WO2022191106A1 - 仕切部材及び熱交換器 - Google Patents

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WO2022191106A1
WO2022191106A1 PCT/JP2022/009640 JP2022009640W WO2022191106A1 WO 2022191106 A1 WO2022191106 A1 WO 2022191106A1 JP 2022009640 W JP2022009640 W JP 2022009640W WO 2022191106 A1 WO2022191106 A1 WO 2022191106A1
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WO
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header
partition member
refrigerant
heat exchanger
modification
Prior art date
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PCT/JP2022/009640
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English (en)
French (fr)
Inventor
寧彦 松尾
武巳 松本
幸大 宮川
優紀 大谷
良太 赤岩
大士 永友
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • 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

Definitions

  • the present disclosure relates to a partition member attached to a header of a heat exchanger and a heat exchanger.
  • a heat exchanger is a device that exchanges heat between the refrigerant and the external environment.
  • the refrigerant When the temperature of the refrigerant entering the heat exchanger is higher than the temperature of the external environment, the refrigerant is cooled as the heat it carries is released to the external environment while flowing through the heat exchanger.
  • the refrigerant flowing into the heat exchanger When the temperature of the refrigerant flowing into the heat exchanger is lower than the temperature of the external environment, the refrigerant is warmed as heat from the external environment is absorbed by the refrigerant while flowing through the heat exchanger.
  • the term “refrigerant” is used as a general term for fluids that circulate between a heat exchanger and equipment connected to the heat exchanger and function as a heat transport medium. In this specification, the type of "refrigerant” is not limited.
  • a heat exchanger includes two headers spaced apart from each other and a plurality of heat transfer tubes through which refrigerant flows between the two headers.
  • One of the two headers is an inflow side header, and the refrigerant that has flowed into the header from an external device is distributed to a plurality of heat transfer tubes in the header and flows into the heat transfer tubes. While the refrigerant flows through the heat transfer tubes, the refrigerant releases heat to or absorbs heat from the external environment. As a result, the coolant is cooled or warmed. The refrigerant cooled or heated in the heat transfer tubes flows into the other of the two headers, where it is collected and returned to the original external device. The refrigerant is alternatively delivered to another external device.
  • the heat transfer tube functions as a heat radiating tube or a heat absorbing tube in the heat exchanger.
  • heat transfer tubes are generally stacked vertically. Therefore, the header also extends vertically. In the vertically extending header, the high-density liquid-phase refrigerant gathers at the bottom, and the low-density gas-phase refrigerant gathers at the top. Therefore, the vapor-phase refrigerant flows through the heat transfer tubes arranged at high positions, and the liquid-phase refrigerant flows through the heat transfer tubes arranged at low positions. As a result, a phenomenon occurs in which the efficiency of the heat exchanger is lowered. This phenomenon becomes more pronounced as the number of stacked heat transfer tubes increases and, as a result, the height of the header increases.
  • the internal space of the header 90 provided in the heat exchanger described in Cited Document 1 is divided into three sections (first to third communication spaces 90A to 90C) in the height direction (Fig. 7). Between the first communication space 90A and the second communication space 90B, a partially slanted partition member 70 with nozzles and a partition plate 90 are mounted to partition the two (FIG. 8).
  • An introduction space 97 is formed between the partially inclined partition member 70 with nozzles and the partition plate 91 , and the refrigerant flows into the introduction space 97 from the outside via the first connection pipe 24 .
  • the coolant that has flowed into the introduction space 97 flows through the nozzles 71a drilled in the nozzle-equipped partial inclined partition member 70 and into the first communication space 90A.
  • the space inside the header 90 is partitioned in the vertical direction by providing the header 90 with the partially inclined partition member 70 with nozzles and the partition plate 91 . Between the nozzle-equipped partially inclined partition member 70 and the partition plate 91, a flow path is formed for introducing the coolant from the outside into the upper section of the header 90. As shown in FIG.
  • the partition member that divides the internal space of the header into upper and lower parts to form the coolant flow path is composed of two members (partially inclined partition member 70 with nozzle and partition plate 91). , the assembly is troublesome, resulting in an increase in manufacturing cost.
  • the partition member that vertically partitions the internal space of the header and forms the coolant flow path is composed of two members, so it is difficult to reduce the size of the partition member. There is a problem. As a result, there arises a problem that the outer dimensions of the header or the heat exchanger are increased.
  • the present disclosure has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a partition member that can be easily attached to a header and that facilitates miniaturization of the header.
  • An object of the present invention is to provide a heat exchanger including the partition member.
  • a partition member according to the present disclosure is attached to a header of a heat exchanger and divides the internal space of the header into a plurality of compartments, each of which is connected to a heat transfer tube.
  • the header includes a pipe joint connected to the refrigerant pipe, and a refrigerant channel communicating between the refrigerant pipe and the internal space of the header via the pipe joint.
  • the partition member includes the pipe joint and the refrigerant flow path. Therefore, by simply attaching one partition member to the header, the inner space of the header can be divided, the pipe joint can be attached, and the refrigerant flow path can be divided. completes the formation of Therefore, it is possible to reduce the labor and cost required for assembling the header.
  • the partition member and the coolant channel are integrated, compared to the case where the internal space of the header is divided by a plurality of members to form the coolant channel, The height of the compartment in which is formed can be reduced. Therefore, the size of the header or heat exchanger can be reduced.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the outer shape of a heat exchanger according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of heat transfer tubes included in the heat exchanger shown in FIG. 1
  • FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of the header provided in the heat exchanger shown in FIG. 1
  • 4 is a perspective view showing the outline of a partition member attached inside the header shown in FIG. 3
  • FIG. 7 is a perspective view showing the outer shape of a partition member attached inside the header shown in FIG.
  • FIG. 6 ; 7 is a perspective view showing another example of the external shape of the partition member attached inside the header shown in FIG. 6;
  • FIG. 11 is a perspective view showing the outer shape of a partition member attached inside the header shown in FIG. 10;
  • FIG. 11 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of the partition member shown in FIG.
  • Vertical cross-sectional view showing the configuration of a header according to a fifth modification 14 is a perspective view showing the outer shape of a partition member attached inside the header shown in FIG. 13;
  • FIG. 14 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of the partition member shown in FIG.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing the header shown in FIG. 16 cut along the plane indicated by line I-I in FIG.
  • FIG. 17 is a perspective view showing the outer shape of a partition member attached inside the header shown in FIG. 16;
  • FIG. 19 is a cross-sectional view showing the header shown in FIG. 19 cut along the plane indicated by the II-II line in FIG.
  • FIG. 20 is a perspective view showing the outline of a partition member attached inside the header shown in FIG.
  • a vertical cross-sectional view showing the configuration of a header according to an eighth modified example A vertical cross-sectional view showing the configuration of a header according to a ninth modification.
  • a vertical cross-sectional view showing the configuration of a header according to a tenth modification A vertical cross-sectional view showing the configuration of a header according to an eleventh modification
  • FIG. 1 is a perspective view showing the outer shape of the heat exchanger 1 according to the embodiment of the present disclosure.
  • the heat exchanger 1 includes two headers 2 and a plurality of heat transfer tubes 3 communicating between the two headers 2 .
  • the header 2 is generally made of aluminum or an aluminum alloy.
  • a large number of heat transfer fins 4 are arranged between the two headers 2 .
  • the heat transfer fins 4 cross the heat transfer tubes 3 and are brazed to the heat transfer tubes 3 .
  • the heat transfer tube 3 has a flat cross-sectional shape.
  • the cross section of the heat transfer tube 3 is divided into a plurality of pipelines 3a.
  • the heat transfer tubes 3 and the fins 4 are made of aluminum or aluminum alloy.
  • a sacrificial anode layer containing zinc is formed inside the heat transfer tube 3 to suppress the occurrence of pitting corrosion.
  • One of the two headers 2 provided in the heat exchanger 1 is connected to an external device (not shown), and refrigerant flows into one of the headers 2 from the external device.
  • the refrigerant that has flowed into one header 2 is distributed to a plurality of heat transfer tubes 3 , passes through the heat transfer tubes 3 , and flows into the other header 2 .
  • Refrigerant that has flowed into the other header 2 is collected there and circulated to an external device (not shown) connected to the other header 2 .
  • the refrigerant that has flowed into the other header 2 is sent to another external device (not shown) connected to the other header 2 .
  • the refrigerant flowing into the heat exchanger 1 undergoes heat exchange with the atmosphere while flowing through the heat transfer tubes 3 . That is, when the temperature of the refrigerant flowing into the heat exchanger 1 is higher than the temperature of the environment in the vicinity of the heat exchanger 1, the heat carried by the refrigerant is transferred to the heat exchanger 1 while the refrigerant flows through the heat transfer tubes 3. Released into the immediate environment. As a result, the coolant is cooled. When the temperature of the refrigerant flowing into the heat exchanger 1 is lower than the temperature of the environment near the heat exchanger 1, while the refrigerant flows through the heat transfer tubes 3, the heat carried by the environment near the heat exchanger 1 is Absorbed by the refrigerant. As a result, the refrigerant is warmed.
