JP4760542B2 - 熱交換器 - Google Patents
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Description
本発明は、ＣＯ２冷媒を使用した空気調和装置の熱交換器に関する。
従来、ＣＯ２冷媒を使用した空気調和装置では、暖房運転の吹出空気温度を圧縮機吐出温度近くまで上昇させて暖房の快適性を確保している。さらに、ＣＯ２冷媒と空気流との熱交換性能を向上させるために、フィンと伝熱管から成る熱交換機（ガスクーラー）に対しては、熱交換を促進させる構造的工夫が実施されている。その１つとして、暖房運転時の冷媒の下流側伝熱管断面積をその他の伝熱管断面積より小さくして冷媒流速を速め、乱流効果によって冷媒からの熱移動を活発化させる方法（例えば、特許文献１参照）が採用されている。
特開平１０−１７６８６７号公報
しかしながら、参考文献１に記載の方法では、空気流と熱交換を行なう熱交換器の伝熱管が、空気流の流れる方向に沿って２列あるいは３列しか形成されていないため、冷媒温度が大きく変化する臨界状態では空気流との熱交換効率が最大限に発揮できない。
本発明の課題は、熱交換性能を向上させた熱交換器を提供することにある。
第１発明に係る熱交換器は、超臨界の冷媒から空気に対して放熱を行なわせる熱交換器であって、複数のプレートフィンと、複数の伝熱管とを備えている。プレートフィンは、空気流とほぼ平行に配置される平面に複数の貫通孔を有する。伝熱管は、プレートフィンの貫通孔に挿入される。空気流と交差する方向に並ぶ伝熱管の列は、空気流の上流から下流に向かって４列以上形成されている。少なくとも１つの隣り合う列の間で、プレートフィンが分割されている。また、空気流の下流側の列に属する伝熱管から空気流の上流側の列に属する伝熱管に冷媒を流すためのパスが、複数形成されている。そのパスのうち伝熱管の直管が延びる方向の寸法は、空気流の流れ方向の寸法よりも短い。冷媒は、空気流の下流側の列に属する伝熱管から、空気流の上流側の列に属する伝熱管に流れる。
この熱交換器では、空気流が、下流へ進むにしたがってより高温の冷媒と熱交換を行なう。また、プレートフィンの分割によって、プレートフィン表面の熱移動が抑制され、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持される。このため、空気流との熱交換量が増加し熱交換性能が向上する。また、冷媒が伝熱管の列方向に進む距離が短くなり、さらに冷媒が伝熱管の長軸方向に進む距離も短くなり、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持される。このため、空気流との熱交換量が増加し熱交換性能が向上する。
第２発明に係る熱交換器は、第１発明に係る熱交換器であって、全ての隣り合う列の間でプレートフィンが分割されている。
この熱交換器では、プレートフィンの分割箇所が増加したことによって、プレートフィン表面の熱移動がさらに抑制され、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持される。このため、空気流との熱交換量が増加し熱交換性能が向上する。
第３発明に係る熱交換器は、第１発明に係る熱交換器であって、プレートフィンが、一端から他端にかけて分割されている。
この熱交換器では、プレートフィンの分割幅が拡大したことによって、プレートフィン表面の熱移動がさらに抑制され、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持される。このため、空気流との熱交換量が増加し熱交換性能が向上する。
第４発明に係る熱交換器は、第１発明に係る熱交換器であって、プレートフィンが、一端から他端にかけて部分的に分割されている。
この熱交換器では、プレートフィンの分割加工が簡素化されるとともに、プレートフィン表面の熱移動を抑制する機能も確保される。このため、加工コストが低減され、且つ熱交換性能が向上する。
第５発明に係る熱交換器は、第１発明に係る熱交換器であって、伝熱管の管外径が４ｍｍ以下である。
この熱交換器では、伝熱管内を流れる冷媒の流速が速まり、冷媒の流れは乱流となる。このため、冷媒と伝熱管との熱交換量が増加し熱交換性能が向上する。
第６発明に係る熱交換器は、第１発明に係る熱交換器であって、冷媒がＣＯ２である。
この熱交換器では、オゾン破壊係数が低いＣＯ２が使用されるので、大気環境を破壊することはない。
第７発明に係る熱交換器は、第１発明に係る熱交換器であって、複数のパスの端部に装着される第１プレートと、冷媒が循環する冷媒配管へ接続される接続管と、広口容器とをさらに備えている。広口容器は、複数のパスの各端部から流出する冷媒を接続管へ集合させ、あるいは接続管から流出する冷媒を複数のパスの各端部へ導く。広口容器は、第１プレートに密着している。
この熱交換器では、パスの端部ごとに冷媒配管を接続する必要がなく、低コストである。
第８発明に係る熱交換器は、第１発明に係る熱交換器であって、複数の伝熱管の端部に装着される第２プレートと、所定の隣り合う伝熱管の端部同士を接続する凹部が複数形成されている第３プレートとをさらに備えている。第３プレートは第２プレートに密着している。このため、伝熱管の端部をＵ字管で接続する作業が不要となり低コストである。
第１発明に係る熱交換器では、空気流が、下流へ進むにしたがってより高温の冷媒と熱交換を行なう。また、プレートフィンの分割によって、プレートフィン表面の熱移動が抑制され、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持される。このため、空気流との熱交換量が増加し熱交換性能が向上する。また、冷媒が流れるパスの距離が最適となり、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持される。このため、空気流との熱交換量が増加し熱交換性能が向上する。
第２、第３発明に係る熱交換器では、プレートフィンの分割箇所が増加したことによって、プレートフィン表面の熱移動がさらに抑制され、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持される。このため、空気流との熱交換量が増加し熱交換性能が向上する。
第４発明に係る熱交換器では、プレートフィンの分割加工が簡素化されるとともに、プレートフィン表面の熱移動を抑制する機能も確保される。このため、加工コストが低減され、且つ熱交換性能も向上する。
第５発明に係る熱交換器では、伝熱管内を流れる冷媒の流速が速まり、冷媒の流れは乱流となる。このため、冷媒と伝熱管との熱交換量が増加し熱交換性能が向上する。
第６発明に係る熱交換器では、オゾン破壊係数が低いＣＯ２が使用されるので、大気環境を破壊することはない。
第７発明に係る熱交換器では、パスの端部ごとに冷媒配管を接続する必要がなく、低コストである。
第８発明に係る熱交換器では、伝熱管の端部をＵ字管で接続する作業が不要となるので低コストである。
＜空気調和装置の冷凍回路＞
図１は、ＣＯ２冷媒を使用した空気調和装置の冷凍回路である。空気調和装置１は、圧縮機２、四路切換弁３、室外熱交換器４、膨張弁５および室内熱交換器６を、冷媒配管で連結した冷凍回路を有する。図１において、実線と破線の矢印は冷媒の流れ方向を示しており、空気調和装置１は、四路切換弁３で冷媒の流れ方向を切り換える事により、暖房運転と冷房運転を切り換えることができる。
図１は、ＣＯ２冷媒を使用した空気調和装置の冷凍回路である。空気調和装置１は、圧縮機２、四路切換弁３、室外熱交換器４、膨張弁５および室内熱交換器６を、冷媒配管で連結した冷凍回路を有する。図１において、実線と破線の矢印は冷媒の流れ方向を示しており、空気調和装置１は、四路切換弁３で冷媒の流れ方向を切り換える事により、暖房運転と冷房運転を切り換えることができる。
冷房運転時においては、室外熱交換器４がガスクーラーとなり、室内熱交換器６が蒸発器となる。一方、暖房運転時においては、室外熱交換器４が蒸発器となり、室内熱交換器６がガスクーラーとなる。室外熱交換器４、室内熱交換器６は、それぞれプレートフィン１１（図３参照）と伝熱管１２（図３参照）とから成り、伝熱管１２内の冷媒が、プレートフィン１１と空気流を介して熱交換を行う。
