JP2016095094A - 熱交換器及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】伝熱性能や油戻り性を向上させることができるとともに、結露の発生を抑制できる熱交換器及び冷凍サイクル装置を提供することである。
【解決手段】実施形態の熱交換器において、第１ヘッダ及び第２ヘッダのうち一方のヘッダには、空気流通方向において上流側及び下流側に、一方のヘッダ内を仕切る仕切部材が配設される。熱交換チューブ内は、第１流路ブロックと、第２流路ブロックと、を持つ。第１流路ブロックは、一方のヘッダ内のうち仕切部材に対して空気流通方向の一方側に位置する部分に連通する。第２流路ブロックは、一方のヘッダ内のうち仕切部材に対して空気流通方向の他方側に位置する部分に連通する。そして、第１流路ブロック及び第２流路ブロックのうち、ガスリッチの気液二相冷媒が流通する第２流路ブロックの等価直径が、液リッチの気液二相冷媒が流通する第１流路ブロックの等価直径に比べて大きくなっている。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、熱交換器及び冷凍サイクル装置に関する。

空気調和装置等の冷凍サイクル装置には、冷媒と熱交換空気との間で熱交換を行うための熱交換器が搭載されている。この種の熱交換器として、一対のヘッダと、各ヘッダの延在方向に間隔をあけて配列され、各ヘッダ間を並列接続する複数の熱交換チューブと、を備えた、いわゆるパラレルフロー型の熱交換器がある。この種の熱交換器では、隣り合う熱交換チューブ間にフィンが接合され、フィンと熱交換チューブとの間の隙間を熱交換空気が通過することで、熱交換が行われる。

ところで、上述したパラレルフロー型の熱交換器では、各ヘッダの長さが長くなるのに伴い、各ヘッダ間に接続される熱交換チューブの本数が多くなると、各熱交換チューブ内それぞれに流通する冷媒の質量速度が減少する。すると、各熱交換チューブでの伝熱性能の低下や、圧縮機への油戻り性の低下等の懸念がある。

また、例えば熱交換器を室内機で蒸発器として使用する場合、冷媒が熱交換チューブ内を通過した時点で、蒸発が完了（ドライアウト）していることが望ましい。しかしながら、熱交換空気の流通方向で熱交換チューブが１列（冷媒流通方向が一方向）のみとされた、いわゆる１列構成の熱交換器では、外部環境等によっては熱交換チューブ内の途中で冷媒がドライアウトするおそれがある。この場合、熱交換チューブにおいて、冷媒がドライアウトした位置よりも下流側の領域（過熱領域）を通過する熱交換空気は、熱交換器で熱交換されない生空気として熱交換器を通過する。その後、過熱領域を通過した熱交換空気が、熱交換チューブの過熱領域よりも上流側の領域（非過熱領域）を通過した熱交換空気によって冷却されたファンや吹き出し口に接触することで、結露が発生し、室内等に水滴が飛散する等おそれがある。

特開２００９−２７０７８１号公報 特開２００２−２０６８９０号公報

本発明が解決しようとする課題は、伝熱性能や油戻り性を向上させることができるとともに、結露の発生を抑制できる熱交換器及び冷凍サイクル装置を提供することである。

実施形態の熱交換器は、第１ヘッダ及び第２ヘッダと、熱交換チューブと、フィンと、を持つ。熱交換チューブは、第１ヘッダ及び第２ヘッダの延在方向に間隔をあけて配列されるとともに、第１ヘッダ及び第２ヘッダ間を接続する。フィンは、隣り合う熱交換チューブ間に配設される。第１ヘッダ及び第２ヘッダのうち少なくとも一方のヘッダには、隣り合う熱交換チューブ間を通過する熱交換空気の空気流通方向において上流側及び下流側に、一方のヘッダ内を仕切る仕切部材が配設される。熱交換チューブ内は、第１流路ブロックと、第２流路ブロックと、を持つ。第１流路ブロックは、一方のヘッダ内のうち仕切部材に対して空気流通方向の一方側に位置する部分に連通する。第２流路ブロックは、一方のヘッダ内のうち仕切部材に対して空気流通方向の他方側に位置する部分に連通する。そして、第１流路ブロック及び第２流路ブロックのうち、冷媒の乾き度の大きいガスリッチの気液二相冷媒が流通する第２流路ブロックの等価直径が、冷媒の乾き度の小さい液リッチの気液二相冷媒が流通する第１流路ブロックの等価直径に比べて大きくなっている。

