JP6732647B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、扁平管内を流れる冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器に関するものである。

空気調和機等に用いられる熱交換器として、冷媒が流通する扁平管とフィンとを交互に複数積層したマルチフロー熱交換器がある。このようなマルチフロー熱交換器は、対向するように配置された一対のヘッダ管を有し、この一対のヘッダ管をつなぐように各扁平管が接続されている。各扁平管内に流れる冷媒は、一対のヘッダ管のうちの少なくともどちらか一方のヘッダ管の内部で配分されている。

冷媒を配分する側のヘッダ管（以下、「配分ヘッダ管」という。）には、この配分ヘッダ管に冷媒を供給する流入管が接続される。流入管から配分ヘッダ管内に流入した冷媒は、流路損失（曲げ損失や摩擦損失）の小さい、流入配管と対向する位置に配置されている扁平管に流入し易く、その他の扁平管には流入し難いので、各扁平管内の冷媒流量に偏りが生じる。このような偏りが生じた状態では、熱交換器の伝熱領域を十分に活用することができず、熱交換性能が低下する。熱交換器の熱交換性能が低下することで、冷房能力や暖房能力が低下し、室内快適性が損なわれる。

このような問題を解決しようとするものとして、例えば、特許文献１に記載されたものがある。特許文献１には、接続用配管に対向する箇所に隣接する二つの扁平管の間隔をそれ以外の扁平管同士の間隔よりも広くし、接続用配管と扁平管とが対向しないようにした熱交換器が記載されている。この熱交換器では、間隔が広く配置される扁平管の間に配置されたフィンの高さが、残りの扁平管の間に配置されたフィンよりも高くなっている。

特許第５７１６４９６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された構成は、接続用配管から流入する冷媒の流路損失の調整が不十分であり、接続用配管に最も近い位置に配置されている扁平管に冷媒が流入し易く、この扁平管と他の扁平管との流入量の差を十分に低減できない可能性があった。また、間隔が広く配置される扁平管の間に配置されたフィンの高さが、残りの扁平管の間に配置されたフィンよりも高くなっているので、高さの異なる２種類のフィンを用いる必要があり、部品数増大や組み立て工程の複雑化を招く可能性があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、各扁平管に流入する冷媒量を均等化し、熱交換性能を向上させることができる熱交換器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の熱交換器は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の一態様に係る熱交換器は、所定の方向に延在し、且つ、間隔を開けて略平行に配置され、内部を冷媒が流通する複数の扁平管と、隣接する前記扁平管の間に配置され、各前記扁平管に接合されたフィンと、前記扁平管と直交する方向に延在し、各前記扁平管の一端が接続され、各前記扁平管に前記冷媒を導入する第１ヘッダ管と、前記扁平管と直交する方向に延在し、各前記扁平管の他端が接続され、各該扁平管から前記冷媒を吐出される第２ヘッダ管と、を備え、前記第１ヘッダ管は、該第１ヘッダ管に前記冷媒を供給する供給部を有し、前記複数の扁平管は、前記供給部に対向する対向扁平管を有し、前記第２ヘッダ管には、前記対向扁平管の内部に流通する前記冷媒の圧力損失を他の前記扁平管よりも増大させる圧力損失増大手段が設けられている。

供給部に対向するように配置される扁平管は、冷媒の曲げ損失及び摩擦損失が小さいので、冷媒が流入し易く、流入する冷媒量が他の扁平管に比べて多くなる。上記構成では、第２ヘッダ管に圧力損失増大手段を設け、冷媒が流入し易い位置に配置される対向扁平管内を流通する冷媒の圧力損失を増大させている。これにより、対向扁平管に流入する冷媒量が低減し、対向扁平管に流入する冷媒量が低減した分、他の扁平管に流入する冷媒量が増大する。したがって、対向扁平管に流入する冷媒量と、他の扁平管に流入する冷媒量との差を低減し、各扁平管に流入する冷媒量を均等化することができる。流入する冷媒量を均等化することで、熱交換器の熱交換性能を向上させることができる。

また、例えば、複数の扁平管に冷媒を導入する第１ヘッダ管内に圧力損失増大手段を設けた場合、圧力損失増大手段を構成する部材によって第１ヘッダ管内の冷媒の流れに乱れが生じてしまい、各扁平管に冷媒が均等に流入し難くなる。上記構成では、圧力損失増大手段を第２ヘッダ管に設けているので、第１ヘッダ管内で、圧力損失増大手段に起因した冷媒流れの乱れが生じない。したがって、圧力損失増大手段を第１ヘッダ管内に設けた場合に比べて、各扁平管に冷媒が均等に流入し易くすることができる。

