WO2015111216A1 - 積層型ヘッダー、熱交換器、及び、空気調和装置 - Google Patents

積層型ヘッダー、熱交換器、及び、空気調和装置 Download PDF

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plate
inlet
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裕樹 宇賀神
岡崎　多佳志
石橋　晃
真哉 東井上
厚志 望月
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三菱電機株式会社
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    • F28D2021/0068—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for refrigerant cycles

Definitions

  • the present invention relates to a laminated header, a heat exchanger, and an air conditioner.
  • a first plate-like body in which a plurality of outlet channels are formed, and a distribution channel that is stacked on the first plate-like body and distributes the refrigerant to the plurality of outlet channels are formed.
  • the outlet channel is one row, for example, when used as a header of a device such as a heat exchanger in which a plurality of rows of heat exchanging portions are arranged in the air passage direction, There is a problem that the refrigerant flowing out of the flow path needs to be arranged in a plurality of rows using a pipe or the like on the device side, and the structure of the device to which the laminated header is applied is complicated.
  • the present invention has been made against the background of the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a stacked header in which the structure of an applied device is suppressed from being complicated. Moreover, an object of this invention is to obtain the heat exchanger provided with such a laminated header. Moreover, an object of this invention is to obtain the air conditioning apparatus provided with such a heat exchanger.
  • the laminated header according to the present invention includes a first plate-like body in which a first inlet channel and a first outlet channel are formed, and is attached to the first plate-like body.
  • a second plate-like body formed with at least a part of a first passage channel through which the refrigerant flowing in from the passage passes and at least a part of a second passage channel through which the refrigerant passes through the first outlet channel; And an end portion of the first passage channel that is not communicated with the first inlet channel, and an end portion of the second passage channel that is not communicated with the first outlet channel. However, they are communicated via the first pipe to form the first return channel.
  • a second plate-like body formed with at least a part of a first passage channel for allowing the refrigerant to pass therethrough and at least a part of a second passage channel for allowing the refrigerant to pass through the first outlet channel.
  • the gap between the end portion of the first passage passage on the side not communicating with the first inlet passage and the end portion of the second passage passage on the side not communicated with the first outlet passage is via the first pipe.
  • FIG. 1 is a perspective view of a heat exchanger according to Embodiment 1.
  • FIG. It is a perspective view in the state which decomposed
  • FIG. It is a perspective view in the state which decomposed
  • FIG. It is a figure which shows the structure of the air conditioning apparatus to which the heat exchanger which concerns on Embodiment 1 is applied. It is a figure which shows the structure of the air conditioning apparatus to which the heat exchanger which concerns on Embodiment 1 is applied.
  • FIG. It is a schematic sectional drawing for demonstrating the detail of the 1st passage flow path and the 2nd passage flow path of the heat exchanger which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the relationship between the flow path length L2 and the uniformity of a refrigerant
  • FIG. It is a figure which shows the relationship between the flow path length L1 and the uniformity of a refrigerant
  • FIG. It is a perspective view of the heat exchanger which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a perspective view of a heat exchanger according to Embodiment 3.
  • FIG. It is a perspective view in the state which decomposed
  • FIG. 6 is a perspective view in the state which decomposed
  • the laminated header according to the present invention will be described with reference to the drawings.
  • the configuration described below is merely an example, and the stacked header according to the present invention is not limited to such a configuration.
  • symbol is attached
  • symbol is abbreviate
  • the illustration of the fine structure is simplified or omitted as appropriate.
  • overlapping or similar descriptions are appropriately simplified or omitted.
  • the laminated header according to the present invention distributes the refrigerant flowing into the heat exchanger
  • the laminated header according to the present invention flows into other devices.
  • a refrigerant may be distributed.
  • the case where the heat exchanger provided with the laminated header according to the present invention is applied to an air conditioner is described.
  • the present invention is not limited to such a case. You may apply to the other refrigerating-cycle apparatus which has.
  • the case where the heat exchanger provided with the laminated header according to the present invention is an outdoor heat exchanger of an air conditioner is described, it is not limited to such a case, and the indoor heat of the air conditioner It may be an exchanger.
  • the case where an air conditioning apparatus switches between heating operation and cooling operation is demonstrated, it is not limited to such a case, You may perform only heating operation or cooling operation.
  • Embodiment 1 FIG. The heat exchanger according to Embodiment 1 will be described. ⁇ Configuration of heat exchanger> Below, the structure of the heat exchanger which concerns on Embodiment 1 is demonstrated. (Schematic configuration of heat exchanger) Below, schematic structure of the heat exchanger which concerns on Embodiment 1 is demonstrated. 1 is a perspective view of a heat exchanger according to Embodiment 1. FIG. As shown in FIG. 1, the heat exchanger 1 includes a heat exchange unit 2 and a stacked header 3.
  • the heat exchanging unit 2 includes a first row heat exchanging unit 21 disposed on the leeward side of the passage direction of air passing through the heat exchanging unit 2 (a white arrow in the drawing), and 2 disposed on the leeward side. And a row heat exchange section 31.
  • the first row heat exchange unit 21 includes a plurality of first row heat transfer tubes 22 and a plurality of first row fins 23 joined to the plurality of first row heat transfer tubes 22 by brazing or the like, for example.
  • the second-row heat exchange unit 31 includes a plurality of second-row heat transfer tubes 32 and a plurality of second-row fins 33 joined to the plurality of second-row heat transfer tubes 32 by, for example, brazing. . 1 and FIG.
  • first row heat transfer tubes 22 and the second row heat transfer tubes 32 are eight, but the present invention is not limited to such a case, and one of them is Other numbers may be included.
  • the first row heat transfer tubes 22 correspond to the “first heat transfer tubes” in the present invention.
  • the second row heat transfer tubes 32 correspond to the “second heat transfer tubes” in the present invention.
  • the first row heat transfer tube 22 and the second row heat transfer tube 32 are flat tubes, and a plurality of flow paths are formed in the major axis direction. Each of the plurality of first-row heat transfer tubes 22 and the plurality of second-row heat transfer tubes 32 is bent into a hairpin shape between one end and the other end to form folded portions 22a and 32a. .
  • the first row heat transfer tubes 22 and the second row heat transfer tubes 32 are arranged in a plurality of stages in a direction intersecting with the passage direction of air passing through the heat exchanging section 2 (the white arrow in the figure). When the heat exchanging unit 2 is viewed from the passing direction, the height direction positions of the plurality of first row heat transfer tubes 22 and the plurality of second row heat transfer tubes 32 may be shifted. With such a configuration, the heat exchange efficiency is improved.
  • One end and the other end of each of the plurality of first-row heat transfer tubes 22 and the plurality of second-row heat transfer tubes 32 are juxtaposed so as to face the stacked header 3.
  • the stacked header 3 includes a first row division unit 51 and a second row division unit 61 that are divided in the step direction of the heat exchange unit 2.
  • a pipe (not shown) is connected to the first row division unit 51 via a connection pipe 52.
  • a plurality of pipes (not shown) are connected to the second row division section 61 via a plurality of connection pipes 62.
  • the connection pipe 52 and the connection pipe 62 are, for example, circular pipes. Note that the first-row dividing unit 51 and the second-row dividing unit 61 may be integrated.
  • the first row division unit 51 corresponds to the “first division unit” in the present invention
  • the second column division unit 61 corresponds to the “second division unit” in the present invention.
  • a plurality of first row outlet channels 51a, a distribution channel 51b, a plurality of first row inlet channels 51c, and a plurality of first row passage channels 51d are formed in the first row dividing section 51. Is done.
  • the first row outlet channel 51a corresponds to the “second outlet channel” in the present invention.
  • the first-line inlet channel 51c corresponds to the “first inlet channel” in the present invention.
  • the first row passage channel 51d corresponds to the “first passage channel” in the present invention.
  • One end of the first row heat transfer tube 22 is connected to the first row outlet channel 51a, and the other end of the first row heat transfer tube 22 is connected to the first row inlet channel 51c.
  • One end of the distribution channel 51b is connected to the connecting pipe 52, and the other end of the distribution channel 51b is connected to the plurality of first-row outlet channels 51a.
  • One end of the first-row passage channel 51d is connected to the first-row inlet channel 51c, and the other end of the first-row passage channel 51d is connected to the U-shaped tube 81.
  • the second-row dividing section 61 includes a plurality of second-row outlet channels 61a, a plurality of second-row passage channels 61b, a plurality of second-row inlet channels 61c, and a plurality of merging channels 61d, Is formed.
  • the second row outlet channel 61a corresponds to the “first outlet channel” in the present invention.
  • the second row passage channel 61b corresponds to the “second passage channel” in the present invention.
  • the second-row inlet channel 61c corresponds to the “second inlet channel” in the present invention.
  • the merge channel 61d corresponds to the “first merge channel” in the present invention.
  • One end of the second row heat transfer tube 32 is connected to the second row outlet channel 61a, and the other end of the second row heat transfer tube 32 is connected to the second row inlet channel 61c.
  • One end of the second row passage channel 61b is connected to the U-shaped tube 81, and the other end of the second row passage channel 61b is connected to the second row outlet channel 61a.
  • One end of the merging channel 61d is connected to the plurality of second-row inlet channels 61c, and the other end of the merging channel 61d is connected to the connecting pipe 62.
  • the U-shaped tube 81 may be another tube that is not U-shaped.
  • the U-shaped tube 81 may be directly connected to the first row passage channel 51d and the second row passage channel 61b, or may be connected via a relay member.
  • the U-shaped tube 81 is made of metal, for example.
  • the U-shaped tube 81 corresponds to the “first tube” in the present invention.
  • the first row inlet flow passage 51c, the first row passage flow passage 51d, the U-shaped tube 81, the second row passage flow passage 61b, and the second row outlet flow passage 61a are each a “first return flow” in the present invention. Corresponds to part of the road.
  • the refrigerant flows into the distribution flow path 51b via the connection pipe 52 and is distributed to the plurality of first-row outlet flow paths 51a. It passes through the heat transfer tubes 22 and flows into the plurality of first row inlet channels 51c.
  • the refrigerant that has flowed into the plurality of first-row inlet passages 51c passes through the plurality of first-row passage passages 51d, the plurality of U-shaped tubes 81, and the plurality of second-row passage passages 61b in that order. And flows into the plurality of second-row outlet channels 61a.
  • the refrigerant that has flowed into the plurality of second-row outlet flow paths 61a passes through the plurality of second-row heat transfer tubes 32, flows into the plurality of second-row inlet flow paths 61c, and merges at the merge flow path 61d to be connected. It flows out from the pipe 62.
  • the refrigerant flows into the merged flow path 61d via the connection pipe 62 and is distributed to the plurality of second-row inlet flow paths 61c. It passes through the heat transfer tubes 32 and flows into the plurality of second-row outlet channels 61a.
  • the refrigerant that has flowed into the plurality of second-row outlet channels 61a passes through the plurality of second-row passage channels 61b, the plurality of U-shaped tubes 81, and the plurality of first-row passage channels 51d in that order. And flows into the plurality of first-row inlet channels 51c.
  • the refrigerant that has flowed into the plurality of first-row inlet flow paths 51c flows through the plurality of first-row heat transfer tubes 22, flows into the plurality of first-row outlet flow paths 51a, and is merged by the distribution flow paths 51b to be connected. It flows out from the pipe 52.
  • FIG. 1 and FIG. 1 and subsequent drawings show a case where there is one connecting pipe 52, that is, a case where there is one distribution channel 51b, but the present invention is not limited to such a case, and the connection There may be a plurality of sets of the pipe 52 and the distribution channel 51b.
  • 1 and FIG. 1 and subsequent drawings show a case where there are four connection pipes 62, that is, a case where there are four confluence channels 61d. However, the present invention is not limited to such a case.
  • the connecting pipe 52, the connecting pipe 62, and the U-shaped pipe 81 are connected to the surface on the opposite side of the surface facing the heat exchanging portion 2 of the laminated header 3.
  • the case is shown, it is not limited to such a case, and may be connected to the other surface of the laminated header 3.
  • FIG. 2 is a perspective view of the heat exchanger according to Embodiment 1 in a state in which the first row division portion and its peripheral members are disassembled.
  • FIG. 3 is a perspective view of the heat exchanger according to Embodiment 1 in a state where the second row division portion and its peripheral members are disassembled. 2 and 3, the flow of the refrigerant when the heat exchanger 1 acts as an evaporator is indicated by arrows.