  • the heat exchanger 1 is provided with the heat transfer fins 4 to increase the heat transfer area of the heat exchanger 1 and improve the efficiency of heat exchange.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the header 2 of the heat exchanger 1 cut along a plane indicated by symbol P in FIG.
  • two partition members 5 are attached to the header 2 so as to be vertically spaced apart from each other.
  • the space inside the header 2 is divided into an upper space 2a and a lower space 2b.
  • a plurality of heat transfer tubes 3 are connected to each of the upper space 2a and the lower space 2b.
  • the partition member 5 includes a pipe joint 5a connected to the refrigerant pipe 6, and an introduction pipe which is arranged adjacent to the pipe joint 5a and communicates with the refrigerant pipe 6 via the pipe joint 5a. It has a space 5b. Moreover, the partition member 5 is provided with a nozzle 5c that communicates between the introduction space 5b and the upper space 2a or the lower space 2b of the header 2. As shown in FIG. Therefore, the refrigerant supplied from the refrigerant pipe 6 flows into the introduction space 5b through the pipe joint 5a. The coolant that has flowed into the introduction space 5b of the partition member 5 arranged below the upper space 2a flows into the upper space 2a through the nozzle 5c.
  • the coolant that has flowed into the introduction space 5b of the partition member 5 arranged below the lower space 2b passes through the nozzle 5c and flows into the lower space 2b. That is, the coolant that has flowed into the introduction space 5b of the partition member 5 flows into the header 2 through the nozzles 5c.
  • FIG. 3 shows an example in which the nozzle 5c is positioned close to the end of the heat transfer tube 3, the position of the nozzle 5c is not limited to that shown in FIG.
  • the nozzles 5c may be kept away from the ends of the heat transfer tubes 3.
  • the nozzle 5c is located at the lowest position in the upper space 2a or the lower space 2b. Therefore, in the upper space 2a or the lower space 2b, all the heat transfer tubes 3 are positioned higher than the nozzles 5c. Therefore, since the upward flow and the downward flow do not coexist in the upper space 2a or the lower space 2b, a decrease in flow velocity of the refrigerant in the upper space 2a or the lower space 2b is suppressed.
  • each partition member 5 is attached to the header 2 in this manner, the space inside the header 2 is divided into an upper space 2a and a lower space 2b.
  • a partition member 5 is arranged in the lower part of each of the upper space 2a and the lower space 2b, and each partition member 5 includes a pipe joint 5a, an introduction space 5b, and a nozzle 5c.
  • the introduction space 5b and the nozzle 5c form a coolant flow path that communicates between a coolant pipe (not shown) and the internal space of the header 2 via the pipe joint 5a. Therefore, refrigerant is directly supplied to each of the upper space 2a and the lower space 2b from refrigerant pipes (not shown).
  • the refrigerant that has flowed into each of the upper space 2 a and the lower space 2 b is distributed to the plurality of heat transfer tubes 3 in each of them, and flows into the heat transfer tubes 3 .
  • the height of the upper space 2a and the lower space 2b is half the total height of the space inside the header 2 before the division. . Therefore, uneven distribution of the gas-phase refrigerant or the liquid-phase refrigerant in the space inside the header 2 is alleviated. As a result, the efficiency of the heat exchanger 1 is improved.
  • the partition member 5 includes the pipe joint 5a, the introduction space 5b, and the nozzle 5c, simply by attaching the partition member 5 to the header 2, the flow paths for supplying the coolant to the upper space 2a and the lower space 2b are provided. is formed. Therefore, since it is not necessary to attach a plurality of parts to the header 2 in order to form the flow path, the labor and cost required for assembling the header 2 can be reduced. Since the coolant channel is integrated with the partition member 5, compared to the case where the internal space of the header 2 is divided by a plurality of members to form the coolant channel, the space between the upper space 2a and the lower space 2b is The height of the section in which the coolant channel is formed can be reduced. Therefore, the dimensions of the header 2 can be reduced.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the outer shape of the partition member 5 attached inside the header 2 shown in FIG.
  • the partition member 5 is formed by machining a cylindrical metal body 5d fitted inside the header 2 to form a pipe joint 5a and a nozzle 5c. formed and constructed.
  • the introduction space 5b (not shown) is also formed by machining from the outside.
  • FIG. 5 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of a header 2 according to a first modified example.
  • the partition member 5 included in the header 2 according to the first modification is partly exposed outside the header 2 and connected to the refrigerant pipes 6 outside the header 2 .
  • the partition member 5 may be partially exposed to the outside of the header 2 .
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing the structure of a header 2 according to a second modified example.
  • the partition member 5 included in the header 2 according to the second modification is constructed by joining two members, that is, an upper member 5e and a lower member 5f.
  • the nozzles 5c are not connected to the portion of the partition member 5 inside the header 2.
  • the tip portion 5t of the partition member 5 shown in FIG. 6, which abuts on the header 2 is formed on both the upper member 5e and the lower member 5f.
  • the partition member 5 included in the header 2 shown in FIG. 6 has a height dimension at the tip portion 5t that is the height dimension of the other portion, that is, a portion away from the heat transfer tube 3 on the right side in the figure. are made smaller in comparison. Therefore, if the right end of the heat transfer tube 3 in the drawing is moved to the left and the right end of the heat transfer tube 3 in the drawing is positioned above and below the tip 5t, even if the heat transfer tube 3 is brought closer to the partition member 5, The heat tube 3 does not interfere with the tip portion 5t. As a result, the pitch of the arrangement of the heat transfer tubes 3 can be reduced, so that the dimension of the header 2 in the height direction can be reduced.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the outer shape of the partition member 5 attached inside the header 2 shown in FIG.
  • the partition member 5 is constructed by joining the upper member 5e and the lower member 5f.
  • the upper member 5e and the lower member 5f are formed by pressing a flat metal plate.
  • the portions of the upper member 5e and the lower member 5f that constitute the pipe joint 5a and the introduction space 5b are formed by bending a metal flat plate using a press die.
  • the planar contours of the upper member 5e and the lower member 5f and the nozzle 5c of the upper member 5e are formed by stamping using a press die.
  • the upper member 5e and the lower member 5f are joined by brazing after press molding.
  • the planar shape of the partition member 5 shown in FIG. 7 has a portion having a circular outline fitted into the header 2 and a portion having a rectangular outline extending into the space outside the header 2 .
  • FIG. 8 is a perspective view showing another example of the outer shape of the partition member 5 attached inside the header 2 shown in FIG.
  • the basic configuration and manufacturing procedure of the partition member 5 shown in FIG. 8 are the same as those of the partition member 5 shown in FIG. That is, the partition member 5 shown in FIG. 8 is constructed by joining an upper member 5e and a lower member 5f formed from a flat plate by press working.
  • the planar shape of the partition member 5 shown in FIG. The diameter of the outline and the width of the outline of the rectangle are made equal.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing the structure of a header 2 according to a third modified example.
  • the basic configuration and manufacturing procedure of the partition member 5 included in the header 2 according to the third modification are the same as those of the partition member 5 included in the header 2 according to the second modification. That is, the partition member 5 shown in FIG. 9 is configured by joining an upper member 5e and a lower member 5f formed from a flat plate by press working.
  • the portion of the partition member 5 where the pipe joint 5a is formed is exposed to the outside of the header 2 .
  • the inner diameter d1 of the pipe joint 5a is made larger than the inner diameter d2 of the refrigerant channel. Therefore, even when the large-diameter refrigerant pipe 6 is connected to the partition member 5, the size of the portion of the partition member 5 disposed inside the header can be reduced.
  • FIG. 10 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of a header 2 according to a fourth modification.
  • 11 is a perspective view showing the outer shape of the partition member 5 attached inside the header 2 shown in FIG. 10
  • FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing the structure of the partition member 5 shown in FIG.
  • the basic configuration of the header 2 according to the fourth modification is the same as that of the header 2 according to the second modification.
  • the refrigerant pipe 5 is connected to the pipe joint 5a with the central axis of the refrigerant pipe 5 orthogonal to the longitudinal axis of the header 2
  • the fourth modification 2 is different in that the refrigerant pipe 5 is connected to the pipe joint 5 a with the central axis of the refrigerant pipe 5 parallel to the longitudinal axis of the header 2 .
  • the refrigerant pipes 6 are connected to the lower surface of the partition member 5 and extend downward from the partition member 5 . Therefore, since the refrigerant pipe 6 can be extended below the heat exchanger 1 (not shown in FIG. 10), the heat exchanger 1 can be arranged in a narrow space in the width direction.
  • the size of the gap between the header 2 and the refrigerant pipes 6 can be arbitrarily selected. The size of the gap may be zero. That is, the refrigerant pipe 6 may be in contact with the header 2 .
  • the fourth modification if the outer diameter d3 of the refrigerant pipe 6 connected to the partition member 5 is increased, the length L of the portion of the partition member 5 protruding outside the header 2 can be increased. There is no need to increase the height h of the partition member 5 because it is sufficient. Therefore, as shown in FIG. 10, the partition member 5 is arranged between the two heat transfer tubes 3, so that the mutual spacing between the two heat transfer tubes 3 limits the height h of the partition member 5. Even if it is, the outer diameter d3 of the refrigerant pipe 6 can be arbitrarily enlarged.
  • the basic configuration and manufacturing procedure of the partition member 5 included in the header 2 according to the fourth modification are also the same as those of the partition member 5 included in the header 2 according to the second modification. That is, as shown in FIGS. 11 and 12, the partition member 5 is constructed by joining an upper member 5e and a lower member 5f. The upper member 5e and the lower member 5f are formed from a flat plate by pressing. Also, the upper member 5e and the lower member 5f are joined by brazing.
  • the upper member 5e is provided with a nozzle 5c.
  • the lower member 5f is provided with a pipe joint 5a.
  • the nozzle 5c and the pipe joint 5a are formed by press working.
  • FIG. 13 is a vertical cross-sectional view showing the structure of a header 2 according to a fifth modified example.
  • 14 is a perspective view showing the outer shape of the partition member 5 attached inside the header 2 shown in FIG. 13, and
  • FIG. 15 is a longitudinal sectional view showing the structure of the partition member 5 shown in FIG.
  • the basic configuration of the header 2 according to the fifth modification is the same as that of the header 2 according to the fourth modification.
  • the header 2 according to the fifth modification has refrigerant pipes 6 connected to the upper surface of the partition member 5 and extending above the partition member 5, which is different from that of the fourth modification. It is different from the header 2 concerned.
  • the basic configuration and manufacturing procedure of the partition member 5 provided in the header 2 according to the fifth modification are also the same as those of the partition member 5 provided in the header 2 according to the fourth modification.
  • the partition member 5 provided in the header 2 according to the fifth modification has both the pipe joint 5a and the nozzle 5c in the upper member 5e. It is different from the partition member 5 provided in the header 2 concerned.
  • FIG. 16 is a vertical cross-sectional view showing the structure of a header 2 according to a sixth modification.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing the header 2 shown in FIG. 16 cut along a plane indicated by line II in FIG.
  • FIG. 18 is a perspective view showing the outer shape of the partition member 5 attached inside the header 2 shown in FIG.
  • the basic configuration of the header 2 according to the sixth modification is the same as that of the header 2 according to the fifth modification.
  • the header 2 according to the sixth modification differs from the header 2 according to the fifth modification in that it has a semicircular or D-shaped cross section. That is, the header 2 according to the sixth modification has a bulging portion 2c that bulges outward from the header 2 in the cross-sectional shape, and a flat plate portion 2d that faces the bulging portion 2c in the direction in which the heat transfer tubes 3 extend. It differs from the header 2 according to the fifth modification in that it is provided. Further, in the sixth modification, as shown in FIG. 17, the heat transfer tubes 3 are inserted into the header 2 from the bulging portion 2c, and a part of the partition member 5 passes through the flat plate portion 2d to the header 2. protrude outside.
  • the planar shape of the partition member 5 attached inside the header 2 according to the sixth modification is slightly different, the basic configuration is similar to that inside the header 2 according to the fifth modification. It is the same as the partition member 5 attached to the .
  • the partition member 5 and the refrigerant pipes 6 can be accommodated within the range indicated by the arc-shaped imaginary line Q in FIG. 17 . Therefore, the width of the heat exchanger 1 (not shown in FIGS. 16 and 17) can be reduced to make the heat exchanger 1 compact.
  • the size of the gap between the header 2 and the refrigerant pipes 6 can be arbitrarily selected. The size of the gap may be zero. That is, the refrigerant pipe 6 may be in contact with the header 2 .
  • FIG. 19 is a vertical cross-sectional view showing the structure of a header 2 according to a seventh modification.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing the header 2 shown in FIG. 19 cut along the plane indicated by the II-II line in FIG.
  • FIG. 21 is a perspective view showing the outer shape of the partition member 5 attached inside the header 2 shown in FIG.
  • the header 2 according to the seventh modification differs from the header 2 according to the sixth modification in that it has a crescent cross-sectional shape.
  • the header 2 according to the seventh modification is common to the header 2 according to the sixth modification in that it includes a bulging portion 2c that bulges outward from the header 2 in the cross-sectional shape.
  • the header 2 differs from the header 2 according to the sixth modification in that instead of the header 2d, an indented portion 2e that indents inside the header 2 is provided.
  • the heat transfer tubes 3 are inserted into the header 2 from the bulging portion 2c, and a part of the partition member 5 is inserted into the header 2 through the recessed portion 2e. protrude outside.
  • the partition member 5 attached inside the header 2 according to the seventh modification has a basic configuration similar to that of the header 2 according to the sixth modification, although the planar shape is slightly different. It is the same as the partition member 5 attached inside.
  • the partition member 5 and the refrigerant pipes 6 can be accommodated within the range indicated by the imaginary rectangular line R in FIG. Therefore, the width of the heat exchanger 1 (not shown in FIGS. 20 and 21) can be reduced to make the heat exchanger 1 compact.
  • the size of the gap between the header 2 and the refrigerant pipes 6 can be arbitrarily selected. The size of the gap may be zero. That is, the refrigerant pipe 6 may be in contact with the header 2 .
  • FIG. 22 is a longitudinal sectional view showing the structure of a header 2 according to an eighth modification.
  • the basic configuration and manufacturing procedure of the partition member 5 included in the header 2 according to the eighth modification are the same as those of the partition member 5 included in the header 2 according to the second modification. That is, the partition member 5 shown in FIG. 22 is constructed by joining an upper member 5e and a lower member 5f formed from a flat plate by press working.
  • the tip portion 5t that contacts the header 2 is formed only on the lower member 5f, and is formed on the upper member 5e. It is characterized by not
  • FIG. 23 is a longitudinal sectional view showing the structure of a header 2 according to a ninth modification.
  • the basic configuration and manufacturing procedure of the partition member 5 included in the header 2 according to the ninth modification are the same as those of the partition member 5 included in the header 2 according to the second modification. That is, the partition member 5 shown in FIG. 23 is configured by joining an upper member 5e and a lower member 5f formed from a flat plate by press working.
  • the tip portion 5t that contacts the header 2 is formed only on the upper member 5e, and is formed on the lower member 5f. It is characterized by not
  • the tip portion 5t of the partition member 5 that abuts on the header 2 may be formed only on either the upper member 5e or the lower member 5f.
  • FIG. 24 is a longitudinal sectional view showing the configuration of a header 2 according to a tenth modification.
  • the basic configuration of the header 2 according to the tenth modification is the same as the header 2 according to the second modification.
  • the header 2 according to the tenth modification differs from the header 2 according to the second modification in that the refrigerant pipes 6 are provided with projections 6a. Since the header 2 according to the tenth modification includes the projections 6a on the refrigerant pipes 6, when inserting the refrigerant pipes 6 into the partition member 5, it is easy to appropriately manage the insertion depth of the refrigerant pipes 6. Become.
  • the means for providing the projections 6a on the refrigerant pipe 6 is not particularly limited. A welding bead may be placed on the outer surface of the refrigerant pipe 6 to form the projection 6a, or the projection 6a may be formed by press working. Alternatively, the protrusions 6a may be formed by cutting the outer surface of the refrigerant pipe 6. FIG.
  • FIG. 25 is a longitudinal sectional view showing the structure of a header 2 according to an eleventh modification.
  • the basic configuration of the header 2 shown in FIG. 25 is the same as the header 2 shown in FIG.
  • the header 2 shown in FIG. 25 differs from the header 2 shown in FIG. 3 in that the partition member 5 is provided with two nozzles 5c.
  • 25 includes nozzles 5c communicating with the lower space 2b of the header 2 in addition to the nozzles 5c communicating with the upper space 2a of the header 2.
  • 3 is different from the partition member 5 provided in the header 2 described in 3.
  • FIG. 26 is a longitudinal sectional view showing the structure of a header 2 according to a twelfth modification.
  • the basic configuration of the header 2 shown in FIG. 26 is the same as the header 2 shown in FIG.
  • the header 2 shown in FIG. 26 differs from the header 2 shown in FIG. 6 in that the partition member 5 has two nozzles 5c.
  • 26 has nozzles 5c communicating with the lower space 2b of the header 2 in addition to the nozzles 5c communicating with the upper space 2a of the header 2. 6 is different from the partition member 5 provided in the header 2 described in 6 above.
  • the partition member 5 is vertically symmetrical, so that the upper member 5e and the lower member 5f have completely the same shape. Therefore, in the twelfth modified example, the number of kinds of members is reduced, so that the manufacturing cost or the cost required for production control is reduced.
