JPH0596773U - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱交換流体の通路抵抗を低減し、その循環用
動力を抑制する。 【構成】 内部を複数に区画した一対のヘッダーパイプ
２，３を設け、該ヘッダーパイプ２，３の間に、インナ
ーフィン１３を内部に介挿した複数のチューブ５と放熱
フィン６とを積層したコア４を配設する。上記コア４
を、熱交換流体を同方向へ移動する複数のチューブ５か
らなる複数のパスＡ，Ｂ，Ｃで区画し、熱交換流体をヘ
ッダーパイプ２，３の間で蛇行させる。各パスＡ，Ｂ，
Ｃのチューブ５に介挿したインナーフィン１３の熱交換
流体の通路幅ＰA ，ＰB ，ＰC を同一に形成するととも
に、該通路幅ＰA ，ＰB ，ＰCを前記コア４における熱
交換流体の少なくとも上下流側に位置するパスＡ，Ｃで
相違させる。そして、下流側に位置するパスＣのインナ
ーフィン１３の通路幅ＰC を、上流側のパスのＡ通路幅
ＰA よりも幅広に形成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は熱交換流体の通路抵抗を低減し、その循環用動力を抑制できるように した熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

車両用空調装置に装備するコンデンサのなかには、例えば実開平２ー２８９８ ０号および同２ー９３６６８号公報のように、内部を仕切板で区画した左右一対 のヘッダーパイプを備え、該パイプの間に複数のチューブと放熱フィンとを積層 したコンデンサコアを配置し、上記チューブの内部にインナーフィンを挿入して 、コンプレッサから送られた高温高圧の冷媒ガスをチューブに沿って下方へ蛇行 させ、その移動過程で熱交換して、上記冷媒ガスを次第に液化させるようにした ものがある。

【０００３】 このような構造のコンデンサでは、熱交換の進度によって冷媒の状態が相違し 、コンデンサコアの上部では冷媒は気相状態にあり、中間部では熱交換が進行し て気液混合状態になり、コンデンサコアの下部では完全に液化される。 したがって、この三様の冷媒が移動するチューブでは、コンデンサコアの下側 ほど液冷媒が増量し、通路抵抗が大きくなる傾向にある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来のチューブはコンデンサコアの各所において同一に構成さ れ、同一のインナーフィンが使用されていたため、上記通路抵抗の問題が改善さ れず、冷媒の循環動力源であるコンプレッサの動力が増大する問題があった。

【０００５】 本考案はこのような問題を解決し、熱交換能力を低下することなく熱交換流体 の通路抵抗を低減し、その循環動力の小動力化を図れるようにした熱交換器を提 供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

このため、本考案の熱交換器は、内部を複数に区画した一対のヘッダーパイプ を設け、該ヘッダーパイプの間に、インナーフィンを内部に介挿した複数のチュ ーブと放熱フィンとを積層したコアを配設し、該コアを、熱交換流体を同方向へ 移動する複数のチューブからなる複数のパスで区画し、熱交換流体をヘッダーパ イプの間で蛇行させるようにした熱交換器において、各パスのチューブに介挿し たインナーフィンの熱交換流体の通路幅を同一に形成するとともに、該通路幅を 前記コアにおける熱交換流体の少なくとも上下流側に位置するパスで相違させ、 下流側に位置するパスのインナーフィンの通路幅を、上流側のパスの通路幅より も幅広に形成して、熱交換能力を低下することなく、熱交換流体の通路抵抗を低 減し、その循環動力の小動力化を図れるようにしたことを特徴としている。

【０００７】

【作用】

チューブ内に挿入するインナーフィンのピッチ、つまり熱交換流体の通路幅を 、熱交換流体の熱交換の進度に応じて変化させ、熱交換初期ないし中期ではイン ナーフィンのピッチを密にして、熱交換の能力増を図り、熱交換の後期ではイン ナーフィンのピッチを粗にして、当該部の通路抵抗を低下させ、熱交換流体の循 環用動力の小動力を図れる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案を車両用空調装置に装備するコンデンサに適用した図示実施例に ついて説明すると、図１乃至図３おいて１は熱交換器であるコンデンサで、これ は左右一対のヘッダーパイプ２，３を有し、このヘッダーパイプ２，３の間に、 コア４を構成するアルミニウム製の複数のチューブ５と放熱フィン６とを積層配 置している。

【０００９】 ヘッダーパイプ２，３は略楕円管状に形成され、これは例えば片面または両面 にろう材を被覆したアルミニウムブレージングシートで構成され、該シートを略 樋状に成形してタンクプレート２ａ，３ａとエンドプレート２ｂ，３ｂとを形成 し、これらの各一組を向き合わせて嵌合し、その接合部をろう付けして構成して いる。