また、上記構成では、複数の扁平管の配置に影響を与えることなく、各扁平管内を流通する冷媒量の差を低減することができる。これにより、複数の扁平管を全て等間隔で設置することができるので、全てのフィンの高さを同一とすることができる。したがって、複数の高さのフィンを用いる場合に比べて、部品点数を低減することができ、組立工程を単純化することができる。

また、例えば、第１ヘッダ管に、複数の扁平管を上流側と下流側とに分ける隔壁を設け、第２ヘッダ管にも、複数の扁平管を上流側と下流側とに分ける隔壁を設け、さらに、第１ヘッダ管に設けられた隔壁を跨ぐようにターン配管を設けてもよい。このような構成とすることで、冷媒と空気とが熱交換する冷媒流路の長さを長くして熱交換性能を向上させつつ、さらに、各扁平管に流入する冷媒量を均等化することで、熱交換器の熱交換性能を向上させることができる。

また、本発明の一態様に係る熱交換器は、前記第２ヘッダ管は、該第２ヘッダ管から前記冷媒を排出する排出部を有し、各前記扁平管は、前記第２ヘッダ管と連通する吐出口を有し、前記第２ヘッダ管には、前記圧力損失増大手段として、前記対向扁平管の前記吐出口と前記排出部との間に仕切板が設けられ、前記仕切板は、前記吐出口から前記排出部へ向かう前記冷媒の流れる方向に交差する方向に延び、前記仕切板には、連通穴が形成されていてもよい。

上記構成では、対向扁平管の吐出口と排出部との間に、連通穴が形成された仕切板が設けられているので、吐出口から第２ヘッダ管に排出された冷媒は、連通穴を通過して排出部へと流れる。これにより、吐出口から排出部へと向かう冷媒には、連通穴による圧力損失が発生する。したがって、対向扁平管内を流通する冷媒の圧力損失を増大させ、対向扁平管内に流入する冷媒流量を低減することができる。

また、連通穴の開口面積によって、対向扁平管内に発生する圧力損失が変化する。したがって、連通穴の開口面積を調整することで、対向扁平管内を流通する前記冷媒に対して所望の圧力損失を発生させ、対向扁平管内を流入する冷媒流量を所望の流量にすることができる。

また、連通穴を複数設ける構成としてもよい。複数設けることで、より細かく開口面積を調整することができ、より好適に対向扁平管内を流通する冷媒に対して所望の圧力損失を発生させることができる。また、連通穴の開口面積は、第２ヘッダ管の断面積の半分以下としてもよい。このような構成とすることで、より好適に対向扁平管内を流通する冷媒の圧力損失を増大させることができる。

また、本発明の一態様に係る熱交換器は、前記対向扁平管は、前記他端が前記第２ヘッダ管内に挿入され、前記連通穴は、前記第２ヘッダ管の延在方向から前記扁平管の平坦面を見たときに、前記対向扁平管と重なるように配置されていてもよい。

対向扁平管から第２ヘッダ管に吐出された冷媒は、排出部に向って流れる。上記構成では、連通穴が第２ヘッダ管の平坦面を見たときに対向扁平管と重なるように配置されているので、対向扁平管から第２ヘッダ管に吐出された冷媒は、一旦吐出方向とは逆方向に蛇行しながら、連通穴を通過し、排出部に向う。これにより、吐出口から排出部へと向かう冷媒には、より好適に圧力損失が発生する。したがって、対向扁平管内を流通する冷媒の圧力損失を増大させ、対向扁平管内に流入する冷媒流量を低減することができる。

また、連通穴を設ける位置によって、吐出された冷媒の蛇行量が変化する。吐出された冷媒の蛇行量が変化すると、対向扁平管内に発生する圧力損失も変化する。したがって、連通穴の設ける位置によっても対向扁平管内を流通する冷媒に発生する圧力損失を調整することができるので、対向扁平管内に流入する冷媒流量をより細かく調整することができる。

また、本発明の一態様に係る熱交換器は、前記第２ヘッダ管は、該第２ヘッダ管から前記冷媒を排出する排出部を有し、各前記扁平管は、前記第２ヘッダ管と連通する吐出口を有し、前記第２ヘッダ管には、前記圧力損失増大手段として、前記対向扁平管の前記吐出口と対向するように衝突板が設けられていてもよい。

上記構成では、対向扁平管の吐出口と対向するように衝突板が設けられているので、吐出口から第２ヘッダ管内に吐出された冷媒が衝突板に衝突し、圧力損失が発生する。したがって、対向扁平管内を流通する冷媒の圧力損失を増大させ、対向扁平管内に流入する冷媒流量を低減することができる。

また、衝突板を設ける位置によって、吐出された冷媒と衝突板との衝突の際の圧力損失が変化する。したがって、衝突板を設ける位置を調整することで、対向扁平管内を流通する冷媒に対して所望の圧力損失を発生させ、対向扁平管内に流入する冷媒流量を所望の流量にすることができる。

