JPH0743045A - 冷媒凝縮器 - Google Patents
冷媒凝縮器Info
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- JPH0743045A JPH0743045A JP6072059A JP7205994A JPH0743045A JP H0743045 A JPH0743045 A JP H0743045A JP 6072059 A JP6072059 A JP 6072059A JP 7205994 A JP7205994 A JP 7205994A JP H0743045 A JPH0743045 A JP H0743045A
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- pipe
- condenser
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- lubricating oil
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- 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
- F25B39/04—Condensers
-
- 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
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- F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
- F25B2339/04—Details of condensers
- F25B2339/044—Condensers with an integrated receiver
-
- 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
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/02—Compressor control
- F25B2600/027—Compressor control by controlling pressure
- F25B2600/0272—Compressor control by controlling pressure the suction pressure
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- 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
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- F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
- F25B2700/19—Pressures
- F25B2700/193—Pressures of the compressor
- F25B2700/1933—Suction pressures
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、凝縮器での凝縮能力を負荷にあわ
せて変動させ、低負荷時には凝縮器内の凝縮圧力を所定
圧力以上に保つことのできる冷媒凝縮器を提供すること
を目的とする。 【構成】 凝縮器２の入口側ヘッダ１５の上層部に第１
の配管１７を接続し、この第１の配管はＵ字形状部１７
ａと立ち上がり部１７ｂとを有している。またヘッダ１
５の下層部には第２の配管が接続されている。高負荷時
は冷媒の流速が大きいので、冷媒に混入された潤滑油が
前記立ち上がり部１７ｂを上昇していけるが、低負荷と
なり冷媒の流速が小さくなると、立ち上がり部１７ｂを
潤滑油が上昇していけず、Ｕ字形状部１７ａに停留し第
１の配管１７を遮断する。したがって第２の配管のみか
ら冷媒は凝縮器２に流入することになる。
せて変動させ、低負荷時には凝縮器内の凝縮圧力を所定
圧力以上に保つことのできる冷媒凝縮器を提供すること
を目的とする。 【構成】 凝縮器２の入口側ヘッダ１５の上層部に第１
の配管１７を接続し、この第１の配管はＵ字形状部１７
ａと立ち上がり部１７ｂとを有している。またヘッダ１
５の下層部には第２の配管が接続されている。高負荷時
は冷媒の流速が大きいので、冷媒に混入された潤滑油が
前記立ち上がり部１７ｂを上昇していけるが、低負荷と
なり冷媒の流速が小さくなると、立ち上がり部１７ｂを
潤滑油が上昇していけず、Ｕ字形状部１７ａに停留し第
１の配管１７を遮断する。したがって第２の配管のみか
ら冷媒は凝縮器２に流入することになる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス冷媒を冷却して液
化凝縮する冷媒凝縮器に関し、例えば、車両用空調装置
の冷凍サイクル内の冷媒凝縮器として用いることができ
る。
化凝縮する冷媒凝縮器に関し、例えば、車両用空調装置
の冷凍サイクル内の冷媒凝縮器として用いることができ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、大気が汚れたために、冬期におけ
る車室内の暖房時に、内気循環にて車室内を暖房する場
合が多くなっている。内気循環にて車室内を暖房すると
窓が曇る。そこで、窓の曇りを防止するために、冬期に
おいても空調装置を作動させ、車室内を除湿させる場合
がある。
る車室内の暖房時に、内気循環にて車室内を暖房する場
合が多くなっている。内気循環にて車室内を暖房すると
窓が曇る。そこで、窓の曇りを防止するために、冬期に
おいても空調装置を作動させ、車室内を除湿させる場合
がある。
【０００３】車両用空調装置の冷凍サイクルとしては、
図７に示すように、圧縮機１、凝縮器２、レシーバ３、
膨張弁４、蒸発器５を順次連結させるものが知られてい
る。この冷凍サイクルを冬期においても作動させ、蒸発
器５での冷却能力を除湿に利用する。しかしながら、冬
期の低負荷状態において冷凍サイクルを作動させると、
凝縮器２での凝縮圧力とともに蒸発器５での蒸発圧力も
低下することが知られている。すると、図４のモリエル
線図上の冷凍サイクルでの状態図に示すように、蒸発器
５での冷媒の温度が０℃を下回ることがある。蒸発器５
にて冷媒の温度が０℃を下回ると蒸発器５がフロストす
るため、温度が０℃を下回らないように、この温度と比
例する蒸発圧力が、所定圧力である２kgｆ／cm2 を下回
る時には圧縮機１の作動を停止し、冷凍サイクルの作動
を停止してフロストを防止する。そして、所定圧力以上
になれば、冷凍サイクルを作動させて除湿させる。この
ように圧縮機１の作動、停止を繰り返すことで、冬期に
おいても空調装置を作動させることができる。
図７に示すように、圧縮機１、凝縮器２、レシーバ３、
膨張弁４、蒸発器５を順次連結させるものが知られてい
る。この冷凍サイクルを冬期においても作動させ、蒸発
器５での冷却能力を除湿に利用する。しかしながら、冬
期の低負荷状態において冷凍サイクルを作動させると、
凝縮器２での凝縮圧力とともに蒸発器５での蒸発圧力も
低下することが知られている。すると、図４のモリエル
線図上の冷凍サイクルでの状態図に示すように、蒸発器
５での冷媒の温度が０℃を下回ることがある。蒸発器５
にて冷媒の温度が０℃を下回ると蒸発器５がフロストす
るため、温度が０℃を下回らないように、この温度と比
例する蒸発圧力が、所定圧力である２kgｆ／cm2 を下回
る時には圧縮機１の作動を停止し、冷凍サイクルの作動
を停止してフロストを防止する。そして、所定圧力以上
になれば、冷凍サイクルを作動させて除湿させる。この
ように圧縮機１の作動、停止を繰り返すことで、冬期に
おいても空調装置を作動させることができる。
【０００４】ところで、車両用空調装置の冷凍サイクル
として、特開昭６３−３０２２５７号公報に示されるよ
うに、蒸発圧力制御弁（以下ＥＰＲという）を用いた冷
凍サイクルが知られている。この冷凍サイクルは、図７
（ａ）に示すように、圧縮機１、凝縮器２、レシーバ
３、膨張弁４、蒸発器５を順次連結させ、そして蒸発器
