JP2001124480A - 熱交換器および熱交換装置 - Google Patents
熱交換器および熱交換装置Info
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- 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
- F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フィンによる熱伝達率向上効果を確保しなが
ら、熱交換器内を流れる熱媒の圧力損失を最低化する。 【解決手段】 本発明の熱交換器は、平行に一定間隔を
あけて配置された多数の平板状フィン１４と、これら平
板状フィン１４に固定され全体として蛇行形状をなす伝
熱管８とから主構成されている。伝熱管８の上流側部分
ＧＬに位置する直管部８Ａの内面には、管内面の周方向
へ向けてジグザグ状に配列されたフィン２４が形成され
る一方、伝熱管８の下流側部分Ｌ（Ｇ）に位置する直管
部８Ｂの内面には、管軸に対して平行な直線状のフィン
２８が形成されている。
ら、熱交換器内を流れる熱媒の圧力損失を最低化する。 【解決手段】 本発明の熱交換器は、平行に一定間隔を
あけて配置された多数の平板状フィン１４と、これら平
板状フィン１４に固定され全体として蛇行形状をなす伝
熱管８とから主構成されている。伝熱管８の上流側部分
ＧＬに位置する直管部８Ａの内面には、管内面の周方向
へ向けてジグザグ状に配列されたフィン２４が形成され
る一方、伝熱管８の下流側部分Ｌ（Ｇ）に位置する直管
部８Ｂの内面には、管軸に対して平行な直線状のフィン
２８が形成されている。
Description
【０００１ 】
【発明の属する技術分野】本発明は、空調装置や、冷蔵
庫もしくは冷凍庫等の冷却装置などに使用される熱交換
器および熱交換装置に関するものである。
庫もしくは冷凍庫等の冷却装置などに使用される熱交換
器および熱交換装置に関するものである。
【０００２ 】
【従来の技術】空調装置、冷蔵庫および冷凍庫などの熱
交換装置は、一般に、凝縮側熱交換器と、蒸発側熱交換
器と、蒸発側熱交換器の下流端から凝縮側熱交換器の上
流端へ熱媒気体を送るポンプと、凝縮側熱交換器の下流
端から蒸発側熱交換器の上流端へ流れる熱媒液体の流れ
を抑制するキャピラリー管部とを有しており、凝縮側熱
交換器において熱媒気体を液化させ凝縮熱を放出する一
方、蒸発側熱交換器において熱媒液体を気化させ気化熱
を奪うことにより、冷房（冷却）もしくは暖房（加熱）
を行うようになっている。
交換装置は、一般に、凝縮側熱交換器と、蒸発側熱交換
器と、蒸発側熱交換器の下流端から凝縮側熱交換器の上
流端へ熱媒気体を送るポンプと、凝縮側熱交換器の下流
端から蒸発側熱交換器の上流端へ流れる熱媒液体の流れ
を抑制するキャピラリー管部とを有しており、凝縮側熱
交換器において熱媒気体を液化させ凝縮熱を放出する一
方、蒸発側熱交換器において熱媒液体を気化させ気化熱
を奪うことにより、冷房（冷却）もしくは暖房（加熱）
を行うようになっている。
【０００３ 】ところで最近では、熱交換器を構成する
伝熱管の内面に、螺旋状等のフィンおよび溝を転造し、
伝熱管内を流れる熱媒の流れを乱して、熱伝達率を高め
る改良が盛んになされており、さまざまな形状のフィン
が提案されている。
伝熱管の内面に、螺旋状等のフィンおよび溝を転造し、
伝熱管内を流れる熱媒の流れを乱して、熱伝達率を高め
る改良が盛んになされており、さまざまな形状のフィン
が提案されている。
【０００４ 】しかし、熱媒の流れを乱す効果を高めれ
ば高めるほど、伝熱管内を流れる熱媒の流液抵抗を増
し、圧力損失が大きくなることが避けられない。そし
て、圧力損失が大きいと、熱媒を循環させるポンプの負
担が大きくなって消費電力が増すばかりか、熱交換器全
体としての熱交換効率が悪化する等の問題を生じるた
め、熱媒の流れを乱す効果と圧力損失のバランスをとる
ことが重要である。
ば高めるほど、伝熱管内を流れる熱媒の流液抵抗を増
し、圧力損失が大きくなることが避けられない。そし
て、圧力損失が大きいと、熱媒を循環させるポンプの負
担が大きくなって消費電力が増すばかりか、熱交換器全
体としての熱交換効率が悪化する等の問題を生じるた
め、熱媒の流れを乱す効果と圧力損失のバランスをとる
ことが重要である。
【０００５ 】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、熱交換
器内での熱媒の挙動を詳細に研究し、その結果、次のよ
うな事実を見いだすに至った。 （１）凝縮側熱交換器の下流側部分では、ほとんど全て
の熱媒がすでに液化しており、このように伝熱管内を液
体のみが流れている状態では、フィンの形状はもはや熱
交換効率の向上に影響を及ぼさないうえ、乱流発生効果
の高い形状のフィンが形成されていると、液体の流れを
阻害し、圧力損失への影響が大きい。 （２）蒸発側熱交換器の下流側部分では、ほとんど全て
の熱媒がすでに気化しており、このように伝熱管内を気
体のみが流れている状態では、熱媒と伝熱管との熱交換
がほぼ完了しているため、乱流効果の高いフィンを形成
しても、もはや熱交換効率の向上にほとんど寄与しな
い。
器内での熱媒の挙動を詳細に研究し、その結果、次のよ
うな事実を見いだすに至った。 （１）凝縮側熱交換器の下流側部分では、ほとんど全て
の熱媒がすでに液化しており、このように伝熱管内を液
体のみが流れている状態では、フィンの形状はもはや熱
交換効率の向上に影響を及ぼさないうえ、乱流発生効果
の高い形状のフィンが形成されていると、液体の流れを
阻害し、圧力損失への影響が大きい。 （２）蒸発側熱交換器の下流側部分では、ほとんど全て
の熱媒がすでに気化しており、このように伝熱管内を気
体のみが流れている状態では、熱媒と伝熱管との熱交換
がほぼ完了しているため、乱流効果の高いフィンを形成
しても、もはや熱交換効率の向上にほとんど寄与しな
い。
【０００６ 】本発明はこれらの新規な知見に基づいて
なされたものであり、伝熱管の熱伝達率を維持しながら
圧力損失を低下することにより熱交換効率を向上できる
熱交換器および熱交換装置を提供することを課題として
いる。
