(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッダの内部に画成した室に冷媒を流入させる流入側伝熱管群と、前記室から冷媒を流出させる流出側伝熱管群と、を備え、前記流入側伝熱管群から前記室を介して前記流出側伝熱管群へ冷媒を通過させるようにした熱交換器において、
前記室における前記流入側伝熱管群の接続部分と前記流出側伝熱管群の接続部分との間に絞り通路を設け、
前記室において蒸発時に冷媒が流出する蒸発時流出側伝熱管群の接続部分を蒸発時に冷媒が流入する蒸発時流入側伝熱管群の接続部分よりも狭くする態様で当該室を仕切るとともに、風下側となる位置に前記絞り通路を設けたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
ヘッダの内部に画成した室に冷媒を流入させる流入側伝熱管群と、前記室から冷媒を流出させる流出側伝熱管群と、を備え、前記流入側伝熱管群から前記室を介して前記流出側伝熱管群へ冷媒を通過させるようにした熱交換器において、
前記室における前記流入側伝熱管群の接続部分と前記流出側伝熱管群の接続部分との間に絞り通路を設け、
前記室において凝縮時に冷媒が流出する凝縮時流出側伝熱管群の接続部分を凝縮時に冷媒が流入する凝縮時流入側伝熱管群の接続部分よりも狭くする態様で当該室を仕切るとともに、風上側となる位置に前記絞り通路を設けたことを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
ヘッダの内部に画成した室に冷媒を流入させる流入側伝熱管群と、前記室から冷媒を流出させる流出側伝熱管群と、を備え、前記流入側伝熱管群から前記室を介して前記流出側伝熱管群へ冷媒を通過させるようにした熱交換器において、
前記室は、前記流入側伝熱管群の接続部分、前記流出側伝熱管群の接続部分および前記流入側伝熱管群の接続部分と前記流出側伝熱管群の接続部分とをつなぐ部分を有し、
前記室において前記流入側伝熱管群及び前記流出側伝熱管群の各接続部分を狭くする態様で当該室を仕切り、かつ
凝縮時に冷媒が流出する凝縮時流出側伝熱管群の接続部分へ至る凝縮時流入絞り通路を風上側に設けるとともに、
蒸発時に冷媒が流出する蒸発時流出側伝熱管群の接続部分へ至る蒸発時流入絞り通路を風下側に設けたことを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
重力に逆らって流れた冷媒が流入する流入絞り通路の開口面積を、冷媒が流出する流入絞り通路の開口面積よりも大きく設定したことを特徴とする請求項３に記載の熱交換器。
【請求項５】
配管を用いて前記絞り通路を構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の熱交換器。
【請求項６】
通過する冷媒の乾き度が大きくなるに従って前記絞り通路の開口面積を大きく構成したことを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の熱交換器。
【請求項７】
前記室における前記流入側伝熱管群の接続部分と前記流出側伝熱管群の接続部分との間に絞り通路を有した通路壁を介在させたことを特徴とする請求項１〜６の何れか一つに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、熱交換器に関し、さらに詳しくは、冷凍サイクルを構成する空気調和機において、流入側伝熱管と流出側伝熱管とをヘッダを用いて接続する多パス方式で構成された熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、冷凍サイクルを構成する空気調和機は、冷媒の圧力損失を抑制するために、冷媒が流入する流入側伝熱管と冷媒が流出する流出側伝熱管とをヘッダを用いて接続する多パス方式の熱交換器を採用しているのが一般的である。以下に、特開平４−２６８１２８号公報に開示された多パス方式の熱交換器の構成を図４９及び図５０に基づいて説明する。
【０００３】
図４９は、従来の熱交換器の概略断面図である。この熱交換器は、多数のフィン１と複数組の伝熱管群２とを備えて構成されている。多数のフィン１は、互いに平行となるように並設した平板状部材である。伝熱管群２は、それぞれ４本の伝熱管を並設して構成したもので、フィン１のそれぞれを貫通するように配設されている。各伝熱管群２には、それぞれの一端部に第１ヘッダ３が接続されている一方、それぞれの他端部に第２ヘッダ４が接続されている。
【０００４】
第１ヘッダ３の内部には、４枚の仕切り板５を配設することにより、５つの室３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅが画成されている。また、第１ヘッダ３には、図の下から１番目の第１室３ａに連通するように第１流通口３ｆが形成され、図の上から１番目の第５室３ｅに連通するように第２流通口３ｇが形成されている。
【０００５】
第２ヘッダ４の内部には、その内部容積を略等分するように３枚の仕切り板６を配設することにより、４つの室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが画成されている。
【０００６】
第１ヘッダ３の図中下から１番目の第１室３ａと第２ヘッダ４の下から１番目の第１室４ａとの間、第２ヘッダ４の下から１番目の第１室４ａと第１ヘッダ３の下から２番目の第２室３ｂとの間は、それぞれ伝熱管群２により連通されている。以下同様に、第１ヘッダ３と第２ヘッダ４とは、伝熱管群２によってそれぞれの室が交互に連通され、冷媒が流動する経路を構成している。
【０００７】
図５０は、図４９に示す熱交換器を第２ヘッダ４側から見た縦断面図である。この熱交換器は、重力方向７に対して約４５度傾けて設置され、空気８を熱交換器の斜め４５度上方向から斜め４５度下方向に流すようにしたものである。
【０００８】
つぎに、従来の熱交換器の作用について図４９及び図５０を参照しながら説明する。なお、図中の実線矢印は、蒸発時における冷媒の流れを示したものであり、図中の破線矢印は、凝縮時における冷媒の流れを示したものである。
【０００９】
蒸発時において第１流通口３ｆから流入した冷媒は、第１ヘッダ３から第２ヘッダ４へ、第２ヘッダ４から第１ヘッダ３へと順次移行するように、第１ヘッダ３と第２ヘッダ４とを交互に経由して、最終的に第２流通口３ｇから流出する。このように第１流通口３ｆから流入した冷媒は、第１ヘッダ３と第２ヘッダ４とを経由して第２流通口３ｇから流出する間に、伝熱管群２が貫通した複数のフィン１を介して空気８との熱交換を行う。
【００１０】
一方、凝縮時においては、蒸発時と反対方向に冷媒が流動する。すなわち、第２流通口３ｇから流入した冷媒は、第１ヘッダ３から第２ヘッダ４へ、第２ヘッダ４から第１ヘッダ３へと順次移行するように、第１ヘッダ３と第２ヘッダ４とを交互に経由して、最終的に第１流通口３ｆから流出する。このように第２流通口３ｇから流入した冷媒は、第１ヘッダ３と第２ヘッダ４とを経由して第１流通口３ｆから流出する間に、伝熱管群２が貫通した複数のフィン１を介して空気８との熱交換を行う。
【００１１】
図５１は、蒸発時に第２ヘッダ４を通過する冷媒ガス９と冷媒液１０との分布を示した概略断面図であり、図５２は、凝縮時にヘッダ４を通過する冷媒ガス９と冷媒液１０との分布を示した概略断面図である。以下、これら図５１及び図５２を参照しながら、冷媒の状態について説明する。
【００１２】
まず、蒸発時の冷媒の状態について説明する。なお、以下で説明する乾き度は、Ｘ＝Ｗg／（Ｗg＋Ｗl）で示される。ここで、Ｘは乾き度、Ｗgは冷媒ガス９の質量流量［ｋｇ／ｈ］、Ｗlは冷媒液１０の質量流量［ｋｇ／ｈ］である。
【００１３】
蒸発時に第１流通口３ｆから流入する冷媒は、乾き度が約０．２の冷媒ガス９と冷媒液１０とが混在した状態である。図４９及び図５１中に実線矢印で示すように、第１ヘッダ３に流入した冷媒は、伝熱管群２に流入し、該伝熱管群２を通過する間にフィン１を介して空気８と熱交換して徐々に蒸発するため、次第に乾き度が増加する。この間、フィン１を通過する空気８は、伝熱管群２に熱を吸収されるため、風上から風下へ進むに従って温度が低下することになる。
【００１４】
この結果、伝熱管群２と空気８との温度差が風上側でもっとも大きくなり、風上側で熱交換量が大きくなる。その後、伝熱管群２を通過した冷媒は、第２ヘッダ４を経てつぎの伝熱管群２に流入し、該伝熱管群２を通過する間に空気８との熱交換を行って蒸発する。以降、第１ヘッダ３と第２ヘッダ４とを交互に経由して、最後に第１ヘッダ３の第２流通口３ｇから流出する。
【００１５】
以上説明した蒸発時においては、風上側で熱交換量が大きくなるため、風上側により多くの冷媒液を流す必要があるが、図５１に示すように、熱交換器が４５度傾けて設置されているため、重力の影響を受けて冷媒液１０が風下側に溜まり易くなり、伝熱管群２において風下側に位置するものに流入する冷媒液１０が多くなる一方、風上側に位置するものへ流入する冷媒液１０が少なくなる傾向となる。
【００１６】
つぎに、凝縮時の冷媒の状態について説明する。凝縮時に第２流通口３ｇから流入する冷媒は、乾き度が１．０の冷媒ガス９のみの状態である。図４９及び図５２中に破線矢印で示すように、第１ヘッダ３に流入した冷媒は、伝熱管群２に流入し、該伝熱管群２を通過する間にフィン１を介して空気８と熱交換して徐々に凝縮するため、次第に乾き度が減少する。この間、フィン１を通過する空気８は、伝熱管群２から熱を吸収するため、風上から風下へ進むに従って温度が上昇することになる。
【００１７】
この結果、伝熱管群２と空気８との温度差が風上側でもっとも大きくなり、風上側で熱交換量が大きくなる。その後、伝熱管群２を通過した冷媒は、第２ヘッダ４を経てつぎの伝熱管群２に流入し、該伝熱管群２を通過する間に空気８との熱交換を行って凝縮する。以降、第１ヘッダ３と第２ヘッダ４とを交互に経由して、最後に第１ヘッダ３の第１流通口３ｆから流出する。
【００１８】
以上説明した凝縮時においては、風上側で熱交換量が大きくなるため、風上側に冷媒ガスを流す必要があるが、図５２に示すように、熱交換器が４５度傾けて設置されているため、重力の影響を受けて冷媒液１０が風下側に溜まり易くなり、伝熱管群２において風下側に位置するものの入口が冷媒液１０により塞がれることになり、風下側に位置するものに流入する冷媒ガス９が少なくなる一方、風上側に位置するものに流入する冷媒ガス９が多くなる傾向となる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、上記従来の熱交換器にあっては、重力方向７に対して傾斜配置した場合、重力の影響によって冷媒液１０がヘッダ３，４の下方側に偏って溜まり易くなる。この結果、蒸発時と凝縮時との双方において熱交換器に所望の熱交換量を確保することが困難となる。
【００２０】
例えば、上記熱交換器を重力方向７に対して４５度傾けて設置し、空気８を４５度上方向から４５度下方向へ流した場合には、伝熱管群２において風上側に位置するものの冷媒ガス９が多くなるため、凝縮時の熱交換量を大きくすることができるが、伝熱管群２において風上側に位置するものの冷媒液１０が少なくなるため、蒸発時の熱交換量が小さくならざるを得ない。
【００２１】
また、熱交換器を重力方向７に対して４５度傾けて設置し、空気８を４５度下方向から４５度上方向に流した場合には、伝熱管群２において風上側に位置するものの冷媒液１０が多くなるため、蒸発時の熱交換量を大きくすることができるが、風上側に位置するものの冷媒ガス９が少なくなるため、凝縮時の熱交換量が小さくならざるを得ない。
【００２２】
この発明は、上記実情に鑑みて、傾斜配置した場合であっても、蒸発時及び凝縮時の双方において所望の熱交換量を確保することのできる熱交換器を得ることを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる熱交換器は、ヘッダの内部に画成した室に冷媒を流入させる流入側伝熱管群と、前記室から冷媒を流出させる流出側伝熱管群と、を備え、前記流入側伝熱管群から前記室を介して前記流出側伝熱管群へ冷媒を通過させるようにした熱交換器において、前記室における前記流入側伝熱管群の接続部分と前記流出側伝熱管群の接続部分との間に絞り通路を設け、前記室において蒸発時に冷媒が流出する蒸発時流出側伝熱管群の接続部分を蒸発時に冷媒が流入する蒸発時流入側伝熱管群の接続部分よりも狭くする態様で当該室を仕切るとともに、風下側となる位置に前記絞り通路を設けたことを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、絞り通路を通過する際に冷媒の速度を増加させることができる。また、この発明によれば、室における蒸発時流出側伝熱管群の接続部分において風上側へ移動した冷媒液が、狭い空間において重力の影響に関わらず風下側へ移動し難い状態となる。
【００２５】
つぎの発明にかかる熱交換器は、ヘッダの内部に画成した室に冷媒を流入させる流入側伝熱管群と、前記室から冷媒を流出させる流出側伝熱管群と、を備え、前記流入側伝熱管群から前記室を介して前記流出側伝熱管群へ冷媒を通過させるようにした熱交換器において、前記室における前記流入側伝熱管群の接続部分と前記流出側伝熱管群の接続部分との間に絞り通路を設け、前記室において凝縮時に冷媒が流出する凝縮時流出側伝熱管群の接続部分を凝縮時に冷媒が流入する凝縮時流入側伝熱管群の接続部分よりも狭くする態様で当該室を仕切るとともに、風上側となる位置に前記絞り通路を設けたことを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、絞り通路を通過する際に冷媒の速度を増加させることができる。また、この発明によれば、室における凝縮時流出側伝熱管群の接続部分において風下側へ移動した冷媒液が、狭い空間において重力の影響に関わらず風上側へ移動し難い状態となる。
【００２７】
つぎの発明にかかる熱交換器は、ヘッダの内部に画成した室に冷媒を流入させる流入側伝熱管群と、前記室から冷媒を流出させる流出側伝熱管群と、を備え、前記流入側伝熱管群から前記室を介して前記流出側伝熱管群へ冷媒を通過させるようにした熱交換器において、前記室は、前記流入側伝熱管群の接続部分、前記流出側伝熱管群の接続部分および前記流入側伝熱管群の接続部分と前記流出側伝熱管群の接続部分とをつなぐ部分を有し、前記室において前記流入側伝熱管群及び前記流出側伝熱管群の各接続部分を狭くする態様で当該室を仕切り、かつ凝縮時に冷媒が流出する凝縮時流出側伝熱管群の接続部分へ至る凝縮時流入絞り通路を風上側に設けるとともに、蒸発時に冷媒が流出する蒸発時流出側伝熱管群の接続部分へ至る蒸発時流入絞り通路を風下側に設けたことを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、絞り通路を通過する際に冷媒の速度を増加させることができる。また、この発明によれば、室における蒸発時流出側伝熱管群の接続部分において風上側へ移動した冷媒液が、狭い空間において重力の影響に関わらず風下側へ移動し難い状態となるとともに、室における凝縮時流出側伝熱管群の接続部分において風下側へ移動した冷媒液が、狭い空間において重力の影響に関わらず風上側に移動し難い状態となる。
【００２９】
つぎの発明にかかる熱交換器は、上記の発明において、重力に逆らって流れた冷媒が流入する流入絞り通路の開口面積を、冷媒が流出する流入絞り通路の開口面積よりも大きく設定したことを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、重力に逆らって流れた冷媒が流入する流入絞り通路の開口面積を大きくするので、流入絞り通路を通過する冷媒の圧力損失が低減されることになる。
【００３１】
つぎの発明にかかる熱交換器は、上記の発明において、配管を用いて前記絞り通路を構成したことを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、配管により絞り通路を構成することができるようになる。
【００３３】
つぎの発明にかかる熱交換器は、上記の発明において、通過する冷媒の乾き度が大きくなるに従って前記絞り通路の開口面積を大きく構成したことを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、乾き度が大きい冷媒が開口面積の大きい絞り通路を通過するようになる。
【００３５】
つぎの発明にかかる熱交換器は、上記の発明において、前記室における前記流入側伝熱管群の接続部分と前記流出側伝熱管群の接続部分との間に絞り通路を有した通路壁を介在させたことを特徴とする。
【００３６】
この発明によれば、室の内部に通路壁を介在させることによって絞り通路を構成することができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる熱交換器の好適な実施の形態を説明する。
【００４０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１である熱交換器の構成を示す断面図、図２は、図１に示した熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、蒸発時における冷媒の状態を示している。図３は、図１に示した熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面図であり、凝縮時における冷媒の状態を示している。なお、図２及び図３に示すように、本実施の形態１では、熱交換器を重力方向７に対して４５度傾けて設置しており、空気が熱交換器の４５度上方向から４５度下方向へ流れるものとする。まず、これら図１〜図３に基づいて、熱交換器の構成について説明する。
【００４１】
ここで例示する熱交換器は、多数のフィン１と、複数組（実施の形態１では８組）の伝熱管群２とを備えて構成してある。多数のフィン１は、互いに平行となるように並設した平板状部材である。伝熱管群２は、それぞれ複数の伝熱管、本実施の形態１では４本の伝熱管を並設して構成したもので、フィン１のそれぞれを貫通するように配設してある。各伝熱管群２には、それぞれの一端部に第１ヘッダ３が接続してある一方、それぞれの他端部に第２ヘッダ４が接続してある。
【００４２】
第１ヘッダ３の内部には、４枚の仕切り板５を配設することによって５つの室３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅを画成してある一方、第２ヘッダ４の内部には、その内部容積を略等分するように３枚の仕切り板６を配設することによって４つの室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを画成してある。これら第１ヘッダ３の室３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ及び第２ヘッダ４の室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、複数組の伝熱管群２を一連の通路の如く交互に接続するようにヘッダ３，４を仕切るためのものである。
【００４３】
便宜上、第１ヘッダ３においては下側から順に第１室３ａ，第２室３ｂ，第３室３ｃ，第４室３ｄ，第５室３ｅと称し、第２ヘッダ４においては下側から順に第１室４ａ，第２室４ｂ，第３室４ｃ，第４室４ｄと称すれば、第１ヘッダ３の第１室３ａと第２ヘッダ４の第１室４ａとの間、第２ヘッダ４の第１室４ａと第１ヘッダ３の第２室３ｂとの間、第１ヘッダ３の第２室３ｂと第２ヘッダ４の第２室４ｂとの間、第２ヘッダ４の第２室４ｂと第１ヘッダ３の第３室３ｃとの間、第１ヘッダ３の第３室３ｃと第２ヘッダ４の第３室４ｃとの間、第２ヘッダ４の第３室４ｃと第１ヘッダ３の第４室３ｄとの間、第１ヘッダ３の第４室３ｄと第２ヘッダ４の第４室４ｄとの間、第２ヘッダ４の第４室４ｄと第１ヘッダ３の第５室３ｅとの間が、それぞれ伝熱管群２によって接続してある。従って、上記熱交換器では、第１ヘッダ３の第１室３ａ、第２ヘッダ４の第１室４ａ、第１ヘッダ３の第２室３ｂ、第２ヘッダ４の第２室４ｂ、第１ヘッダ３の第３室３ｃ、第２ヘッダ４の第３室４ｃ、第１ヘッダ３の第４室３ｄ、第２ヘッダ４の第４室４ｄ、第１ヘッダ３の第５室３ｅ、の順に接続した経路が構成されることになる。
【００４４】
また、第１ヘッダ３には、第１室３ａに連通するように第１流通口３ｆを形成してある一方、第５室３ｅに連通するように第２流通口３ｇを形成してある。第１流通口３ｆは、蒸発時において第１ヘッダ３に冷媒を流入する流入口として機能する一方、凝縮時において第１ヘッダ３から冷媒を流出する流出口として機能するものである。逆に、第２流通口３ｇは、蒸発時において第１ヘッダ３から冷媒を流出する流出口として機能する一方、凝縮時において第１ヘッダ３に冷媒を流入する流入口として機能するものである。
【００４５】
ここで、いま第２ヘッダ４を基準に考えると、上述した複数の伝熱管群２は、蒸発時において第２ヘッダ４から冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群として機能する第１伝熱管群２ａと、第２ヘッダ４に冷媒を流入させる蒸発時流入側伝熱管群として機能する第２伝熱管群２ｂとに分類することができる。逆に、第１ヘッダ３に注目すると、蒸発時において第１伝熱管群２ａが第１ヘッダ３に冷媒を流入させる蒸発時流入側伝熱管群として機能する一方、第２伝熱管群２ｂが第１ヘッダ３から冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群として機能することになる。
【００４６】
一方、上記熱交換器には、第１ヘッダ３の第２室３ｂ、第３室３ｃ、第４室３ｄ、並びに第２ヘッダ４の第１室４ａ、第２室４ｂ、第３室４ｃ、第４室４ｄにそれぞれ通路壁１１を設けてある。通路壁１１は、個々の中央部に絞り通路１１ａを有した板状部材であり、各室３ｂ，３ｃ，３ｄ，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにおいて第１伝熱管群２ａに接続する部分と第２伝熱管群２ｂに接続する部分との間を仕切るように、仕切り板５もしくは仕切り板６と平行に配置してある。
【００４７】
つぎに、実施の形態１の熱交換器についてその作用を説明する。まず、蒸発時においては、冷媒が第１流通口３ｆから第１ヘッダ３に流入する。流入する冷媒は、乾き度が約０．２の冷媒ガス９と冷媒液１０とが混在した状態である。
【００４８】
図１及び図２中の実線矢印で示すように、第１ヘッダ３に流入した冷媒は、第１室３ａに流れ込み、その後、第２伝熱管群２ｂを通じて第２ヘッダ４の第１室４ａに流入する。この間、第２伝熱管群２ｂを通過する冷媒は、フィン１を介して空気８と熱交換して蒸発することになり、次第に乾き度が増加する。空気８は、フィン１を通過する間に第２伝熱管群２ｂに熱を吸収されるため、風上から風下へ進むに従ってその温度が低下する。従って、第２伝熱管群２ｂと空気８との温度差は、風上側でもっとも大きくなり、風上側の熱交換量が大きくなる。
【００４９】
ついで、第２ヘッダ４に流入した冷媒は、絞り通路１１ａを通過した後、第１伝熱管群２ａから流出されることになる。ここで、上記熱交換器によれば、絞り通路１１ａを通過する際に冷媒の速度が増加するため、当該絞り通路１１ａを通過した後の冷媒液１０が仕切り板６に衝突することになる。この結果、図２に明示するように、冷媒液１０が重力の影響に関わらず仕切り板６に沿って広がるようになり、第１伝熱管群２ａのそれぞれから均等に流出し易くなる。
【００５０】
さらに、第２ヘッダ４から流出した冷媒は、第１伝熱管群２ａを通過する間にフィン１を介して空気８と熱交換して蒸発し、第１ヘッダ３の第２室３ｂに至る。以降、同様に冷媒が絞り通路１１ａ、第２伝熱管群２ｂ、第２ヘッダ４、絞り通路１１ａ、第１伝熱管群２ａ、第１ヘッダ３を経由し、最後に第１ヘッダ３の第２流通口３ｇから流出する。これらの間においても、通路壁１１の絞り通路１１ａを通過する際に冷媒の速度が増加し、当該絞り通路１１ａを通過した後の冷媒液１０が仕切り板５、もしくは仕切り板６に衝突することになるため、冷媒液１０が重力の影響に関わらず仕切り板５，６に沿って広がるようになり、第１伝熱管群２ａのそれぞれから均等に流出し易くなるとともに、第２伝熱管群２ｂのそれぞれから均等に流出し易くなる。
【００５１】
つぎに、凝縮時の作用について説明する。ここで、第２ヘッダ４を基準に考えると、凝縮時において第１伝熱管群２ａが第２ヘッダ４に冷媒を流入させる凝縮時流入側経路として機能する一方、第２伝熱管群２ｂが第２ヘッダ４から冷媒を流出させる凝縮時流出側経路として機能する。逆に、第１ヘッダ３に注目すると、凝縮時において第１伝熱管群２ａが第１ヘッダ３から冷媒を流出させる凝縮時流出側経路として機能する一方、第２伝熱管群２ｂが第１ヘッダ３に冷媒を流入させる凝縮時流入側経路として機能することになる。
【００５２】
凝縮時においては、まず冷媒が第２流通口３ｇから第１ヘッダ３に流入する。流入する冷媒は、乾き度が１．０の冷媒ガスのみの状態である。
【００５３】
図１及び図３中の破線矢印で示すように、第１ヘッダ３に流入した冷媒は、第５室３ｅに流れ込み、その後、第１伝熱管群２ａを通じて第２ヘッダ４の第４室４ｄに流入する。この間、第１伝熱管群２ａを通過する冷媒は、フィン１を介して空気８と熱交換して凝縮することにより、次第に乾き度が減少する。空気８は、フィン１を通過する間に第１伝熱管群２ａから熱を吸収するため、風上から風下へ進むに従ってその温度は上昇する。従って、第１伝熱管群２ａと空気８との温度差は、風上側でもっとも大きくなり、風上側の熱交換量が大きくなる。
【００５４】
ついで、第２ヘッダ４に流入した冷媒は、絞り通路１１ａを通過した後、第２伝熱管群２ｂから流出されることになる。ここで、上記熱交換器によれば、絞り通路１１ａを通過する際に冷媒の速度が増加するため、当該絞り通路１１ａを通過した後の冷媒液１０が仕切り板６に衝突することになる。この結果、冷媒液１０が重力の影響に関わらず仕切り板６に沿って広がるようになり、第２伝熱管群２ｂのそれぞれから均等に流出し易くなる。これにより、第２伝熱管群２ｂのそれぞれの開口断面において冷媒液１０により塞がれる割合もほぼ均等になり、冷媒ガス９が第２伝熱管群２ｂのそれぞれから均等に流出し易くなる。
【００５５】
さらに、第２ヘッダ４から流出した冷媒は、第２伝熱管群２ｂを通過する間にフィン１を介して空気８と熱交換して凝縮し、第１ヘッダ３の第４室３ｄに至る。以降、同様に冷媒が絞り通路１１ａ、第１伝熱管群２ａ、第２ヘッダ４、絞り通路１１ａ、第２伝熱管群２ｂ、第１ヘッダ３を経由し、最後に第１ヘッダ３の第１流通口３ｆから流出する。これらの間においても、通路壁１１の絞り通路１１ａを通過する際に冷媒の速度が増加し、当該絞り通路１１ａを通過した後の冷媒液１０が仕切り板５、もしくは仕切り板６に衝突することになるため、冷媒液１０が重力の影響に関わらず仕切り板５，６に沿って広がるようになり、第１伝熱管群２ａのそれぞれから均等に流出し易くなるとともに、第２伝熱管群２ｂのそれぞれから均等に流出し易くなる。
【００５６】
このように、上記熱交換器では、絞り通路１１ａをヘッダ３，４に設けることにより、冷媒ガス９と冷媒液１０とを各伝熱管群２ａ，２ｂのそれぞれに均等に分配することが可能になる。従って、蒸発時には第１伝熱管群２ａにおいて風上側に位置するものに冷媒液１０を確保でき、かつ凝縮時には第２伝熱管群２ｂにおいて風上側に位置するものに冷媒ガス９を確保することができる。つまり、上記熱交換器によれば、これを４５度傾けて配置した場合であっても、重力の影響を受けることなく蒸発時及び凝縮時の双方において所望の熱交換量を確保することが可能となる。
【００５７】
図４１及び図４２は、上述した熱交換器と従来の熱交換器とにおいて、第１伝熱管群２ａ及び第２伝熱管群２ｂのそれぞれに対する冷媒液１０の分配割合を実験により検証した結果を示すグラフである。図４１は、４５度傾けた実施の形態１の熱交換器及び従来の熱交換器に対して冷媒を下側から上側に流した場合の第１伝熱管群２ａに対する冷媒液１０の分配割合を示し、図４２は、４５度傾けた実施の形態１の熱交換器及び従来の熱交換器に対して冷媒を上側から下側に流した場合の第２伝熱管群２ｂに対する冷媒液１０の分配割合を示したものである。
【００５８】
