JPS64542Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、凝縮器として使用する熱交換器に
関し、特にその熱特性を向上するようにしたもの
である。

従来、この種の凝縮器を組み込んだ冷凍装置と
して第１図に示す例があつた。この第１図におい
て１は圧縮機、２は凝縮器で空気対冷媒用の凝縮
器の例を図示している。

この凝縮器２は伝熱管３とフイン４、気液分離
器５とから構成されており、伝熱管３は気液分離
器５により前段伝熱管３１と後段伝熱管３２に分
割されている。

第２図は、この凝縮器内での冷媒の液６とガス
７の流れの様子を示した図であり、第３図には気
液分離器５の構造の一例を示している。気液分離
器５は気液２相管接続口８、ガス管接続口９、液
管接続口１０の３個所の接続口をもつており、各
接続口には前段伝熱管３１出口側の気液２相管１
１、後段伝熱管３２入口側のガス管１２、凝縮器
２出口に行く液管１３が接続されている。

なお、液管１３の途中には毛細管１４からなる
抵抗があり、液管１３と後段伝熱管３２出口の圧
力が等しくなるように調整している。また、第１
図おいて１５は減圧装置、１６は蒸発器である。

次に、第１図の冷凍装置の動作について説明す
る。圧縮され高温高圧となつた冷媒ガス７は凝縮
器２の前段伝熱管３１に入り、ここで伝熱管３、
フイン４などを介して空気と熱交換する。

この結果、冷媒ガスは冷却され凝縮液化する
が、凝縮した液冷媒６は管壁を流れるため、伝熱
管３の出口に行くに従つて、管壁部液冷媒６の厚
みは厚くなり、凝縮熱伝達の特性は悪くなつてい
く。

このように熱特性が低下してきた気液状態の冷
媒は、前段伝熱管３１の出口に至ると、ここから
気液２相管１１を通つて、気液分離器５に入る。

ここで第３図に示すごとく気液は分離され管中
央部を流れるガス７はガス管１２に行き、管壁部
を流れる液６は液管１３に行くが、完全に分離は
されなく、ガス管１２中には液冷媒６を含み、逆
に液管１３中にもガス冷媒７を含む。

ガス管１２中の冷媒は、後段伝熱管３２に行く
が、ここでは管壁の液冷媒厚みが前段伝熱管３１
の出口近くの状態に比べて薄くなるため、凝縮時
の熱特性が向上し、再び凝縮熱伝達率の良い状態
で空気との熱交換が行なわれ凝縮し液となつて後
段伝熱管３２出口に至る。

一方液管１３を流れる冷媒は、毛細管１４を通
り流量調整、圧力調整されて後段伝熱器３２出口
の冷媒と合流し、減圧装置１５、蒸発器１６を経
て圧縮機１に行く。

従来の気液分離器を備えた凝縮器を有する冷凍
装置は以上のように構成されているので、気液分
離器で完全には分離されなかつたガス冷媒が液管
側に混入し、これが凝縮せずガスのまま凝縮器を
出ていつてしまう欠点があつた。

この考案は、上記従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、気液分離器からの液管側
に第２熱交換器を接続することにより、冷媒を完
全に凝縮させることのできる熱交換器を提供する
ことを目的とする。

以下、この考案の熱交換器の実施例を図につい
て説明する。第４図はその一実施例における凝縮
器の構成を示す図であり、この第４図において２
〜５，１１〜１４は従来熱交換器と同じである。
１７は、気液分離器５の液管１３に接続された第
２熱交換器で第２伝熱管１８とフイン４とから構
成されている例を示す。第２熱交換器１７の出口
は毛細管１４を介して凝縮器２の後段伝熱管３２
の出口に接続されている。

上記のような構成となつている凝縮器では、凝
縮器２に入つたガス冷媒は、まず前段伝熱管３１
で伝熱管３、フイン４などを介して空気と熱交換
する。

この結果、ガス冷媒は冷却され凝縮液化する
が、凝縮した液冷媒６は管壁を流れるため伝熱管
３の出口側に行く程管壁の液冷媒６は厚くなり、
凝縮熱伝達の特性は悪くなつていく。

このように熱特性が低下してきた気液状態の冷
媒は、前段伝熱管３１の出口から気液２相管１１
を通つて気液分離器５に入る。

ここでは、第３図でみたように気液は分離さ
れ、管中央部を流れるガス７はガス管１２に、管
壁部を流れる液６は液管１３に行くが、気液は完
全には分離されなくガス管１２中には若干の液冷
媒６を含みまた、液管１３の冷媒中には若干のガ
ス冷媒７を含む。

このあとガス管１２中の冷媒は、後段伝熱管３
２に行くが、ここでは液冷媒６は少なく管壁面で
の液冷媒厚みは、上記の前段伝熱管３１出口近く
での液冷媒厚みより薄くなつており、凝縮時の熱
特性は向上し、再び凝縮熱伝達率の良い状態で空
気との熱交換が行なわれ凝縮液化し後段伝熱管３
２の出口に至る。

