JPS5823101Y2 - 二元冷凍装置の中間熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は極低温を得る二元冷凍装置の中間熱交換器の構
造に関し、小体積でしかも熱交換効率の良い中間熱交換
器の提供を目的とする。

以下図に基づいて詳述すると、第１図は二元冷凍装置の
冷凍サイクル図であり、高温側電動圧縮機１、高温側凝
縮器２、乾燥器３、減圧器である毛細管４、高温側冷却
器５を順次連結してなる高温側冷凍サイクルＡと、低温
側電動圧縮機６、低温側凝縮器７、乾燥器８、毛細管９
、冷凍庫の庫内１２に設置される低温側冷却器１０を順
次連結して成る低温側冷凍サイクルＢとで構成している
。

高温側冷凍サイクルＡにはフレオンＲ−１２又はフレオ
ンＲ−２２を、低温側冷凍サイクルＢにはフレオンＲ−
５０２又はフレオンＲ−１３等を封入し、低温側冷凍サ
イクルＢの低温側凝縮器７を高温側冷凍サイクルＡの高
温側冷却器５にて冷却する様にして極低温を得る。

この低温側凝縮器７と高温側冷却器５とを熱交換的に構
成したものを中間熱交換器１１と称する。

３５は高温側冷凍サイクルＡの高温側凝縮器２を強制通
風冷却する電動送風機、又図中で矢印は冷媒の流れる方
向を示す。

第２図乃び第３図は本考案の中間熱交換器１１で第２図
は斜視図、第３図は縦断面図である。

１３は室壁即ち外筒で両端面を上壁即ち上蓋１３Ａ及び
下壁即ち下蓋１３Ｂにて閉塞して密閉空間１４を形成し
ている。

高温側入口バイブ１９は上蓋１３Ａを貫通し、外筒１３
の密閉空間内部１４で内筒２８の外部に連通しており、
高温側出口バイブ２０は上蓋１３Ａを貫通して内筒２８
室内２９に連通している。

低温側パイプ２１の入口２２は上蓋１３Ａを貫通し、内
筒２８外壁に当接して螺旋状に巻回して図で言えば下降
しくこれを一層目２４と以下称す）、該一層目２４に当
接して外側を螺旋状に二層目２５が巻回されて上昇し、
該二層目２５に当接してその外側に三層目２６が外筒１
３内壁に当接しつつ螺旋状に巻回して下降し、内筒２８
の下端開口３６から内部を通って上蓋１３Ａを貫通して
外筒１３外部に延出し、この低温側パイプ２１は外筒１
３外壁に当接して巻回されて四層目２７を形成して低温
側パイプ出口２３となる。

一層目２４及び二層目２５は密に巻回され、三層目２６
は粗に巻回されている。

内筒２８は外筒１３の密閉空間１４に位置し上蓋１３Ａ
に一端面全周をガス溶接等の鑞３０にて密閉固定されて
おり、他端面を外筒１３の密閉空間１４内に下蓋１３Ｂ
より若干の間隔をもって開口３６シている。

前記各パイプの上蓋１３Ａを貫通する部分と、外筒１３
を上蓋及び下蓋（１３Ａ及び１３Ｂ）にて閉塞する部分
はガス溶接等の鑞３０により完全に密閉される。

なお１５は外筒１３の下蓋１３Ｂに固定された台でビス
孔１６が設けられており、筐体３７内部に中間熱交換器
１１をボルト１７等により固定し、高温側入口バイブ１
９、高温側出口バイブ２０、低温側入口バイブ２２、低
温側出口バイブ２３を筐体３７外に貫通して延出し、こ
の貫通孔をパテ等で密封した後、発泡性断熱材１８等を
充填する。

中間熱交換器１１内の冷媒の流れを説明すれば、前記外
筒１３は高温側冷却器５であり、毛細管４等にて減圧さ
れた液冷媒は高温側入口バイブ１９より外筒１３の密閉
空間１４へ噴出され、この冷媒は外筒１３の内壁に当接
した低温側パイプ２１の粗に巻回しである三層目２６と
隣接せる二層目２５と外筒１３の内壁との空間１４を螺
旋状に回転しながら蒸発して冷却し、外筒１３下部には
液冷媒がたまってくる。

液冷媒が内筒２８の下端の開口３６端面を超える様にな
ると、高温側出口バイブ２０に接続された高温側電動圧
縮機１にてガス状となって吸引され内筒２８を冷却する
。

又低温側パイプ２１は低温側凝縮器７であり、入口２２
より流入した高温のガス冷媒は内筒２８壁面で冷却され
て凝縮し始め、二層目２５を上昇して、三層目２４を下
降し高温側の入口バイブ１９からの蒸発した冷媒にて冷
却され、更に外筒１３外壁に巻回された四層目２８を降
下して冷却され完全な液冷媒となる。

完全に液化された冷媒は乾燥器８を通過し、毛細管９に
より減圧されて冷却器１０にて蒸発し庫内１２を冷却す
る。

本考案は上記の如く、外筒１３を上蓋１３Ａ及び下蓋１
３Ｂとで閉塞して密閉空間１４を設け、該空間１４を二
元冷凍装置に於ける高温側冷凍サイクルＡの冷却器５と
し、又密閉空間１４及び外筒１３外壁に巻回した低温側
パイプ２１を低温側冷凍サイクルＢの凝縮器７としたも
のである。

又密閉空間１４内に巻回されたイ氏温側パイプ２１の三
層目２６は外筒１３内壁に当接して一層目及び二層目２
４及び２５よりも巻数を少なくして粗にしであるから冷
媒を一気に密閉空間１４下部に落とさず螺旋状のパイプ
に沿ってゆっくりと蒸発していく事となる。

そのため低温側パイプ２１が内外で外筒１３と互いに接
触しているので、熱交換効率が良く、シかも低温側パイ
プ２１の冷却を外筒１３内外より行うため冷媒の有効利
用が計れる。

また外筒１３下部に溜った液冷媒が内筒２８の下端間ロ
３６端面を超える様になるとガス状となって内筒２８を
冷却すると共に電動圧縮機へ吸引されるので、内筒２８
の存在は冷媒の液とガスの状態を分離する作用をすると
共に内筒２８の冷却にてその外方の低温側パイプの冷却
作用をする。

従って中間熱交換器としての能力が向上すると共に冷媒
の液とガスの分離器を中間熱交換器の外に別に設ける必
要もなくなるものである。

なお、外筒１３外壁に巻回する低温側パイプ２１は凝縮
器７の必要なる内容積により増減する事ができる。

これら中間熱交換器１１は発泡性断熱材１８等で断熱さ
れるので外気と遮断され、低温となって表面に露、霜等
が出来る事は無い。

【図面の簡単な説明】

第１図は二元冷凍装置の冷凍サイクル説明図、第２図は
中間熱交換器の概略斜視図、第３図は中間熱交換器の縦
断面図である。 ５・・・・・・高温側冷却器、７・・・・・・低温側凝
縮器、１１・・・・・・中間熱交換器、１３・・・・・
・外筒、１４・・・・・・密閉空間、１９・・・・・・
高温側入口バイブ、２０・・・・・・高温側出口パイプ
、２１・・・・・・低温側パイプ、２４・・・・・・一
層目、２５・・四二層目、２６・・・・・・三層目、２
７・・曲回層目。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 密閉空間を形成する外筒と、該外筒内に設けられその上
   端を閉塞し下端を開口した内筒と、各層が当接するよう
   複数層に巻回し外側の層が前記外筒の内面に当接し内側
   の層が前記内筒の外面に当接し更に前記外筒の外面にも
   当接して巻回せしめた凝縮器を形成する低温側パイプと
   、前記外筒内の上部に開口した高圧側入口バイブと、前
   記内筒内の上部に開口した高圧側出口バイブとより構成
   し、更に前記低温側パイプは前記外筒内面に当接する層
   をその内側の層よりも粗に巻回すると共に、前記高温側
   入口バイブを前記外筒の内面と、前記低温側パイプとに
   て形成された上部空間に冷媒を吐出供給する如く臨ませ
   た事を特徴とする二元冷凍装置の中間熱交換器。