がそれぞれ分配室側に接続された第二分流路とが設けら
れる。

【００１２】また、この発明に係る分配ヘッダーにおい
ては、熱交換器に接続される主流路を形成した分配管
と、主流路の径よりも小さい径の分配管出口孔を介して
主流路にそれぞれ連通されると共に、熱交換器を構成す
る複数の伝熱管がそれぞれ接続された分配室を構成する
複数の分配室管とが設けられる。

【００１３】また、この発明に係る分配ヘッダーにおい
ては、分配室の高さ及び奥行きの少なくとも一方が、流
入した熱交換流体の液層の液面が表面張力によって異常
上昇せず均等高さに形成される寸法に設定される。

【００１４】また、この発明に係る分配ヘッダーにおい
ては、長手の中心が主流路側に接続され両端がそれぞれ
分配室の間口方向の両端部に接続された分岐流路を設
け、この分岐流路を介して熱交換流体を分配室に流入
し、流入した熱交換流体の液層の液面が表面張力によっ
て異常上昇せず均等高さに形成される。

【００１５】また、この発明に係る分配ヘッダーにおい
ては、伝熱管の先端から一定寸法離れた位置の側面に伝
熱管入口孔を設けて分配室内に対応する位置に配置し、
伝熱管が分配室に挿入されて分配室の内面に先端を当て
て配置される。

【００１６】また、この発明に係る分配ヘッダーにおい
ては、伝熱管入口孔が、伝熱管の先端を傾斜して切断さ
れて形成される。

【００１７】また、この発明に係る分配ヘッダーにおい
ては、伝熱管入口孔が、伝熱管の先端における端部側面
が切除されて端面に開口した切欠部によって形成され
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１〜図３は、この発明の実施の形態の
一例を示す図で、図１は分配ヘッダーの縦断面図、図２
は図１の要部横断面図、図３は図１の分配ヘッダーを分
解して示す斜視図である。図において、２は前述の図２
８に示すような熱交換器１の伝熱管で、多数本が互いに
並列に配置されて冷媒等の熱交換流体が流れ、また図示
が省略してあるが前述の図２５に示すようにフィン３が
配置されている。

【００１９】９は分配ヘッダーで、厚い板からなる主体
１０及びこの主体１０にろう材によって接合されて装着
される蓋板１１によて構成されている。１２は主体１０
に形成されて熱交換流体が流される配管５に一端が連通
した主流路である。１３は主流路１２に互いに離れて配
置された複数、例えば５個〜１０個の分配孔で、主体１
０に設けられて主流路１２の直径よりも小さい直径、例
えば径φ１mmに形成されている。

【００２０】１４は主体１０に設けられた分配室で、分
配孔１３のそれぞれに対応して形成されて、複数の伝熱
管２、例えば１０本〜３０本がろう材によって接合され
て接続されている。１５は主流路１２及び分配孔１３に
おける熱交換流体の流れである。なお、主流路１２、分
配孔１３及び分配室１４は、主体１０に凹設され、主体
１０に蓋板１１が装着されることによって周壁によって
囲まれた空所として形成される。

【００２１】上記のように構成された分配ヘッダー９に
おいて、冷媒等の熱交換流体が配管５から分配ヘッダー
９へ流入すると、熱交換流体は主流路１２を通って分配
孔１３から、それぞれの分配孔１３に対応して設けられ
た分配室１４に分配される。そして、分配孔１３の直径
が主流路１２の直径よりも小さいので、流路損失抵抗が
発生する。この流路損失抵抗によって熱交換流体はそれ
ぞれの分配孔１３に均等に流入する。

【００２２】これによって、分配孔１３に均等に流入し
た熱交換流体は、分配室１４を経て分配室１４に接続さ
れた複数の伝熱管２に、さらに均等に分流する。したが
って、それぞれの伝熱管２の間で熱交換流体が蒸発する
量に相違が発生することがなく、熱交換器１内で熱交換
量が均一になり熱交換器１全面が効率よく作動して、熱
交換能力が向上する。

【００２３】また、前述の図２８における熱交換器１の
ように、熱交換器１に分配器６及び分配管７の設置を要
せず、量産性がよく、信頼性の高い熱交換器１を得るこ
とができる。また、分配器６及び分配管７の設置のため
に余計なスペースが不要となるので、熱交換器１を容易
に設置することができる。

【００２４】なお、図１〜図３における実施の形態にお
いて、分配孔１３が径φ１０mm程度である場合には、流
路損失抵抗が小さくなるので配管５の接続部近くの分配
孔１３に流れ込む熱交換流体の量が多くなる。このた
め、熱交換流体量が不均一となって熱交換効率が低下す
る。

【００２５】実施の形態２．図４は、この発明の他の実
施の形態の一例を示す図で、分配ヘッダーを分解して示
す斜視図である。図において、前述の図１〜図３と同符
号は相当部分を示し、１３は主流路１２と分配室１４の
間の隔壁に設けられた貫通孔からなる分配孔である。

【００２６】上記のように構成された分配ヘッダー９に
おいても、主流路１２と分配室１４に連通して、主流路
１２の直径よりも小さい分配孔１３が設けられる。した
がって、詳細な説明を省略するが図４の実施の形態にお
いても図１〜図３の実施の形態と同様な作用が得られ
る。

