JP3185687B2 - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JP3185687B2
JP3185687B2 JP30181796A JP30181796A JP3185687B2 JP 3185687 B2 JP3185687 B2 JP 3185687B2 JP 30181796 A JP30181796 A JP 30181796A JP 30181796 A JP30181796 A JP 30181796A JP 3185687 B2 JP3185687 B2 JP 3185687B2
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heat exchanger
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heat transfer
inlet
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    • 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
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/32—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular 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
    • F28D1/04—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
    • F28D1/047—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 bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0477—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 bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being bent in a serpentine or zig-zag

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、熱交換器に関
し、さらに詳しくは熱交換器における冷媒流路のパス取
り構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５及び図６には、従来のクロスフィン
型の熱交換器Ｚ01，Ｚ02における冷媒流路のパス取り構
造を示している。
【０００３】図５に示す熱交換器Ｚ01は、フィン１１に
対してその上下方向に多段状に配置された複数の冷媒流
路Ｐ01〜Ｐ08を、風上側の流路と風下側の流路との間に
おいて蛇行状に上下方向に延びる構成とし、且つ風下側
の最上段の流路に冷媒入口１２を、風上側の最下段の流
路に冷媒出口１３をそれぞれ設定している。尚、ここで
は冷房運転時を基準に考えて、冷房運転時に冷媒の流入
側となる部位を「冷媒入口１２」、流出側となる部位を
「冷媒出口１３」としている。従って、暖房運転時にお
いては上記冷媒出口１３側から冷媒が流入し、冷媒入口
１２側から流出することになる。
【０００４】図６に示す熱交換器Ｚ02は、所謂「冷房対
向流」の冷媒流れをもつ熱交換器であって、フィン１１
に対してその上下方向に多段状に配置された複数の冷媒
流路Ｐ01〜Ｐ08は、風下側の最上段の流路に設定された
冷媒入口１２から流入した冷媒を該冷媒入口１２からそ
のまま風下側の各流路を降下させた後、風上側の最下段
の流路から最上段の流路に設定した冷媒出口１３に向け
てそのまま上昇させる構成となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、これら従来
の各熱交換器Ｚ01，Ｚ02においてはそれぞれ以下のよう
な問題があった。
【０００６】図５に示す熱交換器Ｚ01においては、上下
方向に並設された上記各冷媒流路Ｐ01〜Ｐ08のうち、上
側に位置する冷媒流路、例えば第２冷媒流路Ｐ02の冷媒
出口１３と、下側に位置する冷媒流路、例えば第３冷媒
流路Ｐ03の冷媒入口１２とが近接していることから、例
えばこの熱交換器Ｚ01を凝縮器として使用する場合にお
