(57)【要約】【課題】  本発明は熱交換効率をより高めた熱交換器を提供することを目的とする。【解決手段】  回転によって空気の流れを発生させるファンと；上下で適正数だけ積層され、前記ファンで形成された空気の流れによって熱交換させる多数の微細管を含むパイプと；前記パイプの熱交換効率を高めるために、板を数回折った形状で前記適正数のパイプ間で前記パイプに密着設置されるフィンと；前記パイプの両端に位置し、前記パイプ間の流路だけでなく同パイプ内の微細管間の流路も形成できるヘッダーと；前記ヘッダー内に挿入されて前記ヘッダー内の流路を制御する調節板とを含んで構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転によって空気の流れを発生させるファンと；
上下で適正数だけ積層され、前記ファンで形成された空気の流れによって熱交換させる多数の微細管を含むパイプと；
前記パイプの熱交換効率を高めるために、板を数回折った形状で前記適正数のパイプ間で前記パイプに密着設置されるフィンと；
前記パイプの両端に位置し、前記パイプ間の流路だけでなく同パイプ内の微細管間の流路も形成できるヘッダーと；
前記ヘッダー内に挿入されて前記ヘッダー内の流路を制御する調節板とを含むことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記パイプはアルミニウム材質で形成され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】
前記フィンはアルミニウム材質で形成され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】
前記ヘッダーはプラスチック材質で形成され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】
前記ヘッダーには正量の流路形成ができるように、水平方向だけでなく垂直方向でも設置される調節板をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項６】
回転によって空気の流れを発生させるファンと；
上下で適正数だけ積層され、前記ファンで形成された空気の流れによって熱交換させる多数の微細管を含むパイプと；
前記パイプの両端に位置し、パイプ間の流路だけでなく同パイプ内の微細管間の流路も形成できるヘッダーと；
前記ヘッダー内に挿入されて前記ヘッダー内の流路を制御する調節板とを含むことを特徴とする熱交換器。
【請求項７】
前記パイプはプラスチック材質で形成されることを特徴とする請求項６に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記ヘッダーはプラスチック材質で形成されることを特徴とする請求項６に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記ヘッダーには正量の流路形成ができるように、水平方向だけでなく垂直方向でも設置される調節板を含むことを特徴とする請求項６に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱交換器に関し、特に、パイプとヘッダーの形状を最適化し、パイプをなす微細管間にも冷媒流路を形成させることで、熱交換効率を向上した熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、生活水準の向上に伴い、空調機器の需要が増加しつつあり、従来に大単位で使われた空調機器は家庭にも拡散しつつある。
【０００３】
一般に、このような空調機器は、低温低圧の気体冷媒が高温高圧の気体冷媒に変換される圧縮工程と、前記高温高圧の気体冷媒が中温高圧の液体冷媒に変換される凝縮工程と、前記中温高圧の液体冷媒が低温低圧の液体冷媒に変換される膨脹工程と、前記低温低圧の液体冷媒が低温低圧の気体冷媒に変換される蒸発工程とによって空調が行われるようになる。
【０００４】
前記工程が行われる細部機器からみれば、圧縮工程は圧縮器、凝縮工程は凝縮器、膨脹工程は膨脹バルブ、蒸発工程は蒸発器からなる。
【０００５】
なお、前記機器のうち、凝縮器と蒸発器の室内外設置位置によって冷暖房装置の可否が決定されるが、凝縮器が室内に位置すれば暖房装置となり、蒸発器が室内に位置すれば冷房装置となる。
【０００６】
前記凝縮器と蒸発器は熱交換器で構成されるのが一般的であるが、前記熱交換器は温度の違った２個の流体を直接または間接で接触させて熱交換させる装置である。
【０００７】
特に、前記熱交換器は、熱交換が行われるようにジグザグ形成されたパイプと、前記ジグザグ形成されたパイプ間に位置して熱交換効率を高めるフィンと、前記ジグザグ形成されたパイプに空気を供給するファンとからなる。ところが、家庭用などの小型化が必要な場合にはアルミニウム材質の小型の熱交換器が使用される。このとき、アルミニウム材質を考慮して他の構成を備えている。
【０００８】
すなわち、アルミニウム材質の熱交換器は、空気の流れを発生させるファンと、水の流路になる平らな棒状のパイプと、前記パイプの両端に位置してパイプ間の流路を形成するヘッダーと、前記ヘッダー内に挿入されてヘッダー内の流路を制御する調節板とを備えている。
【０００９】
ここで、前記ヘッダーは円筒形または半円筒形が多く利用される。円筒形は一定間隔でパイプ挿入孔を形成後、パイプを挿入して組立てる方式にて製作され、半円筒形はパイプが挿入される挿入部と前記挿入部を覆う覆い部とに分離されており、パイプを前記挿入部に形成されたパイプ挿入孔に挿入後、前記覆い部と締結する方式にて製作される。
【００１０】
図４は従来の熱交換器を示す構造図である。
図４を参照すれば、前述したように、従来の熱交換器は、回転によって空気の流れを発生させるファン１０と；上下で適正数だけ積層され、前記ファン１０で形成された空気の流れによって熱交換されるパイプ２０と；前記パイプ２０の熱交換効率を高めるために、板を数回折った形状で前記適正数のパイプ間で前記パイプ２０に密着設置されるフィン３０と、前記パイプ２０の両端に位置してパイプ間の流路を形成させるヘッダー４０と、前記ヘッダー４０内に挿入されてヘッダー内の流路を制御する調節板５０とからなる。
【００１１】
こうした構造の熱交換器は、ファン１０によって生成された風がフィン付きパイプを貫通しながら熱交換されるが、前記調節板５０をヘッダー内の適正位置に挿入することにより、垂直方向に冷媒流路を形成して熱交換が效率的に行われるようにしている。
【００１２】
しかし、このような方式では充分な熱交換効果が得られないという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は前記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、従来のパイプ間だけに対して冷媒流路が形成されたものを、パイプをなす微細管間にも冷媒流路を形成させることで、熱交換効率をより高めた熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するために、本発明による熱交換器は、多数の微細管を含むパイプと；前記パイプ間の流路だけでなく同パイプ内の微細管間の流路も形成できるヘッダーとを含むことを特徴とする。
【００１５】
ここで、前記パイプは多数の微細管で構成できるようにプラスチック材質で形成されるのが好ましい。
【００１６】
また、前記ヘッダーも前記ヘッダー内の調節板の形成を自由にするために、プラスチック材質を使用する。よって、ヘッダー内調節板の構成が自由になり、各パイプ間の流路形成だけでなく同パイプの微細管間の流路形成も可能になる。これにより、熱交換効率が増大するという長所がある。
【発明の効果】
【００１７】
以下で説明するように、本発明による熱交換器は、ヘッダーをプラスチック材質で構成してパイプの流路を決定づける調節板を自由に形成できる。したがって、最大限の効率を発する流路の形成が可能になり、この過程でパイプ間の流路だけでなく同パイプをなす微細管間の流路の形成も可能になる。
【００１８】
合わせて、パイプもプラスチック材質としてアルミニウム材質のパイプに比べてより少ない管径、より多くの数の微細管を形成させることによって、熱交換性能を向上させている。
【００１９】
こうした構成によって本発明による熱交換器は、アルミニウム材質の熱交換器に比べて最大３０％の熱交換性能向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適実施例を詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明の好適実施例による熱交換器を示す概略図である。
図１を参照すれば、本実施例による熱交換器は、回転によって空気の流れを発生させるファン１０と；上下で適正数だけ積層され、前記ファン１０で形成された空気の流れによって熱交換させる多数の微細管を含むパイプ２０と；前記パイプ２０の熱交換効率を高めるために板を数回折った形状で前記適正数のパイプ２０間で前記パイプ２０に密着設置されるフィン３０と；前記パイプ２０の両端に位置して前記パイプ２０間の流路だけでなく同パイプ内の微細管間の流路も形成できるヘッダー１４０と；前記ヘッダー１４０内に挿入されて前記ヘッダー１４０内の流路を制御する調節板１５０とからなる。
【００２２】
より詳しくは、パイプ２０はマイクロ管という直六面体の形状である多数の微細管からなる。通常、微細管の数は９〜１０個であり、このように多数に分散していることは、アルミニウム材質が弱くて耐久性を高めるためにパイプの中間に隔壁を形成させたためである。このようにアルミニウム材質のパイプ２０は一般の銅管を使用した熱交換機に比べて熱交換効率が高く、少ない空間を必要とする小型の熱交換器に適している。
【００２３】
一方、熱交換効率を一層高めるために各パイプ２０間にはアルミニウム材質のフィン３０が接合されている。
【００２４】
前記ヘッダー１４０は多数層で積層される前記パイプ２０らの両端に接合される部材として、内部中間に調節板１５０を適切に構成することで、各パイプ間の流路を形成する。
【００２５】
本実施例では、前記ヘッダー１４０をプラスチック材質としてプラスチック熱融着方式にて製作することで、前記調節板１５０の構成が自由だという特徴がある。  
【００２６】
従来は前記ヘッダーもパイプと同様なアルミニウム材質を使用したので、金属間の熔接などでパイプ間の流路だけ決定可能なように調節板が設置されて流路形成を最適化させないが、本実施例ではプラスチック材質で構成して最適の流路形成が可能なように調節板を形成している。
【００２７】
図１を参照すれば、ヘッダーが調節板によってＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分けられることが分かる。すなわち、従来、水平方向だけ設置された調節板１５０が垂直方向も設置されて正確な容量の流路形成が可能になっている。
【００２８】
本実施例では、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順で冷媒が流れるように構成されており、この過程で冷媒は同パイプ内でも微細管が分けられて流路が形成されることが分かる。
【００２９】
図２は本発明の好適実施例による熱交換器を示した概略図である。
図２を参照すれば、本発明の他の好適実施例による熱交換器は、回転によって空気の流れを発生させるファン１０と；上下で適正数だけ積層され、前記ファン１０で形成された空気の流れによって熱交換させる多数の微細管を含むパイプ１２０と；前記パイプ１２０の両端に位置してパイプ１２０間の流路だけでなく同パイプ１２０内の微細管間の流路も形成できるヘッダー１４０と；前記ヘッダー１４０内に挿入されて前記ヘッダー１４０内の流路を制御する調節板１５０とからなる。
【００３０】
ここで、前記ヘッダー１４０は図１の構成と同様であるが、パイプ１２０が変更されていることが分かる。
【００３１】
本実施例では前記パイプ１２０もプラスチック材質を使用して構成しているが、プラスチック材質を考慮して従来のアルミニウムパイプとその構成が違う。
【００３２】
まず、フィンがない。アルミニウムの場合、熱伝達能力が優れるため、パイプに接合されるフィンが熱伝達を效率的に増加させることができるが、プラスチックの場合、熱伝達能力が落ちるため、フィンの設置はその意味がないためである。
【００３３】
次に、微細管の管径がアルミニウム材質パイプの微細管に比べて非常に小さい。よって、多数の微細管が１個のパイプをなしている。
【００３４】
このような構成のプラスチック材質のパイプは、全体熱抵抗を１００％とすれば、１３％の熱抵抗を占める冷媒側、７％の熱抵抗を占める管壁側、８０％の熱抵抗がなされる空気のうち、管壁による熱抵抗をある程度放棄する代わり、空気側でなされる熱交換効率を高めることに注目している。これはアルミニウム材質のパイプに比べて微細管の管径が非常に小さく、同じ幅により多くの微細管の形成が可能なためである。
【００３５】
したがって、全体的な熱交換効率が増加するが、ここに、図１で説明したプラスチック材質のヘッダー１４０を使用することで、その効率が一層増大している。
【００３６】
図３はこのようにプラスチック材質のヘッダーとパイプを使用した熱交換器と、従来のアルミニウム材質のヘッダーとパイプを使用した熱交換器との熱交換性能を比較図示した状態図であって、一般的に加えられる風量０.５〜０.８の区間で約２０〜３０％の熱交換性能が向上することが分かる。
【００３７】
状態図の左側単位は総合熱伝逹係数を示したもので、総合熱伝逹係数と温度差の積が熱量すなわち熱交換能力になる。前記温度差は熱交換器に流入する冷媒の温度と冷却させたい冷媒の温度との温度差を意味する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の好適実施例による熱交換器を示す概略図である。
【図２】本発明の他の好適実施例による熱交換器を示す概略図である。
【図３】プラスチック材質のヘッダーとパイプを使用した熱交換器と、従来のアルミニウム材質のヘッダーとパイプを使用した熱交換器との熱交換性能を比較した状態図である。
【図４】従来の熱交換器を示す構造図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０…ファン
２０，１２０…パイプ
３０…フィン
１４０…ヘッダー
１５０…調節板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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