JPS5852952A - 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、凝縮効率ケ向上させて高性能化−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ための
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な持っている。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１本質的に潜熱放出によって冷媒ガスの
液化な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い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）のようニ凝縮バイ
ブ１の入口ＩＡにおいて圧縮機から供給された冷媒ガス
２は凝縮バイブ１内な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バイブ
Ｉ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
凝縮バイブｌ内のある部分で急激に生ずるものではなく
、入口ＩＡから出口ＩＢに向かっ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１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（ｔ）ｌはこの変化様子を示すも
ので凝縮バイブ１の位置Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄに各各対応した
凝縮バイブ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パイプ内に流入
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
しい接触状態な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
液はガスから管壁しいてはガスから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な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よび両者間に斜めに配−した分
離ヘッダとな設け、この斜めに配置した分離ヘッダによ
り凝縮液と未凝縮ガスとな完全に分離させることによっ
て凝縮効率を向上させるように構成した凝縮器な提供す
るものである。

以下図面な参照して本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明実施例による凝縮器を示す正面図で、４
は入口ヘッダ（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複数の上部伝熱管、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
複数の下部伝熱管、９は上記分離ヘッダ６と出口ヘッダ
５間において斜めに配置された分離ヘッダ６の低い位置
Ａ側に設けられた液抜き管、１ｏ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。

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、斜めに
配置された分離へラダ６の低い位置Ａ側の底部６ＡＫ直
接液抜き管９の上端９Ａが接続されているのに対し、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の上下に設けられる上部伝熱管
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。上記複数の上部伝熱管７お
よび下部伝熱管８の長さは、上記分離ヘッダ６が斜めに
配置された関係で各々異なっており。

上部伝熱管７においては分離ヘッダ６の低い位置側Ａに
近い程長く、また下部伝熱管８では分離ヘッダ６の高い
位置Ｂ側に近い程長くなるように設けられる。

以上の構成において、圧縮機から供給された冷媒ガスは
上記入口へラダ４の入口４Ａに流入した後上部伝熱管７
を通じて分離ヘッダ６へと向かう。

この時冷媒ガスは伝熱管７自身およびフィン１０を通じ
て周囲熱源（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。この際寸法の長い上部伝熱管はど（分
離ヘッダ６の低い位置Ａｌｊｌ［設けられたものほど）
多（の冷媒ガスが流入するので管壁表面積が増加して凝
縮し易くなるので、伝熱管７は長さの差異により凝縮量
に差が生ずる。

上部伝熱管７で生じた上記凝縮液および一部の未凝縮ガ
スは分離へラダ６へ流入し、凝縮液は分離へラダ６の底
部６Ａへ溜められまた未凝縮ガスは下部伝熱管８へ流入
することにより各々個々に分離されるようになる。この
時分離ヘッダ６が斜めに配置されているために、上記の
ように寸法の長い伝熱管からほど多量の凝縮液が分離ヘ
ッダ６内に流入した状態で、凝縮液は自身の重力と分離
ヘッダ６の高低差により液抜き管９の方向へ移動してい
（。

この場合分離ヘッダ６内におげろ液抜き管９付近の低い
位置Ａでは多量の凝縮液が溜まるようになるが、この位
置Ａでは下部伝熱管８の上端８Ａが高く突出しているた
めに、凝縮液が下部伝熱管８に混入するのは防止されて
凝縮液と未凝縮ガスとの完全な分離が行われる。

またこの時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。

上記分離へラダ６に溜まった凝縮液は分離へラダ６自身
が傾斜しているために液抜き管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ヘッダ５へ流動する
。

一方、分離ヘッダ６によって分離された未凝縮ガスは下
部伝熱管８に流入して凝縮されるが、この場合も上記と
同じ理由で寸法の長い伝熱管はど（分離ヘッダ６の高い
位置に設けられたものほど）凝縮し易くなり、各々の伝
熱管で生じた凝縮液は出口へラダ５へ流動する。出口ヘ
ッダ５に溜った凝縮液は出口５Ｂから排出されて冷凍サ
イクルへ送られる。

したがって分離ヘッダ６は凝縮液と未凝縮ガスとを完全
に分離させて分離ヘッダ６自身が液溜め側へは凝縮液は
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、上部伝熱管よりも下部伝熱管の本数を少な
（することができ、あるいは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。

以上説明して明らかなように本発明によれば、入口ヘッ
ダと出口へ゛ラダおよび両者間に斜めに配置した分離ヘ
ッダとを設け１分離ヘッダと上記入口ヘッダ間および上
記出口ヘッダ間には各々長さの異なる複数の上部伝熱管
および下部伝熱を設けるように構成するものであるから
、上記分離ヘッダによって凝縮液と未凝縮ガスとは完全
に分離されるので、冷媒ガスから周囲熱源への熱移動は
スムーズに行われるようになる。

すなわち本発明によれば、上記のように斜めに配置した
分離ヘッダおよびこの分離ヘッダの上下に各々長さの異
なるように設けた複数の上部伝熱管および下部伝熱管を
含む垂直方式の凝縮器を構成することにより、寸法の長
い伝熱管部分の管壁表面積を増加させて凝縮し得くする
ことができるため冷媒ガスに対する熱抵抗を減らすこと
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ので、＃線動率を
向上させて高性能化を計ることができる。

また従来と同一性能のものを得る場合には小型化。

軽量化を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｔ、　（ｂ）は共に従来例を示す断面図、第
２図および第３図は共に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・・・入口ヘッダ、５
・・・出口ヘッダ、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。

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
   に斜め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
   々長さの異なる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の分離ヘッダの低い位置
   側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な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、上記分離ヘッダの上下に設けられた上部伝熱管と下
   部伝熱管の相対的位置な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、上記上部伝熱管と下部伝熱管の本数が異なることな
   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　上記液抜き管な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４項のいずれかに記載の凝縮器
   。