JP3761833B2 - 熱交換器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、熱交換器に関し、さらに詳しくは、冷凍サイクルを構成する空気調和機において、流入側伝熱管と流出側伝熱管とをヘッダを用いて接続する多パス方式で構成された熱交換器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、冷凍サイクルを構成する空気調和機は、冷媒の圧力損失を抑制するために、冷媒が流入する流入側伝熱管と冷媒が流出する流出側伝熱管とをヘッダを用いて接続する多パス方式の熱交換器を採用しているのが一般的である。以下に、特開平4−268128号公報に開示された多パス方式の熱交換器の構成を図49及び図50に基づいて説明する。
【0003】
図49は、従来の熱交換器の概略断面図である。この熱交換器は、多数のフィン1と複数組の伝熱管群2とを備えて構成されている。多数のフィン1は、互いに平行となるように並設した平板状部材である。伝熱管群2は、それぞれ4本の伝熱管を並設して構成したもので、フィン1のそれぞれを貫通するように配設されている。各伝熱管群2には、それぞれの一端部に第1ヘッダ3が接続されている一方、それぞれの他端部に第2ヘッダ4が接続されている。
【0004】
第1ヘッダ3の内部には、4枚の仕切り板5を配設することにより、5つの室3a,3b,3c,3d,3eが画成されている。また、第1ヘッダ3には、図の下から1番目の第1室3aに連通するように第1流通口3fが形成され、図の上から1番目の第5室3eに連通するように第2流通口3gが形成されている。
【0005】
第2ヘッダ4の内部には、その内部容積を略等分するように3枚の仕切り板6を配設することにより、4つの室4a,4b,4c,4dが画成されている。
【0006】
第1ヘッダ3の図中下から1番目の第1室3aと第2ヘッダ4の下から1番目の第1室4aとの間、第2ヘッダ4の下から1番目の第1室4aと第1ヘッダ3の下から2番目の第2室3bとの間は、それぞれ伝熱管群2により連通されている。以下同様に、第1ヘッダ3と第2ヘッダ4とは、伝熱管群2によってそれぞれの室が交互に連通され、冷媒が流動する経路を構成している。
【0007】
図50は、図49に示す熱交換器を第2ヘッダ4側から見た縦断面図である。この熱交換器は、重力方向7に対して約45度傾けて設置され、空気8を熱交換器の斜め45度上方向から斜め45度下方向に流すようにしたものである。
【0008】
つぎに、従来の熱交換器の作用について図49及び図50を参照しながら説明する。なお、図中の実線矢印は、蒸発時における冷媒の流れを示したものであり、図中の破線矢印は、凝縮時における冷媒の流れを示したものである。
【0009】
蒸発時において第1流通口3fから流入した冷媒は、第1ヘッダ3から第2ヘッダ4へ、第2ヘッダ4から第1ヘッダ3へと順次移行するように、第1ヘッダ3と第2ヘッダ4とを交互に経由して、最終的に第2流通口3gから流出する。このように第1流通口3fから流入した冷媒は、第1ヘッダ3と第2ヘッダ4とを経由して第2流通口3gから流出する間に、伝熱管群2が貫通した複数のフィン1を介して空気8との熱交換を行う。
【0010】
一方、凝縮時においては、蒸発時と反対方向に冷媒が流動する。すなわち、第2流通口3gから流入した冷媒は、第1ヘッダ3から第2ヘッダ4へ、第2ヘッダ4から第1ヘッダ3へと順次移行するように、第1ヘッダ3と第2ヘッダ4とを交互に経由して、最終的に第1流通口3fから流出する。このように第2流通口3gから流入した冷媒は、第1ヘッダ3と第2ヘッダ4とを経由して第1流通口3fから流出する間に、伝熱管群2が貫通した複数のフィン1を介して空気8との熱交換を行う。
【0011】
図51は、蒸発時に第2ヘッダ4を通過する冷媒ガス9と冷媒液10との分布を示した概略断面図であり、図52は、凝縮時にヘッダ4を通過する冷媒ガス9と冷媒液10との分布を示した概略断面図である。以下、これら図51及び図52を参照しながら、冷媒の状態について説明する。
【0012】
まず、蒸発時の冷媒の状態について説明する。なお、以下で説明する乾き度は、X=Wg/(Wg+Wl)で示される。ここで、Xは乾き度、Wgは冷媒ガス9の質量流量[kg/h]、Wlは冷媒液10の質量流量[kg/h]である。
【0013】
蒸発時に第1流通口3fから流入する冷媒は、乾き度が約0.2の冷媒ガス9と冷媒液10とが混在した状態である。図49及び図51中に実線矢印で示すように、第1ヘッダ3に流入した冷媒は、伝熱管群2に流入し、該伝熱管群2を通過する間にフィン1を介して空気8と熱交換して徐々に蒸発するため、次第に乾き度が増加する。この間、フィン1を通過する空気8は、伝熱管群2に熱を吸収されるため、風上から風下へ進むに従って温度が低下することになる。
【0014】
この結果、伝熱管群2と空気8との温度差が風上側でもっとも大きくなり、風上側で熱交換量が大きくなる。その後、伝熱管群2を通過した冷媒は、第2ヘッダ4を経てつぎの伝熱管群2に流入し、該伝熱管群2を通過する間に空気8との熱交換を行って蒸発する。以降、第1ヘッダ3と第2ヘッダ4とを交互に経由して、最後に第1ヘッダ3の第2流通口3gから流出する。
【0015】
以上説明した蒸発時においては、風上側で熱交換量が大きくなるため、風上側により多くの冷媒液を流す必要があるが、図51に示すように、熱交換器が45度傾けて設置されているため、重力の影響を受けて冷媒液10が風下側に溜まり易くなり、伝熱管群2において風下側に位置するものに流入する冷媒液10が多くなる一方、風上側に位置するものへ流入する冷媒液10が少なくなる傾向となる。
【0016】
つぎに、凝縮時の冷媒の状態について説明する。凝縮時に第2流通口3gから流入する冷媒は、乾き度が1.0の冷媒ガス9のみの状態である。図49及び図52中に破線矢印で示すように、第1ヘッダ3に流入した冷媒は、伝熱管群2に流入し、該伝熱管群2を通過する間にフィン1を介して空気8と熱交換して徐々に凝縮するため、次第に乾き度が減少する。この間、フィン1を通過する空気8は、伝熱管群2から熱を吸収するため、風上から風下へ進むに従って温度が上昇することになる。
【0017】
この結果、伝熱管群2と空気8との温度差が風上側でもっとも大きくなり、風上側で熱交換量が大きくなる。その後、伝熱管群2を通過した冷媒は、第2ヘッダ4を経てつぎの伝熱管群2に流入し、該伝熱管群2を通過する間に空気8との熱交換を行って凝縮する。以降、第1ヘッダ3と第2ヘッダ4とを交互に経由して、最後に第1ヘッダ3の第1流通口3fから流出する。
【0018】
以上説明した凝縮時においては、風上側で熱交換量が大きくなるため、風上側に冷媒ガスを流す必要があるが、図52に示すように、熱交換器が45度傾けて設置されているため、重力の影響を受けて冷媒液10が風下側に溜まり易くなり、伝熱管群2において風下側に位置するものの入口が冷媒液10により塞がれることになり、風下側に位置するものに流入する冷媒ガス9が少なくなる一方、風上側に位置するものに流入する冷媒ガス9が多くなる傾向となる。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、上記従来の熱交換器にあっては、重力方向7に対して傾斜配置した場合、重力の影響によって冷媒液10がヘッダ3,4の下方側に偏って溜まり易くなる。この結果、蒸発時と凝縮時との双方において熱交換器に所望の熱交換量を確保することが困難となる。
【0020】
例えば、上記熱交換器を重力方向7に対して45度傾けて設置し、空気8を45度上方向から45度下方向へ流した場合には、伝熱管群2において風上側に位置するものの冷媒ガス9が多くなるため、凝縮時の熱交換量を大きくすることができるが、伝熱管群2において風上側に位置するものの冷媒液10が少なくなるため、蒸発時の熱交換量が小さくならざるを得ない。
【0021】
また、熱交換器を重力方向7に対して45度傾けて設置し、空気8を45度下方向から45度上方向に流した場合には、伝熱管群2において風上側に位置するものの冷媒液10が多くなるため、蒸発時の熱交換量を大きくすることができるが、風上側に位置するものの冷媒ガス9が少なくなるため、凝縮時の熱交換量が小さくならざるを得ない。
【0022】
この発明は、上記実情に鑑みて、傾斜配置した場合であっても、蒸発時及び凝縮時の双方において所望の熱交換量を確保することのできる熱交換器を得ることを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる熱交換器は、ヘッダの内部に画成した室に冷媒を流入させる流入側伝熱管群と、前記室から冷媒を流出させる流出側伝熱管群と、を備え、前記流入側伝熱管群から前記室を介して前記流出側伝熱管群へ冷媒を通過させるようにした熱交換器において、前記室における前記流入側伝熱管群の接続部分と前記流出側伝熱管群の接続部分との間に絞り通路を設け、前記室において蒸発時に冷媒が流出する蒸発時流出側伝熱管群の接続部分を蒸発時に冷媒が流入する蒸発時流入側伝熱管群の接続部分よりも狭くする態様で当該室を仕切るとともに、風下側となる位置に前記絞り通路を設けたことを特徴とする。
【0024】
この発明によれば、絞り通路を通過する際に冷媒の速度を増加させることができる。また、この発明によれば、室における蒸発時流出側伝熱管群の接続部分において風上側へ移動した冷媒液が、狭い空間において重力の影響に関わらず風下側へ移動し難い状態となる。
【0025】
つぎの発明にかかる熱交換器は、ヘッダの内部に画成した室に冷媒を流入させる流入側伝熱管群と、前記室から冷媒を流出させる流出側伝熱管群と、を備え、前記流入側伝熱管群から前記室を介して前記流出側伝熱管群へ冷媒を通過させるようにした熱交換器において、前記室における前記流入側伝熱管群の接続部分と前記流出側伝熱管群の接続部分との間に絞り通路を設け、前記室において凝縮時に冷媒が流出する凝縮時流出側伝熱管群の接続部分を凝縮時に冷媒が流入する凝縮時流入側伝熱管群の接続部分よりも狭くする態様で当該室を仕切るとともに、風上側となる位置に前記絞り通路を設けたことを特徴とする。
【0026】
この発明によれば、絞り通路を通過する際に冷媒の速度を増加させることができる。また、この発明によれば、室における凝縮時流出側伝熱管群の接続部分において風下側へ移動した冷媒液が、狭い空間において重力の影響に関わらず風上側へ移動し難い状態となる。
【0027】
つぎの発明にかかる熱交換器は、ヘッダの内部に画成した室に冷媒を流入させる流入側伝熱管群と、前記室から冷媒を流出させる流出側伝熱管群と、を備え、前記流入側伝熱管群から前記室を介して前記流出側伝熱管群へ冷媒を通過させるようにした熱交換器において、前記室は、前記流入側伝熱管群の接続部分、前記流出側伝熱管群の接続部分および前記流入側伝熱管群の接続部分と前記流出側伝熱管群の接続部分とをつなぐ部分を有し、前記室において前記流入側伝熱管群及び前記流出側伝熱管群の各接続部分を狭くする態様で当該室を仕切り、かつ凝縮時に冷媒が流出する凝縮時流出側伝熱管群の接続部分へ至る凝縮時流入絞り通路を風上側に設けるとともに、蒸発時に冷媒が流出する蒸発時流出側伝熱管群の接続部分へ至る蒸発時流入絞り通路を風下側に設けたことを特徴とする。
【0028】
この発明によれば、絞り通路を通過する際に冷媒の速度を増加させることができる。また、この発明によれば、室における蒸発時流出側伝熱管群の接続部分において風上側へ移動した冷媒液が、狭い空間において重力の影響に関わらず風下側へ移動し難い状態となるとともに、室における凝縮時流出側伝熱管群の接続部分において風下側へ移動した冷媒液が、狭い空間において重力の影響に関わらず風上側に移動し難い状態となる。
