JPH0531432Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は熱交換器に関するもので、更に詳細
には、互いに間隔をおいて配設される対のヘツダ
パイプと、これら各ヘツダパイプの間を連通連結
する複数の熱交換管と、これらの熱交換管に配設
される熱交換用フインとで構成され、例えば空気
調和機内に設置されて蒸発器や凝縮器として使用
される熱交換器に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の熱交換器としては、例えば、同
一の円形断面の銅管製円形チユーブを蛇行状に屈
曲した複数の熱交換管と、これらの熱交換管を直
交状に貫通する互いに平行な複数の熱交換用フイ
ンとで構成されたクロスフインチユーブ形熱交換
器や、偏平楕円状本体内を複数の仕切り壁で区画
したアルミニウム形材製の偏平チユーブを蛇行状
に屈曲してなる熱交換管と、この熱交換管の間に
波形状に配設される熱交換用フインとで構成され
るサーペンタイン形熱交換器等が使用されてい
る。

そして、これらの熱交換器については、一般
に、蒸発器（フレオン蒸発現象）と凝縮器（フレ
オン凝縮現象）としての２つの機能が要求されて
おり、このために使用目的に応じた長さの熱交換
管が選択され、バルブの切換え等によつて蒸発、
凝縮の各機能を発揮するようにされている。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、これら従来のいずれの熱交換器
も、熱媒体の供給口、排出口をヘツダパイプ両端
に設けて成るため、熱媒体の給排出口を熱媒体の
相変化（液体から気体への変化、気体から液体へ
の変化）に応じたヘツダパイプの中間位置に設け
ることができず、しかも、供給口、排出口のヘツ
ダパイプへの取付けが面倒であつた。また、従来
のいずれの熱交換器も、熱交換管が同一の断面形
状で同一の断面積を有するものを使用しているた
め、冷媒や熱媒の媒体の相変化に応じて熱媒体の
供給口側から排出口側に進むにつれて熱交換効率
が低下し、それだけ熱交換管を余分に長く配管し
て熱交換を行う必要がある。従つて、媒体の体積
変化に応じた熱交換ができないため、熱交換率が
悪く、また、熱交換器が大型化し、しかも、大き
なコンプレツサが必要となる等の問題があり、熱
交換器の改良が要請されていた。

［問題点を解決するための手段］ この考案は上記問題を解決することを企図して
なされたもので、上記技術的課題を解決するため
に、熱媒体の相変化に応じた位置に熱媒体の給排
出口を形成可能にすると共にヘツダパイプの仕切
りと同時に給・排出口を設定可能にし、また、熱
媒体流路の流路断面積を任意に変化させて、熱交
換管を長くすることなく熱交換率の向上を図るこ
とができる熱交換器を提供しようとするものであ
る。

すなわち、この考案は、互いに間隔をおいて配
設される対のヘツダパイプと、これら各ヘツダパ
イプの間に架設されてこれらの間を連通連結する
複数の熱交換管と、これらの熱交換管に取付けら
れる熱交換用フインとから成り、上記ヘツダパイ
プの一方又は双方に少なくとも熱媒体の供給口を
有する仕切り兼継手を嵌入し、このヘツダパイプ
内に嵌入された上記仕切り兼継手の仕切り部にて
熱媒体の供給口から排出口に至る熱交換領域を任
意の流路断面積を有する複数の領域に区画して成
ることを特徴とする熱交換器を提供しようとする
ものである。

この考案において、熱媒体流路とは熱媒体が外
気等の熱交換用流体と熱交換する熱交換管を介し
て一方のヘツダパイプから他方のヘツダパイプに
流れる流路をいい、その流路断面積とは熱媒体が
一方のヘツダパイプから他方のヘツダパイプへ流
れる際に流路となる熱交換管の内部断面積の和で
ある。

また、上記仕切り兼継手は少なくとも熱媒体の
供給口又は排出口の１つが形成されており、か
つ、ヘツダパイプの一方又は双方に嵌入されてヘ
ツダパイプを複数の熱交換領域に区画するもので
あれば任意のものでよい。

上記仕切り兼継手の仕切り部は熱媒体の供給口
から排出口に至る熱交換領域を複数の領域に区画
するために適用されるが、これら区画された複数
の熱交換領域における各流路断面積が変化する熱
媒体流路を形成するには、例えば、区画された各
熱交換領域における熱交換管の使用本数を変化さ
せたり、あるいは、区画された各熱交換領域に応
じて断面形状及び／又は断面積の異なる熱交換管
を使用したり、更には、これらの手段を適宜組合
わせる等の手段を採用することができる。

［作用］ 上記技術的手段は次のように作用する。

上記のように、ヘツダパイプの一方又は双方に
少なくとも熱媒体の供給口又は排出口の１つを有
する仕切り兼継手を嵌入し、このヘツダパイプ内
に嵌入された仕切り兼継手の仕切り部にて熱媒体
の供給口から排出口に至る熱交換領域を任意の流
路断面積を有する複数の領域に区画することによ
り、相変化に応じた任意位置に熱媒体の給・排出
口を形成すると同時に任意の流路断面積を有する
熱交換領域を形成することができ、また、熱媒体
流路全域において効率良く熱交換させることがで
きる。

［実施例］ 以下にこの考案の実施例を図面に基いて説明す
る。

◎ 第一実施例 第１図ないし第５図において、この考案の第一
実施例に係る熱交換器が示されている。この熱交
換器は、互いに間隔をおいて平行に配設された比
較的径の太い一対のヘツダパイプ１ａ，１ｂと、
これらヘツダパイプ１ａ，１ｂの間を連通連結す
る９本の熱交換管２ａ〜２ｉと、互いに隣接する
各熱交換管２ａ〜２ｉの間に熱交換管２ａ〜２ｉ
に対してほぼ直交状に取付けられた波形状の熱交
換用フイン３とで構成されており、上方に位置す
る一次側ヘツダパイプ１ａの中間の任意位置には
熱媒体供給口４を有する仕切り兼継手５が嵌入さ
れると共に、ヘツダパイプ１ａ内に嵌入された仕
切り兼継手５の仕切り部６にてヘツダパイプ１ａ
が仕切られている。また、ヘツダパイプ１ａの一
端には熱媒体排出口７が設けられている。この場
合、仕切り兼継手５を熱交換管２ｄと２ｅの間に
設けることにより、供給口４から排出口７に至る
までの熱交換領域は、熱交換管２ａ〜２ｄが構成
する第１熱交換領域Ａ、熱交換管２ｅ〜２ｉが構
成する第２熱交換領域Ｂに区画されている。

この第一実施例において、上記各熱交換管２ａ
〜２ｉは、例えば第４図に示すように、アルミニ
ウム製押出し形材等にて断面偏平楕円形状に形成
され、内部がその長手方向に延びる３つの隔壁８
により４つの流路に区画されている。

従つて、この第一実施例の熱交換器によれば、
液状状態の熱媒体を供給口４から供給すると、熱
媒体は先ず第１熱交換領域Ａの４本の熱交換管２
ａ〜２ｄを通つて下降し、次に第２熱交換領域Ｂ
の５本の熱交換管２ｅ〜２ｉを上昇し、排出口７
から排出される。そして、供給口４から液体状態
で導入された熱媒体は、排出口７に至るまでの区
画された第１及び第２熱交換領域Ａ及びＢを通過
する際に外気等の熱交換用流体と順次熱交換して
断熱膨張し、気体状に相変化した熱媒体が排出口
７から排出される。ここで区画された第１及び第
２熱交換領域Ａ及びＢはその流路断面積が増加す
るので、熱媒体は周囲から熱を奪いながら効率良
く気化し、効率の良い冷却効果を得ることができ
る。

また、第１図に破線で示すように、上記排出口
７から気体状の熱媒体を供給して上記と逆の流れ
で熱媒体を上記供給口４から排出させると、第２
熱交換領域Ｂを経て第１熱交換領域Ａに形成され
た熱媒体流路の流路断面積が順次小さくなるた
め、熱媒体が気体から液体に相変化し、この際に
発散される放熱によつて効率の良い暖房効果を得
ることができる。

なお、この第一実施例において、断面偏平楕円
形状の熱交換管２ａ〜２ｉ内を流れる熱媒体は、
この熱交換管２ａ〜２ｉの下流側において、熱交
換用流体Ｆの上流側が熱交換する上流側部分と熱
交換用流体Ｆの下流側が熱交換する下流側部分と
の間に温度差が生じるが、例えば第５図に示すよ
うに、熱交換管２ａ〜２ｄを下降してきた熱媒体
がヘツダパイプ１ｂ内に流入した際にこの熱媒体
は混合されてその温度差が均一化し、同時に温度
差に基く相変化程度も均一化され、その後に次の
熱交換管２ｅ〜２ｉに流入して上昇するため、熱
媒体の温度差による弊害を可及的に防止すること
ができる。

上記のように構成されるこの考案の熱交換器を
制作するには、ヘツダパイプ１ａ，１ｂに熱交換
管２ａ〜２ｉの取付け用孔９，９…を穿設すると
共に、仕切り兼継手５の取付け用孔１０を穿設し
た後、熱交換用フイン３を予め組付けた熱交換管
２ａ〜２ｉと仕切り兼継手５を組付け、そして、
図示しない炉中で一体にろう付けすればよい（第
２図参照）。この場合、仕切り兼継手５にヘツダ
パイプ１ａを包囲する円弧状のつば５′を設けれ
ば、組立て時の位置決めとろう付けが容易とな
り、かつ、ろう付け後の補強を確実にすることが
できる（第３Ａ図参照）。

