JP3044074B2 - Multi-pass evaporator - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、熱交換器に関するもの
であり、特には蒸発器として使用される熱交換器に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly to a heat exchanger used as an evaporator.
【0002】[0002]
【従来の技術】周知のように、蒸気圧縮サイクルに基づ
いて作動する、一般に使用される空調システムは、調和
されるべき空気を冷却する手段として蒸発器を使用して
いる。冷媒が蒸発器内を通して流通されそしてその内部
で膨張される。膨張するに際して、冷媒はその蒸発熱を
吸収し、それによりそれと接触している媒体、代表的に
熱交換器管を冷却する。温度コントロールされるべき空
気は、これら管の周囲に流される。管には代表的に、空
気側での熱伝達の改善のためにフィンが設けられてい
る。空気は、少なくとも局所的に、その露点以下に冷却
され、その結果空気からの水がフィン及び管上に凝縮す
る。この凝縮液は除去されねばならない。そうでない
と、水は凍結して空気通路を閉塞する恐れがある。2. Description of the Prior Art As is well known, commonly used air conditioning systems that operate on a vapor compression cycle use an evaporator as a means of cooling the air to be conditioned. Refrigerant is passed through the evaporator and expanded therein. Upon expansion, the refrigerant absorbs its heat of evaporation, thereby cooling the medium in contact therewith, typically the heat exchanger tubes. Air to be temperature controlled is flowed around these tubes. The tubes are typically provided with fins to improve heat transfer on the air side. The air is cooled, at least locally, below its dew point, so that water from the air condenses on the fins and tubes. This condensate must be removed. Otherwise, the water can freeze and block the air passages.
【0003】凝縮水の除去のための様々の提案が為され
ておりそしてその最も簡単な形態において蒸発器を通し
て移動する空気流れの速度からの補助をできるかぎり利
用しての重力の利用と関与する。これらシステムは、お
おむね良好に働くが、不必要に嵩高くなることが多く、
信頼性も少ない。[0003] Various proposals have been made for the removal of condensate and in its simplest form involve the use of gravity with the aid of the speed of the air flow traveling through the evaporator as far as possible. . These systems work generally well, but often become unnecessarily bulky,
Low reliability.
【0004】更には、短時間で最大限の冷却を実現する
ためにファンを高速で作動せしめる自動車の空調システ
ムの場合のように比較的高速の空気流れが存在する場
合、水分が空気流れに連行されそして車の室内に流入す
るのを防止するために蒸発器から水分をなるたけ迅速に
除去することが所望される。Further, when relatively high airflows are present, such as in automotive air conditioning systems that operate the fans at high speeds to achieve maximum cooling in a short time, moisture is entrained in the airflows. It is desirable to remove moisture from the evaporator as quickly as possible in order to prevent it from entering the vehicle compartment.
【0005】上記問題に対処する状況において使用のた
めに理想的に適合する蒸発器構造の一つが米国特許第
4,829,780号に開示される。One evaporator structure that is ideally suited for use in situations that address the above problems is disclosed in US Pat. No. 4,829,780.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】この特許の蒸発器は、
蒸発器における凝縮水の良好な、低コストのそして軽量
の捕集手段を提供するが、その有用性を改善するために
そうした構造を更に最適に設計することへの要望が存在
する。SUMMARY OF THE INVENTION The evaporator of this patent is:
While providing a good, low cost and lightweight means of collecting condensate in an evaporator, there is a need to design such structures more optimally to improve their usefulness.
