(57)【要約】【課題】ヘッダの下方に液冷媒が滞留することを抑制した熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器１０では、扁平管１１の端部１１ｃが、ヘッダ１５の内面１５ｃから水平面に対して傾斜した状態で突出している。扁平管１１の端部１１ｃの位置は、ヘッダ１５の内部を中心軸Ｘが含まれる扁平管１１の長手方向に平行な仮想平面で第１仮想空間と第２仮想空間に分割したとき、第１仮想空間及び前記第２仮想空間のいずれか一方に偏っている。扁平管１１の端部を出た冷媒は、ヘッダ内の第１仮想空間又は第２仮想空間のいずれか一方側の内面１５ｃに当たり一方向に旋回する。扁平管１１の傾斜した端部１１ｃは、旋回しながら向って来る冷媒を傾斜した方向に向わせる。【選択図】図６
2010025434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の扁平管（１１，１１１）と、
隣接する前記扁平管（１１，１１１）に挟まれているフィン（１２）と、
前記扁平管（１１，１１１）の端部（１１ｃ，１１１ｃ）が外面から内面へと貫通する筒状のヘッダ（１５）と、
を備え、
前記ヘッダ（１５）の内部には、
前記扁平管（１１，１１１）の前記端部（１１ｃ，１１１ｃ）から出た冷媒の流れを前記ヘッダ（１５）の内面（１５ｃ）に沿った旋回流にする旋回流生成部（１６）と、
前記扁平管（１１，１１１）の前記端部（１１ｃ，１１１ｃ）から出た冷媒の向きを複数の前記扁平管（１１，１１１）の前記端部（１１ｃ，１１１ｃ）が並ぶ第１方向へと変える第１方向流れ生成部（１７）と、
が形成されている、
熱交換器（１０）。
【請求項２】
前記ヘッダ（１５）の内部空間が曲面を有する柱形状である、
請求項１に記載の熱交換器（１０）。
【請求項３】
前記扁平管（１１，１１１）の前記端部（１１ｃ，１１１ｃ）が水平面に対して垂直に或は斜めに延びている、
請求項２に記載の熱交換器（１０）。
【請求項４】
前記扁平管（１１）が、中央部から前記端部（１１ｃ）にかけて捩じられている、
請求項２に記載の熱交換器（１０）。
【請求項５】
前記旋回流生成部（１６）は、
前記ヘッダ（１５）の前記内面（１５ｃ）と、
前記扁平管（１１，１１１）の前記端部（１１ｃ，１１１ｃ）と、
を含んでおり、
前記ヘッダ（１５）の内部の中心軸を含み前記扁平管（１１，１１１）の長手方向に平行な仮想平面で前記ヘッダ（１５）の内部を第１仮想空間と第２仮想空間に分割したとき、前記扁平管（１１，１１１）の前記端部（１１ｃ，１１１ｃ）の位置が前記第１仮想空間及び前記第２仮想空間のいずれか一方に偏っている、
請求項２に記載の熱交換器（１０）。
【請求項６】
前記扁平管（１１，１１１）の前記端部（１１ｃ，１１１ｃ）の先端の位置が、前記第１仮想空間及び前記第２仮想空間のいずれか一方に偏っている、
請求項５に記載の熱交換器（１０）。
【請求項７】
前記扁平管（１１，１１１）の前記端部（１１ｃ，１１１ｃ）の根元及び先端の位置が共に、前記第１仮想空間及び前記第２仮想空間のいずれか一方に偏っている、
請求項５に記載の熱交換器（１０）。
【請求項８】
前記旋回流生成部（１６）は、前記扁平管（１１，１１１）の前記端部（１１ｃ，１１１ｃ）から出た冷媒の向きを前記ヘッダ（１５）の前記内面（１５ｃ）に沿わせるコイル状部材（２１）を含んでいる、
請求項２に記載の熱交換器（１０）。
【請求項９】
前記旋回流生成部（１６）は、前記ヘッダ（１５）の前記内面（１５ｃ）に形成された螺旋状の流体通路（２３）を含んでいる、
請求項２に記載の熱交換器（１０）。
【請求項１０】
前記螺旋状の流体通路が、螺旋溝（２２）である、
請求項９に記載の熱交換器（１０）。
【請求項１１】
前記第１方向流れ生成部（１７）は、前記扁平管（１１，１１１）の前記端部（１１ｃ，１１１ｃ）を含んでおり、
前記扁平管（１１，１１１）の前記端部（１１ｃ，１１１ｃ）が水平面に対して傾斜している、
請求項２に記載の熱交換器（１０）。
【請求項１２】
前記第１方向流れ生成部（１７）は、水平面に対して傾斜する面によって前記扁平管（１１，１１１）の前記端部（１１ｃ，１１１ｃ）から出た冷媒の向き変える偏向部材を含んでいる、
請求項２に記載の熱交換器（１０）。
【請求項１３】
前記第１方向流れ生成部（１７）は、前記ヘッダ（１５）の前記内面（１５ｃ）に形成された螺旋状の流体通路を含んでいる、
請求項２に記載の熱交換器（１０）。
【請求項１４】
前記螺旋状の流体通路が、螺旋溝である、
請求項１３に記載の熱交換器（１０）。
【請求項１５】
前記ヘッダ（１５）が、水平面に対して垂直に、或は斜めに延びている、
請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の熱交換器（１０）。
【請求項１６】
請求項９又は請求項１３に記載の熱交換器の製造方法であって、
前記螺旋状の冷媒通路は、前記ヘッダ（１５）の外面を内面（１５ｃ）に向って螺旋状に窪ませることによって形成される、
熱交換器（１０）の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扁平管とフィンとを備えた熱交換器、及びその熱交換器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、扁平管の平面部を水平にし、平面部と平面部との間にフィンを配置した熱交換器が広く普及している。このような熱交換器を空調機に利用する場合、気液混合状態の冷媒が扁平管及び扁平管同士を連絡するヘッダ内部を流れる（特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、ヘッダが垂直に立ち、下方の扁平管から出た冷媒がヘッダを通って上方の扁平管に流れる仕様の熱交換器では、液冷媒はガス冷媒よりも重いので、ヘッダの下方に滞留しやすく、上方の扁平管に液冷媒が流れ難くなり、熱交換器の性能が低下する。
【特許文献１】特開平７−５５３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、ヘッダの下方に液冷媒が滞留することを抑制した熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明に係る熱交換器は、複数の扁平管と、フィンと、筒状のヘッダとを備えている。フィンは、隣接する扁平管に挟まれている。ヘッダは、扁平管の端部が外面から内面へと貫通している。ヘッダの内部には、旋回流生成部と第１方向流れ生成部とが形成されている。旋回流生成部は、扁平管の端部から出た冷媒の流れをヘッダの内面に沿った旋回流にする。第１方向流れ生成部は、扁平管の端部から出た冷媒の向きを複数の扁平管の端部が並ぶ第１方向へと変える。
【０００６】
この熱交換器では、旋回する冷媒が一方向へ向うことによって冷媒にその方向に向う推進力が付くので、仮に、下方の扁平管から出た冷媒がヘッダ内を通って上方の扁平管へ流れるときであっても、冷媒は重力に逆らってヘッダ内を上昇することができる。その結果、ガス冷媒だけでなく液冷媒もヘッダ内を上昇することができ、液冷媒がヘッダの下方に滞留することが抑制される。
【０００７】
第２発明に係る熱交換器は、第１発明に係る熱交換器であって、ヘッダの内部空間が曲面を有する柱形状である。この熱交換器では、ヘッダの内面が旋回面として利用されるので、旋回流生成部の小型化が可能となる。
【０００８】
第３発明に係る熱交換器は、第２発明に係る熱交換器であって、扁平管の端部が水平面に対して垂直に或は斜めに延びている。この熱交換器では、扁平管の端部は、ヘッダの内面に沿って旋回しながら向って来る冷媒を水平面に対して垂直又は傾斜した方向に向わせることができる。その結果、仮に冷媒がヘッダ内を下方から上方へ流れる場合、ガス冷媒だけでなく液冷媒もヘッダ内を上昇することができ、液冷媒がヘッダの下方に滞留することが抑制される。
【０００９】
