JP6906141B2 - Heat exchanger shunt - Google Patents
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Description
本発明は、一対のヘッダーパイプと、複数の冷媒流路をもつ複数の扁平管と、で構成され、複数の扁平管の間を流れる空気と、扁平管の冷媒流路の中を流れる冷媒とで熱交換を行う熱交換器の分流器に関するものである。 The present invention is composed of a pair of header pipes and a plurality of flat pipes having a plurality of refrigerant flow paths, and the air flowing between the plurality of flat pipes and the refrigerant flowing in the refrigerant flow paths of the flat pipes. It relates to a refrigerant divider of a heat exchanger that exchanges heat with.
従来から、水平方向の左右に対峙する一対のヘッダーパイプと、複数の冷媒流路をもつ複数の扁平管と、扁平管同士の間に設けられる伝熱フィンと、で構成され、複数の扁平管の間を流れる空気と、扁平管の冷媒流路の中を流れる冷媒とで熱交換を行う熱交換器が知られている。 Conventionally, it has been composed of a pair of header pipes facing each other in the horizontal direction, a plurality of flat pipes having a plurality of refrigerant flow paths, and heat transfer fins provided between the flat pipes, and a plurality of flat pipes. There are known heat exchangers that exchange heat between the air flowing between them and the refrigerant flowing in the refrigerant flow path of the flat pipe.
この種の熱交換器において、各扁平管への冷媒流出量を均一化させるため、複数の扁平管を接続する外管と、重力方向に冷媒孔を設けた内管と、で構成する二重管構造の熱交換器分流器が開示されている。(例えば、特許文献1参照)。
図11、図12、図13は、扁平管内の冷媒流れ方向をx方向、空気流れ方向をy方向、重力上向き方向をz方向とした場合に、図11は、特許文献1に記載された従来の熱交換器分流器のx−z平面の断面図、図12は、図11のA−A断面図(特許文献1に記載された従来の熱交換器分流器のx−y平面の断面図)、図13は、図11のB−B断面図(特許文献1に記載された従来の熱交換器分流器を用いた熱交換器における扁平管のy−z平面の断面図)である。
In this type of heat exchanger, in order to equalize the amount of refrigerant flowing out to each flat pipe, a double structure consisting of an outer pipe connecting a plurality of flat pipes and an inner pipe having refrigerant holes in the direction of gravity. A tube structure heat exchanger diversion device is disclosed. (See, for example, Patent Document 1).
11, 12 and 13 show the conventional method described in
図11、図12、図13に示すように、熱交換器1は、複数の冷媒流路2で形成された複数の扁平管3と、扁平管3の両端部をそれぞれ接続する一対のヘッダーパイプ4と、で構成され、ヘッダーパイプ4は、複数の扁平管3を接続する外管5と、重力上向き方向(z方向)の下方から上方になるにしたがって順次大きくした気液二相冷媒を吹き出す冷媒孔6を設けた内管7と、で構成された二重管構造としている。
As shown in FIGS. 11, 12, and 13, the
これにより、重力により流れやすい下側の扁平管への冷媒流出量を減少させ、流れにくい上側の扁平管への冷媒流出量を増加させることで、上側の扁平管を流れる冷媒量と下側の扁平管を流れる冷媒量を均一化させることができる。 As a result, the amount of refrigerant flowing out to the lower flat pipe that easily flows due to gravity is reduced, and the amount of refrigerant flowing out to the upper flat pipe that is difficult to flow is increased, so that the amount of refrigerant flowing through the upper flat pipe and the lower side The amount of refrigerant flowing through the flat pipe can be made uniform.
