WO2019207802A1 - 熱交換器及び空気調和機 - Google Patents

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heat exchanger
inner cylinder
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修平 多田
佐々木　重幸
大木　長斗司
法福　守
高藤　亮一
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日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社
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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
    • 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
    • F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates

Definitions

  • the compressor 1 is a device that compresses a gaseous refrigerant.
  • a compressor 1 for example, a rotary compressor or a reciprocating compressor is used, but is not limited thereto.
  • the accumulator 2 is a shell-like member for gas-liquid separation of the refrigerant, and is provided on the suction side of the compressor 1.
  • the outer cylinder a1 is a cylinder connected to a plurality of flat tubes 31 (see FIG. 4), and has an elongated cylindrical shape.
  • the outer cylinder a1 is provided with an insertion hole h1 into which a plurality of flat tubes 31 are inserted.
  • the outer cylinder a1 has a hole (not shown) into which the pipes k3 and k4 (see FIG. 2) are inserted on the opposite side (right side) of the insertion hole h1. Yes.
  • an elongated hole h8 (see FIGS. 4 and 5) is provided in the height direction on the opposite side (right side) of the insertion hole h3 in the intermediate cylinder a3.
  • a first flow path hg elongated in the height direction is formed by a hole h8 of the intermediate cylinder a3 and a hole h9 of the intermediate cylinder a5 described below (see FIGS. 4 and 5).
  • the innermost intermediate cylinder a4 is provided with an elongated hole h4 (see also FIG. 4) in the circumferential direction.
  • the hole h4 is a hole for communicating the flat tubes 31 arranged at equal intervals in the height direction with the first flow path hg elongated in the vertical direction (see FIGS. 4 and 5).
  • the hole h4 is a cross-flow channel that connects the flat tube 31 and the first flow channel hg.
  • coolant which flows in from the flat tube 31 turns around from the front side through this hole h4, and is guide
  • the direction of refrigerant flow may be reversed.
  • a hole h9 (see FIGS. 4 and 5) elongated in the height direction is provided on the opposite side (right side) of the hole h5 in the intermediate cylinder a5.
  • the circumferential position (see FIG. 4) and height range (see FIG. 5) of the hole h9 are the same as those of the hole h8 in the intermediate cylinder a3.
  • a brazing material for bonding is appropriately applied to the peripheral wall surfaces (outer peripheral surface and inner peripheral surface) of the outer cylinder a1, the inner cylinder a2, and the intermediate cylinders a3, a4, and a5. Then, when heated in a heating furnace (not shown) in the state where the positioning is performed, the brazing material is melted and the outer cylinder a1, the inner cylinder a2, and the intermediate cylinders a3, a4, and a5 are joined.
  • the positioning cylinder recesses i are formed in the outer cylinder a1, the inner cylinder a2, and the intermediate cylinders a3, a4, and a5, positioning in the circumferential direction is easy. Therefore, an operator can easily perform the assembly work of the outer cylinder a1, the inner cylinder a2, and the intermediate cylinders a3, a4, and a5.
  • the designer can adjust the first flow path hg (FIG. 4, FIG. 4).
  • the cross-sectional area shown in FIG. As a result, the designer can easily perform the design in consideration of the flow rate of the refrigerant flowing through the header 33a. For example, when the designer reduces the number of intermediate cylinders or reduces the thickness thereof, the cross-sectional area of the first flow path hg is reduced. As a result, the flow rate at which a predetermined flow rate of refrigerant flows through the header 33a can be increased. Note that the same can be said when the design of the header 33a is appropriately changed based on the use conditions of the air conditioner 100.
  • middle cylinder a3, a4, a5 functions as a refrigerant
  • the manufacturing man-hour and manufacturing cost of the outdoor heat exchanger 3 can be reduced more than before.
  • the inner side in the radial direction of the inner cylinder a2 is hollow, the cost (volume) of the material required for the header 33a can be reduced as compared with the conventional case.
  • the configuration of the header 33a can be applied to the indoor heat exchanger 5 (see FIG. 1) as described above.
  • the air conditioner 100 provided with these besides the outdoor heat exchanger 3 and the indoor heat exchanger 5 which are easy to manufacture can be provided.
  • the outdoor heat exchanger 3 and the like according to the present invention have been described in the embodiment, but the present invention is not limited to these descriptions, and various modifications can be made.
  • the configuration in which the header 33a of the outdoor heat exchanger 3 includes the three intermediate cylinders a3, a4, and a5 (see FIG. 4) has been described, but the number of intermediate cylinders may be two or less. Moreover, it may be four or more. In other words, any configuration is possible as long as it is coaxial with the outer cylinder a1 and the inner cylinder a2 and at least one intermediate cylinder is disposed between the outer cylinder a1 and the inner cylinder a2.
  • each cylinder including the outer cylinder a1, the inner cylinder a2, and the intermediate cylinders a3, a4, and a5 is cylindrical
  • the cross section of each cylinder described above may be a square frame shape or a polygonal frame shape.
  • coaxial means that the positions of the centers of gravity when the cylinders are cut along a predetermined cross section are substantially the same.
