JPH06307673A

JPH06307673A - 空気調和機用熱交換器

Info

Publication number: JPH06307673A
Application number: JP5099328A
Authority: JP
Inventors: Chikayoshi Satou; 近義佐藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-04-26
Filing date: 1993-04-26
Publication date: 1994-11-01

Abstract

(57)【要約】【目的】簡易かつ軽量な構成で、信頼性が高く、熱効
率が高い空気調和機用熱交換器を提供することである。【構成】凝縮器１０、１４及び蒸発器１２を有し、こ
れら凝縮器１０、１４及び蒸発器１２はそれぞれ１対の
ヘッダーパイプ１６ａ及び１６ｂと該１対のヘッダーパ
イプ１６ａ及び１６ｂ間に連通する熱交換手段１８、２
０からなり、熱交換手段１８、２０で冷媒と空気の間の
熱の吸収・放散を行うようにした空気調和機用熱交換器
において、凝縮器１０、１４及び蒸発器１２の各１対の
ヘッダーパイプ１６ａ及び１６ｂは一体に構成されたも
のであり、前記凝縮器１０、１４及び蒸発器１２を構成
するヘッダーパイプ１６ａ、１６ｂの部分間には冷媒の
流れを閉鎖する仕切り部材２２が設けられていて、前記
凝縮器１０及び１４のヘッダーパイプ１６ｂの部分から
蒸発器１２のヘッダーパイプ１６ｂの部分に至る冷媒の
経路に冷媒制御器２４が設けられていて、前記凝縮器１
０、１４及び蒸発器１２の各熱交換手段１８、２０の間
には熱絶縁部材２６が配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、除湿器の熱交換器に用
いるのに好適な空気調和機用熱交換器に関する。

【０００２】

【従来技術】一般的な除湿機の冷凍サイクルの機能と空
気の流れについて図４に基づき説明する。図４に示すよ
うに、圧縮機ａより圧縮されて送り出された高圧高温の
ガス（冷媒の気化したガス）は、凝縮器ｂに入り、この
凝縮器ｂで室内空気に放熱してこれにより冷却される。
この冷却により、前記高圧高温ガスは高圧高温の液体に
なる。この液体の冷媒は冷媒制御器ｃである毛細管に入
り、低圧低温の液体にされる。その後、この低圧低温液
体の冷媒は蒸発器ｄに入り蒸発して室内空気より温度と
湿度を奪ってガス化し、再び低圧低温ガスとなり圧縮機
ａに戻される。

【０００３】上記のような除湿機の空気の流れは、ま
ず、最初に室内空気を蒸発器ｄに通過させ、温度と湿度
を低下させ湿気を取り、次いで、その空気を凝縮器ｂに
送り、低下した空気の温度を上昇させて、再び室内に戻
すようになっている。この空気の流れを繰り返すことに
より、室内空気の湿度は徐々に低下し湿度が下げられ
る。以上が一般的な除湿機の原理である。

【０００４】従来の除湿機の熱交換器の機能について図
５及び図６のように配列された除湿機に基づき説明する
（例えば実公昭６２−３６３３号参照）。なお、図５の
（ａ）は当該除湿機の側面図、（ｂ）は正面図、図６は
平面図である。図５及び図６の除湿機は、室内空気流入
側から、第１の熱交換器（凝縮器）ｂ１、第２の熱交換
器（蒸発器）ｄ、第３の熱交換器（凝縮器）ｂ２が順番
に配設されているものである。また、各熱交換器ｂ１、
ｄ、ｂ２はそれぞれ独立して構成されており、アウミニ
ウムからなるフィンと冷媒が通ずる銅パイプから構成さ
れる。

【０００５】図５及び図６に示すように、室内空気は第
１熱交換器（凝縮器）ｂ１を通過する。この際、第１熱
交換器ｂ１は、一旦室内空気の温度を上昇させる。この
目的は、空気の温度を上昇させることにより、第２熱交
換器（蒸発器）ｄにおける冷媒の蒸発温度が０度℃以下
に低下しても、室内空気の温度が高温なため、第２熱交
換器ｄを凍結させることなく、室内空気から湿気を取る
ことにある。この点が図４に示した一般の除湿機と異な
る。

【０００６】次いで、前記温度が上昇した室内空気は、
第２熱交換器ｄを通過する。この際、第２熱交換器ｄは
室内空気の温度を低下させて室内空気の除湿をする。次
いで、温度の低下した室内空気は第３熱交換器ｂ２に入
る。この際、第３熱交換器ｂ２は、前記のように低下し
た室内空気温度を上昇させて、湿度を低下させる。この
ように温度上昇されながら室内空気は除湿機本体より室
内に戻される。

【０００７】室内空気は以上のような冷凍サイクルの繰
り返しで徐々に湿度が低下されていく。なお、前記除湿
機の冷凍サイクルにおいて、圧縮機（図示省略）から送
り出された高温の冷媒（液体の状態）は、凝縮器である
第１熱交換器ｂ１と第３熱交換器ｂ２に並列に入ること
でそれぞれ放熱する。その後、前記冷媒は、第１熱交換
器ｂ１と第３熱交換器ｂ２から出て、冷媒制御器ｃであ
る毛細管を経由して少量ずつ蒸発器の第２熱交換器ｄに
供給され、ガス化して低温の冷媒となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の除湿機は熱交換器を３台有しており、それぞれ別個
に作成され、それらが組み立てられる複雑な構成のもの
で、当然コストが掛かる。また、信頼性の保つために
は、個々の熱交換器のチェックが必要であり、作業が煩
雑である。また、他部品や、毛細管との溶接は、熱交換
器３台を組み立てた後に接続して溶接する必要があり、
手間がかかる等の問題点を有していた。なお、除湿機の
従来技術には、特開昭６３−１６１３３１号公報があ
る。この公報の技術はヒートポンプ式除湿機において、
蒸発器と凝縮器の間に設けられた風路の入口が蒸発器の
下方に、出口が凝縮器の下方に設けられたものである。
しかしながら、この公報の技術では、前記問題点を解消
できない。

【０００９】本発明は前記従来の問題点を解消するため
になされたものであって、その目的は、熱交換器が簡易
かつ軽量な構成で、信頼性が高く、熱効率が高い空気調
和機用熱交換器を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため次の構成を有する。本発明は、少なくとも凝縮
器及び蒸発器を有し、これら凝縮器及び蒸発器はそれぞ
れ１対のヘッダーパイプと該１対のヘッダーパイプ間に
連通する熱交換手段からなり、熱交換手段で冷媒と空気
の間の熱の吸収・放散を行うようにした空気調和機用熱
交換器において、凝縮器及び蒸発器の各１対のヘッダー
パイプは一体に構成されたものであり、前記凝縮器及び
蒸発器を構成するヘッダーパイプの部分間には冷媒の流
れを閉鎖する仕切り部材が設けられていて、前記凝縮器
のヘッダーパイプの部分から蒸発器のヘッダーパイプの
部分に至る冷媒の経路に冷媒制御器が設けられていて、
前記凝縮器及び蒸発器の各熱交換手段の間には熱絶縁部
材が配設されていることを特徴とする空気調和機用熱交
換器である。

【００１１】

【作用】本発明によれば、上記の構成を有するため、次
の作用を有する。（１）凝縮器及び蒸発器の各１対のヘッダーパイプは
一体に構成されたものであり、前記凝縮器及び蒸発器を
構成するヘッダーパイプの部分間には冷媒の流れを閉鎖
する仕切り部材が設けられているので、従来ヘッダーパ
イプ及び熱交換手段からなる熱交換器が複数組み立て接
続されて構成されていたものを一体に成型・構成できる
ようになる。

【００１２】（２）凝縮器のヘッダーパイプの部分か
ら蒸発器のヘッダーパイプの部分に至る冷媒の経路に冷
媒制御器が設けられているので、従来冷凍サイクルを構
成する部品の内、冷媒を減圧させ、高圧液体を低圧の液
体とガス体に変化させ、蒸発器内部で蒸発させる機能を
もつ冷媒制御器は、熱交換器と別個の部品であったが、
本発明により熱交換器と冷媒制御器例えば毛細管とを一
体化して同時に成型することが可能になる。（３）凝縮器及び蒸発器の各熱交換手段の間には熱絶
縁部材が配設されているので、熱効率が上昇する（熱交
換器のロスを防止する）。

【００１３】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。図１及び図２は、本発明の実施例に係る空気
調和機用熱交換器の構成説明図である。図１の（ａ）は
該空気調和機用熱交換器の平面図、（ｂ）は同正面図、
（ｃ）は同側面図であり、図２は同底面図である。

【００１４】図１及び図２に示すように、実施例は、第
１の熱交換器（凝縮器）１０、第２の熱交換器（蒸発
器）１２、及び、第３の熱交換器（凝縮器）１４を有
し、これら各熱交換器１０、１２及び１４はそれぞれ１
対のヘッダーパイプ１６ａ及び１６ｂと該１対のヘッダ
ーパイプ１６ａ及び１６ｂ間に連通する偏平管１８及び
フィン２０（熱交換手段に相当）からなり、この偏平管
１８及びフィン２０で冷媒と空気の間の熱の吸収・放散
を行うようにした空気調和機用熱交換器である。

【００１５】また、該空気調和機用熱交換器において、
第１の熱交換器（凝縮器）１０、第２の熱交換器（蒸発
器）１２、及び、第３の熱交換器（凝縮器）１４は、そ
れぞれその空気流通方向に直角平面に沿って広がる構成
であって、いずれもが同一平面に沿って隣り合うように
配列される（配列方向は図１（ｂ）中の符号Ａで示す左
右方向である）。ヘッダーパイプ１６ａ及び１６ｂは、
各熱交換器１０、１２及び１４を通じて一体的に構成さ
れるものであって、前記左右方向直角方向（上下方向）
の各端部に一対が配設されるものである。

【００１６】また、第１の熱交換器１０、第２の熱交換
器１２、及び、第３の熱交換器１４を構成するヘッダー
パイプ１６ａ及び１６ｂの部分１６ａ１、１６ａ２、１
６ａ３及び１６ｂ１、１６ｂ２、１６ｂ３間には冷媒の
流れを閉鎖する仕切り板２２が設けられている。前記仕
切り板２２は、ヘッダーパイプ１６ａ及び１６ｂの内部
にあって、第１の熱交換器（凝縮器）１０、第２の熱交
換器（蒸発器）１２及び第３の熱交換器（凝縮器）１４
をそれぞれ分離している。なお、ヘッダーパイプ１６ａ
及び１６ｂの軸方向（前記Ａ方向）に沿う両端部には、
エンドキャップ２８が嵌合されて、ヘッダーパイプ１６
ａ及び１６ｂ内の冷媒を密封している。

【００１７】また、前記第１の熱交換器（凝縮器）１０
及び第３の熱交換器（凝縮器）１４のヘッダーパイプ１
６ｂの部分１６ｂ１及び１６ｂ３から第２の熱交換器
（蒸発器）１２のヘッダーパイプの部分１６ｂ２に至る
冷媒の経路に毛細管（冷媒制御器に相当）２４が設けら
れている。また、前記第１の熱交換器（凝縮器）１０、
第２の熱交換器（蒸発器）１２、及び、第３の熱交換器
（凝縮器）１４の各偏平管１８及びフィン２０の間には
熱絶縁材２６が挿入・配設されている。これにより、各
熱交換器１０、１２及び１４間の熱絶縁を充分にして、
熱効率の向上を図っている。

【００１８】実施例では、前記第１の熱交換器１０、第
２の熱交換器１２及び第３の熱交換器１４は、ヘッダー
パイプ１６ａ及び１６ｂと偏平管１８及びフィン２０と
がいずれもアルミニウムを材質とし、いわゆるオールア
ルミ製である。前記ヘッダーパイプ１６ａ及び１６ｂは
冷媒を集約・分散させる機能をもつ。また、偏平管１８
は、その内部が冷媒と接触し、かつ、その外部がフィン
２０に接触してフィン２０の熱を吸収しまたはフィン２
０へ熱を放散させるようになっている。また、フィン２
０は、空気と熱交換し偏平管１８に熱を伝えまたは偏平
管１８から熱を吸収して空気側に熱を放散させるように
なっている。

【００１９】前記上部のヘッダーパイプ１６ａには、圧
縮機（図示省略）から冷媒が送られてくる導入管３４が
第１及び第３の熱交換器１０及び１４のヘッダーパイプ
の部分１６ａ１及び１６ａ３に連通し、かつ、圧縮機に
冷媒を戻す導出管３６が第２の熱交換器１２のヘッダー
パイプの部分１６ａ２に連通している。また、前記下部
のヘッダーパイプ１６ｂには、第１及び第３の熱交換器
１０及び１４のヘッダーパイプの部分１６ｂ１及び１６
ｂ３間を連通する連通管３８が設けられ、該連通管３８
と第２の熱交換器１２のヘッダーパイプの部分１６ｂ２
の間には前記毛細管２４が設けられている。また、前記
第１の熱交換器１０と第３の熱交換器１４の左右方向端
部には偏平管１８及びフィン２０を左右方向から押さえ
るエンド金具４０が設けられている。

【００２０】前記空気調和機用熱交換器においては、図
２に破線で示すように風路が形成されている。つまり、
第１の熱交換器１０及び第２の熱交換器１２の前面（図
１の（ｂ）で示される側）を覆うように第１の隔壁３０
が設けられ、かつ、第２の熱交換器１２及び第３の熱交
換器１４の後面を覆うように第２の隔壁３２が設けられ
ており、室内空気が第１の熱交換器１０の後面から前面
に通過し、次いで、第１の隔壁３０で進行方向が逆転し
て、第２の熱交換器１２の前面から後面に通過し、さら
に、第２の隔壁３２で進行方向が逆転して、第３の熱交
換器１４の後面から前面に通過して室内へ空気が吹き出
すようになっている。

【００２１】また、熱交換器１０、１２及び１４の製作
は次のように行う。すなわち、まず、図３に示すよう
に、１対のヘッダーパイプ１６ａ及び１６ｂを離隔して
並べる。このヘッダーパイプ１６ａ及び１６ｂに、各々
２つの仕切り板２２を挿入して嵌合する。また、このヘ
ッダーパイプ１６ａ及び１６ｂの相対向する側に、パイ
プ１６ａ及び１６ｂの軸に直角方向に長い溝孔４２を形
成する。次いで、そのヘッダーパイプ１６ａ及び１６ｂ
間に一定間隔で偏平管１８を配列し、偏平管１８の端部
を前記溝孔４２に嵌合させて、溶接する等して固定す
る。

【００２２】次いで、配列された各偏平管１８の間に波
形状に折り曲げられたフィン２０を挿入する。次いで、
偏平管１８の左右方向の端部にエンド金具４０を固定す
る。また、このヘッダーパイプ１６ａ及び１６ｂの軸方
向端部にエンドキャップ２８を嵌合してこのヘッダーパ
イプ１６ａ及び１６ｂに漏れが生じないようにする。。

【００２３】次に実施例の作用を説明する。実施例の空
気調和機用熱交換器において、圧縮機から送り出されて
導入管３４を通った冷媒は高圧ガスの状態で上部ヘッダ
ーパイプ１６ａ１及び１６ｂ３より第１及び第３熱交換
器（凝縮器）１０及び１４内に流入して液化する。この
液化した冷媒は、連通管３８及び毛細管２４を介して、
下部ヘッダーパイプの部分１６ｂ２から第２の熱交換器
１２に少しずつ流入してガス化し、導出管３６を通って
圧縮機に戻される。

【００２４】この場合において、室内空気は図２のよう
に、第１の熱交換器１０の後面から前面に通過して加熱
される。次いで、加熱された空気は、第１の隔壁３０で
進行方向が逆転して、第２の熱交換器１２の前面から後
面に通過して冷却されて熱が奪われる。さらに、冷却さ
れた空気は、第２の隔壁３２で進行方向が逆転して、第
３の熱交換器１４の後面から前面に通過して加熱されて
室内へ空気が吹き出すようになっている。

【００２５】したがって、室内空気は、第１の隔壁３０
を介して蛇行しながら、第１の熱交換器１０から第２の
熱交換器１２に流入し、第２の隔壁３２を介して第３の
熱交換器１４を通過することにより、空気中の水分が除
湿されて室内側出口より吹き出し、室内空気に混じる。
このため、徐々に室内空気の湿度が下げられて行く。な
お、本実施例の冷凍サイクル及び除湿の作用は前記図５
に示したものと同様のため、その詳細な説明は略する。
なお、本発明は前記実施例の凝縮器を２つと蒸発器１つ
を有する熱交換器に限定されず、凝縮器と蒸発器を１つ
ずつ有する熱交換器を構成できる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、（ａ）従来ヘッダーパイプ及び熱交換手段からなる熱交
換器が複数組み立てられて構成されていたが、本発明に
より、これを一体に構成できるようにする。（ｂ）従来冷凍サイクルを構成する部品の内、冷媒を減
圧させ、高圧液体を低圧の液体とガス体に変化させ、蒸
発器内部で蒸発させる機能をもつ冷媒制御器は、熱交換
器と別個の部品であったが、本発明により熱交換器と冷
媒制御器例えば毛細管とを一体化して同時に成型するこ
とを可能にする。（ｃ）凝縮器及び蒸発器の各熱交換手段の間には熱絶
縁部材が配設されているので、熱効率が上昇する（熱交
換器のロスが防止できる）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る空気調和機用熱交換器の
構成説明図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、
（ｃ）が側面図である。

【図２】図１の底面図である。

【図３】図１の熱交換器の組み立て構成説明図である。

【図４】一般的な冷凍サイクルの説明図である。

【図５】従来の熱交換器の配列と空気の流れの説明図で
あり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。

【図６】図５の熱交換器の平面図である。

【符号の説明】

１０第１熱交換器（凝縮器）１２第２熱交換器（蒸発器）１４第３熱交換器（凝縮器）１６ａ、１６ｂ上部、下部のヘッダーパイプ１８偏平管２０フィン２２仕切り板２４毛細管２６熱絶縁材３０、３２第１、第２の隔壁３４導入管３６導出管３８連通管４０エンド金具４２溝孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ２５Ｂ 41/06 Ｄ 9335−3Ｌ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも凝縮器及び蒸発器を有し、こ
れら凝縮器及び蒸発器はそれぞれ１対のヘッダーパイプ
と該１対のヘッダーパイプ間に連通する熱交換手段から
なり、熱交換手段で冷媒と空気の間の熱の吸収・放散を
行うようにした空気調和機用熱交換器において、凝縮器及び蒸発器の各１対のヘッダーパイプは一体に構
成されたものであり、前記凝縮器及び蒸発器を構成するヘッダーパイプの部分
間には冷媒の流れを閉鎖する仕切り部材が設けられてい
て、前記凝縮器のヘッダーパイプの部分から蒸発器のヘッダ
ーパイプの部分に至る冷媒の経路に冷媒制御器が設けら
れていて、前記凝縮器及び蒸発器の各熱交換手段の間には熱絶縁部
材が配設されていることを特徴とする空気調和機用熱交
換器。