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JP2528121B2 - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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Publication number
JP2528121B2
JP2528121B2 JP11654087A JP11654087A JP2528121B2 JP 2528121 B2 JP2528121 B2 JP 2528121B2 JP 11654087 A JP11654087 A JP 11654087A JP 11654087 A JP11654087 A JP 11654087A JP 2528121 B2 JP2528121 B2 JP 2528121B2
Authority
JP
Japan
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tube
heat exchanger
tubes
headers
fins
Prior art date
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JP11654087A
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JPS63282490A (ja
Inventor
良一 星野
広仲 佐々木
和美 鴇崎
Original Assignee
昭和アルミニウム株式会社
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
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    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/126Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28F9/02Header boxes; End plates
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、カーエアコン用やルームエアコン用の蒸
発器等に用いられる熱交換器に関する。
従来の技術 例えば上記のような用途に用いられる蒸発器用熱交換
器として従来より、第8図に示すように、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(21)を
蛇行状に曲げ、その平行部(21a)間にコルゲートフィ
ン(22)を配置してコアを構成したいわゆるサーペンタ
イン型熱交換器が知られている。
発明が解決しようとする課題 ところがかかるサーペンタイン型熱交換器では、流通
空気は同図矢印(X)で示すようにチューブの幅方向に
流通するものとなされるため、チューブ(21)の空気流
出側の端部(21b)に至る程、冷媒蒸発量が少なくなっ
て熱交換に充分寄与できないこととなり、従って熱交換
性能の向上に限界があった。しかも冷媒通路が、単一の
偏平チューブにより形成されているため、通路断面積を
大きく確保するには限界があり、このため特にチューブ
長さが長くなると冷媒側の圧力損失が増加して単位体積
当りの性能が劣化するというような欠点もあった。ま
た、熱交換時に流通空気から結露水が生じることがある
が、該結露水の一部は蛇行チューブ(21)の谷部(23)
に溜まることから、結露水の排出を速やかに行うことが
困難で、またこの溜まった結露水によってコルゲートフ
ィン(22)が目詰まりを起し、益々熱交換効率が悪くな
るという欠点もあった。さらにまた、熱交換器の組立段
階において、蛇行状に曲成したチューブ(21)の平行部
間にコルゲートフィン(22)を介在状態に配置して仮組
固定する際、チューブ平行部間の間隙縮小方向への弾性
力によってフィン(22)が抜け方向に移動してチューブ
とフィンとが位置ずれし易いという欠点もあった。
この発明は上記各種欠点を解消した熱交換器の提供を
目的とするものである。
課題を解決するための手段 上記目的においてこの発明に係る熱交換器は、所定長
さの直線状のチューブとフィンとが交互積層状態に接合
一体化されるとともに、チューブの両端が1対の中空ヘ
ッダーに接合連結されて偏平状の熱交換器基体が形成さ
れ、該基体がチューブの長さ方向に沿って1ないし複数
回折曲されることにより全体がチューブの長さ方向に蛇
行状となされ、かつ前記1対のヘッダーが空気流通方向
の風上側と風下側に位置する状態で流通空気内に配置さ
れることを特徴とするものである。
実施例 次にこの発明を、アルミニウム製の蒸発器用熱交換器
に適用した実施例に基いて説明する。
まず第4図及び第5図に示すのは、偏平状の熱交換器
基体(A)である。この熱交換器基体(A)は、直線状
のチューブ(1)、コルゲートフィン(2)、1対のヘ
ッダー(3)(4)を備えている。チューブ(1)はア
ルミニウム材による偏平状の押出形材をもって構成され
たものである。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型のものを用いても良
い。また押出形材によらず電縫管を用いても良い。コル
ゲートフィン(2)もアルミニウム製であり、チューブ
(1)とほぼ同じ幅を有している。コルゲートフィン
(2)は好ましくはルーバーを切起こしたものを用いる
のが良い。ヘッダー(3)(4)は断面円形のアルミニ
ウム製パイプをもって形成したものである。かつヘッダ
ー(3)(4)には、第6図に示すように、その長さ方
向に沿って所定間隔でチューブ挿入孔(5)を穿設して
おく。
この熱交換器基体(A)の製作は、チューブ(1)の
両端を左右のヘッダー(3)(4)のチューブ挿入孔
(5)に挿入したのち、隣接チューブ(1)(1)間に
コルゲートフィン(2)を介在状態に配置させることに
より行う。この際、コルゲートフィン(2)の高さを隣
接チューブ間隔よりもやや大に設定しておくと、コルゲ
ートフィンによる隣接チューブの拡開方向への弾力作用
によって該フィンを挟圧状態でチューブ間に自己保持さ
せることができる。
次いで、チューブ(1)、コルゲートフィン(2)、
ヘッダー(3)(4)からなる組立物をろう付して、こ
れら相互を接合一体化する。接合は、ヘッダー(3)
(4)及び、チューブ(1)またはコルゲートフィン
(2)のいずれかに予めろう材を被覆したアルミニウム
材を用い、真空ろう付等の一括ろう付により行うものと
するのが生産性の点から好ましい。
上記により得た偏平状の熱交換器基体(A)は、チュ
ーブ(1)の長さ方向に沿ってその折返し部(1a)が等
間隔で平行状となるように複数回折曲されて蛇行状とな
される。このように、チューブ(1)とフィン(2)と
ヘッダー(3)(4)とを接合したのち折曲成形するこ
とで、予め折曲したチューブにフィンを介在状態に配置
して接合する場合に生じるようなチューブとフィンとの
位置ずれを防止できる。この熱交換器基体(A)の折曲
加工を容易化するため、チューブ(1)の幅(w)は16
mm以下とするのが望ましく、特に好ましくは13mm以下に
設定するのが良い。ただしチューブ幅が小さすぎると熱
交換効率の低下を招くことから、チューブ幅は5mm以上
確保するのが望ましい。また折曲は必ずしも折返し部
(1a)が平行状となるように行う必要はなく、第7図に
示すように、折曲部(1b)の脹みを大きく確保して隣接
折返し部(1a′)(1a′)が基端に至るに従って漸次接
近するような態様に折曲しても良い。
その後、各ヘッダー(3)(4)の一端に冷媒入口管
(6)及び出口管(7)を接合するとともに、他端に蓋
片(8)(9)をそれぞれ接合して第1図ないし第3図
に示す完成品とする。なお冷媒出入口管(6)(7)及
び蓋片(8)(9)は、熱交換器基体(A)の製作後蛇
行曲成前に予め接合取着しておいても良い。
こうして製作された蒸発器用熱交換器(H)では、2
本のヘッダー(3)(4)間に蛇行状に曲成された各チ
ューブ(1)が等間隔にて連結されるとともに、隣接チ
ューブ間にこれもチューブに沿う蛇行形状に曲成された
コルゲートフィン(2)が介在状態で接合されてなるも
のに構成されている。
而して上記熱交換器(H)は、冷媒流れの方向を空気
の流通方向(第1図に矢印(X)で示す)に沿わせた態
様、換言すれば、1対のヘッダー(4)(3)が風上側
と風下側に位置して、熱交換器の蛇行方向が空気流通方
向に合致した状態に配置される。そして冷媒入口管
(6)からヘッダー(3)に流入した冷媒は各チューブ
(1)を蛇行状に流通する間に、チューブ間に形成され
たコルゲートフィン(2)を含む空気流通間隙を流通す
る空気と熱交換を行ったのち、他方のヘッダー(4)へ
と至り、冷媒出口管(7)から器外へと流出する。
発明の効果 この発明は上述の次第で、所定長さの直線状のチュー
ブとフィンとが交互積層状態に接合一体化されるととも
に、チューブの両端が1対の中空ヘッダーに接合連結さ
れて偏平状の熱交換器基体が形成され、該基体がチュー
ブの長さ方向に沿って1ないし複数回折曲されることに
より全体がチューブの長さ方向に蛇行状となされ、かつ
前記1対のヘッダーが空気流通方向の風上側と風下側に
位置する状態で流通空気内に配置されることを特徴とす
るものである。従って、空気の流通方向に沿わせて熱交
換媒体を蛇行させながら該空気との間で熱交換を行うこ
とになるから、各チューブのそれぞれが等しく熱交換に
寄与するものとなり、その結果従来のサーペンタイン型
熱交換器のような熱交換に寄与しない部分の存在をなく
し得て、熱交換器全体の効率を向上することができる。
しかも、流通空気は少なくとも2回熱交換器を横切るか
ら、各チューブを流れる熱交換媒体は少なくとも2回熱
交換の機会を与えられることになり、極めて効率の良い
熱交換を行わせることができる。またチューブの長さが
長くなっても、その分の圧力損失をチューブの本数を増
加することにより吸収することが可能であるから、全体
としての圧力損失の増大を回避することができる。ま
た、単一のチューブを蛇行状に曲成したものではなく、
各チューブは空気の流通方向と直交する方向において分
割されているため、結露水がチューブの谷部に溜まるこ
とがなくなりその排出を容易となしうる。従ってフィン
が結露水によって目詰まりを起こす危険がないからフィ
ンピッチを小に設定でき、益々熱交換性能に優れた熱交
換器となしうる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る熱交換器の斜視図、第2図は第
1図に示す熱交換器の横面図、第3図は同じく流通空気
の風上側から見た熱交換器の縦面図、第4図は熱交換器
基体の正面図、第5図は平面図、第6図は熱交換器基体
をそのヘッダー、チューブ、コルゲートフィンを分離し
た状態で示す斜視図、第7図は熱交換器の蛇行態様の変
形例を示す横面図で第2図に相当する図、第8図は従来
のサーペンタイン型熱交換器をその一部を省略して示す
斜視図である。 (1)……チューブ、(2)……コルゲートフィン、
(3)(4)……ヘッダー、(A)……熱交換器基体、
(H)……熱交換器。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定長さの直線状のチューブとフィンとが
    交互積層状態に接合一体化されるとともに、チューブの
    両端が1対の中空ヘッダーに接合連結されて偏平状の熱
    交換器基体が形成され、該基体がチューブの長さ方向に
    沿って1ないし複数回折曲されることにより全体がチュ
    ーブの長さ方向に蛇行状となされ、かつ前記1対のヘッ
    ダーが空気流通方向の風上側と風下側に位置する状態で
    流通空気内に配置されることを特徴とする熱交換器。
  2. 【請求項2】チューブの幅が13mm以下である特許請求の
    範囲第1項記載の熱交換器。
JP11654087A 1987-05-13 1987-05-13 熱交換器 Expired - Lifetime JP2528121B2 (ja)

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