(57)【要約】【課題】少ない構成部材によって各熱交換チューブへ流れる冷媒の偏流の抑制が図れる熱交換器を提供すること。【解決手段】左右に対峙する一対のヘッダーパイプと、両ヘッダーパイプに接続する互いに平行な複数の熱交換チューブと、両ヘッダーパイプの一方のヘッダーパイプ内の空間を上下に仕切る仕切板と、仕切板によって両ヘッダーパイプと複数の熱交換チューブに区画される上側熱交換領域及び下側熱交換領域と、を具備する熱交換器において、ヘッダーパイプ１１と冷媒流入管とを接続する継手２０は、ヘッダーパイプ１１における熱交換チューブ２が接続される側と反対側に挿入される先端部が閉塞された円筒管２２にて形成され、継手の先端部に、冷媒の流れ方向に対して直交する鉛直線上の上端のみに開口する上向きの冷媒流通孔２３を設ける。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右に対峙する一対のヘッダーパイプと、前記両ヘッダーパイプに接続する互いに平行な複数の熱交換チューブと、前記両ヘッダーパイプの一方のヘッダーパイプ内の空間を上下に仕切る仕切板と、前記仕切板によって前記両ヘッダーパイプと前記複数の熱交換チューブに区画される上側熱交換領域及び下側熱交換領域と、を具備する熱交換器であって、
前記ヘッダーパイプの前記下側熱交換領域と冷媒流入管とを接続する継手を具備し、
前記継手は、前記ヘッダーパイプにおける前記熱交換チューブが接続される側と反対側に挿入されると共に、先端部が閉塞された円筒管にて形成され、
前記継手の先端部に、冷媒の流れ方向に対して直交する鉛直線上の上端のみに開口する上向きの冷媒流通孔が設けられている、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器において、
前記冷媒流通孔が１つである、ことを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の熱交換器において、
前記継手は、前記下側熱交換領域における下方側に挿入されている、ことを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
請求項２に記載の熱交換器において、
前記冷媒流通孔は、前記ヘッダーパイプの軸中心上に位置している、ことを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一対のヘッダーパイプと、両ヘッダーパイプに接続する互いに平行な複数の熱交換チューブと、を具備する熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の熱交換器は、一対のヘッダーパイプと、両ヘッダーパイプに接続される複数の扁平状の熱交換チューブを具備しており、カーエアコンやルームエアコン用途の熱交換器として広く使用されている。
【０００３】
従来のこの種の熱交換器として、左右に対峙する一対のヘッダーパイプと、前記両ヘッダーパイプに接続する互いに平行な複数の熱交換チューブと、前記両ヘッダーパイプの一方のヘッダーパイプ内の空間を上下に仕切る仕切板と、前記仕切板によって前記両ヘッダーパイプと前記複数の熱交換チューブに区画される上側熱交換領域及び下側熱交換領域と、を具備する熱交換器が知られている。この熱交換器を蒸発器として用いる場合は、冷媒は熱交換器下部から流入し、上部から排出される。
【０００４】
この場合、蒸発器入口付近の冷媒は、気相と液相が混在した状態で、ヘッダーパイプ内で熱交換チューブに分配する際に気液が分離し、各熱交換チューブへの流れ込む冷媒量に差が生じる。特に、左右にヘッダーパイプが配置される形態で、熱交換器を使用する場合、同じサーキット（冷媒循環回路）内で上部と下部の熱交換チューブでは、下部の熱交換チューブに多くの冷媒が流れ込んでしまう。
【０００５】
特に、最近のルームエアコンはインバータータイプのモデルが増えており、冷媒循環量が変動し、冷媒循環量が少ないときは、更に下部の熱交換チューブに比較的多くの冷媒が流れ込んで偏流が顕著となる。
【０００６】
冷媒の偏流を抑制する手段として、ヘッダーパイプの冷媒流入開口が設けられている側の第１空間と、熱交換チューブが接続されている側の第２空間との間に、第１空間と第２空間を連通する開口が形成された圧力損失付加部材を設けた熱交換器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
