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JP6930622B1 - 熱交換器 - Google Patents

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JP6930622B1
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Abstract

【課題】空気の流れ方向の上流側に位置する流路へ流す冷媒の比率が意図した比率から変動することを抑制する熱交換器を得る。【解決手段】熱交換器は、複数の扁平伝熱管と、複数の扁平伝熱管の端部が接続されたヘッダと、を備える。ヘッダは、本体部の内部空間を冷媒流入部と冷媒流入部の上側に位置する上側部とに区画する第１の仕切り部材と、上側部を複数の扁平伝熱管と接続された接続部と接続部に対して複数の扁平伝熱管の反対側に位置する反対側部とに区画する第２の仕切り部材と、反対側部を風上部と風上部に対し外部の空気の流れの風下側に位置する風下部とに区画する第３の仕切り部材と、を有する。第２の仕切り部材に風上連通孔と風下連通孔とが設けられ、ヘッダの内部に、冷媒流入部に流入した冷媒を風上部と風下部とに流通させ、かつ複数の風上連通孔の流量を複数の風下連通孔の流量よりも多くする調節流路が設けられている。【選択図】図５

Description

本発明は、熱交換器に関する。
従来、複数の流路を有する扁平伝熱管の両端が左右のヘッダにそれぞれ挿入、接続され、一方のヘッダから扁平伝熱管に冷媒の分流を行う構造を有する熱交換器が知られている（例えば、特許文献１〜３を参照）。
この種の熱交換器を用いた空気調和機では、冷媒が外部の空気と熱交換を行う際、扁平伝熱管における風上側に位置する流路は熱交換量が大きい。そのため、同じ扁平伝熱管の流路でも風上側に位置する流路に風下側に位置する流路より多くの冷媒を流通させるための技術が提案されている。例えば、ヘッダの内部空間を、扁平伝熱管に接続された接続部と、当該接続部分に対して扁平伝熱管の反対側の反対側部とに区画する仕切り部材を有し、当該仕切り部材に孔を設ける技術が提案されている（特許文献１を参照）。当該孔は、空気の流れ方向に対して上流側に位置する流路に冷媒が多く流れるような位置に形成されている。
特開２０１４−３７８９９号公報 特表２０１４−５３３８１９号公報 特開２０１９−２７７２７号公報
この種のヘッダでは、空気の流れ方向に対して上流側に位置する流路に冷媒が多く流れるような位置に仕切り部材の孔が形成されていたとしても、熱交換器が空気の流れ方向の下流側に傾いた状態で冷媒を流通させると、下流側に冷媒が多く流れてしまう。これは、重力の影響によりヘッダの内部空間における高さ方向の位置が低い程、液相状態の冷媒が分布するからである。すなわち、熱交換器の取付け方若しくは空気調和機の据付け方によって、空気の流れ方向の上流側に流す冷媒の比率が意図した比率から変動してしまう。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、空気の流れ方向の上流側に位置する流路へ流す冷媒の比率が意図した比率から変動することを抑制する熱交換器を得ることを課題の一つとする。
本発明に係る熱交換器は、幅広な面が対向するように積層された複数の扁平伝熱管と、前記複数の扁平伝熱管の端部が接続され、前記複数の扁平伝熱管に冷媒を分流するヘッダと、を備え、前記ヘッダは、管状の本体部と、前記本体部の内部空間を、冷媒が流入する冷媒流入部と、前記冷媒流入部の上側に位置する上側部と、に区画する第１の仕切り部材と、前記上側部を、複数の前記扁平伝熱管と接続された接続部と、前記接続部に対して複数の前記扁平伝熱管の反対側に位置する反対側部と、に区画する第２の仕切り部材と、前記反対側部を、風上部と、前記風上部に対し外部の空気の流れの風下側に位置する風下部と、に区画する第３の仕切り部材と、を有し、前記第２の仕切り部材に、前記複数の扁平伝熱管の積層方向に並べられ前記風上部と前記接続部とを連通する複数の風上連通孔と、前記積層方向に並べられ前記風下部と前記接続部とを連通する複数の風下連通孔と、が設けられ、前記ヘッダの内部に、前記冷媒流入部に流入した前記冷媒を前記風上部と前記風下部とに流通させ、かつ前記複数の風上連通孔を介して前記風上部から前記接続部に流入する前記冷媒の流量を前記複数の風下連通孔を介して前記風下部から前記接続部に流入する前記冷媒の流量よりも多くする調節流路が設けられている。
