JPH03204595A

JPH03204595A - 凝縮器

Info

Publication number: JPH03204595A
Application number: JP34438389A
Authority: JP
Inventors: Hironaka Sasaki; 広仲佐々木; Tetsuya Tategami; 立髪　哲也
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Altemira Co Ltd
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1989-12-28
Publication date: 1991-09-06

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、特にカークーラー等に用いられる凝縮器に
関する。

従来の技術例えばカークーラー用凝縮器として、いわゆるサーペン
タイン型と称される熱交換器つまりハーモニカチューブ
と称されるような多孔偏平押出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凝縮
器に代えて、いわゆるマルチフロー型の凝縮器が提供さ
れ、脚光を浴びている。このマルチフロー型の凝縮器は
平行状に配設された１対の中空ヘッダーと、両ヘッダー
間に渡して並列状に配置され、両端がヘッダーに連通接
続された多数本の偏平チューブと、隣接するチューブ間
に配設されたフィンを備えており、チューブとフィンと
て構成されるコア部を流通する空気と、チューブ内を流
通する冷媒との間で熱交換を行うものとなされている。

かかるマルチフロー型凝縮器は、チューブやフィン等の
寸法的な設計自由度か大きいことから、これら寸法を規
定することで、効率の良い凝縮器を実現することか可能
となる。

このような効率の最適化を図ったマルチフロー形の凝縮
器として、本出願人は先に、チューブ幅、チューブ高さ
、フィンピッチ等を一定範囲こ規定したものを提案した
（特開昭６３−２４３６８８号）。

発明か解決しようとする課題ところか、上記提案に係る凝縮器は、それ自体の性能評
価においては確かに高効率を実現しつるか、カークーラ
ー用として実際に車体に搭載されて使用する場合には、
要求放熱量や流通空気の圧力損失等との関係で必すしも
満足すべき性能を実現しえない場合かあった。即ち、カ
クーラー用凝縮器を実使用する場合、凝縮器に要求され
る放熱量は５０００〜１００００ｋｃａΩ／時間程度の
範囲であり、同様に空気側圧力損失の許容値は１５ｍＡ
ｑ程度である。従って、実用上、上記放熱量と圧力損失
の範囲内で最適設計仕様を求める必要がある。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
放熱量５０００〜１００００ｋｃａＱ／時間程度、空気
側圧力損失１５ｍｍＡｑ程度以下を実現しうる凝縮器の
提供を目的とするものである。

課題を解決するだめの手段上記目的において、この発明は、図面の符号を参照して
示すと、平行状に配設された１対の中空ヘッダー（３）
（４）と、両ヘッダー間に渡して並列状に配置され両端
がヘッダーに連通接続された多数本の偏平チューブ（１
）と、隣接するチューブ間に配設されたルーバー（２ａ
）付フィン（２）とを備えるとともに、該チュブ（１）
とフィン（２）とによりコア部（２０）か構成された凝
縮器において、前記コア部（２０）の流通空気に対する対向面（２１）
の面積が０．０５〜０．４０ボに規定されるとともに、
前記チューブ（コ）がチューブ幅（Ｗｔ　）　　：　１０〜２２ｍｍ、チュー
ブ高さ（Ｈｔ）　　：　１．、　２〜３．　０ｍｍ、に
規定され、さらに前記フィン（２）かフィンピッチ（Ｆ
ｐ）＋１．６−４．　０ｍｍ、フィン高さ（Ｈｆ）：５
〜１１ｍｍ、ルーバー幅（Ｗｒ）　　：　０．　７〜２．　５ｍｍ、
に規定されていることを特徴とする凝縮器を要旨とする
ものである。

作用コア部前面の面積、チューブ幅（Ｗｔ）、チューブ高さ
（Ｈｔ）、フィンピッチ（Ｆｐ）、フィン高さ（Ｈｆ）
、ルーバー幅（Ｗｒ）が所定範囲に規定されているから
、実使用において最適な放熱量、空気側圧力損失か得ら
れる。

