JP2701479B2 - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、空気調和装置等に利用される熱交換器に関
する。
する。
［従来の技術］ 熱交換器の一つに、２つのヘッダ間に複数のチューブ
を連結した熱交換器がある（実開昭63−173688号公
報）。この熱交換器は、入口側ヘッダから冷媒の過熱蒸
気をチューブに導入し、チューブ内を流動する内に放熱
して冷媒を飽和液に変える機能を果たす。実開昭63−17
3688号公報に記載の熱交換器は、更に入口側及び出口側
ヘッダ内に設けた仕切板により冷却経路を長くし、また
液化した冷媒は仕切板の通過孔から下方へ抜くことによ
り、気体のみがチューブで冷却されるようにして、更に
熱交換効率の向上を図っている。
を連結した熱交換器がある（実開昭63−173688号公
報）。この熱交換器は、入口側ヘッダから冷媒の過熱蒸
気をチューブに導入し、チューブ内を流動する内に放熱
して冷媒を飽和液に変える機能を果たす。実開昭63−17
3688号公報に記載の熱交換器は、更に入口側及び出口側
ヘッダ内に設けた仕切板により冷却経路を長くし、また
液化した冷媒は仕切板の通過孔から下方へ抜くことによ
り、気体のみがチューブで冷却されるようにして、更に
熱交換効率の向上を図っている。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、最下部のチューブには比重の違いから液体が
溜り易く、また周囲には気体の冷媒が存在しているの
で、液体の過冷却も起こらず熱交換効率はそれほど向上
しなかった。
溜り易く、また周囲には気体の冷媒が存在しているの
で、液体の過冷却も起こらず熱交換効率はそれほど向上
しなかった。
液体冷媒を過冷却させることにより、熱交換効率を向
上させる装置、いわゆるスーパークーラがある。この構
成は、更に第２の熱交換器を設けて、第１の熱交換器か
ら冷媒の飽和液を導き、冷媒を過冷却させ、蒸発器入口
と出口とにおける冷媒のエンタルピ差を増大させてい
る。この装置は熱交換効率は上がるが第２の熱交換器を
別個に設けるため、冷凍サイクルのシステム全体とし
て、複雑かつ大型とならざるを得なかった。
上させる装置、いわゆるスーパークーラがある。この構
成は、更に第２の熱交換器を設けて、第１の熱交換器か
ら冷媒の飽和液を導き、冷媒を過冷却させ、蒸発器入口
と出口とにおける冷媒のエンタルピ差を増大させてい
る。この装置は熱交換効率は上がるが第２の熱交換器を
別個に設けるため、冷凍サイクルのシステム全体とし
て、複雑かつ大型とならざるを得なかった。
［目的］ 本発明は、上記課題を解決することを目的としてなさ
れたものであり、１つの熱交換器内にスーパークーラの
機能を持ち込むことにより、比較的小型で熱交換効率の
高い冷凍サイクルを実現できる熱交換器を提供するもの
である。
れたものであり、１つの熱交換器内にスーパークーラの
機能を持ち込むことにより、比較的小型で熱交換効率の
高い冷凍サイクルを実現できる熱交換器を提供するもの
である。
発明の構成 ［課題を解決するための手段］ 本発明の熱交換器は、 入口側ヘッダと出口側ヘッダとの間を複数のチューブ
で連結し、これらチューブ内に冷媒を流動させることに
より冷媒を冷却し液化する熱交換器において、 出口側ヘッダを飽和液室と過冷却液室とに分離する隔
壁と、 上記飽和液室の冷媒を導き、液体と気体とに分離する
レシーバと、 上記レシーバにて分離された液体冷媒と、上記過冷却
液室の液体冷媒とを合流して排出する排出通路と、 を備えるとともに、上記飽和液室にはチューブから飽和
液状あるいはほぼ飽和液状の冷媒が供給され、上記過冷
却室にはチューブから過冷却液状の冷媒が供給されるこ
とを特徴とする。
で連結し、これらチューブ内に冷媒を流動させることに
より冷媒を冷却し液化する熱交換器において、 出口側ヘッダを飽和液室と過冷却液室とに分離する隔
壁と、 上記飽和液室の冷媒を導き、液体と気体とに分離する
レシーバと、 上記レシーバにて分離された液体冷媒と、上記過冷却