  • the first-row dividing unit 51 includes a first-row first plate-like body 53 and a first-row second plate-like body 54 stacked on the first-row first plate-like body 53.
  • the first plate-like first row 53 corresponds to a part of the “first plate-like” in the present invention.
  • the second plate-like body 54 in the first row corresponds to a part of the “second plate-like body” in the present invention.
  • the first row first plate 53 has one plate member 53_1, and the first row second plate 54 has a plurality of plate members 54_1 to 54_7. Both ends of the first row heat transfer tube 22 are held by the first row holding member 24, and one plate member 53_1 and a plurality of plate members 54_1 to 54_7 are connected to the first row holding member 24.
  • the plate-like clad materials 55_1 to 55_8 are joined by brazing. A brazing material is applied to both surfaces or one surface of the cladding materials 55_1 to 55_8.
  • the clad materials 55_1 to 55_8 function as a bonding layer between the first row holding member 24 and the plate-like members 53_1 and 54_1 to 54_7.
  • the respective flow paths formed in the cladding materials 55_1 to 55_8 ensure the separation of the refrigerant between the adjacent flow paths formed in the plate-like members 53_1 and 54_1 to 54_7.
  • the first row holding member 24, the plate-like members 53_1, 54_1 to 54_7, and the clad materials 55_1 to 55_8 are made of, for example, aluminum. Note that the first row holding member 24 and the plate-like members 53_1, 54_1 to 54_7 may be directly joined without the plurality of clad members 55_1 to 55_8.
  • first row first plate-like body 53 a plurality of first row outlet channels 51a and a plurality of first row inlet channels 51c are formed in a row.
  • the plurality of first row outlet channels 51 a and the plurality of first row inlet channels 51 c are shaped along the outer peripheral surface of the first row heat transfer tube 22. Both ends of the first row heat transfer tube 22 protrude from the first row holding member 24, and the first row first plate-like body 53 includes a plurality of first row outlet channels 51 a and a plurality of first row inlet flows.
  • the first row heat transfer tube 22 is joined to the first row holding member 24 with the end portion of the first row heat transfer tube 22 protruding inside the passage 51c.
  • the plurality of first row outlet channels 51a, the plurality of first row inlet channels 51c, and the first row heat transfer tubes 22 are provided.
  • the end of each may be directly joined.
  • the end surface of the first-row heat transfer tube 22 may protrude from the first-row first plate-like body 53, and the plurality of first-row outlet channels 51a, the plurality of first-row inlet channels 51c,
  • the row heat transfer tube 22 may be connected via a relay member, and the end surface of the first row heat transfer tube 22 may be located inside a flow path formed in the relay member.
  • a distribution channel 51b and a plurality of first row passage channels 51d are formed in the first row second plate-like body 54.
  • Each of the distribution flow path 51b and the plurality of first row passage flow paths 51d is an assembly of the partial flow paths formed in the plate-like members 54_1 to 54_7 and the partial flow paths formed in the clad members 55_2 to 55_8. is there.
  • One end of the distribution channel 51b is connected to the connecting pipe 52, and the other end of the distribution channel 51b is connected to the plurality of first-row outlet channels 51a.
  • the distribution channel 51b repeats two branches in a region far from the heat exchange unit 2. Such a configuration improves the uniformity of refrigerant distribution when the heat exchanger 1 acts as an evaporator.
  • the distribution channel 51b is linear in the region near the heat exchange unit 2.
  • One end of the first-row passage channel 51d is connected to the first-row inlet channel 51c, and the other end of the first-row passage channel 51d is connected to the U-shaped tube 81.
  • the first row passage channel 51d is linear in the region near the heat exchange unit 2. Details of the first row passage channel 51d will be described later.
  • the connecting pipe 52 and the U-shaped pipe 81 may be provided on the first plate 53 in the first row. That is, a part of the distribution flow path 51b and a part of the first-row passage flow path 51d may pass through the first-row first plate-like body 53.
  • the second-row dividing unit 61 includes a second-row first plate 63 and a second-row second plate 64 stacked on the second-row first plate 63.
  • the second plate first plate 63 corresponds to a part of the “first plate” in the present invention.
  • the second plate second plate 64 in the second row corresponds to a part of the “second plate” in the present invention.
  • the second row first plate 63 has one plate member 63_1, and the second row second plate 64 has a plurality of plate members 64_1 to 64_7. Both ends of the second row heat transfer tube 32 are held by the second row holding member 34, and one plate member 63_1 and a plurality of plate members 64_1 to 64_7 are connected to the second row holding member 34.
  • the plate-like clad members 65_1 to 65_8 are joined by brazing.
  • a brazing material is applied to both surfaces or one surface of the cladding materials 65_1 to 65_8.
  • the clad members 65_1 to 65_8 function as a bonding layer between the second row holding member 34 and the plate-like members 63_1 and 64_1 to 64_7.
  • the respective flow paths formed in the cladding materials 65_1 to 65_8 ensure the separation of the refrigerant between the adjacent flow paths formed in the plate-like members 63_1 and 64_1 to 64_7.
  • the second row holding member 34, the plate-like members 63_1, 64_1 to 64_7, and the clad members 65_1 to 65_8 are made of, for example, aluminum. Note that the second row holding member 34 and the plate-like members 63_1, 64_1 to 64_7 may be directly joined without the plurality of clad members 65_1 to 65_8.
  • a plurality of second row outlet channels 61a and a plurality of second row inlet channels 61c are formed in a row.
  • the plurality of second-row outlet channels 61 a and the plurality of second-row inlet channels 61 c are shaped along the outer peripheral surface of the second-row heat transfer tube 32.
  • Both end portions of the second row heat transfer tubes 32 protrude from the second row holding member 34, and the second row first plate 63 has a plurality of second row outlet channels 61 a and a plurality of second row inlet flows.
  • the second row heat transfer tube 32 is joined to the second row holding member 34 with the end portion of the second row heat transfer tube 32 protruding inside the passage 61c.
  • the plurality of second-row outlet channels 61a, the plurality of second-row inlet channels 61c, and the second-row heat transfer tubes 32 The end of each may be directly joined.
  • the end surface of the second row heat transfer tube 32 may protrude from the second row first plate 63, and a plurality of second row outlet channels 61a and a plurality of second row inlet channels 61c,
  • the row heat transfer tube 32 may be connected via a relay member, and the end surface of the second row heat transfer tube 32 may be located inside the flow path formed in the relay member.
  • a plurality of second-row passage channels 61b and a plurality of merging channels 61d are formed in the second-row second plate-like body 64.
  • Each of the plurality of second-row passage channels 61b and each of the plurality of merged channels 61d includes the respective partial channels formed in the plate-like members 64_1 to 64_7 and the partial channels formed in the cladding members 65_2 to 65_8.
  • Is a collection of One end of the second row passage channel 61b is connected to the U-shaped tube 81, and the other end of the second row passage channel 61b is connected to the second row outlet channel 61a.
  • the second row passage channel 61b is linear in a region near the heat exchange unit 2. Details of the second-row passage channel 61b will be described later.
  • One end of the merging channel 61d is connected to the plurality of second-row inlet channels 61c, and the other end of the merging channel 61d is connected to the connecting pipe 62.
  • the merge channel 61d merges the two channels into one channel. With such a configuration, the uniformity of refrigerant distribution when the heat exchanger 1 acts as a condenser is improved.
  • the merging channel 61d is linear in a region near the heat exchanging unit 2.
  • the U-shaped tube 81 and the connecting tube 62 may be provided in the second plate first plate 63. That is, a part of the second row passage channel 61 b and a part of the merge channel 61 d may pass through the second plate first plate 63.
  • FIG. 4 shows a case where the air conditioner 91 performs a heating operation.
  • FIG. 5 shows a case where the air conditioner 91 performs a cooling operation.
  • the air conditioner 91 includes a compressor 92, a four-way valve 93, an outdoor heat exchanger (heat source side heat exchanger) 94, a throttle device 95, and an indoor heat exchanger. (Load side heat exchanger) 96, outdoor fan (heat source side fan) 97, indoor fan (load side fan) 98, and control device 99.
  • the compressor 92, the four-way valve 93, the outdoor heat exchanger 94, the expansion device 95, and the indoor heat exchanger 96 are connected by piping to form a refrigerant circulation circuit.
  • the four-way valve 93 may be another flow path switching device.
  • the outdoor heat exchanger 94 is the heat exchanger 1.
  • the outdoor heat exchanger 94 is provided such that the first row division unit 51 is arranged on the windward side of the air flow generated by driving the outdoor fan 97 and the second row division unit 61 is arranged on the leeward side.
  • the outdoor fan 97 may be provided on the leeward side of the heat exchanger 1 or may be provided on the leeward side of the heat exchanger 1.
  • a compressor 92, a four-way valve 93, a throttle device 95, an outdoor fan 97, an indoor fan 98, various sensors, and the like are connected to the control device 99.
  • the control device 99 By switching the flow path of the four-way valve 93 by the control device 99, the heating operation and the cooling operation are switched.
  • the high-pressure and high-temperature gaseous refrigerant discharged from the compressor 92 flows into the indoor heat exchanger 96 through the four-way valve 93 and is condensed by heat exchange with the air supplied by the indoor fan 98. Heat up.
  • the condensed refrigerant enters a high-pressure supercooled liquid state, flows out of the indoor heat exchanger 96, and becomes a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant by the expansion device 95.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant flows into the outdoor heat exchanger 94, exchanges heat with the air supplied by the outdoor fan 97, and evaporates.
  • the evaporated refrigerant enters a low-pressure superheated gas state, flows out of the outdoor heat exchanger 94, and is sucked into the compressor 92 through the four-way valve 93. That is, during the heating operation, the outdoor heat exchanger 94 acts as an evaporator.
  • the refrigerant flows into the distribution flow path 51 b of the first row division unit 51 and is distributed, and flows into the first row heat transfer tube 22 of the first row heat exchange unit 21.
  • the refrigerant that has flowed into the first row heat transfer tube 22 sequentially passes through the first row passage channel 51d, the U-shaped tube 81, and the second row passage channel 61b. It flows into the eye heat transfer tube 32.
  • the refrigerant that has flowed into the second row heat transfer tubes 32 flows into the merged flow path 61d of the second row divided portion 61 and is merged.
  • the high-pressure and high-temperature gas refrigerant discharged from the compressor 92 flows into the outdoor heat exchanger 94 through the four-way valve 93, exchanges heat with the air supplied by the outdoor fan 97, and condenses.
  • the condensed refrigerant enters a high-pressure supercooled liquid state, flows out of the outdoor heat exchanger 94, and enters a low-pressure gas-liquid two-phase state by the expansion device 95.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant flows into the indoor heat exchanger 96 and evaporates by heat exchange with the air supplied by the indoor fan 98, thereby cooling the room.
  • the evaporated refrigerant becomes a low-pressure superheated gas state, flows out of the indoor heat exchanger 96, and is sucked into the compressor 92 through the four-way valve 93. That is, during the cooling operation, the outdoor heat exchanger 94 functions as a condenser.
  • the refrigerant flows into the merging flow path 61 d of the second row splitting portion 61 and is distributed, and flows into the second row heat transfer tube 32 of the second row heat exchanging portion 31.
  • the refrigerant that has flowed into the second row heat transfer tube 32 sequentially passes through the second row passage passage 61b, the U-shaped tube 81, and the first row passage passage 51d. It flows into the eye heat transfer tube 22.
  • the refrigerant that has flowed into the first row heat transfer tube 22 flows into the distribution flow path 51b of the first row division section 51 and is merged.
  • the first row heat exchanging section 21 and the second row heat exchanging section 31 are arranged side by side in the direction of passage of air passing through the heat exchanging section 2 (the white arrow in the figure).
  • the amount of heat exchange by increasing the area of the outdoor heat exchanger 94 when viewed from the front, but in that case, the casing incorporating the outdoor heat exchanger 94 is enlarged. Will be.
  • the number of fins to increase the amount of heat exchange, but in that case, the distance between the fins should be less than about 1 mm from the viewpoint of drainage, frosting performance, and dust resistance. May be difficult, and the increase in the amount of heat exchange may be insufficient.
  • the amount of heat exchange can be reduced without changing the area of the outdoor heat exchanger 94 as viewed from the front, the spacing between the fins, and the like. It is possible to increase. When the number of columns becomes two, the heat exchange amount increases by about 1.5 times or more. Furthermore, the area of the outdoor heat exchanger 94 as viewed from the front, the interval between the fins, and the like may be changed.
  • a header (laminated header 3) is provided only on one side of the outdoor heat exchanger 94.
  • the header (stacked header 3) is provided only on one side of the outdoor heat exchanger 94, such as the outdoor heat exchanger 94, even if the end is shifted for each row, only the end on one side is aligned.
  • the degree of freedom in design, production efficiency, etc. can be improved. In particular, after joining the members of the outdoor heat exchanger 94, it is possible to bend the heat exchanging section 2, which further improves production efficiency.
  • the first row heat transfer tube 22 is located on the windward side as compared to the second row heat transfer tube 32.
  • headers are provided on both sides of the outdoor heat exchanger 94, it is difficult to improve the condenser performance by giving a refrigerant temperature difference for each row.
  • the first row heat transfer tube 22 and the second row heat transfer tube 32 are flat tubes, unlike a circular tube, since the degree of freedom of bending is low, giving a temperature difference of the refrigerant for each row, It is difficult to realize by deforming the flow path of the refrigerant.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining details of the first passage channel and the second passage channel of the heat exchanger according to the first embodiment.
  • the range from the end surface of the first row heat transfer tube 22 to the channel length L1 is linear.
  • the range of the flow path length L2 from the end face of the second row heat transfer tube 32 is linear.
  • the range of the flow path length L1 acts as a run-up section until the refrigerant that has passed through the U-shaped tube 81 flows into the first row heat transfer tube 22.
  • the range of the flow path length L2 acts as a running section until the refrigerant that has passed through the U-shaped tube 81 flows into the second row heat transfer tube 32.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the flow path length L2 and the uniformity of the refrigerant when the heat exchanger according to Embodiment 1 acts as an evaporator.
  • the inlet number and the distribution ratio that is, each inlet The relationship with the ratio with respect to the sum total of the refrigerant
  • the heat exchanger 1 acts as an evaporator, that is, the refrigerant that has passed through the U-shaped tube 81 passes through the second-row passage passage 61b and the second-row heat transfer tube 32.
  • the distribution ratio tends to be higher as the inlet is farther from the first row heat transfer tube 22.
  • the number of inflow ports is 10
  • the heat exchange performance of the heat exchanging unit 2 is ensured because the distribution ratio of each inflow port is within the range of 0.10 ⁇ 0.03. Therefore, when the hydraulic equivalent diameter of the flow path in the range of the flow path length L2 is De, if the flow path length L2 ⁇ 4De, the heat exchange performance of the heat exchange unit 2 is ensured.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the flow path length L1 and the uniformity of the refrigerant when the heat exchanger according to Embodiment 1 acts as a condenser.
  • the inlet number and the distribution ratio that is, each inflow port, when the number of the inflow ports farthest from the second row heat transfer tubes 32 is assigned to each of the inlet ports.
  • coolant amount which flows in is shown for every flow path length L1.
  • the heat exchanger 1 acts as a condenser, that is, the refrigerant that has passed through the U-shaped tube 81 passes through the first-row passage channel 51d and passes through the first-row heat transfer tube 22.
  • the distribution ratio tends to be higher as the inlet is farther from the second row heat transfer tube 32.
  • the heat exchange performance of the heat exchanging unit 2 is ensured because the distribution ratio of each inflow port is within the range of 0.10 ⁇ 0.03. Therefore, when the hydraulic equivalent diameter of the flow path in the range of the flow path length L1 is De, if the flow path length L1 ⁇ 2De, the heat exchange performance of the heat exchange unit 2 is ensured.
  • the U-shaped tube 81 is supplied with a gas-liquid two-phase refrigerant that is relatively difficult to uniformly distribute, that is, a refrigerant in a mixed phase of a liquid phase and a gas phase. In order to pass, it is necessary to enlarge the flow path length L2 which acts as a run-up section.
  • a gas state refrigerant that is relatively easy to distribute uniformly passes through the U-shaped tube 81, so that the flow path length L 1 that acts as a run-up section is It can be made smaller than the road length L2.
  • the heat exchanger 1 acts as an evaporator and the heat exchanger 1 acts as a condenser by increasing or decreasing the number or thickness of the plate-like members 54_1 to 54_7 and 64_1 to 64_7 forming the range of L2. In both cases, the heat exchange performance of the heat exchange unit 2 can be ensured.
  • the folded flow path is formed by the first-row inlet flow path 51c, the first-row passage flow path 51d, the U-shaped tube 81, the second-row passage flow path 61b, and the second-row outlet flow path 61a. Since it is formed, for example, it is used as a header of a device such as the heat exchanger 1 provided with a plurality of rows of heat exchange units (first row heat exchange unit 21, second row heat exchange unit 31) in the air passage direction.
  • the refrigerant flowing out from the outlet channel does not have to be arranged in a plurality of rows using a pipe or the like on the device side, and the structure of the device to which the multilayer header 3 is applied is suppressed from being complicated.
  • the return flow path is a collection of the partial flow paths formed in the plate-like members 54_1 to 54_7 and 64_1 to 64_7, and the partial flow paths formed in the plate-like clad materials 55_2 to 55_8 and 65_2 to 65_8.
  • the first-row passage channel 51d and the second-row passage channel 61b, which are the body, and the U-shaped tube 81 are formed.
  • the first-row passage flow passage 51d and the second-row passage flow Increasing the distance between the connection portion between the path 61b and the U-shaped tube 81 and the folded portion can be achieved without increasing the number of stacked headers 3 or the thickness of the plate-like member, that is, U This can be realized by increasing the length of the end portion of the tube 81, etc., and it is possible to achieve both uniform distribution of refrigerant, reduction in cost and weight.
  • the folded portion of the folded flow path is the U-shaped pipe 81, that is, a tube, the design flexibility of the folded portion is improved, and the multi-layer header 3 is made multifunctional.
  • FIG. Therefore, heat exchange between the refrigerant before flowing into the heat exchange unit 2 and the refrigerant after passing through the heat exchange unit 2 is suppressed, and the heat exchange efficiency of the heat exchanger 1 is improved.
  • the dividing surfaces of the first-row dividing unit 51 and the second-row dividing unit 61 may be linear or curved.
  • a heat insulating material may be filled between the first row division unit 51 and the second row division unit 61.
  • the division may be performed by press working or the like. In such a case, processing can be performed together with the flow paths of the plate-like members 53_1, 54_1 to 54_7, 63_1, 64_1 to 64_7 and the clad materials 55_1 to 55_8, 65_1 to 65_8, and the manufacturing cost is reduced. Moreover, the division is ensured, and the reliability of suppression of heat exchange between the refrigerant before flowing into the heat exchange unit 2 and the refrigerant after passing through the heat exchange unit 2 is improved.
  • the refrigerant in the gas state flows into the second row inlet passage 61c, and in order to reduce the pressure loss generated in the gas refrigerant, the merging passage It is necessary to increase the channel cross-sectional area of 61d as much as possible.
  • the refrigerant is divided into the first row division unit 51 and the second row division unit 61 and flows into the heat exchange unit 2, the refrigerant after passing through the heat exchange unit 2, Since the heat exchange is suppressed, the merging channel 61d can be expanded to the vicinity of the first-row divided portion 51, and the pressure loss generated in the gas refrigerant can be greatly reduced.
  • the performance of the header 3 is improved, and the operating efficiency of the air conditioner 91 is improved.
  • FIG. A heat exchanger according to Embodiment 2 will be described. Note that description overlapping or similar to that in Embodiment 1 is appropriately simplified or omitted.
  • ⁇ Configuration of heat exchanger> Below, the structure of the heat exchanger which concerns on Embodiment 2 is demonstrated. (Schematic configuration of heat exchanger) Below, schematic structure of the heat exchanger which concerns on Embodiment 2 is demonstrated.
  • FIG. 9 is a perspective view of the heat exchanger according to the second embodiment.
  • the heat exchanging unit 2 includes a first row heat exchanging unit 21 disposed on the windward side in the direction of passage of air passing through the heat exchanging unit 2 (indicated by the white arrow in the figure), It has the 2nd row heat exchange part 31 arrange
  • the third row heat exchanging section 41 includes a plurality of third row heat transfer tubes 42 and a plurality of third row fins 43 joined to the plurality of third row heat transfer tubes 42 by brazing or the like, for example. .
  • the third row heat transfer tube 42 is a flat tube, and a plurality of flow paths are formed in the major axis direction.
  • Each of the plurality of third-row heat transfer tubes 42 is bent into a hairpin shape between one end and the other end to form a folded portion 42a.
  • the third row heat transfer tubes 42 are arranged in a plurality of stages in a direction intersecting with the passage direction of air passing through the heat exchanging unit 2 (the white arrow in the figure). One end and the other end of each of the plurality of third-row heat transfer tubes 42 are juxtaposed so as to face the stacked header 3.
  • the stacked header 3 includes a first-row dividing unit 51, a second-row dividing unit 61, and a third-row dividing unit 71 that are divided in the step direction of the heat exchange unit 2.
  • a plurality of pipes (not shown) are connected to the third row division section 71 via a plurality of connection pipes 72.
  • Two or more of the first-row dividing unit 51, the second-row dividing unit 61, and the third-row dividing unit 71 may be integrated.
  • the first column division unit 51 corresponds to the “first division unit” in the present invention
  • each of the second column division unit 61 and the third column division unit 71 corresponds to the “second division unit” in the present invention. .
  • the third row dividing section 71 includes a plurality of third row outlet channels 71a, a plurality of third row passage channels 71b, a plurality of third row inlet channels 71c, a plurality of merged channels 71d, Is formed.
  • the third row outlet channel 71a corresponds to the “third outlet channel” in the present invention.
  • the third row passage channel 71b corresponds to the “third passage channel” in the present invention.
  • the third row inlet channel 71c corresponds to the “third inlet channel” in the present invention.
  • the merge channel 71d corresponds to the “second merge channel” in the present invention.
  • One end of the third row heat transfer tube 42 is connected to the third row outlet channel 71a, and the other end of the third row heat transfer tube 42 is connected to the third row inlet channel 71c.
  • One end of the third-row passage channel 71b is connected to the branch pipe 82, and the other end of the third-row passage channel 71b is connected to the third-row outlet channel 71a.
  • One end of the merging channel 71d is connected to the plurality of third row inlet channels 71c, and the other end of the merging channel 71d is connected to the connecting pipe 72.
  • a branch pipe 82 is connected instead of the U-shaped pipe 81 to the end of the merged flow path 61d of the second-row divided section 61 on the side not communicating with the second-row inlet flow path 61c. That is, the branch pipe 82 has a branch part, and communicates the merging flow path 61d of the second-row divided section 61 and the two third-row passage flow paths 71b of the third-row divided section 71.
  • the branch pipe 82 may be formed by bulge molding.
  • the branch pipe 82 may be directly connected to the merging channel 61d and the third row passage channel 71b, or may be connected via a relay member.
  • the branch pipe 82 is made of metal, for example.
  • the plurality of second row inlet channels 61c, the merged channel 61d, the branch pipe 82, the plurality of third row passage channels 71b, and the plurality of third row outlet channels 71a are respectively “second” in the present invention. It corresponds to a part of the “turnback channel”.
  • the refrigerant When the heat exchanger 1 acts as an evaporator, the refrigerant is merged in the merged flow path 61d and passes through the plurality of branch pipes 82 and the plurality of third-row passage flow paths 71b in that order. Then, it flows into the plurality of third row outlet channels 71a.
  • the refrigerant that has flowed into the plurality of third-row outlet channels 71a passes through the plurality of third-row heat transfer tubes 42, flows into the plurality of third-row inlet channels 71c, and merges at the merged channel 71d to be connected. It flows out from the pipe 72.
  • the refrigerant flows into the merging flow path 71d via the connection pipe 72 and is distributed to the plurality of third-row inlet flow paths 71c, so that the plurality of three-row It passes through the heat transfer tubes 42 and flows into the plurality of third row outlet channels 71a.
  • the refrigerant that has flowed into the plurality of third-row outlet channels 71a passes through the plurality of third-row passage channels 71b and the plurality of branch pipes 82 in that order, and flows into the merged channel 61d.
  • 9 and 10 show the case where there are four branch pipes 82, that is, the case where the merging channel 61d joins two channels into one channel.
  • the number of branch pipes 82 may be other than four, and the number of branches may be any number corresponding to the number of channels to which the merge channel 61d merges.
  • 9 and 10 show the case where the branch pipe 82 is connected to the surface on the opposite side of the surface facing the heat exchanging portion 2 of the laminated header 3, the present invention is limited to such a case. Instead, it may be connected to the other surface of the laminated header 3.
  • FIG. 10 is a perspective view of the heat exchanger according to Embodiment 2 in a state where the third row division portion and its peripheral members are disassembled.
  • coolant in case the heat exchanger 1 acts as an evaporator is shown by the arrow.
  • the third-row dividing unit 71 includes a third-row first plate 73 and a third-row second plate 74 stacked on the third-row first plate 73.
  • the configurations of the third row first plate 73 and the third row second plate 74 are the same as the configurations of the second row first plate 63 and the second row second plate 64.
  • the third plate first plate 73 corresponds to a part of the “first plate” in the present invention.
  • the third plate-like second body 74 in the third row corresponds to a part of the “second plate-like body” in the present invention.
  • branch pipe 82 may be provided in the third row first plate 73. That is, a part of the third row passage channel 71 b and a part of the merge channel 71 d may pass through the third plate first plate 73.
  • a return flow is generated by a plurality of second row inlet channels 61 c, a merged channel 61 d, a branch pipe 82, a plurality of third row passage channels 71 b, and a plurality of third row outlet channels 71 a. Since the path is formed, for example, heat exchange provided with three rows of heat exchange units (first row heat exchange unit 21, first row heat exchange unit 31, third row heat exchange unit 41) in the air passage direction.
  • the refrigerant flowing out from the outlet channel does not have to be arranged in three rows using a tube or the like on the device side. Complicating the structure is suppressed.
  • the laminated header 3 is not limited to the case where there are three rows, and may be four rows or more.
  • the configuration of the third row division unit 71 is the same as the configuration of the second row division unit 61. Therefore, when the third row dividing unit 71 and the second row dividing unit 61 are divided, it is possible to cope with an increase in the number of rows of the heat exchanging unit 2 by using common parts, and to be integrated. If this is the case, it is possible to cope with an increase in the number of rows of the heat exchanging units 2 by using a common processing step and jig (press die or the like), and the heat exchanger 1 can be reduced in cost.
  • FIG. 11 is a perspective view of the heat exchanger according to the third embodiment.
  • the stacked header 3 is divided in the step direction of the heat exchanging unit 2, the first row division unit 51, the second row division unit 61 ⁇ / b> A, the third row division unit 71, Have Second-row division unit 61A has a different configuration from second-row division unit 61 in the second embodiment.
  • the first column division unit 51 corresponds to the “first division unit” in the present invention
  • the aggregate of the second column division unit 61A and the third column division unit 71 corresponds to the “second division unit” in the present invention. To do.
  • the second row dividing section 61A includes a plurality of second row outlet passages 61Aa, a plurality of second row first passage passages 61Ab, a plurality of second row inlet passages 61Ac, and a plurality of second row first passage passages 61Ac.
  • 2-passage channel 61Ad is formed.
  • the second-row outlet channel 61Aa corresponds to the “first outlet channel” in the present invention.
  • the second row first passage channel 61Ab corresponds to the “second passage channel” in the present invention.
  • the second row inlet channel 61Ac corresponds to the “fourth inlet channel” in the present invention.
  • the second row second passage 61 Ad corresponds to the “fourth passage” in the present invention.
  • the third row outlet channel 71a corresponds to the “fourth outlet channel” in the present invention.
  • the third row passage channel 71b corresponds to the “fifth passage channel” in the present invention.
  • the third row inlet channel 71c corresponds to the “second inlet channel” in the present invention.
  • the merge channel 71d corresponds to the “first merge channel” in the present invention.
  • a U-shaped tube 81 is connected to the end of the second-row second passage channel 61Ad of the second-row dividing section 61A on the side not communicating with the second-row inlet channel 61Ac, not the branch tube 82.
  • the U-shaped tube 81 corresponds to the “second tube” in the present invention.
  • the second-row inlet channel 61Ac, the second-row second passage channel 61Ad, the U-shaped tube 81, the third-row passage channel 71b, and the third-row outlet channel 71a are respectively “third” in the present invention. It corresponds to a part of the “turnback channel”.
  • FIG. 12 is a perspective view of the heat exchanger according to Embodiment 3 in a state where the second row division portion and its peripheral members are disassembled.
  • coolant in case the heat exchanger 1 acts as an evaporator is shown by the arrow.
  • the second-row division unit 61A includes a second-row first plate-like body 63A and a second-row second plate-like body 64A stacked on the second-row first plate-like body 63A.
  • the second plate first plate 63A corresponds to a part of the “first plate” in the present invention.
  • the second plate second plate 64A in the second row corresponds to a part of the “second plate” in the present invention.
  • a plurality of second row outlet channels 61Aa and a plurality of second row inlet channels 61Ac are formed in a row.
  • a plurality of second-row first passage channels 61Ab and a plurality of second-row second passage channels 61Ad are formed in the second-row second plate-like body 64A.
  • One end of the second row first passage channel 61Ab is connected to the U-shaped tube 81, and the other end of the second row first passage channel 61Ab is connected to the second row outlet channel 61Aa.
  • the second row first passage channel 61Ab is linear in the region near the heat exchange unit 2.
  • the second-row second passage channel 61Ad is linear in the region close to the heat exchange unit 2.
  • the U-shaped tube 81 may be provided in the second plate first plate 63A. That is, a part of the second row first passage channel 61Ab and a part of the second row second passage channel 61Ad may pass through the second row first plate 63A.
  • the second-row inlet flow path 61Ac, the second-row second passage flow path 61Ad, the U-shaped tube 81, the third-row passage flow path 71b, and the third-row outlet flow path 71a Since the path is formed, for example, heat exchange provided with three rows of heat exchange units (first row heat exchange unit 21, first row heat exchange unit 31, third row heat exchange unit 41) in the air passage direction.
  • the refrigerant flowing out from the outlet channel does not have to be arranged in three rows using a tube or the like on the device side. Complicating the structure is suppressed.
  • the laminated header 3 is not limited to the case where there are three rows, and may be four rows or more.

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Abstract

　積層型ヘッダー３は、第１入口流路と、第１出口流路と、が形成された第１板状体と、第１板状体に取り付けられ、第１入口流路から流入する冷媒を通過させる第１通過流路の少なくとも一部と、第１出口流路に冷媒を通過させる第２通過流路の少なくとも一部と、が形成された第２板状体と、を備え、第１通過流路の第１入口流路に連通されない側の端部と、第２通過流路の第１出口流路に連通されない側の端部と、の間が、第１管を介して連通されて、第１折返流路が形成されたものである。

Description

積層型ヘッダー、熱交換器、及び、空気調和装置
　本発明は、積層型ヘッダーと、熱交換器と、空気調和装置と、に関するものである。
　従来の積層型ヘッダーとして、複数の出口流路が形成された第１板状体と、第１板状体に積層され、複数の出口流路に冷媒を分配する分配流路が形成された第２板状体と、を備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平６－１１２９１号公報（段落［００１２］～［００２８］、図１～図９）
　従来の積層型ヘッダーでは、出口流路が１列であるため、例えば、空気の通過方向に複数列の熱交換部が配設された熱交換器等の機器のヘッダーとして使用する場合において、出口流路から流出する冷媒を、機器側で管等を用いて複数列にする必要があり、積層型ヘッダーが適用される機器の構造が複雑化されてしまうという問題点があった。
　本発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、適用される機器の構造が複雑化されてしまうことが抑制された積層型ヘッダーを得ることを目的とする。また、本発明は、そのような積層型ヘッダーを備えた熱交換器を得ることを目的とする。また、本発明は、そのような熱交換器を備えた空気調和装置を得ることを目的とする。
　本発明に係る積層型ヘッダーは、第１入口流路と、第１出口流路と、が形成された第１板状体と、前記第１板状体に取り付けられ、前記第１入口流路から流入する冷媒を通過させる第１通過流路の少なくとも一部と、前記第１出口流路に冷媒を通過させる第２通過流路の少なくとも一部と、が形成された第２板状体と、を備え、前記第１通過流路の前記第１入口流路に連通されない側の端部と、前記第２通過流路の前記第１出口流路に連通されない側の端部と、の間が、第１管を介して連通されて、第１折返流路が形成されたものである。
　本発明に係る積層型ヘッダーでは、第１入口流路と、第１出口流路と、が形成された第１板状体と、第１板状体に取り付けられ、第１入口流路から流入する冷媒を通過させる第１通過流路の少なくとも一部と、第１出口流路に冷媒を通過させる第２通過流路の少なくとも一部と、が形成された第２板状体と、を備え、第１通過流路の第１入口流路に連通されない側の端部と、第２通過流路の第１出口流路に連通されない側の端部と、の間が、第１管を介して連通されて、第１折返流路が形成されたものであるため、機器側で管等を用いて複数列にしなくてもよくなって、積層型ヘッダーが適用される機器の構造が複雑化されることが抑制される。
実施の形態１に係る熱交換器の、斜視図である。 実施の形態１に係る熱交換器の、１列目分割部とその周辺部材とを分解した状態での斜視図である。 実施の形態１に係る熱交換器の、２列目分割部とその周辺部材とを分解した状態での斜視図である。 実施の形態１に係る熱交換器が適用される空気調和装置の、構成を示す図である。 実施の形態１に係る熱交換器が適用される空気調和装置の、構成を示す図である。 実施の形態１に係る熱交換器の、第１通過流路及び第２通過流路の詳細を説明するための略断面図である。 実施の形態１に係る熱交換器の、蒸発器として作用する場合の、流路長Ｌ２と冷媒の均一性との関係を示す図である。 実施の形態１に係る熱交換器の、凝縮器として作用する場合の、流路長Ｌ１と冷媒の均一性との関係を示す図である。 実施の形態２に係る熱交換器の、斜視図である。 実施の形態２に係る熱交換器の、３列目分割部とその周辺部材とを分解した状態での斜視図である。 実施の形態３に係る熱交換器の、斜視図である。 実施の形態３に係る熱交換器の、２列目分割部とその周辺部材とを分解した状態での斜視図である。
　以下、本発明に係る積層型ヘッダーについて、図面を用いて説明する。
　なお、以下で説明する構成等は、一例にすぎず、本発明に係る積層型ヘッダーは、そのような構成等である場合に限定されない。また、各図において、同一又は類似するものには、同一の符号を付すか、又は、符号を付すことを省略している。また、細かい構造については、適宜図示を簡略化又は省略している。また、重複又は類似する説明については、適宜簡略化又は省略している。
　また、以下では、本発明に係る積層型ヘッダーが、熱交換器に流入する冷媒を分配するものである場合を説明しているが、本発明に係る積層型ヘッダーが、他の機器に流入する冷媒を分配するものであってもよい。また、以下では、本発明に係る積層型ヘッダーを備えた熱交換器が、空気調和装置に適用される場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、例えば、冷媒循環回路を有する他の冷凍サイクル装置に適用されてもよい。また、本発明に係る積層型ヘッダーを備えた熱交換器が、空気調和装置の室外熱交換器である場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、空気調和装置の室内熱交換器であってもよい。また、空気調和装置が、暖房運転と冷房運転とを切り替えるものである場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、暖房運転又は冷房運転のみを行うものであってもよい。
実施の形態１．
　実施の形態１に係る熱交換器について説明する。
＜熱交換器の構成＞
　以下に、実施の形態１に係る熱交換器の構成について説明する。
（熱交換器の概略構成）
　以下に、実施の形態１に係る熱交換器の概略構成について説明する。
　図１は、実施の形態１に係る熱交換器の、斜視図である。
　図１に示されるように、熱交換器１は、熱交換部２と、積層型ヘッダー３と、を有する。
　熱交換部２は、熱交換部２を通過する空気の通過方向（図中白抜き矢印）の、風上側に配設された１列目熱交換部２１と、風下側に配設された２列目熱交換部３１と、を有する。１列目熱交換部２１は、複数の１列目伝熱管２２と、その複数の１列目伝熱管２２に、例えば、ロウ付け等で接合される複数の１列目フィン２３と、を有する。２列目熱交換部３１は、複数の２列目伝熱管３２と、その複数の２列目伝熱管３２に、例えば、ロウ付け等で接合される複数の２列目フィン３３と、を有する。なお、図１及び図１以下の図では、１列目伝熱管２２及び２列目伝熱管３２が、８本である場合を示しているが、そのような場合に限定されず、１本を含む他の本数であってもよい。１列目伝熱管２２は、本発明における「第１伝熱管」に相当する。２列目伝熱管３２は、本発明における「第２伝熱管」に相当する。
　１列目伝熱管２２及び２列目伝熱管３２は、扁平管であり、長軸方向に複数の流路が形成される。複数の１列目伝熱管２２及び複数の２列目伝熱管３２のそれぞれは、一方の端部と他方の端部との間がヘアピン状に折り曲げられて、折返し部２２ａ、３２ａが形成される。１列目伝熱管２２及び２列目伝熱管３２は、熱交換部２を通過する空気の通過方向（図中白抜き矢印）と交差する方向に、複数段配設される。熱交換部２を、その通過方向から見た場合に、複数の１列目伝熱管２２と複数の２列目伝熱管３２との高さ方向の位置が、ずれているとよい。そのように構成されることで、熱交換効率が向上される。複数の１列目伝熱管２２及び複数の２列目伝熱管３２のそれぞれの一方の端部と他方の端部とは、積層型ヘッダー３と対向するように並設される。
　積層型ヘッダー３は、熱交換部２の段方向に分割された、１列目分割部５１と、２列目分割部６１と、を有する。１列目分割部５１には、接続管５２を介して、配管（図示せず）が接続される。２列目分割部６１には、複数の接続管６２を介して、複数の配管（図示せず）が接続される。接続管５２及び接続管６２は、例えば、円管である。なお、１列目分割部５１と、２列目分割部６１と、が一体化されていてもよい。１列目分割部５１は、本発明における「第１分割部」に相当し、２列目分割部６１は、本発明における「第２分割部」に相当する。
　１列目分割部５１には、複数の１列目出口流路５１ａと、分配流路５１ｂと、複数の１列目入口流路５１ｃと、複数の１列目通過流路５１ｄと、が形成される。１列目出口流路５１ａは、本発明における「第２出口流路」に相当する。１列目入口流路５１ｃは、本発明における「第１入口流路」に相当する。１列目通過流路５１ｄは、本発明における「第１通過流路」に相当する。
　１列目伝熱管２２の一方の端部が、１列目出口流路５１ａに接続され、１列目伝熱管２２の他方の端部が、１列目入口流路５１ｃに接続される。分配流路５１ｂの一方の端部は、接続管５２に接続され、分配流路５１ｂの他方の端部は、複数の１列目出口流路５１ａに接続される。１列目通過流路５１ｄの一方の端部は、１列目入口流路５１ｃに接続され、１列目通過流路５１ｄの他方の端部は、Ｕ字管８１に接続される。
　２列目分割部６１には、複数の２列目出口流路６１ａと、複数の２列目通過流路６１ｂと、複数の２列目入口流路６１ｃと、複数の合流流路６１ｄと、が形成される。２列目出口流路６１ａは、本発明における「第１出口流路」に相当する。２列目通過流路６１ｂは、本発明における「第２通過流路」に相当する。２列目入口流路６１ｃは、本発明における「第２入口流路」に相当する。合流流路６１ｄは、本発明における「第１合流流路」に相当する。
　２列目伝熱管３２の一方の端部が、２列目出口流路６１ａに接続され、２列目伝熱管３２の他方の端部が、２列目入口流路６１ｃに接続される。２列目通過流路６１ｂの一方の端部は、Ｕ字管８１に接続され、２列目通過流路６１ｂの他方の端部は、２列目出口流路６１ａに接続される。合流流路６１ｄの一方の端部は、複数の２列目入口流路６１ｃに接続され、合流流路６１ｄの他方の端部は、接続管６２に接続される。
　Ｕ字管８１は、Ｕ字状ではない他の管であってもよい。Ｕ字管８１は、１列目通過流路５１ｄ及び２列目通過流路６１ｂに、直接接続されてもよく、また、中継部材を介して接続されてもよい。Ｕ字管８１は、例えば、金属製である。Ｕ字管８１は、本発明における「第１管」に相当する。１列目入口流路５１ｃ、１列目通過流路５１ｄ、Ｕ字管８１、２列目通過流路６１ｂ、及び、２列目出口流路６１ａは、それぞれ、本発明における「第１折返流路」の一部に相当する。
　熱交換器１が蒸発器として作用する場合には、冷媒は、接続管５２を介して、分配流路５１ｂに流入して、複数の１列目出口流路５１ａに分配され、複数の１列目伝熱管２２を通って、複数の１列目入口流路５１ｃに流入する。複数の１列目入口流路５１ｃに流入した冷媒は、複数の１列目通過流路５１ｄ、複数のＵ字管８１、及び、複数の２列目通過流路６１ｂを、その順で通過して、複数の２列目出口流路６１ａに流入する。複数の２列目出口流路６１ａに流入した冷媒は、複数の２列目伝熱管３２を通って、複数の２列目入口流路６１ｃに流入し、合流流路６１ｄで合流されて、接続管６２から流出する。
　熱交換器１が凝縮器として作用する場合には、冷媒は、接続管６２を介して、合流流路６１ｄに流入して、複数の２列目入口流路６１ｃに分配され、複数の２列目伝熱管３２を通って、複数の２列目出口流路６１ａに流入する。複数の２列目出口流路６１ａに流入した冷媒は、複数の２列目通過流路６１ｂ、複数のＵ字管８１、及び、複数の１列目通過流路５１ｄを、その順で通過して、複数の１列目入口流路５１ｃに流入する。複数の１列目入口流路５１ｃに流入した冷媒は、複数の１列目伝熱管２２を通って、複数の１列目出口流路５１ａに流入し、分配流路５１ｂで合流されて、接続管５２から流出する。
　なお、図１及び図１以下の図では、接続管５２が１つである場合、つまり、分配流路５１ｂが１つである場合を示しているが、そのような場合に限定されず、接続管５２と分配流路５１ｂとの組が、複数であってもよい。また、図１及び図１以下の図では、接続管６２が４つである場合、つまり、合流流路６１ｄが４つである場合を示しているが、そのような場合に限定されず、接続管６２と合流流路６１ｄとの組が、４つ以外であってもよい。接続管６２と合流流路６１ｄとの組が、４つである場合には、２列目分割部６１の、熱交換部２の列方向の幅を小さくすることができる。また、図１及び図１以下の図では、接続管５２、接続管６２、及び、Ｕ字管８１が、積層型ヘッダー３の熱交換部２と対向する面の反対側の面に接続される場合を示しているが、そのような場合に限定されず、積層型ヘッダー３の他の面に接続されてもよい。
（積層型ヘッダーの構成）
　以下に、実施の形態１に係る熱交換器の積層型ヘッダーの構成について説明する。
　図２は、実施の形態１に係る熱交換器の、１列目分割部とその周辺部材とを分解した状態での斜視図である。図３は、実施の形態１に係る熱交換器の、２列目分割部とその周辺部材とを分解した状態での斜視図である。なお、図２及び図３では、熱交換器１が蒸発器として作用する場合の冷媒の流れを、矢印で示している。
　図２に示されるように、１列目分割部５１は、１列目第１板状体５３と、１列目第１板状体５３に積層された１列目第２板状体５４と、を有する。１列目第１板状体５３は、本発明における「第１板状体」の一部に相当する。１列目第２板状体５４は、本発明における「第２板状体」の一部に相当する。
　１列目第１板状体５３は、１つの板状部材５３＿１を有し、１列目第２板状体５４は、複数の板状部材５４＿１～５４＿７を有する。１列目伝熱管２２の両端部は、１列目保持部材２４によって保持されており、１つの板状部材５３＿１と複数の板状部材５４＿１～５４＿７とは、１列目保持部材２４に、複数の板状のクラッド材５５＿１～５５＿８によって、例えば、ロウ付け接合される。クラッド材５５＿１～５５＿８の両面又は片面には、ロウ材が塗布されている。クラッド材５５＿１～５５＿８は、１列目保持部材２４と板状部材５３＿１、５４＿１～５４＿７との接合層として機能する。また、クラッド材５５＿１～５５＿８に形成された各流路によって、板状部材５３＿１、５４＿１～５４＿７に形成された隣り合う流路間の、冷媒の隔離が確実化される。１列目保持部材２４、板状部材５３＿１、５４＿１～５４＿７、及び、クラッド材５５＿１～５５＿８は、例えば、アルミ製である。なお、１列目保持部材２４と板状部材５３＿１、５４＿１～５４＿７とが、複数のクラッド材５５＿１～５５＿８を介さずに直接接合されてもよい。
　１列目第１板状体５３には、複数の１列目出口流路５１ａと、複数の１列目入口流路５１ｃと、が列状に形成される。複数の１列目出口流路５１ａ及び複数の１列目入口流路５１ｃは、１列目伝熱管２２の外周面に沿う形状である。１列目伝熱管２２の両端部は、１列目保持部材２４から突出しており、１列目第１板状体５３は、複数の１列目出口流路５１ａ及び複数の１列目入口流路５１ｃの内側に１列目伝熱管２２の端部が突出する状態で、１列目保持部材２４に接合される。１列目伝熱管２２の両端部が、１列目保持部材２４によって保持されない状態で、複数の１列目出口流路５１ａ及び複数の１列目入口流路５１ｃと、１列目伝熱管２２の端部と、が直接接合されてもよい。１列目伝熱管２２の端面が、１列目第１板状体５３から突出していてもよく、また、複数の１列目出口流路５１ａ及び複数の１列目入口流路５１ｃと、１列目伝熱管２２と、が、中継部材を介して接続され、１列目伝熱管２２の端面が、その中継部材に形成された流路の内側に位置していてもよい。
　１列目第２板状体５４には、分配流路５１ｂと、複数の１列目通過流路５１ｄと、が形成される。分配流路５１ｂ及び複数の１列目通過流路５１ｄのそれぞれは、板状部材５４＿１～５４＿７に形成された各部分流路及びクラッド材５５＿２～５５＿８に形成された各部分流路の集合体である。分配流路５１ｂの一方の端部は、接続管５２に接続され、分配流路５１ｂの他方の端部は、複数の１列目出口流路５１ａに接続される。分配流路５１ｂは、熱交換部２から遠い側の領域において、２分岐を繰り返す。そのように構成されることで、熱交換器１が蒸発器として作用する場合における、冷媒の分配の均一性が向上される。また、分配流路５１ｂは、熱交換部２に近い側の領域において、直線状である。１列目通過流路５１ｄの一方の端部は、１列目入口流路５１ｃに接続され、１列目通過流路５１ｄの他方の端部は、Ｕ字管８１に接続される。１列目通過流路５１ｄは、熱交換部２に近い側の領域において、直線状である。１列目通過流路５１ｄの詳細については、後に説明する。
　なお、接続管５２及びＵ字管８１が、１列目第１板状体５３に設けられていてもよい。つまり、分配流路５１ｂの一部及び１列目通過流路５１ｄの一部が、１列目第１板状体５３を経由していてもよい。
　図３に示されるように、２列目分割部６１は、２列目第１板状体６３と、２列目第１板状体６３に積層された２列目第２板状体６４と、を有する。２列目第１板状体６３は、本発明における「第１板状体」の一部に相当する。２列目第２板状体６４は、本発明における「第２板状体」の一部に相当する。
　２列目第１板状体６３は、１つの板状部材６３＿１を有し、２列目第２板状体６４は、複数の板状部材６４＿１～６４＿７を有する。２列目伝熱管３２の両端部は、２列目保持部材３４によって保持されており、１つの板状部材６３＿１と複数の板状部材６４＿１～６４＿７とは、２列目保持部材３４に、複数の板状のクラッド材６５＿１～６５＿８によって、例えば、ロウ付け接合される。クラッド材６５＿１～６５＿８の両面又は片面には、ロウ材が塗布されている。クラッド材６５＿１～６５＿８は、２列目保持部材３４と板状部材６３＿１、６４＿１～６４＿７との接合層として機能する。また、クラッド材６５＿１～６５＿８に形成された各流路によって、板状部材６３＿１、６４＿１～６４＿７に形成された隣り合う流路間の、冷媒の隔離が確実化される。２列目保持部材３４、板状部材６３＿１、６４＿１～６４＿７、及び、クラッド材６５＿１～６５＿８は、例えば、アルミ製である。なお、２列目保持部材３４と板状部材６３＿１、６４＿１～６４＿７とが、複数のクラッド材６５＿１～６５＿８を介さずに直接接合されてもよい。
　２列目第１板状体６３には、複数の２列目出口流路６１ａと、複数の２列目入口流路６１ｃと、が列状に形成される。複数の２列目出口流路６１ａ及び複数の２列目入口流路６１ｃは、２列目伝熱管３２の外周面に沿う形状である。２列目伝熱管３２の両端部は、２列目保持部材３４から突出しており、２列目第１板状体６３は、複数の２列目出口流路６１ａ及び複数の２列目入口流路６１ｃの内側に２列目伝熱管３２の端部が突出する状態で、２列目保持部材３４に接合される。２列目伝熱管３２の両端部が、２列目保持部材３４によって保持されない状態で、複数の２列目出口流路６１ａ及び複数の２列目入口流路６１ｃと、２列目伝熱管３２の端部と、が直接接合されてもよい。２列目伝熱管３２の端面が、２列目第１板状体６３から突出していてもよく、また、複数の２列目出口流路６１ａ及び複数の２列目入口流路６１ｃと、２列目伝熱管３２と、が、中継部材を介して接続され、２列目伝熱管３２の端面が、その中継部材に形成された流路の内側に位置していてもよい。
　２列目第２板状体６４には、複数の２列目通過流路６１ｂと、複数の合流流路６１ｄと、が形成される。複数の２列目通過流路６１ｂのそれぞれ及び複数の合流流路６１ｄのそれぞれは、板状部材６４＿１～６４＿７に形成された各部分流路及びクラッド材６５＿２～６５＿８に形成された各部分流路の集合体である。２列目通過流路６１ｂの一方の端部は、Ｕ字管８１に接続され、２列目通過流路６１ｂの他方の端部は、２列目出口流路６１ａに接続される。２列目通過流路６１ｂは、熱交換部２に近い側の領域において、直線状である。２列目通過流路６１ｂの詳細については、後に説明する。合流流路６１ｄの一方の端部は、複数の２列目入口流路６１ｃに接続され、合流流路６１ｄの他方の端部は、接続管６２に接続される。合流流路６１ｄは、２つの流路を１つの流路に合流させる。そのように構成されることで、熱交換器１が凝縮器として作用する場合における、冷媒の分配の均一性が向上される。また、合流流路６１ｄは、熱交換部２に近い側の領域において、直線状である。
　なお、Ｕ字管８１及び接続管６２が、２列目第１板状体６３に設けられていてもよい。つまり、２列目通過流路６１ｂの一部及び合流流路６１ｄの一部が、２列目第１板状体６３を経由していてもよい。
＜熱交換器が適用される空気調和装置の構成＞
　以下に、実施の形態１に係る熱交換器が適用される空気調和装置の構成について説明する。
　図４及び図５は、実施の形態１に係る熱交換器が適用される空気調和装置の、構成を示す図である。なお、図４は、空気調和装置９１が暖房運転する場合を示している。また、図５は、空気調和装置９１が冷房運転する場合を示している。
　図４及び図５に示されるように、空気調和装置９１は、圧縮機９２と、四方弁９３と、室外熱交換器（熱源側熱交換器）９４と、絞り装置９５と、室内熱交換器（負荷側熱交換器）９６と、室外ファン（熱源側ファン）９７と、室内ファン（負荷側ファン）９８と、制御装置９９と、を有する。圧縮機９２と四方弁９３と室外熱交換器９４と絞り装置９５と室内熱交換器９６とが配管で接続されて、冷媒循環回路が形成される。四方弁９３は、他の流路切替装置であってもよい。
　室外熱交換器９４は、熱交換器１である。室外熱交換器９４は、室外ファン９７の駆動によって生じる空気流れの風上側に１列目分割部５１が配設され、風下側に２列目分割部６１が配設されるように、設けられる。室外ファン９７は、熱交換器１の風上側に設けられてもよく、また、熱交換器１の風下側に設けられてもよい。
　制御装置９９には、例えば、圧縮機９２、四方弁９３、絞り装置９５、室外ファン９７、室内ファン９８、各種センサ等が接続される。制御装置９９によって、四方弁９３の流路が切り替えられることで、暖房運転と冷房運転とが切り替えられる。
　以下に、図４を用いて、暖房運転時の冷媒の流れについて説明する。
　圧縮機９２から吐出される高圧高温のガス状態の冷媒は、四方弁９３を介して室内熱交換器９６に流入し、室内ファン９８によって供給される空気との熱交換によって凝縮することで、室内を暖房する。凝縮した冷媒は、高圧の過冷却液状態となり、室内熱交換器９６から流出し、絞り装置９５によって、低圧の気液二相状態の冷媒となる。低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器９４に流入し、室外ファン９７によって供給される空気と熱交換を行い、蒸発する。蒸発した冷媒は、低圧の過熱ガス状態となり、室外熱交換器９４から流出し、四方弁９３を介して圧縮機９２に吸入される。つまり、暖房運転時には、室外熱交換器９４は、蒸発器として作用する。
　室外熱交換器９４において、冷媒は、１列目分割部５１の分配流路５１ｂに流入して分配され、１列目熱交換部２１の１列目伝熱管２２に流入する。１列目伝熱管２２に流入した冷媒は、１列目通過流路５１ｄ、Ｕ字管８１、及び、２列目通過流路６１ｂを順に通過して、２列目熱交換部３１の２列目伝熱管３２に流入する。２列目伝熱管３２に流入した冷媒は、２列目分割部６１の合流流路６１ｄに流入して合流される。
　以下に、図５を用いて、冷房運転時の冷媒の流れについて説明する。
　圧縮機９２から吐出される高圧高温のガス状態の冷媒は、四方弁９３を介して室外熱交換器９４に流入し、室外ファン９７によって供給される空気と熱交換を行い、凝縮する。凝縮した冷媒は、高圧の過冷却液状態となり、室外熱交換器９４から流出し、絞り装置９５によって、低圧の気液二相状態となる。低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器９６に流入し、室内ファン９８によって供給される空気との熱交換によって蒸発することで、室内を冷却する。蒸発した冷媒は、低圧の過熱ガス状態となり、室内熱交換器９６から流出し、四方弁９３を介して圧縮機９２に吸入される。つまり、冷房運転時には、室外熱交換器９４は、凝縮器として作用する。
　室外熱交換器９４において、冷媒は、２列目分割部６１の合流流路６１ｄに流入して分配され、２列目熱交換部３１の２列目伝熱管３２に流入する。２列目伝熱管３２に流入した冷媒は、２列目通過流路６１ｂ、Ｕ字管８１、及び、１列目通過流路５１ｄを順に通過して、１列目熱交換部２１の１列目伝熱管２２に流入する。１列目伝熱管２２に流入した冷媒は、１列目分割部５１の分配流路５１ｂに流入して合流される。
　室外熱交換器９４では、１列目熱交換部２１と２列目熱交換部３１とが、熱交換部２を通過する空気の通過方向（図中白抜き矢印）に、並設される。例えば、室外熱交換器９４の正面視した状態での面積を増加させて、熱交換量を増やすことも可能であるが、その場合には、室外熱交換器９４を内蔵する筐体が大型化されてしまう。また、フィンの枚数を増加させて、熱交換量を増やすことも可能であるが、その場合には、排水性、着霜性能、埃耐力の観点から、フィンの間隔を約１ｍｍ未満にすることが困難であり、熱交換量の増加が不充分となってしまう場合がある。一方、室外熱交換器９４のように、伝熱管の列数を増加させる場合には、室外熱交換器９４の正面視した状態での面積、フィンの間隔等を変えることなく、熱交換量を増加させることが可能である。列数が２列になると、熱交換量は約１．５倍以上に増加する。なお、更に、室外熱交換器９４の正面視した状態での面積、フィンの間隔等が変えられてもよい。
　また、室外熱交換器９４の片側のみにヘッダー（積層型ヘッダー３）が設けられる。室外熱交換器９４が、熱交換部２の実装体積を増加するために、例えば、室外熱交換器９４を内蔵する筐体の複数の側面に沿うように、折り曲げられて配設される場合には、伝熱管の列毎にその折り曲げ部の曲率半径が異なることに起因して、列毎に端部がずれてしまう。室外熱交換器９４のように、室外熱交換器９４の片側のみにヘッダー（積層型ヘッダー３）が設けられる場合には、列毎に端部がずれてしまっても、片側の端部のみ揃えばよく、設計自由度、生産効率等が向上される。特に、室外熱交換器９４の各部材を接合した後に、熱交換部２を折り曲げることも可能となり、生産効率が更に向上される。
　また、室外熱交換器９４が凝縮器として作用する際に、１列目伝熱管２２が、２列目伝熱管３２と比較して、風上側に位置する。室外熱交換器９４の両側にヘッダーが設けられる場合では、列毎に冷媒の温度差を与えて凝縮器性能を向上することが困難であった。特に、１列目伝熱管２２及び２列目伝熱管３２が扁平管である場合には、円管と異なり、曲げ加工の自由度が低いため、列毎に冷媒の温度差を与えることを、冷媒の流路を変形させて実現することが難しい。一方、室外熱交換器９４のように、１列目伝熱管２２と２列目伝熱管３２とが積層型ヘッダー３に接続される場合には、列毎に冷媒の温度差が必然的に生じることとなり、冷媒の流れの向きと、熱交換部２を通過する空気の通過方向と、を対向する関係にすることを、冷媒の流路を変形させることなく簡易に実現することができる。
＜第１通過流路及び第２通過流路の詳細＞
　以下に、実施の形態１に係る熱交換器の第１通過流路及び第２通過流路の詳細について説明する。
　図６は、実施の形態１に係る熱交換器の、第１通過流路及び第２通過流路の詳細を説明するための略断面図である。
　図６に示されるように、１列目通過流路５１ｄは、１列目伝熱管２２の端面から流路長Ｌ１の範囲が、直線状である。２列目通過流路６１ｂは、２列目伝熱管３２の端面から流路長Ｌ２の範囲が、直線状である。流路長Ｌ１の範囲は、Ｕ字管８１を通過した冷媒が、１列目伝熱管２２に流入するまでの助走区間として作用する。流路長Ｌ２の範囲は、Ｕ字管８１を通過した冷媒が、２列目伝熱管３２に流入するまでの助走区間として作用する。助走区間が設けられることで、１列目伝熱管２２及び２列目伝熱管３２のそれぞれに形成された複数の流路の、各流入口に流入する冷媒量を均一化することができる。
　図７は、実施の形態１に係る熱交換器の、蒸発器として作用する場合の、流路長Ｌ２と冷媒の均一性との関係を示す図である。なお、図７では、２列目伝熱管３２の端面における、１列目伝熱管２２に最も遠い側の流入口を番号１とする場合の、流入口番号と、分配比、つまり各流入口に流入する冷媒量の合計に対する比率と、の関係を、流路長Ｌ２毎に示したものである。
　図７に示されるように、熱交換器１が蒸発器として作用する場合、つまり、Ｕ字管８１を通過した冷媒が、２列目通過流路６１ｂを通過して、２列目伝熱管３２に流入する場合には、１列目伝熱管２２から遠い流入口ほど、分配比が高くなる傾向にある。流入口数が１０である場合には、各流入口の分配比が、０．１０±０．０３の範囲内であることで、熱交換部２の熱交換性能が確保される。そのため、流路長Ｌ２の範囲における、流路の水力相当直径をＤｅとしたとき、流路長Ｌ２≧４Ｄｅであれば、熱交換部２の熱交換性能が確保される。
　図８は、実施の形態１に係る熱交換器の、凝縮器として作用する場合の、流路長Ｌ１と冷媒の均一性との関係を示す図である。なお、図８では、１列目伝熱管２２の端面における、２列目伝熱管３２に最も遠い側の流入口を番号１とする場合の、流入口番号と、分配比、つまり各流入口に流入する冷媒量の合計に対する比率と、の関係を、流路長Ｌ１毎に示したものである。
　図８に示されるように、熱交換器１が凝縮器として作用する場合、つまり、Ｕ字管８１を通過した冷媒が、１列目通過流路５１ｄを通過して、１列目伝熱管２２に流入する場合には、２列目伝熱管３２から遠い流入口ほど、分配比が高くなる傾向にある。流入口数が１０である場合には、各流入口の分配比が、０．１０±０．０３の範囲内であることで、熱交換部２の熱交換性能が確保される。そのため、流路長Ｌ１の範囲における、流路の水力相当直径をＤｅとしたとき、流路長Ｌ１≧２Ｄｅであれば、熱交換部２の熱交換性能が確保される。
　すなわち、熱交換器１が蒸発器として作用する場合には、Ｕ字管８１を、均一分配が比較的困難な気液二相状態の冷媒、つまり液相とガス相との混相状態の冷媒が通過するため、助走区間として作用する流路長Ｌ２を大きくする必要がある。一方、熱交換器１が凝縮器として作用する場合には、Ｕ字管８１を、均一分配が比較的容易なガス状態の冷媒が通過するため、助走区間として作用する流路長Ｌ１を、流路長Ｌ２と比較して小さくすることができる。そのため、流路長Ｌ１及び流路長Ｌ２が４Ｄｅ以上になるように、１列目第２板状体５４及び２列目第２板状体６４の、流路長Ｌ１の範囲及び流路長Ｌ２の範囲を形成する板状部材５４＿１～５４＿７、６４＿１～６４＿７の枚数又は厚さを増減することで、熱交換器１が蒸発器として作用する場合と熱交換器１が凝縮器として作用する場合との両方において、熱交換部２の熱交換性能を確保することができる。
　また、流路長Ｌ１が、２Ｄｅ以上で、且つ、流路長Ｌ２と比較して短くなるように、１列目第２板状体５４の、流路長Ｌ１の範囲を形成する板状部材５４＿１～５４＿７の枚数又は厚さを増減しても、熱交換器１が蒸発器として作用する場合と熱交換器１が凝縮器として作用する場合との両方において、熱交換部２の熱交換性能を確保することができる。そのような場合には、熱交換器１が軽量化され、また、低コスト化される。
＜熱交換器の作用＞
　以下に、実施の形態１に係る熱交換器の作用について説明する。
　積層型ヘッダー３では、１列目入口流路５１ｃ、１列目通過流路５１ｄ、Ｕ字管８１、２列目通過流路６１ｂ、及び、２列目出口流路６１ａによって、折返流路が形成されるため、例えば、空気の通過方向に複数列の熱交換部（１列目熱交換部２１、２列目熱交換部３１）を備えた熱交換器１等の機器のヘッダーとして使用する場合において、出口流路から流出する冷媒を、機器側で管等を用いて複数列にしなくてもよくなって、積層型ヘッダー３が適用される機器の構造が複雑化されることが抑制される。
　また、折返流路が、板状部材５４＿１～５４＿７、６４＿１～６４＿７に形成された各部分流路、及び、板状のクラッド材５５＿２～５５＿８、６５＿２～６５＿８に形成された各部分流路の集合体である、１列目通過流路５１ｄ及び２列目通過流路６１ｂと、Ｕ字管８１と、で形成される。そのため、折返流路の折返部（Ｕ字管８１のＵ字部）で生じる、流路内での冷媒量の偏りを均一化するために、１列目通過流路５１ｄ及び２列目通過流路６１ｂとＵ字管８１との接続部と、折返部と、の間の距離を長くすることを、積層型ヘッダー３の積層枚数又は板状部材の厚さを増加させずに、つまり、Ｕ字管８１の端部長さ等を長くすることによって実現することができ、冷媒の分配の均一化と、低コスト化及び軽量化と、が両立される。また、折返流路の折返部がＵ字管８１、つまり管であるため、折返部の設計自由度が向上され、積層型ヘッダー３が多機能化される。
　また、積層型ヘッダー３では、第１板状体及び第２板状体の、１列目出口流路５１ａ、分配流路５１ｂ、１列目入口流路５１ｃ、及び、１列目通過流路５１ｄと、２列目出口流路６１ａ、２列目通過流路６１ｂ、２列目入口流路６１ｃ、及び、合流流路６１ｄと、の間で、１列目分割部５１と、２列目分割部６１と、に分割される。そのため、熱交換部２に流入する前の冷媒と、熱交換部２を通過した後の冷媒と、が熱交換することが抑制され、熱交換器１の熱交換効率が向上される。なお、１列目分割部５１と、２列目分割部６１と、の分割面は、直線状であってもよく、また、曲線状であってもよい。また、１列目分割部５１と、２列目分割部６１と、の間に、断熱材が充填されてもよい。また、その分割が、プレス加工等によって行われるとよい。そのような場合には、板状部材５３＿１、５４＿１～５４＿７、６３＿１、６４＿１～６４＿７及びクラッド材５５＿１～５５＿８、６５＿１～６５＿８の各流路と共に加工を行うことができ、製造コストが低減される。また、分割が確実化されて、熱交換部２に流入する前の冷媒と、熱交換部２を通過した後の冷媒と、の熱交換の抑制の確実性が向上される。
　また、熱交換器１が蒸発器として作用する場合には、２列目入口流路６１ｃにガス状態の冷媒が流入することとなり、そのガス冷媒に生じる圧力損失を低減するために、合流流路６１ｄの流路断面積をなるべく大きくする必要がある。積層型ヘッダー３では、１列目分割部５１と、２列目分割部６１と、に分割され、熱交換部２に流入する前の冷媒と、熱交換部２を通過した後の冷媒と、が熱交換することが抑制されていることから、合流流路６１ｄを、１列目分割部５１の近くまで拡げることができ、ガス冷媒に生じる圧力損失を格段低減することができるため、積層型ヘッダー３が高性能化され、また、空気調和装置９１の運転効率が向上される。
実施の形態２．
　実施の形態２に係る熱交換器について説明する。
　なお、実施の形態１と重複又は類似する説明は、適宜簡略化又は省略している。
＜熱交換器の構成＞
　以下に、実施の形態２に係る熱交換器の構成について説明する。
（熱交換器の概略構成）
　以下に、実施の形態２に係る熱交換器の概略構成について説明する。
　図９は、実施の形態２に係る熱交換器の、斜視図である。
　図９に示されるように、熱交換部２は、熱交換部２を通過する空気の通過方向（図中白抜き矢印）の、風上側に配設された１列目熱交換部２１と、その風下側に配設された２列目熱交換部３１と、その風下側に配設された３列目熱交換部４１と、を有する。３列目熱交換部４１は、複数の３列目伝熱管４２と、その複数の３列目伝熱管４２に、例えば、ロウ付け等で接合される複数の３列目フィン４３と、を有する。
　３列目伝熱管４２は、扁平管であり、長軸方向に複数の流路が形成される。複数の３列目伝熱管４２のそれぞれは、一方の端部と他方の端部との間がヘアピン状に折り曲げられて、折返し部４２ａが形成される。３列目伝熱管４２は、熱交換部２を通過する空気の通過方向（図中白抜き矢印）と交差する方向に、複数段配設される。複数の３列目伝熱管４２のそれぞれの一方の端部と他方の端部とは、積層型ヘッダー３と対向するように並設される。
　積層型ヘッダー３は、熱交換部２の段方向に分割された、１列目分割部５１と、２列目分割部６１と、３列目分割部７１と、を有する。３列目分割部７１には、複数の接続管７２を介して、複数の配管（図示せず）が接続される。なお、１列目分割部５１と、２列目分割部６１と、３列目分割部７１と、のうちの２つ以上が一体化されていてもよい。１列目分割部５１は、本発明における「第１分割部」に相当し、２列目分割部６１及び３列目分割部７１のそれぞれは、本発明における「第２分割部」に相当する。
　３列目分割部７１には、複数の３列目出口流路７１ａと、複数の３列目通過流路７１ｂと、複数の３列目入口流路７１ｃと、複数の合流流路７１ｄと、が形成される。３列目出口流路７１ａは、本発明における「第３出口流路」に相当する。３列目通過流路７１ｂは、本発明における「第３通過流路」に相当する。３列目入口流路７１ｃは、本発明における「第３入口流路」に相当する。合流流路７１ｄは、本発明における「第２合流流路」に相当する。
　３列目伝熱管４２の一方の端部が、３列目出口流路７１ａに接続され、３列目伝熱管４２の他方の端部が、３列目入口流路７１ｃに接続される。３列目通過流路７１ｂの一方の端部は、分岐管８２に接続され、３列目通過流路７１ｂの他方の端部は、３列目出口流路７１ａに接続される。合流流路７１ｄの一方の端部は、複数の３列目入口流路７１ｃに接続され、合流流路７１ｄの他方の端部は、接続管７２に接続される。
　２列目分割部６１の合流流路６１ｄの、２列目入口流路６１ｃに連通されない側の端部には、Ｕ字管８１ではなく、分岐管８２が接続される。つまり、分岐管８２は、分岐部を有し、２列目分割部６１の合流流路６１ｄと、３列目分割部７１の２つの３列目通過流路７１ｂと、を連通させる。分岐管８２が、バルジ成形によって形成されるとよい。分岐管８２は、合流流路６１ｄ及び３列目通過流路７１ｂに、直接接続されてもよく、また、中継部材を介して接続されてもよい。分岐管８２は、例えば、金属製である。複数の２列目入口流路６１ｃ、合流流路６１ｄ、分岐管８２、複数の３列目通過流路７１ｂ、及び、複数の３列目出口流路７１ａは、それぞれ、本発明における「第２折返流路」の一部に相当する。
　熱交換器１が蒸発器として作用する場合には、冷媒は、合流流路６１ｄで合流されて、複数の分岐管８２、及び、複数の３列目通過流路７１ｂを、その順で通過して、複数の３列目出口流路７１ａに流入する。複数の３列目出口流路７１ａに流入した冷媒は、複数の３列目伝熱管４２を通って、複数の３列目入口流路７１ｃに流入し、合流流路７１ｄで合流されて、接続管７２から流出する。
　熱交換器１が凝縮器として作用する場合には、冷媒は、接続管７２を介して、合流流路７１ｄに流入して、複数の３列目入口流路７１ｃに分配され、複数の３列目伝熱管４２を通って、複数の３列目出口流路７１ａに流入する。複数の３列目出口流路７１ａに流入した冷媒は、複数の３列目通過流路７１ｂ、及び、複数の分岐管８２を、その順で通過して、合流流路６１ｄに流入する。
　なお、図９及び図１０では、分岐管８２が４つである場合、つまり、合流流路６１ｄが、２つの流路を１つの流路に合流させるものである場合を示しているが、そのような場合に限定されず、分岐管８２が４つ以外であってもよく、合流流路６１ｄが合流する流路の数に対応した分岐数であればよい。また、図９及び図１０では、分岐管８２が、積層型ヘッダー３の熱交換部２と対向する面の反対側の面に接続される場合を示しているが、そのような場合に限定されず、積層型ヘッダー３の他の面に接続されてもよい。
（積層型ヘッダーの構成）
　以下に、実施の形態２に係る熱交換器の積層型ヘッダーの構成について説明する。
　図１０は、実施の形態２に係る熱交換器の、３列目分割部とその周辺部材とを分解した状態での斜視図である。なお、図１０では、熱交換器１が蒸発器として作用する場合の冷媒の流れを、矢印で示している。
　図１０に示されるように、３列目分割部７１は、３列目第１板状体７３と、３列目第１板状体７３に積層された３列目第２板状体７４と、を有する。３列目第１板状体７３及び３列目第２板状体７４の構成は、２列目第１板状体６３及び２列目第２板状体６４の構成と同一である。３列目第１板状体７３は、本発明における「第１板状体」の一部に相当する。３列目第２板状体７４は、本発明における「第２板状体」の一部に相当する。
　なお、分岐管８２が、３列目第１板状体７３に設けられていてもよい。つまり、３列目通過流路７１ｂの一部及び合流流路７１ｄの一部が、３列目第１板状体７３を経由していてもよい。
＜熱交換器の作用＞
　以下に、実施の形態２に係る熱交換器の作用について説明する。
　積層型ヘッダー３では、複数の２列目入口流路６１ｃ、合流流路６１ｄ、分岐管８２、複数の３列目通過流路７１ｂ、及び、複数の３列目出口流路７１ａによって、折返流路が形成されるため、例えば、空気の通過方向に３列の熱交換部（１列目熱交換部２１、２列目熱交換部３１、３列目熱交換部４１）を備えた熱交換器１等の機器のヘッダーとして使用する場合において、出口流路から流出する冷媒を、機器側で管等を用いて３列にしなくてもよくなって、積層型ヘッダー３が適用される機器の構造が複雑化されることが抑制される。なお、積層型ヘッダー３は、３列である場合に限定されず、４列以上であってもよい。
　また、積層型ヘッダー３では、３列目分割部７１の構成が、２列目分割部６１の構成と同一である。そのため、３列目分割部７１と２列目分割部６１とが、分割されている場合には、熱交換部２の列数の増加に共通の部品を用いて対応することができ、一体化されている場合には、熱交換部２の列数の増加に共通の加工工程、治具（プレス型等）を用いて対応することができ、熱交換器１が低コスト化される。
実施の形態３．
　実施の形態３に係る熱交換器について説明する。
　なお、実施の形態１及び実施の形態２と重複又は類似する説明は、適宜簡略化又は省略している。
＜熱交換器の構成＞
　以下に、実施の形態３に係る熱交換器の構成について説明する。
（熱交換器の概略構成）
　以下に、実施の形態３に係る熱交換器の概略構成について説明する。
　図１１は、実施の形態３に係る熱交換器の、斜視図である。
　図１１に示されるように、積層型ヘッダー３は、熱交換部２の段方向に分割された、１列目分割部５１と、２列目分割部６１Ａと、３列目分割部７１と、を有する。２列目分割部６１Ａは、実施の形態２における２列目分割部６１と、異なる構成である。１列目分割部５１は、本発明における「第１分割部」に相当し、２列目分割部６１Ａ及び３列目分割部７１の集合体は、本発明における「第２分割部」に相当する。
　２列目分割部６１Ａには、複数の２列目出口流路６１Ａａと、複数の２列目第１通過流路６１Ａｂと、複数の２列目入口流路６１Ａｃと、複数の２列目第２通過流路６１Ａｄと、が形成される。２列目出口流路６１Ａａは、本発明における「第１出口流路」に相当する。２列目第１通過流路６１Ａｂは、本発明における「第２通過流路」に相当する。２列目入口流路６１Ａｃは、本発明における「第４入口流路」に相当する。２列目第２通過流路６１Ａｄは、本発明における「第４通過流路」に相当する。３列目出口流路７１ａは、本発明における「第４出口流路」に相当する。３列目通過流路７１ｂは、本発明における「第５通過流路」に相当する。３列目入口流路７１ｃは、本発明における「第２入口流路」に相当する。合流流路７１ｄは、本発明における「第１合流流路」に相当する。
　２列目分割部６１Ａの２列目第２通過流路６１Ａｄの、２列目入口流路６１Ａｃに連通されない側の端部には、分岐管８２ではなく、Ｕ字管８１が接続される。そのＵ字管８１は、本発明における「第２管」に相当する。２列目入口流路６１Ａｃ、２列目第２通過流路６１Ａｄ、Ｕ字管８１、３列目通過流路７１ｂ、及び、３列目出口流路７１ａは、それぞれ、本発明における「第３折返流路」の一部に相当する。
（積層型ヘッダーの構成）
　以下に、実施の形態３に係る熱交換器の積層型ヘッダーの構成について説明する。
　図１２は、実施の形態３に係る熱交換器の、２列目分割部とその周辺部材とを分解した状態での斜視図である。なお、図１２では、熱交換器１が蒸発器として作用する場合の冷媒の流れを、矢印で示している。
　図１２に示されるように、２列目分割部６１Ａは、２列目第１板状体６３Ａと、２列目第１板状体６３Ａに積層された２列目第２板状体６４Ａと、を有する。２列目第１板状体６３Ａは、本発明における「第１板状体」の一部に相当する。２列目第２板状体６４Ａは、本発明における「第２板状体」の一部に相当する。
　２列目第１板状体６３Ａには、複数の２列目出口流路６１Ａａと、複数の２列目入口流路６１Ａｃと、が列状に形成される。２列目第２板状体６４Ａには、複数の２列目第１通過流路６１Ａｂと、複数の２列目第２通過流路６１Ａｄと、が形成される。２列目第１通過流路６１Ａｂの一方の端部は、Ｕ字管８１に接続され、２列目第１通過流路６１Ａｂの他方の端部は、２列目出口流路６１Ａａに接続される。２列目第１通過流路６１Ａｂは、熱交換部２に近い側の領域において、直線状である。２列目第２通過流路６１Ａｄの一方の端部は、２列目入口流路６１Ａｃに接続され、２列目第２通過流路６１Ａｄの他方の端部は、Ｕ字管８１に接続される。２列目第２通過流路６１Ａｄは、熱交換部２に近い側の領域において、直線状である。
　なお、Ｕ字管８１が、２列目第１板状体６３Ａに設けられていてもよい。つまり、２列目第１通過流路６１Ａｂの一部及び２列目第２通過流路６１Ａｄの一部が、２列目第１板状体６３Ａを経由していてもよい。
＜熱交換器の作用＞
　以下に、実施の形態３に係る熱交換器の作用について説明する。
　積層型ヘッダー３では、２列目入口流路６１Ａｃ、２列目第２通過流路６１Ａｄ、Ｕ字管８１、３列目通過流路７１ｂ、及び、３列目出口流路７１ａによって、折返流路が形成されるため、例えば、空気の通過方向に３列の熱交換部（１列目熱交換部２１、２列目熱交換部３１、３列目熱交換部４１）を備えた熱交換器１等の機器のヘッダーとして使用する場合において、出口流路から流出する冷媒を、機器側で管等を用いて３列にしなくてもよくなって、積層型ヘッダー３が適用される機器の構造が複雑化されることが抑制される。なお、積層型ヘッダー３は、３列である場合に限定されず、４列以上であってもよい。
　以上、実施の形態１～実施の形態３について説明したが、本発明は各実施の形態の説明に限定されない。例えば、各実施の形態の全部又は一部を組み合わせることも可能である。
　１　熱交換器、２　熱交換部、３　積層型ヘッダー、２１　１列目熱交換部、２２　１列目伝熱管、２２ａ　折返し部、２３　１列目フィン、２４　１列目保持部材、３１　２列目熱交換部、３２　２列目伝熱管、３２ａ　折返し部、３３　２列目フィン、３４　２列目保持部材、４１　３列目熱交換部、４２　３列目伝熱管、４２ａ　折返し部、４３　３列目フィン、４４　３列目保持部材、５１　１列目分割部、５１ａ　１列目出口流路、５１ｂ　分配流路、５１ｃ　１列目入口流路、５１ｄ　１列目通過流路、５２　接続管、５３　１列目第１板状体、５３＿１　板状部材、５４　１列目第２板状体、５４＿１～５４＿７　板状部材、５５＿１～５５＿８　クラッド材、６１、６１Ａ　２列目分割部、６１ａ、６１Ａａ　２列目出口流路、６１ｂ　２列目通過流路、６１Ａｂ　２列目第１通過流路、６１ｃ、６１Ａｃ　２列目入口流路、６１ｄ　合流流路、６１Ａｄ　２列目第２通過流路、６２　接続管、６３、６３Ａ　２列目第１板状体、６３＿１　板状部材、６４、６４Ａ　２列目第２板状体、６４＿１～６４＿７　板状部材、６５＿１～６５＿８　クラッド材、７１　３列目分割部、７１ａ　３列目出口流路、７１ｂ　３列目通過流路、７１ｃ　３列目入口流路、７１ｄ　合流流路、７２　接続管、７３　３列目第１板状体、７３＿１　板状部材、７４　３列目第２板状体、７４＿１～７４＿７　板状部材、７５＿１～７５＿８　クラッド材、８１　Ｕ字管、８２　分岐管、９１　空気調和装置、９２　圧縮機、９３　四方弁、９４　室外熱交換器、９５　絞り装置、９６　室内熱交換器、９７　室外ファン、９８　室内ファン、９９　制御装置。

Claims (11)

  1. 　第１入口流路と、第１出口流路と、が形成された第１板状体と、
    　前記第１板状体に取り付けられ、
    　前記第１入口流路から流入する冷媒を通過させる第１通過流路の少なくとも一部と、
    　前記第１出口流路に冷媒を通過させる第２通過流路の少なくとも一部と、が形成された第２板状体と、を備え、
    　前記第１通過流路の前記第１入口流路に連通されない側の端部と、前記第２通過流路の前記第１出口流路に連通されない側の端部と、の間が、第１管を介して連通されて、第１折返流路が形成された、積層型ヘッダー。
  2. 　前記第１管を通過した冷媒が通過する流路のうちの、前記第１入口流路及び前記第１出口流路のうちの下流側の流路に接続される伝熱管の端面から、上流側に流路長Ｌの領域は、直線状であり、
    　前記流路長Ｌは、前記領域の水力相当直径Ｄｅと比較して、４倍以上である、請求項１に記載の積層型ヘッダー。
  3. 　前記第１板状体に、
    　複数の第２出口流路と、複数の第２入口流路と、が形成され、
    　前記第２板状体に、
    　前記複数の第２出口流路に冷媒を分配する分配流路の少なくとも一部と、
    　前記複数の第２入口流路から流入する冷媒を合流する第１合流流路の少なくとも一部と、が形成された、請求項１又は２に記載の積層型ヘッダー。
  4. 　前記第１板状体及び前記第２板状体は、
    　前記分配流路、前記複数の第２出口流路、前記第１入口流路、及び、前記第１通過流路を有する第１分割部と、
    　前記第２通過流路、前記第１出口流路、前記複数の第２入口流路、及び、前記第１合流流路を有する第２分割部と、に分割された、請求項３に記載の積層型ヘッダー。
  5. 　前記第１通過流路の前記第１入口流路に連通される側の端部、及び、前記第２通過流路の前記第１出口流路に連通される側の端部に、直線状の領域が形成され、
    　前記第１通過流路の前記直線状の領域は、前記第２通過流路の前記直線状の領域と比較して、短い、請求項４に記載の積層型ヘッダー。
  6. 　前記第１板状体に、
    　複数の第３出口流路と、複数の第３入口流路と、が形成され
    　前記第２板状体に、
    　前記複数の第３出口流路のそれぞれに冷媒を通過させる複数の第３通過流路のそれぞれの少なくとも一部と、
    　前記複数の第３入口流路から流入する冷媒を合流する第２合流流路の少なくとも一部と、が形成され、
    　前記第１合流流路の前記複数の第２入口流路に連通されない側の端部と、前記複数の第３通過流路のそれぞれの前記第３出口流路に連通されない側の端部と、の間が、分岐管を介して連通されて、第２折返流路が形成された、請求項３～５のいずれか一項に記載の積層型ヘッダー。
  7. 　前記第１板状体に、
    　第４入口流路と第４出口流路と、が形成され
    　前記第２板状体に、
    　前記第４入口流路から流入する冷媒を通過させる第４通過流路の少なくとも一部と、
    　前記第４出口流路に冷媒を通過させる第５通過流路の少なくとも一部と、が形成され、
    　前記第４通過流路の前記第４入口流路に連通されない側の端部と、前記第５通過流路の前記第４出口流路に連通されない側の端部と、の間が、第２管を介して連通されて、第３折返流路が形成された、請求項３～５のいずれか一項に記載の積層型ヘッダー。
  8. 　請求項３～７のいずれか一項に記載の積層型ヘッダーと、
    　前記第２出口流路と前記第１入口流路との間を連通させる第１伝熱管と、
    　前記第１出口流路と前記第２入口流路との間を連通させる第２伝熱管と、を備えた熱交換器。
  9. 　前記伝熱管は、扁平管である、請求項８に記載の熱交換器。
  10. 　請求項８又は９に記載の熱交換器を備え、
    　前記分配流路は、前記熱交換器が蒸発器として作用する際に、前記第２出口流路に冷媒を流出する、空気調和装置。
  11. 　前記第１伝熱管は、前記熱交換器が凝縮器として作用する際に、前記第２伝熱管と比較して、風上側に位置する、請求項１０に記載の空気調和装置。
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