実施例次に、この発明をアルミニウム（その合金を含む、以下
間し）製のカークーラー用凝縮器に適用した実施例に基
いて説明する。

第１図〜第５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）間に介在されたコルゲートフィンで
あり、これらチューブ（１）とコルゲートフィン（２）
とによりコア部（２０）が構成されている。チューブ（
１）はアルミニウム材による偏平状の押出形材からなる
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形（図示実施例では４孔形
）のものか用いられている。また押出形材によらす電縫
管を用いても良い。コルゲートフィン（２）は心材の片
面または両面にろう材か被覆されたアルミニウムプレー
ジングシートからなるもので、チューブ（１）とほぼ同
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）こは、その壁面幅方向に多数の
ルーバー（２ａ）が切起こし形成されている。このルー
バー（２ａ）は第７図及び第８図に示すように、フィン
（２）の幅方向の中間部を境に空気の人口側と出口側と
て切起こしの方向か異となされており、これにより流通
空気をルーバー（２ａ）の切起こし方向に応じて第８図
に矢印Ｙて示すようにＶ字状に転換して流通させるもの
となされている。なお、ルーバー（２ａ）の切起こし方
向は図示実施例に限定されることはなく、フィンの幅方
向全体を通して同じ切起こし方向としても良い。

（３）（４）は左右のヘッダーである。これらのヘッダ
ー（３）（４）は心材の片面または両面にろう材か被覆
されたアルミニウムブレーンングシートからなる断面円
形の電縫管をもって形成されている。なお電縫管によら
す押出形相をもって構成しても良い。また、プレージン
グシートのパイプ成形体をその衝き合わせ部を電縫溶接
することなく用い、チューブとヘッダとのろう付と同時
に衝き合わせ部をろう付しても良い。各ヘッダー（３）
（４）には長さ方向に沿って間隔的にチューブ挿入孔（
５）が穿設されるとともに、該孔に各チューブ（１）の
両端か挿入され、かつろう付により強固に接合連結され
ている。さらに左ヘッダー（３）の上端には冷媒入口管
（６）か連結される一方、右ヘッダー（４）の下端には
冷媒出口管（８）か連結され、また左ヘッダー（３）の
下端及び右ヘッダー（４）の上端は蓋片（７）（９）に
よりそれぞれ閉塞されている。さらにまた、左ヘッダー
（３）の中央部やや上の位置及び右ヘッダー（４）の下
端から全長の１／３程度の位置には、各１個の仕切板（
１０）　　（１１）が設けられている。これらの仕切板
により、各ヘッダー（３）（４）がそれぞれ上下２室に
分割され、もってチューブ（１）群によって構成される
全冷媒通路か入口側通路群（Ａ）と中間通路群（Ｂ）と
出口側通路群（Ｃ）とに分けられ、冷媒を順次各通路群
を巡って蛇行状に流通させるものとなされている。なお
、第１図に示す（１３）（１４）は最外側のコルケート
フィン（２）（２）の外側に配置された上下のサイドプ
レートである。

図示実施例の凝縮器では、冷媒入口管（６）から左ヘッ
ダー（３）に流入した冷媒は、チューブ（１）群によっ
て形成される全冷媒通路を蛇行状に流通して右ヘッダー
（４）へと至ったのち、出口管（８）から凝縮器外へと
流出する。

そして、各通路群を流通する間に、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
通間隙を矢印Ｘで示す方向に流通する空気と熱交換を行
う。

ところで、この発明では、凝縮器の実使用において、５
０００〜１００００ｋｃａΩ／時間程度の放熱２．１５
ｍＡｑ程度以下の空気側圧力損失を得るために、凝縮器
の構成部材を次のように設計する。即ち、まずチューブ
（１）とフィン（２）とにより構成された前記コア部（
２０）の流通空気に対する対向面（２１）の面積（コア
部の有効面積）が０．０５〜０．４０ｆｆｌに規定する
。ここに、対向面（２１）の面積とは、各コルゲートフ
ィンの両端を結ぶ縦線と最外側のコルケートフィンの外
縁を結ぶ横線とで囲まれた部分の面積であり、流通空気
の実質通過面積である。この面積を上記に規定する理由
は、コア部対向面（２１）の面積が０１０５洸未満では
もはや凝縮器としての実用が実質上不可能たからである
。一方、０．４０７Ｉｔを超えると実際に車両に搭載し
たときの空気流量に限度があることとの関係で、放熱量
か飽和するため、それ以上に大型化することは経済的な
無駄を招くからである。