また、上記構成では、吐出された冷媒と衝突板とが衝突することで対向扁平管内を流通する冷媒の圧力損失を増大させている。したがって、上述の連通穴を通過させる形式の圧力損失増大手段では冷媒の流速と連通穴径との関係によって発生する可能性のあった笛吹音等の異音を発生させずに、対向扁平管内を流通する冷媒の圧力損失を増大させることができる。

また、本発明の一態様に係る熱交換器は、各前記扁平管の内部には、前記冷媒が流通する流路が形成され、前記第２ヘッダ管内には、前記圧力損失増大手段として、前記対向扁平管の内部に形成された前記流路の流路面積の一部を封止する封止部材が設けられている。

上記構成では、封止部材が、対向扁平管内に形成された流路の流路面積の一部を封止している。これにより、対向扁平管内を流通する冷媒の圧力損失を増大させ、対向扁平管内に流入する冷媒流量を低減することができる。

また、封止部材が封止する流路面積によって、対向扁平管内を流通する冷媒の圧力損失が変化する。したがって、封止部材が封止する流路面積を調整することによって、対向扁平管内に流入する冷媒流量を所望の流量にすることができる。

例えば、対向扁平管内の流路が複数形成されている場合には、封止部材は、複数の流路のうちの一部の流路のみを封止するようにしてもよい。このような場合には、封止された流路内には冷媒が流入しないので、より好適に、対向扁平管内の流路面積を低減し、対向扁平管内を流通する冷媒の圧力損失を増大させることができる。また、例えば、熱交換器を蒸発器として用いた場合に、着霜のし難い位置に配置された流路は冷媒を流通させ、着霜のし易い位置に配置された流路は冷媒を流通させないようにして、扁平管への着霜を抑制するといったように、複数の流路のうち冷媒が流通する流路を選択することができる。

また、本発明の一態様に係る熱交換器は、各前記扁平管は、前記一端が前記第１ヘッダ管内に挿入され、前記第１ヘッダ管内に挿入される各前記扁平管の挿入長さは、前記第１ヘッダ管の内径の半分以下であってもよい。

上記構成では、第１ヘッダ管内に挿入された扁平管の挿入長さが短くなっているので、供給部から第１ヘッダ管内に供給された冷媒の流れが、第１ヘッダ管内に挿入された扁平管によって乱され難い。これにより、第１ヘッダ管内に生じる流路損失を抑制することができる。したがって、第１ヘッダ管において複数の扁平管に均等な量の冷媒が流入し易くなり、各扁平管内を流通する冷媒量を均等にすることができる。

本発明によれば、各扁平管に流入する冷媒量を均等化し、熱交換性能を向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係る熱交換器の正面図である。 （ａ）は図１に示す熱交換器の仕切板の模式的な平面図であり、（ｂ）はその変形例を示す図である。 本発明に係る第１ヘッダの模式的な正面図である。 （ａ）は図２に示す仕切板の変形例を示す図であり、（ｂ）は図４（ａ）の変形例を示す図である。 図４（ａ）の仕切板を設けた場合の冷媒の流れを模式的に示した図である。 本発明の第２実施形態に係る熱交換器の正面図である。 本発明の第３実施形態に係る熱交換器の正面図である。 （ａ）は図７に示す熱交換器の要部拡大図であり、（ｂ）はその変形例を示す図である。

以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１から図３を用いて説明する。
本実施形態に係る熱交換器１は、空気調和機の蒸発器（図示省略）として用いられる。蒸発器は、空気調和機の冷媒サイクルにおいて膨張弁（図示省略）において膨張させられた気液二相または液単相の冷媒を気相の冷媒に蒸発させるものである。

図１に示すように、本実施形態に係る熱交換器１は、水平方向に延びる複数の扁平管２（本実施形態では９つ）と、隣接する扁平管２の間に設けられて隣接する扁平管２同士を接続するフィン３と、上下方向に立設して各扁平管２の一端が接続される出入り口ヘッダ管５と、上下方向に立設して各扁平管２の他端が接続される折り返しヘッダ管４と、折り返しヘッダ管４の外側に設けられるターン配管６とを備えている。

各扁平管２は、上下一対の平坦面２ａと、上下一対の平坦面２ａを連結する左右一対の湾曲面２ｂとを有し、横断面形状が扁平な長円形をしている（図８（ａ）（ｂ）参照）。各扁平管２の内部には、横断面形状が矩形の複数の流路１０（本実施形態では６つ）が形成されている。各流路１０は、扁平管２の延在方向に延在し、且つ、扁平管２の延在方向と直交する方向に一列に並んでいる（図８（ａ）（ｂ）参照）。