しかしながら従来の構成では、内管に設けた冷媒孔は扁平管の長手方向(y方向)の幅に対して開口面積が小さく、冷媒孔より吹き出した気液二相冷媒の内、密度の大きい液冷媒は慣性力が大きく、直進しやすく、液冷媒より軽いガス冷媒は拡散しやすいため、冷媒孔と、冷媒孔の近傍の冷媒流路との間の空間には湿り度の高い冷媒が存在し、冷媒孔と、冷媒孔から遠方の冷媒流路との間の空間には湿り度の低い冷媒が存在しやすくなり、複数の冷媒流路毎に冷媒の状態が異なって流れることで、各冷媒流路で冷媒が蒸発完了する位置が異なり、扁平管を有効に利用できず、熱交換器性能が低下するという課題を有していた。 However, in the conventional configuration, the refrigerant hole provided in the inner pipe has a small opening area with respect to the width in the longitudinal direction (y direction) of the flat pipe, and among the gas-liquid two-phase refrigerant blown out from the refrigerant hole, a liquid having a high density. Since the refrigerant has a large inertial force, easily travels straight, and the gas refrigerant, which is lighter than the liquid refrigerant, easily diffuses, a highly moist refrigerant exists in the space between the refrigerant hole and the refrigerant flow path near the refrigerant hole. , Refrigerant with low humidity tends to exist in the space between the refrigerant hole and the refrigerant flow path far from the refrigerant hole, and the state of the refrigerant flows differently for each of a plurality of refrigerant flow paths, so that each refrigerant flows. The position where the refrigerant completes evaporation differs in the flow path, the flat tube cannot be used effectively, and there is a problem that the heat exchanger performance deteriorates.
特に、前縁効果により熱伝達率が高く、空気流れの上流側に位置する冷媒流路内に、湿
り度の低い冷媒が、空気流れの下流側に位置する冷媒流路内に、湿り度の高い冷媒が流れた場合、空気流れの上流側と下流側の冷媒流路で、冷媒が蒸発完了する位置が大きく異なるため、熱交換器性能が大幅に低下する。
In particular, the heat transfer rate is high due to the front edge effect, and the low-humidity refrigerant is placed in the refrigerant flow path located on the upstream side of the air flow, and the low-humidity refrigerant is placed in the refrigerant flow path located on the downstream side of the air flow. When a high amount of refrigerant flows, the position where the refrigerant completes evaporation differs greatly between the upstream side and the downstream side of the air flow, so that the heat exchanger performance is significantly deteriorated.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、蒸発しやすい流路に湿り度の高い冷媒を、蒸発しにくい流路に湿り度の低い冷媒を流すことにより、各冷媒流路に流れる冷媒が、早めに蒸発することや、蒸発することなく流れることを抑制でき、各冷媒流路で冷媒が蒸発完了する位置を均一化することができる熱交換器分流器を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and is a refrigerant flowing in each refrigerant flow path by flowing a highly moist refrigerant in a flow path that easily evaporates and a low humidity refrigerant in a flow path that does not easily evaporate. However, it is an object of the present invention to provide a heat exchanger diversion device that can suppress early evaporation or flow without evaporating, and can make the position where the refrigerant completes evaporation uniform in each refrigerant flow path. ..
前記従来の課題を解決するために、本発明の熱交換器は、複数の冷媒流路を有する扁平管と、扁平管の両端部をそれぞれ接続する一対のヘッダーパイプと、を備えた熱交換器において、少なくとも一方のヘッダーパイプを、複数の扁平管を接続する外管と、扁平管へ冷媒を流出する冷媒孔を扁平管の接続方向の側面に設けた内管と、で構成された二重管構造とし、前記内管の中心軸が、前記扁平管の長手方向の幅中央部を通り、重力方向と平行
な中心面より、空気流れの上流側に偏心するものである。
In order to solve the above-mentioned conventional problems, the heat exchanger of the present invention is a heat exchanger provided with a flat pipe having a plurality of refrigerant flow paths and a pair of header pipes connecting both ends of the flat pipe. in, at least one of the header pipe, and the outer tube for connecting a plurality of flat tubes, an inner tube provided with a cold Nakadachiana you outflow refrigerant into the flat tubes in the connection direction of the side surface of the flat tube, in which is constituted With a double pipe structure, the central axis of the inner pipe passes through the central portion of the width in the longitudinal direction of the flat pipe and is parallel to the direction of gravity.
It is eccentric to the upstream side of the air flow from the central surface.
これにより、熱伝達率が高くなる空気流れの上流側の扁平管の冷媒流路の手前へ、湿り度の高い冷媒を内管から吹き出しやすくなるため、空気流れの上流側の扁平管の冷媒流路に、湿り度の高い冷媒が流れやすくなる。 This makes it easier to blow out highly moist refrigerant from the inner pipe to the front of the refrigerant flow path of the flat pipe on the upstream side of the air flow, which has a high heat transfer coefficient. Highly moist refrigerant easily flows through the road.