一方、気液分離器５からの液管１３を流れる冷
媒は第２熱交換器１７の第２伝熱管１８に行き、
ここで第２伝熱管１８、フイン４を介して空気と
熱交換し、液冷媒中に混入していた若干のガス冷
媒を凝縮させる。

完全に液化した冷媒は、第２熱交換器１７から
毛細管１４を介して凝縮器３の後段伝熱管３２出
口液冷媒と合流する動作となつている。

なお上記実施例では、凝縮器３の途中１個所に
気液分離器５を取り付けたが、１個所に限ること
なく、第５図に示すごとく２個所あるいはそれ以
上の個所に気液分離器５１，５２……を設け、凝
縮器２を数段（第５図では３段に分け第１段伝熱
管３１、第２伝熱管３２、第３段伝熱管３３とし
ている。）に分けた各段の出口側に気液分離器５
１，５２を接続してもよい。

この時各段の気液分離器５１，５２からのガス
管１２１，１２２は次段の伝熱管３２，３３に接
続するとともに、各段の気液分離器５１からの液
管１３１は毛細管１９を介して最終段の気液分離
器５２の液管１３２に接続しまとめて第２熱交換
器１７の伝熱管１８に接続してもよい。

また、第６図に示すように、複数個の気液分離
器５１，５２を設ける場合、各気液分離器５１，
５２の液管１３１，１３２出口ごとに第21熱交換
器１７１、第22熱交換器１７２および第１毛細管
１４１、第２毛細管１４２を設けてもよい。

第２熱交換器１７，１７１，１７２は必ずしも
凝縮器２とフイン４を共有するごとく一体とする
必要はなく、これと分離独立させてもよい。

また、凝縮器２と第２熱交換器１７，１７１，
１７２は空気対冷媒でなく水対冷媒などの熱交換
器でもよい。

さらに、毛細管１４，１４１，１４２，１９な
どは、その抵抗が小さくて良いときは特に設ける
必要はなく、配管部の抵抗で代用させてもよい。

以上のように、この考案の熱交換器によれば凝
縮器の途中に設けた気液分離器からの液管に第２
の熱交換器を接続するようにしたので、気液分離
器からの未凝縮ガスも完全に凝縮させることがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の凝縮器を備えた冷凍装置の構成
を示す図、第２図は第１図の冷凍装置における凝
縮器内での冷媒の状態を示す図、第３図は第１図
の冷凍装置における気液分離器の一例を示す図、
第４図はこの考案の熱交換器の一実施例における
凝縮器を示す図、第５図および第６図はそれぞれ
この考案の熱交換器の他の実施例の要部の構成を
示す図である。 ２……凝縮器、３……伝熱管、３１……前段伝
熱管、３２……後段伝熱管、４……フイン、５，
５１，５２……気液分離器、１１，１１１，１１
２……気液２相管、１２，１２１，１２２……ガ
ス管、１３，１３１，１３２……液管、１４，１
４１，１４２……毛細管、１７，１７１，１７２
……第２熱交換器、１８……第２伝熱管なお、図
中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 圧縮機から吐出される高温、高圧の冷媒を凝
   縮器で熱交換した後減圧装置で減圧して蒸発器
   を経て前記圧縮機に戻す冷凍サイクルにおい
   て、前記凝縮器を構成する第１の熱交換器と第
   ２の熱交換器とを有し、前記第１の熱交換器の
   伝熱管途中に気液分離器を設け、前記気液分離
   器の２相管入口と第１の熱交換器の前段伝熱管
   出口とを接続し、気液分離器のガス管出口と第
   １の熱交換器の後段伝熱管入口とを接続し、気
   液分離器の液管出口を第２の熱交換器の伝熱管
   および抵抗を介して第１の熱交換器の後段伝熱
   管出口に接続したことを特徴とする熱交換器。 (2) 第１の熱交換器は伝熱管途中複数個所にそれ
   ぞれ気液分離器を備え、抵抗を介して各気液分
   離器からの液管を接続し合同液管とするととも
   に、第２の熱交換器は伝熱管を上記合同液管と
   接続した実用新案登録請求の範囲第(1)項記載の
   熱交換器。 (3) 第１の熱交換器は伝熱管途中複数個所にそれ
   ぞれ気液分離器を備え、各気液分離器からの液
   管ごとに各複数個の第２の熱交換器および抵抗
   を出口接続した実用新案登録請求の範囲第(1)項
   記載の熱交換器。 (4) 第１の熱交換器と第２の熱交換器は、多数枚
   のフインを貫通する複数本の伝熱管で構成され
   る熱交換器とし、前記各熱交換器のフインを共
   有するごとく構成したことを特徴とする実用新
   案登録請求の範囲第(1)項ないし第(3)項のいずれ
   かに記載の熱交換器。