熱交換器及びそれを搭載した一体型空気調和機
【課題】一体型空気調和機に好適するサイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器と、それを搭載した一体型空気調和機を提供する。
【解決手段】熱交換器２０は、間隔を置いて平行に配置された２本のヘッダパイプ２１、２２と、ヘッダパイプ２１、２２の間に複数配置され、内部に設けた冷媒通路２４をヘッダパイプ２１、２２の内部に連通させた偏平チューブ２３と、偏平チューブ２３同士の間に配置されたフィン２５を備える。複数の偏平チューブ２３は上部に位置する上部群２７と下部に位置する下部群２８に二分され、上部群２７の偏平チューブ２３とそれに対応するヘッダパイプ２１、２２の一部が上部熱交換部４０を構成し、下部群２８の偏平チューブ２３とそれに対応するヘッダパイプ２１、２２の一部が下部熱交換部４１を構成する。
【解決手段】熱交換器２０は、間隔を置いて平行に配置された２本のヘッダパイプ２１、２２と、ヘッダパイプ２１、２２の間に複数配置され、内部に設けた冷媒通路２４をヘッダパイプ２１、２２の内部に連通させた偏平チューブ２３と、偏平チューブ２３同士の間に配置されたフィン２５を備える。複数の偏平チューブ２３は上部に位置する上部群２７と下部に位置する下部群２８に二分され、上部群２７の偏平チューブ２３とそれに対応するヘッダパイプ２１、２２の一部が上部熱交換部４０を構成し、下部群２８の偏平チューブ２３とそれに対応するヘッダパイプ２１、２２の一部が下部熱交換部４１を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はサイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器及びそれを搭載した一体型空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数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の室外側ユニットなどに広く利用されている。
【０００３】
従来のサイドフロー方式パラレルフロー型熱交換器の一例を図６に示す。熱交換器１は、２本のヘッダパイプ２、３と、その間に配置される複数の偏平チューブ４を備える。図６では、ヘッダパイプ２、３は垂直方向に延び、水平方向に間隔を置いて平行に配置されており、偏平チューブ４は水平方向に延び、垂直方向に所定ピッチで配置されている。実際に機器に搭載する段階では、パラレルフロー型熱交換器１は設計の要請に従って様々な角度に据え付けられるものであり、厳密な「垂直」「水平」が当てはまらなくなるケースが多いことは言うまでもない。
【０００４】
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４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している。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同士の間にはフィン６が配置される。フィン６としてはコルゲートフィンが用いられているが、プレートフィンでも構わない。
【０００５】
ヘッダパイプ２と３、偏平チューブ４、及びフィン６はいずれもアルミニウム等熱伝導の良い金属からなり、偏平チューブ４はヘッダパイプ２、３に対し、フィン６は偏平チューブ４に対し、それぞれロウ付けまたは溶着で固定される。
【０００６】
図６の熱交換器１では、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。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。
【０００７】
熱交換器１を蒸発器として使用する場合、冷媒は図６に実線矢印で示すように下側の冷媒出入口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。ヘッダパイプ３に入った冷媒は冷媒出入口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下から上に流れる。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。
【０００８】
熱交換器１を凝縮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６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上から下に流れる。
【０００９】
上記説明では、熱交換器１を蒸発器として使用する場合は冷媒を下から上に流し、熱交換器１を凝縮器として使用する場合は冷媒を上から下に流すものとしたが、これとは逆の方向に冷媒を流す設定も可能である。
【００１０】
熱交換器を搭載する機器の代表的なものは空気調和機であるが、その中に一体型空気調和機と呼ばれるものがある。これは、室外機と室内機からなるセパレート型空気調和機を設置できない場合に用いられるものであり、単一の筐体内に凝縮器と蒸発器を配置したものを室内に置き、排気ダクトを通じて室外に熱を排出すると同時に室内空気を循環させて室内空気の温度調整を行うものである。一体型空気調和機の例を特許文献１、２に見ることができる。
【００１１】
特許文献１記載の一体型空気調和機では、蒸発器にも凝縮器にも、多数のアルミニウムフィンに銅管が貫通したフィンアンドチューブ型の熱交換器が用いられている。蒸発器と凝縮器は互いに独立した部品で、離れた場所に設置されている。背面に備えた下吹出口に一端を接続し、他端を窓等に接続した排気ダクトにより、冷房運転時の凝縮器からの排熱を屋外等に行う。
【００１２】
特許文献２記載の一体型空気調和機では、筐体の内部が仕切り板によって上側の冷房室と下側の排熱室に仕切られており、冷房室には蒸発器が配置され、排熱室には凝縮器が配置されている。排熱室には吸気口及び排気口が形成され、排気口には排気ダクトの一端が取り付けられ、吸気口には吸気ダクトの一端が着脱自在とされている。排気ダクトの他端は窓等の開口部に取り付けられる。吸気ダクトの他端は排気ダクトと同様に窓等の開口部に取り付け可能であり、排気ダクトと吸気ダクトの両方を用いて、ダブルダクト方式で給排気を行うことが可能である。
【００１３】
図７に示すのは特許文献２に記載された形式の一体型空気調和機である。空気調和機１０の筐体１１の内部は水平な仕切板１２によって上下に仕切られ、上側は冷房室１３、下側は排熱室１４となっている。冷房室１３には蒸発器１５が配置され、排熱室１４には凝縮器１６と圧縮機１７が配置される。蒸発器１５、凝縮器１６、圧縮機１７に図示しない減圧膨張装置と四方弁が加わって冷凍サイクルとしてのヒートポンプサイクルが構成される。この他冷房室１３には図示しない送風機が配置され、破線矢印で示す室内循環風路１８が形成される。排熱室１４にも図示しない送風機が配置され、破線矢印で示す放熱風路１９が形成される。放熱風路１９は凝縮器１６を通過した空気を図示しない排気ダクトに送り込むためのものである。蒸発器１５と凝縮器１６はいずれもフィンアンドチューブ型の熱交換器からなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００５−２７４０７７号公報
【特許文献２】特開２０１０−５４１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献１に記載された一体型空気調和機でも特許文献２に記載された一体型空気調和機でも、蒸発器と凝縮器には別々の熱交換器が用いられており、これが構成の複雑化を招き、小型軽量化を妨げる要因となっていた。
【００１６】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、一体型空気調和機に好適するサイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器と、それを搭載した一体型空気調和機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】
【００１７】
本発明の好ましい実施形態によれば、間隔を置いて平行に配置された複数のヘッダパイプと、前記複数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フィンとを備えたサイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器において、前記複数の偏平チューブは上部に位置する上部群と下部に位置する下部群に二分され、前記上部群の偏平チューブとそれに対応する前記ヘッダパイプの一部が上部熱交換部を構成し、前記下部群の偏平チューブとそれに対応する前記ヘッダパイプの一部が下部熱交換部を構成する。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の熱交換器において、前記上部熱交換部と下部熱交換部の一方が蒸発器として機能し、他方が凝縮器として機能する。
【００１９】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の熱交換器において、前記上部熱交換部と下部熱交換部のうち、凝縮器として機能する側では、冷媒が上位の偏平チューブから下位の偏平チューブに流れる。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の熱交換器において、前記上部熱交換部と下部熱交換部の間に熱的分離部が形成される。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の熱交換器において、前記ヘッダパイプ内に形成された断熱仕切板が、前記熱的分離部形成の一翼を担う。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態によれば、一体型空気調和機に上記構成の熱交換器を搭載し、前記上部熱交換部を当該一体型空気調和機の筐体内の室内循環風路に配置し、前記下部熱交換器を前記筐体内の放熱風路に配置した。
【００２３】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の一体型空気調和機において、前記上部熱交換器は蒸発器として機能し、前記下部熱交換部は凝縮器として機能する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、同じヘッダパイプ間に配置した偏平チューブを上部群と下部群に二分し、上部群の偏平チューブとそれに対応するヘッダパイプの一部で上部熱交換部を構成し、下部群の偏平チューブとそれに対応する前記ヘッダパイプの一部で下部熱交換部を構成したから、蒸発器と凝縮器を合わせた形の熱交換器を小型で、軽量なものとすることができる。この熱交換器を搭載する一体型空気調和機も小型・軽量化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るサイドフロー方式パラレルフロー型熱交換器の概略構造を示す垂直断面図である。
【図２】本発明に係る熱交換器を搭載した一体型空気調和機の概略構成を示す側面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るサイドフロー方式パラレルフロー型熱交換器の概略構造を示す垂直断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るサイドフロー方式パラレルフロー型熱交換器の概略構造を示す垂直断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係るサイドフロー方式パラレルフロー型熱交換器の概略構造を示す垂直断面図である。
【図６】従来のサイドフロー方式パラレルフロー型熱交換器の概略構造を示す垂直断面図である。
【図７】従来の一体型空気調和機の概略構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の第１実施形態に係るサイドフロー方式パラレルフロー型熱交換器の構造を、図１を参照しつつ説明する。
【００２７】
パラレルフロー型熱交換器２０は、図６に示す従来構造と基本的に同じ構造を有する。すなわち、垂直方向に延びる２本のヘッダパイプ２１、２２の間に、水平方向に延びる偏平チューブ２３が複数配置されている。「垂直」「水平」は、従来構造の説明で用いたのと同じ意味で用いている。
【００２８】
偏平チューブ２３、その内部の冷媒通路２４、及びフィン２５は従来構造の偏平チューブ４、冷媒通路５、及びフィン６と同様に構成され、固定される。複数のものが縦１列に並んだ偏平チューブ２３の中で、最も外側に位置する偏平チューブ２３の、外側に向いた偏平面には、フィン２５とサイドプレート２６の組み合わせが配置される。
【００２９】
複数の偏平チューブ２３は、上部に位置する上部群２７と下部に位置する下部群２８に二分される。上部群２７と下部群２８の間には空間２９が設けられている。空間２９は、上部群２７と下部群２８のそれぞれの熱が他方に影響しないようにする熱的分離部ＨＩとして機能する。ヘッダパイプ２１、２２の内部には、上部群２７と下部群２８の間の位置に仕切板３０、３１が設けられており、これにより、上部群２７と下部群２８は完全に分離される。
