WO2022168232A1

WO2022168232A1 - 熱交換器およびそれを備えた冷凍サイクル装置

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Publication number: WO2022168232A1
Application number: PCT/JP2021/004112
Authority: WO
Inventors: 敦森田; 剛志前田; 伸中村; 暁八柳
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2021-02-04
Filing date: 2021-02-04
Publication date: 2022-08-11
Also published as: JPWO2022168232A1; EP4290170A1; EP4290170A4; CN116802453A; US20240003636A1

Abstract

室外熱交換器（１１）における扁平伝熱管（２１）は、本体部（２３）と接続部（２５）とを備えている。扁平伝熱管（２１）には、複数の流路（２７）が互いに間隔を開けて配置されている。扁平伝熱管（２１）は、幅を隔てて第１側部（２９ａ）および第２側部（２９ｂ）を有する。ヘッダ（３１）の開口部（３３）に接続される接続部（２５）は、複数の流路（２７）がそれぞれ開口している開口端面（２６）を有する。接続部（２５）では、第１側部（２９ａ）は、開口端面（２６）に近づくにしたがい、幅が縮められる態様でテーパー状に形成されている。第１側部（２９ａ）に最も近い第１流路（２７ａ）の第１開口端（２８ａ）は、他の流路（２７）の開口端（２８）の第１流路断面積（Ｓ１）よりも小さい第２流路断面積（Ｓ２）を有する。

Description

熱交換器およびそれを備えた冷凍サイクル装置

　本開示は、熱交換器およびそれを備えた冷凍サイクル装置に関する。

　空気調和機に使用される熱交換器の一形態として、冷媒が流れる複数の流路が形成された扁平状の扁平伝熱管を適用した熱交換器がある。この種の熱交換器では、蒸発器として機能させる運転の際には、伝熱性能を向上させるために、風上側に位置する流路に対してより多くの冷媒を流すことが求められる。たとえば、特許文献１では、風上側に位置する流路を、風下側に位置する流路よりも拡げた扁平伝熱管を備えた熱交換器が提案されている。

特開２０１５－９０２１９号公報

　扁平伝熱管は、たとえば、アルミニウム等の材料を押出し成型することによって製造される。風上側に位置する流路を、風下側に位置する流路よりも拡げた扁平伝熱管では、たとえば、断面形状が非対称となることに起因して、所望の扁平伝熱管を製造することが困難になることがある。熱交換器では、伝熱性能を確保しながら製造性を向上させることが求められている。

　本開示は、このような開発の一環でなされたものであり、一つの目的は、伝熱性能を確保しながら、製造性の向上が図られる熱交換器を提供することであり、他の目的は、そのような熱交換器を適用した冷凍サイクル装置を提供することである。

　本開示に係る熱交換器は、扁平状の扁平伝熱管とヘッダと放熱フィンとを有している。扁平状の扁平伝熱管は、第１方向に幅を隔てて第１側部および第２側部を有するとともに、第１方向と交差する第２方向に延在する。扁平伝熱管には、第２方向にそれぞれ延在する複数の流路が、第１方向に互いに間隔を開けて配置されている。ヘッダは、開口部が形成され、開口部に扁平伝熱管が接続されている。扁平伝熱管は、本体部と接続部とを備えている。本体部は、放熱フィンに装着される。接続部は、複数の流路のそれぞれが開口している開口端面を有し、ヘッダにおける開口部に挿入されてヘッダに接続されている。本体部では、複数の流路のそれぞれは、第１流路断面積を有する。接続部では、第１側部は、開口端面に近づくにしたがい、幅が縮められる態様でテーパー状に形成されている。開口端面では、複数の流路のうち、テーパー状に形成された第１側部に最も近い第１流路の第１開口端は、第１流路断面積よりも小さい第２流路断面積を有する。

　本開示に係る冷凍サイクル装置は、上記熱交換器を備えている。

　本開示に係る熱交換器によれば、扁平伝熱管は、本体部と接続部とを備えている。扁平伝熱管には、複数の流路が互いに間隔を開けて配置されている。扁平伝熱管は、幅を隔てて第１側部および第２側部を有する。ヘッダの開口部に接続される接続部は、複数の流路がそれぞれ開口している開口端面を有する。接続部では、第１側部は、開口端面に近づくにしたがい、幅が縮められる態様でテーパー状に形成されている。これにより、ヘッダの開口部へ接続部を容易に挿入することができ、製造性の向上に寄与することができる。また、開口端面では、第１側部に最も近い第１流路の第１開口端は、第１流路断面積よりも小さい第２流路断面積を有する。これにより、熱負荷の高い領域に位置する流路に、冷媒をより多く流すことができ、伝熱性能を確保することができる。

