(57)【要約】【課題】コルゲートフィンと偏平伝熱管とを交互に積層し、偏平伝熱管の両端は上下一対の略水平方向に配置されたヘッダーに挿入されて構成されるパラレルフロータイプの熱交換器で、ヘッダーを仕切板で仕切ることにより、ヘッダー間を冷媒が蛇行して流れるとき、凝縮器として使用した場合に、吹出し空気の左右の温度分布が少ない熱交換器を提供する。【解決手段】凝縮器の出口を設ける列の熱交換器において、左右２系統のパス構成とし、左右両端から中央に向かって次第に偏平伝熱管の本数を少なくする構成とし、熱交換器の最終出口よりの領域を中央に設け、その領域において、左右２系統のパスをひとつにまとめることにより、凝縮器として使用した場合に、吹出し空気の左右の温度分布を少なくすることができる。【選択図】図１
2015230129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に設けられた上側ヘッダーと、
前記上側ヘッダーに平行に設けられた下側ヘッダーと、
前記上側ヘッダーと前記下側ヘッダーとの間に設けられた複数の偏平伝熱管と、
前記複数の偏平伝熱管の間に設けられたコルゲートフィンとを備えた熱交換器であって、前記上側ヘッダーと前記下側ヘッダーの内部を、それぞれ、仕切板で複数の部屋に分割して、少なくとも、当該熱交換器に流入する流体が最初に流れる複数の入口偏平伝熱管群と、当該熱交換器から流出する流体が最後に流れる出口偏平伝熱管群とを形成し、
前記複数の入口偏平伝熱管群は当該熱交換器の前面に向かって左右対称に配置され、前記出口偏平伝熱管群は当該熱交換器の前面の中央部に配置され、
前記複数の入口偏平伝熱管群を流れた流体は、前記出口偏平伝熱管群で合流することを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
水平方向に設けられた第１の上側ヘッダーと、
前記第１の上側ヘッダーに平行に設けられた第１の下側ヘッダーと、
前記第１の上側ヘッダーと前記第１の下側ヘッダーとの間に設けられた複数の第１の偏平伝熱管と、
前記複数の第１の偏平伝熱管の間に設けられた第１のコルゲートフィンとが設けられた第１の熱交換部と、
前記第１の上側ヘッダーに平行に設けられた第２の上側ヘッダーと、
前記第２の上側ヘッダーに平行に設けられた第２の下側ヘッダーと、
前記第２の上側ヘッダーと前記第２の下側ヘッダーとの間に設けられた複数の第２の偏平伝熱管と、
前記複数の第２の偏平伝熱管の間に設けられた第２のコルゲートフィンとが設けられ第２の熱交換部とを備えた熱交換器であって、
前記第１の上側ヘッダーと前記第１の下側ヘッダーの内部を、それぞれ、仕切板で複数の部屋に分割して、少なくとも、当該熱交換器に流入する流体が最初に流れる複数の入口偏平伝熱管群を形成し、
前記第２の上側ヘッダーと前記第２の下側ヘッダーの内部を、それぞれ、仕切板で複数の部屋に分割して、少なくとも、前記第２の熱交換部に流入する流体が最初に流れる複数の第２熱交換部流入偏平伝熱管群と、当該熱交換器から流出する流体が最後に流れる出口偏平伝熱管群とを形成し、
前記複数の第２熱交換部流入偏平伝熱管群は前記第２熱交換部側熱交換部の前面に向かって左右対称に配置され、前記出口偏平伝熱管群は前記第２の熱交換部の前面の中央部に配置され、
前記複数の第２熱交換部流入偏平伝熱管群を流れた流体は、前記出口偏平伝熱管群で合流することを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
前記第１の上側ヘッダーと前記第１の下側ヘッダーの内部を、それぞれ、仕切板で複数の部屋に分割して、前記第１の熱交換部に流入する流体が最初に流れる複数の第１熱交換部流出偏平伝熱管群をさらに形成し、
前記複数の第１熱交換部流出偏平伝熱管群は前記第１の熱交換部の前面に向かって左右対称に配置され、前記入口偏平伝熱管群は前記第１の熱交換部の前面の中央部に配置され、前記入口偏平伝熱管群を流れた流体は、前記複数の第１熱交換部流出偏平伝熱管群に分流することを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記入口偏平伝熱管群から前記出口偏平伝熱管群までの伝熱管群は、前記伝熱管群を形成する偏平伝熱管の本数が順次、減少することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項５】
当該熱交換器を凝縮器として用いた場合に、前記入口偏平伝熱管群と前記出口偏平伝熱管群とでは、流体が上方から下方に流れることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コルゲートフィンと偏平伝熱管とを交互に積層して構成されるパラレルフロータイプの熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気などの気体と水や冷媒などの流体との間の熱交換を行なうため、コルゲートフィンと偏平伝熱管とを交互に積層し、偏平伝熱管の両端は上下一対の略水平方向に配置されたヘッダーに挿入されて構成されるパラレルフロータイプの熱交換器がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７、図８は、従来の熱交換器の概略正面図である。図７、図８に示す熱交換器は、冷媒が流入する入口管７を備えた中空状の上側ヘッダー２と、下側ヘッダー３と、上側ヘッダー２と下側ヘッダー３との間に連通状態で挿入され、かつ、その長手方向に相互に所定の間隔を保って並設された複数の偏平伝熱管４と、複数の偏平伝熱管４の相互間の上下方向に連続して屈曲した状態で配設され、その屈曲面の外側を対応する両隣りの偏平伝熱管４のフラット面にろう付けされたコルゲートフィン５と、左右両端のサイドプレート６からなっている。冷媒が流出する出口管８は、上側ヘッダー２と下側ヘッダー３のいずれかに設けられている。