本発明の熱交換器分流器は、扁平管の各冷媒流路で冷媒が蒸発完了する位置を均一化することができるため、扁平管を有効に利用でき、熱交換器性能を向上することができる。 In the heat exchanger shunt of the present invention, since the position where the refrigerant completes evaporation can be made uniform in each refrigerant flow path of the flat pipe, the flat pipe can be effectively used and the heat exchanger performance can be improved. can.
第1の発明は、複数の冷媒流路を有する扁平管と、複数の扁平管を水平方向に設置し、扁平管の両端部をそれぞれ接続する一対のヘッダーパイプと、を備え、複数の扁平管を、ヘッダーパイプの軸方向(重力方向)に沿って、互いに平行に接続された熱交換器において、少なくとも一方のヘッダーパイプを、複数の扁平管を接続する外管と、扁平管へ冷媒
を流出する複数の冷媒孔を扁平管の接続側の側面に設けた内管と、で構成された二重管構造とする。
The first invention includes a flat pipe having a plurality of refrigerant flow paths, a pair of header pipes in which the plurality of flat pipes are installed in the horizontal direction and both ends of the flat pipes are connected to each other, and the plurality of flat pipes. In a heat exchanger connected in parallel with each other along the axial direction (gravity direction) of the header pipe, at least one header pipe flows out to the outer pipe connecting a plurality of flat pipes and the flat pipe. The double pipe structure is composed of an inner pipe having a plurality of refrigerant holes provided on the side surface of the flat pipe on the connecting side.
冷媒孔は、扁平管の長手方向の幅中央部を通り、重力方向と平行な中心面を基準に、空気流れの上流側のほうが、空気流れの下流側よりも広くする。
これにより、内管から、熱伝達率が高くなる空気流れの上流側の扁平管の冷媒流路の手前へ、湿り度の高い冷媒を吹き出し、空気流れの上流側の扁平管の冷媒流路に、湿り度の高い冷媒が流れやすくなる。
The refrigerant hole passes through the central portion of the width in the longitudinal direction of the flat pipe, and is wider on the upstream side of the air flow than on the downstream side of the air flow with reference to the central surface parallel to the direction of gravity.
As a result, a highly moist refrigerant is blown out from the inner pipe to the front of the refrigerant flow path of the flat pipe on the upstream side of the air flow having a high heat transfer coefficient, and into the refrigerant flow path of the flat pipe on the upstream side of the air flow. , The highly moist refrigerant easily flows.
蒸発しやすい流路には、湿り度の高い冷媒が、蒸発しにくい空気流れの下流側の扁平管の流路には、外管に滞留しているガス状態(湿り度の低い)冷媒がそれぞれ流れ、各冷媒流路で冷媒が蒸発完了する位置を均一化することができるため、扁平管を有効に利用でき、熱交換器性能を向上することができる。 Highly moist refrigerant is in the flow path that easily evaporates, and gas-state (low moistness) refrigerant staying in the outer pipe is in the flow path of the flat tube on the downstream side of the air flow that is hard to evaporate. Since the position where the refrigerant is completely evaporated can be made uniform in the flow and each refrigerant flow path, the flat tube can be effectively used and the heat exchanger performance can be improved.
第2の発明は、内管の中心軸が、扁平管の長手方向の幅中央部を通り、重力方向と平行な中心面より、空気流れの上流側に偏心しており、冷媒孔と、内管の中心軸と、を結んだ線が、扁平管の冷媒流路の中の冷媒流れ方向と平行となる位置に、冷媒孔を設ける。
これにより、空気流れの上流側の冷媒流路へ向かって、直進するように気液二相冷媒が内管から吹き出され、冷媒流路と冷媒流路とを隔てる壁に衝突し、外管内で冷媒が攪拌されることが抑制されるため、冷媒の流速が速く、攪拌されやすい、高能力運転時においても、空気流れの上流側の冷媒流路へ、内管より吹き出したままの状態の湿り度の高い冷媒が、空気流れの下流側の冷媒流路へ、外管に滞留している状態の湿り度の低い冷媒が流れやすく、各冷媒流路で冷媒が蒸発完了する位置を均一化することができる。
In the second invention, the central axis of the inner pipe passes through the central portion of the width in the longitudinal direction of the flat pipe and is eccentric to the upstream side of the air flow from the central plane parallel to the direction of gravity. A refrigerant hole is provided at a position where the line connecting the central axis of the above is parallel to the direction of the refrigerant flow in the refrigerant flow path of the flat pipe.
