WO2009104295A1 - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器 Download PDF

Info

Publication number
WO2009104295A1
WO2009104295A1 PCT/JP2008/066165 JP2008066165W WO2009104295A1 WO 2009104295 A1 WO2009104295 A1 WO 2009104295A1 JP 2008066165 W JP2008066165 W JP 2008066165W WO 2009104295 A1 WO2009104295 A1 WO 2009104295A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pipe
refrigerant
inlet pipe
flat tubes
heat exchanger
Prior art date
Application number
PCT/JP2008/066165
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
円 上野
Original Assignee
シャープ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
Priority to EP08872595.7A priority Critical patent/EP2246655A4/en
Priority to CN200880125963.7A priority patent/CN101932900B/zh
Publication of WO2009104295A1 publication Critical patent/WO2009104295A1/ja

Links

Images

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
    • F28D1/053—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 straight
    • F28D1/0535—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 straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F28D1/05375—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with particular pattern of flow, e.g. change of flow direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0246—Arrangements for connecting header boxes with flow lines
    • 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
    • F28D2001/0253—Particular components
    • F28D2001/026—Cores
    • F28D2001/028—Cores with empty spaces or with additional elements integrated into the cores

Definitions

  • the present invention relates to a parallel flow type heat exchanger used in an air conditioner or a refrigeration apparatus.
  • Parallel flow type heat exchangers in which a plurality of vertical flat tubes are arranged between two upper and lower header tubes and the refrigerant passages in the flat tubes communicate with both header tubes are widely used in car air conditioners and the like. ing. Examples thereof can be seen in Patent Documents 1 and 2.
  • an inclined portion is formed at an end of a heat transfer tube (flat tube) inserted and connected to a refrigerant inflow side container (lower header tube) so as to be inclined with respect to the refrigerant flow direction.
  • coolant is divided into a heat exchanger tube equally.
  • the refrigerant inflow side container side of the heat transfer tube is bent in the horizontal direction and inserted and connected to the refrigerant inflow side container from the horizontal direction to eliminate an error in the amount of insertion of the heat transfer tube with respect to the liquid refrigerant level, and the liquid refrigerant is evenly distributed. It is made to flow in the heat transfer tube.
  • FIG. 14 is a schematic vertical sectional view showing a schematic structure of a conventional parallel flow type heat exchanger.
  • a horizontal lower header pipe 2 and an upper header pipe 3 are arranged in parallel with a vertical interval, and a vertical flat tube 4 is arranged between the lower header pipe 2 and the upper header pipe 3 at a predetermined pitch.
  • a plurality are arranged.
  • the flat tube 4 is an elongated molded product obtained by extruding a metal having good heat conductivity such as aluminum, and a refrigerant passage 5 through which the refrigerant R is circulated is formed vertically.
  • the refrigerant passage 5 communicates the inside of the upper header pipe 2 and the inside of the lower header pipe 3.
  • the lower header pipe 2 and the upper header pipe 3 and the flat tube 4 are fixed by welding.
  • Corrugated fins 6 are disposed between the flat tubes 4, and the flat tubes 4 and the corrugated fins 6 are also fixed by welding.
  • the lower header tube 2, the upper header tube 3 and the corrugated fin 6 are also made of a metal having good heat conductivity (for example, aluminum).
  • the lower header pipe 2 is on the refrigerant inflow side, and an inlet pipe 7 is connected to one end.
  • the upper header pipe 3 is on the refrigerant outflow side, and an outlet pipe 8 is connected to one end.
  • the inlet pipe 7 is concentrically disposed with the lower header pipe 2 and the outlet pipe 8 is concentrically disposed with the upper header pipe 3.
  • the refrigerant flows into the lower header pipe 2 from the horizontal direction, and from the upper header pipe 3 in the horizontal direction. leak.
  • the inlet pipe 7 and the outlet pipe 8 are arranged diagonally to each other.
  • the liquid level tends to increase in the lower header pipe 2 as it approaches the dead end at the right end, and the refrigerant flow rate in the flat tube 4 increases in proportion thereto.
  • the refrigerant flow rates of the flat tubes 4 are not equalized.
  • a horizontal partition plate 9 is also inserted into the lower header pipe 2 as shown in FIG. 15, but this is not a fundamental solution.
  • the structure is such that the inlet pipe 7 is connected from the bottom to the center of the lower header pipe 2 and the horizontal outlet pipes 8 are connected to both ends of the upper header pipe 3.
  • the refrigerant R flows into the lower flat tube 4 near the center near the inlet pipe 7 while maintaining the upward kinetic energy when flowing into the lower header pipe 2, the flow rate increases.
  • the refrigerant R having such upward kinetic energy does not reach the flat tube 4 away from the center, and the refrigerant flow rate decreases. That is, it is very difficult to achieve equalization of the refrigerant flow rate.
  • the inlet pipe 7 protrudes from the lower side of the lower header pipe 2, heat exchange is performed up to a height at which the inlet pipe 7 does not hit a member (such as a bottom plate of the housing that houses the heat exchanger 1) that comes under the heat exchanger 1.
  • the container 1 needs to be lifted, and the space required for installation increases.
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to realize the refrigerant flow equalization of each flat tube of a parallel flow type heat exchanger by an approach different from the conventional one.
  • the present invention provides a plurality of lower header pipes on the refrigerant inflow side, upper header pipes on the refrigerant outflow side, and a plurality of refrigerant passages disposed between the header pipes.
  • an inlet pipe for allowing the refrigerant to flow into the lower header pipe receives the refrigerant from the upper header pipe in the plurality of flat tubes. It is arranged between a pair of flat tubes located away from the outlet pipe to be discharged, and is connected to the lower header pipe from above the horizontal direction.
  • the inlet pipe is connected to the lower header pipe from above the horizontal direction. Is reflected upward in the lower header tube to convert the kinetic energy into pressure, and the pressure reaches the entire interior of the lower header tube.
  • the inlet pipe extends between the pair of flat tubes sandwiching the inlet pipe to the vicinity of the upper header pipe.
  • Such a configuration can make the inlet pipe itself useful for heat exchange and increase heat exchange efficiency.
  • a wind shielding plate is provided between the pair of flat tubes sandwiching the inlet pipe.
  • a heat conduction plate for transferring heat to and from both the flat tubes is provided between the pair of flat tubes sandwiching the inlet pipe.
  • the outlet pipes may be provided at both ends of the upper header pipe, and the inlet pipe may be disposed between a pair of flat tubes located at the center of the lower header pipe. preferable.
  • the refrigerant flowing in from the inlet pipe collides with the inner wall surface of the central portion of the lower header pipe from above, so that it can be easily divided into left and right, and is equally distributed to the flat tubes arranged on the left and right of the inlet pipe. become.
