JP2574488B2 - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JP2574488B2 JP2574488B2 JP1316173A JP31617389A JP2574488B2 JP 2574488 B2 JP2574488 B2 JP 2574488B2 JP 1316173 A JP1316173 A JP 1316173A JP 31617389 A JP31617389 A JP 31617389A JP 2574488 B2 JP2574488 B2 JP 2574488B2
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- Japan
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- refrigerant
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- heat transfer
- heat exchanger
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Classifications
-
- 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
- F28F9/028—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by using inserts for modifying the pattern of flow inside the header box, e.g. by using flow restrictors or permeable bodies or blocks with channels
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は空気調和機，冷凍，冷蔵機器等に用いられる
熱交換器に関するものである。
熱交換器に関するものである。
従来の技術 近年熱交換器の高効率化や工法上改善に伴い、冷媒管
の細径丸管や薄型偏平管利用が盛んになって来た。この
ため、熱交換来の冷媒回路の多パス化が進んできてい
る。こうした技術は特開昭63−131993号公報や、実開昭
63−243688号公報にも示されている。
の細径丸管や薄型偏平管利用が盛んになって来た。この
ため、熱交換来の冷媒回路の多パス化が進んできてい
る。こうした技術は特開昭63−131993号公報や、実開昭
63−243688号公報にも示されている。
以下従来の熱交換器を第５図，第６図を用いて説明す
る。第５図は従来の熱交換器の断面図、第６図は従来の
熱交換器の平面図である。図において、１は従来の熱交
換器、2aから2hまでは伝熱管、３は伝熱フィン、４は中
間ヘッダーで、略円筒状の上下端は、キャップ5a,5bに
より封止されている。６は出入口ヘッダーでその両端
は、中間ヘッダー４と同じくキャップ9a,9bにより封止
されており、さらにその略中央部で仕切板10にて、上部
ヘッダー７と下部ヘッダー８に分離している。各部品は
アルミニウムより成形されており、炉中にて一体ろう付
され、熱交換器を構成している。11,12は接続管であ
る。
る。第５図は従来の熱交換器の断面図、第６図は従来の
熱交換器の平面図である。図において、１は従来の熱交
換器、2aから2hまでは伝熱管、３は伝熱フィン、４は中
間ヘッダーで、略円筒状の上下端は、キャップ5a,5bに
より封止されている。６は出入口ヘッダーでその両端
は、中間ヘッダー４と同じくキャップ9a,9bにより封止
されており、さらにその略中央部で仕切板10にて、上部
ヘッダー７と下部ヘッダー８に分離している。各部品は
アルミニウムより成形されており、炉中にて一体ろう付
され、熱交換器を構成している。11,12は接続管であ
る。
従来の熱交換器１は凝縮器として使用される場合は接
続管12より高温高圧ガス冷媒が上部ヘッダー７に流入
し、伝熱管2e,2f,2g,2hを通り、中間ヘッダー４にて一
旦合流した後、伝熱管2a,2b,2c,2dに分流して、下部ヘ
ッダー８に流入、接続管11より流出する。冷媒が伝熱管
2a〜2h内に流れる間に伝熱フィン３間を流れる空気と熱
交換し、冷媒は徐々に凝縮し、接続管11より流出時には
すべて液化している。
続管12より高温高圧ガス冷媒が上部ヘッダー７に流入
し、伝熱管2e,2f,2g,2hを通り、中間ヘッダー４にて一
旦合流した後、伝熱管2a,2b,2c,2dに分流して、下部ヘ
ッダー８に流入、接続管11より流出する。冷媒が伝熱管
2a〜2h内に流れる間に伝熱フィン３間を流れる空気と熱
交換し、冷媒は徐々に凝縮し、接続管11より流出時には
すべて液化している。
また従来の熱交換器１が、蒸発器として使用される場
合、冷媒の流れは凝縮器の場合とまったく逆となる。す
なわち、減圧された冷媒は接続管11より下部ヘッダー８
