(57)【要約】【課題】高い熱交換能力を有利に発揮できる熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器（１００ａ）は、複数の伝熱管（１０）と、ヘッダ（２０）とを備える。ヘッダ（２０）は、内部空間（２１）、複数の挿入孔（２２）、及び供給孔（２３）を有する。内部空間（２１）は、第一内周面（３１）、第二内周面（３２）、及び第三内周面（３３）を含む内周面によって形成されている。第一内周面（３１）は、供給孔（２３）の内部空間に接する開口端（２３ｅ）を含む平面として形成されている。第二内周面（３２）は、複数の挿入孔（２２）の内部空間に接する開口端（２２ｅ）を含む。供給孔の開口端（２３ｅ）を基準面に投影して形成される流入領域（ＦＤ）の少なくとも一部が衝突領域（ＣＤ）に含まれる。複数の伝熱管（１０）の端部（１１）の少なくとも一部が流入領域（ＦＤ）に位置している。【選択図】図４Ｂ
2017219279.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、
前記複数の伝熱管の端部が収容された内部空間、前記複数の伝熱管のそれぞれを貫通させるとともに前記内部空間に接する複数の挿入孔、及び前記内部空間に向かって冷媒を導く冷媒供給管が配置されるとともに前記内部空間に接する供給孔を有するヘッダと、を備え、
前記内部空間は、前記供給孔の前記内部空間に接する開口端を含む平面として形成された第一内周面、前記複数の挿入孔の前記内部空間に接する開口端を含むとともに前記第一内周面と交差する方向に延びている第二内周面、及び前記第二内周面と向かい合って前記第一内周面と交差する方向に延びている第三内周面を含む内周面によって形成されており、
前記複数の挿入孔の前記開口端は、前記第一内周面に平行に並ぶ複数の仮想面と前記第二内周面とによって形成される複数の交線のそれぞれにおいて、所定の間隔で離れている複数の位置に形成されており、
前記複数の仮想面のうち前記第一内周面に近い特定の仮想面を基準面と定義し、かつ、前記基準面において、前記基準面に配置されている前記複数の伝熱管の端を結んで形成される線と前記基準面と前記第二内周面との交線との間の領域を衝突領域と定義したときに、前記供給孔の前記開口端を前記基準面に投影して形成される流入領域の少なくとも一部が前記衝突領域に含まれる位置に前記供給孔が形成されているとともに、前記複数の伝熱管の前記端部の少なくとも一部が前記流入領域に位置している、
熱交換器。
【請求項２】
前記供給孔は、前記流入領域の全体が前記衝突領域に含まれる位置に形成されている、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記複数の伝熱管は、前記流入領域に位置している前記端部を有する前記伝熱管の端よりも前記第二内周面に近い端を有する少なくとも一つの短尺伝熱管を含む、請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記複数の伝熱管は、前記複数の伝熱管の軸線に垂直な特定方向における、前記複数の伝熱管によって形成された管束の端部に前記短尺伝熱管を含む、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、空気調和装置の冷凍サイクルにはフィンアンドチューブ熱交換器が用いられている。フィンアンドチューブ熱交換器は、空気側の熱伝達を促進するために、伝熱管に一体化されたフィンを備えている。フィンアンドチューブ熱交換器は、空気側の圧力損失が大きいという課題及び小型化しにくいという課題を有する。
【０００３】
空気側の圧力損失が小さい熱交換器として、伝熱管に一体化されフィンを有しないフィンレス熱交換器が知られている。フィンレス熱交換器は、伝熱管の径を小さくすることにより、単位体積当たりの伝熱面積が広がって良好な熱交換効率が発揮されやすく、小型化しやすい。例えば、特許文献１には、一定のピッチで配列された複数の微細管（微細な伝熱管）と、複数の微細管の上部及び下部を固定する一対のヘッダとを備えたフィンレス熱交換器が記載されている。一対のヘッダは、複数の微細管に対して外部から冷媒を導入し排出するための導入口及び排出口を有する。特許文献１によれば、このフィンレス熱交換器は情報通信機器に好適に用いられる。