  • the “radial direction” means a direction perpendicular to a straight line (center axis) passing through the center of gravity.
  • the outdoor heat exchanger 3 and the indoor heat exchanger 5 are parallel flow heat exchangers
  • the present invention is not limited thereto.
  • the outdoor heat exchanger 3 or the indoor heat exchanger 5 may be a finned tube heat exchanger or other types of heat exchangers.

Abstract

製造が容易な熱交換器等を提供する。室外熱交換器（３）は、フィン（３２）と、扁平管（３１）と、ヘッダ（３３ａ）と、を備える。ヘッダ（３３ａ）は、複数の扁平管（３１）が差し込まれる差込孔が設けられた外筒（ａ１）と、外筒（ａ１）と同軸で、外筒（ａ１）の中に配置される内筒（ａ２）と、外筒（ａ１）及び内筒（ａ２）と同軸で、外筒（ａ１）と内筒（ａ２）との間に配置される中間筒（ａ３，ａ４，ａ５）と、を有する。外筒（ａ１）、内筒（ａ２）、及び中間筒（ａ３，ａ４，ａ５）を含む複数の筒体は、径方向で隣り合う他の筒体に密着しており、中間筒（ａ３，ａ４，ａ５）は、冷媒が通流する冷媒流路（ｈｇ）を有している。

Description

熱交換器及び空気調和機
　本発明は、熱交換器及び空気調和機に関する。
　空気調和機の熱交換器に関して、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。すなわち、特許文献１には、「ヘッダの内部空間のうち、少なくとも一部空間を左右区画する区画部と、前記区画部に形成され、冷媒が前記区画部を貫通して多数の冷媒チューブに流動するようにガイドする少なくとも２つ以上の貫通ホールと」を備える熱交換器について記載されている。
特開２０１４－５３３８１９号公報
　特許文献１に記載の技術では、前記したように、ヘッダの内部空間を左右に区画する区画部が設けられる。そうすると、このような区画部を設けるぶん、熱交換器の構成が複雑になり、その製造に手間やコストがかかる。
　そこで、本発明は、製造が容易な熱交換器等を提供することを課題とする。
　前記した課題を解決するために本発明は、複数の伝熱管が差し込まれる差込孔が設けられた外筒と、前記外筒と同軸で、前記外筒の中に配置される内筒と、前記外筒及び前記内筒と同軸で、前記外筒と前記内筒との間に配置される少なくとも一つの中間筒と、を有し、前記外筒、前記内筒、及び前記中間筒を含む複数の筒体は、径方向で隣り合う他の筒体に密着しており、前記中間筒は、冷媒が通流する冷媒流路を有することを特徴とする。
　本発明によれば、製造が容易な熱交換器等を提供できる。
本発明の実施形態に係る室外熱交換器や室内熱交換器を備える空気調和機の構成図である。 本発明の実施形態に係る室外熱交換器の斜視図である。 本発明の実施形態に係る室外熱交換器のヘッダの構造を理解しやすくするため、外筒から内筒及び中間筒を引き上げて、その一部を露出させた状態の斜視図である。 本発明の実施形態に係る室外熱交換器の扁平管及びヘッダの横断面図である。 本発明の実施形態に係る室外熱交換器の縦断面図である。 本発明の実施形態に係る室外熱交換器の一部を切り欠いた部分拡大図である。 本発明の実施形態に係る室外熱交換器が備えるヘッダの上部付近の斜視図である。
≪実施形態≫
＜空気調和機の構成＞
　図１は、実施形態に係る室外熱交換器３や室内熱交換器５を備える空気調和機１００の構成図である。
　なお、図１の実線矢印は、冷房運転時における冷媒の流れを示している。
　一方、図１の破線矢印は、暖房運転時における冷媒の流れを示している。
　空気調和機１００は、冷房運転や暖房運転等の空調を行う機器である。図１に示すように、空気調和機１００は、圧縮機１と、アキュムレータ２と、室外熱交換器３（熱交換器）と、室外ファン４と、室内熱交換器５（熱交換器）と、室内ファン６と、を備えている。さらに、空気調和機１００は、室外膨張弁７（膨張弁）と、室内膨張弁８（膨張弁）と、四方弁９と、を備えている。
　圧縮機１は、ガス状の冷媒を圧縮する機器である。このような圧縮機１として、例えば、ロータリ圧縮機やレシプロ圧縮機が用いられるが、これに限定されるものではない。
　アキュムレータ２は、冷媒を気液分離するための殻状部材であり、圧縮機１の吸込側に設けられている。
　室外熱交換器３は、その伝熱管（複数の扁平管３１：図２参照）を通流する冷媒と、室外ファン４から送り込まれる外気と、の間で熱交換が行われる熱交換器である。
