JP2002081795A - エバポレータ - Google Patents
エバポレータInfo
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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
- F28D1/053—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 straight
- F28D1/0535—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 straight the conduits having a non-circular cross-section
- F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
- F28D1/05391—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits combined with a particular flow pattern, e.g. multi-row multi-stage radiators
-
- 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
- F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エバポレータからの吹き出し空気の温度分布
を均一にする。 【解決手段】 エバポレータ1は、上下一対の水平ヘッ
ダタンク2・3と、上端が上ヘッダタンク2に、下端が下
ヘッダタンク3に接続せられている多数の熱交換管4・5
が、前後方向に２列配された熱交換管群と、上ヘッダタ
ンク2内に設けられた左右方向にのびる垂直仕切壁6とを
備えている。冷却された空気A2が出る側の後区画ヘッダ
室がこれに液体および蒸気混合冷媒R1の入口7が設けら
れて冷媒流入区画ヘッダ室8となされ、冷却される前の
空気A1が入る側の前区画ヘッダ室がこれに気化冷媒R2の
出口9が設けられて冷媒流出区画ヘッダ室10となされて
おり、１本の熱交換管における冷媒流路総横断面積を、
冷媒流入区画ヘッダ室8における１本の熱交換管あたり
でかつ熱交換管の開口にそう水平断面の面積で割った値
である流路開口率が、３〜３０％の範囲内となされてい
る。
を均一にする。 【解決手段】 エバポレータ1は、上下一対の水平ヘッ
ダタンク2・3と、上端が上ヘッダタンク2に、下端が下
ヘッダタンク3に接続せられている多数の熱交換管4・5
が、前後方向に２列配された熱交換管群と、上ヘッダタ
ンク2内に設けられた左右方向にのびる垂直仕切壁6とを
備えている。冷却された空気A2が出る側の後区画ヘッダ
室がこれに液体および蒸気混合冷媒R1の入口7が設けら
れて冷媒流入区画ヘッダ室8となされ、冷却される前の
空気A1が入る側の前区画ヘッダ室がこれに気化冷媒R2の
出口9が設けられて冷媒流出区画ヘッダ室10となされて
おり、１本の熱交換管における冷媒流路総横断面積を、
冷媒流入区画ヘッダ室8における１本の熱交換管あたり
でかつ熱交換管の開口にそう水平断面の面積で割った値
である流路開口率が、３〜３０％の範囲内となされてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エバポレータ、と
くにカー・クーラに使用せられるエバポレータに関す
る。
くにカー・クーラに使用せられるエバポレータに関す
る。
【０００２】この明細書において、「前」とは、空気が
エバポレータの熱交換管間に入る側をいい、「後」と
は、空気が同熱交換管間より出る側をいうものとし、
「左右」とは、エバポレータの前面に向かっていうもの
とする。また、「アルミニウム」とは、純アルミニウム
およびアルミニウム合金の両者を含むものとする。
エバポレータの熱交換管間に入る側をいい、「後」と
は、空気が同熱交換管間より出る側をいうものとし、
「左右」とは、エバポレータの前面に向かっていうもの
とする。また、「アルミニウム」とは、純アルミニウム
およびアルミニウム合金の両者を含むものとする。
【０００３】
【従来の技術】従来のエバポレータ(30)は、図８に示さ
れているように、間隔をおいて対向する上下一対の横断
面略横長方形水平ヘッダタンク(31)(32)と、左右方向に
並べられかつ上端が上ヘッダタンク(31)に、下端が下ヘ
ッダタンク(32)にそれぞれ連通状に接続せられている多
数の扁平管よりなる熱交換管(33A)(33B)(34A)(34B)が、
前後方向に２列配された熱交換管群と、上ヘッダタンク
(31)内の長さの真中に設けられた前後方向にのびる第１
垂直仕切壁(35)と、第１垂直仕切壁(35)によって仕切ら
