(57)【要約】【課題】様々な運転状態で高い熱交換能力を発揮できる熱交換器を提供する。【解決手段】  本開示の熱交換器（１００ａ）は、複数の伝熱管（１４）と、第一ヘッダー（１３ａ）と、第二ヘッダー（１３ｂ）と、気液分離機構（１０）と、第一出口管（１１ａ）と、第二出口管（１１ｂ）と、を備える。第一ヘッダー（１３ａ）の内部空間（１５）は水平な特定方向に延びている。第一ヘッダー（１３ａ）の第一入口（１２ａ）及び第二入口（１２ｂ）は特定方向の両端に形成されている。第二ヘッダー（１３ｂ）は第一ヘッダー（１３ａ）よりも上方に配置されている。気液分離機構（１０）は第一ヘッダー（１３ａ）よりも上方に配置されている。第一出口管（１１ａ）は分離された気相冷媒を第一入口（１２ａ）に導く。第二出口管（１１ｂ）は分離された液相冷媒を第二入口（１２ｂ）に導く。【選択図】図１
2017223386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に配置された複数の伝熱管と、
水平な特定方向に延びる内部空間、前記特定方向の両端の一方に形成された第一入口、及び前記特定方向の両端の他方に形成された第二入口を有するとともに、前記複数の伝熱管の軸線方向の一方の端部を固定している第一ヘッダーと、
内部空間及び出口を有するとともに前記第一ヘッダーよりも上方に配置され、前記複数の伝熱管の軸線方向の他方の端部を固定している第二ヘッダーと、
前記第一ヘッダーよりも上方に配置され、気液二相状態の冷媒を気液分離する気液分離機構と、
前記気液分離機構で分離された気相冷媒を前記第一入口に導く第一出口管と、
前記気液分離機構で分離された液相冷媒又は液相冷媒を主成分とする気液二相冷媒を前記第二入口に導く第二出口管と、を備えた
熱交換器。
【請求項２】
前記気液分離機構は、前記第二ヘッダーよりも上方に配置されている、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記気液分離機構は、気液二相状態の冷媒の流路を形成する管状の入口部と、前記入口部に接続され、前記入口部に流入した冷媒を前記第一出口管に導く管状の第一出口部と、前記入口部に接続され、前記入口部に流入した冷媒を前記第二出口管に導く管状の第二出口部とを有するＹ字管を含み、
前記入口部の軸線と前記第二出口部の軸線とのなす角は、前記入口部の前記軸線と前記第一出口部の軸線とのなす角よりも大きい鈍角である、請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記入口部の前記軸線と前記第一出口部の前記軸線とのなす角は鋭角である、請求項３に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和機の冷凍サイクルを構成しているフィンアンドチューブ熱交換器などの熱交換器が知られている。例えば、特許文献１には、図４に示す通り、熱交換器３００が記載されている。
【０００３】
熱交換器３００は、冷媒流入側分流器３０１と、冷媒流出側分流器（図示省略）と、複数の伝熱管３０２と、フィン（図示省略）と、冷媒流入管３０４とを備えている。冷媒流入側分流器３０１及び冷媒流出側分流器は、長手方向を水平にして円筒状の中空体で形成されている。複数の伝熱管３０２は、冷媒流入側分流器３０１と冷媒流出側分流器との間に垂直方向に平行に並んでいる。複数の伝熱管３０２の両端部のそれぞれは、冷媒流入側分流器３０１又は冷媒流出側分流器に長手方向に一列に挿入されて接続されている。フィンは、伝熱管３０２同士の間に固着されている。伝熱管３０２の内部は細かく区切られ、複数の冷媒流路が形成されている。伝熱管３０２の冷媒流入側分流器３０１側の端部には傾斜部３０３が形成されている。
【０００４】
