JP3044440B2 - 積層型エバポレータ - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
- F28F3/025—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements
-
- 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
- F28D1/03—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 plate-like or laminated conduits
- F28D1/0308—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 plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other
- F28D1/0325—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 plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another
- F28D1/0333—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 plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another the plates having integrated connecting members
- F28D1/0341—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 plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another the plates having integrated connecting members with U-flow or serpentine-flow inside the conduits
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10S165/00—Heat exchange
- Y10S165/454—Heat exchange having side-by-side conduits structure or conduit section
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- Y10S165/465—Manifold space formed in end portions of plates
-
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- Thermal Sciences (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、フィンとチューブエ
レメントとを交互に複数段に積層した積層型エバポレー
タに関するものである。
レメントとを交互に複数段に積層した積層型エバポレー
タに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】フィンとチューブエレメントとを交互に
積層した熱交換器において、チューブエレメント内を流
れる熱交換媒体は、その温度をフィンに伝達し、主とし
てこのフィンを介してチューブエレメント間を通過する
空気と熱交換する。従来、本出願人により製品化されて
いるものは、フィンの通風方向の巾ＦＷが７４ｍｍ、フ
ィンの板厚ＦＴが０．１１ｍｍ、フィンのピッチＦＰが
３．６ｍｍ、フィンの高さＦＨが９．０ｍｍ、チューブ
エレメントの厚みＴＷが２．９ｍｍであった。また、本
出願人の調査によれば、他社の製品は、フィンの通風方
向の巾ＦＷが６４ｍｍ〜１１０ｍｍ、フィンの板厚ＦＴ
が０．１０ｍｍ〜０．１２ｍｍ、フィンのピッチＦＰが
３．４ｍｍ〜４．５ｍｍ、フィンの高さＦＨが８．０ｍ
ｍ〜１２．３ｍｍ、チューブエレメントの厚みＴＷが
２．８ｍｍ〜３．４ｍｍであり、当社の積層型熱交換器
もこの範囲に入るものであった。
積層した熱交換器において、チューブエレメント内を流
れる熱交換媒体は、その温度をフィンに伝達し、主とし
てこのフィンを介してチューブエレメント間を通過する
空気と熱交換する。従来、本出願人により製品化されて
いるものは、フィンの通風方向の巾ＦＷが７４ｍｍ、フ
ィンの板厚ＦＴが０．１１ｍｍ、フィンのピッチＦＰが
３．６ｍｍ、フィンの高さＦＨが９．０ｍｍ、チューブ
エレメントの厚みＴＷが２．９ｍｍであった。また、本
出願人の調査によれば、他社の製品は、フィンの通風方
向の巾ＦＷが６４ｍｍ〜１１０ｍｍ、フィンの板厚ＦＴ
が０．１０ｍｍ〜０．１２ｍｍ、フィンのピッチＦＰが
３．４ｍｍ〜４．５ｍｍ、フィンの高さＦＨが８．０ｍ
ｍ〜１２．３ｍｍ、チューブエレメントの厚みＴＷが
２．８ｍｍ〜３．４ｍｍであり、当社の積層型熱交換器
もこの範囲に入るものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】熱交換器は、フィンと
空気との接触面積を大きくすることで熱交換効率を高め
ることができると考えられるが、フィンの表面積を大き
くするためにチューブエレメント間の間隔（フィンの高