　室外ファン４は、室外熱交換器３に外気を送り込むファンであり、駆動源である室外ファンモータ４ａを備えている。
　室内熱交換器５は、その伝熱管（図示せず）を通流する冷媒と、室内ファン６から送り込まれる室内空気（空調対象空間の空気）と、の間で熱交換が行われる熱交換器である。
　室内ファン６は、室内熱交換器５に室内空気を送り込むファンであり、駆動源である室内ファンモータ６ａを備えている。
　室外膨張弁７や室内膨張弁８は、「凝縮器」（室外熱交換器３及び室内熱交換器５の一方）で凝縮した冷媒を減圧するための膨張弁である。なお、室外膨張弁７や室内膨張弁８で減圧された冷媒は、「蒸発器」（室外熱交換器３及び室内熱交換器５の他方）に導かれる。
　四方弁９は、空気調和機１００の運転モードに応じて、冷媒の流路を切り替える弁である。例えば、冷房運転時（図１の実線矢印を参照）には、圧縮機１、室外熱交換器３（凝縮器）、室外膨張弁７（膨張弁）、室内膨張弁８（膨張弁）、及び室内熱交換器５（蒸発器）を順次に介して、冷凍サイクルで冷媒が循環する。
　一方、暖房運転時（図１の破線矢印を参照）には、圧縮機１、室内熱交換器５（凝縮器）、室内膨張弁８（膨張弁）、室外膨張弁７（膨張弁）、及び室外熱交換器３（蒸発器）を順次に介して、冷凍サイクルで冷媒が循環する。
　すなわち、圧縮機１、「凝縮器」、「膨張弁」、及び「蒸発器」を順次に介して冷媒が循環する冷媒回路Ｑにおいて、前記した「凝縮器」及び「蒸発器」の一方は室外熱交換器３であり、他方は室内熱交換器５である。
　なお、図１に示す例では、圧縮機１、アキュムレータ２、室外熱交換器３、室外ファン４、室外膨張弁７、及び四方弁９が、室外機Ｕｏに設置されている。一方、室内熱交換器５、室内ファン６、及び室内膨張弁８は、室内機Ｕｉに設けられている。そして、冷媒回路Ｑの一部を構成する接続配管ｋ１，ｋ２や阻止弁Ｖを介して、室外機Ｕｏと室内機Ｕｉとが接続されている。
　次に、室外熱交換器３の構成について、パラレルフロー型熱交換器を例に説明する。前記したパラレルフロー型熱交換器は、複数の扁平管３１（図２参照）の一端にヘッダ３３ａ（冷媒分配器：図２参照）が接続され、他端に別のヘッダ３３ｂ（冷媒分配器：図２参照）が接続される熱交換器である。なお、以下で説明する室外熱交換器３の構成は、室内熱交換器５にも適用可能である。
　図２は、室外熱交換器３の斜視図である。
　図２に示すように、室外熱交換器３は、複数の扁平管３１と、複数のフィン３２と、ヘッダ３３ａ，３３ｂと、を備えている。
　扁平管３１は、その内部を冷媒が通流する伝熱管である。扁平管３１は、縦断面視で扁平状を呈し、図２に示す例では、左右方向に延びている。扁平管３１は、その一端がヘッダ３３ａに接続され、他端が別のヘッダ３３ｂに接続されている。そして、扁平管３１の内部に横並びで設けられた複数の孔ｈ６（図６参照）を介して、冷媒が通流するようになっている。
　複数のフィン３２は、冷媒と空気との間の伝熱面積を確保するための金属製の薄板であり、所定間隔ごとに配置されている。図２に示す例では、フィン３２として、板面が細長矩形状のプレートフィンを用いている。それぞれのフィン３２は、各板面が平行となるように、また、隣り合うフィン３２の間で所定のフィンピッチが確保されるように配置されている。
　複数のフィン３２は、それぞれ、扁平管３１を横（前側）から差し込むためのＵ字状の切欠きである開口部ｈ７（図７参照）を備えている。そして、複数の開口部ｈ７が、複数の扁平管３１と一対一で対応するように、高さ方向で等間隔に設けられている。また、フィン３２は、開口部ｈ７の縁部に形成されたフィンカラー３２ａ（図７参照）を備えている。
　なお、フィン３２の開口部ｈ７に扁平管３１が横から差し込まれるという事項は、扁平管３１（伝熱管）がフィン３２に「挿通」されるという事項に含まれる。
　ヘッダ３３ａ，３３ｂは、複数の扁平管３１に接続される冷媒分配器である。ヘッダ３３ａ，３３ｂは、その外形が、高さ方向に細長い円筒状を呈している。そして、ヘッダ３３ａ，３３ｂの一方から扁平管３１に分配された冷媒が、扁平管３１を介して、他方に導かれて合流するようになっている。
　図２に示す例では、室外熱交換器３との間で冷媒の導入・導出を行うための配管ｋ３，ｋ４が、ヘッダ３３ａに接続されている。次に、ヘッダ３３ａの構成について説明するが、他方のヘッダ３３ｂについても同様であるものとする。
　図３は、ヘッダ３３ａの構造を理解しやすくするため、外筒ａ１から内筒ａ２及び中間筒ａ３，ａ４，ａ５を引き上げて、その一部を露出させた状態の斜視図である。
　図３に示すように、ヘッダ３３ａは、外筒ａ１（筒体）と、内筒ａ２（筒体）と、中間筒ａ３，ａ４，ａ５（筒体）と、を備えている。
