JPS6014149Y2

JPS6014149Y2 - 熱交換器

Info

Publication number: JPS6014149Y2
Application number: JP6468381U
Authority: JP
Inventors: 遊二藤本
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1981-05-01
Filing date: 1981-05-01
Publication date: 1985-05-07
Also published as: JPS57178979U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は熱交換器、詳しくは、内管と外管とから成る二
重管により形成する熱交換器に関する。

一般に、二重管により熱交換器を形成する場合、一本の
長尺な二重管を用い、コイル状に成形して形成している
。

所がコイル状であるため、外形寸法を薄形にできないば
かりか、直線状のものにくらべて流体の流通抵抗が増大
し、損失が大きくなると共に、内管と外管とが全体に不
規則な配置となり、かつ互いに接触する箇所が多くなっ
て熱交換効率が低下することとなる問題があった。

しかして、本考案は以上の問題を解決すべく考案したも
ので、目的とする処は、内管と外管との配置を規則正し
くでき、かつ、流体の流通抵抗を小さくでき、損失を少
なく熱交換効率を向上できると共に、外形形状をコンパ
クトな平板状にでき、冷凍機などの適用機器を薄形にで
きる熱交換器を提供する点にある。

即ち、本考案は、内管と外管とから威る複数本の二重管
をそれぞれＵ字状に形成して、これら各二重管における
直管部の長さを同じ長さに威すと共に、曲管部を曲率半
径の異なる同心円の円弧状とし、前記曲管部における曲
率半径の小さい二重管を内側に、また曲率半径の大きい
二重管を外側にして、同一平面内に配置し、前記各二重
管における各内管の一方の開口端部を第１人口ヘッダー
に、他方の開口端部を第１出ロヘツグーにそれぞれ連結
する一方、前記各外管の一方の開口端部を第２人口ヘッ
ダーに、他方の開口端部を第２出ロヘツグーにそれぞれ
連結したことを特徴とするものである。

以下、本考案熱交換器の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１，２図に示したものは、本考案熱交換器をコンテナ
冷凍装置に組込んだ状態を示すもので、第１，２図にお
いて、１は冷凍装置の本体ケーシングで、コンテナ２の
前面側から挿入して取付けられており、ケーシング１の
下部には機械室３、また上部には背面に吸込口４ａをも
った冷却室４が形成されている。

そして、前記冷却室４の吸込口４ａには、前記コンテナ
２の内室５が連通し、吸込口４ａから下向きに冷却室４
、ケーシング１の両側方を経て底部からコンテナ２の内
室５に戻る空気循環路を猛威している。

また、該循環路における冷却室４の上部には、空冷蒸発
器６が設けられ、また、下部両側に２つのファンＦ□、
Ｆ□が設けられている。

また、前記機械室３には、前面上部と下部とにコンテナ
２の外方の空気との連通口３ａ＊３ｂを備え、連通孔３
ａの内側に空冷凝縮器７が設けられ、また、該空冷凝縮
器７の下位に３つのファンＦ２．Ｆ２．Ｆ２が設けられ
ると共に、該ファンＦ２゜Ｆ２．Ｆ２の下位に凝縮作用
を威す水冷熱交換器８を設けるのである。

そして、機械室３の下位に、圧縮機９、アキュムレータ
１０などを設けて、圧縮機９の吐出ガスを空冷凝縮器７
及び水冷熱交換器８において凝縮させると共に、空冷蒸
発器６において蒸発して、冷却室４を循環するコンテナ
２の内室５の空気を冷却し、圧縮機９に戻る冷凍サイク
ルを猛威すべくしている。

しかして、本考案熱交換器は、前記水冷熱交換器８に適
用するものであって、第３，４図に示すごとく、冷却水
を流す内管１１と冷媒を流す外管１２とから成る３本の
二重管１３，１４．１５をそれぞれＵ字状に猛威して構
成するのである。

更に詳記すると、前記二重管１３，１４．１５における
各直管部の長さを同じ長さ例えば９００ｍ／ｍに威すと
共に、各曲管部を、曲率半径の異なる例えば１１０ｍ／
ｍ、１３７ｍ／ｍ、１６４ｍ／ｍの同心円の円弧状
とし、前記曲管部における曲率半径の最も小さい二重管
１３を内側に、また、該二重管１３の外側に、曲率半径
の２番目に小さい二重管１４を、さらに、該二重管１４
の外側に、曲率半径の最も大きい二重管１５を、同一平
面内に配置するのである。

そして、前記各二重管１３，１４゜１５における両端部
の内、一方何端部の内管１１を第１出口ヘッダ−１６に
、また、外管１２を接続管２０を介して第２人口ヘッダ
−１７にそれぞれ連絡すると共に、他方側端部の内管１
１を第１人口ヘッダー１８に、また、外管１２を接続管
２０を介して第２出口ヘッダ−１９にそれぞれ連絡する
のである。

また、前記二重管１３，１４．１５の各一対の直管部の
内、第１出口ヘッダ−１６、第２人口ヘッダ−１７に連
通ずる直管部が、第１人口ヘッダー１８．第２出口ヘッ
ダ−１９に連通ずる直管部の上位に位置するごとく、二
重管１３，１４．１５を縦向きにして取付ける。

そして、前記空冷凝縮器７の出口を冷媒入口となる上位
の第２人口ヘッダ−１７に、また、冷媒出口となる下位
の第２出口ヘッダ−１９を受液器（図示せず）にそれぞ
れ接続する一方、冷媒の流れと対向するごとく、冷却水
を下位の第１人口ヘッダ−１８に供給して、上位の第１
出口ヘッダ−１６から排出すべく威すのである。

尚、２１は冷却水供給口、２２は排出口、２３は冷媒入
口管、２４は冷媒液出口管である。

しかして、以上の構成において、圧縮機９、ファンＦ１
．Ｆ□を駆動すると共に、冷却水を供給口２１から供給
して冷凍運転を行なうと、冷却水は、下位の第１入口ヘ
ッダ−１８に流入し、各二重管１３，１４，１５の内管
１１における下位の直管部から曲管部及び上位の直管部
を流通して、上位の第１出口ヘッダ−１６から流出する
。

一方、空冷凝縮器７から流出した高圧冷媒が上位の第２
人口ヘッダ−１７に流入し、各二重管１３゜１４．１５
の外管１２における上位の直管部から曲管部及び下位の
直管部を液シール状態になることなく円滑に流通して、
下位の第２出ロヘツダー１９から流出するごとく流れる
。

ところで、前記二重管１３，１４．１５は、例えば、直
管部の長さがともに９００ｍ／ｍ、曲管部の長さがそれ
ぞれ前記曲率半径１１０ｍ／ｍ。

１３７ｍ／ｍｓ１６４ｍ／ｍのπ倍、即ち、３４５ｍ
／ｍ、４３０ｍ／ｍ、５１５ｍ／ｍとなり、全長の内
の大半部を直管部とし、曲管部は半円状の１箇所とした
ので、前記冷却水及び冷媒が流れる内管１１、外管１２
内の各通路の流通抵抗を小さくできるのである。

しかも、二重管１３，１４，１５の曲管部は、その通路
長さが互いに異なるけれども、該通路長さが長く、長さ
に起因する流通抵抗が大きいもの程、曲率半径が大きく
曲りに起因する流通抵抗が小さくなるため、各二重管１
３，１４．１５の流通抵抗の値を、はＳ゛均一でき、冷
却水と冷媒とを各二重管１３，１４．１５において全体
に均一に熱交換させることができるのである。

その上、前記二重管１３，１４，１５．は、全長の内の
大半部を直管部とし、残部を半円状の１っの曲管部とし
たので、直管部は勿論曲管部においても、全体をコイル
状としたものの如く外管１２の内壁の多数箇所に内管１
１が接触する不規則な配置になることを防止でき、熱交
換効率を向上させることができる。

また、各二重管１３，１４．１５は、全体に平板状であ
るため、厚さ方向の寸法を小さくでき、従って、薄形に
できるし、該厚さ方向にできる空間を利用して、圧縮機
９などの冷凍機器の配置を容易に行なえるのである。

しかして、以上説明した前記水冷熱交換器８は、内管１
１内に流す冷却水により、外管１２内に流す冷媒を冷却
する水冷専用としたが、水冷だけでなく、ファンＦ２．
Ｆ２．Ｆ２を運転する空冷凝縮器７の作用時に補助
凝縮器にも兼用する如くできるのである。

この場合、第３図に示した二重管形状のま）でもよいが
、外管１２の外面に、フィンを設けたものを用いるのが
よく、また、各二重管相互の間には、冷却空気を流通さ
せる隙間を設けるごとく威すのである。

そして、第５図に示すごとく、機械室３における下部の
連通孔３ｂから上部の連通孔３ａに亘って形成される空
気通路の、連通孔３ｂの内側に配置して、ファンＦ２・
・・により、下部の連通孔３ｂから吸込んだ空気を各二
重管周りに流通させて、該流通空気により外管１２内の
冷媒を冷却した後、空冷凝縮器７に流通させる空冷運転
を行なえるように威すのである。

斯くすることにより、冷却水による水冷運転を行なえる
と共に、冷却水の供給を停止して空冷凝縮器７による空
冷運転を行なうとき、熱交換器８を補助凝縮器として活
用できるのである。

尚、以上の説明では、二重管の本数は３本としたが、２
本または４本以上としてもよい。

また、以上の説明は、コンテナ冷凍装置に組込んだ場合
であるが、該装置以外の各種の冷凍装置にも適用できる
。

また、以上の説明は、凝縮器として使用した場合である
が、蒸発器にも使用でき、この場合においても、各二重
管１３，１４．１５における冷媒及び水の各流通抵抗を
均一に、かつ小さくできると共に、損失少なく熱交換効
率を向上できる。

以上のごとく本考案は、内管１１と外管１２とから戊る
複数本の二重管１３，１４．１５をそれぞれＵ字状に形
成して、これら各二重管１３，１４．１５における直管
部の長さを同じ長さにしたので、各直管部における流体
の流通抵抗を均一に、かつ小さくできると共に、内管１
１と外管１２との配置を規則正しくでき熱交換効率を向
上できるのである。

また、各二重管１３，１４．１５における曲管部は、曲
率半径の異なる同心円の円弧状としので、各曲管部の流
通抵抗をはＳ゛均一でき、しかも、曲管部は半円形状の
単に一箇所のみであるため、コイル状のものにくらべて
流通抵抗を小さくできるし、かつ、コイル状としたもの
のように、外管１２の内壁に内管１１が多数箇所で接触
するような不規則な配置が生ずるのを防止でき、熱交換
効率の低下を防止できるのである。

従って、各二重管１３，１４．１５の全体で、２つの流
体を均一に、損失少なく、しかも熱交換効率よく確実に
熱交換させることができるのである。

また、各二重管１３，１４．１５の内、曲率半径の小さ
い二重管を内側に、また、曲率半径の大きい二重管を外
側にして、同一平面内に配置したので、全体に薄形に形
成でき、冷凍装置など適用機器を薄形に形成できるので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案熱交換器をコンテナ冷凍装置に組込み
、該装置の前板を外した状態の正面図、第２図はその一
部を断面とした側面図、第３図は本考案熱交換器の一部
を断面とした正面図、第４図はその一部を省略した側面
図、第５図はコンテナ冷凍装置に組込んだ他の実施例を
示す側面図である。１１・・・・・・内管、１２・・・・・・外管、１３，
１４．１５・・・・・・二重管。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

内管１１と外管１２とから成る複数本の二重管１３．１
４．１５をそれぞれＵ字状に形成して、各二重管１３，
１４．１５における直管部の長さを同じ長さに威すと共
に、曲管部を、曲率半径の異なる同心円の円弧状とし、
前記曲管部における曲率半径の小さい二重管を内側に、
また、曲率半径の大きい二重管を外側にして、同一平面
内に配置腰前記各二重管１３，１４，１５における各内
管１１の一方の開口端部を第１人口ヘッダ−１８に、他
方の開口端部を第１出口ヘッダ−１６にそれぞれ連結す
る一方、前記各外管１２の一方の開口端部を第２人口ヘ
ッダ−１７に、他方の開口端部を第２出口ヘッダ−１９
にそれぞれ連結したことを特徴とする熱交換器。