(57)【要約】【課題】性能低下を抑制することができる熱交換器を提供する。【解決手段】第一伝熱管２１と、筒状をなして各第一伝熱管２１が内部空間に連通状態で接続される第一ヘッダ部５２と、第二伝熱管２３と、軸線Ｏに沿って延びる筒状をなして各第二伝熱管２３が内部空間に連通状態で接続される第二ヘッダ部５３と、該第二ヘッダ部５３の内部空間を二つの領域に区画する第二ヘッダ内仕切板６０と、第一端が第一ヘッダ部５２の外周面に該第一ヘッダ部５２の内部空間と連通状態で接続されるとともに、第一端の反対側の第二端が第二ヘッダ部５３の外周面に該第二ヘッダ部５３の内部空間と連通状態で接続され、第二端の開口部が第二ヘッダ内仕切板６０に接することで該第二端の開口部が第二ヘッダ内仕切板６０によって区画された二つの領域に跨って配置されている接続管本体を有する接続管と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を冷媒が流通するとともに間隔をあけて複数が配列された第一伝熱管と、
筒状をなして各前記第一伝熱管が内部空間に連通状態で接続される第一ヘッダ部と、
内部を冷媒が流通するとともに間隔をあけて複数が配列された第二伝熱管と、
軸線に沿って延びる筒状をなして各前記第二伝熱管が内部空間に連通状態で接続される第二ヘッダ部と、
該第二ヘッダ部の内部空間を二つの領域に区画する第二ヘッダ内仕切板と、
第一端が前記第一ヘッダ部の外周面に該第一ヘッダ部の内部空間と連通状態で接続されるとともに、前記第一端の反対側の第二端が前記第二ヘッダ部の外周面に該第二ヘッダ部の内部空間と連通状態で接続され、前記第二端の開口部が前記第二ヘッダ内仕切板に接することで該第二端の開口部が前記第二ヘッダ内仕切板によって区画された二つの領域に跨って配置されている接続管本体を有する接続管と、を備える熱交換器。
【請求項２】
前記第二ヘッダ内仕切板は、前記第二ヘッダ部の前記軸線に直交する平面に沿って延びる板状をなしており、
前記二つの領域のうちの一方は、前記第二ヘッダ内仕切板を境界として前記軸線方向一方側に区画された第一空間であって、
前記二つの領域のうちの他方は、前記第二ヘッダ内仕切板を境界として前記軸線方向他方側に区画された第二空間である請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記第二ヘッダ内仕切板は、
第二ヘッダ部内で前記軸線を含む平面に沿って延びる板状をなして前記接続管の第二端の開口部が接する縦仕切部と、
該縦仕切部の前記軸線方向一方側の縁部から、該縦仕切部の板面に直交する方向の一方側のみに向かって延びる板状をなす第一横仕切部と、
前記縦仕切部の前記軸線方向他方側の縁部から、該縦仕切部の板面に直交する方向の他方側のみに向かって延びる板状をなす第二横仕切部と、を有し、
前記二つの領域のうちの一方は、前記第一横仕切部及び前記第二横仕切部の軸線方向一方側に区画された第一空間であって、
前記二つの領域のうちの他方は、前記第一横仕切部及び前記第二横仕切部の軸線方向他方側に区画された第二空間である請求項１に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記軸線に直交する断面視にて該第二ヘッダ部内の空間を、各前記第二伝熱管が接続された流出側領域と前記接続管の第二端が接続された流入側領域とに区画する縦仕切板と、
前記流出側領域を前記軸線方向に並設された第一流出側空間と第二流出側空間とに区画する横仕切板と、をさらに備え、
前記第二ヘッダ内仕切板は、前記流入側領域を水平断面視にて前記第二ヘッダ部の周方向に互いに隣り合う第一室及び第二室に区画するように前記軸線を含む平面に沿って延びる板状をなしており、
前記縦仕切板における前記第一室に面する部分に、前記第一室と前記第一流出側空間とを連通させる第一貫通孔が形成され、
前記縦仕切板における前記第二室に面する部分に、前記第二室と前記第二流出側空間の上方の領域とを連通させる第二貫通孔が形成され、
前記二つの領域のうちの一方は前記第一室であって、
前記二つの領域のうちの一方は前記第二室である請求項１に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記接続管は、
前記第二ヘッダ内仕切板から前記接続管本体内に連続するようにして延びて、該接続管本体における少なくとも前記第二端を含む部分を、前記二つの領域のうちの一方の領域のみに連通する第一流路と他方の領域のみに連通する第二流路とに分割する分割部をさらに有する請求項１から４のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記接続管本体は、
前記第一ヘッダ部から該第一ヘッダ部の径方向外側に延びる第一管部と、
前記第二ヘッダ部から該第二ヘッダ部の径方向外側に延びる第二管部と、
これら第一管部及び第二管部を連結するように第一管部及び第二管部に対して屈曲して延びる連結管部と、を有し、
前記分割部は、前記第二端から、前記第二管部及び前記連結管部を経由して少なくとも前記第一管部の中途まで連続して延びている請求項５に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記分割部は、前記第二端から前記第一端にわたって延びている請求項６に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記第一ヘッダ部は、前記第二ヘッダ部の前記軸線方向一方側で前記軸線に沿って延びる筒状をなしており、
前記接続管の前記第一管部、前記第二管部及び前記連結管部は、前記軸線を含む仮想平面上に延びている請求項６又は７に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記第一流路及び前記第二流路は、前記接続管本体の第一端側で上下方向に隣接している請求項５から８のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記第一流路及び前記第二流路は、前記接続管本体の第一端側で水平方向に隣接している請求項５から８のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項１１】
前記第一流路及び前記第二流路のそれぞれが、これら第一流路及び第二流路の隣接方向に複数が並設された小流路を有し、
前記接続管は、前記小流路の並設方向を長手方向とした扁平管状をなしている請求項５から１０のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項１２】
前記第一流路と前記第二流路との流路断面積が互いに異なる請求項５から１１のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項１３】
前記第二ヘッダ内仕切板に、前記第二ヘッダ部の径方向外側から内側に向かって凹む切り欠き部が形成されており、
前記接続管本体の第二端が前記切り欠き部に嵌合している請求項５から１２のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項１４】
前記接続管に、前記第二端から分割部に沿って延びる切り込み部が形成されており、
該切り込み部と前記第二ヘッダ内仕切板とが互いに嵌合している請求項５から１２のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項１５】
前記第一ヘッダ部は、前記軸線を中心とした筒状をなすヘッダ本体と該ヘッダ本体内を前記軸線方向に区画する主仕切板とを有するヘッダにおける前記主仕切板の前記軸線方向一方側の部分であって、
前記第二ヘッダ部は、前記ヘッダにおける前記主仕切板の前記軸線方向他方側の部分であって、
前記軸線方向は上下方向である請求項１から１４のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一項に記載の熱交換器を備える空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器及び空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機の熱交換器として、水平方向に延びる伝熱管を上下方向に間隔をあけて複数配置し、各伝熱管の外面にフィンを設けたものが知られている。複数の伝熱管の両端は上下方向に延びる一対のヘッダにそれぞれ接続されている。このような熱交換器は、冷媒の流路長さを確保するため、一方のヘッダに導入されて伝熱管を経て他方のヘッダに流通した冷媒が、該他方のヘッダで折り返すようにして再度伝熱管を経て一方のヘッダに戻るように構成されている。
