(57)【要約】  本発明に係る管継手は、貫通部７１が形成され、貫通部７１の一方の端部７２に扁平管が接続され、貫通部７１の他方の端部７３にその扁平管と断面形状が異なる他の管が接続される管継手であって、一方の端部７２の中心軸と他方の端部７３の中心軸とが、互いに偏心されたものである。
2015063858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通部が形成され、該貫通部の一方の端部に扁平管が接続され、該貫通部の他方の端部に該扁平管と断面形状が異なる他の管が接続される管継手であって、
前記一方の端部の中心軸と前記他方の端部の中心軸とが、互いに偏心された、
ことを特徴とする管継手。
【請求項２】
前記他方の端部の、中心軸と垂直な断面での全周方向の内径Ｄは、前記一方の端部の、長軸方向の内径Ｗ１以下で、且つ、短軸方向の内径Ｗ２以上である、
ことを特徴とする請求項１に記載の管継手。
【請求項３】
前記一方の端部の内周面に、前記扁平管の外周面が接合され、
前記他方の端部の内周面に、前記他の管の外周面が接合され、
前記貫通部の、前記一方の端部と前記他方の端部との間の領域に、該一方の端部の内周面の断面形状を該他方の端部の内周面の断面形状に連続的に変化させる形状変換部が形成され、
前記他方の端部の内周面の、前記他の管の外周面が接合される領域は、前記形状変換部に隣接する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の管継手。
【請求項４】
貫通部が形成され、該貫通部の一方の端部に扁平管が接続され、該貫通部の他方の端部に該扁平管と断面形状が異なる他の管が接続される管継手であって、
前記一方の端部の内周面に、前記扁平管の外周面が接合され、
前記他方の端部の内周面に、前記他の管の外周面が接合され、
前記貫通部の、前記一方の端部と前記他方の端部との間の領域に、該一方の端部の内周面の断面形状を該他方の端部の内周面の断面形状に連続的に変化させる形状変換部が形成され、
前記他方の端部の内周面の、前記他の管の外周面が接合される領域は、前記形状変換部に隣接する、
ことを特徴とする管継手。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の管継手と、
前記管継手の前記一方の端部に、少なくとも一方の端部が接続された前記扁平管と、該扁平管の風上側又は風下側に配設された他の扁平管とを有する熱交換部と、
を備え、
前記扁平管に接続された前記管継手の前記他方の端部と、前記他の扁平管と、が列渡り管で接続され、
前記扁平管に接続された前記管継手の前記他方の端部の中心軸と、前記他の扁平管の中心軸と、の間の距離は、前記扁平管に接続された前記管継手の前記一方の端部の中心軸と、前記他の扁平管の中心軸と、の間の距離と比較して短い、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項６】
前記熱交換部が蒸発器として作用する場合に、
前記他の扁平管は、前記扁平管の風上側に配設された、
ことを特徴とする請求項５に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記熱交換部が凝縮器として作用する場合に、
前記他の扁平管は、前記扁平管の風下側に配設された、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の熱交換器。
【請求項８】
貫通部が形成され、該貫通部の一方の端部に扁平管が接続され、該貫通部の他方の端部に該扁平管と断面形状が異なる他の管が接続された管継手と、
前記管継手の前記一方の端部に、少なくとも一方の端部が接続された前記扁平管が、風上側と風下側とに配設された熱交換部と、
前記熱交換部に接続され、風上側に配設されたヘッダ及び風下側に配設されたヘッダと、
を備え、
前記風上側に配設された扁平管に接続された前記管継手の前記他方の端部と、前記風下側に配設された扁平管に接続された前記管継手の前記他方の端部と、が列渡り管で接続され、
前記列渡り管は、前記熱交換部と、前記風上側に配設されたヘッダと、前記風下側に配設されたヘッダと、の間に配設され、
前記管継手は、前記他方の端部の、中心軸と垂直な断面での全周方向の内径Ｄが、前記一方の端部の、長軸方向の内径Ｗ１以下で、且つ、短軸方向の内径Ｗ２以上である、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項９】
前記列渡り管の流路断面積は、前記扁平管の流路断面積と比較して大きい、
ことを特徴とする請求項５〜８のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項１０】
請求項４に記載の管継手と、
前記管継手の前記一方の端部に、少なくとも一方の端部が接続された前記扁平管が設けられた熱交換部と、
冷媒を分配して流出する分配流路、又は、冷媒を合流して流出する合流流路が形成され、前記管継手の前記他方の端部に、該分配流路の出口側の接続管又は該合流流路の入口側の接続管が接続されたヘッダと、
を備えたことを特徴とする熱交換器。
【請求項１１】
貫通部が形成され、該貫通部の一方の端部に扁平管が接続され、該貫通部の他方の端部に該扁平管と断面形状が異なる他の管が接続された管継手と、
前記管継手の前記一方の端部に、少なくとも一方の端部が接続された前記扁平管が設けられた熱交換部と、
冷媒を分配して流出する分配流路、又は、冷媒を合流して流出する合流流路が形成され、前記管継手の前記他方の端部に、該分配流路の出口側の接続管又は該合流流路の入口側の接続管が接続されたヘッダと、
を備え、
前記管継手は、前記他方の端部の、中心軸と垂直な断面での全周方向の内径Ｄが、前記一方の端部の、長軸方向の内径Ｗ１以下で、且つ、短軸方向の内径Ｗ２以上である、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項１２】
前記接続管の流路断面積は、前記扁平管の流路断面積と比較して大きい、
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の熱交換器。
【請求項１３】
請求項５〜１２のいずれか一項に記載の熱交換器を備えた、
ことを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管継手と、熱交換器と、空気調和装置と、に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の管継手として、貫通部が形成され、その貫通部の一方の端部に扁平管が接続され、その貫通部の他方の端部に扁平管と断面形状が異なる管、例えば、円管が接続されるものがある。扁平管には、その長軸方向に複数の流路が形成される（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２０１３−１４２４５４号公報（段落［０００９］、図１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の管継手では、例えば、扁平管と断面形状が異なる管を通過する流体に、扁平管の長軸方向と平行な成分の慣性力が作用していると、その慣性力によって、扁平管に形成されたそれぞれの流路に流入する流体のバランスが変化する。特に、扁平管と断面形状が異なる管を通過する流体が、気液二相状態の冷媒である場合に、その現象は顕著となる。しかしながら、そのような管継手では、扁平管が接続される一方の端部の中心軸と、扁平管と断面形状が異なる管が接続される他方の端部の中心軸と、が同軸であるため、扁平管に形成されたそれぞれの流路に流入する流体のバランスの変化に対応することができない。つまり、そのような管継手では、扁平管の複数の流路に流入する流体のバランスを最適化することができないという問題点があった。【０００５】
