JP2003302183A - 空調用熱交換器 - Google Patents
空調用熱交換器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
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
- F28F1/022—Tubular elements of cross-section which is non-circular with multiple channels
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱交換性能がよく製造容易な空調用熱交換器
の提供。 【解決手段】 千鳥に配置された複数列の多穴楕円チュ
ーブがプレートフィン１を貫通する。そのチューブ３は
横断面の短径が2.75 mm 〜６mmであり、長軸／短軸の比
が1.2 〜４の範囲で、プレートフィン１の長手方向にお
けるチューブ挿通孔２のピッチＰ1 が11〜38mmで、幅方
向におけるチューブ挿通孔２ピッチＰ2 が８mm〜25mmで
ある。
の提供。 【解決手段】 千鳥に配置された複数列の多穴楕円チュ
ーブがプレートフィン１を貫通する。そのチューブ３は
横断面の短径が2.75 mm 〜６mmであり、長軸／短軸の比
が1.2 〜４の範囲で、プレートフィン１の長手方向にお
けるチューブ挿通孔２のピッチＰ1 が11〜38mmで、幅方
向におけるチューブ挿通孔２ピッチＰ2 が８mm〜25mmで
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートポンプ型の
空調用熱交換器に関し、ルームエアコン用室内外機やカ
ークーラの室内外機等として用いるものに関する。
空調用熱交換器に関し、ルームエアコン用室内外機やカ
ークーラの室内外機等として用いるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】ヒートポンプ型熱交換器は、夏期におい
ては室内機が蒸発器として用いられ、冬季においては凝
縮器として用いられる。また冷媒はフロンの代わりにＣ
Ｏ2 が用いられるものが出現している。この冷媒は、フ
ロンに比べて著しく高圧で扱われるためチューブの耐圧
性を高める必要があった。
ては室内機が蒸発器として用いられ、冬季においては凝
縮器として用いられる。また冷媒はフロンの代わりにＣ
Ｏ2 が用いられるものが出現している。この冷媒は、フ
ロンに比べて著しく高圧で扱われるためチューブの耐圧
性を高める必要があった。
【０００３】従来の室内機としての熱交換器は、一例と
して図１０に示すものが存在した。この熱交換器は、図
示しないケーシング形状に合わせて、２列チューブの複
数の熱交換器のコア21が配置されると共に、空気流入側
にさらに１列のサブコア23を重ね合わせたものである。
そしてそれらの内部に図示しないファンを設け、空気流
24を各コアの外周側から内側に流通させて、チューブ内
を流通する冷媒との間に熱交換を行うものである。夫々
のコアには多数のプレートフィンが並列され、その表面
には、境界層の発達を阻止する多数のスリットまたはル
ーバあるいは波形曲折部が設けられていた。
して図１０に示すものが存在した。この熱交換器は、図
示しないケーシング形状に合わせて、２列チューブの複
数の熱交換器のコア21が配置されると共に、空気流入側
にさらに１列のサブコア23を重ね合わせたものである。
そしてそれらの内部に図示しないファンを設け、空気流
24を各コアの外周側から内側に流通させて、チューブ内
を流通する冷媒との間に熱交換を行うものである。夫々
のコアには多数のプレートフィンが並列され、その表面
には、境界層の発達を阻止する多数のスリットまたはル
ーバあるいは波形曲折部が設けられていた。
【０００４】このようなチューブは、通常７mm程度の外
直径を有するものを１列〜３列にすることが一般的であ
る。なお、高性能化のためにチューブの外直径を５mm程
とし、チューブの列ピッチ及び段ピッチを小さくし、チ
ューブ列数を多くする提案もされていた。
直径を有するものを１列〜３列にすることが一般的であ
る。なお、高性能化のためにチューブの外直径を５mm程
とし、チューブの列ピッチ及び段ピッチを小さくし、チ
ューブ列数を多くする提案もされていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図１０に示すような従
来型の熱交換器は、熱交換器のコア21に別に制作した複
数のサブコア23を付加しており、その取付け及びパイプ
の連結その他が面倒であり、部品点数が多くなりコスト
高とならざるを得ず、これが最大の問題であった。ま
た、部分的にサブコア23を重ね合わせた部分において
は、流通抵抗が増大し、期待した程の熱交換性能の向上
は得られなかった。
来型の熱交換器は、熱交換器のコア21に別に制作した複
数のサブコア23を付加しており、その取付け及びパイプ
の連結その他が面倒であり、部品点数が多くなりコスト
高とならざるを得ず、これが最大の問題であった。ま
た、部分的にサブコア23を重ね合わせた部分において
