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WO2025062643A1 - 熱交換器 - Google Patents

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Publication number
WO2025062643A1
WO2025062643A1 PCT/JP2023/034543 JP2023034543W WO2025062643A1 WO 2025062643 A1 WO2025062643 A1 WO 2025062643A1 JP 2023034543 W JP2023034543 W JP 2023034543W WO 2025062643 A1 WO2025062643 A1 WO 2025062643A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
header
heat exchange
exchange tube
heat exchanger
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2023/034543
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
正一郎 水頭
崇史 畠田
祥太 飯塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carrier Japan Corp
Original Assignee
Carrier Japan Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carrier Japan Corp filed Critical Carrier Japan Corp
Priority to PCT/JP2023/034543 priority Critical patent/WO2025062643A1/ja
Publication of WO2025062643A1 publication Critical patent/WO2025062643A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/047—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates

Definitions

  • Heat exchangers need to be designed to keep costs down.
  • the problem that this invention aims to solve is to provide a heat exchanger that can reduce costs.
  • the heat exchanger of the first embodiment has a heat exchange tube and a header.
  • the heat exchange tube has a flow path for the heat medium inside.
  • Flat plate portions and folded portions are alternately formed along the flow path.
  • a plurality of flat plate portions are arranged in a first direction.
  • the header is formed by stacking a plurality of plates, and has a circulation space for the heat medium inside.
  • the flow path extends in a second direction intersecting the first direction in the flat plate portions.
  • the end of the heat exchange tube where the flow path opens is arranged on a first side of the heat exchange tube in the second direction.
  • the header is arranged on the first side of the heat exchange tube in the second direction.
  • the end of the heat exchange tube is connected to the header, and the flow path opens into the circulation space.
  • the header in the heat exchanger described in aspect 1 has a first end header, a second end header, and a middle header. Only the ends on the first side in the first direction of the heat exchange tubes arranged at the ends on the first side in the first direction are connected to the first end header. Only the ends on the second side in the first direction of the heat exchange tubes arranged at the ends on the second side in the first direction are connected to the second end header. Only the ends of a pair of heat exchange tubes adjacent in the first direction of a pair of heat exchange tubes adjacent in the first direction are connected to the middle header.
  • the heat exchanger of embodiment 3 is the heat exchanger described in embodiment 2, but has a connecting member.
  • the connecting member connects the first end header, the middle header, and the second end header.
  • the header has one flow space in which the flow paths of a pair of ends adjacent in the Z direction of a pair of heat exchange tubes adjacent in the Z direction are open.
  • a pipe member that communicates one flow space with the outside is connected to the first side in the second direction of the header.
  • the dimension of one flow space in the second direction is 4 mm or less.
  • the header has a pair of flow spaces in which the flow paths of a pair of ends adjacent in the Z direction of a pair of heat exchange tubes adjacent in the Z direction are open.
  • a three-way pipe member that communicates the pair of flow spaces with the outside is connected to the header.
  • the flat plate portion intersects with the first direction at an angle other than perpendicular in the heat exchanger of any one of aspects 1 to 5.
  • a heat exchanger according to a ninth aspect of the embodiment has a heat exchange tube, a plate-type header, and a cylindrical header.
  • the heat exchange tube has a flow path for a heat medium therein.
  • Flat plate portions and folded portions are alternately formed along the flow path.
  • a plurality of flat plate portions are arranged in a first direction.
  • the plate-type header is formed by stacking a plurality of plates, and has a circulation space for the heat medium therein.
  • the flow path extends in a second direction intersecting the first direction in the flat plate portions.
  • An end of the heat exchange tube where the flow path opens is disposed on a first side of the heat exchange tube in the second direction.
  • the plate-type header is disposed on the first side of the heat exchange tube in the second direction.
  • the cylindrical header is disposed outside the plate-type header in the second direction. An end of the heat exchange tube connected to the cylindrical header is longer in the second direction than an end of the heat exchange tube connected to the plate-type header.
  • FIG. FIG. 2 is a perspective view of a heat exchanger according to the first embodiment.
  • FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram of heat exchange tubes and fins.
  • FIG. 11 is a perspective view of a heat exchanger according to a second embodiment.
  • FIG. FIG. FIG. 13 is an exploded perspective view of an intermediate header in a first modified example of the second embodiment.
  • FIG. 13 is a side cross-sectional view of an intermediate header in a second modified example of the second embodiment.
  • FIG. 13 is a perspective view of the periphery of an intermediate header in a third modified example of the second embodiment.
  • FIG. 13 is a perspective view of the periphery of a header in a fourth modified example of the second embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a heat exchange tube according to a third embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a heat exchange tube according to a fourth embodiment.
  • FIG. 13 is a side cross-sectional view of a main heat exchanger in the fifth embodiment.
  • 15 is a cross-sectional view of the heat exchange tube taken along line PP in FIG. 14 .
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a refrigeration cycle device.
  • the refrigeration cycle device 1 includes a compressor 2, a four-way valve 3, an outdoor heat exchanger 4A, an expansion device (expansion valve) 5, and an indoor heat exchanger 4B.
  • the components of the refrigeration cycle device 1 are connected in sequence by a refrigerant pipe 7.
  • Fig. 1 the flow direction of the refrigerant (heat medium) during cooling operation is indicated by a solid arrow, and the flow direction of the refrigerant during heating operation is indicated by a dashed arrow.
  • the refrigerant is R410A, R32, R1123, R454B, R466A, carbon dioxide ( CO2 ), or the like.
  • the compressor 2 has a compressor body 2A and an accumulator 2B.
  • the compressor body 2A compresses the low-pressure gas refrigerant taken in to produce high-temperature, high-pressure gas refrigerant.
  • the accumulator 2B separates the gas-liquid two-phase refrigerant and supplies the gas refrigerant to the compressor body 2A.
  • the four-way valve 3 reverses the flow direction of the refrigerant to switch between cooling and heating operation.
  • the refrigerant flows through the compressor 2, four-way valve 3, outdoor heat exchanger 4A, expansion device 5, and indoor heat exchanger 4B in that order.
  • the refrigeration cycle device 1 makes the outdoor heat exchanger 4A function as a condenser and the indoor heat exchanger 4B function as an evaporator to cool the room.
  • the refrigerant flows through the compressor 2, four-way valve 3, indoor heat exchanger 4B, expansion device 5, and outdoor heat exchanger 4A in that order.
  • the refrigeration cycle device 1 makes the indoor heat exchanger 4B function as a condenser and the outdoor heat exchanger 4A function as an evaporator to heat the room.
  • the condenser converts the high-temperature, high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 2 into high-pressure liquid refrigerant by condensing it through heat dissipation to the outside air.
  • the expansion device 5 reduces the pressure of the high-pressure liquid refrigerant sent from the condenser, converting it into a low-temperature, low-pressure two-phase gas-liquid refrigerant.
  • the evaporator converts the low-temperature, low-pressure two-phase gas-liquid refrigerant sent from the expansion device 5 into a low-pressure gas refrigerant by vaporizing it through heat absorption from the outside air.
  • the refrigerant which is a working fluid, circulates while undergoing phase changes between a gas refrigerant and a liquid refrigerant.
  • the refrigerant releases heat during the phase change from a gas refrigerant to a liquid refrigerant, and absorbs heat during the phase change from a liquid refrigerant to a gas refrigerant.
  • the refrigeration cycle apparatus 1 performs heating, cooling, defrosting, and the like, by utilizing the heat release or absorption of the refrigerant.
  • the heat exchanger 4 of the embodiment is used as one or both of the outdoor heat exchanger 4A and the indoor heat exchanger 4B of the refrigeration cycle apparatus 1.
  • FIG. 2 is a perspective view of the heat exchanger 4 in the first embodiment.
  • Fig. 3 is a side cross-sectional view of the main heat exchanger 4M.
  • Fig. 4 is an explanatory view of the heat exchange tubes 10 and the fins 40, and is a cross-sectional view taken along line IV-IV in Fig. 3.
  • the heat exchanger 4 has a main heat exchanger 4M and an auxiliary heat exchanger 4S.
  • the heat exchanger 4 functions as a condenser, the gaseous refrigerant condenses in the main heat exchanger 4M.
  • the condensed liquid refrigerant is subcooled in the auxiliary heat exchanger 4S.
  • the main heat exchanger 4M has heat exchange tubes 10, fins 40 (see FIG. 3), a header 20, and a piping unit 30.
  • the Z direction, X direction, and Y direction of the Cartesian coordinate system are defined as follows.
  • the Z direction is the height direction of the header 20 and the stacking direction of the multiple heat exchange tubes 10.
  • the Z direction is the vertical direction and the +Z direction is the upward direction.
  • the X direction is the thickness direction of the header 20.
  • the Y direction is the width direction of the header 20.
  • the X direction and the Y direction are horizontal directions.
  • the main heat exchanger 4M and the auxiliary heat exchanger 4S are arranged side by side in the Z direction.
  • the main heat exchanger 4M is arranged in the +Z direction, and the auxiliary heat exchanger 4S is arranged in the -Z direction.
  • the heat exchanger 4 is formed in an L-shape when viewed from the Z direction, but may be formed in a straight line.
  • the main part of the heat exchanger 4 is a part parallel to the XZ plane. This main part will be mainly described below.
  • a header 20 is disposed at the end of the main heat exchanger 4M in the +X direction.
  • the heat exchange tube 10 is made of a material with high thermal conductivity and low specific gravity, such as aluminum or an aluminum alloy.
  • the heat exchange tube 10 is a serpentine tube.
  • a refrigerant flow path 14 is formed inside the heat exchange tube 10.
  • a plurality of flow paths 14 are formed side by side in the Y direction.
  • the heat exchange tube 10 has a flat portion 11 and a folded portion 12.
  • the flat portion 11 and the folded portion 12 are formed alternately along the flow path 14.
  • the flow path 14 extends in the X direction (second direction).
  • the flow paths 14 open at both ends 15 of the heat exchange tube 10.
  • the flat plate portion 11 is parallel to the XY plane.
  • a plurality of flat plate portions 11 are arranged in parallel to each other in the Z direction (first direction).
  • One heat exchange tube 10 has an even number of flat plate portions 11 (four in the example of FIG. 3).
  • both end portions 15 of the heat exchange tube 10 are arranged in the +X direction (first side in the second direction). Except for both end portions 15 where the flow passage 14 opens, the ends of the flat plate portions 11 adjacent to each other in the Z direction are connected by the folded portions 12.
