JPH0253704B2 - - Google Patents
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- JPH0253704B2 JPH0253704B2 JP10445983A JP10445983A JPH0253704B2 JP H0253704 B2 JPH0253704 B2 JP H0253704B2 JP 10445983 A JP10445983 A JP 10445983A JP 10445983 A JP10445983 A JP 10445983A JP H0253704 B2 JPH0253704 B2 JP H0253704B2
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- Japan
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- refrigerant liquid
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- heat exchanger
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 50
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Classifications
-
- 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
- F28D7/10—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 arranged one within the other, e.g. concentrically
- F28D7/103—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 arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of more than two coaxial conduits or modules of more than two coaxial conduits
-
- 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
- F28D7/10—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 arranged one within the other, e.g. concentrically
- F28D7/14—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 arranged one within the other, e.g. concentrically both tubes being bent
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は低温を得るための多段圧縮又は多効圧
縮方式での凝縮器で液化した冷媒を、同一凝縮器
の一部の冷媒の蒸発潜熱を用いて更に過冷却し、
熱効率を高める冷媒液過冷却器において、過冷却
器自体を三重管構造とし、該過冷却器内の被冷却
冷媒液の通過速度を増大させ、該被冷却冷媒液の
圧力降下の少ない冷凍装置の冷媒液過冷却器に係
るものである。
縮方式での凝縮器で液化した冷媒を、同一凝縮器
の一部の冷媒の蒸発潜熱を用いて更に過冷却し、
熱効率を高める冷媒液過冷却器において、過冷却
器自体を三重管構造とし、該過冷却器内の被冷却
冷媒液の通過速度を増大させ、該被冷却冷媒液の
圧力降下の少ない冷凍装置の冷媒液過冷却器に係
るものである。
通常、多段圧縮又は多効圧縮方式では、凝縮器
で凝縮した冷媒液を被冷却冷媒液とし、該過冷却
器を通過させ、凝縮器で凝縮した冷媒の一部を膨
張弁を介して膨張減圧して減圧冷媒とし、その蒸
発潜熱を用いて該被冷却冷媒液の過冷却を行な
い、被冷却冷媒液のエンタルピーを減少させ、初
段（効）蒸発器の冷媒側の冷凍効果を大とし、冷
凍能力の増大を図つている。しかし一般の冷凍装
置では、初段（効）蒸発温度を降下させた場合、
最終段（効）からの冷媒循環量即ち凝縮器で液化
し、過冷却を行なう被冷却冷媒液量は減少し、過
冷却器の熱伝達率は著しく減少する。（例えば、
この二段圧縮方式において、凝縮温度を一定と
し、二比圧縮機の低段蒸発温度を−30℃から−60