【０００３】
折り返し側のヘッダ内は、該ヘッダ内を上下方向に区画する仕切板によって複数の領域が区画されている。これによって、ヘッダ内の一の領域内に伝熱管を経て導入された冷媒は、接続管を介してヘッダ内の他の領域に導入された後に、該他の領域に接続された複数の伝熱管を経由して出入口側の一方のヘッダに戻される。
例えば特許文献１には、一の主管部と該主管部から二つに分岐して延びる分岐管部とを有する接続管を備えた熱交換器が開示されている。この熱交換器では、主管部がヘッダ内の一の領域に接続されており、分岐管部はそれぞれヘッダ内の２つの他の領域のいずれかに接続されている。そして、当該熱交換器を蒸発器として用いる場合には、伝熱管を介してヘッダ内の一の領域に導入された冷媒は、接続管における主管部及び分岐管部を経て分流され、ヘッダ内の二つの他の領域に導入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−５５４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記熱交換器を蒸発器として用いる場合、伝熱管を介してヘッダ内の一の領域に導入される冷媒は、その全てが気化しているとは限らず、液相冷媒と気相冷媒とが混在した気液二相冷媒の状態にある。そのため、分岐管の配置箇所によっては、一部の分岐管のみに液相冷媒がより多く流通し、分岐管同士で冷媒の流量や気液割合に偏りが生じてしまう。特に、主管部における分岐管の上流側に屈曲部が存在し、かつ、当該屈曲部と同一平面状に主管部及び分岐管が延びている場合には、屈曲の外側に位置する分岐管のみに液相冷媒が集中する傾向がある。
このように、各分岐管に液相冷媒の偏りが生じれば、冷媒全体の流量の変化によっても分流時の冷媒分配割合に大きな変化が生じてしまう。また、冷媒の流量や気液割合に偏りがある状態で冷媒が分流されれば、冷媒の流量が極端に少ない伝熱管が存在してしまい、熱交換器の伝熱領域を十分に活用することができない。
【０００６】
さらに、特許文献１の接続管では、複数の接続管同士の干渉を避けるべく取り回しが複雑になり、加工やろう付けが困難となる。また、接続管の占める領域が大きくなってしまう結果、空気と熱交換する有効面積を小さくしなければならなくなり、熱交換性能が低下する。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、性能低下を抑制することができる熱交換器、及び、該熱交換器を用いた空気調和機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】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用している。
即ち、本発明の第一態様に係る熱交換器は、内部を冷媒が流通するとともに間隔をあけて複数が配列された第一伝熱管と、筒状をなして各前記第一伝熱管が内部空間に連通状態で接続される第一ヘッダ部と、内部を冷媒が流通するとともに間隔をあけて複数が配列された第二伝熱管と、軸線に沿って延びる筒状をなして各前記第二伝熱管が内部空間に連通状態で接続される第二ヘッダ部と、該第二ヘッダ部の内部空間を二つの領域に区画する第二ヘッダ内仕切板と、第一端が前記第一ヘッダ部の外周面に該第一ヘッダ部の内部空間と連通状態で接続されるとともに、前記第一端の反対側の第二端が前記第二ヘッダ部の外周面に該第二ヘッダ部の内部空間と連通状態で接続され、前記第二端の開口部が前記第二ヘッダ内仕切板に接することで該第二端の開口部が前記第二ヘッダ内仕切板によって区画された二つの領域に跨って配置されている接続管本体を有する接続管と、を備える。
【０００９】
このような熱交換器によれば、第一ヘッダ部内から接続管本体内に導入された冷媒は、該接続管本体の第二端の開口が第二ヘッダ部における二つの領域に跨っているため、これら二つの領域にそれぞれ導入されることになる。よって、接続管と第一ヘッダ部、第二ヘッダ部との接続箇所がそれぞれ一か所のみとなるため、接続管の取り回しが容易となる。また、接続管を分岐させる場合に比べて当該接続管の占める領域を小さくすることができる。よって、熱交換器における空気と熱交換する有効面積を広く確保できる。
また、接続管本体の第一端から導入されて第二端から第二ヘッダ部の二つの領域に導入される冷媒は、接続管本体内の同様の経路を流通する。そのため、二つの領域に導入される冷媒の気液割合の偏りを低減することができる。
【００１０】
上記熱交換器では、前記第二ヘッダ内仕切板は、前記第二ヘッダ部の前記軸線に直交する平面に沿って延びる板状をなしており、前記二つの領域のうちの一方は、前記第二ヘッダ内仕切板を境界として前記軸線方向一方側に区画された第一空間であって、前記二つの領域のうちの他方は、前記第二ヘッダ内仕切板を境界として前記軸線方向他方側に区画された第二空間であることが好ましい。
【００１１】
これにより、第二ヘッダ部の軸線方向に分割された第一空間及び第二空間のそれぞれに導入される冷媒の気液割合の均一化を図ることができる。
【００１２】
上記熱交換器は、前記第二ヘッダ内仕切板は、第二ヘッダ部内で前記軸線を含む平面に沿って延びる板状をなして前記接続管の第二端の開口部が接する縦仕切部と、該縦仕切部の前記軸線方向一方側の縁部から、該縦仕切部の板面に直交する方向の一方側のみに向かって延びる板状をなす第一横仕切部と、前記縦仕切部の前記軸線方向他方側の縁部から、該縦仕切部の板面に直交する方向の他方側のみに向かって延びる板状をなす第二横仕切部と、を有し、前記二つの領域のうちの一方は、前記第一横仕切部及び前記第二横仕切部の軸線方向一方側に区画された第一空間であって、前記二つの領域のうちの他方は、前記第一横仕切部及び前記第二横仕切部の軸線方向他方側に区画された第二空間であってもよい。
【００１３】
これによっても、第二ヘッダ内仕切板によって区画された第一空間、第二空間のそれぞれに導入される冷媒の気液割合の均一化を図ることができる。
【００１４】
上記熱交換器では、前記軸線に直交する断面視にて該第二ヘッダ部内の空間を、各前記第二伝熱管が接続された流出側領域と前記接続管の第二端が接続された流入側領域とに区画する縦仕切板と、前記流出側領域を前記軸線方向に並設された第一流出側空間と第二流出側空間とに区画する横仕切板と、をさらに備え、前記第二ヘッダ内仕切板は、前記流入側領域を水平断面視にて前記ヘッダ部の周方向に互いに隣り合う第一室及び第二室に区画するように前記軸線を含む平面に沿って延びる板状をなしており、前記縦仕切板における前記第一室に面する部分に、前記第一室と前記第一流出側空間とを連通させる第一貫通孔が形成され、前記縦仕切板における前記第二室に面する部分に、前記第二室と前記第二流出側空間の上方の領域とを連通させる第二貫通孔が形成され、前記二つの領域のうちの一方は前記第一室であって、前記二つの領域のうちの一方は前記第二室であってもよい。
【００１５】
これによって、第二ヘッダ内仕切板によって周方向に分割された第一室及び第二室のそれぞれに導入される冷媒の気液割合の均一化を図ることができる。
【００１６】
上記熱交換器では、前記接続管が、前記第二ヘッダ内仕切板から前記接続管本体内に連続するようにして延びて、該接続管本体における少なくとも前記第二端を含む部分を、前記二つの領域のうちの一方の領域のみに連通する第一流路と他方の領域のみに連通する第二流路とに分割する分割部をさらに有することが好ましい。
【００１７】
ここで、接続管本体に導入された冷媒は、該接続管本体を流通する過程で気相分、液相分に分離されることもある。これに対して、接続管本体内を分割部によって第一流路、第二流路に分割することで、第二端側で二つの領域に導入される冷媒の気液割合の偏りを低減させることができる。
【００１８】
