JP2000257989A

JP2000257989A - 熱交換装置

Info

Publication number: JP2000257989A
Application number: JP11064548A
Authority: JP
Inventors: Etsuro Kubota; 悦郎久保田
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 1999-03-11
Filing date: 1999-03-11
Publication date: 2000-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】より冷却効率のよい熱交換装置を提供するこ
とにある。【解決手段】一対のヘッダーパイプ２１、２２を接続
する複数の熱交換管３を有する凝縮器１と、この凝縮器
１で次第に液化した熱媒体の気液分離を行う受液器１０
とを備えたものであって、熱交換管３は、受液器１０の
上流側に配置されたコンデンサーパス部３１ａ，３１ｂ
と、受液器１０に対して下流側に配置されたサブクール
パス部３２ａ、３２ｂとを備えた構成になっており、サ
ブクールパス部３２ａ、３２ｂは、熱媒体が連続的に流
れることを前提とし、一対のヘッダーパイプ２１、２２
間を所定の方向に１回延在するのを１パスとした場合
に、少なくとも２パス設け、これによって冷却効率の向
上を図ったものとなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば自動車や
家屋等に設置する空調設備に適用されたものであって、
熱媒体を液化する際に使用される熱交換装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車や家屋等の冷暖房機とし
て使用される空調システムは、図２に示すように、圧縮
機ａ、凝縮器ｂ、受液器ｃ、膨張弁ｄ及び蒸発器ｅを備
えたものが知られている。また、図においてｆはこれら
を順次接続する配管である。このように構成される空調
システムＡＣにおいては、圧縮機ａから吐出された高温
高圧のガス状熱媒体が凝縮器ｂを通過する間に、被熱交
換流体例えば空気との間で熱交換を行って潜熱を放出す
ることにより、凝縮して液化し始める。このようにして
液化した高温の熱媒体は、一旦受液器ｃに貯留されなが
ら気液分離されて、液体のみが膨張弁ｄに送られ、膨張
弁ｄにて図示しない小孔から噴射させることにより、断
熱膨張されて低温低圧の霧状となって蒸発器ｅに送られ
る。

【０００３】この蒸発器ｅ内で、熱媒体は被熱交換流体
例えば空気と熱交換を行って潜熱を吸収することによ
り、蒸発して気化する。このようにして気化した低温低
圧の熱媒体は、上記圧縮機ａに送られて断熱圧縮され、
高温高圧のガス状熱媒体となって再び凝縮器ｂへ送られ
る。このような一連のサイクルを繰り返すことによっ
て、空調システムＡＣを冷房・暖房に供することができ
る。

【０００４】上記凝縮器ｂ及び受液器ｃは、熱媒体を液
化する過程で使用される熱交換装置を構成しており、図
３に示すように一体的に組み立てられたものとなってい
る。即ち、凝縮器ｂは、第１及び第２のヘッダーパイプ
ｂ１、ｂ２と、これらのヘッダーパイプｂ１、ｂ２を接
続するように設けられた複数の熱交換管ｂ３と、この熱
交換管ｂ３に取り付けられた冷却フィンｂ４を備えてい
る。また、最外位置の冷却フィンｂ４には、同冷却フィ
ンｂ４の外周部を保護するサイドプレートｂ５が設けら
れている。

【０００５】また、凝縮器ｂは、熱交換管ｂ３として種
々の本数を有するものが採用されているが、例えば図３
に示すような１８本の熱交換管ｂ３を備えたものである
と、流入口ｇ１から第１のヘッダーパイプｂ１に流入し
た気体状の熱媒体がまず上側の６本の熱交換管ｂ３に流
入するようになっている。即ち、上側６本の熱交換管ｂ
３によって、第１コンデンサーパス部ｂ６が構成されて
いる。この第１コンデンサーパス部ｂ６を通過した熱媒
体は、第２のヘッダーパイプｂ２で合流後向きを変え
て、更に下側の６本の熱交換管ｂ３を通って第１のヘッ
ダーパイプｂ１に戻るようになっている。即ち、下側の
６本の熱交換管ｂ３によって、第２コンデンサーパス部
ｂ７が構成されている。第１のヘッダーパイプｂ１に
は、第１コンデンサーパス部ｂ６と第２コンデンサーパ
ス部ｂ７との境に仕切板ｂ８が設けられているため、第
１コンデンサーパス部ｂ６を通る前の熱媒体と第２コン
デンサーパス部ｂ７を通った後の熱媒体とが混ざること
がない。