は、流通抵抗が増大し、期待した程の熱交換性能の向上
は得られなかった。
【０００６】なお、高性能化のためにチューブの外直径
を５mm程とし且つ、３列の千鳥配置にしたものは、同一
面積のプレートフィンで２列の千鳥配置の７mmのものに
比べて、空気側の熱伝達率とその外表面積の積が４５％
程増大し、冷媒が流通するチューブ内面側のそれが１７
５％程上昇する。そして、蒸発性能で２％上昇し、凝縮
性能で２４％程度上昇していた。しかしながら、さらに
熱交換器の小型化および高性能化が求められるていた。
ＣＯ2 を冷媒とする熱交換器は、さらに高性能であるが
薄肉の丸形チューブではその耐圧性が足りなく、厚肉化
すると材料をより多く必要とすることになる。
を５mm程とし且つ、３列の千鳥配置にしたものは、同一
面積のプレートフィンで２列の千鳥配置の７mmのものに
比べて、空気側の熱伝達率とその外表面積の積が４５％
程増大し、冷媒が流通するチューブ内面側のそれが１７
５％程上昇する。そして、蒸発性能で２％上昇し、凝縮
性能で２４％程度上昇していた。しかしながら、さらに
熱交換器の小型化および高性能化が求められるていた。
ＣＯ2 を冷媒とする熱交換器は、さらに高性能であるが
薄肉の丸形チューブではその耐圧性が足りなく、厚肉化
すると材料をより多く必要とすることになる。
【０００７】また、従来使用されている偏平な多穴チュ
ーブは、耐圧性を有するものの、プレートフィンとの組
合せでは用いることが出来ず、コルゲートフィンとの組
合せで用いられていた。コルゲートフィン型熱交換器
は、蒸発器として用いると水はけが悪く、性能低下を起
こすために、フィンピッチを余り小さくできず、コンパ
クトで性能の高いものが得られなかった。
ーブは、耐圧性を有するものの、プレートフィンとの組
合せでは用いることが出来ず、コルゲートフィンとの組
合せで用いられていた。コルゲートフィン型熱交換器
は、蒸発器として用いると水はけが悪く、性能低下を起
こすために、フィンピッチを余り小さくできず、コンパ
クトで性能の高いものが得られなかった。
【０００８】この偏平な多穴チューブがプレートフィン
との組合せに用いられない理由は、内部に多数の仕切部
を有するので、丸チューブのように、コアにチューブを
挿通後に内部を拡開治具で拡開することが出来ないた
め、プレートフィンに穿設するチューブ挿通孔をチュー
ブ外面に厳密に整合させる必要がある。すると、その挿
通抵抗が大きく、組立てが困難になる。そこで本発明
は、係る問題点を解決することを課題とする。
との組合せに用いられない理由は、内部に多数の仕切部
を有するので、丸チューブのように、コアにチューブを
挿通後に内部を拡開治具で拡開することが出来ないた
め、プレートフィンに穿設するチューブ挿通孔をチュー
ブ外面に厳密に整合させる必要がある。すると、その挿
通抵抗が大きく、組立てが困難になる。そこで本発明
は、係る問題点を解決することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、小隙を有して
並列された細長い多数のプレートフィン(1) と、そのプ
レートフィン(1) のチューブ挿通孔(2) に夫々整合して
挿通された横断面外周が楕円形のチューブ(3) とを有し
する空調用熱交換器において、前記プレートフィン(1)
のチューブ挿通孔(2) は、その長径方向がプレートフィ
ン(1) の幅方向に平行に位置して、等間隔に設けられる
と共に、隣接する列のチューブ挿通孔(2) は互いに半ピ
ッチ長手方向に位置ずれして千鳥に形成され、前記チュ
ーブ(3) の内部には、複数の仕切(4) が一体に形成さ
れ、前記チューブ(3) の横断面の短径が2.75 mm 〜６mm
であり、その短径に対する長径の比が1.2 〜４であり、
プレートフィン(1) の長手方向におけるチューブ挿通孔
(2) のピッチＰ1 が11mm〜38mmであり、幅方向における
チューブ挿通孔(2)のピッチＰ2 が８mm〜25mmであり、
空気流(24)がプレートフィン(1) の幅方向に流通するよ
うに構成されたことを特徴とするものである。( 請求項
１）
並列された細長い多数のプレートフィン(1) と、そのプ
レートフィン(1) のチューブ挿通孔(2) に夫々整合して
挿通された横断面外周が楕円形のチューブ(3) とを有し
する空調用熱交換器において、前記プレートフィン(1)
のチューブ挿通孔(2) は、その長径方向がプレートフィ
ン(1) の幅方向に平行に位置して、等間隔に設けられる
と共に、隣接する列のチューブ挿通孔(2) は互いに半ピ
ッチ長手方向に位置ずれして千鳥に形成され、前記チュ
ーブ(3) の内部には、複数の仕切(4) が一体に形成さ
れ、前記チューブ(3) の横断面の短径が2.75 mm 〜６mm
であり、その短径に対する長径の比が1.2 〜４であり、
プレートフィン(1) の長手方向におけるチューブ挿通孔
(2) のピッチＰ1 が11mm〜38mmであり、幅方向における
チューブ挿通孔(2)のピッチＰ2 が８mm〜25mmであり、
空気流(24)がプレートフィン(1) の幅方向に流通するよ
うに構成されたことを特徴とするものである。( 請求項
