JPH0345302B2 - - Google Patents
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- JPH0345302B2 JPH0345302B2 JP62277917A JP27791787A JPH0345302B2 JP H0345302 B2 JPH0345302 B2 JP H0345302B2 JP 62277917 A JP62277917 A JP 62277917A JP 27791787 A JP27791787 A JP 27791787A JP H0345302 B2 JPH0345302 B2 JP H0345302B2
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- Japan
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- refrigerant
- passage
- group
- heat exchange
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- 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
- F28F9/04—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
- F28F9/16—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
- F28F9/18—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding
- F28F9/182—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding the heat-exchange conduits having ends with a particular shape, e.g. deformed; the heat-exchange conduits or end plates having supplementary joining means, e.g. abutments
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
- B21C37/06—Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
- B21C37/15—Making tubes of special shape; Making tube fittings
- B21C37/22—Making finned or ribbed tubes by fixing strip or like material to tubes
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B39/00—Evaporators; Condensers
- F25B39/04—Condensers
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- 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
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- F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
- F28D1/05391—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits combined with a particular flow pattern, e.g. multi-row multi-stage radiators
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- F28F1/126—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
- F28F1/128—Fins with openings, e.g. louvered fins
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- F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
- F25B2339/04—Details of condensers
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- F25B2500/01—Geometry problems, e.g. for reducing size
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- F28D2021/007—Condensers
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は凝縮器、とくにカークーラー用のア
ルミニウム製凝縮器に関する。
ルミニウム製凝縮器に関する。
なお、この明細書においてアルミニウムの語は
アルミニウム合金を含む意味において用いられ
る。
アルミニウム合金を含む意味において用いられ
る。
従来の技術とその問題点
カークーラー用のコンデンサーとして用いられ
るような熱交換器は、冷媒に比較的高圧のガスが
取扱われる関係上、安全性の面から耐圧性に優れ
たものであることが要請される。
るような熱交換器は、冷媒に比較的高圧のガスが
取扱われる関係上、安全性の面から耐圧性に優れ
たものであることが要請される。
