JPH0612357Y2 - 空気調和機用アルミニウム製凝縮器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は熱交換器、とくにカークーラー、ルームクー
ラーの凝縮器として使用されるマルチフロータイプの空
気調和機用アルミニウム製凝縮器に関する。

従来の技術と問題点 従来、カークーラー用等の凝縮器としては、一般にサー
ペンタイン型と称される型式のものが使用されている。
即ち、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ものが一般に用いられている。

ところが、かかるサーペンタイン型の熱交換器の場合、
冷媒通路が１本の扁平チューブによって形成されるもの
であるため、その通路断面積を必要量確保するために、
チューブの奥行幅を少なくとも２０〜５０mm程度には設
定することが必要である。このためこの熱交換器ではコ
アの全体を上記厚さの平面的なものとしてしか製作する
ことができず、限られたその設置スペースの中でコアの
有効伝熱面積を増大し、熱交換効率の一層の増大をはか
るということは困難なものであった。

一方、最近、凝縮器においてもサーペンタイン型の熱交
換器に代えて、多数本の扁平チューブを左右の両ヘッダ
ー間に平行状に備え、隣接チューブ間にコルゲートフィ
ンを配置した所謂マルチフロー型の熱交換器を採用する
場合、冷媒通路断面積を任意に増大し得てその流通抵抗
を減少しうることで注目されている。

しかし、このマルチフロー型の熱交換器の場合において
も、従来品は単に平面的に作られたものであることによ
り、設置スペースの開口部面積によって有効伝熱面積が
制約されるという、サーペンタイン型熱交換器の場合と
同様の問題を有するものであった。

この考案は上記のような技術的背景から、マルチフロー
型の熱交換器において更にその有効伝熱面積を増大し、
熱交換効率の向上をはかりうるものとなすことを目的と
する。

問題点を解決する為の手段 上記の目的において、この考案は、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
ヘッダーと、両端をそれぞれ前記ヘッダーに連通接続し
て水平かつ平行状に配置された多数本の熱交換チューブ
と、隣接するチューブ間の空気流通間隙に配置されたフ
ィンとを備え、前記チューブは、断面が偏平状で、内部
に上下壁間にまたがった補強壁を有する偏平アルミニウ
ム管によって構成され、少なくとも一方のヘッダーの内
部が、その長さ方向の所定位置において仕切手段によっ
て仕切られることにより、前記熱交換チューブ群によっ
て構成される冷媒通路がそれぞれ複数本の熱交換チュー
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
をめぐって２パス以上の蛇行状に流通させるようになさ
れると共に、前記フィンと熱交換チューブとによって構
成されるコア部が、奥行き方向に沿って折曲され、その
折曲部により、前記奥行き方向に対しそれぞれ直交し、
かつ相互に平行する面内に配置された前側および後側コ
ア部分と、これらのコア部分間に位置する傾斜コア部分
とが形成されてなることを特徴とする空気調和機用アル
ミニウム製凝縮器を要旨とするものである。

実施例 図示実施例において、（１）は水平状態に多段に配置さ
れた扁平チューブ、（２）は隣接するチューブ（１）
（１）間に介在されたコルゲートフィンであり、これら
のチューブ（１）とフィン（２）との交互積層によって
熱交換器コア（Ａ）が形成されている。なお、上記チュ
ーブ（１）はアルミニウム材による偏平状の押出型材か
らなるものであって、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った補強壁（１
ａ）を有し、負荷される大きな内圧にも支障なく耐える
ものとなっている。

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）はブレージングシートからなるものであってチュ
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）もアルミニ
ウム製であり、望ましくはルーバーを切り起こしたもの
を用いるのが良い。

（３）（４）は左右のヘッダーである。これらのヘッダ
ー（３）（４）は断面略円形のアルミニウム・ブレージ
ングシートからなる電縫管をもって形成されたもので、
長さ方向に沿って間隔的に各チューブ（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。
さらに左ヘッダー（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蓋片（７）が取着される一
方、右ヘッダー（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。

両側のヘッダー（３）（４）内には、各１個の仕切板
（１０）（１１）が設けられ、これによって各ヘッダー
（３）（４）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）はヘッ
ダー（３）の中央部やや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
ューブ１群によって構成される全冷媒通路（第４図参
照）１２は、入口側通路群（Ｂ１）と、出口側通路群
（Ｂ３）と、それらの中間に位置する中間通路群（Ｂ
２）との３つの通路群に分けられ、冷媒を順次各通路群
をめぐって蛇行状に流通させるようになされている。

ところで、この考案においては上記チューブ（１）の奥
行方向の幅（Ｄ）が、６〜１６mmの範囲に形成されてお
り、そして、コア（Ａ）の幅方向の両側部が平面視 状に折曲され、該折曲部（５）（５）の形成によって奥
行方向に対しそれぞれ直交し、かつ相互に平行する面内
に配置された前側コア部分（Ａ１）および後側コア部分
（Ａ３）と、これらのコア部分（Ａ１）（Ａ３）間に位
置する傾斜コア部分（Ａ２）とを有するのもとされてい
る。チューブ（１）の奥行方向の幅（Ｄ）が前記のよう
に６〜１６mmの範囲内に形成されるのは、これが６mm未
満ではチューブ内の冷媒通路に所要の断面積を得ること
が困難なものとなり、一方１６mmをこえると、上述の折
曲部（５）の折曲げ加工が困難なものとなるためであ
る。