１）
【００１０】また、上記構成において、前記チューブ
(3) は仕切(4) により、内部を３〜１０の小区画に分割
し、夫々の区画の各断面積が略同一になるように仕切
(4) を配置することができる（請求項２）。
(3) は仕切(4) により、内部を３〜１０の小区画に分割
し、夫々の区画の各断面積が略同一になるように仕切
(4) を配置することができる（請求項２）。
【００１１】さらに、上記構成において、前記チューブ
(3) の、横断面の短軸およびまたは長軸の位置に仕切
(4) を設けることができる（請求項３）。
(3) の、横断面の短軸およびまたは長軸の位置に仕切
(4) を設けることができる（請求項３）。
【００１２】また、上記構成において、前記チューブ
(3) の内部に、その横断面の中心に対して放射方向に四
以上の仕切(4) を設けることができる（請求項４）。
(3) の内部に、その横断面の中心に対して放射方向に四
以上の仕切(4) を設けることができる（請求項４）。
【００１３】
【作用・効果】チューブ３の横断面の短径が2.75 mm 〜
６mmであると共に、長径／短径の比が1.2 〜４で且つ、
プレートフィン１の長手方向におけるチューブ挿通孔２
のピッチＰ1 が11mm〜38mmであり、幅方向におけるチュ
ーブ挿通孔２のピッチＰ2 が８mm〜25mmとし、チューブ
３の内部に複数の仕切４を設けることにより、熱交換性
能の最も高い範囲の空調用熱交換器となる。
６mmであると共に、長径／短径の比が1.2 〜４で且つ、
プレートフィン１の長手方向におけるチューブ挿通孔２
のピッチＰ1 が11mm〜38mmであり、幅方向におけるチュ
ーブ挿通孔２のピッチＰ2 が８mm〜25mmとし、チューブ
３の内部に複数の仕切４を設けることにより、熱交換性
能の最も高い範囲の空調用熱交換器となる。
【００１４】そして、上記構成において、長径／短径の
比を1.2 未満とすると、断面円形チューブに比較して性
能の向上があまりみられないにも拘わらず、熱交換器の
製作時に長軸を幅方向に整合させるのが極めて面倒にな
る。
比を1.2 未満とすると、断面円形チューブに比較して性
能の向上があまりみられないにも拘わらず、熱交換器の
製作時に長軸を幅方向に整合させるのが極めて面倒にな
る。
【００１５】長径／短径の比が４を越えると、室内機用
蒸発器として用いた場合の凝縮排水性が悪くなると共
に、室外機として用いた場合の暖房運転時の霜取り後の
排水性が悪化し性能低下の不都合が生じる。
蒸発器として用いた場合の凝縮排水性が悪くなると共
に、室外機として用いた場合の暖房運転時の霜取り後の
排水性が悪化し性能低下の不都合が生じる。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、図面に基づいて本発明の空
調用熱交換器の実施の形態につき説明するが、本発明は
その実施例に限定されるものでは勿論ない。図１は、本
発明のアルミニューム製熱交換器の分解斜視図であり、
図２は図１の右側面図、図３は図２の III− III矢視図
である。また、図４は同熱交換器の冷媒の流通順序を示
す説明図であって、熱交換器を凝縮器として用いた場合
のものである。図５はその熱交換器に用いられるプレー
トフィン１の要部を示し、図６〜図９は同熱交換器に用
いるチューブの横断面の各例を示す。
調用熱交換器の実施の形態につき説明するが、本発明は
その実施例に限定されるものでは勿論ない。図１は、本
発明のアルミニューム製熱交換器の分解斜視図であり、
図２は図１の右側面図、図３は図２の III− III矢視図
である。また、図４は同熱交換器の冷媒の流通順序を示
す説明図であって、熱交換器を凝縮器として用いた場合
のものである。図５はその熱交換器に用いられるプレー
トフィン１の要部を示し、図６〜図９は同熱交換器に用
いるチューブの横断面の各例を示す。
【００１７】この熱交換器は、図１に示す如く、小隙を
有して並列された薄く細長い多数のプレートフィン１
と、そのチューブ挿通孔２（図５）に挿通された多数の
横断面楕円形のチューブ３（図６〜図９）とを有するも
のである。プレートフィン１は、図５の如く幅方向の３
等分の位置に夫々楕円形のチューブ挿通孔２が等間隔に
３列穿設されると共に、隣接する列のチューブ挿通孔２
は互いに半ピッチ長手方向に位置ずれして千鳥状に配置
されている。その楕円の長軸はプレートフィン１の幅方
向に平行に配置されている。なお、チューブ挿通孔の列
を２列としてもよい。
有して並列された薄く細長い多数のプレートフィン１
と、そのチューブ挿通孔２（図５）に挿通された多数の
横断面楕円形のチューブ３（図６〜図９）とを有するも
のである。プレートフィン１は、図５の如く幅方向の３
等分の位置に夫々楕円形のチューブ挿通孔２が等間隔に
３列穿設されると共に、隣接する列のチューブ挿通孔２
は互いに半ピッチ長手方向に位置ずれして千鳥状に配置
されている。その楕円の長軸はプレートフィン１の幅方
向に平行に配置されている。なお、チューブ挿通孔の列
を２列としてもよい。
【００１８】また、チューブ挿通孔２の孔縁部は図示し
ないバーリング加工が形成され、平面に対して僅かにチ