実施形態における冷凍サイクル装置の概略構成図。 実施形態における室内熱交換器をＹ方向から見た正面図。 第１の実施形態における室内熱交換器を蒸発器として機能させた場合の図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する断面図。 第１の実施形態における熱交換チューブを第１ヘッダ側から見た平面図。 第１の実施形態における熱交換チューブを第２ヘッダ側から見た平面図。 図２のＶＩ−ＶＩ線に相当する部分断面図。 第１の実施形態における室内熱交換器を凝縮器として機能させた場合の図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する断面図。 第１の実施形態の他の構成に係る図４に相当する平面図。 第２の実施形態における図６に相当する部分断面図。 第３の実施形態における第１ヘッダ及び熱交換チューブの部分断面図。 第４の実施形態における室内熱交換器を蒸発器として機能させた場合の図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する断面図。 第４の実施形態における熱交換チューブを第１ヘッダ側から見た平面図。 第４の実施形態における熱交換チューブを第２ヘッダ側から見た平面図。 第４の実施形態における室内熱交換器を凝縮器として機能させた場合の図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する断面図。 第４の実施形態の他の構成に係る図１２に相当する平面図。

以下、実施形態の冷凍サイクル装置を、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置１は、圧縮機２、四方弁３、室外熱交換器４、膨張弁５、気液分離器６及び室内熱交換器７が冷媒流路８によって順次接続されて構成されている。なお、図１に示す例において、実線矢印は冷房時、破線矢印は暖房時の冷媒の流通方向を示している。

圧縮機２は、圧縮機本体１１とアキュムレータ１２とを備えている。
アキュムレータ１２は、圧縮機本体１１に供給される冷媒のうち、液体冷媒を捕捉し、ガス冷媒を圧縮機本体１１に供給するように構成されている。
圧縮機本体１１は、アキュムレータ１２を通して内部に取り込まれるガス冷媒を、圧縮して高温高圧のガス冷媒とする。

気液分離器６は、室内熱交換器７に対して上流側に配置され、冷媒流路８を流通する冷媒のうち、液体冷媒を室内熱交換器７に向けて流通させ、ガス冷媒を熱交換器迂回路１４に向けて流通させる。
熱交換器迂回路１４は、冷媒流路８のうち、気液分離器６と室内熱交換器７の下流側との間を接続し、室内熱交換器７を迂回する。熱交換器迂回路１４上には、開閉弁１５が設けられている。開閉弁１５は、暖房運転の実行時に閉状態とされ、冷房運転の実行時には開状態となるように開閉制御されている。

このような冷凍サイクル装置１では、四方弁３により冷媒の流れを変えることにより、冷房運転や暖房運転等を行う。例えば、冷房運転では、冷媒流路８において、圧縮機２、四方弁３、室外熱交換器４、膨張弁５、気液分離器６、及び室内熱交換器７が順に接続される。このとき、室外熱交換器４を凝縮器として機能させ、室内熱交換器７を蒸発器として機能させ、室内を冷房する。なお、気液分離器６に流入した冷媒のうち、ガス冷媒は、熱交換器迂回路１４を流通することで、室内熱交換器７を迂回して圧縮機２に直接流入する。
一方、暖房運転では、冷媒流路８において、圧縮機２、四方弁３、室内熱交換器７、気液分離器６、膨張弁５、及び室外熱交換器４が順に接続される。このとき、室内熱交換器７を凝縮器として機能させ、室外熱交換器４を蒸発器として機能させ、室内を暖房する。

次に、室内熱交換器７について詳述する。
図２に示すように、室内熱交換器７は、いわゆるパラレルフロー型の熱交換器であって、第１ヘッダ２１及び第２ヘッダ２２と、これら各ヘッダ２１，２２間を並列接続する複数の熱交換チューブ２３と、を備えている。なお、以下の説明では、熱交換チューブ２３の延在方向をＺ方向とし、Ｚ方向に直交する方向をそれぞれＸ方向及びＹ方向として説明する。本実施形態において、室内熱交換器７は、Ｚ方向が上下方向とされ、かつＺ方向に沿う第１ヘッダ２１側が下方、第２ヘッダ２２側が上方に位置するように配置される。

