(57)【要約】【課題】パラレルフローの熱交換器のヘッダーをL字型に曲げる場合は、ヘッダーの屈曲部に垂直に配置されている偏平管やその偏平管に密着したフィンおよびヘッダーが変形してしまい、熱交換器の性能が著しく低下してしまうという課題を有していた熱交換器を限られた筐体のスペースに収納して性能と信頼性を改善したものである。【解決手段】水平方向に設置した、長手部のヘッダー５と下側ヘッダー２および２つの上側ヘッダー５との間を垂直になるように配置された複数の偏平管３と、その偏平管３の間には蛇行するように配置されたハニカム状のフィン４から構成され、長手部と短手部の熱交換器に接続された接続管７、８とがＬ字接続管９に挿入されてＬ字型の熱交換器を形成し、収納性を高めるものである。したがって、熱交換器の性能および信頼性を向上させるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の距離を置いて略水平に延在する一対のヘッダーと、該一対のヘッダー間に配置された複数の伝熱管と、隣接する伝熱管の間に配置されたフィンと、前記一対のヘッダーの一方の端部に接続された冷媒の流入管と、前記一対のヘッダーの他方の端部に接続された流出管を備えた複数の熱交換器を接続した熱交換器であって、前記ヘッダーが長手である熱交換器と短手である熱交換器がＬ字型になるように接続管で接続される接続部が略水平に延在していることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記接続部を、空気の流れを遮断する構成としたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
前記熱交換器を収納する筐体において、前記接続部に最も近い前記筐体の近傍を空気が流れない形状にしたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記接続部に、前記一対のヘッダー中央の長手方向に遮断板を配置した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、ルームエアコンなどの空気調和機や冷凍機器に利用される熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気調和機の冷凍サイクルを構成している熱交換器は、熱交換能力が小さい場合には、冷媒の循環量が少なく伝熱管内の圧力損失が小さい為、冷媒通路は単一で良いが、熱交換量が大きくなる場合には、冷媒の循環量が多く、複数の冷媒通路を持った熱交換器が必要となる。
【０００３】
近年、家庭用エアコンでは、エアコンの設置スペースを確保する為に、軽薄短小化する傾向にあって、省エネ性も重視されている。よって、熱交換器の高効率化は必要なものとなり、熱交換器性能の向上と共に面積を大きくして、空気と冷媒の熱交換効率を高くする取組みが行なわれている。
【０００４】
従って、室内機や室外機の筐体の限られたスペースに熱交換器を収める工夫がなされている。
【０００５】
よって、これらを高性能な熱交換器を搭載するには、図８に示すパラレルフロータイプの熱交換器のようなものが必要であり、このパラレルフロータイプの熱交換器を蒸発器に利用した場合について概略を説明する。図８に示す従来例の場合、実線矢印は蒸発器に利用した場合の冷媒の流れ方向を示し、２は中空円筒状の下側ヘッダーで、右側は閉じてあり、蒸発器として使用される場合、図示しない冷凍サイクルから冷媒が流入する接続管１に接合されている。下側ヘッダー２に流入した冷媒は各ヘッダーに連通する偏平管３に密着したフィン４を介して空気と熱交換を行い、更にガス化した冷媒は中空円筒状である上側ヘッダー５より蒸発器の接続管６から冷凍サイクルへ流出する。
【０００６】
また、凝縮器として使用した場合は、図示しない冷凍サイクル中の四方弁によるサイクル切換え弁により蒸発器とは冷媒の流入方向が異なり、図８に示す従来例の場合、破線矢印は凝縮器に利用した場合の冷媒の流れ方向を示し、図示しない圧縮機より吐出された高温高圧の単相の過熱冷媒ガスが凝縮器の接続管６より上側ヘッダー５に流入して各ヘッダーに連通する偏平管３に密着したフィン４を介して空気と熱交換を行い、凝縮液化した冷媒は中空円筒状である下側ヘッダー２より凝縮器の接続管1から流出する。また、３は熱伝導性の良いアルミニウムや銅合金等の金属からなる偏平な断面外形を有する熱交換器用の偏平管で、内部に１本ないし数本の冷媒通路を有し、下側ヘッダー２と上側ヘッダー５とを連通するように、それらのヘッダーを橋絡して垂直に複数本取り付けられている。
【０００７】
また、各偏平管の間には熱伝導性の良いアウルミニウムや銅合金等の薄い金属板を波形に成形したフィン４が、複数の偏平管３のなす面に対して直角方向に無数のハニカム状の通気路を形成するように取り付けられて、空気と冷媒の熱交換を円滑に行われている。
【０００８】
従来、このような空気調和機用の熱交換器を効率良く筐体に配置した構成例としては、空気調和機内に偏平管を曲げ成形を容易にして収納したものや、また、熱交換器を任意の角度に折り曲げ可能にさせたものもある（例えば特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開平１０―３２７８０９号公報（第１図）
【特許文献２】特開平７―２１１０４２号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の構成では、例えばパラレルフローの熱交換器のヘッダーをＬ字型に曲げる場合は、ヘッダーの屈曲部に垂直に配置されている偏平管やその偏平管に密着したフィンが大きく変形したり、曲げの部分の曲率をあまり小さくすると、ヘッダー自身の断面が潰れて変形していしまい、熱交換器の性能が著しく低下してしまうという課題を有していた。
【００１０】
よって、一台のパラレルフローの熱交換器をＬ字型に曲げて、限られた筐体のスペースに配置することは困難であり、仮に実現したとしても、チューブの変形により冷媒が漏洩して信頼性を損なったり、充分な面積を確保した高性能のＬ字型の熱交換器を筐体に搭載することは不可能である。
【００１１】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、パラレルフローの熱交換器をＬ字型で構成した場合でも、充分な面積を確保し、良好な熱交換器の性能を維持すると共に、省スペースであっても充分な熱交換量を得ることができる信頼性の高いパラレルフロータイプの熱交換器を収納する空気調和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】
【００１２】
前記従来の課題を解決する為に、本発明は、所定の距離を置いて略水平に延在する一対のヘッダーと、該一対のヘッダー間に配置された複数の伝熱管と、隣接する伝熱管の間に配置されたフィンと、前記一対のヘッダーの一方の端部に接続された冷媒の流入管と、前記一対のヘッダーの他方の端部に接続された流出管を備えた複数の熱交換器を接続した熱交換器であって、前記ヘッダーが長手である熱交換器と短手である熱交換器がＬ字型になるように接続管で接続される接続部が略水平に延在していることを特徴とする熱交換器が得られるものである。
【００１３】
また、本発明は、前記接続部を、空気の流れを遮断する構成としたことを特徴とする熱交換器が得られるものである。
【００１４】
また、本発明は、前記熱交換器を収納する筐体において、前記接続部に最も近い前記筐体の近傍を空気が流れない形状にしたことを特徴とする熱交換器が得られるものである。
【００１５】
また、前記接続部に、前記一対のヘッダー中央の長手方向に遮断板を配置したことを特徴とする熱交換器が得られるものである。
【発明の効果】
【００１６】
上記から明らかなように、本発明は、限られた筐体のスペースに、伝熱面積を最大限に取る熱交換器を容易に組み込むことが可能となり、この構成によれば、空気と冷媒の熱交換が促進され、しかも信頼性の高い高性能の熱交換器を提供することを可能にするという効果を奏する。
【００１７】
また、本発明は、熱交換器にできる隙間をシールドすることにより、フィンやチューブの無いスペースに流入する空気を遮断することができ、この構成によれば、空気と冷媒の熱交換を促進させて、熱交換効率の高い熱交換器を提供することを可能にする効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