【００３０】
仕切板３０、３１より上にあるヘッダパイプ２１、２２の一部と、上部群２７に属する偏平チューブ２３とは、上部熱交換部４０を構成する。仕切板３０、３１より下にあるヘッダパイプ２１、２２の一部と、下部群２８に属する偏平チューブ２３とは、下部熱交換部４１を構成する。
【００３１】
上部熱交換部４０では、ヘッダパイプ２２に上部冷媒出入口３２と下部冷媒出入口３３が形成されている。ヘッダパイプ２２の内部には、上部冷媒出入口３２と下部冷媒出入口３３の中間の高さのところに仕切板３４が設けられている。
【００３２】
上部熱交換部４０において、仕切板３４より上に位置する偏平チューブ２３の数と、仕切板３４より下に位置する偏平チューブ２３の数は、同数に設定されている。但し、蒸発時の圧力損失を考慮し、冷房時の流路の後の方ほど偏平チューブ２３の数が多くなる設計とされる場合もある。
【００３３】
下部熱交換部４１では、ヘッダパイプ２２に上部冷媒出入口３５と下部冷媒出入口３６が形成されている。ヘッダパイプ２２の内部には、上部冷媒出入口３５と下部冷媒出入口３６の間の位置に仕切板３７、３８が設けられている。ヘッダパイプ２１の内部には、仕切板３７、３８の間の高さのところに仕切板３９が設けられている。
【００３４】
下部熱交換部４１において、仕切板３８より下に位置する偏平チューブ２３の数と、仕切板３８と仕切板３９の間の高さに位置する偏平チューブ２３の数は等しく、仕切板３９と仕切板３７の間の高さに位置する偏平チューブ２３の数はそれより少なく、偏平チューブ３７より上に位置する偏平チューブ２３の数はさらに少ない。
【００３５】
上部熱交換部４０の下部冷媒出入口３３と、下部熱交換部４１の上部冷媒出入口３５は、冷媒配管４２で接続される。冷媒配管４２には減圧膨張装置４３が設けられている。
【００３６】
冷房運転時には、上部熱交換部４０を蒸発器として機能させ、下部熱交換部４１を凝縮器として機能させる。すなわち、図示しない圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒が下部冷媒出入口３６から下部熱交換部４１に入る。下部熱交換部４１に入った冷媒は、仕切板３８より下に位置する偏平チューブ２３を通ってヘッダパイプ２１に向かう。ヘッダパイプ２１に入った冷媒は折り返し、仕切板３８と仕切板３９の間の偏平チューブ２３を通ってヘッダパイプ２２に向かう。ヘッダパイプ２２に入った冷媒は再び折り返し、仕切板３９と仕切板３７の間の偏平チューブ２３を通ってヘッダパイプ２１に向かう。ヘッダパイプ２１に入った冷媒は再び折り返し、仕切板３７より上の偏平チューブ２３を通ってヘッダパイプ２２に向かい、上部冷媒出入口３５から流出する。
【００３７】
下部冷媒出入口３６から下部熱交換部４１に流入した高温高圧の冷媒は、下部熱交換部４１の内部を下から上へとジグザグに流れる過程で、下部熱交換部４１を通過する空気に放熱し、凝縮する。下部熱交換部４１の上部冷媒出入口３５を出た冷媒は減圧膨張装置４３を経た後、下部冷媒出入口３３から上部熱交換部４０に入る。
【００３８】
下部冷媒出入口３３から上部熱交換部４０に入った冷媒は、仕切板３４より下に位置する偏平チューブ２３を通ってヘッダパイプ２１に向かう。ヘッダパイプ２１に入った冷媒は折り返し、仕切板３４より上に位置する偏平チューブ２３を通ってヘッダパイプ２２に向かう。ヘッダパイプ２２に入った冷媒は上部冷媒出入口３２から流出する。このように、上部熱交換部４０の内部を折り返して流れる冷媒はその過程で膨張し、上部熱交換部４０を通過する空気から熱を奪う。その後冷媒は上部冷媒出入口３２を出て前記図示しない圧縮機に戻る。このように、蒸発器として機能する上部熱交換部４０において、冷媒は下位の偏平チューブ２３から上位の偏平チューブ２３へと流れる。これとは逆に、蒸発器として機能する上部熱交換器４０において、冷媒が上位の偏平チューブ２３から下位の偏平チューブ２３に流れる構成としても構わない。
【００３９】
上部熱交換部４０と下部熱交換部４１の間には熱的分離部ＨＩが設けられているので、上部熱交換部４０と下部熱交換部４１のそれぞれの熱が他方に影響を及ぼすことが少なく、上部熱交換部４０は蒸発器としての機能を十分に果たし、下部熱交換部４１は凝縮器としての機能を十分に果たすことができる。
【００４０】
暖房運転時には、図示しない四方弁が切り換えられて冷房運転時と冷媒の流れが逆になる。すなわち、図示しない圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒は上部冷媒出入口３２から上部熱交換部４０に入り、上部熱交換部４０を通過する空気に放熱し、凝縮する。下部冷媒出入口３３から上部熱交換部４０を出た冷媒は減圧膨張装置４３を経た後、上部冷媒出入口３５から下部熱交換部４１に入る。下部熱交換部４１に入った冷媒は膨張し、下部熱交換部４１を通過する空気から熱を吸収した後、下部冷媒出入口３６を出て図示しない圧縮機に戻る。
【００４１】
サイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器２０は、ヘッダパイプ２１、２２を共用する形で上部熱交換部４０と下部熱交換部４１を形成し、その一方を蒸発器、他方を凝縮器として用いるものであるから、蒸発器用と凝縮器用で別個のサイドフロー方式パラレルフロー型熱交換器を設ける場合に比べ、コンパクトな構成とすることができる。
【００４２】
パラレルフロー型熱交換器２０を一体型空気調和機に搭載した状況を図２に示す。図２の一体型空気調和機１０は図５の一体型空気調和機１０の構造を基本的に踏襲している。図５と共通する構成要素には図５で用いた符号をそのまま付し、説明は省略する。
【００４３】
筐体１１内に取り付けられたパラレルフロー型熱交換器２０は、上部熱交換部４０が室内循環風路１８に配置され、下部熱交換部４１が放熱風路１９に配置されている。
【００４４】
コンパクトな構成のパラレルフロー型熱交換器２０を搭載することから、一体型空気調和機１０そのものも小型・軽量化することができる。また、蒸発器と凝縮器を別々に設置するのにくらべ、設置作業が容易になり、作業時間も短縮される。
【００４５】
冷房運転時には、蒸発器として機能している上部熱交換部４０の外面に空気中の水分が結露して、凝縮水が生じる。凝縮水は重力で滴下または流下し、凝縮器として機能している下部熱交換部４１を濡らす。これにより、下部熱交換部４１の凝縮効果が一層高められる。
【００４６】