【０００４】
フィンアンドチューブ熱交換器を空気調和機の冷凍サイクルにおける蒸発器として用いた場合、ドライアウト発生による熱交換能力の低下が生じる可能性がある。特許文献２には、このような課題に対する解決手段が提案されている。特許文献２にはフィンアンドチューブ熱交換器である熱交換器３００が記載されている。熱交換器３００は、熱交換用のチューブ３０１、ヘッダ３０２、冷媒入口部３０３、冷媒分散用管体３０５、フィン３０６、及び冷媒入口管３０７を備えている。チューブ３０１は、アルミニウム製の偏平な多孔押出型材でできており、左右方向（横方向）に所定間隔で配置されている。フィン３０６はコルゲートフィンである。フィン３０６は、各チューブ３０１の間に配置され、チューブ３０１に一体化されている。ヘッダ３０２はヘッダパイプ３０２ａ及び蓋体３０２ｂを備え、ヘッダパイプ３０２ａの両端の開口が蓋体３０２ｂによって塞がれている。冷媒入口部３０３はヘッダ３０２の一端に設けられており、冷媒入口部３０３には冷媒入口管３０７が接続されている。冷媒分散用管体３０５は、ヘッダ３０２の内径よりも小さい外径を有し、冷媒入口部３０３の端からヘッダ３０２と同一方向にヘッダ３０２の他端部近傍の位置まで延びている。冷媒分散用管体３０５の先端部は閉塞されており、冷媒分散用管体３０５の側壁には複数の冷媒分散用孔３０９が形成されている。
【０００５】
冷媒入口管３０７に流入した液冷媒は、冷媒分散用管体３０５の内部に流入し、冷媒分散用孔３０９を通ってヘッダ３０２の内部に流入する。これにより、液冷媒がヘッダ３０２の内部に偏りなく広く分散され、各チューブ３０１への液冷媒の分配が均等化される。その結果、ドライアウトの発生なく効率良く熱交換が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２１８９６９号公報
【特許文献２】特開平６−１５９９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１及び２に記載の技術は熱交換能力を高める余地を有している。そこで、本開示は、高い熱交換能力を発揮するのに有利な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】
【０００８】
本開示は、
平行に配置された複数の伝熱管と、
前記複数の伝熱管の端部が収容された内部空間、前記複数の伝熱管のそれぞれを貫通させるとともに前記内部空間に接する複数の挿入孔、及び前記内部空間に向かって冷媒を導く冷媒供給管が配置されるとともに前記内部空間に接する供給孔を有するヘッダと、を備え、
前記内部空間は、前記供給孔の前記内部空間に接する開口端を含む平面として形成された第一内周面、前記複数の挿入孔の前記内部空間に接する開口端を含むとともに前記第一内周面と交差する方向に延びている第二内周面、及び前記第二内周面と向かい合って前記第一内周面と交差する方向に延びている第三内周面を含む内周面によって形成されており、
前記複数の挿入孔の前記開口端は、前記第一内周面に平行に並ぶ複数の仮想面と前記第二内周面とによって形成される複数の交線のそれぞれにおいて、所定の間隔で離れている複数の位置に形成されており、
前記複数の仮想面のうち前記第一内周面に近い特定の仮想面を基準面と定義し、かつ、前記基準面において、前記基準面に配置されている前記複数の伝熱管の端を結んで形成される線と前記基準面と前記第二内周面との交線との間の領域を衝突領域と定義したときに、前記供給孔の前記開口端を前記基準面に投影して形成される流入領域の少なくとも一部が前記衝突領域に含まれる位置に前記供給孔が形成されているとともに、前記複数の伝熱管の前記端部の少なくとも一部が前記流入領域に位置している、