第４発明に係る熱交換器は、第２発明に係る熱交換器であって、扁平管が、中央部から前記端部にかけて捩じられている。この熱交換器では、扁平管の端部は、ヘッダの内面に沿って旋回しながら向って来る冷媒を水平面に対して垂直又は傾斜した方向に向わせることができる。その結果、仮に冷媒がヘッダ内を下方から上方へ流れる場合、ガス冷媒だけでなく液冷媒もヘッダ内を上昇することができ、液冷媒がヘッダの下方に滞留することが抑制される。また、扁平管の中央部は水平面と平行であるので、扁平管の中央部を通過する空気流に対する通風抵抗が減少する。
【００１０】
第５発明に係る熱交換器は、第２発明に係る熱交換器であって、旋回流生成部が、ヘッダの内面と、扁平管の端部とを含んでいる。ヘッダの内部の中心軸を含み扁平管の長手方向に平行な仮想平面でヘッダの内部を第１仮想空間と第２仮想空間に分割したとき、扁平管の端部の位置が第１仮想空間及び第２仮想空間のいずれか一方に偏っている。この熱交換器では、扁平管の端部を出た冷媒は、ヘッダ内の第１仮想空間又は第２仮想空間のいずれか一方側の内面に当たるので、確実に一方向に旋回することができる。
【００１１】
第６発明に係る熱交換器は、第５発明に係る熱交換器であって、扁平管の端部の先端の位置が、第１仮想空間及び第２仮想空間のいずれか一方に偏っている。この熱交換器では、扁平管の端部を出た冷媒は、ヘッダ内の第１仮想空間又は第２仮想空間のいずれか一方側の内面に当たるので、確実に一方向に旋回することができる。
【００１２】
第７発明に係る熱交換器は、第５発明に係る熱交換器であって、扁平管の端部の根元及び先端の位置が共に、第１仮想空間及び第２仮想空間のいずれか一方に偏っている。この熱交換器では、扁平管の端部を出た冷媒は、ヘッダ内の第１仮想空間又は第２仮想空間のいずれか一方側の内面に当たるので、確実に一方向に旋回することができる。
【００１３】
第８発明に係る熱交換器は、第２発明に係る熱交換器であって、旋回流生成部が、前記扁平管の端部から出た冷媒の向きをヘッダの内面に沿わせるコイル状部材を含んでいる。この熱交換器では、仮に冷媒がヘッダ内を下方から上方へ流れる場合、扁平管の端部を出た冷媒はコイル状部材に沿って旋回しながら上昇することができるので、液冷媒がヘッダの下方に滞留することが抑制される。
【００１４】
第９発明に係る熱交換器は、第２発明に係る熱交換器であって、旋回流生成部が、少なくともヘッダの内面に形成された螺旋状の流体通路を含んでいる。この熱交換器では、仮に冷媒がヘッダ内を下方から上方へ流れる場合、扁平管の端部を出た冷媒は螺旋状の流体通路に沿って旋回しながら上昇することができるので、液冷媒がヘッダの下方に滞留することが抑制される。
【００１５】
第１０発明に係る熱交換器は、第９発明に係る熱交換器であって、螺旋状の流体通路が螺旋溝である。この熱交換器では、仮に冷媒がヘッダ内を下方から上方へ流れる場合、扁平管の端部を出た冷媒は螺旋溝に沿って旋回しながら上昇することができるので、液冷媒がヘッダの下方に滞留することが抑制される。また、加工が容易であるので、製造コストの削減が可能である。
【００１６】
第１１発明に係る熱交換器は、第２発明に係る熱交換器であって、第１方向流れ生成部が、扁平管の端部を含んでいる。扁平管の端部は、水平面に対して傾斜している。この熱交換器では、扁平管の端部は、ヘッダの内面に沿って旋回しながら向って来る冷媒を水平面に対して傾斜した方向に向わせることができる。その結果、仮に冷媒がヘッダ内を下方から上方へ流れる場合、ガス冷媒だけでなく液冷媒もヘッダ内を上昇することができ、液冷媒がヘッダの下方に滞留することが抑制される。
【００１７】
第１２発明に係る熱交換器は、第２発明に係る熱交換器であって、第１方向流れ生成部が、水平面に対して傾斜する面によって扁平管の端部から出た冷媒の向き変える偏向部材を含んでいる。
【００１８】
この熱交換器では、仮に冷媒がヘッダ内を下方から上方へ流れる場合、扁平管の端部から出た冷媒は偏向部材によって流れの向きが変えられるので、ガス冷媒だけでなく液冷媒もヘッダ内を上昇することができ、液冷媒がヘッダの下方に滞留することが抑制される。
【００１９】
第１３発明に係る熱交換器は、第２発明に係る熱交換器であって、第１方向流れ生成部が、少なくともヘッダの内面に形成された螺旋状の流体通路を含んでいる。この熱交換器では、仮に冷媒がヘッダ内を下方から上方へ流れる場合、扁平管の端部を出た冷媒は螺旋状の流体通路に沿って旋回しながら上昇することができるので、液冷媒がヘッダの下方に滞留することが抑制される。
【００２０】
第１４発明に係る熱交換器は、第１３発明に係る熱交換器であって、螺旋状の流体通路が螺旋溝である。この熱交換器では、仮に冷媒がヘッダ内を下方から上方へ流れる場合、扁平管の端部を出た冷媒は螺旋溝に沿って旋回しながら上昇することができるので、液冷媒がヘッダの下方に滞留することが抑制される。また、加工が容易であるので、製造コストの削減が可能である。
【００２１】
第１５発明に係る熱交換器は、第１発明から第１４発明のいずれか１つに係る熱交換器であって、ヘッダが、水平面に対して垂直に、或は斜めに延びている。この熱交換器では、ヘッダが水平面に対して垂直、或は傾斜している場合でも、旋回流生成部及び第１方向流れ生成部が、ヘッダ内を流れる冷媒に上昇力を与えるので、液冷媒が下方に溜まることが抑制される。
【００２２】
第１６発明に係る熱交換器の製造方法は、第９発明又は第１３発明に記載の熱交換器の製造方法であって、螺旋状の冷媒通路は、ヘッダの外面を内面に向って螺旋状に窪ませることによって形成されている。この熱交換器の製造方法では、ヘッダの外側から加工を加えるだけで内面に冷媒通路が形成されるので、製造コストが低減される。
【発明の効果】
【００２３】
第１発明に係る熱交換器では、ガス冷媒だけでなく液冷媒もヘッダ内を上昇することができ、液冷媒がヘッダの下方に滞留することが抑制される。
【００２４】
第２発明に係る熱交換器では、ヘッダの内面が旋回面として利用されるので、旋回流生成部の小型化が可能となる。
【００２５】
第３発明に係る熱交換器では、ガス冷媒だけでなく液冷媒もヘッダ内を上昇することができ、液冷媒がヘッダの下方に滞留することが抑制される。
【００２６】
第４発明に係る熱交換器では、ガス冷媒だけでなく液冷媒もヘッダ内を上昇することができ、液冷媒がヘッダの下方に滞留することが抑制される。また、扁平管の中央部は水平面と平行であるので、扁平管の中央部を通過する空気流に対する通風抵抗が減少する。
【００２７】
第５発明から第７発明のいずれか１つに係る熱交換器では、扁平管の端部を出た冷媒は、ヘッダ内の第１仮想空間又は第２仮想空間のいずれか一方側の内面に当たるので、確実に一方向に旋回することができる。
【００２８】
第８発明又は第９発明に係る熱交換器では、扁平管の端部を出た冷媒は旋回しながら上昇することができるので、液冷媒がヘッダの下方に滞留することが抑制される。
【００２９】
第１０発明に係る熱交換器では、扁平管の端部を出た冷媒は旋回しながら上昇することができるので、液冷媒がヘッダの下方に滞留することが抑制される。また、加工が容易であるので、製造コストの削減が可能である。
【００３０】
第１１発明又は第１２発明に係る熱交換器では、ガス冷媒だけでなく液冷媒もヘッダ内を上昇することができ、液冷媒がヘッダの下方に滞留することが抑制される。
【００３１】
第１３発明に係る熱交換器では、扁平管の端部を出た冷媒は旋回しながら上昇することができるので、液冷媒がヘッダの下方に滞留することが抑制される。
【００３２】
第１４発明に係る熱交換器では、扁平管の端部を出た冷媒は旋回しながら上昇することができるので、液冷媒がヘッダの下方に滞留することが抑制される。また、加工が容易であるので、製造コストの削減が可能である。
【００３３】
第１５発明に係る熱交換器では、ヘッダが水平面に対して垂直、或は傾斜している場合でも、旋回流生成部及び第１方向流れ生成部が、ヘッダ内を流れる冷媒に上昇力を与えるので、液冷媒が下方に溜まることが抑制される。
【００３４】
第１６発明に係る熱交換器の製造方法では、ヘッダの外側から加工を加えるだけで内面に冷媒通路が形成されるので、製造コストが低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００３６】
〔第１実施形態〕
＜熱交換器１０の構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る熱交換器の斜視図であり、図２は、図１のＡ部の拡大斜視図である。図１、図２において、熱交換器１０は、扁平管１１、波形フィン１２及びヘッダ１５を備えている。
【００３７】
（扁平管１１）
扁平管１１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成形されており、伝熱面となる平面部１１ａと、冷媒が流れる複数の冷媒流路１１ｂを有している（図２参照）。図２に示すように、扁平管１１は、平面部１１ａを上下に向けた状態で複数段配列されている。
【００３８】
（波形フィン１２）
波形フィン１２は、波形に折り曲げられたアルミニウム製またはアルミニウム合金製のフィンである。波形フィン１２は、上下に隣接する扁平管１１に挟まれた通風空間に配置され、谷部及び山部が扁平管１１の平面部１１ａと接触している。なお、谷部と山部と平面部１１ａとはロウ付け溶接されている。
【００３９】
波形フィン１２の伝熱面１２ａは、通風空間を通過する空気と熱交換する部分であり、効率よく熱交換を行うためのルーバー１２ｃが形成されている。ルーバー１２ｃは、伝熱面１２ａの一方の面から他方の面へ貫通する開口を形成している。説明の便宜上、図２正面視において、伝熱面１２ａの右側の面を「第１面」、左側の面を「第２面」と呼ぶ。伝熱面１２ａの中央から上流側に位置するルーバー１２ｃ群は、空気流が第２面からから第１面へ流れるように傾いており、伝熱面１２ａの中央から下流側に位置するルーバー１２ｃ群は、空気流が第１面からから第２面へ流れるように傾いている。
【００４０】
（ヘッダ１５）
図１において、ヘッダ１５は、上下方向に複数段配列された扁平管１１の両端に連結されている。説明の便宜上、図１の正面視右側のヘッダを「第１ヘッダ１５１」と呼び、左側のヘッダを「第２ヘッダ１５２」と呼ぶ。第１ヘッダ１５１及び第２ヘッダ１５２は、扁平管１１を支持する機能と、冷媒を扁平管１１の冷媒流路１１ｂに導く機能と、冷媒流路１１ｂから出てきた冷媒を集合させる機能とを有している。
【００４１】
（冷媒の流れ）
図１において、第２ヘッダ１５２の入口１５２ａから流入した冷媒は、下から１段目及び２段目の扁平管１１の各冷媒流路１１ｂへほぼ均等に分配され第１ヘッダ１５１に向って流れる。第１ヘッダ１５１に達した冷媒は、下から３段目、４段目及び５段目の扁平管１１の各冷媒流路１１ｂへ均等に分配され第２ヘッダ１５２へ向って流れる。そして、第２ヘッダ１５２に達した冷媒は、下から６段目、７段目及び８段目（最上段目）の扁平管１１の各冷媒流路１１ｂへ均等に分配され第１ヘッダ１５１へ向って流れる。そして、第１ヘッダ１５１に到達した冷媒は、集合して出口１５１ａから流出する。なお、第２ヘッダ１５２の内部では、下から２段目の扁平管１１と下から３段目の扁平管１１との間に仕切板１８が設けられ、冷媒が行き来しないようになっている。また、第１ヘッダ１５１の内部では、下から５段目の扁平管１１と下から６段目の扁平管１１との間に仕切板１８が設けられて、冷媒が行き来しないようになっている。
【００４２】
図３は、扁平管とヘッダとの接続部側から視た熱交換器の斜視図である。図３において、扁平管１１の端部がヘッダ１５の内部へ貫通することによって、扁平管１１とヘッダ１５とが連結される。扁平管１１は、ヘッダ１５から所定距離だけ離れた位置から端部にかけて捩じれている。
【００４３】
図４は、ヘッダの上部を一部破断させ、その破断部分側から視た熱交換器の斜視図である。図４において、ヘッダ１５の内部は円柱形状をしており、鉛直方向と平行に立っている。なお、ヘッダ１５の内部は円柱形状に限定されるものではなく、楕円柱形状でもよい。
【００４４】
図５は、扁平管の端部が見えるようにヘッダの壁面を一部破断させ、その破断部分側から視た熱交換器の斜視図である。図５において、扁平管１１は、ヘッダ１５から所定距離だけ離れた位置から端部１１ｃにかけて捩じれていることによって、端部１１ｃは水平面に対して傾斜した状態でヘッダ１５の内面１５ｃから突出している。扁平管１１の端部１１ｃは、ヘッダ１５の中心軸Ｘの方向に並んでいる。
【００４５】
図６は、扁平管の冷媒流路が見えるようにヘッダの壁面を一部破断させ、その破断部分側から視た熱交換器の斜視図であり、図７は、ヘッダ内部の概略側面図である。図６、図７において、ヘッダ１５の内部が、中心軸Ｘを含み扁平管１１の長手方向と平行な仮想平面によって２つの仮想空間に分割された場合、端部１１ｃの位置は２つの仮想空間のいずれか一方に偏っている。具体的には、図７に示すように、冷媒は扁平管１１の端部１１ｃから正面視手前に向って流出しており、扁平管１１の端部１１ｃの位置は、冷媒の流出方向に対向して視たときの右側に偏っている。
【００４６】
その結果、扁平管１１の冷媒流路１１ｂを通って来た冷媒は、端部１１ｃから流出した後、ヘッダ１５の最も近い内面１５ｃに沿って旋回し、傾斜した扁平管１１の端部１１ｃの平面部に当たって上昇する。上昇した冷媒は、上方の端部１１ｃから流出して旋回している冷媒と合流し、上方の端部１１ｃの平面部に当たってさらに上昇する。つまり、冷媒は旋回しながらヘッダ１５内を上昇することになり、ガス冷媒だけでなく液冷媒も上昇することができる。
【００４７】
冷媒の流出方向に対向する方向から扁平管１１の端部１１ｃを視た場合、扁平管１１の端部１１ｃが右側に偏り、右上がりに傾斜しているとき、冷媒は旋回しながら端部１１ｃの平面部に当たって上昇する。同様に、扁平管１１の端部１１ｃが左側に偏り、左上がりに傾斜しているとき、冷媒は旋回しながら端部１１ｃの平面部に当たって上昇する。したがって、冷媒を進めたい方向に応じて、扁平管１１の端部１１ｃの傾斜方向および偏り位置を決定しなければならない。実際には、端部１１ｃの根元が上記のように偏っていなくても、曲げなどによって最終的に端部１１ｃの先端面の位置が上記のように偏っていればよい。
【００４８】
なお、図６、図７のヘッダ１５内の矢印は、冷媒の進行方向を示している。以降、ヘッダ１５の内面１５ｃのように冷媒を旋回させる部分を旋回流生成部１６と呼び、扁平管１１の端部１１ｃのように冷媒を上昇させる部分を上昇流生成部１７と呼ぶ。
【００４９】
＜第１実施形態の特徴＞
この熱交換器１０では、扁平管１１の端部１１ｃが、ヘッダ１５の内面１５ｃから水平面に対して傾斜した状態で突出している。扁平管１１の端部１１ｃの位置は、ヘッダ１５の内部を中心軸Ｘが含まれる扁平管１１の長手方向に平行な仮想平面で第１仮想空間と第２仮想空間に分割したとき、第１仮想空間及び前記第２仮想空間のいずれか一方に偏っている。扁平管１１の端部を出た冷媒は、ヘッダ内の第１仮想空間又は第２仮想空間のいずれか一方側の内面１５ｃに当たり一方向に旋回する。扁平管１１の傾斜した端部１１ｃは、旋回しながら向って来る冷媒を傾斜した方向に向わせる。その結果、仮に冷媒がヘッダ内を下方から上方へ流れる場合、ガス冷媒だけでなく液冷媒もヘッダ内を上昇することができ、液冷媒がヘッダの下方に滞留することが抑制される。
【００５０】
＜第１変形例＞
図８は、第１実施形態の第１変形例に係る熱交換器のヘッダ内部の概略側面図である。図８において、扁平管１１の端部１１ｃは、平面部が鉛直方向と平行になるように捩じられている。ヘッダ１５の内部には、螺旋状に巻かれたワイヤ２１が収納されている。
【００５１】
扁平管１１の端部１１ｃから流出した冷媒のうちのガス冷媒は、ヘッダ１５の内面１５ｃに沿って旋回しながら、後から流出してくるガス冷媒に押されて上昇する。液冷媒は、螺旋形状のワイヤ２１に沿って旋回しながら、後から流出してくる液冷媒に押されて上昇する。なお、第１変形例では、ワイヤ２１が、液冷媒を旋回させ上昇させる偏向部材であり、旋回流生成部１６と上昇流生成部１７とを兼ねる。
【００５２】
＜第２変形例＞
図９は、第１実施形態の第２変形例に係る熱交換器のヘッダ内部の概略側面図である。図９において、扁平管１１の端部１１ｃは、平面部が鉛直方向と平行になるように捩じられている。ヘッダ１５の内面１５ｃには、螺旋溝２２が形成されている。なお、螺旋溝２２は、ヘッダ１５の素材である金属管を回転させながら前進させ、金属管内面にバイト（切削刃）を当てることによって形成される。
【００５３】
扁平管１１の端部１１ｃから流出した冷媒のうちのガス冷媒は、ヘッダ１５の内面１５ｃに沿って旋回しながら、後から流出してくるガス冷媒に押されて上昇する。液冷媒は、螺旋溝２２に沿って旋回しながら、後から流出してくる液冷媒に押されて上昇する。なお、第２変形例では、螺旋溝２２が、旋回流生成部１６と上昇流生成部１７とを兼ねる。
【００５４】
＜第３変形例＞
図１０は、第１実施形態の第３変形例に係る熱交換器のヘッダ内部の概略側面図である。図１０において、扁平管１１の端部１１ｃは、平面部が鉛直方向と平行になるように捩じられている。ヘッダ１５の内面１５ｃには、螺旋路２３が形成されている。螺旋路２３は、ヘッダ１５の素材である金属管を回転させながら前進させ、金属管の外面から内面へ向って窪むように工具を押付けることによって形成される。
【００５５】
第３変形例では、内面１５ｃの螺旋路２３を外面から形成することができるので、必要な場所に必要なだけ螺旋路２３を形成することができる。扁平管１１の端部１１ｃから流出した冷媒の流れについては、第２変形例と同様であるのでここでは説明を省略する。なお、第３変形例では、螺旋路２３が、旋回流生成部１６と上昇流生成部１７とを兼ねる。
【００５６】
〔第２実施形態〕
第１実施形態では、扁平管の平面部が、ヘッダから所定距離だけ離れた位置から端部にかけて捩じれているが、扁平管の全体が傾斜してもよい。以下、図面を用いて第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同じ部材には、同じ符号を付与して説明を省略する。
【００５７】
図１１は、ヘッダの上部を一部破断させ、その破断部分側から視た第２実施形態に係る熱交換器の斜視図である。図１１において、ヘッダ１５の内部は円柱形状をしており、鉛直方向と平行に立っている。なお、ヘッダ１５の内部は円柱形状に限定されるものではなく、楕円柱形状でもよい。
【００５８】
図１２は、扁平管の端部が見えるようにヘッダの壁面を一部破断させ、その破断部分側から視た第２実施形態に係る熱交換器の斜視図である。図１２において、扁平管１１１は水平面に対して傾斜しており、端部１１１ｃは傾斜した状態でヘッダ１５の内面１５ｃから突出している。扁平管１１１の端部１１１ｃは、ヘッダ１５の中心軸Ｘの方向に並んでいる。
【００５９】
図１３は、扁平管の冷媒流路が見えるようにヘッダの壁面を一部破断させ、その破断部分側から視た第２実施形態に係る熱交換器の斜視図である。図１３において、ヘッダ１５の内部が、中心軸Ｘを含み扁平管１１１の長手方向と平行な仮想平面によって２つの仮想空間に分割された場合、端部１１１ｃの位置は２つの仮想空間のいずれか一方に偏っている。
【００６０】
その結果、扁平管１１１の冷媒流路１１１ｂを通って来た冷媒は、端部１１１ｃから流出した後、ヘッダ１５の内面１５ｃに沿って旋回し、傾斜した扁平管１１１の端部１１１ｃの平面部に当たって上昇する。上昇した冷媒は、上方の端部１１１ｃから流出して旋回している冷媒と合流し、上方の端部１１１ｃの平面部に当たってさらに上昇する。つまり、冷媒は旋回しながらヘッダ１５内を上昇することになり、ガス冷媒だけでなく液冷媒も上昇することができる。ヘッダ１５内の冷媒の旋回及び上昇は、第１実施形態と同様であり、第１実施形態の第１変形例、第２変形例および第３変形例を適用することができる。
【００６１】
（仕切板１８の固定方法）
ここでは、ヘッダ１５の内部を仕切る仕切板１８の固定方法について説明する。図１４は、ヘッダに仕切板を固定する前の第２実施形態に係る熱交換器の斜視図である。図１４において、ヘッダ１５には、中心軸Ｘに向って斜めに横切るスリット１５ｄが予め設けられている。
【００６２】
仕切板１８は、スリット１５ｄに挟まる程度の厚みを有する板で、小径部１８ａ、大径部１８ｂおよび位置決め部１８ｃと有する。小径部１８ａは、ヘッダ１５の内径より僅かに大きい半径を有する半円板である。大径部１８ｂは、小径部１８ａの半径にヘッダ１５の厚み寸法を加えた程度の半径を有する半円板である。小径部１８ａと大径部１８ｂとは一枚の板材から打ち抜き加工によって一体成形される。位置決め部１８ｃは、小径部１８ａと大径部１８ｂとの段差部分である。
【００６３】
仕切板１８の小径部１８ａは、ヘッダ１５のスリット１５ｄからに挿入される。位置決め部１８ｃがスリット１５ｄの終端に突き当たるまで挿入されると、小径部１８ａの周面のエッジがヘッダ１５の内面１５ｃと接触し、大径部１８ｂの周面はヘッダ１５の外面に近づく。次に、ヘッダ１５と仕切板１８とをスリット１５ｄ側からロウ付け溶接することによって、ヘッダ１５と仕切板１８との接触部にロウが回り固定が完了する。この固定方法によれば、ヘッダ１５の外側から仕切板１８を固定することができるので、製造が容易である。
【００６４】
＜第２実施形態の特徴＞
この熱交換器１０では、扁平管１１１は水平面に対して傾斜した状態でヘッダ１５に連結されているので、扁平管１１１の端部１１１ｃは必然的に水平面に傾斜した状態で、ヘッダ１５の内面１５ｃから突出しており、扁平管１１１の端部１１１ｃを捩じる必要がないので製造が容易である。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上のように、本発明に係る熱交換器は、ヘッダが垂直に立ち、下方の扁平管から出た冷媒がヘッダを通って上方の扁平管に流れる仕様であっても、ヘッダの下方に液冷媒が滞留しないので、空調機の熱交換器に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る熱交換器の斜視図。
【図２】図１のＡ部の拡大斜視図。
【図３】扁平管とヘッダとの接続部から視た熱交換器の斜視図。
【図４】ヘッダの上部を一部破断させ、その破断部分から視た熱交換器の斜視図。
【図５】扁平管の端部が見えるようにヘッダの壁面を一部破断させ、その破断部分側から視た熱交換器の斜視図。
【図６】扁平管の冷媒流路が見えるようにヘッダの壁面を一部破断させ、その破断部分側から視た熱交換器の斜視図。
【図７】ヘッダ内部の概略側面図。
【図８】第１実施形態の第１変形例に係る熱交換器のヘッダ内部の概略側面図。
【図９】第１実施形態の第２変形例に係る熱交換器のヘッダ内部の概略側面図。
【図１０】第１実施形態の第３変形例に係る熱交換器のヘッダ内部の概略側面図。
【図１１】ヘッダの上部を一部破断させ、その破断部分から視た第２実施形態に係る熱交換器の斜視図。
【図１２】扁平管の端部が見えるようにヘッダの壁面を一部破断させ、その破断部分側から視た第２実施形態に係る熱交換器の斜視図。
【図１３】扁平管の冷媒流路が見えるようにヘッダの壁面を一部破断させ、その破断部分側から視た第２実施形態に係る熱交換器の斜視図。
【図１４】ヘッダに仕切板を固定する前の第２実施形態に係る熱交換器の斜視図。
【符号の説明】
【００６７】
１０  熱交換器
１１  扁平管
１１ｃ  端部（上昇流生成部）
１２  フィン
１５  ヘッダ
１５ｃ  内面（旋回流生成部）
１６  旋回流生成部
１７  上昇流生成部（第１方向流れ生成部）
２１  ワイヤ（コイル状部材）
２２  螺旋溝
２３  螺旋路（螺旋状の流体通路）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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