JPH11230693A

JPH11230693A - 熱交換器

Info

Publication number: JPH11230693A
Application number: JP10034672A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Okajima; 章裕岡島; Shinichi Suzuki; 慎一鈴木
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Showa Aluminum Can Corp
Priority date: 1998-02-17
Filing date: 1998-02-17
Publication date: 1999-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】流体導入側ヘッダの開口端部よりヘッダ内に
流体を均一に流入させて、該ヘッダより流体をすべての
熱交換管内に均一に流入させ、熱交換効率を増大して、
熱交換性能を向上する。流体導入のためにヘッダの開口
端部に取り付ける流体導入用部材をコンパクトなものと
し、比較的小さなスペースに設置することのできるコン
パクトな熱交換器を提供する。【解決手段】流体導入側偏平状ヘッダ4 の開口端部4a
に、ヘッダ開口部6 と略平行状の有底孔よりなる流体通
路12を内部に有するブロック状流体導入用部材10がヘッ
ダ開口部6 を覆うように取り付けられる。ブロック状流
体導入用部材10のヘッダ開口部6 側の壁部10b に、流体
通路12とヘッダ開口部6 とを連通する複数の流体導入孔
13があけられている。これらの流体導入孔13の大きさ
が、流体通路12の入口側から底部側に至るほど順次小さ
いものとなされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばカー・エ
アコン用蒸発器や凝縮器として用いられる熱交換器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、蒸発器として、円筒状の冷媒導入
側ヘッダと、同じく円筒状の冷媒排出側ヘッダと、複数
の冷媒通路が並列状に設けられた偏平状熱交換管からな
りかつ冷媒導入側ヘッダに送り込まれた冷媒を流体排出
側ヘッダに流す熱交換管とを備えており、冷媒導入側ヘ
ッダの一端に冷媒入口が形成されるとともに冷媒入口に
冷媒導入管が接続され、流体排出側ヘッダの一端に冷媒
出口が形成されるとともに冷媒出口に冷媒排出管が接続
されたものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
蒸発器では、冷媒導入管から冷媒入口を経て冷媒導入側
ヘッダ内に流入した冷媒が、その慣性により冷媒導入側
ヘッダにおける冷媒入口とは反対側の端部まで一気に達
し、冷媒入口とは反対側の端部の方に位置する熱交換管
内に偏って流入する。従って、冷媒入口側に冷媒の流れ
ない熱交換管が存在することになって熱交換効率が低下
するという問題があった。

【０００４】このような問題を解決した蒸発器として、
従来、円筒状冷媒導入側ヘッダの両端に互いに対向する
ように冷媒入口が形成され、冷媒導入側ヘッダに冷媒を
送り込む冷媒導入管の蒸発器側端部が２つに分岐させら
れ、両分岐部がそれぞれ冷媒導入側ヘッダの冷媒入口に
接続されたものが提案されている（特開平５−１１８７
０６号公報参照）。この蒸発器では、冷媒導入管の両分
岐部から両冷媒入口を経て冷媒導入側ヘッダ内に流入し
た冷媒は、冷媒導入側ヘッダ内で互いに衝突し、その結
果すべての熱交換管内に均一に流入するようになってい
る。

【０００５】しかしながら、この蒸発器では、冷媒導入
管の蒸発器側端部を２つに分岐させる作業が面倒である
という問題がある。また、冷媒導入管の蒸発器側端部が
２つに分岐させられているので、比較的大きなスペース
を必要とし、例えばカーエアコン等の限られた大きさの
スペース内に配置するには不適当である。しかも、限ら
れた大きさのスペース内に配置するには蒸発器自体を小
さくしなければならず、熱交換効率が低下するという問
題がある。

【０００６】この発明の目的は、上記の従来技術の問題
を解決し、流体導入側ヘッダの開口端部よりヘッダ内に
流体を均一に流入させて、該ヘッダより流体をすべての
熱交換管内に均一に流入させ、熱交換効率を増大して、
熱交換性能を向上するとともに、ヘッダ開口端部に取り
付ける流体導入用部材をコンパクトなものとして、比較
的小さなスペースに設置することのできるコンパクトな
熱交換器を提供しようとするにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、並列状の偏平状熱交換管の上下両端
部に一対の偏平状ヘッダが接続され、両ヘッダのうち一
方のヘッダに、熱交換管並列方向の一側に向かって開口
した流体導入開口部が設けられ、該ヘッダの開口端部
に、ヘッダ開口部と略平行状の有底孔よりなる流体通路
を内部に有するブロック状流体導入用部材がヘッダ開口
部を覆うように取り付けられ、ブロック状流体導入用部
材の孔入口側端部に、流体通路に連なる流体導入パイプ
が接続され、ブロック状流体導入用部材のヘッダ開口部
側の壁部に、流体通路とヘッダ開口部とを連通する複数
の流体導入孔があけられ、これらの流体導入孔の大きさ
が、流体通路の入口側から底部側に至るほど順次小さい
ものとなされていることを特徴としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態
を、図面を参照して説明する。

