(57)【要約】【課題】超臨界冷凍サイクルのガスクーラとして用いた場合の放熱量を増加させうる熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器１の第１ヘッダタンクの上側ヘッダ部８に冷媒入口12を、下側ヘッダ部９に冷媒出口13をそれぞれ設ける。第１ヘッダタンクの両ヘッダ部8,9の内部長さIa,Ibの合計長さをL1、第２ヘッダタンクのヘッダ部11の内部長さIcをL2、扁平チューブ４の長さをＴ、第２ヘッダタンクのヘッダ部11の数をＮとした場合、｛（L1＋L2）／２｝＋（Ｔ×２Ｎ）という式で表される数値を平均流路長L0と定義する。冷媒入口12から上側ヘッダ部８に流入した冷媒が、ヘッダ部11の冷媒出口13から流出する際の流路長LXと、平均流路長L0との関係が０．８≦LX／L0≦１．２という関係を満たすように、冷媒入口12の位置および冷媒出口13の位置を決める。【選択図】図２
2007163042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間にヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部が両ヘッダタンクに接続された複数の扁平チューブとを備えており、第１のヘッダタンクに、その長さ方向に並んだ複数のヘッダ部が設けられ、第２のヘッダタンクに、第１ヘッダタンクのヘッダ部の数よりも１つ少ないヘッダ部が、第１ヘッダタンクの隣り合う２つのヘッダ部に跨るように設けられ、第１ヘッダタンクの長さ方向の一端部のヘッダ部に冷媒入口が設けられるとともに、同他端部のヘッダ部に冷媒出口が設けられ、すべての扁平チューブが、ヘッダタンクの長さ方向に連続して並んだ複数の扁平チューブからなりかつ第１ヘッダタンクのヘッダ数と同数のパスに区分されている熱交換器において、
第１ヘッダタンクにおける全ヘッダ部の内部長さの合計長さをL1、第２ヘッダタンクにおける全ヘッダ部の内部長さの合計長さをL2、扁平チューブの長さをＴ、第２ヘッダタンクのヘッダ部の数をＮとした場合、｛（L1＋L2）／２｝＋（Ｔ×２Ｎ）という式で表される数値を平均流路長L0と定義すると、冷媒入口から第１ヘッダタンクに流入した冷媒が、全ヘッダ部および全パスの扁平チューブを通って冷媒出口から流出する際の流路長LXと、平均流路長L0との関係が０．８≦LX／L0≦１．２という関係を満たすように、冷媒入口の位置および冷媒出口の位置が決められている熱交換器。
【請求項２】
第１ヘッダタンクのヘッダ部の数が２であり、第２ヘッダタンクのヘッダ部の数が１であり、パスの数が２である請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
使用される冷媒への圧縮機潤滑油の混入量が１質量％以下である請求項１または２記載の熱交換器。
【請求項４】
互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間にヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部が両ヘッダタンクに接続された複数の扁平チューブとを備えており、第１のヘッダタンクに、その長さ方向に並んだ複数のヘッダ部が設けられ、第２のヘッダタンクに、第１ヘッダタンクのヘッダ部と同数のヘッダ部がその長さ方向に並んで設けられ、第１ヘッダタンクの長さ方向の一端部のヘッダ部に冷媒入口が設けられるとともに、第２ヘッダタンクにおける冷媒入口とは反対側の端部のヘッダ部に冷媒出口が設けられ、すべての扁平チューブが、ヘッダタンクの長さ方向に連続して並んだ複数の扁平チューブからなりかつ両ヘッダタンクのヘッダ数よりも１つ多い数のパスに区分されている熱交換器において、