特許文献１に記載の熱交換器においては、前記圧力損失付加部材の開口の面積の大きさを、第１空間に流入する冷媒の量に応じて前記圧力損失付加部材の上流側と下流側とで所定の圧力差を生じる大きさに設定するなどの条件下で冷媒の偏流を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−１２６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の熱交換器においては、冷媒流入開口に接続された配管から第１空間内に流入した冷媒は、圧力損失付加部材に衝突して四方に分かれて開口及び第２空間を介して各熱交換チューブへ流れるため、各熱交換チューブに均一に分配されない懸念がある。
【００１０】
また、特許文献１に記載の熱交換器においては、ヘッダーパイプ内に圧力損失付加部材を挿入してヘッダーパイプ内を第１空間と第２空間に区画し、圧力損失付加部材に開口を設ける構造であるため、構造が複雑な上、ヘッダーパイプ内への組み込みが面倒である等の懸念がある。
【００１１】
この発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、少ない構成部材によって各熱交換チューブへ流れる冷媒の偏流の抑制が図れる熱交換器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を達成するために、この発明の熱交換器は、左右に対峙する一対のヘッダーパイプと、前記両ヘッダーパイプに接続する互いに平行な複数の熱交換チューブと、前記両ヘッダーパイプの一方のヘッダーパイプ内の空間を上下に仕切る仕切板と、前記仕切板によって前記両ヘッダーパイプと前記複数の熱交換チューブに区画される上側熱交換領域及び下側熱交換領域と、を具備する熱交換器であって、  前記ヘッダーパイプの前記下側熱交換領域と冷媒流入管とを接続する継手を具備し、  前記継手は、前記ヘッダーパイプにおける前記熱交換チューブが接続される側と反対側に挿入されると共に、先端部が閉塞された円筒管にて形成され、  前記継手の先端部に、冷媒の流れ方向に対して直交する鉛直線上の上端のみに開口する上向きの冷媒流通孔が設けられている、ことを特徴とする（請求項１）。この場合、前記冷媒流通孔は、冷媒の流れ方向に対して直交する鉛直線上の上端のみに開口する上向きであれば、複数であっても差し支えないが、好ましくは１つである方がよい（請求項２）。
【００１３】
このように構成することにより、継手を介してヘッダーパイプ内に流れる冷媒は、冷媒の流れ方向に対して直交する鉛直線上の上端のみに開口する上向きの冷媒流通孔からヘッダーパイプ内の上方向に流れることで、気相と液相の混在した状態の冷媒速度が増し、通常、重力の影響で上部まで到達しずらい液相の冷媒が上部まで到達し易くなり、上部の熱交換チューブへ流れ易くなる。
【００１４】
この発明において、前記継手は、前記下側熱交換領域における下方側に挿入されているのが好ましい（請求項３）。
【００１５】
このように構成することにより、ヘッダーパイプ内に流れる冷媒は、ヘッダーパイプの下方側から上方側へ流れるので、冷媒を上下に配列された各熱交換チューブに分配して流すことができる。
【００１６】
また、この発明において、前記冷媒流通孔が１つの場合は、冷媒流通孔は前記ヘッダーパイプの軸中心上に位置しているのが好ましい（請求項４）。
【００１７】
このように構成することにより、冷媒はヘッダーパイプの断面中央部に流れて、各熱交換チューブに流れる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、前記のように構成されているので、少ない構成部材によって各熱交換チューブへ流れる冷媒の偏流の抑制が図れる熱交換器を容易に組み立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明に係る熱交換器を示す概略正面図である。
【図２】この発明の第１実施形態の要部を示す断面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図４】この発明の第１実施形態の要部を示す断面斜視図である。
【図５】この発明における継手の別の実施形態のヘッダーパイプへの接続状態を示す断面図である。