【０００６】気体状の熱媒体は、第１及び第２コンデン
サーパス部ｂ６、ｂ７を通る間に冷却されて、次第に液
化されることになる。そして、この気液混合された熱媒
体は、受液器ｃに入ることによって気液分離され、液体
状の熱媒体が第２コンデンサーパス部ｂ７の下側に配置
された６本の熱交換管ｂ３を通って第２のヘッダーパイ
プｂ２に流れるようになっている。即ち、第２コンデン
サーパス部ｂ７の下側の６本の熱交換管ｂ３によって液
状の熱媒体を通すサブクールパス部ｂ９が構成されてい
る。

【０００７】また、第１のヘッダーパイプｂ１には、受
液器ｃに入る前の部分と同受液器ｃから出た後の部分を
仕切る仕切板ｂ１０が設けられているため、受液器ｃの
前後で熱媒体が混ざることがない。更に、第２のヘッダ
ーパイプｂ２には、第２コンデンサーパス部ｂ７とサブ
クールパス部ｂ９との境に仕切板ｂ１１が設けられてい
るため、第２コンデンサーパス部ｂ７を通る前の熱媒体
とサブクールパス部ｂ９を通った後の熱媒体とが混ざる
ことがない。そして、サブクールパス部ｂ９を通った後
の熱媒体は、第２のヘッダーパイプｂ２における流出口
ｇ２を介して膨張弁ｄに送られるようになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記凝縮器
ｂと受液器ｃとを備えた熱交換装置においては、サブク
ールパス部ｂ９に、液体のみの熱媒体が流れているもの
と思われており、これを前提とした設計がなされてき
た。しかし、種々の実験等を繰り返すうち、実際にはサ
ブクールパス部にも気体状の熱媒体が含まれていること
がわかってきた。そして、この点を考慮した設計を行う
ことにより、より冷却効率のよい熱交換装置を開発する
ことができるという知見を得た。

【０００９】この発明は上記事情に鑑みてなされたもの
であり、より冷却効率のよい熱交換装置を提供すること
を課題としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、一対のヘッダーパイプを接
続するように配置された複数の熱交換管を有する凝縮器
と、この凝縮器で次第に液化した熱媒体の気液分離を行
う受液器とを備えた熱交換装置であって、上記凝縮器
における熱交換管は、上記受液器に対して上流側に配置
されたコンデンサーパス部と、同受液器に対して下流側
に配置されたサブクールパス部とを備えた構成になって
おり、上記サブクールパス部は、熱媒体が連続的に流
れることを前提とし、一対のヘッダーパイプ間を所定の
方向に１回延在するのを１パスとした場合に、少なくと
も２パス設けられていることを特徴とする。

【００１１】このように構成することにより、受液器か
ら流出した後の熱媒体がサブクールパス部を少なくとも
２パス分流れることになり、熱媒体が熱交換管を通過す
る距離が長くなる。このため、熱媒体を十分に冷却する
ことができると共に、冷却効率の向上を図ることができ
る。即ち、受液器を通過後の熱媒体であっても、気体成
分をある程度含んでいるため、その気体成分が熱交換管
に接触する部分ではサブクールが取れない状態になる。
しかし、サブクールパス部の区間が長くなることによ
り、ある程度残っていた気体状の熱媒体が完全に液化
し、この液体成分のみとなった熱媒体が熱交換管に接触
することになるので、完全にサブクールを取ることがで
き、蒸発器の冷却効率向上を図ることができる。