第１ヘッダタンクにおける全ヘッダ部の内部長さの合計長さをL1、第２ヘッダタンクにおける全ヘッダ部の内部長さの合計長さをL2、扁平チューブの長さをＴ、各ヘッダタンクのヘッダ部の数をＮとした場合、｛（L1＋L2）／２｝＋｛Ｔ×（Ｎ＋１）｝という式で表される数値を平均流路長L0と定義すると、冷媒入口から第１ヘッダタンクに流入した冷媒が、全ヘッダ部および全パスの扁平チューブを通って冷媒出口から流出する際の流路長LXと、平均流路長L0との関係が０．８≦LX／L0≦１．２という関係を満たすように、冷媒入口の位置および冷媒出口の位置が決められている熱交換器。
【請求項５】
各ヘッダタンクのヘッダ部の数が２であり、パスの数が３である請求項４記載の熱交換器。
【請求項６】
使用される冷媒への圧縮機潤滑油の混入量が１質量％以下である請求項４または５記載の熱交換器。
【請求項７】
圧縮機、ガスクーラ、エバポレータ、減圧器、およびガスクーラから出てきた冷媒とエバポレータから出てきた冷媒とを熱交換させる中間熱交換器を備えており、かつ超臨界冷媒を用いる冷凍サイクルであって、ガスクーラが請求項１〜６のうちのいずれかに記載の熱交換器からなる超臨界冷凍サイクル。
【請求項８】
超臨界冷媒が二酸化炭素からなる請求項７記載の超臨界冷凍サイクル。
【請求項９】
超臨界冷媒に混入している圧縮機潤滑油の量が１質量％以下である請求項７または８記載の熱交換器。
【請求項１０】
請求項７〜９のうちのいずれかに記載の超臨界冷凍サイクルがカーエアコンとして搭載されている車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱交換器に関し、さらに詳しくは、たとえばＣＯ２（二酸化炭素）などの超臨界冷媒が用いられる超臨界冷凍サイクルのガスクーラに好適に使用される熱交換器に関する。
【０００２】
この明細書および特許請求の範囲において、「超臨界冷凍サイクル」とは、高圧側において、冷媒が臨界圧力を超えた超臨界状態となる冷凍サイクルを意味するものとし、「超臨界冷媒」とは、超臨界冷凍サイクルに用いられる冷媒を意味するものとする。
【背景技術】
【０００３】
圧縮機、ガスクーラ、エバポレータ、減圧器、およびガスクーラから出てきた冷媒とエバポレータから出てきた冷媒とを熱交換させる中間熱交換器を備えた超臨界冷凍サイクルのガスクーラに用いられる熱交換器として、互いに間隔をおいて配置された上下方向に伸びる１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に上下方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部が両ヘッダタンクに接続された複数の扁平チューブとを備えており、第１のヘッダタンクに、上下２つのヘッダ部が設けられ、第２のヘッダタンクに、第１ヘッダタンクの隣り合う２つのヘッダ部に跨るように１つのヘッダ部が設けられ、第１ヘッダタンクの上側ヘッダ部に冷媒入口が設けられるとともに、下側ヘッダ部に冷媒出口が設けられ、すべての扁平チューブが、上下に連続して並んだ複数の扁平チューブからなりかつ上下２つのパスに区分されている熱交換器が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、上述したガスクーラに用いられる熱交換器として、互いに間隔をおいて配置された上下方向に伸びる１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に上下方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部が両ヘッダタンクに接続された複数の扁平チューブとを備えており、各ヘッダタンクに、上下２つのヘッダ部が設けられ、第１ヘッダタンクの下側ヘッダ部に冷媒入口が設けられるとともに、第２ヘッダタンクの上側ヘッダ部に冷媒出口が設けられ、すべての扁平チューブが、上下に連続して並んだ複数の扁平チューブからなりかつ上下方向に並んだ３つのパスに区分されている熱交換器も知られている（特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、本発明者が種々検討をした結果、特許文献１記載の熱交換器においては、冷媒入口および冷媒出口がヘッダ部の長さ方向の中央部に設けられているので、次のような問題が生じることが判明した。