【図６】この発明に係る熱交換器の別の実施形態を示す概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、この発明に係る熱交換器の実施するための形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、この発明に係る熱交換器をルームエアコンの屋外機に適用する場合について説明する。
【００２１】
この発明に係る熱交換器１は、図１に示すように、それぞれアルミニウム（アルミニウム合金を含む）製部材からなる、左右に対峙する一対のヘッダーパイプである第１のヘッダーパイプ１１，第２のヘッダーパイプ１２と、両ヘッダーパイプ１１，１２に接続する互いに平行な複数のアルミニウム製の扁平状の熱交換チューブ２と、上下に隣接する熱交換チューブ２間に介在されるアルミニウム製のコルゲートフィン３と、を具備している。この場合、熱交換チューブ２は扁平楕円状に形成されており、熱交換チューブ２の長手方向と直交する幅方向には複数の冷媒流路２ａが区画形成されている（図４参照）。なお、最上段及び最下段の熱交換チューブ２の上方側及び下方側には、アルミニウム（アルミニウム合金を含む）製部材からなるサイドプレート７が両ヘッダーパイプ１１，１２に接続されている。
【００２２】
第１及び第２のヘッダーパイプ１１，１２は、アルミニウム製の円筒状の電縫管や押出成形管にて形成されており、上下開口端は、それぞれアルミニウム製の端部キャップ５によって閉塞されている。また、第１のヘッダーパイプ１１内の対応する中間部に仕切板４が設けられており、この仕切板４によって上下に上側空間１１ａと下側空間１１ｂが区画されている。
【００２３】
区画された上側空間１１ａに接続する熱交換チューブ２によって上側熱交換領域６Ａが形成され、また、下側空間１１ｂに接続する熱交換チューブ２によって下側熱交換領域６Ｂが形成されている。すなわち、第１のヘッダーパイプ１１の上側空間１１ａと、第２のヘッダーパイプ１２内の上側空間と、を接続する複数の熱交換チューブ２によって上側熱交換領域６Ａが形成されている。また、第１のヘッダーパイプ１１の下側空間１１ｂと、第２のヘッダーパイプ１２内の下側空間と、を接続する複数の熱交換チューブ２によって下側熱交換領域６Ｂが形成されている。
【００２４】
第１のヘッダーパイプ１１の上側空間１１ａには、冷媒流出管１４が接続され、また、第１のヘッダーパイプ１１の下側空間１１ｂの高さ方向の中間部より下方側には、後述する継手２０を介して冷媒流入管１３が接続されている。この場合、継手２０は、第１のヘッダーパイプ１１における熱交換チューブ２が接続される側と反対側に挿入され、ろう材を介して第１のヘッダーパイプ１１に固定される。
【００２５】
前記継手２０は、一端に冷媒流入管１３の接続部２１を有し、他端の先端が閉塞されたエルボ状に屈曲するアルミニウム製の円筒管２２にて形成されており、円筒管２２の先端部には、冷媒の流れ方向に対して直交する鉛直線上の上端のみに開口する上向きの冷媒流通孔２３が穿設されている。
【００２６】
この場合、冷媒流通孔２３は円形状に形成されているが、円形以外の形状、例えば楕円形状、長孔状あるいはスリット状であってもよい。
【００２７】
前記のように構成される継手２０は、下側熱交換領域６Ｂにおける下方側であって、第１のヘッダーパイプ１１における熱交換チューブ２が接続される側と反対側に挿入された状態で、冷媒流通孔２３が第１のヘッダーパイプ１１の軸中心Ｃ上の位置に配置される（図３参照）。なお、図３において、ヘッダーパイプ１１の軸中心Ｃと、円筒管２２における冷媒の流れ方向に対して直交する鉛直線とが同軸上に表れている。これにより、第１のヘッダーパイプ１１内の断面中心部に冷媒を流入することができる。
【００２８】
前記のように構成される熱交換器１において、冷媒流入管１３から継手２０を介して流れる液状又は気液二相状態の冷媒は、下側熱交換領域６Ｂにおける下方側に挿入された継手２０の円筒管２２の先端部に設けられた冷媒の流れ方向に対して直交する鉛直線上の上端のみに開口する上向きの１つの上向きの冷媒流通孔２３から第１のヘッダーパイプ１１内の断面中心部に流入されて、下側熱交換領域６Ｂの各熱交換チューブ２に流れる。
したがって、冷媒の循環量が少なくても下部の熱交換チューブ２に多くの冷媒が流れ込むことがないので、各熱交換チューブ２へ流れる冷媒の偏流の抑制が図れる。