  • the headers 2 according to the eleventh and twelfth modifications allow the refrigerant to flow in and out of both the upper space 2a and the lower space 2b. Therefore, according to the headers 2 according to the eleventh and twelfth modifications, the number of parts of the heat exchanger 1 can be reduced and the structure can be simplified.
  • the header 2 may be configured by welding or brazing lid members to the upper and lower ends of a body made of tubular material.
  • the body of the header 2 may be configured by welding or brazing two members formed by press working.
  • the shape and configuration of the interface between the header 2 and the partition member 5 are not limited. A part of the body of the header 2 may be cut to form an opening, and the partition member 5 may be inserted into the header 2 through the opening. When the body of the header 2 is composed of a plurality of members, the partition member 5 may be sandwiched between the plurality of members.
  • the means for fixing the partition member 5 to the header 2 is not limited.
  • the partition member 5 may be brazed to the header 2 or fixed to the header 2 by other means.
  • the partition member 5 may be composed of a clad plate material in which a brazing material layer is formed on the outer surface of the base material.
  • the coolant channel is configured by the introduction space 5b and the nozzle 5c
  • the coolant channel is not limited to that configured by the introduction space 5b and the nozzle 5c.
  • the coolant channel may be divided into a plurality of sections of three or more.
  • the coolant channel may have a cross-sectional shape that changes continuously. In short, the shape of the coolant channel can be arbitrarily designed as required.
  • the means for forming the nozzles 5c in the partition member 5 is not particularly limited.
  • the nozzle 5c may be formed by cutting or punching, or may be formed by burring or bending.
  • the peripheral edge of the nozzle 5c may be raised.
  • the protruding portion of the peripheral edge of the nozzle 5c functions as a stopper that prevents the heat transfer tube 3 from covering the nozzle 5c.
  • the pipe joint 5a included in the partition member 5 may be burred. If the pipe joint 5a is subjected to burring processing, the contact area between the pipe joint 5a and the refrigerant pipe 6 is increased, thereby increasing the strength and stability of the joint.
  • the cross-sectional shape and the number of nozzles 5c are not limited.
  • the cross-sectional shape of the nozzle 5c may be a perfect circle or a rectangle.
  • a plurality of slit-shaped nozzles 5c may be provided.
  • the shape of the introduction space 5b is not limited.
  • the cross-sectional shape of the end of the introduction space 5b connected to the nozzle 5c may be circular or rectangular.
  • the partition member 5 according to the embodiment and the modification includes the pipe joint 5a, the introduction space 5b, and the nozzle 5c.
  • the division of the internal space and the formation of the coolant channel are completed. Therefore, according to the partition member 5 according to the above-described embodiment and modification, the labor and cost involved in assembling the header 2 can be reduced.
  • the partition member 5 is integrated with the introduction space 5b and the nozzle 5c functioning as coolant channels, it is possible to divide the internal space of the header 2 with a plurality of members to form the coolant channels. , the height of the partition in which the coolant channel is formed between the divided partitions can be reduced. Therefore, the dimensions of the header 2 or the heat exchanger 1 can be reduced.
  • the shape and form of the partition member 5 shown in this specification and drawings are examples.
  • the shape and form of the partition member according to the present disclosure are not limited by the descriptions in this specification and drawings.
  • the material and manufacturing method of the partition member according to the present disclosure are also not limited.
  • the shape and form of the heat exchanger 1 shown in this specification and drawings are examples, and the shape and form of the heat exchanger according to the present disclosure are not limited by the descriptions in this specification and drawings.
  • the shape and form of the header 2 shown in this specification and drawings are examples, and the shape and form of the header provided in the heat exchanger according to the present disclosure are not limited by the descriptions in this specification and drawings.
