JP3454518B2 - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JP3454518B2
JP3454518B2 JP17997391A JP17997391A JP3454518B2 JP 3454518 B2 JP3454518 B2 JP 3454518B2 JP 17997391 A JP17997391 A JP 17997391A JP 17997391 A JP17997391 A JP 17997391A JP 3454518 B2 JP3454518 B2 JP 3454518B2
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pipe
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0202Header boxes having their inner space divided by partitions
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はヘッダ−パイプ内を熱交
換空気の流れ方向に対向して2以上に分離し、その内部
に複数のヘッダ室を形成した熱交換器に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車の室内空調機器を構成する
熱交換器として図2乃至図4に示すものが知られてい
る。この熱交換器1は、上下に延び対向して配置された
ヘッダ−パイプ2a,2bと、この各ヘッダ−パイプ2
a,2bに両側が連通し上下に複数段に架設された偏平
の熱交換チュ−ブ3とを備えており、この各熱交換チュ
−ブ3間には熱交換フィン4が介装されている。
【0003】この一方のヘッダ−パイプ2aの上方には
冷・熱媒の入口パイプ5を、下方には出口パイプ6をそ
れぞれ設けるとともに、ヘッダ−パイプ2aの略中央の
内部にはヘッダ−パイプ2a内を上下に分離する長手方
向仕切り部材7を設けている。 また、前記熱交換チュ
−ブ3は図4に示すように、その内部を幅方向に仕切る
複数の隔壁8を有し、この隔壁8により熱交換空気(図
中白抜き矢印)の流れ方向に沿って並列する複数の冷・
熱媒流路9を形成している。
【0004】この熱交換器1によれば、冷・熱媒が入口
パイプ5を介して一方のヘッダ−パイプ2aに流入し、
この冷・熱媒が熱交換チュ−ブ3を通って他方のヘッダ
−パイプ2bに流入する。さらに、この流入冷・熱媒が
他方のヘッダ−パイプ2bから熱交換チュ−ブ3を介し
て一方のヘッダ−パイプ2aに戻り、出口パイプ6を介
して流出する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような熱交換器1
において、前述の如く熱交換チュ−ブ3の幅方向に熱交
換空気が流れ、この熱交換空気と冷・熱媒との間で熱交
換が行なわれるが、この熱交換空気温度と冷・熱媒温度
の変化は図4に示すようになっている。
【0006】即ち、熱交換チュ−ブ3の風上側の冷・熱
媒流路9aに流れる冷・熱媒は未だ十分に熱交換が行な
われていない熱交換空気(低温空気)により冷却される
から、効率良く熱交換され、冷・熱媒温度も低くなって
いる。これに対して、風下側の冷・熱媒流路9bに流れ
る冷・熱媒は既に熱交換が行なわれ高温となっている熱
交換空気と熱交換されるため、熱交換効率が低下し、冷
・熱媒を十分に冷却することができない。
【0007】このように、従来の熱交換器1においては
熱交換チュ−ブ3の風上側と風下側とではその熱交換量
に大きな差が生じ、全体の熱交換量が小さくなるという
問題点を有していた。
【0008】また、熱交換器1の性能特性はその熱交換
量、熱交換器1内の圧損等により定まり、その熱交換量
が大きくかつその圧損が小さいときは圧縮機等の駆動源
の能力が小さくて済み、その成績効率が向上する。
【0009】しかしながら、その熱交換量と圧損とは相
反する関係になっており、熱交換量を大きくするときは
これと同時に圧損も大きくなる。このようなことから、
熱交換器1は熱交換量と圧損との両者のバランスが最適
となるよう設計しなければならないが、実際には車両等
