JP2001027484A - Serpentine heat-exchanger - Google Patents
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- JP2001027484A JP2001027484A JP11201579A JP20157999A JP2001027484A JP 2001027484 A JP2001027484 A JP 2001027484A JP 11201579 A JP11201579 A JP 11201579A JP 20157999 A JP20157999 A JP 20157999A JP 2001027484 A JP2001027484 A JP 2001027484A
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- 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
- F28D1/0477—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 the conduits being bent in a serpentine or zig-zag
- F28D1/0478—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 the conduits being bent in a serpentine or zig-zag the conduits having a non-circular cross-section
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/126—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
- F28F1/128—Fins with openings, e.g. louvered fins
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明が属する技術分野】この発明は、二酸化炭素を冷
媒とする冷凍サイクルに用いられるエバポレータや、ヒ
ートポンプ式の冷凍サイクルに用いられ、冷媒流の方向
によってエバポレータやコンデンサとして使用され、耐
圧が必要とされる熱交換器であって、特にサーペンタイ
ン型熱交換器に関する。The present invention relates to an evaporator used in a refrigeration cycle using carbon dioxide as a refrigerant and a heat pump type refrigeration cycle, and is used as an evaporator or a condenser depending on the direction of the refrigerant flow. And more particularly to a serpentine heat exchanger.
【0002】[0002]
【従来の技術】実開昭57−40893号公報は、連続
して蛇行するように形成されたチューブの両端を1箇所
に集めると共に、このチューブの両端を一つの集合部材
に形成された入口孔と出口孔とに接続し、この集合部材
の入口孔と出口孔とに接続パイプを接続するようにした
ものである。2. Description of the Related Art Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 57-40893 discloses a technique in which both ends of a tube formed so as to meander continuously are gathered in one place, and both ends of the tube are formed in an inlet member formed in one collecting member. And an outlet hole, and a connecting pipe is connected to the inlet hole and the outlet hole of the assembly member.
【0003】また、実開昭57−82690号公報は、
扁平チューブを適宜な間隔を有して多数段折り曲げその
間にフィンを介在した熱交換器を開示する。この熱交換
器は、該熱交換器の製造時における上下端で前記扁平チ
ューブに扁平チューブの扁平面が水平となる水平部を設
けると共に、該扁平チューブの水平部のそれぞれにコネ
クタを有するコネクタ接続装置を設けたものである。Further, Japanese Utility Model Laid-Open No. 57-82690 discloses that
Disclosed is a heat exchanger in which a flat tube is folded in multiple stages at appropriate intervals and fins are interposed therebetween. This heat exchanger is provided with a horizontal portion where the flat surface of the flat tube is horizontal at the upper and lower ends at the time of manufacturing the heat exchanger, and a connector connection having a connector at each of the horizontal portions of the flat tube. A device is provided.
【0004】さらにまた、実開昭57−178993号
公報は、中央に配置された出入口ブロックに左チューブ
及び右チューブのそれぞれの両端を接合して左右対称の
2系統の冷媒通路を形成すると共に、入口パイプ及び出
口パイプの先端付近に接続プレートを設け、この接続プ
レートを前記出入口ブロックに固定して入口パイプ及び
出口パイプを前記出入口ブロックに接合した自動車用コ
ンデンサを開示する。Further, Japanese Utility Model Laid-Open No. 57-178993 discloses that two left and right symmetric refrigerant passages are formed by joining both ends of a left tube and a right tube to an entrance block disposed in the center, Disclosed is a vehicle capacitor in which a connection plate is provided near the tip of an inlet pipe and an outlet pipe, and the connection plate is fixed to the entrance block and the entrance pipe and the exit pipe are joined to the entrance block.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなサーペンタイン型熱交換器において、昨今、熱
交換器の小型化、薄肉化の強いニーズがあり、それを実
現するために性能の向上、高効率化が必要不可欠であ
る。特にサーペンタイン型熱交換器の場合、フィンの高
さを低くして熱交換器の小型化を図ろうとする場合、チ
ューブの曲げRを小さくしなければならないため、両者
の最高の兼ね合いを求める必要が生じる。However, in the above-mentioned serpentine-type heat exchangers, there has recently been a strong need for downsizing and thinning of the heat exchangers. Efficiency is essential. In particular, in the case of a serpentine type heat exchanger, when trying to reduce the height of the fins to reduce the size of the heat exchanger, the bending R of the tube must be reduced. Occurs.
