(57)【要約】  熱交換器は、第１の扁平管を有する第１の熱交換部と、第１の熱交換部と対面して配置され、第２の扁平管を有する第２の熱交換部と、第１の熱交換部と第２の熱交換部とを連結するタンクと、を備え、タンクは、タンク空間の上端及び下端をそれぞれ画定する上面壁及び下面壁を有しており、タンク空間には、第１の扁平管の一端と第２の扁平管の一端とが接続されており、下面壁に対する上面壁の高さをＸとし、下面壁に対する第１の扁平管の一端の高さをＹ１としたとき、Ｘ及びＹ１は、Ｙ１＜（１／２）Ｘの関係を満たすものである。
2017109823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を流通させる第１の扁平管を有し、冷媒と空気との熱交換を行う第１の熱交換部と、
前記第１の熱交換部と対面して配置され、冷媒を流通させる第２の扁平管を有し、冷媒と空気との熱交換を行う第２の熱交換部と、
前記第１の熱交換部と前記第２の熱交換部とを連結するタンクと、
を備え、
前記タンクは、タンク空間の上端及び下端をそれぞれ画定する上面壁及び下面壁を有しており、
前記タンク空間には、前記第１の扁平管の一端と前記第２の扁平管の一端とが接続されており、
前記下面壁に対する前記上面壁の高さをＸとし、前記下面壁に対する前記第１の扁平管の一端の高さをＹ１としたとき、
Ｘ及びＹ１は、Ｙ１＜（１／２）Ｘの関係を満たす熱交換器。
【請求項２】
前記タンク空間の容積をＶ１とし、前記タンク空間のうち、前記第１の扁平管の一端の高さと同一又はそれより低い範囲の容積をＶ２としたとき、
Ｖ１及びＶ２は、Ｖ２＜（１／２）Ｖ１の関係を満たす請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記下面壁は、前記タンク空間の底面の高さが部分的に高くなるように設けられた厚肉部を有する請求項１又は請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記タンク空間には、上下方向に並列した複数の前記第１の扁平管の一端と、上下方向に並列した複数の前記第２の扁平管の一端と、が接続されており、
前記タンク空間に接続される前記第１の扁平管及び前記第２の扁平管の本数は同数であり、
複数の前記第１の扁平管の一端と複数の前記第２の扁平管の一端とは、前記タンク空間においてそれぞれ同一の高さ位置に接続されており、
前記下面壁に対して、前記タンク空間に接続される複数の前記第１の扁平管のうち最下段の第１の扁平管の一端の高さをＹ２とし、複数の前記第１の扁平管の上下方向における配列ピッチをＺとしたとき、
Ｙ２及びＺは、Ｙ２＜（１／２）Ｚの関係を満たす請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記タンク空間に接続される複数の前記第１の扁平管のうち最上段の第１の扁平管の一端に対する前記タンク空間の上面壁の高さをＹ３としたとき、
Ｙ２及びＹ３は、Ｙ２＜Ｙ３の関係を満たす請求項４に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記第１の扁平管の一端と前記第２の扁平管の一端とは、前記タンク空間において互いに異なる高さ位置に接続されており、
前記タンク空間の底面の一部は傾斜しており、
前記タンク空間の底面のうち最も高さの低い部分は水平に形成されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の熱交換器を備えた冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の熱交換部を備えた熱交換器及び冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、平行に並んだ複数の扁平管によってそれぞれが構成されて空気の流れ方向に並ぶ風上管列及び風下管列と、扁平管に接合されたフィンとを備える熱交換器が記載されている。この熱交換器は、風上管列を構成するｎ本（ｎは、２以上の整数）の扁平管の端部と風下管列を構成するｎ本の扁平管の端部とを一対一で連通させるｎ本の連通路を有する接続ユニットを備えている。接続ユニットは、第２風上ヘッダ集合管と、第２風下ヘッダ集合管と、ｎ本の連結管とによって構成されている。第２風上ヘッダ集合管の内部空間は、多数の仕切板によって、風上管列を構成するｎ本の扁平管の端部と一対一で連通するｎ個の第１連結用空間に区画されている。第２風下ヘッダ集合管の内部空間は、多数の仕切板によって、風下管列を構成するｎ本の扁平管の端部と一対一で連通するｎ個の第２連結用空間に区画されている。ｎ個の第１連結用空間とｎ個の第２連結用空間との間は、ｎ本の連結管によって一対一で連通している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−５５４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の熱交換器を蒸発器として使用した場合、第１連結用空間、連結管及び第２連結用空間には、ガスと液とが混在した冷媒が流れる。このとき、密度の大きい液冷媒は、第１連結用空間及び第２連結用空間における扁平管とその下方の仕切板との間の空間に滞留する。液冷媒の滞留が生じると、冷媒回路に充填する必要のある冷媒量が多くなってしまう。したがって、冷凍サイクル装置のコストが増加してしまうという課題があった。また、圧縮機から冷媒と共に流出した冷凍機油も、第１連結用空間及び第２連結用空間における扁平管とその下方の仕切板との間の空間に滞留する。これにより、圧縮機内の冷凍機油の量が減少し、圧縮機の摺動部の潤滑性が低下する。したがって、冷凍サイクル装置の信頼性が低下してしまうという課題があった。【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、冷凍サイクル装置のコストを低減できるとともに冷凍サイクル装置の信頼性を向上できる熱交換器及び冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る熱交換器は、冷媒を流通させる第１の扁平管を有し、冷媒と空気との熱交換を行う第１の熱交換部と、前記第１の熱交換部と対面して配置され、冷媒を流通させる第２の扁平管を有し、冷媒と空気との熱交換を行う第２の熱交換部と、前記第１の熱交換部と前記第２の熱交換部とを連結するタンクと、を備え、前記タンクは、タンク空間の上端及び下端をそれぞれ画定する上面壁及び下面壁を有しており、前記タンク空間には、前記第１の扁平管の一端と前記第２の扁平管の一端とが接続されており、前記下面壁に対する前記上面壁の高さをＸとし、前記下面壁に対する前記第１の扁平管の一端の高さをＹ１としたとき、Ｘ及びＹ１は、Ｙ１＜（１／２）Ｘの関係を満たすものである。
また、本発明に係る冷凍サイクル装置は、上記本発明に係る熱交換器を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、タンク空間における液冷媒及び冷凍機油の滞留を抑制できるため、冷凍サイクル装置のコストを低減できるとともに冷凍サイクル装置の信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る熱交換器を備えた冷凍サイクル装置の構成を示す冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る熱交換器の概略構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る風上側熱交換部２０１及び風上側ヘッダ集合管２０３の一部の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る列間接続タンク２０５の一部の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る列間接続タンク２０５の一部の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る列間接続タンク２０５の一部の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る列間接続タンク２０５の一部の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る列間接続タンク２０５の一部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る熱交換器及び冷凍サイクル装置について説明する。
【００１０】
（冷凍サイクル装置の構成）
図１は、本実施の形態に係る熱交換器を備えた冷凍サイクル装置の構成を示す冷媒回路図である。本実施の形態に係る熱交換器は、例えば、冷凍サイクル装置１００の室外熱交換器１０１として利用される。なお、図１を含む以下の図面では、各構成部材の相対的な寸法の関係や形状等が実際のものとは異なる場合がある。また、明細書中における構成部材の設置姿勢及び構成部材同士の位置関係（例えば、上下関係等）は、原則として、熱交換器及び冷凍サイクル装置が使用可能な状態に設置されたときのものである。
【００１１】
図１に示すように、冷凍サイクル装置１００は、室外ユニット１０２と室内ユニット１０３とを備えている。室外ユニット１０２は例えば室外に配置され、室内ユニット１０３は例えば室内に配置される。室外ユニット１０２と室内ユニット１０３とは、液側接続配管１０４及びガス側接続配管１０５を介して互いに接続されている。また、冷凍サイクル装置１００は、室外ユニット１０２、室内ユニット１０３、液側接続配管１０４及びガス側接続配管１０５によって形成された冷媒回路１０６を有している。
【００１２】
冷媒回路１０６には、圧縮機１０７、四方切換弁１０８、室外熱交換器１０１、膨張弁１０９（減圧装置の一例）及び室内熱交換器１１０が設けられている。圧縮機１０７、四方切換弁１０８、室外熱交換器１０１及び膨張弁１０９は、室外ユニット１０２に収容されている。室外ユニット１０２には、室外熱交換器１０１に室外空気を供給するための室外送風ファン１１１が設けられている。室内熱交換器１１０は、室内ユニット１０３に収容されている。室内ユニット１０３には、室内熱交換器１１０に室内空気を供給するための室内送風ファン１１２が設けられている。
【００１３】
次に、各要素機器の接続関係について説明する。冷媒回路１０６において、圧縮機１０７の吐出管は、冷媒配管を介して四方切換弁１０８の第１ポート１０８ａに接続されている。圧縮機１０７の吸入管は、冷媒配管を介して四方切換弁１０８の第２ポート１０８ｂに接続されている。また、冷媒回路１０６において、四方切換弁１０８の第３ポート１０８ｃと第４ポート１０８ｄとの間には、室外熱交換器１０１、膨張弁１０９及び室内熱交換器１１０が冷媒配管を介して接続されている。これらの室外熱交換器１０１、膨張弁１０９及び室内熱交換器１１０は、第３ポート１０８ｃから第４ポート１０８ｄに向かってこの順に配置されている。
【００１４】
（冷凍サイクル装置の動作）
次に、冷凍サイクル装置１００の運転動作について説明する。冷凍サイクル装置１００は、四方切換弁１０８の流路が切り換えられることによって冷房運転及び暖房運転を実行可能である。
【００１５】
まず、暖房運転時の動作について説明する。暖房運転を実行する際には、四方切換弁１０８が図１に示したように切り換えられる。すなわち、四方切換弁１０８は、第１ポート１０８ａと第４ポート１０８ｄとが連通し、第２ポート１０８ｂと第３ポート１０８ｃとが連通するように切り換えられる。圧縮機１０７で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁１０８を通って室内熱交換器１１０に流入する。暖房運転時には、室内熱交換器１１０は放熱器（本例では、凝縮器）として動作する。室内熱交換器１１０に流入したガス冷媒は、室内送風ファン１１２により供給される空気との熱交換により冷却されて凝縮する。室内熱交換器１１０で凝縮した高圧の液冷媒は、膨張弁１０９で減圧され、気液二相状態となって室外熱交換器１０１に流入する。暖房運転時には、室外熱交換器１０１は蒸発器として動作する。室外熱交換器１０１に流入した低圧の気液二相冷媒は、室外送風ファン１１１により供給される空気との熱交換により加熱されて蒸発する。室外熱交換器１０１で蒸発した低圧のガス冷媒は、四方切換弁１０８を通って圧縮機１０７に吸入される。
【００１６】
次に、冷房運転時の動作について説明する。冷房運転を実行する際には、四方切換弁１０８は、第１ポート１０８ａと第３ポート１０８ｃとが連通し、第２ポート１０８ｂと第４ポート１０８ｄとが連通するように切り換えられる。冷房運転時には、冷媒回路１０６の冷媒が暖房運転時とは逆方向に流れ、室外熱交換器１０１が放熱器（本例では、凝縮器）として動作し、室内熱交換器１１０が蒸発器として動作する。
【００１７】
（熱交換器の構成）
図２は、本実施の形態に係る熱交換器の概略構成を示す斜視図である。図２中の太矢印は、空気の流れ方向を示している。図２に示すように、室外熱交換器１０１は、空気の流れ方向に沿って２つの熱交換部が直列に配置された２列構造を有している。室外熱交換器１０１は、風上側熱交換部２０１、風下側熱交換部２０２、風上側ヘッダ集合管２０３、風下側ヘッダ集合管２０４及び列間接続タンク２０５を有している。
【００１８】
風上側熱交換部２０１及び風下側熱交換部２０２は、いずれも冷媒と空気との熱交換を行うものである。風上側熱交換部２０１及び風下側熱交換部２０２は、互いに対面して配置されている。風上側熱交換部２０１及び風下側熱交換部２０２は、空気の流れに沿って直列に配置されており、かつ、冷媒の流れに沿って直列に配置されている。風下側熱交換部２０２は、空気の流れにおいて風上側熱交換部２０１の下流側に配置されている。また、風下側熱交換部２０２は、暖房運転時の冷媒の流れにおいて風上側熱交換部２０１の下流側に配置され、冷房運転時の冷媒の流れにおいて風上側熱交換部２０１の上流側に配置されている。
【００１９】
風上側ヘッダ集合管２０３及び風下側ヘッダ集合管２０４のそれぞれは、上下方向に延伸して両端が閉塞された円筒状の形状を有している。風上側ヘッダ集合管２０３は、風上側熱交換部２０１の左右方向一端側に配置されている。風上側ヘッダ集合管２０３には、暖房運転時に冷媒回路１０６の膨張弁１０９側から気液二相冷媒を流入させる液側接続管２０６が設けられている。風下側ヘッダ集合管２０４は、風下側熱交換部２０２の左右方向一端側に配置されている。風下側ヘッダ集合管２０４には、暖房運転時に冷媒回路１０６の四方切換弁１０８側にガス冷媒を流出させるガス側接続管２０７が設けられている。
【００２０】
列間接続タンク２０５は、上下方向に延伸して両端が閉塞された例えば四角筒状の形状を有している。列間接続タンク２０５は、風上側熱交換部２０１及び風下側熱交換部２０２の左右方向他端側に配置されており、風上側熱交換部２０１と風下側熱交換部２０２とを連結している。列間接続タンク２０５は、風上側ヘッダ集合管２０３及び風上側熱交換部２０１で構成される室外熱交換器１０１の風上側の列と、風下側熱交換部２０２及び風下側ヘッダ集合管２０４で構成される室外熱交換器１０１の風下側の列と、に跨って配置されている。
【００２１】
図３は、本実施の形態に係る風上側熱交換部２０１及び風上側ヘッダ集合管２０３の一部の概略構成を示す図である。図３に示すように、風上側熱交換部２０１は、複数の扁平管３０１を有している。複数の扁平管３０１は、それぞれ水平方向（図３中の左右方向）に延伸し、互いに上下方向に並列している。扁平管３０１の本数はｎ本（ただし、ｎは２以上の整数）である。図３では、ｎ本の扁平管３０１を上段から順に扁平管３０１−１〜３０１−ｎとした場合の４本の扁平管３０１−１、３０１−２、３０１−３、３０１−４を示している。また、風上側熱交換部２０１は、複数の扁平管３０１のそれぞれと交差する複数の板状フィン３０２を有している。複数の板状フィン３０２のそれぞれは、空気の流れ方向（図３中の紙面直交方向）に沿って配置されている。
【００２２】
複数の扁平管３０１のそれぞれは、複数の板状フィン３０２のそれぞれに対し、ろう付けにより固定されている。各扁平管３０１の延伸方向一端側は、風上側ヘッダ集合管２０３に接続されている。各扁平管３０１は、風上側ヘッダ集合管２０３内に挿入され、ろう付けにより風上側ヘッダ集合管２０３に固定されている。
【００２３】
図示を省略するが、風下側熱交換部２０２及び風下側ヘッダ集合管２０４は、風上側熱交換部２０１及び風上側ヘッダ集合管２０３と同様の構成を有している。すなわち、風下側熱交換部２０２は、複数の扁平管４０１（図４参照）と、複数の扁平管４０１のそれぞれと交差する複数の板状フィン３０２と、を有している。複数の扁平管４０１は、それぞれ水平方向に延伸し、互いに上下方向に並列している。本例の風下側熱交換部２０２における扁平管４０１の本数は、風上側熱交換部２０１における扁平管３０１の本数と同数のｎ本である。各扁平管４０１の延伸方向一端側は、風下側ヘッダ集合管２０４に接続されている。
【００２４】
図４は、本実施の形態に係る列間接続タンク２０５の一部の構成を示す図である。図４では、列間接続タンク２０５の上端部近傍の構成を示している。図４（ａ）は図４（ｂ）のＡ−Ａ断面を示しており、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ断面を示しており、図４（ｃ）は図４（ｂ）のＣ−Ｃ断面を示している。図４（ｃ）中の矢印は、暖房運転時の気液二相冷媒の流れ方向を表している。図４（ａ）では、ｎ本の扁平管３０１を上段から順に扁平管３０１−１〜３０１−ｎとした場合の３本の扁平管３０１−１、３０１−２、３０１−３と、ｎ本の扁平管４０１を上段から順に扁平管４０１−１〜４０１−ｎとした場合の３本の扁平管４０１−１、４０１−２、４０１−３と、を示している。
【００２５】
図４に示すように、列間接続タンク２０５は、上下方向に延伸した中空の筒状部２０５ａと、筒状部２０５ａの上端を閉塞する上部壁２０５ｂと、筒状部２０５ａの下端を閉塞する下部壁（図示せず）と、を有している。列間接続タンク２０５の内部空間は、水平に設けられた複数の仕切壁２０９によって仕切られている。これにより、列間接続タンク２０５内には、上下方向に配列した複数のタンク空間２０８が形成されている。各タンク空間２０８は、例えば直方体状の形状を有している。本例の列間接続タンク２０５におけるタンク空間２０８の個数は、扁平管３０１の本数及び扁平管４０１の本数と同数のｎ個である。
【００２６】
各タンク空間２０８の上端は上面壁によって画定され、各タンク空間２０８の下端は下面壁によって画定される。例えば、列間接続タンク２０５内で最上部に位置するタンク空間２０８の上面壁は上部壁２０５ｂであり、当該タンク空間２０８の下面壁は仕切壁２０９である。列間接続タンク２０５内で最下部に位置するタンク空間２０８の上面壁は仕切壁２０９であり、当該タンク空間２０８の下面壁は列間接続タンク２０５の下部壁である。その他のタンク空間２０８の上面壁及び下面壁は、いずれも仕切壁２０９である。
【００２７】
扁平管３０１は、空気の流れ方向（図４（ａ）では左右方向）に扁平な形状を有している。扁平管３０１は、扁平方向に並列した複数の冷媒流路３０３を備える多穴管である。同様に、扁平管４０１は、空気の流れ方向に扁平な形状を有している。扁平管４０１は、扁平方向に並列した複数の冷媒流路４０３を備える多穴管である。
【００２８】
各タンク空間２０８には、１本の扁平管３０１の一端と１本の扁平管４０１の一端とが接続されている。例えば、列間接続タンク２０５内で最上部に位置するタンク空間２０８には、１本の扁平管３０１−１と１本の扁平管４０１−１とが接続されている。これにより、ｎ本の扁平管３０１とｎ本の扁平管４０１とは、ｎ個のタンク空間２０８を介してそれぞれ一対一で連通している。扁平管３０１及び扁平管４０１はそれぞれ、筒状部２０５ａを貫通してタンク空間２０８の内部に長さＬだけ挿入されている（図４（ｃ）参照）。このため、扁平管３０１、４０１と列間接続タンク２０５とのろう付け代を確保できるとともに、冷媒流路３０３、４０３内へのろう材の浸入を防ぐことができる。長さＬは、例えば５ｍｍ以上である。
【００２９】
各タンク空間２０８において、扁平管３０１の一端及び扁平管４０１の一端は、同一の高さ位置に接続されており、風上側熱交換部２０１と風下側熱交換部２０２とが並列する列方向（図４（ａ）中の左右方向）に並列している。
【００３０】
図４（ｂ）に示すように、タンク空間２０８の下面壁（例えば、下面壁の壁芯）に対する当該タンク空間２０８の上面壁（例えば、上面壁の壁芯）の高さをＸとし、タンク空間２０８の下面壁に対する扁平管３０１の一端の高さ（例えば、扁平管３０１の中心軸の高さ）をＹ１とする。このとき、Ｘ及びＹ１は、
Ｙ１＜（１／２）Ｘ
の関係を満たしている。すなわち、扁平管３０１の一端及び扁平管４０１の一端は、各タンク空間２０８の上下方向の中心位置よりも下寄りに配置されている。
【００３１】
上記のようなタンク空間２０８及び扁平管３０１、４０１の位置関係は、別の表現を用いて説明することもできる。図５は、本実施の形態に係る列間接続タンク２０５の一部の構成を示す図であり、図４（ｂ）と同一の断面を示している。図５に示すように、タンク空間２０８の容積をＶ１とし、タンク空間２０８のうち、扁平管３０１の一端の高さ（例えば、扁平管３０１の中心軸の高さ）と同一又はそれより低い範囲の容積をＶ２とする。このとき、Ｖ１及びＶ２は、
Ｖ２＜（１／２）Ｖ１
の関係を満たしている。
【００３２】
（熱交換器内の冷媒の流れ）
次に、暖房運転時における室外熱交換器１０１内の冷媒の流れについて説明する。暖房運転時には、室外熱交換器１０１は蒸発器として動作する。冷媒回路１０６の膨張弁１０９で減圧された気液二相冷媒は、まず、液側接続管２０６を介して室外熱交換器１０１の風上側ヘッダ集合管２０３に流入する。風上側ヘッダ集合管２０３に流入した気液二相冷媒は、風上側熱交換部２０１の複数の扁平管３０１に分流する。風上側熱交換部２０１では、扁平管３０１を流れる冷媒が、室外送風ファン１１１により供給される空気との熱交換によって加熱されて蒸発する。これにより、扁平管３０１に分流した気液二相冷媒は、風上側ヘッダ集合管２０３に流入したときよりも乾き度の高い気液二相冷媒となって、列間接続タンク２０５の複数のタンク空間２０８にそれぞれ流入する。例えば、風上側ヘッダ集合管２０３に流入したときの冷媒の乾き度を０．１５とすると、タンク空間２０８に流入したときの冷媒の乾き度は０．４程度になる。すなわち、タンク空間２０８内での冷媒の流れは気液二相流となる。
【００３３】
各タンク空間２０８に流入した気液二相冷媒は、風下側熱交換部２０２の各扁平管４０１にそれぞれ流入する。風下側熱交換部２０２では、扁平管４０１を流れる冷媒が、室外送風ファン１１１により供給される空気との熱交換によって加熱されて蒸発する。これにより、各扁平管４０１を流れる気液二相冷媒は、さらに乾き度の高い気液二相冷媒又はガス単相冷媒となって、風下側ヘッダ集合管２０４で合流する。風下側ヘッダ集合管２０４で合流した冷媒は、ガス側接続管２０７を介して冷媒回路１０６の四方切換弁１０８側に流出し、圧縮機１０７に吸入される。
【００３４】
次に、タンク空間２０８内の冷媒の状態について説明する。上記の通り、タンク空間２０８内での冷媒の流れは気液二相流となる。このため、相対的に密度の高い液冷媒は、重力の影響を受けてタンク空間２０８内のデッドスペース２１０に滞留する場合がある。図４（ｂ）及び図５では、デッドスペース２１０にドットハッチングを付している。デッドスペース２１０は、タンク空間２０８内であって扁平管３０１、４０１の冷媒流路３０３、４０３よりも下方の空間である。また、圧縮機１０７からガス冷媒と共に流出した冷凍機油も、液冷媒と同様にデッドスペース２１０に滞留する場合がある。
【００３５】
（実施の形態１の効果）
以上説明したように、本実施の形態に係る熱交換器は、冷媒を流通させる扁平管３０１を有し、冷媒と空気との熱交換を行う風上側熱交換部２０１と、風上側熱交換部２０１と対面して配置され、冷媒を流通させる扁平管４０１を有し、冷媒と空気との熱交換を行う風下側熱交換部２０２と、風上側熱交換部２０１と風下側熱交換部２０２とを連結する列間接続タンク２０５と、を備え、列間接続タンク２０５は、タンク空間２０８の上端及び下端をそれぞれ画定する上面壁（例えば、上部壁２０５ｂ又は仕切壁２０９）及び下面壁（例えば、仕切壁２０９又は列間接続タンク２０５の下部壁）を有しており、タンク空間２０８には、扁平管３０１の一端と扁平管４０１の一端とが接続されており、タンク空間２０８において扁平管３０１の一端と扁平管４０１の一端とは同一の高さ位置に配置されており、上記下面壁に対する上記上面壁の高さをＸとし、上記下面壁に対する扁平管３０１の一端の高さをＹ１としたとき、Ｘ及びＹ１は、Ｙ１＜（１／２）Ｘの関係を満たすものである。
【００３６】
また、本実施の形態に係る熱交換器において、タンク空間２０８の容積をＶ１とし、タンク空間２０８のうち、扁平管３０１の一端の高さと同一又はそれより低い範囲の容積をＶ２としたとき、Ｖ１及びＶ２は、Ｖ２＜（１／２）Ｖ１の関係を満たすようにしてもよい。また、本実施の形態に係る熱交換器において、１つのタンク空間２０８に接続される扁平管３０１及び扁平管４０１の本数はそれぞれ１本であってもよい。
【００３７】
また、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置は、本実施の形態に係る熱交換器を備えたものである。
【００３８】
本実施の形態の構成によれば、タンク空間２０８に接続される扁平管３０１の一端及び扁平管４０１の一端は、当該タンク空間２０８の上下方向の中心位置よりも下寄りに配置される。これにより、タンク空間２０８内の下部に形成されるデッドスペース２１０の容積を小さくすることができるため、タンク空間２０８内に滞留する液冷媒及び冷凍機油の量を減らすことができる。したがって、本実施の形態によれば、冷媒回路１０６に充填される冷媒量を削減することができるため、冷凍サイクル装置１００のコストを低減することができる。また、本実施の形態によれば、冷媒回路１０６に充填される冷媒量を削減できることから、冷媒配管等からの冷媒の漏洩が生じた場合であっても、大気への冷媒の放出量を少なくすることができる。したがって、冷凍サイクル装置１００の環境負荷を低減することができる。
【００３９】
さらに、本実施の形態によれば、圧縮機１０７内における冷凍機油の枯渇を防ぐことができるため、圧縮機１０７の摺動部の潤滑性を維持することができる。したがって、冷凍サイクル装置１００の信頼性を向上させることができる。
【００４０】
なお、本実施の形態では、タンク空間２０８の下面壁に対する上面壁の高さＸと、下面壁に対する扁平管３０１の一端の高さＹ１とが、Ｙ１＜（１／２）Ｘの関係を満たすような構成によって、タンク空間２０８内のデッドスペース２１０の容積を小さくしている。しかしながら、本発明は、タンク空間２０８内のデッドスペース２１０の容積を小さくすることができる構成であれば、本実施の形態の構成に限られない。
【００４１】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る熱交換器について説明する。図６は、本実施の形態に係る列間接続タンク２０５の一部の構成を示す図である。図６では、列間接続タンク２０５の図４（ａ）に対応する断面を示している。なお、実施の形態１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４２】
図６に示すように、各タンク空間２０８には、１本の扁平管３０１の一端と１本の扁平管４０１の一端とが接続されている。例えば、列間接続タンク２０５内で最上部に位置するタンク空間２０８には、１本の扁平管３０１−１と１本の扁平管４０１−１とが接続されている。これにより、ｎ本の扁平管３０１とｎ本の扁平管４０１とは、ｎ個のタンク空間２０８を介してそれぞれ一対一で連通している。実施の形態１と同様に、扁平管３０１及び扁平管４０１はそれぞれ、筒状部２０５ａを貫通してタンク空間２０８の内部に長さＬ（例えば、５ｍｍ以上）だけ挿入されている。
【００４３】
本実施の形態における各タンク空間２０８の下面壁（例えば、仕切壁２０９又は列間接続タンク２０５の下部壁）は、タンク空間２０８の底面の高さを部分的に高くする厚肉部５０１を有している。本例では、それぞれ平坦な斜面を備えたテーパ状の２つの厚肉部５０１が、列方向（図６中の左右方向）の両端部に配置されている。これにより、２つの厚肉部５０１の斜面がタンク空間２０８の底面の一部を構成するため、タンク空間２０８の底面の高さは、列方向の両端部に近づくほど高くなる。厚肉部５０１の斜面は平坦でなく湾曲していてもよい。また、厚肉部５０１は、タンク空間２０８の下面壁とは別体で形成されていてもよいし、タンク空間２０８の下面壁と一体的に形成されていてもよい。
【００４４】
ここで、本実施の形態では、タンク空間２０８に接続される扁平管３０１、４０１の上下方向の配置位置は、上記実施の形態１と同様にタンク空間２０８の上下方向の中心よりも下寄りであってもよいし、タンク空間２０８の上下方向の中心又はそれより上寄りであってもよい。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態に係る熱交換器では、タンク空間２０８の下面壁（例えば、仕切壁２０９又は列間接続タンク２０５の下部壁）は、当該タンク空間２０８の底面の高さが部分的に高くなるように設けられた厚肉部５０１を有している。
【００４６】
この構成によれば、タンク空間２０８内の下部に形成されるデッドスペース２１０の容積を小さくすることができるため、タンク空間２０８内に滞留する液冷媒及び冷凍機油の量を減らすことができる。これにより、冷媒回路１０６に充填される冷媒量を削減することができる。したがって、本実施の形態によれば、冷凍サイクル装置１００のコストを低減することができる。また、冷媒回路１０６に充填される冷媒量を削減できることから、冷媒配管等からの冷媒の漏洩が生じた場合であっても、大気への冷媒の放出量を少なくすることができる。したがって、本実施の形態によれば、冷凍サイクル装置１００の環境負荷を低減することができる。
【００４７】
さらに、圧縮機１０７内における冷凍機油の枯渇を防ぐことができるため、圧縮機１０７の摺動部の潤滑性を維持することができる。したがって、本実施の形態によれば、冷凍サイクル装置１００の信頼性を向上させることができる。
【００４８】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る熱交換器について説明する。図７は、本実施の形態に係る列間接続タンク２０５の一部の構成を示す図である。図７では、列間接続タンク２０５の図４（ｂ）に対応する断面を示している。また、図７では、ｎ本の扁平管３０１を上段から順に扁平管３０１−１〜３０１−ｎとした場合の６本の扁平管３０１−１、３０１−２、３０１−３、３０１−４、３０１−５、３０１−６を示している。なお、実施の形態１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４９】
図７に示すように、本実施の形態におけるタンク空間２０８には、複数本の扁平管３０１の一端と、複数本の扁平管４０１（図７では図示せず）の一端とが接続されている。例えば、列間接続タンク２０５内で最上部に位置するタンク空間２０８には、３本の扁平管３０１−１、３０１−２、３０１−３と、３本の扁平管４０１−１、４０１−２、４０１−３と、が接続されている。このタンク空間２０８において、扁平管３０１−１、３０１−２、３０１−３の一端と、扁平管４０１−１、４０１−２、４０１−３の一端とは、それぞれ同一の高さ位置に配置されている。上から２段目に位置するタンク空間２０８には、３本の扁平管３０１−４、３０１−５、３０１−６と、３本の扁平管４０１−４、４０１−５、４０１−６と、が接続されている。このタンク空間２０８において、扁平管３０１−４、３０１−５、３０１−６の一端と、扁平管４０１−４、４０１−５、４０１−６の一端とは、それぞれ同一の高さ位置に配置されている。
【００５０】
ここで、タンク空間２０８の下面壁（例えば、下面壁の壁芯）に対して、当該タンク空間２０８に接続される扁平管３０１のうち最下段の扁平管（例えば、扁平管３０１−３）の一端の高さ（例えば、扁平管３０１−３の中心軸の高さ）をＹ２とする。また、扁平管３０１の上下方向における配列ピッチをＺとする。このとき、Ｙ２及びＺは、
Ｙ２＜（１／２）Ｚ
の関係を満たしている。
【００５１】
さらに、タンク空間２０８に接続される扁平管３０１のうち最上段の扁平管（例えば、扁平管３０１−１）の一端に対する当該タンク空間２０８の上面壁（例えば、上面壁の壁芯）の高さをＹ３とする。このとき、Ｙ２及びＹ３は、
Ｙ２＜Ｙ３
の関係を満たしている。また例えば、Ｙ２、Ｙ３及びＺは、
Ｙ２＋Ｙ３＝Ｚ
の関係を満たしている。
【００５２】
また、タンク空間２０８の下面壁（例えば、下面壁の壁芯）に対する当該タンク空間２０８の上面壁（例えば、上面壁の壁芯）の高さをＹ４とする。このとき、複数のタンク空間２０８のそれぞれにおけるＹ４は同一の値である。
【００５３】
以上説明したように、本実施の形態に係る熱交換器では、タンク空間２０８には、上下方向に並列した複数の扁平管３０１の一端と、上下方向に並列した複数の前記扁平管４０１の一端と、が接続されており、タンク空間２０８に接続される扁平管３０１及び扁平管４０１の本数は同数であり、複数の扁平管３０１の一端と複数の扁平管４０１の一端とは、タンク空間２０８においてそれぞれ同一の高さ位置に接続されており、タンク空間２０８の下面壁（例えば、仕切壁２０９又は列間接続タンク２０５の下部壁）に対して、当該タンク空間２０８に接続される複数の扁平管３０１−１、３０１−２、３０１−３のうち最下段の扁平管３０１−３の一端の高さをＹ２とし、複数の扁平管３０１の上下方向における配列ピッチをＺとしたとき、Ｙ２及びＺは、Ｙ２＜（１／２）Ｚの関係を満たすようにしてもよい。
【００５４】
この構成によれば、タンク空間２０８の下部に形成されるデッドスペース２１０の容積を小さくすることができるため、タンク空間２０８内に滞留する液冷媒及び冷凍機油の量を減らすことができる。したがって、本実施の形態によれば、冷媒回路１０６に充填される冷媒量を削減することができるため、冷凍サイクル装置１００のコストを低減することができる。また、本実施の形態によれば、冷媒回路１０６に充填される冷媒量を削減できることから、冷媒配管等からの冷媒の漏洩が生じた場合であっても、大気への冷媒の放出量を少なくすることができる。したがって、冷凍サイクル装置１００の環境負荷を低減することができる。
【００５５】
さらに、本実施の形態によれば、圧縮機１０７内における冷凍機油の枯渇を防ぐことができるため、圧縮機１０７の摺動部の潤滑性を維持することができる。したがって、冷凍サイクル装置１００の信頼性を向上させることができる。
【００５６】
また、本実施の形態に係る熱交換器では、タンク空間２０８に接続される複数の扁平管３０１のうち最上段の扁平管３０１−１の一端に対するタンク空間２０８の上面壁（例えば、上部壁２０５ｂ又は仕切壁２０９）の高さをＹ３としたとき、Ｙ２及びＹ３は、Ｙ２＜Ｙ３の関係を満たすようにしてもよい。
【００５７】
この構成によれば、複数のタンク空間２０８のそれぞれの高さＹ４を同一にすることができるため、共通の部品を用いて列間接続タンク２０５を作製することができる。したがって、熱交換器の生産性を向上させることができる。
【００５８】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４に係る熱交換器について説明する。図８は、本実施の形態に係る列間接続タンク２０５の一部の構成を示す図である。図８では、列間接続タンク２０５の図４（ａ）に対応する断面を示している。なお、実施の形態１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５９】
図８に示すように、扁平管３０１の上下方向の配列と扁平管４０１の上下方向の配列とは、互いに半ピッチずれている。これにより、扁平管３０１、４０１は、千鳥状に配列している。
【００６０】
各タンク空間２０８には、１本の扁平管３０１の一端と１本の扁平管４０１の一端とが接続されている。例えば、列間接続タンク２０５内で最上部に位置するタンク空間２０８には、１本の扁平管３０１−１と１本の扁平管４０１−１とが接続されている。当該タンク空間２０８において、扁平管３０１−１の一端の高さは、扁平管４０１−１の一端の高さよりも半ピッチ分低くなっている。
【００６１】
タンク空間２０８の底面の一部は、扁平管３０１、４０１の高さの違いに合わせて一方向に傾斜している。各タンク空間２０８の下面壁（例えば、仕切壁２０９又は列間接続タンク２０５の下部壁）は、タンク空間２０８の底面のうち最も高さの低い部分（例えば、扁平管４０１の下方）を水平又はＲ形状にする厚肉部５０２を有している。これにより、タンク空間２０８の底面のうち最も高さの低い部分は水平又はＲ形状に形成されている。厚肉部５０２は、タンク空間２０８の下面壁とは別体で形成されていてもよいし、タンク空間２０８の下面壁と一体的に形成されていてもよい。
【００６２】
以上説明したように、本実施の形態に係る熱交換器は、冷媒を流通させる扁平管３０１を有し、冷媒と空気との熱交換を行う風上側熱交換部２０１と、風上側熱交換部２０１と対面して配置され、冷媒を流通させる扁平管４０１を有し、冷媒と空気との熱交換を行う風下側熱交換部２０２と、風上側熱交換部２０１と風下側熱交換部２０２とを連結する列間接続タンク２０５と、を備え、列間接続タンク２０５は、タンク空間２０８の下端を画定する下面壁（例えば、仕切壁２０９又は列間接続タンク２０５の下部壁）を有しており、タンク空間２０８には、扁平管３０１の一端と扁平管４０１の一端とが接続されており、扁平管３０１の一端と扁平管４０１の一端とは、タンク空間２０８において互いに異なる高さ位置に接続されており、タンク空間２０８の底面の一部は傾斜しており、タンク空間２０８の底面のうち最も高さの低い部分は水平に形成されているものである。
【００６３】
この構成によれば、タンク空間２０８内の下部に形成されるデッドスペース２１０の容積を小さくすることができるため、タンク空間２０８内に滞留する液冷媒及び冷凍機油の量を減らすことができる。これにより、冷媒回路１０６に充填される冷媒量を削減することができる。したがって、本実施の形態によれば、冷凍サイクル装置１００のコストを低減することができる。また、冷媒回路１０６に充填される冷媒量を削減できることから、冷媒配管等からの冷媒の漏洩が生じた場合であっても、大気への冷媒の放出量を少なくすることができる。したがって、本実施の形態によれば、冷凍サイクル装置１００の環境負荷を低減することができる。
【００６４】
さらに、圧縮機１０７内における冷凍機油の枯渇を防ぐことができるため、圧縮機１０７の摺動部の潤滑性を維持することができる。したがって、本実施の形態によれば、冷凍サイクル装置１００の信頼性を向上させることができる。
【００６５】
その他の実施の形態．
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では２列構造を有する熱交換器を例に挙げたが、本発明は、３列以上の多列構造を有する熱交換器にも適用できる。
【００６６】
また、上記実施の形態では室外熱交換器１０１を例に挙げたが、本発明の熱交換器は、室内熱交換器１１０にも適用できる。
【符号の説明】
【００６７】
１００  冷凍サイクル装置、１０１  室外熱交換器、１０２  室外ユニット、１０３  室内ユニット、１０４  液側接続配管、１０５  ガス側接続配管、１０６  冷媒回路、１０７  圧縮機、１０８  四方切換弁、１０８ａ  第１ポート、１０８ｂ  第２ポート、１０８ｃ  第３ポート、１０８ｄ  第４ポート、１０９  膨張弁、１１０  室内熱交換器、１１１  室外送風ファン、１１２  室内送風ファン、２０１  風上側熱交換部、２０２  風下側熱交換部、２０３  風上側ヘッダ集合管、２０４  風下側ヘッダ集合管、２０５  列間接続タンク、２０５ａ  筒状部、２０５ｂ  上部壁、２０６  液側接続管、２０７  ガス側接続管、２０８  タンク空間、２０９  仕切壁、２１０  デッドスペース、３０１、３０１−１、３０１−２、３０１−３、３０１−４、３０１−５、３０１−６  扁平管、３０２  板状フィン、３０３  冷媒流路、４０１、４０１−１、４０１−２、４０１−３、４０１−４、４０１−５、４０１−６  扁平管、４０３  冷媒流路、５０１、５０２  厚肉部。
【図１】
2017109823.tif 000003
【図２】
2017109823.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2017109823.tif 000008
【図７】
2017109823.tif 000009
【図８】
2017109823.tif 000010
【国際調査報告】
2017109823.tif 000011
2017109823.tif 000012
2017109823.tif 000013