なされたものであり、伝熱管の熱伝達率を維持しながら
圧力損失を低下することにより熱交換効率を向上できる
熱交換器および熱交換装置を提供することを課題として
いる。
【０００７ 】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る熱交換器は、平行に間隔をあけて配置
された多数の平板状フィンと、これら平板状フィンに固
定され全体として蛇行形状をなす伝熱管とを具備し、こ
の伝熱管の上流端から下流端へ熱媒を流すことができる
熱交換器であって、前記伝熱管の全長の１０〜３０％の
長さを有する下流側部分は、残りの上流側部分に比して
熱媒が通過する際の圧力損失が小さい管内面構造を有す
ることを特徴とする。
め、本発明に係る熱交換器は、平行に間隔をあけて配置
された多数の平板状フィンと、これら平板状フィンに固
定され全体として蛇行形状をなす伝熱管とを具備し、こ
の伝熱管の上流端から下流端へ熱媒を流すことができる
熱交換器であって、前記伝熱管の全長の１０〜３０％の
長さを有する下流側部分は、残りの上流側部分に比して
熱媒が通過する際の圧力損失が小さい管内面構造を有す
ることを特徴とする。
【０００８ 】本発明に係る第２の熱交換器は、平行に
間隔をあけて配置された多数の平板状フィンと、これら
平板状フィンに固定され全体として蛇行形状をなす伝熱
管とを具備する熱交換器であって、前記伝熱管の全長の
１０〜３０％の長さをそれぞれ有する両端部分は、残り
の中央部分に比して熱媒が通過する際の圧力損失が小さ
い管内面構造を有することを特徴とする。
間隔をあけて配置された多数の平板状フィンと、これら
平板状フィンに固定され全体として蛇行形状をなす伝熱
管とを具備する熱交換器であって、前記伝熱管の全長の
１０〜３０％の長さをそれぞれ有する両端部分は、残り
の中央部分に比して熱媒が通過する際の圧力損失が小さ
い管内面構造を有することを特徴とする。
【０００９ 】本発明に係る第１の熱交換装置は、凝縮
側熱交換器と、蒸発側熱交換器と、前記蒸発側熱交換器
の下流端から前記凝縮側熱交換器の上流端へ熱媒気体を
送るポンプと、前記凝縮側熱交換器の下流端から前記蒸
発側熱交換器の上流端へ流れる熱媒液体の流れを抑制す
る流体抵抗部とを具備する熱交換装置であって、前記凝
縮側熱交換器および前記蒸発側熱交換器は、平行に間隔
をあけて配置された多数の平板状フィンと、これら平板
状フィンに固定され全体として蛇行形状をなす伝熱管と
を具備し、さらに、前記凝縮側熱交換器および前記蒸発
側熱交換器の少なくとも一方では、前記伝熱管の全長の
１０〜３０％の長さを有する下流側部分が、残りの上流
側部分に比して熱媒が通過する際の圧力損失が小さい管
内面構造を有することを特徴とする。
側熱交換器と、蒸発側熱交換器と、前記蒸発側熱交換器
の下流端から前記凝縮側熱交換器の上流端へ熱媒気体を
送るポンプと、前記凝縮側熱交換器の下流端から前記蒸
発側熱交換器の上流端へ流れる熱媒液体の流れを抑制す
る流体抵抗部とを具備する熱交換装置であって、前記凝
縮側熱交換器および前記蒸発側熱交換器は、平行に間隔
をあけて配置された多数の平板状フィンと、これら平板
状フィンに固定され全体として蛇行形状をなす伝熱管と
を具備し、さらに、前記凝縮側熱交換器および前記蒸発
側熱交換器の少なくとも一方では、前記伝熱管の全長の
１０〜３０％の長さを有する下流側部分が、残りの上流
側部分に比して熱媒が通過する際の圧力損失が小さい管
内面構造を有することを特徴とする。
【００１０ 】また、本発明に係る第２の熱交換装置
は、第１および第２熱交換器と、これら第１熱交換器お
よび第２熱交換器の一方から他方へ熱媒を送るポンプ
と、前記第１熱交換器および第２熱交換器の他方から一
方へ還流する熱媒の流れを抑制する流体抵抗部と、熱媒
の流れの向きを反転させる反転機構とを具備する熱交換
装置であって、前記凝縮側熱交換器および前記蒸発側熱
交換器は、平行に間隔をあけて配置された多数の平板状
フィンと、これら平板状フィンに固定され全体として蛇
行形状をなす伝熱管とを具備し、さらに、前記凝縮側熱
交換器および前記蒸発側熱交換器の少なくとも一方で
は、前記伝熱管の全長の１０〜３０％の長さをそれぞれ
有する両端部分が、残りの中央部分に比して熱媒が通過
する際の圧力損失が小さい管内面構造を有することを特
徴としている。
は、第１および第２熱交換器と、これら第１熱交換器お
よび第２熱交換器の一方から他方へ熱媒を送るポンプ
と、前記第１熱交換器および第２熱交換器の他方から一
方へ還流する熱媒の流れを抑制する流体抵抗部と、熱媒
の流れの向きを反転させる反転機構とを具備する熱交換
装置であって、前記凝縮側熱交換器および前記蒸発側熱
交換器は、平行に間隔をあけて配置された多数の平板状
フィンと、これら平板状フィンに固定され全体として蛇
行形状をなす伝熱管とを具備し、さらに、前記凝縮側熱
交換器および前記蒸発側熱交換器の少なくとも一方で
は、前記伝熱管の全長の１０〜３０％の長さをそれぞれ
有する両端部分が、残りの中央部分に比して熱媒が通過
する際の圧力損失が小さい管内面構造を有することを特
徴としている。
【００１１ 】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る熱交換装置
の一実施形態を示す断面図である。この熱交換装置は、
凝縮側熱交換器１と、蒸発側熱交換器２と、蒸発側熱交
換器２の下流端２Ｂから凝縮側熱交換器１の上流端１Ａ
へ熱媒気体を送るポンプ４と、凝縮側熱交換器１の下流
端１Ｂから蒸発側熱交換器２の上流端２Ａへ流れる熱媒
液体の流れを抑制する流体抵抗部６とを有しており、凝
縮側熱交換器１において熱媒気体を液化させ凝縮熱を放
出する一方、蒸発側熱交換器２において熱媒液体を気化
させ気化熱を奪うことにより、冷房（冷却）もしくは暖
房（加熱）を行うようになっている。流体抵抗部６とし
ては、従来から使用されているキャピラリー管部やその
他の流量調整バルブなどが使用可能である。
の一実施形態を示す断面図である。この熱交換装置は、
凝縮側熱交換器１と、蒸発側熱交換器２と、蒸発側熱交
換器２の下流端２Ｂから凝縮側熱交換器１の上流端１Ａ
へ熱媒気体を送るポンプ４と、凝縮側熱交換器１の下流
端１Ｂから蒸発側熱交換器２の上流端２Ａへ流れる熱媒
液体の流れを抑制する流体抵抗部６とを有しており、凝
縮側熱交換器１において熱媒気体を液化させ凝縮熱を放
出する一方、蒸発側熱交換器２において熱媒液体を気化
させ気化熱を奪うことにより、冷房（冷却）もしくは暖
房（加熱）を行うようになっている。流体抵抗部６とし
ては、従来から使用されているキャピラリー管部やその
他の流量調整バルブなどが使用可能である。
【００１２ 】図２は、凝縮側熱交換器１および／また
は蒸発側熱交換器２の第１実施形態を示している。凝縮
側熱交換器１と蒸発側熱交換器２の基本的な構造は、互
いに同じであり、いずれの熱交換器も、平行に一定間隔
をあけて配置された多数の平板状フィン１４と、これら
平板状フィン１４に固定され全体として蛇行形状をなす
伝熱管８とから主構成されている。そして、伝熱管８の
上流端（この例では図２上端）から下流端（図２中の下
端）へ熱媒が流れるようになっている。熱媒の種類は本
発明では限定されず、従来より使用されているフロン等
のフッ素化合物、二酸化炭素、水、アルコールなどいか
なるものであってもよい。
は蒸発側熱交換器２の第１実施形態を示している。凝縮
側熱交換器１と蒸発側熱交換器２の基本的な構造は、互
いに同じであり、いずれの熱交換器も、平行に一定間隔
をあけて配置された多数の平板状フィン１４と、これら
平板状フィン１４に固定され全体として蛇行形状をなす
伝熱管８とから主構成されている。そして、伝熱管８の
上流端（この例では図２上端）から下流端（図２中の下
端）へ熱媒が流れるようになっている。熱媒の種類は本
発明では限定されず、従来より使用されているフロン等
のフッ素化合物、二酸化炭素、水、アルコールなどいか
なるものであってもよい。
【００１３ 】伝熱管８は、一般に銅、銅合金、アルミ
ニウム、アルミニウム合金等の熱伝導率の高い金属で形
成されており、同様に熱伝導率の高い金属で形成された
平板状フィン１４を垂直に貫通して固定された多数の直
管部８Ａ，８Ｂと、隣りあう直管部８Ａ，８Ｂの端部同
士をつなぐ曲管部１０Ａ，１０Ｂ，１２Ａ，１２Ｂとを
具備し、全体として１本の管になっている。
ニウム、アルミニウム合金等の熱伝導率の高い金属で形
成されており、同様に熱伝導率の高い金属で形成された
平板状フィン１４を垂直に貫通して固定された多数の直
管部８Ａ，８Ｂと、隣りあう直管部８Ａ，８Ｂの端部同
士をつなぐ曲管部１０Ａ，１０Ｂ，１２Ａ，１２Ｂとを
具備し、全体として１本の管になっている。
【００１４ 】このような伝熱管８を組み立てる場合に
は、一般に、２本の直管部８Ａ（８Ｂ）と曲管部１０Ａ
（１０Ｂ）とからなる長いＵ字管を、平板状フィン１４
の穴に挿通した後、直管部８Ａ（８Ｂ）を拡管加工して
平板状フィン１４を固定する。次に、長いＵ字管の両端
に、曲管部１２Ａ（１２Ｂ）である短いＵ字管を差し込
んでロウ付けまたは溶接等により固定する。この方法に
より、直管部８Ａ，８Ｂには、そのほぼ全長に亘って平
板状フィン１４が固定されている。ただし、本発明の熱
交換器はこのような組立方法に限定されるものではな
く、他の組立方法を採用してもよい。
は、一般に、２本の直管部８Ａ（８Ｂ）と曲管部１０Ａ
（１０Ｂ）とからなる長いＵ字管を、平板状フィン１４
の穴に挿通した後、直管部８Ａ（８Ｂ）を拡管加工して
平板状フィン１４を固定する。次に、長いＵ字管の両端
に、曲管部１２Ａ（１２Ｂ）である短いＵ字管を差し込
んでロウ付けまたは溶接等により固定する。この方法に
より、直管部８Ａ，８Ｂには、そのほぼ全長に亘って平
板状フィン１４が固定されている。ただし、本発明の熱
交換器はこのような組立方法に限定されるものではな
く、他の組立方法を採用してもよい。
【００１５ 】本発明に係る熱交換装置の特徴は、凝縮
側熱交換器１および蒸発側熱交換器２の少なくとも一方
において、伝熱管８の全長の１０〜３０％の長さを有す
る下流側部分ＬまたはＧが、残りの上流側部分ＧＬに比
して熱媒が通過する際の圧力損失が小さい管内面構造を
有することにある。凝縮側熱交換器１および蒸発側熱交
換器２の一方のみに本発明を適用する場合には、他方は
通常の熱交換器であってもよい。
側熱交換器１および蒸発側熱交換器２の少なくとも一方
において、伝熱管８の全長の１０〜３０％の長さを有す
る下流側部分ＬまたはＧが、残りの上流側部分ＧＬに比
して熱媒が通過する際の圧力損失が小さい管内面構造を
有することにある。凝縮側熱交換器１および蒸発側熱交
換器２の一方のみに本発明を適用する場合には、他方は
通常の熱交換器であってもよい。
【００１６ 】また、本発明に係る熱交換器は、伝熱管
８の全長の１０〜３０％の長さを有する下流側部分Ｌま
たはＧが、残りの上流側部分ＧＬに比して熱媒が通過す
る際の圧力損失が小さい管内面構造を有することにあ
る。
８の全長の１０〜３０％の長さを有する下流側部分Ｌま
たはＧが、残りの上流側部分ＧＬに比して熱媒が通過す
る際の圧力損失が小さい管内面構造を有することにあ
る。
【００１７ 】なお、熱交換装置を作動させると、凝縮
側熱交換器１の下流側部分Ｌ内では熱媒の大部分が液化
するため、下流側部分Ｌは、ほぼ液体のみが流れる単相
流領域となる。同様に、蒸発側熱交換器２の下流側部分
Ｇでは熱媒の大部分が気化するため、下流側部分Ｇは、
ほぼ気体のみが流れる単相流領域となる。これら単相流
領域では、気体と液体の熱媒が混在する複相流領域ＧＬ
に比べて、フィンによる熱伝達率向上効果が乏しくな
る。
側熱交換器１の下流側部分Ｌ内では熱媒の大部分が液化
するため、下流側部分Ｌは、ほぼ液体のみが流れる単相
流領域となる。同様に、蒸発側熱交換器２の下流側部分
Ｇでは熱媒の大部分が気化するため、下流側部分Ｇは、
ほぼ気体のみが流れる単相流領域となる。これら単相流
領域では、気体と液体の熱媒が混在する複相流領域ＧＬ
に比べて、フィンによる熱伝達率向上効果が乏しくな
る。
【００１８ 】下流側部分ＬまたはＧの長さが伝熱管８
の全長の１０％未満であると、下流側部分ＬまたはＧが
単相流領域を十分にカバーすることができず、圧力損失
を増すおそれがある。また、下流側部分ＬまたはＧの長
さが伝熱管８の全長の３０％より大きいと、フィン２４
による熱伝達率向上の効果が不足して全体的な熱交換性
