JPH072859U

JPH072859U - 熱交換器

Info

Publication number: JPH072859U
Application number: JP3377893U
Authority: JP
Inventors: 二朗福留; 保博金井; 智樹林
Original assignee: ヤンマーディーゼル株式会社
Priority date: 1993-05-28
Filing date: 1993-05-28
Publication date: 1995-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】全体にコンパクトで且つ凝縮効率の高いクロ
スフィン形の熱交換器を提供する。【構成】入口ヘッダ（１）と出口との間に複数段の中
間ヘッダ（２）〜（７）を設け、各ヘッダ（１）〜
（７）間を伝熱管（12）で連結するとともに、その伝熱
管（12）をＵ字型に屈曲してヘッダ（１）〜（７）と同
じ側に纏めて配置する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、主としてヒートポンプ用の冷媒の凝縮器若しくは蒸発器として使用される熱交換器であって、特にヘッダ管に連結した伝熱管を放熱若しくは集熱用のフィン群を通過させるように配置したクロスフィン形のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】

上記のような従来のクロスフィン形熱交換器では、互いに平行な２本のヘッダを間隔をおいて配置し、それらヘッダ間に多数の伝熱管を連結して、例えば、凝縮器として用いる場合には、入口側のヘッダに流入した冷媒を多数本の伝熱管に分岐して流しながら凝縮させた後、出口側の他方のヘッダで集合させて、冷媒回路へ流出させるようにしている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記の凝縮過程において、入口側のヘッダへ流入した冷媒は、伝熱管を通過しながら徐々に凝縮して液化し、その液化が進行するに従い、伝熱管の内壁に液冷媒が厚く堆積して、未だ液化していない冷媒のフィン側への熱伝導が阻害され、効率が低下する欠点を有している。

【０００４】また、上記のように、従来の熱交換器では、入口側のヘッダと出口側のヘッダを間隔をおいて配置して、その間に直線状の伝熱管を連結したものであるため、ヘッダ間の間隔が長くなり、コンパクトに構成できない欠点があった。この考案は、このような従来の欠点を解消して、全体にコンパクトで且つ凝縮効率の高いクロスフィン形の熱交換器を提供することを目的としてなされたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するため、この考案では、冷媒の流入する入口ヘッダと同じく冷媒の流出する出口部との間に複数段の中間ヘッダを設け、それら各ヘッダ間にフィン群を通過するようにして多数の伝熱管を連結した熱交換器において、前記入口ヘッダ及び中間ヘッダが、伝熱管を流れる冷媒流れ方向の同一側に纏めて配置されるとともに、各伝熱管は、その中間部でＵ字形に屈曲されていることを特徴とする。

【０００６】上記において、凝縮時の冷媒の流れ方向に対して、その流れ方向の前段から後段へ行くにしたがってヘッダ間に連結される伝熱管の本数を順次少なくすることが考えられ、また、各ヘッダに対して伝熱管を流れる冷媒流れ方向の反対側において、各伝熱管の端部をＵ字形に屈曲した後その先端を更に、フィン群を通過するようにしてループ状に折り返しした後後段のヘッダへ連結することが考えられる。

【０００７】

【作用】

上記の構成によれば、伝熱管内で凝縮した液冷媒は、各中間ヘッダを通過する度に下方へ移動し、相対的に凝縮していない冷媒が上部側の伝熱管に集合して流れるので、凝縮作用に必要な上部側の熱伝達が促進されることになる。

【０００８】また、各ヘッダは伝熱管の冷媒流れ方向の一端側に纏めて配置されるとともに、伝熱管をＵ字形に屈曲して各ヘッダに連結しているので、全体をコンパクトに構成できる。

【０００９】

【実施例】

図１〜図４は、この発明の第１の実施例を示している。図において（１）は、凝縮過程において気化した冷媒の流入する入口ヘッダ、（２）〜（７）は、凝縮過程の各段階毎に配置される多数の中間ヘッダを示している。これら各ヘッダ（１）〜（７）は、何れも垂直方向に配置される丸パイプからなるもので、入口ヘッダ（１）には、流入した冷媒を４方向に分岐して流出させるための４個の出口穴（９）（９）…を設けている。第１の中間ヘッダ（２）は、この入口ヘッダ（１）の側方において平行に配置されるとともに、入口ヘッダ（１）の出口穴（８）に対応して４個の入口穴（９）（９）…と同じく４個の出口穴（８）（８）… を形成している。第２の中間ヘッダ（３）は、入口ヘッダ（１）の直下において第１の中間ヘッダ（２）の側方に平行に配置されるとともに、その第１の中間ヘッダ（２）の出口穴（８）に対応して４個の入口穴（９）（９）…を形成し、更に４個の出口穴（８）（８）…を形成している。第３の中間ヘッダ（４）は、第１の中間ヘッダ（２）の直下に直線状に配置されるとともに、前記第２の中間ヘッダ（３）の出口穴（８）に対応して３個の入口穴（９）（９）…を形成し、同じく３個の出口穴（８）（８）…を形成している。第４の中間ヘッダ（５）が、第２の中間ヘッダ（３）の下方に直線状に配置されるとともに、前記第３の中間ヘッダ（４）の出口穴（８）に対応して３個の入口穴（９）と、それよりも１つ少ない２個の出口穴（８）を形成している。第５の中間ヘッダ（６）が、第３の中間ヘッダ（４）の下方に直線状に配置されるとともに、前記第４の中間ヘッダ（５）の出口穴（８）に対応して、２個の入口穴（９）と同じく２個の出口穴（８）とを形成している。第６の中間ヘッダ（７）が、第４の中間ヘッダ（５）の直下に直線状に配置されるとともに、２個の入口穴（９）と１個の出口穴（８）が形成されている。

【００１０】図２で示すように、伝熱管（12）は、互いに平行な２本の直線部の一端側をＵ字型の接続管（13）で接続して、全体をＵ字型形状としたもので、その一方の入口側の端部が、前記各ヘッダ（１）〜（７）の出口穴（８）へ、他方の出口側の端部が、そのヘッダ（１）〜（６）の後段である次の段のヘッダ（２）〜（７）における入口穴（９）へ接続するようにして、これら一箇所に纏められたヘッダ（１）〜（７）の側方に、前記Ｕ字型接続管（13）が先端となるようにして水平に突出して連結されている。そして、これら伝熱管（12）の直線部間に、多数のフィン群（14）が配置されている。

【００１１】上記の構成において、入口ヘッダ（１）に入った気体冷媒は、その４個の出口穴（８）から、それぞれ４本の伝熱管（14）を通過しながら徐々に液化されるとともに、その伝熱管（12）の出口側より、第２の中間ヘッダ（２）へ入る。この第２の中間ヘッダ（２）に入った冷媒は、その下方の出口穴（８）（８）…より、４本の伝熱管（12）（12）…を通過して、第３の中間ヘッダ（３）内に入る。更に、この第３の中間ヘッダ（３）内に入った冷媒は、３個の出口穴（８）より３本の伝熱管（12）を介して第４のヘッダ（４）側へ流動する。更にその第３の中間ヘッダ（４）の３個の出口穴（８）から同じく３本の伝熱管（12）を通過して、第４の中間ヘッダ（５）内へ入る。この第５の中間ヘッダ（５）内に入った冷媒は、１本数の少ない２本の伝熱管（12）を通過して第５の中間ヘッダ（６）に入るとともに、その第５の中間ヘッダ（６）から第６の中間ヘッダ（７）側に伝熱管（12）を通って通過するようになっている。

【００１２】そして、上記のように伝熱管（12）を通過する途中で気体状の冷媒が徐々に凝縮されて液化するが、その液化した冷媒は、各中間ヘッダ（２）〜（７）部分で下方に移動するとともに、相対的に上方側に移動した気体冷媒が、各伝熱管（12 ）（12）…の上部側を通り、このようにして順次液体が下方を通り気体が上部を通るような二層構造となって出口側に向かって凝縮しながら流動するものである。この場合、各ヘッダ（１）と中間ヘッダ（２）〜（７）間を連結する伝熱管（ 12）は、その連結される本数が下流側へ行くにしたがって少なくなっており、これによって、より熱交換効率を高めることができる。

【００１３】図５〜図８は、この考案の別の実施例であり、この実施例では、１本の入口ヘッダ（１）と、３本の中間ヘッダ（２）〜（４）を、前記の実施例と同様に一箇所に纏めて２列に配置したもので、入口ヘッダ（１）と第１の中間ヘッダ（２）、及び第１の中間ヘッダ（２）と第３の中間ヘッダ（３）との間は、何れも４本の伝熱管（12）によって連結されているが、第３の中間ヘッダ（３）と第３の中間ヘッダ（４）とは、伝熱管の本数を少なくして２本の伝熱管（12）によって連結されている。そして、この実施例では、伝熱管（12）は、垂直方向に屈曲した１個のＵ字型接続管（13）によってＵ字型に屈曲させるのみならず、更にその先端を、同様に接続管（13）（13）を介して、ループ状に折返しして、後段の入口穴（10）へ接続している。

【００１４】図９は、上記図５〜図８の実施例における熱交換器の具体的な一例であって、前記のようにして屈曲された伝熱管（12）を中間部で、全体にＬ字型に折曲して、例えば熱交換器ケース内に収めるようにしたものである。その際、このＬ字型に折曲された折曲部の内側に例えば冷却ファン（15）等を配置して、各フィン群（14）の直線部分の側面より吸入した冷却風を、上部側より排出するようにしている。このように、Ｌ字型に折曲することによって、より全体をコンパクトにすることが可能である。

【００１５】また、この考案の熱交換器は、例えば、ビルディングや家庭用の室外機に組込まれて使用される場合に、その設置スペースが小さく、狭い場所でも空気調和装置を簡易に使用することができる。

【００１６】

【考案の効果】

以上のように、この考案によれば、凝縮過程における入口ヘッダから出口側に向かって、複数段の中間ヘッダを設け、これらをそれぞれ伝熱管によって接続するものであるから、各ヘッダを通過するために凝縮した一部の液冷媒が、相対的に下方に移動するとともに、これによって上部側を気体冷媒を通過し、下部側を液冷媒が通過して相互に分離して流動することになるから、凝縮の必要な気体冷媒と外部のフィンとの熱交換効率を低下させることなく、熱交換性能に優れた熱交換器を提供することができる。

【００１７】また、上記のように、各ヘッダは伝熱管を流れる冷媒流れ方向の一方の端部側に纏めて配置し、これに対応して伝熱管をＵ字型に折曲させて各ヘッダ間に連結するようにしているから、一本の直線状の伝熱管を両側のヘッダ間に連結するものと比べて全体をコンパクトに構成できるという効果がある。

【００１８】更に、各ヘッダ間を連結する伝熱管は、凝縮過程の出口側に向かって接続本数を少なくすることによって、より効率の優れた熱交換器を得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例を示す熱交換器の要部縦断側
面図である。

【図２】同じく平面図である。

【図３】同じく図１の左側面図である。

【図４】同じく図１の右側面図である。

【図５】この考案の別の実施例を示す熱交換器の要部縦
断側面図である。

【図６】同じく平面図である。

【図７】同じく図５の左側面図である。

【図８】同じく図５の右側面図である。

【図９】図５〜図８の熱交換器の具体例を示す全体の斜
視図である。

【符号の説明】

（１）入口ヘッダ（２）〜（７）中間ヘッダ（12）伝熱管（14）フィン群

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】冷媒の流入する入口ヘッダと同じく冷媒
の流出する出口部との間に複数段の中間ヘッダを設け、
それら各ヘッダ間にフィン群を通過するようにして多数
の伝熱管を連結した熱交換器において、前記入口ヘッダ
及び中間ヘッダが、伝熱管を流れる冷媒流れ方向の同一
側に纏めて配置されるとともに、各伝熱管は、その中間
部でＵ字形に屈曲されていることを特徴とする熱交換
器。
【請求項２】凝縮時の冷媒の流れ方向に対して、その
流れ方向の前段から後段へ行くにしたがってヘッダ間に
連結される伝熱管の本数を順次少なくしてあることを特
徴とする請求項１の熱交換器。
【請求項３】各ヘッダに対して伝熱管を流れる冷媒流
れ方向の反対側において、各伝熱管の端部をＵ字形に屈
曲した後その先端を更に、フィン群を通過するようにし
てループ状に折り返しした後後段のヘッダへ連結してあ
ることを特徴とする請求項１又は２の熱交換器。