(57)【要約】【課題】分岐管の熱伸びによる応力の影響を、よりコンパクトな構造により軽減させることができる熱交換器を提供することを目的とする。【解決手段】内部を流通する冷媒と外部の流体とを熱交換する熱交換部２と、熱交換部２の端部に設けられるとともに熱交換部２内を流通する冷媒の出口または入口となる複数のヘアピンチューブ３と、複数のヘアピンチューブ３のそれぞれに対して、一端が接続される複数の接続管４と、複数の接続管４の他端が接続されるヘッダー管５と、を備え、複数の接続管４は、それぞれ、ヘアピンチューブ３とヘッダー管５とを結ぶ直線距離よりも配管長が長くなるように曲成された迂回部を有していることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を流通する冷媒と外部の流体とを熱交換する熱交換部と、
前記熱交換部の端部に設けられるとともに該熱交換部内を流通する前記冷媒の出口または入口となる複数のヘアピンチューブと、
複数の前記ヘアピンチューブのそれぞれに対して、一端が接続される複数の接続管と、
複数の前記接続管の他端が接続されるヘッダー管と、を備え、
複数の前記接続管は、それぞれ、前記ヘアピンチューブと前記ヘッダー管とを結ぶ直線距離よりも配管長が長くなるように曲成された迂回部を有していることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記迂回部は、前記ヘアピンチューブから見て前記ヘッダー管を通り越した後に折り返して該ヘッダー管へと向かうＵ字形状部を有していることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機や冷凍機等に用いられる熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ガスヘッダと外部流体との間に複数の伝熱管が設けられ、各伝熱管の間に設けられたフィンに流体を通過させることによって、伝熱管を通過する流体とフィンを通過する流体との熱交換を行う熱交換器が知られている。
【０００３】
ガスヘッダには複数本の配管が接続され、それらがヘアピンチューブと接続されることで、熱交換器に対する冷媒の分流を実現している。
【０００４】
ガスヘッダに冷媒を導く配管に比べてガスヘッダは体積が大きいため、所定よりも高い圧力や温度とされた冷媒が流入すると急激に熱膨張する。これにより、熱交換器に固定されているヘアピンチューブを引っ張る形でガスヘッダが伸びることで、ヘアピンチューブに応力がかかり、ヘアピンチューブを亀裂されるおそれがあった。これにより、熱交換器の寿命が短くなるというおそれがあった。
【０００５】
このような対策について開示された文献として、下記特許文献１がある。
【０００６】
特許文献１には、補助連結管のうち幅方向中央部または両側部の補助連結管の少なくとも一方は湾曲して形成されているために、縮み変形または延び変形が生じ、これによって下部ヘッダータンクの曲がりによる応力の発生が防止されることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１４８４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１には、補助連結管のうち幅方向中央部または両側部の補助連結管の少なくとも一方は湾曲して形成されているために、縮み変形または延び変形が生じ、これによって下部ヘッダータンクの曲がりによる応力の発生を防ぐ方法が記載されている。しかし、設備の構造上、補助連結管を湾曲させて設けるだけのスペースがないことから、ストレートとされた短い連結管しか設けることができないという問題がある。
【０００９】
また、補助連結管とガスヘッダ部が接続されることから、設備が大型化するという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、分岐管の熱伸びによる応力の影響を、よりコンパクトな構造により軽減させることができる熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の熱交換器は以下の手段を採用する。
本発明の熱交換器は、内部を流通する冷媒と外部の流体とを熱交換する熱交換部と、前記熱交換部の端部に設けられるとともに該熱交換部内を流通する前記冷媒の出口または入口となる複数のヘアピンチューブと、複数の前記ヘアピンチューブのそれぞれに対して、一端が接続される複数の接続管と、複数の前記接続管の他端が接続されるヘッダー管と、を備え、複数の前記接続管は、それぞれ、前記ヘアピンチューブと前記ヘッダー管とを結ぶ直線距離よりも配管長が長くなるように曲成された迂回部を有していることを特徴とする。
【００１２】
複数のヘアピンチューブのそれぞれに対して、一端が接続される複数の接続管と、複数の接続管の他端がヘッダー管に接続されている。また、複数の接続管は、それぞれがヘアピンチューブとヘッダー管とを結ぶ直線距離よりも配管長が長くなるように曲成された迂回部が設けられている。これにより、ヘッダー管に、所定よりも高い圧力や温度の冷媒が流入した場合であっても、ヘアピンチューブと、ヘッダー管との距離を長くとっているため、ヘアピンチューブにかかる応力を軽減することができる。また、曲成された迂回部を設けることとしたので、直線で形成する場合と比べて設備をコンパクトにすることができる。
【００１３】
さらに、本発明の熱交換器は、前記迂回部は、前記ヘアピンチューブから見て前記ヘッダー管を通り越した後に折り返して該ヘッダー管へと向かうＵ字形状部を有していることを特徴とする。
【００１４】
接続管の迂回部がヘアピンチューブから見てヘッダー管を通り越した後に折り返してヘッダー管へと向かうＵ字形状に曲成されることとしたので、直線距離よりも配管長を長くすることができる。これにより、設備をコンパクトにすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数のヘアピンチューブとヘッダー管を接続する接続管は、それぞれ、前記ヘアピンチューブと前記ヘッダー管とを結ぶ直線距離よりも配管長が長くなるように曲成された迂回部が設けられている。これにより、ガスヘッダに、所定よりも高い圧力や温度の冷媒が流入した場合であっても、ヘアピンチューブと、ヘッダー管との距離を長くとっているため、ヘアピンチューブにかかる応力を軽減することができる。また、曲成された迂回部を設けることとしたので、直線で形成する場合と比べて設備をコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱交換器を示した側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る熱交換器を示した上面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る熱交換器を示した上面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る熱交換器を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る熱交換器の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る熱交換器の一実施形態に係る熱交換器を示した側面図である。
熱交換器１は、図示されないフィンとヘアピンチューブ３とを密着させて熱交換率を高める様に熱交換部２を構成すると共に、複数のヘアピンチューブ３は接続部４ａにて接続管４と接続され、各々のヘアピンチューブ３が連続する一体物として接続され冷媒回路を構成している。
【００１８】
図２に示されるように、接続管４の一端は、接続部４ａでヘアピンチューブ３と接続される。また、接続管４の他端と、ヘッダー管５の図示されない冷媒供給口とが接続部４ｂでされる。接続方法としては、例えば、突き合わせ溶接などの配管溶接が用いられる。また、複数の接続管４は、それぞれ、ヘアピンチューブ３とヘッダー管５とを結ぶ直線距離よりも接続管４の配管長が長くなるように曲成される。また、曲成される接続管４は、ヘアピンチューブ３から見てヘッダー管５を通り越した後に折り返してヘッダー管５へと向かうＵ字形状部を設けている。接続管４のＵ字形状は、例えば、略直線形状とされる配管と、Ｕ字配管が、互いの端部を突き合わせて溶接されて形成される。
【００１９】
接続管４の配管長が長くなるように曲成されることで、接続管４を迂回させてヘッダー管５へと接続される。接続管４を迂回させるように曲成させる形状としては、接続管４をＵ字形状となるように曲成される。また、それぞれの接続管４は、所定の間隔をもって接続管４同士が略平行に配置される。それぞれの接続管４は、同じ形状になるように曲成され、設備の構造上、同じ形状と出来ない場合は、ヘアピンチューブ３とヘッダー管５とを結ぶ直線距離よりも配管長が長くなるように曲成されて設けられる。また、それぞれの接続管４は、同一平面上において曲成されている。
【００２０】
次に、上記構成の動作について説明する。
上記構成において、外部流体よりも高温とされる冷媒流体側のヘアピンチューブ３内に熱供給を行なう冷媒が流される。熱交換部２には、熱交換部２を貫通する複数のヘアピンチューブ３の間に図示されない冷媒流体よりも低温とされる外部流体側のフィンが設けられている。ヘアピンチューブ３とフィンに流体を通過させることによって、ヘアピンチューブ３を通過する流体とフィンを通過する流体との熱交換が行われる。
【００２１】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
複数の接続管は、それぞれがヘアピンチューブ３とヘッダー管５とを結ぶ直線距離よりも配管長が長くなるように曲成された迂回部が設けられている。これにより、ヘッダー管５に、所定よりも高い圧力や温度の冷媒が流入して熱膨張した場合であっても、ヘアピンチューブ３と、ヘッダー管５との距離を長くとっているため、ヘアピンチューブ３にかかる応力を軽減することができる。
【００２２】
また、曲成された迂回部を設けることとしたので、接続管４を直線で形成する場合と比べて設備をコンパクトにすることができる。
【００２３】
また、図３に示されるように、接続管４の配管長が長くなるように接続管４が丸みを帯びるように曲成されるようにしてもよい。接続管４は、ヘアピンチューブ３から見てヘッダー管５を通り越した後に折り返してヘッダー管５へと向かうＵ字形状に曲成される。また、接続管４は、ヘアピンチューブ３と接続される接続部４ａから、ヘッダー管５に接続される接続部４ｂに到達するまでに、接続管４の配管長をかせぐように設けられている。ヘッダー管５の外周に接続管４を延ばして設けることで、接続管４が丸みを帯びた形状となって、接続部４ｂへと到達して接続される。
【００２４】
さらに、図４に示すように、接続管４の配管長が長くなるように接続管４が三次元的に設けられている。すなわち、ＸＹ座標（２次元）において配管長が長くなるように設けられていた接続管４を、Ｚ軸を用いた３次元とすることで、さらに接続管４の配管長を延ばす自由度を向上させることができる。
【符号の説明】
【００２５】
１  熱交換器
２  熱交換部
３  ヘアピンチューブ
４  接続管
４ａ  接続部（ヘアピンチューブ側）
４ｂ  接続部（ヘッダー管側）
５  ヘッダー管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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