  • the inlet pipe placed at a position away from the outlet pipe is connected to the lower header pipe from above in the horizontal direction, so that the refrigerant having the kinetic energy in the inflow direction concentrates on the specific flat tube. It is possible to avoid this, and to equalize the refrigerant flow rate of each flat tube.
  • Model vertical sectional view showing the schematic structure of the heat exchanger according to the fifth embodiment Model vertical section showing the schematic structure of a conventional heat exchanger
  • the heat exchanger 1 according to the first embodiment shares many parts with the conventional structure shown in FIG. 16, the common parts are denoted by the same reference numerals as those used in FIG. Shall.
  • the first embodiment is different from the conventional structure of FIG. 16 in the arrangement method of the inlet pipe 7.
  • the inlet pipe 7 is placed away from the outlet pipe 8. Since the outlet pipes 8 are at both ends of the upper header pipe 3, the center portion of the lower header pipe 2 is located away from the outlet pipe 8.
  • the structure is the same as that of the conventional structure shown in FIG. 16, but in the present invention, the inlet pipe 7 is connected to the lower header pipe 2 from the bottom, not from the bottom.
  • the liquid refrigerant R flowing from the inlet pipe 7 is reflected by the upward inner wall surface of the lower header pipe 2 to convert kinetic energy into pressure, and the pressure is The entire inside of the lower header pipe 2 is extended. For this reason, it is avoided that the refrigerant having the kinetic energy in the inflow direction concentrates on the specific flat tube 4, and the refrigerant flow rate of each flat tube 4 can be equalized.
  • inlet pipe 7 does not protrude from the lower part of the lower header pipe 2, other members can be brought close to the lower surface of the heat exchanger 1, and the equipment that houses the heat exchanger 1 can be made compact. it can.
  • outlet pipes 8 are provided at both ends of the upper header pipe 3, and the inlet pipe 7 is disposed between a pair of flat tubes 4 located at the center of the lower header pipe 2.
  • the refrigerant R that has flowed in collides with the inner wall surface of the central portion of the lower header pipe 2 from above, and then flows to the left and right. In this configuration, the refrigerant R is easy to be divided into left and right, and easily flows evenly into the flat tubes 4 arranged on the left and right of the inlet pipe 7.
  • the inlet pipe 7 does not need to be connected to the lower header pipe 2 from directly above. As shown in phantom lines in FIG. 2, the connection may be made obliquely in a plane orthogonal to the axis of the lower header pipe 2. Connected to the lower header tube 2 from above the horizontal (in FIG. 2, the horizontal line passing through the axis of the lower header tube 2 is indicated by the line HH, but from above the horizontal line) That's fine.
  • 3 and 4 show a modification of the first embodiment.
  • a horizontal partition plate 9 that reaches from end to end is inserted at a middle height inside the lower header pipe 2.
  • the same number of flat tubes 4 are not arranged on the left and right sides of the inlet pipe 7 at equal intervals, but are arranged so that there are some places where the pitch is wide and some places are narrow.
  • the width of the pitch is preferably symmetrical with respect to the inlet pipe 7.
  • FIG. 5 is a graph showing a simulation result of how the connection angle of the inlet pipe affects the average flow rate in each flat tube.
  • Fourteen flat tubes were arranged on both sides of the inlet pipe. The simulation was performed for each of the five patterns (a) to (e) depending on the presence or absence of the partition plate and the connection angle.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the lower header pipe in each of the patterns (a) to (e).
  • the connection angle is 0 ° when the inlet pipe is parallel to the flat tube (vertical state), and 90 ° when the inlet pipe forms a right angle with the flat tube (horizontal state).
  • the second embodiment is shown in FIGS.
  • the second embodiment is obtained by adding the following modifications to the first embodiment. That is, in the second embodiment, the inlet pipe 7 extends between the pair of flat tubes 4 sandwiching the inlet pipe 7 to the vicinity of the upper header pipe 3. By doing in this way, heat exchange can be performed between the inlet pipe 7 and the air passing therearound, and the heat exchange efficiency of the heat exchanger 1 can be increased.
  • the third embodiment is shown in FIGS.
  • the wind shielding plate 10 is provided between the pair of flat tubes 4 that sandwich the inlet pipe 7.
  • the wind shielding plate 10 shown in the figure is a rectangular flat plate, and includes a build-up of a welded portion between the lower header pipe 2 and the upper header pipe 3 and the flat tube 4, and the lower header pipe 2, the upper header pipe 3, and the flat tube. The corners of the four corners are cut off and the sides are stealed so that the mounting is not hindered by the irregular shape of 4.
  • the wind shield 10 is preferably made of the same material as the flat tube 4 and fixed by welding.
  • the presence of the wind shielding plate 10 makes it difficult for air to pass between the flat tubes 4 whose intervals are increased in order to arrange the inlet pipe 7. In this case, only the meat stealing portion of the wind shield 10 along the flat tube 4 can pass through the air between the flat tubes 4 with a wide interval, and the air flow rate is greatly reduced. Thereby, the quantity of the air which blows through the heat exchanger 1 unnecessarily without performing heat exchange with the flat tube 4 is reduced, and the heat exchange efficiency is improved.
  • the gap like the meat stealing part is not necessarily indispensable, and the structure in which the gaps between the flat tubes 4 with a wide interval are closed with the wind shielding plate 10 without a gap may be used.
  • the horizontal cross section of the shielding plate 10 may have an arch shape that is convex on the windward side. If it does in this way, a wind will flow smoothly along the surface of shielding board 10, and ventilation resistance will decrease. As a result, the heat exchange efficiency is improved.
  • FIG. 11 and FIG. 12 show the fourth embodiment.
  • the fourth embodiment is obtained by adding the following modifications to the first embodiment.
  • the heat conducting plate 11 is provided between the pair of flat tubes 4 sandwiching the inlet pipe 7 to exchange heat with these flat tubes.
  • the heat conduction plate 11 shown in the figure is a wide corrugated fin.
  • heat exchange can be performed with the air passing between the flat tubes 4 having a wide interval to dispose the inlet pipe 7, and the heat exchange efficiency can be increased.
  • FIG. 13 shows the fifth embodiment.
  • the outlet pipe 8 is provided only at the right end of the upper header pipe 3.
  • the inlet pipe 7 is disposed between the pair of flat tubes 4 at a position away from the outlet pipe 8, that is, a position near the left end of the lower header pipe 2.
  • the inlet pipe 7 extends to the vicinity of the upper header pipe 3.
  • the liquid refrigerant R flowing from the inlet pipe 7 is reflected by the upward inner wall surface of the lower header pipe 2 to convert kinetic energy into pressure, and the pressure is The entire inside of the lower header pipe 2 is extended. For this reason, it is avoided that the refrigerant having the kinetic energy in the inflow direction concentrates on the specific flat tube 4, and the refrigerant flow rate of each flat tube 4 can be equalized.
  • inlet pipe 7 does not protrude from the lower part of the lower header pipe 2, other members can be brought close to the lower surface of the heat exchanger 1, and the equipment that houses the heat exchanger 1 can be made compact. it can.
  • the present invention is widely applicable to parallel flow type heat exchangers.

Abstract

　パラレルフロー型の熱交換器１において、各偏平チューブ４の冷媒流量を均等化する。熱交換器１は、冷媒流入側となる下部ヘッダー管２と、冷媒流出側となる上部ヘッダー管３と、両ヘッダー管２、３の間に所定ピッチで複数配置され、内部に設けた垂直な冷媒通路５を両ヘッダー管の内部に連通させた垂直な偏平チューブ４とを備える。下部ヘッダー管２に冷媒Ｒを流入させる入口パイプ７は、複数の偏平チューブ４の中で、上部ヘッダー管３から冷媒を流出させる出口パイプ８から離れた位置にある１対の偏平チューブ４の間に配置され、水平よりも上の方向から下部ヘッダー管２に接続されている。出口パイプ８は上部ヘッダー管３の両端に設けられ、入口パイプ７は下部ヘッダー管２の中央部に位置する１対の偏平チューブ４の間に配置される。

Description

熱交換器
　本発明は空気調和機や冷凍機器に利用されるパラレルフロー型の熱交換器に関する。
　上下２本のヘッダー管の間に複数の垂直な偏平チューブを配置し、偏平チューブ内部の冷媒通路を両ヘッダー管の内部に連通させたパラレルフロー型の熱交換器はカーエアコンなどに広く利用されている。その例を特許文献１、２に見ることができる。
　パラレルフロー型熱交換器においては、各偏平チューブの冷媒流量を均等化することが熱交換性能向上の鍵を握る。特許文献１、２に記載されたパラレルフロー型熱交換器では、次のようにして各偏平チューブの冷媒流量の均等化を図っている。
　特許文献１記載の熱交換器は、冷媒流入側容器（下部ヘッダー管）に挿入接続された伝熱管（偏平チューブ）の端部に、冷媒流通方向に対して斜めになるように傾斜部を形成し、伝熱管の挿入量の誤差による影響をなくして、液体冷媒が均等に伝熱管に分流するようにしている。あるいは、伝熱管の冷媒流入側容器側を水平方向に屈曲し、冷媒流入側容器に水平方向から挿入接続して、液体冷媒の液面に対する伝熱管の挿入量の誤差をなくし、液体冷媒が均等に分流して伝熱管に流れるようにしている。
　特許文献２記載の熱交換器は、一方のヘッダー管の中央部に熱媒体一括流通口を形成し、他方のヘッダー管の両端部には熱媒体分割流通口を形成して、適切な分流条件を形成している。
特許第３１３３８９７号公報 実開平６－１４７８２号公報
　図１４は従来のパラレルフロー型熱交換器の概略構造を示す模型的垂直断面図である。熱交換器１は、共に水平な下部ヘッダー管２と上部ヘッダー管３を上下に間隔を置いて平行に配置し、下部ヘッダー管２と上部ヘッダー管３の間に垂直な偏平チューブ４を所定ピッチで複数配置したものである。偏平チューブ４はアルミニウム等熱伝導の良い金属を押出成型した細長い成型品であり、内部には冷媒Ｒを流通させる冷媒通路５が垂直に形成されている。冷媒通路５は上部ヘッダー管２の内部と下部ヘッダー管３の内部を連通させる。
　下部ヘッダー管２及び上部ヘッダー管３と偏平チューブ４とは溶着により固定される。偏平チューブ４同士の間にはコルゲートフィン６が配置され、偏平チューブ４とコルゲートフィン６も溶着により固定される。偏平チューブ４と同様、下部ヘッダー管２及び上部ヘッダー管３とコルゲートフィン６も熱伝導の良い金属（例えば、アルミニウム）からなる。
　下部ヘッダー管２は冷媒流入側であり、一端に入口パイプ７が接続される。上部ヘッダー管３は冷媒流出側であり、一端に出口パイプ８が接続される。入口パイプ７は下部ヘッダー管２と、出口パイプ８は上部ヘッダー管３と、それぞれ同心的に配置されており、冷媒は水平方向から下部ヘッダー管２に流入し、上部ヘッダー管３から水平方向に流出する。
　特許文献１の例と同様、入口パイプ７と出口パイプ８は互いに対角線の位置に配置されている。入口パイプ７から液状の冷媒Ｒを流入させると、下部ヘッダー管２の内部では、右端の行き止まり部に近くなるほど液位が高まる傾向が生じ、それに比例して偏平チューブ４の冷媒流量が多くなる。この結果、各偏平チューブ４の冷媒流量は均等化しない。
　冷媒流量を均等化するため、図１５に示すように、下部ヘッダー管２の内部に水平な仕切り板９を挿入することも行われるが、根本的な解決策とはなっていない。
　図１６に示す特許文献２記載の熱交換器構造のように、下部ヘッダー管２の中央に下から入口パイプ７を接続し、上部ヘッダー管３の両端に水平な出口パイプ８を接続する構成とした場合、入口パイプ７に近い中央寄りの偏平チューブ４に対しては、冷媒Ｒが下部ヘッダー管２に流入するときの上向きの運動エネルギーを維持したまま流入するので流量が多くなる。しかしながら中央から離れた偏平チューブ４にはそのような上向きの運動エネルギーを持った冷媒Ｒが届かず、冷媒流量が少なくなってしまう。すなわち冷媒流量の均等化を実現するのは至難である。また、下部ヘッダー管２の下側から入口パイプ７が突き出すので、熱交換器１の下に来る部材（熱交換器１を収納するハウジングの底板など）に入口パイプ７が当たらない高さまで熱交換器１を持ち上げる必要があり、設置のために必要なスペースが大きくなる。
　本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、パラレルフロー型熱交換器の各偏平チューブの冷媒流量均等化を、従来とは異なるアプローチで実現することを目的とする。
　上記目的を達成するために本発明は、冷媒流入側となる下部ヘッダー管と、冷媒流出側となる上部ヘッダー管と、前記両ヘッダー管の間に複数配置され、内部に設けた冷媒通路を前記両ヘッダー管の内部に連通させた垂直な偏平チューブとを備えた熱交換器において、前記下部ヘッダー管に冷媒を流入させる入口パイプは、前記複数の偏平チューブの中で前記上部ヘッダー管から冷媒を流出させる出口パイプから離れた位置にある１対の偏平チューブの間に配置され、水平よりも上の方向から下部ヘッダー管に接続されていることを特徴としている。
　この構成によると、入口パイプを出口パイプから離れた位置に置くという伝統的な構成を採用した上で、入口パイプを下部ヘッダー管に対し、水平よりも上の方向から接続することとしたため、冷媒は下部ヘッダー管の内部で上向きに反射して運動エネルギーを圧力に変換することになり、その圧力が下部ヘッダー管の内部全体に及ぶ。これにより、流入方向の運動エネルギーを持った冷媒が特定の偏平チューブに集中することが避けられ、偏平チューブ間の冷媒流量の均等化を図ることができる。
　上記構成の熱交換器において、前記入口パイプは、それを挟む前記１対の偏平チューブの間を前記上部ヘッダー管近傍まで延びることが好ましい。
　このような構成にすれば、入口パイプ自身を熱交換に役立て、熱交換効率を高めることができる。
　上記構成の熱交換器において、前記入口パイプを挟む前記１対の偏平チューブの間に遮風板が設けられていることが好ましい。
　このような構成にすれば、入口パイプを配置するため間隔を広げた偏平チューブ間を空気が通らなくなり、偏平チューブと熱交換を行うことなく無為に熱交換器を吹き抜ける空気の量を減らして、熱交換効率を高めることができる。
　上記構成の熱交換器において、前記入口パイプを挟む前記１対の偏平チューブの間に、これら両偏平チューブと熱の授受を行う熱伝導板が設けられていることが好ましい。
　このような構成にすれば、入口パイプを配置するため間隔を広げた偏平チューブ間を通る空気との間で熱交換を行うことができ、熱交換効率を高めることができる。
　上記構成の熱交換器において、前記上部ヘッダー管の両端に前記出口パイプが設けられ、前記入口パイプは、前記下部ヘッダー管の中央部に位置する１対の偏平チューブの間に配置されることが好ましい。
　このような構成にすれば、入口パイプから流入した冷媒は下部ヘッダー管の中央部の内壁面に上方から衝突するので、左右に分かれやすく、入口パイプの左右に並ぶ偏平チューブに均等に分流することになる。
　本発明によると、出口パイプから離れた位置に置いた入口パイプを、下部ヘッダー管に水平よりも上の方向から接続することにより、流入方向の運動エネルギーを持った冷媒が特定の偏平チューブに集中することが避けられ、各偏平チューブの冷媒流量の均等化を図ることができる。
第１実施形態に係る熱交換器の概略構造を示す模型的垂直断面図 図１のＡ－Ａ線に沿って切断した断面図 第１実施形態の変形態様に係る熱交換器の概略構造を示す模型的垂直断面図 図３のＢ－Ｂ線に沿って切断した断面図 入口パイプの接続角度が偏平チューブ内の平均流量に与える影響のシミュレーション結果のグラフ 図５のシミュレーションにおける（ａ）～（ｅ）の各パターンの下部ヘッダー管の断面図 第２実施形態に係る熱交換器の概略構造を示す模型的垂直断面図 図７のＣ－Ｃ線に沿って切断した断面図 第３実施形態に係る熱交換器の概略構造を示す模型的垂直断面図 図９のＤ－Ｄ線に沿って切断した断面図 第４実施形態に係る熱交換器の概略構造を示す模型的垂直断面図 図１１のＥ－Ｅ線に沿って切断した断面図 第５実施形態に係る熱交換器の概略構造を示す模型的垂直断面図 従来の熱交換器の概略構造を示す模型的垂直断面図 従来の他の熱交換器の概略構造を示す模型的垂直断面図 従来のさらに他の熱交換器の概略構造を示す模型的垂直断面図