熱交換器を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の熱交換器は、高い熱交換能力を有利に発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本開示の熱交換器の実施形態の一例を示す斜視図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１のII-II線に沿った熱交換器の断面の一部を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａを部分的に拡大した断面図である。
【図３】図３は、図２ＢのIII-III線に沿った熱交換器の断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図２ＡのIV-IV線に沿った熱交換器の断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、衝突領域ＣＤ及び流入領域ＦＤを概念的に説明する断面図である。
【図５】図５は、変形例に係る熱交換器における衝突領域ＣＤ及び流入領域ＦＤを概念的に説明する断面図である。
【図６】図６は、別の変形例に係る熱交換器を示す断面図である。
【図７】図７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】
【００１１】
＜本発明者らの検討に基づく知見＞
空気側の圧力損失が小さく小型化しやすいというフィンレス熱交換器の利点に着目し、空気調和装置の冷凍サイクルにフィンレス熱交換器を使用することが考えられる。例えば、フィンレス熱交換器を冷凍サイクルの蒸発器として使用する場合、フィンレス熱交換器のヘッダの内部には気液二相状態の冷媒が流入することがある。従来のフィンレス熱交換器において、ヘッダに固定された複数の微細な伝熱管に気液二相状態の冷媒を均一に分流させることは難しく、複数の微細な伝熱管の一部の伝熱管の内部の流路でドライアウトが発生し、熱交換能力が低下する可能性がある。
【００１２】
特許文献２に記載の技術はフィンアンドチューブ熱交換器に関する技術であり、特許文献２に記載の技術をフィンレス熱交換器に適用する動機付けとなる記載は特許文献２にはない。仮に、特許文献２に記載の技術を冷凍サイクルの蒸発器として機能するフィンレス熱交換器に適用したとしても熱交換能力をそれほど高めることができない可能性がある。なぜなら、気液二相状態の冷媒の液冷媒は、慣性力により冷媒分散用管体の先端近傍まで流れ、冷媒分散用管体の先端近傍に位置する微細な伝熱管に液冷媒が優先的に導かれるからである。この場合、気液二相状態の冷媒の液冷媒が複数の微細な伝熱管に均一に導かれにくく熱交換能力が高まりにくい。また、特許文献２に記載の技術によれば、ヘッダ３０２の内部に冷媒分散用管体３０５を配置する必要があるので、熱交換器３００は複雑な構造を有し、冷媒分散用管体３０５の取付け及び冷媒分散用管体３０５の位置調整が煩雑である。
【００１３】
そこで、本発明者らは、簡素な構造で、ヘッダに流入した気液二相状態の冷媒を有利に複数の伝熱管に均一に分流できる技術について日夜検討を重ねた結果、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。
【００１４】
本開示の第１態様は、
平行に配置された複数の伝熱管と、
前記複数の伝熱管の端部が収容された内部空間、前記複数の伝熱管のそれぞれを貫通させるとともに前記内部空間に接する複数の挿入孔、及び前記内部空間に向かって冷媒を導く冷媒供給管が配置されるとともに前記内部空間に接する供給孔を有するヘッダと、を備え、
前記内部空間は、前記供給孔の前記内部空間に接する開口端を含む平面として形成された第一内周面、前記複数の挿入孔の前記内部空間に接する開口端を含むとともに前記第一内周面と交差する方向に延びている第二内周面、及び前記第二内周面と向かい合って前記第一内周面と交差する方向に延びている第三内周面を含む内周面によって形成されており、