◎ 第二実施例 第６図はこの考案の第二実施例を示す正面図
で、２つの仕切り兼継手を用いて熱媒体供給口と
熱媒体排出口を形成した場合である。

すなわち、一対のヘツダパイプ１ａ，１ｂ間に
３種類、すなわち供給口４側の４本の熱交換管２
ａ〜２ｄと、中間の４本の熱交換管２ｅ〜２ｈ
と、排出口７側の４本の熱交換管２ｉ〜２ｌの合
計12本の熱交換管２ａ〜２ｌが設けられている。
そして、一次側のヘツダパイプ１ａの熱交換管２
ｄと２ｅとの間に熱媒体供給口４を有する仕切り
兼継手５を嵌入し、二次側ヘツダパイプ１ｂの熱
交換管２ｈと２ｉとの間に熱媒体排出口７を有す
る仕切り兼継手５ａを嵌入して、これら仕切り兼
継手５，５ａの仕切り部６，６ａにて一次側及び
二次側ヘツダパイプ１ａ及び１ｂを３つの熱交換
領域Ａ〜Ｃに区画した場合である。この場合、上
記熱交換管２ａ〜２ｌは、第１熱交換領域Ａの４
本の熱交換管２ａ〜２ｄが、第７図に示すよう
に、偏平楕円形状のチユーブ本体内を４つの流路
に区画する３つの隔壁８を有し、第２熱交換領域
Ｂの４本の熱交換管２ｅ〜２ｆが、第８図に示す
ように、偏平楕円形状のチユーブ本体内を６つの
流路に区画する５つの隔壁８を有し、そして、第
３熱交換領域Ｃの４本の熱交換管２ｉ〜２ｌが、
第９図に示すように、偏平楕円形状のチユーブ本
体内を５つの流路に区画する４つの隔壁８と各流
路の断面積をより小さくする２種類のリブ１１及
び１２を有している。

従つて、この第二実施例の熱交換器によれば、
第１熱交換領域Ａの熱交換管２ａ〜２ｄ、第２熱
交換領域Ｂの熱交換管２ｅ〜２ｈ及び第３熱交換
領域Ｃの熱交換管２ｉ〜２ｌとは共にその使用本
数が４本であるがその断面形状及び流路の断面積
が異なり、また、第３熱交換領域Ｃの熱交換管２
ｉ〜２ｌは第２熱交換領域Ｂの熱交換管２ｅ〜２
ｌよりも狭い流路の断面積を有し、第２熱交換領
域Ｂの熱交換管２ｅ〜２ｌは第１熱交換領域Ａの
熱交換管２ａ〜２ｄよりも狭い流路の断面積を有
するので、これによつて供給口４から排出口７に
至る熱媒体流路はその流路断面積が段階的に変化
するようになつている。

よつて、この第二実施例においても上記第一実
施例と同様に熱媒体供給口４から液体状態で供給
される熱媒体を熱交換して排出口７から排出する
ことにより、冷却効果が得られ、また、逆に気体
状の熱媒体を排出口７から供給して供給口から排
出させることにより、暖房効果が得られる。

◎ 第三実施例 第１０図ないし第１２図はこの考案の第三実施
例に係る熱交換器を示すもので、給・排出口を有
する仕切り兼継手を用いて一箇所において熱媒体
給・排出口を形成した場合である。

すなわち、一対のヘツダパイプ１ａ，１ｂ間に
２種類、すなわち供給口４側の５本の熱交換管２
ａ〜２ｅと、排出口７側の５本の熱交換管２ｆ〜
２ｊの合計10本の熱交換管２ａ〜２ｊが設けられ
ている。そして、一次側のヘツダパイプ１ａの熱
交換管２ｅと２ｆとの間に仕切り壁６ｃを挟んで
熱媒体供給口４と熱媒体排出口７を有する仕切り
兼継手５ｂを嵌入して、この仕切り兼継手５ｂの
仕切り部６ｂによつてこれら一次側及び二次側ヘ
ツダパイプ１ａ及び１ｂを２つの熱交換領域Ａ及
びＢに区画した場合である。この場合、第１熱交
換領域Ａを構成する熱交換管２ａ〜２ｅが、例え
ば第７図に示すような偏平楕円形状のチユーブ本
体内を４つの流路に区画する３つの隔壁８に形成
され、第２熱交換領域Ｂを構成する熱交換管２ｆ
〜２ｊが、第８図に示すように、偏平楕円形状の
チユーブ本体内を６つの流路に区画する５つの隔
壁８にて形成される。

従つて、この第三実施例の熱交換器によれば、
第１熱交換領域Ａの熱交換管２ａ〜２ｅ及び第２
熱交換領域Ｂの熱交換管２ｆ〜２ｊとは共にその
使用本数が５本であるがその断面形状及び流路の
断面積が異なり、また第２熱交換領域Ｂの熱交換
管２ｆ〜２ｊは第１熱交換領域Ａの熱交換管２ａ
〜２ｅよりも狭い流路の断面積を有するので、こ
れによつて供給口４から排出口７に至る熱媒体流
路はその流路断面積が段階的に変化するようにな
つている。

なお、第三実施例において上記第１熱交換領域
Ａの熱交換管２ａ〜２ｅが第７図に示す断面形状
であり、第２熱交換領域Ｂの熱交換管２ｆ〜２ｊ
が第８図に示す断面形状である場合について説明
したが、必ずしもこれら形状に限定されるもので
はなく、任意の断面形状及び断面積に設定できる
ことは勿論である。

［考案の効果］ 以上に説明したように、この考案の熱交換器に
よれば、互いに間隔をおいて配設される対のヘツ
ダパイプと、これら各ヘツダパイプの間に架設さ
れてこれらの間を連通連結する複数の熱交換管
と、これらの熱交換管に取付けられる熱交換用フ
インとから成り、ヘツダパイプの一方又は双方に
少なくとも熱媒体の供給口又は排出口の１つを有
する仕切り兼継手を嵌入し、このヘツダパイプ内
に嵌入された仕切り兼継手の仕切り部にて熱媒体
の供給口から排出口に至る熱交換領域を任意の流
路断面積を有する複数の領域に区画して成るた
め、以下のような効果が得られる。

１ 相変化に応じた任意位置にてヘツダパイプを
仕切ることができると同時に給・排出口を設定
できるので、組立て工程を可及的に少なくする
ことができると共に、製作を容易にすることが
できる。

２ 給・排出口を有する仕切り兼継手を使用する
ので、構成部材の削減が図れると共に、全体を
コンパクトに形成するこができる。

３ 熱媒体流路を流れる熱媒体の相変化度合に応
じた熱交換管の断面積及び又は断面形状を選択
して熱交換させることができるので、熱交換管
を長くすることなく熱媒体流路全域において効
率良く熱交換させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の第一実施例に係る熱交換器
を示す概略正面図、第２図は第１図の要部拡大断
面図、第３図は第一実施例の熱交換器の斜視図、
第３Ａ図はこの考案における仕切り兼継手の別の
形態を示す側面図、第４図は第一実施例における
熱交換管の断面図、第５図は第１図の−線断
面図、第６図はこの考案の第二実施例に係る熱交
換器の概略正面図、第７図ないし第９図はそれぞ
れ第６図の−線、−線及び−線断面
図図、第１０図はこの考案の第三実施例に係る熱
交換器の概略正面図、第１１図は第１０図の要部
拡大断面図、第１２図は第三実施例の熱交換器の
斜視図である。 符号説明、１ａ……一次側ヘツダパイプ、１ｂ
……二次側ヘツダパイプ、２ａ〜２ｌ……熱交換
管、３……熱交換用フイン、４……熱媒体供給
口、５，５ａ，５ｂ……仕切り兼継手、６，６
ａ，６ｂ……仕切り部、６ｃ……仕切り壁、７…
…熱媒体排出口、Ａ……第１熱交換領域、Ｂ……
第２熱交換領域、Ｃ……第３熱交換領域。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 互いに間隔をおいて配設される対のヘツダパ
   イプと、これら各ヘツダパイプの間に架設され
   てこれらの間を連通連結する複数の熱交換管
   と、これらの熱交換管に取付けられる熱交換用
   フインとから成り、上記ヘツダパイプの一方又
   は双方に少なくとも熱媒体の供給口又は排出口
   の１つを有する仕切り兼継手を嵌入し、このヘ
   ツダパイプ内に嵌入された上記仕切り兼継手の
   仕切り部にて熱媒体の供給口から排出口に至る
   熱交換領域を任意の流路断面積を有する複数の
   領域に区画して成ることを特徴とする熱交換
   器。 (2) 仕切り兼継手に仕切り壁を挟んで熱媒体供給
   口と熱媒体排出口とを形成して成ることを含む
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の熱交換
   器。 (3) 区画された各熱交換領域における熱交換管の
   使用本数を変化させて流路断面積を変化させる
   ことを含む実用新案登録請求の範囲第１項又は
   第２項記載の熱交換器。 (4) 区画された各熱交換領域に応じて断面形状及
   び／又は断面積の異なる熱交換管を使用して流
   路断面積を変化させることを含む実用新案登録
   請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記
   載の熱交換器。