【００２９】
冷媒は下側熱交換領域６Ｂの各熱交換チューブ２の冷媒流路２ａを流れる間に室外空気から吸熱して蒸発し、気液混合状態となって第２のヘッダーパイプ１２の下側空間で合流する。下側空間で合流した冷媒は、上側熱交換領域６Ａの各熱交換チューブ２の冷媒流路２ａを流れて、第１のヘッダーパイプ１１の上側空間１１ａで合流し、上側空間１１ａで合流した冷媒は冷媒流出管１４から流出する。
【００３０】
なお、前記第１実施形態では、継手２０が、先端が閉塞されたエルボ状に屈曲する円筒管２２にて形成される場合について説明したが、継手は必ずしもエルボ状に屈曲されるものでなくてよい。例えば、先端が閉塞された直状のアルミニウム製の円筒管２２Ａにて継手２０Ａを形成してもよい。この場合、図５に示すように、円筒管２２Ａの先端側に対して他端の開口側は拡径された冷媒流入管接続部２１が形成されている。
【００３１】
このように形成される円筒管２２Ａの先端側を第１のヘッダーパイプ１１における熱交換チューブ２が接続される側と反対側に設けられた挿通孔１１ｃを介して挿入した状態でろう材を介して固定し、拡径された冷媒流入管接続部２１にステンレス製の冷媒流入管１３を挿入してろう材を介して固定して、円筒管２２Ａすなわち継手２０Ａと冷媒流入管接続部２１を接続する。なお、図５において、その他の部分は前記実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００３２】
また、前記第１実施形態では、第１のヘッダーパイプ１１を仕切板４によって上側空間１１ａと下側空間１１ｂに区画する場合について説明したが、図６に示すように、第２のヘッダーパイプ１２を仕切板４Ａによって上側空間１２ａと下側空間１２ｂに区画して、上側熱交換領域６Ａと下側熱交換領域６Ｂを形成してもよい。
【００３３】
前記のように形成した場合、第２のヘッダーパイプ１２の上側空間１２ａと下側空間１２ｂとを連結配管１５を用いて接続する必要がある。この場合、前記のように形成される継手２０Ａを用いて連結配管１５と第２のヘッダーパイプ１２の上側空間１２ａとを接続することができる。すなわち、継手２０Ａを形成する直状の円筒管２２Ａを第２のヘッダーパイプ１２の上側空間１２ａ内の下部側に挿入してろう材を介して固定し、円筒管２２Ａの拡径された接続部２１Ａに連結配管１５をろう材を介して固定して、継手２０Ａと連結配管１５とを接続することができる。
【００３４】
このように構成することにより、第２のヘッダーパイプ１２の下側空間１２ｂで合流した冷媒は、連結配管１５及び継手２０Ａを介して第２のヘッダーパイプ１２の上側空間１２ａへ流れるので、冷媒は、継手２０Ａに設けられた冷媒流通孔２３によって上側空間１２ａ内に均一に分配される。なお、図６において、その他の部分は前記実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００３５】
前記のように構成される実施形態の熱交換器１によれば、第１のヘッダーパイプ１１内に流入する冷媒は、熱交換チューブ２の接続側に位置する円筒管２２の先端部に設けられた流れ方向に対して直交する鉛直線上の上端のみに開口する上向きの冷媒流通孔２３から第１のヘッダーパイプ１１内の上方向に流れることで、上昇に伴って気相と液相が混在した冷媒中の気液が分離して、各熱交換チューブへ流れる。
したがって、下部の熱交換チューブ２に多くの冷媒が流れ込んで偏流が生じるのを抑制することができる。
【００３６】
また、少ない構成部材によって冷媒の偏流抑制部を構成することができると共に、冷媒の偏流抑制部を熱交換器に容易に組み付けることができる。
【００３７】
前記実施形態では、この発明に係る熱交換器をルームエアコンの室外機に適用した場合について説明したが、この発明に係る熱交換器はカーエアコンの蒸発器にも適用できる。
【符号の説明】
【００３８】
２  熱交換チューブ
４  仕切板
６Ａ  上側熱交換領域
６Ｂ  下側熱交換領域
１１  第１のヘッダーパイプ
１２  第２のヘッダーパイプ
１３  冷媒流入管
２０，２０Ａ  継手
２２，２２Ａ  円筒管
２３  冷媒流通孔
Ｃ  軸中心
【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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