【0029】
つぎの発明にかかる熱交換器は、上記の発明において、重力に逆らって流れた冷媒が流入する流入絞り通路の開口面積を、冷媒が流出する流入絞り通路の開口面積よりも大きく設定したことを特徴とする。
【0030】
この発明によれば、重力に逆らって流れた冷媒が流入する流入絞り通路の開口面積を大きくするので、流入絞り通路を通過する冷媒の圧力損失が低減されることになる。
【0031】
つぎの発明にかかる熱交換器は、上記の発明において、配管を用いて前記絞り通路を構成したことを特徴とする。
【0032】
この発明によれば、配管により絞り通路を構成することができるようになる。
【0033】
つぎの発明にかかる熱交換器は、上記の発明において、通過する冷媒の乾き度が大きくなるに従って前記絞り通路の開口面積を大きく構成したことを特徴とする。
【0034】
この発明によれば、乾き度が大きい冷媒が開口面積の大きい絞り通路を通過するようになる。
【0035】
つぎの発明にかかる熱交換器は、上記の発明において、前記室における前記流入側伝熱管群の接続部分と前記流出側伝熱管群の接続部分との間に絞り通路を有した通路壁を介在させたことを特徴とする。
【0036】
この発明によれば、室の内部に通路壁を介在させることによって絞り通路を構成することができる。
【0039】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる熱交換器の好適な実施の形態を説明する。
【0040】
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1である熱交換器の構成を示す断面図、図2は、図1に示した熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、蒸発時における冷媒の状態を示している。図3は、図1に示した熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面図であり、凝縮時における冷媒の状態を示している。なお、図2及び図3に示すように、本実施の形態1では、熱交換器を重力方向7に対して45度傾けて設置しており、空気が熱交換器の45度上方向から45度下方向へ流れるものとする。まず、これら図1〜図3に基づいて、熱交換器の構成について説明する。
【0041】
ここで例示する熱交換器は、多数のフィン1と、複数組(実施の形態1では8組)の伝熱管群2とを備えて構成してある。多数のフィン1は、互いに平行となるように並設した平板状部材である。伝熱管群2は、それぞれ複数の伝熱管、本実施の形態1では4本の伝熱管を並設して構成したもので、フィン1のそれぞれを貫通するように配設してある。各伝熱管群2には、それぞれの一端部に第1ヘッダ3が接続してある一方、それぞれの他端部に第2ヘッダ4が接続してある。
【0042】
第1ヘッダ3の内部には、4枚の仕切り板5を配設することによって5つの室3a,3b,3c,3d,3eを画成してある一方、第2ヘッダ4の内部には、その内部容積を略等分するように3枚の仕切り板6を配設することによって4つの室4a,4b,4c,4dを画成してある。これら第1ヘッダ3の室3a,3b,3c,3d,3e及び第2ヘッダ4の室4a,4b,4c,4dは、複数組の伝熱管群2を一連の通路の如く交互に接続するようにヘッダ3,4を仕切るためのものである。
【0043】
便宜上、第1ヘッダ3においては下側から順に第1室3a,第2室3b,第3室3c,第4室3d,第5室3eと称し、第2ヘッダ4においては下側から順に第1室4a,第2室4b,第3室4c,第4室4dと称すれば、第1ヘッダ3の第1室3aと第2ヘッダ4の第1室4aとの間、第2ヘッダ4の第1室4aと第1ヘッダ3の第2室3bとの間、第1ヘッダ3の第2室3bと第2ヘッダ4の第2室4bとの間、第2ヘッダ4の第2室4bと第1ヘッダ3の第3室3cとの間、第1ヘッダ3の第3室3cと第2ヘッダ4の第3室4cとの間、第2ヘッダ4の第3室4cと第1ヘッダ3の第4室3dとの間、第1ヘッダ3の第4室3dと第2ヘッダ4の第4室4dとの間、第2ヘッダ4の第4室4dと第1ヘッダ3の第5室3eとの間が、それぞれ伝熱管群2によって接続してある。従って、上記熱交換器では、第1ヘッダ3の第1室3a、第2ヘッダ4の第1室4a、第1ヘッダ3の第2室3b、第2ヘッダ4の第2室4b、第1ヘッダ3の第3室3c、第2ヘッダ4の第3室4c、第1ヘッダ3の第4室3d、第2ヘッダ4の第4室4d、第1ヘッダ3の第5室3e、の順に接続した経路が構成されることになる。
【0044】
また、第1ヘッダ3には、第1室3aに連通するように第1流通口3fを形成してある一方、第5室3eに連通するように第2流通口3gを形成してある。第1流通口3fは、蒸発時において第1ヘッダ3に冷媒を流入する流入口として機能する一方、凝縮時において第1ヘッダ3から冷媒を流出する流出口として機能するものである。逆に、第2流通口3gは、蒸発時において第1ヘッダ3から冷媒を流出する流出口として機能する一方、凝縮時において第1ヘッダ3に冷媒を流入する流入口として機能するものである。
【0045】
ここで、いま第2ヘッダ4を基準に考えると、上述した複数の伝熱管群2は、蒸発時において第2ヘッダ4から冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群として機能する第1伝熱管群2aと、第2ヘッダ4に冷媒を流入させる蒸発時流入側伝熱管群として機能する第2伝熱管群2bとに分類することができる。逆に、第1ヘッダ3に注目すると、蒸発時において第1伝熱管群2aが第1ヘッダ3に冷媒を流入させる蒸発時流入側伝熱管群として機能する一方、第2伝熱管群2bが第1ヘッダ3から冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群として機能することになる。
【0046】
一方、上記熱交換器には、第1ヘッダ3の第2室3b、第3室3c、第4室3d、並びに第2ヘッダ4の第1室4a、第2室4b、第3室4c、第4室4dにそれぞれ通路壁11を設けてある。通路壁11は、個々の中央部に絞り通路11aを有した板状部材であり、各室3b,3c,3d,4a,4b,4c,4dにおいて第1伝熱管群2aに接続する部分と第2伝熱管群2bに接続する部分との間を仕切るように、仕切り板5もしくは仕切り板6と平行に配置してある。
【0047】
つぎに、実施の形態1の熱交換器についてその作用を説明する。まず、蒸発時においては、冷媒が第1流通口3fから第1ヘッダ3に流入する。流入する冷媒は、乾き度が約0.2の冷媒ガス9と冷媒液10とが混在した状態である。
【0048】
図1及び図2中の実線矢印で示すように、第1ヘッダ3に流入した冷媒は、第1室3aに流れ込み、その後、第2伝熱管群2bを通じて第2ヘッダ4の第1室4aに流入する。この間、第2伝熱管群2bを通過する冷媒は、フィン1を介して空気8と熱交換して蒸発することになり、次第に乾き度が増加する。空気8は、フィン1を通過する間に第2伝熱管群2bに熱を吸収されるため、風上から風下へ進むに従ってその温度が低下する。従って、第2伝熱管群2bと空気8との温度差は、風上側でもっとも大きくなり、風上側の熱交換量が大きくなる。
【0049】
ついで、第2ヘッダ4に流入した冷媒は、絞り通路11aを通過した後、第1伝熱管群2aから流出されることになる。ここで、上記熱交換器によれば、絞り通路11aを通過する際に冷媒の速度が増加するため、当該絞り通路11aを通過した後の冷媒液10が仕切り板6に衝突することになる。この結果、図2に明示するように、冷媒液10が重力の影響に関わらず仕切り板6に沿って広がるようになり、第1伝熱管群2aのそれぞれから均等に流出し易くなる。
【0050】
さらに、第2ヘッダ4から流出した冷媒は、第1伝熱管群2aを通過する間にフィン1を介して空気8と熱交換して蒸発し、第1ヘッダ3の第2室3bに至る。以降、同様に冷媒が絞り通路11a、第2伝熱管群2b、第2ヘッダ4、絞り通路11a、第1伝熱管群2a、第1ヘッダ3を経由し、最後に第1ヘッダ3の第2流通口3gから流出する。これらの間においても、通路壁11の絞り通路11aを通過する際に冷媒の速度が増加し、当該絞り通路11aを通過した後の冷媒液10が仕切り板5、もしくは仕切り板6に衝突することになるため、冷媒液10が重力の影響に関わらず仕切り板5,6に沿って広がるようになり、第1伝熱管群2aのそれぞれから均等に流出し易くなるとともに、第2伝熱管群2bのそれぞれから均等に流出し易くなる。
【0051】
つぎに、凝縮時の作用について説明する。ここで、第2ヘッダ4を基準に考えると、凝縮時において第1伝熱管群2aが第2ヘッダ4に冷媒を流入させる凝縮時流入側経路として機能する一方、第2伝熱管群2bが第2ヘッダ4から冷媒を流出させる凝縮時流出側経路として機能する。逆に、第1ヘッダ3に注目すると、凝縮時において第1伝熱管群2aが第1ヘッダ3から冷媒を流出させる凝縮時流出側経路として機能する一方、第2伝熱管群2bが第1ヘッダ3に冷媒を流入させる凝縮時流入側経路として機能することになる。
【0052】
凝縮時においては、まず冷媒が第2流通口3gから第1ヘッダ3に流入する。流入する冷媒は、乾き度が1.0の冷媒ガスのみの状態である。
【0053】
図1及び図3中の破線矢印で示すように、第1ヘッダ3に流入した冷媒は、第5室3eに流れ込み、その後、第1伝熱管群2aを通じて第2ヘッダ4の第4室4dに流入する。この間、第1伝熱管群2aを通過する冷媒は、フィン1を介して空気8と熱交換して凝縮することにより、次第に乾き度が減少する。空気8は、フィン1を通過する間に第1伝熱管群2aから熱を吸収するため、風上から風下へ進むに従ってその温度は上昇する。従って、第1伝熱管群2aと空気8との温度差は、風上側でもっとも大きくなり、風上側の熱交換量が大きくなる。
【0054】
ついで、第2ヘッダ4に流入した冷媒は、絞り通路11aを通過した後、第2伝熱管群2bから流出されることになる。ここで、上記熱交換器によれば、絞り通路11aを通過する際に冷媒の速度が増加するため、当該絞り通路11aを通過した後の冷媒液10が仕切り板6に衝突することになる。この結果、冷媒液10が重力の影響に関わらず仕切り板6に沿って広がるようになり、第2伝熱管群2bのそれぞれから均等に流出し易くなる。これにより、第2伝熱管群2bのそれぞれの開口断面において冷媒液10により塞がれる割合もほぼ均等になり、冷媒ガス9が第2伝熱管群2bのそれぞれから均等に流出し易くなる。
【0055】
さらに、第2ヘッダ4から流出した冷媒は、第2伝熱管群2bを通過する間にフィン1を介して空気8と熱交換して凝縮し、第1ヘッダ3の第4室3dに至る。以降、同様に冷媒が絞り通路11a、第1伝熱管群2a、第2ヘッダ4、絞り通路11a、第2伝熱管群2b、第1ヘッダ3を経由し、最後に第1ヘッダ3の第1流通口3fから流出する。これらの間においても、通路壁11の絞り通路11aを通過する際に冷媒の速度が増加し、当該絞り通路11aを通過した後の冷媒液10が仕切り板5、もしくは仕切り板6に衝突することになるため、冷媒液10が重力の影響に関わらず仕切り板5,6に沿って広がるようになり、第1伝熱管群2aのそれぞれから均等に流出し易くなるとともに、第2伝熱管群2bのそれぞれから均等に流出し易くなる。
【0056】