れた上ヘッダタンク(31)内の左半分の幅の真中に設けら
れた左右方向にのびる第２垂直仕切壁(36)と、下ヘッダ
タンク(32)内の幅の真中に設けられた左右方向にのびる
第３垂直仕切壁(37)とを備えている。そして、第１垂直
仕切壁(35)および第２垂直仕切壁(36)により、上ヘッダ
タンク(31)内が上後左半区画ヘッダ室、上前左半区画ヘ
ッダ室および上右半区画ヘッダ室に分けられ、第３垂直
仕切壁(37)により、下ヘッダタンク(32)内が下後区画ヘ
ッダ室および下前区画ヘッダ室に分けられ、冷却された
空気(A2)が熱交換管(33A)(33B)(34A)(34B)間を通過して
出る側の上後左半区画ヘッダ室の一端に液体および蒸気
混合冷媒(R1)の入口(38)が設けられることにより、上後
左半区画ヘッダ室が冷媒流入区画ヘッダ室(39)となさ
れ、冷却される前の空気(A2)が熱交換管(33A)(33B)(34
A)(34B)間に入る側の上前左半区画ヘッダ室の一端に気
化冷媒(R2)の出口(40)が設けられることにより、上前左
半区画ヘッダ室が冷媒流出区画ヘッダ室(41)となされる
とともに、下後区画ヘッダ室が第１中間区画ヘッダ室(4
2)、上右半区画室が第２中間区画ヘッダ室(43)、下前区
画ヘッダ室が第３中間区画ヘッダ室(44)となされてい
る。左右隣接する熱交換管(33A)(33B)(34A)(34B)間に
は、コルゲートフィン(45)が介在させられている。
れているように、間隔をおいて対向する上下一対の横断
面略横長方形水平ヘッダタンク(31)(32)と、左右方向に
並べられかつ上端が上ヘッダタンク(31)に、下端が下ヘ
ッダタンク(32)にそれぞれ連通状に接続せられている多
数の扁平管よりなる熱交換管(33A)(33B)(34A)(34B)が、
前後方向に２列配された熱交換管群と、上ヘッダタンク
(31)内の長さの真中に設けられた前後方向にのびる第１
垂直仕切壁(35)と、第１垂直仕切壁(35)によって仕切ら
れた上ヘッダタンク(31)内の左半分の幅の真中に設けら
れた左右方向にのびる第２垂直仕切壁(36)と、下ヘッダ
タンク(32)内の幅の真中に設けられた左右方向にのびる
第３垂直仕切壁(37)とを備えている。そして、第１垂直
仕切壁(35)および第２垂直仕切壁(36)により、上ヘッダ
タンク(31)内が上後左半区画ヘッダ室、上前左半区画ヘ
ッダ室および上右半区画ヘッダ室に分けられ、第３垂直
仕切壁(37)により、下ヘッダタンク(32)内が下後区画ヘ
ッダ室および下前区画ヘッダ室に分けられ、冷却された
空気(A2)が熱交換管(33A)(33B)(34A)(34B)間を通過して
出る側の上後左半区画ヘッダ室の一端に液体および蒸気
混合冷媒(R1)の入口(38)が設けられることにより、上後
左半区画ヘッダ室が冷媒流入区画ヘッダ室(39)となさ
れ、冷却される前の空気(A2)が熱交換管(33A)(33B)(34
A)(34B)間に入る側の上前左半区画ヘッダ室の一端に気
化冷媒(R2)の出口(40)が設けられることにより、上前左
半区画ヘッダ室が冷媒流出区画ヘッダ室(41)となされる
とともに、下後区画ヘッダ室が第１中間区画ヘッダ室(4
2)、上右半区画室が第２中間区画ヘッダ室(43)、下前区
画ヘッダ室が第３中間区画ヘッダ室(44)となされてい
る。左右隣接する熱交換管(33A)(33B)(34A)(34B)間に
は、コルゲートフィン(45)が介在させられている。
【０００４】上記従来のエバポレータ(30)では、入口(3
8)から冷媒流入区画ヘッダ室(39)内に入った液体および
蒸気混合冷媒(R1)は、冷媒流入区画ヘッダ室(39)から後
列左半にある熱交換管(34A)内を下降して第１中間区画
ヘッダ室(42)の左半に達し、同じ第１中間区画ヘッダ室
(42)の右半に流れる。つぎに、冷媒は、第１中間区画ヘ
ッダ室(42)の右半から後列右半にある熱交換管(34B)内
を上昇して第２中間区画ヘッダ室(43)の後半に達し、同
じ第２中間区画ヘッダ室(43)の前半に流れる。つぎに、
冷媒は、第２中間区画ヘッダ室(43)の前半から前列右半
にある熱交換管(33A)内を下降して第３中間区画ヘッダ
室(44)の右半に達し、同じ第３中間区画ヘッダ室(44)の
左半に流れる。最後に、冷媒は、前列左半にある熱交換
管(33B)を上昇して冷媒流出区画ヘッダ室(41)に達し、
その出口(40)から気化冷媒(R2)となって排出される。
8)から冷媒流入区画ヘッダ室(39)内に入った液体および
蒸気混合冷媒(R1)は、冷媒流入区画ヘッダ室(39)から後
列左半にある熱交換管(34A)内を下降して第１中間区画
ヘッダ室(42)の左半に達し、同じ第１中間区画ヘッダ室
(42)の右半に流れる。つぎに、冷媒は、第１中間区画ヘ
ッダ室(42)の右半から後列右半にある熱交換管(34B)内