　外筒ａ１は、複数の扁平管３１（図４参照）に接続される筒体であり、細長の円筒状を呈している。外筒ａ１には、複数の扁平管３１が差し込まれる差込孔ｈ１が設けられている。また、図３では見えていないが、外筒ａ１には、配管ｋ３，ｋ４（図２参照）が差し込まれる孔（図示せず）が、差込孔ｈ１の反対側（右側）に設けられている。
　内筒ａ２は、細長の円筒状を呈し、外筒ａ１と同軸で、この外筒ａ１の中に配置されている。また、内筒ａ２の径方向内側に冷媒が漏れ出さないように、内筒ａ２は孔を有しない構成になっている。
　中間筒ａ３，ａ４，ａ５は、冷媒を所定方向に導く筒体であり、それぞれ、細長の円筒状を呈している。中間筒ａ３，ａ４，ａ５は、外筒ａ１及び内筒ａ２と同軸で、外筒ａ１と内筒ａ２との間に配置されている。
　図３に示す例では、外径・内径が異なり、また、高さ方向の長さが略同一である３つの中間筒ａ３，ａ４，ａ５が、同軸で配置されている。最も外側の中間筒ａ３において、外筒ａ１の差込孔ｈ１に対応する位置には、別の差込孔ｈ３が設けられている。すなわち、中間筒ａ３が有する差込孔ｈ３の数は、外筒ａ１が有する差込孔ｈ１の数と同一であり、また、差込孔ｈ３の高さ方向の位置は、差込孔ｈ１の高さ方向の位置と同一である（図４、図５参照）。そして、差込孔ｈ１，ｈ３を順次に介して、扁平管３１がヘッダ３３ａに差し込まれるようになっている。
　また、図３では見えていないが、中間筒ａ３において差込孔ｈ３の反対側（右側）には、高さ方向に細長い孔ｈ８（図４、図５参照）が設けられている。そして、中間筒ａ３の孔ｈ８と、次に説明する中間筒ａ５の孔ｈ９と、によって、高さ方向に細長い第１流路ｈｇが形成されている（図４、図５参照）。
　３つの中間筒ａ３，ａ４，ａ５のうち最も内側の中間筒ａ４には、周方向に細長い孔ｈ４（図４も参照）が設けられている。この孔ｈ４は、高さ方向に等間隔で配置された扁平管３１と、縦方向に細長い第１流路ｈｇ（図４、図５参照）と、を連通させるための孔である。言い換えると、孔ｈ４は、扁平管３１と第１流路ｈｇとをつなぐ渡り流路である。そして、扁平管３１から流れ込む冷媒が、この孔ｈ４を介して前側から回り込み、第１流路ｈｇ（図４、図５参照）に導かれるようになっている。なお、空調運転のモード（暖房運転や冷房運転）によっては、冷媒の流れる向きが逆向きになることもある。
　外側の中間筒ａ３と内側の中間筒ａ４との間には、別の中間筒ａ５が配置されている。この中間筒ａ５は、他の中間筒ａ３，ａ４とともに冷媒流路の断面積を調整する機能を有している。
　図３に示す例では、中間筒ａ５において、前記した差込孔ｈ１，ｈ３に対応する位置に所定の孔ｈ５が設けられている。この孔ｈ５は、扁平管３１から流れ込む冷媒を中間筒ａ４の孔ｈ４に（又はその逆向きに）導く機能を有している。孔ｈ５は、周方向・高さ方向の幅が差込孔ｈ１，ｈ３よりも若干大きく、前記した孔ｈ４に連通するとともに、この孔ｈ４を介して第１流路ｈｇにも連通している（図４参照）。
　また、図３では見えていないが、中間筒ａ５において孔ｈ５の反対側（右側）には、高さ方向に細長い孔ｈ９（図４、図５参照）が設けられている。この孔ｈ９の周方向の位置（図４参照）や高さ方向の範囲（図５参照）については、中間筒ａ３の孔ｈ８と同様である。
　図４は、室外熱交換器３の扁平管３１及びヘッダ３３ａの横断面図である。
　すなわち、外筒ａ１、内筒ａ２、及び中間筒ａ３，ａ４，ａ５が高さ方向・周方向で位置決めされた状態で、扁平管３１の孔ｈ６を横切る所定の平面でヘッダ３３ａが切断された場合の横断面を示しているのが、図４である。
　図４に示すように、外筒ａ１、内筒ａ２、及び中間筒ａ３，ａ４，ａ５を含む複数の「筒体」は、径方向で隣り合う他の「筒体」に密着している。例えば、径方向で隣り合う外筒ａ１と中間筒ａ３とは、ロウ付けされて互いに密着している。また、径方向で隣り合う内筒ａ２と中間筒ａ４とは、ロウ付けされて互いに密着している。同様に、中間筒ａ３，ａ５も密着し、また、中間筒ａ４，ａ５も密着している。
　なお、筒体が「密着」しているとは、孔ｈ４，ｈ５，ｈ８，ｈ９以外の部分では、径方向で隣り合う筒体の間にほとんど隙間がないことを意味している。例えば、所定の筒体の内周面と、その内側の別の筒体の外周面と、がロウ付けされて、その間にほとんど隙間がない状態も、前記した「密着」に含まれる。
　また、図４に示す例では、外筒ａ１、内筒ａ２、及び中間筒ａ３，ａ４，ａ５は、肉厚が略同一になっている。外筒ａ１、内筒ａ２、及び中間筒ａ３，ａ４，ａ５がアルミニウムないしアルミニウム合金で構成されている場合、これらの肉厚は、ヘッダ３３ａの強度を確保するために、０．５ｍｍ～３ｍｍの範囲内であることが好ましい。
　なお、外筒ａ１、内筒ａ２、及び中間筒ａ３，ａ４，ａ５の構成材料や肉厚は、前記したものに限定されない。また、外筒ａ１、内筒ａ２、及び中間筒ａ３，ａ４，ａ５において、その肉厚が他とは異なるものが存在していてもよい。
　前記したように、外筒ａ１の差込孔ｈ１、及び中間筒ａ３の差込孔ｈ３に、扁平管３１が差し込まれている。また、中間筒ａ３の孔ｈ８、中間筒ａ４の孔ｈ４、及び中間筒ａ５の孔ｈ５，ｈ９は全て、扁平管３１の孔ｈ６に連通している。なお、中間筒ａ３，ａ４，ａ５が有する「冷媒流路」は、孔ｈ４，ｈ５，ｈ８，ｈ９を含んで構成される。
　図４に示すように、扁平管３１は、その先端が内筒ａ２に臨んでおり、内筒ａ２の外径よりも扁平管３１の横幅Ｌが狭いことが好ましい。これによって、扁平管３１からヘッダ３３ａに向かう冷媒のほとんどが内筒ａ２の外周面に衝突するため、気液二相の冷媒が攪拌される。したがって、冷媒が気相・液相に分離されにくくなる。内筒ａ２の外周面に衝突した冷媒は、中間筒ａ４の孔ｈ４を介して回り込み、高さ方向に細長い第１流路ｈｇ（図５参照）に導かれる。
　図５は、室外熱交換器３の縦断面図である。
　前記したように、高さ方向に細長い孔ｈ８が中間筒ａ３に設けられ、また、高さ方向に細長い孔ｈ９が中間筒ａ５に設けられている。なお、外筒ａ１、内筒ａ２、及び中間筒ａ３，ａ４，ａ５を含む複数の「筒体」の中心軸線Ｍと平行な方向に冷媒を導く「第１流路ｈｇ」は、孔ｈ８，ｈ９を含んで構成される。
　前記した第１流路ｈｇは、ヘッダ３３ａの横断面視において、外筒ａ１の差込孔ｈ１から離間している位置（右側）に設けられている（図４参照）。したがって、ヘッダ３３ａに配管ｋ３，ｋ４（図２参照）が差し込まれる際、扁平管３１やフィン３２が配管ｋ３，ｋ４に干渉することがないため、配管ｋ３，ｋ４をヘッダ３３ａに接続する作業が容易になる。
　また、所定の運転モード（例えば、暖房運転）では、第１流路ｈｇを介して、冷媒が上向きに通流する。このように第１流路ｈｇを冷媒が上向きに通流する場合であっても、第１流路ｈｇの断面積を設計段階で適宜に調整する（例えば、断面積を狭くする）ことで、第１流路ｈｇを介して、比較的大きな流速で冷媒が通流する。これによって、高さ方向に複数設けられた扁平管３１に冷媒が略均等に行きわたるため、室外熱交換器３の熱交換性能を従来よりも高めることができる。
　図６は、室外熱交換器３の一部を切り欠いた部分拡大図である。
　図６に示す例では、扁平管３１から流れ出る冷媒が内筒ａ２の外周面に衝突した後、破線の曲線矢印や、その下の実線の曲線矢印で示すように、中間筒ａ４の周方向の孔ｈ４を介して回り込み（図４も参照）、さらに、第１流路ｈｇを下向きに通流する。
　前記したように、孔ｈ４，ｈ５，ｈ８，ｈ９が、ヘッダ３３ａ内の冷媒流路として機能している。したがって、本実施形態によれば、冷媒流路を形成したり、冷媒の流速を調整したりするために従来用いられていた仕切板（図示せず）をヘッダ３３ａの中に設ける必要がない。例えば、第１流路ｈｇ（孔ｈ８，ｈ９）を介して上下方向に導かれる冷媒は、仕切板（図示せず）を設けずとも、第１流路ｈｇの上端又は下端に衝突して、流れの向きが変わるからである。このようにヘッダ３３ａに仕切板（図示せず）を設ける必要がないため、室外熱交換器３の部品点数を削減でき、また、製造工数や製造コストを削減できる。
　図７は、室外熱交換器３が備えるヘッダ３３ａの上部付近の斜視図である。
　図７に示すように、外筒ａ１、内筒ａ２、及び中間筒ａ３，ａ４，ａ５の上端面は、略面一になっている。また、外筒ａ１、内筒ａ２、及び中間筒ａ３，ａ４，ａ５は、その中心軸線Ｍ（図５参照）と平行な方向の端部（図７では上端部）に、周方向での位置決め用の凹部ｉを有している。すなわち、外筒ａ１、内筒ａ２、及び中間筒ａ３，ａ４，ａ５の上端部において、左右方向の中央付近が切り欠かれ、凹部ｉが形成されている。
　そして、室外熱交換器３の製造段階において、作業者が各凹部ｉの位置を周方向でそろえることによって、外筒ａ１、内筒ａ２、及び中間筒ａ３，ａ４，ａ５が、周方向で位置決めされる。例えば、凹部ｉに対応する厚さの位置決め用の板材（図示せず）を作業者が凹部ｉに嵌め込むことで、外筒ａ１、内筒ａ２、及び中間筒ａ３，ａ４，ａ５が周方向で位置決めされる。なお、本実施形態では、ヘッダ３３ａの下端部にも同様の凹部ｉが設けられているが（図５参照）、ヘッダ３３ａの上端部・下端部の一方のみに凹部ｉが設けられてもよい。
　また、外筒ａ１、内筒ａ２、及び中間筒ａ３，ａ４，ａ５の周壁面（外周面や内周面）には、接合用のロウ材が適宜に塗布されている。そして、前記した位置決めがなされた状態で加熱炉（図示せず）において加熱されると、ロウ材が溶けて、外筒ａ１、内筒ａ２、及び中間筒ａ３，ａ４，ａ５が接合される。
＜効果＞
　本実施形態によれば、ヘッダ３３ａの製造において、作業者が、内筒ａ２や中間筒ａ３，ａ４，ａ５を外筒ａ１に挿入すれば、各筒体が自ずから同軸になるため、径方向での位置決めが容易である。また、外筒ａ１、内筒ａ２、及び中間筒ａ３，ａ４，ａ５は、高さ方向の長さが略同一であるため、高さ方向の位置決めも容易である。
　さらに、外筒ａ１、内筒ａ２、及び中間筒ａ３，ａ４，ａ５には、位置決め用の凹部ｉ（図７参照）が形成されているため、周方向の位置決めも容易である。したがって、外筒ａ１、内筒ａ２、及び中間筒ａ３，ａ４，ａ５の組立作業を作業者が容易に行うことができる。
　また、ヘッダ３３ａの設計段階では、中間筒ａ３，ａ４，ａ５の個数（本実施形態では３つ）や肉厚を適宜に調整することで、設計者は、第１流路ｈｇ（図４、図５参照）の断面積を調整できる。これによって、設計者は、ヘッダ３３ａを流れる冷媒の流速を考慮した設計を容易に行うことができる。例えば、設計者が中間筒の個数を少なくしたり、その肉厚を薄くしたりすることで、第１流路ｈｇの断面積が小さくなる。これによって、所定流量の冷媒がヘッダ３３ａを通流する際の流速を大きくすることができる。なお、空気調和機１００の使用条件に基づいて、ヘッダ３３ａを適宜に設計変更する際にも、同様のことがいえる。
　また、中間筒ａ３，ａ４，ａ５の各孔が冷媒流路として機能するため、冷媒流路を形成するための仕切板（図示せず）をヘッダ３３ａの中に設ける必要がない。これによって、室外熱交換器３の製造工数や製造コストを従来よりも削減できる。
　また、内筒ａ２の径方向内側は中空であるため、ヘッダ３３ａに要する材料のコスト（体積）を従来よりも削減できる。
　また、円筒状の外筒ａ１、内筒ａ２、及び中間筒ａ３，ａ４，ａ５は、複雑な構成ではないため、中子を用いて成形する必要がない。したがって、ヘッダ３３ａ等の製造コストを従来よりも削減できる。
　また、ヘッダ３３ａにおいて、高さ方向の第１流路ｈｇ（図５参照）が、扁平管３１の接続箇所から離間している位置に設けられている（図４参照）。これによって、配管ｋ３，ｋ４（図２参照）をヘッダ３３ａに接続する作業が行いやすくなる。
　また、ヘッダ３３ａの構成は、前記したように、室内熱交換器５（図１参照）にも適用可能である。このように、本実施形態によれば、製造が容易な室外熱交換器３や室内熱交換器５の他、これらを備える空気調和機１００を提供できる。
≪変形例≫
　以上、本発明に係る室外熱交換器３等について実施形態で説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
　例えば、実施形態では、室外熱交換器３のヘッダ３３ａが３つの中間筒ａ３，ａ４，ａ５を備える構成（図４参照）について説明したが、中間筒の個数は２つ以下であってもよいし、また、４つ以上であってもよい。すなわち、外筒ａ１及び内筒ａ２と同軸で、外筒ａ１と内筒ａ２との間に少なくとも一つの中間筒が配置される構成であればよい。
　また、実施形態では、外筒ａ１、内筒ａ２、及び中間筒ａ３，ａ４，ａ５に位置決め用の凹部ｉ（図７参照）が設けられる構成について説明したが、これに限らない。例えば、外筒ａ１、内筒ａ２、及び中間筒ａ３，ａ４，ａ５が、その中心軸線Ｍ（図５参照）と平行な方向の端部（上端部や下端部）に、周方向での位置決め用の凸部（図示せず）を有する構成であってもよい。
　また、実施形態では、外筒ａ１、内筒ａ２、及び中間筒ａ３，ａ４，ａ５の中心軸線Ｍ（図５参照）と平行な第１流路ｈｇの数が１つである構成について説明したが、これに限らない。例えば、第１流路ｈｇを中間筒ａ３，ａ５の前部に設けるとともに、別の第１流路ｈｇを中間筒ａ３，ａ５の後部に設けてもよい。このような構成において、扁平管３１から流れ込む冷媒は、中間筒ａ４の２つの孔（図示せず）で前・後に分流し、その一部が前側の孔ｈ４を介して前側の第１流路ｈｇに導かれ、残りが後側の孔（図示せず）を介して後側の第１流路ｈｇに導かれる。このような構成によれば、扁平管３１を介した冷媒の通流において、前後方向での偏りがなくなるため、室外熱交換器３の熱交換性能をさらに高めることができる。
　また、実施形態では、外筒ａ１、内筒ａ２、及び中間筒ａ３，ａ４，ａ５を含む各筒体が円筒状である構成（図３参照）について説明したが、これに限らない。すなわち、前記した各筒体の横断面が四角枠状であってもよいし、また、多角形の枠状であってもよい。このような構成において、「同軸」とは、所定の横断面で各筒体を切断した場合の重心の位置が略同一であることを意味するものとする。また、「径方向」とは、前記した重心を通る直線（中心軸線）に垂直な方向を意味するものとする。
　また、実施形態では、室外熱交換器３や室内熱交換器５がパラレルフロー型熱交換器である場合について説明したが、これに限らない。例えば、室外熱交換器３や室内熱交換器５が、フィンチューブ式熱交換器であってもよいし、その他の種類の熱交換器であってもよい。