液室の液体冷媒とを合流して排出する排出通路と、 を備えるとともに、上記飽和液室にはチューブから飽和
液状あるいはほぼ飽和液状の冷媒が供給され、上記過冷
却室にはチューブから過冷却液状の冷媒が供給されるこ
とを特徴とする。
［作用］ 隔壁にて出口側ヘッダが飽和液室と過冷却液室とに分
離され、飽和液室には飽和液状あるいはほぼ飽和液状の
冷媒が供給され、過冷却液室には過冷却液状の冷媒が供
給される。このような供給状態にするには、単に冷凍サ
イクルに封入する冷媒量を調整するだけで、可能であ
る。
離され、飽和液室には飽和液状あるいはほぼ飽和液状の
冷媒が供給され、過冷却液室には過冷却液状の冷媒が供
給される。このような供給状態にするには、単に冷凍サ
イクルに封入する冷媒量を調整するだけで、可能であ
る。
チューブから過冷却液室に出てきた過冷却液状冷媒は
隔壁により、気体の冷媒あるいは飽和液室の気泡を含ん
だ飽和液状冷媒とは完全に分離されている。
隔壁により、気体の冷媒あるいは飽和液室の気泡を含ん
だ飽和液状冷媒とは完全に分離されている。
そして、飽和液室から排出される冷媒は、レシーバに
て気泡が除去されてから、過冷却の液体冷媒と合流す
る。
て気泡が除去されてから、過冷却の液体冷媒と合流す
る。
従って、熱交換器から排出される液状冷媒は、過冷却
度は過冷却液室内の過冷却液状冷媒よりは、過冷却度は
低いが、やはり過冷却液である。このため、過冷却の液
体冷媒が膨張弁・蒸発器へ供給されるので、エンタルピ
ー差が増大し、同サイズの熱交換器でも熱交換効率が向
上する。
度は過冷却液室内の過冷却液状冷媒よりは、過冷却度は
低いが、やはり過冷却液である。このため、過冷却の液
体冷媒が膨張弁・蒸発器へ供給されるので、エンタルピ
ー差が増大し、同サイズの熱交換器でも熱交換効率が向
上する。
［実施例］ 次に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図はその熱交換器を用いた冷凍サイクルの主要構成図
を示す。
１図はその熱交換器を用いた冷凍サイクルの主要構成図
を示す。
熱交換器１は、２つのヘッダ3,5と、その間を連結す
る５本のチューブ7,9,11,13,15と、各チューブ７〜15の
外周面に溶接された放熱用コルゲートフィン17とレシー
バ18とを備えている。一方のヘッダ３は冷媒の入口側ヘ
ッダと出口側ヘッダとの両方を兼ねている。即ち、ヘッ
ダ３内は隔壁19により、入口側ヘッダ3aと出口側ヘッダ
3bと２つに分離されている。入口側ヘッダ3aは３本のチ
ューブ7,9,11と連結し、出口側ヘッダ3bは２本のチュー
ブ13,15と連結する。
る５本のチューブ7,9,11,13,15と、各チューブ７〜15の
外周面に溶接された放熱用コルゲートフィン17とレシー
バ18とを備えている。一方のヘッダ３は冷媒の入口側ヘ
ッダと出口側ヘッダとの両方を兼ねている。即ち、ヘッ
ダ３内は隔壁19により、入口側ヘッダ3aと出口側ヘッダ
3bと２つに分離されている。入口側ヘッダ3aは３本のチ
ューブ7,9,11と連結し、出口側ヘッダ3bは２本のチュー
ブ13,15と連結する。
入口側ヘッダ3aには冷媒導入管21が設けられ、圧縮機
23からの高温高圧の冷媒を導入する。
23からの高温高圧の冷媒を導入する。
出口側ヘッダ3b内には更に隔壁25が設けられ、飽和液
室27と過冷却液室29とに分離されている。飽和液室27内
の冷媒は導管31によりレシーバ18に導かれる。レシーバ
18内からは気泡を含んでいない飽和液状の冷媒がレシー
バチューブ35を上昇し、排出管37へ導かれる。レシーバ
チューブ35の上端にはサイトグラス39が設けられてい
て、上昇して来る液体冷媒中の気泡の存在状態が視認で
きる。
室27と過冷却液室29とに分離されている。飽和液室27内
の冷媒は導管31によりレシーバ18に導かれる。レシーバ
18内からは気泡を含んでいない飽和液状の冷媒がレシー
バチューブ35を上昇し、排出管37へ導かれる。レシーバ
チューブ35の上端にはサイトグラス39が設けられてい
て、上昇して来る液体冷媒中の気泡の存在状態が視認で
きる。
サイトグラス39での気泡の存在有無確認は、冷凍サイ
クルの系全体に封入される冷媒量の調整のためである。
サイトグラス39から観察して気泡が無くなれば、レシー
バ18からは飽和液状の冷媒が上昇し、更に過冷却液室29
には過冷却の液体冷媒が存在する状態を示すものであ
り、冷媒量は十分であると判断できる。
クルの系全体に封入される冷媒量の調整のためである。
サイトグラス39から観察して気泡が無くなれば、レシー
バ18からは飽和液状の冷媒が上昇し、更に過冷却液室29
には過冷却の液体冷媒が存在する状態を示すものであ
り、冷媒量は十分であると判断できる。
一方、過冷却液室29内の過冷却液状冷媒は、導管41に
より排出管37に導かれている。従って、飽和液室27から
排出される液体冷媒は、レシーバ18を通過することによ
り気泡（気体冷媒）が除かれた後、過冷却液室29からの
液体冷媒と合流することになる。この合流した液体冷媒
は膨張弁43に供給される。膨張弁43では高圧の液体冷媒
は、隙間から噴霧されて低圧低温の霧状となり、更に図
示しない蒸発器に導かれて急激蒸発して吸熱する。そし
て再度圧縮機23に戻る。
より排出管37に導かれている。従って、飽和液室27から
排出される液体冷媒は、レシーバ18を通過することによ
り気泡（気体冷媒）が除かれた後、過冷却液室29からの
液体冷媒と合流することになる。この合流した液体冷媒
は膨張弁43に供給される。膨張弁43では高圧の液体冷媒
は、隙間から噴霧されて低圧低温の霧状となり、更に図
示しない蒸発器に導かれて急激蒸発して吸熱する。そし
て再度圧縮機23に戻る。
上記構成の熱交換器１の冷媒に対する作用について説
明する。
明する。
まず、圧縮機23から高温高圧の冷媒が入口側ヘッダ3a
に導入されると、冷媒は上部の３本のチューブ７〜11内
を通過する間に冷却され、その一部が液化する。もう一
つのヘッダ５では、冷媒の内、液体の一部が気体の冷媒
とともにチューブ13に吸い込まれる。その他の液体冷媒
は密度が大きいので重力の影響で、気泡（気体冷媒）を
含んであるいは含まずにヘッダ５の下部5aに溜る。
に導入されると、冷媒は上部の３本のチューブ７〜11内
を通過する間に冷却され、その一部が液化する。もう一
つのヘッダ５では、冷媒の内、液体の一部が気体の冷媒
とともにチューブ13に吸い込まれる。その他の液体冷媒
は密度が大きいので重力の影響で、気泡（気体冷媒）を
含んであるいは含まずにヘッダ５の下部5aに溜る。
チューブ13内では、冷媒に更に冷却されて、飽和液室
27には気泡を含んだほぼ飽和液の状態で排出されてく
る。この液体冷媒は導管31によりレシーバ18に導かれ
て、更に気泡が除かれた部分、即ち完全な飽和液状態の
冷媒がレシーバチューブ35に吸い上げられて排出管37へ
導かれる。
27には気泡を含んだほぼ飽和液の状態で排出されてく
る。この液体冷媒は導管31によりレシーバ18に導かれ
て、更に気泡が除かれた部分、即ち完全な飽和液状態の
冷媒がレシーバチューブ35に吸い上げられて排出管37へ
導かれる。
一方、ヘッダ５の下部に溜った液体冷媒は最下部のチ
ューブ15に吸い込まれる。ここで更に冷却される。その
結果、チューブ15の入口付近では少々気泡を含んでいた
液体冷媒（勿論、十分な液体冷媒がヘッダ５の下部5aに
溜るようにすれば最初から完全に気泡を含んでいない飽
和液とすることもできる。）も、途中で気泡が凝縮して
完全に飽和液状態となり、チューブ15の出口に来るまで
には更に冷却されて、過冷却の液体冷媒となって過冷却
液室29へ排出される。そして導管41により排出管37へ導
かれる。ここで、チューブ15はスーパークーラとしての
作用を果たしている。
ューブ15に吸い込まれる。ここで更に冷却される。その
結果、チューブ15の入口付近では少々気泡を含んでいた
液体冷媒（勿論、十分な液体冷媒がヘッダ５の下部5aに
溜るようにすれば最初から完全に気泡を含んでいない飽
和液とすることもできる。）も、途中で気泡が凝縮して
完全に飽和液状態となり、チューブ15の出口に来るまで
には更に冷却されて、過冷却の液体冷媒となって過冷却
液室29へ排出される。そして導管41により排出管37へ導
かれる。ここで、チューブ15はスーパークーラとしての
作用を果たしている。
従って、排出管37では飽和状態の冷媒と過冷却液状の
冷媒とが混合されて、膨張弁43に供給されることにな
る。即ち、飽和液と過冷却液との混合物は、過冷却液室
29に存在する冷媒よりは過冷却度は低下するけれども、
やはり過冷却状態にある。従って過冷却の冷媒が膨張弁
43に供給されることとなり、蒸発器の入口と出口とのエ
ンタルピ落差を大きくすることができる。こうして熱交
換効率を向上させることが可能となる。
冷媒とが混合されて、膨張弁43に供給されることにな
る。即ち、飽和液と過冷却液との混合物は、過冷却液室
29に存在する冷媒よりは過冷却度は低下するけれども、
やはり過冷却状態にある。従って過冷却の冷媒が膨張弁
43に供給されることとなり、蒸発器の入口と出口とのエ
ンタルピ落差を大きくすることができる。こうして熱交
換効率を向上させることが可能となる。
本実施例のように、飽和液室27には飽和液状あるいは
ほぼ飽和液状の冷媒が供給され、過冷却液室29には過冷
却液状の冷媒が供給されるサイクル状態は、上述のごと
くサイトグラス39からの観察により、レシーバ18から上
昇する液状冷媒が気泡を含まなくなるまで、冷媒封入量
を増加すれば実現でき、きわめて容易である。
ほぼ飽和液状の冷媒が供給され、過冷却液室29には過冷
却液状の冷媒が供給されるサイクル状態は、上述のごと
くサイトグラス39からの観察により、レシーバ18から上
昇する液状冷媒が気泡を含まなくなるまで、冷媒封入量
を増加すれば実現でき、きわめて容易である。
上記実施例では、飽和液室27へ冷媒を供給するチュー
ブ13と過冷却液室29へ冷媒を供給するチューブ15とは、
それぞれ１本で構成されていたが、用途や冷凍サイクル
の規模、その他の要因により、任意の本数のチューブと
することができる。尚、通常の用途の熱交換器１であれ
ば、過冷却液室29へ冷媒を供給する最下部のチューブ15
としては１〜３本が好ましい。
ブ13と過冷却液室29へ冷媒を供給するチューブ15とは、
それぞれ１本で構成されていたが、用途や冷凍サイクル
の規模、その他の要因により、任意の本数のチューブと
することができる。尚、通常の用途の熱交換器１であれ
ば、過冷却液室29へ冷媒を供給する最下部のチューブ15
としては１〜３本が好ましい。
発明の効果 本発明の熱交換器は、前記構成によりレシーバ側から
の飽和液状の冷媒に加えて、過冷却の液体冷媒を排出す
ることが可能となり全体として、過冷却の冷媒を排出可
能であるので、スーパークーラとしての機能を備えるこ
とができ、簡単かつ小型の装置で熱交換効率の高い冷凍
サイクルを実現できる。
の飽和液状の冷媒に加えて、過冷却の液体冷媒を排出す
ることが可能となり全体として、過冷却の冷媒を排出可
能であるので、スーパークーラとしての機能を備えるこ
とができ、簡単かつ小型の装置で熱交換効率の高い冷凍
サイクルを実現できる。
第１図は本発明の一実施例の構成説明図である。 １……熱交換器、3,5……ヘッダ 3a……入口側ヘッダ、3b……出口側ヘッダ 7,9,11,13,15……チューブ 18……レシーバ、25……隔壁 27……飽和液室、29……過冷却液室 37……排出管
Claims (1)
- 【請求項１】入口側ヘッダと出口側ヘッダとの間を複数
のチューブで連結し、これらチューブ内に冷媒を流動さ
せることにより冷媒を冷却し液化する熱交換器におい
て、 出口側ヘッダを飽和液室と過冷却液室とに分離する隔壁
と、 上記飽和液室の冷媒を導き、液体と気体とに分離するレ
シーバと、 上記レシーバにて分離された液体冷媒と、上記過冷却液
室の液体冷媒とを合流して排出する排出通路と、 を備えるとともに、上記飽和液室にはチューブから飽和
液状あるいはほぼ飽和液状の冷媒が供給され、上記過冷
却液室にはチューブから過冷却液状の冷媒が供給される
ことを特徴とする熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1256175A JP2701479B2 (ja) | 1989-09-30 | 1989-09-30 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1256175A JP2701479B2 (ja) | 1989-09-30 | 1989-09-30 | 熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03122472A JPH03122472A (ja) | 1991-05-24 |
| JP2701479B2 true JP2701479B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=17288952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1256175A Expired - Fee Related JP2701479B2 (ja) | 1989-09-30 | 1989-09-30 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2701479B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160050250A (ko) * | 2014-10-29 | 2016-05-11 | 엘지전자 주식회사 | 공기 조화기 |
| KR20160050249A (ko) * | 2014-10-29 | 2016-05-11 | 엘지전자 주식회사 | 공기 조화기 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19849528C2 (de) * | 1998-10-27 | 2000-12-07 | Valeo Klimatechnik Gmbh | Verfahren und Kondensator zum Kondensieren des inneren Kältemittels einer Kraftfahrzeugklimatisierung |
| DE19918616C2 (de) | 1998-10-27 | 2001-10-31 | Valeo Klimatechnik Gmbh | Verflüssiger zum Kondensieren des inneren Kältemittels einer Kraftfahrzeugklimatisierung |
| JP3941555B2 (ja) * | 2002-03-22 | 2007-07-04 | 株式会社デンソー | 冷凍サイクル装置および凝縮器 |
-
1989
- 1989-09-30 JP JP1256175A patent/JP2701479B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160050250A (ko) * | 2014-10-29 | 2016-05-11 | 엘지전자 주식회사 | 공기 조화기 |
| KR20160050249A (ko) * | 2014-10-29 | 2016-05-11 | 엘지전자 주식회사 | 공기 조화기 |
| KR101626215B1 (ko) * | 2014-10-29 | 2016-06-13 | 엘지전자 주식회사 | 공기 조화기 |
| KR101626216B1 (ko) * | 2014-10-29 | 2016-06-13 | 엘지전자 주식회사 | 공기 조화기 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03122472A (ja) | 1991-05-24 |
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