JP6665312B2 - 低圧冷媒に適した熱交換装置 - Google Patents
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Description
本出願は、2016年2月29日に出願された「HEAT EXCHANGE DEVICE SUITABLE FOR LOW PRESSURE REFRIGERANT(低圧冷媒に適した熱交換装置)」と題する中国特許出願第201610112227.4号、および2016年2月29日に出願された「HEAT EXCHANGE DEVICE SUITABLE FOR LOW PRESSURE REFRIGERANT(低圧冷媒に適した熱交換装置)」と題する中国特許出願第201620153761.5号に基づく優先権および利益を主張し、前出の両特許出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
例えば、図2は、低圧冷媒に適した熱交換装置の実施形態の概略図である。図2の図示された実施形態に示すように、熱交換装置は、凝縮器101と、絞り装置112と、蒸発器103とを含んでもよい。蒸発器103内の冷媒を、蒸発管束119を流れる流体と熱交換関係下に置くために、蒸発器103に、蒸発管束119(例えば、流下液膜式管束)が配置される。絞り装置112に加えて、凝縮器101と蒸発器103との間に、エジェクタ102が配置されてもよい。いくつかの実施形態では、エジェクタ102は、高圧導管108と、低圧導管109と、出口導管110とを有する。そのように、エジェクタ102は、蒸発器103内の冷媒液体を蒸発器103に戻して、蒸発管束119上に再分配するようにしてもよい。凝縮器101は、冷媒入口104および冷媒出口107を含んでもよい。加えて、凝縮器管束118、衝突板105、および副冷却器106が、凝縮器101内に配置されてもよい。同様に、蒸発器103は、冷媒入口114と、蒸発器103の上部で蒸発器103内に配置された冷媒分配器115と、冷媒分配器115の下で蒸発器103内に配置された蒸発管束119(例えば、流下液膜式管束)を含んでもよい。蒸発器103はさらに、気液分離室117および冷媒出口116を設けられる。
図3は、低圧冷媒に適した熱交換装置の別の実施形態の概略図である。図3の図示される実施形態に示すように、熱交換装置は、凝縮器201と、絞り装置208と、蒸発器203とを含んでもよい。さらに、エジェクタ202が、凝縮器201と蒸発器203との間に配置される。蒸発器203は、冷媒入口212と、冷媒出口214とを含んでもよい。蒸発器203はまた、蒸発管束を含んでもよく、蒸発管束は、第1の流路管束216と第2の流路管束215とを含む。いくつかの実施形態では、第1の流路管束216は、満液式管束であり、第2の流路管束215は落下液膜式管束である。しかしながら、他の実施形態では、第1の流路管束216および第2の流路管束215は、他の適切なタイプの管束であってもよい。さらに、冷媒分配器213が、第2の流路管束215の上方に配置されてもよく、仕切板218が、第1の流路管束216と第2の流路管束215との間に取り付けられてもよい。いくつかの実施形態において、第1の流路管束216は、第1の流路管束216の底部に入口を含んでもよく、第2の流路管束215は、第2の流路管束215の底部に出口を含んでもよい。
Claims (15)
- 熱交換装置(100、200)であって、
冷媒を受け取るように構成された凝縮器(101、201)と、
蒸発管束(119、216、215)を含む蒸発器(103、203)であって、前記蒸発管束(119、216、215)は、前記冷媒を、前記蒸発管束(119、216、215)中を流れる流体と熱交換関係に置くように構成されている蒸発器(103、203)と、
前記蒸発器(103、203)と前記凝縮器(101、201)との間に配置された絞り装置(112、208)であって、前記凝縮器(101、201)から前記冷媒の第1の部分を受け取るように構成され、および前記冷媒の前記第1の部分を前記蒸発器(103、203)に仕向ける前に前記冷媒の前記少なくとも第1の部分を膨張させるように構成されている絞り装置(112、208)と、
前記蒸発器(103、203)と前記凝縮器(101、201)との間に配置されたエジェクタ(102、202)であって、前記エジェクタ(102、202)は高圧導管(108、211)、低圧導管(109、219)、および出口導管(110、217)を含むエジェクタ(102、202)とを含み、
以下の(a)または(b)である熱交換装置(100、200):
(a)前記エジェクタ(202)は前記第1の部分を前記絞り装置(208)から前記高圧導管(211)を介して受け取るように構成され、前記エジェクタ(202)は前記冷媒の第3の部分を前記低圧導管(219)を介して前記蒸発器(203)から受け取るように構成され、前記エジェクタ(202)は前記冷媒の前記第1の部分を前記冷媒の前記第3の部分と混合して混合冷媒を形成し、前記混合冷媒を前記エジェクタ(202)の前記出口導管(217)を介して前記蒸発器(203)に仕向けるように構成され、前記蒸発器(203)は前記エジェクタ(202)の前記出口導管(217)を介して前記エジェクタ(202)から前記混合冷媒を受け取るとともに、前記蒸発器(203)の冷媒入口(212)を介して前記凝縮器(201)から前記冷媒の第2の部分を受け取るように構成され、前記蒸発器(203)の前記冷媒入口(212)は前記凝縮器(201)の冷媒出口(207)と流体連通しているか、
または、
(b)前記エジェクタ(102)は前記高圧導管(108)を介して前記凝縮器(101)から前記冷媒の前記第2の部分を受け取るように構成され、前記エジェクタ(102)は前記低圧導管(109)を介して前記蒸発器(103)から前記冷媒の第3の部分を受け取るように構成され、前記エジェクタ(102)は前記冷媒の前記第2の部分を前記冷媒の前記第3の部分と混合して混合冷媒を形成し、前記混合冷媒を前記エジェクタ(102)の前記出口導管(110)を介して前記蒸発器(103)に仕向けるように構成され、前記蒸発器(103)は前記エジェクタ(102)からの前記混合冷媒と前記絞り装置(112)からの前記冷媒の前記第1の部分との混合物を受け取るように構成されている。 - 前記蒸発管束(119、216、215)上の前記冷媒の分配を向上させるために冷媒分配器(115、213)および気液分離室(117)が前記蒸発器(103、203)内に配置される、請求項1に記載の熱交換装置(100、200)。
- 前記蒸発管束(119、216、215)が流下液膜式管束を含む、請求項1または請求項2に記載の熱交換装置(100、200)。
- 前記絞り装置(112)および前記エジェクタ(102)が、前記冷媒の前記凝縮器(101)から前記蒸発器(103)への流れに関して並列の構成で配置され、
前記エジェクタ(102)の前記高圧導管(108)が前記凝縮器(101)の冷媒出口(107、207)と流体連通し、前記エジェクタ(102)の前記低圧導管(109)が前記蒸発器(103)の底部と流体連通し、前記エジェクタ(102)の前記出口導管(110)が前記蒸発器(103)の冷媒入口(114、212)と流体連通し、前記絞り装置(112)が前記凝縮器(101)の前記冷媒出口(107、207)と前記蒸発器(103)の前記冷媒入口(114、212)との間に配置される、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の熱交換装置(100)。 - 前記絞り装置(208)および前記エジェクタ(202)が、前記冷媒の前記凝縮器(201)から前記蒸発器(203)への流れに関して直列の構成で配置され、
前記蒸発管束(216、215)は第1の流路管束(216)および第2の流路管束(215)を有し、前記第2の流路管束(215)は前記第1の流路管束(216)と前記蒸発器(203)の分配器(213)との間に配置され、前記絞り装置(208)が、前記凝縮器(201)の前記冷媒出口(207)と前記エジェクタ(202)の前記高圧導管(211)との間に配置され、前記エジェクタ(202)の前記低圧導管(219)が前記蒸発器(203)の前記第2の流路管束(215)の底部と流体連通し、前記エジェクタ(202)の前記出口導管(217)が前記蒸発器(203)の前記第1の流路管束(216)の底部と流体連通し、
仕切板(218)が前記第1の流路管束(216)と前記第2の流路管束(215)との間に配置される、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の熱交換装置(200)。 - 前記凝縮器(101、201)が冷媒入口(104、204)および冷媒出口(107、207)と、凝縮器管束(118、220)と、衝突板(205)と、副冷却器(106、206)とを含む、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の熱交換装置(100、200)。
- 前記蒸発管束(216、215)が第1の流路管束(216)と第2の流路管束(215)とを有し、前記第2の流路管束(215)が前記第1の流路管束(216)と前記蒸発器(203)の分配器(213)との間に配置される、請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の熱交換装置(200)。
- 前記エジェクタ(202)が、前記冷媒の前記第2の部分を前記第2の流路管束(215)から受け取るように構成され、前記エジェクタ(202)の前記出口導管(217)が前記混合冷媒を前記第1の流路管束(216)へ仕向けるように構成される、請求項7に記載の熱交換装置(200)。
- 前記蒸発器(203)が、前記第1の流路管束(216)と前記第2の流路管束(215)とを互いに分離するように構成された仕切板(218)を含む、請求項8に記載の熱交換装置(200)。
- 熱交換装置(100、200)を使用する方法であって、
凝縮器(101、201)の冷媒入口(104、204)を介して前記凝縮器(101、201)に冷媒を受け入れることと、
前記冷媒の第1の部分を前記凝縮器(101、201)の冷媒出口(107、207)から、前記凝縮器(101、201)と蒸発器(103、203)との間に配置された絞り装置(112、208)へ仕向けることと、を含み、
以下の(a)または(b)の工程のいずれかをさらに含む方法:
(a)前記第1の部分を前記絞り装置(208)から、前記凝縮器(201)と前記蒸発器(203)との間に配置されたエジェクタ(202)に仕向けることと、
前記エジェクタ(202)内の前記冷媒の前記第1の部分によって引き起こされる高圧ジェット作用を介して前記冷媒の第3の部分を前記蒸発器(203)から前記エジェクタ(202)へ引くことと、
前記エジェクタ(202)内で前記冷媒の前記第1の部分を前記冷媒の前記第3の部分と組み合わせて混合冷媒を形成することと、
前記混合冷媒を前記蒸発器(203)に仕向けることと、
前記凝縮器(201)の前記冷媒出口(207)から前記冷媒の第2の部分を前記蒸発器(203)に仕向けること
または、
(b)前記冷媒の前記第2の部分を前記凝縮器(101)の前記冷媒出口(107)から、前記凝縮器(101)と前記蒸発器(103)との間に配置されたエジェクタ(102)に仕向けることと、
前記エジェクタ(102)内の前記冷媒の前記第2の部分によって引き起こされる高圧ジェット作用を介して前記冷媒の第3の部分を前記蒸発器(103)から前記エジェクタ(102)へ引くことと、
前記エジェクタ(102)内で前記冷媒の前記第2の部分を前記冷媒の前記第3の部分と組み合わせて混合冷媒を形成することと、
前記混合冷媒を前記絞り装置(112)からの前記冷媒の前記第1の部分と組み合わせることと、
前記混合冷媒と前記冷媒の前記第1の部分とを組み合わせたものを前記蒸発器(103)に仕向けること。 - 前記凝縮器(101、201)の前記冷媒入口(104、204)を介して前記凝縮器(101、201)に前記冷媒を受け入れることが、前記冷媒を前記凝縮器(101、201)内に配置された衝突板(205)に通すことと、前記冷媒を前記凝縮器(101、201)内に配置された凝縮器管束(118、220)上に流して液体冷媒を形成することとを含む、請求項10に記載の方法。
- 前記第1の部分を前記絞り装置(208)からまたは前記冷媒の前記第2の部分を前記凝縮器(101)の前記冷媒出口(102)から前記エジェクタ(102、202)へ仕向けることが、前記第1の部分を前記絞り装置(208)からまたは前記冷媒の前記第2の部分を前記エジェクタ(102、202)の高圧導管(108、211)へ仕向けることを含む、請求項10または請求項11に記載の方法。
- 前記エジェクタ(102、202)内の前記冷媒の前記第1の部分または前記第2の部分によって引き起こされる前記高圧ジェット作用を介して前記冷媒の前記第3の部分を前記蒸発器(103、203)から前記エジェクタ(102、202)へ引くことが、前記冷媒の前記第3の部分を前記エジェクタ(102、202)の低圧導管(109、219)に引き込むことを含む、請求項10から請求項12までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記絞り装置(112、208)からの前記第1の部分または前記冷媒の前記第2の部分を前記エジェクタ(102、202)内で前記冷媒の前記第3の部分と組み合わせて混合冷媒を形成することが、前記混合冷媒として中圧二相冷媒を形成することを含む、請求項10から請求項13までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記蒸発器(103、203)内で前記混合冷媒の少なくとも一部を冷媒蒸気へ蒸発させ、前記冷媒蒸気を蒸発器出口(116、214)を介して圧縮器へ仕向けることを含む、請求項10から請求項14までのいずれか1項に記載の方法。
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