【0007】本発明は、そうした課題を実現することを
目的とする。本発明の課題は、蒸発器としての使用に最
適に適合する改善された熱交換器を提供することであ
る。本発明の別の課題は、上記米国特許に開示される型
式の蒸発器において更に改善された運転効率を有する蒸
発器を提供することである。An object of the present invention is to achieve such a task. It is an object of the present invention to provide an improved heat exchanger that is optimally adapted for use as an evaporator. It is another object of the present invention to provide an evaporator of the type disclosed in the above-mentioned U.S. Pat.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の一様相に従え
ば、各々細長い平行な上方及び下方ヘッダと、それらヘ
ッダの間でその長手方向に且つそこから相並んだ関係で
伸延して設けられる複数の管とから構成される複数の熱
交換モジュール或いはユニットを含む蒸発器が提供され
る。管は、ヘッダを横断する方向において、ヘッダより
小さな寸法を有しそしてモジュールはその対応する管が
整列するようにして互いに並置或いは積重ねられそして
組み立てられる。フィンが各モジュールにおいて隣り合
う管の間を延在し、そして上方及び下方マニホルドが設
けられる。上方マニホルドは上方ヘッダとその一端にお
いて流通関係にあり、そして下方マニホルドは下方ヘッ
ダと前記一端に相当する端において流通関係にある。こ
の構成は、マニホルドが蒸発器の同じ側に配列されるも
のとしそして蒸発器としての熱交換器の性能を改善す
る。SUMMARY OF THE INVENTION In accordance with one aspect of the present invention, there are provided elongated parallel upper and lower headers each extending between the headers in a longitudinal and side-by-side relationship therewith. An evaporator is provided that includes a plurality of heat exchange modules or units composed of a plurality of tubes. The tubes have a smaller dimension in the direction transverse to the header than the header, and the modules are juxtaposed or stacked together and assembled such that their corresponding tubes are aligned. Fins extend between adjacent tubes in each module, and upper and lower manifolds are provided. The upper manifold is in flow relation with the upper header at one end, and the lower manifold is in flow relation with the lower header at an end corresponding to the one end. This arrangement allows the manifold to be arranged on the same side of the evaporator and improves the performance of the heat exchanger as an evaporator.
【0009】本発明の別の様相に従えば、こうした蒸発
器は、少なくとも2つの、好ましくは3つの、上述した
型式の熱交換ユニットから構成される。上方及び下方マ
ニホルドは、上方及び下方ヘッダとそれぞれ流通関係に
あり、そして少なくとも一つのバッフルがマニホルドの
少なくとも一方、好ましくは両方に配置されそして蒸発
器を通して流れる流体をユニットを通して少なくとも2
回の、好ましくは3回のパスにおいて順次して流通せし
めるように位置づけられる。According to another aspect of the invention, such an evaporator comprises at least two, preferably three, heat exchange units of the type described above. The upper and lower manifolds are in flow communication with the upper and lower headers, respectively, and at least one baffle is located on at least one, and preferably both, of the manifolds and directs fluid flowing through the evaporator to at least two passes through the unit.
It is positioned to circulate sequentially in three passes, preferably three passes.
【0010】本発明のこの様相に従って構成された蒸発
器の使用は、一層一様な出口空気側温度をもたらし、こ
れは性能の損失なく、単一パスシステムを上回る一層一
様なコア表面温度が実現されていることを示す。温度一
様性の向上の結果として、コア内部のサーモスタット温
度検知管等の配置づけの臨界性が軽減しそして下方ヘッ
ダの近傍で凝縮水が凍結する傾向が回避される。[0010] The use of an evaporator constructed in accordance with this aspect of the present invention results in a more uniform exit air side temperature, which results in a more uniform core surface temperature over a single pass system without loss of performance. Indicates that it has been implemented. As a result of the improved temperature uniformity, the criticality of the arrangement of the thermostat temperature sensing tubes and the like inside the core is reduced and the tendency for condensate to freeze near the lower header is avoided.
【0011】本発明のまた別の様相に従えば、熱交換ユ
ニットは、コアを形成するように全般的に上述したよう
にして組み立てられる。バッフルがヘッダの少なくとも
幾つかに位置づけられて蒸発器内を流れる流体を少なく
とも2パスにおいて各モジュール即ち熱交換ユニット部
分を通して順次して流通せしめる。In accordance with another aspect of the present invention, the heat exchange unit is assembled generally as described above to form a core. Baffles are positioned on at least some of the headers to permit fluid flowing through the evaporator to flow sequentially through each module or heat exchange unit portion in at least two passes.
【0012】本発明の更に別の具体例に従えば、約2イ
ンチ(5.1cm)以下の厚さを有する比較的狭いコアが
使用される。本発明のこの様相に従えば、単位インチ
(2.54cm)当たり少なくとも18個のフィン密度を
有する波状フィンが使用される。In accordance with yet another embodiment of the present invention, a relatively narrow core having a thickness of less than about 2 inches (5.1 cm) is used. According to this aspect of the invention, the unit inch
Wavy fins with a density of at least 18 fins per (2.54 cm) are used.