いては、一方の冷媒流路Ｐ03の冷媒入口１２に流入する
高温のガス冷媒と、他方の冷媒流路Ｐ02から流出する低
温の液冷媒との間において熱干渉が生じ、該液冷媒の温
度上昇により熱交換器Ｚ01の凝縮能力が著しく低下する
という問題があった。
【０００７】図６に示す熱交換器Ｚ02では、各冷媒流路
Ｐ01〜Ｐ08のそれぞれにおいて冷媒入口１２と冷媒出口
１３とが近接しているため該熱交換器Ｚ02を凝縮器とし
て使用する場合に上述の如き熱干渉による凝縮能力の低
下という問題が生じることに加えて、冷媒の液溜まりに
よる熱交換能力の低下という問題が生じる。即ち、熱交
換器Ｚ02を凝縮器として使用する場合には、上記冷媒入
口１２から各冷媒流路Ｐ01〜Ｐ08内に流入したガス冷媒
は次第に凝縮して液冷媒として上記冷媒出口１３から流
出する。この時、冷媒は、一旦、風下側の最下段の流路
まで降下した後、風上側の最下段の流路から最上段の流
路に設定された上記冷媒出口１３まで上昇するが、この
上昇過程にある冷媒は液冷媒であるためこれを最下段の
流路から最上段の流路まで押し上げるには高い冷媒圧力
が必要となる。このため、特に、冷媒循環量に対応して
圧縮機の運転周波数が変化する所謂「インバータ式」の
空調機に適用される熱交換器においては、冷媒循環量の
少ない時には冷媒圧力が低くなるため液冷媒を押し上げ
ることができず、液冷媒が流路中に溜まる「冷媒溜ま
り」が生じる。かかる「冷媒溜まり」が生じると、この
「冷媒溜まり」部分においては熱交換機能が消滅した状
態となり、結果的にこの「冷媒溜まり」の領域分だけ熱
交換器における伝熱面積が減少し熱交換能力が低下する
ものである。
【０００８】そこで本願発明は、「熱干渉」及び「冷媒
溜まり」による熱交換損失を可及的に低減して高い熱交
換能力を得るようにした熱交換器を提供することを目的
としてなされたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として次のような構成を採
用している。
【００１０】本願の第１の発明では、立設状態でその板
厚方向に所定間隔で対向配置された複数枚のフィンを貫
通して形成され且つ相互に独立した複数の冷媒流路を上
記フィンの立設方向において多段に設けてなる熱交換器
において、同一の冷媒流路における冷媒入口と冷媒出
口、又は上下方向において隣接する一方の冷媒流路の冷
媒入口と他方の冷媒流路の冷媒出口とを、少なくとも隣
接しないように配置するとともに、上記各冷媒流路を、
風下側と風上側との間において蛇行状に上下方向へ延び
る構成とし、且つ風下側の最上段の流路に上記冷媒入口
を、風上側の最下段から１ピッチだけ上側に位置する流
路に上記冷媒出口を設定したことを特徴としている。
【００１１】本願の第２の発明では、立設状態でその板
厚方向に所定間隔で対向配置された複数枚のフィンを貫
通して形成され且つ相互に独立した複数の冷媒流路を上
記フィンの立設方向において多段に設けてなる熱交換器
において、同一の冷媒流路における冷媒入口と冷媒出
口、又は上下方向において隣接する一方の冷媒流路の冷
媒入口と他方の冷媒流路の冷媒出口とを、少なくとも隣
接しないように配置するとともに、上記各冷媒流路を、
風下側と風上側との間において蛇行状に上下方向へ延び
る構成とし、且つ風下側の最上段から１ピッチだけ下側
に位置する流路に上記冷媒入口を、風上側の最下段の流
路に上記冷媒出口を設定したことを特徴としている。
【００１２】本願の第３の発明では、立設状態でその板
厚方向に所定間隔で対向配置された複数枚のフィンを貫
通して形成され且つ相互に独立した複数の冷媒流路を上
記フィンの立設方向において多段に設けてなる熱交換器
において、同一の冷媒流路における冷媒入口と冷媒出
口、又は上下方向において隣接する一方の冷媒流路の冷
媒入口と他方の冷媒流路の冷媒出口とを、少なくとも隣
接しないように配置するとともに、上記各冷媒流路を、
冷房運転時に冷媒が風下側の流路から風上側の流路へ流
れる経路をとる一対の分流路で構成するともに、該一対
の分流路の上記各冷媒入口を近接配置する一方、上記各
冷媒出口を上記各冷媒入口から所定のヘッド差をもった
位置に設定するとともに少なくとも上記各冷媒出口から
１ピッチ以上上方側位置において合流させたことを特徴
としている。
【００１３】
【発明の効果】本願発明ではかかる構成とすることによ
り次のような効果が得られる。
【００１４】 本願の第１の発明にかかる熱交換器に
よれば、立設状態でその板厚方向に所定間隔で対向配置
