WO2018074348A1 - 熱交換器およびそれを用いた冷凍システム - Google Patents

熱交換器およびそれを用いた冷凍システム Download PDF

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WO2018074348A1
WO2018074348A1 PCT/JP2017/037135 JP2017037135W WO2018074348A1 WO 2018074348 A1 WO2018074348 A1 WO 2018074348A1 JP 2017037135 W JP2017037135 W JP 2017037135W WO 2018074348 A1 WO2018074348 A1 WO 2018074348A1
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WO
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flow path
outlet
inlet
header
plate
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PCT/JP2017/037135
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English (en)
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拓也 奥村
憲昭 山本
健二 名越
崇裕 大城
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/03—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/26—Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger and a refrigeration system using the same.
  • the present invention particularly relates to a plate fin stacked heat exchanger configured by stacking plate-shaped plate fins through which a refrigerant flows and a refrigeration system using the plate fin stacked heat exchanger.
  • a refrigeration system such as an air conditioner or a refrigerator circulates a refrigerant compressed by a compressor through a heat exchanger such as a condenser or an evaporator, and performs heat exchange with a heat exchange fluid to perform cooling or heating.
  • a heat exchanger such as a condenser or an evaporator
  • the performance and energy saving performance of the system are greatly influenced by the heat exchange efficiency of the heat exchanger. Therefore, high efficiency is strongly demanded for heat exchangers.
  • a fin tube type heat exchanger configured by passing a heat transfer tube through a fin group is generally used as the heat exchanger of the refrigeration system. And the improvement and miniaturization of the heat exchange efficiency by the diameter reduction of a heat exchanger tube are advanced.
  • This plate fin laminated heat exchanger is configured to generate heat between a first fluid that flows through a flow path formed in the plate fin and a second fluid that is a heat exchange fluid that flows between the laminated plate fins. Exchange. And it is widely used in the air conditioner etc. for vehicles (refer patent document 1).
  • the plate fins 102 having the flow passages 101 through which the first fluid flows are laminated to form a plate fin laminate 103.
  • End plates 104 are laminated on both sides of the plate fin laminate 103.
  • the portion of the end plate 102 having the header flow path 105 may expand and deform outward.
  • the expansion deformation in the header flow path 105 is suppressed by the rigidity of the end plate 104 because the refrigerant amount is small and the refrigerant pressure is not so high in the case of a heat exchanger of an automotive air conditioner. Therefore, it is not recognized as a problem.
  • the expansion deformation in the header channel 105 portion is The pressure is considerably larger than that of an air conditioner for automobiles, and it is difficult to suppress expansion deformation at the header flow path 105 portion. Further, it has been found that in some cases, the end plate 104 may expand and deform outward.
  • the present invention has been made in view of such knowledge and problems that occur at the time of environmental measures, and can suppress expansion and deformation in the header flow path portion even in heat exchangers used for home and commercial air conditioners and the like. . Thereby, a heat exchanger with high heat exchange efficiency and a high-performance refrigeration system using the heat exchanger can be provided.
  • a heat exchanger has a plate fin laminate in which a plurality of plate fins each having a flow path through which a first fluid flows is laminated, and at both ends in the lamination direction of the plate fin laminate.
  • a first end plate and a second end plate disposed respectively; a first inlet connecting pipe connected to the first end plate through which the first fluid flows; and connected to the first end plate; A first outlet connecting pipe through which one fluid flows out; a second inlet connecting pipe connected to the second end plate; communicating with the first inlet connecting pipe; and connected to the second end plate; And a second outlet connection pipe communicating with the connection pipe.
  • a second fluid flows between the plate fin stacks of the plate fin stack, and heat exchange is performed between the first fluid and the second fluid.
  • Each of the plurality of plate fins includes a channel region having a plurality of first fluid channels through which the first fluid flows, a header region having a header channel communicating with the plurality of first fluid channels, It has.
  • the header channel includes an inlet-side header channel that communicates the first inlet connection tube and the second inlet connection tube, and an outlet-side header that communicates the first outlet connection tube and the second outlet connection tube.
  • the first fluid flow path is constituted by a concave groove provided in each of the plurality of plate fins.
  • An inner diameter of the inlet-side header channel is smaller than inner diameters of the first inlet connection pipe and the second inlet connection pipe.
  • An inner diameter of the outlet-side header channel is smaller than inner diameters of the first outlet connecting pipe and the second outlet connecting pipe.
  • the inner diameter of the header channel means the maximum inner diameter of the header channels.
  • the first fluid pressure from the header flow path side and the first fluid pressure from the first inlet connection pipe and the first outlet connection pipe side are applied to the header region corresponding portion of the first end plate.
  • the first fluid pressure from the header flow path side and the first fluid pressure from the second inlet connection pipe and the second outlet connection pipe side are applied to the header region corresponding portion of the second end plate.
  • the inner diameter of the inlet side header flow path is smaller than the inner diameters of the first inlet connecting pipe and the second inlet connecting pipe.
  • the inner diameter of the outlet header channel is smaller than the inner diameters of the first outlet connecting pipe and the second outlet connecting pipe.
  • the first fluid pressure from the first inlet connecting pipe and the first outlet connecting pipe side becomes larger than the first fluid pressure from the header channel side, and the influence of the first fluid pressure from the header channel side is affected. Can be offset.
  • the first fluid pressure from the second inlet connection pipe and the second outlet connection pipe side becomes larger than the first fluid pressure from the header flow path side, and the influence of the first fluid pressure from the header flow path side. Can be offset.
  • region corresponding part can be suppressed.
  • the further heat exchange efficiency improvement of a heat exchanger is implement
  • the present invention suppresses expansion and deformation in the header region portion even in a heat exchanger used for home and commercial air conditioners and the like by the above configuration. Thereby, a small and highly efficient heat exchanger and a highly energy-efficient refrigeration system using the same can be provided.
  • FIG. 1 The perspective view which shows the external appearance of the plate fin lamination type heat exchanger in Embodiment 1 of this invention AA sectional view of FIG.
  • Side view showing plate fin laminated state of the same plate fin laminated body Schematic showing the BB cross section of FIG. Schematic showing the CC cross section of FIG. Schematic showing an AA enlarged cross section of FIG.
  • coolant flow path group part of the plate fin laminated body in the plate fin laminated heat exchanger The perspective view which cut
  • Plan view of plate fins constituting plate fin laminate of same plate fin laminate type heat exchanger An enlarged plan view showing the header area of the plate fin Exploded view showing a partially enlarged configuration of the plate fin Top view of first plate fin Plan view of second plate fin The top view for demonstrating the state when the 1st, 2nd both fin plates are piled up The figure for demonstrating the refrigerant
  • a heat exchanger is disposed at a plate fin laminate in which a plurality of plate fins each having a flow path through which a first fluid flows is laminated, and at both ends in the lamination direction of the plate fin laminate.
  • a first end plate and a second end plate a first inlet connection pipe connected to the first end plate and receiving the first fluid, and connected to the first end plate and allowing the first fluid to flow out.
  • a second outlet connecting pipe is disposed at a plate fin laminate in which a plurality of plate fins each having a flow path through which a first fluid flows is laminated, and at both ends in the lamination direction of the plate fin laminate.
  • a second fluid flows between the plate fin stacks of the plate fin stack, and heat exchange is performed between the first fluid and the second fluid.
  • Each of the plurality of plate fins includes a channel region having a plurality of first fluid channels through which the first fluid flows, a header region having a header channel communicating with the plurality of first fluid channels, It has.
  • the header channel includes an inlet-side header channel that communicates the first inlet connection tube and the second inlet connection tube, and an outlet-side header that communicates the first outlet connection tube and the second outlet connection tube.
  • the first fluid flow path is constituted by a concave groove provided in each of the plurality of plate fins.
  • An inner diameter of the inlet-side header channel is smaller than inner diameters of the first inlet connection pipe and the second inlet connection pipe.
  • An inner diameter of the outlet-side header channel is smaller than inner diameters of the first outlet connecting pipe and the second outlet connecting pipe.
  • the inner diameter of the header channel means the maximum inner diameter of the header channels.
  • the first fluid pressure from the header flow path side and the first fluid pressure from the first inlet connection pipe and the first outlet connection pipe side are applied to the header region corresponding portion of the first end plate.
  • the first fluid pressure from the header flow path side and the first fluid pressure from the second inlet connection pipe and the second outlet connection pipe side are applied to the header region corresponding portion of the second end plate.
  • the inner diameter of the inlet side header flow path is smaller than the inner diameters of the first inlet connecting pipe and the second inlet connecting pipe.
  • the inner diameter of the outlet header channel is smaller than the inner diameters of the first outlet connecting pipe and the second outlet connecting pipe.
  • the first fluid pressure from the first inlet connecting pipe and the first outlet connecting pipe side becomes larger than the first fluid pressure from the header channel side, and the influence of the first fluid pressure from the header channel side is affected. Can be offset.
  • the first fluid pressure from the second inlet connection pipe and the second outlet connection pipe side becomes larger than the first fluid pressure from the header flow path side, and the influence of the first fluid pressure from the header flow path side. Can be offset.
  • region corresponding part can be suppressed.
  • the further heat exchange efficiency improvement of a heat exchanger is implement
  • the inner diameter of the inlet header flow path is smaller than the outer diameters of the first inlet connection pipe and the second inlet connection pipe.
  • the inner diameter of the outlet header channel is smaller than the outer diameters of the first outlet connecting pipe and the second outlet connecting pipe.
  • each of the plurality of first fluid flow paths is formed in a U-shape.
  • the inlet-side header channel and the outlet-side header channel are disposed on one end side of each of the plurality of plate fins.
  • the first inlet connection pipe and the second inlet connection pipe communicate with the inlet opening and the outlet opening of the inlet side header flow path, respectively.
  • a first outlet connection pipe and a second outlet connection pipe communicate with the inlet opening and the outlet opening of the outlet-side header flow path, respectively.
  • the first fluid flow path longer without enlarging the plate fins (lengthening the length), increasing the heat exchange amount of the refrigerant, and further improving the heat exchange efficiency. And downsizing can be promoted.
  • the inlet-side header flow path and the outlet-side header flow path are integrated on one end side of the plate fin, the first fluid flow rate in the header region increases, and the pressure of the first fluid flow path increases. Due to the pressure canceling effect described above, the expansion deformation of the header region corresponding portion can be reliably prevented.
  • a shunt control pipe inserted into the header flow path is connected to the inlet opening of the first end plate.
  • the first end plate has a potential difference between the shunt control pipe and the first inlet connection pipe or a potential difference between the shunt control pipe and the first outlet connection pipe. It is made of a material that becomes smaller than the potential difference when the inlet connection pipe or the shunt control pipe and the first outlet connection pipe are directly connected.
  • the fifth invention includes a plurality of the plate fin laminates.
  • the plate fin laminate is connected to each other by the second inlet connecting pipe and the second outlet connecting pipe.
  • 6th invention is the refrigerating system provided with the said heat exchanger.
  • the refrigeration system is provided with a small and highly efficient heat exchanger in which expansion and deformation in the header region portion are suppressed. Therefore, a high-performance refrigeration system with high energy saving can be realized.
  • the heat exchanger of the present invention is not limited to the configuration of the plate fin laminated heat exchanger described in the following embodiments, but is a heat exchanger equivalent to the technical idea described in the following embodiments.
  • the configuration is included.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a plate fin laminated heat exchanger (hereinafter simply referred to as a heat exchanger) 1 of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 3 is an external perspective view showing a plate fin laminated body of the plate fin laminated heat exchanger according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing the plate fin laminate in a state where the plate fin laminate is vertically separated.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the plate fin laminate.
  • FIG. 6 is a side view showing a plate fin laminated state of the plate fin laminated body.
  • the heat exchanger 1 of the present embodiment is configured by connecting a plurality of plate fin laminates 2 as shown in FIG.
  • the plate fin laminate 2 includes a refrigerant channel group (a refrigerant channel group) in which a refrigerant serving as a first fluid flows between the first end plate 3 a and the second end plate 3 b.
  • a refrigerant channel group a refrigerant channel group
  • the first end plate 3a and the second end plate 3b include an inlet connection pipe 4 into which a refrigerant flows when the heat exchanger is used as a condenser, and an outlet through which the refrigerant flowing through the flow path in the plate fin 2a is discharged.
  • the connecting pipe 5 is connected and fixed.
  • the refrigerant flow path group through which the refrigerant of the plate fins 2a flows is formed in a U shape (including a substantially U shape).
  • the inlet connection pipe 4 and the outlet connection pipe 5 connected to the refrigerant flow path group are collectively arranged on one end side of the plate fin laminate 2.
  • An inlet connection pipe 4 and an outlet connection pipe 5 are provided on the second end plate 3b of the plate fin laminate 2 (the lowermost plate fin laminate 2 shown in FIG. 1) which is the final end in the refrigerant flow direction. It is not closed.
  • first and second end plates 3a and 3b which are provided on both sides (upper and lower sides in FIG. 1) in the stacking direction of the plate fin stacked body 2 and have substantially the same shape in plan view as the plate fin 2a, are rigid.
  • a metal material such as aluminum, an aluminum alloy, and stainless steel is metal-worked by grinding.
  • the plate fin laminate 2, the first end plate 3a, and the second end plate 3b are brazed and integrated in a laminated state. These may be joined using another heat-resistant fixing method, for example, a chemical joining member.
  • reinforcing plates 16 a and 16 b are provided on the outer surfaces of the first end plate 3 a and the second end plate 3 b corresponding to the header region disposed on both sides of the plate fin laminate 2.
  • the “header area corresponding portion” means the first and second end plates 3a, 3b and the first overlapping with the header area H (see FIG. 15) of the plate fin 2a when the plate fin 2a is overlapped. And a part of the second end plate (a predetermined region of the end plate).
  • the reinforcing plates 16a and 16b are connected and fixed by connecting portions 9 such as bolts / nuts or caulking pin shafts that penetrate the plate fin laminate 2. That is, the first end plate 3a and the second end plate 3b on both sides of the plate fin laminate 2 sandwich the plate fin laminate 2 and mechanically connect and fix the plate fin laminate 2.
  • the reinforcing plates 16a and 16b are formed of a rigid plate material like the end plates 3a and 3b, for example, a metal material such as stainless steel or aluminum alloy.
  • a plurality of plate fin laminates 2 configured as described above are connected and connected by an inlet connection pipe 4 and an outlet connection pipe 5 as shown in FIG. Thereby, the heat exchanger is comprised.
  • the refrigerant that flows in from the inlet connection pipe 4 of the uppermost plate fin laminate 2 flows to another plate fin laminate 2 that is connected and connected.
  • coolant which returned to the plate fin laminated body 2 of the uppermost part from the other plate fin laminated body 2 is discharged
  • coolant flows in the flow path group inside each plate fin 2a in parallel with a longitudinal direction, and makes a U-turn and bends back.
  • the air that is the second fluid passes through the gap formed between the stacks of the plate fins 2 a constituting each plate fin stack 2. Thereby, heat exchange between the refrigerant as the first fluid and the air as the second fluid is performed.
  • 7 to 14 are perspective views showing a part of the plate fin laminate 2 by cutting.
  • 15 to 21 are diagrams showing the configuration of the plate fin 2a.
  • the plate fin laminate 2 is configured by laminating plate fins 2a (first plate fins 6 and second plate fins 7) having two kinds of flow path configurations.
  • each of the first plate fin 6 and the second plate fin 7 of the plate fin 2 a includes a first plate-like member 6 a in which a refrigerant flow path configuration described in detail later is press-molded, and a first plate The second plate-like member 6b having the same configuration as the shape-like member 6a faces and is joined by brazing.
  • the first plate-like member 6a and the second plate-like member 6b are each provided with a concave groove, and the first plate-like member 6a and the second plate-like member 6b are fixed to face each other, so that the refrigerant flow A road is constructed.
  • the 1st plate-shaped member 6a and the 2nd plate-shaped member 6b consist of rectangular metal thin plates, such as aluminum, aluminum alloy, and stainless steel.
  • first plate fin 6 and the second plate fin 7 of the plate fin 2a have the same configuration except that the position of the refrigerant flow path 11 described later is shifted, the first plate fin 6 in FIGS. A case number will be given and described.