図１において、Ａ点は暖房運転時における圧縮機２の吸入側であり、Ｂ点は暖房運転時における圧縮機２の吐出側である。Ｃ点は暖房運転時における室内熱交換器６の冷媒出口側であり、Ｄ点は暖房運転時における室外熱交換器４の冷媒入口側である。
図２（ａ）は、ＣＯ２冷媒の圧力−エンタルピー状態図であり、縦軸は圧力Ｐ、横軸はエンタルピーｈを表す。Ｔｋは臨界点Ｋを通る等温線であり、Ｔｘは温度Ｔｘの等温線である。Ｔｘ＞Ｔｋであり等温線Ｔｋの右側では、ＣＯ２冷媒が液化も２相化も起こらない。等温線Ｔｋの右側で臨界圧Ｐｋ以上の領域を超臨界状態と呼び、本実施形態の熱交換器を使用する空気調和装置１では、超臨界状態を含む冷凍サイクルで運転される。図２（ａ）のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、図１のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの点に対応した冷媒の状態を表している。
図２（ｂ）は、ＣＯ２冷媒の温度−エントロピー状態図であり、縦軸は温度Ｔ、横軸はエンタルピーｓを表す。図２（ｂ）のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、図１のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの点に対応した冷媒の状態を表している。冷媒の温度は、圧縮機２の吐出側であるＢ点を出てから、室内熱交換器６の冷媒出口であるＣ点へ至るまでの間に低下する。このため、室内熱交換器６表面の温度は、冷媒の上流側の温度が高く下流側の温度が低くなる温度分布となっている。したがって、空気流が、冷媒の下流側から冷媒の上流側に向かって通過する方が、空気と室内熱交換器６との温度差が安定し、空気と室内熱交換器６との熱交換量が増加する。
＜室内熱交換器の構造＞
図３は、本発明の実施形態に係る室内熱交換器の構造を示す斜視図である。室内熱交換器６は、クロスフィンタイプの熱交換器である。プレートフィン１１は、薄いアルミニウム製の平板であり、一枚のプレートフィン１１には複数の貫通孔１１ａが形成されている。伝熱管１２は、プレートフィン１１の貫通孔１１ａに挿入される直管１２ａと、隣り合う直管１２ａの端部同士を連結するＵ字管１２ｂ，１２ｃとから成る。なお、本実施形態の伝熱管１２は、直管１２ａとＵ字管１２ｂとは一体に形成されており、Ｕ字管１２ｃは、直管１２ａがプレートフィン１１の貫通孔１１ａに挿入された後で、溶接などによって直管１２ａの端部に連結される。
図３は、本発明の実施形態に係る室内熱交換器の構造を示す斜視図である。室内熱交換器６は、クロスフィンタイプの熱交換器である。プレートフィン１１は、薄いアルミニウム製の平板であり、一枚のプレートフィン１１には複数の貫通孔１１ａが形成されている。伝熱管１２は、プレートフィン１１の貫通孔１１ａに挿入される直管１２ａと、隣り合う直管１２ａの端部同士を連結するＵ字管１２ｂ，１２ｃとから成る。なお、本実施形態の伝熱管１２は、直管１２ａとＵ字管１２ｂとは一体に形成されており、Ｕ字管１２ｃは、直管１２ａがプレートフィン１１の貫通孔１１ａに挿入された後で、溶接などによって直管１２ａの端部に連結される。
伝熱管１２は、空気流と交差する方向に配置されてできる列６１〜７２が、空気流の上流から空気流の下流に向かって１２列配置されている。冷媒は、空気流の下流側の列７２に属する伝熱管１２から、空気流の上流側の列６１に属する伝熱管１２に流れる。これによって、空気流と冷媒の流れとは、対向するようになるので、対向しないものと比べて熱交換量が増加する。但し、実験によって伝熱管の列が３列以下の熱交換器では、空気流と冷媒の流れを対向させても、対向させなくても、効果に大差はない。
図４は、本発明の実施形態に係る室内熱交換器のパスの構成図である。図４において実線は、図手前側にあるＵ字管１２ｂを示し、破線は、反対側にあるＵ字管１２ｃを示す。冷媒は、列７２に属する６本の伝熱管１２に分かれて流入し、それぞれ６つのパス８１〜８６を経て、列６１の６本の伝熱管１２から出てくる。このように、冷媒が複数のパス８１〜８６に分かれて流通することによって、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持され、空気との熱交換量が増加する。
プレートフィン１１は、列６１と列６２との間で分割されている。これは、列６３と列６４との間、列６５と列６６との間、列６７と列６８との間、列６９と列７０との間および列７１と列７２との間にも実施されている。これによって、プレートフィン１１表面の熱は分割部１３を超えて移動することはできないので、プレートフィン１１の表面温度が高く維持され、空気流との熱交換量が増加する。
また、図３において、伝熱管１２の直管１２ａの延びる方向が室内熱交換器６の奥行である。本実施形態では、縦、横、奥行のうちで奥行寸法が最も短い。これによって、冷媒が流れるパス８１〜８６が短くなり、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持される。
伝熱管１２内を流れる冷媒から伝熱管１２への熱移動は、冷媒の流れが層流のときよりも乱流のときの方が活発である。したがって、本実施形態では、伝熱管１２の管外径を４ｍｍ以下にして伝熱管１２内の冷媒の流れが乱流となるようにしている。
＜空気調和装置の室内機＞
図５は、本発明の実施形態に係る熱交換器を使用した室内機の縦断面図である。室内機１０１は、ケーシング１０２内部に室内熱交換器６を搭載している。室内熱交換器６の上方には送風機１０３が配置されており、送風機１０３の上方には、空気吹出口１０２ａが設けられている。室内熱交換器６の下方には、空気吸込口１０２ｂが設けられている。
図５は、本発明の実施形態に係る熱交換器を使用した室内機の縦断面図である。室内機１０１は、ケーシング１０２内部に室内熱交換器６を搭載している。室内熱交換器６の上方には送風機１０３が配置されており、送風機１０３の上方には、空気吹出口１０２ａが設けられている。室内熱交換器６の下方には、空気吸込口１０２ｂが設けられている。
室内熱交換器６の空気流上流側には、冷媒を分流して各パス８１〜８６の入口に導く第１ヘッダ１４が装着されている。また、室内熱交換器６の空気流下流側には、各パス８１〜８６の出口から流出してくる冷媒を冷媒配管へ導く第２ヘッダ１５が装着されている。
暖房運転時、冷媒は室内熱交換器６の各パス８１〜８６の上方から下方へ流れ、空気流は、室内熱交換器６の下方から上方へ流れる。このため、空気流は、空気吹出口１０２ａに近づくにつれてより高い温度の冷媒と熱交換を行ない温度上昇するので、室内機１０１は、快適な暖房を提供することができる。
＜特徴＞
（１）
この室内熱交換器６は、超臨界のＣＯ２冷媒から空気に対して放熱を行なわせる熱交換器であって、複数のプレートフィン１１と、複数の伝熱管１２とを備えている。プレートフィン１１は、空気流とほぼ平行に配置される平面に複数の貫通孔１１ａを有する。伝熱管１２は、プレートフィン１１の貫通孔１１ａに挿入される。伝熱管１２が空気流と交差する方向に配置されてできる列６１〜７２は、空気流の上流から下流に向かって４列以上形成されている。少なくとも１つの隣り合う列６１，６２の間で、プレートフィン１１が分割されている。冷媒は、空気流の下流側の列７２に属する伝熱管１２から、空気流の上流側の列６１に属する伝熱管１２に流れる。
（１）
この室内熱交換器６は、超臨界のＣＯ２冷媒から空気に対して放熱を行なわせる熱交換器であって、複数のプレートフィン１１と、複数の伝熱管１２とを備えている。プレートフィン１１は、空気流とほぼ平行に配置される平面に複数の貫通孔１１ａを有する。伝熱管１２は、プレートフィン１１の貫通孔１１ａに挿入される。伝熱管１２が空気流と交差する方向に配置されてできる列６１〜７２は、空気流の上流から下流に向かって４列以上形成されている。少なくとも１つの隣り合う列６１，６２の間で、プレートフィン１１が分割されている。冷媒は、空気流の下流側の列７２に属する伝熱管１２から、空気流の上流側の列６１に属する伝熱管１２に流れる。
この室内熱交換器６では、空気流が、下流へ進むにしたがってより高温の冷媒と熱交換を行なう。また、プレートフィン１１の分割によって、プレートフィン１１表面の熱移動が抑制され、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持される。このため、空気流との熱交換量が増加し熱交換性能が向上する。
また、冷媒としてオゾン破壊係数が低いＣＯ２を使用されているので、大気環境を破壊することはない。
（２）
この室内熱交換器６では、空気流の下流側の列７２に属する伝熱管１２から空気流の上流側の列６１に属する伝熱管１２に冷媒を流すためのパス８１〜８６が、複数形成されている。この室内熱交換器６では、冷媒が伝熱管１２の列方向に進む距離が短くなり、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持される。このため、空気流との熱交換量が増加し熱交換性能が向上する。
この室内熱交換器６では、空気流の下流側の列７２に属する伝熱管１２から空気流の上流側の列６１に属する伝熱管１２に冷媒を流すためのパス８１〜８６が、複数形成されている。この室内熱交換器６では、冷媒が伝熱管１２の列方向に進む距離が短くなり、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持される。このため、空気流との熱交換量が増加し熱交換性能が向上する。
また、室内熱交換器６の縦、横および奥行のうちで寸法が最も短い方向へ伝熱管が延びている。この結果、伝熱管１２の直管１２ａの距離が短くなり、冷媒温度の低下が抑制され、放熱工程の全域を通じて冷媒温度と空気温度との温度差が適正に維持される。このため、空気流との熱交換量が増加し熱交換性能が向上する。
（３）
この室内熱交換器６では、伝熱管１２の管外径が４ｍｍ以下であり、伝熱管１２内を流れる冷媒の流速が速まり、冷媒の流れは乱流となる。このため、冷媒と伝熱管１２との熱交換量が増加し熱交換性能が向上する。
この室内熱交換器６では、伝熱管１２の管外径が４ｍｍ以下であり、伝熱管１２内を流れる冷媒の流速が速まり、冷媒の流れは乱流となる。このため、冷媒と伝熱管１２との熱交換量が増加し熱交換性能が向上する。
＜第１変形例＞
図６は、本発明の実施形態の第１変形例に係る室内熱交換器の斜視図である。図３で示した実施形態と同じ構成部品には、同一符号を付し、説明を省略する。プレート３１，３２は複数のパス８１〜８６（図４参照）の端部、すなわち入口と出口に装着されており、プレートフィン１１よりも高い剛性を有する。入口側ヘッダ９１は、冷媒配管に接続される接続管９１ａと、複数のパス８１〜８６の入口を覆う広口容器９１ｂとから成る。入口側ヘッダ９１は、プレート３１に密着するように接合されている。出口側ヘッダ９２は、冷媒配管に接続される接続管９２ａと、複数のパス８１〜８６の出口を覆う広口容器９２ｂとから成る。出口側ヘッダ９２は、プレート３２に密着するように接合されている。
図６は、本発明の実施形態の第１変形例に係る室内熱交換器の斜視図である。図３で示した実施形態と同じ構成部品には、同一符号を付し、説明を省略する。プレート３１，３２は複数のパス８１〜８６（図４参照）の端部、すなわち入口と出口に装着されており、プレートフィン１１よりも高い剛性を有する。入口側ヘッダ９１は、冷媒配管に接続される接続管９１ａと、複数のパス８１〜８６の入口を覆う広口容器９１ｂとから成る。入口側ヘッダ９１は、プレート３１に密着するように接合されている。出口側ヘッダ９２は、冷媒配管に接続される接続管９２ａと、複数のパス８１〜８６の出口を覆う広口容器９２ｂとから成る。出口側ヘッダ９２は、プレート３２に密着するように接合されている。
プレート３３は、全伝熱管１２の端部に装着されており、プレートフィン１１よりも高い剛性を有する。プレート３３には、プレート９３が密着するように接合されている。図７（ａ）は、第１変形例の背面図であり、図７（ｂ）は、同図のＤ−Ｄ断面図であり、図７（ｃ）は同図のＥ−Ｅ断面図である。図においてプレート９３には、伝熱管１２の端部同士を接続する凹部９３ａが複数も設けられている。凹部９３ａは、図３で示した実施形態のＵ字管１２ｃに相当する。複数の凹部９３ａは、プレート９３を絞り加工することで形成されるため経済的である。
＜第１変形例の特徴＞
（１）
この室内熱交換器６は、複数のパス８１〜８６の端部に装着されるプレート３１，３２と、冷媒が循環する冷媒配管へ接続される接続管９１ａ，９２ａと、広口容器９１ｂ，９２ｂとをさらに備えている。広口容器９１ｂ，９２ｂは、複数のパス８１〜８６の各端部から流出する冷媒を接続管９１ａ，９２ａへ集合させ、あるいは接続管９１ａ，９２ａから流出する冷媒を複数のパス８１〜８６の各端部へ導く。広口容器９１ｂ,９２ｂは、プレート３１，３２に密着している。このため、パス８１〜８６の端部ごとに冷媒配管を接続する必要がなく、低コストである。
（１）
この室内熱交換器６は、複数のパス８１〜８６の端部に装着されるプレート３１，３２と、冷媒が循環する冷媒配管へ接続される接続管９１ａ，９２ａと、広口容器９１ｂ，９２ｂとをさらに備えている。広口容器９１ｂ，９２ｂは、複数のパス８１〜８６の各端部から流出する冷媒を接続管９１ａ，９２ａへ集合させ、あるいは接続管９１ａ，９２ａから流出する冷媒を複数のパス８１〜８６の各端部へ導く。広口容器９１ｂ,９２ｂは、プレート３１，３２に密着している。このため、パス８１〜８６の端部ごとに冷媒配管を接続する必要がなく、低コストである。
（２）
この室内熱交換器６は、複数の伝熱管１２の端部に装着されるプレート３３と、伝熱管１２の端部同士を接続する凹部９３ａが複数形成されているプレート９３とをさらに備えている。プレート９３はプレート３３に密着している。このため、伝熱管１２の端部をＵ字管で接続する作業が不要となり低コストである。
この室内熱交換器６は、複数の伝熱管１２の端部に装着されるプレート３３と、伝熱管１２の端部同士を接続する凹部９３ａが複数形成されているプレート９３とをさらに備えている。プレート９３はプレート３３に密着している。このため、伝熱管１２の端部をＵ字管で接続する作業が不要となり低コストである。
＜第２変形例＞
図８は、図４のパスを変更した室内熱交換器の構成図である。図４と同様に実線は、図手前側にあるＵ字管１２ｂを示し、破線は、反対側にあるＵ字管１２ｃを示す。パス８７〜８９の列７２に属する伝熱管１２に流入した冷媒は、列７２に属する隣の伝熱管１２に流れ、そのあと空気流に対して１つ上流側の列７１に属する伝熱管１２に流れ、続いて列７１に属する隣の伝熱管１２に流れ、さらに空気流に対して１つ上流側の列７０に属する伝熱管１２に流れる。以下同様に流れを変えながら空気流に対して最上流側の列６１に属する伝熱管１２へ流れる。
図８は、図４のパスを変更した室内熱交換器の構成図である。図４と同様に実線は、図手前側にあるＵ字管１２ｂを示し、破線は、反対側にあるＵ字管１２ｃを示す。パス８７〜８９の列７２に属する伝熱管１２に流入した冷媒は、列７２に属する隣の伝熱管１２に流れ、そのあと空気流に対して１つ上流側の列７１に属する伝熱管１２に流れ、続いて列７１に属する隣の伝熱管１２に流れ、さらに空気流に対して１つ上流側の列７０に属する伝熱管１２に流れる。以下同様に流れを変えながら空気流に対して最上流側の列６１に属する伝熱管１２へ流れる。
このように、３つのパス８７〜８９にすることによって、パス長は長くなるが、パスが減少した分だけ、冷媒の流速を速めることができる。上述の実施形態と同等の熱交換性能を得ることができる。
＜第３変形例＞
図９は、図４の伝熱管ピッチとプレートフィンを変更した室内熱交換器の構成図であり、図１０は、図８の伝熱管ピッチとプレートフィンを変更した室内熱交換器の構成図である。図９、図１０において、伝熱管１２の鉛直方向のピッチは等しく設定され、このピッチのほぼ中央で、且つ全ての隣り合う列６１〜７２の間で、プレートフィン２１がスリット２３によって部分的に分割されている。