このように、上記熱交換器では、絞り通路11aをヘッダ3,4に設けることにより、冷媒ガス9と冷媒液10とを各伝熱管群2a,2bのそれぞれに均等に分配することが可能になる。従って、蒸発時には第1伝熱管群2aにおいて風上側に位置するものに冷媒液10を確保でき、かつ凝縮時には第2伝熱管群2bにおいて風上側に位置するものに冷媒ガス9を確保することができる。つまり、上記熱交換器によれば、これを45度傾けて配置した場合であっても、重力の影響を受けることなく蒸発時及び凝縮時の双方において所望の熱交換量を確保することが可能となる。
【0057】
図41及び図42は、上述した熱交換器と従来の熱交換器とにおいて、第1伝熱管群2a及び第2伝熱管群2bのそれぞれに対する冷媒液10の分配割合を実験により検証した結果を示すグラフである。図41は、45度傾けた実施の形態1の熱交換器及び従来の熱交換器に対して冷媒を下側から上側に流した場合の第1伝熱管群2aに対する冷媒液10の分配割合を示し、図42は、45度傾けた実施の形態1の熱交換器及び従来の熱交換器に対して冷媒を上側から下側に流した場合の第2伝熱管群2bに対する冷媒液10の分配割合を示したものである。
【0058】
実験に用いた熱交換器の寸法は、図39及び図40に示す通りである。これら図39及び図40では、いずれも第2ヘッダ4において2枚の仕切り板6により画成された室、例えば第2室4bを示している。室は、幅方向の寸法が22.3mm、高さ方向の寸法が14.3mm、厚み方向の寸法が1.4mmである。また、第1伝熱管群2a及び第2伝熱管群2bは、それぞれ6mmのピッチで配設した4本の伝熱管を備えている。さらに、第1伝熱管群2aと第2伝熱管群2bとの間隔は10mmである。便宜上、第1伝熱管群2aを上方に位置するものから順に▲1▼a,▲2▼a,▲3▼a,▲4▼aと称し、第2伝熱管群2bを上方に位置するものから順に、▲1▼b,▲2▼b,▲3▼b,▲4▼bと称する。
【0059】
また、図40に示した実施の形態1の熱交換器には、室4bにおいて第1伝熱管群2aに接続する部分と第2伝熱管群2bに接続する部分との間に板厚が4mmの通路壁11を介在させている。この通路壁11には、その中央部に幅1.7mm、長さ4mmの絞り通路11aが形成してある。
【0060】
実験に際しては、乾き度が0.4の冷媒を流量6kg/hで流し、第1伝熱管群2a及び第2伝熱管群2bの各伝熱管に流通する冷媒液10の割合を計測した。なお、図41及び図42において、横軸は上述した伝熱管の番号であり、縦軸は伝熱管に流入する冷媒液の流量割合である。
【0061】
図39及び図40中の実線矢印に示すように、冷媒を下から上へ流した場合(蒸発時)、図41に示すように、実施の形態1の熱交換器によれば、従来の熱交換器に比べて、重力方向7と反対方向の伝熱管▲1▼aに流入する冷媒液10の割合が増加する一方、重力方向7と同一方向の伝熱管▲4▼aに流入する冷媒液10の割合が減少しており、冷媒液10が第1伝熱管群2aの各伝熱管▲1▼a,▲2▼a,▲3▼a,▲4▼aに均等に分配されていることが分かる。
【0062】
また、図39及び図40中の破線矢印に示すように、冷媒を上から下へ流した場合(凝縮時)、図42に示すように、実施の形態1の熱交換器によれば、従来の熱交換器に比べて、第2伝熱管群2bに流入する冷媒液10が均等に分配されていることが分かる。つまり、第2伝熱管群2bの各伝熱管▲1▼b,▲2▼b,▲3▼b,▲4▼bに流入する冷媒ガス9も均等に分配され易くなることが分かる。
【0063】
これにより、熱交換器を重力方向7に対して45度傾いた状態で設置し、空気8を熱交換器の45度上方向から45度下方向に流し、かつ、蒸発時には冷媒を下側から上側に、凝縮時には冷媒を上側から下側に流した場合には、蒸発時に第1伝熱管群2aにおいて風上側に位置したものに流出される冷媒液10の量が十分になるとともに、凝縮時に第2伝熱管群2bにおいて風上側に位置するものに流出される冷媒ガス9の量が十分になるため、蒸発時及び凝縮時の双方において所望の熱交換量を確保することができる。
【0064】
なお、上述した実施の形態1では、熱交換器を45度に傾けて設置するとともに、空気8を45度上方向から45度下方向へ流し、さらに蒸発時には冷媒を下側から上側に、凝縮時には冷媒を上側から下側に流すようにしているが、熱交換器の設置角度や空気の流れる方向、蒸発時及び凝縮時に冷媒を流す向きは任意であり、いずれにおいても実施の形態1と同様の効果を奏することが可能である。
【0065】
また、上述した実施の形態1では、ヘッダ3,4の内部に絞り通路11aを有した通路壁11を配設することによって該ヘッダ3,4に絞り通路11aを設けるようにしているため、ヘッダ3,4に加工を施す必要がなく、当該ヘッダ3,4の製造作業を煩雑化する虞れがないが、例えばヘッダの内壁面を突起状とすることによって絞り通路を形成してもよいし、ヘッダの壁面を絞ることによって絞り通路を形成することも可能である。
【0066】
さらに、上述した実施の形態1では、第1ヘッダ3及び第2ヘッダ4に画成したそれぞれの室の中央部に絞り通路11aを唯一形成するようにしているが、絞り通路の数や形状、取り付け角度、位置、大きさは任意に決定することができる。また、伝熱管群2a,2bの数や太さ、形状も任意に決定することができる。
【0067】
たとえば、図4及び図5に示すように伝熱管群2a,2bを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。図4はマイクロチャンネルが円形の場合を示し、図5はマイクロチャンネルが四角形の場合を示すが、形状や大きさ、数は任意に選択することができる。
【0068】
また、上述した実施の形態1では第1ヘッダ3と第2ヘッダ4とを設けたが、図6に示すように第2ヘッダ4の代わりにヘアピン2cを設け、第1ヘッダ3のみの構成としても良い。さらに、ヘアピンに限ることなく、第1伝熱管群2aと第2伝熱管群2bとを接続できるものであれば任意に選択することができる。
【0069】
実施の形態2.
図7は、この発明の実施の形態2である熱交換器の構成を示す断面図である。ここで例示する熱交換器は、上述した実施の形態1の熱交換器と同様の構成を有したもので、絞り通路の構成のみが異なっている。すなわち、この実施の形態2においては、通過する冷媒の乾き度が大きくなるに従って開口面積が大きくなるように絞り通路を構成するようにしている。
【0070】
より詳細には、蒸発時及び凝縮時のいずれにおいても通過する冷媒の乾き度が第2ヘッダの第1室4a、第1ヘッダの第2室3b、第2ヘッダの第2室4b、第1ヘッダの第3室3c、第2ヘッダの第3室4c、第1ヘッダの第4室3d、第2ヘッダの第4室4dの順に大きくなる。このため、各室4a,3b,4b,3c,4c,3d,4dに設ける絞り通路11a1,11a2,11a3,11a4,11a5,11a6,11a7の開口面積に関しても、この順序に従って大きくなるように設定してある。絞り通路11a1,11a2,11a3,11a4,11a5,11a6,11a7を設ける方法としては、実施の形態1と同様に、絞り通路11a1,11a2,11a3,11a4,11a5,11a6,11a7を有した通路壁11を各室4a,3b,4b,3c,4c,3d,4dに配設すればよい。
【0071】
なお、その他の構成に関しては、実施の形態1と同様であるため、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。また、熱交換器の設置角度や空気8の流れる方向、蒸発時及び凝縮時における冷媒の流れる方向に関しても実施の形態1と同様である。
【0072】
上記のように構成した熱交換器においても、ヘッダ3,4のそれぞれの室4a,3b,4b,3c,4c,3d,4dに絞り通路11a1,11a2,11a3,11a4,11a5,11a6,11a7を設けるようにしているため、該絞り通路11a1,11a2,11a3,11a4,11a5,11a6,11a7を通過する際に冷媒の速度が増加し、通過した後の冷媒液10が仕切り板5、もしくは仕切り板6に衝突することになる。従って、冷媒液10が重力の影響に関わらず仕切り板5,6に沿って広がるようになり、第1伝熱管群2aのそれぞれから流出し易くなるとともに、第2伝熱管群2bのそれぞれから均等に流出し易くなる。この結果、蒸発時には第1伝熱管群2aにおいて風上側に位置するものに冷媒液10を確保でき、かつ凝縮時には第2伝熱管群2bにおいて風上側に位置するものに冷媒ガス9を確保することができる。つまり、上記熱交換器によれば、これを45度傾けて配置した場合であっても、重力の影響を受けることなく蒸発時及び凝縮時の双方において所望の熱交換量を確保することが可能となる。
【0073】
しかも、この実施の形態2によれば、冷媒の乾き度が大きくなるに従って絞り通路11a1,11a2,11a3,11a4,11a5,11a6,11a7の開口面積を大きくしている。従って、冷媒の乾き度が大きな領域、すなわち冷媒ガス9の割合が多くなる領域において、絞り通路11a1,11a2,11a3,11a4,11a5,11a6,11a7を通過する冷媒の流速を減少させることができるようになり、蒸発時及び凝縮時の双方において圧力損失を低減することができる。
【0074】
なお、上述した実施の形態2では、熱交換器を45度に傾けて設置するとともに、空気8を45度上方向から45度下方向へ流し、さらに蒸発時には冷媒を下側から上側に、凝縮時には冷媒を上側から下側に流すようにしているが、熱交換器の設置角度や空気の流れる方向、蒸発時及び凝縮時に冷媒を流す向きは任意であり、いずれにおいても実施の形態2と同様の効果を奏することが可能である。
【0075】
また、上述した実施の形態2では、ヘッダ3,4の内部に絞り通路11a1,11a2,11a3,11a4,11a5,11a6,11a7を有した通路壁11を配設することによって該ヘッダ3,4に絞り通路11a1,11a2,11a3,11a4,11a5,11a6,11a7を設けるようにしているため、ヘッダ3,4に加工を施す必要がなく、当該ヘッダ3,4の製造作業を煩雑化する虞れがないが、例えばヘッダの内壁面を突起状とすることによって絞り通路を形成してもよいし、ヘッダの壁面を絞ることによって絞り通路を形成することも可能である。
【0076】
さらに、上述した実施の形態2では、第1ヘッダ3及び第2ヘッダ4に画成したそれぞれの室の中央部に絞り通路11a1,11a2,11a3,11a4,11a5,11a6,11a7を唯一形成するようにしているが、通過する冷媒の乾き度が大きくなるに従って開口面積が大きくなる条件を満足すれば、絞り通路の数や形状、取り付け角度、位置、大きさは任意に決定することができる。また、伝熱管群2a,2bの数や太さも任意に決定することができる。
【0077】
たとえば、図4及び図5に示すように伝熱管群2a,2bを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。図4はマイクロチャンネルが円形の場合を示し、図5はマイクロチャンネルが四角形の場合を示すが、形状や大きさ、数は任意に選択することができる。
【0078】
また、上述した実施の形態2では第1ヘッダ3と第2ヘッダ4とを設けたが、図8に示すように第2ヘッダの代わりにヘアピン2cを設け、第1ヘッダ3のみの構成としても良い。さらに、ヘアピンに限ることなく、第1伝熱管群2aと第2伝熱管群2bとを接続できるものであれば任意に選択することができる。
【0079】
実施の形態3.
