JPH0195288A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はカークーラー用凝縮器やオイルクーラー等に
用いられる熱交換器に関する。

従来の技術 例えば上記のような用途に用いられる凝縮器用熱交換器
としては、従来より、ハーモニカチューブと称されるよ
うな多孔押出偏平チューブを蛇行状に曲げ、その平行部
間にフィンを配置してコアを構成したいわゆるサーペン
タイン型熱交換器が用いられていた。ところがか−るサ
ーペンタイン型熱交換器では、熱交換用冷媒通路が１本
の偏平押出チューブにより形成されているため通路面積
を大きく確保できないこと、押出チューブを蛇行状に曲
成してなるものであるから、曲げ部の曲率半径を一定以
上小さくできないためチューブピッチを小さくできず、
このためチューブの平行部間に介在されるフィン数が少
ないものとなってフィン効率が悪いこと、等の理由から
熱交換効率の向上に限界があった。

そこでサーペンタイン型に代わる熱交換器として、偏平
チューブとコルゲートフィンとを交互配置に積層して、
チューブの両端を中空ヘッダーに連結した熱交換器が提
案されている。この熱交換器によれば、チューブピッチ
を自由に選択できるので、冷媒通路断面積を大きく確保
でき、また各チューブ間に介装されるフィンの本数も増
加でき小型で熱交換効率に優れたものとなすことができ
る。

発明が解決しようとする問題点 ところで、上記後者の熱交換器において、熱交換用冷媒
の流し方には、一方または両方のヘッダー内部を複数の
仕切室に分割して、各仕切室に属する複数本のチューブ
毎に冷媒流れを反転蛇行させる形態のものと、両ヘッダ
ーの一方を入口ヘッダー、他方を出口ヘッダーとして、
入口ヘッダーに供給した冷媒を全チューブに分配して出
口ヘッダーに直線状に流通させる形態のものがある。而
して、いずれの場合もヘッダーの冷媒入口管から供給さ
れる冷媒の量が少なすぎると圧力損失が小さくなり、熱
交換器の性能を充分に発揮させることができない。

一方また、上記の熱交換器を蒸発器として使用するよう
な場合、蒸発器内の冷媒は、出口管に至るに従ってガス
化してその体積は膨張することから、ガス化した冷媒を
効率良く排出できないとやはり圧力損失が大きくなり、
性能を充分に発揮させることができない。

この発明はか＼る事情に鑑みてなされたものであって、
冷媒の供給量あるいは排出量が少なすぎることによる熱
交換性能の低下を防止した熱交換器を提供することを目
的としている。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するためにこの発明は、冷媒が流通する
最小単位であるチューブの通路断面積よりも冷媒入口管
または出口管の通路断面積を大きくし、もって熱交換性
能の下限を保証しようとするものである。

即ち、この発明は、複数のチューブが並列状に配置され
るとともに、隣接チューブ間にフィンが配置され、かつ
各チューブの両端が１対の中空ヘッダーに連通接続され
、さらに上記ヘッダーに冷媒入口管および同出口管が接
続されてなる熱交換器であって、前記冷媒入口管と同出
口管の少なくとも一方の通路断面積が前記チューブの通
路断面積よりも大きく設定されたことを特徴とするもの
である。

実施例 次にこの発明の構成を、アルミニウム製の凝縮器用熱交
換器に適用した実施例に基いて説明する。

第１図〜第４図において、（１）は水平状態で上下方向
に配置された複数のアルミニウム製チューブ、（２）は
その隣接するチューブ（１）（１）間に介在されたアル
ミニウム製のコルゲートフィンである。チューブ（１）
はアルミニウム材による偏平状の押出型材をもって構成
されたものである。このチューブ（１）はいわゆるハモ
ニカチューブと称されるような多孔型のものを用いても
良い。また押出型材によらず電縫管を用いても良い。コ
ルゲートフィン（２）はチューブ（１）とはソ同じ幅を
有し、ろう付によりチューブに接合されている。コルゲ
ートフィン（２）は、望ましくはルーバーを切り起した
ものを用いるのが良い。（３）（４）はアルミニウム製
のサイドプレートであり、上下最外側のコルゲートフィ
ン（２）の外側に配置され、ろう付けにて固定されてい
る。（５）（６）は左右１対の中空ヘッダーであり、そ
れぞれ１本の断面円形のアルミニウム製パイプ材をもっ
て形成されたものである。各中空ヘッダー（５）（６）
には第３図に示すように、長さ方向に沿って間隔的にチ
ューブ挿入孔（７）が穿設されると＼もに、該孔に各チ
ューブ（１）の両端が挿入され、かつろう付により強固
に接合連結されている。かかるろう付に関しては、ヘッ
ダー（５）（６）を外面にろう材層が被覆形成されたプ
レージングシートの電縫管により、またコルゲートフィ
ン（２）をプレージングシートによりそれぞれ形成し、
各チューブ（１）、コルゲートフィン（２）、サイドプ
レート（３）（４）およびヘッダー（５）（６）を真空
加熱炉等において−括ろう付けにて接合一体化するもの
となすのが、生産性を向上しうる点で極めて望ましい。

さらに左ヘッダー（５）の上端部側面には長寸の冷媒入
口管（８）が、また右ヘッダー（６）の下端部側面には
短寸の冷媒出口管（９）がそれぞれろう付けにて水平状
に接続されると＼もに、冷媒入口管（８）については、
これが外方へ突出して邪魔にならないように、サイドプ
レート（３）上に配置されている。各ヘッダー（５）（
６）の上下両端は閉塞され、また左ヘッダー（５）には
、その内部を上下方向の４室に分割する３枚の仕切板（
１０）が設けられる一方、右ヘッダー（６）にも、上記
それぞれの仕切板（ｌＯ）と仕切板（ｌＯ）との高さ方
向中間部に対応する位置、および最下部の仕切板（１０
）と冷媒出口管（９）との高さ方向中間部に対応する位
置におい゛てそれぞれ仕切板（１１）が設けられている
。か＼る仕切板（１０）　　（１１）の設置により、冷
媒入口管（８）から左中空ヘッダー（５）に流入した冷
媒はチューブ（１）群によって構成される全冷媒通路を
めぐって蛇行状に流通して冷媒出口管（９）から流出し
、この間に、チューブ（１）（１）間に形成されたコル
ゲートフィン（２）を含む空気流通間隙を第３図の矢印
（Ｗ）で示す方向に流通する空気と熱交換を行い、凝縮
するものとなっている。

他方、（１２）は上部側の熱交換器取付板であり、サイ
ドプレート（３）の上面に沿って長尺形に配置されてい
る。か〜る取付板（１２）の両側には、第４図に示すよ
うに、チューブ（１）の両側下方へ垂下して相対向する
２枚１組の垂下片（１２ａ　）　　（１２ａ　）が複数
組設けられている。

そして、各組の垂下片（１２ａ　）　　（１２ａ　）は
、チューブ（１）を両側から挾んだ状態で、チューブ下
部やチューブ間に係合する係合部（１２ｂ）（１２ｂ）
を備えると−もに、一方の垂下片（１２ａ）のボルト孔
（１２ｃ）から他方の垂下片（１２ａ）のねじ孔（１２
ｄ　”）にボルト（１３）がねじ込まれることにより、
チューブ（１）に締結固定されている。また、取付板（
１２）の両端上面には、車体等にねじ止めするためのブ
ラケット（１４）　　（１４）がスポット溶接等により
固定されている。而して下部側の熱交換器取付板（１５
）は他方のサイドプレート（４）の下面に配置され、上
記と同じ要領により、即ち垂下片（１２ａ）に代わる起
立片（１５ａ　）とボルト（１３）によりチューブ（１
）に締結固定されている。また下部側の取付板（１５）
の右ヘッダー（６）側の下面端部には、ブラケット（１
７）が取着され、さらにブラケット下面にグロメット（
１６）が取着されている。また左ヘッダー（５）側の下
面端部にもブラケット（１９）が取着され、該ブラケッ
トにもグロメット（１Ｂ）が取着されている。