本発明によれば、空気の流れ方向の上流側に位置する流路へ流す冷媒の比率が意図した比率から変動することを抑制する熱交換器を得ることができる。
図１は、本発明の実施の形態１に係る熱交換器が適用される空気調和機の構成を説明する図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係る熱交換器を説明する図であって、（ａ）は熱交換器の平面図、（ｂ）は熱交換器の正面図である。 図３は、本発明の実施の形態１に係る熱交換器のヘッダの斜視図である。 図４は、図３のヘッダの水平断面図である。 図５は、図３のヘッダの鉛直断面図である。 図６は、本発明の実施の形態２に係る熱交換器のヘッダの鉛直断面図である。 図７は、本発明の実施の形態２に係る熱交換器のヘッダの水平断面図である。 図８は、本発明の実施の形態３に係る熱交換器のヘッダの鉛直断面図である。 図９は、本発明の実施の形態４に係る熱交換器のヘッダの鉛直断面図である。 図１０は、本発明の実施の形態５に係る熱交換器のヘッダの鉛直断面図である。 図１１は、本発明の実施の形態６に係る熱交換器のヘッダの鉛直断面図である。 図１２は、本発明の実施の形態６に係る熱交換器のヘッダの一部の鉛直断面図である。 図１３は、本発明の実施の形態７に係る熱交換器のヘッダの鉛直断面図である。
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）について、添付図面を参照して説明する。なお、実施の形態の説明の全体を通して同じ構成には同じ番号を付している。
[実施の形態１]
（空気調和機）
図１は、本発明の実施の形態１に係る熱交換器４および熱交換器５が適用される空気調和機１の構成を説明する図である。図１に示すように、空気調和機１は、室内機２と、室外機３とを備える。室内機２には、室内用の熱交換器４が設けられ、室外機３には、室外用の熱交換器５のほかに、圧縮機６、膨張弁７、四方弁８が設けられている。
暖房運転時には、室外機３の圧縮機６から吐出された高温高圧のガス冷媒が四方弁８を介して凝縮器として機能する熱交換器４に流入する。暖房運転時には、図１において黒矢印で示す方向に冷媒が流れている。熱交換器４では、外部の空気と熱交換した冷媒が液化する。液化した高圧の冷媒は、膨張弁７を通過して減圧され、低温低圧の気液二相冷媒として蒸発器として機能する熱交換器５に流入する。熱交換器５では、外部の空気と熱交換した冷媒はガス化する。ガス化した低圧の冷媒は、四方弁８を介して圧縮機６に吸入される。
冷房運転時には、室外機３の圧縮機６から吐出された高温高圧のガス冷媒が四方弁８を介して凝縮器として機能する熱交換器５に流入する。冷房運転時には、図１において白矢印で示す方向に冷媒が流れている。熱交換器５では、外部の空気と熱交換した冷媒が液化する。液化した高圧の冷媒は、膨張弁７を通過して減圧され、低温低圧の気液二相冷媒として蒸発器として機能する熱交換器４に流入する。熱交換器４では、外部の空気と熱交換した冷媒はガス化する。ガス化した低圧の冷媒は、四方弁８を介して圧縮機６に吸入される。
（熱交換器）
本発明の実施の形態１に係る熱交換器は、熱交換器４および熱交換器５のいずれにも適用可能であるが、暖房運転時に蒸発器として機能する熱交換器５に適用するものとして説明する。図２は、本発明の実施の形態１に係る熱交換器５を説明する図であって、（ａ）は熱交換器５の平面図、（ｂ）は熱交換器５の正面図である。
熱交換器５は、幅広な面が対向するように積層され、冷媒が流通する複数の扁平伝熱管１１と、複数の扁平伝熱管１１の端部が接続され、扁平伝熱管１１に冷媒を分流する管状のヘッダ１２と、複数の扁平伝熱管１１の他端が接続され、扁平伝熱管１１から流出した冷媒が合流する管状のヘッダ１３と、扁平伝熱管１１に接合される複数の平板形状のフィン１４と、を備える。扁平伝熱管１１は、図２（ａ）において矢印で示す、外部の空気が流通する方向と直交する方向に延び、断面は扁平形状をなしている。ここで、外部の空気は、図示しないファンによる送風によって流通する。扁平伝熱管１１は内部に扁平伝熱管１１が延びる方向と同じ方向に延びる複数の流路を有している。複数の流路は、扁平伝熱管１１の幅方向（外部の空気が流通する方向）に並べられている。図２（ｂ）に示すように、扁平伝熱管１１は、側面のうちの扁平面（幅広の面）が対向するように上下方向に積層され、左右の端部がヘッダ１２およびヘッダ１３と接続されている。また、ヘッダ１２とヘッダ１３の間には、扁平伝熱管１１と直交するように複数のフィン１４が配置されている。膨張弁７を通過して減圧された低温低圧の気液二相冷媒は、配管１５によりヘッダ１２に供給され、各扁平伝熱管１１に分流される。扁平伝熱管１１が流通する際に、フィン１４を介して空気と熱交換した気液二相冷媒はガス化してヘッダ１３に流出し、ヘッダ１３で合流した冷媒は、配管１６、四方弁８を介して圧縮機６に吸入される。