図9は、この発明の実施の形態3である熱交換器の構成を示す断面図、図10は、図9に示した熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、蒸発時における冷媒の状態を示している。図11は、図9に示した熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、凝縮時における冷媒の状態を示している。
【0080】
ここで例示する熱交換器は、上述した実施の形態1の熱交換器と同様の構成を有したもので、ヘッダの内部構造のみが異なっている。すなわち、この実施の形態3においては、ヘッダにおいて蒸発時に冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群に接続する部分が、蒸発時に冷媒を流入させる蒸発時流入側伝熱管群に接続する部分よりも狭くなるように室を仕切り、かつ風下側となる位置に絞り通路を設けるようにしている。
【0081】
より詳細には、第1ヘッダ3の各室3b,3c,3dにおいては、蒸発時流出側伝熱管群となる第2伝熱管群2bに接続する部分が、蒸発時流入側伝熱管群となる第1伝熱管群2aに接続する部分よりも狭くなるように通路壁11を配設する一方、第2ヘッダ4の各室4a,4b,4c,4dにおいては、蒸発時流出側伝熱管群となる第1伝熱管群2aに接続する部分が、蒸発時流入側伝熱管群となる第2伝熱管群2bに接続する部分よりも狭くなるように通路壁11を配設してある。それぞれの通路壁11には、空気8の風下側となる部分に唯一の絞り通路11aを設けてある。
【0082】
なお、その他の構成に関しては、実施の形態1と同様であるため、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。また、熱交換器の設置角度や空気8の流れる方向、蒸発時及び凝縮時における冷媒の流れる方向に関しても実施の形態1と同様である。
【0083】
つぎに、実施の形態3の熱交換器についてその作用を説明する。まず、蒸発時においては、冷媒が第1流通口3fから第1ヘッダ3に流入する。流入する冷媒は、乾き度が約0.2の冷媒ガス9と冷媒液10が混在した状態である。
【0084】
図9及び図10中の実線矢印で示すように、第1ヘッダ3に流入した冷媒は、第1室3aに流れ込み、その後、第2伝熱管群2bを通じて第2ヘッダ4の第1室4aに流入する。この間、第2伝熱管群2bを通過する冷媒は、フィン1を介して空気8と熱交換して蒸発することになり、次第に乾き度が増加する。空気8は、フィン1を通過する間に第2伝熱管群2bに熱を吸収されるため、風上から風下へ進むに従ってその温度が低下する。従って、第2伝熱管群2bと空気8との温度差は、風上側でもっとも大きくなり、風上側の熱交換量が大きくなる。
【0085】
ついで、第2ヘッダ4に流入した冷媒は、絞り通路11aを通過した後、第1伝熱管群2aから流出されることになる。ここで、上記熱交換器によれば、絞り通路11aを通過する際に冷媒の速度が増加するため、絞り通路11aを通過した冷媒液10が仕切り板6に衝突し、その後、空気8の風上側へ移動することになる。さらに風上側へ移動した冷媒液10は、通路壁11と仕切り板6とによって画成された空間が狭いために重力の影響に関わらず風下側へ移動し難い状態となり、そのほとんどが第1伝熱管群2aにおいて風上側に位置するものから流出するようになる。
【0086】
さらに、第2ヘッダ4から流出した冷媒は、第1伝熱管群2aを通過する間にフィン1を介して空気8と熱交換して蒸発し、第1ヘッダ3の第2室3bに至る。その後、絞り通路11aを通過し、第2伝熱管群2bから流出されることになる。ここで、上記熱交換器によれば、絞り通路11aを通過する際に冷媒の速度が増加するため、絞り通路11aを通過した冷媒液10が仕切り板5に衝突し、その後、空気8の風上側へ移動することになる。さらに風上側へ移動した冷媒液10は、通路壁11と仕切り板5とによって画成された空間が狭いために重力の影響に関わらず風下側へ移動し難い状態となり、そのほとんどが第2伝熱管群2bにおいて風上側に位置するものから流出するようになる。
【0087】
以降、同様に冷媒が第2ヘッダ4、絞り通路11a、第1伝熱管群2a、第1ヘッダ3、絞り通路11a、第2伝熱管群2bを経由し、最後に第2流通口3gから流出する。これらの間においても、通路壁11の絞り通路11aを通過する際に冷媒の速度が増加し、当該絞り通路11aを通過した冷媒液10が仕切り板5、もしくは仕切り板6に衝突した後、空気8の風上側へ移動することになるため、風上側へ移動した冷媒液10が重力の影響に関わらず風下側へ移動し難い状態となり、そのほとんどが伝熱管群2a,2bにおいて風上側に位置するものから流出するようになる。
【0088】
つぎに、凝縮時の作用について説明する。凝縮時においては、冷媒が第2流通口3gから第1ヘッダ3に流入する。流入する冷媒は、乾き度が1.0の冷媒ガス9のみの状態である。
【0089】
図9及び図11中の破線矢印で示すように、第1ヘッダ3に流入した冷媒は、第5室3eに流れ込み、その後、第1伝熱管群2aを通じて第2ヘッダ4の第4室4dに流入する。この間、第1伝熱管群2aを通過する冷媒は、フィン1を介して空気8と熱交換して凝縮することにより、次第に乾き度が減少する。空気8は、フィン1を通過する間に第1伝熱管群2aから熱を吸収するため、風上から風下へ進むに従ってその温度は上昇する。従って、第1伝熱管群2aと空気8との温度差は、風上側でもっとも大きくなるため、風上側の熱交換量が大きくなる。
【0090】
ついで、第2ヘッダ4に流入した冷媒は、絞り通路11aを通過した後、第2伝熱管群2bから流出されることになる。ここで、上記熱交換器によれば、絞り通路11aを通過する際に冷媒の速度が増加するため、当該絞り通路11aを通過した後の冷媒液10が仕切り板6に衝突し、その後、風上側へ移動することになる。風上側へ移動した冷媒液10は、通路壁11と仕切り板6とで画成された空間が広いために、第2ヘッダ4の風上側において内壁に衝突した後、重力の影響によって風下側へ移動し、空間内を循環するようになる。このため、第2伝熱管群2bから流出される冷媒液10が均等に分配され易くなり、第2伝熱管群2bから流出される冷媒ガス9も均等に分配されることになる。
【0091】
さらに、第2ヘッダ4から流出した冷媒は、第2伝熱管群2bを通過する間にフィン1を介して空気8と熱交換して凝縮し、第1ヘッダ3の第4室3dに至る。以降、同様に冷媒が絞り通路11a、第1伝熱管群2a、第2ヘッダ4、絞り通路11a、第2伝熱管群2b、第1ヘッダ3を経由し、最後に第1ヘッダ3の第1流通口3fから流出する。これらの間においても、絞り通路11aを通過する際に冷媒の速度が増加し、当該絞り通路11aを通過した後の冷媒液10が仕切り板6に衝突した後、風上側へ移動することになる。風上側へ移動した冷媒液10は、空間が広いためにヘッダ3,4の風上側において内壁に衝突した後、重力の影響によって風下側へ移動し、空間内を循環するようになり、第1伝熱管群2aのそれぞれから均等に流出し易くなるとともに、第2伝熱管群2bのそれぞれから均等に流出し易くなる。
【0092】
このように、上記熱交換器では、第1ヘッダ3において蒸発時に冷媒を流出させる第2伝熱管群2bに接続する部分が、蒸発時に冷媒を流入させる第1伝熱管群2aに接続する部分よりも狭くなるように通路壁11を配設し、かつ風下側となる位置に絞り通路11aを設けるようにしているとともに、第2ヘッダ4において蒸発時に冷媒を流出させる第1伝熱管群2aに接続する部分が、蒸発時に冷媒を流入させる第2伝熱管群2bに接続する部分よりも狭くなるように通路壁11を配設し、かつ風下側となる位置に絞り通路11aを設けるようにしているため、蒸発時には第1伝熱管群2aにおいて風上側に位置するものに冷媒液10を大量に確保でき、かつ凝縮時には第2伝熱管群2bにおいて風上側に位置するものに冷媒ガス9を確保することができる。つまり、上記熱交換器によれば、これを45度傾けて配置した場合であっても、凝縮時の熱交換量を確保しながら、蒸発時の熱交換量を大幅に増加することが可能となる。
【0093】
図44及び図45は、上述した熱交換器と従来の熱交換器とにおいて、第1伝熱管群2a及び第2伝熱管群2bのそれぞれに対する冷媒液10の分配割合を実験により検証した結果を示すグラフである。図44は、45度傾けた実施の形態3の熱交換器及び従来の熱交換器に対して冷媒を下側から上側に流した場合の第1伝熱管群2aに対する冷媒液10の分配割合を示し、図45は、45度傾けた実施の形態3の熱交換器及び従来の熱交換器に対して冷媒を上側から下側に流した場合の第2伝熱管群2bに対する冷媒液10の分配割合を示したものである。
【0094】
実験に用いた熱交換器の寸法は、図39及び図43に示す通りである。これら図39及び図43では、いずれも第2ヘッダ4において2枚の仕切り板6により画成された室、例えば第2室4bを示している。室は、幅方向の寸法が22.3mm、高さ方向の寸法が14.3mm、厚み方向の寸法が1.4mmである。また、第1伝熱管群2a及び第2伝熱管群2bは、それぞれ6mmのピッチで配設した4本の伝熱管を備えている。さらに、第1伝熱管群2aと第2伝熱管群2bとの間隔は10mmである。便宜上、第1伝熱管群2aを上方に位置するものから順に▲1▼a,▲2▼a,▲3▼a,▲4▼aと称し、第2伝熱管群2bを上方に位置するものから順に、▲1▼b,▲2▼b,▲3▼b,▲4▼bと称する。
【0095】
また、図43に示した実施の形態3の熱交換器には、室4bにおいて第1伝熱管群2aに接続する部分と第2伝熱管群2bに接続する部分との間に板厚が1mmの通路壁11を介在させている。通路壁11を介在させる位置は、下から9.65mmの位置であり、室4bにおいて第1伝熱管群2aに接続する部分が第2伝熱管群2bに接続する部分よりも十分に狭くなるようにしている。この通路壁11には、第1伝熱管群2aにおいてもっとも下方に位置するもの▲4▼aよりもさらに下方となる位置に幅1.7mm、長さ1mmの絞り通路11aが形成してある。
【0096】
実験に際しては、乾き度が0.4の冷媒を流量6kg/hで流し、第1伝熱管群2a及び第2伝熱管群2bの各伝熱管に流通する冷媒液10の割合を計測した。なお、図44及び図45において、横軸は上述した伝熱管の番号であり、縦軸は伝熱管に流入する冷媒液の流量割合である。
【0097】
図39及び図43中の実線矢印に示すように、冷媒を下から上へ流した場合(蒸発時)、図44に示すように、実施の形態3の熱交換器によれば、従来の熱交換器に比べて、明らかに重力方向7と反対方向の伝熱管▲1▼aに流入する冷媒液10の流量割合が増加することが分かる。
【0098】
また、図39及び図43中の破線矢印に示すように、冷媒を上側から下側に流した場合(凝縮時)、図45に示すように、実施の形態3の熱交換器によれば、従来の熱交換器のヘッダに比べて、第2伝熱管群2bに流入する冷媒液10の流量割合が均等に分配されることが分かる。従って、第2伝熱管群2bに流入する冷媒ガス9も均等に分配され易くなる。
【0099】
これにより、熱交換器を重力方向7に対して45度傾いた状態で設置し、空気8を熱交換器の45度上方向から45度下方向に流し、かつ、蒸発時には冷媒を下側から上側に、凝縮時には冷媒を上側から下側に流した場合には、蒸発時に第1伝熱管群2aにおいて風上側に位置したものに流出される冷媒液10が大量になるとともに、凝縮時に第2伝熱管群2bにおいて風上側に位置するものに流出される冷媒ガス9の量が十分になる。従って、凝縮時に所望の熱交換量を確保しつつ、蒸発時に熱交換量を大幅に増大することができるようになる。
【0100】
なお、上述した実施の形態3では、熱交換器を45度に傾けて設置するとともに、空気8を45度上方向から45度下方向に流しているが、熱交換器の設置角度は0度から90度の間で任意に選択することができ、空気8の流れる方向は絞り通路11aが風下になる方向であれば任意に設定することができる。
【0101】
また、ヘッダ3,4の内部に絞り通路11aを有した通路壁11を配設することによって該ヘッダ3,4に絞り通路11aを設けるようにしているため、ヘッダ3,4に加工を施す必要がなく、当該ヘッダ3,4の製造作業を煩雑化する虞れがないが、例えばヘッダの内壁面を突起状とすることによって絞り通路を形成してもよいし、ヘッダの壁面を絞ることによって絞り通路を形成することも可能である。また、伝熱管群2a,2bの数や太さに関しては、任意に決定することができる。たとえば、実施の形態1と同様に電熱管群2a,2bを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。さらに、マイクロチャンネルは円形、四角形のほか任意の形状を選択することができ、大きさ、数についても任意に選択することができる。
【0102】
また、絞り通路11aの数や形状、取り付け角度、大きさは任意に決定することができる。たとえば、絞り通路11aが通路壁11と仕切板6により形成される流路の幅と同じであっても良い。
【0103】
さらに、上述した実施の形態3では第1ヘッド3と第2ヘッダ4とを設けたが、図12に示すように第2ヘッダの代わりにヘアピン2cを設け、第1ヘッダ3のみの構成としてもよい。さらに、ヘアピンに限ることなく、第1伝熱管群2aと第2伝熱管群2bを接続できるものであれば任意に選択することができる。
【0104】
実施の形態4.
上述した実施の形態3では、熱交換器を重力方向7に対して45度傾けて設置し、空気8を熱交換器の45度上方向から45度下方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流すようにしたものについて説明したが、実施の形態4は、熱交換器を45度傾けて設置し、空気8を45度下方向から45度上方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流すようにしたものである。
【0105】
図13及び図14は、この発明の実施の形態4である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、図13は、蒸発時における冷媒の状態を示し、図14は、凝縮時における冷媒の状態を示している。
【0106】
これらの図からも明らかなように、この実施の形態4においては、ヘッダにおいて凝縮時に冷媒を流出させる凝縮時流出側伝熱管群に接続する部分が、凝縮時に冷媒を流入させる凝縮時流入側伝熱管群に接続する部分よりも狭くなるように室を仕切り、かつ風上側となる位置に絞り通路を設けるようにしている。
【0107】
より詳細には、第1ヘッダ3の各室3b,3c,3dにおいては、凝縮時流出側伝熱管群となる第1伝熱管群2aに接続する部分が、凝縮時流入側伝熱管群となる第2伝熱管群2bに接続する部分よりも狭くなるように通路壁11を配設する一方、第2ヘッダ4の各室4a,4b,4c,4dにおいては、凝縮時流出側伝熱管群となる第2伝熱管群2bに接続する部分が、凝縮時流入側伝熱管群となる第1伝熱管群2aに接続する部分よりも狭くなるように通路壁11を配設してある。それぞれの通路壁11には、空気8の風上側となる部分に唯一の絞り通路11aを設けてある。
【0108】
なお、その他の構成に関しては、実施の形態1と同様であるため、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【0109】
上記のように構成した実施の形態4によれば、熱交換器を45度傾けて設置し、空気8を45度下方向から45度上方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流せば、蒸発時に所望の熱交換量を確保しつつ、凝縮時に熱交換量を大幅に増加することができるようになる。
【0110】
なお、上述した実施の形態4では、熱交換器を45度に傾けて設置するとともに、空気8を45度下方向から45度上方向に流しているが、熱交換器の設置角度は0度から90度の間で任意に選択することができ、空気8の流れる方向は絞り通路11aが風上になる方向であれば任意に選択することができる。また、伝熱管群2a,2bの数や太さに関しては、任意に決定することができる。たとえば、実施の形態1と同様に電熱管群2a,2bを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。さらに、マイクロチャンネルは円形、四角形のほか任意の形状を選択することができ、大きさ、数についても任意に選択することができる。
【0111】
実施の形態5.