この考案においてコア（Ａ）の折曲形状は実施例に限定
されるものではなく、少なくともその幅方向の一部に２
つ以上の折曲部（５）を形成して、奥行方向に対しそれ
ぞれ直交し、かつ相互に平行する面内に配置された前側
および後側コア部分と、これらの前側および後側コア部
分間に位置する傾斜コア部分との３つのコア部分が少な
くとも形成されていれば良いものである。

なお、上記構成において、左ヘッダー（３）の上部の入
口管（６）から流入した冷媒は、第４図に示すように入
口側通路群（Ｂ１）の各チューブ（１）を通過して右ヘ
ッダー（４）に至ったのち、反転して中間通路群（Ｂ
２）の各通路を左ヘッダー（３）への流れ、さらに反転
して出口側通路群（Ｂ３）の各通路を右ヘッダー（４）
へと流れて出口管（８）から凝縮器外へ流出する。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
交換を行うものである。

考案の効果 この考案に係る空気調和機用アルミニウム製凝縮器は、
左右に平行に配置された１対のヘッダー（３）（４）間
に多数本の熱交換チューブ（１）が連通接続状態に配設
され、一方のヘッダー（３）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ューブ（１）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。従って、熱交換効率の向上と共に、コンプレッサの
所要能力を低減化することが可能となる。

さらに熱交換チューブとして断面が偏平状でしかも内部
の上下壁間に補強壁が設けられた管材が用いられている
ため、十分に優れた耐圧性、耐久性を有するものとする
ことができる。

また、１対のヘッダー（３）（４）が左右に平行状に配
置され、それらの間に多数本のチューブ（１）が水平状
に配置された横型のものとして構成され、しかも一方の
ヘッダーまたは両方のヘッダーの内部に仕切が設けら
れ、それによりチューブ（１）によって構成される冷媒
通路が、入口側通路群と出口側通路とを含む少なくとも
２つ以上の通路群に区画され、冷媒をヘッダー内で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
ものとなされている。これによって、冷媒は縦向きのヘ
ッダー内でＵターンする際に気液混合作用を受け、その
後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。従って、従来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
に近付くに従って冷媒通路を閉塞したり、あるいはチュ
ーブを垂直状に配置して縦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ッ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、コアの全面面積を熱交換のための
有効面積として最大限活用して、熱交換能力の顕著な向
上をはかることができる。

さらに複数のチューブが並列状に配置されるとともに、
隣接チューブ間にコルゲートフィンが配置され、かつ各
チューブの両端が中空ヘッダーに連通接続された構造の
ものであるから、チューブ幅やチューブ間隔即ちフィン
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。かつかかる構成とした上で、凝縮器の性能に最
も影響を及ぼすチューブとコルゲートフィンに関し、チ
ューブ幅、チューブ高さ、チューブ内の冷媒通路高さ、
フィン高さ、フィンピッチも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。従っ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ベンタ
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。

しかも、コア（Ａ）に折曲部（５）が形成されて、奥行
方向に対しそれぞれ直交し、かつ相互に平行する面内に
配置された前側および後側コア部（Ａ１）（Ａ３）と、
これらのコア部（Ａ１）（Ａ３）間に位置する傾斜コア
部（Ａ３）とが形成されたものとされているから、第２
図に示されるように設置スペース（Ｓ）の開口幅（）
に熱交換器の見掛け長さを対応させるものとした場合に
も、その実質的な展開長さをそれよりも長いものとする
ことができる。従って、伝熱有効面積をそれだけ増大
し、熱交換効率を向上しうる。加えて、コア（Ａ）自体
が奥行方向に立体的な屈折形のものとなるため、強度の
向上をはかりうると共に、設置スペース（Ｓ）内に障害
物（Ｂ）が存在するような場合にも、それを避けて設置
可能なものとなすことができ、ひいては熱交換器の設置
に必要とする実質的なそのスペースを減少せしめること
が可能となる等の利点を有する。

【図面の簡単な説明】 図面はこの考案の実施例を示すもので、第１図は正面
図、第２図は平面図、第３図は第１図III-III線の断面
図、第４図は第１図に示した凝縮器の冷媒回路図であ
る。 （Ａ）……コア、（１）……チューブ、（２）……コル
ゲートフィン、（３）（４）……ヘッダー、（５）……
折曲部、（１０）……仕切板、（１２）……冷媒通路、
（Ａ１）（Ａ２）（Ａ３）……コア部分、（Ｂ１）（Ｂ
２）（Ｂ３）……通路群、（Ｄ）……チューブの奥行方
向の幅。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項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ッダーと、 両端をそれぞれ前記ヘッ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ューブと、 隣接するチューブ間の空気流通間隙に配置されたフィン
   とを備え、 前記チューブは、断面が偏平状で、内部に上下壁間にま
   たがった補強壁を有する偏平アルミニウム管によって構
   成され、 少なくとも一方のヘッダーの内部が、その長さ方向の所
   定位置において仕切手段によって仕切られることによ
   り、前記熱交換チューブ群によって構成される冷媒通路
   がそれぞれ複数本の熱交換チュ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って２パス以上
   の蛇行状に流通させるようになされると共に、 前記フィンと熱交換チューブとによって構成されるコア
   部が、奥行き方向に沿って折曲され、その折曲部によ
   り、前記奥行き方向に対しそれぞれ直交し、かつ相互に
   平行する面内に配置された前側および後側コア部分と、
   これらのコア部分間に位置する傾斜コア部分とが形成さ
   れてなることを特徴とする空気調和機用アルミニウム製
   凝縮器。