ューブ挿通孔２の軸線方向に立ち上げられている。この
チューブ挿通孔２の短軸の長さは2.75 mm 〜６mm程度で
ある。長軸の長さは短軸の1.2 倍〜４倍である。また、
プレートフィン１の長手方向におけるチューブ挿通孔２
のピッチＰ1 は11mm〜38mm程度である。さらに幅方向に
おけるチューブ挿通孔２のピッチＰ2 が８mm〜25mm程度
である。なお、プレートフィン１の表面で各チューブ挿
通孔２間にルーバやスリットを切り起こしたり或いは、
各チューブ挿通孔２間に振幅の小さな三角波状の波形
を、空気流通方向に波が進行するように、曲折形成して
もよい。
ないバーリング加工が形成され、平面に対して僅かにチ
ューブ挿通孔２の軸線方向に立ち上げられている。この
チューブ挿通孔２の短軸の長さは2.75 mm 〜６mm程度で
ある。長軸の長さは短軸の1.2 倍〜４倍である。また、
プレートフィン１の長手方向におけるチューブ挿通孔２
のピッチＰ1 は11mm〜38mm程度である。さらに幅方向に
おけるチューブ挿通孔２のピッチＰ2 が８mm〜25mm程度
である。なお、プレートフィン１の表面で各チューブ挿
通孔２間にルーバやスリットを切り起こしたり或いは、
各チューブ挿通孔２間に振幅の小さな三角波状の波形
を、空気流通方向に波が進行するように、曲折形成して
もよい。
【００１９】このようにしてなるプレートフィン１は、
小隙を有して互いに平行に多数並列され、その積層方向
の両端にサイドプレート５が配置され、そのサイドプレ
ート５にもチューブ挿通孔が穿設されている。そしてチ
ューブ挿通孔２に整合する断面外周を楕円とした、いわ
ゆる多穴管からなるアルミニュームの押出チューブ３
が、夫々のチューブ挿通孔２に挿入される。従って、そ
のチューブ３の横断面の短軸の長さは、チューブ挿通孔
２のそれと同様に2.75〜６mm程度である。そして横断面
の長軸の長さは短軸の1.2 倍〜４倍である。また、各チ
ューブ３間のピッチＰ1 （プレートフィンの長手方向）
は11mm〜38mm程度である。さらに幅方向におけるチュー
ブ３間のピッチＰ2 が８mm〜25mm程度である。
小隙を有して互いに平行に多数並列され、その積層方向
の両端にサイドプレート５が配置され、そのサイドプレ
ート５にもチューブ挿通孔が穿設されている。そしてチ
ューブ挿通孔２に整合する断面外周を楕円とした、いわ
ゆる多穴管からなるアルミニュームの押出チューブ３
が、夫々のチューブ挿通孔２に挿入される。従って、そ
のチューブ３の横断面の短軸の長さは、チューブ挿通孔
２のそれと同様に2.75〜６mm程度である。そして横断面
の長軸の長さは短軸の1.2 倍〜４倍である。また、各チ
ューブ３間のピッチＰ1 （プレートフィンの長手方向）
は11mm〜38mm程度である。さらに幅方向におけるチュー
ブ３間のピッチＰ2 が８mm〜25mm程度である。
【００２０】次にサイドプレート５の外周に整合する一
対のタンク本体６，６ａの周縁部が、そのサイドプレー
ト５に接合される。左側に配置されるタンク本体６に
は、奇数番号で表した各小室７，９，11，13，15，17，
19が設けられ、右側に配置されるタンク本体６ａには偶
数番号で表した小室８，10, 12 ,14, 16, 18, 20が夫々
他の小室から独立して設けられている。そして、左側の
タンク本体６の左上隅の小室７および右下隅には夫々出
入口パイプ25が内部に連通する。
対のタンク本体６，６ａの周縁部が、そのサイドプレー
ト５に接合される。左側に配置されるタンク本体６に
は、奇数番号で表した各小室７，９，11，13，15，17，
19が設けられ、右側に配置されるタンク本体６ａには偶
数番号で表した小室８，10, 12 ,14, 16, 18, 20が夫々
他の小室から独立して設けられている。そして、左側の
タンク本体６の左上隅の小室７および右下隅には夫々出
入口パイプ25が内部に連通する。
【００２１】そしてこの熱交換器を凝縮器として使用す
る場合には、上側の出入口パイプ25から流入した高温高
圧の冷媒26は、図４に示す如く、小室７から第１列目の
複数（この例では４本）のチューブ３を介して右側のタ
ンク本体６ａの小室８に流入する。ついで、その小室８
の内部を下降して複数のチューブ３を介して左側のタン
ク本体６の小室９に流入し、次いでその内部を下降し、
上流より少ない数（この例では３本）のチューブ３を介
して右側の小室10に流入する。すると、冷媒26は小室10
を幅方向に移動し、第二列目の複数のチューブ（この例
は３本）を介してタンク本体６の小室11に流入する。
る場合には、上側の出入口パイプ25から流入した高温高
圧の冷媒26は、図４に示す如く、小室７から第１列目の
複数（この例では４本）のチューブ３を介して右側のタ
ンク本体６ａの小室８に流入する。ついで、その小室８
の内部を下降して複数のチューブ３を介して左側のタン
ク本体６の小室９に流入し、次いでその内部を下降し、
上流より少ない数（この例では３本）のチューブ３を介
して右側の小室10に流入する。すると、冷媒26は小室10
を幅方向に移動し、第二列目の複数のチューブ（この例
は３本）を介してタンク本体６の小室11に流入する。
【００２２】次いで、その小室11から各チューブ３を介
して順次、各小室12，13, 14, 15,16, 17, 18, 19, 20
を通り、下端３列目に位置する出入口パイプ25より流出
する。このとき、各チューブ３の外面およびプレートフ
ィン１には、そのプレートフィン１の幅方向に空気流24
が流通して、チューブ３内を流通する冷媒26との間に熱
交換が行なわれる。そして、冷媒26は各チューブ３内を
流通し、次第に凝縮して気液混合状態から、完全な液相
に相変化する。それに伴い、下流側程各小室間を連通す
るチューブ３の数が少なくなり、最後には液冷媒は一本
のチューブ３内を流通する。そして、蒸発器側に導かれ
る。
して順次、各小室12，13, 14, 15,16, 17, 18, 19, 20
を通り、下端３列目に位置する出入口パイプ25より流出
する。このとき、各チューブ３の外面およびプレートフ
ィン１には、そのプレートフィン１の幅方向に空気流24
が流通して、チューブ３内を流通する冷媒26との間に熱
交換が行なわれる。そして、冷媒26は各チューブ３内を
流通し、次第に凝縮して気液混合状態から、完全な液相
に相変化する。それに伴い、下流側程各小室間を連通す
るチューブ３の数が少なくなり、最後には液冷媒は一本
のチューブ３内を流通する。そして、蒸発器側に導かれ
る。
【００２３】次に、本発明の熱交換器を蒸発器として用
いる場合の冷媒26の流れは、図１，図４の流れとは全く
逆となる。なお、各列および各部におけるチューブの並
列数は、必要に応じて適宜決定される。
いる場合の冷媒26の流れは、図１，図４の流れとは全く
逆となる。なお、各列および各部におけるチューブの並
列数は、必要に応じて適宜決定される。
【００２４】
【実施例】次に、従来の直径５mmの円形チューブの断面
積17.31 mm2 （内面を拡管後の外直径5.23mm）に略等し
い断面を持つ本発明に、熱交換器の楕円押出多穴チュー
ブよりなる図６〜図８に示すものを夫々用意する。そし
て、夫々同一条件で３列２０段の熱交換器を製作し、従
来型の円形チューブのものとの比較をした。先ず、図６
の（ａ）〜（ｆ）は夫々本発明の熱交換器に用いるチュ
ーブ３の横断面形状を示し、その流路断面積が17.37 mm
2 〜16.91 mm2 のものである。その肉厚および仕切４の
厚みは0.3 mmであり、横断面の短径（外面の直径、以下
同じ）がａ〜f が順に5.3mm 、4.8 mm、4.5 mm、4.1 m
m、3.9 mm、3.0 mmであり、短径に対する長径の比はａ
〜f で順に1.2 、1.4 、1.6 、1.9 、2.1 、3.6 であっ
て、長径／短径の比を1.2 〜４の範囲としている。
積17.31 mm2 （内面を拡管後の外直径5.23mm）に略等し
い断面を持つ本発明に、熱交換器の楕円押出多穴チュー
ブよりなる図６〜図８に示すものを夫々用意する。そし
て、夫々同一条件で３列２０段の熱交換器を製作し、従
来型の円形チューブのものとの比較をした。先ず、図６
の（ａ）〜（ｆ）は夫々本発明の熱交換器に用いるチュ
ーブ３の横断面形状を示し、その流路断面積が17.37 mm
2 〜16.91 mm2 のものである。その肉厚および仕切４の
厚みは0.3 mmであり、横断面の短径（外面の直径、以下
同じ）がａ〜f が順に5.3mm 、4.8 mm、4.5 mm、4.1 m
m、3.9 mm、3.0 mmであり、短径に対する長径の比はａ
〜f で順に1.2 、1.4 、1.6 、1.9 、2.1 、3.6 であっ
て、長径／短径の比を1.2 〜４の範囲としている。
【００２５】このように長径／短径の比を1.2 以上とす
ることにより、その長径方向に流通する空気流のチュー
ブの下流端に生じる空気の剥離を可及的に防止でき、空
気側の圧力損失を減じるものである。さらに、楕円の外
周を明確に確保し、チューブの挿通時に長軸方向と短軸
方向との区別ができて、チューブをプレートフィンのチ
ューブ挿通孔に容易に挿通できるものである。また、長
径／短径の比を４以下として、排水性の悪化を避けるよ
うにしたものである。
ることにより、その長径方向に流通する空気流のチュー
ブの下流端に生じる空気の剥離を可及的に防止でき、空
気側の圧力損失を減じるものである。さらに、楕円の外
周を明確に確保し、チューブの挿通時に長軸方向と短軸
方向との区別ができて、チューブをプレートフィンのチ
ューブ挿通孔に容易に挿通できるものである。また、長
径／短径の比を４以下として、排水性の悪化を避けるよ
うにしたものである。
【００２６】次に、チューブ３内の仕切４は、全て短軸
に平行に三つ形成されて、長軸方向に離間して内部を４
分割している。長軸方向の両端部の幅は、中間部のそれ
より長くしている。これはその両端に位置する区画の高
さが、他より低いのでそれを補い、各区画の断面積が略
同一になるようにし、各区画内を流通する冷媒の流量を
可及的に均一にして、チューブ内各部の熱交換を均一に
するものである。一例として（ａ）では両端の区画の内
面幅が1.4 mmで中間の区画では1.0 mmである。また
（ｆ）では 両端区間の幅が3.3 mmで中間区画の幅が2.