このため、従来では一般的にサーペンタインチ
ユーブ型の熱交換器が用いられている。即ち、ハ
ーモニカチユーブと称されるような多孔押出扁平
チユーブを蛇行状に曲げ、その平行部間にフイン
配置してコアを構成したものが一般に用いられて
いる。
ユーブ型の熱交換器が用いられている。即ち、ハ
ーモニカチユーブと称されるような多孔押出扁平
チユーブを蛇行状に曲げ、その平行部間にフイン
配置してコアを構成したものが一般に用いられて
いる。
しかしながら、斯るサーペンタイン型の凝縮器
では、その本質的な問題点の１つとして、冷媒回
路が１本のチユーブ内をその一端から他端に向け
て蛇行状に形成されるものであるため、冷媒の流
通抵抗が比較的大きくなるという問題点がある。
この流通抵抗を小さくするためには、チユーブの
幅を広げ、通路断面積を大きくすることが考慮さ
れるが、凝縮器コアの大きさはその設置スペース
との関係で制約されるため、かかる対応手段は適
用し難い。
では、その本質的な問題点の１つとして、冷媒回
路が１本のチユーブ内をその一端から他端に向け
て蛇行状に形成されるものであるため、冷媒の流
通抵抗が比較的大きくなるという問題点がある。
この流通抵抗を小さくするためには、チユーブの
幅を広げ、通路断面積を大きくすることが考慮さ
れるが、凝縮器コアの大きさはその設置スペース
との関係で制約されるため、かかる対応手段は適
用し難い。
また、凝縮器の熱交換効率を上げるためには、
上記のようにチユーブの幅を拡げて冷媒の圧力損
失を小さくすることのほかに、隣接チユーブ相互
の間隔、即ちフイン高さを小さくしてチユーブの
平行部間に介在されるフイン数を多くすることも
考慮される。しかしながら、チユーブ材は加工上
その曲げ部の曲率半径を一定値以上に小さくでき
ないことから、チユーブ間隔の狭小化による熱交
換効率の向上にも限界がある。
上記のようにチユーブの幅を拡げて冷媒の圧力損
失を小さくすることのほかに、隣接チユーブ相互
の間隔、即ちフイン高さを小さくしてチユーブの
平行部間に介在されるフイン数を多くすることも
考慮される。しかしながら、チユーブ材は加工上
その曲げ部の曲率半径を一定値以上に小さくでき
ないことから、チユーブ間隔の狭小化による熱交
換効率の向上にも限界がある。
ところで、凝縮器の場合、その冷媒通路は、冷
媒がいまだガス化状態にある入口側側に近い冷媒
凝縮部と、冷媒が液化状態となつている出口側に
近い過冷却部とに大別される。而して、熱交換効
率を大きく確保するためには、一般に凝縮器での
伝熱面積を大きく確保する必要があり、過冷却部
の伝熱面積は比較的小さくてもかまわない。とこ
ろが、従来のサーペンタインチユーブ型のもので
ある場合、冷媒通路が１本のチユーブで形成され
るため、上記凝縮器と過冷却部とで通路断面積を
変えるようなことは本質的に不可能である。その
結果、冷媒のガスから液体への相変化に応じて冷
媒の入口側から出口側に進むにつれて液化冷媒が
通路を閉塞する所謂液封状態を生じ、これが伝熱
抵抗となつて、熱交換効率が低下することゝな
り、それだけ熱交換チユーブを余分に長く形成す
ることが必要になる。このように、冷媒の相変化
に応じた熱交換ができないため、熱交換効率が悪
く、ひいては凝縮器全体が大型化し、加えてコン
プレツサも大型のものが必要となるというような
問題があつた。
媒がいまだガス化状態にある入口側側に近い冷媒
凝縮部と、冷媒が液化状態となつている出口側に
近い過冷却部とに大別される。而して、熱交換効
率を大きく確保するためには、一般に凝縮器での
伝熱面積を大きく確保する必要があり、過冷却部
の伝熱面積は比較的小さくてもかまわない。とこ
ろが、従来のサーペンタインチユーブ型のもので
ある場合、冷媒通路が１本のチユーブで形成され
るため、上記凝縮器と過冷却部とで通路断面積を
変えるようなことは本質的に不可能である。その
結果、冷媒のガスから液体への相変化に応じて冷
媒の入口側から出口側に進むにつれて液化冷媒が
通路を閉塞する所謂液封状態を生じ、これが伝熱
抵抗となつて、熱交換効率が低下することゝな
り、それだけ熱交換チユーブを余分に長く形成す
ることが必要になる。このように、冷媒の相変化
に応じた熱交換ができないため、熱交換効率が悪
く、ひいては凝縮器全体が大型化し、加えてコン
プレツサも大型のものが必要となるというような
問題があつた。
このように、従来のサーペンタイン型凝縮器
は、その構造上、圧力損失の減少や熱交換効率の
向上のために採りうる設計仕様に限界があつた。
は、その構造上、圧力損失の減少や熱交換効率の
向上のために採りうる設計仕様に限界があつた。
加えて、製作面においても、チユーブの蛇行状
の曲げ加工がいさゝか厄介であるのに加えて、チ
ユーブとフインとの組立も、フインの挿入によつ
てチユーブの蛇行曲げ状態が拡がり傾向を示すた
め、該組立を機械的な自動組立の手段によつて行
うことが困難であり、生産性が低く結果的にコス
ト高につくというような難点があつた。
の曲げ加工がいさゝか厄介であるのに加えて、チ
ユーブとフインとの組立も、フインの挿入によつ
てチユーブの蛇行曲げ状態が拡がり傾向を示すた
め、該組立を機械的な自動組立の手段によつて行
うことが困難であり、生産性が低く結果的にコス
ト高につくというような難点があつた。
発明が解決しようとする課題
そこで、この発明は、凝縮器コアを大型化する
ことなく、その冷媒通路断面積を大きく確保し
て、圧力損失の少ないものとなし得る耐圧性に優
れた新規な型式の凝縮器を提供することを目的と
する。
ことなく、その冷媒通路断面積を大きく確保し
て、圧力損失の少ないものとなし得る耐圧性に優
れた新規な型式の凝縮器を提供することを目的と
する。
また、他の目的として、冷媒ガスを専ら凝縮す
る凝縮器と、液化した冷媒が主に流れる過冷却部
との間で、それぞれの通路断面積を変化させたも
のとなしうると共に、チユーブ幅やチユーブ間隔
すなわちフイン高さ等を種々の値に設定しうる構
造のものとしたうえで、さらに冷媒や流通空気の