に流入、伝熱管2a,2b,2c,2d内へ流入、伝熱フィン３間
と熱交換しつつ、徐々に乾き度を大きくしながら、気液
二相状態で中間ヘッダー４内へ流入する。冷媒は、一旦
合流した後、伝熱管2e,2f,2g,2h内へ分流して流れ込
む。ここでも冷媒は徐々に蒸発しながら、上部ヘッダー
７へ流入する時にはほぼ蒸発し切っている。接続管12か
らは低圧ガス状態で流出していく。
合、冷媒の流れは凝縮器の場合とまったく逆となる。す
なわち、減圧された冷媒は接続管11より下部ヘッダー８
に流入、伝熱管2a,2b,2c,2d内へ流入、伝熱フィン３間
と熱交換しつつ、徐々に乾き度を大きくしながら、気液
二相状態で中間ヘッダー４内へ流入する。冷媒は、一旦
合流した後、伝熱管2e,2f,2g,2h内へ分流して流れ込
む。ここでも冷媒は徐々に蒸発しながら、上部ヘッダー
７へ流入する時にはほぼ蒸発し切っている。接続管12か
らは低圧ガス状態で流出していく。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記した従来の熱交換器においては、
蒸発器として用いられる際、下部ヘッダー8,中間ヘッダ
ー4,上部ヘッダー７の内容積が大きく、冷媒流速が低下
し冷媒の気相部、液相部とが分離し易すく、伝熱管2a,2
b,2c,2d間および、伝熱管2e,2f,2g,2h間で冷媒流量の偏
りが激しくなり、熱交換器の本来もっている熱交換能力
を充分発揮できていなかった。また、中間ヘッダー４お
よび、出入口ヘッダー６内へ挿入された伝熱管2aから2h
の両端が中間ヘッダー４および出入口ヘッダー６内の冷
媒流の抵抗となっており、中間ヘッダー４および出入口
ヘッダー６の内径の割には冷媒流路の圧力損失が大きか
った。
蒸発器として用いられる際、下部ヘッダー8,中間ヘッダ
ー4,上部ヘッダー７の内容積が大きく、冷媒流速が低下
し冷媒の気相部、液相部とが分離し易すく、伝熱管2a,2
b,2c,2d間および、伝熱管2e,2f,2g,2h間で冷媒流量の偏
りが激しくなり、熱交換器の本来もっている熱交換能力
を充分発揮できていなかった。また、中間ヘッダー４お
よび、出入口ヘッダー６内へ挿入された伝熱管2aから2h
の両端が中間ヘッダー４および出入口ヘッダー６内の冷
媒流の抵抗となっており、中間ヘッダー４および出入口
ヘッダー６の内径の割には冷媒流路の圧力損失が大きか
った。
すなわち、従来の熱交換は、各伝熱管間の冷媒偏流を
少なくし、冷媒流路の冷媒圧力損失を小さく熱交換器の
もつ熱交換能力を最大限発揮させなければならないとい
う課題を有していた。
少なくし、冷媒流路の冷媒圧力損失を小さく熱交換器の
もつ熱交換能力を最大限発揮させなければならないとい
う課題を有していた。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するため、本発明は、両端を略円弧状
に切断した複数の伝熱管と内部に略円柱状挿入部材が配
設され、この略円柱状挿入部材のまわりに冷媒流路が設
けられているヘッダーとから熱交換器を構成するもので
ある。
に切断した複数の伝熱管と内部に略円柱状挿入部材が配
設され、この略円柱状挿入部材のまわりに冷媒流路が設
けられているヘッダーとから熱交換器を構成するもので
ある。
作用 本発明はかかる構成により、ヘッダー内の冷媒流速を
充分に確保し、冷媒の気流混合を促し、各伝熱管間での
冷媒偏流を小さくし、また各ヘッダー内での冷媒圧力損
失を不必要に大きくしないものである。
充分に確保し、冷媒の気流混合を促し、各伝熱管間での
冷媒偏流を小さくし、また各ヘッダー内での冷媒圧力損
失を不必要に大きくしないものである。
実 施 例 以下、本発明の実施例を第１図から第４図を用い説明
する。
する。
第１図は本発明の熱交換器の断面図であり、第２図は
その平面図である。第３図は各部品の組み立て状態を示
す斜視図、第４図は第１図Ａ−Ａ断面図である。第１図
から第４図において、21は本発明の熱交換器で、22aか
ら22hは伝熱管で内部に複数の流路を有し、その両端は
略円柱状に切断されている。３は伝熱フィンで平板状ア
ルミニウムに略Ｕ字状の前記伝熱管挿入溝を加工してい
る。４は中間ヘッダーで、その両端はキャップ5aおよび
5bにて封止されるとともに、内部には略円柱状挿入部材
26が配設されており、前記略円柱状挿入部材26はテーパ
ー状にその外径が徐々に変化する下部26aと同一径であ
る上部26bとからなる。８は出入ヘッダーで、両端をキ
ャップ9a,9bにて封止されヘッダー下部23とヘッダー上
部24とに仕切板25により区切られている。また、前記ヘ
ッダー下部23内には各部とも同一径の略円柱状挿入部材
13,ヘッダー上部24内にはテーパー状の略円柱状挿入部
材14が配設されている。各部品は炉中にて一体ろう付さ
れ接合される。前記出入口ヘッダー８には接続管15,16
が接合されている。本実施例においては略円柱状挿入部
材26および13,14の平均外径は略円柱状挿入部材13,26a,
26b,14の順に小さくなっている。中間ヘッダー4,出入口