複数の扁平管２は、図１に示されるように、平坦面２ａが対向するように略平行に等間隔に配置される。各扁平管２の一端部分及び他端部分は、それぞれ、出入り口ヘッダ管５及び折り返しヘッダ管４に挿入するように接続されている。

複数の扁平管２は、上流側扁平管７と下流側扁平管８とに分けられる。
上流側扁平管７は、後述する第１隔壁１５及び第２隔壁２３よりも下方に位置する扁平管２であって、本実施形態では最も下方に位置する扁平管２から下から３番目に位置する扁平管２までの３つの扁平管である。また、各上流側扁平管７の内部に形成される６つの流路１０は、それぞれ、出入り口ヘッダ管５に連通する流入口７ａと、折り返しヘッダ管４に連通する吐出口７ｂとを有する。

下流側扁平管８は、後述する第１隔壁１５及び第２隔壁２３よりも上方に位置する扁平管２であって、本実施形態では最も上方に位置する扁平管２から上から６番目に位置する扁平管２までの６つの扁平管である。また、各下流側扁平管８の内部に形成される６つの流路１０は、それぞれ、折り返しヘッダ管４に連通する流入口８ａと、出入り口ヘッダ管５に連通する吐出口８ｂとを有する。

フィン３は、金属によって形成される板状の部材であって、上下方向に延び、上端及び下端が扁平管２の平坦面２ａにろう付けによって固定される。

出入り口ヘッダ管５は、冷媒サイクルから出入り口ヘッダ管５に冷媒を供給する供給管（供給部）１１と、出入り口ヘッダ管５から冷媒サイクルに冷媒を排出する排出管（排出部）１２とを有し、内部に空間を有する円筒形状に形成される。供給管１１は、出入り口ヘッダ管５の下部に連通し、排出管１２は、出入り口ヘッダ管５の上部に連通している。出入り口ヘッダ管５の内部には、供給管１１が連通する入口空間１３と、排出管１２が連通する出口空間１４とを隔てる第１隔壁１５が設けられている。第１隔壁１５は、出入り口ヘッダ管５の長手方向断面形状と略同一の円形板状部材であり、その外周部分が出入り口ヘッダ管５の内周部分にろう付けにより固定されている。

また、出口空間１４内には、第１隔壁１５の直上に配置される扁平管２（後述する対向扁平管９）と、この対向扁平管９の１つ上方に位置する扁平管２との間に、仕切板１６が設けられている。仕切板１６は、出入り口ヘッダ管５の長手方向断面形状と略同一の円形板状部材であり、その外周部分が出入り口ヘッダ管５の内周部分にろう付けにより固定されている。仕切板１６には、連通穴１７が形成される。この連通穴１７は、図２（ａ）に示すように、出入り口ヘッダ管５を平面視したときに、出入り口ヘッダ管５内に挿入される扁平管２と重ならない位置に配置されている。また、連通穴１７の開口面積は、出入り口ヘッダ管５の長手方向断面形状の面積の半分以下に形成されている。なお、連通穴は、図２（ｂ）に示すように、複数形成してもよい。複数の連通穴１８は、すべて、出入り口ヘッダ管５を平面視したときに、出入り口ヘッダ管５内に挿入される扁平管２と重ならない位置に配置されている。複数の連通穴１８の開口面積の合計は、出入り口ヘッダ管５の長手方向断面形状の面積の半分以下となっている。

折り返しヘッダ管４は、内部に空間を有する円筒形状に形成される。折り返しヘッダ管４の内部には、上流側扁平管７が接続される下方空間２１と、下流側扁平管８が接続される上方空間２２とを隔てる第２隔壁２３が設けられている。第２隔壁２３は、折り返しヘッダ管４の長手方向断面形状と略同一の円形板状部材であり、その外周部分が折り返しヘッダ管４の内周部分にろう付けにより固定されている。また、図３に示すように、折り返しヘッダ管４の内部に挿入される各扁平管２の挿入長さは、折り返しヘッダ管４の長手方向断面形状の内径の半分以下となっている。
ターン配管６は、下方空間２１と連通するターン配管導入口２６と、上方空間２２と連通するターン配管供給口２７とを有し、折り返しヘッダ管４の外側に第２隔壁２３を跨ぐように設けられる配管である。ターン配管供給口２７は、上方空間２２の下方に連通し、かつ、第１隔壁１５及び第２隔壁２３のすぐ上に配置される扁平管２（すなわち、下流側扁平管８のうちで最も下方に位置する扁平管２）である対向扁平管９と対向する。

次に、本実施形態における熱交換器１内の冷媒の流れを説明する。
図１の矢印で示されるように、熱交換器１には、供給管１１を介して冷媒が供給される。供給管１１から供給された冷媒は、まず、出入り口ヘッダ管５内の入口空間１３に流入する。入口空間１３に流入した冷媒は、各上流側扁平管７を通過して（すなわち、各上流側扁平管７内の６つの流路１０を通過して）、折り返しヘッダ管４内の下方空間２１に流入する。下方空間２１に流入した冷媒は、次に、ターン配管６に流入する。ターン配管導入口２６からターン配管６内を流通した冷媒は、ターン配管供給口２７から上方空間２２に供給される。上方空間２２に供給された冷媒は、上方空間２２内で各下流側扁平管８に配分される。配分された冷媒は、そのまま各下流側扁平管８内を通過して（すなわち、下流側扁平管８内の６つの流路１０を通過して）、出口空間１４に吐出される。出口空間１４に吐出された冷媒は、排出管１２に向い、排出管１２から熱交換器１の外部に排出される。このとき、下流側扁平管８のうち、対向扁平管９を通過して（すなわち、対向扁平管９内の６つの流路１０を通過して）、出口空間１４に吐出された冷媒は、仕切板１６に設けられた連通穴１７を通過して排出管１２に向う。
以上、熱交換器１を蒸発器として用いる場合について説明したが、熱交換器１を凝縮器として用いる場合には、上記した流れとは逆の流れとなる。

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
対向扁平管９の吐出口９ｂと排出管１２との間に、連通穴１７が形成された仕切板１６が設けられているので、吐出口９ｂから出入り口ヘッダ管５に排出された冷媒は、連通穴１７を通過して排出管１２へと流れる。これにより、吐出口９ｂから排出管１２へと向かう冷媒には、連通穴１７による圧力損失が発生する。したがって、対向扁平管９内を流通する冷媒の圧力損失を増大させ、折り返しヘッダ管４内において、対向扁平管９内に流入する冷媒流量を低減することができる。対向扁平管９に流入する冷媒量が低減した分、他の下流側扁平管８に流入する冷媒量が増大する。したがって、対向扁平管９に流入する冷媒量と、他の下流側扁平管８に流入する冷媒量との差を低減し、各下流側扁平管８に流入する冷媒量を均等化することができる。流入する冷媒量を均等化することで、熱交換器１の熱交換性能を向上させることができる。

また、連通穴１７の開口面積によって、対向扁平管９内に発生する圧力損失が変化する。したがって、連通穴１７の開口面積を調整することで、対向扁平管９内を流通する冷媒に対して所望の圧力損失を発生させ、対向扁平管９内に流入する冷媒流量を所望の流量にすることができる。具体的には、連通穴１７の開口面積を大きく形成することで、対向扁平管９内を流通する冷媒の圧力損失は減少し、対向扁平管９内に流入する冷媒流量を比較的多く設定することができ、連通穴１７の開口面積を小さく形成することで、対向扁平管９内を流通する冷媒の圧力損失は増大し、対向扁平管９内に流入する冷媒流量を比較的少なく設定することができる。また、図２（ｂ）に示すように、連通穴１８を複数設けた場合には、より細かく開口面積を調整することができ、より好適に対向扁平管９内を流通する冷媒に対して所望の圧力損失を発生させることができる。

また、本実施形態では、連通穴１７の開口面積が、出入り口ヘッダ管５の長手方向断面形状の面積の半分以下に形成されているので、好適に対向扁平管９内を流通する冷媒の圧力損失を増大させることができる。

また、例えば、折り返しヘッダ管４の上方空間２２に連通穴１７を設けた場合、連通穴１７を形成した仕切板１６によって折り返しヘッダ管４内の冷媒の流れに乱れが生じ、各下流側扁平管８に冷媒が均等に流入し難くなる可能性がある。本実施形態では、連通穴１７が形成された仕切板１６を出入り口ヘッダ管５の出口空間１４に設けているので、上方空間２２内で仕切板１６に起因した冷媒流れの乱れが生じない。したがって、連通穴１７が形成された仕切板１６を上方空間２２内に設けた場合に比べて、各下流側扁平管８に冷媒が均等に流入し易くすることができる。

また、本実施形態では、複数の扁平管２を全て等間隔で設置しているので、全てのフィン３の高さを同一とすることができる。したがって、複数の高さのフィンを用いる場合に比べて、部品点数を低減することができ、組立工程を単純化することができる。

また、本実施形態では、複数の扁平管２を上流側扁平管７と下流側扁平管８とに分けて、ターン配管６で上流側扁平管７と下流側扁平管８とをつないでいるので、冷媒と空気とが熱交換する冷媒流路の長さを長くして熱交換性能を向上させつつ、さらに、各扁平管２に流入する冷媒量を均等化して熱交換器１の熱交換性能を向上させることができる。

また、上記構成では、折り返しヘッダ管４の内部に挿入される下流側扁平管８の挿入長さは、折り返しヘッダ管４の長手方向断面形状の内径の半分以下となっているので、ターン配管供給口２７から折り返しヘッダ管４内に供給された冷媒の流れが、折り返しヘッダ管４内に挿入された下流側扁平管８によって乱され難い。これにより、折り返しヘッダ管４内に生じる流路損失を抑制することができる。したがって、折り返しヘッダ管４において複数の下流側扁平管８に均等な量の冷媒が流入し易くなり、下流側扁平管８内を流通する冷媒量を均等にすることができる。

次に、本実施形態における仕切板１６の変形例を図４及び図５を用いて説明する。
本変形例に係る仕切板２８は、第１実施形態に係る仕切板１６と、連通穴の形成位置が相違する。他の構成は第１実施形態に係る熱交換器１と同様につき同一符号を付し、その説明は省略する。

本変形例に係る連通穴２９は、図４（ａ）に示すように、出入り口ヘッダ管５を平面視したときに、全体が出入り口ヘッダ管５内に挿入される扁平管２と重なるように形成されている。このように、連通穴２９を形成することで、図５の矢印で示すように、対向扁平管９から出入り口ヘッダ管５に吐出された冷媒は、一旦吐出方向とは逆方向に蛇行しながら、連通穴２９を通過し、排出管１２に向う。これにより、吐出口９ｂから排出管１２へと向かう冷媒には、より好適に圧力損失が発生する。したがって、対向扁平管９内を流通する冷媒の圧力損失を増大させ、対向扁平管９内に流入する冷媒流量を低減することができる。

なお、本変形例では、連通穴２９全体が出入り口ヘッダ管５内に挿入される扁平管２と重なる位置に配置される場合を説明したが、連通穴は、図４（ｂ）に示される連通穴３０のように、一部が出入り口ヘッダ管５内に挿入される扁平管２と重なるように配置してもよい。また、連通穴が複数形成される場合には、すべての連通穴が出入り口ヘッダ管５内に挿入される扁平管２と重なるように形成してもよいし、出入り口ヘッダ管５内に挿入される扁平管２と重なる連通穴と、出入り口ヘッダ管５内に挿入される扁平管２と重ならない連通穴とを両方形成してもよい。

連通穴を設ける位置によって、吐出された冷媒の蛇行量が変化する。吐出された冷媒の蛇行量が変化すると、対向扁平管９内に発生する圧力損失も変化する。したがって、連通穴の開口面積を変化させて対向扁平管９内を流通する冷媒に発生する圧力損失を調整することに加え、連通穴の設ける位置によっても対向扁平管９内を流通する冷媒に発生する圧力損失を調整することができる。具体的には、冷媒の蛇行する距離が短くなると、対向扁平管９内を流通する冷媒の圧力損失は減少し、冷媒の蛇行する距離が長くなると、対向扁平管９内を流通する冷媒の圧力損失は増大する。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図６を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１実施形態に対して、仕切板１６の代わりに衝突板３２を設けた点で異なる。その他の点については、第１実施形態と同様につき同一符号を付し、その説明は省略する。

本実施形態では、図６に示すように、出入り口ヘッダ管５の出口空間１４内に衝突板３２を設けている。衝突板３２は、第１隔壁１５の上面にろう付け固定され、対向扁平管９内に形成された流路１０の吐出口９ｂと対向するように、第１隔壁１５の上面から上方に延びている。衝突板３２と対向扁平管９の一端とは離間するように配置される。また、衝突板３２の上下方向の高さは、対向扁平管９の上端よりも高く、対向扁平管９の１つ上に配置される扁平管２の下端よりも低く設定されている。本実施形態では、衝突板３２と吐出口９ｂとが離間する距離は短く設定され、冷媒は吐出口９ｂから吐出された直後に衝突板３２に衝突する。

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
上記構成では、対向扁平管９内に形成された流路１０の吐出口９ｂと対向するように衝突板３２が設けられているので、吐出口９ｂから出入り口ヘッダ管５内に吐出された冷媒が衝突板３２に衝突し、圧力損失が発生する。したがって、対向扁平管９内を流通する冷媒の圧力損失を増大させ、対向扁平管９内に流入する冷媒流量を低減することができる。

また、衝突板３２を設ける位置によって、吐出された冷媒と衝突板３２との衝突の際の圧力損失が変化する。したがって、衝突板３２を設ける位置を調整することで、対向扁平管９内を流通する冷媒に対して所望の圧力損失を発生させ、対向扁平管９内に流入する冷媒流量を所望の流量にすることができる。具体的には、衝突板３２と吐出口９ｂとの距離を長くすると、対向扁平管９内を流通する冷媒の圧力損失は減少し、衝突板３２と吐出口９ｂとの距離を短くすると、対向扁平管９内を流通する冷媒の圧力損失は増大する。

また、本実施形態では、吐出された冷媒と衝突板３２とが衝突することで対向扁平管９内を流通する冷媒の圧力損失を増大させている。したがって、第１実施形態で説明した連通穴１７を通過させる形式では冷媒の流速と連通穴１７の径との関係によって発生する可能性のあった笛吹音等の異音の発生をさせずに、対向扁平管９内を流通する冷媒の圧力損失を増大させることができる。

また、本実施形態では、衝突板３２を第１隔壁１５にろう付け固定してから、第１隔壁１５を出入り口ヘッダ管５の内周面にろう付け固定する。したがって、部品点数を削減し、出入り口ヘッダ管５内のろう付け箇所を減らしつつ、対向扁平管９内に流入する冷媒量を低減することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図７及び図８を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１実施形態に対して、仕切板１６の代わりに封止部材３５を設けた点で異なる。その他の点については、第１実施形態と同様につき同一符号を付し、その説明は省略する。

本実施形態では、図７に示すように、出入り口ヘッダ管５の出口空間１４内に封止部材３５を設けている。封止部材３５は、第１隔壁１５の上面にろう付け固定され、対向扁平管９内に形成された流路１０の吐出口９ｂと対向するように、第１隔壁１５の上面から上方に延在する板状部材である。封止部材３５と対向扁平管９の一端とは当接するように配置される。また、封止部材３５の上下方向の高さは、対向扁平管９の上端よりも高く、対向扁平管９の１つ上に配置される扁平管２の下端よりも低く設定されている。

封止部材３５は、図８（ａ）に示すように、側面の略中心に矩形の連通開口３６が１つ形成されている。連通開口３６は、対向扁平管９内に形成された６つの流路１０のうち、中心の２つの流路１０の吐出口９ｂと連通するように配置されている。すなわち、封止部材３５は、対向扁平管９内に形成された６つの流路１０のうち、中心の２つの流路１０以外の流路１０の吐出口９ｂを封止している。

なお、本実施形態では、連通開口３６が封止部材３５の略中心に１つ形成されている場合を説明したが、連通開口は、図８（ｂ）に示す連通開口３７のように、複数形成されていてもよい。

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
上記構成では、封止部材３５が、対向扁平管９内に形成された複数の流路１０のうち、一部の流路１０を封止している。封止された流路１０内には冷媒がほとんど流入しないので、より好適に、対向扁平管９内を流通する冷媒の圧力損失を増大させることができる。したがって、好適に、対向扁平管９内に流入する冷媒流量を低減することができる。

また、封止部材３５が封止する流路１０の数によって、対向扁平管９内を流通する冷媒の圧力損失が変化する。したがって、封止部材３５が封止する流路１０の数を調整することによって、対向扁平管９内に流入する冷媒流量を所望の流量にすることができる。具体的には、封止する流路１０の数を少なく設定すると、対向扁平管９内を流通する冷媒の圧力損失は減少し、封止する流路１０の数を多く設定すると、対向扁平管９内を流通する冷媒の圧力損失は増大する。

また、本実施形態では、複数の流路１０のうち、着霜し難い位置である中心部に配置された流路１０には冷媒を流通させ、着霜し易い位置である外側に配置された流路１０には冷媒を流通させないようにしているので、対向扁平管９への着霜を抑制することができる。

なお、本実施形態では、板状の封止部材３５によって、流路１０の一部を封止しているが、流路１０を封止する態様はこれに限定されない。例えば、封止したい流路１０のみを潰して塞いでもよい。

なお、本発明は、上記各実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記各実施形態では、各下流側扁平管８へ流入する冷媒流量を均一化するために出入り口ヘッダ管５の出口空間１４に圧力損失を増大させる手段を設けているが、各上流側扁平管７へ流入する冷媒流量を均一化するために、折り返しヘッダ管４の下方空間２１に圧力損失を増大させる手段を設けてもよい。

また、各上記実施形態では、熱交換器１を蒸発器として用いる場合について説明したが、本発明の熱交換器１は、凝縮器として用いる場合にも有効である。凝縮器として用いる場合には、冷媒の流れが逆になるので、折り返しヘッダ管４の上方空間２２または、出入り口ヘッダ管５の入口空間１３に圧力損失を増大させる手段を設けることになる。

また、上記各実施形態では、第１隔壁１５等をろう付け固定しているが、固定態様はこれに限定されず、例えば溶接で固定してもよい。また、上記各実施形態では、扁平管２内に複数の流路１０を形成しているが、扁平管内の流路１０は１つであってもよい。

１ 熱交換器
２ 扁平管
３ フィン
４ 折り返しヘッダ管
５ 出入り口ヘッダ管
６ ターン配管
７ 上流側扁平管
８ 下流側扁平管
９ 対向扁平管
１０ 流路
１１ 供給管（供給部）
１２ 排出管（排出部）
１３ 入口空間
１４ 出口空間
１５ 第１隔壁
１６ 仕切板（圧力損失増大手段）
１７ 連通穴
２１ 下方空間
２２ 上方空間
２３ 第２隔壁
３２ 衝突板（圧力損失増大手段）
３５ 封止部材（圧力損失増大手段）
３６ 連通開口

Claims (7)

1. 所定の方向に延在し、且つ、間隔を開けて略平行に配置され、内部を冷媒が流通する複数の扁平管と、
   隣接する前記扁平管の間に配置され、各前記扁平管に接合されたフィンと、
   前記扁平管と直交する方向に延在し、各前記扁平管の一端が接続され、各前記扁平管に前記冷媒を導入する第１ヘッダ管と、
   前記扁平管と直交する方向に延在し、各前記扁平管の他端が接続され、各該扁平管から前記冷媒を吐出される第２ヘッダ管と、を備え、
   前記第１ヘッダ管は、該第１ヘッダ管に前記冷媒を供給する供給部を有し、
   前記複数の扁平管は、前記供給部に対向する対向扁平管を有し、
   前記第２ヘッダ管には、前記対向扁平管の内部を流通する前記冷媒の圧力損失を他の前記扁平管よりも増大させる圧力損失増大手段が設けられている熱交換器。
2. 前記第２ヘッダ管は、該第２ヘッダ管から前記冷媒を排出する排出部を有し、
   各前記扁平管は、前記第２ヘッダ管と連通する吐出口を有し、
   前記第２ヘッダ管には、前記圧力損失増大手段として、前記対向扁平管の前記吐出口と前記排出部との間に仕切板が設けられ、
   前記仕切板は、前記吐出口から前記排出部へ向かう前記冷媒の流れる方向に交差する方向に延び、
   前記仕切板には、連通穴が形成されている請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記対向扁平管は、前記他端が前記第２ヘッダ管内に挿入され、
   前記連通穴は、前記第２ヘッダ管の延在方向から前記扁平管の平坦面を見たときに、前記対向扁平管と重なるように配置されている請求項２に記載の熱交換器。
4. 所定の方向に延在し、且つ、間隔を開けて略平行に配置され、内部を冷媒が流通する複数の扁平管と、
   隣接する前記扁平管の間に配置され、各前記扁平管に接合されたフィンと、
   前記扁平管と直交する方向に延在し、各前記扁平管の一端が接続され、各前記扁平管に前記冷媒を導入する第１ヘッダ管と、
   前記扁平管と直交する方向に延在し、各前記扁平管の他端が接続され、各該扁平管から前記冷媒を吐出される第２ヘッダ管と、を備え、
   前記第１ヘッダ管は、該第１ヘッダ管に前記冷媒を供給する供給部を有し、
   前記複数の扁平管は、前記供給部に対向する対向扁平管を有し、
   前記第２ヘッダ管は、該第２ヘッダ管から前記冷媒を排出する排出部を有し、
   各前記扁平管は、前記第２ヘッダ管と連通する吐出口を有し、
   前記第２ヘッダ管には、前記対向扁平管の内部を流通する前記冷媒の圧力損失を増大させる圧力損失増大手段として、前記対向扁平管の前記吐出口と前記排出部との間に仕切板が設けられ、
   前記仕切板には、連通穴が形成され、
   前記対向扁平管は、前記他端が前記第２ヘッダ管内に挿入され、
   前記連通穴は、前記第２ヘッダ管の延在方向から前記扁平管の平坦面を見たときに、前記対向扁平管と重なるように配置されている熱交換器。
5. 前記第２ヘッダ管は、該第２ヘッダ管から前記冷媒を排出する排出部を有し、
   各前記扁平管は、前記第２ヘッダ管と連通する吐出口を有し、
   前記第２ヘッダ管には、前記圧力損失増大手段として、前記対向扁平管の前記吐出口と対向するように衝突板が設けられている請求項１に記載の熱交換器。
6. 各前記扁平管の内部には、前記冷媒が流通する流路が形成され、
   前記第２ヘッダ管内には、前記圧力損失増大手段として、前記対向扁平管の内部に形成された前記流路の流路面積の一部を封止する封止部材が設けられている請求項１に記載の熱交換器。
7. 各前記扁平管は、前記一端が前記第１ヘッダ管内に挿入され、
   前記第１ヘッダ管内に挿入される各前記扁平管の挿入長さは、前記第１ヘッダ管の内径の半分以下である請求項１から請求項６のいずれかに記載された熱交換器。

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