本発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、扁平管の複数の流路に流入する流体のバランスを最適化することが可能な管継手を得ることを目的とする。また、本発明は、そのような管継手を備えた熱交換器を得ることを目的とする。また、本発明は、そのような熱交換器を備えた空気調和装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る管継手は、貫通部が形成され、該貫通部の一方の端部に扁平管が接続され、該貫通部の他方の端部に該扁平管と断面形状が異なる他の管が接続される管継手であって、前記一方の端部の中心軸と前記他方の端部の中心軸とが、互いに偏心されたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る管継手では、例えば、扁平管と断面形状が異なる管を通過する流体に、扁平管の長軸方向と平行な成分の慣性力が作用している場合でも、貫通部の一方の端部の中心軸と、貫通部の他方の端部の中心軸と、を互いに偏心させることで、扁平管に形成されたそれぞれの流路に流入する流体のバランスを最適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る熱交換器の、斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る熱交換器の、積層型ヘッダの分解した状態での斜視図である。
【図３】実施の形態１に係る熱交換器の、筒型ヘッダの斜視図である。
【図４】実施の形態１に係る熱交換器の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。
【図５】実施の形態１に係る熱交換器の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。
【図６】実施の形態１に係る熱交換器の変形例の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。
【図７】実施の形態１に係る熱交換器の変形例の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。
【図８】実施の形態１に係る熱交換器の変形例の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。
【図９】実施の形態１に係る熱交換器の、風上側同心管継手及び風下側同心管継手の構造を示す図である。
【図１０】比較例に係る熱交換器の、風上側同心管継手及び風下側同心管継手の構造を示す図である。
【図１１】実施の形態１に係る熱交換器の、風上側偏心管継手及び風下側偏心管継手の構造を示す図である。
【図１２】実施の形態１に係る熱交換器が適用される空気調和装置の、構成を示す図である。
【図１３】実施の形態１に係る熱交換器が適用される空気調和装置の、構成を示す図である。
【図１４】実施の形態１に係る熱交換器が蒸発器として作用する場合の、風下側伝熱管に流入する冷媒の液量分布を説明する図である。
【図１５】実施の形態１に係る熱交換器が蒸発器として作用する場合の、風下側伝熱管に流入する冷媒の液量分布を説明する図である。
【図１６】実施の形態１に係る熱交換器が凝縮器として作用する場合の、風上側伝熱管に流入する冷媒のガス量分布を説明する図である。
【図１７】実施の形態１に係る熱交換器が凝縮器として作用する場合の、風上側伝熱管に流入する冷媒のガス量分布を説明する図である。
【図１８】実施の形態２に係る熱交換器の、斜視図である。
【図１９】実施の形態２に係る熱交換器の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。
【図２０】実施の形態２に係る熱交換器の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。
【図２１】実施の形態２に係る熱交換器の変形例の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。
【図２２】実施の形態２に係る熱交換器が適用される空気調和装置の、構成を示す図である。
【図２３】実施の形態２に係る熱交換器が適用される空気調和装置の、構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る管継手について、図面を用いて説明する。
なお、以下で説明する構成、動作等は、一例にすぎず、本発明に係る管継手は、そのような構成、動作等である場合に限定されない。また、各図において、同一又は類似するものには、同一の符号を付すか、又は、符号を付すことを省略している。また、細かい構造については、適宜図示を簡略化又は省略している。また、重複又は類似する説明については、適宜簡略化又は省略している。
【００１０】
また、以下では、本発明に係る管継手が、熱交換器を構成する部材である場合を説明しているが、本発明に係る管継手が、他の機器を構成する部材であってもよい。また、以下では、本発明に係る管継手を備えた熱交換器が、空気調和装置に適用される場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、例えば、冷媒循環回路を有する他の冷凍サイクル装置に適用されてもよい。また、本発明に係る管継手を備えた熱交換器が、空気調和装置の室外熱交換器である場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、空気調和装置の室内熱交換器であってもよい。また、空気調和装置が、暖房運転と冷房運転とを切り替えるものである場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、暖房運転又は冷房運転のみを行うものであってもよい。
【００１１】
実施の形態１．
実施の形態１に係る熱交換器について説明する。
＜熱交換器の構成＞
以下に、実施の形態１に係る熱交換器の構成について説明する。
（熱交換器の概略構成）
以下に、実施の形態１に係る熱交換器の概略構成について説明する。
図１は、実施の形態１に係る熱交換器の、斜視図である。
図１に示されるように、熱交換器１は、熱交換部２と、分配合流部３と、を有する。
【００１２】
熱交換部２は、熱交換部２を通過する空気の通過方向（図中白抜き矢印）の、風上側に配設された風上側熱交換部２１と、風下側に配設された風下側熱交換部３１と、を有する。風上側熱交換部２１は、複数の風上側伝熱管２２と、その複数の風上側伝熱管２２に、例えば、ロウ付け等で接合される複数の風上側フィン２３と、を有する。風下側熱交換部３１は、複数の風下側伝熱管３２と、その複数の風下側伝熱管３２に、例えば、ロウ付け等で接合される複数の風下側フィン３３と、を有する。熱交換部２が、風上側熱交換部２１及び風下側熱交換部３１の２列で構成されてもよく、また、３列以上で構成されてもよい。
【００１３】
風上側伝熱管２２及び風下側伝熱管３２は、扁平管であり、長軸方向に複数の流路が形成される。複数の風上側伝熱管２２及び複数の風下側伝熱管３２のそれぞれは、一方の端部と他方の端部との間がヘアピン状に折り曲げられて、折返し部２２ａ、３２ａが形成される。風上側伝熱管２２及び風下側伝熱管３２は、熱交換部２を通過する空気の通過方向（図中白抜き矢印）と交差する方向に、複数段配設される。複数の風上側伝熱管２２及び複数の風下側伝熱管３２のそれぞれの一方の端部と他方の端部とは、分配合流部３と対向するように並設される。
【００１４】
分配合流部３は、積層型ヘッダ５１と、筒型ヘッダ６１と、を有する。積層型ヘッダ５１及び筒型ヘッダ６１は、熱交換部２を通過する空気の通過方向（図中白抜き矢印）に沿うように、並設される。積層型ヘッダ５１には、接続管５２を介して、冷媒配管（図示せず）が接続される。筒型ヘッダ６１には、接続管６２を介して、冷媒配管（図示せず）が接続される。接続管５２及び接続管６２は、例えば、円管である。
【００１５】
積層型ヘッダ５１は、風上側熱交換部２１に接続され、内部に分配合流流路５１ａが形成される。分配合流流路５１ａは、熱交換部２が蒸発器として作用する場合に、冷媒配管（図示せず）から流入する冷媒を風上側熱交換部２１の複数の風上側伝熱管２２に分配して流出する分配流路となる。分配合流流路５１ａは、熱交換部２が凝縮器として作用する場合に、風上側熱交換部２１の複数の風上側伝熱管２２から流入する冷媒を合流して冷媒配管（図示せず）に流出する合流流路となる。積層型ヘッダ５１は、本発明の「風上側に配設されたヘッダ」に相当する。
【００１６】
筒型ヘッダ６１は、風下側熱交換部３１に接続され、内部に分配合流流路６１ａが形成される。分配合流流路６１ａは、熱交換部２が凝縮器として作用する場合に、冷媒配管（図示せず）から流入する冷媒を風下側熱交換部３１の複数の風下側伝熱管３２に分配して流出する分配流路となる。分配合流流路６１ａは、熱交換部２が蒸発器として作用する場合に、風下側熱交換部３１の複数の風下側伝熱管３２から流入する冷媒を合流して冷媒配管（図示せず）に流出する合流流路となる。筒型ヘッダ６１は、本発明の「風下側に配設されたヘッダ」に相当する。
【００１７】
（積層型ヘッダの構成）
以下に、実施の形態１に係る熱交換器の積層型ヘッダの構成について説明する。
図２は、実施の形態１に係る熱交換器の、積層型ヘッダの分解した状態での斜視図である。なお、図２では、積層型ヘッダ５１の分配合流流路５１ａが、分配流路として機能する場合の冷媒の流れを、矢印で示している。
【００１８】
図２に示されるように、部分流路５３ａが形成された第１板状部材５３と、部分流路５４ａ＿１〜５４ａ＿３が形成された複数の第２板状部材５４＿１〜５４＿３と、部分流路５５ａが形成された第３板状部材５５と、が、部分流路５６ａが形成された複数のクラッド材５６＿１〜５６＿４を介して積層されることで、積層型ヘッダ５１が構成される。クラッド材５６＿１〜５６＿４の両面又は片面には、ロウ材が塗布される。以下では、第１板状部材５３と、複数の第２板状部材５４＿１〜５４＿３と、第３板状部材５５と、複数のクラッド材５６＿１〜５６＿４と、を総称して、「板状部材」と記載する場合がある。
【００１９】
部分流路５３ａ、５５ａ、５６ａは、円形状の貫通穴である。部分流路５４ａ＿１〜５４ａ＿３のそれぞれは、一方の端部と他方の端部との重力方向における高さが互いに異なる、線状（例えば、Ｚ字状、Ｓ字状等）の貫通溝である。部分流路５３ａには、接続管５２を介して、冷媒配管（図示せず）が接続される。部分流路５５ａのそれぞれには、接続管５７を介して、風上側伝熱管２２が接続される。接続管５７は、例えば、円管、楕円管等である。
【００２０】
クラッド材５６＿１の部分流路５６ａは、部分流路５３ａと対向する位置に形成される。クラッド材５６＿４の部分流路５６ａは、部分流路５５ａと対向する位置に形成される。部分流路５４ａ＿１〜５４ａ＿３の一方の端部及び他方の端部は、風上側熱交換部２１に近い側に隣接して積層されるクラッド材５６＿２〜５６＿４の部分流路５６ａと対向する。部分流路５４ａ＿１〜５４ａ＿３の一方の端部と他方の端部との間の一部は、風上側熱交換部２１に遠い側に隣接して積層されるクラッド材５６＿１〜５６＿３の部分流路５６ａと対向する。
【００２１】
板状部材が積層されると、部分流路５３ａ、５４ａ＿１〜５４ａ＿３、５５ａ、５６ａが連通され、分配合流流路５１ａが形成される。分配合流流路５１ａは、冷媒が図中矢印の方向に流れる際には、分配流路として機能し、冷媒が図中矢印と反対方向に流れる際には、合流流路として機能する。
【００２２】
分配合流流路５１ａが分配流路として機能する場合には、接続管５２を介して部分流路５３ａに流入した冷媒は、部分流路５６ａを通過して、部分流路５４ａ＿１の一方の端部と他方の端部との間に流入し、クラッド材５６＿２の表面に当たって、２方向に分岐される。分岐された冷媒は、部分流路５４ａ＿１の一方の端部及び他方の端部から流出して、部分流路５６ａを介して、部分流路５４ａ＿２の一方の端部と他方の端部との間に流入し、クラッド材５６＿３の表面に当たって、２方向に分岐される。分岐された冷媒は、部分流路５４ａ＿２の一方の端部及び他方の端部から流出して、部分流路５６ａを介して、部分流路５４ａ＿３の一方の端部と他方の端部との間に流入し、クラッド材５６＿４の表面に当たって、２方向に分岐される。分岐された冷媒は、部分流路５４ａ＿３の一方の端部及び他方の端部から流出して、部分流路５６ａ及び部分流路５５ａを介して、接続管５７に流入する。
【００２３】
分配合流流路５１ａが合流流路として機能する場合には、接続管５７を介して部分流路５５ａに流入した冷媒は、部分流路５６ａを通過して、部分流路５４ａ＿３の一方の端部及び他方の端部に流入し、部分流路５４ａ＿３の一方の端部と他方の端部との間に連通する部分流路５６ａに流入することで、合流される。合流された冷媒は、部分流路５４ａ＿２の一方の端部及び他方の端部に流入し、部分流路５４ａ＿２の一方の端部と他方の端部との間に連通する部分流路５６ａに流入することで、合流される。合流された冷媒は、部分流路５４ａ＿１の一方の端部及び他方の端部に流入し、部分流路５４ａ＿１の一方の端部と他方の端部との間に連通する部分流路５６ａに流入することで、合流される。合流された冷媒は、部分流路５３ａを介して、接続管５２に流入する。
【００２４】
なお、第１板状部材５３と第２板状部材５４＿１〜５４＿３と第３板状部材５５とが、クラッド材５６＿１〜５６＿４を介さずに直接積層されてもよい。クラッド材５６＿１〜５６＿４を介して積層される場合には、部分流路５６ａが冷媒隔離流路として機能することとなって、部分流路５３ａ、５４ａ＿１〜５４ａ＿３、５５ａを通過する冷媒同士の隔離が確実化される。また、第１板状部材５３と第２板状部材５４＿１〜５４＿３と第３板状部材５５とのそれぞれと、それに隣接して積層されるクラッド材５６＿１〜５６＿４と、が一体化された板状部材が、直接積層されてもよい。
【００２５】
（筒型ヘッダの構成）
以下に、実施の形態１に係る熱交換器の筒型ヘッダの構成について説明する。
図３は、実施の形態１に係る熱交換器の、筒型ヘッダの斜視図である。なお、図３では、筒型ヘッダ６１の分配合流流路６１ａが、合流流路として機能する場合の冷媒の流れを、矢印で示している。
【００２６】
図３に示されるように、筒型ヘッダ６１は、一方の端部と他方の端部とが閉塞された円筒部６３が、軸方向が重力方向と平行になるように配設されたものである。円筒部６３の軸方向が、重力方向と平行でなくてもよい。筒型ヘッダ６１が、円筒部６３の軸方向と積層型ヘッダ５１の長手方向とが平行になるように配設されることで、分配合流部３が省スペース化される。なお、円筒部６３は、例えば、断面が楕円状の筒部等であってもよい。
【００２７】
円筒部６３の側壁には、接続管６２を介して、冷媒配管（図示せず）が接続される。円筒部６３の側壁には、複数の接続管６４を介して風下側伝熱管３２が接続される。接続管６４は、例えば、円管、楕円管等である。円筒部６３の内側は、分配合流流路６１ａである。分配合流流路６１ａは、冷媒が図中矢印の方向に流れる際には、合流流路として機能し、冷媒が図中矢印と反対方向に流れる際には、分配流路として機能する。
【００２８】
分配合流流路６１ａが合流流路として機能する場合には、複数の接続管６４に流入した冷媒は、円筒部６３の内側を通過して接続管６２に流入することで、合流される。分配合流流路６１ａが分配流路として機能する場合には、接続管６２に流入した冷媒は、円筒部６３の内側を通過して複数の接続管６４に流入することで、分配される。
【００２９】
円筒部６３の周方向のうちの、接続管６２が接続される方向と、複数の接続管６４が接続される方向と、が一直線上にならないように、接続管６２及び複数の接続管６４が接続されるとよい。このように構成されることで、分配合流流路６１ａが分配流路として機能する場合の、複数の接続管６４に流入する冷媒の均一性を向上させることが可能となる。
【００３０】
（熱交換部及び分配合流部の接続）
以下に、実施の形態１に係る熱交換器の熱交換部及び分配合流部の接続について説明する。
図４及び図５は、実施の形態１に係る熱交換器の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。なお、図５は、図４におけるＡ−Ａ線での断面図である。
【００３１】
図４及び図５に示されるように、風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂに、風上側同心管継手４１Ａが接合される。風上側伝熱管２２の他方の端部２２ｃに、風上側偏心管継手４１Ｂが接合される。風下側伝熱管３２の他方の端部３２ｃに、風下側同心管継手４２Ａが接合される。風下側伝熱管３２の一方の端部３２ｂに、風下側偏心管継手４２Ｂが接合される。
【００３２】
風上側同心管継手４１Ａには、積層型ヘッダ５１の接続管５７が接続される。風下側同心管継手４２Ａには、筒型ヘッダ６１の接続管６４が接続される。風上側偏心管継手４１Ｂと風下側偏心管継手４２Ｂとは、列渡り管４３によって接続される。列渡り管４３は、例えば、円弧状に曲げられた円管、楕円管等である。
【００３３】
図６は、実施の形態１に係る熱交換器の変形例の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。なお、図６は、図４におけるＡ−Ａ線に相当する線での断面図である。
なお、風上側伝熱管２２及び風下側伝熱管３２は、図５に示されるように、風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂ及び他方の端部２２ｃと、風下側伝熱管３２の一方の端部３２ｂ及び他方の端部３２ｃと、が、熱交換器１を側方視した状態において千鳥状になるように、配設されていてもよく、また、図６に示されるように、碁盤状になるように、配設されていてもよい。
【００３４】
図７及び図８は、実施の形態１に係る熱交換器の変形例の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。なお、図７及び図８は、図４におけるＡ−Ａ線に相当する線での断面図である。
また、図７及び図８に示されるように、風上側伝熱管２２の他方の端部２２ｃと、その風上側伝熱管２２の隣の段の風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂと、が風上側段渡り管４４と風上側同心管継手４１Ａとを用いて接続され、風下側伝熱管３２の他方の端部３２ｃと、その風下側伝熱管３２の隣の段の風下側伝熱管３２の一方の端部３２ｂと、が風下側段渡り管４５と風下側同心管継手４２Ａとを用いて接続されていてもよい。風上側段渡り管４４及び風下側段渡り管４５は、例えば、円弧状に曲げられた円管、楕円管等である。
【００３５】
また、風上側伝熱管２２及び風下側伝熱管３２の一方の端部と他方の端部との間がヘアピン状に折り曲げられて、折返し部２２ａ、３２ａが形成されるのではなく、風上側伝熱管２２の一方の端部と、それの隣の段の風上側伝熱管２２の一方の端部と、が、風上側段渡り管４４と風上側同心管継手４１Ａとを用いて接続され、風下側伝熱管３２の一方の端部と、それの隣の段の風下側伝熱管３２の一方の端部と、が、風下側段渡り管４５と風下側同心管継手４２Ａとを用いて接続されることで、冷媒が折り返されてもよい。
【００３６】
（風上側同心管継手及び風下側同心管継手の構造の詳細）
以下に、実施の形態１に係る熱交換器の風上側同心管継手及び風下側同心管継手の構造の詳細について説明する。
図９は、実施の形態１に係る熱交換器の、風上側同心管継手及び風下側同心管継手の構造を示す図である。なお、図９では、風上側同心管継手４１Ａ及び風下側同心管継手４２Ａを正面視した状態での断面図と、それらを側面視した状態での断面図と、それらの上面図と、それらの下面図と、を示している。また、図９では、風上側同心管継手４１Ａ及び風下側同心管継手４２Ａの、一方の端部７２及び他方の端部７３に接続される管が、点線で図示される。また、図９では、積層型ヘッダ５１の接続管５７及び筒型ヘッダ６１の接続管６４が円管である場合を示している。
【００３７】
図９に示されるように、風上側同心管継手４１Ａ及び風下側同心管継手４２Ａには、貫通部７１が形成される。貫通部７１の一方の端部７２の断面形状は、風上側伝熱管２２又は風下側伝熱管３２の断面形状に沿う形状である。貫通部７１の他方の端部７３の断面形状は、積層型ヘッダ５１の接続管５７又は筒型ヘッダ６１の接続管６４の断面形状に沿う形状である。一方の端部７２の中心軸と、他方の端部７３の中心軸と、は同軸である。
【００３８】
風上側同心管継手４１Ａ及び風下側同心管継手４２Ａを正面視した状態において、一方の端部７２の内径（長軸方向の内径）をＷ１とすると、他方の端部７３の内径Ｄ１は、Ｄ１≦Ｗ１である。また、風上側同心管継手４１Ａ及び風下側同心管継手４２Ａを側面視した状態において、一方の端部７２の内径（短軸方向の内径）をＷ２とすると、他方の端部７３の内径Ｄ２は、Ｄ２≧Ｗ２である。つまり、他方の端部７３の断面形状の全周方向での内径Ｄ（Ｄ１、Ｄ２）は、Ｗ２≦Ｄ≦Ｗ１である。また、積層型ヘッダ５１の接続管５７及び筒型ヘッダ６１の接続管６４の流路断面積（ｄ１２×π／４）は、風上側伝熱管２２及び風下側伝熱管３２の流路断面積（ｗ１×ｗ２×流路数）と比較して大きい。なお、積層型ヘッダ５１の接続管５７及び筒型ヘッダ６１の接続管６４が、楕円管である場合には、Ｄ１＞Ｄ２、又は、Ｄ１＜Ｄ２となる。
【００３９】
このように構成されることで、Ｄ１を短くして風上側同心管継手４１Ａ及び風下側同心管継手４２Ａを小型化することと、Ｄ２を長くして流路断面積の大きい管を接合できるようにして、風上側同心管継手４１Ａ及び風下側同心管継手４２Ａを通過する冷媒に生じる圧力損失を低減することと、が両立される。また、Ｗ２≦Ｄ≦Ｗ１であることで、積層型ヘッダ５１の接続管５７及び筒型ヘッダ６１の接続管６４の、折り曲げの自由度等が向上される。
【００４０】
図１０は、比較例に係る熱交換器の、風上側同心管継手及び風下側同心管継手の構造を示す図である。なお、図１０では、風上側同心管継手４１Ａ及び風下側同心管継手４２Ａを正面視した状態での断面図を示している。また、図１０では、風上側同心管継手４１Ａ及び風下側同心管継手４２Ａの、一方の端部７２及び他方の端部７３に接続される管が、点線で図示される。
また、貫通部７１の、一方の端部７２と他方の端部７３との間の領域に、一方の端部７２の内周面の断面形状を他方の端部７３の内周面の断面形状に連続的に変化させる形状変換部７４が形成される。図１０に示されるように、貫通部７１に、形状変換部７４が形成されていない、つまり、一方の端部７２と他方の端部７３とが直接連通される場合には、一方の端部７２の隅部で渦が生じ、風上側同心管継手４１Ａ及び風下側同心管継手４２Ａを通過する冷媒に圧力損失が生じてしまうこととなるが、貫通部７１の、一方の端部７２と他方の端部７３との間の領域に、形状変換部７４が形成されることで、そのような現象が抑制される。
【００４１】
そして、更に、積層型ヘッダ５１の接続管５７及び筒型ヘッダ６１の接続管６４が、他方の端部７３と形状変換部７４との境界まで挿入された状態で接合される。つまり、他方の端部７３の内周面の、積層型ヘッダ５１の接続管５７及び筒型ヘッダ６１の接続管６４の外周面が接合される領域は、形状変換部７４に隣接する。そのため、積層型ヘッダ５１の接続管５７及び筒型ヘッダ６１の接続管６４から流入する冷媒が、段差を介さずに風上側伝熱管２２及び風下側伝熱管３２に流入することとなり、圧力損失が生じることが更に抑制される。また、他方の端部７３の軸方向の寸法を小さくすることが可能となり、風上側同心管継手４１Ａ及び風下側同心管継手４２Ａが小型化される。
【００４２】
（風上側偏心管継手及び風下側偏心管継手の構造の詳細）
以下に、実施の形態１に係る熱交換器の風上側偏心管継手及び風下側偏心管継手の構造の詳細について説明する。
図１１は、実施の形態１に係る熱交換器の、風上側偏心管継手及び風下側偏心管継手の構造を示す図である。なお、図１１では、正面視した状態での、風上側偏心管継手４１Ｂ及び風下側偏心管継手４２Ｂの断面と、その周辺部材を図示している。
【００４３】
風上側偏心管継手４１Ｂ及び風下側偏心管継手４２Ｂは、風上側同心管継手４１Ａ及び風下側同心管継手４２Ａと同様の構成を有するが、図１１に示されるように、一方の端部７２の中心軸と、他方の端部７３の中心軸と、が互いに偏心していることが相違する。その偏心量Ｚは、風上側伝熱管２２及び風下側伝熱管３２の長軸方向の外径をＷ３とすると、０＜Ｚ＜Ｗ３／２である。風上側偏心管継手４１Ｂの貫通部７１の他方の端部７３の中心軸と、風下側伝熱管３２の中心軸と、の間の距離が、風上側偏心管継手４１Ｂの貫通部７１の一方の端部７２の中心軸と、風下側伝熱管３２の中心軸と、の間の距離と比較して短くなるように偏心される。また、風下側偏心管継手４２Ｂの貫通部７１の他方の端部７３の中心軸と、風上側伝熱管２２の中心軸と、の間の距離が、風下側偏心管継手４２Ｂの貫通部７１の一方の端部７２の中心軸と、風上側伝熱管２２の中心軸と、の間の距離と比較して短くなるように偏心される。
【００４４】
＜熱交換器が適用される空気調和装置の構成＞
以下に、実施の形態１に係る熱交換器が適用される空気調和装置の構成について説明する。
図１２及び図１３は、実施の形態１に係る熱交換器が適用される空気調和装置の、構成を示す図である。なお、図１２は、空気調和装置９１が暖房運転する場合を示している。また、図１３は、空気調和装置９１が冷房運転する場合を示している。
【００４５】
図１２及び図１３に示されるように、空気調和装置９１は、圧縮機９２と、四方弁９３と、室外熱交換器（熱源側熱交換器）９４と、絞り装置９５と、室内熱交換器（負荷側熱交換器）９６と、室外ファン（熱源側ファン）９７と、室内ファン（負荷側ファン）９８と、制御装置９９と、を有する。圧縮機９２と四方弁９３と室外熱交換器９４と絞り装置９５と室内熱交換器９６とが冷媒配管で接続されて、冷媒循環回路が形成される。四方弁９３は、他の流路切替装置であってもよい。
【００４６】
室外熱交換器９４は、熱交換器１である。熱交換器１は、室外ファン９７の駆動によって生じる空気流れの風上側に積層型ヘッダ５１が配設され、風下側に筒型ヘッダ６１が配設されるように、設けられる。室外ファン９７は、熱交換器１の風上側に設けられてもよく、また、熱交換器１の風下側に設けられてもよい。
【００４７】
制御装置９９には、例えば、圧縮機９２、四方弁９３、絞り装置９５、室外ファン９７、室内ファン９８、各種センサ等が接続される。制御装置９９によって、四方弁９３の流路が切り替えられることで、暖房運転と冷房運転とが切り替えられる。
【００４８】
＜熱交換器及び空気調和装置の動作＞
以下に、実施の形態１に係る熱交換器、及び、その熱交換器が適用される空気調和装置の動作について説明する。
（暖房運転時の熱交換器及び空気調和装置の動作）
以下に、図１２を用いて、暖房運転時の冷媒の流れについて説明する。
圧縮機９２から吐出される高圧高温のガス状態の冷媒は、四方弁９３を介して室内熱交換器９６に流入し、室内ファン９８によって供給される空気との熱交換によって凝縮することで、室内を暖房する。凝縮した冷媒は、高圧の過冷却液状態となり、室内熱交換器９６から流出し、絞り装置９５によって、低圧の気液二相状態の冷媒となる。低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器９４に流入し、室外ファン９７によって供給される空気と熱交換を行い、蒸発する。蒸発した冷媒は、低圧の過熱ガス状態となり、室外熱交換器９４から流出し、四方弁９３を介して圧縮機９２に吸入される。つまり、暖房運転時には、室外熱交換器９４は、蒸発器として作用する。
【００４９】
室外熱交換器９４において、冷媒は、積層型ヘッダ５１の分配合流流路５１ａに流入して分配され、風上側同心管継手４１Ａを通過して、風上側熱交換部２１の風上側伝熱管２２に流入する。風上側伝熱管２２に流入した冷媒は、風上側偏心管継手４１Ｂ、列渡り管４３、及び風下側偏心管継手４２Ｂを順に通過して、風下側熱交換部３１の風下側伝熱管３２に流入する。風下側伝熱管３２に流入した冷媒は、風下側同心管継手４２Ａを通過して、筒型ヘッダ６１の分配合流流路６１ａに流入して合流される。
【００５０】
（冷房運転時の熱交換器及び空気調和装置の動作）
以下に、図１３を用いて、冷房運転時の冷媒の流れについて説明する。
圧縮機９２から吐出される高圧高温のガス状態の冷媒は、四方弁９３を介して室外熱交換器９４に流入し、室外ファン９７によって供給される空気と熱交換を行い、凝縮する。凝縮した冷媒は、高圧の過冷却液状態、もしくは、低乾き度状態となり、室外熱交換器９４から流出し、絞り装置９５によって、低圧の気液二相状態となる。低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器９６に流入し、室内ファン９８によって供給される空気との熱交換によって蒸発することで、室内を冷却する。蒸発した冷媒は、低圧の過熱ガス状態となり、室内熱交換器９６から流出し、四方弁９３を介して圧縮機９２に吸入される。つまり、冷房運転時には、室外熱交換器９４は、凝縮器として作用する。
【００５１】
室外熱交換器９４において、冷媒は、筒型ヘッダ６１の分配合流流路６１ａに流入して分配され、風下側同心管継手４２Ａを通過して、風下側熱交換部３１の風下側伝熱管３２に流入する。風下側伝熱管３２に流入した冷媒は、風下側偏心管継手４２Ｂ、列渡り管４３、及び風上側偏心管継手４１Ｂを順に通過して、風上側熱交換部２１の風上側伝熱管２２に流入する。風上側伝熱管２２に流入した冷媒は、風上側同心管継手４１Ａを通過して、積層型ヘッダ５１の分配合流流路５１ａに流入して合流される。
【００５２】
＜熱交換器の作用＞
以下に、実施の形態１に係る熱交換器の作用について説明する。
熱交換器１では、風上側偏心管継手４１Ｂ及び風下側偏心管継手４２Ｂにおいて、一方の端部７２の中心軸と他方の端部７３の中心軸とが、互いに偏心される。そのため、風上側伝熱管２２及び風下側伝熱管３２に流入する流体のそれぞれのバランスが、最適化される。
【００５３】
図１４及び図１５は、実施の形態１に係る熱交換器が蒸発器として作用する場合の、風下側伝熱管に流入する冷媒の液量分布を説明する図である。なお、図１４では、冷媒の流れ方向を黒塗り矢印で示している。
つまり、熱交換部２が蒸発器として作用する場合においては、図１４及び図１５に示されるように、冷媒は、室外ファン９７の駆動によって生じる空気流れと並行流になる関係で、つまり、風上側伝熱管２２から風下側伝熱管３２に流れ、列渡り管４３から風下側偏心管継手４２Ｂに気液二相状態で流入する。列渡り管４３を通過する気液二相状態の冷媒は、遠心力の影響を受け、密度の大きい冷媒が外側を流れ、密度の小さい冷媒が内側を流れることとなる。そのため、風下側偏心管継手４２Ｂにおいて、一方の端部７２の中心軸と他方の端部７３の中心軸との偏心量Ｚが、Ｚ＝０である場合には、風下側偏心管継手４２Ｂに流入した液冷媒は、風下側伝熱管３２のＬ点側に、Ｓ点側と比較して多く流入することとなる。
【００５４】
それに対し、熱交換器１では、風下側偏心管継手４２Ｂにおいて、一方の端部７２の中心軸と他方の端部７３の中心軸との偏心量Ｚが、Ｚ＞０であるため、風下側偏心管継手４２Ｂに流入した液冷媒は、風下側伝熱管３２のＳ点側に多く流入することとなる。熱交換器１が蒸発器として作用する場合、室外ファン９７の駆動によって生じる空気流れの風上側の熱負荷（熱交換量）が大きいため、風下側伝熱管３２のＳ点側、つまり風上側の流路に液冷媒が多く流れるように、扁平管の流路穴に分配されることで、液冷媒の蒸発が促進され、熱交換効率が向上される。更に、列渡り管４３の曲率半径を小さくすることが可能となって、熱交換部２の容積を拡大することができるため、熱交換効率が更に向上される。そして、熱交換効率の向上に伴って、冷凍サイクルの運転効率が向上され、省エネ性能が向上される。また、冷凍サイクルの性能を維持しつつ、熱交換器１を省スペース化することも可能である。
【００５５】
図１６及び図１７は、実施の形態１に係る熱交換器が凝縮器として作用する場合の、風上側伝熱管に流入する冷媒のガス量分布を説明する図である。なお、図１６では、冷媒の流れ方向を黒塗り矢印で示している。
また、熱交換部２が凝縮器として作用する場合においては、図１６及び図１７に示されるように、冷媒は、室外ファン９７の駆動によって生じる空気流れと対向流になる関係で、つまり、風下側伝熱管３２から風上側伝熱管２２に流れ、列渡り管４３から風上側偏心管継手４１Ｂに気液二相状態で流入する。列渡り管４３を通過する気液二相状態の冷媒は、遠心力の影響を受け、密度の大きい冷媒が外側を流れ、密度の小さい冷媒が内側を流れることとなる。そのため、風上側偏心管継手４１Ｂにおいて、一方の端部７２の中心軸と他方の端部７３の中心軸との偏心量Ｚが、Ｚ＝０である場合には、風上側偏心管継手４１Ｂに流入した液冷媒は、風上側伝熱管２２のＬ点側に、Ｓ点側と比較して多く流入することとなる。
【００５６】
それに対し、熱交換器１では、風上側偏心管継手４１Ｂにおいて、一方の端部７２の中心軸と他方の端部７３の中心軸との偏心量Ｚが、Ｚ＞０であるため、風上側偏心管継手４１Ｂに流入したガス冷媒は、液冷媒がＳ点側に多く流入する分、風上側伝熱管２２のＬ点側に多く流入することとなる。熱交換器１が凝縮器として作用する場合、室外ファン９７の駆動によって生じる空気流れの風上側の熱負荷（熱交換量）が大きいため、風上側伝熱管２２のＬ点側、つまり風上側の流路にガス冷媒が多く流れるように、扁平管の流路穴に分配されることで、ガス冷媒の凝縮が促進され、熱交換効率が向上される。更に、列渡り管４３の曲率半径を小さくすることが可能となって、熱交換部２の容積を拡大することができるため、熱交換効率が更に向上される。そして、熱交換効率の向上に伴って、冷凍サイクルの運転効率が向上され、省エネ性能が向上される。また、冷凍サイクルの性能を維持しつつ、熱交換器１を省スペース化することも可能である。
【００５７】
また、熱交換器１では、風上側同心管継手４１Ａ、風下側同心管継手４２Ａ、風上側偏心管継手４１Ｂ及び風下側偏心管継手４２Ｂにおいて、一方の端部７２の長軸方向の内径をＷ１、短軸方向の内径をＷ２とすると、他方の端部７３の断面形状の全周方向での内径Ｄ（Ｄ１、Ｄ２）が、Ｗ２≦Ｄ≦Ｗ１であるため、小型化することと、圧力損失を低減することとが両立される。そのため、熱交換部２と分配合流部３との間隔を狭くして、熱交換部２の容積を拡大することができ、熱交換効率が向上される。そして、熱交換効率の向上に伴って、冷凍サイクルの運転効率が向上され、省エネ性能が向上される。また、冷凍サイクルの性能を維持しつつ、熱交換器１を省スペース化することも可能である。
【００５８】
また、熱交換器１では、風上側同心管継手４１Ａ、風下側同心管継手４２Ａ、風上側偏心管継手４１Ｂ及び風下側偏心管継手４２Ｂにおいて、貫通部７１の一方の端部７２と他方の端部７３との間の領域に、形状変換部７４が形成され、他方の端部７３の内周面の、積層型ヘッダ５１の接続管５７、筒型ヘッダ６１の接続管６４、及び列渡り管４３の外周面が接合される領域が、形状変換部７４に隣接するため、小型化することと、圧力損失を低減することとが両立される。そのため、熱交換部２と分配合流部３との間隔を狭くして、熱交換部２の容積を拡大することができ、熱交換効率が向上される。そして、熱交換効率の向上に伴って、冷凍サイクルの運転効率が向上され、省エネ性能が向上される。また、冷凍サイクルの性能を維持しつつ、熱交換器１を省スペース化することも可能である。
【００５９】
実施の形態２．
実施の形態２に係る熱交換器について説明する。
なお、実施の形態１と重複又は類似する説明は、適宜簡略化又は省略している。
＜熱交換器の構成＞
以下に、実施の形態２に係る熱交換器の構成について説明する。
（熱交換器の概略構成）
以下に、実施の形態２に係る熱交換器の概略構成について説明する。
図１８は、実施の形態２に係る熱交換器の、斜視図である。
図１８に示されるように、熱交換部２は、風上側熱交換部２１のみを有する。風上側伝熱管２２は、熱交換部２を通過する空気の通過方向（図中白抜き矢印）と交差する方向に、複数段配設される。複数の風上側伝熱管２２のそれぞれは、一方の端部と他方の端部との間がヘアピン状に折り曲げられて、折返し部２２ａが形成される。複数の風上側伝熱管２２のそれぞれの一方の端部と他方の端部とは、積層型ヘッダ５１と対向するように並設される。
【００６０】
積層型ヘッダ５１は、風上側熱交換部２１に接続され、内部に分配合流流路５１ａが形成される。分配合流流路５１ａは、熱交換部２が蒸発器として作用する場合に、冷媒配管（図示せず）から流入する冷媒を風上側熱交換部２１の複数の風上側伝熱管２２に分配して流出する分配流路となる。分配合流流路５１ａは、熱交換部２が凝縮器として作用する場合に、風上側熱交換部２１の複数の風上側伝熱管２２から流入する冷媒を合流して冷媒配管（図示せず）に流出する合流流路となる。
【００６１】
筒型ヘッダ６１は、風上側熱交換部２１に接続され、内部に分配合流流路６１ａが形成される。分配合流流路６１ａは、熱交換部２が凝縮器として作用する場合に、冷媒配管（図示せず）から流入する冷媒を風上側熱交換部２１の複数の風上側伝熱管２２に分配して流出する分配流路となる。分配合流流路６１ａは、熱交換部２が蒸発器として作用する場合に、風上側熱交換部２１の複数の風上側伝熱管２２から流入する冷媒を合流して冷媒配管（図示せず）に流出する合流流路となる。
【００６２】
（熱交換部及び分配合流部の接続）
以下に、実施の形態２に係る熱交換器の熱交換部及び分配合流部の接続について説明する。
図１９及び図２０は、実施の形態２に係る熱交換器の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。なお、図２０は、図１９におけるＢ−Ｂ線での断面図である。
【００６３】
図１９及び図２０に示されるように、風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂ及び他方の端部２２ｃのそれぞれに、風上側同心管継手４１Ａが接合される。風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂに接合された風上側同心管継手４１Ａには、積層型ヘッダ５１の接続管５７が接続される。風上側伝熱管２２の他方の端部２２ｃに接合された風上側同心管継手４１Ａには、筒型ヘッダ６１の接続管６４が接続される。
【００６４】
図２１は、実施の形態２に係る熱交換器の変形例の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。なお、図２１は、図１９におけるＢ−Ｂ線に相当する線での断面図である。
図２１に示されるように、風上側伝熱管２２の他方の端部２２ｃと、その風上側伝熱管２２の隣の段の風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂと、が風上側段渡り管４４と風上側同心管継手４１Ａとを用いて接続されていてもよい。
【００６５】
＜熱交換器及び空気調和装置の動作＞
以下に、実施の形態２に係る熱交換器、及び、その熱交換器が適用される空気調和装置の動作について説明する。
（暖房運転時の熱交換器及び空気調和装置の動作）
図２２は、実施の形態２に係る熱交換器が適用される空気調和装置の、構成を示す図である。なお、図２２は、空気調和装置９１が暖房運転する場合を示している。
以下に、図２２を用いて、暖房運転時の冷媒の流れについて説明する。
室外熱交換器９４において、冷媒は、積層型ヘッダ５１の分配合流流路５１ａに流入して分配され、風上側同心管継手４１Ａを通過して、風上側熱交換部２１の風上側伝熱管２２に流入する。風上側伝熱管２２に流入した冷媒は、風上側同心管継手４１Ａを通過して、筒型ヘッダ６１の分配合流流路６１ａに流入して合流される。
【００６６】
（冷房運転時の熱交換器及び空気調和装置の動作）
図２３は、実施の形態２に係る熱交換器が適用される空気調和装置の、構成を示す図である。なお、図２３は、空気調和装置９１が冷房運転する場合を示している。
以下に、図２３を用いて、冷房運転時の冷媒の流れについて説明する。
室外熱交換器９４において、冷媒は、筒型ヘッダ６１の分配合流流路６１ａに流入して分配され、風上側同心管継手４１Ａを通過して、風上側熱交換部２１の風上側伝熱管２２に流入する。風上側伝熱管２２に流入した冷媒は、風上側同心管継手４１Ａを通過して、積層型ヘッダ５１の分配合流流路５１ａに流入して合流される。
【００６７】
＜熱交換器の作用＞
以下に、実施の形態２に係る熱交換器の作用について説明する。
熱交換器１では、実施の形態１に係る熱交換器１と同様に、風上側同心管継手４１Ａにおいて、一方の端部７２の長軸方向の内径をＷ１、短軸方向の内径をＷ２とすると、他方の端部７３の断面形状の全周方向での内径Ｄ（Ｄ１、Ｄ２）が、Ｗ２≦Ｄ≦Ｗ１であるため、小型化することと、圧力損失を低減することとが両立される。そのため、熱交換部２と分配合流部３との間隔を狭くして、熱交換部２の容積を拡大することができ、熱交換効率が向上される。そして、熱交換効率の向上に伴って、冷凍サイクルの運転効率が向上され、省エネ性能が向上される。また、冷凍サイクルの性能を維持しつつ、熱交換器１を省スペース化することも可能である。
【００６８】
また、熱交換器１では、実施の形態１に係る熱交換器１と同様に、風上側同心管継手４１Ａにおいて、貫通部７１の一方の端部７２と他方の端部７３との間の領域に、形状変換部７４が形成され、他方の端部７３の内周面の、積層型ヘッダ５１の接続管５７、筒型ヘッダ６１の接続管６４の外周面が接合される領域が、形状変換部７４に隣接するため、小型化することと、圧力損失を低減することとが両立される。そのため、熱交換部２と分配合流部３との間隔を狭くして、熱交換部２の容積を拡大することができ、熱交換効率が向上される。そして、熱交換効率の向上に伴って、冷凍サイクルの運転効率が向上され、省エネ性能が向上される。また、冷凍サイクルの性能を維持しつつ、熱交換器１を省スペース化することも可能である。
【００６９】
以上、実施の形態１及び実施の形態２について説明したが、本発明は各実施の形態の説明に限定されない。例えば、各実施の形態の全部又は一部を組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１  熱交換器、２  熱交換部、３  分配合流部、２１  風上側熱交換部、２２  風上側伝熱管、２２ａ  折返し部、２２ｂ  一方の端部、２２ｃ  他方の端部、２３  風上側フィン、３１  風下側熱交換部、３２  風下側伝熱管、３２ａ  折返し部、３２ｂ  一方の端部、３２ｃ  他方の端部、３３  風下側フィン、４１Ａ  風上側同心管継手、４１Ｂ  風上側偏心管継手、４２Ａ  風下側同心管継手、４２Ｂ  風下側偏心管継手、４３  列渡り管、４４  風上側段渡り管、４５  風下側段渡り管、５１  積層型ヘッダ、５１ａ  分配合流流路、５２、５７  接続管、５３  第１板状部材、５４＿１〜５４＿３  第２板状部材、５５  第３板状部材、５６＿１〜５６＿４  クラッド材、５３ａ、５４ａ＿１〜５４ａ＿３、５５ａ、５６ａ  部分流路、６１  筒型ヘッダ、６１ａ  分配合流流路、６２、６４  接続管、６３  円筒部、７１  貫通部、７２  一方の端部、７３  他方の端部、７４  形状変換部、９１  空気調和装置、９２  圧縮機、９３  四方弁、９４  室外熱交換器、９５  絞り装置、９６  室内熱交換器、９７  室外ファン、９８  室内ファン、９９  制御装置。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年1月22日(2016.1.22)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、熱交換器と、空気調和装置と、に関するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、扁平管の複数の流路に流入する流体のバランスを最適化することが可能な管継手を備えた熱交換器を得ることを目的とする。また、本発明は、そのような熱交換器を備えた空気調和装置を得ることを目的とする。
【手続補正４】
【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】
本発明に係る熱交換器は、貫通部が形成され、該貫通部の一方の端部に扁平管が接続され、該貫通部の他方の端部に該扁平管と断面形状が異なる他の管が接続された管継手と、前記管継手の前記一方の端部に、少なくとも一方の端部が接続された前記扁平管と、該扁平管の風上側又は風下側に配設された他の扁平管と、を有する熱交換部と、を備え、前記扁平管に接続された前記管継手の、前記一方の端部の中心軸と前記他方の端部の中心軸とは、互いに偏心しており、前記扁平管に接続された前記管継手の前記他方の端部と、前記他の扁平管と、が列渡り管で接続され、前記扁平管に接続された前記管継手の前記他方の端部の中心軸と、前記他の扁平管の中心軸と、の間の距離は、前記扁平管に接続された前記管継手の前記一方の端部の中心軸と、前記他の扁平管の中心軸と、の間の距離と比較して短い、ことを特徴とするものである。
【手続補正５】
【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】
貫通部が形成され、該貫通部の一方の端部に扁平管が接続され、該貫通部の他方の端部に該扁平管と断面形状が異なる他の管が接続された管継手と、
前記管継手の前記一方の端部に、少なくとも一方の端部が接続された前記扁平管と、該扁平管の風上側又は風下側に配設された他の扁平管と、を有する熱交換部と、
を備え、
前記扁平管に接続された前記管継手の、前記一方の端部の中心軸と前記他方の端部の中心軸とは、互いに偏心しており、
前記扁平管に接続された前記管継手の前記他方の端部と、前記他の扁平管と、が列渡り管で接続され、
前記扁平管に接続された前記管継手の前記他方の端部の中心軸と、前記他の扁平管の中心軸と、の間の距離は、前記扁平管に接続された前記管継手の前記一方の端部の中心軸と、前記他の扁平管の中心軸と、の間の距離と比較して短い、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記扁平管に接続された前記管継手の前記他方の端部の、中心軸と垂直な断面での全周方向の内径Ｄは、前記扁平管に接続された前記管継手の前記一方の端部の、長軸方向の内径Ｗ１以下で、且つ、短軸方向の内径Ｗ２以上である、
ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記扁平管に接続された前記管継手の前記他方の端部の内周面に、前記列渡り管の外周面が接合され、
前記貫通部の、前記一方の端部と前記他方の端部との間の領域に、該一方の端部の内周面の断面形状を該他方の端部の内周面の断面形状に連続的に変化させる形状変換部が形成され、
前記扁平管に接続された前記管継手の前記他方の端部の内周面の、前記列渡り管の外周面が接合された領域は、前記形状変換部に隣接する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記熱交換部が蒸発器として作用する場合に、
前記他の扁平管は、前記扁平管の風上側に配設された、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記熱交換部が凝縮器として作用する場合に、
前記他の扁平管は、前記扁平管の風下側に配設された、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項６】
貫通部が形成され、該貫通部の一方の端部に扁平管が接続され、該貫通部の他方の端部に該扁平管と断面形状が異なる他の管が接続された管継手と、
前記管継手の前記一方の端部に、少なくとも一方の端部が接続された前記扁平管が、風上側と風下側とに配設された熱交換部と、
前記熱交換部に接続され、風上側に配設されたヘッダ及び風下側に配設されたヘッダと、
を備え、
前記風上側に配設された扁平管に接続された前記管継手の前記他方の端部と、前記風下側に配設された扁平管に接続された前記管継手の前記他方の端部と、が列渡り管で接続され、
前記列渡り管は、前記熱交換部と、前記風上側に配設されたヘッダと、前記風下側に配設されたヘッダと、の間に配設され、
前記扁平管に接続された前記管継手は、前記他方の端部の、中心軸と垂直な断面での全周方向の内径Ｄが、前記一方の端部の、長軸方向の内径Ｗ１以下で、且つ、短軸方向の内径Ｗ２以上である、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項７】
貫通部が形成され、該貫通部の一方の端部に扁平管が接続され、該貫通部の他方の端部に該扁平管と断面形状が異なる他の管が接続された管継手と、
前記管継手の前記一方の端部に、少なくとも一方の端部が接続された前記扁平管が、風上側と風下側とに配設された熱交換部と、
前記熱交換部に接続され、風上側に配設されたヘッダ及び風下側に配設されたヘッダと、
を備え、
前記風上側に配設された扁平管に接続された前記管継手の前記他方の端部と、前記風下側に配設された扁平管に接続された前記管継手の前記他方の端部と、が列渡り管で接続され、
前記列渡り管は、前記熱交換部と、前記風上側に配設されたヘッダと、前記風下側に配設されたヘッダと、の間に配設され、
前記扁平管に接続された前記管継手の前記他方の端部の内周面に、前記列渡り管の外周面が接合され、
前記貫通部の、前記一方の端部と前記他方の端部との間の領域に、該一方の端部の内周面の断面形状を該他方の端部の内周面の断面形状に連続的に変化させる形状変換部が形成され、
前記扁平管に接続された前記管継手の前記他方の端部の内周面の、前記列渡り管の外周面が接合された領域は、前記形状変換部に隣接する、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項８】
前記列渡り管の流路断面積は、前記扁平管の流路断面積と比較して大きい、
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項９】
貫通部が形成され、該貫通部の一方の端部に扁平管が接続され、該貫通部の他方の端部に該扁平管と断面形状が異なる他の管が接続された管継手と、
前記管継手の前記一方の端部に、少なくとも一方の端部が接続された前記扁平管が設けられた熱交換部と、
冷媒を分配して流出する分配流路、又は、冷媒を合流して流出する合流流路が形成され、前記扁平管に接続された前記管継手の前記他方の端部に、該分配流路の出口側の接続管又は該合流流路の入口側の接続管が接続されたヘッダと、
を備え、
前記扁平管に接続された前記管継手の前記他方の端部の内周面に、前記接続管の外周面が接合され、
前記貫通部の、前記一方の端部と前記他方の端部との間の領域に、該一方の端部の内周面の断面形状を該他方の端部の内周面の断面形状に連続的に変化させる形状変換部が形成され、
前記扁平管に接続された前記管継手の前記他方の端部の内周面の、前記接続管の外周面が接合された領域は、前記形状変換部に隣接する、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項１０】
貫通部が形成され、該貫通部の一方の端部に扁平管が接続され、該貫通部の他方の端部に該扁平管と断面形状が異なる他の管が接続された管継手と、
前記管継手の前記一方の端部に、少なくとも一方の端部が接続された前記扁平管が設けられた熱交換部と、
冷媒を分配して流出する分配流路、又は、冷媒を合流して流出する合流流路が形成され、前記扁平管に接続された前記管継手の前記他方の端部に、該分配流路の出口側の接続管又は該合流流路の入口側の接続管が接続されたヘッダと、
を備え、
前記扁平管に接続された前記管継手は、前記他方の端部の、中心軸と垂直な断面での全周方向の内径Ｄが、前記一方の端部の、長軸方向の内径Ｗ１以下で、且つ、短軸方向の内径Ｗ２以上である、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項１１】
前記接続管の流路断面積は、前記扁平管の流路断面積と比較して大きい、
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の熱交換器。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の熱交換器を備えた、
ことを特徴とする空気調和装置。
【国際調査報告】
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