  • the header 2 is provided with the two partition members 5 to divide the internal space of the header 2 into two is shown.
  • the heat exchanger according to the present disclosure may include a number of three or more partition members in the header to divide the internal space of the header into a number of three or more sections.
  • the heat exchanger according to the present disclosure is not limited to having the partition member according to the present disclosure on both the header on the distribution side and the header on the aggregation side. It is sufficient for the heat exchanger according to the present disclosure to include the partition member according to the present disclosure in at least one of the headers on the distribution side or the aggregation side.
  • the heat exchanger 1 is installed in a posture in which a plurality of heat transfer tubes 3 are stacked vertically, but the installation posture of the heat exchanger 1 is this. is not limited to such.
  • the heat exchanger 1 may be installed in a state in which two headers 2 are vertically spaced apart.
  • the heat transfer tubes 3 are not limited to straight tubes without bends.
  • the heat transfer tubes 3 may be composed of curved or bent tubes.
  • the present disclosure can be suitably used as a partition member attached to a header of a heat exchanger and as a heat exchanger.

Abstract

仕切部材（５）は、熱交換器のヘッダ（２）に装着されて、ヘッダ（２）の内部空間を、それぞれに伝熱管（３）が接続される複数個の空間に分割する仕切部材（５）であって、冷媒配管（６）に接続される配管継手（５ａ）と、配管継手（５ａ）を経由して、冷媒配管（６）とヘッダ（２）の内部空間との間を連絡する冷媒流路を備える。

Description

仕切部材及び熱交換器
　本開示は、熱交換器のヘッダに装着される仕切部材と、熱交換器に関する。
　熱交換器は、冷媒と外部環境との間で熱交換を行う装置である。熱交換器に流入する冷媒の温度が外部環境の温度より高い場合には、冷媒が熱交換器内を流れる間に冷媒が担持する熱が外部環境に放出されるので、冷媒は冷却される。熱交換器に流入する冷媒の温度が外部環境の温度より低い場合には、冷媒が熱交換器内を流れる間に外部環境の熱が冷媒に吸収されるので、冷媒は加温される。なお、本明細書においては、「冷媒」を、熱交換器と当該熱交換器に接続される機器の間を循環して、熱輸送媒体として機能する流体の総称として使用する。本明細書において、「冷媒」の種類は限定されない。
　一般に、熱交換器は、互いに間隔を空けて配置された２本のヘッダと、２本のヘッダの間で冷媒を流通させる複数本の伝熱管を備える。２本のヘッダの一方は流入側のヘッダであって、外部の装置から当該ヘッダに流入した冷媒は、当該ヘッダにおいて複数本の伝熱管に分配されて、伝熱管に流れる。冷媒が伝熱管内を流れる間に、冷媒は外部環境に対して放熱あるいは吸熱を行う。その結果、冷媒は冷却あるいは加温される。伝熱管内で冷却あるいは加温された冷媒は、２本のヘッダの他方に流入し、そこで集約されて、元の外部装置に還流される。当該冷媒は、あるいは、別の外部装置に送出される。このように、伝熱管は、熱交換器において、放熱管あるいは吸熱管として機能する。
　熱交換器において、伝熱管は、一般に、上下方向に積層配置される。そのため、ヘッダも上下方向に延びている。上下方向に延びるヘッダにおいては、密度の大きい液相冷媒が下方に集まり、密度の小さい気相冷媒が上方に集まる。そのため高位置に配置された伝熱管には気相冷媒が流れ、低位置に配置された伝熱管には液相冷媒が流れる。その結果、熱交換器の効率が低下するという現象が生じる。この現象は、積層される伝熱管の数が多くなり、その結果、ヘッダの高さが大きくなるほど、顕著になる。
　この現象の発生を抑制するために、ヘッダの内部空間を高さ方向において複数の区画に分割して、各区画の高さを小さくすることが知られている。そのために、ヘッダに仕切部材を装着することが知られている。
　引用文献１に記載の熱交換器が備えるヘッダ９０の内部空間は、高さ方向において、３個の区画（第１～３連通空間９０Ａ～９０Ｃ）に分割されている（図７）。第１連通空間９０Ａと第２連通空間９０Ｂの間には、ノズル付き部分傾斜区切材７０と仕切板９０が装着されて両者を区画している（図８）。ノズル付き部分傾斜区切材７０と仕切板９１の間には導入空間９７が形成され、導入空間９７には第１接続配管２４を経由して外部から冷媒が流入する。導入空間９７に流入した冷媒はノズル付き部分傾斜区切材７０に穿設されたノズル７１ａを通って、第１連通空間９０Ａに流入する。
　このように、引用文献１に記載の熱交換器においては、ヘッダ９０にノズル付き部分傾斜区切材７０と仕切板９１を備えることによって、ヘッダ９０の内部の空間を上下方向に区画している。また、ノズル付き部分傾斜区切材７０と仕切板９１の間に、外部からヘッダ９０の上部区画に冷媒を導入する流路を形成している。
特開２０１９－５６５４３号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の発明においては、ヘッダの内部空間を上下に分割して、冷媒流路を形成する仕切部材が、２個の部材（ノズル付き部分傾斜区切材７０と仕切板９１）を必要とするので、組立に手間がかかり、その結果、製造コストの増大を招くという問題がある。
　また、特許文献１に記載の発明においては、ヘッダの内部空間を上下に区画し、冷媒流路を形成する仕切部材が、２個の部材で構成されるので、その寸法を小さくすることが難しいという問題がある。その結果、ヘッダあるいは熱交換器の外形寸法の増大を招くという問題が生じる。
　本開示は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、ヘッダへの取り付けが容易な仕切部材であって、ヘッダの小型化を容易にする仕切部材を提供することを目的とする。該仕切部材を備える熱交換器を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するために、本開示に係る仕切部材は、熱交換器のヘッダに装着されて、ヘッダの内部空間を、それぞれに伝熱管が接続される複数個の区画に分割する仕切部材であって、冷媒配管に接続される配管継手と、配管継手を経由して、冷媒配管とヘッダの内部空間との間を連絡する冷媒流路とを備える。
　本開示によれば、仕切部材が、配管継手と冷媒流路を備えるので、１個の仕切部材をヘッダに装着するだけで、ヘッダの内部空間の分割と、配管継手の取付けと、冷媒流路の形成が完了する。そのため、ヘッダの組立に掛かる手間とコストを削減できる。また、仕切部材と冷媒流路が一体化されているので、複数個の部材でヘッダの内部空間を分割して冷媒流路を形成する場合に比べて、分割された区画の間にあって冷媒流路が形成される区画の高さを小さくできる。そのため、ヘッダあるいは熱交換器の寸法を小さくできる。
本開示の実施の形態に係る熱交換器の外形を示す斜視図 図１に記載の熱交換器が備える伝熱管の構成を示す斜視図 図１に記載の熱交換器が備えるヘッダの構成を示す縦断面図 図３に記載のヘッダの内部に取り付けられる仕切部材の外形を示す斜視図 第１の変形例に係るヘッダの構成を示す縦断面図 第２の変形例に係るヘッダの構成を示す縦断面図 図６に記載のヘッダの内部に取り付けられる仕切部材の外形を示す斜視図 図６に記載のヘッダの内部に取り付けられる仕切部材の外形の別例を示す斜視図 第３の変形例に係るヘッダの構成を示す縦断面図 第４の変形例に係るヘッダの構成を示す縦断面図 図１０に記載のヘッダの内部に取り付けられる仕切部材の外形を示す斜視図 図１１に記載の仕切部材の構成を示す縦断面図 第５の変形例に係るヘッダの構成を示す縦断面図 図１３に記載のヘッダの内部に取り付けられる仕切部材の外形を示す斜視図 図１４に記載の仕切部材の構成を示す縦断面図 第６の変形例に係るヘッダの構成を示す縦断面図 図１６に記載のヘッダを、図１６において、I-I線で示す平面で切断して示す横断面図 図１６に記載のヘッダの内部に取り付けられる仕切部材の外形を示す斜視図 第７の変形例に係るヘッダの構成を示す縦断面図 図１９に記載のヘッダを、図１９において、II-II線で示す平面で切断して示す横断面図 図１９に記載のヘッダの内部に取り付けられる仕切部材の外形を示す斜視図 第８の変形例に係るヘッダの構成を示す縦断面図 第９の変形例に係るヘッダの構成を示す縦断面図 第１０の変形例に係るヘッダの構成を示す縦断面図 第１１の変形例に係るヘッダの構成を示す縦断面図 第１２の変形例に係るヘッダの構成を示す縦断面図