  • a plurality of heat exchange tubes 10 are arranged side by side in the Z direction.
  • the fin 40 shown in FIG. 4 is made of a material with high thermal conductivity and low specific gravity, such as aluminum or an aluminum alloy.
  • the fin 40 is a rectangular flat plate with the Z direction as the longitudinal direction and the Y direction as the short side.
  • the fin 40 has a notch 41.
  • the notch 41 extends from the end of the fin 40 in the -Y direction to the +Y direction.
  • the end of the notch 41 in the -Y direction is open, and the end in the +Y direction is closed.
  • a plurality of notches 41 are formed side by side in the Z direction.
  • the flat plate portion 11 of the heat exchange tube 10 is disposed inside the notch 41.
  • the flat plate portion 11 is inserted in the +Y direction from the opening of the notch 41 in the -Y direction.
  • the +Y side of the fin 40 is connected, and a connecting portion 42 is included in the fin 40.
  • the connecting portion 42 extends over the entire length of the fin 40 in the Z direction.
  • a plurality of fins 40 are arranged side by side in the extension direction of the heat exchange tube 10 .
  • the header 20 is disposed at the end of the main heat exchanger 4M in the +X direction.
  • the header 20 is flat with the thickness direction in the X direction.
  • the header 20 is a plate-type header formed by stacking multiple plates.
  • the multiple plates include an inner end plate 21, an outer end plate 22, and an intermediate plate 23.
  • the inner end plate 21 is disposed in the -X direction
  • the outer end plate 22 is disposed in the +X direction.
  • the intermediate plate 23 is disposed between the inner end plate 21 and the outer end plate 22.
  • a refrigerant flow space 24 is formed inside the header 20.
  • the flow space 24 is formed by blocking the through hole of the intermediate plate 23 with the inner end plate 21 and the outer end plate 22.
  • a plurality of flow spaces 24 are formed inside one header 20. The plurality of flow spaces 24 are arranged side by side in the Z direction.
  • the ends 15 of the heat exchange tubes 10 are connected to the header 20. Specifically, the ends 15 of the heat exchange tubes 10 are inserted into the through holes of the inner end plate 21 of the header 20 from the -X direction to the +X direction. Both ends 15 of the heat exchange tube 10 are positioned in the +X direction further from the folded portion 12 that is positioned between both ends 15. This allows both ends 15 to be connected to the header 20 while avoiding interference between the folded portion 12 and the header 20.
  • the flow paths 14 of the heat exchange tubes 10 open into the flow space 24 of the header 20.
  • the ends 15 of the heat exchange tubes 10 adjacent in the Z direction open into the same flow space 24.
  • the heat exchange tubes 10 adjacent in the Z direction are the first heat exchange tube 10a in the +Z direction and the second heat exchange tube 10b in the -Z direction.
  • the ends 15 adjacent in the Z direction are the end 15 on the -Z direction side of the first heat exchange tube 10a and the end 15 on the +Z direction side of the second heat exchange tube 10b.
  • These ends 15 open into the same first flow space 24a.
  • the end 15 on the -Z direction side of the second heat exchange tube 10b and the end 15 on the +Z direction side of the third heat exchange tube 10c open into the same second flow space 24b.
  • the first flow space 24a and the second flow space 24b are arranged alternately along the Z direction.
  • the piping unit 30 is disposed in the +X direction of the header 20.
  • the piping unit 30 has a pipe member 34 connected to the +X direction of the header 20.
  • the pipe member 34 is inserted into the through hole of the outer end plate 22 of the header 20 from the +X direction to the -X direction.
  • the flow path of the pipe member 34 opens into the flow space 24 of the header 20.
  • the first pipe member 34a opens into the first flow space 24a described above, and the second pipe member 34b opens into the second flow space 24b.
  • the first pipe members 34a and the second pipe members 34b are arranged alternately along the Z direction.
  • the piping unit 30 has a distributor 32.
  • the distributor 32 distributes the gas-liquid two-phase refrigerant approximately evenly to the multiple second pipe members 34b.
  • the assembly of the heat exchange tubes 10, the header 20 and the piping unit 30 is brazed, thereby sealing the connections between the components.
  • the flow of the refrigerant when the heat exchanger 4 functions as an evaporator will be described.
  • the refrigerant flowing out from the expansion device 5 flows into the auxiliary heat exchanger 4S.
  • the refrigerant flowing out from the auxiliary heat exchanger 4S is distributed by the distributor 32 and flows into the second tube members 34b of the main heat exchanger 4M.
  • the refrigerant flows from the second tube members 34b into the second flow space 24b of the header 20.
  • the refrigerant is divided into the second heat exchange tube 10b and the third heat exchange tube 10c in the second flow space 24b.
  • the refrigerant exchanges heat with the outside air passing through the main heat exchanger 4M.
  • the refrigerant that has passed through the heat exchange tubes 10 flows into the first flow space 24a of the header 20.
  • the refrigerant that has passed through the second heat exchange tube 10b and the first heat exchange tube 10a joins together in the first flow space 24a of the header 20.
  • the refrigerant flows out from the first flow space 24a into the first tube member 34a.
  • the refrigerant in the multiple first tube members 34a joins together and is supplied to the compressor 2 (see Fig. 1).
  • the heat exchanger 4 functions as a condenser
  • the flow of the refrigerant is opposite to that when the heat exchanger 4 functions as an evaporator.
  • the multiple heat exchange tubes 10 are connected in parallel with respect to the flow direction of the refrigerant.
  • the refrigerant flows in parallel through the multiple heat exchange tubes 10.
  • the multiple heat exchange tubes 10 may be connected in series with respect to the flow direction of the refrigerant.
  • the refrigerant flows sequentially through the multiple heat exchange tubes 10.
  • the flow space 24 of the header 20 shown in FIG. 3 is used to turn the refrigerant between the heat exchange tubes 10 adjacent in the Z direction.
  • the heat exchanger 4 of the first embodiment has a heat exchange tube 10 and a header 20.
  • the heat exchange tube 10 has a flow path 14 for a heat medium inside.
  • Flat plate portions 11 and folded portions 12 are alternately formed along the flow path 14.
  • a plurality of flat plate portions 11 are arranged in the Z direction.
  • the header 20 is formed by stacking a plurality of plates, and has a heat medium circulation space 24 inside.
  • the flow path 14 extends in the X direction intersecting the Z direction in the flat plate portions 11.
  • the end portion 15 of the heat exchange tube 10 where the flow path 14 opens is arranged in the +X direction of the heat exchange tube 10.
  • the header 20 is arranged in the +X direction of the heat exchange tube 10.
  • the end portion 15 of the heat exchange tube 10 is connected to the header 20, and the flow path 14 opens into the circulation space 24.
  • the heat exchange tube 10 is a serpentine tube that meanders.
  • the end 15 of the heat exchange tube 10 is arranged in the +X direction. Therefore, the header 20 is arranged only in the +X direction of the heat exchange tube 10, and no header is required in the opposite direction.
  • the header 20 is also formed by stacking multiple plates. As a result, the cost of the heat exchanger 4 can be reduced.
  • Second Embodiment 5 is a perspective view of a heat exchanger 4 according to a second embodiment.
  • the heat exchanger 4 according to the second embodiment differs from the first embodiment in that it has a first end header 20e1, a second end header 20e2, and an intermediate header 20m. Descriptions of the second embodiment that are similar to the first embodiment may be omitted.
  • the main heat exchanger 4M has, as the headers 20, a first end header 20e1, a second end header 20e2, and an intermediate header 20m.
  • the first end header 20e1 is disposed at an end in the +Z direction (first side in the first direction) of the main heat exchanger 4M. Only the end 15 (see FIG. 3) in the +Z direction of the heat exchange tube 10 disposed at the end in the +Z direction of the main heat exchanger 4M is connected to the first end header 20e1.
  • the second end header 20e2 is disposed at an end in the -Z direction (the second side in the first direction) of the main heat exchanger 4M. Only the end 15 in the -Z direction of the heat exchange tube 10 disposed at the end in the -Z direction of the main heat exchanger 4M is connected to the second end header 20e2.
  • the intermediate header 20m is disposed in the middle of the main heat exchanger 4M in the Z direction.
  • the intermediate header 20m is disposed between the first end header 20e1 and the second end header 20e2. Multiple intermediate headers 20m are disposed side by side in the Z direction.
  • FIG. 6 is a perspective view of the intermediate header 20m.
  • FIG. 7 is a side cross-sectional view of the intermediate header 20m. Only a pair of ends 15 adjacent in the Z direction of a pair of heat exchange tubes 10 adjacent in the Z direction are connected to the intermediate header 20m. Inside the intermediate header 20m, only one flow space 24 is formed in which the flow paths 14 of the pair of heat exchange tubes 10 open.
  • the intermediate header 20m has a first intermediate header 20a and a second intermediate header 20b. Inside the first intermediate header 20a, only the first flow space 24a shown in FIG. 3 is formed. Inside the second intermediate header 20b, only the second flow space 24b is formed.
  • the first intermediate header 20a and the second intermediate header 20b are formed small and are alternately arranged at intervals in the Z direction.
  • the heat exchanger 4 of the second embodiment has a first end header 20e1, a second end header 20e2, and an intermediate header 20m. Only the +Z end 15 of the heat exchange tube 10 arranged at the end in the +Z direction is connected to the first end header 20e1. Only the -Z end 15 of the heat exchange tube 10 arranged at the end in the -Z direction is connected to the second end header 20e2. Only a pair of ends 15 adjacent in the Z direction of a pair of heat exchange tubes 10 adjacent in the Z direction are connected to the intermediate header 20m.
  • the first end header 20e1, the middle header 20m, and the second end header 20e2 are formed small and spaced apart in the Z direction. This reduces the material cost of the headers 20, and therefore the cost of the heat exchanger 4.
  • the heat exchanger 4 may have a connecting member 29 shown in FIG. 6.
  • the connecting member 29 connects the first end header 20e1, the intermediate header 20m, and the second end header 20e2.
  • the connecting member 29 is formed, for example, to connect the +Y direction ends of the first end header 20e1, the intermediate header 20m, and the second end header 20e2.
  • the connecting member 29 may be formed integrally with the header 20.
  • the first end header 20e1, the middle header 20m, and the second end header 20e2 are spaced apart in the Z direction.
  • the connecting member 29 connecting them they can be easily handled during the manufacturing process of the heat exchanger 4. This makes it possible to reduce the manufacturing costs of the heat exchanger 4.