５と圧縮機１との間にＥＰＲ６を配している。
として、特開昭６３−３０２２５７号公報に示されるよ
うに、蒸発圧力制御弁（以下ＥＰＲという）を用いた冷
凍サイクルが知られている。この冷凍サイクルは、図７
（ａ）に示すように、圧縮機１、凝縮器２、レシーバ
３、膨張弁４、蒸発器５を順次連結させ、そして蒸発器
５と圧縮機１との間にＥＰＲ６を配している。
【０００５】このＥＰＲ６は、上記の冷凍サイクルのよ
うに低負荷時における圧縮機１の作動、停止の繰り返し
を無くし、常時圧縮機１を作動させるために、蒸発器５
内での冷媒の蒸発圧力を一定に保たせるものである。冷
房負荷が低下して、蒸発器５内での蒸発圧力が低くなっ
てくると、これをＥＰＲ６が検知し、蒸発器５から圧縮
機１に向けて流れる冷媒量を減少させ、もって蒸発器５
内での蒸発圧力の低下を防いでいるのである。この冷凍
サイクルの状態は、図３のモリエル線図上に状態１００
の如く示される。
うに低負荷時における圧縮機１の作動、停止の繰り返し
を無くし、常時圧縮機１を作動させるために、蒸発器５
内での冷媒の蒸発圧力を一定に保たせるものである。冷
房負荷が低下して、蒸発器５内での蒸発圧力が低くなっ
てくると、これをＥＰＲ６が検知し、蒸発器５から圧縮
機１に向けて流れる冷媒量を減少させ、もって蒸発器５
内での蒸発圧力の低下を防いでいるのである。この冷凍
サイクルの状態は、図３のモリエル線図上に状態１００
の如く示される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のＥＰＲ６を備え
た冷凍サイクルでは、図７（ｂ）に示すように、膨張弁
４はＥＰＲ６の出口７での圧力Ｐｅとバネ８での押圧力
Ｐｓとの和（Ｐｅ＋Ｐｓ）と、蒸発器５の出口側に設け
られた感熱筒９内のガス圧力Ｐｆとの比較によりダイヤ
フラム１０が移動し、開口部１１の開度を調整する。こ
の調整により蒸発器５内に流入する冷媒量を制御してい
る。
た冷凍サイクルでは、図７（ｂ）に示すように、膨張弁
４はＥＰＲ６の出口７での圧力Ｐｅとバネ８での押圧力
Ｐｓとの和（Ｐｅ＋Ｐｓ）と、蒸発器５の出口側に設け
られた感熱筒９内のガス圧力Ｐｆとの比較によりダイヤ
フラム１０が移動し、開口部１１の開度を調整する。こ
の調整により蒸発器５内に流入する冷媒量を制御してい
る。
【０００７】ところで、図４のモリエル線図上の状態１
００に示すように、低負荷状態にてＥＰＲ６を備えた冷
凍サイクルを作動させると、凝縮器２での凝縮圧力が下
がり、同時に、蒸発器５の蒸発圧力が下がるはずである
が、ＥＰＲ６により蒸発圧力は所定圧力以上に制御され
ている。このため、ＥＰＲ６の入口側と出口側とで、圧
力差が生じる。従って、蒸発器５の出口側に設けられた
感熱筒９内の冷媒のガス圧力Ｐｆは、ＥＰＲ６の出口７
での圧力Ｐｅよりも大きくなる。この時の圧力差（Ｐｆ
−Ｐｅ）がバネ８の押圧力Ｐｓよりもかなり大きくなる
と、開口部１１が開く方向に力が働き、膨張弁４内の開
口部１１が全開状態となるので、蒸発器５に冷媒を多く
流入させることができる。
００に示すように、低負荷状態にてＥＰＲ６を備えた冷
凍サイクルを作動させると、凝縮器２での凝縮圧力が下
がり、同時に、蒸発器５の蒸発圧力が下がるはずである
が、ＥＰＲ６により蒸発圧力は所定圧力以上に制御され
ている。このため、ＥＰＲ６の入口側と出口側とで、圧
力差が生じる。従って、蒸発器５の出口側に設けられた
感熱筒９内の冷媒のガス圧力Ｐｆは、ＥＰＲ６の出口７
での圧力Ｐｅよりも大きくなる。この時の圧力差（Ｐｆ
−Ｐｅ）がバネ８の押圧力Ｐｓよりもかなり大きくなる
と、開口部１１が開く方向に力が働き、膨張弁４内の開
口部１１が全開状態となるので、蒸発器５に冷媒を多く
流入させることができる。
【０００８】しかしながら、凝縮器２での凝縮圧力が低
いと、所定圧力以上に制御された蒸発器５での蒸発圧力
との圧力差が小さくなり、開口部１１の全開状態におい
ても、膨張弁４を流れる冷媒の流量が低下する。流量が
低下すると、蒸発器５の除湿能力が低下し、窓の曇りを
防止することができないという問題がある。そこで、本
発明は凝縮器での凝縮能力を負荷にあわせて変動させ、
低負荷時には凝縮器内の凝縮圧力を所定圧力以上に保つ
ことのできる冷媒凝縮器を提供することを目的とする。
いと、所定圧力以上に制御された蒸発器５での蒸発圧力
との圧力差が小さくなり、開口部１１の全開状態におい
ても、膨張弁４を流れる冷媒の流量が低下する。流量が
低下すると、蒸発器５の除湿能力が低下し、窓の曇りを
防止することができないという問題がある。そこで、本
発明は凝縮器での凝縮能力を負荷にあわせて変動させ、
低負荷時には凝縮器内の凝縮圧力を所定圧力以上に保つ
ことのできる冷媒凝縮器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、圧縮機、減圧手段、および蒸発器とともに
冷凍サイクルを構成する冷媒凝縮器であって、内部を流
れる冷媒が、外部を流れる熱交換媒体と熱交換して放熱
する上下方向に積層された複数のチューブと、この複数
のチューブ間に配設された放熱性能を向上させるための
フィンとにより構成された熱交換部と、前記圧縮機から
吐出された高温高圧のガス状冷媒を、前記熱交換部の一
部に導入させる第１の冷媒導入通路と、前記圧縮機から
吐出された高温高圧のガス状冷媒を、前記熱交換部の残
りの部位に導入させる第２の冷媒導入通路と、前記第２
の冷媒通路の途中に冷媒中に混入された潤滑油を停留さ
せるための潤滑油停留部を設け、冷媒の流量が所定値以
下のときに、前記潤滑油停留部に潤滑油が停留し、前記
第２の冷媒通路がこの停留した潤滑油によって遮断さ
れ、前記圧縮機より導入された冷媒が前記熱交換部の一
部にのみ導入されるという技術手段を採用する。
するために、圧縮機、減圧手段、および蒸発器とともに
冷凍サイクルを構成する冷媒凝縮器であって、内部を流
れる冷媒が、外部を流れる熱交換媒体と熱交換して放熱
する上下方向に積層された複数のチューブと、この複数
のチューブ間に配設された放熱性能を向上させるための
フィンとにより構成された熱交換部と、前記圧縮機から
吐出された高温高圧のガス状冷媒を、前記熱交換部の一
部に導入させる第１の冷媒導入通路と、前記圧縮機から
吐出された高温高圧のガス状冷媒を、前記熱交換部の残
りの部位に導入させる第２の冷媒導入通路と、前記第２
の冷媒通路の途中に冷媒中に混入された潤滑油を停留さ
せるための潤滑油停留部を設け、冷媒の流量が所定値以
下のときに、前記潤滑油停留部に潤滑油が停留し、前記
第２の冷媒通路がこの停留した潤滑油によって遮断さ
れ、前記圧縮機より導入された冷媒が前記熱交換部の一
部にのみ導入されるという技術手段を採用する。
【００１０】
【作用および効果】上記構成の本発明の冷媒凝縮器で
は、高負荷時で導入配管を流れる冷媒の流速が大きいと
きは、冷媒中に混入された潤滑油が冷媒の流れによっ
て、潤滑油停留部に潤滑油が停留せずヘッダの上層部ま
で上昇できるので、第１の冷媒通路および第２の冷媒通
路の両方からガス冷媒が凝縮器内に流入し、熱交換部全
領域で放熱が行われ、凝縮器が最大性能を発揮する。一
方、低負荷時で冷媒流速が小さいときは、冷媒中の潤滑
油が第２の冷媒通路の立ち上がり部を上昇できず潤滑油
停留部に停留し、第１の冷媒通路のみから凝縮器内に流
入し、熱交換部の一部でのみ放熱が行われる。このよう
に熱交換部の作動面積が減少するので冷媒の放熱が減
り、凝縮器内の冷媒の温度が上昇する。凝縮器内の冷媒
の温度が上昇すれば、この温度に比例する凝縮器内の凝
縮圧力も上昇する。
は、高負荷時で導入配管を流れる冷媒の流速が大きいと
きは、冷媒中に混入された潤滑油が冷媒の流れによっ
て、潤滑油停留部に潤滑油が停留せずヘッダの上層部ま
で上昇できるので、第１の冷媒通路および第２の冷媒通
路の両方からガス冷媒が凝縮器内に流入し、熱交換部全
領域で放熱が行われ、凝縮器が最大性能を発揮する。一
方、低負荷時で冷媒流速が小さいときは、冷媒中の潤滑
油が第２の冷媒通路の立ち上がり部を上昇できず潤滑油
停留部に停留し、第１の冷媒通路のみから凝縮器内に流
入し、熱交換部の一部でのみ放熱が行われる。このよう
に熱交換部の作動面積が減少するので冷媒の放熱が減
り、凝縮器内の冷媒の温度が上昇する。凝縮器内の冷媒
の温度が上昇すれば、この温度に比例する凝縮器内の凝
縮圧力も上昇する。
