JP2016114282A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器、特に、複数の扁平多穴管が冷媒ヘッダに連結される構造を持つ熱交換器に関する。 The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly to a heat exchanger having a structure in which a plurality of flat multi-hole tubes are connected to a refrigerant header.
従来から、多数の穴が開いた扁平管である扁平多穴管を用いた熱交換器が存在している。例えば、特許文献1(特開2014−142165号公報)の図4に開示されている熱交換器は、積層型の熱交換器であって、水平に延びる冷媒ヘッダから扁平多穴管が水平に延び、扁平多穴管を流れる冷媒と扁平管を流れる水との間で熱交換を行わせている。 Conventionally, there is a heat exchanger using a flat multi-hole tube which is a flat tube having a large number of holes. For example, the heat exchanger disclosed in FIG. 4 of Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-142165) is a stacked heat exchanger in which a flat multi-hole tube is horizontally disposed from a horizontally extending refrigerant header. It is extended and heat exchange is performed between the refrigerant flowing through the flat multi-hole tube and the water flowing through the flat tube.
しかし、冷媒ヘッダが水平方向に沿って配置され、扁平多穴管の複数の穴が鉛直方向に沿って並ぶ構造の熱交換器においては、冷媒を蒸発させることによって熱交換の対象を冷却する使い方をする場合、冷媒ヘッダの内部空間に入った気液二相状態の冷媒が偏流し、液相と気相とが偏った状態で扁平多穴管の各穴に流れ込むことが多くなる。このような、冷媒ヘッダ内での冷媒の偏流が生じると、熱交換器の性能が低下する。 However, in a heat exchanger having a structure in which a refrigerant header is arranged along the horizontal direction and a plurality of holes of the flat multi-hole tube are arranged along the vertical direction, the heat exchange target is cooled by evaporating the refrigerant. In this case, the gas-liquid two-phase refrigerant that has entered the internal space of the refrigerant header drifts, and often flows into each hole of the flat multi-hole tube in a state where the liquid phase and the gas phase are biased. When such a drift of the refrigerant in the refrigerant header occurs, the performance of the heat exchanger decreases.
本発明の課題は、水平方向に沿って延びる冷媒ヘッダおよび鉛直方向に沿って並ぶ複数の穴を有する扁平多穴管を備えた熱交換器において、冷媒の偏流を抑制することにある。 An object of the present invention is to suppress refrigerant drift in a heat exchanger that includes a refrigerant header extending along a horizontal direction and a flat multi-hole tube having a plurality of holes arranged along the vertical direction.
本発明の第1観点に係る熱交換器は、冷媒ヘッダと、複数の扁平多穴管とを備えている。冷媒ヘッダには、冷媒入口が形成されており、冷媒ヘッダは水平方向に沿って延びている。扁平多穴管は、冷媒ヘッダのヘッダ長手方向と交差する方向に延びており、また、水平方向に沿って延びている。扁平多穴管には、ヘッダから冷媒が流れ込む。また、冷媒が流れる扁平多穴管の複数の穴は、鉛直方向に沿って並ぶ。冷媒ヘッダの内部空間は、ヘッダ長手方向に延びる仕切り板によって、冷媒入口の側の第1室と、第1室とは別の第2室とに仕切られている。そして、冷媒入口から第1室に入った冷媒の少なくとも一部は、第1室から第2室に流れ、再び第2室から第1室に戻る。 The heat exchanger according to the first aspect of the present invention includes a refrigerant header and a plurality of flat multi-hole tubes. A refrigerant inlet is formed in the refrigerant header, and the refrigerant header extends along the horizontal direction. The flat multi-hole tube extends in a direction intersecting with the longitudinal direction of the header of the refrigerant header, and extends along the horizontal direction. The refrigerant flows into the flat multi-hole tube from the header. The plurality of holes of the flat multi-hole tube through which the refrigerant flows are arranged along the vertical direction. The internal space of the refrigerant header is partitioned into a first chamber on the refrigerant inlet side and a second chamber different from the first chamber by a partition plate extending in the header longitudinal direction. Then, at least a part of the refrigerant that has entered the first chamber from the refrigerant inlet flows from the first chamber to the second chamber and returns again from the second chamber to the first chamber.
ここでは、冷媒入口から冷媒ヘッダの内部空間に入った冷媒が、複数の扁平多穴管の各穴に流れ、扁平多穴管の外部を流れる流体と熱交換を行う。ここで、冷媒が気相および液相が混じる二相状態であった場合、冷媒ヘッダが水平方向に沿って延びているため、仮に仕切り板がなければ、その内部空間において、冷媒入口に近いところの冷媒が主として液相となり冷媒入口から遠いところの冷媒が主として気相となる状況が生じる。その状況になると、液相の冷媒が多く流れる扁平多穴管と、気相の冷媒が多く流れる扁平多穴管とに分かれてしまい、冷媒の偏流が生じる。 Here, the refrigerant that has entered the internal space of the refrigerant header from the refrigerant inlet flows into each hole of the plurality of flat multi-hole tubes, and performs heat exchange with the fluid flowing outside the flat multi-hole tubes. Here, when the refrigerant is in a two-phase state in which the gas phase and the liquid phase are mixed, since the refrigerant header extends along the horizontal direction, if there is no partition plate, the internal space is close to the refrigerant inlet This causes a situation in which the refrigerant mainly becomes a liquid phase and the refrigerant far from the refrigerant inlet mainly becomes a gas phase. In such a situation, the multi-hole tube is divided into a flat multi-hole tube through which a large amount of liquid-phase refrigerant flows, and a flat multi-hole tube through which a large amount of gas-phase refrigerant flows.
しかし、第1観点に係る熱交換器では、ヘッダ長手方向に延びる仕切り板によって、冷媒ヘッダの内部空間を第1室と第2室とに分けている。そして、冷媒入口から第1室に入った冷媒の少なくとも一部が、第1室から第2室に流れ、再び第2室から第1室に戻るように冷媒ヘッダを構成している。すなわち、冷媒ヘッダの内部空間において、冷媒の一部が循環(ループ)するような構成を、ヘッダ長手方向に延びる仕切り板によって実現している。このような構成を採っているため、冷媒ヘッダの内部空間における循環流にのって、冷媒入口から遠いところまで液相の冷媒が届くようになり、冷媒ヘッダの内部空間の冷媒の液相・気相の偏りが少なくなる。引いては、各扁平多穴管を流れる冷媒の偏流も抑制される。 However, in the heat exchanger according to the first aspect, the internal space of the refrigerant header is divided into the first chamber and the second chamber by a partition plate extending in the header longitudinal direction. And the refrigerant | coolant header is comprised so that at least one part of the refrigerant | coolant which entered the 1st chamber from the refrigerant | coolant inlet may flow from the 1st chamber to the 2nd chamber, and may return to the 1st chamber from the 2nd chamber again. That is, in the internal space of the refrigerant header, a configuration in which a part of the refrigerant circulates (loops) is realized by the partition plate extending in the header longitudinal direction. Since such a configuration is adopted, the liquid-phase refrigerant reaches a position far from the refrigerant inlet along the circulating flow in the internal space of the refrigerant header, and the liquid phase / Less bias in the gas phase. When pulled, the drift of the refrigerant flowing through each flat multi-hole tube is also suppressed.
本発明の第2観点に係る熱交換器は、第1観点に係る熱交換器であって、冷媒ヘッダの内部空間には、ヘッダ長手方向の冷媒入口の側と反対側の端部に、第1開口が形成されている。第1開口は、第1室から第2室へと冷媒を流す。また、冷媒ヘッダの内部空間には、ヘッダ長手方向の冷媒入口の側の端部に、第2開口が形成されている。第2開口は、第2室から第1室へと冷媒を戻す。 A heat exchanger according to a second aspect of the present invention is the heat exchanger according to the first aspect, wherein the internal space of the refrigerant header has a first end opposite to the refrigerant inlet side in the header longitudinal direction. One opening is formed. The first opening allows the refrigerant to flow from the first chamber to the second chamber. Moreover, the 2nd opening is formed in the edge part by the side of the refrigerant | coolant inlet of the header longitudinal direction in the internal space of a refrigerant | coolant header. The second opening returns the refrigerant from the second chamber to the first chamber.
ここでは、第1室から第2室へと冷媒を流す第1開口と、第2室から第1室へと冷媒を戻す第2開口とを、ヘッダ長手方向の一方の端部と他方の端部とに配している。このため、冷媒ヘッダの内部空間において冷媒が滞るデッドエリアが小さくなり、冷媒ヘッダの内部空間に液相の冷媒が滞留することが抑制される。 Here, the first opening for flowing the refrigerant from the first chamber to the second chamber, and the second opening for returning the refrigerant from the second chamber to the first chamber are arranged on one end and the other end in the header longitudinal direction. It is arranged in the department. For this reason, the dead area where a refrigerant | coolant stagnates in the internal space of a refrigerant | coolant header becomes small, and it is suppressed that a liquid phase refrigerant | coolant retains in the internal space of a refrigerant | coolant header.
本発明の第3観点に係る熱交換器は、第2観点に係る熱交換器であって、冷媒入口は、流路面積が絞られたノズルである。また、第2開口は、冷媒入口の近傍に形成されている。そして、冷媒入口から冷媒ヘッダの内部空間に流入する冷媒の噴流により、冷媒入口の近傍が低圧力状態となって、第2開口を通って第2室から第1室へと戻る冷媒の流れが生じる。 The heat exchanger which concerns on the 3rd viewpoint of this invention is a heat exchanger which concerns on a 2nd viewpoint, Comprising: A refrigerant | coolant inlet_port | entrance is a nozzle with which the flow-path area was restrict | squeezed. The second opening is formed in the vicinity of the refrigerant inlet. And the flow of the refrigerant | coolant which returns to the 1st chamber from the 2nd opening through the 2nd opening will be in the low pressure state by the jet of the refrigerant which flows into the internal space of the refrigerant header from the refrigerant inlet. Arise.
ここでは、ノズルを通って冷媒ヘッダの内部空間に冷媒が入ってくるため、その冷媒の流速が速くなる。そして、ノズル(冷媒入口)の近傍に低圧力の空間が生まれることを利用して第2開口を介する第2室から第1室への冷媒の流れを生成している。このため、冷媒ヘッダの内部空間における冷媒の循環量を増やすことができている。すなわち、ノズルによる冷媒の噴流を利用してベンチュリ効果によって減圧状態を作り、その近傍に配した第2開口を通る冷媒の量を増やしているため、冷媒ヘッダの内部空間の冷媒の液相・気相の偏りが更に少なくなる。 Here, since the refrigerant enters the internal space of the refrigerant header through the nozzle, the flow rate of the refrigerant increases. And the flow of the refrigerant | coolant from the 2nd chamber through the 2nd opening to the 1st chamber is produced | generated using the low pressure space produced in the vicinity of a nozzle (refrigerant inlet). For this reason, the circulation amount of the refrigerant in the internal space of the refrigerant header can be increased. That is, since a reduced pressure state is created by the venturi effect using the jet of refrigerant from the nozzle and the amount of refrigerant passing through the second opening disposed in the vicinity thereof is increased, the liquid phase / gas of the refrigerant in the internal space of the refrigerant header is increased. Phase bias is further reduced.
本発明の第4観点に係る熱交換器は、第1〜第3観点のいずれかに係る熱交換器であって、仕切り板は、冷媒ヘッダの内部空間を上下に仕切っている。また、第1室は、第2室の下に位置している。そして、冷媒ヘッダの内部空間の冷媒は、第1室から扁平多穴管の下部の複数の穴に流れ込み、第2室から扁平多穴管の上部の複数の穴に流れ込む。 The heat exchanger which concerns on the 4th viewpoint of this invention is a heat exchanger which concerns on either of the 1st-3rd viewpoints, Comprising: The partition plate has partitioned the internal space of the refrigerant | coolant header up and down. The first chamber is located below the second chamber. And the refrigerant | coolant of the internal space of a refrigerant | coolant header flows into the several hole of the lower part of a flat multi-hole pipe from a 1st chamber, and flows into the several hole of the upper part of a flat multi-hole pipe from a 2nd chamber.
ここでは、冷媒入口の側の第1室が下に、その上に第2室が配置されるように、仕切り板が冷媒ヘッダの内部空間を上下に仕切っている。そして、扁平多穴管の穴が、第1室にも第2室にも露出しており、冷媒入口の側の第1室からだけではなく、第2室からも扁平多穴管の穴に冷媒が流れ込む。このような構成を採っているため、多くの冷媒が第1室から第2室に流れ、その冷媒の一部が第2室から再び第1室に戻る。これにより、自然と冷媒ヘッダの内部空間における冷媒循環量が多くなり、冷媒の偏流も更に抑制される。 Here, the partition plate divides the internal space of the refrigerant header up and down so that the first chamber on the refrigerant inlet side is disposed below and the second chamber is disposed thereon. The holes of the flat multi-hole tube are exposed in both the first chamber and the second chamber, and not only from the first chamber on the refrigerant inlet side, but also from the second chamber to the hole of the flat multi-hole tube. Refrigerant flows. Since such a configuration is adopted, a large amount of refrigerant flows from the first chamber to the second chamber, and a part of the refrigerant returns from the second chamber to the first chamber again. As a result, the amount of refrigerant circulating in the internal space of the refrigerant header naturally increases, and the refrigerant drift is further suppressed.
また、第4観点に係る熱交換器では、冷媒ヘッダの内部空間の冷媒入口に近い側と冷媒入口から遠い側との冷媒の偏流、すなわち、冷媒ヘッダの長手方向の冷媒偏流が抑制されることに加えて、仕切り板が冷媒ヘッダの内部空間を上下に仕切っているため、冷媒ヘッダの内部空間の上部・下部の冷媒の偏りも抑制することができる。 Moreover, in the heat exchanger which concerns on a 4th viewpoint, the drift of the refrigerant | coolant of the side near the refrigerant | coolant inlet of the internal space of a refrigerant | coolant header and the side far from a refrigerant | coolant inlet, ie, the refrigerant | coolant drift of the longitudinal direction of a refrigerant | coolant header is suppressed. In addition, since the partition plate divides the internal space of the refrigerant header vertically, it is possible to suppress the deviation of the refrigerant in the upper and lower portions of the internal space of the refrigerant header.
本発明の第5観点に係る熱交換器は、第1〜第3観点のいずれかに係る熱交換器であって、仕切り板は、冷媒ヘッダの内部空間を、扁平多穴管の複数の穴が露出しない第1室と、扁平多穴管の複数の穴が露出する第2室とに仕切っている。そして、冷媒ヘッダの内部空間の冷媒は、第2室から扁平多穴管の複数の穴に流れ込む。 The heat exchanger which concerns on the 5th viewpoint of this invention is a heat exchanger which concerns on either of the 1st-3rd viewpoints, Comprising: A partition plate divides the internal space of a refrigerant | coolant header into several holes of a flat multi-hole tube. Is partitioned into a first chamber in which no holes are exposed and a second chamber in which a plurality of holes of the flat multi-hole tube are exposed. Then, the refrigerant in the internal space of the refrigerant header flows into the plurality of holes of the flat multi-hole tube from the second chamber.
ここでは、扁平多穴管の側の第2室と、その反対側の第1室とに、冷媒ヘッダの内部空間が分かれるように、仕切り板が配置される。そして、冷媒入口の側の第1室に入ってきた冷媒は、まず第1室を通り、そこから第2室に入った後に、扁平多穴管の複数の穴に流れ込む。このような構成を採っているため、多くの冷媒が第1室から第2室に流れ、その冷媒が第2室から扁平多穴管へと流れる。そして、一部の冷媒は、第2室から再び第1室に戻る。これにより、自然と冷媒ヘッダの内部空間における冷媒循環量が多くなり、冷媒の偏流が更に抑制される。 Here, the partition plate is arranged so that the internal space of the refrigerant header is divided into the second chamber on the flat multi-hole tube side and the first chamber on the opposite side. The refrigerant that has entered the first chamber on the refrigerant inlet side first passes through the first chamber and then enters the second chamber, and then flows into the plurality of holes of the flat multi-hole tube. Since such a configuration is adopted, a large amount of refrigerant flows from the first chamber to the second chamber, and the refrigerant flows from the second chamber to the flat multi-hole tube. Then, a part of the refrigerant returns from the second chamber to the first chamber again. As a result, the amount of refrigerant circulating in the internal space of the refrigerant header naturally increases, and the refrigerant drift is further suppressed.
本発明の第6観点に係る熱交換器は、第5観点に係る熱交換器であって、第2室から第1室に戻る冷媒は、第2室の底面の近傍から第1室に戻る。 The heat exchanger which concerns on the 6th viewpoint of this invention is a heat exchanger which concerns on a 5th viewpoint, Comprising: The refrigerant | coolant which returns to a 1st chamber from a 2nd chamber returns to a 1st chamber from the vicinity of the bottom face of a 2nd chamber. .
まず第1室から第2室に流れ、その冷媒が第2室から扁平多穴管へと流れるという構成を採る場合、流速が弱まった第2室において、液相の冷媒が第2室の下部に滞留することも想定される。これに鑑み、その第2室の下部に溜まった冷媒を、第2室の底面の近傍から第1室に戻る構造を、ここでは採用している。これにより、第2室の下部に滞留する液相の冷媒の量を減らすことができる。なお、第1室に戻された液相の冷媒は、冷媒の流速が速い第1室において気相の冷媒と混じり、第2室を経由して扁平多穴管へと流れる。 First, when adopting a configuration in which the refrigerant flows from the first chamber to the second chamber and the refrigerant flows from the second chamber to the flat multi-hole tube, in the second chamber where the flow velocity is reduced, the liquid-phase refrigerant is in the lower part of the second chamber. It is also assumed that it stays in the area. In view of this, a structure is adopted here in which the refrigerant accumulated in the lower portion of the second chamber is returned from the vicinity of the bottom surface of the second chamber to the first chamber. Thereby, the quantity of the liquid-phase refrigerant | coolant which retains in the lower part of a 2nd chamber can be reduced. The liquid-phase refrigerant returned to the first chamber is mixed with the gas-phase refrigerant in the first chamber where the flow rate of the refrigerant is high, and flows to the flat multi-hole tube via the second chamber.
本発明の第7観点に係る熱交換器は、第1〜第6観点のいずれかに係る熱交換器であって、冷媒ヘッダとは別の折り返し冷媒ヘッダをさらに備える。冷媒ヘッダは、冷媒の入口配管が接続されるヘッダである。冷媒ヘッダの内部空間には、入口配管から冷媒が流れ込む。折り返し冷媒ヘッダの内部空間は、冷媒流入側の扁平多穴管が接続される冷媒流入側内部空間と、冷媒流出側の扁平多穴管が接続される冷媒流出側内部空間とに分かれている。冷媒流出側内部空間は、ヘッダ長手方向に延びる仕切り板によって、冷媒流入側内部空間の側の第3室と、第3室とは別の第4室とに仕切られる。そして、冷媒流入側内部空間から第3室に入った冷媒の少なくとも一部は、第3室から第4室に流れ、再び第4室から第3室に戻る。 The heat exchanger which concerns on the 7th viewpoint of this invention is a heat exchanger which concerns on either of the 1st-6th viewpoint, Comprising: The return | turnback refrigerant | coolant header different from a refrigerant | coolant header is further provided. The refrigerant header is a header to which a refrigerant inlet pipe is connected. The refrigerant flows into the internal space of the refrigerant header from the inlet pipe. The internal space of the folded refrigerant header is divided into a refrigerant inflow side internal space to which the flat multi-hole tube on the refrigerant inflow side is connected and a refrigerant outflow side internal space to which the flat multi-hole tube on the refrigerant outflow side is connected. The refrigerant outflow side internal space is partitioned into a third chamber on the refrigerant inflow side internal space side and a fourth chamber different from the third chamber by a partition plate extending in the header longitudinal direction. Then, at least a part of the refrigerant that has entered the third chamber from the refrigerant inflow side internal space flows from the third chamber to the fourth chamber, and returns from the fourth chamber to the third chamber again.
この熱交換器では、折り返し冷媒ヘッダを備えているが、冷媒が折り返される熱交換器を蒸発器として用いた場合、一般に折り返すときの冷媒の冷媒乾き度が高くなる傾向にある。しかし、ここでは、冷媒ヘッダの内部空間だけではなく、折り返し冷媒ヘッダの冷媒流出側内部空間も、仕切り板によって2つの室に分けている。そして、折り返し冷媒ヘッダの冷媒流出側内部空間においても、冷媒の一部が循環(ループ)するような構成を、ヘッダ長手方向に延びる仕切り板によって実現している。このため、折り返し冷媒ヘッダの冷媒流出側内部空間でも、冷媒の液相・気相の偏りが少なくなる。 In this heat exchanger, a folded refrigerant header is provided. However, when a heat exchanger in which the refrigerant is folded is used as an evaporator, the refrigerant dryness of the refrigerant when folded is generally high. However, not only the internal space of the refrigerant header but also the refrigerant outflow side internal space of the folded refrigerant header is divided into two chambers by the partition plate. And also in the refrigerant | coolant outflow side internal space of a return | turnback refrigerant | coolant header, the structure which a part of refrigerant | coolant circulates (loops) is implement | achieved by the partition plate extended in a header longitudinal direction. For this reason, even in the refrigerant outflow side internal space of the folded refrigerant header, the deviation of the liquid phase and gas phase of the refrigerant is reduced.
本発明の第1観点に係る熱交換器によれば、冷媒ヘッダの内部空間における循環流にのって、冷媒入口から遠いところまで液相の冷媒が届くようになり、冷媒ヘッダの内部空間の冷媒の液相・気相の偏りが少なくなり、各扁平多穴管を流れる冷媒の偏流も抑制される。 According to the heat exchanger according to the first aspect of the present invention, the liquid-phase refrigerant reaches a position far from the refrigerant inlet along the circulating flow in the internal space of the refrigerant header, The deviation of the liquid phase and gas phase of the refrigerant is reduced, and the drift of the refrigerant flowing through each flat multi-hole tube is also suppressed.
本発明の第2観点に係る熱交換器によれば、冷媒ヘッダの内部空間に液相の冷媒が滞留することが抑制される。 According to the heat exchanger according to the second aspect of the present invention, the liquid phase refrigerant is suppressed from staying in the internal space of the refrigerant header.
本発明の第3観点に係る熱交換器によれば、ノズルによる冷媒の噴流を利用して減圧状態を作り、その近傍に配した第2開口を通る冷媒の量を増やしているため、冷媒ヘッダの内部空間の冷媒の液相・気相の偏りが更に少なくなる。 According to the heat exchanger pertaining to the third aspect of the present invention, the refrigerant header is created because the reduced pressure state is created using the jet of refrigerant from the nozzle and the amount of refrigerant passing through the second opening disposed in the vicinity thereof is increased. The deviation of the liquid phase and gas phase of the refrigerant in the internal space of the interior space is further reduced.
本発明の第4観点に係る熱交換器によれば、冷媒ヘッダの長手方向の冷媒偏流が抑制されることに加えて、仕切り板が冷媒ヘッダの内部空間を上下に仕切っているため、冷媒ヘッダの内部空間の上部・下部の冷媒の偏りも抑制することができる。 According to the heat exchanger according to the fourth aspect of the present invention, in addition to suppressing the refrigerant drift in the longitudinal direction of the refrigerant header, the partition plate partitions the internal space of the refrigerant header up and down. The bias of the refrigerant in the upper and lower parts of the internal space can also be suppressed.
本発明の第5観点に係る熱交換器によれば、冷媒ヘッダの内部空間における冷媒循環量が多くなり、冷媒の偏流が更に抑制される。 According to the heat exchanger according to the fifth aspect of the present invention, the refrigerant circulation amount in the internal space of the refrigerant header increases, and the refrigerant drift is further suppressed.
本発明の第6観点に係る熱交換器によれば、第2室の下部に溜まる液相の冷媒の量を減らすことができる。 With the heat exchanger according to the sixth aspect of the present invention, the amount of liquid-phase refrigerant that accumulates in the lower portion of the second chamber can be reduced.
本発明の第7観点に係る熱交換器によれば、折り返し冷媒ヘッダの冷媒流出側内部空間でも、冷媒の液相・気相の偏りが少なくなる。 According to the heat exchanger according to the seventh aspect of the present invention, the liquid phase / gas phase deviation of the refrigerant is reduced even in the refrigerant outflow side internal space of the folded refrigerant header.
本発明の一実施形態に係る熱交換器10は、熱交換中に相変化を起こす冷媒と、他の熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器である。冷媒として、例えば、R407C、R410A、R134a、R32などのHFC冷媒が使用される。以下では、冷媒と熱交換を行う他の熱媒体として水を用いる場合を例として記載しているが、他の熱媒体は水に限定されるものではない。
A
以下、本発明の一実施形態に係る熱交換器10を、ヒートポンプ式温水・冷水生成装置90に組み込んだ例を説明する。
Hereinafter, an example in which the
(1)ヒートポンプ式温水・冷水生成装置の構成
ヒートポンプ式温水・冷水生成装置90は、図1に示すように、熱源装置である冷凍装置91と、貯水ユニット92とを備える。
(1) Configuration of Heat Pump Type Hot Water / Cold Water Generation Device As shown in FIG. 1, the heat pump type hot water / cold
冷凍装置91は、主として、冷媒を圧縮する圧縮機93と、冷媒と水との間で熱交換を行わせる熱交換器10と、冷媒の減圧手段として機能する膨張弁94と、外気と冷媒との間で熱交換を行わせる空気熱交換器95とを備えている。そして、冷凍装置91では、圧縮機93、熱交換器10、膨張弁94、空気熱交換器95が冷媒配管によって接続され、冷媒が循環する冷媒回路が構成されている。また、冷凍装置91は、冷媒回路に四路切換弁91eを有しており、これを切り替えることで、冷熱源としても温熱源としても働く。四路切換弁91eが図1に示す状態になっているときには、空気熱交換器95が凝縮器として機能し、熱交換器10が蒸発器として機能することで、冷凍装置91が冷熱源として働く。
The
貯水ユニット92は、貯水タンク96と、水循環ポンプ97とを備える。そして、貯水ユニット92では、熱交換器10、貯水タンク96、水循環ポンプ97が順に接続されて、水が循環する水循環回路が構成されている。貯水タンク96に溜められる冷水あるいは温水は、図示しない二次側の設備において冷房や暖房、給湯といった用途に利用される。
The
図2は、冷凍装置91の内部構造を示す模式図である。図2において、断熱壁91cの右側区画が機械室91aであり、断熱壁91cの左側区画が送風機室91bである。機械室91aには、圧縮機93や膨張弁94、四路切換弁91eが配置されている。送風機室91bには、モータ(図示省略)によって駆動されるファン98が配置されている。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the internal structure of the
また、送風機室91bの下方には、断熱壁91dを隔てて熱交換器10が配置されている。そして、熱交換器10にて、冷媒回路を循環する冷媒と、水循環回路を循環する水との間で熱交換が行われる。なお、図2において、空気熱交換器95は、送風機室91bの左側と背面側に配置されている。
Moreover, the
(2)熱交換器の構成
図3は、熱交換器10の外観の一部を示す図である。図6は、図3のVI矢視の断面図であり、図4は熱交換器10の上面図、図5は熱交換器10の正面図である。
(2) Configuration of Heat Exchanger FIG. 3 is a view showing a part of the appearance of the
なお、以下の説明において、熱交換器10における冷媒の流れを説明するときには、熱交換器10が冷媒の蒸発器として機能するときの冷媒の流れで説明を行う。熱交換器10が冷媒の凝縮器として機能するときの冷媒の流れについては、説明を省略する。
In the following description, the refrigerant flow in the
熱交換器10は、冷媒と水とを熱交換させる積層型のプレート式水熱交換器であって、複数の扁平管20と、複数の扁平多穴管40と、各扁平多穴管40の長手方向に交差する方向に延びる冷媒ヘッダ51,52と、を含んで構成される。また、各扁平管20は、連通部31,32で連通している。連通部31,32は、扁平管20の両端部近傍に設けられており、冷媒ヘッダ51,52の延びる方向に沿って延びている。なお、本実施形態の熱交換器10では、12個の扁平管20と、13個の扁平多穴管40と、が交互に積層されている。ただし、これら積層される扁平管20や扁平多穴管40の数は、要求される性能などに応じて適宜選択されるものであり、扁平管20や扁平多穴管40の数が、本実施形態の熱交換器10より多くても良く、あるいは、少なくても良い。
The