上述した実施の形態3では、熱交換器を重力方向7に対して45度傾けて設置し、空気8を熱交換器の45度上方向から45度下方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流すようにしたものについて説明したが、実施の形態5は、熱交換器を45度傾けて設置し、空気8を45度上方向から45度下方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を上側から下側に、凝縮時に冷媒を下側から上側に流すようにしたものである。
【0112】
図15及び図16は、この発明の実施の形態5である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、図15は、蒸発時における冷媒の状態を示し、図16は、凝縮時における冷媒の状態を示している。
【0113】
これらの図からも明らかなように、この実施の形態5においては、ヘッダにおいて蒸発時に冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群に接続する部分が、蒸発時に冷媒を流入させる蒸発時流入側伝熱管群に接続する部分よりも狭くなるように室を仕切り、かつ風下側となる位置に絞り通路を設けるようにしている。
【0114】
より詳細には、第1ヘッダ3の各室3b,3c,3dにおいては、蒸発時流出側伝熱管群となる第1伝熱管群2aに接続する部分が、蒸発時流入側伝熱管群となる第2伝熱管群2bに接続する部分よりも狭くなるように通路壁11を配設する一方、第2ヘッダ4の各室4a,4b,4c,4dにおいては、蒸発時流出側伝熱管群となる第2伝熱管群2bに接続する部分が、蒸発時流入側伝熱管群となる第1伝熱管群2aに接続する部分よりも狭くなるように通路壁11を配設してある。それぞれの通路壁11には、空気8の風下側となる部分に唯一の絞り通路11aを設けてある。
【0115】
なお、その他の構成に関しては、実施の形態1と同様であるため、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【0116】
上記のように構成した実施の形態5によれば、熱交換器を45度傾けて設置し、空気8を45度上方向から45度下方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を上側から下側に、凝縮時に冷媒を下側から上側に流せば、凝縮時に所望の熱交換量を確保しつつ、蒸発時に熱交換量を大幅に増加することができるようになる。
【0117】
なお、上述した実施の形態5では、熱交換器を45度に傾けて設置するとともに、空気8を45度上方向から45度下方向に流しているが、熱交換器の設置角度は0度から90度の間で任意に選択することができ、空気8の流れる方向は絞り通路11aが風下になる方向であれば任意に設定することができる。また、伝熱管群2a,2bの数や太さに関しては、任意に決定することができる。たとえば、実施の形態1と同様に電熱管群2a,2bを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。さらに、マイクロチャンネルは円形、四角形のほか任意の形状を選択することができ、大きさ、数についても任意に選択することができる。
【0118】
実施の形態6.
上述した実施の形態3では、熱交換器を重力方向7に対して45度傾けて設置し、空気8を熱交換器の45度上方向から45度下方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流すようにしたものについて説明したが、実施の形態6は、熱交換器を45度傾けて設置し、空気8を45度下方向から45度上方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を上側から下側に、凝縮時に冷媒を下側から上側に流すようにしたものである。
【0119】
図17及び図18は、この発明の実施の形態6である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、図17は、蒸発時における冷媒の状態を示し、図18は、凝縮時における冷媒の状態を示している。
【0120】
これらの図からも明らかなように、この実施の形態6においては、ヘッダにおいて凝縮時に冷媒を流出させる凝縮時流出側伝熱管群に接続する部分が、凝縮時に冷媒を流入させる凝縮時流入側伝熱管群に接続する部分よりも狭くなるように室を仕切り、かつ風上側となる位置に絞り通路を設けるようにしている。
【0121】
より詳細には、第1ヘッダ3の各室3b,3c,3dにおいては、凝縮時流出側伝熱管群となる第2伝熱管群2bに接続する部分が、凝縮時流入側伝熱管群となる第1伝熱管群2aに接続する部分よりも狭くなるように通路壁11を配設する一方、第2ヘッダ4の各室4a,4b,4c,4dにおいては、凝縮時流出側伝熱管群となる第1伝熱管群2aに接続する部分が、凝縮時流入側伝熱管群となる第2伝熱管群2bに接続する部分よりも狭くなるように通路壁11を配設してある。それぞれの通路壁11には、空気8の風上側となる部分に唯一の絞り通路11aを設けてある。
【0122】
なお、その他の構成に関しては、実施の形態1と同様であるため、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【0123】
上記のように構成した実施の形態6によれば、熱交換器を45度傾けて設置し、空気8を45度下方向から45度上方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を上側から下側に、凝縮時に冷媒を下側から上側に流せば、蒸発時に所望の熱交換量を確保しつつ、凝縮時に熱交換量を大幅に増加することができるようになる。
【0124】
なお、上述した実施の形態6では、熱交換器を45度に傾けて設置するとともに、空気8を45度下方向から45度上方向に流しているが、熱交換器の設置角度は0度から90度の間で任意に選択することができ、空気8の流れる方向は絞り通路11aが風上になる方向であれば任意に設定することができる。また、伝熱管群2a,2bの数や太さに関しては、任意に決定することができる。たとえば、実施の形態1と同様に電熱管群2a,2bを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。さらに、マイクロチャンネルは円形、四角形のほか任意の形状を選択することができ、大きさ、数についても任意に選択することができる。
【0125】
実施の形態7.
上述した実施の形態3では、熱交換器を重力方向7に対して45度傾けて設置し、空気8を熱交換器の45度上方向から45度下方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流すようにしたものについて説明したが、実施の形態7は、熱交換器を重力方向7に沿って設置し、空気8を水平方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流すようにしたものである。
【0126】
図19及び図20は、この発明の実施の形態7である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、図19は、蒸発時における冷媒の状態を示し、図20は、凝縮時における冷媒の状態を示している。
【0127】
これらの図からも明らかなように、この実施の形態7においては、ヘッダにおいて蒸発時に冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群に接続する部分が、蒸発時に冷媒を流入させる蒸発時流入側伝熱管群に接続する部分よりも狭くなるように室を仕切り、かつ風下側となる位置に絞り通路を設けるようにしている。
【0128】
より詳細には、第1ヘッダ3の各室3b,3c,3dにおいては、蒸発時流出側伝熱管群となる第2伝熱管群2bに接続する部分が、蒸発時流入側伝熱管群となる第1伝熱管群2aに接続する部分よりも狭くなるように通路壁11を配設する一方、第2ヘッダ4の各室4a,4b,4c,4dにおいては、蒸発時流出側伝熱管群となる第1伝熱管群2aに接続する部分が、蒸発時流入側伝熱管群となる第2伝熱管群2bに接続する部分よりも狭くなるように通路壁11を配設してある。それぞれの通路壁11には、空気8の風下側となる部分に唯一の絞り通路11aを設けてある。
【0129】
なお、その他の構成に関しては、実施の形態1と同様であるため、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【0130】
熱交換器を重力方向7に沿って設置した場合であっても風上側で熱交換量が大きくなるため、蒸発時に冷媒液を風上側の伝熱管へ凝縮時に冷媒ガスを風上側の伝熱管へ流す必要がある。
【0131】
上記のように構成した実施の形態7によれば、熱交換器を重力方向7に沿って設置し、空気8を水平方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流せば、凝縮時に所望の熱交換量を確保しつつ、蒸発時に熱交換量を大幅に増加することができるようになる。
【0132】
なお、上述した実施の形態7では、空気8を水平方向に流しているが、空気8の流れる方向は絞り通路11aが風下になる方向であれば任意に設定することができる。また、伝熱管群2a,2bの数や太さに関しては、任意に決定することができる。たとえば、実施の形態1と同様に電熱管群2a,2bを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。さらに、マイクロチャンネルは円形、四角形のほか任意の形状を選択することができ、大きさ、数についても任意に選択することができる。
【0133】
実施の形態8.
上述した実施の形態3では、熱交換器を重力方向7に対して45度傾けて設置し、空気8を熱交換器の45度上方向から45度下方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流すようにしたものについて説明したが、実施の形態8は、熱交換器を重力方向7に沿って設置し、空気8を水平方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を上側から下側に、凝縮時に冷媒を下側から上側に流すようにしたものである。
【0134】
図21及び図22は、この発明の実施の形態8である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、図21は、蒸発時における冷媒の状態を示し、図22は、凝縮時における冷媒の状態を示している。
【0135】
これらの図からも明らかなように、この実施の形態8においては、ヘッダにおいて蒸発時に冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群に接続する部分が、蒸発時に冷媒を流入させる蒸発時流入側伝熱管群に接続する部分よりも狭くなるように室を仕切り、かつ風下側となる位置に絞り通路を設けるようにしている。
【0136】
より詳細には、第1ヘッダ3の各室3b,3c,3dにおいては、蒸発時流出側伝熱管群となる第1伝熱管群2aに接続する部分が、蒸発時流入側伝熱管群となる第2伝熱管群2bに接続する部分よりも狭くなるように通路壁11を配設する一方、第2ヘッダ4の各室4a,4b,4c,4dにおいては、蒸発時流出側伝熱管群となる第2伝熱管群2bに接続する部分が、蒸発時流入側伝熱管群となる第1伝熱管群2aに接続する部分よりも狭くなるように通路壁11を配設してある。それぞれの通路壁11には、空気8の風下側となる部分に唯一の絞り通路11aを設けてある。
【0137】
なお、その他の構成に関しては、実施の形態1と同様であるため、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【0138】
熱交換器を重力方向7に沿って設置した場合であっても風上側で熱交換量が大きくなるため、蒸発時に冷媒を風上側の伝熱管へ、凝縮時に冷媒ガスを風上側の伝熱管に流す必要がある。
【0139】
上記のように構成した実施の形態8によれば、熱交換器を重力方向7に沿って設置し、空気8を水平方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を上側から下側に、凝縮時に冷媒を下側から上側に流せば、凝縮時に所望の熱交換量を確保しつつ、蒸発時に熱交換量を大幅に増加することができるようになる。
【0140】
なお、上述した実施の形態8では、空気8を水平方向に流しているが、絞り通路11aが風下になる方向であれば任意に設定することができる。また、伝熱管群2a,2bの数や太さに関しては、任意に決定することができる。たとえば、実施の形態1と同様に電熱管群2a,2bを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。さらに、マイクロチャンネルは円形、四角形のほか任意の形状を選択することができ、大きさ、数についても任意に選択することができる。
【0141】
実施の形態9.
上述した実施の形態3では、熱交換器を重力方向7に対して45度傾けて設置し、空気8を熱交換器の45度上方向から45度下方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流すようにしたものについて説明したが、実施の形態9は、熱交換器を重力方向7に沿って設置し、空気8を水平方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流すようにしたものである。
【0142】
図23及び図24は、この発明の実施の形態9である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、図23は、蒸発時における冷媒の状態を示し、図24は、凝縮時における冷媒の状態を示している。
【0143】
これらの図からも明らかなように、この実施の形態9においては、ヘッダにおいて凝縮時に冷媒を流出させる凝縮時流出側伝熱管群に接続する部分が、凝縮時に冷媒を流入させる凝縮時流入側伝熱管群に接続する部分よりも狭くなるように室を仕切り、かつ風上側となる位置に絞り通路を設けるようにしている。
【0144】
より詳細には、第1ヘッダ3の各室3b,3c,3dにおいては、凝縮時流出側伝熱管群となる第1伝熱管群2aに接続する部分が、凝縮時流入側伝熱管群となる第2伝熱管群2bに接続する部分よりも狭くなるように通路壁11を配設する一方、第2ヘッダ4の各室4a,4b,4c,4dにおいては、凝縮時流出側伝熱管群となる第2伝熱管群2bに接続する部分が、凝縮時流入側伝熱管群となる第1伝熱管群2aに接続する部分よりも狭くなるように通路壁11を配設してある。それぞれの通路壁11には、空気8の風上側となる部分に唯一の絞り通路11aを設けてある。
【0145】
なお、その他の構成に関しては、実施の形態1と同様であるため、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【0146】
熱交換器を重力方向7に沿って設置した場合であっても、風上側で熱交換量が大きくなるため蒸発時に冷媒液を風上側の伝熱管へ凝縮時に冷媒ガスを風上側の伝熱管へ流す必要がある。
【0147】
上記のように構成した実施の形態9によれば、熱交換器を重力方向7に沿って設置し、空気8を水平方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流せば、蒸発時に所望の熱交換量を確保しつつ、凝縮時に熱交換量を大幅に増加することができるようになる。
【0148】
なお、上述した実施の形態9では、空気8を水平方向に流しているが、絞り通路11aが風上になる方向であれば任意に選択することができる。また、伝熱管群2a,2bの数や太さに関しては、任意に決定することができる。たとえば、実施の形態1と同様に電熱管群2a,2bを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。さらに、マイクロチャンネルは円形、四角形のほか任意の形状を選択することができ、大きさ、数についても任意に選択することができる。
【0149】
実施の形態10.