さ）を大きくすると、熱交換効率が悪くなる。また、チ
ューブエレメント間の間隔を狭めてフィンピッチを小さ
くしようとすると、通気抵抗が大きくなって空気の流れ
が悪化してしまう。しかしながら、熱交換効率の向上と
通気抵抗の減少との両方を考慮しつつ、熱交換器の高性
能化、小型化の要請に対処しなければならならず、熱交
換器の更なる改良が求められている。
空気との接触面積を大きくすることで熱交換効率を高め
ることができると考えられるが、フィンの表面積を大き
くするためにチューブエレメント間の間隔（フィンの高
さ）を大きくすると、熱交換効率が悪くなる。また、チ
ューブエレメント間の間隔を狭めてフィンピッチを小さ
くしようとすると、通気抵抗が大きくなって空気の流れ
が悪化してしまう。しかしながら、熱交換効率の向上と
通気抵抗の減少との両方を考慮しつつ、熱交換器の高性
能化、小型化の要請に対処しなければならならず、熱交
換器の更なる改良が求められている。
【０００４】そこで、この発明においては、積層型エバ
ポレータとして、熱交換媒体の流路を突条で仕切ってＵ
字状に形成した長手方向片側にタンクを有するチューブ
エレメントをフィンと交互に積層するタイプの積層型エ
バポレータを採用した場合について、フィンやチューブ
エレメントの寸法条件を改良して効率の向上を図り、も
って小型化を図ることを課題としている。
ポレータとして、熱交換媒体の流路を突条で仕切ってＵ
字状に形成した長手方向片側にタンクを有するチューブ
エレメントをフィンと交互に積層するタイプの積層型エ
バポレータを採用した場合について、フィンやチューブ
エレメントの寸法条件を改良して効率の向上を図り、も
って小型化を図ることを課題としている。
【０００５】
【課題を達成するための手段】本出願人は、フィンの
通気方向の巾が小さければ小型化を図れ、通気抵抗は小
さくなるが、熱交換性能は劣り、逆に巾が大きいと熱交
換性能は優れるが、通気抵抗が大きくなる点、フィン
の板厚が薄ければ通気抵抗は小さいが、熱交換性能は低
下し、板厚が厚ければ熱交換性能は優れるが、通気抵抗
が大きくなる点、フィンのピッチが大きければ水はけ
性は良くなると共に通気抵抗は小さくなるが、熱交換性
能は低下し、逆にピッチが小さければ熱交換性能は優れ
るが、通気抵抗が大きくなる点、フィンの高さが高け
れば通気抵抗は小さいが、熱交換性能が低下し、逆に高
さが低ければ熱交換性能は優れるが、通気抵抗が大きく
なる点、チューブエレメントの厚みが薄ければ通気抵
抗は小さいが、チューブ内の通路抵抗が大きくなって熱
交換性能が低下し、逆に厚みが厚ければチューブ内の通
路抵抗は優れるが、チューブエレメント間の間隔が狭く
なって通気抵抗が大きくなる点を考慮し、フィンの通風
方向の巾ＦＷ、フィンの板厚ＦＴ、フィンのピッチＦ
Ｐ、フィンの高さＦＨ、チューブエレメントの厚みＴＷ
の最適寸法関係を見出すに至った。
通気方向の巾が小さければ小型化を図れ、通気抵抗は小
さくなるが、熱交換性能は劣り、逆に巾が大きいと熱交
換性能は優れるが、通気抵抗が大きくなる点、フィン
の板厚が薄ければ通気抵抗は小さいが、熱交換性能は低
下し、板厚が厚ければ熱交換性能は優れるが、通気抵抗
が大きくなる点、フィンのピッチが大きければ水はけ
性は良くなると共に通気抵抗は小さくなるが、熱交換性
能は低下し、逆にピッチが小さければ熱交換性能は優れ
るが、通気抵抗が大きくなる点、フィンの高さが高け
れば通気抵抗は小さいが、熱交換性能が低下し、逆に高
さが低ければ熱交換性能は優れるが、通気抵抗が大きく
なる点、チューブエレメントの厚みが薄ければ通気抵
抗は小さいが、チューブ内の通路抵抗が大きくなって熱
交換性能が低下し、逆に厚みが厚ければチューブ内の通
路抵抗は優れるが、チューブエレメント間の間隔が狭く
なって通気抵抗が大きくなる点を考慮し、フィンの通風
方向の巾ＦＷ、フィンの板厚ＦＴ、フィンのピッチＦ
Ｐ、フィンの高さＦＨ、チューブエレメントの厚みＴＷ
の最適寸法関係を見出すに至った。
【０００６】即ち、熱交換媒体の流路が突条で仕切られ
てＵ字状に形成された長手方向片側にタンクを有するチ
ューブエレメントをフィンと交互に積層する積層型エバ
ポレータにおいて、前記フィンの通風方向の巾ＦＷ、前
記フィンの板厚ＦＴ、前記フィンのピッチＦＰ、前記フ
ィンの高さＦＨ、前記チューブエレメントの厚みＴＷ
を、５０ｍｍ≦ＦＷ≦６５ｍｍ、０．０６ｍｍ≦ＦＴ≦
０．１０ｍｍ、２．５ｍｍ≦ＦＰ≦３．６ｍｍ、７．０
ｍｍ≦ＦＨ≦９．０ｍｍ、２．０ｍｍ≦ＴＷ≦２．７ｍ
ｍとしたことにある。
てＵ字状に形成された長手方向片側にタンクを有するチ
ューブエレメントをフィンと交互に積層する積層型エバ
ポレータにおいて、前記フィンの通風方向の巾ＦＷ、前
記フィンの板厚ＦＴ、前記フィンのピッチＦＰ、前記フ
ィンの高さＦＨ、前記チューブエレメントの厚みＴＷ
を、５０ｍｍ≦ＦＷ≦６５ｍｍ、０．０６ｍｍ≦ＦＴ≦
０．１０ｍｍ、２．５ｍｍ≦ＦＰ≦３．６ｍｍ、７．０
ｍｍ≦ＦＨ≦９．０ｍｍ、２．０ｍｍ≦ＴＷ≦２．７ｍ
ｍとしたことにある。
【０００７】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面により説明す
る。
る。
【０００８】第１図において、積層型熱交換器１は、例
えば、フィン２とチューブエレメント３とを交互に複数
段に積層した例えば片側のみにタンクを有する４パス方
式のエバポレータであり、チューブエレメント３は、２
枚の成形プレート４，４をその周縁で接合して形成され
ており、一端側にエア上流側とエア下流側の２つのタン
ク５，５を、このタンク５から他端側にかけて熱交換媒
体を通す熱交換媒体通路７をそれぞれ有している。
えば、フィン２とチューブエレメント３とを交互に複数
段に積層した例えば片側のみにタンクを有する４パス方
式のエバポレータであり、チューブエレメント３は、２
枚の成形プレート４，４をその周縁で接合して形成され
ており、一端側にエア上流側とエア下流側の２つのタン
ク５，５を、このタンク５から他端側にかけて熱交換媒
体を通す熱交換媒体通路７をそれぞれ有している。
【０００９】成形プレート４は、厚さ０．２５ｍｍ乃至
０．４５ｍｍ、好ましくは、０．４ｍｍのアルミニウム
製のプレートをプレス加工して形成されているもので、
図２にも示されるように、一端に椀状の２つのタンク形
成用膨出部８，８が形成されると共に、これに続いて通
路形成用膨出部９が形成されており、この通路形成用膨
出部９に２つのタンク形成用膨出部８，８の間から成形
プレートの他端近傍まで延びる突条１０が形成されてい
る。また、２つのタンク形成用膨出部８，８の間には、
後述する連通パイプの装着凹部１１が設けられており、
成形プレート４の他端には、ろう付前の組付時におい
て、フィン２の脱落を防止するための突片１２（図１に
示す）が設けられている。各タンク形成用膨出部８は、
通路形成用膨出部９より大きく膨出しており、突条１０
は、成形プレート４をその周縁で接合する際に他方の突
条と接合され、熱交換媒体通路７をチューブエレメント
３の他端近くまで仕切って全体をＵ字状にしている。
０．４５ｍｍ、好ましくは、０．４ｍｍのアルミニウム
製のプレートをプレス加工して形成されているもので、
図２にも示されるように、一端に椀状の２つのタンク形
成用膨出部８，８が形成されると共に、これに続いて通
路形成用膨出部９が形成されており、この通路形成用膨
出部９に２つのタンク形成用膨出部８，８の間から成形
プレートの他端近傍まで延びる突条１０が形成されてい
る。また、２つのタンク形成用膨出部８，８の間には、
後述する連通パイプの装着凹部１１が設けられており、
成形プレート４の他端には、ろう付前の組付時におい
て、フィン２の脱落を防止するための突片１２（図１に
示す）が設けられている。各タンク形成用膨出部８は、
通路形成用膨出部９より大きく膨出しており、突条１０
は、成形プレート４をその周縁で接合する際に他方の突
条と接合され、熱交換媒体通路７をチューブエレメント
３の他端近くまで仕切って全体をＵ字状にしている。
【００１０】そして、隣合うチューブエレメント３のタ
ンク５は、それぞれの成形プレート４のタンク形成用膨
出部８で突き合わされており、積層方向のほぼ中央に位
置する盲タンク５ａを除いてタンク形成用膨出部８に形
成された連通孔１３を介して連通している。
ンク５は、それぞれの成形プレート４のタンク形成用膨
出部８で突き合わされており、積層方向のほぼ中央に位
置する盲タンク５ａを除いてタンク形成用膨出部８に形
成された連通孔１３を介して連通している。
【００１１】また、中央より片側に寄った所定位置のチ
ューブエレメント３ａは、前記装着凹部１１が設けられ
ておらず、盲タンク５ａを有する側の一方のタンク５ｂ
が他方のタンクに近接するよう拡大されている。この拡
大されたタンク５ｂには、装着凹部１１に装着された連
通パイプ１５が接続されている。また、積層方向両端の
うち、拡大タンク５ｂから遠く離れた端部には出入口部
１６が設けられ、この出入口部１６は、膨張弁を接続す
るための接続部１７と、この接続部１７から盲タンクを
有する側のタンクと接続する連通路１８と、前記連通パ
イプ１５と接続する連通路１９とが設けられている。
ューブエレメント３ａは、前記装着凹部１１が設けられ
ておらず、盲タンク５ａを有する側の一方のタンク５ｂ
が他方のタンクに近接するよう拡大されている。この拡
大されたタンク５ｂには、装着凹部１１に装着された連
通パイプ１５が接続されている。また、積層方向両端の
うち、拡大タンク５ｂから遠く離れた端部には出入口部
１６が設けられ、この出入口部１６は、膨張弁を接続す
るための接続部１７と、この接続部１７から盲タンクを
有する側のタンクと接続する連通路１８と、前記連通パ
イプ１５と接続する連通路１９とが設けられている。
【００１２】しかして、出入口部１６の一方の連通路１
９から熱交換媒体が流入されるものとすると、流入され
た熱交換媒体は、連通パイプ１５及び拡大タンク５ｂを
介して盲タンク５ａ側のほぼ半分のタンク５に入り、そ
こから熱交換媒体通路７を突条１０に沿って上昇し、該
突条１０の上方をＵターンして下降し、盲タンク５ａ側
と反対側のタンクに至る。その後、残り約半分のチュー
ブエレメント３のタンクに平行移動し、再び熱交換媒体
通路７を突条１０に沿って上昇し、該突条１０の上方を
Ｕターンして下降し、盲タンク５ａを有する側のタンク
５から連通路１８を介して流出する（図３のフロー参
照）。このため、熱交換媒体の熱は、熱交換媒体通路７
を流れる過程において、フィン２に伝達され、フィン間
を通過する空気と熱交換される。
９から熱交換媒体が流入されるものとすると、流入され
た熱交換媒体は、連通パイプ１５及び拡大タンク５ｂを
介して盲タンク５ａ側のほぼ半分のタンク５に入り、そ
こから熱交換媒体通路７を突条１０に沿って上昇し、該
突条１０の上方をＵターンして下降し、盲タンク５ａ側
と反対側のタンクに至る。その後、残り約半分のチュー
ブエレメント３のタンクに平行移動し、再び熱交換媒体
通路７を突条１０に沿って上昇し、該突条１０の上方を
Ｕターンして下降し、盲タンク５ａを有する側のタンク
５から連通路１８を介して流出する（図３のフロー参
照）。このため、熱交換媒体の熱は、熱交換媒体通路７
を流れる過程において、フィン２に伝達され、フィン間
を通過する空気と熱交換される。
【００１３】前記フィン２は、チューブエレメント３の
通路形成用膨出部９の外面にろう付されたコルゲート状
のもので、図４に示されるように、通風方向の巾をＦ
Ｗ、板厚をＦＴ、フィンのピッチをＦＰ、フィンの高を
ＦＨとすると、５０ｍｍ≦ＦＷ≦６５ｍｍ、０．０６ｍ
ｍ≦ＦＴ≦０．１０ｍｍ、２．５ｍｍ≦ＦＰ≦３．６ｍ
ｍ、７．０ｍｍ≦ＦＨ≦９．０ｍｍの関係を満たしてい
る。また、チューブエレメント３の厚みＴＷは、２．０
ｍｍ≦ＴＷ≦２．７ｍｍの関係を満たしている。
通路形成用膨出部９の外面にろう付されたコルゲート状
のもので、図４に示されるように、通風方向の巾をＦ
Ｗ、板厚をＦＴ、フィンのピッチをＦＰ、フィンの高を
ＦＨとすると、５０ｍｍ≦ＦＷ≦６５ｍｍ、０．０６ｍ
ｍ≦ＦＴ≦０．１０ｍｍ、２．５ｍｍ≦ＦＰ≦３．６ｍ
ｍ、７．０ｍｍ≦ＦＨ≦９．０ｍｍの関係を満たしてい
る。また、チューブエレメント３の厚みＴＷは、２．０
ｍｍ≦ＴＷ≦２．７ｍｍの関係を満たしている。
【００１４】一般に、熱交換性能は、高ければ高い程よ
く、チューブエレメント３間を通過する空気の通気抵抗
は、小さければ小さいほどよい。フィン２の通気方向の
巾が小さければ、フィン２との接触時間が小さいため通
気抵抗は小さくなるが、その分、熱交換性能は低下する
ことになり、通気方向の巾が大きければ、フィン２との
接触時間が大きくなるために熱交換性能は優れるが、通
気抵抗が大きくなってしまう。また、フィン２の板厚が
薄ければ、通気抵抗は良くなり、また、熱伝導率は良く
なるが、熱の伝達面積（フィンの断面積）が小さくなる
ので、全体としては熱交換性能が低下し、逆に板厚が厚
ければ熱交換性能は優れるが、厚くした分、通気抵抗が
大きくなる。フィン２のピッチにあっては、ピッチが大
きければ、通気抵抗は小さく水はけ性は良くなるが、全
体の表面積を稼ぐことができないので熱交換性能は低下
し、ピッチが小さければ、表面積を大きくとることがで
きるため熱交換性能は優れるが、通気抵抗は大きくな
る。フィン２の高さにおいては、高さが高いほどチュー
ブエレメント間の間隔が大きくなるので、通気抵抗は小
さいが、熱交換性能は低下し、高さが低ければ、チュー
ブエレメント間の通路面積を小さくので、熱交換性能は
優れるが、それに背反して通気抵抗が大きくなる。更
に、チューブエレメントの厚みが薄ければ、チューブ内
の通路抵抗が大きくなって熱交換媒体の流通量が少なく
なり、熱交換性能は低下するが、チューブエレメントに
よって空気を大きく遮ることがないので通気抵抗は小さ
くなる。逆に、厚みが厚ければ、チューブ内を流れる熱
交換媒体の流通量が多くなり、熱交換性能は向上する
が、チューブエレメントによって空気通路を狭めるので
通気抵抗が大きくなる。これらのことから、熱交換性能
と通気抵抗との比をもって熱交換器を評価する指数とす
ることができる。
く、チューブエレメント３間を通過する空気の通気抵抗
は、小さければ小さいほどよい。フィン２の通気方向の
巾が小さければ、フィン２との接触時間が小さいため通
気抵抗は小さくなるが、その分、熱交換性能は低下する
ことになり、通気方向の巾が大きければ、フィン２との
接触時間が大きくなるために熱交換性能は優れるが、通
気抵抗が大きくなってしまう。また、フィン２の板厚が
薄ければ、通気抵抗は良くなり、また、熱伝導率は良く
なるが、熱の伝達面積（フィンの断面積）が小さくなる
ので、全体としては熱交換性能が低下し、逆に板厚が厚
ければ熱交換性能は優れるが、厚くした分、通気抵抗が
大きくなる。フィン２のピッチにあっては、ピッチが大
きければ、通気抵抗は小さく水はけ性は良くなるが、全
体の表面積を稼ぐことができないので熱交換性能は低下
し、ピッチが小さければ、表面積を大きくとることがで
きるため熱交換性能は優れるが、通気抵抗は大きくな
る。フィン２の高さにおいては、高さが高いほどチュー
ブエレメント間の間隔が大きくなるので、通気抵抗は小
さいが、熱交換性能は低下し、高さが低ければ、チュー
ブエレメント間の通路面積を小さくので、熱交換性能は
優れるが、それに背反して通気抵抗が大きくなる。更
に、チューブエレメントの厚みが薄ければ、チューブ内
の通路抵抗が大きくなって熱交換媒体の流通量が少なく
なり、熱交換性能は低下するが、チューブエレメントに
よって空気を大きく遮ることがないので通気抵抗は小さ
くなる。逆に、厚みが厚ければ、チューブ内を流れる熱
交換媒体の流通量が多くなり、熱交換性能は向上する
が、チューブエレメントによって空気通路を狭めるので
通気抵抗が大きくなる。これらのことから、熱交換性能
と通気抵抗との比をもって熱交換器を評価する指数とす
ることができる。
【００１５】そこで、熱交換性能／通気抵抗を縦軸と
し、横軸にフィンの通風方向の巾ＦＷ、フィンの板厚Ｆ
Ｔ、フィンのピッチＦＰ、フィンの高さＦＨ、チューブ
エレメントの厚みＴＷをそれぞれ横軸として評価しても
よく、ＦＷ＝６０ｍｍ、ＦＴ＝０．０８ｍｍ、ＦＰ＝
３．１ｍｍ、ＦＨ＝８．０ｍｍ、ＴＷ＝２．４ｍｍの熱
交換器を基準として、図５は、フィン２の通風方向の巾
ＦＷを変化させた指数の変化を表し、図６は、フィンの
板厚ＦＴを変化させた指数の変化を表し、図７は、フィ
ンのピッチＦＰを変化させた指数の変化を表し、図８
は、フィンの高さＦＨを変化させた指数の変化を表し、
図９は、チューブエレメントの厚みＴＷを変化させた指
数の変化を表したものである。
し、横軸にフィンの通風方向の巾ＦＷ、フィンの板厚Ｆ
Ｔ、フィンのピッチＦＰ、フィンの高さＦＨ、チューブ
エレメントの厚みＴＷをそれぞれ横軸として評価しても
よく、ＦＷ＝６０ｍｍ、ＦＴ＝０．０８ｍｍ、ＦＰ＝
３．１ｍｍ、ＦＨ＝８．０ｍｍ、ＴＷ＝２．４ｍｍの熱
交換器を基準として、図５は、フィン２の通風方向の巾
ＦＷを変化させた指数の変化を表し、図６は、フィンの
板厚ＦＴを変化させた指数の変化を表し、図７は、フィ
ンのピッチＦＰを変化させた指数の変化を表し、図８
は、フィンの高さＦＨを変化させた指数の変化を表し、
図９は、チューブエレメントの厚みＴＷを変化させた指
数の変化を表したものである。
【００１６】フィンの通風方向の巾ＦＷは、６０ｍｍ前
後で指数がピークを持つ特性を有しており、熱交換熱量
を従来と同様にするためには、５０ｍｍ以上にすること
が必要である。これに対して、巾が大きければ大きいほ
ど通気抵抗が大きくなり、従来のビード寸法７４ｍｍま
で大きくしたのでは、良好な指数を得れなくなる。この
ことより、ＦＷの下限値に等しい指数かそれより良好な
指数を目安にフィンの巾の上限を設定すれば、ＦＷ≦６
５ｍｍとなる。
後で指数がピークを持つ特性を有しており、熱交換熱量
を従来と同様にするためには、５０ｍｍ以上にすること
が必要である。これに対して、巾が大きければ大きいほ
ど通気抵抗が大きくなり、従来のビード寸法７４ｍｍま
で大きくしたのでは、良好な指数を得れなくなる。この
ことより、ＦＷの下限値に等しい指数かそれより良好な
指数を目安にフィンの巾の上限を設定すれば、ＦＷ≦６
５ｍｍとなる。
【００１７】また、フィンの板厚ＦＴは、およそ０．０
８ｍｍを境にして、それより小さくても大きくても指数
は低下するが、０．０６ｍｍ〜０．１０ｍｍの範囲で良
好な指数が得られる。ＦＴを小さくすればするほど加工
が困難になると共に熱の伝達面積が低下するので、０．
０６ｍｍ以上とする必要があり、ＦＴを大きくすれば熱
交換効率が良くなる一方、通気抵抗が大きくなるので、
ＦＴの下限値に等しい指数かそれより良好な指数を目安
に板厚の上限を設定すれば、ＦＴ≦０．１０ｍｍとな
る。
８ｍｍを境にして、それより小さくても大きくても指数
は低下するが、０．０６ｍｍ〜０．１０ｍｍの範囲で良
好な指数が得られる。ＦＴを小さくすればするほど加工
が困難になると共に熱の伝達面積が低下するので、０．
０６ｍｍ以上とする必要があり、ＦＴを大きくすれば熱
交換効率が良くなる一方、通気抵抗が大きくなるので、
ＦＴの下限値に等しい指数かそれより良好な指数を目安
に板厚の上限を設定すれば、ＦＴ≦０．１０ｍｍとな
る。
【００１８】次に、フィンのピッチＦＰは、３．０ｍｍ
前後で指数がピークになる特性を有しているが、小さく
すればするほど通気抵抗が低下するため、実用上許容さ
れる通気抵抗の限界を鑑みればＦＰを２．５ｍｍ以上に
する必要がある。また、ＦＰが大きければ大きいほど通
気抵抗は小さくなりが、熱交換効率も小さくなるので、
ＦＰの下限値に等しい指数かそれより良好な指数を目安
にピッチの上限を設定すれば、ＦＰ≦３．４ｍｍとな
る。ただし、熱交換器の長期的な使用に対しては、わず
かな性能低下を犠牲にしてもフィン間に生じる凝縮水の
排水性（フィンの水はけ性）を良くする観点や材料費を
低減する観点等から、ＦＰを３．６ｍｍ以下（例えば、
３．５ｍｍ）とするのが実用的である。そこで、フィン
のピッチＦＰにあっては、２．５ｍｍ≦ＦＰ≦３．６ｍ
ｍの範囲で設定することが望ましい。
前後で指数がピークになる特性を有しているが、小さく
すればするほど通気抵抗が低下するため、実用上許容さ
れる通気抵抗の限界を鑑みればＦＰを２．５ｍｍ以上に
する必要がある。また、ＦＰが大きければ大きいほど通
気抵抗は小さくなりが、熱交換効率も小さくなるので、
ＦＰの下限値に等しい指数かそれより良好な指数を目安
にピッチの上限を設定すれば、ＦＰ≦３．４ｍｍとな
る。ただし、熱交換器の長期的な使用に対しては、わず
かな性能低下を犠牲にしてもフィン間に生じる凝縮水の
排水性（フィンの水はけ性）を良くする観点や材料費を
低減する観点等から、ＦＰを３．６ｍｍ以下（例えば、
３．５ｍｍ）とするのが実用的である。そこで、フィン
のピッチＦＰにあっては、２．５ｍｍ≦ＦＰ≦３．６ｍ
ｍの範囲で設定することが望ましい。
【００１９】フィンの高さＦＨは、およそ８．０ｍｍを
境にしてそれより小さくても大きくても指数は低下する
が、７．０ｍｍ〜９．０ｍｍの範囲の高さで良好な指数
が得られる。フィンの高さを小さくすればするほど通気
抵抗が大きくなるため、実用上許容される通気抵抗の限
界を鑑みればＦＨを７．０ｍｍ以上にする必要がある。
また、ＦＨが大きければ大きいほど通気抵抗は小さくな
るが、熱交換効率も低下するので、ＦＨの下限値に等し
い指数かそれより良好な指数を目安にフィンの高さの上
限を設定すれば、ＦＨ≦９．０ｍｍとなる。
境にしてそれより小さくても大きくても指数は低下する
が、７．０ｍｍ〜９．０ｍｍの範囲の高さで良好な指数
が得られる。フィンの高さを小さくすればするほど通気
抵抗が大きくなるため、実用上許容される通気抵抗の限
界を鑑みればＦＨを７．０ｍｍ以上にする必要がある。
また、ＦＨが大きければ大きいほど通気抵抗は小さくな
るが、熱交換効率も低下するので、ＦＨの下限値に等し
い指数かそれより良好な指数を目安にフィンの高さの上
限を設定すれば、ＦＨ≦９．０ｍｍとなる。
【００２０】更に、チューブエレメントの厚みＴＷは、
２．３ｍｍ前後で指数がピークを持つ特性を有している
が、小さくすればするほど熱交換媒体を通すチューブ内
の通路抵抗が増大するため、実用上許容される通路抵抗
の限界を鑑みればＴＷは２．０ｍｍ以上にする必要があ
る。また、ＴＷが大きければ大きいほど通路抵抗は小さ
くなるが、通気抵抗は増大するので、ＴＷの下限値に等
しい指数かそれより良好な指数を目安に厚みの上限を設
定すれば、ＴＷ≦２．６ｍｍとなる。ただし、わずかな
性能低下を犠牲にしても通路抵抗を増大させる観点や、
製造誤差等を考慮してＴＷの上限を２．７ｍｍ以下とす
るのが実用的である。そこで、チューブエレメントの厚
みＴＷにあっては、２．０ｍｍ≦ＦＰ≦２．７ｍｍの範
囲で設定することが望ましい。
２．３ｍｍ前後で指数がピークを持つ特性を有している
が、小さくすればするほど熱交換媒体を通すチューブ内
の通路抵抗が増大するため、実用上許容される通路抵抗
の限界を鑑みればＴＷは２．０ｍｍ以上にする必要があ
る。また、ＴＷが大きければ大きいほど通路抵抗は小さ
くなるが、通気抵抗は増大するので、ＴＷの下限値に等
しい指数かそれより良好な指数を目安に厚みの上限を設
定すれば、ＴＷ≦２．６ｍｍとなる。ただし、わずかな
性能低下を犠牲にしても通路抵抗を増大させる観点や、
製造誤差等を考慮してＴＷの上限を２．７ｍｍ以下とす
るのが実用的である。そこで、チューブエレメントの厚
みＴＷにあっては、２．０ｍｍ≦ＦＰ≦２．７ｍｍの範
囲で設定することが望ましい。
【００２１】したがって、上述の範囲で得られるフィン
とチューブエレメントが、熱交換効率の向上と通気抵抗
の低減とを加味して得られる最良のものであり、上述の
関係を満たす熱交換器を用いれば、従来より小型、軽量
な熱交換器を提供することができる。
とチューブエレメントが、熱交換効率の向上と通気抵抗
の低減とを加味して得られる最良のものであり、上述の
関係を満たす熱交換器を用いれば、従来より小型、軽量
な熱交換器を提供することができる。
【００２２】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
熱交換媒体の流路が突条で仕切られてＵ字状に形成され
た長手方向片側にタンクを有するチューブエレメントを
フィンと交互に積層する積層型エバポレータにおいて、
フィンの巾、板厚、ピッチ、高さ、及びチューブエレメ
ントの厚みの最適寸法関係を決定したので、熱交換効率
と通気抵抗とが折り合う最適な積層型エバポレータを提
供することができ、熱交換の高効率化を図ることができ
ると共に、熱交換効率が向上した分、エバポレータの小
型化を図ることができるものである。
熱交換媒体の流路が突条で仕切られてＵ字状に形成され
た長手方向片側にタンクを有するチューブエレメントを
フィンと交互に積層する積層型エバポレータにおいて、
フィンの巾、板厚、ピッチ、高さ、及びチューブエレメ
ントの厚みの最適寸法関係を決定したので、熱交換効率
と通気抵抗とが折り合う最適な積層型エバポレータを提
供することができ、熱交換の高効率化を図ることができ
ると共に、熱交換効率が向上した分、エバポレータの小
型化を図ることができるものである。
【図１】図１は、積層型熱交換器の実施例を示し、
（ａ）は熱交換器の正面図、（ｂ）は底面図である。
（ａ）は熱交換器の正面図、（ｂ）は底面図である。
【図２】図１の積層型熱交換器に用いられるチューブエ
レメントを構成する成形プレートの正面図である。
レメントを構成する成形プレートの正面図である。
【図３】図１の積層型熱交換器の熱交換媒体の流れを説
明する説明図である。
明する説明図である。
【図４】図４（ａ）、（ｂ）は、フィンの通風方向の巾
ＦＷ、フィンの板厚ＦＴ、フィンのピッチＦＰ、フィン
の高さＦＨ、チューブエレメントの厚みＴＷを説明する
説明図である。
ＦＷ、フィンの板厚ＦＴ、フィンのピッチＦＰ、フィン
の高さＦＨ、チューブエレメントの厚みＴＷを説明する
説明図である。
【図５】図５は、フィンの通風方向の巾ＦＷを変化させ
た時の熱交換性能と通気抵抗との比の変化を示す特性線
図である。
た時の熱交換性能と通気抵抗との比の変化を示す特性線
図である。
【図６】図６は、フィンの板厚ＦＴを変化させた時の熱
交換性能と通気抵抗との比の変化を示す特性線図であ
る。
交換性能と通気抵抗との比の変化を示す特性線図であ
る。
【図７】図７は、フィンのピッチＦＰを変化させた時の
熱交換性能と通気抵抗との比の変化を示す特性線図であ
る。
熱交換性能と通気抵抗との比の変化を示す特性線図であ
る。
【図８】図８は、フィンの高さＦＨを変化させた時の熱
交換性能と通気抵抗との比の変化を示す特性線図であ
る。
交換性能と通気抵抗との比の変化を示す特性線図であ
る。
【図９】図９は、チューブエレメントの厚みＴＷを変化
させた時の熱交換性能と通気抵抗との比の変化を示す特
性線図である。
させた時の熱交換性能と通気抵抗との比の変化を示す特
性線図である。
１ 積層型熱交換器 ２ フィン ３ チューブエレメント
Claims (1)
- 【請求項１】 熱交換媒体の流路が突条で仕切られてＵ
字状に形成された長手方向片側にタンクを有するチュー
ブエレメントをフィンと交互に積層する積層型エバポレ
ータにおいて、前記フィンの通風方向の巾ＦＷ、前記フ
ィンの板厚ＦＴ、前記フィンのピッチＦＰ、前記フィン
の高さＦＨ、前記チューブエレメントの厚みＴＷが、 ５０ｍｍ≦ＦＷ≦６５ｍｍ ０．０６ｍｍ≦ＦＴ≦０．１０ｍｍ ２．５ｍｍ≦ＦＰ≦３．６ｍｍ ７．０ｍｍ≦ＦＨ≦９．０ｍｍ ２．０ｍｍ≦ＴＷ≦２．７ｍｍ の関係を満たしていることを特徴とする積層型エバポレ
