JPH11118379A

JPH11118379A - 多管式熱交換器

Info

Publication number: JPH11118379A
Application number: JP29644297A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Yamaguchi; 智弘山口
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1997-10-15
Filing date: 1997-10-15
Publication date: 1999-04-30

Abstract

(57)【要約】【課題】通風抵抗の増大を防止しつつ熱交換性能を向
上できる多管式熱交換器を得る。【解決手段】一対のタンクを複数の細管で互いに連通
した多管式熱交換器において、前記一対のタンク間に、
前記複数の細管の外周の全部または一部が接触するよう
に細管の挿通穴が形成された伝熱板を複数設けるととも
に、該伝熱板に、伝熱板自身を部分的に切り起こした切
り起こし部、または伝熱板自身とは別体の立ち上げ片を
複数設けたことを特徴とする多管式熱交換器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対のタンクを複
数の細管で連通した、車両用空調装置等に好適な多管式
熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、車両用空調装置等に用いられ
る多管式熱交換器としては、図８に示すような多管式熱
交換器が知られている。図８において、１１０は多管式
熱交換器を示している。多管式熱交換器１１０は、一対
のタンク１１３、１１４を有しており、該一対のタンク
１１３、１１４は複数の細管１１５（たとえば、円管）
により互いに連通されている。タンク１１３には、多管
式熱交換器１１０内部へ熱交換媒体（たとえば、冷媒）
を導入する入口パイプ１１２が接続されている。入口パ
イプ１１２から多管式熱交換器１１０内部へ導入された
熱交換媒体は、多管式熱交換器１１０内を循環した後に
タンク１１３に接続された出口パイプ１１６を介して導
出され、その間に多管式熱交換器１１０内を通過する空
気１１１との間で熱交換が行われるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構造の多管式熱交換器１１０においては、性能／
通気抵抗比が問題となり、所期の性能と通気抵抗を満た
せない場合がある。即ち、所期の性能を得るために管配
列密度を増すと、通気抵抗が所期の値をオーバーしてし
まう。一方、通気抵抗を所期の値とするよう管配列密度
を下げると性能低下を来す（熱交換面積の不足など）場
合がある。このため、通気抵抗の増大を防止しつつ熱交
換性能をバランスよく向上させるのは困難であった。

【０００４】本発明の課題は、通気抵抗を増大させるこ
となく熱交換性能を向上できる多管式熱交換器を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の多管式熱交換器は、一対のタンクを複数の
細管で互いに連通した多管式熱交換器において、前記一
対のタンク間に、前記複数の細管の外周の全部または一
部が接触するように細管の挿通穴が形成された伝熱板を
複数設けるとともに、該伝熱板に、伝熱板自身を部分的
に切り起こした切り起こし部を複数設けたことを特徴と
するものからなる。

【０００６】上記各切り起こし部は、伝熱板自身を部分
的に切り起こすことにより形成されているので、必然的
に各切り起こし部に隣接して孔が形成される。したがっ
て、上記孔を凝縮水を排出するための排水孔にすれば、
各切り起こし部に隣接して排水孔を形成することができ
る。伝熱板に排水孔を設ければ、このように複数の伝熱
板を有する熱交換器を、該熱交換器の細管の延設方向が
上下方向になるように熱交換器を配置した場合であって
も、排水孔を通して伝熱板表面から確実に凝縮水を下方
へ排水することができる。また、この熱交換器を細管の
延設方向が水平になる横置きにした場合にあっては、伝
熱板に凝縮水の案内板の機能をもたせることができ、凝
縮水は伝熱板を伝わって円滑に下方に排水される。

【０００７】上記請求項１に記載の本発明の多管式熱交
換器においては、伝熱板には、該伝熱板自身を部分的に
切り起こすことにより切り起こし部が設けられている
が、伝熱板自身とは別体の立ち上げ片を接合すれば該立
ち上げ片に上記切り起こし部と同等の機能を付与するこ
とができる。

【０００８】したがって、上記課題を解決するために、
もう一つの本発明の多管式熱交換器は、一対のタンクを
複数の細管で互いに連通した多管式熱交換器において、
前記一対のタンク間に、前記複数の細管の外周の全部ま
たは一部が接触するように細管の挿通穴が形成された伝
熱板を複数設けるとともに、該伝熱板に、伝熱板自身と
は別体の立ち上げ片を複数接合したことを特徴とするも
のからなる。

【０００９】上記細管は熱交換性能上千鳥形状に配列さ
れることが望ましく、上記切り起こし部または立ち上げ
片は、伝熱板上に斜め方向に隣接する細管の中心線同士
を結んだ仮想線と実質的に平行に配列されることが望ま
しい。中でも、上記切り起こし部または立ち上げ片は、
上記仮想線上に配列されることが望ましい。さらに、上
記切り起こし部または立ち上げ片は、とくに、斜め方向
に互いに隣接する細管間の中央部（細管間の中心部）に
設けられることが望ましい。

【００１０】また、上記切り起こし部または立ち上げ片
は、一つの細管に対して対称配置されていることが望ま
しい。

【００１１】上記一対のタンクが上下方向に配置されて
いる場合には、切り起こし部または立ち上げ片は、伝熱
板の下面側または上面側のいずれか一面側に設ければよ
いが、隣接位置に排水孔が存在する切り起こし部の場合
には、伝熱板の下面側に設けることが好ましい。

【００１２】なお、各伝熱板は、一対のタンク間に所定
のピッチで設けられているので、上記切り起こし部の切
り起こし代または立ち上げ片の立ち上げ代を上記ピッチ
と同じに設定すれば、切り起こし部または立ち上げ片
を、多管式熱交換器組付け時における各伝熱板の位置決
めに利用することも可能である。

【００１３】上記のような多管式熱交換器においては、
細管の外周の全部または一部に接触するように細管の挿
通穴が形成された複数の伝熱板が設けられるとともに、
該伝熱板には、複数の切り起こし部または立ち上げ片が
設けられているので、複数の伝熱板の間に細管をぬうよ
うに空気を通す複数の熱伝導経路が形成され、かつ、各
伝熱板の表面と上記空気流の案内板となる切り起こし部
または立ち上げ片により、熱交換面積が大幅に拡大され
る。このため、細管のみによって熱交換が行われていた
従来の多管式熱交換器に比べて熱交換性能を大幅に向上
することができる。また、切り起こし部または立ち上げ
片の配設位置や方向を工夫することにより、多管式熱交
換器内を通過する空気の空気抵抗の増大を抑制しつつ、
空気の流れを所望の方向に案内して、所望の風向（各細
管の外周面に沿う流れ）を生成することができるので、
多管式熱交換器の熱交換性能を一層効果的に向上するこ
とができる。なお、細管から伝熱板への熱伝導をより効
率的に行うためには、伝熱板にバーリング加工を施して
伝熱板に細管を保持するバールを形成し、熱伝導面積を
拡大することも有効な手段である。

【００１４】上記細管を千鳥形に配列すれば、細管部を
通過する空気を、最も熱交換効率の高い細管の前面側
（空気通過方向の前面側）に効率よく接触させることが
できる。また、空気は、細管間をぬうようにして細管の
外周面に沿って流れるので、細管と空気の接触の機会を
増加することができる。したがって、多管式熱交換器の
熱交換効率を向上することができる。この場合、上記切
り起こし部または立ち上げ片を、伝熱板上に斜め方向に
互いに隣接する細管の中心線同士を結んだ仮想線と実質
的に平行に配列すれば、容易に上記細管の外周面に沿っ
てぬうような空気の流れを生成することができる。ま
た、切り起こし部または立ち上げ片を上記仮想線上に設
ければ上記望ましい風向をより効果的に付与することが
できる。

【００１５】また、上記切り起こし部または立ち上げ片
を、斜め方向に互いに隣接する細管間の中央部に設けれ
ば、上記隣接する細管に対しそれぞれ均等に空気を分流
することができ、隣接する各細管に対し、各外周面に沿
う流れを容易に生成できる。さらに、該細管間を通過す
る空気流の圧損を小さく抑えることができる。

【００１６】また、上記切り起こし部または立ち上げ片
を、一つの細管に対して対称配置すれば、多管式熱交換
器内において一部または全部の空気の流れ方向を変更す
る場合においても、直進空気流の場合と実質的に同じ条
件で空気を通過させることができ、該空気に細管外周面
に沿う望ましい風向が付与されるとともに、空気通過時
の圧損を抑制することができる。したがって、多管式熱
交換器内いおいて空気の風向が曲げられる場合、あるい
は分流される場合にあっても、直進空気の場合と同等の
熱交換性能を発揮させることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の多管式熱交換器
の望ましい実施の形態について、図面を参照して説明す
る。図１ないし図５は、本発明の第１実施態様に係る多
管式熱交換器を示している。図において、１は多管式熱
交換器を示している。多管式熱交換器１は、一対のタン
ク２、３を有しており、該タンク２、３は細管４により
互いに連通されている。本実施態様においては、細管４
は円管から構成されている。タンク２には、熱交換器１
内部に熱媒としての冷媒を流入させる流入管５と熱交換
器１内部から冷媒を流出させる流出管６とが接続されて
いる。また、熱交換器１の両側面にはサイドプレート７
が設けられている。

【００１８】一対のタンク２、３間には、細管４の外周
の全部が接触するように細管４を挿通させる挿通穴９が
形成された伝熱板８が複数設けられている。また、細管
４と伝熱板８との接触部はろう付けによって接合されて
いる。細管４は、図２、図４に示すように千鳥形に配列
されている。したがって、細管４を挿通させる伝熱板８
の挿通穴９も千鳥形に配列されている。

【００１９】伝熱板８には、伝熱板８自身を部分的に切
り起こした切り起こし部１０が複数設けられている。本
実施態様においては切り起こし部１０は伝熱板８の下面
１１側に切り起こされている（図５）。切り起こし部１
０に隣接して排水孔１３が形成されている。本実施態様
においては、排水孔１３は、伝熱板８から切り起こし部
１０を切り起こす際に形成された孔からなっている。な
お、切り起こし部１０、排水孔１３は伝熱板８に挿通穴
９を形成するプレス加工の際に同時に形成することも可
能である。

【００２０】切り起こし部１０は、伝熱板８上に斜め方
向に互いに隣接する細管４の中心線同士を結んだ仮想線
（図２、図４の一点鎖線）上に、該仮想線に平行に配列
されている。また、本実施態様においては、切り起こし
部１０は、上記斜め方向に互いに隣接する細管４間の丁
度中央部に設けられている。したがって、一つの細管４
について見れば、その周囲にある各切り起こし部１０が
対称配置されていることになる。

【００２１】本実施態様に係る多管式熱交換器１におい
ては、一対のタンク２、３間には、細管４の外周の全部
と接触する複数の伝熱板８が設けられ、さらに、該伝熱
板８には、複数の切り起こし部１０が設けられているの
で、各伝熱板８間に細管４間をぬうように空気が流れる
複数の熱伝導経路が形成され、熱交換面積が大幅に拡大
される。また、通過空気は各切り起こし部１０にも案内
されつつ各切り起こし部１０に接触するため、細管４の
みによって熱交換が行われていた従来の多管式熱交換器
に比べて伝熱面積が大幅に拡大され、熱交換性能を大幅
に向上することができる。また、伝熱板８には、排水孔
１３が設けられているので、熱交換により細管４あるい
は伝熱板８に付着した凝縮水は排水孔１３を介して確実
に下方に排水することができる。とくに本実施態様で
は、切り起こし部１０が各伝熱板８の下面側に立ち上げ
られているので、凝縮水は円滑に排水孔１３へと流れ、
そこから下方に落下される。

【００２２】また、細管４は、千鳥形に配列されている
ので、細管４部を通過する空気を、細管４の最も熱交換
効率の高い空気通過方向の前面側に接触させることがで
きる。また、上記空気は、切り起こし部１０に案内され
ながら千鳥形に配列された細管４間をぬうようにして細
管４の外周面に沿って流れるので、細管４と空気の接触
の機会を増加することができ、細管４部において十分に
熱交換されずに該細管４部を素通りするような空気の流
れを防止することができる。したがって、多管式熱交換
器１の熱交換性能をより向上することができる。

【００２３】また、伝熱板８には、上記仮想線上に、該
仮想線に平行に切り起こし部１０が配列されているの
で、細管４部を通過する空気に対して、細管４の外周を
沿うような風向（図２の矢印）を簡単に生成することが
できる。また、切り起こし部１０は、斜め方向に互いに
隣接する細管４間の中央部に設けられているので、各隣
接する細管４に対して空気を均等に分流することができ
る。したがって、切り起こし部１０により、互いに隣接
する細管４の各々に対し、各細管４の外周面に沿って流
れる望ましい風向を付与することができ、多管式熱交換
器１の熱交換性能を一層向上することができるととも
に、各細管４に対し切り起こし部１０により略均等に空
気流を割り付けることができるので、切り起こし部１０
が存在する状態にて最も低圧損の状態にすることができ
る。

【００２４】また、切り起こし部１０は、一つの細管４
に対して対称配置されているので、たとえば、図４に示
すように一部空気の実質的な風向が変更された場合にも
（多管式熱交換器１内で風向が曲げられる場合や左右に
分流される場合）、空気の実質的な風向が変更されない
場合（つまり、空気が図４の下方から上方へと直進して
流れる場合）と同様に、圧損を増大させることなく、か
つ、各細管４の外周面に沿わせて空気を流通させること
ができ、略同等の熱交換性能を得ることができる。した
がって、多管式熱交換器１のサイドプレート７を省略
し、多管式熱交換器１を空調装置の風路の分岐部に設置
すれば、各分岐路に略同等に熱交換された空気を流出さ
せることも可能になる。

【００２５】なお、上記実施態様においては、切り起こ
し部１０は伝熱板８の下面１１側に設けられているが、
図６に示すように伝熱板８の上面１４側に設けることも
可能である。

【００２６】図７は、本発明の第２実施態様に係る多管
式熱交換器を示している。本実施態様においては、伝熱
板８には、該伝熱板８とは別体の立ち上げ片１５が接合
されている。立ち上げ片１５は、伝熱板８の上面１４側
に設けられている。本実施態様においても、立ち上げ片
１５に上記第１実施態様における切り起こし部１０と同
等の風向制御機能を発揮させることができるので、圧損
を抑制しつつ大幅に熱交換性能を向上することができ
る。また、立ち上げ片１５の配列等については、上述の
切り起こし部１０と同様の態様を採用することができ
る。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の多管式熱
交換器によるときは、一対のタンク間に切り起こし部ま
たは立ち上げ片を有する複数の伝熱板が設けられている
ので、圧損を抑制しつつ、熱交換性能を向上することが
できる。また、伝熱板に排水孔を設ければ、凝縮水を排
水孔から効率よく排水することができ、凝縮水の飛散を
確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施態様に係る多管式熱交換器の
正面図である。

【図２】図１の熱交換器のＩＩ−ＩＩ線に沿う伝熱板の
下面側からみた拡大部分横断面図である。

【図３】図１の伝熱板に設けられた切り起こし部の斜視
図である。

【図４】図２とは異なる空気流状態を示す、図１の多管
式熱交換器の伝熱板の下面側からみた拡大部分横断面図
である。

【図５】図１の伝熱板部分の拡大部分縦断面図である。

【図６】図５とは反対側の面に切り起こし部が設けられ
た伝熱板の拡大部分縦断面図である。

【図７】本発明の第２実施態様に係る多管式熱交換器に
設けられる伝熱板の拡大部分縦断面図である。

【図８】従来の多管式熱交換器の斜視図である。

【符号の説明】

１多管式熱交換器２、３タンク４細管５流入管６流出管７サイドプレート８伝熱板９挿通穴１０切り起こし部１１下面１２排水孔１３排水孔１４上面１５立ち上げ片

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対のタンクを複数の細管で互いに連通
した多管式熱交換器において、前記一対のタンク間に、
前記複数の細管の外周の全部または一部が接触するよう
に細管の挿通穴が形成された伝熱板を複数設けるととも
に、該伝熱板に、伝熱板自身を部分的に切り起こした切
り起こし部を複数設けたことを特徴とする多管式熱交換
器。
【請求項２】前記伝熱板に、各切り起こし部に隣接し
て排水孔が形成されている、請求項１の多管式熱交換
器。
【請求項３】一対のタンクを複数の細管で互いに連通
した多管式熱交換器において、前記一対のタンク間に、
前記複数の細管の外周の全部または一部が接触するよう
に細管の挿通穴が形成された伝熱板を複数設けるととも
に、該伝熱板に、伝熱板自身とは別体の立ち上げ片を複
数接合したことを特徴とする多管式熱交換器。
【請求項４】前記細管が千鳥形に配列されており、前
記切り起こし部または立ち上げ片が、前記伝熱板上に、
斜め方向に互いに隣接する細管の中心線同士を結んだ仮
想線と実質的に平行に配列されている、請求項１ないし
３のいずれかに記載の多管式熱交換器。
【請求項５】前記切り起こし部または立ち上げ片が、
前記仮想線上に配列されている、請求項４の多管式熱交
換器。
【請求項６】前記切り起こし部または立ち上げ片が、
斜め方向に互いに隣接する細管間の中央部に設けられて
いる、請求項４または５の多管式熱交換器。
【請求項７】前記切り起こし部または立ち上げ片が、
一つの細管に対して対称配置されている、請求項１ない
し６のいずれかに記載の多管式熱交換器。
【請求項８】前記一対のタンクが上下方向に配置され
ており、各伝熱板に対し、前記複数の切り起こし部また
は立ち上げ片が、伝熱板の下面側または上面側のいずれ
か一面側に設けられている、請求項１ないし７のいずれ
かに記載の多管式熱交換器。