上述した実施の形態3では、熱交換器を重力方向7に対して45度傾けて設置し、空気8を熱交換器の45度上方向から45度下方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流すようにしたものについて説明したが、実施の形態10は、熱交換器を重力方向7に沿って設置し、空気8を水平方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を上側から下側に、凝縮時に冷媒を下側から上側に流すようにしたものである。
【0150】
図25及び図26は、この発明の実施の形態10である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、図25は、蒸発時における冷媒の状態を示し、図26は、凝縮時における冷媒の状態を示している。
【0151】
これらの図からも明らかなように、この実施の形態10においては、ヘッダにおいて凝縮時に冷媒を流出させる凝縮時流出側伝熱管群に接続する部分が、凝縮時に冷媒を流入させる凝縮時流入側伝熱管群に接続する部分よりも狭くなるように室を仕切り、かつ風上側となる位置に絞り通路を設けるようにしている。
【0152】
より詳細には、第1ヘッダ3の各室3b,3c,3dにおいては、凝縮時流出側伝熱管群となる第2伝熱管群2bに接続する部分が、凝縮時流入側伝熱管群となる第1伝熱管群2aに接続する部分よりも狭くなるように通路壁11を配設する一方、第2ヘッダ4の各室4a,4b,4c,4dにおいては、凝縮時流出側伝熱管群となる第1伝熱管群2aに接続する部分が、凝縮時流入側伝熱管群となる第2伝熱管群2bに接続する部分よりも狭くなるように通路壁11を配設してある。それぞれの通路壁11には、空気8の風上側となる部分に唯一の絞り通路11aを設けてある。
【0153】
なお、その他の構成に関しては、実施の形態1と同様であるため、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【0154】
熱交換器を重力方向7に沿って設置した場合であっても風上側で熱交換量が大きくなるため、蒸発時に冷媒液を風上側の伝熱管へ、凝縮時に冷媒ガスを風上側の伝熱管へ流す必要がある。
【0155】
上記のように構成した実施の形態10によれば、熱交換器を重力方向7に沿って設置し、空気8を水平方向に流し、かつ蒸発時に冷媒を上側から下側に、凝縮時に冷媒を下側から上側に流せば、蒸発時に所望の熱交換量を確保しつつ、凝縮時に熱交換量を大幅に増加することができるようになる。
【0156】
なお、上述した実施の形態10では、空気8を水平方向に流しているが、絞り通路11aが風上になる方向であれば任意に選択することができる。また、伝熱管群2a,2bの数や太さに関しては、任意に決定することができる。たとえば、実施の形態1と同様に電熱管群2a,2bを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。さらに、マイクロチャンネルは円形、四角形のほか任意の形状を選択することができ、大きさ、数についても任意に選択することができる。
【0157】
実施の形態11.
上述した実施の形態3では、第1ヘッダ3及び第2ヘッダ4に通路壁11を配設することによって絞り通路11aを構成したが、実施の形態11は、異径のU字状配管を適用してヘッダ及び絞り通路を構成したものである。
【0158】
図27は、この発明の実施の形態11である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。ここで例示する熱交換器は、実施の形態3に示したものと同様に、重力方向7に対して45度傾けて設置し、空気8を45度上方向から45度下方向へ流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流すようにしたもので、ヘッダの構成のみが異なっている。
【0159】
すなわち、図27に示す第2ヘッダ4は、第1伝熱管群2aと第2伝熱管群2bとをU字状の銅配管14によって接続している。より詳細には、蒸発時に冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群となる第1伝熱管群2aに至る湾曲部分が風下側に位置して絞り通路14aを構成するようにしてある。このような銅配管14を4つ並べて、第2ヘッダ4を構成する。
【0160】
このように構成された第2ヘッダ4は、室12a,12b,12c,12d,12e,12f,12g,12hを形成し、第1伝熱管群2aに接続するものと、第2伝熱管群2bに接続するものとに分けられる。室12a,12b,12c,12d,12e,12f,12g,12hにおいて蒸発時流出側伝熱管群となる第1伝熱管群2aに接続した側は、蒸発時流入側伝熱管群となる第2伝熱管群2bに接続したものよりも空間を狭く構成してある。
【0161】
なお、第1ヘッダに関しては図示していないが、第2ヘッダ4と同様の構成を有している。但し、ヘッダの室に関しては、蒸発時流出側伝熱管群となる第2伝熱管群2bに接続したものが、蒸発時流入側伝熱管群となる第1伝熱管群2aに接続したものよりも空間を狭く構成してある。また、その他の構成に関しては、実施の形態3と同様であるため、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【0162】
上記のように構成した熱交換器では、第2ヘッダ4において蒸発時に冷媒を流出させる第1伝熱管群2aに接続する部分を、蒸発時に冷媒を流入させる第2伝熱管群2bに接続する部分よりも狭く構成し、かつ風下側となる位置に絞り通路14aを設けるようにしているため、蒸発時には第1伝熱管群2aにおいて風上側に位置するものに冷媒液10を大量に確保でき、かつ凝縮時には第2伝熱管群2bにおいて風上側に位置するものに冷媒ガス9を確保することができる。つまり、上記熱交換器によれば、これを45度傾けて配置した場合であっても、凝縮時の熱交換量を確保しながら、蒸発時の熱交換量を大幅に増加することが可能となる。
【0163】
なお、上述した実施の形態3〜実施の形態11では、熱交換器を45度に傾けて設置した場合、または、鉛直に設置した場合について説明したが、熱交換器の設置角度は任意であり、上記に示した組み合わせを採用することで同様の効果を得ることができる。
【0164】
実施の形態12.
図28は、この発明の実施の形態12である熱交換器の構成を示す断面図である。図29は、図28に示した熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、蒸発時における冷媒の状態を示している。図30は、図28に示した熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、凝縮時における冷媒の状態を示している。
【0165】
ここで例示する熱交換器は、上述した実施の形態1の熱交換器と同様の構成を有したもので、ヘッダの内部構造のみが異なっている。すなわち、この実施の形態12においては、ヘッダにおいて各伝熱管群に接続する部分がそれぞれ狭くなるように室を仕切り、かつ蒸発時に冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群に接続する部分には風下側となる位置に第1絞り通路を設けるとともに、蒸発時に冷媒を流入させる蒸発時流入側伝熱管群に接続する部分には風上側となる位置に第2絞り通路を設けるようにしている。
【0166】
より詳細には、第1ヘッダ3の各室3b,3c,3dにおいては、各伝熱管群2a,2bに接続する部分がそれぞれ狭くなるように通路壁15a,15bを互いに間隔を確保して配設し、かつ蒸発時に冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群となる第2伝熱管群2bに近接した通路壁15aの風下側に第1絞り通路15aaを設ける一方、蒸発時に冷媒を流入させる蒸発時流入側伝熱管群となる第1伝熱管群2aに近接した通路壁15bの風上側に第2絞り通路15baを設けるようにしている。
【0167】
第2ヘッダ4の各室4a,4b,4c,4dにおいては、各伝熱管群2a,2bに接続する部分がそれぞれ狭くなるように一対の通路壁16a,16bを互いに間隔を確保して配設し、かつ蒸発時に冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群となる第1伝熱管群2aに近接した通路壁16aの風下側に第1絞り通路16aaを設ける一方、蒸発時に冷媒を流入させる蒸発時流入側伝熱管群となる第2伝熱管群2bに近接した通路壁16bの風上側に第2絞り通路16baを設けるようにしている。
【0168】
なお、その他の構成に関しては、実施の形態1と同様であるため、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【0169】
つぎに、実施の形態12の熱交換器についてその作用を説明する。まず、蒸発時においては、冷媒は第1流通口3fから第1ヘッダ3に流入する。流入する冷媒は、乾き度が約0.2の冷媒ガス9と冷媒液10とが混在した状態である。
【0170】
図28及び図29中の実線矢印で示すように、第1ヘッダ3に流入した冷媒は、第1室3aに流れ込み、その後、第2伝熱管群2bを通じて第2ヘッダ4の第1室4aに流入する。この間、第2伝熱管群2bを通過する冷媒は、フィン1を介して空気8と熱交換して蒸発することになり、次第に乾き度が増加する。空気8は、フィン1を通過する間に第2伝熱管群2bに熱を吸収されるため、風上から風下へ進むに従ってその温度が低下する。従って、第2伝熱管群2bと空気8との温度差は、風上側でもっとも大きくなり、風上側の熱交換量が大きくなる。
【0171】
ついで、第2ヘッダ4に流入した冷媒は、第2絞り通路16baおよび第1絞り通路16aaを通過した後、第1伝熱管群2aから流出されることになる。ここで、第1絞り通路16aaを通過する際に冷媒の速度が増加するため、当該第1絞り通路16aaを通過した後の冷媒液10が仕切り板6に衝突し、その後、風上側へ移動することになる。さらに風上側へ移動した冷媒液10は、通路壁16aと仕切り板6とによって画成された空間が狭いために重力の影響に関わらず風下側へ移動し難い状態となり、そのほとんどが第1伝熱管群2aにおいて風上側に位置するものから流出するようになる。
【0172】
さらに、第2ヘッダ4から流出した冷媒は、第1伝熱管群2aを通過する間にフィン1を介して空気8と熱交換して蒸発し、第1ヘッダ3の第2室3bに至る。その後、第1絞り通路15aaおよび第2絞り通路15baを通過し、第2伝熱管群2bから流出されることになる。ここで、上記熱交換器によれば、第2絞り通路15baを通過する際に冷媒の速度が増加するため、当該絞り通路15baを通過した冷媒液10が仕切り板5に衝突し、その後、空気8の風上側へ移動することになる。さらに風上側へ移動した冷媒液10は、通路壁15bと仕切り板5とによって画成された空間が狭いために重力の影響に関わらず風下側へ移動し難い状態となり、そのほとんどが第2伝熱管群2bにおいて風上側に位置するものから流出するようになる。
【0173】
以降、同様に冷媒が第1ヘッダ3及び第2ヘッダ4を交互に経て、最後に第1ヘッダ3の第2流通口3gから流出する。
【0174】
つぎに、凝縮時の作用について説明する。凝縮時においては、冷媒が第2流通口3gから第1ヘッダ3に流入する。流入する冷媒は、乾き度が1.0の冷媒ガス9のみの状態である。
【0175】
図28及び図30中の破線矢印で示すように、第1ヘッダ3に流入した冷媒は、第5室3eに流れ込み、その後、第1伝熱管群2aを通じて第2ヘッダ4の第4室4dに流入する。この間、第1伝熱管群2aを通過する冷媒は、フィン1を介して空気8と熱交換して凝縮することにより、次第に乾き度が減少する。空気8は、フィン1を通過する間に第1伝熱管群2aから熱を吸収するため、風上から風下へ進むに従ってその温度は上昇する。従って、第1伝熱管群2aと空気8との温度差は、風上側でもっとも大きくなり、風上側の熱交換量が大きくなる。
【0176】
ついで、第2ヘッダ4に流入した冷媒は、第1絞り通路16aa、第2絞り通路16baを通過した後、第2伝熱管群2bから流出されることになる。ここで、上記熱交換器によれば、第2絞り通路16baを通過する際に冷媒の速度が増加するため、当該第2絞り通路16baを通過した後の冷媒液10が仕切り板6に衝突し風下側へ移動する。従って、第2伝熱管群2bにおいて風下側に位置するものの入口で冷媒液10の面積割合が増加し、冷媒ガス9が通過できる面積割合が減少するため、第2伝熱管群2bにおいて風下側に位置するものに流入する冷媒ガス9が減少し、逆に、第2伝熱管群2bにおいて風上側に位置するものに流入する冷媒ガス9が増加する。
【0177】
さらに、第2ヘッダ4から流出した冷媒は、第2伝熱管群2bを通過する間にフィン1を介して空気8と熱交換して凝縮し、第1ヘッダ3の第4室3dに至る。以降、同様に冷媒が第1ヘッダ3及び第2ヘッダ4を交互に経て、最後に第1ヘッダ3の第1流通口3fから流出する。
【0178】
このように、上記熱交換器では、第1ヘッダ3の各室3b,3c,3dにおいて、各伝熱管群2a,2bに接続する部分がそれぞれ狭くなるように通路壁15a,15bを互いに間隔を確保して配設し、かつ蒸発時に冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群となる第2伝熱管群2bに近接した通路壁15aの風下側に第1絞り通路15aaを設ける一方、蒸発時に冷媒を流入させる蒸発時流入側伝熱管群となる第1伝熱管群2aに近接した通路壁15bの風上側に第2絞り通路15baを設けるようにしている。また、第2ヘッダ4の各室4a,4b,4c,4dにおいては、各伝熱管群2a,2bに接続する部分がそれぞれ狭くなるように一対の通路壁16a,16bを互いに間隔を確保して配設し、かつ蒸発時に冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群となる第1伝熱管群2aに近接した通路壁16aの風下側に第1絞り通路16aaを設ける一方、蒸発時に冷媒を流入させる蒸発時流入側伝熱管群となる第2伝熱管群2bに近接した通路壁16bの風上側に第2絞り通路16baを設けるようにしている。
