WO2015037215A1 - 熱交換器及び空気調和機 - Google Patents

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WO2015037215A1
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康介 森本
好男 織谷
正憲 神藤
智彦 坂巻
拓也 上総
潤一 濱舘
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ダイキン工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger and an air conditioner that have flat tubes and fins to exchange heat between refrigerant and air.
  • a plurality of flat tubes arranged in the vertical direction, fins joined to the flat tubes, and two header collecting tubes respectively connected to one end and the other end of the plurality of flat tubes are provided with refrigerant and air.
  • a heat exchanger that performs heat exchange is known (see, for example, Patent Document 1 below).
  • a plurality of communication spaces communicating with a plurality of flat tubes are formed in the header collecting pipe.
  • the refrigerant that has flowed into each communication space is distributed to a plurality of flat tubes arranged in the vertical direction communicating with the communication space, and exchanges heat with air when flowing through each flat tube.
  • the heat exchanger functions as an evaporator
  • a gas-liquid two-phase refrigerant flows into the communication space, and the refrigerant is distributed to a plurality of flat tubes arranged vertically in the communication space.
  • the density of the liquid refrigerant is larger than the density of the gas refrigerant. Therefore, if the flow rate of the refrigerant in the communication space is slow, the liquid refrigerant tends to stay at the bottom of the communication space due to gravity, and when the refrigerant is distributed to each flat tube, the wetter of the refrigerant that flows into the flat tubes located above There was a risk that the degree would be small.
  • the refrigerant flowing through the flat tube may be in a gas single-phase state on the way. Since the region where the superheated gas refrigerant flows hardly fulfills the function as an evaporator, the formation of the region where the superheated gas refrigerant flows may result in insufficient performance of the heat exchanger. It was.
  • a refrigerant flow path from the lower part to the upper part is formed in the communication space, and each flat tube is inserted deeply into the communication space, thereby allowing the flow of the refrigerant flow path.
  • liquid refrigerant having a large specific gravity does not stay at the bottom of the communication space by reducing the road cross-sectional area and increasing the flow rate of the refrigerant.
  • the header collecting pipe is usually circular in cross section, even if the flat tube is inserted deeply, the flow passage cross-sectional area of the refrigerant flow passage can be reduced only to some extent, and the flow velocity of the refrigerant can be sufficiently increased.
  • the present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a heat exchanger including a plurality of flat tubes arranged vertically and an air conditioner including the heat exchanger, and each flat tube with an easy configuration. It is intended to reduce the variation in the wetness of the refrigerant flowing into the flow and to sufficiently exhibit the performance of the heat exchanger.
  • a plurality of flat tubes (31) arranged vertically, a fin (32) joined to the flat tube (31), and one ends of the plurality of flat tubes (31) are inserted.
  • the first header collecting pipe (40) and the second header collecting pipe (70) into which the other ends of the plurality of flat pipes (31) are inserted, and the fluid flowing inside the flat pipe (31) A heat exchanger for exchanging heat with air outside the flat pipe (31), wherein the first and second header collecting pipes (40, 70) each extend in the vertical direction and have a plurality of the flat pipes therein.
  • At least one communication space that communicates with (31) is formed, and the communication space communicates with the upstream side of the plurality of flat tubes (31) when the heat exchanger functions as an evaporator.
  • the upstream communication spaces (75a to 75f) extend in the vertical direction, and the upstream communication spaces (75a to 75f)
  • a partition plate (91) that divides the space (94) is provided, and the first space (93) and the second space (94) communicate with each other at the lower part of the upstream communication space (75a to 75f).
  • a communication path is formed.
  • the heat exchanger when the heat exchanger functions as an evaporator, the heat exchanger extends in the vertical direction into the upstream communication space (75a to 75f) communicating with the upstream side of the plurality of flat tubes (31).
  • a partition plate that partitions the first space (93) that communicates with the plurality of flat tubes (31) and the second space (94) that communicates with the introduction portion that introduces the refrigerant when the heat exchanger functions as an evaporator ( 91).
  • a communication path that connects the first space (93) and the second space (94) is formed in the lower part of the upstream communication space (75a to 75f).
  • the heat exchanger functions as an evaporator
  • the gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the upstream communication space (75a to 75f) is first introduced into the second space (94).
  • a plurality of flat tubes that flow into the lower portion of the first space (93) through the communication passage and communicate with the first space (93) while flowing toward the upper portion of the first space (93).
  • the partition plate (91) in the upstream communication space (75a to 75f), when the heat exchanger functions as an evaporator, the upstream communication space Since the flow passage cross-sectional area of the refrigerant flow passage formed from (75a to 75f) from the lower portion to the upper portion is significantly reduced, the flow velocity of the refrigerant is greatly increased as compared with the case where the partition plate (91) is not provided. Therefore, although the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the first space (93), the liquid refrigerant having a large specific gravity does not stay at the bottom in the first space (93) and resists gravity with the gas refrigerant. It will be blown up vigorously.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant flows into each flat tube (31) communicating with the first space (93) in a state where the liquid refrigerant and the gas refrigerant are mixed. That is, by providing the partition plate (91) to increase the flow rate of the refrigerant, the variation in the wetness of the refrigerant flowing from the upstream communication space (75a to 75f) into each flat tube (31) is reduced.
  • the cross-sectional area of the first space (93) changes, so the first space ( In 93), the flow rate of the refrigerant flowing from the lower part to the upper part changes. That is, only by changing the position of the partition plate (91) in the upstream communication space (75a to 75f), the flow rate of the refrigerant flowing from the lower part to the upper part in the first space (93) is easily changed.
  • the communication path is the lowermost of the plurality of flat tubes (31) communicating with the upstream communication space (75a to 75f). It is formed below the flat tube (31).
  • the communication path is formed below the lowermost flat tube (31) among the plurality of flat tubes (31) communicating with the upstream communication space (75a to 75f). Therefore, it does not oppose the opening end face of any flat tube (31). Therefore, each of the flat tubes communicated with the first space (93) without the refrigerant flowing into the first space (93) from the second space (94) being directly blown to any of the flat tubes (31). Evenly distributed to (31).
  • the communication path is formed by a through hole (91a) formed in a lower portion of the partition plate (91).
  • the refrigerant introduced into the first space (93) passes through the through hole (91a) formed in the lower part of the partition plate (91) and enters the lower part of the second space (94). Inflow.
  • a lower part of the upstream communication space (75a to 75f) and above the introduction part and the communication path A partition plate (92) that divides the second space (94) into an upper upper space (97) and a lower lower space (98) is provided.
  • the partition plate (92) allows the lower space (98) below the second space (94) into which the refrigerant is introduced when the heat exchanger functions as an evaporator, It is partitioned from the upper space (97) above it.
  • the refrigerant introduced into the lower space (98) of the second space (94) flows into the lower portion of the first space (93) through the communication path without being blown upward.
  • the partition plate (91) includes an upper space (97) of the second space (94) and the first space (93). A communication hole (99) for communication is formed.
  • the second space (94) when the second space (94) is partitioned vertically by the partition plate (92) provided above the introduction part and the communication path, the second space (94 The upper space (97) above the partition plate (92) is configured as a closed space that does not communicate with the lower space (98) or the first space (93) below the partition plate (92). Therefore, the internal pressure of the upper space (97) of the second space (94) does not change even when the refrigerant is introduced into the heat exchanger, and becomes an atmospheric pressure that is a pressure at the time of assembly.
  • the internal pressure of the lower space (98) and the first space (93) of the second space (94) is usually large when refrigerant is introduced when the heat exchanger functions as a condenser or an evaporator. It becomes higher than atmospheric pressure. That is, when the heat exchanger functions as a condenser or an evaporator, refrigerant is introduced into the lower space (98) and the first space (93) of the first space (93) and the second space (94).
  • the upper space (97) of the second space (94) is a closed space that does not communicate with the lower space (98) of the first space (93) and the second space (94). Therefore, there is a pressure difference between the internal pressure and the lower space (98) of the first space (93) and the second space (94).
  • the header collecting pipe (70), the partition plate (91) and the partition plate (92) have low rigidity, the internal pressure in the lower space (98) of the first space (93) and the second space (94) There is a possibility that the header collecting pipe (70), the partition plate (91), and the partition plate (92) may be deformed due to a pressure difference from the internal pressure of the upper space (97) of the second space (94).
  • the partition plate (91) is formed with a communication hole (99) that communicates the first space (93) and the upper space (97) of the second space (94). . Therefore, when the heat exchanger functions as a condenser or an evaporator, the internal pressure in the lower space (98) of the first space (93) and the second space (94) is changed to the upper space of the second space (94). Even if it becomes higher than the internal pressure of (97), the refrigerant in the first space (93) flows into the upper space (97) of the second space (94) through the communication hole (99). The internal pressure becomes equal.
  • the sixth aspect of the present disclosure is directed to the air conditioner (10), and is provided with the heat exchanger (23) according to any one of the first to fourth aspects of the present disclosure. And a refrigeration cycle is performed by circulating the refrigerant in the refrigerant circuit (20).
  • the heat exchanger (23) according to any one of the first to fifth aspects of the present disclosure is connected to the refrigerant circuit (20).
  • the refrigerant circulating in the refrigerant circuit (20) exchanges heat with air while passing through the flat tube (31).
  • the upstream communication space (75a to 75f) communicating with the upstream side of the plurality of flat tubes (31)
  • a partition plate (91) that divides the communication space (75a to 75f) into the first space on the flat tube (31) side and the second space on the introduction side
  • the lower part of the upstream communication space (75a to 75f) The cross-sectional area of the refrigerant flow path from the top to the top can be greatly reduced.
  • the flow rate of the refrigerant flowing from the lower part to the upper part of the upstream communication space (75a to 75f) can be significantly increased as compared with the case where the partition plate (91) is not provided.
  • a gas-liquid two-phase refrigerant flows into the first space (93), but the liquid refrigerant having a large specific gravity does not stay at the bottom in the first space (93) and resists gravity together with the gas refrigerant. Therefore, it is possible to cause a gas-liquid two-phase refrigerant to flow into each flat tube (31) communicating with the first space (93) in a mixed state of the liquid refrigerant and the gas refrigerant. it can. Therefore, according to the first aspect of the present disclosure, it is possible to sufficiently exhibit the performance of the heat exchanger by reducing the variation in the wetness of the refrigerant flowing into each flat tube (31) with an easy configuration. it can.
  • the refrigerant flowing from the lower part to the upper part in the first space (93) can be simply changed by changing the position of the partition plate (91) in the upstream communication space (75a to 75f).
  • the flow rate can be easily changed. Therefore, the refrigerant flowing from the lower part to the upper part in the upstream communication space (75a to 75f) without changing the design only by changing the position of the partition plate (91) in the upstream communication space (75a to 75f). Can be adjusted to an optimum speed.
  • the communication path is provided below the lowermost flat tube (31) among the plurality of flat tubes (31) communicating with the upstream communication space (75a to 75f). It was decided to form. With such a configuration, the communication path does not face the open end face of any flat tube (31). Therefore, the refrigerant flowing into the first space (93) from the second space (94) is not sprayed directly on any of the flat tubes (31). Therefore, the refrigerant that has flowed into the first space (93) from the second space (94) can be uniformly distributed to each flat tube (31) communicating with the first space (93).
  • the through-hole (91a) formed in the lower part of a partition plate (91) by the communicating path which connects 1st space (93) and 2nd space (94) can be easily formed.
  • a partition plate (92) is provided in the second space (94), and a lower lower space (in which refrigerant is introduced when the heat exchanger functions as an evaporator) ( 98) and the upper space (97) above it.
  • the lower space (98) which is an introduction space into which the refrigerant is introduced when the heat exchanger functions as an evaporator, is formed to be narrow, thereby suppressing a decrease in the speed of the refrigerant in the second space (94). be able to. Accordingly, the gas-liquid two-phase refrigerant can be blown up vigorously in the first space (93).
  • the partition plate (91) is provided with the communication hole (99) for communicating the first space (93) and the upper space (97) of the second space (94).
  • the internal pressure of the first space (93) and the internal pressure of the upper space (97) of the second space (94) are reduced. Therefore, deformation of these members can be prevented without increasing the rigidity of the header collecting pipe (70), the partition plate (91), and the partition plate (92).
  • FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram illustrating a schematic configuration of an air conditioner including the outdoor heat exchanger according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the outdoor heat exchanger according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view showing the heat exchanger unit of Embodiment 1, and shows the flow of the refrigerant when the outdoor heat exchanger functions as a condenser.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view showing the heat exchanger unit of the first embodiment, and shows the flow of the refrigerant when the outdoor heat exchanger functions as an evaporator.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the heat exchanger unit according to the first embodiment when viewed from the front.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the heat exchanger unit showing a part of the VI-VI cross section of FIG. 5 in an enlarged manner.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the lower space of the first header collecting pipe of the heat exchanger unit of Embodiment 1 as viewed from the front.
  • FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the first main communication space of the second header collecting pipe of the heat exchanger unit of Embodiment 1 as viewed from the front.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the heat exchanger unit showing the IX-IX cross section of FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the heat exchanger unit showing the XX cross section of FIG. FIG.
  • FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the lower space of the first header collecting pipe of the heat exchanger unit of Embodiment 2 as viewed from the front.
  • FIG. 12 is a side view of a vertical partition plate provided in the lower space of the first header collecting pipe of the heat exchanger unit of the second embodiment.
  • FIG. 13 is the expanded sectional view which looked at the 1st main communication space vicinity of the 2nd header collecting pipe of the heat exchanger unit of Embodiment 3 from the front.
  • Embodiment 1 of the Invention A first embodiment of the present invention will be described.
  • the heat exchanger of this embodiment is an outdoor heat exchanger (23) provided in the air conditioner (10).
  • an air conditioner (10) is demonstrated first, and the outdoor heat exchanger (23) is demonstrated in detail after that.
  • the air conditioner (10) includes an outdoor unit (11) and an indoor unit (12).
  • the outdoor unit (11) and the indoor unit (12) are connected to each other via a liquid side connecting pipe (13) and a gas side connecting pipe (14).
  • a refrigerant circuit (20) is formed by the outdoor unit (11), the indoor unit (12), the liquid side connection pipe (13), and the gas side connection pipe (14).
  • the refrigerant circuit (20) is provided with a compressor (21), a four-way switching valve (22), an outdoor heat exchanger (23), an expansion valve (24), and an indoor heat exchanger (25). ing.
  • the compressor (21), the four-way switching valve (22), the outdoor heat exchanger (23), and the expansion valve (24) are accommodated in the outdoor unit (11).
  • the outdoor unit (11) is provided with an outdoor fan (15) for supplying outdoor air to the outdoor heat exchanger (23).
  • the indoor heat exchanger (25) is accommodated in the indoor unit (12).
  • the indoor unit (12) is provided with an indoor fan (16) for supplying room air to the indoor heat exchanger (25).
  • the refrigerant circuit (20) is a closed circuit filled with refrigerant.
  • the compressor (21) has a discharge pipe connected to the first port of the four-way switching valve (22) and a suction pipe connected to the second port of the four-way switching valve (22).
  • the outdoor heat exchanger (23), the expansion valve (24), and the indoor heat exchanger are sequentially arranged from the third port to the fourth port of the four-way switching valve (22). (25) and are arranged.
  • the outdoor heat exchanger (23) is connected to the expansion valve (24) via the pipe (17), and the third of the four-way switching valve (22) via the pipe (18). Connected to the port.
  • Compressor (21) is a scroll type or rotary type hermetic compressor.
  • the four-way switching valve (22) includes a first state (state indicated by a solid line in FIG. 1) in which the first port communicates with the third port and the second port communicates with the fourth port; The port is switched to a second state (state indicated by a broken line in FIG. 1) in which the port communicates with the fourth port and the second port communicates with the third port.
  • the expansion valve (24) is a so-called electronic expansion valve.
  • the outdoor heat exchanger (23) exchanges heat between the outdoor air and the refrigerant.
  • the outdoor heat exchanger (23) will be described later.
  • the indoor heat exchanger (25) exchanges heat between the indoor air and the refrigerant.
  • the indoor heat exchanger (25) is constituted by a so-called cross fin type fin-and-tube heat exchanger provided with a heat transfer tube which is a circular tube.
  • the air conditioner (10) selectively performs a cooling operation and a heating operation.
  • the refrigeration cycle is performed with the four-way switching valve (22) set to the first state.
  • the refrigerant circulates in the order of the outdoor heat exchanger (23), the expansion valve (24), and the indoor heat exchanger (25), and the outdoor heat exchanger (23) functions as a condenser.
  • the outdoor heat exchanger (23) functions as a condenser.
  • the outdoor heat exchanger (23) functions as an evaporator.
  • the gas refrigerant flowing from the compressor (21) dissipates heat to the outdoor air and condenses, and the condensed refrigerant flows out toward the expansion valve (24).
  • the refrigeration cycle is performed with the four-way switching valve (22) set to the second state.
  • the refrigerant circulates in the order of the indoor heat exchanger (25), the expansion valve (24), and the outdoor heat exchanger (23), and the indoor heat exchanger (25) functions as a condenser.
  • the indoor heat exchanger (25) functions as a condenser.
  • (23) functions as an evaporator.
  • the refrigerant that has expanded into the gas-liquid two-phase state flows into the outdoor heat exchanger (23) when passing through the expansion valve (24).
  • the refrigerant that has flowed into the outdoor heat exchanger (23) absorbs heat from the outdoor air and evaporates, and then flows out toward the compressor (21).
  • the outdoor heat exchanger (23) is an air heat exchanger, and includes one heat exchanger unit (30).
  • the heat exchanger unit (30) includes one first header collecting pipe (40), one second header collecting pipe (70), and many flat tubes (31 ) And a large number of fins (32).
  • the first header collecting pipe (40), the second header collecting pipe (70), the flat pipe (31), and the fin (32) are all made of an aluminum alloy and are joined to each other by brazing.
  • the heat exchanger unit (30) is divided into two regions on the top and bottom.
  • the upper area is the main heat exchange area (35)
  • the lower area is the auxiliary heat exchange area (37).
  • the first header collecting pipe (40) and the second header collecting pipe (70) are both formed in an elongated cylindrical shape with both ends closed.
  • the first header collecting pipe (40) is installed upright at the right end of the heat exchanger unit (30)
  • the second header collecting pipe (70) is installed upright at the left end of the heat exchanger unit (30).
  • the first header collecting pipe (40) and the second header collecting pipe (70) are installed in a state where the respective axial directions are in the vertical direction.
  • the flat tube (31) is a heat transfer tube having a flat oval cross section.
  • the plurality of flat tubes (31) are arranged in a state in which the respective axial directions are in the left-right direction and the flat portions of the respective side surfaces face each other. Yes.
  • the plurality of flat tubes (31) are arranged side by side at regular intervals and their axial directions are substantially parallel to each other.
  • Each flat tube (31) has one end inserted into the first header collecting tube (40) and the other end inserted into the second header collecting tube (70).
  • the flat tube (31) provided in the heat exchanger unit (30) constitutes a tube row (50).
  • each fluid passage (175) is a passage extending in the axial direction of the flat tube (31), and is arranged in a line in the width direction of the flat tube (31).
  • Each fluid passage (175) opens to both end faces of the flat tube (31).
  • the refrigerant supplied to the heat exchanger unit (30) exchanges heat with air while flowing through the fluid passage (175) of the flat tube (31).
  • the fin (32) is a vertically long plate-like fin formed by pressing a metal plate.
  • the fin (32) is formed with a number of elongated notches (186) extending from the front edge of the fin (32) (that is, the windward edge) in the width direction of the fin (32).
  • a large number of notches (186) are formed at regular intervals in the longitudinal direction (vertical direction) of the fin (32).
  • the portion closer to the lee of the notch (186) constitutes the tube insertion portion (187).
  • the flat tube (31) is inserted into the tube insertion portion (187) of the fin (32) and joined to the peripheral portion of the tube insertion portion (187) by brazing.
  • a louver (185) for promoting heat transfer is formed on the fin (32).
  • the plurality of fins (32) are arranged at regular intervals in the axial direction of the flat tube (31).
  • the heat exchanger unit (30) is divided into two heat exchange regions (35, 37) on the top and bottom.
  • the upper heat exchange region is the main heat exchange region (35)
  • the lower heat exchange region is the auxiliary heat exchange region (37).
  • the flat tube (31) provided in the heat exchanger unit (30) the one located in the main heat exchange region (35) constitutes the main row portion (51) and is located in the auxiliary heat exchange region (37).
  • the number of flat tubes (31) constituting the auxiliary row portion (54) is smaller than the number of flat tubes (31) constituting the main row portion (51).
  • the main heat exchange area (35) is divided into six main heat exchange sections (36a to 36f) on the top and bottom.
  • the auxiliary heat exchanging region (37) is divided into three auxiliary heat exchanging portions (38a to 38c) in the vertical direction. Note that the numbers of the main heat exchange units (36a to 36f) and the auxiliary heat exchange units (38a to 38c) shown here are merely examples.
  • the fourth main heat exchange section (36d), the fifth main heat exchange section (36e), and the sixth main heat exchange section (36f) are formed.
  • Each main heat exchange section (36a to 36f) is provided with twelve flat tubes (31).
  • the twelve flat tubes (31) provided in the first main heat exchange section (36a) constitute the first main row block (52a).
  • the twelve flat tubes (31) provided in the second main heat exchange part (36b) constitute a second main row block (52b).
  • the twelve flat tubes (31) provided in the third main heat exchange part (36c) constitute a third main row block (52c).
  • the twelve flat tubes (31) provided in the fourth main heat exchange section (36d) constitute a fourth main row block (52d).
  • the twelve flat tubes (31) provided in the fifth main heat exchange section (36e) constitute a fifth main row block (52e).
  • the twelve flat tubes (31) provided in the sixth main heat exchange section (36f) constitute a sixth main row block (52f). Note that the number of flat tubes (31) constituting each main row block (52a to 52f) does not have to match each other.
  • the first main column block (52a) and the second main column block (52b) constitute a first main column block group (53a).
  • the third main column block (52c) and the fourth main column block (52d) constitute a second main column block group (53b).
  • the fifth main column block (52e) and the sixth main column block (52f) constitute a third main column block group (53c).
  • auxiliary heat exchange region (37) In the auxiliary heat exchange region (37), in order from bottom to top, a first auxiliary heat exchange unit (38a), a second auxiliary heat exchange unit (38b), and a third auxiliary heat exchange unit (38c) Is formed.
  • Each of the auxiliary heat exchange units (38a to 38c) is provided with three flat tubes (31).
  • the three flat tubes (31) provided in the first auxiliary heat exchange section (38a) constitute a first auxiliary row block (55a).
  • the three flat tubes (31) provided in the second auxiliary heat exchange section (38b) constitute a second auxiliary row block (55b).
  • the three flat tubes (31) provided in the third auxiliary heat exchange section (38c) constitute a third auxiliary row block (55c). Note that the number of the flat tubes (31) constituting each auxiliary row block (55a to 55c) may not coincide with each other.
  • the internal space of the first header collecting pipe (40) is partitioned up and down by a partition plate (41).
  • the space above the partition plate (41) is an upper space (42), and the space below the partition plate (41) is a lower space (43).
  • the upper space (42) communicates with all the flat tubes (31) constituting the main row portion (51).
  • a gas side connecting pipe (102) is connected to a portion of the first header collecting pipe (40) forming the upper space (42).
  • a pipe (18) constituting the refrigerant circuit (20) is connected to the gas side connection pipe (102).
  • the liquid side connection pipe (101) is connected to a portion of the first header collecting pipe (40) that forms the lower space (43).
  • a pipe (17) constituting the refrigerant circuit (20) is connected to the liquid side connection pipe (101).
  • the portion forming the lower space (43) in the first header collecting pipe (40) is a shunt (150) for distributing the refrigerant to the three auxiliary heat exchange sections (38a to 38c). ).
  • the internal space of the second header collecting pipe (70) is vertically divided by a partition plate (71).
  • the upper space of the partition plate (71) is an upper space (72)
  • the lower space of the partition plate (71) is a lower space (73).
  • the upper space (72) is divided into six main communication spaces (75a to 75f) by five partition plates (74). That is, on the upper side of the partition plate (71) in the second header collecting pipe (70), in order from bottom to top, the first main communication space (75a), the second main communication space (75b), and the first A three main communication space (75c), a fourth main communication space (75d), a fifth main communication space (75e), and a sixth main communication space (75f) are formed.
  • Twelve flat tubes (31) constituting the first main row block (52a) communicate with the first main communication space (75a).
  • Twelve flat tubes (31) constituting the second main row block (52b) communicate with the second main communication space (75b).
  • Twelve flat tubes (31) constituting the third main row block (52c) communicate with the third main communication space (75c).
  • Twelve flat tubes (31) constituting the fourth main row block (52d) communicate with the fourth main communication space (75d).
  • Twelve flat tubes (31) constituting the fifth main row block (52e) communicate with the fifth main communication space (75e).
  • Twelve flat tubes (31) constituting the sixth main row block (52f) communicate with the sixth main communication space (75f).
  • the first to sixth main communication spaces (75a to 75f) are connected upstream of the plurality of flat tubes (31) when the outdoor heat exchanger (23) functions as an evaporator. Configure the side communication space.
  • Each main communication space (75a to 75f) is provided with a flow dividing structure (90) for distributing the refrigerant to a plurality of flat tubes (31) communicating with the main communication space (75a to 75f).
  • the lower space (73) is partitioned into three auxiliary communication spaces (77a to 77c) by two partition plates (76). That is, on the lower side of the partition plate (71) in the second header collecting pipe (70), in order from bottom to top, the first auxiliary communication space (77a), the second auxiliary communication space (77b), A third auxiliary communication space (77c) is formed.
  • the three flat tubes (31) constituting the first auxiliary row block (55a) communicate with the first auxiliary communication space (77a).
  • Three flat tubes (31) constituting the second auxiliary row block (55b) communicate with the second auxiliary communication space (77b).
  • Three flat tubes (31) constituting the third auxiliary row block (55c) communicate with the third auxiliary communication space (77c).
  • the second header collecting pipe (70) is provided with three connecting pipes (110, 120, 130).
  • Each of the connection pipes (110, 120, 130) includes one main pipe part (111, 121, 131) and two branch pipe parts (112a, 112b, 122a, 122b, 132a, 132b) connected to the ends of the main pipe parts (111, 121, 131). ing.
  • the first connection pipe (110) connects the first auxiliary row block (55a) and the first main row block group (53a). Specifically, in the first connecting pipe (110), the open end of the main pipe portion (111) communicates with the first auxiliary communication space (77a), and the open end of one branch pipe portion (112a) is the first main pipe.
  • the communicating space (75a) communicates, and the open end of the other branch pipe (112b) communicates with the second main communicating space (75b). Therefore, the first auxiliary communication space (77a) includes the first main communication space (75a) corresponding to the first main row block (52a) and the second main communication space (75a) corresponding to the second main row block (52b). 75b) both connected.
  • the second connection pipe (120) connects the second auxiliary row block (55b) and the second main row block group (53b). Specifically, in the second connection pipe (120), the open end of the main pipe portion (121) communicates with the second auxiliary communication space (77b), and the open end of one branch pipe portion (122a) is the third main pipe.
  • the communication space (75c) communicates, and the open end of the other branch pipe portion (122b) communicates with the fourth main communication space (75d). Therefore, the second auxiliary communication space (77b) includes the third main communication space (75c) corresponding to the third main row block (52c) and the fourth main communication space (75d) corresponding to the fourth main row block (52d). 75d) both connected.
  • the third connection pipe (130) connects the third auxiliary row block (55c) and the third main row block group (53c). Specifically, in the third connection pipe (130), the open end of the main pipe part (131) communicates with the third auxiliary communication space (77c), and the open end of one branch pipe part (132a) is the fifth main pipe. The communication space (75e) communicates, and the open end of the other branch pipe portion (132b) communicates with the sixth main communication space (75f). Accordingly, the third auxiliary communication space (77c) includes the fifth main communication space (75e) corresponding to the fifth main row block (52e) and the sixth main communication space (75f) corresponding to the sixth main row block (52f). 75f) connected to both.
  • each branch pipe portion (112a, 112b, 122a, 122b, 132a, 132b) is connected to the main communication space (75a to 75f) when the outdoor heat exchanger (23) functions as an evaporator.
  • An introduction part for introducing the refrigerant into is configured.
  • the portion forming the lower space (43) in the first header collecting pipe (40) constitutes the flow divider (150).
  • the shunt (150) converts the gas-liquid two-phase refrigerant supplied to the outdoor heat exchanger (23) into three auxiliary heat exchangers ( 38a to 38c).
  • the flow divider (150) will be described with reference to FIG.
  • the lower space (43) is provided with two horizontal partition plates (160, 162) and one vertical partition plate (164).
  • the lower space (43) is divided into three communication chambers (151 to 153) and one mixing chamber (154) by two horizontal partition plates (160, 162) and one vertical partition plate (164). It is done.
  • each horizontal partition plate (160, 162) is arranged so as to cross the lower space (43), and partitions the lower space (43) up and down.
  • the lower lateral partition plate (160) is disposed between the first auxiliary row block (55a) and the second auxiliary row block (55b), and the upper lateral partition plate (162) is disposed on the second auxiliary row block (55b).
  • the vertical partition plate (164) is an elongated rectangular plate-shaped member.
  • the vertical partition plate (164) is disposed along the axial direction of the first header collecting pipe (40), and partitions the lower space (43) into the flat pipe (31) side and the liquid side connection pipe (101) side.
  • a relatively large rectangular opening (165a, 165b) is formed one by one at the top and bottom of the vertical partition (164).
  • the upper opening (165a) of the vertical divider (164) is located above the upper horizontal divider (162), and the lower opening (165b) of the vertical divider (164) is the lower horizontal divider. (160) Located below.
  • the lower part of the lower horizontal partition (160) serves as the first communication chamber (151), and the upper part of the upper horizontal partition (162) serves as the third communication chamber (153). It becomes.
  • the first communication chamber (151) communicates with the three flat tubes (31) constituting the first auxiliary row block (55a).
  • the third communication chamber (153) communicates with the three flat tubes (31) constituting the third auxiliary row block (55c).
  • the lower space (43) has a second communication between the lower horizontal partition plate (160) and the upper horizontal partition plate (162) on the flat tube (31) side by the vertical partition plate (164). It is partitioned into a chamber (152) and a mixing chamber (154) on the liquid side connecting pipe (101) side.
  • the second communication chamber (152) communicates with the three flat tubes (31) constituting the second auxiliary row block (55b).
  • the mixing chamber (154) communicates with the liquid side connecting pipe (101).
  • the lower horizontal partition plate (160) has a communication through hole (161) formed in a portion facing the mixing chamber (154).
  • the first communication chamber (151) communicates with the mixing chamber (154) through the communication through hole (161).
  • the upper horizontal partition plate (162) has a communication through hole (163) formed in a portion facing the mixing chamber (154).
  • the third communication chamber (153) communicates with the mixing chamber (154) through the communication through hole (163).
  • the vertical partition plate (164) has a communication through hole (166) formed in a portion facing the mixing chamber (154).
  • the second communication chamber (152) communicates with the mixing chamber (154) through the communication through hole (166).
  • the common through hole (166) is a through hole having a relatively small diameter.
  • the flow divider (150) sets the opening area (specifically, the diameter) of these communication through holes (161, 163, 166) so that the refrigerant is distributed to each auxiliary row block (55a to 55c) at a predetermined ratio. Has been.
  • the first to sixth main communication spaces (75a to 75f) are arranged on the upstream side communicating with the upstream side of the plurality of flat tubes (31) when the outdoor heat exchanger (23) functions as an evaporator.
  • Each of the main communication spaces (75a to 75f) is provided with a flow dividing structure (90) for distributing refrigerant to a plurality of flat tubes (31) communicating with the main communication spaces (75a to 75f). It has been.
  • Each shunt structure (90) has twelve gas-liquid two-phase refrigerants introduced into each main communication space (75a to 75f) when the outdoor heat exchanger (23) functions as an evaporator. Distribute to the flat tube (31).
  • each main communication space (75a to 75f) is configured in the same manner, here, the flow dividing structure (90) of the first main communication space (75a) is shown in FIGS. 10, the description of the flow dividing structure (90) of the second to sixth main communication spaces (75b to 75f) is omitted.
  • the shunt structure (90) has one vertical partition plate (91) and one partition plate (92).
  • the vertical partition plate (91) is an elongated rectangular plate-like member extending in the vertical direction, is disposed along the axial direction of the first header collecting pipe (40), and extends in the horizontal direction through the first main communication space (75a). Divide into two spaces. Specifically, the vertical partition plate (91) includes the first main communication space (75a), the first space (93) on the flat tube side where the plurality of flat tubes (31) communicate with the outdoor heat exchanger ( 23) The introduction part communicating with the branch pipe part (112a) of the first connection pipe (110) constituting the introduction part for introducing the refrigerant into the first main communication space (75a) when functioning as an evaporator It partitions into the second space (94) on the side.
  • the vertical partition plate (91) is provided to be perpendicular to the plurality of flat tubes (31) inserted into the first main communication space (75a).
  • the distance between the vertical partition plate (91) and the end faces of the plurality of flat tubes (31) is set to about 2 mm.
  • a rectangular through hole (91a) is formed in the lower part of the vertical partition (91).
  • the through hole (91a) is formed at a position below the lowermost flat tube (31) of the twelve flat tubes (31) communicating with the first main communication space (75a).
  • the partition plate (92) is a substantially circular plate-like member, and is arranged so as to cross the first main communication space (75a).
  • a rectangular through hole (92a) extending in the diameter direction is formed at the center of the partition plate (92), and the vertical partition plate (91) is inserted through the through hole (92a).
  • the partition plate (92) is fitted into a lateral hole formed in the second header collecting pipe (70) and brazed to the second header collecting pipe (70). In this manner, the partition plate (92) is brazed to the second header collecting pipe (70) in a state where the vertical partition plate (91) is inserted into the through hole (92a), whereby the vertical partition plate (91 ) Is fixed to the second header collecting pipe (70).
  • the partition plate (92) divides the first space (93) and the second space (94) into two spaces above and below, respectively.
  • Two openings (92b, 92b) are formed in the first portion of the partition plate (92) on the first space (93) side.
  • the two openings (92b, 92b) correspond to the fan-shaped gap between the flat tube (31) inserted into the first space (93) and the inner wall of the second header collecting tube (70) in the vertical direction. It is formed at a position and has a shape similar to the gap.
  • the upper space (95) and the lower space (96) of the partition plate (92) of the first space (93) communicate with each other.
  • the partition plate (92) introduces refrigerant into the second space (94) when the branch pipe portion (112a) of the first connection pipe (110), that is, the outdoor heat exchanger (23) functions as an evaporator.
  • the partition plate (92) includes the lowest flat tube (31) of the twelve flat tubes (31) inserted into the first space (93) and the second flat tube from the bottom. It is provided between the flat tube (31).
  • the lower space (98) of the partition plate (92) of the second space (94) is configured as a refrigerant introduction space that communicates with the branch pipe portion (112a) of the first connection pipe (110). ing.
  • the flow dividing structure (90) is configured so that the flow rate of the refrigerant flowing into the lower portion of the first space (93) is such that the flow rate is such that the refrigerant is evenly distributed to each flat tube (31). ) Position, the opening area of the through hole (91a) of the vertical partition plate (91), and the opening area of the two openings (92b, 92b) of the partition plate (92).
  • the outdoor refrigerant heat exchanger (23) is supplied with gas refrigerant discharged from the compressor (21) through the pipe (18).
  • the refrigerant supplied from the pipe (18) to the gas side connecting pipe (102) constitutes a flat tube (31) constituting the main row portion (51) and an auxiliary row portion (54).
  • the flat pipe (31) that flows through the liquid connection pipe (101) and out to the pipe (17).
  • the gas single-phase refrigerant that has flowed from the gas side connecting pipe (102) into the upper space (42) of the first header collecting pipe (40) is a flat pipe ( 31)
  • the refrigerant flowing through the flat tubes (31) of the main row blocks (52a to 52f) exchanges heat with the outdoor air supplied to the outdoor heat exchanger (23).
  • the refrigerant that has passed through the flat tube (31) of each main row block (52a to 52f) flows into the corresponding main communication space (75a to 75f) of the second header collecting tube (70).
  • the refrigerant that has passed through the flat tube (31) of the first main row block (52a) enters the first main communication space (75a) and merges.
  • the refrigerant that has passed through the flat tube (31) of the second main row block (52b) enters the second main communication space (75b) and joins.
  • the refrigerant that has passed through the flat tube (31) of the third main row block (52c) enters the third main communication space (75c) and joins.
  • the refrigerant that has passed through the flat tube (31) of the fourth main row block (52d) enters the fourth main communication space (75d) and joins.
  • the refrigerant that has passed through the flat tube (31) of the fifth main row block (52e) enters the fifth main communication space (75e) and joins.
  • the refrigerant that has passed through the flat tube (31) of the sixth main row block (52f) enters the sixth main communication space (75f) and joins.
  • the refrigerant in the first main communication space (75a) and the second main communication space (75b) flows into the first auxiliary communication space (77a) through the first connection pipe (110).
  • the refrigerant in the third main communication space (75c) and the fourth main communication space (75d) flows into the second auxiliary communication space (77b) through the second connection pipe (120).
  • the refrigerant in the fifth main communication space (75e) and the sixth main communication space (75f) flows into the third auxiliary communication space (77c) through the third connection pipe (130).
  • each auxiliary communication space (77a to 77c) flows into the flat tube (31) of the corresponding auxiliary row block (55a to 55c).
  • the refrigerant in the first auxiliary communication space (77a) flows into the flat tube (31) of the first auxiliary row block (55a).
  • the refrigerant in the second auxiliary communication space (77b) flows into the flat tube (31) of the second auxiliary row block (55b).
  • the refrigerant in the third auxiliary communication space (77c) flows into the flat tube (31) of the third auxiliary row block (55c).
  • the refrigerant flowing through the flat tube (31) of each auxiliary row block (55a to 55c) exchanges heat with the outdoor air supplied to the outdoor heat exchanger (23).
  • the refrigerant that has passed through the flat tube (31) of each auxiliary row block (55a to 55c) flows into the corresponding communication chamber (151 to 153).
  • the refrigerant that has passed through the flat tube (31) of the first auxiliary row block (55a) enters the first communication chamber (151) and merges.
  • the refrigerant that has passed through the flat tube (31) of the second auxiliary row block (55b) enters the second communication chamber (152) and merges.
  • the refrigerant that has passed through the flat tube (31) of the third auxiliary row block (55c) enters the third communication chamber (153) and joins.
  • the refrigerant in each communication chamber (151 to 153) enters the mixing chamber (154) and joins, and then flows out from the outdoor heat exchanger (23) through the liquid side connection pipe (101).
  • the refrigerant that has expanded into a gas-liquid two-phase state when passing through the expansion valve (24) is supplied to the outdoor heat exchanger (23) through the pipe (17).
  • the refrigerant supplied from the pipe (17) to the liquid side connecting pipe (101) constitutes a flat pipe (31) constituting the auxiliary row portion (54) and a main row portion (51).
  • the flat pipe (31) that flows through the gas side connection pipe (102) and outflow to the pipe (18).
  • the gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the mixing chamber (154) from the liquid side connecting pipe (101) is distributed to the three communication chambers (151 to 153), and then each communication chamber. It flows into the flat tube (31) of the auxiliary row block (55a to 55c) corresponding to (151 to 153).
  • the refrigerant flowing through the flat tubes (31) of the auxiliary row blocks (55a to 55c) exchanges heat with the outdoor air supplied to the outdoor heat exchanger (23).
  • the refrigerant that has passed through the three flat tubes (31) of each auxiliary row block (55a to 55c) passes through the auxiliary communication space (77a) of the second header collecting pipe (70) corresponding to each auxiliary row block (55a to 55c). Enter 77c) and join.
  • a part of the refrigerant that has flowed from the first auxiliary communication space (77a) into the main pipe portion (111) of the first connection pipe (110) passes through one branch pipe portion (112a) (the first main communication space ( The remainder flows into the second main communication space (75b) through the other branch pipe section (112b).
  • a part of the refrigerant that has flowed from the second auxiliary communication space (77b) into the main pipe portion (121) of the second connection pipe (120) passes through one branch pipe portion (122a) to form the third main communication space ( 75c), and the remainder flows into the fourth main communication space (75d) through the other branch pipe portion (122b).
  • a part of the refrigerant that has flowed from the third auxiliary communication space (77c) into the main pipe portion (131) of the third connection pipe (130) passes through one branch pipe portion (132a) (the fifth main communication space ( 75e) and the remainder flow into the sixth main communication space (75f) through the other branch pipe portion (132b).
  • the refrigerant flowing into the main communication spaces (75a to 75f) of the second header collecting pipe (70) is divided into the main row blocks (52a to 52f) corresponding to the main communication spaces (75a to 75f) by the branching structure (90). ) To twelve flat tubes (31). Details of the diversion operation from each main communication space (75a to 75f) to the corresponding flat tube (31) will be described later.
  • the refrigerant in the first main communication space (75a) flows into the flat tube (31) constituting the first main row block (52a).
  • the refrigerant in the second main communication space (75b) flows into the flat tube (31) constituting the second main row block (52b).
  • the refrigerant in the third main communication space (75c) flows into the flat tube (31) constituting the third main row block (52c).
  • the refrigerant in the fourth main communication space (75d) flows into the flat tube (31) constituting the fourth main row block (52d).
  • the refrigerant in the fifth main communication space (75e) flows into the flat tube (31) constituting the fifth main row block (52e).
  • the refrigerant in the sixth main communication space (75f) flows into the flat tube (31) constituting the sixth main row block (52f).
  • the refrigerant flowing through the flat tube (31) of each main row block (52a to 52f) exchanges heat with the outdoor air supplied to the outdoor heat exchanger (23).
  • the refrigerant that has passed through the twelve flat tubes (31) of each of the main row blocks (52a to 52f) enters the upper space (42) of the first header collecting tube (40), and then joins the gas side connection. It flows out of the outdoor heat exchanger (23) through the pipe (102).
  • the gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the first main communication space (75a) first passes through the branch pipe part (112a) of the first connection pipe (110) constituting the introduction part.
  • the refrigerant introduced into the lower space (98) passes through the through hole (91a) formed in the lower portion of the vertical partition plate (91) and flows into the lower portion of the first space (93) on the flat tube side.
  • the refrigerant flowing into the lower portion of the first space (93) passes upward between each flat tube (31) and the inner wall of the second header collecting tube (70) in the first space (93). While flowing, it is distributed to a plurality of flat tubes (31) communicating with the first space (93).
  • the vertical partition plate (91) in the first main communication space (75a)
  • the outdoor heat exchanger (23) functions as an evaporator
  • the first main communication space Since the flow path cross-sectional area of the refrigerant flow path flowing from the lower part to the upper part formed in 75a) is significantly reduced, the flow rate of the refrigerant is greatly increased compared to the case where the vertical partition plate (91) is not provided. Therefore, although the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the first space (93), the liquid refrigerant having a large specific gravity does not stay at the bottom in the first space (93) and resists gravity with the gas refrigerant. It will be blown up vigorously.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant flows into each flat tube (31) communicating with the first space (93) in a state where the liquid refrigerant and the gas refrigerant are mixed. That is, by providing the partition plate to increase the flow rate of the refrigerant, the variation in the wetness of the refrigerant flowing from the first main communication space (75a) to each flat tube (31) is reduced.
  • the through hole (91a) that communicates the first space (93) and the second space (94) communicates with the first main communication space (75a). It is formed further below the lowermost flat tube (31) among the plurality of flat tubes (31). With such a configuration, the through hole (91a) that communicates the first space (93) and the second space (94) does not face the open end face of any flat tube (31). Therefore, the refrigerant that has flowed into the first space (93) from the second space (94) is not sprayed directly on any of the flat tubes (31), and each flat communicated with the first space (93). Evenly distributed in the tube (31).
  • the first to sixth main communication spaces (75a to 75f) communicating with the upstream sides of the plurality of flat tubes (31) are provided.
  • the main communication spaces (75a to 75f) are simply provided with a vertical partition plate (91) that divides the first space (93) on the flat tube side and the second space (94) on the introduction side.
  • the cross-sectional area of the refrigerant flow path flowing from the lower part to the upper part of the space (75a to 75f) can be greatly reduced.
  • the flow rate of the refrigerant flowing from the lower part to the upper part of each main communication space (75a to 75f) can be significantly increased as compared with the case where the vertical partition plate (91) is not provided. That is, a gas-liquid two-phase refrigerant flows into the first space (93), but the liquid refrigerant having a large specific gravity does not stay at the bottom in the first space (93) and resists gravity together with the gas refrigerant. Therefore, it is possible to cause a gas-liquid two-phase refrigerant to flow into each flat tube (31) communicating with the first space (93) in a mixed state of the liquid refrigerant and the gas refrigerant. it can. Therefore, according to the outdoor heat exchanger (23) of the present embodiment, the variation in the wetness of the refrigerant flowing into each flat tube (31) can be reduced with an easy configuration, and the outdoor heat exchanger (23) The performance can be fully exhibited.
  • the outdoor heat exchanger (23) of the present embodiment it is possible to change the position of the vertical partition plate (91) in each main communication space (75a to 75f) from the lower part in the first space (93).