【００２７】なお、図４の実施の形態においては貫通孔
によって分配孔１３が形成されるので、前述の図１〜図
３の実施の形態において主体１０に蓋板１１をろう材に
よって接合する際に、分配孔１３がろう材によって詰ま
る不具合を解消することができる。

【００２８】実施の形態３．図５も、この発明の他の実
施の形態の一例を示す図で、分配ヘッダーの横断面図で
ある。図において、前述の図１〜図３と同符号は相当部
分を示し、１２は横断面が長方形をなす主流路、１３は
主流路１２の横断面を形成する長方形の隅部に設けられ
た分配孔、１６は主流路１２における熱交換流体の気
層、１７は主流路１２における熱交換流体の液層であ
る。

【００２９】上記のように構成された分配ヘッダー９に
おいても、主流路１２と分配室１４に連通して、主流路
１２の直径よりも小さい分配孔１３が設けられる。した
がって、詳細な説明を省略するが図５の実施の形態にお
いても図１〜図３の実施の形態と同様な作用が得られ
る。

【００３０】また、図５の実施の形態において次に述べ
る作用が得られる。すなわち、冷媒等の低温の熱交換流
体は分配ヘッダー９内部において気、液二相の状態で流
れる。そして、図５に示すように主流路１２内では、主
流路１２の内壁面に沿って液層１７が流れ、また主流路
１２の中心部には気層１６が流れ、すなわち環状流の流
動様式で熱交換流体が流れる。

【００３１】そして、主流路１２のように横断面が長方
形の流路の場合には、主流路１２の長方形横断面の隅部
において液層１７の液膜厚さが最も厚くなる。この液層
１７の液膜厚さが最も厚い箇所に分配孔１３が配置され
ているので、液層１７の熱交換流体の供給を最も受けや
すくなる。したがって、それぞれの分配孔１３に接続さ
れた分配室１４及び分配室１４に接続された伝熱管２も
液層１７の熱交換流体の供給を最も受けやすくなる。

【００３２】なお、熱交換器１の熱交換効率は、液層１
７の熱交換流体の流量の影響を受け、液層１７の熱交換
流体の供給が得られない場合には熱交換効率が低下す
る。しかし、図５の実施の形態による構造においては液
層１７の熱交換流体の供給が確実に得られる。したがっ
て、熱交換器１が一層効率よく作動して熱交換能力が向
上する。

【００３３】実施の形態４．図６も、この発明の他の実
施の形態の一例を示す図で、分配ヘッダーの縦断面図で
ある。なお、図６の他は前述の図１〜図３の実施の形態
と同様に分配ヘッダーが構成されている。図において、
前述の図１〜図３と同符号は相当部分を示し、１８は主
体１０に設けられた第一分流路で、長手の中心が主流路
１２に連通して形成されている。１９は主体１０に設け
られた第二分流路で、長手の中心が第一分流路１８の端
部に連通して形成され、第一分流路１８の両端部にそれ
ぞれ配置されている。

【００３４】２０は主体１０に設けられた第三分流路
で、長手の中心が第二分流路１９の端部に連通して形成
され、第二分流路１９の両端部にそれぞれ配置されると
共に、両端部がそれぞれ分配室１４に連通して形成され
ている。なお、第一分流路１８、第二分流路１９、第三
分流路２０及び分配室１４は、主体１０に凹設され、主
体１０に蓋板１１が装着されることによって周壁によっ
て囲まれた空所として形成される。

【００３５】上記のように構成された分配ヘッダーにお
いて、冷媒等の熱交換流体が配管５から分配ヘッダー９
へ流入すると、熱交換流体は主流路１２を通って第一分
流路１８、第二分流路１９及び第三分流路２０によって
分岐して流れる。そして、それぞれの分流路が対称状態
に構成されているので、それぞれの分流路によって等し
く分配される。

【００３６】要するに図６の実施の形態は、長手の中心
が主流路１２側に接続された第一分流路１８及び長手の
中心が第一分流路１８の端部に連通して形成されて第一
分流路１８の両端部にそれぞれ配置されて両端がそれぞ
れ分配室１４側に接続された第二分流路１９を、少なく
とも構成して冷媒等の熱交換流体を分配室１４側に均等
に分配するようにしたものである。

【００３７】これによって、分配室１４に熱交換流体が
均等に流入して、分配室１４に接続された複数の伝熱管
２に、さらに均等に分流する。したがって、それぞれの
伝熱管２の間で熱交換流体が蒸発する量に相違が発生す
ることがなく、熱交換器１内で熱交換量が均一になり熱
交換器１全面が効率よく作動して、熱交換能力が向上す
る。

【００３８】実施の形態５．図７〜図９も、この発明の
他の実施の形態の一例を示す図で、図７は分配ヘッダー
の斜視図、図８は図７の要部を横断して示す拡大斜視
図、図９は図７の要部拡大横断面図である。図におい
て、前述の図１〜図３及び図５と同符号は相当部分を示
し、２は前述の図２８に示すような熱交換器１の伝熱管
で、多数本が互いに並列に配置されて冷媒等の熱交換流
体が流れ、また図示が省略してあるが前述の図２５に示
すようにフィン３が配置されている。