図９は、図４の伝熱管ピッチとプレートフィンを変更した室内熱交換器の構成図であり、図１０は、図８の伝熱管ピッチとプレートフィンを変更した室内熱交換器の構成図である。図９、図１０において、伝熱管１２の鉛直方向のピッチは等しく設定され、このピッチのほぼ中央で、且つ全ての隣り合う列６１〜７２の間で、プレートフィン２１がスリット２３によって部分的に分割されている。
スリット２３は、一枚のプレートフィン１１に対して１回の穿孔加工で形成されるので、加工コストが低減される。
以上のように、本発明は熱交換性能が高く、ＣＯ２冷媒を使用する空気調和装置の熱交換器に有用である。
６ 熱交換器
１１ プレートフィン
１２ 伝熱管
３１，３２ プレート（第１プレート）
３３ プレート（第２プレート）
６１〜７２ 列
８１〜８６ パス
９１ａ，９２ａ 接続管
９１ｂ、９２ｂ 広口容器
９３ プレート（第３プレート）
９３ａ 凹部
１１ プレートフィン
１２ 伝熱管
３１，３２ プレート（第１プレート）
３３ プレート（第２プレート）
６１〜７２ 列
８１〜８６ パス
９１ａ，９２ａ 接続管
９１ｂ、９２ｂ 広口容器
９３ プレート（第３プレート）
９３ａ 凹部
Claims (8)
- 超臨界の冷媒から空気に対して放熱を行わせる熱交換器（６）であって、
空気流とほぼ平行に配置される平面に複数の貫通孔（１１ａ）を有する複数のプレートフィン（１１）と、
前記プレートフィン（１１）の前記貫通孔（１１ａ）に挿入される複数の伝熱管（１２）と、
を備え、
前記空気流と交差する方向に並ぶ前記伝熱管（１２）の列（６１〜７２）が、前記空気流の上流から下流に向かって４列以上形成され、
少なくとも１組の隣り合う前記列（６１，６２）の間で前記プレートフィン（１１）が分割されており、
前記空気流の下流側の前記列（７２）に属する前記伝熱管（１２）から前記空気流の上流側の前記列（６１）に属する前記伝熱管（１２）に前記冷媒を流すためのパス（８１〜８６）が、複数形成され、
前記パス（８１〜８６）のうち前記伝熱管（１２）の直管が延びる方向の寸法は、前記空気流の流れ方向の寸法よりも短く、
前記冷媒が、前記空気流の下流側の前記列（７２）に属する前記伝熱管（１２）から、前記空気流の上流側の前記列（６１）に属する前記伝熱管（１２）へ流れる、
熱交換器（６）。 - 全ての隣り合う前記列（６１〜７２）の間で前記プレートフィン（１１）が分割されている、
請求項１に記載の熱交換器（６）。 - 前記プレートフィン（１１）が、前記列（６１〜７２）の長手方向の一端から他端にかけて分割されている、
請求項１または請求項２に記載の熱交換器（６）。 - 前記プレートフィン（１１）が、前記列（６１〜７２）の長手方向の一端から他端にかけて部分的に分割されている、
請求項１または請求項２に記載の熱交換器（６）。 - 前記伝熱管（１２）の管外径が４ｍｍ以下である、
請求項１に記載の熱交換器（６）。 - 前記冷媒はＣＯ２である、
請求項１に記載の熱交換器（６）。 - 前記複数のパス（８１〜８６）の端部に装着される第１プレート（３１，３２）と、
前記冷媒が循環する冷媒配管（７ａ，７ｂ）へ接続される接続管（９１ａ，９２ａ）と、
前記複数のパス（８１〜８６）の各端部から流出する冷媒を前記接続管（９１ａ，９２ａ）へ集合させるための、あるいは前記接続管（９１ａ，９２ａ）から流出する冷媒を前記複数のパス（８１〜８６）の各端部へ導くための広口容器（９１ｂ，９２ｂ）と、
をさらに備え、
広口容器（９１ｂ，９２ｂ）が、前記第１プレート（３１，３２）に密着している、
請求項１に記載の熱交換器（６）。 - 前記複数の伝熱管（１２）の端部に装着される第２プレート（３３）と、
前記第２プレート（３３）に密着して所定の隣り合う前記伝熱管（１２）の端部同士を接続する凹部（９３ａ）が複数形成されている第３プレート（９３）と、
をさらに備えた、
請求項１に記載の熱交換器（６）。
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