JPH06241616A - 冷凍機用蒸発器 - Google Patents
冷凍機用蒸発器Info
- Publication number
- JPH06241616A JPH06241616A JP5463193A JP5463193A JPH06241616A JP H06241616 A JPH06241616 A JP H06241616A JP 5463193 A JP5463193 A JP 5463193A JP 5463193 A JP5463193 A JP 5463193A JP H06241616 A JPH06241616 A JP H06241616A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- tube
- passage
- evaporator
- group
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- Pending
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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
- F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
- F25B2339/02—Details of evaporators
- F25B2339/024—Evaporators with refrigerant in a vessel in which is situated a heat exchanger
- F25B2339/0242—Evaporators with refrigerant in a vessel in which is situated a heat exchanger having tubular elements
Abstract
(57)【要約】
【目的】 冷媒の保有量を大巾に低減でき、伝熱性能が
向上し、油戻し装置の必要のない冷凍機用蒸発器を提供
する。 【構成】 シェル内に多数のチューブ３を配備し、チュ
ーブ内側に水あるいはブラインなどの被冷却流体８、９
を通し、チューブ外側に冷媒６、７を通す冷媒通路５を
形成したシェル アンド チューブ型の蒸発器におい
て、該冷媒通路５が各チューブの外周に透き間を持たせ
た各チューブを囲むバッフルブロック４により形成さ
れ、該バッフルブロック４は、チューブ群を数群に分割
し、各チューブ群に対し、該チューブ群の長手方向の一
方から冷媒を供給する冷媒供給通路と、該通路とは別の
位置から冷媒を逃す冷媒逃し通路を有し、下側チューブ
群の冷媒逃し通路が、上側チューブ群の冷媒供給通路に
なるように構成されている。
向上し、油戻し装置の必要のない冷凍機用蒸発器を提供
する。 【構成】 シェル内に多数のチューブ３を配備し、チュ
ーブ内側に水あるいはブラインなどの被冷却流体８、９
を通し、チューブ外側に冷媒６、７を通す冷媒通路５を
形成したシェル アンド チューブ型の蒸発器におい
て、該冷媒通路５が各チューブの外周に透き間を持たせ
た各チューブを囲むバッフルブロック４により形成さ
れ、該バッフルブロック４は、チューブ群を数群に分割
し、各チューブ群に対し、該チューブ群の長手方向の一
方から冷媒を供給する冷媒供給通路と、該通路とは別の
位置から冷媒を逃す冷媒逃し通路を有し、下側チューブ
群の冷媒逃し通路が、上側チューブ群の冷媒供給通路に
なるように構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高圧冷媒を用いる蒸気
圧縮式冷凍機の蒸発器に係り、特に、チューブ内に水あ
るいはブラインなどの被冷却流体を通しチューブ外側に
冷媒を通すようにしたシェル アンド チューブ型の蒸
発器に関する。
圧縮式冷凍機の蒸発器に係り、特に、チューブ内に水あ
るいはブラインなどの被冷却流体を通しチューブ外側に
冷媒を通すようにしたシェル アンド チューブ型の蒸
発器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、高圧冷媒を用いる蒸気圧縮式冷凍
機の蒸発器としては、図７に示す満液式蒸発器が使用さ
れている。図７において、冷媒液は、蒸発器１のチュー
ブ管群３が配備されている胴体２の下部に設けられた冷
媒液入口６から入り、チューブ管群を浸しながら蒸発し
て、胴体２の上部に設けたエリミネータ１４で気液分離
されてガスのみが冷媒ガス出口７から排出される。そし
て、被冷却流体は、被冷却流体入口８から入りチューブ
内を通り、冷却されて被冷却流体出口９から出ていく。
機の蒸発器としては、図７に示す満液式蒸発器が使用さ
れている。図７において、冷媒液は、蒸発器１のチュー
ブ管群３が配備されている胴体２の下部に設けられた冷
媒液入口６から入り、チューブ管群を浸しながら蒸発し
て、胴体２の上部に設けたエリミネータ１４で気液分離
されてガスのみが冷媒ガス出口７から排出される。そし
て、被冷却流体は、被冷却流体入口８から入りチューブ
内を通り、冷却されて被冷却流体出口９から出ていく。
【０００３】このような蒸発器においては次のような欠
点があった。 (1) 胴体内チューブ管群を液で浸すため、冷媒の保有量
が極めて大きい。 (2) 冷媒が胴体内の広い通路を通って蒸発されるので、
冷媒流速が遅いため、伝熱性能が低く、さらに蒸発器に
溜った油を戻す油戻し装置１５が必要であった。 (3) 胴体内上部に気液分離するためのスペース又はエリ
ミネータ１４が必要で熱交換器が大きくなる。
点があった。 (1) 胴体内チューブ管群を液で浸すため、冷媒の保有量
が極めて大きい。 (2) 冷媒が胴体内の広い通路を通って蒸発されるので、
冷媒流速が遅いため、伝熱性能が低く、さらに蒸発器に
溜った油を戻す油戻し装置１５が必要であった。 (3) 胴体内上部に気液分離するためのスペース又はエリ
ミネータ１４が必要で熱交換器が大きくなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来技術の問題点を解決し、冷媒の保有量を大巾に低
減でき、伝熱性能が向上し、油戻し装置の必要のない冷
凍機用蒸発器を提供することを課題とする。
な従来技術の問題点を解決し、冷媒の保有量を大巾に低
減でき、伝熱性能が向上し、油戻し装置の必要のない冷
凍機用蒸発器を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、シェル内に多数のチューブを配備し、
チューブ内側に水あるいはブラインなどの被冷却流体を
通し、チューブ外側に冷媒を通す冷媒通路を形成したシ
ェル アンド チューブ型の蒸発器において、該冷媒通
路が各チューブの外周に透き間を持たせた各チューブを
囲むバッフルブロックにより形成され、該バッフルブロ
ックは、チューブ群を数群に分割し、各チューブ群に対
し、該チューブ群の長手方向の一方から冷媒を供給する
冷媒供給通路と、該通路とは別の位置から冷媒を逃す冷
媒逃し通路を有し、下側チューブ群の冷媒逃し通路が、
上側チューブ群の冷媒供給通路になるように構成されて
いることを特徴とする冷凍機用蒸発器としたものであ
る。
に、本発明では、シェル内に多数のチューブを配備し、
チューブ内側に水あるいはブラインなどの被冷却流体を
通し、チューブ外側に冷媒を通す冷媒通路を形成したシ
ェル アンド チューブ型の蒸発器において、該冷媒通
路が各チューブの外周に透き間を持たせた各チューブを
囲むバッフルブロックにより形成され、該バッフルブロ
ックは、チューブ群を数群に分割し、各チューブ群に対
し、該チューブ群の長手方向の一方から冷媒を供給する
冷媒供給通路と、該通路とは別の位置から冷媒を逃す冷
媒逃し通路を有し、下側チューブ群の冷媒逃し通路が、
上側チューブ群の冷媒供給通路になるように構成されて
いることを特徴とする冷凍機用蒸発器としたものであ
る。
【０００６】上記の本発明の蒸発器において、冷媒供給
通路及び冷媒逃し通路は、チューブプレートに面した部
分にあるのが構成を簡単にできる。また、蒸発した冷媒
ガスによる体積流量増加に伴いバッフルブロックは、チ
ューブ群を、下側の群から上側の群に行くに従い、チュ
ーブ本数を増加するように分割して、冷媒流速を最適値
にして伝熱性能を向上させると共に、冷媒側の圧力損失
を低減させて蒸発器の性能を向上させたものである。
通路及び冷媒逃し通路は、チューブプレートに面した部
分にあるのが構成を簡単にできる。また、蒸発した冷媒
ガスによる体積流量増加に伴いバッフルブロックは、チ
ューブ群を、下側の群から上側の群に行くに従い、チュ
ーブ本数を増加するように分割して、冷媒流速を最適値
にして伝熱性能を向上させると共に、冷媒側の圧力損失
を低減させて蒸発器の性能を向上させたものである。
【０００７】
【作用】本発明は、蒸発器の胴体内に各チューブを囲む
バッフルブロックを設けて、チューブ外周の冷媒通路面
積を狭めて、冷媒を気液相流で流すことによって冷媒の
保有量を大巾に低減でき、冷媒の流れを速くし、冷媒側
伝熱性能を向上させると共に、蒸発器に入って来た油
を、冷媒ガスに同伴させて容易に圧縮機に戻すことがで
きる。
バッフルブロックを設けて、チューブ外周の冷媒通路面
積を狭めて、冷媒を気液相流で流すことによって冷媒の
保有量を大巾に低減でき、冷媒の流れを速くし、冷媒側
伝熱性能を向上させると共に、蒸発器に入って来た油
を、冷媒ガスに同伴させて容易に圧縮機に戻すことがで
きる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を図面を用いて具体的に説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。 実施例１ 図１は、本発明の蒸発器の一例を示す正面の断面図であ
り、図２は図１の冷媒室仕切部の部分拡大図であり、図
３は図１のチューブサポート部の部分拡大図である。
るが、本発明はこれに限定されるものではない。 実施例１ 図１は、本発明の蒸発器の一例を示す正面の断面図であ
り、図２は図１の冷媒室仕切部の部分拡大図であり、図
３は図１のチューブサポート部の部分拡大図である。
【０００９】図１において、蒸発器１の胴体内には、被
冷却流体が通るチューブ３の管群が設けられており、そ
して、これらの各チューブの外周に透き間を持たせてバ
ッフルブロック４が形成されており、この透き間が冷媒
通路５となる。そして、冷媒液は、冷媒液入口６から胴
体２内に入り、冷媒通路５を通り、チューブ３の透き間
を満たしながら、蒸発し、気液２相流で上昇しガス状で
冷媒ガス出口７から出ていく。
冷却流体が通るチューブ３の管群が設けられており、そ
して、これらの各チューブの外周に透き間を持たせてバ
ッフルブロック４が形成されており、この透き間が冷媒
通路５となる。そして、冷媒液は、冷媒液入口６から胴
体２内に入り、冷媒通路５を通り、チューブ３の透き間
を満たしながら、蒸発し、気液２相流で上昇しガス状で
冷媒ガス出口７から出ていく。
【００１０】前記バッフルブロック４は、チューブ群を
数群に分割し、各チューブ群に対し、該チューブ群の長
手方向の一方の冷媒を供給する冷媒供給通路と、該通路
とは別の位置から冷媒を逃す冷媒逃し通路を有し、下側
チューブ群の冷媒逃し通路が、上側チューブ群の冷媒供
給通路になるように構成されており、該バッフルブロッ
ク４は、チューブ群を、下側の群から上側の群に行くに
従い、チューブ本数が増加するように分割している。
数群に分割し、各チューブ群に対し、該チューブ群の長
手方向の一方の冷媒を供給する冷媒供給通路と、該通路
とは別の位置から冷媒を逃す冷媒逃し通路を有し、下側
チューブ群の冷媒逃し通路が、上側チューブ群の冷媒供
給通路になるように構成されており、該バッフルブロッ
ク４は、チューブ群を、下側の群から上側の群に行くに
従い、チューブ本数が増加するように分割している。
【００１１】前記冷媒供給通路５及び冷媒逃し通路５
は、チューブプレート１０に面した部分にある。また、
このチューブプレート１０に面した部分には、図２に示
すような冷媒室仕切部があり、該仕切部は仕切板１１と
バッフルブロック４を弾性体１２で連結して仕切ってい
る。
は、チューブプレート１０に面した部分にある。また、
このチューブプレート１０に面した部分には、図２に示
すような冷媒室仕切部があり、該仕切部は仕切板１１と
バッフルブロック４を弾性体１２で連結して仕切ってい
る。
【００１２】また、一般に蒸発器のチューブの長さは1.
５ｍ以上になるものが多く、このような場合、チューブ
は通常５００mm〜１０００mm間隔で固定する必要があ
り、サポートによりこれを行っている。本発明の場合
も、長い場合には固定の必要があるが、通常のサポート
のように周囲全体を固定すると冷媒が流れなくなる。そ
こで、本発明では、図３に示されるように、数個所（３
or４以上）でバッフルブロックとチューブをサポートす
る。このサポートの取り付け方法としてはバッフルブロ
ックをふくらませてサポートとするか、丸棒をサポート
又はチューブに取り付けてサポートとするか、あるいは
チューブの一部をふくらませてサポートとすることがで
きる。
５ｍ以上になるものが多く、このような場合、チューブ
は通常５００mm〜１０００mm間隔で固定する必要があ
り、サポートによりこれを行っている。本発明の場合
も、長い場合には固定の必要があるが、通常のサポート
のように周囲全体を固定すると冷媒が流れなくなる。そ
こで、本発明では、図３に示されるように、数個所（３
or４以上）でバッフルブロックとチューブをサポートす
る。このサポートの取り付け方法としてはバッフルブロ
ックをふくらませてサポートとするか、丸棒をサポート
又はチューブに取り付けてサポートとするか、あるいは
チューブの一部をふくらませてサポートとすることがで
きる。
【００１３】更に、蒸発器のチューブの長さが長い場
合、バッフルブロックは長くなり、工作上あるいは作業
上不都合が出ることがあるので、バッフルブロックを長
手方向に何分割かして、胴体内に入れ、組立てて上記の
ような通路が形成されればよい。図４は、本発明の他の
蒸発器の例を示す断面図であり、この例では冷媒は下部
中央から入って、チューブプレート１０方向に拡散して
上部中央から冷媒ガスとして出ていく。図５は同様に本
発明の他の蒸発器の例を示す断面図であり、この例では
胴体内部長手方向に仕切板を設けており、冷媒はチュー
ブの長手方向を移動しながら流れ、冷媒ガス出口から出
ていく。
合、バッフルブロックは長くなり、工作上あるいは作業
上不都合が出ることがあるので、バッフルブロックを長
手方向に何分割かして、胴体内に入れ、組立てて上記の
ような通路が形成されればよい。図４は、本発明の他の
蒸発器の例を示す断面図であり、この例では冷媒は下部
中央から入って、チューブプレート１０方向に拡散して
上部中央から冷媒ガスとして出ていく。図５は同様に本
発明の他の蒸発器の例を示す断面図であり、この例では
胴体内部長手方向に仕切板を設けており、冷媒はチュー
ブの長手方向を移動しながら流れ、冷媒ガス出口から出
ていく。
【００１４】次に、上記の本発明の蒸発器を用いた熱回
収ヒートポンプのフロー工程図を図６に示す。図６にお
いて、２１は圧縮機、２２は利用側熱交換器、２３は熱
源又は放熱側熱交換器、２４、１８は四方弁、２５、２
６は膨張弁、２７、２８は逆止弁である。そして、本発
明の蒸発器は、利用側熱交換器２２と熱源又は放熱側熱
交換器２３に使用している。
収ヒートポンプのフロー工程図を図６に示す。図６にお
いて、２１は圧縮機、２２は利用側熱交換器、２３は熱
源又は放熱側熱交換器、２４、１８は四方弁、２５、２
６は膨張弁、２７、２８は逆止弁である。そして、本発
明の蒸発器は、利用側熱交換器２２と熱源又は放熱側熱
交換器２３に使用している。
【００１５】冷房時においては、四方弁２４を冷房モー
ドに切替えると、利用側熱交換器２２が蒸発器として冷
水を製造し、熱源又は放熱側熱交換器２３が凝縮器とし
て作用する。暖房時においては、四方弁２４を暖房モー
ドに切替えると、利用側熱交換器２２が凝縮器となり温
水を製造し、熱源又は放熱側熱交換器２３が蒸発器とな
り、下水処理水より熱回収される。
ドに切替えると、利用側熱交換器２２が蒸発器として冷
水を製造し、熱源又は放熱側熱交換器２３が凝縮器とし
て作用する。暖房時においては、四方弁２４を暖房モー
ドに切替えると、利用側熱交換器２２が凝縮器となり温
水を製造し、熱源又は放熱側熱交換器２３が蒸発器とな
り、下水処理水より熱回収される。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、冷媒はチューブ外周部
を気液２相流で流れ、冷媒の保有量を大巾に低減でき、
また、冷媒通路を狭くして冷媒流速を速くすることによ
り冷媒側伝熱性能を改善できる。更に、蒸発器に入って
きた油を冷媒ガスに同伴させて容易に圧縮機に戻すこと
ができる。
を気液２相流で流れ、冷媒の保有量を大巾に低減でき、
また、冷媒通路を狭くして冷媒流速を速くすることによ
り冷媒側伝熱性能を改善できる。更に、蒸発器に入って
きた油を冷媒ガスに同伴させて容易に圧縮機に戻すこと
ができる。
【図１】本発明の蒸発器の一例を示す断面図。
【図２】図１の冷媒室仕切部の部分拡大図。
【図３】図１のチューブサポート部の部分拡大図。
【図４】本発明の他の蒸発器を示す断面図。
【図５】本発明のもう一つの蒸発器を示す断面図。
【図６】本発明の蒸発器を用いた熱回収ヒートポンプの
フロー工程図。
フロー工程図。
【図７】従来の蒸発器の断面図。
１：蒸発器、２：胴体（シェル）、３：チューブ、４：
バッフルブロック、５：冷媒通路、６：冷媒液入口、
７：冷媒液出口、８：被冷却流体入口、９：被冷却流体
出口、１０：チューブプレート、、１１：仕切板、１
２：弾性体、１３：チューブサポート、１４：エリミネ
ータ、１５：油戻しエジェクター、１６、２９：チュー
ブ側通路、１７、３０：胴体側通路、１８、２４：四方
弁、１９：下水処理水入口、２０：下水処理水出口、２
１：圧縮機、２２：利用側熱交換器、２３：熱源又は放
熱側熱交換器、２５、２６：膨張弁、２７、２８：逆止
弁
バッフルブロック、５：冷媒通路、６：冷媒液入口、
７：冷媒液出口、８：被冷却流体入口、９：被冷却流体
出口、１０：チューブプレート、、１１：仕切板、１
２：弾性体、１３：チューブサポート、１４：エリミネ
ータ、１５：油戻しエジェクター、１６、２９：チュー
ブ側通路、１７、３０：胴体側通路、１８、２４：四方
弁、１９：下水処理水入口、２０：下水処理水出口、２
１：圧縮機、２２：利用側熱交換器、２３：熱源又は放
熱側熱交換器、２５、２６：膨張弁、２７、２８：逆止
弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平林 芳尚 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内
Claims (3)
- 【請求項１】 シェル内に多数のチューブを配備し、チ
ューブ内側に水あるいはブラインなどの被冷却流体を通
し、チューブ外側に冷媒を通す冷媒通路を形成したシェ
ル アンド チューブ型の蒸発器において、該冷媒通路
が各チューブの外周に透き間を持たせた各チューブを囲
むバッフルブロックにより形成され、該バッフルブロッ
クは、各チューブ群を数群に分割し、各チューブ群に対
し、該チューブ群の長手方向の一方から冷媒を供給する
冷媒供給通路と、該通路とは別の位置から冷媒を逃す冷
媒逃し通路を有し、下側チューブ群の冷媒逃し通路が、
上側チューブ群の冷媒供給通路になるように構成されて
いることを特徴とする冷凍機用蒸発器。 - 【請求項２】 前記冷媒供給通路及び冷媒逃し通路が、
チューブプレートに面した部分にあることを特徴とする
請求項１記載の冷凍機用蒸発器。 - 【請求項３】 前記バッフルブロックは、チューブ群を
下側の群から上側の群に行くに従い、チューブ本数が増
加するように分割することを特徴とする請求項１又は２
記載の冷凍機用蒸発器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5463193A JPH06241616A (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 冷凍機用蒸発器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5463193A JPH06241616A (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 冷凍機用蒸発器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06241616A true JPH06241616A (ja) | 1994-09-02 |
Family
ID=12976110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5463193A Pending JPH06241616A (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 冷凍機用蒸発器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06241616A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013049166A1 (en) * | 2011-09-26 | 2013-04-04 | Trane International Inc. | Refrigerant management in hvac systems |
-
1993
- 1993-02-22 JP JP5463193A patent/JPH06241616A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013049166A1 (en) * | 2011-09-26 | 2013-04-04 | Trane International Inc. | Refrigerant management in hvac systems |
| GB2512752A (en) * | 2011-09-26 | 2014-10-08 | Trane Int Inc | Refrigerant management in HVAC systems |
| GB2512752B (en) * | 2011-09-26 | 2015-11-04 | Trane Int Inc | Refrigerant management in HVAC systems |
| GB2526947A (en) * | 2011-09-26 | 2015-12-09 | Trane Int Inc | Refrigerant management in HVAC systems |
| GB2519405B (en) * | 2011-09-26 | 2016-04-13 | Trane Int Inc | Refrigerant management in HVAC systems |
| GB2526947B (en) * | 2011-09-26 | 2016-04-27 | Trane Int Inc | Refrigerant management in HVAC systems |
| CN105910344A (zh) * | 2011-09-26 | 2016-08-31 | 特灵国际有限公司 | Hvac系统中的制冷剂处理 |
| CN105910344B (zh) * | 2011-09-26 | 2018-07-20 | 特灵国际有限公司 | Hvac系统中的制冷剂处理 |
| US10859297B2 (en) | 2011-09-26 | 2020-12-08 | Trane International Inc. | Refrigerant management in HVAC systems |
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