JPH09196507A - 空調用熱交換器 - Google Patents
空調用熱交換器Info
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
- F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
- F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
- F28D1/047—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
- F28D1/0477—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being bent in a serpentine or zig-zag
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 空調用熱交換器において、冷媒の蒸発時であ
る暖房時において気液分離を抑制し、冷媒の凝縮時であ
る冷房時には気液の分離を良くし、熱交換率を向上さ
せ、空調用熱交換器のコンパクト化と低コスト化或いは
低騒音化を図る。 【解決手段】 蒸発時に冷媒が流入する分配器と、同じ
く冷媒が流出する出口ヘッダとの間に、複数の中間ヘッ
ダを設け、これらの各ヘッダ管にフィン群を通過させる
ようにして多数の伝熱管を連結した空調用熱交換器にお
いて、該熱交換器を複数のユニットにより構成すると共
に該複数のユニットを重複配置した。
る暖房時において気液分離を抑制し、冷媒の凝縮時であ
る冷房時には気液の分離を良くし、熱交換率を向上さ
せ、空調用熱交換器のコンパクト化と低コスト化或いは
低騒音化を図る。 【解決手段】 蒸発時に冷媒が流入する分配器と、同じ
く冷媒が流出する出口ヘッダとの間に、複数の中間ヘッ
ダを設け、これらの各ヘッダ管にフィン群を通過させる
ようにして多数の伝熱管を連結した空調用熱交換器にお
いて、該熱交換器を複数のユニットにより構成すると共
に該複数のユニットを重複配置した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は空調用熱交換器にお
いて、冷媒の凝縮性能の向上を図り、これにより、空調
用熱交換器の低コスト化とコンパクト化を図る技術に関
する。
いて、冷媒の凝縮性能の向上を図り、これにより、空調
用熱交換器の低コスト化とコンパクト化を図る技術に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、空調用熱交換器に関する技術
は公知とされているのである。例えば、特公平３−４５
３００号公報に記載の技術の如くである。
は公知とされているのである。例えば、特公平３−４５
３００号公報に記載の技術の如くである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、空調用熱交
換器において、冷媒の蒸発時である暖房時において気液
分離を抑制し、熱交換率を向上し、空調用熱交換器のコ
ンパクト化と、低コスト化或いは低騒音化を図るもので
ある。また、冷媒の凝縮時である冷房時には、気液の分
離を良くするものである。この為に本発明においては、
空調用熱交換器を複数のユニットを重複配置することに
より構成したものである。
換器において、冷媒の蒸発時である暖房時において気液
分離を抑制し、熱交換率を向上し、空調用熱交換器のコ
ンパクト化と、低コスト化或いは低騒音化を図るもので
ある。また、冷媒の凝縮時である冷房時には、気液の分
離を良くするものである。この為に本発明においては、
空調用熱交換器を複数のユニットを重複配置することに
より構成したものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明が解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するため
の手段を説明する。請求項１においては、蒸発時に冷媒
が流入する分配器と、同じく冷媒が流出する出口ヘッダ
との間に、複数の中間ヘッダを設け、これらの各ヘッダ
管にフィン群を通過させるようにして多数の伝熱管を連
結した空調用熱交換器において、該熱交換器を複数のユ
ニットにより構成すると共に、該複数のユニットを重複
配置したものである。
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するため
の手段を説明する。請求項１においては、蒸発時に冷媒
が流入する分配器と、同じく冷媒が流出する出口ヘッダ
との間に、複数の中間ヘッダを設け、これらの各ヘッダ
管にフィン群を通過させるようにして多数の伝熱管を連
結した空調用熱交換器において、該熱交換器を複数のユ
ニットにより構成すると共に、該複数のユニットを重複
配置したものである。
【０００５】請求項２においては、蒸発時に冷媒が流入
する分配器と、同じく冷媒が流出する出口ヘッダとの間
に、複数の中間ヘッダを設け、これらの各ヘッダ管にフ
ィン群を通過させるようにして多数の伝熱管を連結した
空調用熱交換器において、該熱交換器を複数のユニット
により構成すると共に、各ユニットの上部に、蒸発時の
冷媒入口孔１ａを設けたものである。
する分配器と、同じく冷媒が流出する出口ヘッダとの間
に、複数の中間ヘッダを設け、これらの各ヘッダ管にフ
ィン群を通過させるようにして多数の伝熱管を連結した
空調用熱交換器において、該熱交換器を複数のユニット
により構成すると共に、各ユニットの上部に、蒸発時の
冷媒入口孔１ａを設けたものである。
【０００６】請求項３においては、蒸発時に冷媒が流入
する分配器と、同じく冷媒が流出する出口ヘッダとの間
に、複数の中間ヘッダを設け、これらの各ヘッダ管にフ
ィン群を通過させるようにして多数の伝熱管を連結した
空調用熱交換器において、該熱交換器を複数のユニット
により構成すると共に、各ユニットの中間ヘッダの接続
連絡管を横向きに配置したものである。
する分配器と、同じく冷媒が流出する出口ヘッダとの間
に、複数の中間ヘッダを設け、これらの各ヘッダ管にフ
ィン群を通過させるようにして多数の伝熱管を連結した
空調用熱交換器において、該熱交換器を複数のユニット
により構成すると共に、各ユニットの中間ヘッダの接続
連絡管を横向きに配置したものである。
【０００７】請求項４においては、冷却ファンを熱交換
器の上部に配置した構成において、該熱交換器の下部側
ユニットの伝熱管の本数を、上部側ユニットの伝熱管の
本数よりも多く構成したものである。
器の上部に配置した構成において、該熱交換器の下部側
ユニットの伝熱管の本数を、上部側ユニットの伝熱管の
本数よりも多く構成したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を説明す
る。図１は本発明の空調用熱交換器の全体構成を示す俯
瞰図、図２は第１の中間ヘッダ４と第２の中間ヘッダ５
と伝熱管１２とＵ字接続管９とフィン群１４の部分の正
面図、図３はＵ字接続管６と第３の中間ヘッダ７とフィ
ン群１５と伝熱管１３とＵ字接続管１０の部分の正面
図、図４は第１の中間ヘッダ４と第２の中間ヘッダ５と
第３の中間ヘッダ７と出口ヘッダ８の部分を示す左側面
図、図５はＵ字接続管１０とＵ字接続管９の部分を示す
右側面図、図６は伝熱管１１・１２・１３の部分の断面
図である。
る。図１は本発明の空調用熱交換器の全体構成を示す俯
瞰図、図２は第１の中間ヘッダ４と第２の中間ヘッダ５
と伝熱管１２とＵ字接続管９とフィン群１４の部分の正
面図、図３はＵ字接続管６と第３の中間ヘッダ７とフィ
ン群１５と伝熱管１３とＵ字接続管１０の部分の正面
図、図４は第１の中間ヘッダ４と第２の中間ヘッダ５と
第３の中間ヘッダ７と出口ヘッダ８の部分を示す左側面
図、図５はＵ字接続管１０とＵ字接続管９の部分を示す
右側面図、図６は伝熱管１１・１２・１３の部分の断面
図である。
【０００９】図７は第１の中間ヘッダ４と入口孔４ａと
出口孔４ｂの部分を示す部分図、図８は第２の中間ヘッ
ダ５と入口孔５ａと出口孔５ｂの部分を示す部分図、図
９は伝熱管１１・１２・１３の部分の途中断面図、図１
０は第１の分配器２と第２の中間ヘッダ５と第１の中間
ヘッダ４と第３の中間ヘッダ７の部分を示す平面図、図
１１はユニット１・２・３・４・５を示す正面図、図１
２は導管３と第１の分配器２を示す側面図、図１３は導
管３と第１の分配器２を示す正面図、図１４は導管３と
第１の分配器２を示す平面図である。
出口孔４ｂの部分を示す部分図、図８は第２の中間ヘッ
ダ５と入口孔５ａと出口孔５ｂの部分を示す部分図、図
９は伝熱管１１・１２・１３の部分の途中断面図、図１
０は第１の分配器２と第２の中間ヘッダ５と第１の中間
ヘッダ４と第３の中間ヘッダ７の部分を示す平面図、図
１１はユニット１・２・３・４・５を示す正面図、図１
２は導管３と第１の分配器２を示す側面図、図１３は導
管３と第１の分配器２を示す正面図、図１４は導管３と
第１の分配器２を示す平面図である。
【００１０】図１においては、入口孔１ａがユニットの
下方に図示されている実施例が開示されている。また、
ユニット１・２・３・４・５を上部から順に伝熱管の数
が大きくなるように構成した実施例が開示されている。
これに合わせて、第１の中間ヘッダ４も、第２の中間ヘ
ッダ５も、第３の中間ヘッダ７も、徐々に下のユニット
に至るに連れて、長さが長くなっている。
下方に図示されている実施例が開示されている。また、
ユニット１・２・３・４・５を上部から順に伝熱管の数
が大きくなるように構成した実施例が開示されている。
これに合わせて、第１の中間ヘッダ４も、第２の中間ヘ
ッダ５も、第３の中間ヘッダ７も、徐々に下のユニット
に至るに連れて、長さが長くなっている。
【００１１】空調用熱交換器の上方に冷却ファンＦが配
置されており、該冷却ファンＦは空調用熱交換器の上方
に熱風を吐出する構成としており、フィン群１４の外側
から外気を吸引して、フィン群１５の内側に熱風を吸引
して、冷却ファンＦより上方へ吐出している。該図１に
おいては、第１の分配器２と導管３が配置されていない
が、該第１の分配器２と導管３は、図１０と図１４に図
示する如く、空調用熱交換器の前部に配置したり、他の
側方に配置されている。また、図１に示す如く、フィン
群１４とフィン群１５の間に、間隙ｋが構成されてお
り、伝熱管１３と、伝熱管１１及び伝熱管１２の間を離
間させている。
置されており、該冷却ファンＦは空調用熱交換器の上方
に熱風を吐出する構成としており、フィン群１４の外側
から外気を吸引して、フィン群１５の内側に熱風を吸引
して、冷却ファンＦより上方へ吐出している。該図１に
おいては、第１の分配器２と導管３が配置されていない
が、該第１の分配器２と導管３は、図１０と図１４に図
示する如く、空調用熱交換器の前部に配置したり、他の
側方に配置されている。また、図１に示す如く、フィン
群１４とフィン群１５の間に、間隙ｋが構成されてお
り、伝熱管１３と、伝熱管１１及び伝熱管１２の間を離
間させている。
【００１２】同一出願人の先願である特願平６−１３２
１９０号の技術においては、単ユニットで１つの熱交換
器を構成していたので、熱交換器全体の高さに匹敵する
ような中間ヘッダ、或いはその約半分の高さを有する中
間ヘッダ等の相対的に長い中間ヘッダが必要となる。冷