前記複数の挿入孔の前記開口端は、前記第一内周面に平行に並ぶ複数の仮想面と前記第二内周面とによって形成される複数の交線のそれぞれにおいて、所定の間隔で離れている複数の位置に形成されており、
前記複数の仮想面のうち前記第一内周面に近い特定の仮想面を基準面と定義し、かつ、前記基準面において、前記基準面に配置されている前記複数の伝熱管の端を結んで形成される線と前記基準面と前記第二内周面との交線との間の領域を衝突領域と定義したときに、前記供給孔の前記開口端を前記基準面に投影して形成される流入領域の少なくとも一部が前記衝突領域に含まれる位置に前記供給孔が形成されているとともに、前記複数の伝熱管の前記端部の少なくとも一部が前記流入領域に位置している、
熱交換器を提供する。
【００１５】
第１態様によれば、供給孔に配置された冷媒供給管を通過してヘッダの内部空間に供給された気液二相状態の冷媒が流入領域に位置している伝熱管の端部と衝突する。伝熱管の端部と衝突した気液二相状態の冷媒は、液冷媒の表面張力により、液冷媒とガス冷媒とに分離される。すなわち、気液二相状態の冷媒は、伝熱管の端部に衝突することにより気液分離される。分離された液冷媒は、第三内周面に沿って、ヘッダの内部空間に均一に行き渡る。これにより、蒸発潜熱を有する液冷媒が複数の伝熱管の内部に均一に供給される。その結果、複数の伝熱管の外周面に沿って流れる空気等の流体と液冷媒とが熱交換可能な有効伝熱面積が広く、第１態様に係る熱交換器は高い熱交換能力を発揮できる。また、ヘッダの内部には複数の伝熱管以外の部材が配置される必要がないので、第１態様の熱交換器は簡素な構造を有する。
【００１６】
本開示の第２態様は、第１態様に加えて、前記供給孔は、前記流入領域の全体が前記衝突領域に含まれる位置に形成されている、熱交換器を提供する。第２態様によれば、供給孔に配置された冷媒供給管を通過してヘッダの内部空間に供給された気液二相状態の冷媒が伝熱管の端部に衝突して伝熱管の外周面に接触する面積が増加し、液冷媒の表面張力による気液分離が促進される。これにより、蒸発潜熱を有する液冷媒が複数の伝熱管の内部により均一に供給される。その結果、第２態様に係る熱交換器はより高い熱交換能力を発揮できる
【００１７】
本開示の第３態様は、第１態様又は第２態様に加えて、前記複数の伝熱管は、前記流入領域に位置している前記端部を有する前記伝熱管の端よりも前記第二内周面に近い端を有する少なくとも一つの短尺伝熱管を含む、熱交換器を提供する。第３態様によれば、複数の伝熱管が短尺伝熱管を含むことにより、気液二相状態の冷媒が伝熱管の端部に衝突することにより分離された後で第二内周面付近に滞留するガス冷媒が短尺伝熱管を通過してヘッダの外部に排出されやすい。加えて、複数の伝熱管のうち短尺伝熱管の端よりも第三内周面に近い端を有する伝熱管（長尺伝熱管）に液冷媒を選択的に供給できる。
【００１８】
本開示の第４態様は、第３態様に加えて、前記複数の伝熱管は、前記複数の伝熱管の軸線に垂直な特定方向における、前記複数の伝熱管によって形成された管束の端部に前記短尺伝熱管を含む、熱交換器を提供する。管束において、伝熱管の内部を流れる冷媒の温度と伝熱管の外周面に沿って流れる流体との温度差は流体の流れ方向の上流側で大きい。このため、熱交換器の熱交換能力を高めるためには、伝熱管の外周面に沿って流れる流体の流れ方向の上流側に配置されている伝熱管に蒸発潜熱を有する液冷媒を選択的に供給することが望ましい。このためには、流体の流れ方向の下流側に配置されている伝熱管にガス冷媒を選択的に供給することが望ましい。第４態様によれば、このような液冷媒及びガス冷媒の選択的供給を容易に生じさせることができる。例えば、複数の伝熱管の外周面に沿って流れる流体の流れ方向が管束の特定方向と一致しており、かつ、短尺伝熱管を含む管束の端部が流体の流れの下流側に位置するように第４態様の熱交換器を配置すれば熱交換能力を高めることができる。