符号の説明
　　　１　　熱交換器
　　　２　　下部ヘッダー管
　　　３　　上部ヘッダー管
　　　４　　偏平チューブ
　　　５　　冷媒通路
　　　６　　コルゲートフィン
　　　７　　入口パイプ
　　　８　　出口パイプ
　　　９　　仕切り板
　　　１０　遮風板
　　　１１　熱伝導板
　以下本発明の第１実施形態を図１及び図２に基づき説明する。第１実施形態の熱交換器１は、図１６に示した従来構造と多くの部分が共通しているので、共通部分には図１６で用いたのと同じ符号を付し、重複説明は避けるものとする。第１実施形態が図１６の従来構造と異なるのは、入口パイプ７の配置方法である。入口パイプ７は出口パイプ８から離れた位置に置く。出口パイプ８は上部ヘッダー管３の両端にあるので、下部ヘッダー管２の中央部が出口パイプ８から離れた位置ということになる。ここまでは図１６の従来構造と同じであるが、本発明では、入口パイプ７を下部ヘッダー管２に下から接続するのでなく、上から接続した。そして入口パイプ７と偏平チューブ４との干渉を避けるため、下部ヘッダー管２の水平方向中央部に位置する１対の偏平チューブ４のみ間隔を広げ、その間に入口パイプ７を配置した。入口パイプ７の左右には同数ずつの偏平チューブ４が等間隔（所定ピッチ）で並ぶものとした。
　第１実施形態の熱交換器１においては、入口パイプ７から流入した液状の冷媒Ｒは下部ヘッダー管２の上向きの内壁面で反射して運動エネルギーを圧力に変換することになり、その圧力が下部ヘッダー管２の内部全体に及ぶ。このため、流入方向の運動エネルギーを持った冷媒が特定の偏平チューブ４に集中することが避けられ、各偏平チューブ４の冷媒流量の均等化を図ることができる。
　また、下部ヘッダー管２の下部から入口パイプ７が突き出さないので、熱交換器１の下面に他の部材を接近させることができ、熱交換器１を収納する機器のコンパクト化を図ることができる。
　また、上部ヘッダー管３の両端に出口パイプ８が設けられ、入口パイプ７は、下部ヘッダー管２の中央部に位置する１対の偏平チューブ４の間に配置されているので、入口パイプ７から流入した冷媒Ｒは下部ヘッダー管２の中央部の内壁面に上方から衝突し、それから左右に分流することになる。この構成は冷媒Ｒが左右に分かれやすく、入口パイプ７の左右に並ぶ偏平チューブ４に均等に流れやすい。
　入口パイプ７は下部ヘッダー管２に真上から接続する必要はない。図２に仮想線で示すように、下部ヘッダー管２の軸線と直交する面内で斜めに接続してもよい。水平よりも上の方向から（図２では下部ヘッダー管２の軸心を通る水平線を線分Ｈ－Ｈで示したが、その水平線よりも上の方向から）下部ヘッダー管２に接続されていればよい。
　このように本発明によれば、パラレルフロー型熱交換器の設置に必要なスペースをコンパクトにまとめつつ、各偏平チューブの冷媒流量の均等化を実現することができる。
　第１実施形態の変形態様を図３及び図４に示す。この変形態様では、下部ヘッダー管２の内部の中ほどの高さのところに、端から端まで届く水平な仕切り板９を挿入した。このようにしておくと、下部ヘッダー管２の内部で冷媒Ｒが液相と気相の二相に分離したとしても、液相と気相の境界面の位置が高くなり、偏平チューブ４への液相冷媒Ｒの流入が滞らない。
　また、次のような変形態様も考えられる。すなわち、入口パイプ７の左右に同数ずつの偏平チューブ４を等間隔で並べるのでなく、ピッチの広いところもあれば狭いところもあるように並べるのである。なおピッチの広狭は、入口パイプ７を挟んで左右対称の配置となっているのが好ましい。
　図５に示すのは、入口パイプの接続角度が各偏平チューブ内の平均流量にどのように影響するかのシミュレーション結果のグラフである。入口パイプの両側に１４本ずつの偏平チューブが配置されるものとした。仕切り板の有無と接続角度によって（ａ）～（ｅ）の５パターンを想定し、それぞれについてシミュレーションを行った。図６に（ａ）～（ｅ）の各パターンにおける下部ヘッダー管の断面図を示す。なお接続角度は、入口パイプが偏平チューブと平行である状態（垂直な状態）を０°とし、入口パイプが偏平チューブと直角を成す角度（水平な状態）を９０°としている。