媒の蒸発時は、中間ヘッダに流入した冷媒は、その中間
ヘッダを上昇し、その途中にある孔から次の伝熱管へ流
入する為に、中間ヘッダが長いと伝熱管によっては殆ど
液冷媒が流れず、熱交換が行なわれない伝熱管が発生し
ていたのである。また、単に中間ヘッダの長さを短くす
ると、伝熱管１本あたりに流れる冷媒流量が増加すると
共に、冷媒が流れる経路も長くなり、管内圧力損失が増
大するという不具合があったのである。
１９０号の技術においては、単ユニットで１つの熱交換
器を構成していたので、熱交換器全体の高さに匹敵する
ような中間ヘッダ、或いはその約半分の高さを有する中
間ヘッダ等の相対的に長い中間ヘッダが必要となる。冷
媒の蒸発時は、中間ヘッダに流入した冷媒は、その中間
ヘッダを上昇し、その途中にある孔から次の伝熱管へ流
入する為に、中間ヘッダが長いと伝熱管によっては殆ど
液冷媒が流れず、熱交換が行なわれない伝熱管が発生し
ていたのである。また、単に中間ヘッダの長さを短くす
ると、伝熱管１本あたりに流れる冷媒流量が増加すると
共に、冷媒が流れる経路も長くなり、管内圧力損失が増
大するという不具合があったのである。
【００１３】本発明においては、中間ヘッダを用いた熱
交換器の凝縮性能を維持しつつ、蒸発時の性能向上及び
圧力損失低減を複数のユニットで１つの熱交換器を構成
することにより、即ち、中間ヘッダに流入した気液二相
冷媒をヘッダ長さの短小化によって、次の伝熱管へ均等
に流出させることにより実現させたものである。これに
より、空調用熱交換器のコンパクト化と、低コスト化及
び低騒音化を図ることが出来たのである。
交換器の凝縮性能を維持しつつ、蒸発時の性能向上及び
圧力損失低減を複数のユニットで１つの熱交換器を構成
することにより、即ち、中間ヘッダに流入した気液二相
冷媒をヘッダ長さの短小化によって、次の伝熱管へ均等
に流出させることにより実現させたものである。これに
より、空調用熱交換器のコンパクト化と、低コスト化及
び低騒音化を図ることが出来たのである。
【００１４】第１の分配器２に流入した飽和気液冷媒
は、１０本の導管３に分配され、導管３の２本を１組と
して５組のユニット１・２・３・４・５に流入する。各
ユニット１・２・３・４・５には、それぞれ２個の入口
孔１ａから冷媒が、伝熱管１１とＵ字接続管９と伝熱管
１２を経由して、第１の中間ヘッダ４の２個の入口孔４
ａから流入し、次いで１か所多い出口孔４ｂより、伝熱
管１２とＵ字接続管９と伝熱管１１とを経由し、第２の
中間ヘッダ５の入口孔５ａより流入する。
は、１０本の導管３に分配され、導管３の２本を１組と
して５組のユニット１・２・３・４・５に流入する。各
ユニット１・２・３・４・５には、それぞれ２個の入口
孔１ａから冷媒が、伝熱管１１とＵ字接続管９と伝熱管
１２を経由して、第１の中間ヘッダ４の２個の入口孔４
ａから流入し、次いで１か所多い出口孔４ｂより、伝熱
管１２とＵ字接続管９と伝熱管１１とを経由し、第２の
中間ヘッダ５の入口孔５ａより流入する。
【００１５】ここで、冷媒は混合した後に、第２の中間
ヘッダ５より２か所多い出口孔５ｂより、伝熱管１１と
Ｕ字接続管９と伝熱管１２と、Ｕ字接続管６を経由し
て、第３の中間ヘッダ７に入口孔より入る。ここで冷媒
は混合し、出口孔７ｂ（図３）より伝熱管１３とＵ字接
続管１０と伝熱管１３を経由し、入口孔８ａより出口ヘ
ッダ８に流入する。
ヘッダ５より２か所多い出口孔５ｂより、伝熱管１１と
Ｕ字接続管９と伝熱管１２と、Ｕ字接続管６を経由し
て、第３の中間ヘッダ７に入口孔より入る。ここで冷媒
は混合し、出口孔７ｂ（図３）より伝熱管１３とＵ字接
続管１０と伝熱管１３を経由し、入口孔８ａより出口ヘ
ッダ８に流入する。
【００１６】このように、複数のユニット１・２・３・
４・５で、１台の熱交換器を構成すると圧力損失が増大
することなしに、中間ヘッダの長さを短くすることがで
き、中間ヘッダに流入した冷媒が、次の複数の伝熱管に
流入する際に、１部の伝熱管の冷媒が偏らずに、均等に
分配出来るので、伝熱性能が向上するのである。これに
対して、従来の構成では、中間ヘッダの長さを短くする
と、伝熱管１本当たりに流れる冷媒流量が増加し、管内
圧力損失が増大していたのである。
４・５で、１台の熱交換器を構成すると圧力損失が増大
することなしに、中間ヘッダの長さを短くすることがで
き、中間ヘッダに流入した冷媒が、次の複数の伝熱管に
流入する際に、１部の伝熱管の冷媒が偏らずに、均等に
分配出来るので、伝熱性能が向上するのである。これに
対して、従来の構成では、中間ヘッダの長さを短くする
と、伝熱管１本当たりに流れる冷媒流量が増加し、管内
圧力損失が増大していたのである。
【００１７】先願の構成においては、蒸発時に中間ヘッ
ダに流入した冷媒のうち、密度の高い液冷媒と、密度の
低い気体冷媒とが重力の影響により分離し、複数の中間
ヘッダの出口孔に冷媒の均等に分配されないという不具
合があったのである。これに対して、本発明の空調用熱
交換器においては、導管３から各ユニットへの入口孔１
ａを、各ユニットの上部に設けている。（図１において
は、下部に設けている。）これにより、重力に逆らって
液冷媒が移動しないので、ヘッダ内の圧力損失も低減さ
れるのである。また、蒸発時の気液分離を抑制し、熱交
換効率を向上することができる。
ダに流入した冷媒のうち、密度の高い液冷媒と、密度の
低い気体冷媒とが重力の影響により分離し、複数の中間
ヘッダの出口孔に冷媒の均等に分配されないという不具
合があったのである。これに対して、本発明の空調用熱
交換器においては、導管３から各ユニットへの入口孔１
ａを、各ユニットの上部に設けている。（図１において
は、下部に設けている。）これにより、重力に逆らって
液冷媒が移動しないので、ヘッダ内の圧力損失も低減さ
れるのである。また、蒸発時の気液分離を抑制し、熱交
換効率を向上することができる。
【００１８】２個の入口孔１ａから伝熱管１１とＵ字接
続管９と伝熱管１２を経由した二相冷媒は、第１の中間
ヘッダ４にヘッダ上部の２個の入口孔４ａから流入す
る。ここで二相冷媒は重力に逆らうことなく下降し、第
１の中間ヘッダ４の下部の３個の出口孔４ｂより、伝熱
管１２とＵ字接続管９と伝熱管１１を経由して、第２の
中間ヘッダ５のヘッダ上部の３個の入口孔５ａに流入す
る。ここでも、第１の中間ヘッダ４と同様に、二相の冷
媒は下降し、第２の中間ヘッダ５下部の５個の入口孔５
ａより流出する。
続管９と伝熱管１２を経由した二相冷媒は、第１の中間
ヘッダ４にヘッダ上部の２個の入口孔４ａから流入す
る。ここで二相冷媒は重力に逆らうことなく下降し、第
１の中間ヘッダ４の下部の３個の出口孔４ｂより、伝熱
管１２とＵ字接続管９と伝熱管１１を経由して、第２の
中間ヘッダ５のヘッダ上部の３個の入口孔５ａに流入す
る。ここでも、第１の中間ヘッダ４と同様に、二相の冷
媒は下降し、第２の中間ヘッダ５下部の５個の入口孔５
ａより流出する。
【００１９】このように、第１の中間ヘッダ４及び第２
の中間ヘッダ５内において、二相冷媒は重力に逆らうこ
となく、出口孔に案内される。よって、複数の出口孔に
は従来の中間ヘッダに比較して気液が分離し難くなり、
均等に気液冷媒が分離されるのである。即ち、液冷媒が
少なく伝熱に寄与しない伝熱管の確率が減少するのであ
る。また中間ヘッダ内では、二相流が重力に逆らうこと
なくヘッダ内を下降する為に、従来の中間ヘッダに比較
して、この間の圧力損失が減少する。よってシステムの
性能が向上する。
の中間ヘッダ５内において、二相冷媒は重力に逆らうこ
となく、出口孔に案内される。よって、複数の出口孔に
は従来の中間ヘッダに比較して気液が分離し難くなり、
均等に気液冷媒が分離されるのである。即ち、液冷媒が
少なく伝熱に寄与しない伝熱管の確率が減少するのであ
る。また中間ヘッダ内では、二相流が重力に逆らうこと
なくヘッダ内を下降する為に、従来の中間ヘッダに比較
して、この間の圧力損失が減少する。よってシステムの
性能が向上する。
【００２０】凝縮時は、上記発生時と逆の二相流が流れ
る。従って、中間ヘッダ内では、下部の出口孔から流入
した二相冷媒は重力に逆らってヘッダ内を上昇し、上部
の入口孔から流出する。よって、上昇過程において、重
力の影響により気液が分離し、ヘッダ上部の入口孔ほど
密度の低い気体冷媒の割合が多くなる。即ち、伝熱管壁
に触れる気体冷媒の確率が増加して、伝熱性能が向上す
る。しかし、液冷媒の割合が大きい伝熱管の伝熱性能は
低下するが、この低下率より、前述の向上率の方が遙に
大きい為に全体として、冷媒の凝縮時にも伝熱性能が向
上するのである。
る。従って、中間ヘッダ内では、下部の出口孔から流入
した二相冷媒は重力に逆らってヘッダ内を上昇し、上部
の入口孔から流出する。よって、上昇過程において、重
力の影響により気液が分離し、ヘッダ上部の入口孔ほど
密度の低い気体冷媒の割合が多くなる。即ち、伝熱管壁
に触れる気体冷媒の確率が増加して、伝熱性能が向上す
る。しかし、液冷媒の割合が大きい伝熱管の伝熱性能は
低下するが、この低下率より、前述の向上率の方が遙に
大きい為に全体として、冷媒の凝縮時にも伝熱性能が向
上するのである。
【００２１】先願の特願平６−１３２１９０号に記載の
技術においては、中間ヘッダ及び接続パイプを経て、第
１列目の中間ヘッダに冷媒は流入していた。しかし、接
続パイプが存在する為に、複数のユニットを積み重ねる
ことが設計上から困難であった。また蒸発時に気相と液
相の二相冷媒は、接続パイプと中間ヘッダを経由して、
次の伝熱管に流入するが、この際に伝熱に寄与する液冷
媒が均等に分配されないという不具合があった。即ち、
伝熱に寄与しない伝熱管が発生し、熱交換器本来の性能
が十分に発揮出来なかったのである。
技術においては、中間ヘッダ及び接続パイプを経て、第
１列目の中間ヘッダに冷媒は流入していた。しかし、接
続パイプが存在する為に、複数のユニットを積み重ねる
ことが設計上から困難であった。また蒸発時に気相と液
相の二相冷媒は、接続パイプと中間ヘッダを経由して、
次の伝熱管に流入するが、この際に伝熱に寄与する液冷
媒が均等に分配されないという不具合があった。即ち、
伝熱に寄与しない伝熱管が発生し、熱交換器本来の性能
が十分に発揮出来なかったのである。
【００２２】本発明はこの点の不具合を解消する為に、
空調用熱交換器において、蒸発時に複数のＵ字接続管６
を経由して、第３の中間ヘッダ７へ冷媒が流入するよう
に構成しているのである。即ち、蒸発時には、導管３か
ら各ユニットに流入した冷媒は、伝熱管１１→Ｕ字接続
管９→伝熱管１２→第１の中間ヘッダ４→伝熱管１２→
Ｕ字接続管９→伝熱管１１→第２の中間ヘッダ５→伝熱
管１１→Ｕ字接続管９→伝熱管１２→Ｕ字接続管６を経
て、第３の中間ヘッダ７に流入する。
空調用熱交換器において、蒸発時に複数のＵ字接続管６
を経由して、第３の中間ヘッダ７へ冷媒が流入するよう
に構成しているのである。即ち、蒸発時には、導管３か
ら各ユニットに流入した冷媒は、伝熱管１１→Ｕ字接続
管９→伝熱管１２→第１の中間ヘッダ４→伝熱管１２→
Ｕ字接続管９→伝熱管１１→第２の中間ヘッダ５→伝熱
管１１→Ｕ字接続管９→伝熱管１２→Ｕ字接続管６を経
て、第３の中間ヘッダ７に流入する。
【００２３】また、凝縮時には、出口ヘッダ８に流入し
た過熱冷媒は伝熱管１３→Ｕ字接続管１０や伝熱管１３
を経由し、一部を凝縮させ第３の中間ヘッダ７に流入す
る。ここで、重力により、液冷媒と気体冷媒を分離し、
気体冷媒がリッチな冷媒を上部のＵ字接続管６に、液冷
媒がリッチな冷媒を下部のＵ字接続管６に流入する。こ
れにより、気体冷媒がリッチなＵ字接続管６に接続する
伝熱管では伝熱性能が向上する。また、液冷却がリッチ
なＵ字接続管６に接続する伝熱管では伝熱性能が低下す
る。しかし、両者を合算すると伝熱性能が向上する。こ
の第３の中間ヘッダ７において発生する効果は、他の中
間ヘッダにおいても発揮されるのである。
た過熱冷媒は伝熱管１３→Ｕ字接続管１０や伝熱管１３
を経由し、一部を凝縮させ第３の中間ヘッダ７に流入す
る。ここで、重力により、液冷媒と気体冷媒を分離し、
気体冷媒がリッチな冷媒を上部のＵ字接続管６に、液冷
媒がリッチな冷媒を下部のＵ字接続管６に流入する。こ
れにより、気体冷媒がリッチなＵ字接続管６に接続する
伝熱管では伝熱性能が向上する。また、液冷却がリッチ
なＵ字接続管６に接続する伝熱管では伝熱性能が低下す
る。しかし、両者を合算すると伝熱性能が向上する。こ
の第３の中間ヘッダ７において発生する効果は、他の中
間ヘッダにおいても発揮されるのである。
【００２４】空調用熱交換器において、例えば冷却ファ
ンＦが熱交換器の上部に設置されている場合に、熱交換
器の下部に比較して、上部の方がその前面の風速が速
い。即ち、各ユニットの大きさが同じならば、下部のユ
ニット程性能が低下することとなる。よって、風速の低
い下部になる程、ユニットの大きさを大きくすることが
効果的である。
ンＦが熱交換器の上部に設置されている場合に、熱交換
器の下部に比較して、上部の方がその前面の風速が速
い。即ち、各ユニットの大きさが同じならば、下部のユ
ニット程性能が低下することとなる。よって、風速の低
い下部になる程、ユニットの大きさを大きくすることが
効果的である。
【００２５】熱交換器の最上部に、熱交換器面に対して
直角に冷却ファンＦが設置されている『吹き出し型冷却
ファンＦ』の場合には、熱交換器前面における高さ方向
の風速は上面ほど高く、下面になるに従い次第に低くな
る。このような場合に、熱交換器において、全ユニット
が同じ大きさであれば、各ユニットが最大限度の能力を
発揮できず、全体として性能が低下することとなる。こ
れを解消する為に、各ユニットの平均風速に応じてユニ
ットの大きさを調整する。即ち、前面風速の高いユニッ
トを減じ、風速が低下するに従いユニットの大きさを増
加させる。これにより、各ユニットの性能を出来る限り
発揮させる。
直角に冷却ファンＦが設置されている『吹き出し型冷却
ファンＦ』の場合には、熱交換器前面における高さ方向
の風速は上面ほど高く、下面になるに従い次第に低くな
る。このような場合に、熱交換器において、全ユニット
が同じ大きさであれば、各ユニットが最大限度の能力を
発揮できず、全体として性能が低下することとなる。こ
れを解消する為に、各ユニットの平均風速に応じてユニ
ットの大きさを調整する。即ち、前面風速の高いユニッ
トを減じ、風速が低下するに従いユニットの大きさを増
加させる。これにより、各ユニットの性能を出来る限り
発揮させる。
【００２６】また、冷媒が蒸発する際には、蒸発するに
従って、体積が増加する。故に、本発明においては、空
調用熱交換器において、蒸発時、中間ヘッダに流入する
伝熱管の本数よりも、流出する伝熱管の本数の方が多い
ように構成している。即ち、導管３から出口ヘッダ８ま
での間に、液冷媒は蒸発して体積が増加する。即ち、本
発明においては、中間ヘッダに流入する孔よりも、その
後、伝熱管に流出する伝熱管出口孔を増加させて、中間
ヘッダを通過する毎に、使用する伝熱管の本数を増加さ
せている。これにより、熱交換器内の圧力損失が低減さ
れるのである。よってシステム性能の向上を図ることが
でき、交換熱量が増加する。
従って、体積が増加する。故に、本発明においては、空
調用熱交換器において、蒸発時、中間ヘッダに流入する
伝熱管の本数よりも、流出する伝熱管の本数の方が多い
ように構成している。即ち、導管３から出口ヘッダ８ま
での間に、液冷媒は蒸発して体積が増加する。即ち、本
発明においては、中間ヘッダに流入する孔よりも、その
後、伝熱管に流出する伝熱管出口孔を増加させて、中間
ヘッダを通過する毎に、使用する伝熱管の本数を増加さ
せている。これにより、熱交換器内の圧力損失が低減さ
れるのである。よってシステム性能の向上を図ることが
でき、交換熱量が増加する。
【００２７】凝縮時は逆に、出口ヘッダ８から導管３ま
での間に、ガス冷媒が凝縮して、体積が減少する。即
ち、中間ヘッダへ流入する孔よりも、その後伝熱管へ流
出する導管出口孔が減少し、中間ヘッダを通過する毎
に、使用する伝熱管の本数を減少させている。これによ
り、出口ヘッダ８から導管３までの間の中間ヘッダ数を
増加させて、中間ヘッダにより伝熱性能の向上の機会を
得ている。
での間に、ガス冷媒が凝縮して、体積が減少する。即
ち、中間ヘッダへ流入する孔よりも、その後伝熱管へ流
出する導管出口孔が減少し、中間ヘッダを通過する毎
に、使用する伝熱管の本数を減少させている。これによ
り、出口ヘッダ８から導管３までの間の中間ヘッダ数を
増加させて、中間ヘッダにより伝熱性能の向上の機会を
得ている。
【００２８】先願の構成では、凝縮時過熱ガス冷媒によ
る伝熱管及びフィンの温度上昇が他列に移行し、空気が
凝縮時の冷媒入口側の列に達した時に、空気との温度差
が小さくなる。即ち、熱交換器の温度効率が低下する。
それを阻止する為に、空調用熱交換器において、凝縮時
の冷媒入口側の列と、他の列との間に、間隙ｋを設け
て、フィン群１５とフィン群１４との間を離間させてい
る。かつ、凝縮時の冷媒入口側の列が空気流れの下流に
なるように、空気を流すように構成している。
る伝熱管及びフィンの温度上昇が他列に移行し、空気が
凝縮時の冷媒入口側の列に達した時に、空気との温度差
が小さくなる。即ち、熱交換器の温度効率が低下する。
それを阻止する為に、空調用熱交換器において、凝縮時
の冷媒入口側の列と、他の列との間に、間隙ｋを設け
て、フィン群１５とフィン群１４との間を離間させてい
る。かつ、凝縮時の冷媒入口側の列が空気流れの下流に
なるように、空気を流すように構成している。
【００２９】これにより、空調用熱交換器において、凝
縮時の冷媒入口側の列と、他側の列とのフィンの間に間
隙を設け、更にこの時に空気は伝熱管１１から伝熱管１
３の方向へ流す。従って、フィン群１５の温度は、フィ
ン群１４の温度よりも高くなる。これにより、熱交換器
の温度効率が高くなる。
縮時の冷媒入口側の列と、他側の列とのフィンの間に間
隙を設け、更にこの時に空気は伝熱管１１から伝熱管１
３の方向へ流す。従って、フィン群１５の温度は、フィ
ン群１４の温度よりも高くなる。これにより、熱交換器
の温度効率が高くなる。
【００３０】
【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。請求項１の如く、複数の
ユニットにより１つの熱交換器を構成したので、中間ヘ
ッダに流入した気液二相冷媒をヘッダ長さの短小化によ
って、次の伝熱管へ均等に流出させることにより実現さ
せたものである。これにより、空調用熱交換器のコンパ
クト化と、低コスト化及び低騒音化を図ることが出来た
のである。
ような効果を奏するのである。請求項１の如く、複数の
ユニットにより１つの熱交換器を構成したので、中間ヘ
ッダに流入した気液二相冷媒をヘッダ長さの短小化によ
って、次の伝熱管へ均等に流出させることにより実現さ
せたものである。これにより、空調用熱交換器のコンパ
クト化と、低コスト化及び低騒音化を図ることが出来た
のである。
【００３１】請求項２の如く、複数のユニットにより１
つの熱交換器を構成し、各ユニットの上部に、蒸発時の
冷媒入口孔を設けたので、第１の中間ヘッダ４及び第２
の中間ヘッダ５内において、二相冷媒は重力に逆らうこ
となく、出口孔に案内される。よって、複数の出口孔に
は従来の中間ヘッダに比較して気液が分離し難くなり、
均等の気液冷媒が分離されるのである。即ち、液冷媒が
少なく伝熱に寄与しない伝熱管の確率が減少するのであ
る。また中間ヘッダ内では、二相流が重力に逆らうこと
なくヘッダ内を下降する為に、従来の中間ヘッダに比較
して、この間の圧力損失が減少する。よってシステムの
性能が向上する。
つの熱交換器を構成し、各ユニットの上部に、蒸発時の
冷媒入口孔を設けたので、第１の中間ヘッダ４及び第２
の中間ヘッダ５内において、二相冷媒は重力に逆らうこ
となく、出口孔に案内される。よって、複数の出口孔に
は従来の中間ヘッダに比較して気液が分離し難くなり、
均等の気液冷媒が分離されるのである。即ち、液冷媒が
少なく伝熱に寄与しない伝熱管の確率が減少するのであ
る。また中間ヘッダ内では、二相流が重力に逆らうこと
なくヘッダ内を下降する為に、従来の中間ヘッダに比較
して、この間の圧力損失が減少する。よってシステムの
性能が向上する。
【００３２】凝縮時は、上記発生時と逆の二相流が流れ
る。従って、中間ヘッダ内では、下部の出口孔から流入
した二相冷媒は重力に逆らってヘッダ内を上昇し、上部
の入口孔から流出する。よって、上昇過程において、重
力の影響により気液が分離し、ヘッダ上部の入口孔ほど
密度の低い気体冷媒の割合が多くなる。即ち、伝熱管壁
に触れる気体冷媒の確率が増加して、伝熱性能が向上す
る。しかし、液冷媒の割合が大きい伝熱管の伝熱性能は
低下するが、この低下率より、前述の向上率の方が遙に
大きい為に全体として、冷媒の凝縮時にも伝熱性能が向
上するのである。即ち、重力に逆らって液冷媒が移動し
ないので、ヘッダ内の圧力損失も低減されるのである。
また、蒸発時の気液分離を抑制し、熱交換効率を向上す
ることができる。
る。従って、中間ヘッダ内では、下部の出口孔から流入
した二相冷媒は重力に逆らってヘッダ内を上昇し、上部
の入口孔から流出する。よって、上昇過程において、重
力の影響により気液が分離し、ヘッダ上部の入口孔ほど
密度の低い気体冷媒の割合が多くなる。即ち、伝熱管壁
に触れる気体冷媒の確率が増加して、伝熱性能が向上す
る。しかし、液冷媒の割合が大きい伝熱管の伝熱性能は
低下するが、この低下率より、前述の向上率の方が遙に
大きい為に全体として、冷媒の凝縮時にも伝熱性能が向
上するのである。即ち、重力に逆らって液冷媒が移動し
ないので、ヘッダ内の圧力損失も低減されるのである。
また、蒸発時の気液分離を抑制し、熱交換効率を向上す
ることができる。
【００３３】請求項３の如く、複数のユニットにより１
つの熱交換器を構成し、各ユニットの中間ヘッダの接続
連絡管を横向きに配置したので、複数のユニットの積重
ねが可能になって熱交換器をコンパクト化することがで
きる。また、重力により、液冷媒と気体冷媒を分離し、
気体冷媒がリッチな冷媒を上部のＵ字接続管６に、液冷
媒がリッチな冷媒を下部のＵ字接続管６に流入すること
ができ、これにより、気体冷媒がリッチなＵ字接続管６
に接続する伝熱管では伝熱性能が向上する。また、液冷
却がリッチなＵ字接続管６に接続する伝熱管では伝熱性
能が低下するが、両者を合算すると伝熱性能が向上す
る。この第３の中間ヘッダ７において発生する効果は、
他の中間ヘッダにおいても発揮されるのである。
つの熱交換器を構成し、各ユニットの中間ヘッダの接続
連絡管を横向きに配置したので、複数のユニットの積重
ねが可能になって熱交換器をコンパクト化することがで
きる。また、重力により、液冷媒と気体冷媒を分離し、
気体冷媒がリッチな冷媒を上部のＵ字接続管６に、液冷
媒がリッチな冷媒を下部のＵ字接続管６に流入すること
ができ、これにより、気体冷媒がリッチなＵ字接続管６
に接続する伝熱管では伝熱性能が向上する。また、液冷
却がリッチなＵ字接続管６に接続する伝熱管では伝熱性
能が低下するが、両者を合算すると伝熱性能が向上す
る。この第３の中間ヘッダ７において発生する効果は、
他の中間ヘッダにおいても発揮されるのである。
【００３４】請求項４の如く、冷却ファンを熱交換器の
上部に配置した構成において、該熱交換器の下部側ユニ
ットの伝熱管の本数を、上部側ユニットの伝熱管の本数
よりも多く構成したので、熱交換器内の圧力損失が低減
されるのである。よってシステム性能の向上を図ること
ができ、交換熱量が増加する。凝縮時は逆に、出口ヘッ
ダ８から導管３までの間に、ガス冷媒が凝縮して、体積
が減少する。即ち、中間ヘッダへ流入する孔よりも、そ
の後伝熱管へ流出する導管出口孔が減少し、中間ヘッダ
を通過する毎に、使用する伝熱管の本数を減少させてい
る。これにより、出口ヘッダ８から導管３までの間の中
間ヘッダ数を増加させて、中間ヘッダにより伝熱性能の
向上の機会を得ている。また、熱交換器において、全ユ
ニットが同じ大きさであれば、各ユニットが最大限度の
能力を発揮できず、全体として性能が低下することとな
る。これを解消する為に、各ユニットの平均風速に応じ
てユニットの大きさを調整する。即ち、前面風速の高い
ユニットを減じ、風速が低下するに従いユニットの大き
さを増加させる。これにより、冷却ファンの回転数を下
げることができ、低騒音化も可能になる。
上部に配置した構成において、該熱交換器の下部側ユニ
ットの伝熱管の本数を、上部側ユニットの伝熱管の本数
よりも多く構成したので、熱交換器内の圧力損失が低減
されるのである。よってシステム性能の向上を図ること
ができ、交換熱量が増加する。凝縮時は逆に、出口ヘッ
ダ８から導管３までの間に、ガス冷媒が凝縮して、体積
が減少する。即ち、中間ヘッダへ流入する孔よりも、そ
の後伝熱管へ流出する導管出口孔が減少し、中間ヘッダ
を通過する毎に、使用する伝熱管の本数を減少させてい
る。これにより、出口ヘッダ８から導管３までの間の中
間ヘッダ数を増加させて、中間ヘッダにより伝熱性能の
向上の機会を得ている。また、熱交換器において、全ユ
ニットが同じ大きさであれば、各ユニットが最大限度の
能力を発揮できず、全体として性能が低下することとな
る。これを解消する為に、各ユニットの平均風速に応じ
てユニットの大きさを調整する。即ち、前面風速の高い
ユニットを減じ、風速が低下するに従いユニットの大き
さを増加させる。これにより、冷却ファンの回転数を下
げることができ、低騒音化も可能になる。
【図１】本発明の空調用熱交換器の全体構成を示す俯瞰
図。
図。
【図２】第１の中間ヘッダ４と第２の中間ヘッダ５と伝
熱管１２とＵ字接続管９とフィン群１４の部分の正面
図。
熱管１２とＵ字接続管９とフィン群１４の部分の正面
図。
【図３】Ｕ字接続管６と第３の中間ヘッダ７とフィン群
１５と伝熱管１３とＵ字接続管１０の部分の正面図。
１５と伝熱管１３とＵ字接続管１０の部分の正面図。
【図４】第１の中間ヘッダ４と第２の中間ヘッダ５と第
３の中間ヘッダ７と出口ヘッダ８の部分を示す左側面
図。
３の中間ヘッダ７と出口ヘッダ８の部分を示す左側面
図。
【図５】Ｕ字接続管１０とＵ字接続管９の部分を示す右
側面図。
側面図。
【図６】伝熱管１１・１２・１３の部分の断面図。
【図７】第１の中間ヘッダ４と入口孔４ａと出口孔４ｂ
の部分を示す部分図。
の部分を示す部分図。
【図８】第２の中間ヘッダ５と入口孔５ａと出口孔５ｂ
の部分を示す部分図。
の部分を示す部分図。
【図９】伝熱管１１・１２・１３の部分の途中断面図。
【図１０】第１の分配器２と第２の中間ヘッダ５と第１
の中間ヘッダ４と第３の中間ヘッダ７の部分を示す平面
図。
の中間ヘッダ４と第３の中間ヘッダ７の部分を示す平面
図。
【図１１】ユニット１・２・３・４・５を示す正面図。
【図１２】導管３と第１の分配器２を示す側面図。
【図１３】導管３と第１の分配器２を示す正面図。
【図１４】導管３と第１の分配器２を示す平面図。
Ｆ 冷却ファン ｋ 間隙 １ａ 入口孔 ２ 第１の分配器 ３ 導管 ４ 第１の中間ヘッダ ４ａ 入口孔 ４ｂ 出口孔 ５ 第２の中間ヘッダ ６ Ｕ字接続管 ７ 第３の中間ヘッダ ８ 出口ヘッダ ９ Ｕ字接続管 １０ Ｕ字接続管 １１，１２，１３ 伝熱管
Claims (4)
- 【請求項１】 蒸発時に冷媒が流入する分配器と、同じ
く冷媒が流出する出口ヘッダとの間に、複数の中間ヘッ
ダを設け、これらの各ヘッダ管にフィン群を通過させる
ようにして多数の伝熱管を連結した空調用熱交換器にお
いて、該熱交換器を複数のユニットにより構成すると共
に、該複数のユニットを重複配置したことを特徴とする
空調用熱交換器。 - 【請求項２】 蒸発時に冷媒が流入する分配器と、同じ
く冷媒が流出する出口ヘッダとの間に、複数の中間ヘッ
ダを設け、これらの各ヘッダ管にフィン群を通過させる
ようにして多数の伝熱管を連結した空調用熱交換器にお
いて、該熱交換器を複数のユニットにより構成すると共
に、各ユニットの上部に、蒸発時の冷媒入口孔１ａを設
けたことを特徴とする空調用熱交換器。 - 【請求項３】 蒸発時に冷媒が流入する分配器と、同じ
く冷媒が流出する出口ヘッダとの間に、複数の中間ヘッ
ダを設け、これらの各ヘッダ管にフィン群を通過させる
ようにして多数の伝熱管を連結した空調用熱交換器にお
いて、該熱交換器を複数のユニットにより構成すると共
に、各ユニットの中間ヘッダの接続連絡管を横向きに配
置したことを特徴とする空調用熱交換器。 - 【請求項４】 冷却ファンを熱交換器の上部に配置した
構成において、該熱交換器の下部側ユニットの伝熱管の
本数を、上部側ユニットの伝熱管の本数よりも多く構成
したことを特徴とする空調用熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP778796A JPH09196507A (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 空調用熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP778796A JPH09196507A (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 空調用熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09196507A true JPH09196507A (ja) | 1997-07-31 |
Family
ID=11675383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP778796A Pending JPH09196507A (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 空調用熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09196507A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015025702A1 (ja) * | 2013-08-20 | 2015-02-26 | 三菱電機株式会社 | 熱交換器、空調機、冷凍サイクル装置及び熱交換器の製造方法 |
| JPWO2016098204A1 (ja) * | 2014-12-17 | 2017-05-18 | 三菱電機株式会社 | 熱交換器及びこの熱交換器を備えた冷凍サイクル装置 |
| WO2021255780A1 (ja) * | 2020-06-15 | 2021-12-23 | 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 | 空気調和装置の室外機 |
-
1996
- 1996-01-19 JP JP778796A patent/JPH09196507A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015025702A1 (ja) * | 2013-08-20 | 2015-02-26 | 三菱電機株式会社 | 熱交換器、空調機、冷凍サイクル装置及び熱交換器の製造方法 |
| WO2015025365A1 (ja) * | 2013-08-20 | 2015-02-26 | 三菱電機株式会社 | 熱交換器、空調機及び冷凍サイクル装置 |
| CN105473973A (zh) * | 2013-08-20 | 2016-04-06 | 三菱电机株式会社 | 换热器、空调机、冷冻循环装置和换热器的制造方法 |
| EP3037773A1 (en) * | 2013-08-20 | 2016-06-29 | Mitsubishi Electric Corporation | Heat exchanger, air conditioner, refrigeration cycle device, and method for producing heat exchanger |
| JP6017047B2 (ja) * | 2013-08-20 | 2016-10-26 | 三菱電機株式会社 | 熱交換器、空調機、冷凍サイクル装置及び熱交換器の製造方法 |
| EP3037773A4 (en) * | 2013-08-20 | 2017-05-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Heat exchanger, air conditioner, refrigeration cycle device, and method for producing heat exchanger |
| CN105473973B (zh) * | 2013-08-20 | 2017-07-28 | 三菱电机株式会社 | 换热器、空调机、冷冻循环装置和换热器的制造方法 |
| US10670344B2 (en) | 2013-08-20 | 2020-06-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Heat exchanger, air-conditioning apparatus, refrigeration cycle apparatus and method for manufacturing heat exchanger |
| JPWO2016098204A1 (ja) * | 2014-12-17 | 2017-05-18 | 三菱電機株式会社 | 熱交換器及びこの熱交換器を備えた冷凍サイクル装置 |
| WO2021255780A1 (ja) * | 2020-06-15 | 2021-12-23 | 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 | 空気調和装置の室外機 |
| JPWO2021255780A1 (ja) * | 2020-06-15 | 2021-12-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040224 |