を上昇して第２中間区画ヘッダ室(43)の後半に達し、同
じ第２中間区画ヘッダ室(43)の前半に流れる。つぎに、
冷媒は、第２中間区画ヘッダ室(43)の前半から前列右半
にある熱交換管(33A)内を下降して第３中間区画ヘッダ
室(44)の右半に達し、同じ第３中間区画ヘッダ室(44)の
左半に流れる。最後に、冷媒は、前列左半にある熱交換
管(33B)を上昇して冷媒流出区画ヘッダ室(41)に達し、
その出口(40)から気化冷媒(R2)となって排出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
エバポレータの場合、冷媒流出区画ヘッダ室(41)に接続
せられた熱交換管(33B)内を流れる冷媒は、ほぼ完全に
気体の状態となっており、必要な過熱度が得られる。し
かしながら、冷媒が気体となっているため、熱交換管(3
3B)における熱交換能力は気液２相状態の冷媒が流れる
他の熱交換管(34A)(34B)(33A)より劣る。このため、熱
交換器(30)の左半にある熱交換管(33B)どうし間および
熱交換管(34A)どうし間を通過した後の空気の温度は、
同右半にある熱交換管(33A)どうし間および熱交換管(34
B)どうし間を通過した後の空気より温度が高くなる。そ
の結果、上記従来のエバポレータ(30)で冷却せられた空
気(A2)すなわちエバポレータからの吹き出し空気の温度
分布が不均一になるという問題があった。
エバポレータの場合、冷媒流出区画ヘッダ室(41)に接続
せられた熱交換管(33B)内を流れる冷媒は、ほぼ完全に
気体の状態となっており、必要な過熱度が得られる。し
かしながら、冷媒が気体となっているため、熱交換管(3
3B)における熱交換能力は気液２相状態の冷媒が流れる
他の熱交換管(34A)(34B)(33A)より劣る。このため、熱
交換器(30)の左半にある熱交換管(33B)どうし間および
熱交換管(34A)どうし間を通過した後の空気の温度は、
同右半にある熱交換管(33A)どうし間および熱交換管(34
B)どうし間を通過した後の空気より温度が高くなる。そ
の結果、上記従来のエバポレータ(30)で冷却せられた空
気(A2)すなわちエバポレータからの吹き出し空気の温度
分布が不均一になるという問題があった。
【０００６】本発明の目的は、吹き出し空気の温度分布
が均一になるようなエバポレータを提供することにあ
る。
が均一になるようなエバポレータを提供することにあ
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
に、本発明のエバポレータは、間隔をおいて対向する上
下一対の水平ヘッダタンクと、左右方向に並べられかつ
上端が上ヘッダタンクに、下端が下ヘッダタンクにそれ
ぞれ連通状に接続せられている複数の熱交換管が、前後
方向に２列配された熱交換管群と、前後方向に隣接する
熱交換管内の冷媒どうしの流れを相互に逆方向にする区
画ヘッダ室が形成せられるように、両ヘッダタンクのう
ちいずれか一方のヘッダタンク内に設けられた左右方向
にのびる垂直仕切壁とを備えており、冷却された空気が
熱交換管間を通過して出る側の後区画ヘッダ室に液体お
よび蒸気混合冷媒の入口が設けられることにより、後区
画ヘッダ室が冷媒流入区画ヘッダ室となされ、冷却され
る前の空気が熱交換管間に入る側の前区画ヘッダ室に気
化冷媒の出口が設けられることにより、前区画ヘッダ室
が冷媒流出区画ヘッダ室となされており、１本の熱交換
管における冷媒流路総横断面積を、冷媒流入区画ヘッダ
室における１本の熱交換管あたりでかつ熱交換管の開口
にそう水平断面の面積で割った値である流路開口率が、
３〜３０％となされているものである。
に、本発明のエバポレータは、間隔をおいて対向する上
下一対の水平ヘッダタンクと、左右方向に並べられかつ
上端が上ヘッダタンクに、下端が下ヘッダタンクにそれ
ぞれ連通状に接続せられている複数の熱交換管が、前後
方向に２列配された熱交換管群と、前後方向に隣接する
熱交換管内の冷媒どうしの流れを相互に逆方向にする区
画ヘッダ室が形成せられるように、両ヘッダタンクのう
ちいずれか一方のヘッダタンク内に設けられた左右方向
にのびる垂直仕切壁とを備えており、冷却された空気が
熱交換管間を通過して出る側の後区画ヘッダ室に液体お
よび蒸気混合冷媒の入口が設けられることにより、後区
画ヘッダ室が冷媒流入区画ヘッダ室となされ、冷却され
る前の空気が熱交換管間に入る側の前区画ヘッダ室に気
化冷媒の出口が設けられることにより、前区画ヘッダ室
が冷媒流出区画ヘッダ室となされており、１本の熱交換
管における冷媒流路総横断面積を、冷媒流入区画ヘッダ
室における１本の熱交換管あたりでかつ熱交換管の開口
にそう水平断面の面積で割った値である流路開口率が、
３〜３０％となされているものである。
【０００８】上記エバポレータによれば、冷媒流入区画
ヘッダ室に接続せられた後列の熱交換管群の各熱交換管
に、後述のようにして液体および蒸気混合冷媒中の液部
分が均等に分配される限り、エバポレータからの吹き出
し空気の温度分布は均一になる。前記冷媒は後列熱交換
管内を通過後に前列熱交換管内で気体となり、過熱され
た後に冷媒流出区画ヘッダ室に入る。したがって、過熱
は、前列にあるすべての熱交換管において平等になされ
ることになり、前列の熱交換管どうしの間および後列の
熱交換管どうしの間を通過した空気は、全体が均一に冷
却されるので、快適な空調が得られる。
ヘッダ室に接続せられた後列の熱交換管群の各熱交換管
に、後述のようにして液体および蒸気混合冷媒中の液部
分が均等に分配される限り、エバポレータからの吹き出
し空気の温度分布は均一になる。前記冷媒は後列熱交換
管内を通過後に前列熱交換管内で気体となり、過熱され
た後に冷媒流出区画ヘッダ室に入る。したがって、過熱
は、前列にあるすべての熱交換管において平等になされ
ることになり、前列の熱交換管どうしの間および後列の
熱交換管どうしの間を通過した空気は、全体が均一に冷
却されるので、快適な空調が得られる。
【０００９】ところで、液体および蒸気混合冷媒中の液
部分が外部からの熱を吸収して気化するものであるか
ら、液部分を後列熱交換管に均等に分配することが最も
重要な事項である。この液部分の後列熱交換管に対する
分配には、１本の熱交換管における冷媒流路総横断面積
を、冷媒流入区画ヘッダ室における１本の熱交換管あた
りでかつ熱交換管の開口にそう水平断面の面積で割った
値である流路開口率が大きな影響を与えることが判明し
た。そして、液体および蒸気混合冷媒中の液部分を後列
熱交換管に均等に分配するのに適した流路開口率は、３
〜３０％である。流路開口率が３０％を超えると、冷媒
中の密度が大きくて質量の重い液部分は、その流れの慣
性力により、冷媒流入区画ヘッダ室における入口から遠
い端部に過度に集まってその部分にある熱交換管に流
れ、他方それ以外の部分にある熱交換管に冷媒中の液部
分より慣性力が小さくかつ空気の冷却にあまり寄与しな
い蒸気部分が流れ、ここでは液部分が不足することにな
るので、所期する交換熱量が得られないことになる。流
路開口率が３〜３０％であると、冷媒中の液部分は、そ
の流れの慣性力により、冷媒流入区画ヘッダ室における
入口から遠い端部にいったん集まるものの流路開口率が
前記のものより小さいので、液部分全てがこの部分にお
ける流路開口に入りきれず、入口側に逆流し、結果的に
冷媒流入区画ヘッダ室に接続せられた後列熱交換管に均
等に分配せられる。流路開口率が３０％未満では、冷媒
の流動抵抗が増大するため、熱交換性能が低下する。通
路開口率は、３〜３０％の範囲内でも３〜２０％が好ま
しく、４〜１０％が特に好ましい。
部分が外部からの熱を吸収して気化するものであるか
ら、液部分を後列熱交換管に均等に分配することが最も
重要な事項である。この液部分の後列熱交換管に対する
分配には、１本の熱交換管における冷媒流路総横断面積
を、冷媒流入区画ヘッダ室における１本の熱交換管あた
りでかつ熱交換管の開口にそう水平断面の面積で割った
値である流路開口率が大きな影響を与えることが判明し
た。そして、液体および蒸気混合冷媒中の液部分を後列
熱交換管に均等に分配するのに適した流路開口率は、３
〜３０％である。流路開口率が３０％を超えると、冷媒
中の密度が大きくて質量の重い液部分は、その流れの慣
性力により、冷媒流入区画ヘッダ室における入口から遠
い端部に過度に集まってその部分にある熱交換管に流
れ、他方それ以外の部分にある熱交換管に冷媒中の液部
分より慣性力が小さくかつ空気の冷却にあまり寄与しな
い蒸気部分が流れ、ここでは液部分が不足することにな
るので、所期する交換熱量が得られないことになる。流
路開口率が３〜３０％であると、冷媒中の液部分は、そ
の流れの慣性力により、冷媒流入区画ヘッダ室における
入口から遠い端部にいったん集まるものの流路開口率が
前記のものより小さいので、液部分全てがこの部分にお
ける流路開口に入りきれず、入口側に逆流し、結果的に
冷媒流入区画ヘッダ室に接続せられた後列熱交換管に均
等に分配せられる。流路開口率が３０％未満では、冷媒
の流動抵抗が増大するため、熱交換性能が低下する。通
路開口率は、３〜３０％の範囲内でも３〜２０％が好ま
しく、４〜１０％が特に好ましい。
【００１０】また、前後方向に２列配された熱交換管群
における前後隣接する２つの熱交換管どうしの間に継ぎ
部が設けられ、両熱交換管が一体化せられてもよい。
における前後隣接する２つの熱交換管どうしの間に継ぎ
部が設けられ、両熱交換管が一体化せられてもよい。
【００１１】また、熱交換管が、平らな外面を有する左
右壁と、左右壁にまたがるとともに長さ方向にのびかつ
相互に所定間隔をおいて設けられた複数の補強壁とを備
え、内部に並列状の冷媒通路を有する左右方向の幅が前
後方向の幅より狭い扁平管よりなり、左右壁の少なくと
も一方の内面に流通冷媒に乱流を生ぜしめる複数の突起
が設けられていることが好ましい。補強壁は伝熱性と耐
圧力を増大させる。熱交換管が平らな外面を有する左右
壁を備えた扁平管であることにより、左右に隣接する熱
交換管どうしの間にコルゲートフィンを介在させること
できるとともに空気通過間隙が得られる。流通冷媒に乱
流を生ぜしめる突起は、熱交換管の熱交換効率を増大さ
せる。
右壁と、左右壁にまたがるとともに長さ方向にのびかつ
相互に所定間隔をおいて設けられた複数の補強壁とを備
え、内部に並列状の冷媒通路を有する左右方向の幅が前
後方向の幅より狭い扁平管よりなり、左右壁の少なくと
も一方の内面に流通冷媒に乱流を生ぜしめる複数の突起
が設けられていることが好ましい。補強壁は伝熱性と耐
圧力を増大させる。熱交換管が平らな外面を有する左右
壁を備えた扁平管であることにより、左右に隣接する熱
交換管どうしの間にコルゲートフィンを介在させること
できるとともに空気通過間隙が得られる。流通冷媒に乱
流を生ぜしめる突起は、熱交換管の熱交換効率を増大さ
せる。
【００１２】また、補強壁が、並列状の冷媒通路どうし
を通じさせる複数の連通孔を有していることが好まし
い。連通孔は、並列状の冷媒通路相互の冷媒を混合せし
め、熱交換管の熱交換効率を増大させる。
を通じさせる複数の連通孔を有していることが好まし
い。連通孔は、並列状の冷媒通路相互の冷媒を混合せし
め、熱交換管の熱交換効率を増大させる。
【００１３】さらに、扁平管の左右方向の幅が、０．７
５〜１．５ｍｍであることが好ましい。扁平管の左右方
向の幅をこの範囲にすることにより、前後列の扁平管す
なわち熱交換管の数は増加させられるとともに、空気側
のフィン数も増やせ、伝熱面積の増加とともに空気側の
抵抗も大きく削減できる。空気の抵抗を減らすことによ
り、ブロワーから発生する騒音を低下することができ
る。
５〜１．５ｍｍであることが好ましい。扁平管の左右方
向の幅をこの範囲にすることにより、前後列の扁平管す
なわち熱交換管の数は増加させられるとともに、空気側
のフィン数も増やせ、伝熱面積の増加とともに空気側の
抵抗も大きく削減できる。空気の抵抗を減らすことによ
り、ブロワーから発生する騒音を低下することができ
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図７を参照して本発
明の実施の形態について説明する。
明の実施の形態について説明する。
【００１５】図１は、本発明によるエバポレータの全体
を示す。エバポレータ(1)は、すべてがアルミニウム製
であり、間隔をおいて対向する上下一対の横断面略横長
水平ヘッダタンク(2)(3)と、左右方向に並べられかつ上
端が上ヘッダタンク(2)に、下端が下ヘッダタンク(3)に
それぞれ連通状に接続せられている多数の熱交換管(4)
(5)が、前後方向に２列配された熱交換管群と、前後方
向に隣接する熱交換管内の冷媒どうしの流れを相互に逆
方向にする区画ヘッダ室が形成せられるように、上ヘッ
ダタンク(2)内に設けられた左右方向にのびる垂直仕切
壁(6)とを備えている。そして、冷却された空気(A2)が
熱交換管(4)(5)間を通過して出る側の後区画ヘッダ室に
液体および蒸気混合冷媒(R1)の入口(7)が設けられるこ
とにより、後区画ヘッダ室が冷媒流入区画ヘッダ室(8)
となされ、冷却される前の空気(A1)が熱交換管(4)(5)間
に入る側の前区画ヘッダ室に気化冷媒(R2)の出口(9)が
設けられることにより、前区画ヘッダ室が冷媒流出区画
ヘッダ室(10)となされており、１本の熱交換管における
冷媒流路総横断面積を、冷媒流入区画ヘッダ室(8)にお
ける１本の熱交換管あたりでかつ熱交換管の開口にそう
水平断面の面積で割った値である流路開口率が、３〜３
０％の範囲内となされている。熱交換管(4)(5)は、左右
方向の幅が前後方向の幅より狭い同一形状の扁平管より
なり、左右隣接する熱交換管(4)(5)間にコルゲートフィ
ン(11)が介在させられている。
を示す。エバポレータ(1)は、すべてがアルミニウム製
であり、間隔をおいて対向する上下一対の横断面略横長
水平ヘッダタンク(2)(3)と、左右方向に並べられかつ上
端が上ヘッダタンク(2)に、下端が下ヘッダタンク(3)に
それぞれ連通状に接続せられている多数の熱交換管(4)
(5)が、前後方向に２列配された熱交換管群と、前後方
向に隣接する熱交換管内の冷媒どうしの流れを相互に逆
方向にする区画ヘッダ室が形成せられるように、上ヘッ
ダタンク(2)内に設けられた左右方向にのびる垂直仕切
壁(6)とを備えている。そして、冷却された空気(A2)が
熱交換管(4)(5)間を通過して出る側の後区画ヘッダ室に
液体および蒸気混合冷媒(R1)の入口(7)が設けられるこ
とにより、後区画ヘッダ室が冷媒流入区画ヘッダ室(8)
となされ、冷却される前の空気(A1)が熱交換管(4)(5)間
に入る側の前区画ヘッダ室に気化冷媒(R2)の出口(9)が
設けられることにより、前区画ヘッダ室が冷媒流出区画
ヘッダ室(10)となされており、１本の熱交換管における
冷媒流路総横断面積を、冷媒流入区画ヘッダ室(8)にお
ける１本の熱交換管あたりでかつ熱交換管の開口にそう
水平断面の面積で割った値である流路開口率が、３〜３
０％の範囲内となされている。熱交換管(4)(5)は、左右
方向の幅が前後方向の幅より狭い同一形状の扁平管より
なり、左右隣接する熱交換管(4)(5)間にコルゲートフィ
ン(11)が介在させられている。
【００１６】扁平管よりなる熱交換管(4)(5)は、図２に
示されているように、平らな外面を有する左右壁(12)(1
3)と、左右壁(12)(13)にまたがるとともに長さ方向にの
びかつ相互に所定間隔をおいて設けられた８つの補強壁
(14)とを備え、内部に並列状の冷媒流路(4a)(5a)を有す
る。同図において、１本の熱交換管における冷媒流路総
横断面積とは、つぎのことを意味する。すなわち、１本
の熱交換管(4)は９つの冷媒流路(4a)を有するので、各
冷媒流路(4a)の横断面積を９つ合計したものが冷媒流路
総横断面積に該当する。また、図１および図２におい
て、冷媒流入区画ヘッダ室(8)における１本の熱交換管
あたりでかつ熱交換管の開口にそう水平断面の面積と
は、つぎのことを意味する。すなわち、冷媒流入区画ヘ
ッダ室(8)には、１８本の熱交換管(4)が接続されている
ので、冷媒流入区画ヘッダ室(8)の熱交換管(4)の開口に
そう水平断面の面積を１８で割った図２に斜線で示され
ている部分(X)の面積が、冷媒流入区画ヘッダ室(8)にお
ける１本の熱交換管あたりでかつ熱交換管の開口にそう
水平断面の面積に該当する。
示されているように、平らな外面を有する左右壁(12)(1
3)と、左右壁(12)(13)にまたがるとともに長さ方向にの
びかつ相互に所定間隔をおいて設けられた８つの補強壁
(14)とを備え、内部に並列状の冷媒流路(4a)(5a)を有す
る。同図において、１本の熱交換管における冷媒流路総
横断面積とは、つぎのことを意味する。すなわち、１本
の熱交換管(4)は９つの冷媒流路(4a)を有するので、各
冷媒流路(4a)の横断面積を９つ合計したものが冷媒流路
総横断面積に該当する。また、図１および図２におい
て、冷媒流入区画ヘッダ室(8)における１本の熱交換管
あたりでかつ熱交換管の開口にそう水平断面の面積と
は、つぎのことを意味する。すなわち、冷媒流入区画ヘ
ッダ室(8)には、１８本の熱交換管(4)が接続されている
ので、冷媒流入区画ヘッダ室(8)の熱交換管(4)の開口に
そう水平断面の面積を１８で割った図２に斜線で示され
ている部分(X)の面積が、冷媒流入区画ヘッダ室(8)にお
ける１本の熱交換管あたりでかつ熱交換管の開口にそう
水平断面の面積に該当する。
【００１７】図３に流路開口率と熱交換量比率との関係
を示す。図３に示したものは、冷媒流入区画ヘッダ室
(8)における１本の熱交換管(4)あたりでかつ熱交換管
(4)の開口にそう水平断面の面積を121.6mm２とし、１本
の熱交換管(4)における冷媒流路(4a)の総横断面積を変
化させた場合の結果である。
を示す。図３に示したものは、冷媒流入区画ヘッダ室
(8)における１本の熱交換管(4)あたりでかつ熱交換管
(4)の開口にそう水平断面の面積を121.6mm２とし、１本
の熱交換管(4)における冷媒流路(4a)の総横断面積を変
化させた場合の結果である。
【００１８】図３から分かるように、開口率が３〜３０
％で高い熱交換量比率が得られることが分かる。さら
に、開口率を３〜２０％にするとさらに好ましい結果が
得られる。開口率を４〜１０％にすると３〜２０％の場
合よりさらに好ましい結果が得られる。
％で高い熱交換量比率が得られることが分かる。さら
に、開口率を３〜２０％にするとさらに好ましい結果が
得られる。開口率を４〜１０％にすると３〜２０％の場
合よりさらに好ましい結果が得られる。
【００１９】高い熱交換量比率は、エバポレータ(1)の
全ての熱交換管(4)(5)において高い効率で熱交換が行わ
れていることを意味し、エバポレータ(1)から吹き出す
空気の温度分布に偏りがないことを示す。
全ての熱交換管(4)(5)において高い効率で熱交換が行わ
れていることを意味し、エバポレータ(1)から吹き出す
空気の温度分布に偏りがないことを示す。
【００２０】図４ないし図６に、後熱交換管(4)をより
詳細に示す。なお、前熱交換管(5)は、後熱交換管(4)と
同一である。扁平管よりなる熱交換管(4)の前後壁(15)
(16)は凸円弧状であり、左右壁(12)(13)の内面に前方に
向かって下方に傾斜している横断面略３角形状の流通冷
媒に乱流を生ぜしめる突起(17)が上下に間隔をおきかつ
隣り合う補強壁(14)どうし間、補強壁(14)と前壁(15)間
および補強壁(14)と後壁(16)間にわたって複数形成され
ている。また、各補強壁(14)には、並列状の冷媒流路(4
a)どうしを通じさせる複数の連通孔(18)が、複数の補強
壁(14)全体において千鳥配置になるようにあけられてい
る。熱交換管(4)の左右方向の幅は、０．７５〜１．５
ｍｍ、同前後方向の幅は、１２〜１８ｍｍ、そして、熱
交換管(4)および補強壁(14)の肉厚は、０．１７５〜
０．２７５ｍｍである。さらに、補強壁(14)のピッチは
０．５〜３．０ｍｍであり、凸円弧状の前後壁(15)(16)
における外面円弧の曲率半径は、０．３５〜０．７５ｍ
ｍである。
詳細に示す。なお、前熱交換管(5)は、後熱交換管(4)と
同一である。扁平管よりなる熱交換管(4)の前後壁(15)
(16)は凸円弧状であり、左右壁(12)(13)の内面に前方に
向かって下方に傾斜している横断面略３角形状の流通冷
媒に乱流を生ぜしめる突起(17)が上下に間隔をおきかつ
隣り合う補強壁(14)どうし間、補強壁(14)と前壁(15)間
および補強壁(14)と後壁(16)間にわたって複数形成され
ている。また、各補強壁(14)には、並列状の冷媒流路(4
a)どうしを通じさせる複数の連通孔(18)が、複数の補強
壁(14)全体において千鳥配置になるようにあけられてい
る。熱交換管(4)の左右方向の幅は、０．７５〜１．５
ｍｍ、同前後方向の幅は、１２〜１８ｍｍ、そして、熱
交換管(4)および補強壁(14)の肉厚は、０．１７５〜
０．２７５ｍｍである。さらに、補強壁(14)のピッチは
０．５〜３．０ｍｍであり、凸円弧状の前後壁(15)(16)
における外面円弧の曲率半径は、０．３５〜０．７５ｍ
ｍである。
【００２１】本発明のエバポレータ(1)では、入口(7)か
ら冷媒流入区画ヘッダ室(8)内に入った液体および蒸気
混合冷媒(R1)は、冷媒流入区画ヘッダ室(8)から後列に
ある熱交換管(4)内を下降して下ヘッダタンク(3)に達す
る。つぎに、冷媒は、下ヘッダタンク(3)から前列にあ
る熱交換管(5)内を上昇して冷媒流出区画ヘッダ室(10)
に達し、その出口(9)から気化冷媒(R2)となって排出さ
れる。
ら冷媒流入区画ヘッダ室(8)内に入った液体および蒸気
混合冷媒(R1)は、冷媒流入区画ヘッダ室(8)から後列に
ある熱交換管(4)内を下降して下ヘッダタンク(3)に達す
る。つぎに、冷媒は、下ヘッダタンク(3)から前列にあ
る熱交換管(5)内を上昇して冷媒流出区画ヘッダ室(10)
に達し、その出口(9)から気化冷媒(R2)となって排出さ
れる。
【００２２】なお、図７に示されているように、前後隣
接する２つの熱交換管(5)(4)どうしの間に継ぎ部(19)が
設けられ、両熱交換管(5)(4)が一体化せられたものも用
いることができる。また、熱交換管(4)(5)に補強壁を設
ける代わりに、コルゲート状インナーフインを管内に挿
入し、その各波頂を管内面にろう付けしてもよい。ま
た、入口(7)および出口(9)を冷媒流入区画ヘッダ室(8)
および冷媒流出区画ヘッダ室(10)の一端に設ける代わり
に、これらの長さの中央上部に設けてもよい。
接する２つの熱交換管(5)(4)どうしの間に継ぎ部(19)が
設けられ、両熱交換管(5)(4)が一体化せられたものも用
いることができる。また、熱交換管(4)(5)に補強壁を設
ける代わりに、コルゲート状インナーフインを管内に挿
入し、その各波頂を管内面にろう付けしてもよい。ま
た、入口(7)および出口(9)を冷媒流入区画ヘッダ室(8)
および冷媒流出区画ヘッダ室(10)の一端に設ける代わり
に、これらの長さの中央上部に設けてもよい。
【００２３】
【発明の効果】本発明のエバポレータによれば、前列の
熱交換管どうしの間および後列の熱交換管どうしの間を
通過した空気全体が均一に冷却されるので、快適な空調
が得られる。
熱交換管どうしの間および後列の熱交換管どうしの間を
通過した空気全体が均一に冷却されるので、快適な空調
が得られる。
【図１】本発明のエバポレータの斜視図である。
【図２】上ヘッダの部分拡大水平断面図である。
【図３】流路開口率と交換熱量比率との関係を表すグラ
フである。
フである。
【図４】熱交換管の拡大詳細横断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線にそう断面図である。
【図６】図４のVI−VI線にそう部分断面図である。
【図７】２つの熱交換管が継ぎ部により一体化せられた
ものを示す斜視図である。
ものを示す斜視図である。
【図８】従来のエバポレータの斜視図である。
(1)：エバポレータ (2)：上水平ヘッダタンク (3)：下水平ヘッダタンク (4)(5)：熱交換管 (4a)(5a)：冷媒流路 (6)：垂直仕切壁 (7)：入口 (8)：冷媒流入区画ヘッダ室 (9)：出口 (10)：冷媒流出区画ヘッダ室 (12)：左壁 (13)：右壁 (14)：補強壁 (17)：突起 (18)：連通孔 (19)：継ぎ部 (A1)：冷却される前の空気 (A2)：冷却された空気 (R1)：液体および蒸気混合冷媒 (R2)：気化冷媒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀内 博文 栃木県小山市犬塚一丁目480番地 昭和電 工株式会社小山事業所内 Ｆターム(参考） 3L065 FA19
Claims (7)
- 【請求項１】 間隔をおいて対向する上下一対の水平ヘ
ッダタンクと、左右方向に並べられかつ上端が上ヘッダ
タンクに、下端が下ヘッダタンクにそれぞれ連通状に接
続せられている複数の熱交換管が、前後方向に２列配さ
れた熱交換管群と、前後方向に隣接する熱交換管内の冷
媒どうしの流れを相互に逆方向にする区画ヘッダ室が形
成せられるように、両ヘッダタンクのうちいずれか一方
のヘッダタンク内に設けられた左右方向にのびる垂直仕
切壁とを備えており、冷却された空気が熱交換管間を通
過して出る側の後区画ヘッダ室に液体および蒸気混合冷
媒の入口が設けられることにより、後区画ヘッダ室が冷
媒流入区画ヘッダ室となされ、冷却される前の空気が熱
交換管間に入る側の前区画ヘッダ室に気化冷媒の出口が
設けられることにより、前区画ヘッダ室が冷媒流出区画
ヘッダ室となされており、１本の熱交換管における冷媒
流路総横断面積を、冷媒流入区画ヘッダ室における１本
の熱交換管あたりでかつ熱交換管の開口にそう水平断面
の面積で割った値である流路開口率が、３〜３０％であ
るエバポレータ。 - 【請求項２】 流路開口率が、３〜２０％である請求項
１記載のエバポレータ。 - 【請求項３】 流路開口率が、４〜１０％である請求項
１記載のエバポレータ。 - 【請求項４】 前後方向に２列配された熱交換管群にお
ける前後隣接する２つの熱交換管どうしの間に継ぎ部が
設けられ、両熱交換管が一体化せられている請求項１記
載のエバポレータ。 - 【請求項５】 熱交換管が、平らな外面を有する左右壁
と、左右壁にまたがるとともに長さ方向にのびかつ相互
に所定間隔をおいて設けられた複数の補強壁とを備え、
内部に並列状の冷媒流路を有する左右方向の幅が前後方
向の幅より狭い扁平管よりなり、左右壁の少なくとも一
方の内面に流通冷媒に乱流を生ぜしめる複数の突起が設
けられている請求項１記載のエバポレータ。 - 【請求項６】 補強壁が、並列状の冷媒流路どうしを通
じさせる複数の連通孔を有している請求項５記載のエバ
ポレータ。 - 【請求項７】 扁平管の左右方向の幅が、０．７５〜
１．５ｍｍである請求項５記載のエバポレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001191745A JP4686062B2 (ja) | 2000-06-26 | 2001-06-25 | エバポレータ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000190554 | 2000-06-26 | ||
| JP2000-190554 | 2000-06-26 | ||
| JP2001191745A JP4686062B2 (ja) | 2000-06-26 | 2001-06-25 | エバポレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002081795A true JP2002081795A (ja) | 2002-03-22 |
| JP4686062B2 JP4686062B2 (ja) | 2011-05-18 |
Family
ID=26594630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001191745A Expired - Fee Related JP4686062B2 (ja) | 2000-06-26 | 2001-06-25 | エバポレータ |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP4686062B2 (ja) |
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- 2001-06-25 JP JP2001191745A patent/JP4686062B2/ja not_active Expired - Fee Related
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