　以下、本開示の実施の形態に係る仕切部材と熱交換器の構成と作用を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面においては、同一または同等の部分に同一の符号を付している。
　図１は、本開示の実施の形態に係る熱交換器１の外形を示す斜視図である。図１に示すように、熱交換器１は、２台のヘッダ２と、２台のヘッダ２の間を連絡する複数本の伝熱管３を備えている。一般に、ヘッダ２はアルミニウム又はアルミニウム合金で構成されている。また、２台のヘッダ２の間には、多数の伝熱フィン４が配列されている。伝熱フィン４は伝熱管３と交叉していて、伝熱管３にろう付けされている。また、図２に示すように、伝熱管３は扁平な横断面形を有している。また、伝熱管３の横断面は、複数個の管路３ａに区画されている。なお、一般に、伝熱管３とフィン４はアルミニウム又はアルミニウム合金で構成されている。また、伝熱管３の内部には亜鉛を含む犠牲陽極層が形成されて、孔食の発生を抑制している。
　図１に戻って、熱交換器１の作用を説明する。熱交換器１が備える２台のヘッダ２の一方は図示しない外部装置に接続されていて、外部装置から一方のヘッダ２に冷媒が流入する。一方のヘッダ２に流入した冷媒は、複数本の伝熱管３に分配されて、伝熱管３を通って、他方のヘッダ２に流入する。他方のヘッダ２に流入した冷媒は、そこで集約されて、他方のヘッダ２に接続された図示しない外部装置に還流する。他方のヘッダ２に流入した冷媒は、あるいは、他方のヘッダ２に接続された図示しない別の外部装置に送給される。
　熱交換器１に流入する冷媒は、伝熱管３を流れる間に大気との間で熱交換される。すなわち、熱交換器１に流入する冷媒の温度が熱交換器１の近傍の環境の温度より高い場合には、冷媒が伝熱管３を流れる間に、冷媒が担持する熱は熱交換器１の近傍の環境に放出される。その結果、冷媒は冷却される。熱交換器１に流入する冷媒の温度が熱交換器１の近傍の環境の温度より低い場合には、冷媒が伝熱管３を流れる間に、熱交換器１の近傍の環境が担持する熱が冷媒に吸収される。その結果、冷媒は加温される。なお、熱交換器１は、伝熱フィン４を備えることによって、熱交換器１の伝熱面積を大きくして、熱交換の効率を高めている。
　図３は、熱交換器１のヘッダ２を図１において、符号Ｐで示す平面で切断して示す断面図である。図３に示すように、ヘッダ２には、２個の仕切部材５が、上下方向に間隔を空けて配置されて、装着されている。その結果、ヘッダ２の内部の空間は、上部空間２ａと下部空間２ｂに区画される。また、上部空間２ａと下部空間２ｂのそれぞれには、複数本の伝熱管３が接続されている。
　また、図３に示すように、仕切部材５は、冷媒配管６に接続される配管継手５ａと、配管継手５ａに隣接して配置されて、配管継手５ａを介して冷媒配管６と連通する導入空間５ｂを備えている。また、仕切部材５は、導入空間５ｂとヘッダ２の上部空間２ａあるいは下部空間２ｂとの間を連絡するノズル５ｃを備えている。そのため、冷媒配管６から供給される冷媒は、配管継手５ａを通って導入空間５ｂに流入する。上部空間２ａの下方に配置された仕切部材５の導入空間５ｂに流入した冷媒は、ノズル５ｃを通って、上部空間２ａに流入する。下部空間２ｂの下方に配置された仕切部材５の導入空間５ｂに流入した冷媒は、ノズル５ｃを通って、下部空間２ｂに流入する。つまり、仕切部材５の導入空間５ｂに流入した冷媒は、ノズル５ｃを通って、ヘッダ２の内部に流入する。
　なお、図３においては、ノズル５ｃを伝熱管３の端部に近づけた例を示しているが、ノズル５ｃの位置は図３に図示したものには限定されない。ノズル５ｃから吐出される冷媒の流れが伝熱管３と干渉することを避けるために、ノズル５ｃを伝熱管３の端部から遠ざけても良い。なお、ノズル５ｃは、上部空間２ａあるいは下部空間２ｂの最も低い位置にある。そのため、上部空間２ａあるいは下部空間２ｂにおいて、全ての伝熱管３はノズル５ｃより高い位置にある。そのため、上部空間２ａあるいは下部空間２ｂにおいて、上昇流と下降流が混在することが無いので、上部空間２ａあるいは下部空間２ｂにおける冷媒の流速低下が抑制される。
　このように、ヘッダ２には仕切部材５が装着されているので、ヘッダ２の内部の空間が上部空間２ａと下部空間２ｂに区画される。上部空間２ａと下部空間２ｂのそれぞれの下部には、仕切部材５が配置されていて、仕切部材５はいずれも、配管継手５ａと導入空間５ｂとノズル５ｃを備えている。導入空間５ｂとノズル５ｃによれば、配管継手５ａを経由して、図示しない冷媒配管とヘッダ２の内部空間との間を連絡する冷媒流路が形成される。そのため、上部空間２ａと下部空間２ｂのそれぞれには、図示しない冷媒配管から直接に冷媒が供給される。上部空間２ａと下部空間２ｂのそれぞれに流入した冷媒は、それぞれにおいて、複数本の伝熱管３に分配され、伝熱管３に流入する。
　ヘッダ２の内部の空間を上部空間２ａと下部空間２ｂに分割すると、上部空間２ａと下部空間２ｂの高さは、分割される前のヘッダ２の内部の空間の全体の高さの半分になる。そのため、ヘッダ２の内部の空間における気相冷媒あるいは液相冷媒の分布の偏りが緩和される。その結果、熱交換器１の効率が向上する。
　仕切部材５は、配管継手５ａと導入空間５ｂとノズル５ｃを備えているので、ヘッダ２に仕切部材５を装着するだけで、上部空間２ａと下部空間２ｂのそれぞれに、冷媒を供給する流路が形成される。そのため、流路を形成するためにヘッダ２に複数個の部品を取り付ける必要がないので、ヘッダ２の組立にかかる手間とコストを削減することができる。冷媒流路が仕切部材５と一体化されているので、複数個の部材でヘッダ２の内部空間を分割して冷媒流路を形成する場合に比べて、上部空間２ａと下部空間２ｂの間にあって冷媒流路が形成される区画の高さを小さくできる。そのため、ヘッダ２の寸法を小さくできる。
　図４は、図３に記載のヘッダ２の内部に取り付けられる仕切部材５の外形を示す斜視図である。図４に示すように、この仕切部材５は、ヘッダ２の内部に嵌装される円柱状の外形を有する金属製の本体５ｄに、外部から機械加工を加えて、配管継手５ａとノズル５ｃを形成して構成される。図示しない導入空間５ｂも外部から、機械加工を加えて形成される。
（第１の変形例）
　図５は、第１の変形例に係るヘッダ２の構成を示す縦断面図である。図５に示すように、第１の変形例に係るヘッダ２が備える仕切部材５は、その一部がヘッダ２の外部に露出していて、ヘッダ２の外部において冷媒配管６に接続される。このように、仕切部材５は、一部がヘッダ２の外部に露出するものであっても良い。
（第２の変形例）
　図６は、第２の変形例に係るヘッダ２の構成を示す縦断面図である。図６に示すように、第２の変形例に係るヘッダ２が備える仕切部材５は、２枚の部材、つまり上部部材５ｅと下部部材５ｆとを接合して構成される。また、図６に記載のヘッダ２においては、仕切部材５のヘッダ２の外部にある部位に冷媒配管６が装着されているので、仕切部材５のヘッダ２の内部にある部位において、ノズル５ｃが冷媒配管６と干渉することがない。そのため、ノズル５ｃを配置する位置の選択の自由度が増える。また、図６に記載の仕切部材５のヘッダ２に当接する先端部５ｔは、上部部材５ｅと下部部材５ｆの両方に形成されている。
　また、図６に記載のヘッダ２が備える仕切部材５は、先端部５ｔにおける高さ方向の寸法が、他の部位、つまり図において右側の伝熱管３から離れた部位の高さ方向の寸法に比べて小さくされている。そのため、伝熱管３の図における右端部を左側に移動させて、伝熱管３の図における右端部を先端部５ｔの上下に位置させれば、伝熱管３を仕切部材５に近づけても、伝熱管３が先端部５ｔと干渉しない。その結果、伝熱管３の配列のピッチを小さくすることが可能になるので、ヘッダ２の高さ方向の寸法を小さくすることができる。
　図７は、図６に記載のヘッダ２の内部に取り付けられる仕切部材５の外形を示す斜視図である。前述したように、この仕切部材５は上部部材５ｅと下部部材５ｆとを接合して構成される。上部部材５ｅと下部部材５ｆは金属製の平板をプレス加工して形成される。上部部材５ｅと下部部材５ｆにおいて配管継手５ａと導入空間５ｂを構成する部位は、金属製の平板を、プレス型を使って曲げ加工して形成される。上部部材５ｅと下部部材５ｆの平面形の輪郭と上部部材５ｅのノズル５ｃは、プレス型を使って打ち抜き加工して形成される。なお、上部部材５ｅと下部部材５ｆは、プレス成形後にろう付けによって接合される。また、図７に記載の仕切部材５の平面形はヘッダ２に嵌装される円形の輪郭を有する部分と、ヘッダ２の外部の空間に延びる矩形の輪郭を有する部分とを有している。
　図８は、図６に記載のヘッダ２の内部に取り付けられる仕切部材５の外形の別例を示す斜視図である。図８に記載の仕切部材５の基本的な構成と製造手順は、図７に記載の仕切部材５と同一である。すなわち、図８に記載の仕切部材５は、プレス加工によって平板から成形された上部部材５ｅと下部部材５ｆとを接合して構成される。なお、図８に記載の仕切部材５の平面形はヘッダ２に嵌装される半円形の輪郭を有する部分と、ヘッダ２の外部の空間に延びる矩形の輪郭を有していて、半円形の輪郭の直径と矩形の輪郭の幅が等しくされている。
（第３の変形例）
　図９は第３の変形例に係るヘッダ２の構成を示す縦断面図である。第３の変形例に係るヘッダ２が備える仕切部材５の基本的な構成と製造手順は、第２の変形例に係るヘッダ２が備える仕切部材５と同一である。すなわち、図９に記載の仕切部材５は、プレス加工によって平板から成形された上部部材５ｅと下部部材５ｆとを接合して構成される。しかしながら、図９に示すように、第３の変形例に係る仕切部材５は、仕切部材５の配管継手５ａが形成される部位がヘッダ２に外側に露出している。また、配管継手５ａの内径ｄ１が冷媒流路の内径ｄ２に比べて大きくされている。そのため、仕切部材５に大径の冷媒配管６を接続する場合であっても、仕切部材５のヘッダの内部に配置される部位の寸法を小さくすることができる。
（第４の変形例）
図１０は、第４の変形例に係るヘッダ２の構成を示す縦断面図である。図１１は、図１０に記載のヘッダ２の内部に取り付けられる仕切部材５の外形を示す斜視図であり、図１２は図１１に記載の仕切部材５の構成を示す縦断面図である。