【００１２】また、例えば、サブクールパス部を２パス
設けた場合には、受液器側から例えば膨張弁に簡単に接
続することができる。即ち、装置のコンパクト化を図る
ために、空調システムに関する部品の集約化が行われる
が、その場合、受液器の次のサイクル位置となる膨張弁
を受液器の近傍に配置することが行われる。しかし、サ
ブクールパス部を１パスしか設けていなければ、受液器
から出た熱媒体がこの受液器とは反対側のヘッダーパイ
プに流れてしまうので、このヘッダーパイプから受液器
側に戻すような長い配管が必要になる。この点、サブク
ールパス部を２パス設けた場合には、受液器側のヘッダ
ーパイプから膨張弁に直接又はきわめて短い配管を用い
て接続することができるので、受液器側から膨張弁に簡
単に接続することができると共に、装置のコンパクト
化、部品点数の低減、コストの低減等を図ることができ
る。なお、サブクールパス部を４以上の偶数パス設けた
場合も同様の作用効果を奏する。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、サブクールパス部における熱交換管の断面
積は、コンデンサーパス部における熱交換管の断面積よ
り小さくなっていることを特徴とする。

【００１４】このように構成することにより、体積の大
きい気体状の熱媒体が断面積の大きなコンデンサーパス
部を流れ、凝縮により体積が急激に小さくなったほぼ液
状の熱媒体が断面積の小さなサブクールパス部を流れる
ことになる。このため、サブクールパス部では、液体状
の熱媒体が熱交換管に接触する面積が増加することにな
るので、熱伝達率が向上し、冷却効率の向上を図ること
ができる。従って、サブクールパス部において、例えば
熱交換管の本数を減らすことによって、熱交換管の断面
積を小さくしも、冷却能力が低下するのを防止すること
ができる。また、サブクールパス部で熱交換管の本数を
減らした分、コンデンサーパス部の熱交換管の本数を増
やすことによって、冷却能力をかえって向上させること
ができる。更に、熱媒体が液化することによって、その
体積が急激に低下するので、サブクールパス部の熱交換
管の断面積が小さくなっても、流路抵抗が大きくなるこ
とがない。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、サブクールパス部における熱交換管
の断面積は、下流側に位置するサブクールパス部ほど小
さくなっていることを特徴とする。

【００１６】このように構成することにより、受液器を
通過後であっても気体成分を比較的多く含む体積の大き
な熱媒体が断面積の大きな上流側のサブクールパス部を
流れ、この上流側のサブクールパス部で冷却され、気体
成分が減少した体積の小さな熱媒体が断面積の小さな下
流側のサブクールパス部を流れることになる。このた
め、下流側のサブクールパス部では、液体状の熱媒体が
熱交換管に接触する面積が増加することになるので、熱
伝達率が向上し、冷却効率の向上を図ることができる。
従って、下流側のサブクールパス部において、例えば熱
交換管の本数を減らすことによって、熱交換管の断面積
を小さくしも、冷却能力が低下するのを防止することが
できる。また、下流側のサブクールパス部で熱交換管の
本数を減らした分、上流側のサブクールパス部の熱交換
管の本数を増やすことによって、冷却能力をかえって向
上させることができる。更に、気体成分として残った熱
媒体が液化することによって、その体積が急激に低下す
るので、下流側のサブクールパス部の熱交換管の断面積
が小さくなっても、流路抵抗が大きくなることがない。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施形態を、
添付図面に基づいて詳細に説明する。ここでは自動車等
の空調機器に使用される、パラレルフロー型の凝縮器
と、この凝縮器に一体的にろう付接合した受液器とを備
えた熱交換装置について説明する。

【００１８】凝縮器１は、図１に示すように、一対のも
のとして平行に配置された第１及び第２のヘッダーパイ
プ２１、２２と、これらへッダーパイプ２１、２２間に
平行に架設される複数の熱交換管３と、各熱交換管３の
間にあって、これらの熱交換管３に一体的にろう付接合
される熱交換用フィン例えばコルゲートフィン４とで主
に構成されている。

【００１９】第１及び第２のヘッダーパイプ２１、２２
は、例えばアルミニウム製の押出形材にて略円筒状に形
成されており、その上下端部にはキャップ部材５が被着
固定されている。また、第１のヘッダーパイプ２１（図
１の右側）には、その上端近傍に熱媒体の流入口７が設
けられており、その下端近傍に熱媒体の流出口８が設け
られている。更に、第１のヘッダーパイプ２１には、受
液器１０がろう付により一体的に接合されている。そし
て、第１のヘッダーパイプ２１及び受液器１０には、第
１のヘッダーパイプ２１から受液器１０への熱媒体の流
入を可能にする流入孔（貫通孔）９ａと、受液器１０か
ら第１のヘッダーパイプ２１への熱媒体の流出を可能に
する流出孔（貫通孔）９ｂが形成されている。

【００２０】上記熱交換管３は、アルミニウム製の押出
形材にて例えば偏平な筒状に形成されており、その内部
には長手方向に向かって貫通する複数に区画された熱媒
体の流路（図示せず）が形成されている。このように形
成される熱交換管３は、複数（この実施形態では１８
本）のものが各ヘッダーパイプ２１、２２に掛け渡すよ
うに接続されている。即ち、熱交換管３の各端部は、各
ヘッダーパイプ２１、２２の対向する側壁部に、適宜間
隔をおいて互いに平行に配列されたスリット（図示せ
ず）に挿入されて、ろう付により接合されている。

【００２１】また、コルゲートフィン４は、アルミニウ
ム製の板材を屈曲することにより、第１及び第２のヘッ
ダーパイプ２１、２２の間にわたって連続波形状に形成
したものであり、各熱交換管３にろう付されている。こ
の場合、最上段及び最下段に配設された熱交換管３の外
方側にもコルゲートフィン４がろう付接合されており、
これらの両コルゲートフィン４を保護するために、両コ
ルゲートフィン４の更に外方側にはサイドプレート６が
ろう付接合されている。

【００２２】そして、凝縮器１は、流入口７から第１の
ヘッダーパイプ２１に流入した気体状の熱媒体がまず上
側の７本の熱交換管３に流入するようになっている。即
ち、上側７本の熱交換管３によって、第１コンデンサー
パス部３１ａが構成されている。この第１コンデンサー
パス部３１ａを並列に通過した熱媒体は、第２のヘッダ
ーパイプ２２で合流後向きを変えて、更に下側の５本の
熱交換管３を並列に通過して第１のヘッダーパイプ２１
に戻るようになっている。即ち、下側の５本の熱交換管
３によって、第２コンデンサーパス部３１ｂが構成され
ている。

【００２３】また、第１のヘッダーパイプ２１には、第
１コンデンサーパス部３１ａと第２コンデンサーパス部
３１ｂとの境に仕切板２１ａが設けられているため、第
１コンデンサーパス部３１ａを通る前の熱媒体と第２コ
ンデンサーパス部３１ｂを通った後の熱媒体とが混ざる
ことがない。そして、第１コンデンサーパス部３１ａと
第２コンデンサーパス部３１ｂとは、直列に接続されて
おり、第１コンデンサーパス部３１ａを流れた後の熱媒
体が連続して第２コンデンサーパス部３１ｂに流れるよ
うになっている。

【００２４】流入口７から流入した気体状の熱媒体は、
第１及び第２コンデンサーパス部３１ａ、３１ｂを通る
間に冷却されて、次第に液化されることになる。そし
て、この気液混合された熱媒体は、第１のヘッダーパイ
プ２１から流入孔９ａを介して受液器１０に流入し、こ
の受液器１０で気液分離されてほぼ液体状となった熱媒
体が受液器１０から流出孔９ｂを介して再び第１のヘッ
ダーパイプ２１に流出するようになっている。受液器１
０は、熱媒体の気液分離を行うと共に、その内部に設け
た図示しないフィルタ及び乾燥剤によって、熱媒体の浄
化及び湿気の除去を行うようになっている。

【００２５】受液器１０から流出後の熱媒体は、第２コ
ンデンサーパス部３１ｂの下側に配置された４本の熱交
換管３を通って第２のヘッダーパイプ２２に流れるよう
になっている。即ち、第２コンデンサーパス部３１ｂの
下側の４本の熱交換管３によって、受液器１０を通過後
の熱媒体を通す第１サブクールパス部３２ａが構成され
ている。

【００２６】また、第１のヘッダーパイプ２１には、流
入孔９ａと流出孔９ｂとの間に仕切板２１ｂが設けられ
ているため、受液器１０に流入前の熱媒体と受液器１０
から流出後の熱媒体とが混ざることがない。更に、第２
のヘッダーパイプ２２には、第２コンデンサーパス部３
１ｂと第１サブクールパス部３２ａとの境に仕切板２２
ａが設けられているため、第２コンデンサーパス部３１
ｂを通る前の熱媒体と第１サブクールパス部３２ａを通
った後の熱媒体とが混ざることがない。

【００２７】第１サブクールパス部３２ａを並列に通過
した熱媒体は、第２のヘッダーパイプ２２で合流後向き
を変えて、更に下側の２本の熱交換管３を並列に通過し
て第１のヘッダーパイプ２１に戻るようになっている。
即ち、下側の２本の熱交換管３によって、第２サブクー
ルパス部３２ｂが構成されている。また、第１のヘッダ
ーパイプ２１には、第１サブクールパス部３２ａと第２
サブクールパス部３２ｂとの境に仕切板２１ｃが設けら
れているため、第１サブクールパス部３２ａを通る前の
熱媒体と第２サブクールパス部３２ｂを通った後の熱媒
体とが混ざることがない。そして、第１サブクールパス
部３２ａと第２サブクールパス部３２ｂとは、直列に接
続されており、第１サブクールパス部３２ａを流れた後
の熱媒体が連続して第２サブクールパス部３２ｂに流れ
るようになっている。

【００２８】第２サブクールパス部３２ｂを通過した熱
媒体は、第２のヘッダーパイプ２１における流出口８を
介して膨張弁ｄ（図２参照）に送られるようになってい
る。

【００２９】また、上記各パス部３１ａ、３１ｂ、３２
ａ、３２ｂは、連続的につながっており、第１及び第２
のヘッダーパイプ２１、２２間を一回移動するのを１パ
スとすると、合計４パスのもので構成されている。即
ち、受液器１０の上流側においては、第１コンデンサー
パス部３１ａと第２コンデンサーパス部３１ｂとの２パ
スのもので構成されており、受液器１０の下流側におい
ては、第１サブクールパス部３２ａと第２サブクールパ
ス部３２ｂとの２パスのもので構成されている。

【００３０】また、各パス部３１ａ、３１ｂ、３２ａ、
３２ｂにおける熱交換管３の断面積、即ち熱媒体が一度
に通過する熱交換管３の合計断面積は、熱交換管ｂ３の
本数に比例して、下流側のパス部にいくほど小さくなっ
ている。例えば、第１コンデンサーパス部３１ａの熱交
換管３の断面積を１とした場合、第２コンデンサーパス
部３１ｂの熱交換管３の断面積は５／７、第１サブクー
ルパス部３２ａの熱交換管３の断面積は４／７、第２サ
ブクールパス部３２ｂの熱交換管３の断面積は２／７に
なっている。ここでは、断面積の変更を同一径パイプの
本数を変えることによって行っているが、同一径パイプ
による場合の他に、異なるパイプ径によって断面積を変
更してもよい。

【００３１】上記のように構成された熱交換装置におい
ては、流入口７から流入した気体状の熱媒体が第１及び
第２コンデンサーパス部３１ａ、３１ｂを通る間に冷却
されて徐々に液体となる。即ち、体積が大きな気体状の
熱媒体が断面積の大きな第１コンデンサーパス部３１ａ
を主として流れ、液化により急激に体積が小さくなった
気液混合状態の熱媒体が断面積の小さな第２コンデンサ
ーパス部３１ｂを主として流れることになる。このた
め、第２コンデンサーパス部３１ｂでは、気体状の熱媒
体が熱交換管３に接触する面積が増加することになるの
で、熱伝達率が向上し、冷却効率の向上を図ることがで
きる。従って、第２コンデンサーパス部３１ｂにおける
熱交換管３の断面積を小さくしも、冷却能力が低下する
のを防止することができる。むしろ、第２コンデンサー
パス部３１ｂで熱交換管３の本数を減らした分、第１コ
ンデンサーパス部３１ａの熱交換管３の本数を増やすこ
とができるので、冷却能力の向上を図ることができる。
更に、熱媒体が液化することによって、その体積が急激
に低下するので、第２コンデンサーパス部３１ｂの熱交
換管３の断面積が小さくなっても、流路抵抗が大きくな
ることがない。

【００３２】また、第２コンデンサーパス部３１ｂと第
１サブクールパス部３２ａとの関係においても、上記第
１コンデンサーパス部３１ａと第２コンデンサーパス部
３１ｂとの関係によって生じる作用効果を奏することが
できる。

【００３３】一方、受液器１０を流出後の熱媒体は、第
１及び第２サブクールパス部３２ａ、３２ｂを流れるよ
うになっており、熱交換管３を通過する距離が従来のも
のより２倍長くなっている。このため、熱媒体３を十分
に冷却することができると共に、冷却効率の向上を図る
ことができる。即ち、受液器１０を通過後の熱媒体であ
っても、ある程度気体成分を含んでいるため、その気体
成分が熱交換管３に接触する部分ではサブクールを取れ
ない状態になる。しかし、熱交換管３が２パス分設けら
れていて冷却区間が長くなっているので、ある程度残っ
てしまった気体状の熱媒体も完全に液化することがで
き、この液体のみの熱媒体が熱交換管に接触する区間を
長くすることができる。従って、サブクールを確実に取
ることができ、冷却効率の向上を図ることができる。

【００３４】また、サブクールパス部を第１及び第２サ
ブクールパス部３２ａ、３２ｂの２パス設けているの
で、受液器１０側から膨張弁ｄ（図２参照）に簡単に接
続することができる。即ち、装置のコンパクト化を図る
ために、空調システムに関する部品の集約化が行われる
が、その場合、受液器１０の次のサイクル位置となる膨
張弁ｄを受液器１０の近傍に配置することが行われる。
しかし、サブクールパス部を１パスしか設けていなけれ
ば、受液器１０から出た熱媒体がこの受液器１０とは反
対側の第２のヘッダーパイプ２２に流れてしまうので、
このヘッダーパイプ２２から受液器１０側に戻すような
長い配管（例えば、図３に示す配管ｆ）が必要になる。
この点、本実施形態ではサブクールパス部を２パス設け
ているので、受液器１０側の第１のヘッダーパイプ２１
から流出口８を介して膨張弁ｄに直接又はきわめて短い
配管を用いて接続することができる。従って、受液器１
０側から膨張弁ｄに簡単に接続することができると共
に、装置のコンパクト化、部品点数の低減、コストの低
減等を図ることができる。なお、サブクールパス部を４
以上の偶数パス設けた場合も同様の作用効果を奏する。

【００３５】更に、受液器１０の下流側においては、受
液器１０を通過後の気体成分を比較的多く含む体積の大
きな熱媒体が断面積の大きな第１サブクールパス部３２
ａを主として流れ、この第１サブクールパス部３２ａで
冷却され、気体成分が液化した体積の小さな熱媒体が断
面積の小さな第２サブクールパス部３２ｂを主として流
れることになる。このため、特に、第２サブクールパス
部３２ｂでは、液体状の熱媒体が熱交換管３に接触する
面積が増加することになるので、熱伝達率が向上し、冷
却効率の向上を図ることができる。従って、下流側の第
２サブクールパス部３２ｂにおける熱交換管３の断面積
を小さくしも、冷却能力が低下するのを防止することが
できる。また、第２サブクールパス部３２ｂで熱交換管
３の本数を減らした分、上流側の第１サブクールパス部
３２ａの熱交換管３の本数を増やすことによって、冷却
能力をかえって向上させることができる。更に、気体成
分として残った熱媒体が液化することによって、その体
積が急激に低下するので、第２サブクールパス部３２ｂ
の熱交換管３の断面積が小さくなっても、流路抵抗が大
きくなることがない。

【００３６】また、熱交換管３として１８本のものを採
用し、放熱面積が従来例のものと同一になるように構成
しているが、熱媒体のサブクールが大きくなるのを考慮
して、蒸発器の冷却効率の向上を図っているので、冷却
能力を従来例のものより向上させることができる。

【００３７】なお、上記実施形態では、熱交換管３の本
数を１８に設定し、各パス部３１ａ、３１ｂ、３２ａ、
３２ｂの熱交換管３の本数をそれぞれ７、５、４、２の
ように設定したが、これに限定するものでないことはい
うまでもない。例えば、第１コンデンサーパス部３１ａ
における７本の熱交換管３を従来例のように６本に減ら
しても、従来例以上の冷却能力を発揮することができ
る。そして、この場合には熱交換装置の小型化を図るこ
とができる。また、第２サブクールパス部３２ｂにおけ
る熱交換管３の本数を３にしてもよい。

【００３８】また、コンデンサーパス部やサブクールパ
ス部をそれぞれ２パス分だけ設けるように構成したが、
更に多く設けるように構成してもよいことはいうまでも
ない。

【００３９】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、上記のように構成されているので、以下のような優
れた効果が得られる。

【００４０】（１）請求項１記載の発明によれば、受液
器から流出した後の熱媒体がサブクールパス部を少なく
とも２パス分流れることになり、熱媒体が熱交換管を通
過する時間及び距離が長くなる。このため、熱媒体を十
分に冷却することができると共に、冷却効率の向上を図
ることができる。即ち、受液器を通過後の熱媒体であっ
ても、気体成分をある程度含んでいるため、その気体成
分が熱交換管に接触する部分ではサブクールが取れない
状態になる。しかし、サブクールパス部の区間が長くな
ることにより、ある程度残っていた気体状の熱媒体が完
全に液化し、この液体成分のみとなった熱媒体が熱交換
管に接触することになるので、サブクールが広がり、蒸
発器の冷却効率の向上を図ることができる。

【００４１】また、例えば、サブクールパス部を２パス
設けた場合には、受液器側から例えば膨張弁に簡単に接
続することができる。即ち、装置のコンパクト化を図る
ために、空調システムに関する部品の集約化が行われる
が、その場合、受液器の次のサイクル位置となる膨張弁
を受液器の近傍に配置することが行われる。しかし、サ
ブクールパス部を１パスしか設けていなければ、受液器
から出た熱媒体がこの受液器とは反対側のヘッダーパイ
プに流れてしまうので、このヘッダーパイプから受液器
側に戻すような長い配管が必要になる。この点、サブク
ールパス部を２パス設けた場合には、受液器側のヘッダ
ーパイプから膨張弁に直接又はきわめて短い配管を用い
て接続することができるので、受液器側から膨張弁に簡
単に接続することができると共に、装置のコンパクト
化、部品点数の低減、コストの低減等を図ることができ
る。なお、サブクールパス部を４以上の偶数パス設けた
場合も同様の作用効果を奏する。

【００４２】（２）請求項２記載の発明によれば、体積
の大きい気体状の熱媒体が断面積の大きなコンデンサー
パス部を流れ、凝縮により体積が急激に小さくなったほ
ぼ液状の熱媒体が断面積の小さなサブクールパス部を流
れることになる。このため、サブクールパス部では、液
体状の熱媒体が熱交換管に接触する面積が増加すること
になるので、熱伝達率が向上し、冷却効率の向上を図る
ことができる。従って、サブクールパス部において、例
えば熱交換管の本数を減らすことによって、熱交換管の
断面積を小さくしも、冷却能力が低下するのを防止する
ことができる。また、サブクールパス部で熱交換管の本
数を減らした分、コンデンサーパス部の熱交換管の本数
を増やすことによって、冷却能力をかえって向上させる
ことができる。更に、熱媒体が液化することによって、
その体積が急激に低下するので、サブクールパス部の熱
交換管の断面積が小さくなっても、流路抵抗が大きくな
ることがない。

【００４３】（３）請求項３記載の発明によれば、受液
器を通過後であっても気体成分を比較的多く含む体積の
大きな熱媒体が断面積の大きな上流側のサブクールパス
部を流れ、この上流側のサブクールパス部で冷却され、
気体成分が減少した体積の小さな熱媒体が断面積の小さ
な下流側のサブクールパス部を流れることになる。この
ため、下流側のサブクールパス部では、液体状の熱媒体
が熱交換管に接触する面積が増加することになるので、
熱伝達率が向上し、冷却効率の向上を図ることができ
る。従って、下流側のサブクールパス部において、例え
ば熱交換管の本数を減らすことによって、熱交換管の断
面積を小さくしも、冷却能力が低下するのを防止するこ
とができる。また、下流側のサブクールパス部で熱交換
管の本数を減らした分、上流側のサブクールパス部の熱
交換管の本数を増やすことによって、冷却能力をかえっ
て向上させることができる。更に、気体成分として残っ
た熱媒体が液化することによって、その体積が急激に低
下するので、下流側のサブクールパス部の熱交換管の断
面積が小さくなっても、流路抵抗が大きくなることがな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態として示した熱交換装置
の概略正面図である。

【図２】空調機器の構成を示すブロック図である。

【図３】従来例として示した熱交換装置の概略正面図で
ある。

【符号の説明】１凝縮器１０受液器２１第１のヘッダーパイプ２２第２のヘッダーパイプ３熱交換管３１ａ第１コンデンサーパス部３１ｂ第２コンデンサーパス部３２ａ第１サブクールパス部３２ａ第２サブクールパス部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対のヘッダーパイプを接続するように
配置された複数の熱交換管を有する凝縮器と、この凝縮
器で次第に液化した熱媒体の気液分離を行う受液器とを
備えた熱交換装置であって、上記凝縮器における熱交換管は、上記受液器に対して上
流側に配置されたコンデンサーパス部と、同受液器に対
して下流側に配置されたサブクールパス部とを備えた構
成になっており、上記サブクールパス部は、熱媒体が連続的に流れること
を前提とし、一対のヘッダーパイプ間を所定の方向に１
回延在するのを１パスとした場合に、少なくとも２パス
設けられていることを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】サブクールパス部における熱交換管の断
面積は、コンデンサーパス部における熱交換管の断面積
より小さくなっていることを特徴とする請求項１記載の
熱交換装置。
【請求項３】サブクールパス部における熱交換管の断
面積は、下流側に位置するサブクールパス部ほど小さく
なっていることを特徴とする請求項１又は２記載の熱交
換装置。