JP3041603B2 - 多段気・液分離型凝縮器 - Google Patents

多段気・液分離型凝縮器

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両用などに適用さ
れる多段気・液分離型凝縮器に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、従来の車輌用凝縮器として
は、冷媒が流入され流出される時まで凝縮器の内部に設
けられた多数の冷媒流路等に沿ってジグザグ(zigzag)に
流れるようになる並列流動型(parallel flow type)又
は、多重流動型(multiflow type) 凝縮器が用いられ
た。このような従来の技術において、凝縮器の構成は、
図１に示したように凝縮器１０は、相互間並列に整列さ
れる多数の偏平チューブ(flattube) １１と隣接するチ
ューブ等１１との間に交互に介在する多数の波形フィン
(corrugated fins) １２を含む。偏平チューブ(flat tu
be) １１は、一段部において第１ヘッダ(header)１３
に、かつ他段部において第２ヘッダ１４に連結される。
かつ、凝縮器１０は、最外郭部に配置される一対のサイ
ドプレート(sideplate)２０，２１を含む。ヘッダ等１
３，１４の各々の両端部には、ブラインドキャップ(bli
nd cap) １７，１８により密封される。第１ヘッダ１３
の上部には流入パイプ(inlet pipe)１５が連結され、そ
の下部には流出パイプ(outletpipe) １６が連結され
る。図１には、流入及び流出パイプ１５，１６が全て第
１ヘッダ１３に設けられているように示しているが、流
出パイプ１６は第２ヘッダ１４にも連結することができ
る。このような流入／流出パイプの位置は形成された多
重流路の数によって決められる。
【０００３】第１ヘッダ及び第２ヘッダ１３，１４各々
の内部には、仕切板(baffle)１９が配置され、多数の冷
媒流路(refrigerant flow paths or pass)を決めるよう
になり、また、各々の第１冷媒流路は多数の偏平チュー
ブ１１により決められる。図１においては、４個の流路
が形成されることが示されている。冷媒流路の数は、仕
切板の数を調節することで変化させることができる。多
段流動型凝縮器においては、冷媒が流入パイプ１５を通
じて第１ヘッダ１３に流入された後、流出パイプ１６を
通じて排出される時まで冷媒流路等をジグザグに流動す
るようになる。
【０００４】前記のような構成よりなる凝縮器により凝
縮され、液相に変化した冷媒は、凝縮器１０の流出パイ
プ１６に導管を通じて連結された受液器２２に送られて
貯められる。受液器２２には一定量の冷媒が貯められて
いるので、熱交換の負荷により、急激に変動するように
なる全体の冷媒循環量の変動に適切に対処することがで
きるようになる。また、受液器２２の内部には通常の乾
燥剤が取り入れられていて、凝縮器により液相に凝縮さ
れた冷媒より水分やほこり等を除去することになる。
【０００５】このような従来の冷媒循環回路において
は、凝縮器と受液器を別途に制作し、導管により連結さ
せているので、余分な設置空間を必要とし、また、部品
の数が増えることにより製造費用がかさむという短所が
あった。また、凝縮器の内部の一定の面積を気体と液体
との１個の相の冷媒が共存しながらジグザグ形態で流れ
るようになるので、凝縮器内で気体と液体が分離される
ことを用いた凝縮の効果は期待することができないよう
になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、凝縮
器をなす一対のヘッダの中の一つに受液器を設け、凝縮
器内の冷媒流路等を通過しながら凝縮し続けられた冷媒
よりヘッダ等の内で一次的に気相と液相の冷媒を分離さ
せ、受液器が設けられたヘッダと受液器との間に設けら
れた冷媒の疎通路を通じ、凝縮された冷媒を受液器に流
出させ、この受液器の内で再び気相と液相の冷媒を分離
することで、凝縮器より排出される冷媒は、殆ど液相の
状態を維持するようにする多段気・液分離型凝縮器を提
供することにある。
【０００７】本発明の他の目的は、冷媒循環回路におい
て熱交換の負荷の変動による急激な冷媒循環量の変化に
対処することができる多段気・液分離型凝縮器を提供す
ることにある。本発明のさらに他の目的は、凝縮器をな
す一対のヘッダの中の一つには受液器を設け、他のヘッ
ダにはバイパス導管を設けることにより、(1) 前記受液
器を通じて凝縮器内の冷媒流路等を通過しながら凝縮し
続けられた冷媒よりヘッダ等の内で一次的に気相と液相
の冷媒を分離し、受液器が設けられたヘッダと受液器と
の間に設けられた冷媒の疎通路を通じて凝縮された冷媒
を受液器に流出させるようになって、従って、受液器内
で再び気相と液相の冷媒を分離することで、凝縮器より
排出される冷媒は殆ど液相の状態を維持するようにな
る。(2)前記バイパス導管を通じて凝縮された液相の冷
媒の中で一部を冷媒流路等を経由せずに直接ヘッダに設
けられた隔室と隔室との間にバイパスさせることで、凝
縮器の内部において冷媒が流れる際の流動抵抗を減少さ
せることができるバイパス導管を備える多段気・液分離
型凝縮器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による多段気・液
分離型凝縮器は、少なくとも３個の隔室を有する第１ヘ
ッダ； 少なくとも２個の隔室を有し、前記第１ヘッダ
と平行に配置される第２ヘッダ；一定の間隔を置いて互
いに平行に配置され、各々の両端部において前記第１ヘ
ッダと前記第２ヘッダに結合される多数のチューブ；前
記チューブ等の隣接するチューブの間に介在する多数の
フィン；前記第１ヘッダまた前記第２ヘッダに連結され
る受液器；前記第１ヘッダの中間隔室に設けられる冷媒
流入口；前記第１，第２ヘッダの中の一つに、また前記
受液器に設けられる冷媒流出口；前記冷媒は、前記冷媒
流入口を通じて流入され、多数のチューブを通じて決め
られる第１冷媒流路、前記第１冷媒流路を通過した前記
冷媒の中で気相の冷媒を再凝縮させるため多数のチュー
ブを通じて決められる第２冷媒流路、前記第１冷媒流路
の下部に位置し、前記第１冷媒流路を通過した前記冷媒
の中で凝縮された液相の冷媒が流れるよう多数のチュー
ブを通じて決められる第３冷媒流路を通じて流れる。
【０００９】前記第１冷媒流路を流れながら凝縮し続け
られた冷媒は、前記第２ヘッダ内で一次的に気・液相が
分離され、気相の冷媒は前記第２冷媒流路を流れながら
再凝縮された後、前記受液器が配置されたヘッダの上部
隔室と前記受液器との間に設けられた上部疎通路を通じ
て前記受液器に流出され、気・液相が分離された液相の
冷媒は、前記第３冷媒流路を通じて前記冷媒流出口の方
に流れ、前記受液器が配置されたヘッダの下部隔室と前
記受液器との間に設けられた下部疎通路を通じて前記受
液器と前記受液器が配置されたヘッダの間に前記冷媒が
疎通され、前記受液器に流入された冷媒の中で、気相の
冷媒は、前記受液器に存在する一定量の液相の冷媒との
関係により、二次的に気・液相が分離されることを特徴
としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図２は、本発明の一実施の形態に
よる気・液分離型凝縮器の全体断面図であって、気・液
分離型凝縮器３０は、互いに平行に配置される第１ヘッ
ダ３２及び第２ヘッダ３４を含む。第１，第２ヘッダ３
２，３４は、２個の構成要素になされたものであって、
図２に示しているが、これに限るのではない。ヘッダ等
３２、３４が１個の構成要素によりなる場合（図８参
照）、各々のヘッダは、通常の偏平チューブが挿入され
る下部部分と冷媒を流入するためのパイプ等が連結され
る上部部分(2pieces)に成され、１個の部分が結合され
る場合、通常の楕円形の断面形状を有するようになる。
しかし、本発明による気・液分離型凝縮器３０に用いら
れるヘッダ等はこれに限るのではない。シリンダ形状の
ヘッダ等にも使用することができることは勿論である。
第１ヘッダ３２と第２ヘッダ３４との間には、多数の偏
平チューブ３６等が互いに並列に配置され、偏平チュー
ブ等各々の両端部は、第１，第２ヘッダ３２，３４に設
けられたスロット(slots) 等を介してヘッダ等に結合さ
れる。偏平チューブ等の間には、多数の波形フィン３８
が介在される。第２ヘッダ３４には、受液器４０が設け
られる。凝縮器３０はまた、最外郭部に配置される一対
のサイドプレート７０(side plate)を含む。第１ヘッダ
３２と受液器４０を備える第２ヘッダ３４の両端部は、
ブラインドキャップ(blind cap) ６８により密封され
る。
【００１１】第１，第２ヘッダ３２，３４には、仕切板
等(baffles) ４２が配置され、第１，第２ヘッダ３２，
３４と多数の偏平チューブ等との関係により多数の冷媒
流路(refrigerant pass)が決められる。このように、仕
切板をヘッダ等３２，３４に配置し、隔室等を設けるこ
とで、冷媒は、凝縮器の内部を冷媒流路等を介してジグ
ザグに流れるようになる。第１ヘッダ３２と第２ヘッダ
３４各々には３個ずつの仕切板４２が設けられているこ
とが示されている。かつ、仕切板の数を調節することに
より、冷媒流路の数を変化させることができる。第１ヘ
ッダ３２に設けられる３個の仕切板は、第１ヘッダの内
部を上部隔室５２，中部隔室５０及び下部隔室５４と補
助隔室７２の４個の空間部に分けられる。第２ヘッダ３
４と受液器４０は、隔壁３９（これは第２ヘッダの外周
面の一部に該当する）により各々の空間部が形成される
ように区画される。第２ヘッダ３４に設けられる３個の
仕切板４２は、第２ヘッダ３４の内部を上側隔室５８，
中間隔室５６及び下側隔室６０と補助隔室７４の４個の
空間部に分けられる。
【００１２】隔壁３９の上段部，中央及び下段部には、
各々の開口(opening) が形成されることにより、上部疎
通路４４，中央疎通路４８及び下部疎通路４６となる。
この疎通路等４４，４６，４８を通じて第２ヘッダ３４
と受液器４０とは相互連通されるので、第２ヘッダより
受液器の方に、また、受液器４０より第２ヘッダ３４の
方に冷媒が疎通される。また、隔壁３９とこの隔壁に結
合される受液器４０により第２ヘッダ３４より流出され
る冷媒を貯めることができる受液器６２が形成される。
中部隔室５０が設けられた第１ヘッダ３２部分には、冷
媒を流入するための流入パイプ６４が設けられ、第１ヘ
ッダ３２の下部、即ち、下部隔室５４が設けられたとこ
ろには冷媒を流出するための流出パイプ６６が設けられ
る。
【００１３】図３は、図２に示す気・液分離型凝縮器の
冷媒の流れを示すための概略図であって、図２と図３を
共に参照すると、この実施の形態においては、Ｐ１乃至
Ｐ６の６個の冷媒流路が形成される。冷媒流路等（Ｐ１
乃至Ｐ６）各々は、仕切板等４２により区画されるヘッ
ダ等３２，３４の隔室等５０，５２，５４，５６，５
８，６０，７２，７４と、それに配置される多数の偏平
チューブ等３６により決められる。第１ヘッダ３２の中
部隔室５０には、流入パイプ６４が設けられるので、冷
媒は、第１ヘッダ３２の中部隔室５０とこの中部隔室５
０に配置された多数の偏平チューブを介して第２ヘッダ
３４の方向に冷媒流路Ｐ１が形成される。この冷媒流路
Ｐ１を通過しながら気相の冷媒は凝縮過程を経りながら
一部は液相に変化し、一部は気相の状態に残るようにな
って、気相と液相の１個の相を有する冷媒になる。気相
の冷媒は、その運動が大変活発になり、液相の冷媒との
密度差による浮力により上部に移動しようとする反面、
液相の冷媒は、高粘性(viscosity) 及び気体に比べて大
きい質量及び密度により重力方向である下に移動するよ
うになる。
【００１４】従って、気相の冷媒は、冷媒流路Ｐ１の上
部に位置する冷媒流路Ｐ２，Ｐ３に流入され、各々の冷
媒流路に配置されている多数の偏平チューブ等を通って
流れるようになる。冷媒流路等Ｐ２，Ｐ３を通過しなが
ら気相の冷媒は、漸次的に液相の冷媒に再凝縮され、第
２ヘッダ３４の上側隔室５８に設けられた上部疎通路４
４を通じて受液器４０の水液室６２に貯められる。次
に、冷媒流路Ｐ１を経た後、液相に変化された冷媒は、
冷媒流路Ｐ１に隣接した下部冷媒流路Ｐ５，Ｐ６を通じ
て流れながら再凝縮された後、第２ヘッダ３４に設けら
れた補助隔室７４に設けられた中央疎通路４８を通じて
受液器４０に流出される。図２，３の実施の形態におい
て、第２ヘッダ３４の中間隔室５６には疎通路を設けな
い。凝縮領域の冷媒流路等Ｐ１〜Ｐ３ｐＰ５，Ｐ６を流
れた冷媒は、液相に凝縮され受液器４０に貯められる。
この受液器４０に貯められている液相の冷媒は、第２ヘ
ッダ３４と受液器４０との間の冷媒の疎通を提供する下
部疎通路４６を通じて冷媒流路Ｐ４を通じて流れた後、
流出パイプ６６を通じて冷媒循環回路を構成する他の構
成要素に移動される。矢印は冷媒の流れの方向を表わ
す。
【００１５】図２，図３に示した実施の形態において、
凝縮器３０の冷媒流路Ｐ１を含んでこの冷媒流路の上部
にある冷媒流路等Ｐ２，Ｐ３及び冷媒流路等Ｐ５，Ｐ６
は、凝縮領域(condensing area) を設け、冷媒流路Ｐ１
の下にある冷媒流路Ｐ４は、過冷却領域(subcooling ar
ea) を成す。勿論、冷媒流路等Ｐ５，Ｐ６においても、
主に液相の冷媒が流れるので、どのくらいか過冷却され
る。凝縮領域は凝縮器３０の全体有効断面積の７０〜８
０％を占めるように冷媒流路等を設け、過冷却領域は凝
縮器の全体有効断面積の２０〜３０％を占めるよう冷媒
流路を設ける。冷媒流路Ｐ１は、凝縮領域の中で一番大
きい有効断面積を持ち、凝縮領域の有効断面積の３０〜
５０％を占める。
【００１６】過冷却領域を成す冷媒流路Ｐ４を流れる冷
媒は、殆ど液相の状態で流れるようになる。これは受液
器４０の水液室６２に貯められる冷媒は、凝縮器３０の
凝縮領域を通過しながら十分に液相に変化するためであ
る。また、液相の冷媒は、受液器４０より下部疎通路４
６を通じて第２ヘッダ３４の下側隔室６０に流出される
ようになる。この下部疎通路４６の大きさを十分に小さ
く形成する場合には、受液器４０より過冷却領域に冷媒
が急激に流れるようになるのが制御される。これは水液
室６２に気相の冷媒が混合されていても下部疎通路４６
を通じて流出するのが難しいためである。従って、過冷
却領域には殆ど気相の冷媒が流入されないようになる。
ひいては、受液器４０には、凝縮過程を通じて液相に変
化した冷媒が受液器４０の内部底面より一定量だけ貯め
られているので、受液器４０に流入された気相の冷媒
は、受液器４０に貯められている液相の冷媒との関係に
より再凝縮される。そして、図面に示されていないが、
受液器４０の下段部の付近に乾燥剤を配置すると水分や
ほこり等が除去された液相の冷媒だけが過冷却領域を流
れるようになる。
【００１７】図２，図３の実施の形態において、第２ヘ
ッダ３４と受液器４０との間に設けられる疎通路等の大
きさは任意に設けることができるが、望ましくは隔室の
大きさより小さく設けるのがよい。そして、各疎通路の
大きさは寸法面において制限することもできる。例え
ば、凝縮器の凝縮領域に設ける疎通路（この実施の形態
においては、上部及び中央疎通路４４，４８）は、ホー
ル(hole)の形態やスリット(slit)の形態に設けることが
でき、また前記ホールの形態の場合は、直径が１〜８ｍ
ｍになるようにすることがよい。スリットの形態の場合
は、スリットにより形成された開口の幅が１〜８ｍｍに
なるようにするのがよい。開口の長さは、開口の幅に応
じて適切に選択することができる。凝縮器３０の過冷却
領域に設けられる疎通路（この実施の形態においては下
部疎通路４６）、また、ホールやスリットの形態にする
ことができる。また、ホールの場合は、その直径は８〜
１３ｍｍにするのがよい。スリットの形態の場合は、開
口の幅は８〜１３ｍｍに維持することがよい。開口の長
さは開口の幅に応じて適切に選択することができる。図
２と図３の実施の形態による疎通路の形態及び寸法は、
図４乃至図１４に示す本発明の他の実施の形態において
も同様である。そして、疎通路等は該当する各隔室にお
いて隔室の下段部側に形成するのが望ましい。
【００１８】図２及び図３の実施の形態による凝縮器に
おいて、圧縮機より流入された冷媒は、冷媒流路Ｐ１を
通過して凝縮されながら気相と液相との１個の相に共存
する冷媒に変えられ、第２ヘッダ３４の中間隔室５６で
一次的に気相と液相の冷媒に分離される。この分離され
た気相の冷媒は、凝縮領域の冷媒流路Ｐ１上にある冷媒
流路等Ｐ２，Ｐ３に流入され、液相の冷媒は、冷媒流路
Ｐ１の下の冷媒流路Ｐ５，Ｐ６に流入される。そして、
凝縮領域の上部にある冷媒流路Ｐ２，Ｐ３を通過した気
相の冷媒は液相に変化され、第２ヘッダ３４の上側隔室
５８に設けられた疎通路４４を通じて受液器４０に流出
される。受液器４０に貯められている冷媒の中で一部は
気相の状態に存在することができる。一方、下部疎通路
４６の大きさは十分に小さく、また、凝縮器３０が一旦
駆動された後には、受液器４０には一定量の冷媒が貯め
られているので、気相の冷媒は下部疎通路４６を通じて
第２ヘッダ３４の方に殆ど流出されない。従って、第２
ヘッダ３４の下側隔室６０等を通じて冷媒流路Ｐ４を流
れるようになる冷媒は、殆ど液相の状態を維持するよう
になる。これにより、気相と液相の冷媒に対して受液器
４０内で再度の相分離の効果が得られるようになる。冷
媒流路Ｐ１の下にある冷媒流路等Ｐ５，Ｐ６にも、気相
の冷媒が液相の冷媒と共に共存しながら流れるようにな
るが、冷媒流路等を流れた冷媒は、受液器４０に流出さ
れた後、第２ヘッダ３４を通じて冷媒流路Ｐ４を流れる
ので、気相の冷媒は殆ど冷媒流路Ｐ４を流れないように
なる。
【００１９】図４と図５は、本発明の他の実施の形態等
を示した概略図であって、概略図として示した理由は、
図２，図３の実施の形態による気・液分離型凝縮器を根
拠としたためである。即ち、図４と図５は、仕切板を１
個以上除去するか、又は仕切板の位置を変更し、またこ
れによる冷媒の疎通路を除去するか、又は位置を変更し
たものであって、図２，３の実施の形態に根拠している
ためである。従って、以下には図２，３の実施の形態と
他の違いを中心に説明し、図２，３と同一部分について
は同番号及び同符号を付ける。
【００２０】図４の実施の形態による凝縮器において、
前記の実施の形態とは異なり、第２ヘッダ３４において
仕切板１個を除去することにより補助隔室７４を除去し
た。かつ、中央疎通路４８も除去し、上部及び下部疎通
路４４，４６だけを設けた。従って、凝縮器３０に流入
された冷媒は、冷媒流路Ｐ１を通過した後、第２ヘッダ
３４の中間隔室５６において気相と液相に分離され、気
相の冷媒は、冷媒流路Ｐ１の上部冷媒流路等Ｐ２，Ｐ３
を通じて流れた後、第２ヘッダ３４の上側隔室５８に設
けられた上部疎通路４４を通じて受液器４０に流出され
る。そして、分離された液相の冷媒は、冷媒流路Ｐ１と
隣接した下部冷媒流路等Ｐ５，Ｐ６を通じて流れた後、
第２ヘッダ３４の下側隔室６０に流入され、冷媒流路Ｐ
４を流れる。受液器４０に貯められている冷媒は、下側
隔室６０の下部疎通路４６を通じて冷媒流路Ｐ４に流れ
るようになる。
【００２１】受液器４０に貯められている冷媒の中で一
部は気相の状態で存在することができるのに、下部疎通
路４６の大きさは十分に小さく、かつ、凝縮器３０が一
旦駆動された後には、受液器４０には一定量の冷媒が貯
められているので、気相の冷媒は、下部疎通路４６を通
じて第２ヘッダ３４の方に殆ど流出されないようにな
る。従って、第２ヘッダ３４の下側の隔室６０を通じて
流路Ｐ４を流れるようになる冷媒は、殆ど液相の状態を
維持するようになる。これにより、気相と液相の冷媒に
対して受液器４０内で再度の相分離の効果が得られるよ
うになる。冷媒流路Ｐ１の下にある冷媒流路等Ｐ５，Ｐ
６にも気相の冷媒が液相の冷媒とともに共存されて流れ
るようになるが、冷媒流路等Ｐ５，Ｐ６を成す偏平チュ
ーブ等３６の数は少なく設けられる。また、凝縮器が駆
動された後には、冷媒流路Ｐ４と第２ヘッダ３４は受液
器４０より供給される液相の冷媒が満たされるので、気
相の冷媒は冷媒流路Ｐ４を殆ど流れないようになる。
【００２２】図５は、本発明のさらに他の実施の形態に
よる気・液分離型凝縮器の概略図であって、図２，３の
実施の形態に比べて冷媒流路Ｐ１において一対の仕切板
を除去することで、補助隔室等７２，７４を除去した。
従って、この実施の形態においては、Ｐ１乃至Ｐ４の４
個の冷媒流路が設けられる。疎通路は上部・中央及び下
部疎通路４４，４６，４８の３個を設けた。
【００２３】従って、凝縮器３０に流入された冷媒は、
冷媒流路Ｐ１を通った後、気相の冷媒は上部冷媒流路等
Ｐ２，Ｐ３を通過しながら液相に再凝縮され、上部疎通
路４４を通じて受液器４０に流出され、液相の冷媒は第
２ヘッダ３４の中間隔室５６に形成された中央疎通路４
８を通じて受液器４０に流出される。第２ヘッダ３４と
受液器４０との間の冷媒の疎通路を提供する下部疎通路
４６を通じて液相の冷媒は、冷媒流路Ｐ４を流れるよう
になる。
【００２４】受液器４０に貯められている冷媒の中で、
一部は気相の状態に存在することができるが、下部疎通
路４６の大きさは十分に小さく、また、凝縮器３０が一
旦駆動された後には、受液器４０に一定量の冷媒が貯め
られているので、気相の冷媒は、下部疎通路４６を通じ
て第２ヘッダ３４の方に殆ど流出されないようになる。
従って、第２ヘッダ３４の下側隔室６０を通じて冷媒流
路Ｐ４を流れるようになる冷媒は、殆ど液相の状態を維
持するようになる。これによって、気相と液相の冷媒に
対して受液器４０内で再度の相分離の効果が得られるよ
うになる。
【００２５】図６乃至図９は、本発明の他の実施の形態
によるバイパス導管を備える気・液分離型凝縮器を示す
図面として、図２乃至図６による気・液分離型凝縮器の
概念を根拠として受液器が設けられるヘッダの反対側に
位置するヘッダに、外部に突出されるバイパス導管をさ
らに追加したものである。従って、図２乃至図５と同様
の構成要素に対しては同番号及び同符号を付ける。
【００２６】図６は、本発明の他の実施の形態によるバ
イパス導管を備える気・液分離型凝縮器の全体断面図で
あって、凝縮器３０は互いに平行に配置される第１ヘッ
ダ３２及び第２ヘッダ３４を含む。第１，第２ヘッダ３
２，３４は２個の構成要素に成されたものであって、図
６に示されているが、これに限るものではない。ヘッダ
等３２，３４が１個の構成要素に成されている場合（図
８参照）、各々のヘッダは、通常の偏平チューブが挿入
される下部部分と冷媒を流入するためのパイプ等が連結
される上部部分(2 pieces)に成され、１個の部分が結合
される場合、通常楕円形の断面形状を有するようにな
る。しかし、本発明による受液器とバイパス導管を備え
る凝縮器３０に用いられるヘッダ等は、これに限らず、
シリンダ形状のヘッダ等も使用することができることは
勿論である。第１ヘッダ３２と第２ヘッダ３４との間に
は、多数の偏平チューブ等３６が互いに並列に配置され
偏平チューブ等各々の両端部は、第１，第２ヘッダ３
２，３４に設けられたスリット等(slits) を通じてヘッ
ダ等に結合される。偏平チューブ等３６の中で隣接する
偏平チューブ等の間には、多数の波形フィン３８が介在
される。第１ヘッダ３２にはバイパス導管８０が設けら
れ、第２ヘッダ３４には受液器４０が設けられる。凝縮
器３０は、最外郭部に配置される一対のサイドプレート
７０(sideplate)を含む。第１ヘッダ３２と受液器４０
を備える第２ヘッダ３４の両端部は、ブラインドキャッ
プ(blind cap) ６８により密封される。
【００２７】第１，第２ヘッダ３２，３４には、仕切板
等(baffles) ４２が配置され、第１，第２ヘッダ３２，
３４と多数の偏平チューブ等との関係により多数の冷媒
流路(refrigerant pass)を決めるようになる。このよう
に、仕切板をヘッダ等３２，３４に配置し、隔室等を形
成することで、冷媒は凝縮器内部を冷媒流路等を通じて
ジグザグに流れるようになる。第１ヘッダ３２と第２ヘ
ッダ３４各々には仕切板４２が１個ずつ形成されている
ことが示されている。かつ、仕切板の数を調節すること
で、冷媒流路の数を変化させることができる。第１ヘッ
ダ３２に設けられる１個の仕切板は、第１ヘッダの内部
を上部隔室５２，中部隔室５０及び下部隔室５４の３個
の空間部に分けられる。第２ヘッダ３４と受液器４０
は、隔壁３９（これは第２ヘッダの外周面の一部に該当
する）によって各々の空間部を形成するように区画され
る。第２ヘッダ３４に形成される１個の仕切板４２は、
第２ヘッダ３４の内部を上側隔室５８，中間隔室５６及
び下側隔室６０の３個の空間部に分けられる。
【００２８】隔壁３９の上段部，中央及び下段部には、
下部隔室開口(opening)が形成されることで、上部疎通
路４４，中央疎通路４８及び下部疎通路４６を成すよう
になる。この疎通路等４４，４６，４８を通じて第２ヘ
ッダ３４と受液器４０は相互連通されるので、第２ヘッ
ダより受液器の方に、かつ受液器４０より第２ヘッダ３
４の方に冷媒の疎通が成すようになる。また、隔壁３９
とこの隔壁に結合される受液器４０によって第２ヘッダ
３４より流出される冷媒を貯めることができる受液器６
２が形成される。中部隔室５０が形成された第１ヘッダ
３２の部分には、冷媒を流入するための流入パイプ６４
が形成され、第２ヘッダ３２の下部、即ち、下側の隔室
６０が形成されたところと受液器４０の対応する部分に
冷媒を流出するための流出パイプ６６が形成される。
【００２９】図７は、図６の凝縮器においての冷媒の流
れを見せるための概略図であって、図６と図７とともに
参照すると、この実施の形態においては、Ｐ１乃至Ｐ４
の４個の冷媒流路が形成される。冷媒流路等Ｐ１乃至Ｐ
４各々は、仕切板等４２により区画されるヘッダ等３
２，３４の隔室等５０，５２，５４，５６，５８，６０
とこれに配置される多数の偏平チューブ等３６により決
められる。第１ヘッダ３２の中部隔室５０には流入パイ
プ６４が形成されるので、冷媒は第１ヘッダ３２の中部
隔室５０とこの中部隔室５０に配置された多数の偏平チ
ューブを通じて第２ヘッダ３４の方向に冷媒流路Ｐ１を
形成する。冷媒流路Ｐ１を通過しながら、気相の冷媒は
凝縮過程を経りながら、一部は液相に変化し、一部は気
相の状態に残るようになり、気相と液相の１個の相を有
する冷媒になる。気相の冷媒はその運動が大変活発にな
り、液相の冷媒との密度差による浮力により上部に移動
しようとする反面、液相の冷媒は高い粘性(viscosity)
及び気体に比べて大きい質量及び密度により下に移動す
るようになる。
【００３０】従って、気相の冷媒は、冷媒流路Ｐ１の上
部に位置する冷媒流路等Ｐ２，Ｐ３に流入され、各々の
冷媒流路に配置されている多数の偏平チューブ等を通っ
て流れるようになる。冷媒流路等Ｐ２，Ｐ３を通過しな
がら気相の冷媒等は漸次に液相の冷媒に再凝縮され、第
２ヘッダ３４の上側隔室５８に形成された上部疎通路４
４を通じて受液器４０の水液室６２に貯められる。一
方、冷媒流路Ｐ１を経た後、液相に変化した冷媒は第２
ヘッダ３４の中間隔室５６に形成された中央疎通路４８
を通じて受液器４０の水液室６２に流出される。そし
て、冷媒流路Ｐ１の上部に位置する冷媒流路等Ｐ２，Ｐ
３を通過しながら液相に変化された冷媒の中で、一部は
バイパス導管８０を通じて過冷却の領域に移動される。
バイパス導管８０の一段部は冷媒流路Ｐ１の上部に位置
する冷媒流路（図６，７においてのＰ２，Ｐ３）を形成
する第１ヘッダ３２上のどの一部分かに連結され、第１
ヘッダ３２に沿って下方に延ばした後、バイパス導管８
０の多段部は冷媒流路Ｐ４に連結される。冷媒流路Ｐ１
の上部に位置するバイパス導管８０の一段部は、冷媒流
路Ｐ１と隣接した地点に連結させるのが望ましい。液相
の冷媒は、冷媒流路Ｐ４を通じて流れた後、第２ヘッダ
３４と受液器４０との間の冷媒が疎通されるようにする
下部疎通路４６を通じて受液器４０に移動され、流出パ
イプ６６を通じて冷媒循環回路を構成する他の構成要素
に移動される。矢印は冷媒の流れの方向を表わす。
【００３１】図６，図７に示した実施の形態において、
凝縮器３０の冷媒流路Ｐ１を含んでこの冷媒流路の上部
にある冷媒流路等Ｐ２，Ｐ３は凝縮領域(condensingare
a) を形成し、冷媒流路Ｐ１の下に隣接する冷媒流路Ｐ
４は過冷却領域(subcoolingarea) を成す。凝縮領域は
凝縮器３０の全体有効断面積の７０％〜８０％を占める
よう冷媒流路等を形成し、過冷却領域は凝縮器全体有効
断面積の２０〜３０％を占めるように冷媒流路を形成す
る。冷媒流路Ｐ１は凝縮領域の中で一番大きい有効断面
積を有するようにさせ、凝縮領域の有効断面積の３０％
〜５０％を占めるようにする。
【００３２】過冷却領域を成す冷媒流路Ｐ４を流れる冷
媒は、殆ど液相の状態であって、これは冷媒流路Ｐ４に
流入される冷媒は凝縮器３０の凝縮領域を通過しながら
十分に液相に変化するためである。また、過冷却領域の
液相の冷媒は、第２ヘッダ３４の下側隔室６０に形成さ
れた下部疎通路４６を通じて受液器４０に流出された
後、受液器４０に一定量だけ貯められている他の液相冷
媒と混合され、流出パイプ６６を通じて凝縮器より排出
される。この下部疎通路４６の大きさを十分に小さく形
成する場合には、過冷却領域より受液器４０に流出され
る冷媒の量を急激に流れないように制御するようにな
る。このような制御された冷媒の流れは、過冷却領域に
流れる冷媒に気相の冷媒が含まれていても多くの量の液
相の冷媒との接触を通じて液相の冷媒に変化されるよう
になる。引いて、受液器４０には凝縮過程を通じて液相
に変化された冷媒が受液器４０の内部の底面より一定量
だけ貯められているので、受液器４０に流入された気相
の冷媒は受液器４０に貯められている液相の冷媒との関
係により再凝縮される。そして、図示されていないが、
受液器４０の下段部の付近に乾燥剤及び冷却フィルタ等
を配置すると、水分やほこり等が除去された液相の冷媒
だけが過冷却領域を流れるようになる。
【００３３】図６，図７の実施の形態による凝縮器にお
いて、圧縮機より流入された冷媒は冷媒流路Ｐ１を通過
しながら凝縮されたが、気相と液相が共存する冷媒は第
２ヘッダ３４の中間隔室５６において一次的に気相と液
相の冷媒に分離される。この分離された気相の冷媒は、
凝縮領域の冷媒流路Ｐ１上にある冷媒流路等Ｐ２，Ｐ３
に流入され、液相の冷媒は中間隔室５６に形成された中
央疎通路４８を通じて受液器４０に流出される。そし
て、凝縮領域の上部にある冷媒流路等Ｐ２，Ｐ３を通過
した気相の冷媒は液相に変化され、第２ヘッダ３４の上
側隔室５８に形成された上部疎通路４４を通じて受液器
４０に流出される。また、冷媒流路Ｐ２，Ｐ３を通過し
ながら液相に凝縮され、第１ヘッダ３２の上部隔室５２
に存在する冷媒の中で、一部はバイパス導管８０を通じ
て過冷却領域に移動される。このように、上部隔室５２
に存在する液相の冷媒は、バイパスすることで、凝縮器
３０内においての冷媒の流れ上の流動抵抗(flow resist
ance) を低下させるようになる。圧縮機より凝縮器に流
入された気相の冷媒は、幾つかの冷媒流路等を流れなが
ら漸次的に液相の冷媒に変化するようになる。液相の冷
媒は気相の冷媒に比べて大変高い粘性(viscosity) 及び
密度を有するので、気相の冷媒が流れるのに障害にな
る。こうした障害により、冷媒流路等においては、一定
の冷媒の、流れ上の流動抵抗が発生されるので、バイパ
ス導管８０を形成し、凝縮された冷媒を素早く過冷却領
域に移動させることで、冷媒流れ上の流動抵抗を低める
ことができるようになる。
【００３４】受液器４０に貯められている冷媒の中で一
部は気相の状態に存在することができる。下部疎通路４
６の大きさは十分に小さく、また、凝縮器３０が一旦駆
動された後、受液器４０には一定量の冷媒が貯められて
いるので、気相の冷媒は、下部疎通路４６を通じて受液
器４０の方に殆ど流出されないようになる。従って、冷
媒流路Ｐ４を流れる冷媒は、殆ど液相の状態を維持する
ようになる。これにより、気相と液相の冷媒に対して受
液器４０内において、再度の相分離の効果が得られるよ
うになる。バイパス導管８０を通じて冷媒流路Ｐ４にバ
イパスされる冷媒の中で、一部は気相の状態になること
ができる。この実施の形態において、冷媒流路Ｐ４を形
成する偏平チューブ３６の数を少なく配置し、又は、冷
媒流路Ｐ４を流れた冷媒は、下部疎通路４８を通じて受
液器４０に流出されるので、冷媒流路Ｐ４より冷媒が急
激に受液器４０の方に流出されないようになる。このよ
うに制御された冷媒の流れ及び受液器４０に一定量だけ
貯められている液相の冷媒により冷媒流路Ｐ４には、主
に液相の冷媒が流れるようになる。
【００３５】図８は、図６のＡ−Ａ線に沿って切り取っ
た凝縮器のヘッダに冷媒流入パイプとバイパス導管を連
結することを示す断面図であって、ヘッダ３２または３
４は第１部材３２ａまたは３４ａと第２部材３２ｂまた
は３４ｂの１個の部材に成される。第１，第２部材は、
結合された状態において楕円形状の断面を有する。勿
論、ヘッダ３２または３４は、シリンダ形状の断面を有
する一体形に作ることもできる。第１部材には、多数の
スロットが設けられていて、これらを通じて偏平チュー
ブ等３６が各々挿入され連結される。第２部材には、冷
媒を流入するための流入パイプ６４が連結され、また、
バイパス導管８０が連結される。流入パイプ６４はヘッ
ダ３２，３４と偏平チューブ３６との関係により相互に
９０°の関係を維持して配置するのが望ましい。これは
ヘッダと冷媒流路等との間に冷媒の流れを円滑にするた
めである。バイパス導管８０は第２部材の傾斜面の中の
一所に配置させる。
【００３６】図９は、本発明の他の実施の形態によるバ
イパス導管を有する気・液分離型凝縮器の概略図であっ
て、図６乃至図８に示した実施の形態と幾つかの点を除
いて同一なので、同じ構成要素に対しては同番号及び同
符号を付ける。図６乃至図８による実施の形態と異なる
点は、この実施の形態においては凝縮領域の中で冷媒流
路Ｐ１と過冷却領域との間に冷媒流路Ｐ５を一つさらに
追加して形成した。冷媒流路Ｐ５は第１ヘッダ３２の仕
切板等４２の中で、下部の仕切板と第２ヘッダ３４の仕
切板４２の中で、下部の仕切板の位置を行き違うことで
形成される。また、第２ヘッダ３４の中間隔室５６に
は、疎通路を形成せず、上部及び下部疎通路４４，４６
だけを形成することで、図６乃至図８の実施の形態に比
べて疎通路は一つ減少された。従って、凝縮器３０に流
入された冷媒は、冷媒流路Ｐ１を通過した後、気相の冷
媒は、上部冷媒流路等Ｐ２，Ｐ３を通過しながら液相に
再凝縮され、上部疎通路４４を通じて受液器４０に流出
される。液相の冷媒は、冷媒流路Ｐ１に隣接して形成さ
れた冷媒流路Ｐ５を経た後、冷媒流路Ｐ４に流入され
る。冷媒流路等Ｐ２，Ｐ３を流れながら液相に変化され
た冷媒の中で、一部はバイパス導管８０を通じて冷媒流
路Ｐ４に流入される。冷媒流路Ｐ４を通過した冷媒は第
２ヘッダ３４の下側隔室６０に形成された下部疎通路４
６を通じて受液器４０に流出され、受液器に存在する他
の液相の冷媒等と混合され、流出パイプ６６を通じて凝
縮器より排出される。
【００３７】受液器４０に貯められている冷媒の中で、
一部は気相の状態に存在するようになり、下部疎通路４
６の大きさは十分に小さく、また、凝縮器３０が一旦駆
動された後、受液器４０には一定量の冷媒が貯められて
いるので、気相の冷媒は、下部疎通路４６を通じて第２
ヘッダ３４の方に殆ど流出されないようにする。従っ
て、冷媒流路Ｐ４を流れる冷媒は、殆ど液相の状態を維
持するようになる。これにより、気相と液相の冷媒に対
して受液器４０内で再度の相分離の効果が得られる。冷
媒流路Ｐ１の下にある冷媒流路Ｐ５にも気相の冷媒が液
相の冷媒とともに共存しながら流れるようになるが、冷
媒流路Ｐ５を成す偏平チューブ３６の数は少なく形成さ
れ、受液器４０には一定量の冷媒が存在し、また、下部
疎通路４６により冷媒流路Ｐ４を流れる冷媒が受液器４
０に流出される冷媒の量は制限されるので、冷媒流路Ｐ
４には主に液相の冷媒が流れるようになる。バイパス導
管８０を通じて冷媒流路Ｐ４にバイパスされる冷媒の中
で一部は気相の状態であることもありうる。冷媒流路Ｐ
４を形成する偏平チューブ３６の数は少なく、また、下
部疎通路４６により受液器４０に流出される量が調節さ
れるので、冷媒流路Ｐ４には主に液相の冷媒が流れるよ
うになる。
【００３８】図１０，図１１は、本発明のさらに他の実
施の形態によるヘッダと受液器の連結関係を示す気・液
分離型凝縮器の全体の断面図であって、一例として図
６，図９の実施の形態を基礎としたが、本発明の他の実
施の形態等にも適用することができるのは勿論である。
図１０を参照すると、凝縮器３０は一対のヘッダ３２，
３４両端部においてヘッダ等３２，３４に各々結合され
る多数の偏平チューブ３６、隣接する偏平チューブ等３
６の間に介在される多数の波形フィン３８、サイドプレ
ート等７０及びヘッダ等３２，３４各々の両端部に配置
されるブラインドキャップ等６８を含む。ヘッダ等３
２，３４内部には各々２個ずつの仕切板等４２が形成さ
れ、凝縮器３０に多数の冷媒流路を形成するようにな
る。
【００３９】また、仕切板等４２は、第１ヘッダ３２の
内部を上部，中部及び下部隔室５２，５０，５４に分割
し、第２ヘッダ３４の内部を上側，中間及び下側隔室５
８，５６，６０に分割する。第１ヘッダ３２の中部隔室
５０には、冷媒流入パイプ６４が設けられ、また、一段
部は上部隔室５２に連通され、他段部は下部隔室５４に
連通されるバイパス導管８０が連通される。第２ヘッダ
３４には連結導管等８４，８５により連結される受液器
４０が配置され、第２ヘッダ３４と受液器４０との間に
は連結導管８４，８５により、冷媒が疎通される。連結
導管等の中で、上部の連結導管８４は第２ヘッダ３４の
上側隔室５８と受液器４０の対応する位置の間に形成さ
れ、下部連結導管８５は第２ヘッダ３４の下側隔室６０
と受液器４０の対応する位置との間に形成される。受液
器４０の下段部には、冷媒流出パイプ６６が形成され
る。連結導管等８４，８５の内径は小さく形成するのが
望ましい。即ち、上部連結導管８４の場合は、例えば、
その内径が１〜８ｍｍ程にするのがよく、下部連結導管
８５の場合は、例えば、その内径が８〜１３ｍｍ程度に
維持するのが望ましい。
【００４０】図１０，図１１の実施の形態において、冷
媒の流れは図９の冷媒の流れと同様であり、ただ、図９
の実施の形態と異なる点は、第２ヘッダ３４と受液器４
０との間の冷媒疎通が連結導管等８４，８５により成さ
れることである。そして、図１１に示されているよう
に、上部連結導管８４の受液器４０に接続される一端部
は受液器４０の上面に接続することもでき、下部連結導
管８５の受液器４０に接続される一段部は、受液器４０
の底面に接続するように構成することも可能である。
【００４１】図１２は、本発明のさらに他の実施の形態
による気・液分離型凝縮器の全体断面図であって、他の
実施の形態と同様の構成部分に対しては同一な図面番号
をつけた。凝縮器３０は一対のヘッダ３２，３４両端部
においてヘッダ等３２，３４に各々結合される多数の偏
平チューブ３６、隣接する偏平チューブ等３６との間に
介在する多数の波形フィン３８、サイドプレート等７０
及びヘッダ等３２，３４各々の両端部に配置されるブラ
インドキャップ等６８を含む。第１ヘッダ３２内部には
２個の仕切板４２が形成され、第１ヘッダ３２の内部空
間を上部，中部及び下部隔室５２，５０，５４に分割
し、第２ヘッダ３４には１個の仕切板４２が配置され、
第２ヘッダ３４の内部空間を上側隔室５８及び下側隔室
６０に分割する。第１ヘッダ３２の中部隔室５０には冷
媒流入パイプ６４が形成され、また、第１ヘッダ３２に
は受液器４０が配置される。第１ヘッダ３２と受液器４
０は、隔壁３９（これは第１ヘッダの外周面の一部に該
当する）により各々の空間部を形成するよう区画され
る。受液器４０の両端部は、第１ヘッダ３２と共にブラ
インドキャップ６８により密封される。勿論、受液器４
０は第２ヘッダ３４に形成することもできる。この場合
には、第２ヘッダ３４と受液器４０との間において冷媒
を疎通させるためにベープル４２の数が増加される。
【００４２】第１ヘッダ３２と受液器４０との間の冷媒
を疎通するために第１ヘッダ３２の上部隔室５２と受液
器４０の間には、上部疎通路４４が形成され、下部隔室
５４と受液器４０との間には下部疎通路４６が形成され
る。第１ヘッダ３２に形成される冷媒流入パイプ６４及
び受液器４０の配置関係に対しては図８を参照するとよ
い。第２ヘッダ３４の下側隔室６０には冷媒流出パイプ
６６が形成される。
【００４３】図１３は、図１２の凝縮器において冷媒の
流れを示すための概略図であって、図１２と図１３をと
もに参照すると、この実施の形態においては、Ｐ１乃至
Ｐ４の４個の冷媒流路が形成される。冷媒流路等Ｐ１乃
至Ｐ４各々は、仕切板等４２により区分されるヘッダ等
３２，３４の隔室等５０，５２，５４，５８，６０とそ
れに配置される多数の偏平チューブ等３６により決めら
れる。第１ヘッダ３２の中部隔室５０には流入パイプ６
４が形成されるので、冷媒は第１ヘッダ３２の中部隔室
５０とこの中部隔室５０に配置された多数の偏平チュー
ブを通じて第２ヘッダ３４の方向に冷媒流路Ｐ１を形成
する。冷媒流路Ｐ１を通過しながら気相の冷媒は凝縮過
程を経ながら一部は液相に変化し、一部は気相の状態に
残るようになって、気相と液相の１個の相を有する冷媒
になる。気相の冷媒はその運動が大変活発になり、液相
の冷媒との密度差による浮力により上部に移動しようと
する反面、液相の冷媒は高粘性(viscosity) 及び気体に
比べて大きい質量により重力の方向の下に移動するよう
になる。
【００４４】従って、気相の冷媒は、冷媒流路Ｐ１の上
部に位置し、冷媒流路Ｐ２に流入され、この冷媒流路に
配置されている多数の偏平チューブ等を通って流れるよ
うになる。冷媒流路Ｐ２を通過しながら気相の冷媒等は
漸次的に液相の冷媒に再凝縮され、第１ヘッダ３２の上
部隔室５２に形成された上部疎通路４４を通じて受液器
４０に貯められる。次に、冷媒流路Ｐ１を通過した後、
液相に変化された冷媒は、冷媒流路Ｐ１に隣接した下部
の冷媒流路Ｐ３を通って流れながら再凝縮された後、次
に最後の冷媒流路Ｐ４を流れるようになる。図１２，図
１３の実施の形態において、第１ヘッダ３２の中部隔室
５０には疎通路を形成しない。冷媒流路等Ｐ１，Ｐ２を
流れる冷媒は液相に凝縮され、受液器４０に貯められ
る。液相の冷媒は、第１ヘッダと受液器４０との間の冷
媒の疎通を提供する下部疎通路４６を通じて冷媒流路Ｐ
４を通じて流れた後、流出パイプ６６を通じて冷媒循環
回路を構成する他の構成要素に移動される。矢印は冷媒
の流れの方向を表わす。
【００４５】図１２，図１３による実施の形態において
は、凝縮領域，過冷却領域，上部及び下部疎通路４４，
４６の形状及び形成される大きさは、図２，図３による
実施の形態においてのそれらを基準として決められる。
図１２，図１３による実施の形態における凝縮器におい
て、圧縮機より流入された冷媒は、冷媒流路Ｐ１を通過
しながら凝縮されたが、気相と液相の１個の相が共存す
る冷媒は、第２ヘッダ３４の上側隔室５８において一次
的に気相と液相の冷媒に分離される。この分離された気
相の冷媒は、冷媒流路Ｐ１上にある冷媒流路Ｐ２に流入
され、再凝縮された後、第１ヘッダ３２の上部隔室５２
に形成された上部疎通路を通じて受液器４０に流出され
る。そして、分離された液相の冷媒は、冷媒流路Ｐ１の
下にある冷媒流路等Ｐ３，Ｐ４に流れるようになる。受
液器４０に貯められている冷媒は、下部隔室５４の下部
疎通路４６を通じて冷媒流路Ｐ４に流れるようになる。
受液器４０に貯められている冷媒の中で、一部は気相の
状態に存在することができる。下部疎通路４６の大きさ
は第１ヘッダ３２の下部隔室５４との関係により十分に
小さく、また、凝縮器３０が一旦駆動された後、受液器
４０には一定量の冷媒が貯められているので、冷媒流路
Ｐ４を流れる冷媒の量は統制される。
【００４６】従って、受液器４０内で、気相と液相の冷
媒に対して再度の相分離の効果が得られるようになる。
冷媒流路Ｐ３にも気相の冷媒が液相の冷媒とともに共存
しながら流れるようになり、従って、冷媒流路Ｐ３より
最後に冷媒流路Ｐ４に流入される冷媒また、気相と液相
の冷媒が共存することができるが、これは冷媒流路等Ｐ
３，Ｐ４を形成する偏平チューブ等３６の数及び下部疎
通路４６の大きさを調節することで、気相の冷媒が冷媒
流路Ｐ４を流れるようになることを制御することができ
る。また、第２ヘッダ３４の下側隔室６０に乾燥剤及び
フィルタ等を配置することで（これらの配置に対しては
図１４参照）、冷媒の中に含まれている水分や異物質等
を除くことができる。
【００４７】図１４は、本発明の気・液分離型凝縮器の
受液器に乾燥剤が取り入られているのを示す図面であっ
て、図６，図７による実施の形態においてバイパス導管
８０を除去したことを除いては図６，図７の実施の形態
と同様である。只、受液器４０の下段部には乾燥剤８６
を配置した。この乾燥剤８６は、流出パイプ６６との関
係により、流出パイプ６６に十分に使用することができ
るよう配置することが望ましい。また、乾燥剤８６は、
第２ヘッダ３４の下側隔室６０に配置することも可能で
ある。乾燥剤の代わりに冷媒循環回路を循環した冷媒に
存在する不純物を濾過させるためのフィルタを配置する
こともでき、乾燥剤とフィルタを共に受液器に内蔵し得
る。
【００４８】
【発明の効果】以上に説明したように本発明の多段気・
液分離型凝縮器においては、凝縮器内を流れる冷媒がヘ
ッダ内で一次的に気・液の相が分離され、また、受液器
により二次的に相分離を行なうことができる効果を奏す
る。本発明の凝縮器によれば、凝縮器に受液器を有する
ので、熱交換の負荷の変動による急激な冷媒の循環量の
変化に対処することができるようになる。また別途に受
液器を設けることが不要であり、これによる費用の節減
の効果が得られる。更に、バイパス導管を通じて凝縮さ
れた液相の冷媒が冷媒流路を経由せず、ヘッダに形成さ
れた隔室と隔室との間にバイパスされるので、凝縮器の
内部においての冷媒の流れ上の流動抵抗を減少させ、こ
れによって熱交換の効率を改善することができる。
【００４９】
【発明の効果】以上説明のように本発明の気・液分離型
凝縮器においては、凝縮器内を流れる冷媒がヘッダ内で
一次的に気・液の相が分離され、また、受液器により二
次的に相分離を行なうことができる効果を奏する。本発
明の凝縮器によれば、凝縮器に受液器が一定に設置され
ているため、別途に受液器を構成することが不要であ
り、熱交換の負荷の変動による急激な冷媒の循環量の変
化に対処することができるようになる。また、これによ
る費用の節減の効果が得られる。更に、バイパス導管を
通じて凝縮された液相の冷媒が冷媒流路を経由せず、ヘ
ッダに形成された隔室と隔室との間にバイパスされるの
で、凝縮器の内部においての冷媒の流れ上の流動抵抗を
減少させ、これによって熱交換の効率を改善することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の凝縮器を示す図面である。
【図２】本発明の一実施の形態による気・液分離型凝縮
器の全体断面図である。
【図３】図２の気・液分離型凝縮器における冷媒の流れ
を示すための概略図である。
【図４】本発明の他の実施の形態による気・液分離型凝
縮器の断面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施の形態による気・液分
離型凝縮器の断面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施の形態によるバイパス
導管を備える気・液分離型凝縮器の全体断面図である。
【図７】図６に示す凝縮器においての冷媒の流れを示す
ための概略図である。
【図８】図６のＡ−Ａ線に沿って切り取った凝縮器のヘ
ッダに冷媒流入パイプとバイパス導管を連結することを
示す断面図である。
【図９】本発明のさらに他の実施の形態によるバイパス
導管を備える気・液分離型凝縮器の概略図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施の形態によるヘッダ
と受液器の連結関係を示す気・液分離型凝縮器の全体概
略図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施の形態によるヘッダ
と受液器の連結関係を示す気・液分離型凝縮器の全体概
略図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施の形態による気・液
分離型凝縮器の全体概略図である。
【図１３】図１２に示す凝縮器においての冷媒の流れを
示すための概略図である。
【図１４】本発明の気・液分離型凝縮器の受液器に乾燥
剤が内蔵されていることを示す図面である。
【符号の説明】
３０ 凝縮器 ３２ 第１ヘッダ ３４ 第２ヘッダ ３６ 偏平チューブ ３８ 波形フィン ４０ 受液器 ４２ 仕切板 ４４，４６，４８ 疎通路 ５０，５２，５４，５６，５８，６０，７２，７４ 隔
室 ６４ 流入パイプ ６６ 流出パイプ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25B 39/04 F28D 1/053 F28F 9/02

Claims (24)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも３個の隔室を有する第１ヘッ
    ダ；少なくとも２個の隔室を有し、前記第１ヘッダと平
    行に配置される第２ヘッダ；一定の間隔を置いて互いに
    平行に配置され、各々の両端部において前記第１ヘッダ
    と前記第２ヘッダに結合される多数のチューブ；前記チ
    ューブ等の隣接するチューブの間に介在する多数のフィ
    ン；前記第１ヘッダ又は前記第２ヘッダに連結される受
    液器；前記第１ヘッダの中間隔室に設けられる冷媒流入
    口；前記第１ヘッダ，第２ヘッダの中でいずれか一つ
    に、又は前記受液器に設けられる冷媒流出口を備え；前
    記冷媒は、前記冷媒流入口を通じて流入され、多数のチ
    ューブを通じて決められる第１冷媒流路，前記第１冷媒
    流路を通過した前記冷媒の中で気相の冷媒を再凝縮させ
    るために多数のチューブを通じて決められる第２冷媒流
    路，前記第１冷媒流路の下部に位置し前記第１冷媒流路
    を通過した前記冷媒の中で、凝縮した液相の冷媒が流れ
    るよう多数のチューブを通じて決められる第３冷媒流路
    を通じて流れ；前記第１冷媒流路を流れながら凝縮し続
    けられた冷媒は、前記第２ヘッダ内において一次的に気
    ・液相が分離され、気相の冷媒は前記第２冷媒流路を流
    れながら再凝縮された後、前記受液器が配置されたヘッ
    ダの上部隔室と前記受液器との間に設けられている上部
    疎通路を通じて前記受液器に流出され、気・液相が分離
    された液相の冷媒は前記第３冷媒流路を通じて前記冷媒
    流出口の方に流れ、前記受液器が配置されたヘッダの下
    部隔室と前記受液器との間に設けられている下部疎通路
    を通じて前記受液器と前記受液器が配置されたヘッダと
    の間に前記冷媒が疎通され、前記受液器に流入された冷
    媒は、前記受液器に存在する一定量の液相の冷媒との関
    係により二次的に気・液相が分離されることを特徴とす
    る多段気・液分離型凝縮器。
  2. 【請求項２】 前記第１ヘッダ及び第２ヘッダの隔室等
    は、仕切板等により決められることを特徴とする請求項
    １記載の多段気・液分離型凝縮器。
  3. 【請求項３】 前記第２冷媒流路は、少なくとも２個以
    上の冷媒流路を含むことを特徴とする請求項１記載の多
    段気・液分離型凝縮器。
  4. 【請求項４】 前記第３冷媒流路は、少なくとも２個以
    上の冷媒流路を含むことを特徴とする請求項１記載の多
    段気・液分離型凝縮器。
  5. 【請求項５】 前記第２冷媒流路及び前記第３冷媒流路
    は、少なくとも２個以上の冷媒流路を含むことを特徴と
    する請求項１記載の多段気・液分離型凝縮器。
  6. 【請求項６】 前記上部及び下部疎通路等は、前記受液
    器が連結されたヘッダに設けられる開口等であることを
    特徴とする請求項１記載の多段気・液分離型凝縮器。
  7. 【請求項７】 前記上部及び下部疎通路等は、前記受液
    器が連結されたヘッダと上記受液器との間に設けられた
    導管等であることを特徴とする請求項１記載の多段気・
    液分離型凝縮器。
  8. 【請求項８】 前記受液器は、乾燥剤及び冷媒フィルタ
    手段をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の多段
    気・液分離型凝縮器。
  9. 【請求項９】 前記第１ヘッダ及び第２ヘッダの中で前
    記受液器が配置されていないヘッダに設けられ、前記第
    ２冷媒流路と前記第３冷媒流路との間に冷媒が疎通され
    るようにするバイパス導管をさらに含むことを特徴とす
    る請求項１記載の多段気・液分離型凝縮器。
  10. 【請求項１０】 前記第１ヘッダ及び第２ヘッダの中で
    前記受液器が配置されていないヘッダに設けられ、前記
    第２冷媒流路と前記第３冷媒流路との間に冷媒が疎通さ
    れるようにするバイパス導管をさらに含むことを特徴と
    する請求項５記載の多段気・液分離型凝縮器。
  11. 【請求項１１】 少なくとも３個の隔室を有する第１ヘ
    ッダ；少なくとも３個の隔室を有し、前記第１ヘッダと
    平行に配置される第２ヘッダ；一定の間隔を置いて互い
    に平行に配置され、各々の両端部において前記第１ヘッ
    ダと前記第２ヘッダに結合する多数のチューブ；前記チ
    ューブ等の隣接するチューブの間に介在する多数のフィ
    ン；前記第１ヘッダの中間隔室に設けられる冷媒流入
    口；前記第２ヘッダに連結される受液器；前記第１ヘッ
    ダに設けられる冷媒流出口を備え；前記冷媒は、前記冷
    媒流入口を通じて流入され、多数のチューブを通じて決
    められる第１冷媒流路，前記第１冷媒流路を通過した前
    記冷媒の中で気相の冷媒を再凝縮させるために多数のチ
    ューブを通じて決められる第２冷媒流路，前記第１冷媒
    流路の下部に位置し多数のチューブを通じて決められる
    第３冷媒流路を通じて流れ、；前記第１冷媒流路を流れ
    ながら凝縮し続けられた冷媒は、前記第２ヘッダの内
    で、１次的に気・液相が分離され、気相の冷媒は、前記
    第２冷媒流路を流れながら再凝縮された後、前記第２ヘ
    ッダの上部隔室と前記受液器との間に設けられている上
    部疎通路を通じて前記受液器に流出され、気・液が相分
    離された液相の冷媒は、前記第２ヘッダの中間隔室と前
    記受液器との間に設けられた中央疎通路を通じて前記受
    液器に流出され、前記受液器に流入された冷媒は、前記
    受液器に存在する一定量の液相の冷媒との関係により二
    次的に気・液相分離が起こり、前記第２ヘッダの下部隔
    室と前記受液器との間に設けられた下部疎通路を通じて
    前記受液器より液相の冷媒が前記第３冷媒流路を流れる
    ことを特徴とする多段気・液分離型凝縮器。
  12. 【請求項１２】 前記第１ヘッダ及び第２ヘッダの隔室
    等は、仕切板等により決められることを特徴とする請求
    項１１記載の多段気・液分離型凝縮器。
  13. 【請求項１３】 前記第２冷媒流路は、２個の冷媒流路
    を含むことを特徴とする請求項１１記載の多段気・液分
    離型凝縮器。
  14. 【請求項１４】 前記中央疎通路は、前記第２ヘッダの
    前記中間隔室の下段部に設けられ、前記第１ヘッダ及び
    第２ヘッダの各々の前記中間隔室は、２個の隔室に分割
    され、前記第１冷媒流路と前記第３冷媒流路との間に多
    数のチューブにより決められる追加冷媒流路が形成さ
    れ、前記冷媒流入口は、前記分割された中間隔室の上部
    隔室に設けられ、前記冷媒流入口を通じて流入され、前
    記第１冷媒流路を流れながら凝縮し続けられた冷媒は、
    前記第２ヘッダの中において気・液相が分離され、気相
    の冷媒は前記第２冷媒流路を流れながら再凝縮され、液
    相の冷媒は前記追加疎通路を通じて流れた後、前記中央
    疎通路を通じて前記受液器に流出されることを特徴とす
    る請求項１１記載の多段気・液分離型凝縮器。
  15. 【請求項１５】 前記受液器は、乾燥剤及び冷媒フィル
    タ手段をさらに含むことを特徴とする請求項１１記載の
    多段気・液分離型凝縮器。
  16. 【請求項１６】 前記上部，中央及び下部疎通路等は、
    前記受液器が連結されたヘッダに設けられる開口等であ
    ることを特徴とする請求項１１記載の多段気・液分離型
    凝縮器。
  17. 【請求項１７】 前記上部，中央及び下部疎通路等は、
    前記受液器が連結されたヘッダと前記受液器との間に設
    けられる導管等であることを特徴とする請求項１１記載
    の多段気・液分離型凝縮器。
  18. 【請求項１８】 少なくとも３個の隔室を有する第１ヘ
    ッダ；少なくとも３個の隔室を有し、前記第１ヘッダと
    平行に配置される第２ヘッダ；一定の間隔を置いて互い
    に平行に配置され、各々の両端部において前記第１ヘッ
    ダと前記第２ヘッダに結合される多数のチューブ；前記
    チューブ等の隣接するチューブの間に介在する多数のフ
    ィン；前記第１ヘッダの中間隔室に設けられる冷媒流入
    口；前記第２ヘッダに連結される受液器；前記第１ヘッ
    ダ、又は前記受液器に設けられる冷媒流出口；前記第１
    ヘッダに配置されるバイパス導管を備え；前記冷媒は、
    前記冷媒流入口を通じて流入され、多数のチューブを通
    じて決められる第１冷媒流路，前記第１冷媒流路を通過
    した前記冷媒の中で気相の冷媒を再凝縮させるため多数
    のチューブを通じて決められる第２冷媒流路，前記第１
    冷媒流路の下部に位置し多数のチューブを通じて決めら
    れる第３冷媒流路を通じて流れ；前記バイパス導管は、
    前記第２冷媒流路と前記第３冷媒流路との間に冷媒が疎
    通されるように配置され；前記第１冷媒流路を流れなが
    ら凝縮し続けられた冷媒は、前記第２ヘッダ内において
    一次的に気・液相が分離され、気相の冷媒は、前記第２
    冷媒流路を流れながら再凝縮された後、前記第２ヘッダ
    の上部隔室と前記受液器との間に設けられた上部疎通路
    を通じて前記受液器に流出され、気・液相が分離された
    液相の冷媒は、前記第２ヘッダの中間隔室と前記受液器
    との間に設けられた中央疎通路を通じて前記受液器に流
    出され、前記受液器に流入された冷媒は、前記受液器に
    存在する一定量の液相の冷媒との関係により二次的に気
    ・液相分離が起こり、前記第３冷媒流路には、前記第２
    ヘッダの下部隔室と前記受液器との間に設けられた下部
    疎通路を通じて前記受液器より液相の冷媒が流れるか、
    又は、前記第２冷媒流路を流れながら前記再凝縮された
    冷媒の中においてバイパス導管を通じて移動した冷媒が
    流れることを特徴とする多段気・液分離型凝縮器。
  19. 【請求項１９】 前記第１ヘッダ及び第２ヘッダの隔室
    等は、仕切板等により決められることを特徴とする請求
    項１８記載の多段気・液分離型凝縮器。
  20. 【請求項２０】 前記冷媒流出口は、前記受液器の下段
    部に配置されることを特徴とする請求項１８記載の多段
    気・液分離型凝縮器。
  21. 【請求項２１】 前記第３冷媒流路は、少なくとも２個
    以上の冷媒流路を含むことを特徴とする請求項１８記載
    の多段気・液分離型凝縮器。
  22. 【請求項２２】 前記バイパス導管の前記第３冷媒流路
    に連結される一段部は、前記少なくとも２個以上の冷媒
    流路の中で前記第１冷媒流路に隣接した冷媒流路に接続
    されることを特徴とする請求項２１記載の多段気・液分
    離型凝縮器。
  23. 【請求項２３】 前記第１ヘッダの前記下部各室に配置
    される乾燥剤及び冷媒フィルタ手段をさらに含むことを
    特徴とする請求項１８記載の多段気・液分離型凝縮器。
  24. 【請求項２４】 前記中央疎通路は、前記第２ヘッダの
    前記中間隔室の下段部に設けられ、 前記第１ヘッダ及び第２ヘッダの各々の前記中間隔室
    は、２個の隔室に分割され、前記第１冷媒流路と前記第
    ３冷媒流路との間に多数のチューブにより決められる追
    加冷媒流路が形成され、前記冷媒流入口は、前記第１ヘ
    ッダの前記分割された中間隔室の上部隔室に設けられ、
    前記第１冷媒流路を流れながら凝縮し続けられた冷媒
    は、前記第２ヘッダの内で気・液相が分離され、気相の
    冷媒は前記第２冷媒流路を流れながら再凝縮され、液相
    の冷媒は追加疎通路を通じて流れた後、前記中央疎通路
    を通じて前記受液器に流出され、前記バイパス導管の前
    記第３冷媒流路に連結される一段部は、前記分割された
    中間隔室の前記下部隔室に接続されることを特徴とする
    請求項１８記載の多段気・液分離型凝縮器。
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