冷媒流入管３０４から気液二相の冷媒が冷媒流入側分流器３０１の内部に流入すると、冷媒流入側分流器３０１の内部で冷媒は液体冷媒３０８ａと気体冷媒３０８ｂとに分離する。気体冷媒３０８ｂはすぐに伝熱管３０２を流れ始めるが、液体冷媒３０８ａの流路は、液面３０８ｃが伝熱管３０２の端部まで上昇するまで確保されない。このため、この流路が確保されるまで液体冷媒３０８ａの液面３０８ｃが上昇する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−５１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の熱交換器３００は、運転状態によっては高い熱交換能力を十分に発揮できない可能性がある。そこで、本開示は、様々な運転状態で高い熱交換能力を発揮できる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】
【０００７】
本開示は、
平行に配置された複数の伝熱管と、
水平な特定方向に延びる内部空間、前記特定方向の両端の一方に形成された第一入口、及び前記特定方向の両端の他方に形成された第二入口を有するとともに、前記複数の伝熱管の軸線方向の一方の端部を固定している第一ヘッダーと、
内部空間及び出口を有するとともに前記第一ヘッダーよりも上方に配置され、前記複数の伝熱管の軸線方向の他方の端部を固定している第二ヘッダーと、
前記第一ヘッダーよりも上方に配置され、気液二相状態の冷媒を気液分離する気液分離機構と、
前記気液分離機構で分離された気相冷媒を前記第一入口に導く第一出口管と、
前記気液分離機構で分離された液相冷媒又は液相冷媒を主成分とする気液二相冷媒を前記第二入口に導く第二出口管と、を備えた
熱交換器を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の熱交換器は、様々な運転状態で高い熱交換能力を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本開示の熱交換器の実施形態の一例を示す正面図である。
【図２】図２は、本開示の熱交換器の別の実施形態を示す正面図である。
【図３】図３は、図２に記載の熱交換器の気液分離機構を示す断面図である。
【図４】図４は、従来の熱交換器を部分的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜本発明者らの検討に基づく知見＞
特許文献１に記載の技術において、気液二相の冷媒が冷媒流入側分流器３０１の内部に流入するとき、液体冷媒は、気体冷媒が受ける慣性力よりも大きい慣性力を受ける。その結果、冷媒流入側分流器３０１において冷媒流入管３０４の反対側に位置する伝熱管３０２に、より多くの液体冷媒が導かれやすいと考えられる。このように、特許文献１に記載の技術は、複数の伝熱管において気液二相の冷媒をより均一に分流させる観点からさらなる改良の余地を有する。
【００１１】
空気調和機の冷凍サイクルを構成している熱交換器は、例えば空気調和機の空調負荷が小さい場合に、冷凍サイクルにおける冷媒の循環量（流量）が少ない状態で運転される必要がある。この場合、冷媒流入側分流器３０１に流入した液相冷媒が有するエネルギーが低い。場合によっては、その液相冷媒が、冷媒流出側分流器において液体冷媒が有すべき位置水頭から冷媒流入側分流器３０１において液体冷媒が有する位置水頭を差し引いた位置水頭差に相当するエネルギーを有しないことがある。このため、冷媒の循環量が少ない状態で熱交換器３００を運転すると、冷媒流入管３０４から冷媒流入側分流器３０１の内部に流入した気液二相の冷媒に含まれる液体冷媒が伝熱管３０２の内部で滞留してしまう可能性がある。これにより、伝熱管３０２の内部の液体冷媒と伝熱管３０２の外周面に沿って流れる空気等の流体とが熱交換可能な有効伝熱面積が減少して、熱交換器３００が十分な熱交換能力を発揮できない可能性がある。このように、特許文献１に記載の熱交換器３００は、運転状態によっては十分に高い熱交換能力を発揮できない可能性がある。