第１ヘッダ２１及び第２ヘッダ２２は、Ｘ方向に沿って延びる管状とされ、互い平行に延在している。

図２〜図５に示すように、各熱交換チューブ２３は、Ｙ方向を長軸方向とする長円形状（扁平管）とされ、Ｘ方向に間隔をあけて互い平行に配列されている。各熱交換チューブ２３は、上端部が第２ヘッダ２２に接続され、下端部が第１ヘッダ２１に接続されている。また、各熱交換チューブ２３内には、熱交換チューブ２３をＺ方向に貫通する複数の冷媒流通孔２４がＹ方向に間隔をあけて形成されている。本実施形態において、各冷媒流通孔２４は、それぞれ同等の流路断面積とされ、Ｙ方向に間隔をあけて配設されている。なお、本実施形態の室内熱交換器７は、そのアスペクト比（熱交換チューブ２３の長さ寸法（Ｚ方向）に対する各ヘッダ２１，２２の長さ寸法（Ｘ方向））が２以上になっている。

また、図２、図６に示すように、室内熱交換器７は、隣り合う熱交換チューブ２３間を接続するフィン３１を備えている。フィン３１は、例えばコルゲートフィンであって、各熱交換チューブ２３間それぞれにおいて、Ｚ方向に沿って延びる波形状とされ、その山部及び谷部が隣り合う熱交換チューブ２３にそれぞれ接合されている。室内熱交換器７では、各フィン３１と熱交換チューブ２３との間の隙間をＹ方向に沿って熱交換空気Ａが通過する。このとき、熱交換チューブ２３やフィン３１を介して、熱交換チューブ２３内を流通する冷媒と、熱交換空気Ａと、が熱交換される。なお、フィン３１としては、コルゲートフィンに限らず、例えばプレートフィンを用いても構わない。

ここで、図３に示すように、上述した第１ヘッダ２１には、第１ヘッダ２１内をＸ方向の全域に亘って延びるとともに、第１ヘッダ２１内をＹ方向の一方側及び他方側に仕切る仕切部材３２が配設されている。これにより、熱交換チューブ２３は、第１ヘッダ２１内のうち、仕切部材３２に対してＹ方向の一方側に位置する部分に連通する第１流路ブロック３３と、仕切部材３２に対してＹ方向の他方側に位置する部分に連通する第２流路ブロック３４と、に分割される。

この場合、仕切部材３２は、第２流路ブロック３４の等価直径が第１流路ブロック３３の等価直径に比べて大きくなるように、熱交換チューブ２３（冷媒流通孔２４）を分割している。本実施形態の仕切部材３２は、第１ヘッダ２１内において、Ｙ方向の中央部に対して一方側寄りに配設されている。そのため、第２流路ブロック３４側の冷媒流通孔２４の合計（孔数）が、第１流路ブロック３３側の冷媒流通孔２４の合計に比べて多くなっている。なお、等価直径とは、各流路ブロック３３，３４を構成する冷媒流通孔２４同士をそれぞれ等価な１つの円管に換算したときの直径である。この場合、等価直径は、流路ブロック３３，３４の流路断面積をＳ、流路ブロック３３，３４の周長をＴとした場合に、４Ｓ／Ｔで表さられる。

また、第１ヘッダ２１のうち、仕切部材３２に対してＹ方向の一方側及び他方側に位置する部分には、冷媒流路（外部）８に接続される一方側冷媒出入口４１及び他方側冷媒出入口４２がそれぞれ設けられている。この場合、室内熱交換器７を蒸発器として機能させると、一方側冷媒出入口４１が室内熱交換器７への流入口となり、他方側冷媒出入口４２が室内熱交換器７からの流出口となる。また、図７に示すように、室内熱交換器７を凝縮器として機能させると、他方側冷媒出入口４２が室内熱交換器７への流入口となり、一方側冷媒出入口４１が室内熱交換器７からの流出口となる。

