JPH0796983B2 - 凝縮器 - Google Patents

凝縮器

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JPH0796983B2
JPH0796983B2 JP61151630A JP15163086A JPH0796983B2 JP H0796983 B2 JPH0796983 B2 JP H0796983B2 JP 61151630 A JP61151630 A JP 61151630A JP 15163086 A JP15163086 A JP 15163086A JP H0796983 B2 JPH0796983 B2 JP H0796983B2
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重信 福見
山本  憲
茂雄 伊藤
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日本電装株式会社
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  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冷房、冷凍装置の凝縮器に関する。
〔従来の技術〕
一般に凝縮器は、圧縮機によって高温、高圧とされた気
体状の冷媒を空気と熱交換させて冷却することにより凝
縮させるものであることは周知の通りである。
凝縮器の構造としては、特開昭58−33092号公報などに
も示されている通り、全体として蛇行形の冷媒通路を構
成する冷媒通路管と、この冷媒通路管にろう付けまたは
半田付けにて接合されたフィンとを備えており、圧縮機
から圧送されてきた高温、高圧の気体状冷媒が冷媒通路
管を通過する間に冷媒通路管からフィンに熱伝導し、フ
ィンは送風空気との間で熱交換するので、上記高温、高
圧の気体状冷媒は熱を放出し、よって凝縮される。
ところで、高温、高圧の状態で冷媒通路管に入った気体
状冷媒は冷媒通路管を通過する間に凝縮されるので、冷
媒通路管の入口側に気体状であっても冷媒通路管を通過
する間に凝縮液と気体との二相の状態となり、しかも次
第に凝縮液の占める割合いが多くなってくる。凝縮液の
量が多くなると流速が低下し、かつ冷媒通路管内の凝縮
液は気体状冷媒が管壁に接触する面積を減じるから、熱
交換性能が低下する。
しかも一般に、冷媒通路管内には圧縮機の潤滑油を封入
してあり、この潤滑油は液冷媒とよく混合する性質があ
り、この混合液も冷媒と空気の熱交換を妨げる原因とな
る。
前記公報においては、全体として蛇行形の冷媒通路を構
成する冷媒通路管が両端の屈曲部分においてそれぞれ分
断され、これら分断された開口端をヘッダに解放してい
るが、このヘッダに放出された二相状態の冷媒は、二相
状態のまま次の冷媒通路管に送られ、したがって下流側
の冷媒通路管では凝縮液の量が多くなり、熱交換性能が
低くなる不具合がある。
一方、本出願人は、実開昭48−15840号公報に記載され
ているように、ヘッダ同志を液冷媒通路により相互に連
通し、かつこれを出口に接続してなる凝縮器を提案して
ある。このものによれば、ヘッダ同志が液冷媒通路によ
り連通されるとともに出口に接続されているから、冷媒
通路管内で凝縮液化した冷媒はヘッダ内で気体状冷媒と
分離され、この液冷媒は冷媒通路管を通らずに、液冷媒
通路を通って出口側に導かれるようになる。よって、液
冷媒が冷媒通路管内を流れるのが減じられ、冷媒通路管
内の熱交換性能を高く保つことができるという利点があ
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記実開昭48−15840号公報に記載され
ている凝縮器は、上流側のヘッダ(気液分離室)に溜ま
った液冷媒が、下流側ヘッダの上部に導かれる構造とな
っており、このような場合、上流側の液冷媒は下流側ヘ