  • the plate fin 2 a (6, 7) has a header region H formed at one end in the longitudinal direction (left side in FIG. 15), and the other region is a flow channel region P. ing.
  • the header region H an inflow header opening 8a and an outlet header opening 8b are formed.
  • the inlet connection pipe 4 and the outlet connection pipe 5 communicate with the header opening 8a on the inflow side and the header opening 8b on the outlet side, respectively.
  • refrigerant flow paths 11 through which the refrigerant that is the first fluid from the header opening 8a flows are formed in the flow path area P in parallel.
  • the refrigerant flow path 11 group is folded at the other end of the plate fins 2a (6, 7) (near the right end in FIG. 15) and connected to the header opening 8b on the outlet side. More specifically, the refrigerant flow path 11 group is composed of a forward flow path section 11a connected to the inlet header opening 8a and a return flow path section 11b connected to the outlet header opening 8b, and is substantially U-shaped. The shape is folded back.
  • the refrigerant flowing in from the inflow side header opening 8a makes a U-turn from the forward path side flow path portion 11a to the return path side flow path portion 11b and flows to the outlet side header opening 8b.
  • a header flow path 10 through which the refrigerant from the header opening 8a flows to the refrigerant flow path 11 group is formed around the header opening 8a on the inflow side.
  • the header flow path 10 includes an outer peripheral flow path 10a formed so as to bulge from the outer periphery of the header opening 8a, a single communication flow path 10b extending to the refrigerant flow path 11 group side of the outer peripheral flow path 10a, and a communication flow path. And a multi-branch channel 10c that connects 10b to each channel of the refrigerant channel 11 group.
  • the outer peripheral flow path 10a, the communication flow path 10b, and the multi-branch flow path 10c in the header flow path 10 are formed wider than the refrigerant flow paths 11 arranged in parallel in the flow path region P.
  • the longitudinal cross-sectional shape orthogonal to a flow direction is a rectangular shape.
  • the opening diameter of the header opening 8a on the inflow side is larger than the opening diameter of the header opening 8b on the outlet side. This is because when the heat exchanger is used as a condenser, the volume of the refrigerant after the heat exchange is smaller than the volume of the refrigerant before the heat exchange.
  • the number of the return-side flow passage portions 11b connected to the outlet-side header opening 8b is smaller than the number of the forward-passage flow passage portions 11a into which the refrigerant from the inflow-side header opening 8a flows. This is the same reason that the diameters of the header openings 8a and 8b are different. This is because the volume of the refrigerant after the heat exchange is smaller than the volume of the refrigerant before the heat exchange.
  • the number of the forward path side flow path portions 11a is seven and the number of the return path side flow path portions 11b is two, but it is not limited thereto.
  • the refrigerant inlet / outlet is the reverse of the above configuration.
  • the first and second end plates 3a and 3b located on both sides of the plate fin laminate 2 configured as described above include a header opening 8a on the inlet side of the plate fin 2a, and an outlet side.
  • An inlet opening 8aa and an outlet opening 8bb are formed in a portion facing the header opening 8b.
  • the inlet connection pipe 4 and the outlet connection pipe 5 are connected to the first and second end plates 3a and 3b so as to cover the inlet opening 8aa and the outlet opening 8bb.
  • the refrigerant enters the plate fin laminate 2 from the first inlet connection pipe 4 a connected to the first end plate 3 a. Inflow, communicated with the inlet-side header flow path 10 and the inlet-side header flow path 10, and discharged to the adjacent plate fin laminate 2 via the second inlet connection pipe 4b connected to the second end plate 3b. Is done.
  • the refrigerant returned through each plate fin laminate flows into the plate fin laminate 2 from the second outlet connection pipe 5b connected to the second end plate 3b, and the outlet side header flow path 14, And it is discharged
  • the inner diameter L1 of the first inlet connecting pipe 4a and the inner diameter L1 of the second inlet connecting pipe 4b are larger than the opening diameter of the inlet opening 8aa. Further, the inner diameter L2 of the first outlet connecting pipe 5a and the inner diameter L2 of the second outlet connecting pipe 5b are larger than the opening diameter of the outlet opening 8bb.
  • the inner diameter L1 of the first inlet connecting pipe 4a and the inner diameter L1 of the second inlet connecting pipe 4b are larger than the inner diameter M1 of the inlet-side header flow path 10 formed by stacking the end plates 3a and 3b.
  • the outer diameter L3 of the first inlet connecting pipe 4a and the outer diameter L3 of the second inlet connecting pipe 4b are inlets formed by stacking the inlet openings 8aa, the outlet openings 8bb, and the plate fins 2a. It is larger than the inner diameter M1 of the side header channel 10. Further, the outer diameter L3 of the first outlet connecting pipe 5a and the outer diameter L3 of the second outlet connecting pipe 5b are larger than the inner diameter M2 of the outlet-side header channel 14. That is, the inner diameters M1 and M2 are smaller than the inner diameters L1 and L2 and the outer diameters L3 and L4.
  • a region in which the forward flow path portion 11a into which the refrigerant flows from the inlet header opening 8a is formed, and a return flow path that flows to the outlet header opening 8b.
  • a slit 15 is provided between the region where the portion 11b is formed, for the purpose of reducing (thermal insulation) heat conduction between the refrigerants in the plate fins 2a (6, 7) as shown in FIGS. It is arranged.
  • the communication flow path 10b of the header flow path 10 on the inlet side is provided so as to be biased toward a portion closer to the opposite side of the return path side flow path section 11b. That is, as shown in FIG. 19, the width V from the center line O of the communication flow path 10b to the flow path 11a-1 at the end on the return path side flow path section 11b side is opposite to the return path flow path section 11b. It is configured to be larger than the width W to the end flow path 11a-2.
  • the shunt collision wall 17 is formed in the terminal part of the connection flow path 10b, ie, the opening part connected with the outward path side flow path part 11a.
  • a forward flow path portion on the extension line of the communication flow path 10 b is a non-flow path portion 18.
  • the refrigerant flowing from the communication flow path 10b collides with the flow dividing collision wall 17 and is divided (up and down in FIG. 19), and is not flowed through the multi-branch flow path 10c on the downstream side of the communication flow path 10b.
  • the flow passes to the upper and lower flow path groups of the forward flow path section 11a divided by the section 18.
  • a header channel 14 is also formed in the header opening 8b on the outlet side.
  • the header flow path 14 is basically formed in substantially the same shape as the header flow path 10 provided in the header opening 8a on the inlet side, without the shunt collision wall 17.
  • the communication flow path 10b is provided on a substantially center line of the return-side flow path portion 11b group.
  • the first plate fin 6 has a plurality of protrusions 12 (first protrusion: 12a, 12aa, second protrusion: 12b) are formed at predetermined intervals in the longitudinal direction.
  • FIG. 18A shows the first plate fin 6.
  • FIG. 18B shows the second plate fin 7.
  • FIG. 18C shows a state in which both fin plates 2a (6, 7) are overlapped (a view for showing a positional deviation of the refrigerant flow path 11 group).
  • the first protrusion 12a is formed on the planar end 19a of the plate fin long side edge (the long side edges on the left and right sides in FIG. 18A).
  • the first protrusions 12aa are formed on the planar end portions 19b of the side edges of the slit 15.
  • the first protrusion 12 a comes into contact with the planar end 19 a of the long side edge of the second plate fin 7 that is adjacently opposed in the stacking direction.
  • the first protrusions 12aa abut on the planar end portions 19b located at both side edges of the slits 15 of the second plate fins 7 that are adjacently opposed in the stacking direction.
  • stacking between the 1st plate fin 6 and the 2nd plate fin 7 adjacent is prescribed
  • the 1st protrusion 12a is formed so that it may be located inward from the edge of each long side edge part, for example, 1 mm or more inside (edge near the refrigerant flow path 11) away from the edge.
  • the second protrusions 12b are formed at predetermined intervals between the flow paths of the group of refrigerant flow paths 11 and in the recessed flat surface part 20 that is the non-flow path part 18 in the present embodiment. .
  • the second protrusions 12b abut against the recessed flat surface portions 20 of the second plate fins 7 adjacent in the stacking direction shown in FIG. 18B.
  • the 2nd protrusion 12b has prescribed
  • each protrusion 12 (12a, 12aa, 12b) is formed by cutting up part of the planar end portions 19a, 19b and the recessed planar portion 20 of the first plate fin 6, respectively. Yes.
  • the protrusion 12 (12a, 12aa, 12b) may be cut and raised and referred to as a protrusion.
  • the cut-and-raised edge Y of the cut-and-raised protrusion faces the flow direction indicated by the arrow of the second fluid flowing between the stacked plate fins 2a, and the cut-and-raised piece Z (see FIG. 20) follows the flow of the second fluid. It is like that.
  • the cut-and-raised protrusion is cut and raised in a substantially U-shaped cross section (substantially U-shaped) that opens in the flow direction of the second fluid.
  • each plate fin 2a (6, 7) is connected integrally.
  • first cut-and-raised protrusions 12a and 12aa and the second cut-and-raised protrusion 12b are arranged in a straight line along the flow direction of the second fluid (air). However, they may be arranged in a staggered arrangement.
  • the plate fin 2a (6) includes a plurality of protrusions 22 (22a, 22a, 22) on the fin flat surface portion 21 at the end of the flow path region P where the refrigerant flow path 11 group makes a U-turn. 22b).
  • the protrusions 22 (22a, 22b) are also formed by cutting and raising the fin plane portion 21 (hereinafter, the protrusions 22 (22a, 22b) may also be referred to as cutting protrusions), and the protrusions 22 (22a, 22b) The cut and raised edge Y of 22b) faces the flow of the second fluid.
  • the cut-and-raised protrusion 22 (22a, 22b) is provided on the downstream side of the positioning boss hole 13.
  • the cut-and-raised projection 22a closest to the downstream side of the positioning boss hole 13 has a shape that contracts the flow on the downstream side of the positioning boss hole 13, for example, a cross-sectional shape toward the second fluid flow (reverse shape) It is cut and raised so as to open in a V shape.
  • the protrusions 22b further downstream from the protrusion 22a are staggered so that the center line thereof is shifted from the center line of the protrusion 22b on the downstream side.
  • the cut and raised protrusions 22 are also cut and raised similarly to the cut and raised protrusions 12 (first cut and raised protrusions: 12a and 12aa, second cut and raised protrusions: 12b).
  • the top surface is in contact with and fixed to the adjacent plate fin 2a (7). Thereby, the clearance gap between the adjacent plate fins 2a is prescribed
  • the plate fins 2a (6, 7) are formed with positioning through holes (hereinafter referred to as positioning boss holes) 13 at the end of the header region H as shown in FIG. .
  • the positioning boss holes 13 are also formed in the first and second end plates 3a, 3b and the reinforcing plates 16a, 16b stacked on both sides of the plate fins 2a (6, 7).
  • the positioning boss hole 13 is fitted with a positioning pin jig for laminating the plurality of plate fins 2a (6, 7).
  • the connecting portions 9 such as bolts for connecting the reinforcing plates 16a and 16b of the plate fin laminate 2 and the first and second end plates 3a and 3b are provided with a positioning pin jig. It is also used as.
  • a hole outer peripheral portion (hereinafter referred to as a positioning boss hole outer peripheral portion) 13a bulging up and down is provided on the outer peripheral portion of the positioning boss hole 13 provided at both ends of the plate fins 2a (6, 7).
  • a positioning boss hole outer peripheral portion 13a bulging up and down is provided on the outer peripheral portion of the positioning boss hole 13 provided at both ends of the plate fins 2a (6, 7).
  • the positioning boss hole outer peripheral portion 13a forms a space different from the flow path through which the refrigerant flows.
  • the positioning boss hole outer peripheral portion 13a abuts on the plate fins 2a (6, 7) adjacent to each other in the stacking direction to form a header region support portion that holds the stacking gap of the plate fins 2a. .
  • the positioning boss hole outer peripheral part 13a formed around the positioning boss hole 13 is the header flow path 10, 14 (10a, 10b, both) formed in the header region H shown in FIG. 10c) and brazed and fixed to the header flow paths 10 and 14 and the positioning boss hole outer peripheral portion 13a of the plate fins 2a (6, 7) facing in the stacking direction.
  • region part of plate fin 2a (6, 7) is connected integrally.
  • the cross-sectional shape orthogonal to the direction in which the refrigerant flows is described as a circular shape, but the present invention is not limited to this.
  • the cross-sectional shape of the coolant channel 11 may be a rectangular shape in addition to a circular shape.
  • the refrigerant flow path 11 is described as having a shape protruding on both sides in the stacking direction, but may be a shape protruding only on one side in the stacking direction.
  • the circular shape includes a complex curve shape formed by a circle, an ellipse, and a closed curve.
  • the heat exchanger of the present embodiment is configured, and the operation and effect will be described below.
  • the refrigerant flows from the inlet connection pipe 4 connected to one end of each plate fin laminate 2 to the header flow path 10 of each plate fin 2a through the header opening 8a on the inflow side.
  • coolant flows into the refrigerant
  • the refrigerant that has flowed into the refrigerant flow path 11 group of each plate fin 2a is turned back from the forward path side flow path part 11a to the return path side flow path part 11b. Then, the refrigerant flows from the outlet connection pipe 5 to the refrigerant circuit of the refrigeration system via the outlet-side header flow path 14 and the outlet-side header opening 8b.
  • the refrigerant exchanges heat with the air passing between the plate fins 2 a of each plate fin laminate 2 when flowing through the refrigerant flow path 11.
  • the refrigerant pressure (upward arrow in the figure) from the inlet side header flow path 10 and the outlet side header flow path 14 is applied to the header region corresponding portion of the first end plate 3a.
  • the refrigerant pressure from the first inlet connection pipe 4a side and the first outlet connection pipe 5a side as well as the refrigerant pressure from the header flow path side is applied to the header region corresponding portion of the first end plate 3a. (Downward arrow in the figure) is added.
  • the inner diameter M1 (see FIGS. 9 and 16) of the inlet-side header flow path 10 is smaller than the inner diameter L1 of the first inlet connection pipe 4a, and the inner diameter M2 of the outlet-side header flow path 14 (see FIGS. 9 and 16). ) Is smaller than the inner diameter L2 of the first outlet connecting pipe 5a.
  • the refrigerant pressure from the first inlet connecting pipe 4a side and the first outlet connecting pipe 5a side becomes larger than the refrigerant pressure from the header flow path 10, 14 side, and the inlet side header flow path 10, outlet
  • the influence of the refrigerant pressure from the side header channel 14 side is offset.
  • the refrigerant pressure from the second inlet connection pipe 4b side and the second outlet connection pipe 5b side is higher than the refrigerant pressure from the header channels 10 and 14 side.
  • the influence of the refrigerant pressure from the inlet side header flow path 10 side and the outlet side header flow path 14 side is offset.
  • the outer diameter L3 of the first and second inlet connecting pipes 4a and 4b and the outer diameter L4 of the first and second outlet connecting pipes 5a and 5b are the inner diameter of the inlet-side header flow path 10.
  • M1 is larger than the inner diameter M2 of the outlet-side header channel 14. Therefore, the refrigerant pressure from the header channel 10 side can be received by the tube walls of the first and second inlet connection pipes 4a and 4b and the first and second outlet connection pipes 5a and 5b.
  • the reinforcing plates 16a and 16b are provided on the outer surfaces of the portions corresponding to the header regions of the end plates 3a and 3b, and the reinforcing plates 16a and 16b are connected to each other by the connecting portion 9. Therefore, the expansion deformation of the header area corresponding portion can be more reliably suppressed.
  • the refrigerant flow path 11 provided in the plate fin 2 a is U-turned in a substantially U shape, and the inlet side header flow path 10 and the outlet side header flow path 14 are formed of the plate fin laminate 2. It is collected on one end side. For this reason, both the inlet side pressure and the outlet side pressure are applied to the one end portion side of the plate fin laminate 2.
  • transformation can be suppressed reliably.