第４の変形例に係るヘッダ２の基本的な構成は第２の変形例に係るヘッダ２と同一である。しかしながら、第２の変形例においては、冷媒配管５の中心軸をヘッダ２の長手軸に直交させた状態で、冷媒配管５が配管継手５ａに接続されるのに対して、第４の変形例においては、冷媒配管５の中心軸をヘッダ２の長手軸に平行にした状態で、冷媒配管５が配管継手５ａに接続される点で相違する。
また、図１０に示すように、第４の変形例に係るヘッダ２は、冷媒配管６が仕切部材５の下面に接続されて、仕切部材５の下方に向かって延びている。そのため、冷媒配管６を熱交換器１（図１０において図示なし）の下方に延ばすことができるので、幅方向において狭いスペースに熱交換器１を配置することができる。なお、第４の変形例に係るヘッダ２において、ヘッダ２と冷媒配管６の間の隙間の大きさは任意に選択できる。隙間の大きさは０であっても良い。つまり、冷媒配管６はヘッダ２に接していても良い。
また、第４の変形例において、仕切部材５に接続される冷媒配管６の外径ｄ３を拡大する場合には、仕切部材５のヘッダ２の外側に突出する部分の長さＬを拡大すれば足りるので、仕切部材５の高さｈを拡大する必要がない。そのため、図１０に示すように、仕切部材５が２本の伝熱管３の間に配置されて、そのために、２本の伝熱管３の相互の間隔によって、仕切部材５の高さｈが制限される場合であっても、冷媒配管６の外径ｄ３を、任意に拡大することができる。
　第４の変形例に係るヘッダ２が備える仕切部材５の基本的な構成と製造手順も、第２の変形例に係るヘッダ２が備える仕切部材５と同一である。すなわち、図１１と図１２に示すように、仕切部材５は、上部部材５ｅと下部部材５ｆとを接合して構成される。上部部材５ｅと下部部材５ｆはプレス加工によって平板から成形される。また、上部部材５ｅと下部部材５ｆとの接合は、ろう付けによってなされる。
　また、図１１と図１２に示すように、上部部材５ｅはノズル５ｃを備えている。また、図１２に示すように、下部部材５ｆは配管継手５ａを備えている。なお、ノズル５ｃと配管継手５ａはプレス加工によって、形成される。
（第５の変形例）
図１３は第５の変形例に係るヘッダ２の構成を示す縦断面図である。図１４は、図１３に記載のヘッダ２の内部に取り付けられる仕切部材５の外形を示す斜視図であり、図１５は図１４に記載の仕切部材５の構成を示す縦断面図である。
第５の変形例に係るヘッダ２の基本的な構成は第４の変形例に係るヘッダ２と同一である。しかしながら、図１３に示すように、第５の変形例に係るヘッダ２は、冷媒配管６が仕切部材５の上面に接続されて、仕切部材５の上方に延びる点で、第４の変形例に係るヘッダ２と相違する。
　第５の変形例に係るヘッダ２が備える仕切部材５の基本的な構成と製造手順も、第４の変形例に係るヘッダ２が備える仕切部材５と同一である。しかしながら、図１４と図１５に示すように、第５の変形例に係るヘッダ２が備える仕切部材５は、配管継手５ａとノズル５ｃが共に上部部材５ｅにある点で、第４の変形例に係るヘッダ２が備える仕切部材５と相違する。
（第６の変形例）
図１６は第６の変形例に係るヘッダ２の構成を示す縦断面図である。図１７は、図１６に記載のヘッダ２を、図１６において、I-I線で示す平面で切断して示す横断面図である。図１８は、図１６に記載のヘッダ２の内部に取り付けられる仕切部材５の外形を示す斜視図である。
図１６に示すように、第６の変形例に係るヘッダ２の基本的な構成は第５の変形例に係るヘッダ２と同一である。しかしながら、図１７に示すように、第６の変形例に係るヘッダ２は、半円形あるいはD字形の横断面形を備える点で、第５の変形例に係るヘッダ２と相違する。すなわち、第６の変形例に係るヘッダ２は、横断面形においてヘッダ２の外側に膨出する膨出部２ｃと、伝熱管３が延びる方向において、膨出部２ｃに対向する平板部２ｄを備える点で、第５の変形例に係るヘッダ２と相違する。また、第６の変形例においては、図１７に示すように、伝熱管３は、膨出部２ｃからヘッダ２に挿入され、仕切部材５の一部が、平板部２ｄを通ってヘッダ２の外部に突出する。
なお、図１８に示すように、第６の変形例に係るヘッダ２の内部に取り付けられる仕切部材５は平面形が若干異なるものの、基本的な構成は第５の変形例に係るヘッダ２の内部に取り付けられる仕切部材５と同一である。
また、第６の変形例に係るヘッダ２によれば、図１７において円弧状の想像線Qで示す範囲に、仕切部材５と冷媒配管６を収めることができる。そのため、熱交換器１（図１６，１７において図示なし）の幅を小さくして、熱交換器１をコンパクトに構成することができる。なお、第６の変形例に係るヘッダ２において、ヘッダ２と冷媒配管６の間の隙間の大きさは任意に選択できる。隙間の大きさは０であっても良い。つまり、冷媒配管６はヘッダ２に接していても良い。
（第７の変形例）
図１９は第７の変形例に係るヘッダ２の構成を示す縦断面図である。図２０は、図１９に記載のヘッダ２を、図１９において、II-II線で示す平面で切断して示す横断面図である。図２１は、図１９に記載のヘッダ２の内部に取り付けられる仕切部材５の外形を示す斜視図である。
図１９に示すように、第７の変形例に係るヘッダ２の基本的な構成は第６の変形例に係るヘッダ２と同一である。しかしながら、図２０に示すように、第７の変形例に係るヘッダ２は、三日月形の横断面形を備える点で、第６の変形例に係るヘッダ２と相違する。すなわち、第７の変形例に係るヘッダ２は、横断面形においてヘッダ２の外側に膨出する膨出部２ｃを備える点で、第６の変形例に係るヘッダ２と共通するが、平板部２ｄの代わりに、ヘッダ２の内側に湾入する湾入部２ｅを備える点で、第６の変形例に係るヘッダ２と相違する。また、第７の変形例においては、図２０に示すように、伝熱管３は、膨出部２ｃからヘッダ２に挿入され、仕切部材５の一部が、湾入部２ｅを通ってヘッダ２の外部に突出する。
なお、図２１に示すように、第７の変形例に係るヘッダ２の内部に取り付けられる仕切部材５は、平面形が若干異なるものの、基本的な構成は第６の変形例に係るヘッダ２の内部に取り付けられる仕切部材５と同一である。
図２０に示すように、第７の変形例に係るヘッダ２によれば、図２０において矩形状の想像線Ｒで示す範囲に、仕切部材５と冷媒配管６を収めることができる。そのため、熱交換器１（図２０，２１において図示なし）の幅を小さくして、熱交換器１をコンパクトに構成することができる。なお、第７の変形例に係るヘッダ２においても、ヘッダ２と冷媒配管６の間の隙間の大きさは任意に選択できる。隙間の大きさは０であっても良い。つまり、冷媒配管６はヘッダ２に接していても良い。
（第８の変形例）
　図２２は第８の変形例に係るヘッダ２の構成を示す縦断面図である。第８の変形例に係るヘッダ２が備える仕切部材５の基本的な構成と製造手順は、第２の変形例に係るヘッダ２が備える仕切部材５と同一である。すなわち、図２２に記載の仕切部材５は、プレス加工によって平板から成形された上部部材５ｅと下部部材５ｆとを接合して構成される。しかしながら、図２２に示すように、第８の変形例に係るヘッダ２が備える仕切部材５は、ヘッダ２に当接する先端部５ｔが下部部材５ｆだけに形成されていて、上部部材５ｅには形成されていないことを特徴としている。
（第９の変形例）
　図２３は第９の変形例に係るヘッダ２の構成を示す縦断面図である。第９の変形例に係るヘッダ２が備える仕切部材５の基本的な構成と製造手順は、第２の変形例に係るヘッダ２が備える仕切部材５と同一である。すなわち、図２３に記載の仕切部材５は、プレス加工によって平板から成形された上部部材５ｅと下部部材５ｆとを接合して構成される。しかしながら、図２３に示すように、第９の変形例に係るヘッダ２が備える仕切部材５は、ヘッダ２に当接する先端部５ｔが上部部材５ｅだけに形成されていて、下部部材５ｆには形成されていないことを特徴としている。
　上記の第８及び第９の変形例に示したように、仕切部材５のヘッダ２に当接する先端部５ｔは、上部部材５ｅあるいは下部部材５ｆのいずれか一方だけに形成されていても良い。
（第１０の変形例）
図２４は第１０の変形例に係るヘッダ２の構成を示す縦断面図である。第１０の変形例に係るヘッダ２の基本的な構成は、第２の変形例に係るヘッダ２と同一である。しかしながら、図２４に示すように、第１０の変形例に係るヘッダ２は、冷媒配管６に突起６ａを備える点で、第２の変形例に係るヘッダ２と相違する。第１０の変形例に係るヘッダ２は、冷媒配管６に突起６ａを備えるので、冷媒配管６を仕切部材５に挿入する際に、冷媒配管６の挿入深さを適切に管理することが容易になる。すなわち、突起６ａが仕切部材５の端面に当接するまで冷媒配管６を仕切部材５に差し込むことによって、適切な挿入深さが得られる。突起６ａが仕切部材５の端面に当接した後は、それ以上に冷媒配管６を仕切部材５に差し込むことができないので、過剰な挿入を防止することができる。なお、冷媒配管６に突起６ａを備える手段は、特に限定されない。冷媒配管６の外面に溶接ビードを置いて突起６ａを形成しても良いし、プレス加工によって突起６ａを形成しても良い。あるいは、冷媒配管６の外面に切削加工を加えて、突起６ａを形成しても良い。
（第１１の変形例）
図２５は第１１の変形例に係るヘッダ２の構成を示す縦断面図である。図２５に記載のヘッダ２の基本的な構成は、図３に記載のヘッダ２と同一である。しかしながら、図２５に記載のヘッダ２は、仕切部材５に２個のノズル５ｃを備える点で、図３に記載のヘッダ２と相違する。すなわち、図２５に記載のヘッダ２が備える仕切部材５は、ヘッダ２の上部空間２ａに連通されるノズル５ｃに加えて、ヘッダ２の下部空間２ｂに連通されるノズル５ｃを備える点で、図３に記載のヘッダ２が備える仕切部材５と相違する。
（第１２の変形例）
図２６は第１２の変形例に係るヘッダ２の構成を示す縦断面図である。図２６に記載のヘッダ２の基本的な構成は、図６に記載のヘッダ２と同一である。しかしながら、図２６に記載のヘッダ２は、仕切部材５に２個のノズル５ｃを備える点で、図６に記載のヘッダ２と相違する。すなわち、図２６に記載のヘッダ２が備える仕切部材５は、ヘッダ２の上部空間２ａに連通されるノズル５ｃに加えて、ヘッダ２の下部空間２ｂに連通されるノズル５ｃを備える点で、図６に記載のヘッダ２が備える仕切部材５と相違する。