パラレルフロー型熱交換器２０の第２実施形態を図３に示す。第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、ヘッダパイプ２１、２２の中の内部の仕切板３０、３１が断熱仕切板３０ＨＩ、３１ＨＩに置き換えられていることである。断熱仕切板３０ＨＩ、３１ＨＩは
熱的分離部ＨＩ形成の一翼を担い、熱的分離を一層確実なものとする。
【００４７】
図３では、２枚の仕切板を両者間に空間が生じるように配置して断熱仕切板３０ＨＩ、３１ＨＩを形成している。断熱仕切板３０ＨＩ、３１ＨＩはアルミニウム製なので、一枚板だと熱移動が生じ易いが、２枚の板を両者間に空間が生じるように配置することにより十分な断熱性を持たせることができる。２枚の板の間の空間は、何らかの気体を封入してもよく、真空状態としてもよい。
【００４８】
断熱仕切板３０ＨＩ、３１ＨＩは上記以外の手法でも形成できる。例えば、板の厚みを増したり、板の材料を断熱性のものに変更したりするなどして断熱仕切板３０ＨＩ、３１ＨＩを形成することとしてもよい。
【００４９】
パラレルフロー型熱交換器２０の第３実施形態を図４に示す。第３実施形態では、下部熱交換部４１の下部冷媒出入口３６が冷媒配管４２で上部熱交換部４０の下部冷媒出入口３３に接続されている。
【００５０】
下部熱交換部４１において、仕切板３７より上に位置する偏平チューブ２３の数と、仕切板３７と仕切板３９の間の高さに位置する偏平チューブ２３の数は等しく、仕切板３９と仕切板３８の間の高さに位置する偏平チューブ２３の数はそれより少なく、偏平チューブ３８より下に位置する偏平チューブ２３の数はさらに少ない。
【００５１】
冷房運転時には、図示しない圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒が上部冷媒出入口３５から下部熱交換部４１に入る。下部熱交換部４１に入った冷媒は、仕切板３７より上に位置する偏平チューブ２３を通ってヘッダパイプ２１に向かう。ヘッダパイプ２１に入った冷媒は折り返し、仕切板３７と仕切板３９の間の偏平チューブ２３を通ってヘッダパイプ２２に向かう。ヘッダパイプ２２に入った冷媒は再び折り返し、仕切板３９と仕切板３８の間の偏平チューブ２３を通ってヘッダパイプ２１に向かう。ヘッダパイプ２１に入った冷媒は再び折り返し、仕切板３８より下の偏平チューブ２３を通ってヘッダパイプ２２に向かい、下部冷媒出入口３６から流出する。
【００５２】
上部冷媒出入口３５から下部熱交換部４１に流入した高温高圧の冷媒は、下部熱交換部４１の内部を上から下へとジグザグに流れる過程で、下部熱交換部４１を通過する空気に放熱し、凝縮する。下部熱交換部４１の下部冷媒出入口３６を出た冷媒は減圧膨張装置４３を経た後、下部冷媒出入口３３から上部熱交換部４０に入る。上部熱交換部４０に入った冷媒は膨張し、上部熱交換部４０を通過する空気から熱を奪う。その後冷媒は上部冷媒出入口３２から出て前記図示しない圧縮機に戻る。
【００５３】
凝縮器として機能する下部熱交換部４１において、冷媒は上位の偏平チューブ２３から下位の偏平チューブ２３へと流れる。上から下への動きは液体の冷媒にとって自然な動きであり、効率良く熱交換を行うことができる。
【００５４】
パラレルフロー型熱交換器２０の第４実施形態を図５に示す。第４実施形態では、下部熱交換部４１の下部冷媒出入口３６が冷媒配管４２で上部熱交換部４０の上部冷媒出入口３２に接続されている。
【００５５】
冷房運転時には、上部冷媒出入口３２から上部熱交換部４０に入った冷媒は、上位の偏平チューブ２３から下位の偏平チューブ２３へと流れつつ膨張し、上部熱交換部４０を通過する空気から熱を奪う。その後冷媒は下部冷媒出入口３３から出て前記図示しない圧縮機に戻る。
【００５６】
第３実施形態と第４実施形態においても、仕切板３０、３１を断熱仕切板３０ＨＩ、３１ＨＩに置き換えることにより、熱的分離を一層確実なものとすることができる。
【００５７】
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】
【００５８】
本発明はサイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器及びそれを搭載する一体型空気調和機に利用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 一体型空気調和機
１１ 筐体
１２ 仕切板
１３ 冷房室
１４ 排熱室
１７ 圧縮機
１８ 室内循環風路
１９ 放熱風路
２０ パラレルフロー型熱交換器
２１、２２ ヘッダパイプ
２３ 偏平チューブ
２４ 冷媒通路
２５ フィン
２７ 上部群
２８ 下部群
３０、３１ 仕切板
３０ＨＩ、３１ＨＩ 断熱仕切板
３２、３５ 上部冷媒出入口
３３、３６ 下部冷媒出入口
４０ 上部熱交換部
４１ 下部熱交換部
ＨＩ 熱的分離部
【技術分野】
【０００１】
本発明はサイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器及びそれを搭載した一体型空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数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の室外側ユニットなどに広く利用されている。
【０００３】
従来のサイドフロー方式パラレルフロー型熱交換器の一例を図６に示す。熱交換器１は、２本のヘッダパイプ２、３と、その間に配置される複数の偏平チューブ４を備える。図６では、ヘッダパイプ２、３は垂直方向に延び、水平方向に間隔を置いて平行に配置されており、偏平チューブ４は水平方向に延び、垂直方向に所定ピッチで配置されている。実際に機器に搭載する段階では、パラレルフロー型熱交換器１は設計の要請に従って様々な角度に据え付けられるものであり、厳密な「垂直」「水平」が当てはまらなくなるケースが多いことは言うまでもない。
【０００４】
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４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している。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同士の間にはフィン６が配置される。フィン６としてはコルゲートフィンが用いられているが、プレートフィンでも構わない。
【０００５】
ヘッダパイプ２と３、偏平チューブ４、及びフィン６はいずれもアルミニウム等熱伝導の良い金属からなり、偏平チューブ４はヘッダパイプ２、３に対し、フィン６は偏平チューブ４に対し、それぞれロウ付けまたは溶着で固定される。
【０００６】
図６の熱交換器１では、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。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。
【０００７】
熱交換器１を蒸発器として使用する場合、冷媒は図６に実線矢印で示すように下側の冷媒出入口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。ヘッダパイプ３に入った冷媒は冷媒出入口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下から上に流れる。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。
【０００８】
熱交換器１を凝縮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６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上から下に流れる。
【０００９】
上記説明では、熱交換器１を蒸発器として使用する場合は冷媒を下から上に流し、熱交換器１を凝縮器として使用する場合は冷媒を上から下に流すものとしたが、これとは逆の方向に冷媒を流す設定も可能である。
【００１０】
熱交換器を搭載する機器の代表的なものは空気調和機であるが、その中に一体型空気調和機と呼ばれるものがある。これは、室外機と室内機からなるセパレート型空気調和機を設置できない場合に用いられるものであり、単一の筐体内に凝縮器と蒸発器を配置したものを室内に置き、排気ダクトを通じて室外に熱を排出すると同時に室内空気を循環させて室内空気の温度調整を行うものである。一体型空気調和機の例を特許文献１、２に見ることができる。
【００１１】
特許文献１記載の一体型空気調和機では、蒸発器にも凝縮器にも、多数のアルミニウムフィンに銅管が貫通したフィンアンドチューブ型の熱交換器が用いられている。蒸発器と凝縮器は互いに独立した部品で、離れた場所に設置されている。背面に備えた下吹出口に一端を接続し、他端を窓等に接続した排気ダクトにより、冷房運転時の凝縮器からの排熱を屋外等に行う。
【００１２】
特許文献２記載の一体型空気調和機では、筐体の内部が仕切り板によって上側の冷房室と下側の排熱室に仕切られており、冷房室には蒸発器が配置され、排熱室には凝縮器が配置されている。排熱室には吸気口及び排気口が形成され、排気口には排気ダクトの一端が取り付けられ、吸気口には吸気ダクトの一端が着脱自在とされている。排気ダクトの他端は窓等の開口部に取り付けられる。吸気ダクトの他端は排気ダクトと同様に窓等の開口部に取り付け可能であり、排気ダクトと吸気ダクトの両方を用いて、ダブルダクト方式で給排気を行うことが可能である。
【００１３】
図７に示すのは特許文献２に記載された形式の一体型空気調和機である。空気調和機１０の筐体１１の内部は水平な仕切板１２によって上下に仕切られ、上側は冷房室１３、下側は排熱室１４となっている。冷房室１３には蒸発器１５が配置され、排熱室１４には凝縮器１６と圧縮機１７が配置される。蒸発器１５、凝縮器１６、圧縮機１７に図示しない減圧膨張装置と四方弁が加わって冷凍サイクルとしてのヒートポンプサイクルが構成される。この他冷房室１３には図示しない送風機が配置され、破線矢印で示す室内循環風路１８が形成される。排熱室１４にも図示しない送風機が配置され、破線矢印で示す放熱風路１９が形成される。放熱風路１９は凝縮器１６を通過した空気を図示しない排気ダクトに送り込むためのものである。蒸発器１５と凝縮器１６はいずれもフィンアンドチューブ型の熱交換器からなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００５−２７４０７７号公報
【特許文献２】特開２０１０−５４１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献１に記載された一体型空気調和機でも特許文献２に記載された一体型空気調和機でも、蒸発器と凝縮器には別々の熱交換器が用いられており、これが構成の複雑化を招き、小型軽量化を妨げる要因となっていた。
【００１６】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、一体型空気調和機に好適するサイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器と、それを搭載した一体型空気調和機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】
【００１７】
本発明の好ましい実施形態によれば、間隔を置いて平行に配置された複数のヘッダパイプと、前記複数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フィンとを備えたサイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器において、前記複数の偏平チューブは上部に位置する上部群と下部に位置する下部群に二分され、前記上部群の偏平チューブとそれに対応する前記ヘッダパイプの一部が上部熱交換部を構成し、前記下部群の偏平チューブとそれに対応する前記ヘッダパイプの一部が下部熱交換部を構成する。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の熱交換器において、前記上部熱交換部と下部熱交換部の一方が蒸発器として機能し、他方が凝縮器として機能する。
【００１９】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の熱交換器において、前記上部熱交換部と下部熱交換部のうち、凝縮器として機能する側では、冷媒が上位の偏平チューブから下位の偏平チューブに流れる。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の熱交換器において、前記上部熱交換部と下部熱交換部の間に熱的分離部が形成される。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の熱交換器において、前記ヘッダパイプ内に形成された断熱仕切板が、前記熱的分離部形成の一翼を担う。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態によれば、一体型空気調和機に上記構成の熱交換器を搭載し、前記上部熱交換部を当該一体型空気調和機の筐体内の室内循環風路に配置し、前記下部熱交換器を前記筐体内の放熱風路に配置した。
