JPH0355490A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、冷媒を凝縮させる冷媒凝縮器、または冷媒を
蒸発させる冷媒蒸発器などの熱交換器に関する． ［従来の技術］ 従来より、熱交換器としては、種々のものが実用化され
ている．その中で、特開昭６３−　３４４６６号公報に
おいては、複数のチューブと、該チューブの両端にろう
付などにより接合された円筒状のヘッダと、該ヘッダの
内部を区画する円板状の仕切板とを備えた冷凍サイクル
の冷媒′ａ縮器が提案されている．この従来の冷媒凝縮
器は、複数のチューブを仕切板により、冷媒の流れ方向
が異なる２以上の冷媒通路群に区画することによって、
冷媒凝縮器内を冷媒蛇行して流れるように構戒されてい
る。そして、この従来の冷媒凝縮器内を流れる冷媒は、
周囲の空気と熱交換することにより、冷媒圧ｍ機から流
入する冷媒ガスを気液二相状態〈冷媒ガスと液化冷媒と
の混合冷媒）を経て液化冷媒とする． ［発明が解決しようとする課Ｍ］ しかるに、前述の冷媒凝縮器は、チューブから他方のヘ
ッダに流入した気液二相状態の冷媒が重力によって、冷
媒ガスと液化冷媒とが分離して他方のヘッダの下部に液
化冷媒が多量に溜まる．そして、この多量の液化冷媒は
、冷媒凝縮器の下部のチューブに侵入することとなる．
このため、冷媒凝縮器の下部のチューブに、熱交換効率
の悪い部分が形或される． したがって、冷媒凝縮器全体で効率良く熱交換を行うこ
とができないので、冷媒凝縮器全体の冷媒凝縮能力が低
下してしまうという課題があった．本発明は、熱交換器
全体で効率良く熱交換を行うことができる熱交換器の提
供を目的とする．［課題を解決するための手段］ 本発明の熱交換器は、内部を冷媒が流れる一本または複
数の行きチューブ、および該行きチューブの下方に配設
され、内部を冷媒が前記行きチューブ内の冷媒の流れ方
向と異なる方向に流れる複数の戻りチューブを有し、各
チューブが水平方向に延伸され、且つ上下方向に列設さ
れたチューブ群と、該チューブ群の両端に接合された２
つのヘッダとを備え、前記２つのヘッダのうち少なくと
も一方のヘッダは、前記行きチューブと前記戻りチュー
ブとを連通ずる連通室、および前記行きチューブを通過
して前記連通室内に導かれた冷媒を各戻りチューブにほ
ぼ均一に分配する分配手段を有する． ［作用］ 冷媒は、一本または複数の行きチューブを通過する際に
、行きチューブの周囲を通過する空気と熱交換する．行
きチューブを通過した冷媒は、２つのヘッダのうち少な
くとも一方のヘッダに設けられた連通室内に冷媒が導か
れる。そして、連通室に導かれた冷媒は、分配手段によ
って、各戻りチューブにほぼ均一に分配される。各戻り
チューブ内に分配された冷媒は、戻りチューブを通過す
る際に、戻りチューブの周囲を通過する空気と熱交換す
る． ［発明の効果コ 熱交換器に熱交換効率の悪い部分が形戒されないので、
熱交換器全体の熱交換効率の低下を防止できる． ［実施例］ 本発明の熱交換器を第１図ないし第６図に示す実施例に
基づき説明する． 第１図は本発明を採用した自動車用冷凍サイクルに組み
込まれる冷媒凝縮器の全体図を示し、第２図はこの冷媒
凝縮器の分解図を示す．冷媒凝縮器１は、チューブ群２
、コルゲートフィン５、第１ヘッダ６および第２ヘツダ
７から構或されている．なお、′冷媒凝縮器１は、チュ
ーブ群２が水平方向に延伸され、且つ上下一方向に列設
されるように自動車のエンジンルームに搭載されている
． チューブ群２は、複数（本実施例では５本）の行きチュ
ーブ３および複数（本実施例では３本）の戻りチューブ
４からなる． 行きチューブ３は、黄銅、アルミニウムなどの耐腐食性
に優れた金属製の偏平押出しチューブで、外周面にろう
材がクラッドされている。行きチューブ３は、内部に冷
媒通路３１が形戒され、一端が第１ヘッダ６にろう付け
により接合され、他端が第２ヘッダ７にろう付けにより
接合されている。

そして、冷媒通路３１内を通過する冷媒は、一端から他
端に向かって流れる。

戻りチューブ４は、行きチューブ３と同一の金属製の偏
平押出しチューブで、外周面にろう材がクラッドされて
いる．内部に冷媒通路４１が形戊され、一端が第１ヘッ
ダ６にろう付けにより接合され、他端が第２ヘッダ７に
ろう付けにより接合されている．そして、冷媒通路４１
内を通過する冷媒は、冷媒通路３１内を流れる冷媒の流
れ方向と異なる方向、つまり他端から一端に向かって流
れる。

コルゲートフィン５は、行きチューブ３および戻りチュ
ーブ４と同一の金属製で、波状を呈し、熱交換効率の向
上を計るため、多数のルーバが形成されている．また、
最も上側および下側のコルゲートフィン５上側および下
側には、サイドプレート５１がろう付により接合されて
いる。

第１ヘッダ６は、行きチューブ３、戻りチューブ４およ
びコルゲートフィン５と同一の金属製で、円筒状を呈す
る。そして、第１ヘッダ６の内側（図示左側）の側面に
は、挿入六６１が複数長手方向に沿って列設されている
。この挿入六６１内には、行きチューブ３および戻りチ
ューブ４の一端が差込まれており、これらチューブ３、
４の一端をろう付けにより接合する．なお、第１ヘッダ
６の上下端部の開口部分には、その開口部分を閉塞する
キャップ６２が装着されている． この第１ヘッダ６は、流入室６３と流出室６４とが仕切
板６５によって上下方向に区画されている．流入室６３
は、冷媒圧縮機（図示せず〉から流入した冷媒ガスが第
１ヘッダ６の上がわにろう付けされた流入管６６から流
入する．また、流入室６３は、内部に供給された冷媒ガ
スを各行きチューブ３の冷媒通路３１へ導く． 流出室６４は、内部に各戻りチューブ４を通過した（液
化〉冷媒が導かれる．また、流出室６４は、内部に導か
れた液化冷媒を第１ヘッダ６の下がわにろう付けされた
流出管６７からレシーバ（図示せず）に向けて流出する
６ 仕切板６５は、第１ヘッダらと同一の金属製で、円板状
を呈する。この仕切板６５は、第１ヘッダ６の内周壁の
所定の位置にろう付けにより接合されている． 第２ヘッダ７は、行きチューブ３、戻りチューブ４およ
びコルゲートフィン５と同一の金属製で、円筒状を呈す
る．そして、第２ヘッダ７の内側（図示右側〉の側面に
は、挿入穴７１が複数長手方向に沿って列設されている
。この挿入穴７１内には、行きチェーブ３および戻りチ
ューブ４の他端が差込まれており、これらチューブ３、
４の一端をろう付けにより接合する，なお、第２ヘッダ
７の上下端部の開口部分には、その開口部分を閉塞する
キャップ７２が装着されている． この第２ヘッダ７は、第３図にも示すように、連通室７
３および分配手段としての偏向板７４を有する。

連通室７３は、各行きチューブ３と各戻りチューブ４と
を連通して、各行きチューブ３から導かれた気液二相状
態の冷媒を各戻りチューブに導く通路として働く． 偏向板７４は、第４図および第５図にも示すように、連
通室７３内に導かれた気液二相状態の冷媒を全ての戻り
チューブにほぼ均一に分配するものである。この偏向板
７４は、連通室７３内を水平方向に２分するように配設
され、・両側の側壁７５が第２ヘッダ７の内周壁にろう
付けにより接合されている．また、偏向板７４の上側部
分には、各行きチューブ３の他端とほぼ同一の高さから
図示左斜め下に傾斜する複数の上側ルーバ７６が設けら
れている．偏向板７４の下側部分には、各戻りチューブ
４の他端とほぼ同一の高さまで図示右斜め下に傾斜する
複数の下側ルーバ７７が設けられている．なお、本実施
例の冷媒ａ２縮器１内を通過する冷媒は、第１ヘッダ６
の流入室６３→行きチューブ３の冷媒通路３１→第２ヘ
ッダ７の連通室７３→戻りチューブ４の冷媒通路４１→
第１ヘッダ６の流出室６４のように流れる。

本実施例の冷媒凝縮器１の作用を第１図ないし第５図に
基づき説明する。

冷媒圧縮機から吐出された高温、高圧の冷媒ガスが、流
入管６６を経て第１ヘッダ６の流入室６３に流入する．
流入室６３に流入した冷媒ガスは、各行きチューブ３の
冷媒通路３１にほぼ均一に分配されて流入する。行きチ
ューブ３の冷媒通路３１を流れる冷媒は、行きチューブ
３の周囲を通過する空気と熱交換し、冷却される。つま
り、液化、′ａ縮されて、気液二相状態の冷媒となる。

各行きチューブ３の冷媒通路３１を通過した気液二相状
態の冷媒は、第２ヘッダ７の連通室７３に流入する．連
通室７３に流入した気液：二相状態の冷媒は、偏向板７
４の上側ルーバ７６に衝突し、上側ルーバ７６により図
示左斜め下方に誘導され、第２ヘッダ７の下側に向かっ
て落下する。そして、気液二相状態の冷媒は、第２ヘッ
ダ７の下側に落下する途中で、偏向板７４の下側ルーバ
７７に衝突する。下側ルーバ７７に衝突した気液二相状
態の冷媒は、下側ルーバ７７により図示右斜め下方に誘
導されて、各戻りチューブ４の冷媒通路４１にほぼ均一
に分配されて流入する．このため、重力によって気液二
相状態の冷媒が冷媒ガスと液化冷媒とに分離することを
防げる． 各戻りチューブ４の冷媒通路４１を流れる冷媒は、戻り
チューブ４の周囲を通過する空気と熱交換し、凝縮され
て、液化冷媒となる．そして、第１ヘッダらの流出室６
４に導かれた液化冷媒は、流出管６７を経てレシーバに
送られる。

したがって、第２ヘッダ７内に偏向板７４を設けること
によって、各戻りチューブ４内にほぼ均一に冷媒を流入
させることができるので、各戻りチューブ４で効率良く
熱交換して、凝縮させることができる． このため、従来の冷媒凝縮器のように、冷媒凝縮器全体
として熱交換効率の悪い部分が形戒されない．よって、
冷媒凝縮器１の冷媒凝縮能力を、従来の冷媒凝縮器に対
して向上させることができる。

第６図は本発明の第２実施例に採用された冷媒″ａ縮器
の要部を示す。

本実施例の偏向板７８は、第１実施例の偏向板７４の上
側部分を設けずに、下側部分のみとしたものである．こ
の偏向板７８のルーバ７９によって、第１実施例と同様
な作用および効果を得ることができる。

［他の実施例］ 本実施例では　第１ヘッダの内部のみを仕切板によって
区画したが、第２ヘッダの内部も仕切板等によって区画
しても良い．この場合には、第１ヘッダまたは第２ヘッ
ダに連通室および分配手段を設ければ良い。そして、第
２ヘッダの分配手段は、（本実施例の戻りチューブが兼
ねる）行きチューブを通過して第２ヘッダの連通室内に
導かれた冷媒を各戻りチューブにほぼ均一に分配する．
さらに、第１ヘッダおよび第２ヘッダ内を複数の室に区
画し、且つ行きチューブと戻りチューブとからなる複数
のチューブ群を設けることによつて、熱交換器内で冷媒
を複数回蛇行させること力七できる。

本実施例では、行きチューブの本数を５本としたが、行
きチューブの本数を１本〜４本、あるいは６本以上とし
ても良い。

本実施例では、戻りチューブの本数を３本としたが、戻
りチューブの本数を２本、あるいは４本以上としても良
い。

本実施例では、各チューブに偏平押出しチューブを用い
たが、各チューブに２枚のプレートを対向させて接合し
たチューブを用いても良い．本実施例では、分配手段と
して偏向板を用いたが、分配手段として連通室を下方に
向かうほど通路断面積を減少させる構造としても良く、
螺旋状部材を用いても良い．また、分配手段をチューブ
の端部に一体的に形成しても良い． 本実施例では、チューブ群の両端にヘッダを接合する方
法としてろう付けを用いたが、チューブ群の両端にヘッ
ダを接合する方法として半田付け、溶接等の池の接合方
法を用いても良い．本実施例では、本発明の熱交換器を
自動車用冷凍サイクルの冷媒凝縮器に採用したが、本発
明の熱交換器をその他の車両用、家庭用または工場用等
の冷凍サイクルの冷媒凝縮器に採用しても良い。

また、本発明の熱交換器は、車両用、家庭用または工場
用等の冷凍サイクルの冷媒蒸発器に採用しても良い． 本実施例では、円筒状のヘッダを用いたが、多角筒状等
のヘッダを用いても良い。また、複数個の部材からヘッ
ダを構戒しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例を示す．第１
図は自動車用冷凍サイクルに組み込まれる冷媒ａｍ器の
全体構造を示す正面図、第２図はこの冷媒凝縮器の分解
図、第３図はその冷媒凝縮器の要部を示す断面図、第４
図は偏向板の正面図、第５図は偏向板の断面図である。 第６図は本発明の第２実施例に採用された冷媒凝縮器の
要部を示す断面図である。 図中 １・・・冷媒凝縮器（熱交換器）　　２・・・チューブ
群３・・・行きチューブ　４・・・戻りチューブ　６・
・・第１ヘッダ　７・・・第２ヘツダ　７３・・・連通
室　７４・・・偏向板（分配手段〉

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）内部を冷媒が流れる一本または複数の行きチューブ
   、および該行きチューブの下方に配設され、内部を冷媒
   が前記行きチューブ内の冷媒の流れ方向と異なる方向に
   流れる複数の戻りチューブを有し、各チューブが水平方
   向に延伸され、且つ上下方向に列設されたチューブ群と
   、 該チューブ群の両端に接合された２つのヘッダと を備え、 前記２つのヘッダのうち少なくとも一方のヘッダは、前
   記行きチューブと前記戻りチューブとを連通する連通室
   、および前記行きチューブを通過して前記連通室内に導
   かれた冷媒を各戻りチューブにほぼ均一に分配する分配
   手段を有することを特徴とする熱交換器。