KR20170074991A - 적층형 헤더, 열교환기, 및, 공기 조화 장치 - Google Patents

적층형 헤더, 열교환기, 및, 공기 조화 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 관한 적층형 헤더는, 하나의 제1 개구와, 복수의 제2 개구와, 제1 개구와 제2 개구를 접속하는 분배유로를 가지며, 복수의 판형상체를 적층하여 형성된 적층형 헤더로서, 분배유로는, 직선형상이 되는 제1 유로와, 제1 유로를 복수의 유로로 분기하는 제1 분기유로와, 제1 분기유로에서 분기한 복수의 유로에 접속하여 직선형상이 되는 제2 유로와, 제2 유로를 복수의 유로로 분기하는 제2 분기유로와, 제2 분기유로에서 분기한 복수의 유로에 접속하여 직선형상이 되는 제3 유로를 가지며, 분배유로에 유입한 냉매는, 제1 유로와 제2 유로를 대향하여 역방향으로 흐름과 함께, 제2 유로와 제3 유로를 대향하여 역방향으로 흐르는 구성이 되는 것이다.

Description

적층형 헤더, 열교환기, 및, 공기 조화 장치{LAYERED HEADER, HEAT EXCHANGER, AND AIR-CONDITIONING DEVICE}
본 발명은, 적층형 헤더와 열교환기와 공기 조화 장치에 관한 것이다.
종래, 열교환기의 각 전열관에 대해 냉매를 분배하여 공급하는 적층형 헤더가 알려져 있다. 이 적층형 헤더는, 하나의 입구 유로에 대해 복수의 출구 유로로 분기하는 분배유로를 형성하는 판형상체를 복수장 적층함에 의해, 열교환기의 각 전열관에 냉매를 분배하여 공급하는 것이다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1 : 일본국 특개평 9-189463호 공보(도 1 등을 참조)
이와 같은 적층형 헤더에서는, 열교환기의 각 전열관에 균일하게 냉매를 공급하기 위해, 복수의 출구 유로의 각각으로부터 유출하는 액냉매의 유량의 비율, 즉, 분배율을 균일하게 유지하는 것이 증발기로서 기능하는 열교환기의 성능을 확보함에 있어서 중요하다.
종래의 적층형 헤더에서는, 분기유로에서 냉매가 반복하여 분기하는 중에 분배유로 내에서 액냉매가 치우쳐진 상태가 되어, 적층형 헤더의 복수의 출구에서 액냉매가 불균일하게 유출한다. 그래서, 열교환기의 각 전열관에 냉매가 불균일하게 공급되어, 열교환 성능이 저하된다는 문제가 있다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 과제를 배경으로 하여 이루어진 것으로, 열교환기의 각 전열관에 대해 냉매를 균일하게 분배하여 열교환기의 열교환 성능을 담보함과 함께, 소형화를 실현한 적층형 헤더를 얻는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 그와 같은 적층형 헤더를 구비한 열교환기를 얻는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 그와 같은 열교환기를 구비한 공기 조화 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 적층형 헤더는, 하나의 제1 개구와, 복수의 제2 개구와, 제1 개구와 제2 개구를 접속하는 분배유로(分配流路)를 가지며, 복수의 판형상체(板狀體)를 적층하여 형성된 적층형 헤더로서, 분배유로는, 직선형상이 되는 제1 유로와, 제1 유로를 복수의 유로로 분기하는 제1 분기유로(分岐流路)와, 제1 분기유로에서 분기한 복수의 유로에 접속하여 직선형상이 되는 제2 유로와, 제2 유로를 복수의 유로로 분기하는 제2 분기유로와, 제2 분기유로에서 분기한 복수의 유로에 접속하여 직선형상이 되는 제3 유로를 가지며, 분배유로에 유입한 냉매는, 제1 유로와 제2 유로를 대향하여 역방향으로 흐름과 함께, 제2 유로와 제3 유로를 대향하여 역방향으로 흐르는 구성이 되는 것이다.
본 발명에 관한 적층형 헤더에서는, 분배유로에 유입한 냉매는, 제1 유로와 제2 유로를 대향하여 역방향으로 흐름과 함께, 제2 유로와 제3 유로를 대향하여 역방향으로 흐르기 때문에, 적층형 헤더를 소형화할 수 있음과 함께, 분배유로의 직선 부분을 일정 길이 확보할 수 있기 때문에, 냉매의 치우침을 억제하여 분기유로로의 분배율을 균일화하는 것이 가능해진다.
도 1은 실시의 형태 1에 관한 열교환기의 구성을 도시하는 도면.
도 2는 실시의 형태 1에 관한 적층형 헤더에서의 분해 사시도.
도 3은 실시의 형태 1에 관한 적층형 헤더의 분배유로의 정면 단면도 및 측면 단면도.
도 4는 실시의 형태 1에 관한 각 전열관에의 냉매 분배비와 L/D(L : 직선 부분(S)의 길이, D : 유로의 내경)와의 관계를 도시한 그래프.
도 5는 실시의 형태 1에 관한 열교환기가 적용되는 공기 조화 장치의 구성을 도시하는 도면.
도 6은 실시의 형태 1에 관한 적층형 헤더에서의 변형례를 도시하는 분해 사시도.
도 7은 실시의 형태 1에 관한 적층형 헤더에 대한 비교례를 도시하는 분해 사시도.
이하, 본 발명에 관한 적층형 헤더(2)에 관해, 도면을 이용하여 설명한다.
또한, 이하에서는, 본 발명에 관한 적층형 헤더(2)가, 열교환기(1)에 유입하는 냉매를 분배하는 것인 경우를 설명하고 있지만, 본 발명에 관한 적층형 헤더(2)가, 다른 기기에 유입하는 냉매를 분배하는 것이라도 좋다. 또한, 이하에서 설명하는 구성, 동작 등은, 한 예에 지나지 않고, 본 발명에 관한 적층형 헤더(2)는, 그러한 구성, 동작 등인 경우로 한정되지 않는다. 또한, 각 도면에서, 동일 또는 유사한 것에는, 동일한 부호를 붙이든지, 또는, 부호를 붙이는 것을 생략하고 있다. 또한, 세밀한 구조에 관해서는, 적절히 도시를 간략화 또는 생략하고 있다. 또한, 중복 또는 유사한 설명에 관해서는, 적절히 간략화 또는 생략하고 있다.
