JPH0623806U - ヒートポンプ式空気調和装置の熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マルチフロー型熱交換器を使用し、エバポレ
ータとしてもコンデンサとしても充分に所定の機能を発
揮するヒートポンプ式空気調和装置の熱交換器を提供す
ること。 【構成】 マルチフロー型熱交換器のヘッダパイプに設
けられた仕切板に逆止弁を設けたもの。 【効果】 ヒートポンプ式空気調和装置の被熱交換流体
の流れを切換に応じて、エバポレータあるいはコンデン
サとして常に熱交換高利率良く使用できる多パス式ある
いはワンパス式の熱交換器とすることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はヒートポンプ式空気調和装置に使用される熱交換器の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

最近の自動車用空気調和装置では、小形化、高性能化の要請を満足させるため に、マルチフロー型熱交換器が使用されるようになってきている。マルチフロー 型熱交換器は、図６および図７に示すように、所定長離間して平行に対設されか つ重力方向において略垂直に立設された第１および第２のヘッダパイプ１，２に 被熱交換流体が流入あるいは流出する第１および第２導管３，４を取付けるとと もに、両ヘッダパイプ１，２間に多数の扁平管５が設け、これら扁平管５相互間 に伝熱フィン７（通称コルゲートフィン）を介装することにより全体として熱交 換用コア部８としたものである（例えば実開平２−２８，９８６号公報参照）。 このマルチフロー型熱交換器には、所謂ワンパス式のものと多パス式のものが あり、前者は、例えば、図７中矢印で示されるように、被熱交換流体が第１ヘッ ダパイプ１から第２ヘッダパイプ２に向けて一括して流れるようにしたものであ り、後者は、第１又は第２ヘッダパイプ１，２内に仕切板（図示せず）を設け、 第１ヘッダパイプ１から第２ヘッダパイプ２に向って流れる被熱交換流体がコア 部８内でＵターンしつつ流れるようにしたものである。

【０００３】 ワンパス式のマルチフロー型熱交換器は、被熱交換流体の流速が速く、高圧高 温の気体状態の被熱交換流体を凝縮させるコンデンサとして高性能を発揮するこ とができ、多パス式のマルチフロー型熱交換器は、ワンパス式のものに比し、被 熱交換流体の流通経路が長くなる分、所定の熱交換性能を発揮させる場合には、 ワンパス式のものよりは全体形状が小形化できることになる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、このように高性能を発揮するマルチフロー型熱交換器をヒートポン プ式空気調和装置における熱交換器として使用することは種々の問題がある。

【０００５】 ここにおいて、ヒートポンプ式空気調和装置とは、周知のように冷房サイクル と暖房サイクルとを切り換えることにより室内の冷暖房を行なうようにしたもの で、熱交換器は室内側と室外側に設けられており、一方がコンデンサとして機能 する場合には他方がエバポレータとして機能するようになっている。したがって このヒートポンプ式空気調和装置において使用する熱交換器は、コンデンサとし て十分機能を発揮するのみでなく、エバポレータとしても十分機能するものでな ければならないことになる。

【０００６】 このようにコンデンサとしてのみでなくエバポレータとしても十分機能を発揮 するものをワンパス式のマルチフロー型熱交換器により構成すれば、扁平管５内 での冷媒の流速を速く、被熱交換流体は凝縮しやすいので、コンデンサとしては 十分機能するが、エバポレータとしては十分に機能しないことになる。 また、多パス式のマルチフロー型熱交換器により構成すれば、扁平管５内での 冷媒の流速はある程度遅くなり、エバポレータとしては比較的十分に機能するが 、被熱交換流体は凝縮しにくくなるので、コンデンサとしては好ましいものでは なくなる。

【０００７】 本考案は、上記の課題に鑑みてなされたもので、マルチフロー型熱交換器を使 用し、エバポレータとしてもコンデンサとしても充分に所定の機能を発揮するヒ ートポンプ式空気調和装置の熱交換器を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

かかる目的を達成するために、本考案は、第１導管が取付けられた第１ヘッダ パイプと第２導管が取付けられた第２ヘッダパイプとを所定長離間して平行に対 設し、これら両ヘッダパイプ間を多数の扁平管により連通するとともにこれら扁 平管相互間に伝熱フィンを取付けてコア部を形成したマルチフロー型熱交換器を 冷房サイクル中に設けたヒートポンプ式空気調和装置において、前記第１ヘッダ パイプの第１導管より下流側に１つ又は複数個の第１仕切板を設け、前記第２ヘ ッダパイブの第２導管より上流側に１つ又は複数個の第２仕切板を設け、これら 第１及び第２仕切板の各々に、前記第１導管から第２導管に被熱交換流体を流通 させるときは閉鎖し、逆に第２導管から第１導管に被熱交換流体を流通させると きは開弁する逆止弁を設けたことを特徴とするヒートポンプ式空気調和装置の熱 交換器である。

【０００９】

【作用】

本考案にあっては、まず、第１導管から第２導管に被熱交換流体を流通させる 場合には、第１ヘッダパイプおよび第２ヘッダパイプの仕切板に設けた逆止弁が 閉鎖され、被熱交換流体がコア内でＵターンしつつ流れ、熱交換器は多パス式の ものとなり、エバポレータとして好適に使用することができる。次に、第２導管 から第１導管に被熱交換流体を流す場合には、逆止弁が解放され、被熱交換流体 は、仕切板によって仕切られることなく、ヘッダパイプ内での流通が許容され、 一方のヘッダパイプから他方のヘッダパイプに向けて一括して流れ、熱交換器は ワンパス式のものとなり、コンデンサとして好適に使用することができる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。 図１は本考案の一実施例に係るヒートポンプ式空気調和装置の熱交換器を示す 断面図で、エバポレータとして使用している状態を示し、図２は同熱交換器をコ ンデンサとして使用した場合を示す断面図、図３は逆止弁の平面図、図４は同側 面図、図５は逆止弁の取付け状態を示す断面図であり、図６，７に示す部材と同 一部材には同一符号を付している。

【００１１】 図１，２および３において、本実施例の熱交換器は、所定長離間されかつ平行 に対設された第１および第２のヘッダパイプ１，２を有している。このヘッダパ イプ１，２は、アルミニウム製で、その両端は蓋４０により閉塞されている。第 １ヘッダパイプ１には被熱交換流体が出入りする第１導管３が取付けられ、第２ ヘッダパイプ２には、前記被熱交換流体が出入りする第２導管４が取付けられて いる。両ヘッダパイプ１，２間には多数の扁平管５が設けられ、これら扁平管５ 相互間には伝熱フィン７が取付けられ、全体として熱交換用のコア部８が形成さ ている。

【００１２】 前記第１ヘッダパイプ１には、第１導管３より下流側に１つの第１仕切板２１ が、また第２ヘッダパイプ１には、第２導管４より上流側に１つの第２仕切板２ ３が設けられ、各仕切板２１，２３にはそれぞれ逆止弁２２，２４が設けられて いる。 各逆止弁２２，２４は、図３〜図５に示すように、仕切板２１，２２に 形成された通孔３１を開閉するように弁体３２を設けたもので、各仕切板２１， ２２の上下面に形成した環状嵌合溝２８，２９に、分割されたヘッダパイプ１， ２の端部が嵌合され、仕切板２１，２２をヘッダパイプ１，２により挟持するよ うになっている。

【００１３】 この仕切板２１，２２の通孔３１は上流側に向けてテーパ状に開拡され、弁体 ３２はこのテーパ状通孔３１に密着嵌合するような形状とされている。この弁体 ３２の上面には孔部３３が開設され、この孔部３３にガイドピン３４が挿通され ている。ガイドピン３４は仕切板２１，２２に固定された枠体３５に固着されて 垂下され、弁体３２を円滑に上下動させるもので、この弁体３２と枠体３５との 間にはコイルばね３６が設けられ、このコイルばね３６により弁体３２は常時通 孔３１を閉塞する方向に付勢されている。したがって、弁体３２は、上流側（図 ５中上側）から流下する被熱交換流体は遮断し、下流側（図５中下側）から上方 に向って流れる被熱交換流体の流通は許容することになる。なお、仕切板２２， ２４、弁体３２あるいは枠体３６等は、アルミニウム製とすることが好ましい。 このように構成した熱交換器をヒートポンプ式空気調和装置のサイクル内に組 込んだときの作用を説明する。

【００１４】 ヒートポンプ式空気調和装置を冷房運転する場合には、前記熱交換器はエバポ レータとして機能する。この場合には、コンデンサから膨張弁を介して流入する 被熱交換流体（液化冷媒）が、図１に示すように、第１導管３から流入する。第 １導管３から流入した液化冷媒は、第１ヘッダパイプ１内を流下するが、第１仕 切板２１に設けられた逆止弁２１により阻止され、第１仕切板２１の上流側の扁 平管５内を通って第２ヘッダパイプ２に流入する。この冷媒は扁平管５の本数に より決定される流通面積が小さくなるので、流量が制限され、流速も抑制され、 扁平管５相互間を流れる空気と効率良く熱交換されて蒸発することになる。

【００１５】 第２ヘッダパイプ２内に入った冷媒は、第２ヘッダパイプ２内を流下するが、 第２仕切板２２に設けられた逆止弁２２により阻止され、第１仕切板２１と第２ 仕切板２３の間にある扁平管５内に流入し、再度第１ヘッダパイプ１に至る。こ こにおいても冷媒は空気と効率良く熱交換されて蒸発する。

【００１６】 このようにして、第１ヘッダパイプ１に再流入した冷媒は、下流側に流動して 第２仕切板２３より下の扁平管５内に流入し、再度第２ヘッダパイプ２に集めら れて流出し、コンプレッサに至る。

【００１７】 このようにエバポレータとして機能する熱交換器では、冷媒がコア部８内でＵ ターンしつつ流れる多パス式（３パス式）となるので、コア部８での液化冷媒の 滞留時間が長く、液冷媒は充分に気化され、エバポレータとして優れた機能を発 揮することになる。

【００１８】 また、ヒートポンプ式空気調和装置を暖房運転する場合には、前記熱交換器は コンデンサとして機能する。この場合には、コンプレッサから吐出された高温高 圧の冷媒は、図２に示すように、第２導管４から流入する。第２導管４から第２ ヘッダパイプ１に流入した高温高圧の冷媒は、逆止弁２３の弁体３２に抗して上 方に向って流れるので、第２ヘッダパイプ１内の冷媒は一括して全ての扁平管５ 内を流れる。第１ヘッダパイプ１の第１仕切板２１下方の扁平管５から第１ヘッ ダパイプ１に流入した冷媒も逆止弁２２の弁体３２に抗して上方に向って流れ、 第１導管３に至る。

【００１９】 したがって、コンデンサとして機能する場合には、ワンパス式となるので、冷 媒の流速が速く、空気と効率良く熱交換し、高圧高温の気化冷媒を速やかに凝縮 させることができる。

【００２０】 以上、好ましい一実施例を挙げて本考案を説明したが、本考案は、上述した実 施例のみに限定されるものではなく、実用新案登録請求の範囲の範囲内で種々改 変することができる。例えば、上記実施例は、第１及び第２ヘッダパイプのおの おのに逆止弁を有する第１及び第２仕切板を設け、３パス式のエバポレータとし ているが、第１ヘッダパイプの第２仕切板より下方位置に同様の第３仕切板を設 け、第２ヘッダパイプの前記第３仕切板より下方位置に第４仕切板を設けて５パ ス式のエバポレータとして機能するようにする等、さらに逆止弁を有する仕切板 を増やしてもよい。

【００２１】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、マルチフロー型熱交換器のヘッダパイ プに設けられた仕切板に逆止弁を設けたため、ヒートポンプ式空気調和装置の被 熱交換流体の流れを切換に応じて、エバポレータあるいはコンデンサとして常に 熱交換高利率良く使用できる多パス式あるいはワンパス式の熱交換器とすること ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本考案の一実施例を示す断面図、

【図２】は、同実施例をコンデンサとして使用した状態
を示す断面図、

【図３】は、逆止弁の平面図、

【図４】は、逆止弁の側面図、

【図５】は、逆止弁の取付け状態を示す断面図、

【図６】は、一般的なマルチフロー型熱交換器の斜視
図、

【図７】は、従来の熱交換器を示す断面図である。

【符号の説明】

１…第１ヘッダパイプ、 ２…第２ヘッ
ダパイプ、３…第１導管、 ４…第２導管、５…扁平
管、 ７…放熱フィン、８…
コア部、 ２１…第１仕切
板、２２…逆止弁、 ２３…第
２仕切板、２４…逆止弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２５Ｂ 41/00 Ｄ 9335−3Ｌ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１導管(3) が取付けられた第１ヘッダ
   パイプ(1) と第２導管(4) が取付けられた第２ヘッダパ
   イプ(2) とを所定長離間して平行に対設し、これら両ヘ
   ッダパイプ(1,2) 間を多数の扁平管(5) により連通する
   とともにこれら扁平管(5) 相互間に伝熱フィン(7) を取
   付けてコア部(8) を形成したマルチフロー型熱交換器を
   冷房サイクル中に設けたヒートポンプ式空気調和装置に
   おいて、 前記第１ヘッダパイプ(1) の第１導管(3) よ
   り下流側に１つ又は複数個の第１仕切板(21)を設け、前
   記第２ヘッダパイブ(2) の第２導管(4) より上流側に１
   つ又は複数個の第２仕切板(23)を設け、これら第１及び
   第２仕切板(21,23) の各々に、前記第１導管(3) から第
   ２導管(4) に被熱交換流体を流通させるときは閉鎖し、
   逆に第２導管(4) から第１導管(3) に被熱交換流体を流
   通させるときは開弁する逆止弁(22,24) を設けたことを
   特徴とするヒートポンプ式空気調和装置の熱交換器。