上記熱交換器では、前記接続管本体は、前記第一ヘッダ部から該第一ヘッダ部の径方向外側に延びる第一管部と、前記第二ヘッダ部から該第二ヘッダ部の径方向外側に延びる第二管部と、これら第一管部及び第二管部を連結するように第一管部及び第二管部に対して屈曲して延びる連結管部と、を有し、前記分割部は、前記第二端から、前記第二管部及び前記連結管部を経由して少なく前記第一管部の中途まで連続して延びていることが好ましい。
【００１９】
ここで、第一管部と連結管部との間の屈曲部、連結管部と第二管部との間の屈曲部では、それぞれ遠心力によって屈曲の外側に比重の大きい液相の冷媒が偏在してしまうことがある。この場合、偏在した冷媒が第二ヘッダ部の二つの領域の一方により多く導入されることになり、熱交換器としての性能低下を招く。
これに対して本発明は、第一管部と連結管部との間の屈曲部よりも第一ヘッダ側の部分まで接続管の分割部が延びているため、気液分離し易い屈曲部の手前で第二ヘッダ部の二つの領域に導入される冷媒量が確定される。これによって、これら二つの領域に導入される冷媒の気液割合の均一化を図ることができる。
【００２０】
上記熱交換器では前記分割部が、前記第二端から前記第一端にわたって延びていることが好ましい。
【００２１】
これによって、第一ヘッダ部から接続管に冷媒が導入された時点で、接続管内の第一流路と第二流路を流通する冷媒量が確定される。さらに、第一流路と第二流路とは第一ヘッダの同様の箇所に接続されているため、それぞれ同様の気液割合の冷媒が導入される。これによって、第二ヘッダ部の二つの領域に導入される冷媒の気液割合の均一化をより一層図ることができる。
【００２２】
上記熱交換器では、前記第一ヘッダは、前記第二ヘッダ部の前記軸線方向一方側で、前記軸線に沿って延びる筒状をなしており、前記接続管の前記第一管部、前記第二管部及び前記連結管部は、前記軸線を含む仮想平面上に延びていてもよい。
【００２３】
このような接続管の構造であっても、接続管内に分割部が存在していることで、第一流路及び第二流路での気液割合の相違を低減することができる。
【００２４】
上記熱交換器では、前記第一流路及び前記第二流路は、前記接続管本体の第一端側で上下方向に隣接していてもよい。
【００２５】
この場合でも、第一流路及び第二流路には気液割合の近い冷媒が導入されるため、第二ヘッダ内の二つの領域に導入される冷媒の気液割合の均一化を図ることができる。
【００２６】
また、前記第一流路及び前記第二流路は、前記接続管本体の第一端側で水平方向に隣接していてもよい。
【００２７】
ここで、液相状態の冷媒は重力によって下方に集まり易く、気相状態の冷媒は上方に集まり易い。そのため、第一ヘッダ部内でも上下方向によって冷媒の気液割合が異なる場合がある。この場合であっても第一流路及び第二流路が水平方向に隣接していることで、これら第一流路及び第二流路には、同様の気液割合の冷媒が導入される。そのため、第二ヘッダ内の二つの領域に導入される冷媒の気液割合の均一化を図ることができる。
【００２８】
上記熱交換器では、前記第一流路及び前記第二流路のそれぞれが、これら第一流路及び第二流路の隣接方向に複数が並設された小流路を有し、前記接続管は、前記小流路の並設方向を長手方向とした扁平管状をなしていることが好ましい。
【００２９】
これにより、例えば接続管の断面を円形とした場合に比べて、該接続管の屈曲部における曲率半径を小さくすることができる。そのため、接続管の占める体積を小さくすることで、熱交換器としての空気と熱交換する有効面積を広く確保することができる。
【００３０】
上記熱交換器では、前記第一流路と前記第二流路との流路断面積が互いに異なっていてもよい。
【００３１】
第二ヘッダ部の二つの領域にそれぞれ接続された第二伝熱管の熱交換効率が異なる場合には、これに応じて第一流路、第二流路の流路断面積を異ならせることにより、熱交換器全体としての熱交換効率を向上させることができる。
【００３２】
上記熱交換器では、前記第二ヘッダ内仕切板に、前記第二ヘッダ部の径方向外側から内側に向かって凹む切り欠き部が形成されており、前記接続管本体の第二端が前記切り欠き部に嵌合していてもよい。
【００３３】
これによって、接続管の位置決めを容易に行うことができ、施工性を向上させることができる。
【００３４】
上記熱交換器では、前記接続管に、前記第二端から分割部に沿って延びる切り込み部が形成されており、該切り込み部と前記第二ヘッダ内仕切板とが互いに嵌合していてもよい。
【００３５】
これによっても、接続管の位置決めを容易に行うことができ、施工性を向上させることができる。
【００３６】
上記熱交換器では、前記第一ヘッダ部は、前記軸線を中心とした筒状をなすヘッダ本体と該ヘッダ本体内を前記軸線方向に区画する主仕切板とを有するヘッダにおける前記主仕切板の前記軸線方向一方側の部分であって、前記第二ヘッダ部は、前記ヘッダにおける前記主仕切板の前記軸線方向他方側の部分であって、前記軸線方向は上下方向であってもよい。
【００３７】
一のヘッダ内に主仕切板を介して第一ヘッダ部及び第二ヘッダ部を形成することで、これら第一ヘッダ部及び第二ヘッダ部を有する熱交換器を容易に構成することができる。
【００３８】
本発明の第二態様に係る空気調和機は、上記いずれかの熱交換器を備えることを特徴とする。
【００３９】
これによって、熱交換性能の低下を抑制し、効率の高い空気調和機を提供することができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明の熱交換器及び空気調和機によれば、効率低下の抑制を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第一実施形態に係る空気調和機の全体構成図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る熱交換器の縦断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る熱交換器の斜視図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る熱交換器の接続管の（ａ）第一管部、（ｂ）第二管部の断面図である。
【図５】本発明の第一実施形態の第一変形例に係る熱交換器の縦断面図である。
【図６】本発明の第一実施形態の第二変形例に係る熱交換器の縦断面図である。
【図７】本発明の第一実施形態の第三変形例に係る熱交換器の第二ヘッダ部の水平断面図である。
【図８】本発明の第一実施形態の第四変形例に係る熱交換器の接続管の（ａ）第一管部、（ｂ）第二管部の断面図である。
【図９】本発明の第二実施形態に係る熱交換器の斜視図である。
【図１０】本発明の第二実施形態に係る熱交換器の第二ヘッダ部を接続管の接続方向から見た図である。
【図１１】本発明の第二実施形態の第一変形例に係る熱交換器の接続管の断面図である。
【図１２】本発明の第二実施形態の第二変形例に係る熱交換器の接続管の断面図である。
【図１３】本発明の第二実施形態の第三変形例係る熱交換器の接続管の斜視図である。
【図１４】本発明の第二実施形態の第四変形例に係る熱交換器の接続管の断面図である。
【図１５】本発明の第三実施形態に係る熱交換器の第二ヘッダ部の斜視図である。
【図１６】本発明の第三実施形態に係る熱交換器の第二ヘッダ部の水平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の第一実施形態に係る熱交換器１０を備えた空気調和機１について図１〜５を参照して説明する。
図１に示すように、空気調和機１は、圧縮機２、室内熱交換器３（熱交換器１０）、膨張弁４、室外熱交換器５（熱交換器１０）、四方弁６、及び、これらを接続する配管７を備えており、これらからなる冷媒回路を構成している。
【００４３】
圧縮機２は、冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を冷媒回路に供給する。
室内熱交換器３は、冷媒と室内の空気との間で熱交換を行う。室内熱交換器３は、冷房運転時には蒸発器として用いられ室内から吸熱し、暖房運転時には凝縮器として用いられ室内へ放熱する。
膨張弁４は、凝縮器で熱交換をすることで液化した高圧の冷媒を膨張させることで低圧化する。
【００４４】
室外熱交換器５は、冷媒と室外の空気との間で熱交換を行う。冷房運転時には、凝縮器として用いられ室外へ放熱し、暖房運転時には、蒸発器として用いられ室外から吸熱する。
四方弁６は、暖房運転時と冷房運転時とで冷媒の流通する方向を切り替える。これにより、冷房運転時には、冷媒が、圧縮機２、室外熱交換器５、膨張弁４及び室内熱交換器３の順に循環する。一方、暖房運転時には、冷媒が、圧縮機２、室内熱交換器３、膨張弁４及び室外熱交換器５、の順に循環する。
【００４５】
次に、上記室内熱交換器３及び室外熱交換器５として用いられる熱交換器１０について、図２〜図５を参照して説明する。
熱交換器１０は、複数の伝熱管２０、複数のフィン２８、一対のヘッダ３０及び接続管６１を備える。
【００４６】
伝熱管２０は、水平方向に直線状に延びる管状の部材であって、内部に冷媒が流通する流路が形成されている。このような伝熱管２０は、上下方向に間隔をあけて複数が配列されており、互いに平行に配置されている。
本実施形態では、各伝熱管２０は扁平管状をなしており、伝熱管２０の内部には、該伝熱管２０の延在方向に直交する水平方向に並設された複数の流路が形成されている。これら複数の流路は互いに平行に配列されている。これにより、伝熱管２０の延在方向に直交する断面の外形は、伝熱管２０の延在方向に直交する水平方向を長手方向とした扁平状とされている。
【００４７】
フィン２８は、上記のように配列された伝熱管２０の間にそれぞれ配置されており、本実施形態では、各伝熱管２０の延在方向に向かうにしたがって上下に隣り合う伝熱管２０に交互に接触するように延びるいわゆるコルゲート状に延びている。なお、フィン２８の形状はこれに限定されることはなく、伝熱管２０の外周面から張り出すように設けられていれば、いかなる形状であってもよい。
【００４８】
一対のヘッダ３０は、上記複数の伝熱管２０の両端にこれら伝熱管２０を挟み込むように設けられている。これら一対のヘッダ３０の一方は、外部から熱交換器１０内への冷媒の出入り口となる出入口側ヘッダ４０とされており、他方は、熱交換器１０内で冷媒が折り返すための折り返し側ヘッダ５０とされている。
【００４９】
出入口側ヘッダ４０は、上下方向に延びる筒状の部材であって、上端及び下端が閉塞されるとともに内部が仕切板４１によって上下二つの領域に区画されている。仕切板４１によって区画された下方の領域は下部出入領域４２とされ、上方の領域は上部出入領域４３とされている。これら下部出入領域４２と上部出入領域４３とは出入口側ヘッダ４０内で互いに非連通状態とされている。これら下部出入領域４２及び上部出入領域４３は、冷媒回路を構成する配管７がそれぞれ接続されている。
ここで、複数の伝熱管２０のうち、下部出入領域４２と連通状態で接続されている伝熱管２０は、第一伝熱管２１とされており、上部出入領域４３と連通状態で接続されている伝熱管２０は、第二伝熱管２３とされている。
【００５０】
折り返し側ヘッダ５０は、ヘッダ本体５１、主仕切板５８及び第二ヘッダ内仕切板６０を備えている。
ヘッダ本体５１は、軸線Ｏを中心として延びる筒状をなす部材であって、上端及び下端が閉塞されている。本実施形態のヘッダ本体５１は、上記軸線Ｏを上下方向に一致させた状態で延びている。即ち、上下方向が軸線Ｏ方向とされている。
主仕切板５８は、ヘッダ本体５１内に設けられ、該ヘッダ本体５１内の空間を上下の領域に区画している。
【００５１】
主仕切板５８によって区画される下方（軸線Ｏ方向一方側）の領域を含む部分は、第一ヘッダ部５２とされている。即ち、主仕切板５８によって区画される下方の領域は、第一ヘッダ部５２の内部空間とされている。
主仕切板５８によって区画される上方（軸線Ｏ方向他方側）の領域を含む部分は、第二ヘッダ部５３とされている。即ち、主仕切板５８によって区画される上方の領域は、第二ヘッダ部５３の内部空間とされている。
【００５２】
このように本実施形態では、ヘッダ本体５１内が主仕切板５８によって区画されることで、折り返し側ヘッダ５０に、それぞれ内部に空間を有する第一ヘッダ部５２及び第二ヘッダ部５３が形成されている。換言すれば、第一ヘッダ部５２及び第二ヘッダ部５３によって折り返し側ヘッダ５０が構成されている。
【００５３】
第二ヘッダ内仕切板６０は、第二ヘッダ部５３の内部空間をさらに二つの領域に区画している。本実施形態の第二ヘッダ内仕切板６０は、水平面（軸線Ｏに直交する平面）に沿って延びる板状をなしている。これによって、第二ヘッダ内仕切板６０は、第二ヘッダ部５３の内部空間を下方の領域と上方の領域とに区画している。第二ヘッダ部５３内における第二ヘッダ内仕切板６０を境界とした下方の領域は下側空間５４と（第一空間）され、第二ヘッダ内仕切板６０を境界とした上方の領域は上側空間５５（第二空間）とされている。
【００５４】
上記複数の第一伝熱管２１は、それぞれ第一ヘッダ部５２内と連通状態となるように該第一ヘッダ部５２に接続されている。これら複数の第一伝熱管２１によって第一管群２２が構成されている。換言すれば、第一ヘッダ部５２に接続されている伝熱管２０が第一伝熱管２１とされている。
【００５５】
第二伝熱管２３は、それぞれ第二ヘッダ部５３の下側空間５４内、上側空間５５内と連通状態となるように該第二ヘッダ部５３に接続されている。
即ち、第二ヘッダ部５３に接続されている伝熱管２０が第二伝熱管２３とされている。そして、第二伝熱管２３のうち、下側空間５４に連通状態で接続されている複数の第二伝熱管２３によって下側第二管群２５が構成されている。また、上側空間５５に連通状態で接続されている複数の第二伝熱管２３によって上側第二管群２６が構成されている。
【００５６】
接続管６１は、第一ヘッダ部５２の内部空間と、第二ヘッダ部５３内の下側空間５４、上側空間５５とを連通させる。
この接続管６１は、接続管本体６２及び分割部７０を有している。
【００５７】
接続管本体６２は、管状の部材であって、第一管部６５、第二管部６６及び連結管部６７から構成されている。
第一管部６５は、第一ヘッダ部５２に対して外周側から接続されている。即ち、第一管部６５は、水平方向（軸線Ｏに直交する方向）に延びる管状の部材であって、内部が第一ヘッダ部５２内と連通状態となるように、一端がヘッダ本体５１における第一ヘッダ部５２の形成領域に接続されている。この第一管部６５は、第一ヘッダ部５２（ヘッダ本体５１）の周方向位置における伝熱管２０が接続された箇所の軸線Ｏを挟んだ反対側の部分に接続されている。
【００５８】
第二管部６６は、第二ヘッダ部５３に対して外周側から接続されている。即ち、第二管部６６は、水平方向に延びる管状の部材であって、内部が第二ヘッダ部５３内と連通状態となるように、一端がヘッダ本体５１における第二ヘッダ部５３の形成領域に接続されている。この第二管部６６は、第二ヘッダ部５３（ヘッダ本体５１）の周方向位置における第一管部６５の接続箇所と同様の部分に接続されている。
【００５９】
連結管部６７は、第一管部６５と第二管部６６とを上下方向に連結している。即ち、連結管部６７は、上下方向に延びる管状の部材であって、下端が第一管部６５に対して互いの内側を連通状態にして接続されている。また、上端が第二管部６６に対して互いの内側を連通状態にして接続されている。これによって、連結管部６７と第一管部６５との接続箇所には、接続管６１内の流路が水平方向から上下方向に屈曲する第一屈曲部６８が構成されている。また、連結管部６７と第二管部６６との接続箇所には、接続管６１内の流路が水平方向から上下方向に屈曲する第二屈曲部６９が構成されている。
このように構成された接続管本体６２では、上記第一管部６５、第二管部６６及び連結管部６７は、軸線Ｏを含む仮想平面上で延在している。
【００６０】
ここで、接続管本体６２における第一管部６５の第一ヘッダ部５２と接続される端部は、接続管本体６２の第一端６３とされている。また、接続管本体６２における第二管部６６の第二ヘッダ部５３と接続される端部は、接続管本体６２の第二端６４とされている。
【００６１】
そして、接続管本体６２の第二端６４の上下方向位置は、第二ヘッダ部５３内を上下二つの領域に区画する第二ヘッダ内仕切板６０と同様の位置とされている。これによって、接続管本体６２の第二端６４の開口部が第二ヘッダ内仕切板６０に接している。また、第二ヘッダ内仕切板６０の厚さ寸法（上下方向の寸法）は、接続管本体６２の第二管部６６の開口部の上下方向の寸法よりも小さく設定されている。そして、第二ヘッダ内仕切板６０は、第二管部６６の開口部の上下方向範囲内に設置されている。これによって、第二端６４の開口部が下側空間５４と上側空間５５との両空間に跨って配置されており、接続管本体６２の第二管部６６内は、第二ヘッダ部５３内の下側空間５４及び上側空間５５の双方と連通状態とされている。
【００６２】
分割部７０は、接続管本体６２の内部を第一流路７１と第二流路７２とに分割している。本実施形態は、分割部７０は、接続管本体６２の内部の第一管部６５の第一ヘッダ部５２との接続箇所から、連結管部６７を経由して、第二管部６６の第二ヘッダ部５３との接続箇所までわたって形成されている。これによって、第一流路７１及び第二流路７２が、接続管本体６２内の第一端６３と第二端６４とにわたった全域に形成されている。
【００６３】
また、分割部７０は、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、第一管部６５内及び第二管部６６内のそれぞれで水平面に沿って板状に延在しており、これによって、第一管部６５内及び第二管部６６内を上下二つの流路に分割している。
さらに、分割部７０は、連結管部６７内では、ヘッダ本体５１の軸線Ｏを含む平面に直交する鉛直平面に沿って延在しており、これによって該連結管部６７内をヘッダ本体５１に近接した側の流路とヘッダ本体５１から離間した側の流路に分割している。
【００６４】
本実施形態では、上記第一流路７１は、第一管部６５内における下方の流路、連結管部６７内のヘッダ本体５１から離間した側の流路、及び、第二管部６６内における上方の流路によって構成されている。一方、上記第二流路７２は、第一管部６５内における上方の流路、連結管部６７内のヘッダ本体５１に近接した側の流路、及び、第二管部６６内における下方の流路によって構成されている。これにより、本実施形態では、第一流路７１及び第二流路７２は、接続管６１の第一端６３、第二端６４の双方の開口部でも上下方向に隣接している。
【００６５】
そして、上記分割部７０における第二端６４側の端部は、第二ヘッダ部５３内の第二ヘッダ内仕切板６０に接しており、これによって、分割部７０は第二ヘッダ内仕切板６０から接続管本体６２内に連続するように延びている。このため、接続管６１の第一流路７１は、第二ヘッダ部５３内のうち上側空間５５のみに連通している。一方、接続管６１の第二流路７２は、第二ヘッダ部５３内のうち下側空間５４のみに連通している。
【００６６】
次に上記熱交換器１０が蒸発器として用いられる場合の作用・効果について説明する。
なお、熱交換器１０が室内熱交換器３の場合は空気調和機１の冷房運転時に蒸発器として用いられることになり、室外熱交換器５の場合には空気調和機１の暖房運転時に蒸発器として用いられることになる。
【００６７】
熱交換器１０が蒸発器として用いられる際には、図２に示す出入口側ヘッダ４０の下部出入領域４２に配管７から液相分の多い気液二相冷媒が供給される。この冷媒は、下部出入領域４２で複数の第一伝熱管２１内に分配供給され、第一伝熱管２１を流通する過程で該第一伝熱管２１の外部雰囲気との間で熱交換することで蒸発が促される。これにより、第一伝熱管２１から折り返し側ヘッダ５０の第一ヘッダ部５２内に供給される冷媒は、一部が液相から気相に変化し、下部出入領域４２内の冷媒よりも気相割合が増えた気液二相冷媒となる。
【００６８】
そして、第一ヘッダ部５２内の冷媒は、接続管６１を経由して第二ヘッダ部５３内に導入される。より詳細には、接続管６１における第一端６３の開口から該接続管６１内の第一流路７１及び第二流路７２のそれぞれに冷媒が導入され、第一流路７１を流通する冷媒は該第一流路７１が連通する第二ヘッダ部５３の上側空間５５に導入される。一方、第二流路７２を流通する冷媒は該第二流路７２が連通する第二ヘッダ部５３の上側空間５５に導入される。
【００６９】
ここで、第一ヘッダ部５２内に供給される気液二相冷媒のうち、液相分が多く密度の大きい冷媒が重力により第一ヘッダ部５２の下部に集まり、気相分が多く密度の小さい冷媒が第一ヘッダ部５２の上部に集まることになる。即ち、第一ヘッダ部５２内では、冷媒の気液割合が上下方向位置で異なることになる。
【００７０】
ここで、本実施形態では、接続管６１内の全域に第二ヘッダ部５３の下側空間５４及び上側空間５５に連通する第一流路７１、第二流路７２が形成されており、これら第一流路７１及び第二流路７２が互いに並設された接続管本体６２の第一端６３のみが第一ヘッダ部５２に接続されている。そのため、第一流路７１及び第二流路７２には、それぞれほぼ同一の上下方向位置の冷媒が供給されることになる。よって、気液割合のほぼ等しい冷媒が第一流路７１及び第二流路７２を介して第二ヘッダ部５３の下側空間５４及び上側空間５５に導入されるため、これら下側空間５４及び上側空間５５の冷媒の気液割合は近しいものとなる。
【００７１】
その後、第二ヘッダ部５３の下側空間５４及び上側空間５５の冷媒は、これらに接続された複数の第二伝熱管２３に分流してこれら第二伝熱管２３内を流通する。そして、冷媒は、第二伝熱管２３を流通する過程で該第二伝熱管２３の外部雰囲気との間で熱交換することで、再度蒸発が促される。これにより、第二伝熱管２３内にて、冷媒における残存していた液相が気相に変化し、出入口側ヘッダ４０の上部出入領域４３には気相状態の冷媒が供給される。そして、この冷媒は上部出入領域４３から配管７に導入され、冷媒回路を循環することになる。
【００７２】
以上のように、本実施形態では、接続管６１内の延在方向全域にわたって第一流路７１及び第二流路７２が形成されており、第一端６３において第一流路７１及び第二流路７２が第一ヘッダ部５２のほぼ同様の上下方向位置に接続されている。そのため、これら第一流路７１及び第二流路７２には互いにほぼ同様の気液割合の冷媒が導入される。また、第一流路７１及び第二流路７２に導入された冷媒が分岐されることなくそのまま第二ヘッダ部５３の下側空間５４及び上側空間５５に導入される。即ち、第一ヘッダ部５２から接続管６１内に冷媒が導入された時点で、下側空間５４及び上側空間５５に導入される冷媒の気液割合が確定される。そのため、下側空間５４及び上側空間５５に導入される冷媒の気液割合の均一化を図ることができ、その後冷媒が導入される第二伝熱管２３にて効率的な熱交換を行うことが可能となり、熱交換器１０の性能低下を抑制することができる。
【００７３】
また、仮に第一ヘッダ部５２と第二ヘッダ部５３の下側空間５４及び上側空間５５を、中途で分岐する流路で接続した場合には、特に冷媒の流量が変化した場合にこれら二つの空間に流入される冷媒の気液割合も大きく変化してしまうことがある。本実施形態では、上述した通り、第一ヘッダ部５２から第一流路７１及び第二流路７２に導入された冷媒がそのまま第二ヘッダ部５３の下側空間５４及び上側空間５５に導入されるため、冷媒の流量が変化した場合であっても、下側空間５４及び上側空間５５に導入される冷媒の気液割合が大きく異なってしまうことはない。
【００７４】
また、本実施形態では接続管６１の第一ヘッダ部５２、第二ヘッダ部５３に対する接続箇所がそれぞれ一か所のみとなる。その結果、例えば複数の流路を用いる場合や流路を分岐させる場合に比べて接続管６１の取り回しが容易となる。
また、単一の接続管６１に複数の流路（第一流路７１、第二流路７２）を形成することで、接続管６１の占める領域を小さくすることができる。ここで、熱交換器１０全体としての大きさが設計上予め定められている場合には、接続管６１のコンパクト化を図った分だけ空気と熱交換する有効面積を増加させることができる。よって、より効率の高い熱交換器１０を構成することができる。
【００７５】
なお、第一実施形態の第一変形例として、例えば図５に示すように、接続管６１が分割部７０を有さない構成であってもよい。この場合、接続管６１は接続管本体６２のみから構成される。
このように接続管６１が分割部７０を有さない構成であっても、接続管本体６２の第一端６３から導入されて第二端６４から第二ヘッダ部５３の二つの領域に導入される冷媒は、接続管本体６２内の同様の経路を流通し、第二ヘッダ部５３の下側空間５４及び上側空間５５に導入される。そのため、二つの領域に導入される冷媒の気液割合の偏りを低減することができる。