された複数枚のフィンを貫通して形成され且つ相互に独
立した複数の冷媒流路を上記フィンの立設方向において
多段に設けてなる熱交換器において、同一の冷媒流路に
おける冷媒入口と冷媒出口、又は上下方向において隣接
する一方の冷媒流路の冷媒入口と他方の冷媒流路の冷媒
出口とを、少なくとも隣接しないように配置しているの
で、この熱交換器を凝縮器として使用する場合において
も、高温のガス冷媒が流入する冷媒入口側と低温の液冷
媒が流出する冷媒出口側との間における熱干渉が可及的
に抑制され、それだけ該熱交換器における凝縮能力が高
められることになる。
【００１５】さらに、上記各冷媒流路を、風下側と風上
側との間において蛇行状に上下方向へ延びる構成とし、
且つ風下側の最上段の流路に上記冷媒入口を、風上側の
最下段から１ピッチだけ上側に位置する流路に上記冷媒
出口を設定しているので、同一の冷媒流路における冷媒
入口と冷媒出口との間隔が大きいと共に、上下方向に隣
接する一対の冷媒流路間においてもその一方の冷媒流路
の冷媒入口と他方の冷媒流路の冷媒出口とが隣接せず比
較的大きな間隔が確保される。この結果、高温のガス冷
媒が流入する冷媒入口側と低温の液冷媒が流出する冷媒
出口側との間における熱干渉が可及的に抑制され、それ
だけ該熱交換器における凝縮能力が高められることにな
る。
【００１６】 本願の第２の発明にかかる熱交換器に
よれば、立設状態でその板厚方向に所定間隔で対向配置
された複数枚のフィンを貫通して形成され且つ相互に独
立した複数の冷媒流路を上記フィンの立設方向において
多段に設けてなる熱交換器において、同一の冷媒流路に
おける冷媒入口と冷媒出口、又は上下方向において隣接
する一方の冷媒流路の冷媒入口と他方の冷媒流路の冷媒
出口とを、少なくとも隣接しないように配置しているの
で、この熱交換器を凝縮器として使用する場合において
も、高温のガス冷媒が流入する冷媒入口側と低温の液冷
媒が流出する冷媒出口側との間における熱干渉が可及的
に抑制され、それだけ該熱交換器における凝縮能力が高
められることになる。
【００１７】さらに、上記各冷媒流路を、風下側と風上
側との間において蛇行状に上下方向へ延びる構成とし、
且つ風下側の最上段から１ピッチだけ下側に位置する流
路に上記冷媒入口を、風上側の最下段の流路に上記冷媒
出口を設定しているので、同一の冷媒流路における冷媒
入口と冷媒出口との間隔が大きいと共に、上下方向に隣
接する一対の冷媒流路間においてもその一方の冷媒流路
の冷媒入口と他方の冷媒流路の冷媒出口とが隣接せず比
較的大きな間隔が確保される。この結果、高温のガス冷
媒が流入する冷媒入口側と低温の液冷媒が流出する冷媒
出口側との間における熱干渉が可及的に抑制され、それ
だけ該熱交換器における凝縮能力が高められることにな
る。
【００１８】 本願の第３の発明にかかる熱交換器に
よれば、立設状態でその板厚方向に所定間隔で対向配置
された複数枚のフィンを貫通して形成され且つ相互に独
立した複数の冷媒流路を上記フィンの立設方向において
多段に設けてなる熱交換器において、同一の冷媒流路に
おける冷媒入口と冷媒出口、又は上下方向において隣接
する一方の冷媒流路の冷媒入口と他方の冷媒流路の冷媒
出口とを、少なくとも隣接しないように配置しているの
で、この熱交換器を凝縮器として使用する場合において
も、高温のガス冷媒が流入する冷媒入口側と低温の液冷
媒が流出する冷媒出口側との間における熱干渉が可及的
に抑制され、それだけ該熱交換器における凝縮能力が高
められることになる。
【００１９】さらに、上記各冷媒流路を、冷房運転時に
冷媒が風下側の流路から風上側の流路へ流れる構成と
し、且つ上記各冷媒流路をそれぞれ上記冷媒入口から上
記冷媒出口にかけての経路の略前半部分において上昇し
後半部分において下降する経路をとる一対の分流路で構
成するともに、該一対の分流路の上記各冷媒入口を近接
配置する一方、上記各冷媒出口を上記各冷媒入口から所
定のヘッド差をもった位置に設定するとともに少なくと
も上記各冷媒出口から１ピッチ以上上方側位置において
合流させているで、次のような効果も得られる。
【００２０】（イ）上記各冷媒流路を冷房運転時に冷媒
が風下側の流路から風上側の流路へ流れる構成としてい
るので、必然的に冷媒の降下過程と上昇過程とが存在
し、液溜まりが生じ易い構造となるが、その場合、経路
の前半部、即ち、冷媒がガス冷媒である時にこれを上昇
させ、経路の後半部、即ち、冷媒が液冷媒である時には
これを降下させる構成とすることで、冷媒流路における