【００１２】
本発明者らは、特許文献１に記載の技術に関する上記の課題を新たに見出したうえで、その解決手段について日夜検討を重ね、本開示の熱交換器を案出した。なお、上記の知見は、本発明者らの検討に基づく知見であり、先行技術として自認するものではない。
【００１３】
本開示の第１態様は、
平行に配置された複数の伝熱管と、
水平な特定方向に延びる内部空間、前記特定方向の両端の一方に形成された第一入口、及び前記特定方向の両端の他方に形成された第二入口を有するとともに、前記複数の伝熱管の軸線方向の一方の端部を固定している第一ヘッダーと、
内部空間及び出口を有するとともに前記第一ヘッダーよりも上方に配置され、前記複数の伝熱管の軸線方向の他方の端部を固定している第二ヘッダーと、
前記第一ヘッダーよりも上方に配置され、気液二相状態の冷媒を気液分離する気液分離機構と、
前記気液分離機構で分離された気相冷媒を前記第一入口に導く第一出口管と、
前記気液分離機構で分離された液相冷媒又は液相冷媒を主成分とする気液二相冷媒を前記第二入口に導く第二出口管と、を備えた
熱交換器を提供する。
【００１４】
第１態様によれば、気液分離機構が第一ヘッダーよりも上方に配置されているので、第一ヘッダーの内部空間に流入した液相冷媒は、気液分離機構で分離された液相冷媒が有する位置水頭に相当するエネルギーを有する。これにより、冷媒の循環量が少ない場合でも、液相冷媒が伝熱管の内部に滞留しにくい。加えて、特定方向の両端の一方に形成された第一入口から気相冷媒が第一ヘッダーの内部空間に流入し、特定方向の両端の他方に形成された第二入口から液相冷媒が第一ヘッダーの内部空間に流入する。このように、気相冷媒及び液相冷媒が互いに反対方向から第一ヘッダーの内部空間に流入するので、第一ヘッダーの内部空間において気相冷媒と液相冷媒とが混合される。そのうえで、液相冷媒は、気相冷媒の流れに随伴して伝熱管の内部に導かれるので、伝熱管の内部において液相冷媒の流速が低下しにくい。これにより、伝熱管の内部で液相冷媒が滞留しにくく、複数の伝熱管における有効伝熱面積が広い。その結果、第１態様に係る熱交換器は、冷媒の循環量が少ない場合でも、十分に高い熱交換能力を発揮できる。なお、第１態様に係る熱交換器は、冷媒の循環量が少なくない場合でも高い熱交換能力を発揮できる。
【００１５】
本開示の第２態様は、第１態様に加えて、前記気液分離機構は、前記第二ヘッダーよりも上方に配置されている、熱交換器を提供する。第２態様によれば、気液分離機構で分離された液相冷媒が有する位置水頭が、第二ヘッダーにおいて液相冷媒が有すべき位置水頭よりも高いので、より確実に、伝熱管の内部で液相冷媒が滞留することを防止できる。その結果、第２態様に係る熱交換器は、冷媒の循環量が少ない場合でも、より確実に、十分に高い熱交換能力を発揮できる。
【００１６】
本開示の第３態様は、第１態様又は第２態様に加えて、前記気液分離機構は、気液二相状態の冷媒の流路を形成する管状の入口部と、前記入口部に接続され、前記入口部に流入した冷媒を前記第一出口管に導く管状の第一出口部と、前記入口部に接続され、前記入口部に流入した冷媒を前記第二出口管に導く管状の第二出口部とを有するＹ字管を含み、前記入口部の軸線と前記第二出口部の軸線とのなす角は、前記入口部の前記軸線と前記第一出口部の軸線とのなす角よりも大きい鈍角である、熱交換器を提供する。第３態様によれば、気液分離機構を簡素に構成できる。加えて、気液分離機構の内部に存在する冷媒の体積を低減できるので、冷凍サイクルに封入されるべき冷媒の量を低減できる。さらに、第二ヘッダーから第一ヘッダーに向かって冷媒が流れるように冷凍サイクルが運転される場合でも、冷媒を安定的に循環させることができる。
【００１７】
本開示の第４態様は、第３態様に加えて、前記入口部の前記軸線と前記第一出口部の前記軸線とのなす角は鋭角である、熱交換器を提供する。第４態様によれば、気液分離機構が高い気液分離能力を発揮できる。
【００１８】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本開示の熱交換器は、以下の実施形態に限定されない。なお、添付の図面において、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は互いに直交しており、Ｘ軸正方向、Ｙ軸正方向、及びＺ軸正方向のそれぞれは同一の方向を示す。ＸＹ平面は水平面に平行な平面である。Ｚ軸負方向は重力方向である。
【００１９】
＜第１実施形態＞
図１に示す通り、第１実施形態に係る熱交換器１００ａは、複数の伝熱管１４と、第一ヘッダー１３ａと、第二ヘッダー１３ｂと、気液分離機構１０と、第一出口管１１ａと、第二出口管１１ｂとを備えている。複数の伝熱管１４は平行に配置されている。第一ヘッダー１３ａは、内部空間１５、第一入口１２ａ、及び第二入口１２ｂを有する。内部空間１５は、水平な特定方向（Ｘ軸方向）に延びている。第一入口１２ａは、第一ヘッダー１３ａの、特定方向の両端の一方に形成されている。第二入口１２ｂは、第一ヘッダー１３ａの、特定方向の両端の他方に形成されている。第一ヘッダー１３ａは、複数の伝熱管１４の軸線方向（Ｚ軸方向）の一方の端部を固定している。第二ヘッダー１３ｂは、内部空間１６及び出口１７を有するとともに第一ヘッダー１３ａよりも上方に配置されている。また、第二ヘッダー１３ｂは、複数の伝熱管１４の軸線方向の他方の端部を固定している。気液分離機構１０は、第一ヘッダー１３ａよりも上方に配置されている。気液分離機構１０は、気液二相状態の冷媒を気液分離する。換言すると、気液分離機構１０は、気液二相状態の冷媒を、気相冷媒と、液相冷媒又は分離前の冷媒よりも液リッチな気液二相冷媒とに分離する。第一出口管１１ａは、気液分離機構１０で分離された気相冷媒を第一入口１２ａに導く。第二出口管１１ｂは、気液分離機構１０で分離された液相冷媒又は液相冷媒を主成分とする気液二相冷媒を第二入口１２ｂに導く。本明細書において、「主成分」とは体積基準で最も多い成分を意味する。
【００２０】
気液分離機構１０の高さは、気液分離機構１０における液相冷媒又は液相冷媒を主成分とする気液二相冷媒の出口を基準に決定される。一方、第一ヘッダー１３ａの高さは第一ヘッダー１３ａの内部空間１５の上端を基準に決定される。第二ヘッダー１３ｂの高さは第二ヘッダー１３ｂの内部空間１６の下端を基準に決定される。
【００２１】
熱交換器１００ａは、典型的には、空気調和機の冷凍サイクルの室外熱交換器として利用される。熱交換器１００ａが冷凍サイクルの蒸発器として機能する場合、気液分離機構１０で分離された気相冷媒は、第一出口管１１ａ及び第一入口１２ａを通過して第一ヘッダー１３ａの内部空間１５に流入する。一方、気液分離機構１０で分離された液相冷媒又は液相冷媒を主成分とする気液二相冷媒は、第二出口管１１ｂ及び第二入口１２ｂを通過して第一ヘッダー１３ａの内部空間１５に流入する。気相冷媒と、液相冷媒又は液相冷媒を主成分とする気液二相冷媒とは、第一ヘッダー１３ａの内部空間１５において混合され、複数の伝熱管１４に入り、第二ヘッダー１３ｂの内部空間１６に向かって流れる。液相冷媒が複数の伝熱管１４を通過するとき、液相冷媒は複数の伝熱管１４の外周面に沿って流れる空気等の流体の流れと熱交換して蒸発する。空気等の流体は、例えば、特定方向及び伝熱管１４の軸線方向に直交する方向（Ｙ軸方向）に沿って複数の伝熱管１４同士の間の空間を通過して流れる。これにより、第二ヘッダー１３ｂの内部空間１６には主に気相冷媒が流入する。その後、冷媒は、内部空間１６から出口１７を通過して、熱交換器１００ａの外部に向かって流れる。
【００２２】
第二ヘッダー１３ｂは、第一ヘッダー１３ａよりも上方に配置されているので、複数の伝熱管１４の内部において、液相冷媒は重力に逆らって流れる必要がある。例えば、熱交換器１００ａが空気調和機の冷凍サイクルの蒸発器として機能し、空気調和機の空調負荷が小さい場合には、冷凍サイクルにおける冷媒の循環量が少ない。このことは、複数の伝熱管１４における液相冷媒の流速を低下させる。しかし、気液分離機構１０が第一ヘッダー１３ａよりも上方に配置されているので、第一ヘッダー１３ａの内部空間１５に流入した液相冷媒は、気液分離機構１０で分離された液相冷媒が有する位置水頭に相当するエネルギーを有する。これにより、冷媒の循環量が少ない場合でも、液相冷媒が伝熱管１４の内部で滞留しにくい。加えて、特定方向の両端の一方に形成された第一入口１２ａから気相冷媒が第一ヘッダー１３ａの内部空間１５に流入し、特定方向の両端の他方に形成された第二入口１２ｂから液相冷媒が第一ヘッダー１３ａの内部空間１５に流入する。このように、気相冷媒及び液相冷媒が互いに反対方向から第一ヘッダー１３ａの内部空間１５に流入するので、内部空間１５において気相冷媒と液相冷媒とが混合される。そのうえで、気相冷媒の流れに随伴して液相冷媒が伝熱管１４の内部に導かれるので、伝熱管１４の内部において液相冷媒の流速が低下しにくく、液相冷媒が伝熱管１４の内部において滞留しにくい。これにより、冷媒の循環量が少ない場合でも、複数の伝熱管１４において、液相冷媒と伝熱管１４の外周面に沿って流れる空気等の流体とが熱交換可能な有効伝熱面積が広い。その結果、熱交換器１００ａは、冷媒の循環量が少ない場合でも、十分に高い熱交換能力を発揮できる。なお、熱交換器１００ａは、冷媒の循環量が少なくない場合でも高い熱交換能力を発揮できる。
【００２３】
図１に示す通り、熱交換器１００ａは、望ましくは、第二ヘッダー１３ｂよりも上方に配置されている。この場合、気液分離機構１０で分離された液相冷媒が有する位置水頭が、第二ヘッダー１３ｂにおいて液相冷媒が有すべき位置水頭よりも高い。これにより、伝熱管１４の内部で液相冷媒が滞留することをより確実に防止できる。その結果、熱交換器１００ａは、冷媒の循環量が少ない場合でも、より確実に、十分に高い熱交換能力を発揮できる。
【００２４】
気液分離機構１０は、より望ましくは、第二ヘッダー１３ｂの内部空間１６の上端よりも上方に配置されている。
【００２５】
気液分離機構１０は、場合によっては、第一ヘッダー１３ａの高さと、第二ヘッダー１３ｂの高さとの間の高さに配置されていてもよい。この場合でも、気液分離機構１０の配置により、第一ヘッダー１３ａの内部空間１５に流入した液相冷媒にある程度のエネルギーが付与されるので、液相冷媒が伝熱管１４の内部に滞留しにくい。
【００２６】
熱交換器１００ａは、例えばフィンレス熱交換器である。すなわち、複数の伝熱管１４の外周面にはフィンが接合されていない。各伝熱管１４の外径は、例えば０．２ｍｍ〜２．０ｍｍであり、伝熱管１４同士の距離は、例えば０．２ｍｍ〜１．０ｍｍである。これにより、熱交換器１００ａは、フィンアンドチューブ熱交換器に比べて、伝熱管の外周面を通過する空気等の流体の流れの圧力損失の増大を抑制できる。また、熱交換器１００ａがフィンレス熱交換器であると小型化しやすい。加えて、単位体積当たりの伝熱管１４の外周面の面積が広いので、熱交換器１００ａが高い熱交換能力を有する。
【００２７】