　本開示に係る冷凍サイクル装置によれば、上記熱交換器を備えていることで、伝熱性能を確保しながら製造性を向上させることができる。

各実施の形態に係る室外熱交換器を備えた冷凍サイクル装置の冷媒回路を示す図である。各実施の形態に係る室外熱交換器の一例を示す斜視図である。実施の形態１に係る室外熱交換器における扁平伝熱管がヘッダに接続される部分の構造を示す、一部断面を含む上面図である。同実施の形態において、図３に示される断面線ＩＶ－ＩＶにおける断面図である。同実施の形態において、扁平伝熱管の接続部における開口端面を示す正面図である。同実施の形態において、室外熱交換器の製造方法のフローチャートの一例を示す図である。同実施の形態において、室外熱交換器の製造方法の一工程を示す部分上面図である。同実施の形態において、図７に示す工程の後に行われる工程を示す、一部断面を含む上面図である。同実施の形態において、室外熱交換器の作用および効果を説明するための図である。実施の形態２に係る室外熱交換器における扁平伝熱管がヘッダに接続される部分の構造を示す、一部断面を含む上面図である。同実施の形態において、扁平伝熱管の接続部における開口端面を示す正面図である。同実施の形態において、室外熱交換器の製造方法の一工程を示す部分上面図である。実施の形態３に係る室外熱交換器における扁平伝熱管がヘッダに接続される部分の構造を示す、一部断面を含む上面図である。同実施の形態において、扁平伝熱管の接続部における開口端面を示す正面図である。同実施の形態において、室外熱交換器の製造方法の一工程を示す部分上面図である。同実施の形態において、図１５に示す工程の後に行われる工程を示す、一部断面を含む部分上面図である。実施の形態４に係る室外熱交換器における扁平伝熱管がヘッダに接続される部分の構造を示す、一部断面を含む上面図である。同実施の形態において、扁平伝熱管の接続部における開口端面を示す正面図である。同実施の形態において、室外熱交換器の製造方法の一工程を示す部分上面図である。各実施の形態に係る室外熱交換器の他の例を示す斜視図である。

　はじめに、各実施の形態に係る熱交換器（室外熱交換器）を備えた冷凍サイクル装置の冷媒回路の一例について説明する。図１に示すように、冷凍サイクル装置１は、圧縮機３、室内熱交換器５、ファン７、膨張弁９、室外熱交換器１１、プロペラファン１３、四方弁１５およびこれらを接続する冷媒配管１７を備えている。室外熱交換器１１の構造については、各実施の形態において、詳しく説明する。

　次に、上述した冷凍サイクル装置１の動作として、まず、暖房運転の場合について説明する。暖房運転の場合の冷媒の流れを実線で示す。圧縮機３を駆動させることによって、圧縮機３から高温高圧のガス冷媒が吐出する。吐出した高温高圧のガス冷媒（単相）は、四方弁１５を介して室内熱交換器５に流れ込む。

　室内熱交換器５では、流れ込んだガス冷媒と、ファン７によって送り込まれる空気との間で熱交換が行われる。高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒（単相）になる。熱交換が行われた空気は、室内熱交換器５から室内に送り出されて、室内が暖房されることになる。室内熱交換器５から送り出された高圧の液冷媒は、膨張弁９によって、低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になる。

　二相状態の冷媒は、室外熱交換器１１に流れ込む。室外熱交換器１１は、蒸発器として機能する。室外熱交換器１１では、流れ込んだ二相状態の冷媒と、プロペラファン１３によって供給される空気との間で熱交換が行われる。二相状態の冷媒のうち、液冷媒が蒸発して、低圧のガス冷媒（単相）になる。このとき、風下側に位置する冷媒流路よりも風上側に位置する冷媒流路により多くの冷媒が流される。低圧のガス冷媒は、室外熱交換器１１から送り出される。

　室外熱交換器１１から送り出された低圧のガス冷媒は、四方弁１５を介して圧縮機３に流れ込む。圧縮機３に流れ込んだ低圧のガス冷媒は、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって、再び圧縮機３から吐出する。以下、このサイクルが繰り返される。

　次に、冷房運転の場合について説明する。圧縮機３を駆動させることによって、圧縮機３から高温高圧のガス冷媒が吐出する。吐出した高温高圧のガス冷媒（単相）は、四方弁１５を介して室外熱交換器１１へ流れ込む。室外熱交換器１１は、凝縮器として機能する。室外熱交換器１１では、流れ込んだ冷媒と、プロペラファン１３によって供給される空気との間で熱交換が行われる。高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒（単相）になる。

　室外熱交換器１１から送り出された高圧の液冷媒は、膨張弁９によって、低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒になる。二相状態の冷媒は、室内熱交換器５に流れ込む。室内熱交換器５では、流れ込んだ二相状態の冷媒と、ファン７によって室内熱交換器５に送り込まれた空気との間で熱交換が行われる。二相状態の冷媒は、液冷媒が蒸発して低圧のガス冷媒（単相）になる。熱交換が行われた空気は、室内熱交換器５から室内に送り出されて、室内が冷房されることになる。

　室内熱交換器５から送り出された低圧のガス冷媒は、四方弁１５を介して圧縮機３に流れ込む。圧縮機３に流れ込んだ低圧のガス冷媒は、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって、再び圧縮機３から吐出する。以下、このサイクルが繰り返される。次に、各実施の形態に係る室外熱交換器１１の構造について説明する。各実施の形態では、説明の便宜上、Ｘ軸およびＹ軸を用いて説明する。

　実施の形態１．
　実施の形態１に係る、熱交換器としての室外熱交換器の一例について説明する。図２に示すように、室外機の筺体１０内には、扁平伝熱管２１および放熱フィン４１を含む室外熱交換器１１およびヘッダ３１が収容されている。ここでは、単列型の室外熱交換器１１が配置されている。また、筐体１０内には、プロペラファン１３および圧縮機３（図示せず）等も収容されている。プロペラファン１３（図示せず）の駆動によって、筐体１０内には、矢印Ｙ１に示す方向に空気が流れる。

　図３に示すように、室外熱交換器１１における扁平伝熱管２１は、本体部２３と接続部２５とを備えている。扁平伝熱管２１は、第１方向としてのＹ軸方向に幅を有し、第２方向としてのＸ軸方向に延在する。扁平伝熱管２１では、Ｘ軸方向にそれぞれ延在する複数の流路２７が、Ｙ軸方向に互いに間隔を開けて配置されている（図４参照）。

　扁平伝熱管２１は、幅を隔てて第１側部２９ａおよび第２側部２９ｂを有する。ここでは、第１側部２９ａは風下側に位置し、第２側部２９ｂは風上側に位置する。本体部２３には放熱フィン４１が取り付けられている。

　接続部２５は、複数の流路２７のそれぞれの開口端２８（図５参照）が位置する開口端面２６を有する。ここでは、開口端面２６は、Ｙ軸方向に沿って位置する。接続部２５は、ヘッダ３１に形成された開口部３３に挿入される態様で、ヘッダ３１に接続されている。接続部２５における第１側部２９ａと第２側部２９ｂとは、開口部３３の開口内壁面３４に接している。図４に示すように、本体部２３では、複数の流路２７のそれぞれは、第１流路断面積Ｓ１を有する。後述するように、扁平伝熱管２１を製造する際には、まず、本体部２３となる成型体が製造される。

　図３および図５に示すように、接続部２５では、扁平伝熱管２１を幅方向（Ｙ軸方向）に縮める加工（縮管）が施されている。接続部２５では、第１側部２９ａは、開口端面２６に近づくにしたがい、幅が縮められる態様でテーパー状に形成されている。開口端面２６では、Ｙ軸方向に沿って配置された複数の流路２７のうち、第１側部２９ａに最も近い第１流路２７ａの第１開口端２８ａは、テーパー状に形成された第１側部２９ａに対応するように、Ｙ軸方向に狭められている。

　このため、第１流路２７ａの第１開口端２８ａは、他の流路２７の開口端２８の第１流路断面積Ｓ１よりも小さい第２流路断面積Ｓ２を有する。すなわち、第１側部２９ａに最も近い第１流路２７ａの第１開口端２８ａは、他の流路２７の開口端２８の第１流路断面積Ｓ１よりも小さい第２流路断面積Ｓ２を有する。実施の形態１に係る室外熱交換器１１は、上記のように構成される。

　次に、上述した室外熱交換器１１の製造方法の一例について、フローチャートに基づいて説明する。図６に示すように、まず、ステップＴ１では、扁平伝熱管となる材料を用意する。次に、ステップＴ２では、その材料を押出成型機へ投入する。次に、ステップＴ３では、押出成型機に投入された材料を押し出すことによって、扁平伝熱管となる成型体２０（図７参照）を製造する。