  • the intermediate header 20m has one flow space 24 where the flow paths 14 of a pair of ends 15 adjacent in the Z direction of a pair of heat exchange tubes 10 adjacent in the Z direction open.
  • a tube member 34 is connected in the +Z direction of the intermediate header 20m. The tube member 34 communicates the flow space 24 with the outside.
  • the tube member 34 is connected to approximately the center of the intermediate header 20m in the Y direction.
  • the tube member 34 is connected, for example, between the pair of heat exchange tubes 10 (the center) in the Z direction.
  • the tube member 34 opens into the flow space 24.
  • the inner end plate 21 of the intermediate header 20m faces the opening of the tube member 34.
  • the refrigerant that flows from the outside into the flow space 24 through the tube member 34 is distributed to a pair of heat exchange tubes 10 in the flow space 24.
  • the refrigerant When the refrigerant is in two phases, gas and liquid, it may not be distributed evenly due to the influence of gravity, etc. If the liquid refrigerant is concentrated in one of the heat exchange tubes 10, the heat exchange efficiency decreases.
  • the dimension DX in the X direction of the flow space 24 is preferably 4 mm or less. This positions the opening of the tube member 34 and the inner end plate 21 of the intermediate header 20m close to each other.
  • the refrigerant that flows into the flow space 24 from the opening of the tube member 34 collides violently with the inner end plate 21 and is diffused radially.
  • the effect of gravity on the gas-liquid two-phase refrigerant is suppressed. This allows the refrigerant to be distributed approximately evenly to the pair of heat exchange tubes 10, improving heat exchange efficiency.
  • a three-way tube member for distributing the refrigerant is not required, which reduces the cost and space required for the heat exchanger 4.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of the intermediate header 20m in a first modified example of the second embodiment.
  • the internal structure of the intermediate header 20m differs from that of the second embodiment. Explanations of the first modified example that are similar to the second embodiment may be omitted.
  • the intermediate header 20m has a first intermediate plate 23f, a second intermediate plate 23g, and a third intermediate plate 23h as intermediate plates.
  • the first intermediate plate 23f is disposed in the -X direction
  • the third intermediate plate 23h is disposed in the +X direction
  • the second intermediate plate 23g is disposed between the first intermediate plate 23f and the third intermediate plate 23h, i.e., in the center in the X direction.
  • a first space 25a and a second space 25b are formed in the first intermediate plate 23f.
  • the first space 25a and the second space 25b penetrate the first intermediate plate 23f in the X direction.
  • the flow path 14 of the first heat exchange tube 10a opens into the first space 25a.
  • the flow path 14 of the second heat exchange tube 10b opens into the second space 25b.
  • the four through holes are formed in the second intermediate plate 23g, penetrating in the X direction.
  • the four through holes are a first through hole 51, a second through hole 52, a third through hole 53, and a fourth through hole 54.
  • the -X direction of the first through hole 51 and the fourth through hole 54 opens into the first space 25a.
  • the -X direction of the second through hole 52 and the third through hole 53 opens into the second space 25b.
  • a spiral space 26 is formed in the third intermediate plate 23h.
  • the spiral space 26 penetrates the third intermediate plate 23h in the X direction.
  • the spiral space 26 is formed in a spiral shape when viewed from the X direction.
  • the spiral space 26 extends from approximately the center of the first intermediate plate 23f in the Y and Z directions in the order +Z direction, +Y direction, -Z direction, -Y direction, and +Z direction.
  • the +X direction of the first through hole 51 opens at the corners of the spiral space 26 in the +Y and +Z directions.
  • the +X direction of the second through hole 52 opens at the corners of the spiral space 26 in the +Y and -Z directions.
  • the +X direction of the third through hole 53 opens at the corners of the spiral space 26 in the -Y and -Z directions.
  • the +X direction of the fourth through hole 54 opens at the corners of the spiral space 26 in the -Y and +Z directions.
  • the refrigerant flows from the tube member 34 into approximately the center of the spiral space 26 in the Y and Z directions.
  • the refrigerant flows through the spiral space 26 in the +Z and +Y directions.
  • a portion of the refrigerant flows into the first through hole 51.
  • the refrigerant flows through the spiral space 26 in the -Z direction.
  • a portion of the refrigerant flows into the second through hole 52.
  • the refrigerant flows through the spiral space 26 in the -Y direction.
  • a portion of the refrigerant flows into the third through hole 53.
  • the refrigerant flows through the spiral space 26 in the +Z direction.
  • the remainder of the refrigerant flows into the fourth through hole 54.
  • the amount of refrigerant flowing from the spiral space 26 into the four through holes is greatest in the first through hole 51 and least in the fourth through hole.
  • the refrigerant that flows into the first through hole 51 and the fourth through hole 54 flows into the first heat exchange tube 10a via the first space 25a.
  • the refrigerant that flows into the second through hole 52 and the third through hole 53 flows into the second heat exchange tube 10b via the second space 25b. This allows the refrigerant to be distributed approximately evenly to the pair of heat exchange tubes 10, improving heat exchange efficiency.
  • FIG. 9 is a side cross-sectional view of the intermediate header 20m in a second modified example of the second embodiment.
  • the second modified example of the second embodiment will be described.
  • the intermediate header 20m in the second modified example differs from the second embodiment in that it has a protrusion 27 on the inner end plate 21. Descriptions of the second modified example that are similar to the second embodiment may be omitted.
  • the intermediate header 20m has a protrusion 27 on the inner end plate 21.
  • the protrusion 27 protrudes in the +X direction toward the inside of the flow space 24.
  • the protrusion 27 tapers in the +X direction.
  • the protrusion 27 is positioned opposite the opening of the pipe member 34.
  • the refrigerant that flows into the flow space 24 from the opening of the tube member 34 collides with the protrusions 27 and is diffused radially.
  • the effect of gravity on the gas-liquid two-phase refrigerant is suppressed. This allows the refrigerant to be distributed approximately evenly to the pair of heat exchange tubes 10, improving heat exchange efficiency.
  • the intermediate header 20m may have a recess in the inner end plate 21 instead of the protrusion 27.
  • the recess is recessed in the ⁇ X direction toward the outside of the flow space 24.
  • the recess tapers in the ⁇ X direction.
  • the refrigerant that has flowed into the flow space 24 from the openings of the tube member 34 collides with the recesses and is diffused radially, whereby the refrigerant is distributed approximately evenly to the pair of heat exchange tubes 10, improving the heat exchange efficiency.
  • the intermediate header 20m may have a restriction in the flow space 24.
  • the refrigerant flowing in from the tube member 34 passes through the restriction and is sprayed radially. This allows the refrigerant to be distributed approximately evenly to the pair of heat exchange tubes 10, improving heat exchange efficiency.
  • FIG. 10 is a perspective view of the periphery of the intermediate header 20m in a third modified example of the second embodiment.
  • the third modified example differs from the second embodiment in that a three-way pipe member (three-way bend) 35 is connected to the intermediate header 20m. Explanations of the third modified example that are similar to the second embodiment may be omitted.
  • the intermediate header 20m has a pair of flow spaces 25a, 25b into which the flow paths 14 of a pair of ends 15 adjacent in the Z direction of a pair of heat exchange tubes 10a, 10b adjacent in the Z direction open.
  • the pair of flow spaces 25a, 25b are a first space 25a and a second space 25b.
  • the flow path 14 of the first heat exchange tube 10a opens into the first space 25a.
  • the flow path 14 of the second heat exchange tube 10b opens into the second space 25b.
  • a three-way pipe member 35 is connected to the intermediate header 20m in the +X direction.
  • the three-way pipe member 35 connects the pair of flow spaces 25a, 25b to the outside.
  • the three-way pipe member 35 has a U-shaped portion 36 and a branch portion 37. Both ends of the U-shaped portion 36 open to the first space 25a and the second space 25b.
  • the branch portion 37 branches from the U-shaped portion 36 to the outside. The refrigerant that flows into the branch portion 37 from the outside is distributed approximately evenly in the U-shaped portion 36 and flows into the first space 25a and the second space 25b.
  • FIG. 11 is a perspective view of the periphery of the header 20 in a fourth modified example of the second embodiment.
  • the fourth modified example differs from the second embodiment in that the header 20 has a cylindrical header 20c in addition to the plate-type header 28. Explanations of the fourth modified example that are similar to the second embodiment may be omitted.
  • the plate-type headers 28 are the second intermediate header 20b and the second end header 20e2 shown in FIG.
  • the cylindrical header 20c replaces the first end header 20e1 and the first intermediate header 20a shown in FIG. 5.
  • the cylindrical header 20c is formed in a cylindrical or semi-cylindrical shape.
  • the length of the cylindrical header 20c in the Z direction may be the same as that of the heat exchanger 4, or may be slightly shorter than that of the main heat exchanger 4M.
  • the cylindrical header 20c is disposed in the +X direction of the plate-type header 28, that is, outside the plate-type header 28 in the X direction.
  • the end of the heat exchange tube 10 connected to the cylindrical header 20c extends longer in the +X direction than the end of the heat exchange tube 10 connected to the plate-type header 28.
  • the refrigerant that flows into the cylindrical header 20c from the multiple heat exchange tubes 10 merges inside the cylindrical header 20c and flows out to the outside.
  • the refrigerant that flows into the cylindrical header 20c from the outside is divided inside the cylindrical header 20c and flows out to the multiple heat exchange tubes 10.
  • the heat exchange tube 10 is a serpentine tube.
  • the end 15 of the heat exchange tube 10 is arranged in the +X direction. Therefore, the plate-type header 28 and the cylindrical header 20c are arranged only in the +X direction of the heat exchange tube 10, and no header is required in the opposite direction. This makes it possible to reduce the cost of the heat exchanger 4.
  • Third Embodiment 12 is a cross-sectional view of a heat exchanger tube 10 according to a third embodiment.
  • the heat exchanger tube 10 according to the third embodiment differs from the first embodiment in that the flat plate portion 11 is inclined.
  • the description of the third embodiment in the same respects as the first embodiment may be omitted.
  • the flat plate portion 11 of the heat exchange tube 10 of this embodiment intersects with the Z direction at an angle other than perpendicular.
  • the Z direction is the vertical direction
  • the flat plate portion 11 is inclined with respect to the horizontal direction.
  • the flat plate portion 11 intersects with the Z direction at an angle other than perpendicular. Condensed water slides down the inclined flat plate portion 11 due to gravity. This prevents the deterioration of heat exchange efficiency caused by the accumulation of condensed water.
  • the flat plate portion 11 is inclined in the -Z direction towards the +Y direction. Condensed water slides down the flat plate portion 11 in the +Y direction. As described above, a connecting portion 42 extending in the Z direction is formed at the end of the fin 40 in the +Y direction. Condensed water flows down the connecting portion 42 in the -Z direction. This effectively prevents condensed water from accumulating on the flat plate portion 11.
  • the module including the heat exchanger 4 has a fan 8.
  • the fan 8 passes outside air between the heat exchange tubes 10 of the heat exchanger 4.
  • the fan 8 is positioned in the -Y direction of the heat exchanger 4.
  • the -Y direction of the heat exchanger 4 is the inside of the module.
  • the condensed water slides down the flat plate portion 11 in the +Y direction. This allows the condensed water to be discharged to the outside of the module.
  • Fourth Embodiment 13 is a cross-sectional view of a heat exchanger tube 10 according to a fourth embodiment.
  • the heat exchanger tube 10 according to the fourth embodiment differs from the first embodiment in that the cross-sectional areas of the multiple flow paths 14 are different from each other.
  • the description of the fourth embodiment in the same respect as the first embodiment may be omitted.
  • the refrigerant flow paths 14 are formed inside the heat exchange tube 10.
  • the flat plate portion 11 is parallel to the Y direction (third direction). Therefore, the multiple flow paths 14 are formed side by side in the Y direction.
  • the cross-sectional area of the multiple flow paths 14 increases from one side to the other side in the Y direction.
  • the cross-sectional area of the multiple flow paths 14 increases from the +Y direction to the -Y direction.
  • the outside air passes from the ⁇ Y direction to the +Y direction by the fan 8. That is, the +Y direction is the downwind direction, and the ⁇ Y direction is the upwind direction.
  • the cross-sectional area of the multiple flow paths 14 increases from the +Y direction to the -Y direction.
  • the heat exchange tube 10 is arranged so that outside air passes through from the -Y direction to the +Y direction.
  • the heat exchange efficiency of the heat exchange tube 10 can be improved.
  • the heat exchange tube 10 may be arranged so that the cross-sectional area of the multiple flow paths 14 increases from the -Y direction to the +Y direction, and the outside air passes through from the +Y direction to the -Y direction.
  • Fig. 14 is a side cross-sectional view of a main heat exchanger 4M in the fifth embodiment.
  • the main heat exchanger 4M in the fifth embodiment differs from the first embodiment in that a plurality of heat exchange tubes 10 are connected in series.
  • Fig. 15 is a cross-sectional view of the heat exchange tubes 10a, 10b taken along line P-P in Fig. 14.
  • the fifth embodiment differs from the first embodiment in that the cross-sectional areas of the flow paths 14 of the plurality of heat exchange tubes 10 are different from one another. Descriptions of the fifth embodiment that are similar to the first embodiment may be omitted.
  • a pipe member 34 is connected to the flow space 24e1 formed at the end of the header 20 in the +Z direction. The same is true for the flow space (not shown) formed at the end of the header 20 in the -Z direction. In contrast, no pipe member is connected to the flow space 24 formed in the middle of the header 20 in the Z direction.
  • the refrigerant flows into the main heat exchanger 4M from the flow space 24e1 formed at the end of the header 20 in the +Z direction.
  • the refrigerant that flows through the heat exchange tube 10a turns around at the flow space 24 formed in the middle of the header 20 in the Z direction and flows into the heat exchange tube 10b adjacent in the -Z direction.
  • the refrigerant that flows through all the heat exchange tubes 10 in order passes through a flow space (not shown) formed at the end of the header 20 in the -Z direction, passes through a pipe member, for example, that connects the flow space to the outside, and flows out of the main heat exchanger 4M.
  • the refrigerant flows from the main heat exchanger 4M into the auxiliary heat exchanger 4S (see FIG. 2).
  • the heat exchanger 4 functions as an evaporator
  • the flow of the refrigerant is the opposite to when it functions as a condenser.
  • the multiple heat exchange tubes 10 are connected in series with respect to the flow direction of the refrigerant. It is not necessary that all of the multiple heat exchange tubes 10 are connected in series. For example, it is possible to combine the heat exchange tubes 10 so that they turn around once in the flow space 24 and then flow out of the next flow space 24. In other words, several heat exchange tubes 10 may be connected in series to form a series tube set, and multiple series tube sets may be connected in parallel.
  • the refrigerant changes from a gas to a liquid.
  • the heat exchanger 4 functions as an evaporator, the refrigerant changes from a two-phase state of gas and liquid to a gas.
  • the closer the heat exchange tube 10 is positioned in the +Z direction the greater the amount of gaseous refrigerant that flows through it.
  • the cross-sectional area the smaller the pressure loss.
  • the heat exchanger 4 of this embodiment has multiple heat exchange tubes 10a, 10b with different cross-sectional areas of the flow paths 14.
  • the cross-sectional area of the flow paths 14 of the heat exchange tube 10a arranged in the +Z direction is larger than the cross-sectional area of the flow paths 14 of the heat exchange tube 10b arranged in the -Z direction.
  • the flow rate of gas refrigerant is greater.
  • the main heat exchanger 4M has a larger flow rate of gas refrigerant than the auxiliary heat exchanger 4S. Therefore, it is desirable that the cross-sectional area of the flow path of the heat exchange tube 10 of the main heat exchanger 4M is larger than the cross-sectional area of the flow path of the heat exchange tube 10 of the auxiliary heat exchanger 4S. This makes it possible to suppress pressure loss of the refrigerant.
  • the heat exchanger 4 has serpentine heat exchanger tubes 10 and a plate-type header 20. This makes it possible to reduce the cost of the heat exchanger 4.
  • 4...heat exchanger 10...heat exchange tube, 11...flat plate portion, 12...folded portion, 14...flow path, 15...end portion, 20...header, 21...inner end plate (plate), 22...outer end plate (plate), 23...intermediate plate (plate), 20e1...first end header, 20e2...second end header, 20m...intermediate header, 24...flow space, 25a...first space (pair of flow spaces), 25b...second space (pair of flow spaces), 29...connecting member, 34...pipe member, 35...three-way pipe member.

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Abstract

実施形態の熱交換器は、熱交換チューブと、ヘッダと、を持つ。熱交換チューブは、熱媒体の流路を内部に有する。流路に沿って平板部と折返し部とが交互に形成される。複数の平板部が第１方向に並ぶ。ヘッダは、複数のプレートを積層して形成され、内部に熱媒体の流通空間を有する。流路は、平板部において第１方向と交差する第２方向に伸びる。流路が開口する熱交換チューブの端部は、熱交換チューブの第２方向の第１側に配置される。ヘッダは、熱交換チューブの第２方向の第１側に配置される。熱交換チューブの端部がヘッダに接続され、流路が流通空間に開口する。

Description

熱交換器
　本発明の実施形態は、熱交換器に関する。
　熱交換器には、コストの抑制が求められる。
特開２０２０－５１６８１号公報
　本発明が解決しようとする課題は、コストを抑制することができる熱交換器を提供することである。
　実施形態の態様１の熱交換器は、熱交換チューブと、ヘッダと、を持つ。熱交換チューブは、熱媒体の流路を内部に有する。流路に沿って平板部と折返し部とが交互に形成される。複数の平板部が第１方向に並ぶ。ヘッダは、複数のプレートを積層して形成され、内部に熱媒体の流通空間を有する。流路は、平板部において第１方向と交差する第２方向に伸びる。流路が開口する熱交換チューブの端部は、熱交換チューブの第２方向の第１側に配置される。ヘッダは、熱交換チューブの第２方向の第１側に配置される。熱交換チューブの端部がヘッダに接続され、流路が流通空間に開口する。
　実施形態の態様２の熱交換器では、態様１に記載の熱交換器において、ヘッダが、第１端部ヘッダと、第２端部ヘッダと、中間部ヘッダと、を有する。第１端部ヘッダには、第１方向の第１側の端部に配置される熱交換チューブの、第１方向の第１側の端部のみが接続される。第２端部ヘッダには、第１方向の第２側の端部に配置される熱交換チューブの、第１方向の第２側の端部のみが接続される。中間部ヘッダには、第１方向に隣り合う一対の熱交換チューブの、第１方向に隣り合う一対の端部のみが接続される。
　実施形態の態様３の熱交換器は、態様２に記載の熱交換器において、連結部材を有する。連結部材は、第１端部ヘッダ、中間部ヘッダおよび第２端部ヘッダを連結する。
　実施形態の態様４の熱交換器では、態様１から３のいずれか１つに記載の熱交換器において、ヘッダが、Ｚ方向に隣り合う一対の熱交換チューブの、Ｚ方向に隣り合う一対の端部の流路が開口する、１つの流通空間を有する。１つの流通空間と外部とを連通する管部材が、ヘッダの第２方向の第１側に接続される。１つの流通空間の第２方向の寸法は４ｍｍ以下である。
　実施形態の態様５の熱交換器では、態様１から３のいずれか１つに記載の熱交換器において、ヘッダが、Ｚ方向に隣り合う一対の熱交換チューブの、Ｚ方向に隣り合う一対の端部の流路が開口する、一対の流通空間を有する。一対の流通空間と外部とを連通する三方管部材が、ヘッダに接続される。
　実施形態の態様６の熱交換器では、態様１から５のいずれか１つに記載の熱交換器において、平板部が、第１方向に対して垂直以外の角度で交差する。
　実施形態の態様７の熱交換器では、態様１から６のいずれか１つに記載の熱交換器において、第２方向に垂直であって平板部に平行な方向を第３方向としたとき、平板部の内部には複数の流路が第３方向に並んで形成される。複数の流路の断面積は、第３方向の一方側から他方側にかけて大きくなる。
　実施形態の態様８の熱交換器では、態様１から３のいずれか１つに記載の熱交換器において、第１方向に隣り合う一対の熱交換チューブのうち、第１方向の第１側に配置される熱交換チューブの流路の断面積は、第１方向の第２側に配置される熱交換チューブの流路の断面積より大きい。
　実施形態の態様９の熱交換器は、熱交換チューブと、プレート型ヘッダと、筒型ヘッダと、を持つ。熱交換チューブは、熱媒体の流路を内部に有する。流路に沿って平板部と折返し部とが交互に形成される。複数の平板部が第１方向に並ぶ。プレート型ヘッダは、複数のプレートを積層して形成され、内部に熱媒体の流通空間を有する。流路は、平板部において第１方向と交差する第２方向に伸びる。流路が開口する熱交換チューブの端部は、熱交換チューブの第２方向の第１側に配置される。プレート型ヘッダは、熱交換チューブの第２方向の第１側に配置される。筒型ヘッダは、プレート型ヘッダよりも第２方向の外側に配置される。筒型ヘッダに接続される熱交換チューブの端部は、プレート型ヘッダに接続される熱交換チューブの端部よりも第２方向に長い。
冷凍サイクル装置の回路図。 第１の実施形態における熱交換器の斜視図。 主熱交換器の側面断面図。 熱交換チューブおよびフィンの説明図。 第２の実施形態における熱交換器の斜視図。 中間部ヘッダの斜視図。 中間部ヘッダの側面断面図。 第２の実施形態の第１変形例における中間部ヘッダの分解斜視図。 第２の実施形態の第２変形例における中間部ヘッダの側面断面図。 第２の実施形態の第３変形例における中間部ヘッダの周辺の斜視図。 第２の実施形態の第４変形例におけるヘッダの周辺の斜視図。 第３の実施形態における熱交換チューブの断面図。 第４の実施形態における熱交換チューブの断面図。 第５の実施形態における主熱交換器の側面断面図。 図１４のＰ－Ｐ線における熱交換チューブの断面図。
　以下、実施形態の熱交換器および冷凍サイクル装置を、図面を参照して説明する。
　図１は、冷凍サイクル装置の回路図である。
　冷凍サイクル装置１は、圧縮機２と、四方弁３と、室外熱交換器４Ａと、膨張装置（膨張弁）５と、室内熱交換器４Ｂと、を有する。冷凍サイクル装置１の構成要素は、冷媒配管７によって順次接続されている。図１では、冷房運転時の冷媒（熱媒体）の流通方向が実線矢印で示され、暖房運転時の冷媒の流通方向が破線矢印で示される。冷媒は、Ｒ４１０ＡやＲ３２、Ｒ１１２３、Ｒ４５４Ｂ、Ｒ４６６Ａ、二酸化炭素（ＣＯ２）等である。
　圧縮機２は、圧縮機本体２Ａと、アキュムレータ２Ｂと、を有する。圧縮機本体２Ａは、内部に取り込まれる低圧の気体冷媒を圧縮して高温・高圧の気体冷媒にする。アキュムレータ２Ｂは、気液二相冷媒を分離して、気体冷媒を圧縮機本体２Ａに供給する。
　四方弁３は、冷媒の流通方向を逆転させ、冷房運転と暖房運転とを切り替える。冷房運転時に冷媒は、圧縮機２、四方弁３、室外熱交換器４Ａ、膨張装置５及び室内熱交換器４Ｂの順に流れる。このとき冷凍サイクル装置１は、室外熱交換器４Ａを凝縮器として機能させ、室内熱交換器４Ｂを蒸発器として機能させて、室内を冷房する。暖房運転時に冷媒は、圧縮機２、四方弁３、室内熱交換器４Ｂ、膨張装置５、室外熱交換器４Ａの順に流れる。このとき冷凍サイクル装置１は、室内熱交換器４Ｂを凝縮器として機能させ、室外熱交換器４Ａを蒸発器として機能させて、室内を暖房する。
　凝縮器は、圧縮機２から吐出される高温・高圧の気体冷媒を、外気への放熱によって凝縮させることにより、高圧の液体冷媒にする。膨張装置５は、凝縮器から送り込まれる高圧の液体冷媒の圧力を下げ、低温・低圧の気液二相冷媒にする。蒸発器は、膨張装置５から送り込まれる低温・低圧の気液二相冷媒を、外気からの吸熱によって気化させることにより、低圧の気体冷媒にする。
　このように、冷凍サイクル装置１では、作動流体である冷媒が気体冷媒と液体冷媒との間で相変化しながら循環する。冷媒は、気体冷媒から液体冷媒に相変化する過程で放熱し、液体冷媒から気体冷媒に相変化する過程で吸熱する。冷凍サイクル装置１は、冷媒の放熱または吸熱を利用して、暖房や冷房、除霜などを行う。
　実施形態の熱交換器４は、冷凍サイクル装置１の室外熱交換器４Ａおよび室内熱交換器４Ｂの一方または両方に使用される。
（第１の実施形態）
　図２は、第１の実施形態における熱交換器４の斜視図である。図３は、主熱交換器４Ｍの側面断面図である。図４は、熱交換チューブ１０およびフィン４０の説明図であり、図３のＩＶ－ＩＶ線における断面図である。
　図２に示されるように、熱交換器４は、主熱交換器４Ｍと、補助熱交換器４Ｓと、を有する。熱交換器４が凝縮器として機能するとき、気体冷媒が主熱交換器４Ｍで凝縮する。凝縮した液体冷媒は、補助熱交換器４Ｓで過冷却される。主熱交換器４Ｍは、熱交換チューブ１０と、フィン４０（図３参照）と、ヘッダ２０と、配管ユニット３０と、を有する。
　本願において、直交座標系のＺ方向、Ｘ方向およびＹ方向が、以下のように定義される。図２に示されるように、Ｚ方向は、ヘッダ２０の高さ方向であり、複数の熱交換チューブ１０の積層方向である。例えば、Ｚ方向は鉛直方向であり、＋Ｚ方向は上方向である。Ｘ方向は、ヘッダ２０の厚さ方向である。Ｙ方向は、ヘッダ２０の幅方向である。例えば、Ｘ方向およびＹ方向は水平方向である。
　主熱交換器４Ｍおよび補助熱交換器４Ｓは、Ｚ方向に並んで配置される。主熱交換器４Ｍは＋Ｚ方向に配置され、補助熱交換器４Ｓは－Ｚ方向に配置される。
　熱交換器４は、Ｚ方向から見てＬ字状に形成されるが、直線状に形成されてもよい。熱交換器４の主要部分は、ＸＺ平面に平行な部分である。以下には主に、この主要部分について説明する。主熱交換器４Ｍの＋Ｘ方向の端部にヘッダ２０が配置される。
　熱交換チューブ１０は、アルミニウムやアルミニウム合金等の、熱伝導率が高く比重が小さい材料で形成される。熱交換チューブ１０は、蛇行するサーペンタイン管である。図４に示されるように、熱交換チューブ１０の内部には、冷媒の流路１４が形成される。複数の流路１４が、Ｙ方向に並んで形成される。図３に示されるように、熱交換チューブ１０は、平板部１１および折返し部１２を有する。平板部１１および折返し部１２は、流路１４に沿って交互に形成される。平板部１１において、流路１４は、Ｘ方向（第２方向）に伸びる。熱交換チューブ１０の両端部１５には、流路１４が開口する。
　平板部１１は、ＸＹ平面と平行である。複数の平板部１１が、Ｚ方向（第１方向）に並んで、相互に平行に配置される。１本の熱交換チューブ１０は、偶数個（図３の例では４個）の平板部１１を有する。これにより、熱交換チューブ１０の両端部１５は、いずれも＋Ｘ方向（第２方向の第１側）に配置される。流路１４が開口する両端部１５を除いて、Ｚ方向に隣り合う平板部１１の端部は、折返し部１２により接続される。
　複数の熱交換チューブ１０が、Ｚ方向に並んで配置される。
　図４に示されるフィン４０は、アルミニウムやアルミニウム合金等の、熱伝導率が高く比重が小さい材料で形成される。フィン４０は、Ｚ方向を長手方向としＹ方向を短手方向とする長方形の平板状である。フィン４０は、切欠き４１を有する。切欠き４１は、フィン４０の－Ｙ方向の端部から＋Ｙ方向に伸びる。切欠き４１の－Ｙ方向の端部は開口し、＋Ｙ方向の端部は閉鎖する。複数の切欠き４１が、Ｚ方向に並んで形成される。切欠き４１の内側には、熱交換チューブ１０の平板部１１が配置される。平板部１１は、切欠き４１の－Ｙ方向の開口から、＋Ｙ方向に挿入される。フィン４０は＋Ｙ側が連結して、フィン４０の中に連結部４２が含まれる。連結部４２は、フィン４０のＺ方向の全長に渡って伸びる。
　図３に示されるように、複数のフィン４０が、熱交換チューブ１０の延在方向に並んで配置される。
　ヘッダ２０は、図３に示されるように、主熱交換器４Ｍの＋Ｘ方向の端部に配置される。ヘッダ２０は、Ｘ方向を厚さ方向とする平板状である。ヘッダ２０は、複数のプレートを積層して形成される、プレート型ヘッダである。複数のプレートは、内端板２１、外端板２２および中間板２３を含む。内端板２１は－Ｘ方向に配置され、外端板２２は＋Ｘ方向に配置される。中間板２３は、内端板２１と外端板２２との間に配置される。
　ヘッダ２０の内部には、冷媒の流通空間２４が形成される。流通空間２４は、中間板２３の貫通孔が内端板２１および外端板２２により閉塞されて形成される。１個のヘッダ２０の内部に、複数の流通空間２４が形成される。複数の流通空間２４は、Ｚ方向に並んで配置される。
　熱交換チューブ１０の端部１５がヘッダ２０に接続される。具体的には、熱交換チューブ１０の端部１５が、ヘッダ２０の内端板２１の貫通孔に対して、－Ｘ方向から＋Ｘ方向に挿入される。熱交換チューブ１０の両端部１５は、両端部１５の間に配置される折返し部１２よりも、＋Ｘ方向に配置される。これにより、折返し部１２とヘッダ２０との干渉を回避しつつ、両端部１５がヘッダ２０に接続される。
　熱交換チューブ１０の流路１４が、ヘッダ２０の流通空間２４に開口する。Ｚ方向に隣り合う熱交換チューブ１０の、Ｚ方向に隣り合う端部１５が、同じ流通空間２４に開口する。例えば、Ｚ方向に隣り合う熱交換チューブ１０は、＋Ｚ方向の第１熱交換チューブ１０ａおよび－Ｚ方向の第２熱交換チューブ１０ｂである。Ｚ方向に隣り合う端部１５は、第１熱交換チューブ１０ａの－Ｚ方向側の端部１５および第２熱交換チューブ１０ｂの＋Ｚ方向側の端部１５である。これらの端部１５が、同じ第１流通空間２４ａに開口する。同様に、第２熱交換チューブ１０ｂの－Ｚ方向側の端部１５および第３熱交換チューブ１０ｃの＋Ｚ方向側の端部１５が、同じ第２流通空間２４ｂに開口する。第１流通空間２４ａおよび第２流通空間２４ｂは、Ｚ方向に沿って交互に配置される。
　配管ユニット３０は、図２に示されるように、ヘッダ２０の＋Ｘ方向に配置される。図３に示されるように、配管ユニット３０は、ヘッダ２０の＋Ｘ方向に接続される管部材３４を有する。管部材３４は、ヘッダ２０の外端板２２の貫通孔に対して、＋Ｘ方向から－Ｘ方向に挿入される。管部材３４の流路は、ヘッダ２０の流通空間２４に開口する。前述された第１流通空間２４ａには第１管部材３４ａが開口し、第２流通空間２４ｂには第２管部材３４ｂが開口する。
　図２に示されるように、第１管部材３４ａおよび第２管部材３４ｂは、Ｚ方向に沿って交互に配置される。配管ユニット３０は、分配器３２を有する。主熱交換器４Ｍが蒸発器として機能するとき、分配器３２は、気液二相冷媒を複数の第２管部材３４ｂに対して略均等に分配する。
　熱交換チューブ１０、ヘッダ２０および配管ユニット３０の組立体はロウ付けされる。これにより、部品間の接続部分が密閉される。
　熱交換器４が蒸発器として機能する場合の冷媒の流れについて説明する。
　膨張装置５（図１参照）から流出した冷媒は、補助熱交換器４Ｓに流入する。補助熱交換器４Ｓから流出した冷媒は、分配器３２により分配されて、主熱交換器４Ｍの複数の第２管部材３４ｂに流入する。図３に示されるように、冷媒は、第２管部材３４ｂからヘッダ２０の第２流通空間２４ｂに流入する。例えば冷媒は、第２流通空間２４ｂにおいて、第２熱交換チューブ１０ｂおよび第３熱交換チューブ１０ｃに分流される。冷媒は、熱交換チューブ１０を流通する過程で、主熱交換器４Ｍを通過する外気との間で熱交換する。
　熱交換チューブ１０を通過した冷媒は、ヘッダ２０の第１流通空間２４ａに流入する。例えば、第２熱交換チューブ１０ｂおよび第１熱交換チューブ１０ａを通過した冷媒は、ヘッダ２０の第１流通空間２４ａにおいて合流する。冷媒は、第１流通空間２４ａから第１管部材３４ａに流出する。図２に示されるように、複数の第１管部材３４ａの冷媒が合流して、圧縮機２（図１参照）に供給される。
　熱交換器４が凝縮器として機能する場合の冷媒の流れは、蒸発器として機能する場合の逆である。
　このように、第１の実施形態の主熱交換器４Ｍでは、複数の熱交換チューブ１０が、冷媒の流通方向に対して並列に接続されている。この場合に、冷媒は、複数の熱交換チューブ１０を並行して流れる。これに対して、複数の熱交換チューブ１０は、冷媒の流通方向に対して直列に接続されてもよい。この場合に、冷媒は、複数の熱交換チューブ１０を順番に流れる。この場合、図３に示されるヘッダ２０の流通空間２４は、Ｚ方向に隣り合う熱交換チューブ１０の間の冷媒の折返しに使用される。
　以上に詳述されたように、第１の実施形態の熱交換器４は、熱交換チューブ１０と、ヘッダ２０と、を持つ。熱交換チューブ１０は、熱媒体の流路１４を内部に有する。流路１４に沿って平板部１１と折返し部１２とが交互に形成される。複数の平板部１１がＺ方向に並ぶ。ヘッダ２０は、複数のプレートを積層して形成され、内部に熱媒体の流通空間２４を有する。流路１４は、平板部１１においてＺ方向と交差するＸ方向に伸びる。流路１４が開口する熱交換チューブ１０の端部１５は、熱交換チューブ１０の＋Ｘ方向に配置される。ヘッダ２０は、熱交換チューブ１０の＋Ｘ方向に配置される。熱交換チューブ１０の端部１５がヘッダ２０に接続され、流路１４が流通空間２４に開口する。
　熱交換チューブ１０は、蛇行するサーペンタイン管である。熱交換チューブ１０の端部１５は、＋Ｘ方向に配置される。そのため、熱交換チューブ１０の＋Ｘ方向のみにヘッダ２０が配置され、逆方向にはヘッダが不要である。また、ヘッダ２０は複数のプレートを積層して形成される。これらにより、熱交換器４のコストを抑制することができる。
（第２の実施形態）
　図５は、第２の実施形態における熱交換器４の斜視図である。第２の実施形態における熱交換器４は、第１端部ヘッダ２０ｅ１、第２端部ヘッダ２０ｅ２および中間部ヘッダ２０ｍを有する点で、第１の実施形態とは異なる。第１の実施形態と同様である点における第２の実施形態の説明は省略される場合がある。
　主熱交換器４Ｍは、ヘッダ２０として、第１端部ヘッダ２０ｅ１と、第２端部ヘッダ２０ｅ２と、中間部ヘッダ２０ｍと、を有する。
　第１端部ヘッダ２０ｅ１は、主熱交換器４Ｍの＋Ｚ方向（第１方向の第１側）の端部に配置される。主熱交換器４Ｍの＋Ｚ方向の端部に配置される熱交換チューブ１０の、＋Ｚ方向の端部１５（図３参照）のみが、第１端部ヘッダ２０ｅ１に接続される。
　第２端部ヘッダ２０ｅ２は、主熱交換器４Ｍの－Ｚ方向（第１方向の第２側）の端部に配置される。主熱交換器４Ｍの－Ｚ方向の端部に配置される熱交換チューブ１０の、－Ｚ方向の端部１５のみが、第２端部ヘッダ２０ｅ２に接続される。
　中間部ヘッダ２０ｍは、主熱交換器４ＭのＺ方向の中間部に配置される。中間部ヘッダ２０ｍは、第１端部ヘッダ２０ｅ１と第２端部ヘッダ２０ｅ２との間に配置される。複数の中間部ヘッダ２０ｍが、Ｚ方向に並んで配置される。
　図６は、中間部ヘッダ２０ｍの斜視図である。図７は、中間部ヘッダ２０ｍの側面断面図である。中間部ヘッダ２０ｍには、Ｚ方向に隣り合う一対の熱交換チューブ１０の、Ｚ方向に隣り合う一対の端部１５のみが接続される。中間部ヘッダ２０ｍの内部には、一対の熱交換チューブ１０の流路１４が開口する１つの流通空間２４のみが形成される。図５に示されるように、中間部ヘッダ２０ｍは、第１中間部ヘッダ２０ａと、第２中間部ヘッダ２０ｂと、を有する。第１中間部ヘッダ２０ａの内部には、図３に示される第１流通空間２４ａのみが形成される。第２中間部ヘッダ２０ｂの内部には、第２流通空間２４ｂのみが形成される。第１中間部ヘッダ２０ａおよび第２中間部ヘッダ２０ｂは、小型に形成され、Ｚ方向に間隔を置いて交互に配置される。
　このように、第２の実施形態の熱交換器４は、第１端部ヘッダ２０ｅ１と、第２端部ヘッダ２０ｅ２と、中間部ヘッダ２０ｍと、を有する。第１端部ヘッダ２０ｅ１には、＋Ｚ方向の端部に配置される熱交換チューブ１０の、＋Ｚ方向の端部１５のみが接続される。第２端部ヘッダ２０ｅ２には、－Ｚ方向の端部に配置される熱交換チューブ１０の、－Ｚ方向の端部１５のみが接続される。中間部ヘッダ２０ｍには、Ｚ方向に隣り合う一対の熱交換チューブ１０の、Ｚ方向に隣り合う一対の端部１５のみが接続される。
　第１端部ヘッダ２０ｅ１、中間部ヘッダ２０ｍおよび第２端部ヘッダ２０ｅ２は、小型に形成され、Ｚ方向に間隔を置いて配置される。これにより、ヘッダ２０の材料費用が抑制されるので、熱交換器４のコストを抑制することができる。
　熱交換器４は、図６に示される連結部材２９を有してもよい。連結部材２９は、第１端部ヘッダ２０ｅ１、中間部ヘッダ２０ｍおよび第２端部ヘッダ２０ｅ２を連結する。連結部材２９は、例えば第１端部ヘッダ２０ｅ１、中間部ヘッダ２０ｍおよび第２端部ヘッダ２０ｅ２の＋Ｙ方向の端部が連結するように形成される。連結部材２９は、ヘッダ２０と一体に形成されてもよい。
　前述されたように、第１端部ヘッダ２０ｅ１、中間部ヘッダ２０ｍおよび第２端部ヘッダ２０ｅ２は、Ｚ方向に間隔を置いて配置される。これらを連結する連結部材２９を有することにより、熱交換器４の製造工程において、これらの取扱いが容易になる。これにより、熱交換器４の製造コストを抑制することができる。
　図７に示されるように、中間部ヘッダ２０ｍは、Ｚ方向に隣り合う一対の熱交換チューブ１０の、Ｚ方向に隣り合う一対の端部１５の流路１４が開口する、１つの流通空間２４を有する。中間部ヘッダ２０ｍの＋Ｚ方向に、管部材３４が接続される。管部材３４は、流通空間２４と外部とを連通する。管部材３４は、Ｙ方向において中間部ヘッダ２０ｍの略中央部に接続される。管部材３４は、Ｚ方向において、例えば一対の熱交換チューブ１０の間（中央部）に接続される。管部材３４は、流通空間２４に開口する。管部材３４の開口には、中間部ヘッダ２０ｍの内端板２１が対向する。
　外部から管部材３４を通って流通空間２４に流入した冷媒は、流通空間２４において、一対の熱交換チューブ１０に分配される。冷媒が気液二相であるとき、重力の影響等により、均等に分配されない場合がある。液体冷媒が一方の熱交換チューブ１０に偏ると、熱交換効率が低下する。
　流通空間２４のＸ方向の寸法ＤＸは、４ｍｍ以下であることが望ましい。これにより、管部材３４の開口と中間部ヘッダ２０ｍの内端板２１とが接近して配置される。管部材３４の開口から流通空間２４に流入した冷媒は、内端板２１に激しく衝突して放射状に拡散される。気液二相冷媒に対する重力の影響が抑制される。これにより、一対の熱交換チューブ１０に対して冷媒が略均等に分配され、熱交換効率が向上する。また、冷媒を分配するための三方管部材が不要であり、熱交換器４のコストおよびスペースを抑制することができる。
　図８は、第２の実施形態の第１変形例における中間部ヘッダ２０ｍの分解斜視図である。第１変形例では、中間部ヘッダ２０ｍの内部構造が第２の実施形態と異なる。第２の実施形態と同様である点における第１変形例の説明は省略される場合がある。
　中間部ヘッダ２０ｍは、中間板として、第１中間板２３ｆ、第２中間板２３ｇおよび第３中間板２３ｈを有する。第１中間板２３ｆは－Ｘ方向に配置され、第３中間板２３ｈは＋Ｘ方向に配置され、第２中間板２３ｇは第１中間板２３ｆと第３中間板２３ｈとの間、すなわちＸ方向の中央に配置される。
　第１中間板２３ｆには、第１空間２５ａおよび第２空間２５ｂが形成される。第１空間２５ａおよび第２空間２５ｂは、第１中間板２３ｆをＸ方向に貫通する。第１空間２５ａには、第１熱交換チューブ１０ａの流路１４が開口する。第２空間２５ｂには、第２熱交換チューブ１０ｂの流路１４が開口する。
　第２中間板２３ｇには、Ｘ方向に貫通する４個の貫通孔が形成される。４個の貫通孔は、第１貫通孔５１、第２貫通孔５２、第３貫通孔５３および第４貫通孔５４である。第１貫通孔５１および第４貫通孔５４の－Ｘ方向は、第１空間２５ａに開口する。第２貫通孔５２および第３貫通孔５３の－Ｘ方向は、第２空間２５ｂに開口する。
　第３中間板２３ｈには、渦巻空間２６が形成される。渦巻空間２６は、第３中間板２３ｈをＸ方向に貫通する。渦巻空間２６は、Ｘ方向から見て渦巻状に形成される。渦巻空間２６は、第１中間板２３ｆのＹ方向およびＺ方向の略中央から、＋Ｚ方向、＋Ｙ方向、－Ｚ方向、－Ｙ方向および＋Ｚ方向の順に伸びる。
　渦巻空間２６の＋Ｙ方向および＋Ｚ方向の角部には、第１貫通孔５１の＋Ｘ方向が開口する。渦巻空間２６の＋Ｙ方向および－Ｚ方向の角部には、第２貫通孔５２の＋Ｘ方向が開口する。渦巻空間２６の－Ｙ方向および－Ｚ方向の角部には、第３貫通孔５３の＋Ｘ方向が開口する。渦巻空間２６の－Ｙ方向および＋Ｚ方向の角部には、第４貫通孔５４の＋Ｘ方向が開口する。
　冷媒は、管部材３４から、渦巻空間２６のＹ方向およびＺ方向の略中央に流入する。冷媒は、渦巻空間２６を＋Ｚ方向および＋Ｙ方向に流れる。冷媒の一部は、第１貫通孔５１に流入する。冷媒は、渦巻空間２６を－Ｚ方向に流れる。冷媒の一部は、第２貫通孔５２に流入する。冷媒は、渦巻空間２６を－Ｙ方向に流れる。冷媒の一部は、第３貫通孔５３に流入する。冷媒は、渦巻空間２６を＋Ｚ方向に流れる。冷媒の残部は、第４貫通孔５４に流入する。
　渦巻空間２６から４個の貫通孔に流入する冷媒量は、第１貫通孔５１が最も多く、第４貫通孔が最も少ない。第１貫通孔５１および第４貫通孔５４に流入した冷媒は、第１空間２５ａを経由して、第１熱交換チューブ１０ａに流入する。第２貫通孔５２および第３貫通孔５３に流入した冷媒は、第２空間２５ｂを経由して、第２熱交換チューブ１０ｂに流入する。これにより、一対の熱交換チューブ１０に対して冷媒が略均等に分配され、熱交換効率が向上する。
　図９は、第２の実施形態の第２変形例における中間部ヘッダ２０ｍの側面断面図である。第２の実施形態の第２変形例について説明する。第２変形例の中間部ヘッダ２０ｍは、内端板２１に凸部２７を有する点で、第２の実施形態とは異なる。第２の実施形態と同様である点における第２変形例の説明は省略される場合がある。
　中間部ヘッダ２０ｍは、内端板２１に凸部２７を有する。凸部２７は、流通空間２４の内側に向かって＋Ｘ方向に突出する。凸部２７は、＋Ｘ方向にかけて先細る。凸部２７は、管部材３４の開口と対向する位置に配置される。
　管部材３４の開口から流通空間２４に流入した冷媒は、凸部２７に衝突して放射状に拡散される。気液二相冷媒に対する重力の影響が抑制される。これにより、一対の熱交換チューブ１０に対して冷媒が略均等に分配され、熱交換効率が向上する。
　中間部ヘッダ２０ｍは、凸部２７に替えて、内端板２１に凹部を有してもよい。凹部は、流通空間２４の外側に向かって－Ｘ方向に窪む。凹部は、－Ｘ方向にかけて先細る。
　管部材３４の開口から流通空間２４に流入した冷媒は、凹部に衝突して放射状に拡散される。これにより、一対の熱交換チューブ１０に対して冷媒が略均等に分配され、熱交換効率が向上する。
　中間部ヘッダ２０ｍは、流通空間２４に絞りを有してもよい。管部材３４から流入した冷媒は、絞りを通過して、放射状に噴霧される。これにより、一対の熱交換チューブ１０に対して冷媒が略均等に分配され、熱交換効率が向上する。
　図１０は、第２の実施形態の第３変形例における中間部ヘッダ２０ｍの周辺の斜視図である。第３変形例では、中間部ヘッダ２０ｍに三方管部材（三方ベンド）３５が接続される点で、第２の実施形態とは異なる。第２の実施形態と同様である点における第３変形例の説明は省略される場合がある。
　中間部ヘッダ２０ｍは、Ｚ方向に隣り合う一対の熱交換チューブ１０ａ，１０ｂの、Ｚ方向に隣り合う一対の端部１５の流路１４が開口する、一対の流通空間２５ａ，２５ｂを有する。一対の流通空間２５ａ，２５ｂは、第１空間２５ａおよび第２空間２５ｂである。第１空間２５ａには、第１熱交換チューブ１０ａの流路１４が開口する。第２空間２５ｂには、第２熱交換チューブ１０ｂの流路１４が開口する。
　中間部ヘッダ２０ｍの＋Ｘ方向に、三方管部材３５が接続される。三方管部材３５は、一対の流通空間２５ａ，２５ｂと外部とを連通する。三方管部材３５は、Ｕ字部３６と、分岐部３７と、を有する。Ｕ字部３６の両端部は、第１空間２５ａおよび第２空間２５ｂに開口する。分岐部３７は、Ｕ字部３６から外部に分岐する。外部から分岐部３７に流入した冷媒は、Ｕ字部３６において略均等に分配され、第１空間２５ａおよび第２空間２５ｂに流入する。
　このように、一対の流通空間２５ａ，２５ｂと外部とを連通する三方管部材３５が、中間部ヘッダ２０ｍに接続される。これにより、一対の熱交換チューブ１０に対して冷媒が略均等に分配され、熱交換効率が向上する。
　図１１は、第２の実施形態の第４変形例におけるヘッダ２０の周辺の斜視図である。第４変形例では、ヘッダ２０が、プレート型ヘッダ２８に加えて筒型ヘッダ２０ｃを有する点で、第２の実施形態とは異なる。第２の実施形態と同様である点における第４変形例の説明は省略される場合がある。
　プレート型ヘッダ２８は、図５に示される第２中間部ヘッダ２０ｂおよび第２端部ヘッダ２０ｅ２である。
　筒型ヘッダ２０ｃは、図５に示される第１端部ヘッダ２０ｅ１および第１中間部ヘッダ２０ａに替わるものである。筒型ヘッダ２０ｃは、円筒状または半円筒状に形成される。筒型ヘッダ２０ｃのＺ方向の長さは、熱交換器４と同様の長さでもよいし、主熱交換器４Ｍより少し短くてもよい。筒型ヘッダ２０ｃは、プレート型ヘッダ２８の＋Ｘ方向、つまりプレート型ヘッダ２８よりもＸ方向の外側に配置される。筒型ヘッダ２０ｃに接続される熱交換チューブ１０の端部は、プレート型ヘッダ２８に接続される熱交換チューブ１０の端部よりも、＋Ｘ方向に長く伸びる。複数の熱交換チューブ１０から筒型ヘッダ２０ｃに流入した冷媒は、筒型ヘッダ２０ｃの内部で合流し、外部に流出する。外部から筒型ヘッダ２０ｃに流入した冷媒は、筒型ヘッダ２０ｃの内部で分流され、複数の熱交換チューブ１０に流出する。
　熱交換チューブ１０は、蛇行するサーペンタイン管である。熱交換チューブ１０の端部１５は、＋Ｘ方向に配置される。そのため、熱交換チューブ１０の＋Ｘ方向のみにプレート型ヘッダ２８および筒型ヘッダ２０ｃが配置され、逆方向にはヘッダが不要である。これにより、熱交換器４のコストを抑制することができる。
（第３の実施形態）
　図１２は、第３の実施形態における熱交換チューブ１０の断面図である。第３の実施形態の熱交換チューブ１０は、平板部１１が傾斜する点で、第１の実施形態とは異なる。第１の実施形態と同様である点における第３の実施形態の説明は省略される場合がある。
　本実施形態の熱交換チューブ１０の平板部１１は、Ｚ方向に対して垂直以外の角度で交差する。Ｚ方向が鉛直方向であるとき、平板部１１は水平方向に対して傾斜する。
　熱交換器４が凝縮器として機能するとき、冷媒が放熱して熱交換チューブ１０の温度が低下する。これにより、熱交換チューブ１０に結露水が発生する。結露水が平板部１１に滞留すると、熱交換効率が低下する。
　これに対して、本実施形態の熱交換チューブ１０は、平板部１１がＺ方向に対して垂直以外の角度で交差する。結露水は、傾斜した平板部１１を重力により滑り落ちる。これにより、結露水の滞留による熱交換効率の低下が抑制される。
　図１２の例では、平板部１１が、＋Ｙ方向にかけて－Ｚ方向に傾斜する。結露水は、平板部１１を＋Ｙ方向に滑り落ちる。前述されたように、フィン４０の＋Ｙ方向の端部には、Ｚ方向に伸びる連結部４２が形成される。結露水は、連結部４２を伝って－Ｚ方向に下降する。これにより、平板部１１における結露水の滞留が良好に抑制される。
　熱交換器４を含むモジュールは、ファン８を有する。ファン８は、熱交換器４の熱交換チューブ１０の間に外気を通過させる。図１２の例では、熱交換器４の－Ｙ方向にファン８が配置される。すなわち、熱交換器４の－Ｙ方向がモジュールの内側である。前述されたように、結露水は、平板部１１を＋Ｙ方向に滑り落ちる。これにより、モジュールの外側に結露水が排出される。
（第４の実施形態）
　図１３は、第４の実施形態における熱交換チューブ１０の断面図である。第４の実施形態の熱交換チューブ１０は、複数の流路１４の断面積が相互に異なる点で、第１の実施形態とは異なる。第１の実施形態と同様である点における第４の実施形態の説明は省略される場合がある。
　前述されたように、熱交換チューブ１０の内部には、冷媒の流路１４が形成される。本実施形態では、平板部１１がＹ方向（第３方向）に平行である。そのため、複数の流路１４は、Ｙ方向に並んで形成される。本実施形態の熱交換チューブ１０では、複数の流路１４の断面積が、Ｙ方向の一方側から他方側にかけて大きくなる。図１３の例では、複数の流路１４の断面積が、＋Ｙ方向から－Ｙ方向にかけて大きくなる。
　本実施形態では、ファン８により、－Ｙ方向から＋Ｙ方向にかけて外気が通過する。すなわち、＋Ｙ方向が風下であり、－Ｙ方向が風上である。
　このように、本実施形態の熱交換チューブ１０では、複数の流路１４の断面積が、＋Ｙ方向から－Ｙ方向にかけて大きくなる。これにより、－Ｙ方向の流路１４ほど、多くの冷媒が流通する。一方、－Ｙ方向から＋Ｙ方向にかけて外気が通過するように、熱交換チューブ１０が配置される。風上である－Ｙ方向の流路１４ほど、外気と冷媒との温度差が大きくなり、両者間の熱交換量が大きくなる。以上により、熱交換チューブ１０の熱交換効率を向上させることができる。なお、複数の流路１４の断面積が－Ｙ方向から＋Ｙ方向にかけて大きくなり、＋Ｙ方向から－Ｙ方向にかけて外気が通過するように熱交換チューブ１０が配置されてもよい。
（第５の実施形態）
　図１４は、第５の実施形態における主熱交換器４Ｍの側面断面図である。第５の実施形態の主熱交換器４Ｍは、複数の熱交換チューブ１０が直列接続される点で、第１の実施形態とは異なる。図１５は、図１４のＰ－Ｐ線における熱交換チューブ１０ａ，１０ｂの断面図である。第５の実施形態では、複数の熱交換チューブ１０の流路１４の断面積が相互に異なる点で、第１の実施形態とは異なる。第１の実施形態と同様である点における第５の実施形態の説明は省略される場合がある。
　第１の実施形態と同様に、ヘッダ２０の＋Ｚ方向の端部に形成される流通空間２４ｅ１には、管部材３４が接続される。ヘッダ２０の－Ｚ方向の端部に形成される流通空間（不図示）についても同様である。これに対して、ヘッダ２０のＺ方向の中間部に形成される流通空間２４には、管部材が接続されない。
　熱交換器４が凝縮器として機能する場合に、冷媒は、ヘッダ２０の＋Ｚ方向の端部に形成された流通空間２４ｅ１から、主熱交換器４Ｍに流入する。熱交換チューブ１０ａを流通した冷媒は、ヘッダ２０のＺ方向の中間部に形成された流通空間２４で折り返し、－Ｚ方向に隣り合う熱交換チューブ１０ｂに流入する。全ての熱交換チューブ１０を順に流通した冷媒は、ヘッダ２０の－Ｚ方向の端部に形成された流通空間（不図示）を通り、流通空間と外部とを連通する例えば管部材などを通り、主熱交換器４Ｍから流出する。冷媒は、主熱交換器４Ｍから補助熱交換器４Ｓ（図２参照）に流入する。熱交換器４が蒸発器として機能する場合の冷媒の流れは、凝縮器として機能する場合の逆である。このように、本実施形態の主熱交換器４Ｍでは、複数の熱交換チューブ１０が、冷媒の流通方向に対して直列に接続されている。なお、複数の熱交換チューブ１０の全てが直列に接続されなくてもよい。例えば、流通空間２４で一度折り返し、次の流通空間２４では流出するというような組み合わせもできる。すなわち、数個の熱交換チューブ１０が直列に接続されて直列チューブセットが形成され、複数の直列チューブセットが並列に接続されてもよい。
　熱交換器４が凝縮器として機能する場合に、冷媒は、気体から液体に変化する。熱交換器４が蒸発器として機能する場合に、冷媒は、気体および液体の二相状態から気体に変化する。すなわち、＋Ｚ方向に配置される熱交換チューブ１０ほど、気体冷媒の流通量が多くなる。気体冷媒が流通する流路では、断面積が大きいほど、圧力損失が小さくなる。
　図１５に示されるように、本実施形態の熱交換器４は、流路１４の断面積が異なる複数の熱交換チューブ１０ａ，１０ｂを有する。特に、＋Ｚ方向に配置される熱交換チューブ１０ａの流路１４の断面積は、－Ｚ方向に配置される熱交換チューブ１０ｂの流路１４の断面積より大きい。＋Ｚ方向に配置される熱交換チューブ１０ａでは、気体冷媒の流通量が多くなる。＋Ｚ方向に配置される熱交換チューブ１０ａの流路の断面積を大きくすることにより、冷媒の圧力損失を抑制することができる。
　主熱交換器４Ｍでは、補助熱交換器４Ｓより、気体冷媒の流通量が多くなる。そのため、主熱交換器４Ｍの熱交換チューブ１０の流路の断面積は、補助熱交換器４Ｓの熱交換チューブ１０の流路の断面積より、大きいことが望ましい。これにより、冷媒の圧力損失を抑制することができる。
　以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、サーペンタイン管の熱交換チューブ１０と、プレート型ヘッダであるヘッダ２０とを持つ。これにより、熱交換器４のコストを抑制することができる。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
　４…熱交換器、１０…熱交換チューブ、１１…平板部、１２…折返し部、１４…流路、１５…端部、２０…ヘッダ、２１…内端板（プレート）、２２…外端板（プレート）、２３…中間板（プレート）、２０ｅ１…第１端部ヘッダ、２０ｅ２…第２端部ヘッダ、２０ｍ…中間部ヘッダ、２４…流通空間、２５ａ…第１空間（一対の流通空間）、２５ｂ…第２空間（一対の流通空間）、２９…連結部材、３４…管部材、３５…三方管部材。

Claims (9)

  1. 　熱媒体の流路を内部に有し、前記流路に沿って平板部と折返し部とが交互に形成され、複数の前記平板部が第１方向に並ぶ、熱交換チューブと、
    　複数のプレートを積層して形成され、内部に前記熱媒体の流通空間を有するヘッダと、を有し、
    　前記流路は、前記平板部において前記第１方向と交差する第２方向に伸び、
    　前記流路が開口する前記熱交換チューブの端部は、前記熱交換チューブの前記第２方向の第１側に配置され、
    　前記ヘッダは、前記熱交換チューブの前記第２方向の第１側に配置され、
    　前記熱交換チューブの前記端部が前記ヘッダに接続され、前記流路が前記流通空間に開口する、
    　熱交換器。
  2. 　前記ヘッダは、
    　　前記第１方向の第１側の端部に配置される前記熱交換チューブの、前記第１方向の第１側の前記端部のみが接続される、第１端部ヘッダと、
    　　前記第１方向の第２側の端部に配置される前記熱交換チューブの、前記第１方向の第２側の前記端部のみが接続される、第２端部ヘッダと、
    　　前記第１方向に隣り合う一対の前記熱交換チューブの、前記第１方向に隣り合う一対の前記端部のみが接続される、中間部ヘッダと、を有する、
    　請求項１に記載の熱交換器。
  3. 　前記第１端部ヘッダ、前記中間部ヘッダおよび前記第２端部ヘッダを連結する、連結部材を有する、
    　請求項２に記載の熱交換器。
  4. 　前記ヘッダは、前記第１方向に隣り合う一対の前記熱交換チューブの、前記第１方向に隣り合う一対の前記端部の前記流路が開口する、１つの前記流通空間を有し、
    　前記１つの流通空間と外部とを連通する管部材が、前記ヘッダの前記第２方向の第１側に接続され、
    　前記１つの流通空間の前記第２方向の寸法は４ｍｍ以下である、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換器。
  5. 　前記ヘッダは、前記第１方向に隣り合う一対の前記熱交換チューブの、前記第１方向に隣り合う一対の前記端部の前記流路が開口する、一対の前記流通空間を有し、
    　前記一対の流通空間と外部とを連通する三方管部材が、前記ヘッダに接続される、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換器。
  6. 　前記平板部は、前記第１方向に対して垂直以外の角度で交差する、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換器。
  7. 　前記第２方向に垂直であって前記平板部に平行な方向を第３方向としたとき、前記平板部の内部には複数の前記流路が前記第３方向に並んで形成され、
    　前記複数の流路の断面積は、前記第３方向の一方側から他方側にかけて大きくなる、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換器。
  8. 　前記第１方向に隣り合う一対の前記熱交換チューブのうち、前記第１方向の第１側に配置される前記熱交換チューブの前記流路の断面積は、前記第１方向の第２側に配置される前記熱交換チューブの前記流路の断面積より大きい、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換器。
  9. 　熱媒体の流路を内部に有し、前記流路に沿って平板部と折返し部とが交互に形成され、複数の前記平板部が第１方向に並ぶ、熱交換チューブと、
    　複数のプレートを積層して形成され、内部に前記熱媒体の流通空間を有するプレート型ヘッダと、
    　筒型ヘッダと、を有し、
    　前記流路は、前記平板部において前記第１方向と交差する第２方向に伸び、
    　前記流路が開口する前記熱交換チューブの端部は、前記熱交換チューブの前記第２方向の第１側に配置され、
    　前記プレート型ヘッダは、前記熱交換チューブの前記第２方向の第１側に配置され、
    　前記筒型ヘッダは、前記プレート型ヘッダよりも前記第２方向の外側に配置され、
    　前記筒型ヘッダに接続される前記熱交換チューブの前記端部は、前記プレート型ヘッダに接続される前記熱交換チューブの前記端部よりも前記第２方向に長い、
    　熱交換器。
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