JPS58140597A - 熱交換器用偏平管 - Google Patents

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】 本発明は空調機などのコルゲート熱交換器に使用される
偏平管に関するものである。

従来のこの種熱交換器には、大別して引抜き加工により
管内に多数の矩形穴を設けた引抜管および平行平板内に
波板を挿入し、かつ外周を溶接した溶接管からなる偏平
管が多く用いられている。

前者の引抜管における隣接する矩形穴は引抜き加工の性
質から完全に仕切られているので、管内を流れる流体は
隣接する矩形大間を交流できない欠点がめる。後者の溶
接管は上記と同様な欠点を有するが、流れ方向に部分的
に波板を設けないようにすることにより、前記欠点を若
干緩和させることが可能てめる。

従来の偏平管は上記のような問題点があるため、下記理
由によシ管内側の伝熱性能を大幅に向上させることは期
待できない。

第１の理由は、管内壁に沿って温度境界層が発達し易い
ので、空気側のルーバに見られる前縁効果をほとんど期
待できないことである。

第２の理由は、沸騰領域では伝熱面積を有効に利用する
ことが難しい点である。例えば蒸発器に用いられる引抜
管または溶接管では、各穴を流れる冷媒流量を熱負荷に
応じて分配することは一般に困難である。冷媒分配の不
適切によシ、空気入口近傍の穴を流れる冷媒は空気温度
と冷媒温度との温度差が大きく、かつ熱負荷が大となる
ので、伝熱管の途中で液が完全にガス化する。このため
伝熱管の出口までの伝熱面積が有効に働かないことにな
る。

一方、空気出口近傍の穴を流れる冷媒は、上記と逆の理
由によシ蒸発器出口に至っても液冷媒が存在するので、
圧縮機はその液冷媒を［接吸入して損傷する恐れがある
。

本発明は上記にかんがみ冷媒通路の抵抗を低減させると
共に、伝熱面積を有効に働かせて、伝熱性能を向上させ
ることを目的とするもので、伝熱管内に多数の平板状の
インナーフィンを管内流体の流れ方向に対して傾斜して
設け、しかもそれらのインナーフィンの傾斜角を液領域
およ°びガス領域と沸騰または凝縮領域とによりそれぞ
れ異ならしめたことを特徴とするものである。

以下本発明の実施例を図面について説明する。

第１図および第２図は本発明の偏平管の一実施例として
前記溶接管を使用した熱交換器傭発器）を示し友もので
ある。この蒸発器は多数の平板状のインナーフィン１を
備える冷媒蒸発室９を内蔵するチューブエレメント（偏
平管）２と、これらのチューブエレメント２．２間に設
けられ友コルゲートフィン３と、両側の側板４と１、前
記チューブエレメント２の下部と上部にそれぞれ形成さ
れた冷媒入口室６と冷媒出口室８にそれぞれ接続された
冷媒入口管５および冷媒出口管７により構成されている
。

上記冷媒蒸発室９内のインナーフィン１は第３図に示す
ように、液領域Ｃおよびガス領域Ｅにそれぞれ配列され
たインナーフィンｔａ、１ｃと沸騰領域りに配列された
インナーフィン１ｂとからなり、そのインナーフィン１
ａ、ＩＣと１ｂがそれぞれ冷媒流れ方向大に対する傾斜
角（迎え角）β、　　ｒＦｉ、それぞれ異なるように設
定され、かつインナーフィン１ｍ、１ｃと１ｂは空気流
れ方向の上流側Ｂ、および下流側Ｂ、にそれぞれ傾斜す
るようにセットされている。

上記傾斜角βはほぼ６度程度に、傾斜角ｒは下限値を６
度以上に、上限値を１８８度程にそれぞれ設定される。

このようＫｒを６〜１８度の範囲に限定したのは−ｈ６
度以下では沸騰の際に発生するガスが空気流れの下流側
Ｂ、に向うのを妨げることになシ、また１８度以上では
冷媒流れ方向Ａの流れが阻害されるからである。

次に上述した構成からなる本実施例の作用について説明
する。

冷媒入口管５から冷媒入口室６に流入した液冷媒は、さ
らに各チューブエレメント２内の冷媒蒸発室９に導入さ
れて蒸発する。この蒸発した冷媒ガスは冷媒出口室８に
収集された後に、冷媒出口管７を経て所定部署へ送出さ
れる。この場合、液冷媒流れＡは冷媒蒸気室９内の液領
域Ｃのインナー７４７１８群内を空気流れＢ１と直角方
向に流れて沸騰領域りに流入し、さらにそのインナーフ
ィン１ｂによシ空気流れの下流側Ｂ、に円滑に流れるた
め、空気流れ方向の熱負荷分布に相応する液冷媒が供給
されるから、液冷媒は有効に蒸発して空気と熱交換して
ガス化する。このガス化し友冷媒ガス社ガス領域Ｅのイ
ンナー７４７１０群内を空気流れＢ、と直角方向に流れ
て空気と熱交換を行う。

第４図および第５図は本発明の偏平管の他の実施例であ
る熱交換器（蒸発器）を示すものである。

この実施例の（蒸発器）は１、冷間加工で屈折し九個平
管１００間に予め製作したコルゲートフィン３ｔ−介在
させ、その両者１０．３＝ｉ高温炉で一体に結合した後
、冷媒入口管５と冷媒出口管７を接続して構成されてい
る。前記偏平管１０内にはインナーフィン１が第３図に
示したものと同様に配列されている。このように構成さ
れ九本実施例は第１図に示す実施例と同様な作用を行う
から、その説明を省略する。

次に凝縮作用を行う熱交換器では、第３図に示す凝縮領
域りのインナーフィン１ｂを、冷媒流れ方向から見て空
気流れ方向の上流側Ｂ、に傾斜して配列した偏平管を用
いる点が異なり、その他の構造は前記蒸発器の場合と同
様である。

以上説明したように本発明によれば、インナーフィンを
深領域、ガス領域および沸騰また扛凝縮領域に区分し、
各領域の特性に合致するように配列し念ので、全領域に
わたって温度境界層が発達しないから伝熱性能を大幅に
向上させることができる。また空気流れ方向の熱負荷分
布に相応する液冷媒またはガス冷媒を供給することによ
り、伝熱面積を有効に働がせることかできる。さらに沸
騰領域および凝縮領域における冷媒ガス゛および液冷媒
の流れ方向とインナーフィンの向きを一致させることに
よシ、フィン後流の死水域または剥離の発生を防ぎ通路
抵抗を著しく低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の偏平管を備える熱交換器の一例を示す
正面図−第２図は第１図のＸ−Ｘ線における断面図、第
３図は本発明の偏平管内のインチ−フィンの配列状態を
示す図、第４図は本発明の偏平管を備える熱交換器の他
の例を示す斜視図、第５図は！４図の部分的拡大図であ
る。 １ａ〜ＩＣ・・・インナーフィン、２・・・伝熱管、９
・・・冷媒蒸発室、Ａ・・・冷媒流れ方向％　Ｂ、、Ｂ
ｔ・・・空気流れ方向の上流側と下流側、Ｃ・・・深領
域、Ｄ・・・沸騰または凝縮領域、Ｅ・・・ガス領域。 第　１　口 ％２　図 χ　δ　図 介−Ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、伝熱管と、この伝熱管内に設けた多数の平板状イン
   ナーフイ／とからなる偏平管において、前記インナーフ
   ィンを管内流体の流れ方向に対して傾斜して設け、しか
   もそれらのインナーフィンの傾斜角を液領域およびガス
   領域と沸騰または凝縮領域とによシそれぞれ異ならしめ
   たことを特徴とする熱交換器用偏平管。 ２　蒸発作用を行う熱交換器では、伝熱管内を流通する
   流体の流れ方向から見て、沸騰領域内のインナーフィン
   を管外流体の下流側に傾斜させることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の熱交換器用偏平管。 １　凝縮作用を行う熱交換器では、伝熱管内を流通する
   流体の流れ方向から見て、′要綱領域内