JPH0610763U - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、冷凍サイクル装置の設計の簡易
化、製造組立て作業の簡易化及び信頼性の向上及び再生
化可能な冷凍サイクル装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 本考案の冷凍サイクル装置２０は、凝縮器３
と、減圧器３６と、蒸発器５とを一体化させて熱交換器
２１を形成したものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、一般冷凍装置や、除湿器、ルームエアコン、パッケージエアコン等 の空調装置に用いられる冷凍サイクル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の冷凍サイクル装置１を図２に沿って説明する。

【０００３】 従来の冷凍サイクル装置１は、冷媒を圧縮するための圧縮機２と、該圧縮機２ で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器３と、該凝縮器３で凝縮された冷媒を減圧 させる減圧器４と、該減圧器４で減圧された冷媒を蒸発させることによって冷媒 作用を行う蒸発器５と、から構成されている。

【０００４】 又、凝縮器３と蒸発器５とは中央に設けられた仕切り板を境にして分けられ、 上部側に凝縮器３を設け、下部側に蒸発器５を設けて、熱交換器６を一体化形成 している。

【０００５】 該凝縮器３と該蒸発器５とで一体化された熱交換器６は、冷媒流通するための 伝熱管７と、該伝熱管に熱伝熱的に装着されたプレートフィン８とから構成され ており、該プレートフィン８はアルミ製薄板で構成され、多数のプレートフィン ８が所定間隔で並設されている。

【０００６】 又、該プレートフィン８には伝熱管７を挿通する穴９が穿設されている。

【０００７】 上記伝熱管７は通常内面に螺旋状を形成した銅管で構成されているものであっ て、該螺旋状を形成した銅管の構成は、プレートフィン８に穿設されている穴９ に直管状パイプ１０が上部から下部に挿入され、上部直管状パイプ１０の両端の 内一方を凝縮器ガス入口１１とし、残りの直管状パイプ１０の両端を上方からＵ 字状接続管１２で連結して一本の螺旋状管を設けていき、前記プレートフィン８ の中央を境にして該Ｕ字状接続管１２を直管状パイプ１０の一端に連結せず、凝 縮器液出口１３を設けて、前記凝縮器ガス入口１１から凝縮器液出口１３の間を 凝縮器３とする。

【０００８】 又、凝縮器液出口１３を具備した直管状パイプ１０の下部の直管状パイプ１０ で凝縮器液出口１３とは反対側に蒸発器ガス出口１４を設け、該蒸発器ガス出口 １４の他端及び下方から両端にＵ字状接続管１２を直管状パイプ１０で連結し一 本の螺旋状管を設け、最下部の直管状パイプ１０で、Ｕ字状接続管１２で連結し ていない端部に蒸発器入口１５を設けて、前記蒸発器出口１４から前記蒸発器入 口１５までの間を蒸発器５とする。

【０００９】 又、前記凝縮器ガス入口１１と蒸発器ガス出口１４とは圧縮機２と金属配管を 介して溶接接続され、凝縮器液出口１３と蒸発器入口１５とは毛細管等の減圧器 ５と溶接接続されている。又、該減圧器５は、キャピラリチューブ等が用いられ 、該キャピラリチューブの管径は小さく、その管路は長く、該形状は、螺旋形状 に整形されている。

【００１０】 而して、従来の冷凍サイクル装置１の冷媒の循環を説明する。該冷媒は、気体 状態や液体状態に変化することによって、熱の吸収或いは放出を行う。

【００１１】 圧縮機２は、蒸発器５から送り込まれた低圧のガス状冷媒を、圧縮することに よって高温高圧のガス状冷媒に変換して、該高温高圧のガス状冷媒が圧縮機２と 接続されている凝縮器ガス入口１１より凝縮器３内に送り込まれる。

【００１２】 該凝縮器３は、圧縮機２から送り込まれた高温高圧のガス状冷媒を、空気また は水等で冷却することによって高温高圧のガス状冷媒から熱を奪い、ガス状冷媒 を液化する。

【００１３】 該凝縮器３からの高温高圧の液状冷媒は凝縮器液出口１３より減圧器４へ送り 込まれる。該減圧器４は、管径の小さい且つ管路の長い毛細管内を通ることによ って、高温高圧の液状冷媒を減圧して蒸発しやすい低温の液状冷媒にし、該低温 の液状冷媒を蒸発器入口１５より蒸発器５へ送り込む。

【００１４】 該蒸発器５内に送り込まれた低温の液状冷媒は、蒸発器５内を通過する間に周 囲から熱を奪われることによって蒸発し、低圧のガス状冷媒となり、蒸発器ガス 出口１４より圧縮機２内に再び送り込まれる。

【００１５】 以上のような冷凍サイクルが繰返えされ冷却作用を行う。

【００１６】

【考案が解決しようとする課題】

従来のような冷凍サイクル装置は、凝縮器と蒸発器が一体化されて熱交換器を 形成しているが、減圧器とは別部品であり、熱交換器と減圧器とを溶接して接続 するための金属配管が、凝縮器液出口側と蒸発器入口側とに２本必要とされる。 そのため溶接作業には、多くの時間を要し、又、熱交換器と減圧器との溶接に よる接続のため、溶接後冷媒の漏れがないかをチェックする必要もある。

【００１７】 更に、冷凍サイクル装置内部に減圧器を組み込むためのスペースもかなり必要 としていた。

【００１８】 又、従来の熱交換器の部品は銅パイプ等を利用しているため、再生化は非常に 困難である。

【００１９】 該考案では、上記の課題を解決するためになされたものであり、冷凍サイクル 装置の設計の簡易化、製造組み立て作業の簡易化及び冷凍サイクル装置の信頼性 の向上を実現し得る冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】 冷媒を圧縮するための圧縮機と、該圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮 器と、該凝縮器で凝縮された冷媒を減圧する減圧器と、該減圧器で減圧された冷 媒を蒸発させることによって冷却作用を行なう蒸発器と、を備え、前記凝縮器と 前記蒸発器とは、上流端と下流端とが閉塞され、上流側に冷媒の入口となる管を 有しているアルミ製の第１ヘッダパイプと、該第１ヘッダパイプと所定の間隔を 隔てて並行に配され、上流端と下流端とが閉塞されるとともに下流側に冷媒の出 口となる管を有するアルミ製の第２ヘッダパイプと、前記第１ヘッダパイプと前 記第２ヘッダパイプとの間において、これらのヘッダパイプに対して略直交する 方向に、且つ所定間隔を隔てて互いに配列されたアルミ製の冷媒流路管と、冷媒 が数本の冷媒流路管ごとに同一方向に流れて前記第１ヘッダパイプと前記第２ヘ ッダパイプとの間を往復しながら下流方向へ流れるように、前記第１ヘッダパイ プと前記第２ヘッダパイプに交互に千鳥状に設けられた複数の仕切り板と、を含 む冷凍サイクル装置であって、前記冷媒流路管のうち、中央に位置する冷媒流路 管の流路断面積を、それ以外の前記冷媒流路管の流路断面積の流路断面積よりも 小さくし、且つ波状にすることによって長くして、減圧器としての機能を持たせ 、該減圧器の上部を凝縮器としての機能を持たせ、又、前記減圧器の下部を前記 蒸発器としての機能を持たせて、一対のヘッダパイプの間に、凝縮器と、減圧器 と、蒸発器とを一体的に組み込む。

【００２１】

【作用】

第１ヘッダパイプと第２ヘッダパイプとの間に設けられている偏平管の内、中 央部の該偏平管の長さを波状にして長くし、且つ、貫通孔の孔の数を他の偏平管 のものより少なくして、減圧器の機能を持たせ、減圧器の上部に凝縮器の機能を 持たせ、減圧器の下部に蒸発器の機能を持たせることにより、凝縮器と、減圧器 と、蒸発器とで一体化した熱交換器を形成させることができる。

【００２２】

【実施例】

以下、本考案の冷凍サイクル装置について図に沿って詳細に説明する。

【００２３】 又、従来のものと同一部品については同一の符号をもって説明を省略する。

【００２４】 本考案の冷凍サイクル装置２０の構成は従来の冷凍サイクル装置１と同じよう に、冷媒を圧縮するための圧縮機２と、該圧縮機２で圧縮された冷媒を凝縮させ る凝縮器３と、該凝縮器３で凝縮された冷媒を減圧させる減圧器と、該減圧器で 減圧された冷媒を蒸発させることによって冷媒作用を行う蒸発器５と、から構成 されている。