As a result, the gas-liquid two-phase refrigerant is blown out from the inner pipe so as to go straight toward the refrigerant flow path on the upstream side of the air flow, collides with the wall separating the refrigerant flow path and the refrigerant flow path, and inside the outer pipe. Since the refrigerant is suppressed from being agitated, the flow velocity of the refrigerant is fast and it is easy to be agitated. Even during high-capacity operation, the dampness remains blown out from the inner pipe to the refrigerant flow path on the upstream side of the air flow. It is easy for the low-humidity refrigerant that is staying in the outer pipe to flow into the refrigerant flow path on the downstream side of the air flow, and the position where the refrigerant completes evaporation is made uniform in each refrigerant flow path. be able to.
また、冷媒流路と冷媒流路とを隔てる壁に衝突し、流動抵抗となることが抑制されるため、吹き出された冷媒を、冷媒流路内にスムーズに流すことにより、外管の中の下側に液冷媒が残留することを抑制でき、重力方向の気液分布の不均一化を防止し、各扁平管へ流れる冷媒状態を均一化することができる。 Further, since it is suppressed that the refrigerant collides with the wall separating the refrigerant flow path and the refrigerant flow path and becomes a flow resistance, the blown-out refrigerant is smoothly flowed into the refrigerant flow path in the outer pipe. It is possible to suppress the residual liquid refrigerant on the lower side, prevent non-uniformity of the gas-liquid distribution in the direction of gravity, and make the state of the refrigerant flowing to each flat pipe uniform.
また、冷媒が蒸発し、一緒に循環している冷凍機油が残留しやすい、空気流れの上流側の扁平管の冷媒流路に、湿り度の高い冷媒を流すことで、液冷媒とともに残留した冷凍機油を戻すことができるため、冷凍機油の残留による熱交換の阻害を抑制することができ、熱交換器性能を向上することができる。 In addition, refrigeration that remains together with the liquid refrigerant by flowing a highly moist refrigerant through the refrigerant flow path of the flat pipe on the upstream side of the air flow, where the refrigerant evaporates and the refrigerating machine oil that circulates together tends to remain. Since the machine oil can be returned, the inhibition of heat exchange due to the residual refrigerating machine oil can be suppressed, and the heat exchanger performance can be improved.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって、本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1、図2、図3は、扁平管内の冷媒流れ方向をx方向、空気流れ方向をy方向、重力上向き方向をz方向とした場合に、図1は、本発明の実施の形態1の熱交換器分流器のx−z平面の断面図、図2は、図1のA−A断面図(本発明の実施の形態1の熱交換器分流器のx−y平面の断面図)、図3は、図1のB−B断面図(本発明の実施の形態1のヘッダーパイプを用いた熱交換器における扁平管のy−z平面の断面図)である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
(Embodiment 1)
1, FIG. 2 and FIG. 3 show the embodiment of the present invention in the case where the refrigerant flow direction in the flat pipe is the x direction, the air flow direction is the y direction, and the gravity upward direction is the z direction. A cross-sectional view of the xx plane of the heat exchanger diversion device, FIG. 2 is a cross-sectional view of AA of FIG. 1 (cross-sectional view of the xy plane of the heat exchanger diversion device according to the first embodiment of the present invention). FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 1 (a cross-sectional view taken along the yz plane of a flat tube in a heat exchanger using the header pipe according to the first embodiment of the present invention).