【0013】[0013]
【作用】上方及び下方ヘッダとそれらヘッダの間で長手
方向に相並んだ関係で設けられる複数の管とから構成さ
れる複数の熱交換モジュール或いはユニットをその対応
する管が整列するようにして互いに積み重ね、フィンを
各モジュールにおいて隣り合う管の間に設けそして2つ
のマニホルドを同じ側でヘッダと流通関係にあるように
構成した蒸発器は、熱交換器の性能を改善する。こうし
た蒸発器は、少なくとも2つの、好ましくは3つの上述
した型式の熱交換ユニットから構成され、少なくとも一
つのバッフルがマニホルド及び/或いはヘッダの少なく
とも一方、好ましくは両方に配置されそして蒸発器を通
して流れる流体をユニットを通して少なくとも2回の、
好ましくは3回のパスにおいて順次して流通せしめる。
こうして構成された蒸発器の使用は、一様な出口空気側
温度をもたらし、これは性能の損失なく、単一パスシス
テムを上回る一層一様なコア表面温度を実現する。温度
一様性の向上の結果として、コア内部のサーモスタット
温度検知管等の配置の臨界性が軽減しそして下方ヘッダ
の近傍で凝縮水が凍結する傾向を回避する。A plurality of heat exchange modules or units comprising upper and lower headers and a plurality of tubes provided in a longitudinally juxtaposed relationship between the headers are arranged such that their corresponding tubes are aligned. Stacking, evaporators in which the fins are provided between adjacent tubes in each module and the two manifolds are arranged in flow relation with the header on the same side improves the performance of the heat exchanger. Such an evaporator consists of at least two, preferably three, heat exchange units of the type described above, wherein at least one baffle is arranged on at least one, preferably both, the manifold and / or the header and the fluid flowing through the evaporator At least twice through the unit,
Preferably, it is distributed sequentially in three passes.
The use of an evaporator configured in this way results in a uniform outlet air side temperature, which achieves a more uniform core surface temperature over a single pass system without loss of performance. As a result of the improved temperature uniformity, the criticality of the arrangement of thermostat temperature sensing tubes and the like inside the core is reduced and the tendency for condensed water to freeze near the lower header is avoided.
【0014】[0014]
【実施例】本発明に従う熱交換器の具体例が図面に例示
され、ここでは特に蒸発器として示されている。しか
し、熱交換器としてのコンパクトさが所望される幾つか
の場合には、これは蒸発器以外の用途でも使用されう
る。本発明は、こうした他の用途をも包括するものであ
る。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS An embodiment of a heat exchanger according to the present invention is illustrated in the drawings and is here shown in particular as an evaporator. However, in some cases where compactness as a heat exchanger is desired, it may be used in applications other than evaporators. The present invention covers such other uses.
【0015】図1に示されるように、蒸発器は、全体を
10で示される上方ヘッダと全体を12で示される下方
ヘッダとを含んでいる。図2に示すように、上方ヘッダ
10は、相並んだ関係にある、少なくとも3つの、複数
の細長いヘッダ管14から構成される。これらヘッダ管
14は、その右端16において、プラグ(栓)18によ
り密閉される(図1)。管14は、反対端19におい
て、上方マニホルド20の内部と流通関係にある。マニ
ホルド20の内部には、プラグ或いはバッフル22が存
在し、そしてヘッダ管14の一つがマニホルド20の一
端24と流通関係にありそしてヘッダ管14の2つがそ
の反対端26と流通関係にあるように配置される。例示
される具体例において、マニホルド20の端24が蒸発
器に対する出口とされうる。As shown in FIG. 1, the evaporator includes an upper header, generally indicated at 10, and a lower header, generally indicated at 12. As shown in FIG. 2, the upper header 10 is comprised of at least three, elongate header tubes 14 in side-by-side relationship. These header tubes 14 are sealed at their right ends 16 with plugs (plugs) 18 (FIG. 1). The tube 14 is in flow communication with the interior of the upper manifold 20 at the opposite end 19. Inside the manifold 20, there is a plug or baffle 22 and so that one of the header tubes 14 is in flow communication with one end 24 of the manifold 20 and two of the header tubes 14 are in flow communication with its opposite end 26. Be placed. In the illustrated embodiment, end 24 of manifold 20 may be an outlet for the evaporator.
【0016】下方ヘッド12は、同等数のヘッダ管30
から構成される。管30は、図3に明示されるように、
相並んだ当接関係にあり、そして互いに密封着されるよ
うに31において互いにろう接される。The lower head 12 has an equal number of header tubes 30
Consists of Tube 30 is, as clearly shown in FIG.
They are in side-by-side abutment and are brazed together at 31 to be sealed together.
【0017】ヘッダ管30の右端32は、18で示した
プラグ(栓)と同様のプラグ(図示なし)で封栓され
る。管30の左端34は、下方マニホルド36と流通関
係にある。斯くして、上方及び下方マニホルド20及び
36は、蒸発器の同じ側にあることが理解されよう。従
来からの径違い継手に類似の取付け具38が、管14及
び30とそれぞれのマニホルド20及び36間の流通を
確立するのに使用されうる。The right end 32 of the header tube 30 is sealed with a plug (not shown) similar to the plug (plug) indicated by 18. The left end 34 of the tube 30 is in flow communication with the lower manifold 36. Thus, it will be appreciated that the upper and lower manifolds 20 and 36 are on the same side of the evaporator. A fitting 38, similar to a conventional reducing joint, may be used to establish flow between the tubes 14 and 30 and the respective manifolds 20 and 36.
【0018】先に挙げた米国特許第4,829,780
号に詳しく開示されるように、ヘッダ管30そして随意
的にヘッダ管14も、非矩形断面、好ましくは円形の断
面を有する。ヘッダ10及び12を構成するヘッダ管1
4及び30並びにマニホルド20及び36に対する円形
断面は、蒸発器が耐えうる破裂圧力を最大限とし同時に
これら部品の作製のための材料の使用を最小限とする。[0018] US Patent No. 4,829,780 mentioned above.
As disclosed in detail in the above paragraph, the header tube 30 and optionally also the header tube 14 have a non-rectangular cross section, preferably a circular cross section. Header tube 1 constituting headers 10 and 12
The circular cross sections for 4 and 30 and manifolds 20 and 36 maximize the burst pressure that the evaporator can withstand, while minimizing the use of materials for making these parts.
【0019】図1に示すように、ヘッダ10及び12
は、離間されるが平行でありそして複数の平行列をなす
扁平管40群がこれらヘッダ間に設けられる。管40の
列の数は、管12或いは30の数に等しく、ここでは3
列である。扁平管40は、ヘッダ管14及び30の対応
する一つと流通関係にあり、以ってヘッダ10及び12
間に流通を確立する。斯くして、例示具体例において、
導入冷媒は、図2に破線矢印で示すように下方マニホル
ド36に流入する。本発明に従えば、バッフル或いはプ
ラグ22と同様のバッフル或いはプラグがまた、第6図
に22’として概略示するように下方マニホルド36内
にも設けられる。この位置は、図2に39として示した
位置に相当しそしてその結果冷媒はヘッダ管14の第1
管群40を通して上方に流れ、第2管群を通して下方に
流れそして最後の第3管群を通して上方に流れて最終的
にマニホルド20の端24を通して構造体から流出す
る。斯くして、例示具体例は3パス蒸発器である。蒸発
器を通しての意図する空気流れは図2に示すように矢印
41の方向にある。その結果、冷媒は、蒸発器コアを通
して後方から前方に流れ、他方空気はコアを通して前方
から後方に流れ、これは全体的におおよそ向流型式の流
れと呼ぶことが出来る。As shown in FIG. 1, headers 10 and 12
Are spaced but parallel and a plurality of parallel rows of flat tubes 40 are provided between the headers. The number of rows of tubes 40 is equal to the number of tubes 12 or 30, here 3
Column. The flat tube 40 is in flow relation with the corresponding one of the header tubes 14 and 30, so that the headers 10 and 12
Establish distribution in between. Thus, in the illustrative example,
The introduced refrigerant flows into the lower manifold 36 as shown by the dashed arrow in FIG. In accordance with the present invention, a baffle or plug similar to baffle or plug 22 is also provided in lower manifold 36 as shown schematically at 22 'in FIG. This position corresponds to the position shown as 39 in FIG.
It flows upward through tube bundle 40, downwards through the second tube bundle, and upwards through the last third tube bundle, and finally exits the structure through end 24 of manifold 20. Thus, an illustrative example is a three-pass evaporator. The intended air flow through the evaporator is in the direction of arrow 41 as shown in FIG. As a result, the refrigerant flows from the back to the front through the evaporator core, while the air flows from the front to the back through the core, which can be generally referred to as a generally counter-current type flow.
【0020】ヘッダ管14及び30の長手方向に対する
管40の横断寸法は、製作を可能とするようにヘッダ管
14及び30の巾寸法より僅かに小さい。管40は、ヘ
ッダ管14及び30におけるスロット(図示なし)に挿
入される。The transverse dimension of tube 40 relative to the length of header tubes 14 and 30 is slightly smaller than the width of header tubes 14 and 30 to allow for fabrication. Tube 40 is inserted into a slot (not shown) in header tubes 14 and 30.
【0021】例示具体例において、既に述べたように、
3列の管群40が存在しそしてスペース42が管列間に
存在する。これは比較的狭く、多くは1/4インチ
(6.35mm)以下のオーダにある。In the illustrated embodiment, as already mentioned,
There are three rows of tube banks 40 and spaces 42 exist between the rows. It is relatively narrow, often on the order of 1/4 inch (6.35 mm) or less.
【0022】図3に示されるように、管群40は互いに
整列する、即ち共通直線上に載っている。従って、蒸発
器は、各々上方ヘッダ管14、下方ヘッダ管30及び複
数の扁平管40から組み立てられる、実質上同等の、複
数のモジュール或いはユニットから構成されることが理
解されよう。モジュールはマニホルド20及び36並び
にろう接部31により相互連結される。波状フィン44
が、各モジュールにおいて隣り合う扁平管の間を延在す
る。図3に示すように、波状フィン44は、個々の各モ
ジュールに共通であるが、所望ならモジュール全体の間
を延在するものとすることも出来る。As shown in FIG. 3, the tube banks 40 are aligned with each other, ie, lie on a common straight line. Thus, it will be appreciated that the evaporator is comprised of a plurality of substantially equivalent modules or units, each assembled from an upper header tube 14, a lower header tube 30, and a plurality of flat tubes 40. The modules are interconnected by manifolds 20 and 36 and braze 31. Wavy fins 44
Extends between adjacent flat tubes in each module. As shown in FIG. 3, the corrugated fins 44 are common to each individual module, but can extend between the entire module if desired.
【0023】周知のように、波状フィンの頂部は、管4
0の扁平な外面46にろう接或いは別法で接合される。
所望ならば、フィン44には、48で概略示するような
羽板開口を設けることが出来る。図4は、単位インチ当
たりのフィン数を表わす記号「FPT」でフィン密度を
例示する。第4図において単位インチ当たり11個のフ
ィンが例示される。As is well known, the top of the wavy fin is
It is brazed or otherwise joined to the flat outer surface 46 of the zero.
If desired, the fins 44 can be provided with slat openings as indicated generally at 48. FIG. 4 illustrates the fin density with the symbol “FPT” representing the number of fins per inch. FIG. 4 illustrates 11 fins per inch.
【0024】コア厚さ(図3に示すものとして測定)が
比較的狭い、即ち約2インチ(5.1cm)を超えない場
合、蒸発器の性能は従来のフィン密度、即ち14フィン
数/インチ(2.54cm)から少なくとも18〜24フ
ィン数/インチ(2.54cm)の範囲のフィン密度まで
増大されるにつれ向上することが予想外に見出された。If the core thickness (measured as shown in FIG. 3) is relatively small, ie, does not exceed about 2 inches (5.1 cm) , the performance of the evaporator will be the conventional fin density, ie, 14 fins / inch. It was unexpectedly found to improve as the fin density was increased from (2.54 cm) to at least a fin density in the range of 18 to 24 fins / inch (2.54 cm) .
【0025】代表的には、そうした高いフィン密度は、
フィン間の間隔が狭い程凝縮水で閉塞され易く従って空
気流れを阻止或いは邪魔するから性能を減じることが予
想されたから、これまでの蒸発器においては回避されて
きた。本発明は、この点でも性能を向上することが出来
る。Typically, such a high fin density is
The narrower spacing between the fins has been avoided in previous evaporators because it was expected that the smaller the spacing between the fins, the more likely it would be to be blocked by condensed water and thus impede or obstruct air flow, thereby reducing performance. The present invention can also improve performance in this regard.