圧力損失を減少しかつ熱交換効率を向上するため
の最適条件に設定した凝縮器を提供することであ
る。
る凝縮器と、液化した冷媒が主に流れる過冷却部
との間で、それぞれの通路断面積を変化させたも
のとなしうると共に、チユーブ幅やチユーブ間隔
すなわちフイン高さ等を種々の値に設定しうる構
造のものとしたうえで、さらに冷媒や流通空気の
圧力損失を減少しかつ熱交換効率を向上するため
の最適条件に設定した凝縮器を提供することであ
る。
更に他の目的は、組立製作に簡易に行い得て、
生産能率が良く、コストの低減をはかりうる凝縮
器を提供することである。
生産能率が良く、コストの低減をはかりうる凝縮
器を提供することである。
課題を解決するための手段
上記の目的において、この発明に係るアルミニ
ウム製凝縮器は、互いに間隔をおいて平行状に配
置された１対のアルミニウム製の筒状ヘツダー
と、 両端をそれぞれ前記ヘツダーに連通接続して平
行状に配置された多数本の熱交換チユーブと、 隣接するチユーブ間の空気流通間隙に配置され
たフインとを備え、 前記チユーブは、断面が扁平状で、内部に上下
壁間にまたがつた補強壁を有する扁平アルミニウ
ム管によつて構成され、 前記チユーブの両端部が前記ヘツダーに穿たれ
たチユーブ挿入孔に差し込まれて液密状態にろう
付けされ、 少なくとも一方のヘツダーの内部が、仕切手段
によつて長さ方向に仕切られることにより、前記
熱交換チユーブ群によつて構成される冷媒通路が
それぞれ複数本のチユーブからなる入口側通路群
と出口側通路群とを含む少なくとも２つ以上の通
路群に区画され、冷媒を順次各通路群をめぐつて
２パス以上の蛇行状に流通させるようになされ、 かつ前記入口側通路群に対し出口側通路群の通
路断面積が相対的に減少されたものとなされると
共に、 前記チユーブが、 チユーブ幅：６〜16mm チユーブ高さ：1.5〜５mm チユーブ内冷媒通路高さ：1.0mm以上 に設定され、また前記コルゲートフインが、 フイン高さ：８〜16mm フインピツチ：1.6〜3.2mm に設定されてなることを特徴とするものである。
ウム製凝縮器は、互いに間隔をおいて平行状に配
置された１対のアルミニウム製の筒状ヘツダー
と、 両端をそれぞれ前記ヘツダーに連通接続して平
行状に配置された多数本の熱交換チユーブと、 隣接するチユーブ間の空気流通間隙に配置され
たフインとを備え、 前記チユーブは、断面が扁平状で、内部に上下
壁間にまたがつた補強壁を有する扁平アルミニウ
ム管によつて構成され、 前記チユーブの両端部が前記ヘツダーに穿たれ
たチユーブ挿入孔に差し込まれて液密状態にろう
付けされ、 少なくとも一方のヘツダーの内部が、仕切手段
によつて長さ方向に仕切られることにより、前記
熱交換チユーブ群によつて構成される冷媒通路が
それぞれ複数本のチユーブからなる入口側通路群
と出口側通路群とを含む少なくとも２つ以上の通
路群に区画され、冷媒を順次各通路群をめぐつて
２パス以上の蛇行状に流通させるようになされ、 かつ前記入口側通路群に対し出口側通路群の通
路断面積が相対的に減少されたものとなされると
共に、 前記チユーブが、 チユーブ幅：６〜16mm チユーブ高さ：1.5〜５mm チユーブ内冷媒通路高さ：1.0mm以上 に設定され、また前記コルゲートフインが、 フイン高さ：８〜16mm フインピツチ：1.6〜3.2mm に設定されてなることを特徴とするものである。
実施例
次に、この発明の実施例をその作用とゝもに説
明する。
明する。
この発明による凝縮器は、第２図に示すよう
に、水平方向に平行状に配置された多数本のチユ
ーブ１と、隣接するチユーブ１，１間に介在配置
されたコルゲートフイン２と、チユーブ群の両端
に、それと直交して平行状に配置された左右１対
のヘツダー３，４とを具備する。
に、水平方向に平行状に配置された多数本のチユ
ーブ１と、隣接するチユーブ１，１間に介在配置
されたコルゲートフイン２と、チユーブ群の両端
に、それと直交して平行状に配置された左右１対
のヘツダー３，４とを具備する。
チユーブ１はアルミニウム材による扁平状の押
出型材からなるものであつて、内部には第３図に
示すような幅方向の中央部において上下壁間にま
たがつた補強壁１ａを有し、負荷される大きな内
圧にも支障なく耐えるものとなされている。この
チユーブ１はいわゆるハモニカチユーブと称され
るような多孔形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、内部に補強壁１ａに
相当する補強部材を挿入接合したものとしても良
い。コルゲートフイン２はチユーブ１とほゞ同じ
幅を有し、ろう付けによりチユーブに接合されて
いる。コルゲートフイン２もアルミニウム製であ
り、望ましくはルーパーを切り起こしたものを用
いるのが良い。
出型材からなるものであつて、内部には第３図に
示すような幅方向の中央部において上下壁間にま
たがつた補強壁１ａを有し、負荷される大きな内
圧にも支障なく耐えるものとなされている。この
チユーブ１はいわゆるハモニカチユーブと称され
るような多孔形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、内部に補強壁１ａに
相当する補強部材を挿入接合したものとしても良
い。コルゲートフイン２はチユーブ１とほゞ同じ
幅を有し、ろう付けによりチユーブに接合されて
いる。コルゲートフイン２もアルミニウム製であ
り、望ましくはルーパーを切り起こしたものを用
いるのが良い。
ヘツダー３，４は断面円形のアルミニウム製パ
イプ材をもつて形成されている。これらのヘツダ
ー３，４は心材の片面または両面にろう材が被覆
されたアルミニウムプレージングシートからなる
断面円形の電縫管をもつて形成されている。なお
電縫管によらずアルミニウム押出形材をもつて構
成しても良い。また、ブ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、チユーブとヘツダーとのろう付と同時