の走行状態によって圧縮機の吐出圧力や圧縮機の回転数
等が変動するため、この最適値が安定しないというのが
実情であった。
【0010】本発明の目的は前記従来の問題点に鑑み、
熱交換効率を向上させるとともに、車両等の走行状態に
より変動する冷・熱媒の圧力に対応して弁機構により冷
・熱媒の循環系を切り換え熱交換量と圧損との両者のバ
ランスを取ることができる熱交換器を提供することにあ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、請求項1の発明は、対向して配置された一対
のヘッダ−パイプと、前記各ヘッダ−パイプに両端が連
通し該各ヘッダ−パイプの軸方向に所定間隙をおいて配
設された複数の熱交換チュ−ブとを備え、前記各熱交換
チュ−ブ内にはその長手方向に延びる隔壁を介して熱交
換空気の流れ方向に沿って並列する複数の冷・熱媒流路
を形成し、前記各ヘッダ−パイプの一方には、該ヘッダ
−パイプ内を長手方向に分離する第1長手方向仕切り部
材を設けて2つのヘッダ室を形成し、前記各ヘッダ−パ
イプの他方には、該ヘッダ−パイプ内を熱交換空気の流
れ方向に対向して幅方向に2つに分離するとともに、そ
の分離端面に前記各熱交換チュ−ブの隔壁が接合する幅
方向仕切り部材と、該幅方向仕切り部材により形成され
たヘッダ室のうち熱交換空気の風下側のヘッダ室に前記
第1長手方向仕切り部材と同レベルでかつその内部を長
手方向に分離する第2長手方向仕切り部材とを設け、前
記幅方向仕切り部材により形成されたヘッダ室のうち熱
交換空気の風下側のヘッダ室一方には冷・熱媒の入口を
設け、他方には冷・熱媒の出口を設け、前記各熱交換チ
ューブの各冷・熱媒流路のうち、風下側のヘッダ室に連
通する冷・熱媒流路の各々を風上側のヘッダ室に連通す
る冷・熱媒流路の各々より流通断面積を大きく形成した
ことを特徴とする。
【0012】請求項2の発明は、対向して配置された一
対のヘッダ−パイプと、前記各ヘッダ−パイプに両端が
連通し該各ヘッダ−パイプの軸方向に所定間隙をおいて
配設された複数の熱交換チュ−ブとを備え、前記各熱交
換チュ−ブ内にはその長手方向に延びる隔壁を介して熱
交換空気の流れ方向に沿って並列する複数の冷・熱媒流
路を形成し、前記各ヘッダ−パイプの一方には、該ヘッ
ダ−パイプ内を長手方向に分離する第1長手方向仕切り
部材を設けて2つのヘッダ室を形成し、前記各ヘッダ−
パイプの他方には、該ヘッダ−パイプ内を熱交換空気の
流れ方向に対向して幅方向に2つに分離するとともに、
その分離端面に前記各熱交換チュ−ブの隔壁が接合する
幅方向仕切り部材と、該幅方向仕切り部材により形成さ
れたヘッダ室のうち熱交換空気の風下側のヘッダ室に前
記第1長手方向仕切り部材と同レベルでかつその内部を
長手方向に分離する第2長手方向仕切り部材とを設け、
前記第2長手方向仕切り部材により形成されたヘッダ室
にはそれぞれ冷・熱媒の入口が分岐して連通するととも
に、第2長手方向仕切り部材により形成されたヘッダ室
の一方と前記幅方向仕切り部材により形成されたヘッダ
室のうち熱交換空気の風上側のヘッダ室にはそれぞれ冷
・熱媒の出口が連通し、前記入口には該各ヘッダ室への
冷・熱媒の流入を制御する第1弁機構を設け、前記出口
には該各ヘッダ室からの冷・熱媒の流出を制御する第2
弁機構を設け、前記各熱交換チューブの各冷・熱媒流路
のうち、風下側のヘッダ室に連通する冷・熱媒流路の各
々を風上側のヘッダ室に連通する冷・熱媒流路の各々よ
り流通断面積を大きく形成したことを特徴とする。
【0013】請求項3の発明は、対向して配置された一
対のヘッダ−パイプと、前記各ヘッダ−パイプに両端が
連通し該各ヘッダ−パイプの軸方向に所定間隙をおいて
配設された複数の熱交換チュ−ブとを備え、前記各熱交
換チュ−ブ内にはその長手方向に延びる隔壁を介して熱
交換空気の流れ方向に沿って並列する複数の冷・熱媒流
路を形成し、前記各ヘッダ−パイプの一方には、該ヘッ
ダ−パイプ内を熱交換空気の流れ方向に対向して幅方向
に2つに分離するとともに、その分離端面に前記各熱交
換チュ−ブの隔壁が接合する第1幅方向仕切り部材を設
けて2つのヘッダ室を形成し、前記各ヘッダ−パイプの