複数の伝熱管１４は、例えば、伝熱管１４の軸線に直交する平面において正方形格子及び平行四辺形格子等の格子を形成するように配置されている。図１に示す通り、複数の伝熱管１４によって、管束５０が形成されている。管束５０は、例えば、特定方向に所定の間隔で並んだ複数の伝熱管群を含む。複数の伝熱管群のそれぞれは、伝熱管１４の軸線方向及び特定方向に直交する方向（Ｙ軸方向）に並んだ複数の伝熱管１４を含む。特定方向に隣り合う２つの伝熱管群に含まれる複数の伝熱管１４は、例えば、特定方向において揃って並んでいる。特定方向に隣り合う２つの伝熱管群に含まれる複数の伝熱管１０は、互い違いに並んでいてもよい。
【００２８】
第二ヘッダー１３ｂの内部空間１６は、例えば、特定方向に延びている。第一ヘッダー１３ａ及び第二ヘッダー１３ｂは、例えば、特定方向の両端が塞がれた特定方向に延びる筒状の容器によって形成されている。
【００２９】
気液分離機構１０は、例えば、冷媒に作用する重力、冷媒に作用する遠心力、液相冷媒の表面張力、及び冷媒に作用する慣性力の少なくともいずれか１つを利用して気液二相状態の冷媒を気液分離する。
【００３０】
図１に示す通り、気液分離機構１０は、例えば、分離槽１０ａ、流入管１０ｂ、ガス取出管１０ｃ、及び液取出管１０ｄを含む。流入管１０ｂ、ガス取出管１０ｃ、及び液取出管１０ｄは、分離槽１０ａに取り付けられている。流入管１０ｂは、分離槽１０ａの内部に気液二相状態の冷媒を導く管である。流入管１０ｂは、例えば、気液二相状態の冷媒が上向きに分離槽１０ａの内部に流れ込むように分離槽１０ａに取り付けられている。流入管１０ｂは、場合によっては、気液二相状態の冷媒が下向き又は水平方向に分離槽１０ａの内部に流れ込むように分離槽１０ａに取り付けられていてもよい。分離された液相冷媒又は液相冷媒を主成分とする気液二相冷媒は、分離槽１０ａの内部空間の底部に貯留され、液溜まりを形成する。分離された気相冷媒は液溜まりよりも上方に貯留される。ガス取出管１０ｃの端は分離槽１０ａの内部空間の上部にて開口しており、液溜まりの上方に貯留された気相冷媒はガス取出管１０ｃを通過して分離槽１０ａの外部に取り出される。ガス取出管１０ｃは第一出口管１１ａに接続されている。液取出管１０ｄの端は分離槽１０ａの内部空間の底部近傍に開口しており、分離槽１０ａの内部空間の底部に貯留された液相冷媒又は液相冷媒を主成分とする気液二相冷媒は液取出管１０ｄを通過して分離槽１０ａの外部に取り出される。液取出管１０ｄは第二出口管１１ｂに接続されている。流入管１０ｂの分離槽１０ａ側の端は、分離槽１０ａの内部空間のうち液溜まりが形成されている空間で開口していてもよいし、分離槽１０ａの内部空間のうち液溜まりよりも上方の空間で開口していてもよい。
【００３１】
（変形例）
熱交換器１００ａは様々な観点から変更可能である。例えば、熱交換器１００ａはフィンアンドチューブ熱交換器として構成されるように変更されてもよい。この場合、熱交換器は、複数の伝熱管として、例えば、特定方向に並んだ複数の扁平多孔伝熱管を備える。各扁平多孔伝熱管は、特定方向において反対方向を向く一対の四角形状の平面及びその一対の平面を接続しつつ伝熱管の軸線方向に沿って細長く延びている一対の側面を含む外周面を有する。各扁平多孔伝熱管の内部には、複数の孔がＹ軸方向に沿って並んでいる。特定方向において隣り合う２つの扁平多孔伝熱管の間には、コルゲートフィン等のフィンが接合されている。
【００３２】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る熱交換器１００ｂについて説明する。熱交換器１００ｂは、特に説明する場合を除き、熱交換器１００ａと同様に構成される。熱交換器１００ａの構成要素と同一又は対応する熱交換器１００ｂの構成要素には、同一の符号を付し詳細な説明を省略する。第１実施形態及びその変形例に関する説明は、技術的に矛盾しない限り第２実施形態にもあてはまる。
【００３３】
図２に示す通り、熱交換器１００ｂは、気液分離機構１０に代えて、気液分離機構２０を備えている。気液分離機構２０は、気液分離機構１０と同様の位置に配置されている。気液分離機構２０はＹ字管２５を含む。図３に示す通り、Ｙ字管２５は、管状の入口部２１、管状の第一出口部２２ａ、及び管状の第二出口部２２ｂを有する。入口部２１は、気液二相状態の冷媒の流路を形成する。第一出口部２２ａは、入口部２１に接続され、入口部２１に流入した冷媒を第一出口管１１ａに導く。第一出口部２２ａは、例えば第一出口管１１ａに接続されている。第二出口部２２ｂは、入口部２１に接続され、入口部２１に流入した冷媒を第二出口管１１ｂに導く。第二出口部２２ｂは、例えば第二出口管１１ｂに接続されている。入口部２１の軸線と第二出口部２２ａの軸線とのなす角βは、入口部２１の軸線と第一出口部２２ｂの軸線とのなす角αよりも大きい鈍角である。
【００３４】
気液二相状態の冷媒が、入口部２１を通って、入口部２１、第一出口部２２ａ、及び第二出口部２２ｂが接続された位置（分岐点）に到達したとき、液相冷媒に働く慣性力と気相冷媒に働く慣性力との差により、気液分離が生じる。これにより、入口部２１に流入した気液二相状態の冷媒が、気相冷媒と液相冷媒又は液相冷媒を主成分とする気液二相冷媒とに分離される。分離された気相冷媒は、第一出口部２２ａに導かれ、その後第一出口管１１ａ及び第一入口１２ａを通って第一ヘッダー１３ａの内部空間１５に流入する。一方、分離された液相冷媒又は液相冷媒を主成分とする気液二相冷媒は、第二出口部２２ｂに導かれ、その後第二出口管１１ｂ及び第二入口１２ｂを通って第一ヘッダー１３ａの内部空間１５に流入する。
【００３５】
熱交換器１００ｂの気液分離機構２０の構成は簡素である。加えて、気液分離機構２０は、冷媒を貯留するための槽を含む必要がないので、気液分離機構２０の内部に存在する冷媒の体積を低減できる。その結果、熱交換器１００ｂが利用される冷凍サイクルに封入されるべき冷媒の量を低減できる。
【００３６】
空気調和機の運転条件によっては、熱交換器１００ｂは空気調和機の冷凍サイクルの凝縮器としても機能できる。この場合、第二ヘッダー１３ｂから第一ヘッダー１３ａに向かって冷媒が流れるものの、熱交換器１００ｂによれば、冷媒を安定的に循環させることができる。
【００３７】
図３に示す通り、例えば、入口部２１の軸線と第一出口部２２ｂの軸線とのなす角αは鋭角である。これにより、気液分離機構２０において気液分離が促進される。
【００３８】
Ｙ字管２５は、例えば、第二出口部２２ｂが第一出口部２２ａの下方に位置するように配置されている。この場合、重力を利用して気液分離を促進できる。
【符号の説明】
【００３９】
１０                    気液分離機構
１１ａ                  第一出口管
１１ｂ                  第二出口管
１２ａ                  第一入口
１２ｂ                  第二入口
１３ａ                  第一ヘッダー
１３ｂ                  第二ヘッダー
１４                    複数の伝熱管
１５                    内部空間
１６                    内部空間
１７                    出口
２０                    気液分離機構
２１                    入口部
２２ａ                  第一出口部
２２ｂ                  第二出口部
２５                    Ｙ字管
１００ａ、１００ｂ      熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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