JPH0682124A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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Publication number
JPH0682124A
JPH0682124A JP23661892A JP23661892A JPH0682124A JP H0682124 A JPH0682124 A JP H0682124A JP 23661892 A JP23661892 A JP 23661892A JP 23661892 A JP23661892 A JP 23661892A JP H0682124 A JPH0682124 A JP H0682124A
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JP
Japan
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thin tube
refrigerant
heat exchanger
side header
Prior art date
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Pending
Application number
JP23661892A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigenori Ishihara
滋規 石原
Noriaki Hidesaka
則彰 秀坂
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Publication of JPH0682124A publication Critical patent/JPH0682124A/ja
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は例えば空気調和機などに用いられる
いわゆるフィンアンドチューブ型の熱交換器に係り,螺
旋状に成形された複数の各細管に対して分流される冷媒
の均等化を図ることを目的をする。 【構成】 各細管1に対する冷媒の分流度合がほぼ均等
となるように,入口側ヘッダ2から出口側ヘッダ3に至
る細管1毎の冷媒の各流通経路に係る抵抗が入口側ヘッ
ダ2の流入口2aから出口側ヘッダ3の流出口3aに向
けて変化させている。具体的には,入口側ヘッダ2′や
出口側ヘッダ3′のようにその内径寸法を順次変化させ
たり,あるいは細管1の螺旋状巻きピッチあるいは内径
寸法を変化させている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,例えば空調機器や冷凍
機器等に用いられる熱交換器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に,空気調和機などに用いられる熱
交換器は,伝熱管とフィンとからなるいわゆるフィンア
ンドチューブ形式のものであって,例えば特開昭60−
11089号公報に開示のものが知られている。上記公
報に開示の熱交換器では,複数の薄肉金属製の細管が螺
旋状に成形され,各細管の両開口端が入口側ヘッダ及び
出口側ヘッダに接続されている。そして,上記各細管
は,共通の連結要素を介して相互に網目状に噛み合った
状態で固定され,並列に配設されている。上記構成に係
る熱交換器では,上記入口側ヘッダから上記各細管に供
給された冷媒と各細管表面に沿って流通する空気との間
で熱交換が行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが,上記公報に
開示の熱交換器では,各細管に対して冷媒が均等に流通
されず,熱交換性能にバラツキを生じ,効率的な熱交換
を行い得ないという問題点があった。そこで,本発明
は,上記事情に鑑みて創案されたものであり,各細管に
対して分流される冷媒の均等化を図り,均質で熱交換性
能に優れた熱交換器の提供を目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に,本発明が採用する第1の手段は,その要旨とすると
ころが,複数の薄肉金属製の細管を螺旋状に成形して各
細管の両開口端をそれぞれ入口側ヘッダ及び出口側ヘッ
ダに接続し,上記入口側ヘッダから上記各細管に供給さ
れた冷媒と各細管表面に沿って流通する流体との間で熱
交換を行う熱交換器において,上記各細管に対する上記
冷媒の分流度合が略均等となるように上記入口側ヘッダ
から上記出口側ヘッダに至る細管毎の冷媒の各流通経路
に係る抵抗を入口側ヘッダから出口側ヘッダに向けて変
化させた点に係る熱交換器である。更に,上記目的を達
成するために,本発明が採用する第2の手段は,その要
旨とするところが,複数の薄肉金属製の細管を螺旋状に
成形して各細管の両開口端をそれぞれ入口側ヘッダ及び
出口側ヘッダに接続し,上記入口側ヘッダから上記各細
管に供給された冷媒と各細管表面に沿って流通する流体
との間で熱交換を行う熱交換器において,上記各細管に
対する上記冷媒の分流度合が略均等となるように上記入
口側ヘッダから上記出口側ヘッダに至る細管毎の冷媒の
各流通経路に係る抵抗を入口側ヘッダから出口側ヘッダ
に向けて変化させ得るように各細管が占める領域をそれ
ぞれ独立させた点に係る熱交換器である。
【0005】
【作用】上記構成に係る熱交換器では,入口側ヘッダか
ら出口側ヘッダに至る細管毎の冷媒の各流通経路に係る
抵抗が入口側ヘッダから出口側ヘッダに向けて冷媒の分
流度合がほぼ均等となるように変化させられているの
で,均質で且つ優れた熱交換性能を発揮することができ
る。この場合,上記抵抗を変化させる手段としては,各
ヘッダの冷媒の入口側から出口側へ向けての内径寸法を
変化させる,あるいは各細管の内径寸法や螺旋状巻きピ
ッチを変化させることにより具現化される。更に,上述
の螺旋状巻きピッチを変化させるには,各細管が占める
空間領域をそれぞれ独立させることが有効である。これ
により,各細管の巻きピッチ変化による相互干渉が回避
される。
【0006】
【実施例】以下添付図面を参照して,本発明を具体化し
た実施例につき説明し,本発明の理解に供する。尚,以
下の実施例は,本発明を具体化した一例であって,本発
明の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここ
に,図1は本発明の一実施例に係る熱交換器の外観斜視
図,図2は上記熱交換器を構成するヘッダ及び細管の具
体的構造を示す図,図3は本発明の他の実施例に係る熱
交換器の要部構造を示すものであって,(A)は部分正
面図,(B)は(A)におけるA−A′矢視断面図,図
4は上記熱交換器における冷媒と空気の流通状況を示す
図,図5は上記他の実施例に係る熱交換器に適用可能な
支持部材を示す図である。この実施例に係る熱交換器で
は図1に示す如く,複数の薄肉金属製(例えば銅,アル
ミニウム等)の細管(内径寸法は数百ミクロン〜数ミリ
メートル)1,1,・・・が所定ピッチで螺旋状に成形
され,その占める空間領域がそれぞれ独立した状態で並
設されている。そして,上記各細管1の両開口端は,そ
れぞれ入口側ヘッダ2及び出口側ヘッダ3に蝋付けなど
により一体的に接続されている。上記のようにして一体
化された熱交換器においては,上記入口側ヘッダ2から
上記各細管1に供給された冷媒と各細管1表面に沿って
流通する空気との間で熱交換が行われる。尚,上述の熱
交換に際して,細管1内部を流れる冷媒は(図4(A)
参照),該細管1が螺旋構造であることからその内壁に
沿って旋回しながら流通するため,該細管1内部が乱流
状態となって冷媒側熱伝達率が向上する。また,該細管
1表面を流通する空気は(同図(B)参照),上記細管
1表面を渦巻き状に旋回しつつ流れる空気成分により乱
流混合効果が発揮され,その熱伝達率が良好となって熱
交換効率が向上する。
【0007】更に,本発明に係る熱交換器では,上記各
細管1に対する冷媒の分流度合がほぼ均等となるよう
に,上記入口側ヘッダ2から上記出口側ヘッダ3に至る
細管1毎の冷媒の各流通経路に係る抵抗を入口側ヘッダ
2から出口側ヘッダ3に向けて変化させている。以下,
その具体的構成について図2に基づいて説明する。ま
ず,同図(A)において,入口側ヘッダ2′は,その断
面積が流入口2aの位置からその長手方向に向けて漸次
縮小するように構成されている。一般的に,入口側ヘッ
ダの断面積はその長手方向に関して一様であることか
ら,流入口から流入した冷媒はヘッダの長手方向に向か
うに従って(流入口から離れるに従って)圧力損失の影
響により圧力が低下し,ヘッダ内部における圧力分布が
不均一となり,冷媒の各細管に対する分流度合が均等と
はならない。そこで,上記入口側ヘッダ2′のように,
その断面形状を長手方向に向けて変化させることによ
り,該入口側ヘッダ2′の内部において流入口2aから
離れた位置においても,冷媒の圧力が低下せず,上記流
入口2a近傍とほぼ同圧力の状態に維持することができ
る。これにより,上記冷媒は並列に配設された各細管1
の内部に対してほぼ均等な度合いで分流される。その結
果,熱交換性能の効率向上が図られる。同図(B)に示
す構造では,入口側ヘッダ2の流入口2aからその長手
方向に向かうに従って,上記細管1の螺旋状巻きピッチ
が順次大きくなるように構成されている。すなわち,流
入口2a側の細管よりも末端側の細管の方がその全長寸
法が短くなるように配慮されている。これにより,流入
口2aから入口側ヘッダ2の長手方向へ離間するに従っ
て細管1の内部抵抗が小さくなり,各細管1に対する冷
媒の分流度合がほぼ均等化される。同図(C)に示す構
造では,流入口2aから入口側ヘッダ2の長手方向に向
かうに従って,細管1の内径寸法が順次大きくなるよう
に構成されている。これにより,流入口2a側の細管1
よりも入口側ヘッダ2の長手方向へ離間した位置での細
管1における内部抵抗が順次小さくなり,入口側ヘッダ
2の長手方向に関しての細管1の各内部抵抗を変化させ
ることができる。
【0008】これにより,圧力損失を起因とする入口側
ヘッダ2の長手方向に係る冷媒の圧力差を相殺すること
ができ,ほぼ均一化された圧力状態の下,各細管1内部
を流通する冷媒流量をほぼ均等化することができる。同
図(D)に示す構造では,入口側ヘッダ2の長手方向に
かかる断面積が一様であることから,該入口側ヘッダ2
の長手方向へ向けて流入口2aから離間するに従って圧
力損失の影響により冷媒圧力が低下し,細管1に対して
冷媒が流入しにくくなる。そこで,出口側ヘッダ3′の
断面積を,その流出口3aへ向かうに従って順次拡大す
るように構成している。これにより,上記入口側ヘッダ
2の流入口2aから離間した細管1ほど出口側ヘッダ
3′への冷媒流出がスムーズとなり,前述した流入側の
冷媒圧力の不均一を緩和することができる。従って,各
細管1内部を流入する冷媒流量をほぼ均等化することが
できる。同図(E)に示す構造では,前述の入口側ヘッ
ダ2′と出口側ヘッダ3′とを併用している。これによ
り,各細管1に対する冷媒の分流度合の均等化がさらに
促進される。尚,上記各実施例に係る構造では,冷媒の
流入口2aと流出口3aとは平面視で対角に位置してい
るため,冷媒の流入方向を逆転させた場合でも,それぞ
れ同様の効果を奏することができる。さらに,上記各構
成においては,単に細管や各ヘッダの形状を変更するの
みでよいことから,その加工に際しては複雑とはなら
ず,コスト的にも安価になるというメリットがある。引
き続き,図3に基づいて,他の実施例に係る熱交換器に
ついて説明する。同図に示す熱交換器では,それぞれ専
有領域を独立させた状態にある各細管1の軸芯位置に,
該細管1を支持する支持部材4が配設されている。同図
に示す如く,各細管1の間の間隙寸法Lを常に0より大
きな値とすることにより,各細管1の螺旋状巻きピッチ
Pの値を個別に適宜調整することができる。
【0009】引き続き,図5に基づいて,他の実施例に
係る熱交換器について説明する。同図(A)では,上記
支持部材4が円管上に形成され,その内部にヒータ5が
配設されている。例えば空気調和機に熱交換器を使用す
る際,細管内部を流通する冷媒の吸熱作用により該細管
表面が露点温度以下となる。これにより,細管表面に沿
って流通する空気は冷却され,該細管表面に結露する。
このような状況の下,上記構成に係る熱交換器において
ヒータ5に通電することにより,冷却された空気は加熱
され,上記細管表面を通過する該空気が除湿のみを行わ
れることとなる。又,上記ヒータ5からの熱は,補助暖
房として利用することも可能である。同図(B),
(C),(D)に示す構造では,上記支持部材4の表面
に種々の形状を有する伝熱フィン6,7,8が装着され
ている。上記構成とすることにより,上記ヒータ5の放
熱促進あるいは空気流に対する乱流効果の促進を図るこ
とができる。同図(E)に示す構造では,支持部材9の
表面に多数の貫通孔9aが穿設されている。このように
支持部材9を加工した構造としてその内部に脱臭剤,芳
香剤あるいは殺菌剤等を収容することにより,熱交換器
本来の機能である温度制御の他に,例えば空気調和に際
しての香り制御機能あるいは殺菌機能などを付与するこ
とができる。同図(F),(G)に示す構造では,支持
部材4の表面に吸水性物質10あるいは弾性物質11が
コーティング処理されている。従って,細管1が結露し
た場合,上記吸水性物質10はその大分部を吸着するこ
とができるため,結露による水滴が当該熱交換器外部へ
飛散することがなく,効率的なドレン処理を行うことが
できる。又,弾性物質11をコーティング処理すること
により,振動時における支持部材4と細管1との振動に
よる影響を緩衝することができる。
【0010】
【発明の効果】本発明に係る熱交換器は上記したように
構成されているため,各細管に対して分流される冷媒の
均等化を図ることができ,均質で優れた熱交換性能を発
揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る熱交換器の外観斜視
図。
【図2】 上記熱交換器を構成するヘッダ及び細管の具
体的構造を示す図。
【図3】 本発明の他の実施例に係る熱交換器の要部構
造を示すものであって,(A)は部分正面図,(B)は
(A)におけるA−A′矢視断面図。
【図4】 上記熱交換器における冷媒と空気の流通状況
を示す図。
【図5】 上記他の実施例に係る熱交換器に適用可能な
支持部材を示す図。
【符号の説明】
1…細管 2,2′…入口側ヘ
ッダ 2a…流入口 3,3′…出口側ヘ
ッダ 3a…流出口 4,9…支持部材 9a…貫通孔 5…ヒータ 6,7,8…伝熱フィン 10…吸水性物質 11…弾性物質

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の薄肉金属製の細管を螺旋状に成形
    して各細管の両開口端をそれぞれ入口側ヘッダ及び出口
    側ヘッダに接続し,上記入口側ヘッダから上記各細管に
    供給された冷媒と各細管表面に沿って流通する流体との
    間で熱交換を行う熱交換器において,上記各細管に対す
    る上記冷媒の分流度合が略均等となるように上記入口側
    ヘッダから上記出口側ヘッダに至る細管毎の冷媒の各流
    通経路に係る抵抗を入口側ヘッダから出口側ヘッダに向
    けて変化させたことを特徴とする熱交換器。
  2. 【請求項2】 複数の薄肉金属製の細管を螺旋状に成形
    して各細管の両開口端をそれぞれ入口側ヘッダ及び出口
    側ヘッダに接続し,上記入口側ヘッダから上記各細管に
    供給された冷媒と各細管表面に沿って流通する流体との
    間で熱交換を行う熱交換器において,上記各細管に対す
    る上記冷媒の分流度合が略均等となるように上記入口側
    ヘッダから上記出口側ヘッダに至る細管毎の冷媒の各流
    通経路に係る抵抗を入口側ヘッダから出口側ヘッダに向
    けて変化させ得るように各細管が占める領域をそれぞれ
    独立させたことを特徴とする熱交換器。
  3. 【請求項3】 螺旋状に成形された上記細管の軸芯位置
    に,該細管を支持する支持部材を配設した請求項2記載
    の熱交換器。
JP23661892A 1992-09-04 1992-09-04 熱交換器 Pending JPH0682124A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015093619A1 (ja) * 2013-12-21 2015-06-25 京セラ株式会社 熱交換用部材および熱交換器

Cited By (3)

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WO2015093619A1 (ja) * 2013-12-21 2015-06-25 京セラ株式会社 熱交換用部材および熱交換器
JPWO2015093619A1 (ja) * 2013-12-21 2017-03-23 京セラ株式会社 熱交換用部材および熱交換器
US10697707B2 (en) 2013-12-21 2020-06-30 Kyocera Corporation Heat exchange member and heat exchanger

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