JPH04131665A - 空気調和機の熱交換器 - 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〉 本発明は空気調和機の熱交換器に関する。

〈従来の技術〉 ルームエアコン、パッケージエアコン等の空気調和機に
使用される従来の並流形態交換器について図面を参照し
て説明する。

第６図から第８図にかけては従来技術に係る図面であっ
て、第６図は熱交換器の構造を示す外観斜視図、第７図
は冷却管の冷媒流入状態の説明図である。

熱交換器１は第６図に示すように、２本の平行なヘッダ
ーパイプ１１．１２と、ヘッダーパイプ１１．１２に両
端が接続されてヘッダーパイプ１１．１２の軸心方向に
所定間隔で並列する多数本の冷却管１４を備えている。

また冷却管１４を流通する冷媒がヘッダーパイプ１１．
１２で蛇行するように前記ヘッダーパイプ１１．１２が
仕切板１１１．１２１により途中で閉塞されている。な
お１５は冷却管１４の内部に設けたインサート、１６は
フィン、１３はサイドメンバーである。

前記した熱交換器１においては、第７図矢印に示すよう
に、ヘッダーパイプ１１．１２から冷却管１４に冷媒が
流入する際に、つぎのような難点があった。すなわち、
冷媒の流速による慣性及び負圧のために冷媒の流入が不
均一となり、冷却管１４内に部分的に冷媒不足を生じる
。第８図は冷媒不足を説明するための説明図であり、こ
こでは多数本の冷却管１４を便宜上１本で示している。

冷房時における冷媒の流れをＲ１暖房時における冷媒の
流れをＨとすると、冷房時には図示Ａ、６部分に冷媒不
足を生じ、暖房時には図示Ｃ，Ｄの部分に冷媒不足を生
じる。従って、熱交換器１の能力不足をきたすほか、バ
イパス空気によって送風機や吹出口しグリル部分に露が
発生するという難点があった。また前記冷媒流入の不均
一を解消するため長時間のシュミレーションを要してい
た。

前記難点を解消するためにつぎのような熱交換器１０が
考案されている。第９図から第１２図にかけては熱交換
器１０を説明するための図面であって、第９図は外観斜
視図、第１０図は同側面図、第１１図は冷媒流路を示す
平面展開図、第１２図は冷媒サイクルのモリエル線図で
、（Ａ）は標準負荷時、（Ｂ）は過負荷時を示している
。この熱交換器１０は第９図、第１０図にしめすように
通風方向に直交して前後に並設された第１の熱交換器２
０と、第２の熱交換器３０からなっており、第１、第２
の熱交換器２０．３０は前記熱交換器１に準するヘッダ
ーパイプ２１．２２及び３１．３２、仕切板２１１．２
２１．３１１．３１２．３２１．３２２　、冷却管４０
を備えている。そして前記各ヘッダーパイプは連結バイ
ブ４１によって直列に連通されるとともに、各仕切板２
１１．２２１．３１１．３１２．３２１．３２２は通風
方向に対して重なり合わないように配置されている。第
１１図に示すように、冷媒は冷却管４０内を冷房時には
実線Ｒで示すように流通し、暖房時には破線Ｈで示すよ
うに流通する。熱交換器２０または熱交換器３０への冷
媒流入が不均一となり冷媒不足となって冷却管４０内に
バイパス空気が生じても、他の熱交換器の冷媒流入で吸
収されるように構成されている。

第１２図において、Ｆは第１の熱交換器２０の、Ｒは第
２０熱交換器３０の冷凍サイクルをそれぞれ示している
０図示のように、第２の熱交換器３０により冷房能力の
確保とバイパス空気の発生を防止している。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、前記した熱交換器１０は複数枚の熱交換
器２０．３０を並列に連結しているので、奥行寸法が嵩
むほかコスト面で非常に高価となる。

本発明は上記事情に鑑みて創案されたもので、安価で且
つバイパス空気の発生を防止し、冷房能力を確保するよ
うにした空気調和機の熱交換器を捷供することを目的と
している。

〈課題を解決するための手段〉 本発明に係る空気調和機の熱交換器は、通風方向に対し
直交して設けられた主熱交換器と、主熱交換器に対向し
て設けられた補助熱交換器からなり、主熱交換器は平行
な２本のヘッダーパイプと、ヘッダーパイプに両端が接
続されヘッダーパイプの軸心方向に所定間隔で並列する
多数本の主冷却管と主冷却管を流通する冷媒がヘッダー
パイプ内で蛇行するようにヘッダーパイプを途中で閉塞
する複数個の仕切板を具備しており、一方補助熱交換器
は前記ヘッダーパイプの出口に連通され主冷却管に平行
する補助冷却管と、補助冷却管に対向して取付゛けられ
た多数本のフィンを具備しており、且つ前記フィンは基
端から先端に向かうにしたがって上方に傾斜して設けら
れていることを特徴としている。また前記フィンはその
基端が後方に向かうにしたがって後下がりに傾斜して補
助冷却管の両側壁に取付られているとともに、基端から
先端に向かうにしたがって上方に傾斜して設けられてい
る。

く作用〉 冷媒は主熱交換器の各ヘッダーパイプ間を仕切板によっ
て蛇行しながら主冷却管と補助熱交換器の補助冷却管の
間を流入流出する。主熱交換器の冷媒流入が不均一とな
り、冷媒不足部分に発生した空気は補助熱交換器の冷却
力、除湿力によって冷媒流に吸収される。またフィンに
発生した除湿水はフィン表面から補助冷却管を伝って流
れ、排出される。

〈実施例〉 以下、図面を参照して本発明に係る一実施例を説明する
。第１図は熱交換器の外観斜視図、第２図及び第３図は
補助熱交換器を説明する図面であって、第２図（Ａ）は
外観斜視図、第２図（Ｂ）は正面図、第２図（Ｃ）は側
面図、第３図は熱交換器の冷凍サイクルを示すモリエル
図で、第３図（Ａ）は標準運転時を、第３図（Ｂ）は過
負荷運転時を示している。第４図は補助熱交換器の他の
実施例を説明する図面であって、第４図（Ａ）は外観斜
視図、第４図（Ｂ）は正面図、第４図（Ｃ）は側面図、
第５図は熱交換器の設置例示側面図である。

本発明に係る熱交換器５０は主熱交換器６０と補助熱交
換器７０と両者を連結する連結管５１からなっており、
第１図の白矢印で示す通風方向に対して直交して設けら
れている。

主熱交換器６０は１対の平行な下側へラダーバイブ６１
と上側へラダーバイブ６２と、サイドメンバー６３と、
主冷却管６４を含んでいる。

下側へラダーバイブ６１には複数個の仕切板６１１が、
上側へラダーバイブ６２には複数個の仕切板６２１がそ
れぞれ設けられている。

ここでヘッダーパイプの両端とこれに最も近い位置に設
けた仕切板との間隔及び隣接する仕切板の間隔をそれぞ
れバスという。

主熱交換器６０においては、仕切板６１１．６２１の位
置を冷媒の気体と液体との変化に対して最適の容積変化
となるように定めるとともに、仕切板６１１．６２１の
数を増加させて冷媒の蛇行回数を増やし、ｌバス当たり
の主冷却管６４の本数を少なくなるように構成されてい
る。

補助熱交換器７０は主冷却管６４に対向して設けられ、
第２図に示すように補助冷却管７１とフィン７２を含ん
でいる。補助冷却管７１は柱状に形成され、下端に入ロ
ア１Ａが、上端に出ロア１Ｂが設けられている。フィン
７２は補助冷却管７１の両側壁に対向して設けられ、多
数枚で構成されている。フィン７２の基端は補助冷却管
７！の径方向周面上に固定されており、基端から先端に
向かうにしたがって上方に角度θ１だけ傾斜しており、
フィン７２に除湿水が滞留しないようになっている。連
結管５１は主熱交換器６０と補助熱交換器７０を連結す
るもので、補助冷却管７１の入ロア１Ａとヘッダーパイ
プロ１の出口６１Ｂが連通されている。

冷房時には、第１図の実線矢印で示すように、冷媒はヘ
ッダーパイプロ１の入口６１Ａから流入し、主冷却管６
４、ヘッダーパイプロ２を通り、主熱交換器６０を蛇行
する。さらに連結管５１を経て補助冷却管７１に流入し
、出ロア１Ｂから流出する。また暖房時には冷媒は破線
矢印で示すように前記と逆方向に流通する。

本発明の熱交換器５０は従来の２枚よりなる熱交換器１
０に比べて１枚で構成されているので、冷媒通路抵抗が
低くなっている。また前記したように、仕切板６１１．
６２１の数を増加させ１バス当たりの主冷却管６４の本
数を少なくしているので、主冷却管６４が常に冷媒によ
り充満された状態となっている。従って、第１０図に示
したような冷媒不足部分が発生することがなく、従来の
ように熱交換器を２枚直列に接続して使用しなくてもよ
い、また補助熱交換器７０を設けたことにより標準運転
時に補助熱交換器７０の出口が適度な過熱度となるよう
にその大きさを任意に設定することができる。さらに多
湿そのほかの過負荷運転時においても、少なくとも主熱
交換器６０は充分湿り状態になるように設定することが
できる。

一方、除湿水がフィン７２０表面に滞留すると、通風抵
抗の増大と熱伝導率の低下を招き、熱交換器５０の性能
が著しく低下することになる。しかしながら、フィン７
２は角度θ１だけｉ頃斜しているので、フィン７２に発
生した除湿水はその表面に滞留することな（、補助冷却
管７１の端面を伝って下方に流れ排出される。なお−船
釣に除湿水は冷却管側壁等の面積の大きい部分を伝わり
易いという性質があり、補助冷却管７１を角柱で形成す
ると排水され易くなる。

第３図に示す熱交換器５０の冷凍サイクルを示すモリエ
ル線図において、（Ａ）は標準運転時を、（Ｂ）は過負
荷運転時を、門は主熱交換器６０を、ＡＵＸは補助熱交
換器７０を示している０図示のように、標準運転時には
、補助熱交換器７０によって冷房能力を確保し、過負荷
運転時には主熱交換器６０の乾きによるバイパス空気の
通風を防止している。

また空気調和機の室内機本体のスペースの制約によって
熱交換器５０を第５図に示すように前側に傾斜させて設
置する場合がある。この場合、除湿水がフィン７２の上
面から補助冷却管７１の上側端面に沿って流れるように
フィン７２を傾斜させると、水漏れ等が発生せず都合が
よい、すなわち、第４図に示すように、フィン７２はそ
の基端が後方に向かうにしたがって角度θ２だけ後下が
りに傾斜している。従って、熱交換器５０を例えば角度
θオだけ前側に傾斜して設置した場合に、フィン７２の
上面に除湿水−が集まり、矢印で示すように、補助冷却
管７１に沿ってドレーンパン８０に円滑に排出される。

従って、除湿水−がドレーンパン８０以外に落下し水が
漏れることがない。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明に係る空気調和機の熱交換
器は主、補助熱交換器からなり、補助熱交換器の補助冷
却管によってバイパス空気の発生を防止し、冷房能力を
確保している。またフィンに除湿水が滞留しないように
している。従って、熱交換器は１枚でよく、大幅なコス
トダウンでき、奥行寸法を小さくすることができる。ま
た器内に除湿水が滞留しないので、通風抵抗の増大、静
音の増大を防ぐことにもなる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図にかけては本発明に係る図面であって
、第１図は熱交換器の外観斜視図、第２図（八）は外観
斜視図、第２図（Ｂ）は正面図、第２図（Ｃ）は側面図
、第３図は熱交換器の冷凍サイクルを示すモリエル図で
、第３図（Ａ）は標準運転時を、第３図（Ｂ）は過負荷
運転時を示している。第４図は補助熱交換器の他の実施
例を説明する図面であって、第４図（Ａ）は外観斜視図
、第４図（Ｂ）は正面図、第４図（Ｃ）は側面図、第５
図は熱交換器の設置例示側面図である。 第６図から第１２図にかけては従来技術に係る図面であ
って、第６図は熱交換器の構造を示す外観斜視図、第７
図は冷却管の冷媒流入状態の説明図、第８図は冷媒不足
を説明するための説明図、第９図は外観斜視図、第１０
図は同側面図、第１１図は冷媒流路を示す平面展開図、
第１２図は冷媒サイクルのモリエル線図で、（＾）は標
準負荷時、（Ｂ）は過負荷時を示している。 ５０・・・・熱交換器 ６０・・・・主熱交換器 ６１．６２・・ヘッダーパイプ ロ１１．６２１　　・・・・仕切板 ６４・・・・主冷却管 ７０・・・・補助熱交換器 ７１・・・・補助冷却管 ７２・・・・フィン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）通風方向に対し直交して設けられた主熱交換器と
   、主熱交換器に対向して設けられた補助熱交換器からな
   り、主熱交換器は平行な２本のヘッダーパイプと、ヘッ
   ダーパイプに両端が接続されヘッダーパイプの軸心方向
   に所定間隔で並列する多数本の主冷却管と主冷却管を流
   通する冷媒がヘッダーパイプ内で蛇行するようにヘッダ
   ーパイプを途中で閉塞する複数個の仕切板を具備してお
   り、一方補助熱交換器は前記ヘッダーパイプの出口に連
   通され主冷却管に平行する補助冷却管と、補助冷却管に
   対向して取付けられた多数本のフィンを具備しており、
   且つ前記フィンは基端から先端に向かうにしたがって上
   方に傾斜して設けられていることを特徴とする空気調和
   機の熱交換器。
2. （２）前記フィンはその基端が後方に向かうにしたがっ
   て後下がりに傾斜して補助冷却管の両側壁に取付られて
   いるとともに、基端から先端に向かうにしたがって上方
   に傾斜して設けられている請求項１記載の空気調和機の
   熱交換器。