【００２３】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の一体型空気調和機において、前記上部熱交換器は蒸発器として機能し、前記下部熱交換部は凝縮器として機能する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、同じヘッダパイプ間に配置した偏平チューブを上部群と下部群に二分し、上部群の偏平チューブとそれに対応するヘッダパイプの一部で上部熱交換部を構成し、下部群の偏平チューブとそれに対応する前記ヘッダパイプの一部で下部熱交換部を構成したから、蒸発器と凝縮器を合わせた形の熱交換器を小型で、軽量なものとすることができる。この熱交換器を搭載する一体型空気調和機も小型・軽量化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るサイドフロー方式パラレルフロー型熱交換器の概略構造を示す垂直断面図である。
【図２】本発明に係る熱交換器を搭載した一体型空気調和機の概略構成を示す側面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るサイドフロー方式パラレルフロー型熱交換器の概略構造を示す垂直断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るサイドフロー方式パラレルフロー型熱交換器の概略構造を示す垂直断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係るサイドフロー方式パラレルフロー型熱交換器の概略構造を示す垂直断面図である。
【図６】従来のサイドフロー方式パラレルフロー型熱交換器の概略構造を示す垂直断面図である。
【図７】従来の一体型空気調和機の概略構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の第１実施形態に係るサイドフロー方式パラレルフロー型熱交換器の構造を、図１を参照しつつ説明する。
【００２７】
パラレルフロー型熱交換器２０は、図６に示す従来構造と基本的に同じ構造を有する。すなわち、垂直方向に延びる２本のヘッダパイプ２１、２２の間に、水平方向に延びる偏平チューブ２３が複数配置されている。「垂直」「水平」は、従来構造の説明で用いたのと同じ意味で用いている。
【００２８】
偏平チューブ２３、その内部の冷媒通路２４、及びフィン２５は従来構造の偏平チューブ４、冷媒通路５、及びフィン６と同様に構成され、固定される。複数のものが縦１列に並んだ偏平チューブ２３の中で、最も外側に位置する偏平チューブ２３の、外側に向いた偏平面には、フィン２５とサイドプレート２６の組み合わせが配置される。
【００２９】
複数の偏平チューブ２３は、上部に位置する上部群２７と下部に位置する下部群２８に二分される。上部群２７と下部群２８の間には空間２９が設けられている。空間２９は、上部群２７と下部群２８のそれぞれの熱が他方に影響しないようにする熱的分離部ＨＩとして機能する。ヘッダパイプ２１、２２の内部には、上部群２７と下部群２８の間の位置に仕切板３０、３１が設けられており、これにより、上部群２７と下部群２８は完全に分離される。
【００３０】
仕切板３０、３１より上にあるヘッダパイプ２１、２２の一部と、上部群２７に属する偏平チューブ２３とは、上部熱交換部４０を構成する。仕切板３０、３１より下にあるヘッダパイプ２１、２２の一部と、下部群２８に属する偏平チューブ２３とは、下部熱交換部４１を構成する。
【００３１】
上部熱交換部４０では、ヘッダパイプ２２に上部冷媒出入口３２と下部冷媒出入口３３が形成されている。ヘッダパイプ２２の内部には、上部冷媒出入口３２と下部冷媒出入口３３の中間の高さのところに仕切板３４が設けられている。
【００３２】
上部熱交換部４０において、仕切板３４より上に位置する偏平チューブ２３の数と、仕切板３４より下に位置する偏平チューブ２３の数は、同数に設定されている。但し、蒸発時の圧力損失を考慮し、冷房時の流路の後の方ほど偏平チューブ２３の数が多くなる設計とされる場合もある。
【００３３】
下部熱交換部４１では、ヘッダパイプ２２に上部冷媒出入口３５と下部冷媒出入口３６が形成されている。ヘッダパイプ２２の内部には、上部冷媒出入口３５と下部冷媒出入口３６の間の位置に仕切板３７、３８が設けられている。ヘッダパイプ２１の内部には、仕切板３７、３８の間の高さのところに仕切板３９が設けられている。
【００３４】
下部熱交換部４１において、仕切板３８より下に位置する偏平チューブ２３の数と、仕切板３８と仕切板３９の間の高さに位置する偏平チューブ２３の数は等しく、仕切板３９と仕切板３７の間の高さに位置する偏平チューブ２３の数はそれより少なく、偏平チューブ３７より上に位置する偏平チューブ２３の数はさらに少ない。
【００３５】
上部熱交換部４０の下部冷媒出入口３３と、下部熱交換部４１の上部冷媒出入口３５は、冷媒配管４２で接続される。冷媒配管４２には減圧膨張装置４３が設けられている。
【００３６】
冷房運転時には、上部熱交換部４０を蒸発器として機能させ、下部熱交換部４１を凝縮器として機能させる。すなわち、図示しない圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒が下部冷媒出入口３６から下部熱交換部４１に入る。下部熱交換部４１に入った冷媒は、仕切板３８より下に位置する偏平チューブ２３を通ってヘッダパイプ２１に向かう。ヘッダパイプ２１に入った冷媒は折り返し、仕切板３８と仕切板３９の間の偏平チューブ２３を通ってヘッダパイプ２２に向かう。ヘッダパイプ２２に入った冷媒は再び折り返し、仕切板３９と仕切板３７の間の偏平チューブ２３を通ってヘッダパイプ２１に向かう。ヘッダパイプ２１に入った冷媒は再び折り返し、仕切板３７より上の偏平チューブ２３を通ってヘッダパイプ２２に向かい、上部冷媒出入口３５から流出する。
【００３７】
下部冷媒出入口３６から下部熱交換部４１に流入した高温高圧の冷媒は、下部熱交換部４１の内部を下から上へとジグザグに流れる過程で、下部熱交換部４１を通過する空気に放熱し、凝縮する。下部熱交換部４１の上部冷媒出入口３５を出た冷媒は減圧膨張装置４３を経た後、下部冷媒出入口３３から上部熱交換部４０に入る。
【００３８】
下部冷媒出入口３３から上部熱交換部４０に入った冷媒は、仕切板３４より下に位置する偏平チューブ２３を通ってヘッダパイプ２１に向かう。ヘッダパイプ２１に入った冷媒は折り返し、仕切板３４より上に位置する偏平チューブ２３を通ってヘッダパイプ２２に向かう。ヘッダパイプ２２に入った冷媒は上部冷媒出入口３２から流出する。このように、上部熱交換部４０の内部を折り返して流れる冷媒はその過程で膨張し、上部熱交換部４０を通過する空気から熱を奪う。その後冷媒は上部冷媒出入口３２を出て前記図示しない圧縮機に戻る。このように、蒸発器として機能する上部熱交換部４０において、冷媒は下位の偏平チューブ２３から上位の偏平チューブ２３へと流れる。これとは逆に、蒸発器として機能する上部熱交換器４０において、冷媒が上位の偏平チューブ２３から下位の偏平チューブ２３に流れる構成としても構わない。
【００３９】
上部熱交換部４０と下部熱交換部４１の間には熱的分離部ＨＩが設けられているので、上部熱交換部４０と下部熱交換部４１のそれぞれの熱が他方に影響を及ぼすことが少なく、上部熱交換部４０は蒸発器としての機能を十分に果たし、下部熱交換部４１は凝縮器としての機能を十分に果たすことができる。
【００４０】
暖房運転時には、図示しない四方弁が切り換えられて冷房運転時と冷媒の流れが逆になる。すなわち、図示しない圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒は上部冷媒出入口３２から上部熱交換部４０に入り、上部熱交換部４０を通過する空気に放熱し、凝縮する。下部冷媒出入口３３から上部熱交換部４０を出た冷媒は減圧膨張装置４３を経た後、上部冷媒出入口３５から下部熱交換部４１に入る。下部熱交換部４１に入った冷媒は膨張し、下部熱交換部４１を通過する空気から熱を吸収した後、下部冷媒出入口３６を出て図示しない圧縮機に戻る。
【００４１】
サイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器２０は、ヘッダパイプ２１、２２を共用する形で上部熱交換部４０と下部熱交換部４１を形成し、その一方を蒸発器、他方を凝縮器として用いるものであるから、蒸発器用と凝縮器用で別個のサイドフロー方式パラレルフロー型熱交換器を設ける場合に比べ、コンパクトな構成とすることができる。
【００４２】
パラレルフロー型熱交換器２０を一体型空気調和機に搭載した状況を図２に示す。図２の一体型空気調和機１０は図５の一体型空気調和機１０の構造を基本的に踏襲している。図５と共通する構成要素には図５で用いた符号をそのまま付し、説明は省略する。
【００４３】
筐体１１内に取り付けられたパラレルフロー型熱交換器２０は、上部熱交換部４０が室内循環風路１８に配置され、下部熱交換部４１が放熱風路１９に配置されている。
【００４４】
コンパクトな構成のパラレルフロー型熱交換器２０を搭載することから、一体型空気調和機１０そのものも小型・軽量化することができる。また、蒸発器と凝縮器を別々に設置するのにくらべ、設置作業が容易になり、作業時間も短縮される。
【００４５】
冷房運転時には、蒸発器として機能している上部熱交換部４０の外面に空気中の水分が結露して、凝縮水が生じる。凝縮水は重力で滴下または流下し、凝縮器として機能している下部熱交換部４１を濡らす。これにより、下部熱交換部４１の凝縮効果が一層高められる。
【００４６】
パラレルフロー型熱交換器２０の第２実施形態を図３に示す。第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、ヘッダパイプ２１、２２の中の内部の仕切板３０、３１が断熱仕切板３０ＨＩ、３１ＨＩに置き換えられていることである。断熱仕切板３０ＨＩ、３１ＨＩは
熱的分離部ＨＩ形成の一翼を担い、熱的分離を一層確実なものとする。
【００４７】
図３では、２枚の仕切板を両者間に空間が生じるように配置して断熱仕切板３０ＨＩ、３１ＨＩを形成している。断熱仕切板３０ＨＩ、３１ＨＩはアルミニウム製なので、一枚板だと熱移動が生じ易いが、２枚の板を両者間に空間が生じるように配置することにより十分な断熱性を持たせることができる。２枚の板の間の空間は、何らかの気体を封入してもよく、真空状態としてもよい。
【００４８】
断熱仕切板３０ＨＩ、３１ＨＩは上記以外の手法でも形成できる。例えば、板の厚みを増したり、板の材料を断熱性のものに変更したりするなどして断熱仕切板３０ＨＩ、３１ＨＩを形成することとしてもよい。
【００４９】
パラレルフロー型熱交換器２０の第３実施形態を図４に示す。第３実施形態では、下部熱交換部４１の下部冷媒出入口３６が冷媒配管４２で上部熱交換部４０の下部冷媒出入口３３に接続されている。
【００５０】
下部熱交換部４１において、仕切板３７より上に位置する偏平チューブ２３の数と、仕切板３７と仕切板３９の間の高さに位置する偏平チューブ２３の数は等しく、仕切板３９と仕切板３８の間の高さに位置する偏平チューブ２３の数はそれより少なく、偏平チューブ３８より下に位置する偏平チューブ２３の数はさらに少ない。
【００５１】
冷房運転時には、図示しない圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒が上部冷媒出入口３５から下部熱交換部４１に入る。下部熱交換部４１に入った冷媒は、仕切板３７より上に位置する偏平チューブ２３を通ってヘッダパイプ２１に向かう。ヘッダパイプ２１に入った冷媒は折り返し、仕切板３７と仕切板３９の間の偏平チューブ２３を通ってヘッダパイプ２２に向かう。ヘッダパイプ２２に入った冷媒は再び折り返し、仕切板３９と仕切板３８の間の偏平チューブ２３を通ってヘッダパイプ２１に向かう。ヘッダパイプ２１に入った冷媒は再び折り返し、仕切板３８より下の偏平チューブ２３を通ってヘッダパイプ２２に向かい、下部冷媒出入口３６から流出する。
【００５２】
上部冷媒出入口３５から下部熱交換部４１に流入した高温高圧の冷媒は、下部熱交換部４１の内部を上から下へとジグザグに流れる過程で、下部熱交換部４１を通過する空気に放熱し、凝縮する。下部熱交換部４１の下部冷媒出入口３６を出た冷媒は減圧膨張装置４３を経た後、下部冷媒出入口３３から上部熱交換部４０に入る。上部熱交換部４０に入った冷媒は膨張し、上部熱交換部４０を通過する空気から熱を奪う。その後冷媒は上部冷媒出入口３２から出て前記図示しない圧縮機に戻る。
【００５３】
凝縮器として機能する下部熱交換部４１において、冷媒は上位の偏平チューブ２３から下位の偏平チューブ２３へと流れる。上から下への動きは液体の冷媒にとって自然な動きであり、効率良く熱交換を行うことができる。
【００５４】
パラレルフロー型熱交換器２０の第４実施形態を図５に示す。第４実施形態では、下部熱交換部４１の下部冷媒出入口３６が冷媒配管４２で上部熱交換部４０の上部冷媒出入口３２に接続されている。
【００５５】
冷房運転時には、上部冷媒出入口３２から上部熱交換部４０に入った冷媒は、上位の偏平チューブ２３から下位の偏平チューブ２３へと流れつつ膨張し、上部熱交換部４０を通過する空気から熱を奪う。その後冷媒は下部冷媒出入口３３から出て前記図示しない圧縮機に戻る。
【００５６】
第３実施形態と第４実施形態においても、仕切板３０、３１を断熱仕切板３０ＨＩ、３１ＨＩに置き換えることにより、熱的分離を一層確実なものとすることができる。
【００５７】
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】
【００５８】
本発明はサイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器及びそれを搭載する一体型空気調和機に利用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 一体型空気調和機
１１ 筐体
１２ 仕切板
１３ 冷房室
１４ 排熱室
１７ 圧縮機
１８ 室内循環風路
１９ 放熱風路
２０ パラレルフロー型熱交換器
２１、２２ ヘッダパイプ
２３ 偏平チューブ
２４ 冷媒通路
２５ フィン
２７ 上部群
２８ 下部群
３０、３１ 仕切板
３０ＨＩ、３１ＨＩ 断熱仕切板
３２、３５ 上部冷媒出入口
３３、３６ 下部冷媒出入口
４０ 上部熱交換部
４１ 下部熱交換部
ＨＩ 熱的分離部
【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複数のヘッダパイプと、前記複数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フィンとを備えたサイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器において、
前記複数の偏平チューブは上部に位置する上部群と下部に位置する下部群に二分され、前記上部群の偏平チューブとそれに対応する前記ヘッダパイプの一部が上部熱交換部を構成し、前記下部群の偏平チューブとそれに対応する前記ヘッダパイプの一部が下部熱交換部を構成することを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記上部熱交換部と下部熱交換部の一方が蒸発器として機能し、他方が凝縮器として機能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】
前記上部熱交換部と下部熱交換部のうち、凝縮器として機能する側では、冷媒が上位の偏平チューブから下位の偏平チューブに流れることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記上部熱交換部と下部熱交換部の間に熱的分離部が形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記ヘッダパイプ内に形成された断熱仕切板が、前記熱的分離部形成の一翼を担うことを特徴とする請求項４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搭載し、前記上部熱交換部を当該一体型空気調和機の筐体内の室内循環風路に配置し、前記下部熱交換器を前記筐体内の放熱風路に配置したことを特徴とする一体型空気調和機。
【請求項７】
前記上部熱交換器は蒸発器として機能し、前記下部熱交換部は凝縮器として機能することを特徴とする請求項６に記載の一体型空気調和機。
【請求項１】
間隔を置いて平行に配置された複数のヘッダパイプと、前記複数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フィンとを備えたサイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器において、
前記複数の偏平チューブは上部に位置する上部群と下部に位置する下部群に二分され、前記上部群の偏平チューブとそれに対応する前記ヘッダパイプの一部が上部熱交換部を構成し、前記下部群の偏平チューブとそれに対応する前記ヘッダパイプの一部が下部熱交換部を構成することを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記上部熱交換部と下部熱交換部の一方が蒸発器として機能し、他方が凝縮器として機能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】
前記上部熱交換部と下部熱交換部のうち、凝縮器として機能する側では、冷媒が上位の偏平チューブから下位の偏平チューブに流れることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記上部熱交換部と下部熱交換部の間に熱的分離部が形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記ヘッダパイプ内に形成された断熱仕切板が、前記熱的分離部形成の一翼を担うことを特徴とする請求項４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搭載し、前記上部熱交換部を当該一体型空気調和機の筐体内の室内循環風路に配置し、前記下部熱交換器を前記筐体内の放熱風路に配置したことを特徴とする一体型空気調和機。
【請求項７】
前記上部熱交換器は蒸発器として機能し、前記下部熱交換部は凝縮器として機能することを特徴とする請求項６に記載の一体型空気調和機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１１７７５１（Ｐ２０１２−１１７７５１Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６８２２８（Ｐ２０１０−２６８２２８）
【出願日】平成２２年１２月１日（２０１０．１２．１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【出願人】（０００００４７４３）日本軽金属株式会社 (627)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１日（２０１０．１２．１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【出願人】（０００００４７４３）日本軽金属株式会社 (627)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]