【００７６】
また、第一実施形態の第二変形例として、例えば図６に示すように、分割部７０の形成範囲を第一実施形態と異ならせてもよい。
本変形例では、接続管６１の分割部７０は、接続管本体６２の第二端６４から第二管部６６及び連結管部６７を経由して、第一管部６５の中途、即ち、第一端６３の手前まで延びるように形成されている。
【００７７】
ここで、仮に第一変形例のように分割部７０を有さない構成の接続管６１の場合、冷媒の流速や流量によっては、第一屈曲部６８や第二屈曲部６９で冷媒の気相と液相とが分離されてしまう場合がある。即ち、冷媒が接続管本体６２の第一屈曲部６８を通過する際に受ける遠心力によって、冷媒のうちより密度の大きい液相分が屈曲の外側に偏在することになる。この場合、接続管本体６２内で周方向に液相冷媒の分布を形成することになり、その結果、第二ヘッダ部５３の下側空間５４及び上側空間５５に気液割合が大きく異なる冷媒が導入されることもある。
【００７８】
これに対して第二変形例では、第一屈曲部６８よりも接続管６１の第一端６３側まで分割部７０が延びているため、接続管本体６２の第一端６３から導入された冷媒が第一屈曲部６８で気液分離されてしまう前段階で第一流路７１及び第二流路７２に分流して流通することになる。そのため、第一流路７１と第二流路７２との間で流通する冷媒の気液割合が大きく異なってしまうことはない。よって、第一実施形態同様に、熱交換器１０の性能低下を抑制することができる。
【００７９】
さらに、第一実施形態の第三変形例として、例えば図７に示すように、第二ヘッダ内仕切板６０における接続管６１との接続領域に、該第二ヘッダ内仕切板６０の外周側から凹む切り欠き部７５を設け、第二ヘッダ部５３の内側まで入り込んだ接続管６１の第二端６４が当該切り欠き部７５に嵌合する構成であってもよい。
【００８０】
第二ヘッダ内仕切板６０には、ヘッダ３０内に取り付ける前に、上記切り欠き部７５が形成される。そして、ヘッダ３０に当該第二ヘッダ内仕切板６０を挿入するための切り込み部を設け、ヘッダ３０の外周側から第二ヘッダ内仕切板６０をヘッダ３０内に挿入する。そして、ヘッダ３０に形成した接続管６１の接続用の孔部から接続管６１の第二端６４をヘッダ３０内に挿入し、該第二端６４を第二ヘッダ内仕切板６０の切り込み部に嵌合させる。このように組み立てた後に、ヘッダ３０、第二ヘッダ内仕切板６０及び接続管６１を一体にロウ付けする。なお、接続管６１はアルミニウム合金で形成することが好ましく、第二ヘッダ内仕切板６０はろう材を張り合わせることで形成したクラッド材からなることが好ましい。
この第三変形例によれば、熱交換器１０を製作する際における接続管６１の位置決めを容易に行うことができるため、施工性を向上させることが可能となる。
【００８１】
また、第一実施形態の第四変形例として、例えば図８に示すように、接続管６１内の第一流路７１及び第二流路７２が、第二管部６６内では上下方向に並設されている一方、第一管部６５では水平方向に並設された構成であってもよい。
即ち、この第四変形例では、第一管部６５内の分割部７０は、鉛直方向に延在する板状をなしており、これによって第一管部６５内を水平方向に並設された第一流路７１、第二流路７２に分割している。
【００８２】
このような接続管６１によれば、第一端６３の開口部において第一流路７１及び第二流路７２が水平方向に並設されているため、第一端６３における第一流路７１及び第二流路７２の上下方向位置は同一となる。そのため、これら第一流路７１及び第二流路７２には、気液割合の同様の冷媒がそれぞれ導入される。したがって、第一端６３で第一流路７１及び第二流路７２が上下方向に並設されている場合に比べてより一層、第二ヘッダ部５３の下側空間５４及び上側空間５５に導入される冷媒の気液割合の均一化を図ることができる。
【００８３】
なお、第四変形例では少なくとも第一端６３において第一流路７１及び第二流路７２が水平方向に並設されていればよい。また、少なくとも第二端６４において第一流路７１及び第二流路７２が水平方向に並設されていればよく、第一端６３と第二端６４との間では、第一流路７１及び第二流路７２がどのような並設状態であってもよい。即ち、第一管部６５、第二管部６６及び連結管部６７の少なくとも一つの部分で分割部７０が捩じれるように形成されていてもよい。
さらに、この第四変形例の分割部７０を上記第二変形例に適用して、第一管部６５の延在方向の中途に位置する分割部７０の端部で、第一流路７１と第二流路７２とを水平方向に並設してもよい。
【００８４】
次に本発明の第二実施形態に係る熱交換器８０について、図９及び図１０を参照して説明する。なお、第二実施形態では、第一実施形態と同様の構成要素については、第一実施形態同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第二実施形態の熱交換器８０は、第二ヘッダ内仕切板８１及び接続管９０の構造が第一実施形態と相違する。
【００８５】
第二実施形態の第二ヘッダ内仕切板８１は、縦仕切部８２、第一横仕切部８３及び第二横仕切部８４を有している。
縦仕切部８２は、軸線Ｏを含む平面に沿って延びる板状をなす部材であって、第二ヘッダ部５３内の上下方向の一部範囲に、第二ヘッダ部５３の直径方向（伝熱管２０、第一管９４５、第二管部９５の延在方向）にわたって延在している。本実施形態では、縦仕切部８２は、第二ヘッダ部５３の内における第二伝熱管２３が接続された側と接続管９０が接続された側とにわたる直径方向にわたって延在している。この縦仕切部８２は、矩形状をなす板状をなしており、長手方向の縁部が上記直径方向に延びる縦仕切部８２の下方の縁部及び上方の縁部をとされており、短手方向の縁部が第二ヘッダ部５３の内周面に接して上下方向に延びている。
【００８６】
第一横仕切部８３は、縦仕切部８２における下方の縁部から、縦仕切部８２の一対の板面に直交する方向の一方側（図１０における左側）に向かって延在している。この縦仕切部８２は、平面視で半円形状の板部材であって、半円形状の直線状の縁部が、縦仕切部８２の下方の縁部と交差稜線を形成しており、円弧状の縁部が第二ヘッダ部５３の内周面の周方向半分の領域に接している。
【００８７】
第二横仕切部８４は、縦仕切部８２における上方の縁部から、縦仕切部８２の一対の板面に直交する方向の他方側（図１０における右側）に向かって延在している。この縦仕切部８２は、平面視で半円形状の板部材であって、半円形状の直線状の縁部が縦仕切部８２の上方の縁部と交差稜線を形成しており、円弧状の縁部が第二ヘッダ部５３の内周面の周方向半分の領域に接している。
【００８８】
このような第二ヘッダ内仕切板８１によって、第二ヘッダ部５３内は二つの空間に区画されている。二つの空間のうち、第一横仕切部８３及び第二横仕切部８４の下方の空間、即ち、第一横仕切部８３の下面、第二横仕切部８４の下面及び縦仕切部８２の他方側（図１０における右側）の面に接する空間は、下側空間８６とされている。また、二つの空間のうち、第一横仕切部８３及び第二横仕切部８４の上方の空間、即ち、第一横仕切部８３の上面、第二横仕切部８４の上面及び縦仕切部８２の一方側（図１０における左側）の面に接する空間は、上側空間８７とされている。
【００８９】
接続管９０は、接続管本体９１及び分割部１００を有している。
接続管本体９１は、第一実施形態と同様、第一ヘッダ部５２内と第二ヘッダ部５３内とを連通させる管状の部材であって、第一端９２が第一ヘッダ部５２の外周面に接続されており、第二端９３が第二ヘッダ部５３の外周面に接続されている。
【００９０】
この接続管本体９１の延在方向に直交する断面における外径は、一方向を長手方向とする扁平形状とされている。本実施形態では、水平方向を長手方向とする扁平形状とされている。この接続管本体９１は、第一実施形態同様、第一管部９４、第二管部９５及び連結管部９６の３つの管状の部材から構成されており、第一管部９４と連結管部９６との間に第一屈曲部９７が形成され、第二管部９５と連結管部９６との間に第二屈曲部９８が形成されている。
接続管本体９１の第一端９２は、水平方向を長手方向として上下方向を短手方向とする姿勢で第一ヘッダ部５２に接続されている。接続管本体９１の第二端９３も、第一端９２同様にして、水平方向を長手方向とするとともに上下方向を短手方向とする姿勢で第二ヘッダ部５３に接続されている。