【0006】したがって、この発明は、最も効率の良い
寸法を有するサーペンタイン型熱交換器を提供すること
にある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a serpentine heat exchanger having the most efficient dimensions.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】よって、この発明は、冷
媒が流入する入口側ヘッダパイプと、冷媒が流出する出
口側ヘッダパイプと、所定の間隔の間で複数段折り返し
て前記入口側ヘッダパイプと前記出口側ヘッダパイプと
の間を連通する少なくとも一つのサーペンタインチュー
ブと、該サーペンタインチューブによって形成される複
数段の折返冷媒通路間に配されるコルゲートフィンとか
ら少なくとも構成されるサーペンタイン型熱交換器にお
いて、前記コルゲートフィンを流れる空気の通風方向に
おける前記熱交換器の幅を略35mm以上65mm以下
の範囲内で形成すると共に、前記コルゲートフィンのフ
ィン高さを略5mm以上13mm以下の範囲内に形成
し、前記サーペンタインチューブの折返冷媒通路間の間
隔をこのフィン高さに対応して形成することにある。こ
れによって、サーペンタインチューブの折返冷媒通路と
フィンとの積層方向の寸法及び熱交換器の通風方向の幅
を熱交換器の能力を所定以上に維持しつつ小さくするこ
とができ、上記課題を達成することができるものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention is directed to an inlet header pipe formed by folding a plurality of stages at a predetermined interval between an inlet header pipe into which a refrigerant flows, an outlet header pipe from which a refrigerant flows, and a predetermined interval. And at least one serpentine tube communicating with the outlet side header pipe and a corrugated fin disposed between a plurality of folded refrigerant passages formed by the serpentine tube. In the above, the width of the heat exchanger in the ventilation direction of the air flowing through the corrugated fin is formed in a range of about 35 mm to 65 mm, and the fin height of the corrugated fin is formed in a range of about 5 mm to 13 mm. The distance between the folded refrigerant passages of the serpentine tube is set to this fin height. It is to form correspondingly. This makes it possible to reduce the dimension of the serpentine tube in the stacking direction of the folded refrigerant passages and the fins and the width of the heat exchanger in the ventilation direction while maintaining the heat exchanger capacity at or above a predetermined level. Is what you can do.
【0008】また、この発明は、前記コルゲートフィン
の各々において、一方のチューブエレメントと当接する
折曲部と一方のチューブエレメントと当接する次の折曲
部との間のフィンピッチを、略2.8mm以上5.0m
m以下とすることが望ましく、前記コルゲートフィンの
板厚を、略0.06mm以上0.15mm以下とするこ
とが望ましい。これによって、前述した寸法のサーペン
タイン型熱交換器において、最適なコルゲートフィンを
設定できるものである。Further, the present invention provides a corrugated fin having a fin pitch between a bent portion contacting one tube element and a next bent portion contacting one tube element. 8 mm or more and 5.0 m
m, and the plate thickness of the corrugated fin is desirably about 0.06 mm or more and 0.15 mm or less. As a result, in the serpentine heat exchanger having the above-described dimensions, an optimal corrugated fin can be set.
【0009】また、前記コルゲートフィンは、前記チュ
ーブエレメントと当接するベント部、一方のチューブエ
レメントに当接するベント部及び他方のチューブエレメ
ントに当接するベント部の間に位置するフラット部から
なり、前記フラット部には、通風方向に対して垂直とな
る方向に延出する複数のルーバが、通風方向に順に形成
される共に、通風方向に対するルーバの傾斜角度を、略
24°以上40°以下とすることが望ましい。これによ
って、最適なルーバを有するコルゲートフィンを得るこ
とができるものである。The corrugated fin comprises a vent portion in contact with the tube element, a vent portion in contact with one tube element, and a flat portion located between the vent portions in contact with the other tube element. In the part, a plurality of louvers extending in a direction perpendicular to the ventilation direction are formed in order in the ventilation direction, and the inclination angle of the louver with respect to the ventilation direction is set to approximately 24 ° or more and 40 ° or less. Is desirable. As a result, a corrugated fin having an optimum louver can be obtained.
【0010】さらに、前記サーペンタイン型熱交換器に
おいて、前記ルーバの端部と前記チューブエレメントの
間の距離を、略0.2mm以上1.5mm以下の範囲内
とすることが望ましく、前記サーペンタインチューブの
厚さは、略1.6mm以上3.9mm以下であることが
望ましい。これによって、コルゲートフィンの水はけ性
を向上できるものである。Further, in the serpentine heat exchanger, it is preferable that a distance between an end of the louver and the tube element is within a range of about 0.2 mm or more and 1.5 mm or less. It is desirable that the thickness be approximately 1.6 mm or more and 3.9 mm or less. Thereby, the drainage property of the corrugated fin can be improved.