このブラケット（１９）の取付けは、ヘッダー（５）の
下端に嵌合された盲蓋（２０）のねじ溝に、ボルト（２
１）を熱交換器取付板（１５）の下方から差込んで螺合
するとともに、ブラケット（１９）の一端においてタッ
ピングねじ（２２）を取付板上１５）及びサイドプレー
ト（４）にねじ止めすることで行われている。このよう
なブラケットの取付構造とすることで、ブラケットを容
易かつ強固に取り付けることができる。

ところで、上記構成の冷媒入口管（８）は丸パイプ製（
第４図参照）で、先端に配管接続用のコネクタ（１８）
を備えたものとなっているが、か−る冷媒入口管（８）
の通路断面積はチューブ（１）のそれよりも大きく設定
されて、一定の冷媒供給量を確保しうるちのとなされて
いる。

ただしヘッダー（５）のそれよりも大きく設定しても熱
交換効率の向上は期待できないことから、ヘッダー（５
）の通路断面積よりも小さく設定されている。

なお、上記実施例の熱交換器を蒸発器として用いる場合
には、冷媒入口管（８）を同出口管に、冷媒出口管（９
）を同人口管として、冷媒の流れを逆方向とすればよい
。而して蒸発器における冷媒出口管（８）の通路断面積
も上記同様にチューブ（１）のそれよりも大きく、中空
ヘッダー（５）のそれよりも小さく設定されるものであ
り、従−て蒸発器の場合龜は、出′口側の冷媒排出が速
やかに行われることになり、圧力損失が小さくおさえら
れることになる。

第５図および第６図はこの発明の変形例を示すものであ
る。この例では、冷媒入口管（８）は、偏平状の多孔管
により形成され、その幅はチューブ（１）と等しいがそ
の高さ（Ｔ２）がチューブ高さ（Ｔ１）より大に設定さ
れて、通路断面積がチューブ（１）の通路断面積よりも
大に設定されている。このように冷媒入口管（８）を偏
平多孔管により形成することで、最上部のチューブ（１
）と冷媒入口管（８）との偏平面同士が対向し、その対
向間隙部にもコルゲートフィン（２ａ）を配置させるこ
とができ、熱交換効率を向上させることができる。なお
（３ａ　）　　（３ｂ　）は冷媒入口管（８）、および
コルゲートフィン（２ａ）より右側の最上部チューブ（
１）の上面をそれぞれ被覆するサイドプレートである。

発明の詳細 な説明したように、この発明は、複数のチューブが並列
状に配置されるとともに、隣接チューブ間にフィンが配
置され、かつ各チューブの両端が１対の中空ヘッダーに
連通接続され、さらに上記ヘッダーに冷媒入口管および
同出口管が接続されてなる熱交換器において、前記冷媒
入口管と同出口管の少なくとも一方の通路断面積を前記
チューブの通路断面積よりも大きく設定したものであり
、従って少なくとも１本のチューブを通過する量の冷媒
の供給あるいは排出を保証でき、圧力損失が小さく熱交
換性能を充分に発揮できる熱交換器となしつる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図はこの発明の一実施例を示すもので、第
１図は熱交換器全体の正面図、第２図は第１図の側面図
、第３図は中空へラダーとフィンとチューブの分離状態
における斜視図、第４図は第１図のＩＶ−ＩＶ線線入大
断面図第５図はこの発明の変形例を示す一部正面図、第
６図は第５図のＶＩ−Ｖｌｌ線入大断面図ある。 （１）・・・チューブ、（２）・・・コルゲートフィン
、（５）（６）・・・中空ヘッダー、（８）・・・冷媒
入口管、（９）・・・冷媒出口管。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のチューブが並列状に配置されるとともに、隣接チ
   ューブ間にフィンが配置され、かつ各チューブの両端が
   １対の中空ヘッダーに連通接続され、さらに上記ヘッダ
   ーに冷媒入口管および同出口管が接続されてなる熱交換
   器であって、前記冷媒入口管と同出口管の少なくとも一
   方の通路断面積が前記チューブの通路断面積よりも大き
   く設定されたことを特徴とする熱交換器。