また、チューブについては、まずチューブ幅（Ｗｔ）か
１０〜２２ｍｍに規定される。第９図及び第１０図に示
すように、チューブ幅（ｗＢが１０＃未満であると、放
熱量が５０００Ｋｃａｆｌ／時間程度未満となって熱交
換率か悪化し、逆に２２鷹を超えると放熱量が１０００
０ＫｃａΩ／時間をほぼ超えるとともに、空気側圧力損
失が１５ｍＡｑをほぼ超えるからである。特に、放熱量
、空気側圧力損失との関係で、最も好ましいチューブ幅
（Ｗｔ）は１６ｍｍを超え２２ｍｒｎ以下である。また
、チューブ高さ（Ｈｔ）は１．２〜３．０ｍｍに規定さ
れなければならない。第１１図及び第１２図に示すよう
に、チューブ高さ（Ｈｔ）か１．２ｍｍ未満であると放
熱量が１００００Ｋｃ　ａΩ／時間程度を超え、逆ニ３
゜ｏｍｍを超えると放熱量が５０００ＫｃａΩ／時間程
度以下になるとともに、空気側圧力損失か１５ｍｍＡｑ
をほぼ超えるからである。特に好ましいチューブ高さ（
Ｈｔ）は、１．５〜２．０ｍｍである。

次に、フィン（２）については、まずフィンピッチ（Ｆ
ｐ）が１．６〜４．０酬に規定されなければならない。

第１３図及び第１４図に示すように、フィンピッチ（Ｆ
　ｐ）が１．６ｍｍ未満ては、放熱量が１００００Ｋｃ
ａρ／時間をほぼ超えるとともに、空気側圧力損失が１
５ｍｍＡＱをほぼ超えるからである。一方、フィンピッ
チ（Ｆ　ｐ）か４．０ｍｍを超えると、空気側圧力損失
は低下するか放熱量５０００Ｋｃａρ／時間を確保でき
なくなる。特に好ましいフィンピッチ（Ｆｐ）は、２．
０〜３．０ｍｍである。またフィン高さ（Ｈｆ）は５〜
１１ｍｍに規定されなければならない。第１５図及び第
１６図に示すように、フィン高さ（Ｈｆ）が５Ｍ未満で
は、やはり放熱量が１００００Ｋｃ　ａＲ／時間をほぼ
超えるとともに、空気側圧力損失が１５ｍｍＡＱをほぼ
超えるからである。一方、フィン高さ（Ｈｆ）か１１ｍ
ｍを超えると、空気側圧力損失は低下するが放熱ｆｆ１
５０００ＫｃａΩ／時間を確保できなくなる。特に好ま
しいフィン高さ（Ｈｆ）は、６．０〜８．０繭である。

また、フィン（２）の表面に形成されたルーバー（２ａ
）はその幅（Ｗｒ）か０．　７〜２．　５ｍｍに規定さ
れる必要かある。第１７図及び第１８図に示すように、
ルーバー幅（Ｗｒ）が０．　７＃ｌ＃Ｉ未満では、やは
り放熱量が１００００ＫｃａΩ／時間をほぼ超えるとと
もに、空気側圧力損失が１５ｍｍＡｑをよは超えるから
である。一方、ルーバー幅（Ｗｒ）が２．５ｍｍを超え
ると、空気側圧力損失は低下するか放熱量５０００Ｋｃ
ａΩ／時間を確保できなくなる。特に好ましいルーバー
幅（Ｗｒ）は］、Ｏ〜］、、８ｍｍである。なお、ルー
バー　（２ａ）の切起こし角度はこの発明では特に限定
されることはないが、切起こし角度が小であると放熱量
が低下し、犬であると空気側圧力損失が増大する虞れが
あることから、切起こし角度（θ）は概ね１８〜３５度
に設定するのが良い。

なお、第９図〜第１８図に示したグラフは、第１図〜第
８図に示した凝縮器において、コア部（２０）の流通空
気に対する対向面（２１）の面積。

０．１ゴ、チューブ幅（Ｗｔ）：　１８ｍｍ、チューブ
高さ（Ｈｔ）：　１．８Ｍ、フィンピッチ（Ｆ　ｐ）　
　：　２．　５ｍｍ、フィン高さ（Ｈｆ）＋７ｍ、ルー
バー幅（Ｗｒ）：　１．５８、ルーバー（２ａ）の切起
こし角度＝３０度を基本仕様とするとともに、チューブ
幅（Ｗｔ）、チューブ高さ（Ｈｔ）、フィンピッチ（Ｆ
ｐ）、フィン高さ（Ｈｆ）、ルーバー幅（Ｗ「）をそれ
ぞれパラメータとして変化させたときの放熱量と空気側
圧力損失との関係を求めたものである。

発明の効果この発明は、上述の次第で、平行状に配設された１対の
中空ヘッダーと、両ヘッダー間に渡して並列状に配置さ
れ両端がヘッダーに連通接続された多数本の偏平チュー
ブと、隣接するチューブ間に配設されたルーバー付フィ
ンとを備えるとともに、該チューブとフィンとによりコ
ア部か構成された凝縮器において、前記コア部の流通空
気に対する対向面の面積が０．０５〜０．４ｆＭに規定
されるとともに、前記チューブかチューブ幅＝１０〜２
２馴、チューブ高さ１．５〜３．０ｍに規定され、さら
に前記フィンかフィンピッチ＝１．６〜４．０ｍｍ、フ
ィン高さ＝５〜ｌ１ｍ、ルーバー幅・０．７〜２’３ｍ
ｍに規定されていることを特徴とするものである。従っ
て、カーエンコン等としての実使用こおいて要求される
放熱ｍ　５０００〜１００００Ｋｃａ１２／時間程度、
空気側圧力損失１’５ｍｍＡｑ程度以下を実現すること
かでき、極めて実用的な凝縮器となしうる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例としての凝縮器の全体正面
図、第２図は同じく平面図、第３図は第１図の■−■線
断面図、第４図は構成部材を分離状態にして示した凝縮
器の部分斜視図、第５図は第３図と同一方向から見た断
面拡大図、第６図はフィンとチューブを示す正面拡大図
、第７図はフィンとチューブの断面拡大斜視図、第８図
は第７図の■−■線断面図、第９図及び第１０図はチュ
ーブ幅を変化させたときの、第１１図及び第１２図はチ
ューブ高さを変化させたときの、第１３図及び第１４図
はフィンピッチを変化させたときの、第１５図および第
１６図はフィン高さを変化させたときの、第１７図及び
第１８図はルーバー幅を変化させたときのそれぞれ放熱
量及び空気側圧力損失の特性を示すグラフである。（１）・・・チューブ、（２）・・・フィン、（２ａ）
・ルーバー　（３）（４）・・・ヘッダー　（２０）コ
ア部、（２１）・・・対向面。以上第５図第８図フィ〉高さ（Ｈｆ）第１６図ルーベー輻（Ｗｒ）第１７図ルー／ζ−輻（Ｗｒ）第１８図

Claims

【特許請求の範囲】平行状に配設された１対の中空ヘッダー（３）（４）と
、両ヘッダー間に渡して並列状に配置され両端がヘッダ
ーに連通接続された多数本の偏平チューブ（１）と、隣
接するチューブ間に配設されたルーバー（２ａ）付フィ
ン（２）とを備えるとともに、該チューブ（１）とフィ
ン（２）とによりコア部（２０）が構成された凝縮器に
おいて、前記コア部（２０）の流通空気に対する対向面（２１）
の面積が０．０５〜０．４０ｍ＾２に規定されるととも
に、前記チューブ（１）がチューブ幅（Ｗｔ）：１０〜２２ｍｍ、チューブ高さ（Ｈｔ）：１．２〜３．０ｍｍ、に規定さ
れ、さらに前記フィン（２）がフィンピッチ（Ｆｐ）：１．６〜４．０ｍｍ、フィン高
さ（Ｈｆ）：５〜１１ｍｍ、ルーバー幅（Ｗｒ）：０．７〜２．５ｍｍ、に規定され
ていることを特徴とする凝縮器。