ヘッダー８の内径は同一であり、上下方向の内径も均一
である。
その平面図である。第３図は各部品の組み立て状態を示
す斜視図、第４図は第１図Ａ−Ａ断面図である。第１図
から第４図において、21は本発明の熱交換器で、22aか
ら22hは伝熱管で内部に複数の流路を有し、その両端は
略円柱状に切断されている。３は伝熱フィンで平板状ア
ルミニウムに略Ｕ字状の前記伝熱管挿入溝を加工してい
る。４は中間ヘッダーで、その両端はキャップ5aおよび
5bにて封止されるとともに、内部には略円柱状挿入部材
26が配設されており、前記略円柱状挿入部材26はテーパ
ー状にその外径が徐々に変化する下部26aと同一径であ
る上部26bとからなる。８は出入ヘッダーで、両端をキ
ャップ9a,9bにて封止されヘッダー下部23とヘッダー上
部24とに仕切板25により区切られている。また、前記ヘ
ッダー下部23内には各部とも同一径の略円柱状挿入部材
13,ヘッダー上部24内にはテーパー状の略円柱状挿入部
材14が配設されている。各部品は炉中にて一体ろう付さ
れ接合される。前記出入口ヘッダー８には接続管15,16
が接合されている。本実施例においては略円柱状挿入部
材26および13,14の平均外径は略円柱状挿入部材13,26a,
26b,14の順に小さくなっている。中間ヘッダー4,出入口
ヘッダー８の内径は同一であり、上下方向の内径も均一
である。
図において、本発明が蒸発器として用いられるとき
は、減圧された冷媒は、接続管15より出入口ヘッダー８
のヘッダー下部23内へ流入し、一旦合流した後、再度分
流し伝熱管22eから22hに流入し、出入口ヘッダー８のヘ
ッダー上部24に流入、接続管16より流出する。出入口ヘ
ッダー８のヘッダー下部23内では冷媒の乾き度がまだ小
さく液相部分が大部分で冷媒の平均化体積も小さいた
め、重力の影響で冷媒は伝熱管22aや22bに多く流れがち
である。しかし略円柱状挿入部材13が比較的太いため、
ヘッダー下部23の内壁との間に形成された冷媒流路の断
面積は比較的小さく、冷媒の流速は比較的速く保たれ、
重力の影響が小さくなって伝熱管22c,22dにも冷媒は流
れ易くなる。また伝熱管22aから22dの出口に位置する略
円柱状挿入部材は伝熱管22dの出口部より22aの出口部に
向って徐々に太くなっており、流媒流路抵抗は同一冷媒
流量，同一熱交換負荷のもとでは伝熱管22dから22aに近
いほど大きくなり、冷媒は重力の影響がうち消されて各
伝熱管に均等に流れるようになる。冷媒が伝熱管22eか
ら22hに分流する際にも上述したことと同じことがいえ
る。ただし、出入口ヘッダー８のヘッダー上部24内の略
円柱状挿入部材14が、重力方向の下部より上部の方が断
面積が太いのは、重力の影響による冷媒の伝熱管22e,22
fへの偏流よりも、冷媒が流出する接続管16の位置によ
る影響が大きいためである。すなわち、接続管16に近い
程液冷媒が流れ易く、重力の影響にうち勝って伝熱管22
h,22gへ多くの液冷媒が流れる傾向にあり、これを防ぐ
ために略円柱状挿入部材14は接続管16に近い上部の方を
太くし、伝熱管22h,22gの流路抵抗を大きくしてある。
は、減圧された冷媒は、接続管15より出入口ヘッダー８
のヘッダー下部23内へ流入し、一旦合流した後、再度分
流し伝熱管22eから22hに流入し、出入口ヘッダー８のヘ
ッダー上部24に流入、接続管16より流出する。出入口ヘ
ッダー８のヘッダー下部23内では冷媒の乾き度がまだ小
さく液相部分が大部分で冷媒の平均化体積も小さいた
め、重力の影響で冷媒は伝熱管22aや22bに多く流れがち
である。しかし略円柱状挿入部材13が比較的太いため、
ヘッダー下部23の内壁との間に形成された冷媒流路の断
面積は比較的小さく、冷媒の流速は比較的速く保たれ、
重力の影響が小さくなって伝熱管22c,22dにも冷媒は流
れ易くなる。また伝熱管22aから22dの出口に位置する略
円柱状挿入部材は伝熱管22dの出口部より22aの出口部に
向って徐々に太くなっており、流媒流路抵抗は同一冷媒
流量，同一熱交換負荷のもとでは伝熱管22dから22aに近
いほど大きくなり、冷媒は重力の影響がうち消されて各
伝熱管に均等に流れるようになる。冷媒が伝熱管22eか
ら22hに分流する際にも上述したことと同じことがいえ
る。ただし、出入口ヘッダー８のヘッダー上部24内の略
円柱状挿入部材14が、重力方向の下部より上部の方が断
面積が太いのは、重力の影響による冷媒の伝熱管22e,22
fへの偏流よりも、冷媒が流出する接続管16の位置によ
る影響が大きいためである。すなわち、接続管16に近い
程液冷媒が流れ易く、重力の影響にうち勝って伝熱管22
h,22gへ多くの液冷媒が流れる傾向にあり、これを防ぐ
ために略円柱状挿入部材14は接続管16に近い上部の方を
太くし、伝熱管22h,22gの流路抵抗を大きくしてある。
伝熱管22aから22hの両端は第３図および第４図に示す
ように略円弧状に切断されているため、各ヘッダー内で
の不必要な冷媒の圧力損失がない。また、略円柱状挿入
