JPH03177761A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JPH03177761A JPH03177761A JP1316870A JP31687089A JPH03177761A JP H03177761 A JPH03177761 A JP H03177761A JP 1316870 A JP1316870 A JP 1316870A JP 31687089 A JP31687089 A JP 31687089A JP H03177761 A JPH03177761 A JP H03177761A
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- Japan
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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
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/40—Fluid line arrangements
- F25B41/42—Arrangements for diverging or converging flows, e.g. branch lines or junctions
- F25B41/45—Arrangements for diverging or converging flows, e.g. branch lines or junctions for flow control on the upstream side of the diverging point, e.g. with spiral structure for generating turbulence
-
- 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
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（上 冷凍サイクルを構成する空調機等において
、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ａ 従来の技術 従来より空調機の蒸発器の冷媒流路が複数となる場合に
冷媒の分流の均一性が重要視されていも以下、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も 第
３図は従来の熱交換器の概略図であも 複数の伝熱管１
内を流動する冷媒２！よ フィン３間を流動する空気と
熱交換して蒸発すも 冷媒２はＥ側より流入し分流器４
で伝熱管ｌに分流され 熱交換器内を流れＥ側に導かれ
る。
、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ａ 従来の技術 従来より空調機の蒸発器の冷媒流路が複数となる場合に
冷媒の分流の均一性が重要視されていも以下、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も 第
３図は従来の熱交換器の概略図であも 複数の伝熱管１
内を流動する冷媒２！よ フィン３間を流動する空気と
熱交換して蒸発すも 冷媒２はＥ側より流入し分流器４
で伝熱管ｌに分流され 熱交換器内を流れＥ側に導かれ
る。
従来の分流器の基本構成を第４図に示す。冷媒（友人口
管５から流入し 室６を経て分流され 出口管７．８よ
り流出すも また 従来では分流を行う伝熱管の本数が
多くなると分流器４を複数台使用していｔも 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分流器で分流するだけで
（よ 入口管５内および室６で偏流が生じやすく、熱交
換器に通じている各出口管７、８において冷媒の気液の
流量比を均一に分流することは困難であった 各伝熱管
１内を流動する液体冷媒Ｉｉ、フィン３管を流動する空
気と熱交換を行ち＼蒸発し気体冷媒となん 偏流により
液体割合が低い気液二相流が流動する伝熱管で（よ 冷
媒は伝熱管の途中で蒸発しきってしま」＼ その後は気
体冷媒の単相流が顕熱交換を行うだけであ瓜 従って、
伝熱管１内温度は上昇し 次第に流入空気の露点温度以
上になりフィン３表面に結露が生じにくくな翫 そのた
べ 新鮮な流入空気（よ 結露が生じ通風抵抗が大きい
フィン間よりｋ 結露が生じていないフィン間を流れよ
うとして風速分布を生じる。その給気 液体冷媒流量が
少ない伝熱管はどさかんに熱交換を行１．ｋ はげし
く蒸発すム このようにしていったん分流の不均一が生
じると、不均一さはますます増加する傾向となり、場合