【００１９】
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軸負方向は鉛直方向である。
【００２０】
図１に示す通り、熱交換器１００ａは、複数の伝熱管１０と、ヘッダ２０とを備えている。複数の伝熱管１０は平行に配置されている。例えば、複数の伝熱管１０のそれぞれはＸＹ平面と垂直な方向（Ｚ軸方向）に延びている。複数の伝熱管１０により管束５０が形成されている。図２Ａ及び図２Ｂに示す通り、ヘッダ２０は、内部空間２１、複数の挿入孔２２、及び供給孔２３を有する。内部空間２１には、複数の伝熱管１０の端部１１が収容されている。複数の挿入孔２２は、複数の伝熱管１０のそれぞれを貫通させるとともに内部空間２１に接している。ヘッダ２０には、内部空間２１に向かって冷媒を導く冷媒供給管４０が取り付けられている。供給孔２３は、冷媒供給管４０が配置されるとともに内部空間２１に接している。
【００２１】
図２Ｂに示す通り、内部空間２１は、第一内周面３１、第二内周面３２、及び第三内周面３３を含む内周面によって形成されている。第一内周面３１は、供給孔２３の内部空間２１に接する開口端２３ｅを含む平面として形成されている。第一内周面３１はＸＺ平面に平行な平面である。第二内周面３２は、複数の挿入孔２２の内部空間２１に接する開口端２２ｅを含むとともに第一内周面３１と交差する方向（Ｙ軸方向）に延びている。第三内周面３３は、第二内周面３２と向かい合って第一内周面３１と交差する方向（Ｙ軸方向）に延びている。第二内周面３２及び第三内周面３３はＸＹ平面に平行な平面である。
【００２２】
図３に示す通り、複数の挿入孔２２の開口端２２ｅは、第一内周面３１に平行に並ぶ複数の仮想面と第二内周面３２とによって形成される複数の交線ＬＩのそれぞれにおいて、所定の間隔で離れている複数の位置に形成されている。このため、図４Ａに示す通り、内部空間２１において、交線ＬＩが延びる方向（Ｘ軸方向）に複数の伝熱管１０の端部１１が所定の間隔で離れて並んでいる。
【００２３】
上記のように定められる複数の仮想面のうち第一内周面３１に近い特定の仮想面を基準面と定義する。加えて、図４Ｂに示す通り、基準面において、基準面に配置されている複数の伝熱管１０の端１２を結んで形成される線と基準面と第二内周面との交線との間の領域を衝突領域ＣＤと定義する。このとき、供給孔２３の開口端２３ｅを基準面に投影して形成される流入領域ＦＤの少なくとも一部が衝突領域ＣＤに含まれる位置に供給孔２３が形成されている。加えて、複数の伝熱管１０の端部１１の少なくとも一部が流入領域ＦＤに位置している。基準面は、例えば第一内周面３１から複数の仮想面が並ぶ方向（Ｙ軸方向）において１〜２０ｍｍの範囲で離れている。基準面は、複数の仮想面のうち第一内周面３１に最も近い仮想面であってもよい。
【００２４】
図１に示す通り、熱交換器１００ａは、例えば、上ヘッダ２５及び冷媒排出管４２をさらに備えている。ヘッダ２０の内部空間２１に収容されている複数の伝熱管１０の端１２と反対側の端は上ヘッダ２５の内部空間に開口している。冷媒排出管４２は上ヘッダ２５に取り付けられており、上ヘッダ２５の内部空間は冷媒排出管４２によって上ヘッダ２５の外部に連通している。熱交換器１００ａは、典型的には、空気調和装置の冷凍サイクルの蒸発器として機能する。この場合、冷凍サイクルの液冷媒を含む冷媒は、冷媒供給管４０を通過してヘッダ２０の内部空間２１に供給され、内部空間２１及び複数の伝熱管１０の内部を通過して上ヘッダ２５の内部空間に導かれる。このとき、複数の伝熱管１０の外周面に沿って流れる空気等の流体と複数の伝熱管１０の内部を流れる冷媒との熱交換により液冷媒が蒸発する。このため、上ヘッダ２５の内部空間には主にガス冷媒が導かれる。上ヘッダ２５の内部空間に導かれたガス冷媒は冷媒排出管４２を通過して熱交換器１００ａの外部に排出される。
【００２５】