℃に降下させると被冷却冷媒液量は約1/5に減少
する。）一方、冷媒液過冷却器における減圧冷媒
の蒸発温度も降下し、過冷却を行なう被冷却冷媒
液の出口温度は中間段圧力の飽和温度に近い温度
となり、被冷却冷媒液の出入口温度と減圧冷媒の
平均温度差は若干増加傾向となるが、前記過冷起
器の熱伝達率の減少と相殺され、良好な伝熱効果
を上げることができない。特に、低段蒸発温度が
巾広く変化する冷凍装置においては、過冷却器の
被冷却冷媒液通過速度が変動し、低段蒸発温度が
比較的高い状態で該通過速度を設定すると、低段
蒸発温度が著しく降下した場合、該通過速度は極
度に低速となり、良好な伝熱効果が得られないた
め、被冷却冷媒液の通過長さ、伝熱面積の増大化
が考えられるが、該増大部分で減圧冷媒及び被冷
却冷媒液の圧力降下が発生し、冷凍サイクルに支
障を来たし冷凍効率を著しく低下させる原因とも
なる。また被冷却冷媒液が密度の比較的大きい、
又蒸発潜熱の小さいフロン系冷媒である場合、該
冷媒液の通過する過冷却器の伝熱部は、該冷媒液
量の多い大型冷凍装置においても、良好な伝熱効
果を得るためには、かなり狭い断面積が要求さ
れ、この部分で大きな圧力降下が発生する。この
ため、伝熱効果を良好に上げるためには、被冷却
冷媒液の伝熱部における通過速度を適宜上昇させ
ることが、最も重要な要素とされた次第である。
で凝縮した冷媒液を被冷却冷媒液とし、該過冷却
器を通過させ、凝縮器で凝縮した冷媒の一部を膨
張弁を介して膨張減圧して減圧冷媒とし、その蒸
発潜熱を用いて該被冷却冷媒液の過冷却を行な
い、被冷却冷媒液のエンタルピーを減少させ、初
段（効）蒸発器の冷媒側の冷凍効果を大とし、冷
凍能力の増大を図つている。しかし一般の冷凍装
置では、初段（効）蒸発温度を降下させた場合、
最終段（効）からの冷媒循環量即ち凝縮器で液化
し、過冷却を行なう被冷却冷媒液量は減少し、過
冷却器の熱伝達率は著しく減少する。（例えば、
この二段圧縮方式において、凝縮温度を一定と
し、二比圧縮機の低段蒸発温度を−30℃から−60
℃に降下させると被冷却冷媒液量は約1/5に減少
する。）一方、冷媒液過冷却器における減圧冷媒
の蒸発温度も降下し、過冷却を行なう被冷却冷媒
液の出口温度は中間段圧力の飽和温度に近い温度
となり、被冷却冷媒液の出入口温度と減圧冷媒の
平均温度差は若干増加傾向となるが、前記過冷起
器の熱伝達率の減少と相殺され、良好な伝熱効果
を上げることができない。特に、低段蒸発温度が
巾広く変化する冷凍装置においては、過冷却器の
被冷却冷媒液通過速度が変動し、低段蒸発温度が
比較的高い状態で該通過速度を設定すると、低段
蒸発温度が著しく降下した場合、該通過速度は極
度に低速となり、良好な伝熱効果が得られないた
め、被冷却冷媒液の通過長さ、伝熱面積の増大化
が考えられるが、該増大部分で減圧冷媒及び被冷
却冷媒液の圧力降下が発生し、冷凍サイクルに支
障を来たし冷凍効率を著しく低下させる原因とも
なる。また被冷却冷媒液が密度の比較的大きい、
又蒸発潜熱の小さいフロン系冷媒である場合、該
冷媒液の通過する過冷却器の伝熱部は、該冷媒液
量の多い大型冷凍装置においても、良好な伝熱効
果を得るためには、かなり狭い断面積が要求さ
れ、この部分で大きな圧力降下が発生する。この
ため、伝熱効果を良好に上げるためには、被冷却
冷媒液の伝熱部における通過速度を適宜上昇させ
ることが、最も重要な要素とされた次第である。
従来、この種過冷却器には、二重管式及びシエ
ル＆チユーブ式等があるが、二重管式冷媒液過冷
却器では、伝熱部が裸管又はコルゲート管であつ
ても、冷媒液の通過長さ当りの伝熱面積は該部の
形状及び構造上からも制限され、冷媒液の通過長
さを長くとつて伝熱面積を広くしているが、被冷
却冷媒液側の圧力降下を増大させる傾向となり、
一方冷媒液通過長さ当りの伝熱面積を広くとるこ
とのできるシエル＆チユーブ式冷媒液過冷却器で
は、被冷却冷媒液を胴側に通過させた場合、胴内
径を極度に細くし、バツフルプレート間隙を緒小
しても、適切な通過速度が得られない欠点があ
り、両者共に伝熱効率が低く、伝熱面積の広い冷
媒液過冷却器となり、装置自体が大型化し不経済
である等の大なる欠点を有するものである。
ル＆チユーブ式等があるが、二重管式冷媒液過冷
却器では、伝熱部が裸管又はコルゲート管であつ
ても、冷媒液の通過長さ当りの伝熱面積は該部の
形状及び構造上からも制限され、冷媒液の通過長
さを長くとつて伝熱面積を広くしているが、被冷
却冷媒液側の圧力降下を増大させる傾向となり、
一方冷媒液通過長さ当りの伝熱面積を広くとるこ
とのできるシエル＆チユーブ式冷媒液過冷却器で
は、被冷却冷媒液を胴側に通過させた場合、胴内
径を極度に細くし、バツフルプレート間隙を緒小
しても、適切な通過速度が得られない欠点があ
り、両者共に伝熱効率が低く、伝熱面積の広い冷
媒液過冷却器となり、装置自体が大型化し不経済
である等の大なる欠点を有するものである。
然る本発明においては、過冷却器を三重管構造
とし、中心部及び中間部の伝熱管又は最外部の胴
内に、凝縮器からの一部の冷媒を減圧した減圧冷
媒及び被冷却冷媒液を適宜通過させ、該中間部の
伝熱管の内外の両面を伝熱面として有効に利用す
るから、被冷却冷媒液の圧力降下を増加させるこ
となく、減圧冷媒と被冷却冷媒液との伝熱面積を
大巾に増大させ得るから、大巾に伝熱管の長さを
短縮することができ、伝熱管等を通過する被冷却
冷媒液の通過速度を速くしても、被冷却冷媒液の
圧力降下を限度内にとどめることができるので、
熱効率の上昇となり、経済的となるものである。
とし、中心部及び中間部の伝熱管又は最外部の胴
内に、凝縮器からの一部の冷媒を減圧した減圧冷
媒及び被冷却冷媒液を適宜通過させ、該中間部の
伝熱管の内外の両面を伝熱面として有効に利用す
るから、被冷却冷媒液の圧力降下を増加させるこ
となく、減圧冷媒と被冷却冷媒液との伝熱面積を
大巾に増大させ得るから、大巾に伝熱管の長さを
短縮することができ、伝熱管等を通過する被冷却
冷媒液の通過速度を速くしても、被冷却冷媒液の
圧力降下を限度内にとどめることができるので、
熱効率の上昇となり、経済的となるものである。
今、ここに本発明の実施例を示す添付図面につ
いて詳説する。
いて詳説する。
実施例 １
本実施例のものは、第１図のＡ及びＢに示す如
きもので、直線型二連形状の三重管式冷媒液過冷
却器に係るものである。１は伝熱管で、裸管、コ
ルゲート管又はスパイラル管に類するものより成
り、Ｕ字状に成形し、三重管構造の中心管を構成
する。２，２は同様の伝熱管で、伝熱管１の直線
部外周を囲むように設備し、伝熱管２，２の伝熱
管１鸞曲部側端部で、該伝熱管２，２相互を連結
管２ａで連結し、伝熱管２，２の夫々両端部を蓋
４，４で伝熱管１に固着して閉塞し、三重管構造
の中間管を構成する。３，３は胴で、夫々伝熱管
２，２の外周を囲むよう設備し、胴３，３の夫々
両端部を蓋５，５で伝熱管２，２に固着し、伝熱
管１鸞曲部の反対側端部で連結管３ａにより連結
したもので、冷媒液過冷却器の外殻を構成し、伝
熱管２，２の外周と胴３，３の内周とで三重管構
造の最外管を構成する。６は冷媒入口で、前記伝
熱管１の一端に設けたもので、７は冷媒出口で、
一方の胴３の連結管３ａ他端に設けたものであ
る。８は連結管で、該入口６から出口７への冷媒
の流れが、伝熱管１と前記最外管とで並流となる
よう、伝熱管１の他端と他方の胴３の連結管３ａ
他端とを連結するものである。９は冷媒入口で、
１０は冷媒出口であり、夫々伝熱管２，２の連結
管２ａ他端部に設けたもので、該入口９から出口
１０への冷媒の流れが前記入口６から出口７への
流れと向流になるようにしたものである。なお、
第１図Ａは６，７を夫々減圧冷媒ａの入口及び出
口に、９，１０を被冷却冷媒液ｂの夫々入口及び
出口として利用したもので、同図Ｂは６，７を
夫々被冷却冷媒液ｂの入口及び出口に９，１０を
減圧冷媒ａの夫々入口及び出口として利用したも
のである。
きもので、直線型二連形状の三重管式冷媒液過冷
却器に係るものである。１は伝熱管で、裸管、コ
ルゲート管又はスパイラル管に類するものより成
り、Ｕ字状に成形し、三重管構造の中心管を構成
する。２，２は同様の伝熱管で、伝熱管１の直線
部外周を囲むように設備し、伝熱管２，２の伝熱
管１鸞曲部側端部で、該伝熱管２，２相互を連結
管２ａで連結し、伝熱管２，２の夫々両端部を蓋
４，４で伝熱管１に固着して閉塞し、三重管構造
の中間管を構成する。３，３は胴で、夫々伝熱管
２，２の外周を囲むよう設備し、胴３，３の夫々
両端部を蓋５，５で伝熱管２，２に固着し、伝熱
管１鸞曲部の反対側端部で連結管３ａにより連結
したもので、冷媒液過冷却器の外殻を構成し、伝
熱管２，２の外周と胴３，３の内周とで三重管構
造の最外管を構成する。６は冷媒入口で、前記伝
熱管１の一端に設けたもので、７は冷媒出口で、
一方の胴３の連結管３ａ他端に設けたものであ
る。８は連結管で、該入口６から出口７への冷媒
の流れが、伝熱管１と前記最外管とで並流となる
よう、伝熱管１の他端と他方の胴３の連結管３ａ
他端とを連結するものである。９は冷媒入口で、
１０は冷媒出口であり、夫々伝熱管２，２の連結
管２ａ他端部に設けたもので、該入口９から出口