（ヘッダ）
次に、本発明の実施の形態１に係るヘッダ１２について、図３〜図５を参照して説明する。なお、本明細書では、ヘッダ１２の扁平伝熱管１１側を内側、ヘッダ１２の扁平伝熱管１１と対向する側を外側という。また、熱交換器５は、扁平伝熱管１１の長さ方向、すなわち、扁平伝熱管１１の扁平面と平行な方向が水平方向となるように配置される。更に、熱交換器５は、扁平伝熱管１１の積層方向、すなわち、扁平伝熱管１１の扁平面と直交する方向が鉛直方向（上下方向）となるように配置される。なお、熱交換器５の近傍には、図示しない送風ファンが設けられており、送風ファンは熱交換器５に外部の空気を送る。図３は、本発明の実施の形態１に係る熱交換器５のヘッダ１２の斜視図である。図４は、図３のヘッダ１２の水平断面図である。図５は、図３のヘッダ１２の鉛直断面図である。図３では、フィン１４の図示が省略されている。
図３〜図５に示すように、ヘッダ１２は、管状の本体部２０と、本体部２０内に設けられた第１の仕切り部材２１と、本体部２０内に設けられた第２の仕切り部材２２と、本体部２０内に設けられた第３の仕切り部材２３と、を有する。
本体部２０は、鉛直方向に延びる円筒状の筒状部２０ａと、筒状部２０ａの下端開口を塞いだ下壁２０ｂと、筒状部２０ａの上端開口を塞いだ上壁２０ｃと、を有する。すなわち、本体部２０は中空状である。図３および図４に示すように、ヘッダ１２は円筒形状のものを使用しているが、円筒形状に限定されるものではなく、内部が空洞の角柱形状等であってもよい。
第１の仕切り部材２１は、水平方向に広がる円板状に形成され、本体部２０の内部空間を、冷媒流入部２４と、冷媒流入部２４の上側に位置する上側部２５と、に区画している。第１の仕切り部材２１は、筒状部２０ａの水平方向の全体にわたり設けられている。冷媒流入部２４には、配管１５を介し膨張弁７から低温低圧の気液二相冷媒が流入する。
第２の仕切り部材２２は、上側部２５内に設けられ、鉛直方向に広がる矩形板状に形成されている。第２の仕切り部材２２は、上側部２５を、複数の扁平伝熱管１１と接続された接続部２６と、複数の扁平伝熱管１１と接続されていない、接続部２６に対して複数の扁平伝熱管１１の反対側に位置した反対側部２７と、に区画している。第２の仕切り部材２２は、上側部２５の鉛直方向の全体にわたり設けられている。
第３の仕切り部材２３は、反対側部２７内に設けられ、鉛直方向に広がる矩形板状に形成され、反対側部２７を、外部の空気の流れの一端側と他端側に区画する。なお、熱交換器５は、一端側が外部の空気の上流側（風上側）、他端側が外部の空気の下流側（風下側）となるように配置される。すなわち、第３の仕切り部材２３は、風上部２８（一端側）と、風上部２８に対し外部の空気の流れの風下側に位置した風下部２９（他端側）と、に区画している。第３の仕切り部材２３の上端部は、上壁２０ｃと接続されている。第３の仕切り部材２３の下端部は、第１の仕切り部材２１と離間している。これにより、第３の仕切り部材２３の下端部と、第１の仕切り部材２１との間には、連通路３２が設けられている。すなわち、第３の仕切り部材２３の下端部には、連通路３２が設けられている。第３の仕切り部材２３の下端部は、第３の仕切り部材２３における鉛直方向の端部の一例である。
第２の仕切り部材２２には、複数の風上連通孔３５と、複数の風下連通孔３６とが設けられている。複数の風上連通孔３５は、第２の仕切り部材２２を貫通している。複数の風上連通孔３５は、鉛直方向に並べられ、風上部２８と接続部２６とを連通している。複数の風下連通孔３６は、第２の仕切り部材２２を貫通している。複数の風下連通孔３６は、鉛直方向に並べられ風下部２９と接続部２６とを連通している。風上連通孔３５の数と風下連通孔３６の数とは、それぞれ、接続部２６に接続された複数の扁平伝熱管１１の数よりも少ない。複数の風上連通孔３５および複数の風下連通孔３６は、鉛直方向の位置に応じて断面積が異なる。例えば、複数の風上連通孔３５のうち上側に位置する所定数の風上連通孔３５の開口面積（孔径）は、これらの所定数の風上連通孔３５の下側に位置する風上連通孔３５の開口面積（孔径）よりも大きい。また、複数の風下連通孔３６のうち上側に位置する所定数の風下連通孔３６の開口面積（孔径）は、これらの所定数の風下連通孔３６の下側に位置する風下連通孔３６の開口面積（孔径）よりも大きい。