  • the connecting portion 9 such as a bolt can be used as a guide pin (jig) when the plate fin 2a, the first and second end plates 3a, 3b, and the reinforcing plates 16a, 16b are laminated.
  • the stacking accuracy can be increased and the productivity can be improved.
  • the strong pressure of the refrigerant applied to the header region H of each plate fin laminate 2 may cause the outer peripheral flow channel 10a section of the inlet-side header flow channel 10 in the header region H to be compressed and deformed.
  • the outer wall top surface of the outer peripheral channel 10a of the inlet-side header channel 10 is in contact with the outer peripheral channel 10a of the other header channel 10 adjacent in the stacking direction in the stacking direction and is brazed. For this reason, the header flow path 10 in the header region H is not deformed, and a highly reliable heat exchanger can be realized.
  • the plate fin laminates 2 and 2 are attached.
  • the expansion deformation of the header region portion of the plate fin laminate 2 configured by stacking can be prevented.
  • the refrigerant can be used in a higher pressure state, and a highly efficient heat exchanger can be obtained.
  • the diameter of each flow path of the 11 groups of refrigerant flow paths is realized by reducing the cross-sectional area of the concave grooves for the refrigerant flow paths formed in the plate fins 2a. As a result, the heat exchange efficiency can be improved and the size can be reduced.
  • the heat exchanger according to the present embodiment is configured by connecting a plurality of plate fin laminates 2 as described above, the dimensional width in the plate fin laminate direction can be increased. That is, it is possible to provide a long heat exchanger suitable for home air conditioners, commercial air conditioners and the like while suppressing expansion and deformation.
  • a plurality of plate fin laminates 2 are connected to constitute the heat exchanger 1, but the heat exchanger 1 may be constituted by one plate fin laminate 2.
  • the heat exchanger according to the present embodiment can prevent expansion deformation due to the refrigerant pressure due to the size of the header flow path of the plate fin laminate 2 and the diameters of the inlet and outlet connecting pipes.
  • the heat exchanger according to the present embodiment further has the following effects.
  • the refrigerant flow path 11 group provided in the plate fin 2a is configured to be formed in a substantially U shape and folded as described above. Therefore, the refrigerant flow path length can be increased without increasing the plate fin 2a.
  • This can increase the efficiency of heat exchange between the refrigerant and the air, and can reliably bring the refrigerant into a supercooled state, thereby improving the efficiency of the refrigeration system. Furthermore, the downsizing of the heat exchanger can be promoted.
  • the refrigerant that exchanges heat with the air flowing between the plate fin stacks of the plate fin stack 2 is connected from the header flow path 10 on the inlet side to the communication flow path 10b, the multi-branch flow path 10c, the refrigerant flow It flows to the road 11 group.
  • a flow dividing collision wall 17 is provided on the downstream side of the communication flow path 10b, and the refrigerant collides with the flow dividing collision wall 17 and is divided vertically.
  • coolant divided into the upper and lower sides is further divided into each refrigerant
  • the refrigerant flow path 11 group is formed in a U shape, and the refrigerant flow path is configured to have a folded portion. Therefore, as is apparent from FIG. 19, the length of each of the refrigerant flow paths 11 group becomes longer toward the U-shaped outer periphery, in other words, the flow path 11a-2 side away from the slit 15. And a drift arises by the difference in this flow path length.
  • the communication flow path 10b from the header flow path 10 is provided so as to be biased toward the repetitive path flow path side from the center line O of the forward flow path section 11a of the refrigerant flow path 11 group. Therefore, uneven flow is suppressed, and the refrigerant can flow substantially uniformly in each flow path.
  • the refrigerant flow path 11 group is configured in a U shape, so that the flow path from the inlet side header flow path 10 to the outlet side header flow path 14 of each flow path of the refrigerant flow path 11 group. Even if the channel resistance changes due to different lengths, the refrigerant can be evenly divided into the respective channels of the refrigerant channel 11 group. This is because the communication flow path 10b from the header flow path 10 on the inlet side is located biased toward the repetitive path side flow path section side of the forward flow path section 11a. This is because the length of the diversion channel up to 11a becomes longer as it becomes closer to the return-side channel portion 11b, and the difference in the channel length is offset.
  • the heat exchanger with higher heat exchange efficiency can be realized while promoting the downsizing of the heat exchanger by the synergistic effect of the U-turn of the refrigerant flow path 11 group and the uniform flow distribution by the flow dividing collision wall 17.
  • a slit 15 is formed between the forward flow path section 11a and the return flow path section 11b of the refrigerant flow path 11 group, and is thermally divided.
  • a plurality of cut-and-raised protrusions 12 (12a, 12aa, 12b) are provided in the flow channel region P of the plate fin laminate 2, and heat exchange in the flow channel region P is performed. Efficiency is improved.
  • the cut-and-raised edge Y of the cut-and-raised protrusion 12 (12a, 12aa, 12b) faces the flow direction of the second fluid flowing between the stacked plate fins 2a.
  • interval between plate fin lamination is fixed.
  • the dead water area that tends to occur on the downstream side of the cut-and-raised protrusion 12 (12a, 12aa, 12b) is minimized, and a leading edge effect is produced at the cut-and-raised edge Y portion.
  • the cut and raised protrusions (12a, 12aa, and 12b) are formed to be cut and raised so as to face the flow direction of the second fluid, so that the flow resistance to the second fluid is reduced. Therefore, an increase in flow resistance in the flow path region P of the plate fin laminate 2 is suppressed, and the heat exchange efficiency of the heat exchanger is greatly improved.
  • the arrangement structure of the cut and raised protrusions 12 (12a, 12aa, 12b) provided on the plate fin 2a has various configurations such as staggered arrangement with respect to the second fluid, or more leeward sides than the leeward side. Conceivable. An optimum configuration for improving the heat transfer coefficient may be selected according to the specifications and configuration of the heat exchanger and the user's request.
  • each cut-and-raised protrusion 12 (12a, 12aa, 12b) is cut and raised so as to open in the flow direction of the air flowing through the gap between the plate fin laminates 2. Therefore, it is not necessary to steal meat from the hollow flat portion 20 between the refrigerant flow paths in the direction in which the air flows, that is, the direction intersecting the refrigerant flow paths. Therefore, the hollow flat portion 20 positioned between the refrigerant flow paths can be narrowed by an amount that does not require the meat stealing dimension, as compared to the case in which the cut and raised protrusion 12b is raised like a cylindrical protrusion.
  • the width of the plate fin 2a in other words, the heat exchanger can be reduced in size by the amount by which the hollow flat portion 20 can be narrowed.
  • the refrigerant flow paths 11 are alternately displaced (see FIG. 8), thereby providing a narrow plane 20a and a wide plane 20b.
  • Cut and raised protrusions 12a are formed on the wide flat surface 20b side, and the top surfaces of the cut and raised protrusions 12a are fixed to the narrow flat surfaces 20a of the adjacent plate fins 2a. Therefore, the width on the narrow plane 20a side does not have to be increased for forming the protrusions. That is, the projection is cut and raised on the wide plane side of the wide plane 20b, and the projection is configured to abut and adhere to the narrow plane 20a of the adjacent plate fin 2a. Therefore, it is possible to keep the narrow plane without increasing the width of the plate fin long side portion on the narrow plane side, and the downsizing of the heat exchanger is promoted.
  • each plate fin 2a is connected integrally. As a result, the rigidity of the plate fin laminate 2 can be improved.
  • the portion on the extension line of the communication flow path 10b of the refrigerant flow path 11 group constitutes the non-flow path portion 18, and one of the protrusions 12 (12a, 12aa, 12b) is utilized using the non-flow path portion 18.
  • a second cut-and-raised projection 12b is provided.
  • first cut and raised protrusions 12a provided on the long side portion of the plate fin laminate 2 improve the strength of the long side edge portion of the plate fin laminate 2 that tends to be weak in strength.
  • first cut-and-raised protrusions 12aa provided on both side edge portions of the slit 15 of the plate fin laminate 2 improve the strength of the slit edge portion that is divided by the slit 15 and decreases in strength. Therefore, deformation near the slit can be prevented while improving the heat exchange efficiency.
  • the first cut and raised protrusions 12aa provided on both side edge portions of the slit 15 may be formed as one shape straddling the slit 15. In this case, heat conduction occurs between the forward flow path portion 11a and the return flow path portion 11b of the refrigerant flow channel 11 group, and there is a concern that the heat insulation effect by the slit 15 may be reduced. However, in the present embodiment, since the protrusions 12aa are provided separately on both side edge portions of the slit 15, there is no concern that such heat conduction occurs.
  • the first cut and raised protrusion 12aa may be provided at a location away from the slit.
  • the first cut-and-raised protrusions 12 a and 12 aa provided on the long side portion of the plate fin laminate 2 and both side portions of the slit 15 are provided at positions away from the edges of the plate fin long side of the plate fin laminate 2. ing. Therefore, when dew condensation water is generated in the plate fins 2a of the plate fin laminate 2, and this dew condensation water flows along the edge of the plate fins 2a and is discharged, the dew condensation water is formed by the first cut and raised protrusions 12a and 12aa. It is possible to prevent the flow from being blocked and the condensate from accumulating in the cut and push protrusions 12a and 12aa to cause various troubles. Therefore, a highly reliable heat exchanger can be realized.
  • the cut-and-raised protrusion 22 (22a, 22b) is further provided at the end of the plate fin 2a on the refrigerant flow path U-turn side. Therefore, it is possible to increase the contribution of heat exchange at the end of the U-turn side of the plate fin 2a that does not have the refrigerant flow path 11. Therefore, the heat exchange efficiency can be increased over the entire flow path region of the plate fin 2a, and the heat efficiency of the heat exchanger can be improved.
  • the downstream side of the positioning boss hole 13 is a dead water area, so the heat exchange contribution is extremely low.
  • the plurality of cut and raised protrusions 22 (22a, 22b) are provided on the downstream side of the positioning boss hole 13, the contribution of heat exchange in the entire downstream side of the positioning boss hole 13 is improved. Can do.
  • the cut-and-raised protrusion 22 a provided in the immediate vicinity of the downstream side of the positioning boss hole 13 contracts the flow on the downstream side of the positioning boss hole 13. Therefore, it is possible to minimize the dead water region having a low degree of contribution to heat exchange that occurs on the downstream side of the positioning screw hole. As a result, the heat exchange efficiency can be further improved.
  • each cut-and-raised protrusion 22 (22a, 22b) is cut and raised in the same manner as the cut-and-raised protrusion 12 (12a, 12aa, 12b) provided in the flow path region P, and the cut-and-raised edge Y is formed. It is comprised so that the flow of the 2nd fluid may be opposed. Thereby, the leading edge effect can be produced at the cut and raised edge portion, and the heat exchange efficiency can be further improved accordingly.
  • the plurality of cut-out protrusions 22 (22a, 22b) provided on the downstream side of the positioning boss hole 13 have a staggered arrangement that meanders with respect to the flow of the second fluid. Thereby, a heat exchange function is exhibited effectively and a heat exchange contribution degree becomes high.
  • tops of the cut and raised protrusions 22 are fixed to the adjacent plate fins 2a. With this structure, since the short side portion of the plate fin 2a is connected and fixed in the laminated state, the rigidity of the plate fin laminated body 2 is increased.
  • the cut-and-raised protrusion 22 provided in the immediate vicinity of the positioning boss hole 13 in the present embodiment has a cross-section that opens in a C-shape (reverse V-shape) toward the flow direction of the second fluid in this embodiment. It is cut and raised into a shape.
  • the present invention is not limited to this, and the cut-and-raised protrusion 22 may be formed by cutting and raising in a substantially L shape and providing the cut-and-raised protrusion 22 as a pair facing each other. In other words, any shape may be used as long as the flow downstream of the positioning boss hole 13 is contracted.
  • the heat exchanger of this embodiment is different from the heat exchanger of Embodiment 1 in the shape of the refrigerant flow path group and the installation position of the header opening.
  • the same number is used for the part which has the same function as the heat exchanger of Embodiment 1, and it demonstrates below centering on a different part.
  • FIG. 22 is a perspective view showing an appearance of one of the plate fin laminates constituting the heat exchanger in the second embodiment.
  • FIG. 23 is a plan view of plate fins constituting the plate fin laminate.
  • FIG. 24 is an exploded perspective view showing a partially enlarged configuration of the plate fin.
  • FIG. 25 is a perspective view showing a refrigerant flow path group portion of the plate fin laminated body cut away.
  • the refrigerant flow path 11 group provided in the plate fin 2a is linear.
  • An inlet-side header opening 8a is provided on one end side of the refrigerant flow path 11 group, and an outlet-side header opening 8b is provided on the other end side.
  • the inlet connection pipe 4 is connected to the header opening 8a on the inlet side, and the outlet connection pipe 5 is connected to the header opening 8b on the outlet side.
  • the refrigerant is linearly formed from one end side to the other end side of the plate fin 2a. It is configured to flow out.
  • the header flow path 10 formed around the header opening 8a on the inlet side includes an outer peripheral flow path 10a, a communication flow path 10b, and a multi-branch flow path 10c around the header opening.
  • the communication channel 10b is formed so as to extend from the outer peripheral channel 10a in the short side direction of the plate fin 2a, and then connected to the multi-branch channel 10c.
  • the outlet-side header channel 14 is also configured in the same manner as the inlet-side header channel 10, and both are symmetrical.
  • end plates 3a and 3b on both sides of the plate fin laminate 2 are connected by the connecting portion 9 without using the reinforcing plates 16a and 16b. Thereby, the expansion
  • the heat exchanger configured as described above is the same as the heat exchanger described in the first embodiment, including the detailed configuration and effects, except that the refrigerant flow path 11 group is linear. Is omitted.
  • the cut and raised protrusions 22 provided on the U-turn side end of the plate fin 2a may be appropriately provided in the header regions on both the inlet and outlet sides in the present embodiment.
  • the cut-and-raised protrusion 22 may be formed on the downstream side of the header channel 10 serving as a dead water area.
  • the heat exchanger of this embodiment is suitable for use as an evaporator in which the refrigerant inlet and outlet of the heat exchanger are opposite to those of the first embodiment.
  • a refrigerant flow control pipe 24 is provided in the header flow path 14 on the outlet side.
  • FIG. 26 is a perspective view showing the appearance of the plate fin laminate of the heat exchanger in the third embodiment.
  • FIG. 27 is a perspective view showing a state in which the flow dividing control pipe is extracted from the plate fin laminate.
  • FIG. 28 is a perspective view showing a flow dividing control pipe insertion portion in the plate fin laminate.
  • FIG. 29 is a perspective view of the shunt control pipe.
  • FIG. 30 is a schematic view showing a cross section of a flow dividing control pipe portion of the plate fin laminate.
  • the flow dividing control pipe 24 is inserted in the header opening 8b on the outlet side serving as the evaporation outlet of the refrigerant, that is, in the header flow path 14 on the outlet side.
  • the tip of the flow dividing control pipe 24 extends to the end plate 3b on the side where the header opening is not provided.
  • the tip of the flow dividing control tube 24 is closed by the end plate 3b.
  • the diversion control pipe 24 is constituted by a pipe having a smaller diameter than the inner diameter of the header opening 8b.
  • a refrigerant flow gap 25 is formed between the flow dividing control pipe 24 and the header opening inner surface.
  • a plurality of flow outlets 26 are provided at substantially equal intervals in the longitudinal direction of the flow dividing control pipe 24, that is, in the stacking direction of the plate fins 2a.
  • the plurality of diversion ports 26 are formed so that the hole diameter thereof becomes smaller as the refrigerant flows in the direction in which the refrigerant flows, that is, as it approaches the outlet opening 8b.
  • the flow dividing control pipe 24 is attached to the reinforcing plate 16a as shown in FIGS. By fastening the reinforcing plate 16a to the end plates 3a on both sides of the plate fin laminate 2, the flow dividing control pipe 24 is inserted into the header opening 8b.
  • the shunt control pipe 24 has a length that reaches the second plate fin 7 of the plate fin laminate 2 at the end (opposite side) of the plurality of plate fin laminates 2 that are connected and connected.
  • the inlet connection pipe 4 is connected and fixed to the reinforcing plate 16a to which the shunt control pipe 24 is attached on the surface facing the shunt control pipe 24.