ッダの2相状態の冷媒中に放出されることになる。
2相状態の冷媒は熱エネルギーのレベルが高いので、こ
のような2相状態の冷媒に液冷媒が混ざると、せっかく
液化した液冷媒の一部がガス化することがある。このた
め、液冷媒を出口側へ効率良く取り出すことが難しくな
り、また液冷媒が再びガス化することから凝縮効率が低
下するといった不具合が発生する。
本発明はこのような事情にもとづきなされたもので、気
液分離室で気体状冷媒から分離された液冷媒を出口側に
効率良く取り出し、冷媒通路管内の熱交換性能を高く保
って凝縮効率を向上させることができる凝縮器を提供し
ようとするものである。
〔解決を課題するための手段〕
本発明は、全体として蛇行形の冷媒通路を構成する冷媒
通路管と、この冷媒通路管に接合されたフィンとを備
え、上記冷媒通路管に冷媒を通して気体状冷媒を液状冷
媒に凝縮する凝縮器において、 上記冷媒通路管の複数の屈曲部に対応してそれぞれ下部
に液溜まり部が形成された気液分離室を設け、これら屈
曲部をそれぞれ分断してこれら分断された開口端をそれ
ぞれ上記気液分離室に開放するとともに、これら気液分
離室に開放された下流側冷媒通路管の開口端を上向きに
開口し、かつこれら気液分離室の液溜まり部同志を液冷
媒通路によって相互に連通するとともに冷媒出口に接続
したことを特徴とする。
〔作用〕
本発明によれば、冷媒通路管内で凝縮された液冷媒は、
冷媒通路管の下流端に設けられた気液分離室で気体状冷
媒から分離され、この気液分離室の液溜まり部に溜ま
り、この液冷媒は、各気液分離室の液溜まり部同志を結
ぶ液冷媒通路を介して冷媒出口に導かれる。この場合、
それぞれの気液分離室は、その液溜まり部同志が液冷媒
通路により互いに連通されているから、上流側の気液分
離室の液冷媒は、下流側の気液分離室の液溜まり部に流
れ込み、したがって液冷媒は液冷媒と合流するようにな
るから、2相領域に導かれることがなくなり、液冷媒が
再ガス化するのが抑止される。一方、気液分離室で液冷
媒から分離された気体状冷媒は下流側の冷媒通路管に導
かれるが、この場合、下流側の冷媒通路管の開口端部が
上向きとなっているから、気液分離室の下部に形成され
た液溜まり部に集まる液冷媒が下流側の冷媒通路管に流
入するのが抑止される。
このようなことから、下流側の冷媒通路管に液冷媒が流
入される割合が少なくなり、各冷媒通路管で気体状冷媒
の熱交換効率が高くなり、凝縮性能が向上するようにな
る。
〔発明の実施例〕
以下、本発明について、第1図ないし第4図に示す第1
の実施例にもとづき説明する。
第1図において1はコア部を示し、このコア部1は冷媒
通路管2…とフィン3…を交互に積層して構成されてい
る。冷媒通路管2…は,例えば単管偏平チューブまたは
内部を複数個の通路に区画した多孔偏平チューブにより
形成されているとともに、フィン3…はプレートフィン
またはコルゲートフィンにて形成され、これらフィン3
…は冷媒通路管2…の側面にろう付けまたは半田付けな
どにより接合されている。
コア部1の図示左右両側には、それぞれ端部プレート4,
5および6,7が接合されている。一方の端部プレート4,5
間には入口側ヘッダ8および気液分離室9,10が形成され
ており、また、他方の端部プレート6,7間には気液分離
室11,12および出口側ヘッダ13が形成されている。入口
側ヘッダ8には流入口体14が接続されているとともに、
出口側ヘッダ13には流出口体15が接続されている。
図示の上端に位置する冷媒通路管2は、一端が入口側ヘ
ッダ8に開口されるとともに、他端が気液分離室11に開
口され、また、上から2番目に位置する冷媒通路管2
は、一端が気液分離室9に開口されるとともに、他端が
上記気液分離室11に開口されている。
以下、各冷媒通路管2は、それぞれ両端が気液分離室に
開口され、図示下端に位置する冷媒通路管2は、一端が
気液分離室10に開口されるとともに、他端が出口側ヘッ
ダ13に開口されている。
したがって、図示しない圧縮機から圧送されてきた冷媒
は、流入口体14から入口側ヘッダ8に流入し、上端に位
置する冷媒通路管2を通じて他端の気液分離室11に送ら
れ、この気液分離室11から2番目に位置する冷媒通路管
2に流れ込み、この冷媒通路管2を通じて一端側の気液
分離室9に流れ、さらにこの気液分離室9から3番目に
位置する冷媒通路管2を通じて気液分離室12に流れ、以
下このような蛇行状の経路を経て最後に出口側ヘッダ13
から流出口体15を介して、図示しない蒸発器側に送られ
る。
つまり、各冷媒通路管2は両端の気液分離室9,10,11,12
を通じて相互に連通し、全体として蛇行形の冷媒通路を
構成しているものであり、各気液分離室9,10,11,12内で
隣り合う冷媒通路管2の各端部は分離されてそれぞれ開
放されている。
各気液分離室9,10,11,12に開口されたそれぞれ冷媒通路
管2…の開放端は、第2図に示すように、上部に位置す
る冷媒通路管2の開放口2aは端部プレート7に向かって
開口されているが、下部に位置する冷媒通路管2の開放
口2bは端部プレート7および下向きを避け、例えば上向
きに開口されている。
一方の端部プレート4,5間には、第3図に示すように、
気液分離室9,10のそれぞれ下部に形成される液溜まり部
間を導通させる液冷媒通路16が形成されており、また、
他方の端部プレート6,7間には、第4図に示すように、
気液分離室11,12のそれぞれ下部に形成される液溜まり
部間を導通させる液冷媒通路17が形成されており、さら
に気液分離室12と出口側ヘッダ13のそれぞれ下部に形成
される液溜まり部間を導通させる液冷媒通路18が形成さ
れている。
一方の端部プレート4,5間に形成した下端の気液分離室1
0は液冷媒導通パイプ19を介して出口側ヘッダ13に接続
されている。
このような構成の実施例によれば、それぞれ冷媒通路管
2…を通過する過程で気体状の冷媒の一部が凝縮され、
気体と液体の二相状態となった冷媒が当該冷媒通路管2
の下流側の気液分離室、たとえば11に放出されると、こ
の気液分離室11で気体と液体に分離する。
気液分離室11で分離した液体状の冷媒は重力により下向
きに流れ、気液分離室11の下部に形成された液溜まり部
に集り、液冷媒通路17,18を経て出口側ヘッダ13に流れ
る。
この場合、上流側の気液分離室11と下流側の気液分離室
12は、それぞれ下部に形成された液溜まり部同志が液冷
媒通路17により相互に連通されているから、上流側の気
液分離室11の液冷媒は、下流側の気液分離室12の液溜ま
り部に流れ込み、よって上流側の液冷媒は下流側の液溜
まり部の液冷媒と合流するようになる。このため、上流
側の液冷媒が下流側の2相領域に導かれることがなくな
り、液冷媒が再ガス化するのが抑止される。
一方、気液分離室11で分離した気体状の冷媒は、開放口
2bから下流側の冷媒通路管2に流入し、この冷媒通路管
2を流れる。該冷媒通路管2を流れる冷媒は上記のよう
に液冷媒と分離された気体状態であるから、流速が早く
かつ冷媒通路管2の内面との接触面積が大きいので熱交
換性能が高くなる。
このようにして、各冷媒通路管2を通過した冷媒は、そ
の凝縮した冷媒がそれぞれ下流側の気液分離室で分離さ
れるから、下流側であっても冷媒通路管2を通過する冷
媒中に含まれる液冷媒の割合いは少なく、それぞれの熱
交換性能を高く保ち、全体として凝縮能力が向上する。
また、上記実施例の場合、第2図に示すように、上部に
位置する冷媒通路管2の開放口2aは端部プレート7に向
かって開口されているので、この開放口2aより吐出され
た冷媒は端部プレート7に衝突し、この衝突により気液
が確実に分離される。
そして、下部に位置する冷媒通路管2の開放口2bは上向
きに開口されているので、気液分離室11の下部に溜る液
冷媒の液面より高い位置となり、液冷媒が進入する割合
が少なくなる。
なお、気液分離室11の下部に接続される液冷媒通路は、
気体状の冷媒が入り込まないように、圧力損失を大きく
すべく流路面積を絞っておくことが望ましい。
また、上記実施例の場合、各冷媒通路管2は略ストレー
ト管形となるから、従来のように、蛇行形通路を作るた
め曲げ加工をする必要がなく、冷媒通路管2の肉厚を薄
くして熱伝導性を高めることもできる。
なお、本発明は上記第1の実施例に制約されるものでは
ない。
すなわち、上記第1の実施例ではコア部1の左右両側の
それぞれ気液分離室9,10および11,12を形成したが、第
5図に第2の実施例として示されるように、コア部1の
片方のみに気液分離室を設け、他方はU字形に接続して
もよい。
また、入口側ヘッダ8および気液分離室9,10さらに気液
分離室11,12および出口側ヘッダ13は、それぞれ端部プ
レート4,5および6,7間に形成したが、これらはそれぞれ
単独の太管などのような中空部材で形成してもよく、こ
の場合は太管間を通過する液冷媒通路を別のパイプで形
成すればよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、冷媒通路管内で凝
縮された液冷媒は気液分離室で気体状冷媒と分離され、
この気液分離室の液溜まり部に溜まり、この液冷媒は、
各気液分離室の液溜まり部同志を結ぶ液冷媒通路を介し
て冷媒出口に導かれる。この場合、複数の気液分離室
は、その液溜まり部同志が液冷媒通路により互いに連通
されているから、上流側の気液分離室の液冷媒は下流側
の気液分離室の液溜まり部に流れ込み、したがって液冷
媒は液冷媒と合流するようになり、2相領域に導かれる
ことがなくなる。このため、液冷媒が再ガス化するのが
抑止される。一方、各気液分離室で液冷媒から分離され
た気体状冷媒は、下流側の冷媒通路管に導かれて凝縮さ
れるようになるが、この場合、下流側の冷媒通路管の開
口端部が上向きとなっているから、気液分離室の下部に
形成された液溜まり部に集まる液冷媒が下流側の冷媒通
路管に進入するのが抑止される。
このようなことから下流側の冷媒通路管に液冷媒が流入
される割合が少なくり、各冷媒通路管で気体状冷媒の熱
交換効率が高くなり、凝縮性能が向上するようになる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図は本発明の第1の実施例を示し、第
1図は凝縮器の断面図、第2図は第1図中II部を拡大し
た断面図、第3図および第4図はそれぞれ第1図中III
−III線およびIV−IV線の矢視図、第5図は本発明の第
2の実施例を示す凝縮器の断面図である。 1……コア部、2……冷媒通路管、3……フィン、4,5,
6,7……端部プレート、8……入口側ヘッダ、9,10,11,1
2……気液分離室、13……出口側ヘッダ、15……流出口
体、16、17,18……液冷媒通路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】全体として蛇行形の冷媒通路を構成する冷
    媒通路管と、この冷媒通路管に接合されたフィンとを備
    え、上記冷媒通路管に冷媒を通して気体状冷媒を液状冷
    媒に凝縮する凝縮器において、 上記冷媒通路管の複数の屈曲部に対応してそれぞれ下部
    に液溜まり部が形成された気液分離室を設け、これら屈
    曲部をそれぞれ分断してこれら分断された開口端をそれ
    ぞれ上記気液分離室に開放するとともに、これら気液分
    離室に開放された下流側冷媒通路管の開口端を上向きに
    開口し、かつこれら気液分離室の液溜まり部同志を液冷
    媒通路によって相互に連通するとともに冷媒出口に接続
    したことを特徴とする凝縮器。
JP61151630A 1986-06-30 1986-06-30 凝縮器 Expired - Fee Related JPH0796983B2 (ja)

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