　また、実施形態では、室外熱交換器３のヘッダ３３ａが、外筒ａ１、内筒ａ２、及び中間筒ａ３，ａ４，ａ５を有し、また、室内熱交換器５も同様の構成である空気調和機１００について説明したが、これに限らない。すなわち、室外熱交換器３及び室内熱交換器５のうち一方に実施形態を適用してもよい。言い換えると、圧縮機１、「凝縮器」、「膨張弁」、及び「蒸発器」を順次に介して、冷媒が循環する冷媒回路Ｑにおいて、前記した「凝縮器」及び「蒸発器」のうち少なくとも一方が、実施形態で説明したヘッダ３３ａの構成を備えるようにしてもよい。
　また、実施形態では、空気調和機１００（図１参照）が四方弁９を備える構成について説明したが、これに限らない。すなわち、四方弁９を省略し、冷房専用又は暖房専用の空気調和機にも実施形態の構成を適用できる。
　また、実施形態では、空気調和機１００（図１参照）が室外膨張弁７及び室内膨張弁８を備える構成について説明したが、これに限らない。例えば、室外熱交換器３と室内熱交換器５との間に一つの膨張弁を備える構成であってもよい。また、複数の膨張弁を備える構成において、膨張弁と、別の膨張弁と、の間に、冷媒の過冷却度を高めるための過冷却器が設けられていてもよい。
　また、実施形態では、空気調和機１００が、室外機Ｕｏ及び室内機Ｕｉを１台ずつ備える構成について説明したが、これに限らない。例えば、１台の室外機Ｕｏに複数台の室内機Ｕｉが接続されたマルチ型の空気調和機にも実施形態を適用できる。また、複数台の室外機Ｕｏが並列接続された構成の空気調和機にも実施形態を適用できる。
　また、実施形態で説明した構成は、パッケージエアコンやビル用マルチエアコン、ルームエアコン、一体型エアコン等、様々な種類の空気調和機（冷凍サイクル装置）に適用できる。
　また、実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　また、前記した機構や構成は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての機構や構成を示しているとは限らない。
　１００　空気調和機
　１　　　圧縮機
　３　　　室外熱交換器（熱交換器、凝縮器／蒸発器）
　５　　　室内熱交換器（熱交換器、蒸発器／凝縮器）
　７　　　室外膨張弁（膨張弁）
　８　　　室内膨張弁（膨張弁）
　３１　　扁平管（伝熱管）
　３２　　フィン
　３３ａ，３３ｂ　ヘッダ（冷媒分配器）
　Ｍ　　　中心軸線
　Ｑ　　　冷媒回路
　ａ１　　外筒（筒体）
　ａ２　　内筒（筒体）
　ａ３，ａ４，ａ５　中間筒（筒体）
　ｈ１　　差込孔
　ｈ４　　孔（冷媒流路）
　ｈ５　　孔（冷媒流路）
　ｈ８　　孔（冷媒流路）
　ｈ９　　孔（冷媒流路）
　ｈｇ　　第１流路（冷媒流路）
　ｉ　　　凹部

Claims (5)

  1. 　所定間隔ごとに配置される複数のフィンと、
    　複数の前記フィンに挿通される複数の伝熱管と、
    　複数の前記伝熱管に接続される冷媒分配器と、を備え、
    　前記冷媒分配器は、
    　複数の前記伝熱管が差し込まれる差込孔が設けられた外筒と、
    　前記外筒と同軸で、前記外筒の中に配置される内筒と、
    　前記外筒及び前記内筒と同軸で、前記外筒と前記内筒との間に配置される少なくとも一つの中間筒と、を有し、
    　前記外筒、前記内筒、及び前記中間筒を含む複数の筒体は、径方向で隣り合う他の筒体に密着しており、
    　前記中間筒は、冷媒が通流する冷媒流路を有する熱交換器。
  2. 　前記冷媒流路は、前記筒体の中心軸線と平行な方向に冷媒を導く第１流路を有し、
    　前記冷媒分配器の横断面視において、前記外筒の前記差込孔から離間している位置に前記第１流路が設けられていること
    　を特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
  3. 　前記外筒、前記内筒、及び前記中間筒は、その中心軸線と平行な方向の端部に、周方向での位置決め用の凹部又は凸部を有すること
    　を特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
  4. 　前記伝熱管は、その先端が前記内筒に臨んでおり、前記内筒の外径よりも前記伝熱管の横幅が狭いこと
    　を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の熱交換器。
  5. 　圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器を順次に介して、冷媒が循環する冷媒回路を含んで構成され、
    　前記凝縮器及び前記蒸発器のうち少なくとも一方は、
    　所定間隔ごとに配置される複数のフィンと、
    　複数の前記フィンに挿通される複数の伝熱管と、
    　複数の前記伝熱管に接続される冷媒分配器と、を備え、
    　前記冷媒分配器は、
    　複数の前記伝熱管が差し込まれる差込孔が設けられた外筒と、
    　前記外筒と同軸で、前記外筒の中に配置される内筒と、