実験に用いた熱交換器の寸法は、図３９及び図４０に示す通りである。これら図３９及び図４０では、いずれも第２ヘッダ４において２枚の仕切り板６により画成された室、例えば第２室４ｂを示している。室は、幅方向の寸法が２２．３ｍｍ、高さ方向の寸法が１４．３ｍｍ、厚み方向の寸法が１．４ｍｍである。また、第１伝熱管群２ａ及び第２伝熱管群２ｂは、それぞれ６ｍｍのピッチで配設した４本の伝熱管を備えている。さらに、第１伝熱管群２ａと第２伝熱管群２ｂとの間隔は１０ｍｍである。便宜上、第１伝熱管群２ａを上方に位置するものから順に▲１▼ａ，▲２▼ａ，▲３▼ａ，▲４▼ａと称し、第２伝熱管群２ｂを上方に位置するものから順に、▲１▼ｂ，▲２▼ｂ，▲３▼ｂ，▲４▼ｂと称する。
【００５９】
また、図４０に示した実施の形態１の熱交換器には、室４ｂにおいて第１伝熱管群２ａに接続する部分と第２伝熱管群２ｂに接続する部分との間に板厚が４ｍｍの通路壁１１を介在させている。この通路壁１１には、その中央部に幅１．７ｍｍ、長さ４ｍｍの絞り通路１１ａが形成してある。
【００６０】
実験に際しては、乾き度が０．４の冷媒を流量６ｋｇ／ｈで流し、第１伝熱管群２ａ及び第２伝熱管群２ｂの各伝熱管に流通する冷媒液１０の割合を計測した。なお、図４１及び図４２において、横軸は上述した伝熱管の番号であり、縦軸は伝熱管に流入する冷媒液の流量割合である。
【００６１】
図３９及び図４０中の実線矢印に示すように、冷媒を下から上へ流した場合（蒸発時）、図４１に示すように、実施の形態１の熱交換器によれば、従来の熱交換器に比べて、重力方向７と反対方向の伝熱管▲１▼ａに流入する冷媒液１０の割合が増加する一方、重力方向７と同一方向の伝熱管▲４▼ａに流入する冷媒液１０の割合が減少しており、冷媒液１０が第１伝熱管群２ａの各伝熱管▲１▼ａ，▲２▼ａ，▲３▼ａ，▲４▼ａに均等に分配されていることが分かる。
【００６２】
また、図３９及び図４０中の破線矢印に示すように、冷媒を上から下へ流した場合（凝縮時）、図４２に示すように、実施の形態１の熱交換器によれば、従来の熱交換器に比べて、第２伝熱管群２ｂに流入する冷媒液１０が均等に分配されていることが分かる。つまり、第２伝熱管群２ｂの各伝熱管▲１▼ｂ，▲２▼ｂ，▲３▼ｂ，▲４▼ｂに流入する冷媒ガス９も均等に分配され易くなることが分かる。
【００６３】
これにより、熱交換器を重力方向７に対して４５度傾いた状態で設置し、空気８を熱交換器の４５度上方向から４５度下方向に流し、かつ、蒸発時には冷媒を下側から上側に、凝縮時には冷媒を上側から下側に流した場合には、蒸発時に第１伝熱管群２ａにおいて風上側に位置したものに流出される冷媒液１０の量が十分になるとともに、凝縮時に第２伝熱管群２ｂにおいて風上側に位置するものに流出される冷媒ガス９の量が十分になるため、蒸発時及び凝縮時の双方において所望の熱交換量を確保することができる。
【００６４】
なお、上述した実施の形態１では、熱交換器を４５度に傾けて設置するとともに、空気８を４５度上方向から４５度下方向へ流し、さらに蒸発時には冷媒を下側から上側に、凝縮時には冷媒を上側から下側に流すようにしているが、熱交換器の設置角度や空気の流れる方向、蒸発時及び凝縮時に冷媒を流す向きは任意であり、いずれにおいても実施の形態１と同様の効果を奏することが可能である。
【００６５】
また、上述した実施の形態１では、ヘッダ３，４の内部に絞り通路１１ａを有した通路壁１１を配設することによって該ヘッダ３，４に絞り通路１１ａを設けるようにしているため、ヘッダ３，４に加工を施す必要がなく、当該ヘッダ３，４の製造作業を煩雑化する虞れがないが、例えばヘッダの内壁面を突起状とすることによって絞り通路を形成してもよいし、ヘッダの壁面を絞ることによって絞り通路を形成することも可能である。
【００６６】
さらに、上述した実施の形態１では、第１ヘッダ３及び第２ヘッダ４に画成したそれぞれの室の中央部に絞り通路１１ａを唯一形成するようにしているが、絞り通路の数や形状、取り付け角度、位置、大きさは任意に決定することができる。また、伝熱管群２ａ，２ｂの数や太さ、形状も任意に決定することができる。
【００６７】
たとえば、図４及び図５に示すように伝熱管群２ａ，２ｂを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。図４はマイクロチャンネルが円形の場合を示し、図５はマイクロチャンネルが四角形の場合を示すが、形状や大きさ、数は任意に選択することができる。
【００６８】
また、上述した実施の形態１では第１ヘッダ３と第２ヘッダ４とを設けたが、図６に示すように第２ヘッダ４の代わりにヘアピン２ｃを設け、第１ヘッダ３のみの構成としても良い。さらに、ヘアピンに限ることなく、第１伝熱管群２ａと第２伝熱管群２ｂとを接続できるものであれば任意に選択することができる。
【００６９】
実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２である熱交換器の構成を示す断面図である。ここで例示する熱交換器は、上述した実施の形態１の熱交換器と同様の構成を有したもので、絞り通路の構成のみが異なっている。すなわち、この実施の形態２においては、通過する冷媒の乾き度が大きくなるに従って開口面積が大きくなるように絞り通路を構成するようにしている。
【００７０】
より詳細には、蒸発時及び凝縮時のいずれにおいても通過する冷媒の乾き度が第２ヘッダの第１室４ａ、第１ヘッダの第２室３ｂ、第２ヘッダの第２室４ｂ、第１ヘッダの第３室３ｃ、第２ヘッダの第３室４ｃ、第１ヘッダの第４室３ｄ、第２ヘッダの第４室４ｄの順に大きくなる。このため、各室４ａ，３ｂ，４ｂ，３ｃ，４ｃ，３ｄ，４ｄに設ける絞り通路１１ａ１，１１ａ２，１１ａ３，１１ａ４，１１ａ５，１１ａ６，１１ａ７の開口面積に関しても、この順序に従って大きくなるように設定してある。絞り通路１１ａ１，１１ａ２，１１ａ３，１１ａ４，１１ａ５，１１ａ６，１１ａ７を設ける方法としては、実施の形態１と同様に、絞り通路１１ａ１，１１ａ２，１１ａ３，１１ａ４，１１ａ５，１１ａ６，１１ａ７を有した通路壁１１を各室４ａ，３ｂ，４ｂ，３ｃ，４ｃ，３ｄ，４ｄに配設すればよい。
【００７１】
なお、その他の構成に関しては、実施の形態１と同様であるため、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。また、熱交換器の設置角度や空気８の流れる方向、蒸発時及び凝縮時における冷媒の流れる方向に関しても実施の形態１と同様である。
【００７２】
上記のように構成した熱交換器においても、ヘッダ３，４のそれぞれの室４ａ，３ｂ，４ｂ，３ｃ，４ｃ，３ｄ，４ｄに絞り通路１１ａ１，１１ａ２，１１ａ３，１１ａ４，１１ａ５，１１ａ６，１１ａ７を設けるようにしているため、該絞り通路１１ａ１，１１ａ２，１１ａ３，１１ａ４，１１ａ５，１１ａ６，１１ａ７を通過する際に冷媒の速度が増加し、通過した後の冷媒液１０が仕切り板５、もしくは仕切り板６に衝突することになる。従って、冷媒液１０が重力の影響に関わらず仕切り板５，６に沿って広がるようになり、第１伝熱管群２ａのそれぞれから流出し易くなるとともに、第２伝熱管群２ｂのそれぞれから均等に流出し易くなる。この結果、蒸発時には第１伝熱管群２ａにおいて風上側に位置するものに冷媒液１０を確保でき、かつ凝縮時には第２伝熱管群２ｂにおいて風上側に位置するものに冷媒ガス９を確保することができる。つまり、上記熱交換器によれば、これを４５度傾けて配置した場合であっても、重力の影響を受けることなく蒸発時及び凝縮時の双方において所望の熱交換量を確保することが可能となる。
【００７３】
しかも、この実施の形態２によれば、冷媒の乾き度が大きくなるに従って絞り通路１１ａ１，１１ａ２，１１ａ３，１１ａ４，１１ａ５，１１ａ６，１１ａ７の開口面積を大きくしている。従って、冷媒の乾き度が大きな領域、すなわち冷媒ガス９の割合が多くなる領域において、絞り通路１１ａ１，１１ａ２，１１ａ３，１１ａ４，１１ａ５，１１ａ６，１１ａ７を通過する冷媒の流速を減少させることができるようになり、蒸発時及び凝縮時の双方において圧力損失を低減することができる。
【００７４】
なお、上述した実施の形態２では、熱交換器を４５度に傾けて設置するとともに、空気８を４５度上方向から４５度下方向へ流し、さらに蒸発時には冷媒を下側から上側に、凝縮時には冷媒を上側から下側に流すようにしているが、熱交換器の設置角度や空気の流れる方向、蒸発時及び凝縮時に冷媒を流す向きは任意であり、いずれにおいても実施の形態２と同様の効果を奏することが可能である。
【００７５】
また、上述した実施の形態２では、ヘッダ３，４の内部に絞り通路１１ａ１，１１ａ２，１１ａ３，１１ａ４，１１ａ５，１１ａ６，１１ａ７を有した通路壁１１を配設することによって該ヘッダ３，４に絞り通路１１ａ１，１１ａ２，１１ａ３，１１ａ４，１１ａ５，１１ａ６，１１ａ７を設けるようにしているため、ヘッダ３，４に加工を施す必要がなく、当該ヘッダ３，４の製造作業を煩雑化する虞れがないが、例えばヘッダの内壁面を突起状とすることによって絞り通路を形成してもよいし、ヘッダの壁面を絞ることによって絞り通路を形成することも可能である。
【００７６】
さらに、上述した実施の形態２では、第１ヘッダ３及び第２ヘッダ４に画成したそれぞれの室の中央部に絞り通路１１ａ１，１１ａ２，１１ａ３，１１ａ４，１１ａ５，１１ａ６，１１ａ７を唯一形成するようにしているが、通過する冷媒の乾き度が大きくなるに従って開口面積が大きくなる条件を満足すれば、絞り通路の数や形状、取り付け角度、位置、大きさは任意に決定することができる。また、伝熱管群２ａ，２ｂの数や太さも任意に決定することができる。
【００７７】
たとえば、図４及び図５に示すように伝熱管群２ａ，２ｂを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。図４はマイクロチャンネルが円形の場合を示し、図５はマイクロチャンネルが四角形の場合を示すが、形状や大きさ、数は任意に選択することができる。
【００７８】
また、上述した実施の形態２では第１ヘッダ３と第２ヘッダ４とを設けたが、図８に示すように第２ヘッダの代わりにヘアピン２ｃを設け、第１ヘッダ３のみの構成としても良い。さらに、ヘアピンに限ることなく、第１伝熱管群２ａと第２伝熱管群２ｂとを接続できるものであれば任意に選択することができる。
【００７９】
実施の形態３．
図９は、この発明の実施の形態３である熱交換器の構成を示す断面図、図１０は、図９に示した熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、蒸発時における冷媒の状態を示している。図１１は、図９に示した熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、凝縮時における冷媒の状態を示している。
【００８０】
ここで例示する熱交換器は、上述した実施の形態１の熱交換器と同様の構成を有したもので、ヘッダの内部構造のみが異なっている。すなわち、この実施の形態３においては、ヘッダにおいて蒸発時に冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群に接続する部分が、蒸発時に冷媒を流入させる蒸発時流入側伝熱管群に接続する部分よりも狭くなるように室を仕切り、かつ風下側となる位置に絞り通路を設けるようにしている。
【００８１】
より詳細には、第１ヘッダ３の各室３ｂ，３ｃ，３ｄにおいては、蒸発時流出側伝熱管群となる第２伝熱管群２ｂに接続する部分が、蒸発時流入側伝熱管群となる第１伝熱管群２ａに接続する部分よりも狭くなるように通路壁１１を配設する一方、第２ヘッダ４の各室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにおいては、蒸発時流出側伝熱管群となる第１伝熱管群２ａに接続する部分が、蒸発時流入側伝熱管群となる第２伝熱管群２ｂに接続する部分よりも狭くなるように通路壁１１を配設してある。それぞれの通路壁１１には、空気８の風下側となる部分に唯一の絞り通路１１ａを設けてある。
【００８２】
なお、その他の構成に関しては、実施の形態１と同様であるため、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。また、熱交換器の設置角度や空気８の流れる方向、蒸発時及び凝縮時における冷媒の流れる方向に関しても実施の形態１と同様である。
【００８３】
つぎに、実施の形態３の熱交換器についてその作用を説明する。まず、蒸発時においては、冷媒が第１流通口３ｆから第１ヘッダ３に流入する。流入する冷媒は、乾き度が約０．２の冷媒ガス９と冷媒液１０が混在した状態である。
【００８４】
図９及び図１０中の実線矢印で示すように、第１ヘッダ３に流入した冷媒は、第１室３ａに流れ込み、その後、第２伝熱管群２ｂを通じて第２ヘッダ４の第１室４ａに流入する。この間、第２伝熱管群２ｂを通過する冷媒は、フィン１を介して空気８と熱交換して蒸発することになり、次第に乾き度が増加する。空気８は、フィン１を通過する間に第２伝熱管群２ｂに熱を吸収されるため、風上から風下へ進むに従ってその温度が低下する。従って、第２伝熱管群２ｂと空気８との温度差は、風上側でもっとも大きくなり、風上側の熱交換量が大きくなる。
【００８５】
ついで、第２ヘッダ４に流入した冷媒は、絞り通路１１ａを通過した後、第１伝熱管群２ａから流出されることになる。ここで、上記熱交換器によれば、絞り通路１１ａを通過する際に冷媒の速度が増加するため、絞り通路１１ａを通過した冷媒液１０が仕切り板６に衝突し、その後、空気８の風上側へ移動することになる。さらに風上側へ移動した冷媒液１０は、通路壁１１と仕切り板６とによって画成された空間が狭いために重力の影響に関わらず風下側へ移動し難い状態となり、そのほとんどが第１伝熱管群２ａにおいて風上側に位置するものから流出するようになる。
【００８６】
さらに、第２ヘッダ４から流出した冷媒は、第１伝熱管群２ａを通過する間にフィン１を介して空気８と熱交換して蒸発し、第１ヘッダ３の第２室３ｂに至る。その後、絞り通路１１ａを通過し、第２伝熱管群２ｂから流出されることになる。ここで、上記熱交換器によれば、絞り通路１１ａを通過する際に冷媒の速度が増加するため、絞り通路１１ａを通過した冷媒液１０が仕切り板５に衝突し、その後、空気８の風上側へ移動することになる。さらに風上側へ移動した冷媒液１０は、通路壁１１と仕切り板５とによって画成された空間が狭いために重力の影響に関わらず風下側へ移動し難い状態となり、そのほとんどが第２伝熱管群２ｂにおいて風上側に位置するものから流出するようになる。
【００８７】
以降、同様に冷媒が第２ヘッダ４、絞り通路１１ａ、第１伝熱管群２ａ、第１ヘッダ３、絞り通路１１ａ、第２伝熱管群２ｂを経由し、最後に第２流通口３ｇから流出する。これらの間においても、通路壁１１の絞り通路１１ａを通過する際に冷媒の速度が増加し、当該絞り通路１１ａを通過した冷媒液１０が仕切り板５、もしくは仕切り板６に衝突した後、空気８の風上側へ移動することになるため、風上側へ移動した冷媒液１０が重力の影響に関わらず風下側へ移動し難い状態となり、そのほとんどが伝熱管群２ａ，２ｂにおいて風上側に位置するものから流出するようになる。
【００８８】
つぎに、凝縮時の作用について説明する。凝縮時においては、冷媒が第２流通口３ｇから第１ヘッダ３に流入する。流入する冷媒は、乾き度が１．０の冷媒ガス９のみの状態である。
【００８９】
図９及び図１１中の破線矢印で示すように、第１ヘッダ３に流入した冷媒は、第５室３ｅに流れ込み、その後、第１伝熱管群２ａを通じて第２ヘッダ４の第４室４ｄに流入する。この間、第１伝熱管群２ａを通過する冷媒は、フィン１を介して空気８と熱交換して凝縮することにより、次第に乾き度が減少する。空気８は、フィン１を通過する間に第１伝熱管群２ａから熱を吸収するため、風上から風下へ進むに従ってその温度は上昇する。従って、第１伝熱管群２ａと空気８との温度差は、風上側でもっとも大きくなるため、風上側の熱交換量が大きくなる。
【００９０】
ついで、第２ヘッダ４に流入した冷媒は、絞り通路１１ａを通過した後、第２伝熱管群２ｂから流出されることになる。ここで、上記熱交換器によれば、絞り通路１１ａを通過する際に冷媒の速度が増加するため、当該絞り通路１１ａを通過した後の冷媒液１０が仕切り板６に衝突し、その後、風上側へ移動することになる。風上側へ移動した冷媒液１０は、通路壁１１と仕切り板６とで画成された空間が広いために、第２ヘッダ４の風上側において内壁に衝突した後、重力の影響によって風下側へ移動し、空間内を循環するようになる。このため、第２伝熱管群２ｂから流出される冷媒液１０が均等に分配され易くなり、第２伝熱管群２ｂから流出される冷媒ガス９も均等に分配されることになる。
【００９１】
さらに、第２ヘッダ４から流出した冷媒は、第２伝熱管群２ｂを通過する間にフィン１を介して空気８と熱交換して凝縮し、第１ヘッダ３の第４室３ｄに至る。以降、同様に冷媒が絞り通路１１ａ、第１伝熱管群２ａ、第２ヘッダ４、絞り通路１１ａ、第２伝熱管群２ｂ、第１ヘッダ３を経由し、最後に第１ヘッダ３の第１流通口３ｆから流出する。これらの間においても、絞り通路１１ａを通過する際に冷媒の速度が増加し、当該絞り通路１１ａを通過した後の冷媒液１０が仕切り板６に衝突した後、風上側へ移動することになる。風上側へ移動した冷媒液１０は、空間が広いためにヘッダ３，４の風上側において内壁に衝突した後、重力の影響によって風下側へ移動し、空間内を循環するようになり、第１伝熱管群２ａのそれぞれから均等に流出し易くなるとともに、第２伝熱管群２ｂのそれぞれから均等に流出し易くなる。
【００９２】
このように、上記熱交換器では、第１ヘッダ３において蒸発時に冷媒を流出させる第２伝熱管群２ｂに接続する部分が、蒸発時に冷媒を流入させる第１伝熱管群２ａに接続する部分よりも狭くなるように通路壁１１を配設し、かつ風下側となる位置に絞り通路１１ａを設けるようにしているとともに、第２ヘッダ４において蒸発時に冷媒を流出させる第１伝熱管群２ａに接続する部分が、蒸発時に冷媒を流入させる第２伝熱管群２ｂに接続する部分よりも狭くなるように通路壁１１を配設し、かつ風下側となる位置に絞り通路１１ａを設けるようにしているため、蒸発時には第１伝熱管群２ａにおいて風上側に位置するものに冷媒液１０を大量に確保でき、かつ凝縮時には第２伝熱管群２ｂにおいて風上側に位置するものに冷媒ガス９を確保することができる。つまり、上記熱交換器によれば、これを４５度傾けて配置した場合であっても、凝縮時の熱交換量を確保しながら、蒸発時の熱交換量を大幅に増加することが可能となる。
【００９３】
図４４及び図４５は、上述した熱交換器と従来の熱交換器とにおいて、第１伝熱管群２ａ及び第２伝熱管群２ｂのそれぞれに対する冷媒液１０の分配割合を実験により検証した結果を示すグラフである。図４４は、４５度傾けた実施の形態３の熱交換器及び従来の熱交換器に対して冷媒を下側から上側に流した場合の第１伝熱管群２ａに対する冷媒液１０の分配割合を示し、図４５は、４５度傾けた実施の形態３の熱交換器及び従来の熱交換器に対して冷媒を上側から下側に流した場合の第２伝熱管群２ｂに対する冷媒液１０の分配割合を示したものである。
【００９４】
実験に用いた熱交換器の寸法は、図３９及び図４３に示す通りである。これら図３９及び図４３では、いずれも第２ヘッダ４において２枚の仕切り板６により画成された室、例えば第２室４ｂを示している。室は、幅方向の寸法が２２．３ｍｍ、高さ方向の寸法が１４．３ｍｍ、厚み方向の寸法が１．４ｍｍである。また、第１伝熱管群２ａ及び第２伝熱管群２ｂは、それぞれ６ｍｍのピッチで配設した４本の伝熱管を備えている。さらに、第１伝熱管群２ａと第２伝熱管群２ｂとの間隔は１０ｍｍである。便宜上、第１伝熱管群２ａを上方に位置するものから順に▲１▼ａ，▲２▼ａ，▲３▼ａ，▲４▼ａと称し、第２伝熱管群２ｂを上方に位置するものから順に、▲１▼ｂ，▲２▼ｂ，▲３▼ｂ，▲４▼ｂと称する。
【００９５】
また、図４３に示した実施の形態３の熱交換器には、室４ｂにおいて第１伝熱管群２ａに接続する部分と第２伝熱管群２ｂに接続する部分との間に板厚が１ｍｍの通路壁１１を介在させている。通路壁１１を介在させる位置は、下から９．６５ｍｍの位置であり、室４ｂにおいて第１伝熱管群２ａに接続する部分が第２伝熱管群２ｂに接続する部分よりも十分に狭くなるようにしている。この通路壁１１には、第１伝熱管群２ａにおいてもっとも下方に位置するもの▲４▼ａよりもさらに下方となる位置に幅１．７ｍｍ、長さ１ｍｍの絞り通路１１ａが形成してある。
【００９６】
実験に際しては、乾き度が０．４の冷媒を流量６ｋｇ／ｈで流し、第１伝熱管群２ａ及び第２伝熱管群２ｂの各伝熱管に流通する冷媒液１０の割合を計測した。なお、図４４及び図４５において、横軸は上述した伝熱管の番号であり、縦軸は伝熱管に流入する冷媒液の流量割合である。
【００９７】
図３９及び図４３中の実線矢印に示すように、冷媒を下から上へ流した場合（蒸発時）、図４４に示すように、実施の形態３の熱交換器によれば、従来の熱交換器に比べて、明らかに重力方向７と反対方向の伝熱管▲１▼ａに流入する冷媒液１０の流量割合が増加することが分かる。
【００９８】
また、図３９及び図４３中の破線矢印に示すように、冷媒を上側から下側に流した場合（凝縮時）、図４５に示すように、実施の形態３の熱交換器によれば、従来の熱交換器のヘッダに比べて、第２伝熱管群２ｂに流入する冷媒液１０の流量割合が均等に分配されることが分かる。従って、第２伝熱管群２ｂに流入する冷媒ガス９も均等に分配され易くなる。
【００９９】
これにより、熱交換器を重力方向７に対して４５度傾いた状態で設置し、空気８を熱交換器の４５度上方向から４５度下方向に流し、かつ、蒸発時には冷媒を下側から上側に、凝縮時には冷媒を上側から下側に流した場合には、蒸発時に第１伝熱管群２ａにおいて風上側に位置したものに流出される冷媒液１０が大量になるとともに、凝縮時に第２伝熱管群２ｂにおいて風上側に位置するものに流出される冷媒ガス９の量が十分になる。従って、凝縮時に所望の熱交換量を確保しつつ、蒸発時に熱交換量を大幅に増大することができるようになる。
【０１００】
なお、上述した実施の形態３では、熱交換器を４５度に傾けて設置するとともに、空気８を４５度上方向から４５度下方向に流しているが、熱交換器の設置角度は０度から９０度の間で任意に選択することができ、空気８の流れる方向は絞り通路１１ａが風下になる方向であれば任意に設定することができる。
【０１０１】
また、ヘッダ３，４の内部に絞り通路１１ａを有した通路壁１１を配設することによって該ヘッダ３，４に絞り通路１１ａを設けるようにしているため、ヘッダ３，４に加工を施す必要がなく、当該ヘッダ３，４の製造作業を煩雑化する虞れがないが、例えばヘッダの内壁面を突起状とすることによって絞り通路を形成してもよいし、ヘッダの壁面を絞ることによって絞り通路を形成することも可能である。また、伝熱管群２ａ，２ｂの数や太さに関しては、任意に決定することができる。たとえば、実施の形態１と同様に電熱管群２ａ，２ｂを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。さらに、マイクロチャンネルは円形、四角形のほか任意の形状を選択することができ、大きさ、数についても任意に選択することができる。
【０１０２】
また、絞り通路１１ａの数や形状、取り付け角度、大きさは任意に決定することができる。たとえば、絞り通路１１ａが通路壁１１と仕切板６により形成される流路の幅と同じであっても良い。
【０１０３】
さらに、上述した実施の形態３では第１ヘッド３と第２ヘッダ４とを設けたが、図１２に示すように第２ヘッダの代わりにヘアピン２ｃを設け、第１ヘッダ３のみの構成としてもよい。さらに、ヘアピンに限ることなく、第１伝熱管群２ａと第２伝熱管群２ｂを接続できるものであれば任意に選択することができる。
【０１０４】
実施の形態４．
上述した実施の形態３では、熱交換器を重力方向７に対して４５度傾けて設置し、空気８を熱交換器の４５度上方向から４５度下方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流すようにしたものについて説明したが、実施の形態４は、熱交換器を４５度傾けて設置し、空気８を４５度下方向から４５度上方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流すようにしたものである。
【０１０５】
図１３及び図１４は、この発明の実施の形態４である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、図１３は、蒸発時における冷媒の状態を示し、図１４は、凝縮時における冷媒の状態を示している。
【０１０６】
これらの図からも明らかなように、この実施の形態４においては、ヘッダにおいて凝縮時に冷媒を流出させる凝縮時流出側伝熱管群に接続する部分が、凝縮時に冷媒を流入させる凝縮時流入側伝熱管群に接続する部分よりも狭くなるように室を仕切り、かつ風上側となる位置に絞り通路を設けるようにしている。
【０１０７】
より詳細には、第１ヘッダ３の各室３ｂ，３ｃ，３ｄにおいては、凝縮時流出側伝熱管群となる第１伝熱管群２ａに接続する部分が、凝縮時流入側伝熱管群となる第２伝熱管群２ｂに接続する部分よりも狭くなるように通路壁１１を配設する一方、第２ヘッダ４の各室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにおいては、凝縮時流出側伝熱管群となる第２伝熱管群２ｂに接続する部分が、凝縮時流入側伝熱管群となる第１伝熱管群２ａに接続する部分よりも狭くなるように通路壁１１を配設してある。それぞれの通路壁１１には、空気８の風上側となる部分に唯一の絞り通路１１ａを設けてある。
【０１０８】
なお、その他の構成に関しては、実施の形態１と同様であるため、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【０１０９】
上記のように構成した実施の形態４によれば、熱交換器を４５度傾けて設置し、空気８を４５度下方向から４５度上方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流せば、蒸発時に所望の熱交換量を確保しつつ、凝縮時に熱交換量を大幅に増加することができるようになる。
【０１１０】
なお、上述した実施の形態４では、熱交換器を４５度に傾けて設置するとともに、空気８を４５度下方向から４５度上方向に流しているが、熱交換器の設置角度は０度から９０度の間で任意に選択することができ、空気８の流れる方向は絞り通路１１ａが風上になる方向であれば任意に選択することができる。また、伝熱管群２ａ，２ｂの数や太さに関しては、任意に決定することができる。たとえば、実施の形態１と同様に電熱管群２ａ，２ｂを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。さらに、マイクロチャンネルは円形、四角形のほか任意の形状を選択することができ、大きさ、数についても任意に選択することができる。
【０１１１】
実施の形態５．
上述した実施の形態３では、熱交換器を重力方向７に対して４５度傾けて設置し、空気８を熱交換器の４５度上方向から４５度下方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流すようにしたものについて説明したが、実施の形態５は、熱交換器を４５度傾けて設置し、空気８を４５度上方向から４５度下方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を上側から下側に、凝縮時に冷媒を下側から上側に流すようにしたものである。
【０１１２】
図１５及び図１６は、この発明の実施の形態５である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、図１５は、蒸発時における冷媒の状態を示し、図１６は、凝縮時における冷媒の状態を示している。
【０１１３】
これらの図からも明らかなように、この実施の形態５においては、ヘッダにおいて蒸発時に冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群に接続する部分が、蒸発時に冷媒を流入させる蒸発時流入側伝熱管群に接続する部分よりも狭くなるように室を仕切り、かつ風下側となる位置に絞り通路を設けるようにしている。
【０１１４】
より詳細には、第１ヘッダ３の各室３ｂ，３ｃ，３ｄにおいては、蒸発時流出側伝熱管群となる第１伝熱管群２ａに接続する部分が、蒸発時流入側伝熱管群となる第２伝熱管群２ｂに接続する部分よりも狭くなるように通路壁１１を配設する一方、第２ヘッダ４の各室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにおいては、蒸発時流出側伝熱管群となる第２伝熱管群２ｂに接続する部分が、蒸発時流入側伝熱管群となる第１伝熱管群２ａに接続する部分よりも狭くなるように通路壁１１を配設してある。それぞれの通路壁１１には、空気８の風下側となる部分に唯一の絞り通路１１ａを設けてある。
【０１１５】
なお、その他の構成に関しては、実施の形態１と同様であるため、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【０１１６】
上記のように構成した実施の形態５によれば、熱交換器を４５度傾けて設置し、空気８を４５度上方向から４５度下方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を上側から下側に、凝縮時に冷媒を下側から上側に流せば、凝縮時に所望の熱交換量を確保しつつ、蒸発時に熱交換量を大幅に増加することができるようになる。
【０１１７】
なお、上述した実施の形態５では、熱交換器を４５度に傾けて設置するとともに、空気８を４５度上方向から４５度下方向に流しているが、熱交換器の設置角度は０度から９０度の間で任意に選択することができ、空気８の流れる方向は絞り通路１１ａが風下になる方向であれば任意に設定することができる。また、伝熱管群２ａ，２ｂの数や太さに関しては、任意に決定することができる。たとえば、実施の形態１と同様に電熱管群２ａ，２ｂを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。さらに、マイクロチャンネルは円形、四角形のほか任意の形状を選択することができ、大きさ、数についても任意に選択することができる。
【０１１８】
実施の形態６．
上述した実施の形態３では、熱交換器を重力方向７に対して４５度傾けて設置し、空気８を熱交換器の４５度上方向から４５度下方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流すようにしたものについて説明したが、実施の形態６は、熱交換器を４５度傾けて設置し、空気８を４５度下方向から４５度上方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を上側から下側に、凝縮時に冷媒を下側から上側に流すようにしたものである。
【０１１９】
図１７及び図１８は、この発明の実施の形態６である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、図１７は、蒸発時における冷媒の状態を示し、図１８は、凝縮時における冷媒の状態を示している。
【０１２０】
これらの図からも明らかなように、この実施の形態６においては、ヘッダにおいて凝縮時に冷媒を流出させる凝縮時流出側伝熱管群に接続する部分が、凝縮時に冷媒を流入させる凝縮時流入側伝熱管群に接続する部分よりも狭くなるように室を仕切り、かつ風上側となる位置に絞り通路を設けるようにしている。
【０１２１】
より詳細には、第１ヘッダ３の各室３ｂ，３ｃ，３ｄにおいては、凝縮時流出側伝熱管群となる第２伝熱管群２ｂに接続する部分が、凝縮時流入側伝熱管群となる第１伝熱管群２ａに接続する部分よりも狭くなるように通路壁１１を配設する一方、第２ヘッダ４の各室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにおいては、凝縮時流出側伝熱管群となる第１伝熱管群２ａに接続する部分が、凝縮時流入側伝熱管群となる第２伝熱管群２ｂに接続する部分よりも狭くなるように通路壁１１を配設してある。それぞれの通路壁１１には、空気８の風上側となる部分に唯一の絞り通路１１ａを設けてある。
【０１２２】
なお、その他の構成に関しては、実施の形態１と同様であるため、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【０１２３】
上記のように構成した実施の形態６によれば、熱交換器を４５度傾けて設置し、空気８を４５度下方向から４５度上方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を上側から下側に、凝縮時に冷媒を下側から上側に流せば、蒸発時に所望の熱交換量を確保しつつ、凝縮時に熱交換量を大幅に増加することができるようになる。
【０１２４】
なお、上述した実施の形態６では、熱交換器を４５度に傾けて設置するとともに、空気８を４５度下方向から４５度上方向に流しているが、熱交換器の設置角度は０度から９０度の間で任意に選択することができ、空気８の流れる方向は絞り通路１１ａが風上になる方向であれば任意に設定することができる。また、伝熱管群２ａ，２ｂの数や太さに関しては、任意に決定することができる。たとえば、実施の形態１と同様に電熱管群２ａ，２ｂを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。さらに、マイクロチャンネルは円形、四角形のほか任意の形状を選択することができ、大きさ、数についても任意に選択することができる。
【０１２５】
実施の形態７．
上述した実施の形態３では、熱交換器を重力方向７に対して４５度傾けて設置し、空気８を熱交換器の４５度上方向から４５度下方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流すようにしたものについて説明したが、実施の形態７は、熱交換器を重力方向７に沿って設置し、空気８を水平方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流すようにしたものである。
【０１２６】
図１９及び図２０は、この発明の実施の形態７である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、図１９は、蒸発時における冷媒の状態を示し、図２０は、凝縮時における冷媒の状態を示している。
【０１２７】
これらの図からも明らかなように、この実施の形態７においては、ヘッダにおいて蒸発時に冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群に接続する部分が、蒸発時に冷媒を流入させる蒸発時流入側伝熱管群に接続する部分よりも狭くなるように室を仕切り、かつ風下側となる位置に絞り通路を設けるようにしている。
【０１２８】
より詳細には、第１ヘッダ３の各室３ｂ，３ｃ，３ｄにおいては、蒸発時流出側伝熱管群となる第２伝熱管群２ｂに接続する部分が、蒸発時流入側伝熱管群となる第１伝熱管群２ａに接続する部分よりも狭くなるように通路壁１１を配設する一方、第２ヘッダ４の各室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにおいては、蒸発時流出側伝熱管群となる第１伝熱管群２ａに接続する部分が、蒸発時流入側伝熱管群となる第２伝熱管群２ｂに接続する部分よりも狭くなるように通路壁１１を配設してある。それぞれの通路壁１１には、空気８の風下側となる部分に唯一の絞り通路１１ａを設けてある。
【０１２９】
なお、その他の構成に関しては、実施の形態１と同様であるため、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【０１３０】
熱交換器を重力方向７に沿って設置した場合であっても風上側で熱交換量が大きくなるため、蒸発時に冷媒液を風上側の伝熱管へ凝縮時に冷媒ガスを風上側の伝熱管へ流す必要がある。
【０１３１】
上記のように構成した実施の形態７によれば、熱交換器を重力方向７に沿って設置し、空気８を水平方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流せば、凝縮時に所望の熱交換量を確保しつつ、蒸発時に熱交換量を大幅に増加することができるようになる。
【０１３２】
なお、上述した実施の形態７では、空気８を水平方向に流しているが、空気８の流れる方向は絞り通路１１ａが風下になる方向であれば任意に設定することができる。また、伝熱管群２ａ，２ｂの数や太さに関しては、任意に決定することができる。たとえば、実施の形態１と同様に電熱管群２ａ，２ｂを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。さらに、マイクロチャンネルは円形、四角形のほか任意の形状を選択することができ、大きさ、数についても任意に選択することができる。
【０１３３】
実施の形態８．
上述した実施の形態３では、熱交換器を重力方向７に対して４５度傾けて設置し、空気８を熱交換器の４５度上方向から４５度下方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流すようにしたものについて説明したが、実施の形態８は、熱交換器を重力方向７に沿って設置し、空気８を水平方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を上側から下側に、凝縮時に冷媒を下側から上側に流すようにしたものである。
【０１３４】
図２１及び図２２は、この発明の実施の形態８である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、図２１は、蒸発時における冷媒の状態を示し、図２２は、凝縮時における冷媒の状態を示している。
【０１３５】
これらの図からも明らかなように、この実施の形態８においては、ヘッダにおいて蒸発時に冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群に接続する部分が、蒸発時に冷媒を流入させる蒸発時流入側伝熱管群に接続する部分よりも狭くなるように室を仕切り、かつ風下側となる位置に絞り通路を設けるようにしている。
【０１３６】
より詳細には、第１ヘッダ３の各室３ｂ，３ｃ，３ｄにおいては、蒸発時流出側伝熱管群となる第１伝熱管群２ａに接続する部分が、蒸発時流入側伝熱管群となる第２伝熱管群２ｂに接続する部分よりも狭くなるように通路壁１１を配設する一方、第２ヘッダ４の各室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにおいては、蒸発時流出側伝熱管群となる第２伝熱管群２ｂに接続する部分が、蒸発時流入側伝熱管群となる第１伝熱管群２ａに接続する部分よりも狭くなるように通路壁１１を配設してある。それぞれの通路壁１１には、空気８の風下側となる部分に唯一の絞り通路１１ａを設けてある。
【０１３７】
なお、その他の構成に関しては、実施の形態１と同様であるため、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【０１３８】
熱交換器を重力方向７に沿って設置した場合であっても風上側で熱交換量が大きくなるため、蒸発時に冷媒を風上側の伝熱管へ、凝縮時に冷媒ガスを風上側の伝熱管に流す必要がある。
【０１３９】
上記のように構成した実施の形態８によれば、熱交換器を重力方向７に沿って設置し、空気８を水平方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を上側から下側に、凝縮時に冷媒を下側から上側に流せば、凝縮時に所望の熱交換量を確保しつつ、蒸発時に熱交換量を大幅に増加することができるようになる。
【０１４０】
なお、上述した実施の形態８では、空気８を水平方向に流しているが、絞り通路１１ａが風下になる方向であれば任意に設定することができる。また、伝熱管群２ａ，２ｂの数や太さに関しては、任意に決定することができる。たとえば、実施の形態１と同様に電熱管群２ａ，２ｂを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。さらに、マイクロチャンネルは円形、四角形のほか任意の形状を選択することができ、大きさ、数についても任意に選択することができる。
【０１４１】
実施の形態９．
上述した実施の形態３では、熱交換器を重力方向７に対して４５度傾けて設置し、空気８を熱交換器の４５度上方向から４５度下方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流すようにしたものについて説明したが、実施の形態９は、熱交換器を重力方向７に沿って設置し、空気８を水平方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流すようにしたものである。
【０１４２】
図２３及び図２４は、この発明の実施の形態９である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、図２３は、蒸発時における冷媒の状態を示し、図２４は、凝縮時における冷媒の状態を示している。
【０１４３】
これらの図からも明らかなように、この実施の形態９においては、ヘッダにおいて凝縮時に冷媒を流出させる凝縮時流出側伝熱管群に接続する部分が、凝縮時に冷媒を流入させる凝縮時流入側伝熱管群に接続する部分よりも狭くなるように室を仕切り、かつ風上側となる位置に絞り通路を設けるようにしている。
【０１４４】
より詳細には、第１ヘッダ３の各室３ｂ，３ｃ，３ｄにおいては、凝縮時流出側伝熱管群となる第１伝熱管群２ａに接続する部分が、凝縮時流入側伝熱管群となる第２伝熱管群２ｂに接続する部分よりも狭くなるように通路壁１１を配設する一方、第２ヘッダ４の各室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにおいては、凝縮時流出側伝熱管群となる第２伝熱管群２ｂに接続する部分が、凝縮時流入側伝熱管群となる第１伝熱管群２ａに接続する部分よりも狭くなるように通路壁１１を配設してある。それぞれの通路壁１１には、空気８の風上側となる部分に唯一の絞り通路１１ａを設けてある。
【０１４５】
なお、その他の構成に関しては、実施の形態１と同様であるため、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【０１４６】
熱交換器を重力方向７に沿って設置した場合であっても、風上側で熱交換量が大きくなるため蒸発時に冷媒液を風上側の伝熱管へ凝縮時に冷媒ガスを風上側の伝熱管へ流す必要がある。
【０１４７】
上記のように構成した実施の形態９によれば、熱交換器を重力方向７に沿って設置し、空気８を水平方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流せば、蒸発時に所望の熱交換量を確保しつつ、凝縮時に熱交換量を大幅に増加することができるようになる。
【０１４８】
なお、上述した実施の形態９では、空気８を水平方向に流しているが、絞り通路１１ａが風上になる方向であれば任意に選択することができる。また、伝熱管群２ａ，２ｂの数や太さに関しては、任意に決定することができる。たとえば、実施の形態１と同様に電熱管群２ａ，２ｂを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。さらに、マイクロチャンネルは円形、四角形のほか任意の形状を選択することができ、大きさ、数についても任意に選択することができる。
【０１４９】
実施の形態１０．
上述した実施の形態３では、熱交換器を重力方向７に対して４５度傾けて設置し、空気８を熱交換器の４５度上方向から４５度下方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流すようにしたものについて説明したが、実施の形態１０は、熱交換器を重力方向７に沿って設置し、空気８を水平方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を上側から下側に、凝縮時に冷媒を下側から上側に流すようにしたものである。
【０１５０】
図２５及び図２６は、この発明の実施の形態１０である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、図２５は、蒸発時における冷媒の状態を示し、図２６は、凝縮時における冷媒の状態を示している。
【０１５１】
これらの図からも明らかなように、この実施の形態１０においては、ヘッダにおいて凝縮時に冷媒を流出させる凝縮時流出側伝熱管群に接続する部分が、凝縮時に冷媒を流入させる凝縮時流入側伝熱管群に接続する部分よりも狭くなるように室を仕切り、かつ風上側となる位置に絞り通路を設けるようにしている。
【０１５２】
より詳細には、第１ヘッダ３の各室３ｂ，３ｃ，３ｄにおいては、凝縮時流出側伝熱管群となる第２伝熱管群２ｂに接続する部分が、凝縮時流入側伝熱管群となる第１伝熱管群２ａに接続する部分よりも狭くなるように通路壁１１を配設する一方、第２ヘッダ４の各室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにおいては、凝縮時流出側伝熱管群となる第１伝熱管群２ａに接続する部分が、凝縮時流入側伝熱管群となる第２伝熱管群２ｂに接続する部分よりも狭くなるように通路壁１１を配設してある。それぞれの通路壁１１には、空気８の風上側となる部分に唯一の絞り通路１１ａを設けてある。
【０１５３】
なお、その他の構成に関しては、実施の形態１と同様であるため、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【０１５４】
熱交換器を重力方向７に沿って設置した場合であっても風上側で熱交換量が大きくなるため、蒸発時に冷媒液を風上側の伝熱管へ、凝縮時に冷媒ガスを風上側の伝熱管へ流す必要がある。
【０１５５】
上記のように構成した実施の形態１０によれば、熱交換器を重力方向７に沿って設置し、空気８を水平方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を上側から下側に、凝縮時に冷媒を下側から上側に流せば、蒸発時に所望の熱交換量を確保しつつ、凝縮時に熱交換量を大幅に増加することができるようになる。
【０１５６】
なお、上述した実施の形態１０では、空気８を水平方向に流しているが、絞り通路１１ａが風上になる方向であれば任意に選択することができる。また、伝熱管群２ａ，２ｂの数や太さに関しては、任意に決定することができる。たとえば、実施の形態１と同様に電熱管群２ａ，２ｂを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。さらに、マイクロチャンネルは円形、四角形のほか任意の形状を選択することができ、大きさ、数についても任意に選択することができる。
【０１５７】
実施の形態１１．
上述した実施の形態３では、第１ヘッダ３及び第２ヘッダ４に通路壁１１を配設することによって絞り通路１１ａを構成したが、実施の形態１１は、異径のＵ字状配管を適用してヘッダ及び絞り通路を構成したものである。
【０１５８】
図２７は、この発明の実施の形態１１である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。ここで例示する熱交換器は、実施の形態３に示したものと同様に、重力方向７に対して４５度傾けて設置し、空気８を４５度上方向から４５度下方向へ流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流すようにしたもので、ヘッダの構成のみが異なっている。
【０１５９】
すなわち、図２７に示す第２ヘッダ４は、第１伝熱管群２ａと第２伝熱管群２ｂとをＵ字状の銅配管１４によって接続している。より詳細には、蒸発時に冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群となる第１伝熱管群２ａに至る湾曲部分が風下側に位置して絞り通路１４ａを構成するようにしてある。このような銅配管１４を４つ並べて、第２ヘッダ４を構成する。
【０１６０】
このように構成された第２ヘッダ４は、室１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈを形成し、第１伝熱管群２ａに接続するものと、第２伝熱管群２ｂに接続するものとに分けられる。室１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈにおいて蒸発時流出側伝熱管群となる第１伝熱管群２ａに接続した側は、蒸発時流入側伝熱管群となる第２伝熱管群２ｂに接続したものよりも空間を狭く構成してある。
【０１６１】
なお、第１ヘッダに関しては図示していないが、第２ヘッダ４と同様の構成を有している。但し、ヘッダの室に関しては、蒸発時流出側伝熱管群となる第２伝熱管群２ｂに接続したものが、蒸発時流入側伝熱管群となる第１伝熱管群２ａに接続したものよりも空間を狭く構成してある。また、その他の構成に関しては、実施の形態３と同様であるため、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【０１６２】
上記のように構成した熱交換器では、第２ヘッダ４において蒸発時に冷媒を流出させる第１伝熱管群２ａに接続する部分を、蒸発時に冷媒を流入させる第２伝熱管群２ｂに接続する部分よりも狭く構成し、かつ風下側となる位置に絞り通路１４ａを設けるようにしているため、蒸発時には第１伝熱管群２ａにおいて風上側に位置するものに冷媒液１０を大量に確保でき、かつ凝縮時には第２伝熱管群２ｂにおいて風上側に位置するものに冷媒ガス９を確保することができる。つまり、上記熱交換器によれば、これを４５度傾けて配置した場合であっても、凝縮時の熱交換量を確保しながら、蒸発時の熱交換量を大幅に増加することが可能となる。
【０１６３】
なお、上述した実施の形態３〜実施の形態１１では、熱交換器を４５度に傾けて設置した場合、または、鉛直に設置した場合について説明したが、熱交換器の設置角度は任意であり、上記に示した組み合わせを採用することで同様の効果を得ることができる。
【０１６４】
実施の形態１２．
図２８は、この発明の実施の形態１２である熱交換器の構成を示す断面図である。図２９は、図２８に示した熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、蒸発時における冷媒の状態を示している。図３０は、図２８に示した熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、凝縮時における冷媒の状態を示している。
【０１６５】
ここで例示する熱交換器は、上述した実施の形態１の熱交換器と同様の構成を有したもので、ヘッダの内部構造のみが異なっている。すなわち、この実施の形態１２においては、ヘッダにおいて各伝熱管群に接続する部分がそれぞれ狭くなるように室を仕切り、かつ蒸発時に冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群に接続する部分には風下側となる位置に第１絞り通路を設けるとともに、蒸発時に冷媒を流入させる蒸発時流入側伝熱管群に接続する部分には風上側となる位置に第２絞り通路を設けるようにしている。
【０１６６】
より詳細には、第１ヘッダ３の各室３ｂ，３ｃ，３ｄにおいては、各伝熱管群２ａ，２ｂに接続する部分がそれぞれ狭くなるように通路壁１５ａ，１５ｂを互いに間隔を確保して配設し、かつ蒸発時に冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群となる第２伝熱管群２ｂに近接した通路壁１５ａの風下側に第１絞り通路１５ａａを設ける一方、蒸発時に冷媒を流入させる蒸発時流入側伝熱管群となる第１伝熱管群２ａに近接した通路壁１５ｂの風上側に第２絞り通路１５ｂａを設けるようにしている。
【０１６７】
第２ヘッダ４の各室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにおいては、各伝熱管群２ａ，２ｂに接続する部分がそれぞれ狭くなるように一対の通路壁１６ａ，１６ｂを互いに間隔を確保して配設し、かつ蒸発時に冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群となる第１伝熱管群２ａに近接した通路壁１６ａの風下側に第１絞り通路１６ａａを設ける一方、蒸発時に冷媒を流入させる蒸発時流入側伝熱管群となる第２伝熱管群２ｂに近接した通路壁１６ｂの風上側に第２絞り通路１６ｂａを設けるようにしている。
【０１６８】
なお、その他の構成に関しては、実施の形態１と同様であるため、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【０１６９】
つぎに、実施の形態１２の熱交換器についてその作用を説明する。まず、蒸発時においては、冷媒は第１流通口３ｆから第１ヘッダ３に流入する。流入する冷媒は、乾き度が約０．２の冷媒ガス９と冷媒液１０とが混在した状態である。
【０１７０】
図２８及び図２９中の実線矢印で示すように、第１ヘッダ３に流入した冷媒は、第１室３ａに流れ込み、その後、第２伝熱管群２ｂを通じて第２ヘッダ４の第１室４ａに流入する。この間、第２伝熱管群２ｂを通過する冷媒は、フィン１を介して空気８と熱交換して蒸発することになり、次第に乾き度が増加する。空気８は、フィン１を通過する間に第２伝熱管群２ｂに熱を吸収されるため、風上から風下へ進むに従ってその温度が低下する。従って、第２伝熱管群２ｂと空気８との温度差は、風上側でもっとも大きくなり、風上側の熱交換量が大きくなる。
【０１７１】
ついで、第２ヘッダ４に流入した冷媒は、第２絞り通路１６ｂａおよび第１絞り通路１６ａａを通過した後、第１伝熱管群２ａから流出されることになる。ここで、第１絞り通路１６ａａを通過する際に冷媒の速度が増加するため、当該第１絞り通路１６ａａを通過した後の冷媒液１０が仕切り板６に衝突し、その後、風上側へ移動することになる。さらに風上側へ移動した冷媒液１０は、通路壁１６ａと仕切り板６とによって画成された空間が狭いために重力の影響に関わらず風下側へ移動し難い状態となり、そのほとんどが第１伝熱管群２ａにおいて風上側に位置するものから流出するようになる。
【０１７２】
さらに、第２ヘッダ４から流出した冷媒は、第１伝熱管群２ａを通過する間にフィン１を介して空気８と熱交換して蒸発し、第１ヘッダ３の第２室３ｂに至る。その後、第１絞り通路１５ａａおよび第２絞り通路１５ｂａを通過し、第２伝熱管群２ｂから流出されることになる。ここで、上記熱交換器によれば、第２絞り通路１５ｂａを通過する際に冷媒の速度が増加するため、当該絞り通路１５ｂａを通過した冷媒液１０が仕切り板５に衝突し、その後、空気８の風上側へ移動することになる。さらに風上側へ移動した冷媒液１０は、通路壁１５ｂと仕切り板５とによって画成された空間が狭いために重力の影響に関わらず風下側へ移動し難い状態となり、そのほとんどが第２伝熱管群２ｂにおいて風上側に位置するものから流出するようになる。
【０１７３】
以降、同様に冷媒が第１ヘッダ３及び第２ヘッダ４を交互に経て、最後に第１ヘッダ３の第２流通口３ｇから流出する。
【０１７４】
つぎに、凝縮時の作用について説明する。凝縮時においては、冷媒が第２流通口３ｇから第１ヘッダ３に流入する。流入する冷媒は、乾き度が１．０の冷媒ガス９のみの状態である。
【０１７５】
図２８及び図３０中の破線矢印で示すように、第１ヘッダ３に流入した冷媒は、第５室３ｅに流れ込み、その後、第１伝熱管群２ａを通じて第２ヘッダ４の第４室４ｄに流入する。この間、第１伝熱管群２ａを通過する冷媒は、フィン１を介して空気８と熱交換して凝縮することにより、次第に乾き度が減少する。空気８は、フィン１を通過する間に第１伝熱管群２ａから熱を吸収するため、風上から風下へ進むに従ってその温度は上昇する。従って、第１伝熱管群２ａと空気８との温度差は、風上側でもっとも大きくなり、風上側の熱交換量が大きくなる。
【０１７６】
ついで、第２ヘッダ４に流入した冷媒は、第１絞り通路１６ａａ、第２絞り通路１６ｂａを通過した後、第２伝熱管群２ｂから流出されることになる。ここで、上記熱交換器によれば、第２絞り通路１６ｂａを通過する際に冷媒の速度が増加するため、当該第２絞り通路１６ｂａを通過した後の冷媒液１０が仕切り板６に衝突し風下側へ移動する。従って、第２伝熱管群２ｂにおいて風下側に位置するものの入口で冷媒液１０の面積割合が増加し、冷媒ガス９が通過できる面積割合が減少するため、第２伝熱管群２ｂにおいて風下側に位置するものに流入する冷媒ガス９が減少し、逆に、第２伝熱管群２ｂにおいて風上側に位置するものに流入する冷媒ガス９が増加する。
【０１７７】
さらに、第２ヘッダ４から流出した冷媒は、第２伝熱管群２ｂを通過する間にフィン１を介して空気８と熱交換して凝縮し、第１ヘッダ３の第４室３ｄに至る。以降、同様に冷媒が第１ヘッダ３及び第２ヘッダ４を交互に経て、最後に第１ヘッダ３の第１流通口３ｆから流出する。
【０１７８】
このように、上記熱交換器では、第１ヘッダ３の各室３ｂ，３ｃ，３ｄにおいて、各伝熱管群２ａ，２ｂに接続する部分がそれぞれ狭くなるように通路壁１５ａ，１５ｂを互いに間隔を確保して配設し、かつ蒸発時に冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群となる第２伝熱管群２ｂに近接した通路壁１５ａの風下側に第１絞り通路１５ａａを設ける一方、蒸発時に冷媒を流入させる蒸発時流入側伝熱管群となる第１伝熱管群２ａに近接した通路壁１５ｂの風上側に第２絞り通路１５ｂａを設けるようにしている。また、第２ヘッダ４の各室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにおいては、各伝熱管群２ａ，２ｂに接続する部分がそれぞれ狭くなるように一対の通路壁１６ａ，１６ｂを互いに間隔を確保して配設し、かつ蒸発時に冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群となる第１伝熱管群２ａに近接した通路壁１６ａの風下側に第１絞り通路１６ａａを設ける一方、蒸発時に冷媒を流入させる蒸発時流入側伝熱管群となる第２伝熱管群２ｂに近接した通路壁１６ｂの風上側に第２絞り通路１６ｂａを設けるようにしている。
【０１７９】
これらの結果、蒸発時には、伝熱管群２ａ，２ｂにおいて風上側に位置するものに冷媒液１０を流すことができる一方、凝縮時には、伝熱管群２ａ，２ｂにおいて風上側に位置するものに冷媒ガス９を流すことができるため、蒸発時及び凝縮時の双方において熱交換量を大幅に増加できるようになる。
【０１８０】
図４７及び図４８は、上述した熱交換器と従来の熱交換器とにおいて、第１伝熱管群２ａ及び第２伝熱管群２ｂのそれぞれに対する冷媒液１０の分配割合を実験により検証した結果を示すグラフである。図４７は、４５度傾けた実施の形態１２の熱交換器及び従来の熱交換器に対して冷媒を下側から上側に流した場合の第１伝熱管群２ａに対する冷媒液１０の分配割合を示し、図４８は、４５度傾けた実施の形態１２の熱交換器及び従来の熱交換器に対して冷媒を上側から下側に流した場合の第２伝熱管群２ｂに対する冷媒液１０の分配割合を示したものである。
【０１８１】
実験に用いた熱交換器の寸法は、図３９及び図４６に示す通りである。これら図３９及び図４６では、いずれも第２ヘッダ４において２枚の仕切り板６により画成された室、例えば第２室４ｂを示している。室は、幅方向の寸法が２２．３ｍｍ、高さ方向の寸法が１４．３ｍｍ、厚み方向の寸法が１．４ｍｍである。また、第１伝熱管群２ａ及び第２伝熱管群２ｂは、それぞれ６ｍｍのピッチで配設した４本の伝熱管を備えている。さらに、第１伝熱管群２ａと第２伝熱管群２ｂとの間隔は１０ｍｍである。便宜上、第１伝熱管群２ａを上方に位置するものから順に▲１▼ａ，▲２▼ａ，▲３▼ａ，▲４▼ａと称し、第２伝熱管群２ｂを上方に位置するものから順に、▲１▼ｂ，▲２▼ｂ，▲３▼ｂ，▲４▼ｂと称する。
【０１８２】
また、図４６に示した実施の形態１２の熱交換器には、室４ｂにおいて第１伝熱管群２ａに接続する部分と第２伝熱管群２ｂに接続する部分との間に板厚が１ｍｍの通路壁１６ａ，１６ｂを一対介在させている。通路壁１１を介在させる位置は、上から３．６５ｍｍ及び下から３．６５ｍｍの２位置である。上方の通路壁１６ａには、第１伝熱管群２ａにおいてもっとも下方に位置するもの▲４▼ａよりもさらに下方となる位置に幅１．７ｍｍ、長さ１ｍｍの第１絞り通路１６ａａが形成してある一方、下方の通路壁１６ｂには、第２伝熱管群２ｂにおいてもっとも上方に位置するもの▲１▼ｂよりもさらに上方となる位置に幅１．７ｍｍ、長さ１ｍｍの第２絞り通路１６ｂａが形成してある。
【０１８３】
実験に際しては、乾き度が０．４の冷媒を流量６ｋｇ／ｈで流し、第１伝熱管群２ａ及び第２伝熱管群２ｂの各伝熱管に流通する冷媒液１０の割合を計測した。なお、図４７及び図４８において、横軸は上述した伝熱管の番号であり、縦軸は伝熱管に流入する冷媒液の流量割合である。
【０１８４】
図３９及び図４６中の実線矢印に示すように、冷媒を下から上へ流した場合（蒸発時）、図４７に示すように、実施の形態１２の熱交換器によれば、従来の熱交換器に比べて、明らかに重力方向７と反対方向の伝熱管▲１▼ａに流入する冷媒液１０の流量割合が増加することが分かる。
【０１８５】
また、図３９及び図４６中の破線矢印に示すように、冷媒を上側から下側に流した場合（凝縮時）、図４８に示すように、実施の形態１２の熱交換器によれば、従来の熱交換器のヘッダに比べて、第２伝熱管群２ｂにおいて重力方向７と反対方向の伝熱管▲１▼ｂに流入する冷媒液１０の流量割合がさらに減少することが分かる。つまり、第２伝熱管群２ｂにおいて重力方向７と反対方向の伝熱管▲１▼ｂに流入する冷媒ガス９の割合が増加することが分かる。
【０１８６】
これにより、熱交換器を重力方向７に対して４５度傾いた状態で設置し、空気８を熱交換器の４５度上方向から４５度下方向に流し、かつ、蒸発時には冷媒を下側から上側に、凝縮時には冷媒を上側から下側に流した場合には、蒸発時に第１伝熱管群２ａにおいて風上側に位置したものに流出される冷媒液１０が大量になるとともに、凝縮時に第２伝熱管群２ｂにおいて風上側に位置するものに流出される冷媒ガス９の量が大量になる。従って、蒸発時及び凝縮時の双方において熱交換量を大幅に増大することができるようになる。
【０１８７】
なお、上述した実施の形態１２では、熱交換器を４５度に傾けて設置するとともに、空気８を４５度上方向から４５度下方向に流しているが、熱交換器の設置角度は０度から９０度の間で任意に選択することができ、空気８の流れる方向は第１絞り通路１６ａａが風下に、第２絞り通路１６ｂａが風上になる方向であれば任意に選択することができる。
【０１８８】
また、絞り通路１６ａａ、１６ｂｂの形状、取り付け角度、大きさは任意に選択することができる。たとえば、絞り通路１６ａａが通路壁１６ａと仕切板６により形成される流路の幅と等しくても熱交換量を大幅に増大することができるようになる。
【０１８９】
なお、上述した実施の形態１２においては、凝縮時において第２絞り通路１６ｂａを通過した後の冷媒液は重力により風下側へ移動するため、第２絞り通路１６ｂａの開口面積を第１絞り通路１６ａａの開口面積より大きくすると熱交換量を大幅に増大することができ、冷媒の圧力損失を減少することが可能となる。また、第２の絞り通路１６ｂａの開口面積が大きくなるので、蒸発時の圧力損失も低減できる。
【０１９０】
なお、伝熱管群２ａ，２ｂの数や太さに関しては、任意に決定することができる。たとえば、実施の形態１と同様に電熱管群２ａ，２ｂを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。さらに、マイクロチャンネルは円形、四角形のほか任意の形状を選択することができ、大きさ、数についても任意に選択することができる。
【０１９１】
また、上述した実施の形態１２では第ヘッダ３と第２ヘッダ４とを設けたが、図３１に示すように、第２ヘッダの代わりにヘアピン２ｃを設け、第1ヘッダ３のみの構成としても良い。さらに、ヘアピンに限ることなく、第１伝熱管群２ａと第２伝熱管群２ｂを接続できるものであれば任意に選択することができる。
【０１９２】
実施の形態１３．
図３２及び図３３は、この発明の実施の形態１３である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、図３２は、蒸発時における冷媒の状態を示し、図３３は、凝縮時における冷媒の状態を示している。
【０１９３】
ここで例示する熱交換器は、上述した実施の形態１２の熱交換器と同様の構成を有したものである。但し、熱交換器を重力方向７に対して４５度傾いた状態で設置し、空気８を熱交換器の４５度下方向から４５度上方向に流すようにしたため、この風向きの相違に応じてヘッダの内部構造を実施の形態１２と対称となるように構成してある。すなわち、第２ヘッダ４に着目すれば、各伝熱管群２ａ，２ｂに接続する部分がそれぞれ狭くなるように通路壁１６ａ、１６ｂによって室を仕切るようにしている。蒸発時に冷媒を流出させる第１伝熱管群２ａに接続する部分には風下側となる位置に第１絞り通路１６ａａを設けるとともに、蒸発時に冷媒を流入させる第２伝熱管群２ｂに接続する部分には風上側となる位置に第２絞り通路１６ｂａを設けるようにしている。
【０１９４】
従って、この実施の形態１３の熱交換器においても、実施の形態１２と同様に、蒸発時及び凝縮時の双方において熱交換量を大幅に増加することができる。
【０１９５】
なお、上述した実施の形態１３では、熱交換器を４５度に傾けて設置するとともに、空気８を４５度下方向から４５度上方向に流しているが、熱交換器の設置角度は０度から９０度の間で任意に選択することができ、空気８の流れる方向は第１絞り通路１６ａａが風下に、第２絞り通路１６ｂａが風上になる方向であれば任意に選択することができる。
【０１９６】
なお、上述した実施の形態１３においては、蒸発時に第１の絞り通路１６ａａを通過した冷媒は重力により風上側へ移動するため、第１絞り通路１６ａａの開口面積を第２絞り通路１６ｂａの開口面積より大きくすると熱交換量を大幅に増大することができ、冷媒の圧力損失を減少することが可能となる。また、第１の絞り通路１６ａａの開口面積が増加するので凝縮時の圧力損失も低減できる。
【０１９７】
また、伝熱管群２ａ，２ｂの数や太さに関しては、任意に決定することができる。たとえば、実施の形態１と同様に電熱管群２ａ，２ｂを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。さらに、マイクロチャンネルは円形、四角形のほか任意の形状を選択することができ、大きさ、数についても任意に選択することができる。
【０１９８】
実施の形態１４．
図３４及び図３５は、この発明の実施の形態１４である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、図３４は、蒸発時における冷媒の状態を示し、図３５は、凝縮時における冷媒の状態を示している。
【０１９９】
ここで例示する熱交換器は、上述した実施の形態１２の熱交換器と同様の構成を有したものである。但し、蒸発時において冷媒を上側から下側へ流す一方、凝縮時において冷媒を下側から上側に流すようにしているため、この冷媒の流通方向の相違に応じてヘッダの内部構造を実施の形態１２と対称となるように構成してある。すなわち、第２ヘッダ４に着目すれば、各伝熱管群２ａ，２ｂに接続する部分がそれぞれ狭くなるように通路壁１６ａ、１６ｂによって室を仕切るようにしている。蒸発時に冷媒を流出させる第２伝熱管群２ｂに接続する部分には風下側となる位置に第２絞り通路１６ｂａを設けるとともに、蒸発時に冷媒を流入させる第１伝熱管群２ａに接続する部分には風上側となる位置に第１絞り通路１６ａａを設けるようにしている。
【０２００】
従って、この実施の形態１４の熱交換器においても、実施の形態１２と同様に、蒸発時及び凝縮時の双方において熱交換量を大幅に増加することができる。
【０２０１】
なお、上述した実施の形態１４では、熱交換器を４５度に傾けて設置するとともに、空気８を４５度上方向から４５度下方向に流しているが、熱交換器の設置角度は０度から９０度の間で任意に選択することができ、空気８の流れる方向は第２絞り通路１６ｂａが風下に、第１絞り通路１６ａａが風上になる方向であれば任意に選択することができる。
【０２０２】
なお、上述した実施の形態１４においては、凝縮時に第１絞り通路１６ａａを通過した後の冷媒液は重力により風下側へ移動するため、第１絞り通路１６ａａの開口面積を第２絞り通路１６ｂａの開口面積より大きくすると、熱交換量を大幅に増大することができ、冷媒の圧力損失を減少することが可能となる。また、第１絞り通路１６ａａの開口面積が増大するので蒸発時の圧力損失も低減できる。
【０２０３】
また、伝熱管群２ａ，２ｂの数や太さに関しては、任意に決定することができる。たとえば、実施の形態１と同様に電熱管群２ａ，２ｂを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。さらに、マイクロチャンネルは円形、四角形のほか任意の形状を選択することができ、大きさ、数についても任意に選択することができる。
【０２０４】
実施の形態１５．
図３６及び図３７は、この発明の実施の形態１５である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、図３６は、蒸発時における冷媒の状態を示し、図３７は、凝縮時における冷媒の状態を示している。
【０２０５】
ここで例示する熱交換器は、上述した実施の形態１２の熱交換器に対して、空気８の流す方向、並びに冷媒を流す向きが逆であるが、ヘッダの内部構造に関しても実施の形態１２と同様である。すなわち、ヘッダの内部を実施の形態１２と同様に構成した熱交換器を、重力方向７に対して４５度傾いた状態で設置し、空気８を熱交換器の４５度下方向から４５度上方向に流すとともに、蒸発時において冷媒を上側から下側へ流す一方、凝縮時において冷媒を下側から上側に流すようにしたものである。
【０２０６】
従って、この実施の形態１５においても、蒸発時及び凝縮時の双方において熱交換量を大幅に増加することができる。
【０２０７】
なお、上述した実施の形態１５では、熱交換器を４５度に傾けて設置するとともに、空気８を４５度下方向から４５度上方向に流しているが、熱交換器の設置角度は０度から９０度の間で任意に選択することができ、空気８の流れる方向は第２絞り通路１６ｂａが風下に、第１絞り通路１６ａａが風上になる方向であれば任意に選択することができる。
【０２０８】
なお、上述した実施の形態１５においては、蒸発時に第２の絞り通路１６ｂａを通過した後の冷媒は重力により移動するため、第２の絞り通路１６ｂａの開口面積を第１の絞り通路１６ａａの開口面積より大きくすると熱交換量を大幅に増大することができ、冷媒の圧力損失を減少させることが可能となる。また、第２の絞り通路１６ｂａの開口面積が増加するので凝縮時の圧力損失も低減できる。
【０２０９】
また、伝熱管群２ａ，２ｂの数や太さに関しては、任意に決定することができる。たとえば、実施の形態１と同様に電熱管群２ａ，２ｂを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。さらに、マイクロチャンネルは円形、四角形のほか任意の形状を選択することができ、大きさ、数についても任意に選択することができる。
【０２１０】
実施の形態１６．
上述した実施の形態１２では、第１ヘッダ３及び第２ヘッダ４に通路壁１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂを配設することによって絞り通路１５ａａ、１５ｂａ、１６ａａ、１６ｂａを構成したが、実施の形態１６は、Ｓ字状に蛇行する銅配管を適用してヘッダ及び絞り通路を構成したものである。
【０２１１】
図３８は、この発明の実施の形態１６である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。ここで例示する熱交換器は、実施の形態１２に示したものと同様に、重力方向７に対して４５度傾けて設置し、空気８を４５度上方向から４５度下方向へ流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流すようにしたもので、ヘッダの構成のみが異なっている。
【０２１２】
すなわち、図３８に示す第２ヘッダ４は、第１伝熱管群２ａと第２伝熱管群２ｂとをＳ字状に蛇行する銅配管２１によって接続している。より詳細には、蒸発時に冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群となる第１伝熱管群２ａに至る湾曲部分が風下側に位置して第１絞り通路２１ａを構成する一方、蒸発時に冷媒を流入させる蒸発時流入側伝熱管群となる第２伝熱管群２ｂに至る湾曲部分が風上側に位置して第２絞り通路２１ｂを構成するようにしてある。
【０２１３】
なお、第１ヘッダに関しては図示していないが、第２ヘッダ４と同様の構成を有している。
【０２１４】
上記のように構成した熱交換器では、熱交換器を重力方向７に対して４５度傾いた状態で設置し、空気８を熱交換器の４５度上方向から４５度下方向に流し、かつ、蒸発時には冷媒を下側から上側に、凝縮時には冷媒を上側から下側に流した場合、蒸発時に第１伝熱管群２ａにおいて風上側に位置したものに流出される冷媒液１０が大量になるとともに、凝縮時に第２伝熱管群２ｂにおいて風上側に位置するものに流出される冷媒ガス９の量が大量になる。従って、蒸発時及び凝縮時の双方において熱交換量を大幅に増大することができるようになる。
【０２１５】
なお、上述した実施の形態１２〜実施の形態１６では、熱交換器を４５度に傾けて設置した場合について説明したが、熱交換器の設置角度は任意であり、上記に示した組み合わせを採用することで同様の効果を得ることができる。
【０２１６】
また、上述した実施の形態１〜実施の形態１６では第１ヘッダ３と第２ヘッダ４とを設けたが、第２ヘッダ４の代わりにヘアピンを設け、第１ヘッダ３のみの構成としても良い。さらに、ヘアピンに限ることなく、第１伝熱管群２ａと第２伝熱管群２ｂとを接続できるものであれば任意に選択することができる。
【０２１７】
また、絞り通路２１ａ、２１ｂの大きさは任意であり、たとえば、銅配管径と等しくても同様の効果を有する。
【０２１８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかる熱交換器によれば、絞り通路を通過する際に冷媒の速度を増加させることができるため、室への衝突を利用することにより蒸発時及び凝縮時の双方において冷媒が伝熱管群のそれぞれに均等に流入し易くなり、それぞれに所望の熱交換量を確保することができるようになる。
【０２１９】
つぎの発明によれば、室の内部に通路壁を介在させることによって絞り通路を構成することができるため、ヘッダに加工を施す必要がなく、当該ヘッダの製造作業を煩雑化する虞れがない。
【０２２０】
つぎの発明によれば、乾き度が大きい冷媒が開口面積の大きい絞り通路を通過するようになるため、熱交換器の圧力損失を低減することができる。
【０２２１】
つぎの発明によれば、室における蒸発時流出側伝熱管群の接続部分において風上側へ移動した冷媒液が、狭い空間において重力の影響に関わらず風下側へ移動し難い状態となるため、凝縮時の熱交換量を確保しつつ、蒸発時の熱交換量を増大することが可能になる。
【０２２２】
つぎの発明によれば、室における凝縮時流出側伝熱管群の接続部分において風下側へ移動した冷媒液が、狭い空間において重力の影響に関わらず風上側へ移動し難い状態となるため、蒸発時の熱交換量を確保しつつ、凝縮時の熱交換量を増大することが可能になる。
【０２２３】
つぎの発明によれば、室における蒸発時流出側伝熱管群の接続部分において風上側へ移動した冷媒液が、狭い空間において重力の影響に関わらず風下側へ移動し難い状態となるとともに、室における凝縮時流出側伝熱管群の接続部分において風下側へ移動した冷媒液が、狭い空間において重力の影響に関わらず風上側に移動し難くなる。
【０２２４】
つぎの発明によれば、流入絞り通路を通過する冷媒の圧力損失が低減されることになるため、蒸発時及び凝縮時の双方において熱交換量を増大することが可能となる。
【０２２５】
この発明によれば、配管を用いて絞り通路を構成することができるようになるため、熱交換器の製造が容易となり、製造コストの低減を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１である熱交換器の断面図である。
【図２】  図１に示した熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図３】  図１に示した熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図４】  この発明の実施の形態１である熱交換器の変形例を示した図である。
【図５】  この発明の実施の形態１である熱交換器の変形例を示した図である。
【図６】  この発明の実施の形態１である熱交換器の変形例を示した図である。
【図７】  この発明の実施の形態２である熱交換器の断面図である。
【図８】  この発明の実施の形態２である熱交換器の変形例を示した図である。
【図９】  この発明の実施の形態３である熱交換器の断面図である。
【図１０】  図９に示した熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図１１】  図９に示した熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図１２】  この発明の実施の形態３である熱交換器の変形例を示した図である。
【図１３】  この発明の実施の形態４である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図１４】  この発明の実施の形態４である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図１５】  この発明の実施の形態５である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図１６】  この発明の実施の形態５である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図１７】  この発明の実施の形態６である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図１８】  この発明の実施の形態６である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図１９】  この発明の実施の形態７である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図２０】  この発明の実施の形態７である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図２１】  この発明の実施の形態８である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図２２】  この発明の実施の形態８である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図２３】  この発明の実施の形態９である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図２４】  この発明の実施の形態９である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図２５】  この発明の実施の形態１０である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図２６】  この発明の実施の形態１０である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図２７】  この発明の実施の形態１１である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図２８】  この発明の実施の形態１２である熱交換器の断面図である。
【図２９】  図２８に示した熱交換器を一方のヘッダからみた断面側面図である。
【図３０】  図２８に示した熱交換器を一方のヘッダから見た断面側面図である。
【図３１】  この発明の実施の形態１２である熱交換器の変形例を示した図である。
【図３２】  この発明の実施の形態１３である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図３３】  この発明の実施の形態１３である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図３４】  この発明の実施の形態１４である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図３５】  この発明の実施の形態１４である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図３６】  この発明の実施の形態１５である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図３７】  この発明の実施の形態１５である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図３８】  この発明の実施の形態１６である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面図である。
【図３９】  従来の熱交換器のヘッダ形状を示した図である。
【図４０】  実施の形態１の熱交換器のヘッダ形状を示した図ある。
【図４１】  実施の形態１の熱交換器及び従来の熱交換器にそれぞれ冷媒を下側から上側に流した場合に蒸発時流入側伝熱管に流入する冷媒液の流量割合を示したグラフである。
【図４２】  実施の形態１の熱交換器及び従来の熱交換器にそれぞれ冷媒を上側から下側に流した場合に凝縮時流出側伝熱管に流入する冷媒液の流量割合を示したグラフである。
【図４３】  実施の形態３の熱交換器のヘッダ形状を示した図である。
【図４４】  実施の形態３の熱交換器及び従来の熱交換器において、蒸発時に蒸発時流出側伝熱管に流入する冷媒液の流量割合を示したグラフである。
【図４５】  実施の形態３の熱交換器及び従来の熱交換器において、凝縮時に凝縮時流出側伝熱管に流入する冷媒液の流量割合を示したグラフである。
【図４６】  実施の形態１２の熱交換器のヘッダ形状を示した図である。
【図４７】  実施の形態１２の熱交換器及び従来の熱交換器において、蒸発時に蒸発時流出側伝熱管に流入する冷媒液の流量割合を示したグラフである。
【図４８】  実施の形態１２の熱交換器及び従来の熱交換器において、凝縮時に凝縮時流出側伝熱管に流入する冷媒液の流量割合を示したグラフである。
【図４９】  従来の熱交換器の概略断面を示した図である。
【図５０】  図４９に示した熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図５１】  図４９に示した熱交換器において蒸発時に一方のヘッダを通過する冷媒ガスと冷媒液との分布を示した概略断面図である。
【図５２】  図４９に示した熱交換器において凝縮時に一方のヘッダを通過する冷媒ガスと冷媒液との分布を示した概略断面図である。
【符号の説明】
１  フィン、２  伝熱管群、２ａ  第１伝熱管群、２ｂ  第２伝熱管群、２ｃ  ヘアピン、３  第１ヘッダ、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ  室、３ｆ  第１流通口、３ｇ  第２流通口、４  第２ヘッダ、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ  室、５  仕切り板、６  仕切り板、８  空気、９  冷媒ガス、１０  冷媒液、１１  通路壁、１４  Ｕ字状配管、１５ａ，１５ｂ  通路壁、１５ａａ  絞り通路、１５ｂ  通路壁、１５ｂａ  絞り通路、１６ａ  通路壁、１６ａａ  絞り通路、１６ｂ  通路壁、１６ｂａ  絞り通路、２１  銅配管、２１ａ  絞り通路、２１ｂ  絞り通路。
【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】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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