【００１０】 ヘッダーパイプ２，３の上下端部はキャップ７，８で閉塞され、その近接位置 にコンプレッサ（図示略）に連通する入口管９と、レシーバタンク（図示略）に 連通する出口管１０とが接続されている。 ヘッダーパイプ２，３の内部は仕切板１１，１２で区画され、これらはコア４ の上下位置おいて、冷媒を同方向に移動する複数のチューブ５からなる第１〜３ パスＡ，Ｂ，Ｃに区画しており、それらのチューブ５の個数は第１パスＡが最も 多く、以下第２，３パスＢ，Ｃの順に構成されている。

【００１１】 このうち、第１パスＡは仕切板１１より上方に位置する複数のチューブ５で構 成され、これらチューブ５の一端は入口管９に連通している。 第２パスＢは第１パスＡの直下に位置し、これは仕切板１１，１２の間に位置 する複数のチューブ５で構成され、第３パスＣはコンデンサコア４の最下に位置 し、これは仕切板１２より下方に位置する複数のチューブ５で構成され、それら の一端は出口管１０に連通している。

【００１２】 第１〜３パスＡ，Ｂ，Ｃのチューブ５は同形に成形され、これは図示のように 扁平に成形されていて、その内部にアルミニウムシートを滑らかな曲線で波状に 成形したインナーフィン１３を管軸方向に挿入し、これをろう付けしている。

【００１３】 インナーフィン１３の相隣接する波状成形部の距離、つまり熱交換流体の通路 幅となるフィンピッチは、第１〜３パスＡ，Ｂ，Ｃで相違させており、それらの フィンピッチＰA ，ＰB ，ＰC は、図３のようにＰA ＜ＰB ＜ＰC に形成されて いる。

【００１４】 この他、図中１４はコア４の上下端部に配設した端板、１５はヘッダーパイプ ２，３の下端に突設した取付用脚で、車両側の取付孔（図示略）に挿入可能にさ れている。

【００１５】 図４および図５は本考案の他の実施例を示し、前述の実施例と対応する構成部 分には同一の符号を用いている。 この実施例は、インナーフィン１３を滑らかな曲線で正弦波状に成形する代わ りに、台形波状に成形し、これを熱交換流体の移動方向に対し所定長さｅ毎に前 記波形をずらして成形し、熱交換流体の攪拌を促して熱交換を増進させるように したことを特徴にしている。 この場合のフィンピッチＰA ，ＰB ，ＰC は、図５のようにＰA ＜ＰB ＜ＰC に形成されている。

【００１６】 なお、前述の実施例ではフィンピッチＰA ，ＰB ，ＰC を、何れもＰA ＜ＰB ＜ＰC に形成しているが、この例に限らず例えばＰA ＝ＰB ＜ＰC として、第１ ，２パスＡ，Ｂの熱交換を増進させたり、ＰB ＜ＰA ＜ＰC として、冷媒が気液 二相状態を呈し、最も熱交換が良好に行なわれる第２パスＢの熱交換を一層増進 させるようにしてもよく、要は最終パス部である第３パスＣのフィンピッチＰC を、他のパスＡ，ＢのフィンピッチＰA ，ＰB よりも大きくすればよい。

【００１７】 また、前述の実施例ではコンデンサコア４を３つのパスに区画しているが、こ の例に限らずそれ以上に区画してもよく、その場合のフィンピッチは、各パス毎 または３〜４種類に分けて、前述のように構成すればよい。

【００１８】 このように構成した本考案の熱交換器を製作する場合は、フィンピッチが相違 する複数種のインナーフィン１３を製作し、これをチューブ５内に挿入し、該チ ューブ５をヘッダーチューブ２，３に組み付ける。

【００１９】 すなわち、最小のフィンピッチＰA のインナーフィン１３を挿入したチューブ ５をコンデンサコア４の第１パスＡに配置し、中間大のフィンピッチＰB のイン ナーフィン１３を挿入したチューブ５を第２パスＢに配置し、最大のフィンピッ チＰC のインナーフィン１３を挿入したチューブ５をコンデンサコア４の第３パ スＣに配置する。

【００２０】 そして、チューブ５と一緒にキャップ７，８、放熱フィン６、端板１４を組み 付け、これらを適宜な治具で仮止め後、これをろう付け炉に搬入し、各部材と一 緒にインナーフィン１３をチューブ５にろう付けする。

【００２１】 こうして製作した熱交換器１は自動車の所定位置に設置され、空調運転時には 入口管９を介して、コンプレッサ（図示略）から高温高圧の冷媒ガスがヘッダー パイプ２の上半部に送り込まれる。

【００２２】 上記冷媒ガスは、ヘッダーパイプ２から第１パスＡのチューブ５内に送り出さ れ、該チューブ５内をヘッダーパイプ３側へ移動する。 その際、冷媒ガスは内外のインナーフィン１３および放熱フィン６を介して、 熱交換を促され、特に第１パスＡのチューブ５内のインナーフィン１３は、フィ ンピッチＰA が密に形成されているため、冷媒ガスと高密度に接触して、その熱 交換を急速に促す。 なお、このような接触下にあっても、冷媒ガスとの接触では通路抵抗は問題に ならない。

【００２３】 冷媒は上記のように、第１パスＡを移動中に熱交換を促されるが、該パスＡで の熱交換が概して局部的に進行し全体的に行き渡らないため、略気相状態を保っ てヘッダーパイプ３の上半部に流入する。

【００２４】 この後、冷媒はヘッダーパイプ３から第２パスＢのチューブ５に送り出され、 該チューブ５内をヘッダーパイプ２側へ移動する。 その間、冷媒ガスは内外のインナーフィン１３および放熱フィン６を介して、 熱交換され、次第に液化して気液二相状態を形成する。

【００２５】 こうして、気液二相状態になると熱交換が最も旺盛かつ効率良く行なわれ、冷 媒の気相部が次々と液化し、これがチューブ５内を移動する。 この場合、第２パスＢのチューブ５内のインナーフィン１３は、フィンピッチ ＰB がフィンピッチＰA に準じて密に形成されているから、冷媒ガスと高密度に 接触して、その熱交換を促す。

【００２６】 したがって、冷媒が気液二相状態でヘッダーパイプ２の下半部に流入し、これ が今度はヘッダーパイプ２から第３パスＣのチューブ５に送り出され、該チュー ブ５内をヘッダーパイプ３側へ移動する。 その間、冷媒は内外のインナーフィン１３および放熱フィン６を介して、熱交 換され、残りの気相部が液化して完全に液化する。

【００２７】 このように液冷媒がチューブ５内を移動する場合、一般にその通路抵抗は気冷 媒のときに比べて非常に大きくなり、コンデンサコア４全体の通路抵抗に略匹敵 する。 しかしながら、第３パスＣのインナーフィン１３のフィンピッチＰC は、前記 パスＡ，Ｂ，Ｃ４中最も粗に形成されているから、冷媒との接触も粗になって通 路抵抗が低下する。 したがって、コア４全体の通路抵抗が低下したことに相当し、その分冷媒を循 環させるコンプレッサの動力を低減できる。

【００２８】 一方、このようにフィンピッチを粗にすると、熱交換の能力が低下することに なるが、第３パスＣでは冷媒の大半が熱交換を終えており、また液冷媒が移動す る第３パスＣはもともと熱交換の能率が悪いため、該パスＣで通路抵抗を優先し ても、コンデンサ１全体の熱交換能力が低下することはない。

【００２９】 こうして液化した冷媒は、この後出口管１０から押し出され、レシーバータン ク（図示略）側へ移動する。

【００３０】

【考案の効果】

本考案の熱交換器は以上のように、各パスのチューブに介挿したインナーフィ ンの熱交換流体の通路幅を同一に形成するとともに、該通路幅を前記コアにおけ る熱交換流体の少なくとも上下流側に位置するパスで相違させ、下流側に位置す るパスのインナーフィンの通路幅を、上流側のパスの通路幅よりも幅広に形成し たから、上中流側のパスによる旺盛な熱交換によって、熱交換器自体の熱交換能 力が低下することがなく、しかも熱交換器全体での熱交換流体の通路抵抗が低減 し、その循環動力の小動力化を図ることができる。 特にこの効果は、本考案を車両用空調装置のコンデンサに適用した場合、コン プレッサ動力の低減を図れ、エンジンの負担を軽減できる実用的な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す正面図である。

【図２】本考案の要部を分解して示す斜視図である。

【図３】本考案に適用したインナーフィンのフィンピッ
チを各パスのチューブ毎に示す断面図で、（ａ）は第１
パスにおけるフィンピッチ、（ｂ）は第２パスにおける
フィンピッチ、（ｃ）は第３パスにおけるフィンピッチ
を示している。

【図４】本考案の他の実施例の要部を分解して示す斜視
図である。

【図５】上記他の実施例に適用したインナーフィンのフ
ィンピッチを各パスのチューブ毎に示す断面図で、
（ａ）は第１パスにおけるフィンピッチ、（ｂ）は第２
パスにおけるフィンピッチ、（ｃ）は第３パスにおける
フィンピッチを示している。

【符号の説明】

１ 熱交換器 ２，３ ヘッダーパイプ ４ コア ５ チューブ ６ 放熱フィン １３ インナーフィン Ａ，Ｂ，Ｃ パス ＰA ，ＰB ，ＰC 通路幅（フィンピッチ）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部を複数に区画した一対のヘッダーパ
   イプを設け、該ヘッダーパイプの間に、インナーフィン
   を内部に介挿した複数のチューブと放熱フィンとを積層
   したコアを配設し、該コアを、熱交換流体を同方向へ移
   動する複数のチューブからなる複数のパスで区画し、熱
   交換流体をヘッダーパイプの間で蛇行させるようにした
   熱交換器において、各パスのチューブに介挿したインナ
   ーフィンの熱交換流体の通路幅を同一に形成するととも
   に、該通路幅を前記コアにおける熱交換流体の少なくと
   も上下流側に位置するパスで相違させ、下流側に位置す
   るパスのインナーフィンの通路幅を、上流側のパスの通
   路幅よりも幅広に形成したことを特徴とする熱交換器。