すなわち、冷媒入口から第１ヘッダタンクの上側ヘッダ部内に流入した冷媒は、上側ヘッダ部に通じている複数の扁平チューブ、すなわち上側パスの扁平チューブ内に流入し、当該扁平チューブを通って第２ヘッダタンクのヘッダ部内に流入し、ついで第１ヘッダタンクの下側ヘッダ部に通じている複数の扁平チューブ、すなわち下側パスの扁平チューブ内に流入し、当該扁平チューブを通って第１ヘッダタンクの下側ヘッダ部内に流入し、冷媒出口から流出するようになっている。そして、上側パスにおける冷媒入口近傍の高さ位置の扁平チューブを通過するとともに、下側パスにおける冷媒出口近傍近傍の高さ位置の扁平チューブを通過する冷媒の流路長と、上側パスの上端部の扁平チューブを通過するとともに、下側パスの下端部の扁平チューブを通過する冷媒の流路長とは大きく異なることになる。その結果、それぞれの扁平チューブを流れる冷媒の流量および流速のバランスが悪くなり、超臨界冷凍サイクルのガスクーラとしては放熱量が不十分である。
【０００６】
特許文献２記載の熱交換器においても、冷媒入口および冷媒出口がヘッダ部の長さ方向の中央部に設けられているので、特許文献１記載の熱交換器の場合と同様に、超臨界冷凍サイクルのガスクーラとしては放熱量が不十分である。
【特許文献１】特開２００３−２７９１９４号公報
【特許文献２】特開２００４−１３８３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、超臨界冷凍サイクルのガスクーラとして用いた場合の放熱量を増加させうる熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。
【０００９】
1)互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間にヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部が両ヘッダタンクに接続された複数の扁平チューブとを備えており、第１のヘッダタンクに、その長さ方向に並んだ複数のヘッダ部が設けられ、第２のヘッダタンクに、第１ヘッダタンクのヘッダ部の数よりも１つ少ないヘッダ部が、第１ヘッダタンクの隣り合う２つのヘッダ部に跨るように設けられ、第１ヘッダタンクの長さ方向の一端部のヘッダ部に冷媒入口が設けられるとともに、同他端部のヘッダ部に冷媒出口が設けられ、すべての扁平チューブが、ヘッダタンクの長さ方向に連続して並んだ複数の扁平チューブからなりかつ第１ヘッダタンクのヘッダ数と同数のパスに区分されている熱交換器において、
第１ヘッダタンクにおける全ヘッダ部の内部長さの合計長さをL1、第２ヘッダタンクにおける全ヘッダ部の内部長さの合計長さをL2、扁平チューブの長さをＴ、第２ヘッダタンクのヘッダ部の数をＮとした場合、｛（L1＋L2）／２｝＋（Ｔ×２Ｎ）という式で表される数値を平均流路長L0と定義すると、冷媒入口から第１ヘッダタンクに流入した冷媒が、全ヘッダ部および全パスの扁平チューブを通って冷媒出口から流出する際の流路長LXと、平均流路長L0との関係が０．８≦LX／L0≦１．２という関係を満たすように、冷媒入口の位置および冷媒出口の位置が決められている熱交換器。
【００１０】
2)第１ヘッダタンクのヘッダ部の数が２であり、第２ヘッダタンクのヘッダ部の数が１であり、パスの数が２である上記1)記載の熱交換器。
【００１１】
3)使用される冷媒への圧縮機潤滑油の混入量が１質量％以下である上記1)または2)記載の熱交換器。
【００１２】