熱交換器１００ａが空気調和装置の冷凍サイクルの蒸発器として機能する場合、気液二相状態の冷媒が冷媒供給管４０を通過してヘッダ２０の内部空間２１に供給されることがある。図４Ｂに示す通り、流入領域ＦＤの少なくとも一部が衝突領域ＣＤに含まれる位置に供給孔２３が形成されており、複数の伝熱管１０の端部１１の少なくとも一部が流入領域ＦＤに位置している。このため、冷媒供給管４０を通過して内部空間２１に供給された気液二相状態の冷媒液は流入領域ＦＤに位置している伝熱管１０の端部１１に衝突する。伝熱管１０の端部１１と衝突した気液二相状態の冷媒は、液冷媒の表面張力により、液冷媒とガス冷媒とに分離される。その後、ガス冷媒は第二内周面３２付近に滞留し、液冷媒は、第三内周面３３に沿ってヘッダ２０の内部空間２１に均一に行き渡る。例えば、複数の伝熱管１０の端１２は、滞留した冷媒液に浸っており、複数の伝熱管１０に蒸発潜熱を有する液冷媒が均一に供給される。これにより、複数の伝熱管１０の一部で液冷媒の供給が不足して頻繁にドライアウトが発生することを防止できる。その結果、熱交換器１００ａにおいて、複数の伝熱管１０の外周面に沿って流れる流体と液冷媒とが熱交換可能な有効伝熱面積が広く、熱交換器１００ａが高い熱交換能力を発揮できる。
【００２６】
流入領域ＦＤの少なくとも一部が衝突領域ＣＤに含まれるためには、ある程度の長さの伝熱管１０の端部１１がヘッダ２０の内部空間２１に収容されるように複数の伝熱管１０がヘッダ２０に差し込まれている必要がある。フィンアンドチューブ熱交換器では、典型的には、特許文献２に記載のように伝熱管として偏平多孔管が使用される。このため、フィンアンドチューブ熱交換器において、偏平多孔管である伝熱管の端部をヘッダに深く差し込んでしまうと、ヘッダの内部における冷媒の流路が狭くなり冷媒の流れに偏りが生じてしまう可能性がある。加えて、ヘッダの内部における狭い冷媒の流路を流れる冷媒の流速が高くなるので、慣性力によってヘッダの内部空間の冷媒供給管の反対側の端部に冷媒が流れやすくなり、複数の伝熱管に冷媒を均一に供給できない可能性がある。しかし、熱交換器１００ａでは、複数の伝熱管１０の端部１１同士の間の隙間が冷媒の流路として機能するので、ある程度の長さの伝熱管１０の端部１１がヘッダ２０の内部空間２１に差し込まれていても、冷媒の流路が狭くなりすぎない。このため、ヘッダ２０の内部空間２１において冷媒液を均一に行き渡らせることができる。
【００２７】
図１に示す通り、複数の伝熱管１０によって管束５０が形成されている。管束５０は、例えば、伝熱管１０の軸線に垂直な特定方向（Ｘ軸方向）に最小寸法を有する直方体状に形成されている。伝熱管１０の外周面に接触して伝熱管１０の内部を流れる冷媒と熱交換する空気等の流体は、例えばその特定方向（Ｘ軸方向）に沿って流れる。管束５０を形成する複数の伝熱管１０は、例えば、伝熱管１０の軸線に垂直な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。管束５０は、例えば、伝熱管１０の軸線方向及びその特定方向（Ｘ軸方向）に垂直な方向（Ｙ軸方向）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、特定方向（Ｘ軸方向）に並んだ複数の伝熱管１０を含む。Ｙ軸方向に隣り合う２つの伝熱管群に含まれる複数の伝熱管１０は、例えば、Ｙ軸方向において揃って並んでいる。換言すると、複数の伝熱管１０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において碁盤目状に並んでいる。Ｙ軸方向に隣り合う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。換言すると、複数の伝熱管１０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において千鳥状に並んでいる。
【００２８】
伝熱管１０は、例えば、樹脂又は金属でできている。伝熱管１０が樹脂でできている場合、熱交換器１００ａの重量を減らすことができる。また、樹脂で伝熱管１０を形成すれば、伝熱管１０を安価に製造することができる。伝熱管１０を形成する樹脂は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、又はフッ素樹脂である。伝熱管１０が金属でできている場合、伝熱管１０が良好な伝熱特性を有しやすい。伝熱管１０を形成する金属は、例えば、銅、鉄、アルミニウム、チタン、又はステンレスである。
【００２９】
熱交換器１００ａにおいて、伝熱管１０の外径は、例えば、０．２〜２．０ｍｍである。また、管束５０において隣り合う２つの伝熱管１０の距離は、例えば、０．２〜１．０ｍｍである。伝熱管１０がこのような寸法（外径）を有し、隣り合う２つの伝熱管１０の距離がこのような範囲であれば、流入領域ＣＤに位置する端部１１を有する伝熱管１０の数が多く、冷媒供給管４２からヘッダ２０の内部空間２１に供給された冷媒が接触可能な伝熱管１０の外周面の面積が広い。このため、冷媒液の表面張力による気液分離が促進されやすい。加えて、単位体積当たりの伝熱管１０の数が多く、単位体積あたりの伝熱面積が広い。このため、熱交換器１００ａが有利に高い熱交換能力を発揮できる。
【００３０】
図１に示す通り、例えば、ヘッダ２０はＹ軸方向に最大寸法を有する直方体状に形成されている。図２Ｂに示す通り、ヘッダ２０に形成された供給孔２３は、例えばＹ軸方向に沿って延びている。供給孔２３の内部空間２１に接する開口端２３ｅは、例えば、Ｘ軸方向において第一内周面３１の中央に形成されている。供給孔２３が延びている方向は、冷媒供給管４２を通過した冷媒が伝熱管１０の端部１１に衝突可能である限り制限されず、例えば特定方向（Ｘ軸方向）に沿って延びていてもよい。冷媒供給管４２の内部空間２１側の端の位置は、冷媒供給管４２が供給孔２３に配置されている限り制限されない。冷媒供給管４２の内部空間２１側の端は、例えば、第一内周面３１と同一平面上に位置している。冷媒供給管４２の内部空間２１側の端は、内部空間２１に入り込んでいてもよいし、供給孔２３の内部に留まっていてもよい。
【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、図５に示す熱交換器１００ｂのように変更されてもよい。熱交換器１００ｂは、特に説明する場合を除き、熱交換器１００ａと同様に構成されている。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。熱交換器１００ａに関する説明は、技術的に矛盾しない限り熱交換器１００ｂにもあてはまる。
【００３２】
熱交換器１００ｂにおいて、供給孔２３は、図５に示す通り、流入領域ＦＤの全体が衝突領域ＣＤに含まれる位置に形成されている。熱交換器１００ｂによれば、供給孔２３に配置された冷媒供給管４２を通過してヘッダ２０の内部空間２１に供給された気液二相状態の冷媒が伝熱管１０の端部１１に衝突して伝熱管１０の外周面に接触する面積が増加する。このため、液冷媒の表面張力による気液分離が促進される。これにより、蒸発潜熱を有する液冷媒を複数の伝熱管１０の内部により均一に供給できる。その結果、複数の伝熱管１０の外周面に沿って流れる空気等の流体と液冷媒とが熱交換可能な有効伝熱面積がより広く、熱交換器１００ｂがより高い熱交換能力を発揮できる。このように、熱交換器１００ｂによれば、気液分離が促進されるように、冷媒供給管４２を通過して内部空間２１に供給された気液二相状態の冷媒を伝熱管１０の端部１１により効果的に衝突させることができる。これにより、熱交換器１００ｂが発揮できる熱交換能力をより高めることができる。
【００３３】
熱交換器１００ａは、図６に示す熱交換器１００ｃのように変更されてもよい。熱交換器１００ｃは、特に説明する場合を除き、熱交換器１００ｃと同様に構成されている。熱交換器１００ａの構成要素と同一又は対応する熱交換器１００ｃ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。熱交換器１００ａに関する説明は、技術的に矛盾しない限り熱交換器１００ｃにもあてはまる。
【００３４】
図６に示す通り、複数の伝熱管１０は、流入領域ＦＤに位置している端部１１を有する伝熱管１０ａの端よりも第二内周面３２に近い端を有する少なくとも一つの短尺伝熱管１０ｂを含む。複数の伝熱管１０が短尺伝熱管１０ｂを含むことにより、気液二相状態の冷媒が伝熱管１０の端部１１に衝突することにより分離された後で第二内周面３２付近に滞留するガス冷媒が短尺伝熱管１０ｂを通過してヘッダ２０の外部に排出されやすい。一方、複数の伝熱管１０のうち短尺伝熱管１０ｂの端よりも第三内周面３３に近い端を有する伝熱管（長尺伝熱管）に液冷媒を選択的に供給できる。
【００３５】
短尺伝熱管１０ｂを流れる主な冷媒はガス冷媒であるので短尺伝熱管１０ｂ自体で発揮される熱交換能力は低いが、短尺伝熱管１０ｂの端よりも第三内周面３３に近い端を有する伝熱管（長尺伝熱管）には専ら液冷媒を供給できる。このため、管束５０における短尺伝熱管１０ｂの配置を工夫することにより、熱交換器１００ｃ全体で発揮される熱交換能力を高めることができる。
【００３６】
例えば、複数の伝熱管１０は、図６に示す通り、複数の伝熱管１０の軸線に垂直な特定方向（Ｘ軸方向）における管束５０の端部に短尺伝熱管１０ｂを含んでいる。管束５０において、伝熱管１０の内部を流れる冷媒の温度と伝熱管１０の外周面に沿って流れる空気等の流体との温度差は流体の流れ方向の上流側で大きい。このため、熱交換器の熱交換能力を高めるためには、伝熱管１０の外周面に沿って流れる流体の流れ方向の上流側に配置されている伝熱管１０に蒸発潜熱を有する液冷媒を選択的に供給することが望ましい。このためには、流体の流れ方向の下流側に配置されている伝熱管１０にガス冷媒を選択的に供給することが望ましい。そこで、例えば、複数の伝熱管１０の外周面に沿って流れる流体の流れ方向が管束５０の特定方向（Ｘ軸方向）と一致しており、かつ、短尺伝熱管１０ｂを含む管束５０の端部が流体の流れの下流側に位置するように熱交換器１００ｃを配置する。これにより、熱交換器１００ｃが有利に高い熱交換能力を発揮できる。
【符号の説明】
【００３７】
１０                          伝熱管
１０ｂ                        短尺伝熱管
１１                          伝熱管の端部
１２                          伝熱管の端
２０                          ヘッダ
２１                          内部空間
２２                          挿入孔
２２ｅ                        挿入孔の開口端
２３                          供給孔
２３ｅ                        供給孔の開口端
３１                          第一内周面
３２                          第二内周面
３３                          第三内周面
４０                          冷媒供給管
５０                          管束
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ  熱交換器
ＣＤ                          衝突領域
ＦＤ                          流入領域
ＬＩ                          交線
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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