能が低下するおそれがある。より好ましくは下流側部分
ＬまたはＧの長さが伝熱管８の全長の１５〜２０％とさ
れる。
の全長の１０％未満であると、下流側部分ＬまたはＧが
単相流領域を十分にカバーすることができず、圧力損失
を増すおそれがある。また、下流側部分ＬまたはＧの長
さが伝熱管８の全長の３０％より大きいと、フィン２４
による熱伝達率向上の効果が不足して全体的な熱交換性
能が低下するおそれがある。より好ましくは下流側部分
ＬまたはＧの長さが伝熱管８の全長の１５〜２０％とさ
れる。
【００１９ 】図２において、伝熱管８の上流側部分Ｇ
Ｌに位置する直管部８Ａの内面には、図６および図７に
示すように、管内面の周方向へ向けてジグザグ状に配列
されたフィン２４が形成される一方、伝熱管８の下流側
部分Ｌ（Ｇ）に位置する直管部８Ｂの内面には、管軸に
対して平行な直線状のフィン２８が形成されている。な
お、この例では、直管部８Ａ，８Ｂの全長にわたってフ
ィン２４，２８が形成されているが、必要に応じては、
フィン２４，２８は直管部８Ａ，８Ｂの一部のみに形成
されていてもよい。
Ｌに位置する直管部８Ａの内面には、図６および図７に
示すように、管内面の周方向へ向けてジグザグ状に配列
されたフィン２４が形成される一方、伝熱管８の下流側
部分Ｌ（Ｇ）に位置する直管部８Ｂの内面には、管軸に
対して平行な直線状のフィン２８が形成されている。な
お、この例では、直管部８Ａ，８Ｂの全長にわたってフ
ィン２４，２８が形成されているが、必要に応じては、
フィン２４，２８は直管部８Ａ，８Ｂの一部のみに形成
されていてもよい。
【００２０ 】直管部８Ａの内周面には、図７に示すよ
うに周方向へ向け４回屈折してジグザグに延びるＷ形状
のフィン２４が多数平行に形成され、フィン２４同士の
間は溝２６とされている。フィン２４の屈折回数は４回
に限らず、２〜８回程度であればよいが、特に好ましい
のは４回と６回である。直管部８Ａは電縫管加工により
製造されるものであるから、図６に示すように、内周面
には管軸方向へ延びる一本の溶接線２０が全長に亘って
形成され、この溶接線２０を境として、フィン２４が分
断されている。溶接線２０は、フィン２の突出量より突
出量が小さい突条であることが好ましい。溶接線２０の
両側には、溶接を安定させるために一定幅の平坦部分２
２が形成されている。
うに周方向へ向け４回屈折してジグザグに延びるＷ形状
のフィン２４が多数平行に形成され、フィン２４同士の
間は溝２６とされている。フィン２４の屈折回数は４回
に限らず、２〜８回程度であればよいが、特に好ましい
のは４回と６回である。直管部８Ａは電縫管加工により
製造されるものであるから、図６に示すように、内周面
には管軸方向へ延びる一本の溶接線２０が全長に亘って
形成され、この溶接線２０を境として、フィン２４が分
断されている。溶接線２０は、フィン２の突出量より突
出量が小さい突条であることが好ましい。溶接線２０の
両側には、溶接を安定させるために一定幅の平坦部分２
２が形成されている。
【００２１ 】図７の例では、同じ領域Ｒ１〜Ｒ４内で
フィン２４が互いに平行をなしているが、これらは必ず
しも平行でなくてもよく、フィン２４毎に傾斜角度を異
ならせてもよい。また、領域Ｒ１〜Ｒ４の幅は互いに等
しくなくてもよい。フィン２４のリード角は、領域Ｒ１
〜Ｒ４ごとに異なっていてもよい。フィン２４の屈折箇
所はなだらかな曲線状であってもよいし、圧力損失を低
下させるために領域Ｒ１〜Ｒ４の境界でフィン２４に切
れ目（溝）を入れてもよい。
フィン２４が互いに平行をなしているが、これらは必ず
しも平行でなくてもよく、フィン２４毎に傾斜角度を異
ならせてもよい。また、領域Ｒ１〜Ｒ４の幅は互いに等
しくなくてもよい。フィン２４のリード角は、領域Ｒ１
〜Ｒ４ごとに異なっていてもよい。フィン２４の屈折箇
所はなだらかな曲線状であってもよいし、圧力損失を低
下させるために領域Ｒ１〜Ｒ４の境界でフィン２４に切
れ目（溝）を入れてもよい。
【００２２ 】フィン２４の管軸に対するリード角αは
限定されないが、一般には５〜２５゜であることが好ま
しく、より好ましくは１０〜２０゜とされる。リード角
が２５゜を越えると圧力損失が大きくなるため好ましく
ない。また、リード角が５゜未満であると、フィン２４
によって熱媒の流れを乱す効果が低下する。
限定されないが、一般には５〜２５゜であることが好ま
しく、より好ましくは１０〜２０゜とされる。リード角
が２５゜を越えると圧力損失が大きくなるため好ましく
ない。また、リード角が５゜未満であると、フィン２４
によって熱媒の流れを乱す効果が低下する。
【００２３ 】フィン２４の断面形状は、三角形状、二
等辺三角形状、頂角が丸く面取りされた三角形状、半円
状、円弧状、台形状、面取りされた台形状などいかなる
形状であってもよいが、この実施形態では、図６に示す
ように、頂点が丸く面取りされた二等辺三角形状とされ
ている。
等辺三角形状、頂角が丸く面取りされた三角形状、半円
状、円弧状、台形状、面取りされた台形状などいかなる
形状であってもよいが、この実施形態では、図６に示す
ように、頂点が丸く面取りされた二等辺三角形状とされ
ている。
【００２４ 】フィン２４の寸法は限定されないが、一
般的な熱交換器においては、熱伝達率を高めるために、
フィン２４のピッチは０．２５〜０．５ｍｍ程度、フィ
ン２４の高さは０．１〜０．３ｍｍ程度、フィン２４の
両側面のなす角度は５〜５０゜程度であることが好まし
い。この範囲であると、高い熱伝達率を得ることがで
き、しかも製造しやすい。より好ましくは、フィンピッ
チは０．３〜０．４ｍｍ程度、フィン高さは０．１５〜
０．２５ｍｍ程度、フィン２４の両側面のなす角度は２
０〜２５゜程度である。
般的な熱交換器においては、熱伝達率を高めるために、
フィン２４のピッチは０．２５〜０．５ｍｍ程度、フィ
ン２４の高さは０．１〜０．３ｍｍ程度、フィン２４の
両側面のなす角度は５〜５０゜程度であることが好まし
い。この範囲であると、高い熱伝達率を得ることがで
き、しかも製造しやすい。より好ましくは、フィンピッ
チは０．３〜０．４ｍｍ程度、フィン高さは０．１５〜
０．２５ｍｍ程度、フィン２４の両側面のなす角度は２
０〜２５゜程度である。
【００２５ 】直管部８Ｂの内周面に形成されている直
線状のフィン２８も、リード角がほぼ０゜である点を除
き、高さ、断面形状、ピッチなどは直管部８Ａのフィン
２４と同様でよい。同様であれば、直管部８Ｂの拡管特
性と直管部８Ａの拡管特性がほぼ同じとなり、平板状フ
ィン１４への伝熱管固定作業が楽になる。
線状のフィン２８も、リード角がほぼ０゜である点を除
き、高さ、断面形状、ピッチなどは直管部８Ａのフィン
２４と同様でよい。同様であれば、直管部８Ｂの拡管特
性と直管部８Ａの拡管特性がほぼ同じとなり、平板状フ
ィン１４への伝熱管固定作業が楽になる。
【００２６ 】一方、曲管部１０Ａ，１０Ｂ，１２Ａ，
１２Ｂの内面には、フィンが形成されていても形成され
ていなくてもよい。曲管部１０Ａ，１０Ｂ，１２Ａ，１
２Ｂの内部では熱媒の流れが急転回するため、フィンが
なくとも十分に熱媒流が攪乱され、フィンの効果は乏し
いからである。圧力損失を下げる観点からすると、曲管
部１０Ａ，１０Ｂ，１２Ａ，１２Ｂの内面は、フィンの
ない平滑面である方が好ましいともいえる。ただし、曲
管部１０Ａ，１０Ｂは、一般に直管部８Ａ，８Ｂと同一
の金属管で形成されるため、曲管部１０Ａ，１０Ｂのみ
にフィンを形成しないことはコスト増を招く。それを避
けるため、曲管部１０Ａ，１０Ｂには、直管部８Ａ，８
Ｂと同一のフィンが形成されていてもよい。曲管部１２
Ａ，１２Ｂは別部材で構成されるので、全て内面平滑と
することが容易である。
１２Ｂの内面には、フィンが形成されていても形成され
ていなくてもよい。曲管部１０Ａ，１０Ｂ，１２Ａ，１
２Ｂの内部では熱媒の流れが急転回するため、フィンが
なくとも十分に熱媒流が攪乱され、フィンの効果は乏し
いからである。圧力損失を下げる観点からすると、曲管
部１０Ａ，１０Ｂ，１２Ａ，１２Ｂの内面は、フィンの
ない平滑面である方が好ましいともいえる。ただし、曲
管部１０Ａ，１０Ｂは、一般に直管部８Ａ，８Ｂと同一
の金属管で形成されるため、曲管部１０Ａ，１０Ｂのみ
にフィンを形成しないことはコスト増を招く。それを避
けるため、曲管部１０Ａ，１０Ｂには、直管部８Ａ，８
Ｂと同一のフィンが形成されていてもよい。曲管部１２
Ａ，１２Ｂは別部材で構成されるので、全て内面平滑と
することが容易である。
【００２７ 】図５に示すように、曲管部１０Ａ，１０
Ｂ，１２Ａ，１２Ｂの内面には、１または複数本の消音
用突条１８を管軸に対して平行に形成してもよい。この
ような消音用突条１８を形成すると、曲管部内の激しく
乱れる流れを沈静させる効果が得られ、騒音発生を低減
することが可能であるだけでなく、直管部８Ａ，８Ｂへ
流れ込む熱媒流を落ち着かせる効果が得られる。
Ｂ，１２Ａ，１２Ｂの内面には、１または複数本の消音
用突条１８を管軸に対して平行に形成してもよい。この
ような消音用突条１８を形成すると、曲管部内の激しく
乱れる流れを沈静させる効果が得られ、騒音発生を低減
することが可能であるだけでなく、直管部８Ａ，８Ｂへ
流れ込む熱媒流を落ち着かせる効果が得られる。
【００２８ 】以上の構成からなる熱交換装置および熱
交換器１（２）によれば、伝熱管８を流れる熱媒の大部
分が液化される単相流領域Ｌ、もしくは熱媒の大部分が
気化される単相流領域Ｇに位置する伝熱管８の内面に、
伝熱管８の残りの複相流領域ＧＬに比して熱媒が通過す
る際の圧力損失が小さい直線状フィン２８を形成したの
で、複相流領域ＧＬに形成されたジグザグ形状フィン２
４により熱伝達率向上効果を確保しながら、熱交換器１
（２）内を流れる熱媒の圧力損失を最低化することがで
き、結果として高い熱交換効率を得ることが可能であ
る。
交換器１（２）によれば、伝熱管８を流れる熱媒の大部
分が液化される単相流領域Ｌ、もしくは熱媒の大部分が
気化される単相流領域Ｇに位置する伝熱管８の内面に、
伝熱管８の残りの複相流領域ＧＬに比して熱媒が通過す
る際の圧力損失が小さい直線状フィン２８を形成したの
で、複相流領域ＧＬに形成されたジグザグ形状フィン２
４により熱伝達率向上効果を確保しながら、熱交換器１
（２）内を流れる熱媒の圧力損失を最低化することがで
き、結果として高い熱交換効率を得ることが可能であ
る。
【００２９ 】［第２実施形態］図３は、凝縮側熱交換
器１および／または蒸発側熱交換器２の第２実施形態を
示している。伝熱管８の上流側部分ＧＬに位置する直管
部８Ａの内面には、第１実施形態と同様にジグザグ状に
配列されたフィン２４が形成される一方、伝熱管８の下
流側部分Ｌ（Ｇ）に位置する直管部８Ｃの内面には、管
軸に対して一定のリード角を有する螺旋状のフィン３０
が形成されている。このような熱交換器によっても第１
実施形態と同様の効果が得られる。その他の構成は第１
実施形態と同様でよい。
器１および／または蒸発側熱交換器２の第２実施形態を
示している。伝熱管８の上流側部分ＧＬに位置する直管
部８Ａの内面には、第１実施形態と同様にジグザグ状に
配列されたフィン２４が形成される一方、伝熱管８の下
流側部分Ｌ（Ｇ）に位置する直管部８Ｃの内面には、管
軸に対して一定のリード角を有する螺旋状のフィン３０
が形成されている。このような熱交換器によっても第１
実施形態と同様の効果が得られる。その他の構成は第１
実施形態と同様でよい。
【００３０ 】フィン３０のリード角は限定されない
が、１０゜以下であることが好ましい。リード角が大き
すぎると、下流側部分ＬまたはＧにおける圧力損失が増
して本発明の効果が得られない。フィン３０の他のパラ
メーターは、前述したフィン２４と同様でよい。同様で
あれば、直管部８Ｃの拡管特性と直管部８Ａの拡管特性
がほぼ同じとなり、平板状フィン１４への伝熱管固定作
業が楽になる利点を有する。
が、１０゜以下であることが好ましい。リード角が大き
すぎると、下流側部分ＬまたはＧにおける圧力損失が増
して本発明の効果が得られない。フィン３０の他のパラ
メーターは、前述したフィン２４と同様でよい。同様で
あれば、直管部８Ｃの拡管特性と直管部８Ａの拡管特性
がほぼ同じとなり、平板状フィン１４への伝熱管固定作
業が楽になる利点を有する。
【００３１ 】［第３実施形態］図４は、凝縮側熱交換
器１および／または蒸発側熱交換器２の第３実施形態を
示している。伝熱管８の上流側部分ＧＬに位置する直管
部８Ａの内面には、第１実施形態と同様にジグザグ状に
配列されたフィン２４が形成される一方、伝熱管８の下
流側部分Ｌ（Ｇ）に位置する直管部８Ｄの内面は、フィ
ンが形成されていない平滑面にされている。このような
熱交換器によっても第１実施形態と同様の効果が得られ
る。その他の構成は第１実施形態と同様でよい。
器１および／または蒸発側熱交換器２の第３実施形態を
示している。伝熱管８の上流側部分ＧＬに位置する直管
部８Ａの内面には、第１実施形態と同様にジグザグ状に
配列されたフィン２４が形成される一方、伝熱管８の下
流側部分Ｌ（Ｇ）に位置する直管部８Ｄの内面は、フィ
ンが形成されていない平滑面にされている。このような
熱交換器によっても第１実施形態と同様の効果が得られ
る。その他の構成は第１実施形態と同様でよい。
【００３２ 】直管部８Ｄの内面を平滑にすることは、
圧力損失を低減する上では好ましいのであるが、直管部
８Ａと直管部８Ｄの拡管特性が異なるため、平板状フィ
ン１４を固定するための拡管加工条件を調整する必要が
ある。
圧力損失を低減する上では好ましいのであるが、直管部
８Ａと直管部８Ｄの拡管特性が異なるため、平板状フィ
ン１４を固定するための拡管加工条件を調整する必要が
ある。
【００３３ 】［第４実施形態］図８は、凝縮側熱交換
器１および／または蒸発側熱交換器２の第４実施形態を
示している。伝熱管８の上流側部分ＧＬに位置する直管
部８Ｅの内面には、管軸に対して第１リード角をなす螺
旋状のフィン３２が形成される一方、伝熱管８の下流側
部分Ｌ（Ｇ）に位置する直管部８Ｂの内面には、管軸に
対して平行な直線状のフィン２８が形成されている。こ
のような熱交換器によっても第１実施形態と同様の効果
が得られる。
器１および／または蒸発側熱交換器２の第４実施形態を
示している。伝熱管８の上流側部分ＧＬに位置する直管
部８Ｅの内面には、管軸に対して第１リード角をなす螺
旋状のフィン３２が形成される一方、伝熱管８の下流側
部分Ｌ（Ｇ）に位置する直管部８Ｂの内面には、管軸に
対して平行な直線状のフィン２８が形成されている。こ
のような熱交換器によっても第１実施形態と同様の効果
が得られる。
【００３４ 】フィン３２と管軸がなす第１リード角は
限定されないが、直管部８Ｅの熱伝達率を高めるうえ
で、好ましくは１０〜３０゜であり、より好ましくは１
５〜２０゜である。フィン３２のその他のパラメーター
は、第１実施形態のフィン２４と同様でよい。また、そ
の他の構成は第１実施形態と同様でよい。
限定されないが、直管部８Ｅの熱伝達率を高めるうえ
で、好ましくは１０〜３０゜であり、より好ましくは１
５〜２０゜である。フィン３２のその他のパラメーター
は、第１実施形態のフィン２４と同様でよい。また、そ
の他の構成は第１実施形態と同様でよい。
【００３５ 】［第５実施形態］図９は、凝縮側熱交換
器１および／または蒸発側熱交換器２の第５実施形態を
示している。伝熱管８の上流側部分ＧＬに位置する直管
部８Ｅの内面には、管軸に対して第１リード角をなす螺
旋状のフィン３２が形成される一方、伝熱管８の下流側
部分Ｌ（Ｇ）に位置する直管部８Ｃの内面には、管軸に
対して第１リード角よりも小さい第２リード角をなす螺
旋状のフィン３４が形成されている。
器１および／または蒸発側熱交換器２の第５実施形態を
示している。伝熱管８の上流側部分ＧＬに位置する直管
部８Ｅの内面には、管軸に対して第１リード角をなす螺
旋状のフィン３２が形成される一方、伝熱管８の下流側
部分Ｌ（Ｇ）に位置する直管部８Ｃの内面には、管軸に
対して第１リード角よりも小さい第２リード角をなす螺
旋状のフィン３４が形成されている。
【００３６ 】フィン３４と管軸がなす第２リード角は
限定されないが、直管部８Ｃの圧力損失を低減するうえ
で、好ましくは１０゜以下であり、より好ましくは８゜
以下である。フィン３４のその他のパラメーターは、第
１実施形態のフィン２４と同様でよい。また、その他の
構成は第１実施形態と同様でよい。このような熱交換器
によっても第１実施形態と同様の効果が得られる。
限定されないが、直管部８Ｃの圧力損失を低減するうえ
で、好ましくは１０゜以下であり、より好ましくは８゜
以下である。フィン３４のその他のパラメーターは、第
１実施形態のフィン２４と同様でよい。また、その他の
構成は第１実施形態と同様でよい。このような熱交換器
によっても第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００３７ 】［第６実施形態］図１０は、凝縮側熱交
換器１および／または蒸発側熱交換器２の第６実施形態
を示している。伝熱管８の上流側部分ＧＬに位置する直
管部８Ｅの内面には、管軸に対して第１リード角をなす
螺旋状のフィン３２が形成される一方、伝熱管８の下流
側部分Ｌ（Ｇ）に位置する直管部８Ｄの内面は、フィン
が形成されていない平滑面とされている。このような熱
交換器によっても第１実施形態と同様の効果が得られ
る。その他の構成は第１実施形態と同様でよい。
換器１および／または蒸発側熱交換器２の第６実施形態
を示している。伝熱管８の上流側部分ＧＬに位置する直
管部８Ｅの内面には、管軸に対して第１リード角をなす
螺旋状のフィン３２が形成される一方、伝熱管８の下流
側部分Ｌ（Ｇ）に位置する直管部８Ｄの内面は、フィン
が形成されていない平滑面とされている。このような熱
交換器によっても第１実施形態と同様の効果が得られ
る。その他の構成は第１実施形態と同様でよい。
【００３８ 】［第７実施形態］図１１は、本発明に係
る熱交換装置の他の実施形態および熱交換器の第７実施
形態を示す。この実施形態は、例えば暖房と冷房を切り
替えられる空調装置に本発明を適用したものであり、第
１熱交換器４０および第２熱交換器４２と、これら第１
熱交換器４０および第２熱交換器４２の一方から他方へ
熱媒を送るポンプ４と、第１熱交換器４０および第２熱
交換器４２の他方から一方へ還流する熱媒の流れを抑制
する流体抵抗部６と、熱媒の流れの向きを反転させる反
転機構４４とを具備している。この装置では、反転機構
４４を操作して熱媒の循環方向を逆にすると、各熱交換
器４０、４２からの放熱／吸熱が逆になるため、冷房と
暖房、もしくは冷却と加熱を切り替えることが可能であ
る。
る熱交換装置の他の実施形態および熱交換器の第７実施
形態を示す。この実施形態は、例えば暖房と冷房を切り
替えられる空調装置に本発明を適用したものであり、第
１熱交換器４０および第２熱交換器４２と、これら第１
熱交換器４０および第２熱交換器４２の一方から他方へ
熱媒を送るポンプ４と、第１熱交換器４０および第２熱
交換器４２の他方から一方へ還流する熱媒の流れを抑制
する流体抵抗部６と、熱媒の流れの向きを反転させる反
転機構４４とを具備している。この装置では、反転機構
４４を操作して熱媒の循環方向を逆にすると、各熱交換
器４０、４２からの放熱／吸熱が逆になるため、冷房と
暖房、もしくは冷却と加熱を切り替えることが可能であ
る。
【００３９ 】流体抵抗部６としては、第１実施形態と
同様に通常のキャピラリー管などが使用可能である。反
転機構４４としては、四方弁等の切替弁が使用できる
が、その他にポンプ４自体の動作を逆転させる形式の反
転機構を設けてもよい。
同様に通常のキャピラリー管などが使用可能である。反
転機構４４としては、四方弁等の切替弁が使用できる
が、その他にポンプ４自体の動作を逆転させる形式の反
転機構を設けてもよい。
【００４０ 】第１熱交換器４０および第２熱交換器４
２の少なくとも一方は、図１２に示すような構造を有し
ている。この熱交換器４０（４２）は、平行に間隔をあ
けて配置された多数の平板状フィン１４と、これら平板
状フィン１４に固定され全体として蛇行形状をなす伝熱
管８とを具備し、この伝熱管８の全長の１０〜３０％の
長さをそれぞれ有する両端部分Ｄが、残りの中央部分Ｃ
に比して熱媒が通過する際の圧力損失が小さい管内面構
造を有する。
２の少なくとも一方は、図１２に示すような構造を有し
ている。この熱交換器４０（４２）は、平行に間隔をあ
けて配置された多数の平板状フィン１４と、これら平板
状フィン１４に固定され全体として蛇行形状をなす伝熱
管８とを具備し、この伝熱管８の全長の１０〜３０％の
長さをそれぞれ有する両端部分Ｄが、残りの中央部分Ｃ
に比して熱媒が通過する際の圧力損失が小さい管内面構
造を有する。
【００４１ 】具体的には、中央部分Ｃに位置する直管
部８Ａの内面には、図６および図７に示すように、管内
面の周方向へ向けてジグザグ状に配列されたフィン２４
が形成される一方、両端部分Ｄに位置する直管部８Ｂの
内面には、管軸に対して平行な直線状のフィン２８が形
成されている。フィン２４、２８は、それぞれ第１実施
形態と同様でよい。また、その他の構成についても第１
実施形態と同様でよい。
部８Ａの内面には、図６および図７に示すように、管内
面の周方向へ向けてジグザグ状に配列されたフィン２４
が形成される一方、両端部分Ｄに位置する直管部８Ｂの
内面には、管軸に対して平行な直線状のフィン２８が形
成されている。フィン２４、２８は、それぞれ第１実施
形態と同様でよい。また、その他の構成についても第１
実施形態と同様でよい。
【００４２ 】また、図１２の実施形態において、中央
部分Ｃのフィン形状をフィン３２のような螺旋状にして
もよいし、両端部分Ｄのフィン形状を、フィン３４のよ
うな緩やかな螺旋状もしくはフィンのない平滑面として
もよい。
部分Ｃのフィン形状をフィン３２のような螺旋状にして
もよいし、両端部分Ｄのフィン形状を、フィン３４のよ
うな緩やかな螺旋状もしくはフィンのない平滑面として
もよい。
【００４３ 】上記構成からなる熱交換器４０（４２）
および熱交換装置によれば、反転機構４４をいずれの状
態にしていても、熱媒の大部分が液化される単相流領域
または熱媒の大部分が気化される単相流領域は、圧力損
失が小さい直線状フィン２８を形成した両端部分Ｄのい
ずれか一方に発生するので、中央部分Ｃに形成されたジ
グザグ形状フィン２４により熱伝達率向上効果を確保し
ながら、熱交換器内を流れる熱媒の圧力損失を低減する
ことができ、結果として高い熱交換効率を得ることが可
能である。
および熱交換装置によれば、反転機構４４をいずれの状
態にしていても、熱媒の大部分が液化される単相流領域
または熱媒の大部分が気化される単相流領域は、圧力損
失が小さい直線状フィン２８を形成した両端部分Ｄのい
ずれか一方に発生するので、中央部分Ｃに形成されたジ
グザグ形状フィン２４により熱伝達率向上効果を確保し
ながら、熱交換器内を流れる熱媒の圧力損失を低減する
ことができ、結果として高い熱交換効率を得ることが可
能である。
【００４４ 】なお、上述した各実施形態において、上
流側部分ＧＬまたは中央部分Ｃにおけるフィン形状を伝
熱性能の良好な他の内面構造に変更してもよい。例え
ば、金属管の内面に２種の溝を互いに交差させて転造す
ることにより、開口幅が部分的に狭まった溝を形成して
もよいし、凹部、ディンプル、もしくは不連続な短いフ
ィンを一定パターンで配列してもよい。さらにまた、本
発明は以上説明した各実施形態に限定されるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適
宜構成を変更してよいのは勿論である。
流側部分ＧＬまたは中央部分Ｃにおけるフィン形状を伝
熱性能の良好な他の内面構造に変更してもよい。例え
ば、金属管の内面に２種の溝を互いに交差させて転造す
ることにより、開口幅が部分的に狭まった溝を形成して
もよいし、凹部、ディンプル、もしくは不連続な短いフ
ィンを一定パターンで配列してもよい。さらにまた、本
発明は以上説明した各実施形態に限定されるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適
宜構成を変更してよいのは勿論である。
【００４５ 】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る熱交
換器および熱交換装置によれば、伝熱管を流れる熱媒の
大部分が液化される領域、もしくは熱媒の大部分が気化
される領域に位置する伝熱管の内面に、伝熱管の残りの
部分に比して熱媒が通過する際の圧力損失が小さいフィ
ンや溝などの管内面構造を設けたので、熱伝達率向上効
果を確保しながら、伝熱管内を流れる熱媒の圧力損失を
最低化することができ、結果として高い熱交換効率を得
ることが可能である。
換器および熱交換装置によれば、伝熱管を流れる熱媒の
大部分が液化される領域、もしくは熱媒の大部分が気化
される領域に位置する伝熱管の内面に、伝熱管の残りの
部分に比して熱媒が通過する際の圧力損失が小さいフィ
ンや溝などの管内面構造を設けたので、熱伝達率向上効
果を確保しながら、伝熱管内を流れる熱媒の圧力損失を
最低化することができ、結果として高い熱交換効率を得
ることが可能である。
【図１】 本発明に係る熱交換装置の一実施形態を示す
概略図である。
概略図である。
【図２】 同熱交換装置に使用可能な熱交換器の一実施
形態を示す断面図である。
形態を示す断面図である。
【図３】 熱交換器の他の実施形態を示す断面図であ
る。
る。
【図４】 熱交換器の他の実施形態を示す断面図であ
る。
る。
【図５】 熱交換器の他の実施形態を示す要部の断面図
である。
である。
【図６】 熱交換器に使用される伝熱管の一例の横断面
図である。
図である。
【図７】 同伝熱管の内面を一部展開した平面図であ
る。
る。
【図８】 熱交換器の他の実施形態を示す断面図であ
る。
る。
【図９】 熱交換器の他の実施形態を示す断面図であ
る。
る。
【図１０】 熱交換器の他の実施形態を示す断面図であ
る。
る。
【図１１】 本発明に係る熱交換装置の他の実施形態を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図１２】 同熱交換装置に使用可能な熱交換器の一実
施形態を示す断面図である。
施形態を示す断面図である。
１ 凝縮側熱交換器 ２ 蒸発側熱交換器 １Ａ，２Ａ 上流端 １Ｂ，２Ｂ 下流端 ４ ポンプ ６ 流体抵抗部 ８ 伝熱管 ＧＬ 上流側部分 Ｌ、Ｇ 下流側部分 ８Ａ〜８Ｅ 直管部 １０Ａ〜１０Ｅ，１２Ａ〜１２Ｅ 曲管部 ２４，３２ フィン（圧力損失が大きい管内面構造） ２８，３０，３４ フィン（圧力損失が小さい管内面構
造） Ｃ 中央部分 Ｄ 両端部分
造） Ｃ 中央部分 Ｄ 両端部分
フロントページの続き (72)発明者 古内 哲哉 福島県会津若松市扇町128の７ 三菱伸銅 株式会社若松製作所内 Ｆターム(参考） 3L103 AA17 AA37 BB42 BB44 CC02 CC22 CC28 DD06 DD33 DD36 DD53 DD82 DD85
Claims (8)
- 【請求項１】 平行に間隔をあけて配置された多数の平
板状フィンと、これら平板状フィンに固定され全体とし
て蛇行形状をなす伝熱管とを具備し、この伝熱管の上流
端から下流端へ熱媒を流すことができる熱交換器であっ
て、前記伝熱管の全長の１０〜３０％の長さを有する下
流側部分は、残りの上流側部分に比して熱媒が通過する
際の圧力損失が小さい管内面構造を有することを特徴と
する熱交換器。 - 【請求項２】 前記伝熱管の前記上流側部分の少なくと
も一部の内面には、管内面の周方向へ向けてジグザグ状
に配列されたフィンが形成される一方、前記伝熱管の前
記下流側部分の少なくとも一部の内面には、管軸に対し
て平行な直線状もしくは一定角度傾斜した螺旋状のフィ
ンが形成されていることを特徴とする請求項１記載の熱
交換器。 - 【請求項３】 前記伝熱管の前記上流側部分の少なくと
も一部の内面には、管内面の周方向へ向けてジグザグ状
に配列されたフィンが形成される一方、前記伝熱管の前
記下流側部分の内面は、平滑な円筒面とされていること
を特徴とする請求項１記載の熱交換器。 - 【請求項４】 前記伝熱管の前記上流側部分の少なくと
も一部の内面には、管軸に対して第１リード角をなす螺
旋状のフィンが多数形成される一方、前記伝熱管の前記
下流側部分の少なくとも一部の内面には、管軸に対して
平行な直線状もしくは管軸に対して前記第１リード角よ
りも小さい第２リード角をなす螺旋状のフィンが多数形
成されていることを特徴とする請求項１記載の熱交換
器。 - 【請求項５】 前記伝熱管の前記上流側部分の少なくと
も一部の内面には、螺旋状のフィンが多数形成される一
方、前記伝熱管の前記下流側部分の内面は、平滑な円筒
面とされていることを特徴とする請求項１記載の熱交換
器。 - 【請求項６】 平行に間隔をあけて配置された多数の平
板状フィンと、これら平板状フィンに固定され全体とし
て蛇行形状をなす伝熱管とを具備する熱交換器であっ
て、前記伝熱管の全長の１０〜３０％の長さをそれぞれ
有する両端部分は、残りの中央部分に比して熱媒が通過
する際の圧力損失が小さい管内面構造を有することを特
徴とする熱交換器。 - 【請求項７】 凝縮側熱交換器と、蒸発側熱交換器と、
前記蒸発側熱交換器の下流端から前記凝縮側熱交換器の
上流端へ熱媒気体を送るポンプと、前記凝縮側熱交換器
の下流端から前記蒸発側熱交換器の上流端へ流れる熱媒
液体の流れを抑制する流体抵抗部とを具備する熱交換装
置であって、 前記凝縮側熱交換器および前記蒸発側熱交換器は、平行
に間隔をあけて配置された多数の平板状フィンと、これ
ら平板状フィンに固定され全体として蛇行形状をなす伝
熱管とを具備し、 さらに、前記凝縮側熱交換器および前記蒸発側熱交換器
の少なくとも一方では、前記伝熱管の全長の１０〜３０
％の長さを有する下流側部分が、残りの上流側部分に比
して熱媒が通過する際の圧力損失が小さい管内面構造を
有することを特徴とする熱交換装置。 - 【請求項８】 第１および第２熱交換器と、これら第１
熱交換器および第２熱交換器の一方から他方へ熱媒を送
るポンプと、前記第１熱交換器および第２熱交換器の他
方から一方へ還流する熱媒の流れを抑制する流体抵抗部
と、熱媒の流れの向きを反転させる反転機構とを具備す
る熱交換装置であって、 前記凝縮側熱交換器および前記蒸発側熱交換器は、平行
に間隔をあけて配置された多数の平板状フィンと、これ
ら平板状フィンに固定され全体として蛇行形状をなす伝
熱管とを具備し、 さらに、前記凝縮側熱交換器および前記蒸発側熱交換器
の少なくとも一方では、前記伝熱管の全長の１０〜３０
％の長さをそれぞれ有する両端部分が、残りの中央部分
に比して熱媒が通過する際の圧力損失が小さい管内面構
造を有することを特徴とする熱交換装置。
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