4)互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間にヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部が両ヘッダタンクに接続された複数の扁平チューブとを備えており、第１のヘッダタンクに、その長さ方向に並んだ複数のヘッダ部が設けられ、第２のヘッダタンクに、第１ヘッダタンクのヘッダ部と同数のヘッダ部がその長さ方向に並んで設けられ、第１ヘッダタンクの長さ方向の一端部のヘッダ部に冷媒入口が設けられるとともに、第２ヘッダタンクにおける冷媒入口とは反対側の端部のヘッダ部に冷媒出口が設けられ、すべての扁平チューブが、ヘッダタンクの長さ方向に連続して並んだ複数の扁平チューブからなりかつ両ヘッダタンクのヘッダ数よりも１つ多い数のパスに区分されている熱交換器において、
第１ヘッダタンクにおける全ヘッダ部の内部長さの合計長さをL1、第２ヘッダタンクにおける全ヘッダ部の内部長さの合計長さをL2、扁平チューブの長さをＴ、各ヘッダタンクのヘッダ部の数をＮとした場合、｛（L1＋L2）／２｝＋｛Ｔ×（Ｎ＋１）｝という式で表される数値を平均流路長L0と定義すると、冷媒入口から第１ヘッダタンクに流入した冷媒が、全ヘッダ部および全パスの扁平チューブを通って冷媒出口から流出する際の流路長LXと、平均流路長L0との関係が０．８≦LX／L0≦１．２という関係を満たすように、冷媒入口の位置および冷媒出口の位置が決められている熱交換器。
【００１３】
5)各ヘッダタンクのヘッダ部の数が２であり、パスの数が３である上記4)記載の熱交換器。
【００１４】
6)使用される冷媒への圧縮機潤滑油の混入量が１質量％以下である上記4)または5)記載の熱交換器。
【００１５】
7)圧縮機、ガスクーラ、エバポレータ、減圧器、およびガスクーラから出てきた冷媒とエバポレータから出てきた冷媒とを熱交換させる中間熱交換器を備えており、かつ超臨界冷媒を用いる冷凍サイクルであって、ガスクーラが上記1)〜6)のうちのいずれかに記載の熱交換器からなる超臨界冷凍サイクル。
【００１６】
8)超臨界冷媒が二酸化炭素からなる上記7)記載の超臨界冷凍サイクル。
【００１７】
9)超臨界冷媒に混入している圧縮機潤滑油の量が１質量％以下である上記7)または8)記載の熱交換器。
【００１８】
10)上記7)〜9)のうちのいずれかに記載の超臨界冷凍サイクルがカーエアコンとして搭載されている車両。
【発明の効果】
【００１９】
上記1)の熱交換器によれば、第１ヘッダタンクにおける全ヘッダ部の内部長さの合計長さをL1、第２ヘッダタンクにおける全ヘッダ部の内部長さの合計長さをL2、扁平チューブの長さをＴ、第２ヘッダタンクのヘッダ部の数をＮとした場合、｛（L1＋L2）／２｝＋（Ｔ×２Ｎ）という式で表される数値を平均流路長L0と定義すると、冷媒入口から第１ヘッダタンクに流入した冷媒が、全ヘッダ部および全パスの扁平チューブを通って冷媒出口から流出する際の流路長LXと、平均流路長L0との関係が０．８≦LX／L0≦１．２という関係を満たすように、冷媒入口の位置および冷媒出口の位置が決められているので、冷媒が、熱交換器における各パスのどの位置の扁平チューブを通過した場合にもその流路長LXが大きく異なることはなく、それぞれの扁平チューブを流れる冷媒の流量および流速のバランスが良くなる。したがって、超臨界冷凍サイクルのガスクーラとして用いた場合の放熱量が、特許文献１および２記載の熱交換器に比べて増加する。
【００２０】
上記3)の熱交換器によれば、超臨界冷凍サイクルのガスクーラとして用いた場合の放熱量の低下を防止することができる。すなわち、使用される冷媒への圧縮機潤滑油の混入量が１質量％を越えると、ヘッダ部の下部や、各パスの下側の扁平チューブに多くの冷媒が流れ、その結果上記流路長がほぼ等しい場合であっても、放熱量が低下するおそれがある。
【００２１】