【０００４】
図７に示す熱交換器では、上側ヘッダー２は複数の冷媒流路２ａ〜２ｃに分割され、下側ヘッダー３は複数の冷媒流路３ａ、３ｂに分割されている。そして、冷媒凝縮時において冷媒が上昇流となる部分（冷媒蒸発時において冷媒が下降流となる部分）の偏平伝熱管４の本数が、冷媒凝縮時において冷媒が下降流となる部分（冷媒蒸発時において冷媒が上昇流となる部分）の偏平伝熱管４の本数と同数（７本）となるように、冷媒流路２ａ〜２ｃ、３ａ、３ｂを分割している。
【０００５】
このため、図７に示す熱交換器１を凝縮器として用いる場合には、入口管７から流入した冷媒は、上側ヘッダー２の冷媒流路２ａを介して、上下方向に複数回（偏平伝熱管４を７本ずつ上下に２回ずつ）蛇行した後、上側ヘッダー２の冷媒流路２ｃを介して、最後に出口管８から流出するようになっている。
【０００６】
また、図８に示す熱交換器では、上側ヘッダー２は複数の冷媒流路２ａ〜２ｄに分割され、下側ヘッダー３は複数の冷媒流路３ａ〜３ｄに分割されている。そして、冷媒凝縮時において冷媒が上昇流となる部分の偏平伝熱管４の本数（２本）が、冷媒凝縮時において冷媒が下降流となる部分の偏平伝熱管４の本数（５本）よりも少なくなるように、相互の分割位置をズラして、複数の冷媒流路２ａ〜２ｄ、３ａ〜３ｄを分割している。
【０００７】
このため、図８に示す熱交換器を凝縮器として用いる場合には、入口管７から流入した冷媒は、上側ヘッダー２の冷媒流路２ａを介して、伝熱が良好な下方向に偏平伝熱管４を５本ずつ計４回、伝熱が劣る上方向に偏平伝熱管４を２本ずつ計３回の上下に合計７回蛇行した後、下側ヘッダー３の冷媒流路３ｄを介して、最後に出口管８から流出するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１４１３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来の構成の熱交換器を空気調和機の熱交換器として用いると、その構造上、熱交換器で熱交換した後の空気（吹出し空気）に、温度の高低の左右ばらつきが生じ、空気調和機の利用者の快適性が損なわれてしまうという課題があった。
【００１０】
つまり、図４、図５のいずれの熱交換器でも、凝縮器として用いた場合、冷媒入口側すなわち紙面に向かって右側に流入する冷媒は、過熱ガスなので温度が高く、冷媒出口側すなわち紙面に向かって左側から流出する冷媒は、過冷却液なので温度が低くなる。このため、熱交換器の右側の領域を通過した空気の温度は、他の領域を通過した空気より温度が高くなり、熱交換器の左側の領域を通過した空気の温度は、他の領域を通過した空気より温度が低くなるので、吹出し空気の左右の温度差が大きくなるという課題があった。
【００１１】
この発明は、上述の課題を解消すべくなされたもので、凝縮器として使用した場合にも、吹出し空気の左右方向の温度分布を改善した熱交換器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】
【００１２】
上記課題を解決するために本発明の熱交換器は、熱交換器に流入する流体が最初に流れる複数の入口偏平伝熱管群は、熱交換器の前面に向かって左右対称に配置され、熱交換器から流出する流体が最後に流れる出口偏平伝熱管群は、熱交換器の前面の中央部に配置され、複数の入口偏平伝熱管群を流れた流体は、前記出口偏平伝熱管群で合流するものである。
【００１３】
あるいは、第１の熱交換部と第２の熱交換部とを備え、第１の熱交換部は複数の入口偏平伝熱管群を備え、第２の熱交換部は第２の熱交換部に流入する流体が最初に流れる複数の第２熱交換部流入偏平伝熱管群と出口偏平伝熱管群と備え、複数の第２熱交換部流入偏平伝熱管群は第２の熱交換部の前面に向かって左右対称に配置され、出口偏平伝熱管群は第２の熱交換部の前面の中央部に配置され、複数の第２熱交換部流入偏平伝熱管群を流れた流体は、出口偏平伝熱管群で合流することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
上記の構成によって、凝縮器として使用した場合に、吹出し空気の左右の温度分布の不均一性が低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１における熱交換器を備えた室内機の横断面図
【図２】本発明の実施の形態１における熱交換器の概略正面図
【図３】本発明の実施の形態１の熱交換器を備えたヒートポンプ空気調和機の冷凍サイクル図
【図４】本発明の実施の形態２における熱交換器を備えた室内機の横断面図
【図５】本発明の実施の形態２における熱交換器の（ａ）第１の熱交換部（ｂ）第２の熱交換部の概略正面図
【図６】本発明の実施の形態３における熱交換器の（ａ）第１の熱交換部（ｂ）第２の熱交換部の概略正面図
【図７】従来の熱交換器の概略正面図
【図８】別の従来の熱交換器の概略正面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
第１の発明は、水平方向に設けられた上側ヘッダーと、前記上側ヘッダーに平行に設けられた下側ヘッダーと、前記上側ヘッダーと前記下側ヘッダーとの間に設けられた複数の
偏平伝熱管と、前記複数の偏平伝熱管の間に設けられたコルゲートフィンとを備えた熱交換器であって、前記上側ヘッダーと前記下側ヘッダーの内部を、それぞれ、仕切板で複数の部屋に分割して、少なくとも、当該熱交換器に流入する流体が最初に流れる複数の入口偏平伝熱管群と、当該熱交換器から流出する流体が最後に流れる出口偏平伝熱管群とを形成し、前記複数の入口偏平伝熱管群は当該熱交換器の前面に向かって左右対称に配置され、前記出口偏平伝熱管群は当該熱交換器の前面の中央部に配置され、前記複数の入口偏平伝熱管群を流れた流体は、前記出口偏平伝熱管群で合流するものである。
【００１７】
これによれば、凝縮器として用いられる場合に、熱交換器に流入する高温の過熱ガスは、熱交換器の左右に配置された入口偏平伝熱管群に分かれて流れ、その後、熱交換器を流出する低温の過冷却液として、熱交換器の中央部を配置された出口偏平伝熱管群を合流して流れるので、熱交換器と熱交換した空気の温度は、左右方向で不均一となることがなく、空調調和機の利用者の快適性を損ねることがない。
【００１８】
第２の発明は、水平方向に設けられた第１の上側ヘッダーと、前記第１の上側ヘッダーに平行に設けられた第１の下側ヘッダーと、前記第１の上側ヘッダーと前記第１の下側ヘッダーとの間に設けられた複数の第１の偏平伝熱管と、前記複数の第１の偏平伝熱管の間に設けられた第１のコルゲートフィンとが設けられた第１の熱交換部と、前記第１の上側ヘッダーに平行に設けられた第２の上側ヘッダーと、前記第２の上側ヘッダーに平行に設けられた第２の下側ヘッダーと、前記第２の上側ヘッダーと前記第２の下側ヘッダーとの間に設けられた複数の第２の偏平伝熱管と、前記複数の第２の偏平伝熱管の間に設けられた第２のコルゲートフィンとが設けられ第２の熱交換部とを備えた熱交換器であって、前記第１の上側ヘッダーと前記第１の下側ヘッダーの内部を、それぞれ、仕切板で複数の部屋に分割して、少なくとも、当該熱交換器に流入する流体が最初に流れる複数の入口偏平伝熱管群を形成し、前記第２の上側ヘッダーと前記第２の下側ヘッダーの内部を、それぞれ、仕切板で複数の部屋に分割して、少なくとも、前記第２の熱交換部に流入する流体が最初に流れる複数の第２熱交換部流入偏平伝熱管群と、当該熱交換器から流出する流体が最後に流れる出口偏平伝熱管群とを形成し、前記複数の第２熱交換部流入偏平伝熱管群は前記第２熱交換部側熱交換部の前面に向かって左右対称に配置され、前記出口偏平伝熱管群は前記第２の熱交換部の前面の中央部に配置され、前記複数の第２熱交換部流入偏平伝熱管群を流れた流体は、前記出口偏平伝熱管群で合流するものである。
【００１９】
これによれば、凝縮器として用いられる場合に、第２の熱交換部に流入する比較的高温の流体は、第２の熱交換部の左右に分かれて配置された第２熱交換部流入偏平伝熱管群に分かれて流れ、その後、第２の熱交換部を流出する比較的低温の流体として、第２の熱交換部の中央部を配置された出口偏平伝熱管群を流れるので、第２の熱交換部で熱交換した空気は、温度が左右方向で不均一となることがない。また、第２の熱交換部を通過した空気は、第１の熱交換部を流れる高温の過熱ガスによって加熱された空気と合流するため、より左右方向で温度が不均一となることがない。このため、空調調和機の利用者の快適性を損ねることがない。
【００２０】
第３の発明は、第２の発明において、前記第１の上側ヘッダーと前記第１の下側ヘッダーの内部を、それぞれ、仕切板で複数の部屋に分割して、前記第１の熱交換部に流入する流体が最初に流れる複数の第１熱交換部流出偏平伝熱管群をさらに形成し、前記複数の第１熱交換部流出偏平伝熱管群は前記第１の熱交換部の前面に向かって左右対称に配置され、前記入口偏平伝熱管群は前記第１の熱交換部の前面の中央部に配置され、前記入口偏平伝熱管群を流れた流体は、前記複数の第１熱交換部流出偏平伝熱管群に分流するものである。
【００２１】
これによれば、第１の熱交換部に流入する高温の過熱ガスは、第１の熱交換部の中央部
に配置された入口偏平伝熱管群に流れ、その後、第１の熱交換部を流出する比較的低温の流体として、第１の熱交換部の左右に分かれて配置された第１熱交換部出口偏平伝熱管群に分かれて流れるので、さらに、熱交換器と熱交換した空気の温度が、左右方向で不均一となることがない。
【００２２】
第４の発明は、第１〜３のいずれか１つの発明において、前記入口偏平伝熱管群から前記出口偏平伝熱管群までの伝熱管群は、前記伝熱管群を形成する偏平伝熱管の本数が順次、減少するものである。
【００２３】
これによれば、流体流路の下流側になるほど、流路断面積を小さくできるので、流体流路の下流側になるほど流速が低下することを緩和できる。このため、流体の熱伝達率の低下を抑制し、高い熱交換器性能を維持できる。
【００２４】
第５の発明は、第１〜４のいずれか１つの発明において、当該熱交換器を凝縮器として用いた場合に、前記入口偏平伝熱管群と前記出口偏平伝熱管群とでは、流体が上方から下方に流れるものである。
【００２５】
これによれば、伝熱性能の優れた下降流となる偏平伝熱管の本数を、上昇流となる偏平伝熱管の本数より多くできるので、熱交換器性能を向上することができる。
【００２６】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２７】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施形態の熱交換器の適用例として、一般家庭で使用されている空気調和機の室内機で説明を行う。図１は本発明の実施の形態１の熱交換器を備えた室内機の横断面図である。図２は、本発明の実施の形態１における熱交換器の概略正面図である。なお、以下の説明では、室内機において、室内の壁にとりつける側を背面とし、背面に対向する側を前面として説明する。
【００２８】
室内機３０は外殻を形成するケーシング４０を備え、その内部に本発明の第１の実施形態の熱交換器である熱交換器１を備えている。熱交換器１は、室内機３０の側方からみて、横流ファン４４の前方上方を覆うように傾斜して配置されている。ケーシング４０の前面と天面には吸込口４１が、前面と底面とで形成される角部には吹出口４２が設けられている。ケーシング４０内には、吸込口４１から吹出口４２にかけて空気流通路４３が形成されている。
【００２９】
また、室内機３０は、吸込口４１から取り入れられた空気を、熱交換器１で熱交換して室内に吹き出すための横流ファン４４を備えている。横流ファン４４は、空気流通路４３内の熱交換器１の下部に、回転軸が室内機３０の幅方向と平行となるように配置されている。
【００３０】
空気調和機が運転を開始すると、横流ファン４４が回転し、横流ファン４４の旋回動による空気のかきだし作用によって、空気流通路４３内における横流ファン４４の上流が低圧になる。これにより生じる吸込力によって、空気は、吸込口４１から室内機３０内へ流入し、熱交換器１を通過した後、横流ファン４４で増速され、吹出口４２から室内（冷・暖房対象空間）へと吹き出される。
【００３１】
空気流は、熱交換器１を通過する際に、熱交換器１を構成する偏平伝熱管内の冷媒と熱交換することで、冷風または温風となる。
【００３２】
ここで、熱交換器１について詳しく説明する。熱交換器１は、鉛直方向に対して傾斜して配置されている。熱交換器１は、冷媒の流通路となる複数本の偏平伝熱管１３が並列状に配置されている。つまり、複数本の偏平伝熱管１３は、長手方向が鉛直方向に対して傾斜して配置されている。
【００３３】
また、各偏平伝熱管１３の両端には、筒状の中空の上側ヘッダー２と下側ヘッダー３が連通接続されている。上側ヘッダー２と下側ヘッダー３は、それぞれ長手方向が水平方向となるように配置されている。
【００３４】
隣接する偏平伝熱管１３の間に、空気との間で吸放熱するコルゲートフィン１４を備えている。コルゲートフィン１４は、帯状の板材を波形に屈曲成形したものである。熱交換器１の空気が流通する方向に垂直な面を前面とすると、熱交換器１の前面の左右方向の両端のコルゲートフィン１４の外側には、サイドプレート（図示せず）が設けられている。
【００３５】
図２に模式的に示すように、上側ヘッダー２と下側ヘッダー３は、それぞれ、左右対称位置に配置された仕切板１０により複数の部屋に仕切られている。具体的には、上側ヘッダー２は、風上側から見て（図２の紙面に向かって）右側に配置され上側ヘッダー右室２Ａと、中央に配置される上側ヘッダー中央室２Ｂと、左側に配置される上側ヘッダー左室２Ｃとに仕切られている。上側ヘッダー右室２Ａには、入口管７Ｒが設けられ、上側ヘッダー左室２Ｃには、入口管７Ｌが設けられている。また、下側ヘッダー３は、風上側から見て右側に配置され下側ヘッダー右室３Ａと、中央に配置される下側ヘッダー中央室３Ｂと、左側に配置される下側ヘッダー左室３Ｃとに仕切られている。下側ヘッダー中央室３Ｂには、出口管８が設けられている。
【００３６】
上側ヘッダー右室２Ａと下側ヘッダー右室３Ａの間には、複数の偏平伝熱管１３が連通接続されており右側下降領域Ｄ１Ｒを形成している。同様に、上側ヘッダー左室２Ｃと下側ヘッダー左室３Ｃの間には左側下降領域Ｄ１Ｌが、上側ヘッダー中央室２Ｂと下側ヘッダー右室３Ａの間には右側上昇領域Ｕ１Ｒが、上側ヘッダー中央室２Ｂと下側ヘッダー左室３Ｃの間には左側上昇領域Ｕ１Ｌが、上側ヘッダー中央室２Ｂと下側ヘッダー中央室３Ｂの間には中央下降領域Ｄ１Ｃが、それぞれ形成されている。
【００３７】
左側下降領域Ｄ１Ｌと右側下降領域Ｄ１Ｒ、左側上昇領域Ｕ１Ｌと右側上昇領域Ｕ１Ｒは、それぞれほぼ対象形である。また、それぞれを構成する偏平伝熱管１３の本数については、（左側下降領域Ｄ１Ｌと右側下降領域Ｄ１Ｒの合計本数）＞（左側上昇領域Ｕ１Ｌと右側上昇領域Ｕ１Ｒの合計本数）＞（中央下降領域Ｄ１Ｃの本数）となるように構成されている。
【００３８】
熱交換器１が凝縮器として用いられるとき、冷媒は、上側ヘッダー２に接続された左側の入口管７Ｌと右側の入口管７Ｒの２箇所から熱交換器１に流入する。そして、上側ヘッダー左室２Ｃと上側ヘッダー右室２Ａをそれぞれ経て、まず左側下降領域Ｄ１Ｌと右側下降領域Ｄ１Ｒを下降する。そして、下側ヘッダー左室３Ｃと下側ヘッダー右室３Ａでそれぞれ折り返し、次に左側上昇領域Ｕ１Ｌと右側上昇領域Ｕ１Ｒを上昇する。さらに、上側ヘッダー中央室２Ｂ内で合流し折り返し、中央の中央下降領域Ｄ１Ｃを下降する。その後、下側ヘッダー中央室３Ｂに接続された出口管８から流出する。
【００３９】
したがって、以上のように構成された熱交換器１が凝縮器として用いられるときには、冷媒入口の高温な過熱ガスは、左側下降領域Ｄ１Ｌと右側下降領域Ｄ１Ｒに分かれて流れ、また冷媒出口の低温な過冷却液は、中央の中央下降領域Ｄ１Ｃを流れるので、熱交換器１を通過し、熱交換した空気の温度は、左右のアンバランスはあまりなく、空調調和機の
利用者の快適性を損ねることがない。
【００４０】
また、冷媒は、入口管７Ｌと入口管７Ｒから流入してすぐ、左側下降領域Ｄ１Ｌまたは右側下降領域Ｄ１Ｒを下降し、最後に中央下降領域Ｄ１Ｃも下降して流れ、出口管８から流出するので、伝熱性能が劣る上昇流の回数（およびその偏平伝熱管１３の本数）より伝熱性能が優れた下降流の回数（およびその偏平伝熱管１３の本数）が多く、熱交換器１の性能を向上させることができる。
【００４１】
さらに、熱交換器１を凝縮器として用いるとき、冷媒は下流側ほど密度が小さくなり、下流側ほど冷媒流速が小さくなるが、本実施の形態では、偏平伝熱管１３の本数について、（左側下降領域Ｄ１Ｌと右側下降領域Ｄ１Ｒの合計本数）＞（左側上昇領域Ｕ１Ｌと右側上昇領域Ｕ１Ｒの合計本数）＞（中央下降領域Ｄ１Ｃの本数）となるように構成しているので、下流側ほど冷媒流路面積を小さくして、冷媒流速が小さくなるのを緩和して、熱伝達率の低下を抑え、優れた熱交換器能力を維持することができる。
【００４２】
前述のように構成された熱交換器１を備えた室内機３０をヒートポンプ空気調和機に搭載して冷暖房運転を行う場合の動作について説明する。
【００４３】
図３は、実施の形態１の熱交換器１を備えたヒートポンプ空気調和機の冷凍サイクル図である。
【００４４】
ヒートポンプ空気調和機の構成について説明する。冷媒を圧縮する圧縮機３１、冷房暖房運転時の冷媒回路を切り替える四方弁３２、冷房時には凝縮器となり暖房時には蒸発器となる冷媒と外気の熱を交換する室外熱交換器３３、室外熱交換器３３内を流れる冷媒と外気の熱交換を促進する室外ファン３８、冷媒を減圧する絞り装置３４、冷媒と室内空気の熱を交換し冷房時には蒸発器となり暖房時には凝縮器となる熱交換器１、熱交換器１内を流れる冷媒と室内空気の熱交換を促進する横流ファン４４、圧縮機３１の吸い込み側に設けられたアキュムレータ３６を備えている。
【００４５】
室外機５２は圧縮機３１、四方弁３２、室外熱交換器３３、絞り装置３４、アキュムレータ３６、室外ファン３８を備え、室内機３０とは、液側接続管５３とガス側接続管５４で接続されている。
【００４６】
この様に構成された、ヒートポンプ空気調和機について動作を説明する。まず、冷房運転時には、圧縮機３１によって圧縮された冷媒は高温高圧の冷媒となって四方弁３２を通って室外熱交換器３３に送られる。そして、室外ファン３８によって外気と熱交換を促進して放熱し、高圧の液冷媒となり絞り装置３４に送られる。絞り装置３４では減圧されて低温低圧の二相冷媒となり、液側接続管５３を通って、熱交換器１に送られる。
【００４７】
横流ファン４４によって吸い込まれた室内空気は熱交換器１を通って冷媒と熱交換し、冷媒は室内空気の熱を吸熱し蒸発気化して低温のガス冷媒となる。つまり、熱交換器１は蒸発器として用いられる。このとき冷媒によって吸熱された室内空気は温度湿度が低下して横流ファン４４によって室内に吹き出され室内を冷房する。
【００４８】
また、ガス冷媒は、ガス側接続管５４を通過して四方弁３２に入り、アキュムレータ３６を経て圧縮機３１に戻る。
【００４９】
一方、暖房運転の運転時には、圧縮機３１によって圧縮された冷媒は高温高圧の冷媒となって四方弁３２を通り、ガス側接続管５４に送られる。横流ファン４４によって吸い込まれた室内空気は熱交換器１を通って冷媒と熱交換し、冷媒は室内空気へ熱を放熱し凝縮
して高圧の液冷媒となる。つまり、熱交換器１は凝縮器として用いられる。このとき室内空気は冷媒の熱を吸熱し温度が上昇した状態で横流ファン４４によって室内に吹き出され室内を暖房する。その後、冷媒は液側接続管５３を通って絞り装置３４に送られ、絞り装置３４において減圧されて低温低圧の二相冷媒となり、室外熱交換器３３に送られて、室外ファン３８によって外気と熱交換を促進して蒸発気化し、四方弁３２を経てアキュムレータ３６を通って圧縮機３１へ戻される。この様にして、冷暖房運転がなされる。
【００５０】
なお、本ヒートポンプ空気調和機では、四方弁３２により冷媒回路内を流れる冷媒の方向を切り換えているので、熱交換器１を凝縮器として用いるときには、入口管７Ｌ、７Ｒから流入し、出口管８から流出するのに対して、熱交換器１を蒸発器として用いるときには、出口管８から流入し、入口管７Ｌ、７Ｒから流入することとなる。このように、本実施の形態では、入口管７Ｌ、７Ｒ、出口管８の名称は、熱交換器１を凝縮器として用いた場合を基準とした。また、左側下降領域Ｄ１Ｌ、右側下降領域Ｄ１Ｒ、中央下降領域Ｄ１Ｃ、左側上昇領域Ｕ１Ｌ、右側上昇領域Ｕ１Ｒにおける、上昇、下降の名称も、熱交換器１を凝縮器として用いた場合を基準とした。
【００５１】
また、本実施の形態では、熱交換器１を室内機に適用するものとして説明したが、室外機に適用してよい。つまり、室外熱交換器３３として熱交換器１を採用してもよい。
【００５２】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態の熱交換器について説明する。なお、本実施の形態では、実施の形態１と異なるところのみを説明し、実施の形態１で説明した構成については、説明は割愛する。図４は、本発明の実施の形態２における熱交換器を備えた室内機の横断面図であり、図５は、本発明の実施の形態２における熱交換器の（ａ）第１の熱交換部（ｂ）第２の熱交換部の概略正面図である。
【００５３】
図４において、熱交換器１１は、横流ファン４４が発生させる空気の流れ方向において、風下側に位置する第１の熱交換部１ａと風上側に位置する第２の熱交換部１ｂとを備えている。第１の熱交換部１ａと第２の熱交換部１ｂとは平行に、空気の流れ方向に対して２列で配置されている。
【００５４】
第１の熱交換部１ａは、水平方向に設けられた第１の上側ヘッダー２ａと、第１の上側ヘッダー２ａと平行に設けられた第１の下側ヘッダー３ａと、第１の上側ヘッダー２ａと第１の下側ヘッダー３ａとの間に設けられた複数本の偏平伝熱管１３と、複数本の偏平伝熱管１３の間に設けられたコルゲートフィン１４とを備えている。
【００５５】
第２の熱交換部１ｂは、水平方向に設けられた第２の上側ヘッダー２ｂと、第２の上側ヘッダー２ｂと平行に設けられた第２の下側ヘッダー３ｂと、第２の上側ヘッダー２ｂと第２の下側ヘッダー３ｂとの間に設けられた複数本の偏平伝熱管１３と、複数本の偏平伝熱管１３の間に設けられたコルゲートフィン１４とを備えている。
【００５６】
第１の上側ヘッダー２ａの両端には、入口管７Ｌ、７Ｒが設けられている。第２の下側ヘッダー３ｂには出口管８が設けられている。第１の下側ヘッダー３ａと第２の下側ヘッダー３ｂとは、連結管Ａ−Ｌ、Ａ−Ｒによって連通接続されている。
【００５７】
図５に模式的に示すように、第２の下側ヘッダー３ｂは、左右対称位置に配置された仕切板１０により複数の部屋に仕切られている。具体的には、第２の下側ヘッダー３ｂは、風上側から見て右側に配置され第２の下側ヘッダー右室３ｂＡと、中央に配置される第２の下側ヘッダー中央室３ｂＢと、左側に配置される第２の下側ヘッダー左室３ｂＣとに仕切られている。第１の下側ヘッダー３ａの内部と第２の下側ヘッダー右室３ｂＡ、第１の
下側ヘッダー３ａの内部と第２の下側ヘッダー左室３ｂＣとは、それぞれ、連結管Ａ−Ｒ、Ａ−Ｌにより、連通接続されている。第２の下側ヘッダー中央室３ｂＢには、出口管８が設けられている。
【００５８】
第１の上側ヘッダー２ａと第１の下側ヘッダー３ａとの間には、複数の偏平伝熱管１３が連通接続されており、第１の熱交換部１ａの全面に第１の中央下降領域Ｄ１Ｃを形成している。
【００５９】
第２の上側ヘッダー２ｂと第２の下側ヘッダー右室３ｂＡの間には、複数の偏平伝熱管１３が連通接続されており右側上昇領域Ｕ１Ｒを形成している。同様に、第２の上側ヘッダー２ｂと第２の下側ヘッダー左室３ｂＣの間には左側上昇領域Ｕ１Ｌが形成されている。また、第２の上側ヘッダー２ｂと第２の下側ヘッダー中央室３ｂＢの間には第２の中央下降領域Ｄ２Ｃが形成されている。
【００６０】
また、左側上昇領域Ｕ１Ｌと右側上昇領域Ｕ１Ｒは、それぞれほぼ対象形で、偏平伝熱管の本数については、（第１の中央下降領域Ｄ１Ｃの本数）＞（左側上昇領域Ｕ１Ｌと右側上昇領域Ｕ１Ｒの合計本数）＞（第２の中央下降領域Ｄ２Ｃの本数）となるように構成されている。
【００６１】
熱交換器１１が凝縮器として用いられるとき、冷媒は、風下側の列の第１の熱交換部１ａの第１の上側ヘッダー２ａに接続された左側の入口管７Ｌと右側の入口管７Ｒの２箇所から熱交換器１１に流入する。そして、第１の上側ヘッダー２ａを経て、第１の熱交換部１ａの全体を第１の中央下降領域Ｄ１Ｃとして下降する。そして、第１の熱交換部１ａの第１の下側ヘッダー３ａから、連結管Ａ−Ｌ、Ａ−Ｒを経由して、風上側の列の第２の熱交換部１ｂの第２の下側ヘッダー左室３ｂＣ、第２の下側ヘッダー右室３ｂＡのそれぞれに流入する。次に、左側上昇領域Ｕ１Ｌと右側上昇領域Ｕ１Ｒを上昇し、第２の上側ヘッダー２ｂ内で合流し、折り返して、中央の第２の中央下降領域Ｄ２Ｃを下降する。その後、第２の下側ヘッダー中央室３ｂＢに接続された出口管８から流出する。
【００６２】
以上のように構成された熱交換器１１が凝縮器として用いられるときには、冷媒入口の高温な過熱ガスは、風下側の列の第１の熱交換部１ａの全体に渡る第１の中央下降領域Ｄ１Ｃを流れ、また冷媒出口の低温な過冷却液は、風上側の列の第２の熱交換部１ｂの中央の第２の中央下降領域Ｄ２Ｃを流れるので、風上側の列の第１の熱交換部１ａから、風下側の列の第２の熱交換部１ｂを通り抜け、熱交換した空気の温度は、左右のアンバランスはあまりなく、空調調和機の利用者の快適性を損ねることがない。
【００６３】
また、冷媒は、入口管７Ｌと入口管７Ｒから流入してまず、第１の中央下降領域Ｄ１Ｃを下降し、最後に第２の中央下降領域Ｄ２Ｃも下降して流れ、出口管８から流出するので、伝熱性能が劣る上昇流の回数（およびその偏平伝熱管１３の本数）より伝熱性能が優れた下降流の回数（およびその偏平伝熱管１３の本数）が多く、熱交換器１１の性能を向上させることができる。
【００６４】
さらに、偏平伝熱管１３の本数について、（第１の中央下降領域Ｄ１Ｃの本数）＞（左側上昇領域Ｕ１Ｌと右側上昇領域Ｕ１Ｒの合計本数）＞（第２の中央下降領域Ｄ２Ｃの本数）となるように構成しているので、下流側ほど冷媒流路面積を小さくして、冷媒流速が小さくなるのを緩和して、熱伝達率の低下を抑え、優れた熱交換器能力を維持することができる。
【００６５】
なお、図４では、熱交換器１１は室内機３０の側方からみて、横流ファン４４の前方上方を覆うように傾斜して配置されているとして説明しているが、第１の熱交換部１ａを横
流ファン４４の後方側に傾斜させ、第２の熱交換部１ｂを横流ファン４４の前方側に傾斜させ、第１の上側ヘッダー２ａと第２の上側ヘッダー２ｂとを近接させて配置し、逆Ｖ字型をなして、横流ファン４４の上方を覆うようにしてもよい。
【００６６】
このような形態でも、第１の熱交換部１ａと第２の熱交換部１ｂとは同じ空気流通路４３内に配置されているので、第１の熱交換部１ａで加熱された空気と、第２の熱交換部１ｂで加熱された空気とが合流することで、より左右のアンバランスを解消できる。
【００６７】
（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態の熱交換器について説明する。なお、本実施の形態では、実施の形態１、２と異なるところのみを説明し、実施の形態１、２で説明した構成については、説明は割愛する。図６は、本発明の実施の形態３における熱交換器の（ａ）第１の熱交換部（ｂ）第２の熱交換部の概略正面図である。
【００６８】
図６に模式的に示すように、第１の上側ヘッダー２ａには、入口管７が設けられている。第２の下側ヘッダー３ｂには出口管８が設けられている。第１の上側ヘッダー２ａと第２の上側ヘッダー２ｂとは、連結管Ａ−Ｌ、Ａ−Ｒによって連通接続されている。
【００６９】
また、第１の上側ヘッダー２ａ第２の上側ヘッダー２ｂ、第２の下側ヘッダー３ｂは、それぞれ、左右対称位置に配置された仕切板１０により複数の部屋に仕切られている。
【００７０】
具体的には、第１の上側ヘッダー２ａは、風上側から見て右側に配置され第１の上側ヘッダー右室２ａＡと、中央に配置される第１の上側ヘッダー中央室２ａＢと、左側に配置される第１の上側ヘッダー左室２ａＣとに仕切られている。第２の上側ヘッダー２ｂは、風上側から見て右側に配置され第２の上側ヘッダー右室２ｂＡと、中央に配置される第２の上側ヘッダー中央室２ｂＢと、左側に配置される第２の上側ヘッダー左室２ｂＣとに仕切られている。第２の下側ヘッダー３ｂは、風上側から見て右側に配置され第２の下側ヘッダー右室３ｂＡと、中央に配置される第２の下側ヘッダー中央室３ｂＢと、左側に配置される第２の下側ヘッダー左室３ｂＣとに仕切られている。
【００７１】
第１の上側ヘッダー中央室２ａＢには、入口管７が設けられている。第１の上側ヘッダー右室２ａＡと第２の上側ヘッダー右室２ｂＡ、第１の上側ヘッダー左室２ａＣと第２の上側ヘッダー左室２ｂＣとは、それぞれ、連結管Ａ−Ｒ、Ａ−Ｌにより、連通接続されている。第２の下側ヘッダー中央室３ｂＢには、出口管８が設けられている。
【００７２】
第１の上側ヘッダー中央室２ａＢと第１の下側ヘッダー３ａとの間には、複数の偏平伝熱管１３が連通接続されており第１の中央下降領域Ｄ１Ｃを形成している。第１の上側ヘッダー右室２ａＡと第１の下側ヘッダー３ａの間には、複数の偏平伝熱管１３が連通接続されており第１の右側上昇領域Ｕ１Ｒを形成している。同様に、第１の上側ヘッダー左室２ａＣと第１の下側ヘッダー３ａの間には、第１の左側上昇領域Ｕ１Ｌが形成されている。
【００７３】
同様に、第２の上側ヘッダー右室２ｂＡと第２の下側ヘッダー右室３ｂＡの間には、右側下降領域Ｄ１Ｒが、第２の上側ヘッダー左室２ｂＣと第２の下側ヘッダー左室３ｂＣの間には、左側下降領域Ｄ１Ｌがそれぞれ形成されている。また、第２の上側ヘッダー中央室２ｂＢと第２の下側ヘッダー右室３ｂＡの間には、第２の右側上昇領域Ｕ２Ｒが、第２の上側ヘッダー中央室２ｂＢと第２の下側ヘッダー左室３ｂＣの間には、第２の左側上昇領域Ｕ２Ｌがそれぞれ形成されている。また、第２の上側ヘッダー中央室２ｂＢと第２の下側ヘッダー中央室３ｂＢの間には、第２の中央下降領域Ｄ２Ｃが形成されている。
【００７４】
また、第１の熱交換部１ａにおいて、第１の左側上昇領域Ｕ１Ｌと第１の右側上昇領域Ｕ１Ｒはそれぞれ対象形に設けられている。また、第２の熱交換部１ｂにおいて、左側下降領域Ｄ１Ｌと右側下降領域Ｄ１Ｒ、第２の左側上昇領域Ｕ２Ｌと第２の右側上昇領域Ｕ２Ｒは、それぞれほぼ対象形で設けられている。
【００７５】
偏平伝熱管１３の本数については、（第１の中央下降領域Ｄ１Ｃの本数）＞（第１の左側上昇領域Ｕ１Ｌと第１の右側上昇領域Ｕ１Ｒの合計本数）＞（第１の左側下降領域Ｄ１Ｌと第１の右側下降領域Ｄ１Ｒの合計本数）＞（第２の左側上昇領域Ｕ２Ｌと第２の右側上昇領域Ｕ２Ｒの合計本数）＞（第２の中央下降領域Ｄ２Ｃの本数）となるように構成されている。
【００７６】
熱交換器１１が凝縮器として用いられるとき、冷媒は、風下側の列の第１の熱交換部１ａの第１の上側ヘッダー２ａに接続された入口管７から第１の上側ヘッダー中央室２ａＢに流入する。そして、第１の上側ヘッダー中央室２ａＢを経て、まず中央の第１の中央下降領域Ｄ１Ｃを下降する。そして、第１の下側ヘッダー３ａで折り返し、次に、第１の左側上昇領域Ｕ１Ｌと第１の右側上昇領域Ｕ１Ｒを上昇する。その後、風下側の列の第１の熱交換部１ａの第１の上側ヘッダー左室２ａＣと第１の上側ヘッダー右室２ａＡから、連結管Ａ−Ｌ、Ａ−Ｒを経由して、風上側の列の第２の熱交換部１ｂの第２の上側ヘッダー左室２ｂＣと第２の上側ヘッダー右室２ｂＡにそれぞれ流入する。さらに、冷媒は、それぞれ、左側下降領域Ｄ１Ｌと右側下降領域Ｄ１Ｒを下降し、第２の下側ヘッダー左室３ｂＣ内と第２の下側ヘッダー右室３ｂＡ内で折り返し、第２の左側上昇領域Ｕ２Ｌと第２の右側上昇領域Ｕ２Ｒを上昇する。さらに、第２の上側ヘッダー中央室２ｂＢ内で合流し、折り返し、中央の第２の中央下降領域Ｄ２Ｃを下降する。その後、第２の下側ヘッダー中央室３ｂＢに接続された出口管８から流出する。
【００７７】
以上のように構成された熱交換器１１が凝縮器として用いられるときには、冷媒入口の高温な過熱ガスは、風下側の列の第１の熱交換部１ａの中央部の第１の中央下降領域Ｄ１Ｃを流れ、また冷媒出口の低温な過冷却液は、風上側の列の第２の熱交換部１ｂの中央の第２の中央下降領域Ｄ２Ｃを流れるので、風上側の列の第１の熱交換部１ａから、風下側の列の第２の熱交換部１ｂを通り抜け、熱交換した空気の温度は、左右のアンバランスはあまりなく、空調調和機の利用者の快適性を損ねることがない。
【００７８】
また、冷媒は、入口管７から流入してまず、第１の中央下降領域Ｄ１Ｃを下降し、最後に第２の中央下降領域Ｄ２Ｃも下降して流れ、出口管８から流出するので、伝熱性能が劣る上昇流の回数（およびその偏平伝熱管１３の本数）より伝熱性能が優れた下降流の回数（およびその偏平伝熱管１３の本数）が多く、熱交換器１１の性能を向上させることができる。
【００７９】
さらに、偏平伝熱管１３の本数について、（第１の中央下降領域Ｄ１Ｃの本数）＞（第１の左側上昇領域Ｕ１Ｌと第１の右側上昇領域Ｕ１Ｒの合計本数）＞（第１の左側下降領域Ｄ１Ｌと第１の右側下降領域Ｄ１Ｒの合計本数）＞（第２の左側上昇領域Ｕ２Ｌと第２の右側上昇領域Ｕ２Ｒの合計本数）＞（第２の中央下降領域Ｄ２Ｃの本数）となるように構成しているので、下流側ほど冷媒流路面積を小さくして、冷媒流速が小さくなるのを緩和して、熱伝達率の低下を抑え、優れた熱交換器能力を維持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明によれば、コルゲートフィンを有するパラレルフロー熱交換器において、吹出し空気の左右方向の温度分布を改善できる。このため、本発明の熱交換器は、家庭用の空気調和機のみならず、業務用の空気調和機等に適用できる。
【符号の説明】
【００８１】
１、１１  熱交換器
１ａ  第１の熱交換部
１ｂ  第２の熱交換部
２  上側ヘッダー
２ａ  第１の上側ヘッダー
２ｂ  第２の上側ヘッダー
２Ａ  上側ヘッダー右室
２Ｂ  上側ヘッダー中央室
２Ｃ  上側ヘッダー左室
２ａＡ  第１の上側ヘッダー右室
２ａＢ  第１の上側ヘッダー中央室
２ａＣ  第１の上側ヘッダー左室
２ｂＡ  第２の上側ヘッダー右室
２ｂＢ  第２の上側ヘッダー中央室
２ｂＣ  第２の上側ヘッダー左室
３  下側ヘッダー
３ａ  第１の下側ヘッダー
３ｂ  第２の下側ヘッダー
３ｂＡ  第２の下側ヘッダー右室
３ｂＢ  第２の下側ヘッダー中央室
３ｂＣ  第２の下側ヘッダー左室
３Ａ  下側ヘッダー右室
３Ｂ  下側ヘッダー中央室
３Ｃ  下側ヘッダー左室
４、１３  偏平伝熱管
５、１４  コルゲートフィン
６  サイドプレート
７、７Ｌ、７Ｒ  入口管
８  出口管
１０  仕切板
３０  室内機
３１  圧縮機
３２  四方弁
３３  室外熱交換器
３４  絞り装置
３６  アキュムレータ
３８  室外ファン
４０  ケーシング
４１  吸込口
４２  吹出口
４３  空気流通路
４４  横流ファン
５２  室外機
５３  液側接続管
５４  ガス側接続管
Ａ−Ｌ、Ａ−Ｒ  連通管
Ｄ１Ｃ  中央下降領域（第１の中央下降領域）
Ｄ２Ｃ  第２の中央下降領域
Ｄ１Ｌ  左側下降領域
Ｄ１Ｒ  右側下降領域
Ｕ１Ｌ  左側上昇領域（第１の左側上昇領域）
Ｕ２Ｌ  第２の左側上昇領域
Ｕ１Ｒ  右側上昇領域（第１の右側上昇領域）
Ｕ２Ｒ  第２の右側上昇領域
【図１】
2015230129.tif 000003
【図２】
2015230129.tif 000004
【図３】
2015230129.tif 000005
【図４】
2015230129.tif 000006
【図５】
2015230129.tif 000007
【図６】
2015230129.tif 000008
【図７】
2015230129.tif 000009
【図８】
2015230129.tif 000010