JPH01252895A - 冷凍サイクルの熱交換器 - Google Patents

冷凍サイクルの熱交換器

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JPH01252895A
JPH01252895A JP7686688A JP7686688A JPH01252895A JP H01252895 A JPH01252895 A JP H01252895A JP 7686688 A JP7686688 A JP 7686688A JP 7686688 A JP7686688 A JP 7686688A JP H01252895 A JPH01252895 A JP H01252895A
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JP
Japan
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coil tube
case
refrigerant
coil
heat exchanger
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Pending
Application number
JP7686688A
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English (en)
Inventor
Shinichi Murakami
村上　紳一
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH01252895A publication Critical patent/JPH01252895A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0066—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/02—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • F28D7/028—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled the conduits of at least one medium being helically coiled, the coils having a conical configuration

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、冷凍サイクルの熱交換器に係り、特に海水等
によって冷却する水冷式熱交換器に関するものである。
〔従来の技術〕
船舶等に使用される冷凍サイクルに於いては、海水と冷
媒とを熱交換させて船室の冷房や暖房が行われている。
この種の冷凍サイクルに使用されている水冷式熱交換器
としては、例えば、冷媒の熱交換流路となる螺旋状に巻
かれたコイルチューブを、供給される海水の熱交換流路
となるケース（シェル）の中に納め、海水と冷媒の熱交
換を行うシェル・アンドコイル型熱交換器が知られてい
る。
〔発明が解決しようとする課題］ 船舶等に用いられる補助エンジンの冷却水は、通常の送
風の代りに海水を流して冷却する、いわゆる海水ラジェ
ータが用いられているが、この海水ラジェータは冷凍サ
イクルの水冷式熱交換器とは別に設置されている。
しかしながら、上記の海水ラジェータを別に設置するこ
とは、コスト面の問題のほかに搭載上の問題を抱えてい
た。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、冷却媒体
に海水を共に用いる海水ラジェータと水冷式熱交換器を
一体化して、一つの熱交換器でエンジン冷却水のラジェ
ータ機能と冷媒の熱交換機能とを持たせることにより、
コストダウンと搭載性の向上を計るものである。
〔課題を解決するための手段］ 第１の発明は、上記の目的を達成するために、海水又は
淡水の熱交換流路をなしてその取入口と排出口が設けら
れたケースと、冷媒の熱交換流路をなして前記ケース内
に納められた第１のコイルチューブと、エンジン冷却水
の熱交換流路をなして前記ケース内に納められた第２の
コイルチューブとを備え、前記第１のコイルチューブと
第２のコイルチューブは軸線上で互いに離して配設され
、前記第１のコイルチューブの入口と出口及び第２のコ
イルチューブの入口と出口が前記ケースに設けられたこ
とを技術的手段とする。
また、第２の発明は、上記の目的を達成するために、海
水又は淡水の熱交換流路をなしてその取入口と排出口が
設けられたケースと、冷媒の熱交換流路をなして前記ケ
ース内に納められた第１のコイルチューブと、エンジン
冷却水の熱交換流路をなして前記ケース内に納められた
第２のコイルチューブとを備え、前記第１のコイルチュ
ーブは第２のコイルチューブの内側に入れて配設され、
前記第１のコイルチューブの入口と出口及び第２のコイ
ルチューブの入口と出口が前記ケースに設けられたこと
を技術的手段とする。
〔作用〕
（第１の発明） 上記のように構成された第１の発明は、冷媒の熱交換流
路となる第１のコイルチューブとエンジン冷却水の熱交
換流路となる第２のコイルチューブとが、軸線上で互い
に離した状態でケース内に配設され、上記の両コイルチ
ューブは供給される海水の熱交換流路中に設置されてい
るため、冷房の場合は第１のコイルチューブを流れる高
温、高圧のガス冷媒を海水により冷却して凝縮液化する
ので、冷媒の凝縮器の機能を果す。一方、第２のコイル
チューブを流れる加熱されたエンジン冷却水を海水によ
り冷却するので、ラジェータの機能も果す。
なお、暖房の場合は第１のコイルチューブを流れる液冷
媒を海水により温めて蒸発させるので、冷媒の蒸発器の
機能を果し、同時にエンジン冷却水のラジェータの機能
も果す。
（第２の発明） 上記のように構成された第２の発明は、冷媒の熱交換流
路となる第１のコイルチューブが、エンジン冷却水の熱
交換流路となる第２のコイルチューブの内側に入れた状
態でケース内に配設され、上記の両コイルチューブが供
給される海水の熱交換流路中に設置されているため、第
１の発明と同じ原理により、冷房の場合は冷媒の凝縮器
とエンジン冷却水のラジェータの機能を果し、暖房の場
合は冷媒の蒸発器とエンジン冷却水のラジェータの機能
を果す。
〔実施例〕
次に、本発明の冷凍サイクルの熱交換器を図面に示す実
施例について説明する。
第５図は船舶用の冷暖房に用いられるヒートポンプ式冷
凍サイクルでの実施例を示すもので、圧縮機１０１より
四方弁１０２を介して本発明の水冷式の室外熱交換器１
０３の熱交換器１０３ａを経てノズル１０４．キャピラ
リ１０５．ノズル１０４、室内熱交換器１０６を通り再
び四方弁１０２を介してアキュムレータ１０７を経て圧
縮機１０１に戻る回路が構成されている。本発明の室外
熱交換器１０３は冷媒の熱交換器１０３ａと圧縮機の回
転駆動に用いられる補助エンジン２００の冷却水を冷却
するラジェータ１０３ｂがあり、熱交換器１０３ａを流
れる冷媒とラジェータ１０３ｂを流れるエンジン冷却水
は、ポンプ３００より供給される海水によって熱交換さ
れる仕組となっている。なお、冷媒の流れは、図に示す
ように四方弁１０２の切替えによって、冷房の場合は実
線の矢印の方向に流れて船室内は冷房され、一方、暖房
の場合は点線の矢印の方向に流れて船室内は暖房される
。
上記の冷凍サイクルに於ける本発明の室外熱交換器１０
３について、先ず第１の発明について説明すると、第１
図に於いて、１は冷媒の熱交換流路となるチタン等より
できた第１のコイルチューブで、第２図（ａ）に示すよ
うに螺旋状で二重に巻かれている。２はエンジン冷却水
の熱交換流路となるチタン等よりできた第２のコイルチ
ューブで、第２図（ｂ）に示すように螺旋状で二重に巻
かれている。３は螺旋状に巻かれたバッフル３ａを有す
る樹脂よりなる中筒で、この中筒の下方側は海水の通路
穴３ｂが設けられている。前記の第１のコイルチューブ
１と第２のコイルチューブ２は、第２図（Ｃ）に示すよ
うに軸線上で互いに離された状態で配設され、このセッ
ト状態で前記のバッフル３ａを有する中筒３を回しなが
ら両コイルチューブ１と２に嵌入し組付ける。組付後、
これ等は筒状のゴムよりなるパツキン４を介して、筒状
の樹脂よりなる外ケース５の中に納められる。前記のパ
ツキン４は、外ケース５とバッフル３ａとの隙間を埋め
るために用いられるものであるが、同時にこのパツキン
４とバッフル３ａで囲まれた螺旋状の海水の流水路Ａが
形成され、この流水路Ａの中には、前記の第１のコイル
チューブ１と第２のコイルチューブ２の大部分が収って
いる。外ケース５には、供給される海水の取入口６ａと
前記の流水路Ａより通じる海水の出口となる排出口６ｂ
を有した樹脂からなる蓋状ケース６が、ゴムよりなる０
リング７を用いてボルト８とナツト９によって液密に組
付けられている。なお、前記の第１のコイルチューブ１
の入口１ａと出口１ｂ、及び第２のコイルチューブ２の
入口２ａと出口２ｂは、前記の蓋状ケース６にジヨイン
ト１０と１１で取付けられている。
次に、第２の発明について説明すると、第３図に於いて
、２１は冷媒の熱交換流路となるチタン等よりできた第
１のコイルチューブで、第４図（ａ）に示すように螺旋
状で一重に巻かれている。２２はエンジン冷却水の熱交
換流路となるチタン等よりできた第２のコイルチューブ
で、第４図（ｂ）に示すように螺旋状で一重に巻かれて
いる。第１のコイルチューブ２１と第２のコイルチュー
ブ２２は、第４図（Ｃ）に示すように重ね合せた状態で
、パツキン４とパンフル３ａで囲まれた螺旋状の海水の
流水路Ａの中に収められ、以下の構成は第１の発明と同
じである。
次に、上記の本発明の実施例について、第１図と第５図
に基づいて作動を説明する。
先ず、冷房の場合について説明すると、第５図に於いて
圧縮機１０１より高温高圧のガス冷媒が四方弁１０２の
通路１０２ａと１０２ｂを通り室外熱交換器１０３に流
入する。本発明の室外熱交換器１０３の作動を第１図で
説明すると、流入した冷媒は、第１のコイルチューブｌ
の入口１ａからコイルチューブ１の中を通って出口１ｂ
より流出する。（→で示す）一方、エンジン２００で加
熱されたエンジン冷却水は、第２のコイルチューブ２の
入口２ａからコイルチューブ２の中を通って出口２ｂよ
り流出する。（→で示す）また、第５図に示すポンプ３
００より供給される海水は、蓋状ケース６の取入口６ａ
より中筒３を通り、通路穴３ｂを通過して第１のコイル
チューブ１と第２のコイルチューブ２が納められている
螺旋状流水路Ａを旋回しながら流れて、この流水路Ａか
ら海水の出口に通じた排出口６ｂより排出される。
（→で示す）そのため、第１のコイルチューブ１の中を
通過する高温高圧のガス冷媒は、海水によって冷却され
て凝縮液化し、一方、第２のコイルチューブ２の中を通
過する加熱されたエンジン冷却水は、海水によって冷却
される。第５図に於いて、熱交換器１０３ａで凝縮液化
した液冷媒は、ノズル１０４．キャピラリ１０５．ノズ
ル１０４を通過する際に断熱膨張して霧状冷媒となり、
船室に設けられた室内熱交換器１０６で蒸発して周囲の
熱を奪うので船室が冷房される。室内熱交換器１０６で
蒸発したガス冷媒は、四方弁１０２の通路１０２ｄと１
０２ｃを通りアキュムレータ１０７を経て圧縮機１０１
に戻り、以上のサイクルが繰返される。（上記の冷房の
場合に於ける冷媒の流れを実線の矢印で示す）一方、室
外熱交換器１０３のラジェータ１０３ｂで海水により冷
却されたエンジン冷却水は、再びエンジン２００の冷却
水路（図示せず）に戻りエンジンを冷却する。
次に、暖房の場合について説明すると、第５図に於いて
、圧縮機１０１より送られる高温高圧のガス冷媒は、四
方弁１０２の点線で示す通路１０２ａと１０２ｄを通り
、船室に設けられた室内熱交換器１０６で冷却されて凝
縮液化して周囲に熱を放出するので船室が暖房される。
室内熱交換器１０６で凝縮液化した液冷媒は、ノズル１
ｏ４゜キャピラリ１０５．ノズル１０４を通過する際に
断熱膨張して霧状冷媒となり、室外熱交換器１０３の熱
交換器１０３ａに流入するが、この霧状冷媒は海水によ
って温められて蒸発し、ガス冷媒となって四方弁１０２
の点線で示す通路１０２ｂと１０２０を通りアキュムレ
ータ１０７を経て圧縮機１０１に戻り、以上のサイクル
が繰返される。
（上記の暖房の場合に於ける冷媒の流れを点線の矢印で
示す） なお、本発明の室外熱交換器１０３の作動は、冷房の場
合に比べて基本的には変りないが、熱交換器１０３ａを
通過する冷媒の形態と流れ方向が異なる。
以上は、第１図に示す第１の発明の室外熱交換器につい
て説明したが、第３図に示す第２の発明の室外熱交換器
についても作動は同じである。
次に、本実施例では、熱交換媒体に海水を使用した場合
について例示したが、海水の代りに河川の淡水或いは水
道水を使用しても良い。
また、本実施例では、船舶の冷凍サイクルに適用した場
合について例示したが、住宅や工場等の定置の冷凍サイ
クルにも通用出来るものである。
なお、第１の発明では、第１のコイルチューブを第２の
コイルチューブの上方側（蓋状ケース側）に配設したが
、逆に第２のコイルチューブを第１のコイルチューブの
上方側（蓋状ケース側）に配設しても良く、同様に第２
の発明では、第１のコイルチューブを第２のコイルチュ
ーブの内側に配設したが、逆に第２のコイルチューブを
第１のコイルチューブの内側に配設しても良い。
また、第２の発明に於いて、第１のコイルチューブと第
２のコイルチューブを適当な位置で２個の継手管を用い
て接合し、その接合部で流路を夫々Ｕターンさせれば、
第１の発明を同じく第１のコイルチューブと第２のコイ
ルチューブが軸線上で互いに離れた状態で配設されたも
のと実質的に同じものとすることが出来る。
さらに、第１の発明及び第２の発明とも、第１のコイル
チューブと第２のコイルチューブの巻数比やコイルピッ
チを適当な値にすることにより、海水等の熱交換媒体の
熱交換効率を上げることが出来る。
なお、本実施例では、冷媒、エンジン冷却水及び海水の
入口と出口を熱交換器の蓋状ケースに設けたが、これ等
の入口と出口に対する配管上の余裕があれば、前記の外
ケースの適当な場所に設けても良い。
また、本実施例では、バッフルを有する中筒を用いたが
、バッフルが無くても本発明の目的である冷媒の熱交換
とエンジン冷却水のラジェータの両機能を果すことが出
来る。
〔発明の効果］ 本発明は、以上説明したように構成されているので、次
に記載する効果を奏する。
一つの水冷式熱交換器で、本来の冷媒の熱交換機能に加
え、エンジン冷却水のラジェータ機能を備えたものであ
るため、別に設置されていたエンジン冷却水のラジェー
タが不要となり、その結果、コストダウンと取付性の向
上を計ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第１図は第１の発明の熱交換器の縦断面図、第２図（ａ
）、　（ｂ）及び（Ｃ）は第１の発明の熱交換器の熱交
換流路を分離して示す縦断面図、第３図は第２の発明の
熱交換器の縦断面図、第４図（ａ）、ら）及び（Ｃ）は
第２の発明の熱交換器の熱交換流路を分離して示す縦断
面図、第５図は冷凍サイクルの冷媒回路図を示す。 １０３・・・熱交換器（室外熱交換器）、１・・・第１
のコイルチューブ、ｌａ・・・入口、ｌｂ・・・出口、
２・・・第２のコイルチューブ、２ａ・・・入口、２ｂ
・・・出０．６・・・ケース、６ａ・・・海水取入口、
６ｂ・・・海水排出口。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）海水又は淡水の熱交換流路をなしてその取入口と
    排出口が設けられたケースと、冷媒の熱交換流路をなし
    て前記ケース内に納められた第１のコイルチューブと、
    エンジン冷却水の熱交換流路をなして前記ケース内に納
    められた第２のコイルチューブとを備え、前記第１のコ
    イルチューブと第２のコイルチューブは軸線上で互いに
    離して配設され、前記第１のコイルチューブの入口と出
    口及び第２のコイルチューブの入口と出口が前記ケース
    に設けられたことを特徴とする冷凍サイクルの熱交換器
    。
  2. （２）海水又は淡水の熱交換流路をなしてその取入口と
    排出口が設けられたケースと、冷媒の熱交換流路をなし
    て前記ケース内に納められた第１のコイルチューブと、
    エンジン冷却水の熱交換流路をなして前記ケース内に納
    められた第２のコイルチューブとを備え、前記第１のコ
    イルチューブは第２のコイルチューブの内側に入れて配
    設され、前記第１のコイルチューブの入口と出口及び第
    ２のコイルチューブの入口と出口が前記ケースに設けら
    れたことを特徴とする冷凍サイクルの熱交換器。
JP7686688A 1988-03-30 1988-03-30 冷凍サイクルの熱交換器 Pending JPH01252895A (ja)

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