上記4)の熱交換器によれば、第１ヘッダタンクにおける全ヘッダ部の内部長さの合計長さをL1、第２ヘッダタンクにおける全ヘッダ部の内部長さの合計長さをL2、扁平チューブの長さをＴ、各ヘッダタンクのヘッダ部の数をＮとした場合、｛（L1＋L2）／２｝＋｛Ｔ×（Ｎ＋１）｝という式で表される数値を平均流路長L0と定義すると、冷媒入口から第１ヘッダタンクに流入した冷媒が、全ヘッダ部および全パスの扁平チューブを通って冷媒出口から流出する際の流路長LXと、平均流路長L0との関係が０．８≦LX／L0≦１．２という関係を満たすように、冷媒入口の位置および冷媒出口の位置が決められているので、冷媒が、熱交換器における各パスのどの位置の扁平チューブを通過した場合にもその流路長LXが大きく異なることはなく、それぞれの扁平チューブを流れる冷媒の流量および流速のバランスが良くなる。したがって、超臨界冷凍サイクルのガスクーラとして用いた場合の放熱量が、特許文献１および２記載の熱交換器に比べて増加する。
【００２２】
上記6)の熱交換器によれば、超臨界冷凍サイクルのガスクーラとして用いた場合の放熱量の低下を防止することができる。すなわち、使用される冷媒への圧縮機潤滑油の混入量が１質量％を越えると、ヘッダ部の下部や、各パスの下側の扁平チューブに多くの冷媒が流れ、その結果上記流路長がほぼ等しい場合であっても、放熱量が低下するおそれがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２４】
なお、以下の説明において、図１および図３の上下、左右を上下、左右というものとする。また、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。
【００２５】
実施形態１
この実施形態は図１および図２に示すものである。
【００２６】
図１はこの発明による熱交換器の全体構成を示し、図２は熱交換器における冷媒の流れを示す。
【００２７】
図１において、熱交換器(1)は、左右方向に間隔をおいて平行に配置され、かつ上下方向に伸びるアルミニウム製ヘッダタンク(2)(3)と、両ヘッダタンク(2)(3)間に上下方向に間隔をおいて並列状に配置されかつ両端がそれぞれ両ヘッダタンク(2)(3)に接続された複数のアルミニウム製扁平チューブ(4)と、隣り合う扁平チューブ(4)間の通風間隙(5)および上下両端の扁平チューブ(4)の外側に配置されるとともに、扁平チューブ(4)にろう付されたアルミニウム製コルゲートフィン(6)と、上下両端のコルゲートフィン(6)の外側に配置されてコルゲートフィン(6)にろう付されたアルミニウム製サイドプレート(7)とを備えている。
【００２８】
右側の第１ヘッダタンク(2)には、高さの中程に位置する仕切部(10)を介して上下方向に並んだ複数、ここでは２つのヘッダ部(8)(9)が設けられている。左側の第２ヘッダタンク(3)には、第１ヘッダタンク(2)のヘッダ部(8)(9)よりも１つ少ない数、ここでは１つのヘッダ部(11)が、第１ヘッダタンク(2)の隣り合う２つのヘッダ部(8)(9)に跨るように設けられている。そして、第１ヘッダタンク(2)の上側ヘッダ部(8)の周壁に冷媒入口(12)が設けられ、下側ヘッダ部(9)の周壁に冷媒出口(13)が設けられている。
【００２９】
すべての扁平チューブ(4)は、右端部が第１ヘッダタンク(2)の上側ヘッダ部(8)内に通じるとともに左端部が第２ヘッダタンク(3)のヘッダ部(11)内の上部に通じる複数の扁平チューブ(4)からなるチューブ群と、右端部が第１ヘッダタンク(2)の下側ヘッダ部(9)内に通じるとともに左端部が第２ヘッダタンク(3)のヘッダ部(11)内の下部に通じる複数の扁平チューブ(4)からなるチューブ群とに分けられることにより、第１および第２の２つのパス(P1)(P2)（冷媒通路群）に区分されており、各パス(P1)(P2)を構成する全ての扁平チューブ(4)における冷媒の流れ方向が同一となっているとともに、２つのパス(P1)(P2)の扁平チューブ(4)における冷媒の流れ方向が異なっている。なお、図示は省略したが、扁平チューブ(4)は、その内部に複数の冷媒通路が幅方向に並んで形成されており、その幅方向を通風方向（図１の紙面表裏方向）に向けて配置されている。