図1、図2、図3において、熱交換器10は、複数の扁平管11と、一対のヘッダーパイプ12a、12bと、を備えている。
In FIGS. 1, 2, and 3, the
複数の扁平管11は、ヘッダーパイプ12a、12bの軸方向(z方向)に沿って、互いが平行になるように、それぞれ水平方向(x方向)に配置されており、扁平管11内の冷媒流路13は、ヘッダーパイプ12a、12bの内部に連通されている。
The plurality of
少なくとも一方のヘッダーパイプ12aは、複数の扁平管11を接続する外管14と、扁平管11へ冷媒を流出する冷媒孔15を扁平管11の接続側の側面に設けた内管16と、で構成された二重管構造であり、例えば、アルミニウムなどの金属材料を押出成型することにより、円筒状に形成されている。
At least one
また、ヘッダーパイプ12a、12bの一端部には、冷媒配管17a、17bがそれぞれ接続されている。これら各冷媒配管17a、17bは、冷媒の流入口または流出口として機能するように構成されている。
Further,
冷媒孔15は、扁平管11に対応するように、内管16の軸方向(z方向)に複数個存在しており、内管16の軸方向(z方向)の同一高さ位置においては、扁平管11の長手方向(y方向)の幅中央部を通り、重力方向(z方向)と平行な中心面を基準に、空気流れの上流側のほうが、空気流れの下流側よりも広くなっている。
A plurality of
なお、図4は、本発明の実施の形態1の変形例1のヘッダーパイプを用いた熱交換器における扁平管のy−z平面の断面図、図5は、本発明の実施の形態1の変形例2のヘッダーパイプを用いた熱交換器における扁平管のy−z平面の断面図、図6は、本発明の実施の形態1の変形例3のヘッダーパイプを用いた熱交換器における扁平管のy−z平面の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the yz plane of the flat tube in the heat exchanger using the header pipe of the
冷媒孔15は、図4に示すように、扁平管11の長手方向の幅中央部を通り、重力方向(z方向)と平行な中心面を基準に、空気流れの上流側(−y方向)にずらした位置に設けた丸孔でも、図5に示すように、扁平管11の長手方向の幅中央部を通り、重力方向(z方向)と平行な中心面を基準に、空気流れの上流側(−y方向)が大きく、空気流れの下流側(+y方向)が小さい、非対称な孔でも、図6に示すように、扁平管11の長手方向の幅中央部を通り、重力方向(z方向)と平行な中心面を基準に、空気流れの上流側(−y方向)に多く、空気流れの下流側(+y方向)に少なくなるよう、同じ開口面積の丸孔を複数個設けてもよい。
As shown in FIG. 4, the
以上のように構成された熱交換器について、蒸発器として機能する場合には、冷媒配管17aからヘッダーパイプ12aの内管16の内部に流入した気液二相冷媒が、複数の冷媒孔15から、外管14の内部に吹き出し、各扁平管11内の各冷媒流路13を介して+x方向に流れ、ヘッダーパイプ12bの内部に送られる。扁平管11内の各冷媒流路13を冷媒が流れる際に、各扁平管11の間を+y方向に流れる空気と熱交換を行う。そして、ヘッダーパイプ12bに送られた冷媒は、冷媒配管17bから流出される。
When the heat exchanger configured as described above functions as an evaporator, the gas-liquid two-phase refrigerant flowing from the
内管16からは、熱伝達率が高くなる空気流れの上流側の扁平管11の冷媒流路13の手前へ、湿り度の高い冷媒を吹き出しやすくなるため、空気流れの上流側の扁平管11の冷媒流路13に、湿り度の高い冷媒が流れやすくなる。
Since it becomes easy to blow out a highly moist refrigerant from the
なお、冷媒としては、例えば、R410A、R32およびR32を含む混合冷媒などが用いられる。 As the refrigerant, for example, a mixed refrigerant containing R410A, R32 and R32 is used.
次に、本実施形態の利用について、本実施形態の熱交換器10を空気調和装置の室外機20に利用した場合を例に説明する。
Next, the use of the present embodiment will be described by taking as an example the case where the
図7は、本実施形態の熱交換器10を適用した室外機20の内部構造を示すx−y平面図であり、図8は、本実施形態の熱交換器10を適用した室外機20の内部構造を示すx−z平面図である。
FIG. 7 is a xy plan view showing the internal structure of the
図7、図8に示すように、室外機20は、圧縮機21と、切替弁22と、室外膨張弁23と、送風機24と、熱交換器10を備えている。室外機20と室内機(図示せず)は、液管25と、ガス管26とで接続している。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
熱交換器10は、空気流れ方向(y方向)に2つ設置しており、空気流れの上流側に設置している熱交換器10の一方のヘッダーパイプ12aは二重管構造であり、冷媒配管17aを介して、室外膨張弁23と接続しており、空気流れの下流側に設置している熱交換器30の一方のヘッダーパイプ32aは、冷媒配管37aを介して、切替弁22と接続している。
Two
熱交換器10の他方のヘッダーパイプ12bと、熱交換器30の他方のヘッダーパイプ32bと、は冷媒配管17b、37bで接続している。
まず、冷房運転を行う場合は、熱交換器10は凝縮器として機能する。
The
First, when the cooling operation is performed, the
室外機20の圧縮機21から送られるガス冷媒は、切替弁22を介して、冷媒配管37aから、ヘッダーパイプ32aの中に流入される。このガス冷媒は、ヘッダーパイプ32aの内部を通り、複数の扁平管31内の冷媒流路33に流入され、水平方向(+x方向)に流れ、ヘッダーパイプ32bに流出する。ヘッダーパイプ32bに流出した冷媒は、冷媒配管17b、37bを介して、ヘッダーパイプ12bの内部を通り、複数の扁平管11の冷媒流路13に流入され、水平方向(−x方向)に流れる。冷媒は、扁平管11、31において、送風機24により送られた空気と熱交換をすることで放熱して凝縮される。
The gas refrigerant sent from the
凝縮した冷媒は、二重管構造であるヘッダーパイプ12aの外管14から、冷媒孔15を通り、内管16に流入し、冷媒配管17aから室外膨張弁23、液管25を通り、室内機に流出される。
The condensed refrigerant flows from the
室内機に流れた凝縮した冷媒は、室内熱交換器(図示せず)で空気と熱交換をすることで吸熱し蒸発する。蒸発した冷媒は、ガス管26を通り、切替弁22を介して、圧縮機21に循環する。暖房運転を行う場合は、熱交換器10は蒸発器として機能する。
The condensed refrigerant flowing into the indoor unit absorbs heat and evaporates by exchanging heat with air in an indoor heat exchanger (not shown). The evaporated refrigerant passes through the
室外機20の圧縮機21から送られるガス冷媒は、切替弁22を介して、ガス管26を通り、室内機に流出される。室内機に流れたガス冷媒は、室内機に設けられた室内熱交換器で空気と熱交換をすることで放熱し凝縮する。凝縮した冷媒は、液管25、室外膨張弁23を通り、気液二相冷媒となり、冷媒配管17aから、二重管構造であるヘッダーパイプ12aの内管16に流入される。
The gas refrigerant sent from the
気液二相冷媒は、ヘッダーパイプ12aの内管16の冷媒孔15を通り、複数の扁平管11内の冷媒流路13に流入され、水平方向(+x方向)に流れ、ヘッダーパイプ12bに流出する。ヘッダーパイプ12bに流出した冷媒は、冷媒配管17b、37bを介して、ヘッダーパイプ32bの内部を通り、複数の扁平管31の冷媒流路33に流入され、水平方向(−x方向)に流れる。冷媒は、扁平管11、31において、送風機24により送られた空気と熱交換をすることで吸熱して蒸発される。
The gas-liquid two-phase refrigerant passes through the refrigerant holes 15 of the
蒸発した冷媒は、ヘッダーパイプ32aに流入し、内部を通り、冷媒配管37aから切替弁22を介して、圧縮機21に循環する。
The evaporated refrigerant flows into the
蒸発器として機能する場合、ヘッダーパイプ12aの内管16には気液二相冷媒が流れ、冷媒孔15からは、気液二相冷媒が吹き出すことになる。冷媒孔15より吹き出した気液二相冷媒の内、密度の大きい液冷媒は慣性力が大きく、直進しやすく、液冷媒より軽いガス冷媒は拡散しやすいため、冷媒孔15近傍の空間には、湿り度の高い(液濃度の高い
)冷媒が存在し、冷媒孔15近傍の扁平管11の冷媒流路13を介して湿り度の高い冷媒が流れ、冷媒孔15から離れた空間においては液濃度が低くなり、湿り度の低い(ガス濃度の高い)冷媒が存在し、冷媒孔15遠方の扁平管11の冷媒流路13を介して湿り度の低い冷媒が流れる。
When functioning as an evaporator, a gas-liquid two-phase refrigerant flows through the
冷媒孔15は、扁平管11の長手方向(y方向)の幅中央部を通り、重力方向(z方向)と平行な中心面を基準に、空気流れの上流側のほうが、空気流れの下流側よりも広いため、空気流れの上流側の扁平管11の冷媒流路13の手前へ、湿り度の高い冷媒を吹き出しやすく、空気流れの上流側の扁平管11の冷媒流路13に、湿り度の高い冷媒がより流れやすくなり、空気流れの下流側の扁平管11の冷媒流路13に、湿り度の低い冷媒がより流れやすくなる。
The
以上のように、本実施の形態において、熱交換器10は、複数の冷媒流路13を有する扁平管11と、複数の扁平管11を水平方向に設置し、扁平管11の両端部をそれぞれ接続する一対のヘッダーパイプ12と、を備え、複数の扁平管11を、ヘッダーパイプ12の軸方向に沿って、互いに平行に接続される。
As described above, in the present embodiment, in the
少なくとも一方のヘッダーパイプ12aを、複数の扁平管11を接続する外管14と、扁平管へ冷媒を流出する複数の冷媒孔15を、扁平管の接続側の側面に設けた内管16と、で構成された二重管構造し、冷媒孔15は、扁平管11の長手方向(y方向)の幅中央部を通り、重力方向(z方向)と平行な中心面を基準に、空気流れの上流側のほうが、空気流れの下流側よりも広くする。
At least one
これにより、熱伝達率が高くなる空気流れの上流側の扁平管11の冷媒流路13の手前へ、内管16から湿り度の高い冷媒を吹き出しやすくなるため、空気流れの上流側の扁平管11の冷媒流路13に、湿り度の高い冷媒が流れやすくなる。蒸発しやすい流路には湿り度の高い冷媒が、蒸発しにくい空気流れの下流側の扁平管の流路には、外管14に滞留している湿り度の低い冷媒が流れることで、各冷媒流路13で冷媒が蒸発完了する位置を均一化することができるため、扁平管11を有効に利用でき、熱交換器性能を向上することができる。
As a result, it becomes easy to blow out a highly moist refrigerant from the
なお、実施例では、熱交換器10を空気流れ方向(y方向)に2つ設置しているが、例えば、1つでも、3つ以上でもよく、状況に応じて、ヘッダーパイプ12内に仕切板を設け、一方のヘッダーパイプ12aの重力方向(z方向)下側が二重管構造、重力方向(z方向)上側が単管となるような構成で、冷媒配管17a、17bの両方を一方のヘッダーパイプ12aに接続したり、また、重力方向(z方向)に2つの熱交換器10を重ねた構成を用いた場合でも、同様の効果を得られることは言うまでもない。
(実施の形態2)
図9は、本発明の実施の形態2におけるヘッダーパイプのx−y平面の断面図であり、図10は、本発明の実施の形態2のヘッダーパイプを用いた熱交換器における扁平管のy−z平面の断面図である。
In the embodiment, two
(Embodiment 2)
FIG. 9 is a cross-sectional view of the xy plane of the header pipe according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 10 shows the y of the flat tube in the heat exchanger using the header pipe according to the second embodiment of the present invention. It is sectional drawing of the −z plane.
