JPH08145593A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
- Publication number
- JPH08145593A JPH08145593A JP31420394A JP31420394A JPH08145593A JP H08145593 A JPH08145593 A JP H08145593A JP 31420394 A JP31420394 A JP 31420394A JP 31420394 A JP31420394 A JP 31420394A JP H08145593 A JPH08145593 A JP H08145593A
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- JP
- Japan
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- refrigerant
- heat exchanger
- refrigerant pipe
- pipe
- diameter
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱交換器内を通過する冷媒の状態に応じて冷
媒配管を改良することにより、流路抵抗及び圧力損失を
低減し、しかも伝熱面積を向上すると共に、冷媒の充填
量をも低減することができ、熱交換効率を向上させる。 【構成】 複数枚のフィン３を貫通して設けられた冷媒
配管４を備えた熱交換器１において、前記冷媒配管４
は、その上流から下流に向かって前半部Ａが大径に、後
半部Ｂが小径に成形されている構成としたものである。
媒配管を改良することにより、流路抵抗及び圧力損失を
低減し、しかも伝熱面積を向上すると共に、冷媒の充填
量をも低減することができ、熱交換効率を向上させる。 【構成】 複数枚のフィン３を貫通して設けられた冷媒
配管４を備えた熱交換器１において、前記冷媒配管４
は、その上流から下流に向かって前半部Ａが大径に、後
半部Ｂが小径に成形されている構成としたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数枚のフィンを貫通
して設けられた冷媒配管を備えて成る冷凍・空調用の熱
交換器に関するものである。
して設けられた冷媒配管を備えて成る冷凍・空調用の熱
交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より冷凍・空調用の蒸発器或いは凝
縮器に用いられる熱交換器は、例えば実公昭６０−２６
３０１号公報や実公昭６０−２６３０３号公報に示され
る如く、複数枚のフィンを所定の間隔を存して配置する
と共に、このフィンを貫通して複数本の冷媒配管を設
け、各冷媒配管の端部を湾曲形状に屈曲されたＵ字管
（ベンドパイプ）にて連通することにより蛇行状の冷媒
通路を構成した構造とされている。そして、この熱交換
器は、その上流から下流に向かって一様に同径の管（内
径：７ｍｍ）にて形成されている。
縮器に用いられる熱交換器は、例えば実公昭６０−２６
３０１号公報や実公昭６０−２６３０３号公報に示され
る如く、複数枚のフィンを所定の間隔を存して配置する
と共に、このフィンを貫通して複数本の冷媒配管を設
け、各冷媒配管の端部を湾曲形状に屈曲されたＵ字管
（ベンドパイプ）にて連通することにより蛇行状の冷媒
通路を構成した構造とされている。そして、この熱交換
器は、その上流から下流に向かって一様に同径の管（内
径：７ｍｍ）にて形成されている。
【０００３】図３に従来の熱交換器１００の配管構成の
一例を示す。即ち、この熱交換器は、所定間隔を在して
配置された複数枚のフィン１０１と、このフィンを貫通
して設けられた直線状の冷媒配管１０２と、この冷媒配
管の端部を連結するＵ字管１０３とで構成され、前記冷
媒配管１０２及びＵ字管１０３は一様に同径の管にて形
成されている。
一例を示す。即ち、この熱交換器は、所定間隔を在して
配置された複数枚のフィン１０１と、このフィンを貫通
して設けられた直線状の冷媒配管１０２と、この冷媒配
管の端部を連結するＵ字管１０３とで構成され、前記冷
媒配管１０２及びＵ字管１０３は一様に同径の管にて形
成されている。
【０００４】そして、図中矢印の如く熱交換器１００に
流入した冷媒は、冷媒配管１０２とＵ字管１０３を通過
して放熱（凝縮器として用いられた場合）、或いは吸熱
（蒸発器として用いられた場合）した後、図示しない冷
媒回路を流れる。
流入した冷媒は、冷媒配管１０２とＵ字管１０３を通過
して放熱（凝縮器として用いられた場合）、或いは吸熱
（蒸発器として用いられた場合）した後、図示しない冷
媒回路を流れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
冷媒配管１０２は一様に同径の管にて形成されているた
め、以下のような問題がある。即ち、凝縮器として作用
する熱交換器１００の冷媒配管１０１に冷媒を流した場
合、この管内を流れる冷媒の量や液・ガスの比率は、冷
媒配管１０２の前半部でガスがリッチとなるため、結果
的に冷媒配管が細径の場合は前半部の流路抵抗が大とな
って圧力損失が大きくなり、コンプレッサのエネルギー
効率が低下する。一方、太径の場合は、圧力損失は小さ
くなるが、後半の液リッチ部分での液量が増大し、その
結果、冷媒充填量が増大すると云う問題がある。
冷媒配管１０２は一様に同径の管にて形成されているた
め、以下のような問題がある。即ち、凝縮器として作用
する熱交換器１００の冷媒配管１０１に冷媒を流した場
合、この管内を流れる冷媒の量や液・ガスの比率は、冷
媒配管１０２の前半部でガスがリッチとなるため、結果
的に冷媒配管が細径の場合は前半部の流路抵抗が大とな
って圧力損失が大きくなり、コンプレッサのエネルギー
効率が低下する。一方、太径の場合は、圧力損失は小さ
くなるが、後半の液リッチ部分での液量が増大し、その
結果、冷媒充填量が増大すると云う問題がある。
【０００６】熱交換器が蒸発器として作用する場合、ガ
スリッチとなる後半部分では細径のとき圧力損失が大と
なり、エネルギー効率が低下する。また、太径のときは
前半の液リッチ部分で液量が増え、結果的に冷媒充填量
が増えてしまう。
スリッチとなる後半部分では細径のとき圧力損失が大と
なり、エネルギー効率が低下する。また、太径のときは
前半の液リッチ部分で液量が増え、結果的に冷媒充填量
が増えてしまう。
【０００７】この問題は、熱交換器１００の温度分布の
不均一（アンバランス）を招来し、熱交換器１００全体
を有効に利用することができなくなって、熱交換効率が
低下してしまう。また、圧力損失が高くなる蒸発器を採
用した場合や熱交換器１００にＲ−１２５（２５ｗｔ
％）とＲ−３２（２３ｗｔ％）とＲ−１３４ａ（５２ｗ
ｔ％）とから成る非共沸混合冷媒を充填したような場合
は各冷媒の蒸発温度の相違から上述した問題が特に顕著
となって現れる。
不均一（アンバランス）を招来し、熱交換器１００全体
を有効に利用することができなくなって、熱交換効率が
低下してしまう。また、圧力損失が高くなる蒸発器を採
用した場合や熱交換器１００にＲ−１２５（２５ｗｔ
％）とＲ−３２（２３ｗｔ％）とＲ−１３４ａ（５２ｗ
ｔ％）とから成る非共沸混合冷媒を充填したような場合
は各冷媒の蒸発温度の相違から上述した問題が特に顕著
となって現れる。
【０００８】本発明は係る点に鑑み成されたものであ
り、熱交換器内を通過する冷媒の状態に応じて冷媒配管
を改良することにより、流路抵抗及び圧力損失を低減
し、しかも伝熱面積を向上すると共に、冷媒の充填量を
も低減することができ、熱交換効率を向上させることを
目的とする。
り、熱交換器内を通過する冷媒の状態に応じて冷媒配管
を改良することにより、流路抵抗及び圧力損失を低減
し、しかも伝熱面積を向上すると共に、冷媒の充填量を
も低減することができ、熱交換効率を向上させることを
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は請求項１に記載
の如く、複数枚のフィンを貫通して設けられた冷媒配管
を備えた熱交換器において、前記冷媒配管を、その上流
から下流に向かって前半部と後半部との管径が異径に成
形したものである。
の如く、複数枚のフィンを貫通して設けられた冷媒配管
を備えた熱交換器において、前記冷媒配管を、その上流
から下流に向かって前半部と後半部との管径が異径に成
形したものである。
【００１０】また、請求項２に記載の如く、複数枚のフ
ィンを貫通して設けられた冷媒配管を備えた凝縮器とし
て作用する熱交換器において、前記冷媒配管を、その上
流から下流に向かって前半部が大径に、後半部が小径に
成形したものである。
ィンを貫通して設けられた冷媒配管を備えた凝縮器とし
て作用する熱交換器において、前記冷媒配管を、その上
流から下流に向かって前半部が大径に、後半部が小径に
成形したものである。
【００１１】また、請求項３に記載の如く、複数枚のフ
ィンを貫通して設けられた冷媒配管を備えた蒸発器とし
て作用する熱交換器において、前記冷媒配管を、その上
流から下流に向かって前半部が小径に、後半部が大径に
成形したものである。
ィンを貫通して設けられた冷媒配管を備えた蒸発器とし
て作用する熱交換器において、前記冷媒配管を、その上
流から下流に向かって前半部が小径に、後半部が大径に
成形したものである。
【００１２】
【作用】本発明によれば、熱交換器の冷媒配管を、その
上流から下流に向かって前半部が大径に、後半部が小径
に成形したので、熱交換器の冷媒配管に冷媒を流した場
合、この管内を流れる冷媒の量や液・ガスの比率に応じ
て、ガスがリッチである冷媒配管の前半部では、流路抵
抗が小となって圧力損失を低減し、しかも充分な伝熱面
積を確保することができ、また、冷媒配管を流れる冷媒
の温度的な不均一をも低減することができ、熱交換性能
を向上できる。また、後半部では液がリッチであるた
め、これに応じて小径であることから流路抵抗を大きく
したり圧力損失を大きくすることはなく、結果的に熱交
換器全体としての温度的な不均一は解消でき、熱交換効
率を向上できる。
上流から下流に向かって前半部が大径に、後半部が小径
に成形したので、熱交換器の冷媒配管に冷媒を流した場
合、この管内を流れる冷媒の量や液・ガスの比率に応じ
て、ガスがリッチである冷媒配管の前半部では、流路抵
抗が小となって圧力損失を低減し、しかも充分な伝熱面
積を確保することができ、また、冷媒配管を流れる冷媒
の温度的な不均一をも低減することができ、熱交換性能
を向上できる。また、後半部では液がリッチであるた
め、これに応じて小径であることから流路抵抗を大きく
したり圧力損失を大きくすることはなく、結果的に熱交
換器全体としての温度的な不均一は解消でき、熱交換効
率を向上できる。
【００１３】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は本発明の熱交換器１の配管構成図である。即
ち、熱交換器１は所定の間隔を存して配置された複数枚
のフィン３と、これらフィン３を貫通して設けられた冷
媒配管４とから構成されており、更にこの冷媒配管４
は、それぞれ例えば二本の冷媒配管から成る並列配管
６，７と、この並列配管の端部を連結するＵ字管８，９
とから構成されている。そして、冷媒配管４は各並列配
管６，７とＵ字管８，９とにより相互に直列に接続され
ている。
る。図１は本発明の熱交換器１の配管構成図である。即
ち、熱交換器１は所定の間隔を存して配置された複数枚
のフィン３と、これらフィン３を貫通して設けられた冷
媒配管４とから構成されており、更にこの冷媒配管４
は、それぞれ例えば二本の冷媒配管から成る並列配管
６，７と、この並列配管の端部を連結するＵ字管８，９
とから構成されている。そして、冷媒配管４は各並列配
管６，７とＵ字管８，９とにより相互に直列に接続され
ている。
【００１４】１０は前記冷媒配管４の入口に接続された
ヘッダーであり、１１は冷媒配管４の出口に接続された
ヘッダーである。これによって、冷媒配管４は各並列配
管６，７及びＵ字管８，９によってフィン３の内部で単
一の通路として相互に連通されると共に、ヘッダー１
０，１１によって冷媒回路に接続されることになる。
ヘッダーであり、１１は冷媒配管４の出口に接続された
ヘッダーである。これによって、冷媒配管４は各並列配
管６，７及びＵ字管８，９によってフィン３の内部で単
一の通路として相互に連通されると共に、ヘッダー１
０，１１によって冷媒回路に接続されることになる。
【００１５】ここで、前記冷媒配管４は、その上流から
下流に向かって前半部Ａが内径９．５２ｍｍと大径に、
後半部Ｂが内径７ｍｍと小径に成形されている。
下流に向かって前半部Ａが内径９．５２ｍｍと大径に、
後半部Ｂが内径７ｍｍと小径に成形されている。
【００１６】斯る構成の熱交換器１を図示しない冷媒回
路の蒸発器（又は凝縮器）として用い、冷媒回路中には
例えばＲ−１２５（２５ｗｔ％）、Ｒ−３２（２３ｗｔ
％）及びＲ−１３４ａ（５２ｗｔ％）から成る非共沸混
合冷媒を充填する。ここで、上記冷媒の蒸発温度は大気
中でＲ−１２５が−４８．５℃、Ｒ−３２−５１．７
℃、Ｒ−１３４ａが−２６．５℃である。
路の蒸発器（又は凝縮器）として用い、冷媒回路中には
例えばＲ−１２５（２５ｗｔ％）、Ｒ−３２（２３ｗｔ
％）及びＲ−１３４ａ（５２ｗｔ％）から成る非共沸混
合冷媒を充填する。ここで、上記冷媒の蒸発温度は大気
中でＲ−１２５が−４８．５℃、Ｒ−３２−５１．７
℃、Ｒ−１３４ａが−２６．５℃である。
【００１７】そして、図示しない圧縮機から吐出され、
凝縮器にて凝縮された上記混合冷媒は減圧装置にて減圧
された後、図中矢印の如く二相流となって熱交換器１に
流入する。熱交換器１に流入した冷媒はヘッダー１０に
て二方に分流し、並列配管６、７に入って、先ずその内
の沸点の低いＲ−３２及びＲ−１２５から蒸発して吸熱
作用（冷却作用）を発揮して行く。
凝縮器にて凝縮された上記混合冷媒は減圧装置にて減圧
された後、図中矢印の如く二相流となって熱交換器１に
流入する。熱交換器１に流入した冷媒はヘッダー１０に
て二方に分流し、並列配管６、７に入って、先ずその内
の沸点の低いＲ−３２及びＲ−１２５から蒸発して吸熱
作用（冷却作用）を発揮して行く。
【００１８】冷媒配管４の各並列配管６、７及びＵ字管
８，９を経た冷媒はヘッダー１１にて合流し、冷媒回路
中の圧縮機へと流れていく。
８，９を経た冷媒はヘッダー１１にて合流し、冷媒回路
中の圧縮機へと流れていく。
【００１９】尚、熱交換器１を流れる冷媒の状態を説明
すると、その入口付近及び前半部では冷媒全体としてガ
スの比率が高く、組成的には前記沸点の低いＲ−３２及
びＲ−１２５のガスの比率が大きく、また、出口付近及
び後半部では冷媒全体として液の比率が高く、組成的に
はＲ−３２及びＲ−１２５の液の比率が大きくＲ−１３
４ａのガスの比率が大きくなる。
すると、その入口付近及び前半部では冷媒全体としてガ
スの比率が高く、組成的には前記沸点の低いＲ−３２及
びＲ−１２５のガスの比率が大きく、また、出口付近及
び後半部では冷媒全体として液の比率が高く、組成的に
はＲ−３２及びＲ−１２５の液の比率が大きくＲ−１３
４ａのガスの比率が大きくなる。
【００２０】ここで、冷媒配管４は、その上流から下流
に向かって前半部Ａの並列配管６，７及びＵ字管８，９
の内径Ｄが９．５２ｍｍと大径に、後半部Ｂの並列配管
６，７及びＵ字管８，９の内径Ｅが７ｍｍと小径に成形
されているため、熱交換器１の冷媒配管４に冷媒を流し
た場合、この管内を流れる冷媒の量や液・ガスの比率に
応じて、ガスがリッチである冷媒配管４の前半部Ａで
は、流路抵抗が小となって圧力損失を低減し、しかも充
分な伝熱面積を確保することができ、また、冷媒配管４
を流れる冷媒の温度的な不均一をも低減することがで
き、熱交換性能を向上できる。また、後半部Ｂでは液が
リッチであるため、これに応じて小径であることから流
路抵抗を大きくしたり圧力損失を大きくすることはな
い。
に向かって前半部Ａの並列配管６，７及びＵ字管８，９
の内径Ｄが９．５２ｍｍと大径に、後半部Ｂの並列配管
６，７及びＵ字管８，９の内径Ｅが７ｍｍと小径に成形
されているため、熱交換器１の冷媒配管４に冷媒を流し
た場合、この管内を流れる冷媒の量や液・ガスの比率に
応じて、ガスがリッチである冷媒配管４の前半部Ａで
は、流路抵抗が小となって圧力損失を低減し、しかも充
分な伝熱面積を確保することができ、また、冷媒配管４
を流れる冷媒の温度的な不均一をも低減することがで
き、熱交換性能を向上できる。また、後半部Ｂでは液が
リッチであるため、これに応じて小径であることから流
路抵抗を大きくしたり圧力損失を大きくすることはな
い。
【００２１】このため、冷媒として非共沸混合冷媒を用
いた場合でも、結果的に熱交換器１全体としての温度的
な不均一は解消でき、熱交換効率を向上できる。
いた場合でも、結果的に熱交換器１全体としての温度的
な不均一は解消でき、熱交換効率を向上できる。
【００２２】また、冷媒配管４の前半部Ａや後半部Ｂの
並列配管６、７やＵ字管を異径にするに際し、従来の管
径より大きくすることにより、圧力損失を低減し、効率
を向上できる一方、従来の管径より小さくすることによ
り、冷媒のチャージ量を減らすことができる。
並列配管６、７やＵ字管を異径にするに際し、従来の管
径より大きくすることにより、圧力損失を低減し、効率
を向上できる一方、従来の管径より小さくすることによ
り、冷媒のチャージ量を減らすことができる。
【００２３】また、図２は他の実施例を示し、熱交換器
１を２分割して構成し、その前半部Ａの冷媒配管２４と
後半部Ｂの冷媒配管２５とを配管２６で接続すると共
に、空気調和機２０のケーシング２１内の上下に傾けて
設置し、図示の矢印の如くシロッコファン２２にて通風
させたものである。
１を２分割して構成し、その前半部Ａの冷媒配管２４と
後半部Ｂの冷媒配管２５とを配管２６で接続すると共
に、空気調和機２０のケーシング２１内の上下に傾けて
設置し、図示の矢印の如くシロッコファン２２にて通風
させたものである。
【００２４】この場合にも前半部Ａの冷媒配管２４の内
径は後半部Ｂの冷媒配管２５の内径より大径に形成され
ており、上述した実施例と同様の効果を奏すると共に、
熱交換器１のスペース効率も向上することができる。
径は後半部Ｂの冷媒配管２５の内径より大径に形成され
ており、上述した実施例と同様の効果を奏すると共に、
熱交換器１のスペース効率も向上することができる。
【００２５】尚、本実施例では冷媒配管４を二本の並列
配管６，７にて構成したもので説明したが、一本の場合
でも更に多くの並列配管にて構成しても良い。また、本
実施例では冷媒回路の蒸発器に本発明を適用したが、凝
縮器に適用しても同様の効果が得られ何等本発明を逸脱
するものではない。
配管６，７にて構成したもので説明したが、一本の場合
でも更に多くの並列配管にて構成しても良い。また、本
実施例では冷媒回路の蒸発器に本発明を適用したが、凝
縮器に適用しても同様の効果が得られ何等本発明を逸脱
するものではない。
【００２６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、熱交換器
の冷媒配管に冷媒を流した場合、この管内を流れる冷媒
の量や液・ガスの比率に応じて、ガスがリッチである冷
媒配管の前半部では、流路抵抗が小となって圧力損失を
低減し、しかも充分な伝熱面積を確保することができ、
また、冷媒配管を流れる冷媒の温度的な不均一をも低減
することができ、熱交換性能を向上できる。また、後半
部では液がリッチであるため、これに応じて小径である
ことから流路抵抗を大きくしたり圧力損失を大きくする
ことはなく、結果的に熱交換器全体としての温度的な不
均一は解消でき、熱交換効率を向上できる。
の冷媒配管に冷媒を流した場合、この管内を流れる冷媒
の量や液・ガスの比率に応じて、ガスがリッチである冷
媒配管の前半部では、流路抵抗が小となって圧力損失を
低減し、しかも充分な伝熱面積を確保することができ、
また、冷媒配管を流れる冷媒の温度的な不均一をも低減
することができ、熱交換性能を向上できる。また、後半
部では液がリッチであるため、これに応じて小径である
ことから流路抵抗を大きくしたり圧力損失を大きくする
ことはなく、結果的に熱交換器全体としての温度的な不
均一は解消でき、熱交換効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱交換器の配管構成図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す空気調和機の説明図
である。
である。
【図３】従来の熱交換器の配管構成図である。
１ 熱交換器 ３ フィン ４ 冷媒配管 ６，７ 並列配管 ８，９ Ｕ字管 １０，１１ ヘッダー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柿沼 孝英 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 佐藤 晃司 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 複数枚のフィンを貫通して設けられた冷
媒配管を備えた熱交換器において、前記冷媒配管は、そ
の上流から下流に向かって前半部と後半部との管径が異
径に成形されていることを特徴とする熱交換器。 - 【請求項２】 複数枚のフィンを貫通して設けられた冷
媒配管を備えた凝縮器として作用する熱交換器におい
て、前記冷媒配管は、その上流から下流に向かって前半
部が大径に、後半部が小径に成形されていることを特徴
とする熱交換器。 - 【請求項３】 複数枚のフィンを貫通して設けられた冷
媒配管を備えた蒸発器として作用する熱交換器におい
て、前記冷媒配管は、その上流から下流に向かって前半
部が小径に、後半部が大径に成形されていることを特徴
とする熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31420394A JPH08145593A (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31420394A JPH08145593A (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08145593A true JPH08145593A (ja) | 1996-06-07 |
Family
ID=18050517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31420394A Pending JPH08145593A (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08145593A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2021176651A1 (ja) * | 2020-03-05 | 2021-09-10 |
-
1994
- 1994-11-24 JP JP31420394A patent/JPH08145593A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2021176651A1 (ja) * | 2020-03-05 | 2021-09-10 | ||
| WO2021176651A1 (ja) * | 2020-03-05 | 2021-09-10 | 三菱電機株式会社 | 熱交換器及び空気調和機 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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Effective date: 20040727 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040802 |
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| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20041130 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |