JP2007078317A - Heat exchanger for cooling equipment, and cooling equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンプレッサ、放熱器、減圧装置、蒸発器などから冷凍サイクルが構成された冷却装置の蒸発器として使用される熱交換器及びそれを使用した冷却装置に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger used as an evaporator of a cooling device in which a refrigeration cycle is constituted by a compressor, a radiator, a decompression device, an evaporator, and the like, and a cooling device using the heat exchanger.
従来よりコンプレッサ、放熱器、減圧装置、蒸発器などが順次配管接続された冷凍サイクルには、例えば冷媒として作動圧の低い作動媒体が封入されている。作動圧の低い作動媒体としては、フロン系冷媒R410やR134a等が知られており、これらの作動媒体を使用した高出力のパッケージエアコンやカーエアコンなどがある。このような高出力のエアコンでは、蒸発器の前段に円筒状の分流器を採用している。そして、パイプ形状のガス通路にフィンを取り付けた多段の蒸発器を設け、この蒸発器内に作動媒体(液媒体)を導入し、この液媒体が蒸発するときの気化熱を利用して吸熱することにより冷却作用を発揮させていた。 Conventionally, in a refrigeration cycle in which a compressor, a radiator, a decompressor, an evaporator, and the like are sequentially connected by piping, a working medium having a low working pressure is enclosed as a refrigerant, for example. As the working medium having a low working pressure, Freon refrigerants R410 and R134a are known, and there are a high-output packaged air conditioner and a car air conditioner using these working media. In such a high-power air conditioner, a cylindrical shunt is used in the front stage of the evaporator. A multistage evaporator having fins attached to a pipe-shaped gas passage is provided, a working medium (liquid medium) is introduced into the evaporator, and heat is absorbed by using the heat of vaporization when the liquid medium evaporates. The cooling effect was exhibited.
しかしフロン系の作動媒体は地球環境破壊などで問題視されてきている。このため、近年では作動媒体として温暖化係数が1と云う良好な特性であって作動圧の高い二酸化炭素(CO2)が注目を集めている。このように作動圧の高い二酸化炭素を作動媒体とする冷却装置の蒸発器では、前述したようなパイプの代わりに内部に複数の細い作動媒体通路が形成された小径多孔型のマイクロチューブを採用し、蒸発器の効率を向上させる必要がある。 However, chlorofluorocarbon working media has been regarded as a problem due to the destruction of the global environment. For this reason, in recent years, carbon dioxide (CO 2 ), which has a favorable characteristic of a warming coefficient of 1 as a working medium and a high working pressure, has attracted attention. In this way, the evaporator of the cooling device using carbon dioxide having a high working pressure employs a small-diameter porous microtube having a plurality of thin working medium passages formed therein instead of the pipe as described above. There is a need to improve the efficiency of the evaporator.
係るマイクロチューブを使用する場合、パイプ形状のガス通路に匹敵する作動媒体の流量を確保しなければならないため、蒸発器の入口側と出口側に分流器(ヘッダー)を設け、これらヘッダーに複数本のマイクロチューブを配設する。そして、入口側のヘッダーにて作動媒体を各マイクロチューブに分けて流入させると共に、各マイクロチューブより流出した作動媒体を出口側のヘッダーで合流させる構造となる(特許文献1参照)。 When using such a microtube, it is necessary to secure a flow rate of the working medium comparable to that of a pipe-shaped gas passage. Therefore, a flow divider (header) is provided on the inlet side and the outlet side of the evaporator. The microtube is arranged. Then, the working medium is divided into the microtubes at the inlet-side header and flows in, and the working medium flowing out from the microtubes is joined at the outlet-side header (see Patent Document 1).
このとき、マイクロチューブの作動媒体通路に流入した作動媒体は、吸熱して気化が進み、湿り度が80%〜0%まで変化し、気液混合状態(ガス媒体と液媒体が混合した状態)の作動媒体になる。この場合、作動媒体通路の断面積の関係で蒸発器内の作動媒体の流速が決定される。また、作動媒体通路には作動媒体の流速に応じた通路抵抗が発生するが、液媒体はガス媒体より粘度が大きいので流速が低く、ガス媒体は液媒体より粘度が小さいので流速が高くなるので、ガス媒体の方が作動媒体通路における圧力損失が大きくなる。 At this time, the working medium flowing into the working medium passage of the microtube absorbs heat and vaporization proceeds, the wetness changes from 80% to 0%, and a gas-liquid mixed state (a state where the gas medium and the liquid medium are mixed) It becomes a working medium. In this case, the flow rate of the working medium in the evaporator is determined based on the cross-sectional area of the working medium passage. In addition, a passage resistance corresponding to the flow rate of the working medium is generated in the working medium passage, but the flow rate is low because the liquid medium has a higher viscosity than the gas medium, and the flow rate is high because the gas medium has a lower viscosity than the liquid medium. The pressure loss in the working medium passage is larger in the gas medium.
また、蒸発器では作動媒体が液媒体であれば蒸発するときの気化熱を利用して冷却作用を発揮できるが、作動媒体がガス媒体の場合は気化しないので冷却効果は期待できない。このため、蒸発器内を通過する作動媒体は、ガス媒体より液媒体が多い程、蒸発器自体の冷却効率は高くなる。
このように、蒸発器内の作動媒体中のガス媒体の量が多くなると、作動媒体の流速が増大するため、この流速に応じた通路抵抗によって圧力損失が増大する。そのため、冷凍サイクルのコンプレッサの吸気圧が低下し、冷凍サイクルを循環する作動媒体の量が減少して冷凍装置全体としての運転効率が低下する。 As described above, when the amount of the gas medium in the working medium in the evaporator increases, the flow rate of the working medium increases. Therefore, the pressure loss increases due to the passage resistance according to the flow rate. Therefore, the intake pressure of the compressor of the refrigeration cycle is reduced, the amount of working medium circulating in the refrigeration cycle is reduced, and the operation efficiency of the entire refrigeration apparatus is reduced.
また、前述したように蒸発器内のガス媒体の量が多くなるに従って、冷却作用に寄与する液媒体の分布も悪化するため、蒸発器自体の冷却効率も低下してしまう問題がある。 In addition, as described above, as the amount of the gas medium in the evaporator increases, the distribution of the liquid medium that contributes to the cooling action also deteriorates, so that the cooling efficiency of the evaporator itself also decreases.
本発明は、係る従来技術の課題を解決するために成されたものであり、冷却装置において蒸発器として使用される熱交換器の効率を向上させることを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the problems of the related art, and aims to improve the efficiency of a heat exchanger used as an evaporator in a cooling device.
本発明のもう一つの目的は、上記熱交換器を蒸発器として使用することにより冷却装置の効率も向上させることを目的とする。 Another object of the present invention is to improve the efficiency of the cooling device by using the heat exchanger as an evaporator.
即ち、本発明の冷却装置用熱交換器は、コンプレッサ、放熱器、減圧装置、蒸発器などから冷凍サイクルが構成された冷却装置において蒸発器として使用されるもので、作動媒体が流通する作動媒体通路と、該作動媒体通路の入口側、及び/又は、作動媒体通路途中に設けられたヘッダーと、該ヘッダー上部と作動媒体通路の出口側とを連通するガスバイパス通路とを備えたことを特徴とする。 That is, the heat exchanger for a cooling device of the present invention is used as an evaporator in a cooling device in which a refrigeration cycle is constituted by a compressor, a radiator, a decompression device, an evaporator, etc., and the working medium in which the working medium flows And a header provided in the middle of the working medium passage and / or a gas bypass passage communicating the upper portion of the header and the outlet side of the working medium passage. And
また、請求項2の発明の冷却装置用熱交換器は上記において、作動媒体通路途中に設けられたヘッダーの上流側の作動媒体通路数より下流側の作動媒体通路数が少ないことを特徴とする。
The heat exchanger for a cooling device of the invention of
また、請求項3の発明の冷却装置用熱交換器は、上記各発明において、ガスバイパス通路の通路抵抗を、作動媒体通路の入口部の通路抵抗より大きくしたことを特徴とする。 The heat exchanger for a cooling device according to a third aspect of the present invention is characterized in that, in each of the above inventions, the passage resistance of the gas bypass passage is larger than the passage resistance of the inlet portion of the working medium passage.
更に、請求項4の発明の冷却装置用熱交換器は、上記各発明において、作動媒体通路はマイクロチューブ内に構成されていることを特徴とする。 Furthermore, the heat exchanger for a cooling device according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that, in each of the above inventions, the working medium passage is formed in a microtube.
更にまた、請求項5の発明の冷却装置は、上記各発明の熱交換器を使用し、二酸化炭素を作動媒体として用いることを特徴とする。
Furthermore, the cooling device of the invention of
本発明によれば、コンプレッサ、放熱器、減圧装置、蒸発器などから冷凍サイクルが構成された冷却装置にて蒸発器として使用される熱交換器において、作動媒体が流通する作動媒体通路と、該作動媒体通路の入口側、及び/又は、作動媒体通路途中に設けられたヘッダーと、このヘッダー上部と作動媒体通路の出口側とを連通するガスバイパス通路とを備えているので、作動媒体通路の入口側、及び/又は、作動媒体通路途中に設けられたヘッダーに流入した気液混合状態の作動媒体中のガス媒体は分離され、ヘッダー上部からガスバイパス通路を経て出口側にバイパスされるようになる。 According to the present invention, in a heat exchanger used as an evaporator in a cooling device in which a refrigeration cycle is configured from a compressor, a radiator, a decompression device, an evaporator, and the like, a working medium passage through which a working medium flows; Since the working medium passage is provided with an inlet side of the working medium passage and / or a header provided in the middle of the working medium passage, and a gas bypass passage communicating the upper portion of the header and the outlet side of the working medium passage, The gas medium in the gas-liquid mixed working medium that has flowed into the header provided in the middle of the inlet side and / or the working medium passage is separated and bypassed from the upper part of the header to the outlet side via the gas bypass passage. Become.
これにより、冷却効果に殆ど寄与しない作動媒体中のガス媒体が取り除かれた冷却に有効な液媒体の多い作動媒体を作動媒体通路に導入することができるようになるので、ヘッダーからの分流を安定させて蒸発器として機能する熱交換器自体の冷却効率を改善することができるようになる。また、作動媒体通路内における作動媒体の流速が抑えられ、圧力損失も低減されるので、冷却装置の運転効率も改善されるものである。 This makes it possible to introduce a working medium with a large amount of liquid medium effective for cooling from which the gas medium in the working medium, which hardly contributes to the cooling effect, is removed, so that the flow from the header can be stabilized. Thus, the cooling efficiency of the heat exchanger itself functioning as an evaporator can be improved. Further, since the flow rate of the working medium in the working medium passage is suppressed and the pressure loss is reduced, the operating efficiency of the cooling device is also improved.
また、請求項2の発明によれば、上記に加えて作動媒体通路途中に設けられたヘッダーの上流側の作動媒体通路数より下流側の作動媒体通路数を少なくしたので、ガス媒体がバイパスされて下流側に導入される作動媒体が減少することを利用して、能力を損なうこと無く熱交換器の小型化を図ることができるようになる。
According to the invention of
また、請求項3の発明によれば、上記各発明に加えてガスバイパス通路の通路抵抗を、作動媒体通路の入口部の通路抵抗より大きくしたので、ガスバイパス通路に作動媒体中のガス媒体のみを円滑に流入させることができるようになる。
According to the invention of
また、請求項4の発明の如くマイクロチューブを用いれば、請求項5のように二酸化炭素を作動媒体として用いた冷却装置の蒸発器として用いられる場合に極めて有効となる。
Further, if the microtube is used as in the invention of
そして、請求項5の発明の如く作動圧の高い二酸化炭素を作動媒体として用いる冷却装置においては、上記各発明の熱交換器を蒸発器として用いることにより、極めて有効な運転効率の改善を達成することができるようになる。
In the cooling device using carbon dioxide having a high operating pressure as the working medium as in the invention of
本発明は、冷却装置の蒸発器として使用される熱交換器の効率を改善すると云う目的を、ヘッダー上部と作動媒体通路の出口側とを連通するガスバイパス通路を設けることにより実現した。 The object of the present invention is to improve the efficiency of the heat exchanger used as the evaporator of the cooling device by providing a gas bypass passage that communicates the upper part of the header and the outlet side of the working medium passage.
次に、図面に基づき本発明の一実施形態を詳述する。図1は本発明の熱交換器を備えた冷却装置1の冷凍サイクル図、図2は本発明の冷却装置1を構成する蒸発器(熱交換器)5の正面図をそれぞれ示している。
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a refrigeration cycle diagram of a
各図において、1は例えばカーエアコンなどとして使用される冷却装置、2は冷却装置1の冷凍サイクルを構成する2段圧縮式のロータリコンプレッサであり、冷却装置1の冷凍サイクル内には作動媒体、即ち、冷媒として二酸化炭素(CO2)が所定量封入されている。
In each figure, 1 is a cooling device used as, for example, a car air conditioner, and 2 is a two-stage compression rotary compressor that constitutes the refrigeration cycle of the
ロータリコンプレッサ2(本発明におけるコンプレッサ)は、密閉容器51内に図示しない電動要素(駆動要素)と、この電動要素にて駆動される第1及び第2の回転圧縮要素52、53を備えて構成された内部中間圧型多段(2段)圧縮式ロータリコンプレッサである。そして、ロータリコンプレッサ2は、吸入管2Bから吸い込んだガス媒体(CO2)を第1の回転圧縮要素52で圧縮し、この圧縮した作動媒体を一旦密閉容器51内に吐出する。そして、この密閉容器51内の中間圧のガス媒体を第2の回転圧縮要素53に吸い込んで圧縮し、吐出管2Aより吐出するものである。
The rotary compressor 2 (compressor according to the present invention) includes an electric element (driving element) (not shown) in a
係るロータリコンプレッサ2の吐出管2Aにはガスクーラ10(本発明の放熱器に相当)が接続され、このガスクーラ10の出口側に設けられた配管4Aには膨張弁4(本発明の減圧装置に相当)が接続されている。膨張弁4の出口側の配管5Aは蒸発器5(本発明の熱交換器)に接続され、蒸発器5の出口側の配管5Bはアキュムレータ6に接続されている。アキュムレータ6の出口側はロータリコンプレッサ2の吸入管2Bに接続され、これにより環状の冷凍サイクルが構成されている。尚、54はガスクーラ10を出た作動媒体と蒸発器5を出た作動媒体とを熱交換させるための内部熱交換器である。
A gas cooler 10 (corresponding to a radiator of the present invention) is connected to the
そして、ロータリコンプレッサ2の第1及び第2の回転圧縮要素52、53で前述した如く2段圧縮された高温高圧のガス媒体は、ガスクーラ10においてそこに送風機(図示せず)にて送風される空気と熱交換し、放熱する。この状態では作動媒体は凝縮せず(超臨界状態)、内部熱交換器54で更に冷却され、膨張弁4に流入する。この膨張弁4で絞られる過程で作動媒体は液化していき、気液混合状態となって蒸発器5に流入し、そこで蒸発して気化することで周囲から熱を奪い、冷却効果を発揮する。この冷却効果を利用して図示しない車室内の空気を冷却して空調することになる。
Then, the high-temperature and high-pressure gas medium compressed in two stages by the first and second
そして、蒸発器5を出た作動媒体は、内部熱交換器54でガスクーラ10を経た作動媒体から熱を奪い、次にアキュムレータ6に流入し、そこで気液分離されてガス媒体のみが吸入管2Bからロータリコンプレッサ2に吸い込まれる遷臨界冷凍サイクルを繰り返す。
Then, the working medium exiting the
ここで、蒸発器5は図2に示すように相対向して立設された一対のヘッダー12、ヘッダー22と、両ヘッダー12、22間に渡って取り付けられた複数のマイクロチューブ30・・とから構成されている。各ヘッダー12、22は所定容量を有し、作動媒体の分流器及び合流器として機能する。
Here, as shown in FIG. 2, the
マイクロチューブ30は、例えば、アルミニウムなどの金属にて構成され、断面略楕円形、若しくは、長円形状を呈している(実施例では、断面長手方向の寸法約15mm、断面幅寸法約2mmの扁平チューブ)。このマイクロチューブ30内には、一端から他端まで延在し、内部を作動媒体が流れる微小径の断面長円形状(実施例では、断面長手方向の寸法約0.5mm、断面幅寸法約0.08mm)の作動媒体通路が複数形成されている(図示せず)。
The
各作動媒体通路は、マイクロチューブ30の長手方向に延在して形成されると共に、これらの作動媒体通路は互いに平行に設けられている。実施例では、作動媒体通路はマイクロチューブ30内に6列設けられている。尚、マイクロチューブ30内の作動媒体通路の数はこの6列に限られるものではない。
Each working medium passage is formed extending in the longitudinal direction of the
一方、ヘッダー12(図2中の左側)内は、上下方向の中央より少許下側の位置で仕切板12Aにて上下に仕切られ、上側を入口側のヘッダー14、下側を出口側のヘッダー16としている。即ち、実施例ではヘッダー12に蒸発器5の入口側のヘッダー14と出口側のヘッダー16とが一体に形成された構成とされている。そして、実施例ではヘッダー14にマイクロチューブ30が7本、ヘッダー16にはマイクロチューブ30が5本接続されている。
On the other hand, the inside of the header 12 (left side in FIG. 2) is partitioned vertically by a
ヘッダー14は、上部7本のマイクロチューブ30内の作動媒体通路の入口部(向かって左端)に連通し、ヘッダー16は下部5本のマイクロチューブ30内の作動媒体通路の出口部(向かって左端)に連通している。ヘッダー14は、配管5Aから流入した作動媒体を7本のマイクロチューブ30に分流すると共に(分流器)、ヘッダー16は5本のマイクロチューブ30より流出した作動媒体を合流させて配管5Bに流出させる機能(合流器)を奏する。
The
他方、ヘッダー22(図2中の右側)には、ヘッダー12と22に接続された計12本のマイクロチューブ30の右端が接続されている。即ち、ヘッダー22には、上部7本のマイクロチューブ30内の作動媒体通路の出口部(向かって右端)と下部5本のマイクロチューブ30内の作動媒体通路の入口部(向かって右端)が連通している。即ち、ヘッダー22は蒸発器5の入口から出口までの作動媒体通路の中間に位置し、上流側(上部)7本のマイクロチューブ30内の作動媒体通路から流出した作動媒体の合流器と、下流側(下部)5本のマイクロチューブ30に流入する作動媒体の分流器として機能する。特に、実施例では蒸発器5の入口から出口までの作動媒体通路途中に設けられたヘッダー22の上流側のマイクロチューブ30を7本、下流側のマイクロチューブ30を5本とすることで、ヘッダー22の上流側の作動媒体通路数(7本のマイクロチューブ30内の作動媒体通路の合計)より、下流側の作動媒体通路数(5本のマイクロチューブ30内の作動媒体通路の合計)を少なくしている。
On the other hand, the right end of a total of twelve
そして、入口側のヘッダー14の側面(マイクロチューブ30の反対側の面)上部に前記膨張弁4の出口側の配管5Aが接続され、出口側のヘッダー16の側面(マイクロチューブ30の反対側の面)下部には、前記配管5Bが接続されている。
A
図2の黒矢印で示すように膨張弁4で絞られた後の作動媒体は、配管5Aを経てヘッダー14に流入し、分流されて同時に7本のマイクロチューブ30内の作動媒体通路に流入し、当該7本のマイクロチューブ30内を移動し、そこから出てヘッダー22内上部で合流する。ヘッダー22で合流された作動媒体は下方に移動し、そこで分流されて同時に5本のマイクロチューブ30内の作動媒体通路に流入し、当該5本のマイクロチューブ30内を移動し、ヘッダー16に流入する。そこで、合流された後に配管5Bに流出することになる。
The working medium after being throttled by the
ここで、液媒体はガス媒体より重いので、液媒体は下方にガス媒体は上方に分布するようになる。そこで、蒸発器5には蒸発器5内の作動媒体通路の入口側のヘッダー14上部と、作動媒体通路の出口側のヘッダー16下部との間に、第1バイパス配管24(本発明のガスバイパス通路に相当)を設けている。この第1バイパス配管24によって、蒸発器5内に設けた作動媒体通路の入口側のヘッダー14上部と出口側のヘッダー16下部とを連通している。これにより、ヘッダー14内上部のガス媒体を、ヘッダー14の上部から第1バイパス配管24にて抜くことができるように構成している。
Here, since the liquid medium is heavier than the gas medium, the liquid medium is distributed downward and the gas medium is distributed upward. Therefore, the
また、作動媒体通路の途中に設けられたヘッダー22上部と、作動媒体通路の出口側のヘッダー16との間にも第2バイパス配管34(本発明のガスバイパス通路に相当)を設けている。この第2バイパス配管34によって、作動媒体通路途中に設けられたヘッダー22上部と出口側のヘッダー16下部とを連通し、ヘッダー22内上部のガス媒体を、ヘッダー22の上部から第2バイパス配管34にて抜くことができるように構成している。また、第1及び第2バイパス配管24、34の通路抵抗は、各マイクロチューブ30内の作動媒体通路の入口部の通路抵抗より大きくし、マイクロチューブ30内の作動媒体通路における圧力損失以上の圧力損失となるように構成している。実施例では、作動媒体通路の入口部の断面積(前述した断面長手方向の寸法約0.5mm×断面幅寸法約0.08mm)より各バイパス配管24、34内の通路断面積を小さくしている。尚、実施例のようにバイパス配管24、34内の通路断面積を小さくする他に、各通路24、34途中に絞り弁を設けて通路抵抗を大きくしてもよい。
A second bypass pipe 34 (corresponding to the gas bypass passage of the present invention) is also provided between the upper portion of the
気液混合状態でヘッダー14、22に流入した作動媒体中の重い液媒体は下方に向かい、軽いガス媒体は上部に集まるようになる。このとき、第1バイパス配管24及び第2バイパス配管34の通路抵抗を各マイクロチューブ30内の作動媒体通路の通路抵抗よりも大きくしているので、気液混合状態の作動媒体(特に液媒体)が第1、第2バイパス配管24、34に流れてしまう不都合を回避し、ガス媒体のみを各バイパス配管24、34に流入させることができる。
The heavy liquid medium in the working medium that has flowed into the
次に、図3のモリエル線図を参照して冷却装置1の動作を説明する。尚、図中縦軸には冷凍サイクル内の圧力(P)を示しており、横軸にはエンタルピー(H)を示している。また、図中黒丸は作動媒体(二酸化炭素)の臨界点(+31.1℃、7.38MPa)である。まず、作動媒体(二酸化炭素)は、ロータリコンプレッサ2で前述の如く2段圧縮されて高温高圧のガス媒体になる(1)。高温高圧のガス媒体は、ガスクーラ10、内部熱交換器54にて冷却され(2)、膨張弁4に流入する。
Next, operation | movement of the
膨張弁4に流入したガス媒体は、そこで絞られる過程で液化していき(3)、蒸発器5のヘッダー14に流入する。このとき作動媒体は100%凝縮せず、気液混合状態でヘッダー14に流入する。ヘッダー14に流入した作動媒体中のガス媒体は軽いために上部に集まり、第1バイパス配管24を通ってヘッダー16に流入し、配管5Bに出てアキュムレータ6を介してコンプレッサ2に吸い込まれる(破線で示す(4))。
The gas medium that has flowed into the
一方、ヘッダー14に流入した作動媒体中の液媒体は重いために下方に移動しながら分かれ、7本のマイクロチューブ30内の作動媒体通路に流入する。この作動媒体通路内を通過する過程で蒸発し、周囲から熱を奪って冷却作用を発揮する(5)。その後、ヘッダー22内に流入して合流する。合流した作動媒体中の気化したガス媒体は、ヘッダー22内を上昇し、第2バイパス配管34を通ってヘッダー16に流入し、配管5B、アキュムレータ6を経てコンプレッサ2に吸い込まれる(破線で示す(6))。
On the other hand, since the liquid medium in the working medium that has flowed into the
また、上部7本のマイクロチューブ30の作動媒体通路内で気化せずに残った液媒体は、ヘッダー22内を下方に移動し、そこで分流して下部5本のマイクロチューブ30内の作動媒体通路に流入する。そこで、この作動媒体通路内を通過する過程で液媒体は蒸発し、周囲から熱を奪って冷却効果を発揮する(7)。そして、作動媒体はヘッダー16内に流入し、そこで合流した後、配管5B、アキュムレータ6を経てコンプレッサ2に吸い込まれる冷凍サイクルを繰り返す。
In addition, the liquid medium remaining without being vaporized in the working medium passages of the upper seven
このように、本発明の冷却装置1には蒸発器5の作動媒体通路(マイクロチューブ30)の入口側のヘッダー14上部と出口側のヘッダー16下部とを連通する第1バイパス配管24を設けたので、蒸発器5の入口側のヘッダー14に流入した気液混合状態の作動媒体中のガス媒体は液媒体より分離され、ヘッダー14上部から第1バイパス配管24にてバイパスされてヘッダー16下部に流入するようになる。
Thus, the
また、蒸発器5の入口から出口に至る作動媒体通路途中に設けたヘッダー22上部と出口側のヘッダー16下部を連通する第2バイパス配管34も設けているので、上流側のマイクロチューブ30の作動媒体通路中で蒸発したガス媒体も、そこで蒸発しなかった液媒体から分離してヘッダー16下部にバイパスさせることができる。
In addition, since the
これにより、作動媒体中の冷却効果に殆ど寄与しないガス媒体を取り除いて、冷却に有効な液媒体の多い作動媒体をマイクロチューブ30内の作動媒体通路に導入することができるので、ヘッダー14や22からの分流を安定させて蒸発器5全体の冷却効率を改善することができる。また、ガス媒体をバイパス配管24、34に流すことにより、マイクロチューブ30内における作動媒体の流速が抑えられるので、圧力損失も低減されて冷却装置1の運転効率も改善することができる。
As a result, the gas medium that hardly contributes to the cooling effect in the working medium can be removed, and the working medium with a large amount of liquid medium effective for cooling can be introduced into the working medium passage in the
また、作動媒体通路途中に設けたヘッダー22の下流側では冷却に寄与する液媒体の量が減少する。そして、本発明ではヘッダー22からガス媒体をバイパスさせているので、下流側のマイクロチューブ30に流入する作動媒体の全体量は減少する。このことを利用して、実施例ではヘッダー22より上流側のマイクロチューブ30を7本、下流側を5本として、上流側の作動媒体通路数より下流側の作動媒体通路数を少なくしている。これにより、蒸発器5の冷却能力を損なうこと無く、その小型化を図っている。
Further, the amount of the liquid medium that contributes to cooling decreases on the downstream side of the
また、第1、第2バイパス配管24、34の通路抵抗をマイクロチューブ30内の作動媒体通路の入口部通路抵抗より大きくしているので、作動媒体中のガス媒体のみを各バイパス配管24、34に円滑に流入させることができる。
Further, since the passage resistance of the first and
更に、実施例では蒸発器5にマイクロチューブ30を用いているので、作動媒体として二酸化炭素を用いた場合には極めて有効となる。
Furthermore, since the
次に、図4には本発明の他の実施例の蒸発器5のヘッダー12(22も同様)の斜視図を示している。蒸発器5全体としては前述の実施例と略同じ構成を有している。以下、異なる部分について説明する。また、図4ではヘッダー12が角筒形の場合を示している。ヘッダー12内の隅角部には断面L字状の仕切壁12Bが取り付けられ、この仕切壁12Bで囲まれた隅角部内に前述した第1バイパス配管24と同等の機能を奏する第1バイパス通路24Aが構成されている。この仕切壁12Bの上端はヘッダー14内上部にて開口しており、仕切板12Aを貫通してヘッダー16内まで至り、下端はヘッダー16内下部にて開口している。
Next, FIG. 4 shows a perspective view of the header 12 (same for 22) of the
尚、ヘッダー22内にも同様に仕切壁22Bが取り付けられており、同様にヘッダー22内の隅角部内に第2バイパス配管34と同等の機能を奏する第2バイパス通路34Aが構成されている。この第2バイパス通路34Aの上端はヘッダー22内上部にて開口しており、下端はヘッダー22から出て別途配管を介し、出口側のヘッダー16下部に連通されている。
A
係る構成によってもヘッダー14、22内のガス媒体をヘッダー16にバイパスすることができる。特に、この場合にはバイパス通路をヘッダー14、22内に一体に構成できるので、部品点数の削減や作業工数の低減、スペース効率の向上を図ることができるようになる。
With such a configuration, the gas medium in the
次に、図5には本発明の更にもう一つの他の実施例の蒸発器5のヘッダー12(22も同様)の斜視図を示している。この場合も蒸発器5全体としては前述の実施例と略同じ構成を有している。以下、異なる部分について説明する。また、図5ではヘッダー12が円筒形の場合を示している。この場合、第1のバイパス配管24はヘッダー12内に収納され、内壁面に固定されている。この第1のバイパス配管24の上端はヘッダー14内上部にて開口しており、仕切板12Aを貫通してヘッダー16内まで至り、下端はヘッダー16内下部にて開口している。
Next, FIG. 5 shows a perspective view of the header 12 (same for 22) of the
尚、第2バイパス配管34も同様にヘッダー22内に取り付けられており、同様にその上端はヘッダー22内上部にて開口し、下端はヘッダー22から出て出口側のヘッダー16下部に連通されている。
Similarly, the
係る構成によってもヘッダー14、22内のガス媒体をヘッダー16にバイパスすることができる。特に、この場合にはバイパス配管の全部又は一部をヘッダー12、22内に収納できるので、スペース効率の向上を図ることができるようになる。
With such a configuration, the gas medium in the
尚、実施例では冷凍サイクルのガス媒体に二酸化炭素(CO2)を用いたが、本発明は、二酸化炭素以外に窒素ガスやアンモニアガスを用いた冷凍サイクルであっても有効であることは言うまでもない。この場合も、実施例同様の効果を得ることができる。 In the embodiment, carbon dioxide (CO 2 ) is used as the gas medium of the refrigeration cycle, but it goes without saying that the present invention is effective even in a refrigeration cycle using nitrogen gas or ammonia gas in addition to carbon dioxide. Yes. In this case, the same effect as in the embodiment can be obtained.
また、作動媒体通路途中に設けたヘッダー22の上流側に7本のマイクロチューブ30、下流側に5本のマイクロチューブ30を設けたが、マイクロチューブ30はヘッダー22の上流側の作動媒体通路数より下流側の作動媒体通路数が少なければ、上記マイクロチューブ30の本数に限られない。
Further, seven
また、実施例では、蒸発器5内の作動媒体通路の入口側のヘッダー14上部と、作動媒体通路の出口側のヘッダー16下部との間に、第1バイパス配管24を設けたが、蒸発器5は第1バイパス配管24を設けず、第2バイパス配管34だけでも差し支えない。この第2バイパス配管34によって、ヘッダー22からマイクロチューブ30内に流入する作動媒体中の冷却効果に殆ど寄与しないガス媒体を取り除くことができる。これにより、蒸発器として機能する熱交換器54自体の冷却効率を改善することができ、且つ、作動媒体通路内における作動媒体の流速が抑えられ、圧力損失も低減されるので、冷却装置の運転効率も改善することができる。
In the embodiment, the
また、本発明は、上記各実施例のみに限定されるものではなく、この発明の範囲を逸脱することなく他の様々な変更を行っても有効である。 Further, the present invention is not limited to the above embodiments, and it is effective to make various other changes without departing from the scope of the present invention.
1 冷却装置
2 ロータリコンプレッサ(コンプレッサ)
4 膨張弁(減圧装置)
5 蒸発器(熱交換器)
6 アキュムレータ
10 ガスクーラ(放熱器)
12 ヘッダー
14 ヘッダー(入口側)
16 ヘッダー(出口側)
22 ヘッダー(中間)
24 第1バイパス配管(第1バイパス通路)
24A 第1バイパス通路
30 マイクロチューブ
34 第2バイパス配管(第2バイパス通路)
34A 第2バイパス通路
51 密閉容器
52 第1の回転圧縮要素
53 第2の回転圧縮要素
54 内部熱交換器
1
4 Expansion valve (pressure reduction device)
5 Evaporator (heat exchanger)
6
12
16 Header (exit side)
22 Header (middle)
24 1st bypass piping (1st bypass passage)
24A
34A
Claims (5)
作動媒体が流通する作動媒体通路と、該作動媒体通路の入口側、及び/又は、前記作動媒体通路途中に設けられたヘッダーと、該ヘッダー上部と前記作動媒体通路の出口側とを連通するガスバイパス通路とを備えたことを特徴とする冷却装置用熱交換器。 A heat exchanger used as the evaporator in a cooling device in which a refrigeration cycle is configured from a compressor, a radiator, a decompression device, an evaporator, and the like,
A working medium passage through which the working medium circulates, an inlet side of the working medium passage and / or a header provided in the middle of the working medium passage, and a gas communicating with the upper portion of the header and the outlet side of the working medium passage. A heat exchanger for a cooling device, comprising a bypass passage.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005270339A JP2007078317A (en) | 2005-09-16 | 2005-09-16 | Heat exchanger for cooling equipment, and cooling equipment |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010065914A (en) * | 2008-09-10 | 2010-03-25 | Calsonic Kansei Corp | Condenser used for vehicle air conditioning system and the vehicle air conditioning system |
JP2010117092A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Denso Corp | Refrigerating cycle device |
WO2014084342A1 (en) * | 2012-11-29 | 2014-06-05 | サンデン株式会社 | Heat exchanger and method for manufacturing heat exchanger |
JP2017155994A (en) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | Heat exchanger and air conditioner |
CN107366971A (en) * | 2017-08-18 | 2017-11-21 | 广东美的制冷设备有限公司 | Air treatment module and air conditioner |
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2005
- 2005-09-16 JP JP2005270339A patent/JP2007078317A/en not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010065914A (en) * | 2008-09-10 | 2010-03-25 | Calsonic Kansei Corp | Condenser used for vehicle air conditioning system and the vehicle air conditioning system |
JP2010117092A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Denso Corp | Refrigerating cycle device |
WO2014084342A1 (en) * | 2012-11-29 | 2014-06-05 | サンデン株式会社 | Heat exchanger and method for manufacturing heat exchanger |
JP2017155994A (en) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | Heat exchanger and air conditioner |
WO2017150221A1 (en) * | 2016-02-29 | 2017-09-08 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | Heat exchanger and air conditioner |
CN107366971A (en) * | 2017-08-18 | 2017-11-21 | 广东美的制冷设备有限公司 | Air treatment module and air conditioner |
CN107366971B (en) * | 2017-08-18 | 2023-09-26 | 广东美的制冷设备有限公司 | Air treatment module and air conditioner |
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