(57)【要約】【課題】冷媒流路の穴径が小さい偏平管を用いたパラレルフロー型熱交換器の分流をより調整しやすくすること。【解決手段】並設された複数の偏平管５と、前記複数の偏平管５の間に設けられたフィン６と、前記偏平管５の両端に設けられた２本のヘッダ２、ヘッダ３とを備え、ヘッダ２とヘッダ３は、それぞれ対向する位置に、ヘッダ２またはヘッダ３内を長手方向に区画する複数の仕切り板１０を備えることで、ヘッダ２とヘッダ３内を複数の小区画に区画できるので、分流を調整しやすい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
並設された複数の偏平管と、前記複数の偏平管の間に設けられたフィンと、前記偏平管の両端に設けられた２本のヘッダとを備え、前記２本のヘッダの少なくともいずれか１本は、前記偏平管の内部を流れる流体の流れ方向が同じ偏平管同士の間に、前記ヘッダ内を長手方向に区画する仕切り板を備えたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記ヘッダは、外管と、前記外管内に設けられた内管とを備えた二重管であり、前記内管は前記仕切り板で区画された空間のそれぞれに開口する冷媒孔を備えたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記２本のヘッダは、それぞれ対向する位置に、前記仕切り板を備えたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記２本のヘッダのうち、蒸発器として作動するときに入口側となるヘッダにおいて、前記複数の冷媒孔は、冷媒流入口に近いほど孔径が小さいことを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパラレルフロー型熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にパラレルフロー型熱交換器は、間隔を置いて平行に並べられた２本のヘッダと、２本のヘッダ間に配置され、内部に複数の冷媒流路を設けた複数の偏平管と、偏平管の扁平面に配置された複数のフィンとから構成されている。空気は、フィンとフィンとの間を流れて偏平管の中の冷媒と熱交換する。
【０００３】
パラレルフロー型熱交換器は、フィン＆チューブ型熱交換器よりも、冷媒と空気の熱交換効率が高いとされている。これは、パラレルフロー型熱交換器が、偏平管内に複数の冷媒流路を設けることができ、偏平管内の伝熱面積を増大させることができるためである。しかし、偏平管内の冷媒流路の１つ１つの断面積が小さいため、冷媒循環量の影響を受けやすく、分流をあわせにくいという課題を有している。
【０００４】
そこで、ヘッダ内の空間を偏平管側空間と反偏平管側空間とに仕切る仕切り部材をもうけ、その仕切り部材に偏平管側空間と反偏平管側空間とを連通させる連通部を複数設けたうえ、仕切り部材の上側に流通面積小の小連通部を配置することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３５３９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、偏平管のように冷媒流路の穴径が非常に小さいものになると、わずかな抵抗で冷媒の分流状態が崩れるため、特許文献１のように、仕切り部材によって、偏平管側空間と、反偏平管側空間とに仕切るだけでは不十分であった。つまり、仕切り部材に設けられた連通部を通った冷媒が、ヘッダ内で隣接する連通部を通った冷媒と再び合流してしまい、すべての偏平管に冷媒を均一に分配できないという課題があった。
【０００７】
特に、パラレルフロー型熱交換器を空気調和機の室内機に採用する場合は、熱交換器を蒸発器として用いる場合に生じるドレン水を室内機外に排出する必要があるため、室内機を左右のどちらかに傾けて設置するが、仕切り部材に設けられた連通部を通った後の冷媒が、室内機の傾きの影響を受け片寄りやすく、冷媒が十分に流れない箇所が生じるといった課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、並設された複数の偏平管と、前記複数の偏平管の間に設けられたフィンと、前記偏平管の両端に設けられた２本のヘッダとを備え、前記２本のヘッダの少なくともいずれか１本は、前記扁平管の内部を流れる流体の流れ方向が同じ偏平管同士の間に、前記ヘッダ内を長手方向に区画する仕切り板を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
これによって、冷媒の分流状態を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１における熱交換器の正面断面図。
【図２】本発明の実施の形態における偏平管の断面図
【図３】本発明の実施の形態における熱交換器の要部斜視図。
【図４】本発明の実施の形態２における熱交換器の正面断面図。
【図５】本発明の実施の形態２における熱交換器の正面断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明は、並設された複数の偏平管と、前記複数の偏平管の間に設けられたフィンと、前記偏平管の両端に設けられた２本のヘッダとを備え、前記２本のヘッダの少なくともいずれか１本は、前記扁平管の内部を流れる流体の流れ方向が同じ偏平管同士の間に、前記ヘッダ内を長手方向に区画する仕切り板を備えたものである。
【００１２】
この構成により、熱交換器全体の分流およびガスバランスは崩れず、熱交換器の能力低下を防ぐことができる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、前記ヘッダは、外管と、前記外管内に設けられた内管とを備えた二重管であり、前記内管は前記複数の仕切り板で区画された空間のそれぞれに開口する冷媒孔を備えたものである。
【００１４】
この構成により、冷媒孔の大きさを調整することで、仕切り板で区画された空間に流入する冷媒の量を調整でき、熱交換器全体の分流をよくすることができる。
【００１５】
第３の発明は、第１の発明において、前記２本のヘッダは、それぞれ対向する位置に、前記仕切り板を備えたものである。
【００１６】
この構成により、より熱交換器全体の分流およびガスバランスは崩れず、熱交換器の能力低下を防ぐことができる。
【００１７】
第４の発明は、第２の発明において、前記２本のヘッダのうち、蒸発器として作動するときに入口側となるヘッダにおいて、前記複数の冷媒孔は、冷媒流入口に近いほど孔径が小さいものである。
【００１８】
冷媒は、熱交換器の入口側の冷媒孔に流れやすい傾向があるため、この構成により、入口側の冷媒孔に冷媒が流れにくく、入口から遠い冷媒孔に冷媒が流れやすくなり、熱交換器全体の分流をよくすることができる。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における熱交換器の正面断面図である。図２は、偏平管５の断面図である。図３は、熱交換器１の２本の偏平管５とその間のフィン６のみを図示した要部斜視図である。
【００２０】
図１において、熱交換器１は、間隔を置いて並べられたヘッダ２とヘッダ３と、ヘッダ２とヘッダ３との間に配置された偏平管５とを備えている。ヘッダ２とヘッダ３の軸方向は、それぞれ地面に対して水平方向に配置されており、偏平管５の長手方向は垂直方向に配置されている。
【００２１】
また、図３に示すように、複数の偏平管５の扁平面には、複数のフィン６が設けられている。フィン６は、例えばコルゲートフィンが採用できる。
【００２２】
図２に示すように、偏平管５は内部に複数の冷媒流路４を備えており、冷媒流路４は、ヘッダ２の内部とヘッダ３の内部とそれぞれ連通している。
【００２３】
ヘッダ２とヘッダ３は、それぞれ外管７と、外管７内に設けられた内管８とから構成される二重管式のヘッダである。内管８には、複数の冷媒孔９が設けられている。内管８の一端は、配管を接続する配管接続口が設けられている。
【００２４】
内管８に設けられた冷媒孔９の個数をＮ個としたとき、外管７内がＮ個の小区画（ブロック）に区切られるように、（Ｎ−１）個の仕切り板１０が外管７と内管８との間にロウ付け固定されている。仕切り板１０は、ヘッダの軸方向に対して垂直に設けられた平板状の部材であり、ヘッダ内を軸方向にＮ個のブロックに区切っている。仕切り板１０は、略中央部に内管８を貫通させる孔を備えている。
【００２５】
ヘッダ２とヘッダ３とは、それぞれ対向する位置に仕切り板１０を備えている。つまり、ヘッダ２の仕切り板１０が設けられた位置には、ヘッダ３にも仕切り板１０が設けられている。
【００２６】
このような構成の熱交換器の動作について説明する。ヘッダ２（またはヘッダ３）の内管８の端部に接続された配管（図示せず）から流入した冷媒は、冷媒孔９から外管７内に流出する。そして、冷媒は、それぞれ仕切り板１０で区画されたブロック内に流れ込む。その後、冷媒は、それぞれのブロック内に連通する複数の偏平管５の冷媒流路４を流れる。この際、冷媒と空気とはフィン６を介して熱交換を行う。
【００２７】
複数の偏平管５を流出した冷媒は、ヘッダ３（またはヘッダ２）の仕切り板１０で区画されたブロック内に流れ込む。そして、冷媒孔９から内管８内に流出した冷媒は、内管８の端部から熱交換器１に接続された配管（図示せず）へと流出する。
【００２８】
なお、本実施の形態では、内管８内に仕切り板が設けられていないため、ヘッダ２（またはヘッダ３）から流入した冷媒は、すべての偏平管５内を並行に流れ、ヘッダ３（またはヘッダ２）に到達する。
【００２９】
つまり、ヘッダ２（またはヘッダ３）は、偏平管５内を流れる冷媒の流れ方向が同じ偏平管５同士の間に、仕切り板１０を備えている。
【００３０】
このような構成の熱交換器によれば、ヘッダ２やヘッダ３内が仕切り板１０により、複数のブロックに区画されているため、冷媒の片寄りは、それぞれのブロック内で変動するだけで、ヘッダ２、ヘッダ３の全体では大きく変化することはない。このため、熱交換器の分流を良好に保てるので、熱交換器の能力低下を抑制できる。
【００３１】
特に、熱交換器１が、室内機の熱交として採用されている場合は、ドレン水を排出するために、室内機が左右のどちらかに傾けられているが、ヘッダ２、ヘッダ３内がブロックに分けられていることで、分流がブロック内で変動するだけで、ヘッダ２、ヘッダ３内の全体では大きく変化することはなく、熱交換器の分流を保てるので、能力低下を抑制できる。
【００３２】
なお、本実施の形態では、また、ヘッダ２とヘッダ３とは、それぞれ対向する位置に仕切り板１０を備えているとして説明したが、ヘッダ２とヘッダ３のいずれか一方、例えば、蒸発器として動作させる場合に入口側となるヘッダのみに仕切り板１０を設けても良い。これは、熱交換器の分流は、主に熱交換器が蒸発器として作動する際に調整すれば、凝縮器（または放熱器）として作動する場合でも、分流が均一となりやすいことによる。
【００３３】
ただし、偏平管５のように冷媒流路４の穴径が非常に小さく、冷媒が流れにくい管だと、ヘッダ２、ヘッダ３内の圧力損失が少し変動しただけで、冷媒の流れが大きく傾いてしまい、凝縮器（または放熱器）として動作させる条件であっても、ガスバランスが崩れてしまうため、ヘッダ２、ヘッダ３のどちらにおいても、複数のブロックに区切られていた方が望ましい。
【００３４】
また、内管８内に、一部の仕切り板１０と同じ位置に別の仕切り板を設け、ヘッダ２（またはヘッダ３）から流入し複数の偏平管を流れる冷媒が、Ｕターンして複数の偏平管を通って、再びヘッダ３（またはヘッダ２）に戻るような流路を形成してもよい。
【００３５】
偏平管５の冷媒流路４に四角形状を採用しているが、冷媒流路４が円形状あるいは三角形状などであっても良い。
【００３６】
（実施の形態２）
図４は、実施の形態２における熱交換器の正面断面図である。本実施の形態においては、実施の形態１と異なる点のみを説明する。
【００３７】
図４に示すように、実施の形態２は、熱交換器１を蒸発器として作動させる際に入口側となるヘッダ２に設けられた冷媒孔９を、蒸発器入口側に近いほど小さくし、入口側から遠くなるほど大きくしていくというものである。つまり、冷媒孔９は、ヘッダ２の配管接続口が設けられた側ほど、孔径が小さい。
【００３８】
これによれば、冷媒はヘッダの入口の冷媒孔に流れこみやすいため、入口側の冷媒孔を小さくすることで、冷媒が入口よりも遠い冷媒孔に流れるようになり、より均一に分流を調整できる。
【００３９】
なお、このように冷媒孔９の大きさを変更するのをヘッダ２のみに限定する理由は、ヘッダ３の冷媒孔９の大きさを変更すると、蒸発器として作動させる際に出口側となるヘッダ３で、冷媒を絞ってしまうこととなり、冷媒圧損が増大することで、熱交換器の飽和温度が下がってしまい、空気と冷媒との温度差が取れなくなり、熱交の能力が低下してしまうためである。
【００４０】
また、熱交換器１が凝縮器として作動する場合には、ヘッダ２は凝縮器の出口側のヘッダで冷媒を絞ることとなるが、過冷却を取ることでき、能力に悪影響を及ぼすことない。ただし、凝縮器として作動させる条件では、ヘッダ２の冷媒孔９の大きさに影響されて、ヘッダ３から流入してきた冷媒の流れやすさも変化するため、ヘッダ２とヘッダ３の冷媒入口の向きを揃えていることが望ましい。これによれば、熱交換器１全体のガスバランスが大きく崩れてしまうことがない。以上のように、凝縮器として作動させる場合に出口側となるヘッダ２の冷媒孔９を調整することで、熱交換器１全体のガスバランスも調整できる。
【００４１】
本実施の形態では、冷媒がヘッダ２、ヘッダ３の片側から流れこむ形式のもので説明しているが、図５に示すようにヘッダ２、ヘッダ３の両側から冷媒が流れこむように構成し、冷媒入口側に冷媒が流れこみやすい両端に近い冷媒孔９は小さく、ヘッダ２の中央の冷媒孔９は大きくしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明によれば、パラレルフロー型熱交換器において、冷媒の分流状態を安定させることができるので、より性能の高い熱交換器を提供できる。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】
【００４３】
１  熱交換器
２、３  ヘッダ
４  冷媒流路
５  偏平管
６  フィン
７  外管
８  内管
９  冷媒孔
１０  仕切り板
【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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