そして、扁平管20には水が流れ、扁平多穴管40には圧力の高い冷媒が流れる。このため、扁平多穴管40には、扁平管20よりも高い耐圧が要求される。扁平多穴管40の内部には、扁平多穴管40の長手方向(水平方向)に延びる複数の穴41が設けられている。また、扁平多穴管は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅合金、ステンレスなどで形成することができるが、ここでは、アルミニウム合金製の扁平多穴管40を採用している。アルミニウム合金の引き抜き加工あるいは押し出し加工によって、複数の穴41を有する扁平多穴管40を成形している。
Then, water flows through the
一方、内部に水が流れる扁平管20には、高い耐食性が要求される。このため、扁平管20は、ステンレス鋼や銅合金で形成されていることが好ましい。また、扁平管20をアルミニウムやアルミニウム合金から作ることもできるが、この場合には、水の流路となる内面にアルマイト加工や樹脂加工コーティングなどの防食処理を施すことが好ましい。なお、1つの扁平管20は、金属板のプレス加工により成形された対となる金属プレートが重ね合わされて、その外周縁がロウ付け又は溶接によって接合されることで構成されている。
On the other hand, the
(2−1)熱交換器における水の流路
扁平管20、扁平多穴管40及び冷媒ヘッダ51,52が水平方向に延びるように配置された熱交換器10を示す図4において、熱交換器10への水の入口管37および出口管38を含む左側の連通部31は扁平管20の左端部近傍に配置されており、熱交換器10の右側の連通部32は扁平管20の右端部近傍に配置されている。連通部31の入口管37及び出口管38には、それぞれ入口側コック80及び出口側コック81が設けられている。また、連通部31,32の入口管37及び出口管38には、配管などと接続される出入口ポート36が設けられている(図3参照)。また、連通部31は、図4に示すように、仕切部によって内部空間が2つの空間31a,31bに仕切られている。
(2-1) Water Flow Path in Heat Exchanger In FIG. 4 showing the
このような構成により、図4において、水は、連通部31の入口管37から空間31aに入り、6本の扁平管20に分岐してその中を左から右に向かって流れ、連通部32において合流する。合流した水は、出口管38側の6本の扁平管20に分岐し、それらの中を右から左に向かって流れ、連通部31の空間31bで合流する。そして、合流した水は、出口管38を経て熱交換器10から流出する。なお、熱交換器10が冷媒の蒸発器として機能する場合、水は、12個の扁平管20の中を流れる間に、扁平多穴管40の冷媒に熱を奪われて冷却される。
With such a configuration, in FIG. 4, water enters the
(2−2)熱交換器における冷媒の流路
直線状の冷媒ヘッダ51,52は、左右方向に水平に延びる13個の扁平多穴管40の長手方向の両端部に配置されている。熱交換器10の上面図である図4において、扁平多穴管40の左端部に配置される冷媒ヘッダが冷媒ヘッダ51、扁平多穴管40の右端部に配置される冷媒ヘッダが冷媒ヘッダ52である。
(2-2) Refrigerant Flow Path in Heat Exchanger The straight
冷媒ヘッダ51,52には、図4に示すように、その内部空間を2つの空間に仕切る前後仕切り板68a,68bが設けられている。前後仕切り板68a,68bは、冷媒ヘッダ51,52の延びる前後方向に直交する面を形成している。そして、冷媒ヘッダ51の前後仕切り板68aは、冷媒ヘッダ51の内部空間を、後側内部空間IS10と前側内部空間IS20とに仕切っている。また、冷媒ヘッダ52の前後仕切り板68bは、冷媒ヘッダ52の内部空間を、後側内部空間IS30と前側内部空間IS40とに仕切っている。なお、冷媒ヘッダ51の前後仕切り板68aには穴が開いておらず、冷媒ヘッダ52の前後仕切り板68bには穴が開いている。
As shown in FIG. 4, the
冷媒ヘッダ52の後側内部空間IS30には、後側の6本の扁平多穴管40が接続されており、これらの6本の扁平多穴管40から冷媒が流入してくる。前側の7本の扁平多穴管40が接続されている冷媒ヘッダ52の前側内部空間IS40は、これらの7本の扁平多穴管40に冷媒を分岐させて流出する。すなわち、冷媒ヘッダ52は、冷媒を折り返す折り返しヘッダである。
Six rear flat
図4において、冷媒は、入口配管57から冷媒ヘッダ52の後側内部空間IS10に入り、後側の6本の扁平多穴管40に分岐してそれらの中を左から右に向かって流れ、冷媒ヘッダ52の後側内部空間IS30で合流する。合流した冷媒は、前後仕切り板68bの穴を通って後側内部空間IS30から前側内部空間IS40に移り、前側の7本の扁平多穴管40に分岐してその中を右から左に向かって流れ、冷媒ヘッダ51の前側内部空間IS20で合流する。そして、合流した冷媒は、出口配管58を経て熱交換器10から流出する。なお、熱交換器10が冷媒の蒸発器として機能する場合、冷媒は、扁平多穴管40の中を流れる間に、扁平管20を流れる水から熱を奪って蒸発する。
In FIG. 4, the refrigerant enters the rear inner space IS10 from the
なお、ここでは、連通部31及び冷媒ヘッダ51,52が、それぞれ、2つの空間に仕切られているが、仕切られる空間の数はこれに限定されない。また、連通部32の内部空間が仕切られていてもよい。
In addition, although the
(2−3)冷媒ヘッダの詳細構成
次に、左側の冷媒ヘッダ51の詳細構造、特に、熱交換器10が冷媒の蒸発器として機能する場合に入口配管57から気液二相の冷媒が流れ込む、冷媒ヘッダ51の後側内部空間IS10に関係する構造について説明する。
(2-3) Detailed Configuration of Refrigerant Header Next, the detailed structure of the left-
図7に、冷媒ヘッダ51の縦断面図を示す。冷媒ヘッダ51は、そのヘッダ長手方向が前後方向であって、主として、水平方向(前後方向)に長く延びる筒状部材65と、後端板66と、前端板67と、上述の前後仕切り板68aと、上下仕切り板69とから構成されている。
In FIG. 7, the longitudinal cross-sectional view of the refrigerant |
(2−3−1)筒状部材
筒状部材65は、その内部空間IS10,IS20が正面視において略D字状であり(図9参照)、フラットな右側面(図9における左側の側面)に13本の上下に延びるスリットが形成されている。これらのスリットには、図4および図5に示すように、右側から扁平多穴管40が差し込まれる。
(2-3-1) Cylindrical Member The
(2−3−2)後端板
後端板66は、筒状部材65の左側面に形成された後側スリットから差し込まれ、筒状部材65の後ろの開口を塞ぐ。この後端板66には、図9に示すように、下部にノズル穴EN1が開けられている。冷媒入口となるノズル穴EN1の直径は、後端板66に連結される入口配管57の内径よりも小さい。すなわち、ノズル穴EN1は、入口配管57を流れてくる冷媒の流路面積を絞る役割を果たす。ノズル穴EN1から後側内部空間IS10に入る冷媒は、噴流となる。
(2-3-2) Rear End Plate The
(2−3−3)前端板
前端板67は、筒状部材65の左側面に形成された前側スリットから差し込まれ、筒状部材65の前の開口を塞ぐ。この前端板67には、図7に示すように、上部に冷媒出口穴EX1が開けられている。この冷媒出口穴EX1に、出口配管58が連結される。
(2-3-3) Front End Plate The
(2−3−4)前後仕切り板
前後仕切り板68aは、筒状部材65の左側面に形成された中央スリットから差し込まれ、内部空間を、後側内部空間IS10と前側内部空間IS20とに仕切る。後側内部空間IS10には、後側の6本の扁平多穴管40が差し込まれ、前側内部空間IS20には、前側の7本の扁平多穴管40が差し込まれる。
(2-3-4) Front and rear partition plates The front and
なお、扁平多穴管40は左右方向に水平に延び、冷媒ヘッダ51は前後方向に水平に延び、扁平多穴管40の長手方向と冷媒ヘッダ51の長手方向とは直交している。また、この熱交換器10の設置状態において、各扁平多穴管40の多数の穴41は、鉛直方向に沿って並ぶ。
The flat
(2−3−5)上下仕切り板
上下仕切り板69は、ヘッダ長手方向に延び、後側内部空間IS10をノズル穴EN1に面した第1室IS11と、それとは別の第2室IS12とに仕切っている。より詳細に言えば、上下仕切り板69は、後側内部空間IS10を、下側の第1室IS11と、上側の第2室IS12とに仕切っている。図8に示すように、長方形の上下仕切り板69には、扁平多穴管40を避けるための切り欠き69aと、前側の切り欠き69bと、後側の切り欠き69cとが形成されている。図7および図8に示すように、前側の切り欠き69bは、前後仕切り板68aとともに、第1室IS11と第2室IS12とを連通させる第1開口PA1を形成する。また、後側の切り欠き69cは、後端板66とともに、第1室IS11と第2室IS12とを連通させる第2開口PA2を形成する。第1開口PA1は、ノズル穴EN1から遠い後側内部空間IS10の前端部に位置し、第2開口PA2は、ノズル穴EN1に近い後側内部空間IS10の後端部に位置している。図7に示すように、第2開口PA2は、ノズル穴EN1の近傍に配置されている。
(2-3-5) Upper / lower partition plate The upper /
(2−3−6)冷媒ヘッダ内の冷媒の流れ
冷媒ヘッダ51の後側内部空間IS10における冷媒の流れを説明する。
(2-3-6) Refrigerant Flow in Refrigerant Header A refrigerant flow in the rear inner space IS10 of the
入口配管57を流れてきてノズル穴EN1を通った冷媒は、噴流となって後側内部空間IS10の下側の第1室IS11に流れ込む。冷媒の約半分は、扁平多穴管40の下部の複数の穴41に流れ込むが、残りの冷媒は、第1開口PA1を通って第1室IS11から第2室IS12に流れる。そして、第2室IS12に流れた冷媒の大半は、第2室IS12から扁平多穴管40の上部の複数の穴41に流れ込む。第2室IS12に流れた冷媒の一部は、第2開口PA2を通って再び第2室IS12から第1室IS11に戻る。
The refrigerant flowing through the
冷凍装置91の冷媒回路を流れる冷媒量が多いときは、第2開口PA2を通って第2室IS12から第1室IS11に戻る冷媒量が多くなり、冷凍装置91の冷媒回路を流れる冷媒量が少ないときは、第2開口PA2を通って第2室IS12から第1室IS11に戻る冷媒量が少なくなる。
When the amount of refrigerant flowing through the refrigerant circuit of the
なお、第2開口PA2がノズル穴EN1の近傍に配置されているため、ノズル穴EN1の近傍が低圧力状態となって、第2開口PA2を通って第2室IS12から第1室IS11へと戻る冷媒の流れが促進される。 Since the second opening PA2 is disposed in the vicinity of the nozzle hole EN1, the vicinity of the nozzle hole EN1 is in a low pressure state and passes from the second chamber IS12 to the first chamber IS11 through the second opening PA2. The return refrigerant flow is facilitated.
(3)熱交換器の特徴
(3−1)
熱交換器10では、ノズル穴EN1から冷媒ヘッダ51の後側内部空間IS10に入った冷媒が、複数の扁平多穴管40の各穴41に流れ、扁平多穴管40に隣接する扁平管20を流れる水と熱交換を行う。ここで、熱交換器10が蒸発器として機能し、膨張弁94で減圧された冷媒が気相および液相が混じる二相状態であった場合、冷媒ヘッダ51が水平方向に沿って延びているため、仮に上下仕切り板69がなければ、その後側内部空間IS10において、ノズル穴EN1に近いところの冷媒が主として液相となり、ノズル穴EN1から遠いところの冷媒が主として気相となる状況が生じる。その状況になると、液相の冷媒が多く流れる扁平多穴管40と、気相の冷媒が多く流れる扁平多穴管40とに分かれてしまい、冷媒の偏流が生じる。
(3) Features of heat exchanger (3-1)
In the
しかし、本発明を適用した熱交換器10では、ヘッダ長手方向に延びる上下仕切り板69によって、冷媒ヘッダ51の後側内部空間IS10を第1室IS11と第2室IS12とに分けている。そして、ノズル穴EN1から第1室IS11に入った冷媒の一部が、第1室IS11から第2室IS12に流れ、再び第2室IS12から第1室IS11に戻るように冷媒ヘッダ51を構成している。すなわち、冷媒ヘッダ51の後側内部空間IS10において、冷媒の一部が循環(ループ)するような構成を、上下仕切り板69によって実現している。このような構成を採っているため、冷媒ヘッダ51の後側内部空間IS10における循環流にのって、ノズル穴EN1から遠いところまで液相の冷媒が届くようになり、冷媒ヘッダ51の後側内部空間IS10の冷媒の液相・気相の偏りが少なくなっている。引いては、各扁平多穴管40を流れる冷媒の偏流も抑制されている。
However, in the
(3−2)
熱交換器10では、冷媒ヘッダ51の後側内部空間IS10の第1室IS11から第2室IS12へと冷媒を流す第1開口PA1と、第2室IS12から第1室IS11へと冷媒を戻す第2開口PA2とを、ヘッダ長手方向の前端部と後端部とに配している。このため、冷媒ヘッダ51の後側内部空間IS10において冷媒が滞るデッドエリアが小さくなり、冷媒ヘッダ51の後側内部空間IS10に液相の冷媒が滞留することが抑制されている。
(3-2)
In the
(3−3)
熱交換器10では、ノズル穴EN1を通って冷媒ヘッダ51の後側内部空間IS10に冷媒が入ってくるため、その冷媒の流速が速くなる。そして、ノズル穴EN1の近傍に低圧力の空間が生まれることを利用して、第2開口PA2を介する第2室IS12から第1室IS11への冷媒の流れを促進している。このため、冷媒ヘッダ51の後側内部空間IS10における冷媒の循環量を増やすことができている。すなわち、ノズル穴EN1による冷媒の噴流を利用してベンチュリ効果によって減圧状態を作り、その近傍に配した第2開口PA2を通る冷媒の量を増やしているため、冷媒ヘッダ51の後側内部空間IS10の冷媒の液相・気相の偏りが更に少なくなっている。
(3-3)
In the
(3−4)
熱交換器10では、冷媒入口であるノズル穴EN1の側の第1室IS11を下に配置し、その上に第2室IS12が配置されるように、上下仕切り板69が冷媒ヘッダ51の後側内部空間IS10を上下に仕切っている。そして、扁平多穴管40の穴41が、第1室IS11にも第2室IS12にも露出しており、ノズル穴EN1の側の第1室IS11からだけではなく、第2室IS12からも扁平多穴管40の穴41に冷媒が流れ込む。このような構成を採っているため、多くの冷媒が第1室IS11から第2室IS12に流れ、その冷媒の一部が第2室IS12から再び第1室IS11に戻る。これにより、自然と冷媒ヘッダ51の後側内部空間IS10における冷媒循環量が多くなり、冷媒の偏流も更に抑制されている。
(3-4)
In the
また、熱交換器10では、冷媒ヘッダ51の後側内部空間IS10のノズル穴EN1に近い側(後側)とノズル穴EN1から遠い側(前側)との冷媒の偏流、すなわち、冷媒ヘッダ51の長手方向の冷媒偏流が抑制されることに加えて、上下仕切り板69が冷媒ヘッダ51の後側内部空間IS10を上下に仕切っているため、冷媒ヘッダ51の後側内部空間IS10の上部・下部の冷媒の偏りも抑制することができている。
Further, in the
(4)変形例
(4−1)変形例A
上記の熱交換器10では、冷媒ヘッダ51の後側内部空間IS10を上下仕切り板69で上下に仕切る構造を採用しているが、上下ではなく、左右に仕切る構造を採用してもよい。
(4) Modification (4-1) Modification A
In the
図10に、変形例Aに係る熱交換器の冷媒ヘッダ151を水平面で切断した断面図を示す。図10の紙面左右方向が、冷媒ヘッダ151のヘッダ長手方向であり、図10の紙面上下方向が、扁平多穴管140の長手方向である。冷媒ヘッダ151は、冷媒ヘッダ51と同じく、そのヘッダ長手方向が前後方向であって、主として、水平方向(前後方向)に長く延びる筒状部材165と、後端板166と、前端板167と、前後仕切り板168aと、左右仕切り板169とから構成されている。
In FIG. 10, sectional drawing which cut | disconnected the refrigerant |
筒状部材165は、筒状部材65と同じく、その内部空間IS110,IS120が正面視において略D字状であり、フラットな右側面(図10における上側の側面)に13本の上下に延びるスリットが形成されている。これらのスリットには、扁平多穴管140が差し込まれる。なお、扁平多穴管140は、扁平多穴管40と同じく、図11に示すように、多数の穴141が鉛直方向(図10の紙面に直交する方向)に沿って並ぶように配置される。
As with the
後端板166は、筒状部材165の左側面に形成された後側スリットから差し込まれ、筒状部材165の後ろの開口を塞ぐ。この後端板166には、図10に示すように、ノズル穴EN101が開けられている。冷媒入口となるノズル穴EN101の直径は、後端板166に連結される入口配管157の内径よりも小さい。すなわち、ノズル穴EN101は、入口配管157を流れてくる冷媒の流路面積を絞る役割を果たす。ノズル穴EN101から後側内部空間IS110に入る冷媒は、噴流となる。
The
前端板167は、筒状部材165の左側面に形成された前側スリットから差し込まれ、筒状部材165の前の開口を塞ぐ。この前端板167には、図10に示すように、冷媒出口穴EX101が開けられている。この冷媒出口穴EX101に、出口配管158が連結される。
The
前後仕切り板168aは、筒状部材165の左側面に形成された中央スリットから差し込まれ、筒状部材165の内部空間を、後側内部空間IS110と前側内部空間IS120とに仕切る。後側内部空間IS110には、後側の6本の扁平多穴管140が差し込まれ、前側内部空間IS120には、前側の7本の扁平多穴管140が差し込まれる。扁平多穴管140は左右方向に水平に延び、冷媒ヘッダ151は前後方向に水平に延び、扁平多穴管140の長手方向と冷媒ヘッダ151の長手方向とは直交している。
The front and
左右仕切り板169は、ヘッダ長手方向に延び、後側内部空間IS110をノズル穴EN101に面した第1室IS111と、それとは別の第2室IS112とに仕切っている。より詳細に言えば、左右仕切り板169は、後側内部空間IS110を、扁平多穴管140の複数の穴141が露出しない左側の第1室IS111と、扁平多穴管140の複数の穴141が露出する右側の第2室IS112とに仕切っている。そして、冷媒ヘッダ151の内部空間に入った冷媒は、第2室IS112から扁平多穴管140の複数の穴141に流れ込む。左右仕切り板169には、図11に示すように、前側の切り欠き169aと、後側の切り欠き169bとが形成されている。前側の切り欠き169aは、前後仕切り板168aとともに、第1室IS111と第2室IS112とを連通させる第1開口PA101を形成する。また、後側の切り欠き169bは、後端板166とともに、第1室IS111と第2室IS112とを連通させる第2開口PA102を形成する。第1開口PA101は、ノズル穴EN101から遠く、第2開口PA102は、ノズル穴EN101に近い。図11に示すように、第2開口PA102は、ノズル穴EN101の近傍で且つ第1室IS111および第2室IS112の底面の近傍に配置されている。
The left and
以上のような構造を採る変形例に係る熱交換器は、冷媒ヘッダ151において、扁平多穴管140の側の第2室IS112(右側の室)と、その反対側の第1室IS111(左側の室)とに内部空間が分かれるように、左右仕切り板169を配置している。そして、ノズル穴EN101の側の第1室IS111に入ってきた冷媒は、まず第1室IS111を通り、そこから第2室IS112に入った後に、扁平多穴管140の複数の穴141に流れ込む。このような構成を採っているため、多くの冷媒が第1室IS111から第2室IS112に流れ、その冷媒が第2室IS112から扁平多穴管140へと流れる。そして、一部の冷媒は、第2室IS112から再び第1室IS111に戻る。これにより、自然と冷媒ヘッダ151の後側内部空間IS110における冷媒循環量が多くなり、冷媒の偏流が抑制される。
In the
また、まず第1室IS111から第2室IS112に流れ、その冷媒が第2室IS112から扁平多穴管140へと流れるという構成を採っているため、冷媒の流速が弱まった第2室IS112において、液相の冷媒が下部に滞留することも想定される。これに鑑み、変形例に係る熱交換器では、冷媒ヘッダ151の後側内部空間IS110において、第2室IS112から第1室IS111に戻る冷媒が、第2室IS112の底面の近傍から第1室IS111に戻るという構造を採っている。すなわち、第2室IS112の下部に溜まった冷媒を、第2室IS112の底面の近傍から第2開口PA102を介して第1室IS111に戻す構造を、ここでは採用している。これにより、第2室IS112の下部に滞留する液相の冷媒の量を減らすことができる。なお、第1室IS111に戻された液相の冷媒は、冷媒の流速が速い第1室IS111において気相の冷媒と混じり、第2室IS112を経由して扁平多穴管140へと流れることになる。
Further, since the refrigerant flows from the first chamber IS111 to the second chamber IS112 and the refrigerant flows from the second chamber IS112 to the flat
(4−2)変形例B
上記の熱交換器10では、冷媒ヘッダ51の後側内部空間IS10を上下仕切り板69で上下に仕切る構造を採用しており、その変形例Aでは、後側内部空間IS10を左右仕切り板169で仕切る構造を採用しているが、このような仕切り構造を、冷媒ヘッダ52の内部空間においても採用することができる。具体的には、冷媒ヘッダ52の前後仕切り板68bよりも前側の前側内部空間IS40を、上下仕切り板69b(図4および図12参照)あるいは左右仕切り板によって2つの室(第3室および第4室)に分けてもよい。
(4-2) Modification B
The
例えば、図12に示すように上下仕切り板69bによって前側内部空間IS40を上下に仕切り、下側の第3室IS43と上側の第4室IS44とに分けた場合、冷媒ヘッダ52の前後仕切り板68bの下部の穴68b1を通って後側内部空間IS30から第3室IS43に入った冷媒の少なくとも一部が、第3室IS43から第4室IS44に流れる。そして、上下仕切り板69bの前側の開口PA3を通って第3室IS43から第4室IS44に流れた冷媒が、上下仕切り板69bの後側の開口PA4を通って再び第4室IS44から第3室IS43に戻る。このような冷媒のループ構成を採れば、冷媒の折り返し部として機能し冷媒乾き度が高くなりがちな冷媒ヘッダ52の前側内部空間IS40においても、冷媒の液相・気相の偏りが少なくなり、前側の7本の扁平多穴管40を流れる冷媒の偏流も抑制される。
For example, as shown in FIG. 12, when the front internal space IS40 is vertically divided by the
10 熱交換器
40 扁平多穴管
41 扁平多穴管の複数の穴
51 冷媒ヘッダ
52 冷媒ヘッダ(折り返し冷媒ヘッダ)
57 入口配管
69 上下仕切り板(仕切り板)
69b 上下仕切り板(仕切り板)
140 扁平多穴管
141 扁平多穴管の複数の穴
151 冷媒ヘッダ
169 左右仕切り板(仕切り板)
EN1,EN101 ノズル穴(冷媒入口)
IS10,IS110 後側内部空間(冷媒ヘッダの内部空間)
IS11,IS111 第1室
IS12,IS112 第2室
IS30 後側内部空間(冷媒流入側内部空間)
IS40 前側内部空間(冷媒流出側内部空間)
IS43 第3室
IS44 第4室
PA1,PA101 第1開口
PA2,PA102 第2開口
DESCRIPTION OF
57 Inlet piping 69 Upper and lower partition plates (partition plates)
69b Upper and lower partition plates (partition plates)
140 Flat
EN1, EN101 Nozzle hole (refrigerant inlet)
IS10, IS110 Rear internal space (internal space of refrigerant header)
IS11, IS111 1st chamber IS12, IS112 2nd chamber IS30 Rear internal space (refrigerant inflow internal space)
IS40 front internal space (refrigerant outflow internal space)
IS43 3rd room IS44 4th room PA1, PA101 1st opening PA2, PA102 2nd opening
Claims (7)
前記冷媒ヘッダのヘッダ長手方向と交差する方向に、且つ、水平方向に沿って延び、前記冷媒ヘッダから冷媒が流れ込む、複数の扁平多穴管(40,140)と、
を備え、
冷媒が流れる前記扁平多穴管の複数の穴(41,141)は、鉛直方向に沿って並び、
前記冷媒ヘッダの内部空間(IS10,IS110)は、前記ヘッダ長手方向に延びる仕切り板(69,169)によって、前記冷媒入口の側の第1室(IS11,IS111)と、前記第1室とは別の第2室(IS12,IS112)とに仕切られ、
前記冷媒入口から前記第1室に入った冷媒の少なくとも一部は、前記第1室から前記第2室に流れ、再び前記第2室から前記第1室に戻る、
熱交換器(10)。 Refrigerant inlets (EN1, EN101) are formed, and extend along the horizontal direction, the refrigerant headers (51, 151),
A plurality of flat multi-hole tubes (40, 140) extending in a direction intersecting with the longitudinal direction of the header of the refrigerant header and along a horizontal direction, into which refrigerant flows from the refrigerant header;
With
The plurality of holes (41, 141) of the flat multi-hole pipe through which the refrigerant flows are arranged along the vertical direction,
The internal space (IS10, IS110) of the refrigerant header is separated from the first chamber (IS11, IS111) on the refrigerant inlet side and the first chamber by partition plates (69, 169) extending in the header longitudinal direction. It is divided into another second room (IS12, IS112),
At least part of the refrigerant that has entered the first chamber from the refrigerant inlet flows from the first chamber to the second chamber, and returns from the second chamber to the first chamber again.
Heat exchanger (10).
請求項1に記載の熱交換器。 In the internal space of the refrigerant header, a first opening (PA1, PA101) for flowing the refrigerant from the first chamber to the second chamber is provided at an end opposite to the refrigerant inlet side in the header longitudinal direction. A second opening (PA2, PA102) for returning the refrigerant from the second chamber to the first chamber is formed at an end of the header longitudinal direction on the side of the refrigerant inlet.
The heat exchanger according to claim 1.
前記第2開口は、前記冷媒入口の近傍に形成されており、
前記冷媒入口から前記冷媒ヘッダの内部空間に流入する冷媒の噴流により、前記冷媒入口の近傍が低圧力状態となって、前記第2開口を通って前記第2室から前記第1室へと戻る冷媒の流れが生じる、
請求項2に記載の熱交換器。 The refrigerant inlet is a nozzle with a reduced flow path area,
The second opening is formed in the vicinity of the refrigerant inlet,
Due to the jet of refrigerant flowing into the internal space of the refrigerant header from the refrigerant inlet, the vicinity of the refrigerant inlet is in a low pressure state and returns from the second chamber to the first chamber through the second opening. Refrigerant flow occurs,
The heat exchanger according to claim 2.
前記第1室(IS11)は、前記第2室(IS12)の下に位置し、
前記冷媒ヘッダの内部空間の冷媒は、前記第1室から前記扁平多穴管の下部の複数の穴に流れ込み、前記第2室から前記扁平多穴管の上部の複数の穴に流れ込む、
請求項1から3のいずれかに記載の熱交換器。 The partition plate (69) partitions the internal space (IS10) of the refrigerant header up and down,
The first chamber (IS11) is located below the second chamber (IS12),
The refrigerant in the internal space of the refrigerant header flows from the first chamber into a plurality of holes in the lower portion of the flat multi-hole tube, and flows from the second chamber into a plurality of holes in the upper portion of the flat multi-hole tube.
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3.
前記冷媒ヘッダの内部空間の冷媒は、前記第2室から前記扁平多穴管の複数の穴に流れ込む、
請求項1から3のいずれかに記載の熱交換器。 The partition plate (169) includes an internal space (IS10) of the refrigerant header, the first chamber (IS111) in which a plurality of holes of the flat multi-hole tube (140) are not exposed, and a plurality of flat multi-hole tubes. And is partitioned into the second chamber (IS112) where the hole is exposed,
The refrigerant in the internal space of the refrigerant header flows into the plurality of holes of the flat multi-hole tube from the second chamber,
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3.
請求項5に記載の熱交換器。 The refrigerant that returns from the second chamber (IS112) to the first chamber (IS111) returns to the first chamber from the vicinity of the bottom surface of the second chamber.
The heat exchanger according to claim 5.
前記冷媒ヘッダ(51)とは別の、折り返し冷媒ヘッダ(52)、
をさらに備え、
前記冷媒ヘッダ(51)の内部空間(IS10)には、前記入口配管(57)から冷媒が流れ込み、
前記折り返し冷媒ヘッダ(52)の内部空間は、冷媒流入側の前記扁平多穴管(40)が接続される冷媒流入側内部空間(IS30)と、冷媒流出側の前記扁平多穴管(40)が接続される冷媒流出側内部空間(IS40)とに分かれており、
前記冷媒流出側内部空間(IS40)は、ヘッダ長手方向に延びる仕切り板(69b)によって、前記冷媒流入側内部空間(IS30)の側の第3室(IS43)と、前記第3室とは別の第4室(IS44)とに仕切られ、
前記冷媒流入側内部空間(IS30)から前記第3室に入った冷媒の少なくとも一部は、前記第3室から前記第4室に流れ、再び前記第4室から前記第3室に戻る、
請求項1から6のいずれかに記載の熱交換器。 The refrigerant header (51) is a header to which a refrigerant inlet pipe (57) is connected,
A folded refrigerant header (52) separate from the refrigerant header (51),
Further comprising
Refrigerant flows into the internal space (IS10) of the refrigerant header (51) from the inlet pipe (57),
The internal space of the folded refrigerant header (52) includes a refrigerant inflow side internal space (IS30) to which the flat multi-hole tube (40) on the refrigerant inflow side is connected, and the flat multi-hole tube (40) on the refrigerant outflow side. Is divided into the refrigerant outflow side internal space (IS40) to which
The refrigerant outflow side internal space (IS40) is separated from the third chamber (IS43) on the refrigerant inflow side internal space (IS30) side and the third chamber by a partition plate (69b) extending in the header longitudinal direction. The fourth room (IS44)
At least part of the refrigerant that has entered the third chamber from the refrigerant inflow side internal space (IS30) flows from the third chamber to the fourth chamber, and returns from the fourth chamber to the third chamber again.
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 6.
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