  • the flow rate of the refrigerant flowing to the upper part can be easily changed. Therefore, the flow rate of the refrigerant flowing from the lower part to the upper part in each main communication space (75a to 75f) can be changed by simply changing the position of the partition plate in each main communication space (75a to 75f) without making a complicated design change. Can be adjusted to the optimum speed.
  • the through-hole (91a) which connects the 1st space (93) and the 2nd space (94) is made into each main part of the vertical partition plate (91).
  • the plurality of flat tubes (31) communicating with the communication space (75a to 75f) are formed below the lowermost flat tube (31).
  • the through hole (91a) does not face the open end face of any flat tube (31). Therefore, the refrigerant flowing into the first space (93) from the second space (94) is not sprayed directly on any of the flat tubes (31). Therefore, the refrigerant that has flowed into the first space (93) from the second space (94) can be uniformly distributed to each flat tube (31) communicating with the first space (93).
  • the communication path that communicates the first space (93) and the second space (94) is formed in the lower part of the vertical partition plate (91). It can be easily formed by the through hole (91a).
  • the partition plate (92) is provided in the second space (94), and the lower lower space (in which refrigerant is introduced when functioning as an evaporator) ( 98) and the upper space (97) above it.
  • the lower space (98) which is an introduction space into which the refrigerant is introduced when the outdoor heat exchanger (23) functions as an evaporator, is formed narrow, so that the speed of the refrigerant in the second space (94) The decrease can be suppressed. Accordingly, the gas-liquid two-phase refrigerant can be blown up vigorously in the first space (93).
  • Embodiment 2 of the Invention A second embodiment of the present invention will be described.
  • the outdoor heat exchanger (23) of the present embodiment is obtained by changing the configuration of the flow divider (150) in the outdoor heat exchanger (23) of the first embodiment. Only differences from the first embodiment will be described below.
  • the lower space (43) of the first header collecting pipe (40) has two horizontal partition plates (160, 162) and one vertical partition.
  • a plate (164) is provided.
  • the lower space (43) includes three communication spaces, specifically, a first communication space, a second communication space, and a third communication space arranged in order from the lower side to the upper side by the two horizontal partition plates (160, 162). It is divided into.
  • the first communication space corresponds to the first communication chamber (151) of the first embodiment
  • the second communication space is a space composed of the second communication chamber (152) and the mixing chamber (154) of the first embodiment.
  • the third communication space corresponds to the third communication chamber (153) of the first embodiment.
  • each of the three communication spaces is provided with a flow dividing structure (90) for distributing the refrigerant to the three flat tubes (31) communicating with the communication space.
  • each communication space is partitioned by a vertical partition plate (164) into a space on the flat tube (31) side and a liquid side connection tube (101) side. That is, the vertical partition plate (164) introduces the refrigerant into each communication space when the first space (93) on the flat tube side and the outdoor heat exchanger (23) function as an evaporator.
  • a partition plate (91) is formed which is partitioned into a second space (94) on the introduction portion (liquid side connection pipe (101), communication through hole (161, 163)) side.
  • a through hole (91a) that communicates the first space (93) and the second space (94) of each communication space is formed in a portion corresponding to the lower part of each communication space. Has been.
  • the lower opening (165b) of the vertical partition plate (164) is configured by a rectangular through hole that is much smaller than that of the first embodiment, and communicates with the first communication space. It is formed further below the lowermost flat tube (31) of the three flat tubes (31).
  • the lower opening (165b) of the vertical partition (164) has a through hole (91a) that communicates the first space (93) and the second space (94) in the lower portion of the first communication space.
  • the opening (165a) in the upper part of the vertical partition (164) is formed by a rectangular through-hole that is much smaller than that of the first embodiment, and three flat tubes (31) communicating with the third communication space. It is formed further below the lowermost flat tube (31).
  • the opening (165a) at the top of the vertical partition (164) has a through hole (91a) that communicates the first space (93) and the second space (94) at the bottom of the third communication space. ).
  • the communication through hole (166) of the vertical partition (164) is formed by a circular through hole equivalent to that of the first embodiment, and is the outermost of the three flat tubes (31) communicating with the second communication space. Only one is formed below the lower flat tube (31).
  • the communication through hole (166) of the vertical partition (164) has a first space (93) (second communication chamber (152)) and a second space (94) in the lower part of the second communication space. ) (Mixing chamber (154)) to communicate with the through hole (91a).
  • Embodiment 2 when the outdoor heat exchanger (23) functions as an evaporator, the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the mixing chamber (154) from the liquid side connection pipe (101) Are distributed to the three communication chambers (151 to 153) and then flow into the flat tubes (31) of the auxiliary row blocks (55a to 55c) corresponding to the communication chambers (151 to 153).
  • the refrigerant introduced into the second space (94) passes through the corresponding first space (93) via a through hole (91a) formed in the lower portion of each second space (94). Flows into the bottom of the.
  • the refrigerant flowing into the lower portion of the first space (93) passes upward between each flat tube (31) and the inner wall of the first header collecting tube (40) in the first space (93). While flowing, it is distributed to three flat tubes (31) communicating with the first space (93).
  • the vertical communication plates (91) are provided in the three communication spaces.
  • the outdoor heat exchanger (23) functions as an evaporator
  • the flow path cross-sectional area of the refrigerant flow path flowing from the lower part to the upper part formed in each communication space is greatly reduced.
  • the flow rate of the refrigerant is greatly increased. Therefore, although the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the first space (93), the liquid refrigerant having a large specific gravity does not stay at the bottom in the first space (93) and resists gravity with the gas refrigerant. It will be blown up vigorously.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant flows into each flat tube (31) communicating with the first space (93) in a state where the liquid refrigerant and the gas refrigerant are mixed. That is, by providing the partition plate to increase the flow rate of the refrigerant, variation in the wetness of the refrigerant flowing from each communication space into each flat tube (31) communicating with the communication space is reduced.
  • the through holes (91a) that connect the first space (93) and the second space (94) in each communication space have three flat tubes (31) that communicate with the communication space. It is formed further below the lowermost flat tube (31). With such a configuration, the through hole (91a) that communicates the first space (93) and the second space (94) does not face the open end face of any flat tube (31). Therefore, the refrigerant that has flowed into the first space (93) from the second space (94) is not sprayed directly on any of the flat tubes (31), and each flat communicated with the first space (93). Evenly distributed in the tube (31).
  • the wetness of the refrigerant flowing into each flat tube (31) with an easy configuration.
  • the variation in the degree can be reduced, and the performance of the outdoor heat exchanger (23) can be fully exhibited.
  • Embodiment 3 of the Invention ⁇ Embodiment 3 of the present invention will be described.
  • the outdoor heat exchanger (23) of the present embodiment is obtained by partially changing the configuration of the flow dividing structure (90) in the outdoor heat exchanger (23) of the first embodiment. Only differences from the first embodiment will be described below.
  • the partition plate (92) causes the second space (94) to have a lower space (98) below the partition plate (92) and an upper space (97) above the partition plate (92).
  • the upper space (97) is configured as a closed space that does not communicate with the lower space (98) and the first space (93).
  • the internal pressure of the upper space (97) of the second space (94) configured as the closed space does not change even when the refrigerant is introduced into the outdoor heat exchanger (23), and is a pressure at the time of assembly. It becomes atmospheric pressure.
  • the internal pressure of the lower space (98) and the first space (93) of the second space (94) is such that the refrigerant is introduced when the outdoor heat exchanger (23) functions as a condenser or an evaporator. Usually, it becomes higher than atmospheric pressure. That is, when the outdoor heat exchanger (23) functions as a condenser or an evaporator, the lower space (98) and the first space (93) of the second space (94) are introduced into the interior of the refrigerant. While the pressure is substantially equal, the upper space (97) of the second space (94) is a closed space that does not communicate with the lower space (98) of the first space (93) and the second space (94).
  • a pressure difference occurs between the lower space (98) of the first space (93) and the second space (94) and the internal pressure. Therefore, if the rigidity of the second header collecting pipe (70) and the flow dividing structure (90) is low, the second header collecting pipe (70) and the flow dividing structure (90) may be deformed due to a pressure difference.
  • an upper space (first space (93) and second space (94) upper space (near the center of the vertical partition plate (91) of the flow dividing structure (90)) ( 97) is formed as a communication hole (99).
  • the communication hole (99) does not obstruct the flow of the refrigerant in the first space (93), and the first space (93) and the second space (94 ) And the upper space (97).
  • the lower space (98) of the first space (93) and the second space (94) Even if the internal pressure becomes higher than the internal pressure of the upper space (97) of the second space (94), the refrigerant in the first space (93) passes through the communication hole (99) and flows into the second space (94). It flows into upper space (97) until the internal pressure of both spaces becomes equal.
  • the outdoor heat exchanger When the refrigerant is introduced into (23) and functions as a condenser or an evaporator, the internal pressure of the first space (93) becomes equal to the internal pressure of the upper space (97) of the second space (94).
  • the deformation of the second header collecting pipe (70) and the flow dividing structure (90) can be prevented without increasing the rigidity of the second header collecting pipe (70) and the flow dividing structure (90).
  • the flow dividing structure (90) was comprised with the one vertical partition plate (91) and the one partition plate (92).
  • the flow dividing structure (90) may have only one vertical partition plate (91), and has one vertical partition plate (91) and a plurality of partition plates (92). There may be.
  • the communication path that connects the first space (93) and the second space (94) is formed by the through hole (91a) formed in the vertical partition plate (91).
  • the passage is not limited to this, and a gap may be provided between the lower end of the vertical partition plate (91) and the bottom surface of each main communication space (75a to 75f), and the gap may be used as a communication passage.
  • the vertical partition plates (91) are individually provided in the main communication spaces (75a to 75f). However, the vertical partition plates (91) of the main communication spaces (75a to 75f) are provided. It is good also as comprising by one plate-shaped member.
  • the outdoor heat exchanger (23) of each of the above embodiments may be provided with corrugated fins instead of the plate-like fins (32). These fins are so-called corrugated fins, and are formed in a wavy waveform that snakes up and down.
  • the corrugated fins are arranged one by one between the flat tubes (31) adjacent to each other in the vertical direction.
  • the outdoor heat exchanger (23) includes only one heat exchanger unit (30). However, the outdoor heat exchanger (23) includes the heat exchanger unit (30). May be provided.
  • the present invention is useful for a heat exchanger that has flat tubes and fins to exchange heat between refrigerant and air.

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Abstract

 室外熱交換器が蒸発器として機能する際に複数の扁平管(31)の上流側に連通する第1主連通空間(75a)に、上下方向に延び、該第1主連通空間(75a)を、複数の扁平管(31)と連通する第1空間(93)と、室外熱交換器が蒸発器として機能する際に冷媒を第1主連通空間(75a)に導入するための分岐管部(112a)と連通する第2空間(94)とに仕切る仕切板(91)を設ける。また、第1主連通空間(75a)の下部に、第1空間(93)と第2空間(94)とを連通させる貫通孔(91a)を形成する。

Description

熱交換器及び空気調和機
  本発明は、扁平管とフィンを有して冷媒と空気を熱交換させる熱交換器及び空気調和機に関するものである。
  従来より、上下に並ぶ複数の扁平管と、該扁平管に接合されたフィンと、複数の扁平管の一端と他端とにそれぞれ接続された二つのヘッダ集合管とを備えて冷媒と空気を熱交換させる熱交換器が知られている(例えば、下記特許文献1を参照)。
  上記熱交換器では、ヘッダ集合管内に、複数の扁平管と連通する連通空間が複数形成されている。上記熱交換器では、各連通空間に流入した冷媒が、該連通空間に連通する上下に並んだ複数の扁平管へ分配され、各扁平管を流れる際に空気と熱交換する。
特開2013-137193号公報
  ところで、上記熱交換器が蒸発器として機能する際には、気液二相状態の冷媒が上記連通空間に流入し、該連通空間において冷媒が上下に並ぶ複数の扁平管に分配される。ここで、液冷媒の密度は、ガス冷媒の密度よりも大きい。そのため、連通空間における冷媒の流速が遅いと、液冷媒が重力によって連通空間の底部に留まり易くなり、冷媒が各扁平管へ分配される際に、上方に位置する扁平管ほど流入する冷媒の湿り度が小さくなるおそれがあった。その結果、流入する冷媒の湿り度が小さい熱交換器の上部において、扁平管を流れる冷媒が途中でガス単相状態となるおそれがあった。過熱状態のガス冷媒が流れる領域は、蒸発器としての機能を殆ど果たさないため、過熱状態のガス冷媒が流れる領域が形成されることによって、熱交換器の性能が充分に発揮されなくなるおそれがあった。
  これに対し、例えば、連通空間の下部に冷媒導入部を設けることによって連通空間に下部から上部へ向かう冷媒流路を形成すると共に、各扁平管を連通空間に深く差し込むことで冷媒流路の流路断面積を低減して冷媒の流速を高めることにより、比重の大きい液冷媒が連通空間の底部に留まらないようにすることが考えられる。しかしながら、ヘッダ集合管は、通常、断面が円形状であるため、扁平管を深く差し込んでも、冷媒流路の流路断面積をある程度までしか低減できず、冷媒の流速を十分に高めることができなかった。また、ヘッダ集合管の形状を変更して冷媒流路の流路断面積を低減することも考えられるが、冷媒の流速を最適な流速に調整するために大幅な設計変更が必要となるため、容易に冷媒の流速を調整することができなかった。
  本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、上下に並ぶ複数の扁平管を備えた熱交換器及びそれを備えた空気調和機において、容易な構成で、各扁平管へ流入する冷媒の湿り度のばらつきを低減して、熱交換器の性能を十分に発揮させることにある。
  本開示の第1の態様は、上下に並ぶ複数の扁平管(31)と、上記扁平管(31)に接合されたフィン(32)と、複数の上記扁平管(31)の一端が差し込まれた第1ヘッダ集合管(40)と、複数の上記扁平管(31)の他端が差し込まれた第2ヘッダ集合管(70)とを備え、上記扁平管(31)の内部を流れる流体が該扁平管(31)の外部の空気と熱交換する熱交換器であって、上記第1及び第2ヘッダ集合管(40,70)は、それぞれ上下方向に延び、内部に複数の上記扁平管(31)と連通する連通空間がそれぞれ少なくとも一つずつ形成され、上記連通空間であって、上記熱交換器が蒸発器として機能する際に複数の上記扁平管(31)の上流側に連通する上流側連通空間(75a~75f)には、上下方向に延び、該上流側連通空間(75a~75f)を、複数の上記扁平管(31)と連通する第1空間(93)と、上記熱交換器が蒸発器として機能する際に冷媒を上記上流側連通空間(75a~75f)に導入するための導入部と連通する第2空間(94)とに仕切る仕切板(91)が設けられる一方、上記上流側連通空間(75a~75f)の下部には、上記第1空間(93)と上記第2空間(94)とを連通させる連通路が形成されている。
  本開示の第1の態様では、熱交換器が蒸発器として機能する際に、複数の扁平管(31)の上流側に連通する上流側連通空間(75a~75f)に、上下方向に延びて複数の扁平管(31)と連通する第1空間(93)と、熱交換器が蒸発器として機能する際に冷媒を導入する導入部と連通する第2空間(94)とに仕切る仕切板(91)が設けられている。また、上流側連通空間(75a~75f)の下部には、第1空間(93)と第2空間(94)とを連通させる連通路が形成されている。このような構成により、熱交換器が蒸発器として機能する際には、上流側連通空間(75a~75f)に流入する気液二相状態の冷媒は、まず、第2空間(94)に導入された後、連通路を介して第1空間(93)の下部に流入し、該第1空間(93)において上部に向かって流れながら、該第1空間(93)に連通する複数の扁平管(31)に分配される。
  本開示の第1の態様では、上述のように、上流側連通空間(75a~75f)に仕切板(91)を設けることにより、熱交換器が蒸発器として機能する際に、上流側連通空間(75a~75f)に形成される下部から上部へ向かう冷媒流路の流路断面積が大幅に減少するため、仕切板(91)を設けない場合に比べて冷媒の流速が大幅に増大する。そのため、第1空間(93)には気液二相状態の冷媒が流入するが、該第1空間(93)において比重の大きい液冷媒が底部に留まることなく、ガス冷媒と共に重力に抗して勢いよく吹き上げられることとなる。よって、第1空間(93)に連通する各扁平管(31)には、気液二相状態の冷媒が、液冷媒とガス冷媒とが混合した状態で流入する。つまり、仕切板(91)を設けて冷媒の流速を増大させることにより、上流側連通空間(75a~75f)から各扁平管(31)へ流入する冷媒の湿り度のばらつきが小さくなる。
  また、本開示の第1の態様では、上流側連通空間(75a~75f)における仕切板(91)の位置を変更すると、第1空間(93)の横断面積が変化するため、第1空間(93)において下部から上部へ流れる冷媒の流速が変化する。つまり、上流側連通空間(75a~75f)における仕切板(91)の位置を変更するだけで、第1空間(93)において下部から上部へ流れる冷媒の流速が容易に変更される。
  本開示の第2の態様は、本開示の第1の態様において、上記連通路は、上記上流側連通空間(75a~75f)に連通する複数の上記扁平管(31)のうちの最下の上記扁平管(31)の下方に形成されている。
  本開示の第2の態様では、連通路は、上流側連通空間(75a~75f)に連通する複数の扁平管(31)のうちの最下の扁平管(31)の下方に形成されているため、いずれの扁平管(31)の開口端面とも対向しない。そのため、第2空間(94)から第1空間(93)に流入する冷媒が、いずれかの扁平管(31)に直に吹き付けられることなく、該第1空間(93)に連通する各扁平管(31)に均一に分配される。
  本開示の第3の態様は、本開示の第1又は第2の態様において、上記連通路は、上記仕切板(91)の下部に形成された貫通孔(91a)によって形成されている。
  本開示の第3の態様では、第1空間(93)に導入された冷媒は、仕切板(91)の下部に形成された貫通孔(91a)を通って第2空間(94)の下部に流入される。
  本開示の第4の態様は、本開示の第1乃至第3のいずれか一つの態様において、上記上流側連通空間(75a~75f)の下部であって上記導入部及び上記連通路よりも上方には、上記第2空間(94)を上方の上側空間(97)と下方の下側空間(98)とに区画する区画板(92)が設けられている。
  本開示の第4の態様では、区画板(92)により、熱交換器が蒸発器として機能する際に、冷媒が導入される第2空間(94)の下方の下側空間(98)が、その上方の上側空間(97)と区画される。第2空間(94)の下側空間(98)に導入された冷媒は、上方に吹き上げられることなく、連通路を介して第1空間(93)の下部に流入する。
  本開示の第5の態様は、本開示の第4の態様において、上記仕切板(91)には、上記第2空間(94)の上側空間(97)と上記第1空間(93)とを連通させる連通孔(99)が形成されている。
  ところで、本開示の第4の態様のように、導入部及び連通路の上方に設けられた区画板(92)によって第2空間(94)を上下に区画することとすると、第2空間(94)の区画板(92)の上方の上側空間(97)は、区画板(92)の下方の下側空間(98)とも第1空間(93)とも連通しない閉塞空間に構成される。そのため、第2空間(94)の上側空間(97)の内部圧力は、熱交換器に冷媒が導入されても変化せず、組み立て時の圧力である大気圧となる。一方、第2空間(94)の下側空間(98)及び第1空間(93)の内部圧力は、熱交換器が凝縮器又は蒸発器として機能する際に、冷媒が導入され、通常、大気圧よりも高くなる。つまり、熱交換器が凝縮器又は蒸発器として機能する際に、第1空間(93)及び第2空間(94)の下側空間(98)と第1空間(93)とは、冷媒が導入されて内部圧力が略等しくなる一方、第2空間(94)の上側空間(97)は、第1空間(93)及び第2空間(94)の下側空間(98)と連通しない閉塞空間であるため、第1空間(93)及び第2空間(94)の下側空間(98)と内部圧力に圧力差が生じる。そのため、ヘッダ集合管(70)、仕切板(91)及び区画板(92)の剛性が低いと、第1空間(93)及び第2空間(94)の下側空間(98)の内部圧力と第2空間(94)の上側空間(97)の内部圧力との圧力差によってヘッダ集合管(70)、仕切板(91)及び区画板(92)に変形等が生じるおそれがあった。
  そこで、本開示の第5の態様では、仕切板(91)に第1空間(93)と第2空間(94)の上側空間(97)とを連通する連通孔(99)を形成している。そのため、熱交換器が凝縮器又は蒸発器として機能する際に、第1空間(93)及び第2空間(94)の下側空間(98)の内部圧力が第2空間(94)の上側空間(97)の内部圧力よりも高くなっても、第1空間(93)の冷媒が連通孔(99)を介して第2空間(94)の上側空間(97)へ流入することで、両空間の内部圧力が等しくなる。
  本開示の第6の態様は、空気調和機(10)を対象とし、本開示の上記第1~第4のいずれか一つの態様の熱交換器(23)が設けられた冷媒回路(20)を備え、上記冷媒回路(20)において冷媒を循環させて冷凍サイクルを行うものである。
  本開示の第6の態様では、本開示の上記第1~第5のいずれか一つの態様の熱交換器(23)が冷媒回路(20)に接続される。熱交換器(23)において、冷媒回路(20)を循環する冷媒は、扁平管(31)を通過する間に空気と熱交換する。
  本開示の第1の態様によれば、熱交換器が蒸発器として機能する際に、複数の扁平管(31)の上流側に連通する上流側連通空間(75a~75f)に、該上流側連通空間(75a~75f)を扁平管(31)側の第1空間と導入部側の第2空間とに仕切る仕切板(91)を設けるだけで、上流側連通空間(75a~75f)の下部から上部へ向かう冷媒流路の流路断面積を大幅に減少させることができる。これにより、上流側連通空間(75a~75f)の下部から上部へ流れる冷媒の流速を、仕切板(91)を設けない場合に比べて大幅に増大させることができる。つまり、第1空間(93)には気液二相状態の冷媒が流入するが、該第1空間(93)において比重の大きい液冷媒を底部に留まらせることなく、ガス冷媒と共に重力に抗して勢いよく吹き上げることができるため、第1空間(93)に連通する各扁平管(31)に、気液二相状態の冷媒を、液冷媒とガス冷媒とが混合した状態で流入させることができる。従って、本開示の第1の態様によれば、容易な構成で、各扁平管(31)へ流入する冷媒の湿り度のばらつきを低減して、熱交換器の性能を十分に発揮させることができる。
  また、本開示の第1の態様によれば、上流側連通空間(75a~75f)における仕切板(91)の位置を変更するだけで、第1空間(93)において下部から上部へ流れる冷媒の流速を容易に変更することができる。従って、上流側連通空間(75a~75f)における仕切板(91)の位置を変更するだけで、大幅な設計変更を行うことなく、上流側連通空間(75a~75f)において下部から上部へ流れる冷媒の流速を最適な速度に調整することができる。
  また、本開示の第2の態様によれば、連通路を、上流側連通空間(75a~75f)に連通する複数の扁平管(31)のうちの最下の扁平管(31)の下方に形成することとした。このような構成により、連通路がいずれの扁平管(31)の開口端面とも対向しない。そのため、第2空間(94)から第1空間(93)に流入する冷媒が、いずれかの扁平管(31)に直に吹き付けられることがない。従って、第2空間(94)から第1空間(93)に流入させた冷媒を、該第1空間(93)に連通する各扁平管(31)に均一に分配することができる。
  また、本開示の第3の態様によれば、第1空間(93)と第2空間(94)とを連通させる連通路を、仕切板(91)の下部に形成された貫通孔(91a)によって容易に形成することができる。
  また、本開示の第4の態様によれば、第2空間(94)に区画板(92)を設け、熱交換器が蒸発器として機能する際に冷媒が導入される下方の下側空間(98)と、その上方の上側空間(97)とを区画することとした。これにより、熱交換器が蒸発器として機能する際に冷媒が導入される導入空間である下側空間(98)が狭く形成されるため、第2空間(94)における冷媒の速度低下を抑制することができる。従って、第1空間(93)において、気液二相状態の冷媒を勢いよく吹き上げることができる。
  また、本開示の第5の態様によれば、仕切板(91)に、第1空間(93)と第2空間(94)の上側空間(97)とを連通させる連通孔(99)を設けることにより、熱交換器に冷媒が導入されて凝縮器又は蒸発器として機能する際に、第1空間(93)の内部圧力と第2空間(94)の上側空間(97)の内部圧力とが等しくなるため、ヘッダ集合管(70)、仕切板(91)及び区画板(92)の剛性を高めることなく、これらの部材の変形等を防止することができる。
図1は、実施形態1の室外熱交換器を備えた空気調和機の概略構成を示す冷媒回路図である。 図2は、実施形態1の室外熱交換器の概略構成を示す斜視図である。 図3は、実施形態1の熱交換器ユニットを示す概略の斜視図であって、室外熱交換器が凝縮器として機能する場合の冷媒の流れを示すものである。 図4は、実施形態1の熱交換器ユニットを示す概略の斜視図であって、室外熱交換器が蒸発器として機能する場合の冷媒の流れを示すものである。 図5は、実施形態1の熱交換器ユニットを正面から見た一部断面図である。 図6は、図5のVI-VI断面の一部を拡大して示す熱交換器ユニットの断面図である。 図7は、実施形態1の熱交換器ユニットの第1ヘッダ集合管の下側空間付近を正面から見た拡大断面図である。 図8は、実施形態1の熱交換器ユニットの第2ヘッダ集合管の第1主連通空間付近を正面から見た拡大断面図である。 図9は、図8のIX-IX断面を示す熱交換器ユニットの断面図である。 図10は、図8のX-X断面を示す熱交換器ユニットの断面図である。 図11は、実施形態2の熱交換器ユニットの第1ヘッダ集合管の下側空間付近を正面から見た拡大断面図である。 図12は、実施形態2の熱交換器ユニットの第1ヘッダ集合管の下側空間に設けられた縦仕切板の側面図である。 図13は、実施形態3の熱交換器ユニットの第2ヘッダ集合管の第1主連通空間付近を正面から見た拡大断面図である。
  本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施形態及び変形例は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
 《発明の実施形態1》
  本発明の実施形態1について説明する。本実施形態の熱交換器は、空気調和機(10)に設けられた室外熱交換器(23)である。以下では、先ず空気調和機(10)について説明し、その後に室外熱交換器(23)について詳細に説明する。
  -空気調和機-
  空気調和機(10)について、図1を参照しながら説明する。
   〈空気調和機の構成〉
  空気調和機(10)は、室外ユニット(11)及び室内ユニット(12)を備えている。室外ユニット(11)と室内ユニット(12)は、液側連絡配管(13)及びガス側連絡配管(14)を介して互いに接続されている。空気調和機(10)では、室外ユニット(11)、室内ユニット(12)、液側連絡配管(13)及びガス側連絡配管(14)によって、冷媒回路(20)が形成されている。
  冷媒回路(20)には、圧縮機(21)と、四方切換弁(22)と、室外熱交換器(23)と、膨張弁(24)と、室内熱交換器(25)とが設けられている。圧縮機(21)、四方切換弁(22)、室外熱交換器(23)、及び膨張弁(24)は、室外ユニット(11)に収容されている。室外ユニット(11)には、室外熱交換器(23)へ室外空気を供給するための室外ファン(15)が設けられている。一方、室内熱交換器(25)は、室内ユニット(12)に収容されている。室内ユニット(12)には、室内熱交換器(25)へ室内空気を供給するための室内ファン(16)が設けられている。
  冷媒回路(20)は、冷媒が充填された閉回路である。冷媒回路(20)において、圧縮機(21)は、その吐出管が四方切換弁(22)の第1のポートに、その吸入管が四方切換弁(22)の第2のポートに、それぞれ接続されている。また、冷媒回路(20)では、四方切換弁(22)の第3のポートから第4のポートへ向かって順に、室外熱交換器(23)と、膨張弁(24)と、室内熱交換器(25)とが配置されている。この冷媒回路(20)において、室外熱交換器(23)は、配管(17)を介して膨張弁(24)に接続され、配管(18)を介して四方切換弁(22)の第3のポートに接続される。
  圧縮機(21)は、スクロール型又はロータリ型の全密閉型圧縮機である。四方切換弁(22)は、第1のポートが第3のポートと連通し且つ第2のポートが第4のポートと連通する第1状態(図1に実線で示す状態)と、第1のポートが第4のポートと連通し且つ第2のポートが第3のポートと連通する第2状態(図1に破線で示す状態)とに切り換わる。膨張弁(24)は、いわゆる電子膨張弁である。
  室外熱交換器(23)は、室外空気を冷媒と熱交換させる。室外熱交換器(23)については後述する。一方、室内熱交換器(25)は、室内空気を冷媒と熱交換させる。室内熱交換器(25)は、円管である伝熱管を備えたいわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器によって構成されている。
   〈空気調和機の運転動作〉
  空気調和機(10)は、冷房運転と暖房運転を選択的に行う。
  冷房運転中の冷媒回路(20)では、四方切換弁(22)を第1状態に設定した状態で、冷凍サイクルが行われる。この状態では、室外熱交換器(23)、膨張弁(24)、室内熱交換器(25)の順に冷媒が循環し、室外熱交換器(23)が凝縮器として機能し、室内熱交換器(25)が蒸発器として機能する。室外熱交換器(23)では、圧縮機(21)から流入したガス冷媒が室外空気へ放熱して凝縮し、凝縮後の冷媒が膨張弁(24)へ向けて流出してゆく。
  暖房運転中の冷媒回路(20)では、四方切換弁(22)を第2状態に設定した状態で、冷凍サイクルが行われる。この状態では、室内熱交換器(25)、膨張弁(24)、室外熱交換器(23)の順に冷媒が循環し、室内熱交換器(25)が凝縮器として機能し、室外熱交換器(23)が蒸発器として機能する。室外熱交換器(23)には、膨張弁(24)を通過する際に膨張して気液二相状態となった冷媒が流入する。室外熱交換器(23)へ流入した冷媒は、室外空気から吸熱して蒸発し、その後に圧縮機(21)へ向けて流出してゆく。
  -室外熱交換器-
  室外熱交換器(23)について、図2~10を適宜参照しながら説明する。なお、以下の説明に示す扁平管(31)の本数は、単なる一例である。
  図2に示すように、室外熱交換器(23)は、空気熱交換器であり、一つの熱交換器ユニット(30)を備えている。
  図3及び図5にも示すように、熱交換器ユニット(30)は、一つの第1ヘッダ集合管(40)と、一つの第2ヘッダ集合管(70)と、多数の扁平管(31)と、多数のフィン(32)とを備えている。第1ヘッダ集合管(40)、第2ヘッダ集合管(70)、扁平管(31)及びフィン(32)は、何れもアルミニウム合金製の部材であって、互いにロウ付けによって接合されている。
  なお、詳しくは後述するが、熱交換器ユニット(30)は、上下に二つの領域に区分されている。そして、熱交換器ユニット(30)は、上側の領域が主熱交換領域(35)となり、下側の領域が補助熱交換領域(37)となっている。
  第1ヘッダ集合管(40)と第2ヘッダ集合管(70)は、何れも両端が閉塞された細長い円筒状に形成されている。図5において、第1ヘッダ集合管(40)は熱交換器ユニット(30)の右端に、第2ヘッダ集合管(70)は熱交換器ユニット(30)の左端に、それぞれ起立した状態で設置されている。つまり、第1ヘッダ集合管(40)及び第2ヘッダ集合管(70)は、それぞれの軸方向が上下方向となる状態で設置されている。
  図6に示すように、扁平管(31)は、その断面形状が扁平な長円形となった伝熱管である。図5に示すように、熱交換器ユニット(30)において、複数の扁平管(31)は、それぞれの軸方向が左右方向となり、それぞれの側面のうち平坦な部分が対向する状態で配置されている。また、複数の扁平管(31)は、互いに一定の間隔をおいて上下に並んで配置され、互いの軸方向が実質的に平行となっている。各扁平管(31)は、その一端が第1ヘッダ集合管(40)に挿入され、その他端が第2ヘッダ集合管(70)に挿入されている。熱交換器ユニット(30)に設けられた扁平管(31)は、管列(50)を構成している。
  図6に示すように、各扁平管(31)には、複数の流体通路(175)が形成されている。各流体通路(175)は、扁平管(31)の軸方向に延びる通路であって、扁平管(31)の幅方向に一列に並んでいる。各流体通路(175)は、扁平管(31)の両端面に開口している。熱交換器ユニット(30)へ供給された冷媒は、扁平管(31)の流体通路(175)を流れる間に空気と熱交換する。
  図6に示すように、フィン(32)は、金属板をプレス加工することによって形成された縦長の板状フィンである。フィン(32)には、フィン(32)の前縁(即ち、風上側の縁部)からフィン(32)の幅方向に延びる細長い切り欠き部(186)が、多数形成されている。フィン(32)では、多数の切り欠き部(186)が、フィン(32)の長手方向(上下方向)に一定の間隔で形成されている。切り欠き部(186)の風下寄りの部分は、管挿入部(187)を構成している。扁平管(31)は、フィン(32)の管挿入部(187)に挿入され、管挿入部(187)の周縁部とロウ付けによって接合される。また、フィン(32)には、伝熱を促進するためのルーバー(185)が形成されている。そして、複数のフィン(32)は、扁平管(31)の軸方向に一定の間隔をおいて配列されている。
  図3及び図5に示すように、熱交換器ユニット(30)は、上下に二つの熱交換領域(35,37)に区分されている。熱交換器ユニット(30)は、上側の熱交換領域が主熱交換領域(35)であり、下側の熱交換領域が補助熱交換領域(37)である。
  熱交換器ユニット(30)に設けられた扁平管(31)は、主熱交換領域(35)に位置するものが主列部(51)を構成し、補助熱交換領域(37)に位置するものが補助列部(54)を構成する。つまり、管列(50)を構成する扁平管(31)は、その一部が補助列部(54)を構成し、残りが主列部(51)を構成する。詳しくは後述するが、補助列部(54)を構成する扁平管(31)の本数は、主列部(51)を構成する扁平管(31)の本数よりも少ない。
  主熱交換領域(35)は、上下に六つの主熱交換部(36a~36f)に区分されている。一方、補助熱交換領域(37)は、上下に三つの補助熱交換部(38a~38c)に区分されている。なお、ここに示した主熱交換部(36a~36f)及び補助熱交換部(38a~38c)の数は、単なる一例である。
  主熱交換領域(35)には、下から上に向かって順に、第1主熱交換部(36a)と、第2主熱交換部(36b)と、第3主熱交換部(36c)と、第4主熱交換部(36d)と、第5主熱交換部(36e)と、第6主熱交換部(36f)とが形成されている。各主熱交換部(36a~36f)には、十二本の扁平管(31)が設けられている。
  第1主熱交換部(36a)に設けられた十二本の扁平管(31)は、第1主列ブロック(52a)を構成する。第2主熱交換部(36b)に設けられた十二本の扁平管(31)は、第2主列ブロック(52b)を構成する。第3主熱交換部(36c)に設けられた十二本の扁平管(31)は、第3主列ブロック(52c)を構成する。第4主熱交換部(36d)に設けられた十二本の扁平管(31)は、第4主列ブロック(52d)を構成する。第5主熱交換部(36e)に設けられた十二本の扁平管(31)は、第5主列ブロック(52e)を構成する。第6主熱交換部(36f)に設けられた十二本の扁平管(31)は、第6主列ブロック(52f)を構成する。なお、各主列ブロック(52a~52f)を構成する扁平管(31)の本数は、互いに一致していなくてもよい。
  第1主列ブロック(52a)及び第2主列ブロック(52b)は、第1主列ブロック群(53a)を構成する。第3主列ブロック(52c)及び第4主列ブロック(52d)は、第2主列ブロック群(53b)を構成する。第5主列ブロック(52e)及び第6主列ブロック(52f)は、第3主列ブロック群(53c)を構成する。
  補助熱交換領域(37)には、下から上に向かって順に、第1補助熱交換部(38a)と、第2補助熱交換部(38b)と、第3補助熱交換部(38c)とが形成されている。各補助熱交換部(38a~38c)には、三本の扁平管(31)が設けられている。
  第1補助熱交換部(38a)に設けられた三本の扁平管(31)は、第1補助列ブロック(55a)を構成する。第2補助熱交換部(38b)に設けられた三本の扁平管(31)は、第2補助列ブロック(55b)を構成する。第3補助熱交換部(38c)に設けられた三本の扁平管(31)は、第3補助列ブロック(55c)を構成する。なお、各補助列ブロック(55a~55c)を構成する扁平管(31)の本数は、互いに一致していなくてもよい。
  図5に示すように、第1ヘッダ集合管(40)の内部空間は、仕切板(41)によって上下に仕切られている。第1ヘッダ集合管(40)は、仕切板(41)の上側の空間が上側空間(42)となり、仕切板(41)の下側の空間が下側空間(43)となっている。
  上側空間(42)は、主列部(51)を構成する全ての扁平管(31)と連通する。第1ヘッダ集合管(40)のうち上側空間(42)を形成する部分には、ガス側接続管(102)が接続されている。このガス側接続管(102)には、冷媒回路(20)を構成する配管(18)が接続される。
  第1ヘッダ集合管(40)のうち下側空間(43)を形成する部分には、液側接続管(101)が接続される。この液側接続管(101)には、冷媒回路(20)を構成する配管(17)が接続される。詳しくは後述するが、第1ヘッダ集合管(40)のうち下側空間(43)を形成する部分は、冷媒を三つの補助熱交換部(38a~38c)へ分配するための分流器(150)を構成する。
  図5に示すように、第2ヘッダ集合管(70)の内部空間は、仕切板(71)によって上下に仕切られている。第2ヘッダ集合管(70)は、仕切板(71)の上側空間が上側空間(72)となり、仕切板(71)の下側の空間が下側空間(73)となっている。
  上側空間(72)は、五枚の仕切板(74)によって、六つの主連通空間(75a~75f)に仕切られている。つまり、第2ヘッダ集合管(70)における仕切板(71)の上側には、下から上へ向かって順に、第1主連通空間(75a)と、第2主連通空間(75b)と、第3主連通空間(75c)と、第4主連通空間(75d)と、第5主連通空間(75e)と、第6主連通空間(75f)とが形成されている。
  第1主連通空間(75a)には、第1主列ブロック(52a)を構成する十二本の扁平管(31)が連通する。第2主連通空間(75b)には、第2主列ブロック(52b)を構成する十二本の扁平管(31)が連通する。第3主連通空間(75c)には、第3主列ブロック(52c)を構成する十二本の扁平管(31)が連通する。第4主連通空間(75d)には、第4主列ブロック(52d)を構成する十二本の扁平管(31)が連通する。第5主連通空間(75e)には、第5主列ブロック(52e)を構成する十二本の扁平管(31)が連通する。第6主連通空間(75f)には、第6主列ブロック(52f)を構成する十二本の扁平管(31)が連通する。
  詳しくは後述するが、第1~第6主連通空間(75a~75f)は、室外熱交換器(23)が蒸発器として機能する際に複数の扁平管(31)の上流側に連通する上流側連通空間を構成する。各主連通空間(75a~75f)には、該主連通空間(75a~75f)に連通する複数の扁平管(31)に冷媒を分配するための分流構造(90)が設けられている。
    下側空間(73)は、二枚の仕切板(76)によって、三つの補助連通空間(77a~77c)に仕切られている。つまり、第2ヘッダ集合管(70)における仕切板(71)の下側には、下から上へ向かって順に、第1補助連通空間(77a)と、第2補助連通空間(77b)と、第3補助連通空間(77c)とが形成されている。
  第1補助連通空間(77a)には、第1補助列ブロック(55a)を構成する三本の扁平管(31)が連通する。第2補助連通空間(77b)には、第2補助列ブロック(55b)を構成する三本の扁平管(31)が連通する。第3補助連通空間(77c)には、第3補助列ブロック(55c)を構成する三本の扁平管(31)が連通する。
  第2ヘッダ集合管(70)には、三本の接続用配管(110,120,130)が取り付けられている。各接続用配管(110,120,130)は、一つの主管部(111,121,131)と、主管部(111,121,131)の端部に接続する二つの分岐管部(112a,112b,122a,122b,132a,132b)とを備えている。
  第1接続用配管(110)は、第1補助列ブロック(55a)と第1主列ブロック群(53a)とを接続する。具体的に、第1接続用配管(110)は、主管部(111)の開口端が第1補助連通空間(77a)と連通し、一方の分岐管部(112a)の開口端が第1主連通空間(75a)と連通し、他方の分岐管部(112b)の開口端が第2主連通空間(75b)と連通する。従って、第1補助連通空間(77a)は、第1主列ブロック(52a)に対応する第1主連通空間(75a)と、第2主列ブロック(52b)に対応する第2主連通空間(75b)の両方に接続される。
  第2接続用配管(120)は、第2補助列ブロック(55b)と第2主列ブロック群(53b)とを接続する。具体的に、第2接続用配管(120)は、主管部(121)の開口端が第2補助連通空間(77b)と連通し、一方の分岐管部(122a)の開口端が第3主連通空間(75c)と連通し、他方の分岐管部(122b)の開口端が第4主連通空間(75d)と連通する。従って、第2補助連通空間(77b)は、第3主列ブロック(52c)に対応する第3主連通空間(75c)と、第4主列ブロック(52d)に対応する第4主連通空間(75d)の両方に接続される。
  第3接続用配管(130)は、第3補助列ブロック(55c)と第3主列ブロック群(53c)とを接続する。具体的に、第3接続用配管(130)は、主管部(131)の開口端が第3補助連通空間(77c)と連通し、一方の分岐管部(132a)の開口端が第5主連通空間(75e)と連通し、他方の分岐管部(132b)の開口端が第6主連通空間(75f)と連通する。従って、第3補助連通空間(77c)は、第5主列ブロック(52e)に対応する第5主連通空間(75e)と、第6主列ブロック(52f)に対応する第6主連通空間(75f)の両方に接続される。
  後述するが、各分岐管部(112a,112b,122a,122b,132a,132b)は、室外熱交換器(23)が蒸発器として機能する際に、それぞれ連通する主連通空間(75a~75f)に冷媒を導入するための導入部を構成する。
   〈分流器の構成〉
  上述したように、第1ヘッダ集合管(40)のうち下側空間(43)を形成する部分は、分流器(150)を構成する。この分流器(150)は、室外熱交換器(23)が蒸発器として機能する場合に、室外熱交換器(23)へ供給された気液二相状態の冷媒を三つの補助熱交換部(38a~38c)へ分配する。ここでは、分流器(150)について、図7を参照しながら説明する。
  下側空間(43)には、二枚の横仕切板(160,162)と、一枚の縦仕切板(164)とが設けられている。下側空間(43)は、二枚の横仕切板(160,162)と一枚の縦仕切板(164)とによって、三つの連通室(151~153)と一つの混合室(154)とに仕切られる。
  具体的に、各横仕切板(160,162)は、下側空間(43)を横断するように配置され、下側空間(43)を上下に仕切る。下側横仕切板(160)は、第1補助列ブロック(55a)と第2補助列ブロック(55b)の間に配置され、上側横仕切板(162)は、第2補助列ブロック(55b)と第3補助列ブロック(55c)の間に配置される。縦仕切板(164)は、細長い長方形板状の部材である。縦仕切板(164)は、第1ヘッダ集合管(40)の軸方向に沿って配置され、下側空間(43)を扁平管(31)側と液側接続管(101)側に仕切る。
  縦仕切板(164)の上部と下部には、比較的大きな長方形状の開口部(165a,165b)が一つずつ形成されている。縦仕切板(164)の上部の開口部(165a)は、上側横仕切板(162)の上側に位置し、縦仕切板(164)の下部の開口部(165b)は、下側横仕切板(160)の下側に位置する。
  下側空間(43)は、下側横仕切板(160)の下側の部分が第1連通室(151)となり、上側横仕切板(162)の上側の部分が第3連通室(153)となる。第1連通室(151)は、第1補助列ブロック(55a)を構成する三本の扁平管(31)と連通する。第3連通室(153)は、第3補助列ブロック(55c)を構成する三本の扁平管(31)と連通する。
  また、下側空間(43)は、下側横仕切板(160)と上側横仕切板(162)の間の部分が、縦仕切板(164)によって、扁平管(31)側の第2連通室(152)と液側接続管(101)側の混合室(154)に仕切られる。第2連通室(152)は、第2補助列ブロック(55b)を構成する三本の扁平管(31)と連通する。混合室(154)は、液側接続管(101)と連通する。
  下側横仕切板(160)は、混合室(154)に面する部分に連通用貫通孔(161)が形成されている。第1連通室(151)は、この連通用貫通孔(161)を介して混合室(154)と連通する。上側横仕切板(162)は、混合室(154)に面する部分に連通用貫通孔(163)が形成されている。第3連通室(153)は、この連通用貫通孔(163)を介して混合室(154)と連通する。縦仕切板(164)は、混合室(154)に面する部分に連通用貫通孔(166)が形成されている。第2連通室(152)は、この連通用貫通孔(166)を介して混合室(154)と連通する。
  分流器(150)において、下側横仕切板(160)の連通用貫通孔(161)と、上側横仕切板(162)の連通用貫通孔(163)と、縦仕切板(164)の連通用貫通孔(166)とは、比較的小径の貫通孔である。分流器(150)は、各補助列ブロック(55a~55c)へ冷媒が所定の割合で分配されるように、これら連通用貫通孔(161,163,166)の開口面積(具体的には、直径)が設定されている。
   〈連通空間における分流構造〉
  上述したように、第1~第6主連通空間(75a~75f)は、室外熱交換器(23)が蒸発器として機能する際に複数の扁平管(31)の上流側に連通する上流側連通空間であり、各主連通空間(75a~75f)には、該主連通空間(75a~75f)に連通する複数の扁平管(31)に冷媒を分配するための分流構造(90)が設けられている。各分流構造(90)は、室外熱交換器(23)が蒸発器として機能する場合に、各主連通空間(75a~75f)に導入された気液二相状態の冷媒を、それぞれ十二本の扁平管(31)へ分配する。各主連通空間(75a~75f)に設けられる分流構造(90)は、同様に構成されているため、ここでは、第1主連通空間(75a)の分流構造(90)について、図8~図10を参照しながら説明し、第2~第6主連通空間(75b~75f)の分流構造(90)については説明を省略する。
  分流構造(90)は、一枚の縦仕切板(91)と、一枚の区画板(92)とを有している。
  縦仕切板(91)は、上下方向に延びる細長い長方形板状の部材であり、第1ヘッダ集合管(40)の軸方向に沿って配置され、第1主連通空間(75a)を水平方向に二つの空間に仕切る。具体的には、縦仕切板(91)は、第1主連通空間(75a)を、複数の扁平管(31)が連通する扁平管側の第1空間(93)と、室外熱交換器(23)が蒸発器として機能する際に冷媒を第1主連通空間(75a)に導入するための導入部を構成する第1接続用配管(110)の分岐管部(112a)と連通する導入部側の第2空間(94)とに仕切る。縦仕切板(91)は、第1主連通空間(75a)に差し込まれた複数の扁平管(31)と互いに垂直となるように設けられている。本実施形態では、縦仕切板(91)と複数の扁平管(31)の端面との距離は、2mm程度に設定されている。
  縦仕切板(91)の下部には、長方形状の貫通孔(91a)が形成されている。該貫通孔(91a)は、第1主連通空間(75a)に連通する十二本の扁平管(31)のうちの最下の扁平管(31)よりも下方の位置に形成されている。
  一方、区画板(92)は、略円形の板状の部材であり、第1主連通空間(75a)を横断するように配置されている。区画板(92)の中央部には、直径方向に延びる長方形状の貫通孔(92a)が形成され、該貫通孔(92a)には縦仕切板(91)が挿通されている。区画板(92)は、第2ヘッダ集合管(70)に形成された横孔に嵌め込まれ、該第2ヘッダ集合管(70)にロウ付けされている。このように貫通孔(92a)には縦仕切板(91)が挿通された状態で、区画板(92)が第2ヘッダ集合管(70)にロウ付けされることにより、縦仕切板(91)が第2ヘッダ集合管(70)に固定される。
  また、区画板(92)は、第1空間(93)及び第2空間(94)をそれぞれ上下に二つの空間に区切る。区画板(92)の第1空間(93)側の第1部分には、二つの開口(92b,92b)が形成されている。該二つの開口(92b,92b)は、第1空間(93)に差し込まれた扁平管(31)と第2ヘッダ集合管(70)の内壁との間の扇形の隙間に上下方向に対応する位置に形成され、該隙間と相似形状に形成されている。上記二つの開口(92b,92b)により、第1空間(93)の区画板(92)の上側空間(95)と下側空間(96)とは連通している。
  一方、区画板(92)の第2空間(94)側の第2部分には、開口は形成されず、該部分によって第2空間(94)が上下に二つの空間(97,98)に仕切られる。つまり、第2空間(94)の区画板(92)の上側空間(97)と下側空間(98)とは、連通していない。区画板(92)は、第1接続用配管(110)の分岐管部(112a)、即ち、室外熱交換器(23)が蒸発器として機能する際に第2空間(94)に冷媒を導入する導入部及び上記貫通孔(91a)よりも上方に設けられている。また、本実施形態では、区画板(92)は、第1空間(93)に差し込まれた十二本の扁平管(31)のうちの最下の扁平管(31)と下から二番目の扁平管(31)との間に設けられている。このように、第2空間(94)の区画板(92)の下側空間(98)は、第1接続用配管(110)の分岐管部(112a)が連通する冷媒の導入空間に構成されている。
  分流構造(90)は、第1空間(93)の下部に流入した冷媒の流速が、各扁平管(31)へ冷媒が均一に分配されるような流速となるように、縦仕切板(91)の位置、縦仕切板(91)の貫通孔(91a)の開口面積、及び区画板(92)の二つの開口(92b,92b)の開口面積が設定されている。
   〈室外熱交換器における冷媒の流れ/凝縮器の場合〉
  空気調和機(10)の冷房運転中には、室外熱交換器(23)が凝縮器として機能する。冷房運転中における室外熱交換器(23)での冷媒の流れを説明する。
  室外熱交換器(23)には、圧縮機(21)から吐出されたガス冷媒が、配管(18)を通じて供給される。図3に示すように、配管(18)からガス側接続管(102)へ供給された冷媒は、主列部(51)を構成する扁平管(31)と、補助列部(54)を構成する扁平管(31)とを順に通過し、液側接続管(101)を通って配管(17)へ流出してゆく。
  室外熱交換器(23)における冷媒の流れを詳しく説明する。
  図5に示すように、ガス側接続管(102)から第1ヘッダ集合管(40)の上側空間(42)へ流入したガス単相状態の冷媒は、各主列ブロックを構成する扁平管(31)へ分かれて流入する。主列ブロック(52a~52f)の扁平管(31)を流れる冷媒は、室外熱交換器(23)へ供給された室外空気と熱交換する。各主列ブロック(52a~52f)の扁平管(31)を通過した冷媒は、第2ヘッダ集合管(70)の対応する主連通空間(75a~75f)へ流入する。第1主列ブロック(52a)の扁平管(31)を通過した冷媒は、第1主連通空間(75a)へ入って合流する。第2主列ブロック(52b)の扁平管(31)を通過した冷媒は、第2主連通空間(75b)へ入って合流する。第3主列ブロック(52c)の扁平管(31)を通過した冷媒は、第3主連通空間(75c)へ入って合流する。第4主列ブロック(52d)の扁平管(31)を通過した冷媒は、第4主連通空間(75d)へ入って合流する。第5主列ブロック(52e)の扁平管(31)を通過した冷媒は、第5主連通空間(75e)へ入って合流する。第6主列ブロック(52f)の扁平管(31)を通過した冷媒は、第6主連通空間(75f)へ入って合流する。
  第1主連通空間(75a)及び第2主連通空間(75b)の冷媒は、第1接続用配管(110)を通って第1補助連通空間(77a)へ流入する。第3主連通空間(75c)及び第4主連通空間(75d)の冷媒は、第2接続用配管(120)を通って第2補助連通空間(77b)へ流入する。第5主連通空間(75e)及び第6主連通空間(75f)の冷媒は、第3接続用配管(130)を通って第3補助連通空間(77c)へ流入する。
  各補助連通空間(77a~77c)の冷媒は、対応する補助列ブロック(55a~55c)の扁平管(31)へ流入する。第1補助連通空間(77a)の冷媒は、第1補助列ブロック(55a)の扁平管(31)へ流入する。第2補助連通空間(77b)の冷媒は、第2補助列ブロック(55b)の扁平管(31)へ流入する。第3補助連通空間(77c)の冷媒は、第3補助列ブロック(55c)の扁平管(31)へ流入する。
  各補助列ブロック(55a~55c)の扁平管(31)を流れる冷媒は、室外熱交換器(23)へ供給された室外空気と熱交換する。各補助列ブロック(55a~55c)の扁平管(31)を通過した冷媒は、対応する連通室(151~153)へ流入する。第1補助列ブロック(55a)の扁平管(31)を通過した冷媒は、第1連通室(151)へ入って合流する。第2補助列ブロック(55b)の扁平管(31)を通過した冷媒は、第2連通室(152)へ入って合流する。第3補助列ブロック(55c)の扁平管(31)を通過した冷媒は、第3連通室(153)へ入って合流する。各連通室(151~153)の冷媒は、混合室(154)へ入って合流し、その後に液側接続管(101)を通って室外熱交換器(23)から流出してゆく。
   〈室外熱交換器における冷媒の流れ/蒸発器の場合〉
  空気調和機(10)の暖房運転中には、室外熱交換器(23)が蒸発器として機能する。暖房運転中における室外熱交換器(23)での冷媒の流れを説明する。
  室外熱交換器(23)には、膨張弁(24)を通過する際に膨張して気液二相状態となった冷媒が、配管(17)を通じて供給される。図4に示すように、配管(17)から液側接続管(101)へ供給された冷媒は、補助列部(54)を構成する扁平管(31)と、主列部(51)を構成する扁平管(31)とを順に通過し、ガス側接続管(102)を通って配管(18)へ流出してゆく。
  室外熱交換器(23)における冷媒の流れを詳しく説明する。
  図5に示すように、液側接続管(101)から混合室(154)へ流入した気液二相状態の冷媒は、三つの連通室(151~153)に分配され、その後、各連通室(151~153)に対応する補助列ブロック(55a~55c)の扁平管(31)へ流入する。補助列ブロック(55a~55c)の扁平管(31)を流れる冷媒は、室外熱交換器(23)へ供給された室外空気と熱交換する。各補助列ブロック(55a~55c)の三本の扁平管(31)を通過した冷媒は、各補助列ブロック(55a~55c)に対応する第2ヘッダ集合管(70)の補助連通空間(77a~77c)へ入って合流する。
  第1補助連通空間(77a)から第1接続用配管(110)の主管部(111)へ流入した冷媒は、その一部が一方の分岐管部(112a)を通って第1主連通空間(75a)へ、残りが他方の分岐管部(112b)を通って第2主連通空間(75b)へ、それぞれ流入する。第2補助連通空間(77b)から第2接続用配管(120)の主管部(121)へ流入した冷媒は、その一部が一方の分岐管部(122a)を通って第3主連通空間(75c)へ、残りが他方の分岐管部(122b)を通って第4主連通空間(75d)へ、それぞれ流入する。第3補助連通空間(77c)から第3接続用配管(130)の主管部(131)へ流入した冷媒は、その一部が一方の分岐管部(132a)を通って第5主連通空間(75e)へ、残りが他方の分岐管部(132b)を通って第6主連通空間(75f)へ、それぞれ流入する。
  第2ヘッダ集合管(70)の各主連通空間(75a~75f)へ流入した冷媒は、分流構造(90)によって、各主連通空間(75a~75f)に対応する主列ブロック(52a~52f)の十二本の扁平管(31)へ分配される。各主連通空間(75a~75f)から対応する扁平管(31)への分流動作の詳細については後述する。第1主連通空間(75a)の冷媒は、第1主列ブロック(52a)を構成する扁平管(31)へ流入する。第2主連通空間(75b)の冷媒は、第2主列ブロック(52b)を構成する扁平管(31)へ流入する。第3主連通空間(75c)の冷媒は、第3主列ブロック(52c)を構成する扁平管(31)へ流入する。第4主連通空間(75d)の冷媒は、第4主列ブロック(52d)を構成する扁平管(31)へ流入する。第5主連通空間(75e)の冷媒は、第5主列ブロック(52e)を構成する扁平管(31)へ流入する。第6主連通空間(75f)の冷媒は、第6主列ブロック(52f)を構成する扁平管(31)へ流入する。
  各主列ブロック(52a~52f)の扁平管(31)を流れる冷媒は、室外熱交換器(23)へ供給された室外空気と熱交換する。各主列ブロック(52a~52f)の十二本の扁平管(31)を通過した冷媒は、第1ヘッダ集合管(40)の上側空間(42)へ入って合流し、その後にガス側接続管(102)を通って室外熱交換器(23)から流出してゆく。
   《主連通空間における分流動作》
  次に、各主連通空間(75a~75f)から対応する扁平管(31)への分流動作について詳述する。なお、各主連通空間(75a~75f)に設けられる分流構造(90)は、同様に構成され、各主連通空間(75a~75f)では同様に冷媒が分流されるため、ここでは、第1主連通空間(75a)における分流動作について、図8及び図9を参照しながら説明し、第2~第6主連通空間(75b~75f)における分流動作については説明を省略する。
  図8に示すように、第1主連通空間(75a)へ流入する気液二相状態の冷媒は、まず、導入部を構成する第1接続用配管(110)の分岐管部(112a)を介して、第2空間(94)の区画板(92)の下方の下側空間(98)に導入される。該下側空間(98)に導入された冷媒は、縦仕切板(91)の下部に形成された貫通孔(91a)を通過して扁平管側の第1空間(93)の下部に流入する。第1空間(93)の下部に流入した冷媒は、該第1空間(93)において、各扁平管(31)と第2ヘッダ集合管(70)の内壁との間を通って上方に向かって流れながら、該第1空間(93)に連通する複数の扁平管(31)に分配される。
  ここで、上述のように、第1主連通空間(75a)に縦仕切板(91)を設けることにより、室外熱交換器(23)が蒸発器として機能する際に、第1主連通空間(75a)に形成される下部から上部へ流れる冷媒流路の流路断面積が大幅に減少するため、縦仕切板(91)を設けない場合に比べて冷媒の流速が大幅に増大する。そのため、第1空間(93)には気液二相状態の冷媒が流入するが、該第1空間(93)において比重の大きい液冷媒が底部に留まることなく、ガス冷媒と共に重力に抗して勢いよく吹き上げられることとなる。よって、第1空間(93)に連通する各扁平管(31)には、気液二相状態の冷媒が、液冷媒とガス冷媒とが混合した状態で流入する。つまり、仕切板を設けて冷媒の流速を増大させることにより、第1主連通空間(75a)から各扁平管(31)へ流入する冷媒の湿り度のばらつきが小さくなる。
  なお、本実施形態では、縦仕切板(91)において、第1空間(93)と第2空間(94)とを連通する貫通孔(91a)が、第1主連通空間(75a)に連通する複数の扁平管(31)のうちの最下の扁平管(31)のさらに下方に形成されている。このような構成により、第1空間(93)と第2空間(94)とを連通させる貫通孔(91a)がいずれの扁平管(31)の開口端面にも対向しない。そのため、第2空間(94)から第1空間(93)に流入させた冷媒が、いずれかの扁平管(31)に直に吹き付けられることなく、該第1空間(93)に連通する各扁平管(31)に均一に分配される。
  -実施形態1の効果-
  本実施形態の室外熱交換器(23)によれば、蒸発器として機能する際に、複数の扁平管(31)の上流側に連通する第1~第6主連通空間(75a~75f)に、該各主連通空間(75a~75f)を扁平管側の第1空間(93)と導入部側の第2空間(94)とに仕切る縦仕切板(91)を設けるだけで、各主連通空間(75a~75f)の下部から上部へ流れる冷媒流路の流路断面積を大幅に減少させることができる。これにより、各主連通空間(75a~75f)の下部から上部へ流れる冷媒の流速を、縦仕切板(91)を設けない場合に比べて大幅に増大させることができる。つまり、第1空間(93)には気液二相状態の冷媒が流入するが、該第1空間(93)において比重の大きい液冷媒を底部に留まらせることなく、ガス冷媒と共に重力に抗して勢いよく吹き上げることができるため、第1空間(93)に連通する各扁平管(31)に、気液二相状態の冷媒を、液冷媒とガス冷媒とが混合した状態で流入させることができる。従って、本実施形態の室外熱交換器(23)によれば、容易な構成で、各扁平管(31)へ流入する冷媒の湿り度のばらつきを低減して、室外熱交換器(23)の性能を十分に発揮させることができる。
  また、本実施形態の室外熱交換器(23)によれば、各主連通空間(75a~75f)における縦仕切板(91)の位置を変更するだけで、第1空間(93)において下部から上部へ流れる冷媒の流速を容易に変更することができる。従って、複雑な設計変更を行うことなく、各主連通空間(75a~75f)における仕切板の位置を変更するだけで、各主連通空間(75a~75f)において下部から上部へ流れる冷媒の流速を、最適な速度に調整することができる。
  また、本実施形態の室外熱交換器(23)によれば、第1空間(93)と第2空間(94)とを連通させる貫通孔(91a)を、縦仕切板(91)の各主連通空間(75a~75f)に連通する複数の扁平管(31)のうちの最下の扁平管(31)の下方に形成することとした。このような構成により、貫通孔(91a)がいずれの扁平管(31)の開口端面とも対向しない。そのため、第2空間(94)から第1空間(93)に流入する冷媒が、いずれかの扁平管(31)に直に吹き付けられることがない。従って、第2空間(94)から第1空間(93)に流入させた冷媒を、該第1空間(93)に連通する各扁平管(31)に均一に分配することができる。
  また、本実施形態の室外熱交換器(23)によれば、第1空間(93)と第2空間(94)とを連通させる連通路を、縦仕切板(91)の下部に形成された貫通孔(91a)によって容易に形成することができる。
  また、本実施形態の室外熱交換器(23)によれば、第2空間(94)に区画板(92)を設け、蒸発器として機能する際に冷媒が導入される下方の下側空間(98)と、その上方の上側空間(97)とを区画することとした。これにより、室外熱交換器(23)が蒸発器として機能する際に冷媒が導入される導入空間である下側空間(98)が狭く形成されるため、第2空間(94)における冷媒の速度低下を抑制することができる。従って、第1空間(93)において、気液二相状態の冷媒を勢いよく吹き上げることができる。
 《発明の実施形態2》
  本発明の実施形態2について説明する。本実施形態の室外熱交換器(23)は、実施形態1の室外熱交換器(23)において、分流器(150)の構成を変更したものである。以下、実施形態1と異なる点のみを説明する。
   〈分流器の構成〉
  図11及び図12に示すように、実施形態2においても、第1ヘッダ集合管(40)の下側空間(43)には、二枚の横仕切板(160,162)と、一枚の縦仕切板(164)とが設けられている。下側空間(43)は、二枚の横仕切板(160,162)によって三つの連通空間、具体的には、下側から上側へ順に並ぶ第1連通空間と第2連通空間と第3連通空間とに仕切られている。なお、第1連通空間は、実施形態1の第1連通室(151)に対応し、第2連通空間は、実施形態1の第2連通室(152)と混合室(154)とからなる空間に対応し、第3連通空間は、実施形態1の第3連通室(153)に対応している。
  実施形態2では、上記三つの連通空間のそれぞれに、該連通空間に連通する三本の扁平管(31)に冷媒を分配するための分流構造(90)が設けられている。具体的には、実施形態2では、各連通空間が縦仕切板(164)によって扁平管(31)側の空間と液側接続管(101)側とに仕切られている。つまり、縦仕切板(164)は、各連通空間を、扁平管側の第1空間(93)と、室外熱交換器(23)が蒸発器として機能する際に冷媒を各連通空間に導入するための導入部(液側接続管(101)、連通用貫通孔(161,163))側の第2空間(94)とに仕切る仕切板(91)を構成している。一方、縦仕切板(164)には、各連通空間の下部に対応する部分に、各連通空間の第1空間(93)と第2空間(94)とを連通する貫通孔(91a)が形成されている。
  具体的には、実施形態2では、縦仕切板(164)の下部の開口部(165b)が、実施形態1よりも格段に小さい長方形状の貫通孔によって構成され、第1連通空間に連通する三本の扁平管(31)の最下の扁平管(31)のさらに下方に形成されている。このような構成により、縦仕切板(164)の下部の開口部(165b)は、第1連通空間の下部において第1空間(93)と第2空間(94)とを連通する貫通孔(91a)を構成している。一方、縦仕切板(164)の上部の開口部(165a)は、実施形態1よりも格段に小さい長方形状の貫通孔によって構成され、第3連通空間に連通する三本の扁平管(31)の最下の扁平管(31)のさらに下方に形成されている。このような構成により、縦仕切板(164)の上部の開口部(165a)は、第3連通空間の下部において第1空間(93)と第2空間(94)とを連通する貫通孔(91a)を構成している。さらに、縦仕切板(164)の連通用貫通孔(166)は、実施形態1と同等の円形状の貫通孔によって構成され、第2連通空間に連通する三本の扁平管(31)の最下の扁平管(31)のさらに下方に一つだけ形成されている。このような構成により、縦仕切板(164)の連通用貫通孔(166)は、第2連通空間の下部において第1空間(93)(第2連通室(152))と第2空間(94)(混合室(154))とを連通する貫通孔(91a)を構成している。
  このような構成により、実施形態2では、室外熱交換器(23)が蒸発器として機能する際に、液側接続管(101)から混合室(154)へ流入した気液二相状態の冷媒は、三つの連通室(151~153)に分配され、その後、各連通室(151~153)に対応する補助列ブロック(55a~55c)の扁平管(31)へ流入する。
  このとき、各連通空間において、第2空間(94)に導入された冷媒は、各第2空間(94)の下部に形成された貫通孔(91a)を介して対応する第1空間(93)の下部に流入する。第1空間(93)の下部に流入した冷媒は、該第1空間(93)において、各扁平管(31)と第1ヘッダ集合管(40)の内壁との間を通って上方に向かって流れながら、該第1空間(93)に連通する三本の扁平管(31)に分配される。
  ここで、上述のように、三つの連通空間には縦仕切板(91)が設けられている。これにより、室外熱交換器(23)が蒸発器として機能する際に、各連通空間に形成される下部から上部へ流れる冷媒流路の流路断面積が大幅に減少するため、縦仕切板(91)を設けない場合に比べて冷媒の流速が大幅に増大する。そのため、第1空間(93)には気液二相状態の冷媒が流入するが、該第1空間(93)において比重の大きい液冷媒が底部に留まることなく、ガス冷媒と共に重力に抗して勢いよく吹き上げられることとなる。よって、第1空間(93)に連通する各扁平管(31)には、気液二相状態の冷媒が、液冷媒とガス冷媒とが混合した状態で流入する。つまり、仕切板を設けて冷媒の流速を増大させることにより、各連通空間から該連通空間に連通する各扁平管(31)へ流入する冷媒の湿り度のばらつきが小さくなる。
  なお、本実施形態では、各連通空間において第1空間(93)と第2空間(94)とを連通させる貫通孔(91a)が、上記連通空間に連通する三本の扁平管(31)のうちの最下の扁平管(31)のさらに下方に形成されている。このような構成により、第1空間(93)と第2空間(94)とを連通させる貫通孔(91a)がいずれの扁平管(31)の開口端面にも対向しない。そのため、第2空間(94)から第1空間(93)に流入させた冷媒が、いずれかの扁平管(31)に直に吹き付けられることなく、該第1空間(93)に連通する各扁平管(31)に均一に分配される。
  以上より、実施形態2によれば、各主熱交換部の連通空間だけでなく、各補助熱交換部の連通空間においても、容易な構成で、各扁平管(31)へ流入する冷媒の湿り度のばらつきを低減して、室外熱交換器(23)の性能を十分に発揮させることができる。
 《発明の実施形態3》
  本発明の実施形態3について説明する。本実施形態の室外熱交換器(23)は、実施形態1の室外熱交換器(23)において、分流構造(90)の構成を一部変更したものである。以下、実施形態1と異なる点のみを説明する。
   〈連通空間における分流構造〉
  実施形態1では、区画板(92)によって、第2空間(94)が、区画板(92)の下方の下側空間(98)と、区画板(92)の上方の上側空間(97)とに区画され、上側空間(97)は下側空間(98)及び第1空間(93)と連通しない閉塞空間に構成されていた。このように閉塞空間に構成された第2空間(94)の上側空間(97)の内部圧力は、室外熱交換器(23)に冷媒が導入されても変化せず、組み立て時の圧力である大気圧となる。一方、第2空間(94)の下側空間(98)及び第1空間(93)の内部圧力は、室外熱交換器(23)が凝縮器又は蒸発器として機能する際に、冷媒が導入され、通常、大気圧よりも高くなる。つまり、室外熱交換器(23)が凝縮器又は蒸発器として機能する際に、第2空間(94)の下側空間(98)と第1空間(93)とは、冷媒が導入されて内部圧力が略等しくなる一方、第2空間(94)の上側空間(97)は、第1空間(93)及び第2空間(94)の下側空間(98)と連通しない閉塞空間であるため、第1空間(93)及び第2空間(94)の下側空間(98)と内部圧力に圧力差が生じる。そのため、第2ヘッダ集合管(70)及び分流構造(90)の剛性が低いと、圧力差によって第2ヘッダ集合管(70)及び分流構造(90)に変形等が生じるおそれがあった。
  そこで、実施形態3では、図13に示すように、分流構造(90)の縦仕切板(91)の上下方向の中央付近に第1空間(93)と第2空間(94)の上側空間(97)とを連通する連通孔(99)を形成している。該連通孔(99)は、室外熱交換器(23)において冷媒が流通する際に、第1空間(93)における冷媒の流れを阻害せずに第1空間(93)と第2空間(94)の上側空間(97)とを速やかに均圧させるような寸法及び形状に形成されている。
  以上の構成により、室外熱交換器(23)に冷媒が導入されて凝縮器又は蒸発器として機能する際に、第1空間(93)及び第2空間(94)の下側空間(98)の内部圧力が、第2空間(94)の上側空間(97)の内部圧力よりも高くなっても、第1空間(93)の冷媒が連通孔(99)を介して第2空間(94)の上側空間(97)へ両空間の内部圧力が等しくなるまで流入する。
  以上のように、縦仕切板(91)に、第1空間(93)と第2空間(94)の上側空間(97)とを連通させる連通孔(99)を設けることにより、室外熱交換器(23)に冷媒が導入されて凝縮器又は蒸発器として機能する際に、第1空間(93)の内部圧力と第2空間(94)の上側空間(97)の内部圧力とが等しくなるため、第2ヘッダ集合管(70)及び分流構造(90)の剛性を高めることなく、第2ヘッダ集合管(70)及び分流構造(90)の変形等を防止することができる。
 《その他の実施形態》
  上記実施形態1では、分流構造(90)が、一枚の縦仕切板(91)と、一枚の区画板(92)とによって構成されていた。しかしながら、分流構造(90)は、一枚の縦仕切板(91)のみを有するものであってもよく、一枚の縦仕切板(91)と複数の区画板(92)とを有するものであってもよい。
  上記実施形態1では、第1空間(93)と第2空間(94)とを連通する連通路が、縦仕切板(91)に形成された貫通孔(91a)によって形成されていたが、連通路は、これに限られず、縦仕切板(91)の下端と各主連通空間(75a~75f)の底面との間に隙間を設け、該隙間を連通路としてもよい。
  上記実施形態1では、各主連通空間(75a~75f)のそれぞれに個別に縦仕切板(91)を設けることとしていたが、各主連通空間(75a~75f)の縦仕切板(91)を一枚の板状部材によって構成することとしてもよい。
  上記各実施形態の室外熱交換器(23)には、板状のフィン(32)に代えて波形のフィンが設けられていてもよい。このフィンは、いわゆるコルゲートフィンであって、上下に蛇行する波形に形成されている。そして、この波形のフィンは、上下に隣り合った扁平管(31)の間に一つずつ配置される。
  また、上記各実施形態では、室外熱交換器(23)が熱交換器ユニット(30)を一つのみ備える例について説明したが、室外熱交換器(23)は、熱交換器ユニット(30)を複数備えるものであってもよい。
  以上説明したように、本発明は、扁平管とフィンを有して冷媒と空気を熱交換させる熱交換器について有用である。
     10      空気調和機
     20      冷媒回路
     23      室外熱交換器
     30      熱交換器ユニット
     31      扁平管
     32      フィン
     40      第1ヘッダ集合管
     70      第2ヘッダ集合管
     75a~75f 第1~第6主連通空間(上流側連通空間)
     91   縦仕切板(仕切板)
     91a  貫通孔
     92   区画板
     93   第1空間
     94   第2空間

Claims (6)

  1.   上下に並ぶ複数の扁平管(31)と、上記扁平管(31)に接合されたフィン(32)と、複数の上記扁平管(31)の一端が差し込まれた第1ヘッダ集合管(40)と、複数の上記扁平管(31)の他端が差し込まれた第2ヘッダ集合管(70)とを備え、上記扁平管(31)の内部を流れる流体が該扁平管(31)の外部の空気と熱交換する熱交換器であって、
      上記第1及び第2ヘッダ集合管(40,70)は、それぞれ上下方向に延び、内部に複数の上記扁平管(31)と連通する連通空間がそれぞれ少なくとも一つずつ形成され、
      上記連通空間であって、上記熱交換器が蒸発器として機能する際に複数の上記扁平管(31)の上流側に連通する上流側連通空間(75a~75f)には、上下方向に延び、該上流側連通空間(75a~75f)を、複数の上記扁平管(31)と連通する第1空間(93)と、上記熱交換器が蒸発器として機能する際に冷媒を上記上流側連通空間(75a~75f)に導入するための導入部と連通する第2空間(94)とに仕切る仕切板(91)が設けられる一方、
      上記上流側連通空間(75a~75f)の下部には、上記第1空間(93)と上記第2空間(94)とを連通させる連通路が形成されている
    ことを特徴とする熱交換器。
  2.   請求項1において、
      上記連通路は、上記上流側連通空間(75a~75f)に連通する複数の上記扁平管(31)のうちの最下の上記扁平管(31)の下方に形成されている
    ことを特徴とする熱交換器。
  3.   請求項1又は2において、
      上記連通路は、上記仕切板(91)の下部に形成された貫通孔(91a)によって形成されている
    ことを特徴とする熱交換器。
  4.   請求項1乃至3のいずれか一つにおいて、
      上記上流側連通空間(75a~75f)の下部であって上記導入部及び上記連通路よりも上方には、上記第2空間(94)を上方の上側空間(97)と下方の下側空間(98)とに区画する区画板(92)が設けられている
    ことを特徴とする熱交換器。
  5.   請求項4において、
      上記仕切板(91)には、上記第2空間(94)の上側空間(97)と上記第1空間(93)とを連通させる連通孔(99)が形成されている
    ことを特徴とする熱交換器。
  6.   請求項1乃至5のいずれか一つに記載の熱交換器(23)が設けられた冷媒回路(20)を備え、
      上記冷媒回路(20)において冷媒を循環させて冷凍サイクルを行うことを特徴とする空気調和機。
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