ータ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6199035A JP3044440B2 (ja) | 1993-10-22 | 1994-08-01 | 積層型エバポレータ |
| DE69413172T DE69413172T2 (de) | 1993-10-22 | 1994-10-21 | Wärmetauscher mit mehreren Rohren |
| US08/327,499 US5562158A (en) | 1993-10-22 | 1994-10-21 | Multilayered heat exchanger |
| EP94307737A EP0650023B1 (en) | 1993-10-22 | 1994-10-21 | Multilayered heat exchanger |
| KR1019940027062A KR100212935B1 (ko) | 1993-10-22 | 1994-10-22 | 적층형 열교환기 |
| CN94119938A CN1107962A (zh) | 1993-10-22 | 1994-10-22 | 多层热交换器 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-287632 | 1993-10-22 | ||
| JP28763293 | 1993-10-22 | ||
| JP6199035A JP3044440B2 (ja) | 1993-10-22 | 1994-08-01 | 積層型エバポレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07167578A JPH07167578A (ja) | 1995-07-04 |
| JP3044440B2 true JP3044440B2 (ja) | 2000-05-22 |
Family
ID=26511308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6199035A Expired - Fee Related JP3044440B2 (ja) | 1993-10-22 | 1994-08-01 | 積層型エバポレータ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5562158A (ja) |
| EP (1) | EP0650023B1 (ja) |
| JP (1) | JP3044440B2 (ja) |
| KR (1) | KR100212935B1 (ja) |
| CN (1) | CN1107962A (ja) |
| DE (1) | DE69413172T2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2769974B1 (fr) * | 1997-10-20 | 2000-01-07 | Valeo Climatisation | Evaporateur a capacite d'echange de chaleur amelioree |
| FR2783906B1 (fr) | 1998-09-24 | 2000-12-15 | Valeo Climatisation | Echangeur de chaleur a plaques, notamment pour vehicule automobile |
| JP2001012883A (ja) * | 1999-06-30 | 2001-01-19 | Bosch Automotive Systems Corp | 熱交換器 |
| JP2001027484A (ja) * | 1999-07-15 | 2001-01-30 | Zexel Valeo Climate Control Corp | サーペンタイン型熱交換器 |
| US6439300B1 (en) | 1999-12-21 | 2002-08-27 | Delphi Technologies, Inc. | Evaporator with enhanced condensate drainage |
| FR2803377B1 (fr) * | 1999-12-29 | 2002-09-06 | Valeo Climatisation | Evaporateur a tubes plats empiles a configuration en u |
| FR2803376B1 (fr) * | 1999-12-29 | 2002-09-06 | Valeo Climatisation | Evaporateur a tubes plats empilees possedant deux boites a fluide opposees |
| JP4686062B2 (ja) * | 2000-06-26 | 2011-05-18 | 昭和電工株式会社 | エバポレータ |
| JP2002115988A (ja) * | 2000-10-06 | 2002-04-19 | Zexel Valeo Climate Control Corp | 積層型熱交換器 |
| DE102004057526B4 (de) * | 2003-12-03 | 2020-08-20 | Denso Corporation | Stapelkühler |
| US20080142190A1 (en) * | 2006-12-18 | 2008-06-19 | Halla Climate Control Corp. | Heat exchanger for a vehicle |
| FR2929387B1 (fr) * | 2008-03-25 | 2010-03-26 | Valeo Systemes Thermiques | Echangeur de chaleur a resistance a la pression amelioree |
| JP5333084B2 (ja) * | 2009-09-09 | 2013-11-06 | パナソニック株式会社 | 熱交換機器 |
| US10954858B2 (en) * | 2015-06-18 | 2021-03-23 | Hamilton Sunstrand Corporation | Plate fin heat exchanger |
| CN111059924A (zh) * | 2019-12-28 | 2020-04-24 | 江西麦克斯韦科技有限公司 | 一种双面椭圆绕流水冷散热器 |
| CN112414199B (zh) * | 2020-11-24 | 2021-12-03 | 浙江银轮机械股份有限公司 | 散热翅片构建方法及相关装置、散热翅片 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2114340A1 (de) * | 1971-03-24 | 1972-10-05 | Linde Ag | Flossenrohrwaermeaustauscher |
| US4274482A (en) * | 1978-08-21 | 1981-06-23 | Nihon Radiator Co., Ltd. | Laminated evaporator |
| JPS5680698A (en) * | 1979-11-30 | 1981-07-02 | Nippon Denso Co Ltd | Heat exchanger |
| JPS56155391A (en) * | 1980-04-30 | 1981-12-01 | Nippon Denso Co Ltd | Corrugated fin type heat exchanger |
| JPS6082170U (ja) * | 1983-11-14 | 1985-06-07 | 株式会社ボッシュオートモーティブ システム | 積層型エバポレ−タ |
| EP0360362B1 (en) * | 1986-07-29 | 1992-07-22 | Showa Aluminum Kabushiki Kaisha | Condenser |
| JP2646580B2 (ja) * | 1986-12-11 | 1997-08-27 | 株式会社デンソー | 冷媒蒸発器 |
| JP2737987B2 (ja) * | 1989-03-09 | 1998-04-08 | アイシン精機株式会社 | 積層型蒸発器 |
| JPH02287094A (ja) * | 1989-04-26 | 1990-11-27 | Zexel Corp | 熱交換器 |
| US5024269A (en) * | 1989-08-24 | 1991-06-18 | Zexel Corporation | Laminated heat exchanger |
-
1994
- 1994-08-01 JP JP6199035A patent/JP3044440B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1994-10-21 US US08/327,499 patent/US5562158A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-10-21 DE DE69413172T patent/DE69413172T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-10-21 EP EP94307737A patent/EP0650023B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-10-22 KR KR1019940027062A patent/KR100212935B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1994-10-22 CN CN94119938A patent/CN1107962A/zh active Pending
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|---|---|
| US5562158A (en) | 1996-10-08 |
| KR100212935B1 (ko) | 1999-08-02 |
| CN1107962A (zh) | 1995-09-06 |
| EP0650023B1 (en) | 1998-09-09 |
| DE69413172D1 (de) | 1998-10-15 |
| EP0650023A1 (en) | 1995-04-26 |
| DE69413172T2 (de) | 1999-06-02 |
| JPH07167578A (ja) | 1995-07-04 |
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