他方には、該ヘッダ−パイプ内を長手方向に分離する長
手方向仕切り部材を設けて2つのヘッダ室を形成すると
ともに、該一方のヘッダ室内には該ヘッダ−パイプ内を
熱交換空気の流れ方向に対向して幅方向に2つに分離
し、その分離端面に前記各熱交換チュ−ブの隔壁が接合
する第2幅方向仕切り部材を設けて該一方のヘッダ室内
に更に2つのヘッダ室を形成し、前記第2幅方向仕切り
部材により形成された2つのヘッダ室において、熱交換
空気の風下側のヘッダ室には冷・熱媒の入口を設け、他
方のヘッダ室には冷・熱媒の出口を設け、前記各熱交換
チューブの各冷・熱媒流路のうち、風下側のヘッダ室に
連通する冷・熱媒流路の各々を風上側のヘッダ室に連通
する冷・熱媒流路の各々より流通断面積を大きく形成し
ことを特徴とする。
【0014】
【作用】請求項1の発明によれば、幅方向の仕切り部材
により形成されたヘッダ室のうち熱交換空気の風下側の
ヘッダ室に冷・熱媒の入口を設けたから、熱交換器に流
入する冷・熱媒は、まず、他方のヘッダ−パイプの風下
側のヘッダ室に流入し、次いで、熱交換チュ−ブの風下
側の冷・熱媒流路を介して一方のヘッダ−パイプに流入
する。この一方のヘッダ−パイプに流入した冷・熱媒は
熱交換チュ−ブの風上側の冷・熱媒流路を介して他方の
ヘッダ−パイプに流入する。このように、冷・熱媒は熱
交換チュ−ブの風下側の冷・熱媒流路から風上側の冷・
熱媒流路に往復流動する。
【0015】請求項2の発明によれば、通常時は第2長
手方向仕切り部材によって形成された一方のヘッダ室に
冷・熱媒を集中して流すことができる。他方、冷・熱媒
圧力が上昇し、圧損が大きくなったときは第2長手方向
仕切り部材により形成された各ヘッダ室に分流して流す
ことができる。これにより、熱交換器内における熱交換
量と圧損とのバランスを最適の状態に維持することがで
きる。
【0016】請求項3の発明によれば、風下側の冷・熱
媒の入口から流入した冷・熱媒は、熱交換チュ−ブの風
下側の冷・熱媒流路を介して一方のヘッダ−パイプの風
下側のヘッダ室に流れる。この風下側のヘッダ室に流れ
た冷・熱媒は、熱交換チュ−ブの風下側の冷・熱媒流路
を介して他方のヘッダ−パイプの長手方向仕切り部材で
分離された他方のヘッダ室に流れる。このように、この
発明においては、流入した冷・熱媒の全てが一旦熱交換
チュ−ブの風下側で往復流動し、その後風上側で往復動
する。
【0017】
【実施例】図1、図5乃至図10は本発明に係る熱交換
器の第1実施例を示すもので、図1は熱交換器を示す全
体斜視図である。尚、従来例と同一構成部分は同一符号
をもって表わす。
【0018】即ち、1は自動車のエンジンル−ムに設置
された熱交換器、2a,2bは所定間隔をおいて対向す
る一対のヘッダ−パイプ、3は各ヘッダ−パイプ2a,
2b間に架設された複数の偏平状の熱交換チュ−ブ、4
は各熱交換チュ−ブ3間に介装された熱交換フィン、5
はヘッダ−パイプ2aの上部に連通する入口パイプ、6
はヘッダ−パイプ2aの下部に連通する出口パイプ、7
はヘッダ−パイプ2bを長手方向に仕切る第1長手方向
仕切り部材で、上下にヘッダ室7a,7bを形成してい
る。8は熱交換チュ−ブ3内を熱交換空気の流れ方向に
沿って仕切る複数の隔壁で、この各隔壁8により熱交換
チュ−ブ3の長手方向に延びる複数の冷・熱媒流路9を
形成している。
【0019】10はヘッダ−パイプ2aを幅方向に仕切
る板状の幅方向仕切り部材である。この仕切り部材10
は熱交換空気の流れ方向(白抜矢印)に対向して上下に
延びており、その周縁をヘッダ−パイプ2aの内面に溶
着してヘッダ−パイプ2aの風上側と風下側に分離し、
更に風下側に長手方向に仕切る第2長手方向仕切り部材
11を設け、ヘッダ−パイプの風上側にはヘッダ室12
aを、風下側の上下にはヘッダ室12b,12cをそれ
ぞれ形成している。また、この第2長手方向仕切り部材
11は前記第1長手方向仕切り部材7と同レベルに配置
されている。このヘッダ室12a,12b,12cにお
いて、風下側のヘッダ室12bには前記入口パイプ5が
連結し、また、風下側のヘッダ室12cには前記出口パ
イプ6が連結している。
【0020】図5はこの仕切り部材10と熱交換チュ−
ブ3との組付け構造を示す。即ち、仕切り部材10の幅
方向一端面(分離端面)13には熱交換チュ−ブ3の挿
入係止用の溝14を設け、ヘッダ−パイプ2aの貫通孔
15を介して挿入される熱交換チュ−ブ3が溝14内に
係止される。
【0021】図6(a)(b)(c)(d)及び図7(a)(b)(c)は仕
切り部材の各種の例を示すもので、図6(a) には前述し
た仕切り部材10が示され、この仕切り部材10がヘッ
ダ−パイプ2aに挿入溶着されている。図6(b) にはヘ
ッダ−パイプ2aと仕切り部材10bとが押出成形によ
り一体に形成された例を示している。
【0022】図6(c)(d)乃至図7(a)(b)(c)) はヘッダ
−パイプ2aの曲げ加工により仕切り部材を成形したも
のである。図6(c) に示す例は板状のヘッダ−パイプ素
材を丸く曲げ加工してヘッダ−パイプ2aを構成すると
ともに、そのヘッダ−パイプ素材の一端を折曲してヘッ
ダ−パイプ2aの内面に溶着して仕切り部材10cを構
成する一方、ヘッダ−パイプ素材の他端を短く折曲して
この仕切り部材10cの一面に溶着してなるものであ
る。図6(d) に示す例は、前述の図6(c) に示す例と同
様にヘッダ−パイプ素材の一端をヘッダ−パイプ2aに
溶着して仕切り部材10dを構成する一方、ヘッダ−パ
イプ素材の他端をヘッダ−パイプ2aの外面に溶着して
なる。図7(a) に示す例は、ヘッダ−パイプ素材の一端
側に段部10e´を形成した仕切り部材10eを有し、
この段部10e´にヘッダ−パイプ素材の他端を溶着し
てなる。図7(b) に示す例は、ヘッダ−パイプ素材を丸
く曲げ加工してヘッダ−パイプ2aを構成するととも
に、ヘッダ−パイプ素材の両端を内側に折曲して仕切り
部材10fを構成したものである。図7(c)に示す例
は、前述の図7(b) に示す仕切り部材10fでは熱交換
チュ−ブ3に向って折曲されているが、これとは逆に、
ヘッダ−パイプ素材の両端を熱交換チュ−ブ3の外側に
向って折曲し仕切り部材10gを構成したものである。
【0023】図8(a)(b)(c)(d)は熱交換チュ−ブの各種
の例を示すもので、図8(a) には前述した熱交換チュ−
ブ3が示され、隔壁8の厚さが等しく形成され、その隔
壁8間に形成される冷・熱媒流路9の流通断面積がほぼ
等しくなっている。この隔壁8においてその中央に位置
する隔壁8aには仕切り部材10〜10gが分離端面1
3に接し、各冷・熱媒流路9を左右の冷・熱媒流路9
a,9b、即ち熱交換空気の風上側の冷・熱媒流路9a
と風下側の冷・熱媒流路9bに分離している。
【0024】図8(b) に示す例は、冷・熱媒流路9を仕
切る隔壁8において、分離端面13が接する中央の隔壁
8aの厚さt1 を他の隔壁8の厚さt2 より大きく形成
して熱交換チュ−ブ3bを構成したものである。このよ
うに隔壁8aの厚さを大きくすることにより、分離端面
13の接合スペ−スに余裕ができ、熱交換チュ−ブ3b
のヘッダ−パイプ2aへの組付け自由度が大きくなる。
【0025】図8(c) 及び図8(d) は風下側の冷・熱媒
流路9bの冷・熱媒流量を風上側の冷・熱媒流路9aの
冷・熱媒流量より多く構成してなるものである。即ち、
図8(c) に示す熱交換チュ−ブ3cはその風下側の冷・
熱媒流路9bのそれぞれ流通断面積を大きくして形成
し、冷・熱媒流量を多くしている。このように構成する
ことにより、小さな圧損で多量の冷・熱媒を風下側の冷
・熱媒流路9bに流通させることができる。図8(d) に
示す熱交換チュ−ブ3dはその風下側の冷・熱媒流路9
bのそれぞれが小さな流通断面積になっているが、この
冷・熱媒流路9bの数量を多くすることにより、冷・熱
媒の総流通断面積を大きくしている。このように構成す
るときは、多少圧損が大きくなるが、冷・熱媒の熱交換
面積が大きくなる。
【0026】このように構成された本実施例に係る熱交
換器1の冷・熱媒の流れ(図中実線矢印)を図9に基づ
いて説明する。
【0027】入口パイプ5に流れる冷・熱媒は、ヘッダ
−パイプ2aの風下側の上部のヘッダ室12bに流入す
る。このヘッダ室12bに流入した冷・熱媒は熱交換チ
ュ−ブ3,3b〜3dの風下側の冷・熱媒流路9bを通
ってヘッダ−パイプ2b内の上部のヘッダ室7aに流入
する。
【0028】このヘッダ室7a内に流入した冷媒は、熱
交換チュ−ブ3,3b〜3dの風上側の冷・熱媒流路9
aを通って一方のヘッダ−パイプ2aの風上側のヘッダ
室12aに流入する。
【0029】このヘッダ−パイプ2aに環流した冷・熱
媒は、下部に位置する熱交換チュ−ブ3,3b〜3dの
風上側の冷・熱媒流路9aを介してヘッダ−パイプ2b
のヘッダ室7bに流れ、更に風下側の冷・熱媒流路9b
を介してヘッダ室12cに流入し出口パイプ6を介して
流出する。
【0030】このような、熱交換チュ−ブ3,3b〜3
d内における冷・熱媒の往復動と熱交換空気の熱交換器
1への通風により、熱交換が行なわれる。
【0031】図10は、熱交換器1の上部における前述
の熱交換作用に伴なう冷・熱媒温度と熱交換空気温度と
を表わしたグラフである。このグラフから明らかのとお
り、熱交換空気は熱交換チュ−ブ3,3b〜3dの風上
側から風下側に向って流れるに従って冷・熱媒の熱を吸
収してこの温度が高くなる。他方、冷・熱媒温度は熱交
換チュ−ブ3,3b〜3dの風下側から流入するため、
まだ十分に熱交換空気により冷却されていない風下側の
冷・熱媒温度が高く、また、かなり冷却された復路の冷
・熱媒即ち風上側の冷・熱媒の温度が低くなる。
【0032】そこで、冷・熱媒温度と熱交換空気温度と
比較するに、熱交換チュ−ブ3,3b〜3dの風下側で
は、熱交換空気温度が高くなっているが、冷・熱媒温度
も従来例(図4)と比較しその温度が高くなっており、
風下側における温度差△T2が従来例の風下側における
温度△T1(図4)より大きく、熱交換効率の低下を防
止することができる。尚、風上側における冷・熱媒は風
下側で既に冷却されているため従来例と比較して低くな
っているが、この風上側における熱交換空気は未だ十分
に熱交換が行なわれているものではなくその温度がかな
り低くなっているため、冷・熱媒温度と熱交換空気温度
との温度差は大きく熱交換を行なうために十分なものと
なっている。
【0033】このように、本実施例によれば、熱交換チ
ュ−ブ3,3b〜3dの風上側及び風下側で十分に熱交
換でき、熱交換効率の向上した熱交換器1が提供され
る。
【0034】ところで、冷・熱媒として例えばR12,
R22という冷媒を使用するときは、この熱交換器(凝
縮器)1では、この冷媒がガス状態での顕熱移動部即ち
過熱域、気液混合状態での潜熱移動部即ち湿り蒸気域、
更には液状体での顕熱移動部即ち過冷却域と順次移行す
る。ここで、最も熱交換効率の優れているとこは、湿り
蒸気域であり、従って、過熱域からこの湿り蒸気域への
移行が早いときはこの熱交換器1の熱交換率の向上を図
ることができる。
【0035】そこで、本発明に係る熱交換器1を見る
に、過熱域は熱交換器1の上部の風下側が主となるが、
前述の如くこの風下側で十分に熱交換が行われるため、
熱交換器1の風上側に回った冷媒が逸早く湿り蒸気域に
達し、熱交換効率の向上を図ることができる。
【0036】また、仕切り部材10,10b〜10gは
熱交換チュ−ブ3,3b〜3dを挿入係止する溝14を
設けているから、ヘッダ−パイプ2aに熱交換チュ−ブ
3,3b〜3dを係止する際、この熱交換チュ−ブ3,
3b〜3dが確実に固定されるし、また、熱交換チュ−
ブ3,3b〜3dのヘッダ−パイプ2aへの挿入量が適
正なものとなる。
【0037】図11乃至図15は本発明の第2実施例を
示すもので、ヘッダ−パイプ2aの略中央にホルダ15
を介して固着された冷・熱媒の入口部16と、ヘッダ−
パイプ2aの下部にホルダ17を介して固着された冷・
熱媒の出口部18とを設けている。
【0038】図12及び図13はこの入口部16及び出
口部18の回路を示すもので、入口部16は入口パイプ
16aと入口パイプ16aから分岐した分岐パイプ16
b,16cとを有し、この分岐パイプ16bはヘッダ室
12bに,分岐パイプ16cはヘッダ室12cにそれぞ
れ連通している。また、この分岐パイプ16cには常閉
の電磁弁16dが取付けられている。
【0039】他方、出口部18は出口パイプ18aに連
通する分岐パイプ18b,18cを有し、この分岐パイ
プ18bはヘッダ室12aに、分岐パイプ18cはヘッ
ダ室12cにそれぞれ連通している。この各パイプ18
a〜18cの接続点に三方弁18dが設けられ、この三
方弁18dにより出口パイプ18aと分岐パイプ18b
とを連通させたり、或いは、出口パイプ18aと分岐パ
イプ18cとを連通させるようになっている。
【0040】この実施例によれば、通常時(熱交換器1
における圧損がさほど大きくないとき)は、電磁弁16
dを閉とし、三方弁18dにより出口パイプ18aと分
岐パイプ18cとを連通させる。
【0041】これにより図12及び図14に示すよう
に、冷・熱媒が入口パイプ16a→分岐パイプ16b→
ヘッダ室12bと流れ、更に前述した第1実施例の冷・
熱媒流通と同様に、上部熱交換チュ−ブ3,3b〜3d
の風下側冷・熱媒流路9b→ヘッダ室7a→上部熱交換
チュ−ブ3,3b〜3dの風上側流路9a→ヘッダ室1
2a→下部熱交換チュ−ブ3,3b〜3dの風上側冷・
熱媒流路9a→ヘッダ室7b→下部熱交換チュ−ブ3,
3b〜3dの風下側冷・熱媒流路9b→ヘッダ室12c
と流れ、分岐パイプ18c及び出口パイプ18aを介し
て流出する。
【0042】他方、冷・熱媒圧力の上昇等により熱交換
器1における圧損が大きくなったときは、電磁弁16d
を開とし、三方弁18dにより出口パイプ18aと分岐
パイプ18bとを連通させる。
【0043】これにより、図13及び図15に示すよう
に、入口パイプ16aに流入した冷・熱媒は、各分岐パ
イプ16b,16cを介してヘッダ室12b,12cに
流入する。このヘッダ室12bに流入した冷・熱媒は、
上部熱交換チュ−ブ3,3b〜3dの風下側冷・熱媒流
路9b→ヘッダ室7a→上部熱交換チュ−ブ3,3b〜
3dの風上側の冷・熱媒流路9a→ヘッダ室12aと流
れる。他方、ヘッダ室12cに流入した冷・熱媒は、下
部熱交換チュ−ブ3,3b〜3dの風下側冷・熱媒流路
9b→ヘッダ室7b→下部熱交換チュ−ブ3,3b〜3
dの風上側冷・熱媒流路9a→ヘッダ室12aと流れ
る。ヘッダ室12aにそれぞれ流入した冷・熱媒は分岐
パイプ18b及び出口パイプ18aを介して流出する。
【0044】このように、圧損が大きくなったときは、
熱交換器1の内部に振り分けて冷・熱媒を流通させるた
め、圧損の上昇を防止することができる。尚、その他の
構成、作用は前記第1実施例と同様である。
【0045】図16及び図17は本発明の第3実施例を
示すものである。この実施例においては、一方のヘッダ
2aには上下に内部を分離する長手方向仕切り部材19
が設置され、このヘッダ2aの下方にはヘッダ室20a
が形成されている。また、この仕切り部材19の上には
熱交換空気と対向するように第1幅方向仕切り部材21
が設置され、この仕切り部材21の前後にヘッダ室20
b,20cが形成されている。
【0046】また、他方のヘッダ2bにはその全体に熱
交換空気と対向するように第2幅方向仕切り部材22が
設置され、この仕切り部材22の前後にヘッダ室23
a,23bを形成している。
【0047】このように各ヘッダ2a,2bに各ヘッダ
室20a,20b,20c,23a、23bを形成し、
この上部で風下側のヘッダ室20bには入口パイプ5を
連結し、上部で風上側のヘッダ20aには出口パイプ6
を連結している。
【0048】この実施例によれば、冷・熱媒は、図17
にも示すように、入口パイプ5→ヘッダ室20c→上部
熱交換チュ−ブ3,3b〜3dの風下側冷・熱媒流路9
b→ヘッダ室23b→下部熱交換チュ−ブ3,3b〜3
dの風下側冷・熱媒流路9b→ヘッダ室20a→下部熱
交換チュ−ブ3,3b〜3dの風上側冷・熱媒流路9a
→ヘッダ室23a→上部熱交換チュ−ブ3,3b〜3d
の風上側冷・熱媒流路9a→ヘッダ室20b→出口パイ
プ20bと順次流れる。
【0049】このように、この実施例においては、入口
パイプ5から流入した冷・熱媒が、一旦、全ての熱交換
チュ−ブ3,3b〜3dの風下側冷・熱媒流路9bに流
れるため、前述の前記第1実施例で説明した風下側の熱
交換率の低下を更に確実に防止できることは勿論のこ
と、過冷却域が熱交換チュ−ブ3,3b〜3dの風上側
で行われるため、この過冷却域における熱交換効率の向
上を図ることができる。尚、その他の構成、作用は前記
第1実施例と同様である。
【0050】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、冷・熱媒を熱交換チュ−ブの風下側から風上側
に往復流動させることができるため、冷・熱媒と熱交換
空気との熱交換効率を向上させることができるという利
点を有する。
【0051】請求項2の発明によれば、各弁機構の制御
により冷・熱媒を熱交換器の各部に振り分けて流通させ
ることができるので、圧損の上昇を防止でき、熱交換量
及び圧損の両者のバランスを取ることができるという利
点を有する。
【0052】請求項3の発明によれば、流入した冷・熱
媒の全てが一旦熱交換チュ−ブの風下側で往復流動し、
その後風上側で往復動するため、熱交換チュ−ブの風下
側における冷・熱媒の熱交換効率の低下を確実に防止で
きるとともに、冷・熱媒の過冷却域が風上側に設定され
るため、過冷却域における熱交換効率の向上を図ること
ができるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例に係る熱交換器の全体斜視図
【図2】従来の熱交換器の全体斜視図
【図3】従来のヘッダ−パイプの構造断面図
【図4】冷・熱媒温度及び熱交換空気温度を示すグラフ
【図5】第1実施例に係る熱交換チュ−ブの組付け斜視
【図6】第1実施例に係る仕切り部材の構造断面図
【図7】第1実施例に係る仕切り部材の構造断面図
【図8】第1実施例に係る熱交換チュ−ブの構造断面図
【図9】第1実施例に係る冷・熱媒流通を示す説明図
【図10】第1実施例に係る冷・熱媒温度及び熱交換空
気温度を示すグラフ
【図11】第2実施例に係る熱交換器の全体斜視図
【図12】第2実施例に係る冷・熱媒流通の一例を示す
回路図
【図13】第2実施例に係る冷・熱媒流通の他の例を示
す回路図
【図14】第2実施例に係る冷・熱媒流通の一例を示す
説明図
【図15】第2実施例に係る冷・熱媒流通の他の例を示
す説明図
【図16】第3実施例に係る熱交換器の全体斜視図
【図17】第3実施例に係る冷・熱媒流通を示す説明図
【符号の説明】
1…熱交換器、2a,2b…ヘッダ−パイプ、3,3
b,3c,3d…熱交換チュ−ブ、5,16a…入口パ
イプ、6,18a…出口パイプ、10,10b,10
c,10d,10e,10f,10g,19,21,2
2…仕切り部材、7a,7b,12a,12b,12
c,20a,20b,20c,23a,23b…ヘッダ
室、13…分離端面、14…溝、16b,16c,18
b,18c…分岐パイプ、16d…電磁弁、18d…三
方弁。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−3191(JP,A) 特開 昭62−153685(JP,A) 特開 昭63−101664(JP,A) 実開 昭56−112471(JP,U) 実開 平2−10112(JP,U) 実開 昭59−98254(JP,U) 実公 平2−45729(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F28F 9/02 301 F28D 1/053

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対向して配置された一対のヘッダ−パイ
    プと、 前記各ヘッダ−パイプに両端が連通し該各ヘッダ−パイ
    プの軸方向に所定間隙をおいて配設された複数の熱交換
    チュ−ブとを備え、 前記各熱交換チュ−ブ内にはその長手方向に延びる隔壁
    を介して熱交換空気の流れ方向に沿って並列する複数の
    冷・熱媒流路を形成し、 前記各ヘッダ−パイプの一方には、該ヘッダ−パイプ内
    を長手方向に分離する第1長手方向仕切り部材を設けて
    2つのヘッダ室を形成し、 前記各ヘッダ−パイプの他方には、該ヘッダ−パイプ内
    を熱交換空気の流れ方向に対向して幅方向に2つに分離
    するとともに、その分離端面に前記各熱交換チュ−ブの
    隔壁が接合する幅方向仕切り部材と、該幅方向仕切り部
    材により形成されたヘッダ室のうち熱交換空気の風下側
    のヘッダ室に前記第1長手方向仕切り部材と同レベルで
    かつその内部を長手方向に分離する第2長手方向仕切り
    部材とを設け、 前記幅方向仕切り部材により形成されたヘッダ室のうち
    熱交換空気の風下側のヘッダ室の一方には冷・熱媒の入
    口を設け、他方には冷・熱媒の出口を設け、 前記各熱交換チューブの各冷・熱媒流路のうち、風下側
    のヘッダ室に連通する冷・熱媒流路の各々を風上側のヘ
    ッダ室に連通する冷・熱媒流路の各々より流通断面積を
    大きく形成したことを特徴とする熱交換器。
  2. 【請求項2】 対向して配置された一対のヘッダ−パイ
    プと、 前記各ヘッダ−パイプに両端が連通し該各ヘッダ−パイ
    プの軸方向に所定間隙をおいて配設された複数の熱交換
    チュ−ブとを備え、 前記各熱交換チュ−ブ内にはその長手方向に延びる隔壁
    を介して熱交換空気の流れ方向に沿って並列する複数の
    冷・熱媒流路を形成し、 前記各ヘッダ−パイプの一方には、該ヘッダ−パイプ内
    を長手方向に分離する第1長手方向仕切り部材を設けて
    2つのヘッダ室を形成し、 前記各ヘッダ−パイプの他方には、該ヘッダ−パイプ内
    を熱交換空気の流れ方向に対向して幅方向に2つに分離
    するとともに、その分離端面に前記各熱交換チュ−ブの
    隔壁が接合する幅方向仕切り部材と、該幅方向仕切り部
    材により形成されたヘッダ室のうち熱交換空気の風下側
    のヘッダ室に前記第1長手方向仕切り部材と同レベルで
    かつその内部を長手方向に分離する第2長手方向仕切り
    部材とを設け、 前記第2長手方向仕切り部材により形成されたヘッダ室
    にはそれぞれ冷・熱媒の入口が分岐して連通するととも
    に、第2長手方向仕切り部材により形成されたヘッダ室
    の一方と前記幅方向仕切り部材により形成されたヘッダ
    室のうち熱交換空気の風上側のヘッダ室にはそれぞれ冷
    ・熱媒の出口が連通し、 前記入口には該各ヘッダ室への冷・熱媒の流入を制御す
    る第1弁機構を設け、前記出口には該各ヘッダ室からの
    冷・熱媒の流出を制御する第2弁機構を設け、 前記各熱交換チューブの各冷・熱媒流路のうち、風下側
    のヘッダ室に連通する冷・熱媒流路の各々を風上側のヘ
    ッダ室に連通する冷・熱媒流路の各々より流通断面積を
    大きく形成したことを特徴とする熱交換器。
  3. 【請求項3】 対向して配置された一対のヘッダ−パイ
    プと、 前記各ヘッダ−パイプに両端が連通し該各ヘッダ−パイ
    プの軸方向に所定間隙をおいて配設された複数の熱交換
    チュ−ブとを備え、 前記各熱交換チュ−ブ内にはその長手方向に延びる隔壁
    を介して熱交換空気の流れ方向に沿って並列する複数の
    冷・熱媒流路を形成し、 前記各ヘッダ−パイプの方には、該ヘッダ−パイプ内
    を熱交換空気の流れ方向に対向して幅方向に2つに分離
    するとともに、その分離端面に前記各熱交換チュ−ブの
    隔壁が接合する第幅方向仕切り部材を設けて2つのヘ
    ッダ室を形成し、 前記各ヘッダ−パイプの方には、該ヘッダ−パイプ内
    を長手方向に分離する長手方向仕切り部材を設けて2つ
    のヘッダ室を形成するとともに、該一方のヘッダ室内に
    は該ヘッダ−パイプ内を熱交換空気の流れ方向に対向し
    て幅方向に2つに分離し、その分離端面に前記各熱交換
    チュ−ブの隔壁が接合する第幅方向仕切り部材を設け
    て該一方のヘッダ室内に更に2つのヘッダ室を形成し、 前記第幅方向仕切り部材により形成された2つのヘッ
    ダ室において、熱交換空気の風下側のヘッダ室には冷・
    熱媒の入口を設け、他方のヘッダ室には冷・熱媒の出口
    を設け、 前記各熱交換チューブの各冷・熱媒流路のうち、風下側
    のヘッダ室に連通する冷・熱媒流路の各々を風上側のヘ
    ッダ室に連通する冷・熱媒流路の各々より流通断面積を
    大きく形成したことを特徴とする熱交換器。
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