に衝き合わせ部をろう付するものとしても良い。
イプ材をもつて形成されている。これらのヘツダ
ー３，４は心材の片面または両面にろう材が被覆
されたアルミニウムプレージングシートからなる
断面円形の電縫管をもつて形成されている。なお
電縫管によらずアルミニウム押出形材をもつて構
成しても良い。また、ブ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、チユーブとヘツダーとのろう付と同時
に衝き合わせ部をろう付するものとしても良い。
各ヘツダーには長さ方向に沿つて間隔的にチユ
ーブ挿入孔５が穿設されるとゝもに、該孔に各チ
ユーブ１の両端部が挿入され、かつろう付けによ
り強固に接合連結されている。さらに左ヘツダー
３の上端には冷媒入口管６が連結されまた同下端
には閉塞用蓋片７が取着される一方、右ヘツダー
４の下端には冷媒出口管８が連結されまた同上端
には閉塞用蓋片９が取着されている。なお第１図
に示す１３，１４は最外側のコルゲートフイン
２，２の外側に配置された上下のサイドプレート
である。
ーブ挿入孔５が穿設されるとゝもに、該孔に各チ
ユーブ１の両端部が挿入され、かつろう付けによ
り強固に接合連結されている。さらに左ヘツダー
３の上端には冷媒入口管６が連結されまた同下端
には閉塞用蓋片７が取着される一方、右ヘツダー
４の下端には冷媒出口管８が連結されまた同上端
には閉塞用蓋片９が取着されている。なお第１図
に示す１３，１４は最外側のコルゲートフイン
２，２の外側に配置された上下のサイドプレート
である。
ところで、両側のヘツダー３，４内には、各１
個の仕切板１０，１１が設けられ、これによつて
各ヘツダー３，３内が長さ方向に仕切られそれぞ
れ上下２室に分けられている。しかも左側の仕切
板１０はヘツダー３の中央部やゝ上の位置に設け
られ、右側の仕切板１１は下端から全長の1/3程
度の位置に設けられている。
個の仕切板１０，１１が設けられ、これによつて
各ヘツダー３，３内が長さ方向に仕切られそれぞ
れ上下２室に分けられている。しかも左側の仕切
板１０はヘツダー３の中央部やゝ上の位置に設け
られ、右側の仕切板１１は下端から全長の1/3程
度の位置に設けられている。
上記のような仕切板１０，１１の設置により、
チユーブ１群によつて構成される全冷媒通路１５
（第１１図参照）は、入口側通路群Ａと、出口側
通路群Ｃと、それらの中間に位置する中間通路群
Ｂとの３つの通路群に分けられ、冷媒を順次各通
路群をめぐつて蛇行状に流通させるようになされ
ている。かつ中間通路群Ｂは出口側通路群Ｃより
も多くのチユーブ数すなわち冷媒通路数を含ん
で、その通路断面積が出口側通路群Ｃの通路断面
積よりも大きいものとなされ、さらに入口側通路
群Ａの通路断面積は中間通路群Ｂの通路断面積よ
りも大きいものに設定されている。
チユーブ１群によつて構成される全冷媒通路１５
（第１１図参照）は、入口側通路群Ａと、出口側
通路群Ｃと、それらの中間に位置する中間通路群
Ｂとの３つの通路群に分けられ、冷媒を順次各通
路群をめぐつて蛇行状に流通させるようになされ
ている。かつ中間通路群Ｂは出口側通路群Ｃより
も多くのチユーブ数すなわち冷媒通路数を含ん
で、その通路断面積が出口側通路群Ｃの通路断面
積よりも大きいものとなされ、さらに入口側通路
群Ａの通路断面積は中間通路群Ｂの通路断面積よ
りも大きいものに設定されている。
上記構成において、左ヘツダー３の上部の入口
管６から流入した冷媒は、第６図に示すように、
入口側通路群Ａの各チユーブ１を通過して右ヘツ
ダー４に至つたのち、反転して中間通路群Ｂの各
通路を左ヘツダー３へと流れ、さらに反転して出
口側通路群Ｃの各通路を右ヘツダーへと流れて出
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、チユーブ１，１間に形成され
た、コルゲートフイン２を含む空気流通間隙を第
３図に矢印Ｗで示す方向に流通する空気と熱交換
を行う。而して、入口側通路群Ａを通過する冷媒
はいまだ体積の大きいガス化状態にあるが、入口
側通路群Ａの通路断面積を大きく設定してあるの
で、伝熱面積が大きいものとなされており効率良
く冷媒の凝縮が行われる。中間通路群Ｂを通過す
る冷媒は入口側通路群Ａで一部が液化されるため
気液混合状態を呈している。従つて伝熱面積は少
なくて良いが、これに応じて中間通路群Ｂの通路
断面積は入口側通路群Ａよりも小に設定してある
ので、必要かつ充分な熱交換を行わせつゝ冷媒を
通過させることができる。出口側通路群Ｃを通過
する時には冷媒はすでに液体状態を呈し体積も小
さくなつているから通路断面積も小さくて良い
が、これに応じて出口側通路群Ｃの通路断面積は
中間通路群Ｂよりもさらに小に設定されているの
で、冷媒を通過させるのにスペースの無駄がなく
なる。このように凝縮部に相当する入口側通路群
Ａさらには中間通路群Ｂから過冷却部に相当する
出口側通路群Ｃへと至るに従つて、各通路群の通
路断面積を小さくすることによつて、効率の良い
熱交換が行われることゝなる。かつヘツダー３，
４内で冷媒が混合作用を受けるので、液相冷媒の
充満による通路の液封状態を生じるのが効率果的
に防止される。
管６から流入した冷媒は、第６図に示すように、
入口側通路群Ａの各チユーブ１を通過して右ヘツ
ダー４に至つたのち、反転して中間通路群Ｂの各
通路を左ヘツダー３へと流れ、さらに反転して出
口側通路群Ｃの各通路を右ヘツダーへと流れて出
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、チユーブ１，１間に形成され
た、コルゲートフイン２を含む空気流通間隙を第
３図に矢印Ｗで示す方向に流通する空気と熱交換
を行う。而して、入口側通路群Ａを通過する冷媒
はいまだ体積の大きいガス化状態にあるが、入口
側通路群Ａの通路断面積を大きく設定してあるの
で、伝熱面積が大きいものとなされており効率良
く冷媒の凝縮が行われる。中間通路群Ｂを通過す
る冷媒は入口側通路群Ａで一部が液化されるため
気液混合状態を呈している。従つて伝熱面積は少
なくて良いが、これに応じて中間通路群Ｂの通路
断面積は入口側通路群Ａよりも小に設定してある
ので、必要かつ充分な熱交換を行わせつゝ冷媒を
通過させることができる。出口側通路群Ｃを通過
する時には冷媒はすでに液体状態を呈し体積も小
さくなつているから通路断面積も小さくて良い
が、これに応じて出口側通路群Ｃの通路断面積は
中間通路群Ｂよりもさらに小に設定されているの
で、冷媒を通過させるのにスペースの無駄がなく
なる。このように凝縮部に相当する入口側通路群
Ａさらには中間通路群Ｂから過冷却部に相当する
出口側通路群Ｃへと至るに従つて、各通路群の通
路断面積を小さくすることによつて、効率の良い
熱交換が行われることゝなる。かつヘツダー３，
４内で冷媒が混合作用を受けるので、液相冷媒の
充満による通路の液封状態を生じるのが効率果的
に防止される。
なお上記に説明した実施例においては、入口側
通路群Ａから出口側通路群Ｃにかけて段階的に通
路断面積を減少した場合を示したが、入口側通路
群Ａと中間通路群Ｂの通路断面積を同一とし、出
口側通路群Ｃの通路断面積のみを減少せしめても
良い。また各通路群の通路断面積を入口側から出
口側に向かつて減少する手段として各通路群に含
まれるチユーブ１の本数を変える方法を採用した
が、チユーブ本数を同一として各チユーブ自体の
断面積を変える方法を採用しても良い。さらに上
記実施例は３個の通路群を設けて冷媒を２回Ｕタ
ーンさせて３回蛇行させる３パス方式のものを示
したが、入口側通路群Ａと出口側通路群Ｃのみか
らなる１回のみＵターンする２パス方式の凝縮器
や、中間通路群を２以上の通路に形成した４パス
以上の蛇行式の凝縮器についても適用可能であ
る。
通路群Ａから出口側通路群Ｃにかけて段階的に通
路断面積を減少した場合を示したが、入口側通路
群Ａと中間通路群Ｂの通路断面積を同一とし、出
口側通路群Ｃの通路断面積のみを減少せしめても
良い。また各通路群の通路断面積を入口側から出
口側に向かつて減少する手段として各通路群に含
まれるチユーブ１の本数を変える方法を採用した
が、チユーブ本数を同一として各チユーブ自体の
断面積を変える方法を採用しても良い。さらに上
記実施例は３個の通路群を設けて冷媒を２回Ｕタ
ーンさせて３回蛇行させる３パス方式のものを示
したが、入口側通路群Ａと出口側通路群Ｃのみか
らなる１回のみＵターンする２パス方式の凝縮器
や、中間通路群を２以上の通路に形成した４パス
以上の蛇行式の凝縮器についても適用可能であ
る。
ところで上記のようなチユーブ１を流通する冷
媒やチユーブ間隙を流通する空気の圧力損失ひい
ては熱交換効率は、チユーブ１及びコルゲートフ
イン２の設計仕様に大きく支配される。そこでこ
の発明では、前記チユーブ１はその幅Ｗが６〜16
mmの範囲に、高さHtが1.5〜５mmに、チユーブ内
の冷媒通路１２の高さHpが1.0mm以上にそれぞれ
規制され、かつコルゲートフイン２はその高さ
Hfすなわち隣接チユーブ１，１の間隔が８〜16
mmの範囲に、フインピツチFpは1.6〜3.2mmの範囲
にそれぞれ規則されることを条件とする。ここで
それぞれの限定理由について説明すれば、チユー
ブ幅Ｗが６〜16mmに規制されるのは、第７図に示
した実験結果に基くグラフに示すように、６mm未
満では隣接チユーブ１，１間に介在されるコルゲ
ートフイン２の幅も小さいものとなるとともに、
該フイン２に形成されるルーパー２ａの数も減少
し、熱交換性能が劣化するからであり、逆に16mm
を超えて広幅に形成されるとフイン２の幅も大き
くなり流通空気の流通抵抗の増大による圧力損失
の増大、及び凝縮器の重量の増大を招来し実用性
が損われるからである。好ましくは10〜14mmとす
るのが良い。チユーブ高さ（Ht）が1.5〜５mmに
規制されるのは、第８図に示されるように５mmを
超えて高くなると、流通空気の圧力損失が高くな
るからであり、逆に1.5mm未満ではチユーブ内の
冷媒通路高さHpをチユーブ肉厚との関係で1.0mm
以上確保するのが困難となるからである。好まし
くは2.5〜４mmとするのが良い。チユーブ１内の
冷媒通路高さ（Hp）が1.0mm以上に規制されるの
は、1.0mm未満では冷媒の圧力損失が高くなり、
熱交換効率の低下を招来するからである。好まし
くは1.5〜2.0mmとするのが良い。一方、フイン高
さHfが８〜16mmに規制されるのは、第９図に示
されるように８mm未満では流通空気の圧力損失が
増大するからであり、逆に16mm以上では全体のフ
イン数が少なくなりフイン効率が低下し熱交換性
能が悪くなるからである。好ましくは８〜12mmと
するのが良い。またフインピツチFpが1.6〜3.2mm
に規制されるのは、第１０図に示されるように
1.6mm未満ではルーバー２ａが干渉して性能が低
下するとともに空気の圧力損失が増大するからで
あり、逆に3.2mmを超えると熱交換性能が劣化す
るからである。
媒やチユーブ間隙を流通する空気の圧力損失ひい
ては熱交換効率は、チユーブ１及びコルゲートフ
イン２の設計仕様に大きく支配される。そこでこ
の発明では、前記チユーブ１はその幅Ｗが６〜16
mmの範囲に、高さHtが1.5〜５mmに、チユーブ内
の冷媒通路１２の高さHpが1.0mm以上にそれぞれ
規制され、かつコルゲートフイン２はその高さ
Hfすなわち隣接チユーブ１，１の間隔が８〜16
mmの範囲に、フインピツチFpは1.6〜3.2mmの範囲
にそれぞれ規則されることを条件とする。ここで
それぞれの限定理由について説明すれば、チユー
ブ幅Ｗが６〜16mmに規制されるのは、第７図に示
した実験結果に基くグラフに示すように、６mm未
満では隣接チユーブ１，１間に介在されるコルゲ
ートフイン２の幅も小さいものとなるとともに、
該フイン２に形成されるルーパー２ａの数も減少
し、熱交換性能が劣化するからであり、逆に16mm