　図５のグラフからは次のような傾向が見てとれる。すなわち、（ｃ）（ｄ）（ｅ）の「仕切り無し」の場合、入口パイプ近傍の偏平チューブ（チューブ位置１３～１６）では、入口パイプ角度が大きいほどチューブ内平均流量が増加している。入口パイプ７から離れた偏平チューブ（チューブ位置５～１０、１９～２４）では、入口パイプ角度が大きいほどチューブ内平均流量が減少している。理想的なのは、全ての偏平チューブの平均流量が同一になることであるが、それに近いのが（ｄ）の入口パイプ角度３０°の場合、ということになる。
　第２実施形態を図７及び図８に示す。第２実施形態は、第１実施形態に次のような改変を加えたものである。すなわち第２実施形態では、入口パイプ７は、それを挟む１対の偏平チューブ４の間を上部ヘッダー管３の近傍まで延びている。このようにすることにより、入口パイプ７とその傍らを通り過ぎる空気との間で熱交換を行わせ、熱交換器１の熱交換効率を高めることができる。
　第３実施形態を図９及び図１０に示す。第３実施形態は、第１実施形態に次のような改変を加えたものである。すなわち第３実施形態では、入口パイプ７を挟む１対の偏平チューブ４の間に遮風板１０を設けた。図に示す遮風板１０は矩形の平板であって、下部ヘッダー管２及び上部ヘッダー管３と偏平チューブ４との溶着部の肉盛りや、下部ヘッダー管２、上部ヘッダー管３、及び偏平チューブ４の形状不整により取り付けが阻害されないよう、四隅は角を落とし、四辺には肉盗みを施した形状である。遮風板１０には偏平チューブ４等と同じ材質のものを使用し、溶着により固定することとするのがよい。
　遮風板１０があることにより、入口パイプ７を配置するため間隔を広げた偏平チューブ４間を空気が通りにくくなる。この場合、間隔を広げた偏平チューブ４間で空気の通り抜けが可能なのは偏平チューブ４に沿った遮風板１０の肉盗み部分等のみであり、空気流量が大幅に絞られる。これにより、偏平チューブ４と熱交換を行うことなく無為に熱交換器１を吹き抜ける空気の量が減り、熱交換効率が向上する。なお、肉盗み部のような隙間は必要不可欠という訳ではなく、間隔を広げた偏平チューブ４間を隙間無く遮風板１０で塞ぐ構成であってもよい。
　遮蔽板１０の水平断面を、風上側に凸となるアーチ形状としてもよい。このようにすれば、遮蔽板１０の表面に沿って風がスムーズに流れ、通風抵抗が減少する。その結果、熱交換効率が向上する。
　第４実施形態を図１１及び図１２に示す。第４実施形態は、第１実施形態に次のような改変を加えたものである。すなわち第４実施形態では、入口パイプ７を挟む１対の偏平チューブ４の間に、これら両偏平チューブと熱の授受を行う熱伝導板１１を設けた。図に示す熱伝導板１１は幅広のコルゲートフィンとなっている。
　熱伝導板１１を設けることにより、入口パイプ７を配置するため間隔を広げた偏平チューブ４間を通る空気との間で熱交換を行うことができ、熱交換効率を高めることができる。
　第５実施形態を図１３に示す。第５実施形態では出口パイプ８が上部ヘッダー管３の右端にのみ設けられている。そして入口パイプ７は、出口パイプ８から離れた位置、すなわち下部ヘッダー管２の左端に近い位置にある１対の偏平チューブ４の間に配置されている。入口パイプ７は上部ヘッダー管３の近傍まで延びている。
　第５実施形態の熱交換器１においても、入口パイプ７から流入した液状の冷媒Ｒは下部ヘッダー管２の上向きの内壁面で反射して運動エネルギーを圧力に変換することになり、その圧力が下部ヘッダー管２の内部全体に及ぶ。このため、流入方向の運動エネルギーを持った冷媒が特定の偏平チューブ４に集中することが避けられ、各偏平チューブ４の冷媒流量の均等化を図ることができる。
　また、下部ヘッダー管２の下部から入口パイプ７が突き出さないので、熱交換器１の下面に他の部材を接近させることができ、熱交換器１を収納する機器のコンパクト化を図ることができる。
　以上、本発明の各実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。例えば、第２実施形態に第３実施形態を組み合わせることが考えられる。すなわち、入口パイプ７はそれを挟む１対の偏平チューブ４の間を上部ヘッダー管３の近傍まで延び、その１対の偏平チューブ４の間に遮風板１０が設けられることとするのである。第２実施形態と第４実施形態（熱伝導板）の組み合わせも可能である。その他、構成に矛盾をきたさない限り、各実施形態の構成を種々組み合わせて実施することができる。
　本発明はパラレルフロー型熱交換器に広く利用可能である。