液溜まりの発生が可及的に防止され、高い熱交換能力が
確保される。
【００２１】（ロ）一つの冷媒流路を構成する一対の分
流路の各冷媒入口を近接配置して熱交換器を凝縮器とし
て使用する場合における高温部位を集中させると共に、
上記各冷媒出口を上記各冷媒入口から所定のヘッド差を
もった位置に設定することで、該冷媒入口と冷媒出口と
の間における熱干渉が可及的に防止され、それだけ高い
凝縮能力が得られる。
【００２２】（ハ）一つの冷媒流路を構成する一対の分
流路の下流側を上記冷媒出口から１ピッチ以上上方側位
置において合流させているので、熱交換器を蒸発器とし
て使用する場合には、該熱交換器への着霜が抑制される
ものである。即ち、熱交換器を蒸発器として使用する場
合には、上記冷媒出口側から液冷媒が流入し、上記冷媒
入口からガス冷媒が流出する。この場合、上記一対の分
流路が上記冷媒出口から１ピッチ以上上方側位置におい
て合流されていることで、上記冷媒出口から流入した液
冷媒は該冷媒出口から合流部（分岐部）に至る間に減圧
されるが、分岐前の冷媒は飽和状態であるため、その冷
媒温度は分岐後のそれに比して高温となる。かかる高温
部位が各冷媒流路毎に存在することで、フィンへの着霜
が抑制されると共に、デフロスト運転時間の短縮が図ら
れる。
【００２３】
【発明の実施の形態】第１の実施形態 図１には、本願の第１の実施形態にかかるクロスフィン
型の熱交換器Ｚ1における冷媒流路のパス取り構造を示
している。この熱交換器Ｚ1は、複数本のヘアピン状の
伝熱管４，４，・・をＵ型の連絡管５，５，・・により
順次接続して構成され且つ相互に独立した複数の冷媒流
路Ｐ1〜Ｐ8を、フィン１に対してその上下方向に多段状
に配置してなる。そして、この各冷媒流路Ｐ1〜Ｐ8のパ
ス取りに際しては、風上側の流路と風下側の流路との間
において蛇行状に上下方向へ延びる構成とし、且つ風下
側の最上段の流路に冷媒入口２を、風上側の最下段の流
路から１ピッチだけ上側の流路に冷媒出口３をそれぞれ
設定している。
【００２４】尚、ここでは冷房運転時を基準に考えて、
冷房運転時に冷媒の流入側となる部位を「冷媒入口
２」、流出側となる部位を「冷媒出口３」としており、
従って、暖房運転時においては上記冷媒出口３側から冷
媒が流入し、冷媒入口２側から流出することになる。
【００２５】かかるパス取り構造とすると、各冷媒流路
Ｐ1〜Ｐ8それぞれにおける冷媒入口２と冷媒出口３との
間隔を大きく設定できると共に、上下方向に隣接する一
対の冷媒流路間、例えば第１冷媒流路Ｐ1と第２冷媒流
路Ｐ2の間においても、該第１冷媒流路Ｐ1の冷媒出口３
と第２冷媒流路Ｐ2の冷媒入口２とはそれらの間に上記
第１冷媒流路Ｐ1の最下段側の伝熱管４を挟んで離間配
置され、これらが相互に隣接することが防止されてい
る。
【００２６】従って、この熱交換器Ｚ1を凝縮器として
使用する場合、高温のガス冷媒が流入する冷媒入口２側
と低温の液冷媒が流出する冷媒出口３側との間における
熱干渉が可及的に抑制され、それだけ該熱交換器Ｚ1に
おける凝縮能力が高められることになる。
【００２７】また、この実施形態のものにおいては、冷
媒出口３を風上側の最下段よりも１ピッチ上側の流路に
設定したことで液冷媒をその最終段階で上昇させる必要
があり、従って「液溜まり」が懸念される構造と言え
る。しかしながら、冷媒の上昇幅は１ピッチだけである
ので、例えばインバータ式空調機の如く少冷媒循環量時
には圧縮機の運転周波数が低下しその吐出圧力が小さく
なるようなものであったとしても、液冷媒を容易に循環
させることができ、「液溜まり」による熱交換器Ｚ1の
熱交換能力の低下を抑制することができるものである。
【００２８】第２の実施形態 図２には、本願の第２の実施形態にかかるクロスフィン
型の熱交換器Ｚ2における冷媒流路のパス取り構造を示
している。この熱交換器Ｚ2は、上記第１の実施形態に
おける熱交換器Ｚ1と同様の冷媒流れをもつ熱交換器で
あって、パス取り構造において上記第１の実施形態にお
ける熱交換器Ｚ1と異なる点は、冷媒入口２を風下側の
上から二段目の流路に設定するとともに、冷媒出口３を
風上側の最下段の流路に設定した点である。
【００２９】かかるパス取り構造とすることで、同一冷
媒流路内における冷媒入口２と冷媒出口３、及び上下方
向に隣接する一対の冷媒流路における上側の冷媒流路の
冷媒出口３と下側の冷媒流路における冷媒入口２とが、
共に隣接せずそれぞれ所定の間隔をもつことから、該熱
交換器Ｚ2を凝縮器として使用する場合において、冷媒
入口２と冷媒出口３との間における熱干渉が可及的に防