を超えて広幅に形成されるとフイン２の幅も大き
くなり流通空気の流通抵抗の増大による圧力損失
の増大、及び凝縮器の重量の増大を招来し実用性
が損われるからである。好ましくは10〜14mmとす
るのが良い。チユーブ高さ（Ht）が1.5〜５mmに
規制されるのは、第８図に示されるように５mmを
超えて高くなると、流通空気の圧力損失が高くな
るからであり、逆に1.5mm未満ではチユーブ内の
冷媒通路高さHpをチユーブ肉厚との関係で1.0mm
以上確保するのが困難となるからである。好まし
くは2.5〜４mmとするのが良い。チユーブ１内の
冷媒通路高さ（Hp）が1.0mm以上に規制されるの
は、1.0mm未満では冷媒の圧力損失が高くなり、
熱交換効率の低下を招来するからである。好まし
くは1.5〜2.0mmとするのが良い。一方、フイン高
さHfが８〜16mmに規制されるのは、第９図に示
されるように８mm未満では流通空気の圧力損失が
増大するからであり、逆に16mm以上では全体のフ
イン数が少なくなりフイン効率が低下し熱交換性
能が悪くなるからである。好ましくは８〜12mmと
するのが良い。またフインピツチFpが1.6〜3.2mm
に規制されるのは、第１０図に示されるように
1.6mm未満ではルーバー２ａが干渉して性能が低
下するとともに空気の圧力損失が増大するからで
あり、逆に3.2mmを超えると熱交換性能が劣化す
るからである。
発明の効果
この発明は、次のような作用効果を奏する。
(1) 先ず、冷媒の圧力損失を大幅に減らすことが
できる。
できる。
即ち、この発明に係る凝縮器は、左右に平行
状に配置された１対のヘツダー間に多数本の熱
交換チユーブが連通接続状態に配設され、一方
のヘツダーの冷媒入口から導入されるガス状冷
媒を同時に複数本のチユーブに分配して流通さ
せるいわばマルチフロー型の熱交換器として構
成されたものであるから、殊に限られた器体厚
みの範囲内で冷媒通路断面積を任意に大きく確
保することができ、冷媒流通のための圧力損失
を大幅に減らすことができる。従つて、熱交換
効率の向上と共に、コンプレツサの所要能力を
低減化することが可能となる。
状に配置された１対のヘツダー間に多数本の熱
交換チユーブが連通接続状態に配設され、一方
のヘツダーの冷媒入口から導入されるガス状冷
媒を同時に複数本のチユーブに分配して流通さ
せるいわばマルチフロー型の熱交換器として構
成されたものであるから、殊に限られた器体厚
みの範囲内で冷媒通路断面積を任意に大きく確
保することができ、冷媒流通のための圧力損失
を大幅に減らすことができる。従つて、熱交換
効率の向上と共に、コンプレツサの所要能力を
低減化することが可能となる。
(2) また耐圧性に優れ、高い安全性を有する。
即ち、マルチフロー型の熱交換器としては従
来ラジエータとして一般に知られているものが
ある。しかしながら、この公知の熱交換器で
は、そのタンク部の構造、チユーブとタンク部
の接合構造、チユーブの構造等の多くの面で、
相当大きな内圧が負荷される凝縮器としての用
途においては、その使用に耐えられるだけの充
分な耐圧性の確保が困難である。しかるに、こ
の発明においては、熱交換チユーブとして断面
が扁平状でしかも内部の上下壁間に補強壁が設
けられた管材が用いられ、またチユーブとヘツ
ダーとの連通接続構造として、チユーブの端部
を前記ヘツダーの周壁に穿たれた孔に差込み状
態にしてろう付けされていることにより、十分
に優れた耐圧性を保有し、液もれ等のおそれの
ない十分な安全性、耐久性を有するものとする
ことができる。
来ラジエータとして一般に知られているものが
ある。しかしながら、この公知の熱交換器で
は、そのタンク部の構造、チユーブとタンク部
の接合構造、チユーブの構造等の多くの面で、
相当大きな内圧が負荷される凝縮器としての用
途においては、その使用に耐えられるだけの充
分な耐圧性の確保が困難である。しかるに、こ
の発明においては、熱交換チユーブとして断面
が扁平状でしかも内部の上下壁間に補強壁が設
けられた管材が用いられ、またチユーブとヘツ
ダーとの連通接続構造として、チユーブの端部
を前記ヘツダーの周壁に穿たれた孔に差込み状
態にしてろう付けされていることにより、十分
に優れた耐圧性を保有し、液もれ等のおそれの
ない十分な安全性、耐久性を有するものとする
ことができる。
(3) 熱交換効率に優れ、顕著な小型化をはかりう
る。
る。
即ち、この発明の凝縮器においてはまた、１
対のヘツダーが左右に平行状に配置され、それ
らの間に多数本のチユーブが水平状に配置され
た横式のものとして構成され、しかも一方のヘ
ツダーまたは両方のヘツダーの内部に仕切が設
けられ、それによつて前記チユーブによつて構
成される冷媒通路が、入口側通路群と出口側通
路群とを含む少なくとも２つ以上の通路群に区
画され、冷媒をヘツダー内で１回以上Ｕターン
させて２パス以上の蛇行状に流通せしめるもの
となされると共に、前記入口側通路群に対し出
口側通路群の通路断面積が相対的に減少されて
いる。従つて、これによつて、凝縮部と過冷却
部とのそれぞれに冷媒の相状態の変化、すなわ
ちガスの状態から液体の状態への相変化に合理
的に対応した必要かつ十分な通路断面積を確保
しながら、入口から出口に至るまでの冷媒通路
に所要の十分な長さを確保することができる。
加えて、冷媒は縦向きのヘツダー内でＵターン
する際に気液混合作用を受け、然るのち次位の
水平方向の冷媒通路に分配導入されて更に冷却
される。従つて、従来のサーペンタイン型凝縮
器の場合のように、冷媒通路内で凝縮した液相
冷媒がとくに出口側に近づくに従つて冷媒通路
を閉塞したり、あるいはチユーブを垂直状に配
置したタテ型熱交換器の場合のように、凝縮し
た液相冷媒が重力で下部ヘツダー内に滞留して
冷媒通路を閉塞する、所謂液封の状態を生じる
のを効果的に防止することができ、コアの前
面々積を熱交換のための有効面積として最大限
に活用して、熱交換能力の顕著な向上をはかる
ことができる。
