(57)【要約】【課題】パラレルフロー型熱交換器に感温素子を組み合わせるに際し、異種金属同士の接触によって生じる電食が熱交換器の機能に影響を及ぼさないようにする。【解決手段】熱交換器１は、間隔を置いて平行に配置された２本の垂直なヘッダパイプ２、３と、ヘッダパイプ２、３の間に複数配置され、内部に設けた冷媒通路５をヘッダパイプ２、３の内部に連通させた水平な偏平チューブ４と、偏平チューブ４同士の間に配置されたコルゲートフィン６とを備える。最も外側に位置する偏平チューブ４の、外側に向いた偏平面に配置される最外側コルゲートフィン６ａのさらに外側にサイドプレート１０が配置される。サイドプレート１０に、感温素子１１を取り付ける感温素子取付部１２が形成される。サイドプレート１０の一部を筒状部１３として形成し、この筒状部１３を感温素子取付部１２とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔を置いて平行に配置された２本のヘッダパイプと、前記２本のヘッダパイプの間に複数配置され、内部に設けた冷媒通路を前記ヘッダパイプの内部に連通させた偏平チューブと、前記偏平チューブ同士の間に配置されたコルゲートフィンと、前記複数の偏平チューブの中で最も外側に位置する偏平チューブの、外側に向いた偏平面に配置される最外側コルゲートフィンと、前記最外側コルゲートフィンの外側に配置されるサイドプレートとを備えたパラレルフロー型熱交換器において、
前記サイドプレートに感温素子取付部を形成したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記サイドプレートの一部を筒状部として形成し、前記筒状部を前記感温素子取付部とすることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記サイドプレートに、当該サイドプレートと同材質のパイプをロウ付けまたは溶着で固定し、前記パイプを前記感温素子取付部とすることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記サイドプレートに感温素子拘束用バネを装着し、前記感温素子拘束用バネにより前記感温素子取付部を形成することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記２本のヘッダパイプは、一方が冷媒配管接続側、他方が冷媒配管非接続側とされ、前記感温素子取付部は、前記冷媒配管非接続側のヘッダパイプに近い側に配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の熱交換器を室内機または室外機に搭載したことを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパラレルフロー型熱交換器及びそれを搭載した空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
２本のヘッダパイプの間に複数の偏平チューブを配置して偏平チューブ内部の複数の冷媒通路をヘッダパイプの内部に連通させるとともに、偏平チューブ間にコルゲートフィン等のフィンを配置したパラレルフロー型の熱交換器は、カーエアコンや建物用空気調和機に広く利用されている。この種熱交換器の例を特許文献１に見ることができる。
【０００３】
熱交換器を搭載した機器にあっては、サーミスタのような感温素子で温度検知を行って動作制御を行うのが一般的である。特許文献２に記載された空気調和機では、取付具を用いてサーミスタを冷媒配管に取付け保持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−３４４６６号公報
【特許文献２】特開２０００−１４６２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、パラレルフロー型熱交換器に感温素子を組み合わせるに際し、異種金属同士の接触によって生じる電食が熱交換器の機能に影響を及ぼさないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、間隔を置いて平行に配置された２本のヘッダパイプと、前記２本のヘッダパイプの間に複数配置され、内部に設けた冷媒通路を前記ヘッダパイプの内部に連通させた偏平チューブと、前記偏平チューブ同士の間に配置されたコルゲートフィンと、前記複数の偏平チューブの中で最も外側に位置する偏平チューブの、外側に向いた偏平面に配置される最外側コルゲートフィンと、前記最外側コルゲートフィンの外側に配置されるサイドプレートとを備えたパラレルフロー型熱交換器において、前記サイドプレートに感温素子取付部を形成したことを特徴としている。
【０００７】
この構成によると、感温素子が取り付けられるのは最外側コルゲートフィンの外側に配置されるサイドプレートなので、感温素子のケースとサイドプレートの組み合わせが異種金属同士の組み合わせとなってサイドプレートに電食が生じたとしても、それが冷媒漏洩にまで進展することがなく、熱交換器を安全に使用することができる。
【０００８】
上記構成の熱交換器において、前記サイドプレートの一部を筒状部として形成し、前記筒状部を前記感温素子取付部とすることが好ましい。
【０００９】
この構成によると、堅固な感温素子取付部を得ることができる。
【００１０】
上記構成の熱交換器において、前記サイドプレートに、当該サイドプレートと同材質のパイプをロウ付けまたは溶着で固定し、前記パイプを前記感温素子取付部とすることが好ましい。
【００１１】
この構成によると、堅固な感温素子取付部を容易に形成することができる。
【００１２】
上記構成の熱交換器において、前記サイドプレートに感温素子拘束用バネを装着し、前記感温素子拘束用バネにより前記感温素子取付部を形成することが好ましい。
【００１３】
この構成によると、感温素子の着脱を容易に行うことができる。
【００１４】
上記構成の熱交換器において、前記２本のヘッダパイプは、一方が冷媒配管接続側、他方が冷媒配管非接続側とされ、前記感温素子取付部は、前記冷媒配管非接続側のヘッダパイプに近い側に配置されることが好ましい。
【００１５】
この構成によると、流入した冷媒の状態がある程度安定したところで温度測定が行われるから、冷媒温度を正確に測定することができる。
【００１６】
また本発明は、上記構成の熱交換器を室内機または室外機に搭載した空気調和機であることを特徴としている。
【００１７】
この構成によると、室内機の熱交換器または室外機の熱交換器の冷媒温度を正確に測定して適切に制御を行うことが可能であるとともに、電食に起因する冷媒漏洩が感温素子取付部に生じることを懸念せずに済む空気調和機を提供することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、感温素子の取り付けが電食を招いたとしてもそれが冷媒漏洩にまで進展することのない、安全に使用することが可能な熱交換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の基礎をなすパラレルフロー型熱交換器の構造例を示す模式的垂直断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るパラレルフロー型熱交換器の部分正面図である。
【図３】図２の熱交換器の部分垂直断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るパラレルフロー型熱交換器の部分正面図である。
【図５】図４の熱交換器の部分垂直断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るパラレルフロー型熱交換器の部分正面図である。
【図７】図６の熱交換器の部分垂直断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係るパラレルフロー型熱交換器の部分正面図である。
【図９】図８の熱交換器の部分垂直断面図である。
【図１０】本発明に係る熱交換器を搭載した空気調和機の概略構成図で、暖房運転時の状態を示すものである。
【図１１】本発明に係る熱交換器を搭載した空気調和機の概略構成図で、冷房運転時の状態を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態の基礎をなすパラレルフロー型の熱交換器の構造を、図１を参照しながら説明する。図１では紙面上側が垂直方向の上側、紙面下側が垂直方向の下側となる。また、紙面左側が左右方向の左側、紙面右側が左右方向の右側となる。
【００２１】
熱交換器１はサイドフロー方式で用いられるものであり、２本の垂直なヘッダパイプ２、３を水平方向に間隔を置いて平行に配置し、ヘッダパイプ２、３の間に複数の水平な偏平チューブ４を垂直方向に所定ピッチで配置している。偏平チューブ４は金属を押出成型した細長い成型品であり、内部には冷媒を流通させる冷媒通路５が形成されている。偏平チューブ４は長手方向である押出成型方向を水平にする形で配置されるので、冷媒通路５の冷媒流通方向も水平になる。冷媒通路５は断面形状及び断面面積の等しいものが図１の奥行き方向に複数個並び、そのため偏平チューブ４の垂直断面はハーモニカ状を呈する。各冷媒通路５はヘッダパイプ２、３の内部に連通する。隣り合う偏平チューブ４同士の間にはコルゲートフィン６が配置される。
【００２２】
複数のものが並列に並んだ偏平チューブ４の中で、最も外側に位置する偏平チューブ４の、外側に向いた偏平面には、最外側コルゲートフィン６ａが配置される。最外側コルゲートフィン６ａの外側にはサイドプレート１０が配置される。
【００２３】
ヘッダパイプ２と３、偏平チューブ４、コルゲートフィン６、最外側コルゲートフィン６ａ、及びサイドプレート１０は、いずれもアルミニウム等熱伝導の良い同一金属（組成が違っていたとしても、多少違う程度であれば「同一金属」と呼ぶことにする）からなり、偏平チューブ４はヘッダパイプ２、３に対し、コルゲートフィン６と最外側コルゲートフィン６ａは偏平チューブ４に対し、サイドプレート１０は最外側コルゲートフィン６ａに対し、それぞれロウ付けまたは溶着で固定される。
【００２４】
冷媒出入口７、８はヘッダパイプ３の側にのみ設けられている。すなわちヘッダパイプ３が冷媒配管接続側のヘッダパイプである。ヘッダパイプ３の内部には上下方向に間隔を置いて２枚の仕切板９ａ、９ｃが設けられており、ヘッダパイプ２の内部には仕切板９ａ、９ｃの中間の高さのところに仕切板９ｂが設けられている。
【００２５】
熱交換器１を凝縮器として使用する場合、冷媒は図１に実線矢印で示すように上側の冷媒出入口７から流入する。冷媒出入口７から入った冷媒は、仕切板９ａでせき止められて偏平チューブ４経由でヘッダパイプ２に向かう。この冷媒の流れが左向きのブロック矢印で表現されている。ヘッダパイプ２に入った冷媒は仕切板９ｂでせき止められて別の偏平チューブ４経由でヘッダパイプ３に向かう。この冷媒の流れが右向きのブロック矢印で表現されている。ヘッダパイプ３に入った冷媒は仕切板９ｃでせき止められてさらに別の偏平チューブ４経由で再びヘッダパイプ２に向かう。この冷媒の流れが左向きのブロック矢印で表現されている。ヘッダパイプ２に入った冷媒は折り返してさらに別の偏平チューブ４経由で再びヘッダパイプ３に向かう。この冷媒の流れが右向きのブロック矢印で表現されている。冷媒は、最終的には冷媒出入口８から流出する。このように、冷媒はジグザグの経路を辿って上から下に流れる。ここでは仕切板の数が３の場合を示したが、これは一例であり、仕切板の数と、その結果としてもたらされる冷媒流れの折り返し回数は、必要に応じ任意の数を設定することができる。
【００２６】
熱交換器１を蒸発器として使用する場合は、冷媒の流れが逆になる。すなわち冷媒は図１に点線矢印で示すように冷媒出入口８からヘッダパイプ３に入り、仕切板９ｃでせき止められて偏平チューブ４経由でヘッダパイプ２に向かい、ヘッダパイプ２では仕切板９ｂでせき止められて別の偏平チューブ４経由でヘッダパイプ３に向かい、ヘッダパイプ３では仕切板９ａでせき止められてさらに別の偏平チューブ４経由で再びヘッダパイプ２に向かい、ヘッダパイプ２で折り返してさらに別の偏平チューブ４経由で再びヘッダパイプ３に向かい、冷媒出入口７から点線矢印のように流出するという、ジグザグの経路を辿って下から上に流れる。
【００２７】
熱交換器１の内部の冷媒温度を測定するため、図２及び図３に示す感温素子１１が用いられる。感温素子１１はサーミスタを円筒形の金属製ケースに封入したものであり、ケースの一端からは信号線１１ａが延び出す。上下のサイドプレート１０の少なくとも一方に感温素子取付部１２を形成し、そこに感温素子１１を取り付ける。以下、感温素子取付部１２の様々な実施形態を図２から図９までの図に基づき説明する。これらの図では上側のサイドプレート１０に形成された感温素子取付部１２のみが示されているが、その上下を反転すれば、下側のサイドプレート１０に形成される感温素子取付部１２ということになる。
【００２８】
図２及び図３に感温素子取付部１２の第１実施形態を示す。第１実施形態では、サイドプレート１０の端を丸めて筒状部１３を形成し、この筒状部１３を感温素子取付部１２としている。筒状部１３の内径は感温素子１１の外径よりも僅かに大きく、水平姿勢の感温素子１１を筒状部１３に嵌合すると、図３に示す通り、両端が少しはみ出す形で、感温素子１１はほぼぴったりと感温素子取付部１２に収まる。
【００２９】
感温素子取付部１２から感温素子１１が脱落しないよう、Ｅリング等適宜の手段で感温素子１１に抜け止め対策を施す。感温素子取付部１２と感温素子１１のはめ合いをしまりばめとし、感温素子取付部１２に感温素子１１を強制的に押し込むことで、感温素子１１が脱落することなく取り付けられる構成としてもよい。
【００３０】
前述の通り、サイドプレート１０は熱伝導の良い金属製なので、感温素子１１は熱交換器１内の冷媒温度を正確に測定することができる。また、サイドプレート１０に形成した筒状部１３を感温素子取付部１２としているので、感温素子１１を堅固に保持することができる。
【００３１】
筒状部１３を形成するサイドプレート１０の端としては、冷媒配管非接続側であるヘッダパイプ２に近い側の端を選ぶ。このようにすれば、冷媒配管接続側であるヘッダパイプ３から流入した冷媒の状態がある程度安定したところで温度測定が行われることになり、冷媒温度を正確に測定することができる。
【００３２】
感温素子１１の金属製ケースとサイドプレート１０の組み合わせが異種金属同士の組み合わせとなり、サイドプレート１０に電食が生じたとしても、せいぜいサイドプレート１０に穴が明くくらいで、偏平チューブ４やヘッダパイプ２は無傷に保たれる。従って、電食が冷媒漏洩にまで進展することはなく、熱交換器１を安全に使用することができる。
【００３３】
図４及び図５に感温素子取付部１２の第２実施形態を示す。第１実施形態と同様、第２実施形態もサイドプレート１０の一部を筒状部として形成し、それを感温素子取付部１２とするのであるが、その筒状部の形成法が第１実施形態と異なる。
【００３４】
第２実施形態では、サイドプレート１０の端にではなく、端から少し中央に寄った位置に、断面コ字形の折曲部１４を形成する。折曲部は、サイドプレート１０の長さ方向に間隔を置いて形成した１対の垂直な立ち上がり部と、これらの立ち上がり部の上端同士を連結する水平な天面部からなる。立ち上がり部から舌片１５を切り出す。図５に舌片１５の切り出し跡が示されているが、それはサイドプレート１０の前後方向の幅の半分程度の幅で、立ち上がり部の高さの半分程度の高さとなっている。両側の立ち上がり部から切り出した舌片１５を水平にし、先端同士を向かい合わせることにより、折曲部１４の入口を閉ざして、断面形状矩形の筒状部１６を形成する。筒状部１６の位置をヘッダパイプ２の近くに設定することにより、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。感温素子１１の脱落防止手法も第１実施形態と同様である。
【００３５】
図６及び図７に感温素子取付部１２の第３実施形態を示す。第３実施形態では、サイドプレート１０に、それと同材質のパイプ１７をロウ付けまたは溶着で固定し、このパイプ１７を感温素子取付部１２としている。
【００３６】
このような構造とすることにより、堅固な感温素子取付部１２を容易に形成することができる。パイプ１７をヘッダパイプ２の近くに固定することにより、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。感温素子１１の脱落防止手法も第１実施形態と同様である。
【００３７】
図８及び図９に感温素子取付部１２の第４実施形態を示す。第４実施形態では、サイドプレート１０に感温素子拘束用バネ１８をロウ付け、溶着、リベット止め等の適宜手段で装着し、この感温素子拘束用バネ１８により感温素子取付部１２を形成している。
【００３８】
感温素子拘束用バネ１８は板バネであり、サイドプレート１０との間に感温素子１１を挟み付ける形状となっている。このような感温素子取付部１２を用いれば、感温素子１１の着脱を容易に行うことができる。
【００３９】
感温素子拘束用バネ１８をヘッダパイプ２の近くに固定することにより、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。感温素子１１の脱落防止手法も第１実施形態と同様である。
【００４０】
熱交換器１はセパレート型空気調和機に搭載することができる。セパレート型空気調和機は室外機と室内機により構成され、室外機は圧縮機、四方弁、膨張弁、室外側熱交換器、室外側送風機などを含み、室内機は室内側熱交換器、室内側送風機などを含む。室外側熱交換器は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器として機能する。室内側熱交換器は、暖房運転時には凝縮器として機能し、冷房運転時には蒸発器として機能する。
【００４１】
冷凍サイクルとしてヒートポンプサイクルを用いるセパレート型空気調和機の基本的構成を図１０に示す。ヒートポンプサイクル１０１は、圧縮機１０２、四方弁１０３、室外側の熱交換器１０４、減圧膨張装置１０５、及び室内側の熱交換器１０６をループ状に接続したものである。圧縮機１０２、四方弁１０３、熱交換器１０４、及び減圧膨張装置１０５は室外機の筐体に収容され、熱交換器１０６は室内機の筐体に収容される。熱交換器１０４には室外側の送風機１０７が組み合わせられ、熱交換器１０６には室内側の送風機１０８が組み合わせられる。送風機１０７はプロペラファンを含み、送風機１０８はクロスフローファンを含む。
【００４２】
本発明に係るパラレルフロー型熱交換器１は、室内機の熱交換器１０６として用いることができる。熱交換器１０６は、２個の熱交換器１をくの字形に組み合わせている。
【００４３】
図１０は暖房運転時の状態を示す。この時は、圧縮機１０２から吐出された高温高圧の冷媒は室内側の熱交換器１０６に入ってそこで放熱し、凝縮する。熱交換器１０６を出た冷媒は減圧膨張装置１０５により膨張し、室外側の熱交換器１０４に入って室外空気から熱を取り込み蒸発し、圧縮機１０２に戻る。室内側の送風機１０８によって生成された気流が熱交換器１０６からの放熱を促進し、室外側の送風機１０７によって生成された気流が熱交換器１０４の吸熱を促進する。
【００４４】
図１１は冷房運転時あるいは除霜運転時の状態を示す。この時は四方弁１０３が切り換えられて暖房運転時と冷媒の流れが逆になる。すなわち、圧縮機１０２から吐出された高温高圧の冷媒は室外側の熱交換器１０４に入ってそこで放熱し、凝縮する。熱交換器１０４を出た冷媒は減圧膨張装置１０５により膨張し、室内側の熱交換器１０６に入って、室内空気から熱を取り込み蒸発した後、圧縮機１０２に戻る。室外側の送風機１０７によって生成された気流が熱交換器１０４からの放熱を促進し、室内側の送風機１０８によって生成された気流が熱交換器１０６の吸熱を促進する。
【００４５】
上記のように室内機の熱交換器１０６として熱交換器１を使用することにより、熱交換器１０６を流れる冷媒の温度を正確に把握することが可能となり、各種制御を確実に行うことができる。空気調和機運転時の異常検知も容易になる。その一方、電食に起因する冷媒漏洩が感温素子取付部１２に生じることを懸念する必要はない。
【００４６】
熱交換器１を、室外機の熱交換器１０４として用いることもできる。このようにしても、熱交換器１０４を流れる冷媒の温度を正確に把握することが可能となり、各種制御を確実に行うことができる。空気調和機運転時の異常検知も容易になる。その一方、電食に起因する冷媒漏洩が感温素子取付部１２に生じることを懸念する必要はない。
【００４７】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明はパラレルフロー型熱交換器に広く利用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１    熱交換器
２、３  ヘッダパイプ
４    偏平チューブ
５  冷媒通路
６  コルゲートフィン
６ａ  最外側コルゲートフィン
９ａ、９ｂ、９ｃ  仕切板
１０  サイドプレート
１１  感温素子
１２  感温素子取付部
１３、１６  筒状部
１７  パイプ
１８  感温素子拘束用バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2011089721.tif 000012
【図１１】
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