    　前記外筒及び前記内筒と同軸で、前記外筒と前記内筒との間に配置される少なくとも一つの中間筒と、を有し、
    　前記外筒、前記内筒、及び前記中間筒を含む複数の筒体は、径方向で隣り合う他の筒体に密着しており、
    　前記中間筒は、冷媒が通流する冷媒流路を有する空気調和機。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115342560A (zh) * 2022-06-27 2022-11-15 西安交通大学 一种流量均匀分配装置及其应用

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04295599A (ja) * 1991-03-25 1992-10-20 Matsushita Refrig Co Ltd 熱交換器
JPH066988U (ja) * 1992-07-02 1994-01-28 昭和アルミニウム株式会社 熱交換器
JP2001082890A (ja) * 1999-09-10 2001-03-30 Zexel Valeo Climate Control Corp 熱交換器
JP2002022313A (ja) * 2000-07-06 2002-01-23 Matsushita Refrig Co Ltd 分流器
JP2005321098A (ja) * 2005-05-27 2005-11-17 Sumitomo Precision Prod Co Ltd オープンラック型気化装置
KR100666927B1 (ko) * 2006-01-20 2007-01-10 주식회사 두원공조 헤더형 열교환기
US7806171B2 (en) * 2004-11-12 2010-10-05 Carrier Corporation Parallel flow evaporator with spiral inlet manifold
JP2012002475A (ja) * 2010-06-21 2012-01-05 Mitsubishi Electric Corp 冷媒分配器及びこの冷媒分配器を用いたヒートポンプ装置
JP2013002773A (ja) * 2011-06-20 2013-01-07 Sharp Corp 熱交換器及びそれを搭載した空気調和機
WO2016170877A1 (ja) * 2015-04-24 2016-10-27 株式会社デンソー 冷媒蒸発器

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04295599A (ja) * 1991-03-25 1992-10-20 Matsushita Refrig Co Ltd 熱交換器
JPH066988U (ja) * 1992-07-02 1994-01-28 昭和アルミニウム株式会社 熱交換器
JP2001082890A (ja) * 1999-09-10 2001-03-30 Zexel Valeo Climate Control Corp 熱交換器
JP2002022313A (ja) * 2000-07-06 2002-01-23 Matsushita Refrig Co Ltd 分流器
US7806171B2 (en) * 2004-11-12 2010-10-05 Carrier Corporation Parallel flow evaporator with spiral inlet manifold
JP2005321098A (ja) * 2005-05-27 2005-11-17 Sumitomo Precision Prod Co Ltd オープンラック型気化装置
KR100666927B1 (ko) * 2006-01-20 2007-01-10 주식회사 두원공조 헤더형 열교환기
JP2012002475A (ja) * 2010-06-21 2012-01-05 Mitsubishi Electric Corp 冷媒分配器及びこの冷媒分配器を用いたヒートポンプ装置
JP2013002773A (ja) * 2011-06-20 2013-01-07 Sharp Corp 熱交換器及びそれを搭載した空気調和機
WO2016170877A1 (ja) * 2015-04-24 2016-10-27 株式会社デンソー 冷媒蒸発器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115342560A (zh) * 2022-06-27 2022-11-15 西安交通大学 一种流量均匀分配装置及其应用
CN115342560B (zh) * 2022-06-27 2023-07-18 西安交通大学 一种流量均匀分配装置及其应用

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