【００１１】以上のように、低負荷時においても凝縮圧
力を上昇させて所定圧力以上を確保する事ができるの
で、冷凍サイクルを構成する蒸発器での蒸発圧力と凝縮
圧力との圧力差を所定圧力差以上に確保することができ
る。このように圧力差が確保できれば、減圧手段の入口
側と出口側との圧力差が確保できることになるので、減
圧手段を通過する冷媒の流量が所定流量以上となり、蒸
発器内に流入する冷媒流量も確保することができる。し
たがって、蒸発器内での蒸発能力を確保することができ
る。
力を上昇させて所定圧力以上を確保する事ができるの
で、冷凍サイクルを構成する蒸発器での蒸発圧力と凝縮
圧力との圧力差を所定圧力差以上に確保することができ
る。このように圧力差が確保できれば、減圧手段の入口
側と出口側との圧力差が確保できることになるので、減
圧手段を通過する冷媒の流量が所定流量以上となり、蒸
発器内に流入する冷媒流量も確保することができる。し
たがって、蒸発器内での蒸発能力を確保することができ
る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の冷媒凝縮器を用いた冷凍サイ
クルの一実施例を図に基づいて説明する。本発明の凝縮
器を適用する冷凍１２は、図７（ａ）に示すように従来
のものと同じであって、ガス状冷媒を圧縮する圧縮機
１、この圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス状冷媒を
冷却して液冷媒にする凝縮器２、凝縮器２で液状になっ
た冷媒をためておくレシーバ３、この液状の冷媒を膨張
させ霧状の冷媒にする減圧手段を構成する膨張弁４、こ
の膨張弁４で霧状となった冷媒を空気と熱交換させる蒸
発器５、およびこの蒸発器５での蒸発圧力を所定圧力以
下に保たせる蒸発圧力調整弁（ＥＰＲ）６を備えてい
る。
クルの一実施例を図に基づいて説明する。本発明の凝縮
器を適用する冷凍１２は、図７（ａ）に示すように従来
のものと同じであって、ガス状冷媒を圧縮する圧縮機
１、この圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス状冷媒を
冷却して液冷媒にする凝縮器２、凝縮器２で液状になっ
た冷媒をためておくレシーバ３、この液状の冷媒を膨張
させ霧状の冷媒にする減圧手段を構成する膨張弁４、こ
の膨張弁４で霧状となった冷媒を空気と熱交換させる蒸
発器５、およびこの蒸発器５での蒸発圧力を所定圧力以
下に保たせる蒸発圧力調整弁（ＥＰＲ）６を備えてい
る。
【００１３】上記の冷凍サイクル１２を構成する凝縮器
２を正面から見た概要図を図１に示す。図１のように大
別して複数のチューブ１３、このチューブ１３の間に配
されたコルゲートフィン１４により熱交換部が構成さ
れ、複数のチューブ１３の両端にヘッダ１５、１６が接
続されている。
２を正面から見た概要図を図１に示す。図１のように大
別して複数のチューブ１３、このチューブ１３の間に配
されたコルゲートフィン１４により熱交換部が構成さ
れ、複数のチューブ１３の両端にヘッダ１５、１６が接
続されている。
【００１４】チューブ１３は、偏平な管で内部に多数の
冷媒通路が形成されている。コルゲートフィン１４は、
各チューブ１３の各間に挟まれ、チューブ１３の間を流
れる空気と、チューブ１３の内部を流れる冷媒との熱交
換効率を向上させるもので、極薄の板材を波状に曲折し
て設けたものである。なお、コルゲートフィン１４に
は、伝熱促進のために多数のルーバが形成されている。
冷媒通路が形成されている。コルゲートフィン１４は、
各チューブ１３の各間に挟まれ、チューブ１３の間を流
れる空気と、チューブ１３の内部を流れる冷媒との熱交
換効率を向上させるもので、極薄の板材を波状に曲折し
て設けたものである。なお、コルゲートフィン１４に
は、伝熱促進のために多数のルーバが形成されている。
【００１５】ヘッダ１５、１６は、複数のチューブ１３
の両端に接続されており、入口側のヘッダ１５の上方入
口１５ａには冷媒流入用の第１の配管１７が接続されて
おり、下方入口１５ｂには冷媒流入用の第２の配管１８
が接続されている。また、出口側のヘッダ１６の出口１
６ａには冷媒流出用の配管１９がロウ付け等で接続され
ている。
の両端に接続されており、入口側のヘッダ１５の上方入
口１５ａには冷媒流入用の第１の配管１７が接続されて
おり、下方入口１５ｂには冷媒流入用の第２の配管１８
が接続されている。また、出口側のヘッダ１６の出口１
６ａには冷媒流出用の配管１９がロウ付け等で接続され
ている。
【００１６】冷媒流入用の第１の配管１７および第２の
配管１８は、圧縮機１からの導入配管２０が分岐部２１
にて分岐したものであり、その分岐部２１の後流におい
て第１の配管１７はアルミ材を曲げて作ったＵ字形状部
１７ａと、鉛直方向に上方に伸びて前記上方入口１５ａ
にロウ付け等で接続される立ち上がり部１７ｂとを有し
ている。ここで、前記Ｕ字形状部の曲げ半径は１０〜３
０ｍｍ程度である。
配管１８は、圧縮機１からの導入配管２０が分岐部２１
にて分岐したものであり、その分岐部２１の後流におい
て第１の配管１７はアルミ材を曲げて作ったＵ字形状部
１７ａと、鉛直方向に上方に伸びて前記上方入口１５ａ
にロウ付け等で接続される立ち上がり部１７ｂとを有し
ている。ここで、前記Ｕ字形状部の曲げ半径は１０〜３
０ｍｍ程度である。
【００１７】また、流出用の配管１９は出口側のヘッダ
１６の出口１６ａに接続されたもので、チューブ１３を
通過して凝縮された液状の冷媒を流出する。尚、これら
の配管の径は８〜２５ｍｍ程度としている。入口側のヘ
ッダ１５は仕切り板２２ａ，２２ｂ，２２ｃによって上
から順に１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄと４つの空間
に区画されている。また出口側のヘッダ１６は仕切り板
２３ａ，２３ｂによって１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃと３つ
の空間に区画されている。これらの仕切り板２２、２３
がヘッダ１５、１６内を区画することによって、前記複
数のチューブ１３が上側のチューブ群２４、２５、２６
および下側のチューブ群２７、２８、２９に分割され
る。そして前記上方入口１５ａから流入した冷媒はチュ
ーブ群２４、２５、２６をＳ字状に蛇行し、前記下方入
口１５ｂから流入した冷媒はチューブ群２７、２８、２
９を逆Ｓ字状に蛇行する。仕切り板２２、２３の数によ
って冷媒のターン回数が設定され、仕切り板２２、２３
の位置によって各チューブ群２７〜２９の本数の割合が
変化する。
１６の出口１６ａに接続されたもので、チューブ１３を
通過して凝縮された液状の冷媒を流出する。尚、これら
の配管の径は８〜２５ｍｍ程度としている。入口側のヘ
ッダ１５は仕切り板２２ａ，２２ｂ，２２ｃによって上
から順に１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄと４つの空間
に区画されている。また出口側のヘッダ１６は仕切り板
２３ａ，２３ｂによって１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃと３つ
の空間に区画されている。これらの仕切り板２２、２３
がヘッダ１５、１６内を区画することによって、前記複
数のチューブ１３が上側のチューブ群２４、２５、２６
および下側のチューブ群２７、２８、２９に分割され
る。そして前記上方入口１５ａから流入した冷媒はチュ
ーブ群２４、２５、２６をＳ字状に蛇行し、前記下方入
口１５ｂから流入した冷媒はチューブ群２７、２８、２
９を逆Ｓ字状に蛇行する。仕切り板２２、２３の数によ
って冷媒のターン回数が設定され、仕切り板２２、２３
の位置によって各チューブ群２７〜２９の本数の割合が
変化する。
【００１８】ここで、蒸発器５の除湿能力について説明
する。蒸発器５の除湿能力は次式のごとく表されるもの
である。
する。蒸発器５の除湿能力は次式のごとく表されるもの
である。
【００１９】
【数１】Ｑ＝ＧR ×Δｉ ここで、ＧR は膨張弁４を通過する冷媒流量であり、Δ
ｉは蒸発器５の入口側から出口側までのエンタルピ量で
ある。Δｉは、蒸発器５の能力により決まるものである
から、除湿能力Ｑは冷媒流量ＧR により決まる。この冷
媒流量は以下の式で示される。
ｉは蒸発器５の入口側から出口側までのエンタルピ量で
ある。Δｉは、蒸発器５の能力により決まるものである
から、除湿能力Ｑは冷媒流量ＧR により決まる。この冷
媒流量は以下の式で示される。
【００２０】
【数２】ＧR ＝ＣＡ（ＰH −ＰL ）1/2 ここで、Ｃは定数であり、Ａは膨張弁４の開口部の開口
面積である。膨張弁４の開口部１１の開度は冬期の低負
荷状態では最大開度となる。ＰL は蒸発器５の入口側圧
力であり、冬期には低負荷状態であるために２kgｆ／cm
2 一定となる。
面積である。膨張弁４の開口部１１の開度は冬期の低負
荷状態では最大開度となる。ＰL は蒸発器５の入口側圧
力であり、冬期には低負荷状態であるために２kgｆ／cm
2 一定となる。
【００２１】ＰH は凝縮器２側での凝縮圧力である。こ
の凝縮圧力は変動し、低負荷状態では凝縮圧力ＰH が３
〜４kgｆ／cm2 と小さいために、冷媒流量ＧR が少なく
なり、結果として除湿能力Ｑが低下してしまう。図１に
示すような、ＭＦコンデンサ２では、放熱能力が高いた
めに温度が低下し、凝縮圧力ＰH が低下するので、除湿
能力が低下する。
の凝縮圧力は変動し、低負荷状態では凝縮圧力ＰH が３
〜４kgｆ／cm2 と小さいために、冷媒流量ＧR が少なく
なり、結果として除湿能力Ｑが低下してしまう。図１に
示すような、ＭＦコンデンサ２では、放熱能力が高いた
めに温度が低下し、凝縮圧力ＰH が低下するので、除湿
能力が低下する。
【００２２】そこで、本発明の凝縮器２は冬期の低負荷
状態において凝縮器２での放熱を抑えることで、凝縮圧
力を上昇させ、膨張弁４での冷媒流量を増加させるもの
である。図４のモリエル線図上に示すように、夏期の高
負荷状態１０２においては、凝縮器２の入口での冷媒の
温度および圧力は高く、また流量が多いため導入配管２
０を流れる流速も大きくなる。冷媒中には冷凍サイクル
の圧縮機１の摺動部を潤滑するための潤滑油が混入され
ているが、このように高負荷状態で導入配管２０を流れ
る冷媒の流速が大きいときは、冷媒中に混入された潤滑
油が前記第１の配管１７の立ち上がり部１７ｂを冷媒の
流れによって上昇できるので、Ｕ字形状部１７ａは潤滑
油によって遮断されず第１の配管１７と第２の配管１８
の両方を通って冷媒が凝縮器２に流入する。
状態において凝縮器２での放熱を抑えることで、凝縮圧
力を上昇させ、膨張弁４での冷媒流量を増加させるもの
である。図４のモリエル線図上に示すように、夏期の高
負荷状態１０２においては、凝縮器２の入口での冷媒の
温度および圧力は高く、また流量が多いため導入配管２
０を流れる流速も大きくなる。冷媒中には冷凍サイクル
の圧縮機１の摺動部を潤滑するための潤滑油が混入され
ているが、このように高負荷状態で導入配管２０を流れ
る冷媒の流速が大きいときは、冷媒中に混入された潤滑
油が前記第１の配管１７の立ち上がり部１７ｂを冷媒の
流れによって上昇できるので、Ｕ字形状部１７ａは潤滑
油によって遮断されず第１の配管１７と第２の配管１８
の両方を通って冷媒が凝縮器２に流入する。
【００２３】ここで、第１の配管１７を通ってヘッダ１
５の空間１５Ａに流入した冷媒は、空間１５Ａ→チュー
ブ群２４→空間１６Ａ→チューブ群２５→空間１５Ｂ→
チューブ群２６→空間１６ＢのＳ字状の経路を経て出口
１６ａより流出用配管１９へ導出される。また、同様に
して第２の配管１８を通ってヘッダ１５の空間１５Ｄに
流入した冷媒は、空間１５Ｄ→チューブ群２９→空間１
６Ｃ→チューブ群２８→空間１５Ｃ→チューブ群２７→
空間１５Ｂの逆Ｓ字状の経路を経て出口１６ａより流出
用配管１９へ導出される。
５の空間１５Ａに流入した冷媒は、空間１５Ａ→チュー
ブ群２４→空間１６Ａ→チューブ群２５→空間１５Ｂ→
チューブ群２６→空間１６ＢのＳ字状の経路を経て出口
１６ａより流出用配管１９へ導出される。また、同様に
して第２の配管１８を通ってヘッダ１５の空間１５Ｄに
流入した冷媒は、空間１５Ｄ→チューブ群２９→空間１
６Ｃ→チューブ群２８→空間１５Ｃ→チューブ群２７→
空間１５Ｂの逆Ｓ字状の経路を経て出口１６ａより流出
用配管１９へ導出される。
【００２４】このように凝縮器２の全流路に冷媒が流れ
るため、熱交換部の全領域を使用して凝縮が行われ、即
ち凝縮器２は最大性能を出すことができる。一方、図４
のモリエル線図上に示すように、冬場の低負荷状態１０
０においては、圧縮機１で圧縮され、凝縮器２に流入す
る高温高圧のガス状の冷媒の温度および圧力は低く、ま
た流量も少なく５０〜８０ｌ／ｈｒ程度になり、導入配
管２０を流れる冷媒の流速は小さくなる。このように、
低負荷状態で導入配管２０を流れる冷媒の流速が小さい
ときは、冷媒中に混入された潤滑油が立ち上がり部１７
ｂを登れなくなる。
るため、熱交換部の全領域を使用して凝縮が行われ、即
ち凝縮器２は最大性能を出すことができる。一方、図４
のモリエル線図上に示すように、冬場の低負荷状態１０
０においては、圧縮機１で圧縮され、凝縮器２に流入す
る高温高圧のガス状の冷媒の温度および圧力は低く、ま
た流量も少なく５０〜８０ｌ／ｈｒ程度になり、導入配
管２０を流れる冷媒の流速は小さくなる。このように、
低負荷状態で導入配管２０を流れる冷媒の流速が小さい
ときは、冷媒中に混入された潤滑油が立ち上がり部１７
ｂを登れなくなる。
【００２５】ここで、冬季の低負荷時において冷媒中に
混入された潤滑油がＵ字形状部１７ａに停留し、立ち上
がり部１７ｂを登っていけなくなるための立ち上がり部
１７ｂの通路断面積の決め方について説明する。図２
は、潤滑油が立ち上がり部１７ｂを登っていくための最
小ガス速度と管の内径との関係を、凝縮温度が３５℃と
４５℃のときについてそれぞれ示した図で、図３は、Ｒ
１２を冷媒として用いたときのガス冷媒飽和温度と最小
ガス速度と立ち上がり部の断面積との関係を示した図で
ある。
混入された潤滑油がＵ字形状部１７ａに停留し、立ち上
がり部１７ｂを登っていけなくなるための立ち上がり部
１７ｂの通路断面積の決め方について説明する。図２
は、潤滑油が立ち上がり部１７ｂを登っていくための最
小ガス速度と管の内径との関係を、凝縮温度が３５℃と
４５℃のときについてそれぞれ示した図で、図３は、Ｒ
１２を冷媒として用いたときのガス冷媒飽和温度と最小
ガス速度と立ち上がり部の断面積との関係を示した図で
ある。
【００２６】冷媒の圧力とその圧力におけるガス冷媒飽
和温度は１対１の関係にある。したがって、例えば冬季
の低負荷時の冷媒の高圧圧力が与えられればそのときの
ガス冷媒飽和温度は一意に決まる。また、立ち上がり部
１７ｂでの流速は、冷媒の流量を立ち上がり部１７ｂの
断面積で割ることによって求めることができるので、冬
季の低負荷時の冷媒の流量が与えられれば、立ち上がり
部１７ｂの断面積を決めることによって冷媒の流速を得
ることができる。したがって、この冷媒流速が上記ガス
冷媒飽和温度のもとにおける最小ガス速度よりも小さく
なるように、立ち上がり部１７ｂの断面積を図３から決
めてやれば、低負荷時の冷媒流量が小さくなった時にお
いてＵ字形状部１７ａに潤滑油が停留することになる。
和温度は１対１の関係にある。したがって、例えば冬季
の低負荷時の冷媒の高圧圧力が与えられればそのときの
ガス冷媒飽和温度は一意に決まる。また、立ち上がり部
１７ｂでの流速は、冷媒の流量を立ち上がり部１７ｂの
断面積で割ることによって求めることができるので、冬
季の低負荷時の冷媒の流量が与えられれば、立ち上がり
部１７ｂの断面積を決めることによって冷媒の流速を得
ることができる。したがって、この冷媒流速が上記ガス
冷媒飽和温度のもとにおける最小ガス速度よりも小さく
なるように、立ち上がり部１７ｂの断面積を図３から決
めてやれば、低負荷時の冷媒流量が小さくなった時にお
いてＵ字形状部１７ａに潤滑油が停留することになる。
【００２７】このように、冷媒の流速が低下して冷媒中
に混入した潤滑油が立ち上がり部１７ｂを上昇できなく
なると、潤滑油は第１の配管１７のＵ字形状部１７ａに
停留する。その結果、第１の配管１７が遮断され、冷媒
は立ち上がり部１７ｂを流れなくなるので、入口側ヘッ
ダ１５の上方入口１５ａからは冷媒が流入しなくなる。
したがって領域Ａ内において放熱部分となるチューブ群
２４、２５、２６には冷媒が流れないため、領域Ａ内で
放熱できない分の放熱量が減少する。したがって、放熱
量が減少した分だけ冷媒の温度が上昇する。冷媒の温度
が上昇すれば、この温度と比例する凝縮圧力が上昇す
る。
に混入した潤滑油が立ち上がり部１７ｂを上昇できなく
なると、潤滑油は第１の配管１７のＵ字形状部１７ａに
停留する。その結果、第１の配管１７が遮断され、冷媒
は立ち上がり部１７ｂを流れなくなるので、入口側ヘッ
ダ１５の上方入口１５ａからは冷媒が流入しなくなる。
したがって領域Ａ内において放熱部分となるチューブ群
２４、２５、２６には冷媒が流れないため、領域Ａ内で
放熱できない分の放熱量が減少する。したがって、放熱
量が減少した分だけ冷媒の温度が上昇する。冷媒の温度
が上昇すれば、この温度と比例する凝縮圧力が上昇す
る。
【００２８】図４のモリエル線図上に示す状態１０１の
如く、凝縮圧力が上昇すると、この凝縮圧力と、所定圧
力になるように制御された蒸発圧力との圧力差が大きく
なり、膨張弁４の入口側圧力とで出口側圧力との圧力差
が大きくなるので、流量が上昇し、蒸発能力が確保でき
る程度に冷媒の流量を確保することができる。この時の
凝縮圧力が約４．５kgｆ／cm2 程度であれば、蒸発器５
での蒸発圧力は２kgｆ／cm2 程度であるので、膨張弁４
の入口側と出口側で２．５kgｆ／cm2程度の圧力差がで
き、冷媒の流量が確保される。
如く、凝縮圧力が上昇すると、この凝縮圧力と、所定圧
力になるように制御された蒸発圧力との圧力差が大きく
なり、膨張弁４の入口側圧力とで出口側圧力との圧力差
が大きくなるので、流量が上昇し、蒸発能力が確保でき
る程度に冷媒の流量を確保することができる。この時の
凝縮圧力が約４．５kgｆ／cm2 程度であれば、蒸発器５
での蒸発圧力は２kgｆ／cm2 程度であるので、膨張弁４
の入口側と出口側で２．５kgｆ／cm2程度の圧力差がで
き、冷媒の流量が確保される。
【００２９】次に本発明の第２実施例について説明す
る。図５は第２実施例の凝縮器４１を正面からみた概要
図である。第１実施例の凝縮器と同様、複数のチューブ
４２、このチューブ４２の間に配されたコルゲートフィ
ン４３により熱交換部が構成され、複数のチューブ４２
の両端にヘッダ４４、４５が接続されている。
る。図５は第２実施例の凝縮器４１を正面からみた概要
図である。第１実施例の凝縮器と同様、複数のチューブ
４２、このチューブ４２の間に配されたコルゲートフィ
ン４３により熱交換部が構成され、複数のチューブ４２
の両端にヘッダ４４、４５が接続されている。
【００３０】ヘッダ４４、４５は、複数のチューブ４２
の両端に接続されており、入口側のヘッダ４４の上層入
口４４ａには冷媒流入用の第１の配管４６が接続されて
おり、中層入口４４ｂには冷媒流入用の第２の配管４７
が接続され、さらに下層入口４４ｃに第３の配管４８が
接続されている。また、出口側のヘッダ４５の出口４５
ａには冷媒流出用の配管４９がロウ付け等で接続されて
いる。
の両端に接続されており、入口側のヘッダ４４の上層入
口４４ａには冷媒流入用の第１の配管４６が接続されて
おり、中層入口４４ｂには冷媒流入用の第２の配管４７
が接続され、さらに下層入口４４ｃに第３の配管４８が
接続されている。また、出口側のヘッダ４５の出口４５
ａには冷媒流出用の配管４９がロウ付け等で接続されて
いる。
【００３１】冷媒流入用の第１の配管４６および第２の
配管４７は、圧縮機１からの導入配管５０から分岐した
ものであり、まず第２の配管４７が第１分岐部５１で分
岐し、その後流の第２分岐部５２で第１の配管４６が分
岐する。第１分岐部５１の後流において第２の配管４７
はアルミ材を曲げて作ったＵ字形状部４７ａと、鉛直方
向に上方に伸びて前記中層入口４４ｂに接続される立ち
上がり部４７ｂとを有している。同様にして第２分岐部
５２の後流において第１の配管４６はＵ字形状部４６ａ
と、鉛直方向に上方に伸びて前記上層入口４４ａに接続
される立ち上がり部４６ｂとを有している。ここで、第
１の配管は第２の配管に比べて管内径を太くしている。
また、第２分岐部５２の後流において第３の配管４８は
そのまま水平に前記下層入口４４ｃに接続される。一
方、流出用の配管４９は出口側のヘッダ４５の出口４５
ａに接続されたもので、チューブ４２を通過して凝縮さ
れた液状の冷媒を流出する。入口側のヘッダ４４は仕切
り板５３ａ，５３ｂ，５３ｃ、５３ｄによって上から順
に４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄ、４４Ｅと５つの空
間に区画されている。また出口側のヘッダ４５は仕切り
板５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄによって４５Ａ，４
５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄ，４５Ｅと５つの空間に区画され
ている。なお、仕切り板５４ａ，５４ｂには連通孔７１
ａ、７１ｂが設けられており、空間４５Ａと４５Ｂ，空
間４５Ｂと４５Ｃがそれぞれ連通している。これらの仕
切り板５３、５４がヘッダ４４、４５内を区画すること
によって、前記複数のチューブ４２が上層のチューブ群
５５、中層のチューブ群５６、および下層のチューブ群
５７、５８、５９、６０、６１に分割される。そして前
記上層入口４４ａから流入した冷媒は上層のチューブ群
５５を通ってヘッダ４５へ移動し、前記中層入口４４ｂ
から流入した冷媒は中層のチューブ群５６を通ってヘッ
ダ４５に移動し、前記下層入口４４ｃから流入した冷媒
は下層のチューブ群５７、５８、５９、６０、６１を蛇
行する。第１実施例と同様、仕切り板５３、５４の数に
よって冷媒のターン回数が設定され、仕切り板５３、５
４の位置によって各チューブ群５５〜６１の本数の割合
が変化する。
配管４７は、圧縮機１からの導入配管５０から分岐した
ものであり、まず第２の配管４７が第１分岐部５１で分
岐し、その後流の第２分岐部５２で第１の配管４６が分
岐する。第１分岐部５１の後流において第２の配管４７
はアルミ材を曲げて作ったＵ字形状部４７ａと、鉛直方
向に上方に伸びて前記中層入口４４ｂに接続される立ち
上がり部４７ｂとを有している。同様にして第２分岐部
５２の後流において第１の配管４６はＵ字形状部４６ａ
と、鉛直方向に上方に伸びて前記上層入口４４ａに接続
される立ち上がり部４６ｂとを有している。ここで、第
１の配管は第２の配管に比べて管内径を太くしている。
また、第２分岐部５２の後流において第３の配管４８は
そのまま水平に前記下層入口４４ｃに接続される。一
方、流出用の配管４９は出口側のヘッダ４５の出口４５
ａに接続されたもので、チューブ４２を通過して凝縮さ
れた液状の冷媒を流出する。入口側のヘッダ４４は仕切
り板５３ａ，５３ｂ，５３ｃ、５３ｄによって上から順
に４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄ、４４Ｅと５つの空
間に区画されている。また出口側のヘッダ４５は仕切り
板５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄによって４５Ａ，４
５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄ，４５Ｅと５つの空間に区画され
ている。なお、仕切り板５４ａ，５４ｂには連通孔７１
ａ、７１ｂが設けられており、空間４５Ａと４５Ｂ，空
間４５Ｂと４５Ｃがそれぞれ連通している。これらの仕
切り板５３、５４がヘッダ４４、４５内を区画すること
によって、前記複数のチューブ４２が上層のチューブ群
５５、中層のチューブ群５６、および下層のチューブ群
５７、５８、５９、６０、６１に分割される。そして前
記上層入口４４ａから流入した冷媒は上層のチューブ群
５５を通ってヘッダ４５へ移動し、前記中層入口４４ｂ
から流入した冷媒は中層のチューブ群５６を通ってヘッ
ダ４５に移動し、前記下層入口４４ｃから流入した冷媒
は下層のチューブ群５７、５８、５９、６０、６１を蛇
行する。第１実施例と同様、仕切り板５３、５４の数に
よって冷媒のターン回数が設定され、仕切り板５３、５
４の位置によって各チューブ群５５〜６１の本数の割合
が変化する。
【００３２】次に、図５に示す第２実施例の凝縮器４１
の作動について説明する。夏期等の高負荷状態において
は、凝縮器４１の入口での冷媒の温度および圧力は高
く、また流量が多いため導入配管５０を流れる流速も大
きくなる。配管５０を流れる流速が大きいので、冷媒中
に混入された潤滑油は冷媒の流れによって前記第１の配
管４６の立ち上がり部４６ｂを充分に上昇していける
し、当然それよりも細い第２の配管４７の立ち上がり部
４７ｂは上昇していけるので、それぞれの配管のＵ字形
状部４６ａ、４７ａは潤滑油によって遮断されない。し
たがって、第１の配管４６、第２の配管４７、および第
３の配管４８の全てを通って冷媒が凝縮器４１に流入す
る。
の作動について説明する。夏期等の高負荷状態において
は、凝縮器４１の入口での冷媒の温度および圧力は高
く、また流量が多いため導入配管５０を流れる流速も大
きくなる。配管５０を流れる流速が大きいので、冷媒中
に混入された潤滑油は冷媒の流れによって前記第１の配
管４６の立ち上がり部４６ｂを充分に上昇していける
し、当然それよりも細い第２の配管４７の立ち上がり部
４７ｂは上昇していけるので、それぞれの配管のＵ字形
状部４６ａ、４７ａは潤滑油によって遮断されない。し
たがって、第１の配管４６、第２の配管４７、および第
３の配管４８の全てを通って冷媒が凝縮器４１に流入す
る。
【００３３】ここで、第１の配管４６を通ってヘッダ４
４の空間４４Ａに流入した冷媒は、空間４４Ａ→チュー
ブ群５５→空間４５Ａ→空間４５Ｂ→空間４５Ｃの経路
を経て出口４５ａより流出用配管４９へ導出される。同
様にして第２の配管４７を通ってヘッダ４４の空間４４
Ｂに流入した冷媒は、空間４４Ｂ→チューブ群５６→空
間４５Ｂ→空間４５Ｃの経路を経て出口４５ａより流出
用配管４９へ導出される。また、第３の配管４８を通っ
てヘッダ４４の空間４４Ｅに流入した冷媒は、空間４４
Ｅ→チューブ群６１→空間４５Ｅ→チューブ群６０→空
間４４Ｄ→チューブ群５９→空間４５Ｄ→チューブ群５
８→空間４４Ｃ→チューブ群５７→空間４５Ｃの経路を
経て出口４５ａより流出用配管４９へ導出される。
４の空間４４Ａに流入した冷媒は、空間４４Ａ→チュー
ブ群５５→空間４５Ａ→空間４５Ｂ→空間４５Ｃの経路
を経て出口４５ａより流出用配管４９へ導出される。同
様にして第２の配管４７を通ってヘッダ４４の空間４４
Ｂに流入した冷媒は、空間４４Ｂ→チューブ群５６→空
間４５Ｂ→空間４５Ｃの経路を経て出口４５ａより流出
用配管４９へ導出される。また、第３の配管４８を通っ
てヘッダ４４の空間４４Ｅに流入した冷媒は、空間４４
Ｅ→チューブ群６１→空間４５Ｅ→チューブ群６０→空
間４４Ｄ→チューブ群５９→空間４５Ｄ→チューブ群５
８→空間４４Ｃ→チューブ群５７→空間４５Ｃの経路を
経て出口４５ａより流出用配管４９へ導出される。
【００３４】このように凝縮器２の全流路に冷媒が流れ
るため、熱交換部の全領域を使用して凝縮が行われ、即
ち凝縮器２は最大性能を出すことができる。なおこの時
の凝縮圧力は１２〜２０kgｆ／cm2 程度であり、凝縮温
度は６０℃程度である。次に、徐々に負荷が小さくなり
中負荷の状態においては、圧縮機１で圧縮され、凝縮器
２に流入する高温高圧のガス状の冷媒の温度および圧力
が低くなり、また流量も少なくなり、導入配管２０を流
れる冷媒の流速は高負荷の時に比べて小さくなる。この
ように、中負荷状態となり導入配管２０を流れる冷媒の
流速が小さくなっていくと、図２、図３からもわかるよ
うに冷媒中に混入された潤滑油がまず太いほうの第１の
配管４６の立ち上がり部４６ｂを上昇できなくなる。こ
のように、冷媒中に混入した潤滑油が立ち上がり部４６
ｂを上昇できなくなると、潤滑油は第１の配管４６のＵ
字形状部４６ａにたまる。その結果、第１の配管４６が
遮断され、冷媒は立ち上がり部４６ｂを流れなくなるの
で、入口側ヘッダ４４の上層入口４４ａからは冷媒が流
入しなくなる。したがって領域Ａ内において放熱部分と
なるチューブ群５５には冷媒が流れないため、領域Ａ内
で放熱できない分の放熱量が減少する。そして、放熱量
が減少した分だけ冷媒の温度が上昇する。冷媒の温度が
上昇すれば、この温度と比例する凝縮圧力が上昇する。
なおこの時の凝縮圧力は１０kgｆ／cm2 程度であり、凝
縮温度は３０℃程度である。
るため、熱交換部の全領域を使用して凝縮が行われ、即
ち凝縮器２は最大性能を出すことができる。なおこの時
の凝縮圧力は１２〜２０kgｆ／cm2 程度であり、凝縮温
度は６０℃程度である。次に、徐々に負荷が小さくなり
中負荷の状態においては、圧縮機１で圧縮され、凝縮器
２に流入する高温高圧のガス状の冷媒の温度および圧力
が低くなり、また流量も少なくなり、導入配管２０を流
れる冷媒の流速は高負荷の時に比べて小さくなる。この
ように、中負荷状態となり導入配管２０を流れる冷媒の
流速が小さくなっていくと、図２、図３からもわかるよ
うに冷媒中に混入された潤滑油がまず太いほうの第１の
配管４６の立ち上がり部４６ｂを上昇できなくなる。こ
のように、冷媒中に混入した潤滑油が立ち上がり部４６
ｂを上昇できなくなると、潤滑油は第１の配管４６のＵ
字形状部４６ａにたまる。その結果、第１の配管４６が
遮断され、冷媒は立ち上がり部４６ｂを流れなくなるの
で、入口側ヘッダ４４の上層入口４４ａからは冷媒が流
入しなくなる。したがって領域Ａ内において放熱部分と
なるチューブ群５５には冷媒が流れないため、領域Ａ内
で放熱できない分の放熱量が減少する。そして、放熱量
が減少した分だけ冷媒の温度が上昇する。冷媒の温度が
上昇すれば、この温度と比例する凝縮圧力が上昇する。
なおこの時の凝縮圧力は１０kgｆ／cm2 程度であり、凝
縮温度は３０℃程度である。
【００３５】さらに、負荷が小さくなり冬期等の低負荷
の状態においては、凝縮器４１に流入する高温高圧のガ
ス状の冷媒の温度および圧力が低くなり、また流量も少
なくなり、導入配管５０を流れる冷媒の流速はさらに小
さくなる。このように、低負荷状態で導入配管５０を流
れる冷媒の流速が小さくなると、冷媒中に混入された潤
滑油が細いほうの第２の配管４７の立ち上がり部４７ｂ
も上昇できなくなる。先程と同様に、冷媒中に混入した
潤滑油が立ち上がり部４７ｂを上昇できなくなると、潤
滑油は第２の配管４７のＵ字形状部４７ａにたまる。そ
の結果、第２の配管４７も遮断され、冷媒は立ち上がり
部４７ｂを流れなくなるので、入口側ヘッダ４４の中層
入口４４ｂからも冷媒が流入しなくなる。したがって領
域Ｂにおいて放熱部分となるチューブ群５６にも冷媒が
流れないため、領域Ｂで放熱できない分の放熱量がさら
に減少する。そして、放熱量が減少した分だけ冷媒の温
度が上昇する。冷媒の温度が上昇すればこの温度と比例
する凝縮圧力が上昇する。この時の凝縮圧力は４．５kg
ｆ／cm2 程度であり、凝縮温度は１５〜１６℃程度であ
る。
の状態においては、凝縮器４１に流入する高温高圧のガ
ス状の冷媒の温度および圧力が低くなり、また流量も少
なくなり、導入配管５０を流れる冷媒の流速はさらに小
さくなる。このように、低負荷状態で導入配管５０を流
れる冷媒の流速が小さくなると、冷媒中に混入された潤
滑油が細いほうの第２の配管４７の立ち上がり部４７ｂ
も上昇できなくなる。先程と同様に、冷媒中に混入した
潤滑油が立ち上がり部４７ｂを上昇できなくなると、潤
滑油は第２の配管４７のＵ字形状部４７ａにたまる。そ
の結果、第２の配管４７も遮断され、冷媒は立ち上がり
部４７ｂを流れなくなるので、入口側ヘッダ４４の中層
入口４４ｂからも冷媒が流入しなくなる。したがって領
域Ｂにおいて放熱部分となるチューブ群５６にも冷媒が
流れないため、領域Ｂで放熱できない分の放熱量がさら
に減少する。そして、放熱量が減少した分だけ冷媒の温
度が上昇する。冷媒の温度が上昇すればこの温度と比例
する凝縮圧力が上昇する。この時の凝縮圧力は４．５kg
ｆ／cm2 程度であり、凝縮温度は１５〜１６℃程度であ
る。
【００３６】以上のようにして、第２実施例ではＵ字形
状部を２箇所に設けて、それにあわせて立ち上がり部を
持つ配管を管径の大きいものと小さいものとすることに
よって、基本原理は第１実施例と同じであるが、順次冷
媒の流れる経路を切り替えることができるので、負荷の
変動に対してきめ細かく放熱量を制御することができ
る。そしてさらに、Ｕ字形状部を持つ配管の本数や管
径、および取り付け位置を適当に組み合わせて最適な制
御をすることが可能である。
状部を２箇所に設けて、それにあわせて立ち上がり部を
持つ配管を管径の大きいものと小さいものとすることに
よって、基本原理は第１実施例と同じであるが、順次冷
媒の流れる経路を切り替えることができるので、負荷の
変動に対してきめ細かく放熱量を制御することができ
る。そしてさらに、Ｕ字形状部を持つ配管の本数や管
径、および取り付け位置を適当に組み合わせて最適な制
御をすることが可能である。
【００３７】なお上記の各実施例ではＭＦ（マルチフロ
ー）型の凝縮器を例にして説明したが、サーペンタイン
型の凝縮器に本発明を適用することはもちろん可能であ
る。次に本発明の第３実施例について説明する。図６に
示す第３実施例では、低流量時に潤滑油を停留させるた
めのオイルトラップ部をマルチフロー型の凝縮器のヘッ
ダ部に内蔵したものである。図１に示した第１実施例の
凝縮器１と同様に本第３実施例の凝縮器７１は、複数の
チューブ７２、このチューブ７２の間に配されたコルゲ
ートフィン７３によって熱交換部が構成され、チューブ
７２の両端に入口側ヘッダ７４および出口側ヘッダ７５
が接続されている。入口側ヘッダ７４の上方入口７４ａ
には冷媒流入用配管７６が接続されており、出口側ヘッ
ダ７５の出口７５ａには冷媒流出用配管７７がロウ付け
等で接続されている。入口側ヘッダ７４の内部にはＬ字
形状の仕切り板７８が配設されており、複数のチューブ
７２は第１のチューブ群７９と第２のチューブ群８０に
分割されている。また、入口側ヘッダ７４の内部は上記
仕切り板７８によって７４Ａ，７４Ｂの２室に区画され
ている。そして室７４Ａと７４Ｂを接続するヘッダ７４
の底部７４Ｃが本発明の潤滑油停留部を構成しており、
室７４Ｂが第１実施例における立ち上がり部を構成する
ことになる。
ー）型の凝縮器を例にして説明したが、サーペンタイン
型の凝縮器に本発明を適用することはもちろん可能であ
る。次に本発明の第３実施例について説明する。図６に
示す第３実施例では、低流量時に潤滑油を停留させるた
めのオイルトラップ部をマルチフロー型の凝縮器のヘッ
ダ部に内蔵したものである。図１に示した第１実施例の
凝縮器１と同様に本第３実施例の凝縮器７１は、複数の
チューブ７２、このチューブ７２の間に配されたコルゲ
ートフィン７３によって熱交換部が構成され、チューブ
７２の両端に入口側ヘッダ７４および出口側ヘッダ７５
が接続されている。入口側ヘッダ７４の上方入口７４ａ
には冷媒流入用配管７６が接続されており、出口側ヘッ
ダ７５の出口７５ａには冷媒流出用配管７７がロウ付け
等で接続されている。入口側ヘッダ７４の内部にはＬ字
形状の仕切り板７８が配設されており、複数のチューブ
７２は第１のチューブ群７９と第２のチューブ群８０に
分割されている。また、入口側ヘッダ７４の内部は上記
仕切り板７８によって７４Ａ，７４Ｂの２室に区画され
ている。そして室７４Ａと７４Ｂを接続するヘッダ７４
の底部７４Ｃが本発明の潤滑油停留部を構成しており、
室７４Ｂが第１実施例における立ち上がり部を構成する
ことになる。
【００３８】次に、この第３実施例の作動について説明
する。夏期の高負荷状態においては、凝縮器７１の入口
での冷媒の温度および圧力は高く、また流量が多いため
流入用配管７６から入口側ヘッダ７４に流入する冷媒の
流速も大きくなる。高負荷状態で流入用配管７６を流れ
る冷媒の流速が大きいときは、冷媒中に混入された潤滑
油がヘッダ７４内の室７４Ｂを冷媒の流れによって上昇
できるので、ヘッダの底部７４Ｃは潤滑油によって遮断
されず、冷媒は第１のチューブ群７９と第２のチューブ
群８０の双方に流入する。
する。夏期の高負荷状態においては、凝縮器７１の入口
での冷媒の温度および圧力は高く、また流量が多いため
流入用配管７６から入口側ヘッダ７４に流入する冷媒の
流速も大きくなる。高負荷状態で流入用配管７６を流れ
る冷媒の流速が大きいときは、冷媒中に混入された潤滑
油がヘッダ７４内の室７４Ｂを冷媒の流れによって上昇
できるので、ヘッダの底部７４Ｃは潤滑油によって遮断
されず、冷媒は第１のチューブ群７９と第２のチューブ
群８０の双方に流入する。
【００３９】このように凝縮器７２の全流路に冷媒が流
れるため、熱交換部の全領域を使用して凝縮が行われ、
即ち凝縮器７２は最大性能を出すことができる。一方、
冬期の低負荷状態においては、圧縮機１で圧縮され、凝
縮器７２に流入する高温高圧のガス状の冷媒の温度およ
び圧力は低く、また流量も少ないので流入用配管７７か
ら入口側ヘッダ７４に流入する冷媒の流速は小さくな
る。このように、低負荷状態で冷媒の流速が小さいとき
は、冷媒中に混入された潤滑油が立ち上がり部である室
７４Ｂを昇れなくなる。
れるため、熱交換部の全領域を使用して凝縮が行われ、
即ち凝縮器７２は最大性能を出すことができる。一方、
冬期の低負荷状態においては、圧縮機１で圧縮され、凝
縮器７２に流入する高温高圧のガス状の冷媒の温度およ
び圧力は低く、また流量も少ないので流入用配管７７か
ら入口側ヘッダ７４に流入する冷媒の流速は小さくな
る。このように、低負荷状態で冷媒の流速が小さいとき
は、冷媒中に混入された潤滑油が立ち上がり部である室
７４Ｂを昇れなくなる。
【００４０】このように、冷媒の流速が低下して冷媒中
に混入した潤滑油が室７４Ｂを上昇できなくなると、潤
滑油はヘッダ底部７４Ｃに停留する。その結果、第２の
チューブ群８０に冷媒が流れ込まなくなるので、第２の
チューブ群８０において放熱できない分の放熱量が減少
する。したがって、放熱量が減少した分だけ冷媒の温度
が上昇する。冷媒の温度が上昇すれば、この温度と比例
する凝縮圧力が上昇する。上記第１実施例および第２実
施例と同様に凝縮圧力が上昇すると、この凝縮圧力と、
所定圧力になるように制御された蒸発圧力との圧力差が
大きくなり、膨張弁４の入口側圧力とで出口側圧力との
圧力差が大きくなるので、流量が上昇し、蒸発能力が確
保できる程度に冷媒の流量を確保することができる。
に混入した潤滑油が室７４Ｂを上昇できなくなると、潤
滑油はヘッダ底部７４Ｃに停留する。その結果、第２の
チューブ群８０に冷媒が流れ込まなくなるので、第２の
チューブ群８０において放熱できない分の放熱量が減少
する。したがって、放熱量が減少した分だけ冷媒の温度
が上昇する。冷媒の温度が上昇すれば、この温度と比例
する凝縮圧力が上昇する。上記第１実施例および第２実
施例と同様に凝縮圧力が上昇すると、この凝縮圧力と、
所定圧力になるように制御された蒸発圧力との圧力差が
大きくなり、膨張弁４の入口側圧力とで出口側圧力との
圧力差が大きくなるので、流量が上昇し、蒸発能力が確
保できる程度に冷媒の流量を確保することができる。
【図１】本発明の第１実施例の冷媒凝縮器を示す正面図
である。
である。
【図２】配管の立ち上がり部の管内径と最小ガス速度と
の関係である。
の関係である。
【図３】ガス冷媒飽和温度と最小ガス速度との関係であ
る。
る。
【図４】モリエル線図を示す図である。
【図５】本発明の第２実施例の冷媒凝縮器を示す正面図
である。
である。
【図６】本発明の第３実施例の冷媒凝縮器を示す正面図
である。
である。
【図７】（ａ）は冷凍サイクルを示す図である。（ｂ）
は膨張弁を示す図である。
は膨張弁を示す図である。
１ 圧縮機 ２ 凝縮器 ４ 膨張弁 ５ 蒸発器 １２ 冷凍サイクル １３ チューブ １５ ヘッダ（入口側） １６ ヘッダ（出口側） １７ 第１の配管 １８ 第２の配管 ２２ 仕切り板 ２３ 仕切り板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梯 伸治 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 圧縮機、減圧手段、および蒸発器ととも
に冷凍サイクルを構成する冷媒凝縮器であって、 内部を流れる冷媒が、外部を流れる熱交換媒体と熱交換
して放熱する上下方向に積層された複数のチューブと、
この複数のチューブ間に配設された放熱性能を向上させ
るためのフィンとにより構成された熱交換部と、 前記圧縮機から吐出された高温高圧のガス状冷媒を、前
記熱交換部の一部に導入させる第１の冷媒導入通路と、 前記圧縮機から吐出された高温高圧のガス状冷媒を、前
記熱交換部の残りの部位に導入させる第２の冷媒導入通
路と、 前記第２の冷媒通路の途中に冷媒中に混入された潤滑油
を停留させるための潤滑油停留部を設け、 冷媒の流量が所定値以下のときに、前記潤滑油停留部に