によっては小数の伝熱管に液体冷媒がほとんど流れない
現象も生じていた この給気 冷媒が実際に蒸発を行う
有効伝熱面積が減少するという課題が生じてい九 また
分流を行う伝熱管の本数が多くなると、このような分
流器を複数台使用しなければなら吠 空調機器内にその
ためのスペースの確保が必要となり、小型化の妨げとな
ってい九 この課題を解決するために ヘッダー構造を
有する分流器を用いて対処している力ｔ 垂直に配置さ
れたヘッダー内における水頭差も影響して均一分流を実
現すること（よ さらに困難であり九 本発明（よ 上
記従来の課題に鑑へ 冷媒を均一に分流することを目的
とするものであも また本発明（よ分流を行う伝熱管が
多数になってＬ 均一分流が可能でさらに小型化を可能
とすることを目的とするものであも 課題を解決するための手段 上記課題を解決するた取 本発明（上 複数の流体流路
と複数流路の入口端を連結する分流器と、前記分流器内
に液体割合の高い気液二相流の旋回流れを生じさせる手
段を有改 旋回流れの中に複数流路の人口端を配置した
ものであも そして、本発明は 内部の側壁面にらせん
溝を設けた分流器本体の上流側に入口管を設置け、さら
に下流側に分流器内流路中央部および周辺部からそれぞ
れ複数本の出口管を設け両方の出口管を合流させたもの
である。まな 本発明は ヘッダー構造を有する分流器
内部の側壁面にらせん溝を投法 複数流路の分流器への
挿入深さを、上流側から下流側へと順次浅くしたもので
あも 作用 上記手段による作用（上 以下のとおりであん本発明（
上 分流器内で旋回流れを生じさせることで、気液の比
重量差による遠心力のため壁面近傍は必ず液体割合の高
い気液二相流の冷媒が流動する。従ってその中に 流路
の人口端を配設することで、各流路に確実に液体冷媒を
供給することができるので、蒸発器としての能力を最大
限に発揮することができ氏 ま？、 本発明は 分流
器内部の側壁面にらせん溝を設置け、下流側において流
路中央部および周辺部からそれぞれ複数本の出口管を投
法 両方の出口管を接続させること弘 各出口管におい
て冷媒の気液の流量比を均一にすることができも さら
に 本発明（よ ヘッダー構造を有する分流器内部の側
壁面にらせん溝を設置す、複数流路の分流器への挿入深
さを上流側から下流側へと順次浅くすることによって分
流を行う伝熱管が多数になってＬ 均一分流が可能でさ
らに小型化が可能となも 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
すも 第１図は本発明の熱交換器に使われる分流器の説
明図であ也 図において、１０は分流器１１本体への入
口管であん 室１２の下流側に（上流路の中央部および
周辺部よりそれぞれ複数の出口管１＆ １４が設けら
れており、さらに下流側で両方は接続されていも 接続
された出口管１５は熱交換器（図示せず）の伝熱管に配
管接続されていもま瓢 室１２の内部側壁面にはらせん
溝１６が設けられていも 上記構成において、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１
７は入口管１０から分流器１１へ流入すも その服 室
１２の側壁面のらせん溝１６にそって旋回流れが生じも
冷媒の気液の比重量は数１０〜１００倍はど異なん 従
って比重量の大きい液体冷媒はど遠心力により壁面近傍
を流動し 気体冷媒は流路の中央部を流動すも そのた
めに 流路の中央部に設けられている出口管１３には気
体冷媒が流入し 周辺部に設けられている出口管１４に
は液体冷媒が流入する。出口管１３と１４は接続されて
いるので、気体および液体冷媒は混合されて出口管１５
に流入する。その結電 各出口管１５において気液の流
量比が比較的均一になるので、熱交換器に流入した服
伝熱管間の冷媒流量の不均一による有効伝熱面積の減少
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も 次に 第２図により、本発明の
第２の実施例について説明する。第２図は 本発明の熱
交換器の断面図である。図において、伝熱管１、フィン
３（友 従来の熱交換器と同一構成であり、同一番号を
用いていも ヘッダー１８は伝熱管１の入口端と連結し
ており、また内部の側壁面にはらせん溝１９が設けられ
ていも また伝熱管１のヘッダー１８への挿入深さを上
流側の１人から下流側のＩＢへと順次浅くしていも 上
記構成において、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２０はヘッダー１８へ流入すも
その隘 ヘッダー１８内の壁面のらせん溝１９にそっ
て旋回流れが生じも 冷媒の気液の比重量は数１０〜１
００倍はど異なる。従って比重量の大きい液体冷媒の方
が遠心力によりヘッダー１８の壁面近傍をらせん溝１９
に沿って流動し 上昇する。気体冷媒はヘッダー１８内
流路の中央部を流動し上昇する。液体冷媒は旋回流れを
しなか板 伝熱管１の入口端より流入すも そのために
上昇しながら液体の膜厚さはだんだんと薄くなも こ
こで伝熱管ＩＡからＩＢへとヘッダー１８への挿入深さ
を上流側から下流側へと順次浅くしているので伝熱管１
の入口端は液膜から突出することがなく、すべての伝熱
管に液体冷媒を供給することができる。
管５から流入し 室６を経て分流され 出口管７．８よ
り流出すも また 従来では分流を行う伝熱管の本数が
多くなると分流器４を複数台使用していｔも 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分流器で分流するだけで
（よ 入口管５内および室６で偏流が生じやすく、熱交
換器に通じている各出口管７、８において冷媒の気液の
流量比を均一に分流することは困難であった 各伝熱管
１内を流動する液体冷媒Ｉｉ、フィン３管を流動する空
気と熱交換を行ち＼蒸発し気体冷媒となん 偏流により
液体割合が低い気液二相流が流動する伝熱管で（よ 冷
媒は伝熱管の途中で蒸発しきってしま」＼ その後は気
体冷媒の単相流が顕熱交換を行うだけであ瓜 従って、
伝熱管１内温度は上昇し 次第に流入空気の露点温度以
上になりフィン３表面に結露が生じにくくな翫 そのた
べ 新鮮な流入空気（よ 結露が生じ通風抵抗が大きい
フィン間よりｋ 結露が生じていないフィン間を流れよ
うとして風速分布を生じる。その給気 液体冷媒流量が
少ない伝熱管はどさかんに熱交換を行１．ｋ はげし
く蒸発すム このようにしていったん分流の不均一が生
じると、不均一さはますます増加する傾向となり、場合
によっては小数の伝熱管に液体冷媒がほとんど流れない
現象も生じていた この給気 冷媒が実際に蒸発を行う
有効伝熱面積が減少するという課題が生じてい九 また
分流を行う伝熱管の本数が多くなると、このような分
流器を複数台使用しなければなら吠 空調機器内にその
ためのスペースの確保が必要となり、小型化の妨げとな
ってい九 この課題を解決するために ヘッダー構造を
有する分流器を用いて対処している力ｔ 垂直に配置さ
れたヘッダー内における水頭差も影響して均一分流を実
現すること（よ さらに困難であり九 本発明（よ 上
記従来の課題に鑑へ 冷媒を均一に分流することを目的
とするものであも また本発明（よ分流を行う伝熱管が
多数になってＬ 均一分流が可能でさらに小型化を可能
とすることを目的とするものであも 課題を解決するための手段 上記課題を解決するた取 本発明（上 複数の流体流路
と複数流路の入口端を連結する分流器と、前記分流器内
に液体割合の高い気液二相流の旋回流れを生じさせる手
段を有改 旋回流れの中に複数流路の人口端を配置した
ものであも そして、本発明は 内部の側壁面にらせん
溝を設けた分流器本体の上流側に入口管を設置け、さら
に下流側に分流器内流路中央部および周辺部からそれぞ
れ複数本の出口管を設け両方の出口管を合流させたもの
である。まな 本発明は ヘッダー構造を有する分流器
内部の側壁面にらせん溝を投法 複数流路の分流器への
挿入深さを、上流側から下流側へと順次浅くしたもので
あも 作用 上記手段による作用（上 以下のとおりであん本発明（
上 分流器内で旋回流れを生じさせることで、気液の比
重量差による遠心力のため壁面近傍は必ず液体割合の高
い気液二相流の冷媒が流動する。従ってその中に 流路
の人口端を配設することで、各流路に確実に液体冷媒を
供給することができるので、蒸発器としての能力を最大
限に発揮することができ氏 ま？、 本発明は 分流
器内部の側壁面にらせん溝を設置け、下流側において流
路中央部および周辺部からそれぞれ複数本の出口管を投
法 両方の出口管を接続させること弘 各出口管におい
て冷媒の気液の流量比を均一にすることができも さら
に 本発明（よ ヘッダー構造を有する分流器内部の側
壁面にらせん溝を設置す、複数流路の分流器への挿入深
さを上流側から下流側へと順次浅くすることによって分
流を行う伝熱管が多数になってＬ 均一分流が可能でさ
らに小型化が可能となも 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
すも 第１図は本発明の熱交換器に使われる分流器の説
明図であ也 図において、１０は分流器１１本体への入
口管であん 室１２の下流側に（上流路の中央部および
周辺部よりそれぞれ複数の出口管１＆ １４が設けら
れており、さらに下流側で両方は接続されていも 接続
された出口管１５は熱交換器（図示せず）の伝熱管に配
管接続されていもま瓢 室１２の内部側壁面にはらせん
溝１６が設けられていも 上記構成において、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１
７は入口管１０から分流器１１へ流入すも その服 室
１２の側壁面のらせん溝１６にそって旋回流れが生じも
冷媒の気液の比重量は数１０〜１００倍はど異なん 従
って比重量の大きい液体冷媒はど遠心力により壁面近傍
を流動し 気体冷媒は流路の中央部を流動すも そのた
めに 流路の中央部に設けられている出口管１３には気
体冷媒が流入し 周辺部に設けられている出口管１４に
は液体冷媒が流入する。出口管１３と１４は接続されて
いるので、気体および液体冷媒は混合されて出口管１５
に流入する。その結電 各出口管１５において気液の流
量比が比較的均一になるので、熱交換器に流入した服
伝熱管間の冷媒流量の不均一による有効伝熱面積の減少
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も 次に 第２図により、本発明の
第２の実施例について説明する。第２図は 本発明の熱
交換器の断面図である。図において、伝熱管１、フィン
３（友 従来の熱交換器と同一構成であり、同一番号を
用いていも ヘッダー１８は伝熱管１の入口端と連結し
ており、また内部の側壁面にはらせん溝１９が設けられ
ていも また伝熱管１のヘッダー１８への挿入深さを上
流側の１人から下流側のＩＢへと順次浅くしていも 上
記構成において、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２０はヘッダー１８へ流入すも
その隘 ヘッダー１８内の壁面のらせん溝１９にそっ
て旋回流れが生じも 冷媒の気液の比重量は数１０〜１
００倍はど異なる。従って比重量の大きい液体冷媒の方
が遠心力によりヘッダー１８の壁面近傍をらせん溝１９
に沿って流動し 上昇する。気体冷媒はヘッダー１８内
流路の中央部を流動し上昇する。液体冷媒は旋回流れを
しなか板 伝熱管１の入口端より流入すも そのために
上昇しながら液体の膜厚さはだんだんと薄くなも こ
こで伝熱管ＩＡからＩＢへとヘッダー１８への挿入深さ
を上流側から下流側へと順次浅くしているので伝熱管１
の入口端は液膜から突出することがなく、すべての伝熱
管に液体冷媒を供給することができる。
従って、伝熱管間の冷媒流量の不均一による有効伝熱面
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も発明の効果 上記実施例より明らかなように本発明（表 複数流路の
入口端を連結する分流器内に液体割合の高い気液二相流
の旋回流れを生じさせる手段を有し旋回流れの中に複数
流路の入口端を配置しているので、各伝熱管に安定して
液体割合の高い気液二相流を供給することができる。ま
た 分流器内部の側壁面にらせん溝を設けて、下流側に
おいて分流器内流路中央部および周辺部からそれぞれ複
数本の出口管を設け両方の出口管を接続させているの玄
各伝熱管において冷媒の気液の流量比を均一にするこ
とができる。さらに ヘッダー構造とした分流器内部の
側壁面にらせん溝を設置け、複数流路の分流器への挿入
深さを上流側から下流側へと順次浅くしたので、分流を
行う伝熱管が多数になってｋ 均一分流が可能でさらに
小型化が可能となるものである。
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も発明の効果 上記実施例より明らかなように本発明（表 複数流路の
入口端を連結する分流器内に液体割合の高い気液二相流
の旋回流れを生じさせる手段を有し旋回流れの中に複数
流路の入口端を配置しているので、各伝熱管に安定して
液体割合の高い気液二相流を供給することができる。ま
た 分流器内部の側壁面にらせん溝を設けて、下流側に
おいて分流器内流路中央部および周辺部からそれぞれ複
数本の出口管を設け両方の出口管を接続させているの玄
各伝熱管において冷媒の気液の流量比を均一にするこ
とができる。さらに ヘッダー構造とした分流器内部の
側壁面にらせん溝を設置け、複数流路の分流器への挿入
深さを上流側から下流側へと順次浅くしたので、分流を
行う伝熱管が多数になってｋ 均一分流が可能でさらに
小型化が可能となるものである。
第１図（ａ）、 （ｂ）は本発明の一実施例における熱
交換器に使われる分流器の平面断面図および正面断面は
第２図（友 本発明の熱交換器の他の実施例の要部断
面は 第３図（上 従来の熱交換器の要部斜視は 第４
図（ａ）、 （ｂ）は同分流器の正面断面図および平面
図であも １、ＩＡ、ＩＢ・・・・伝熱管、 ３・・・・フィン、
４．１■・・・・分流機５．１０・・・・入口管、
６，１２・・・・皇 １３、１４．１５・・・・出口管
、 １６．１９・・・・らせん；Ｋ １８・・・・ヘ
ッダー。
交換器に使われる分流器の平面断面図および正面断面は
第２図（友 本発明の熱交換器の他の実施例の要部断
面は 第３図（上 従来の熱交換器の要部斜視は 第４
図（ａ）、 （ｂ）は同分流器の正面断面図および平面
図であも １、ＩＡ、ＩＢ・・・・伝熱管、 ３・・・・フィン、
４．１■・・・・分流機５．１０・・・・入口管、
６，１２・・・・皇 １３、１４．１５・・・・出口管
、 １６．１９・・・・らせん；Ｋ １８・・・・ヘ
ッダー。
Claims (3)
- （１）複数の流体流路と前記流路の入口端を連結する分
流器と、前記分流器内に液体割合の高い気液二相流の旋
回流れを生じさせる手段を有し、旋回流れの中に複数流
路の入口端を配置した熱交換器。 - （２）内部の側壁面にらせん溝を設けた分流器本体の上
流側に入口管を設置け、さらに下流側に分流器内流路中
央部および周辺部からそれぞれ複数本の出口管を設け両
方の出口管を接続させた請求項１記載の熱交換器。 - （３）ヘッダー構造を有する分流器内部の側壁面にらせ
ん溝を設置け、複数流路の分流器への挿入深さを、上流
側から下流側へと順次浅くした請求項１記載の熱交換器
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1316870A JPH03177761A (ja) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1316870A JPH03177761A (ja) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03177761A true JPH03177761A (ja) | 1991-08-01 |
Family
ID=18081831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1316870A Pending JPH03177761A (ja) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03177761A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05223490A (ja) * | 1992-02-13 | 1993-08-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱交換器 |
| JP2007003080A (ja) * | 2005-06-23 | 2007-01-11 | Calsonic Kansei Corp | 蒸発器 |
| JP2009150574A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Mitsubishi Electric Corp | 分配器、およびそれを搭載した熱交換器並びに空気調和機 |
| JP2012021682A (ja) * | 2010-07-13 | 2012-02-02 | Mitsubishi Electric Corp | 熱交換器及びこの熱交換器を搭載したヒートポンプシステム |
| CN104567118A (zh) * | 2015-01-14 | 2015-04-29 | 合肥天鹅制冷科技有限公司 | 柔性调节功能的蒸发器系统 |
| WO2016203581A1 (ja) * | 2015-06-17 | 2016-12-22 | 三菱電機株式会社 | 冷媒回路及び空気調和機 |
| WO2018173256A1 (ja) * | 2017-03-24 | 2018-09-27 | 三菱電機株式会社 | 空気調和装置 |
| JP6466047B1 (ja) * | 2018-08-22 | 2019-02-06 | 三菱電機株式会社 | 熱交換器及び空気調和装置 |
| CN110030859A (zh) * | 2019-05-09 | 2019-07-19 | 南京工业大学 | 用于乏燃料池的非能动旗型热管交换器及乏燃料池装置 |
| CN112944755A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-06-11 | 哈尔滨商业大学 | 一种用于空调的制冷剂调节装置 |
-
1989
- 1989-12-06 JP JP1316870A patent/JPH03177761A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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