(57)【要約】【課題】熱交換器の伝熱管に接続された連絡管からヘッダに流入する冷媒の圧力損失を抑制する。【解決手段】熱交換装置は、冷媒が流通する複数の伝熱管２４を有し、かつ蒸発器として機能する熱交換器１５と、各伝熱管２４の冷媒吐出側の端部に接続される複数の連絡管２７と、この複数の連絡管２７の冷媒吐出側の端部に接続され、各連絡管２７から吐出された冷媒を合流するヘッダ２８と、を備えている。複数の連絡管２７の少なくとも一部は、ヘッダ２８側の流路断面積が、伝熱管２４側の流路断面積よりも大きく形成された流路拡大連絡管２７からなる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が流通する複数の伝熱管（２４）を有し、かつ蒸発器として機能する熱交換器（１５）と、各伝熱管（２４）の冷媒吐出側の端部に接続される複数の連絡管（２７）と、この複数の連絡管（２７）の冷媒吐出側の端部に接続され、各連絡管（２７）から吐出された冷媒を合流するヘッダ（２８）と、を備えている熱交換装置であって、
前記複数の連絡管（２７）の少なくとも一部は、前記ヘッダ（２８）側の流路断面積が、前記伝熱管（２４）側の流路断面積よりも大きく形成された流路拡大連絡管（２７）からなることを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】
前記流路拡大連絡管（２７）における前記伝熱管（２４）側の流路断面積をＡ、前記ヘッダ（２８）側の流路断面積をＢとしたとき、Ａ及びＢが次の式の関係を満たしている請求項１に記載の熱交換装置。
Ｂ／Ａ＞１．１
（ただし、Ｂ≦Ｃ（Ｃ：ヘッダ（２８）の流路断面積））
【請求項３】
前記流路拡大連絡管（２７）は、前記伝熱管（２４）に接続される複数の枝管（２９）と、複数の枝管（２９）を流れる冷媒を合流し、前記ヘッダ（２８）側に接続される合流管（３０）とからなり、複数の枝管（２９）の流路断面積の総和よりも合流管（３０）の流路断面積の方が大きく形成されている請求項１又は２に記載の熱交換装置。
【請求項４】
前記合流管（３０）が、前記枝管（２９）よりも軸方向に長く形成されている、請求項３に記載の熱交換装置。
【請求項５】
前記流路拡大連絡管（２７）は、少なくとも前記合流管（３０）が前記ヘッダ（２８）と一体的に形成されている、請求項３又は４に記載の熱交換装置。
【請求項６】
前記流路拡大連絡管（２７）は、その内径が伝熱管（２４）側からヘッダ（２８）側へと徐々にテーパー状に拡大している請求項１又は２に記載の熱交換装置。
【請求項７】
前記流路拡大連絡管（２７）は、その内径が伝熱管（２４）側からヘッダ（２８）側へと徐々に段階的に拡大している請求項１又は２に記載の熱交換装置。
【請求項８】
熱交換器（１５）の伝熱管（２４）とヘッダ（２８）との間に設けられ、前記伝熱管（２４）から前記ヘッダ（２８）へ流れる冷媒の流路を形成する熱交換装置の連絡管（２７）において、
前記ヘッダ（２８）側の流路断面積が、前記伝熱管（２４）側の流路断面積よりも大きく形成されていることを特徴とする熱交換装置の連絡管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置等に利用される熱交換装置及びこれに用いる連絡管に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和装置は、室内の温度を調整するために、室内の空気と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器を備えている。この熱交換器として、複数の伝熱管（冷媒流路）を上下方向に多段配置するとともに、各伝熱管の一端側をそれぞれ分流キャピラリーを介して冷媒分流器に接続する一方、各伝熱管の他端側をそれぞれ連絡管を介してヘッダに接続したものが知られている（特許文献１参照）。そして、この熱交換器が蒸発器として機能する場合、冷媒は、冷媒分流器から分流キャピラリーを介して各伝熱管に流入し、各伝熱管を流れる間に空気と熱交換を行ってガス状冷媒となり、各連絡管を介してヘッダに流入・合流したあと圧縮機に吸い込まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２６７４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような熱交換器においては、ヘッダは伝熱管や連絡管よりも２〜４倍程度大きい内径に形成されており、冷媒が伝熱管から連絡管を経てヘッダに流入するときに、流路が急激に拡大する。このような流路の急激な拡大は、当然に冷媒の圧力損失の原因となる。また、各連絡管内を冷媒が速い流速で流れ、ヘッダ内で合流することによっても圧力損失が生じやすくなる。そして、このような冷媒の圧力損失は、圧縮機の吸込圧力低下の原因となり、圧縮機の運転負荷の増大によるエネルギー効率の悪化（ＣＯＰ（成績係数）の低下）を招く。また、近年、伝熱管は細径化される傾向にあり、それに伴って連絡管も細径化されるため、上記のような圧力損失の問題がより顕著となっている。
【０００５】
したがって、本発明は、上記の問題に鑑み、連絡管からヘッダに流入する冷媒の圧力損失を抑制し、エネルギー効率の向上等を図った熱交換装置及びこれに用いる連絡管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】
本発明の第１の観点に係る熱交換装置は、冷媒が流通する複数の伝熱管を有し、かつ蒸発器として機能する熱交換器と、各伝熱管の冷媒吐出側の端部に接続される複数の連絡管と、この複数の連絡管の冷媒吐出側の端部に接続され、各連絡管から吐出された冷媒を合流するヘッダと、を備えている熱交換装置であって、
前記複数の連絡管の少なくとも一部は、前記ヘッダ側の流路断面積が前記伝熱管側の流路断面積よりも大きく形成された流路拡大連絡管からなることを特徴とする。
【０００７】
このような構成によって、伝熱管からヘッダに到る過程で冷媒の流路が拡大され、連絡管とヘッダとの間で流路が急拡大することに起因する冷媒の圧力損失や、冷媒が連絡管内を高速で流れ、ヘッダ内で合流することに起因する圧力損失を抑制することができる。
なお、複数の連絡管は、全てが流路拡大連絡管とされていることがより好適であるが、一部の連絡管を流路拡大連絡管とすることによっても、熱交換装置全体として冷媒の圧力損失を抑制することができる。
【０００８】
上記構成において、前記流路拡大連絡管の伝熱管側の流路断面積をＡ、ヘッダ側の流路断面積をＢとしたとき、Ａ及びＢは次の式の関係を満たしていることが好ましい。
Ｂ／Ａ＞１．１  
（ただし、Ｂ≦Ｃ（Ｃ：ヘッダの流路断面積））
【０００９】
流路拡大連絡管における伝熱管側の流路断面積Ａとヘッダ側の流路断面積Ｂとを上記式の関係に設定することによって、冷媒の圧力損失を効果的に抑制することが可能となる。
【００１０】
前記流路拡大連絡管は、前記伝熱管に接続される複数の枝管と、複数の枝管を流れる冷媒を合流し、前記ヘッダ側に接続される合流管とからなり、複数の枝管の流路断面積の総和よりも合流管の流路断面積の方が大きく形成されていることが好ましい。
【００１１】
このような流路拡大連絡管を使用することによって、ヘッダに流入する冷媒の圧力損失を好適に抑制することができる。また、伝熱管と同数の流路拡大連絡管をヘッダに接続する場合と比較して、ヘッダに対する流路拡大連絡管の接続箇所が少なくなるので、熱交換装置の製造がより容易となる。
【００１２】
前記合流管と複数の前記枝管とを有する前記流路拡大連絡管において、前記合流管は、前記枝管よりも長く形成されていてもよい。
このように流路断面積のより大きい合流管を長く形成することによって、冷媒の流速が低下する範囲をより長くすることができ、冷媒の圧力損失を抑制する効果をより高めることができる。
【００１３】
前記合流管と複数の前記枝管とを有する前記流路拡大連絡管は、少なくとも合流管が前記ヘッダに一体的に形成されていてもよい。
【００１４】
前記流路拡大連絡管は、その内径が伝熱管側からヘッダ側へと徐々にテーパー状に拡大していてもよい。
このような構成によって、流路拡大連絡管の流路断面積を急変させることなく徐々に拡大させることができ、流路拡大連絡管を流れる冷媒の圧力損失を好適に抑制することができる。
【００１５】
前記流路拡大連絡管は、その内径が伝熱管側からヘッダ側へと徐々に段階的に拡大していてもよい。
このような構成によって、流路拡大連絡管の流路断面積を急変させることなく徐々に拡大させることができ、流路拡大連絡管を流れる際の冷媒の圧力損失を好適に抑制することができる。
【００１６】
本発明の第２の観点に係る熱交換装置の連絡管は、熱交換器の伝熱管とヘッダとの間に設けられ、前記伝熱管から前記ヘッダへ流れる冷媒の流路を形成する熱交換装置の連絡管において、
前記ヘッダ側の流路断面積が、前記伝熱管側の流路断面積よりも大きく形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、連絡管からヘッダに流入する冷媒の圧力損失を抑制し、エネルギー効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る熱交換装置を含む空気調和装置を示す構成図である。
【図２】利用側熱交換器（蒸発器）を示す概略図である。
【図３】ヘッダ装置の正面図である。
【図４】連絡管の正面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態における連絡管の正面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態における連絡管の正面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態における連絡管の断面図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態における連絡管の断面図である。
【図９】本発明の第６の実施の形態における連絡管の断面図である。
【図１０】本発明の第７の実施の形態における連絡管の断面図である。
【図１１】（ａ）は、連絡管における伝熱管側とヘッダ側との流路断面積の拡大率と、圧力損失の大きさとの関係をシミュレーションによって求めた結果を示すグラフ、（ｂ）は、同結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る熱交換装置を含む空気調和装置１０を示す構成図である。
図１の空気調和装置１０は、冷媒の循環により蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路１１を備えている。冷媒回路１１は、圧縮機１２、熱源側熱交換器１３、膨張機構（膨張弁）１４、及び利用側熱交換器１５を順次冷媒配管１６によって接続してなる。圧縮機１２、前記熱源側熱交換器１３は空気調和装置１０の室外機に内蔵され、膨張機構１４及び利用側熱交換器１５は空気調和装置１０の室内機に内蔵される。
【００２０】
冷媒配管１６には、四路切換弁１８が設けられている。この四路切換弁１８を切り換えることによって圧縮機１２から吐出される冷媒を熱源側熱交換器１３と利用側熱交換器１５とに切り換えて供給し、冷房運転と暖房運転とを切り換えることが可能となっている。
【００２１】
具体的に、冷房運転時には、四路切換弁１８を実線のように切り換えることによって、冷媒を実線矢印で示す方向に流す。これにより、圧縮機１２から吐出された冷媒を熱源側熱交換器１３に供給し、膨張機構１４を通過した冷媒を利用側熱交換器１５に供給する。この際、熱源側熱交換器１３は凝縮器として機能して高温高圧のガス状冷媒を凝縮・液化させ、利用側熱交換器１５は蒸発器として機能して低温低圧の液状冷媒を蒸発・気化させる。
【００２２】
また、暖房運転時には、四路切換弁１８を点線のように切り換えることによって冷媒の流れを反転させ、これによって圧縮機１２から吐出された冷媒を利用側熱交換器１５に供給し、膨張機構１４を通過した冷媒を熱源側熱交換器１３に供給する。この際、利用側熱交換器１５は凝縮器として機能して高温高圧のガス状冷媒を凝縮・液化させ、熱源側熱交換器１３は蒸発器として機能して低温低圧の液状冷媒を蒸発・気化させる。
【００２３】
図２は、利用側熱交換器１５を示す概略図である。この利用側熱交換器１５は、いわゆるクロスフィン型のフィンアンドチューブ式熱交換器であり、アルミニウム製のフィン２３と銅製の伝熱管２４とによって構成されている。伝熱管２４は、冷媒が空気と熱交換しながら流通するための冷媒流路を形成しており、図において上下方向に複数並設されている。各伝熱管２４は、左右方向に並設された複数のフィン２３を直交状に貫通する共に、左右方向の両側で約１８０度湾曲することによって蛇行している。
【００２４】
各伝熱管２４の液側の端部には、１つの冷媒流路を複数の冷媒流路に分岐する分流器２６が接続されている。また、各伝熱管２４のガス側の端部には連絡管２７（以下、「流路拡大連絡管」（換言すると「拡路連絡管」）ともいう）を介してヘッダ２８が接続されている。冷房運転時、冷媒は蒸発器として機能する利用側熱交換器１５の伝熱管２４を通過することによって蒸発・気化し、各連絡管２７を通過してヘッダ２８で合流する。
【００２５】
図３は、連絡管２７及びヘッダ２８の一例を示す正面図である。
本実施の形態における連絡管２７は、２本の枝管２９と１本の合流管３０とから二股形状に形成されている。連絡管２７の２本の枝管２９は、それぞれ熱交換器１５の伝熱管２４に接続され、合流管３０がヘッダ２８に接続されている。また、連絡管２７には、枝管２９の長さが長いもの（符号２７Ａで示す）と短いもの（符号２７Ｂで示す）とがあり、枝管２９の長さの短いもの２７Ｂは、その合流管３０が延長管３１を介してヘッダ２８の軸方向端部に接続されている。
【００２６】
図示例の熱交換器１５には、上下方向に１６本の伝熱管２４が設けられており、これら伝熱管２４に８本の連絡管２７が接続されている。このように、二股形状の連絡管２７を使用することによって、ヘッダ２８に対する連絡管２７の接続箇所を、伝熱管２４の数よりも少なくすることができる。そのため、ヘッダ２８の加工（穿孔）箇所やヘッダ２８に対する連絡管２７の接続箇所が少なくなり、これらの加工作業や接続作業を短時間で行うことができる。
【００２７】
図４は、連絡管２７の拡大正面図である。この図において、２本の枝管２９は、伝熱管２４側（図の右側）において直線状に形成され、ヘッダ２８側において互いに接近する方向に湾曲し、合流している。２本の枝管２９は、互いに同一の内径φａとされている。連絡管２７は、各枝管２９の内径φａが合流管３０の内径φｂよりも小さくなるように形成されている。さらに、連絡管２７は、２本の枝管２９の流路断面積Ａ’の総和が、合流管３０の流路断面積Ｂよりも小さくなるように形成されている。また、連絡管２７は、合流管３０の流路断面積Ｂが、ヘッダ２８の流路断面積Ｃ（図３参照）よりも小さくなるように形成されている。
【００２８】
例えば、各枝管２９の内径φａは４ｍｍとされ、合流管３０の内径φｂは６ｍｍとされる。この場合、各枝管２９の流路断面積Ａ’は４π（ｍｍ２；πは円周率。以下、同様）となり、２本の枝管２９の流路断面積Ａ’の総和ＡはＡ＝２Ａ’＝８πとなる。一方、合流管３０の流路断面積Ｂは９πとなり、２本の枝管２９の流路断面積Ａ’の総和Ａよりも大きくなる。枝管２９の流路断面積Ａ’の総和Ａに対する合流管３０の流路断面積Ｂの比率である拡大率は、９π／８π×１００＝１１２．５％である。なお、ヘッダ２８の内径は、例えば１４ｍｍとされ、ヘッダ２８の流路断面積Ｃは４９πとされる。
【００２９】
以上の構成により、熱交換器１５の各伝熱管２４を流れる冷媒は、ヘッダ２８側の流路が拡大された連絡管２７を通ってヘッダ２８に流入する。したがって、ヘッダ２８に流入する際の流路断面積の急拡大に起因する圧力損失が抑制される。また、冷媒は、連絡管２７を流れる間に流速が低下することによって圧力損失が抑制される。また、冷媒は、流速が低下した状態でヘッダ２８内で合流することによっても圧力損失が抑制される。そのため、冷房運転時における圧縮機１２の吸入圧力の低下を抑制することができ、圧縮機１２の運転負荷（動力）増大によるエネルギー効率の悪化やＣＯＰ低下を抑制することができる。
【００３０】
なお、熱源側熱交換器１３においても利用側熱交換器１５と同様に構成することができる。この場合、熱源側熱交換器１３が蒸発器として機能する暖房運転時に、伝熱管から連絡管を介してヘッダに流入する冷媒の圧力損失を好適に抑制することが可能である。
【００３１】
［第２の実施の形態］
図５は、本発明の第２の実施の形態における連絡管２７の正面図である。なお、この図５及び後述する図６〜図１０は、簡単のために熱交換装置のうち主に連絡管２７を図示している。
本実施の形態における連絡管（流路拡大連絡管）２７は、第１の実施の形態の連絡管２７（図４参照）と同様に二股形状に形成されているが、合流管３０の軸方向の長さＬｂが、枝管２９の長さＬａよりも長く形成されている点で第１の実施の形態とは異なっている。なお、本明細書においては、冷媒の流れ方向に関して、複数の枝管２９が合流し始める位置（起点位置）を枝管２９と合流管３０との境界位置に定めている。
【００３２】
本実施の形態は、上述した第１の実施の形態と同様の作用効果を奏する。さらに、合流管３０は枝管２９よりも長く形成されているので、冷媒の流速が低下する範囲をより長くすることができ、圧力損失を抑制する効果をより高めることが可能となる。
なお、図３に示されるヘッダ２８の最上部に接続された連絡管２７Ｂのように、合流管３０は延長管３１が接続されることによって枝管２９よりも長く形成されていてもよい。
【００３３】
［第３の実施の形態］
図６は、本発明の第３の実施の形態における連絡管２７の正面図である。
本実施の形態における連絡管（流路拡大連絡管）２７は、第１の実施の形態の連絡管２７（図４参照）と同様に二股形状に形成されているが、合流管３０がヘッダ２８に一体的に形成されている点で第１の実施の形態とは異なっている。より具体的には、連絡管２７は、各枝管２９が軸方向に複数の分割管２９Ａ、２９Ｂから構成されている。そして、ヘッダ２８側に配置された一方の分割管２９Ｂは合流管３０とともにヘッダ２８と一体に形成されている。また、他方の分割管２９Ａは、その端部がフレア加工され、ヘッダ２８側の分割管２９Ｂの端部に嵌合されるとともに、蝋付け等によって固定されている。
【００３４】
本実施の形態は、上述した第１の実施の形態と同様の作用効果を奏する。また、本実施の形態では、他方の分割管２９Ａとして、従来から一般に使用されている直線状の連絡管を流用することが可能となる。
【００３５】
［第４の実施の形態］
図７は、本発明の第４の実施の形態における連絡管２７の断面図である。
本実施の形態における連絡管（流路拡大連絡管）２７は、第１の実施の形態の連絡管２７（図４参照）のように二股形状ではなく、１本の直線状の管とされている。連絡管２７は、軸方向の途中に形成された段差部３３を挟んで、伝熱管２４側（図の右側）の部分が内径φａ、流路断面積Ａの小径部３４とされ、ヘッダ２８側（図の左側）の部分が内径φｂ、流路断面積Ｂの大径部３５とされている。小径部３４の内径φａと大径部３５の内径φｂとは、φａ＜φｂの関係がある。また、小径部３４の流路断面積Ａと大径部３５の流路断面積Ｂとは、Ａ＜Ｂの関係にある。このような構成によって、連絡管２７からヘッダ２８に流入する冷媒の圧力損失を抑制することができる。
【００３６】
なお、本実施の形態における連絡管２７は、小径部３４よりも大径部３５の方が軸方向に長く形成されている。そして、大径部３５の内径φｂと同じ内径φｂの管材料の一端部を縮径加工して段差部３３や小径部３４を形成することによって、連絡管２７を製造することができる。
【００３７】
［第５の実施の形態］
図８は、本発明の第５の実施の形態における連絡管２７の断面図である。
本実施の形態における連絡管（流路拡大連絡管）２７は、第４の実施の形態と同様に、１本の直線状の管とされ、軸方向の途中に形成された段差部３３を挟んで、伝熱管２４側が内径φａ、流路断面積Ａの小径部３４とされ、ヘッダ２８側が内径φｂ、流路断面積Ｂの大径部３５とされている。小径部３４の内径φａと大径部３５の内径φｂとは、φａ＜φｂの関係にある。小径部３４の流路断面積Ａと大径部３５の流路断面積Ｂとは、Ａ＜Ｂの関係にある。したがって、本実施の形態においても、連絡管２７からヘッダ２８に流入する冷媒の圧力損失を抑制することができる。
【００３８】
なお、本実施の形態における連絡管２７は、小径部３４よりも大径部３５の方が軸方向に短く形成されており、小径部３４の内径φａと同じ内径φａの管材料の一端部を拡径加工して段差部３３や大径部３５を形成することによって、連絡管２７を製造することができる。
【００３９】
［第６の実施の形態］
図９は、本発明の第６の実施の形態における連絡管２７の断面図である。
本実施の形態における連絡管（流路拡大連絡管）２７は、軸方向に複数の段差部３３を備え、この段差部３３を挟んで複数の内径の異なる部分を備えている。具体的に、連絡管２７は２箇所の段差部３３を備え、これらの段差部３３を挟んで、小径部３４、中径部３６、及び大径部３５が形成されている。小径部３４の内径φａと、中径部３６の内径φｄと、大径部３５の内径φｂとは、φａ＜φｄ＜φｂの関係にある。また、小径部３４の流路断面積Ａと、中径部３６の流路断面積Ｄと、大径部３５の流路断面積Ｂとは、Ａ＜Ｄ＜Ｂの関係にある。したがって、連絡管２７の流路断面積Ａ，Ｄ，Ｂは、伝熱管２４側からヘッダ２８側へと徐々に段階的に拡大している。
【００４０】
したがって、本実施の形態においても、第４及び第５の実施の形態と同様の作用効果を奏する。また、本実施の形態の連絡管２７は、複数の段差部３３を備えているので、小径部３４と中径部３６との間、及び中径部３６と大径部３５との間の内径の変化を第４及び第５の実施の形態の連絡管２７と比べて小さくすることができる。そのため、連絡管２７を流れる間の流路拡大に伴う冷媒の圧力損失を抑制することが可能となっている。
【００４１】
なお、第４〜第６の実施の形態で示した段差部３３を有する連絡管２７は、内径の異なる複数の管を相互に接続することによって構成することも可能である。
【００４２】
［第７の実施の形態］
図１０は、本発明の第７の実施の形態における連絡管２７の断面図である。
本実施の形態における連絡管（流路拡大連絡管）２７は、軸方向の途中に形成されたテーパー部３７を挟んで、伝熱管２４側（図の右側）が内径φａ、流路断面積Ａの小径部３４とされ、ヘッダ２８側（図の左側）が内径φｂ、流路断面積Ｂの大径部３５とされている。テーパー部３７は、その内径に対して十分に長い軸方向長さを有している。上記第４及び第５の実施の形態の連絡管２７と同様に、本実施の形態の連絡管２７も、小径部３４の内径φａと大径部３５の内径φｂとは、φａ＜φｂの関係にあり、小径部３４の流路断面積Ａと大径部３５の流路断面積Ｂとは、Ａ＜Ｂの関係にある。このような構成によって、連絡管２７からヘッダ２８に流入する冷媒の圧力損失を抑制することができる。また、本実施の形態では、テーパー部３７によって流路断面積がより滑らかに変化しているので、冷媒の圧力損失をより抑制することが可能である。
【００４３】
［本発明の効果の検証］
図１１（ａ）は、連絡管２７における伝熱管２４側とヘッダ２８側との流路断面積の拡大率と、圧力損失の大きさとの関係をシミュレーションによって求めた結果を示すグラフ、（ｂ）は、同結果を示す表である。このシミュレーションは、図７に示す第４の実施の形態の連絡管２７を使用したモデルを想定して行った。
【００４４】
図１１（ａ），（ｂ）において、連絡管２７の流路断面積の拡大率は、連絡管２７の伝熱管２４側の流路断面積Ａに対するヘッダ２８側の流路断面積Ｂの比率（Ｂ／Ａ×１００％）である。また、図１１（ｂ）に示す差圧は、分流器２６（図２参照）の流入前の冷媒の圧力と、ヘッダ２８から吐出された冷媒の圧力との差である。
図１１（ａ），（ｂ）において、圧力損失の大きさは、連絡管２７の流路断面積の拡大率が１００％のとき、すなわち、連絡管２７の流路断面積が一定であるときの差圧を１００％とし、流路断面積の拡大率が１００％のときの差圧ΔＰ１に対する、拡大率を変化させたときの差圧ΔＰ２の比率（ΔＰ２／ΔＰ１×１００％）とした。
【００４５】
図１１（ａ），（ｂ）に示されるように、流路断面積の拡大率が大きくなるに従って、圧力損失が小さくなっていることが分かる。特に、図１１（ａ）のグラフは、拡大率が大きくなるに従って圧力損失が曲線的に低下することを示しており、拡大率が１１０％を超えたあたりから圧力損失の減少が著しくなっていることが分かる。
したがって、連絡管２７における伝熱管２４側の流路断面積Ａと、熱交換器１５側の流路断面積Ｂとが、次の式（１）の関係を満たすとき、より効果的に圧力損失を抑制することができるといえる。
Ｂ／Ａ＞１．１  ・・・  （１）
【００４６】
また、連絡管２７におけるヘッダ２８側の流路断面積Ｂは、ヘッダ２８の流路断面積Ｃを最大限とすることが可能である。したがって、ヘッダ２８側の流路断面積Ｂはヘッダ２８の流路断面積Ｃに対して次の式（２）の関係を満たす。
Ｂ≦Ｃ  ・・・  （２）
【００４７】
ただし、上記（２）式を満たしていたとしても流路断面積の拡大率があまりに大きすぎると、連絡管２７内を流れる間の冷媒の圧力損失が大きくなる可能性があるため、図１１の結果も鑑みて、拡大率を１２０％〜１５０％の範囲に設定することがより好ましい。
【００４８】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で適宜設計変更可能である。
例えば、図３に示される第１の実施の形態の熱交換装置は、ヘッダ２８に接続される全ての連絡管２７が、伝熱管２４側の流路断面積Ａよりもヘッダ２８側の流路断面積Ｂの方が大きく形成された流路拡大連絡管とされているが、流路断面積Ａ，Ｂが一定の連絡管２７を一部に含んでいてもよい。
また、熱交換装置は、図４〜図１０に示される連絡管２７のうちの２種類以上を備えていてもよい。
【００４９】
第１〜第３の実施の形態における連絡管２７は、３本以上の枝管２９を備えたものであってもよい。また、合流管３０と２本の枝管２９とは、Ｙ字形状に配置されていてもよい。
第４〜第７の実施の形態における連絡管２７は、外径を一定とし、内径のみを変化させたものであってもよい。
また、第１〜第３の実施の形態における連絡管２７の枝管２９や合流管３０は、図７〜図１０に示される第４〜第７の実施形態における連絡管２７の構造（段差部３３やテーパー部３７を有する構造）を適用することが可能である。
【００５０】
本発明の熱交換装置は、暖房運転時に蒸発器として機能する熱源側熱交換器にも採用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０  空気調和装置
１３  熱源側熱交換器
１５  利用側熱交換器
２４  伝熱管
２７  連絡管（流路拡大連絡管）
２８  ヘッダ
２９  枝管
３０  合流管
３３  段差部
３４  小径部
３５  大径部
３６  中径部
３７  テーパー部
【図１】
2011247571.tif 000003
【図２】
2011247571.tif 000004
【図３】
2011247571.tif 000005
【図４】
2011247571.tif 000006
【図５】
2011247571.tif 000007
【図６】
2011247571.tif 000008
【図７】
2011247571.tif 000009
【図８】
2011247571.tif 000010
【図９】
2011247571.tif 000011
【図１０】
2011247571.tif 000012
【図１１】
2011247571.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月12日(2011.8.12)
【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】
冷媒が流通する複数の伝熱管（２４）を有し、かつ蒸発器として機能する熱交換器（１５）と、各伝熱管（２４）の冷媒吐出側の端部に接続される複数の連絡管（２７）と、この複数の連絡管（２７）の冷媒吐出側の端部に接続され、各連絡管（２７）から吐出された冷媒を合流するヘッダ（２８）と、を備えている熱交換装置であって、
前記複数の連絡管（２７）の少なくとも一部は、複数の前記伝熱管（２４）のそれぞれに接続される複数の枝管（２９）と、前記ヘッダ（２８）側に接続され、複数の前記枝管（２９）を冷媒の流れ方向の下流側において相互に合流する合流管（３０）とからなり、かつ複数の前記枝管（２９）の流路断面積の総和よりも前記合流管（３０）の流路断面積の方が大きく形成された流路拡大連絡管（２７）からなることを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】
前記流路拡大連絡管（２７）における複数の前記枝管（２９）の流路断面積の総和をＡ、前記合流管（３０）の流路断面積をＢとしたとき、Ａ及びＢが次の式の関係を満たしている請求項１に記載の熱交換装置。
Ｂ／Ａ＞１．１
（ただし、Ｂ≦Ｃ（Ｃ：ヘッダ（２８）の流路断面積））
【請求項３】
複数の前記枝管（２９）は、前記伝熱管（２４）側において直線状に形成され、前記ヘッダ（２８）側において互いに接近し前記合流管（３０）により合流されている請求項１又は２に記載の熱交換装置。
【請求項４】
前記合流管（３０）が、前記枝管（２９）よりも軸方向に長く形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の熱交換装置。
【請求項５】
前記流路拡大連絡管（２７）は、少なくとも前記合流管（３０）が前記ヘッダ（２８）と一体的に形成されている、請求項１〜４のいずれかに記載の熱交換装置。
【請求項６】
前記合流管（３０）の冷媒吐出側の端部が、延長管（３１）を介して前記ヘッダ（２８）に接続されている、請求項１〜４のいずれかに記載の熱交換装置。
【請求項７】
熱交換器（１５）の伝熱管（２４）とヘッダ（２８）との間に設けられ、前記伝熱管（２４）から前記ヘッダ（２８）へ流れる冷媒の流路を形成する熱交換装置の連絡管（２７）において、
複数の前記伝熱管（２４）のそれぞれに接続される複数の枝管（２９）と、前記ヘッダ（２８）側に接続され、複数の前記枝管（２９）を冷媒の流れ方向の下流側において合流する合流管（３０）とからなり、かつ複数の前記枝管（２９）の流路断面積の総和よりも前記合流管（３０）の流路断面積の方が大きく形成されていることを特徴とする熱交換装置の連絡管。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の第１の観点に係る熱交換装置は、冷媒が流通する複数の伝熱管を有し、かつ蒸発器として機能する熱交換器と、各伝熱管の冷媒吐出側の端部に接続される複数の連絡管と、この複数の連絡管の冷媒吐出側の端部に接続され、各連絡管から吐出された冷媒を合流するヘッダと、を備えている熱交換装置であって、
前記複数の連絡管の少なくとも一部は、前記ヘッダ側の流路断面積が前記伝熱管側の流路断面積よりも大きく形成された流路拡大連絡管からなることを特徴とする。
そして、前記流路拡大連絡管は、複数の前記伝熱管のそれぞれに接続される複数の枝管と、前記ヘッダ側に接続され、複数の前記枝管を冷媒の流れ方向の下流側において相互に合流する合流管とからなり、複数の前記枝管の流路断面積の総和よりも前記合流管の流路断面積の方が大きく形成されていてもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
前記流路拡大連絡管が、複数の前記伝熱管にそれぞれに接続される複数の枝管と、前記ヘッダ側に接続され、複数の枝管を冷媒の流れ方向の下流側において相互に合流する合流管とからなり、複数の枝管の流路断面積の総和よりも合流管の流路断面積の方が大きく形成されている場合、次の効果がある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
前記合流管と複数の前記枝管とを有する前記流路拡大連絡管は、少なくとも合流管が前記ヘッダに一体的に形成されていてもよい。
また、前記合流管の冷媒吐出側の端部は、延長管を介して前記ヘッダに接続されていてもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の第２の観点に係る熱交換装置の連絡管は、熱交換器の伝熱管とヘッダとの間に設けられ、前記伝熱管から前記ヘッダへ流れる冷媒の流路を形成する熱交換装置の連絡管において、
前記ヘッダ側の流路断面積が、前記伝熱管側の流路断面積よりも大きく形成されていることを特徴とする。
また、上記連絡管は、複数の前記伝熱管のそれぞれに接続される複数の枝管と、前記ヘッダ側に接続され、複数の枝管を冷媒の流れ方向の下流側において合流する合流管とからなり、複数の前記枝管の流路断面積の総和よりも前記合流管の流路断面積の方が大きく形成されていてもよい。