１０への冷媒の流れが前記入口６から出口７への
流れと向流になるようにしたものである。なお、
第１図Ａは６，７を夫々減圧冷媒ａの入口及び出
口に、９，１０を被冷却冷媒液ｂの夫々入口及び
出口として利用したもので、同図Ｂは６，７を
夫々被冷却冷媒液ｂの入口及び出口に９，１０を
減圧冷媒ａの夫々入口及び出口として利用したも
のである。
以上の如く中心管の伝熱管１と中間管の伝熱管
２及び最外管の胴３を三重管構造としたゝめ、伝
熱管１における内面熱伝達率と伝熱管２の外面熱
伝達率を同等にすることが可能であるため、中間
管の伝熱管２内を流れる減圧冷媒ａ又は被冷却冷
媒液ｂは中心管の伝熱管１及び最外管の胴３内を
流れる被冷却冷媒液ｂ又は減圧冷媒ａと熱交換す
ることゝなり、伝熱面積が大巾に増大するから、
伝熱管１，２自体の長さを大巾に短縮することが
でき、流速を速くしても圧力降下を許容最大値以
内に押えることが可能となり、伝熱管１，２及び
胴３を通過する被冷却冷媒液の通過速度を速く
し、且つ該冷媒液の圧力降下を少なくすることが
できるので、過冷却器の熱伝達率は向上して熱効
率が上昇するものである。また、本実施例におい
ては、直線型冷媒液過冷却器を多連式中の二連式
にしたゝめ、該冷却器の巾は増大するが、長さが
短くなり、装置自体の形状を小さくし、コンパク
ト化することが容易で、据え付け上有利となる。
２及び最外管の胴３を三重管構造としたゝめ、伝
熱管１における内面熱伝達率と伝熱管２の外面熱
伝達率を同等にすることが可能であるため、中間
管の伝熱管２内を流れる減圧冷媒ａ又は被冷却冷
媒液ｂは中心管の伝熱管１及び最外管の胴３内を
流れる被冷却冷媒液ｂ又は減圧冷媒ａと熱交換す
ることゝなり、伝熱面積が大巾に増大するから、
伝熱管１，２自体の長さを大巾に短縮することが
でき、流速を速くしても圧力降下を許容最大値以
内に押えることが可能となり、伝熱管１，２及び
胴３を通過する被冷却冷媒液の通過速度を速く
し、且つ該冷媒液の圧力降下を少なくすることが
できるので、過冷却器の熱伝達率は向上して熱効
率が上昇するものである。また、本実施例におい
ては、直線型冷媒液過冷却器を多連式中の二連式
にしたゝめ、該冷却器の巾は増大するが、長さが
短くなり、装置自体の形状を小さくし、コンパク
ト化することが容易で、据え付け上有利となる。
実施例 ２
本実施例のものは第２図に示す如きもので、渦
巻形状の三重管式冷媒液過冷却器に係るもので、
本実施例における伝熱管１、伝熱管２及び胴３は
実施例１における伝熱管１、伝熱管２及び胴３を
夫々連結管２ａ，３ａを用いて二連形状とせず、
長いまゝの伝熱管２及び胴３の夫々両端を実施例
１と同様に蓋４，４、５，５で閉塞し、伝熱管１
の一端と、該一端に近接する胴３の一端とを連結
管１１で連結し、長いまゝの三重管として構成
し、渦巻状に成形したものである。１２は伝熱管
１の他端に設けた減圧冷媒ａの入口で、１３は胴
３の他端に設けた減圧冷媒ａの出口である。１４
は伝熱管２の一端に設けた被冷却冷媒液ｂの入口
で、１５は伝熱管２の他端に設けた被冷却冷媒液
ｂの出口である。
巻形状の三重管式冷媒液過冷却器に係るもので、
本実施例における伝熱管１、伝熱管２及び胴３は
実施例１における伝熱管１、伝熱管２及び胴３を
夫々連結管２ａ，３ａを用いて二連形状とせず、
長いまゝの伝熱管２及び胴３の夫々両端を実施例
１と同様に蓋４，４、５，５で閉塞し、伝熱管１
の一端と、該一端に近接する胴３の一端とを連結
管１１で連結し、長いまゝの三重管として構成
し、渦巻状に成形したものである。１２は伝熱管
１の他端に設けた減圧冷媒ａの入口で、１３は胴
３の他端に設けた減圧冷媒ａの出口である。１４
は伝熱管２の一端に設けた被冷却冷媒液ｂの入口
で、１５は伝熱管２の他端に設けた被冷却冷媒液
ｂの出口である。
本実施例の場合は伝熱管１と伝熱管２内の冷媒
の流れは向流となり、伝熱管２と最外管との流れ
は並流となるものである。また、実施例１と同様
に減圧冷媒ａと被冷却冷媒液ｂの出入口を相互交
換することも可能である。
の流れは向流となり、伝熱管２と最外管との流れ
は並流となるものである。また、実施例１と同様
に減圧冷媒ａと被冷却冷媒液ｂの出入口を相互交
換することも可能である。
実施例 ３
本実施例のものは第３図に示す如きもので、コ
イル形状の三重管式冷媒液過冷却器に係るもの
で、本実施例における伝熱管１、伝熱管２及び胴
３は実施例２と同様に長いまゝの三重管として構
成し、コイル状に成形したものである。減圧冷媒
ａの入口１２、同出口１３及び被冷却冷媒液ｂの
入口１４、同出口１５は実施例２と同様に設ける
ことができるものである。
イル形状の三重管式冷媒液過冷却器に係るもの
で、本実施例における伝熱管１、伝熱管２及び胴
３は実施例２と同様に長いまゝの三重管として構
成し、コイル状に成形したものである。減圧冷媒
ａの入口１２、同出口１３及び被冷却冷媒液ｂの
入口１４、同出口１５は実施例２と同様に設ける
ことができるものである。
添付図面は本発明の実施例を示すもので、第１
図は直線型多連式中の二連形状の冷媒液過冷却器
の概略断面図で、Ａは中間部の伝熱管を被冷却冷
媒液の通路としたもの、Ｂは同減圧冷媒の通路と
したもの、第２図は渦巻形状のものゝ概略要部断
面図、第３図はコイル形状のものゝ一部断面とし
た側面図である。 １，２……伝熱管、２ａ……連結管、３……
胴、３ａ……連結管、４，５……蓋、６……冷媒
入口、７……冷媒出口、８……連結管、９……冷
媒入口、１０……冷媒出口、１１……連結管、１
２……減圧冷媒入口、１３……減圧冷媒出口、１
４……被冷却冷媒液入口、１５……被冷却冷媒液
出口、ａ……減圧冷媒、ｂ……被冷却冷媒液。
図は直線型多連式中の二連形状の冷媒液過冷却器
の概略断面図で、Ａは中間部の伝熱管を被冷却冷
媒液の通路としたもの、Ｂは同減圧冷媒の通路と
したもの、第２図は渦巻形状のものゝ概略要部断
面図、第３図はコイル形状のものゝ一部断面とし
た側面図である。 １，２……伝熱管、２ａ……連結管、３……
胴、３ａ……連結管、４，５……蓋、６……冷媒
入口、７……冷媒出口、８……連結管、９……冷
媒入口、１０……冷媒出口、１１……連結管、１
２……減圧冷媒入口、１３……減圧冷媒出口、１
４……被冷却冷媒液入口、１５……被冷却冷媒液
出口、ａ……減圧冷媒、ｂ……被冷却冷媒液。
Claims (1)
- １ 裸管、コルゲート管又はスパイラル管等に類
する管類からなる伝熱部を設け、該伝熱部を中心
管、中間管並びに最外管の三重管を以つて構成
し、該三重管の内、中心管の一端と最外管の一端
とに一方に出口を、又他方に入口を設けると共
に、中心管の他端と最外管の他端とを相互連通さ
せ、前記中間管の一端に入口を又他端に出口を設
け、該三重管の中心管と中間管とが相互向流に、
又中間管と最外管とが相互並流又は向流となる様
に、夫々凝縮器から冷媒液を流すと共に、膨張弁
を介して減圧した冷媒を流すようにしたことを特
徴とする冷凍装置の冷媒液過冷却器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10445983A JPS59231368A (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | 冷凍装置の冷媒液過冷却器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10445983A JPS59231368A (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | 冷凍装置の冷媒液過冷却器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59231368A JPS59231368A (ja) | 1984-12-26 |
| JPH0253704B2 true JPH0253704B2 (ja) | 1990-11-19 |
Family
ID=14381179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10445983A Granted JPS59231368A (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | 冷凍装置の冷媒液過冷却器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59231368A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110082922A (ko) * | 2010-01-12 | 2011-07-20 | 엘지전자 주식회사 | 열교환기 |
-
1983
- 1983-06-10 JP JP10445983A patent/JPS59231368A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59231368A (ja) | 1984-12-26 |
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