潤滑油が停留し、前記第２の冷媒通路がこの停留した潤
滑油によって遮断され、 前記圧縮機より導入された冷媒が前記熱交換部の一部に
のみ導入されることを特徴とする冷媒凝縮器。 - 【請求項２】 圧縮機、減圧手段、および蒸発器ととも
に冷凍サイクルを構成する冷媒凝縮器であって、 内部を流れる冷媒が、外部を流れる熱交換媒体と熱交換
して放熱する上下方向に積層された複数のチューブと、 前記チューブの入口側端部に接合され、前記チューブを
複数のチューブ群に分割する仕切り板を備えたヘッダ
と、 Ｕ字の底部が下に両端が上に向くように配されたＵ字型
形状部を有し、このＵ字型形状部の一端側が直線状の立
ち上がり部を介して前記ヘッダの上層部に接続された第
１の配管と、 一端側を前記ヘッダの下層部に接続された第２の配管
と、 前記圧縮機から吐出された高温高圧のガス状冷媒を、前
記第１の配管と前記第２の配管に導入すべく、前記第１
の配管の他端側と前記第２の配管の他端側に連通してい
る導入配管とを備えていることを特徴とする冷媒凝縮
器。 - 【請求項３】 圧縮機、減圧手段、および蒸発器ととも
に冷凍サイクルを構成する冷媒凝縮器であって、 内部を流れる冷媒が、外部を流れる熱交換媒体と熱交換
して放熱する上下方向に積層された複数のチューブと、 前記チューブの入口側端部に接合され、前記チューブを
第１のチューブ群と第２のチューブ群とに分割すると同
時に、前記ヘッダの底部から所定の間隙を除いて前記ヘ
ッダ内部を上下方向に前記第１のチューブ群と連通して
いる第１の室と前記第２のチューブ群と連通している第
２の室に区画する仕切り板とを備えており、 冷媒の流量が所定値以下のときに、前記ヘッダの底部に
潤滑油が停留し、前記第１の室と第２の室とがこの停留
した潤滑油によって遮断され、前記圧縮機から導入され
た冷媒が前記第１のチューブ群のみに導入されることを
特徴とする冷媒凝縮器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6072059A JPH0743045A (ja) | 1993-05-24 | 1994-04-11 | 冷媒凝縮器 |
| US08/247,971 US5444993A (en) | 1993-05-24 | 1994-05-23 | Condenser for refrigerating cycle |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-121462 | 1993-05-24 | ||
| JP12146293 | 1993-05-24 | ||
| JP6072059A JPH0743045A (ja) | 1993-05-24 | 1994-04-11 | 冷媒凝縮器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0743045A true JPH0743045A (ja) | 1995-02-10 |
Family
ID=26413189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6072059A Withdrawn JPH0743045A (ja) | 1993-05-24 | 1994-04-11 | 冷媒凝縮器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5444993A (ja) |
| JP (1) | JPH0743045A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012102979A (ja) * | 2010-11-12 | 2012-05-31 | Espec Corp | 温度調節装置及び恒温恒湿装置 |
| JP2015200478A (ja) * | 2014-04-10 | 2015-11-12 | 株式会社ケーヒン・サーマル・テクノロジー | コンデンサ |
| WO2019207838A1 (ja) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 | 冷媒分配器、熱交換器および空気調和機 |
| KR102092400B1 (ko) * | 2019-09-04 | 2020-03-23 | 주식회사 해성화공 | 응축기의 성능 및 효율을 복원시키는 냉매배관구조 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019136702A1 (en) * | 2018-01-12 | 2019-07-18 | Schneider Electric It Corporation | System for head pressure control |
| TWI718485B (zh) * | 2019-02-27 | 2021-02-11 | 雙鴻科技股份有限公司 | 熱交換裝置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2921448A (en) * | 1957-12-27 | 1960-01-19 | Thomas W Carraway | Lubricant separator for fluid compressing and condensing apparatus |
| US3430453A (en) * | 1967-01-24 | 1969-03-04 | American Air Filter Co | Refrigerant condenser arrangement |
| US3440833A (en) * | 1967-11-09 | 1969-04-29 | United Aircraft Prod | Vapor cycle refrigeration system |
| US3481152A (en) * | 1968-01-18 | 1969-12-02 | Frick Co | Condenser head pressure control system |
| US5146767A (en) * | 1991-05-13 | 1992-09-15 | General Motors Corporation | Condenser with dehydrator subcooler |
-
1994
- 1994-04-11 JP JP6072059A patent/JPH0743045A/ja not_active Withdrawn
- 1994-05-23 US US08/247,971 patent/US5444993A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012102979A (ja) * | 2010-11-12 | 2012-05-31 | Espec Corp | 温度調節装置及び恒温恒湿装置 |
| JP2015200478A (ja) * | 2014-04-10 | 2015-11-12 | 株式会社ケーヒン・サーマル・テクノロジー | コンデンサ |
| WO2019207838A1 (ja) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 | 冷媒分配器、熱交換器および空気調和機 |
| CN112005074A (zh) * | 2018-04-27 | 2020-11-27 | 日立江森自控空调有限公司 | 制冷剂分配器、热交换器以及空调机 |
| JPWO2019207838A1 (ja) * | 2018-04-27 | 2020-12-10 | 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 | 冷媒分配器、熱交換器および空気調和機 |
| KR102092400B1 (ko) * | 2019-09-04 | 2020-03-23 | 주식회사 해성화공 | 응축기의 성능 및 효율을 복원시키는 냉매배관구조 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5444993A (en) | 1995-08-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010703 |