上述した構成において、図３に示すように、室内熱交換器７を蒸発器として機能させる場合、膨張弁５で減圧された冷媒は、液体冷媒または冷媒の乾き度の小さい液リッチの気液二相冷媒として一方側冷媒出入口４１から第１ヘッダ２１内に流入する（図中矢印Ｃ参照）。第１ヘッダ２１内に流入した冷媒は、熱交換チューブ２３における第１流路ブロック３３側の冷媒流通孔２４内に流入し、第１流路ブロック３３を上方（第２ヘッダ２２側）に向けて流通した後、第２ヘッダ２２内に流入する。その後、第２ヘッダ２２内に流入した冷媒は、熱交換チューブ２３における第２流路ブロック３４側の冷媒流通孔２４内に流入し、第２流路ブロック３４を下方（第１ヘッダ２１側）に向けて流通する。その後、冷媒は第１ヘッダ２１内において、仕切部材３２に対して他方側に位置する部分に流入し、他方側冷媒出入口４２を通して冷媒流路８に排出され、圧縮機２に向けて流通する。

このように、本実施形態の室内熱交換器７では、第１流路ブロック３３を上方に向けて流通する冷媒が第２ヘッダ２２で折り返された後、第２流路ブロック３４を下方に向けて流通する。これにより、冷媒は、Ｚ方向に蛇行しながら、Ｙ方向の一方側から他方側に向けて流通する。すなわち、本実施形態の第１流路ブロック３３及び第２流路ブロック３４は、冷媒の流通方向がＺ方向で互いに異なるとともに、Ｙ方向に並設されることになる。この場合、本実施形態の熱交換チューブ２３は、それ自体はＹ方向で１列のみであるものの、冷媒の流通方向が互いに異なる複数の流路がＹ方向であたかも２列並んだ、いわゆる２列構成と見立てることができる。

また、本実施形態の室内熱交換器７において、熱交換空気Ａは、室内熱交換器７をＹ方向の一方側（上流側）から他方側（下流側）に向けて通過することから、熱交換空気Ａ及び冷媒は、互いの流通方向が同一方向の並行流となる。具体的に、熱交換空気Ａは、各フィン３１と熱交換チューブ２３との間の隙間をＹ方向に沿って通過することで、熱交換チューブ２３やフィン３１を介して、熱交換チューブ２３内を流通する冷媒と熱交換される。このとき、室内熱交換器７内に流入する冷媒は、熱交換チューブ２３を流通する過程で吸熱することで、熱交換空気Ａを冷却するとともに、液リッチの気液二相冷媒から徐々にガスリッチの気液二相冷媒になる。したがって、第１流路ブロック３３を流通する冷媒は、第２流路ブロック３４を流通する冷媒に比べて液リッチになる。

一方、室内熱交換器７を凝縮器として機能させる場合には、蒸発器として機能させる場合と逆方向に冷媒が流通する。すなわち、圧縮機２から吐出された冷媒は、ガス冷媒またはガスリッチの気液二相冷媒として他方側冷媒出入口４２から第１ヘッダ２１内に流入する。第１ヘッダ２１内に流入した冷媒は、第２流路ブロック３４を上方に向けて流通した後、第２ヘッダ２２で折り返され、第１流路ブロック３３を下方に向けて流通する。その後、冷媒は、第１ヘッダ２１の一方側冷媒出入口４１を通して冷媒流路８に排出され、膨張弁５に向けて流通する。これにより、冷媒は、Ｚ方向に蛇行しながら、Ｙ方向の他方側から一方側に向けて流通する。

また、上述したように熱交換空気Ａは、室内熱交換器７をＹ方向の一方側から他方側に向けて通過する。すなわち、本実施形態の室内熱交換器７を凝縮器として機能させる場合、熱交換空気Ａ及び冷媒は、互いの流通方向が逆方向の対向流となる。このとき、室内熱交換器７内に流入する冷媒は、熱交換チューブ２３を流通する過程で放熱することで、熱交換空気Ａを加熱するとともに、ガスリッチの気液二相冷媒から液リッチの気液二相冷媒になる。したがって、第１流路ブロック３３を流通する冷媒は、第２流路ブロック３４を流通する冷媒に比べて液リッチになる。

本実施形態によれば、第１ヘッダ２１内に仕切部材３２が配設されているため、冷媒の流通方向がＺ方向で互いに異なるとともに、Ｙ方向に並設される複数の流路ブロック３３，３４に熱交換チューブ２３を分割することができる。そのため、例えば室内熱交換器７を蒸発器として機能させる場合、熱交換チューブ２３を通過した時点で蒸発を完了させるように設計することで、少なくとも第１流路ブロック３３側に過熱領域が発生するのを抑制できる。すなわち、少なくとも第１流路ブロック３３側全体を液リッチの気液二相冷媒が流通する非過熱領域とすることができるので、室内熱交換器７におけるＺ方向の全体に亘って非過熱領域を形成できる。その結果、熱交換空気Ａが生空気として室内熱交換器７を通過するのを抑制し、結露の発生を抑制できる。

また、本実施形態では、ガスリッチの気液二相冷媒が流通する第２流路ブロック３４の等価直径を、液リッチの気液二相冷媒が流通する第１流路ブロック３３の等価直径よりも大きくする構成とした。
この構成によれば、第２流路ブロック３４内において、冷媒の圧力損失を低減できる。特に、室内熱交換器７を蒸発器として機能させる場合には、圧縮機２の吸込側の圧力低下を抑制できるので、圧縮機２に掛かる負荷を小さくできる。
また、第１流路ブロック３３内において、冷媒の質量速度を増加させることができ、伝熱性能を向上させるとともに、油戻り性を向上させることができる。

しかも、各流路ブロック３３、３４の冷媒の流通方向がＺ方向で互いに異なるとともに、Ｙ方向に並設されるため、凝縮器及び蒸発器の何れか一方で機能させた場合に、冷媒と熱交換空気Ａを対向流とすることができる。そのため、熱交換空気Ａの流通方向の下流側において、冷媒及び熱交換空気Ａ間の熱源温度差を確保することができ、熱交換の効率を向上させることができる。これにより、凝縮器として機能させた場合の過冷却量、蒸発器として機能させた場合の過熱度を確保することができる。

そして、本実施形態の冷凍サイクル装置１では、上述した室内熱交換器７を備えているので、高品質で信頼性の高い冷凍サイクル装置１を提供できる。
しかも、本実施形態では、室内熱交換器７に対して上流側に気液分離器６が配置されているため、室内熱交換器７を蒸発器として機能させる場合に、液リッチの気液二相冷媒を室内熱交換器７に供給することができる。これにより、室内熱交換器７内での冷媒の圧力損失を低減できるとともに、各熱交換チューブ２３内に流入する冷媒分流の均一化も図ることができる。

なお、上述した実施形態では、各流路ブロック３３，３４間において、冷媒流通孔２４の数を調整することで、各流路ブロック３３，３４の等価直径を調整する場合について説明したが、これに限られない。例えば、図８に示すように、各流路ブロック３３，３４間において、冷媒流通孔２４の流路断面積を調整することで、各流路ブロック３３，３４の等価直径を調整しても構わない。

すなわち、図８に示す熱交換チューブ２３は、第１流路ブロック３３側の冷媒流通孔２４の流路断面積が、第２流路ブロック３４側の冷媒流通孔２４の流路断面積に比べて小さくなっている。そして、仕切部材３２は、第１ヘッダ２１内におけるＹ方向の中央部に配設され、Ｙ方向の一方側及び他方側で冷媒流通孔２４を同数で分割している。なお、冷媒流通孔２４の数及び流路断面積の双方を調整して、各流路ブロック３３，３４の等価直径を調整しても構わない。

（第２の実施形態）
以下の説明では、上述した第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図９に示す室内熱交換器１０１において、フィン１３１の各流路ブロック３３，３４間に位置する部分（Ｙ方向で仕切部材３２と同等に位置する部分）には、フィン１３１をＺ方向に貫通するフィンカット部１０２が形成されている。フィンカット部１０２は、Ｙ方向に所定の幅を有するとともに、Ｘ方向に沿って延設されたスリット状とされ、フィン１３１をＹ方向の一方側及び他方側に分割している。

この構成によれば、フィン１３１を介した各流路ブロック３３，３４間（同一熱源間）での熱伝達を抑制できるので、蒸発器及び凝縮器本来の熱交換機能を妨げる、いわゆる熱干渉の発生を抑制し、冷媒と熱交換空気Ａとの間の熱交換を促進できる。なお、フィンカット部１０２の構成は、フィン１３１を介した各流路ブロック３３，３４間での熱伝達を抑制する構成であれば、適宜設計変更が可能である。この場合、フィンカット部１０２として、フィン１３１をＺ方向に貫通する切り込みであっても構わない。また、フィンカット部１０２は、Ｘ方向に間欠的に形成した孔等であっても構わない。

（第３の実施形態）
以下の説明では、上述した各実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図１０に示す室内熱交換器２０１において、第１ヘッダ２２１のＹ方向で仕切部材３２と同等に位置する部分には、上方に向けて窪む窪み部２２２が形成されている。窪み部２２２は、第１ヘッダ２２１におけるＸ方向の全域に亘って延びるとともに、その頂部に上述した仕切部材３２が配設されている。すなわち、第１ヘッダ２２１は、仕切部材３２及び窪み部２２２によりＹ方向の一方側及び他方側に分割されている。

この構成によれば、Ｙ方向における仕切部材３２と同等の位置に、窪み部２２２が形成されているので、仕切部材３２の面積を縮小できるとともに、第１ヘッダ２１におけるＹ方向の一方側及び他方側間に空気層が介在することになる。そのため、仕切部材３２を介した第１ヘッダ２１におけるＹ方向の一方側及び他方側間（同一熱源間）での熱伝達を抑制できる。これにより、熱干渉の発生を抑制できるので、室内熱交換器７を凝縮器として機能させた場合の過冷却量を確保できるとともに、室内熱交換器７を蒸発器として機能させた場合の冷媒の再冷却を抑制することができる。なお、窪み部２２２内に断熱材等を別途充填しても構わない。

（第４の実施形態）
本実施形態では、第１ヘッダ３２１及び第２ヘッダ３２２の双方に仕切部材３３２ａ，３３２ｂを配設する点で上述した各実施形態と相違している。なお、以下の説明では、上述した各実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図１１に示すように、本実施形態の室内熱交換器３０１は、第１ヘッダ３２１内に配設された第１仕切部材３３２ａと、第２ヘッダ３２２内に配設された第２仕切部材３３２ｂと、を有している。

第１仕切部材３３２ａは、第１ヘッダ３２１内において、Ｙ方向の中央部に対して一方側寄りに配設され、第１ヘッダ３２１内をＹ方向に仕切っている。
第２仕切部材３３２ｂは、第２ヘッダ３２２内において、上述した第１仕切部材３３２ａよりもＹ方向の他方側（図示の例では、第２ヘッダ３２２内におけるＹ方向の中央部）に配設され、第２ヘッダ３２２内をＹ方向に仕切っている。

図１１〜図１３に示すように、各熱交換チューブ２３は、第１仕切部材３３２ａよりもＹ方向の一方側に位置する第１流路ブロック３３３と、第１仕切部材３３２ａと第２仕切部材３３２ｂとの間に位置する第２流路ブロック３３４と、第２仕切部材３３２ｂよりもＹ方向の他方側に位置する第３流路ブロック３３５と、に分割されている。すなわち、本実施形態の各熱交換チューブ２３は、第１流路ブロック３３３、第２流路ブロック３３４、及び第３流路ブロック３３５がＹ方向の一方側から他方側にかけて順次配列されている。

この場合、各仕切部材３３２ａ，３３２ｂは、各流路ブロック３３３〜３３５の等価直径が、第１流路ブロック３３３、第２流路ブロック３３４、及び第３流路ブロック３３５の順に大きくなるように各熱交換チューブ２３を分割している。なお、図示の例において、各仕切部材３３２ａ，３３２ｂは、流路ブロック３３３〜３３５を構成する冷媒流通孔２４の合計（孔数）が、第１流路ブロック３３３、第２流路ブロック３３４、及び第３流路ブロック３３５の順に多くなるように各熱交換チューブ２３を分割している。

第１ヘッダ３２１のうち、第１仕切部材３３２ａに対してＹ方向の一方側に位置する部分（第１流路ブロック３３３に連通する部分）には、冷媒流路８を介して膨張弁５に接続される第１冷媒出入口３４１が形成されている。
第２ヘッダ３２２のうち、第２仕切部材３３２ｂに対してＹ方向の他方側に位置する部分（第３流路ブロック３３５に連通する部分）には、冷媒流路８を介して圧縮機２に接続される第２冷媒出入口３４２が形成されている。

上述した構成において、室内熱交換器７を蒸発器として機能させる場合、ガス冷媒またはガスリッチの気液二相冷媒が第１冷媒出入口３４１から第１ヘッダ３２１内に流入する。その後、第１ヘッダ３２１内に流入した冷媒は、Ｚ方向に蛇行しながら、Ｙ方向の一方側から他方側に向けて流通する。具体的に、第１ヘッダ３２１内に流入した冷媒は、第１流路ブロック３３３を上方に向けて流通するとともに、第２ヘッダ３２２内で折り返された後、第２流路ブロック３３４を下方に向けて流通する。そして、冷媒は、第１ヘッダ３２１内で折り返され、第３流路ブロック３３５を上方に向けて流通した後、第２ヘッダ３２２に形成された第２冷媒出入口３４２から冷媒流路８に排出される。

この構成によれば、上方に位置する第２ヘッダ３２２に第２冷媒出入口３４２が形成されているので、冷媒が第２ヘッダ３２２に向けて流通する過程で簡易的な気液分離が行われることになる。すなわち、第２冷媒出入口３４２からは、液体冷媒が排出され難く、ガス冷媒が積極的に排出されるので、よりガスリッチの冷媒を圧縮機２に供給することができる。そのため、圧縮機２の動作信頼性を向上させることができる。

一方、図１４に示すように、室内熱交換器７を凝縮器として機能させる場合には、圧縮機２から吐出された冷媒が、第２冷媒出入口３４２から第２ヘッダ３２２内に流入する。その後、第２ヘッダ３２２内に流入した冷媒は、Ｚ方向に蛇行しながら、Ｙ方向の他方側から一方側に向けて流通する。具体的に、第２ヘッダ３２２内に流入した冷媒は、第３流路ブロック３３５を下方に向けて流通した後、第１ヘッダ３２１で折り返され、第２流路ブロック３３４を上方に向けて流通する。そして、冷媒は、第１ヘッダ３２１で折り返され、第１流路ブロック３３３を下方に向けて流通した後、第１冷媒出入口３４１を通して冷媒流路８に排出される。

この構成によれば、下方に位置する第１ヘッダ３２１に第１冷媒出入口３４１が形成されているので、冷媒が第１ヘッダ３２１に向けて流通する過程で簡易的な気液分離が行われることになる。すなわち、第１冷媒出入口３４１からは、ガス冷媒が排出され難く、液体冷媒が積極的に排出されるので、より液リッチの冷媒を膨張弁５に供給することができる。そのため、膨張弁５の開度を適正な範囲に保つことができる。

なお、上述した第４の実施形態では、各流路ブロック３３３〜３３５間において、冷媒流通孔２４の数を調整することで、各流路ブロック３３３〜３３５の等価直径を調整する場合について説明したが、これに限られない。例えば、図１５に示すように、各流路ブロック３３３〜３３５間において、冷媒流通孔２４の流路断面積を調整することで、各流路ブロック３３３〜３３５の等価直径を調整しても構わない。
すなわち、図１５に示す熱交換チューブ２３は、第１流路ブロック３３３から第３流路ブロック３３５にかけて冷媒流通孔２４の流路断面積が、順次大きくなっている。そして、仕切部材３３２ａ，３３２ｂは、冷媒流通孔２４をそれぞれ同数で分割している。また、冷媒流通孔２４の数及び流路断面積の双方を調整して、各流路ブロック３３３〜３３５の等価直径を調整しても構わない。

また、上述した説明では、実施形態の熱交換器を、室内熱交換器７に用いた場合について説明したが、これに限られない。すなわち、室外熱交換器４に実施形態の熱交換器の構成を採用しても構わない。
また、上述した実施形態では、室内熱交換器７を凝縮器として機能させた場合に、冷媒と熱交換空気Ａとが対向流となる場合について説明したが、これに限られない。室内熱交換器７を蒸発器として機能させた場合に対向流となるように構成しても構わない。

さらに、室内熱交換器７のアスペクト比等は、適宜設計変更が可能である。
また、上述した実施形態では、第１ヘッダ及び第２ヘッダが上下になるように室内熱交換器７を配置した場合について説明したが、これに限られない。
また、上述した実施形態では、各流路ブロックがそれぞれ複数の冷媒流通孔２４を有する構成について説明したが、冷媒流通孔２４を少なくとも１つ有していれば構わない。
さらに、上述した実施形態では、熱交換空気Ａの流通方向（Ｙ方向）で熱交換チューブ２３が１列配置された構成について説明したが、複数列配列しても構わない。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、少なくとも一方のヘッダに仕切部材が配設されているため、冷媒の流通方向がＺ方向で互いに異なるとともに、Ｙ方向に並設される第１及び第２流路ブロックに熱交換チューブを分割することができる。そのため、例えば室内熱交換器を蒸発器として機能させる場合、熱交換チューブを通過した時点で蒸発を完了させるように設計することで、少なくとも第１流路ブロック側に過熱領域が発生するのを抑制できる。すなわち、室内熱交換器におけるＺ方向の全体に亘って非過熱領域を形成できるので、熱交換空気が生空気として室内熱交換器を通過するのを抑制し、結露の発生を抑制できる。
また、ガスリッチの気液二相冷媒が流通する第２流路ブロックの等価直径を、液リッチの気液二相冷媒が流通する第１流路ブロックの等価直径よりも大きくすることで、第１流路ブロック内において、冷媒の圧力損失を低減できる。特に、室内熱交換器を蒸発器として機能させる場合には、圧縮機の吸込側の圧力低下を抑制できるので、圧縮機に掛かる負荷を小さくできる。
また、第２流路ブロック内において、冷媒の質量速度を増加させることができ、伝熱性能を向上させるとともに、油戻り性を向上させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…冷凍サイクル装置、２…圧縮機（外部）、４…室外熱交換器、５…膨張弁（外部）、７，１０１，２０１，３０１…室内熱交換器（熱交換器）、２１，２２１，３２１…第１ヘッダ、２２，３２２…第２ヘッダ、２３…熱交換チューブ、３１，１３１…フィン、３２…仕切部材、３３，３３３…第１流路ブロック、３４，３３４…第２流路ブロック、１０２…フィンカット部、２２２…窪み部、３３２ａ…第１仕切部材、３３２ｂ…第２仕切部材、３３５…第３流路ブロック、３４１…第１冷媒出入口、３４２…第２冷媒出入口

Claims (5)

1. 第１ヘッダ及び第２ヘッダと、
   前記第１ヘッダ及び前記第２ヘッダの延在方向に間隔をあけて配列されるとともに、前記第１ヘッダ及び前記第２ヘッダ間を接続する複数の熱交換チューブと、
   隣り合う前記熱交換チューブ間に配設されたフィンと、を備えた熱交換器において、
   前記第１ヘッダ及び前記第２ヘッダのうち少なくとも一方のヘッダには、隣り合う前記熱交換チューブ間を通過する熱交換空気の空気流通方向において上流側及び下流側に、前記一方のヘッダ内を仕切る仕切部材が配設され、
   前記熱交換チューブ内は、
   前記一方のヘッダ内のうち前記仕切部材に対して空気流通方向の一方側に位置する部分に連通する第１流路ブロックと、
   前記一方のヘッダ内のうち前記仕切部材に対して空気流通方向の他方側に位置する部分に連通する第２流路ブロックと、
   を含み、
   前記第１流路ブロック及び前記第２流路ブロックのうち、冷媒の乾き度の大きいガスリッチの気液二相冷媒が流通する前記第２流路ブロックの等価直径が、冷媒の乾き度の小さい液リッチの気液二相冷媒が流通する前記第１流路ブロックの等価直径に比べて大きくなっている、
   熱交換器。
2. 前記フィンの、空気流通方向における前記熱交換チューブの前記第１流路ブロック及び前記第２流路ブロック間に位置する部分にはフィンカット部が形成されている、
   請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記一方のヘッダの、空気流通方向における前記仕切部材が位置する部分には、窪み部が形成されている、
   請求項１または請求項２に記載の熱交換器。
4. 前記第１ヘッダ及び前記第２ヘッダの内部には、前記仕切部材が各別に配設され、
   前記第１ヘッダは、前記第２ヘッダに対して下方に配設されるとともに、前記第１流路ブロック側と外部とを連通する第１冷媒出入口を有し、
   前記第２ヘッダは、前記第２流路ブロック側と外部とを連通する第２冷媒出入口を有している、
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載の熱交換器。
5. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
   前記圧縮機に接続された室内熱交換器及び室外熱交換器と、
   前記室内熱交換器及び前記室外熱交換器間に配設された膨張装置と、を備え、
   前記室内熱交換器及び前記室外熱交換器のうち、少なくとも一方は、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の熱交換器を備えている、
   冷凍サイクル装置。

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