上記図１に示す本発明の第一の実施の形態のパラレルフロー型の熱交換器において、水平に距離を置いて、Ｌ字型に加工する前の長手部と短手部に相当する２台の熱交換器を示している。これら２台の熱交換器は、図２に示すＬ字接続管９を用いてＬ字型の熱交換器の形成を行う。この図２（ａ）はＬ字接続管９の平面図を示し、（ｂ）は側面図を示すものであり、中が空洞になったものである。
【００２０】
まず、図１の２台の長手部と短手部の熱交換器について以下に説明する。水平方向に設置した、長手部の上側ヘッダー５と下側ヘッダー２および短手部の上側ヘッダー５と下側ヘッダー２の間を垂直になるように配置された複数の偏平管３と、その偏平管３間の間には蛇行するように配置されたハニカム状のフィン４から構成される。また、長手部および短手部の上側ヘッダー５のパイプまたは下側ヘッダー２のパイプには、図示しない冷凍サイクルからの流出入口に接続される、接続管１、６が備えられている。そして、長手部と短手部の熱交換器がＬ字型に加工される際に、図１に示すように図２のＬ字接続管９に接続された斜線の長手部と短手部の下側ヘッダー２と上側ヘッダー５に設置された接続管７、８が、Ｌ字接続管９の空洞部分に挿入され、ろう材等を用いて一体に形成し、図３に示すようなＬ字型の熱交換器を作製する。
【００２１】
この熱交換器が蒸発器として利用された場合を以下に説明すると、蒸発器入口は下側ヘッダー２に接続された接続管１となり、冷媒は偏平管３を通過して、偏平管３に密着したフィン４を介して空気と熱交換し、更にガス化した冷媒は上側ヘッダー５に集結し、蒸発器出口となる接続管６を通って図示しない冷凍サイクルの圧縮機吸入へ導かれる。また、凝縮器として利用する場合は、図示しない冷凍サイクル中の圧縮機より吐出された単相の過熱冷媒ガスが凝縮器の接続管６より上側ヘッダー５に流入し、各偏平管３に密着したフィン４を介して空気と熱交換を行い、凝縮液化した冷媒は重力の影響も受けながら中空円筒状である下側ヘッダー２へ流れ込み、凝縮器の接続管1を通じて、図示しない冷凍サイクルの回路により圧縮機の吸入部に導かれ、一連の冷凍サイクルを形成することができる。
【００２２】
図３に示すようにＬ字接続管９を用いて、Ｌ字型熱交換器を形成することにより、スペースの限られた筐体であっても、熱交換器の伝熱面積を最大限に取ることにより、空気と冷媒の熱交換が促進される高性能の熱交換器を配置することが可能となる。
【００２３】
なお、上記熱交換器中の説明は、あくまでも本旨の意図に合うように、図１、３に示す熱交換器の一例を用いた場合を説明する為に接続管１、６の位置を特定しているが、特に位置は限定されない。
【００２４】
（実施の形態２）
図４は、本発明の第二の実施の形態を示すものである。上記の実施の形態と重複する内容は省き、同一機能を示すものであれば同一番号にて以下に説明する。
【００２５】
図４では、長手部と短手部の２台の熱交換器をＬ字型に形成する際に、フィン４および偏平管３の無い上下のＬ字接続管９の間にできる隙間において、Ｌ字型の熱交換器を形成した後に空気の流れを遮断するシールド材を貼り付けたことを示すものであり、図４での斜線部は、シールド材である。
【００２６】
この図４において、用いられたシールド材は肉厚の薄い樹脂やアルミニウム合金等で作製されており、簡単に整形し易くなっているので、色々な形状に対しても機密性の高いシールドが可能となる。
【００２７】
そして、この実施の形態によれば、２台の熱交換器をＬ字型に形成する場合には、Ｌ字接続管９の上下間で熱交換器にできる隙間をシールすることにより、フィン４や偏平管３の無いスペースに流入する空気を遮断することができ、熱交換器性能を向上させることが可能となる。
【００２８】
（実施の形態３）
図５は、本発明の第三の実施の形態を示すものである。上記の実施の形態と重複する内容は省き、同一機能を示すものであれば同一番号にて以下に説明する。
【００２９】
図５は、Ｌ字型の熱交換器を覆う外箱となる筐体１１であり、上下の長手部と短手部の２台の熱交換器をＬ字型に形成した際に、上下のＬ字接続管９の間にできるフィン４および偏平管３の無い隙間を塞ぐものである。この隙間を塞いで空気の流れを遮断する為に、筐体１１を加工した部分を斜線で示し、筐体１１はＬ字型に形成された熱交換器の上方より被せられるものである。
【００３０】
この実施の形態によれば、Ｌ字接続管の上下間で熱交換器の接続部にできる隙間のフィン４や偏平管３の無いスペースに、シールする為の後加工を施したり、シールド材を用いずに容易に流入する空気を遮断することができ、熱交換器性能を向上させることが可能となる。
【００３１】
（実施の形態４）
図６は、本発明の第四の実施の形態を示すものである。また、上記の実施の形態と重複する内容は省き、同一機能を示すものであれば同一番号にて以下に説明する。図６は、長手部と短手部の２台の熱交換器において、Ｌ字接続管９に空気の流れを遮断するシールド材を設けた図７に示すシールド付きＬ字接続管１２によってＬ字型に形成した熱交換器を示したものであり、図６の斜線部が空気の流れを遮断するシールド材を一体形成したシールド付きＬ字接続管１２のシールド部分を示すものである。
【００３２】
図７（ａ）は、長手部と短手部の上側ヘッダー５と下側ヘッダー２に接続されるシールド付きＬ字接続管１２を横から見た平面図であって、（ｂ）はシールド付きＬ字接続管１２の断面図であり、シールド材はシールド付きＬ字接続管１２の中央部に長手方向に設置されている。
【００３３】
この図７において、Ｌ字接続管７と一体形成されたシールド材は肉厚の薄い樹脂やアルミニウム合金等で形成されており、屈曲可能であり２台の熱交換器と接続加工がし易くなっているので、接続した場合に熱交換器の偏平管やフィンの形状が変化しないように柔軟性を持っている。
【００３４】
そして、この実施の形態によれば、２台の熱交換器をＬ字型に形成する場合には、シールド材を設けたＬ字接続管を用いることにより、Ｌ字接続管部で熱交換器にできる隙間を容易にシールドすることができ、フィンや偏平管の無いスペースに流入する空気を遮断し、熱交換器性能を向上させることが可能となる。
【００３５】
上記実施の形態において、長手部と短手部の熱交換器を接続するＬ字接続管は、Ｌ字以外の接続管でＬ字型熱交換器を構成しても構わず、Ｌ字型以外の熱交換器を構成する場合は、Ｌ字以外の接続管を用いても同様の意味をなすものである。
【００３６】
なお、上記各実施の形態では偏平管を用いているため、管の肉厚が同等でも、管径が小さいため、耐圧が大きくなり、特に圧力の高い二酸化炭素冷媒を用いる時に、上記各実施の形態の熱交換器が有効である。
【００３７】
また、偏平管の管内容積が小さいため、冷媒量を減らすことができ、可燃性冷媒であるＨＣ冷媒等を用いる時、上記各実施の形態の熱交換器が有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施の形態の熱交換器を示す概略斜視図
【図２】（ａ）同一実施の形態のＬ字接続管における平面概略拡大図（ｂ）同一実施の形態のＬ字接続管における横断面概略拡大図
【図３】同一実施の形態のＬ字接続管により形成された熱交換器の概略斜視図
【図４】本発明の第２の実施の形態の熱交換器を示す概略斜視図
【図５】本発明の第３の実施の形態における筐体と熱交換器を示す概略斜視図
【図６】本発明の第４の実施の形態におけるシールド付き接続管で形成された熱交換器の概略斜視図
【図７】（ａ）同一実施の形態のシールド付きＬ字接続管における平面概略拡大図（ｂ）同一実施の形態のシールド付きＬ字接続管における横断面を示す平面概略拡大図
【図８】従来のパラレルフロータイプの熱交換器を示す概略正面図
【符号の説明】
【００３９】
１  接続管
２  下側ヘッダー
３  偏平管
４  フィン
５  上側ヘッダー
６、７、８  接続管
９  Ｌ字接続管
１０  シールド材
１１  筐体
１２  シールド付き接続管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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