(57)【要約】  熱交換器は、間隔を置いて並列に配置された複数の板状フィンと、複数の板状フィンと交差する複数の伝熱管と、を有する熱交換部と、熱交換部に冷媒を供給するヘッダ主配管と、複数の伝熱管とヘッダ主配管との間に接続された複数の枝管と、を備え、ヘッダ主配管は、熱交換部との距離が異なる複数の配管部分を有し、複数の配管部分は、管の長さが長い配管部分ほど熱交換部から離れて配置されているものである。
2019162995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔を置いて並列に配置された複数の板状フィンと、前記複数の板状フィンと交差する複数の伝熱管と、を有する熱交換部と、
前記熱交換部に冷媒を供給するヘッダ主配管と、
前記複数の伝熱管と前記ヘッダ主配管との間に接続された複数の枝管と、
を備え、
前記ヘッダ主配管は、
前記熱交換部との距離が異なる複数の配管部分を有し、
前記複数の配管部分は、
管の長さが長い前記配管部分ほど前記熱交換部から離れて配置されている熱交換器。
【請求項２】
前記枝管は、
接続される前記配管部分の長さによって前記枝管の長さが異なり、
前記配管部分の長さに比例して前記枝管の長さが長い請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記複数の配管部分のそれぞれは、前記複数の伝熱管の配列方向に沿って直線状に形成されている請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記複数の配管部分は、前記複数の伝熱管の配列方向に沿って配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記複数の配管部分の間は、前記複数の配管部分の端部と端部とを接続して管路を直列状に構成するクランク部によって接続されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記ヘッダ主配管は、
複数に分岐した分配管を更に有し、
前記複数の配管部分は、それぞれ分割されており、
前記複数の配管部分のそれぞれは、前記分配管に接続されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記複数の配管部分は、
管の長さが異なる第１主管部と第２主管部とを有し、
前記第２主管部は、前記第１主管部よりも長く形成されていると共に、前記第１主管部よりも前記熱交換部から離れて配置されており、
前記第２主管部に接続する前記枝管は、
前記第１主管部に接続する前記枝管よりも長い請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記複数の配管部分は、
管の長さが異なる第１主管部と、第２主管部と、第３主管部とを有し、
前記第３主管部は、前記第１主管部よりも長く形成されていると共に、前記第１主管部よりも前記熱交換部から離れて配置されており、
前記第２主管部は、前記第３主管部よりも長く形成されていると共に、前記第３主管部よりも前記熱交換部から離れて配置されており、
前記第３主管部に接続する前記枝管は、
前記第１主管部に接続する前記枝管よりも長く形成されており、
前記第２主管部に接続する前記枝管は、
前記第３主管部に接続する前記枝管よりも長く形成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載された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、空気調和機の熱交換器、及び、当該熱交換器を備えた冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空気調和機の室外熱交換器として、冷媒を並列に流す複数の伝熱管の一端部にヘッダ主配管から延びる複数の枝管を接続して構成される冷媒熱交換器が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２２３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
熱交換器のヘッダ主配管には、銅あるいはアルミ等の金属を用いられることが多い。そのため、ヘッダ主配管は、高温時にはヘッダ主配管の長手方向に膨張し、低温時にはヘッダ主配管の長手方向に収縮する。ヘッダ主配管に膨張又は収縮が起こると、ヘッダ主配管に接続されている枝管は、ヘッダ主配管の長手方向にたわむ場合がある。そのため、ヘッダ主配管に膨張又は収縮が起こると、枝管が挿入されている伝熱管の拡管部と、熱交換部の側板との間にひずみによる応力の集中が発生する。その結果、ヘッダ主配管の膨張及び収縮のサイクルが繰り返されると、応力の集中する部分が疲労し、伝熱管が損傷する恐れがある。【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためのものであり、枝管が挿入されている伝熱管の拡管部と側板との間のひずみによる応力集中の発生が抑制された熱交換器、及び、冷凍サイクル装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る熱交換器は、間隔を置いて並列に配置された複数の板状フィンと、複数の板状フィンと交差する複数の伝熱管と、を有する熱交換部と、熱交換部に冷媒を供給するヘッダ主配管と、複数の伝熱管とヘッダ主配管との間に接続された複数の枝管と、を備え、ヘッダ主配管は、熱交換部との距離が異なる複数の配管部分を有し、複数の配管部分は、管の長さが長い配管部分ほど熱交換部から離れて配置されているものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る熱交換器は、ヘッダ主配管が、熱交換部との距離が異なる複数の配管部分を有し、複数の配管部分は、管の長さが長い配管部分ほど熱交換部から離れて配置されているものである。そのため、ヘッダ主配管は、直管のヘッダと比較して、短い長さのヘッダを複数本持った構成と同等の構成と見なすことができる。その結果、ヘッダ主配管の長手方向の収縮量及び膨張量を抑制することができ、ヘッダ主配管に接続された枝管のたわみ量を抑制し、伝熱管の拡管部への応力集中を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る熱交換器の模式図である。
【図２】図１のヘッダ主配管及び枝管の模式図である。
【図３】比較例に係る熱交換器の模式図である。
【図４】図３の熱交換器のヘッダ主配管の暖房運転から霜取運転にかけての温度変化のイメージ図である。
【図５】図３の熱交換器の暖房運転時の模式図である。
【図６】図３の熱交換器の冷房運転又は霜取り運転時の模式図である。
【図７】図６の熱交換器におけるＧ部の拡大図である。
【図８】図１の熱交換器及び図３の熱交換器において、ヘッダ主配管の長手方向の中心部に対する管端部までの距離と、枝管の長さと、拡管部のひずみ量との関係を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る熱交換器の模式図である。
【図１０】図９のヘッダ主配管及び枝管の模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る熱交換器の模式図である。
【図１２】図１１のヘッダ主配管及び枝管の模式図である。
【図１３】本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。さらに、明細書全文に示されている構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
［熱交換器１００の構成］
図１は、本発明の実施の形態１に係る熱交換器１００の模式図である。図２は、図１のヘッダ主配管１０及び枝管２０の模式図である。図１及び図２を用いて熱交換器１００について説明する。熱交換器１００は、フィンアンドチューブ型の空冷式熱交換器として構成されている。熱交換器１００は、図１に示すように、ヘッダ主配管１０と、ヘッダ主配管１０と連結した枝管２０と、枝管２０と連結した熱交換部３０とを備える。また、熱交換器１００は、熱交換部３０と連結した配管４０と、配管４０と連結した毛細管５０と、毛細管５０と連結した分配器６０とを備える。
【００１１】
（ヘッダ主配管１０）
ヘッダ主配管１０は、内部を流れる冷媒を枝管２０に分配し、あるいは、枝管２０から流入する冷媒が合流する管である。そして、ヘッダ主配管１０は、枝管２０を介して、熱交換部３０に冷媒を供給し、あるいは、熱交換部３０から冷媒を収集する。ヘッダ主配管１０は、熱交換部３０との距離が異なる複数の配管部分を有する。ヘッダ主配管１０は、熱交換部３０との距離が異なる複数の配管部分として、図１に示すように、１つ又は複数の枝管２０が連結する第１主管部１１と、１つ又は複数の枝管２０が連結する第２主管部１２と、を有する。また、ヘッダ主配管１０は、第１主管部１１と第２主管部１２とをクランク状に連結するクランク部１３を有する。
【００１２】
第１主管部１１は、側板３１の延設方向の一方の端部側に位置し、第２主管部１２は、側板３１の延設方向の他方の端部側に位置している。第１主管部１１と、第２主管部１２とは、熱交換部３０を構成する側板３１の延設方向に沿って配置されている。換言すると、ヘッダ主配管１０の複数の配管部分は、複数の伝熱管３３の配列方向に沿って配置されている。また、第１主管部１１の管路と、第２主管部１２の管路とは、側板３１の延設方向に沿って配置されている。すなわち、ヘッダ主配管１０の配管部分のそれぞれは、複数の伝熱管３３の配列方向に沿って直線状に形成されている。
【００１３】
図２に示すように、第１主管部１１の管路の長さｂは、第２主管部１２の管路の長さｃよりも短い。すなわち、第２主管部１２の管路の長さｃは、第１主管部１１の管路の長さｂよりも長い。ヘッダ主配管１０の複数の配管部分は、管の長さが長い配管部分ほど熱交換部３０から離れて配置されている。そのため、図１に示すように、第２主管部１２は、第１主管部１１よりも熱交換部３０から離れて配置されており、第２主管部１２と熱交換部３０との間の距離は、第１主管部１１と熱交換部３０との間の距離よりも大きい。なお、第１主管部１１の管路の長さｂと、第２主管部１２の管路の長さｃとの関係は、第１主管部１１の管路の長さｂが、第２主管部１２の管路の長さｃよりも短いものに限定されるものではない。例えば、第１主管部１１の管路の長さｂは、第２主管部１２の管路の長さｃよりも長くてもよい。この場合、第１主管部１１は、第２主管部１２よりも熱交換部３０から離れて配置されており、第１主管部１１と熱交換部３０との間の距離は、第２主管部１２と熱交換部３０との間の距離よりも大きい。
【００１４】
クランク部１３は、図１及び図２に示すように、第１主管部１１の端部と第２主管部１２の端部とを連結し、ヘッダ主配管１０をクランク状に構成する。クランク部１３は、複数の配管部分の間に配置され、複数の配管部分の端部と端部とを接続して管路を直列状に構成する。そして、クランク部１３は、第１主管部１１と第２主管部１２とのいずれか一方を、熱交換部３０から離れた位置に配置する。図１に示すように、第１主管部１１の管路の長さｂと、第２主管部１２の管路の長さｃとを比較して第２主管部１２の管路の長さｃが長い場合は、第２主管部１２が、第１主管部１１と比較して、熱交換部３０から離れた位置に配置される。なお、第１主管部１１の管路の長さｂと、第２主管部１２の管路の長さｃとを比較して第１主管部１１の管路の長さｂが長い場合は、第１主管部１１が、第２主管部１２と比較して、熱交換部３０から離れた位置に配置される。クランク部１３は配管の曲げにより第１主管部１１と第２主管部１２と一体に形成されてもよく、または、第１主管部１１と第２主管部１２とを接合するクランク型の接合配管で構成されてもよい。
【００１５】
（枝管２０）
枝管２０は、伝熱管３３とヘッダ主配管１０との間に接続されている。より詳細には、枝管２０は、図１に示すように、ヘッダ主配管１０と、伝熱管３３の管端に設けられた拡管部３４とを接続する。枝管２０は、ヘッダ主配管１０の長手方向に沿って配置されている。枝管２０は、ヘッダ主配管１０と一体に形成されてもよく、あるいは、ヘッダ主配管１０と別体で形成されてもよい。枝管２０は、図２に示すように、第１主管部１１と連結する第１枝管２１と、第２主管部１２と連結する第２枝管２２とを有する。図２に示すように、第１枝管２１の管路の長さＢは、第２枝管２２の管路の長さＣよりも短い。すなわち、第２枝管２２の管路の長さＣは、第１枝管２１の管路の長さＢよりも長い。なお、第１枝管２１の管路の長さＢと、第２枝管２２の管路の長さＣとの関係は、第１枝管２１の管路の長さＢが、第２枝管２２の管路の長さＣよりも短いものに限定されるものではない。例えば、第１主管部１１が、第２主管部１２と比較して、熱交換部３０から離れた位置に配置された場合には、第１枝管２１の管路の長さＢは、第２枝管２２の管路の長さＣよりも長い。すなわち、第１主管部１１、第２主管部１２の中で熱交換部３０から最も遠くの位置に配置される配管部分に接続する枝管２０の長さが最も長くなる。換言すると、ヘッダ主配管１０の複数の配管部分において最も管の長さが長い配管部分に接続する枝管２０の長さが最も長くなる。枝管２０は、接続される配管部分の長さによって枝管２０の長さが異なり、接続される配管部分の長さに比例して枝管２０の長さが長い。第１主管部１１と第２主管部１２との間において、短い方の配管部分には短い長さの枝管２０がｎ個連結し、長い方の配管部分には長い長さの枝管２０がｍ個連結する。この枝管２０を介し、ヘッダ主配管１０は、熱交換器１００の熱交換部３０と接続される。したがって、枝管２０のｎ個とｍ個との合計個数は、熱交換器１００の熱交換部３０を構成する伝熱管３３の数と同数となる。
【００１６】
（熱交換部３０）
熱交換部３０は、間隔を置いて並列に配置される複数の板状フィン３２と、複数の板状フィン３２と交差する複数の伝熱管３３とを備えている。また、熱交換部３０は、複数の伝熱管３３の配列方向に沿って延設されている側板３１を有する。
【００１７】
板状フィン３２は、空気と冷媒との熱交換効率を向上させるものである。板状フィン３２は、プレートフィンであるが、プレートフィンの代わりに、例えば、コルゲートフィンであってもよい。複数の伝熱管３３は、熱交換部３０内において、間隔おいて互いに並列に配置されている。伝熱管３３は、例えば、断面形状が円形の円管、あるいは、楕円形状の管である。あるいは、伝熱管３３は、内部に複数の流路が形成された扁平管であってもよい。伝熱管３３は、ヘアピン形状に折り曲げたＵ字形状のベント管として構成されている。熱交換部３０において、複数の板状フィン３２は互いに間隔を置いて配置されており、隣接する板状フィン３２の間を流動する空気と、複数の伝熱管３３の内部を流れる熱交換媒体、例えば冷媒との間で熱交換が行われる。伝熱管３３の管端に設けられた拡管部３４は、側板３１から突出して配置されている。Ｕ字形状に形成された伝熱管３３の一方の拡管部３４には、枝管２０が接続されており、伝熱管３３の他方の拡管部３４には、配管４０が接続されている。側板３１は、ヘッダ主配管１０の長手方向に沿って延設されている。側板３１は、一端部と他端部とが略同一平面状に位置する板状部材である。板状フィン３２を押さえる側板３１には、伝熱管３３の管端が突出する貫通孔が形成されている。
【００１８】
［熱交換器１００の動作］
本発明の実施の形態１に係る熱交換器１００の動作について説明する。空気調和機が、冷房運転の場合、熱交換器１００は凝縮器として作用する。ヘッダ主配管１０を流れる冷媒は、枝管２０を介して各伝熱管３３に分配される。伝熱管３３に流入した冷媒は、板状フィン３２の間を通過する空気と熱交換されることにより凝縮する。伝熱管３３で熱交換された冷媒は、配管４０に流出し、毛細管５０を通り、分配器６０で合流する。空気調和機が、暖房運転の場合、すなわち熱交換器１００が蒸発器として作用する場合は、前述の凝縮器の場合の流れと逆方向に冷媒が流れる。冷凍サイクルにおいて、分配器６０に流入した冷媒は、毛細管５０と配管４０とを通り伝熱管３３に分配される。伝熱管３３に流入した冷媒は、伝熱管３３において板状フィン３２の間を通過する空気と熱交換されることにより蒸発する。伝熱管３３内で熱交換された冷媒は、枝管２０に流出し、ヘッダ主配管１０で合流する。
【００１９】
図３は、比較例に係る熱交換器２００の模式図である。ここで、比較例として、ヘッダ主配管２１０が１つの直管状の管から構成されている熱交換器２００について説明する。なお、図１〜図２の熱交換器１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。まず、一般的な空気調和機の冷媒回路構成は、室外機側に圧縮機、冷媒の流路を切り換える四方弁等の流路切替装置、室外熱交換器、室外送風機、液側延長配管接続用バルブ、ガス側延長配管接続用バルブ等を有する。そして、室内機側は室内熱交換器と室内送風機とを有する。また、電子膨張弁あるいはキャピラリチューブのような減圧手段を室外熱交換器と室内熱交換器との間の液冷媒通過経路に有する。この減圧手段は室外機内もしくは室内機内、あるいは室外機と室内機とは別筐体で室外機と室内機との間に配置される。
【００２０】
空気調和機の冷房運転時には、圧縮機から吐出されたガス冷媒は、流路切替装置を通過して室外熱交換器に流れる。そして、冷媒は、室外熱交換器で熱交換が行われた後、減圧手段と液側延長配管とを通過して室内熱交換器に流れ、再び流路切替装置を通過して圧縮機吸入側へと戻ってくる。また、空気調和機の暖房運転時には、圧縮機から吐出されたガス冷媒は、流路切替装置を通過して室内熱交換器に流れる。そして、冷媒は、室内熱交換器で熱交換が行われた後、冷房運転時と反対向きの流れで減圧手段、室外熱交換器を通過し、圧縮機吸入側へと戻る流れとなる。ここで空気調和機の暖房運転時では、蒸発器となる室外熱交換器の表面の温度はマイナスになることが多く、この場合、露点温度に達している熱交換器の表面を通過した空気から水分が熱交換器に吸着され、その水分は霜として熱交換器に残る場合がある。このような状況下で空気調和機の暖房運転を継続すると、次第に熱交換器に付着する霜の量が増加するために、室外熱交換器の温度あるいは運転経過時間等をみて定期的に霜取りの運転をする必要がある。空気調和機の霜取り運転は、暖房運転を一時中断し、流路切替装置によって冷媒の流れ方向を冷房運転の向きにすることで行われる。空気調和機を冷房運転にすると、室外熱交換器側には高温の冷媒が流れることになり、熱交換器の温度が上昇し付着した霜を溶かすことができる。
【００２１】
図４は、図３の熱交換器２００のヘッダ主配管２１０の暖房運転から霜取運転にかけての温度変化のイメージ図である。図４において、縦軸はヘッダ主配管２１０の温度であり、横軸は、熱交換器２００の運転時間である。また、時間Ｔ１は、霜取り運転の開始直前の時間であり、時間Ｔ２は、霜取り運転の終了直前の時間である。そして、時間Ｔ０から時間Ｔ１までは、暖房運転中の期間であり、時間Ｔ１と時間Ｔ２との間の期間Ｐ１は、霜取り運転中の期間である。熱交換器２００のヘッダ主配管２１０は、暖房運転時には熱交換器２００の表面とほぼ同等の温度状態となる。しかし、熱交換器２００のヘッダ主配管２１０は、図４に示すように、霜取り運転時には圧縮機から吐出された高温のガス冷媒が流入するために高温の状態となる。なお、図４に示すように、ヘッダ主配管２１０の温度は、霜取り運転の開始直前の時間Ｔ１に最低温度となり、霜取り運転の終了直前の時間Ｔ２に最高温度となる。
【００２２】
図５は、図３の熱交換器２００の暖房運転時の模式図である。図６は、図３の熱交換器２００の冷房運転又は霜取り運転時の模式図である。一般的に、熱交換器のヘッダ主配管には銅やアルミ等の金属を用いられることが多い。そのため、室外側の熱交換器２００が蒸発器として機能する暖房運転の場合には、熱交換器２００のヘッダ主配管２１０は低温となり、図５に示すように、長手方向に収縮する。なお、図５に示す白抜き矢印は、ヘッダ主配管２１０の収縮を示すものである。この際に、例えば、熱交換部３０の最下段に接続し、ヘッダ主配管２１０に連結する枝管２０は、ヘッダ主配管２１０の収縮に伴い、ヘッダ主配管２１０と連結する側が上方向にたわむ。また、室外側の熱交換器２００が凝縮器として機能する冷房又は霜取り運転の場合には、熱交換器２００のヘッダ主配管２１０は高温となり、図６に示すように、ヘッダ主配管２１０は長手方向に膨張する。なお、図６に示す白抜き矢印は、ヘッダ主配管２１０の膨張を示すものである。この際に、例えば、熱交換部３０の最下段に接続し、ヘッダ主配管２１０に連結する枝管２０は、ヘッダ主配管２１０の膨張に伴い、ヘッダ主配管２１０と連結する側が下方向にたわむ。
【００２３】
図７は、図６の熱交換器２００におけるＧ部の拡大図である。図７において、白抜き矢印は、室外側の熱交換器２００が凝縮器として機能する冷房又は霜取り運転の場合において、ヘッダ主配管２１０の膨張を示すものである。また、図７において、点線は、ヘッダ主配管２１０の膨張に伴う枝管２０のたわみ状態を示すものである。上述のように、ヘッダ主配管２１０は、低温時には長手方向に収縮し、高温時には長手方向に膨張する。そして、ヘッダ主配管２１０の膨張及び収縮に伴い、ヘッダ主配管２１０に接続されている枝管２０は上下方向にたわむ。そのため、図７に示すように、枝管２０が挿入されている伝熱管３３の管端に位置する拡管部３４は、側板３１と密着した部分においてひずみによる応力の集中が発生する。そして、このヘッダ主配管２１０の膨張と収縮とのサイクルが繰り返されると、枝管２０と側板３１との応力の集中する部分が疲労し、伝熱管３３が損傷するおそれがある。枝管２０のたわみは、ヘッダ主配管２１０の長手方向の中心部からの距離に比例して大きくなり、それにより、伝熱管３３の拡管部３４に発生する応力も大きいものとなる。なお、近年、冷暖能力の拡大を求める市場要求が多く、それに対応するために室外側の熱交換器はより大型化が進んでいる。そのため、熱交換器２００を高さ方向に大型化した場合には、必然的にヘッダ主配管２１０の長さは従来に比べて長くなる。ヘッダ主配管２１０が長くなると、端部に位置する枝管２０は、ヘッダ主配管２１０の長手方向の中心部からの距離が遠くなり、枝管２０のたわみによる拡管部３４への応力の集中はより大きくなり、さらに伝熱管３３が損傷しやすい状況が発生する。
【００２４】
図８は、図１の熱交換器１００及び図３の熱交換器２００において、ヘッダ主配管の長手方向の中心部に対する管端部までの距離と、枝管２０の長さと、拡管部３４のひずみ量との関係を示す図である。図８において、縦軸は、拡管部３４のひずみ量を示し、横軸は、ヘッダ主配管１０及びヘッダ主配管２１０の長手方向の中心部と管端部との間の距離を示す。また、曲線Ａ１、曲線Ｂ１、曲線Ｃ１は、長さの異なる枝管２０を表す。曲線Ａ１は、長さＡの枝管２０を表し、曲線Ｂ１は、長さＢの枝管２０を表し、曲線Ｃ１は、長さＣの枝管２０を表す。枝管２０の長さＡは、枝管２０の長さＣよりも長く、枝管２０の長さＣは、枝管２０の長さＢよりも長い。なお、枝管２０の長さＡ、長さＢ、長さＣの規定の仕方については後述する。図８に示すように、枝管２０の長さに対する拡管部３４のひずみ量は、曲線Ａ１、曲線Ｂ１、曲線Ｃ１の比例曲線が示すように、枝管２０長さが短い管ほど大きいものとなる。
【００２５】
ここで、ある熱交換部３０の拡管部３４の許容ひずみ量をＸとし、図３の熱交換器２００において、ヘッダ主配管２１０の長さが長さａの場合に、ひずみ量を緩和する事が可能な枝管２０の長さを長さＡとする。一般的にヘッダ主配管２１０の長手方向の中心部からヘッダ主配管２１０の長さ方向への距離が最も遠い位置となる最上段もしくは最下段の拡管部３４のひずみ量が最大となるため、枝管２０の長さＡは、ヘッダ主配管２１０の長さａ／２の位置で決定する。なお、曲線Ａ１が示すように、ある一定の枝管２０の長さＡのときの、ヘッダ主配管２１０の軸方向の中心部と管端部との間の距離と、拡管部３４のひずみ量との関係は、おおよそ図８のようにほぼ正比例する関係となる。
【００２６】
次に、図１及び図２に示す熱交換器１００のように、クランク部１３を設け、第１主管部１１の長さを長さｂ、第２主管部１２の長さを長さｃとする。そして、ヘッダ主配管２１０とヘッダ主配管１０とにおいて、「ヘッダ主配管２１０の長さａ＝第１主管部１１の長さを長さｂ＋第２主管部１２の長さを長さｃ」の関係が成立すると仮定する。第１主管部１１の長さが、長さｂの場合にひずみ量を緩和する事が可能な枝管２０の長さを仮に長さＢとする。一般的に第１主管部１１の長手方向の中心部から第１主管部１１の長さ方向への距離が最も遠い位置となる最上段もしくは最下段の拡管部３４のひずみ量が最大となるため、枝管２０の長さＢは、第１主管部１１の長さｂ／２の位置で決定する。なお、曲線Ｂ１が示すように、ある一定の枝管２０の長さＢのときの、第１主管部１１の軸方向の中心部と管端部との間の距離と、拡管部３４のひずみ量との関係はおおよそ図８のようにほぼ正比例する関係となる。
【００２７】
同様に、第２主管部１２の長さが、長さｃの場合にひずみ量を緩和する事が可能な枝管２０の長さを仮に長さＣとする。一般的に第２主管部１２の長手方向の中心部から第２主管部１２の長さ方向への距離が最も遠い位置となる最上段もしくは最下段の拡管部３４のひずみ量が最大となるため、枝管２０の長さＣは、第２主管部１２の長さｃ／２の位置で決定する。なお、曲線Ｃ１が示すように、ある一定の枝管２０の長さＣのときの、第１主管部１１の軸方向の中心部と管端部との間の距離と、拡管部３４のひずみ量との関係はおおよそ図８のようにほぼ正比例する関係となる。
【００２８】
ヘッダ主配管２１０とヘッダ主配管１０とにおいて、「ヘッダ主配管２１０の長さａ＝第１主管部１１の長さを長さｂ＋第２主管部１２の長さを長さｃ」の関係が成立する場合に、「枝管２０の長さＢ＜枝管２０の長さＣ＜枝管２０の長さＡ」の関係となる。そのため、図１の熱交換器１００は、図３の熱交換器２００と比較して、ヘッダ主配管１０と伝熱管３３の拡管部３４との距離を、ヘッダ主配管２１０と伝熱管３３の拡管部３４との距離よりも小さくすることができる。その結果、図１の熱交換器１００は、単にヘッダ主配管２１０と拡管部３４との距離を長くとる場合に比べて小型化することができ、室外機の筐体内のスペースを有効活用することができる。
【００２９】
以上のように、熱交換器１００は、ヘッダ主配管１０が、熱交換部３０との距離が異なる複数の配管部分を有し、複数の配管部分は、管の長さが長い配管部分ほど熱交換部３０から離れて配置されているものである。そのため、ヘッダ主配管１０は、直管のヘッダと比較して、短い長さのヘッダを複数本持った構成と同等の構成と見なすことができる。その結果、ヘッダ主配管１０の長手方向の収縮量及び膨張量を抑制することができ、ヘッダ主配管１０に接続された枝管２０のたわみ量を抑制し、伝熱管３３の拡管部３４への応力集中を緩和することができる。
【００３０】
また、枝管２０は、ヘッダ主配管１０の接続される配管部分の長さによって枝管２０の長さが異なる。そして、ヘッダ主配管１０の接続される配管部分の長さに比例して枝管２０の長さが長い。上述のように、ヘッダ主配管１０の長さが長いほど、収縮量及び膨張量が大きくなる。熱交換器１００は、ヘッダ主配管１０の接続される配管部分が長いほど、長い枝管２０が接続されており、長い枝管２０を有することでヘッダ主配管１０の膨張及び収縮に伴うたわみを抑制することができる。なお、枝管２０と側板３１との間の応力集中を緩和する方法としては、例えば、熱交換器２００において全ての枝管２０を長くすることで、ヘッダ主配管２１０と伝熱管３３の拡管部３４との距離を長くとることが想定される。しかし、熱交換器２００が収容される室外機の筐体内には、圧縮機及び冷媒回路各部品が収納されており、ヘッダ主配管２１０と拡管部３４との距離を長くとることで機械室内のスペースを縮小してしまうことになり必要なスペースが確保できない場合がある。これに対し、熱交換器１００は、単にヘッダ主配管２１０と伝熱管３３の拡管部３４との距離を長くとる場合に比べて枝管２０の長さを短くできるため、熱交換器１００を小型化することができる。その結果、室外機の筐体内のスペースを有効活用することができる。また、枝管２０の長さを変更しないままでヘッダ主配管１０の配管部分をクランク状に構成すると、熱交換部３０のヘッダ主配管１０は、熱交換部３０に入り込むように配置され、熱交換部３０の体積を減らしてしまうことになる。これに対し熱交換器１００は、熱交換器１００から遠ざけた長い方のヘッダ主配管１０の枝管２０を遠ざけた分だけ長くすることで、短い方のヘッダ主配管１０の枝管２０に接続されている熱交換部３０の体積を小さくする必要がなくなる。
【００３１】
また、熱交換器１００は、複数の配管部分の端部と端部とを接続して管路を直列状に構成するクランク部１３によって接続されている。ヘッダ主配管１０は、長手方向の長さがクランク部１３で区画されることにより、直管のヘッダと比較して、短い長さのヘッダを複数本持った構成と同等の構成と見なすことができる。そのため、ヘッダ主配管１０は、直管のヘッダと比較して、短い長さのヘッダを複数本持った構成と同等の構成と見なすことができる。その結果、ヘッダ主配管１０の長手方向の収縮量及び膨張量を抑制することができ、ヘッダ主配管１０に接続された枝管２０のたわみ量を抑制し、伝熱管３３の拡管部３４への応力集中を緩和することができる。
【００３２】
また、熱交換器１００は、ヘッダ主配管１０の配管部分は、複数の伝熱管３３の配列方向に沿って直線状に形成されている。そして、複数の配管部分は、複数の伝熱管３３の配列方向に沿って配置されている。そのため、ヘッダ主配管１０は、長さの異なる配管部分を、熱交換部３０に対向させて配置することができる。そして、ヘッダ主配管１０は、直管のヘッダと比較して、短い長さのヘッダを複数本持った構成と同等の構成と見なすことができる。その結果、ヘッダ主配管１０の長手方向の収縮量及び膨張量を抑制することができ、ヘッダ主配管１０に接続された枝管２０のたわみ量を抑制し、伝熱管３３の拡管部３４への応力集中を緩和することができる。
【００３３】
また、熱交換器１００は、ヘッダ主配管１０の複数の配管部分として、管の長さが異なる第１主管部１１と第２主管部１２とを有する。そして、第２主管部１２は、第１主管部１１よりも長く形成されていると共に、第１主管部１１よりも熱交換部３０から離れて配置されている。さらに、第２主管部１２に接続する第２枝管２２は、第１主管部１１に接続する第１枝管２１よりも長い。そのため、ヘッダ主配管１０は、直管のヘッダと比較して、短い長さのヘッダを複数本持った構成と同等の構成と見なすことができる。その結果、ヘッダ主配管１０の長手方向の収縮量及び膨張量を抑制することができ、ヘッダ主配管１０に接続された枝管２０のたわみ量を抑制し、伝熱管３３の拡管部３４への応力集中を緩和することができる。また、熱交換器１００は、ヘッダ主配管１０の接続される配管部分が長いほど、長い枝管２０が接続されており、長い枝管２０を有することでヘッダ主配管１０の膨張及び収縮に伴うたわみを更に抑制することができる。
【００３４】
実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２に係る熱交換器１００Ａの模式図である。図１０は、図９のヘッダ主配管１０Ａ及び枝管２０の模式図である。なお、図１〜図２の熱交換器１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。実施の形態２に係る熱交換器１００Ａは、ヘッダ主配管１０Ａの構成が、ヘッダ主配管１０の構成と異なるものである。
【００３５】
（ヘッダ主配管１０Ａ）
ヘッダ主配管１０Ａは、内部を流れる冷媒を枝管２０に分配し、あるいは、枝管２０から流入する冷媒が合流する管である。ヘッダ主配管１０Ａは、枝管２０を介して、熱交換部３０に冷媒を供給し、あるいは、熱交換部３０から冷媒を収集する。ヘッダ主配管１０Ａは、熱交換部３０との距離が異なる複数の配管部分を有する。ヘッダ主配管１０Ａは、熱交換部３０との距離が異なる複数の配管部分として、図９に示すように、１つ又は複数の枝管２０が連結する第１主管部１１と、１つ又は複数の枝管２０が連結する第２主管部１２と、を有する。ヘッダ主配管１０Ａは、更に熱交換部３０との距離が異なる複数の配管部分として、図９に示すように、１つ又は複数の枝管２０が連結する第３主管部１４を有する。また、ヘッダ主配管１０Ａは、第１主管部１１と第３主管部１４とをクランク状に連結するクランク部１３Ａと、第３主管部１４と第２主管部１２とをクランク状に連結するクランク部１３Ｂとを有する。
【００３６】
第１主管部１１は、側板３１の延設方向の一方の端部側に位置し、第２主管部１２は、側板３１の延設方向の他方の端部側に位置している。第３主管部１４は、第１主管部１１と、第２主管部１２との間に配置されている。換言すると、ヘッダ主配管１０Ａの複数の配管部分は、複数の伝熱管３３の配列方向に沿って配置されている。第１主管部１１と、第３主管部１４と、第２主管部１２とは、熱交換部３０を構成する側板３１の延設方向に沿って配置されている。そのため、第１主管部１１の管路と、第３主管部１４の管路と、第２主管部の１２の管路とは、側板３１の延設方向に沿って配置されている。すなわち、ヘッダ主配管１０Ａの配管部分のそれぞれは、複数の伝熱管３３の配列方向に沿って直線状に形成されている。図１０に示すように、第１主管部１１の管路の長さｂは、第３主管部１４の管路の長さｄよりも短い。また、第３主管部の管路の長さｄは、第２主管部１２の管路の長さｃよりも短い。すなわち、第２主管部１２の管路の長さｃは、第３主管部１４の管路の長さｄよりも長く、第３主管部１４の管路の長さｄは、第１主管部１１の管路の長さｂよりも長い。なお、第１主管部１１の管路の長さｂと、第３主管部１４の長さｄと、第２主管部１２の管路の長さｃとの関係は、「長さｃ＞長さｄ＞長さｂ」の関係に限定されるものではない。例えば、第１主管部１１の管路の長さｂと、第３主管部１４の長さｄと、第２主管部１２の管路の長さｃとの関係は、例えば、「長さｃ＜長さｄ＜長さｂ」であってもよく、「長さｃ＞長さｄ＝長さｂ」等であってもよい。
【００３７】
クランク部１３Ａは、図９及び図１０に示すように、第１主管部１１の端部と第３主管部１４の端部とを連結し、ヘッダ主配管１０Ａをクランク状に構成する。クランク部１３Ｂは、複数の配管部分の間に配置され、複数の配管部分の端部と端部とを接続して管路を直列状に構成する。そして、クランク部１３Ａは、第１主管部１１と第３主管部１４とのいずれか一方を、熱交換部３０から離れた位置に配置する。図９に示すように、第１主管部１１の管路の長さｂと、第３主管部１４の管路の長さｄとを比較して第３主管部１４の管路の長さｄが長い場合は、第３主管部１４が、第１主管部１１と比較して、熱交換部３０から離れた位置に配置される。なお、第１主管部１１の管路の長さｂと、第３主管部１４の管路の長さｄとを比較して第１主管部１１の管路の長さｂが長い場合は、第１主管部１１が、第３主管部１４と比較して、熱交換部３０から離れた位置に配置される。クランク部１３Ａは配管の曲げにより第１主管部１１と第３主管部１４と一体に形成されてもよく、または、第１主管部１１と第３主管部１４とを接合する配管で構成されてもよい。
【００３８】
クランク部１３Ｂは、図９及び図１０に示すように、第３主管部１４の端部と第２主管部１２の端部とを連結し、ヘッダ主配管１０Ａをクランク状に構成する。クランク部１３Ｂは、複数の配管部分の間に配置され、複数の配管部分の端部と端部とを接続して管路を直列状に構成する。そして、クランク部１３Ｂは、第３主管部１４と第２主管部１２とのいずれか一方を、熱交換部３０から離れた位置に配置する。図９に示すように、第３主管部１４の管路の長さｄと、第２主管部１２の管路の長さｃとを比較して第２主管部１２の管路の長さｃが長い場合は、第２主管部１２が、第３主管部１４と比較して、熱交換部３０から離れた位置に配置される。なお、第３主管部１４の管路の長さｄと、第２主管部１２の管路の長さｃとを比較して第３主管部１４の管路の長さｄが長い場合は、第３主管部１４が、第２主管部１２と比較して、熱交換部３０から離れた位置に配置される。クランク部１３Ｂは配管の曲げにより第３主管部１４と第２主管部１２と一体に形成されてもよく、または、第３主管部１４と第２主管部１２とを接合する配管で構成されてもよい。
【００３９】
（枝管２０）
枝管２０は、伝熱管３３とヘッダ主配管１０Ａとの間に接続されている。より詳細には、枝管２０は、図１０に示すように、ヘッダ主配管１０Ａと、伝熱管３３の管端に設けられた拡管部３４とを接続する。枝管２０は、ヘッダ主配管１０Ａの長手方向に沿って配置されている。枝管２０は、ヘッダ主配管１０Ａと一体に形成されてもよく、あるいは、ヘッダ主配管１０Ａと別体で形成される配管であってもよい。枝管２０は、第１主管部１１に配置される第１枝管２１と、第２主管部１２に配置される第２枝管２２と、第３主管部１４に配置される第３枝管２３と、を有する。図１０に示すように、第１枝管２１の管路の長さＢは、第３枝管２３の管路の長さＤよりも短い。すなわち、第３枝管２３の管路の長さＤは、第１枝管２１の管路の長さＢよりも長い。また、図１０に示すように、第３枝管２３の管路の長さＤは、第２枝管２２の管路の長さＣよりも短い。すなわち、第２枝管２２の管路の長さＣは、第３枝管２３の管路の長さＤよりも長い。なお、第１枝管２１の管路の長さＢと、第２枝管２２の管路の長さＣと、第３枝管２３の関係は、第１枝管２１の管路の長さＢが、第２枝管２２の管路の長さＣよりも短いものに限定されるものではない。例えば、第１主管部１１が、第３主管部１４と比較して、熱交換部３０から離れた位置に配置された場合には、第１枝管２１の管路の長さＢは、第３枝管２３の管路の長さＤよりも長い。同様に、第３主管部１４が、第２主管部１２と比較して、熱交換部３０から離れた位置に配置された場合には、第３枝管２３の管路の長さＤは、第２枝管２２の管路の長さＣよりも長い。すなわち、第１主管部１１、第２主管部１２、第３主管部１４の中で側板３１から最も遠くの位置に配置される管に配置される枝管２０の長さが最も長くなる。換言すると、ヘッダ主配管１０Ａの複数の配管部分において最も管の長さが長い配管部分に接続する枝管２０の長さが最も長くなる。枝管２０は、接続される配管部分の長さによって枝管２０の長さが異なり、接続される配管部分の長さに比例して枝管２０の長さが長い。第１主管部１１と第２主管部１２との間において、短い方のヘッダ主配管１０Ａには短い長さの枝管２０がｎ個取り付けられ、長い方の主管部には長い長さの枝管２０がｍ個取り付けられる。また、第３主管部１４には、ｐ個の枝管２０が取り付けられる。この枝管２０を介し、ヘッダ主配管１０Ａは、熱交換器１００Ａの熱交換部３０と接続される。したがって、枝管２０のｎ個とｍ個とｐ個ｔの合計個数は、熱交換器１００Ａの熱交換部３０を構成する伝熱管３３の数と同数となる。
【００４０】
以上のように、熱交換器１００Ａは、ヘッダ主配管１０Ａが、熱交換部３０との距離が異なる複数の配管部分を有し、複数の配管部分は、管の長さが長い配管部分ほど熱交換部３０から離れて配置されているものである。そのため、ヘッダ主配管１０Ａは、直管のヘッダと比較して、短い長さのヘッダを複数本持った構成と同等の構成と見なすことができる。その結果、ヘッダ主配管１０Ａの長手方向の収縮量及び膨張量を抑制することができ、ヘッダ主配管１０Ａに接続された枝管２０のたわみ量を抑制し、伝熱管３３の拡管部３４への応力集中を緩和することができる。
【００４１】
また、熱交換器１００Ａは、ヘッダ主配管１０Ａの複数の配管部分として、管の長さが異なる第１主管部１１と、第２主管部１２と、第３主管部１４とを有する。そして、第３主管部１４は、第１主管部１１よりも長く形成されていると共に、第１主管部１１よりも熱交換部３０から離れて配置されている。また、第２主管部１２は、第３主管部１４よりも長く形成されていると共に、第３主管部１４よりも熱交換部３０から離れて配置されている。そして、第３主管部１４に接続する第３枝管２３は、第１主管部１１に接続する第１枝管２１よりも長く形成されており、第２主管部１２に接続する第２枝管２２は、第３主管部１４に接続する第３枝管２３よりも長く形成されている。そのため、ヘッダ主配管１０Ａは、直管のヘッダと比較して、短い長さのヘッダを複数本持った構成と同等の構成と見なすことができる。その結果、ヘッダ主配管１０Ａの長手方向の収縮量及び膨張量を抑制することができ、ヘッダ主配管１０Ａに接続された枝管２０のたわみ量を抑制し、伝熱管３３の拡管部３４への応力集中を緩和することができる。また、熱交換器１００Ａは、ヘッダ主配管１０Ａの接続される配管部分が長いほど、長い枝管２０が接続されており、長い枝管２０を有することでヘッダ主配管１０Ａの膨張及び収縮に伴うたわみを更に抑制することができる。また、熱交換器１００Ａは、ヘッダ主配管１０Ａが熱交換部３０との距離の異なる３つの部分を有している。そのため、熱交換器１００Ａは、枝管２０の長さを短くし、熱交換器１００Ａを小型化できるので、さらに室外機の筐体内のスペースを有効活用することができる。
【００４２】
なお、熱交換器１００Ａは、ヘッダ主配管１０Ａを熱交換部３０との距離の異なる３つの部分を有しており、２つのクランク部１３Ａ及びクランク部１３Ｂを有しているが、熱交換器１００Ａは当該構成に限定されるものではない。たとえば、熱交換器１００Ａは、ヘッダ主配管１０Ａを熱交換部３０との距離の異なる４つ以上の部分を有してもよく、３つ以上のクランク部１３を有していてもよい。すなわち、熱交換器１００Ａは、ヘッダ主配管１０Ａを熱交換部３０との距離の異なるｎ個以上の部分を有し、ｎ−１個以上のクランク部１３を有していてもよい。
【００４３】
実施の形態３．
図１１は、本発明の実施の形態３に係る熱交換器１００Ｂの模式図である。図１２は、図１１のヘッダ主配管１０Ｂ及び枝管２０の模式図である。なお、図１〜図２の熱交換器１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。実施の形態２に係る熱交換器１００Ｂは、ヘッダ主配管１０Ｂの構成が、ヘッダ主配管１０の構成と異なるものである。
【００４４】
（ヘッダ主配管１０Ｂ）
ヘッダ主配管１０Ｂは、内部を流れる冷媒を枝管２０に分配し、あるいは、枝管２０から流入する冷媒が合流する管である。ヘッダ主配管１０Ｂは、枝管２０を介して、熱交換部３０に冷媒を供給し、あるいは、熱交換部３０から冷媒を収集する。ヘッダ主配管１０Ｂは、熱交換部３０との距離が異なる複数の配管部分を有する。ヘッダ主配管１０Ｂは、熱交換部３０との距離が異なる複数の配管部分として、図１１に示すように、１つ又は複数の枝管２０が連結する第１主管部１１と、１つ又は複数の枝管２０が連結する第２主管部１２と、を有する。ヘッダ主配管１０Ｂの複数の配管部分は、それぞれ分割されており、第１主管部１１と第２主管部１２とは分割されている。また、ヘッダ主配管１０Ｂは、更に複数に分岐した分配管１５を更に有する。
【００４５】
第１主管部１１は、側板３１の延設方向の一方の端部側に位置し、第２主管部１２は、側板３１の延設方向の他方の端部側に位置している。第１主管部１１と、第２主管部１２とは、熱交換部３０を構成する側板３１の延設方向に沿って配置されている。換言すると、ヘッダ主配管１０Ｂの複数の配管部分は、複数の伝熱管３３の配列方向に沿って配置されている。また、第１主管部１１の管路と、第２主管部１２の管路とは、側板３１の延設方向に沿って配置されている。すなわち、ヘッダ主配管１０Ｂの配管部分のそれぞれは、複数の伝熱管３３の配列方向に沿って直線状に形成されている。
【００４６】
図１２に示すように、第１主管部１１の管路の長さｂは、第２主管部１２の管路の長さｃよりも短い。すなわち、第２主管部１２の管路の長さｃは、第１主管部１１の管路の長さｂよりも長い。ヘッダ主配管１０Ｂの複数の配管部分は、管の長さが長い配管部分ほど熱交換部３０から離れて配置されている。そのため、図１２に示すように、第２主管部１２は、第１主管部１１よりも熱交換部３０から離れて配置されている。すなわち、第２主管部１２と熱交換部３０との間の距離は、第１主管部１１と熱交換部３０との間の距離よりも大きい。なお、第１主管部１１の管路の長さｂと、第２主管部１２の管路の長さｃとの関係は、第１主管部１１の管路の長さｂが、第２主管部１２の管路の長さｃよりも短いものに限定されるものではない。例えば、第１主管部１１の管路の長さｂは、第２主管部１２の管路の長さｃよりも長くてもよい。この場合、第１主管部１１は、第２主管部１２よりも熱交換部３０から離れて配置されている。すなわち、第１主管部１１と熱交換部３０との間の距離は、第２主管部１２と熱交換部３０との間の距離よりも大きい。
【００４７】
分配管１５は、ヘッダ主配管１０Ｂの分割された複数の配管部分に接続されている。分配管１５は、図１１及び図１２に示すように、第１主管部１１と第２主管部１２と分岐して接続されている。分配管１５は、ヘッダ主配管１０Ｂに流入する前にあらかじめ冷媒が流れる経路を複数に分断している。分配管１５は、ヘッダ主配管１０Ｂが分割されている数と同じ数に分岐されている。そして、分配管１５は、第１主管部１１と第２主管部１２とのいずれか一方を、熱交換部３０から離れた位置に配置する。図１１に示すように、第１主管部１１の管路の長さｂと、第２主管部１２の管路の長さｃとを比較して第２主管部１２の管路の長さｃが長い場合は、第２主管部１２が、第１主管部１１と比較して、熱交換部３０から離れた位置に配置される。なお、第１主管部１１の管路の長さｂと、第２主管部１２の管路の長さｃとを比較して第１主管部１１の管路の長さｂが長い場合は、第１主管部１１が、第２主管部１２と比較して、熱交換部３０から離れた位置に配置される。分配管１５は配管の曲げにより第１主管部１１と第２主管部１２と一体に形成されてもよく、または、第１主管部１１と第２主管部１２とを接合する配管で構成されてもよい。
【００４８】
以上のように、熱交換器１００Ｂは、ヘッダ主配管１０Ｂが、熱交換部３０との距離が異なる複数の配管部分を有し、複数の配管部分は、管の長さが長い配管部分ほど熱交換部３０から離れて配置されているものである。そのため、ヘッダ主配管１０Ｂは、直管のヘッダと比較して、短い長さのヘッダを複数本持った構成と同等の構成と見なすことができる。その結果、ヘッダ主配管１０Ｂの長手方向の収縮量及び膨張量を抑制することができ、ヘッダ主配管１０Ｂに接続された枝管２０のたわみ量を抑制し、伝熱管３３の拡管部３４への応力集中を緩和することができる。
【００４９】
また、熱交換器１００Ｂは、ヘッダ主配管１０Ｂが、複数に分岐した分配管１５を更に有し、複数の配管部分はそれぞれ分割されており、配管部分のそれぞれは、分配管１５に接続されている。そのため、ヘッダ主配管１０Ｂは、直管のヘッダと比較して、短い長さのヘッダを複数本持った構成と同等の構成と見なすことができる。その結果、ヘッダ主配管１０Ｂの長手方向の収縮量及び膨張量を抑制することができ、ヘッダ主配管１０Ｂに接続された枝管２０のたわみ量を抑制し、伝熱管３３の拡管部３４への応力集中を緩和することができる。また、熱交換器１００Ｂは、ヘッダ主配管１０Ｂの接続される配管部分が長いほど、長い枝管２０が接続されており、長い枝管２０を有することでヘッダ主配管１０Ｂの膨張及び収縮に伴うたわみを更に抑制することができる。また、熱交換器１００Ｂは、ヘッダ主配管１０Ｂが熱交換部３０との距離の異なる３つの部分を有している。そのため、熱交換器１００Ｂは、枝管２０の長さを短くし、熱交換器１００Ｂを小型化できるので、さらに室外機の筐体内のスペースを有効活用することができる。
【００５０】
なお、熱交換器１００Ｂは、ヘッダ主配管１０Ｂを２つに分割し、２つに分岐する分配管１５を有しているが、熱交換器１００Ｂは当該構成に限定されるものではない。たとえば、熱交換器１００Ｂは、ヘッダ主配管１０Ｂを３つ以上に分割し、３つ以上に分岐する分配管１５を有していてもよい。すなわち、熱交換器１００Ｂは、ヘッダ主配管１０Ｂをｎ個以上に分割し、ｎ個以上に分岐する分配管１５を有していてもよい。
【００５１】
実施の形態４．
［冷凍サイクル装置１５０］
図１３は、本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１５０の構成を示す図である。なお、実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１５０に用いられる室外熱交換器１５３は、実施の形態１に係る熱交換器１００、実施の形態２に係る熱交換器１００Ａ、実施の形態３に係る熱交換器１００Ｂのいずれか１つの熱交換器である。実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１５０は、冷媒を介して外気と室内の空気の間で熱を移動させることにより、室内を暖房又は冷房して空気調和を行う。実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１５０は、室外機３００と、室内機４００とを有する。冷凍サイクル装置１５０は、室外機３００と室内機４００とが冷媒配管により配管接続されて、冷媒が循環する冷媒サイクル回路が構成されている。そして、冷凍サイクル装置１５０の冷媒サイクル回路では、圧縮機１５１、流路切替装置１５２、室外熱交換器１５３、膨張弁１５４、室内熱交換器１５５が冷媒配管を介して順次接続されている。
【００５２】
（室外機３００）
室外機３００は、圧縮機１５１、流路切替装置１５２、及び室外熱交換器１５３を有している。圧縮機１５１は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。ここで、圧縮機１５１は、インバータ装置を備えていてもよく、インバータ装置によって運転周波数を変化させて、圧縮機１５１の容量を変更することができるように構成されてもよい。なお、圧縮機１５１の容量とは、単位時間当たりに送り出す冷媒の量である。流路切替装置１５２は、例えば四方弁であり、冷媒流路の方向の切り換えが行われる装置である。冷凍サイクル装置１５０は、制御装置（図示せず）からの指示に基づいて、流路切替装置１５２を用いて冷媒の流れを切り換えることで、暖房運転又は冷房運転を実現することができる。
【００５３】
室外熱交換器１５３は、冷媒と室外空気との熱交換を行う。室外熱交換器１５３は、暖房運転時には蒸発器の働きをし、冷媒配管から流入した低圧の冷媒と室外空気との間で熱交換を行って冷媒を蒸発させて気化させる。室外熱交換器１５３は、冷房運転時には、凝縮器の働きをし、流路切替装置１５２側から流入した圧縮機１５１で圧縮済の冷媒と室外空気との間で熱交換を行って、冷媒を凝縮させて液化させる。
【００５４】
（室内機４００）
室内機４００は、冷媒と室内空気との間で熱交換を行う室内熱交換器１５５と、膨張弁１５４とを有する。室内熱交換器１５５は、暖房運転時には、凝縮器の働きをし、冷媒配管から流入した冷媒と室内空気との間で熱交換を行い、冷媒を凝縮させて液化させる。室内熱交換器１５５は、冷房運転時には蒸発器の働きをし、膨張弁１５４によって低圧状態にされた冷媒と室内空気との間で熱交換を行い、冷媒に空気の熱を奪わせて蒸発させて気化させる。膨張弁１５４は、絞り装置（流量制御手段）であり、膨張弁１５４を流れる冷媒の流量を調節することにより、膨張弁として機能し、開度を変化させることで、冷媒の圧力を調整する。例えば、膨張弁１５４が、電子式膨張弁等で構成された場合は、制御装置（図示せず）等の指示に基づいて開度調整が行われる。なお、膨張弁１５４は、室外機３００に備えられても良い。
【００５５】
［冷凍サイクル装置１５０の動作例］
次に、冷凍サイクル装置１５０の動作例として冷房運転動作を説明する。圧縮機１５１によって圧縮され吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置１５２を経由して、室外熱交換器１５３に流入する。室外熱交換器１５３に流入したガス冷媒は、外気との熱交換により凝縮し、低温の冷媒となって、室外熱交換器１５３から流出する。室外熱交換器１５３から流出した冷媒は、膨張弁１５４によって膨張及び減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒は、室内機４００の室内熱交換器１５５に流入し、室内空気との熱交換により蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって室内熱交換器１５５から流出する。このとき、冷媒に吸熱されて冷却された室内空気は、空調空気（吹出風）となって、室内機４００の吹出口から室内（空調対象空間）に吹き出される。室内熱交換器１５５から流出したガス冷媒は、流路切替装置１５２を経由して圧縮機１５１に吸入され、再び圧縮される。以上の動作が繰り返される。
【００５６】
次に、冷凍サイクル装置１５０の動作例として暖房運転動作を説明する。圧縮機１５１によって圧縮され吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置１５２を経由して、室内機４００の室内熱交換器１５５に流入する。室内熱交換器１５５に流入したガス冷媒は、室内空気との熱交換により凝縮し、低温の冷媒となって、室内熱交換器１５５から流出する。このとき、ガス冷媒から熱を受け取り暖められた室内空気は、空調空気（吹出風）となって、室内機４００の吹出口から室内（空調対象空間）に吹き出される。室内熱交換器１５５から流出した冷媒は、膨張弁１５４によって膨張及び減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒は、室外機３００の室外熱交換器１５３に流入し、外気との熱交換により蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって室外熱交換器１５３から流出する。室外熱交換器１５３から流出したガス冷媒は、流路切替装置１５２を経由して圧縮機１５１に吸入され、再び圧縮される。以上の動作が繰り返される。
【００５７】
実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１５０は、実施の形態１に係る熱交換器１００、実施の形態２に係る熱交換器１００Ａ、実施の形態３に係る熱交換器１００Ｂのいずれか１つの熱交換器を備える。そのため、実施の形態１〜３の効果を有する冷凍サイクル装置１５０を得ることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０  ヘッダ主配管、１０Ａ  ヘッダ主配管、１０Ｂ  ヘッダ主配管、１１  第１主管部、１２  第２主管部、１３  クランク部、１３Ａ  クランク部、１３Ｂ  クランク部、１４  第３主管部、１５  分配管、２０  枝管、２１  第１枝管、２２  第２枝管、２３  第３枝管、３０  熱交換部、３１  側板、３２  板状フィン、３３  伝熱管、３４  拡管部、４０  配管、５０  毛細管、６０  分配器、１００  熱交換器、１００Ａ  熱交換器、１００Ｂ  熱交換器、１５０  冷凍サイクル装置、１５１  圧縮機、１５２  流路切替装置、１５３  室外熱交換器、１５４  膨張弁、１５５  室内熱交換器、２００  熱交換器、２１０  ヘッダ主配管、３００  室外機、４００  室内機。
【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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【国際調査報告】
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