JP2015021664A - 熱交換器および空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器において、冷媒配管の端部と扁平管との間の所定の間隔を確保しつつ、ヘッダ集合管と冷媒配管とのロウ付けを確実に行えるようにする。
【解決手段】熱交換器（30）のヘッダ集合管（60）に接続される冷媒配管（57）の端部は、ヘッダ集合管（60）の軸方向に長い扁平部（59）に形成される。扁平部（59）は、ヘッダ集合管（60）に形成された軸方向に長い接続孔（64）に挿入されてヘッダ集合管（60）に固定される。
【選択図】図６

Description

本発明は、扁平管内を流れる流体を空気と熱交換させる熱交換器、およびこの熱交換器を備えた空気調和機に関するものである。

従来より、一対のヘッダ集合管と多数の扁平管と冷媒配管とを備えた熱交換器が知られている。特許文献１の熱交換器は、中空円筒状の一対のヘッダ集合管がそれぞれ垂直に設けられている。各ヘッダ集合管の側壁には、複数の扁平管が上下に配列されて挿入されて固定されている。一方のヘッダ集合管の側壁には、中空円筒状の冷媒配管が差し込まれて固定されている。熱交換器は、この冷媒配管を介して空気調和機の冷媒回路につながっている。なお、扁平管および冷媒配管は、ヘッダ集合管の側壁における直径方向に対向する部位にそれぞれ差し込まれ、ロウ付けによりヘッダ集合管に固定されている。この熱交換器は、冷媒配管および各ヘッダ集合管から扁平管内部に流入した冷媒を、隣り合う扁平管の間を流れる空気と熱交換させている。

特開２０１２−１６３３１９号公報

ところで、熱交換器全体として高い熱交換効率を得るためには各扁平管内を冷媒が均等に流れることが望ましく、そのためには、ヘッダ集合管の内部において、冷媒配管の端部と扁平管とを水平方向にある程度離間させる必要がある。

一方、冷媒配管とヘッダ集合管とのロウ付けを確実に行うためには、両者間の接触面積を十分に確保する必要がある。そして、両者間の接触面積を十分に確保するためには、冷媒配管の端部が全周にわたってヘッダ集合管の内面から突出する程度、冷媒配管をヘッダ集合管に十分に深く差し込む必要がある。

しかしながら、図８に示すように、ヘッダ集合管（a）は円管で構成されているので、水平断面上において、外周の２点を冷媒配管（b）の差込方向に沿って結ぶ弦の長さＳは、冷媒配管（b）の差込方向と直交する方向に関してヘッダ集合管（a）の軸心から離れるにしたがって小さくなる。

また、冷媒配管（b）も円管で構成されており、その直径はヘッダ集合管（a）の直径と比較的近い。よって、この冷媒配管（b）の端部と扁平管（c）との間に所定の間隔Ｇを確保すると、冷媒配管（b）の差込方向と直交する方向に関してヘッダ集合管（a）の軸心から最も離れている両側部（d）では、上記弦の長さＳが小さいため、冷媒配管（b）をヘッダ集合管（a）に十分に深く差し込むことが出来ない。

この結果、冷媒配管（b）の両側部（d）において、ヘッダ集合管（a）との接触面積が不足して、ロウ付け不良が生じるという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱交換器において、冷媒配管の端部と扁平管との間の所定の間隔を確保しつつ、ヘッダ集合管と冷媒配管とのロウ付けを確実に行えるようにすることである。

第１の発明は、複数の扁平管（33）と、該扁平管（33）の両端が接続される一対のヘッダ集合管（60,70）と、該ヘッダ集合管（60）に接続され、上記ヘッダ集合管（60）に対して冷媒の流入または流出を行う冷媒配管（57）とを備えた熱交換器（30）である。

そして、第１の発明は、上記ヘッダ集合管（60）に接続される冷媒配管（57）の端部は、上記ヘッダ集合管（60）の軸方向に長い扁平部（59）に形成され、該扁平部（59）は、上記ヘッダ集合管（60）に形成された軸方向に長い接続孔（64）に挿入されて上記ヘッダ集合管（60）に固定されていることを特徴とする。

第１の発明では、ヘッダ集合管（60）に接続される冷媒配管（57）の端部は、ヘッダ集合管（60）の軸方向に長い扁平部（59）に形成されている。そして、扁平部（59）は、上記ヘッダ集合管（60）に形成された軸方向に長い接続孔（64）に挿入されて上記ヘッダ集合管（60）に固定されている。

つまり、図６（Ｂ）に示すように、上記冷媒配管（57）の扁平部（59）は、縦に長くかつ横幅が小さく形成されているので、冷媒配管（57）をヘッダ集合管（60）に差し込む箇所は、図６（Ｃ）に示すように、ヘッダ集合管（60）の外周の２点を冷媒配管（57）の差込方向に沿って結ぶ弦の長さＳが大きい箇所となる。

この結果、冷媒配管（57）の端部と扁平管（33）とを水平方向にある程度離間させつつ、冷媒配管（57）の端部が全周にわたってヘッダ集合管（60）の内面から突出する程度にまで、冷媒配管（57）をヘッダ集合管（60）に十分に深く差し込むことができる。従って、冷媒配管（57）の両側部においてもヘッダ集合管（60）との接触面積が十分に確保され、両者間のロウ付けが確実に行われる。

第２の発明は、第１の発明において、上記ヘッダ集合管（60）に接続される冷媒配管（57）の端部は、該冷媒配管（57）の本体（58）の断面積とほぼ等しいかまたは該断面積よりも大きい断面積を有していることを特徴とする。

