JP3218053B2 - 凝縮器 - Google Patents

凝縮器

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    • F28D2001/028Cores with empty spaces or with additional elements integrated into the cores

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、カークーラー用凝縮
器等に用いられるアルミニウム等の金属製凝縮器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近時、例えばカークーラー用凝縮器とし
て、高熱交換性能、低圧力損失を実現しうる、いわゆる
マルチフロータイプ、あるいはパラレルフロータイプと
称される熱交換器が好んで使用される傾向にある。
【0003】この熱交換器は、第3図に示されるよう
に、並列状態にされた多数本の偏平チューブ(51)と、
これらチューブ(51)の両端に連通状態に接続された一
対の中空ヘッダー(52)(52)と、ヘッダー(52)に設
けられた冷媒入口管(53)と、同出口管(54)とを具備
するもので、かつ、ヘッダー(52)内が仕切(55)によ
って仕切られることによって、熱交換器内を流通する冷
媒の通路断面積が入口側から出口側に向かって減少され
ていく態様において、冷媒が蛇行しながら熱交換器内を
流通するものとなされている。なお、このように冷媒の
通路断面積を減少させていく構成としているのは、凝縮
器では、冷媒が、体積の大きいガスのかたちで流入し、
凝縮されて体積の小さい液のかたちで流出するため、凝
縮済みの液冷媒が流通される通路の断面積を小さくする
ことによって熱交換が不活発な無駄な部分を少なくして
熱交換効率を高めるためである。なお、(56)はコルゲ
ートフィンである。
【0004】ところで、自動車においては、昨今の居住
空間の拡大に伴うエンジンルームの縮小化傾向により、
エンジンルーム内におけるエアコン用凝縮器の配置に関
しても、他の装置等との関係で無駄なスペースをなく
し、効率良くこれを配備することが要請されている。
【0005】そこで、エンジンルーム内に凝縮器の配置
を妨げる障害物等が有る場合、無駄なスペースの発生を
阻止しつつ障害物を避けて凝縮器を配置するため、上記
マルチフロータイプの凝縮器を次のように構成すること
が提案されている。
【0006】即ち、例えば、第4図に示されるように、
並列状態に配置された複数本の偏平チューブ(61)(6
2)からなる長さの異なる2つのチューブ群(63)(6
4)が並列状態に配置され、両チューブ群(63)(64)
の一端を揃えて両者間にかけわたし状態に長尺な中空ヘ
ッダー(65)が連通接続されると共に、両チューブ群
(63)(64)の他端のそれぞれに個別に短尺な中空ヘッ
ダー(66)(67)が連通接続され、短尺チューブ(61)
からなるチューブ群(63)の端部に接続された短尺ヘッ
ダー(66)を、長尺チューブ(62)からなるチューブ群
(64)の端部に接続された短尺ヘッダー(67)よりもコ
ア内方に退入させて、障害物回避用の凹部(68)が設け
られたものとなされている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マルチ
フロータイプの熱交換器を、上記のように、凹部(68)
付きに構成した場合、冷媒の流れを考慮した最適な仕切
り(69)の設置位置と、熱交換器の設置スペースを考慮
した最適な凹部(68)の大きさ、位置との関係にギャッ
プを生じて、往々にして、第4図に示されるように、ヘ
ッダー(65)(66)(67)内を多数箇所において仕切
(69)にて仕切ってパス数を増大した構成としなけれ
ば、冷媒の液・ガス状態を考慮した通路断面積の漸次的
減少を実現することが困難となり、そのため、逆に冷媒
側の圧力損失が大きくなりすぎてかえって熱交換効率を
悪くしてしまうという欠点が派生した。
【0008】この発明は、かかる問題点を解決し、全体
として調和のとれた熱交換効率の向上を図ることができ
る凹部付きマルチフロー凝縮器を提供することを目的と
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的において、この
発明は、並列状態に配置された複数本のチューブからな
る長さの異なる複数のチューブ群が並列状態に配置さ
れ、隣接するチューブ群の一端にかけわたし状態に中空
ヘッダーが連通接続されると共に、当該両チューブ群の
他端のそれぞれに個別に中空ヘッダーが連通接続され
て、コアに、ヘッダーの退入した凹部が形成された凝縮
器において、冷媒が蛇行しながら流通するように、上記
ヘッダー内が、蛇行の第1パス以外の他のパスの少なく
とも1つのパスの冷媒通路断面積を第1パスの冷媒通路
断面積よりも大にする態様において、仕切られてなるこ
とを特徴とする凝縮器を要旨とする。
【0010】
【作用】上記構成は、冷媒の液・ガス状態を考慮した冷
媒通路構成、即ち、冷媒通路断面積を入口側から出口側
に向けて所定の態様に減少させていく構成を採用するも
のではない。しかし、蛇行の第1パス以外の他のパスの
少なくとも1つのパスの冷媒通路断面積が第1パスの冷
媒通路断面積よりも大にした冷媒通路構成としているこ
とにより、凹部付きマルチフロー凝縮器において、多く
の場合に、各パスの通路断面積を大きく確保できて冷媒
側圧力損失を小さくでき、これにより、全体としての熱
交換効率は、逆に向上される。
【0011】
【実施例】次に、この発明の凝縮器をカークーラー用ア
ルミニウム製凝縮器に適用した実施例を図面に基いて説
明する。なお、本発明の凝縮器は、ルームエアコン用の
凝縮器等の各種の凝縮器にも適用され得るものであるこ
とはいうまでもない。
【0012】第1図に示される凝縮器は、14本の長尺
な偏平チューブ(1)を並列状態に配置した長尺チュー
ブ群(2)と、7本の短尺チューブ(3)を並列状態に
配置して形成された短尺チューブ群(4)とを有してい
る。これらのチューブ群(2)(4)は、長尺チューブ
群(2)を下にし、短尺チューブ群(4)を上にして、
かつ両チューブ群(2)(4)の一端を揃えた状態に、
互いに並列状態となるように配置されている。
【0013】そして、両チューブ群(2)(4)の揃い
側の端部にかけわたし状態に長尺な中空ヘッダー(5)
が連通状態に接続され、かつ、短尺チューブ群(4)及
び長尺チューブ群(2)の他端部のそれぞれに、個別
に、短尺な中空ヘッダー(6)(7)が連通状態に接続
されている。これにより、コア(8)に、上部側短尺ヘ
ッダー(6)が退入した凹部(9)が形成されている。
【0014】そして、下から5本目の長尺チューブ
(1)と6本目の長尺チューブ(1)との間の位置にお
いて、長尺ヘッダー(5)内が仕切(10)により上下の
室に分割されている。そして、上側短尺ヘッダー(6)
に冷媒の入口管(11)が接続されると共に、長尺ヘッダ
ー(5)の下端部側面に冷媒の出口管(12)が接続され
ている。なお、(13)はコルゲートフィン、(14)は、
フィン保護用のサイドプレートである。
【0015】なお、各熱交換器構成部材はアルミニウム
製で、熱交換器の製作は、例えば、各構成部材を、相互
に仮組状態に組み合わせ、その組立状態において、全体
を一括ろう付けにより相互に接合一体化することなどに
より行われる。その場合、ヘッダー(5)(6)(7)
とチューブ(1)(3)との仮組は、図示しないが、例
えば、ヘッダー(5)(6)(7)の周側面に形成した
周方向スリット状のチューブ挿入孔を通じて同ヘッダー
内に内方突出状態に偏平チューブ(1)(2)の端部を
挿入配置することなどにより行う。
【0016】上記構成の凹部付きマルチフロー凝縮器で
は、入口管(11)から流入したガス冷媒は、7本の短尺
チューブ(3)からなる第1パス(P1 )を通過したの
ち、向きを変えて9本の長尺チューブ(1)からなる第
2パス(P2 )を通過し、また向きを変えて5本の長尺
チューブ(1)からなる第3パス、即ち最終パス(P3
)を通過し、そして、出口管(12)から液状となって
流出する。このように、蛇行の第1パス(P1 )以外の
他のパスのいずれか少なくとも1つのパスの冷媒通路断
面積を第1パス(P1 )の通路断面積よりも大きく設定