【0011】さらにまた、前記サーペンタイン型熱交換
器は、積層方向略中央に配され、通風方向下流側に延出
する冷媒入口部と連通する一つの入口側ヘッダパイプ
と、前記積層方向両端に配され、通風方向上流側に延出
する冷媒出口部と連通する一対の出口側ヘッダパイプと
を有し、前記サーペンタインチューブは、前記入口側ヘ
ッダパイプと前記出口側ヘッダパイプの一方とを連通す
る第1のサーペンタインチューブと、前記入口側ヘッダ
パイプの他方とを連通する第2のサーペンタインチュー
ブとによって構成されるものであっても良いものであ
る。これによって、サーペンタインチューブの通路抵抗
を低減し、冷媒の分配性を向上できるので、熱交換器性
能を向上できるものである。Further, the serpentine heat exchanger is disposed substantially at the center in the laminating direction, and has one inlet-side header pipe communicating with the refrigerant inlet portion extending downstream in the ventilation direction, and is disposed at both ends in the laminating direction. And a pair of outlet header pipes communicating with a refrigerant outlet portion extending upstream in the ventilation direction, wherein the serpentine tube communicates with one of the inlet header pipe and one of the outlet header pipes. It may be constituted by one serpentine tube and a second serpentine tube communicating with the other of the inlet side header pipe. Thereby, the passage resistance of the serpentine tube can be reduced and the distribution of the refrigerant can be improved, so that the heat exchanger performance can be improved.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面により説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0013】図1及び図2に示すサーペンタイン型熱交
換器1は、一方の側に配され通風方向(図2に図示され
る)下流側に延出する冷媒流入パイプ3と連通する流入
側ヘッダパイプ2と、他方の側に配され通風方向上流側
に延出する冷媒流出パイプ5と連通する流出側ヘッダパ
イプ4と、前記流入側ヘッダパイプ2と前記流出側ヘッ
ダパイプ4の間を連通すると共に、一方の側と他方の側
に位置する複数の折返部6A及び一方の側の折返部6A
と他方の側の折返部6Aとの間を連通する複数の折返冷
媒通路6Bとによって構成されるサーペンタインチュー
ブ6と、このサーペンタインチューブ6の隣り合う折返
冷媒通路6B間の各々に配されるコルゲートフィン7と
によって少なくとも構成される。尚、この実施の形態に
おいては、前記折返冷媒通路6B及びコルゲートフィン
7との積層方向の両端には、一対のエンドプレート8,
9が設けられ、前記折返冷媒通路6Bと各々の前エンド
プレート8,9の間にもコルゲートフィン7が配される
ものである。尚、前記サーペンタインチューブ6は、Z
n溶射チューブや、Zn溶射チューブ+高耐食チューブ
によって成形することが望ましい。The serpentine heat exchanger 1 shown in FIGS. 1 and 2 has an inflow header connected to one side and communicating with a refrigerant inflow pipe 3 extending downstream in a ventilation direction (shown in FIG. 2). A pipe 2, an outflow header pipe 4, which is disposed on the other side and communicates with a refrigerant outflow pipe 5 extending upstream in the ventilation direction, and a communication between the inflow header pipe 2 and the outflow header pipe 4. Also, a plurality of folded portions 6A located on one side and the other side and a folded portion 6A on one side
And a plurality of folded refrigerant passages 6B communicating with the folded portion 6A on the other side, and corrugated fins disposed between each of the folded refrigerant passages 6B adjacent to the serpentine tube 6. 7 at least. In this embodiment, a pair of end plates 8 are provided at both ends of the folded refrigerant passage 6B and the corrugated fin 7 in the stacking direction.
A corrugated fin 7 is also provided between the folded refrigerant passage 6B and each of the front end plates 8 and 9. The serpentine tube 6 is made of Z
It is desirable to form with an n thermal spray tube or a Zn thermal spray tube + a high corrosion resistant tube.
【0014】以上の構成のサーペンタイン型熱交換器1
において、冷房性能を示す因子(冷房能力)と通風抵抗
を示す因子を実験により求め、これらの因子から熱交換
器の総合的な能力を示す因子(熱交換器能力)Fa(F
a=冷房能力/通風抵抗)を求めた。尚、この熱交換器
能力Faは、冷房能力に比例し、通風抵抗に反比例す
る。この熱交換器能力を示す因子Faとして、冷凍能力
/通風抵抗を実験により求めた結果、図3に示す特性線
図を得た。これによって、最大熱交換器能力を有する点
として通風方向の幅Cwm50mmが得られ、この最大
熱交換器能力を100%とした場合に80%以上の熱交
換器能力を有する範囲としてFa風方向の幅Cw略35
mm以上65mm以下の範囲が得られた。The serpentine heat exchanger 1 having the above structure
In the above, a factor indicating the cooling performance (cooling capacity) and a factor indicating the ventilation resistance are obtained by an experiment, and a factor (heat exchanger capacity) Fa (F) indicating the overall capacity of the heat exchanger is obtained from these factors.
