JPS5822855A - 凝縮器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、凝縮効率を同上させて高性能化を計るためな
された垂直方式の凝縮器に関するものである。

冷凍装置、空調装置等の冷凍サイクルを構成するだめの
一要素として用いられる凝縮器は、圧縮機で与えられた
仕事あるいは広義の意味で冷凍サイクル内で与えられた
熱量を周囲熱源に捨て去る役目を持っている。この凝縮
器の構造は大別すると水冷式と空冷式との二つに分ける
ことができるが、本質的に潜熱放出によって冷媒ガスの
液化を促進させる働きが必要であり、冷媒ガスの液化は
急激に行われることが望ましい。

一般の凝縮器で用いられてｂる凝縮パイプ内での冷媒ガ
スの変化を観察すると、第１図（ａ）のように凝縮パイ
プｌの入口ＩＡにおいて圧縮機から供給された冷媒が２
２は凝縮パイプ１内を通過するにつれて液化されて出口
ＩＢから排出されるが、この場合冷媒ガスは通常過熱さ
れているため凝縮パイプｌの最初の部分で飽和温度まで
温度が下がり次いでガスから液への変化すなわち凝縮が
始まる。この凝縮過程は凝縮パイプ１内のある部分で急
激に生ずるものではなく、入口ＩＡがら出口ｌＢＫ向か
つてガスと液が共存しながら徐々に液化が進行する。し
たがって凝縮パイプｌ内は冷媒ガスの進行につれ、すな
わち出口ＩＢに近ずくにつれ次第に液で占められるよう
になって出口ＩＢでは完全に液となる。第１図ｆｔ＋１
はこの変化様子を示すもので凝縮パイプｌの位置Ａ、Ｂ
、Ｃ，Ｄに各各対応した凝縮パイプ１の断面図を示して
おり、２はガス部分、３は液体部分である。

ここで注目すべきことは冷媒ガスは凝縮バイブ内に流入
した時急激に液化されることが冷媒ガスが管壁との好ま
しい接触状態を維持する上で望ましい条件であるが、一
般にこの条件を成立させることは不可能であるために、
液化は徐々に進行することである。したがって途中で生
ずる液は凝縮には全く貢献するものではなく、この液は
管壁に沿って流動するために冷媒ガスが管壁と接触する
のを妨げる働きをする。すなわち管壁に存在する凝縮液
はガスと管壁しいてはガスと周囲熱源への熱移動を妨げ
る熱抵抗となるように働く。

したがってガスが直接管壁と接触する場合に比べ、冷凍
サイクル内で与えられた熱量を十分に周囲熱源へ捨て去
ることができないため、凝縮効率が低下する欠点が生じ
た。

本発明は以上の欠点を除去するためなされたもので、入
口ヘッダと出口ヘッダおじび両者間に配置した分離ヘッ
ダとを設け、上記分離ヘッダにより凝縮パイプに生じた
液膜を除去するように構成した凝縮器を提供するもので
ある。以下図面を参照して本発明実施例を説明する。第
２図は本発明実施例による凝縮器を示す正面図で、４は
入口へラダ（上部ヘッダ）、５は出口ヘッダ（下部ヘッ
ダ）、６はこれら両ヘッダ４，５間に配置された分離ヘ
ッダ、７は上記入口ヘッダ４と分離ヘッダ６間を接続す
るように設けられた上部伝熱管、８は上記出口ヘッダ５
と分離ヘッダ６間を接続するように設けられた下部伝熱
管、９は上記゛盆離ヘッダ６と出口ヘッダ４間に設けら
れた液抜き管、１０は上部伝熱管７および下部伝熱管８
の周囲に設けられた凝縮フィンである。

以上の構造において、冷媒ガスは上部のムロヘッダ４０
入口４Ａに供給され凝縮されて液体となって下部出口へ
ラダ５の出口５Ｂから排出される。

上記分離ヘッダ６内における上部伝熱管７および下部伝
熱管８の配置構造は第３図のようになっており、分離ヘ
ッダ６の底部６Ａに直接液抜−き管９の上端９Ａが接続
してい−るのに対し、下部伝熱管８の上端８Ａはそ゛の
底部６Ａに突出して設けられる。また分離ヘッダ６の上
下九設けられる上部伝達管７および下部伝熱管８の相対
的位置は交互に１ピツチずつずれるように設けられる。