실시의 형태 1.
실시의 형태 1에 관한 열교환기(1)에 관해 설명한다.
<열교환기의 구성>
이하에, 실시의 형태 1에 관한 열교환기(1)의 구성에 관해 설명한다.
도 1은, 실시의 형태 1에 관한 열교환기의 구성을 도시하는 도면이다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 열교환기(1)는, 적층형 헤더(2)와, 원통형 헤더(3)와, 복수의 전열관(4)과, 유지 부재(5)와, 복수의 핀(6)을 갖는다.
적층형 헤더(2)는, 하나의 냉매 유입부(2A)(본 발명의 제1 개구에 상당한다)와, 복수의 냉매 유출부(2B)(본 발명의 제2 개구에 상당한다)를 갖는다. 원통형 헤더(3)는, 복수의 냉매 유입부(3A)와, 하나의 냉매 유출부(3B)를 갖는다. 적층형 헤더(2)의 냉매 유입부(2A) 및 원통형 헤더(3)의 냉매 유출부(3B)에는, 냉동 사이클 장치의 냉매 배관이 접속된다. 적층형 헤더(2)의 냉매 유출부(2B)와 원통형 헤더(3)의 냉매 유입부(3A)와의 사이에는, 전열관(4)이 접속된다.
전열관(4)은, 복수의 유로가 형성된 편평관 또는 원관이다. 전열관(4)은, 예를 들면, 구리제나 알루미늄제이다. 전열관(4)의 적층형 헤더(2)측의 단부(端部)는, 판형상(板狀)의 유지 부재(5)에 의해 유지된 상태에서, 적층형 헤더(2)의 냉매 유출부(2B)에 접속된다. 유지 부재(5)는, 예를 들면, 알루미늄제이다. 전열관(4)에는, 복수의 핀(6)이 접합된다. 핀(6)은, 예를 들면, 알루미늄제이다. 또한, 도 1에서는, 전열관(4)이 8개인 경우를 나타내고 있지만, 그와 같은 경우로 한정되지 않는다. 예를 들면, 2개라도 좋다.
<열교환기에서의 냉매의 흐름>
이하에, 실시의 형태 1에 관한 열교환기(1)에서의 냉매의 흐름에 관해 설명한다.
냉매 배관을 흐르는 냉매는, 예를 들면 열교환기(1)가 증발기로서 기능할 때에, 냉매 유입부(2A)를 통하여 적층형 헤더(2)에 유입하여 분배되고, 복수의 냉매 유출부(2B)를 통하여 복수의 전열관(4)에 유출한다. 냉매는, 복수의 전열관(4)에서, 예를 들면, 송풍기에 의해 공급되는 공기 등과 열교환한다. 복수의 전열관(4)을 흐르는 냉매는, 복수의 냉매 유입부(3A)를 통하여 원통형 헤더(3)에 유입하여 합류하고, 냉매 유출부(3B)를 통하여 냉매 배관에 유출한다. 또한, 열교환기(1)가 응축기로서 기능하는 경우에는 냉매는, 이 흐름과 역방향으로 흐른다.
<적층형 헤더의 구성>
이하에, 실시의 형태 1에 관한 열교환기(1)의 적층형 헤더(2)의 구성에 관해 설명한다.
도 2는, 실시의 형태 1에 관한 적층형 헤더에서의 분해 사시도이다.
도 2에 도시하는 적층형 헤더(2)는, 예를 들면 사각형(矩形) 형상의 제1 판형상체(111, 112, 113, 114, 115, 116)와, 이 각 제1 판형상체의 사이에 끼워 넣어지는 제2 판형상체(121, 122, 123, 124, 125)로 구성되어 있다.
제2 판형상체(121, 122, 123, 124, 125)의 양면 또는 편면에는, 솔더재가 도포된다. 제1 판형상체(111, 112, 113, 114, 115, 116)는, 제2 판형상체(121, 122, 123, 124, 125)를 통하여 적층되고, 솔더링에 의해 일체로 접합된다. 제1 판형상체(111, 112, 113, 114, 115, 116)와, 제2 판형상체(121, 122, 123, 124, 125)는, 예를 들면, 두께 1∼10㎜ 정도이고, 알루미늄제이다.
적층형 헤더(2)에는, 제1 판형상체(111, 112, 113, 114, 115, 116), 및, 제2 판형상체(121, 122, 123, 124, 125)에 형성된 원형의 관통구멍인 제1 유로(10A), 제2 유로(11A), 제3 유로(12A), 제4 유로(13A)와, 개략 Z자형상의 관통홈인 분기유로(10B, 11B, 12B)에 의해, 분배유로가 형성되어 있다. 또한, 각 판형상체는, 프레스 가공이나 절삭 가공에 의해 가공된다. 프레스 가공에 의해 가공하는 경우는, 프레스 가공이 가능한 두께가 5㎜ 이하의 판재(板材)를 사용하고, 절삭 가공에 의해 가공하는 경우는, 두께가 5㎜ 이상의 판재를 사용하여도 좋다.
냉동 사이클 장치의 냉매 배관은, 제1 판형상체(111)의 제1 유로(10A)에 접속된다. 제1 판형상체(111)의 제1 유로(10A)는, 도 1에서 냉매 유입부(2A)에 상당한다.
제1 판형상체(111, 112, 113), 및 제2 판형상체(121, 122, 123)의 개략 중앙에는 제1 유로(10A)가 개구하고 있다. 또한, 제1 판형상체(113), 및 제2 판형상체(122, 123)에는 제1 유로(10A)에 대해 대향하는 위치에 한 쌍의 제2 유로(11A)가 개구하고 있다.
또한, 제1 판형상체(113, 114), 및, 제2 판형상체(122, 123, 124)의 제2 유로(11A)에 대해 대향하는 위치에는 제3 유로(12A)가 4개소 개구하고 있다.
그리고, 제1 판형상체(116)와 제2 판형상체(125)에는, 제4 유로(13A)가 8개소 개구하고 있다.
이들 제1 유로(10A), 제2 유로(11A), 제3 유로(12A), 제4 유로(13A)는, 제1 판형상체(111, 112, 113, 114, 115, 116), 및, 제2 판형상체(121, 122, 123, 124, 125)를 적층한 때에 각각 연통하도록 위치 결정되어 개구하고 있다.
또한, 제1 판형상체(114)(본 발명의 제1 분기 판형상체에 상당한다)에는, 제1 분기유로(10B)가 형성되고, 제1 판형상체(112)(본 발명의 제2 분기 판형상체에 상당한다)에는, 제2 분기유로(11B)가 형성되고, 제1 판형상체(115)에는, 제3 분기유로(12B)가 형성되어 있다.
여기서, 각 판형상체가 적층되고 분배유로가 형성된 때에는, 제1 판형상체(114)에 형성된 제1 분기유로(10B)의 중앙에, 제1 유로(10A)가 접속됨과 함께, 제1 분기유로(10B)의 양단부에는, 제2 유로(11A)가 접속된다.
또한, 제1 판형상체(112)에 형성된 제2 분기유로(11B)의 중앙에는, 제2 유로(11A)가 접속됨과 함께, 제2 분기유로(11B)의 양단부에는, 제3 유로(12A)가 접속되어 있다.
또한, 제1 판형상체(115)에 형성된 제3 분기유로(12B)의 중앙에는, 제3 유로(12A)가 접속됨과 함께, 제3 분기유로(12B)의 양단부에는, 제4 유로(13A)가 접속되어 있다.
이와 같이 제1 판형상체(111, 112, 113, 114, 115, 116), 및, 제2 판형상체(121, 122, 123, 124, 125)를 적층하여 솔더링함으로써 각 유로를 접속하여 분배유로를 형성할 수 있다.
<적층형 헤더에서의 냉매의 흐름>
다음에, 적층형 헤더(2) 내의 분배유로 및 냉매의 흐름에 관해 설명한다.
열교환기(1)가 증발기로서 기능하는 경우, 기액 2상류(二相流)의 냉매가, 제1 판형상체(111)의 제1 유로(10A)로부터 적층형 헤더(2) 내에 유입한다. 유입한 냉매는, 제1 유로(10A) 내를 직진하고, 제1 판형상체(114)의 제1 분기유로(10B) 내에서 제2 판형상체(124)의 표면에 충돌하고, 중력 방향에서의 상하로 분류한다.
분류한 냉매는 제1 분기유로(10B)의 양단부까지 진행하여 한 쌍의 제2 유로(11A) 내에 유입한다.
제2 유로(11A) 내에 유입한 냉매는, 제1 유로(10A) 내를 진행하는 냉매와 대향하는 반대 방향으로 제2 유로(11A) 내를 직진한다. 이 냉매는, 제1 판형상체(112)의 제2 분기유로(11B) 내에서 제2 판형상체(121)의 표면에 충돌하고, 중력 방향에서의 상하로 분류한다.
분류한 냉매는 제2 분기유로(11B)의 양단부까지 진행하여 4개의 제3 유로(12A) 내에 유입한다.
제3 유로(12A) 내에 유입한 냉매는, 제2 유로(11A) 내를 진행하는 냉매와 대향하는 반대 방향으로 제3 유로(12A) 내를 직진한다. 이 냉매는, 제1 판형상체(115)의 제3 분기유로(12B) 내에서 제2 판형상체(125)의 표면에 충돌하고, 중력 방향에서의 상하로 분류한다.
분류한 냉매는 제3 분기유로(12B)의 양단부까지 진행하여 8개의 제4 유로(13A) 내에 유입한다.
제4 유로(13A) 내에 유입한 냉매는, 제3 유로(12A) 내를 진행하는 냉매와 대향하는 반대 방향으로 제4 유로(13A) 내를 직진한다. 그리고 제4 유로(13A)로부터 유출하여, 유지 부재(5)의 유로를 통하여 복수의 전열관(4)에 균일하게 분배되어 유입한다.
또한, 실시의 형태 1의 분배유로에서는, 3회 분기유로를 통과하고, 8분기로 한 적층형 헤더(2)의 예를 나타냈지만, 분기의 회수는 특별히(特段) 한정되지 않는다.
<적층형 헤더 내의 분배유로에서의 액막(液膜)의 상태에 관해>
여기서, 적층형 헤더(2) 내의 유로에서의 액막의 상태에 관해 도 3을 이용하여 설명한다.
도 3은, 실시의 형태 1에 관한 적층형 헤더의 분배유로의 정면 단면도 및 측면 단면도이다.
적층형 헤더(2) 내의 냉매의 분배유로는, 도 3에 도시하는 바와 같이 직각으로 곡절(曲折)함과 함께, 복수의 분기를 반복함으로써 복수의 냉매 유출부(2B)에 접속되어 있다. 냉매가 분배유로를 흐를 때에는, 도 3에 도시하는 바와 같이 냉매의 액막이 유로의 곡절 부분이나 분기 부분에서 원심력에 의해 유로의 외측 방향으로 치우처서 다량 존재하도록 흐른다. 이 상태에서 다음의 분기유로에 냉매가 유입하면 분기유로의 일방으로 치우처서 많은 액냉매가 유입하고, 복수의 전열관(4)에 균일하게 기액 2상 냉매를 분배할 수가 없게 된다.
그래서, 실시의 형태 1에 관한 적층형 헤더(2)에서는, 유로의 곡절 부분이나 분기 부분부터 다음의 분기유로에 유입할 때까지의 사이에 도 2에 파선으로 도시하는 일정 길이의 직선 부분(S)을 형성하고 있다.
구체적으로는, 제1 유로(10A), 제2 유로(11A), 제3 유로(12A)를 일정 길이 확보한 구성으로 되어 있다.
이와 같이 냉매의 유로의 곡절 부분이나 분기 부분부터 다음의 분기유로에 유입할 때까지의 사이에 일정 거리의 직선 부분(S)을 형성함으로써, 이들 직선 부분(S)에서 액막의 치우침이 균일화되고, 다음에 유입하는 분기유로에서 균일하게 기액 2상 냉매가 분배된다.
기액 2상류를 정류화(整流化)하는 직선 부분(S)의 길이의 지표(指標)는, 유로의 내경(D)에 대한 직선 부분(S)의 길이(L)의 값으로 되고, L/D로 표시된다(L : 도 3에 도시하는 유로의 직선 부분(S)의 길이[m], D : 유로의 내경[m]). 직선 부분(S)의 길이(L)가 길수록, 또한, 유로의 내경(D)이 작을수록 정류 효과가 있다.
여기서, 직선 부분(S)의 유로의 기액 2상류의 압력 손실(ΔP)을 생각한다.
직선 부분(S)의 유로의 기액 2상류의 압력 손실(ΔP)은 다음 식(1)으로 표시된다.
[수식 1]
Figure pct00001
f : 마찰 계수, ρ : 밀도[㎏/㎥], u : 유속[m/s], Gr : 냉매 순환량[㎏/h], φ : 이상류 증대(增大) 계수, L : 직선 부분(S)의 길이[m], D : 유로의 내경[m]
식(1)로부터, 기액 2상류의 정류 효과를 얻기 위해 유로의 내경(D)를 작게 하면, 압력 손실(ΔP) 증대에의 기여도가 매우 커짐을 알 수 있다. 그래서, 직선 부분(S)의 길이(L)를 길게 함으로써 압력 손실(ΔP)의 증대를 억제하면서 기액 2상류의 정류 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 적층형 헤더(2)의 각 판재는, 로중(爐中)에서 일체 솔더링함에 의해, 접합된다. 솔더재에 의한 폐색을 막기 위해서는, 유로의 내경(D)≥2[㎜]일 필요가 있고, 대폭적으로 작은 유로의 내경(D)로 할 수가 없다. 따라서 유로를 흐르는 냉매의 유동 상태를 조이는(絞り) 기능을 이용하여 환상(環狀) 분무류(噴霧流) 등의 균질류로 하는 것은 곤란하고, 유로 내는 환상류, 슬래그류, 또는 층상류(層狀流)가 되기 때문에, 기액 2상류의 정류를 행하기 위한 직선 부분(S)이 필요로 된다.
여기서, L/D의 최적치에 관해 도 4를 이용하여 설명한다.
도 4는, 실시의 형태 1에 관한 각 전열관에의 냉매 분배비와, L/D(L : 직선 부분(S)의 길이[m], D : 유로의 내경[m])와의 관계를 도시한 그래프이다.
도 4로부터 알 수 있는 바와 같이 유로의 직선 부분의 길이(L)는 길수록 액막의 정류 효과가 있지만, 5<L/D의 범위에서는 정류 효과의 증가가 보합상태(橫ばい)로 되어 있다. 또한, L/D를 크게 한다면 적층형 헤더(2)가 대형화한다.
또한, 분기 부분에서의 냉매 분류비를 실용상, 열교환기(1)의 성능에 지장을 초래하지 않는 값인 48% 이상으로 하기 위해 L/D의 값을 2 이상으로 하는 것이 바람직함을 알 수 있다.
이것으로부터, 2≤L/D≤5의 범위에서 냉매를 직선 부분(S)의 유로 내에서 정류함에 의해, 분기 부분에서 효과적으로 냉매 분류비를 최적치인 48∼52%로 할 수 있고, 열교환기(1)의 열교환 성능을 담보할 수 있다.
실시의 형태 1에 관한 적층형 헤더(2)에서는, 유로의 직선 부분(S)으로서, 제1 유로(10A)의 길이를 L1, 유로의 내경을 D1로 하였을 때에, 2≤L1/D1≤5의 범위를 확보한다. 마찬가지로, 유로의 직선 부분(S)으로서, 제2 유로(11A)의 길이를 L2, 유로의 내경을 D2로 하였을 때에, 2≤L2/D2≤5의 범위를 확보한다. 또한, 유로의 직선 부분(S)으로서, 제3 유로(12A)의 길이를 L3, 유로의 내경을 D3으로 하였을 때에, 2≤L3/D3≤5의 범위를 확보한다. 이와 같이, 제1 유로(10A), 제2 유로(11A), 제3 유로(12A)의 직선 부분(S)의 길이를 전부 2≤L/D≤5의 범위에서 확보함으로써, 열교환기(1)의 전열관(4)에 균등하게 냉매를 공급하여 열교환 성능을 담보할 수 있다.
또한, 제1 유로(10A), 제2 유로(11A), 제3 유로(12A), 제4 유로(13A)를 냉매가 대향하여 반대 방향으로 흐름으로써, 적층형 헤더(2)를 소형화하는 것이 가능해진다.
또한, 적어도 제1 유로(10A), 제2 유로(11A), 제3 유로(12A) 중의 어느 하나의 직선 부분(S)의 길이를 2≤L/D≤5의 범위로 확보하는 것으로도, 그 직선 부분(S)의 하류의 각 분기유로로 균등하게 냉매를 분기할 수 있다.
또한, L/D의 값이 5 이상으로 커져도 정류 효과가 떨어지는 일은 없기 때문에, 적층형 헤더(2)의 치수가 허용한 범위에서 L/D의 값을 크게 취하는 것이 가능하다.
또한, 적어도 제1 분기유로(10B)와 제2 분기유로(11B) 사이의 제2 유로(11A)의 직선 부분(S)의 길이(L2)를 2≤L2/D2≤5의 범위에서 확보함으로써 제1 유로(10A)와 제3 유로(12A)의 길이는 제2 유로(11A)보다 길어지기 때문에 필요 충분한 정류 효과를 얻을 수 있다.
또한, 도 3에서, 개략 Z자형상의 관통홈인 제1 분기유로(10B), 제2 분기유로(11B), 제3 분기유로(12B)에서의 양단부의 유로축(流路軸)과, 연직 방향(제1 판형상체(111, 112, 113, 114, 115, 116), 및, 제2 판형상체(121, 122, 123, 124, 125)의 길이 방향)와 이루는 각도를 θ로 한다. 그러면, 제1 분기유로(10B), 제2 분기유로(11B), 제3 분기유로(12B)의 순서로 연직 방향의 높이가 낮아지기 때문에, 각도(θ)의 값은 이 순번으로 커진다. 이 각도(θ)가 클수록, 액막의 치우침이 크게 발생한다.
따라서, 특히 제3 분기유로(12B)의 상류측에 위치하는 제3 유로의 직선 부분(S)의 길이(L3)를 2≤L3/D3≤5의 범위에서 확보함으로써, 제3 분기유로(12B)에서 냉매를 균일하게 분기하는 것이 가능해진다.
<열교환기의 사용 상태>
이하에, 실시의 형태 1에 관한 열교환기(1)의 사용 양태의 한 예에 관해 설명한다.
또한, 이하에서는, 실시의 형태 1에 관한 열교환기(1)가, 공기 조화 장치(20)에 사용되는 경우를 설명하고 있지만, 그와 같은 경우로 한정되지 않고, 예를 들면, 냉매 순환 회로를 갖는 다른 냉동 사이클 장치에 사용되어도 좋다. 또한, 공기 조화 장치(20)가, 냉방 운전과 난방 운전을 전환하는 것인 경우를 설명하고 있지만, 그러한 경우로 한정되지 않고, 냉방 운전 또는 난방 운전만을 행하는 것이라도 좋다.
도 5는, 실시의 형태 1에 관한 열교환기가 적용되는 공기 조화 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
또한, 도 5에서는, 냉방 운전시의 냉매의 흐름이 점선의 화살표로 도시되고, 난방 운전시의 냉매의 흐름이 실선의 화살표로 도시된다.
도 5에 도시되는 바와 같이, 공기 조화 장치(20)는, 압축기(21)와, 4방밸브(22)와, 실외 열교환기(열원측 열교환기)(23)와, 조임 장치(24)와, 실내 열교환기(부하측 열교환기)(25)와, 실외 팬(열원측 팬)(26)과, 실내 팬(부하측 팬)(27)과, 제어 장치(28)를 갖는다. 압축기(21)와 4방밸브(22)와 실외 열교환기(23)와 조임 장치(24)와 실내 열교환기(25)가 냉매 배관으로 접속되어, 냉매 순환 회로가 형성된다.
제어 장치(28)에는, 예를 들면, 압축기(21), 4방밸브(22), 조임 장치(24), 실외 팬(26), 실내 팬(27), 각종 센서 등이 접속된다. 제어 장치(28)에 의해, 4방밸브(22)의 유로가 전환됨으로써, 냉방 운전과 난방 운전이 전환된다.
냉방 운전시의 냉매의 흐름에 관해 설명한다.
압축기(21)로부터 토출되는 고압 고온의 가스 상태의 냉매는, 4방밸브(22)를 통하여 실외 열교환기(23)에 유입하고, 실외 팬(26)에 의해 공급되는 공기와 열교환을 행하여, 응축한다. 응축한 냉매는, 고압의 액상태가 되고, 실외 열교환기(23)로부터 유출하고, 조임 장치(24)에 의해, 저압의 기액 2상 상태가 된다. 저압의 기액 2상 상태의 냉매는, 실내 열교환기(25)에 유입하고, 실내 팬(27)에 의해 공급되는 공기와의 열교환에 의해 증발함으로써, 실내를 냉각한다. 증발한 냉매는, 저압의 가스 상태가 되어, 실내 열교환기(25)로부터 유출하고, 4방밸브(22)를 통하여 압축기(21)에 흡입된다.
난방 운전시의 냉매의 흐름에 관해 설명한다.
압축기(21)로부터 토출되는 고압 고온의 가스 상태의 냉매는, 4방밸브(22)를 통하여 실내 열교환기(25)에 유입하고, 실내 팬(27)에 의해 공급되는 공기와의 열교환에 의해 응축함으로써, 실내를 난방한다. 응축한 냉매는, 고압의 액상태가 되어, 실내 열교환기(25)로부터 유출하고, 조임 장치(24)에 의해, 저압의 기액 2상 상태의 냉매가 된다. 저압의 기액 2상 상태의 냉매는, 실외 열교환기(23)에 유입하고, 실외 팬(26)에 의해 공급되는 공기와 열교환을 행하여, 증발한다. 증발한 냉매는, 저압의 가스 상태가 되어, 실외 열교환기(23)로부터 유출하고, 4방밸브(22)를 통하여 압축기(21)에 흡입된다.
실외 열교환기(23) 및 실내 열교환기(25)의 적어도 일방에, 열교환기(1)가 사용된다. 열교환기(1)는, 증발기로서 작용할 때에, 적층형 헤더(2)로부터 냉매가 유입하고, 원통형 헤더(3)에 냉매를 유출하도록 접속된다. 즉, 열교환기(1)가 증발기로서 작용할 때는, 냉매 배관으로부터 적층형 헤더(2)에 기액 2상 상태의 냉매가 유입하고, 분기하여 열교환기(1)의 각 전열관(4)에 유입한다. 또한, 열교환기(1)가 응축기로서 작용할 때는, 각 전열관(4)으로부터 적층형 헤더(2)에 액냉매가 유입하고 합류하여 냉매 배관에 유출한다.
[변형례]
실시의 형태 1에 관한 적층형 헤더(2)에서는, 제1 유로(10A), 제2 유로(11A), 제3 유로(12A)에 의한 직선 부분(S)의 길이(L1, L2, L3)를 일정 길이 이상 확보하기 위해 제1 판형상체(113) 및 제2 판형상체(122, 123)를 복수장 적층하여 직선 부분(S)의 길이(L)를 확보하였지만, 이 변형례에서는 1장의 제2 판형상체(123)의 두께에 의해 제1 유로(10A), 제2 유로(11A), 제3 유로(12A)의 길이를 조정하는 예이다.
또한, 그 밖의 분배유로의 구성은 실시의 형태 1에 관한 적층형 헤더(2)와 마찬가지이다.
또한, 이 변형례에 관한 적층형 헤더(2)를 사용한 열교환기(1)나, 열교환기(1)의 사용 양태 등은 실시의 형태 1에 관한 적층형 헤더(2)와 마찬가지이다.
<적층형 헤더의 구성>
이하에, 실시의 형태 1에 관한 적층형 헤더(2)의 변형례의 구성에 관해 설명한다.
도 6은, 실시의 형태 1에 관한 적층형 헤더에서의 변형례를 도시하는 분해 사시도이다.
적층형 헤더(2)는, 예를 들면 제1 판형상체(111, 112, 114, 115, 116)와, 이 각 제1 판형상체의 사이에 끼워 넣어지는 제2 판형상체(121, 123, 124, 125)로 구성되어 있다.
제2 판형상체(121, 123, 124, 125)의 양면 또는 편면에는, 솔더재가 도포된다. 제1 판형상체(111, 112, 114, 115, 116)는, 제2 판형상체(121, 123, 124, 125)를 통하여 적층되어, 솔더링에 의해 일체로 접합된다.
적층형 헤더(2)에는, 제1 판형상체(111, 113, 114, 115, 116), 및, 제2 판형상체(121, 123, 124, 125)에 형성된 원형의 관통구멍인 제1 유로(10A), 제2 유로(11A), 제3 유로(12A), 제4 유로(13A)와, 개략 S자 또는 개략 Z자형상의 관통홈인 분기유로(10B, 11B, 12B)에 의해 구성된 분배유로가 형성되어 있다.
이와 같이, 도 6에 도시하는 변형례에 관한 적층형 헤더(2)에서는, 상기 실시의 형태 1에 관한 적층형 헤더(2)와 같은 분배유로가 형성되어 있고, 1장의 제2 판형상체(123)의 두께를 조정하여 파선부로 나타내는 유로의 직선 부분(S)인 제1 유로(10A)를 2≤L1/D1≤5의 범위로 확보한다. 마찬가지로, 제2 유로(11A)를 2≤L2/D2≤5의 범위로 확보한다. 또한, 제3 유로(12A)를 2≤L3/D3≤5의 범위로 확보한다.
그러면, 1장의 제2 판형상체(123)의 두께를 조정할 뿐으로 열교환기(1)의 전열관(4)에 균등하게 냉매를 공급하여 열교환 성능을 담보할 수 있고, 실시의 형태 1에 관한 적층형 헤더(2)에 비하여 제조 공정을 간략화할 수 있다.
또한, 그 밖의 효과에 관해서는 실시의 형태 1에 관한 적층형 헤더(2)와 마찬가지이다.
[비교례]
실시의 형태 1에 관한 적층형 헤더(2)에서는, 분배유로에서의 제1 유로(10A), 제2 유로(11A), 제3 유로(12A), 제4 유로(13A)를 냉매가 대향하여 반대 방향으로 흐르는 구성으로 하였다.
이에 대해, 비교례에서는, 제1 유로(10A), 제2 유로(11A), 제3 유로(12A), 제4 유로(13A)를 냉매가 동일 방향으로 흐르는 구성으로 되어 있다.
<적층형 헤더의 구성>
이하에, 실시의 형태 1에 관한 적층형 헤더(2)의 비교례의 구성에 관해 설명한다.
도 7은 실시의 형태 1에 관한 적층형 헤더에 대한 비교례를 도시하는 분해 사시도이다.
적층형 헤더(2)는, 예를 들면 제1 판형상체(111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119)와, 이 각 제1 판형상체의 사이에 끼워 넣어지는 제2 판형상체(121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128)로 구성되어 있다.
제2 판형상체(121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128)의 양면 또는 편면에는, 솔더재가 도포된다. 제1 판형상체(111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119)는, 제2 판형상체(121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128)를 통하여 적층되고, 솔더링에 의해 일체로 접합된다.
적층형 헤더(2)에는, 제1 판형상체(111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119), 및, 제2 판형상체(121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128)에 형성된 원형의 관통구멍인 제1 유로(10A), 제2 유로(11A), 제3 유로(12A), 제4 유로(13A)와, 개략 S자 또는 개략 Z자형상의 관통홈인 분기유로(10B, 11B, 12B)에 의해 구성된 분배유로가 형성되어 있다.
도 7에 도시하는 비교례에 관한 적층형 헤더(2)에서는, 상기 실시의 형태 1에 관한 적층형 헤더(2)의 냉매의 흐름이 대향류가 되는 구성에 대해, 제1 유로(10A), 제2 유로(11A), 제3 유로(12A), 제4 유로(13A)를 냉매가 동일 방향으로 흐르는 분배유로의 구성으로 되어 있다.
여기서, 비교례에서 도 7에 도시하는 파선부의 직선 부분(S)인 제1 유로(10A), 제2 유로(11A), 제3 유로(12A)를 각각 2≤L/D≤5(L : 직선 부분(S)의 길이[m], D : 유로의 내경[m])의 범위로 확보하면, 제1 유로(10A), 제2 유로(11A), 제3 유로(12A), 제4 유로(13A)가 직렬 방향에 나열하여 배치되어 있기 때문에, 실시의 형태 1이나 상기 변형례에 관한 적층형 헤더(2)의 적층측의 치수에 대해 비교례의 적층측의 치수는 길어진다.
이에 대해, 실시의 형태 1이나, 실시의 형태 1의 상기 변형례에 관한 적층형 헤더(2)는, 분배유로를 제1 유로(10A), 제2 유로(11A), 제3 유로(12A), 제4 유로(13A)를 냉매가 대향하여 반대 방향으로 흐르는 구성으로 함으로써, 이 비교례에 대해 적층형 헤더(2)를 소형화한 것이 가능해진다. 또한, 실시의 형태 1이나, 실시의 형태 1의 상기 변형례에 관한 적층형 헤더(2)를 비교례와 동일 치수로 한 경우에는, 제1 유로(10A), 제2 유로(11A), 제3 유로(12A)의 직선 부분(S)의 길이(L)를 비교례보다도 길게 설정할 수 있기 때문에, 액막의 정류 효과를 보다 향상시킬 수 있다.
1 : 열교환기
2 : 적층형 헤더
2A : 냉매 유입부(제1 개구)
2B : 냉매 유출부(제2 개구)
3 : 원통형 헤더
3A : 냉매 유입부
3B : 냉매 유출부
4 : 전열관
5 : 유지 부재
6 : 핀
10A : 제1 유로
10B : 제1 분기유로
11A : 제2 유로
11B : 제2 분기유로
12A : 제3 유로
12B : 제3 분기유로
13A : 제4 유로
20 : 공기 조화 장치
21 : 압축기
22 : 4방밸브
23 : 실외 열교환기
24 : 조임 장치
25 : 실내 열교환기
26 : 실외 팬
27 : 실내 팬
28 : 제어 장치
111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119 : 제1 판형상체
121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128 : 제2 판형상체

Claims (9)

  1. 하나의 제1 개구와, 복수의 제2 개구와, 상기 제1 개구와 상기 제2 개구를 접속하는 분배유로를 가지며, 복수의 판형상체를 적층하여 형성된 적층형 헤더로서,
    상기 분배유로는, 직선형상이 되는 제1 유로와, 그 제1 유로를 복수의 유로로 분기하는 제1 분기유로와, 그 제1 분기유로에서 분기한 상기 복수의 유로에 접속하여 직선형상이 되는 제2 유로와, 그 제2 유로를 복수의 유로로 분기하는 제2 분기유로와, 그 제2 분기유로에서 분기한 상기 복수의 유로에 접속하여 직선형상이 되는 제3 유로를 가지며,
    상기 분배유로에 유입한 냉매는, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로를 대향하여 역방향으로 흐름과 함께, 상기 제2 유로와 상기 제3 유로를 대향하여 역방향으로 흐르는 구성이 되는 것을 특징으로 하는 적층형 헤더.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 분기유로는, 1장의 제1 분기 판형상체에 형성되고,
    상기 제2 분기유로는, 1장의 제2 분기 판형상체에 형성되고,
    상기 제1 분기 판형상체와 상기 제2 분기 판형상체와의 사이에는, 복수의 판형상체가 적층되어 상기 분배유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 적층형 헤더.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 분기유로는, 1장의 제1 분기 판형상체에 형성되고,
    상기 제2 분기유로는, 1장의 제2 분기 판형상체에 형성되고,
    상기 제1 분기 판형상체와 상기 제2 분기 판형상체와의 사이에는, 1장의 판형상체가 배치되어 상기 분배유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 적층형 헤더.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 유로는, 내경 치수 D2의 원형 단면 형상, 또한, 축방향의 길이 치수 L2의 직선형상으로서 형성되고,
    D2/L2의 값이 2≤D2/L2≤5의 범위가 되는 것을 특징으로 하는 적층형 헤더.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 유로는, 내경 치수 D3의 원형 단면 형상, 또한, 축방향의 길이 치수 L3의 직선형상으로서 형성되고,
    D3/L3의 값이 2≤D3/L3≤5의 범위가 되는 것을 특징으로 하는 적층형 헤더.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유로는, 내경 치수 D1의 원형 단면 형상, 또한, 축방향의 길이 치수 L1의 직선형상으로서 형성되고,
    상기 제2 유로는, 내경 치수 D2의 원형 단면 형상, 또한, 축방향의 길이 치수 L2의 직선형상으로서 형성되고,
    상기 제3 유로는, 내경 치수 D3의 원형 단면 형상, 또한, 축방향의 길이 치수 L3의 직선형상으로서 형성되고,
    D1/L1, D2/L2, D3/L3의 값이 2 이상 5 이하의 범위가 되는 것을 특징으로 하는 적층형 헤더.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유로는, 내경 치수 D1의 원형 단면 형상, 또한, 축방향의 길이 치수 L1의 직선형상으로서 형성되고,
    상기 제2 유로는, 내경 치수 D2의 원형 단면 형상, 또한, 축방향의 길이 치수 L2의 직선형상으로서 형성되고,
    상기 제3 유로는, 내경 치수 D3의 원형 단면 형상, 또한, 축방향의 길이 치수 L3의 직선형상으로서 형성되고,
    적어도 D1/L1, D2/L2, D3/L3의 어느 하나의 값이 2 이상 5 이하의 범위가 되는 것을 특징으로 하는 적층형 헤더.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 적층형 헤더와,
    상기 복수의 제2 개구의 각각에 접속된 복수의 전열관을 구비한 것을 특징으로 하는 열교환기.
  9. 제8항에 기재된 열교환기를 구비한 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6214670B2 (ja) * 2013-10-25 2017-10-18 三菱電機株式会社 熱交換器及びその熱交換器を用いた冷凍サイクル装置
WO2015063857A1 (ja) * 2013-10-29 2015-05-07 三菱電機株式会社 熱交換器、及び、空気調和装置
EP3348946B1 (en) * 2015-09-07 2020-03-25 Mitsubishi Electric Corporation Laminated header, heat exchanger, and air conditioner
EP3348945B1 (en) * 2015-09-07 2021-03-17 Mitsubishi Electric Corporation Distributor, laminated header, heat exchanger, and air conditioner
WO2018116413A1 (ja) * 2016-12-21 2018-06-28 三菱電機株式会社 分配器、熱交換器、及び、冷凍サイクル装置
CN110476036B (zh) * 2017-03-31 2021-05-18 三菱电机株式会社 热交换器及具备该热交换器的制冷循环装置
ES2879300T3 (es) 2017-04-14 2021-11-22 Mitsubishi Electric Corp Distribuidor, intercambiador de calor y dispositivo de ciclo de refrigeración
CN111201415B (zh) * 2017-10-13 2021-05-14 三菱电机株式会社 层叠型集管、热交换器以及制冷循环装置
JPWO2019087235A1 (ja) * 2017-10-30 2020-10-22 三菱電機株式会社 冷媒分配器および冷凍サイクル装置
CN115111939A (zh) * 2018-10-29 2022-09-27 三菱电机株式会社 热交换器、室外机以及制冷循环装置
DE102018220139A1 (de) * 2018-11-23 2020-05-28 Mahle International Gmbh Sammelrohr für einen Wärmeübertrager
JP6822525B2 (ja) 2019-06-28 2021-01-27 ダイキン工業株式会社 熱交換器およびヒートポンプ装置
JP6930557B2 (ja) * 2019-06-28 2021-09-01 ダイキン工業株式会社 熱交換器およびヒートポンプ装置
WO2022085113A1 (ja) 2020-10-21 2022-04-28 三菱電機株式会社 分配器、熱交換器および空気調和装置
EP4365511A1 (en) 2021-06-28 2024-05-08 Mitsubishi Electric Corporation Refrigerant distributor, heat exchanger, and refrigeration cycle device
JPWO2023148841A1 (ko) 2022-02-02 2023-08-10
WO2024134798A1 (ja) * 2022-12-21 2024-06-27 三菱電機株式会社 冷媒分配器および熱交換器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5241839A (en) * 1991-04-24 1993-09-07 Modine Manufacturing Company Evaporator for a refrigerant
JPH0611291A (ja) * 1992-04-02 1994-01-21 Nartron Corp 冷却システム用の積層プレートヘッダー及びその製造方法
JPH09189463A (ja) 1996-02-29 1997-07-22 Mitsubishi Electric Corp 熱交換器の分配装置及びその製造方法
JP2006125652A (ja) * 2004-10-26 2006-05-18 Mitsubishi Electric Corp 熱交換器
JP2007531861A (ja) * 2004-04-05 2007-11-08 モーディーン・マニュファクチャリング・カンパニー 流体流分配装置
EP2372283A1 (en) * 2010-03-23 2011-10-05 Delphi Technologies, Inc. Heat exchanger with a manifold plate
US20130112381A1 (en) * 2010-07-16 2013-05-09 Alfa Laval Corporate Ab Heat exchange device with improved system for distributing coolant fluid

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4537217A (en) * 1982-12-09 1985-08-27 Research Triangle Institute Fluid distributor
JP3387387B2 (ja) 1997-09-30 2003-03-17 三菱電機株式会社 冷媒分配器およびそれを用いた冷凍サイクル装置
JP3647375B2 (ja) * 2001-01-09 2005-05-11 日産自動車株式会社 熱交換器
DE10260030A1 (de) * 2001-12-21 2003-07-03 Behr Gmbh & Co Wärmeübertrager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
JP4120611B2 (ja) * 2004-04-08 2008-07-16 株式会社デンソー 冷媒蒸発器
US8726976B2 (en) * 2008-02-22 2014-05-20 Liebert Corporation Laminated sheet manifold for microchannel heat exchanger
JP2010139085A (ja) * 2008-12-09 2010-06-24 Panasonic Corp 冷媒分流器
FR2963091B1 (fr) * 2010-07-20 2012-08-17 Univ Savoie Module de circulation de fluides
JP2014081149A (ja) * 2012-10-17 2014-05-08 Hitachi Appliances Inc 冷媒分配器及びこれを備える冷凍サイクル装置
JP5957538B2 (ja) * 2012-11-29 2016-07-27 ジョンソンコントロールズ ヒタチ エア コンディショニング テクノロジー（ホンコン）リミテッド 空気調和機
WO2014184917A1 (ja) * 2013-05-15 2014-11-20 三菱電機株式会社 積層型ヘッダー、熱交換器、及び、空気調和装置
WO2014184915A1 (ja) 2013-05-15 2014-11-20 三菱電機株式会社 積層型ヘッダー、熱交換器、及び、空気調和装置
US20160116231A1 (en) 2013-05-15 2016-04-28 Mitsubishi Electric Corporation Stacking-type header, heat exchanger, and air-conditioning apparatus
CN105209845B (zh) * 2013-05-15 2017-05-03 三菱电机株式会社 层叠型联管箱、热交换器和空气调节装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5241839A (en) * 1991-04-24 1993-09-07 Modine Manufacturing Company Evaporator for a refrigerant
JPH0611291A (ja) * 1992-04-02 1994-01-21 Nartron Corp 冷却システム用の積層プレートヘッダー及びその製造方法
JPH09189463A (ja) 1996-02-29 1997-07-22 Mitsubishi Electric Corp 熱交換器の分配装置及びその製造方法
JP2007531861A (ja) * 2004-04-05 2007-11-08 モーディーン・マニュファクチャリング・カンパニー 流体流分配装置
JP2006125652A (ja) * 2004-10-26 2006-05-18 Mitsubishi Electric Corp 熱交換器
EP2372283A1 (en) * 2010-03-23 2011-10-05 Delphi Technologies, Inc. Heat exchanger with a manifold plate
US20130112381A1 (en) * 2010-07-16 2013-05-09 Alfa Laval Corporate Ab Heat exchange device with improved system for distributing coolant fluid

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Publication number Publication date
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