なお、第１２の変形例においては、仕切部材５が上下対称に構成されるので、上部部材５ｅと下部部材５ｆは完全に同形の部材になる。そのため、第１２の変形例においては、部材の種類が少なくなるので、製造コストあるいは生産管理に掛かるコストが削減される。
第１１及び第１２の変形例に係るヘッダ２は、上部空間２ａと下部空間２ｂの両方に冷媒を入出させることができる。そのため、第１１及び第１２の変形例に係るヘッダ２によれば、熱交換器１の部品点数を減らして、構造を簡易化することができる。
　なお、上記実施の形態及び変形例に示したヘッダ２の形状と構成は例示であって、ヘッダ２の形状と構成は例示されたものには限定されない。ヘッダ２は、管材で構成された胴体の上下端に蓋部材を、溶接又はろう付けして構成されても良い。ヘッダ２の胴体は、プレス加工によって成形された２個の部材を、溶接又はろう付けして構成されても良い。
　ヘッダ２と仕切部材５の間の取り合い部の形状と構成は限定されない。ヘッダ２の胴体の一部を切り空けて開口を形成して、その開口から仕切部材５をヘッダ２の内部に挿入しても良い。ヘッダ２の胴体を複数の部材で構成する場合に、その複数の部材の間に仕切部材５を挟んでも良い。
　仕切部材５をヘッダ２に固定する手段は限定されない。仕切部材５はヘッダ２にろう付けされても良いし、その他の手段でヘッダ２に固定されても良い。ろう付けによって、仕切部材５をヘッダ２に固定する場合に、仕切部材５が母材の外表面にろう材層が形成されたクラッド板材で構成されても良い。
　上記実施の形態及び変形例においては、導入空間５ｂとノズル５ｃによって冷媒流路が構成される例を示したが、冷媒流路は導入空間５ｂとノズル５ｃとで構成されるものには限定されない。冷媒流路は３個以上の複数の区画に区分されるものであっても良い。冷媒流路はその断面形状が連続して変化するものであっても良い。要するに、冷媒流路の形状は必要に応じて任意に設計することができる。
　仕切部材５にノズル５ｃを形成する手段は、特に限定されない。ノズル５ｃは切削加工あるいは抜き加工で形成されても良いし、バーリング加工あるいは曲げ加工で形成されても良い。バーリング加工あるいは曲げ加工によってノズル５ｃを形成する場合に、ノズル５ｃの周縁を隆起させても良い。この場合、ノズル５ｃの周縁の隆起された部分が、伝熱管３がノズル５ｃに被さることを防ぐ当て止めとして機能する。
　仕切部材５が備える配管継手５ａにバーリング加工を施しても良い。配管継手５ａにバーリング加工を施せば、配管継手５ａと冷媒配管６の接触面積が増加するので、継手の強度と安定性が増す。
　また、ノズル５ｃの横断面形と個数は限定されない。ノズル５ｃの横断面形は真円であっても良いし、矩形であっても良い。あるいはスリット状のノズル５ｃを複数個、備えても良い。また、導入空間５ｂの形状も限定されない。導入空間５ｂのノズル５ｃにつながる側の端部の断面形は円形であっても良いし、矩形であっても良い。
　以上説明したように、上記実施の形態及び変形例に係る仕切部材５は、配管継手５ａと導入空間５ｂとノズル５ｃとを備えるので、仕切部材５をヘッダ２に装着するだけで、ヘッダ２の内部空間の分割と冷媒流路の形成が完成する。そのため、上記実施の形態及び変形例に係る仕切部材５によれば、ヘッダ２の組立に係る手間とコストが削減される。
　また、仕切部材５が冷媒流路として機能する導入空間５ｂとノズル５ｃと一体化されているので、複数個の部材でヘッダ２の内部空間を分割して冷媒流路を形成する場合に比べて、分割された区画の間にあって冷媒流路が形成される区画の高さを小さくできる。そのため、ヘッダ２あるいは熱交換器１の寸法を小さくできる。
　しかしながら、本開示の技術的範囲は、上記実施の形態及び変形例によっては限定されない。本開示は、特許請求の範囲に記載の技術的思想の限りにおいて、自由に応用、変形、あるいは改良して実施することができる。
　本明細書および図面に示した仕切部材５の形状と形態は例示である。本開示に係る仕切部材の形状と形態は、本明細書および図面の記載によっては限定されない。本開示に係る仕切部材の材質と製造方法も限定されない。
　なお、図６，９，８においては、仕切部材５のヘッダ２の外側に突出する部位において、冷媒配管６に嵌装される例を示したが、冷媒配管６は仕切部材５に深く挿入されて、その先端がヘッダ２の内部に届くものであっても良い。
　本明細書および図面に示した熱交換器１の形状と形態は例示であって、本開示にかかる熱交換器の形状と形態は本明細書および図面の記載によっては限定されない。本明細書および図面に示したヘッダ２の形状と形態は例示であって、本開示に係る熱交換器が備えるヘッダの形状と形態は本明細書および図面の記載によっては限定されない。
　なお、上記においては、ヘッダ２に２個の仕切部材５を備えて、ヘッダ２の内部空間を２分割する例を示したが、本開示に係る熱交換器はヘッダの内部空間が２分割されるものには限定されない。本開示に係る熱交換器はヘッダに３個以上の多数の仕切部材を備えて、ヘッダの内部空間が３個以上の多数の区画に分割されるものであっても良い。
　本開示に係る熱交換器は、分配側のヘッダと集約側のヘッダの両方に、本開示に係る仕切部材を備えるものには限定されない。本開示に係る熱交換器は、分配側あるいは集約側の、少なくとも一方のヘッダに本開示に係る仕切部材を備えていれば十分である。
　なお、本明細書及び図面においては、熱交換器１が、複数本の伝熱管３が上下方向に積層配置された姿勢で設置される例を示したが、熱交換器１の設置姿勢はこのようなものには限定されない。熱交換器１は、２本のヘッダ２が上下方向に離隔配置される状態で設置されても良い。また、伝熱管３は曲がりのない直管には限定されない。伝熱管３は湾曲あるいは屈曲した管で構成されていても良い。
　また、本開示に係る熱交換器が備えるヘッダにおいて、本明細書および図面に記載されていない構成要素を追加することは任意である。
　本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。すなわち、本開示の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、本開示の範囲内とみなされる。
　本出願は、２０２１年３月９日に出願された日本国特許出願２０２１－０３７７２５号に基づく。本明細書中に日本国特許出願２０２１－０３７７２５号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。
　本開示は、熱交換器のヘッダに装着される仕切部材と、熱交換器として好適に利用することができる。
　１　熱交換器、２　ヘッダ、２ａ　上部空間、２ｂ　下部空間、２ｃ　膨出部、２ｄ　平板部、２ｅ　湾入部、３　伝熱管、３ａ　管路、４　伝熱フィン、５　仕切部材、５ａ　配管継手、５ｂ　導入空間、５ｃ　ノズル、５ｄ　本体、５ｅ　上部部材、５ｆ　下部部材、５ｔ　先端部、６　冷媒配管、６ａ　突起、ｄ１，ｄ２　内径、ｄ３　外径、ｈ　高さ、L　長さ。


 

Claims (10)

  1. 　熱交換器のヘッダに装着されて、前記ヘッダの内部空間を、それぞれに伝熱管が接続される複数個の区画に分割する仕切部材であって、
    　冷媒配管に接続される配管継手と、
    　前記配管継手を経由して、前記冷媒配管と前記ヘッダの内部空間との間を連絡する冷媒流路を備える、
    　仕切部材。
  2. 　前記配管継手と前記冷媒流路は母材に切削加工を加えて形成されている、
    　請求項１に記載の仕切部材。
  3. 　互いに接合された上部部材と下部部材とを有し、
    　前記配管継手は、前記上部部材と前記下部部材との間に形成されている、
    　請求項１に記載の仕切部材。
  4. 　前記配管継手の内径が前記冷媒流路の内径よりも大きい、
    　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の仕切部材。
  5. 　前記冷媒配管の中心軸を前記ヘッダの長手軸に直交させた状態で、前記冷媒配管が接続される前記配管継手を備える、
    　請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の仕切部材。
  6. 　前記仕切部材が備える前記冷媒流路に、
    　当該仕切部材によって分割される前記ヘッダの内部空間の一方と連通する第１のノズルと、
    　当該仕切部材によって分割される前記ヘッダの内部空間の他方と連通する第２のノズルと、を備える、
    　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の仕切部材。
  7. 　前記冷媒配管が、その中心軸を前記ヘッダの長手軸に平行にして、接続される前記配管継手を備える、
    　請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の仕切部材。
  8. 　互いに間隔を空けて配置された２本のヘッダと、
    　前記２本の間にあって、前記２本のヘッダの間で冷媒を流通させる複数本の伝熱管を、備える熱交換器であって、
    　少なくとも一方の前記ヘッダに請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の仕切部材が装着されて、
    　前記仕切部材によって、前記ヘッダの内部空間が前記ヘッダの長手方向において複数の区画に分割されている、
    　熱交換器。
  9. 　前記ヘッダは、
    　横断面形において前記ヘッダの外側に膨出する膨出部と、
    　前記伝熱管が延びる方向において、前記膨出部に対向する平板部を備えて、
    　前記伝熱管は、前記膨出部から前記ヘッダに挿入され、
    　前記仕切部材の一部が、前記平板部を通って前記ヘッダの外部に突出する、
    　請求項８に記載の熱交換器。
  10. 　前記ヘッダは、
    　横断面形において前記ヘッダの外側に膨出する膨出部と
    　前記伝熱管が延びる方向において、前記膨出部に対向するとともに、前記ヘッダの内側に湾入する湾入部を備えて、
    　前記伝熱管は、前記膨出部から前記ヘッダに挿入され、
    　前記仕切部材の一部が、前記湾入部を通って前記ヘッダの外部に突出する、
    　請求項８に記載の熱交換器。


     
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