JPH0755369A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 内部に第１の熱媒を通流させる複数本を１組
として螺旋状に成形された金属製の毛細管３ａ，３ａを
複数本並列に配置し、毛細管３ａ，３ｂ間に第２の熱媒
を通流させるために毛細管３ａ，３ｂの両端部を上部ヘ
ッダ２ａ及び下部ヘッダ２ｂに接続している。 【効果】 伝熱面積の増大により熱交換効率を向上させ
ることができる。しかも毛細管３ａ，３ｂ内における第
１の熱媒を旋回させながら乱流状態で流すことができ、
また毛細管３ａ，３ｂ外を流れる第２の熱媒に渦状の流
れを発生させることができ、乱流効果により熱交換効率
の向上を図ることができ、さらなるコンパクト化を図る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱交換器、より詳細には
空気調和機等に使用される金属製の毛細管で成型された
熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、空気調和機、特にルームエアコン
の室内機のコンパクト化に伴い、高効率でしかもコンパ
クトな熱交換器が要求されている。一般に空気調和機等
に用いられている熱交換器は、伝熱管とフィンからな
る、いわゆるフィンアンドチューブ熱交換器であり、こ
の種フィンアンドチューブ熱交換器を図７に示す。図中
４１はフィンアンドチューブ熱交換器を示しており、フ
ィンアンドチューブ熱交換器４１は複数枚のフィン４２
と冷媒を流す伝熱管４３が一体的に接続されて構成され
ている。このフィンアンドチューブ熱交換器４１は伝熱
管４３に冷媒を流し、フィン４２及び伝熱管４３の間４
４に空気を流して熱交換を図っていた。

【０００３】しかし、このフィンアンドチューブ熱交換
器４１にあっては、薄型化等によるコンパクト化には限
界があるため、よりコンパクト化を図るために、例えば
特開平３−６７９９４号公報に開示されたような熱交換
器が提案されている。特開平６−６７９９４号公報の熱
交換器は図８に示すように、樹脂中空糸５１からなる編
成体５２の両端を管端金具５３に接続して熱交換器５４
は構成されており、編成体５２の屈曲性により熱交換器
５４のコンパクト化を図っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の熱交換
器においては、前記樹脂中空糸を使用しているため、金
属（銅、アルミニウム等）に比べて、熱伝導率が低く、
しかも耐圧、腐食等の問題から冷媒を水等にせざるを得
ず、熱交換効率の低下は避けられないという課題があっ
た。

【０００５】本発明はこのような課題に鑑み発明された
ものであって、熱交換効率の向上を図ることができ、し
かもコンパクト化を図ることができる熱交換器を提供す
ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る請求項１記載の熱交換器は、内部に第１
の熱媒を通流させる複数本を１組として螺旋状に成形さ
れた金属製の毛細管が複数本並列に配置され、該毛細管
間に第２の熱媒を通流させるために当該毛細管の両端部
がヘッダに接続されている。

【０００７】また、上記毛細管に、細径の樹脂中空糸若
しくは複数本の細径の樹脂中空糸を相互に編み込んでな
る編成体を被覆若しくはからませている。

【０００８】

【作用】上記構成の熱交換器によれば、複数本並列に配
置された複数本を１組とした毛細管が金属製でしかも螺
旋状に形成されており、これら毛細管内に第１の熱媒が
通流され、前記毛細管間には第２の熱媒が通流されるの
で、前記毛細管内を第１の熱媒が旋回しながら流れるこ
とにより、また前記毛細管外を流れる第２の熱媒に渦状
の流れが発生して、乱流効果が生じることにより熱交換
効率の向上が図られる。

【０００９】また、毛細管に細径の樹脂中空糸若しくは
複数本の細径の樹脂中空糸を相互に編み込んでなる編成
体を被覆若しくはからませているので、第２の熱媒の乱
流効果が向上するとともに、熱交換面積が増大すること
により、熱交換効率の向上を図れるとともに、熱交換器
の強度の向上が図れる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明に係る熱交換器の第１実施例を
図面に基づいて説明する。図１は第１実施例に係る熱交
換器を示した概略斜視図であり、図２は毛細管間におけ
る空気の流れを示した部分拡大図である。

【００１１】図中１は熱交換器を示しており、熱交換器
１の上下部にはヘッダ２が配設されており、上部ヘッダ
２ａと下部ヘッダ２ｂの間には２本の金属製（例えば銅
またはアルミニウム製）の毛細管３ａ，３ｂを１組とし
て螺旋状に形成し、この毛細管３ａ，３ｂが複数本並列
に毛細管群４として配置されている。またこの毛細管３
は、内径数百μｍから数ｍｍに形成されており、毛細管
３ａ，３ｂは上部ヘッダ２ａ及び下部ヘッダ２ｂにろう
付け等により接続されている。また上部ヘッダ２ａの側
面には熱媒の流入口５が形成され、下部ヘッダ２ｂの側
面には熱媒の流出口６が形成され、熱媒が毛細管３ａ，
３ｂ内を通流するようになっている。

【００１２】上記の如く構成された熱交換器１にあって
は、図１の矢印で示したように、空気は複数本の毛細管
３ａ，３ｂ間を通流する。このとき図２に示したように
毛細管３ａ，３ｂの螺旋構造の間を乱流状態となって通
流する。また冷媒は流入口５から流入し、毛細管３ａ，
３ｂ内を蛇行しながら流れ流出口６から流出する。

【００１３】以上説明したように実施例に係る熱交換器
１にあっては、複数本並列に配置された毛細管３ａ，３
ｂが金属で形成されているので、熱伝導率を向上させる
ことができ、しかも毛細管３ａ，３ｂが螺旋状に形成さ
れているため、毛細管３ａ，３ｂ内を冷媒が旋回しなが
ら乱流状態となって流れ、冷媒側の熱伝達率を向上させ
ることができる。また、毛細管３ａ，３ｂ間には第２の
熱媒の空気が通流し、多重螺旋構造により空気側の伝熱
面積を小スペースで大幅に増大させることができる。さ
らに、毛細管３ａ，３ｂ外を流れる空気には、螺旋構造
中心側の管外壁に沿う渦状の旋回成分が発生し、乱流混
合効果により、空気側における熱伝達率がより一層良好
となり、熱交換効率を向上させることができる。

【００１４】尚、上記では２本の毛細管３ａ，３ｂを１
組としているが、毛細管の本数は２本に限らず複数本で
あってもよい。

【００１５】そして、図３は本発明の熱交換器の第２実
施例の要部を概略的に示した斜視図であり、図３におい
て、図中１１は１本若しくは２本１組として螺旋状に成
型した毛細管を示しており、この毛細管１１に樹脂中空
糸１２よりなる編成体１３を被覆し形成されている。

【００１６】上記した第２実施例によれば、第２の熱媒
の熱交換面積を増大させることができ、また、樹脂中空
糸のみで熱交換器が構成されるよりも、金属の毛細管を
被覆することにより、毛細管外を流れる第２の熱媒の流
れに乱れを生じ易くなり、乱流混合効果を向上させ、よ
り一層熱交換効率の向上を図ることができ、高効率化及
びコンパクト化を図ることができる。さらに、編成体の
みで構成されるよりも、金属の毛細管を伴うことにより
熱交換器の強度を向上させることができる。尚、上記に
おいては、樹脂中空糸１２より編成体１３を形成して毛
細管１１に被覆しているが、樹脂中空糸１２を毛細管１
１にからませて構成してもよい。

【００１７】そして、図４、図５は本発明の熱交換器の
第３実施例を概略的に示した正面図である。図４におい
て、図中２１ａは１本若しくは２本１組として螺旋状に
成型した毛細管２２ａを複数本並列に配置した毛細管群
を示しており、毛細管群２１ａは円弧状に屈曲形成され
てヘッダ２３ａ，２３ｂに接続されており、一方のヘッ
ダ２３ａには冷媒の流入口（図示せず）が形成されてお
り、他方のヘッダ２３ｂには冷媒の流出口２４が形成さ
れている。

【００１８】また図５において、図中２１ｂは１本若し
くは２本１組として螺旋状に成型した毛細管２２ｂを複
数本並列に配置した毛細管群を示しており、毛細管群２
１ｂは蛇行状に屈曲形成されてヘッダ２３ａ，２３ｂに
接続されており、一方のヘッダ２３ａには冷媒の流入口
（図示せず）が形成されており、他方のヘッダ２３ｂに
は冷媒の流出口２４が形成されている。

【００１９】上記した第３実施例によれば、毛細管群２
１ａ、２１ｂが円弧状もしくは蛇行状等に屈曲形成され
ているので、熱交換器の表面積を増大させると共に熱交
換器の占有スペースに合わせて成型することができ、よ
り一層のコンパクト化を図ることが可能となる。

【００２０】また図６（ａ）、（ｂ）は本発明の熱交換
器のさらに第４実施例の要部を概略的に示した正面断面
図及び斜視図である。図中２１は毛細管を示しており、
毛細管３１の外表面に伝熱フィン３２が螺旋状に形成さ
れている。

【００２１】上記した第４実施例によれば、毛細管３１
の外表面に伝熱フィン３２を形成することにより、空気
側における熱交換面積を増大させることができ、伝熱フ
ィン３２の前縁効果により、より一層空気側熱伝達率を
向上させることができ、さらなる高効率化及びコンパク
ト化を図ることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１記載の本発
明の熱交換器にあっては、複数本を１組として金属製の
毛細管を螺旋状に成型されているので、第２の熱媒の渦
状の流れがよりも多く発生し、乱流効果がより向上する
とともに伝熱面積の増大により熱交換効率の向上が図れ
る。また、毛細管に細径の樹脂中空糸若しくは複数本の
細径の樹脂中空糸を相互に編み込んでなる編成体を被覆
若しくはからませているので、第２の熱媒の乱流効果が
向上するとともに、熱交換面積が増大することにより、
熱交換効率の向上を図れるとともに、熱交換器の強度の
向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る熱交換器の第１実施例を示す概略
斜視図である。

【図２】第１実施例に係る毛細管外の空気の流れを示す
部分拡大図である。

【図３】本発明に係る熱交換器の第２実施例を示す毛細
管の斜視図である。

【図４】本発明に係る熱交換器の第２実施例の他の実施
例を示す毛細管群の正面図である。

【図５】本発明に係る熱交換器の第３実施例の他の実施
例を示す毛細管群の正面図である。

【図６】（ａ）（ｂ）は本発明に係る熱交換器の第４実
施例を示す毛細管の正面断面図及び斜視図である。

【図７】従来のフィンアンドチューブ式熱交換器を示す
概略斜視図である。

【図８】従来の熱交換器を示す概略正面図である。

【符号の説明】

１ 熱交換器 ２ａ 上部ヘッダ ２ｂ 下部ヘッダ ３ａ，３ｂ 毛細管 ４ 毛細管群 ５ 流入口 ６ 流出口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に第１の熱媒を通流させる複数本を
   １組として螺旋状に成形された金属製の毛細管が複数本
   並列に配置され、該毛細管間に第２の熱媒を通流させる
   ために当該毛細管の両端部がヘッダに接続されたことを
   特徴とする熱交換器。
2. 【請求項２】 上記毛細管に、細径の樹脂中空糸若しく
   は複数本の細径の樹脂中空糸を相互に編み込んでなる編
   成体を被覆若しくはからませたことを特徴とする請求項
   １記載の熱交換器。