【0179】
これらの結果、蒸発時には、伝熱管群2a,2bにおいて風上側に位置するものに冷媒液10を流すことができる一方、凝縮時には、伝熱管群2a,2bにおいて風上側に位置するものに冷媒ガス9を流すことができるため、蒸発時及び凝縮時の双方において熱交換量を大幅に増加できるようになる。
【0180】
図47及び図48は、上述した熱交換器と従来の熱交換器とにおいて、第1伝熱管群2a及び第2伝熱管群2bのそれぞれに対する冷媒液10の分配割合を実験により検証した結果を示すグラフである。図47は、45度傾けた実施の形態12の熱交換器及び従来の熱交換器に対して冷媒を下側から上側に流した場合の第1伝熱管群2aに対する冷媒液10の分配割合を示し、図48は、45度傾けた実施の形態12の熱交換器及び従来の熱交換器に対して冷媒を上側から下側に流した場合の第2伝熱管群2bに対する冷媒液10の分配割合を示したものである。
【0181】
実験に用いた熱交換器の寸法は、図39及び図46に示す通りである。これら図39及び図46では、いずれも第2ヘッダ4において2枚の仕切り板6により画成された室、例えば第2室4bを示している。室は、幅方向の寸法が22.3mm、高さ方向の寸法が14.3mm、厚み方向の寸法が1.4mmである。また、第1伝熱管群2a及び第2伝熱管群2bは、それぞれ6mmのピッチで配設した4本の伝熱管を備えている。さらに、第1伝熱管群2aと第2伝熱管群2bとの間隔は10mmである。便宜上、第1伝熱管群2aを上方に位置するものから順に▲1▼a,▲2▼a,▲3▼a,▲4▼aと称し、第2伝熱管群2bを上方に位置するものから順に、▲1▼b,▲2▼b,▲3▼b,▲4▼bと称する。
【0182】
また、図46に示した実施の形態12の熱交換器には、室4bにおいて第1伝熱管群2aに接続する部分と第2伝熱管群2bに接続する部分との間に板厚が1mmの通路壁16a,16bを一対介在させている。通路壁11を介在させる位置は、上から3.65mm及び下から3.65mmの2位置である。上方の通路壁16aには、第1伝熱管群2aにおいてもっとも下方に位置するもの▲4▼aよりもさらに下方となる位置に幅1.7mm、長さ1mmの第1絞り通路16aaが形成してある一方、下方の通路壁16bには、第2伝熱管群2bにおいてもっとも上方に位置するもの▲1▼bよりもさらに上方となる位置に幅1.7mm、長さ1mmの第2絞り通路16baが形成してある。
【0183】
実験に際しては、乾き度が0.4の冷媒を流量6kg/hで流し、第1伝熱管群2a及び第2伝熱管群2bの各伝熱管に流通する冷媒液10の割合を計測した。なお、図47及び図48において、横軸は上述した伝熱管の番号であり、縦軸は伝熱管に流入する冷媒液の流量割合である。
【0184】
図39及び図46中の実線矢印に示すように、冷媒を下から上へ流した場合(蒸発時)、図47に示すように、実施の形態12の熱交換器によれば、従来の熱交換器に比べて、明らかに重力方向7と反対方向の伝熱管▲1▼aに流入する冷媒液10の流量割合が増加することが分かる。
【0185】
また、図39及び図46中の破線矢印に示すように、冷媒を上側から下側に流した場合(凝縮時)、図48に示すように、実施の形態12の熱交換器によれば、従来の熱交換器のヘッダに比べて、第2伝熱管群2bにおいて重力方向7と反対方向の伝熱管▲1▼bに流入する冷媒液10の流量割合がさらに減少することが分かる。つまり、第2伝熱管群2bにおいて重力方向7と反対方向の伝熱管▲1▼bに流入する冷媒ガス9の割合が増加することが分かる。
【0186】
これにより、熱交換器を重力方向7に対して45度傾いた状態で設置し、空気8を熱交換器の45度上方向から45度下方向に流し、かつ、蒸発時には冷媒を下側から上側に、凝縮時には冷媒を上側から下側に流した場合には、蒸発時に第1伝熱管群2aにおいて風上側に位置したものに流出される冷媒液10が大量になるとともに、凝縮時に第2伝熱管群2bにおいて風上側に位置するものに流出される冷媒ガス9の量が大量になる。従って、蒸発時及び凝縮時の双方において熱交換量を大幅に増大することができるようになる。
【0187】
なお、上述した実施の形態12では、熱交換器を45度に傾けて設置するとともに、空気8を45度上方向から45度下方向に流しているが、熱交換器の設置角度は0度から90度の間で任意に選択することができ、空気8の流れる方向は第1絞り通路16aaが風下に、第2絞り通路16baが風上になる方向であれば任意に選択することができる。
【0188】
また、絞り通路16aa、16bbの形状、取り付け角度、大きさは任意に選択することができる。たとえば、絞り通路16aaが通路壁16aと仕切板6により形成される流路の幅と等しくても熱交換量を大幅に増大することができるようになる。
【0189】
なお、上述した実施の形態12においては、凝縮時において第2絞り通路16baを通過した後の冷媒液は重力により風下側へ移動するため、第2絞り通路16baの開口面積を第1絞り通路16aaの開口面積より大きくすると熱交換量を大幅に増大することができ、冷媒の圧力損失を減少することが可能となる。また、第2の絞り通路16baの開口面積が大きくなるので、蒸発時の圧力損失も低減できる。
【0190】
なお、伝熱管群2a,2bの数や太さに関しては、任意に決定することができる。たとえば、実施の形態1と同様に電熱管群2a,2bを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。さらに、マイクロチャンネルは円形、四角形のほか任意の形状を選択することができ、大きさ、数についても任意に選択することができる。
【0191】
また、上述した実施の形態12では第ヘッダ3と第2ヘッダ4とを設けたが、図31に示すように、第2ヘッダの代わりにヘアピン2cを設け、第1ヘッダ3のみの構成としても良い。さらに、ヘアピンに限ることなく、第1伝熱管群2aと第2伝熱管群2bを接続できるものであれば任意に選択することができる。
【0192】
実施の形態13.
図32及び図33は、この発明の実施の形態13である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、図32は、蒸発時における冷媒の状態を示し、図33は、凝縮時における冷媒の状態を示している。
【0193】
ここで例示する熱交換器は、上述した実施の形態12の熱交換器と同様の構成を有したものである。但し、熱交換器を重力方向7に対して45度傾いた状態で設置し、空気8を熱交換器の45度下方向から45度上方向に流すようにしたため、この風向きの相違に応じてヘッダの内部構造を実施の形態12と対称となるように構成してある。すなわち、第2ヘッダ4に着目すれば、各伝熱管群2a,2bに接続する部分がそれぞれ狭くなるように通路壁16a、16bによって室を仕切るようにしている。蒸発時に冷媒を流出させる第1伝熱管群2aに接続する部分には風下側となる位置に第1絞り通路16aaを設けるとともに、蒸発時に冷媒を流入させる第2伝熱管群2bに接続する部分には風上側となる位置に第2絞り通路16baを設けるようにしている。
【0194】
従って、この実施の形態13の熱交換器においても、実施の形態12と同様に、蒸発時及び凝縮時の双方において熱交換量を大幅に増加することができる。
【0195】
なお、上述した実施の形態13では、熱交換器を45度に傾けて設置するとともに、空気8を45度下方向から45度上方向に流しているが、熱交換器の設置角度は0度から90度の間で任意に選択することができ、空気8の流れる方向は第1絞り通路16aaが風下に、第2絞り通路16baが風上になる方向であれば任意に選択することができる。
【0196】
なお、上述した実施の形態13においては、蒸発時に第1の絞り通路16aaを通過した冷媒は重力により風上側へ移動するため、第1絞り通路16aaの開口面積を第2絞り通路16baの開口面積より大きくすると熱交換量を大幅に増大することができ、冷媒の圧力損失を減少することが可能となる。また、第1の絞り通路16aaの開口面積が増加するので凝縮時の圧力損失も低減できる。
【0197】
また、伝熱管群2a,2bの数や太さに関しては、任意に決定することができる。たとえば、実施の形態1と同様に電熱管群2a,2bを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。さらに、マイクロチャンネルは円形、四角形のほか任意の形状を選択することができ、大きさ、数についても任意に選択することができる。
【0198】
実施の形態14.
図34及び図35は、この発明の実施の形態14である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、図34は、蒸発時における冷媒の状態を示し、図35は、凝縮時における冷媒の状態を示している。
【0199】
ここで例示する熱交換器は、上述した実施の形態12の熱交換器と同様の構成を有したものである。但し、蒸発時において冷媒を上側から下側へ流す一方、凝縮時において冷媒を下側から上側に流すようにしているため、この冷媒の流通方向の相違に応じてヘッダの内部構造を実施の形態12と対称となるように構成してある。すなわち、第2ヘッダ4に着目すれば、各伝熱管群2a,2bに接続する部分がそれぞれ狭くなるように通路壁16a、16bによって室を仕切るようにしている。蒸発時に冷媒を流出させる第2伝熱管群2bに接続する部分には風下側となる位置に第2絞り通路16baを設けるとともに、蒸発時に冷媒を流入させる第1伝熱管群2aに接続する部分には風上側となる位置に第1絞り通路16aaを設けるようにしている。
【0200】
従って、この実施の形態14の熱交換器においても、実施の形態12と同様に、蒸発時及び凝縮時の双方において熱交換量を大幅に増加することができる。
【0201】
なお、上述した実施の形態14では、熱交換器を45度に傾けて設置するとともに、空気8を45度上方向から45度下方向に流しているが、熱交換器の設置角度は0度から90度の間で任意に選択することができ、空気8の流れる方向は第2絞り通路16baが風下に、第1絞り通路16aaが風上になる方向であれば任意に選択することができる。
【0202】
なお、上述した実施の形態14においては、凝縮時に第1絞り通路16aaを通過した後の冷媒液は重力により風下側へ移動するため、第1絞り通路16aaの開口面積を第2絞り通路16baの開口面積より大きくすると、熱交換量を大幅に増大することができ、冷媒の圧力損失を減少することが可能となる。また、第1絞り通路16aaの開口面積が増大するので蒸発時の圧力損失も低減できる。
【0203】
また、伝熱管群2a,2bの数や太さに関しては、任意に決定することができる。たとえば、実施の形態1と同様に電熱管群2a,2bを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。さらに、マイクロチャンネルは円形、四角形のほか任意の形状を選択することができ、大きさ、数についても任意に選択することができる。
【0204】
実施の形態15.
図36及び図37は、この発明の実施の形態15である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図であり、図36は、蒸発時における冷媒の状態を示し、図37は、凝縮時における冷媒の状態を示している。
【0205】
ここで例示する熱交換器は、上述した実施の形態12の熱交換器に対して、空気8の流す方向、並びに冷媒を流す向きが逆であるが、ヘッダの内部構造に関しても実施の形態12と同様である。すなわち、ヘッダの内部を実施の形態12と同様に構成した熱交換器を、重力方向7に対して45度傾いた状態で設置し、空気8を熱交換器の45度下方向から45度上方向に流すとともに、蒸発時において冷媒を上側から下側へ流す一方、凝縮時において冷媒を下側から上側に流すようにしたものである。
【0206】
従って、この実施の形態15においても、蒸発時及び凝縮時の双方において熱交換量を大幅に増加することができる。
【0207】
なお、上述した実施の形態15では、熱交換器を45度に傾けて設置するとともに、空気8を45度下方向から45度上方向に流しているが、熱交換器の設置角度は0度から90度の間で任意に選択することができ、空気8の流れる方向は第2絞り通路16baが風下に、第1絞り通路16aaが風上になる方向であれば任意に選択することができる。
【0208】
なお、上述した実施の形態15においては、蒸発時に第2の絞り通路16baを通過した後の冷媒は重力により移動するため、第2の絞り通路16baの開口面積を第1の絞り通路16aaの開口面積より大きくすると熱交換量を大幅に増大することができ、冷媒の圧力損失を減少させることが可能となる。また、第2の絞り通路16baの開口面積が増加するので凝縮時の圧力損失も低減できる。
【0209】
また、伝熱管群2a,2bの数や太さに関しては、任意に決定することができる。たとえば、実施の形態1と同様に電熱管群2a,2bを扁平管や楕円形の中に複数のマイクロチャンネルとして構成しても良い。さらに、マイクロチャンネルは円形、四角形のほか任意の形状を選択することができ、大きさ、数についても任意に選択することができる。
【0210】
実施の形態16.