部材13,略円柱状挿入部材26の下部26a,上部26bおよび略
円柱状挿入部材14の平均外径は上記した順に小さくな
り、そのまわりの冷媒流路の断面積は大きくなっている
ので、徐々に冷媒乾き度が大きくなっても必要以上に冷
媒流速が速くならず、冷媒圧力損失を必要限度内にとど
まる。
ように略円弧状に切断されているため、各ヘッダー内で
の不必要な冷媒の圧力損失がない。また、略円柱状挿入
部材13,略円柱状挿入部材26の下部26a,上部26bおよび略
円柱状挿入部材14の平均外径は上記した順に小さくな
り、そのまわりの冷媒流路の断面積は大きくなっている
ので、徐々に冷媒乾き度が大きくなっても必要以上に冷
媒流速が速くならず、冷媒圧力損失を必要限度内にとど
まる。
したがって、冷媒圧力損失が小さく、かつ熱交換器の
もつ熱交換能力を最大限発揮させることができるように
なる。
もつ熱交換能力を最大限発揮させることができるように
なる。
発明の効果 以上のように本発明は、各伝熱管間の冷媒偏流を少な
くし、冷媒流路の冷媒圧力損失も小さくして、熱交換器
のもつ熱交換能力を最大限発揮させることができる。
くし、冷媒流路の冷媒圧力損失も小さくして、熱交換器
のもつ熱交換能力を最大限発揮させることができる。
第１図は本発明の実施例の熱交換器の断面図、第２図は
同熱交換器の平面図、第３図は本発明の実施例の組み立
て状態を示す部分斜視図、第４図は第１図のＡ−Ａ断面
図、第５図は従来の熱交換器の断面図、第６図は同熱交
換器の平面図である。 22a〜22h……伝熱管、４……中間ヘッダー、８……出入
口ヘッダー、26,13,14……略円柱状挿入部材。
同熱交換器の平面図、第３図は本発明の実施例の組み立
て状態を示す部分斜視図、第４図は第１図のＡ−Ａ断面
図、第５図は従来の熱交換器の断面図、第６図は同熱交
換器の平面図である。 22a〜22h……伝熱管、４……中間ヘッダー、８……出入
口ヘッダー、26,13,14……略円柱状挿入部材。
Claims (2)
- 【請求項１】両端を略円弧状に切断した複数の伝熱管
と、内部に略円柱状挿入部材が配設され、この略円柱状
挿入部材のまわりに冷媒流路が設けられているヘッダー
とから構成された熱交換器。 - 【請求項２】略円柱状挿入部材の外径が伝熱管の位置に
より、異なる特許請求の範囲第１項記載の熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1316173A JP2574488B2 (ja) | 1989-12-05 | 1989-12-05 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1316173A JP2574488B2 (ja) | 1989-12-05 | 1989-12-05 | 熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03177759A JPH03177759A (ja) | 1991-08-01 |
| JP2574488B2 true JP2574488B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=18074105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1316173A Expired - Fee Related JP2574488B2 (ja) | 1989-12-05 | 1989-12-05 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2574488B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2807152B1 (fr) * | 2000-03-28 | 2002-12-06 | Cie Ind D Applic Thermiques Ci | Echangeur de chaleur a plaques |
| EP2095053A1 (en) * | 2006-12-01 | 2009-09-02 | Carrier Corporation | Charge minimized heat exchanger |
| CN101943539B (zh) * | 2010-09-29 | 2011-12-07 | 浙江金宸三普换热器有限公司 | 热交换器的集流管结构 |
| JP5626254B2 (ja) * | 2012-04-05 | 2014-11-19 | ダイキン工業株式会社 | 熱交換器 |
-
1989
- 1989-12-05 JP JP1316173A patent/JP2574488B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03177759A (ja) | 1991-08-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |