JPS58200997A - 熱交換器の製造方法 - Google Patents
熱交換器の製造方法Info
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- JPS58200997A JPS58200997A JP8164582A JP8164582A JPS58200997A JP S58200997 A JPS58200997 A JP S58200997A JP 8164582 A JP8164582 A JP 8164582A JP 8164582 A JP8164582 A JP 8164582A JP S58200997 A JPS58200997 A JP S58200997A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
- F28F1/025—Tubular elements of cross-section which is non-circular with variable shape, e.g. with modified tube ends, with different geometrical features
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D1/00—Heat-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
- F28D1/02—Heat-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 with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
- F28D1/04—Heat-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 with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
- F28D1/047—Heat-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 with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
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- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
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- F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
- F28F9/028—Header 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は多流路の扁平伝熱管を用いた熱交換器に係り、
特に該伝熱管の各流路への適正な冷媒分配を実現する伝
熱管の端部形状に関する。
特に該伝熱管の各流路への適正な冷媒分配を実現する伝
熱管の端部形状に関する。
扁平伝熱管を用いた熱交換器は一般に第１図に示す構造
であり、蛇行状に曲折（、り扁平伝熱管１の平行管部の
間にコルゲートフィン２が配設されている。上記扁平伝
熱管１の両端部はヘッダ３゜４が接続され、ヘッダ金繰
て扁平伝熱管１内を流通する熱源流体とフィン２間を矢
印５のように流通する空気との間に熱交換が行なわれる
。上記扁平伝熱管１の断面は第２図に示すように多通路
６ａ・・・６ｎが形成されている。
であり、蛇行状に曲折（、り扁平伝熱管１の平行管部の
間にコルゲートフィン２が配設されている。上記扁平伝
熱管１の両端部はヘッダ３゜４が接続され、ヘッダ金繰
て扁平伝熱管１内を流通する熱源流体とフィン２間を矢
印５のように流通する空気との間に熱交換が行なわれる
。上記扁平伝熱管１の断面は第２図に示すように多通路
６ａ・・・６ｎが形成されている。
第３図は上巳扁平伝熱管１内部の冷媒の状態を示す。い
ま蒸発器として用いる場合を考えると、各通路６ａ・・
・６ｎ（（均一に冷媒金離す場合、空気流５に対して図
示に符号１５で示すような冷媒の過熱２０ ガス鎮域が
形成され、反対に符号１４で示すように気液二相域が形
成され熱交換効率が低下する。この現象全防止し熱交換
効率を上げる為に従来広の様な代表的な二つの例が提案
されている。その一つの例を第４図に示す。この提案は
へラダ３に取り付ける扁平伝熱管端部の切り口を傾斜さ
すたちので、帆る。この例はへラダ３から扁平伝熱管ｌ
の各流路６ａ・・６ｎに冷媒を分配させる際、人「１．
′Ｔ′＾：部６ａ’、、 ６ｂ’＋・・・６ｎ’の流体
抵抗を変化させることにより、流路６ａ側に多く流路６
ｎ側に順次・νなく分配させるものである。しかし、熱
交換器の人［］から出口間の圧力損失を実験と計算で検
討した結末、圧力損失の大半は各流路の入口から出口間
の一相流の圧力損失であり、入口付近の曲りの損失は袷
めて少ないことがわかった。即ち、第４図の９口き構造
を用いたとしても実際上の効果を得ることはほとんど期
待できない。
ま蒸発器として用いる場合を考えると、各通路６ａ・・
・６ｎ（（均一に冷媒金離す場合、空気流５に対して図
示に符号１５で示すような冷媒の過熱２０ ガス鎮域が
形成され、反対に符号１４で示すように気液二相域が形
成され熱交換効率が低下する。この現象全防止し熱交換
効率を上げる為に従来広の様な代表的な二つの例が提案
されている。その一つの例を第４図に示す。この提案は
へラダ３に取り付ける扁平伝熱管端部の切り口を傾斜さ
すたちので、帆る。この例はへラダ３から扁平伝熱管ｌ
の各流路６ａ・・６ｎに冷媒を分配させる際、人「１．
′Ｔ′＾：部６ａ’、、 ６ｂ’＋・・・６ｎ’の流体
抵抗を変化させることにより、流路６ａ側に多く流路６
ｎ側に順次・νなく分配させるものである。しかし、熱
交換器の人［］から出口間の圧力損失を実験と計算で検
討した結末、圧力損失の大半は各流路の入口から出口間
の一相流の圧力損失であり、入口付近の曲りの損失は袷
めて少ないことがわかった。即ち、第４図の９口き構造
を用いたとしても実際上の効果を得ることはほとんど期
待できない。
次に他の例全第５図に示す。この例は入［１がら出口に
至る通路７ａ 、 ７ｂ 、 ７ｃ・・・７ｎ自身の流
路断面積を図示のように順次変化させたものでル）る。
至る通路７ａ 、 ７ｂ 、 ７ｃ・・・７ｎ自身の流
路断面積を図示のように順次変化させたものでル）る。
本例によれば流量を各流路毎に変えることは可能である
が、次の一つの問題点ｋ 丁する。まず第１に性能上の
問題であるが、第６１羽に示したモリエル線図上に示す
ように、蒸発器の圧力損失が各流路ともに同じように増
加１−蒸発１腺１２全たどることになる。この場合均等
分配の場合の蒸発線１３に比較して平均蒸発温度が上昇
する３ このことは空気と冷媒の温度差が減少すること
ｔ意味し、実際」二性能が低下したことに等しい。゛つ
まり本例によって大きな性能上の効果は期待できない。
が、次の一つの問題点ｋ 丁する。まず第１に性能上の
問題であるが、第６１羽に示したモリエル線図上に示す
ように、蒸発器の圧力損失が各流路ともに同じように増
加１−蒸発１腺１２全たどることになる。この場合均等
分配の場合の蒸発線１３に比較して平均蒸発温度が上昇
する３ このことは空気と冷媒の温度差が減少すること
ｔ意味し、実際」二性能が低下したことに等しい。゛つ
まり本例によって大きな性能上の効果は期待できない。
１０は飽和液線、１１は飽和蒸気線、Ｐは圧力、ｉはエ
ンタルの ピ全示す。第２は生産性迩問題である。本例の如き各流
路断面積が変化する形状の伝熱管は第２図に示す一般の
形態のものに比較して製造工程が複雑になるとともに、
材料費そのものに極めて無駄が多い。
ンタルの ピ全示す。第２は生産性迩問題である。本例の如き各流
路断面積が変化する形状の伝熱管は第２図に示す一般の
形態のものに比較して製造工程が複雑になるとともに、
材料費そのものに極めて無駄が多い。
以上のように従来技術は、性能上の効果、生産性いずれ
の点においても種々の問題点があった。
の点においても種々の問題点があった。
１
本発明は上記に鑑みて発明さ、れたもので、多通路より
成る扁平伝熱管を用いた熱交換器において、該熱交換器
全最高効率点で使用するための冷媒分配機構全提供する
こと全目的とする。
成る扁平伝熱管を用いた熱交換器において、該熱交換器
全最高効率点で使用するための冷媒分配機構全提供する
こと全目的とする。
上記目的全達成するため本発明は、多通路孕備えた扁平
伝熱管の入口端、出口端の少なくとも一方を、また蒸発
器の場合は冷媒入口端を、凝縮器の場合は冷媒出口端の
各連路の開１−コＩγ＋＋＋ｉ ｔｔｆｒ ｌ！’ＩＩ
ｆｔ’ｉ ？Ｌ″風上側より風下側方向に順次減少さ
せた特徴レイＩする。
伝熱管の入口端、出口端の少なくとも一方を、また蒸発
