JPH02282670A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JPH02282670A JPH02282670A JP10390689A JP10390689A JPH02282670A JP H02282670 A JPH02282670 A JP H02282670A JP 10390689 A JP10390689 A JP 10390689A JP 10390689 A JP10390689 A JP 10390689A JP H02282670 A JPH02282670 A JP H02282670A
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- Japan
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- liquid
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- Pending
Links
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B39/00—Evaporators; Condensers
- F25B39/02—Evaporators
- F25B39/028—Evaporators having distributing means
Landscapes
- 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。
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を構成する空気調和装置等におい
て蒸発器としての機能を果たす熱交換器に関するもので
ある。
て蒸発器としての機能を果たす熱交換器に関するもので
ある。
従来の技術
従来より空気調和装置の蒸発器の冷媒流路が複数となる
場合、冷媒の分流の均一性が重要視されている。以下図
面を参照しながら従来の熱交換器の一例について説明す
る。
場合、冷媒の分流の均一性が重要視されている。以下図
面を参照しながら従来の熱交換器の一例について説明す
る。
第２図は従来の熱交換器の概略図である。複数の伝熱管
１内を流動する冷媒２は、フィン３間を流動する空気と
熱交換して蒸発する。ヘッダー４は伝熱管ｌの入口端を
連結しており、膨張弁（図示せず）により減圧されて気
液二相流の状態となった冷媒を各伝熱管１に分配する。
１内を流動する冷媒２は、フィン３間を流動する空気と
熱交換して蒸発する。ヘッダー４は伝熱管ｌの入口端を
連結しており、膨張弁（図示せず）により減圧されて気
液二相流の状態となった冷媒を各伝熱管１に分配する。
発明が解決しようとする課題
しかしながら気液二相流を単にヘッダーで分流するだけ
では、各伝熱管１の流量が異なるいわゆる偏流が生して
いた。冷媒の気体と液体の比重量は数１０〜１００倍は
ど異なるので気体の流速は液体の流速より大きい。従っ
てヘッダー４に流入した気液二相流の冷媒２において、
流入口５に近い伝熱管には液体割合が高い冷媒が流動し
、流入口５から遠い伝熱管はど気体割合が高い冷媒が流
動する。各伝熱管１内を流動する液体冷媒はフィン３間
を流動する空気と熱交（桑を行い茎発し気体となる。流
入口５から遠い伝熱管では液体冷媒量が少ないので伝熱
管１の途中で蒸発しきってしまい、その後は気体冷媒単
相の顕熱交換を行う。従って伝熱管１内温度は上昇し、
しだいに流入空気の露点温度以上となりフィン３表面に
結露が生じに（くなる。その為、新鮮な流入空気は結露
が生し通風抵抗が大きいフィン間よりも、結露が生じて
いないフィン間を流れようとし、風速分布が生しる。
では、各伝熱管１の流量が異なるいわゆる偏流が生して
いた。冷媒の気体と液体の比重量は数１０〜１００倍は
ど異なるので気体の流速は液体の流速より大きい。従っ
てヘッダー４に流入した気液二相流の冷媒２において、
流入口５に近い伝熱管には液体割合が高い冷媒が流動し
、流入口５から遠い伝熱管はど気体割合が高い冷媒が流
動する。各伝熱管１内を流動する液体冷媒はフィン３間
を流動する空気と熱交（桑を行い茎発し気体となる。流
入口５から遠い伝熱管では液体冷媒量が少ないので伝熱
管１の途中で蒸発しきってしまい、その後は気体冷媒単
相の顕熱交換を行う。従って伝熱管１内温度は上昇し、
しだいに流入空気の露点温度以上となりフィン３表面に
結露が生じに（くなる。その為、新鮮な流入空気は結露
が生し通風抵抗が大きいフィン間よりも、結露が生じて
いないフィン間を流れようとし、風速分布が生しる。
従って冷媒流量が少ない伝熱管はど盛んに熱交換を行い
、はげしく蒸発する。このようにして−旦分流の不均一
が生じると、その不均一性はますます増加する傾向とな
る。このようにして、冷媒が実際に蒸発を行う有効伝熱
面積が減少しで、所定の能力が得られないという課題が
生じていた。
、はげしく蒸発する。このようにして−旦分流の不均一
が生じると、その不均一性はますます増加する傾向とな
る。このようにして、冷媒が実際に蒸発を行う有効伝熱
面積が減少しで、所定の能力が得られないという課題が
生じていた。
課題を解決するための手段
上記課題を解決するため、本発明は複数の流体流路の入
口端を連結するヘッダーと、そのヘッダー内に液体もし
くは液体割合が高い気液二相流と気体もしくは気体割合
が高い気液二相流を別個に流入させ混合させる手段から
熱交換器を構成するものである。
口端を連結するヘッダーと、そのヘッダー内に液体もし
くは液体割合が高い気液二相流と気体もしくは気体割合
が高い気液二相流を別個に流入させ混合させる手段から
熱交換器を構成するものである。
作用
本発明は前記構成によりヘッダー内において、気液二相
流は気体と液体が均等に混在している均質流を形成する
。従って各伝熱管に分流した冷媒は、流量が均一化され
ており、それぞれ同程度の乾き度５ボイド率を存する気
液二相流である。よって各伝熱管における蒸発による冷
媒の乾き度変化は同程度となり、蒸発器としての能力を
最大服に発揮することが可能となる。
流は気体と液体が均等に混在している均質流を形成する
。従って各伝熱管に分流した冷媒は、流量が均一化され
ており、それぞれ同程度の乾き度５ボイド率を存する気
液二相流である。よって各伝熱管における蒸発による冷
媒の乾き度変化は同程度となり、蒸発器としての能力を
最大服に発揮することが可能となる。
実施例
以下、本発明の一実施例について第１図に基づいて説明
する。第１図は本発明の熱交換器の断面図である。第１
図において伝熱管１．流入冷媒２゜フィン３．ヘッダー
４は従来の熱交換器と同一構成であり、同一番号を用い
る。６は気液分ＨＨであり、ヘッダ−４上部および下部
とは配管７Ａおよび７Ｂによって連結されている。また
ヘッダー４内には、金属メソシュ８が充填されている。
する。第１図は本発明の熱交換器の断面図である。第１
図において伝熱管１．流入冷媒２゜フィン３．ヘッダー
４は従来の熱交換器と同一構成であり、同一番号を用い
る。６は気液分ＨＨであり、ヘッダ−４上部および下部
とは配管７Ａおよび７Ｂによって連結されている。また
ヘッダー４内には、金属メソシュ８が充填されている。
次に作用について説明する。膨張弁（図示せず）によっ
て減圧され気液二相流となった冷媒２は気液分離器６へ
流入する。気液分離器６において、冷媒２は液体もしく
は液体割合が高い気液二相流２Ａ（以後、流体２人と記
す）と、気体もしくは気体割合が高い気液二相ｍ２Ｂ（
以後、流体２Ｂと記す）に分離される。流体２Ａは配管
７Ａを通じてヘッダー４へ上部より流入する。同様に流
体２Ｂは配管７Ｂを通してヘッダー４へ下部より流入す
る。ヘッダー４内において、流体２Ａは液体割合が高い
為、気液二相流の平均比重量が大きくヘッダ−４下部へ
流入しようとする。また流体２Ｂは気体割合が高い為、
気液二相流の平均比重量は小さく、高流速でヘッダ−４
内上部まで流入しようとする。従って流体２Ａと２Ｂは
よく混合し、乾き度・ボイド率が比較的均一である均質
流の気液二相流を形成する。さらにヘッダー４内に充填
された金属メソシュ８による毛細管現象により、液体は
すみずみまで致達するので、より均質な気液二相流が実
現できる。この気液二相流は各伝熱管１に分配され、流
動しながら管外の空気と熱交換を行い蒸発する。各伝熱
管ｌに流入した気液二相流は流量、乾き度、ボイド率が
比較的同一である為、蒸発による乾き度変化は各伝熱管
において同程度である。従って伝熱管間の／ｉｔ量の不
均一性による伝熱有効面積の減少が発生することなく、
いつでも安定して最大熱交換能力が得られるものである
。
て減圧され気液二相流となった冷媒２は気液分離器６へ
流入する。気液分離器６において、冷媒２は液体もしく
は液体割合が高い気液二相流２Ａ（以後、流体２人と記
す）と、気体もしくは気体割合が高い気液二相ｍ２Ｂ（
以後、流体２Ｂと記す）に分離される。流体２Ａは配管
７Ａを通じてヘッダー４へ上部より流入する。同様に流
体２Ｂは配管７Ｂを通してヘッダー４へ下部より流入す
る。ヘッダー４内において、流体２Ａは液体割合が高い
為、気液二相流の平均比重量が大きくヘッダ−４下部へ
流入しようとする。また流体２Ｂは気体割合が高い為、
気液二相流の平均比重量は小さく、高流速でヘッダ−４
内上部まで流入しようとする。従って流体２Ａと２Ｂは
よく混合し、乾き度・ボイド率が比較的均一である均質
流の気液二相流を形成する。さらにヘッダー４内に充填
された金属メソシュ８による毛細管現象により、液体は
すみずみまで致達するので、より均質な気液二相流が実
現できる。この気液二相流は各伝熱管１に分配され、流
動しながら管外の空気と熱交換を行い蒸発する。各伝熱
管ｌに流入した気液二相流は流量、乾き度、ボイド率が
比較的同一である為、蒸発による乾き度変化は各伝熱管
において同程度である。従って伝熱管間の／ｉｔ量の不
均一性による伝熱有効面積の減少が発生することなく、
いつでも安定して最大熱交換能力が得られるものである
。
なお本実施例では、充填材として金属メツシュを使用し
たが使用冷媒と化学的反応を生じないものであれば他の
材料を用いてもかまわない。また多孔質材料でも同様の
効果が得られることはいうまでもない。
たが使用冷媒と化学的反応を生じないものであれば他の
材料を用いてもかまわない。また多孔質材料でも同様の
効果が得られることはいうまでもない。
発明の効果
以上のように、本発明の熱交換器は、ヘッダー内に液体
もしくは液体割合が高い気液二相流と、気体もしくは気
体割合が高い気液二相流を別個に流入させ混合させる手
段を有しているので、均質な気液二相流を均等に各伝熱
管に分流させることが可能となり、熱交換器伝熱面積を
有効に活用し、安定した熱交換能力が得られる。
もしくは液体割合が高い気液二相流と、気体もしくは気
体割合が高い気液二相流を別個に流入させ混合させる手
段を有しているので、均質な気液二相流を均等に各伝熱
管に分流させることが可能となり、熱交換器伝熱面積を
有効に活用し、安定した熱交換能力が得られる。
第１図は本発明の一実施例を示す熱交換器の概略図、第
２図は従来の熱交換器の概略図である。 １・・・・・・伝熱管、２・・・・・・冷媒、２Ａ・・
・・・・液体もしくは液体割合が高い気液二相流、２Ｂ
・・・・・・気体もしくは気体割合が高い気液二相流、
３・・・・・・フィン、４・・・・・・ヘッダー、６・
・・・・・気液分離器、７Ａ、７Ｂ・・・・・配管、８
・・・・・・金属メツシュ。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名！−・・
ＩｔＰ 育 ？−・ 謹 媒
２図は従来の熱交換器の概略図である。 １・・・・・・伝熱管、２・・・・・・冷媒、２Ａ・・
・・・・液体もしくは液体割合が高い気液二相流、２Ｂ
・・・・・・気体もしくは気体割合が高い気液二相流、
３・・・・・・フィン、４・・・・・・ヘッダー、６・
・・・・・気液分離器、７Ａ、７Ｂ・・・・・配管、８
・・・・・・金属メツシュ。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名！−・・
ＩｔＰ 育 ？−・ 謹 媒
Claims (2)
- （１）複数の流体流路と前記流体流路の入口端を連結す
るヘッダーと、前記ヘッダー内に液体もしくは液体割合
が高い気液二相流と気体もしくは気体割合が高い気液二
相流を別個に流入させ混合させる手段を有する熱交換器
。 - （２）前記ヘッダー上流側に気液分離器を設け、ヘッダ
ー上部より液体もしくは液体割合が高い気液二相流を流
入させ、ヘッダー下部より気体もしくは気体割合が高い
気液二相流を流入させ、ヘッダー内に充填材を挿入した
請求項（１）記載の熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10390689A JPH02282670A (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10390689A JPH02282670A (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02282670A true JPH02282670A (ja) | 1990-11-20 |
Family
ID=14366470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10390689A Pending JPH02282670A (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02282670A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011085324A (ja) * | 2009-10-15 | 2011-04-28 | Mitsubishi Electric Corp | 冷媒分配器及びこの冷媒分配器を用いたヒートポンプ装置 |
| JP2012111486A (ja) * | 2010-11-23 | 2012-06-14 | Visteon Global Technologies Inc | 冷媒蒸発器装置を備えた冷却装置、及び、並行した空気及びバッテリ接触冷却のための方法 |
| WO2014115332A1 (ja) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | 三菱電機株式会社 | 熱交換器及び冷凍サイクル装置 |
| CN104501472A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-04-08 | 北京空间飞行器总体设计部 | 适应热冲击的流量自匹配核热源异型蒸发器 |
| CN104566681A (zh) * | 2015-01-15 | 2015-04-29 | 华南理工大学 | 一种减少制冷剂充灌量的空调室外机及其方法 |
| WO2023012899A1 (ja) * | 2021-08-03 | 2023-02-09 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
-
1989
- 1989-04-24 JP JP10390689A patent/JPH02282670A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011085324A (ja) * | 2009-10-15 | 2011-04-28 | Mitsubishi Electric Corp | 冷媒分配器及びこの冷媒分配器を用いたヒートポンプ装置 |
| JP2012111486A (ja) * | 2010-11-23 | 2012-06-14 | Visteon Global Technologies Inc | 冷媒蒸発器装置を備えた冷却装置、及び、並行した空気及びバッテリ接触冷却のための方法 |
| US9897356B2 (en) | 2010-11-23 | 2018-02-20 | Hanon Systems | Refrigeration plant with refrigerant evaporator arrangement and process for parallel air and battery contact cooling |
| WO2014115332A1 (ja) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | 三菱電機株式会社 | 熱交換器及び冷凍サイクル装置 |
| JP6038186B2 (ja) * | 2013-01-28 | 2016-12-07 | 三菱電機株式会社 | 熱交換器及び冷凍サイクル装置 |
| CN104501472A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-04-08 | 北京空间飞行器总体设计部 | 适应热冲击的流量自匹配核热源异型蒸发器 |
| CN104566681A (zh) * | 2015-01-15 | 2015-04-29 | 华南理工大学 | 一种减少制冷剂充灌量的空调室外机及其方法 |
| CN104566681B (zh) * | 2015-01-15 | 2017-06-20 | 华南理工大学 | 一种减少制冷剂充灌量的空调室外机及其方法 |
| WO2023012899A1 (ja) * | 2021-08-03 | 2023-02-09 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
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