【００３９】２１は長手の一端に配管５が接続された分
配管で、横断面が楕円形状をなす主流路１２を形成し長
手に沿い互いに離れて分配管出口孔２２が設けられてい
る。２３は分配室管で、角管からなり分配管出口孔２２
にそれぞれ対応して複数個が配置されて、長手が分配管
２１に沿って配置され分配管２１にろう材により接合さ
れて密着され、内部にそれぞれ分配室１４が形成されて
分配管出口孔２２に対応した分配室入口孔２４が設けら
れ、またそれぞれの分配室１４に長手に沿って互いに離
れて多数の伝熱管２がろう材によって接合されて接続さ
れている。

【００４０】なお、分配管２１及び分配室管２３を主要
部として分配ヘッダー９が形成される。また、分配管出
口孔２２及び分配室入口孔２４の少なくとも一方は主流
路１２の直径よりも小さい直径に形成されている。ま
た、分配室管２３は２個〜１０個が配置されるが、１０
個以上を配置することも可能である。また、それぞれの
分配室管２３には１０本〜３０本の伝熱管２が接続され
る。

【００４１】上記のように構成された分配ヘッダー９に
おいても、主流路１２と分配室１４に連通して、主流路
１２の直径よりも小さい分配管出口孔２２及び分配室入
口孔２４の少なくとも一方が設けられる。したがって、
詳細な説明を省略するが図７〜図９の実施の形態におい
ても、図１〜図３の実施の形態と同様な作用が得られ
る。

【００４２】また、図７〜図９の実施の形態において、
分配管出口孔２２及び分配室入口孔２４は横断面楕円形
状の主流路１２の横断面の下端寄りに設けられている。
このため、冷媒等の低温の熱交換流体が環状流の流動様
式となる気、液二相の流れの特徴及び重力の影響によっ
て、主流路１２の横断面の下端寄りで液層１７の液膜厚
さが最も厚くなる。この現象によって分配管出口孔２２
及び分配室入口孔２４付近の液層１７の液膜厚さが最も
厚くなる。

【００４３】したがって、この箇所において液層１７の
熱交換流体の供給を最も受けやすくなる。すなわち、そ
れぞれの分配管出口孔２２及び分配室入口孔２４に接続
された分配室１４及び分配室１４に接続された伝熱管２
も液層１７の熱交換流体の供給を最も受けやすくなる。

【００４４】なお、熱交換器１の熱交換効率は、液層１
７の熱交換流体の流量の影響を受け、液層１７の熱交換
流体の供給が得られない場合には熱交換効率が低下す
る。しかし、図７〜図９の実施の形態による構造におい
ては液層１７の熱交換流体の供給が確実に得られる。し
たがって、熱交換器１が一層効率よく作動して熱交換能
力が向上する。

【００４５】また、複数の分配室管２３を設けることに
よって、熱交換器１の分割が可能になり熱交換器１の容
量等の変更に容易に対応することができる。すなわち、
分配室管２３をを所要数追加することによって、容易に
所要容量の熱交換器１を得ることができる。さらに、熱
交換器製造過程において熱交換器１を分配室管２３単位
で標準化したり管理したりすることができ、製造過程に
おいても物品保管場所の省スペース等の合理化ができて
生産性を向上することができる。

【００４６】実施の形態６．図１０及び図１１も、この
発明の他の実施の形態の一例を示す図で、図１０は分配
ヘッダーの斜視図、図１１は図１０の要部を横断して示
す拡大斜視図である。図において、前述の図７〜図９と
同符号は相当部分を示し、２は前述の図２８に示すよう
な熱交換器１の伝熱管で、多数本が互いに並列に配置さ
れて冷媒等の熱交換流体が流れ、また図示が省略してあ
るが前述の図２５に示すようにフィン３が配置されてい
る。

【００４７】２５は長手の一端に配管５が接続された分
配管で、横断面が円形をなす主流路１２を形成し、主流
路１２の円形の中心対向位置に配置されて長手に沿って
互いに離れて、主流路１２の直径よりも小さい直径の分
配管出口孔２２が設けられている。

【００４８】２６は分配室管で、一側が開口した箱状を
なし分配管出口孔２２にそれぞれ対応して複数個が配置
され、長手が分配管２１に沿って配置されて開口部が分
配管２５にろう材によって接合されて密着されることに
よって、内部にそれぞれ分配室１４が形成され、またそ
れぞれの分配室管２６に長手に沿って互いに離れて多数
の伝熱管２がろう材によって接合されて接続されてい
る。

【００４９】上記のように構成された分配ヘッダー９に
おいても、主流路１２と分配室１４に連通して、主流路
１２の直径よりも小さい直径の分配管出口孔２２が設け
られる。したがって、詳細な説明を省略するが図１０及
び図１１の実施の形態においても、図７〜図９の実施の
形態と同様な作用が得られる。また、図１０及び図１１
の実施の形態において、前述の図７〜図９の実施の形態
における分配管出口孔２２及び分配室入口孔２４の位置
合わせを要せず、容易に組立てることができる。

【００５０】実施の形態７．図１２も、この発明の他の
実施の形態の一例を示す図で、図１２は分配ヘッダーの
縦断面図である。図において、前述の図７〜図９と、１
０及び図１１と同符号は相当部分を示し、２は前述の図
２８に示すような熱交換器１の伝熱管で、多数本が互い
に並列に配置されて冷媒等の熱交換流体が流れ、また図
示が省略してあるが前述の図２５に示すようにフィン３
が配置されている。

【００５１】２５は長手の一端に配管５が接続された分
配管で、横断面が円形をなす主流路１２を形成し、主流
路１２の円形の中心対向位置に配置されて長手に沿って
互いに離れて主流路１２の直径よりも小さい直径の分配
管出口孔２２を有するキャピラリー管２７が設けられて
いる。

【００５２】２３はキャピラリー管２７のそれぞれに配
置されてキャピラリー管２７に接続された分配室管で、
分配室管２３に長手に沿って互いに離れて多数の伝熱管
２がろう材によって接合されて接続されている。なお、
キャピラリー管２７は分配管２５及び分配室管２３にろ
う材によって接合されている。

【００５３】上記のように構成された分配ヘッダー９に
おいても、主流路１２と分配室１４に連通して、主流路
１２の直径よりも小さい直径の分配管出口孔２２が設け
られる。したがって、詳細な説明を省略するが図１２の
実施の形態においても、図１〜図３の実施の形態と同様
な作用が得られる。

【００５４】実施の形態８．図１３〜図１５も、この発
明の他の実施の形態の一例を示す図で、図１３は分配ヘ
ッダーの要部縦断面図、図１４は図１３の要部拡大図、
図１５は図１３の分配ヘッダーに類似した他の分配ヘッ
ダーの実施の形態を示す図１３相当図である。なお、図
１３〜図１５の他は前述の図１〜図３の分配ヘッダーと
同様に分配ヘッダーが構成されている。

【００５５】図において、前述の図１〜図３、図５と同
符号は相当部分を示し、２は前述の図２８に示すような
熱交換器１の伝熱管で、多数本が互いに並列に配置され
て冷媒等の熱交換流体が流れ、また図示が省略してある
が前述の図２５に示すようにフィン３が配置されてい
る。２８は分配室１４における熱交換流体の気、液二相
の流れの液層１７の液面である。

【００５６】上記のように構成された分配ヘッダー９に
おいて、分配室１４に流入した冷媒などの低温の熱交換
流体は、その流速の減少に伴い気液二相流から気層１６
及び液層１７に分離して分離流となる。そして、その後
に伝熱管２へ流れて外部空気と熱交換を行う。

【００５７】そして、図１５に示すように分配室１４が
狭い場合には、気、液二相に分離した熱交換流体の液層
１７が分配室１４の両端部で液層１７の表面張力によっ
て液面２８が上昇する。これによって、図１５に示すよ
うに液面２８が分配室１４内の上面に接するので液膜厚
さが厚くなる。

【００５８】したがって、図１３に示すように分配室１
４の両端部寄りに配置された伝熱管２の開口端が液層１
７中に沈み込んだ状態となる。このため、分配室１４の
両端部寄りの伝熱管２には熱交換流体の液層１７のみが
流れる。また、分配室１４の中央部寄りに配置された伝
熱管２では、分配室１４の両端部寄りの伝熱管２から気
層１６が流出しないために気層１６が多く流出する。

【００５９】このように、分配室１４の間口方向におけ
る熱交換流体の液面２８状態が異なることによって、伝
熱管２に流れる液層１７流量の差異が生じ、分配が不均
一になり熱交換器１の熱交換能力が低下する。しかし、
図１４に示すように分配室１４の高さＤを５〜１０mm程
度と高くすると、分配室１４内で分離した熱交換流体の
液層１７における表面張力による液面２８上昇の現象を
抑制することができる。

【００６０】そして、液面２８を水平に保つことができ
て分配室１４の間口方向における伝熱管１２の開口端そ
れぞれにおける熱交換流体の液層１７の液面２８状態、
すなわち液膜厚さを均一化することができる。したがっ
て、それぞれの伝熱管２に均一に熱交換流体を分配する
ことができて熱交換器１の熱交換能力が向上する。

【００６１】実施の形態９．図１６も、この発明の他の
実施の形態の一例を示す図で、図１６は分配ヘッダーの
分配室箇所の横断面図である。なお、図１６の他は前述
の図１〜図３の分配ヘッダーと同様に分配ヘッダーが構
成されている。図において、前述の図１〜図３、図１３
〜図１５と同符号は相当部分を示し、１４は分配室で、
横断面方向が、すなわち図１６に示すように奥行きＥに
形成されている。

【００６２】上記のように構成された分配ヘッダー９に
おいて、図１６に示すように分配室１４の奥行きＥを３
〜８mm程度と深くすると、分配室１４内で分離した熱交
換流体の液層１７における表面張力による液面２８上昇
の現象を抑制することができる。