  • the outlet connecting pipe 5 is connected and fixed to the reinforcing plate 16a.
  • the flow dividing control pipe 24 may be in contact with the end plate 3b so that the tip portion thereof is closed.
  • the refrigerant gas flowing from the header opening 8a on the inlet side to the header flow path 14 on the outlet side through the refrigerant flow path 11 group is indicated by the arrow in FIG.
  • the refrigerant flows into the flow dividing control pipe 24 through a plurality of flow dividing openings 26 (26 a, 26 b) formed in the pipe wall of the flow dividing control pipe 24 from the refrigerant flow gap 25. Then, the refrigerant flows out from the outlet-side header opening 8b to the outlet connecting pipe 5.
  • the diversion port 26 provided in the diversion control pipe 24 is formed so that its hole diameter becomes smaller as it approaches the header opening 8b on the outlet side. Therefore, it is possible to equalize the amount of refrigerant flowing through each flow path of the refrigerant flow path 11 group.
  • the refrigerant pressure loss is several times larger in the header flow path 14 on the outlet side than on the header flow path 10 on the inlet side. Is also getting bigger.
  • the flow of refrigerant is greatly affected by the distribution of pressure loss. Therefore, even if the branch flow control pipe 24 is provided in the header-side header flow path 10, which is common knowledge in the past, the pressure loss of the header-side flow path 14 on the outlet side is several times higher than that on the inlet side.
  • the refrigerant that flows through the refrigerant depends on the pressure loss of the header flow path 14 on the outlet side. Therefore, it cannot be shunted as designed.
  • the flow dividing control pipe 24 is provided in the header flow path 14 on the outlet side where the pressure loss is high.
  • the pressure loss distribution in the axial direction in the header flow path 14 on the outlet side which has a great influence on the diversion, becomes uniform. Therefore, the refrigerant
  • the refrigerant flowing in from the inlet connecting pipe 4 passes through the header opening 8a on the inlet side and is introduced into the refrigerant flow path 11 inside each plate fin. It flows into the header opening 8b. Then, the refrigerant flows out from the outlet connection pipe 5.
  • the flow dividing control pipe 24 is inserted into the outlet opening 8b on the outlet side, and the flow dividing opening 26a on the outlet side (the portion closer to the left side in FIG. 30) is placed opposite to the flow dividing control pipe 24.
  • the diameter is smaller than the diversion port on the outlet side (portion closer to the right side in FIG. 30).
  • the heat exchanger according to the present embodiment improves the heat exchange efficiency in the refrigerant flow path 11 group portion, and can be a heat exchanger with higher heat efficiency.
  • the uniform structure of the refrigerant distribution is a simple structure in which the distribution port 26 is simply perforated in the distribution control pipe 24, so that a heat exchanger can be provided at a low cost.
  • the shunt control pipe 24 is provided integrally with the reinforcing plate 16a. Therefore, the shunt control pipe 24 can be inserted into the header flow path 14 simply by mounting the reinforcing plate 16a. As a result, it is possible to prevent plate fin joint failure due to soldering of the plate fin brazing portion and the accompanying quality failure such as refrigerant leakage, which is a concern when attaching the shunt control pipe 24 by welding or the like. An efficient heat exchanger can be realized.
  • the reinforcing plate 16a is a material in which the potential difference between the shunt control pipe 24 and the outlet connecting pipe 5 is smaller than the potential difference between the shunt control pipe 24 and the outlet connecting pipe 5 when directly connected.
  • Stainless steel, the flow dividing control pipe 24 is made of aluminum, and the outlet connecting pipe 5 is made of copper.
  • the reliability that can withstand long-term use can be greatly improved.
  • a remarkable effect can be expected in an air conditioner heat exchanger in which the inlet connecting pipe 4 and the outlet connecting pipe 5 are made of copper pipes and the flow dividing control pipe 24 is often made of aluminum or the like.
  • the shunt control pipe 24 is provided in the reinforcement plate 16a in this embodiment, it is not restricted to this.
  • the diversion control pipe 24 may be provided on the end plate 3a side. In the case of a type that does not use the reinforcing plate 16a, the diversion control pipe 24 and the outlet connection pipe 5 are provided on the surface facing the end plate 3a. Also good.
  • the refrigerant flow path 11 group has a U shape, but is not limited thereto.
  • the linear refrigerant flow path 11 group described in the second embodiment may be used.
  • the fourth embodiment is a refrigeration system configured using the heat exchangers of the respective embodiments described above.
  • FIG. 31 is a refrigeration cycle diagram of an air conditioner.
  • FIG. 32 is a schematic cross-sectional view showing the indoor unit of the air conditioner.
  • the air conditioner includes an outdoor unit 51 and an indoor unit 52 connected to the outdoor unit 51.
  • the outdoor unit 51 includes a compressor 53 that compresses the refrigerant, a four-way valve 54 that switches a refrigerant circuit during cooling and heating operation, an outdoor heat exchanger 55 that exchanges heat between the refrigerant and the outside air, and a decompressor 56 that decompresses the refrigerant. Is arranged.
  • the indoor unit 52 is provided with an indoor heat exchanger 57 that exchanges heat between the refrigerant and the indoor air, and an indoor blower 58.
  • the compressor 53, the four-way valve 54, the indoor heat exchanger 57, the decompressor 56, and the outdoor heat exchanger 55 are connected by a refrigerant circuit to form a heat pump refrigeration cycle.
  • tetrafluoropropene or trifluoropropene is used as a base component, and difluoromethane, pentafluoroethane, or tetrafluoroethane is preferably used so that the global warming potential is 5 or more and 750 or less.
  • the four-way valve 54 is switched so that the discharge side of the compressor 53 and the outdoor heat exchanger 55 communicate with each other.
  • the refrigerant compressed by the compressor 53 becomes a high-temperature and high-pressure refrigerant and is sent to the outdoor heat exchanger 55 through the four-way valve 54.
  • the refrigerant exchanges heat with the outside air to dissipate heat, becomes a high-pressure liquid refrigerant, and is sent to the decompressor 56.
  • the decompressor 56 the refrigerant is decompressed to become a low-temperature and low-pressure two-phase refrigerant and sent to the indoor unit 52.
  • the refrigerant enters the indoor heat exchanger 57, exchanges heat with the indoor air, absorbs heat, evaporates, and becomes a low-temperature gas refrigerant. At this time, the room air is cooled to cool the room. Further, the refrigerant returns to the outdoor unit 51 and is returned to the compressor 53 via the four-way valve 54.
  • the four-way valve 54 is switched so that the discharge side of the compressor 53 and the indoor unit 52 communicate with each other.
  • the refrigerant compressed by the compressor 53 is sent to the indoor unit 52 through the four-way valve 54 as a high-temperature and high-pressure refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant enters the indoor heat exchanger 57, exchanges heat with room air, dissipates heat, and is cooled to become high-pressure liquid refrigerant.
  • the room air is heated to heat the room.
  • the refrigerant is sent to the decompressor 56, where it is decompressed to become a low-temperature and low-pressure two-phase refrigerant.