2 mmである。そして（ｂ）から（e ）の間では夫々の幅
が、（ｆ）側ほど順次ひろくなっている。
に平行に三つ形成されて、長軸方向に離間して内部を４
分割している。長軸方向の両端部の幅は、中間部のそれ
より長くしている。これはその両端に位置する区画の高
さが、他より低いのでそれを補い、各区画の断面積が略
同一になるようにし、各区画内を流通する冷媒の流量を
可及的に均一にして、チューブ内各部の熱交換を均一に
するものである。一例として（ａ）では両端の区画の内
面幅が1.4 mmで中間の区画では1.0 mmである。また
（ｆ）では 両端区間の幅が3.3 mmで中間区画の幅が2.
2 mmである。そして（ｂ）から（e ）の間では夫々の幅
が、（ｆ）側ほど順次ひろくなっている。
【００２７】次に、図７の（ａ）〜（ｆ）の例は、図６
の構造に加えて、断面の長軸上にも仕切４を追加したも
のである。
の構造に加えて、断面の長軸上にも仕切４を追加したも
のである。
【００２８】次に、図８の（ａ）〜（ｅ）の例はチュー
ブ３の横断面の中心から、長軸と短軸との間を分断する
ように放射状の仕切４を４つ設けたものである。その周
壁および仕切４の肉厚は、前記同様に0.3 mmである。そ
して、長軸を挟む仕切４間の角度が、短軸を挟むそれよ
りも小さく鋭角に形成されている。これは各仕切で区切
られた各区画の断面積を可及的に均一にするためであ
る。そこで、この短軸を挟む角度は、楕円が円に近づく
程９０度に近くなる。（ａ）〜（ｅ）でその角度は順
に、77°、66°、60°、52.5°、47°となっている。ま
た、この例では（ａ）〜（ｅ）の断面の各長径は、順に
6.4 mm、6.9 mm、7.3 mm、7.9 mm、8.4 mmであり、その
長径／短径の比は、順に1.3 、1.5 、1.6 、1.9 、2.1
である。
ブ３の横断面の中心から、長軸と短軸との間を分断する
ように放射状の仕切４を４つ設けたものである。その周
壁および仕切４の肉厚は、前記同様に0.3 mmである。そ
して、長軸を挟む仕切４間の角度が、短軸を挟むそれよ
りも小さく鋭角に形成されている。これは各仕切で区切
られた各区画の断面積を可及的に均一にするためであ
る。そこで、この短軸を挟む角度は、楕円が円に近づく
程９０度に近くなる。（ａ）〜（ｅ）でその角度は順
に、77°、66°、60°、52.5°、47°となっている。ま
た、この例では（ａ）〜（ｅ）の断面の各長径は、順に
6.4 mm、6.9 mm、7.3 mm、7.9 mm、8.4 mmであり、その
長径／短径の比は、順に1.3 、1.5 、1.6 、1.9 、2.1
である。
【００２９】次に、図９は、前記図８において、短軸上
に仕切４を設けたものである。それとともに、長径／短
径の比が1.9 以上のものでは、中心部に長軸方向の仕切
４を設け、耐圧性の向上と、冷媒側伝熱面積の増加を図
ったものである。上記の図６〜図９のチューブ３を夫々
用いて、図５における、フィン幅30mm、長さ340 mm、３
列２０段でピッチＰ1 ＝17mm、Ｐ2 ＝10mmとし、小隙を
介して並列した多数のプレートフィンのフィンピッチを
1.15mmとし、その並列方向の全幅642 mmのコアを作成
し、図１の熱交換器を完成する。
に仕切４を設けたものである。それとともに、長径／短
径の比が1.9 以上のものでは、中心部に長軸方向の仕切
４を設け、耐圧性の向上と、冷媒側伝熱面積の増加を図
ったものである。上記の図６〜図９のチューブ３を夫々
用いて、図５における、フィン幅30mm、長さ340 mm、３
列２０段でピッチＰ1 ＝17mm、Ｐ2 ＝10mmとし、小隙を
介して並列した多数のプレートフィンのフィンピッチを
1.15mmとし、その並列方向の全幅642 mmのコアを作成
し、図１の熱交換器を完成する。
【００３０】次に、比較例として上記と同一のコアで、
楕円チューブのかわりに円形チューブで直径５mm（拡管
後5.23mm）のものを用いて熱交換器を完成する。既に述
べたように、上記の円形チューブの拡管後の断面積と、
本発明に用いた上記の各楕円チューブの断面積は略同一
である。そして、本発明の熱交換器と比較例の熱交換器
とを比較してみた。その結果、空気側の圧力損失では、
図６の（ａ）の楕円チューブを用いたものが、円形チュ
ーブを用いたものに比べて３％減であり、（ｆ）では３
０％減であった。
楕円チューブのかわりに円形チューブで直径５mm（拡管
後5.23mm）のものを用いて熱交換器を完成する。既に述
べたように、上記の円形チューブの拡管後の断面積と、
本発明に用いた上記の各楕円チューブの断面積は略同一
である。そして、本発明の熱交換器と比較例の熱交換器
とを比較してみた。その結果、空気側の圧力損失では、
図６の（ａ）の楕円チューブを用いたものが、円形チュ
ーブを用いたものに比べて３％減であり、（ｆ）では３
０％減であった。
【００３１】また、空気側熱伝達率とその外表面伝熱面
積の積は（ａ）の楕円チューブを用いたものが、円形チ
ューブを用いたものに比べて１２１％であり、（ｆ）で
は、１５０％であった。
積の積は（ａ）の楕円チューブを用いたものが、円形チ
ューブを用いたものに比べて１２１％であり、（ｆ）で
は、１５０％であった。
【００３２】さらに、凝縮性能は（ａ）の楕円チューブ