【０００９】図面は、この発明による熱交換器をカー・
エアコンの蒸発器に適用した場合を示すものである。

【００１０】この明細書において、上下、左右および前
後は図２を基準とし、上とは図２の図面紙葉の表側、下
とは同裏側をいゝ、また左とは同図の左側、右とは同右
側をいゝ、また前とは同図の上側、後とは同下側をいう
ものとする。

【００１１】なお、以下の説明において、「アルミニウ
ム」という語には、純アルミニウムの他にアルミニウム
合金を含むものとする。

【００１２】まず図１を参照すると、蒸発器(1) は、並
列状のアルミニウム押出形材製偏平状熱交換管(2) と、
すべての偏平状熱交換管(2) の上下両端部に連通する一
対の横断面略長方形のアルミニウムブレージングシート
製ヘッダ(4)(4)と、隣り合う熱交換管(2) 同士の間の通
風間隙および左右両外側の熱交換管(2) の外側面にそれ
ぞれろう付けされているアルミニウムブレージングシー
ト製コルゲートフィン(3) とを備えている。左右両外側
のコルゲートフィン(3)(3)にはそれぞれサイドプレート
(18)(18)がろう付けされている。

【００１３】そして、下部ヘッダ(4) の開口左端部(4a)
に、熱交換管並列方向の左側に向かって開口した冷媒導
入開口部(6) が設けられるとともに、同下部ヘッダ(4)
の開口右端部(4b)に、熱交換管並列方向の右側に向かっ
て開口した冷媒排出開口部(7) が設けられている。また
下部ヘッダ(4) 内の中間部は、２つの仕切部材(8)(8)に
より仕切られていて、下部ヘッダ(4) 内が左右両側の３
本の熱交換管(2) に対応する狭い流路(4A)(4E)と、中央
の６本の熱交換管(2) に対応する広い流路(4C)の合計３
つの流路に区分されている。

【００１４】各熱交換管(2) は、内部に隔壁によって隔
てられた多数の並列状冷媒通路(5)を有するアルミニウ
ム押出形材製であり、下部ヘッダ(4) の略長方形状の上
壁部(4a)にこれの幅方向に伸びる長孔(15)が並列状に設
けられて、これらの長孔(15)に熱交換管(2) の端部が嵌
め入れられてろう付けされている。従って結局、各熱交
換管(2) は、その幅方向がヘッダ(4) の幅方向を向くよ
うに下部ヘッダ(4) に接続されている（図３参照）。

【００１５】一方、上部ヘッダ(4) 両端開口部は、蓋部
材(9)(9)によってそれぞれ塞がれるとともに、上部ヘッ
ダ(4) 内の中央部には、１つの仕切部材(8) が取り付け
られて、上部ヘッダ(4) 内がそれぞれ６本の熱交換管
(2) に対応する広い２つの流路(4B)(4D)に区分されてい
る。なお図示は省略したが、上部ヘッダ(4) の略長方形
状の下壁部にこれの幅方向に伸びる長孔が設けられてい
て、これらの長孔に熱交換管(2) の端部が嵌め入れられ
てろう付けされている点は、前記下部ヘッダ(4)の場合
と同様である。

【００１６】つぎに、図２と図３を参照すると、下部ヘ
ッダ(4) の左側開口端部(4a)に、ヘッダ開口部(6) と略
平行状の有底孔よりなる冷媒通路(12)を内部に有するア
ルミニウム製ブロック状冷媒導入用部材(10)がヘッダ開
口部(6) を覆うように取り付けられ、ブロック状冷媒導
入用部材(10)の孔入口側端部(10a) に、冷媒通路(12)に
連なる冷媒導入パイプ(11)が接続されている。ここで、
下部ヘッダ(4) の左側開口端部(4a)は、ブロック状冷媒
導入用部材(10)の同側壁部に設けられた浅い凹陥部(14)
内に差し込まれて、ろう付けにより取り付けられてい
る。

【００１７】そして、ブロック状冷媒導入用部材(10)の
ヘッダ開口部(6) 側の壁部(10b) に、冷媒通路(12)とヘ
ッダ開口部(6) とを連通する３つの冷媒導入孔(13)が、
冷媒通路(12)に対して直角方向にあけられ、これらの冷
媒導入孔(13)の大きさが、冷媒通路(12)の入口側から底
部側に至るほど順次小さいものとなされている。

【００１８】これに対し、下部ヘッダ(4) の右側開口端
部(4b)に、ヘッダ開口部(7) と略平行状の有底孔よりな
る冷媒通路(22)を内部に有するアルミニウム製ブロック
状冷媒排出用部材(20)がヘッダ開口部(7) を覆うように
取り付けられ、ブロック状冷媒排出用部材(20)の孔出口
側端部(20a) に、冷媒通路(22)に連なる冷媒排出パイプ
(21)が接続されている。ここで、下部ヘッダ(4) の右側
開口端部(4b)は、ブロック状冷媒導入用部材(10)の同側
壁部に設けられた浅い凹陥部(24)内に差し込まれて、ろ
う付けにより取り付けられている。

【００１９】上記構成の蒸発器(1) において、冷媒導入
パイプ(11)からブロック状冷媒導入用部材(10)の冷媒通
路(12)内に導入された冷媒は、一気に該通路(12)の底部
まで達し、このため、下部ヘッダ(4) の開口端部(4a)に
おいて冷媒通路(12)入口とは反対側の通路(12)底部から
ヘッダ(4) 内へ多量の冷媒が流入するが、この発明で
は、冷媒導入孔(13)の大きさが、冷媒通路(12)の入口側
から底部側に至るほど順次小さいものとなされ、従って
冷媒通路(12)の底部側の冷媒導入孔(13a) が最も小さい
ものとなされている。このため、冷媒の流入量が制限さ
れて、冷媒が底部側の冷媒導入孔(13a) に流れすぎるの
を防止することができて、冷媒の流入量が一定となる。

【００２０】これに対し、冷媒通路(12)の入口部分で
は、冷媒の流速が最も速くかつ冷媒の流れと直角方向に
は冷媒が流れ込み難いことから、下部ヘッダ(4) の開口
端部内への冷媒の流入量は、最も少なくなる。しかしこ
の発明によれば、この冷媒通路(12)の入口側の冷媒導入
孔(13c) の大きさが最も大きいものとなされており、こ
れによって所定の冷媒流入量を確保することができる。
なお、冷媒通路(12)の３つの冷媒導入孔(13)のうち入口
から２番目の真ん中の冷媒導入孔(13b) の大きさは、中
間の大きさとなされており、これによって同様に所定の
冷媒流入量を確保することができる。

【００２１】こうして結局、冷媒通路(12)の入口直後で
の冷媒の流れの偏りを少なくし、下部ヘッダ(4) の左端
部(4a)の開口部(6) 内に冷媒が均一に流入し、ひいては
冷媒入口側において熱交換管(2) のすべての冷媒通路
(5) に冷媒を分かれて均一に流入させることができ、良
好な分流を得ることができて、熱交換効率が向上する。

【００２２】なお、下部ヘッダ(4) の左端部(4a)の開口
部(6) 内に均一に流入した冷媒は、仕切部材(8) により
仕切られた下部ヘッダ(4) 内のまず左側流路(4A)を通っ
て該流路(4A)に対応する３本の熱交換管(2) の多数の並
列状冷媒通路(5) を上昇して上部ヘッダ(4) の左半部(4
B)に至り、そこでいわゆる下向きにＵターンして、つぎ
の３本の熱交換管(2) の並列状冷媒通路(5) を下降して
下部ヘッダ(4) の中央部の広い流路(4C)に至る。さらに
冷媒は、該流路(4C)を今度は上向きにＵターンして、つ
ぎの３本の熱交換管(2) の並列状冷媒通路(5) を上昇し
て上部ヘッダ(4) の右半部(4D)に至り、そこで再び下向
きにＵターンして、最後の３本の熱交換管(2) の並列状
冷媒通路(5) を下降し、下部ヘッダ(4) の右側流路(4E)
に至り、そこから下部ヘッダ右端部(3b)の開口部(7) よ
りブロック状冷媒排出用部材(20)の冷媒通路(22)を経
て、冷媒排出パイプ(21)から排出され、結局、冷媒は、
蒸発器(1) 内を全体として正面よりみて蛇行状に流れる
ものである。

【００２３】なお、上記蒸発器(1) に対し、風(A) は、
すべての熱交換管(2) の並列状冷媒通路(5) に対して直
交方向に流されるものである。

【００２４】図４は、上記蒸発器(1) の変形例を示すも
のである。ここで、上記実施形態の場合と異なる点は、
ブロック状冷媒導入用部材(10)の壁部(10b) にあけられ
た３つの冷媒導入孔(13)のうち、冷媒通路(12)の底部側
の最も小さい冷媒導入孔(13a) の方向が、冷媒通路(12)
に対して直角方向でなく、下部ヘッダ(4) の幅中央部
（もしくは冷媒入口側）に向けられている点にある。残
り２つの冷媒導入孔(13b)(13c)の方向は冷媒通路(12)に
対して直角方向である。

【００２５】このような変形例によれば、冷媒通路(12)
の底部側の冷媒導入孔(13a) より流入した冷媒は、下部
ヘッダ(4) の幅中央部（もしくは冷媒入口側）の方向に
向かうため、冷媒は下部ヘッダ(4) 内の左側流路(4A)内
において他の冷媒冷媒導入孔(13b)(13c)より流入した冷
媒と混り合い（ミキシングされ）、より一層均一に攪拌
されて、熱交換管(2) のすべての冷媒通路(5) に冷媒を
均一に流入することができるものである。

【００２６】この変形例のその他の点は、上記実施形態
の場合と同様であるので、図面において同一のものには
同一の符号を付した。

【００２７】なお、図示の蒸発器(1) においては、ブロ
ック状流体導入用部材(10)のヘッダ開口部(6) 側の壁部
(10b) に、流体通路(12)とヘッダ開口部(6) とを連通す
る３つの流体導入孔(13)があけられているが、これに限
らず、流体導入孔(13)は複数あけられておれば良い。

【００２８】また、図示の蒸発器(1) では、上下ヘッダ
(4)(4)内が仕切部材(8) により３つおよび２つの流路(4
A)〜(4E)に仕切られていて、各流路より３本１組の熱交
換管(2) 内を正面よりみて蛇行状に通過するいわゆる４
パスの流路が形成されているが、これに限らず、蒸発器
(1) の熱交換管(2) の取付本数や仕切部材(8) の取付数
などは、適宜設定することができ、例えばブロック状冷
媒導入用部材(10)の冷媒通路(12)の３つの冷媒導入孔(1
3a) 〜(13c) から下部ヘッダ(4) の左側流路(4A)内に流
入した冷媒が、該流路(4B)に対応する５本の熱交換管
(2) 内を上昇して上部ヘッダ(4) の左半部(4B)に至り、
そこで下向きにＵターンして、つぎの５本の熱交換管
(2) 内の並列状冷媒通路(5) を下降して下部ヘッダ(4)
の中央部の広い流路(4C)に至る。さらに冷媒は、該流路
(4C)を今度は上向きにＵターンして、つぎの３本の熱交
換管(2) 内の並列状冷媒通路(5) を上昇して上部ヘッダ
(4) の右半部(4D)に至り、そこで再び下向きにＵターン
して、最後の６本の熱交換管(2) 内を下降し、下部ヘッ
ダ(4) の右側流路(4E)に至るように、正面よりみて蛇行
状の４パスの流路を通過し、そこからブロック状冷媒排
出用部材(20)の冷媒通路(22)を経て、冷媒排出パイプ(2
1)から排出されるようになされていても良い。

【００２９】あるいはまた、蒸発器(1) の上下ヘッダ
(4)(4)内にこのような仕切部材(8) を設けることなく、
一方のヘッダ(4) 内から他方のヘッダ(4) 内へすべての
熱交換管(2) を一度に通過するいわゆる１パスの流路を
形成する場合もある。

【００３０】また上記実施形態では、この発明の熱交換
器を蒸発器に適用した場合について説明したが、これに
限るものではなく、この発明の熱交換器は、凝縮器等他
の用途を持ったものにも適用可能である。

【００３１】

【発明の効果】この発明による熱交換器は、上述のよう
に、並列状の偏平状熱交換管の上下両端部に一対の偏平
状ヘッダが接続され、両ヘッダのうち一方のヘッダに、
熱交換管並列方向の一側に向かって開口した流体導入開
口部が設けられ、該ヘッダの開口端部に、ヘッダ開口部
と略平行状の有底孔よりなる流体通路を内部に有するブ
ロック状流体導入用部材がヘッダ開口部を覆うように取
り付けられ、ブロック状流体導入用部材の孔入口側端部
に、流体通路に連なる流体導入パイプが接続され、ブロ
ック状流体導入用部材のヘッダ開口部側の壁部に、流体
通路とヘッダ開口部とを連通する複数の流体導入孔があ
けられ、これらの流体導入孔の大きさが、流体通路の入
口側から底部側に至るほど順次小さいものとなされてい
るもので、この発明によれば、流体導入パイプからブロ
ック状流体導入用部材の流体通路内に導入された流体は
一気に流体通路の底部まで達するが、流体導入孔の大き
さは、流体通路の入口側から底部側に至るほど順次小さ
いものとなされていて、底部側では流体導入孔の大きさ
が最も小さい。このため、流体の流入量が制限されて、
流体が底部側の流体導入孔に流れすぎるのを防止するこ
とができて、流体の流入量が一定となる。またブロック
状流体導入用部材の流体通路の入口部分では、流体の流
速が最も速くかつ流体の流れと直角方向には流体が流れ
込み難いことから、下部ヘッダの開口端部内への流体の
流入量は最も少なくなる。しかしこの発明によれば、こ
の流体通路の入口側の流体導入孔の大きさが最も大きい
ものとなされており、これによって所定の流体流入量を
確保することができる。こうして結局、流体通路の入口
直後での流体の流れの偏りを少なくし、下部ヘッダの開
口部内に流体が均一に流入することができて、ひいては
ヘッダの流体入口側において熱交換管のすべての流体通
路に流体を分かれて均一に流入させることができ、良好
な分流を得ることができて、熱交換効率が向上するとい
う効果を奏する。

【００３２】またすべての熱交換管内に流体を均一に流
入させるために、従来のように流体導入管の熱交換器側
端部を２つに分岐させるといった必要がないので、その
作業が不要であるし、冷媒導入側ヘッダの開口端部に取
り付けるブロック状流体導入用部材は非常にコンパクト
なものであるから、熱交換器自体のコンパクト化を果た
すことができて、熱交換器を設置するのに比較的小さな
スペースで済み、例えばカーエアコン等の限られた大き
さのスペース内に設置するのに適しているという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の熱交換器を蒸発器に適用した実施形
態を示す全体斜視図である。

【図２】図１の下部ヘッダ部分の一部省略拡大断面図で
ある。

【図３】同下部ヘッダの冷媒導入用部材側の要部拡大分
解斜視図である。

【図４】図１の蒸発器の変形例を示す下部ヘッダ部分の
一部省略拡大断面図である。

【符号の説明】

１蒸発器（熱交換器）２偏平状熱交換管４偏平状ヘッダ４ａヘッダ開口端部６冷媒導入開口部（流体導入開口部）１０ブロック状の冷媒導入用部材（流体導入用部
材）１０ａ孔入口側端部１０ｂ壁部１１冷媒導入パイプ（流体導入パイプ）１２有底孔よりなる冷媒通路（流体通路）１３冷媒導入孔（流体導入孔）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】並列状の偏平状熱交換管(2) の上下両端
部に一対の偏平状ヘッダ(4)(4)が接続され、両ヘッダ
(4)(4)のうち一方のヘッダ(4) に、熱交換管並列方向の
一側に向かって開口した流体導入開口部(6) が設けら
れ、該ヘッダ(4)の開口端部(4a)に、ヘッダ開口部(6)
と略平行状の有底孔よりなる流体通路(12)を内部に有す
るブロック状流体導入用部材(10)がヘッダ開口部(6) を
覆うように取り付けられ、ブロック状流体導入用部材(1
0)の孔入口側端部(10a) に、流体通路(12)に連なる流体
導入パイプ(11)が接続され、ブロック状流体導入用部材
(10)のヘッダ開口部(6) 側の壁部(10b) に、流体通路(1
2)とヘッダ開口部(6) とを連通する複数の流体導入孔(1
3)があけられ、これらの流体導入孔(13)の大きさが、流
体通路(12)の入口側から底部側に至るほど順次小さいも
のとなされていることを特徴とする、熱交換器。