第２の発明では、ヘッダ集合管（60）に接続される冷媒配管（57）の端部は、この冷媒配管（57）の本体（58）の断面積と同等以上の大きさの断面積を有しているので、冷媒が冷媒配管（57）の端部を流れる際に大きな圧力損失が生じない。

第３の発明は、第１または第２の発明において、上記冷媒配管（57）の扁平部（59）およびヘッダ集合管（60）の接続孔（64）は、長円形状に形成されていることを特徴とする。

第３の発明では、冷媒配管（57）の扁平部（59）およびヘッダ集合管（60）の接続孔（64）は、長円形状に形成されているので、冷媒配管（57）の加工性が良好なものとなる。

第４の発明は、第１〜第３の発明のいずれか１つにおいて、空気調和機（10）を対象とし、上記第１〜第３のいずれか１つ発明の熱交換器（30）が設けられた冷媒回路（20）を備え、上記冷媒回路（20）において冷媒を循環させて冷凍サイクルを行うものである。

第４の発明では、上記第１〜第３のいずれか１つの発明の熱交換器（30）が冷媒回路（20）に接続される。熱交換器（30）において、冷媒回路（20）を循環する冷媒は、扁平管（33）の内部を流れ、隣り合う扁平管（33）の間を流れる空気と熱交換する。

本発明によれば、ヘッダ集合管（60）に接続される冷媒配管（57）の端部を、ヘッダ集合管（60）の軸方向に長い扁平部（59）に形成し、扁平部（59）を、ヘッダ集合管（60）に形成された軸方向に長い接続孔（64）に挿入してヘッダ集合管（60）に固定したことにより、冷媒配管（57）の端部が全周にわたってヘッダ集合管（60）の内面から突出する程度にまで、冷媒配管（57）をヘッダ集合管（60）に十分に深く差し込めるので、冷媒配管（57）の両側部においてもヘッダ集合管（60）との接触面積が十分に確保され、両者間のロウ付けを確実に行うことができる。

また、上記第２の発明によれば、ヘッダ集合管（60）に接続される冷媒配管（57）の端部を、この冷媒配管（57）の本体（58）の断面積とほぼ等しいかまたはこの断面積よりも大きい断面積を有するものとしたことにより、冷媒が冷媒配管（57）の端部を流れる際に大きな圧力損失が生じるのを抑制できる。

さらに、上記第３の発明によれば、冷媒配管（57）の扁平部（59）およびヘッダ集合管（60）の接続孔（64）を、長円形状に形成したことにより、冷媒配管（57）の加工性を良好なものとすることができる。

また、上記第４の発明によれば、上述したような効果を奏する空気調和機（10）を提供することができる。

実施形態１に係る熱交換器を備える空気調和機の概略構成を示す冷媒回路図である。 実施形態１に係る熱交換器の概略構成を示す正面図である。 実施形態１に係る熱交換器の正面を示す一部断面図である。 図３のＡ−Ａ断面を示す熱交換器の断面図である。 実施形態１に係る室外熱交換器の正面の一部を拡大して示す断面図である。 実施形態１に係る冷媒配管の端部周辺を示す図であって、（Ａ）は冷媒配管とヘッダ集合管との接合部分を示す側面図であり、（Ｂ）は冷媒配管の端部の正面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。 実施形態２に係る冷媒配管の端部の正面図である。 従来の冷媒配管の端部周辺を示す図であって、（Ａ）は冷媒配管とヘッダ集合管との接合部分を示す側面図であり、（Ｂ）は冷媒配管の端部の正面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。

本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。本実施形態の熱交換器（30）は、空気調和機（10）に設けられた室外熱交換器（23）である。以下では、まず空気調和機（10）について説明し、その後に室外熱交換器（23）について説明する。

−空気調和機−
本実施形態の熱交換器（30）を備えた空気調和機（10）について、図１を参照しながら説明する。

〈空気調和機の構成〉
空気調和機（10）は、室外ユニット（11）および室内ユニット（12）を備えている。室外ユニット（11）と室内ユニット（12）は、液側連絡配管（13）およびガス側連絡配管（14）を介して互いに接続されている。空気調和機（10）では、室外ユニット（11）、室内ユニット（12）、液側連絡配管（13）およびガス側連絡配管（14）によって、冷媒回路（20）が形成されている。

冷媒回路（20）には、圧縮機（21）と、四方切換弁（22）と、室外熱交換器（23）と、膨張弁（24）と、室内熱交換器（25）とが設けられている。圧縮機（21）、四方切換弁（22）、室外熱交換器（23）、および膨張弁（24）は、室外ユニット（11）に収容されている。室外ユニット（11）には、室外熱交換器（23）へ室外空気を供給するための室外ファン（15）が設けられている。一方、室内熱交換器（25）は、室内ユニット（12）に収容されている。室内ユニット（12）には、室内熱交換器（25）へ室内空気を供給するための室内ファン（16）が設けられている。

冷媒回路（20）は、冷媒が充填された閉回路である。冷媒回路（20）において、圧縮機（21）は、その吐出側が四方切換弁（22）の第１のポートに、その吸入側が四方切換弁（22）の第２のポートに、それぞれ接続されている。また、冷媒回路（20）では、四方切換弁（22）の第３のポートから第４のポートへ向かって順に、室外熱交換器（23）と、膨張弁（24）と、室内熱交換器（25）とが配置されている。

