JP3048614B2 - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JP3048614B2
JP3048614B2 JP2258143A JP25814390A JP3048614B2 JP 3048614 B2 JP3048614 B2 JP 3048614B2 JP 2258143 A JP2258143 A JP 2258143A JP 25814390 A JP25814390 A JP 25814390A JP 3048614 B2 JP3048614 B2 JP 3048614B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F17/00Removing ice or water from heat-exchange apparatus
    • F28F17/005Means for draining condensates from heat exchangers, e.g. from evaporators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-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
    • F28D1/02Heat-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
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    • F28D1/0475Heat-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 bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits having a single U-bend
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、例えばルームクーラー用室内機の蒸発器
として用いられる熱交換器に関する。
従来の技術 従来、ルームクーラー用室内機の蒸発器に用いられる
熱交換器として、多数枚の薄肉板状フィンが所定間隙を
隔てて並列状に配置されると共に、これらフィンに複数
本のヘアピン状のパイプが貫通状に差し込まれ、かつ拡
管されてフィンに密着されると共に、上記パイプの各端
部どおしがU字状管で連通された型式の熱交換器が広く
使用されている。
かかる従来の熱交換器に代えて、近年では熱交換率の
一層優れたいわゆるマルチフロー型と称される熱交換器
が注目されている。この型式の熱交換器は、第5図およ
び第6図に示すように、複数本の偏平チューブ(13)が
並列状に配置されるとともに隣接チューブ間にフィン
(14)が配置され、かつ各チューブ(13)の両端に筒状
中空ヘッダー(11)(12)が連通接続されたものであ
る。同図において、(15)は冷媒入口管、(16)は同出
口管、(C)はファンである。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、かかる熱交換器はその構造上水切れが
悪く結露水が排出されにくい。従って、チューブ(13)
とフィン(14)とで構成されるコア部(A)から結露水
が飛散する、いわゆる水飛び現象が発生しやすいもので
あった。
この発明は、上述の問題点を解消すべくなされたもの
で、熱交換効率および水切れが良好であり蒸発器として
使用した場合において水飛び現象が発生しないようにな
された、いわゆるマルチフロー型の熱交換器を提供する
ことを目的とする。
課題を解決するための手段 上記目的を達成すべく、この発明は、偏平チューブと
フィンとで構成されるコア部を略V字状に曲成し、該コ
ア部に空気を2回通過させるようにしたものである。
即ち、この発明は、複数本の偏平チューブとフィンと
が交互配置に積層されると共に、各チューブの両端に一
対の中空偏ヘッダーが連通接続された、空気流通路内に
配置される熱交換器において、 上記1対のヘッダーが上下に平行状に配置され、上側
ヘッダーに冷媒入口管が接続されたものとなされると共
に、 前記チューブとフィンとで構成されるコア部がチュー
ブの長さ方向の中間部において略横V字状に曲成され、
該曲成部を境に上半部が空気流入側に配置される風上側
コア部となされ、下半部が同流出側に配置される風下側
コア部となされていることを特徴とする熱交換器を要旨
とするものである。
空気側の圧力損失を低減すると共に、蒸発器として使
用した場合における水飛び現象をより一層効果的に防止
する目的で、風上側コア部のフィンピッチを風下側コア
部のフィンピッチより小に設定することが望ましい。
作 用 熱交換される空気は、先ず上方に位置する風上側コア
部を通過した後、下方に位置する風下側コア部を通過す
る。この間に空気は2回に亘って熱交換される。
従って蒸発器としての使用の場面において、風上側コ
ア部が空気を冷却すると共に水分を結露させる。その
後、風下側コア部がその空気を更に冷却する。風上側コ
ア部の結露水はチューブ、フィンを伝って流下するが、
たとえ風上側コア部において水飛びが発生しても風下側
コア部がこれを受け止める。
風上側コア部のフィンピッチを風下側コア部のフィン
ピッチより小に設定したものにあっては、いずれも同ピ
ッチに設定したものと較べて空気側の圧力損失が低減さ
れると共に、熱交換率が向上される。また、風下側コア
部を通過する空気の流速は風上側コア部のそれよりも遅
くなり、蒸発器として使用した場合における風下側コア
部での結露水の飛散がより一層低減される。
実施例 以下、この発明をルームエアコン用蒸発器に適用した
図示実施例に基づいて説明する。
第1図および第2図に示す第1実施例の蒸発器は、両
端に上下一対の平行状に配置されたヘッダー(1)
(2)を有すると共に側面視略横V字状に曲成されたコ
ア部(A)を有する。
上記コア部(A)は、所定間隔を隔てて並列上に配置
された複数本の偏平チューブ(3)とそれらの空気流通
間隙に介在配置されたフィン(4)とで構成されてい
る。
上記偏平チューブ(3)はアルミニウム材による押出
型材をもって構成されたものであり、耐圧性を向上させ
る目的で内部に補強壁を有するいわゆるハモニカチュー
ブと称される偏平多孔押出型材が好適に用いらる。もっ
とも、かかる押出型材に代えて電縫管等を用いても良
い。
上記隣接チューブ(3)間に介在配置されたフィン
(4)は、蛇行状に曲成されたいわゆるコルゲートフィ
ンであり、ろう付によりチューブ(3)に接合されてい
る。フィン(4)は、望ましくはルーバーを切り起こし
たものを用いるのが良く、また熱交換効率向上の目的で
チューブ(3)より広幅状に設定されたものを用いても
良い。
上記コア部(A)の両端に連通接続された一対のヘッ
ダー(1)(2)は、それぞれ一本の断面円形のアルミ
ニウム製パイプ材をもって形成されたものである。これ
らヘッダー(1)(2)には、チューブ挿入孔(1a)
(2a)が穿設されると共に、該挿入孔(1a)(2a)に上
記各チューブ(3)の端部(3a)が挿入され、かつろう
付により液密状態に強固に接合連結されている。
上記チューブ(3)およびフィン(4)で構成された
コア部(A)は、チューブ(3)の長さ方向の中間部に
おいて側面視略横V字状に曲成され、該曲成部(A2)を
境に上半部が空気流入側に配置される風上側コア部(A
1)となされ、下半部が同流出側に配置される風下側コ
ア部(A3)となされている。
なお、上記ろう付に関しては、ヘッダー(1)(2)
を外面にろう材層が被覆形成されたブレージングシート
からなる電縫管により、またフィン(4)をブレージン
グシートによりそれぞれ形成し、各ヘッダー(1)
(2)、チューブ(3)およびフィン(4)を仮組した
状態で真空加熱炉等に搬入し、これらを一括ろう付にて
接合一体化するものとなすのが、生産性を向上する点で
極めて望ましい。
一方の上側に位置するヘッダー(1)の一端外側面に
は冷媒入口管(5)が接続されると共に、他方のヘッダ
ー(2)の他端外側面には冷媒出口管(6)が接続され
ている。而して、冷媒入口管(5)から流入した冷媒は
同図に示すようにチューブ(3)で構成される全冷媒通
路を流通して冷媒出口管(6)から流出し、この間にチ
ューブ(3)(3)間に形成されたフィン(4)を含む
空気流通間隙を流通する空気と熱交換を行い、蒸発する
ものとなされている。
上記蒸発器は、例えば第1図および第2図に示すよう
に、風上側コア部(A1)が風下側コア部(A3)の上方に
配置されるように空気流通路を形成するケーシング
(B)内に設置し、風下側コア部(A3)の下方にファン
(C)を設置して使用される。
而して、熱交換されるべき空気は、同図に矢印Xで示
すように、先ず風上側コア部(A1)を通過し、然るのち
風下側コア部(A3)を通過してケーシング(B)の外部
に吹き出される。この間に空気は、各コア部(A1)(A
3)内を流通する冷媒と熱交換して冷却されるのである
が、風上側コア部(A1)の結露水は各チューブ(3)を
伝って下方に流下し、両コア部(A1)(A3)の境の曲成
部(A2)からケーシング(B)の内壁面を伝って排出さ
れる。このように除湿されかつ冷却された空気は、更に
風下側コア部(A3)を通過する間に更に冷却される。こ
の風下側コア部(A3)では風上側コア部(A1)ほど結露
せず水飛びが発生するおそれはほとんどない。しかもた
とえ風上側コア部(A1)において水飛びが発生してもこ
の風下側コア部(A3)がそれを受け止めるため、ケーシ
ング(B)の吹出口よりの水飛び現象が未然に防止され
る。
第3図は第2実施例を示すもので前記実施例と略同様
の構成であるが、冷媒入口管(5)および同出口管
(6)がいずれも一方の上側ヘッダー(1)の両端に取
着されると共に、同上側ヘッダー(1)の長さ方向の中
間に仕切部材(7)が設けられ、入口管(5)より流入
した冷媒は他方のヘッダー(2)に至ったのち、Uター
ンして出口管(6)より流出するものとなされている。
他の構成は、前記第1実施例と同様であるので対応箇所
に同一符号を付してその説明を省略する。
第4図は更に他の実施例を示すもので前記第1実施例
と略同様の構成であるが、風上側コア部(A1)のフィン
ピッチ(FP1)が風下側コア部(A3)のフィンピッチ(F
P3)より小に設定されている点においてのみ異なる。
このように風上側コア部(A1)のフィンピッチ(F
P1)を風下側コア部(A3)のフィンピッチ(FP3)より
小に設定することによって、いずれも同ピッチに設定し
たものと較べて空気側の圧力損失が低減されると共に、
熱交換効率が向上される。しかも風下側コア部(A3)を
通過する空気の流速は風上側コア部(A1)のそれよるも
遅くなり、風下側コア部(A3)での水飛び発生がより一
層低減されるという効果がある。他の構成は、第1実施
例と同様であるので対応箇所に同一符号を付してその説
明を省略する。
発明の効果 この発明に係る熱交換器は、上述のとおり、1対のヘ
ッダーが上下に平行状に配置され、上側ヘッダーに冷媒
入口管が接続されると共に、チューブとフィンとで構成
されるコア部がチューブの長さ方向の中間で略横V字状
に曲成され、該曲成部を境にして上半部が空気流入側に
配置される風上側コア部となされ、下半部が同流出側に
配置される風下側コア部となされたものである。従っ
て、熱交換すべき空気を2回に亘ってコア部を通過させ
ることができるので熱交換効率に優れたものとすること
ができる。しかも、上下1対のヘッダー間に複数本の偏
平チューブとフィンとを設けた単一形態のマルチフロー
型熱交換器でありながら、コア部が略横V字状に曲成さ
れることで、上半部の風上側コア部と、下半部の風下側
コア部とを有するものとなされているので、恰も複式交
換器と同等の機能を有するものでありながら、製造が容
易にでき、コスト的に有利であり、また狭いスペースに
も好都合に設置することができる。また蒸発器として使
用した場合、風上側コア部において冷却されかつ除湿さ
れた空気が風下側コア部において更に冷却されるので風
下側コア部では風上側コア部ほど結露しない。しかも、
風上側コア部の結露水がたとえ風下側コア部に向って飛
び散っても風下側コア部がこれを受け止めるように作用
するので、水飛びの発生をほぼ完全に防止することがで
きる。
請求項(2)のように、風上側コア部のフィンピッチ
を風下側コア部のフィンピッチより小に設定したものに
あっては、いずれも同ピッチに設定したものと較べて空
気側の圧力損失が低減されると共に、熱交換効率が向上
される。しかも、風下側コア部を通過する空気の流速が
風上側コア部のそれよりも遅くなることより、蒸発器と
して使用した場合において水飛び発生がより一層低減さ
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図はこの発明の実施例を示すもので、
第1図はこの発明に係る熱交換器の使用状態を示す全体
斜視図、第2図は同正面図、第3図は他の実施例を示す
全体斜視図、第4図は更に他の実施例を示す全体斜視図
である。 第5図および第6図は従来品を示すもので、第5図は第
1図に対応する全体斜視図、第6図は第2図に対応する
正面図である。 (1)(2)……ヘッダー、(3)……偏平チューブ、
(4)……フィン、(A)……コア部、(A1)……風上
側コア部、(A2)……曲成部、(A3)……風下側コア
部、(FP1)(FP3)……フィンピッチ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F28F 1/30 F24F 1/00 F28D 1/047

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数本の偏平チューブとフィンとが交互配
    置に積層されると共に、各チューブの両端に一対のヘッ
    ダーが連通接続された、空気流通路内に配置される熱交
    換器において、 上記1対のヘッダーが上下に平行状に配置され、上側ヘ
    ッダーに冷媒入口管が接続されたものとなされると共
    に、 前記チューブとフィンとで構成されるコア部がチューブ
    の長さ方向の中間部において略横V字状に曲成され、該
    曲成部を境に上半部が空気流入側に配置される風上側コ
    ア部となされ、下半部が同流出側に配置される風下側コ
    ア部となされていることを特徴とする熱交換器。
  2. 【請求項2】風上側コア部のフィンピッチが、風下側コ
    ア部のフィンピッチより小に設定されてなることを特徴
    とする請求項(1)に記載の熱交換器。
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