a = cooling capacity / ventilation resistance). The heat exchanger capacity Fa is proportional to the cooling capacity and inversely proportional to the ventilation resistance. The refrigerating capacity / ventilation resistance was determined by experiment as a factor Fa indicating the heat exchanger capacity, and as a result, a characteristic diagram shown in FIG. 3 was obtained. As a result, a width Cwm of 50 mm in the ventilation direction is obtained as a point having the maximum heat exchanger capacity, and assuming that the maximum heat exchanger capacity is 100%, a range having a heat exchanger capacity of 80% or more in the Fa wind direction is obtained. Width Cw approximately 35
The range of not less than mm and not more than 65 mm was obtained.
【0015】前記コルゲートフィン7は、図4乃至図6
に示すように、サーペンタインチューブ6の隣り合う一
方の折返冷媒通路6Bに当接接合されるベント部11a
及び他方の折返冷媒通路6Bに当接接合されるベント部
11bと、前記ベント部11aと他方ベント部11bと
の間を連接するフラット部12とからなり、隣合う折返
冷媒通路6B間に相当する所定のフィン高さFhと、前
記一方の折返冷媒通路6Bと当接接合される前記ベント
部11aの頂点間であるフィンピッチFpとを有する。The corrugated fins 7 are shown in FIGS.
As shown in FIG. 7, the vent portion 11a which is brought into contact with one of the folded refrigerant passages 6B adjacent to the serpentine tube 6 is joined.
And a flat portion 12 connecting the bent portion 11a and the other bent portion 11b. The bent portion 11b is in contact with the other folded refrigerant passage 6B, and corresponds to the space between the adjacent folded refrigerant passages 6B. It has a predetermined fin height Fh and a fin pitch Fp between the vertices of the vent portion 11a which is in contact with and joined to the one folded refrigerant passage 6B.
【0016】前記フィン高さFhは、前記サーペンタイ
ンチューブ6の隣り合う折返冷媒通路6B間の幅に相当
し、折返冷媒通路6Bとコルゲートフィン7との積層方
向の寸法を小さくするためにはフィン高さFhを小さく
することが望ましいが、フィン高さFhを小さくすると
通風抵抗が大きくなるという問題点を有する。このた
め、前記フィン高さFhと前記熱交換器能力Faとの関
係を実験によって求め、最適なフィン高さを求めると、
図7で示す特性線図が得られ、最大能力時フィン高さF
hmとして9mmが得られた。そして、熱交換器能力F
aが最大時の80%以上となる範囲をフィン高さFhの
適正範囲Fhsとすると、その適正範囲Fhsは、略
5.0mm以上13mm以下の範囲であることが得られ
た。そして、このフィン高さFhに合わせて、隣合う折
返冷媒通路6B間の幅を形成する必要があり、この幅と
なるようにベント部6A,6Bが曲げられるものであ
る。The fin height Fh corresponds to the width between the adjacent folded refrigerant passages 6B of the serpentine tube 6, and in order to reduce the dimension of the folded refrigerant passage 6B and the corrugated fin 7 in the laminating direction, the fin height Fh is required. It is desirable to reduce the height Fh, but there is a problem in that reducing the fin height Fh increases ventilation resistance. For this reason, when the relationship between the fin height Fh and the heat exchanger capacity Fa is obtained by experiment, and the optimum fin height is obtained,
The characteristic diagram shown in FIG. 7 is obtained, and the fin height F at the maximum capacity is obtained.
9 mm was obtained as hm. And heat exchanger capacity F
Assuming that the range where a is 80% or more of the maximum is a proper range Fhs of the fin height Fh, the proper range Fhs is obtained in a range of approximately 5.0 mm or more and 13 mm or less. Then, it is necessary to form a width between the adjacent folded refrigerant passages 6B according to the fin height Fh, and the vent portions 6A and 6B are bent so as to have this width.
【0017】また、前記積層方向の寸法を小さくするた
めには、フィン高さFhを小さくすると共に、サーペン
タインチューブ6の高さThを小さくする必要がある
が、小さくすると冷媒の流路抵抗が大きくなるという不
具合があるので、両者の最も適切な折り合いが必要とな
る。この範囲として、チューブ高さThは、略1.6m
m以上3.9mm以下の範囲内にあることが望ましい。Further, in order to reduce the dimension in the laminating direction, it is necessary to reduce the fin height Fh and the height Th of the serpentine tube 6, but if the fin height Fh is reduced, the flow path resistance of the refrigerant increases. Therefore, the most appropriate balance between the two is required. In this range, the tube height Th is approximately 1.6 m.
It is desirable that the distance be in the range of not less than m and not more than 3.9 mm.
【0018】さらに、通風方向の幅Cwを50mmに設
定した前記サーペンタイン型熱交換器1において、前記
フィンピッチFpと前記熱交換器能力Faとの関係を実
験によって求めたものが、図8で示す特性線図であり、
フィンピッチFpが3.9mmの時に最大能力となるこ
とがわかる。そして、前述した場合と同様に熱交換器能
力Faが最大時の80%以上となる範囲をフィンピッチ
Fpの適正範囲Fpsとすると、その適正範囲Fps
は、図8で示す前記特性線図より、略2.8mm以上
5.0mm以下となる。FIG. 8 shows the relationship between the fin pitch Fp and the heat exchanger capacity Fa obtained by experiments in the serpentine heat exchanger 1 in which the width Cw in the ventilation direction is set to 50 mm. It is a characteristic diagram,
It can be seen that the maximum capacity is obtained when the fin pitch Fp is 3.9 mm. Assuming that the range in which the heat exchanger capacity Fa is 80% or more of the maximum is the appropriate range Fps of the fin pitch Fp, as in the case described above, the appropriate range Fps
Is approximately 2.8 mm or more and 5.0 mm or less from the characteristic diagram shown in FIG.
【0019】また、前記コルゲートフィン7は、通風方
向に垂直に延出し、通風方向に順に複数切起こされて形
成されたルーバ10を有する。これによって、コルゲー
トフィン7に沿って通過する空気は、これらルーバ10
に沿ってコルゲートフィン7を交差するように通過する
ことができるので、コルゲートフィン7での熱交換効率
を向上させることができるものである。しかしながら、
コルゲートフィン7のフラット部12に対するルーバの
傾斜角度(ルーバ角度)Raを増加させると熱交換能力
を上昇させることができるものであるが、反面、ルーバ
角度Raを大きくすると通風抵抗が大きくなり、熱交換
能力は低下することから、最適なルーバ角度Raが存在
する。The corrugated fin 7 has a louver 10 which extends perpendicularly to the ventilation direction and is formed by cutting and raising a plurality of pieces in the ventilation direction. As a result, air passing along the corrugated fins 7 is
Therefore, the heat exchange efficiency of the corrugated fins 7 can be improved since the corrugated fins 7 can pass through the corrugated fins 7 in such a manner as to intersect. However,
The heat exchange capacity can be increased by increasing the inclination angle (louver angle) Ra of the louver with respect to the flat portion 12 of the corrugated fin 7, but on the other hand, increasing the louver angle Ra increases the ventilation resistance, thereby increasing heat. Since the exchange capacity is reduced, there is an optimum louver angle Ra.
【0020】したがって、上述した構成を有するサーペ
ンタイン型熱交換器1において、ルーバ角度Raを変化
させて実験し、熱交換器能力Faを求めたところ、ルー
バ角度Raと熱交換器能力Faとの関係として図9に示
す特性線図が得られた。そして、最大能力時のルーバ角
度Ramとして32°が得られ、そして、この最大能力
を100%とした場合に80%以上の能力が得られる適
正ルーバ角度範囲Rasとして、略24°以上40°以
下の範囲が得られた。Therefore, in the serpentine-type heat exchanger 1 having the above-described configuration, an experiment was performed by changing the louver angle Ra, and the heat exchanger capacity Fa was obtained. The relationship between the louver angle Ra and the heat exchanger capacity Fa was determined. As a result, a characteristic diagram shown in FIG. 9 was obtained. Then, 32 ° is obtained as the louver angle Ram at the time of the maximum capacity, and assuming that the maximum capacity is 100%, an appropriate louver angle range Ras of 80% or more is obtained. Range was obtained.
【0021】また、フィン板厚さFtに関しては、コス
ト上薄ければ薄いほど好ましいが、フィン強度を高める
ためには所定以上の厚さを必要とするので、フィン板厚
さFtを略0.06mm以上0.15mm以下の範囲内
に設定することが望ましい。さらに、コルゲートフィン
7に形成されるルーバ10の端部とフィンのベント部1
1a,11bの頂点との間の距離Drは、略0.2mm
以上1.5mm以下とすることが望ましい。前記距離D
rをこの範囲に設定することによって、フィンの水はけ
性を向上できると共にフィンをコルゲート状に形成する
場合のフィン強度を保持できるものである。またコルゲ
ートフィン7とサーペンタインチューブ6との間のろう
付けによる接合性を向上できるものである。The thickness of the fin plate Ft is preferably as thin as possible in view of cost. However, in order to increase the fin strength, the fin plate thickness needs to be more than a predetermined value. It is desirable to set it in the range of not less than 06 mm and not more than 0.15 mm. Further, the end of the louver 10 formed on the corrugated fin 7 and the fin vent 1
The distance Dr between the vertices of 1a and 11b is approximately 0.2 mm
It is desirable to set it to 1.5 mm or less. The distance D
By setting r in this range, the drainage of the fins can be improved and the fin strength when the fins are formed in a corrugated shape can be maintained. Further, the joining property by brazing between the corrugated fin 7 and the serpentine tube 6 can be improved.