器の場合は冷媒入口端を、凝縮器の場合は冷媒出口端の
各連路の開１−コＩγ＋＋＋ｉ ｔｔｆｒ ｌ！’ＩＩ
ｆｔ’ｉ ？Ｌ″風上側より風下側方向に順次減少さ
せた特徴レイＩする。
本発明の一実施例を第７図、第８図（こ隻すき説明する
。この実施例は多通路を有する扁平伝熱管の一端に流路
断面積の異なる管端部材を設けたものである。製作方法
としては、前述の第２図と同様の均等断面の多通路１６
ａ １１６ｂ ＋ ｌｂｃ・・１６ｎを有する扁平伝熱
管１６の端部に該通路の中心延長部の通路断面積が図示
のように順次異なる開口断面積１７ａ 、 ＋７ｂ 、
１７ｃ −１７ｎを有し、外形は響１平伝熱管１６と
同形の管端部材１７をロー付は等にて溶着して形成する
。管端部材１７の通路断面は風り側曲路から風下側通路
方向に順次減少するように形！’＋’ｊ Ｌ−１またそ
の形状は図示の様に円形に限らず、多角形、四角形ある
いは三角形であってもよい。
。この実施例は多通路を有する扁平伝熱管の一端に流路
断面積の異なる管端部材を設けたものである。製作方法
としては、前述の第２図と同様の均等断面の多通路１６
ａ １１６ｂ ＋ ｌｂｃ・・１６ｎを有する扁平伝熱
管１６の端部に該通路の中心延長部の通路断面積が図示
のように順次異なる開口断面積１７ａ 、 ＋７ｂ 、
１７ｃ −１７ｎを有し、外形は響１平伝熱管１６と
同形の管端部材１７をロー付は等にて溶着して形成する
。管端部材１７の通路断面は風り側曲路から風下側通路
方向に順次減少するように形！’＋’ｊ Ｌ−１またそ
の形状は図示の様に円形に限らず、多角形、四角形ある
いは三角形であってもよい。
第９図は他の実施例を示し、この実施例は多通路を有す
る扁平伝熱管２６の各通路端部全潰して端部通路断面積
を順次異ならしめたもので、均等断面の多通路２６ａ
、 ２６ｂ 、 ２６ｃ・・・２６ｎｉ有する扁平伝熱
管２６の端部を各通路の一側壁２６ａ’ 、 ２６ｂ’
、 ２６ｃ’・・・２６ｎ”！ｉミープレス形等によ
って傾斜状に押し下げ、各押下げ側壁２ｆ３ａ’ 、
２６ｂ’ 、 ２６ｃ’ ＝・２６ｎ’の高さ位置を順
次ずらし、各通路２６ａ 、 ２６ｂ 、 ２６ｃ −
２６ｎの端部の開口断面積全風下側通路方向に順次減少
させている。
る扁平伝熱管２６の各通路端部全潰して端部通路断面積
を順次異ならしめたもので、均等断面の多通路２６ａ
、 ２６ｂ 、 ２６ｃ・・・２６ｎｉ有する扁平伝熱
管２６の端部を各通路の一側壁２６ａ’ 、 ２６ｂ’
、 ２６ｃ’・・・２６ｎ”！ｉミープレス形等によ
って傾斜状に押し下げ、各押下げ側壁２ｆ３ａ’ 、
２６ｂ’ 、 ２６ｃ’ ＝・２６ｎ’の高さ位置を順
次ずらし、各通路２６ａ 、 ２６ｂ 、 ２６ｃ −
２６ｎの端部の開口断面積全風下側通路方向に順次減少
させている。
第１０図、第１１図は更に他の実施例全示し、この実施
例は多通路を有する扁平伝熱管３６全連設する〜ラダ３
３に開口面積の異なる覆壁３５ヲ形成し、この覆壁３５
にて扁平伝熱管３６の端部を覆って扁平伝熱管の多数路
の端部開口面積を順次異々らしめたもので、ヘッダ３３
の一側面に扁平伝熱管の端部を覆う覆壁３５ヲ形成し、
この覆壁３５に扁平伝熱管３６の多通路の延長中心部に
順次開口面積の異なる開口３５ａ 、 ３５ｂ 、 ３
５ｃ 、 −３５ｎ ｋ穿ち、この覆壁３５で扁平伝熱
管３６の端部を覆いロー付等にて溶着し、または外部フ
ィンと伝熱管３６接合時に同時に接合して成り、扁平伝
熱管３６の各通路３６ａ・・・３６ｎと〜ラグ３３との
連通開口面積が風下側通路方向に順次減少されている。
例は多通路を有する扁平伝熱管３６全連設する〜ラダ３
３に開口面積の異なる覆壁３５ヲ形成し、この覆壁３５
にて扁平伝熱管３６の端部を覆って扁平伝熱管の多数路
の端部開口面積を順次異々らしめたもので、ヘッダ３３
の一側面に扁平伝熱管の端部を覆う覆壁３５ヲ形成し、
この覆壁３５に扁平伝熱管３６の多通路の延長中心部に
順次開口面積の異なる開口３５ａ 、 ３５ｂ 、 ３
５ｃ 、 −３５ｎ ｋ穿ち、この覆壁３５で扁平伝熱
管３６の端部を覆いロー付等にて溶着し、または外部フ
ィンと伝熱管３６接合時に同時に接合して成り、扁平伝
熱管３６の各通路３６ａ・・・３６ｎと〜ラグ３３との
連通開口面積が風下側通路方向に順次減少されている。
次に上記各実施例の作用について説明する。上記三種類
の各実施例とも作用は同様である。この扁平伝熱管は蒸
発器としても利用できるＬ、また凝縮器としても利用で
き、方向が逆であって作用は全く類似している。そして
蒸発器としての作用のみを第７図、第８図の実施例にも
とに説明する。
の各実施例とも作用は同様である。この扁平伝熱管は蒸
発器としても利用できるＬ、また凝縮器としても利用で
き、方向が逆であって作用は全く類似している。そして
蒸発器としての作用のみを第７図、第８図の実施例にも
とに説明する。
本実施例はすでに述べたようら構造であるから、ヘッダ
より扁平伝熱管に流入する冷媒はまず断面の異なる各通
路に分岐する冷媒の流量は入口ヘッダから出口ヘッダま
での圧力損失が当しくなるように流れる。即ち、入口付
近の流路断面の大きい流路は該流路断面の小さい流路に
比較して、入口部分の損失が少いので、流量が多（なる
。その状態金モリエル線図上で説明すると第１２図のよ
うになる。熱交換器の圧力損失は入口ヘッダ部４７がら
出口ヘッダ部４８の間の損失であるが、流路１７ａから
１７ｎに対応する蒸発線は第１２図の４０〜４６という
形で表わされる。この図かられかるように、本実施例に
よる蒸発器は、蒸発温度の高い流路と低い流路が存在し
、平均蒸発温度は第２図に示すもとの一般的伝熱管に冷
媒を均等に流した場合と大差にない。しかも本実施例に
よれば空気の温度差に応じて冷媒量ヲ変えることができ
るので、第３図ですでに説明したような、不均一な冷媒
過熱域１５は存在し々い。このことは、熱交換効率の高
い二相流部の面積割合全増すことができるということで
ある。以上のように、本実施例による蒸発器は空気と冷
媒との温度差全減少させないで且つ熱交換効率全増加さ
せることができる。この結果、熱交換量を大幅に増加さ
せることかでき、さらに本実施例は特別に生産性を低下
させることなく実現が可能であり、実用上のメリットが
大である。
より扁平伝熱管に流入する冷媒はまず断面の異なる各通
路に分岐する冷媒の流量は入口ヘッダから出口ヘッダま
での圧力損失が当しくなるように流れる。即ち、入口付
近の流路断面の大きい流路は該流路断面の小さい流路に
比較して、入口部分の損失が少いので、流量が多（なる
。その状態金モリエル線図上で説明すると第１２図のよ
うになる。熱交換器の圧力損失は入口ヘッダ部４７がら
出口ヘッダ部４８の間の損失であるが、流路１７ａから
１７ｎに対応する蒸発線は第１２図の４０〜４６という
形で表わされる。この図かられかるように、本実施例に
よる蒸発器は、蒸発温度の高い流路と低い流路が存在し
、平均蒸発温度は第２図に示すもとの一般的伝熱管に冷
媒を均等に流した場合と大差にない。しかも本実施例に
よれば空気の温度差に応じて冷媒量ヲ変えることができ
るので、第３図ですでに説明したような、不均一な冷媒
過熱域１５は存在し々い。このことは、熱交換効率の高
い二相流部の面積割合全増すことができるということで
ある。以上のように、本実施例による蒸発器は空気と冷
媒との温度差全減少させないで且つ熱交換効率全増加さ
せることができる。この結果、熱交換量を大幅に増加さ
せることかでき、さらに本実施例は特別に生産性を低下
させることなく実現が可能であり、実用上のメリットが
大である。
以上説明したよう□に、本発明によれば、多通路を備え
た扁平伝熱管にて形成される熱交換器の各通路には、最
も熱交換率が高くなるように冷媒を分配８１５人させる
ことができ、熱交換量全大巾に向−」ニすることが出来
る。
た扁平伝熱管にて形成される熱交換器の各通路には、最
も熱交換率が高くなるように冷媒を分配８１５人させる
ことができ、熱交換量全大巾に向−」ニすることが出来
る。
第１図は本発明の対象とする熱交換器の外観図、第２図
は第１図の■−■線矢視断面図、第３図（・ま従来の熱
交換器の管内流モデル、第４図及び第５図は夫々従来の
伝熱管を示す図、第６図は従来の伝熱管のモリエル線図
、第７図は本発明の一実施例を示す熱交換器の伝熱管部
の斜視図、第８図は第７図の■−■線矢視断面図、第９
図は本発明の他の実施例を示す伝熱管部の斜視図、第１
Ｏ図は本発明の更に他の実施例を示す伝熱管部の正面図
、第１１図は第１０図のＸＩ−ＸＩ線矢視断面図、第１
２図は本発明の熱交換器のモリエル線図である。 １・・・扁平管、２・・・コルゲートフィン、３，４・
・・ヘッダ、５・・・流入空気、１４・・・二相域、］
５・・・ガス域、１６・・・扁平伝熱管、１６ａ〜１６
ｈ・・・通路、１７・・・管端部材、１７ａ〜１７ｎ・
・・通路、２６・・・扁平伝熱管、２６ ａ〜２６ ｎ
・・・通路、２６ａ′〜２６ｎ′・・・押下側壁、３６
′・・・扁平伝熱管、３３′・・・ヘッダ、３５・・・
覆壁、３５ａ〜３５ｎ・・・通路。 代理人弁理士 秋 本 ＩＥ 実第１図 第２図 第４図 第５図 第６図 第７図 ６ 第８図 第９図 第１０図 第１Ｉ図 第１２図 ｐ 第１頁の続き− ０発 明 者 安食直二 清水市村松３９０番地株式会社日 立製作所清水工場内
は第１図の■−■線矢視断面図、第３図（・ま従来の熱
交換器の管内流モデル、第４図及び第５図は夫々従来の
伝熱管を示す図、第６図は従来の伝熱管のモリエル線図
、第７図は本発明の一実施例を示す熱交換器の伝熱管部
の斜視図、第８図は第７図の■−■線矢視断面図、第９
図は本発明の他の実施例を示す伝熱管部の斜視図、第１
Ｏ図は本発明の更に他の実施例を示す伝熱管部の正面図
、第１１図は第１０図のＸＩ−ＸＩ線矢視断面図、第１
２図は本発明の熱交換器のモリエル線図である。 １・・・扁平管、２・・・コルゲートフィン、３，４・
・・ヘッダ、５・・・流入空気、１４・・・二相域、］
５・・・ガス域、１６・・・扁平伝熱管、１６ａ〜１６
ｈ・・・通路、１７・・・管端部材、１７ａ〜１７ｎ・
・・通路、２６・・・扁平伝熱管、２６ ａ〜２６ ｎ
・・・通路、２６ａ′〜２６ｎ′・・・押下側壁、３６
′・・・扁平伝熱管、３３′・・・ヘッダ、３５・・・
覆壁、３５ａ〜３５ｎ・・・通路。 代理人弁理士 秋 本 ＩＥ 実第１図 第２図 第４図 第５図 第６図 第７図 ６ 第８図 第９図 第１０図 第１Ｉ図 第１２図 ｐ 第１頁の続き− ０発 明 者 安食直二 清水市村松３９０番地株式会社日 立製作所清水工場内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 多通路全備えた扁平伝熱管を蛇行状に曲折し、こ
の扁平伝熱管の平行直管部の間にコルゲ−トフィンを配
置■７てなる熱交換器において、上記扁平伝熱管の入口
端、出口端の少なくとも一力の各通路の開口端断面積を
風上側より風下側方向に順次減少させたことを特徴とす
る熱交換器、。 ２、各通路の開口端断面積を順次減少させる手段が扁平
伝熱管の端部に各通路の延長部の１Ｆｎ路断面積金順次
変化させた管端部材を０着１．てなる特許請求の範囲第
１項記載の熱交換器。 ３、各通路の開口端断面積を順次減少させる手段が、各
通路の端部全潰し、この潰し度合を順次・変化させてな
る特許請求の範囲第１項記載の熱交換器。 ４、各直路の開口端断面積を順次減少させる手段が、ヘ
ッダに各通路の端部全種う覆壁全数け、該覆壁に各通路
の延長部に開口断簡積を順次変化さぜた通路を設けてな
る特許請求の範囲第１項記載の熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8164582A JPS58200997A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | 熱交換器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8164582A JPS58200997A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | 熱交換器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58200997A true JPS58200997A (ja) | 1983-11-22 |
| JPH0536718B2 JPH0536718B2 (ja) | 1993-05-31 |
Family
ID=13752072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8164582A Granted JPS58200997A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | 熱交換器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58200997A (ja) |
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1982
- 1982-05-17 JP JP8164582A patent/JPS58200997A/ja active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0536718B2 (ja) | 1993-05-31 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |