JPH03177759A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JPH03177759A
JPH03177759A JP31617389A JP31617389A JPH03177759A JP H03177759 A JPH03177759 A JP H03177759A JP 31617389 A JP31617389 A JP 31617389A JP 31617389 A JP31617389 A JP 31617389A JP H03177759 A JPH03177759 A JP H03177759A
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Hachiro Koma
小間 八郎
Hiroaki Kase
広明 加瀬
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Matsushita Refrigeration Co
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/026Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/028Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by using inserts for modifying the pattern of flow inside the header box, e.g. by using flow restrictors or permeable bodies or blocks with channels

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は空気調和機、冷凍、冷蔵機器等に用いられる熱
交換器に関するものである。
従来の技術 近年熱交換器の高効率化や工法上改善に伴い、冷媒管の
細径丸管や薄型偏平管利用が盛んになって来た。このた
め、熱交換器の冷媒回路の多パス化が進んできている。
こうした技術は特開昭ら3−131993号公報や、実
開昭63−243688号公報にも示されている。
以下従来の熱交換器を第5図、第6図を用いて説明する
。第6図は従来の熱交換器の断面図、第6図は従来の熱
交換器の平面図である。図にふ・いて、1は従来の熱交
換器、2aから2h−jでは伝熱管、3は伝熱フィン、
4は中間ヘッダーで、略円筒状の上下端は、キャップ5
a 、6bにより封止されている。6は出入口ヘッダー
でその両端は、中間ヘッダー4と同じくキャップ9a、
9bによシ封止されて釦シ、さらにその略中央部で仕切
板10にて、上部ヘッダー7と下部ヘッダー8に分離し
ている。各部品はアルミニウムより成形されておシ、炉
中にて一体ろう付され、熱交換器を構成している。11
.12は接続管である。
従来の熱交換器1は凝縮器として使用さ九る場合は接続
管12よシ高温高圧ガス冷媒が上部ヘッダー7に流入し
、伝熱管2e、2f、2g、2hを通う、中間ヘッダー
4にて一旦合流した後、伝熱管2a 、2b、2c 、
2dに分流して、下部へラダ−8に流入、接続管11よ
り流出する。冷媒が伝熱管2a〜2h内を流れる間に伝
熱フィン3間を流れる空気と熱交換し、冷媒は徐々に凝
縮し、接続管11より流出時にはすべて液化している。
また従来の熱交換器1が、蒸発器として使用される場合
、冷媒の流れは凝縮器の場合と1つたく逆となる。すな
わち、減圧された冷媒は接続管11より下部ヘッダー8
に流入、伝熱管2a、2b、2c。
2d内へ流入、伝熱フィン3間と熱交換しつつ、徐々に
乾き度を大きくしながら、気液二相状態で中間ヘッダー
4内へ流入する。冷媒は、−旦合流した後、伝熱管2e
、2f、2g、2h内へ分流して流れ込む。ここでも冷
媒は徐々に蒸発しながら、上部ヘッダー7へ流入する時
にはほぼ蒸発し切っている。接続管12からは低圧ガス
状態で流出していく。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記した従来の熱交換器においては、蒸
発器として用いられる際、下部ヘッダー8、中間ヘッダ
ー4.上部ヘッダー7の内容積が大きく、冷媒流速が低
下し冷媒の気相部、液相部とが分離し易すく、伝熱管2
a、2b、2c、2d間訃よび、伝熱管2e、2f、2
.g、2b間で冷媒流量の偏すが激しくなや、熱交換器
の本来もっている熱交換能力を充分発揮できていなかっ
た。
また、中間ヘッダー4釦よび、出入口ヘッダ−6内へ挿
入された伝熱管2aから2hの両端が中間ヘッダー4お
よび出入口ヘッダ−6内の冷媒流の抵抗となって訣シ、
中間ヘッダー4および出入口ヘッダ−6の内径の割には
冷媒流路の圧力損失が大きかった。
すなわち、従来の熱交換は、各伝熱管間の冷媒偏流を少
なくし、冷媒流路の冷媒圧力損失を小さく熱交換器のも
つ熱交換能力を最大限発揮させなければならないという
課題を有していた。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するため、本発明は、両端を略円弧状に
切断した複数の伝熱管と内部に略円柱状の挿入部材が配
設され、この略円柱状挿入部材のまわジに冷媒流路が設
けられているヘッダーとから熱交換器を構成するもので
ある。
作   用 本発明はかかる構成によジ、ヘッダー内の冷媒流速を充
分に確保し、冷媒の気流混合を促し、各伝熱管間での冷
媒偏流を小さくし、また各ヘッダー内での冷媒圧力損失
を不必要に大きくしないものである。
実施例 以下、本発明の実施例を第1図から第4図を用い説明す
る。
第1図は本発明の熱交換器の断面図でちや、第2図はそ
の平面図でちる。第3図は各部品の組み立て状態を示す
斜視図、第4図は第1図A−A断面図である。第1図か
ら第4図に釦いて、21は本発明の熱交換器で、22a
から22hは伝熱管で内部に複数の流路を有し、その両
端は略円柱状に切断されている。3は伝熱フィンで平板
状アルミニウムに:格U字状の前記伝熱管挿入溝を加工
している。4は中間ヘッダーで、その両端はキャップ5
a釦よび5bにて封止されるとともに、内部には略円柱
状挿入部材2eが配設されてり、2、前記略円柱状挿入
部材26はテーパー状にその外径が徐凌に変化する下部
26aと同一径である上部2ebとからなる。8は出入
ヘッダーで、両端をキャップaa、sbにて封止されヘ
ッダー下部23とヘッダー上部24とに仕切板25によ
シ区切られている。また、前記ヘッダー下部23内には
各部とも同一径の略円柱状挿入部材13.ヘツダー上部
24内にはテーパー状の略円柱状挿入部材14が配設さ
れている。各部品は炉中にて一体ろう付され接合される
。前記出入口ヘッダ−8には接続管15.16が接合さ
れている。本実施例においては略円柱状挿入部材26訟
よび13,14の平均外径は略円柱状挿入部材13,2
6a、26b。
14の順に小さくなっている。中間ヘッダー4゜出入口
ヘッダ−8の内径は同一であシ、上下方向の内径も均一
である。
図において、本発明が蒸発器として用いられるときは、
減圧された冷媒は、接続管16よシ出入口ヘッダ−8の
ヘッダー下部23内へ流入し、−旦合流した後、再度分
流し伝熱管22eから22hに流入し、出入口ヘッダ−
8のヘッダー上部24に流入、接続管16より流出する
。出入口ヘッダ−8のヘッダー下部23内では冷媒の乾
き度が1だ小さく液相部分が大部分で冷媒の平均化体積
も小さいため、重力の影響で冷媒は伝熱管22aや22
bに多く流れがちである。しかじ略円柱状挿入部材13
が比較的太いため、ヘッダー下部23の内壁この間に形
成された冷媒流路の断面積は比較的小さく、冷媒の流速
は比較的速く保たれ、重力の影響が小さくなって伝熱管
22a 、22dにも冷媒は流れ易くなる。また伝熱管
22aから22dの出口に位置する略円柱状挿入部材は
伝熱管22dの出口部より22aの出口部に向って徐々
に太くなっており、温媒流路抵抗は同一冷媒流量、同一
熱交換負荷のもとでは伝熱管22dから22aに近いほ
ど大きくなう、冷媒は重力の影響がうち消されて各伝熱
管に均等に流れるようになる。冷媒が伝熱管22eから
22hに分流する際にも上述したことと同じことがいえ
る。ただし、出入口ヘッダ−8のヘッダー上部24内の
略円柱状挿入部材14が、重力方向の下部よシ上部の方
が断面積が太いのは、重力の影響による冷媒の伝熱管2
2e 、22fへの偏流よシも、冷媒が流出する接続管
16の位置による影響が大きいためである。すなわち、
接続管16に近い程液冷媒が流れ易く、重力の影響にう
ち勝って伝熱管22h。
22gへ多くの液冷媒が流れる傾向にあり、これを防ぐ
ために略円柱状挿入部材14は接続管16に近い上部の
方を太くし、伝熱管22h 、22gの流路抵抗を大き
くしである。
伝熱管22aから22hの両端は第3図釦よび第4図に
示すように略円弧状に切断されているため、各ヘッダー
内での不必要な冷媒の圧力損失がない。また、略円柱状
挿入部材13.略円柱状挿入部材26の下部26a、上
部2ebおよび略円柱状挿入部材14の平均外径は上記
した順に小さくなう、その1わシの冷媒流路の断面積は
大きくなっているので、徐Aに冷媒乾き度が大きくなっ
ても必要以上に冷媒流速が速くならず、冷媒圧力損失を
必要限度内にとど!る。
したがって、冷媒圧力損失が小さく、かつ熱交換器のも
つ熱交換能力を最大限発揮させることができるようにな
る。
発明の効果 以上のように本発明は、各伝熱管間の冷媒偏流を少なく
し、冷媒流路の冷媒圧力損失も小さくして、熱交換器の
もつ熱交換能力を最大限発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の熱交換器の断面図、第2図は
同熱交換器の平面図、第3図は本発明の実施例の組み立
て状態を示す部分斜視図、第4図は第1図のA−A断面
図、第6図は従来の熱交換器の断面図、第6図は同熱交
換器の平面図である。 22a〜22h・・・・・・伝熱管、4・・・・・・中
間ヘッダ、8・・・・・・出入口ヘッダ−26,13,
14・・・・・・略円柱状挿入部材。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)両端を略円弧状に切断した複数の伝熱管と、内部
    に略円柱状挿入部材が配設され、この略円柱状挿入部材
    のまわりに冷媒流路が設けられているヘッダーとから構
    成された熱交換器。
  2. (2)略円柱状挿入部材の外径が伝熱管の位置により、
    異なる特許請求の範囲第1項記載の熱交換器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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