【００２５】 本考案の冷凍サイクル装置２０は、凝縮器３と、減圧器と、蒸発器５と、が一 体化して熱交換器２１を形成している。

【００２６】 以下に一体化された熱交換器２１について図１と図２を用いて具体的に説明す る。

【００２７】 該熱交換器２１は上下に互いに並行に配設された第１ヘッダパイプ２２及び第 ２ヘッダパイプ２３を備えており、前記第１ヘッダパイプ２２及び第２ヘッダパ イプ２３に挟まれる位置に、第１ヘッダパイプ２２及び第２ヘッダパイプ２３に 対し略直角方向に配列された複数のアルミ製品の冷媒流路管２４を備えている。 又、該冷媒流路管２４は偏平状に形成されている（以下、偏平管と称する）。

【００２８】 又、第１ヘッダパイプ２２、第２ヘッダパイプ２３の両端は、冷媒漏れを防ぎ 、且つ強度を上げるために、湾曲板のキャップ２５がろう付けされている。

【００２９】 又、第１ヘッダパイプ２２の一方の端部にろう付けされたキャップ２５下方に 、圧縮機２と金属配管を介して接続され、該圧縮機２によって圧縮された冷媒の 入口となるための凝縮器ガス管２６を設ける。

【００３０】 第２ヘッダパイプ２３には、第１ヘッダパイプ２２に設けられている凝縮器ガ ス管２６との対角線上の端部に蒸発器ガスの出口となるための蒸発器ガス管２７ がろう付けされている。又、該蒸発ガス管２７は金属配管を介して圧縮機２と接 続されている。

【００３１】 又、上記の第１ヘッダパイプ２２内及び第２ヘッダパイプ２３内には、仕切り 板が３つずつ設けられている。第１ヘッダパイプ２２に設けられた仕切り板は、 該パイプ２２の半分つまり２分の１の位置に第１の仕切り板２９を設けて該パイ プ２２内を上部と下部の二つの空間に分け、上部空間部の上方から３分の１の位 置に第２の仕切り板３０、下部空間部の上方から３分の１のよりやや下方に第３ の仕切り板３１を設けることによって、第１ヘッダパイプ２２内を４つの空間に 分ける。

【００３２】 一方、第２ヘッダパイプ２３内に設けられた仕切り板は、該パイプの２分の１ よりやや下方の位置に第４の仕切り板３２を設けてパイプ２３内を上部と下部の 二つの空間に分け、上部空間部の上方から３分の２の位置に第５の仕切り板３３ 、下部空間部の上方から３分の２のやや下方に第６の仕切り板３４を設けて、第 ２ヘッダパイプ２３内を４つの空間に分ける。以上のように、第１ヘッダパイプ ２２と第２ヘッダパイプを並行に設けた場合、前記仕切り板は千鳥状に設けられ る。

【００３３】 前記偏平管内２４には、冷媒が流れるための貫通孔（図示せず）が設けられて おり、該貫通孔は、冷媒と偏平管２４との接触面積を大きくするために複数設け られている。

【００３４】 該偏平管２４の両端は、それぞれ第１ヘッダパイプ２２及び第２ヘッダパイプ ２３にろう付けされ接続されている。

【００３５】 偏平管２４の側面には、放熱手段として波状のアルミフィン３５が該偏平管２ ４の全長に亘って取り付けられている。このような構造を有する偏平管２４が第 １ヘッダパイプ２２及び第２ヘッダパイプ２３に対して略直角方向に、複数設け られている。

【００３６】 上述のように、第１ヘッダパイプ２２と第２ヘッダパイプ２３に偏平管２４を 上部から下部へ設けていき、第１仕切り板２９と第４仕切り板３２との間にアル ミフィン３５を設けていない波状に屈曲した偏平管３６を第１の仕切り板２９の 下部に該偏平管３６の一端を設け、第４の仕切り板３２の上方にもう一端を設け 、該偏平管３６を減圧器として機能させる。又、該偏平管３６内の貫通孔の数は 冷媒との接触面積を小さくするために他の偏平管２４よりも減らされ、該偏平管 ３６の長さは波状となっているため他の偏平管２４の長さよりも長くなっている 。つまり、流体の圧力損失は、該流体が流れる管路の径が小さく管路の長さが長 いほど大きくなるためである。

【００３７】 以上のように、該減圧器として機能させている偏平管３６を境にして上部側を 凝縮器３として機能させ、下部側を蒸発器５として機能させて、凝縮器３と、減 圧器３６と、蒸発器５とを一体化し、並行流形熱交換器２１を構成する。

【００３８】 而して、本考案の冷凍サイクル装置２０は、蒸発器５から送り込まれた低圧の ガス状冷媒を、圧縮機２で圧縮して高温高圧のガス状冷媒にし、該高温高圧のガ ス状冷媒を圧縮機２と接続されている凝縮器ガス管２６の入口から凝縮器３へ送 り込み、該高温高圧のガス状冷媒は、凝縮器３内の所定本数の偏平管２４ごとに 同一方向に流れて前記第１ヘッダパイプ２２と、第２ヘッダパイプ２３との間を 往復しながら下流方向へ流れ、又、該凝縮器３内を蛇行して流れている間に、空 気又は水等で冷却することによって、高温高圧のガス状冷媒から熱を奪い、ガス 状冷媒を液化する。

【００３９】 該高温高圧の液状冷媒は、第４仕切り板３２上方の偏平管３６の一端から偏平 管３６内へ送り込まれ、該偏平管３６内で減圧されることによって、蒸発しやす い低温の液状冷媒にされ、蒸発器５へ送り込まれる。

【００４０】 該蒸発器５内では低温の液状冷媒は所定本数の偏平管２４ごとに同一方向に第 １ヘッダパイプ２２と第２ヘッダパイプ２３との間を蛇行し、周囲から熱を奪わ れながら低圧のガス状冷媒となる。

【００４１】 そして、該低圧のガス状冷媒は蒸発器ガス管２７の出口を介して圧縮機２へ戻 される。

【００４２】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、凝縮器と減圧器と蒸発器とを一体化して熱交換 器を設けることによって、従来減圧器として用いていた毛細管等の部品が必要な くなるため、部品点数も少なくなる。

【００４３】 又、毛細管等の接続のための溶接工程が省略できるため、冷凍サイクル装置の 製造コストが低減する。更に、毛細管等の接続のための溶接箇所が減少すること により冷媒漏れの心配もなくなり、冷凍サイクル装置の信頼性も向上する。

【００４４】 又、減圧器が熱交換器と一体化されるため、減圧器としてのスペースが不要と なるので小型化できる。

【００４５】 又、本考案の熱交換器はすべてアルミで形成されているため、リサイクルが容 易となり、地球環境の改善に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本考案の冷凍サイクル装置の一実施例を
示す平面図である。 （ｂ）本考案の冷凍サイクル装置の一実施例を示す断面
図である。

【図２】本考案の冷凍サイクル装置の一実施例を示す斜
視図である。

【図３】（ａ）従来の冷凍サイクル装置を示す平面図で
ある。 （ｂ）従来の冷凍サイクル装置を示す断面図である。

【符号の説明】

２２ 第１ヘッダパイプ ２３ 第２ヘッダパイプ ２４ 偏平管 ２６ 凝縮器ガス管 ２７ 蒸発器ガス管 ２８ 仕切り板 ３５ アルミフィン ３６ 偏平管

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を圧縮するための圧縮機と、 該圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、 該凝縮器で凝縮された冷媒を減圧する減圧器と、 該減圧器で減圧された冷媒を蒸発させることによって冷
   却作用を行なう蒸発器と、 を備え、 前記凝縮器と前記蒸発器とは、 上流端と下流端とが閉塞され、上流側に冷媒の入口とな
   る管を有しているアルミ製の第１ヘッダパイプと、 該第１ヘッダパイプと所定の間隔を隔てて並行に配さ
   れ、上流端と下流端とが閉塞されるとともに下流側に冷
   媒の出口となる管を有するアルミ製の第２ヘッダパイプ
   と、 前記第１ヘッダパイプと前記第２ヘッダパイプとの間に
   おいて、これらのヘッダパイプに対して略直交する方向
   に、且つ所定間隔を隔てて互いに配列されたアルミ製の
   冷媒流路管と、 冷媒が数本の冷媒流路管ごとに同一方向に流れて前記第
   １ヘッダパイプと前記第２ヘッダパイプとの間を往復し
   ながら下流方向へ流れるように、前記第１ヘッダパイプ
   と前記第２ヘッダパイプに交互に千鳥状に設けられた複
   数の仕切り板と、 を含む冷凍サイクル装置であって、 前記冷媒流路管のうち、中央に位置する冷媒流路管の流
   路断面積を、それ以外の前記冷媒流路管の流路断面積の
   流路断面積よりも小さくし、且つ波状にすることによっ
   て長くして、減圧器としての機能を持たせ、該減圧器の
   上部を凝縮器としての機能を持たせ、又、前記減圧器の
   下部を前記蒸発器としての機能を持たせて、一対のヘッ
   ダパイプの間に、凝縮器と、減圧器と、蒸発器とを一体
   的に組み込んだことを特徴とする冷凍サイクル装置。