を用いたものが、円形チューブを用いたものに比べて
０．６％増であり、（ｆ）では３％増であった。そし
て、蒸発性能は（ａ）の楕円チューブを用いたものが、
円形チューブを用いたものに比べて１．１％増であり、
（ｆ）では８％増であった。次に、別の比較例として、
長径／短径の比を本発明の上限範囲12以上の13.5とする
と、断面積同一の円形チューブのものに比較して、排水
性が極端に悪くなり、室内機においては冷房性能の低下
を招き、室外機においては霜取り性能の低下を招くこと
が判った。
を用いたものが、円形チューブを用いたものに比べて
０．６％増であり、（ｆ）では３％増であった。そし
て、蒸発性能は（ａ）の楕円チューブを用いたものが、
円形チューブを用いたものに比べて１．１％増であり、
（ｆ）では８％増であった。次に、別の比較例として、
長径／短径の比を本発明の上限範囲12以上の13.5とする
と、断面積同一の円形チューブのものに比較して、排水
性が極端に悪くなり、室内機においては冷房性能の低下
を招き、室外機においては霜取り性能の低下を招くこと
が判った。
【００３３】次に、図７（ａ）〜（ｆ）につき同様の実
験を試みた。このチューブ３は長軸上にも仕切４が存在
するものであり、図６のそれらと、凝縮性能、蒸発性
能、放熱量は共に、同等であった。それと共に、さらに
耐圧性の高いものとなる。同様に、図８の各（ａ）〜
（ｅ）、図９の各（ａ）〜（ｆ）につき同様の実験を試
みた。このチューブ３は中心に対して放射状の仕切４を
有するものであり、図６のそれらと、凝縮性能、蒸発性
能、放熱量が共に、同等であった。それと共に、耐圧性
の高いものとなる。
験を試みた。このチューブ３は長軸上にも仕切４が存在
するものであり、図６のそれらと、凝縮性能、蒸発性
能、放熱量は共に、同等であった。それと共に、さらに
耐圧性の高いものとなる。同様に、図８の各（ａ）〜
（ｅ）、図９の各（ａ）〜（ｆ）につき同様の実験を試
みた。このチューブ３は中心に対して放射状の仕切４を
有するものであり、図６のそれらと、凝縮性能、蒸発性
能、放熱量が共に、同等であった。それと共に、耐圧性
の高いものとなる。
【図１】本発明の一例を示す熱交換器の分解斜視図。
【図２】図１の右側面図。
【図３】図１の III− III矢視図。
【図４】同熱交換器の冷媒の流れを示す説明図であっ
て、熱交換器を凝縮器として用いた場合のものである。
て、熱交換器を凝縮器として用いた場合のものである。
【図５】同熱交換器に用いられるプレートフィン１の要
部を示す。
部を示す。
【図６】同熱交換器に用いるチューブの横断面の各例を
示す。
示す。
【図７】同熱交換器に用いるチューブの横断面の各例を
示す。
示す。
【図８】同熱交換器に用いるチューブの横断面の各例を
示す。
示す。
【図９】同熱交換器に用いるチューブの横断面の各例を
示す。
示す。
【図１０】従来型熱交換器の説明図。
１ プレートフィン
２ チューブ挿通孔
３ チューブ
４ 仕切
５ サイドプレート
６，６ａ タンク本体
７〜２０ 小室
２１ コア
２２ ブラケット部
２３ サブコア
２４ 空気流
２５ 出入口パイプ
２６ 冷媒
Claims (4)
- 【請求項１】 小隙を有して並列された細長い多数のプ
レートフィン(1) と、そのプレートフィン(1) のチュー
ブ挿通孔(2) に夫々整合して挿通された横断面外周が楕
円形のチューブ(3) とを有する空調用熱交換器におい
て、 前記プレートフィン(1) のチューブ挿通孔(2) は、その
長径方向がプレートフィン(1) の幅方向に平行に位置し
て、等間隔に設けられると共に、隣接する列のチューブ
挿通孔(2) は互いに半ピッチ長手方向に位置ずれして千
鳥に形成され、 前記チューブ(3) の内部には、複数の仕切(4) が一体に
形成され、 前記チューブ(3) の横断面の短径が2.75 mm 〜６mmであ
り、その短径に対する長径の比が1.2 〜４であり、プレ
ートフィン(1) の長手方向におけるチューブ挿通孔(2)
のピッチＰ1 が11mm〜38mmであり、幅方向におけるチュ
ーブ挿通孔(2)のピッチＰ2 が８mm〜25mmであり、 空気流(24)がプレートフィン(1) の幅方向に流通するよ
うに構成されたことを特徴とする空調用熱交換器。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記チューブ(3) 内がその仕切(4) により、３〜１０の
小区画に分割され、夫々の区画の各断面積を略同一する
ように、その仕切(4) が配置された空調用熱交換器。 - 【請求項３】 請求項２において、 前記チューブ(3) に、横断面の短軸およびまたは長軸の
位置に仕切(4) が設けられた空調用熱交換器。 - 【請求項４】 請求項２において、 前記チューブ(3) の内部に、その横断面の中心に対して
放射方向に四以上の仕切(4) が設けられた空調用熱交換
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002106968A JP2003302183A (ja) | 2002-04-09 | 2002-04-09 | 空調用熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002106968A JP2003302183A (ja) | 2002-04-09 | 2002-04-09 | 空調用熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003302183A true JP2003302183A (ja) | 2003-10-24 |
Family
ID=29391131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002106968A Pending JP2003302183A (ja) | 2002-04-09 | 2002-04-09 | 空調用熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003302183A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101077026B1 (ko) * | 2011-04-27 | 2011-10-26 | 세진이노테크(주) | 인터쿨러 시스템 |
| KR101077868B1 (ko) | 2011-04-15 | 2011-10-28 | 세진이노테크(주) | 인터쿨러 장치 제조 방법 |
| KR101118637B1 (ko) | 2011-10-04 | 2012-03-06 | 세진이노테크(주) | 인터쿨러의 방열핀과 튜브가 일체화된 블럭을 제조하는 장치 |
| JP2014001882A (ja) * | 2012-06-18 | 2014-01-09 | Mitsubishi Electric Corp | 熱交換器および空気調和機 |
| CN104613805A (zh) * | 2015-01-26 | 2015-05-13 | 西安交通大学 | 一种轴对称梳齿形内翅片结构及其翅片管束 |
| CN104697376A (zh) * | 2013-12-10 | 2015-06-10 | 建准电机工业股份有限公司 | 热交换管 |
| KR101606272B1 (ko) * | 2014-08-01 | 2016-03-24 | 최영환 | 타원형 열교환관 및 그를 포함한 저탕식 열교환기 |
| KR101620208B1 (ko) * | 2014-10-21 | 2016-05-12 | 최영환 | 타원형 열교환관을 포함한 저탕식 열교환기 |
| JPWO2015046275A1 (ja) * | 2013-09-27 | 2017-03-09 | 三菱電機株式会社 | 熱交換器及びそれを用いた空気調和機 |
| WO2019239990A1 (ja) * | 2018-06-12 | 2019-12-19 | ダイキン工業株式会社 | 室内熱交換器及び空気調和装置 |
-
2002
- 2002-04-09 JP JP2002106968A patent/JP2003302183A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101077868B1 (ko) | 2011-04-15 | 2011-10-28 | 세진이노테크(주) | 인터쿨러 장치 제조 방법 |
| KR101077026B1 (ko) * | 2011-04-27 | 2011-10-26 | 세진이노테크(주) | 인터쿨러 시스템 |
| KR101118637B1 (ko) | 2011-10-04 | 2012-03-06 | 세진이노테크(주) | 인터쿨러의 방열핀과 튜브가 일체화된 블럭을 제조하는 장치 |
| JP2014001882A (ja) * | 2012-06-18 | 2014-01-09 | Mitsubishi Electric Corp | 熱交換器および空気調和機 |
| JPWO2015046275A1 (ja) * | 2013-09-27 | 2017-03-09 | 三菱電機株式会社 | 熱交換器及びそれを用いた空気調和機 |
| CN104697376A (zh) * | 2013-12-10 | 2015-06-10 | 建准电机工业股份有限公司 | 热交换管 |
| KR101606272B1 (ko) * | 2014-08-01 | 2016-03-24 | 최영환 | 타원형 열교환관 및 그를 포함한 저탕식 열교환기 |
| KR101620208B1 (ko) * | 2014-10-21 | 2016-05-12 | 최영환 | 타원형 열교환관을 포함한 저탕식 열교환기 |
| CN104613805A (zh) * | 2015-01-26 | 2015-05-13 | 西安交通大学 | 一种轴对称梳齿形内翅片结构及其翅片管束 |
| WO2019239990A1 (ja) * | 2018-06-12 | 2019-12-19 | ダイキン工業株式会社 | 室内熱交換器及び空気調和装置 |
| JP2019215117A (ja) * | 2018-06-12 | 2019-12-19 | ダイキン工業株式会社 | 室内熱交換器及び空気調和装置 |
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