止され、それだけ高い凝縮能力が得られることは上記第
１の実施形態にかかる熱交換器Ｚ1の場合と同様であ
る。
【００３０】さらに、この熱交換器Ｚ2においては、冷
媒入口２に流入したガス冷媒を１ピッチ上昇させ、後は
全て降下させるようにしているので、冷媒流路の後半側
において液冷媒が溜まることがなく、例えば上記第１の
実施形態にかかる熱交換器Ｚ1の如く冷媒出口３側にお
いて１ピッチだけ上昇させる構成をとる場合に比して、
さらに高い熱交換能力を確保することができるものであ
る。
【００３１】第３の実施形態 図３には、本願の第３の実施形態にかかる熱交換器Ｚ3
のパス取り構造を示している。この熱交換器Ｚ3は、冷
房運転時に冷媒を風下側の流路を循環させた後、風上側
の流路を循環させる所謂「冷房対向流」の冷媒流れをも
つものであって、フィン１に対してその上下方向に複数
の冷媒流路Ｐ1〜Ｐ8を多段状に配置して構成される。
【００３２】上記各冷媒流路Ｐ1〜Ｐ8のパス取り構造は
次の通りである。第１冷媒流路Ｐ1は、風下側に６本の
伝熱管４，４，・・を、風上側に８本の伝熱管４，４，
・・を、それぞれ配置するとともに、風下側の最上段の
伝熱管４に冷媒入口２を、風上側の上から三番目の伝熱
管４に冷媒出口３を、それぞれ設定している。そして、
パス取りは、冷媒を、上記冷媒入口２から風下側の各伝
熱管４，４，・・を順次降下させた後、風上側の最上段
の伝熱管４まで一気に上昇させるとともに、該最上段の
伝熱管４から二番目の伝熱管４に１ピッチだけ降下させ
た後、該二番目の伝熱管４から最下段の伝熱管４まで一
気に降下させ、さらにこの最下段の伝熱管４から三番目
の伝熱管４まで上昇させて上記冷媒出口３に至らしめる
ようにしている。従って、上記冷媒入口２と冷媒出口３
とのヘッド差は２．５ピッチとなっている。
【００３３】第２冷媒流路Ｐ2は、風下側に８本の伝熱
管４，４，・・を、風上側に６本の伝熱管４，４，・・
をそれぞれ配置するとともに、風下側の上から四番目の
伝熱管４に冷媒入口２を、風上側の上から四番目の伝熱
管４に冷媒出口３をそれぞれ設定している。そして、パ
ス取りは、冷媒を、風下側の上から四番目の伝熱管４か
ら１ピッチだけ上昇させた後、最下段の伝熱管４まで一
気に降下させ、さらにこの最下段の伝熱管４から一気に
最上段の伝熱管４まで上昇させるとともに１ピッチ降下
させ、ここから風上側の上から二番目の伝熱管４まで降
下させた後、最上段の伝熱管４まで上昇させ、しかる
後、最下段の伝熱管４まで一気に降下させ、ここから３
ピッチだけ上昇させた後、１ピッチだけ降下させて上記
冷媒出口３に至らしめるようにしている。従って、上記
冷媒入口２と冷媒出口３とのヘッド差は２．５ピッチと
なっている。
【００３４】第３冷媒流路Ｐ3〜第７冷媒流路Ｐ7は、同
一のパス取り構造をもつものであって、風下側と風上側
とにそれぞれ６本の伝熱管４，４，・・を配置するとと
もに、風下側の上から四番目の伝熱管４に冷媒入口２
を、風上側の最下段の伝熱管４に冷媒出口３をそれぞれ
設定している。そして、パス取りは、冷媒を、風下側の
上から四番目の伝熱管４から１ピッチだけ上昇させた
後、最下段の伝熱管４まで一気に降下させ、さらにこの
最下段の伝熱管４から一気に最上段の伝熱管４まで上昇
させるとともに１ピッチ降下させ、ここから風上側の上
から四番目の伝熱管４まで降下させた後、最上段の伝熱
管４まで上昇させ、しかる後、最下段の伝熱管４まで一
気に降下させて上記冷媒出口３に至らしめるようにして
いる。従って、上記冷媒入口２と冷媒出口３とのヘッド
差は２．５ピッチとなっている。
【００３５】第８冷媒流路Ｐ8は、風下側に８本の伝熱
管４，４，・・を、風上側に８本の伝熱管４，４，・・
をそれぞれ配置するとともに、風下側の上から四番目の
伝熱管４に冷媒入口２を、風上側の最下段の伝熱管４に
冷媒出口３をそれぞれ設定している。そして、パス取り
は、冷媒を、風下側の上から四番目の伝熱管４から１ピ
ッチだけ上昇させた後、最下段の伝熱管４まで一気に降
下させ、さらにこの最下段の伝熱管４から一気に最上段
の伝熱管４まで上昇させるとともに１ピッチ降下させ、
ここから風上側の上から六番目の伝熱管４まで降下させ
た後、最上段の伝熱管４まで上昇させ、しかる後、最下
段の伝熱管４まで一気に降下させて上記冷媒出口３に至
らしめるようにしている。従って、上記冷媒入口２と冷
媒出口３とのヘッド差は２．５ピッチとなっている。
【００３６】以上のように、この実施形態の熱交換器Ｚ
3においては、その全ての冷媒流路Ｐ1〜Ｐ8において、
その冷媒入口２と冷媒出口３とが離間状態にあり、また
上記冷媒入口２と冷媒出口３とのヘッド差は全て同一と
されている。
【００３７】従って、同一の冷媒流路における冷媒入口
２と冷媒出口３との間隔が大きく、且つ上下方向に隣接
する一対の冷媒流路間においてもその一方の冷媒流路の
冷媒入口２と他方の冷媒流路の冷媒出口３とが隣接せず
比較的大きな間隔が確保されることで、高温のガス冷媒
が流入する冷媒入口２側と低温の液冷媒が流出する冷媒
出口３側との間における熱干渉が可及的に抑制され、そ
れだけ該熱交換器Ｚ3における凝縮能力が高められるこ
とになる。
【００３８】また、各冷媒流路Ｐ1〜Ｐ8における上記冷
媒入口２と冷媒出口３とのヘッド差が同一に設定されて
いることで、該各冷媒流路Ｐ1〜Ｐ8における圧損差が可
及的に小さくなり、冷媒の偏流が抑制されることで熱交
換性能のより一層の向上が図れるものである。
【００３９】第４の実施形態 図４には、本願の第４実施形態にかかる熱交換器Ｚ4の
パス取り構造を示している。この熱交換器Ｚ4は、上記
第３の実施形態にかかる熱交換器Ｚ3と同様に、冷房運
転時に冷媒を風下側の流路を循環させた後、風上側の流
路を循環させる所謂「冷房対向流」の冷媒流れをもつも
のであって、フィン１に対してその上下方向に複数の冷
媒流路Ｐ1〜Ｐ4を多段状に配置して構成される。
【００４０】上記各冷媒流路Ｐ1〜Ｐ4のパス取り構造は
次の通りである。第１冷媒流路Ｐ1は、上側に位置する
第１分流路Ｐ11と下側に位置する第２分流路Ｐ12とで構
成されている。
【００４１】上記第１分流路Ｐ11は、風下側に１ピッチ
毎に上下方向に並んだ６本の伝熱管４，４，・・を備え
るとともに、風上側に８本の伝熱管４，４，・・を、二
番目の伝熱管４と三番目の伝熱管４との間に５ピッチだ
け間隔を空けた状態で上下方向に配置しており、風下側
の最下段の伝熱管４に冷媒入口２を、風上側の最下段の
伝熱管４に冷媒出口３をそれぞれ設定している。
【００４２】上記第２分流路Ｐ12は、風下側に１ピッチ
毎に上下方向に並んだ８本の伝熱管４，４，・・を備え
るとともに、風上側に６本の伝熱管４，４，・・を、四
番目の伝熱管４と五番目の伝熱管４との間に５ピッチだ
け間隔を空けた状態で上下方向に配置しており、風下側
の最上段の伝熱管４に冷媒入口２を、風上側の最下段の
伝熱管４に冷媒出口３をそれぞれ設定している。
【００４３】また、上記第１分流路Ｐ11と第２分流路Ｐ
12とは、風上側の下から二番目の伝熱管４と三番目の伝
熱管４との間で合流しており、この両者は風上側の最下
段の伝熱管４と下から二番目の伝熱管４とを共用してい
る。
【００４４】第２冷媒流路Ｐ2は、上側に位置する第１
分流路Ｐ21と下側に位置する第２分流路Ｐ22とで構成さ
れている。
【００４５】上記第１分流路Ｐ21は、風下側に１ピッチ
毎に上下方向に並んだ６本の伝熱管４，４，・・を備え
るとともに、風上側に８本の伝熱管４，４，・・を、四
番目の伝熱管４と五番目の伝熱管４との間に７ピッチだ
け間隔を空けた状態で上下方向に配置しており、風下側
の最下段の伝熱管４に冷媒入口２を、風上側の最下段の
伝熱管４に冷媒出口３をそれぞれ設定している。
【００４６】上記第２分流路Ｐ22は、風下側に１ピッチ
毎に上下方向に並んだ６本の伝熱管４，４，・・を備え
るとともに、風上側に８本の伝熱管４，４，・・を、六
番目の伝熱管４と七番目の伝熱管４との間に３ピッチだ
け間隔を空けた状態で上下方向に配置しており、風下側
の最上段の伝熱管４に冷媒入口２を、風上側の最下段の
伝熱管４に冷媒出口３をそれぞれ設定している。
【００４７】また、上記第１分流路Ｐ21と第２分流路Ｐ
22とは、風上側の下から二番目の伝熱管４と三番目の伝
熱管４との間で合流しており、この両者は風上側の最下
段の伝熱管４と下から二番目の伝熱管４とを共用してい
る。
【００４８】第３冷媒流路Ｐ3は、上側に位置する第１
分流路Ｐ31と下側に位置する第２分流路Ｐ32とで構成さ
れている。
【００４９】上記第１分流路Ｐ31は、風下側に１ピッチ
毎に上下方向に並んだ６本の伝熱管４，４，・・を備え
るとともに、風上側に８本の伝熱管４，４，・・を、二
番目の伝熱管４と三番目の伝熱管４との間に５ピッチだ
け間隔を空けた状態で上下方向に配置しており、風下側
の最下段の伝熱管４に冷媒入口２を、風上側の最下段の
伝熱管４に冷媒出口３をそれぞれ設定している。
【００５０】上記第２分流路Ｐ32は、風下側に１ピッチ
毎に上下方向に並んだ８本の伝熱管４，４，・・を備え
るとともに、風上側に６本の伝熱管４，４，・・を、四
番目の伝熱管４と五番目の伝熱管４との間に５ピッチだ
け間隔を空けた状態で上下方向に配置しており、風下側
の最上段の伝熱管４に冷媒入口２を、風上側の最下段の
伝熱管４に冷媒出口３をそれぞれ設定している。
【００５１】また、上記第１分流路Ｐ31と第２分流路Ｐ
32とは、風上側の下から二番目の伝熱管４と三番目の伝
熱管４との間で合流しており、この両者は風上側の最下
段の伝熱管４と下から二番目の伝熱管４とを共用してい
る。
【００５２】第４冷媒流路Ｐ4は、上側に位置する第１
分流路Ｐ41と下側に位置する第２分流路Ｐ42とで構成さ
れている。
【００５３】上記第１分流路Ｐ41は、風下側に１ピッチ
毎に上下方向に並んだ６本の伝熱管４，４，・・を備え
るとともに、風上側に８本の伝熱管４，４，・・を、五
番目の伝熱管４と六番目の伝熱管４との間に７ピッチだ
け間隔を空けた状態で上下方向に配置しており、風下側
の最下段の伝熱管４に冷媒入口２を、風上側の最下段の
伝熱管４に冷媒出口３をそれぞれ設定している。
【００５４】上記第２分流路Ｐ42は、風下側に１ピッチ
毎に上下方向に並んだ６本の伝熱管４，４，・・を備え
るとともに、風上側に８本の伝熱管４，４，・・を、六
番目の伝熱管４と七番目の伝熱管４との間に３ピッチだ
け間隔を空けた状態で上下方向に配置しており、風下側
の最上段の伝熱管４に冷媒入口２を、風上側の最下段の
伝熱管４に冷媒出口３をそれぞれ設定している。
【００５５】また、上記第１分流路Ｐ41と第２分流路Ｐ
42とは、風上側の下から二番目の伝熱管４と三番目の伝
熱管４との間で合流しており、この両者は風上側の最下
段の伝熱管４と下から二番目の伝熱管４とを共用してい
る。
【００５６】以上の如き構成の各冷媒流路Ｐ1〜Ｐ4を備
えた熱交換器Ｚ4においては、該各冷媒流路Ｐ1〜Ｐ4の
二つの冷媒入口２，２が接近して配置され且つこれら二
つの冷媒入口２，２は冷媒出口３から大きく離間した配
置となっている。従って、上記冷媒入口２と冷媒出口３
との間における熱干渉が可及的に防止され、それだけ高
い凝縮能力が得られることになる。
【００５７】また、上記各冷媒流路Ｐ1〜Ｐ4を冷房運転
時に冷媒が風下側の流路から風上側の流路へ流れる構成
としているので、必然的に冷媒の降下過程と上昇過程と
が存在し、液溜まりが生じ易い構造となる。ところが、
この実施形態のものにおいては、各冷媒流路Ｐ1〜Ｐ4に
おける経路の前半部、即ち、冷媒がガス冷媒である時に
これを上昇させ、経路の後半部、即ち、冷媒が液冷媒で
ある時にはこれを降下させる構成としているので、冷媒
流路における液溜まりの発生が可及的に防止され、各冷
媒流路Ｐ1〜Ｐ4が共に有効に機能し、高い熱交換能力が
確保されることになる。
【００５８】さらに、この実施形態のものにおいては、
各冷媒流路Ｐ1〜Ｐ4を構成する一対の分流路Ｐ11と同Ｐ
12、分流路Ｐ21と同Ｐ22、分流路Ｐ31と同Ｐ32、分流路
Ｐ41と同Ｐ42においてその下流側を上記冷媒出口３から
１．５ピッチだけ上方側位置において合流させているの
で、熱交換器Ｚ4を蒸発器として使用する場合には、該
熱交換器Ｚ4への着霜が可及的に抑制される。即ち、熱
交換器Ｚ4を蒸発器として使用する場合には、上記冷媒
出口２側から液冷媒が流入し、上記冷媒入口３からガス
冷媒が流出する。この場合、上記一対の分流路Ｐ11と同
Ｐ12、分流路Ｐ21と同Ｐ22、分流路Ｐ31と同Ｐ32、分流
路Ｐ41と同Ｐ42、とを上記冷媒出口３から１ピッチ以上
上方側位置において合流させているので、上記冷媒出口
３から流入した液冷媒は該冷媒出口３から合流部（分岐
部）に至る間に減圧されるが、分岐前の冷媒は飽和状態
であるため、その冷媒温度は分岐後のそれに比して高温
となる。かかる高温部位が各冷媒流路毎に存在すること
で、フィン１への着霜が抑制されると共に、デフロスト
運転時間の短縮が図られることになる。
【００５９】尚、この第４の実施形態にかかる熱交換器
Ｚ4では、これを構成する各冷媒流路Ｐ1〜Ｐ4を、それ
ぞれパス取り構造が異なったものとしているが、他の実
施形態においては、上記各冷媒流路Ｐ1〜Ｐ4を同一のパ
ス取り構造とすることもできる。例えば、四つの冷媒流
路の全てを、上記第１冷媒流路Ｐ1のパス取り構造のも
としたり、上記第２冷媒流路Ｐ2のパス取り構造のもの
とすることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１の実施形態にかかる熱交換器に
おける冷媒流路のパス取り構造の説明図である。
【図２】本願発明の第２の実施形態にかかる熱交換器に
おける冷媒流路のパス取り構造の説明図である。
【図３】本願発明の第３の実施形態にかかる熱交換器に
おける冷媒流路のパス取り構造の説明図である。
【図４】本願発明の第４の実施形態にかかる熱交換器に
おける冷媒流路のパス取り構造の説明図である。
【図５】従来の熱交換器における冷媒流路のパス取り構
造の説明図である。
【図６】従来の熱交換器における冷媒流路のパス取り構
造の説明図である。
【符号の説明】
１はフィン、２は冷媒入口、３は冷媒出口、４は伝熱
管、５は連絡管、Ｐ1〜Ｐ8は冷媒流路、Ｐ11〜Ｐ41は第
１分流路、Ｐ12〜Ｐ42は第２分流路、ＰＺ1〜Ｚ4は熱交
換器である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−5269（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−183270（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−55247（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−6611（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−21985（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−69537（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25B 39/04 F28F 1/32

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 立設状態でその板厚方向に所定間隔で対
    向配置された複数枚のフィンを貫通して形成され且つ相
    互に独立した複数の冷媒流路を上記フィンの立設方向に
    おいて多段に設けてなる熱交換器であって、 同一の冷媒流路における冷媒入口と冷媒出口、又は上下
    方向において隣接する一方の冷媒流路の冷媒入口と他方
    の冷媒流路の冷媒出口とが、少なくとも隣接しないよう
    に配置されるとともに、 上記各冷媒流路が、風下側と風上側との間において蛇行
    状に上下方向へ延びる構成とされ、且つ風下側の最上段
    の流路に上記冷媒入口が、風上側の最下段から１ピッチ
    だけ上側に位置する流路に上記冷媒出口が設定されてい
    ることを特徴とする熱交換器。
  2. 【請求項２】 立設状態でその板厚方向に所定間隔で対
    向配置された複数枚のフィンを貫通して形成され且つ相
    互に独立した複数の冷媒流路を上記フィンの立設方向に
    おいて多段に設けてなる熱交換器であって、 同一の冷媒流路における冷媒入口と冷媒出口、又は上下
    方向において隣接する一方の冷媒流路の冷媒入口と他方
    の冷媒流路の冷媒出口とが、少なくとも隣接しないよう
    に配置されるとともに、 上記各冷媒流路が、風下側と風上側との間において蛇行
    状に上下方向へ延びる構成とされ、且つ風下側の最上段
    から１ピッチだけ下側に位置する流路に上記冷媒入口
    が、風上側の最下段の流路に上記冷媒出口が設定されて
    いることを特徴とする熱交換器。
  3. 【請求項３】 立設状態でその板厚方向に所定間隔で対
    向配置された複数枚のフィンを貫通して形成され且つ相
    互に独立した複数の冷媒流路を上記フィンの立設方向に
    おいて多段に設けてなる熱交換器であって、 同一の冷媒流路における冷媒入口と冷媒出口、又は上下
    方向において隣接する一方の冷媒流路の冷媒入口と他方
    の冷媒流路の冷媒出口とが、少なくとも隣接しないよう
    に配置されるとともに、 上記各冷媒流路が、冷房運転時に冷媒が風下側の流路か
    ら風上側の流路へ流れる経路をとる一対の分流路で構成
    されるともに、該一対の分流路の上記各冷媒入口が近接
    配置される一方、上記各冷媒出口は上記各冷媒入口から
    所定のヘッド差をもった位置に設定されるとともに少な
    くとも上記各冷媒出口から１ピッチ以上上方側位置にお
    いて合流されていることを特徴とする熱交換器。
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