(57)【要約】  本発明は、簡易な構造で、ヘッダ管内で旋回流を誘起させて、冷媒を各扁平管に均等に分配するパラレルフロー型熱交換器を提供することを課題とする。本発明のパラレルフロー型熱交換器は、第１ヘッダ管及び第２ヘッダ管と、第１ヘッダ管及び第２ヘッダ管を接続する複数の扁平管と、第１ヘッダ管に接続され冷媒が流入する流入管と、第２ヘッダ管に接続され冷媒が流出する流出管と、を備え、流入管の中心軸が第１ヘッダ管の中心軸に対してオフセットするように流入管が配置される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ヘッダ管及び第２ヘッダ管と、
前記第１ヘッダ管及び前記第２ヘッダ管を接続する複数の扁平管と、
前記第１ヘッダ管に接続され、冷媒が流入する流入管と、
前記第２ヘッダ管に接続され、冷媒が流出する流出管と、を備え、
前記流入管の中心軸が前記第１ヘッダ管の中心軸に対してオフセットするように前記流入管が配置されたパラレルフロー型熱交換器。
【請求項２】
請求項１において、前記流入管の中心軸が前記ヘッダ管の長手方向に傾斜するパラレルフロー型熱交換器。
【請求項３】
請求項２において、前記流入管の中心軸が前記扁平管の長手方向に傾斜するパラレルフロー型熱交換器。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかにおいて、
前記流入管は複数の流入管で構成され、
前記ヘッダ管は複数の区画に分割され、
複数の前記区画それぞれに前記流入管を接続するパラレルフロー型熱交換器。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかにおいて、前記第１ヘッダ管の内部に螺旋形状の旋回流ガイド板が配置されたパラレルフロー型熱交換器。
【請求項６】
請求項５において、前記第１ヘッダ管の上流側から下流側に向かって、前記旋回流ガイド板の半径方向の板厚が増大するパラレルフロー型熱交換器。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかにおいて、前記第１ヘッダ管に接続された前記扁平管の前記第１ヘッダ管の端面が凹形状に形成されたパラレルフロー型熱交換器。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかに記載のパラレルフロー型熱交換器と、
第３ヘッダ管及び第４ヘッダ管と、前記第３ヘッダ管及び前記第４ヘッダ管を接続する複数の第２扁平管と、前記第３ヘッダ管に接続され冷媒が流入する第２流入管と、前記第４ヘッダ管に接続され冷媒が流出する第２流出管と、を有する第２パラレルフロー型熱交換器と、を備え、
前記第２流出管が前記流入管に接続され、
前記第２流出管から流出した冷媒が、前記流入管を介して前記第１ヘッダ管に流入するパラレルフロー型熱交換器。
【請求項９】
圧縮機、四方弁、室内熱交換器、膨張弁、及び、室内熱交換器を接続して構成するとともに、少なくとも前記室内熱交換器又は前記室外熱交換器の何れかを請求項１乃至８の何れかのパラレルフロー型熱交換器とし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、パラレルフロー型熱交換器及びこれを用いた空気調和気に関する。
【背景技術】
【０００２】
二本のヘッダ管の間に複数の扁平管を備え、ヘッダ管と扁平管内の冷媒流動により熱交換を行うパラレルフロー型の熱交換器が、自動車のラジエータや冷房専用エアコン等に広く利用されている。【０００３】
パラレルフロー型熱交換器で効率よく熱交換を行うためには、ヘッダ管内で各扁平管に冷媒を均等に分配する必要がある。しかしながら、特に冷媒が気液二相流の場合にはヘッダ管内部は複雑な流れ場となり、均等分配が難しい。例えば、ヘッダ管内に突き出した扁平管に流れが衝突することで圧力分布がばらつく。また、ヘッダ管内の流動形態が層状流の場合には冷媒気液界面の高さに変動が生じる。これらの現象によって、各扁平管への冷媒分配量が偏ってしまう。その結果、熱交換器の性能が低下する。【０００４】
これに対して特許文献１では、「各伝熱管に均一に分流させ、冷媒が実際に蒸発する有効伝熱面積を増加させ、性能を向上させる」ために、「冷媒のヘッダー内速度を、上流側のヘッダーから下流側のヘッダーへ順次遅くし」、「ヘッダー内部に設けた螺旋溝の螺旋角度を上流側のヘッダーから下流側のヘッダーへ順次大きく」し、「ヘッダー内部に設けた螺旋溝の溝深さを上流側のヘッダーから下流側のヘッダーへ順次低くした」熱交換器を開示する。【０００５】
しかしながら特許文献１に開示の熱交換器のヘッダ内部に設けられた螺旋溝では、冷媒が各伝熱管に均一に分流させるための旋回流が不十分な可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２２３４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明においては、簡易な構造で、ヘッダ管内で旋回流を誘起させて、各扁平管に均等に冷媒を分配するパラレルフロー型熱交換器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のパラレルフロー型熱交換器は、第１ヘッダ管及び第２ヘッダ管と、第１ヘッダ管及び第２ヘッダ管を接続する複数の扁平管と、第１ヘッダ管に接続され冷媒が流入する流入管と、第２ヘッダ管に接続され冷媒が流出する流出管と、を備え、流入管の中心軸が第１ヘッダ管の中心軸に対してオフセットするように流入管が配置される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡易な構造で、ヘッダ管内で旋回流を誘起させて、各扁平管に均等に冷媒を分配するパラレルフロー型熱交換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来のパラレルフロー型熱交換器を示す図。
【図２】実施例１におけるパラレルフロー型熱交換器を示す図。
【図３】実施例１における流入管による旋回誘起構造を示す図。
【図４】図１におけるヘッダ管内の冷媒流れ場を示す図。
【図５】実施例１におけるヘッダ管内の冷媒流れ場を示す図。
【図６】実施例２におけるパラレルフロー型熱交換器の三次元図。
【図７】実施例２における流入管とヘッダ管との接続関係を示す図。
【図８】実施例２における流入管とヘッダ管との接続関係を示す図。
【図９】実施例３におけるパラレルフロー型熱交換器を示す図。
【図１０】実施例３におけるパラレルフロー型熱交換器を示す図。
【図１１】実施例４におけるヘッダ管を示す図。
【図１２】実施例４における旋回流ガイド板を示す図。
【図１３】実施例５におけるパラレルフロー型熱交換器を示す図。
【図１４】家庭用空気調和機の冷凍サイクル構成図。
【図１５】再熱除湿方式を採用した場合の冷凍サイクルの構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施例のパラレルフロー型熱交換器は、第１ヘッダ管及び第２ヘッダ管と、第１ヘッダ管及び第２ヘッダ管を接続する複数の扁平管と、第１ヘッダ管に接続され冷媒が流入する流入管と、第２ヘッダ管に接続され冷媒が流出する流出管と、を備え、流入管の中心軸が第１ヘッダ管の中心軸に対してオフセットするように流入管が配置される。本実施例によれば、簡易な構造で、ヘッダ管内でより強い旋回流を誘起させて、より均等に冷媒を各扁平管に分配するパラレルフロー型熱交換器を提供することができる。
【００１２】
以下、第１の実施例のパラレルフロー型熱交換器について図面を用いて説明する。まず、本実施例のパラレルフロー型熱交換器が適用される冷凍サイクルについて説明する。図１４は家庭用空気調和機の冷凍サイクルの構成を示す図である。図１４において、１０１は圧縮機、１０２は四方弁、１０３は電動弁等の絞り装置、１０４は室外熱交換器、１０６は室内熱交換器である。
【００１３】
空気調和機では、四方弁１０２を切替えることで室外熱交換器１０４を蒸発器、室内熱交換器１０６を凝縮器として使う冷房運転（実線矢印）と、室外熱交換器１０４を凝縮器、室内熱交換器１０６を蒸発器として使う暖房運転（破線矢印）を行うことができる。例えば、冷房運転では、圧縮機１０１で圧縮された高温高圧の冷媒は、四方弁１０２を通過して室外熱交換器１０４に流入し、空気との熱交換により放熱し凝縮する。そして、電動弁等の絞り装置１０３により等エンタルピ膨張した後、低温低圧でガスと液が混在した気液二相流となり室内熱交換器１０６へ流入する。室内熱交換器１０４では、冷媒管に取り付けられたフィンと冷媒管を通して、空気からの吸熱作用により冷媒は入口から出口にかけて液冷媒がガス冷媒に気化する。そして、室内熱交換器１０６を出た冷媒は圧縮機１０１へ戻り、サイクルを構成する。一般的に室外熱交換器１０４及び室外熱交換器１０６では、効率よく熱交換を行うために、一本の冷媒管から複数の冷媒管へ分岐させる配管構造が必要となる。
【００１４】
図１５は、室内機の吹き出し温度を下げないようにした再熱除湿方式を採用した場合の冷凍サイクルの構成図を示す。絞り装置１０５を室内熱交換器１０７と１０８の間に設け、絞り装置１０５で冷媒を減圧することで、室内熱交換器１０８の部分を凝縮器、室内熱交換器１０７の部分を蒸発器として作用させて、室内熱交換器１０７及び室内熱交換器１０８の出口温度を混合する。
【００１５】
一般的な空気調和気では、室外熱交換器１０４や室内熱交換器１０６、１０７、１０８にはクロスフィンチューブ型の熱交換器が用いられる。しかしながら、熱交換器のさらなる低コスト化を目指して、自動車のラジエータや冷房専用エアコン等で用いられるパラレルフロー型の熱交換器を、凝縮機・蒸発機として使用することが求められている。そこで、パラレルフロー型熱交換器のヘッダ管から複数の扁平管へ冷媒を偏りなく分配することが課題となる。
【００１６】
図１は従来のパラレルフロー型熱交換器の構造を示す図である。パラレルフロー型熱交換器は、等間隔で配置された扁平管１１の両端に冷媒が分岐・合流するヘッダ管２１、２２を有し、ヘッダ管２１、２２は冷媒の流入及び流出管３１、３２を有する。また、扁平管１１の内部はさらに細い流路で分割されている。扁平管１１の間には熱交換の効率を良くするためのフィン４が設置されている。例えば冷媒が流入管３１から流入する場合、ヘッダ管２１内で各扁平管１１に分配される。そしてヘッダ管２２で合流した後、流出管３２から流出する。流入管が３２、流出管が３１となる場合も同様である。
【００１７】
図２は本実施例のパラレルフロー型熱交換器を示す図である。基本的な構成は図１と同様である。熱交換器は扁平管１２、ヘッダ管２１、２２、ヘッダ管２２の端面に設置された流出管３２、ヘッダ管２１の側面に設置された流入管３３、扁平管１２の間に設置されたフィン４で構成される。本実施例では、流入管３３によって、ヘッダ管２１内で旋回流を誘起させる構造について説明するが、ヘッダ管２２でも同様の構造で旋回流を誘起することが可能である。ヘッダ管２１と流入管３３の位置、扁平管１２の詳細については図３で説明する。
【００１８】
図３は図２のヘッダ管２１と流入管３３の位置関係を説明する図である。図３に示すように、ヘッダ管２１の管側面に対し、流入管３３の中心軸６１とヘッダ管２１の長手方向中心軸６２が距離εオフセットするように流入管３３を設置することで、ヘッダ管２１内で冷媒の旋回流を誘起させる。後述するように、ヘッダ管２１内で冷媒の旋回流を誘起させことにより、ヘッダ管２１内の流入管近傍やヘッダ管２１下方に液冷媒が偏ることなく、ヘッダ管２１内上方（流入管端部）に液冷媒を分布させることができるので、扁平管１２に均等に冷媒を分配することができる。また、ヘッダ管２１内上方（流入管端部）にも液冷媒が分布するので、ヘッダ管２１内下方まで流入管端部をヘッダ管２１内深く挿入する必要が無いため、冷媒流動の圧力損失も低減することができる。また、例えば図３に示す扁平管１２のように、ヘッダ管２１に対する差し込み部分の面積が小さくなるように円弧形状（凹形状）とすることで、扁平管１２の差し込み部分の抵抗による旋回力の減衰を低減することができる。扁平管１２を円弧形状にすることに限らず、ヘッダ管２１に対する扁平管１２の差し込み長さを限りなく小さくすることでも同様の効果が得られる。例えば、扁平管１２の端面は平面のままヘッダ管２１内への差し込み長さを、ヘッダ管２１と扁平管１２が接合可能な加工限界まで短くする、また、扁平管１２の端面に切り欠きを入れる等が挙げられる。
【００１９】
次に本実施例において、冷媒が気液二相流の場合の、図１の従来構造と図２の本実施例構造の気液冷媒流れ場についてそれぞれ説明する。図４は従来構造である図１のヘッダ管２１内の流れ場を示す図である。図４において、熱交換器は扁平管１１、ヘッダ管２１、流入管３１、気液冷媒５から構成され、フィンの図示は省略する。従来構造では、流入管から流入した冷媒が上部は気冷媒、下部は液冷媒となる層状流を形成し、ヘッダ管２１内を流れる。流入管入口近傍では冷媒の流速が大きく、ヘッダ管２１内に突き出された扁平管１１に流れが衝突することで冷媒が撹拌される。よって流入管３１近傍の扁平管１１に冷媒が流入しやすく、分配量は多くなる。一方でヘッダ管２１下流の壁端面では層状流として流れてきた液冷媒が壁端面によって跳ね返されるため流れがよどみ、液冷媒の界面が高くなる。このために壁端面付近の扁平管１１にも冷媒は流入しやすい。またヘッダ管２１の中央部に位置する扁平管１１には、ヘッダ管２１の両端と比較して界面が低いことから、扁平管１１の端面（流入口）が液冷媒と接しにくいため、冷媒の流入量が相対的に少なくなる。以上のように、従来構造では扁平管１１間で分配量のばらつきが生じてしまう。
【００２０】
図５は本実施例の構造であるである図２のヘッダ管２１内流れ場を示す図である。図５において、熱交換器は扁平管１２、ヘッダ管２１、流入管３３、気液冷媒５から構成され、フィンの図示は省略する。本実施例の構造では、ヘッダ管２１内部で旋回流が誘起されるように流入管３３を設置するため、液冷媒が気冷媒の旋回流に引っ張られ、ヘッダ管２１の壁面全体を覆うように液冷媒が流れる。扁平管１２はヘッダ管２１内部への差し込み長さを短くするだけでなく、ヘッダ管２１の円弧形状に沿うように端面形状とする。これにより扁平管は旋回流を妨げることがなく、ヘッダ管２１内で均等な圧力分布となる。さらにヘッダ管２１壁面に液膜を形成している液冷媒が扁平管１２に流れ込みやすくなる。ただし、冷媒はヘッダ管２１下流へ流れるに従い、旋回速度が減衰する。従って、ヘッダ管２１全体で旋回流を維持できるように、ヘッダ管２１の長さに応じて流入管３３の管径を縮小して旋回力を調整することもできる。例えば、流入管３３に管径が小さいパイプを用いる、管出口にテーパやオリフィスを設けて流出部に絞りをつける、等が挙げられる。
【００２１】
なお、本実施例では熱交換器の下側に設置されたヘッダ管に設けた流入管から流入し、熱交換器の上側に設置されたヘッダ管で合流後、流出管から流れ出る場合について説明したが、重力方向は限定されず、ヘッダ管の構造が上下逆の場合や、ヘッダ管の長手方向が重力方向となる場合も、冷媒の旋回によって分配のばらつき低減効果を得ることができる。
【００２２】
次に、第２の実施例について図面を用いて説明する。熱交換器の構成と旋回誘起構造については実施例１と同様であるため説明を省略する。本実施例においては、流入管の中心軸をヘッダ管の長手方向に傾斜させる。具体的には、ヘッダ管２１への流入管挿入角度を、ヘッダ管２１の下流側に向けてθ1傾ける。
【００２３】
図６は実施例２におけるパラレルフロー型熱交換器の三次元図である。図６において、熱交換器は扁平管１２、ヘッダ管２１、流入管３４から構成され、フィンの図示は省略する。流入管３４をヘッダ管２１に設置する際に、流入管３４をヘッダ管２１に対して流入管３４側にθ1傾けることで、流入管３４の出口がヘッダ管２１の下流側へ向くように構成する。このような構成により、ヘッダ管２１内での冷媒流の長手方向速度がヘッダ管２１の下流に向かって大きくなるので、相対的に旋回流の持続距離も大きくなり、特にヘッダ管２１下流で冷媒の各扁平管１２への分配ばらつきが改善される。
【００２４】
本構造の詳細を図７に示す。図７の熱交換器は、扁平管１２、ヘッダ管２１、流入管３４、冷媒５、流入管３４の中心軸６１、ヘッダ管２１の長手方向中心軸６２から構成され、フィンの図示は省略する。図７に示すように、ヘッダ管２１の側面垂直方向に対してθ1傾ける。
【００２５】
また、流入管の中心軸が扁平管の長手方向に傾斜するように構成することもできる。図８はヘッダ管２１への流入管挿入角度を扁平管の流れ方向にθ2傾けた熱交換器の例である。図８の熱交換器は、扁平管１２、ヘッダ管２１、流入管３４、冷媒５から構成され、これにより、気液冷媒がよりヘッダ管２１の側壁面に沿った流れとなり、効率よく旋回流を誘起することができる。
【００２６】
以上にように、流入管３４の設置角度θ1、θ2の調整によって旋回流をより効率的に作用させ、冷媒分配のばらつきを低減することができる。
【００２７】
次に、第３の実施例について図面を用いて説明する。熱交換器の構成と旋回誘起構造については実施例１と同様であるため説明を省略する。
【００２８】
図９はヘッダ管２１への流入管３４の挿入本数を複数にした場合の熱交換器の例である。図９の熱交換器は、扁平管１２、ヘッダ管２１、２２、４本の流入管３４、流出管３２、フィン４から構成される。流入管３４は上記各実施例で説明したように、ヘッダ管２１内で旋回流を誘起する構造とする。本実施例では、ヘッダ管２１に対して４本の流入管３４が設置される。これにより、１か所の流入管からヘッダ管２１へ冷媒が流入する場合と比べて、旋回の減衰による冷媒分配のばらつきを４か所に分散することができる。結果として各扁平管の冷媒分配のばらつきをさらに低減することができる。また、ヘッダ管２１への流入箇所を複数とすることで、流入管１本当たりの冷媒流量低下に伴い旋回力が低下するが、これは流入管３４の出口管径を小さくすることによって対応可能である。例えば、流入管３４に管径が小さいパイプを用いる、管出口にテーパやオリフィスを設ける、等が挙げられる。図９では４か所に流入管３４を設置するが、より多くの流入管３４を用いることで、さらに冷媒分配のばらつきを低減することができる。また、流入管３４の設置位置はヘッダ管２１に対して等間隔とは限らず不等間隔に設置して各扁平管１２への流入流量を調整することもできる。
【００２９】
ここで、  ヘッダ管２１を複数の区画に分割し、これら複数の区画それぞれに、本実施例の流入管２１を接続してもよい。図１０は図９の熱交換器に対して、ヘッダ管２１内部に隔壁７を設けた熱交換器の例である。流入管３４の本数に応じてヘッダ管を隔壁７で区切ることで、ヘッダ管２１内部で小部屋を形成し、各小部屋内で各扁平管１２へ分配される冷媒量を各流入管３４からの冷媒流入量に限定する。これにより、図９の構造よりもさらに各扁平管１２への冷媒分配のばらつきを低減することが可能である。図１０では４本の流入管３４に対し、ヘッダ管２１内に等間隔で隔壁７を設けることで、ヘッダ管２１をさらに４つの小部屋に分割する。これにより各流入管３４から流入した冷媒は各小部屋内ですべて分配されるため、扁平管１２間に部屋をまたいで大きな分配のばらつきが生じることがない。また、隔壁７の設置位置はヘッダ管２１に対して等間隔とは限らず不等間隔に設置して各扁平管１２への流入流量を調整することもできる。
【００３０】
次に、第４の実施例について図面を用いて説明する。熱交換器の構成と旋回誘起構造については実施例１、２と同様であるため説明を省略する。本実施例においては、ヘッダ管２１の内部に螺旋形状の旋回流ガイド板８を配置する。
【００３１】
図１１は旋回流を維持するために旋回流ガイド板８を設けたヘッダ管を示す図である。上記各実施例において、さらに、ヘッダ管２１内の側壁面に沿うように旋回流のガイドとなる旋回流ガイド板８を挿入する。図１１の熱交換器は、扁平管１２、ヘッダ管２１、流入管３４、旋回流ガイド板８から構成され、フィンの図示は省略する。図１２は図１１の旋回流ガイド板８の詳細構造図である。
【００３２】
本発明では上記各実施例と同様の構成とすることで、ヘッダ管２１内部で旋回流を誘起する。しかしながら、ヘッダ管２１の長手方向長さが長いほど、ヘッダ管２１内を冷媒が下流へ流れるにつれて、ヘッダ管壁面と冷媒、又は、気冷媒と液冷媒の間で生じるせん断力によって旋回力が減衰し、冷媒分配のばらつき低減効果が低下する。そこで、本実施例においては、ヘッダ管２１の内部に螺旋形状の旋回流ガイド板８を配置することにより、冷媒がヘッダ管２１内壁を旋回するように誘導するため、旋回力の減少を抑制することができる。また、ヘッダ管２１上流で旋回流ガイド板によって速度ベクトルの方向を矯正することにより、冷媒流入直後に強い旋回流によって冷媒が扁平管１２へ直接流れ込む現象を抑制することができる。
【００３３】
図１２は旋回流ガイド板の詳細構造である。本実施例おいては、図１２に示すように、さらに、ヘッダ管２１の上流側から下流側に向かって、旋回流ガイド板８の半径方向の板厚が増大するように構成する。つまり、螺旋形状の旋回流ガイド板８を、ヘッダ管上流から下流にかけての板の幅がｔ1＜ｔ2＜ｔ3と徐々に厚くなるように構成する。これにより、旋回力が減衰したヘッダ管２１下流でもより強制的に冷媒流れの速度ベクトルの方向を旋回方向に矯正し、旋回流の効果をより長く持続させることができる。また、旋回流ガイド板８の厚さを均等に厚くして流れに強制力を与える場合に比べて、流れに応じて板の厚さを変更しているため、圧力損失も最適化することができる。これによって冷媒分配のばらつきをより抑えることが可能である。さらに実施例３で示した複数の流入管３４設置や隔壁７設置との組み合わせも冷媒分配のばらつき低減に有効である。
【００３４】
次に、第５の実施例について図面を用いて説明する。熱交換器の構成と旋回誘起構造については実施例１と同様であるため説明を省略する。図１３は、熱交換器を前後二列に並べた場合のヘッダ管間に設置した流入管３５による旋回誘起構造を示す図である。
【００３５】
本実施例の熱交換器では、ヘッダ管と扁平管、フィンからなる熱交換器を前後二列に繋げて配置しており、前列のヘッダ管から後列のヘッダ管へ冷媒が流入する際に、上記各実施例で示した旋回誘起構造を設ける（つまり、冷媒流れ下流側の熱交換器を上記各実施例のパラレルフロー型熱交換器で構成する。）。図１３の熱交換器は、扁平管１２、１３、前列のヘッダ管２２、後列のヘッダ管２３、流入管（流出管）３５、流入管３５の中心軸６１、ヘッダ管２３の長手方向中心軸６２から構成される。
【００３６】
本実施例においては、上記各実施例のパラレルフロー型熱交換器と、他のパラレルフロー型熱交換器（複数のヘッダ管２２及びヘッダ管（図示せず）と、ヘッダ管２２及びヘッダ管（図示せず）を接続する複数の扁平管１２と、ヘッダ管（図示せず）に接続され冷媒が流入する流入管（図示せず）と、ヘッダ管２２に接続され冷媒が流出する流出管３５と、を有するパラレルフロー型熱交換器）と、が接続される。具体的には、他のパラレルフロー型熱交換器の流出管３５が、上記各実施例のパラレルフロー型熱交換器の流入管３５に接続され、他のパラレルフロー型熱交換器の流出管３５から流出した冷媒が、上記各実施例のパラレルフロー型熱交換器の流入管３５を介してヘッダ管２３に流入する。
【００３７】
本実施例では熱交換器を二列に並べているため、例えば重力方向に対してヘッダ管を上下に分けて設置した場合、前列上部のヘッダ管から後列上部のヘッダ管へ冷媒が流れる際には、後列のヘッダ管内に液冷媒が滞留してしまい、各扁平管へ液冷媒が分配されにくくなる。そこで本発明では、図１３に示すように、上記各実施例に記載の熱交換器を適用して、後列上部のヘッダ管２３内で旋回流を誘起させることにより、各扁平管１３に冷媒を均一に分配する。本実施例の冷媒流れ場とその効果について説明する。まず、前列に流入した冷媒５は各扁平管１２に分配された後、扁平管１２を流れ、ヘッダ管２２で合流する。次に、冷媒５はヘッダ管２２から流入管（流出管）３５を介して後列の熱交換器に設置されたヘッダ管２３へ流れる。その際、ヘッダ管２３内での冷媒の層状流による圧力損失を低減するために、上記各実施例と同様に旋回流を誘起させる。気液冷媒が旋回流となっていることから、ヘッダ管２３内では液冷媒が滞留しない。このため、ヘッダ管２３内の圧力分布がより均一になり、扁平管１３への冷媒分配ばらつきが改善される。扁平管１３の端面形状がヘッダ管に沿っていること（扁平管１３の端面形状が凹形状であること）から、冷媒の滞留をさらに抑制することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１１：従来の扁平管
１２、１３：端面形状を変更した扁平管
２１、２２、２３：ヘッダ管
３１、３２：流入及び流出管
３３、３４、３５：旋回誘起構造となる流入管及び流出管
４：フィン
５：気液冷媒
６１：流入管の中心軸
６２：ヘッダ管の長手方向の中心軸
７：ヘッダ管内部に設けた隔壁
８：螺旋形状をした旋回流ガイド板
１０１：圧縮機
１０２：四方弁
１０３、１０５：電動弁等の絞り装置
１０４：室外熱交換器
１０６、１０７、１０８：室内熱交換器
【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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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年6月11日(2013.6.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ヘッダ管及び第２ヘッダ管と、前記第１ヘッダ管及び前記第２ヘッダ管を接続する複数の扁平管と、
前記第１ヘッダ管に接続され、冷媒が流入する流入管と、
前記第２ヘッダ管に接続され、冷媒が流出する流出管と、を備え、
前記流入管の中心軸が前記第１ヘッダ管の中心軸に対してオフセットするように前記流入管が配置されるとともに、前記流入管の中心軸が前記ヘッダ管の長手方向に傾斜し、
前記第１ヘッダ管及び前記第２ヘッダ管の中心軸が前記扁平管の中心軸と直行するように、前記第１ヘッダ管、前記扁平管、及び、前記第２ヘッダ管が重力方向下方から順次配置され、
前記流入管から前記第１ヘッダ管に流入した冷媒は、前記第１ヘッダ管の中心軸を旋回中心として、前記第１ヘッダ管の中心軸に沿って前記第１ヘッダ内を下流側に向けて旋回するパラレルフロー型熱交換器。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
請求項１において、前記流入管の中心軸が前記扁平管の長手方向に傾斜するパラレルフロー型熱交換器。
【請求項４】
請求項１又は３において、
前記流入管は複数の流入管で構成され、
前記ヘッダ管は複数の区画に分割され、
複数の前記区画それぞれに前記流入管を接続するパラレルフロー型熱交換器。
【請求項５】
請求項１、３、４の何れかにおいて、前記第１ヘッダ管の内部に螺旋形状の旋回流ガイド板が配置されたパラレルフロー型熱交換器。
【請求項６】
請求項５において、前記第１ヘッダ管の上流側から下流側に向かって、前記旋回流ガイド板の半径方向の板厚が増大するパラレルフロー型熱交換器。
【請求項７】
請求項１及び３乃至６の何れかにおいて、前記第１ヘッダ管に接続された前記扁平管の前記第１ヘッダ管の端面が凹形状に形成されたパラレルフロー型熱交換器。
【請求項８】
請求項１及び３乃至７の何れかに記載のパラレルフロー型熱交換器と、
第３ヘッダ管及び第４ヘッダ管と、前記第３ヘッダ管及び前記第４ヘッダ管を接続する複数の第２扁平管と、前記第３ヘッダ管に接続され冷媒が流入する第２流入管と、前記第４ヘッダ管に接続され冷媒が流出する第２流出管と、を有する第２パラレルフロー型熱交換器と、を備え、
前記第２流出管が前記流入管に接続され、
前記第２流出管から流出した冷媒が、前記流入管を介して前記第１ヘッダ管に流入するパラレルフロー型熱交換器。
【請求項９】
圧縮機、四方弁、室内熱交換器、膨張弁、及び、室内熱交換器を接続して構成するとともに、少なくとも前記室内熱交換器又は前記室外熱交換器の何れかを請求項１及び３乃至８の何れかのパラレルフロー型熱交換器とした冷凍サイクル装置。
【手続補正書】
【提出日】平成27年12月25日(2015.12.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ヘッダ管及び第２ヘッダ管と、前記第１ヘッダ管及び前記第２ヘッダ管を接続する複数の扁平管と、
前記第１ヘッダ管に接続され、冷媒が流入する流入管と、
前記第２ヘッダ管に接続され、冷媒が流出する流出管と、を備え、
前記流入管の中心軸が前記第１ヘッダ管の中心軸に対してオフセットするように前記流入管が配置されるとともに、前記流入管の中心軸が前記ヘッダ管の長手方向に傾斜し、
前記第１ヘッダ管及び前記第２ヘッダ管の中心軸が前記扁平管の中心軸と直交するように、前記第１ヘッダ管、前記扁平管、及び、前記第２ヘッダ管が重力方向下方から順次配置され、
前記流入管から前記第１ヘッダ管に流入した冷媒は、前記第１ヘッダ管の中心軸を旋回中心として、前記第１ヘッダ管の中心軸に沿って前記第１ヘッダ内を下流側に向けて旋回し、
前記第１ヘッダ管の内部に螺旋形状の旋回流ガイド板が配置され、
前記第１ヘッダ管の上流側から下流側に向かって、前記旋回流ガイド板の半径方向の板厚が増大するパラレルフロー型熱交換器。
【請求項２】
請求項１において、前記流入管の中心軸が前記扁平管の長手方向に傾斜するパラレルフロー型熱交換器。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記流入管は複数の流入管で構成され、
前記ヘッダ管は複数の区画に分割され、
複数の前記区画それぞれに前記流入管を接続するパラレルフロー型熱交換器。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかにおいて、前記第１ヘッダ管に接続された前記扁平管の前記第１ヘッダ管の端面が凹形状に形成されたパラレルフロー型熱交換器。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載のパラレルフロー型熱交換器と、
第３ヘッダ管及び第４ヘッダ管と、前記第３ヘッダ管及び前記第４ヘッダ管を接続する複数の第２扁平管と、前記第３ヘッダ管に接続され冷媒が流入する第２流入管と、前記第４ヘッダ管に接続され冷媒が流出する第２流出管と、を有する第２パラレルフロー型熱交換器と、を備え、
前記第２流出管が前記流入管に接続され、
前記第２流出管から流出した冷媒が、前記流入管を介して前記第１ヘッダ管に流入するパラレルフロー型熱交換器。
【請求項６】
圧縮機、四方弁、室内熱交換器、膨張弁、及び、室内熱交換器を接続して構成するとともに、少なくとも前記室内熱交換器又は前記室外熱交換器の何れかを請求項１乃至５の何れかのパラレルフロー型熱交換器とした冷凍サイクル装置。
【国際調査報告】
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