【0026】図5を参照すると、これは、マニホルド2
0に対応する上方マニホルド60とマニホルド36に対
応する下方マニホルド62を具備する同様の蒸発器が概
略示する。3列の管40が例示されるが、それらと関連
するヘッダ10及び12はマニホルドの隠れて見えな
い。バッフルは使用されていないので、単一パス蒸発器
が提供される。25℃の温度で矢印64の方向に蒸発器
に流入する空気は、蒸発器コアに関係しての空気の上方
から下方までの位置に依存して相当巾にわたって変動す
る温度で蒸発器から流出する。コア上部近くから流出す
る空気は約10℃の温度にあり、他方蒸発器の下端近く
の空気は約0℃で流出する。Referring to FIG. 5, this is the manifold 2
A similar evaporator with an upper manifold 60 corresponding to zero and a lower manifold 62 corresponding to manifold 36 is shown schematically. Although three rows of tubes 40 are illustrated, the headers 10 and 12 associated therewith are not visible behind the manifold. Since no baffles are used, a single pass evaporator is provided. Air entering the evaporator in the direction of arrow 64 at a temperature of 25 ° C. exits the evaporator at a temperature that varies over a considerable width depending on the position of the air from above to below relative to the evaporator core. . Air exiting near the top of the core is at a temperature of about 10 ° C, while air near the lower end of the evaporator exits at about 0 ° C.
【0027】後者の条件は、スペース42において凝縮
水が管40を伝って流下して下方ヘッダ間の接合部に溜
る傾向があるから所望されない。水の凍結温度に水準に
ある温度が凝縮水の溜り位置に存在するから、凝縮水の
凍結とその後のコアの氷結の可能性が非常に高いことが
理解されよう。The latter condition is undesirable because condensed water tends to flow down the tube 40 in the space 42 and collect at the junction between the lower headers. It will be appreciated that the possibility of freezing of the condensate and subsequent freezing of the core is very high, since a temperature at the level of the freezing temperature of the water is present at the location of the condensate.
【0028】対照的に、図6に例示するように、本発明
にしたがって作製された蒸発器において例示のようにバ
ッフル22及び22’が配置されて3回以上のパスを提
供するとき、矢印66の方向に同じ温度で流入する空気
は蒸発器の上部で約5.5℃の温度でそして蒸発器の下
部で約4.5℃の温度で流出する。従って、空気温度は
本発明に従う蒸発器において従来よりはるかに一様であ
り、そしてすべての用途及び目的に対して本発明の蒸発
器は図5に例示したような蒸発器と同等の熱伝達性能を
有する。In contrast, as illustrated in FIG. 6, in an evaporator made in accordance with the present invention, when baffles 22 and 22 'are positioned to provide more than two passes as illustrated by arrows 66 in FIG. Air exiting at the same temperature in the direction of exits at a temperature of about 5.5 ° C. at the top of the evaporator and at a temperature of about 4.5 ° C. at the bottom of the evaporator. Thus, the air temperature is much more uniform in the evaporator according to the invention than in the past, and for all applications and purposes the evaporator according to the invention has a heat transfer performance equivalent to that of the evaporator as illustrated in FIG. Having.
【0029】この空気温度の一層の一様性は、凝縮水の
凍結の可能性を最小限としてコアの氷結を防止する。加
えて、当業者にはよく知られるように、サーモスタット
温度検知装置或いは管は、様々の理由から蒸発器コアと
関連して配置されることが多い。空気温度の一様性のた
めに、コアにおけるそうした温度検知器の位置付けは空
気温度の一様性を実現出来なかった従来装置程臨界的で
なくなる。This more uniform air temperature minimizes the possibility of freezing of condensed water and prevents icing of the core. In addition, as is well known to those skilled in the art, thermostat temperature sensing devices or tubes are often located in association with the evaporator core for a variety of reasons. Due to the uniformity of the air temperature, the positioning of such temperature detectors in the core is less critical than in prior art devices that could not achieve the uniformity of the air temperature.
【0030】加えて、図6に示すように、冷媒入口とし
て下方マニホルドを使用しそして冷媒出口として上方マ
ニホルドを使用することそして図1に示すように両者が
コアの同じ側に配置されていることはまた、マニホルド
及び/或いは入口と出口の他の可能な配置付けを上回る
性能の増大を与える。In addition, using the lower manifold as the refrigerant inlet and the upper manifold as the refrigerant outlet as shown in FIG. 6 and both being located on the same side of the core as shown in FIG. It also provides increased performance over manifolds and / or other possible arrangements of inlets and outlets.
【0031】本発明の更に別の具体例が図7〜9に例示
される。この具体例においては、先と同じく、複数のモ
ジュールが存在し、各々は、上方ヘッダ管100及び下
方ヘッダ管102並びにこれら上方及び下方ヘッダの間
をほぼ平行関係で伸延する複数の扁平管104から構成
される。扁平管104は、ヘッダ管00及び102の直
径より小さな横断幅を有しそして波状フィン106が管
の間に介在する。Yet another embodiment of the present invention is illustrated in FIGS. In this embodiment, as before, there are a plurality of modules, each comprising an upper header tube 100 and a lower header tube 102, and a plurality of flat tubes 104 extending in a substantially parallel relationship between the upper and lower headers. Be composed. Flat tube 104 has a transverse width smaller than the diameter of header tubes 00 and 102 and corrugated fins 106 intervene between the tubes.