以上において、圧縮機から供給された冷媒ガスは凝縮器
のムロヘッダ４０入口４Ａに流入した後上部伝熱管７を
通じて分離へラダ６へと回かう。

この時上部伝熱管７′を通過する冷媒ガスは、伝熱管７
自身および伝熱フィン１０を通して周器熱源（空気ある
いは水等）へ放熱を始めて徐々に凝縮を開始する。この
過程において上部伝熱管７の壁に存在する液膜は上部伝
熱管７が垂直でありかつ短かいことから、管壁周囲に均
等にかつ薄い状態となっているため凝縮効率は増加する
ようになる。

また冷媒ガスは分離へラダ６に流入する過程において、
上部伝熱管７に生じた凝縮液の大部分はそのまま分離ヘ
ッダ下部へ落下し、一部未凝縮ガス中に含まれている凝
縮液は分離へラダ６を介して上部伝熱管７と下部伝熱管
８との相対的位置が１ピツチずれているために、ガスの
流動方向が変化することによる遠心力の効果により完全
にガスと分離されて分離ヘッダ６内に溜まる。

そして未凝縮ガスは下部伝熱管８を通じて出口へラダ５
へ同かい、再び下部伝熱管８との接触を良好に保ちなが
ら凝縮を開始する。一方分離ヘツダ６内に溜まった上記
凝縮液は、分離ヘッダ６の底部６ＡＶｃ［接設けられて
いる液抜き管９を介してその重力および圧力差により速
やかに下部の出口へラダ５へ向かって流動する。

したがって上記分離へラダ６は凝縮液と未凝縮ガスとを
完全に分離させて分離へラダ６自身が液留めとなって働
くため、またその分離ヘッダ６内には下部伝熱管８が突
出して設けられているために下流側へは凝縮液は流入し
ないので、下流にお・いての冷媒ガスと管壁との接触は
良好に保たれる。

上記液抜き管９を複数設けることにより液抜きをスムー
ズに行わせることができる。また冷媒ガスの通過につれ
その流量は徐々に少なくなってくるので、第４図のよう
に上部伝熱管よりも下部伝熱管の本数を少なくすること
ができ、あるいは第５図のように上部伝熱管よりも下部
伝熱管の径を細くすることができる。　　　　′□ また入口ヘッダと出口ヘッダ間に設けられる分離ヘッダ
は必要に応じて複数設けるようにしてもよく、これによ
ってより凝縮効率を向上させることが可能である。

以上説明して明らかなように本発明によれば、入口ヘッ
ダと出口ヘッダおよび両者間に配置された分離ヘッダと
を設け、分離ヘッダによって凝縮液と未凝縮ガスとを完
全に分離させるように構成するものであるから、管壁に
存在する凝縮液による冷媒ガスから周囲熱源への熱移動
の妨げは抑えられる。すなわち本発明によれば凝縮器を
上部ヘッダと下部ヘッダおよび両者間に設けた分離ヘッ
ダとを含む垂直方式に構成することにより、パイプ（伝
熱管）長さを短かくしてかつ複数設けるようにしたので
管壁に存在する凝縮液膜を薄くすることができ、これに
よって冷媒ガスに対して働く熱抵抗を小さく抑えること
ができる。したがって冷凍サイクル内で与えられた熱を
十分に周囲熱源へ捨てることができるため、凝縮効率を
向上させて高性能化を計ることができる。また凝縮効率
同上に伴い凝縮能力をアップすることができるので凝縮
器の小型化を計ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ、　（ｂｌは共に従来例を示す断面図、第
２図、第４図、第５図および第３図はいずれも本発明実
施例を示す正面図および断面図である。 ２・・ガス、３・・・液体、４・・・入口（上部）ヘッ
ダ、５・・・出口（下部）ヘッダ、６・・・分離ヘッダ
、７・・・上部伝熱管、８・・・下部伝熱管、９・・・
液抜き管、１０・・・凝縮フィン。 第１同

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入口ヘッダと、出口ヘッダと、これら両ヘッダ間に
   配置された分離ヘッダと、この分離ヘッダと上記入口ヘ
   ッダ間および上記出口ヘッダ間に設けられた各々複数の
   上部伝熱管および下部伝熱管と、上記分離ヘッダと出口
   ヘッダ間に設けられた液抜き管とを含むことを特徴とす
   る凝縮器。 ２、上記下部伝熱管の上端を上記分離ヘッダ内に突出さ
   せた構造を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の凝縮
   器。 ３、上記分離ヘッダの両側に設けられた上部伝熱管と下
   部伝熱管の相対的位置を互いにずらした構造を特徴とす
   る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の凝縮器。 ４、上記入口ヘッダと出口ヘッダ間に複数の分離ヘッダ
   を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
   ３項のいずれかに記載の凝縮器。 ５、上記上部伝熱管と下部伝熱管の本数が異なることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか
   に記載の凝縮器。 ６、上記液抜き管を複数本設けたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の凝縮器
   。