上述した実施の形態12では、第1ヘッダ3及び第2ヘッダ4に通路壁15a、15b、16a、16bを配設することによって絞り通路15aa、15ba、16aa、16baを構成したが、実施の形態16は、S字状に蛇行する銅配管を適用してヘッダ及び絞り通路を構成したものである。
【0211】
図38は、この発明の実施の形態16である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。ここで例示する熱交換器は、実施の形態12に示したものと同様に、重力方向7に対して45度傾けて設置し、空気8を45度上方向から45度下方向へ流し、かつ蒸発時に冷媒を下側から上側に、凝縮時に冷媒を上側から下側に流すようにしたもので、ヘッダの構成のみが異なっている。
【0212】
すなわち、図38に示す第2ヘッダ4は、第1伝熱管群2aと第2伝熱管群2bとをS字状に蛇行する銅配管21によって接続している。より詳細には、蒸発時に冷媒を流出させる蒸発時流出側伝熱管群となる第1伝熱管群2aに至る湾曲部分が風下側に位置して第1絞り通路21aを構成する一方、蒸発時に冷媒を流入させる蒸発時流入側伝熱管群となる第2伝熱管群2bに至る湾曲部分が風上側に位置して第2絞り通路21bを構成するようにしてある。
【0213】
なお、第1ヘッダに関しては図示していないが、第2ヘッダ4と同様の構成を有している。
【0214】
上記のように構成した熱交換器では、熱交換器を重力方向7に対して45度傾いた状態で設置し、空気8を熱交換器の45度上方向から45度下方向に流し、かつ、蒸発時には冷媒を下側から上側に、凝縮時には冷媒を上側から下側に流した場合、蒸発時に第1伝熱管群2aにおいて風上側に位置したものに流出される冷媒液10が大量になるとともに、凝縮時に第2伝熱管群2bにおいて風上側に位置するものに流出される冷媒ガス9の量が大量になる。従って、蒸発時及び凝縮時の双方において熱交換量を大幅に増大することができるようになる。
【0215】
なお、上述した実施の形態12〜実施の形態16では、熱交換器を45度に傾けて設置した場合について説明したが、熱交換器の設置角度は任意であり、上記に示した組み合わせを採用することで同様の効果を得ることができる。
【0216】
また、上述した実施の形態1〜実施の形態16では第1ヘッダ3と第2ヘッダ4とを設けたが、第2ヘッダ4の代わりにヘアピンを設け、第1ヘッダ3のみの構成としても良い。さらに、ヘアピンに限ることなく、第1伝熱管群2aと第2伝熱管群2bとを接続できるものであれば任意に選択することができる。
【0217】
また、絞り通路21a、21bの大きさは任意であり、たとえば、銅配管径と等しくても同様の効果を有する。
【0218】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかる熱交換器によれば、絞り通路を通過する際に冷媒の速度を増加させることができるため、室への衝突を利用することにより蒸発時及び凝縮時の双方において冷媒が伝熱管群のそれぞれに均等に流入し易くなり、それぞれに所望の熱交換量を確保することができるようになる。
【0219】
つぎの発明によれば、室の内部に通路壁を介在させることによって絞り通路を構成することができるため、ヘッダに加工を施す必要がなく、当該ヘッダの製造作業を煩雑化する虞れがない。
【0220】
つぎの発明によれば、乾き度が大きい冷媒が開口面積の大きい絞り通路を通過するようになるため、熱交換器の圧力損失を低減することができる。
【0221】
つぎの発明によれば、室における蒸発時流出側伝熱管群の接続部分において風上側へ移動した冷媒液が、狭い空間において重力の影響に関わらず風下側へ移動し難い状態となるため、凝縮時の熱交換量を確保しつつ、蒸発時の熱交換量を増大することが可能になる。
【0222】
つぎの発明によれば、室における凝縮時流出側伝熱管群の接続部分において風下側へ移動した冷媒液が、狭い空間において重力の影響に関わらず風上側へ移動し難い状態となるため、蒸発時の熱交換量を確保しつつ、凝縮時の熱交換量を増大することが可能になる。
【0223】
つぎの発明によれば、室における蒸発時流出側伝熱管群の接続部分において風上側へ移動した冷媒液が、狭い空間において重力の影響に関わらず風下側へ移動し難い状態となるとともに、室における凝縮時流出側伝熱管群の接続部分において風下側へ移動した冷媒液が、狭い空間において重力の影響に関わらず風上側に移動し難くなる。
【0224】
つぎの発明によれば、流入絞り通路を通過する冷媒の圧力損失が低減されることになるため、蒸発時及び凝縮時の双方において熱交換量を増大することが可能となる。
【0225】
この発明によれば、配管を用いて絞り通路を構成することができるようになるため、熱交換器の製造が容易となり、製造コストの低減を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1である熱交換器の断面図である。
【図2】 図1に示した熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図3】 図1に示した熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図4】 この発明の実施の形態1である熱交換器の変形例を示した図である。
【図5】 この発明の実施の形態1である熱交換器の変形例を示した図である。
【図6】 この発明の実施の形態1である熱交換器の変形例を示した図である。
【図7】 この発明の実施の形態2である熱交換器の断面図である。
【図8】 この発明の実施の形態2である熱交換器の変形例を示した図である。
【図9】 この発明の実施の形態3である熱交換器の断面図である。
【図10】 図9に示した熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図11】 図9に示した熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図12】 この発明の実施の形態3である熱交換器の変形例を示した図である。
【図13】 この発明の実施の形態4である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図14】 この発明の実施の形態4である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図15】 この発明の実施の形態5である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図16】 この発明の実施の形態5である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図17】 この発明の実施の形態6である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図18】 この発明の実施の形態6である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図19】 この発明の実施の形態7である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図20】 この発明の実施の形態7である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図21】 この発明の実施の形態8である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図22】 この発明の実施の形態8である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図23】 この発明の実施の形態9である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図24】 この発明の実施の形態9である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図25】 この発明の実施の形態10である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図26】 この発明の実施の形態10である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図27】 この発明の実施の形態11である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図28】 この発明の実施の形態12である熱交換器の断面図である。
【図29】 図28に示した熱交換器を一方のヘッダからみた断面側面図である。
【図30】 図28に示した熱交換器を一方のヘッダから見た断面側面図である。
【図31】 この発明の実施の形態12である熱交換器の変形例を示した図である。
【図32】 この発明の実施の形態13である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図33】 この発明の実施の形態13である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図34】 この発明の実施の形態14である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図35】 この発明の実施の形態14である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図36】 この発明の実施の形態15である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図37】 この発明の実施の形態15である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図38】 この発明の実施の形態16である熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面図である。
【図39】 従来の熱交換器のヘッダ形状を示した図である。
【図40】 実施の形態1の熱交換器のヘッダ形状を示した図ある。
【図41】 実施の形態1の熱交換器及び従来の熱交換器にそれぞれ冷媒を下側から上側に流した場合に蒸発時流入側伝熱管に流入する冷媒液の流量割合を示したグラフである。
【図42】 実施の形態1の熱交換器及び従来の熱交換器にそれぞれ冷媒を上側から下側に流した場合に凝縮時流出側伝熱管に流入する冷媒液の流量割合を示したグラフである。
【図43】 実施の形態3の熱交換器のヘッダ形状を示した図である。
【図44】 実施の形態3の熱交換器及び従来の熱交換器において、蒸発時に蒸発時流出側伝熱管に流入する冷媒液の流量割合を示したグラフである。
【図45】 実施の形態3の熱交換器及び従来の熱交換器において、凝縮時に凝縮時流出側伝熱管に流入する冷媒液の流量割合を示したグラフである。
【図46】 実施の形態12の熱交換器のヘッダ形状を示した図である。
【図47】 実施の形態12の熱交換器及び従来の熱交換器において、蒸発時に蒸発時流出側伝熱管に流入する冷媒液の流量割合を示したグラフである。
【図48】 実施の形態12の熱交換器及び従来の熱交換器において、凝縮時に凝縮時流出側伝熱管に流入する冷媒液の流量割合を示したグラフである。
【図49】 従来の熱交換器の概略断面を示した図である。
【図50】 図49に示した熱交換器を一方のヘッダ側から見た断面側面図である。
【図51】 図49に示した熱交換器において蒸発時に一方のヘッダを通過する冷媒ガスと冷媒液との分布を示した概略断面図である。
【図52】 図49に示した熱交換器において凝縮時に一方のヘッダを通過する冷媒ガスと冷媒液との分布を示した概略断面図である。
【符号の説明】
1 フィン、2 伝熱管群、2a 第1伝熱管群、2b 第2伝熱管群、2c ヘアピン、3 第1ヘッダ、3a,3b,3c,3d,3e 室、3f 第1流通口、3g 第2流通口、4 第2ヘッダ、4a,4b,4c,4d 室、5 仕切り板、6 仕切り板、8 空気、9 冷媒ガス、10 冷媒液、11 通路壁、14 U字状配管、15a,15b 通路壁、15aa 絞り通路、15b 通路壁、15ba 絞り通路、16a 通路壁、16aa 絞り通路、16b 通路壁、16ba 絞り通路、21 銅配管、21a 絞り通路、21b 絞り通路。
Claims (7)
- ヘッダの内部に画成した室に冷媒を流入させる流入側伝熱管群と、前記室から冷媒を流出させる流出側伝熱管群と、を備え、前記流入側伝熱管群から前記室を介して前記流出側伝熱管群へ冷媒を通過させるようにした熱交換器において、
前記室における前記流入側伝熱管群の接続部分と前記流出側伝熱管群の接続部分との間に絞り通路を設け、
前記室において蒸発時に冷媒が流出する蒸発時流出側伝熱管群の接続部分を蒸発時に冷媒が流入する蒸発時流入側伝熱管群の接続部分よりも狭くする態様で当該室を仕切るとともに、風下側となる位置に前記絞り通路を設けたことを特徴とする熱交換器。 - ヘッダの内部に画成した室に冷媒を流入させる流入側伝熱管群と、前記室から冷媒を流出させる流出側伝熱管群と、を備え、前記流入側伝熱管群から前記室を介して前記流出側伝熱管群へ冷媒を通過させるようにした熱交換器において、
前記室における前記流入側伝熱管群の接続部分と前記流出側伝熱管群の接続部分との間に絞り通路を設け、
前記室において凝縮時に冷媒が流出する凝縮時流出側伝熱管群の接続部分を凝縮時に冷媒が流入する凝縮時流入側伝熱管群の接続部分よりも狭くする態様で当該室を仕切るとともに、風上側となる位置に前記絞り通路を設けたことを特徴とする熱交換器。 - ヘッダの内部に画成した室に冷媒を流入させる流入側伝熱管群と、前記室から冷媒を流出させる流出側伝熱管群と、を備え、前記流入側伝熱管群から前記室を介して前記流出側伝熱管群へ冷媒を通過させるようにした熱交換器において、
前記室は、前記流入側伝熱管群の接続部分、前記流出側伝熱管群の接続部分および前記流入側伝熱管群の接続部分と前記流出側伝熱管群の接続部分とをつなぐ部分を有し、
前記室において前記流入側伝熱管群及び前記流出側伝熱管群の各接続部分を狭くする態様で当該室を仕切り、かつ
凝縮時に冷媒が流出する凝縮時流出側伝熱管群の接続部分へ至る凝縮時流入絞り通路を風上側に設けるとともに、
蒸発時に冷媒が流出する蒸発時流出側伝熱管群の接続部分へ至る蒸発時流入絞り通路を風下側に設けたことを特徴とする熱交換器。 - 重力に逆らって流れた冷媒が流入する流入絞り通路の開口面積を、冷媒が流出する流入絞り通路の開口面積よりも大きく設定したことを特徴とする請求項3に記載の熱交換器。
- 配管を用いて前記絞り通路を構成したことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の熱交換器。
- 通過する冷媒の乾き度が大きくなるに従って前記絞り通路の開口面積を大きく構成したことを特徴とする請求項1〜5の何れか一つに記載の熱交換器。
- 前記室における前記流入側伝熱管群の接続部分と前記流出側伝熱管群の接続部分との間に絞り通路を有した通路壁を介在させたことを特徴とする請求項1〜6の何れか一つに記載の熱交換器。
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