また、ヘッダ１２の内部には、第１の仕切り部材２１に設けられた風上流入路３１と、第３の仕切り部材２３の下端部に設けられた連通路３２と、複数の風上連通孔３５と、複数の風下連通孔３６と、が設けられている。風上流入路３１は、冷媒流入部２４と風上部２８とを連通している。風上流入路３１は、第１の仕切り部材２１を鉛直方向に貫通した貫通孔によって構成されている。風上流入路３１には、冷媒流入部２４から冷媒が流入する。連通路３２は、バイパス路とも称される。
また、ヘッダ１２の内部には調節流路３０が設けられている。調節流路３０は、風上流入路３１と、連通路３２と、を含む。調節流路３０は、冷媒流入部２４に流入した冷媒を風上部２８と風下部２９とに流通させ、かつ複数の風上連通孔３５の流量を複数の風下連通孔３６の流量よりも多くする。
以上の構成のヘッダ１２では、冷媒流入部２４に流入した冷媒は、風上流入路３１から反対側部２７に流入する。反対側部２７に流入した冷媒の一部は、風上部２８を上昇し、複数の風上連通孔３５を介して接続部２６に流入し、扁平伝熱管１１における風上部に流入する。一方、反対側部２７に流入した冷媒の残りは、連通路３２を介して風下部２９に流入する。風下部２９に流入した冷媒は、風下部２９を上昇し、複数の風下連通孔３６を介して接続部２６に流入し、扁平伝熱管１１における風下部に流入する。
以上のように、本実施の形態１では、熱交換器５は、複数の扁平伝熱管１１と、ヘッダ１２と、を備える。複数の扁平伝熱管１１は、水平方向に延び鉛直方向に互いに間隔を空けて並べられ、冷媒が流通する。ヘッダ１２は、複数の扁平伝熱管１１の端部が接続され、複数の扁平伝熱管１１に冷媒を分流する。また、ヘッダ１２は、管状の本体部２０と、第１の仕切り部材２１と、第２の仕切り部材２２と、第３の仕切り部材２３と、を有する。第１の仕切り部材２１は、本体部２０の内部空間を、冷媒が流入する冷媒流入部２４と、冷媒流入部２４の上側に位置する上側部２５と、に区画している。第２の仕切り部材２２は、上側部２５を、複数の前記扁平伝熱管１１と接続された接続部２６と、接続部２６に対して複数の前記扁平伝熱管１１の反対側に位置した反対側部２７と、に区画している。第３の仕切り部材２３は、反対側部２７を、風上部２８と、風上部２８に対し外部の空気の流れの風下側に位置した風下部２９と、に区画している。第２の仕切り部材２２に、鉛直方向に並べられ風上部２８と前記接続部２６とを連通する複数の風上連通孔３５と、鉛直方向に並べられ風下部２９と接続部２６とを連通する複数の風下連通孔３６と、が設けられている。ヘッダ１２の内部に、冷媒流入部２４に流入した冷媒を風上部２８と風下部２９とに流通させ、かつ複数の風上連通孔３５の流量を複数の風下連通孔３６の流量よりも多くする調節流路３０が設けられている。
このような構成によれば、反対側部２７が第３の仕切り部材２３によって風上部２８と風下部２９に区画されているので、熱交換器５が傾いた状態で設置された場合でも風上部２８内を上昇した冷媒が風下部２９側に移動することが無くなる。よって、第３の仕切り部材２３が設けられていない場合と比較して、空気の流れ方向の上流側に位置する流路へ流す冷媒の比率が意図した比率から変動することを抑制できる。また、このような構成によれば、複数の風上連通孔３５の流量が複数の風下連通孔３６の流量よりも多くなるので、複数の扁平伝熱管１１における風上側の流路に風下側の流路よりも多くの冷媒を流入させることができる。
また、本実施の形態１では、調節流路３０の各部（風上流入路３１、連通路３２）の大きさを、調整することにより、複数の風上連通孔３５の流量と、複数の風下連通孔３６の流量と、を調整することができる。
また、本実施の形態１では、調節流路３０は、風上流入路３１と、連通路３２とを有する。風上流入路３１は、第１の仕切り部材２１に設けられ、冷媒流入部２４と風上部２８とを連通し、冷媒流入部２４から冷媒が流入する。連通路３２は、第３の仕切り部材２３における鉛直方向の下端部に設けられている。このような構成によれば、比較的簡素な構成で、調節流路３０を構成することができる。
［実施の形態２］
本発明の実施の形態２に係るヘッダ１２Ａについて、図６〜図７を参照して説明する。熱交換器５は、扁平伝熱管１１の長さ方向、すなわち、扁平伝熱管１１の扁平面と平行な方向が水平方向となるように配置される。更に、熱交換器５は、扁平伝熱管１１の積層方向、すなわち、扁平伝熱管１１の扁平面と直交する方向が鉛直方向となるように配置される。図６は、本発明の実施の形態２に係る熱交換器５のヘッダ１２Ａの鉛直断面図である。図７は、本発明の実施の形態２に係る熱交換器５のヘッダ１２Ａの水平断面図である。
図６および図７に示すように、本実施の形態２のヘッダ１２Ａは、調節流路３０が風上流入路３１と風下流入路３３とを有し連通路３２を有していない点が、実施の形態１のヘッダ１２に対して異なる。
風上流入路３１は、第１の仕切り部材２１に設けられ、冷媒流入部２４と風上部２８とを連通し、冷媒流入部２４から冷媒が流入する。風上流入路３１に流入した冷媒は、風上部２８に流出する。風下流入路３３は、第１の仕切り部材２１に設けられ、冷媒流入部２４と風下部２９とを連通し、冷媒流入部２４から冷媒が流入する。風下流入路３３に流入した冷媒は、風下部２９に流出する。風上流入路３１の断面積（風上流入路３１における風上流入路３１の延び方向と直交する断面の面積）は、風下流入路３３の断面積（風下流入路３３における風下流入路３３の延び方向と直交する断面の面積）よりも大きい。ここで、風上部２８の水平方向の断面の面積は、風下部２９の水平方向の断面の面積よりも大きくてもよいし、風下部２９の水平方向の断面の面積と同じであってもよい。このような構成の調節流路３０は、冷媒流入部２４に流入した冷媒を風上流入路３１および風下流入路３３によって風上部２８と風下部２９とに流通させ、かつ複数の風上連通孔３５の流量を複数の風下連通孔３６の流量よりも多くする。なお、風上部２８の水平方向の断面の面積が風下部２９の水平方向の断面の面積よりも大きい場合、風上流入路３１の断面積は、風下流入路３３の断面積と同じであってもよい。
ここで、風上流入路３１の断面積をＡとし、風下流入路３３の断面積をＢとし、複数の風上連通孔３５の合計の開口面積（総開口面積）をＣとし、複数の風下連通孔３６の合計の開口面積（総開口面積）をＤとした場合、本実施の形態２では、Ａ〜Ｄは、以下の関係のうち少なくとも一つが成立するように設定されている。
（１）Ｄ／Ｃ≦Ｅ＝Ａ／Ｂ
ここで、Ｅは、正数であり、例えば、２．３である。なお、Ｅは、これに限定されない。
（２）Ａ／Ｂ＝Ｃ／Ｄ
以上の構成のヘッダ１２Ａでは、冷媒流入部２４に流入した冷媒の一部は、風上流入路３１から反対側部２７の風上部２８に流入する。風上部２８に流入した冷媒は、風上部２８を上昇し、複数の風上連通孔３５を介して接続部２６に流入し、扁平伝熱管１１における風上部に流入する。一方、冷媒流入部２４に流入した冷媒の他部は、風下流入路３３から反対側部２７の風下部２９に流入する。風下部２９に流入した冷媒は、風下部２９を上昇し、複数の風下連通孔３６を介して接続部２６に流入し、扁平伝熱管１１における風上部に流入する。
以上のように、本実施の形態２では、調節流路３０は、風上流入路３１と、風下流入路３３と、を有する。風上流入路３１は、第１の仕切り部材２１に設けられ、冷媒流入部２４と風上部２８とを連通し、冷媒流入部２４から冷媒が流入する。風下流入路３３は、第１の仕切り部材２１に設けられ、冷媒流入部２４と風下部２９とを連通し、冷媒流入部２４から冷媒が流入する。風上流入路３１の断面積は、風下流入路３３の断面積よりも大きい。
このような構成によれば、実施の形態１と同様に、反対側部２７が第３の仕切り部材２３によって風上部２８と風下部２９に区画されているので、熱交換器５が傾いた状態で設置された場合でも風上部２８内を上昇した冷媒が風下部２９側に移動することが無くなる。よって、第３の仕切り部材２３が設けられていない場合と比較して、空気の流れ方向の上流側に位置する流路へ流す冷媒の比率が意図した比率から変動することを抑制できる。また、このような構成によれば、風上流入路３１の断面積は、風下流入路３３の断面積よりも大きいので、比較的容易に風上連通孔３５の流量を複数の風下連通孔３６の流量よりも多くすることができる。
［実施の形態３］
本発明の実施の形態３に係るヘッダ１２Ｂについて、図８を参照して説明する。
図８に示すように、本実施の形態３のヘッダ１２Ｂは、調節流路３０が、風上流入路３１および風下流入路３３の他に、風上部２８および風下部２９を有する点が、実施の形態２のヘッダ１２Ａに対して異なる。本実施の形態３では、風上部２８の水平方向の断面の面積は、風下部２９の水平方向の断面の面積よりも大きい。なお、風上流入路３１の断面積と風下流入路３３の断面積は、同じである。
このような構成によれば、実施の形態１と同様に、反対側部２７が第３の仕切り部材２３によって風上部２８と風下部２９に区画されているので、熱交換器５が傾いた状態で設置された場合でも風上部２８内を上昇した冷媒が風下部２９側に移動することが無くなる。よって、第３の仕切り部材２３が設けられていない場合と比較して、空気の流れ方向の上流側に位置する流路へ流す冷媒の比率が意図した比率から変動することを抑制できる。また、このような構成によれば、風上部２８の断面積は、風下部２９の断面積よりも大きいので、比較的容易に風上連通孔３５の流量を複数の風下連通孔３６の流量よりも多くすることができる。
［実施の形態４］
本発明の実施の形態４に係るヘッダ１２Ｃについて、図９を参照して説明する。
図９に示すように、本実施の形態４のヘッダ１２Ｃは、調節流路３０が、風上流入路３１および風下流入路３３の他に、複数の風上連通孔３５および複数の風下連通孔３６を有する点が、実施の形態２のヘッダ１２Ａに対して異なる。本実施の形態４では、複数の風上連通孔３５における風上連通孔３５の延びる方向と直交する断面の面積（断面積）の合計は、複数の風下連通孔３６における風下連通孔３６の延びる方向と直交する断面の面積（断面積）の合計よりも大きい。また、複数の風上連通孔３５および複数の風下連通孔３６は、鉛直方向の位置に応じて断面積が異なる。例えば、複数の風上連通孔３５のうち上側に位置する所定数の風上連通孔３５の断面積（孔径）は、これらの所定数の風上連通孔３５の下側に位置する風上連通孔３５の断面積（孔径）よりも大きい。また、複数の風下連通孔３６のうち上側に位置する所定数の風下連通孔３６の断面積（孔径）は、これらの所定数の風下連通孔３６の下側に位置する風下連通孔３６の断面積（孔径）よりも大きい。なお、風上流入路３１の断面積と風下流入路３３の断面積は、同じである。
このような構成によれば、実施の形態１と同様に、反対側部２７が第３の仕切り部材２３によって風上部２８と風下部２９に区画されているので、熱交換器５が傾いた状態で設置された場合でも風上部２８内を上昇した冷媒が風下部２９側に移動することが無くなる。よって、第３の仕切り部材２３が設けられていない場合と比較して、空気の流れ方向の上流側に位置する流路へ流す冷媒の比率が意図した比率から変動することを抑制できる。また、このような構成によれば、複数の風上連通孔３５の断面積の合計は、複数の風下連通孔３６の断面積の合計よりも大きいので、比較的容易に風上連通孔３５の流量を複数の風下連通孔３６の流量よりも多くすることができる。
［実施の形態５］
図１０は、本発明の実施の形態５に係る熱交換器５のヘッダ１２Ｄの鉛直断面図である。
図１０に示すように、本実施の形態５のヘッダ１２Ｄは、調節流路３０が、風上流入路３１および連通路３２の他に連通路３４を有する点が、実施の形態１のヘッダ１２に対して異なる。
本実施の形態５では、第３の仕切り部材２３の上端部は、上壁２０ｃと離間している。これにより、第３の仕切り部材２３の上端部と上壁２０ｃとの間に、連通路３４が設けられている。すなわち、第３の仕切り部材２３の上端部には、連通路３４が設けられている。第３の仕切り部材２３の上端部は、第３の仕切り部材２３における鉛直方向の端部の一例である。このような構成の調節流路３０は、冷媒流入部２４に流入した冷媒を風上流入路３１および連通路３２，３４によって風上部２８と風下部２９とに流通させ、かつ複数の風上連通孔３５の流量を複数の風下連通孔３６の流量よりも多くする。
また、本実施の形態５では、複数の風上連通孔３５と複数の風下連通孔３６は、連通路３２よりも上方に位置している。また、本実施の形態５では、複数の風上連通孔３５と複数の風下連通孔３６とは、互いに断面積が同じである。また、風上部２８の水平方向の断面の面積は、連通路３２の断面積よりも大きい。
以上の構成のヘッダ１２Ｄでは、冷媒流入部２４に流入した冷媒は、風上流入路３１から反対側部２７の風上部２８に流入する。風上部２８に流入した冷媒の一部は、風上部２８を上昇し、複数の風上連通孔３５を介して接続部２６に流入し、扁平伝熱管１１における風上部に流入する。また、風上部２８に流入した冷媒の他部は、連通路３４を介して風下部２９に流入する。風下部２９に流入した冷媒の一部は、風下を下降し、複数の風上連通孔３５を介して接続部２６に流入し、扁平伝熱管１１における風下部に流入する。また、風下部２９に流入した冷媒の他部は、連通路３２を介して風上部２８に流入し、再び、風上部２８を上昇する。すなわち、冷媒の一部は、風上部２８と風下部２９とを循環する。風上部２８は、往路や上昇路とも称され、風下部２９は、復路や下降路とも称される。
以上の構成の本実施の形態５によれば、冷媒が風上部２８と風下部２９とを循環するので、冷媒の逆流（風上部２８での冷媒の下方への流れ）が抑制されやすい。
また、本実施の形態５では、風上部２８の水平方向の断面の面積が、連通路３２の断面積よりも大きい。よって、冷媒の逆流（風上部２８での冷媒の下方への流れ）が抑制されやすい。
また、本実施の形態５では、複数の風上連通孔３５と複数の風下連通孔３６は、連通路３２よりも上方に位置している。また、連通路３２は、第３の仕切り部材２３の下端部に設けられている。よって、冷媒が、風下部２９から連通路３２を介して風上部２８に戻りやすいので、風下部２９から接続部２６に流入する冷媒の量が多量になるが抑制されやすい。
［実施の形態６］
図１１は、本発明の実施の形態６に係る熱交換器５のヘッダ１２Ｆの鉛直断面図である。図１２は、本発明の実施の形態６に係る熱交換器５のヘッダ１２Ｆの一部の鉛直断面図である。
図１１に示すように、本実施の形態６のヘッダ１２Ｆは、風上連通孔３５および風下連通孔３６と、複数の第４の仕切り部材４０が設けられた点とが実施の形態５のヘッダ１２Ｄに対して異なる。なお、本実施の形態６を実施の形態５以外に適用してもよい。
風上連通孔３５と風下連通孔３６とは、それぞれ、接続部２６に接続された複数の扁平伝熱管１１ごとに設けられている。また、複数の風上連通孔３５と複数の風下連通孔３６は、円形状または楕円形状の孔によって構成されている。複数の風上連通孔３５の少なくとも一部は、互いに断面積が異なり、複数の風下連通孔３６の少なくとも一部は、互いに断面積が異なる。
複数の第４の仕切り部材４０は、接続部２６内に設けられ、水平方向に広がる板状に形成され、接続部２６を接続部２６に接続された複数の扁平伝熱管１１ごとに区画している。複数の第４の仕切り部材４０は、接続部２６を複数の段部４１に区画している。複数の段部４１は、複数の第４の仕切り部材４０を介して鉛直方向に重ねられている。
図１２に示すように、ある第４の仕切り部材４０の上側および下側に位置する一対の風上連通孔３５では、上側の風上連通孔３５の方が下側の風上連通孔３５よりも、当該第４の仕切り部材４０に近い。また、ある第４の仕切り部材４０の上側および下側に位置する一対の風下連通孔３６でも、上側の風下連通孔３６の方が下側の風下連通孔３６よりも、当該第４の仕切り部材４０に近い。このとき、当該第４の仕切り部材４０は、鉛直方向で隣り合う二つの扁平伝熱管１１の中間位置よりも上方に位置している。
以上の構成のヘッダ１２Ｆでは、冷媒流入部２４に流入した冷媒は、風上流入路３１から反対側部２７の風上部２８に流入する。風上部２８に流入した冷媒の一部は、風上部２８を上昇し、複数の風上連通孔３５を介して接続部２６の各段部４１に流入し、扁平伝熱管１１における風上部に流入する。また、風上部２８に流入した冷媒の他部は、連通路３４を介して風下部２９に流入する。風下部２９に流入した冷媒の一部は、風下を下降し、複数の風下連通孔３６を介して接続部２６の各段部４１に流入し、扁平伝熱管１１における風下部に流入する。また、風下部２９に流入した冷媒の他部は、連通路３２を介して風上部２８に流入し、再び、風上部２８を上昇する。
以上のように、本実施の形態６では、風上連通孔３５と風下連通孔３６とは、それぞれ、接続部２６に接続された複数の扁平伝熱管１１ごとに設けられている。このような構成によれば、複数の扁平伝熱管１１へ冷媒を均一に分配しやすい。
また、本実施の形態６では、ヘッダ１２Ｆは、接続部２６を接続部２６に接続された複数の扁平伝熱管１１ごとに区画した複数の第４の仕切り部材４０を有する。このような構成によれば、各段部４１の冷媒が混ざらないので、複数の扁平伝熱管１１へ冷媒をより一層均一に分配しやすい。
また、本実施の形態６では、第３の仕切り部材２３によって、反対側部２７を風上部２８と風下部２９とに区画し、第４の仕切り部材４０によって、接続部２６を複数の段部４１に区画し、段部４１ごとに風上連通孔３５および風下連通孔３６が設けられている。よって、より確実に複数の扁平伝熱管１１へ冷媒を分流することができる。
また、本実施の形態では、第４の仕切り部材４０は、鉛直方向で隣り合う二つの扁平伝熱管１１の中間位置よりも上方に位置している。このような構成によれば、第４の仕切り部材４０が、鉛直方向で隣り合う二つの扁平伝熱管１１の中間位置よりも下方に位置している場合に比べて、第４の仕切り部材４０から上側の扁平伝熱管１１の下部との距離が小さくなるので、冷媒量を削減することができる。
［実施の形態７］
図１３は、本発明の実施の形態７に係る熱交換器５のヘッダ１２Ｇの鉛直断面図である。
図１３に示すように、本実施の形態７のヘッダ１２Ｇは、風上連通孔３５および風下連通孔３６の数と、複数の第４の仕切り部材４０の数とが実施の形態７のヘッダ１２Ｆに対して異なる。なお、本実施の形態７を実施の形態７以外に適用してもよい。
本実施の形態７では、風上連通孔３５と風下連通孔３６とは、それぞれの数は、接続部２６に接続された複数の扁平伝熱管１１の数よりも少ない。また、風上連通孔３５の数の方が風下連通孔３６の数よりも多い。また、複数の第４の仕切り部材４０は、接続部２６を接続部２６に接続された複数の扁平伝熱管１１の数よりも少ない数に区画している。本実施の形態８では、複数の第４の仕切り部材４０は、各段部４１に複数（一例として、二つ）の扁平伝熱管１１が接続されるように接続部２６を区画している。
このような構成によれば、接続部２６を接続部２６に接続された複数の扁平伝熱管１１ごとに区画する場合に比べて、ヘッダ１２Ｇの構成を簡素化することができる。
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ものではなく、ここでは記載していない様々な実施の形態等を含み得るものである。また、各実施の形態は、組み合わせられてもよい。
５…熱交換器
１１…扁平伝熱管
１２〜１２Ｄ，１２Ｆ，１２Ｇ，１３…ヘッダ
２０…本体部
２１…第１の仕切り部材
２２…第２の仕切り部材
２３…第３の仕切り部材
２４…冷媒流入部
２５…上側部
２６…接続部
２７…反対側部
２８…風上部
２９…風下部
３０…調節流路
３１…風上流入路
３２，３４…連通路
３３…風下流入路
３５…風上連通孔
３６…風下連通孔
４０…第４の仕切り部材

Claims (8)

  1. 幅広な面が対向するように積層された複数の扁平伝熱管と、
    前記複数の扁平伝熱管の端部が接続され、前記複数の扁平伝熱管に冷媒を分流するヘッダと、を備え、
    前記ヘッダは、
    管状の本体部と、
    前記本体部の内部空間を、冷媒が流入する冷媒流入部と、前記冷媒流入部の上側に位置する上側部と、に区画する第１の仕切り部材と、
    前記上側部を、複数の前記扁平伝熱管と接続された接続部と、前記接続部に対して複数の前記扁平伝熱管の反対側に位置する反対側部と、に区画する第２の仕切り部材と、
    前記反対側部を、風上部と、前記風上部に対し外部の空気の流れの風下側に位置する風下部と、に区画する第３の仕切り部材と、
    を有し、
    前記第２の仕切り部材に、前記複数の扁平伝熱管の積層方向に並べられ前記風上部と前記接続部とを連通する複数の風上連通孔と、前記積層方向に並べられ前記風下部と前記接続部とを連通する複数の風下連通孔と、が設けられ、
    前記ヘッダの内部に、前記冷媒流入部に流入した前記冷媒を前記風上部と前記風下部とに流通させ、かつ前記複数の風上連通孔を介して前記風上部から前記接続部に流入する前記冷媒の流量を前記複数の風下連通孔を介して前記風下部から前記接続部に流入する前記冷媒の流量よりも多くする調節流路が設けられた、熱交換器。
  2. 前記調節流路は、
    前記第１の仕切り部材に設けられ、前記冷媒流入部と前記風上部とを連通し、前記冷媒流入部から前記冷媒が流入する風上流入路と、
    前記第３の仕切り部材における前記積層方向の端部に設けられた連通路と、
    を有する、請求項１に記載の熱交換器。
  3. 前記調節流路は、
    前記第１の仕切り部材に設けられ、前記冷媒流入部と前記風上部とを連通し、前記冷媒流入部から前記冷媒が流入する風上流入路と、
    前記第１の仕切り部材に設けられ、前記冷媒流入部と前記風下部とを連通し、前記冷媒流入部から前記冷媒が流入する風下流入路と、
    を有し、
    前記風上流入路の断面積は、前記風下流入路の断面積よりも大きい、請求項１に記載の熱交換器。
  4. 前記風上連通孔と前記風下連通孔とは、それぞれ、前記接続部に接続された複数の前記扁平伝熱管ごとに設けられた、請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の熱交換器。
  5. 前記ヘッダは、前記接続部を前記接続部に接続された複数の前記扁平伝熱管ごとに区画する複数の第４の仕切り部材を有する、請求項４に記載の熱交換器。
  6. 互いに断面積が異なる複数の前記風上連通孔と、互いに断面積が異なる複数の前記風下連通孔とが、設けられた、請求項１〜５のうちいずれか一つに記載の熱交換器。
  7. 前記調節流路は、前記複数の風上連通孔と、前記複数の風下連通孔と、を有し、
    前記複数の風上連通孔の断面積の合計は、前記複数の風下連通孔の断面積の合計よりも大きい、請求項１〜６のうちいずれか一つに記載の熱交換器。
  8. 前記調節流路は、前記風上部と、前記風下部と、を有し、
    前記風上部の水平方向の断面の面積は、前記風下部の前記水平方向の断面の面積よりも大きい、請求項１〜７のうちいずれか一つに記載の熱交換器。
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