　このとき、複数の流路２７（図４参照）のそれぞれが、第１流路断面積Ｓ１を有するように押出成型されることで、成型体２０（図７参照）の断面形状としては、本体部２３の断面形状（図４参照）に示されるように、幅方向の中心線に対して線対称の断面形状になる。これにより、材料が均一に押し出されて、たとえば、ボイドのない成型体を製造することができる。

　次に、ステップＴ４では、成型体２０（図７参照）の切断と縮管とを行う。図７に示すように、ここでは、Ｙ軸方向に沿って成型体２０を切断する。切断された成型体２０の切断面は、開口端面２６として、複数の流路２７（図４等参照）のそれぞれが開口する。

　このとき、成型体２０の切断とともに、成型体２０の縮管を行う。すなわち、開口端面２６に近づくにしたがい成型体２０の幅を縮める態様で、成型体２０における第１側部２９ａを、たとえば、板材（図示せず）等によって圧力（矢印Ｐ１参照）を加えることによって、テーパー状の第１側部２９ａを形成する。

　テーパー状の第１側部２９ａを形成することで、開口端面２６では、複数の流路２７のうち、第１側部２９ａに最も近い第１流路２７ａの第１開口端２８ａは、Ｙ軸方向に狭められる（図５参照）。これにより、第１側部２９ａに最も近い第１流路２７ａの第１開口端２８ａは、他の流路２７の開口端２８の第１流路断面積Ｓ１よりも小さい第２流路断面積Ｓ２を有することになる。こうして、本体部２３および接続部２５を含む扁平伝熱管２１が完成する（ステップＴ５）。

　次に、ステップＴ６では、扁平伝熱管２１をヘッダ３１に接続する（図８参照）。図８に示すように、扁平伝熱管２１の接続部２５を、矢印Ｐ３に示すように、ヘッダ３１に設けられた開口部３３に挿入し、第１側部２９ａと第２側部２９ｂとを開口部３３の開口内壁面３４に接触させる。

　このとき、第１側部２９ａがテーパー状に形成されていることで、ヘッダ３１の開口部３３へ挿入しやすくなる。また、接続部２５がヘッダ３１内に挿入される長さが一義的に規定されて、接続部２５が、たとえば、ヘッダ３１の開口部３３へ必要以上に挿入されるのを阻止することができる。こうして、扁平伝熱管２１のヘッダ３１への取り付けが完了し、室外熱交換器１１の主要部分が完成する。

　上述した室外熱交換器１１によれば、まず、扁平伝熱管２１となる成型体を製造する際には、本体部２３の断面形状（図４参照）に示されるように、幅方向の中心線に対して線対称の断面形状を有する成型体が成型される。これにより、材料が均一に押し出されて、たとえば、ボイドのない成型体を製造することができ、室外熱交換器１１の製造性の向上に寄与することができる。

　次に、成型体から製造される扁平伝熱管２１では、テーパー状の第１側部２９ａが形成されることで、伝熱性能を確保しながら製造性を向上させることができる。これについて説明する。

　図２に示すように、冷凍サイクル装置１における室外熱交換器１１では、室外熱交換器１１に送り込まれた空気（矢印Ｙ１参照）と、扁平伝熱管２１を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。室外熱交換器１１が蒸発器として機能する場合には、室外熱交換器１１に送り込まれた空気は、扁平伝熱管２１を流れる冷媒との間で熱交換が行われて、風上から風下へ向かって空気の温度は下がっていく。

　すなわち、図９（中段）に示すように、熱負荷は、空気が、風上から風下へ向かって流れる通風距離が長くなるにしたがって小さくなる。熱負荷の高い領域（範囲）では、空気と冷媒との熱交換が積極的に行われることになる。このため、蒸発器として機能する場合には、空気との熱交換によって冷媒がガス化しきってしまうと、伝熱性能は向上できなくなる。

　そこで、図９（上段）に示すように、風上側を流れる冷媒の流路が、風下側を流れる冷媒の流量よりも多くなるように、扁平伝熱管２１の本体部となる部分に対して、扁平伝熱管２１の接続部２５となる成型体２０の切断部分に、加工（縮管）が施される。すなわち、第１側部２９ａを、開口端面２６に近づくにしたがい、幅が縮められる態様（幅Ｗ１から幅Ｗ２）で、テーパー状に形成する加工（縮管）が施される。

　このため、扁平伝熱管２１の接続部２５では、風下側に位置する第１側部２９ａに最も近い第１流路２７ａの第１開口端２８ａは、テーパー状に形成された第１側部２９ａに対応するように、Ｙ軸方向に狭められることになる。これにより、第１開口端２８ａは、他の流路２７の開口端２８の第１流路断面積Ｓ１よりも小さい第２流路断面積Ｓ２を有することになる。

　風下側に位置する第１流路２７ａの第１開口端２８ａの第２流路断面積Ｓ２を、他の流路２７の開口端２８の第１流路断面積Ｓ１よりも小さくすることで、図９（下段）に示すように、第１流路２７ａには、冷媒が流れにくくなり、その分、熱負荷の高い風上側等に位置する流路２７には、より多くの冷媒が流れることになり、冷媒が完全にガス化されるのを抑制することができる。その結果、室外熱交換器１１としての伝熱性能を確保することができる。

　さらに、上述した室外熱交換器１１では、ヘッダ３１に接続される扁平伝熱管２１の接続部２５の第１側部２９ａがテーパー状に形成されることで、ヘッダ３１に形成された開口部３３に挿入させやすくなる。これにより、室外熱交換器１１の製造性の向上に寄与することができる。

　また、接続部２５におけるテーパー状の第１側部２９ａが、開口部３３の開口内壁面３４に接触することで、接続部２５（扁平伝熱管２１）がヘッダ３１内に挿入される長さが一義的に規定される。これにより、接続部２５が、たとえば、ヘッダ３１の開口部３３へ必要以上に挿入されるのを阻止することができる。その結果、ヘッダ３１内の冷媒の流れの安定化に寄与することができる。

　実施の形態２．
　実施の形態２に係る、熱交換器としての室外熱交換器の一例について説明する。図１０および図１１に示すように、扁平伝熱管２１における開口端面２６は、第１側部２９ａから第２側部２９ｂへ向かって、本体部２３に近づく態様でＹ軸方向に対して傾いた第３方向としての方向に沿って位置する。

　扁平伝熱管２１における接続部２５では、第１側部２９ａは、その開口端面２６に近づくにしたがい、幅が縮められる態様でテーパー状に形成されている。第１側部２９ａに最も近い第１流路２７ａの第１開口端２８ａは、他の流路２７の開口端２８の第１流路断面積Ｓ１よりも小さい第２流路断面積Ｓ２を有する。

　なお、これ以外の構成については、図３～図５に示す室外熱交換器１１の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。

　次に、上述した室外熱交換器１１の製造方法の一例について説明する。図６に示すステップＴ１、ステップＴ２およびステップＴ３に示す工程と同様の工程を経た後、成型体の切断と縮管とを行う（ステップＴ４）。

　図１２に示すように、ここでは、Ｙ軸方向に対して傾いた方向に沿って成型体２０を切断する。切断された成型体２０の切断面は、開口端面２６として、複数の流路２７（図１１参照）のそれぞれが開口する。このとき、成型体２０の切断とともに、成型体２０の縮管を行う。すなわち、開口端面２６に近づくにしたがい成型体２０の幅を縮める態様で、成型体２０における第１側部２９ａを、たとえば、板材（図示せず）等によって圧力（矢印Ｐ１参照）を加えることによって、テーパー状の第１側部２９ａを形成する。

　テーパー状の第１側部２９ａを形成することで、開口端面２６では、複数の流路２７のうち、第１側部２９ａに最も近い第１流路２７ａの第１開口端２８ａは、他の流路２７の開口端２８の第１流路断面積Ｓ１よりも小さい第２流路断面積Ｓ２を有することになる。こうして、本体部２３および接続部２５を含む扁平伝熱管２１が完成する（ステップＴ５）。その後、ステップＴ６と同様の工程を経て、扁平伝熱管２１のヘッダ３１への取り付けが完了し、室外熱交換器１１の主要部分が完成する。

　上述した室外熱交換器１１によれば、実施の形態１において説明した室外熱交換器１１による効果に加えて、次のような効果が得られる。

　上述した室外熱交換器１１の扁平伝熱管２１における接続部２５では、開口端面２６は、風下側に位置する第１側部２９ａから風上側に位置する第２側部２９ｂへ向かって、本体部２３に近づく態様でＹ軸方向に対して傾いた方向に沿って位置する。

　このため、風下側に位置する第２流路２７ｂの長さが、風上側に位置する第１流路２７ａの長さよりも長くなる。これにより、風下側に位置する第２流路２７ｂの流路抵抗（摩擦抵抗）が、風上側に位置する第１流路２７ａの流路抵抗（摩擦抵抗）よりも高くなり、風上側に位置する第２流路２７ｂに冷媒が流れやすくなる。

　このため、第１側部２９ａがテーパー状に形成されることにより、風下側に位置する第１流路２７ａに冷媒が流れにくくなる作用と相まって、熱負荷の高い風上側に位置する流路２７には、さらに多くの冷媒が流れることになる。その結果、室外熱交換器１１としての伝熱性能を向上させることができる。

　実施の形態３．
　実施の形態３に係る、熱交換器としての室外熱交換器の一例について説明する。図１３および図１４に示すように、扁平伝熱管２１における開口端面２６は、Ｙ軸方向に沿って位置する。

　扁平伝熱管２１における接続部２５では、第１側部２９ａは、開口端面２６に近づくにしたがい、幅が縮められる態様でテーパー状に形成されている。第１側部２９ａに最も近い第１流路２７ａの第１開口端２８ａは、他の流路２７の開口端２８の第１流路断面積Ｓ１よりも小さい第２流路断面積Ｓ２を有する。

　さらに、接続部２５では、第２側部２９ｂは、開口端面２６に近づくにしたがい、幅が縮められる態様でテーパー状に形成されている。第２側部２９ｂに最も近い第２流路２７ｂの第２開口端２８ｂは、他の流路２７の開口端２８の第１流路断面積Ｓ１よりも小さく、第２流路断面積Ｓ２よりも大きい第３流路断面積Ｓ３を有する。

　図１５に示すように、Ｙ軸方向に沿って成型体２０を切断する。切断された成型体２０の切断面は、開口端面２６として、複数の流路２７（図１４参照）のそれぞれが開口する。このとき、成型体２０の切断とともに、成型体２０における第１側部２９ａと第２側部２９ｂとの双方について、開口端面２６に近づくにしたがい成型体２０の幅を縮める態様で、テーパー状の第１側部２９ａとテーパー状の第２側部２９ｂとを形成する。

　テーパー状の第１側部２９ａを、圧力（圧力Ａ：矢印Ｐ１参照）を加えることによって形成する。また、テーパ状の第２側部２９ｂを、圧力Ａよりも低い圧力（圧力Ｂ：矢印Ｐ２参照）を加えることによって形成する。

　テーパー状に形成する圧力の大小関係を、圧力Ａ＞圧力Ｂとすることで、開口端面２６における、第２側部２９ｂに最も近い第２流路２７ｂの第２開口端２８ｂでは、第１側部２９ａに最も近い第１流路２７ａの第１開口端２８ａに比べて、Ｙ軸方向に狭められる長さが短くなる。

　これにより、図１４に示すように、第２流路２７ｂの第２開口端２８ｂは、第１流路２７ａの第１開口端２８ａの第２流路断面積Ｓ２よりも大きい第３流路断面積Ｓ３を有するように形成される。こうして、本体部２３および接続部２５を含む扁平伝熱管２１が完成する（ステップＴ５）。

　次に、ステップＴ６では、扁平伝熱管２１をヘッダ３１に接続する（図１６参照）。図１６に示すように、扁平伝熱管２１の接続部２５を、矢印Ｐ３に示すように、ヘッダ３１に設けられた開口部３３に挿入し、第１側部２９ａと第２側部２９ｂとを開口部３３の開口内壁面３４に接触させる。

　このとき、第１側部２９ａと第２側部２９ｂとの双方がテーパー状に形成されていることで、ヘッダ３１の開口部３３へ挿入しやすくなる。また、接続部２５がヘッダ３１内に挿入される長さが一義的に規定されて、接続部２５が、たとえば、ヘッダ３１の開口部３３へ必要以上に挿入されるのを阻止することができる。こうして、扁平伝熱管２１のヘッダ３１への取り付けが完了し、室外熱交換器１１の主要部分が完成する。

　上述した室外熱交換器１１の扁平伝熱管２１における接続部２５では、第１側部２９ａと第２側部２９ｂとの双方がテーパー状に形成される。これにより、扁平伝熱管２１の接続部２５をヘッダ３１に接続する際に、第１側部２９ａだけがテーパー状に形成されている場合と比べて、ヘッダ３１に形成された開口部３３に、より挿入させやすくなる。その結果、室外熱交換器１１の製造性の向上に寄与することができる。

　また、接続部２５におけるテーパー状の第１側部２９ａとテーパー状の第２側部２９ｂとが、開口部３３の開口内壁面３４に接触することで、接続部２５（扁平伝熱管２１）がヘッダ３１内に挿入される長さがより確実に規定される。これにより、接続部２５が、ヘッダ３１の開口部３３へ必要以上に挿入されるのを阻止することができる。その結果、ヘッダ３１内の冷媒の流れの安定化に寄与することができる。

　さらに、接続部２５における開口端面２６では、第２側部２９ｂに最も近い第２流路２７ｂの第２開口端２８ｂは、他の流路２７の開口端２８の第１流路断面積Ｓ１よりも小さく、第２流路断面積Ｓ２よりも大きい第３流路断面積Ｓ３を有する。

　これにより、冷媒をより多く流すことが求められる風上側に位置する第２流路２７ｂについて、風上側の第２側部２９ｂをテーパー状に形成することに伴って、冷媒が第２流路２７ｂを流れにくくなるのを最小限に抑えることができる。その結果、室外熱交換器１１としての伝熱性能を維持することができる。

　実施の形態４．
　実施の形態４に係る、熱交換器としての室外熱交換器の一例について説明する。図１７および図１８に示すように、扁平伝熱管２１における開口端面２６は、第１側部２９ａから第２側部２９ｂへ向かって、本体部２３に近づく態様でＹ軸方向に対して傾いた第３方向としての方向に沿って位置する。

　第２側部２９ｂは、開口端面２６に近づくにしたがい、幅が縮められる態様でテーパー状に形成されている。第２側部２９ｂに最も近い第２流路２７ｂの第２開口端２８ｂは、他の流路２７の開口端２８の第１流路断面積Ｓ１よりも小さく、第２流路断面積Ｓ２よりも大きい第３流路断面積Ｓ３を有する。

　図１９に示すように、ここでは、Ｙ軸方向に対して傾いた方向に沿って成型体２０を切断する。切断された成型体２０の切断面は、開口端面２６として、複数の流路２７（図１８参照）のそれぞれが開口する。このとき、成型体２０の切断とともに、成型体２０における第１側部２９ａと第２側部２９ｂとの双方について、開口端面２６に近づくにしたがい成型体２０の幅を縮める態様で、テーパー状の第１側部２９ａとテーパー状の第２側部２９ｂとを形成する。

　これにより、図１８に示すように、第２流路２７ｂの第２開口端２８ｂは、第１流路２７ａの第１開口端２８ａの第２流路断面積Ｓ２よりも大きい第３流路断面積Ｓ３を有するように形成される。こうして、本体部２３および接続部２５を含む扁平伝熱管２１が完成する（ステップＴ５）。

　次に、ステップＴ６では、扁平伝熱管２１をヘッダ３１に接続する。このとき、第１側部２９ａと第２側部２９ｂとの双方がテーパー状に形成されていることで、ヘッダ３１の開口部３３へ挿入しやすくなる。また、接続部２５がヘッダ３１内に挿入される長さが一義的に規定されて、接続部２５が、たとえば、ヘッダ３１の開口部３３へ必要以上に挿入されるのを阻止することができる。こうして、扁平伝熱管２１のヘッダ３１への取り付けが完了し、室外熱交換器１１の主要部分が完成する。

　上述した室外熱交換器１１によれば、実施の形態２において説明した室外熱交換器１１による効果と、実施の形態３において説明した室外熱交換器１１による効果との双方の効果を得ることができる。

　まず、上述した室外熱交換器１１の扁平伝熱管２１における接続部２５では、開口端面２６は、第１側部２９ａから第２側部２９ｂへ向かって、本体部２３に近づく態様でＹ軸方向に対して傾いた方向に沿って位置する。

　これにより、第１流路２７ａの長さが、第２流路２７ｂの長さよりも長くなって、第１流路２７ａの流路抵抗（摩擦抵抗）が、第２流路２７ｂの流路抵抗（摩擦抵抗）よりも高くなり、風上側に位置する第２流路２７ｂに冷媒が流れやすくなる。

　また、接続部２５では、第１側部２９ａと第２側部２９ｂとの双方がテーパー状に形成される。接続部２５における開口端面２６では、第２側部２９ｂに最も近い第２流路２７ｂの第２開口端２８ｂは、他の流路２７の開口端２８の第１流路断面積Ｓ１よりも小さく、第２流路断面積Ｓ２よりも大きい第３流路断面積Ｓ３を有する。

　さらに、接続部２５では、第１側部２９ａと第２側部２９ｂとの双方がテーパー状に形成されることで、ヘッダ３１に形成された開口部３３に、より挿入させやすくなる。その結果、室外熱交換器１１の製造性の向上に寄与することができる。

　また、接続部２５におけるテーパー状の第１側部２９ａとテーパー状の第２側部２９ｂとが、開口部３３の開口内壁面３４に接触することで、接続部２５が、たとえば、ヘッダ３１の開口部３３へ必要以上に挿入されるのを阻止することができる。その結果、ヘッダ３１内の冷媒の流れの安定化に寄与することができる。

　なお、上述した各実施の形態では、単列型の室外熱交換器１１を例に挙げて説明した（図２参照）。室外熱交換器１１としては、多列型であってもよく、図２０に示すように、空気が流れる方向に沿って、室外熱交換器１１ａと室外熱交換器１１ｂとが配置された２列型の室外熱交換器１１であってもよい。

　このような室外熱交換器１１においても、点線枠ＤＬ内に示される、室外熱交換器１１ａの扁平伝熱管がヘッダ３１ａに接続される部分と、室外熱交換器１１ｂの扁平伝熱管がヘッダ３１ｂに接続される部分とについて、実施の形態１～４に係る室外熱交換器１１を適用することができる。

　さらに、３列以上の室外熱交換器が配置された室外熱交換器であってもよい。また、室外熱交換器１１だけではなく、必要に応じて室内熱交換器５にも適用することも可能である。

　各実施の形態において説明した室外熱交換器については、必要に応じて種々組み合わせることが可能である。

　今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本開示は上記で説明した範囲ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。

　本開示は、扁平伝熱管を備えた熱交換器に有効に利用される。

　１　冷凍サイクル装置、３　圧縮機、５　室内熱交換器、７　ファン、９　膨張弁、１０　筺体、１１　室外熱交換器、１３　プロペラファン、１５　四方弁、１７　冷媒配管、２０　成型体、２１　扁平伝熱管、２３　本体部、２５　接続部、２６　開口端面、２７　流路、２７ａ　第１流路、２７ｂ　第２流路、２８　開口端、２８ａ　第１開口端、２８ｂ　第２開口端、２９ａ　第１側部、２９ｂ　第２側部、３１　ヘッダ、３３　開口部、３４　開口内壁面、４１　放熱フィン、Ｓ１　第１流路断面積、Ｓ２　第２流路断面積、Ｓ３　第３流路断面積、Ｙ１、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３　矢印（挿入）、ＤＬ　枠。

Claims

　第１方向に幅を隔てて第１側部および第２側部を有するとともに、前記第１方向と交差する第２方向に延在し、前記第２方向にそれぞれ延在する複数の流路が、前記第１方向に互いに間隔を開けて配置された扁平状の扁平伝熱管と、
　開口部が形成され、前記開口部に前記扁平伝熱管が接続されたヘッダと、
　放熱フィンと
を有し、
　前記扁平伝熱管は、
　前記放熱フィンに装着される本体部と、
　複数の前記流路のそれぞれが開口している開口端面を有し、前記ヘッダにおける前記開口部に挿入されて前記ヘッダに接続される接続部と
を備え、
　前記本体部では、複数の前記流路のそれぞれは、第１流路断面積を有し、
　前記接続部では、前記第１側部は、前記開口端面に近づくにしたがい、前記幅が縮められる態様でテーパー状に形成され、
　前記開口端面では、複数の前記流路のうち、テーパー状に形成された前記第１側部に最も近い第１流路の第１開口端は、前記第１流路断面積よりも小さい第２流路断面積を有する、熱交換器。
　前記接続部では、前記第２側部は、前記開口端面に近づくにしたがい、前記幅が縮められる態様でテーパー状に形成され、
　前記開口端面では、前記第１方向に沿って配置された複数の前記流路のうち、テーパー状に形成された前記第２側部に最も近い第２流路の第２開口端は、前記第１流路断面積よりも小さく、前記第２流路断面積よりも大きい第３流路断面積を有する、請求項１記載の熱交換器。
　テーパー状の前記第１側部は、前記ヘッダの前記開口部における開口内壁面に接触している、請求項１または２に記載の熱交換器。
　テーパー状の前記第２側部は、前記ヘッダの前記開口部における開口内壁面に接触している、請求項２記載の熱交換器。
　前記開口端面は、前記第１方向に沿って位置する、請求項１～４のいずれか１項に記載の熱交換器。
　前記開口端面は、前記第１側部から前記第２側部へ向かって、前記本体部に近づく態様で、前記第１方向と交差する第３方向に沿って位置する、請求項１～４のいずれか１項に記載の熱交換器。
　前記扁平伝熱管は、前記第１側部が風下側に位置し、前記第２側部が風上側に位置するように配置された、請求項１～６のいずれか１項に記載の熱交換器。
　請求項１～７のいずれか１項に記載された熱交換器を備えた、冷凍サイクル装置。