【0022】図10乃至図12に示すサーペンタイン型
熱交換器20は、複数のルーバからなるルーバ群10A
を複数有するコルゲートフィン7と、このコルゲートフ
ィン7の積層方向の略中央の一端側に配された一つの流
入側ヘッダパイプ21と、前記積層方向の両端の他端側
に配された一対の流出側ヘッダパイプ22,23と、前
記流入側ヘッダパイプ21と一方の流出側ヘッダパイプ
22を連通すると共に、前記一端側と他端側の間を複数
段折り返す第1のサーペンタインチューブ25と、前記
流入側ヘッダパイプ21と他方の流出側ヘッダパイプ2
3を連通すると共に、前記一端側と他端側の間を複数段
折り返す第2のサーペンタインチューブ26とによって
少なくとも構成される。A serpentine type heat exchanger 20 shown in FIGS. 10 to 12 has a louver group 10A comprising a plurality of louvers.
A plurality of corrugated fins 7, one inflow-side header pipe 21 disposed at one end of the corrugated fin 7 at a substantially central position in the laminating direction, and a pair of outflows disposed at the other end of both ends in the laminating direction. A first serpentine tube 25 which communicates the side header pipes 22 and 23 with the inflow side header pipe 21 and one of the outflow side header pipes 22 and folds between the one end and the other end a plurality of stages; Side header pipe 21 and the other outflow side header pipe 2
3 and a second serpentine tube 26 that is folded back between the one end and the other end by a plurality of steps.
【0023】また、前記第1のサーペンタインチューブ
25は、折返部25A及び該折返部25A間に延設され
る折返冷媒通路25Bとによって構成され、同様に、第
2のサーペンタインチューブ26も折返部26A及び該
折返部26A間に延設される折返冷媒通路26Bとによ
って構成される。さらに、前記入口側ヘッダパイプ21
は、前記サーペンタイン型熱交換器20の通風方向の下
流側に延出して屈曲する延設パイプ27を介して冷媒入
口部28と連通し、例えば冷凍サイクルの上流側に位置
する膨張弁等から延設される図示しないパイプと接続さ
れる。さらに、前記出口側ヘッダパイプ22,23は、
通風方向上流側に延出して屈曲する一対の延設パイプ2
9,30を介して冷媒出口部31と連通し、冷凍サイク
ルの下流側に位置するアキュムレータ又は内部熱交換器
等と図示しないパイプを介して接続されるものである。The first serpentine tube 25 includes a folded portion 25A and a folded refrigerant passage 25B extending between the folded portions 25A. Similarly, the second serpentine tube 26 also has a folded portion 26A. And a folded refrigerant passage 26B extending between the folded portions 26A. Further, the inlet-side header pipe 21
Communicates with the refrigerant inlet 28 through an extension pipe 27 that extends and bends downstream of the serpentine heat exchanger 20 in the ventilation direction, and extends from an expansion valve or the like located upstream of the refrigeration cycle, for example. It is connected to a pipe (not shown). Further, the outlet header pipes 22, 23 are
A pair of extension pipes 2 extending and bending to the upstream side in the ventilation direction
The refrigerant is communicated with the refrigerant outlet 31 via 9, 30 and connected to an accumulator or an internal heat exchanger located downstream of the refrigeration cycle via a pipe (not shown).
【0024】この実施の形態においては、第1及び第2
のサーペンタインチューブ25,26によって入口側ヘ
ッダパイプ21から出口側ヘッダパイプ22,23に向
けて並列に流れる2つの冷媒流路を構成するようにした
ので、冷媒の流路抵抗を低減することができることか
ら、サーペンタインチューブ25,26の幅を薄く形成
できるので、前記サーペンタイン型熱交換器の前記積層
方向の幅をさらに薄く形成することができるものであ
る。したがって、この実施の形態では、2つの並列な冷
媒流路を形成するようにしたが、必要に応じて複数の冷
媒流路を形成するようにしてもよいものである。尚、こ
の実施の形態に係るサーペンタイン型熱交換器において
も、上述した各要素の寸法は有効である。In this embodiment, the first and second
Since the two serpentine tubes 25 and 26 form two refrigerant flow paths that flow in parallel from the inlet header pipe 21 to the outlet header pipes 22 and 23, the flow resistance of the refrigerant can be reduced. Therefore, since the width of the serpentine tubes 25 and 26 can be reduced, the width of the serpentine heat exchanger in the stacking direction can be further reduced. Therefore, in this embodiment, two parallel refrigerant flow paths are formed, but a plurality of refrigerant flow paths may be formed as necessary. Note that the dimensions of each element described above are also effective in the serpentine heat exchanger according to this embodiment.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、サーペンタイン型熱交換器において、熱交換器の熱
交換能力と通風抵抗とを実験により求め、これらより熱
交換器能力(熱交換能力/通風抵抗)を求め、この値が
所定値以上となる範囲内に前記サーペンタイン型熱交換
器の各要素の寸法を設定したので、熱交換器の性能を維
持しつつ熱交換器を小型化することができるために、こ
の熱交換器が搭載される車両用空調装置の小型化が達成
され、さらには、車両の小型化、車室内空間の確保等が
達成されるものである。As described above, according to the present invention, in the serpentine heat exchanger, the heat exchange capacity and the ventilation resistance of the heat exchanger are obtained by experiments, and the heat exchanger capacity (heat exchange capacity) is obtained from these. / Ventilation resistance), and the dimensions of each element of the serpentine heat exchanger are set within a range where this value is equal to or greater than a predetermined value. Therefore, the heat exchanger is downsized while maintaining the performance of the heat exchanger. Therefore, the size of the vehicle air conditioner on which the heat exchanger is mounted can be reduced, and further, the size of the vehicle can be reduced, the interior space of the vehicle can be ensured, and the like.
【図1】本願発明の第1の実施の形態に係るサーペンタ
イン型熱交換器の構成を示した正面図である。FIG. 1 is a front view showing a configuration of a serpentine heat exchanger according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1で示すサーペンタイン型熱交換器の側面図
である。FIG. 2 is a side view of the serpentine heat exchanger shown in FIG.
【図3】熱交換器の通風方向の幅Cwと熱交換器能力F
aの関係を示した特性線図である。FIG. 3 shows the width Cw of the heat exchanger in the ventilation direction and the capacity F of the heat exchanger.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship of a.
【図4】(a)はコルゲートフィンの構成を示す側面図
であり、(b)はその断面図である。4A is a side view showing a configuration of a corrugated fin, and FIG. 4B is a cross-sectional view thereof.
【図5】コルゲートフィンの一部拡大断面図である。FIG. 5 is a partially enlarged sectional view of a corrugated fin.
【図6】コルゲートフィンの取り付け状態及び側面図を
示した説明図である。FIG. 6 is an explanatory view showing an attached state and a side view of a corrugated fin.
【図7】コルゲートフィンのフィン高さFhと熱交換器
能力Faの関係を示した特性線図である。FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between a fin height Fh of a corrugated fin and a heat exchanger capacity Fa.
【図8】コルゲートフィンのフィンピッチFpと熱交換
器能力Faとの関係を示した特性線図である。FIG. 8 is a characteristic diagram showing a relationship between a fin pitch Fp of a corrugated fin and a heat exchanger capacity Fa.
【図9】コルゲートフィンのルーバ角度Raと熱交換器
能力Faとの関係を示した特性線図である。FIG. 9 is a characteristic diagram showing a relationship between a louver angle Ra of a corrugated fin and a heat exchanger capacity Fa.
【図10】本願発明の第2の実施の形態に係るサーペン
タイン型熱交換器を示した正面図である。FIG. 10 is a front view showing a serpentine heat exchanger according to a second embodiment of the present invention.
【図11】第2の実施の形態に係るサーペンタイン型熱
交換器の底面図である。FIG. 11 is a bottom view of the serpentine heat exchanger according to the second embodiment.
【図12】第2の実施の形態に係るサーペンタイン型熱
交換器の側面図である。FIG. 12 is a side view of a serpentine heat exchanger according to a second embodiment.
1,20 サーペンタイン型熱交換器 2,21 入口側ヘッダパイプ 4,22,23 出口側ヘッダパイプ 6,25,26 サーペンタインチューブ 7 コルゲートフィン 8,9 エンドプレート 10 ルーバ 1,20 Serpentine heat exchanger 2,21 Inlet header pipe 4,22,23 Outlet header pipe 6,25,26 Serpentine tube 7 Corrugated fin 8,9 End plate 10 Louver
Claims (7)
冷媒が流出する出口側ヘッダパイプと、所定の間隔の間
で複数段折り返して前記入口側ヘッダパイプと前記出口
側ヘッダパイプとの間を連通する少なくとも一つのサー
ペンタインチューブと、該サーペンタインチューブによ
って形成される複数段の折返冷媒通路間に配されるコル
ゲートフィンとから少なくとも構成されるサーペンタイ
ン型熱交換器において、 前記コルゲートフィンを流れる空気の通風方向における
前記熱交換器の幅を略35mm以上65mm以下の範囲
内で形成すると共に、 前記コルゲートフィンのフィン高さを略5mm以上13
mm以下の範囲内に形成し、前記サーペンタインチュー
ブの折返冷媒通路間の間隔をこのフィン高さに対応して
形成することを特徴とするサーペンタイン型熱交換器。An inlet header pipe through which a refrigerant flows;
An outlet header pipe from which the refrigerant flows out, at least one serpentine tube that is folded back at a predetermined interval and communicates between the inlet header pipe and the outlet header pipe, and is formed by the serpentine tube. A corrugated fin disposed at least between a plurality of folded refrigerant passages, wherein the width of the heat exchanger in the ventilation direction of the air flowing through the corrugated fin is approximately 35 mm or more and 65 mm or less. And the fin height of the corrugated fin is approximately 5 mm or more.
mm. The serpentine heat exchanger is formed within the range of not more than mm, and the interval between the folded refrigerant passages of the serpentine tube is formed corresponding to the fin height.
一方のチューブエレメントと当接する折曲部と一方のチ
ューブエレメントと当接する次の折曲部との間のフィン
ピッチを、略2.8mm以上5.0mm以下とすること
を特徴とする請求項1記載のサーペンタイン型熱交換
器。2. In each of said corrugated fins,
2. A fin pitch between a bent portion in contact with one tube element and a next bent portion in contact with one tube element is approximately 2.8 mm or more and 5.0 mm or less. The serpentine heat exchanger as described.
06mm以上0.15mm以下とすることを特徴とする
請求項1又は2記載のサーペンタイン型熱交換器。3. The plate thickness of the corrugated fin is set to approximately 0.
The serpentine heat exchanger according to claim 1, wherein the heat exchanger has a diameter of from 0.6 mm to 0.15 mm.
エレメントと当接するベント部、一方のチューブエレメ
ントに当接するベント部及び他方のチューブエレメント
に当接するベント部の間に位置するフラット部からな
り、前記フラット部には、通風方向に対して垂直となる
方向に延出する複数のルーバが、通風方向に順に形成さ
れる共に、 通風方向に対するルーバの傾斜角度を、略24°以上4
0°以下とすることを特徴とする請求項1,2又は3に
記載のサーペンタイン型熱交換器。4. The flat plate according to claim 1, wherein the corrugated fin comprises a vent portion in contact with the tube element, a vent portion in contact with one tube element, and a flat portion located between the vent portions in contact with the other tube element. In the section, a plurality of louvers extending in a direction perpendicular to the ventilation direction are formed in order in the ventilation direction, and the inclination angle of the louver with respect to the ventilation direction is set to approximately 24 ° or more.
The serpentine heat exchanger according to claim 1, 2 or 3, wherein the angle is 0 ° or less.
ントの間の距離を、略0.2mm以上1.5mm以下の
範囲内とすることを特徴とする請求項4に記載のサーペ
ンタイン型熱交換器。5. The serpentine heat exchanger according to claim 4, wherein the distance between the end of the louver and the tube element is within a range of approximately 0.2 mm or more and 1.5 mm or less. .
略1.6mm以上3.9mm以下であることを特徴とす
る請求項1〜5のいずれか一つに記載のサーペンタイン
型熱交換器。6. The thickness of the serpentine tube is as follows:
The serpentine heat exchanger according to any one of claims 1 to 5, wherein the length is approximately 1.6 mm or more and 3.9 mm or less.
方向略中央に配された一つの入口側ヘッダパイプと、前
記積層方向両端に配された一対の出口側ヘッダパイプと
を有し、 前記サーペンタインチューブは、前記入口側ヘッダパイ
プと前記出口側ヘッダパイプの一方とを連通する第1の
サーペンタインチューブと、前記入口側ヘッダパイプの
他方とを連通する第2のサーペンタインチューブとによ
って構成されることを特徴とする請求項1〜6のいずれ
一つに記載のサーペンタイン型熱交換器。7. The serpentine heat exchanger includes one inlet-side header pipe arranged substantially at the center in the stacking direction and a pair of outlet-side header pipes arranged at both ends in the stacking direction. The tube is constituted by a first serpentine tube communicating with one of the inlet header pipe and the outlet header pipe, and a second serpentine tube communicating with the other of the inlet header pipe. The serpentine heat exchanger according to any one of claims 1 to 6, characterized in that:
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