【００３０】
各パス(P1)(P2)を構成する扁平チューブ(4)の数を全扁平チューブ(4)の数で除した値を「チューブ比」と定義した場合、各パス(P1)(P2)のチューブ比は０．４５〜０．５５となっていることが好ましい。なお、第１パス(P1)のチューブ比と第２パス(P2)のチューブ比の合計は１となる。上記チューブ比が０．４５未満であるか、あるいは０．５５を超えた場合、この熱交換器(1)を、たとえばＣＯ２などの超臨界冷媒が用いられ、かつ高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルのガスクーラに使用した場合、いずれか一方のパス(P1)(P2)における扁平チューブ(4)内で発生する圧力損失が増大するおそれがある。各パス(P1)(P2)のチューブ比は、０．４８〜０．５２であることが好ましい。この場合も、第１パス(P1)のチューブ比と第２パス(P2)のチューブ比の合計は１となる。
【００３１】
ここで、冷媒が、熱交換器(1)内を図２に示すように流れるとすると、第１ヘッダタンク(2)における上側ヘッダ部(8)の内部長さIaと下側ヘッダ部(9)の内部長さIbの合計長さをL1（＝Ia＋Ib）、第２ヘッダタンク(3)におけるヘッダ部(11)の内部長さIcの合計長さをL2（＝Ic）、扁平チューブ(4)の長さをＴ、第２ヘッダタンク(3)のヘッダ部(11)の数をＮとした場合、｛（L1＋L2）／２｝＋（Ｔ×２Ｎ）という式で表される数値を平均流路長L0と定義することができる。そして、冷媒入口(12)から第１ヘッダタンク(2)の上側ヘッダ部(8)に流入した冷媒が、全ヘッダ部(8)(9)(11)および全パス(P1)(P2)の扁平チューブ(4)を通って冷媒出口(13)から流出する際の実際の流路長LXと、平均流路長L0との関係が０．８≦LX／L0≦１．２という関係を満たすように、冷媒入口(12)の上下方向（ヘッダ部(8)長さ方向）の位置および冷媒出口(13)の上下方向（ヘッダ部(9)長さ方向）の位置が決められている。
【００３２】
たとえば、冷媒入口(12)が図２に点X1で示す位置にある場合、上側ヘッダ部(8)に流入して第１パス(P1)の上端の扁平チューブ(4)を流れる冷媒の実際の流路長LXは、平均流路長L0よりも長さY1分だけ長くなる。一方、上側ヘッダ部(8)に流入して第１パス(P1)の下端の扁平チューブ(4)を流れる冷媒の実際の流路長LXは、平均流路長L0よりも長さY1分だけ短くなる。そこで、（L0＋Y1）／L0および（L0−Y1）／L0が０．８〜１．２の範囲内になるように、冷媒入口(12)の上下方向の位置が決められているのである。また、冷媒出口(13)が図２に点X2で示す位置にある場合、第２パス(P2)の下端の扁平チューブ(4)を通って下側ヘッダ部(9)に流入した冷媒の実際の流路長LXは、平均流路長L0よりも長さY2分だけ長くなる。一方、第２パス(P2)の上端の扁平チューブ(4)を通って下側ヘッダ部(9)に流入した冷媒の実際の流路長LXは、平均流路長L0よりも長さY2分だけ短くなる。そこで、（L0＋Y2）／L0および（L0−Y2）／L0が０．８〜１．２の範囲内になるように、冷媒出口(13)の上下方向の位置が決められているのである。
【００３３】
実施形態２
この実施形態は図３および図４に示すものである。
【００３４】
図３はこの発明による熱交換器の全体構成を示し、図４は熱交換器における冷媒の流れを示す。
【００３５】
この実施形態の熱交換器(20)の場合、左側のヘッダタンクが第１ヘッダタンク(21)であり、右側のヘッダタンクが第２ヘッダタンク(22)である。第１ヘッダタンク(21)には、高さの中程よりも上方に位置する仕切部(23)を介して上下方向に並んだ複数、ここでは２つのヘッダ部(24)(25)が設けられている。第２ヘッダタンク(22)には、第１ヘッダタンク(21)のヘッダ部(24)(25)と同数のヘッダ部(27)(28)が、高さの中程よりも下方に位置する仕切部(26)を介して上下方向に並んで設けられている。そして、第１ヘッダタンク(21)の上側ヘッダ部(22)の周壁に冷媒入口(12)が設けられ、第２ヘッダタンク(22)の下側ヘッダ部(28)の周壁に冷媒出口(13)が設けられている。
【００３６】
すべての扁平チューブ(4)は、左端部が第１ヘッダタンク(21)の上側ヘッダ部(24)内に通じるとともに右端部が第２ヘッダタンク(22)の上側ヘッダ部(27)内の上部に通じる複数の扁平チューブ(4)からなるチューブ群と、左端部が第１ヘッダタンク(21)の下側ヘッダ部(25)内の上部に通じるとともに右端部が第２ヘッダタンク(22)の上側ヘッダ部(27)内の下部に通じる複数の扁平チューブ(4)からなるチューブ群と、左端部が第１ヘッダタンク(21)の下側ヘッダ部(25)内の下部に通じるとともに右端部が第２ヘッダタンク(22)の下側ヘッダ部(28)内に通じる複数の扁平チューブ(4)からなるチューブ群とに分けられることにより、第１〜第３の３つのパス(P1)(P2)(P3)（冷媒通路群）に区分されており、各パス(P1)(P2)(P3)を構成する全ての扁平チューブ(4)における冷媒の流れ方向が同一となっているとともに、隣り合う２つのパス(P1)(P2)および(P2)(P3)の扁平チューブ(4)における冷媒の流れ方向が異なっている。    
各パス(P1)(P2)(P3)を構成する扁平チューブ(4)の数を全扁平チューブ(4)の数で除した値を「チューブ比」と定義した場合、各パス(P1)(P2)(P3)のチューブ比は０．３〜０．４となっている。上記チューブ比が０．３未満であるか、あるいは０．４を超えた場合、この熱交換器(20)を、たとえばＣＯ２などの超臨界冷媒が用いられ、かつ高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルのガスクーラに使用した場合、いずれかのパス(P1)(P2)(P3)における扁平チューブ(4)内で発生する圧力損失が増大するおそれがある。各パスのチューブ比は、０．３２〜０．０．３４であることが好ましい。
【００３７】
その他の構成は上記実施形態１と同様であり、同一物には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００３８】
ここで、冷媒が、熱交換器(1)内を図４に示すように流れるとすると、第１ヘッダタンク(21)における上側ヘッダ部(24)の内部長さIdと下側ヘッダ部(25)の内部長さIeの合計長さをL1（＝Id＋Ie）、第２ヘッダタンク(22)における上側ヘッダ部(27)の内部長さIfと下側ヘッダ部(28)の内部長さIgの合計長さをL2（＝If＋Ig）、扁平チューブの長さをＴ、各ヘッダタンク(21)(22)のヘッダ部(24)(25)(27)(28)の数をＮとした場合、｛（L1＋L2）／２｝＋｛Ｔ×（Ｎ＋１）｝という式で表される数値を平均流路長L0と定義することができる。そして、冷媒入口(12)から第１ヘッダタンク(21)の上側ヘッダ部(24)に流入した冷媒が、全ヘッダ部(24)(25)(27)(28)および全パス(P1)(P2)(P3)の扁平チューブ(4)を通って冷媒出口(13)から流出する際の実際の流路長LXと、平均流路長L0との関係が０．８≦LX／L0≦１．２という関係を満たすように、冷媒入口(12)の上下方向（ヘッダ部(24)長さ方向）の位置および冷媒出口(13)の上下方向（ヘッダ部(28)長さ方向）の位置が決められている。
【００３９】
たとえば、冷媒入口(12)が図４に点X3で示す位置にある場合、第１ヘッダタンク(21)の上側ヘッダ部(24)に流入して第１パス(P1)の上端の扁平チューブ(4)を流れる冷媒の実際の流路長LXは、平均流路長L0よりも長さY3分だけ長くなる。一方、第１ヘッダタンク(21)の上側ヘッダ部(24)に流入して第１パス(P1)の下端の扁平チューブ(4)を流れる冷媒の実際の流路長LXは、平均流路長L0よりも長さY3分だけ短くなる。そこで、（L0＋Y3）／L0および（L0−Y3）／L0が０．８〜１．２の範囲内になるように、冷媒入口(12)の上下方向の位置が決められているのである。また、冷媒出口(13)が図４に点X4で示す位置にある場合、第３パス(P3)の下端の扁平チューブ(4)を通って第２ヘッダタンク(22)の下側ヘッダ部(28)に流入した冷媒の実際の流路長LXは、平均流路長L0よりも長さY4分だけ長くなる。一方、第３パス(P3)の上端の扁平チューブ(4)を通って第２ヘッダタンク(22)の下側ヘッダ部(28)に流入した冷媒の実際の流路長LXは、平均流路長L0よりも長さY4分だけ短くなる。そこで、（L0＋Y4）／L0および（L0−Y4）／L0が０．８〜１．２の範囲内になるように、冷媒出口(13)の上下方向の位置が決められているのである。
【００４０】
実施形態１および２の熱交換器(1)(20)は、圧縮機、ガスクーラ、エバポレータ、気液分離器としてのアキュムレータ、減圧器としての膨張弁、およびガスクーラから出てきた高温高圧の冷媒とエバポレータから出るとともにアキュムレータを通過してきた低温低圧の冷媒とを熱交換させる中間熱交換器からなり、かつＣＯ２からなる超臨界冷媒を使用する超臨界冷凍サイクルにおいて、ガスクーラとして好適に用いられる。このような超臨界冷凍サイクルにおいて、超臨界冷媒に混入している圧縮機潤滑油の量は１質量％以下であることが好ましい。
【００４１】
超臨界冷凍サイクルは、カーエアコンとして車両、たとえば自動車に搭載される。なお、超臨界冷凍サイクルの超臨界冷媒として、ＣＯ２が使用されているが、これに限定されるものではなく、エチレン、エタン、酸化窒素なども使用可能である。
【００４２】
次に、実施形態１の熱交換器を用いた行った実験例を示す。
【００４３】
実験例１
扁平チューブ(4)およびコルゲートフィン(6)からなる熱交換コア部の高さＨｃ：３８０mm、熱交換コア部の幅Ｗｃ：６６０mm、扁平チューブ(4)の幅：１６mm、扁平チューブ(4)の総数：５１本 とし、第１パス(P1)の扁平チューブ(4)の数：２６本（チューブ比０．５１）、第２パス(P2)の扁平チューブ(4)の数：２５本（チューブ比０．４９）である熱交換器を使用し、上記流路長LXの上記平均流路長L0に対する比率LX／L0を種々変化させて、入口空気温度（熱交換コア部に流入する空気の温度）：３５〜４０℃、前面風速（熱交換コア部に流入する空気の流速）：１．５〜２．５m/Sという条件で放熱量を求めた。
【００４４】
上記比率LX／L0と放熱量との関係を図５に示す。図５に示す結果から、上記比率LX／L0が０．８〜１．２の範囲内にあるときに、熱交換器の放熱性能が優れていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明による熱交換器の実施形態１を示す全体正面図である。
【図２】図１の熱交換器における冷媒の流れを示す図である。
【図３】この発明による熱交換器の実施形態２を示す全体正面図である。
【図４】図３の熱交換器における冷媒の流れを示す図である。
【図５】実験例１の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
(1)(20)：熱交換器
(2)(21)：第１ヘッダタンク
(3)(22)：第２ヘッダタンク
(4)：扁平チューブ
(8)(9)(11)(24)(25)(27)(28)：ヘッダ部
(12)：冷媒入口
(13)：冷媒出口
(P1)(P2)(P3)：パス
Ia〜Ig：ヘッダ部の内部長さ
Ｔ：扁平チューブの長さ
【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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