  • the refrigerant is sent to the outdoor heat exchanger 55 and exchanges heat with the outside air to evaporate. Further, the refrigerant is returned to the compressor 53 via the four-way valve 54.
  • the heat exchanger shown in each of the above embodiments is used for the outdoor heat exchanger 55 or the indoor heat exchanger 57. Thereby, a high-performance refrigeration system with high energy saving can be realized.
  • the present invention sets the diameter of the header channel of the plate fin laminate and the size of the inlet and outlet connecting pipes, so that even in a heat exchanger used for home and commercial air conditioners, etc. Therefore, it is possible to provide a small and high-efficiency heat exchanger that does not expand and deform and a high-performance refrigeration system that uses the energy exchanger. Therefore, it can be widely used in heat exchangers and various refrigeration equipment used for home and commercial air conditioners, and has a great industrial value.

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Abstract

本発明に係る熱交換器は、複数のプレートフィンが積層されたプレートフィン積層体と、第１エンドプレートおよび第２エンドプレートと、第１入口接続管と、第１出口接続管と、第２入口接続管と、第２出口接続管と、を備えている。プレートフィン積層間に第２流体が流れて、第１流体と第２流体との間で熱交換が行われる。入口側ヘッダ流路の内径は、第１入口接続管および第２入口接続管の内径より小さい。出口側ヘッダ流路の内径は、第１出口接続管および第２出口接続管の内径より小さい。

Description

熱交換器およびそれを用いた冷凍システム
　本発明は熱交換器およびそれを用いた冷凍システムに関する。本発明は、特に、冷媒が流れる板状のプレートフィンを積層して構成されたプレートフィン積層型の熱交換器とそれを用いた冷凍システムに関する。
　一般に空気調和機や冷凍機等の冷凍システムは、圧縮機によって圧縮した冷媒を凝縮器や蒸発器等の熱交換器に循環させ、被熱交換流体と熱交換させて冷房もしくは暖房を行う。この冷凍システムにおいては、熱交換器の熱交換効率によってシステムとしての性能や省エネ性が大きく左右される。従って、熱交換器には高効率化が強く求められている。
　このような中にあって、冷凍システムの熱交換器は、一般的には、フィン群に伝熱管を貫通させて構成したフィンチューブ型熱交換器が用いられている。そして、伝熱管の細径化による熱交換効率の向上及び小型化が進められている。
　しかしながら、上記伝熱管の細径化には限度があるため、熱交換効率の向上及び小型化は限界に近づきつつある。
　一方、熱エネルギーを交換するために使用される熱交換器の中には、流体流路を有するプレートフィンを積層して構成したプレートフィン積層型熱交換器が知られている。
　このプレートフィン積層型熱交換器は、プレートフィンの中に形成された流路を流れる第１流体と、積層されたプレートフィンの間を流れる被熱交換流体となる第２流体との間で熱交換を行う。そして、車両用の空気調和機などにおいて広く用いられている（特許文献１参照）。
　図３３、図３４は上記特許文献１記載のプレートフィン積層型熱交換器を示している。熱交換器１００においては、第１流体が流れる流路１０１を有するプレートフィン１０２が積層されて、プレートフィン積層体１０３が構成されている。プレートフィン積層体１０３の両側部にエンドプレート１０４が積層されている。
日本国実用新案登録第３１９２７１９号公報
　上記特許文献１記載のプレートフィン積層型熱交換器は、プレートフィン１０２に凹状溝がプレス成形されて流路１０１が形成されているので、流路１０１の断面積をフィンチューブ型の伝熱管に比べさらに小さくできる利点がある。
　しかしながら、各流路１０１へと冷媒を流すヘッダ流路１０５の面積は各流路１０１の面積に比べ極端に大きいため、ヘッダ流路１０５部分での冷媒の圧力が大きくなる。これにより、エンドプレート１０２のヘッダ流路１０５を有する部分（図３３、図３４ではＸで示すプレートフィン積層型熱交換器の上下部分）が外方に膨張変形するおそれがある。
　このヘッダ流路１０５部分での膨張変形は、自動車用空調機の熱交換器の場合には冷媒量が少なくて冷媒圧力がそれほど高くないので、エンドプレート１０４の剛性によって抑制される。したがって、課題として認識されていない。
　しかしながら、発明者らの実験によると、家庭用エアコンや業務用エアコン等のように自動車用空調機に比べ使用される冷媒量が多い熱交換器の場合、ヘッダ流路１０５部分での膨張変形の圧力は自動車用空調機に比べかなり大きく、ヘッダ流路１０５部分での膨張変形を抑制しづらい。さらに、場合によっては、エンドプレート１０４が外方に膨張変形してしまうおそれがあることが判明した。
　そして、このような膨張変形等の関係からプレートフィン１０２の積層方向寸法にも制限が生じ、家庭用エアコンや業務用エアコン等に適する幅寸法の熱交換器とすることが困難であることも判明した。
　また、最近の空気調和機は地球温暖化防止の観点から地球温暖化係数（ＧＷＰ）の小さなＲ１１２３（１，１，２－トリフルオロエチレン）や、Ｒ１１３２（１，２－ジフルオロエチレン）冷媒の実用化が検討されている。これらの冷媒はその圧力が従来のＲ４１０Ａ冷媒に比べ高くなることから、このような冷媒を用いると、ヘッダ流路１０５部分での膨張変形が顕著になることが想定される。よって、何らかの膨張変形抑制対策が必須となる。
　本発明はこのような知見並びに環境対策時に発生する課題を見据えてなされたもので、家庭用及び業務用エアコン等に用いる熱交換器であっても、ヘッダ流路部分での膨張変形を抑制できる。これにより、熱交換効率も高い熱交換器及びそれを用いた高性能な冷凍システムを提供することができる。
　本発明に係る熱交換器は、上記目的を達成するため、第１流体が流れる流路をそれぞれ有する複数のプレートフィンが積層されたプレートフィン積層体と、前記プレートフィン積層体における積層方向両端にそれぞれ配置されている第１エンドプレートおよび第２エンドプレートと、前記第１エンドプレートに接続され、前記第１流体が流入する第１入口接続管と、前記第１エンドプレートに接続され、前記第１流体が流出する第１出口接続管と、前記第２エンドプレートに接続され、前記第１入口接続管と連通する第２入口接続管と、前記第２エンドプレートに接続され、前記第１出口接続管と連通する第２出口接続管と、を備えている。前記プレートフィン積層体のプレートフィン積層間に第２流体が流れて、前記第１流体と前記第２流体との間で熱交換が行われる。前記複数のプレートフィンの各々は、前記第１流体が流れる複数の第１流体流路を有する流路領域と、前記複数の第１流体流路と連通するヘッダ流路を有したヘッダ領域と、を備えている。前記ヘッダ流路は、前記第１入口接続管と前記第２入口接続管とを連通する入口側ヘッダ流路と、前記第１出口接続管と前記第２出口接続管とを連通する出口側ヘッダ流路とを備えている。前記第１流体流路は、前記複数のプレートフィンそれぞれに設けられた凹状溝から構成されている。前記入口側ヘッダ流路の内径は、前記第１入口接続管および前記第２入口接続管の内径より小さい。前記出口側ヘッダ流路の内径は、前記第１出口接続管および前記第２出口接続管の内径より小さい。ここで、ヘッダ流路の内径とは、ヘッダ流路の径のうち最大部分の内径を意味する。
　第１エンドプレートのヘッダ領域対応部分には、ヘッダ流路側からの第１流体圧力と、第１入口接続管及び第１出口接続管側からの第１流体圧力が加わる。同様に、第２エンドプレートのヘッダ領域対応部分には、ヘッダ流路側からの第１流体圧力と、第２入口接続管及び第２出口接続管側からの第１流体圧力が加わる。本発明においては、入口側ヘッダ流路の内径は、第１入口接続管および第２入口接続管の内径より小さい。また、出口側ヘッダ流路の内径は、第１出口接続管および第２出口接続管の内径より小さい。したがって、第１入口接続管及び第１出口接続管側からの第１流体圧力の方が、ヘッダ流路側からの第１流体圧力よりも大きくなり、ヘッダ流路側からの第１流体圧力の影響を相殺することができる。同様に、第２入口接続管及び第２出口接続管側からの第１流体圧力の方が、ヘッダ流路側からの第１流体圧力よりも大きくなり、ヘッダ流路側からの第１流体圧力の影響を相殺することができる。これにより、ヘッダ領域対応部分における外方への膨張変形を抑制できる。そして、このような膨張変形を抑制しつつ、第１流体流路の細径化により、熱交換器のさらなる熱交換効率の向上が実現する。そして、コンパクトかつ省エネ性の高い高性能な冷凍システムが提供される。
　本発明は、上記構成により、家庭用及び業務用エアコン等に用いる熱交換器であっても、ヘッダ領域部分での膨張変形が抑制される。これにより、小型、かつ、高効率な熱交換器及びそれを用いた省エネ性の高い冷凍システムを提供することができる。
本発明の実施の形態１におけるプレートフィン積層型熱交換器の外観を示す斜視図 図１のＡ－Ａ断面図 同実施の形態１におけるプレートフィン積層型熱交換器のプレートフィン積層体を示す外観斜視図 同プレートフィン積層体を上下に分離した状態で示す分解斜視図 同プレートフィン積層体の分解斜視図 同プレートフィン積層体のプレートフィン積層状態を示す側面図 図３のＢ－Ｂ断面を示す概略図 図３のＣ－Ｃ断面を示す概略図 図１のＡ－Ａ拡大断面を示す概略図 本発明の実施の形態１におけるプレートフィン積層体の入口および出口の各接続管の接続部分とヘッダ開口部分を切断して示す斜視図 同プレートフィン積層型熱交換器におけるプレートフィン積層体の冷媒流路群部分を切断して示す斜視図 同プレートフィン積層型熱交換器における冷媒流路群部分を切断して示す斜視図 同プレートフィン積層型熱交換器におけるプレートフィン積層体の位置決め用ボス孔部分を切断して示す斜視図 同プレートフィン積層型熱交換器におけるプレートフィン積層体のヘッダ開口部分を切断して示す斜視図 同プレートフィン積層型熱交換器のプレートフィン積層体を構成するプレートフィンの平面図 同プレートフィンのヘッダ領域を示す拡大平面図 同プレートフィンの構成を一部拡大して示す分解図 第１プレートフィンの平面図 第２プレートフィンの平面図 第１、第２両フィンプレートを重ねたときの状態を説明するための平面図 同プレートフィンの冷媒流れ動作を説明するための図 同プレートフィンの流路領域に設けた突起を示す拡大斜視図 同プレートフィンの冷媒流路のＵターン側端部に設けた突起を示す拡大斜視図 本発明の実施の形態２におけるプレートフィン積層型熱交換器におけるプレートフィン積層体の外観を示す斜視図 同プレートフィン積層体を構成するプレートフィンの平面図 同プレートフィン積層型熱交換器におけるプレートフィンの構成を一部を拡大して示す分解図 同プレートフィン積層型熱交換器におけるプレートフィン積層体の冷媒流路群部分を切断して示す斜視図 本発明の実施の形態３におけるプレートフィン積層型熱交換器におけるプレートフィン積層体の外観を示す斜視図 同プレートフィン積層体から分流制御管を抜き出した状態を示す斜視図 同プレートフィン積層体の分流制御管挿入部分を示す斜視図 同プレートフィン積層型熱交換器における分流制御管の斜視図 同プレートフィン積層型熱交換器の分流制御管部分の断面を示す概略図 本発明のプレート積層型熱交換器を用いた空気調和機の冷凍サイクル図 同空気調和機の概略断面図 従来のプレートフィン積層型熱交換器の断面を示す概略図 同従来のプレートフィン積層型熱交換器におけるプレートフィンの平面図
　第１の発明に係る熱交換器は、第１流体が流れる流路をそれぞれ有する複数のプレートフィンが積層されたプレートフィン積層体と、前記プレートフィン積層体における積層方向両端にそれぞれ配置されている第１エンドプレートおよび第２エンドプレートと、前記第１エンドプレートに接続され、前記第１流体が流入する第１入口接続管と、前記第１エンドプレートに接続され、前記第１流体が流出する第１出口接続管と、前記第２エンドプレートに接続され、前記第１入口接続管と連通する第２入口接続管と、前記第２エンドプレートに接続され、前記第１出口接続管と連通する第２出口接続管と、を備えている。前記プレートフィン積層体のプレートフィン積層間に第２流体が流れて、前記第１流体と前記第２流体との間で熱交換が行われる。前記複数のプレートフィンの各々は、前記第１流体が流れる複数の第１流体流路を有する流路領域と、前記複数の第１流体流路と連通するヘッダ流路を有したヘッダ領域と、を備えている。前記ヘッダ流路は、前記第１入口接続管と前記第２入口接続管とを連通する入口側ヘッダ流路と、前記第１出口接続管と前記第２出口接続管とを連通する出口側ヘッダ流路とを備えている。前記第１流体流路は、前記複数のプレートフィンそれぞれに設けられた凹状溝から構成されている。前記入口側ヘッダ流路の内径は、前記第１入口接続管および前記第２入口接続管の内径より小さい。前記出口側ヘッダ流路の内径は、前記第１出口接続管および前記第２出口接続管の内径より小さい。ここで、ヘッダ流路の内径とは、ヘッダ流路の径のうち最大部分の内径を意味する。
　第１エンドプレートのヘッダ領域対応部分には、ヘッダ流路側からの第１流体圧力と、第１入口接続管及び第１出口接続管側からの第１流体圧力が加わる。同様に、第２エンドプレートのヘッダ領域対応部分には、ヘッダ流路側からの第１流体圧力と、第２入口接続管及び第２出口接続管側からの第１流体圧力が加わる。本発明においては、入口側ヘッダ流路の内径は、第１入口接続管および第２入口接続管の内径より小さい。また、出口側ヘッダ流路の内径は、第１出口接続管および第２出口接続管の内径より小さい。したがって、第１入口接続管及び第１出口接続管側からの第１流体圧力の方が、ヘッダ流路側からの第１流体圧力よりも大きくなり、ヘッダ流路側からの第１流体圧力の影響を相殺することができる。同様に、第２入口接続管及び第２出口接続管側からの第１流体圧力の方が、ヘッダ流路側からの第１流体圧力よりも大きくなり、ヘッダ流路側からの第１流体圧力の影響を相殺することができる。これにより、ヘッダ領域対応部分における外方への膨張変形を抑制できる。そして、このような膨張変形を抑制しつつ、第１流体流路の細径化により、熱交換器のさらなる熱交換効率の向上が実現する。そして、コンパクトかつ省エネ性の高い高性能な冷凍システムが提供される。
　第２の発明は、前記入口側ヘッダ流路の前記内径は、前記第１入口接続管および前記第２入口接続管の外径より小さい。前記出口側ヘッダ流路の前記内径は、前記第１出口接続管および前記第２出口接続管の外径より小さい。
　これにより、ヘッダ流路側からの冷媒圧力を接続管の管壁で受け止めることができる。
　第３の発明は、前記複数の第１流体流路の各々はＵ字状に構成されている。前記入口側ヘッダ流路および前記出口側ヘッダ流路が前記複数のプレートフィンそれぞれの一端部側に配設されている。前記入口側ヘッダ流路の入口開口および出口開口に、前記第１入口接続管および第２入口接続管がそれぞれ連通されている。前記出口側ヘッダ流路の入口開口および出口開口に、第１出口接続管および第２出口接続管がそれぞれ連通されている。
　これにより、プレートフィンを大きく（長さ寸法を長く）することなく第１流体流路を長くして冷媒の熱交換量を増大させ、熱交換効率が更に高まる。そして、小型化を推進できる。しかも、入口側ヘッダ流路及び出口側ヘッダ流路をプレートフィンの一端側にまとめたことによって、ヘッダ領域部分での第１流体流量が多くなり、第１流体流路の圧力が高くなっても、上述した圧力相殺効果により、ヘッダ領域対応部分の膨張変形を確実に防止することができる。
　第４の発明は、前記第１エンドプレートの入口開口に、前記ヘッダ流路内へ挿入される分流制御管が接続されている。前記第１エンドプレートは、前記分流制御管と前記第１入口接続管との間、あるいは、前記分流制御管と前記第１出口接続管との間の電位差が、前記分流制御管と前記第１入口接続管、あるいは、前記分流制御管と前記第１出口接続管とを直付け接続した場合の電位差よりも小さくなる材料で形成されている。
　これにより、分流制御管と流入出管とを直付け接続した場合に生じる異種金属接触腐食の発生を防止することができ、長期使用における信頼性を大きく向上させることができる。
　第５の発明は、前記プレートフィン積層体を複数備えている。前記プレートフィン積層体は、前記第２入口接続管及び前記第２出口接続管によって互いに連結されている。
　これにより、熱交換器全体のプレートフィン積層方向の寸法幅を大きくでき、膨張変形を抑制しつつ家庭用エアコンや業務用エアコン等に適した長尺な熱交換器を実現できる。
　第６の発明は、上記熱交換器を備えた冷凍システムである。