圧縮機（21）は、スクロール型またはロータリ型の全密閉型圧縮機である。四方切換弁（22）は、第１のポートが第３のポートと連通しかつ第２のポートが第４のポートと連通する第１状態（図１に破線で示す状態）と、第１のポートが第４のポートと連通しかつ第２のポートが第３のポートと連通する第２状態（図１に実線で示す状態）とに切り換わる。膨張弁（24）は、いわゆる電子膨張弁である。

室外熱交換器（23）は、室外空気を冷媒と熱交換させる。室外熱交換器（23）は、本実施形態の熱交換器（30）によって構成されている。一方、室内熱交換器（25）は、室内空気を冷媒と熱交換させる。室内熱交換器（25）は、円管である伝熱管を備えたいわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器によって構成されている。

〈空気調和機の運転動作〉
空気調和機（10）は、冷房運転と暖房運転を選択的に行う。

冷房運転中および暖房運転中の空気調和機（10）では、室外ファン（15）および室内ファン（16）が作動する。室外ファン（15）は室外熱交換器（23）へ室外空気を供給し、室内ファン（16）は室内熱交換器（25）へ室内空気を供給する。

冷房運転中の冷媒回路（20）では、四方切換弁（22）を第１状態に設定した状態で、冷凍サイクルが行われる。この状態では、室外熱交換器（23）、膨張弁（24）、室内熱交換器（25）の順に冷媒が循環し、室外熱交換器（23）が凝縮器として機能し、室内熱交換器（25）が蒸発器として機能する。室外熱交換器（23）では、圧縮機（21）から流入したガス冷媒が室外空気へ放熱して凝縮し、凝縮後の冷媒が膨張弁（24）へ向けて流出してゆく。室内ユニット（12）は、室内熱交換器（25）において冷却された空気を室内へ吹き出す。

暖房運転中の冷媒回路（20）では、四方切換弁（22）を第２状態に設定した状態で、冷凍サイクルが行われる。この状態では、室内熱交換器（25）、膨張弁（24）、室外熱交換器（23）の順に冷媒が循環し、室内熱交換器（25）が凝縮器として機能し、室外熱交換器（23）が蒸発器として機能する。室外熱交換器（23）には、膨張弁（24）を通過する際に膨張して気液二相状態となった冷媒が流入する。室外熱交換器（23）へ流入した冷媒は、室外空気から吸熱して蒸発し、その後に圧縮機（21）へ向けて流出してゆく。室内ユニット（12）は、室内熱交換器（25）において加熱された空気を室内へ吹き出す。

−室外熱交換器−
室外熱交換器（23）について、図２〜図６を適宜参照しながら説明する。

〈室外熱交換器の構成〉
図２および図３に示すように、室外熱交換器（23）は、１つの第１ヘッダ集合管（60）と、１つの第２ヘッダ集合管（70）と、多数の扁平管（33）と、多数のフィン（36）とを備えている。第１ヘッダ集合管（60）、第２ヘッダ集合管（70）、扁平管（33）およびフィン（36）は、いずれもアルミニウム合金製の部材であって、互いにロウ付けによって接合されている。

なお、詳しくは後述するが、室外熱交換器（23）は、主熱交換領域（51）と補助熱交換領域（52）に区分されている。この室外熱交換器（23）では、一部の扁平管（33b）が補助熱交換領域（52）を構成し、残りの扁平管（33a）が主熱交換領域（51）を構成している。

第１ヘッダ集合管（60）と第２ヘッダ集合管（70）は、いずれも両端が閉塞された細長い中空円筒状に形成されている。図３では、室外熱交換器（23）の左端に第１ヘッダ集合管（60）が垂直に設けられ、室外熱交換器（23）の右端に第２ヘッダ集合管（70）が垂直に設けられている。つまり、第１ヘッダ集合管（60）と第２ヘッダ集合管（70）は、それぞれの軸方向が上下方向となる姿勢で設置されている。

図４に示すように、扁平管（33）は、その断面形状が扁平な長円形あるいは角の丸い矩形となった伝熱管である。室外熱交換器（23）において、複数の扁平管（33）は、その伸長方向が左右方向となり、それぞれの平坦な側面が対向する状態で配置されている。また、複数の扁平管（33）は、互いに一定の間隔をおいて上下に並んで配置され、互いに実質的に平行となっている。各扁平管（33）は、その一端が第１ヘッダ集合管（60）に挿入され、その他端が第２ヘッダ集合管（70）に挿入されている。

図４に示すように、各扁平管（33）には、複数の流体通路（34）が形成されている。各流体通路（34）は、扁平管（33）の伸長方向に延びる通路である。各扁平管（33）において、複数の流体通路（34）は、扁平管（33）の伸長方向と直交する幅方向に一列に並んでいる。各扁平管（33）に形成された複数の流体通路（34）は、それぞれの一端が第１ヘッダ集合管（60）の内部空間に連通し、それぞれの他端が第２ヘッダ集合管（70）の内部空間に連通している。室外熱交換器（23）へ供給された冷媒は、扁平管（33）の流体通路（34）を流れる間に空気と熱交換する。

図４に示すように、フィン（36）は、金属板をプレス加工することによって形成された縦長の板状フィンである。フィン（36）には、フィン（36）の前縁（すなわち、風上側の縁部）からフィン（36）の幅方向に延びる細長い切り欠き部（41）が、多数形成されている。フィン（36）では、多数の切り欠き部（41）が、フィン（36）の長手方向（上下方向）に一定の間隔で形成されている。切り欠き部（41）の風下寄りの部分は、管挿入部（42）を構成している。この管挿入部（42）は、上下方向の幅が扁平管（33）の厚さと実質的に等しく、長さが扁平管（33）の幅と実質的に等しい。扁平管（33）は、フィン（36）の管挿入部（42）に挿入され、管挿入部（42）の周縁部とロウ付けによって接合される。また、フィン（36）には、伝熱を促進するためのルーバー（40）が形成されている。そして、複数のフィン（36）は、扁平管（33）の伸長方向に配列されることで、隣り合う扁平管（33）の間を空気が流れる複数の通風路（38）に区画している。

図２および図３に示すように、室外熱交換器（23）は、上下に２つの熱交換領域（51,52）に区分されている。室外熱交換器（23）では、上側の熱交換領域が主熱交換領域（51）となり、下側の熱交換領域が補助熱交換領域（52）となっている。

各熱交換領域（51,52）は、上下に３つずつの熱交換部（51a〜51c,52a〜52c）に区分されている。具体的に、主熱交換領域（51）には、下から上に向かって順に、第１主熱交換部（51a）と、第２主熱交換部（51b）と、第３主熱交換部（51c）とが形成されている。補助熱交換領域（52）には、下から上に向かって順に、第１補助熱交換部（52a）と、第２補助熱交換部（52b）と、第３補助熱交換部（52c）とが形成されている。

図３に示すように、第１ヘッダ集合管（60）の内部空間は、仕切板（39a）によって上下に仕切られている。第１ヘッダ集合管（60）では、仕切板（39a）の上側の空間が上側空間（61）となり、仕切板（39a）の下側の空間が下側空間（62）となっている。

上側空間（61）は、主熱交換領域（51）に対応した連通空間を構成している。上側空間（61）は、主熱交換領域（51）を構成する扁平管（33a）の全てと連通する単一の空間である。つまり、上側空間（61）は、各主熱交換部（51a〜51c）の扁平管（33a）と連通している。

下側空間（62）は、補助熱交換領域（52）に対応した補助連通空間を構成している。詳細は後述するが、下側空間（62）は、補助熱交換部（52a〜52c）と同数（本実施形態では３つ）の連通室（62a〜62c）に区画されている。最も下方に位置する第１連通室（62a）は、第１補助熱交換部（52a）を構成する全ての扁平管（33b）と連通する。第１連通室（62a）の上方に位置する第２連通室（62b）は、第２補助熱交換部（52b）を構成する全ての扁平管（33b）と連通する。最も上方に位置する第３連通室（62c）は、第３補助熱交換部（52c）を構成する全ての扁平管（33b）と連通する。

第２ヘッダ集合管（70）の内部空間は、主熱交換領域（51）に対応した主連通空間（71）と、補助熱交換領域（52）に対応した補助連通空間（72）とに区分されている。

主連通空間（71）は、２枚の仕切板（39c）によって上下に仕切られている。この仕切板（39c）は、主連通空間（71）を、主熱交換部（51a〜51c）と同数（本実施形態では３つ）の部分空間（71a〜71c）に区画している。最も下方に位置する第１部分空間（71a）は、第１主熱交換部（51a）を構成する全ての扁平管（33a）と連通する。第１部分空間（71a）の上方に位置する第２部分空間（71b）は、第２主熱交換部（51b）を構成する全ての扁平管（33a）と連通する。最も上方に位置する第３部分空間（71c）は、第３主熱交換部（51c）を構成する全ての扁平管（33a）と連通する。

補助連通空間（72）は、２枚の仕切板（39d）によって上下に仕切られている。この仕切板（39d）は、補助連通空間（72）を、補助熱交換部（52a〜52c）と同数（本実施形態では３つ）の部分空間（72a〜72c）に区画している。最も下方に位置する第４部分空間（72a）は、第１補助熱交換部（52a）を構成する全ての扁平管（33b）と連通する。第４部分空間（72a）の上方に位置する第５部分空間（72b）は、第２補助熱交換部（52b）を構成する全ての扁平管（33b）と連通する。最も上方に位置する第６部分空間（72c）は、第３補助熱交換部（52c）を構成する全ての扁平管（33b）と連通する。

第２ヘッダ集合管（70）には、２本の接続用配管（76,77）が取り付けられている。第１接続用配管（76）は、その一端が第２主熱交換部（51b）に対応する第２部分空間（71b）に接続され、その他端が第１補助熱交換部（52a）に対応する第４部分空間（72a）に接続される。第２接続用配管（77）は、その一端が第３主熱交換部（51c）に対応する第３部分空間（71c）に接続され、その他端が第２補助熱交換部（52b）に対応する第５部分空間（72b）に接続される。また、第２ヘッダ集合管（70）では、第３補助熱交換部（52c）に対応する第６部分空間（72c）と、第１主熱交換部（51a）に対応する第１部分空間（71a）とが、互いに連続した１つの空間を形成している。

このように、本実施形態の室外熱交換器（23）では、第１主熱交換部（51a）と第３補助熱交換部（52c）が直列に接続され、第２主熱交換部（51b）と第１補助熱交換部（52a）が直列に接続され、第３主熱交換部（51c）と第２補助熱交換部（52b）が直列に接続されている。つまり、本実施形態の室外熱交換器（23）では、第１補助熱交換部（52a）が第２主熱交換部（51b）に対応し、第２補助熱交換部（52b）が第３主熱交換部（51c）に対応し、第３補助熱交換部（52c）が第１主熱交換部（51a）に対応する。

図２および図３に示すように、室外熱交換器（23）には、液側接続管（55）と冷媒配管としてのガス側接続管（57）とが設けられている。液側接続管（55）およびガス側接続管（57）は、円管状に形成されたアルミニウム合金製の部材である。液側接続管（55）およびガス側接続管（57）は、第１ヘッダ集合管（60）とロウ付けによって接合されている。

管状部材である液側接続管（55）の一端は、第１ヘッダ集合管（60）の下部に接続され、下側空間（62）に連通している。液側接続管（55）の他端は、室外熱交換器（23）と膨張弁（24）を繋ぐ銅製の配管（17）に、継手（図示せず）を介して接続されている。

ガス側接続管（57）の一端は、第１ヘッダ集合管（60）における上側空間（61）の上下方向のほぼ中央に接続され、上側空間（61）に連通している。ガス側接続管（57）の他端は、室外熱交換器（23）と四方切換弁の第３のポートを繋ぐ銅製の配管（18）に、継手（図示せず）を介して接続されている。このガス側接続管（57）の構成について、詳しくは後述する。

〈第１ヘッダ集合管の下部の構成〉
第１ヘッダ集合管（60）の下部の構成について、図５を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、第１ヘッダ集合管（60）の側面のうち扁平管（33b）側の部分を「前面」とし、第１ヘッダ集合管（60）の側面のうち扁平管（33b）とは反対側の部分を「背面」とする。

図５に示すように、第１ヘッダ集合管（60）の下側空間（62）には、上側横仕切板（80）と、下側横仕切板（85）と、縦仕切板（90）とが１つずつ配置されている。各横仕切板（85,90）は円形状の部材であり、縦仕切板（90）は縦長の長方形状の部材である。下側空間（62）は、これらの横仕切板（80,85）および縦仕切板（90）によって、３つの連通室（62a〜62c）と１つの混合室（63）とに仕切られている。上側横仕切板（80）、下側横仕切板（85）および縦仕切板（90）の材質は、アルミニウム合金である。

上側横仕切板（80）および下側横仕切板（85）のそれぞれは、下側空間（62）を上下に仕切っている。上側横仕切板（80）は、第２補助熱交換部（52b）と第３補助熱交換部（52c）の境界に配置され、第２連通室（62b）と第３連通室（62c）を仕切っている。下側横仕切板（85）は、第１補助熱交換部（52a）と第２補助熱交換部（52b）の境界に配置され、第１連通室（62a）と第２連通室（62b）を仕切っている。

図５に示すように、上側横仕切板（80）および下側横仕切板（85）のそれぞれには、連通用貫通孔（81,86）が１つずつ形成されている。連通用貫通孔（81,86）は、円形の孔であって、横仕切板（80,85）を厚さ方向に貫通している。上側横仕切板（80）の連通用貫通孔（81）の直径は、下側横仕切板（85）の連通用貫通孔（86）の直径よりもやや大きい。

縦仕切板（90）は、上側横仕切板（80）よりも上側の部分が上側部分（91）となり、上側横仕切板（80）と下側横仕切板（85）の間の部分が中間部分（92）となり、下側横仕切板（85）よりも下側の部分が下側部分（93）となっている。縦仕切板（90）の中間部分（92）は、上側横仕切板（80）と下側横仕切板（85）の間の空間を、第１ヘッダ集合管（60）の前面側に位置する第２連通室（62b）と、その背面側に位置する混合室（63）とに仕切っている。

上側部分（91）には、上側開口部（94b）と、この上側開口部（94b）よりも下側に位置する貫通孔（97）とが形成されている。上側開口部（94b）および貫通孔（97）は、上側部分（91）を厚さ方向に貫通している。中間部分（92）には、混合室（63）を第２連通室（62b）と連通させるための２つの連通用貫通孔（95）が上下に並んで形成されている。連通用貫通孔（95）は、中間部分（92）を厚さ方向に貫通している。下側部分（93）には、下側開口部（94a）が形成されている。下側開口部（94a）は、下側部分（93）を厚さ方向に貫通している。

第１ヘッダ集合管（60）の側壁部には、液側接続管（55）を差し込むための接続口（66）が形成されている。接続口（66）は、円形の貫通孔である。接続口（66）は、第１ヘッダ集合管（60）のうち上側横仕切板（80）と下側横仕切板（85）の間の部分に形成され、混合室（63）に連通している。

〈ガス側接続管の構成〉
ガス側接続管（57）の構成について、図６を参照しながら説明する。

ガス側接続管（57）は、比較的大径の１つの配管で構成されている。ガス側接続管（57）の材質は、ヘッダ集合管（60,70）や扁平管（33）と同様のアルミニウム合金である。

ガス側接続管（57）の本体（58）は、中空の管状部材である。一方、ガス側接続管（57）の第１ヘッダ集合管（60）に接続される端部は、図６（Ｂ）に示すように、第１ヘッダ集合管（60）の軸方向に長い扁平部（59）に形成されている。扁平部（59）は、図６（Ｂ）に示すように、長円形状に形成されている。

図６（Ａ）及び図６（Ｃ）に示すように、ガス側接続管（57）の扁平部（59）は、ガス側接続管（57）の本体（58）の先端に連続する傾斜部（59a）と、この傾斜部（59a）に連続する被接合部（59b）とを備えている。傾斜部（59a）は、水平方向について、先端側に向かうにつれて幅が狭くなり、上下方向について、先端側に向かうにつれて幅が広くなっている。傾斜部（59a）の先端は、第１ヘッダ集合管（60）の軸方向に長い長円形状となっている。上記被接合部（59b）は、傾斜部（59a）の先端に連続して延びていて、該先端と同じ長円形状の断面を有している。傾斜部（59a）および被接合部（59b）の断面積は、ガス側接続管（57）の本体（58）の断面積とほぼ等しい。

第１ヘッダ集合管（60）における上側空間（61）の上下方向のほぼ中央の後面（図２で左側の面）には、ガス側接続管（57）の被接合部（59b）の断面とほぼ同じ大きさの、第１ヘッダ集合管（60）の軸方向に長い長円形状の接続孔（64）が形成されている。この接続孔（64）には、ガス側接続管（57）の扁平部（59）が挿入されている。扁平部（59）は、扁平管（33）の一端と所定の間隔Ｇを隔てるように、接続孔（64）にロウ付けにより固定されている。固定されたガス側接続管（57）の端部の被接合部（59b）は、その外周面にて第１ヘッダ集合管（60）の接続孔（64）の内周面に接合されるとともに、全周にわたって第１ヘッダ集合管（60）の内面から突出している。

従って、ガス側接続配管（57）の両側部においても第１ヘッダ集合管（60）との接触面積が十分に確保され、両者間のロウ付けを確実に行うことができる。なお、被接合部（59b）が全周にわたって第１ヘッダ集合管（60）の内面から突出するのは、ガス側接続管（57）を第１ヘッダ集合管に差し込む箇所が、図６（Ｃ）に示すように、第１ヘッダ集合管（60）の外周の２点をガス側接続管（57）の差込方向に沿って結ぶ弦の長さＳが大きい箇所となるためである。

〈室外熱交換器における冷媒の流れ／凝縮器の場合〉
空気調和機（10）の冷房運転中には、室外熱交換器（23）が凝縮器として機能する。冷房運転中における室外熱交換器（23）での冷媒の流れを説明する。

室外熱交換器（23）には、圧縮機（21）から吐出されたガス冷媒が供給される。圧縮機（21）から送られたガス冷媒は、ガス側接続管（57）を通って第１ヘッダ集合管（60）の上側空間（61）へ流入した後、主熱交換領域（51）の各扁平管（33a）へ分配される。主熱交換領域（51）の各主熱交換部（51a〜51c）において、扁平管（33a）の流体通路（34）へ流入した冷媒は、流体通路（34）を流れる間に室外空気へ放熱して凝縮し、その後に第２ヘッダ集合管（70）の対応する各部分空間（71a〜71c）へ流入する。

主連通空間（71）の各部分空間（71a〜71c）へ流入した冷媒は、補助連通空間（72）の対応する部分空間（72a〜72c）へ送られる。具体的に、主連通空間（71）の第１部分空間（71a）へ流入した冷媒は、下方へ流れ落ちて補助連通空間（72）の第６部分空間（72c）へ流れ込む。主連通空間（71）の第２部分空間（71b）へ流入した冷媒は、第１接続用配管（76）を通って補助連通空間（72）の第５部分空間（72b）へ流入する。主連通空間（71）の第３部分空間（71c）へ流入した冷媒は、第２接続用配管（77）を通って補助連通空間（72）の第４部分空間（72a）へ流入する。

補助連通空間（72）の各部分空間（72a〜72c）へ流入した冷媒は、対応する補助熱交換部（52a〜52c）の各扁平管（33b）へ分配される。各扁平管（33b）の流体通路（34）を流れる冷媒は、室外空気へ放熱して過冷却液となり、その後に第１ヘッダ集合管（60）の下側空間（62）の対応する連通室（62a〜62c）へ流入する。その後、冷媒は、混合室（63）を経て液側接続管（55）へ流れ込み、室外熱交換器（23）から流出してゆく。

〈室外熱交換器における冷媒の流れ／蒸発器の場合〉
空気調和機（10）の暖房運転中には、室外熱交換器（23）が蒸発器として機能する。暖房運転中における室外熱交換器（23）での冷媒の流れを説明する。

室外熱交換器（23）には、膨張弁（24）を通過する際に膨張して気液二相状態となった冷媒が供給される。膨張弁（24）を通過した冷媒は、液側接続管（55）を通って第１ヘッダ集合管（60）内の混合室（63）へ流入する。その際、混合室（63）では、流入した気液二相状態の冷媒が縦仕切板（90）に衝突し、その冷媒中のガス冷媒と液冷媒が混合される。つまり、混合室（63）内の冷媒が均質化され、混合室（63）内の冷媒の湿り度が概ね均一となる。

混合室（63）内の冷媒は、各連通室（62a〜62c）へ分配される。つまり、混合室（63）内の冷媒は、下側横仕切板（85）の連通用貫通孔（86）を通って第１連通室（62a）へ流入し、縦仕切板（90）の連通用貫通孔（95）を通って第２連通室（62b）へ流入し、上側横仕切板（80）の連通用貫通孔（81）を通って第３連通室（62c）へ流入する。

第１ヘッダ集合管（60）の各連通室（62a〜62c）へ流入した冷媒は、対応する補助熱交換部（52a〜52c）の各扁平管（33b）へ分配される。各扁平管（33b）の流体通路（34）へ流入した冷媒は、流体通路（34）を流れる間に室外空気から吸熱し、一部の液冷媒が蒸発する。扁平管（33b）の流体通路（34）を通過した冷媒は、第２ヘッダ集合管（70）の補助連通空間（72）の対応する部分空間（72a〜72c）へ流入する。

補助連通空間（72）の各部分空間（72a〜72c）へ流入した冷媒は、主連通空間（71）の対応する部分空間（71a〜71c）へ送られる。具体的に、補助連通空間（72）の第４部分空間（72a）へ流入した冷媒は、第２接続用配管（77）を通って主連通空間（71）の第３部分空間（71c）へ流入する。補助連通空間（72）の第５部分空間（72b）へ流入した冷媒は、第１接続用配管（76）を通って主連通空間（71）の第２部分空間（71b）へ流入する。補助連通空間（72）の第６部分空間（72c）へ流入した冷媒は、上方へ向かって流れて主連通空間（71）の第１部分空間（71a）へ流入する。

主連通空間（71）の各部分空間（71a〜71c）へ流入した冷媒は、対応する主熱交換部（51a〜51c）の各扁平管（33a）へ分配される。各扁平管（33a）の流体通路（34）を流れる冷媒は、室外空気から吸熱して蒸発し、実質的にガス単相状態となった後に、第１ヘッダ集合管（60）の上側空間（61）へ流入する。その後、冷媒は、ガス側接続管（57）を通って室外熱交換器（23）から流出してゆく。

−実施形態１の効果−
本実施形態の室外熱交換器（23）では、第１ヘッダ集合管（60）に形成された軸方向に長い接続孔（64）に挿入されて固定されたガス側接続管（57）の端部は、第１ヘッダ集合管（60）の軸方向に長い長円形状の扁平部（59）に形成されている。そして、扁平部（59）は、第１ヘッダ集合管（60）に形成された軸方向に長い接続孔（64）に挿入されて第１ヘッダ集合管（60）に固定されている。

つまり、本実施形態に係るガス側接続管（57）の扁平部（59）は、縦に長くかつ横幅が小さく形成されているので、ガス側接続管（57）を第１ヘッダ集合管（60）に差し込む箇所は、第１ヘッダ集合管（60）の外周の２点をガス側接続管（57）の差込方向に沿って結ぶ弦の長さＳが大きい箇所となる。

この結果、ガス側接続管（57）の端部と扁平管（33）との間に所定の間隔Ｇを確保しつつ、被接合部（59b）が全周にわたって第１ヘッダ集合管（60）の内面から突出する程度にまで、ガス側接続管（57）を第１ヘッダ集合管（60）に十分に深く差し込むことができる。従って、ガス側接続管（57）の両側部においても第１ヘッダ集合管（60）との接触面積が十分に確保され、両者間のロウ付けを確実に行うことができる。

また、ガス側接続管（57）の端部における傾斜部（59a）および被接合部（59b）の断面積は、ガス側接続管（57）の本体（58）の断面積とほぼ等しいので、冷媒がガス側接続管（57）の端部を流れる際に大きな圧力損失が生じるのを抑制できる。

さらに、ガス側接続管（57）の扁平部（59）および第１ヘッダ集合管（60）の接続孔（64）は、長円形状に形成されているので、ガス側接続管（57）の加工性を良好なものとすることができる。

《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２について説明する。本実施形態は、上記実施形態１のガス側接続管（57）の端部の形状を変更したものである。ここでは、本実施形態の室外熱交換器（23）について、図７を参照しながら、上記実施形態１と異なる点を説明する。

第１ヘッダ集合管（60）に取り付けられたガス側接続管（57）は、上記実施形態１と同様に、比較的大径の１つの配管で構成されており、その材質はヘッダ集合管（60,70）や扁平管（33）と同様のアルミニウム合金である。

ガス側接続管（57）の本体（58）は、中空の管状部材である。一方、ガス側接続管（57）の第１ヘッダ集合管（60）に接続される端部は、第１ヘッダ集合管（60）の軸方向に長い扁平部（59）に形成されている。この扁平部（59）は、図７に示すように、長方形状に形成されている。

ガス側接続管（57）の扁平部（59）は、ガス側接続管（57）の本体（58）の先端に連続する傾斜部（59a）と、この傾斜部（59a）に連続する被接合部（59b）とを備えている。傾斜部（59a）は、水平方向について、先端側に向かうにつれて幅が狭くなり、上下方向について、先端側に向かうにつれて幅が広くなっている。傾斜部（59a）の先端は、第１ヘッダ集合管（60）の軸方向に長い長方形状となっている。上記被接合部（59b）は、傾斜部（59a）の先端に連続して延びていて、該先端と同じ長方形状の断面を有している。傾斜部（59a）および被接合部（59b）の断面積は、ガス側接続管（57）の本体（58）の断面積とほぼ等しい。

第１ヘッダ集合管（60）における上側空間（61）の上下方向のほぼ中央の後面（図２で左側の面）には、ガス側接続管（57）の被接合部（59b）の断面とほぼ同じ大きさの、第１ヘッダ集合管（60）の軸方向に長い長方形状の接続孔（64）が形成されている。この接続孔（64）には、ガス側接続管（57）の扁平部（59）が挿入されている。扁平部（59）は、扁平管（33）の一端と所定の間隔Ｇを隔てるように、接続孔（64）にロウ付けにより固定されている。このとき、固定されたガス側接続管（57）の端部の被接合部（59b）は、その外周面にて第１ヘッダ集合管（60）の接続孔（64）の内周面に接合されるとともに、全周にわたって第１ヘッダ集合管（60）の内面から突出している。

従って、ガス側接続配管（57）の両側部においても第１ヘッダ集合管（60）との接触面積が十分に確保され、両者間のロウ付けを確実に行うことができる。なお、被接合部（59b）が全周にわたって第１ヘッダ集合管（60）の内面から突出するのは、ガス側接続管（57）を第１ヘッダ集合管に差し込む箇所が、第１ヘッダ集合管（60）の外周の２点をガス側接続管（57）の差込方向に沿って結ぶ弦の長さＳが大きい箇所となるためである。

−実施形態２の効果−
本実施形態の室外熱交換器（23）では、第１ヘッダ集合管（60）に形成された軸方向に長い接続孔（64）に挿入されて固定されたガス側接続管（57）の端部は、第１ヘッダ集合管（60）の軸方向に長い長方形状の扁平部（59）に形成されている。そして、扁平部（59）は、第１ヘッダ集合管（60）に形成された軸方向に長い接続孔（64）に挿入されて第１ヘッダ集合管（60）に固定されている。

つまり、本実施形態に係るガス側接続管（57）の扁平部（59）は、縦に長くかつ横幅が小さく形成されているので、ガス側接続管（57）を第１ヘッダ集合管（60）に差し込む箇所は、第１ヘッダ集合管（60）の外周の２点をガス側接続管（57）の差込方向に沿って結ぶ弦の長さＳが大きい箇所となる。

この結果、ガス側接続管（57）の端部と扁平管（33）との間に所定の間隔Ｇを確保しつつ、被接合部（59b）が全周にわたって第１ヘッダ集合管（60）の内面から突出する程度にまで、ガス側接続管（57）を第１ヘッダ集合管（60）に十分に深く差し込むことができる。従って、ガス側接続管（57）の両側部においても第１ヘッダ集合管（60）との接触面積が十分に確保され、両者間のロウ付けを確実に行うことができる。

また、ガス側接続管（57）の端部における傾斜部（59a）および被接合部（59b）の断面積は、ガス側接続管（57）の本体（58）の断面積とほぼ等しいので、冷媒がガス側接続管（57）の端部を流れる際に大きな圧力損失が生じるのを抑制できる。

また、第１ヘッダ集合管（60）に形成される接続孔（64）は長方形状を有しており、その輪郭が直線形状のみで構成されているので、この接続孔（64）を容易に加工形成することができる。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

上記各実施形態では、扁平部（59）は、第１ヘッダ集合管（60）の軸方向に長い長円形状または長方形状に形成されているが、これに限らず、例えば、第１ヘッダ集合管（60）の軸方向に長い楕円形状に形成してもよい。

また、上記各実施形態では、ガス側接続管（57）の端部のみが第１ヘッダ集合管（60）の軸方向に長い扁平部（59）に形成されているが、これに限らず、第２ヘッダ集合管（70）に接続された接続用配管（76,77）の端部をも、第２ヘッダ集合管（70）の軸方向に長い扁平部（59）に形成してもよい。

さらに、上記各実施形態では、扁平部（59）の断面積は、ガス側接続管（57）の本体（58）の断面積とほぼ等しいが、これに限らず、ガス側接続管（57）の本体（58）の断面積よりも大きくてもよい。

また、上記各実施形態では、ガス側接続管（57）を第１ヘッダ集合管（60）における上側空間（61）の上下方向のほぼ中央に接続しているが、これに限らず、例えば、第１ヘッダ集合管（60）の上端部に接続してもよい。

さらに、上記実施形態では、各熱交換領域（51,52）に形成される熱交換部（51a〜51c,52a〜52c）の数は３つであるが、これに限らず、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。

以上説明したように、本発明は、一対のヘッダ集合管、扁平管、フィンおよび冷媒配管を備えた熱交換器およびそれを備えた空気調和機について有用である。

10 空気調和機
20 冷媒回路
30 熱交換器
33 扁平管
57 ガス側接続管（冷媒配管）
58 本体
59 扁平部
60 第１ヘッダ集合管
64 接続孔
70 第２ヘッダ集合管
310 扁平管
600 ヘッダ集合管
830 冷媒配管

Claims (4)

1. 複数の扁平管（33）と、該扁平管（33）の両端が接続される一対のヘッダ集合管（60,70）と、該ヘッダ集合管（60）に接続され、上記ヘッダ集合管（60）に対して冷媒の流入または流出を行う冷媒配管（57）とを備えた熱交換器（30）であって、
   上記ヘッダ集合管（60）に接続される冷媒配管（57）の端部は、上記ヘッダ集合管（60）の軸方向に長い扁平部（59）に形成され、該扁平部（59）は、上記ヘッダ集合管（60）に形成された軸方向に長い接続孔（64）に挿入されて上記ヘッダ集合管（60）に固定されている
   ことを特徴とする熱交換器。
2. 請求項１において、
   上記ヘッダ集合管（60）に接続される冷媒配管（57）の端部は、該冷媒配管（57）の本体（58）の断面積とほぼ等しいかまたは該断面積よりも大きい断面積を有している
   ことを特徴とする熱交換器。
3. 請求項１または２において、
   上記冷媒配管（57）の扁平部（59）およびヘッダ集合管（60）の接続孔（64）は、長円形状に形成されている
   ことを特徴とする熱交換器。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱交換器（30）が設けられた冷媒回路（20）を備え、
   上記冷媒回路（20）において冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う
   ことを特徴とする空気調和機。

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