図9、図10に示すように、内管16の中心軸Cは、扁平管11の長手方向の幅中央部を通り、重力方向(z方向)と平行な中心面より、空気流れの上流側に偏心しており、冷媒孔15と、内管16の中心軸Cと、を結んだ線が、扁平管11の冷媒流路13の流れ方向(x方向)と平行となるように、冷媒孔15を設けたものである。
As shown in FIGS. 9 and 10, the central axis C of the
これにより、冷媒孔15より、空気流れの上流側の冷媒流路13へ向かって直進するように気液二相冷媒が吹き出され、冷媒が冷媒流路13と冷媒流路13とを隔てる壁に衝突し、冷媒が攪拌されることが抑制されるため、冷媒の流速が速く、攪拌されやすい、高能
力運転時においても、空気流れの上流側の冷媒流路13へ、内管16より吹き出したままの状態の湿り度の高い冷媒が、空気流れの下流側の冷媒流路13へ、外管14に滞留している状態の湿り度の低い冷媒が流れやすく、各冷媒流路13で冷媒が蒸発完了する位置を均一化することができる。
As a result, the gas-liquid two-phase refrigerant is blown out from the
また、冷媒が冷媒流路13と冷媒流路13とを隔てる壁に衝突し、流動抵抗となることが抑制されるため、吹き出した気液二相冷媒が冷媒流路13内にスムーズに流れ、外管14の中の下側に液冷媒が残留することで重力方向(z方向)の気液分布が不均一となることを防止でき、各扁平管11へ流れる冷媒の状態を均一化することができる。
Further, since it is suppressed that the refrigerant collides with the wall separating the
また、冷媒が蒸発し、一緒に循環している冷凍機油が残留しやすい、空気流れの上流側の扁平管11の冷媒流路13に、湿り度の高い冷媒を流すことで、液冷媒とともに残留した冷凍機油を戻すことができるため、冷凍機油の残留による熱交換の阻害を抑制することができ、熱交換器性能を向上することができる。
Further, by flowing a highly moist refrigerant through the
なお、内管16に設けた冷媒孔15は、内管16の中心軸Cと、扁平管11の長手方向(y方向)の幅の一端と、を結んだ線と交わる内管16の側面上の点Dと、内管16の中心軸Cと、扁平管11の長手方向(y方向)の幅の他端と、を結んだ線と交わる内管16の側面上の点Eと、の扁平管11の接続側の間の側面上に位置するように設けるのがよい。
The
これにより、内管16から、扁平管11に向かって冷媒が吹き出される。冷媒が外管14に衝突し、流動抵抗となり、冷媒流路13に冷媒が流れにくくなり、外管14の中に液冷媒が残留することが抑制されるため、重力方向(z方向)の気液分布が不均一となることを防止でき、各扁平管11へ流れる冷媒の状態をさらに均一化することができる。
As a result, the refrigerant is blown from the
本発明は、扁平管利用の熱交換器において、複数の冷媒流路毎に冷媒の状態が異なって流れることを抑制し、各冷媒流路で冷媒が蒸発完了する位置を均一化することができる熱交換器分流器であり、冷凍機、空気調和装置、給湯空調複合装置などの用途に適用できる。 According to the present invention, in a heat exchanger using a flat tube, it is possible to suppress the flow of different refrigerant states in each of a plurality of refrigerant flow paths, and to make the position where the refrigerant completes evaporation in each refrigerant flow path uniform. It is a heat exchanger / refrigerant, and can be applied to applications such as refrigerators, air conditioners, and hot water supply / air conditioning combined devices.
1 熱交換器
2 冷媒流路
3 扁平管
4 ヘッダーパイプ
5 外管
6 冷媒孔
7 内管
10、30 熱交換器
11、31 扁平管
12、32 ヘッダーパイプ
13、33 冷媒流路
14 外管
15 冷媒孔
16 内管
17、37 冷媒配管
20 室外機
21 圧縮機
22 切替弁
23 室外膨張弁
24 送風機
25 液管
26 ガス管
1
Claims (3)
前記扁平管の両端部をそれぞれ接続する一対のヘッダーパイプと、
を備えた熱交換器において、少なくとも一方の前記ヘッダーパイプを、複数の前記扁平管を接続する外管と、
前記扁平管へ冷媒を流出する冷媒孔を、前記扁平管の接続方向の側面に設けた内管と、で構成された二重管構造とし、
前記内管の中心軸が、前記扁平管の長手方向の幅中央部を通り、重力方向と平行な中心面より、空気流れの上流側に偏心することを特徴とする熱交換器分流器。 A flat tube with multiple refrigerant channels and
A pair of header pipes connecting both ends of the flat pipe,
In a heat exchanger provided with, at least one of the header pipes is attached to an outer pipe connecting a plurality of the flat pipes.
The cold Nakadachiana you outflow refrigerant into the flat tube, and the inner tube is provided on the side of the connection direction of the flat tube, in a configured double-pipe structure,
A heat exchanger shunt characterized in that the central axis of the inner pipe passes through the central portion of the width in the longitudinal direction of the flat pipe and is eccentric to the upstream side of the air flow from the central surface parallel to the direction of gravity.
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