　これにより、冷凍システムは、ヘッダ領域部分での膨張変形が抑制され、小型且つ高効率な熱交換器を備えている。したがって、省エネ性の高い高性能な冷凍システムを実現できる。
　以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
　なお、本発明の熱交換器は、以下の実施形態に記載したプレートフィン積層型熱交換器の構成に限定されるものではなく、以下の実施形態において説明する技術的思想と同等の熱交換器の構成を含むものである。
　また、以下で説明する実施形態は、本発明の一例を示すものであって、実施形態において示される構成、機能、動作などは、例示であり、本発明を限定するものではない。
　（実施の形態１）
　図１は本実施形態のプレートフィン積層型熱交換器（以下、単に熱交換器と称する）１の外観を示す斜視図である。図２は図１のＡ－Ａ断面図である。図３は同実施の形態１におけるプレートフィン積層型熱交換器のプレートフィン積層体を示す外観斜視図である。図４は同プレートフィン積層体を上下に分離した状態で示す分解斜視図である。図５は同プレートフィン積層体の分解斜視図である。図６は同プレートフィン積層体のプレートフィン積層状態を示す側面図である。
　本実施形態の熱交換器１は、図１に示すように、複数のプレートフィン積層体２が接続されて構成されている。
　プレートフィン積層体２は、図３、図４に示すように、第１エンドプレート３ａ及び第２エンドプレート３ｂの間に、第１流体となる冷媒が流れる冷媒流路群（当該冷媒流路群を含むプレートフィン２ａの冷媒流路構成については後に詳述する）を有するプレートフィン２ａが複数積層されて構成されている。第１エンドプレート３ａおよび第２エンドプレート３ｂには、熱交換器を凝縮器として用いるときに冷媒が流入する入口接続管４と、プレートフィン２ａの中の流路を流れた冷媒を排出する出口接続管５とが、接続されて固定されている。
　プレートフィン２ａの冷媒が流れる冷媒流路群はＵ字状（略Ｕ字状を含む）に形成されている。冷媒流路群と繋がる入口接続管４、出口接続管５は、プレートフィン積層体２の一端部側に纏めて配置されている。
　なお、冷媒の流れ方向の最終端となるプレートフィン積層体２（図１に示す最下端のプレートフィン積層体２）の第２エンドプレート３ｂには入口接続管４、出口接続管５が備えられておらず、閉塞状態となっている。
　また、プレートフィン積層体２の積層方向の両側（図１では上側及び下側）に設けられ、プレートフィン２ａと平面視が略同一形状である第１、第２エンドプレート３ａ、３ｂは、剛性を有する板材で形成されており、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレスなどの金属材を研削により金属加工して形成されている。
　そして、プレートフィン積層体２、第１エンドプレート３ａ、および、第２エンドプレート３ｂは積層された状態でロウ付け接合されて一体化されている。これらは、他の耐熱性のある固定方法、例えば化学的な接合部材を用いて接合されていてもよい。
　また、プレートフィン積層体２の両側に配置されている第１エンドプレート３ａ及び第２エンドプレート３ｂのヘッダ領域対応部分の外面には、図３、図５に示すように、補強プレート１６ａ、１６ｂが配置されている。ここで、「ヘッダ領域対応部分」とは、第１、第２エンドプレート３ａ、３ｂと、プレートフィン２ａと重ね合わせたときに、プレートフィン２ａのヘッダ領域Ｈ（図１５参照）と重なり合う第１、第２エンドプレートの一部分（エンドプレートの所定領域）をいう。プレートフィン積層体２を貫通するボルト・ナット若しくはカシメピン軸等の連結部９によって、補強プレート１６ａ、１６ｂは連結固定されている。すなわち、プレートフィン積層体２両側の第１エンドプレート３ａおよび第２エンドプレート３ｂは、プレートフィン積層体２を挟持して、プレートフィン積層体２を機械的に連結固定している。
　なお、補強プレート１６ａ、１６ｂは、エンドプレート３ａ、３ｂと同様に剛性を有する板材、例えばステンレス、アルミニウム合金などの金属材料によって形成されている。
　上記のように構成されたプレートフィン積層体２は、図１に示すように、入口接続管４、出口接続管５により複数個連結接続されている。これにより、熱交換器が構成されている。最上部のプレートフィン積層体２の入口接続管４から流入した冷媒は、連結接続されている他のプレートフィン積層体２へと流れる。そして、他のプレートフィン積層体２から最上部のプレートフィン積層体２に戻ってきた冷媒は、出口接続管５から熱交換器１外に排出される。ここで、各プレートフィン積層体においては、冷媒は、各プレートフィン２ａの内部の流路群を長手方向に並行に流れＵターンして折り返す。一方、第２流体である空気は、各プレートフィン積層体２を構成するプレートフィン２ａの積層間に形成された隙間を通り抜ける。これにより第１流体である冷媒と第２流体である空気との熱交換が行われる。
　次に、熱交換器１の主体を構成するプレートフィン積層体２を構成するプレートフィン２ａについて説明する。
　図７～図１４はプレートフィン積層体２の一部を切断して示す斜視図である。図１５～図２１はプレートフィン２ａの構成を示す図である。
　プレートフィン積層体２は、図１１に示すように、２種類の流路構成を有するプレートフィン２ａ（第１プレートフィン６、第２プレートフィン７）が積層されて構成されている。
　プレートフィン２ａの第１プレートフィン６と第２プレートフィン７のそれぞれは、図１７に示すように、後に詳述する冷媒流路構成がプレス成形された第１板状部材６ａと、第１板状部材６ａと同じ構成の第２板状部材６ｂとが向い合わされてロウ付け接合されることにより構成されている。第１板状部材６ａ、および、第２板状部材６ｂはそれぞれ凹状溝を備えており、第１板状部材６ａ、および、第２板状部材６ｂを対向して固着させることにより、冷媒流路が構成される。第１板状部材６ａ、および、第２板状部材６ｂは、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレスなどの長方形の金属薄板からなる。
　以下、プレートフィン２ａに形成されている流路構成について説明する。
　なお、プレートフィン２ａの第１プレートフィン６と第２プレートフィン７は後述する冷媒流路１１の位置がずれている以外は同じ構成なので、図１５～図１７等においては第１プレートフィン６の場合の図番を付与して説明する。
　プレートフィン２ａ（６、７）は、図１５に示すように、長手方向の一方端部（図１５においては左側）にヘッダ領域Ｈが形成されており、その他の領域が流路領域Ｐとなっている。そして、ヘッダ領域Ｈに流入側のヘッダ開口８ａ、および、出口側のヘッダ開口８ｂが形成されている。流入側のヘッダ開口８ａおよび出口側のヘッダ開口８ｂには、入口接続管４および出口接続管５がそれぞれ連通している。
　また、流路領域Ｐにはヘッダ開口８ａからの第１流体である冷媒が流れる第１流体流路（以下、冷媒流路と称す）１１が複数並行形成されている。冷媒流路１１群はプレートフィン２ａ（６、７）の他端部（図１５における右側端部近傍）において折り返され、出口側のヘッダ開口８ｂへと繋がっている。詳述すると、冷媒流路１１群は、流入側のヘッダ開口８ａに繋がる往路側流路部１１ａと出口側のヘッダ開口８ｂへと繋がる復路側流路部１１ｂとから構成され、略Ｕ字状に折り返す形状である。流入側のヘッダ開口８ａから流入する冷媒は、往路側流路部１１ａから復路側流路部１１ｂへとＵターンして出口側のヘッダ開口８ｂへと流れる。
　また、流入側のヘッダ開口８ａの周りには、図１６に拡大して示すように、ヘッダ開口８ａからの冷媒が冷媒流路１１群へと流れるヘッダ流路１０が形成されている。ヘッダ流路１０は、ヘッダ開口８ａの外周から膨出するよう形成された外周流路１０ａと、外周流路１０ａの冷媒流路１１群側に延びる一本の連絡流路１０ｂと、連絡流路１０ｂを冷媒流路１１群の各流路に繋ぐ多分岐流路１０ｃとから構成される。
　なお、ヘッダ流路１０における外周流路１０ａ、連絡流路１０ｂおよび多分岐流路１０ｃは、流路領域Ｐに並設された各冷媒流路１１に比して幅広に形成されている。ヘッダ流路１０においては、流れ方向に直交する縦断面形状が矩形形状である。
　また、流入側のヘッダ開口８ａの開口径は、出口側のヘッダ開口８ｂの開口径より大きな直径となっている。これは、熱交換器が凝縮器として使用される場合に、熱交換された後の冷媒の体積は、熱交換される前の冷媒の体積と比較して小さくなるためである。
　また、出口側のヘッダ開口８ｂへつながる復路側流路部１１ｂの本数は、流入側のヘッダ開口８ａからの冷媒が流れ込む往路側流路部１１ａの本数より少ない。これは、ヘッダ開口８ａ、８ｂの直径が異なることと同じ理由であり、熱交換された後の冷媒の体積は、熱交換される前の冷媒の体積と比較して小さくなるためである。
　本実施形態では往路側流路部１１ａの本数は７本、復路側流路部１１ｂの本数は２本を例示しているが、これに限られるものではない。
　なお、熱交換器が蒸発器として使用される場合は、冷媒の出入り口は上記の構成の逆となる。
　上記のように構成されたプレートフィン積層体２の両側に位置する第１、第２エンドプレート３ａ、３ｂには、図９に示すように、プレートフィン２ａの入口側のヘッダ開口８ａ、出口側のヘッダ開口８ｂと対向する部分に、入口開口８ａａ、出口開口８ｂｂが形成されている。そして、入口開口８ａａ、出口開口８ｂｂを覆うように、入口接続管４、出口接続管５が第１、第２エンドプレート３ａ、３ｂに接続されている。
　本実施の形態に係る熱交換器１においては、図１および９に示されるように、冷媒は、第１エンドプレート３ａに接続された第１入口接続管４ａから、プレートフィン積層体２内に流入し、入口側ヘッダ流路１０、および、入口側ヘッダ流路１０と連通し、第２エンドプレート３ｂに接続される第２入口接続管４ｂを介して、隣接するプレートフィン積層体２へ排出される。また、各プレートフィン積層体を通って戻ってきた冷媒は、第２エンドプレート３ｂに接続された第２出口接続管５ｂから、プレートフィン積層体２内に流入し、出口側ヘッダ流路１４、および、出口側ヘッダ流路１４と連通し、第１エンドプレート３ｂに接続される第１出口接続管５ａを介して、熱交換器１外へ排出される。
　ここで、第１入口接続管４ａの内径Ｌ１、および、第２入口接続管４ｂの内径Ｌ１は、入口開口８ａａの開口径よりも大径である。また、第１出口接続管５ａの内径Ｌ２、および、第２出口接続管５ｂの内径Ｌ２が、出口開口８ｂｂの開口径よりも大径である。
　また、第１入口接続管４ａの内径Ｌ１、および、第２入口接続管４ｂの内径Ｌ１は、エンドプレート３ａ、３ｂの積層によって形成される入口側ヘッダ流路１０の内径Ｍ１よりも大きい。また、第１出口接続管５ａの内径Ｌ２、および、第２出口接続管５ｂの内径Ｌ２（図９、図１６参照）が、エンドプレート３ａ、３ｂの積層によって形成される出口側ヘッダ流路１４の内径Ｍ２（図９、図１６参照）よりも大きい。
　更に本実施の形態では、第１入口接続管４ａの外径Ｌ３、および、第２入口接続管４ｂの外径Ｌ３は、入口開口８ａａ、出口開口８ｂｂおよびプレートフィン２ａの積層によって形成される入口側ヘッダ流路１０の内径Ｍ１よりも大きい。また、第１出口接続管５ａの外径Ｌ３、および、第２出口接続管５ｂの外径Ｌ３が、出口側ヘッダ流路１４の内径Ｍ２よりも大きい。つまり、内径Ｍ１、Ｍ２の大きさは、内径Ｌ１、Ｌ２の大きさおよび外径Ｌ３、Ｌ４の大きさより小さくなっている。
　また、プレートフィン２ａ（６、７）においては、流入側のヘッダ開口８ａからの冷媒が流れ込む往路側流路部１１ａが形成された領域と、出口側のヘッダ開口８ｂへと流れる復路側流路部１１ｂが形成された領域との間には、図１５、図１６等に示すように、プレートフィン２ａ（６、７）内における冷媒同士の熱伝導を低減（断熱）する目的でスリット１５が配設されている。
　そして、入口側のヘッダ流路１０の連絡流路１０ｂは、往路側流路部１１ａの、復路側流路部１１ｂとは反対側寄り部分に偏らせて設けられている。つまり、図１９に示すように、連絡流路１０ｂの中心線Ｏから復路側流路部１１ｂ側の端の流路１１ａ－１までの幅Ｖは、復路側流路部１１ｂとは反対側の端の流路１１ａ－２までの幅Ｗよりも大きく構成されている。そして、連絡流路１０ｂの終端、すなわち、往路側流路部１１ａと繋がる開口部分には分流衝突壁１７が形成されている。連絡流路１０ｂの延長線上となる往路側流路部分は、非流路部１８となっている。したがって、連絡流路１０ｂから流れてくる冷媒は、分流衝突壁１７に衝突して分流（図１９では上下に分流）され、連絡流路１０ｂ下流側の多分岐流路１０ｃを介して非流路部１８で区分けされた往路側流路部１１ａの上下の各流路群へと流れる。
　なお、出口側のヘッダ開口８ｂにもヘッダ流路１４が形成されている。ヘッダ流路１４は分流衝突壁１７が無いだけで、入口側のヘッダ開口８ａに設けられているヘッダ流路１０と基本的に略同じ形状に形成されている。そして、本実施形態では、冷媒流路１１群の復路側流路部１１ｂの本数が２本と少ないので、連絡流路１０ｂは復路側流路部１１ｂ群の略中心線上に設けられている。
　以上のようにして構成されているプレートフィン２ａ（６、７）においては、第１プレートフィン６には、図１８Ａに示すように、流路領域Ｐに、複数の突起１２（第１突起：１２ａ、１２ａａ、第２突起：１２ｂ）が長手方向に所定間隔おいて形成されている。
　図１８Ａは第１プレートフィン６を示す。図１８Ｂは第２プレートフィン７を示す。図１８Ｃは両フィンプレート２ａ（６、７）を重ねた状態を示している（冷媒流路１１群の位置ずれを示すための図）。
　図１８Ａ～Ｃに示すように、第１突起１２ａは、プレートフィン長辺縁部（図１８Ａでは左右両側の長辺縁部）の平面端部１９ａに形成されている。第１突起１２ａａは、スリット１５の両側縁部の平面端部１９ｂに形成されている。図８に示すように、第１突起１２ａは積層方向に隣接対向する第２プレートフィン７の長辺縁部の平面端部１９ａと当接する。第１突起１２ａａは、積層方向に隣接対向する第２プレートフィン７のスリット１５の両側縁部に位置する平面端部１９ｂに当接する。これにより、第１プレートフィン６と隣接する第２プレートフィン７との間の積層間距離が所定の長さに規定されている。そして、第１突起１２ａは、各長辺縁部の端縁より内側、例えば端縁から１ｍｍ以上内側（冷媒流路１１寄り側）に離れて位置するように形成されている。
　第２突起１２ｂは、図１８Ａから明らかなように、冷媒流路１１群の流路間、本実施の形態では非流路部１８となる窪み平面部２０に所定間隔をおいて形成されている。第２突起１２ｂは、図１８Ｂに示す積層方向に隣接する第２プレートフィン７の窪み平面部２０に当接する。これにより、第２突起１２ｂは、第１突起１２ａ、１２ａａと同様に、第１プレートフィン６と第２プレートフィン７との間の積層間距離を所定の長さに規定している。
　また、各突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）は、図２０に示すように、第１プレートフィン６の平面端部１９ａ、１９ｂおよび窪み平面部２０の一部をそれぞれ切り起こすことによって形成されている。以下、突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）を切り起こし突起と称する場合もある。切り起こし突起の切り起こし端縁Ｙが、プレートフィン２ａの積層間を流れる第２流体の矢印で示す流れ方向と対向し、切り起こし立ち上り片Ｚ（図２０参照）が第２流体の流れに沿うようになっている。本実施形態では、切り起こし突起は、第２流体の流れ方向に向かって開口するような断面略コ字状（略Ｕ字状）に切り起こし形成されている。
　そして、各プレートフィン２ａ（６、７）、エンドプレート３（３ａ、３ｂ）のロウ付け接合時に、各切り起こし突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）の各頂面は、隣接するプレートフィン２ａ（６、７）に固着されている。これにより、各プレートフィン２ａ（６、７）が一体に連結されている。
　なお、本実施形態においては、第１切り起し突起１２ａ、１２ａａ、および、第２切り起し突起１２ｂは、第２流体（空気）の流れ方向に沿って直線状になるように配設されているが、千鳥配列に配設してもよい。
　また、プレートフィン２ａ（６）は、図２１に示すように、冷媒流路１１群がＵターンする流路領域Ｐの折返し側の端部のフィン平面部２１にも複数の突起２２（２２ａ、２２ｂ）を備えている。突起２２（２２ａ、２２ｂ）もフィン平面部２１を切り起して形成されており（以下、突起２２（２２ａ、２２ｂ）も切り起こし突起と称する場合がある）、切り起し突起２２（２２ａ、２２ｂ）の切り起こし端縁Ｙが第２流体の流れに対向している。また、切り起こし突起２２（２２ａ、２２ｂ）は位置決め用ボス孔１３の下流側に設けられている。位置決め用ボス孔１３の下流側直近の切り起こし突起２２ａは、位置決め用ボス孔１３の下流側の流れを縮流する形状、例えば第２流体の流れに向って断面形状がハの字状（逆Ｖ字形状）に開口するように切り起こし形成されている。そして、突起２２ａよりも更に下流側の各突起２２ｂはそれぞれその中心線が一つ下流側の突起２２ｂの中心線とずれるように千鳥配置されている。
　なお、各切り起こし突起２２（２２ａ、２２ｂ）も切り起こし突起１２（第１切り起こし突起：１２ａ、１２ａａ、第２切り起こし突起：１２ｂ）と同様、切り起こし突起２２（２２ａ、２２ｂ）の各頂面が隣接するプレートフィン２ａ（７）に当接し固着されている。これにより、隣接するプレートフィン２ａの間の隙間が所定の長さに規定され、各プレートフィン２ａ同士が連結される。
　また、プレートフィン２ａ（６、７）には、図１３等に示すように、ヘッダ領域Ｈの端部に、位置決め用の貫通孔（以下、位置決め用ボス孔と称す）１３が形成されている。位置決め用ボス孔１３は、プレートフィン２ａ（６、７）の両側に積層される第１、第２エンドプレート３ａ、３ｂ、および、補強プレート１６ａ、１６ｂにも形成されている。そして、位置決め用ボス孔１３には、複数のプレートフィン２ａ（６、７）を積層するときの位置決めピン治具が装着される。これにより、複数のプレートフィン２ａの高精度な積層が可能となる。本実施形態においては、プレートフィン積層体２の補強プレート１６ａ、１６ｂ、および、第１、第２エンドプレート３ａ、３ｂを連結するボルト等の連結部９（図５参照）が、位置決めピン治具として兼用されている。
　更に、プレートフィン２ａ（６、７）の両端部に設けられた位置決め用ボス孔１３の外周部分には、上下に膨出した孔外周部（以下、位置決め用ボス孔外周部と称す）１３ａが形成されている。位置決め用ボス孔外周部１３ａは、冷媒が流れる流路とは異なる空間を形成している。図１３に示すように、位置決め用ボス孔外周部１３ａは、積層方向に隣接するプレートフィン２ａ（６、７）に当接して、プレートフィン２ａの積層間隙を保持するヘッダ領域支持部を構成する。
　そして、位置決め用ボス孔１３の周りに形成される位置決め用ボス孔外周部１３ａは、図１４に示すヘッダ領域Ｈに形成されている入口、出口両方のヘッダ流路１０、１４（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）とともに、積層方向に対向するプレートフィン２ａ（６、７）のヘッダ流路１０、１４及び位置決め用ボス孔外周部１３ａにロウ付け固定されている。これにより、プレートフィン２ａ（６、７）のヘッダ領域部分が一体に連結されている。
　なお、本発明における冷媒流路１１においては、例えば、冷媒が流れる方向に直交する断面形状が、円形形状として説明しているが、これに限られない。冷媒流路１１の断面形状は、円形形状の他に、矩形形状などであってもよい。
　また、本実施形態においては、冷媒流路１１は、積層方向の両方側に突出した形状を有するものとして説明しているが、積層方向の片側のみに突出している形状であってもよい。なお、本発明において、円形形状とは、円形、楕円、および閉鎖曲線で形成された複合曲線形状も含む。
　以上のように本実施形態の熱交換器は構成されており、以下その作用効果について説明する。
　まず、冷媒の流れと熱交換作用について説明する。
　冷媒は、各プレートフィン積層体２の一端部側に接続されている入口接続管４から流入側のヘッダ開口８ａを介して各プレートフィン２ａのヘッダ流路１０へ流れる。そして、冷媒は、ヘッダ開口８ａ周りの外周流路１０ａ、連絡流路１０ｂ、多分岐流路１０ｃを介して冷媒流路１１群へ流れる。各プレートフィン２ａの冷媒流路１１群に流れた冷媒は、往路側流路部１１ａから復路側流路部１１ｂへと折り返す。そして、冷媒は、出口側のヘッダ流路１４、出口側のヘッダ開口８ｂを介して出口接続管５より冷凍システムの冷媒回路へと流れる。
　そして、冷媒は、冷媒流路１１を流れる際に、各プレートフィン積層体２のプレートフィン２ａ積層間を通り抜ける空気と熱交換する。
　この時、各プレートフィン積層体２における、入口側ヘッダ流路１０及び出口側ヘッダ流路１４があるヘッダ領域Ｈには冷媒の強い圧力が加わり、大気と接する第１、第２エンドプレート３ａ、３ｂのヘッダ領域対応部分が膨張変形しようとする。
　すなわち、図９の矢印で示すように、第１エンドプレート３ａのヘッダ領域対応部分には入口側ヘッダ流路１０、および出口側ヘッダ流路１４側からの冷媒圧力（図中上向き矢印）が加わる。
　しかしながら、本実施形態の熱交換器では、第１エンドプレート３ａのヘッダ領域対応部分にはヘッダ流路側からの冷媒圧力とともに第１入口接続管４ａ側及び第１出口接続管５ａ側からも冷媒圧力（図中下向き矢印）が加わるようになる。そして、入口側ヘッダ流路１０の内径Ｍ１（図９、図１６参照）が第１入口接続管４ａの内径Ｌ１より小さく、また、出口側ヘッダ流路１４の内径Ｍ２（図９、図１６参照）が第１出口接続管５ａの内径Ｌ２より小さい。したがって、第１入口接続管４ａ側及び第１出口接続管５ａ側からの冷媒圧力の方が、ヘッダ流路１０、１４側からの冷媒圧力よりも大きくなって、入口側ヘッダ流路１０、出口側ヘッダ流路１４側からの冷媒圧力の影響が相殺される。同様に、第２エンドプレート３ｂのヘッダ領域対応部分においても、第２入口接続管４ｂ側及び第２出口接続管５ｂ側からの冷媒圧力の方が、ヘッダ流路１０、１４側からの冷媒圧力よりも大きくなって、入口側ヘッダ流路１０側、出口側ヘッダ流路１４側からの冷媒圧力の影響が相殺される。
　さらに、本実施形態では、第１、第２入口接続管４ａ、４ｂの外径Ｌ３、および、第１、第２出口接続管５ａ、５ｂの外径Ｌ４が、入口側ヘッダ流路１０の内径Ｍ１、および、出口側ヘッダ流路１４の内径Ｍ２よりも大径となっている。したがって、ヘッダ流路１０側からの冷媒圧力を、第１、第２入口接続管４ａ、４ｂ、および、第１、第２出口接続管５ａ、５ｂの管壁で受け止めることができる。
　このようなことから、第１、第２エンドプレート３ａ、３ｂのヘッダ領域対応部分の外方への膨張変形が抑制される。
　また、本実施形態では、エンドプレート３ａ、３ｂのヘッダ領域対応部分の外面に補強プレート１６ａ、１６ｂを設け、補強プレート１６ａ、１６ｂ同士を連結部９で連結している。したがって、より確実にヘッダ領域対応部分の膨張変形を抑制することができる。
　また、本実施形態では、プレートフィン２ａに設けられた冷媒流路１１が略Ｕ字状にＵターンされており、入口側ヘッダ流路１０及び出口側ヘッダ流路１４がプレートフィン積層体２の一端部側に纏められている。このため、プレートフィン積層体２の一端部側には、入口側及び出口側の両方の圧力がかかることになる。しかしながら、本実施の形態の構成であれば、確実に膨張変形を抑制できる。
　また、プレートフィン積層体２のヘッダ領域においては、入口側ヘッダ流路１０の流路面積が一番大きい。したがって、入口側ヘッダ流路１０部分の冷媒圧力が最も高くなる。しかしながら、入口側ヘッダ流路１０は隣接する入口側ヘッダ流路１０と接してロウ付けされているから、膨張変形を効果的に防止することができる。その結果、ヘッダ領域対応部分の膨張変形をより確実に防止することができる。
　また、ボルト等の連結部９はプレートフィン２ａ、第１、第２エンドプレート３ａ、３ｂ、および、補強プレート１６ａ、１６ｂを積層するときのガイドピン（治具）として利用することができる。これにより、積層精度を高めるとともに、生産性も向上させることができる。
　なお、各プレートフィン積層体２のヘッダ領域Ｈに加わる冷媒の強い圧力は、ヘッダ領域Ｈにおける入口側ヘッダ流路１０の外周流路１０ａ断面を圧迫変形させる恐れがある。入口側ヘッダ流路１０の外周流路１０ａの外壁頂面は、積層方向で隣接する他方のヘッダ流路１０の外周流路１０ａに積層方向で当接しロウ付け状態となっている。このため、ヘッダ領域Ｈにおけるヘッダ流路１０は変形するようなことがなく、信頼性が高い熱交換器を実現できる。
　以上のように、本実施の形態に係る熱交換器は、冷媒量が多い熱交換器であったり、圧縮比率が高い環境対応型の冷媒を用いた場合でも、プレートフィン積層体２、２を積層して構成したプレートフィン積層体２のヘッダ領域部分の膨張変形を防止できる。そして、その結果、冷媒の圧力がより高い状態で使用することが可能となり、効率の高い熱交換器とすることができる。
　しかも、この熱交換器では、プレートフィン２ａに形成された冷媒流路用の凹状溝の断面積を小さくすることによって、冷媒流路１１群の各流路の細径化が実現される。これにより、熱交換効率を向上させるとともに小型化も実現される。
　つまり、プレートフィン積層体２のヘッダ領域部分での膨張変形を防止しつつ冷媒流路１１の流路断面積の細径化を実現して、熱交換効率を向上することができる。
　しかも、本実施の形態に係る熱交換器は、上述したとおり、プレートフィン積層体２が複数接続されて構成されているので、プレートフィン積層方向の寸法幅を大きくできる。つまり、膨張変形を抑制しつつ、家庭用エアコンや業務用エアコン等に適した長尺な熱交換器とすることができる。なお、本実施の形態においては、プレートフィン積層体２は複数接続されて熱交換器１が構成されているが、１つのプレートフィン積層体２により熱交換器１が構成されていてもよい。
　以上のように、本実施の形態に係る熱交換器は、プレートフィン積層体２のヘッダ流路の径、および、入口、出口接続管の径の大小によって冷媒圧力による膨張変形を防止できる。本実施の形態に係る熱交換器は、更に、次のような効果を有する。
　すなわち、本実施形態の熱交換器においては、プレートフィン２ａに設ける冷媒流路１１群は、上述したように、略Ｕ字状に形成して折り返されるように構成されている。したがって、プレートフィン２ａを大きくすることなく冷媒流路長を長くすることができる。
　これにより、冷媒と空気の熱交換効率を高め、冷媒を確実に過冷却状態にして冷凍システムの効率を向上させることができる。さらに、熱交換器の小型化を促進できる。
　また、本実施の形態においては、プレートフィン積層体２のプレートフィン積層間を流れる空気と熱交換する冷媒は、入口側のヘッダ流路１０から連絡流路１０ｂ、多分岐流路１０ｃ、冷媒流路１１群へと流れる。ここで、連絡流路１０ｂの下流側に分流衝突壁１７が設けられており、冷媒は分流衝突壁１７に衝突して上下に分流される。そして、上下に分流された冷媒は、多分岐流路１０ｃから各冷媒流路１１へとさらに分流していく。したがって、連絡流路１０ｂの延長線上部分の流路に冷媒が極端に偏るのを防止できる。
　また、本実施形態では、冷媒流路１１群がＵ字状に形成され、冷媒流路は折り返し部を有するように構成されている。このため、図１９から明らかなように、冷媒流路１１群の各流路長さは、Ｕ字状の外周、換言するとスリット１５から離れる流路１１ａ－２側ほど長くなる。そして、この流路長の違いによって、偏流が生じる。
　しかしながら、本実施形態では、ヘッダ流路１０からの連絡流路１０ｂが冷媒流路１１群の往路側流路部１１ａの中心線Ｏより反復路流路部側に偏らせて設けられている。したがって、偏流が抑制されて、各流路に略均一に冷媒を流すことができる。
　すなわち、本実施形態では、冷媒流路１１群がＵ字状に構成されることにより、冷媒流路１１群の各流路の入口側ヘッダ流路１０から出口側ヘッダ流路１４までの流路長が異なって流路抵抗が変わってしまっても、冷媒を冷媒流路１１群の各流路へ均一に分流することができる。これは、入口側のヘッダ流路１０からの連絡流路１０ｂが往路側流路部１１ａの反復路側流路部側に偏って位置しているので、連絡流路１０ｂから各往路側流路部１１ａまでの分流路の長さが復路側流路部１１ｂ近くになるほど長くなり、流路長の違いを相殺するからである。
　したがって、冷媒流路１１群のＵターン化と分流衝突壁１７による分流均一化による相乗効果によって、熱交換器の小型化を推進しつつ熱交換効率のより高い熱交換器を実現できる。
　しかも冷媒流路１１群の往路側流路部１１ａと復路側流路部１１ｂとの間にはスリット１５が形成されていて、熱的に分断されている。これにより、冷媒流路１１群の往路側流路部１１ａから復路側流路部１１ｂへの熱移動が阻止されて、冷媒を効率よく過冷却することができる。その結果、熱交換効率がさらに向上する。
　また、本実施形態の熱交換器においては、プレートフィン積層体２の流路領域Ｐには複数の切り起こし突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）が設けられており、流路領域Ｐにおける熱交換効率が向上する。
　詳述すると、切り起こし突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）の切り起こし端縁Ｙが、プレートフィン２ａの積層間を流れる第２流体の流れ方向と対向する。これにより、プレートフィン積層間の間隔が一定化される。さらに、切り起こし突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）の下流側に生じがちな死水域が極小化され、かつ、切り起こし端縁Ｙ部分で前縁効果が生じる。しかも、切り起こし突起（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）は、第２流体の流れ方向と対向するように切り起し形成されているので、第２流体に対する流れ抵抗が小さくなる。したがって、プレートフィン積層体２の流路領域Ｐにおける流路抵抗増大が抑制されるとともに、熱交換器の熱交換効率が大きく向上する。
　なお、プレートフィン２ａに設ける切り起こし突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）の配置構成は、第２流体に対し千鳥配列したり、風上側より風下側を多く形成したりするなど、各種の構成が考えられる。熱交換器の仕様、構成、および使用者の要望に応じて熱伝達率を向上させる最適な構成が選択されればよい。
　また、各切り起こし突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）は、プレートフィン積層体２の間隙を流れる空気の流れ方向に開口するように切り起されている。したがって、空気が流れる方向、すなわち冷媒流路と交差する方向の冷媒流路間の窪み平面部２０から肉盗みする必要がなくなる。したがって、切り起こし突起１２ｂを円柱状突起等のように隆起させて形成するものに比べ、冷媒流路同士の間に位置する窪み平面部２０は肉盗み寸法不要な分だけ狭くできる。窪み平面部２０を狭くできる分だけ、プレートフィン２ａの幅、換言すると熱交換器を小型化することができる。
　加えて、プレートフィン２ａの長辺部分の端縁には、冷媒流路１１が交互に位置ずれして配置（図８参照）されていることにより、幅狭平面２０ａと幅広平面２０ｂが配設されている。幅広平面２０ｂ側に切り起こし突起１２ａが形成されて、切り起こし突起１２ａの頂面が隣接するプレートフィン２ａの幅狭平面２０ａに固着している。したがって、幅狭平面２０ａ側の幅を突起形成のために広くしなくてもよい。すなわち、幅広平面２０ｂの幅広平面側に切り起し突起を設けて、当該突起が隣接するプレートフィン２ａの幅狭平面２０ａに当接固着するように構成されている。したがって、プレートフィン長辺部分の幅狭平面側の幅を広くすることなく幅狭平面のままとすることができ、熱交換器の小型化が促進される。
　また、各プレートフィン２ａ、エンドプレート３ａ、３ｂのロウ付け接合時に、切り起こし突起１２の各頂面が隣接するプレートフィン２ａに固着されている。これにより、各プレートフィン２ａは一体に連結されている。その結果、プレートフィン積層体２の剛性を向上させることができる。
　特に本実施形態では、冷媒流路１１群の連絡流路１０ｂの延長線上部分は非流路部１８を構成し、非流路部１８を利用して突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）の一部、すなわち第２切り起こし突起１２ｂが設けられている。これにより、冷媒流路１１群部分におけるフィンプレート積層間隔を一定に確実に維持することができる。これによって、冷媒流路１１群部分での空気の流れがバラツキのない安定したものとなり、熱交換効率を向上させることができる。
　また、プレートフィン積層体２の長辺部分に設けた第１切り起こし突起１２ａは、強度的に弱くなりがちなプレートフィン積層体２の長辺縁部の強度を向上させる。特に、プレートフィン積層体２のスリット１５の両側縁部分に設けた第１切り起こし突起１２ａａは、スリット１５を設けたことによって分断され強度が低下するスリット縁部分の強度を向上させる。したがって、熱交換効率の向上を図りつつスリット近傍の変形を防止できる。
　なお、上記スリット１５の両側縁部分に設けた第１切り起こし突起１２ａａはスリット１５を跨る形として一つにしてもよい。この場合、冷媒流路１１群の往路側流路部１１ａと復路側流路部１１ｂとの間で熱伝導が起きてスリット１５による断熱効果の低下が懸念される。しかしながら、本実施形態では、スリット１５の両側縁部分にそれぞれ分けて突起１２ａａを設けているので、このような熱伝導が発生する懸念もなくなる。また、第１切り起こし突起１２ａａは、スリットから離れた場所に設けてもよい。
　また、プレートフィン積層体２の長辺部分及びスリット１５の両側部分に設けた第１切り起こし突起１２ａ、１２ａａは、プレートフィン積層体２のプレートフィン長辺の端縁から離れた位置に設けられている。したがって、プレートフィン積層体２のプレートフィン２ａに結露水が生じ、この結露水がプレートフィン２ａの端縁に沿って流れ排出される場合においては、第１切り起こし突起１２ａ、１２ａａによって結露水の流れが遮られ、切り押し突起１２ａ、１２ａａ部分に結露水が溜まって各種の障害が発生するのを未然に防止することができる。したがって、信頼性の高い熱交換器を実現できる。
　また、本実施形態の熱交換器においては、プレートフィン２ａの冷媒流路Ｕターン側端部には、更に切り起こし突起２２（２２ａ、２２ｂ）が設けられている。したがって、冷媒流路１１がないプレートフィン２ａのＵターン側端部の熱交換寄与度を上げることができる。したがって、プレートフィン２ａの流路領域全長に渡って熱交換効率を高めることができ、熱交換器の熱効率を向上させることができる。
　特にプレートフィン２ａのＵターン側端部には、位置決め用ボス孔１３があり、位置決め用ボス孔１３の下流側が死水域となるため熱交換寄与度が極端に低い。本実施の形態では、位置決め用ボス孔１３の下流側に複数の切り起こし突起２２（２２ａ、２２ｂ）が設けられているので、位置決め用ボス孔１３下流側全域の熱交換寄与度を向上させることができる。
　また、位置決め用ボス孔１３の下流側直近に設けられている切り起こし突起２２ａは、位置決め用ボス孔１３の下流側の流れを縮流する。したがって、位置決め用ビス孔下流側に生じる熱交換寄与度の低い死水領域を極小化することができる。その結果、更に熱交換効率を向上させることができる。
　加えて、各切り起こし突起２２（２２ａ、２２ｂ）は、流路領域Ｐに設けられた切り起し突起１２（１２ａ、１２ａａ、１２ｂ）と同様に切り起し形成され、切り起こし端縁Ｙが第２流体の流れに対向するように構成されている。これにより、切り起こし端縁部分で前縁効果を生じさせることができ、その分熱交換効率を更に向上させることができる。
　そして、位置決め用ボス孔１３の下流側に設けられた複数の切り越し突起２２（２２ａ、２２ｂ）は、第２流体の流れに対し蛇行する千鳥配列となっている。これにより、熱交換機能が有効に発揮され、熱交換寄与度が高くなる。
　そしてさらに、各切り起こし突起２２（２２ａ、２２ｂ）の頂部は、隣接するプレートフィン２ａに固着されている。この構造により、プレートフィン２ａの短辺部分が積層状態に連結固定されるから、プレートフィン積層体２の剛性が高まる。
　なお、位置決め用ボス孔１３の下流側直近に設けられた切り起こし突起２２は、本実施形態では第２流体の流れ方向に向かってハの字状（逆Ｖ字状）に開口するような断面形状に切り起こし形成されている。これに限られず、切り起こし突起２２は、略Ｌ字状に切り起し形成されて、これを一対向かい合う形で設けられたものであってもよい。すなわち、位置決め用ボス孔１３の下流側の流れを縮流する形状であれば、どのような形態であってもよい。
　（実施の形態２）
　本実施形態の熱交換器は、図２２～図２５に示すように、冷媒流路群の形状とヘッダ開口の設置位置が実施の形態１の熱交換器と異なる。実施の形態１の熱交換器と同じ機能を有する部分には同一番号を使用し、異なる部分を中心に以下説明する。
　図２２は実施の形態２における熱交換器を構成するプレートフィン積層体の一つの外観を示す斜視図である。図２３は同プレートフィン積層体を構成するプレートフィンの平面図である。図２４は同プレートフィンの構成を一部拡大して示す分解斜視図である。図２５は同プレートフィン積層体の冷媒流路群部分を切断して示す斜視図である。
　図２２～図２５において、本実施形態の熱交換器は、プレートフィン２ａに設けられている冷媒流路１１群が直線状である。冷媒流路１１群の一端部側に入口側のヘッダ開口８ａが設けられ、他端部側に出口側のヘッダ開口８ｂが設けられている。そして、入口側のヘッダ開口８ａに入口接続管４、出口側のヘッダ開口８ｂに出口接続管５がそれぞれ接続されており、冷媒はプレートフィン２ａの一端部側から他端部側に直線状に流れて流出するように構成されている。
　また入口側のヘッダ開口８ａ周りに形成されているヘッダ流路１０は、ヘッダ開口周りの外周流路１０ａ、連絡流路１０ｂ、および、多分岐流路１０ｃから構成される。連絡流路１０ｂは、外周流路１０ａからプレートフィン２ａの短辺方向に延びるように形成された後、多分岐流路１０ｃに繋がっている。出口側ヘッダ流路１４も入口側ヘッダ流路１０と同じように構成されていて、両者は対称的な形状をなしている。
　また、プレートフィン積層体２両側のエンドプレート３ａ、３ｂは、補強プレート１６ａ、１６ｂを用いることなく連結部９によって連結されている。これにより、エンドプレート３ａ、３ｂ両端のヘッダ領域対応分での膨張変形が防止される。
　以上のように構成される熱交換器は、冷媒流路１１群を直線状にしたことを除き、細部の構成、効果を含め、実施の形態１で説明した熱交換器と同様であり、説明は省略する。
　なお、実施の形態１においては、プレートフィン２ａのＵターン側端部に設けられた切り起し突起２２は、本実施の形態では、入口及び出口両側のヘッダ領域に適宜設ければよい。例えば死水域となるヘッダ流路１０の下流側に、切り起こし突起２２を形成すればよい。
　（実施の形態３）
　本実施形態の熱交換器は、熱交換器の冷媒の入口及び出口が実施の形態１と逆になる蒸発器として用いる場合に好適なものである。本実施の形態においては、図２６～図３０に示すように、出口側となるヘッダ流路１４に冷媒の分流制御管２４が設けられている。
　なお、本実施形態では実施の形態１の構成の熱交換器を蒸発器として用いた場合を例にして説明する。
　図２６は実施の形態３における熱交換器のプレートフィン積層体の外観を示す斜視図である。図２７は同プレートフィン積層体から分流制御管を抜き出した状態を示す斜視図である。図２８は同プレートフィン積層体における分流制御管挿入部分を示す斜視図である。図２９は同分流制御管の斜視図である。図３０は同プレートフィン積層体の分流制御管部分の断面を示す概略図である。
　図２６～図３０において、分流制御管２４は、冷媒の蒸発出口となる出口側のヘッダ開口８ｂ、すなわち出口側のヘッダ流路１４内に挿設されている。分流制御管２４の先端部は、図３０に示すように、ヘッダ開口が設けられていない側のエンドプレート３ｂまで延びている。分流制御管２４の先端部は、当該エンドプレート３ｂによって閉塞されている。そして、分流制御管２４はヘッダ開口８ｂの内径より小径の管で構成されている。分流制御管２４とヘッダ開口内面との間に冷媒流通用間隙２５が形成されている。分流制御管２４の長手方向、すなわちプレートフィン２ａの積層方向に複数の分流口２６が略等間隔に備えられている。
　複数の分流口２６は冷媒が流れる方向、すなわち出口側のヘッダ開口８ｂに近づくにしたがってその孔径が小さくなるように形成されている。
　また、分流制御管２４は図２７、図２９に示すように補強プレート１６ａに取付けられている。補強プレート１６ａをプレートフィン積層体２両側のエンドプレート３ａへ締結することによって、分流制御管２４はヘッダ開口８ｂ内に挿設される。そして、分流制御管２４は、接続連結されている複数のプレートフィン積層体２のうち最も端（反対側）のプレートフィン積層体２の第２プレートフィン７に届く長さを有している。
　分流制御管２４が取り付けられている補強プレート１６ａには、分流制御管２４と対向する面に入口接続管４が接続固定されている。
　なお、補強プレート１６ａには出口接続管５が接続固定されている。なお、分流制御管２４はその先端部が閉塞されるように、エンドプレート３ｂに当接されていてもよい。
　以上のように構成された熱交換器においては、入口側となるヘッダ開口８ａから冷媒流路１１群を介して出口側となるヘッダ流路１４に流れてきた冷媒ガスは、図３０の矢印に示すように、冷媒流通用間隙２５から分流制御管２４の管壁に形成された複数の分流口２６（２６ａ、２６ｂ）を経て、分流制御管２４内へと流れる。そして、冷媒は、出口側のヘッダ開口８ｂから出口接続管５へと流出する。
　ここで、分流制御管２４に設けられた分流口２６は、出口側のヘッダ開口８ｂに近づくにしたがってその孔径が小さくなるように形成されている。したがって冷媒流路１１群の各流路を流れる冷媒量を均等化することができる。
　すなわち、本実施の形態に係る熱交換器においては、冷媒流路１１を細径化したことによって、冷媒の圧損が入口側のヘッダ流路１０より出口側のヘッダ流路１４の方が数倍も大きくなっている。一方、冷媒の分流は圧損の分布状況によって大きく影響される。よって、分流制御管２４を従来からの常識である入口側のヘッダ流路１０に設けても、出口側のヘッダ流路１４の圧損が入口側と比べて数倍も高いため、冷媒流路１１を流れる冷媒は出口側のヘッダ流路１４の圧損に依拠することになる。したがって、設計通りに分流できない。
　しかしながら、本実施形態の熱交換器においては、分流制御管２４は圧損が高い出口側のヘッダ流路１４に設けられている。これにより、分流に大きな影響を与える出口側のヘッダ流路１４内の軸線方向の圧損分布が均一になる。よって、冷媒流路１１群の各流路を流れる冷媒分流量は均一化できる。
　また、本実施の形態にかかる熱交換器は、入口接続管４から流入した冷媒が、入口側のヘッダ開口８ａを通過し、各プレートフィンの内部の冷媒流路１１に導入され、出口側のヘッダ開口８ｂに流入する。そして、冷媒は出口接続管５から流出する。
　この際、各流路に発生する圧損のために、入口接続管４から遠い方のプレートフィンの冷媒流路１１（図３０で、より右に近いプレートフィンの冷媒流路）と比較して、入口接続管４に近い方のプレートフィンの冷媒流路１１（図３０で、より左に近いプレートフィンの競売流路）の方が、冷媒は流れやすい。換言すれば、冷媒の流量に偏りが生じる可能性がある。
　ところが、本実施の形態では、出口側のヘッダ開口８ｂ内部に分流制御管２４を挿入し、最も出口側の分流口２６ａ（図３０で、より左側に近い部分）を、分流制御管２４の反出口側（図３０で、より右側に近い部分）の分流口より小径にしている。これにより、出口側の分流口を通る冷媒の圧損を増加させている。その結果、冷媒流量の偏流が防止され、各プレートフィンの内部の第１流体流路１１の冷媒量が均等化し、熱交換効率を向上させることができる。
　その結果、本実施の形態にかかる熱交換器は、冷媒流路１１群部分での熱交換効率が向上し、更に熱効率の高い熱交換器とすることができる。
　更に、冷媒分流の均一化構成は、分流制御管２４に分流口２６を穿孔するだけの簡単な構成であるから、安価に熱交換器を提供することができる。
　そして、分流制御管２４は補強プレート１６ａに一体化して設けられている。したがって、補強プレート１６ａを装着するだけで分流制御管２４をヘッダ流路１４内に挿設することができる。その結果、分流制御管２４を溶接等によって後付けする場合等に懸念される、プレートフィンロウ付け部分のロウ溶解によるプレートフィン接合不良やそれに伴う冷媒漏れ等の品質不良を防止でき、高品質且つ高効率の熱交換器を実現できる。
　また、補強プレート１６ａは分流制御管２４及び出口接続管５との電位差が、分流制御管２４と出口接続管５とを直付け接続した場合の両者の電位差よりも小さくなる材料（補強プレート１６ａはステンレス、分流制御管２４はアルミニウム、出口接続管５は銅）で形成されている。これにより、分流制御管２４と出口接続管５とを直付け接続した場合に生じる異種金属接触腐食の発生を防止することができる。その結果、長期使用に耐えうる信頼性を大きく向上させることができる。特に入口接続管４および出口接続管５を銅管で構成し、分流制御管２４をアルミニウム等で構成することが多い空気調和機用熱交換器にあっては顕著な効果が期待できる。
　なお、分流制御管２４は本実施形態では補強プレート１６ａに設けられているが、これに限られない。分流制御管２４は、エンドプレート３ａ側に設けてもよく、また、補強プレート１６ａを用いていないタイプの場合は、エンドプレート３ａと対向する面に分流制御管２４と出口接続管５を設けてもよい。
　また、本実施形態では、冷媒流路１１群がＵ字形状を有するがこれに限られない。実施の形態２で説明した直線状の冷媒流路１１群を用いてもよい。
　（実施の形態４）
　実施の形態４は、先に示した各実施形態の熱交換器を用いて構成した冷凍システムである。
　本実施の形態では冷凍システムの一例として空気調和機を説明する。図３１は空気調和機の冷凍サイクル図である。図３２は同空気調和機の室内機を示す概略断面図である。
　図３１、図３２において、空気調和装置は、室外機５１と、室外機５１に接続された室内機５２から構成されている。室外機５１には、冷媒を圧縮する圧縮機５３、冷房暖房運転時の冷媒回路を切り替える四方弁５４、冷媒と外気の熱を交換する室外熱交換器５５、および、冷媒を減圧する減圧器５６が配設されている。また、室内機５２には、冷媒と室内空気の熱を交換する室内熱交換器５７と、室内送風機５８とが配設されている。そして、圧縮機５３、四方弁５４、室内熱交換器５７、減圧器５６、および、室外熱交換器５５が冷媒回路で連結されて、ヒートポンプ式冷凍サイクルが形成されている。
　本実施形態による冷媒回路には、テトラフルオロプロペンまたはトリフルオロプロペンをベース成分とし、ジフルオロメタンまたはペンタフルオロエタンまたはテトラフルオロエタンを、地球温暖化係数が５以上、７５０以下となるように、望ましくは３５０以下、さらに望ましくは１５０以下となるように混合して、２成分混合もしくは３成分混合とした冷媒を使用している。
　空気調和機においては、冷房運転時には、四方弁５４は、圧縮機５３の吐出側と室外熱交換器５５とを連通するように切り換えられる。これにより、圧縮機５３によって圧縮された冷媒は高温高圧の冷媒となって四方弁５４を通って室外熱交換器５５に送られる。そして、冷媒は、外気と熱交換して放熱し、高圧の液冷媒となり、減圧器５６に送られる。減圧器５６では冷媒が減圧されて低温低圧の二相冷媒となり、室内機５２に送られる。室内機５２においては、冷媒は室内熱交換器５７に入り室内空気と熱交換して吸熱し、蒸発気化して低温のガス冷媒となる。この時、室内空気は冷却されて室内を冷房する。さらに冷媒は、室外機５１に戻り、四方弁５４を経由して圧縮機５３に戻される。
　暖房運転時には、四方弁５４が圧縮機５３の吐出側と室内機５２とが連通するように切り換えられる。これにより、圧縮機５３によって圧縮された冷媒は、高温高圧の冷媒となって四方弁５４を通り、室内機５２に送られる。高温高圧の冷媒は、室内熱交換器５７に入り、室内空気と熱交換して放熱し、冷却され高圧の液冷媒となる。この時、室内空気は加熱されて室内を暖房する。その後、冷媒は減圧器５６に送られ、減圧器５６において減圧されて低温低圧の二相冷媒となる。そして、冷媒は、室外熱交換器５５に送られて外気と熱交換して蒸発気化する。さらに、冷媒は、四方弁５４を経由して圧縮機５３へ戻される。
　上記のように構成された冷凍システムは、室外熱交換器５５或いは室内熱交換器５７に上記各実施の形態で示した熱交換器が使用される。これにより、省エネ性の高い高性能な冷凍システムを実現できる。
　本発明は、プレートフィン積層体のヘッダ流路の径と入口、出口接続管の径の大小を設定することによって、家庭用及び業務用エアコン等に用いる熱交換器であってもヘッダ領域部分での膨張変形がなく小型且つ高効率な熱交換器及びそれを用いた省エネ性の高い高性能な冷凍システムを提供することができる。よって、家庭用及び業務用エアコン等に用いる熱交換器や各種冷凍機器等に幅広く利用でき、その産業的価値は大なるものがある。
　１　熱交換器
　２　プレートフィン積層体
　２ａ　プレートフィン
　３ａ，３ｂ　エンドプレート
　４　入口接続管（入口ヘッダ）
　４ａ　第１入口接続管
　４ｂ　第２入口接続管
　５　出口接続管（出口ヘッダ）
　５ａ　第１出口接続管
　５ｂ　第２出口接続管
　６　第１プレートフィン
　６ａ　第１板状部材
　６ｂ　第２板状部材
　７　第２プレートフィン
　８，８ａ，８ｂ　ヘッダ開口
　９　連結部（ボルト・ナット）
　１０　ヘッダ流路（入口側ヘッダ流路）
　１０ａ　外周流路
　１０ｂ　連絡流路
　１０ｃ　多分岐流路
　１１　冷媒流路（第１流体流路）
　１１ａ　往路側流路部
　１１ｂ　復路側流路部
　１３　貫通孔（位置決め用ボス孔）
　１３ａ　孔外周部（位置決め用ボス孔外周部）
　１４　ヘッダ流路（出口側ヘッダ流路）
　１５　スリット
　１６ａ，１６ｂ　補強プレート
　１７　分流衝突壁
　１８　非流路部
　１９ａ，１９ｂ　平面端部
　２０　窪み平面部
　２０ａ　幅狭平面
　２０ｂ　幅広平面
　２１　フィン平面部
　２２（２２ａ，２２ｂ）　突起（切り起し突起）
　２４　分流制御管
　２５　冷媒流通用間隙
　２６，２６ａ，２６ｂ　分流口
　５１　室外機
　５２　室内機
　５３　圧縮機
　５４　四方弁
　５５　室外熱交換器
　５６　減圧器
　５７　室内熱交換器
　５８　室内送風機

Claims (6)

  1. 　第１流体が流れる流路をそれぞれ有する複数のプレートフィンが積層されたプレートフィン積層体と、
    　前記プレートフィン積層体における積層方向両端にそれぞれ配置されている第１エンドプレートおよび第２エンドプレートと、
    　前記第１エンドプレートに接続され、前記第１流体が流入する第１入口接続管と、
    　前記第１エンドプレートに接続され、前記第１流体が流出する第１出口接続管と、
    　前記第２エンドプレートに接続され、前記第１入口接続管と連通する第２入口接続管と、
    　前記第２エンドプレートに接続され、前記第１出口接続管と連通する第２出口接続管と、を備え、
    　前記プレートフィン積層体のプレートフィン積層間に第２流体が流れて、前記第１流体と前記第２流体との間で熱交換が行われる熱交換器であって、
    　前記複数のプレートフィンの各々は、前記第１流体が流れる複数の第１流体流路を有する流路領域と、前記複数の第１流体流路と連通するヘッダ流路を有したヘッダ領域と、を備え、
    　前記ヘッダ流路は、前記第１入口接続管と前記第２入口接続管とを連通する入口側ヘッダ流路と、前記第１出口接続管と前記第２出口接続管とを連通する出口側ヘッダ流路とを備え、
    　前記第１流体流路は、前記複数のプレートフィンそれぞれに設けられた凹状溝から構成され、
    　前記入口側ヘッダ流路の内径は、前記第１入口接続管および前記第２入口接続管の内径より小さく、
    　前記出口側ヘッダ流路の内径は、前記第１出口接続管および前記第２出口接続管の内径より小さい、熱交換器。
  2. 　前記入口側ヘッダ流路の前記内径は、前記第１入口接続管および前記第２入口接続管の外径より小さく、
    　前記第出口側ヘッダ流路の前記内径は、前記第１出口接続管および前記第２出口接続管の外径より小さい、請求項１に記載の熱交換器。
  3. 　前記複数の第１流体流路の各々はＵ字状に構成され、
    　前記入口側ヘッダ流路および前記出口側ヘッダ流路が前記複数のプレートフィンそれぞれの一端部側に配設され、
    　前記入口側ヘッダ流路の入口開口および出口開口に、前記第１入口接続管および第２入口接続管がそれぞれ連通され、
    　前記出口側ヘッダ流路の入口開口および出口開口に、第１出口接続管および第２出口接続管がそれぞれ連通されている、請求項１または２に記載の熱交換器。
  4. 　前記第１エンドプレートの入口開口に、前記ヘッダ流路内へ挿入される分流制御管が接続され、
    　前記第１エンドプレートは、前記分流制御管と前記第１入口接続管との間、あるいは、前記分流制御管と前記第１出口接続管との間の電位差が、前記分流制御管と前記第１入口接続管、あるいは、前記分流制御管と前記第１出口接続管とを直付け接続した場合の電位差よりも小さくなる材料で形成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換器。
  5. 　前記プレートフィン積層体を複数備え、
    　前記プレートフィン積層体は、前記第２入口接続管及び前記第２出口接続管によって互いに連結されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の熱交換器。
  6. 　請求項１から５のいずれか１項に記載の熱交換器を備える、冷凍システム。
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