【0032】この具体例において、チューブ状マニホル
ド108及び110使用されそしてヘッダ管102の両
端に関連づけられている。流れ矢印112及び114に
より例示されるように、マニホルド108は入口マニホ
ルドとしてそしてマニホルド110は出口マニホルドと
してそれぞれ機能する。空気流れは矢印116の方向に
ある。In this embodiment, tubular manifolds 108 and 110 are used and are associated with both ends of header tube 102. As illustrated by flow arrows 112 and 114, manifold 108 functions as an inlet manifold and manifold 110 functions as an outlet manifold, respectively. The air flow is in the direction of arrow 116.
【0033】この具体例に従えば、バッフル120は、
ヘッダ管102の両端の中間に配置される。ここでは唯
一つのバッフル120が管102の各々に設けるものと
して例示されているが、追加バッフルも使用でき、その
場合バッフルはまたヘッダ管100にも配置されうるこ
とを理解すべきである。この具体例では、蒸発器内で2
パスの、側面から側面への流れが提供される。流れは、
マニホルド108に流入し、ヘッダ管102の左側に分
配される。そこから、流体は、ヘッダ管100の左側ま
で矢印122の方向に流れそして後ヘッダ管100の右
側に矢印124のように流れる。流体がヘッダ管100
の右側部に達すると、流体は矢印126に示すようにヘ
ッダ管102の右側部に流入して矢印128の方向にお
いてマニホルド110へと流出する。According to this specific example, the baffle 120
It is arranged in the middle of both ends of the header tube 102. Although here only one baffle 120 is illustrated as being provided on each of the tubes 102, it should be understood that additional baffles could be used, in which case the baffles could also be located on the header tube 100. In this example, two evaporators
A side-to-side flow of the path is provided. The flow is
It flows into the manifold 108 and is distributed to the left side of the header tube 102. From there, fluid flows in the direction of arrow 122 to the left of header tube 100 and flows to the right of rear header tube 100 as shown by arrow 124. Fluid flows into header tube 100
Reaches the right portion of the header tube 102 as shown by arrow 126 and exits to the manifold 110 in the direction of arrow 128.
【0034】ここでは示さなかったが、バッフルがマニ
ホルド及びヘッダ管両方に配置されることも本発明の範
囲であり、その場合、前から後或いは後から前及び一方
側から他方側の様々の組合せのマルチパス流れが所望に
応じて実現されうる。Although not shown here, it is also within the scope of the present invention that the baffles be located on both the manifold and the header tube, in which case various combinations of front to back or back to front and one side to the other side. Multipath flows can be implemented as desired.
【0035】[0035]
【発明の効果】例えば、25℃温度で流入する空気は蒸
発器の上部で約5.5℃の温度でそして蒸発器の下部で
約4.5℃の温度で流出し、従って、空気温度は従来よ
りはるかに一様である。この空気温度の一様性は、凝縮
水の凍結の可能性を最小限としてコアの氷結を防止す
る。加えて、サーモスタット温度検知装置の位置付けは
従来装置程臨界的でなくなる。両マニホルドがコアの同
じ側に配置されていることはまた、マニホルド及び/或
いは入口と出口の他の可能な配置付けを上回る性能の増
大を与える。フィン密度をも増大することを可能とし、
その結果性能を増大する。For example, air entering at a temperature of 25 ° C. exits at a temperature of about 5.5 ° C. at the top of the evaporator and at a temperature of about 4.5 ° C. at the bottom of the evaporator; It is much more uniform than before. This uniformity of air temperature minimizes the possibility of condensate water freezing and prevents core icing. In addition, the positioning of the thermostat temperature sensing device is less critical than conventional devices. The fact that both manifolds are located on the same side of the core also provides an increase in performance over the manifold and / or other possible arrangements of inlets and outlets. It is possible to increase the fin density,
The result is increased performance.
【図1】本発明に従って作製された蒸発器の具体例の正
面図である。FIG. 1 is a front view of a specific example of an evaporator made according to the present invention.
【図2】この蒸発器の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the evaporator.
【図3】蒸発器の下方部分の拡大斜視図である。FIG. 3 is an enlarged perspective view of a lower portion of the evaporator.
【図4】蒸発器管とその間のフィンの部分正面図であ
る。FIG. 4 is a partial front view of an evaporator tube and a fin therebetween.
【図5】1パス型蒸発器の温度分布を例示する説明図で
ある。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a temperature distribution of a one-pass evaporator.
【図6】マルチパス、ここでは3パス蒸発器の温度分布
を例示する説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the temperature distribution of a multi-pass, here, three-pass evaporator.
【図7】本発明の別の具体例の正面図である。FIG. 7 is a front view of another embodiment of the present invention.
【図8】図7の平面図である。FIG. 8 is a plan view of FIG. 7;
【図9】図7及び8の側面図である。FIG. 9 is a side view of FIGS. 7 and 8;
10 上方ヘッダ 12 下方ヘッダ 14 ヘッダ管 18 プラグ 20 上方マニホルド 22 バッフル 30 ヘッダ管 36 下方マニホルド 40 管 44 フィン 10 Upper Header 12 Lower Header 14 Header Tube 18 Plug 20 Upper Manifold 22 Baffle 30 Header Tube 36 Lower Manifold 40 Tube 44 Fin
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平2−7491(JP,U) 米国特許4829780(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 39/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References Japanese Utility Model Application Hei 2-7491 (JP, U) US Patent 4829780 (US, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F25B 39 / 02
Claims (6)
各モジュールが細長い平行な上方及び下方ヘッダと、該
上方及び下方ヘッダの間で長手方向に沿って且つ該ヘッ
ダから相並んだ関係で伸延して設けられる複数の管とか
ら構成され、前記管が前記ヘッダの横断方向において該
ヘッダより小さな寸法を有し、そしてモジュールはその
対応する管が整列するようにして互いに並置されそして
組立てられ、フィンが各モジュールにおいて隣り合う管
の間を延在しそして上方及び下方マニホルドとを備え、
その場合該上方マニホルドは前記上方ヘッダとその一端
において流通関係にあり、そして該下方マニホルドは前
記下方ヘッダと前記一端に相当する端において流通関係
にある蒸発器。1. A method comprising: a plurality of heat exchange modules;
Each module comprises an elongated, parallel upper and lower header and a plurality of tubes extending longitudinally between and in a side-by-side relationship between the upper and lower headers, said tubes comprising: The header has a smaller dimension in the transverse direction of the header, and the modules are juxtaposed and assembled together such that their corresponding tubes are aligned, fins extend between adjacent tubes in each module and Upper and lower manifolds,
An evaporator wherein the upper manifold is in flow communication with the upper header at one end thereof, and the lower manifold is in flow communication with the lower header at an end corresponding to the one end.
して隣合う管の間で長手方向に沿って形成されるろう接
部により密閉当接状態にある請求項1の蒸発器。2. The evaporator according to claim 1, wherein the lower header is constituted by a header tube and is tightly abutted by a braze formed longitudinally between adjacent tubes.
請求項2の蒸発器。3. The evaporator of claim 2, wherein the header tube is substantially circular in cross section.
れ、そしてマニホルドの一つに少なくとも一つのバッフ
ルが存在しそして蒸発器内を流れる流体を少なくとも2
パスにおいてモジュールを通して順次して流通せしめる
よう配置される請求項1の蒸発器。4. At least two modules are provided, and at least one baffle is present in one of the manifolds and at least two fluids flow through the evaporator.
2. The evaporator of claim 1, wherein the evaporator is arranged to flow sequentially through the modules in a pass.
れ、そしてマニホルドの一つに少なくとも一つのバッフ
ルが存在しそして蒸発器内を流れる流体を少なくとも3
パスにおいてモジュールを通して順次して流通せしめる
よう配置される請求項1の蒸発器。5. At least three modules are provided, and at least one baffle is present in one of the manifolds and at least three fluids flow through the evaporator.
2. The evaporator of claim 1, wherein the evaporator is arranged to flow sequentially through the modules in a pass.
を有するコアを構成するよう組立てられ、フィンが波状
フィンでありそして管の単位インチ当たり少なくとも1
8個のフィンが存在する請求項1の蒸発器。6. The module is assembled to form a core having a core thickness of about 2 inches or less, wherein the fins are wavy fins and at least one fin per inch of tube.
The evaporator of claim 1, wherein there are eight fins.
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