JP2012032112A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器に関し、より詳細には、自動販売機等において商品を冷却等するのに用いられる冷凍サイクルやヒートポンプサイクルを構成する蒸発器に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly to an evaporator constituting a refrigeration cycle or a heat pump cycle used for cooling a product in a vending machine or the like.
従来、例えば缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品を販売する自動販売機では、自動販売機本体である本体キャビネットの商品収容庫の内部(庫内)に冷凍サイクルやヒートポンプサイクルの構成機器である蒸発器(熱交換器)が設けられている。 Conventionally, for example, in vending machines that sell products such as canned beverages and beverages in plastic bottles, the components of the refrigeration cycle and heat pump cycle are installed in the interior of the product cabinet of the main body cabinet, which is the main body of the vending machine. An evaporator (heat exchanger) is provided.
この種の熱交換器として、分配ヘッダと、複数の冷媒管と、合流ヘッダとを備えてなるものが知られている。分配ヘッダは、一端部に冷媒の流入口となる開口が形成され、他端部が閉塞されてなるもので、水平方向に沿って配設されている。この分配ヘッダの内部には、一端部から他端部に向けて水平方向に沿って冷媒を通過させる分配流路が形成されている。 As this kind of heat exchanger, what is provided with a distribution header, a plurality of refrigerant pipes, and a merge header is known. The distribution header is formed such that an opening serving as a refrigerant inlet is formed at one end and the other end is closed, and is arranged along the horizontal direction. Inside the distribution header is formed a distribution channel through which the refrigerant passes along the horizontal direction from one end to the other end.
冷媒管は、それぞれ扁平状を成しており、冷媒の流路となる冷媒通路が水平方向に沿って並設されてなるものである。このような冷媒管は、それぞれが蛇行状に延設されており、各冷媒通路の入口が分配流路を臨む態様で、分配ヘッダの管軸方向に沿って挿入されて取り付けられている。 Each of the refrigerant tubes has a flat shape, and refrigerant passages serving as refrigerant flow paths are arranged in parallel along the horizontal direction. Each of the refrigerant pipes extends in a meandering manner, and is inserted and attached along the pipe axis direction of the distribution header in such a manner that the inlet of each refrigerant passage faces the distribution flow path.
合流ヘッダは、上記分配ヘッダと平行となる態様で配設されている。この合流ヘッダは、一端部に冷媒の流出口とある開口が形成され、他端部が閉塞されてなるものである。この合流ヘッダの内部には、水平方向に沿って冷媒を通過させる合流流路が形成されている。そして、合流ヘッダには、自身の合流流路に各冷媒管の冷媒通路の出口が臨む態様で該冷媒管が取り付けられている。 The merge header is arranged in a manner parallel to the distribution header. This merging header is formed by forming an opening which is a refrigerant outlet at one end and closing the other end. Inside this merging header, a merging channel for allowing the refrigerant to pass along the horizontal direction is formed. And the refrigerant | coolant pipe | tube is attached to the confluence | merging header in the aspect in which the exit of the refrigerant path of each refrigerant | coolant pipe | tube faces the own confluence | merging flow path.
このような熱交換器においては、分配ヘッダからの各冷媒管の冷媒通路に冷媒を分配して冷媒通路を通過する冷媒と、自身の周囲を通過する流体との熱交換を行うようにしており、冷媒通路を通過した冷媒は、合流ヘッダの合流流路に至り、かかる合流流路を通過して流出口より流出する。 In such a heat exchanger, the refrigerant is distributed to the refrigerant passage of each refrigerant pipe from the distribution header, and heat exchange is performed between the refrigerant passing through the refrigerant passage and the fluid passing around the refrigerant passage. The refrigerant that has passed through the refrigerant passage reaches the merging channel of the merging header, passes through the merging channel, and flows out from the outlet.
そして、それぞれの冷媒管の冷媒通路に均一に冷媒が流れるよう、冷媒管の分配ヘッダに対する挿入量が一端部からの配列順に従って漸次小さくなるようにし、かつ該冷媒管の管壁に液抜孔を形成してなる熱交換器が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 The insertion amount of the refrigerant pipe with respect to the distribution header is gradually decreased in accordance with the arrangement order from the one end so that the refrigerant flows uniformly in the refrigerant passages of the respective refrigerant pipes, and a liquid drain hole is formed in the pipe wall of the refrigerant pipe. A heat exchanger formed is proposed (see, for example, Patent Document 1).
ところで、上述したような特許文献1に提案されている熱交換器においては、冷媒管の管壁に液抜孔を形成してなるものであるため、分配ヘッダに対する冷媒管の挿入量に応じて液抜孔の位置を調整する必要がある。そのため、冷媒管毎に液抜孔の位置が異なるため、共通の冷媒管を用いることができず、製造コストの増大化を招来していた。
By the way, in the heat exchanger proposed by
本発明は、上記実情に鑑みて、製造コストの低減化を図りながら、分配ヘッダから冷媒管の冷媒通路に流入する冷媒の均一化を図ることができる熱交換器を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a heat exchanger that can make the refrigerant flowing from the distribution header into the refrigerant passage of the refrigerant pipe uniform while reducing the manufacturing cost. .
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る熱交換器は、一端部に形成された流入口を通じて流入した冷媒を、閉塞された他端部に向けて水平方向に沿って通過させる分配流路が内部に形成された管状の分配ヘッダと、それぞれが複数の冷媒通路を水平方向に沿って並設させた扁平状を成し、各冷媒通路の入口が前記分配流路を臨む態様で、前記分配ヘッダの管軸方向に沿って挿入されて取り付けられた複数の冷媒管とを備え、前記分配ヘッダから各冷媒管のそれぞれの冷媒通路に冷媒を分配して前記冷媒通路を通過する冷媒と、自身の周囲を通過する流体との熱交換を行う熱交換器において、前記一端部側の冷媒管の前記分配ヘッダに対する挿入量よりも前記他端部側の冷媒管の挿入量を大きくしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a heat exchanger according to
また、本発明の請求項2に係る熱交換器は、上述した請求項1において、前記分配ヘッダに挿入された前記冷媒管の端面が前記一端部から前記他端部に向かうに連れて挿入量が漸次大きくなる態様で形成してあることを特徴とする。
The heat exchanger according to
また、本発明の請求項3に係る熱交換器は、一端部に形成された流入口を通じて流入した冷媒を、閉塞された他端部に向けて水平方向に沿って通過させる分配流路が内部に形成された管状の分配ヘッダと、それぞれが複数の冷媒通路を水平方向に沿って並設させた扁平状を成し、各冷媒通路の入口が前記分配流路を臨む態様で、前記分配ヘッダの管軸方向に沿って挿入されて取り付けられた複数の冷媒管とを備え、前記分配ヘッダから各冷媒管のそれぞれの冷媒通路に冷媒を分配して前記冷媒通路を通過する冷媒と、自身の周囲を通過する流体との熱交換を行う熱交換器において、前記一端部側の冷媒管とこれに隣り合う前記他端部側の冷媒管との間に設けられ、少なくとも前記一端部側の冷媒管の前記分配流路における内壁面からの突出高さより大きい突出高さを有する壁部材を備えたことを特徴とする。
In the heat exchanger according to
本発明によれば、一端部側の冷媒管の分配ヘッダに対する挿入量よりも他端部側の冷媒管の挿入量を大きくしてあるので、分配ヘッダにおける他端部側の冷媒管の端面と内壁面との隙間が、一端部側の冷媒管の端面と内壁面との隙間よりも小さくすることができ、これにより他端部側の冷媒管における冷媒通路の入口の流体抵抗が増大することになる。この結果、一端部側の冷媒管における冷媒通路への冷媒流入を促進することができ、冷媒通路に流入する冷媒の均一化を図ることができる。しかも、分配ヘッダに対する他端部側の冷媒管の挿入量を一端部側の冷媒管の挿入量よりも大きくすればよいだけなので、延在長さが等しい冷媒管を適用することができ、これにより共通の冷媒管を用いることができ、この結果、製造コストの低減化を図ることができる。従って、製造コストの低減化を図りながら、分配ヘッダから冷媒管の冷媒通路に流入する冷媒の均一化を図ることができるという効果を奏する。 According to the present invention, since the insertion amount of the refrigerant pipe on the other end side is larger than the insertion amount of the refrigerant pipe on the one end side with respect to the distribution header, the end face of the refrigerant pipe on the other end side in the distribution header The gap with the inner wall surface can be made smaller than the gap between the end surface of the refrigerant pipe on the one end side and the inner wall surface, thereby increasing the fluid resistance at the inlet of the refrigerant passage in the refrigerant pipe on the other end side. become. As a result, the refrigerant inflow into the refrigerant passage in the refrigerant pipe on the one end portion side can be promoted, and the refrigerant flowing into the refrigerant passage can be made uniform. In addition, since the insertion amount of the refrigerant pipe on the other end side with respect to the distribution header only needs to be larger than the insertion amount of the refrigerant pipe on the one end side, it is possible to apply a refrigerant pipe having the same extension length. Therefore, a common refrigerant pipe can be used, and as a result, the manufacturing cost can be reduced. Therefore, there is an effect that the refrigerant flowing from the distribution header into the refrigerant passage of the refrigerant pipe can be made uniform while reducing the manufacturing cost.
また、本発明によれば、一端部側の冷媒管とこれに隣り合う他端部側の冷媒管との間に設けられた壁部材が、少なくとも一端部側の冷媒管の分配流路における内壁面からの突出高さより大きい突出高さを有するので、壁部材の端部と分配流路の内壁面との隙間を小さくすることができ、これにより他端側の冷媒管における冷媒通路の入口の流体抵抗が増大することになる。このように壁部材を設けたことによる流体抵抗の増大、すなわち粘性抵抗により分配流路に流入して通過する冷媒(気液2相冷媒)の気液分離を生じさせ、かかる壁部材により液冷媒を滞留させることで、一端部側の冷媒管における冷媒通路への冷媒流入を促進することができ、冷媒通路に流入する冷媒の均一化を図ることができる。しかも、壁部材を分配ヘッダの内部に設ければよいだけなので、延在長さが等しい冷媒管を適用することができ、これにより共通の冷媒管を用いることができ、この結果、製造コストの低減化を図ることができる。従って、製造コストの低減化を図りながら、分配ヘッダから冷媒管の冷媒通路に流入する冷媒の均一化を図ることができるという効果を奏する。 Further, according to the present invention, the wall member provided between the refrigerant pipe on one end side and the refrigerant pipe on the other end side adjacent thereto is at least an inner portion of the distribution channel of the refrigerant pipe on the one end side. Since it has a protruding height larger than the protruding height from the wall surface, the gap between the end of the wall member and the inner wall surface of the distribution channel can be reduced, so that the inlet of the refrigerant passage in the refrigerant pipe on the other end side can be reduced. The fluid resistance will increase. The increase in fluid resistance due to the provision of the wall member in this way, that is, gas-liquid separation of the refrigerant (gas-liquid two-phase refrigerant) flowing into and passing through the distribution flow path is caused by viscous resistance, and the liquid refrigerant is generated by the wall member By retaining the refrigerant, it is possible to promote the inflow of the refrigerant to the refrigerant passage in the refrigerant pipe on the one end side, and it is possible to make the refrigerant flowing into the refrigerant passage uniform. In addition, since it is only necessary to provide the wall member inside the distribution header, it is possible to apply refrigerant pipes having the same extension length, and thus it is possible to use a common refrigerant pipe. Reduction can be achieved. Therefore, there is an effect that the refrigerant flowing from the distribution header into the refrigerant passage of the refrigerant pipe can be made uniform while reducing the manufacturing cost.
以下に添付図面を参照して、本発明に係る熱交換器の好適な実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a heat exchanger according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<実施の形態1>
図1は、本発明の実施の形態1である熱交換器が蒸発器として適用された自動販売機の内部構造を正面から見た場合を示す断面図である。ここで例示する自動販売機は、本体キャビネット1を備えている。
<
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a case where the internal structure of a vending machine to which the heat exchanger according to
本体キャビネット1は、前面が開口した直方状の形態を成すものである。この本体キャビネット1には、その内部に例えば2つの断熱仕切板2によって仕切られた3つの独立した商品収容庫3が左右に並んだ態様で設けてある。この商品収容庫3は、缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品を所望の温度に維持した状態で収容するためのもので、断熱構造を有している。
The
図2は、図1に示した自動販売機の内部構造を示す断面側面図である。かかる図2に示すように、本体キャビネット1の前面には、外扉4及び内扉5が設けてある。外扉4は、本体キャビネット1の前面開口を開閉するためのものであり、内扉5は、商品収容庫3の前面を開閉するためのものである。この内扉5は、上下に分割してあり、上側の扉5aは商品を補充する際に開閉するものである。
2 is a cross-sectional side view showing the internal structure of the vending machine shown in FIG. As shown in FIG. 2, an
上記商品収容庫3には、商品収納ラック6、搬出機構7及び搬出シュータ8が設けてある。商品収納ラック6は、商品を上下方向に沿って並ぶ態様で収納するためのものである。搬出機構7は、商品収納ラック6の下部に設けてあり、この商品収納ラック6に収納された商品群の最下位にある商品を1つずつ搬出するためのものである。搬出シュータ8は、搬出機構7から搬出された商品を外扉4に設けられた商品取出口4aに導くためのものである。
The
そして搬出シュータ8の下方域には蒸発器24及びヒータHが配設してある。蒸発器24は背面ダクトDの前面側に配設してあり、機械室9に配設された圧縮機21、凝縮器22、膨張機構23と冷媒配管25を通じて順次接続されて冷凍サイクル20を形成している。圧縮機21は、吸引口を通じて冷媒を吸引し、吸引した冷媒を圧縮して高温高圧の状態(高温高圧冷媒)にして吐出口より吐出するものである。凝縮器22は、通過する冷媒を凝縮させるものである。より詳細に説明すると、圧縮機21で圧縮され、かつ吐出口から吐出されて冷媒配管25を通じて送出された冷媒を周囲空気と熱交換させて凝縮させるものである。膨張機構23は、通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。
An
これら冷凍サイクル20で冷媒を循環させることにより、圧縮機21で圧縮された冷媒が凝縮器22で凝縮され、その後に膨張機構23で断熱膨張されて蒸発器24を通過する。冷媒が蒸発器24を通過する際に、該蒸発器24が配設された商品収容庫3の内部空気との間で熱交換が行われて、自身が蒸発して内部空気を冷却する。蒸発した冷媒は圧縮機21に吸引される。
By circulating the refrigerant in the
冷却された内部空気は庫内送風ファンF1の駆動により商品収容庫3の内部を移動し、これにより該商品収容庫3の商品収納ラック6に収納された商品は所望の温度(例えば5℃)に冷却されることになる。
The cooled internal air moves inside the
ヒータHは、庫内送風ファンF1の前方域に配設してある。このヒータHは通電状態となることにより周囲空気を加熱するものである。ヒータHにより加熱された空気は、庫内送風ファンF1の駆動により商品収容庫3の内部を移動し、これにより該商品収容庫3の商品収納ラック6に収納された商品は所望の温度(例えば55℃)に加熱されることになる。
The heater H is arrange | positioned in the front area of the internal ventilation fan F1. The heater H heats the surrounding air when energized. The air heated by the heater H moves inside the
図3及び図4は、それぞれ図2に示した蒸発器24(本発明の実施の形態1である熱交換器)を模式的に示すものであり、図3は正面図であり、図4は平面図である。ここで例示する蒸発器24は、いわゆるマルチフロー型の熱交換器であり、分配ヘッダ241と、合流ヘッダ242と、複数(図示の例では2つ)の冷媒管243とを備えて構成してある。
3 and 4 schematically show the evaporator 24 (the heat exchanger according to the first embodiment of the present invention) shown in FIG. 2, respectively. FIG. 3 is a front view, and FIG. It is a top view. The
分配ヘッダ241は、水平方向に沿って配設されている。この分配ヘッダ241の一端部には、冷媒の流入口2411が形成されており、他端部は閉塞された管状のものである。かかる流入口2411は、膨張機構23の出口に連結された冷媒配管25が接続されている。この分配ヘッダ241の内部には、一端部から他端部に向けて流入口2411より流入した冷媒を水平方向に沿って、すなわち自身の管軸方向に沿って通過させる分配流路2412(図6参照)が形成してある。
The
合流ヘッダ242は、上記分配ヘッダ241の下方域において、該分配ヘッダ241と平行となる態様で水平方向に沿って配設してある。この合流ヘッダ242の一端部には、冷媒の流出口(図示せず)が形成されており、他端部は閉塞された管状のものである。かかる流出口は、圧縮機21の吸引口に連結した冷媒配管25が接続されている。この合流ヘッダ242の内部には、一端部から他端部に向けて水平方向に沿って、すなわち自身の管軸方向に沿って通過させる合流流路(図示せず)が形成してある。
The merge header 242 is arranged along the horizontal direction in a mode parallel to the
冷媒管243は、図5に示すように、それぞれが複数の冷媒通路2431が水平方向に沿って並設された扁平状の管であり、扁平多穴管と称されるものである。つまり、複数の冷媒通路2431は、分配ヘッダ241(合流ヘッダ242)の管軸方向に沿って並設してある。かかる冷媒管243は、それぞれが分配ヘッダ241の管軸方向に沿って並ぶ態様で左右に蛇行して形成してある。以下においては、分配ヘッダ241の流入口2411側(一端部側)の冷媒管243を上流側冷媒管243aとも称し、他端部側の冷媒管243を下流側冷媒管243bとも称することにする。
As shown in FIG. 5, each of the
そして、上記冷媒管243(上流側冷媒管243a及び下流側冷媒管243b)は、各冷媒通路2431の上端開口が冷媒の入口2431aとなっており、下端開口が冷媒の出口(図示せず)となっている。これら冷媒管243(上流側冷媒管243a及び下流側冷媒管243b)は、自身の冷媒通路2431における入口2431aが分配ヘッダ241の分配流路2412を臨む態様で分配ヘッダ241の側部から挿入して取り付けてあるとともに、自身の冷媒通路2431における出口が合流ヘッダ242の合流流路を臨む態様で合流ヘッダ242の側部から挿入して取り付けてある。
In the refrigerant pipe 243 (upstream
また、このような冷媒管243(上流側冷媒管243a及び下流側冷媒管243b)には、コルゲートフィン244が接合配設してある。コルゲートフィン244は、波形状に屈曲されて形成してあり、その屈曲部外部2441をロウ付け等により冷媒管243における水平延在部位間に接合して配設してある。このようなコルゲートフィン244には、図には明示しないが、表面から切り起こし形成された細片状のルーバーが形成してある。かかるコルゲートフィン244は、冷媒管243の冷媒通路2431を通過する冷媒と、蒸発器24の周囲の空気(流体)との熱交換を促進させるためのものである。
In addition,
図6及び図7は、図3〜図5に示した蒸発器24の要部である分配ヘッダ241の内部を示すものであり、図6は、分配ヘッダ241の内部構造を上方から見た場合を示す説明図であり、図7は、分配ヘッダ241の内部構造を流入口2411側から見た場合を示す説明図である。これら図6及び図7に示すように、本実施の形態1である蒸発器24においては、上流側冷媒管243aの分配ヘッダ241に対する挿入量よりも下流側冷媒管243bの挿入量を大きくしてある。つまり、下流側冷媒管243bの分配流路2412の内壁面2412aからの突出高さが、上流側冷媒管243aの内壁面2412aからの突出高さよりも大きくしてあり、より詳細には、下流側冷媒管243bの突出高さは、分配流路2412の中心軸(分配ヘッダ241の管軸)を超える大きさにしてあり、下流側冷媒管243bの挿入量の大きさは、上流側冷媒管243aの挿入量の例えば1.5〜2.5倍程度の大きさとなっている。
6 and 7 show the inside of the
以上のような構成を有する蒸発器24(熱交換器)においては、膨張機構23で断熱膨張した冷媒(気液2相冷媒)が流入口2411を通じて分配流路2412に流入し、一端部から他端部に向けて当該分配流路2412を通過しながら入口2431aから冷媒管243(上流側冷媒管243a及び下流側冷媒管243b)の冷媒通路2431に進入する。つまり、分配ヘッダ241から各冷媒管243の冷媒通路2431に冷媒を分配する。冷媒通路2431に進入した冷媒は、各冷媒管243の延在方向に沿って通過しながら、蒸発器24が配設された商品収容庫3の内部空気と熱交換を行って蒸発し、これにより内部空気は冷却される。冷却された内部空気は、庫内送風ファンF1の駆動により商品収容庫3の内部を循環し、商品収納ラック6に収納された商品を冷却して所望の温度に調整することとなる。
In the evaporator 24 (heat exchanger) having the above-described configuration, the refrigerant (gas-liquid two-phase refrigerant) adiabatically expanded by the
一方、冷媒通路2431を通過して蒸発した冷媒は、出口から合流ヘッダ242の合流流路に至り、流出口を通じて冷媒管243に流出し、圧縮機21に吸引されて圧縮される。
On the other hand, the refrigerant that has evaporated through the
ところで、上記蒸発器24においては、上流側冷媒管243aの分配ヘッダ241に対する挿入量よりも下流側冷媒管243bの挿入量を大きくしてあるので、分配ヘッダ241における下流側冷媒管243bの挿入側とは反対側の内壁面2412bと下流側冷媒管243bとの隙間S1が、該内壁面2412bと上流側冷媒管243aとの隙間S2よりも小さくすることができ、これにより下流側冷媒管243bにおける冷媒通路2431の入口2431aの流体抵抗が増大することになる。この結果、上流側冷媒管243aにおける冷媒通路2431への冷媒流入を促進することができ、冷媒通路2431に流入する冷媒の均一化を図ることができる。しかも、分配ヘッダ241に対する下流側冷媒管243bの挿入量を上流側冷媒管243aの挿入量よりも大きくすればよいだけなので、延在長さが等しい冷媒管243を適用することができ、これにより共通の冷媒管243を用いることができ、この結果、製造コストの低減化を図ることができる。
By the way, in the
従って、本実施の形態1である蒸発器24によれば、製造コストの低減化を図りながら、分配ヘッダ241から冷媒管243の冷媒通路2431に流入する冷媒の均一化を図ることができる。
Therefore, according to the
<実施の形態2>
図8は、本発明の実施の形態2である蒸発器24の要部である分配ヘッダ241の内部を示すもので、分配ヘッダ241の内部構造を上方から見た場合を示す説明図である。尚、上述した実施の形態1である蒸発器24と同一の構成を有するものには同一の符号を付してその説明を省略する。この本実施の形態2である蒸発器24は、いわゆるマルチフロー型の熱交換器であり、分配ヘッダ241と、合流ヘッダ242と、複数(図示の例では2つ)の冷媒管243とを備えて構成してある。
<
FIG. 8 shows the inside of the
冷媒管243は、それぞれが複数の冷媒通路2431が水平方向に沿って並設された扁平状の管であり、扁平多穴管と称されるものである。つまり、複数の冷媒通路2431は、分配ヘッダ241(合流ヘッダ242)の管軸方向に沿って並設してある。かかる冷媒管243は、それぞれが分配ヘッダ241の管軸方向に沿って並ぶ態様で左右に蛇行して形成してある。以下においては、分配ヘッダ241の流入口2411側(一端部側)の冷媒管243を上流側冷媒管243cとも称し、他端部側の冷媒管243を下流側冷媒管243dとも称することにする。
Each of the
そして、上記冷媒管243(上流側冷媒管243c及び下流側冷媒管243d)は、各冷媒通路2431の上端開口が冷媒の入口2431aとなっており、下端開口が冷媒の出口となっている。これら冷媒管243(上流側冷媒管243c及び下流側冷媒管243d)は、自身の冷媒通路2431における入口2431aが分配ヘッダ241の分配流路2412を臨む態様で分配ヘッダ241の側部から挿入して取り付けてあるとともに、自身の冷媒通路2431における出口が合流ヘッダ242の合流流路を臨む態様で合流ヘッダ242の側部から挿入して取り付けてある。
In the refrigerant pipe 243 (upstream
このような蒸発器24においては、上流側冷媒管243cの分配ヘッダ241に対する挿入量よりも下流側冷媒管243dの挿入量を大きくしてある。つまり、冷媒管243(上流側冷媒管243c及び下流側冷媒管243d)のうち分配ヘッダ241に挿入される端面245、すなわち各冷媒通路2431の入口2431aを含む端面245が分配ヘッダ241の一端部から他端部に向かうに連れて挿入量が漸次大きくなる態様で形成してある。より詳細に説明すると、上流側冷媒管243cの端面245と下流側冷媒管243dの端面245とが、図8中の仮想直線mに沿う態様で、分配ヘッダ241の他端部側から一端部側に向けて切り欠かれて形成してある。
In such an
以上のような構成を有する蒸発器24(熱交換器)においては、膨張機構23で断熱膨張した冷媒(気液2相冷媒)が流入口2411を通じて分配流路2412に流入し、一端部から他端部に向けて当該分配流路2412を通過しながら入口2431aから冷媒管243(上流側冷媒管243c及び下流側冷媒管243d)の冷媒通路2431に進入する。つまり、分配ヘッダ241から各冷媒管243の冷媒通路2431に冷媒を分配する。冷媒通路2431に進入した冷媒は、各冷媒管243の延在方向に沿って通過しながら、蒸発器24が配設された商品収容庫3の内部空気と熱交換を行って蒸発し、これにより内部空気は冷却される。冷却された内部空気は、庫内送風ファンF1の駆動により商品収容庫3の内部を循環し、商品収納ラック6に収納された商品を冷却して所望の温度に調整することとなる。
In the evaporator 24 (heat exchanger) having the above-described configuration, the refrigerant (gas-liquid two-phase refrigerant) adiabatically expanded by the
一方、冷媒通路2431を通過して蒸発した冷媒は、出口から合流ヘッダ242の合流流路に至り、流出口を通じて冷媒管243に流出し、圧縮機21に吸引されて圧縮される。
On the other hand, the refrigerant that has evaporated through the
ところで、上記蒸発器24においては、冷媒管243(上流側冷媒管243c及び下流側冷媒管243d)のうち分配ヘッダ241に挿入される端面245、すなわち各冷媒通路2431の入口2431aを含む端面245が分配ヘッダ241の一端部から他端部に向かうに連れて挿入量が漸次大きくなる態様で形成してあるので、図9に示すように、各冷媒通路2431のエッジ部2431bが分配ヘッダ241の管軸方向に沿って段差を形成することになる。これにより、図10に示すように、流入口2411より流入して分配流路2412を通過する冷媒(気液2相冷媒)を各冷媒通路2431のエッジ部2431bで順次せき止めることでき、上流側冷媒管243cにおける冷媒通路2431への冷媒流入を促進することができ、冷媒通路2431に流入する冷媒の均一化を図ることができる。しかも、冷媒管243(上流側冷媒管243c及び下流側冷媒管243d)のうち分配ヘッダ241に挿入される端面245、すなわち各冷媒通路2431の入口2431aを含む端面245が分配ヘッダ241の一端部から他端部に向かうに連れて挿入量が漸次大きくなる態様で形成してあるだけなので、延在長さが等しい冷媒管243を適用することができ、これにより共通の冷媒管243を用いることができ、この結果、製造コストの低減化を図ることができる。
By the way, in the
従って、本実施の形態2である蒸発器24によれば、製造コストの低減化を図りながら、分配ヘッダ241から冷媒管243の冷媒通路2431に流入する冷媒の均一化を図ることができる。
Therefore, according to the
<実施の形態3>
図11及び図12は、それぞれ本発明の実施の形態3である蒸発器24の要部である分配ヘッダ241の内部を示すもので、図11は、分配ヘッダ241の内部構造を上方から見た場合を示す説明図であり、図12は、分配ヘッダ241の内部構造を流入口2411側から見た場合を示す説明図である。尚、上述した実施の形態1である蒸発器24と同一の構成を有するものには同一の符号を付してその説明を省略する。この本実施の形態3である蒸発器24は、いわゆるマルチフロー型の熱交換器であり、分配ヘッダ241と、合流ヘッダ242と、複数(図示の例では2つ)の冷媒管243とを備えて構成してある。
<
11 and 12 show the inside of the
冷媒管243は、それぞれが複数の冷媒通路2431が水平方向に沿って並設された扁平状の管であり、扁平多穴管と称されるものである。つまり、複数の冷媒通路2431は、分配ヘッダ241(合流ヘッダ242)の管軸方向に沿って並設してある。かかる冷媒管243は、それぞれが分配ヘッダ241の管軸方向に沿って並ぶ態様で左右に蛇行して形成してある。以下においては、分配ヘッダ241の流入口2411側(一端部側)の冷媒管243を上流側冷媒管243eとも称し、他端部側の冷媒管243を下流側冷媒管243fとも称することにする。
Each of the
そして、上記冷媒管243(上流側冷媒管243e及び下流側冷媒管243f)は、各冷媒通路2431の上端開口が冷媒の入口2431aとなっており、下端開口が冷媒の出口となっている。これら冷媒管243(上流側冷媒管243e及び下流側冷媒管243f)は、自身の冷媒通路2431における入口2431aが分配ヘッダ241の分配流路2412を臨む態様で分配ヘッダ241の側部から挿入して取り付けてあるとともに、自身の冷媒通路2431における出口が合流ヘッダ242の合流流路を臨む態様で合流ヘッダ242の側部から挿入して取り付けてある。
In the refrigerant pipe 243 (upstream
このような蒸発器24においては、上流側冷媒管243eの分配ヘッダ241に対する挿入量と下流側冷媒管243fの挿入量とを等しくしてある。そして、分配ヘッダ241に挿入する上流側冷媒管243eと下流側冷媒管243fとの間に、すなわち分配流路2412における上流側冷媒管243eと下流側冷媒管243fとの間に壁部材246が設けてある。この壁部材246の突出高さは、上流側冷媒管243e及び下流側冷媒管243fの分配流路2412における内壁面2412aからの突出高さよりも大きくしてあり、分配流路2412の中心軸(分配ヘッダ241の管軸)を超える大きさにしてある。
In such an
以上のような構成を有する蒸発器24(熱交換器)においては、膨張機構23で断熱膨張した冷媒(気液2相冷媒)が流入口2411を通じて分配流路2412に流入し、一端部から他端部に向けて当該分配流路2412を通過しながら入口2431aから冷媒管243(上流側冷媒管243e及び下流側冷媒管243f)の冷媒通路2431に進入する。つまり、分配ヘッダ241から各冷媒管243の冷媒通路2431に冷媒を分配する。冷媒通路2431に進入した冷媒は、各冷媒管243の延在方向に沿って通過しながら、蒸発器24が配設された商品収容庫3の内部空気と熱交換を行って蒸発し、これにより内部空気は冷却される。冷却された内部空気は、庫内送風ファンF1の駆動により商品収容庫3の内部を循環し、商品収納ラック6に収納された商品を冷却して所望の温度に調整することとなる。
In the evaporator 24 (heat exchanger) having the above-described configuration, the refrigerant (gas-liquid two-phase refrigerant) adiabatically expanded by the
一方、冷媒通路2431を通過して蒸発した冷媒は、出口から合流ヘッダ242の合流流路に至り、流出口を通じて冷媒管243に流出し、圧縮機21に吸引されて圧縮される。
On the other hand, the refrigerant that has evaporated through the
ところで、上記蒸発器24においては、分配流路2412における上流側冷媒管243eと下流側冷媒管243fとの間に設けられた壁部材246の突出高さが、上流側冷媒管243e及び下流側冷媒管243fの分配流路2412における内壁面2412aからの突出高さよりも大きくしてあるので、分配ヘッダ241における壁部材246が設けてある側とは反対側の内壁面2412bと壁部材246との隙間S3を小さくすることができ、これにより下流側冷媒管243fにおける冷媒通路2431の入口2431aの流体抵抗が増大することになる。このように壁部材246を設けたことによる流体抵抗の増大、すなわち粘性抵抗により流入口2411より分配流路2412に流入して通過する冷媒(気液2相冷媒)の気液分離を生じさせ、かかる壁部材246により液冷媒を滞留させることで、上流側冷媒管243eにおける冷媒通路2431への冷媒流入を促進することができ、冷媒通路2431に流入する冷媒の均一化を図ることができる。しかも、壁部材246を分配ヘッダ241の内部に設ければよいだけなので、延在長さが等しい冷媒管243を適用することができ、これにより共通の冷媒管243を用いることができ、この結果、製造コストの低減化を図ることができる。
By the way, in the
従って、本実施の形態3である蒸発器24によれば、製造コストの低減化を図りながら、分配ヘッダ241から冷媒管243の冷媒通路2431に流入する冷媒の均一化を図ることができる。
Therefore, according to the
以上、本発明の実施の形態1〜3について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。 As mentioned above, although Embodiment 1-3 of this invention was demonstrated, this invention is not limited to this, A various change can be performed.
上述した実施の形態3では、上流側冷媒管243eの分配ヘッダ241に対する挿入量と下流側冷媒管243fの挿入量とを等しくしてあったが、本発明ではこれに限定されず、上流側冷媒管の分配ヘッダに対する挿入量よりも下流側冷媒管の挿入量を大きくしてあってもよい。
In
また、上述した実施の形態3では、分配ヘッダ241の側部から冷媒管243を挿入させていたが、本発明では、図13に示すように、分配ヘッダ241の側部より僅かに下方側の個所を冷媒管243が挿入しても構わない。
In
以上のように、本発明に係る熱交換器は、自動販売機等において商品を冷却等するのに用いられる冷凍サイクル等を構成する蒸発器に有用である。 As described above, the heat exchanger according to the present invention is useful for an evaporator constituting a refrigeration cycle or the like used for cooling a product in a vending machine or the like.
1 本体キャビネット
3 商品収容庫
24 蒸発器
241 分配ヘッダ
2411 流入口
2412 分配流路
2412a 内壁面
2412b 内壁面
242 合流ヘッダ
243 冷媒管
243a 上流側冷媒管
243b 下流側冷媒管
243c 上流側冷媒管
243d 下流側冷媒管
243e 上流側冷媒管
243f 下流側冷媒管
2431 冷媒通路
2431a 入口
244 コルゲートフィン
245 端面
246 壁部材
1 Main body cabinet
3
Claims (3)
それぞれが複数の冷媒通路を水平方向に沿って並設させた扁平状を成し、各冷媒通路の入口が前記分配流路を臨む態様で、前記分配ヘッダの管軸方向に沿って挿入されて取り付けられた複数の冷媒管と
を備え、前記分配ヘッダから各冷媒管のそれぞれの冷媒通路に冷媒を分配して前記冷媒通路を通過する冷媒と、自身の周囲を通過する流体との熱交換を行う熱交換器において、
前記一端部側の冷媒管の前記分配ヘッダに対する挿入量よりも前記他端部側の冷媒管の挿入量を大きくしたことを特徴とする熱交換器。 A tubular distribution header having a distribution channel formed therein for allowing the refrigerant flowing in through the inlet formed at the one end to pass along the horizontal direction toward the closed other end;
Each has a flat shape in which a plurality of refrigerant passages are arranged in parallel along the horizontal direction, and the inlets of the respective refrigerant passages are inserted along the pipe axis direction of the distribution header in such a manner as to face the distribution flow path. A plurality of attached refrigerant pipes, and distributes the refrigerant from the distribution header to the respective refrigerant passages of the refrigerant pipes to exchange heat between the refrigerant passing through the refrigerant passages and the fluid passing through the surroundings of the refrigerant pipes. In the heat exchanger to perform
The heat exchanger according to claim 1, wherein an insertion amount of the refrigerant pipe on the other end side is made larger than an insertion amount of the refrigerant pipe on the one end side with respect to the distribution header.
それぞれが複数の冷媒通路を水平方向に沿って並設させた扁平状を成し、各冷媒通路の入口が前記分配流路を臨む態様で、前記分配ヘッダの管軸方向に沿って挿入されて取り付けられた複数の冷媒管と
を備え、前記分配ヘッダから各冷媒管のそれぞれの冷媒通路に冷媒を分配して前記冷媒通路を通過する冷媒と、自身の周囲を通過する流体との熱交換を行う熱交換器において、
前記一端部側の冷媒管とこれに隣り合う前記他端部側の冷媒管との間に設けられ、少なくとも前記一端部側の冷媒管の前記分配流路における内壁面からの突出高さより大きい突出高さを有する壁部材を備えたことを特徴とする熱交換器。 A tubular distribution header having a distribution channel formed therein for allowing the refrigerant flowing in through the inlet formed at the one end to pass along the horizontal direction toward the closed other end;
Each has a flat shape in which a plurality of refrigerant passages are arranged in parallel along the horizontal direction, and the inlets of the respective refrigerant passages are inserted along the pipe axis direction of the distribution header in such a manner as to face the distribution flow path. A plurality of attached refrigerant pipes, and distributes the refrigerant from the distribution header to the respective refrigerant passages of the refrigerant pipes to exchange heat between the refrigerant passing through the refrigerant passages and the fluid passing through the surroundings of the refrigerant pipes. In the heat exchanger to perform
A protrusion that is provided between the refrigerant pipe on the one end side and the refrigerant pipe on the other end side adjacent thereto, and that is at least larger than the protrusion height of the refrigerant pipe on the one end side from the inner wall surface in the distribution channel. A heat exchanger comprising a wall member having a height.
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