した構成とすることにより、凹部付きマルチフロー凝縮
器において、その冷媒蛇行回数を減少せしめて即ちパス
数を減少せしめて各パスの通路断面積の拡大を図ること
ができ、これにより冷媒側の圧力損失を低減することが
でき、ひいては圧力損失も考慮した全体としての熱交換
効率を向上することができる。
【0017】また、図示実施例のように、液状冷媒の通
過する最終パス(P3 )の通路断面積を第1パス(P1
)のそれよりも小さく設定することにより、熱交換の
不活発なコア部分の減少を図ることができ、いよいよ効
率よい熱交換が実現される。
【0018】第2図に示される他の実施例では、9本の
短尺チューブ(3)からなるチューブ群(4)と、25
本の長尺チューブ(1)からなる長尺チューブ群(2)
とを用いたもので、下から14本目の長尺チューブ
(1)と15本目の長尺チューブ(1)との間において
長尺ヘッダー(5)内が仕切(10)によって上下の室に
分割され、かつ、下から4本目の長尺チューブ(1)と
5本目の長尺チューブ(1)との間において下側短尺ヘ
ッダー(7)内が仕切(10)によって上下の室に分割さ
れている。この場合、入口管(11)から流入したガス冷
媒は、9本の短尺チューブ(3)からなる第1パス(P
1 )を通過したのち、向きを変えて11本の長尺チュー
ブ(1)からなる第2パス(P2 )を通過し、また向き
を変えて10本の長尺チューブ(1)からなる第3パス
(P3 )を通過し、更に向きを変えて4本の長尺チュー
ブ(1)からなる第4パス、即ち最終パス(P4 )を通
過し、そして、出口管(12)から液状となって流出す
る。
【0019】
【発明の効果】上述の次第で、この発明の凝縮器は、並
列状態に配置された複数本のチューブからなる長さの異
なる複数のチューブ群が並列状態に配置され、隣接する
チューブ群の一端にかけわたし状態に中空ヘッダーが連
通接続されると共に、当該両チューブ群の他端のそれぞ
れに個別に中空ヘッダーが連通接続されて、コアに、ヘ
ッダーの退入した凹部が形成された凝縮器において、冷
媒が蛇行しながら流通するように、上記ヘッダー内が、
蛇行の第1パス以外の他のパスの少なくとも1つのパス
の冷媒通路断面積を第1パスの冷媒通路断面積よりも大
にする態様において、仕切られたものである。従って、
従来の凹部付き凝縮器よりもパス数を低減できるので
パスの通路断面積を大きく確保できて冷媒側圧力損失を
小さくでき、これにより、このような凹部付きマルチフ
ロー凝縮器において、全体としての熱交換効率の向上を
図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例にかかる凝縮器を示すもの
で、図(イ)は全体正面図、図(ロ)は同平面図であ
る。
【図2】本発明の他の実施例にかかる凝縮器を示すもの
で、図(イ)は全体正面図、図(ロ)は同平面図であ
る。
【図3】従来の凝縮器を示すもので、図(イ)は全体正
面図、図(ロ)は全体平面図である。
【図4】従来の他の凝縮器を示すもので、図(イ)は全
体正面図、図(ロ)は全体平面図である。
【符号の説明】
1…長尺チューブ 2…長尺チューブ群 3…短尺チューブ 4…短尺チューブ群 5…長尺ヘッダー 6、7…短尺ヘッダー 8…コア 9…凹部 10…仕切り P1 …第1パス

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 並列状態に配置された複数本のチューブ
    からなる長さの異なる複数のチューブ群が並列状態に配
    置され、隣接するチューブ群の一端にかけわたし状態に
    中空ヘッダーが連通接続されると共に、当該両チューブ
    群の他端のそれぞれに個別に中空ヘッダーが連通接続さ
    れて、コアに、ヘッダーの退入した凹部が形成された凝
    縮器において、冷媒が蛇行しながら流通するように、上
    記ヘッダー内が、蛇行の第1パス以外の他のパスの少な
    くとも1つのパスの冷媒通路断面積を第1パスの冷媒通
    路断面積よりも大にする態様において、仕切られてなる
    ことを特徴とする凝縮器。
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