【００６３】そして、液面２８を水平に保つことができ
て分配室１４の間口方向における伝熱管１２の開口端そ
れぞれにおける熱交換流体の液層１７の液面２８状態、
すなわち液膜厚さを均一化することができる。したがっ
て、それぞれの伝熱管２に均一に熱交換流体を分配する
ことができて熱交換器１の熱交換能力が向上する。

【００６４】実施の形態１０．図１７も、この発明の他
の実施の形態の一例を示す図で、図１７は分配ヘッダー
の要部縦断面図である。なお、図１７の他は前述の図１
〜図３の分配ヘッダーと同様に分配ヘッダーが構成され
ている。図において、前述の図１〜図３、図５と同符号
は相当部分を示し、２は前述の図２８に示すような熱交
換器１の伝熱管で、多数本が互いに並列に配置されて冷
媒等の熱交換流体が流れ、また図示が省略してあるが前
述の図２５に示すようにフィン３が配置されている。

【００６５】２９は分岐流路で、長手の中心が分配孔１
３に接続され長手の両端がそれぞれ分配室１４の間口方
向の長手端部に配置されている。３０は分岐流路２９の
長手両端部にそれぞれ設けられた分配室入口孔で、それ
ぞれ分配室１４の間口方向の長手端部に開口している。

【００６６】上記のように構成された分配ヘッダー９に
おいて、冷媒などの低温の熱交換流体が分配孔１３から
流入すると、分岐流路２９の長手中心が分配孔１３に接
続されているので、分岐流路２９の両端方向へ分流して
両方の分配室入口孔３０に均等に分配される。そして、
分配室１４に流入しその流速の減少に伴い気液二相流か
ら気層１６及び液層１７に分離して分離流となり、その
後に伝熱管２へ流れて外部空気と熱交換を行う。

【００６７】そして、分配室１４に間口方向の両端から
それぞれ熱交換流体が流入するため、分配室１４への流
入の慣性力によって分配室１４の間口方向両端部におけ
る熱交換流体の表面張力による液面２８上昇を抑制する
ことができる。これにより、液面２８を水平に保つこと
ができて分配室１４の間口方向における伝熱管１２の開
口端それぞれにおける熱交換流体の液層１７の液面２８
状態、すなわち液膜厚さを均一化することができる。し
たがって、それぞれの伝熱管２に均一に熱交換流体を分
配することができて熱交換器１の熱交換能力が向上す
る。

【００６８】実施の形態１１．図１８〜図２０も、この
発明の他の実施の形態の一例を示す図で、図１８は分配
ヘッダーの要部拡大縦断面図、図１９は図１８の要部横
断面図、図２０は図１８の分配ヘッダーに類似した他の
分配ヘッダーの実施の形態を示す図１８相当図である。
なお、図１８〜図２０の他は前述の図１〜図３の分配ヘ
ッダーと同様に分配ヘッダーが構成されている。

【００６９】図において、前述の図１〜図３、図５と同
符号は相当部分を示し、２は前述の図２８に示すような
熱交換器１の伝熱管で、多数本が互いに並列に配置され
て冷媒等の熱交換流体が流れ、また図示が省略してある
が前述の図２５に示すようにフィン３が配置されてい
る。

【００７０】そして、伝熱管２が分配室１４に挿入され
て分配室１４の空間を横切って配置され、分配室１４空
間に対応する側面に伝熱管入口孔３１が設けられてい
る。また、伝熱管入口孔３１はφ０．５〜０．７mm程度
の孔からなり、全ての伝熱管２において分配室１４内の
端部から等しい距離に配置されている。

【００７１】上記のように構成された分配ヘッダー９に
おいて、分配室１４に流入した冷媒などの低温の熱交換
流体は、その流速の減少に伴い気液二相流から気層１６
及び液層１７に分離して分離流となる。そして、その
後、伝熱管２へ流れて外部空気と熱交換を行う。

【００７２】そして、図２０に示すように分配室１４内
における伝熱管２の突出寸法に差異がある場合に、突出
寸法の大きい伝熱管２には熱交換流体の気層１６のみが
流出し、また突出寸法の少ない伝熱管２には熱交換流体
の液層１７のみが流れる。したがって、伝熱管２での熱
交換流体の分配が不均一になり熱交換器１の熱交換能力
が低下する。

【００７３】しかし、図１８に示す伝熱管２の場合に
は、伝熱管入口孔３１が全ての伝熱管２において分配室
１４内の内面から等しい距離に配置されている。このた
め、それぞれの伝熱管２に等しく熱交換流体が供給され
るので、熱交換器１の熱交換能力が向上する。なお、伝
熱管入口孔３１が全ての伝熱管２において分配室１４内
の端部から等しい距離に配置するために、次に述べる加
工が行われる。

【００７４】すなわち、伝熱管２の分配室１４に挿入さ
れる端部に、先端からの一定位置における側面に伝熱管
入口孔３１設けられる。そして、伝熱管２の伝熱管入口
孔３１側の端部が分配室１４に挿入され分配室１４の内
面に突き当てて配置されて、ろー材によって接合され
る。これによって、全ての伝熱管２の伝熱管入口孔３１
を分配室１４内面から等しい位置に容易に配置すること
ができる。

【００７５】実施の形態１２．図２１及び図２２も、こ
の発明の他の実施の形態の一例を示す図で、図２１は分
配ヘッダーの要部拡大縦断面図、図２２は図２１の要部
横断面図である。なお、図１８〜図２０の他は前述の図
１〜図３の分配ヘッダーと同様に分配ヘッダーが構成さ
れている。図において、前述の図１〜図３、図５と同符
号は相当部分を示す。

【００７６】２は前述の図２８に示すような熱交換器１
の伝熱管で、多数本が互いに並列に配置されて冷媒等の
熱交換流体が流れ、また図示が省略してあるが前述の図
２５に示すようにフィン３が配置されている。そして、
伝熱管２は分配室１４に挿入されて分配室１４の空間を
横切って配置され、先端が分配室１４の内面に当たった
状態で斜めに切断されて、その切断面３２に伝熱管入口
孔３３が形成されている。

【００７７】上記のように構成された分配ヘッダー９に
おいても、伝熱管２が分配室１４のに挿入されて、先端
が分配室１４の内面に当てて配置される。そして、その
先端部の所定位置に伝熱管入口孔３３が形成される。し
たがって、詳細な説明を省略するが図２１及び図２２の
実施の形態においても図１８〜図２０の実施の形態と同
様な作用が得られる。

【００７８】実施の形態１３．図２３及び図２４も、こ
の発明の他の実施の形態の一例を示す図で、図２３は分
配ヘッダーの要部拡大縦断面図、図２４は図２３の要部
横断面図である。なお、図２３〜図２４の他は前述の図
１〜図３の分配ヘッダーと同様に分配ヘッダーが構成さ
れている。図において、前述の図１〜図３、図５と同符
号は相当部分を示す。

【００７９】２は前述の図２８に示すような熱交換器１
の伝熱管で、多数本が互いに並列に配置されて冷媒等の
熱交換流体が流れ、また図示が省略してあるが前述の図
２５に示すようにフィン３が配置されている。そして、
伝熱管２は分配室１４に挿入されて、分配室１４の空間
を横切って先端が分配室１４の内面に当てて配置され
る。３４は伝熱管２の分配室１４内における端部側面が
切除されて端面に開口した切欠部からなる伝熱管入口孔
である。

【００８０】上記のように構成された分配ヘッダー９に
おいても、伝熱管２が分配室１４のに挿入されて、先端
が分配室１４の内面に当てて配置される。そして、その
先端部側面、すなわち所定位置に伝熱管入口孔３４が形
成される。したがって、詳細な説明を省略するが図２３
及び図２４の実施の形態においても図１８〜図２０の実
施の形態と同様な作用が得られる。

【００８１】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、熱交換
器に接続される主流路と、この主流路の径よりも小さい
径の分配孔を介して主流路にそれぞれ連通されると共
に、熱交換器を構成する複数の伝熱管がそれぞれ接続さ
れた複数の分配室とを設けたものである。これによっ
て、熱交換流体が配管から主流路を通り分配孔を経て分
配室に分配される。そして、分配孔の直径が主流路の直
径よりも小さいため、流路損失抵抗が発生して熱交換流
体がそれぞれの分配室に均等に流入する。さらに、熱交
換流体が分配室の複数の伝熱管に均等に分流するので、
それぞれの伝熱管における熱交換流体の蒸発量が均衡
し、熱交換器全面が効率よく作動して熱交換能力を向上
する効果がある。

【００８２】また、この発明は以上説明したように、主
流路を横断面長方形に形成し、分配孔を主流路横断面に
おける長方形の隅部に設けたものである。これによっ
て、熱交換流体が配管から主流路を通り分配孔を経て分
配室に分配される。そして、分配孔の直径が主流路の直
径よりも小さいため、流路損失抵抗が発生して熱交換流
体がそれぞれの分配室に均等に流入する。さらに、熱交
換流体が分配室の複数の伝熱管に均等に分流するので、
それぞれの伝熱管における熱交換流体の蒸発量が均衡
し、熱交換器全面が効率よく作動して熱交換能力を向上
する効果がある。また、分配孔が主流路横断面における
長方形の隅部に配置され、熱交換流体の液相が確実に伝
熱管に分配されて熱交換能力を向上する効果がある。

【００８３】また、この発明は以上説明したように、熱
交換器に接続される主流路と、熱交換器を構成する複数
の伝熱管がそれぞれ接続された複数の分配室と、少なく
とも、長手の中心が主流路側に接続された第一分流路及
び長手の中心が第一分流路の端部に連通して形成されて
第一分流路の両端部にそれぞれ配置されて両端がそれぞ
れ分配室側に接続された第二分流路とを設けたものであ
る。これによって、熱交換流体が配管から主流路を通り
分配孔を経て分配室に分配される。そして、熱交換流体
は第一分流路及び第二分流路によって分岐して流れ、第
一分流路に対して第二分流路が対称状態に構成されてい
るので等しく分配される。さらに、熱交換流体が分配室
の複数の伝熱管に均等に分流するので、それぞれの伝熱
管における熱交換流体の蒸発量が均衡し、熱交換器全面
が効率よく作動して熱交換能力を向上する効果がある。

【００８４】また、この発明は以上説明したように、熱
交換器に接続される主流路を形成した分配管と、主流路
の径よりも小さい径の分配管出口孔を介して主流路にそ
れぞれ連通されると共に、熱交換器を構成する複数の伝
熱管がそれぞれ接続された分配室を構成する複数の分配
室管とを設けたものである。これによって、熱交換流体
が配管から主流路を通り分配孔を経て分配室に分配され
る。そして、分配孔の直径が主流路の直径よりも小さい
ため、流路損失抵抗が発生して熱交換流体がそれぞれの
分配室に均等に流入する。さらに、熱交換流体が分配室
の複数の伝熱管に均等に分流するので、それぞれの伝熱
管における熱交換流体の蒸発量が均衡し、熱交換器全面
が効率よく作動して熱交換能力を向上する効果がある。

【００８５】また、複数の分配室管が配置されるので、
分配室管２３を所要数追加することによって熱交換器の
容量等の変更に容易に対応することができる。すなわ
ち、容易に所要容量の熱交換器を得ることができる。さ
らに、熱交換器製造過程において分配室管の標準化等に
より製造管理が容易にできて生産性を向上する効果があ
る。

【００８６】また、この発明は以上説明したように、分
配室の高さ及び奥行きの少なくとも一方を、流入した熱
交換流体の液層の液面が表面張力によって異常上昇せず
均等高さに形成される寸法に設定したものである。これ
によって、分配室に接続された複数の伝熱管に対して熱
交換流体の液層の液膜厚さが均一になり、伝熱管に均一
に熱交換流体を分配することができる。したがって、そ
れぞれの伝熱管における熱交換流体の蒸発量が均衡し、
熱交換器全面が効率よく作動して熱交換能力を向上する
効果がある。

【００８７】また、この発明は以上説明したように、長
手の中心が主流路側に接続され両端がそれぞれ分配室の
間口方向の両端部に接続された分岐流路を設け、この分
岐流路を介して熱交換流体を分配室に流入し、流入した
熱交換流体の液層の液面を表面張力によって異常上昇さ
せずに均等高さに形成するものである。これによって、
分配室に接続された複数の伝熱管に対して熱交換流体の
液層の液膜厚さが均一になり、伝熱管に均一に熱交換流
体を分配することができる。したがって、それぞれの伝
熱管における熱交換流体の蒸発量が均衡し、熱交換器全
面が効率よく作動して熱交換能力を向上する効果があ
る。

【００８８】また、この発明は以上説明したように、伝
熱管の先端から一定寸法離れた位置の側面に伝熱管入口
孔を設けて分配室内に対応する位置に配置し、伝熱管が
分配室に挿入されて先端を分配室の内面に当てて配置し
たものである。これによって、伝熱管入口孔が全ての伝
熱管において分配室内面から等しい距離に配置されるの
で、それぞれの伝熱管に均一に熱交換流体を分配するこ
とができる。したがって、それぞれの伝熱管における熱
交換流体の蒸発量が均衡し、熱交換器全面が効率よく作
動して熱交換能力を向上する効果がある。また、伝熱管
の端部が分配室に挿入されて分配室の内面に突き当てて
配置される。このため、全ての伝熱管の伝熱管入口孔を
分配室内面から等しい位置に容易に配置でき生産性を向
上する効果がある。

【００８９】また、この発明は以上説明したように、伝
熱管入口孔を、伝熱管の先端を傾斜して切断して形成し
たものである。これによって、伝熱管入口孔が全ての伝
熱管において分配室内面から等しい距離に配置されるの
で、それぞれの伝熱管に均一に熱交換流体を分配するこ
とができる。したがって、それぞれの伝熱管における熱
交換流体の蒸発量が均衡し、熱交換器全面が効率よく作
動して熱交換能力を向上する効果がある。また、伝熱管
の端部が分配室に挿入されて分配室の内面に突き当てて
配置される。このため、全ての伝熱管の伝熱管入口孔を
分配室内面から等しい位置に容易に配置でき生産性を向
上する効果がある。

【００９０】また、この発明は以上説明したように、伝
熱管入口孔を、伝熱管の先端における端部側面を切除し
て端面に開口した切欠部によって形成したものである。
これによって、伝熱管入口孔が全ての伝熱管において分
配室内面から等しい距離に配置されるので、それぞれの
伝熱管に均一に熱交換流体を分配することができる。し
たがって、それぞれの伝熱管における熱交換流体の蒸発
量が均衡し、熱交換器全面が効率よく作動して熱交換能
力を向上する効果がある。また、伝熱管の端部が分配室
に挿入されて分配室の内面に突き当てて配置される。こ
のため、全ての伝熱管の伝熱管入口孔を分配室内面から
等しい位置に容易に配置でき生産性を向上する効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示す分配ヘッダー
の縦断面図。

【図２】 図１の要部横断面図。

【図３】 図１の分配ヘッダーを分解して示す斜視図。

【図４】 この発明の実施の形態２を示す図で、分配ヘ
ッダーを分解して示す斜視図。

【図５】 この発明の実施の形態３を示す分配ヘッダー
の横断面図。

【図６】 この発明の実施の形態４を示す分配ヘッダー
の縦断面図。

【図７】 この発明の実施の形態５を示す分配ヘッダー
の斜視図。

【図８】 図７の要部を横断して示す拡大斜視図。

【図９】 図７の要部拡大横断面図。

【図１０】 この発明の実施の形態６を示す分配ヘッダ
ーの斜視図。

【図１１】 図１０の要部を横断して示す拡大斜視図。

【図１２】 この発明の実施の形態７を示す分配ヘッダ
ーの縦断面図。

【図１３】 この発明の実施の形態８を示す図で、分配
ヘッダーの要部縦断面図。

【図１４】 図１３の要部拡大図。

【図１５】 図１３の分配ヘッダーに類似した他の分配
ヘッダーの実施の形態を示す図１３相当図。

【図１６】 この発明の実施の形態９を示す図で、分配
ヘッダーの分配室箇所の横断面図。

【図１７】 この発明の実施の形態１０を示す図で、分
配ヘッダーの要部縦断面図。

【図１８】 この発明の実施の形態１１を示す図で、分
配ヘッダーの要部拡大縦断面図。

【図１９】 図１８の要部横断面図。

【図２０】 図１８の分配ヘッダーに類似した他の分配
ヘッダーの実施の形態を示す図１８相当図。

【図２１】 この発明の実施の形態１２を示す図で、分
配ヘッダーの要部拡大縦断面図。

【図２２】 図２１の要部横断面図。

【図２３】 この発明の実施の形態１３を示す図で、分
配ヘッダーの要部拡大縦断面図。

【図２４】 図２３の要部横断面図。

【図２５】 従来の熱交換器のフィン箇所の斜視図。

【図２６】 他の従来の熱交換器のフィン箇所の正面
図。

【図２７】 他の従来の熱交換器のフィン箇所の正面
図。

【図２８】 他の従来の熱交換器の斜視図。

【符号の説明】

１ 熱交換器、２ 伝熱管、１２ 主流路、１３ 分配
孔、１４ 分配室、１７ 液層、１８ 第一分流路、１
９ 第二分流路、２１ 分配管、２２ 分配管出口孔、
２３ 分配管室、２８ 液面、２９ 分岐流路、３１
伝熱管入口孔、３３ 伝熱管入口孔、３４ 伝熱管入口
孔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久森 洋一 東京都千代田区丸ノ内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 関谷 卓 東京都千代田区丸ノ内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換器に接続される主流路と、この主
   流路の径よりも小さい径の分配孔を介して上記主流路に
   それぞれ連通されると共に、上記熱交換器を構成する複
   数の伝熱管がそれぞれ接続された複数の分配室とを備え
   た分配ヘッダー。
2. 【請求項２】 主流路を横断面長方形に形成し、分配孔
   を上記長方形の隅部に設けたことを特徴とする請求項１
   記載の分配ヘッダー。
3. 【請求項３】 熱交換器に接続される主流路と、上記熱
   交換器を構成する複数の伝熱管がそれぞれ接続された複
   数の分配室と、少なくとも、長手の中心が上記主流路側
   に接続された第一分流路及び長手の中心が上記第一分流
   路の端部に連通して形成されて上記第一分流路の両端部
   にそれぞれ配置されて両端がそれぞれ上記分配室側に接
   続された第二分流路とを備えた分配ヘッダー。
4. 【請求項４】 熱交換器に接続される主流路を形成した
   分配管と、上記主流路の径よりも小さい径の分配管出口
   孔を介して上記主流路にそれぞれ連通されると共に、上
   記熱交換器を構成する複数の伝熱管がそれぞれ接続され
   た分配室を構成する複数の分配室管とを備えた分配ヘッ
   ダー。
5. 【請求項５】 分配室の高さ及び奥行きの少なくとも一
   方を、流入した熱交換流体の液層の液面が表面張力によ
   って異常上昇せず均等高さに形成される寸法としたこと
   を特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一つに記載
   の分配ヘッダー。
6. 【請求項６】 長手の中心が主流路側に接続され両端が
   それぞれ分配室の間口方向の両端部に接続された分岐流
   路を設け、この分岐流路を介して熱交換流体を分配室に
   流入し、流入した熱交換流体の液層の液面が表面張力に
   よって異常上昇せず均等高さに形成される構成にしたこ
   とを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一つに記
   載の分配ヘッダー。
7. 【請求項７】 伝熱管の先端から一定寸法離れた位置の
   側面に伝熱管入口孔を設けて分配室内に対応する位置に
   配置し、上記伝熱管を上記分配室に挿入して上記分配室
   の内面に上記先端を当てて配置したことを特徴とする請
   求項１〜請求項６のいずれか一つに記載の分配ヘッダ
   ー。
8. 【請求項８】 伝熱管入口孔が、伝熱管の先端を傾斜し
   て切断されて形成されたことを特徴とする請求項７に記
   載の分配ヘッダー。
9. 【請求項９】 伝熱管入口孔が、伝熱管の先端における
   端部側面が切除されて端面に開口した切欠部によって形
   成されたことを特徴とする請求項７に記載の分配ヘッダ
   ー。