対のヘツダーが左右に平行状に配置され、それ
らの間に多数本のチユーブが水平状に配置され
た横式のものとして構成され、しかも一方のヘ
ツダーまたは両方のヘツダーの内部に仕切が設
けられ、それによつて前記チユーブによつて構
成される冷媒通路が、入口側通路群と出口側通
路群とを含む少なくとも２つ以上の通路群に区
画され、冷媒をヘツダー内で１回以上Ｕターン
させて２パス以上の蛇行状に流通せしめるもの
となされると共に、前記入口側通路群に対し出
口側通路群の通路断面積が相対的に減少されて
いる。従つて、これによつて、凝縮部と過冷却
部とのそれぞれに冷媒の相状態の変化、すなわ
ちガスの状態から液体の状態への相変化に合理
的に対応した必要かつ十分な通路断面積を確保
しながら、入口から出口に至るまでの冷媒通路
に所要の十分な長さを確保することができる。
加えて、冷媒は縦向きのヘツダー内でＵターン
する際に気液混合作用を受け、然るのち次位の
水平方向の冷媒通路に分配導入されて更に冷却
される。従つて、従来のサーペンタイン型凝縮
器の場合のように、冷媒通路内で凝縮した液相
冷媒がとくに出口側に近づくに従つて冷媒通路
を閉塞したり、あるいはチユーブを垂直状に配
置したタテ型熱交換器の場合のように、凝縮し
た液相冷媒が重力で下部ヘツダー内に滞留して
冷媒通路を閉塞する、所謂液封の状態を生じる
のを効果的に防止することができ、コアの前
面々積を熱交換のための有効面積として最大限
に活用して、熱交換能力の顕著な向上をはかる
ことができる。
加えてまた、複数のチユーブが並列状に配置
されるとゝもに、隣接チユーブ間にコルゲート
フインが配置され、かつ各チユーブの両端が中
空ヘツダーに連通接続された構造のものである
から、チユーブの幅やチユーブ間隔即ちフイン
高さ等の選択に制限がなくなり、任意の設計仕
様が可能となる。かつかゝる構成とした上で、
凝縮器の性能に最も影響を及ぼすチユーブとコ
ルゲートフインに関し、チユーブ幅、チユーブ
高さ、チユーブ内の冷媒通路高さ、フイン高
さ、フインピツチを最も適正な範囲に設定した
ものであるから、重量の増大を招来することな
く、冷媒や流通空気の圧力損失と熱交換性能と
が調和した最も効率の良い最適状態で動作せし
めうる凝縮器の提供が可能となる。従つて熱交
換効率に優れたものであり、ひいては凝縮器の
全体の小型化をはかることができ、殊に狭いス
ペースに適用される車輌用の凝縮器として最適
のものとなしうると共に、近時公害要因の１つ
として社会問題を提起している冷媒フロンの使
用量を従来のサーペンタイン型凝縮器による場
合に較べ30％以上も大幅に減少することができ
る。
されるとゝもに、隣接チユーブ間にコルゲート
フインが配置され、かつ各チユーブの両端が中
空ヘツダーに連通接続された構造のものである
から、チユーブの幅やチユーブ間隔即ちフイン
高さ等の選択に制限がなくなり、任意の設計仕
様が可能となる。かつかゝる構成とした上で、
凝縮器の性能に最も影響を及ぼすチユーブとコ
ルゲートフインに関し、チユーブ幅、チユーブ
高さ、チユーブ内の冷媒通路高さ、フイン高
さ、フインピツチを最も適正な範囲に設定した
ものであるから、重量の増大を招来することな
く、冷媒や流通空気の圧力損失と熱交換性能と
が調和した最も効率の良い最適状態で動作せし
めうる凝縮器の提供が可能となる。従つて熱交
換効率に優れたものであり、ひいては凝縮器の
全体の小型化をはかることができ、殊に狭いス
ペースに適用される車輌用の凝縮器として最適
のものとなしうると共に、近時公害要因の１つ
として社会問題を提起している冷媒フロンの使
用量を従来のサーペンタイン型凝縮器による場
合に較べ30％以上も大幅に減少することができ
る。
(4) 製造が容易で生産性に優れる。
即ち、この発明の凝縮器は、その組立製作に
おいても、例えば先ずチユーブの両端部をヘツ
ダーの孔に差し込んで枠状のスケルトンを構成
し、隣接チユーブ間にフインをはめ込んで全体
を仮組状態としたり、あるいはチユーブとフイ
ンとを交互に並べたのちヘツダーと組合わせて
仮組状態としたのち、炉中で一括ろう付けする
ことにより簡単に行うことができ、生産性を向
上して結果的に製造コストの低減化をはかるこ
とができる。
おいても、例えば先ずチユーブの両端部をヘツ
ダーの孔に差し込んで枠状のスケルトンを構成
し、隣接チユーブ間にフインをはめ込んで全体
を仮組状態としたり、あるいはチユーブとフイ
ンとを交互に並べたのちヘツダーと組合わせて
仮組状態としたのち、炉中で一括ろう付けする
ことにより簡単に行うことができ、生産性を向
上して結果的に製造コストの低減化をはかるこ
とができる。
図面はこの発明の実施例を示すもので、第１図
は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要部の斜視図、第５
図は第３図と同一方向から見た断面拡大図、第６
図はコルゲートフインとチユーブを示す正面拡大
図、第７図は、第１図から第６図に示した凝縮器
におけるチユーブ幅の変化と熱通過率の変化との
関係を示すグラフ、第８図は同じくチユーブ高さ
の変化と空気側の圧力損失の変化との関係を示す
グラフ、第９図は同じフイン高さの変化に対する
交換熱量及び空気の圧力損失の変化の関係を示す
グラフ、第１０図は同じくフインピツチの変化に
対する交換熱量及び空気の圧力損失の変化の関係
を示すグラフ、第１１図は第１図に示した凝縮器
の冷媒回路図である。 １……チユーブ、２……コルゲートフイン、
３，４……ヘツダー、１５……冷媒通路、Ａ……
入口側通路群、Ｂ……中間通路群、Ｃ……出口側
通路群、Ｗ……チユーブ幅、Ht……チユーブ高
さ、Hp……冷媒通路高さ、Hf……フイン高さ、
Fp……フインピツチ。
は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要部の斜視図、第５
図は第３図と同一方向から見た断面拡大図、第６
図はコルゲートフインとチユーブを示す正面拡大
図、第７図は、第１図から第６図に示した凝縮器
におけるチユーブ幅の変化と熱通過率の変化との
関係を示すグラフ、第８図は同じくチユーブ高さ
の変化と空気側の圧力損失の変化との関係を示す
グラフ、第９図は同じフイン高さの変化に対する
交換熱量及び空気の圧力損失の変化の関係を示す
グラフ、第１０図は同じくフインピツチの変化に
対する交換熱量及び空気の圧力損失の変化の関係
を示すグラフ、第１１図は第１図に示した凝縮器
の冷媒回路図である。 １……チユーブ、２……コルゲートフイン、
３，４……ヘツダー、１５……冷媒通路、Ａ……
入口側通路群、Ｂ……中間通路群、Ｃ……出口側
通路群、Ｗ……チユーブ幅、Ht……チユーブ高
さ、Hp……冷媒通路高さ、Hf……フイン高さ、
Fp……フインピツチ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 互いに間隔をおいて左右に平行状に配置され
た１対のアルミニウム製の筒状ヘツダーと、 両端をそれぞれ前記ヘツダーに連通接続して水
平かつ平行状に配置された多数本の熱交換チユー
ブと、 隣接するチユーブ間の空気流通間隙に配置され
たフインとを備え、 前記チユーブは、断面が扁平状で、内部に上下
壁間にまたがつた補強壁を有する扁平アルミニウ
ム管によつて構成され、 前記チユーブの両端部が前記ヘツダーに穿たれ
たチユーブ挿入孔に差し込まれて液密状態にろう
付けされ、 少なくとも一方のヘツダーの内部が、その長さ
方向の所定位置において仕切手段によつて仕切ら
れることにより、前記熱交換チユーブ群によつて
構成される冷媒通路がそれぞれ複数本の熱交換チ
ユーブからなる入口側通路群と出口側通路群とを
含む少なくとも２つ以上の通路群に区画され、冷
媒を順次各通路群をめぐつて２パス以上の蛇行状
に流通させるようになされ、 かつ前記入口側通路群に対し出口側通路群の通
路断面積が相対的に減少されたものとなされると
共に、 前記チユーブが、 チユーブ幅：６〜16mm チユーブ高さ：1.5〜５mm チユーブ内冷媒通路高さ：1.0mm以上 に設定され、また前記コルゲートフインが、 フイン高さ：８〜16mm フインピツチ：1.6〜3.2mm に設定されてなることを特徴とする凝縮器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61-263138 | 1986-11-04 | ||
| JP26313886 | 1986-11-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63243688A JPS63243688A (ja) | 1988-10-11 |
| JPH0345302B2 true JPH0345302B2 (ja) | 1991-07-10 |
Family
ID=17385338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27791787A Granted JPS63243688A (ja) | 1986-11-04 | 1987-11-02 | 凝縮器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63243688A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02133797A (ja) * | 1988-11-15 | 1990-05-22 | Matsushita Refrig Co Ltd | フィン付熱交換器 |
| JPH02287094A (ja) * | 1989-04-26 | 1990-11-27 | Zexel Corp | 熱交換器 |
| JPH03204595A (ja) * | 1989-12-28 | 1991-09-06 | Showa Alum Corp | 凝縮器 |
| JP2001165532A (ja) | 1999-12-09 | 2001-06-22 | Denso Corp | 冷媒凝縮器 |
| JP4786234B2 (ja) * | 2004-07-05 | 2011-10-05 | 昭和電工株式会社 | 熱交換器 |
| JP5562769B2 (ja) * | 2010-09-01 | 2014-07-30 | 三菱重工業株式会社 | 熱交換器およびこれを備えた車両用空調装置 |
| DE102012110701A1 (de) * | 2012-11-08 | 2014-05-08 | Halla Visteon Climate Control Corporation 95 | Wärmeübertrager für einen Kältemittelkreislauf |
| US10024600B2 (en) * | 2016-06-21 | 2018-07-17 | Evapco, Inc. | Mini-tube air cooled industrial steam condenser |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4849054A (ja) * | 1971-10-22 | 1973-07-11 | ||
| JPS6324395Y2 (ja) * | 1980-04-09 | 1988-07-04 | ||
| JPS6146756A (ja) * | 1984-08-11 | 1986-03-07 | 日立機電工業株式会社 | クリーンルームなどに用いる搬送装置 |
-
1987
- 1987-11-02 JP JP27791787A patent/JPS63243688A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63243688A (ja) | 1988-10-11 |
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