Claims (5)

  1. 　冷媒流入側となる下部ヘッダー管と、冷媒流出側となる上部ヘッダー管と、前記両ヘッダー管の間に複数配置され、内部に設けた冷媒通路を前記両ヘッダー管の内部に連通させた垂直な偏平チューブとを備えた熱交換器において、
    　前記下部ヘッダー管に冷媒を流入させる入口パイプは、前記複数の偏平チューブの中で前記上部ヘッダー管から冷媒を流出させる出口パイプから離れた位置にある１対の偏平チューブの間に配置され、水平よりも上の方向から下部ヘッダー管に接続されていることを特徴とする熱交換器。
  2. 　前記入口パイプは、それを挟む前記１対の偏平チューブの間を前記上部ヘッダー管近傍まで延びることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
  3. 　前記入口パイプを挟む前記１対の偏平チューブの間に遮風板が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
  4. 　前記入口パイプを挟む前記１対の偏平チューブの間に、これら両偏平チューブと熱の授受を行う熱伝導板が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
  5. 　前記上部ヘッダー管の両端に前記出口パイプが設けられ、前記入口パイプは、前記下部ヘッダー管の中央部に位置する１対の偏平チューブの間に配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の熱交換器。
PCT/JP2008/066165 2008-02-19 2008-09-08 熱交換器 WO2009104295A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08872595.7A EP2246655A4 (en) 2008-02-19 2008-09-08 Heat exchanger
CN200880125963.7A CN101932900B (zh) 2008-02-19 2008-09-08 热交换器

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008036932A JP4357571B2 (ja) 2008-02-19 2008-02-19 熱交換器
JP2008-036932 2008-02-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009104295A1 true WO2009104295A1 (ja) 2009-08-27

Family

ID=40985190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2008/066165 WO2009104295A1 (ja) 2008-02-19 2008-09-08 熱交換器

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2246655A4 (ja)
JP (1) JP4357571B2 (ja)
CN (1) CN101932900B (ja)
WO (1) WO2009104295A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107107711A (zh) * 2015-03-19 2017-08-29 翰昂汽车零部件有限公司 汽车用热交换器
CN113375481A (zh) * 2021-06-25 2021-09-10 安徽普瑞普勒传热技术有限公司 一种联排扁管的水冷式平行流换热器

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103983126B (zh) * 2014-05-28 2016-08-24 丹佛斯微通道换热器（嘉兴）有限公司 换热器
JP2019219061A (ja) * 2016-09-16 2019-12-26 株式会社日立製作所 熱交換器およびそれを用いたヒートポンプシステム
JP2019219074A (ja) * 2018-06-15 2019-12-26 東芝ライフスタイル株式会社 冷蔵庫
CN109059584A (zh) * 2018-08-10 2018-12-21 天津大学 一种不等间距管束海水源热泵换热器
WO2023199466A1 (ja) * 2022-04-14 2023-10-19 三菱電機株式会社 熱交換器及びこれを有する空気調和装置
CN218270291U (zh) * 2022-07-01 2023-01-10 丹佛斯有限公司 换热器

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4484622A (en) * 1982-04-27 1984-11-27 The Garrett Corporation Integral header heat exchanger
JPS6314093A (ja) * 1986-06-28 1988-01-21 Nippon Denso Co Ltd 積層型熱交換器
JPH0379994A (ja) * 1989-08-19 1991-04-04 Nippondenso Co Ltd 熱交換器
JPH0614782U (ja) 1991-12-16 1994-02-25 日本軽金属株式会社 熱交換器
JPH06273088A (ja) * 1993-03-24 1994-09-30 Zexel Corp パラレルフロー熱交換器
JP3133897B2 (ja) 1994-06-23 2001-02-13 シャープ株式会社 熱交換器
JP2004077032A (ja) * 2002-08-20 2004-03-11 Zexel Valeo Climate Control Corp 両タンク型熱交換器
JP2006138559A (ja) * 2004-11-12 2006-06-01 Calsonic Kansei Corp 車両用熱交換器

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0616310Y2 (ja) * 1989-04-27 1994-04-27 サンデン株式会社 熱交換器
US5826649A (en) * 1997-01-24 1998-10-27 Modine Manufacturing Co. Evaporator, condenser for a heat pump
JP2004251556A (ja) * 2003-02-20 2004-09-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱交換器

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4484622A (en) * 1982-04-27 1984-11-27 The Garrett Corporation Integral header heat exchanger
JPS6314093A (ja) * 1986-06-28 1988-01-21 Nippon Denso Co Ltd 積層型熱交換器
JPH0379994A (ja) * 1989-08-19 1991-04-04 Nippondenso Co Ltd 熱交換器
JPH0614782U (ja) 1991-12-16 1994-02-25 日本軽金属株式会社 熱交換器
JPH06273088A (ja) * 1993-03-24 1994-09-30 Zexel Corp パラレルフロー熱交換器
JP3133897B2 (ja) 1994-06-23 2001-02-13 シャープ株式会社 熱交換器
JP2004077032A (ja) * 2002-08-20 2004-03-11 Zexel Valeo Climate Control Corp 両タンク型熱交換器
JP2006138559A (ja) * 2004-11-12 2006-06-01 Calsonic Kansei Corp 車両用熱交換器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2246655A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107107711A (zh) * 2015-03-19 2017-08-29 翰昂汽车零部件有限公司 汽车用热交换器
CN113375481A (zh) * 2021-06-25 2021-09-10 安徽普瑞普勒传热技术有限公司 一种联排扁管的水冷式平行流换热器

Also Published As

Publication number Publication date
EP2246655A1 (en) 2010-11-03
CN101932900A (zh) 2010-12-29
CN101932900B (zh) 2012-09-19
JP4357571B2 (ja) 2009-11-04
JP2009198016A (ja) 2009-09-03
EP2246655A4 (en) 2017-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4357571B2 (ja) 熱交換器
WO2014091536A1 (ja) 扁平管熱交換器
EP3243036A1 (en) Heat exchanger, in particular a condenser or a gas cooler
JP5385588B2 (ja) 空気調和機の室外機
JP2013002758A (ja) 車両用冷却装置
CN105352345A (zh) 微通道换热器及其空调器
CN101435668A (zh) 内外翅片扁管换热器
CN205014688U (zh) 换热器以及换热设备
KR20110072005A (ko) 열교환기
JPH08162333A (ja) パネル形放熱器
JP6111024B2 (ja) 熱交換器
CN101187513A (zh) 换热装置
JP2010107130A (ja) 熱交換器ユニット及びこれを使用する空気調和機の室内機
CN102062502B (zh) 扁管换热器结构及其组装台
JP2009198172A (ja) 熱交換器
CN110530190A (zh) 集管箱及换热器
CN210802156U (zh) 一种减振型板翅式换热器
JP2014029221A (ja) 空気調和機
CN104602469A (zh) 机柜
CN110822952A (zh) 一种倾斜设置的四管程换热器
JP2006349275A (ja) 熱交換器
JP2015158302A (ja) 複合熱交換器
CN103837032A (zh) 换热器的翅片及换热器
CN101435641A (zh) 换热器
CN201191155Y (zh) 一种带有密封装置的热交换器

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200880125963.7

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08872595

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2008872595

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE