JP2001304720A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱交換率の向上及び省冷媒化を図り得る熱交
換器を提供する。 【解決手段】 本発明は、一対のヘッダー１１間に、熱
交換チューブ１２が並列状に設けられ、ヘッダー内の仕
切部材１６により、複数の熱交換チューブ１２が複数の
パスＰ１〜Ｐ４に区分けされたコンデンサ等の熱交換器
を対象とする。ヘッダー下部の冷媒入口１１ａから流入
された冷媒が複数のパスＰ１〜Ｐ４を順に通過して蛇行
状に上昇し、ヘッダー上部の冷媒出口１１ｂから流出さ
れるよう構成される。ヘッダー内における第１及び第２
パス間の冷媒ターン部Ｔ１に、冷媒滞留防止手段２０が
設けられる。冷媒滞留防止手段２０は、ヘッダー内を仕
切る流路制限板２１と、この制限板２１に貫通固定され
た冷媒吹き上げ管２２とを有し、冷媒吹き上げ管２２の
下端開口部２２ｂが冷媒ターン部Ｔ１の下端部に配置さ
れる。

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、例えばカーエア
コン用コンデンサ等として好適に採用される熱交換器に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図４及び図５に示すように、従来におけ
るマルチフロータイプのカーエアコン用コンデンサは、
離間して対峙した左右一対の垂直方向に沿うヘッダー
（１）（１）を有しており、両ヘッダー（１）（１）間
には、熱交換チューブとしての多数本の水平方向に沿う
扁平チューブ（２）が、両端を両ヘッダー（１）（１）
に連通接続した状態で、上下方向に所定の間隔おきに並
列状に配置されている。また一方側（右側）のヘッダー
（１）の上下両端には、冷媒入口（１ａ）及び冷媒出口
（１ｂ）が形成される。更にヘッダー（１）の所定位置
には、ヘッダー内部を仕切る仕切部材（５）が取り付け
られて、その仕切部材（５）により多数の扁平チューブ
（２）が４つのパス（Ｐ１）〜（Ｐ４）に区分けされて
いる。

【０００３】そしてこのコンデンサにおいては、冷媒入
口（１ａ）から流入された冷媒が、各パス（Ｐ１）〜
（Ｐ４）を順に通って蛇行状に流下していき、その流通
時に、外気との間で熱交換して凝縮されるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のコンデンサ
において、運転時の温度分布を、サーモグラフィーによ
り表すと、各パス（Ｐ１）〜（Ｐ４）の下流側における
下部の温度が低くなっており、その低温部分には液冷媒
が滞留し、図５の斜線領域に示すように、液溜まり（Ｒ
Ｐ）が発生する。この液溜まり（ＲＰ）は、外気との温
度差が小さく、熱交換を効率良く行えないばかりか、液
溜まり（ＲＰ）が多くなると、その分、冷媒封入量も増
加して、省冷媒化を図ることが困難になるという問題が
あった。

【０００５】この発明は、上記従来技術の問題を解消
し、省冷媒化を図りつつ、効率良く熱交換することがで
きる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】上記目的を達成するた
め、この発明は、垂直方向に沿う左右一対のヘッダー間
に、両端が両ヘッダーに連通接続される複数の熱交換チ
ューブが垂直方向に所定の間隔おきに並列状に設けら
れ、前記ヘッダーの内部に設けられた仕切部材により、
前記複数の熱交換チューブが複数のパスに区分けされた
熱交換器において、前記ヘッダーの下部に冷媒入口が設
けられるとともに、前記ヘッダーの上部に冷媒出口が設
けられ、前記冷媒入口から流入された冷媒が前記複数の
パスを順に通過して蛇行状に上昇し、前記冷媒出口から
流出されるよう構成され、前記ヘッダー内における少な
くとも第１及び第２パス間の冷媒ターン部に、ヘッダー
内を仕切る流路制限板が設けられるとともに、その流路
制限板に冷媒吹き上げ管が貫通状態に固定され、前記冷
媒吹き上げ管の上端開口部が、前記流路制限板の上側に
配置されるとともに、下端開口部が前記冷媒ターン部に
おける下端部に配置されてなるものを要旨としている。

【０００７】この発明の熱交換器においては、第１パス
を通過した冷媒のうちガス冷媒は、冷媒ターン部の下端
部から冷媒吹き上げ管に流入して上方に導かれる一方、
液冷媒は、冷媒ターン部の下端部に流れ込み、そこか
ら、上記ガス冷媒に助勢されてそのガス冷媒と共に、冷
媒吹き上げ管に流入し、滞留することなく上方へと導か
れる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１及び図２はこの発明の実施形
態である熱交換器が適用されたマルチフロータイプのカ
ーエアコン用コンデンサを示す図である。両図に示すよ
うに、このコンデンサは、離間して対峙した左右一対の
垂直方向に沿うヘッダー（１１）（１１）を有してい
る。一対のヘッダー（１１）（１１）間には、熱交換チ
ューブとしての多数本の水平方向に沿う扁平チューブ
（１２）が、各両端を両ヘッダー（１１）（１１）に連
通接続した状態で、上下方向に所定の間隔おきに並列状
に配置されるとともに、扁平チューブ（１２）の各間、
及び最外側の扁平チューブ（１２）の外側に、コルゲー
トフィン（１３）がそれぞれ配置されて、コアが形成さ
れている。また最外側のコルゲートフィン（１３）の外
側には、フィン保護用の帯状サイドプレート（１４）が
設けられる。

【０００９】一方側（右側）のヘッダー（１１）の下端
には冷媒入口（１１ａ）が設けられるとともに、上端に
は冷媒出口（１１ｂ）が設けられている。

【００１０】また各ヘッダー（１１）の所要位置には、
ヘッダー（１１）の内部を仕切る仕切部材（１６）が設
けられ、この仕切部材（１６）により上記多数の扁平チ
ューブ（１２）が、下側から上側に向けて第１ないし第
４の４つのパス（Ｐ１）〜（Ｐ４）に区分けされる。更
にヘッダー（１１）の内部における第１ないし第４パス
（Ｐ１）〜（Ｐ４）の各間のうち、第１及び第２パス
（Ｐ１）（Ｐ２）間は第１冷媒ターン部（Ｔ１）として
構成され、第２及び第３パス（Ｐ２）（Ｐ３）間は第２
冷媒ターン部（Ｔ２）として構成され、第３及び第４パ
ス（Ｐ３）（Ｐ４）間は第３冷媒ターン部（Ｔ３）とし
て構成される。

【００１１】そしてこのコンデンサでは、冷媒入口（１
１ａ）から流入した冷媒が蛇行状に上昇していき冷媒出
口（１１ｂ）から流出されるよう構成されている。すな
わち、冷媒入口（１１ａ）から流入した冷媒は、第１パ
ス（Ｐ１）を通過して第１冷媒ターン部（Ｔ１）でＵタ
ーンして第２パス（Ｐ２）に流入し、更に第２パス（Ｐ
２）を通過した冷媒は、第２冷媒ターン部（Ｔ２）でＵ
ターンして第３パス（Ｐ３）に流入し、更に第３パス
（Ｐ３）を通過した冷媒は第３冷媒ターン部（Ｔ３）で
Ｕターンして第４パス（Ｐ４）に流入し、更に第４パス
（Ｐ４）を通過した冷媒は冷媒出口（１１ｂ）から流出
されるよう構成されている。

【００１２】一方、本実施形態においては、第１ないし
第３冷媒ターン部（Ｔ１）〜（Ｔ３）には、冷媒滞留防
止手段（２０）がそれぞれ設けられている。

【００１３】図３に示すように、冷媒滞留防止手段（２
０）は、ヘッダー内部を仕切るディスク状の流路制限板
（２１）と、その流路制限板（２１）に貫通状態に固定
された冷媒吹き上げ管（２２）とを有している。この冷
媒滞留防止手段（２０）の流路制限板（２１）が、冷媒
ターン部（Ｔ１）〜（Ｔ３）における各パス（Ｐ１）〜
（Ｐ４）間に取り付けられる。このとき、冷媒吹き上げ
管（２２）は、その上端開口部（２２ａ）が流路制限板
（２１）の上面側で開放する態様に配置されるととも
に、下端開口部（２２ｂ）が冷媒ターン部（Ｔ１）〜
（Ｔ３）の下端位置に対応して、冷媒ターン部（Ｔ１）
〜（Ｔ３）の底部に近接する位置に配置される。

【００１４】以上の構成のコンデンサにおいて、冷媒が
第１パス（Ｐ１）を通過して気液混相状態となり、図３
に示すように、ガス冷媒（ＲＧ）が第１パス（Ｐ１）の
下流側端部における上部から第１冷媒ターン部（Ｔ１）
内に入り込み、そのガス冷媒（ＲＧ）が冷媒ターン部
（Ｔ１）の底部に導かれてそこから、冷媒吹き上げ管
（２２）にその下端開口部（２２ｂ）から勢い良く流入
して、上端開口部（２２ａ）から放出されて、冷媒ター
ン部（Ｔ１）における流路制限板（２１）の上側に導か
れる。一方、液冷媒（ＲＬ）は第１パス（Ｐ１）の下流
側における下端部から流出されて、冷媒ターン部（Ｔ
１）の下端部に液冷媒（ＲＬ）による液溜まりが生じ易
くなるが、上記したようにガス冷媒（ＲＧ）が冷媒ター
ン部（Ｔ１）の底部から冷媒吹き上げ管（２２）内に勢
い良く流入するので、その流入に伴って液冷媒（ＲＬ）
が冷媒吹き上げ管（２２）内に流入して、上端開口部
（２２ａ）から流出されて冷媒ターン部（Ｔ１）の上側
に導かれる。

【００１５】このように第１パス（Ｐ１）の下部から冷
媒ターン部（Ｔ１）の下端部に流入した液冷媒（ＲＬ）
が、ガス冷媒（ＲＧ）に助勢されて冷媒吹き上げ管（２
２）に吸い込まれて上部に導かれるので、液冷媒（Ｒ
Ｌ）が、第１パス（Ｐ１）の下流側下部から冷媒ターン
部（Ｔ１）の下端部にかけて滞留することがなく、液溜
まりが発生するのを有効に防止することができる。

【００１６】一方、本実施形態においては、第２及び第
３冷媒ターン部（Ｔ２）（Ｔ３）にも、上記と同様な冷
媒滞留防止手段（２０）を設けているため、第１冷媒タ
ーン部（Ｔ１）から第２パス（Ｐ２）に流入してそのパ
ス（Ｐ２）を通過した気液混相冷媒は、第２冷媒ターン
部（Ｔ２）において、上記と同様に、滞留せずにスムー
ズにターンして第３パス（Ｐ３）に流入する。更に第３
パス（Ｐ３）を通過した冷媒は、第３冷媒ターン部（Ｔ
３）において、上記と同様に、滞留せずにスムーズにタ
ーンして第４パス（Ｐ４）に流入してそのパス（Ｐ４）
を通過した後、冷媒出口（１１ｂ）から流出される。

【００１７】以上のように、本実施形態のコンデンサに
おいては、冷媒の液溜まりが生じることなくスムーズに
流通するため、熱交換を効率良く行えるとともに、液溜
まりが生じない分、冷媒の封入量を削減できて、省冷媒
化を図ることができる。

【００１８】しかも、本実施形態のコンデンサにおいて
は、第１冷媒ターン部（Ｔ１）に冷媒滞留防止手段（２
０）を設けているため、より一層、熱交換率の向上及び
省冷媒化を図ることができる。すなわち、本実施形態の
ように、マルチフロータイプのコンデンサにおいては、
第１パス（Ｐ１）内に、乾き度の高いガス状態の冷媒が
流入するので、他のパス（Ｐ２）〜（Ｐ４）に比べて凝
縮割合が高く、流速が急激に低下する。このため、第１
パス（Ｐ１）の下流側は、冷媒が滞留して液溜まりが生
じ易いが、本実施形態においては、この液溜まりが生じ
易い第１パス（Ｐ１）の下流側、つまり第１冷媒ターン
部（Ｔ１）に冷媒滞留防止手段（２０）を設けて液溜ま
りを防止しているため、より一層、熱交換効率の向上及
び省冷媒化を図ることができる。

【００１９】

【発明の効果】以上のように、本発明の熱交換器によれ
ば、ヘッダー下部の冷媒入口から流入された冷媒が、複
数のパスを順に通過して蛇行状に上昇し、ヘッダー上部
の冷媒出口から流出されるよう構成する一方、ヘッダー
の第１及び第２パス間の冷媒ターン部に、ヘッダー内を
仕切る流路制限板を設けるとともに、その流路制限板に
貫通状態に固定された冷媒吹き上げ管の下端開口部を冷
媒ターン部の下端部に配置するものであるため、第１パ
スを通過した冷媒のうちガス冷媒は、冷媒ターン部の底
部から冷媒吹き上げ管に流入して上方に導かれる一方、
冷媒ターン部の下端部に流れ込んだ液冷媒は、上記ガス
冷媒に伴って冷媒吹き上げ管に流入して上方に導かれ
る。このように液冷媒が冷媒ターン部で滞留することな
くスムーズに流通して第２パスへと導かれるため、冷媒
が滞留することがなく、熱交換効率を向上できるととも
に、省冷媒化を図ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態である熱交換器が適用され
たカーエアコン用コンデンサを示す正面図である。

【図２】実施形態のコンデンサの冷媒回路構成を示す正
面図である。

【図３】実施形態のコンデンサにおける第１冷媒ターン
部周辺を示す概略断面図である。

【図４】従来のカーエアコン用コンデンサを示す正面図
である。

【図５】従来のコンデンサの冷媒回路構成を示す正面図
である。

【符号の説明】

１１…ヘッダー １１ａ…冷媒入口 １１ｂ…冷媒出口 １２…扁平チューブ（熱交換チューブ） １６…仕切部材 ２１…流路制限板 ２２…冷媒吹き上げ管 ２２ａ…上端開口部 ２２ｂ…下端開口部 Ｐ１〜Ｐ４…第１ないし第４パス Ｔ１〜Ｔ３…第１ないし第３冷媒ターン部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直方向に沿う左右一対のヘッダー間
   に、両端が両ヘッダーに連通接続される複数の熱交換チ
   ューブが垂直方向に所定の間隔おきに並列状に設けら
   れ、前記ヘッダーの内部に設けられた仕切部材により、
   前記複数の熱交換チューブが複数のパスに区分けされた
   熱交換器において、 前記ヘッダーの下部に冷媒入口が設けられるとともに、
   前記ヘッダーの上部に冷媒出口が設けられ、前記冷媒入
   口から流入された冷媒が前記複数のパスを順に通過して
   蛇行状に上昇し、前記冷媒出口から流出されるよう構成
   され、 前記ヘッダー内における少なくとも第１及び第２パス間
   の冷媒ターン部に、ヘッダー内を仕切る流路制限板が設
   けられるとともに、その流路制限板に冷媒吹き上げ管が
   貫通状態に固定され、 前記冷媒吹き上げ管の上端開口部が、前記流路制限板の
   上側に配置されるとともに、下端開口部が前記冷媒ター
   ン部における下端部に配置されてなることを特徴とする
   熱交換器。