【００９１】
このような接続管本体９１の第二端９３の上下方向位置及び周方向位置は、第二ヘッダ内仕切板８１の縦仕切部８２と同様の位置とされている。これによって、接続管本体９１の第二端９３部の開口部が縦仕切部８２に接している。これによって、第二端９３の開口部は、縦仕切部８２の一対の板面が向く方向の両側にわたっており、接続管本体９１の第二管部９５内は、第二ヘッダ部５３内の下側空間８６及び上側空間８７と連通状態とされている。
このように本実施形態では、接続管本体９１の第二端９３が下側空間８６及び上側空間８７の互いに水平方向に隣り合う部分に、水平方向に跨るようにして両空間と連通状態とされている。
【００９２】
分割部１００は、接続管本体９１内を第一端９２から第二端９３にわたって水平方向に並設された二つの流路に分割するように接続管本体９１内に設けられている。即ち、この分割部１００は、接続管本体９１内の長手方向の中央部において接続管本体９１内を二分するように設けられている。
分割部１００によって形成される流路のうちの一方は、第一ヘッダ部５２内と第二ヘッダ部５３の下側空間８６とを連通させる第一流路１０１とされている。分割部１００によって形成される流路のうちの他方は、第一ヘッダ部５２内と第二ヘッダ部５３の上側空間８７とを連通させる第二流路１０３とされている。これら第一流路１０１及び第二流路１０３はそれぞれ互いに並設方向を長手方向とする流路断面形状をなしており、当該流路断面形状を維持した状態で、第一端９２から第二端９３にわたって延びている。
【００９３】
以上のような第二実施形態の熱交換器８０においても、第一実施形態同様、接続管本体９１の第一端９２から第一流路１０１、第二流路１０３に導入された冷媒が、これら第一流路１０１及び第二流路１０３を流通して第二ヘッダ部５３の下側空間８６及び上側空間８７に導入される。第一流路１０１及び第二流路１０３の第一ヘッダ部５２との接続箇所は、同様の上下方向位置であるため、互いに同様の気液割合の冷媒がそれぞれ導入される一方、これら冷媒は中途で分岐することなくそのまま第二ヘッダ部５３の下側空間８６及び上側空間８７に導入される。そのため、これら２つの空間での冷媒の気液割合の均一化を図ることができ、第一実施形態同様、熱交換器８０としての性能低下を抑制することができる。
【００９４】
また、本実施形態では、接続管本体９１の形状が扁平管状をなしているため、例えば同様の流路断面積の円形状のものに比べて第一屈曲部９７及び第二屈曲部９８での曲率半径を小さくすることができる。そのため、接続管９０の占める体積を小さくすることで、熱交換器８０として空気と熱交換する有効面積を広く確保することができる。
【００９５】
なお、第一実施形態の第二変形例として、図１１に示すように、断面円形の流路の一部が直線状に切り欠かれた第一流路１０１及び第二流路１０３が、当該直線状の部分を構成する分割部１００によって互いに並設するように設けられた構造であってもよい。
【００９６】
また、第二実施形態の第二変形例として、図１２に示すように、接続管９０が、第一流路１０１及び前記第二流路１０３のそれぞれがこれら第一流路１０１及び第二流路１０３の隣接方向に複数が並設された小流路１０２，１０４を有した扁平管構造であってもよい。
これによっても第二実施形態同様、各小流路１０２，１０３を介して第一ヘッダ部５２から第二ヘッダ部５３の各空間に冷媒を導入することができる。
【００９７】
さらに、第二実施形態の第三変形例として、図１３に示すように、接続管９０における接続管本体９１及び分割部１００に、第二端９３から分割部１００に沿って第一端９２側に延びる切り込み部１０５が形成されており、該切り込み部１０５と第二ヘッダ内仕切板８１とが互いに嵌合している構造であってもよい。これによって、第一流路１０１及び第二流路１０３の互いの非連通状態、及び、第一流路１０１及び第二流路１０３それぞれの下側空間８６及び上側空間８７への連通状態を維持しながら、接続管９０の位置決めを容易に行うことができ、施工性を向上させることができる。
【００９８】
また、第二実施形態の第四変形例として、図１４に示すように、第一流路１０１と第二流路１０３との流路断面積を互いに異なるものとしてもよい。本変形例では、第一流路１０１の流路断面積よりも第二流路１０３の流路断面積が小さい。
例えば第二ヘッダ部５３の下側空間８６に接続される下側第二管群２５の第二伝熱管２３の数の方が、上側空間８７に接続される上側第二管群２６の第二伝熱管２３の数よりも多い場合、上記のように第一流路１０１の断面積を大きく設定し、下側空間８６に導入される冷媒の流量を増加することで、熱交換器８０全体としての熱交換効率を向上させることができる。
【００９９】
さらに、例えば、下側第二管群２５に当たる送風の流速が上側第二管群２６に当たる送風の流速よりも速い場合にも、上記のように第一流路１０１の断面積を大きく設定して下側空間８６に導入される冷媒の流量を増加することで、熱交換器８０全体としての熱交換効率を向上させることができる。
即ち、下側空間８６、上側空間８７から冷媒が導入される第二管群２４における熱交換性能に応じて下側空間８６、上側空間８７に導入する冷媒の量を変化させることで、熱交換効率の向上を図ることができる。
【０１００】
なお、本実施形態の縦仕切部８２は、鉛直方向のみに延在しているが、これに限定されことはなく、鉛直方向及び水平方向に対して傾斜していてもよい。
また、第一横仕切部８３、第二横仕切部８４は、それぞれ水平面のみに沿って延在しているが、多少傾斜していてもよいし、必ずしも平坦状をなす板でなくてもよい。
【０１０１】
次に本発明の第三実施形態に係る熱交換器１１０について、図１５及び図１６を参照して説明する。なお、第三実施形態では、第一実施形態と同様の構成要素については、第一実施形態同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第三実施形態の熱交換器１１０は、第二ヘッダ部５３内の構造が第一実施形態と異なる。なお、図１５及び図１６では図示を省略しているが、第二ヘッダ部５３の下方には第一実施形態同様の第一ヘッダ部５２が配置されており、これら第一ヘッダ部５２及び第二ヘッダ部５３には第一実施形態同様の伝熱管２０が接続されている。
【０１０２】
第三実施形態の第二ヘッダ部５３内には、縦仕切板１１１、横仕切板１１６及び第二ヘッダ内仕切板１１９が設けられている。
【０１０３】
縦仕切板１１１は、第二ヘッダ部５３内の空間を水平断面視にて、各第二伝熱管２３が接続された領域と接続管６１が接続された領域との二つの領域に区画している。縦仕切板１１１によって区画された第二伝熱管２３が接続された領域は、流出側領域１１２とされている。縦仕切板１１１によって区画された接続管６１が接続された領域は流入側領域１１３とされている。
【０１０４】
本実施形態では、第二ヘッダ部５３は上下方向に延びる円筒形状をなしており、これにともなって内部空間も円筒状をなしている。そして、縦仕切板１１１は、円筒状をなす第二ヘッダ部５３の内部空間の水平断面視における直径方向に沿うようにして配置されている。これによって、流入側領域１１３及び流出側領域１１２はそれぞれ水平断面視が半円形状をなしている。
【０１０５】
横仕切板１１６は、流出側領域１１２を、上下方向に二つの空間に区画している。二つの空間のうちの下方の空間は、第一流出側空間１１７とされている。また、二つの空間のうちの上方の空間は、第二流出側空間１１８とされている。これら第一流出側空間１１７及び第二流出側空間１１８には、それぞれ第二伝熱管２３が接続されている。この横仕切板１１６は、平面視にて半円形状の板状をなしている。
【０１０６】
第二ヘッダ内仕切板１１９は、上下方向に延びる板状の部材であって、第二ヘッダ部５３内の流入側領域１１３に設けられている。第二ヘッダ内仕切板１１９は、流入側領域１１３を水平断面視にて、第二ヘッダ部５３の周方向に互いに隣り合う二つの領域に区画している。この二つの領域のうち、接続管６１の接続方向である水平方向他方側から見て左側の領域は第一室１２０とされており、右側の領域は第二室１２１とされている。
【０１０７】
本実施形態では、第二ヘッダ内仕切板１１９は、円筒状をなす第二ヘッダ部５３の内部空間の水平断面視における半径方向に沿うように配置されている。また、第二ヘッダ内仕切板１１９は、縦仕切板１１１に直交して延在するように配置されており、これによって第一室１２０と第二室１２１との容積は同一とされている。
【０１０８】
ここで、縦仕切板１１１における第一室１２０に面する部分には、該第一室１２０と流出側領域１１２の第一流出側空間１１７とを連通させる第一貫通孔１１４が形成されている。また、縦仕切板１１１における第二室１２１に面する部分には、該第二室１２１と流出側領域１１２の第二流出側空間１１８とを連通させる第二貫通孔１１５が形成されている。
【０１０９】
これら第一貫通孔１１４及び第二貫通孔１１５は、互いに上下方向位置が異なる箇所に配置されている。本実施形態では、第一貫通孔１１４は、縦仕切板１１１の下部であって第二ヘッダ部５３の最下部に近い箇所に形成されている。また、第二貫通孔１１５は、縦仕切板１１１の上部であって第二ヘッダ部５３の最上部に近い箇所に形成されている。さらに、第一貫通孔１１４及び第二貫通孔１１５の上下方向位置は、接続管６１の第二ヘッダ部５３への接続箇所の上下方向位置と互いに異なる位置とされている。なお、第一貫通孔１１４及び第二貫通孔１１５の一方のみが接続管６１の第二ヘッダ部５３への接続箇所と上下方向位置が違っていてもよい。
【０１１０】
そして、接続管６１の接続管本体６２の第二ヘッダ部５３との接続箇所は、縦仕切板１１１の第二ヘッダ部５３における周方向位置と同一箇所とされている。これにより、接続管本体６２の第二ヘッダ部５３への接続箇所は第一室１２０と第二室１２１とに跨って配置されている。したがって、接続管本体６２から第二ヘッダ部５３に導入される冷媒は、第一室１２０と第二室１２１との双方に導入されることになる。また、本実施形態では、接続管本体６２の第二ヘッダ部５３との接続箇所は、第二ヘッダ部５３の下部とされている。
【０１１１】
なお、接続管６１の内部には、第一実施形態同様、分割部７０が形成されていてもよい。この場合、分割部７０によって画成される第一流路７１と第二流路７２とのうち、第一流路７１は第一室１２０に連通状態とされ、第二流路７２は第二室１２１に連通状態とされる。
【０１１２】
本実施形態の熱交換器１１０においても、接続管６１から第二ヘッダ部５３内に導入される冷媒は、接続管本体６２が第一室１２０及び第二室１２１の双方に連通されているため、これら第一室１２０及び第二室１２１にほぼ同一の気液割合の冷媒が導入される。
【０１１３】
第一室１２０に導入された冷媒は、第二ヘッダ部５３の下部に形成された第一貫通孔１１４を介して流出側領域１１２の第一流出側空間１１７に導入される。この際、冷媒の流量が小さい場合には、第一室１２０内に冷媒が貯留されることなく第一貫通孔１１４を介して流出側領域１１２の下部に導入される。一方、冷媒の流量が大きい場合には、第一室１２０内にある程度冷媒が貯留された状態で、該冷媒が順次第一貫通孔１１４を介して第一流出側空間１１７に導入される。
【０１１４】
一方、第二室１２１に導入された冷媒は、冷媒が供給され続けるにしたがって順次第二室１２１内を上方に移動し、第二ヘッダ部５３の上部に形成された第二貫通孔１１５を介して流出側領域１１２の第二流出側空間１１８に導入される。即ち、接続管６１と第二ヘッダ部５３との接続箇所が第二ヘッダ部５３の下部に配置されているのに対して、第二室１２１と流出側領域１１２とを連通される第二貫通孔１１５は第二ヘッダ部５３の上部に配置されているため、第二室１２１に導入された冷媒は該第二室１２１を下方から上方にわたって移動した上で流出側領域１１２の上部に導入される。このように冷媒の移動経路の長大化が図られることで、冷媒中の液相分、気相分の混合が図られる。そして、第一室１２０及び第二室１２１から流出側領域１１２の第一流出側空間１１７及び第二流出側空間１１８に導入されたそれぞれ気液二相状態の冷媒は、第二ヘッダ部５３に接続された各伝熱管２０内に導入される。
【０１１５】
以上のように、本実施形態でも第一実施形態、第二実施形態同様、接続管本体６２が第二ヘッダ部５３内の第一室１２０及び第二室１２１に跨って接続されているため、これら二つの室に気液割合のほぼ同一の冷媒を導入することができる。これら冷媒は、それぞれ第二ヘッダ部５３内の流路を経て第二伝熱管２３に導入あれる。したがって、第二伝熱管２３に導入される冷媒の気液割合の均一化を図ることができ、熱交換性能の低下を回避できる。
なお、第一貫通孔１１４及び第二貫通孔１１５は、上記の配置箇所に限らず、例えばこれらの双方を縦仕切板１１１の下部に配置してもよい。即ち、これら第一貫通孔１１４及び第二貫通孔１１５は、縦仕切板１１１のいかなる箇所に配置してもよい。また、第一貫通孔１１４及び第二貫通孔１１５はそれぞれ一つを形成するのみならず、複数形成してもよい。
【０１１６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、第一ヘッダ部５２と第二ヘッダ部５３との軸線Ｏを同一のものとし、当該軸線Ｏを上下方向に沿うものとしたがこれに限定されることはない。例えば、軸線Ｏ方向を水平方向としても良いし、水平方向及び上下方向に対して傾斜する傾斜方向としてもよい。
【０１１７】
また、実施形態では、第一ヘッダ部５２と第二ヘッダ部５３とを同一のヘッダ３０内に形成したが、第一ヘッダ部５２、第二ヘッダ部５３を別個に構成してもよい。この場合、第一ヘッダ部５２と第二ヘッダ部５３との姿勢が互いに異なるものであってもよく、即ち、第一ヘッダ部５２は、第二ヘッダ部５３の軸線Ｏとは異なる軸線Ｏに沿って延びる筒状をなしていてもよい。
【符号の説明】
【０１１８】
１ 空気調和機
２ 圧縮機
３ 室内熱交換器
４ 膨張弁
５ 室外熱交換器
６ 四方弁
７ 配管
１０     熱交換器
２０     伝熱管
２１     第一伝熱管
２２     第一管群
２３     第二伝熱管
２４     第二管群
２５     下側第二管群
２６     上側第二管群
２８     フィン
３０     ヘッダ
４０     出入口側ヘッダ
４１     仕切板
４２     下部出入領域
４３     上部出入領域
５０     折り返し側ヘッダ
５１     ヘッダ本体
５２     第一ヘッダ部
５３     第二ヘッダ部
５４     下側空間
５５     上側空間
５８     主仕切板
６０     第二ヘッダ内仕切板
６１     接続管
６２     接続管本体
６３     第一端
６４     第二端
６５     第一管部
６６     第二管部
６７     連結管部
６８     第一屈曲部
６９     第二屈曲部
７０     分割部
７１     第一流路
７２     第二流路
７５     切り欠き部
８０     熱交換器
８１     第二ヘッダ内仕切板
８２     縦仕切部
８３     第一横仕切部
８４     第二横仕切部
８６     下側空間
８７     上側空間
９０     接続管
９１     接続管本体
９２     第一端
９３     第二端
９４     第一管部
９５     第二管部
９６     連結管部
９７     第一屈曲部
９８     第二屈曲部
１００   分割部
１０１   第一流路
１０２   小流路
１０３   第二流路
１０４   小流路
１０５   切り込み部
１１０   熱交換器
１１１   縦仕切板
１１２   流出側領域
１１３   流入側領域
１１４   第一貫通孔
１１５   第二貫通孔
１１６   横仕切板
１１７   第一流出側空間
１１８   第二流出側空間
１１９   第二ヘッダ内仕切板
１２０   第一室
１２１   第二室
Ｏ 軸線
【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】
2017155989.tif 000015
【図１４】
2017155989.tif 000016
【図１５】
2017155989.tif 000017
【図１６】
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